DE4334700C2

DE4334700C2 - Navigationsvorrichtung und Verfahren zur Straßennavigation mit einem Wegbestimmungsprozeß, der in der Lage ist, einen gewünschten Weg schnell und vollständig zu bestimmen

Info

Publication number: DE4334700C2
Application number: DE4334700A
Authority: DE
Inventors: Nobutaka Inoue; Jun Uemura; Shigemitsu Toriyama
Original assignee: Maspro Denkoh Corp
Current assignee: Maspro Denkoh Corp
Priority date: 1992-10-12
Filing date: 1993-10-12
Publication date: 1996-12-12
Anticipated expiration: 2013-10-13
Also published as: US5442349A; JPH06123637A; GB9319764D0; GB2271421B; JP2598857B2; DE4334700A1; GB2271421A

Description

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Navigationsvorrichtung und ein Verfahren zur Straßennavigation für ein Fahrzeug, bei dem der einzuschlagende Weg auf einer Kathodenstrahlröhre, einer Flüssigkristallanzeige oder anderen Anzeigemitteln angezeigt wird, um das Fahrzeug zu steuern. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Navigationssystem, das mit einem Wegbestimmungsprozeß versehen ist, durch den ein gewünschter Weg vollständig und schnell bestimmt werden kann.

Ein bekanntes Navigationssystem ist mit einem Bildschirm versehen, auf dem eine Straßenkarte angezeigt ist. Bei einer Art eines solchen Systems wird der Weg durch genaue Abgrenzung bestimmt, wobei aufeinanderfolgende Abschnitte von einem Basispunkt zum Bestimmungsort über einen Cursor auf dem Bildschirm oder durch Mittel mit einem Lichtstift eingegeben werden. Bei einem anderen Typ eines solchen Systems wird, wenn ein Ausgangspunkt und ein Bestimmungsort eingegeben sind, der kürzeste Weg zwischen dem Ausgangspunkt und dem Bestimmungsort automatisch in Einklang mit einer Karte, deren Daten zuvor gespeichert wurden, bestimmt und auf der auf dem Bildschirm angezeigten Karte gekennzeichnet.

Diese Arten von Navigationssystemen weisen jedoch folgende Mängel auf. Um eine freiere Wegauswahl zu gewähren, erfordert der erste Systemtyp äußerst gewissenhafte Handarbeit beim Kennzeichnen jedes Verzweigungspunktes. Andererseits ist auch der letztere Systemtyp trotz seiner leichten Handhabung nachteilig, weil er frühere gespeicherte und nicht aktualisierte Programmdaten benutzt, um einen Weg zu bestimmen. Wenn eine unerwartete Baustelle in der automatisch ausgewählten Wegstrecke nicht berücksichtigt ist oder wenn ein Weg, den der Benutzer vorzieht, nicht ausgewählt wird, muß der Benutzer den Weg nach Beendigung der automatischen Wegbestimmung in der gleichen arbeitsaufwendigen Weise korrigieren, wie beim ersten Systemtyp.

Mit der WO 92/08952 A1 ist ein Navigationssystem bekannt geworden, das nach der Eingabe des Zielorts wenigstens zwei optimierte Wege, ausgehend vom aktuellen tatsächlichen Ort des Fahrzeugs zum Zielpunkt, errechnet. Die Optimierungskriterien können beispielsweise eine Zeitminimierung oder eine Streckenminimierung sein. Der Bediener hat anschließend die Auswahl zwischen den errechneten optimierten Wegen. Die bestimmten Wegstrecken werden anhand der einzelnen Wegabschnitte gespeichert. Das genannte Verfahren ist sehr rechenaufwendig und hat einen entsprechend hohen Speicherbedarf. Zwei oder mehrere Wegstrecken müssen gleichzeitig abgelegtwerden. Die Wegstrecken zum Zielpunkt werden als Ganzes bestimmt, da Optimierungskriterien hierfür verantwortlich sind, die unter Umständen beim Austausch eines beliebigen Wegsegments Änderungen an weit entfernten anderen Wegabschnitten der bestimmten Route nach sich ziehen. So kann beispielsweise wie oben angeführt, eine unerwartete Baustelle nicht ohne weiteres berücksichtigt werden.

Weiterhin sind zwei Navigationssysteme mit der DE 35 12 127 A1 und der EP 0 380 673 A1 bekannt geworden, die ebenfalls mit Hilfe von Optimierungsalgorithmen den optimalen Weg aufgrund von Bewertungskriterien wie kürzeste Fahrtzeit oder kürzeste Fahrstrecke errechnen. Bei einer Abweichung des Fahrzeugs von der ursprünglichen Fahrstrecke folgt eine neue Streckenauswahl automatisch mit Hilfe der genannten Optimierungskriterien. Hierzu wird von jedem Kreuzungs- bzw. Verzweigungspunkt innerhalb der zur Verfügung stehenden Straßennetzdaten ein solcher optimaler Weg abgespeichert. Der Speicher- und Rechenbedarf wird hierdurch enorm erhöht.

Zusammenfassung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Navigationssystem für Fahrzeuge vorzusehen, bei dem und durch das ein gewünschter Weg vollständig und schnell bestimmt werden kann.

Um die gestellte Aufgabe zu lösen, schließt das Navigationssystem der vorliegenden Erfindung, wie in Fig. 1 gezeigt, Anzeigemittel M1, Kartendaten-Speichermittel M2, Anzeigesteuermittel M3, Richtungseingabemittel M4, erste Straßenauswahlmittel M5, zweite Straßenauswahlmittel M6, Wegkennzeichnungs-Steuermittel M7, Bestimmungsmittel M8, Wegaufhebungsmittel M9, Wegaufhebungs-Steuermittel M10 und Wegbestimmungs-Wiederaufnahmemittel M11 ein.

Das Anzeigemittel M1 zeigt auf sich eine Straßenkarte an.

Das Kartendaten-Speichermittel M2 speichert Kartendaten, die auf dem Anzeigemittel M1 angezeigt werden sollen. Die Kartendaten umfassen Straßenkategoriedaten, die die Kategorie jeder in den Kartendaten enthaltenen Straße angeben.

Das Anzeigesteuermittel M3 steuert das Anzeigemittel M1, um eine Straßenkarte entsprechend den in dem Kartendaten- Speichermittel M2 gespeicherten Kartendaten anzuzeigen.

Das Richtungseingabemittel M4 ist für die Eingabe eines Ausgangspunkts und einer Fahrtrichtung vorhanden.

Das erste Straßenauswahlmittel M5 wählt bezüglich der Kartendaten eine Straße vom angegebenen Ausgangspunkt zu einem nächsten Verzweigungspunkt in der angegebenen Richtung aus und bestimmt die Straße als einzuschlagenden Weg.

Das zweite Straßenauswahlmittel M6 wählt auf der Grundlage der Kartendaten und entsprechend der Straßenkategorie des bestimmten Weges eine nächste Straße vom Endpunkt des bestimmten Weges zu einem nächsten Verzweigungspunkt und bestimmt die Straße als nächsten einzuschlagenden Weg.

Das Wegkennzeichnungs-Steuermittel M7 steuert das Anzeigemittel M1, um in der angezeigten Straßenkarte den Weg zu kennzeichnen, der durch das erste Straßenauswahlmittel M5 und das zweite Straßenauswahlmittel M6 bestimmt wurde.

Das Bestimmungsmittel M8 stellt zunächst fest, ob ein Weg durch das zweite Straßenauswahlmittel M6 bestimmt wurde oder nicht. Wenn festgestellt wird, daß ein Weg bestimmt wurde, veranlaßt das Bestimmungsmittel M8 das zweite Straßenauswahlmittel M6, eine weitere Route in Verbindung mit dem bereits festgelegten Weg zu bestimmen.

Das Wegaufhebungs-Eingabemittel M9 dient dazu, einen Befehl einzugeben, um die Wegbestimmung durch das erste Straßenauswahlmittel M5 und das zweite Straßenauswahlmittel M6 anzuhalten und den bestimmten Weg aufzuheben.

Das Wegaufhebungs-Steuermittel M10 hebt, abhängig von einem Eingabebefehl, die bestimmte Route aufzuheben, die bestimmte Route vom Ende des bestimmten Weges zurück zum Ausgangspunkt auf und löscht die Kennzeichnung des Weges auf der angezeigten Straßenkarte.

Wenn das Bestimmungsmittel M8 festlegt, daß das zweite Straßenauswahlmittel M6 noch keine weitere Route bestimmt hat, oder wenn das Wegaufhebungs-Steuermittel M10 das Aufheben eines Weges entsprechend einem Befehl, den bestimmten Weg aufzuheben, beendet hat, veranlaßt das Wegbestimmungs-Wiederaufnahmemittel M11 das erste Straßenauswahlmittel, seine Arbeit nach Erhalt eines Eingangsignals, das eine Fahrtrichtung angibt, wieder aufzunehmen, wobei es das Ende des nichtaufgehobenen Weges erneut als Ausgangspunkt erkennt.

Im Betrieb wird ein Ausgangspunkt und eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs über das Richtungseingabemittel M4 eingegeben. Das erste Straßenauswahlmittel M5 wählt auf der Grundlage der in dem Kartendaten-Speichermittel M2 gespeicherten Kartendaten eine Straße ausgehend vom eingegebenen Ausgangspunkt in Richtung der eingegebenen Fahrtrichtung aus und bestimmt die Straße als einzuschlagenden Weg vom Ausgangspunkt zu einem nächsten Verzweigungspunkt.

Anschließend wählt das zweite Straßenauswahlmittel M6 auf der Grundlage der Kartendaten und der Straßenkategoriedaten von Verzweigungspunkt zu Verzweigungspunkt eine Straße aus, die sich an das Ende des bestimmten Weges anschließt, und bestimmt die Straße als vom Verzweigungspunkt zum nächsten Verzweigungspunkt einzuschlagenden Weg. Wenn das Bestimmungsmittel M8 einen Weg als bestimmt festlegt, wird das zweite Straßenauswahlmittel M6 erneut aktiviert, um eine weitere Straße auszuwählen, die mit dem Ende der zuvor bestimmten Route verbunden ist.

Da die Auswahl einer Straße durch das zweite Straßenauswahlmittel M6 abhängig von der Straßenkategorie der zuvor bestimmten Route durchgeführt wird, ist es möglich, daß keine entsprechende Straße in der angegebenen Richtung zur Verfügung steht und daß das zweite Straßenauswahlmittel M6 keine Straße auswählen kann. Hierfür aktiviert die vorliegende Erfindung das Bestimmungsmittel M8, um festzustellen, ob eine Straßenauswahl stattgefunden hat oder nicht. Die Straßenauswahl wird somit von Verzweigungspunkt zu Verzweigungspunkt durch das zweite Straßenauswahlmittel M6 fortgesetzt, das Straßen entsprechend der Kategorie der zunächst durch das erste Straßenauswahlmittel M5 ausgewählten Straße auswählt, es sei denn, daß das zweite Straßenauswahlmittel M6 keine Straße auswählen kann.

Als Antwort auf eine Wegbestimmung durch das erste und zweite Straßenauswahlmittel M5 und M6 wird das Wegkennzeichnungs- Steuermittel M7 aktiviert, um den bestimmten Weg auf der Straßenkarte zu kennzeichnen, die auf dem Anzeigemittel M1 durch das Anzeigesteuermittel M3 angezeigt wird.

Andererseits wird, wenn ein Befehl über das Wegaufhebungs- Eingabemittel M9 eingegeben wird, den Wegbestimmungsprozeß, der durch das erste und zweite Straßenauswahlmittel M5 und M6 bewirkt wird, zu beenden und den bestimmten Weg aufzuheben, das Wegaufhebungs-Steuermittel M10 aktiviert, um den bestimmten Weg aufzuheben und die Kennzeichnung der Route zu löschen.

Wenn das zweite Straßenauswahlmittel M6 keine Straße auswählen kann oder wenn die Aufhebung des Weges durch das Wegaufhebungs-Steuermittel M10 bewirkt wird, erwartet das Wegbestimmungs-Wiederaufnahmemittel M11 eine Eingabe über das Richtungseingabemittel M4, die eine Fahrtrichtung mit dem Ende der bestimmten Route als Ausgangspunkt angibt. Wenn eine Fahrtrichtung eingegeben ist, wird die Tätigkeit des ersten Straßenauswahlmittels M5 wieder aufgenommen.

Somit wird, wenn das zweite Straßenauswahlmittel M6 keine Straße auswählen kann oder wenn die Beendigung der Wegbestimmung oder die Aufhebung des bestimmten Weges entsprechend einem Befehl vom Wegaufhebungs-Eingabemittel M9 bewirkt wird, das Ende des nicht aufgehobenen Weges als neuer Ausgangspunkt angesehen, um die Wegbestimmung wieder aufzunehmen. Wenn die Fahrtrichtung über das Richtungseingabemittel M4 eingegeben ist, werden das erste und zweite Straßenauswahlmittel M5 und M6 aktiviert, um automatisch eine weitere Route ausgehend vom neuen Ausgangspunkt zu bestimmen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm, das schematisch ein Navigationssystem nach der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, das schematisch ein erfindungsgemäßes Navigationssystem als ganzes zeigt;

Fig. 3 ist eine Tabelle, die die Daten von Verzweigungspunkten anzeigt, die zur Bestimmung und Kennzeichnung eines Weges benutzt werden;

Fig. 4A und 4B sind Flußdiagramme, die den Wegbestimmungsvorgang zeigen, der durch eine Hauptsteuerung durchgeführt wird;

Fig. 5A und 5B sind Flußdiagramme, die den Straßenauswahlprozeß zeigen, der an der in der Fig. 4 gezeigten Stelle S150 durchgeführt wird;

Fig. 6 ist eine erklärende Zeichnung, die darstellt, wie der bestimmte Weg auf der Karte gekennzeichnet wird, die auf dem Bildschirm als Ergebnis des Wegbestimmungsvorgangs angezeigt wird.

Nähere Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

Ein Ausführungsbeispiel des vorliegenden Navigationssystems ist nachfolgend mit Bezug zu den Zeichnungen erläutert, wobei es feststeht, daß es weitere Ausführungsbeispiele im Rahmen der vorliegenden Erfindung gibt.

Wie in Fig. 2 gezeigt, umfaßt ein Navigationssystem 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Antenne 2a und einen bekannten Empfänger 2 zum Empfang von Übertragungssignalen von künstlichen Satelliten, die Teil des globalen Ortungssystems GPS sind. Das empfangene Übertragungssignal wird extrahiert und umgewandelt, um Längen-, Breiten- und Höhendaten zu erhalten, die kennzeichnend sind für den Ort, an dem das Signal empfangen wird, z. B. für die laufende Position des Fahrzeugs.

Das Navigationssystem 1 schließt ebenfalls eine Eingabevorrichtung 4 sowohl als Richtungseingabemittel und als Wegaufhebungs-Eingabemittel zur Eingabe eines Ausgangspunktes, einer Fahrtrichtung, einer Aufhebung eines bestimmten Weges und anderer Instruktionen ein.

Das Navigationssystem 1 umfaßt ebenso eine externe Speichervorrichtung 6, eine Anzeigetreibervorrichtung 34 und eine Anzeige 14. Die externe Speichervorrichtung 6 kann aus einer optischen oder magnetischen Scheibe bestehen und dient dazu, Kartendaten zu speichern. Die Anzeige 14 kann eine Kathodenstrahlröhre CRT, einen Flüssigkristallbildschirm oder andere Anzeigemittel umfassen.

Das Navigationssystem 1 umfaßt weiterhin eine Hauptsteuerung 20. Die Hauptsteuerung 20 erhält Daten vom Empfänger 2, der Eingabevorrichtung 4, der externen Speichervorrichtung 6 und anderen Teilen des Navigationssystems und steuert die Anzeige 14, um eine Straßenkarte und eine Route anzuzeigen, die aufgrund der aufgenommen Daten bestimmt wurde.

Die äußere Speichervorrichtung 6 speichert Kartendaten und Daten von Verzweigungspunkten. Insbesondere umfassen die Daten von Verzweigungspunkten für jeden Verzweigungspunkt Längen- (x-Koordinate) und Breitendaten (y-Koordinate), die gemeinsam kennzeichnend sind für die Adresse oder den Ort des interessierenden Verzweigungspunktes, eine Adresse Ci des benachbarten oder nächsten Verzweigungspunktes, eine Knotenliste, die einen Biegungspunkt Ni zwischen dem interessierenden Verzweigungspunkt und dem nächsten Verzweigungspunkt anzeigt, und Straßenkategoriedaten, die die Kategorie der Straße zwischen dem interessierenden Verzweigungspunkt und dem nächsten Verzweigungspunkt anzeigen.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden Straßen in drei Kategorien von "0", "1", bzw. "2" eingeteilt, die Landstraßen, Autobahnen und andere gewöhnliche Straßen anzeigen. Die Verzweigungsdaten, die jedem Verzweigungspunkt auf der bestimmten Route entsprechen, werden aufeinanderfolgend markiert mit Registernummern Pi und somit als ein Verzweigungspunkt auf der Route oder "Routenintersektion" registriert. Somit ist der Verzweigungspunkt, der als Ausgangspunkt angegeben ist, mit der Startnummer Si markiert, wodurch der Verzweigungspunkt als Ausgangsverzweigungspunkt identifiziert ist.

Die Hauptsteuerung 20 besteht aus einem bekannten Mikrocomputer, der eine CPU 22, ein ROM 24, ein RAM 26, einen input/output port 28 und eine diese Komponenten verbindende Busleitung 30 aufweist. Die Hauptsteuerung 20 umfaßt ebenfalls eine Anzeigetreibervorrichtung 34, die Treibersignale zur Anzeige 14 aus sendet und diese dadurch betreibt. Abhängig von Eingabebefehlen eines Benutzers durch die Eingabevorrichtung 4 führt die Hauptsteuerung 20 einen entsprechenden Prozeß durch, entweder den Wegbestimmungsprozeß, wie in den Fig. 4A und 4B und 5A und 5B gezeigt und später näher erläutert, oder den Navigationsprozeß.

Der Navigationsprozeß ist ein bekannter Vorgang, wobei die laufende Position eines sich bewegenden Fahrzeugs kontinuierlich erfaßt und auf einer Bereichskarte angezeigt wird und wobei der durch den Wegbestimmungsprozeß bestimmte Weg auf der Karte gekennzeichnet wird, um einen Fahrer zu führen. Weitere Einzelheiten des Navigationsprozesses sind unerheblich für die vorliegende Erfindung und werden daher zur Vereinfachung nicht weiter erläutert.

Wie in Fig. 4A gezeigt, wird auf einen Befehl, den Wegbestimmungsprozeß zu starten, die Information, die den Bereich betrifft, von dem aus die Navigation zu starten ist, an der Stelle S110 eingegeben, um eine Bereichskarte vorzusehen, auf der der Bediener einen Ausgangspunkt festlegt. In diesem Fall mag zunächst eine Karte mit großem Bereich angezeigt werden, die anschließend nach und nach durch Zeigen mit einem Cursor gezoomt wird, um eine genauere Karte zu erhalten, auf der der Benutzer einen Ausgangspunkt ortet und eingibt. Alternativ kann die Information in Form von Längen und Breitendaten des Ausgangspunkts oder in Form von x-Koordinaten und y-Koordinatendaten irgendeines markanten Gebäudes in der Nähe des Ausgangspunkts eingegeben werden.

An der Stelle S120 werden die Bereichskartendaten auf der Grundlage der Eingabeinformation des Schrittes S110 und gemäß den in der externen Speichervorrichtung 6 gespeicherten Kartendaten bezüglich des Ausgangspunkts zentriert. Eine Straßenkarte wird dann aus der Bereichskarte erhalten und auf der Anzeige 14 angezeigt. Fig. 6 zeigt einen Beispielfall, wenn die Information des Punktes A als Ausgangspunkt eingegeben ist. Wie in der gleichen Figur gezeigt, wird eine Straßenkarte mit einem vorbestimmten Bereich B1 auf der Anzeige 14 mit dem Punkt A im Zentrum angezeigt.

Mit dem Schritt S130 wird der Ort des Verzweigungspunktes, von dem aus die Navigation des Fahrzeugs gestartet werden soll, z. B. die Ausgangsverzweigung, durch Betätigung von Pfeiltasten, wie in Fig. 6 gezeigt, eingegeben, indem der Cursor auf dem Bildschirm an die gewünschte Stelle gebracht wird und eine Ausführungstaste gedrückt wird, die an der Eingabevorrichtung 4 vorgesehen ist.

Mit dem Schritt S140 wird die Ausgangsverzweigung als Ausgangspunkt zur Wegbestimmung registriert. Genauer gesagt werden die Verzweigungspunktdaten der Adresse C1, in Fig. 3 gezeigt, mit der Startnummer S1 markiert, die den Ausgangsverzweigungspunkt anzeigt, wobei C1 als Ausgangsverzweigungspunkt registriert wird, wenn der Verzweigungspunkt C1 auf der Bereichskarte B1, wie in Fig. 6 gezeigt, als Ausgangspunkt gekennzeichnet wird. Die Verzweigungspunktdaten der Adresse C1 sind also markiert mit der Straßenverzweigungspunkt-Nummer P1, die anzeigt, daß der Verzweigungspunkt auf der Route liegt, die bestimmt werden wird.

Mit dem Schritt S150 beginnt der Straßenauswahlvorgang, wie detaillierter in den Fig. 5A und 5B gezeigt, um eine Straße auszuwählen, die vom Ausgangsverzweigungspunkt oder vom Endverzweigungspunkt einer zuvor bestimmten Route aus zunehmen ist.

Mit dem Schritt S310 wird geprüft, ob der Endverzweigungspunkt der bestimmten Route ein Ausgangsverzweigungspunkt ist. Wenn "Ja" erkannt wird, wird als nächstes im Schritt S320 geprüft, ob die derzeitige Straßenauswahl die erste bezüglich dieses Verzweigungspunkts ist. Wenn "Ja" im Schritt S320 festgestellt wird, geht der Prozeßablauf voran zum Schritt S330. Wenn "Nein" im Schritt S320 festgestellt wird, z. B wenn irgendeine Straßenauswahl für den momentanen Verzweigungspunkt früher stattgefunden hat, wird die Straße, mit dem Schritt S340, die in der früheren Auswahl ausgewählt wurde, aus den "Kandidaten" oder den möglichen Straßen für die Route bei der momentanen Straßenauswahl ausgeschlossen. Der Prozeß geht dann voran zum Schritt S330.

Im Schritt S330 wird die Fahrtrichtung des Verzweigungspunkts mit den Pfeiltasten K, wie in Fig. 6 gezeigt, die an der Eingabevorrichtung 4 vorgesehen sind, eingegeben. Im folgenden Schritt S350 wird jede Straße, die vorwärts in der eingegebenen Fahrtrichtung liegt, als mögliche Route ausgewählt, die vom Verzweigungspunkt aus zu nehmen ist.

Im Schritt S360 wird geprüft, ob in Schritt S350 mehrere Straßen ausgewählt wurden. Wenn festgestellt wird, daß nur eine Straße ausgewählt wurde, endet dieser Prozeßschritt. Wenn festgestellt wird, daß mehrere Straßen ausgewählt wurden, wird eine Straße mit bevorzugter Straßenkategorie aus der Mehrzahl von Straßen ausgewählt. Die bevorzugte Straßenkategorie bezüglich dieses Ausführungsbeispiels ist so vorherbestimmt, daß eine Autobahn einer Landstraße und eine Landstraße anderen gewöhnlichen Straßen vorgezogen wird.

Zurückbezogen zum Schritt S310 geht der Prozeß weiter zu Schritt S380, wenn festgestellt wird, daß der zuletzt als zum Weg gehörig registrierte Verzweigungspunkt kein Ausgangspunkt ist. Im Schritt S380 wird geprüft, ob irgendeine Straße der gleichen Kategorie auf den Verzweigungspunkt folgt. Wenn "Nein" in diesem Schritt festgestellt wird, wird in Schritt S420 endgültig festgestellt, daß keine Straße ausgewählt werden kann, und der Prozeßschritt endet. Wenn "Ja" im Schritt S380 festgestellt wird, geht der Vorgang weiter zu Schritt S390.

In Schritt S390 wird geprüft, ob eine Mehrzahl von Straßen der gleichen Kategorie existiert. Wenn "Nein" festgestellt wird, beispielsweise wenn nur eine Straße der gleichen Kategorie existiert, wird diese Straße als zu nehmender Weg in Schritt S400 ausgewählt. Wenn "Ja" festgestellt wird in Schritt S390, geht der Prozeß weiter zu Schritt S410 und die Straße, die den kleinsten Winkel bezüglich des bestimmten Weges bildet, wird aus der Mehrzahl von Straßen ausgewählt und als künftige Route bestimmt, wobei der Straßenauswahlprozeß endet.

Somit weist der Straßenauswahlvorgang zwei verschiedene Pfade von Prozeßschritten abhängig davon auf, ob der Zwischenabschnitt ein Startpunkt für Navigation ist oder nur einer von dazwischen liegenden Verzweigungspunkten auf dem Weg.

Insbesondere dient der Vorgang in den Schritten S320 bis S370 als erstes Straßenauswahlmittel, das eine Straße auswählt und bestimmt, die voraus vom Ausgangspunkt in der durch den Benutzer angegebenen Fahrtrichtung liegt.

Andererseits dient der Prozeß in den Schritten S380 bis S410 als zweites Straßenauswahlmittel, das eine Straße derselben Straßenkategorie wie die der zuvor als Weg bestimmten Straße auswählt und bestimmt.

In der Folge des Straßenauswahlprozesses gehen die Prozeßschritte zum Schritt S160, um zu prüfen, ob eine Straße durch den Straßenauswahlvorgang ausgewählt wurde. Wenn "Ja" in Schritt S160 festgestellt wird, geht der Prozeß voran zum Schritt S170 eines Straßenanzeige-Steuermittels, wobei die bestimmte Route zum nächsten Verzweigungspunkt in der Straßenkarte auf der Anzeige 14 angezeigt wird. Die Route kann in verschiedener Weise, wie durch Hervorhebung verschiedener Linienstärken, Farben und der Linienart, angezeigt werden.

Wenn der nächste Verzweigungspunkt hinter dem Bildausschnitt der momentan auf der Anzeige 14 gezeigten Karte liegt, wird der Anzeigeausschnitt so geändert, daß der nächste Verzweigungspunkt in der Mitte liegt, wobei die Anzeige der Route aufrechterhalten wird. So erstreckt sich beispielsweise die Straße zwischen den Ausgangsverzweigungspunkten C1 und C2 wie in Fig. 6 gezeigt über den Bildausschnitt B1 hinaus. Daher wird nach Erhalt einer Eingabe, die anzeigt, daß die Fahrtrichtung nach rechts oben vom Ausgangsverzweigungspunkt C1 gerichtet ist, der Bildausschnitt B1 in den Bildausschnitt B2 mit dem Verzweigungspunkt C2 in seiner Mitte geändert. Die Straße zwischen dem Ausgangsverzweigungspunkt C1 und dem Verzweigungspunkt C2 ist dann in Bildausschnitt B2 hervorgehoben, wodurch sie als Weg gekennzeichnet ist.

Nach der Kennzeichnung der Route wird im Schritt S180 geprüft, ob ein Befehl zur Aufhebung der Route eingegeben wurde oder nicht. Die Aufhebung eines Weges wird durch entsprechend der Anzahl der aufzuhebenden Verzweigungspunkte wiederholte Betätigung einer in der Eingabevorrichtung 4 vorgesehenen Aufhebungstaste eingegeben. Wenn im Schritt S180 festgestellt wird, daß kein Aufhebungsbefehl eingegeben wurde, wird der Verzweigungspunkt am Ende der hervorgehobenen Straßen mit der Registernummer Pi markiert, wodurch er als Wegverzweigungspunkt registriert ist, und der Prozeß geht zurück zum Schritt S150.

Wenn im Schritt S180 festgestellt wird, daß eine Aufhebung der Route angewiesen wurde, wird die Anzahl der Betätigungen der Aufhebungstaste, beispielsweise die Anzahl der aufzuhebenden Verzweigungspunkte, im Schritt S200 gezählt. In der Folge von Schritt S210 wird die entsprechende Anzahl von Straßenhervorhebungen gelöscht. Der Vorgang geht dann weiter zu Schritt S220, in dem die Straßenaufhebungs-Steuermittel die Registrierung der Verzweigungspunkte auf den aufgehobenen Straßen löschen.

Wenn im Schritt S210 der laufende Bildausschnitt der Anzeige 14 keine Verzweigungspunkte mehr aufweist, die als Wegverzweigungspunkte registriert sind, wird der Bildausschnitt rückwärts gewechselt, um eine Straßenkarte anzuzeigen, die den letzten Verzweigungspunkt des Weges, der nicht aufgehoben wurde, in ihrer Mitte aufweist, und dann wird die Anzeige der aufgehobenen Route bis zum letzten Verzweigungspunkt gelöscht.

Somit schließt sich an die beiden Prozesse, den Vorgang in den Schritten S200 bis S220 zum Aufheben der bestimmten Route und den Vorgang im Schritt S160 zur Feststellung von "Nein", der Prozeßschritt S230 an.

Im Schritt S230 wird geprüft, ob ein Eingabebefehl vorliegt, um den Wegauswahlprozeß zu beenden. Wenn "Ja" festgestellt wird, ist bestimmt, daß die Wegbestimmung beendet wird und der Prozeß endet. Wenn "Nein" festgestellt wird im Schritt S230, geht der Vorgang zurück zum Schritt S140. Der Prozeßschritt S140, der in diesem Fall als Wegbestimmungs- Wiederaufnahmemittel dient, registriert den zuletzt verbleibenden Verzweigungspunkt der bestimmten Route als Ausgangsverzweigungspunkt und die Vorgänge in den Schritten S150 und folgende werden dann wiederholt.

Im folgenden werden die Prozeduren erklärt, um eine Route mit einem in der oben beschriebenen Weise erstellten Navigationssystem zu bestimmen.

Zunächst wird Information betreffend den Ausgangspunkt eingegeben. Abhängig von dieser Information wird eine Straßenkarte, die den Ausgangspunkt überdeckt auf der Anzeigevorrichtung 14 als Ergebnis des Prozesses in den Schritten S110 und S120 angezeigt.

Anschließend wird ein Verzweigungspunkt, der im Anschluß an den Ausgangspunkt liegt, dadurch eingegeben, daß ein Cursor auf dem Bildschirm an dem Verzweigungspunkt plaziert wird. Ebenso wird die Fahrtrichtung des Fahrzeugs eingegeben. Abhängig von dieser Information wird der Prozeß im Schritt S150 durchgeführt und eine Straße, die in der eingegebenen Richtung verläuft, wird ausgewählt und als Route bestimmt. In der Folge wird der Vorgang in den Schritten S160 bis S190 und im Schritt S150 wiederholt, wobei aufeinanderfolgend Straßen der gleichen Kategorie als Route vom Ausgangspunkt zum Bestimmungsort Verzweigungspunkt für Verzweigungspunkt bestimmt werden.

Ein Bediener kann den Fortgang des Wegbestimmungsprozesses auf der Anzeige 14 sehen. Sollte ein bestimmter Weg von einem gewünschten Weg abweichen, kann der bestimmte Weg durch Befehle über die Eingabevorrichtung 4 korrigiert werden. Abhängig von diesen Befehlen werden die Prozeßschritte S200 bis S220 durchgeführt. Im Einzelnen wird die automatische Durchführung der Wegbestimmung gestoppt, die bestimmte Straße wird Verzweigungspunkt für Verzweigungspunkt von dem Letzten aus zu den früher Bestimmten hin aufgehoben und eine der aufgehobenen Route entsprechende Kennzeichnung auf der Anzeige 14 wird gelöscht.

Wenn die Aufhebung einer Route durchgeführt wird oder wenn die automatische Wegbestimmung aufgrund des Unterschieds in den Straßenkategorien, die dem Verzweigungspunkt folgen, nicht durchgeführt werden kann, tritt das vorliegende Navigationssystem in einen stand by-Zustand, in dem es auf die Eingabe der Fahrtrichtung wartet. Nach Erhalt dieser Information nimmt das Navigationssystem die Wegbestimmung wieder auf, wobei der letzte nicht aufgehobene Verzweigungspunkt als Ausgangsverzweigungspunkt erkannt wird, und es setzt die automatische Wegbestimmung fort, außer wenn keine Route aufgrund des Unterschieds in der Straßenkategorie oder aufgrund eines empfangenen Korrekturbefehls für die bestimmte Route festgelegt werden kann.

Somit kann in dem vorliegenden Navigationssystem ein Benutzer den Vorgang der automatischen Wegbestimmung sehen. Sollte die bestimmte Route von einer gewünschten Route abweichen, kann der Wegbestimmungsvorgang unmittelbar gestoppt werden und die Route kann korrigiert werden. Somit kann eine gewünschte Route bequem und schnell bestimmt werden.

Weiterhin wird, wenn der bestimmte Weg sich über den laufenden Bildausschnitt hinaus erstreckt, der Bildausschnitt von B1 zu B2 und von B2 zu B3 zum Bestimmungsort hin so gewechselt, daß der letzte Verzweigungspunkt des bestimmten Weges in seinem Zentrum liegt.

Somit hält der Bildausschnitt des vorliegenden Navigationssystems, auch wenn der Bestimmungsort weit vom Ausgangspunkt entfernt und jenseits des auf der Anzeige 14 gezeigten laufenden Bildausschnitts liegt, Schritt mit der automatischen Wegbestimmung, so daß ein Benutzer die bestimmte Route prüfen kann. Eine einfache und korrekte Wegbestimmung ist somit erreicht. Dementsprechend ist das vorliegende Navigationssystem besonders nützlich, wenn es in der Wegbestimmung für lange Fahrwege, beispielsweise auf Autobahnen, angewandt wird.

Diese Erfindung wurde mit Bezug auf ein in den Zeichnungen gezeigtes bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschrieben. Abänderungen und Weiterbildungen werden dem Fachmann nach dem Lesen und Verstehen dieser Ausführung naheliegen.

Außer der Benutzung des Ausführungsbeispiels für die dargestellten Zwecke sollen alle derartigen Abänderungen und Weiterbildung in den Umfang und die Lehre der beigefügten Ansprüche eingeschlossen werden. Innerhalb dieser Lehre sollte festgehalten werden, daß folgende weiter ab liegenden Funktionen erreicht werden können und deshalb in die vorliegende Erfindung eingeschlossen sind.

Wenn ein Weg bezüglich jedes Verzweigungspunktes im vorliegenden Ausführungsbeispiel bestimmt ist, kann der Abstand zwischen dem Ausgangspunkt und dem Bestimmungsort bequem und korrekt durch aufaddieren des Abstands zwischen den Verzweigungspunkten jedes Mal, wenn ein Verzweigungspunkt auf dem Weg registriert wird, erhalten werden. Ebenfalls kann während des Fahrens der verbleibende Abstand, der von der laufenden Position aus zurückzulegen ist, berechnet und angezeigt werden.

Weiterhin kann, wenn die automatische Wegbestimmung an einem gewünschten Punkt gestoppt wird, jede Hilfsinformation, wie berühmte Aussichtspunkte oder der Wohnsitz einer Bekanntschaft in der Nähe, an dem gewünschten Punkt eingegeben werden. Die Hilfsinformation kann auf der Anzeige 14 gekennzeichnet oder während des durch das vorliegende System navigierten Fahrens angezeigt werden.

Claims

1. Navigationsvorrichtung, die folgendes umfaßt:

a) Ein Anzeigemittel zum Anzeigen einer Straßenkarte darauf;
b) Ein Speichermittel für Straßenkartendaten zum Speichern von Straßenkartendaten, die auf dem Anzeigemittel angezeigt werden sollen, wobei die Straßenkartendaten Straßenkategoriedaten einschließen, die kennzeichnend für die Kategorieart jeder Straße sind;
c) Ein Anzeigesteuermittel zum Steuern des Anzeigemittels zum Anzeigen einer Straßenkarte entsprechend den in dem Straßenkartendaten-Speichermittel gespeicherten Straßenkartendaten;
d) Ein Eingabemittel zur Eingabe eines Ausgangspunkts und einer Fahrtrichtung;
e) Ein erstes Straßenauswahlmittel zur Auswahl einer bestimmten Straße als einzuschlagenden Weg vom Ausgangspunkt zu einem Verzweigungspunkt im wesentlichen in der Fahrtrichtung;
f) Ein zweites Straßenauswahlmittel zur Auswahl einer nächsten Straße entsprechend den Straßenkartendaten und der Straßenkategorieart der bestimmten Straße als einzuschlagenden Weg vom Ende der bestimmten Straße zu einem nächsten Verzweigungspunkt in Fahrtrichtung zum Ziel und
g) Ein Straßenkennzeichnungs-Steuermittel zum Steuern des Anzeigemittels, um den Weg, der durch das erste und zweite Straßenauswahlmittel bestimmt ist, auf der angezeigten Straßenkarte zu kennzeichnen.

2. Navigationsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Navigationsvorrichtung weiterhin umfaßt:
Ein Bestimmungsmittel zur Feststellung, ob ein Weg von dem zweiten Straßenauswahlmittel bestimmt wurde, und, wenn ein Weg bestimmt wurde, um das zweite Straßenauswahlmittel zu veranlassen, einen weiteren Weg in Fahrtrichtung zum Ziel vom Ende eines bereits bestimmten Weges aus zu bestimmen.

3. Navigationsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Navigationsvorrichtung weiterhin umfaßt:

a) Ein Wegaufhebungs-Eingabemittel zur Eingabe eines Befehls, die Wegbestimmung durch das erste und zweite Straßenauswahlmittel zu stoppen; und
b) Ein Wegaufhebungs-Steuermittel, zur Aufhebung wenigstens eines Teils des bestimmten Weges, von Verzweigungspunkt zu Verzweigungspunkt vom Ende des bestimmten Weges zum Ausgangspunkt hin, und zum Löschen des aufgehobenen Teils des Weges auf der angezeigten Straßenkarte aufgrund des eingegebenen Befehls, die Wegbestimmung zu stoppen.

4. Navigationsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Navigationsvorrichtung weiterhin umfaßt:

a) Ein Wegbestimmungs-Wiederaufnahmemittel, um auf eine eine Fahrtrichtung bestimmende Eingabe hin das erste Straßenauswahlmittel zu veranlassen, die Arbeit vom Ende eines nicht aufgehobenen Teils des bestimmten Weges her wieder aufzunehmen, wenn eines der folgenden Ereignisse eintritt: (1) Das Bestimmungsmittel bestimmt, daß das zweite Straßenauswahlmittel noch keinen weiteren Weg bestimmt hat, und (2) das Wegaufhebungs-Steuermittel hört auf den eingegebenen Befehl hin auf, den bestimmten Weg aufzuheben.

5. Navigationsvorrichtung, die umfaßt:

a) Ein Anzeigemittel, um eine Straßenkarte darauf anzuzeigen;
b) Ein Straßenkartendaten-Speichermittel zum Speichern von Straßenkartendaten, die auf dem Anzeigemittel angezeigt werden sollen, wobei die Straßenkartendaten Straßenkategoriedaten einschließen, die kennzeichnend für die Kategorieart jeder Straße sind;
c) Ein Anzeigesteuermittel zur Steuerung des Anzeigemittels, um eine Straßenkarte entsprechend den Straßenkartendaten anzuzeigen, die in dem Straßenkartendaten-Speichermitteln gespeichert sind;
d) Ein Eingabemittel zur Eingabe eines Ausgangspunkts und einer Fahrtrichtung;
e) Ein erstes Straßenauswahlmittel zur Auswahl einer bestimmten Straße als einzuschlagenden Weg vom Ausgangspunkt zu einem Verzweigungspunkt, der im wesentlichen in der Fahrtrichtung liegt;
f) Ein zweites Straßenauswahlmittel zur Auswahl entsprechend den Straßenkartendaten und der Straßenkategorieart der bestimmten Straße als nächste Straße, die als Weg vom Ende der bestimmten Straße zu einem nächsten Verzweigungspunkt in Fahrtrichtung zum Ziel einzuschlagen ist;
g) Ein Wegkennzeichnungs-Steuermittel zur Steuerung des Anzeigemittels, um auf der angezeigten Straßenkarte den durch das erste und zweite Straßenauswahlmittel bestimmten Weg zu kennzeichnen;
h) Ein Bestimmungsmittel zur Bestimmung, ob ein Weg durch das zweite Straßenauswahlmittel bestimmt wurde, und, wenn ein Weg bestimmt wurde, um das zweite Straßenauswahlmittel dazu zu veranlassen, einen weiteren Weg in Fahrtrichtung zum Ziel vom Ende eines bereits bestimmten Weges aus zu bestimmen;
i) Ein Wegaufhebungs-Eingabemittel zur Eingabe eines Befehls, die Wegbestimmung durch die ersten und zweiten Straßenauswahlmittel zu stoppen;
j) Ein Wegaufhebungs-Steuermittel, um auf den eingegebenen Befehl hin, die Wegbestimmung zu stoppen, wenigstens einen Teil des bestimmten Wegs von Verzweigungspunkt zu Verzweigungspunkt vom Ende des bestimmten Weges auf den Ausgangspunkt hin aufzuheben, und zum Löschen des aufgehobenen Teils des Weges auf der angezeigten Straßenkarte; und
k) Ein Wegbestimmungs-Wiederaufnahmemittel, um auf eine eine Fahrtrichtung anzeigende Eingabe hin das erste Straßenauswahlmittel zu veranlassen, die Arbeit vom Ende eines nicht aufgehobenen Teils des bestimmten Weges an wieder aufzunehmen, wenn eines der folgenden Ereignisse eintritt: (1) Das Bestimmungsmittel stellt fest, daß das zweite Straßenauswahlmittel noch keinen weiteren Weg bestimmt hat, und (2) das Wegaufhebungs-Steuermittel hört auf den eingegebenen Befehl hin auf, den bestimmten Weg aufzuheben.

6. Navigationsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Navigationsvorrichtung weiterhin eine Antenne und einen Empfänger für den Empfang eines Übertragungssignals umfaßt.

7. Navigationsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Straßenkartendaten-Speichermittel eine optische oder magnetische Scheibe ist und das Anzeigemittel eine Kathodenstrahlröhre oder ein Flüssigkristallbildschirm ist.

8. Navigationsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Navigationsvorrichtung weiterhin umfaßt:

a) Eine zentrale Prozessoreinheit;
b) Ein ROM;
c) Ein RAM;
d) Einen input/output port; und
e) Eine Busleitung, die die zentrale Prozessoreinheit, das RAM, das ROM und den input/output port untereinander verbindet.

9. Verfahren zur Straßennavigation, das folgende Schritte umfaßt:

a) Das Abspeichern von Straßenkartendaten einschließlich Straßendaten, die kennzeichnend sind für die Kategorieart jeder Straße, die in den Straßenkartendaten enthalten sind, in einem Straßenkartendaten- Speichermittel;
b) Das Anzeigen einer Straßenkarte entsprechend den Straßenkartendaten in einer Straßenkartenanzeige;
c) Die Eingabe eines Ausgangspunkts und einer Fahrtrichtung;
d) Das Auswählen einer ersten Straße vom eingegebenen Ausgangspunkt zu einem nächsten Verzweigungspunkt, der im wesentlichen in der Fahrtrichtung vom Ausgangspunkt aus liegt, als eine Straße, die als Weg einzuschlagen ist; und
e) Das Anzeigen eines bestimmten Weges auf der angezeigten Straßenkarte;
f) Die Auswahl einer weiteren Straße vom Ende des bestimmten Weges aus zu einem weiteren Verzweigungspunkt im wesentlichen in der Fahrtrichtung als weitere Straße, die als Weg einzuschlagen ist; und
g) Die Kennzeichnung der weiteren Straße als einzuschlagenden Weg auf der angezeigten Straßenkarte.

10. Verfahren zur Navigation nach Anspruch 9, das weiterhin den Schritt der wiederholten Auswahl einer weiteren Straße als einzuschlagenden Weg vom Ende des bestimmten Weges zu einem weiteren Verzweigungspunkt hin umfaßt, der im wesentlichen in der Fahrtrichtung liegt, bis entweder ein Befehl gegeben wird, die Wegbestimmung zu stoppen, oder eine weitere Straße im wesentlichen in der Fahrtrichtung nicht ausgewählt werden kann.

11. Ein Navigationsverfahren nach Anspruch 9, in dem der Schritt zur Auswahl einer ersten Straße und Bestimmung der Straße als einzuschlagenden Weg folgende Schritte umfaßt:

a) Das Auswählen aller Straßen vom Ausgangspunkt zu einem Verzweigungspunkt, der im wesentlichen in Fahrtrichtung vom Ausgangspunkt aus liegt;
b) Feststellung, ob eine Mehrzahl von Straßen ausgewählt wurden; und
c) wenn eine Mehrzahl von Straßen ausgewählt wurde, die Wahl einer Straße derselben Kategorieart wie die als einzuschlagender Weg ausgewählte Straße und, wenn nur eine einzige Straße ausgewählt wurde, die Auswahl der einzigen Straße als für den einzuschlagenden Weg ausgewählte Straße.

12. Ein Navigationsverfahren nach Anspruch 9, das weiterhin folgende Schritte umfaßt:

a) Die Auswahl aller weiteren Straßen vom Ende des bestimmten Weges zu einem weiteren Verzweigungspunkt, der im wesentlichen in Fahrtrichtung liegt;
b) Die Feststellung, ob eine der ausgewählten Straßen von derselben Kategorieart wie die zuvor ausgewählte Straße ist und, wenn keine der zuvor ausgewählten Straßen in derselben Kategorieart ist wie die zuvor ausgewählte Straße, festzustellen, daß keine Straße ausgewählt werden kann;
c) Die Bestimmung, ob eine Mehrzahl von weiter ausgewählten Straßen von derselben Kategorieart wie die früher ausgewählte Straße ist;
d) Wenn nur eine weitere ausgewählte Straße von derselben Kategorieart wie die zuvor ausgewählte Straße ist, die Auswahl der einzigen zuvor ausgewählten Straße als weitere Straße, die als Weg einzuschlagen ist; und
e) Wenn eine Mehrzahl von weiterhin ausgewählten Straßen von derselben Kategorieart ist, die Auswahl einer weiteren ausgewählten Straße, die den kleinsten Winkel zu dem bestimmten Weg bildet, als weitere auf dem Weg einzuschlagende Straße; und
f) Die Kennzeichnung der weiteren einzuschlagenden Straße auf der Straßenkartenanzeige.

13. Ein Verfahren zur Navigation gemäß Anspruch 12, das weiterhin den Schritt der wiederholten Auswahl einer weiteren Straße vom Ende des bestimmten Weges zu einem weiteren Verzweigungspunkt umfaßt, der im wesentlichen in der Fahrtrichtung liegt, als weitere als Weg zu nehmende Straße bis entweder ein Befehl erhalten wird, die Wegbestimmung zu stoppen, oder eine weitere Straße im wesentlichen in der Fahrtrichtung nicht ausgewählt werden kann.

14. Ein Navigationsverfahren gemäß Anspruch 10, das weiterhin folgende Schritte umfaßt:

a) Das Stoppen der Bestimmung des einzuschlagenden Weges nach Erhalt eines Befehls, die Wegbestimmung anzuhalten;
b) Die Aufhebung nach Erhalt eines Befehls, einen gewünschten Teil des bestimmten Weges aufzuheben, wenigstens eines Teils des bestimmten Weges vom Ende des bestimmten Weges zum Ausgangspunkt hin von Verzweigungspunkt zu Verzweigungspunkt bis der gewünschte Teil des bestimmten Weges aufgehoben ist; und
c) Das Löschen der Kennzeichnung des aufgehobenen Teils von der Straßenkarteanzeige.

15. Ein Navigationsverfahren nach Anspruch 14, das weiterhin den Schritt der Wiederaufnahme des Straßenauswahlprozesses vom Ende eines verbleibenden Teils des bestimmten Weges auf die Eingabe einer neuen Fahrtrichtung hin umfaßt.