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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren, um Navigationsdaten in einem Fahrzeug, insbesondere
einem Straßenfahrzeug,
verfügbar
zu machen, sowie ein Gerät,
insbesondere ein Navigation- und/oder Telematiksystem, das das oben
erwähnte Verfahren
anwendet.
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Zur Zeit sind hauptsächlich zwei
Arten von Navigationssystemen für
Straßenfahrzeuge
bekannt.
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Die erste Art verwendet ein so genanntes "on-board" Berechnungssystem,
wobei alle Daten an Bord des Fahrzeugs verfügbar sind und folglich auch alle
Berechnungen an Bord des Fahrzeugs ausgeführt werden. Alle Daten, d.
h., Alle Straßenkarten, befinden
sich hierbei auf einem Träger,
normalerweise einer CD-ROM, im Fahrzeug. Alle Berechnungen zur Ermittlung
des zu folgenden Wegs und deren Darstellung an einem Display oder ähnlichem
erfolgen im Fahrzeug.
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Das Navigationssystem dieser ersten
Art weist den Nachteil auf, dass die Daten auf der CD-ROM statisch
und folglich nach einer gewissen Zeit nicht mehr auf dem neuesten
Stand sind. Dies bringt mit sich, dass vorübergehende Veränderungen der
Verkehrssituation wie z. B. Umleitungen und Straßenarbeiten nicht berücksichtigt
werden. Ebenso wenig werden permanente Veränderungen wie Namensänderungen
von Straßen,
Hotels, Restaurants usw. sowie neu angelegte Straßen berücksichtigt.
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Ein weiterer Nachteil eines solchen
Navigationssystems besteht darin, dass es in keiner Weise die aktuellen
Verkehrsinformationen berücksichtigt. Es
besteht also keine Wechselwirkung zwischen der Wegbeschreibung einerseits
und der aktuellen Situation, die diesen Weg praktisch beeinflusst,
andererseits.
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Eine zweite Art von Navigationssystem macht
Gebrauch von einem so genannten "off-board" Berechnungssystem.
Dieses System verwendet einen zentralen 'Server', in dem aktuelle Daten gespeichert
sind, worunter sowohl aktuelle Straßenkarten als auch aktuelle
Verkehrsinformationen zu verstehen sind. Auf Anfrage überträgt der 'Server' eine vorberechnete
Route per Funk, z. B. über
Handy/SMS, zum Fahrzeug, wobei die Position des Fahrzeugs berücksichtigt
wird.
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Diese zweite Art von Navigationssystem weist
den Nachteil auf, dass für
jede neue Berechnung, z. B. wenn man von der vorberechneten Route abweicht,
eine neue Verbindung zum 'Server' hergestellt werden
muss und dass die verfügbare
Bandbreite zu klein ist, um eine ständige Verbindung mit dem Fahrzeug
aufrecht zu erhalten und die benötigten
Informationen sofort zur Verfügung
zu stellen; zudem besteht auch das Problem der Wartezeit bei SMS-Mitteilungen.
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Bisher wird fast ausschließlich Gebrauch
gemacht von entweder einem 'on-board' oder einem 'off-board' Berechnungssystem.
Beispiele hierfür sind
aus den Dokumenten
US 4.954.958 ,
WO 96/11380,
EP 0.803.852 ,
US 5.543.789 , FR 2.762.906 und
WO 95/21435 bekannt.
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Die Erfindung zielt auf ein Verfahren
ab, um Navigationsdaten in einem Fahrzeug verfügbar zu machen, sowie auf eine
neue Art von Navigationssystem, bei dem die oben beschriebenen Nachteile ausgeschlossen
sind.
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Zu diesem Zweck zielt die Erfindung
in erster Linie auf ein Verfahren ab, um Navigationsdaten in einem
Fahrzeug, insbesondere einem Straßenfahrzeug, verfigbar zu machen,
wobei einerseits Gebrauch gemacht wird von Mitteln zur Positionsbestimmung
des Fahrzeugs und wobei andererseits Navigationsdaten über eine
Funkverbindung an ein Telematikgerät im Fahrzeug übertragen
werden, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Anzahl von
Navigationsberechnungen oder Nachberechnungen einer Route im Telematikgerät des Fahrzeugs selbst
erfolgen, basierend auf den über
die Funkverbindung erhaltenen Navigationsdaten.
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Da die Navigationsdaten per Funk übermittelt
werden, ist es jederzeit möglich,
aktuelle Daten zu erhalten, und die Nachteile statischer Daten werden
ausgeschlossen. Da die übertragenen
Navigationsdaten außerdem
Informationen für
eine Berechnung im Fahrzeug enthalten, muss der 'Server' nicht für jede Neuberechnung angesteuert
werden, so dass auch die Nachteile einer konventionellen 'off-board' Berechnung vermieden
werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens
sind zur Ermittlung einer Route mindestens die folgenden Schritte
vorgesehen:
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- – Senden
einer Anfrage nach einer Routenbeschreibung zu einer gewünschten
Bestimmung über
eine Funkverbindung zwischen dem Telematikgerät des Fahrzeugs und einem Gerät eines Datenproviders
oder 'Servers'; Ermittlung einer vorberechneten
Route durch den Datenprovider;
- – Übertragen
der Daten der vorberechneten Route an das Telematikgerät im Fahrzeug
und Speichern dieser Daten in einem Speicher im Telematikgerät;
- – Übertragen
kontextueller Informationen in Bezug auf die Umgebung der vorberechneten
Route, ebenfalls durch den Datenprovider, und Speichern dieser Daten
in einem Speicher im Telematikgerät;
- – Senden
von Signalen an das Telematikgerät,
die es dem Fahrer des Fahrzeugs ermöglichen, der vorberechneten
Route zu folgen;
- – und,
falls erwünscht
oder erforderlich, Durchführung
zusätzlicher
Berechnungen auf der Basis der gespeicherten kontextuellen Informationen
mittels eines Algorithmus.
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Dieses Verfahren bietet den Vorteil,
dass die vorberechnete Route und die kontextuellen Informationen
in kurzer Zeit durch einen leistungsstarken Rechner berechnet werden
können,
während
ein weniger leistungsstarker Rechner im Telematikgerät des Fahrzeugs
genügt,
um den Großteil
der erforderlichen Nachberechnungen im Fahrzeug selbst auszuführen, so
dass der 'Server' hierfür nicht
mehr aufgerufen werden muss.
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Die kontextuellen Informationen werden
beispielsweise benutzt, um die Route neu zu berechnen, wenn das
Fahrzeug die vorberechnete Route verlässt.
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Praktisch wird eine gewisse Menge
kontextueller Informationen vorzugsweise übertragen, und wenn diese kontextuellen
Informationen unzureichend für
die jeweilige Berechnung im Telematikgerät des Fahrzeugs sind, werden
automatisch neue kontextuelle Informationen per Funk vom Datenprovider
empfangen. Auf diese Weise ist es möglich, einen vorteilhaften
Kompromiss zwischen der Menge übertragener
kontextueller Informationen einerseits und der Möglichkeit zusätzlicher
kontextueller Informationen andererseits zu erzielen.
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Gemäß einem weiteren praktischen
Aspekt werden ausgewählte
kontextuelle Daten gemäß der Erfindung übertragen,
wobei diese mehr Details für die
Zonen enthält,
wo eine Neuberechnung der Route wahrscheinlicher ist als für die anderen
Zonen. Insbesondere enthalten die kontextuellen Informationen vorzugsweise
mindestens weitere Details zum Startpunkt und Endpunkt der vorberechneten
Route, während
sie weniger Details in Bezug auf die Zwischenabschnitte der Route
enthalten. Auf diese Weise kann das zu übertragene Informationspaket
relativ klein gehalten werden.
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Gemäß einer Variante der Erfindung
kann die Berechnung der zu folgenden Route auch vollständig im
Telematikgerät
des Fahrzeugs erfolgen, wobei nur Navigationsdaten von außen empfangen werden,
im Folgenden auch 'kontextuelle
Informationen' genannt,
während
die vorberechneten Routen nicht mehr übertragen werden. In diesem
Fall ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass Navigationsdaten
erzeugt werden, die eine Berechnung von Routen in Abhängigkeit
von der Position des Fahrzeugs und/oder der gewünschten Endbestimmung und/oder
der Übertragungsbake
benutzt werden, dass diese Navigationsdaten an das Fahrzeug übertragen
werden und dass die zu folgende Route im Telematikgerät des Fahrzeugs
berechnet wird.
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Hierbei kann die Übertragung der Navigationsdaten,
die in diesem Fall alle erforderlichen kontextuellen Informationen
zur völlig
unabhängigen
Berechnung der Route im Fahrzeug enthalten, entweder infolge einer
Anfrage vom Fahrzeug oder automatisch entweder kontinuierlich oder
in bestimmten Abständen
stattfinden. Die Übertragung
kann ebenfalls zu bestimmten Zeitpunkten stattfinden, kombiniert
mit der Übertragung
auf Anfrage, um es zu ermöglichen,
gegebenenfalls auch Informationen zwischen zwei Zeitpunkten zu erhalten.
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Gemäß einer besonderen Ausführung ist
das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Übertragungsbaken
benutzt werden, jede mit einem begrenzten Bereich, die aber zusammen
eine Gesamtfläche
abdecken, und dass Navigationsdaten bezüglich der unmittelbaren Umgebung
jeder betreffenden übertragenden
Bake übertragen
werden, die viele Details zur unmittelbaren Umgebung der betreffenden übertragenden
Bake enthalten, während
weniger Details in Bezug auf die größere Fläche übertragen werden. Auf diese
Weise ist es möglich,
stets die zweckdienlichsten Informationen im Fahrzeug zu erhalten.
Die Informationen betreffend die größere Fläche ermöglichen es dem Telematikgerät im Fahrzeug,
die Hauptstraßen
zu ermitteln, denen zu folgen ist. Die Informationen betreffend
die unmittelbare Umgebung ermöglichen
es, die Route in der Umgebung des Fahrzeugs präzise zu berechnen und darzustellen.
Während
das Fahrzeug sich bewegt und in die Reichweite einer anderen übertragenden
Bake kommt, erhält
es neue Informationen, die dann für die Zone zweckdienlich sind,
in der das Fahrzeug sich befindet, so dass jederzeit eine detaillierte
Route für die
unmittelbare Umgebung des Fahrzeugs berechnet werden kann.
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Sowohl in dem Fall, wo eine vorberechnete Route
zusammen mit kontextuellen Informationen über die Funkverbindung übertragen
wird, als auch in dem Fall, wo nur kontextuelle Informationen ohne vorberechnete
Route übertragen
werden, werden die übertragenen
Navigationsdaten vorzugsweise zusammen mit einem Algorithmus übertragen.
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Obwohl das Verfahren auch Vorteile
bietet, wenn nur das aktuelle Straßennetz berücksichtigt wird, werden vorzugsweise
auch aktuelle Informationen wie z. B. Verkehrsinformationen, Wetterinformationen
usw. berücksichtigt.
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Aus praktischen Gründen werden
die per Funk zu übertragenden
Navigationsdaten, insbesondere der oben erwähnte Algorithmus, vorzugsweise komprimiert.
Dasselbe gilt für
die verwendeten Vektordaten.
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Die oben erwähnten Navigationsdaten werden
vorzugsweise als Code übertragen,
der in JAVA ausgeführt
ist.
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Es ist festzuhalten, dass auch in
dem Fall, wo Navigationsdaten in Abhängigkeit von einer Anfrage
erstellt und anschließend
in Form einer vorberechneten Route zusammen mit den erforderlichen kontextuellen
Informationen an den Anfrager übertragen
werden, dieses Verfahren mit einer automatischen Aktualisierung
in Abhängigkeit
von der Position des Fahrzeugs kombiniert werden kann.
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Die Erfindung betrifft außerdem ein
Gerät, um
Navigationsdaten in einem Fahrzeug, insbesondere einem Straßenfahrzeug,
unter Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens verfügbar zu
machen, dadurch gekennzeichnet, dass es hauptsächlich aus einem Gerät besteht,
um unter anderem Navigationsdaten per Funk verfügbar zu machen, wobei dieses
Gerät mit
Mitteln zum Übertragen
kontextueller Informationen ausgestattet ist, die es ermöglichen,
Navigationsberechnungen bzw. – neuberechnungen
einer Route im Fahrzeug selbst anzustellen; einem Telematikgerät, das im
Fahrzeug selbst vorhanden ist, das mindestens Mittel für den Funkempfang
der oben erwähnten
Navigationsdaten, Mittel zur Eingabe von Daten um nach einer Route
zu fragen, Mittel für
die Verarbeitung von Navigationsdaten mittels einer Recheneinheit
zur Berechnung bzw. Neuberechnung einer angefragten Route auf der
Basis der oben erwähnten
kontextuellen Informationen und Mittel zur Darstellung der Navigationsdaten,
die wichtig für
den Fahrer sind, aufweist; und Mitteln zur Bestimmung der Position
des Fahrzeugs, die in Verbindung mit dem Telematikgerät arbeiten.
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Gemäß der am meisten bevorzugten
Ausführung,
wobei nicht alle Berechnungen betreffend die Route im Fahrzeug ausgeführt werden,
ist das Gerät
zur Verfügbarmachung
der Navigationsdaten per Funk auch mit Mitteln ausgestattet, die
eine Route vorberechnen können,
wobei nicht nur kontextuelle Informationen sondern auch eine vorberechnete Route
zusammen mit kontextuellen Informationen an das Fahrzeug übertragen
wird. Die Recheneinheit im Telematikgerät des Fahrzeugs, die Berechnung
auf der Basis der kontextuellen Informationen ausführt, wird
dann nur aktiviert, wenn zusätzliche
Berechnungen, die komplementär
zu der off-board berechneten Route sind, ausgeführt werden müssen.
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Um die Merkmale der Erfindung besser
zu veranschaulichen, werden als Beispiel ohne irgendeinen einschränkenden
Charakter die folgenden bevorzugten Ausführungen beschrieben, wobei
Bezug auf die Begleitzeichnungen genommen wird, in denen:
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1 ein
Gerät gemäß der Erfindung
als Blockdiagramm darstellt;
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2 schematisch
ein anderes Verfahren gemäß der Erfindung
veranschaulicht.
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1 stellt
schematisch ein Gerät 1 gemäß der Erfindung
dar, welche sich zusammensetzt aus einerseits einem Telematikgerät 2,
untergebracht in einem Fahrzeug 3, und andererseits aus
einem Gerät 4 zur
Verfügbarmachung
von Navigationsdaten 5 per Funk, das fest montiert ist,
z. B. in einer Schalttafel 6, und das mit Peripheriegeräten ausgerüstet ist,
die nicht dargestellt sind, insbesondere Sendeund Empfangseinheiten.
Außerdem
umfasst das Gerät 1 auch Mittel 7 zu
Bestimmung der Position von Fahrzeug 3, welche Mittel mit
dem Telematikgerät 2 zusammenarbeiten.
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Das Telematikgerät 2 umfasst Mittel 8 für den Funkempfang
der oben erwähnten
Navigationsdaten 5, Mittel 9 zur Eingabe von Daten,
wie sie für
eine Route anwendbar sind, Mittel 10 zur Verarbeitung der Navigationsdaten 5 und
Mittel 11 zur Darstellung der Navigationsdaten, die für den Fahrer
wichtig sind, z. B. in der Form einer Straßenkarte, auf der angegeben
ist, wo das Fahrzeug 3 sich befindet und welcher Straße zu folgen
ist, kombiniert mit Audiosignalen oder nicht, dargestellt auf einem
Display.
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Das Besondere an der Erfindung ist,
dass das Gerät 4 mit
Mitteln 12 ausgestattet ist, insbesondere Berechnungsmitteln,
die kontextuelle Informationen erzeugen können, die es ermöglichen,
dass zumindest eine Anzahl von Navigationsberechnungen auf der Basis
der erwähnten
kontextuellen Informationen im Fahrzeug 3 ausgeführt werden
können,
insbesondere die Mittel 10.
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Abgesehen von dem konventionellen
Modul 13 umfassen die Mittel 10 auch eine Recheneinheit 14 zur
unabhängigen
Ausführung
von Navigationsberechnungen betreffend die zu folgende Route auf der
Basis der oben erwähnten
kontextuellen Informationen, die in den übertragenen Navigationsdaten 5 enthalten
sind.
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Obwohl es gemäß der Erfindung nicht ausgeschlossen
ist, dass Informationen ausschließlich an die Recheneinheit 14 übertragen
werden und dass alle Routenberechnungen in dieser Recheneinheit 14 ausgeführt werden,
wird eine vorberechnete Route vorzugsweise im Gerät 4 ermittelt
und zusammen mit den kontextuellen Informationen an das Telematikgerät 2 übertragen.
Zu diesem Zweck enthält das
Gerät 4 folglich
auch Mittel 15, die eine solche Route im Voraus in Abhängigkeit
von einem Anfragesignal 17, das per Funk über die Übertragungsmittel 16 übertragen
wird, berechnen kann.
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Das Telematikgerät 2 enthält außerdem eine Einheit 18 zur
Verarbeitung von Verkehrsinformationen, zusammen mit der Recheneinheit 14,
so dass die Route jederzeit in Abhängigkeit von der Verkehrslage
neu berechnet werden kann. In diese Einheit 18 ist vorzugsweise
eine Filtereinheit eingebaut, die ausschließlich die zweckdienlichen Informationen
an die oben erwähnte
Recheneinheit 14 überträgt.
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Die Einheit 18 ist mit Empfangsmitteln 19 ausgestattet,
die es ermöglichen,
Informationen 20 von einem Datenprovider 21 von
Verkehrsinformationen per Funk zu empfangen. Letzterer liefert ebenfalls,
wie auf Zeile 22 angegeben, Informationen an das Gerät 4,
so dass, wenn die vorberechnete Route und die kontextuellen Begleitinformationen
erzeugt werden, die zu diesem Zeitpunkt aktuellsten Informationen
berücksichtigt
werden.
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Zusammenfassend können wir sagen, dass das Gerät 4 als 'Navigationsserver', die Recheneinheit 14 als 'Navigationsagent', die Mittel 18 als 'Verkehrsagent' und die Mittel 21 als 'Verkehrsserver' funktionieren.
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Es ist festzuhalten, dass die verschiedenen Berechnungsmittel,
-einheften usw. nicht unbedingt als gesonderte Teile ausgeführt sein
müssen.
Sie können
auch als Ganzes in einem oder mehreren elektronischen Stromkreisen
integriert sein.
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Es ist ebenfalls festzuhalten, dass
nicht alle Funkverbindungen nicht unbedingt getrennten Kanälen folgen
müssen
sondern dass ein und derselbe Übertragungskanal
zu diesem Zweck benutzt werden kann, z. B. über Handy.
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Die oben erwähnten Mittel 7 können von
beliebiger An sein. Sie bestehen vorzugsweise aus einem GPS (Global
Positioning System). Selbstverständlich
können auch
andere Systeme benutzt werden, um die Position von Fahrzeug 3 zu
bestimmen, wobei zum Beispiel Gebrauch gemacht wird von ortsfesten Übertragungsbaken
wie z. B. Mobilfunkmasten und von trigonometrischen Berechnungen,
oder wobei Gebrauch gemacht wird von Kreiselkompassen, Richtungsdetektoren,
Geschwindigkeitsmessern usw. oder von einer Kombination mehrerer
dieser Möglichkeiten.
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Die Funktionsweise des Geräts 1 ist
wie folgt:
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Wenn das Navigationssystem benutzt
wird, formuliert der Fahrer von Fahrzeug 3 eine Anfrage nach
einer bestimmten Route über
die Mittel 9, zum Beispiel durch Eingabe des Zielorts.
Der Abfahrtspunkt ist automatisch durch die Positionierung von Fahrzeug 3 mit
den Mitteln 7 bekannt.
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Die oben erwähnte Anfrage wird per Funk
an das Gerät 4 übertragen.
In diesem Gerät 4 wird
eine Route mit den Mitteln 15 berechnet. Die Mittel 12 erzeugen
hierbei zweckdienliche kontextuelle Informationen, die vorzugsweise
viele Details betreffend den Abfahrtspunkt und den Zielort der vorberechneten Route
enthalten, sowie verkehrsreiche Punkte, aber die relativ wenig Details
betreffend die Zwischenabschnitte der Route enthalten.
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Bei der Bestimmung der vorberechneten Route
und der kontextuellen Informationen werden zugleich die aktuellsten
Verkehrsinformationen, die von dem Datenprovider 21 kommen,
berücksichtigt.
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Diese Informationen werden an das
Telematikgerät 2 in
der Form von Navigationsdaten 5 übertragen und in einem Speicher
gespeichert. Die vorberechnete Route wird entsprechend über das
Modul 13 zu einem Signal umgewandelt, das vorzugsweise auf
einem Display an die Mittel 11 übergeben werden kann.
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Über
die Mittel 7 wird ständig
die Position von Fahrzeug 3 berechnet. Das Modul 13 stellt
sicher, dass ein Vergleich in der bekannten Weise zwischen der aktuellen
Position und der vorberechneten Route gemacht wird. So bald von
dieser Route abgewichen wird und eine Neuberechnung gemacht werden
muss, wird zu diesem Zweck gemäß der Erfindung
Gebrauch gemacht von der Recheneinheit 14, die es ermöglicht,
eine Neuberechnung auf der Basis der zuvor erhaltenen kontextuellen
Informationen anzustellen ohne erneut das Gerät 4 einbeziehen zu müssen. Nur
in dem Fall, dass die kontextuellen Informationen unzureichend sind,
kann an das Gerät 4 eine
Anfrage zur Übertragung
zusätzlicher
kontextueller Informationen gesendet werden.
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Es ist klar, dass, da das Gerät 4 nicht
für jede Berechnung
herangezogen werden muss, die in der Einführung erwähnten Nachteile ausgeschlossen werden.
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Über
die Einheit 18 können
die kontextuellen Informationen in der Recheneinheit 14 in
Abhängigkeit
von den neuesten Verkehrsinformationen angepasst werden. Diese Verkehrsinformationen
können entweder
regelmäßig angefordert
werden oder sie können
automatisch empfangen und aktualisiert werden, wann immer neue Informationen
per Funk verteilt werden. Die Filtereinheit, die wie oben erwähnt in die
18 integriert ist, behält
nur Informationen bei, die zweckdienlich sind.
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Wie bereits in der Einführung erwähnt, werden
die kontextuellen Informationen nicht als Ergebnis einer Anfrage
gemäß einer
Variante formuliert sondern sie werden ständig verteilt, wobei neue Informationen
automatisch von dem Telematikgerät 2 in Abhängigkeit
von dem Übertragungsbereich,
in dem das Fahrzeug 3 sich befindet, empfangen werden. Dies
ist schematisch in 2 dargestellt.
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Wenn das Fahrzeug 3 sich
innerhalb des Übertragungsbereichs 23 befindet,
empfängt
es kontextuelle Informationen von dem Mast 24, mit vielen Details
betreffend die Zone 25 und wenig Details betreffend die
größere Zone 26.
Wenn eine Routenberechnung von A nach B benötigt wird, ermöglichen
es die wenigen Informationen betreffend Zone 26, die Hauptstraßen zu bestimmen,
während
die detaillierten Informationen betreffend die Zone 25 es
ermöglichen,
Informationen betreffend die unmittelbare Umgebung von Fahrzeug 3 zu
erhalten und eine Berechnung vorzunehmen.
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Da Fahrzeug 3 sich bewegt
und in einen anderen Übertragungsbereich 27 kommt,
werden neue detaillierte Informationen betreffend die Zone 28 empfangen.
Auf diese Weise sind stets Informationen zur zuverlässigen Ermittlung
einer Route verfügbar.
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Die Übertragungsbereiche 23 und 27 können beispielsweise Übertragungsbereiche
von Mobilfunkmasten sein, während
die Zonen 25 und 28 praktisch deckungsgleich mit
diesen sind. Die größere Zone 26 kann
beispielsweise aus einem größeren Radius
um einen der Maste 24 bestehen oder sie kann beispielsweise
die Oberfläche
eines Landes oder mehrerer Länder
sein.
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Die vorliegende Erfindung ist in
keiner Weise auf die oben beschriebenen und in den Begleitzeichnungen
dargestellten Ausführungen
beschränkt;
im Gegenteil, ein solches Verfahren und ein solches Gerät können in
den verschiedensten Varianten ausgeführt sein ohne den Umfang der
Erfindung, begrenzt durch die angehängten Ansprüche, zu überschreiten.