DE4339058C2

DE4339058C2 - Fahrzeugnavigationsvorrichtung und Verfahren zum Navigieren eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE4339058C2
Application number: DE4339058A
Authority: DE
Inventors: Nobutaka Inoue; Jun Uemura; Shigemitsu Toriyama
Original assignee: Maspro Denkoh Corp
Current assignee: Maspro Denkoh Corp
Priority date: 1992-11-16
Filing date: 1993-11-16
Publication date: 1996-12-12
Anticipated expiration: 2013-11-17
Also published as: JPH06150192A; DE4339058A1; GB2272520B; JP2603789B2; GB2272520A; GB9323527D0; US5408415A

Description

Hintergrund der Erfindung

Diese Erfindung betrifft eine Fahrzeugnavigationsvorrichtung und ein Verfahren zum Navigieren eines Fahrzeugs zur Führung eines Fahrers eines Motorfahrzeugs, wenn sich das Fahrzeug einer Abzweigung auf einem vorbestimmten Weg nähert. Insbesondere betrifft diese Erfindung ein Navigationssystem, in dem die irreführende Führung des Fahrers an einer Abzweigung aufgrund einer fehlerhaften Erfassung der Fahrzeugposition vermieden wird.

Ein herkömmliches Fahrzeugnavigationssystem ist mit einem Anzeigebildschirm, wie eine Kathodenstrahlröhre CRT, einer Flüssigkristallanzeige oder einem anderen Anzeigemittel zum Anzeigen einer Straßenkarte versehen. Der Weg und die laufende Position des Fahrzeugs sind auf der angezeigten Straßenkarte gekennzeichnet. Wenn das Fahrzeug sich einer Abzweigung eines vorbestimmten Weges nähert, wird der Fahrer durch ein Signal auf dem Bildschirm oder durch eine hörbare Meldung informiert.

Ein derartiges Navigationssystem (s. beispielsweise JP 3- 211412 (A). In: Patent Abstracts of Japan, P-1286, December 10, 1991, Vol. 15/No. 487) erfaßt ständig die laufende Position des Fahrzeugs und berechnet die Entfernung zwischen der laufenden Position und einer nächsten Abzweigung auf dem vorbestimmten Weg. Wenn die Entfernung einen gegebenen Wert erreicht oder unterschreitet, informiert das System den Fahrer, daß das Fahrzeug sich der nächsten Abzweigung nähert.

Daher kann das System, wenn die laufende Position, so wie sie erfaßt wurde, aufgrund eines Erfassungsfehlers falsch ist, den Fahrer fälschlicherweise informieren, daß das Fahrzeug sich einer Abzweigung nähert, wenn das Fahrzeug sich tatsächlich nicht der Abzweigung nähert.

In diesem Fall, wenn der Fahrer das Signal mit einer Abzweigung auf dem Weg, der auf der angezeigten Straßenkarte gekennzeichnet ist, verbindet, kann der Ort oder die Richtung, von der er annimmt, daß das Fahrzeug hinsteuert, fehlerhaft sein. Folglich kann der Fahrer an einer Abzweigung nach rechts abbiegen, an der er tatsächlich geradeaus fahren sollte, oder er kann an einer Abzweigung geradeausfahren, wenn er rechts abbiegen sollte, etc.

Eine weitere Art eines Navigationssystems ist, z. B. mit der EP 0158214 A2, bekanntgeworden, bei dem ein Fahrer über die Richtung, die bei einer Abzweigung, an die sich das Fahrzeug annähert, einzuschlagen ist, durch eine hörbare Meldung informiert wird. Bei dieser Systemart schlägt der Fahrer an der Abzweigung die Richtung ein, wie er informiert wurde, ohne dem auf der angezeigten Straßenkarte gekennzeichneten Weg seine Aufmerksamkeit zu schenken. Dementsprechend kann der Fahrer, wenn das Fahrzeug an der Abzweigung vom vorherbestimmten Weg abweicht, die Abweichung erst lange, nachdem es passiert ist, erkennen, wodurch sich eine große Abweichung vom vorherbestimmten Weg ergibt.

Zusammenfassung der Erfindung

Daher ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Fahrzeugnavigationssystem zum Führen eines Fahrers, wenn das Fahrzeug sich einer Abzweigung nähert, vorzusehen, in dem eine irreführende Führung aufgrund einer fehlerhaften Erfassung der Fahrzeugposition vermieden wird.

Um diese Aufgabe zu lösen, umfaßt das vorliegende Fahrzeugnavigationssystem ein Anzeigemittel M1 zum Anzeigen einer Straßenkarte, ein Kartendaten-Speichermittel M2 zum Speichern von Kartendaten, um die Straßenkarte und einen vorbestimmten Weg, der auf der Straßenkarte einzuschlagen ist, vorzusehen, ein Positionserfassungsmittel M3 zur Erfassung der laufenden Position des Fahrzeugs und ein Anzeigesteuermittel M4 zur Steuerung des Anzeigemittels M1, um eine Straßenkarte entsprechend den Kartendaten anzuzeigen, und für die Kennzeichnung des vorbestimmten Weges und der laufenden Fahrzeugposition auf der angezeigten Straßenkarte.

Das vorliegende Fahrzeugnavigationssystem umfaßt ebenso ein Zonungsmittel M5 zur Bestimmung einer nächsten Abzweigung auf dem Weg entsprechend dem vorbestimmten Weg und der laufenden Fahrzeugposition und zur Bestimmung einer Kennzeichnungsauslöse-Sektorzone, entsprechend dem Annäherungskurs, den das Fahrzeug auf dem vorbestimmten Weg zur nächsten Abzweigung einnimmt, die durch einen kuchenstückförmigen Sektor eines Kreises gebildet wird, der die nächste Abzweigung in seinem Mittelpunkt und einen vorbestimmten Abstand zur nächsten Abzweigung als Radius aufweist. Der Sektor weist ebenfalls einen vorbestimmten Winkel zwischen seinen Außenradien auf, wobei der Annäherungskurs in der Mitte zwischen den Radien angeordnet wird, die den Winkel halbieren.

Das vorliegende Fahrzeugnavigationssystem umfaßt weiterhin ein Wegabzweigungs-Führungsmittel M6 zur Bestimmung, ob die laufende Position des Fahrzeugs sich in der Kennzeichnungsauslöse-Sektorzone befindet, und für das Kennzeichnen der nächsten Wegabzweigung auf der Straßenkarte, die auf dem Anzeigemittel M1 angezeigt ist, wenn festgestellt wird, daß die laufende Fahrzeugposition sich innerhalb der Kennzeichnungsauslöse-Sektorzone befindet.

Im Betrieb steuert das Anzeigesteuermittel M4 das Anzeigemittel M1, um eine Straßenkarte entsprechend den in dem Kartendaten-Speichermittel M2 gespeicherten Kartendaten anzuzeigen. Das Anzeigesteuermittel M4 kennzeichnet ebenso erkennbar auf der angezeigten Straßenkarte einen vorbestimmten Weg, der einzuschlagen ist und der in dem Kartendaten-Speichermittel M2 gespeichert ist, und die laufende Fahrzeugposition, die durch das Positionserfassungsmittel M3 erfaßt wird.

Anschließend bestimmt das Zonungsmittel M5 zunächst eine nächste Abzweigung, die von dem Fahrzeug entsprechend dem vorbestimmten Weg und der durch das Positionserfassungsmittel M3 erfaßten laufenden Fahrzeugposition zu passieren ist. Das Zonungsmittel M5 bestimmt als nächstes eine Kennzeichnungsauslöse-Sektorzone basierend auf dem Annäherungskurs, den das Fahrzeug beim Fahren auf die nächste Abzweigung zu einschlägt. Die Kennzeichnungsauslöse-Sektorzone wird durch einen kuchenstückförmigen Sektor eines Kreises gebildet, der die nächste Abzweigung in seinem Zentrum und eine vorbestimmte Entfernung zur nächsten Abzweigung als Radius aufweist. Der Sektor weist ebenso einen vorbestimmten Winkel zwischen seinen Außenradien auf, wobei der Annäherungskurs, der den Winkel halbiert, in der Mitte der Radien angeordnet ist.

Anschließend bestimmt das Wegabzweigungsführungsmittel M6, ob das Fahrzeug gerade in der Kennzeichnungsauslöse-Sektorzone ist, und, wenn festgestellt wird, daß das Fahrzeug nun in der Kennzeichnungsauslöse-Sektorzone ist, kennzeichnet es erkennbar die nächste Wegabzweigung auf der Straßenkarte, die auf dem Anzeigemittel M1 angezeigt ist. Der Fahrer ist somit informiert, daß das Fahrzeug sich der nächsten Wegabzweigung nähert.

Ein herkömmliches Navigationssystem bestimmt als Bereich, in dem eine Abzweigungsführung vorzusehen ist, einen Kreis, der mit der nächsten Wegabzweigung in seinem Zentrum und mit einem vorbestimmten Abstand zur nächsten Abzweigung als Radius gebildet ist.

Im Gegensatz hierzu bestimmt das vorliegende Fahrzeugnavigationssystem einen kuchenstückförmigen Sektor, der einen vorbestimmten Winkel zwischen seinen Außenradien aufweist, wobei der Winkel durch den Annäherungskurs, den das Fahrzeug beim Vorwärtsfahren auf die Abzweigung zu einnimmt, halbiert wird. Wenn das Fahrzeug eine Sektorzone betritt, wird eine Kennzeichnung der nächsten Wegabzweigung ausgelöst, wobei dem Fahrer angezeigt wird, daß das Fahrzeug sich der Abzweigung nähert.

Kurzbezeichnung der Zeichnung

Die Erfindung wird nun beispielhaft mit Bezug zu der Zeichnung beschrieben, von denen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm darstellt, das ein Fahrzeugnavigationssystem gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 ein Blockdiagramm darstellt, das eine repräsentative Struktur eines Fahrzeugnavigationssystems gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 3 eine Tafel ist, die Abzweigungsdaten darstellt, die in der externen Speichervorrichtung gespeichert sind;

Fig. 4 eine Darstellung ist, die zeigt, wie eine Straßenkarte auf der Anzeigevorrichtung angezeigt wird;

Fig. 5A und 5B zusammen Flußdiagramme darstellen, die den Navigationsvorgang zeigen, der durch eine Steuerung durchgeführt wird;

Fig. 6 ein Flußdiagramm ist, das den Abzweigungsführungsvorgang zeigt, der in dem Schritt S200 des Navigationsvorgangs stattfindet;

Fig. 7 ist eine Flußdiagramm, das den Abweichungsbestimmungsvorgang zeigt, der im Schritt S300 des Navigationsvorgangs stattfindet; und

Fig. 8 eine Darstellung der Kennzeichnungsauslöse-Sektorzonen und der Abweichungsbestimmungskreise ist, die für eine registrierte Abzweigung Pi bestimmt sind.

Eingehende Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert, wobei klar ist, daß andere Ausführungsformen innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung liegen.

Wie in Fig. 2 gezeigt, umfaßt ein Navigationssystem gemäß vorliegender Erfindung eine Antenne 2a und einen bekannten GPS Empfänger 2, der als Positionserfassungsmittel M3 zum Empfang von Strahlungssignalen dient, die von einem künstlichen Satelliten als Teil des globalen Ortungssystems GPS übermittelt werden. Die Frequenz des empfangenen Signals wird durch den GPS Empfänger 2 umgesetzt und demoduliert, um Längendaten, Breitendaten und Höhendaten zu erhalten, die kennzeichnend für den Ort sind, an dem das Signal empfangen wird, z. B. für die laufende Fahrzeugposition, und um Geschwindigkeitsdaten zu erhalten, die kennzeichnend sind für die Reisegeschwindigkeit des Empfängers, z. B. für die Fahrtgeschwindigkeit des Fahrzeugs.

Das Navigationssystem umfaßt ebenso eine Eingabevorrichtung 4. Die Eingabevorrichtung 4 ist mit einer Vielzahl von Tasten zur Eingabe des Weges und zur Auswahl eines Betriebsmodus zwischen einem Wegeingabemodus, einem Navigationsmodus und anderen Modi versehen.

Das Navigationssystem umfaßt weiterhin eine externe Speichervorrichtung 6, eine Alarmvorrichtung 12, eine Anzeige 14 und eine Hauptsteuerung 20. Die externe Speichervorrichtung 6 entspricht dem Kartendaten-Speichermittel M2. Die Alarmvorrichtung 12 erstellt eine Vielfalt von Alarmen in Form von hörbaren Meldungen für den Fahrer. Die Anzeige 14 kann eine Kathodenstrahlröhre CRT, ein Flüssigkristallbildschirm oder andere Anzeigemittel umfassen und zeigt eine Straßenkarte und andere notwendige Informationen an. Die Hauptsteuerung greift auf Daten vom GPS Empfänger 2, der Eingabevorrichtung 4, der externen Speichervorrichtung 6 und anderen Teilen des Navigationssystems zu und steuert die Alarmvorrichtung 12 und die Anzeige 14.

Die externe Speichervorrichtung 6 speichert zusätzlich zu den Kartendaten, um eine anzuzeigende Straßenkarte vorzusehen, Abzweigungsdaten wie in Fig. 3 gezeigt. Die Abzweigungsdaten umfassen Abzweigungsadressen Ci (i: Integer-Wert von 1 bis n) für jede Abzweigung, die in der Straßenkarte enthalten ist. Die Abzweigungsdaten umfassen ebenso Längendaten (x-Koordinaten) und Breitendaten (y-Koordinaten), die gemeinsam kennzeichnend für den Ort jeder Abzweigung sind. Die Abzweigungsdaten umfassen weiterhin eine Abzweigungsadresse Ci der nächsten Abzweigung und eine Knotenliste, die kennzeichnend ist für Biegungspunkte Ni zwischen einer interessierenden Abzweigung und einer nächsten Abzweigung. Während des Wegeingabemodus werden Abzweigungen auf einem vorbestimmten Weg aufeinanderfolgend registriert und als registrierte Abzweigung Pi gespeichert.

Die Hauptsteuerung 20 ist ein bekannter Mikrocomputer, der eine CPU 22, ein ROM 24, ein RAM 26, einen Input/Output-Port 28 und eine BUS-Leitung 30 umfaßt, die diese Komponenten verbindet. Die Hauptsteuerung 20 ist mit einer Alarmtreiber- (Steuer-) Vorrichtung 32 und einer Anzeigetreibervorrichtung 34 versehen, über die die Hauptsteuerung 20 die Alarmvorrichtung 12 und die Anzeige 14 betätigt.

Während des Wegeingabemodus wird jede Abzweigung als Wegabzweigung durch Eingabe über die Eingabevorrichtung 4 markiert und von der Hauptsteuerung 20 als registrierte Abzweigung Pi gespeichert. Die Hauptsteuerung 20 führt somit den Wegeingabevorgang durch Speichern eines einzuschlagenden Weges in der externen Speichervorrichtung 6 durch.

Wenn das Navigationssystem in den Navigationsmodus gesetzt ist, werden die Kartendaten von der externen Speichervorrichtung 6 mit der laufenden Fahrzeugposition im Mittelpunkt erhalten. Entsprechend den erhaltenen Kartendaten wird eine Straßenkarte des entsprechenden Bereichs, beispielhaft in Fig. 4 als Bereich AI gezeigt, auf der Anzeige 14 angezeigt. Die laufende Fahrzeugposition S und ein Weg, der durch eine schraffierte Linie in der Figur dargestellt ist, werden auf der Anzeige 14 gekennzeichnet. Die Hauptsteuerung 20 dient somit als Anzeigesteuermittel und bewirkt dann den Navigationsvorgang, wie er in Fig. 5A mit Bezugszeichen 7 gezeigt ist.

Wenn der GPS Empfänger 2 die laufende Position und die Fahrtrichtung des Fahrzeugs bestimmt, wird ein roter Pfeil an einem Ort und in eine Richtung zeigend auf der angezeigten Straßenkarte markiert, die der bestimmten Position und Richtung entsprechen. Wenn der GPS Empfänger 2 die Fahrtrichtung des Fahrzeugs nicht angeben kann, ist ein schwarzer Punkt auf der Straßenkarte markiert. Der Weg wird durch Hervorheben der entsprechenden Straßen mit verschiedenen Farben gekennzeichnet.

Wie in Fig. 5A gezeigt, wird, wenn der Navigationsmodus gewählt ist, der Zählerwert i, der kennzeichnend für die Reihenfolge ist, in der die registrierten Abzweigungen Pi zu durchfahren sind, auf einen Anfangswert von "1" gesetzt, der kennzeichnend für den Startpunkt des Weges, Schritt S100, ist.

Im nächsten Schritt S110 wird die Kennzeichnungsauslöse-Sektorzone bestimmt. Die Kennzeichnungsauslöse-Sektorzone ist dafür ausgebildet, um festzustellen, wann eine registrierte Abzweigung Pi, die dem Zählerwert i entspricht, auf der angezeigten Straßenkarte aufzublinken hat, wenn das Fahrzeug sich der registrierten Abzweigung Pi nähert und in die Kennzeichnungsauslöse-Sektorzone eintritt. Der Vorgang im Schritt S110 dient somit als Zonungsmittel M5.

Die Kennzeichnungsauslöse-Sektorzone wird durch Bildung eines kuchenstückförmigen Sektors eines Kreises bestimmt, der die registrierte Abzweigung Pi in seinem Zentrum und einem vorbestimmten Abstand vom Zentrum als Radius aufweist. Der Sektor überdeckt einen vorbestimmten Winkel um die Spitze oder das Zentrum herum und ist durch eine Linie halbiert, die durch den Annäherungskurs des Fahrzeugs definiert ist. Im besonderen hat die Hauptsteuerung 20 Rasterdaten, aus denen die Kennzeichnungsauslöse-Sektorzone im Schritt S110 durch Koordinatentransformation auf der Grundlage der Koordinaten der registrierten Abzweigung Pi und des Annäherungskurses erhalten wird.

Die Rasterdaten in der Hauptsteuerung 20 beinhalten drei kuchenstückförmige Rasterdaten, die in eine niedrige Geschwindigkeit von 40 km/h (24.85 mph) oder weniger, eine mittlere Geschwindigkeit über 40 km/h (24.85 mph) und unter 90 km/h (55.9 mph) und eine hohe Geschwindigkeit von über 90 km/h (55.9 mph) in Bezug auf die Fahrzeuggeschwindigkeit klassifiziert werden. Drei Kennzeichnungsauslöse-Sektorzonen sind somit aus den Rasterdaten im Schritt S110 erstellt. Im besonderen werden eine Niedriggeschwindigkeits-Sektorzone SL, eine Mittelgeschwindigkeits-Sektorzone SM und eine Hochgeschwindigkeits-Sektorzone SH, wie in Fig. 8 gezeigt, bestimmt.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Abstand zwischen dem Bogen und der registrierten Abzweigung Pi der Niedriggeschwindigkeits-Sektorzone SL, der Mittelgeschwindigkeits-Sektorzone SM und der Hochgeschwindigkeits-Sektorzone SH so bestimmt, daß er im wesentlichen 160 m (525 Fuß), 200 m (656 Fuß) bzw. 250 m (820 Fuß) beträgt. Der Winkel oder die Länge des Sektors um seinen Mittelpunkt herum ist so festgelegt, daß der Abstand zwischen zwei Enden der Bogensehne im wesentlichen 200 m beträgt. Der Abstand zwischen dem Bogen und der registrierten Abzweigung Pi wird im folgenden als Annäherungsbestimmungsabstand bezeichnet.

Der Annäherungskurs, auf den in der vorliegenden Beschreibung Bezug genommen wird, ist eine gedachte gerade Linie zwischen der registrierten Abzweigung Pi und der registrierten Abzweigung Pi-1 oder dem Knoten Ni-1, der unmittelbar vor der Abzweigung Pi angeordnet ist.

Nachdem die drei Sektorzonen SL, SM und SH im Schritt S110 bestimmt sind, schreitet der Prozeß zum Schritt S120 voran, um drei Abweichungsbestimmungskreise für die registrierte Abzweigung Pi festzulegen. Die Abweichungsbestimmungskreise sind vorgesehen für die Feststellung, daß da,s Fahrzeug noch nicht die registrierte Abzweigung Pi passiert hat, beispielsweise wenn das Fahrzeug von der Route abgewichen ist. Ebenso wie die Bestimmung der Sektorzonen werden die Abweichungsbestimmungskreise durch Koordinatentransformation von zuvor erstellten und in der Hauptsteuerung 20 abgespeicherten Rasterdaten erhalten. Wie in Fig. 8 gezeigt, werden die Abweichungsbestimmungskreise abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit vorgesehen und in drei Kategorien klassifiziert. Im besonderen werden ein Niedriggeschwindigkeits-Abweichungsbestimmungskreis CL, ein Mittelgeschwindigkeits-Abweichungsbestimmungskreis CM und ein Hochgeschwindigkeits-Abweichungsbestimmungskreis CH erhalten, wobei ihre Radien ein wenig größer als der Annäherungsbestimmungsabstand der Niedriggeschwindigkeits-Sektorzone SL, der mittleren Geschwindigkeits-Sektorzone SM bzw. der Hochgeschwindigkeits-Sektorzone SH sind.

Im Schritt S130 wird die laufende Position und Geschwindigkeit des Fahrzeugs durch den GPS Empfänger 2 erfaßt. Im nächsten Schritt S140 wird gemäß dem erfaßten Wert der Positionskennzeichnungsvorgang durchgeführt, um die Kennzeichnung der Fahrzeugposition und der Fahrtrichtung zu erneuern, die gerade auf der Anzeige 14 dargestellt ist.

Im Positionskennzeichnungsvorgang wird nicht nur die Fahrzeugposition, die gerade erfaßt ist, auf der Straßenkarte angezeigt, sondern die Straßenkarte wird auch gewechselt, wenn die neue Fahrzeugposition sich über einen vorgegebenen Bereich auf dem Bildschirm hinauserstreckt. Die Straßenkarte wird vom Bereich A1 zum Bereich A2 in Fig. 4 beispielsweise so gewechselt, daß die neue Fahrzeugposition symmetrisch bezüglich der früheren Position in Bezug zum Zentrum des Bildschirms angeordnet ist.

Im Schritt S150 wird festgestellt, ob eine geeignete Sektorzone im später beschriebenen Schritt S170 für die registrierte Abzweigung aus den drei Sektorzonen SL, SM und SH ausgewählt wurde. Wenn "Nein" festgestellt wird, geht der Ablauf zum Schritt S160, um gemäß der Fahrzeugposition die zuletzt im Schritt S130 erfaßt wurde, und gemäß den Sektorzonen SL, SM und SH, die im Schritt S110 bestimmt wurden, festzustellen, ob das Fahrzeug irgendeine der Sektorzonen St, SM und SH betreten hat.

Wenn "Ja" im Schritt S160 festgestellt wird, wird im Schritt S170 eine geeignete Sektorzone unter den drei Sektorzonen SL, SM und SH entsprechend der zuletzt im Schritt S130 erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit eine geeignete Sektorzone ausgewählt. So wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit 40 km/h (24.85 mph) oder weniger beträgt, die Niedriggeschwindigkeits-Sektorzone SL ausgewählt. Ebenso, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit über 40 km/h (24.85 mph) und unter 90 km/h (55.9 mph) wird die Mittelgeschwindigkeits-Sektorzone SM ausgewählt und, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit über 90 km/h (55.9 mph) liegt, wird die Hochgeschwindigkeits-Sektorzone SH ausgewählt.

Nachdem eine Sektorzone im Schritt S170 oder danach ausgewählt wurde, wird im Schritt S150 festgestellt, daß eine Sektorzone ausgewählt wurde und der Ablauf geht zu Schritt S180, um auf der Grundlage der Fahrzeugposition, die zuletzt im Schritt S130 erfaßt wurde, und der ausgewählten Sektorzone festzustellen, ob das Fahrzeug die ausgewählte Sektorzone betreten hat. Wenn festgestellt wird, daß das Fahrzeug die ausgewählte Sektorzone betreten hat, geht der Ablauf zum Schritt S200, um eine blinkende Kennzeichnung der Abzweigung Pi zu veranlassen. Der Vorgang im Schritt S200 entspricht somit dem Wegabzweigungs-Führungsmittel, um den Abzweigungsführungsvorgang durchzuführen.

Auf der anderen Seite geht der Prozeßschritt, wenn festgestellt wird, im Schritt S160, daß das Fahrzeug keinen der Sektorzonen SL, SM oder SH betreten hat, oder wenn im Schritt S180 festgestellt wird, daß das Fahrzeug nicht die ausgewählte Sektorzone betreten hat, voran zu Schritt S300 als Abweichungsbestimmungsvorgang, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug von der vorbestimmten einzuschlagenden Route abgewichen ist.

Zur Vervollständigung des Abzweigungsführungsvorgangs im Schritt S200 oder des Abweichungsbestimmungsvorgangs im Schritt S300 wird nun festgestellt, daß das Fahrzeug die registrierte Abzweigung Pi passiert hat, und der Ablauf geht zum Schritt S190. Im Schritt S190 wird festgestellt, ob der Zählerwert für i der registrierten Abzweigung Pi in einen Wert erneuert wird, der die nächste registrierte Abzweigung kennzeichnet. Wenn "Ja" festgestellt wird im Schritt S190, geht der Ablauf zu Schritt S110. Wenn "Nein" im Schritt S190 festgestellt wird, geht der Ablauf zu Schritt S130.

Der Vorgang im Schritt S200 ist in Fig. 6 dargestellt und wird hiernach im Detail erläutert.

Im Schritt S210 wird festgestellt, ob der Eintritt des Fahrzeugs in die ausgewählte Sektorzone gerade stattgefunden hat. Wenn "Ja", im Schritt S2l0 festgestellt wird, geht der Ablauf voran zum Schritt S220, um eine blinkende Kennzeichnung der registrierten Abzweigung Pi auf der Straßenkarte, die auf der Anzeige 14 angezeigt ist, zu veranlassen. Der Ablauf schreitet dann voran zum Schritt S230, um die Fahrtrichtung des Fahrzeugs von der registrierten Abzweigung Pi zur nächsten registrierten Abzweigung Pi+1 zu bestimmen, z. B. ob es geradeaus fährt, ob es rechts abbiegt oder ob es links abbiegt. Im nächsten Schritt S240 wird die Alarmvorrichtung 12 veranlaßt, die festgestellte Fahrtrichtung durch eine hörbare Meldung, wie "Biege an der nächsten Abzweigung nach rechts ab", anzugeben, wodurch der Fahrer geführt wird, um auf die registrierte Abzweigung Pi zuzufahren.

Die registrierte Abzweigung Pi wird durch abwechselndes Blinken einer gelb und blau gefärbten Kennzeichnung gekennzeichnet.

Die Fahrtrichtung von der registrierten Abzweigung Pi zur nächsten registrierten Abzweigung Pi+1 wird auf folgende Weise erhalten.

Als erstes wird eine gerade Linie zwischen der registrierten Abzweigung und der nächsten registrierten Abzweigung oder einem dazwischenliegenden Knoten, der am nächsten zur registrierten Abzweigung Pi liegt, angenommen. Die gerade Linie wird als Ausgangskurs des Fahrzeugs beim Verlassen der registrierten Abzweigung Pi definiert. Wenn der Ausgangskurs nach rechts geneigt im Bezug zum Annäherungskurs liegt, der beim Bestimmen einer Sektorzone im Schritt S110 für die registrierte Abzweigung Pi erhalten wurde, wird die Fahrtrichtung als "Rechtsabbiegung" festgelegt. Wenn der Ausgangskurs nach links geneigt bezüglich des Annäherungskurses liegt, wird die Fahrtrichtung als "Linksabbiegung" festgelegt. In anderen Fällen wird die Fahrtrichtung als "Geradeausfahren" bestimmt.

Wenn im Schritt S210 festgestellt wird, daß das Fahrzeug die ausgewählte Sektorzone betreten hat oder wenn die Vorgange in den Schritten S220 bis S240 beendet sind, geht der Ablauf weiter zu Schritt S250. Im Schritt S250 wird festgestellt, ob das Fahrzeug die Durchfahrtbestimmungs-Sektorzone SO betreten hat, wie in Fig. 8 gezeigt, die in die ausgewählte Sektorzone eingeschlossen ist. Wie in Fig. 8 gezeigt, ist die Durchfahrtbestimmungs-Sektorzone SO ein kleinerer kuchenstückförmiger Bereich, der durch einen Bogen gebildet wird, der einen vorbestimmten Abstand von der registrierten Abzweigung Pi aufweist, d. h. 30 m (9,8.4 Fuß) im vorliegenden Ausführungsbeispiel.

Wenn im Schritt S250 festgestellt wird, daß das Fahrzeug die Durchfahrtbestimmungszone SO betreten hat, geht der Ablauf zum Schritt S260, wobei die blinkende Kennzeichnung der registrierten Abzweigung Pi beendet wird. Im nächsten Schritt S270 wird der Zählerwert von i erhöht und der momentane Abzweigungsführungsvorgang ist beendet. Wenn "Nein" im Schritt S250 festgestellt wird, ist der momentane Abzweigungsführungsvorgang ebenso beendet.

Der Abweichungsbestimmungsvorgang, der im Schritt S300 durchgeführt wird, ist in Fig. 7 dargestellt und nachstehend im Detail erläutert.

Zunächst wird im Schritt S310 festgestellt, ob das Fahrzeug aus dem Niedriggeschwindigkeits-Abweichungsbestimmungskreis CL herausgefahren ist. Wenn "Ja" im Schritt S310 festgestellt wird, geht der Vorgang weiter zum Schritt S320, um festzustellen, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit unter der Niedriggeschwindigkeitsgrenze V_LM von 40 km/h liegt. Im besonderen wird in diesem Schritt festgestellt, ob die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit eine Niedriggeschwindigkeit ist. Wenn festgestellt wird, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit eine Niedriggeschwindigkeit ist, wird festgestellt, daß das Fahrzeug vom einzuschlagenden Weg abweicht, und der Ablauf geht zum Schritt S330. Im Schritt S330 wird die Abweichung dem Fahrer durch eine hörbare Meldung mitgeteilt.

Somit wird, wenn das Fahrzeug nach dem Eintreten in den Niedriggeschwindigkeits-Abweichungsbestimmungskreis CL, der die registrierte Abzweigung Pi umschließt, in der Folge nicht die Durchfahrtbestimmungszone SO betritt und in Niedriggeschwindigkeit aus dem Niedriggeschwindigkeits-Abweichungsbestimmungskreis CL ausfährt, festgestellt, daß das Fahrzeug abweicht, und der Fahrer wird über die Abweichung informiert.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Mitteilung der "aufgetretenen Abweichung" dreimal als hörbare Meldung vorgesehen, während die registrierte Abzweigung Pi auf der angezeigten Straßenkarte aufblinkt. Der Fahrer ist somit über die Abweichung benachrichtigt.

Nach dem Schritt S330 wird, unter der Annahme, daß die Führung in der registrierten Abzweigung Pi nicht länger notwendig ist, der Zählerwert von i erhöht, Schritt S340, und der Abweichungsbestimmungsvorgang endet.

Auf der anderen Seite wird, wenn im Schritt S310 festgestellt wird, daß das Fahrzeug nicht aus dem Niedriggeschwindigkeits-Abweichungsbestimmungskreis CL herausgefahren ist, als nächstes in Schritt S350 festgestellt, ob das Fahrzeug aus dem Mittelgeschwindigkeits-Abweichungsbestimmungskreis CM herausgefahren ist. Wenn "Ja" im Schritt S350 festgestellt wird, geht der Ablauf weiter zum Schritt S360. Im Schritt S360 wird bestimmt, ob die derzeitige Fahrzeuggeschwindigkeit unter der oberen Geschwindigkeitsgrenze V_MH von 90 km/h liegt. Im besonderen wird in diesem Schritt festgestellt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit eine mittlere Geschwindigkeit ist. Wenn "Ja" im Schritt S360 festgestellt wird, wird festgestellt, daß das Fahrzeug vom einzuschlagenden Weg abweicht. Als nächstes wird der Vorgang in den Schritten S330 und S340 durchgeführt und der momentane Abweichungsbestimmungsvorgang endet.

Somit wird, wenn das Fahrzeug nach dem Eintreten in den Mittelgeschwindigkeits-Abweichungsbestimmungskreis CM, der die registrierte Abzweigung Pi umschließt, in der Folge nicht die Durchfahrtbestimmungszone SO betritt und in niedriger oder mittlerer Geschwindigkeit aus dem Mittelgeschwindigkeits-Abweichungsbestimmungskreis CM herausfährt, festgestellt, daß das Fahrzeug abweicht, wobei der Fahrer über die Abweichung informiert wird, der Zählerwert von i erhöht wird und der momentane Vorgang endet.

Auf der anderen Seite wird, wenn im Schritt S350 festgestellt wird, daß das Fahrzeug nicht aus dem Mittelgeschwindigkeits-Abweichungsbestimmungskreis CM herausgefahren ist, als nächstes im Schritt S370 festgestellt, ob das Fahrzeug aus dem Hochgeschwindigkeits-Abweichungsbestimmungskreis CH herausgefahren ist. Wenn "Ja" im Schritt S370 festgestellt wird, wird der Vorgang in den Schritten S330 und S340 durchgeführt und der momentane Abweichungsbestimmungsvorgang endet.

Somit wird, wenn das Fahrzeug nach dem Eintreten in den Hochgeschwindigkeits-Abweichungsbestimmungskreis CH, der die registrierte Abzweigung Pi umschließt, in der Folge nicht die Durchfahrtbestimmungszone SO betritt und aus dem Hochgeschwindigkeits-Abweichungsbestimmungskreis CH herausfährt, festgestellt, daß das Fahrzeug abweicht, der Fahrer wird über die Abweichung informiert, der Zählerwert von i wird erhöht und der momentane Prozeß endet.

Wenn im Schritt S320 oder S360 festgestellt wird, daß die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs, das aus dem Niedriggeschwindigkeits-Abweichungsbestimmungskreis CL oder aus dem Mittelgeschwindigkeits-Abweichungsbestimmungskreis CM herausfährt, nicht unter der unteren Geschwindigkeitsgrenze V_LM bzw. der höheren Geschwindigkeitsgrenze V_MH liegt oder wenn im Schritt S370 festgestellt wird, daß das Fahrzeug nicht aus dem Hochgeschwindigkeits-Abweichungsbestimmungskreis CH herausgefahren ist, endet der momentane Abweichungsbestimmungsvorgang.

Somit wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine kuchenstückförmige Sektorzone für eine registrierte Abzweigung Pi auf dem Weg vorgesehen. Die Ausrichtung der kuchenstückförmigen Sektorzone wird gemäß dem Annäherungskurs des Fahrzeugs festgelegt und als die Zone definiert, in der die Kennzeichnung der registrierten Abzweigung Pi auszulösen ist. Wenn das Fahrzeug in die Sektorzone eintritt, wird festgestellt, daß das Fahrzeug sich nun der registrierten Abzweigung Pi nähert, und unmittelbar nach dem Eintritt des Fahrzeugs wird der Fahrer durch eine hörbare Meldung über die geeignete Richtung, die an der registrierten Abzweigung Pi einzuschlagen ist, informiert. Die registrierte Abzweigung Pi blinkt auf der Straßenkarte, die auf der Anzeige 14 angezeigt wird, bis das Fahrzeug die Durchfahrtbestimmungszone, die in die Sektorzone eingeschlossen ist, betritt oder aus der Sektorzone heraus fährt.

In Navigationssystemen nach dem Stand der Technik wird die Tatsache, daß das Fahrzeug sich einer Wegabzweigung nähert, erfaßt, wenn der Abstand zwischen der laufenden Fahrzeugposition und der Wegabzweigung einen vorbestimmten Wert einnimmt. Im Vergleich hierzu ist das vorliegende Fahrzeugnavigationssystem, selbst wenn der GPS Empfänger 2 ungünstigen Bedingungen unterworfen ist, vollständig frei von irreführenden Meldungen einer Annäherung an eine registrierte Abzweigung Pi aufgrund eines Fehlers in der Erfassung der Fahrzeugposition.

Das Fahrzeugnavigationssystem der bevorzugten Ausführungsform bestimmt drei Sektorzonen, die in ihrer Größe abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit variieren, und wählt eine von diesen aus, um die Kennzeichnung zu steuern. Jedoch kann davon ausgegangen werden, daß eine beliebige Anzahl von Sektorzonen verwendet werden können. Je höher die Fahrzeuggeschwindigkeit ist, um so eher wird dabei der Fahrer über die vor ihm liegende registerte Abzweigung Pi informiert.

Insbesondere hat das Fahrzeug, das mit höherer Geschwindigkeit fährt, wenn nur eine Art von Kennzeichnungsauslöse-Sektorzone unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit vorgesehen wird, eine kürzere Zeit von der Meldung der registrierten Abzweigung Pi bis zur Ankunft an der registrierten Abzweigung Pi. Folglich muß der Fahrer in vielen Fällen das Fahrzeug eilig herabbremsen und die Spur kurz vor der registrierten Abzweigung Pi wechseln.

Gemäß dem vorliegenden Navigationssystem kann der Fahrer unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit sicher die Spur wechseln, wenn es erforderlich ist. Somit wird Fahrsicherheit gewährleistet.

Weiterhin wird im vorliegenden Navigationssystem der Abweichungsbestimmungskreis mit der registrierten Abzweigung Pi, die das Fahrzeug als nächstes zu durchfahren hat, in seinem Zentrum festgelegt. Wenn das Fahrzeug aus dem Abweichungsbestimmungskreis herausfährt, ohne die Durchfahrtbestimmungszone SO zu betreten, wird festgestellt, daß das Fahrzeug von der einzuschlagenden Route abweicht. Der Fahrer wird über die Abweichung durch eine hörbare Meldung informiert und kann einen geeigneten Weg einschlagen.

Claims

1. Eine Fahrzeugnavigationsvorrichtung, die ein Anzeigemittel zum Anzeigen einer Straßenkarte, ein Kartendaten-Speichermittel zum Speichern von Kartendaten, um eine Straßenkarte und einen vorbestimmten Weg, der auf der Straßenkarte einzuschlagen ist, vorzusehen, ein Positionserfassungsmittel zur Erfassung der laufenden Position eines Fahrzeugs und ein Anzeigesteuermittel zur Steuerung des Anzeigemittel s zum Anzeigen einer Straßenkarte entsprechend den Kartendaten und zum Kennzeichnen des vorbestimmten Wegs und der laufenden Position des Fahrzeugs auf der angezeigten Straßenkarte umfaßt, wobei die Fahrzeugnavigationsvorrichtung weiterhin umfaßt:
Zonungsmittel zur Bestimmung entsprechend dem vorbestimmmten Weg und der laufenden Position des Fahrzeugs einer nächsten Abzweigung auf dem einzuschlagenden Weg und zur Bestimmung, entsprechend einem Kurs des Fahrzeugs, mit dem sich das Fahrzeug der nächsten Abzweigung nähert, einer Kennzeichnungsauslöse-Sektorzone, die durch einen Sektor eines Kreises gebildet wird, der die nächste Abzweigung in seinem Mittelpunkt und einen vorbestimmten Abstand zur nächsten Abzweigung als Sektorradius hat, wobei der Annäherungskurs des Fahrzeugs, mit dem sich das Fahrzeug der nächsten Abzweigung nähert, den Sektor in zwei im wesentlichen gleiche Teile aufteilt; und
ein Wegabzweigungs-Führungsmittel zur Bestimmung, ob die laufende Position des Fahrzeugs sich innerhalb der Kennzeichnungsauslöse-Sektorzone befindet, und zur Kennzeichnung der nächsten Abzweigung auf dem einzuschlagenden Weg, auf der angezeigten Straßenkarte des Anzeigemittel s, wenn das Wegabzweigungs-Führungsmittel feststellt, daß die laufende Fahrzeugposition sich innerhalb der Kennzeichnungsauslöse-Sektorzone befindet.

2. Eine Navigationsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Navigationsvorrichtung außerdem eine Antenne und einen Empfänger zum Empfang eines Übertragungssignals umfaßt.

3. Eine Navigationsvorrichtung nach Anspruch 1, in der das Anzeigemittel entweder eine Kathodenstrahlröhre oder ein Flüssigkristallbildschirm ist.

4. Eine Navigationsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Navigationsvorrichtung außerdem eine Hauptsteuerung umfaßt, die umfaßt:
eine zentrale Prozessoreinheit;
ein ROM;
ein RAM;
ein Input/Output-Port; und
eine BUS-Leitung, die die zentrale Prozessoreinheit, das RAM, das ROM und den Input/Output-Port untereinander verbindet; und wobei die Hauptsteuerung mit dem Anzeigesteuermittel verbunden ist.

5. Eine Navigationsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Hauptsteuerung außerdem eine Alarmsteuervorrichtung umfaßt, die mit einer Alarmvorrichtung verbunden ist.

6. Eine Fahrzeugnavigationsvorrichtung nach Anspruch, 1, wobei das Zonungsmittel eine Niedriggeschwindigkeits- Sektorzone, eine Mittelgeschwindigkeits-Sektorzone und eine Hochgeschwindigkeits-Sektorzone festlegt, wobei jede Sektorzone die nächste Abzweigung in ihrem Mittelpunkt aufweist; und
wobei die Mittelgeschwindigkeits-Sektorzone einen ersten vorbestimmten Abstand als Radius, die Hochgeschwindigkeits-Sektorzone einen vorbestimmten Abstand als Radius aufweist, der größer ist als der vorbestimmte Abstand der Mittelgeschwindigkeits-Sektorzone,, und wobei die Niedrigeschwindigkeits-Sektorzone einen vorbestimmten Abstand als Radius aufweist, der kleiner ist, als der vorbestimmte Abstand der Mittelgeschwindigkeits-Sektorzone.

7. Eine Navigationsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Radien der Niedriggeschwindigkeits-Sektorzone, der Mittelgeschwindigkeits-Sektorzone und der Hochgeschwindigkeits-Sektorzone ungefähr 160 m, 200 m bzw. 250 m betragen.

8. Eine Navigationsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung außerdem ein Abweichungsbestimmungsmittel für die Bestimmung wenigstens eines Abweichungsbestimmungskreises mit der nächsten Abzweigung in seinem Zentrum und für die Feststellung, wann das Fahrzeug vom einzuschlagenden Weg abweicht, und zur Erzeugung eines Alarms aufgrund der Feststellung der Fahrzeugabweichung umfaßt.

9. Eine Fahrzeugnavigationsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei der Radius des Abweichungsbestimmungskreises von der laufenden Fahrzeuggeschwindigkeit abhängt.

10. Eine Fahrzeugnavigationsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Wegabzweigungsführungsmittel außerdem eine Durchfahrtbestimmungszone umfaßt, die einen Radius aufweist, der sich über einen vorbestimmten Abstand von der nächsten Wegabzweigung entlang des Fahrzeugannäherungskurses erstreckt.

11. Eine Fahrzeugnavigationsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei der Radius der Durchfahrtbestimmungszone ungefähr 30 m beträgt.

12. Eine Fahrzeugnavigationsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung außerdem eine Alarmvorrichtung zur Kennzeichnung, wann das Fahrzeug die Sektorzone betritt, umfaßt.

13. Eine Fahrzeugnavigationsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Vorrichtung außerdem eine Alarmvorrichtung für die Kennzeichnung umfaßt, daß das Fahrzeug die Durchfahrtbestimmungszone nicht betreten hat.

14. Ein Verfahren zum Navigieren eines Fahrzeugs mit einer Vorrichtung, die ein Anzeigemittel zum Anzeigen einer Straßenkarte, Kartendaten-Speichermittel zum Speichern von Kartendaten, um eine Straßenkarte und einen vorbestimmten einzuschlagenden Weg auf der Straßenkarte vorzusehen, ein Positionserfassungsmittel zur Erfassung der laufenden Position eines Fahrzeugs und ein Anzeigesteuermittel zur Steuerung des Anzeigemittels zum Anzeigen einer Straßenkarte gemäß den Kartendaten und zum Kennzeichnen des vorbestimmten Wegs und der laufenden Position des Fahrzeugs auf der angezeigten Straßenkarte umfaßt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
die Bestimmung einer nächsten Abzweigung auf dem einzuschlagenden Weg mit einem Zonungsmittel entsprechend dem vorbestimmten Weg und der laufenden Fahrzeugposition,
die Bestimmung entsprechend einem Fahrzeugkurs, mit dem sich das Fahrzeug der nächsten Abzweigung nähert, einer Kennzeichnungsauslöse-Sektorzone mittels dem Zonungsmittel, die durch einen Sektor eines Kreises mit der nächsten Abzweigung in seinem Zentrum und mit einem vorbestimmten Abstand zur nächsten Abzweigung als Sektorradius gebildet wird, wobei der Annäherungskurs des Fahrzeugs, mit dem sich das Fahrzeug der nächsten Abzweigung nähert, den Sektor in zwei im wesentlichen gleiche Teile teilt,
die Bestimmung mit einem Wegabzweigungs-Führungsmittel, ob die laufende Fahrzeugposition sich innerhalb der Kennzeichnungsauslöse-Sektorzone befindet und
die Kennzeichnung der nächsten Abzweigung auf dem einzuschlagenden Weg auf der angezeigten Straßenkarte des Anzeigemittel s, wenn das Wegabzweigungs-Führungsmittel feststellt, daß die laufende Fahrzeugposition sich innerhalb der Kennzeichnungsauslöse-Sektorzone befindet.