DE3908702C2

DE3908702C2 -

Info

Publication number: DE3908702C2
Application number: DE3908702A
Authority: DE
Inventors: Masaki Saito; Takashi Kawagoe Saitama Jp Kashiwazaki
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1988-06-27
Filing date: 1989-03-16
Publication date: 1993-06-24
Also published as: JPH07117420B2; DE3908702A1; US4982332A; JPH028712A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen von Straßendaten für ein bordeigenes Fahrzeugnavigationssystem.

Aus der DE 36 13 195 A1 ist eine Vorrichtung zur Anzeige eines Fahrweges eines Fahrzeuges bekannt, das den momentanen Standort des Fahrzeuges anzeigt, indem sie ihn mittels eines Entfernungs- und Richtungssensors berechnet. Der momentane Standort wird dann in eine Karte, die auf einem Bildschirm dargestellt ist, eingetragen. Die einzelnen Straßen sind als Liniensegmente in einem Speicher abgelegt.

Ferner ist in der DE 29 25 656 C2 ein Gerät zur Zielführung von Landfahrzeugen beschrieben, das mit einem Bewegungsmelder den momentanen Standort des Fahrzeugs feststellt. Dieses Gerät kann Signale von Stützpunkten aufnehmen, die an bestimmten Punkten an der Straße angeordnet sind, wobei die Signale zur Korrektur der Berechnung des momentanen Standortes verwendet werden.

Für die obengenannten Vorrichtungen sind CD-Platten geeignete Speichermittel, um die Landkartendaten zu speichern. CD-Platten haben jedoch den Nachteil, daß sie nicht überschrieben werden können (ROM), weshalb bei einer Änderung des Straßenverlaufs eine neue CD-Platte mit einem aktualisierten Kartenbestand gekauft werden muß. Außerdem müßte bei jeder Änderung eines Straßenverlaufs eine neue CD-Platte mit aktualisiertem Kartenbestand gekauft werden muß.

In "GPS A Guide to the Next Utility", Jeff Hurn, für TRIMBLE NAVIGATION, 1989, S. 2-76, ist ein GPS-Empfänger beschrieben, mit dem Koordinaten eines momentanen Standortes auf der Erdoberfläche aus Satellitensignalen berechnet werden können.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Erzeugen von Straßendaten für ein bordeigenes Navigationssystem zu schaffen, mit dem Straßendaten erzeugt werden können und eine Anzeige eines neuen Straßenverlaufs möglich ist.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden Straßen, die nicht im Kartenbestand eines ersten Speichers enthalten sind und vom Fahrzeug abgefahren werden, als Ortskoordinaten in einem zweiten Speicher abgelegt. Dabei wird durch Berücksichtigen der Standardabweichung von Lernkoordinaten sichergestellt, daß diese Straße mehrmals abgefahren wurde.

Falls es in der unmittelbaren Umgebung von Lernkoordinaten schon Straßendaten gibt, werden diese korrigiert.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens ist im Anspruch 2 angegeben.

Im folgenden wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 das Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines bordeigenen Navigationssystems, bei dem das Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erzeugen von Straßendaten verwandt wird,

Fig. 2A und 2B in Flußdiagrammen den Ablauf des Straßendatenverarbeitungsverfahrens, das durch die CPU gemäß der Erfindung ausgeführt wird, wobei Fig. 2 in einem Diagramm die Anordnung der Fig. 2A und 2B zeigt, und

Fig. 3 in einem Diagramm die Beziehungen zwischen den Koordinaten Ps (Xs, Ys) und der Kompaßrichtung Rs der Fahrzeugbewegung an dem vorliegenden Standort und dem Abstand la zu einem Punkt Pa (Xa, Ya) auf einer Linie, die dem vorliegenden Standort am nächsten liegt, und dem Winkel Ra der Linie an diesem Punkt.

Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild eines Beispiels eines bordeigenen Navigationssystems, bei dem ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erzeugen von Straßendaten verwandt wird. In Fig. 1 ist ein Kompaßrichtungssensor 1 dargestellt, der die Richtung des Fahrzeuges, beispielsweise aufgrund des Erdmagnetismus, d.h. aufgrund des magnetischen Feldes der Erde, bestimmt. Ein Streckensensor 2 erfaßt die Fahrstrecke des Fahrzeuges und ein Global- oder Erdpositionierungssystem 3 ermittelt den vorliegenden Standort des Fahrzeuges aus Längen- und Breiteninformationen usw. Die Ausgangssignale dieser Sensoren und des genannten Systems liegen an einer Steuerung 4.

Die Steuerung 4 besteht aus einer Schnittstelle 5, die die Ausgangssignale der Sensoren (oder des Systems) 1 bis 3 empfängt und Arbeitsvorgänge, wie beispielsweise eine Analog-Digital-Umwandlung durchführt, einer Zentraleinheit CPU 6, die die Berechnung der Fahrstrecke des Fahrzeuges und des Maßes an Änderung der Kompaßrichtung der Fahrzeugbewegung bezüglich der Fahrstrecke usw. auf der Grundlage der Ausgangsdaten der Sensoren und des Systems 1 bis 3 durchführt, die von der Schnittstelle 5 seriell zugeführt werden, einem Festspeicher ROM 7, in dem die verschiedenen Verarbeitungsprogramme der CPU 6 und die weiteren notwendigen Informationen vorher gespeichert sind, und einem Speicher mit direktem Zugriff RAM 8, in den die zum Ausführen der Programme notwendigen Informationen eingeschrieben und von dem diese Informationen ausgelesen werden.

Als externe Speichereinrichtungen sind ein erster nicht löschbarer Speicherträger 9 nur zum Auslesen und ein zweiter nicht löschbarer Speicherträger 10 vorgesehen, der zum Einschreiben und Auslesen benutzt wird. Der erste Speicherträger 9 besteht aus einem CD-Platten-ROM oder einer IC-Karte oder einem ähnlichen Speicherträger mit großer Kapazität, der digitalisierte Landkartendaten, d.h. Daten in numerischer Form, speichert. Der zweite Speicherträger 10 besteht aus einem digitalen Tonband DAT oder einer IC-Karte oder einem ähnlichen Speicherträger und speichert Landkartendaten, wie beispielsweise neu erzeugte Straßendaten. Die CPU 6 führt Steuervorgänge aus, wenn das Fahrzeug fährt, um den vorliegenden Standort des Fahrzeuges auf der Grundlage der Ausgangsdaten des Streckensensors 2 und des Globalpositionierungssystems 3 zu bestimmten und vom ersten Speicherträger 9 die Landkarten eines Gebietes mit einem gegebenen Flächenbereich, in dem der vorliegende Standort des Fahrzeuges liegt, zu sammeln und die gesammelten Daten kurzzeitig im RAM 8 zu speichern und einer Anzeigeeinheit 11 zu liefern.

Die Anzeigeeinheit 11 besteht aus einer Anzeige 12, wie beispielsweise einer Kathodenstrahlröhre CRT, einem Grafikspeicher 13, beispielsweise aus einem Bildspeicher RAM, einer Grafiksteuerung 14, die die Landkartendaten von der Steuerung 4 im Grafikspeicher 13 als Bilddaten darstellt und diese Bilddaten ausgibt, und einer Anzeigesteuerung 15, die die Steuervorgänge zum Anzeigen einer Landkarte an der Anzeige CRT 12 auf der Grundlage der Bilddaten ausführt, die durch die Grafiksteuerung 14 ausgegeben werden. Es ist eine Eingabeeinrichtung 16, wie beispielsweise eine Tastatur, vorgesehen, so daß verschiedene Befehle und ähnliches der Steuerung 4 nach Maßgabe der Tasteneingabe durch den Benutzer geliefert werden können. Im folgenden werden die einzelnen Schritte des Arbeitsablaufes bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Erzeugen von Straßendaten, die durch die CPU 6 ausgeführt werden, anhand der Flußdiagramme in Fig. 2A und 2B beschrieben. Es sei angenommen, daß die geschätzte Stelle des vorliegenden Standortes des Fahrzeuges periodisch in einem nicht dargestellten Hauptprogramm auf der Grundlage der Ausgangsdaten des Streckensensors 2 berechnet wird, wobei dieses Programm zu bestimmten Zeitpunkten aufgerufen wird. Es sei gleichfalls angenommen, daß eine Landkarte eines Gebietes, das einen gegebenen Flächenbereich einschließlich des vorliegenden Standortes überdeckt, an der Anzeigeeinheit 12 auf der Grundlage der Landkartendaten angezeigt wird, die vom ersten Speicherträger 9 unter Verwendung der Daten bezüglich des vorliegenden Standortes des Fahrzeuges ausgelesen werden.

Zunächst beurteilt die CPU 6, ob das Fahrzeug über eine gegebene Strecke da gefahren ist oder nicht (Schritt S1).

Diese gegebene Strecke ist eine Strecke mit einer gegebenen Länge längs eines Weges, über den das Fahrzeug tatsächlich gefahren ist. Wenn das Fahrzeug die gegebene Strecke da zurückgelegt hat, bestimmt die CPU 6 die Koordinaten Ps (Xs, Ys) des vorliegenden Standortes auf der Grundlage der Ausgangsdaten des Streckensensors 2, wobei sie weiterhin die Kompaßrichtung Rs der Fahrzeugbewegung auf der Grundlage der Ausgangsdaten des Kompaßrichtungssensors 1 ermittelt (Schritt S2). Wie es in Fig. 3 dargestellt ist, berechnet anschließend die CPU 6 den Abstand la zu einem Punkt Pa (Xa, Ya) auf einer Linie, die dem vorliegenden Standort am nächsten liegt (die Straße wird durch eine Reihe von Linien ausgedrückt, die mit ihren Enden verbunden sind) sowie den Winkel Ra am Punkt Pa (Schritt S3). Anschließend beurteilt die CPU 6, ob der berechnete Abstand la gleich oder kleiner als ein bestimmter Wert lth₁ ist und ob der Fehler der Kompaßrichtung des vorliegenden Standortes bezüglich der nächsten Linie, d.h. |Rs-Ra| kleiner als Rth₁ ist (Schritt S4).

Wenn lalth₁ und |Rs-Ra|Rth₁ gleichzeitig sind, dann beurteilt die CPU 6, ob die sogenannte Landkartenanpassung zum Einstellen des vorliegenden Standortes auf den Punkt Pa (Xa, Ya) auf der nächsten Linie beim vorhergehenden Zeitpunkt bewirkt wurde oder nicht (Schritt S5). Diese Beurteilung erfolgt insbesondere indem ermittelt wird, ob ein Anpassungskennzeichen gesetzt ist oder nicht. Wenn das Anpassungskennzeichen gesetzt ist, setzt die CPU 6 das Anpassungskennzeichen zum zweiten Mal (Schritt S6), wobei anschließend der vorliegende Standort auf den Punkt Pa (Xa, Ya) auf der nächsten Linie eingestellt wird (Schritt S7).

Wenn gleichzeit la<lth₁ und |Rs-Ra|<Rth₁ sind, dann bestimmt die CPU 6 den Abstand lb zu einem Punkt Pb (Xb, Yb) auf einer Linie nach Maßgabe der Lerndaten, die dem vorliegenden Standort am nächsten ist, sowie den Winkel Rb am Punkt Pb (Schritt S8). Dann beurteilt die CPU 6, ob der berechnete Abstand lb gleich oder kleiner als ein bestimmter Wert lth₂ ist und ob der Fehler der Kompaßrichtung des vorliegenden Standortes bezüglich der nächsten Linie nach Maßgabe der Lerndaten, d.h. |Rs-Rb| gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert Rth₂ ist (Schritt S9). Es wird daher kurz gesagt, beurteilt, ob Lerndaten in der unmittelbaren Umgebung des vorliegenden Standortes vorhanden sind oder nicht, wobei diese Beurteilung in den Schritten S8 und S9 erfolgt.

Wenn es keine Lerndaten in der unmittelbaren Umgebung des vorliegenden Standortes gibt, dann beurteilt die CPU 6, ob das Anpassungskennzeichen gesetzt ist oder nicht (Schritt S10). Wenn das Anpassungskennzeichen gesetzt ist, bedeutet das, daß die Landkartenanpassung bis zum letzten Zeitpunkt erfolgt ist, und registriert die CPU 6 die Koordinatenwerte des vorhergehenden Zeitpunktes sowie den Winkel Rb als Ri (Schritt S11). Anschließend beurteilt die CPU 6, ob das Fahrzeug eine gegebene Strecke db zurückgelegt hat oder nicht, die größer als die Strecke da ist (Schritt S12). Wenn das Fahrzeug die gegebene Strecke db nicht zurückgelegt hat, setzt die CPU 6 ein Lerndatenkennzeichen, das angibt, daß es Lerndaten in der Umgebung gibt, zurück (Schritt S13) und setzt die CPU 6 auch das Anpassungskennzeichen zurück (Schritt S14). Dann geht das Programm zum Hauptprogramm zurück. Wenn im Schritt S10 festgestellt wird, daß das Anpassungskennzeichen rückgesetzt ist, dann geht das Programm direkt zum Schritt S12 über. Wenn im Schritt S12 festgestellt wird, daß das Fahrzeug die gegebene Strecke db zurückgelegt hat, dann beurteilt die CPU 6, ob der Fehler des vorliegenden Wertes Rb der Kompaßrichtung der Fahrzeugbewegung bezüglich des vorhergehenden Wertes Ri, d.h. |Rb-Ri| größer als ein bestimmter Wert Rth₃ ist (Schritt S15). Wenn |Rb-Ri|< Rth₃ ist, dann geht das Programm direkt zum Schritt S13 über. Wenn |Rb-Ri|Rth₃ ist, dann registriert die CPU 6 die Koordinatendaten Ps (Xs, Ys) des vorliegenden Standortes als Koordinatenwerte der Ortsdaten und setzt die CPU 6 Ri= Rb und db=0 (Schritt S16). Anschließend geht das Programm auf den Schritt S13 über. Durch die Wiederholung der obigen Arbeitsvorgänge werden Koordinatendaten des vorliegenden Standortes als Ortsdaten immer dann registriert, wenn das Fahrzeug eine gegebene Strecke db zurückgelegt hat.

Wenn im Schritt S9 festgestellt wird, daß es Lerndaten in der Umgebung des vorliegenden Standortes gibt, dann berechnet die CPU 6 nach einem statistischen Verfahren Standardabweichungen σb(l) und σb(R) der vorliegenden Werte von den abgegriffenen Werten bezüglich des Abstandes lb zum Punkt Pb (Xb, Yb) auf der Linie gemäß der Lerndaten, die dem vorliegenden Standort am nächsten liegt, sowie den Winkel Rb der Linie an diesem Punkt (Schritt S17). Anschließend wird das Lerndatenkennzeichen gesetzt (Schritt S18) und geht das Programm auf den Schritt S14 über.

Wenn andererseits zum zweiten Mal im Schritt S4 festgestellt wird, daß gleichzeitig lalth₁ und |Rs-Ra| Rth₁, dann beurteilt die CPU 6 anschließend, ob das Anpassungskennzeichen gesetzt ist oder nicht (Schritt S5). Da jedoch die Registrierung der Ortsdaten bis zu diesem Zeitpunkt erfolgt ist, ist das Anpassungskennzeichen nicht gesetzt. Daher beurteilt die CPU 6, ob es Lerndaten in der Umgebung des vorliegenden Standortes gibt oder nicht, d.h. ob das Lerndatenkennzeichen gesetzt ist oder nicht (Schritt S19). Wenn das Lerndatenkennzeichen nicht gesetzt ist, bedeutet das, daß der Registrierungsvorgang der Ortsdaten durchgeführt worden ist, so daß die CPU 6 die Ortsdaten vom Setzen zum Rücksetzen des Anpassungskennzeichens registriert (Schritt S20). Danach geht das Programm auf den Schritt S6 über.

Wenn das Lerndatenkennzeichen gesetzt ist, bedeutet das, daß der Rechenvorgang der Standardabweichungen σb(l) und σb(R) ausgeführt ist, so daß die CPU 6 beurteilt, ob die Standardabweichungen σb(l) und σb(R) kleiner als vorbestimmten Werte σth(l) und σth(R) jeweils sind oder nicht (Schritt S21). Wenn die Standardabweichungen gleich oder kleiner als die vorbestimmten Werte sind, dann registriert die CPU 6 die Lerndaten als Straßendaten (Schritt S22). Danach geht das Programm auf den Schritt S6 über. Wenn andererseits die Standardabweichungen größer als die vorbestimmten Werte sind, dann löscht die CPU 6 die Lerndaten (Schritt S23). Anschließend geht das Programm auf den Schritt S20 über.

Die in der oben beschriebenen Weise registrierten Straßendaten werden dann im zweiten Speicherträger 10 gespeichert, so daß seine Übereinstimmung mit den Landkartendaten, die an der Anzeigeeinheit 12 angezeigt werden, beibehalten wird. Wenn anschließend die Landkartendaten vom ersten Speicherträger 9 ausgelesen und an der Anzeigeeinheit 12 angezeigt werden, können gleichzeitig neue Straßen angezeigt werden, indem die Straßendaten, die den Landkartendaten entsprechen, vom zweiten Speicherträger ausgelesen werden. In dieser Weise können neue Straßen, über die das Fahrzeug relativ häufig fährt, an der Landkarte auf der Anzeigeeinheit 12 angezeigt werden, ohne daß ein neuer erster Speicherträger 9 gekauft werden muß, der die neuen Straßendaten trägt.

Wie es oben beschrieben wurde, werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Erzeugen von Straßendaten dann, wenn das Fahrzeug häufig über eine neue Straße fährt, Ortsdaten, die dann erhalten werden, wenn das Fahrzeug über die neue Straße fährt, als Straßendaten registriert. Dadurch kann die neue Straße an der Anzeigeeinheit auf der Grundlage dieser neuen Straßendaten angezeigt werden. Neue Straßen, über die das Fahrzeug relativ häufig fährt, können somit an der Landkarte angezeigt werden, ohne daß ein neuer mit hohen Kosten verbundener Speicherträger gekauft werden muß.

Verfahren zum Erzeugen von Straßendaten für ein bordeigenes Navigationssystem. Punkte auf Straßen in einer Landkarte werden in numerischer Form ausgedrückt und vorher als Landkartendaten gespeichert. Die Koordinaten des vorliegenden Standortes des Fahrzeuges und die Kompaßrichtung der Bewegung des Fahrzeuges werden ermittelt, und der Abstand zu einem Punkt auf einer Straße, die dem vorliegenden Standort am nächsten liegt, und der Winkel der Straße an diesem Punkt werden auf der Grundlage der Landkartendaten als Entscheidungswerte für die Erzeugung der Straßendaten immer dann bestimmt, wenn das Fahrzeug eine gegebene Strecke zurückgelegt hat. Es wird beurteilt, ob bereits registrierte Lerndaten in der Umgebung des vorliegenden Standortes vorhanden sind, wenn die Entscheidungswerte die vorbestimmten Werte überschreiten, und es werden Standardabweichungen des Abstandes und des Winkels bezüglich der registrierten Lerndaten berechnet, wenn es registrierte Lerndaten gibt. Die registrierten Lerndaten werden als Straßendaten registriert, wenn die Standardabweichungen gleich oder kleiner als die vorbestimmten Werte sind.

Claims

1. Verfahren zum Erzeugen von Straßendaten für ein bordeigenes Fahrzeugnavigationssystem, wobei

- Punkte auf Straßen einer Landkarte in numerischer Form als Landkartendaten vorab in einen ersten Speicher in Form eines Festspeichers abgespeichert werden,
- immer dann, wenn das Fahrzeug eine erste bestimmte Strecke (da) zurückgelegt hat, die Koordinaten des Standortes des Fahrzeuges, die Kompaßrichtung der Fahrzeugbewegung, die Entfernung zu einem Punkt auf der nächstgelegenen Straße der Landkarte und der Koordinatenwinkel dieser Straße an diesem Punkt auf der Grundlage der von der ersten Speichereinrichtung ausgelesenen Landkartendaten als Entscheidungswerte für die Erzeugung der Straßendaten bestimmt werden,
- dann, wenn Ortsdaten bereits gespeichert sind, diese Ortsdaten als Lerndaten gespeichert werden, wenn die Entscheidungswerte bestimmte Werte überschreiten,
- dann, wenn die Entscheidungsdaten bestimmte Werte überschreiten, beurteilt wird, ob es bereits gespeicherte Lerndaten in der unmittelbaren Umgebung des Standortes gibt,
- die Koordinatendaten des vorliegenden Standortes als Ortsdaten gespeichert werden, wenn der Winkel zwischen der vorliegenden Koordinatenrichtung und der vorhergehenden Koordinatenrichtung der Bewegung des Fahrzeuges einen bestimmten Wert übersteigt, sowie keine Lerndaten in der unmittelbaren Umgebung des vorliegenden Standortes bereits gespeichert sind,
- dann, wenn es bereits Lerndaten in der unmittelbaren Umgebung des vorliegenden Standortes gibt, die Standardabweichung der Entfernung und des Winkels des vorliegenden Standortes bezüglich der bereits vorhandenen Lerndaten berechnet werden und
- die Lerndaten als Straßendaten in einen zweiten Speicher eingeschrieben werden, wenn die Standardabweichungen gleich bestimmten Werten sind oder unter diesen bestimmten Werten liegen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Koordinaten des vorliegenden Standortes als Ortsdaten nur gespeichert werden, wenn das Fahrzeug eine zweite bestimmte Strecke (db) zurückgelegt hat, die größer als die erste bestimmte Strecke (da) ist.