DE68904484T2

DE68904484T2 - Vorrichtung zur navigation eines fahrzeuges.

Info

Publication number: DE68904484T2
Application number: DE8989112192T
Authority: DE
Inventors: Masaki Kakihara; Masao Sasaki
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1988-07-05
Filing date: 1989-07-04
Publication date: 1993-08-05
Anticipated expiration: 2009-07-05
Also published as: JPH0217407A; DE68904484D1; EP0349977B1; EP0349977A2; JPH07119617B2; EP0349977A3; US5046011A

Description

Hintergrund der Erfindung

1. Rückbezogene Anmeldungen

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich direkt oder indirekt auf die folgenden US und japanischen Anmeldungen: Eine US-Patentanmeldung mit dem Titel: "Vorrichtung zum Navigieren eines Fahrzeugs" (in den Vereinigten Staaten am 25. April 1989 angemeldet); und die japanischen Patentanmeldungen (auf welche diese US-Anmeldung basiert) Nr. 63- 106556 (in Japan am 28. April 1988 angemeldet), 63-108175 (in Japan am 30. April 1988 angemeldet), und 63-108176 (in Japan am 30. April 1988 angemeldet).

2. Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft Navigationsvorrichtungen, und insbesondere eine Fahrzeugnavigationsvorrichtung von der Art, welche ein Fahrzeug zu führen helfen, während die durch das Koppelverfahren gemutmaßte aktuelle Fahrzeugposition an die Straße, wie sie in einer zuvor abgespeicherten Landkarte abgebildet ist, angepaßt wird.

3. Beschreibung des Standes der Technik

Kürzlich wurde ein Koppelverfahren im Bereich der Fahrzeugnavigation verwendet. Gemäß diesem Verfahren wird eine aktuelle Fahrzeugposition basierend auf Information über die Fahrtrichtung des Fahrzeugs, die durch Nutzbarmachung des Geomagnetismus erhaltbar ist, und der integrierten Fahrtstrecke gemutmaßt. Beim Navigieren eines Fahrzeugs durch diese Koppelverfahren wird die aktuelle durch das Verfahren gemutmaßte Fahrzeugposition auf einem Anzeigeschirm zusammen mit der das Gebiet um die Position darstellende Landkarte angezeigt. Ein Problem mit diesem Verfahren soll sein, daß es eine Anhäufung von Meßfehlern mit sich bringen kann.
Verschiedene Versuche wurden gemacht, um dieses Problem zu überwinden. Z.B. ist ein Verfahren verfügbar, welches Landkartenanpassung genannt wird. Wie in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 61-209316 beschrieben ist, besteht dieses Landkartenanpassungsverfahren im Korrigieren der gemutmaßten laufenden Fahrzeugposition zur gleichen Zeit auf eine Position auf einer Straßenkarte, welche eine besondere Straßenkonfiguration, wie eine Kreuzung, darstellt, wenn beurteilt wird, daß das Fahrzeug diese Position passiert hat (der Betrieb wird Kartenanpassung genannt).
Dennoch soll bemerkt werden, daß dieses Landkartenanpassungsverfahren schließlich ebenso auf dem Koppelverfahren basiert. Des weiteren kann nicht immer erwartet werden, daß besondere Punkte, wie Kreuzungen, existieren. Es kann passieren, daß zwei benachbarte besondere Punkte durch einen derartigen Abstand voneinander getrennt sind, daß sich Meßfehler im Zwischenraum von einem zum anderen zu einem übermäßigen Maß ansammeln, so daß aufgrund der angesammelten Meßfehler eine Landkartenanpassung nicht mehr durchgeführt werden kann. Ein Versuch in einem derartigen Fall eine Landkartenanpassung durchzuführen, kann darin resultieren, daß die aktuelle Position fehlerhafterweise auf eine andere Straße als diejenige, auf welcher das Fahrzeug tatsächlich fährt, auf die Landkarte angepaßt wird. Wird die aktuelle Fahrzeugposition einmal auf die falsche Straße auf der Landkarte angepaßt, ist es unmöglich danach eine korrekte Landkartenanpassung zu erwirken.
In Hinblick darauf entwickelten die Erfinder der vorliegenden Erfindung ein Landkartenanpassungsverfahren, bei welchem die Landkartenanpassung zuverlässig durchgeführt werden kann, ohne von solch unzuverlässigen Punkten wie Kreuzungen abzuhängen, von welchen nicht immer erwartet werden kann, daß sie existieren, und reichten dann Patentanmeldungen für das Verfahren im Namen des Bevollmächtigten ein (z.B. die US-Patentanmeldung mit dem Titel "Vorrichtung zum Navigieren eines Fahrzeugs", angemeldet am 25. April 1989, und die japanische Patentanmeldung Nr. 63-106556). Dieses Verfahren weist eine Kombination des Koppel- und des Landkartenanpassungsverfahrens auf, und verwendet desweiteren eine Vielzahl von Knoten, welche entlang der Straßen auf einer Landkarte angeordnet sind und als Daten benutzt werden. Die Koordinatenpositionsinformation ist jedem dieser Knoten zugewiesen. Desweiteren wird eine Verbindungsbeziehung festgesetzt, um jeden Knoten zu den anderen, die mit diesen über Straßen verbunden sind, in Beziehung zu setzen. Ist eine solche Verbindungsbeziehung einmal eingerichtet worden, ist es logischerweise unmöglich für ein Fahrzeug von einem Knoten zu starten und einen anderen zu erreichen, welcher nicht mit diesen verbunden ist. Die besonderen Punkte einschließlich der Kreuzungen, wie sie in der japanischen Patentoffenlegung Nr. 61-209316 erwähnt sind, sollen als "Knoten" betrachtet werden, welche nicht miteinander verbindungsbezogen sind.
In Übereinstimmung mit der Offenbarung der japanischen Patentanmeldung Nr. 63-106556, usw., ist eine Vielzahl solcher Knoten vorgesehen, die es erlaubt, eine Landkartenanpassung periodisch durchzuführen, wodurch es möglich gemacht wird, eine Landkartenanpassung zu bewirken bevor sich die Fahrzeugpositionsmeßfehler auf ein übermäßigen Maß angehäuft haben. Demgemäß besteht keine Gefahr, daß eine Fahrzeugposition auf die falsche Straße korrigiert wird. In der folgenden Beschreibung beziehen sich Straßen, welche zuvor im Speicher in Ausdrücken einer Zwischenknotenverbindungsbeziehung gespeichert sind, auf "gespeicherte Straßen".
Dennoch um eine periodische Landkartenanpassung zu ermöglichen, welche Knoten benützt, die entlang der Straßen, wie in der japanischen Patentanmeldung Nr. 63-106556 vorgesehen sind, wird es für alle Straßen im betroffenen Gebiet notwendig sein, die für Fahrzeuge offen sind einschließlich kleiner Seitengassen, Knoten vorzusehen. Dies ist jedoch aufgrund der begrenzten Kapazität der Speichereinrichtung (z.B. CD-ROM) zum Speichern der Straßeninformation und der mit sich bringenden hohen Kosten unmöglich. Im Hinblick darauf, könnte es möglich sein Knoten nur für diese Straßen vorzubereiten, auf welchen das Fahrzeug wahrscheinlich relativ oft fahrenderweise anzutreffen ist, und Knoten für kleinere Straßen zu löschen. Wenn sich in diesem Fall das Fahrzeug auf einer Straße bewegt, welcher keine Knoten zugeteilt sind, wird dies als "nicht gespeicherte Straßenfahrt" angesehen, die kein Anpassen an eine Landkarte erlaubt. Der Versuch ein Anpassen an eine Landkarte in einem solchen Fall durchzuführen, wird darin resultieren, daß die Fahrzeugposition fehlerhafterweise auf eine gespeicherte Straße an die Landkarte angepaßt wird, was bedeutet, daß die Fahrzeugposition wie sie auf der Navigationsvorrichtung angezeigt wird, in Unstimmigkeit mit der Straße ist, auf welcher sich das Fahrzeug tatsächlich befindet. Die japanische Patentoffenlegung Nr. 61-209316 berücksichtigt eine Fahrt auf derartig nicht gespeicherten Straßen nicht.
Die oben erwähnte japanische Patentanmeldung Nr. 63- 106556 löst dieses Problem durch Entwicklung eines Steuerverfahrens mit einer Prozedur zum Auffinden eines Zielknotens, wenn festgestellt wird, daß das betroffene Fahrzeug auf einer gespeicherten Straße fährt, mit einer Prozedur zum Feststellen ob das Fahrzeug auf einer Straße fährt, welche nicht im Speicher gespeichert ist (nachfolgend auf eine "nicht gespeicherte Straße" bezogen), mit einer Prozedur zum Auffinden eines Zielknotens, wenn das Fahrzeug auf einer nicht gespeicherten Straße fährt und einer Prozedur zum Feststellen ob das Fahrzeug wieder auf einer gespeicherten Straße fährt oder nicht. Wenn, wie in Figur 1 gezeigt, festgestellt wird, daß das Fahrzeug auf einer nicht gespeicherten Straße fährt, wird die Entfernung Lx zwischen dem Punkt (bezeichnet als Px), an welchem erwägt wird, daß von der gespeicherten Straße abgewichen wurde, und der durch das Koppelverfahren gemutmaßten aktuellen Position (bezeichnet als Po) berechnet und der Zielknoten wird basierend auf dieser Entfernung gesucht. Der Begriff "Zielknoten" steht hier für einen einzelnen Knoten, der aus einer Menge von Knoten vorgegeben ist, welche innerhalb eines Kreises sind, der den Punkt Px als seinen Mittelpunkt und einen Radius r hat, der sich ergibt aus:
r=Lx x β.
Solche Knoten beziehen sich nachfolgend auf "Kandidatenknoten". Auf der Suche nach dem Zielknoten wird die Entfernung Lx' von der aktuellen Position Px zu jedem Kandidatenknoten berechnet. Wenn die Entfernung Lx' von der aktuellen Fahrzeugposition zu einem Kandidationknoten kleiner als eine bestimmte Schwelle H, ist z.B.
Lx' < H,
wird dieser Kandidatenknoten als der zu erreichende Knoten betrachtet. In Figur 1 repräsentiert die durchgezogene Linie eine gespeicherte Straße und die gestrichelte Linie eine nicht gespeicherte Straße.
Gemäß diesem Verfahren wird daher, wenn das Fahrzeug auf einer nicht gespeicherten Straße fährt, der Zielknoten aufgrund der Entfernung Lx' zwischen der aktuellen Position und der jeweiligen Kandidatenknoten aus einer Menge von Kandidatenknoten, welche erreicht werden können, vorgegeben. Wie verständlich wird, hängt dieses Verfahren einfach von dem Vergleich der jeweiligen Entfernungen Lx' und der Schwelle H ab, was in einer eher niedrigen Genauigkeit beim Spezifizieren der Zielknoten resultiert. Demgemäß kann es vorkommen, daß der falsche Knoten als zu erreichender Zielknoten festgelegt wird, wenn das Fahrzeug wieder auf eine gespeicherte Straße fährt, was es unmöglich macht, danach das Koppelverfahren und die Landkartenanpassung fortzusetzen.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf Vermeidung der obenerwähnten Probleme geplant, welche im Stand der Technik und früheren Anwendungen in Erfahren gebracht wurden. Es ist demgemäß Aufgabe dieser Erfindung eine Fahrzeugnavigationsvorrichtung vorzusehen, bei der die Speicherkapazität zum Anpassen der Daten an eine Landkarte reduziert ist, wodurch es möglich gemacht wird, während die Existenz von nicht gespeicherten Straßen zugelassen wird, die Genauigkeit beim Spezifizieren der Punkte auf einer gespeicherten Straße zu verbessern, zu welcher ein Fahrzeug, welches auf einer nicht gespeicherten Straße fährt, zurückgesetzt werden soll. Die Erfindung zielt des weiteren darauf ab, eine Fahrzeugnavigationsvorrichtung vorzusehen, welche es erlaubt, die Landkartenanpassungsfahrt zuverlässig fortzusetzen nachdem das Fahrzeug wieder auf einer gespeicherten Straße fährt.
Gemäß dieser Erfindung wird eine Navigationsvorrichtung vorgesehen, enthaltend: Eine Schätzvorrichtung zum Schätzen der aktuellen Position eines Fahrzeugs durch das Koppelverfahren basierend auf der Fahrtrichtung des Fahrzeugs und der zurückgelegten Strecke des Fahrzeugs, eine Knotenspeichereinrichtung zum Speichern der Straßeninformationen in Form von Positionen einer Vielzahl von Knoten auf den betreffenden Straßen, eine Auswerteeinrichtung für nicht gespeicherte Straßen zum Beurteilen, ob eine Straße, auf der der Wagen fährt, in der Speichereinrichtung gespeichert ist oder nicht, und eine Zielknotenvorgabeeinrichtung bzw. Zielknotenspezifiziereinrichtung, die dann, wenn das Fahrzeug durch die Straßen-Auswerteeinrichtung als auf einer Straße fahrend, die nicht in der Knotenspeichereinrichtung gespeichert ist, beurteilt wird, den Knoten vorgibt, den das Fahrzeug ansteuern soll, wenn es wieder auf einer gespeicherten Straße fährt, basierend auf den Richtungen der entsprechenden Verbindungen zwischen der aktuellen Fahrzeugposition, die durch die Schätzeinrichtung geschätzt wird, und den Knoten, die in der Knotenspeichereinrichtung gespeichert sind, sowie der Fahrzeugfahrtrichtung, wobei die Entfernung zwischen der geschätzten Position und den Knoten, die in der Speichereinrichtung gespeichert sind, berücksichtigt wird, so daß eine korrekte Bestimmung des Zielknotens erstellt wird.
Daher erlaubt die Navigationsvorrichtung dieser Erfindung das Vorhandensein von nicht gespeicherten Straßen, wodurch es möglich gemacht wird die Speicherkapazität für die Knoteninformation zu reduzieren. Zur gleichen Zeit, fährt die Vorrichtung fort, während das Fahrzeug auf einer nicht gespeicherten Straße fährt, den Zielknoten basierend auf der jeweiligen Richtung in welcher die aktuelle Position liegt und der im Speicher gespeicherten Knoten und aus der Fahrzeugfahrtrichtung abzuschätzen, so daß jeder Punkt auf einer gespeicherten Straße auf welcher das Fahrzeug wieder fährt, genauer spezifiziert werden kann.
In einer Ausführungsform der Navigationsvorrichtung gemäß dieser Erfindung speichert die Knotenspeichereinrichtung des weiteren das Verbindungsverhältnis zwischen den Knoten, und die Auswerteeinrichtung für nicht gespeicherte Straßen enthält eine erste Kandidatenknoten-Extrahiereinrichtung zum Extrahieren einer Vielzahl von Knoten, die mit dem Anfangsknoten als Zielkandidatenknoten verbunden sind, von der Knotenspeichereinrichtung, eine erste Knotenlöscheinrichtung zum Identifizieren unter diesen Kandidatenknoten diejenigen, die nicht der Zielknoten sein können, durch Vergleichen der jeweiligen Richtungen, in welche die aktuelle Fahrzeugposition und diese Kandidatenknoten liegen, mit der Fahrzeugfahrtrichtung und zum Löschen der Knoten, die dadurch aus den Kandidatenknoten identifiziert werden, und eine Bestimmungseinrichtung zur Bewertung des Fahrzeugs, das auf einer nicht gespeicherten Straße fährt, wenn die Anzahl der Kandidatenknoten auf Null reduziert worden ist, als Ergebnis der durch die oben erwähnte erste Knotenlöscheinrichtung bewirkten Knotenlöschung.
Gemäß dieser Ausführungsform werden diese Knoten, welche wahrscheinlich nicht der Zielknoten sind durch Eliminieren, während das Fahrzeug auf einer gespeicherten Straße fährt, von den Kandidatenknoten gelöscht, wodurch es möglich gemacht wird, eine richtige Bewertung zu machen, ob das Fahrzeug auf einer nicht gespeicherten Straße fährt oder nicht.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Navigationsvorrichtung dieser Erfindung speichert die Knotenspeichereinrichtung desweiteren das Verbindungsverhältnis zwischen den Knoten, und die Zielknotenvorgabeeinrichtung enthält eine Suchbereichseinstelleinrichtung zum Einstellen eines Suchbereichs entsprechend der Reiseentfernung, die von dem Fahrzeug von dem Zeitpunkt ab zurückgelegt wurde, als erkannt wurde, daß sich das Fahrzeug auf einer nicht gespeicherten Straße bishin zur aktuellen Position bewegt, eine zweite Kandidatenknoten-Extrahiereinrichtung zum Extrahieren einer Vielzahl von Knoten, die innerhalb dieses Suchbereichs als Zielkandidatenknoten existieren, und eine zweite Knotenlöscheinrichtung zum Einschränken der Kandidatenknotenbereichsauswahl durch Identifizierung der Knoten unter den Kandidatenknoten, die nicht die Zielknoten sein können, basierend auf den jeweiligen Richtungen, in welche die aktuelle Position und der jeweilige Kandidatenknoten liegen, und auf der Fahrzeugfahrtrichtung, und durch Löschen der Knoten aus den Kandidatenknoten, die auf diese Weise identifiziert wurden.
Gemäß dieser Ausführungsform der Vorrichtung kann das Verbindungsverhältnis zwischen den Knoten nicht beim Einschränken der Kandidatenknotenbereichsauswahl verwendet werden, während das Fahrzeug auf einer nicht gespeicherten Straße fährt, so daß ein Suchbereich für die Kandidatenknoten gesetzt wird, und die Knoten innerhalb dieses Suchbereichs als Zielkandidatenknoten extrahiert werden. Der Knoten, welcher am nächsten zum Ziel ist wird allmählich durch Löschen aus diesen Kandidatenknoten spezifiziert.
Bei einer Navigationsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung besteht der oben erwähnte Suchbereich aus einem Kreis, der einen Radius hat, der im Verhältnis steht zur gesamten Reiseentfernung, die das Auto zurücklegt, von dem Zeitpunkt an, von dem festgestellt wurde, daß das Fahrzeug auf einer nicht gespeicherten Straße fährt bis zum aktuellen Zeitpunkt.
Bei einer Navigationsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung entspricht der Radius des oben erwähnten Kreises einem Wert, der durch das Multiplizieren der Reiseentfernung mit einer Konstante erhalten wird, die 1 oder kleiner ist, wobei die Reiseentfernung diejenige ist, die von dem Fahrzeug zurückgelegt wurde von dem Zeitpunkt an, von dem festgestellt wurde, daß es auf einer nicht gespeicherten Straße fährt, bis zum aktuellen Zeitpunkt.
Bei einer Navigationsvorrichtung gemäß noch einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung wird eine obere und eine untere Grenze für den Radius des oben erwähnten Kreises festgelegt. Bei dieser Vorrichtung wird der Suchbereich nicht übermäßig klein oder weit gesetzt, wodurch die Genauigkeit beim Extrahieren der Zielkandidatenknoten verbessert wird.
Bei einer Navigationsvorrichtung gemäß noch einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung enthält die Zielknotenvorgabeeinrichtung eine Durchschnittsreiserichtungs-Speichereinrichtung zum Speichern der durchschnittlichen Reiserichtungen für die jeweils zurückgelegten Reiseentfernungseinheiten, und eine Winkeldifferenzberechnungseinrichtung, die dann, wenn das Fahrzeug von der Straßen-Auswerteeinrichtung als auf einer nicht gespeicherten Straße fahrend beurteilt wird, für den jeweiligen Kandidatenknoten den Durchschnittswert der Winkeldifferenz zwischen den Daten der Richtungen, in welche die aktuelle Fahrzeugposition und diese Kandidatenknoten liegen, und die gespeicherten Daten einer Vielzahl von durchschnittlichen Reiserichtungen für die jeweiligen Reiseentfernungseinheiten berechnet, wobei die oben erwähnte zweite Löscheinrichtung diejenigen Knoten aus den Kandidatenknoten löscht, die eine Winkeldifferenz beinhalten, die den ersten vorbestimmten Wert der Kandidatenknoten übersteigen.
Gemäß dieser Ausführungsform der Vorrichtung wird die Zielknotensuche, wenn das Fahrzeug auf einer nicht gespeicherten Straße fährt, durch Löschen durchgeführt, wobei dem vorhergehenden Fahrtvorgang Rechnung getragen wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Navigationsvorrichtung gemäß dieser Erfindung enthält die oben erwähnte Zielknotenvorgabeeinrichtung eine Steuereinrichtung zum Betreiben der oben erwähnten Suchbereichseinstelleinrichtung und der zweiten Kandidatenknotenextrahiereinrichtung, wobei der Durchschnitt der Winkeldifferenzen jedes neuen Kandidatenknoten, der durch die zweite oben erwähnte Kandidatenknotenextrahiereinrichtung erkannt wird, wenn ein neuer Suchbereich durch die oben erwähnte Suchbereicheinstelleinrichtung eingestellt wird, durch die oben erwähnte Winkelentfernungsberechnungseinheit berechnet wird, wobei die Durchschnittsreiserichtungsdaten verwendet werden, die im Speicher nach der Zeit gespeichert sind, wenn diese Kandidatenknoten erkannt wurden.
Gemäß dieser Ausführungsform der Vorrichtung, wird die Bewertung gemacht, ob ein neuer Kandidatenknoten, der während der Zielknotensuche gefunden wurde, wenn das Fahrzeug auf einer nicht gespeicherten Straße fährt, ein Zielknoten ist oder nicht, indem die im Speicher nach der Zeit, wenn der neue Kandidatenknoten erkannt wurde, gespeicherten Reiserichtungsdaten verwendet werden, so daß die Auswertung dieses neuen Kandidatenknotens nicht von dem vergangenen Fahrtvorgang beeinflußt wird. Diese Ausführungsform der Vorrichtung ist dann wirksam, wenn die betroffene nicht gespeicherte Straße tatsächlich in großem Maße gekrümmt ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Navigationsvorrichtung gemäß dieser Erfindung weist die Zielknotenvorgabeeinrichtung eine Landkartenanpassungseinrichtung zum Anpassen der aktuellen Fahrzeugposition mit einem vorgegebenen Knoten an eine Landkarte auf.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Navigationsvorrichtung gemäß dieser Erfindung führt die Landkartenanpassungseinrichtung eine Landkartenanpassung durch, wenn die Enfernung zwischen dem Knoten, der durch die Zielknotenvorgabeeinrichtung vorgegeben wurde und der aktuellen Fahrzeugposition nicht größer als ein zweiter vorgegebener Wert ist.
Bei noch einer weiteren Ausführungsform der Navigationsvorrichtung gemäß dieser Erfindung ist die Vorrichtung weiterhin mit einer Einrichtung zum Feststellen, daß das Fahrzeug wieder auf einer gespeicherten Straße fährt, ausgestattet, wenn ein Knoten durch die oben erwähnte Knotenvorgabeeinrichtung vorgegeben wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 zeigt das Prinzip der durchzuführenden Zielknotensuche, wenn das Fahrzeug auf einer nicht gespeicherten Straße fährt, bei einer Navigationsvorrichtung einer früheren Erfindung der Erfinder der vorliegenden Erfindung;
Figur 2 zeigt den Aufbau der Navigationsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung;
Figuren 3A und 3B zeigen die Beziehung zwischen den Knoten und den Straßen sowie das Verbindungsverhältnis zwischen den Knoten;
Figur 4 zeigt wie die Flags, etc., die zur Steuerung benutzt werden, im RAM gespeichert sind;
Figuren 5A und 5B sind Flußdiagramme, die die Hauptroutine des Steuerprogramms gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung zeigen;
Figur 6A ist ein Flußdiagramm, welches das Unterprogramm der Knotensuchsteuerung zeigt, welche durchgeführt wird, wenn das Fahrzeug auf einer gespeicherten Straße fährt;
Figuren 6B(a), 6B(b), und 6C sind Flußdiagramme, die die Unterprogramme der Knotensuchsteuerung zeigen, welche durchgeführt werden, wenn das Fahrzeug auf einer nicht gespeicherten Straße fährt;
Figur 6D ist ein Flußdiagramm, welches die Eckenerkennungssteuerung zeigt;
Figur 6E ist ein Flußdiagramm, welches die Landkartenanpassungssteuerung zeigt;
Figur 7 zeigt schematisch den Steuerungsvorgang, der sowohl gespeicherte wie auch nicht gespeicherte Straßen abdeckt;
Figur 8 zeigt schematisch den Vorgang der Einschränkung der Knotenbereichsauswahl, wenn das Fahrzeug auf einer gespeicherten Straße fährt;
Figur 9 ist ein Diagramm, welches die Charakteristik der Gewichtsfunktion Φ zeigt.
Figur 10 zeigt schematisch den Vorgang der Einschränkung der Knotenbereichsauswahl wenn das Fahrzeug auf einer nicht gespeicherten Straße fährt;
Figuren 11a bis 11e zeigen schematisch den Steuerungsvorgang, der durchgeführt wird, wenn das Fahrzeug wieder von einer nicht gespeicherten Straße zu einem gespeicherten Straßenpunkt, welcher kein Knoten ist, fährt;
Figur 12 ist ein Diagramm, welches das Prinzip des Eckenerkennungsvorgangs zeigt;
Figur 13 zeigt die Charakteristik der Gewichtsfunktion bei einer Modifikation;
Figur 14 zeigt die Art der Datenspeicherung bei einer Modifikation; und
Figur 15 zeigt das Prinzip der Gewichtsfunktion.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Eine bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindung wird nun mit Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.

[Aufbau der Ausführungsform der Vorrichtung]

Figur 2 zeigt den Aufbau eines Steuersystems einer Fahrzeugnavigationsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform. Diese Navigationsvorrichtung 10 weist einen Geomagnetismussensor 11 zum Erkennen der Reiserichtung (DM) eines Fahrzeugs, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssender 12, derart angepaßt, daß er ein Impulssignal REV für jede Umdrehung der Räder ausgibt, eine Landkarteninformationsspeichereinrichtung 13, welche die Landkarteninformation einschließlich grafischer Bilddaten wie solche, die eine Landkarte, welche geografische Informationen für Straßen und Gebäude und Knoteninformationen für den Straßen und Gebäuden zugehörigen Knoten darstellt, speichert, eine Anzeige 14 bestehend aus einem CRT, etc. und welches derart angepaßt ist, daß es die Straßeninformation als geografische Information, welche in dem oben erwähnten Landkarteninformationsspeicher 13 gespeichert ist, darstellt, und einen Steuerschaltkreis 15 zur Steuerung dieser auf.
Dieser Steuerschaltkreis 15 enthält einen Arithmetikschaltkreis 16, einen mit diesem verbundenen Speicherschaltkreis 17, und eine Ein/Ausgabeschnittstelle 18, wobei der Geomagnetismussensor 11, der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 12, der Landkarteninformationsspeicher 13 und die Anzeige 14 über die Ein/Ausgabeschnittstelle 18 mit dem oben erwähnten Arithmetikschaltkreis 16 verbunden sind. Dadurch wird ein Signal, welches die Fahrzeugreiserichtung anzeigt, welche vom geomagnetischen Sensor 11 übertragen wird, und ein Signal, welches die Fahrzeugreiseentfernung anzeigt, die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 12 übertragen wird, über die Ein/Ausgabeschnittstelle 18 an den Arithmetikschaltkreis 16 eingegeben. Die geschätzte aktuelle Fahrzeugposition wird dann im Arithmetikschaltkreis 16 berechnet, wobei das Ergebnis der Berechnung temporär im Speicherschaltkreis (RAM) 17 gespeichert wird. Andererseits extrahiert der Steuerschaltkreis 15 vorher das graphische Bild der Landkarte, der den betreffenden Bereich und die Knoteninformation wiedergibt, aus dem Landkarteninformationsspeicher 13. Die Landkartenanpassung wird periodisch durchgeführt; wenn keine Landkartenanpassung durchgeführt wird, zeigt die Anzeige 14 auf ihrem Schirm die gemutmaßte aktuelle Fahrzeugposition, welche auf oben beschriebene Weise erkannt wird. Wird eine Landkartenanpassung durchgeführt, repräsentiert sie die zugehörige geschätzte aktuelle an die Landkarte angepaßte Position. Der Landkarteninformationsspeicher 13 kann z.B. aus einer CD-ROM und einem CD- Laufwerk (Spieler) zur CD-ROM-Wiedergabe bestehen.
So wie die Landkarteninformation, die in dem oben beschriebenen Landkarteninformationsspeicher 13 gespeichert wird, sind eine Vielzahl von Knoten für die Straßen vorgesehen, wobei die jeweilige Position der Knoten zuvor in einem Speicher zusammen mit Daten, welche das Verbindungsverhältnis zwischen den Knoten zeigen, gespeichert werden. Diese Knoten sind nicht nur bei Kreuzungen, Ecken, etc. vorgesehen, sondern auch auf geraden Straßen in vorbestimmten Abständen.

Knoten

Die Figuren 3A und 3B zeigen das Verhältnis zwischen den Straßen und den daran angeordneten Knoten. Figur 3A zeigt, anhand eines Beispiels, eine gitterartige Straßenanordnung, wobei Knoten N&sub0; bis N&sub8; an den Kreuzungen dieser Straßen vorgesehen sind. Wie zuvor beschrieben speichert der Landkarteninformationsspeicher 13 die Positionskoordinaten dieser Knoten ebenso wie das Verbindungsverhältnis für jeden Knoten, welches zeigt, wie er zu den anderen verbunden ist. Das Verhältnis ist, im Fall des Knotens N&sub0; in Figur 3A, als Verbindungen zwischen diesem Knoten N&sub0; und denjenigen Knoten, welche direkt mit diesem verbunden sind, dargestellt (z.B. primäre Verbindung). Figur 3B zeigt das Verbindungsverhältnis vom Knoten N&sub0; aus gesehen.

Daten, die zur Vorrichtungssteuerung verwendet werden

Figur 4 zeigt wie die Flags, Zwischendaten, etc., die zur Steuerung der Vorrichtung dieser Ausführungsform verwendet werden im RAM gespeichert werden. Diese Daten werden nun kurz beschrieben.
Im Abschnitt d ist die Reiseentfernung abgespeichert, welche vom Fahrzeug zurückgelegt wurde, ermittelt durch das Koppelverfahren. Das Bezugszeichen DM stellt die magnetische Deklination des aktuell gelesenen Geomagnetismus dar. In DP ist der Mittelwert der geomagnetischen Werte, die gelesen worden sind, abgespeichert. Die Werte DP0, DP1,...,DPi,...,DPn bilden ein Feld von geomagnetischen Werten DP, welche nacheinander im Speicher gespeichert werden, wenn sich das Fahrzeug entlang bewegt. In dieser Ausführungsform wird der Geomagnetismus DM 32mal gemessen, um den Mittelwert der DP-Werte zu erhalten.
Dp = ΣDM/32 (1)
PX zeigt die angenommene aktuelle Fahrzeugposition an, welche durch das Koppelverfahren berechnet wurde, und PD die Fahrzeugpositionsanzeige, die auf der Anzeige 14 angezeigt werden soll. PC zeigt die Position an, wo eine Ecke, die das Auto passierte, als solche erkannt worden ist. PL bezeichnet eine Position wo erkannt wurde, daß das Fahrzeug von einer gespeicherten Straße abgewichen ist, und PI eine Position, wo ein virtueller Knoten gesetzt wird, wie nachfolgend beschrieben wird. Der Abschnitt NI speichert die ID-Nummer eines virtuellen Knoten, und das Bezugszeichen NL stellt eine ID-Nummer des Knotens dar, der zuletzt vom Fahrzeug erreicht wurde.
FON repräsentiert das Flag zum Speichern der Ergebnisse der Bewertungen ob das Fahrzeug auf einer gespeicherten Straße (FON=1) fährt oder nicht (FON=0). FN repräsentiert das Flag, welches anzeigt, daß ein virtueller Knoten gesetzt worden ist, und FC ist das Eckenerkennungsflag; jedes Mal wenn das Fahrzeug eine Ecke auf einer Straße passiert, wird dies vom Flag FC erkannt und aufgezeichnet. Die Bezugszeichen FD und FA bezeichnen das Eckenerkennungsflag und das Knotenankunftsflag; jedesmal wenn das Fahrzeug sich einer Ecke annähert oder einen Knoten erreicht, wird dies durch das Flag FD oder FA erkannt und aufgezeichnet.
Nj, DCLj und IXj bilden ein Feld von Kandidatenknoten, wenn das Fahrzeug auf einer gespeicherten Straße fährt, wobei jedes Element durch den Index j wiedergegeben wird. Nj repräsentiert die jeweiligen Namen der Kandidatenknoten, DCLj die Richtung zum j-ten Knoten gezählt von dem Knoten, den das Fahrzeug als letztes erreicht hat, und IX die Restentfernung zwischen der aktuellen Fahrzeugposition PX und dem j-ten Kandidatenknoten.
Nk, DCIk und IXk bilden eine Kandidatenknotenliste wenn das Fahrzeug auf einer nicht gespeicherten Straße fährt, wobei jedes Element durch den Index k wiedergegeben wird. Nk repräsentiert die jeweilige ID-Nummer der Kandidatenknoten, DCIk die Daten über die Richtung, in welcher der virtuelle Knoten und der k-te Knoten liegen, und IXk die Restentfernung zwischen der aktuellen Fahrzeugposition DX und dem k-ten Kandidatenknoten. Das Bezugszeichen Ck bezeichnet die Nummer des DP, der zum Auswählen des jeweiligen Kandidatenknotens verwendet wird.

Steuerverfahren

Hauptroutine

Figur 5 ist ein Flußdiagramm, das den Ablauf der Navigationssteuerung in seiner Gesamtheit zeigt. Figur 6A ist ein Programmablaufplan für die Knotensuchsteuerung, wenn das Fahrzeug auf einer gespeicherten Straße (FON=1) fährt, und Figuren 6B und 6C sind Programmablaufpläne für die Knotensuche, wenn das Fahrzeug auf einer nicht gespeicherten Straße fährt. Figur 6D ist ein Programmablaufplan für die Eckenerkennungssteuerung, und Figur 6E ist ein Programmablaufplan für die Landkartenanpassungssteuerung.
Zuerst wird der gesamte Ablauf der Navigationssteuerung mit Bezugnahme auf Figur 5 beschrieben. Das Programm der Figur 5 ist eine Interrupt-Routine, die jedesmal gestartet wird, wenn ein REV-Impuls von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 12 eingegeben wird.
Beim Schritt S2 wird die Fahrzeugreiseentfernung d auf den neuesten Stand gebracht. Der Impuls REV wird für jede Umdrehung der Räder erzeugt. In dieser Ausführungsform bewirkt eine Umdrehung der Räder einen Vorschub des Fahrzeugs von 0,4 m. Demgemäß ist
d = d + 0,4 (2)
Beim Schritt S4 wird die magnetische Declination DM mittels des Geomagnetismussensors 11 gelesen. Im Schritt S6 wird geprüft um zusehen, ob die Vorgänge der Schritte S2 und S4 32mal durchgeführt worden sind. Ist das Ergebnis im Schritt S6 negativ, wurde die Zielknotensuche nicht durchgeführt und die Prozedur kehrt vom Schritt S6 zur Hauptroutine zurück.
Wenn die Anzahl der gesammelten magnetischen Declinationswerte DM 32 geworden ist, fährt die Prozedur zu Schritt S8 weiter, wo der Mittelwert DP der 32 magnetischen Declinationswerte DM erhalten wird. Wie oben bemerkt, wird dieser magnetische Declinationsmittelwert DP ausgedrückt als:
Dp = ΣDM/32
Da sich das Fahrzeug bei jeder REV Unterbrechung 40 cm fortbewegt, bewegt es sich 12,8 m fort, wenn die Unterbrechung 32mal wiederholt wurde. Mit anderen Worten, werden die Steuerprozeduren des Schrittes S8 und folgenden jedesmal gestartet wenn sich das Fahrzeug 12,8 m fortbewegt. Die Anzahl ist nicht auf 32 begrenzt; sie kann in Übereinstimmung mit der Radgröße geändert werden.
Im Schritt S10 wird der im Schritt S8 erhaltene DP in einer Reihe von Werten DPn gespeichert. Diese Wertefolge bildet ein Feld zum Speichern der DP-Werte, die für jede 12,8 m Fortbewegung des vom Fahrzeug zuletzt erreichten Knotens zum nächsten berechnet wird. Dieses Feld wird mit Bezugnahme auf Figur 7 erklärt werden. Angenommen der Mittelwert der am letzten Knoten berechneten magnetischen Declination ist Dp0, so nimmt die Anzahl von DPn-Werten zu DP1, DP2,... zu, wenn sich das Fahrzeug von dem Knoten wegbewegt. Die Anzahl von gespeicherten DP-Werten wird durch einen Zähler n aufgezeichnet, welcher im Schritt S12 erhöht wird.
Im Schritt S14 wird die aktuelle Fahrzeugposition PX(x, y), die gemäß dem Koppelverfahren gemutmaßt wurde, basierend auf der Reiseentfernung d und DP berechnet. Im Schritt S16 wird aus dem Flag FON geprüft um zu sehen, ob das Fahrzeug auf einer gespeicherten Straße fährt.

Knotensuche (wenn das Fahrzeug auf einer gespeicherten Straße ist.

Der Fall wenn das Fahrzeug auf einer gespeicherten Straße fährt (FON=1) wird zuerst erklärt. In dem in Figur 8 gezeigten Fall ist der Knoten N&sub0; der Knoten den das Fahrzeug zuletzt erreicht hat; der Knoten ist direkt mit dem Knoten N&sub1;, N&sub7; und N&sub5; verbunden, das Fahrzeug bewegt sich tatsächlich zum Knoten N&sub7;. Es sei angenommen, daß die Reiserichtungsdaten DP0 bis DP5 berechnet wurden, bevor das Fahrzeug die aktuelle Position PX (x, y) erreichte. Die Knoten N&sub1;, N&sub7; und N&sub5; können zu der Zeit ernannt werden, wenn das Fahrzeug den Knoten N&sub0; erreicht, basierend auf dem gespeicherten Zwischenknotenverbindungsverhältnis (siehe Figur 3B), welches dazu dient anzuzeigen, zu welchem Knoten das Fahrzeug sich direkt bewegen kann. Solche Knoten werden als "Kandidatenknoten" bezeichnet.
Das Verfahren zum Spezifizieren des Knotens N&sub7; aus den Knoten N&sub1;, N&sub7; und N&sub5;, welche direkt mit dem Knoten N&sub0; verbunden sind, wird nun erklärt.
Die Verbindungsverhältnisse zwischen den Knoten N&sub0; und N&sub1;, N&sub0; und N&sub7; und N&sub0; und N&sub5; sind jeweils vorher bekannt wie die Verbindungsrichtungen DCO1, DCO7 und DCO5. Auf der Suche nach dem Zielknoten aus diesen drei Kandidatenknoten wird die Fahrzeugreiserichtung DP mit der Zwischenknotenverbindungsrichtung DC mit Rücksicht auf jeden Kandidatenknoten verglichen, wobei der Kandidatenknoten spezifiziert wird, welcher relativ nah zu dem Ziel des Zielknotens ist. Insbesondere in dieser Ausführungsform wird dieser Vergleich basierend auf der Auswahlfunktion Tj ausgeführt.
Hier ist
Θi = DPi - DCLj (4)
wobei j den j-ten Kandidatenknoten bezeichnet, und DCLj den Wert der Daten, die die Richtung der Verbindung zwischen dem Knoten NL berücksichtigen, bei dem das Fahrzeug zuletzt angekommen ist und den Kandidatenknoten Nj, repräsentieren. Die obige Summe wird mit Rücksicht auf i der Werte von Dpi, die gespeichert wurden bevor das Fahrzeug die aktuelle Position P erreicht, berechnet. Die Division durch n wird mit der Absicht durchgeführt den Mittelwert der Unterschiede zwischen den jeweiligen gespeicherten Reiserichtungswerten DP0,...DPn und des jeweiligen Verbindungsrichtungswerts DC zu erhalten. Um so kleiner der Wert dieser Auswahlfunktion Tj ist, umso näher ist der Kandidatenknoten dem Zielknoten.
Dies wird wie es z.B im Beispiel der Figur 8 angewandt wurde, gezeigt. Zuerst ist mit Rücksicht auf den Kandidatenknoten N&sub1;
T&sub1;=1/6 {(DP0-DC01)+(DP1-DC01)+(DP2-DC01)+ (DP3-DC01)+(DP4- DC01)+(DP5-DC01)+(DP6-DC01)} (5)
mit Rücksicht auf den Kandidatenknoten N&sub7;
T&sub7;=1/6 {(DP0-DC07)+(DP1-DC07)+(DP2-DC07)+(DP3-DC07) +(DP4-DC07)+(DP5-DC07)+(DP6-DC07)} (6)
mit Rücksicht auf den Kandidatenknoten N&sub5;
T&sub5;=1/6 {(DP0-DC05)+(DP1-DC05)+(DP2-DC05)+(DP3-DC05) +(DP4-DC05)+(DP5-DC05)+(DP6-DC05)} (7)
Für jeden dieser Kandidatenknoten wird es geprüft um zu sehen, ob der Wert der Auswahlfunktion T größer als eine vorherbestimmte Schwelle K ist oder nicht, wobei beurteilt wird, ob der Knoten nahe dem Ziel ist oder nicht.
Diese Bewertung wird durch Löschen durchgeführ. Das heißt, wenn der Auswahlwert Tj eines Knotens j größer als die zuvor erwähnte Schwelle ist, wird entschieden, daß der Knoten kein Zielknoten ist, wodurch die Knotenbereichsauswahl in Hinblick auf die Spezifizierung des Zielknotens eingeschränkt wird. Die oben erwähnte Gewichtung W stellt charakteristische Werte wie sie in Figur 9 gezeigt sind, gemäß dem Unterschied Θ zwischen der Verbindungsrichtung DC und der Reiserichtung DP, dar. Wie in Figur 9 gezeigt ist, wird umso größer die Richtungsdifferenz Θ ist, desto größer wird der Wert der Gewichtung W. Es wird verständlich, daß je größer die Richtungsdifferenz Θ eines Kandidatenknotens ist, umso weniger wahrscheinlich ist der Knoten der Zielknoten, so daß ein solcher Knoten von den Kandidaten so schnell wie möglich gelöscht werden sollte.
Mit Bezugnahme wiederum auf das Flußdiagramm der Figur 5 wird das Knotensuchunterprogramm im Schritt S18, welches durchgeführt wird, wenn FON="1" ist, detailliert mit Bezugnahme auf Figur 6A beschrieben.
Beim Schritt S100 wird zuerst das Ankunftsflag FA auf "0" gesetzt. Dieses Flag wird "1", wenn das Fahrzeug den nächsten Knoten erreicht (Schritt S132) . Beim Schritt S102 wird der Indexzähler j auf 1 gesetzt. Da dieser Zähler j einen Index, bezeichnend für Kandidatenknoten, bildet, entspricht der Zustand: j=1 dem ersten der Kandidatenknoten.
Die durch die Schritte S104 bis S126 über S108 gebildete Schleife ist für jeden durch j bezeichneten Kandidatenknoten anwendbar. Daher wird die Auswahlfunktion Tj der Gleichung (3) in den Schritten S104 und S106 mit Rücksicht auf den j-ten Knoten berechnet. Im Schritt S108 wird der Wert von Tj mit der Schwelle K verglichen. Wenn
Tj > K, (8)
dann wird der j-te Knoten nicht als Zielknoten berücksichtigt, so daß er aus der Kandidatenknotenliste im Schritte S109 gelöscht wird. Ob die Anzahl der Kandidatenknoten auf "0" reduziert worden ist, wird im Schritt S110 geprüft. Eine Erklärung bezüglich diesem Punkt wird nachfolgend gegeben. Wenn das Vergleichsresultat im Schritt S108 bewertet wird zu:
Tj < K, (9)
dann kann der j-te Knoten als nicht so von der Reiserichtung DP abweichend betrachtet werden, daß er von den Kandidaten in diesem Stadium gelöscht werden sollte. Demgemäß wird der Knoten nicht gelöscht. Die Prozedur fährt dann zu Schritt S120 weiter, wo der Abstand IXj zwischen der aktuellen Fahrzeugposition PX(x,y) und dem j-ten Knoten berechnet wird. Im Schritt S122 wird geprüft um zu sehen, ob der Abstand IXj auf einen Wert nicht größer als 0 verringert worden ist. Wenn IXj gleich 0 oder kleiner ist, impliziert dies, daß der j-te Knoten der Zielknoten ist. Wenn
IXj ≤ 0, (10)
dann wird der Index j erhöht im Hinblick auf die Prüfung des nächsten Kandidatenknotens. Die Prozedur kehrt dann über Schritt S126 zum Schritt S104 zurück. Der Kreislauf wird wiederholt bis ein Zustand entsprechend einem der folgenden (i) bis (iii) erreicht ist:
(i) In Schritt S126 wurde festgestellt, daß die Aktionen der Schritte S104 bis S124 für alle Kandidatenknoten durchgeführt worden sind ohne daß eine der folgenden Bedingungen (ii) und (iii) erkannt worden ist.
(ii) In Schritt S110 wurde festgestellt, daß die Anzahl der übriggebliebenen Kandidatenknoten auf "0" verringert worden ist.
(iii) In Schritt S122 wurde erkannt, daß das Fahrzeug einen Zielknoten erreicht hat.
Es wird die obige Bedingung (i) erklärt. Wenn das Ergebnis des Schritts S126 bestätigt wurde, kehrt die Prozedur zur Hauptroutine der Figur 5 zurück. Das Eckenerkennungsunterprogramm des Schrittes S22 wird dann ausgeführt, um Ecken zu erkennen (wie nachfolgend im Detail beschrieben wird), die Landkartenanpassung wird im Schritt S24 ausgeführt. In Übereinstimmung mit dem Ergebnis der im Schritt S24 durchgeführten Landkartenanpassung wird eine Anzeige in einer der nachfolgenden Betriebsarten (a) bis (c) bewirkt:
(a) Die aktuelle Fahrzeugposition PX (x,y), die durch das Koppelverfahren gemutmaßt wurde, wird angezeigt (Flag FA=0).
(b) Die Position des Ankunftnotens wird angezeigt (FA=1).
(c) Die Position des Knotens in der Nachbarschaft einer erkannten Kurve wird angezeigt (FC=1).
Wenn der Start des Programms gemäß Figur 5 32mal als Ergebnis der aufeinanderfolgenden 32 REV-Impulse bewirkt wurde, wird eine neue Reiserichtung DP und die aktuelle Fahrzeugposition PX(x,y) in den Schritten S8 und S14 berechnet, bzw. wird das Knotensuchunterprogramm gemäß Figur 6A ausgeführt.
Wenn dieser Vorgang wiederholt wird, werden diese Knoten, welche der Bedingung genügen:
Tj > K,
einer nach dem anderen von den Kandidaten gelöscht.
Figur 7 zeigt wie die Anzahl der Kandidatenknoten, welche zuerst 20 ist, nacheinander verringert wird.
Wenn das Fahrzeug fortfährt auf einer gespeicherten Straße zu fahren, wird es früher oder später an einem Knoten ankommen, wo IXj≤0 ist (Schritt S122) . In diesem Fall fährt die Prozedur mit Schritt S130 weiter, wo der Knoten bei dem IXj≤0 ist, zu der Ankunftsknotenliste hinzugefügt wird. Daher wird in diesem Schritt S130 eine Liste von Knoten, welche das Fahrzeug bis dahin passiert hat, vorbereitet. Im Schritt S132 wird das Flag FA, welches anzeigt, daß das Fahrzeug einen Knoten erreicht hat, auf "1" gesetzt. Wie nachfolgend dargelegt wird, wird dieses Flag FA bei der Landkartenanpassung verwendet. Im Schritt S134 wird der letzte Ankunftsknoten NL auf den neuesten Stand gebracht und, in Schritt S136, der Zähler n auf "0" gesetzt. Das heißt die DP0, DP1...,DPn, welche bis dahin im Speicher gespeichert worden sind, werden auf "0" gelöscht. Im Schritt S138 wird die Straßeninformation wie auch das Verbindungsverhältnis mit Rücksicht auf den Knoten NL, welcher zuletzt von dem Fahrzeug erreicht wurde, geprüft, wobei das Verbindungsverhältnis (Figur 3B) und die Verbindungsrichtung DC erhalten wird, um eine Kandidatenknotenliste (Figur 4) vorzubereiten.

Knotensuche (Fahrt auf nicht gespeicherten Straßen)

Als nächstes wird der Fall erklärt, wo die Anzahl von Kandidatenknoten im Schritt S110 bewertet wird, ob sie auf 0 verringert worden ist als ein Ergebnis der Wiederholung der Prozedur des Schrittes S109, bei welchem der Vorgang des Löschens derjenigen Knoten, bei welchen Tj< K ist, durchgeführt wird. In diesem Fall wird Flag FON im Schritt S112 (siehe Figur 7) auf "0" gesetzt. Das heißt, es wird beurteilt, ob das Fahrzeug auf einer nicht gespeicherten Straße zu der Zeit fährt, wenn die Anzahl der Kandidaten 0 geworden ist. Im Schritt S113 wird die aktuelle Fahrzeugposition PX(x,y) als die Position PL(x,y), bei der das Fahrzeug von der gespeicherten Straße abgewichen ist, gespeichert. Beim Speichern der Landkarteninformation im Landkarteninformationsspeicher 13, kann die Speicherung der Landkarteninformation über kleinere Straßen absichtlich weggelassen werden in Hinblick auf das Sparen von Speicherkapazität. In einem solchen Fall werden Knoten im allgemeinen mit Absicht an Abzweigpunkten vorgesehen, wo gespeicherte und nicht gespeicherte Straßen sich trennen. Dennoch wenn z.B. neue Straßen gebaut werden nachdem die Straßeninformation im Landkarteninformationsspeichert 13 gespeichert wurde, kann nicht immer erwartet werden, daß Knoten an den oben erwähnten Abzweigpunkten exisiteren. Deshalb wird der Punkt PX im Speicher als Punkt PL gespeichert. Die Steuerprozedur kehrt dann zur Hauptroutine zurück.
Im Fall des in Figur 7 gezeigten Beispiels wird FON zurückgesetzt, wenn die Anzahl der Kandidatenknoten, die zuerst 20 war, auf "0" verringert worden ist.
Wenn das Fahrzeug danach weitere 12,8 im zurückgelegt hat, wobei der Punkt an welchem es eine gespeicherte Straße zuletzt verlassen hat (Schritte S2 bis S6) im Speicher gespeichert wurde, wird die Reiserichtung DP vom Punkt PL im Schritt S8 berechnet und die aktuelle Fahrzeugposition PX(x,y) wird im Schritt S14 berechnet, wobei das Knotensuchunterprogramm gemäß Figur 6B ausgeführt wird.
Dieser Vorgang der Knotensuche wird nun schematisch mit Bezugnahme auf Figur 10 erklärt. Im gezeigten Beispiel ist das Fahrzeug von der gespeicherten Straße am Punkt PL abgewichen, wobei es nacheinander die Punkte PX0, PX1, PX2, PX3 und PX4 passierte, wobei jeweils zwei dieser benachbarten jeweils 12,8 m voneinander entfernt sind. Wenn das Fahrzeug den Punkt PX0 erreicht hat, wird zuerst ein Kreis gebildet, welcher einen Radius r(=r&sub1;) hat, entsprechend dem durch Multiplizieren der Entfernung LX, welche vom Fahrzeug bis dahin zurückgelegt wurde, mit einem vorbestimmten konstanten β erhaltenen Wert. Es wird dann geprüft um zu sehen, ob irgendwelche realen Knoten (z.B. Knoten die im Speicher gespeichert sind) innerhalb dieses Kreises existieren. Trifft dies zu, so wird dieser Knoten PX0 als ein "virtueller Knoten" festgesetzt. Im in Figur 10 gezeigten Beispiel existieren Knoten N&sub1; und N&sub2; innerhalb des Kreises, dessen Radius r&sub1; ausgedrückt wird zu:
r&sub1; = βx (Abstand zwischen PX0 und PL) (11)
Demgemäß wird der virtuelle Knoten N&sub1; am Punkt PX0 festgesetzt. Hier ist mit "Festsetzen eines virtuellen Knotens" das Speichern der Position dieses virtuellen Knotens in das RAM 17 und das Registrieren auf eine wiedergebbare Weise gemeint. Im in Figur 10 gezeigten Beispiel werden die jeweiligen Verbindungsrichtungen in DCIk, wie sie von diesem virtuellen Knoten N&sub1; aus zu den realen Knoten gesehen werden, berechnet. Hier bezeichnet k den Index zum Wiedergeben von realen Knoten. Die Berechnung der DCIk wird basierend auf der aktuellen Fahrzeugposition PX, welche durch das Koppelverfahren gemutmaßt wurde, und den Koordinatenwerten der innerhalb des Kreises befindlichen realen Knoten durchgeführt. Da es relativ wahrscheinlich ist, daß das Fahrzeug einen dieser innerhalb des Kreises befindlichen Knoten erreicht, werden diese Knoten als "Kandidatenknoten", wie bei der Knotensuche der gespeicherten Straßen, bezeichnet. Der als Löschen dieser Knoten, welche wahrscheinlich nicht der Zielknoten sind, von diesen Kandidatenknoten verwendete Löschalgorithmus gleicht grundsätzlich dem bei der oben beschriebenen ausgewählten Knotensuche der gespeicherten Straße verwendete. Das heißt, angenommen die Kandidatenknoten werden mit dem Index k bezeichnet, daß die Knotensuchgleichungen für die Knotensuche der nicht gespeicherten Straße den Gleichungen (3) und (4) gleichen und ausgedrückt werden als:
Θi = DPi-DCIk (13)
Daher werden diese Knoten, bei denen der Wert der Auswahlfunktion Tk groß ist, von den Kandidaten gelöscht. Hier wird das Bezugszeichen Ck in der obigen Gleichung nachfolgend erklärt:
Da im Fall des in Figur 10 gezeigten Beispiels zwei Knoten N&sub1; und N&sub2; existieren, werden die jeweiligen Verbindungsrichtungen DCI1 und DCI2, in welchen die aktuelle Fahrzeugposition und diese Knoten liegen, berechnet. Des weiteren werden
T&sub1; = W x DCI1-DP0 (14) und
T&sub2; = W x DCI2-DP0 (15)
jeweils für die Knoten N&sub1; und N&sub2; berechnet, wobei die Werte dieser T1 und T2 mit der Schwelle K' verglichen werden. Diese Knoten, bei denen der Auswahlwert größer ist als diese Schwelle K', werden aus den Kandidaten gelöscht. Der Wert dieser Schwelle K'unterscheidet sich von der der Schwelle K, welche bei der oben beschriebenen Knotensuche der gespeicherten Straße verwendet wurde. Der Wert von K' ist so bestimmt, daß
K'< K ist.
Als Ergebnis wird der Knotenauswahlbereich bei der Knotensuche der nicht gespeicherten Straße stärker eingeschränkt, als bei der Knotensuche der gespeicherten Straße.
Die Auswahlfunktion, wenn das Fahrzeug sich von PX0 nach PX1 bewegt hat, wird ausgedrückt als:
T&sub1; = 1/2 {W DP0-DCI1 +W DP1-DCI1 }
T&sub2; = 1/2 {W DP0-DCI2 +W DP1-DCI2 }
Wenn sich das Fahrzeug nach PX2 bewegt hat, wird die Auswahl bewirkt als:
T&sub1; = 1/3 {W DP0-DCI1 +W DP1-DCI1 +W DP2-DCI1 }
T&sub2; = 1/3 {W DP0-DCI2 +W DP2-DCI2 +W DP2-DCI2)}
Der Bezeichner Ck in der obigen Auswahlgleichung legt, wie bei der Knotensuche der gespeicherten Straße, die Anzahl von DP fest, von PL ausgesehen. Im Hinblick darauf ist zu bemerken, daß im Falle der Knotensuche der nicht gespeicherten Straße die Anzahl von Kandidatenknoten ein Problem aufbringt. Im Fall der Knotensuche der gespeicherten Straße existiert der nächste Zielknoten logischerweise immer sicher innerhalb des oben erwähnten Kreises mit dem zuerst berechneten Radius r&sub1;. Wenn das Fahrzeug dennoch auf einer nicht gespeicherten Straße fährt, gibt es keine Garantie, daß ein Zielknoten innerhalb des Kreises mit dem Radius r&sub1; existiert. In Hinblick darauf wurde die folgende Vorrichtung in dieser Ausführungsform verwendet: Wenn sich das Fahrzeug dahinbewegt, während es nacheinander die Punkte PX0, PX1, PX2, PX3 und PX4 passiert, wird
r = β x Lx (LX: Gesamte Reiseentfernung, die von dem Fahrzeug von dem Punkt PXL zu jedem PX zurückgelegt wurde)
für jeden dieser Punkte berechnet, wobei geprüft wird um zu sehen, ob irgendwelche realen Knoten neuerdings innerhalb jedes der Kreise mit dem Radius r entdeckt worden sind. Wenn sich z.B. das Fahrzeug nach PX3 bewegt hat, wird die Summe der jeweiligen Entfernungen zwischen PL und PX0, PX0 und PX1, PX1 und PX2, und PX2 und PX3 der obigen Gleichung als LX zugeführt wird. Wenn innerhalb dieses neuen Suchbereichs neue Knoten gefunden werden, so werden diese neu gefundenen Knoten in die Liste als Kandidatenknoten eingeschlossen. In solchen Fällen sollte berücksichtigt werden, wie die jeweiligen Richtungen der Verbindungen zwischen dem virtuellen Knoten und diesen neu gefundenen Kandidatenknoten bestimmt wird. Das heißt, es sollte berücksichtigt werden, ob die Reiserichtungsdaten DP, welche gespeichert und festgehalten werden bis diese Kandidatenknoten gefunden werden, als das Ziel der Berechnung, die durch Verwenden der Gleichungen (12) und (13) durchgeführt wird, betrachtet werden soll.
Dies wird detaillierter erklärt. Angenommen es werden keine Knoten bis zur Ankunft des Fahrzeugs bei PX2, nach Entdecken der Kandidatenknoten N&sub1; und N&sub2; bei PX0, gefunden und ein neuer Knoten N&sub3; ist bei PX3 innerhalb des Kreises mit dem Radius r&sub3; gefunden worden, so sollte eine Bewertung gemacht werden, ob die Auswahlfunktion T&sub3; dieses neuen Knotens N&sub3; ausgedrückt werden sollte zu:
T&sub3; = 1/4 {W DP0-DCI3 +W DPI-DCI3 +W DP2-DCI3 +W DP3-DCI3 } (16)
oder zu:
T&sub3; = W DP3-DCI3 (17)
Um zuerst eine Schlußfolgerung festzulegen, verwendet diese Ausführungsform die letztere Art von Auswahlfunktion, welche durch die Gleichung (17) repräsentiert wird. Das heißt, wenn neue Knoten entdeckt werden, wird nur das Reiserichtungsdatum, welches zur Zeit der Entdeckung und danach erhalten wurde (im in Figur 10 gezeigten Beispiel DP3 alleine) als das Ziel der Auswahl behandelt. Wenn sich das Fahrzeug weiter von PX3 nach PX4 bewegt, wird der neue Knoten N&sub3; basierend auf DP3 und DP4 ausgewählt.
Der Grund dafür ist folgender: Zuerst wird es verständlich werden, daß nicht gespeicherte Straßen hauptsächlich deshalb erzeugt werden, weil kleinere Straßen aufgrund der begrenzten Speicherkapazität für die Straßeninformation nicht im Speicher gespeichert werden. Demgemäß können solche kleineren Straßen nur wenn sie grundsätzlich gerade sind aus dem Speicher weggelassen werden. Mit anderen Worten, diese kleineren Straßen, welche in großem Maß gekrümmt sind, sollten im Speicher als mit Knoteninformation ausgestattete Straßen gespeichert werden. Wenn das Navigationssystem dieser Erfindung gemäß diesem Speicherstandard ausgebildet ist, so sind die absichtlich aus dem Speicher weggelassenen Straßen gerade Straßen, wobei die Fahrzeugreiserichtung dorthin ebenso gerade ist. Folglich ergibt im in Figur 10 gezeigten Beispiel die Auswahl des neu entdeckten Knotens das gleiche Ergebnis, ob es von PL oder von dem neu entdeckten Punkt (welcher im Beispiel von Figur 10 PX3 ist) durchgeführt wurde.
Dennoch, wenn sich dort eine neu errichtete Straße befindet, so ist es nicht bestimmt, in welchem Maß diese gekrümmt ist. Wenn die nicht gespeicherte Straße tatsächlich in einem großen Maß gebogen ist, so wird die Auswahl des neu gefundenen Knotens basierend auf der DP-Information einschließlich der zuvor gespeicherten Daten in einer Erhöhung der Fehler resultieren. Wenn die aktuelle nicht gespeicherte Straße z.B. stark gekrümmt ist, wie in PX3 in Figur 10, so wird ein Hinzufügen der Reiserichtungsdaten DP0 bis DP3 zu den für die Knotensuchwahl benutzten Daten zweifelsohne bei der Auswahl eine Erhöhung der Fehler mit sich bringen. Daher werden die zuvor gespeicherte Reiserichtungsdaten DP nicht in den Gleichungen (12) und (13) zur Prüfung irgendwelcher neu gefundenen Kandidatendaten verwendet, um zu sehen, ob es der Zielknoten ist.
Der Steuerbetrieb, wiederum mit Bezugnahme auf Figur 6B, welcher durchgeführt wird, wenn das Fahrzeug auf einer nicht gespeicherten Straße fährt, wird im Detail beschrieben.
Zuerst wird das Knotenankunftsflag FA im Schritt S150 zurückgesetzt. Im Schritt S151 wird die gesamte Reisestrecke LX, die von dem Fahrzeug zwischen dem Punkt PL, bei dem das Fahrzeug eine gespeicherte Straße verlassen hat und der aktuellen Fahrzeugposition PX zurückgelegt hat, berechnet. Im Schritt S152 wird ein Kreis mit einem Radius r, ausgedrückt als:
r = Lx x β
gebildet und es wird geprüft um zu sehen, ob dort innerhalb des Kreises irgendwelche realen Knoten sind. In diesem Beispiel ist der Wert von β auf 20% (=0,2) gesetzt. Gemäß der obigen Gleichung wird der Radius r vergrößert, wenn sich die Reisestrecke LX erhöht, was mit sich bringt, daß die Anzahl der Kandidatenknoten größer und größer wird. Im Hinblick darauf wird der folgende Bereich für den Wert von r gesetzt auf:
50 m ≤ r ≤ 500 m (18)
Wenn im Schritt S154 festgestellt wurde, daß kein Knoten innerhalb des Suchbereichs ist, wird das Flag FN im Schritt S156 geprüft. Dieses Flag FN dient dazu anzuzeigen, daß ein virtueller Knoten gesetzt worden ist. Wenn kein virtueller Knoten gesetzt worden ist, fährt die Prozedur mit Schritt S158 fort, wobei der in Schritt S10 (Figur 5) gespeicherte DPI gelöscht wird. Ist dies bewirkt worden, so können die vorherigen Reiserichtungsdaten ignoriert werden bis ein virtueller Knoten gesetzt worden ist. Danach kehrt die Prozedur zur Hauptroutine zurück.
Wenn das Fahrzeug weitere 12,8 m fährt, nachdem zur Hauptroutine zurückgekehrt worden ist, und der Steuervorgang gemäß Figur 6B ausgeführt worden ist, so werden folgende Schritte durchgeführt:
Wenn irgendwelche Knoten innerhalb des Kreises im Schritt S154 gefunden werden, so fährt die Prozedur mit Schritt S160 weiter, wo geprüft wird um zu sehen, ob das Flag FN gesetzt ist. Der virtuelle Knoten N&sub1; wird im Schritt S164 nur dann festgesetzt, wenn das Flag nicht im Schritt S162 gesetzt worden ist. Das heißt, daß das Flag FN im Schritt S164 gesetzt wird und um den virtuellen Knoten NI im Schritt S164 an die aktuelle Fahrzeugposition PX zu setzen, wird der Punkt PX als der virtuelle Knotenpunkt P&sub1; festgesetzt. Im Schritt S166 werden die im Schritt S154 gefundenen realen Knoten als Kandidatenknoten Nk festgesetzt, wobei eine Verbindungsverhältnisliste der jeweiligen Verbindungen zwischen diesem Kandidatenknoten Nk und dem virtuellen Knoten NI vorbereitet wird. Das Verbindungsrichtungsdatum DCIk an der Verbindung zwischen dem k- ten Kandidatenknoten Nk und dem virtuellen Knoten NI wird für jeden innerhalb des Kreises gefundenen Kandidatenknoten vorbereitet. Im Schritt S168 wird der Zähler Ck für jeden Kandidatenknoten Nk auf 1 vorbesetzt, wobei die Prozedur dann zur Hauptroutine zurückgekehrt.
Die Bedindung: Ck=1 impliziert, daß was als Reiserichtungsdaten ausgewählt werden soll, der Wert eines DP- Satzes in Schritt S10 ist, weil die zuvor gespeicherten DP-Daten im Schritt S158 gelöscht worden sind. Daher wird das Flag FN, welches anzeigt, daß ein virtueller Knoten festgesetzt worden ist, auf 1 gesetzt.
Als nächstes wird die Betriebssteuerung beschrieben, während das Flag FN=1 ist.
Wenn sich das Fahrzeug weitere 12,8 m fortwärtsbewegt und die Prozedur bis zum Schritt S154 fortgefahren ist, so wird geprüft um zu sehen, ob irgendein Knoten innerhalb des Kreises, dessen Radius r im Schritt S152 berechnet wird, ist oder nicht. Allgemein gesagt ist es wahrscheinlich die gleichen Knoten, die zuvor gefunden wurden, erneut zu finden. In diesem Fall fährt die Prozedur vom Schritt S160 zum Schritt S174 zu prüfen, um zu sehen, ob die entdeckten Knoten irgendeinen neuen, zu den zuvor entdeckten Kandidatenknoten hinzugefügten, einschließt. Wenn kein neuer Knoten eingeschlossen wurde, fährt die Prozedur zum Schritt S182, wobei der Zähler Ck zum Speichern der Anzahl von Reiserichtungsdatenstücken DP, welche ausgewählt werden sollten, erhöht wird. Im Fall des in Figur 10 gezeigten Beispiels werden keine Kandidatenknoten zwischen PX1 und PX2 entdeckt, so daß der Wert des Zählers Ck so sein sollte, daß C&sub1;=C&sub2;=C&sub3; ist,um anzuzeigen, daß DP0 bis DP2 zur Auswahl der Kandidatenknoten N&sub1; und N&sub2; verwendet werden. Wenn im Schritt S174 irgendwelche neue Kandidatenknoten gefunden werden, so werden Kandidatenknotenlisten Nk, DCIk im Schritt S176 vorbereitet. Für diese neuen Kandidatenknoten wird der Wert von Ck gesetzt zu:
Ck=1,
und für die bestehenden Kandidatenknoten wird der Wert Ck gesetzt zu:
Ck=Ck+1.
Daher bildet, in Verbindung mit den zuvor entdeckten Kandidatenknoten, ein Satz von neugefundenen Kandidatenknoten das Ziel der Zielknotenauswahl, welche im Schritt S194 durchgeführt wird. Nach Ausführung des Schrittes S180 oder Schrittes S182 gemäß Figur 6B fährt die Prozedur zum Schritt S190 gemäß Figur 6C fort.
Wenn nach Erreichen die Bedingung gilt: FN=1, so wird die Anzahl der Kandidatenknoten im Kreis im Schritt S154 auf 0 reduziert, die Prozedur fährt vom Schritt S165 zum Schritt S174 fort, dann zum Schritt S182, solange wie kein zuvor gefundener Kandidatenknoten gelöscht worden ist (FN=1). Nach Erreichen der Bedingung:
Ck=Ck+1
für die übrigen Kandidatenknoten kehrt die Prozedur zur Hauptroutine zurück.
Das Programm gemäß Figur 6C wird nun erklärt. Was mit diesem Programm durchgeführt wird ist die Steuerung der Auswahl jedes Kandidatenknotens als den Zielknoten.
Im Schritt S190 wird der Index k, der den Kandidatenknoten bezeichnet, initialisiert. Jeder der Kandidatenknoten wird als Zielknoten ausgewählt durch die Schleife: Schritt S192 T Schritt S204 T Schritt S192. Dadurch wird der Richtungsunterschied Θi zwischen der Verbindungsrichtung DCIk, in welcher jeder der Kandidatenknoten Nk, bezeichnet durch k, und der virtuelle Knoten NI liegt, und der Reiserichtungsdaten DPi aus der Gleichung (13) berechnet:
Θi = DPi - DCIk
Dann wird im Schritt S194 die Auswahlfunktion Tk für den Kandidatenknoten Nk basierend auf der letzten Reiserichtung DPi mit der Nummer entsprechend zu der, die durch den Zähler Ck von diesem Kandidatenknoten erhalten wurde, in Übereinstimmung mit Gleichung (12) berechnet:
Diese Tk wird dann mit der Schwelle K' im Schritt S196 verglichen, wobei eine Bewertung gemacht wird, ob dieser Kandidatenknoten Nk gelöscht werden soll oder nicht.
Wenn der Tk-Wert kleiner als diese Schwelle ist, so wird die Entfernung IXk zwischen der aktuellen Position PX(x,y) und dem betreffenden Kandidatenknoten im Schritt S198 berechnet, wobei eine Bewertung im Schritt S200 gemacht wird, ob das Fahrzeug an eine Position gekommen ist oder nicht, die nahe genug zu diesem Kandidatenknoten ist. Wenn nicht, dann fährt die Prozedur mit der Folge fort: Schritt S202 T Schritt S204 T Schritt S192, wobei die obige Steueroperation wiederholt wird.
Wenn im Schritt S196
Tk > K'
gilt, so wird dieser Kandidatenknoten k aus der Kandidatenknotenliste im Schritt S230 gelöscht. Wenn im Schritt S232 irgendwelche Kandidatenknoten immer noch übrig bleiben, so fährt die Prozedur zum Schritt S202 fort, wobei sie obigen Steuervorgang durchführt.
Der Fall, wo im Schritt S200
IXK ≤ 0 gilt,
wird nun erklärt. In diesem Fall wird der betreffende Kandidatenknoten k im Schritt S210 in eine Liste als Ankunftsknoten aufgenommen und in Schritt S212 wird das Flag FN zurückgesetzt. Zur gleichen Zeit wird das Flag FON gesetzt auf:
F0N = 1
zum Zweck des Speicherns der Tatsache im Speicher, daß das Fahrzeug sich wieder auf einer gespeicherten Straße befindet. Im Schritt S214 wird dieser Ankunftsknoten im Speicher als der letzte Ankunftsknoten NL gespeichert. Im Schritt S216 wird das Ankunftsflag FA gesetzt auf:
FA = 1
Im Schritt S218 wird eine Liste von Kandidatenknoten, zu welcher sich das Fahrzeug von diesem Ankunftsknoten bewegen kann, für die Knotensuchsteuerung gemäß Figur 6A vorbereitet. Diese Ankunftsknotenliste wird bei der Knotensuchsteuerung (Figur 6A) verwendet. Im Schritt S220 wird die Kandidatenknotenliste Nk gelöscht.
Wenn im Schritt S232 bestimmt wurde, daß kein übriger Kandidatenknoten gefunden wird, fährt die Prozedur mit Schritt S234 fort, wo das Flag FN zurückgesetzt wird. Da die vorherigen virtuellen Knoten NI nun als bedeutungslos betrachtet werden, wird die Kandidatenliste insgesamt im Schritt S236 gelöscht. Dann wird im Schritt S238 die aktuelle Fahrzeugposition als der Punkt PL neu festgesetzt, bei welchem das Fahrzeug von der gespeicherten Straße abgewichen ist, wobei der gleiche Steuerungsvorgang wiederum wiederholt wird, ausgehend von Schritt S150 gemäß Figur 6B. Das heißt, daß die Steueroperationen folgendermaßen wiederholt werden: Kandidatensuche T Setzen des virtuellen Knotens TKandidatenknotenauswahl.
Es wird nun erklärt, mit Bezugnahme auf Figur 11, warum der Vorgang des Setzens der virtuellen Knoten im Schritt S164, etc. wiederholt wird, auch wenn alle diese Kandidatenknoten, die mit Rücksicht auf die einmal festgesetzten virtuellen Knoten ausgewählt wurden, von den Kandidatenknoten gelöscht werden. In den Figuren 11(a) bis 11(e) zeigen die Symbole O, die unterbrochenen Linien, die strichpunktierte Linie und die durchgezogenen Linien jeweils Knoten, gespeicherte Straßen, eine nicht gespeicherte Straße und eine Fahrzeugreiseortskurve. Angenommen das Fahrzeug ist auf dem in Figur 11(b) gezeigten Weg gefahren und ein virtueller Knoten wurde zu der Zeit festgesetzt, wenn es auf eine nicht gespeicherte Straße einfährt. Zu dieser Zeit wird das Flag FN auf "1" gesetzt. Gerade "virtuelle Straßen" können von diesem virtuellen Knoten NI zu den Knoten N&sub3; und N&sub4; gezogen werden, bei welchen N&sub3; als von den Kandidaten über den oben beschriebenen Steuervorgang gelöscht angesehen wird. Angenommen das Fahrzeug bewegt sich weiter vorwärts in der in Figur 11(c) gezeigten Weise, was darin resultiert, daß N&sub4; ebenso gelöscht wird (FN=0). Wenn das Fahrzeug weiterfährt bis ein virtueller Knoten erneut gesetzt wird (FN=1), wie in Figur 11(d) gezeigt ist, so wird der Knoten N&sub4; wieder als ein Zielkandidatenknoten betrachtet. Dennoch, da die Verbindungsrichtungen und die Reiserichtungen dieses Knotens N&sub4; und des virtuellen Knotens sich voneinander in einem großen Maß unterscheiden, wird dieser N&sub4; Knoten von den Kandidaten gelöscht, wobei FN wieder auf 0 gesetzt wird.
Wenn das Fahrzeug sich wieder auf einer gespeicherten Straße befindet, wie in Figur 11(e) gezeigt ist, wird wieder ein virtueller Knoten festgesetzt, da der Punkt an welchem das Fahrzeug in die gespeicherte Straße eingefahren ist, kein Knoten ist. Daraufhin wird der Knoten N&sub4; wieder als ein Kandidatenknoten festgesetzt, wobei das Fahrzeug auf den Knoten zufährt. Da zu dieser Zeit die Verbindungsrichtung des virtuellen Knotens und N&sub4; mit der Fahrzeugreiserichtung übereinstimmt, fängt N&sub4; an als ein Kandidatenknoten, erkannt zu werden, welcher relativ wahrscheinlich ein Zielknoten ist, bis das Fahrzeug diesen Knoten erreicht.
Wie verständlich wird, kann der Einschränkungsvorgang der Bereichsauswahl eines Zielknotens, die aus den Kandidatenknoten basierend auf den während der Fahrt auf nicht gespeicherter Straße festgesetzten Knoten, erhalten wurden, sich als erfolglos erweisen. Dennoch kann es passieren, daß das Fahrzeug von einer nicht gespeicherten Straße zu einem Punkt auf einer gespeicherten Straße zurückkehrt, wo kein Knoten vorgesehen ist. In einem solchen Fall muß ein virtueller Knoten wiederum festgesetzt werden, wie oben festgestellt.

[Eckenerkennung]

Als nächstes wird das Prinzip der Eckenerkennungssteuerung mit Bezugnahme auf Figur 12 erklärt. Das Setzen des Knotens in dieser Ausführungsform wird so bewirkt, daß, auf geraden Straßen, ein Knoten erscheint, bevor die Fehler in der Positionserkennung durch das Koppelverfahren übermäßig groß geworden sind. Zusätzlich wird jede Kreuzung, Kurve, Ecke, etc. mit einem Knoten ausgestattet. Demgemäß wird, jedesmal wenn eine Kreuzung, eine Kurve, eine Ecke oder dergleichen entdeckt wird, die Fahrzeugposition zu den Knoten in deren Nachbarschaft an die Landkarte angepaßt. Es wird festgestellt, daß das Fahrzeug eine Ecke passiert hat, wenn ein erkennbarer Wechsel in der Ausbildung der Straße in der Fahrzeugreiserichtung festgestellt wird.
In dem in Figur 12 gezeigten Beispiel wird das Flag FD gesetzt, wenn aus den Reiserichtungsdaten DP, die 1 mal gesammelt wurden (was einer 0,4 x l Reiseentfernung enspricht) festgestellt wird, daß das Fahrzeug sich von einer geraden auf eine gekrümmte Straße zubewegt hat. Wenn nachdem dieses Flag gesetzt wurde, aus den Reiserichtungsdaten DP, die 1 mal gesammelt wurden (was einer Reiseentfernung von 0,4 x l m entspricht) festgestellt wird, daß das Fahrzeug auf eine gerade Straße zurückgekehrt ist, wird festgestellt, daß das Fahrzeug außerhalb der Ecke ist. Dann wird das Flag FD zurückgesetzt und das Eckenerkennungsflag FC gesetzt. Wenn dieses Flag FC gesetzt ist, wird die Landkartenanpassung des Schrittes S24 (Figur 5) durchgeführt, um einen nahegelegenen Knoten zu finden, auf welchen die aktuelle Fahrzeugposition korrigiert wird.
Es sei angenommen das Fahrzeug fahre nun auf einer geraden Straße und nähere sich einer Ecke. Die Eckenerkennungssteuerung wird unter dieser Bedingung mit Bezugnahme auf Figur 6D erklärt. Zuerst werden die letzten 1 Teile der Reiserichtungsdaten DPI im Schritt S300 gelesen, wobei diese DPi-Daten im Schritt S301 integriert werden (Erhalten des Fahrtdurchschnitts) um die mittlere Reiserichtung über 0,4 l m Entfernung abzuschätzen.
Durchschnittswert = ΣDPi/l (19)
Im Schritt S302 wird der Unterschied zwischen der vorherigen und den aktuellen Mittelwerten berechnet. Es wird im Schritt S303 geprüft, um zu sehen, ob dieser Unterschied größer als eine bestimmte Schwelle ist oder nicht, wobei eine Bewertung gemacht wird, ob das Fahrzeug auf einer geraden Straße fährt. Wenn festgestellt wird, daß das Fahrzeug auf einer geraden Straße fährt, wird die Setzbedingung des Flags FD im Schritt S304 geprüft. Da im vorliegenden Fall festgestellt wird, daß das Fahrzeug auf einer geraden Straße fährt, aufgrund der vorherigen Prüfung wird FD=0. Demgemäß wird der im Schritt S301 berechnete Fahrtmittelwert im Speicher im Schritt S306 als die gerade Straßenfahrtrichtung Φ&sub1; gespeichert und die Prozedur fährt zur Hauptroutine zurück. Die Reiserichtung Φ&sub1; kann folgendermaßen ausgedrückt werden:
Φ&sub1; = ΣDPi/l (20)
Wenn das Fahrzeug später weiterfährt und in eine gekrümmte Straße einfährt, fährt die Prozedur vom Schritt S303 zum Schritt S308. Da FD=0 zu dieser Zeit gilt, fährt die Prozedur S308 zum Schritt S310, wobei das FD auf "1" gesetzt wird um die Tatsache im Speicher zu speichern, daß das Fahrzeug in einer Ecke eingefahren ist. Danach wird die Bedingung erhalten:
FD = 1
und die Prozedur kehrt zur Hauptroutine zurück. Während das Fahrzeug weiterfährt, mit der Erkennung einer Fahrt auf gekrümmter Straße, wird der Ablauffluß: Schritt S300 TSchritt S303 T Schritt S308 T Hauptroutine wiederholt.
Wenn das Fahrzeug wieder in eine gerade Straße einfährt, fährt die Prozedur vom Schritt S300 zum Schritt S301 um den Fahrtmittelwert zu berechnen. Die Prozedur fährt dann weiter in der Folge: Schritt S303 T Schritt S304 T Schritt S312. Hier wird das Flag FD zurückgesetzt und im Schritt 314 wird der im Schritt S301 berechnete Mittelwert als Reiserichtung Φ&sub2; festgesetzt, nachdem das Fahrzeug aus der Ecke gekommen ist.
Φ&sub2; = ΣDPi/l
Desweiteren wird im Schritt S316 der absolute Wert Δ Φ des Unterschieds zwischen Reiserichtungen vor Einfahrt und nach Verlassen der Ecke erhalten.
Δ Φ = Φ&sub1; - Φ&sub2;
Im Schritt S317 wird die folgende Bedingung aufgestellt, um die nächste Ecke zu erkennen:
Φ&sub1; = Φ&sub2;
Dieses Δ Φ wird mit der Schwelle H im Schritt S318 verglichen, wobei aus dem Vergleichsergebnis eine Bewertung gemacht wird, ob die festgestellte Ecke eine Reale ist oder nicht. Wenn
Δ Φ ≤ H
gilt, dann kehrt die Prozedur zur Hauptroutine zurück. Wenn andererseits
Δ Φ > H
gilt, wird entschieden, daß eine reale Ecke durch die Steueroperationen, die durchgeführt worden sind, entdeckt worden sind und das Flag FC wird folgendermaßen gesetzt:
FC = 1
Dann wird im Schritt S322 die aktuelle Fahrzeugposition PX(x,y) (der Punkt, an dem das Fahrzeug die Ecke verlassen hat) im Speicher als Eckenposition PC(x,y) gespeichert. Das heißt
PC(x,y) = PX(x,y)
Daher kann eine echte Ecke erkannt werden, wobei vermieden wird, Ecken mit einem rauschartigen Charakter durch Fehler als Ecken zu erkennen. Das Eckenerkennungsergebnis wird als ein Flag FC und der Eckenpunkt PC(x,y) festgehalten.

[Landkartenanpassung]

Das Verfahren zur Landkartenanpassungssteuerung wird nun mit Bezugnahme auf Figur 6E erklärt.
Die die Landkartenanpassungssteuerung beeinflussenden Flags sind das Knotenankunftsflag FA und das Eckenerkennungsflag FC.

Wenn FA=0 und FC=0 ist.

Das Fahrzeug fährt entweder auf einer gespeicherten Straße oder einer nicht gespeicherten Straße und, zur gleichen Zeit, fährt es zwischen Knoten. In diesem Fall wird die aktuelle Position PX(x,y), die im Schritt S14 durch das Koppelverfahren gemutmaßt wurde, im Schritt S404 als die Position PD(x,y), welche auf der Anzeige 14 angezeigt werden soll, festgesetzt.

Wenn FA=1

Das Fahrzeug hat entweder einen Knoten nach Fahren auf einer gespeicherten Straße (Schritt S130) erreicht oder einen realen Knoten nach Rückkehr von einer nicht gespeicherten Straße auf eine gespeicherte Straße (S210) erreicht. In beiden Fällen wird die aktuelle Fahrzeugposition PX(x,y) im Schritt S402 auf die Koordinatenposition (im Speicher als NL im Schritt S134 gespeichert) des Ankunftsknotens korrigiert. Desweiteren wird im Schritt S403 die Position dieses Ankunftsknotens als die Anzeigeposition PD festgesetzt.

Wenn FC=1

Eine Ecke wurde erkannt. Zuerst wird im Schritt S408 geprüft um zu sehen, ob sich irgendein Knoten innerhalb eines bestimmten Bereichs befindet, der als seine Mitte die im Schritt S322 erkannte Eckenposition PC(x,y) hat. Wenn kein Knoten innerhalb dieses Bereichs gefunden wird, wird die im Schritt S14 durch das Koppelverfahren gemutmaßte Position PX(x,y) im Schritt S414 als die Position PD(x,y), welche auf der Anzeige 14 angezeigt werden soll, festgesetzt.
Auf diese Weise kann die Navigationssteuerung während der Fahrt auf gespeicherten oder nicht gespeicherten Straßen zum Zeitpunkt der Knotenankunft oder während der Eckenfahrt realisiert werden.

[Modifikationen des Verfahrens zur Einschränkung der Kandidatenknotenbereichswahl]

In der oben beschriebenen Ausführungsform hat die Gewichtsfunktion W, die zum Berechnen der Auswahlfunktion T zum Ausschließen der Kandidatenknoten während der Knotensuche dient, die in der Figur 9 gezeigte Charakteristik. Je größer der Richtungsunterschied Θ (zwischen der Reiserichtung DP und der Verbindungsrichtung DC) ist, desto größer wird der Wert der Funktion. Dies basiert auf der Idee, daß diese Knoten, welche von der Fahrzeugreiserichtung DP in einem großen Maß abweichen von den Kandidaten sobald wie möglich ausgeschlossen werden sollten. In der obigen Ausführungsform ist diese Charakteristik an alle Straßen gleich weitergegeben. Das Verfahren zur Kandidatenknotenauswahl während der Fahrt auf einer gespeicherten Straße (Schritt 108) unterscheidet sich von der während der Fahrt auf einer nicht gespeicherten Straße (Schritt S196) nur dadurch, daß das Knotenauswahlkriterium im letzten härter als im vorherigen ist, wobei die Schwellen K und K', die mit der Auswahlfunktion T verglichen werden, so bestimmt werden, daß K' < K ist. Im Hinblick darauf werden einige Modifikationen des Verfahrens zur Einschränkung der Kandidatenknotenbereichsauswahl nachfolgend beschrieben:
Die Modifikationen helfen die Art der Einschränkung der Knotenbereichswahl gemäß den Straßentypen zu variieren.

Modifikation der Gewichtsfunktion W

In dieser Modifikation ist die Charakteristik der Gewichtsfunktion W so, daß sie verschiedene Werte für verschiedene Straßentypen (z.B. Schnellstraße, Hauptstraße, und normale Straße) gemäß dem Richtungsunterschied Θaufweist (der Unterschied zwischen der Fahrzeugreiserichtung und der Knotenverbindungsrichtung DC), welche durch Gleichung (4) wiedergegeben wird. In dem in Figur 15 gezeigten Beispiel variiert die Gewichtung W gemäß diesem Richtungsunterschied Θ. Figur 15 zeigt die allgemeine Charakteristik der Gewichtung W, welche derart ansteigt, daß je größer der Richtungsunterschied Θ ist, umso größer der Wert der Auswahlfunktion T ist. Wie in Figur 13 gezeigt ist, ist die Gewichtung W im Fall einer Straße, welche von geringerer Bedeutung verglichen mit dem Fall einer wichtigeren Straßentyp ist, relativ groß. Der Grund für diese Anordnung ist wie folgt:
Es sei angenommen, das Fahrzeug fahre auf einer Schnellstraße. In diesem Fall wird das Fahrzeug nicht in großem Maß von der Straße abweichen, außer wenn es in Ausweich- oder Servicebereiche einfährt. Demgemäß ist es, wenn das Fahrzeug auf einer Schnellstraße fährt, nicht notwendig, solche Kandidatenknoten auszuschließen, die große Richtungsunterschiede Θ durch ein hartes Kriterium gemäß den Kriteriumsgleichungen (8) und (9) zur Knotenlöschung mit sich bringen. Mit anderen Worten kann das Kriterium weniger hart sein und auch diese Knoten, welche wahrscheinlich nicht das Ziel sind, können "positiv" in die Kandidaten eingeschlossen ("Landkarten angepaßt") werden. Von diesem Gesichtspunkt aus wird es so angeordnet, daß je gerader die Straße desto kleiner wird der Wert der Gewichtsfunktion W, wie in Figur 13 gezeigt, so daß der Richtungsunterschied Θ so wenig Einfluß wie möglich auf die Auswahlfunktion T haben kann. Die Gewichtsfunktion W wird im Speicher 13 auf die in Figur 14 gezeigte Weise zusammen mit der Knoteninformation, etc. gespeichert. Im Schritt S106 (Figur 6A) oder Schritt S194 (Figur 6C) wird der Typ der Gewichtsfunktion W aus den (a) bis (c) der Figur 13 ausgewählt gemäß dem Straßentypus, zu welchem der Knoten NL gehört, den das Fahrzeug als letztes erreicht hat.

Modifikation mit verschiedenen Schwellen K, K'

Aus den gleichen Gründen wie im Fall der oben beschriebenen Gewichtsfunktion W kann die Schwelle K gemäß den Straßentypen variiert werden. Es ist so eingerichtet, daß je gerader die Straße ist, desto größer wird die Schwelle K, wobei die Möglichkeit, daß Knoten darauf sind, welche von den Kandidaten ausgeschlossen sind, erniedrigt wird.

Modifikation mit verschiedener Frequenz der Landkartenanpassung

Aus dem gleichen Grund wie im Fall der oben beschriebenen Gewichtsfunktion W kann die Frequenz mit welcher die Landkartenanpassung durchgeführt wird, gemäß den Straßentypen variiert werden. Mit anderen Worten, kann es so eingerichtet werden, daß je gerader die Straße ist, umso geringer wird die Frequenz, mit der die Landkartenanpassung durchgeführt wird. Wenn die Landkartenanpassung weniger oft durchgeführt wird, erhöhen sich die Fehler im Koppelverfahren. Dennoch in dem Fall, bei dem die Straße einen hohen Grad an Geradeauslauf aufweist, können diese Knoten, welche von den Kandidaten bei der gewöhnlichen Steuerung aufgrund der angestiegenen Fehler ausgeschlossen worden wären, als Kandidaten wiedererhalten werden und "zwangsweise" in bestimmtem Maße an die Landkarte angepaßt werden.
Es versteht sich ohne Erläuterung, daß die oben beschriebenen Modifikationen bei denen die Art der Einschränkung der Knotenauswahl variiert wird, gemäß den Straßentypen bei den konventionellen Landkartenanpassungsverfahren verwendet werden kann, welche nicht das Knotenkonzept verwenden.

[Positive Wirkungen der Ausführungsform]

Die oben beschriebene Ausführungsform weist die folgenden positiven Auswirkungen auf:
E1: Es werden Knoten, bei denen die Landkartenanpassung durchgeführt wird, nicht nur an besonderen Punkten der Landkarte vorgesehen, sondern ebenso mit periodischer Basis an Straßenpunkten in vorbestimmten Intervallen (welche einander nicht notwendigerweise gleich sind), so daß die Landkartenanpassung durchgeführt werden kann, bevor die Fehler bei geschätzten Fahrzeugpositionen, welche durch das Koppelverfahren gemutmaßt wurden, in übermäßigen Maß ansteigen, wodurch verhindert wird, daß die Fahrzeugposition auf einem falschen Knoten an die Landkarte angepaßt wird. Des weiteren kann, durch Ausführen der Landkartenanpassung, die oben erwähnten Fehler unwirksam gemacht werden, wodurch die Genauigkeit des Koppelverfahrens und der danach durchgeführten Landkartenanpassung wiedererhalten wird.
E2: Wenn nach diesen Knoten, zu denen sich das fahrende Fahrzeug bewegen kann (z.B. Kandidatenknoten), gesucht wird, wird der Suchbereich gemäß der Entfernung, die das Fahrzeug, welches von dem Koppelverfahren gesteuert wird (Schritt S152), zurückgelegt hat, vergrößert, und es ist für Zielknoten weniger möglich aus dem betreffenden Bereich ausgelassen zu werden, auch wenn das Koppelverfahren unvermeidbar selbst einige Fehler mit sich bringt.
E3: Beim Einschränken der Bereichsknotenauswahl während der Fahrt auf gespeicherter Straße und beim Einschränken der Bereichsknotenauswahl zum Festlegen eines Zielknotens während der Fahrt auf nicht gespeicherten Straßen, wird die Berechnung der Auswahlfunktion Tn durchgeführt, nachdem die Gewichtung gemäß dem Richtungsunterschied Θ bewirkt wurde, so daß die Genauigkeit der Einschränkung verbessert wird.
E4: Die Schwelle, die zur Gewichtung der Einschränkung der Bereichsknotenauswahl während der Fahrt auf gespeicherter Straße verwendet wird, und die Schwelle, die zur Gewichtung der Einschränkung der Bereichsknotenauswahl zur Festlegung eines Zielknotens während der Fahrt auf nicht gespeicherter Straße verwendet wird, werden so bestimmt, daß die Einschränkung bei letzterem härter als beim vorhergehenden Fall bewirkt wird, so daß die unausweichliche Genauigkeitsverschlechterung aufgrund der Tatsache, daß keine andere Quelle als das Koppelverfahren vorhanden ist, kompensiert werden kann.
E5: Bei der Einschränkung der Bereichsknotenauswahl während Fahrt auf nicht gespeicherter Straße wird der Zielknoten festgelegt, wobei nicht nur der Entfernung (IXk) zwischen der aktuellen Fahrzeugposition und dem Zielknoten sondern auch der relevanten Richtung (Fahrtrichtung DP und die Knotenverbindungsrichtung DC) Rechnung getragen wird, so daß der Zielknoten genauer bestimmt werden kann.
E6: Wenn das Fahrzeug auf einer nicht gespeicherten Straße fährt, wird der Vorgang des virtuellen Knotensetzens mehrmals wiederholt, auch wenn keine Kandidatenknoten übrig sind, so daß die Navigationssteuerung korrekt bewirkt werden kann, wenn das Fahrzeug wieder auf einer gespeicherten Straße fährt, an einem Punkt der keinen Knoten aufweist.
E7: Bei üblichen Verfahren der Landkartenanpassung würde die aktuelle Position eines auf einer neu gebauten Straße fahrenden Fahrzeugs, die nicht im Speicher gespeichert ist, "zwangsweise" auf eine gespeicherte Straße der Landkarte angepaßt werden. Im Gegensatz dazu ist die vorliegende Ausführungsform so gestaltet, daß eine solche Bedingung als "Fahrt auf einer nicht gespeicherten Straße" erkannt wird, so daß fehlerhaftes Landkartenanpassen vermieden werden kann, wobei die Genauigkeit der Navigation relativ verbessert wird.

Claims

1) Vorrichtung zum Navigieren eines Fahrzeugs, enthaltend:

eine Schätzvorrichtung zum Schätzen der aktuellen Position eines Fahrzeugs durch das Koppelverfahren basierend auf der Fahrtrichtung des Fahrzeugs und der zurückgelegten Strecke des Fahrzeugs,

eine Knotenspeichereinrichtung zum Speichern der Straßeninformationen in Form von Positionen einer Vielzahl von Knoten auf den betreffenden Straßen;

eine Auswerteinrichtung für nicht gespeicherte Straßen zum Beurteilen, ob eine Straße, auf der der Wagen fährt, in der Speichereinrichtung gespeichert ist oder nicht; und

eine Zielknotenvorgabeeinrichtung bzw. Zielknotenspezifiziereinrichtung, die dann, wenn das Fahrzeug durch die Straßen-Auswerteinrichtung als auf einer Straße fahrend, die nicht in der Knotenspeichereinrichtung gespeichert ist, beurteilt wird, den Knoten vorgibt, den das Fahrzeug ansteuern soll, wenn es wieder auf einer gespeicherten Straße fährt, basierend auf den Richtungen der entsprechenden Verbindungen zwischen der aktuellen Fahrzeugposition, die durch die Schätzeinrichtung geschätzt wird, und den Knoten, die in der Knotenspeichereinrichtung gespeichert sind, sowie der Fahrzeugfahrtrichtung, wobei die Entfernung zwischen der geschätzten Position und den Knoten, die in der Speichereinrichtung gespeichert sind, berücksichtigt wird, so daß eine korrekte Bestimmung des Zielknotens erstellt wird.

2) Vorrichtung zum Navigieren eines Fahrzeugs nach Anspruch 1, wobei die Knotenspeichereinrichtung weiterhin das Verbindungsverhältnis zwischen den Knoten speichert und wobei die Straßen- Auswerteinrichtung enthält:

eine erste Kandidatenknoten-Extrahiereinrichtung zum Extrahieren einer Vielzahl von Knoten, die mit dem Anfangsknoten als Zielkandidatenknoten verbunden sind, von der Knotenspeichereinrichtung,

eine erste Knotenlöscheinrichtung zum Identifizieren unter diesen Kandidatenknoten diejenigen, die nicht der Zielknoten sein können, durch Vergleichen der Richtungen der entsprechenden Verbindungen zwischen der aktuellen Fahrzeugposition und dieser Kandidatenknoten, mit der Richtung, in die sich das Fahrzeug bewegt, und zum Löschen der Knoten, die dadurch aus den Kandidatenknoten identifiziert werden,

eine Bestimmungseinrichtung zur Bewertung des Fahrzeugs, das auf einer nicht-gespeicherten Straße fährt, wenn die Anzahl der Kandidatenknoten auf null reduziert worden ist.

3) Vorrichtung zum Navigieren eines Fahrzeugs nach Anspruch 1, wobei die Knotenspeichereinrichtung weiterhin den Verbindungszusammenhang zwischen den Knoten speichert und wobei die Zielknotenvorgabeeinrichtung enthält:

eine Suchbereichseinstelleinrichtung zum Einstellen eines Suchbereichs entsprechend der Reiseentfernung, die von dem Fahrzeug von dem Zeitpunkt ab zurückgelegt wurde, als erkannt wurde, daß sich das Fahrzeug auf einer nicht-gespeicherten Straße bis hin zur aktuellen Position bewegt,

eine zweite Kandidatenknoten-Extrahiereinrichtung zum Extrahieren einer Vielzahl von Knoten, die innerhalb dieses Suchbereichs als Zielkandidatenknoten existieren, und

eine zweite Knotenlöscheinrichtung zum Einschränken der Kandidatenknotenbereichsauswahl durch Identifizierung der Knoten unter den Kandidatenknoten, die nicht die Zielknoten sein können, basierend auf den Richtungen der entsprechenden Verbindungen zwischen der aktuellen Position und diesen Kandidatenknoten und der Richtung, in die sich das Fahrzeug bewegt, und durch Löschen der Knoten, die auf diese Weise identifiziert wurden, aus von Kandidatenknoten.

4) Vorrichtung zum Navigieren eines Fahrzeugs nach Anspruch 3, wobei der Suchbereich aus einem Kreis besteht, der einen Radius hat, der im Verhältnis steht zur gesamten Reiseentfernung, die das Auto zurücklegt, von dem Zeitpunkt an, von dem festgestellt wurde, daß das Fahrzeug auf einer nicht-gespeicherten Straße fährt bis zum aktuellen Zeitpunkt.

5) Vorrichtung zum Navigieren eines Fahrzeugs nach Anspruch 4, wobei der Radius des Kreises einem Wert entspricht, der durch das Multiplizieren der Reiseentfernung mit einer Konstante erhalten wird, die eins ist oder kleiner als eins, wobei die Reiseentfernung diejenige ist, die von dem Fahrzeug zurückgelegt wurde von dem Zeitpunkt an, von dem festgestellt wurde, daß das Fahrzeug auf einer nicht gespeicherten Straße fährt, bis zum aktuellen Zeitpunkt.

6) Vorrichtung zum Navigieren eines Fahrzeugs nach Anspruch 4, wobei eine obere und eine untere Grenze für den Radius des Kreises festgelegt wird.

7) Vorrichtung zum Navigieren eines Fahrzeugs nach Anspruch 3, wobei die Zielknotenvorgabeeinrichtung enthält:

eine Durchschnittsreiserichtungs-Speichereinrichtung zum Speichern des durchschnittlichen Reiserichtungswerts für jede der jeweiligen zurückgelegten Reiseentfernungseinheiten, und

eine Winkeldifferenzberechnungseinrichtung, die dann, wenn das Fahrzeug von der Straßen-Auswerteinrichtung als auf einer nicht gespeicherten Straße fahrend beurteilt wird, für jeden der Kandidatenknoten den Durchschnittswert der Winkeldifferenz zwischen den Daten der Richtungen der jeweiligen Verbindung zwischen der aktuellen Fahrzeugposition und den Kandidatenknoten und die Daten einer Vielzahl von gespeicherten durchschnittlichen Reiserichtungswerten für die jeweiligen Reiseentfernungseinheiten berechnet;

wobei die zweite Löscheinrichtung diejenigen Knoten löscht, die eine Winkeldifferenz beinhalten, die den ersten vorbestimmten Wert der Kandidatenknoten übersteigen.

8) Vorrichtung zum Navigieren eines Fahrzeugs nach Anspruch 7, wobei die Zielknotenvorgabeeinrichtung enthält:

eine Steuereinrichtung zum Betreiben der Suchbereicheinstelleinrichtung und der zweiten Kandidatenknotenextrahiereinrichtung für jede Fahrt des Fahrzeugs über eine vorbestimmte Entfernung;

wobei die Errechnung des Durchschnitts der Winkeldifferenzen jedes neuen Kandidatenknotens, der durch die zweite Kandidatenknotenextrahiereinrichtung erkannt wird, wenn ein neuer Suchbereich durch die Suchbereicheinstelleinrichtung eingestellt wird, durch die Winkelentfernungsberechnungseinheit ausgeführt wird, wobei die Durchschnitts-Reiserichtungsdaten verwendet werden, die gespeichert sind, nachdem diese Kandidatenknoten erkannt wurden.

9) Vorrichtung zum Navigieren eines Fahrzeugs nach Anspruch 1, wobei die Zielnotenvorgabeeinrichtung eine Landkartenanpassungseinrichtung aufweist zum Anpassen der aktuellen Fahrzeugposition mit einem vorgegebenen Knoten an eine Landkarte.

10) Vorrichtung zum Navigieren eines Fahrzeugs nach Anspruch 9, wobei die Landkartenanpassungseinrichtung eine Landkartenanpassung durchführt, wenn die Entfernung zwischen einem Knoten, der durch die Zielknotenvorgabeeinrichtung vorgegeben wurde, und der aktuellen Fahrzeugposition nicht größer als ein zweiter vorgegebener Wert ist.

11) Vorrichtung zum Navigieren eines Fahrzeugs nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung weiterhin mit einer Einrichtung ausgestattet ist zum Feststellen, daß das Fahrzeug wieder auf einer gespeicherten Straße fährt, wann immer ein Knoten durch die Knotenvorgabeeinrichtung vorgegeben wird.