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TECHNISCHER
BEREICH
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Routenführungsvorrichtung
für ein
Fahrzeug zur Führung
des Fahrzeuges in eine geeignete Richtung, und im besonderen auf
eine Vorrichtung, die eine leicht verständliche Führung für den Fahrer des Fahrzeuges
durch Reflektieren der Bewegung des voran fahrenden Fahrzeuges liefert.
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BISHERIGER
STAND DER TECHNIK
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Gewisse
bekannte Fahrzeugnavigationsvorrichtungen zeigen eine momentane
Position in einer Straßenkarte
an und liefern eine Fahrtroutenführung, und
Fahrzeuge, die mit einer solchen Vorrichtung ausgestattet sind,
sind verbreitet. Bei diesen Navigationsvorrichtungen resultiert
das Festlegen eines Ziels aus dem Festlegen der Route zu dem Ziel
und die Routenführung,
die auf der festgelegten Route basiert, wird während der Fahrt durchgeführt. Insbesondere,
da es unsicher oder unmöglich
ist, die Anzeige während
des Fahrens zu sehen, ist es vorzuziehen, dass die Führung, wie
zum Beispiel für
ein Links- oder Rechtsabbiegen, mit einer Stimme erfolgt. In Abständen von
700 m, 300 m und 100 m vor einer Kreuzung wird der Fahrer von einer
Stimme informiert, bei der herannahenden Kreuzung links oder rechts
abzubiegen. Die Stimme spricht zum Beispiel „Biegen Sie links ab an der
XX Kreuzung XX m voraus".
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Auf
diese Weise wird die bevorzugte Routenführung durchgeführt, bei
der der Fahrer informiert werden kann, an einer Kreuzung links oder
rechts abzubiegen, ohne auf die Anzeige sehen zu müssen. Ein
Beispiel für
diesen Typ der stimmbasierten Routenführung ist gekennzeichnet in
der japanischen, offengelegten Patentveröffentlichung Nr. Hei 7-209004.
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Trotzdem
gibt es auch Fälle,
in denen eine gesprochene Führungsanweisung,
wie zum Beispiel „XX
m voraus" unklar
ist in Bezug auf die Kreuzung, an der links oder rechts abgebogen
werden soll, insbesondere bei einer Kreuzung mit nicht senkrecht
zueinander stehenden Straßen
(wie einer Kreuzung mit fünf
oder sechs Straßen
oder einem Verkehrsknotenpunkt) oder bei dicht hintereinander liegenden
Kreuzungen, wie sie im städtischen
Bereich verbreitet sind, wenn links abgebogen werden soll an einer Kreuzung,
die 100 m voraus liegt, gibt es Fälle, in denen es unklar ist,
an welcher Kreuzung wie links abgebogen werden soll. Darüber hinaus
gibt es, obwohl Formulierungen, wie zum Beispiel „diagonal
nach rechts" auch
verwendet werden können,
Fälle,
in denen es nicht möglich
ist, die gesprochene Führungsanweisung
leicht verständlich
zu machen.
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OFFENBARUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, das zuvor genannte
Problem mittels einer Routenführungsvorrichtung
für ein
Fahrzeug zu lösen, die
eine klar verständliche
Routenführung
liefert.
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Die
vorliegende Erfindung einer Routenführungsvorrichtung für ein Fahrzeug
zur Führung
eines Fahrers in die Richtung, die das Fahrzeug nehmen soll, umfasst
Mittel zum Erfassen der Fahrtrichtung des voran fahrenden Fahrzeuges,
um die Fahrtrichtung eines voran fahrenden Fahrzeuges, das vor dem
Fahrzeug befindlich ist, zu erfassen und Führungsmittel zur Führung der
Fahrtrichtung des Fahrzeuges auf der Basis der erfassten Fahrtrichtung
des voran fahrenden Fahrzeuges.
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Auf
diese Weise kann, da die Führung
auf der Fahrtrichtung des voran fahrenden Fahrzeuges basiert, die
Führung
in Bezug auf die Fahrtrichtung des voran fahrenden Fahrzeuges durchgeführt werden,
wie zum Beispiel „Biegen
Sie links ab an der Kreuzung, an der das vordere Fahrzeug links
abgebogen ist" oder „Biegen
Sie links ab an der Kreuzung, an der das vordere Fahrzeug jetzt
geradeaus fährt". Wenn es eine Vielzahl
dicht hintereinander liegender Kreuzungen gibt oder wenn es eine
komplexe Kreuzung gibt, wie zum Beispiel eine Kreuzung von fünf Straßen oder
einen Verkehrsknotenpunkt, kann eine leicht verständliche
Führung
geliefert werden.
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Darüber hinaus
liefern die obgenannten Mittel zum Erfassen der Fahrtrichtung des
voran fahrenden Fahrzeuges erfindungsgemäß Bilder des vorderen Fahrzeuges,
das direkt vor dem Fahrzeug ist und erfassen die Fahrtrichtung des
voran fahrenden Fahrzeuges.
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Die
Verarbeitung der Bilder des voran fahrenden Fahrzeuges, wie zum
Beispiel von einer CCD-Kamera, ermöglicht, alle Fahrzeuge zu erkennen
und das Verfolgen der Bewegung des voran fahrenden Fahrzeuges ermöglicht,
die Fahrtrichtung zu erfassen.
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Darüber hinaus
erhalten die obgenannten Mittel zum Erfassen der Fahrtrichtung des
voran fahrenden Fahrzeuges erfindungsgemäß Informationen über die
Fahrtrichtung des voran fahrenden Fahrzeuges und bewerten die Fahrtrichtung
des voran fahrenden Fahrzeuges.
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Informationen über die
Fahrtrichtung des voran fahrenden Fahrzeuges können von einem Leuchtfeuer
erhalten werden. Wenn diese Informationen verwendet werden, kann
die Fahrtrichtung des voran fahrenden Fahrzeuges abgeschätzt werden, bevor
das voran fahrende Fahrzeug eine führungsrelevante Kreuzung erreicht.
Daher kann durch Verwenden dieser Informationen eine bevorzugte
Führung
durchgeführt
werden.
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Darüber hinaus
umfasst die vorliegende Erfindung einer Routenführungsvorrichtung für ein Fahrzeug
zum Führen
eines Fahrers in die Richtung, die das Fahrzeug nehmen soll, Mittel
zum Positionieren des voran fahrenden Fahrzeuges, um die Position
des voran fahrenden Fahrzeuges zu erfassen, das vor dem Fahrzeug
befindlich ist und Führungsmittel zum
Führen
der Fahrtrichtung des Fahrzeuges auf der Basis der erfassten Position
des voran fahrenden Fahrzeuges.
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Das
Erfassen der Position des voran fahrenden Fahrzeuges ist relativ
leicht und ermöglicht,
den Zeitpunkt, zu dem das voran fahrende Fahrzeug in eine führungsrelevante
Kreuzung einfährt,
zu erkennen. Zu diesem Zeitpunkt kann die Existenz des voran fahrenden
Fahrzeuges den Fahrer über
die führungsrelevante
Kreuzung informieren. Das unterscheidet die führungsrelevante Kreuzung von
anderen in unmittelbarer Nähe
liegenden Kreuzungen.
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Darüber hinaus
umfassen die obgenannten, erfindungsgemäßen Mittel zum Positionieren
des voran fahrenden Fahrzeuges einen Fahrzeug-zu-Fahrzeug Distanzsensor
für das
Erfassen der Fahrzeug-zu-Fahrzeug Distanz und erfassen die Position
des direkt davor fahrenden Fahrzeuges.
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Der
Fahrzeug-zu-Fahrzeug Distanzsensor kann einen Radarlaser verwenden,
sodass das bevorzugte Erfassen der Fahrzeug-zu-Fahrzeug Distanz
durchgeführt
werden kann.
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Das
Durchführen
einer Führung
auf diese Weise, in Bezug auf die Position oder die Fahrtrichtung
des voran fahrenden Fahrzeuges, ermöglicht eine extrem verständliche
Führung
an komplexen Kreuzungen. Wenn die Führung unter Verwendung des
voran fahrenden Fahrzeuges nicht durchgeführt werden kann, kann eine
herkömmliche
Führung durchgeführt werden,
ohne die Nützlichkeit
dieser Erfindung zu beeinträchtigen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Blockdiagramm, das den Aufbau der Vorrichtung in einer ersten
Ausführungsform zeigt.
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2 ist
ein Flussdiagramm, das den Führungsvorgang
zeigt.
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3 veranschaulicht
den Führungsvorgang.
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4 ist
ein Blockdiagramm, das den Aufbau der Vorrichtung in einer zweiten
Ausführungsform
zeigt.
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BESTE AUSFÜHRUNGSART
DER ERFINDUNG
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Bevorzugte
Ausführungsformen
(im folgenden „Ausführungsformen" genannt) der vorliegenden Erfindung
werden im Folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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Erste Ausführungsform
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1 ist
ein Blockdiagramm, das den Gesamtaufbau der ersten Ausführungsform
zeigt. Eine elektrische Navigations-Steuerungseinheit (ECU) 10 führt verschiedene Verarbeitungsvorgänge für die Routenführung durch.
An die Navigations-ECU 10 ist eine Vorrichtung eines Differenziellen
Globalen Positionierungssystems (DGPS) 12 angeschlossen
als Vorrichtung zur Bestimmung der Fahrzeugposition. Das DGPS 12 erhält Funksignale
von künstlichen
Satelliten und verfeinert die erfasste Position durch Richtigstellen
von Fehlinformationen des GPS, die es zum Beispiel von einem frequenzmodulierten
(FM) Multiplexübertragungssystem
erhalten hat, mit der GPS-Vorrichtung,
die die Fahrzeugposition bestimmt.
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Insbesondere,
obwohl die GPS-basierte Positionierung eine Fehlerquote von rund
100 m hat, erfasst und liefert eine zuvor bestimmte fixe Station
das Ausmaß dieses
Fehlers, sodass, nach Fehlerkorrektur, die erfasste Position auf
ungefähr
1 m verfeinert ist.
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An
die Navigations-ECU 10 ist ein Fahrzeug-zu-Fahrzeug Distanzsensor 14 angeschlossen. Der
Fahrzeug-zu-Fahrzeug Distanzsensor 14 sendet zum Beispiel
Infrarotradarsignale nach vorne und erfasst die Fahrzeug-zu-Fahrzeug
Distanz zum voran fahrenden Fahrzeug, nachdem er die reflektierten Wellen
erhalten hat.
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An
die Navigations-ECU 10 ist eine Vorrichtung für Auto-Geschwindigkeitssteuerung
(ACC) 16 angeschlossen. An die ACC-Vorrichtung 16 ist
ein Gaspedalbetätiger 18 angeschlossen,
der die Gaspedalöffnung
automatisch einstellt, sodass die Fahrzeuggeschwindigkeit die Fahrzeugzielgeschwindigkeit
erreicht. Sobald nämlich
der Fahrer eine Fahrzeugzielgeschwindigkeit festlegt, steuert die ACC-Vorrichtung 16 die
Gaspedalöffnung über den Gaspedalbetätiger 18,
um die Fahrzeuggeschwindigkeit auf die Fahrzeugzielgeschwindigkeit
einzustellen. Wenn die Fahrzeug-zu-Fahrzeug Distanz zum voran fahrenden
Fahrzeug, die vom Fahrzeug-zu-Fahrzeug Distanzsensor 14 erfasst
wurde, einen zuvor bestimmten Wert unterschreitet, schaltet die
ACC-Vorrichtung 16 auf Fahrzeug-zu-Fahrzeug Distanzsteuerung,
sodass die Fahrzeug-zu-Fahrzeug Distanz so eingestellt wird, dass
sie den zuvor bestimmten Wert nicht unterschreitet. Die ACC-Vorrichtung 16 ist
so gestaltet, dass sie auch von der Navigations-ECU 10 kontrollierbar
ist.
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Darüber hinaus
ist an die Navigations-ECU 10 eine CCD-Kamera 20 angeschlossen.
Die CCD-Kamera 20 erfasst Frontalbilder und ein Bildverarbeitungssystem
in der Navigations-ECU 10 führt die Bildverarbeitung der
erhaltenen Bilder durch, erkennt das voran fahrende Fahrzeug und
erfasst dessen Bewegungen, um so die Fahrtrichtung zu erfassen.
Insbesondere wird zumindest die Information darüber, ob das direkt davor befindliche
Fahrzeug an einer Kreuzung geradeaus gefahren oder abgebogen ist,
von der Bildverarbeitung erhalten. Die Information bezüglich des
Abbiegens an Kreuzungen wird in Bezug auf den Straßenaufbau
von Daten aus Straßenkarten
bewertet.
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An
die Navigations-ECU 10 ist eine Straßenkartendatenbank 22 angeschlossen.
Die Straßenkartendatenbank 22 speichert
Straßeninformationen des
gesamten Landes und die Navigations-ECU 10 erhält Straßenkartendaten
von der Straßenkartendatenbank 22,
um sie während
der Routenführung
anzuzeigen und Straßendimensionen
während
der Routensuche zu verwenden.
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An
die Navigations-ECU 10 sind eine Anzeigevorrichtung 24 und
ein Sprecher 26 angeschlossen. Die Anzeigevorrichtung 24 zeigt
eine Straßenkarte,
die die momentane Position zeigt, an und zeigt eine führungsrelevante
Straßenkarte
an, die die Fahrtrichtung zeigt, die an einer führungsrelevanten Kreuzung genommen
werden soll, wie zum Beispiel linkes oder rechtes Abbiegen. Der
Sprecher 26 gibt gesprochene Anweisungen für ein Links-
oder Rechtsabbiegen an der führungsrelevanten
Kreuzung. Verarbeitungsvorgänge
für Bildanzeige
und Stimmausgabe werden von der Navigations-ECU 10 durchgeführt. Die
Eingabevorrichtung 28 ist für die Eingabe verschiedener
Anweisungen, wie zum Beispiel Zieldaten bei der Durchführung der
Routenfestlegung.
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Vorgang
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Wenn
ein Ziel zuerst unter Verwendung der Eingabevorrichtung 28 festgelegt
wird, legt die Navigations-ECU 10 die Route unter Verwendung,
zum Beispiel, von Daten der Straßenkartendatenbank 22, fest.
Bezüglich
Kreuzungen für
Links- oder Rechtsabbiegen, zeigt die Anzeigevorrichtung 24 die
Führung
auf Schirmen an und die Führungsanweisung wird
gesprochen.
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Zu
diesem Zeitpunkt, wie in 2 gezeigt, wird die gesprochene
Führungsanweisung
in dieser Ausführungsform
auf der Basis der Position des voran fahrenden Fahrzeuges durchgeführt. Zuerst
wird bewertet (S11), ob die führungsrelevante Kreuzung 300
m voraus liegt und wenn sie 300 m voraus liegt, wird eine herkömmliche
Führung
(S12) durchgeführt, die
ein notwendiges Links- oder Rechtsabbiegen an der XX Kreuzung 300
m voraus angibt. Danach wird vom Ausgang des Fahrzeug-zu-Fahrzeug
Distanzsensors 14 bewertet (S13), ob es ein voran fahrendes
Fahrzeug gibt oder nicht, und wenn es ein voran fahrendes Fahrzeug
gibt, wird die Fahrzeug-zu-Fahrzeug Distanz D zu dem Zeitpunkt erfasst
(S14). Dann wird bewertet (S15), ob die momentane Position + D die
führungsrelevante
Kreuzung ist. Es wird nämlich bewertet,
ob das voran fahrende Fahrzeug die führungsrelevante Kreuzung erreicht
hat. Wenn nicht, geht die Ausführung
zurück
zu S13 und der Vorgang wird wiederholt.
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Wenn
das voran fahrende Fahrzeug die führungsrelevante Kreuzung erreicht,
wird eine gesprochene Führungsanweisung,
wie zum Beispiel „Biegen
Sie links ab an der Kreuzung, an der das voran fahrende Fahrzeug
jetzt geradeaus fährt", vom Sprecher 26 ausgegeben.
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Auf
der anderen Seite ist, wenn ein voran fahrendes Fahrzeug mit S13
nicht erfasst werden konnte, eine Führung basierend auf einem voran
fahrenden Fahrzeug nicht möglich,
sodass Anweisungen für
ein Links- oder Rechtsabbiegen durchgeführt werden (S17) wie üblich, ungefähr 100 m
im Voraus.
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Folglich
wird, wenn es ein voran fahrendes Fahrzeug gibt, wie in 3 gezeigt,
eine Führungsanweisung,
wie „Biegen
Sie links ab an der XX Kreuzung 300 m voraus" 300 m vor der führungsrelevanten Kreuzung durchgeführt. Danach
wird, wenn das voran fahrende Fahrzeug die führungsrelevante Kreuzung erreicht
hat, eine Führungsanweisung,
wie „Biegen
Sie links ab an der Kreuzung, an der das voran fahrende Fahrzeug
ist" gegeben. Auf
diese Weise wird klar verstanden, welche führungsrelevante Kreuzung an
Verkehrsknotenpunkten oder Kreuzungen, die dicht hintereinander
liegen, gemeint ist.
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Formulierung
der Führungsanweisungen
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Wie
oben beschrieben, beinhaltet die Führung basierend auf dem voran
fahrenden Fahrzeug in S16 nicht nur die Position des voran fahrenden
Fahrzeuges, sondern auch die Bewegung des voran fahrenden Fahrzeuges.
Wenn es möglich
war, ein Links- oder
Rechtsabbiegen oder ein Geradeausfahren des voran fahrenden Fahrzeuges
auf den Bildern der CCD-Kamera zu erfassen, wird eine Führungsanweisung,
wie „Biegen
Sie links ab an der Kreuzung, an der das voran fahrende Fahrzeug
jetzt geradeaus fährt", „Folgen
Sie dem voran fahrenden Fahrzeug und biegen Sie links ab" oder „Biegen
Sie links ab an der Kreuzung, an der das voran fahrende Fahrzeug rechts
abbiegt" geliefert.
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Darüber hinaus
kann an einer komplexen Kreuzung, wie zum Beispiel einer Kreuzung
von fünf Straßen, eine
leicht verständliche
Führungsanweisung
für den
Fahrer unter Verwendung einer diesbezüglichen Formulierung, wie zum
Beispiel „Fahren Sie
in der Richtung eine Straße
weiter links als die Richtung, in der das voran fahrende Fahrzeug
gefahren ist", formuliert
werden.
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Wenn
das voran fahrende Fahrzeug an einer Kreuzung abgebogen ist, die
vor der führungsrelevanten
Kreuzung liegt, ist es vorzuziehen, eine Formulierung wie zum Beispiel „Biegen
Sie links ab an der nächsten
Kreuzung nach derjenigen, an der das voran fahrende Fahrzeug gerade
abgebogen ist".
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Zweite Ausführungsform
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4 ist
ein Blockdiagramm der zweiten Ausführungsform. In diesem Beispiel
sind an die Navigations-ECU 10 ein FM Multiplex-Empfänger 30, ein
Leuchtfeuer Sender-Empfänger 32 und
ein Funkfeuer Sender-Empfänger 34 angeschlossen.
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Der
FM Multiplex-Empfänger 30 erhält Verkehrsinformationen,
wie zum Beispiel Informationen über
Verkehrsstaus, die in eine herkömmliche
FM Funkwelle multiplexiert werden und die erhaltenen Daten werden
an die Navigations-ECU 10 geliefert. Die oben genannte
DGPS Fehlinformation kann auch mit dem FM Multiplex-Empfänger 30 erhalten
werden.
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Der
Leuchtfeuer Sender-Empfänger 32 kommuniziert
mit straßenseitig
installierten Leuchtfeuern auf herkömmlichen Straßen und
empfängt
Dienstleistungen für
die Information der Absolutposition und Informationen über Verkehrsstaus.
Der Funkfeuer Sender-Empfänger 34 kommuniziert
mit straßenseitig
installierten Funkfeuern auf Schnellstraßen und erhält dieselben Dienstleistungen
wie der Leuchtfeuer Sender-Empfänger 32.
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Wenn
ein Fahrziel an den Leuchtfeuer Sender-Empfänger 32 geliefert
wird, kann die Routenführungsinformation
am Leuchtfeuer Sender-Empfänger 32 erhalten
werden. Daher hat ein Diensteanbieter, wenn er die Leuchtfeuer verwendet,
eine generelle Idee der Route des Fahrzeuges, die das Ziel lieferte. In
der Folge kann die Information über
die Fahrtroute eines bestimmten Fahrzeuges an andere Fahrzeuge geliefert
werden.
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Wenn
ein Fahrzeug, das Informationen über Routenführung geliefert
hat, sich der führungsrelevanten
Kreuzung nähert,
kann die Information, wie das voran fahrende Fahrzeug die führungsrelevante Kreuzung
passiert, geliefert werden.
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Basierend
auf der Information vom Leuchtfeuer wird die Bewegung des voran
fahrenden Fahrzeuges an der führungsrelevanten
Kreuzung ausgewertet und bei der Führungsanweisung für ein Links- oder
Rechtsabbiegen an der Kreuzung verwendet. Gemäß dieser Methode wird die Führungsanweisung „Biegen
Sie links ab an der Kreuzung, an der das voran fahrende Fahrzeug
rechts abbiegt" durchgeführt.
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Darüber hinaus
kann unter Verwendung der Leuchtfeuer die Fahrzeug-zu-Fahrzeug Kommunikation
durchgeführt
werden. In diesem Fall kann eine Anforderung an das voran fahrende
Fahrzeug für
Informationen über
die Bewegung an der Kreuzung gestellt werden, und diese Informationen
können
erhalten werden. Wenn direkte Fahrzeug-zu-Fahrzeug Kommunikation
möglich
ist, können
Informationen auch auf diese Weise erhalten werden.
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Weitere Aufbauformen
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Wenn
die Fahrzeug-zu-Fahrzeug Distanzsteuerung unter Verwendung der ACC-Vorrichtung 16 während der
Routenführung
durchgeführt
wird, kann die Distanz zwischen Fahrzeugen auf eine etwas längere Distanz
vor der führungsrelevanten Kreuzung
eingestellt werden. Das erlaubt eine Führung basierend auf der Bewegung
des voran fahrenden Fahrzeuges an der Kreuzung mit einem zusätzlichen
Spielraum.
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Darüber hinaus
kann, wenn die Route dieselbe wie die des voran fahrenden Fahrzeuges
ist, ein Ton, wie zum Beispiel ein Piepton, verwendet werden, um
den Fahrer zu informieren, dem voran fahrenden Fahrzeuges zu folgen,
ohne gesprochene Anweisungen zu verwenden.
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Obwohl
positionsbasierte Steuerung (erste Ausführungsform) und kommunikationsbasierte Steuerung
(zweite Ausführungsform)
getrennt in den obigen Beispielen beschrieben wurden, können beide
inkludiert und beide Arten von Information verwendet werden. In
diesem Fall kann die kommunikationsbasierte Steuerung verwendet
werden, bevor das voran fahrende Fahrzeug die führungsrelevante Kreuzung erreicht
und dies wird als ausgewertete Information geliefert, sodass die
Führung,
wenn das vorhandene voran fahrende Fahrzeug wirklich die führungsrelevante
Kreuzung erreicht, ergänzt
werden kann.
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Darüber hinaus,
wenn das Fahrzeug in einem Verkehrsstau steht und sich das voran
fahrende Fahrzeug zu bewegen beginnt, ist es vorzuziehen, eine gesprochene
Führungsanweisung,
wie „Das voran
fahrende Fahrzeug hat sich in Bewegung gesetzt" gemäß dem erfassten
Ergebnis des Fahrzeug-zu-Fahrzeug Distanzsensors 14 auszugeben.
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Wo
es eine Vielzahl von Wegen gibt oder wenn nicht nur das direkt voran
fahrende Fahrzeug erkannt werden kann, ist es vorzuziehen, das voran fahrende
Fahrzeug über
Bildbearbeitung und Kommunikation zu erkennen und bestimmte Fahrzeuge mit
Formulierungen, wie „roter
Wagen" oder „Lastwagen" anzugeben.