DE4141808A1 - Verfahren zur fahrtroutenvorgabe bei kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung hat ein Verfahren zur Fahrtroutenvorgabe bei Kraftfahrzeugen zum Inhalt.

Es ist bekannt, eine Navigationseinrichtung in Kraftfahr­ zeugen einzusetzen, bei der eine Information über den Streckenverlauf auf der Basis eines Routenplans und der jeweiligen Fahrtrichtung geliefert wird. Damit ist es nicht möglich, etwaige Hindernisse oder weitere Fahrbahnbesonderheiten dem Fahrzeugbenutzer anzuzeigen. Dies ist bei schlechten Sichtbedingungen, wie Nebel oder starkem Regen, besonders nachteilig.

Daneben ist es bekannt, eine Abstandsmeßvorrichtung in Kraftfahrzeugen einzusetzen, die auf der Basis von elek­ tromagnetischer Strahlung das Vorfeld des Kraftfahrzeugs abtastet und anhand des reflektierten Signals eine Infor­ mation über eventuelle Hindernisse gewinnt. Diese Vor­ richtung ist jedoch dann von Nachteil, wenn daraus auch eine Information über die Fahrtroute gewonnen werden soll. Diese Information ist zwar theoretisch möglich, da anhand von Unebenheiten am Straßenrand ein von der Ge­ radeausfahrt abweichender Streckenverlauf in aller Regel erkannt werden kann. Dies ist jedoch nicht immer zuverlässig, da Straßenränder ein sehr unterschiedliches Reflexionsverhalten zeigen und zudem bei Strahlquellen, die elektromagnetische Strahlung besonders konzentriert aussenden wie beispielsweise eine Laserlichtquelle, eine exakte Ausrichtung des Senders erforderlich ist. Alterna­ tive Abstandsmeßvorrichtung, die beispielsweise auf der Basis von Radar-Strahlung arbeiten und den Suchstrahl keulenförmig aussenden, sind aufgrund der mit großer Vielfalt und von verschiedensten Orten des Vorfeldes re­ flektierten Strahlung häufig nicht in der Lage, die In­ formation über den Streckenverlauf sicher zu separieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Fahrtroutenvorgabe bei Kraftfahrzeugen zu schaffen, bei dem mit Sicherheit eine präzise Aussage über den Ver­ lauf der Fahrtroute und eventuell darin auftretende Hin­ dernisse möglich wird.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die kennzeichnen­ den Merkmale des Patentanspruchs 1.

Bei der Erfindung werden die Navigationseinrichtung und die Abstandsmeßvorrichtung miteinander gekoppelt. Die Na­ vigationseinrichtung liefert dabei eine Grundinformation über den Streckenverlauf, der die von der Abstandsmeßvor­ richtung gelieferte Information überlagert ist. Der Nach­ teil einer Navigationseinrichtung in Form eines relativ kleinen Auflösungsvermögens, das sich in einer Genauig­ keit von wenigstens 20 Metern zeigt, wird durch die Ab­ standsmeßvorrichtung, die ein wesentlich höheres, durch­ aus im Bereich von Zentimetern liegendes, Auflö­ sungsvermögen besitzt, ausgeglichen. Andererseits wird der Nachteil einer Abstandsmeßvorrichtung durch die Navigationseinrichtung ausgeglichen. Das häufig nicht si­ chere Erfassen des Fahrbahnrandes, das bei der Abstands­ meßvorrichtung beispielsweise aufgrund nicht exakter Aus­ richtung bzw. der auftretenden Informationsvielfalt mög­ lich ist, wird durch die Navigationseinrichtung kompen­ siert, da diese den Verlauf der Fahrtroute als Grundin­ formation vorgibt.

Neben dem trivialen Fall, bei dem durch die Abstandsmeß­ vorrichtung und die Navigationseinrichtung eine überein­ stimmende Information über die Fahrtroute an die Auswertevorrichtung geliefert wird, sind zwei wesentliche Anwendungsfälle von besonderem Interesse, die das Zusammenwirken von Abstandsmeßvorrichtung und Navigati­ onseinrichtung deutlich zeigen.

Beim ersten Anwendungsfall liefert die Abstandsmeßvor­ richtung keine Aussage über den Straßenverlauf bzw. eine Änderung des Straßenverlaufs. Jedoch liefert die Navigationseinrichtung eine Aussage über den zu erwarten­ den Routenverlauf.

Dies ist besonders dann von Bedeutung, wenn bereits früh­ zeitig auf Änderungen des Straßenverlaufs aufmerksam ge­ macht werden muß. Die Navigationseinrichtung übernimmt diese Aufgabe solange, bis auch durch die Abstandsmeßvor­ richtung eine Information über eine Änderung des Straßen­ verlaufs beispielsweise in Form einer Abweichung vom ge­ raden, hindernisfreien Zustand, geliefert wird. Sind beide Informationen hinsichtlich ihrer Aussage deckungs­ gleich, so ergibt sich daraus eine präzise Aussage über den jeweiligen Straßenverlauf. Dies gilt wie dargestellt, für eine kurvige Fahrtstrecke ebenso wie für eine gerad­ linig verlaufene Fahrtroute. Bedingt durch das hohe Auf­ lösungsvermögen dient die Information, die von der Ab­ standsmeßvorrichtung geliefert wird, dazu, die durch die Navigationseinrichtung vorgegebene Information über den voraussichtlichen Streckenverlauf zu präzisieren. Zusätz­ lich kann die besondere Eigenschaft der Abstandsmeßvor­ richtung, auf unvorhergesehene Hindernisse aufmerksam zu machen, weiterhin ausgenutzt werden und der aus dem Zu­ sammenwirken von Abstandsmeßvorrichtung und Navigations­ einrichtung gebildeten Aussage über den Streckenverlauf als akute Warninformation überlagert werden.

Von besonderem Interesse ist das Zusammenspiel aus Navi­ gationseinrichtung und Abstandsmeßvorrichtung bei einem kurvigen Streckenverlauf. Mit Hilfe der Abstandsmeßvor­ richtung kann der Abstand und der Verlauf einer Kurve ge­ genüber der von der Navigationseinrichtung gelieferten Vorgabe präzisiert werden. Voraussetzung hierfür ist le­ diglich, daß markante Merkmale der Kurve wie bereits ein­ gangs erwähnt beispielsweise der Fahrbahnrand, über die Abstandsmeßvorrichtung detektiert werden können. Bedingt durch die Reichweite der Abstandsmeßvorrichtung, die in aller Regel deutlich höher als das Auflösungsvermögen der Navigationseinrichtung ist, kann aber auch dann, wenn durch die Abstandsmeßvorrichtung keine Information über den Kurvenverlauf geliefert wird, mit Hilfe der Na­ vigationseinrichtung der Kurvenverlauf zumindest grob vorgegeben werden.

Hierbei wird eine Weiterbildung der Erfindung mit be­ sonderem Vorteil eingesetzt. Diese besteht darin, die Aussage der Navigationseinrichtung über den Strecken­ verlauf in definierten Streckenabschnitten zu liefern. Es kann beispielsweise an markanten Punkten des Strecken­ verlaufs, wie beispielsweise an einer Kreuzung, jeweils eine Information über den bevorstehenden Strecken­ abschnitt geliefert werden. Im Hinblick auf den besonders wichtigen Fall eines kurvigen Streckenverlaufs kann die Länge des Streckenabschnitts, nach dem durch die Naviga­ tionseinrichtung eine Information über den Streckenver­ lauf geliefert wird, von dem Verlauf der Kurve selbst ab­ hängen. Es ist beispielsweise von besonderem Vorteil, die Information der Navigationseinrichtung in um so kürzeren Streckenabschnitten auszugeben, je kurviger die Strecke ist. Damit ist einerseits sichergestellt, daß auch bei besonders schwierigen Streckenverläufen ein schneller Ab­ gleich zwischen den Informationen der Naviga­ tionseinrichtung und der Abstandsmeßvorrichtung erfolgt mit der Besonderheit, auch unter diesen Umständen eine besonders präzise Aussage über den Streckenverlauf zu er­ halten. Da die Navigationseinrichtung und die Abstands­ meßvorrichtung mit der Auswertevorrichtung in der Regel über das Bordnetz des Fahrzeugs kommunizieren, ergibt sich andererseits eine Entlastung dieses Bordnetzes dann, wenn aufgrund eines geradlinigen Streckenverlaufs nur in relativ großen zeitlichen und räumlichen Abständen durch die Navigationseinrichtung eine Aussage über den Straßen­ verlauf geliefert wird.

Beim zweiten Anwendungsfall liefert die Abstandsmeßvor­ richtung eine Information über eine Unregelmäßigkeit im Vorfeld des Kraftfahrzeugs. Dieser Fall tritt aufgrund der besonders großen Reichweite üblicher Abstandsmeßvor­ richtungen besonders häufig auf. Durch das Zusammenspiel von Navigationseinrichtung und Abstandsmeßvorrichtung kann nun unterschieden werden, ob es sich dabei um ein Hindernis auf der Fahrbahn oder um den Verlauf einer Kurve handelt. Wenn letzteres der Fall ist, kann eine dann überflüssige Warnung, die durch die Information der Abstandsmeßvorrichtung verursacht wird, vermieden werden. Das gilt beispielsweise bei Kurven mit großem Radius und relativ geringer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs. Die Abstandsmeßvorrichtung kann immer dann, wenn aufgrund der eigenen Sensorinformation eine Warnung zu erzeugen wäre, den zu erwartenden Streckenverlauf bei der Navigations­ einrichtung abfragen.

Die Navigationseinrichtung kann auf eine solche Anfrage eine Information mit dem Abstand zur nächsten Kurve und der Kurvenklasse, d. h. dem Radius bzw. einer näherungsweisen Aussage über den Kurvenverlauf, zur Ver­ fügung stellen. Nur wenn sich aus den Informationen der Navigationseinrichtung und der Abstandsmeßvorrichtung eine Inkonsistenz ergibt, wird eine Warnung ausgelöst. Besteht hingegen Übereinstimmung der beiden Informationen hinsichtlich ihres Grundgehalts, so kann eine Warnung unterbleiben, da dann feststeht, daß es sich bei der Unregelmäßigkeit um kein irreguläres Hindernis im Fahrbahnverlauf handelt. Die Information, in welchem Ab­ stand sich die reguläre "Unregelmäßigkeit", d. h. der Fahrbahnrand einer vorausliegenden Kurve, befindet, kann wiederum zur Justierung der Navigationseinrichtung ver­ wendet werden. Bei dieser Form des Informationsaustau­ sches ist das Datenaufkommen ebenfalls relativ gering, so daß als Übertragungsstrecke eine an der Navigationsein­ richtung bzw. an der Abstandsmeßvorrichtung in der Regel bereits vorhandene einfache Busverbindung genutzt werden kann.

Die Erfindung ist anhand eines aus der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsbeispiels soweit erläutert.

In der einzigen Figur ist ein Streckenverlauf 1 darge­ stellt, der in einer nicht mehr gezeigten Navigationsein­ richtung hinverlegt ist. Ein Kraftfahrzeug bewegt sich längs dieser Strecke und durchfährt die durch Punkte bzw. P1 bis P7 gebildete Strecke. Dabei sind P1 bis P7 die Stellen der Fahrstrecke, an denen die Navigationseinrich­ tung einer Information an einer nicht dargestellten Aus­ wertevorrichtung über den Verlauf der Fahrstrecke und den Abstand des nächsten (Knoten)Punktes liefert. In­ formationen über den Streckenverlauf erfolgt in Form ei­ ner Aussage über die Orientierung, bei der sich bei­ spielsweise um die Himmelsrichtung handelt, in der der nächste Punkt liegt. Ebenfalls innerhalb des Kraftfahr­ zeugs vorgesehen ist eine in sich bekannte Abstandsmeß­ vorrichtung, die Strahlung, beispielsweise einer Laser­ lichtquelle, in den jeweiligen Untersuchungsbereich aus­ sendet und das daraus reflektierte Signal eines Detektors aufnimmt und ebenfalls der Auswertevorrichtung zuführt. Die Abstandsmeßvorrichtung besitzt eine Auflösegenauig­ keit von beispielsweise 1 Meter, während das Auflösungs­ vermögen der Navigationseinrichtung lediglich etwa 20 Meter beträgt. Das bedeutet, daß die Punkte P1 bis P7 mit Hilfe der Auswertevorrichtung lediglich mit dieser Ge­ nauigkeit (20 Meter) vorgegeben sind. Mit Hilfe der Ab­ standsmeßvorrichtung wird es nun möglich, der Auswerte­ vorrichtung Informationen über den exakten Verlauf der Bahnkurve 1 zu liefern. Diese Aussagen resultieren aus Informationen über den Abstand des Straßenrandes, die mit Hilfe der Abstandsmeßvorrichtung detektiert wird. Damit wird es auch möglich, den Verlauf der tatsächlich durch den Fahrzeugbenutzer genommenen Bahnkurve zu erkennen und die Fehler, die sich aus der relativen Ungenauigkeit der Navigationseinrichtung und der fahrzeuginternen Meßvor­ richtung für die zurückgelegte Wegstrecke und/oder die Orientierung der jeweiligen tatsächlichen Bahnkurve erge­ ben, eliminiert.

Claims (4)

1. Verfahren zur Fahrtroutenvorgabe bei Kraftfahrzeu­ gen, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Navigationseinrichtung, die auf der Basis eines Routenplans und unter Berücksichtigung der Fahrtrichtung arbeitet, eine Grundinformation und ferner durch eine Abstandsmeßvorrichtung, die mit einer Strahlquelle in einen vor dem Kraftfahrzeug liegenden Untersuchungsbereich Strahlung aussendet und die reflektierte Strahlung mit Hilfe eines De­ tektors aufnimmt, eine Feininformation über die zu erwartende Fahrtroute an eine Auswertevorrichtung geliefert wird und daß durch die Auswertevorrich­ tung auf der Basis der Grundinformation und der dieser überlagerten Feininformation eine Aussage über Verlauf und Unregelmäßigkeiten der Fahrtroute ausgegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß durch die Navigationseinrichtung in definierten Streckenabschnitten eine Aussage über die Bahnkurve geliefert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Streckenabschnitts vom Verlauf der Bahnkurve abhängt und umso geringer ist, je kurviger die Bahnkurve ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Abstandsmeßvorrich­ tung gelieferte Feininformation vor Einschalten einer Warnanzeige mit der von der Navigationsein­ richtung gelieferten Grundinformation abgeglichen wird.