DE3853719T2

DE3853719T2 - Wegsuchverfahren für navigationssystem.

Info

Publication number: DE3853719T2
Application number: DE3853719T
Authority: DE
Inventors: Mitsuhiro Nimura; Yasuhiro Toyama; Takashi Yamada; Shoji Yokohama
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Shinsangyo Kaihatsu KK
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Shinsangyo Kaihatsu KK
Priority date: 1987-12-28
Filing date: 1988-12-23
Publication date: 1995-10-05
Anticipated expiration: 2008-12-24
Also published as: US5168452A; EP0346492B1; EP0346492A4; DE3853719D1; WO1989006414A1; EP0346492A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Routennavigationsvorrichtung, die nach der kürzesten Route von einem Abfahrtspunkt zu einem Ziel sucht. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Routensuchverfahren einer Navigationsvorrichtung, das nach einer Route sucht, indem Kartendaten in eine hierarchische Struktur gebracht werden.
Eine Navigationsvorrichtung bietet einem Fahrer, der mit den örtlichen geographischen Gegebenheiten nicht vertraut ist, eine Routenleitung für die Fahrt zu einem Ziel. In den letzten Jahren gab es umfangreiche Entwicklungen solcher Navigationsvorrichtungen.
Die herkömmliche Navigationsvorrichtung dient dazu, eine Route von einem Abfahrtspunkt zu einem gewünschten Ziel durch Eingeben von Abfahrtspunkt und Ziel vor der Fahrt einzustellen und eine Navigation entsprechend der eingestellten Route durchzuführen. Ist eine Route festgelegt, erfolgt die Navigation so, daß auf dem Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre die Karte angezeigt und die Route auf der Karte eingeblendet wird. Bei manchen Vorrichtungen wird die Entfernung bis zu einer Kreuzung, an der als nächstes abzubiegen ist, numerisch, in Form einer Grafik oder als charakteristische Fotografie als Informationen über die Kreuzung angezeigt, an der als nächstes entsprechend der voreingestellten Route abzubiegen ist. Bei manchen dieser Vorrichtungen wird auch eine Sprachspurausgabe verwendet.
Ein Straßennetz hat gewöhnlich mehrere Routen von einem Abfahrtspunkt zu einem Ziel. Dementsprechend gab es Versuche, ein Routensuchverfahren in einer Navigationsvorrichtung einzusetzen, bei dem nach Eingeben eines Abfahrtpunkts und Ziels in die Vorrichtung eine Route (als "kürzeste Route" bezeichnet) ermittelt wird, die dem zeitlich oder entfernungsmäßig kürzesten Weg zwischen diesen beiden Punkten entspricht. Beispielsweise wird in einem berichteten Verfahren zum Ausdrükken von Links- und Rechtsabbiegevorgängen, einer Geradeausbewegung und eines Wendens bei einer Kreuzung mit vier sich kreuz enden Straßen die Kreuzung durch acht Knoten und 16 Richtungsverbindungen dargestellt, und Kreuzungen miteinander verbindende Nebenstraßen werden durch zwei Richtungsverbindungen dargestellt. Bei einem weiteren Verfahren wird nach der Ermittlung die kürzeste Route mit Kursen verglichen, auf denen ein Fahrverbot gilt, und kürzeste Routen, zu denen diese verbotsbehafteten Routen gehören, werden ausgeschlossen, wodurch eine kürzeste Route ermittelt wird, zu der keine verbotsbehaftete Route gehört. (Siehe dazu z. B. JP-A-62- 91811.
Ein im bekannten Verfahren auftretendes Problem besteht jedoch in folgendem: da Informationen über das Links- oder Rechtsabbiegen an einer Kreuzung ausschließlich im Hinblick auf Richtungsverbindungen ausgedrückt werden, liegt eine große Datenmenge vor, weshalb eine große Speicherkapazität erforderlich ist. Außerdem ist die herkömmliche Datenstruktur so, daß beim Versuch der Ermittlung einer zeitlich kürzesten Route durch Detektieren eines Links- oder Rechtsabbiegens und Anwenden einer Gewichtung in Abhängigkeit vom Links- oder Rechtsabbiegen die Berechnungen zum Beurteilen von Links- und Rechtsabbiegevorgängen kompliziert und zeitaufwendig sind. Werden vier sich kreuzende Straßen durch acht Knoten und 16 Richtungsverbindungen ausgedrückt, müssen insbesondere Entfernungs- oder Zeitdaten vorgesehen sein, die als Gewichtung auf die 16 Richtungsverbindungen angewendet werden. Somit steigt die Datenmenge.
Ist überdies die Entfernung vom Abfahrtspunkt zum Ziel lang oder ist das Straßennetz sehr dicht, gestaltet sich die Routenermittlung so, daß eine entsprechend große Anzahl von Kreuzungen vorliegt, die möglicherweise Gegenstand der Ermittlung sind. Folglich erhöht sich die zur Routensuche erforderliche Rechenzeit sowie die erforderliche Speicherkapazität des bei der Suchverarbeitung verwendeten Speichers.
In der NTZ Nachrichtentechnische Zeitschrift, Band 36, Nr. 4, April 1983, Seiten 220 bis 223 offenbaren A. Fuchs et al. ein Routensuchverfahren zur Verwendung in einem Navigationssystem mit einer grafischen Darstellung eines Straßennetzes, bei der Straßen mit einer gegebenen Richtung als Pfeile dargestellt sind und das Straßennetz in Bereiche aufgeteilt ist. Das offenbarte Verfahren ist ein Routensuchverfahren, das von einer höheren Ordnung zu einer niederen Ordnung fortschreitet.
Die WO-A-88/09974 betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Straße zwischen einem Ausgangspunkt und einem Zielpunkt. Ein Straßennetz ist in mindestens zwei Maschendichtenund Originalgrößenschichten aufgeteilt und registriert. Eine detaillierte Routensuche erfolgt nach Erreichen einer Schicht, die eine mögliche Route zwischen dem Ausgangs- und dem Zielpunkt zeigt.
Die EP-A2-0 246 452 betrifft ein Navigationsverfahren, bei dem ein Abfahrts- und ein Zielpunkt eingestellt werden. Es erfolgt eine Routensuche in zwei Bereichen mit gleicher Straßendichte, d. h., in Schichten gleicher Ordnung.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Menge gespeicherter Daten zu verringern und eine schnelle Routensuche mit Entscheidungen über Daten zu ermöglichen, die Links- und Rechtsabbiegeverbote betreffen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die notwendige Zeit für Routensuchberechnungen zu verkürzen.
Zur Lösung dieser Aufgaben sieht die Erfindung ein Routensuchverfahren gemaß dem selbständigen Anspruch 1 vor. In den verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung weist das Verfahren in einer Navigationsvorrichtung zum Einstellen einer Route von einem bezeichneten Abfahrtspunkt zu einem Ziel und zum Bereitstellen einer Leitung entlang der Route auf: Bereitstellen von Knotendaten mit Positionsinformationen und Informationen über deren Attribute, Kreuzungsdaten mit Informationen über Kreuzungen und Straßendaten mit Informationen über Straßen als bei der Routensuche verwendete Kartendaten sowie Ermitteln einer Optimalroute anhand der Kreuzungsdaten und Straßendaten. Weitere Schritte weisen auf: Bringen von Kartendaten in eine Schichtstruktur, Entwickeln eines Nebenstraßennetzes, das mit einem Hauptstraßennetz im Hinblick auf eine Schicht höherer Ordnung des Hauptstraßennetzes verbunden ist, und Durchführen einer Blockaufteilung sowie aufeinanderfolgendes Wiederholen der Suche von einer Schicht niederer Ordnung zu Kreuzungen, die mit einem Straßennetz der Schicht höherer Ordnung verbunden sind, und Ermitteln einer Route vom Abfahrtspunkt zum Ziel. Ferner werden als Kartendaten Verbindungsinformationen über Straßen zwischen Kreuzungen für jeden Block jeder Schicht und Verbindungskreuzungsinformationen zur Verbindung mit der Schicht höherer Ordnung verwendet, während die Anzahl aufgeteilter Blöcke der Schicht niederer Ordnung entsprechend der Informationsmenge erhöht wird und eine Anhebung auf eine Schicht höherer Ordnung erfolgt, während die Suche von der Schicht niederer Ordnung aus wiederholt wird, bis ein Abfahrtspunktblock und ein Zielblock zum gleichen Block oder zu benachbarten Blöcken werden. Als Kartendaten können Informationen über Links- oder Rechtsabbiegeverbote und Routenumwandlungsinformationen eingestellt werden, z. B. Informationen über eine überflüssige Leitung und über einen Schwierigkeitsgrad beim Durchfahren einer Straße, wobei aus den ermittelten Kursen bei der Routenermittlung Straßen ausgeschlossen werden, für die Informationen über Links- oder Rechtsabbiegeverbote eingestellt wurden, und eine Optimalroute nach Anfügen der Routenumwandlungsinformationen ermittelt wird.
Wird die Routensuche in Blöcken durchgeführt, die Abfahrtspunkt und Ziel in der Schicht niederer Ordnung aufweisen und liegt eine Kreuzungsnummer in der Schicht höherer Ordnung vor, erfolgt aufgrund dieser Anordnung die Routensuche im Block dieser Schicht. Liegt keine Kreuzungsnummer in der Schicht höherer Ordnung vor, wird die Routensuche von dieser Kreuzung aus zu einer Kreuzung mit einer Kreuzungsnummer der Schicht höherer Ordnung durchgeführt, und es erfolgt ein Übergang zu einem Block einer Schicht noch höherer Ordnung. Werden der Block des Abfahrtspunkts und der Block des Ziels zum gleichen Block oder zu aneinander angrenzenden Blöcken, wird die Routensuche vom Abfahrtspunkt zum Ziel zwischen den Blöcken beendet.
Indem Blockeinheiten in jeder Schicht so eingestellt werden, daß die Datenmenge gleich ist, reicht es folglich aus, die Routensuche wiederholt stets in der gleichen Speicherkapazität durchzuführen, auch wenn eine große Informationsmenge vorliegt und das Straßennetz kompliziert ist. Dadurch ist sogar eine für die Routensuche notwendige kleine Speicherkapazität ausreichend, die Routensuche kann rationell durchgeführt werden und die zur Routensuche benötigte Rechenzeit läßt sich verkürzen.
Gehören zu den Straßendaten Informationen über Linksoder Rechtsabbiegeverbote oder Routenumwandlungsinformationen, schließt die Routensucheinrichtung Straßen bei der Routenermittlung aus, für die Informationen über Links- oder Rechtsabbiegeverbote eingestellt wurden, und unter Verwendung der Routenumwandlungsinformationen läßt sich eine Optimalroute rationell ermitteln. Dadurch kommt es zu keiner nutzlosen Suchverarbeitung und die Verarbeitung läßt sich beschleunigen.
Fig. 1 ist eine Ansicht zum Beschreiben einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Routensuchverfahrens;
Fig. 2 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für die Datenstruktur eines Blocks 1 in einer Schicht 2 von Fig. 1 veranschaulicht;
Fig. 3 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für die Datenstruktur eines Blocks 4 in einer Schicht 2 von Fig. 1 veranschaulicht;
Fig. 4 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für die Datenstruktur eines Blocks 6 in einer Schicht 2 von Fig. 1 veranschaulicht;
Fig. 5 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für die Datenstruktur eines Blocks 1 in einer Schicht 1 von Fig. 1 veranschaulicht;
Fig. 6 ist eine Ansicht, die die Struktur einer Arbeitsdatei und einer Indexdatei veranschaulicht;
Fig. 7 ist eine Ansicht zum Beschreiben des Gesamtverarbeitungsablaufs bei der Routensuche;
Fig. 8 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für eine Suchroutine bei identischen Blöcke veranschaulicht;
Fig. 9 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für eine Suchroutine bei benachbarten Blöcken veranschaulicht;
Fig. 10 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für eine Suchroutine bei entfernten Blöcken veranschaulicht;
Fig. 11 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für eine Subroutine zur Routensuche veranschaulicht;
Fig. 12 ist eine Ansicht zum Beschreiben des Verarbeitungsablaufs einer Subroutine zur Ermittlung peripherer Straßen;
Fig. 13 ist eine Ansicht zum Beschreiben des Verarbeitungsablaufs einer Subroutine zum Einstellen optimaler Routenbedingungen;
Fig. 14 ist eine Ansicht zum Beschreiben des Verarbeitungsablaufs einer Subroutine zum Überprüfen von Endbedingungen;
Fig. 15 ist eine Ansicht von Beispielen für Straßennetzund Kreuzungsdaten, Straßendaten und Knotenfolgedaten;
Fig. 16 ist eine Ansicht der Systemkonfiguration einer Ausführungsform, die auf das erfindungsgemäße Routensuchverfahren einer Navigationsvorrichtung angewendet ist;
Fig. 17 ist eine Ansicht eines Beispiels für die Datenstruktur einer Kreuzungsfolge und einer Knotenfolge, die durch die erfindungsgemäße Routensuche erzeugt werden; und
Fig. 18 ist eine Ansicht zum Beschreiben des Verarbeitungsablaufs zum Auslesen einer Kreuzungsfolge und einer Knotenfolge.
In Fig. 1 ist eine Schicht 1 eine Hauptstraßennetzkarte mit Kreuzungen Nummer I, II, III, ... usw. Die Schicht 1 besteht aus einem einzigen Block 1. Eine Schicht 2 ist eine Karte, die ebenfalls ein Straßennetz aus Nebenstraßen aufweist, die mit dem Hauptstraßennetz verbunden sind. Diese Schicht besteht aus sechs Blöcken 1 bis 6. Wie bei den Kreuzungen Nummer V und II zwischen den Blöcken 1 und 2 der Schicht 2 sind Kreuzungen auf formale Weise so auf Verbindungsstraßen zwischen Blöcken eingestellt, daß Verarbeitungseinheiten durch Blöcke gebildet werden können. Die Anzahl von Blöcken ist so gewählt, daß die Informationsmenge in ihnen jeweils etwa gleich ist. Folglich haben der Block 1 in der Schicht 1 und die Blöcke 1 bis 6 in der Schicht 2 jeweils die gleiche Informationsmenge als Straßennetzdaten.
Wie vorstehend beschrieben wurde, nutzt das Routensuchverfahren der Erfindung Kartendaten einer Schichtstruktur mit Schichten 1, 2, ..., die jeweils mit der Datenzunahme von Hauptstraßen zu Nebenstraßen in absteigender Hierarchie in Blöcke aufgeteilt sind. Diese Daten werden verwendet, um nach Routen von einem Abfahrtspunkt zu einem Ziel zu suchen. Wo folglich Nebenstraßen vorliegen, die in der Hierarchie niedriger als das Straßennetz der Schicht 2 stehen, wird eine Schicht 3 eingestellt, wobei diese Schicht eine größere Anzahl von Blöcken entsprechend der Informationsmenge hat. Auf ähnliche Weise gilt, daß bei einem peripheren Straßennetz, das ebenfalls Suchgegenstand ist, die Schicht 1 nicht nur aus dem einen Block 1 zu bestehen braucht, sondern durch den Block 1 und Blöcke des peripher dazu liegenden Straßennetzes gebildet sein kann. In diesem Fall wird eine Schicht eingestellt, die in der Hierarchie höher als die Schicht 1 steht.
Im folgenden wird ein Beispiel für ein Routensuchverfahren unter Verwendung der Straßendaten von Fig. 1 beschrieben.
Beispielsweise soll angenommen werden, daß ein Abfahrtspunkt und ein Ziel durch eine Kreuzung Nummer 1 im Block 1 der Schicht 2 bzw. eine Kreuzung Nummer III im Block 6 der Schicht 2 gegeben sind.
Für den Abfahrtspunkt an der Kreuzung Nummer I des Blocks 1 gilt zunächst, daß die Kreuzungsnummer dieses Abfahrtspunkts nicht in der Schicht 1 der Schicht höherer Ordnung liegt. Folglich werden die in der Schicht 1 der Schicht höherer Ordnung liegenden Kreuzungsnummern gesucht, Routen zu diesen Kreuzungen Nummer III, IV (Kreuzungen Nummer I, II in der Schicht 1) werden ermittelt, und diese werden auf die Schicht höherer Ordnung angehoben.
Andererseits ist die Kreuzung Nummer III im Block 6 die Kreuzung Nummer VIII in der Schicht 1 der Schicht höherer Ordnung. Daher wird sie unverändert auf die Schicht höherer Ordnung angehoben. In der Schicht 1 höherer Ordnung erfolgt die Routensuche von der Kreuzung Nummer I oder II aus zur Kreuzung Nummer VIII auch unter Verwendung der in der Schicht 2 niederer Ordnung ermittelten Informationen.
Aus der vorangegangenen Beschreibung wird deutlich, daß es drei Kategorien gibt, die je nach den Blöcken klassifiziert werden können, in denen der Abfahrtspunkt und das Ziel liegen, und zwar: (1) ein Fall, in dem es sich bei den Blökken um den gleichen Block handelt, (2) ein Fall, in dem es sich bei den Blöcken um aneinander angrenzende Blöcke handelt, und (3) ein Fall, in dem die Blöcke voneinander entfernt sind. Die Routensuche in der Erfindung gestaltet sich so, daß die Suche in Abhängigkeit vom jeweiligen Fall wie folgt durchgeführt wird:
Zunächst erfolgt im Fall (1), bei dem der Abfahrtspunkt und das Ziel im gleichen Block liegen, die Routensuche in diesem Block. Im Fall (2), bei dem der Abfahrtspunkt und das Ziel in aneinander angrenzenden Blöcken liegen, erfolgt die Routensuche durch Detektieren einer Kreuzung (Verbindungskreuzung), die den Abfahrtspunktblock und den Zielblock verbindet, und Aufteilen der Kurssuche in zwei Teile, d. h., vom Abfahrtspunkt zur Verbindungskreuzung und vom Ziel zur Verbindungskreuzung. Im Fall (3), bei dem die den Abfahrtspunkt und das Ziel enthaltenden Blöcke voneinander entfernt sind, erfolgt die Suche dagegen im Abfahrtspunktblock vom Abfahrtspunkt zur Kreuzung, die, wie im vorstehend beschriebenen Beispiel, mit der Schicht höherer Ordnung verbunden ist, und auf ähnliche Weise erfolgt die Suche im Zielblock vom Ziel zur Kreuzung, die mit der Schicht höherer Ordnung verbunden ist. Eine ähnliche Routensuche erfolgt nach dem Anheben auf die Schicht höherer Ordnung, bis die Bedingung (1) oder (2) erfüllt ist.
Im folgenden wird ein Beispiel für die spezifische Struktur von Straßendaten veranschaulicht, die zur Verwendung im vorgenannten Routensuchverfahren gut geeignet sind.
Gemäß Fig. 2 bis 5 gehören zu den Daten in jedem einzelnen Block Straßendaten [(a) dieser Figuren] und Kreuzungsdaten [(b) dieser Figuren]. Beispielsweise gehören gemäß Fig. 2 zu den Straßendaten entsprechend jeder Straßennummer eines Blocks solche Informationen wie Kreuzungsnummer des Ausgangspunkts, Kreuzungsnummer des Endpunkts, Straßennummer mit dem gleichen Ausgangspunkt, Straßennummer mit dem gleichen Endpunkt, eine Straße mit überflüssiger Leitung, relative Länge der Straße, Schicht usw. Die Einheit einer Straßennummer weist gewöhnlich mehrere Knoten auf. Obgleich nicht dargestellt, sind Knotendaten solche Daten, die sich auf einen geographischen Punkt auf einer Straße beziehen. Bei Verwendung des Begriffes "Bogen" zur Beschreibung der Verbindenden zwischen zwei Knoten läßt sich eine Straße dadurch ausdrükken, daß mehrere Knoten einer Knotenfolge durch Bogen miteinander verbunden werden. Zu den Kreuzungsdaten gehören entsprechend jeder Kreuzungsnummer in einem Block solche Informationen wie östliche Länge, nördliche Breite, Nummer der abgehenden Straßen, Nummer der einmündenden Straßen, Kreuzungsnummer auf einer höheren Schicht, Kreuzungsnummer auf einer niederen Schicht, Kreuzungsnummer eines seitlich liegenden Blocks (Nummer der Verbindungskreuzung) usw.
Von den vorgenannten Angaben bilden die Straßennummern mit den gleichen Ausgangspunkten (Endpunkten) und die Nummern der abgehenden (einmündenden) Straßen Informationen über Verbindungsstraßen an jeder Kreuzung. Da gewöhnlich mehrere Straßennummern vorliegen, wird die kleinste Straßennummer von ihnen registriert. Nachdem dies erfolgt ist, läßt sich die Ermittlung der Verbindungsstraßen einer Kreuzung leicht durchführen, was später erläutert wird. Straßen, auf denen eine Leitung überflüssig ist, und die relativen Längen von Straßen sind Informationen, die bei der Berechnung der tatsächlich benötigten Fahrzeit erforderlich sind. Auch wenn Straßen z. B. die gleiche Breite oder Länge haben, kann die tatsächliche Fahrzeit für Straßen mit überflüssiger Leitung berechnungsgemaß schneller als für Straßen sein, die einer Leitung bedürfen. Auch bei Straßen mit gleicher Länge kann die relative Länge größer sein, wenn die Fahrbedingungen schlecht oder Verkehrsstaus wahrscheinlich sind. Die Schicht zeigt den Rang einer Straße an. Anders ausgedrückt handelt es sich dabei um Informationen darüber, welche Schicht welchen Ranges eine Straße hat. Die Kreuzungsnummer einer höheren (niederen) Schicht, z. B. 1-1-2, zeigt in diesem Schichtblock an: Schicht 1 - Block 1 - Kreuzungsnummer. Gleiches gilt für eine Kreuzungsnummer eines seitlich liegenden Blocks.
Nachstehend wird das erfindungsgemäße Routensuchverfahren anhand des Verarbeitungsablaufs beschrieben.
Eine Arbeitsdatei verwendet Kreuzungsdaten und Straßendaten in einer Blockleseoperation, wenn die Suche in Blockeinheiten erfolgt. Gemäß Fig. 6(a) gehören zu den in einer Arbeitsdatei gespeicherten Informationen die Anzahl der Kreuzungen, Ausgangspunkte, Endpunkte, die Anzahl der Straßen, die Nummern der Straßen, die in eine Kreuzung einmünden, die sich als Ergebnis der Suchverarbeitung in einem Block ergibt, sowie Flags als Anzeige von Abfahrtspunkt und Ziel in einem Block. Eine Indexdatei dient zur Verarbeitung von Informationen in einem Block. Gemäß Fig. 6(b) weist eine Indexdatei die Anzahl der Blöcke und die Blocknummern auf.
Bei der Kurssuche gemäß Fig. 7 wird die Positionsbeziehung des Abfahrtspunkt- und Zielblocks auf der Grundlage der Indexdatei untersucht. Je nach Positionsbeziehung springt die Verarbeitung zu Verarbeitungsroutinen zur Suche bei identischen Blöcken, Suche bei angrenzenden Blöcken oder Suche bei entfernten Blöcken, was nachfolgend beschrieben wird.
Während der Suche bei identischen Blöcken werden gemäß Fig. 8 Kreuzungsdaten und Straßendaten eingegeben, der Arbeitsbereich wird initialisiert, und der Abfahrtspunkt und das Ziel werden eingestellt. Anschließend springt die Verarbeitung zur Subroutine zur Routensuche, bei der ermittelte und erzeugte Routen ausgegeben werden.
Während der Suche bei angrenzenden Blöcken, bei der die Kreuzungsnummer in Form von C(Schicht-Block-Kreuzungsnwnmer) und die Straßennummer in Form von R(Schicht-Block- Straßennummer) ausgedrückt werden und bei der der Abfahrtspunkt durch C(2-1-1) und das Ziel durch C(2-4-4) dargestellt sind, erfolgt die Verarbeitung entsprechend den Schritten von Fig. 9 wie folgt:
(1), (2): Die Daten von Schicht 2, Block 1, der den Abfahrtspunkt enthält, werden eingelesen.
(3): Verbindungskreuzungen S werden in einem Speicher wie folgt gespeichert: VERBINDUNGSKREUZUNG S
(4): Alle Kreuzungen in einem Block im Arbeitsbereich werden wie folgt eingestellt und initialisiert:
IN KREUZUNG EINMÜNDENDE STRASSEN E 0 FLAG E KEINE SUCHE ENTFERNUNG E 7FFFFFFFH
(5): Das Flag der Abfahrtspunktkreuzung C(2-1-1) im Arbeitsbereich wird auf "provisorisch" und die Entfernung auf "0" eingestellt.
(6): Verbindungskreuzungen C(2-1-6), C(2-1-7) werden als Ziele eingestellt.
< 7): Die Suche erfolgt von der Abfahrtspunktkreuzung C(2-l-1) aus zu den Verbindungskreuzungen (2-1-6), C(2-1-7), die provisorische Ziele sind.
(8), (9): Der Arbeitsbereich wird gesichert. Dabei werden Entfernungen zu Verbindungskreuzungen in einem Speicher wie folgt gespeichert: VERBINDUNGSKREUZUNGEN S ENTFERNUNG
(10)-(15): Es erfolgt eine Suche ähnlich wie in (4) bis (7), wobei C(2-4-1) als Abfahrtspunkt dient und die Verbindungskreuzungen C(2-4-5), C(2-4-4) als Ziele dienen.
(16)-(17): Die Verbindungskreuzungen für den kürzesten Kurs werden ausgewählt. Wird z. B. angenommen, daß die Entfernung vom Abfahrtspunkt und die Entfernung vom Ziel wie folgt sind: VERBINDUNGSKREUZUNGEN VOM ABF.-PKT. VOM ZIEL
so ergeben sich die Verbindungskreuzungen C(2-1-6), C(2-4-5), für die die Routenentfernungen am kürzesten sind, was beruht auf:
(6+5)< (11+8).
(18): Es wird eine Route C(2-4-1)-C(2-4-5) des Zielblocks erzeugt.
(19) bis (20): Der Arbeitsbereich wird geladen, und es wird eine Route C(2-1-1) - C(2-1-3)-C(2-1-6) des Abfahrtspunktblocks erzeugt.
(21): Die vorgenannten Routen werden kombiniert, und es erfolgt die Ausgabe C(2-1-1)-C(2-1-3)-C(2-1-6)-C(2-4-1) -C(2-4-5).
Im folgenden wird die Suche bei entfernten Blöcken anhand von Fig. 10 beschrieben. Hierbei wird angenommen, daß der Abfahrtspunkt C(2-1-1) und das Ziel C(2-6-2) sind.
(1)-(2): Daten der Schicht 2, Block 1, der den Abfahrtspunkt enthält, werden eingelesen.
(3): Es werden Verbindungskreuzungen S2 zur Schicht höherer Ordnung detektiert. VERBINDUNGSKREUZUNGEN S2
(4)-(7): C(2-1-1) wird als Abfahrtspunkt ermittelt, C(2-1-3), C(2-1-4) werden als Ziele ermittelt, und der Arbeitsbereich wird gesichert.
(8): Die Entfernungen vom Abfahrtspunkt zu den Verbindungskreuzungen S2 werden in einem Speicher gespeichert. VERBINDUNGSKREUZUNGEN S2 ENTFERNUNGEN
(9)-(10): Daten der Schicht 2, Block 6, der das Ziel enthält, werden eingelesen.
(11): Verbindungskreuzungen D2 zur Schicht höherer Ordnung werden detektiert. VERBINDUNGSKREUZUNGEN D2
(12)-(15): C(2-6-2) wird als Abfahrtspunkt ermittelt, C(2-6-1), C(2-6-3) werden als Ziele ermittelt, und der Arbeitsbereich wird gesichert.
(16): Entfernungen vom Abfahrtspunkt zu den Verbindungskreuzungen D2 werden in einem Speicher gespeichert. VERBINDUNGSKREUZUNGEN D2 ENTFERNUNGEN
(17)-(18): Daten der Schicht 1 höherer Ordnung, Block 1 werden eingegeben.
(19): Die Verbindungskreuzungen S2 [C(1-1-1), C(1-1-2)] werden als Abfahrtspunkte eingestellt. Außerdem werden die Entfernungen von den Abfahrtspunkten zu den Verbindungskreuzungen als Anfangswerte der Entfernung eingestellt.
(20): Die Verbindungskreuzungen D2 [C(1-1-7), C(1-1-8)] werden als Ziele eingestellt.
(21): Die Verbindungskreuzungen D2 [C(1-1-7), C(1-1-8)] werden anhand der Verbindungskreuzungen S2 [C(1-1-1), C(1-1- 2)] ermittelt.
(22) Die Entfernungen von den Abfahrtspunkten zu den Verbindungskreuzungen D2 werden mit den Entfernungen von den Zielen zu den Verbindungskreuzungen D2 verglichen. Wird z. B. angenommen, daß die Entfernungen von den Abfahrtspunkten und Entfernungen von den Zielen wie folgt sind: VERBINDUNGSKREUZUNGEN VOM ABF. -PKT. VOM ZIEL
so sind die Verbindungskreuzungen C(2-6-3), C(1-1-8), für die die Routenentfernungen am kürzesten sind, was beruht auf:
(22+3)< (21+2).
(23): Die Route C(1-1-8)-C(1-1-6)-C(1-1-5)-C(1-1- 2) der Schicht 1 wird extrahiert.
(24)-(25): Der Arbeitsbereich des Abfahrtspunktblocks wird geladen, und die Route C(2-1-4)-C(2-1-2)-C(2-1-1) des Abfahrtspunktblocks wird extrahiert.
(26)-(27): Der Arbeitsbereich des Zielblocks wird geladen, und die Route C(2-6-3)-C(2-6-2) des Zielblocks wird extrahiert.
(28): Die vorgenannten Routen werden kombiniert, und es erfolgt die Ausgabe C(2-1-1)-C(2-1-2)-C(2-1-4)-C(1-1-5) -C(1-1-6)-C(2-6-3)-C(2-6-2).
Im folgenden wird die Subroutine zur Routensuche beschrieben.
In Fig. 11 stellen L(c) die Entfernung, F(c) ein Flag, R(c) die Nummer einer Kreuzung, die das Fahrzeug passiert hat, s&sub0;, s&sub1; die Nummern von Kreuzungen, die beiderseitig an einen Abfahrtspunkt angrenzen, und e&sub0;, e&sub1; die Nummern von Kreuzungen, die beiderseitig an ein Ziel angrenzen, dar. Ferner bezeichnet c eine Kreuzungsnummer. Das Flag F(c) zeigt an, daß die Suche nicht durchgeführt wurde, wenn sein Wert "0" ist, daß die Suche läuft, wenn sein Wert "1" ist, und daß die Suche beendet ist, wenn sein Wert "2" ist.
(1): Folgendes wird für alle Kreuzungen eingestellt: eine unendliche Zahl (∞) für die Entfernung L(c); "0" (keine Suche) für das Flag F(c).
Als Ergebnis dieser Anfangseinstellungen gelten alle Kreuzungen als nicht gesucht, und die Entfernung vom Abfahrtspunkt ist unendlich.
(2): Die Entfernung vom Abfahrtspunkt wird in die Entfernungen L(s&sub0;), L(s&sub1;) entsprechend den Kreuzungen Nummer s&sub0;, s&sub1; eingetragen, die beiderseitig an den Abfahrtspunkt angrenzen, "1" wird für die Flags F(s&sub0;), F(s&sub1;) entsprechend den Kreuzungen Nummer s&sub0;, s&sub1; eingestellt, die beiderseitig an das Ziel angrenzen, und die Nummer der Straße vom Abfahrtspunkt wird für die Straße Nummer R(c) eingestellt, die das Fahrzeug passiert hat.
(3): Die Kreuzung Nummer c&sub0;, für die das Flag F nicht "2" und die Entfernung L(c) minimal ist, wird ermittelt.
(4): Es wird eine Subroutine zur Ermittlung peripherer Straßen abgearbeitet, um eine periphere Straße mit der Kreuzung Nummer c&sub0; an ihrem Ausgangspunkt zu ermitteln.
(5): Es wird bestimmt, ob eine periphere Straße existiert.
Bei einer bejahenden Antwort setzt das Programm mit der nachfolgenden Verarbeitung von Schritt (6) fort; bei einer verneinenden Antwort setzt das Programm mit der Verarbeitung von Schritt (11) fort.
(6): Es wird eine Subroutine zum Einstellen optimaler Routenbedingungen abgearbeitet, um Routenbedingungen zum Ermitteln der Optimalroute sowie andere Bedingungen einzustellen.
(7): Die Kreuzungsnummer des Endpunkts dieser Straße wird auf c&sub1; und die Länge dieser Straße auf 1 eingestellt.
(8): Die Entfernung P zur Kreuzung am Endpunkt dieser Straße wird berechnet.
Es wird die Berechnung P=L(c&sub0;)+1 durchgeführt. Hierbei ist L(c&sub0;) die Entfernung vom Abfahrtspunkt zur Kreuzung Nummer c&sub0;, und P ist die Entfernung von der Kreuzung Nummer c&sub0; bis zur Endpunktkreuzung c&sub1; auf dieser Straße (die Straße, die gerade Suchgegenstand ist).
(9): Es wird bestimmt, ob P < L(c&sub1;) und F(c&sub1;)≠2 gelten.
Bei einer bejahenden Antwort setzt das Programm mit der nachfolgenden Verarbeitung von Schritt (10) fort; bei einer verneinenden Antwort setzt das Programm mit der Verarbeitung von Schritt (4) fort.
(10): Die Gesamtentfernung L(c&sub1;) vom Abfahrtspunkt zur Kreuzung Nummer c&sub1;, die Suchgegenstand ist, wird auf P eingestellt, das Flag F(c&sub1;) dieser Kreuzung Nummer c&sub1; wird auf "1" eingestellt, und die Nummer R(c&sub1;) der durchfahrenen Straße, um an der Kreuzung Nummer c&sub1; einzutreffen, wird als die Nummer der Straße eingestellt, die Suchgegenstand ist.
(11): Bei einer verneinenden Antwort in der Verarbeitung von Schritt (5) wird F(c&sub0;) auf "2" eingestellt.
(12): Es wird eine Subroutine zur Überprüfung der Endbedingungen abgearbeitet.
(13): Es wird bestimmt, ob die Verarbeitung beendet ist.
Bei einer verneinenden Antwort kehrt das Programm zur Verarbeitung von Schritt (3) zurück; bei einer bejahenden Antwort wird die Verarbeitung abgeschlossen.
Infolge der vorstehend beschriebenen Verarbeitung wird eine Straßennummer eines Optimalkurses vom Abfahrtspunkt zur zugehörigen Kreuzungsnummer für jede einzelne Kreuzungsnummer entsprechend den jeweiligen Kreuzungsnummern eingestellt.
Die Subroutine zur Ermittlung peripherer Straßen des Verarbeitungsschritts (4) dient zum Abarbeiten der Verarbeitung gemäß Fig. 12. Insbesondere gestaltet sich die Verarbeitung wie folgt:
(1): Es wird bestimmt, ob es sich hierbei um die Erstermittlung einer peripheren Straße handelt.
Bei einer bejahenden Antwort setzt das Programm mit der Verarbeitung von Schritt (2) fort; bei einer verneinenden Antwort setzt das Programm mit der Verarbeitung von Schritt (6) fort.
(2): Die Straßennummer, für die die Kreuzung c&sub0;, an der sich das Fahrzeug gegenwärtig befindet, Ausgangspunkt ist, wird aus den Kreuzungsdaten extrahiert und gespeichert.
(3): Verbotsbehaftete Straßen mit Straßennummern, die zur Kreuzung c&sub0; als Suchgegenstand führen, werden unter Bezug auf die Straßendaten extrahiert.
(4): Es wird bestimmt, ob eine gerade extrahierte Straßennummer eine verbotsbehaftete Straße ist.
Bei einer bejahenden Antwort setzt das Programm mit der Verarbeitung von Schritt (6) fort; bei einer verneinenden Antwort setzt das Programm mit der Verarbeitung von Schritt (5) fort.
(5): Die gerade extrahierte Straße wird als periphere Straße gespeichert und das Programm kehrt zurück [setzt mit dem Verarbeitungsschritt (5) von Fig. 11 fort].
(6): Die Nummer einer Straße mit dem gleichen Ausgangspunkt wie die zuletzt ermittelte Straße und deren Nummer als nächste folgt, wird aus den Straßendaten extrahiert.
(7): Es wird bestimmt, ob die anfangs ermittelte Straße und die nunmehr ermittelte Straße identisch sind.
Bei einer bejahenden Antwort setzt das Programm mit der Verarbeitung von Schritt (8) fort; bei einer verneinenden Antwort setzt das Programm mit der Verarbeitung von Schritt (3) fort.
(8): Es wird entschieden, daß keine peripheren Straßen vorliegen, und das Programm kehrt zurück.
Die Subroutine zur Einstellung optimaler Routenbedingungen des Verarbeitungsschritts (6) von Fig. 11 dient zum Abarbeiten der Verarbeitung gemäß Fig. 13. Insbesondere gestaltet sich die Verarbeitung wie folgt:
(1): Die relative Länge 1 wird aus den Straßendaten eingelesen.
(2): Daten über eine überflüssige Leitung auf einer durchfahrenen Straße, um an der den Suchgegenstand bildenden Kreuzung einzutreffen, werden aus den Straßendaten eingelesen.
(3): Es wird bestimmt, ob es eine periphere Straße gibt, die mit den Daten über eine überflüssige Leitung zusammenfällt.
Bei einer bejahenden Antwort kehrt das Programm zurück; bei einer verneinenden Antwort setzt das Programm mit dem nächsten Verarbeitungsschritt (4) fort.
(4): Ein durch Addieren von bm zur Länge 1 gewonnener Wert wird als die neue Länge 1 zugrunde gelegt und das Programm kehrt zurück. Das heißt, im Hinblick auf eine Kreuzung mit überflüssiger Leitung wird eine Kreuzung, die eine Leitung zum Links- oder Rechtsabbiegen erfordert, in Entfernung umgewandelt, und die Auswertung erfolgt durch Addieren von bm.
Mit der Subroutine zur Überprüfung der Endbedingungen wird bestimmt, ob eine Übereinstimmung zwischen einer Kreuzung Nummer c&sub0;, die Suchgegenstand ist, und den beiderseitig am Ziel angrenzenden Kreuzungsnummern vorliegt, und vorbehaltlich einer gemäß Fig. 14 hergestellten Übereinstimmung wird ein Ende-Flag gesetzt.
Ein Beispiel einer weiteren Konfiguration von Straßendaten u. a., die im Routensuchverfahren der Erfindung verwendet werden, wird nunmehr anhand von Fig. 15 beschrieben.
Die Kreuzungsdaten haben die Datenkonfiguration gemäß (b) in Fig. 15, die Straßendaten die Datenkonfiguration gemäß (c) und die Knotendaten die Datenkonfiguration gemäß (d) in einem Fall, in dem ein Straßennetz z. B. Kreuzungen Nummer I - IV und Straßen Nummer (1)-(8) gemäß Fig. 15(a) aufweist.
Insbesondere weisen gemaß (b) von Fig. 15 die Kreuzungsdaten auf: den Kreuzungen Nummer I - IV entsprechende Kreuzungsnamen, Straßennummern mit den kleinsten Nummern jener Straßen, die eine bestimmte Kreuzung als Ausgangspunkt haben, Straßennummern mit den kleinsten Nummern jener Straßen, die eine bestimmte Kreuzung als Endpunkt haben, und Informationen darüber, ob eine bestimmte Kreuzung ampelgeregelt ist.
Gemäß (c) von Fig. 15 weisen die Straßendaten auf: in Form von Kreuzungsnummern angegebene Ausgangs- und Endpunkte der Straßen Nummer (1) bis (8), die Nummern von Straßen mit dem gleichen Ausgangspunkt, die Nummern von Straßen mit dem gleichen Endpunkt, die Straßenbreite, Informationen über Verbote, Informationen über eine überflüssige Leitung, Fotonummern, die Nummern von Knoten, die Leitadressen von Knotenfolgedaten, Länge usw.
Gemäß (d) von Fig. 15 weisen die Knotenfelddaten Informationen über die östliche Länge, nördliche Breite, Attribute u. ä. auf. Die einzelnen Straßennummern weisen mehrere Knoten auf, wie aus den Straßendaten hervorgeht. Insbesondere handelt es sich bei den Knotendaten um Daten, die einen Punkt auf einer Straße betreffen. Beschreibt eine Knoten verbindende Linie einen Bogen, so wird eine Straße dadurch ausgedrückt, daß mehrere Knotenfelder jeweils durch Bogen verbunden werden. Für die Straße Nummer (1) bedeutet dies z. B., daß auf der Grundlage der Straßendaten die Straße 15 Knoten aufweist und die Leitadresse der Knotenfelddaten 100 lautet. Daher setzt sich die Straße Nummer (1) aus Knotendaten mit den Adressen 100 bis 114 zusammen.
Als Fallbeispiel soll die Kreuzung Nummer I dienen. Bei einem Kurs mit dieser Kreuzung als Ausgangspunkt wird entsprechend diesen Netzdaten zunächst die Straße Nummer (1) aus den Ausgangspunktinformationen der Kreuzungspunktdaten ermittelt, und anschließend wird die Straße Nummer (7) aus den die Straße Nummer (1) betreffenden Straßendaten ausgelesen, d. h. aus der Spalte "NUMMER DER STRASSE MIT GLEICHEM AUSGANGSPUNKT". Da die gleiche Information für die Straße Nummer (7) umgekehrt zur Ermittlung der Straße Nummer (1) führt, läßt sich feststellen, daß keine anderen Straßennummern als periphere Straßen vorhanden sind. Gleiches gilt für die Endpunkte. Da ferner die Straße Nummer (6) für die Straße Nummer (5) in den Straßendaten verbotsbehaftet ist, kann das Fahrzeug nicht in die Straße Nummer (6) aus der Straße Nummer (5) an der Kreuzung Nummer IV gemäß Fig. 15(a) einfahren, weil das Abbiegen an dieser Kreuzung verboten ist. Es kann lediglich in die Straße Nummer (8) einfahren. Somit ist eine Leitung zur Straße Nummer (8) überflüssig. Da die Straßendaten insbesondere die Nummern von Straßen, in die aufgrund von Links- oder Rechtsabbiegeverboten nicht eingefahren werden darf, sowie die Nummern von Straßen mit überflüssiger Leitung aufweisen, läßt sich die Informationsspeicherkapazität verringern und die Wegsuche leicht durchführen.
Anhand von Fig. 16 wird ein Beispiel eines Systems beschrieben, in dem das Routensuchverfahren der Erfindung angewendet wird.
In Fig. 16 bezeichnen die Zahlen 1 Kreuzungsdaten, 2 Straßendaten, 3 Knotendaten, 4 einen Routensuchprozessor, 5 einen Generator für Kreuzungsfolgen und Knotenfolgen, 6 Kreuzungsfolge- und Knotenfolgedaten und 7 eine Navigationseinheit. Der Routensuchprozessor 4 führt die Verarbeitung gemäß Fig. 7 durch. Zu dieser Verarbeitung gehören eine Verarbeitungsroutine zur Suche bei identischen Blöcken, eine Verarbeitungsroutine zur Suche bei angrenzenden Blöcken und eine Verarbeitungsroutine zur Suche bei entfernten Blöcken, die vorstehend beschrieben wurden.
Zur Suchsubroutine gehören eine Subroutine zur Ermittlung peripherer Straßen, die dazu dient, periphere Straßen von einer Kreuzung mit Ausnahme von Straßen mit Einfahrverboten zu ermitteln, z. B. Straßen mit Links- oder Rechtsabbiegeverboten, eine Subroutine zum Einstellen optimaler Routenbedingungen, die dazu dient, notwendige Bedingungen zum Berechnen einer Optimalroute einzustellen, z. B. Straßenbreite sowie Notwendigkeit oder Überflüssigkeit einer Leitung, und eine Routine zur Überprüfung von Endbedingungen, die zum Beurteilen des Endes der Routensuche dient. Diese Subroutinen dienen zum Ermitteln der Optimalroute von einem bezeichneten Abfahrtspunkt zu einem Ziel. Wurde eine Optimalroute durch den Routensuchprozessor 4 ermittelt, erzeugt der Generator 5 für Kreuzungsfolgen und Knotenfolgen Kreuzungsfolgedaten und Knotenfolgedaten der in Fig. 17 gezeigten Art entlang der Route, und die Navigationseinheit 7 führt die Navigation auf der Grundlage dieser Kreuzungsfolge- und Knotenfolgedaten durch. Die Navigationseinheit 7 hat eine Datenverarbeitungseinrichtung und eine Anzeige- oder Sprachausgabeeinrichtung, kann die Kreuzungsfolgedaten und Knotenfolgedaten 6 an einem vorbestimmten geographischen Punkt auf einem Kurs auslesen und eine Kursleitung durch eine Anzeige- oder Sprachausgabe bereitstellen.
Bei der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Routensuche wird die Optimalroute ermittelt, indem eine Gewichtung auf die Entfernung zwischen Kreuzungen nach Berücksichtigung solcher Fahrbedingungen wie Größe peripherer Straßen sowie Notwendigkeit oder Überflüssigkeit der Leitung auf einer Straße angewendet wird. Dadurch ergeben sich Kursnummerninformationen auf dem Optimalkurs entsprechend jeder Kreuzung. Somit können gemäß den Suchergebnissen Kreuzungsfolgeund Knotenfolgedaten entsprechend dem Verarbeitungsablauf von Fig. 18 erzeugt werden.
(1): Eine Kreuzungsnummer, bei der die Suche beendet wurde, wird im Speicher gespeichert.
(2): Der Ausgangspunkt einer zum Eintreffen an dieser Kreuzung verwendeten Straße wird im Speicher gespeichert.
(3): Es wird bestimmt, ob diese Kreuzung auf einer Seite an das Ziel angrenzt.
Bei einer bejahenden Antwort, setzt das Programm mit der Verarbeitung von Schritt (4) fort; bei einer verneinenden Antwort kehrt das Programm zur Verarbeitung von Schritt (2) zurück.
(4): Eine Abfahrtspunktnummer und eine Zielnummer werden dem Anfang und Ende der gespeicherten Kreuzungsnummernfolge zugefügt, und das Ergebnis wird als Kreuzungsfolge angewendet.
(5): Eine Knotenfolge zwischen Kreuzungen wird unter Bezug auf die Straßendaten extrahiert, und es wird eine Knotenfolge gebildet.
(6): Die Daten über eine überflüssige Leitung werden verwendet, um Kreuzungen mit überflüssiger Leitung aus der Kreuzungsfolge auszuschließen.
Fig. 17 veranschaulicht ein Beispiel für die so anhand der Ergebnisse der Routensuche erzeugten Kreuzungsfolge- und Knotenfolgedaten. Gemaß Fig. 17(a) weisen z. B. die Kreuzungsfolgedaten solche Informationen wie Kreuzungsname, Kreuzungsnummer, die Nummer einer Fotografie mit Umgebungsmerkmalen einer Kreuzung, den Abbiegewinkel und die Entfernung auf. Gemäß Fig. 17(b) weisen die Knotenfolgedaten solche Informationen wie die östliche Länge und nördliche Breite als Darstellung der Knotenposition, die Kreuzungsnummer, Attribut, Winkel und Entfernung auf. Diese Daten weisen überdies Daten auf, die sich ausschließlich auf Kreuzungen mit erforderlicher Leitung beziehen; d. h., Kreuzungen mit überflüssiger Leitung sind ausgeschlossen. Daher reicht es beim Navigieren aus, nacheinander Daten in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten Position auszulesen und auszugeben.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Routensuche kann die Suche auch durchgeführt werden, während Daten über Links - oder Rechtsabbiegeverbote geprüft werden, wobei ein Kurs ermittelt wird, der nicht mit Links- oder Rechtsabbiegeverboten behaftet ist. Außerdem wird die kürzeste Route ermittelt, indem eine Gewichtung auf die Entfernung zwischen Kreuzungen auf der Grundlage von Routenumwandlungsinformationen angewendet wird, z. B. der Schwierigkeitsgrad beim Durchfahren einer Route nach Berücksichtigung solcher Fahrbedingungen wie die Größe peripherer Straßen und die Notwendigkeit oder Überflüssigkeit einer Leitung auf einer Straße.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern kann auf verschiedene Weise abgewandelt werden. Beispielsweise erfolgt in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform die Suche unter Anheben auf eine Schicht höherer Ordnung, bis der Abfahrtspunkt und das Ziel in den gleichen Block oder aneinander angrenzende Blöcke fallen. Möglich ist jedoch auch eine Anordnung, bei der auch im Falle von aneinander angrenzenden Blöcken die Suche durchgeführt wird, das System auf eine Schicht höherer Ordnung aufrückt, und der Abfahrtspunkt sowie das Ziel schließlich durch Suche innerhalb des gleichen Blocks verbunden werden. Auch wenn eine geeignetere Route als die Hauptstraßenroute in der Schicht höherer Ordnung vorliegt, läßt sich bei Anwendung einer solchen Anordnung diese Route nicht mehr einstellen. Somit ist es bei aneinander angrenzenden Blöcken rationeller, die Routensuche in dieser Schicht zu beenden.
Obwohl die Routensuche von einem Abfahrtspunkt begonnen wurde, kann die Anordnung z. B. auch so sein, daß die Kurssuche von einem Ziel ausgeht. Obwohl ferner die Verarbeitung mit Erreichen des Ziels nach Beginn der Routensuche vom Abfahrtspunkt beendet wurde, kann die Anordnung auch so sein, daß die Kurssuche auch durchgeführt werden, bis alle Flags F(c) "2" werden, d. h., für alle Kreuzungen. Bei der Durchführung dieser Kurssuche ausgehend vom Ziel werden insbesondere optimale Kursinformationen von allen Kreuzungen zum Ziel erzeugt. Auch wenn daher das System mittendrin vom Kurs abweicht, lassen sich Kreuzungsfolge- und Knotenfolgedaten von den am nächsten liegenden Kreuzungen aus erzeugen.
Wie aus der vorausgegangenen Beschreibung hervorgeht, liegen erfindungsgemaß Straßennetzdaten wie Kreuzungsdaten und Straßendaten in Form einer hierarchischen Struktur vor, und die Suche erfolgt durch aufeinanderfolgendes Aufrücken von Schichten niederer Ordnung zu Schichten höherer Ordnung. Dadurch kann die Verarbeitung unter Einschränkung des Suchbereichs und mit einer höheren Geschwindigkeit der Suchverarbeitung erfolgen. Daneben wird eine Blockaufteilung je nach Datenmenge in jeder Schicht durchgeführt, und die Suche erfolgt in Einheiten von Blöcken. Dadurch kann der zur Suche benötigte Arbeitsbereich verringert und der Speicherbereich beibehalten werden.
Kreuzungsdaten, -Straßendaten und Knotenfolgedaten werden in einer Speichereinrichtung, z. B. auf einer CD-ROM, im voraus abgespeichert, diese Daten werden vor der Routensuche in einen RAM o. ä. ausgelesen, und die Routensuche erfolgt mit einer Prüfung auf Links- oder Rechtsabbiegeverbote. Da die Daten über Links- oder Rechtsabbiegeverbote in einer Form vorliegen, die in den Straßendaten enthalten ist, läßt sich die Datenmenge und somit die erforderliche Speicherkapazität verringern. Da ferner Daten über eine überflüssige Leitung bereitgestellt und Entscheidungen über Geradeausfahrt, Links - oder Rechtsabbiegen anhand dieser Daten getroffen werden, läßt sich die Suche nach der zeitlich kürzesten Route mit einer kleinen Datenmenge durchführen. Überdies werden Kreuzungen, die das Fahrzeug in Geradeausfahrt überquert, anhand der Daten über eine überflüssige Leitung verifiziert und aus der Kreuzungsfolge ausgeschlossen, und es werden Daten verwendet, die sich ausschließlich auf Kreuzungen beziehen, an denen links oder rechts abgebogen wird. Dies erfolgt durch eine einfache Verarbeitung.

Claims

1. Routensuchverfahren in einer Navigationsvorrichtung zum Einstellen einer Route von einem bezeichneten Abfahrtspunkt zu einem Ziel und Bereitstellen einer Führung entlang der Route, das als bei der Routensuche eingesetzte Kartendaten verwendet: Knotendaten mit Positionsinformationen und Informationen über deren Attribute, Kreuzungsdaten mit Informationen über Kreuzungen und Straßendaten mit Informationen über Straßen, die in einer Schichtstruktur von Kartenblöcken angeordnet sind, die von Schichten niederer Ordnung mit hoher Datendichte zu Schichten höherer Ordnung mit niedriger Datendichte aufsteigt, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:

(a) Bezeichnen eines Abfahrtspunkts und eines Zielpunkts;

(b) Prüfen der Positionsbeziehung von Kartenblöcken, die den Abfahrtspunkt und den Zielpunkt enthalten, durch Entscheiden, ob der Abfahrtspunktblock und der Zielpunktblock gleich sind, aneinander angrenzen oder voneinander entfernt sind;

(c) bei in dem gleichen Block liegendem Abfahrtspunkt und Zielpunkt:

(c-1) Abrufen von Straßenkreuzungsdaten und Straßendaten des Abfahrtspunktblocks und des Zielpunktblocks;

(c-2) Routensuchen von dem Abfahrtspunkt zu dem ielpunkt;

(d) bei in aneinander angrenzenden Blöcken liegendein Abfahrtspunkt und Zielpunkt:

(d-1) Abrufen von Straßenkreuzungsdaten und Straßendaten des Abfahrtspunktblocks;

(d-2) Detektieren einer Verbindungskreuzung, die den Abfahrtspunktblock mit dem Zielpunktblock verbindet;

(d-3) Routensuchen von dem Abfahrtspunkt zu der Verbindungskreuzung in dem Abfahrtspunktblock;

(d-4) Abrufen von Straßenkreuzungsdaten und Straßendaten des Zielpunktblocks;

(d-5) Routensuchen von der Verbindungskreuzung zu dem Zielpunkt;

(e) bei entfernt liegendem Abfahrtspunktblock vom Zielpunktblock:

(e-1) Abrufen von Straßenkreuzungsdaten und Straßendaten des Abfahrtspunktblocks;

(e-2) Detektieren erster Straßenkreuzungen (Verbindungskreuzungen) in einer Schicht niederer Ordnung entsprechend von Straßenkreuzungen in dem Abfahrtspunktblock in ersten Blöcken einer Schicht höherer Ordnung, in denen das Netz eine niedrige Dichte hat;

(e-3) Einstellen der Verbindungskreuzung als Abfahrtspunkt in dem Abfahrtspunktblock in dem Block der Schicht höherer Ordnung;

(e-4) Routensuchen von dem Abfahrtspunkt zu der Verbindungskreuzung in dem Abfahrtspunktblock;

(e-5) Abrufen von Straßenkreuzungsdaten und Straßendaten des Zielpunktblocks;

(e-6) Detektieren von zweiten Verbindungskreuzungen entsprechend von Straßenkreuzungen in dem Zielpunktblock in dem Block der Schicht höherer Ordnung;

(e-7) Einstellen einer Verbindungskreuzung als Zielpunkt in dem Zielpunktblock in dem Block der Schicht höherer Ordnung;

(e-8) Routensuchen von der Verbindungskreuzung zu dem Zielpunkt in dem Zielpunktblock;

(f) Wiederholen von (b) bis (e) bis ein Abfahrtspunktblock und ein Zielpunktblock der gleiche oder aneinander angrenzende Blöcke in der Schicht höherer Ordnung werden.

2. Routensuchverfahren in einer Navigationsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Straßendaten Informationen über Links- oder Rechtsabbiegeverbote aufweisen.