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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Referenzieren geographischer
Orte, die in einem Transporttelematikkontext verwendet werden. Derartige
Orte sollten in einer Bordnavigationseinheit auf präzise Weise rekonstruiert
werden können,
um das Navigieren, das Finden von Strecken und andere Fahrzeugmanagementoperationen
zu gestatten, die auf Informationen basieren, die die aktuelle Fahrzeugposition
zu der Topologie der umgebenden Geographie in Beziehung setzen.
Ein Startpunkt wird im allgemeinen durch Karteninformationen begründet, die
im Fahrzeug durch eine lokale Version der geographischen Karte repräsentiert
zur Verfügung
stehen. Weitere Karteninformationen können von außerhalb des Fahrzeugs befindlichen
Service-Provider durch eine Rundfunk-, Kurzstreckendrahtlos-, verdrahtete
oder andere Kommunikationsorganisation bereitgestellt werden, siehe
beispielsweise DE-A-4429016. Eine derartige Bereitstellung kann
insbesondere jüngste Änderungen
betreffen, die der Service-Provider erfahren hat. Dabei handelt
es sich insbesondere um Verkehrsprobleme oder andere Änderungen
an spezifischen Strecken oder Teilen davon. Die Informationsmenge,
die von dem Service-Provider übertragen
werden sollte, sollte jedoch recht klein gehalten werden, da die Übertragungskapazität recht
begrenzt ist, wobei die Informationen im allgemeinen im Fahrzeug
schnell zur Verfügung
stehen sollten. Die Erfindung betrifft deshalb genauer gesagt ein
Verfahren zum Referenzieren von Orten, die in einem Transporttelematikkontext
verwendet werden, indem ein derartiges Referenzieren gegenüber einem
insgesamt geographischen Kontext bewirkt wird.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung erfolgt das Anzeigen eines derartigen Weges oder einer
derartigen Strecke am wirtschaftlichsten, indem nur eine kleine
Anzahl sogenannter Drehpunkte (pivot points) gewählt wird. Mit dem diese Punkte
schließlich
verbindenden Weg sollte die geringste Kostenmetrik hinsichtlich
Reisezeit, Reiseentfernung oder eine andere Größe, wie etwa einem Hybrid aus
diesen beiden verbunden sein. Die Erfindung hat den großen Vorteil
erkannt, den man im allgemeinen erreichen könnte durch das Minimieren der Anzahl
derartiger Drehpunkte, während
jede Abweichung von der optimalen Strecke zu einem deutlich schlechteren
(d.h. im allgemeinen höheren)
Wert für
die zugeordnete Metrik führen
sollte. Die Drehpunkte stellen nur einen kleinen Bruchteil der Gesamtkarteninformationen
dar, so daß das
Kommunizieren ihrer Informationen nur eine minimale Kommunikationstransportlast
verursacht.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht unter anderem folglich
in dem Minimieren einer Kommunikationstransportlast, indem nur die
erforderlichen Drehpunktinformationen kommuniziert werden, da im
wesentlichen jede Abweichung von einem von einem Service-Provider
angezeigten Straßensegment
die Kostenmetrik des Weges nennenswert erhöhen würde. Dies gestattet eine robuste
Prozedur, damit der Empfängerteil
den optimalen Weg entscheidet. Dies gestattet in vielen Umständen, die
Anzahl der Punkte, für
die die Informationen übertragen
werden sollten, auf einem unerwartet niedrigen Wert zu halten.
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Die
Erfindung ist deshalb nunmehr gemäß einer ihrer Aspekte dadurch
gekennzeichnet, daß bezüglich eines
von einem Service-Provider bezeichneten ersten Straßensegments
zwischen zwei aufeinanderfolgenden Drehpunkten, die dazwischen eine
kleinste gewichtete Entfernung bereitstellen, jedem zweiten Straßensegment,
das eine disjunkte Alternative zu dem ganzen ersten Straßensegment
oder einem Teil davon ist, eine gewichtete Entfernung zugeordnet
wird, die wesentlich größer ist
als die gewichtete Entfernung des ganzen beziehungsweise des Teils.
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Die
Erfindung betrifft außerdem
ein System, das ausgelegt ist zum Implementieren des obigen Verfahrens,
und weiterhin eine Service-Provider-Anordnung, eine Fahrzeuganordnung
und ein Fahrzeug, das ausgelegt ist zum Implementieren des Verfahrens
und des Systems. Weitere vorteilhafte Aspekte der Erfindung sind
in abhängigen
Ansprüchen
aufgeführt.
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Vorteilhafterweise
sind zwei aufeinanderfolgende Drehpunkte durch ein Straßensegment
verbunden, das mehrere aufgereihte Straßenabzweigungen umfaßt. Die
Bereitstellung der obigen Robustheit gestattet das Codieren eines
Straßensegments,
das mehrere Straßenabzweigungen
aufweist, als eine kurze Informationskette, die dennoch alle erforderlichen
Daten enthält.
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Für eine oder
mehrere Klassen von Hauptstraßen
sind die Drehpunkte vorteilhafterweise von zugeordneten Straßenabzweigungen
weg angeordnet. Dies gestattet, die meisten Ungewißheiten
zu vermeiden, die durch die ausgedehnte geographische Größe von vielen
Straßenabzweigungen,
die derartigen Hauptstraßen
zugeordnet sind, verursacht werden; folglich können benachbarte Drehpunktpaare
mehrere dazwischen angeordnete Abzweigungen oder Übergänge aufweisen.
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Für eine oder
mehrere Klassen von Ortsstraßen
sind die Drehpunkte im wesentlichen an Kreuzungen angeordnet. Derartige
Orts- oder allgemein Nebenstraßen
werden im allgemeinen nicht die obigen Abzweigungen mit ausgedehnter
Größe aufweisen,
und diese Art des Setzens von Drehpunkten hat sich als sehr einfach herausgestellt.
Die obige Ungewißheit
wird bei derartigen Straßenarten
kaum existieren. Auch hier können
benachbarte Drehpunktpaare mehrere dazwischen liegende Abzweigungen
oder Übergänge aufweisen.
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Verschiedenen
funktionellen Straßenklassen
wird vorteilhafterweise ein eindeutiger Gewichtsfaktor zugeordnet,
der für
die nächst
höhere
funktionelle Klasse stufenweise zunimmt. Dies gestattet, die Kostenmetrik
auf extrem zweckdienliche Weise zu berechnen.
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Ein
derartiger Drehpunkt weist vorteilhafterweise einen Ortscode auf,
der auf seiner geographischen Position, dem Straßenrichtungswinkel, der Straßentypklasse
und einer Parallelspuranzeige basiert. Diese Codedefinition ist
zwar recht minimal, hat sich aber für die eindeutige Datenverarbeitung
als ausreichend herausgestellt.
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Eine
Straßensegmentortsreferenz
umfaßt
vorteilhafterweise eine geordnete Sequenz einer oder mehrerer Drehpunktreferenzen,
wobei jede Drehpunktreferenz im wesentlichen alle folgenden umfaßt: eine
Drehpunktortsreferenz, eine drehpunktbezogene Entfernung zu einem
nächsten
Drehpunkt, eine drehpunktbezogene Entfernung zu einer nächsten Straßentypänderung
und eine neue Straßentypanzeige
dafür und
eine drehpunktbezogene Entfernungsangabe zu einem Ortsabschluß. Diese
Codedefinition ist zwar recht minimal, hat sich aber wieder für die eindeutige
Datenverarbeitung als ausreichend herausgestellt.
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Ein
Drehpunkt ist vorteilhafterweise so spezifiziert, daß er in
einem vergrößerbaren
Standardbereich liegt. Der eine feste Größe aufweisende Standardbereich
hat bereits ausgereicht, um darin zu spezifizieren, daß der Drehpunkt
zu einem zugeordneten Straßenabschnitt
in Beziehung steht. Für
bestimmte Situationen gestattet das Vergrößern des Standardbereichs immer
noch, den zugeordneten Straßenabschnitt
zu „treffen".
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Diese
und weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden im folgenden
unter Bezugnahme auf die Offenbarung bevorzugter Ausführungsformen
und insbesondere unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ausführlich erörtert. Es
zeigen:
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1 einen Überblick über ein
in einem insgesamt geographischen Kontext angeordnetes Fahrzeug;
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2 eine
beispielhafte Straßensituation
mit vier physisch getrennten und parallelen Spuren;
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3 eine
Darstellung des Zuordnens einer gewichteten Entfernung;
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4 eine
elementare Ortsreferenz;
-
5 eine
weitere elementare Ortsreferenz;
-
6 noch
eine weitere elementare Ortsreferenz;
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7a, 7b zwei
Arbeitsflußdiagramme
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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Tabelle
1 einen bevorzugten Satz von Entfernungsgewichtsfaktoren für die Ortsreferenzierungsdecodierung.
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Das
Konzept des Referenzierens zu sogenannten Drehpunkten gemäß der vorliegenden
Erfindung befaßt
sich mit dem präzisen
Rekonstruieren von Ortsreferenzen in einer Fahrzeugnavigationseinheit
aus ihrer Präsentation
durch einen außerhalb
des Fahrzeugs befindlichen Service-Provider, der möglicherweise
eine andere Karte von der Bordnavigationseinheit verwendet, während weiterhin
das System mit minimalen Kommunikationskosten arbeiten kann.
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Um
geographische Orte über
Kartendifferenzen zu verankern, werden die Drehpunkte an Orten gewählt, an
denen die Doppeldeutigkeit zwischen den beiden Kartenorganisationen
minimal sein sollte. Auf Schnellstraßen- oder Autobahnsegmenten
werden sie im allgemeinen in der Mitte zwischen aufeinanderfolgenden
gewählten
Straßenkreuzungen
gewählt
anstatt an einer Kreuzung selbst. Die Erfahrung hat tatsächlich gezeigt,
daß diese
Prozedur eine etwaige Doppeldeutigkeit wesentlich lindert, weil
das genaue Festlegen der Koordinaten eines großen Kreuzungsbereichs zwischen
verschiedenen Kartenlieferanten einer großen Variabilität oder Doppeldeutigkeit
unterworfen ist. Nach dem Setzen der Drehpunkte wird das Topologie-
oder Konnektivitätsmuster
des Straßennetzes
verwendet, um ein kompaktes, aber extrem robustes Referenzmuster
für das
oder die derartige Drehpunkte verbindende Straßensegmente zu erhalten.
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Das
Konzept zum Referenzieren von Drehpunktorten besteht darin, derartige
Ortsreferenzen durch einen Satz von kommunizierten Anzeigern, wie
etwa Drehpunkte, Entfernungen und Straßenklassen, in Kombination
mit einem Satz obligatorischer Regeln und fakultativer Richtlinien
zu beschreiben. Indem diese angewendet werden, sollte die Fahrzeugnavigationseinheit
in der Lage sein, die Ortsreferenz aus dem Satz von Anzeigern zu
rekonstruieren.
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Jedes
allgemeine Ortsreferenzierungskonzept muß Differenzen kompensieren,
die möglicherweise zwischen
der Kartenversion beim Service-Provider und der Kartenversion an
Bord der Navigationseinheit existieren. Diese beiden Versionen sind
im allgemeinen möglicherweise
durch Codierungsdifferenzen oder durch Änderungen, die im Laufe der
Zeit bewirkt worden sind, nicht vollständig gleichförmig. Verschiedene
Diskrepanzen können
durch Faktoren wie etwa die folgenden verursacht werden:
- • fehlende
Straßen
oder fehlende Abfahrten von Hauptstraßen
- • die
variierende Verwendung von Exonymen für bestimmte Straßennamen
wie etwa in einer zweisprachigen Umgebung
- • Differenzen
beim Digitalisieren wie etwa bei Straßenmittellinienoffsets, die
Anzahl unverbundener Spuren oder bei Straßenlängen
- • Differenzen
bei den Straßenklassifikationen
durch Interpretationsdifferenzen oder sogar offensichtliche Fehler
- • Änderungen
aufgrund von der Heraufstufung oder Herabstufung von Straßen, Änderungen
bei der Geometrie einer Abzweigung oder der vorübergehenden Ausführung von
Reparatur- oder anderen Arbeiten.
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Die
vorliegende Erfindung schlägt
eine Verfahrens-, System- und Teilsystemorganisation zum Überwinden
der obigen Ungewißheiten
durch die Auswahl und das Design einer minimalen und doch ausreichenden
Anzahl von Anzeigern, Regeln und Richtlinien vor, um eine robuste
und präzise
Ortsreferenzrekonstruktion angesichts beträchtlicher Kartenunterschiede
zwischen dem Service-Provider
und der Bordnavigationseinheit sicherzustellen.
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Im
Stand der Technik wurden verschiedene Ansätze für eine derartige Ortsreferenzierung
vorgenommen, wie etwa in der Veröffentlichung
GOODLANE, An Approach to Location Referencing for Telematic Applications,
C. Hahlweg et al., ITS Torino 2000 (D1) und in der Veröffentlichung
Improved On-the-fly Location Referencing, K. Wevers, ITS Torino
2000 (D2).
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Bei
diesen Veröffentlichungen
führt D1
die Ortsreferenzierung durch über
den Einsatz von Objekten der Dimension 0 (d.h. ein Punkt) sowie
Dimension 1 (d.h. ein Straßensegment),
während
sie das Referenzieren zu Punkt zu Objekten außerhalb des Netzes vornimmt,
und zudem durch das Bestimmen von Punkten auf einer bekannten Straße und auf
das Bestimmen weiterer eindimensionaler Objekte. Zudem wird ein
Datenformat vorgeschlagen, doch glaubt der Erfinder der vorliegenden
Erfindung, daß wegen
der komplexeren Struktur des Satzes von Objekten im Vergleich zu
denen der vorliegenden Erfindung die Übertragungslast für das Verfahren
nach dem Stand der Technik viel höher wäre als das der vorliegenden
Erfindung mit seiner Drehpunktkonstruktion. Insbesondere kommuniziert
D1 viel mehr geometrische Informationen.
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Als
nächstes
führt die
Literaturstelle D2 ein weiteres Referenzierungsverfahren durch,
das Straßenabschnitte
anstatt Kreuzungen codiert. Der Ausgangspunkt für einen derartigen Abschnittscode
ist jedoch weiterhin das Koordinatenpaar der ersten begrenzenden
Kreuzung, und der nicht kompaktierte Code für einen Straßenabschnitt
enthält
etwa 39 Bytes an Informationen, wodurch er im Vergleich mit den
62 Bytes, die für zwei
verkettete ILOC-Codes eines noch früheren Modells erforderlich
sind, eine merkliche Verbesserung darstellt. Die Literaturstelle
erwartet, daß das
Kompaktieren der Informationen ihre Gesamtgröße für einen Straßenabschnitt
auf weniger als 14 Bytes reduziert, jedoch wurde in D2 die genaue
Vorgehensweise nicht vorgeschlagen. Der Erfinder glaubt deshalb,
daß der
auf Drehpunkten basierende Betrieb der vorliegenden Erfindung zusammen
mit der Robustheit beim Bestimmen des Optimums und das Zulassen
mehrerer Abzweigungen zwischen benachbarten Drehpunkten im Vergleich
zu dem den Stand der Technik darstellenden D2 sowie im Vergleich
zu D1 weiterhin vorteilhafte Vorzüge aufweisen wird.
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1 zeigt
einen Überblick über ein
Kraftfahrzeug in einem insgesamt geographischen Kontext. Hier sendet
eine Service-Provider-Station 20 mit Sendemitteln 22 bestimmte
Telematikinformationen an ein Fahrzeug 24 aus, das mit
Empfangsmitteln 26 ausgestattet worden ist. Das Fahrzeug
bewegt sich entlang einem Straßennetz,
das knapp als 28 angezeigt worden ist. In dieser Darstellung
sind nur Abzweigungen und Kanten des Netzes gezeigt worden. In einem
realen Kontext werden verschiedene Straßentypen in mehreren Klassen sowie
Abzweigungen verschiedener Komplexitätsebenen vorliegen. Das Bild
ist der Einfachheit halber in dieser elementaren Form präsentiert
worden. Die Kommunikation kann aber auch über eine Funkübertragung
mit kurzer Reichweite oder sogar eine verdrahtete Übertragung
erfolgen. Der Service-Provider könnte
im Prinzip alle oder einen Teil seiner Informationen durch andere
Mittel bereitstellen, wie etwa durch das Bereitstellen entfernbarer
Datenträger
wie etwa Disketten. In diesem Fall könnten bestimmte Teile der Vorteile
der Erfindung immer noch gelten.
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Um
eine Reise zu planen, wird das nicht gezeigte Bordnavigationssystem
nun zuerst die tatsächliche Fahrzeugposition
bestimmen und zudem von einem Benutzer eine Zielposition empfangen
und dann zum Berechnen der optimalen Strecke auf eine Bordkarte
zugreifen. Dem Service-Provider können möglicherweise verschiedene Änderungen
bekannt sein, die eine Strecke, die nur auf der Bordkarte basieren
würde,
vorschreiben oder deren Abänderung
vorschlagen könnten.
Der Service-Provider überträgt derartige Änderungen,
die möglicherweise
implizieren, daß bestimmte
Strecken oder Teile nicht zur Verfügung stehen oder möglicherweise
nur unter Schwierigkeiten verwendet werden können, wie etwa daß eine von
mehreren parallelen Spuren außer
Dienst ist. Die Informationen einer derartigen Übertragung sollten jedoch gering
gehalten werden. Das Bordsystem berücksichtigt die Änderungen
in einem bestimmten interessierenden Gebiet, aktualisiert seine Karteninformationen
und führt
die obige Berechnung auf der Basis der abgeänderten Karte durch. Die Aktualisierung
ist möglicherweise
nur einmal erforderlich, wie etwa angesichts von Reparaturarbeiten.
Die Aktualisierung kann aber auch dynamisch durchgeführt werden,
durch das Entstehen und/oder Auflösen von Verkehrsstaus, Unfällen und
dergleichen.
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2 zeigt
eine beispielhafte Straßensituation
mit vier physisch getrennten parallelen Spuren 1–4.
Bei der gegenwärtig
bevorzugten Ausführungsform
wird der tatsächliche
Ort 92 durch einen Parallelspuranzeiger bestimmt, der mit
den folgenden Feldern ausgestattet ist:
- • eine Parallelspurensequenzzahl
gibt die Sequenzzahl der relevanten Spur an;
- • eine
Spurenzahl gibt die Gesamtzahl paralleler Spuren an, für die alle
anderen Einschränkungen
hinsichtlich Drehpunkte innerhalb eines (Standard-)Suchbereichs
erfüllt
worden sind. Das Zählen
läuft bevorzugt bezüglich der
Richtung der Straße
selbst entsprechend einem Uhrzeigersinn-Winkel von 90° ab (94).
- • Eine
Suchbereichsvergrößerung gibt
an, um wieviel der Standardsuchbereich von 150 Metern auf einem tatsächlichen
Suchbereich (96) vergrößert werden
kann, um die korrekte Straße
zu finden. Bei dem Beispiel ist die Codierung wie folgt: die Spursequenzzahl
ist = 3, die Anzahl paralleler Spuren = 4, die Suchbereichsvergrößerung ist
auf +50 Meter gesetzt. Die Form des Suchbereichs kann ein Kreis,
ein Quadrat oder eine andere Form sein.
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3 veranschaulicht
das Zuordnen einer gewichteten Entfernung zu einem Segment eines
von einem Service-Provider
bezeichneten Orts. Das relevante Segment verläuft wie gezeigt zwischen zwei
aufeinanderfolgenden Drehpunkten, die mit #i und #i + 1 numeriert
sind. Das Segment besteht aus drei verketteten Teilen 34, 36 und 38.
Der Übergang
zwischen zwei derartigen Teilen kann eine Straßenabzweigung, ein Übergang
zu einer neuen Straßenklasse
oder etwas anderes sein. Die Anzahl verketteter Teile kann geringer
sein, doch sollte sie, damit man eine optimale Kommunikationseffizienz
erzielt, so hoch wie durchführbar
sein, was tatsächlich viel
höher als
in der elementaren Anordnung der Figur sein könnte. Zudem gibt es eine Alternative in
Form von Teil 40, der anstelle des vom Service-Provider
bezeichneten Teils 36 verwendet werden kann. Wenn es nun
der Bordeinheit gestattet wird, das Fahrzeugmanagement auf Inselbasis
durchzuführen,
wie dies zur Fahrzeugnavigation und anderen Zwecken üblich ist,
kann der Teil 40 mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit
anstelle des Teils 36 für
das Durchfahren gewählt
werden. Die Unvorhersehbarkeit hinsichtlich des Wählens eines
derartigen nicht bevorzugten Teils kann durch die Tatsache hervorgerufen
werden, daß bestimmte
negative Faktoren die Navigation gegen die Wahl von Teil 36 einstellen.
Eine derartige Abneigung könnte
dadurch bewirkt werden, daß Teil 40 geographisch
kürzer
ist, eine höhere
Straßenklassifikation
aufweist (d.h. eine „größere" Straße darstellt)
oder durch eine andere Ursache. Man beachte, daß diesbezüglich die Karte des Service-Providers
und die Bordkarte möglicherweise
voneinander differieren. Um das System zu zwingen oder das System
dahingehend stark zu beeinflussen, statt dessen Teil 36 zu
wählen,
würde im
Grunde das Übertragen
einer höheren
Anzahl von Drehpunkten, um die vorgeschlagene Straße vollständig zu
fixieren, notwendig machen. Gemäß einem
besonders vorteilhaften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der
alternative Teil 40 einer wesentlich höher gewichteten Entfernung
als der Standardteil 36 zugeordnet, wobei die gewichtete
Entfernung als die reale Entfernung multipliziert mit einem Gewichtsfaktor
konzeptualisiert wird. Andere Konzepte hinsichtlich der gewichteten
Entfernung wären
jedoch gleichermaßen
möglich.
Der Prozentsatz der Erhöhung
sollte erheblich sein, und der bevorzugte Betrag liegt gegenwärtig bei
mindestens +25%. Unter bestimmten Umständen könnte eine weitere Erhöhung besser
sein, wie etwa +20% oder mehr oder +30% oder mehr oder sogar +40%,
+50% oder dergleichen, je nach der Komplexität des Straßennetzes, der allgemeinen Straßenklassifikation
des vom Provider bezeichneten Hauptortes oder anderen Faktoren.
Das obige Zwingen oder Beeinflussen wird nun ohne die Notwendigkeit
bewirkt, die Anzahl der Drehpunkte stark zu erhöhen.
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In
dieser Hinsicht liefert Tabelle 1 einen bevorzugten Satz von Entfernungsgewichtsfaktoren
zu Zwecken der Ortsreferenzierungsdecodierung. Den Straßen wurde
eine funktionelle Klassennummer zugeordnet. Beispielsweise gilt
Klasse 1 für
Schnellstraßen
oder Autobahnen mit getrennten Spuren und zusätzlichen Seitenstreifen, wohingegen
eine Straße
für gemischten
Verkehr mit nur zwei verbundenen Spuren und einer Geschwindigkeitsbegrenzung
von 30 Meilen pro Stunde eine viel höhere Klassifizierung wie etwa
Klasse 4 erhalten wird. Klasse 5 wurde als eine Straße mit „geringer
Beweglichkeit" standardisiert,
wohingegen Klasse 6 eine „Straße mit begrenztem
Zugang" ist, wie
etwa eine auf einem Privatgelände.
Zu Zwecken der vorliegenden Ausführungsform
gibt es nur fünf
Klassen, weil Klassen über
#4 zu einer einzigen Klasse verbunden worden sind. Zudem weist jede
Straßenklasse
einen zugeordneten Gewichtsfaktor auf, der aus Gründen der
Vereinfachung als ein ganzzahliger Wert ausgedrückt worden ist, was jedoch
nicht als eine Einschränkung
ausgelegt werden sollte. Es ist klar, daß der Gewichtsfaktor für jede nächste Klasse
um mindestens 33% ansteigt. Es sollte nun offensichtlich sein, daß der alternative
Teil 40 in 3 eine Kostenmetrik erhalten
sollte, die erheblich höher
ist als die des bevorzugten Teils 36. Dies könnte durch
eine höhere
Straßenklasse,
durch eine größere Länge oder
durch andere Maßnahmen
bewirkt werden, die den Kostenniedrigwert anheben. Die Klassenabstufung
könnte
zwischen den Klassen 2 und 3, zwischen 4 und 5 oder anderen sein.
Alleine oder in Kombination könnten
andere zu dem Wert der Kostenmetrik führende Faktoren zu dem erheblichen
Schritt bei der Erhöhung
der Kostenmetrik zwischen den Teilen 36 und 40 führen. Dieses
Merkmal eliminiert im allgemeinen jede unerwünschte positive Beeinflussung,
die dazu führen
könnte,
daß Teil 40 für die Navigation
gewählt
wird.
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4 veranschaulicht
eine elementare Ortsreferenz. Nur ein einziger Drehpunkt 72 wird
verwendet, der einer „positiven" Richtung wie durch
den Pfeil angezeigt zugeordnet ist und der in der Mitte zwischen
den Enden 70, 74 der relevanten Straße gesetzt
worden ist. Zwei Entfernungen A, B markieren das Ausmaß der Straße 70– 74.
Entfernung A zum Ende 70 weist einen negativen Wert auf,
wohingegen Entfernung B zum Ende 74 einen positiven Wert
aufweist. Deshalb ist eine einzige Straße ausreichend referenziert
worden, indem ein einziger Drehpunkt darauf gelegt worden ist.
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5 veranschaulicht
eine weitere elementare Ortsreferenz, die sich nur auf einen Teil 80–2 einer
bestimmten Straße 76–82 bezieht.
Es wird nur ein einziger Drehpunkt 78 mit einer zugeordneten „positiven" Richtung benötigt, wohingegen
zwei Entfernungen A, B das Ausmaß des Orts markieren. Der Drehpunkt 78 ist
in der Mitte zwischen den Enden 76, 78 der fraglichen
Straße
gesetzt worden und bildet selbst keinen Teil des Orts 80–82 in
diesem Beispiel. Beide Entfernungen A, B weisen hier positive Werte
auf. Deshalb ist ein Teil einer einzigen Straße durch einen auf der Straße „außerhalb" des Teils positionierten
Zwischendrehpunkt referenziert worden. Natürlich wäre auch „innerhalb" machbar.
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6 stellt
noch eine weitere elementare Ortsreferenz dar, die zwei sich schneidende
Straßen 84– 90 und 84–92 überspannt.
In diesem Fall sind zwei Drehpunkte 86, 88 mit
zugeordneten „positiven" Richtungen verwendet
worden, die in einer relativen Entfernung C liegen. Drehpunkt 88 wurde
in der Mitte zwischen den Enden 84, 90 gesetzt.
Drehpunkt 86 wurde auf die gleiche Weise gesetzt, doch
wurde nur ein Ende 84 der fraglichen Straße angezeigt.
Das Ausmaß des Ortes 92–90 an
den beiden Drehpunkten 86, 88 vorbei wird wieder
durch zwei Entfernungen A und B angegeben. 4 bis 6 haben
bisher das Setzen eines Drehpunkts im wesentlichen auf die Mitte
zwischen zwei Kreuzungen erörtert.
Zur Verwendung für
alle Straßensegmente würde dies
als eine vorteilhafte Wahl erscheinen. Deshalb sind verkettete Teile
von zwei verbundenen Straßen durch
einen Drehpunkt referenziert worden, der auf beiden Straßen innerhalb
der Teile liegt. Auch hier wäre wieder „außerhalb" möglich. Auf ähnliche
Weise wie in 6 kann eine Verkettung von mehr
als zwei Straßen codiert
werden, indem nur zwei Drehpunkte bereitgestellt werden können, wie
im folgenden weiter erörtert wird.
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In
den 4 bis 6 sind die Drehpunkte nun in
der Mitte zwischen benachbarten Straßenkreuzungen bereitgestellt
worden. Ein bestimmtes Straßensegment
weist möglicherweise
von Anfang an eine derartige Form auf, daß es vorteilhafter wäre, einen
vom Mittelpunkt entfernten Drehpunkt zu haben. Eine weitere diskrete
mögliche
Teilalternative für
die „Drehpunkt-Mitte" besteht darin, bestimmte
Straßenklassen
für die Kreuzungen
selbst zu verwenden. In Tabelle 1 könnte dies auf alle Straßen der
Klasse 4 oder darüber
oder auf eine andere Auswahl oder auf das zutreffen, was üblicherweise
als „Ortsstraßen" bezeichnet würde. Schnellstraßen und
dergleichen würden
dann weiterhin die Einstellung der Drehpunkte gemäß den 4–6 aufweisen.
Die Gründe
dafür,
für diese
Ortsstraßen
eine andere Drehpunkteinstellpolitik zu haben, liegen darin, daß ihre Abzweigungen
oftmals von sehr elementarem Charakter sind, wie etwa einfach eine Überkreuzung, ohne
irgendwelche weiteren Komplikationen in Form spezifischer divergierender
Spuren und dergleichen. Es hat sich herausgestellt, daß die Verwendbarkeit
derartiger elementarer Abzweigungen in einem Verkehrsstaukontext
im allgemeinen entscheidend ist.
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Gleich
nach dem obigen sind es verschiedene besondere Aspekte der bevorzugten
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung wert, betrachtet zu werden. Von Anfang
an basiert das Übertragen
von ein Straßensegment
definierenden Informationen auf der Signalisierung einer Kette von
Drehpunkten. Insbesondere umfaßt
eine derartige Straßensegmentortsreferenz
eine geordnete Sequenz einer oder mehrerer Drehpunktreferenzen,
wobei jede Drehpunktreferenz im wesentlichen die ganze Drehpunktortsreferenz,
eine drehpunktbezogene Entfernung zu einem nächsten Drehpunkt, eine drehpunktbezogene
Entfernung zu einer nächsten
Straßentypänderung
und eine neue Straßentypanzeige
dafür und
eine drehpunktbezogene Entfernungsanzeige zu einem Ortsabschluß umfaßt. Bezüglich der
Offenbarung der 4 bis 6 wird die
Sequenz von Drehpunkten die verschiedenen die gezeigten Drehpunkte
betreffenden Aspekte in Verbindung mit dem Anzeigen der durch die
neuen Straßen
verursachten verschiedenen Änderungen
und/oder den Abschluß eines
Orts aufweisen.
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Das
Codieren einer Kette von Teilen kann sofort erfolgen, indem jeder Übergang
getrennt codiert wird, indem seine Entfernung von einem Vorläufer angegeben
wird. Dies stellt eine extrem robuste Vorgehensweise dar. Ein weiteres
Verfahren besteht darin, die Produkte Länge mal Gewicht für die Übergänge anzugeben,
was sogar als Zwischensummen angegeben werden kann. Dieses Verfahren
ist etwas weniger robust, aber tatsächlich effizienter.
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Für ein mehrspuriges
Umfeld kann der Drehpunkt so spezifiziert werden, daß er innerhalb
eines vergrößerbaren
Standardbereichs liegt. Eine lineare Standardgröße von etwa 150 Metern, wie
etwa ein Durchmesser oder eine Diagonale, reicht möglicherweise
aus, der für
bestimmte Situationen mit großem
Maßstab vergrößert werden
kann. Bestimmte Gebiete könnten
einen größeren Standardwert
erhalten, wenn der Straßenabstand dort
traditionellerweise breiter ist. Es könnte auch nützlich sein, einen Standardbereich
kleiner zu machen oder ihn „zu
schrumpfen".
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Im
allgemeinen werden im wesentlichen alle administrativen oder Point-of-Interest-Stellen
oder Stellen hinsichtlich geschlossener Ortschaften davon ausgeschlossen,
irgendeinem Drehpunkt zugeordnet zu werden. Dies würde die
Informationstransportlast offensichtlich nennenswert verringern.
Außerdem
würden
diese Typen von Orten alle möglichen
Arten zusätzlicher
Informationen zur vollständigen
Charakterisierung erfordern, wohingegen ihre Nützlichkeit für die Streckenplanung
relativ begrenzt ist.
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Andererseits
könnte
das Typisieren von Drehpunkten in verschiedenen Typen vorteilhaft
sein, wie etwa das inhärente
Typisieren von „Mitte"-Drehpunkten im Gegensatz
zu „Kreuzung"-Drehpunkten. Zur
aufwendigeren Kompaktierung des zu übertragenden Codes könnten weiterhin
verschiedene andere Typen von Drehpunkten unterschieden werden.
Außerdem
könnte
das Typisieren von Straßensegmenten
ein weiteres vorteilhaftes Merkmal darstellen. Eine derartige Typisierung
könnte
den Charakter der Straße
selbst oder die kombinierte Codierung von Aspekten betreffen, die
für eine
bestimmte Straße
oder für
bestimmte Straßen
oftmals kombiniert auftreten würden.
Ein weiteres Beispiel für
eine derartige Typisierung ist eine Verallgemeinerung der weiter
oben erörterten „Klassen". Allgemein könnten sich
verschiedene unterschiedliche Kostenmetriktypen als nützlich herausstellen.
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Die 7a, 7b zeigen
zwei Arbeitsflußdiagramme
gemäß der vorliegenden
Erfindung. Von diesen gilt 7a für das Service-Provider-Teilsystem.
Im Block 50 beginnt die Operation, und die erforderlichen Hardware- und Softwareressourcen
werden zugeordnet. Im Block 52 wird die Topologie des Netzes
aktualisiert, etwa durch das Lesen einer Liste zutreffender Verkehrsstaus,
die entweder durch irgendein automatisches Detektionssystem signalisiert
worden sind oder von einem Bediener eingegeben worden sind. Andere Arten
von Abänderungen
würden
auf ähnlich
vorteilhafte Art und Weise in die Topologie eingegeben. Neben negativen Änderungen,
die eine mögliche
Verschlechterung der Straßennetzleistung
betreffen würden,
wie etwa das Blockieren einer Straße, könnten auch positive Änderungen
auftreten, wie etwa das Hinzufügen
einer neuen Spur oder die Beendigung eines Verkehrsstaus. Nachdem
die Aktualisierung bewirkt worden ist, stellt das Service-Provider-Teilsystem
eine geordnete Liste zur Übertragung
zusammen, in der die Codierungen der Drehpunkte, die geänderte Parameter
aufweisen, gemäß einer
gewissen vorbestimmten Sequenz übertragen werden;
diese Sequenz enthält
unter anderem vorgeschlagene Straßen, wie etwa solche mit einem „guten" Benutzungsniveau,
während
andere durch zu starken Verkehr oder Staus, schlechte Wetterbedingungen,
Reparaturarbeiten oder durch andere Aspekte ein „weniger gutes" Benutzungsniveau
haben könnten.
In Block 54 werden die Vorschläge, Abänderungen und möglicherweise
andere Informationen übertragen.
Als nächstes kehrt
das System zu Block 52 zurück. Aus Gründen der Zweckmäßigkeit
sind verschiedene andere Aspekte in der Figur nicht gezeigt worden,
wie etwa der Abschluß der
Operation.
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7b veranschaulicht
ein Flußdiagramm,
das auf das Bordsystem zutrifft. Im Block 56 wird die Operation
gestartet und die erforderlichen Hardware- und Softwareressourcen
werden zugeordnet. Im Block 58 wird der tatsächliche
Ort des Fahrzeugs nach bekannten Vorgehensweisen bestimmt. Im Block 60 erfaßt das System
das Auftreten einer Benutzeraufforderung wie etwa die Aufforderung,
eine Strecke von der tatsächlichen
Position des Fahrzeugs zu einem Zielort zu finden. Im Block 62 wird
der entsprechende Kartenbereich gewählt, wie etwa ein Gebiet in
großem
Maßstab,
das sowohl die tatsächliche
Position (Ursprung) als auch das vom Benutzer gewählte Ziel
umfaßt.
Im Block 64 scannt das Bordsystem die Aussendung von dem
Service-Provider nach etwaigen Vorschlägen von dem Provider, die innerhalb
des in Block 62 ausgewählten
tatsächlichen
Gebiets mit großem
Maßstab
relevant sein würden.
In Block 66 wird das Bordsystem auf der Basis der ursprünglich präsentierten
Informationen wie etwa der Bordkarte, den Benutzeranforderungen
(gehe zu B) und den Vorschlägen
vom Service-Provider die Planung der Strecke ausführen. In
Block 68 werden die Strecke oder etwaige Informationen,
die bezüglich
der Benutzeranforderung von Block 60 zutreffen würden, auf
einem Displayschirm angezeigt, der der Einfachheit halber in den
Zeichnungen nicht gezeigt ist. Als nächstes geht das System zurück zu Block 58.
Der Zweckmäßigkeit
halber sind in der Figur verschiedene andere Aspekte nicht gezeigt
worden, wie etwa das Beenden der Operation.
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Im
folgenden wird eine spezifische bevorzugte Ausführungsform hinsichtlich der
Codierung von Drehpunktortsreferenzen in einem ADP-Format im GATS-Stil präsentiert.
Die verschiedenen Abkürzungen
hier sind dem Fachmann bekannt. Der Segmentort im Minimalstil mit
N Drehpunkten weist 20 + N·73
Bits auf. Für
jeden Drehpunkt, bei dem der Weg M Straßentypänderungen aufweist, werden
dadurch 7 + M·14
Bits addiert. Für jeden
Drehpunkt, der einen Parallelspuranzeiger benötigt, werden dadurch 16 Bits
addiert.
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Die
Segmentortsreferenzierung läuft
nunmehr wie folgt ab (MF bezeichnet ein vorgeschriebenes Element
fester Größe, OF ein
fakultatives Element fester Größe):
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Das
Definieren eines einzigen Drehpunkts erfordert eine variable Anzahl
von Bits, wie folgt:
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Ein
Drehpunkt wird durch seinen geographischen Ort und wahlweise durch
eine Richtung beschrieben.
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Die
obigen bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind nur zur Veranschaulichung und Erläuterung
vorgelegt worden. Der Fachmann ist in der Lage, daran zahlreiche Änderungen
und Abänderungen
vorzunehmen, die alle von den beigefügten Ansprüchen abgedeckt sind, insofern
sie von dem Schutzbereich derartiger Ansprüche abgedeckt wären.
