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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Unterstützung
der Navigation mittels Wiedergabe von Strassen- und Verkehrsinformationen, das in einem
System arbeitet, welches in einem Kraftfahrzeug mitgeführt wird.
Die derzeit für
Kraftfahrzeuge zur Verfügung
stehenden Systeme zur Unterstützung der
Navigation erfüllen
hauptsächlich
vier Funktionen:
- – Darbietung
von Verkehrsinformationen hinsichtlich der Verkehrsbedingungen,
insbesondere in Bezug auf den genauen Fahrweg, gegebenenfalls mit
Berechnung der Fahrzeit für
diesen Weg;
- – automatische
Positionsbestimmung des Fahrzeuges auf dem Fahrweg insbesondere
unter Berücksichtigung
von Hindernissen um diese zu vermeiden oder zu umfahren;
- – eine
Leitweglenkung, die darin besteht, einen Leitweg vorzuschlagen zum
Erreichen eines vorgegebenen Zielortes und
- – die
Führung
bei Erreichen von Kreuzungen im Hinblick auf das Erreichen des vorgegebenen
Zielortes.
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Das Ziel einer derartigen Unterstützung der Navigation
ist es, dem Fahrer des mit diesem System ausgerüsteten Fahrzeuges zu ermöglichen,
das angestrebte Ziel in kürzest
möglicher
Zeit und unter den bestmöglichen
Bedingungen hinsichtlich Sicherheit und Komfort zu erreichen.
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Jedes Navigationssystem beruht auf
einer Datenbank, die mehr oder minder detailliert ist und die ganz
oder zumindest teilweise das Straßennetz beschreibt. Je höher die
Anforderungen an die Genauigkeit der Beschreibung des Straßennetzes
sind, desto mehr Daten für
das Straßennetz müssen in
der Datenbank gespeichert werden, wodurch die Anforderungen an die
Leistungsfähigkeit
der elektronischen Einheit für
deren Verarbeitung steigen, die Kosten für deren Betrieb und die Kommunikation
für ein
System, das mit einer telefonisch erreichbaren Zentrale für die Übertragung
von die Strasse betreffenden Informationen in Verbindung steht.
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Derzeit gibt es Systeme, die sich
auf detaillierte Datenbanken stützen,
welche in allen Einzelheiten die Achsen des Straßennetzes mittels Vektoren
beschreiben, entsprechend einem unter Bezeichnung G. D. F. bekannten
Standard. Diese ermöglichen
eine hohe Genauigkeit bei der Bestimmung der Position des Fahrzeuges
auf dem Straßennetz
sowie hinsichtlich der Informationen für die Leitweglenkung/Führung oder
für die
ausgestrahlten Verkehrsinformationen; jedoch ist ihr Preis sehr
hoch.
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Es gibt ferner Navigationssysteme,
welche vereinfachte Datenbanken verwenden, wie zum Beispiel dasjenige,
das in der unter der Nummer FR 92 13006 veröffentlichten Patentschrift
beschrieben ist und das eine Art der Führung vorschlägt, welche
direkt die Ortsbestimmung mittels des Global Positioning Systems
GPS vornimmt und das sich auf Informationen vom Typ Richtungsfelder
durch vereinfachte Anzeige der Bezeichnungen der Richtung oder Spracherzeugung
stützt,
oder aber Systeme, wie sie unter Bezeichnung CAMINAT INFO TRAFIC
von RENAULT bekannt geworden sind, welche Informationen zur Verfügung stellen
hinsichtlich des Straßenverkehrs,
die von einem mitgeführten
Empfangsgerät vom
Typ RDS-TMC (Radio Data System-Trafic Message Channel) aufgenommen
werden unter Verwendung eines bestimmten Protokolls namens TMC (Trafic
Message Channel).
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Eine erste Veröffentlichung
JP 09 311 996 beschreibt eine Vorrichtung
zur Navigation mit Positionsbestimmung des Fahrzeuges auf einer
Langkarte unter Verwendung eines GPS-Ortungsgerätes.
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Diese Vorrichtung weist ein System
für die Warnung
des Fahrers in dem Fall auf, in dem die momentane Geschwindigkeit
des Fahrzeuges in gefährlicher
Weise größer ist
als die mittlere für
den durchfahrenen Straßenabschnitt
zulässige
Geschwindigkeit, wobei diese mittlere Geschwindigkeit von einer Informationszentrale
für Verkehrsinformationen
empfangen wird.
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Eine zweite Veröffentlichung
JP 09 007 090 beschreibt eine Vorrichtung
zur Navigation, die es ermöglicht,
die Verkehrsbedingungen für
bestimmte Straßenabschnitte
vorherzusagen ausgehend von einer statistischen Berechnung.
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Diese statistische Berechnung beruht
auf der Messung und der Speicherung aller Fahrzeiten, die für das Durchfahren
durch das der verschiedenen Straßenabschnitte benötigt wurden.
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Allgemein gesagt stützen sich
diese Systeme auf vereinfachte Datenbanken, die eine einfache Architektur
aufweisen und damit weniger kostenintensiv sind als die vorab erwähnten Systeme,
wobei sie jedoch trotzdem eine ausreichend genaue Beschreibung des
Straßennetzes
ermöglichen
im Hinblick auf die Gewährleistung
der Funktionen des Führens
und der Strassen- und
Verkehrsinformationen. Dabei muss das System erkennen, auf welcher Strasse
sich das Fahrzeug befindet um dieses zu leiten um für dieses
eine gefilterte Verkehrsinformation bereit zu stellen, das heißt bezüglich seines
eigenen vorgegebenen Fahrweges.
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Ein erstes Problem, das durch die
existierenden Navigationssysteme nicht gelöst werden kann, betrifft die
Darstellung der Strassen- und Verkehrsinformationen bezüglich einer
Fahrstrecke, die dem Fahrer des Fahrzeuges bereits bekannt ist und
die er in einfacher Weise festlegen möchte.
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Dieses Problem tritt vor allem bei
Fahrern auf, die ihr Fahrzeug häufig
auf den gleichen Fahrwegen benutzen, zum Beispiel Pendler auf dem
Weg zur Arbeit und wieder nach Haus. Bei diesem täglichen
Befahren eines bekannten Weges möchte
der Fahrer sehr genaue Informationen bezüglich dieses Weges erhalten
und nicht solche, die in genauer und detaillierter Weise die verschiedenen
Strassen beschreiben die diesen Fahrweg bilden. Allein auf Grund
der ihm hinsichtlich des Verkehrs auf seinem üblichen Leitweg übermittelten
Informationen entscheidet er, ob er einen Ausweichweg befährt oder nicht.
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Die bekannten Systeme ermöglichen
es nicht in einfacher Weise einen Leitweg festzulegen im Hinblick
auf die Wiedergabe von Strassen- und Verkehrsinformationen und können auch
den Fahrer nicht über
den Verkehrszustand informieren im Fall eines besonders dichten
Verkehrs, sodass er keine Ausweichroute wählen kann. Sofern die bekannten Systeme
in der Lage sind, einen Leitweg festlegen, erfordert dies im Allgemeinen
komplizierte Einstellungen mit Hilfe einer Tastatur oder mittels
Steuerschaltern oder einem manuellen kabellosen Eingabegerät. Dazu
gibt der Fahrer die Abfahrtstelle und die Ankunftstelle sowie die
dazwischen liegenden Punkte zum Beispiel mittels eines vorgegebenen
Menus ein; die annäherungsweise
Programmierung kann im Fall längerer
Strecken in Stadtgebieten sehr ermüdend sein und sogar nicht in
exakter Weise dem tatsächlich
vom Fahrer des Fahrzeuges befahrenen Weg entsprechen.
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Bei einem System, das sich auf eine
vereinfachte Datenbank stützt,
kann der Fahrer nicht mit ausreichender Genauigkeit den von ihm
zu befahrenen Weg identifizieren; dies führt dazu, dass er nicht die
Vorteile der Darstellung der automatischen Identifizierung des Leitweges
genießen
kann.
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Außer diesem Problem der Festlegung
des Leitweges besteht noch ein weiteres Problem bei der Wiedergabe
der Strassen- und Verkehrsinformationen mittels der vorhandenen
Endgeräte,
zum Beispiel bei der Verwendung eines Funkfrequenzbandes für RDS-TMC. Die Wiedergabe
ist schwer verständlich,
da die Probleme im Straßennetz
lokalisiert werden unter Verwendung der geografischen Namen, der
Namen von Strassen, Wegen, Landschaften ..., die in Form von Texten
oder durch Spracherzeugung wiedergegeben werden. Einerseits muss
sich nämlich
der Fahrer auf die Strasse konzentrieren und andererseits kann er
nicht feststellen, ob er von einem Stau an einem ihm unbekannten
Ort betroffen ist.
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Wenn die Straßenprobleme lokalisiert werden
auf Grund von Landkarten, die auf einem Bildschirm dargestellt werden,
so ist deren Lesbarkeit während
des Fahrens nicht sehr gut und die Fahrsicherheit kann durch Ablenkung
des Fahrers beeinträchtigt
werden.
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Ein anderes Problem tritt auf, wenn
der Fahrer des Fahrzeuges außerdem
präzise
die Fahrzeit wissen möchte
entsprechend der für
das Fahrzeug erforderlichen Zeit bis zur Erreichung seines Zieles, ausgehend
von der momentanen Position und unter Verwendung der Verkehrsinformationen
um seinen Leitweg zu entscheiden. Die derzeitigen Systeme liefern
zu diesem Zweck jedoch entweder nur eine ungefähre Zeit, die sich schrittweise ändert bei
jedem Vorbeifahren an einem Sender RDS-TMC oder aber, im Fall von
Systemen mit vereinfachter Datenbank, liefern keine genaue Information
hinsichtlich der genauen Ortsbestimmung des Fahrzeuges auf seinem Weg.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es in erster Linie, ein Verfahren zur Unterstützung der
Navigation in einem Kraftfahrzeug vorzuschlagen, das es dem Benutzer
in einfacher Weise ermöglicht,
einen Leitweg festzulegen, der in permanenter Weise abgespeichert
wird um dergestalt auf Wunsch jederzeit abgerufen werden zu können zusammen
mit der ihn betreffenden Strassen- und Verkehrsinformation. Dieses
Verfahren ist in der Lage, außerdem
die mittleren Bedingungen des Straßenverkehrs mit diesem Leitweg
zu verbinden und dem Fahrer eine Empfehlung zu erteilen, gegebenenfalls
einen anderen Fahrweg zu wählen
im Fall der Beeinträchtigung
des Verkehrs verglichen mit den mittleren Bedingungen.
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Die Erfindung überwindet ebenfalls das Problem
der Wiedergabe von Strassen- und Verkehrsinformationen für den Fahrer
durch ermitteln von Verkehrsereignissen und Angabe ihrer Entfernung
gegebenenfalls der Fahrzeit, die sie vom Fahrzeug trennt entlang
des Weges, auf dem sich das Fahrzeug befindet.
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Ferner betrifft die Erfindung ein
Verfahren, das es ermöglicht,
dem Fahrer die Fahrzeit zu übermitteln
für die
Erreichung seines Zieles unter Berücksichtigung der Verkehrsbedingungen
und seiner genauen Position auf dem Straßennetz.
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Dieses Verfahren stützt sich
sowohl auf genaue Datenbanken als auch auf vereinfachte Datenbanken
unter der Bedingung, dass eine Modellbildung der verschiedenen Strassen
des Straßennetzes
vorgesehen wird.
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Demzufolge betrifft die Erfindung
ein Navigationsverfahren, das mittels eine im Fahrzeug mitgeführten Systems
durchgeführt
wird, welches wenigstens ein Modul zur Ortsbestimmung des Fahrzeuges, einen
Empfänger
für Verkehrsinformationen
und eine Datenbank für
die Navigation zur Modellbildung des Straßennetzes aufweist, das dadurch
gekennzeichnet ist, dass es eine permanente Lernphase aufweist, die
aus den folgenden Schritten besteht:
- – automatische Identifikation
der Straßenabschnitte während wenigstens
eines Fahrvorgangs des Fahrzeuges auf dem Straßennetz;
- – Erstellung
der mittleren Bedingungen des Straßenverkehrs auf den identifizierten
Straßenabschnitte durch
Messung der tatsächlichen
Fahrzeit während das
Fahrzeug den Abschnitt durchfährt
und ausgehend von den Fahrzeiten, die von einem Dienstanbieter wie
zum Beispiel RDS-TMC oder GPS gesendet werden;
- – gegebenenfalls
Speicherung eines Leitweges ausgehend von den identifizierten Straßenabschnitten und
eine
Phase aufweist der Wiedergabe in akustischer, grafischer oder schriftlicher
Form der Strassen- und Verkehrsinformationen für den Leitweg.
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Gemäss einem anderen Merkmal der
Erfindung weist das Verfahren einen Schritt der Wiedergabe von Strassen-
und Verkehrsinformationen auf mit Positionsbestimmung von Verkehrsereignissen
in Form ihrer Entfernung von der Position des Fahrzeuges oder durch
Berechnung der Fahrzeit, die sie vom Fahrzeug trennen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der
Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele
des Verfahrens im Zusammenhang mit der beigefügten Zeichnung hervor; darin
zeigen:
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1 ein
Schema einer elektronischen Anordnung eines Beispiels für ein Navigationssystem zur
Durchführung
des Verfahrens nach der Erfindung,
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2 ein
Beispiel einer Darstellung einer Strasse in einer vereinfachten
Datenbank und
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3, 4, 5 und 6 nicht
begrenzende Beispiele für
die Modellbildung des Straßennetzes
nach der Erfindung in einer vereinfachten Datenbank.
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Die verschiedenen Bauteile, die das
mitgeführte
System zur Unterstützung
der Navigation gemäss
dem Schema in 1 bilden
sind die folgenden:
- – ein
Modul 1 für
die Lokalisation, wie zum Beispiel ein System zur genauen satellitengestützten Ortsbestimmung
mittels Funkwellen GPS (Global Positioning System) oder ein landgestütztes Funkpostensystem,
das vorzugsweise mit entsprechenden Koppel-Fühlern, einem Gyrometer oder
einem Wegstreckenmesser zusammenwirkt, die es ermöglichen, permanent
die Ortsbestimmung des Fahrzeuges durchzuführen, wenn der Empfang der
für die
Ortung bestimmten Radiowellen unterbrochen wird;
- – zwei
Anordnungen 2 und 3 für die Speicherung, wobei die
Anordnung 2 kartographische Datenbanken enthält, die
das Straßennetz
beschreiben im Hinblick auf die Führung sowie Datenbanken für die Unterstützung der
Verkehrsinformationen, während
die Anordnung 3 sowohl wiederbeschreibbar als auch nicht
flüchtig
ist und so zur Speicherung des Leitweges dient und der Daten bezüglich der
zugehörigen Fahrzeiten;
- – mindestens
ein Modul 4 für
die Steuerung, das als Schnittstelle dient für den Autofahrer und das zum Beispiel
aus Tasten besteht, die auf der Vorderseite eines Gehäuses oder
des Armaturenbrettes angeordnet sind oder auf einem unterhalb des
Lenkrades angeordneten Steuerteil oder auf einer Fernsteuerung,
die mit Infrarot arbeitet, sodass auch Mitfahrer die Möglichkeit
haben, auf das Navigationssystem zugreifen zu können;
- – ein
Modul 5 für
den Empfang und gegebenenfalls die Dekodierung von Verkehrsinformationen,
das an und für
sich bekannt ist, zum Beispiel RDS-TMC, SWIFT, DAB, GSM, Sendebalken
...;
- – ein
Modul 6 für
die Wiedergabe von optischen Informationen, zum Beispiel eine Anzeigetafel
oder ein Bildschirm;
- – ein
Modul 7 zur akustischen Wiedergabe von Informationen, wie
zum Beispiel eine Anordnung zur Spracherzeugung;
- – eine
elektronische Recheneinheit 8, die mit allen vorgenannten
Modulen verbunden ist um dergestalt sämtliche Eingangssignale und
Ausgangssignale zu steuern, die Berechnung des Leitweges durchzuführen, den
Verlauf bezüglich
des berechneten Leitweges zu überwachen
sowie die Führung
und, unter anderem, die Erkennung des Leitweges durchzuführen und
- – ein
Modul 9 für
die Zeitmessung, zum Beispiel eine Uhr, die mit der Recheneinheit
zusammen wirkt.
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Das Navigationsverfahren gemäss der Erfindung
weist eine erste Phase, Lernphase genannt, auf, während der
es eine automatische Erkennung der Achsen oder Wegabschnitte des
Straßennetzes durchführt, auf
denen sich das Fahrzeug befindet, sowie das mitgeführte System
eingeschaltet wird und zwar mittels des Moduls 1 für die Ortsbestimmung und
eines Algorithmus für
die Identifikation des Leitweges, der in die Recheneinheit 8 implementiert
ist.
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Gleichzeitig stellt es die mittleren
Verkehrsbedingungen auf den identifizierten Strecken fest durch
Messung der tatsächlich
benötigten
Fahrzeiten. Es kann auch die mittleren Verkehrsbedingungen feststellen
ausgehend von ausgestrahlten Informationen von einem Dienstanbieter,
wie zum Beispiel RDS-TMC
oder GSM, die über
das Modul 5 für den
Empfang und die Dekodierung der Verkehrsinformationen der Einheit 8 zugeführt werden,
welche daraufhin Tag für
Tag die mittleren Fahrzeiten für
diese Strecke ermittelt, auch als Funktion der Uhrzeit und gegebenenfalls
des Kalendertages. Wenn das Modul 5 für den Empfang von Verkehrsinformationen keine
Fahrzeiten zur Verfügung
stellt sondern statt dessen Ereignisinformationen überträgt vom Typ ALERT
C, kann die Recheneinheit 8 eine ähnliche Analyse durchführen. Mit
Hilfe eines Lernprozesses stellt das System die normalen Verkehrsbedingungen
fest und schlägt
im Fall von auftretenden erheblichen, diese Bedingungen beeinträchtigenden
Verkehrsproblemen dem Fahrer eine alternative Fahrstrecke vor.
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Bei der Durchführung des Verfahrens wird gegebenenfalls
wenigstens ein Leitweg gespeichert ausgehend von mehreren identifizierten
Streckenabschnitten, wobei, in einer zweiten Phase, die Informationen
bezüglich
der Leitweglenkung, der Strasse oder der Führung angezeigt werden.
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Mit der Erfindung wird ein neuer
Modus für die
Erstellung und die Speicherung eines Leitweges mittels des Navigationsverfahrens
vorgeschlagen, bei dem der Fahrer nicht mehr sämtliche Strassen und Kreuzungen
seiner täglichen
Fahrstrecke eingeben muss, da diese vorn Navigationsverfahren nunmehr
selbst identifiziert werden während
der Fortbewegung des Fahrzeuges und die zur Festlegung des Leitweges
gespeichert werden.
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Dieser Schritt der automatischen
Speicherung eines Leitweges während
der Fortbewegung des Fahrzeuges kann mittels mehrerer Varianten durchgeführt werden.
Gemäss
einer ersten Variante mit automatischer Betriebsweise wird, sowie
das System eingeschaltet wird, als Ausgangspunkt des Leitweges,
der berücksichtigt
wird, die geografische Position des Fahrzeuges verwendet, die mittels
des Moduls 1 der Ortsbestimmung GPS ermittelt wird, wonach
mit dem Verfahren die nacheinander vom Fahrzeug durchfahrenen Abschnitte
gespeichert werden, bis eine Bedingung für die Beendigung der Speicherung
eintritt. Diese Bedingung kann das Abstellen des Motors sein, verbunden
mit einer Verzögerung
und mit einer Anforderung einer Bestätigung der GPS-Position des
Fahrzeuges, die dem Fahrer als Zielort des zu ermittelnden Leitweges
dargeboten wird. Im Fall einer fehlenden Bestätigung wird der Fahrer aufgefordert,
einen anderen Ort des vom System ermittelten Leitweges auszuwählen, den
ihm das System zum Beispiel auf der Grundlage einer Landkarte vorschlägt. Es kann
auch einen anderen Ausgangsort für
den identifizierten Leitweg wählen,
zum Beispiel auf der Grundlage der Landkarte, als denjenigen, den
das GPS-Ortungsgerät ermittelt
hat.
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Gemäss einer anderen Variante programmiert
der Fahrer nach dem Einschalten des Navigationssystems den Ursprungsort
des zu speichernden Leitweges durch Auswahl der laufenden vom Modul für die Ortbestimmung
GPS ermittelten Position oder aber wählt einen anderen Ausgangsort
auf dem von ihm befahrenen Weg. Die Bestätigung des Ankunftsortes kann
dergestalt erfolgen, wie es oben beschrieben wurde.
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Gemäss einer weiteren Variante überlässt es das
System dem Fahrer selbst, einen oder mehrere Teile des Leitweges
zu bestimmen, sofern er dies wünscht
oder wenn die Identifizierung mit Schwierigkeiten verbunden ist,
zum Beispiel auf Grund von äußeren Störungen,
die die Zuverlässigkeit
beeinträchtigen.
Nach der Ankunft am Zielort schlägt
das System vor, den derart identifizierten Leitweg in den permanenten
Speicher 3 einzulesen.
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Sofern das System über eine
Datenbank für die
Navigation mit hoher Genauigkeit verfügt, kann das Verfahren präzise den
Leitweg identifizieren, auf dem sich das Fahrzeug bewegt und zwar
mit Hilfe des Moduls 1 zur Ortsbestimmung und einer Technik der
Zurückverfolgung
des Weges (auch map matching genannt). Derartige detaillierte Datenbanken decken üblicherweise
das gesamte Straßennetz
ab, zumindest in den unmittelbaren und benachbarten Stadtgebieten.
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Sofern das System hingegen über eine
vereinfachte Datenbank verfügt,
die mittels der Koordinaten X und Y für die Orte, die Kreuzungen
an den Enden und die Länge
der Wege arbeitet, kann eine Zurückverfolgung
des Weges mittels Koppel-Fühlern sich
nicht auf eine genaue Darstellung des Straßennetzes stützen. Daher
weist das Verfahren im Hinblick auf eine automatische Identifizierung
des Leitweges einen vorhergehenden Schritt der Modellbildung der
Wege des Straßennetzes
auf.
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Diese Modellbildung kann durchgeführt werden
in kompakter Weise, zum Beispiel mittels einer Funktion, deren geometrische
Darstellung sich der tatsächlichen
zu modellierenden Strasse annähert mittels
Kreuzungen an den Enden und mit einer maximalen Unschärfe, die
eine Funktion des Abstandes zwischen zwei Kreuzungen ist, der Länge des
Weges und weiterer Parameter.
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Der Prozess der Modellbildung in
kompakter Weise für
die Straßenabschnitte
der Datenbank wird durchgeführt
während
der Erstellung der kartografischen Datenbank in definitiver Art.
In einer Datenbank vom Typ GDF wird eine Strasse als Folge von Elementarabschnitten
oder Vektoren dargestellt, deren Enden aufeinander folgen. Je komplizierter
der Verlauf der Strasse auf Grund von Kurven ist, desto mehr muss
die Darstellung in kurze Stücke
unterteilt sein, wodurch eine große Anzahl von Vektoren gebildet
wird. In einem vereinfachten System wird die Strasse durch die geografischen
Koordinaten ihrer Enden definiert, das heißt der Ausgangskreuzung Ci und der Endkreuzung Cf ,
sowie durch ihre tatsächliche
Länge,
wodurch eine Ellipse E entsteht mit maximaler Unschärfe Imax , in der die Strasse notwendigerweise
verläuft,
wie es in 2 dargestellt
ist. Die Modellbildung gemäss
der Erfindung ermöglicht
es, in erheblicher Weise die Unschärfe der Position auf der Strasse
zu verringern ohne die Anzahl der entsprechenden Segmente zu erhöhen. Zu
diesem Zweck berücksichtigt
sie die Tatsache, dass die Mehrheit der Strassen die gleiche Gestalt
aufweist, wie zum Beispiel gerade Strecken, eine oder zwei Biegungen, Kreisbögen, ...
die in eine geringere Anzahl von Straßenmodellen klassifiziert werden.
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Das Prinzip dieser Modellbildung
besteht darin, aus den vorgebildeten Modellen dasjenige heraus zu
suchen, das der in Frage kommenden Strasse am nächsten kommt durch Messung
des Abstandes zwischen der Strasse und dem Modell gemäss einem einstellbaren
Schwellwert als Funktion der erwünschten
Genauigkeit, auch Qualität Q des
Modells genannt.
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Ist dieser Abstand zu groß, so muss
die Strasse in mehrere Abschnitte unterteilt werden, die wiederum
modelliert werden. Als Resultat wird für jede Strasse ihr Modell Mr mit der zugehörigen Qualität Q erhalten,
wie es in 3 dargestellt
ist, die die Modellbildung einer Strasse R zeigt. Diesem
Modell wird ein Unschärfeband Bi zugeordnet, das heißt, eine
optimierte Fläche,
die in sicherer Weise die tatsächliche
Strasse beinhaltet, deren Breite dem doppelten Wert der Qualität entspricht
und die im Modell zentriert ist.
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Die Qualität kann als eine globale Funktion ausgedrückt werden,
deren Wert mit der Ellipse der ursprünglichen Unschärfe verbunden
ist, ausgehend insbesondere von dem maximalen Abstand, einem Prozentsatz
der Breite der Ellipse und einer linearen Kombination der beiden
letzteren Parameter.
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Gemäss einem ersten Modell wird
die Strasse R in zwei Segmente S0 und S1 im Inneren der Ellipse E unterteilt
(4).
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Gemäss einem zweiten Modell wird
die Strasse in drei Segmente unterteilt, wobei zwei Segmente S2 und S3 von
Kreuzungen an den Enden ausgehen, deren Neigungswinkel α2 und α3 bezüglich der
Achse der Ellipse der Unschärfe
bekannt sind und wobei ein drittes Zwischensegment S4 diese verbindet (5).
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Bestimmte Strassen mit einem komplizierten Verlauf
können
nicht in einfacher Weise modelliert werden, sondern oszillieren
um die Achse der Ellipse E der Unschärfe, die sie einschließt, wie
es in 6 dargestellt
ist. Ihr Modell zeigt explizit den maximalen Wert des seitlichen
Abstandes einer jeden Seite e1 und e2 von der großen Achse δ der
Ellipse E.
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Das Verfahren nach der Erfindung
löst auch das
Problem des Verlassens des hauptsächlichen Bereichs des Straßennetzes,
der von den Fahrern bei Zurücklegung
ihres normalen Weges zwischen Wohnung und Arbeitsplatz befahren
wird um zum Beispiel vorteilhafte Abkürzungen zu wählen. Die vereinfachten
Datenbanken für
die Navigation stützen
sich in üblicher
Weise auf das hauptsächliche Straßennetz
und sind damit ähnlich
den Datenbanken RDS-TMC, welche die Verkehrsinformationen verwenden.
Wenn ein Verlassen des Straßennetzes durch
das Fahrzeug erfolgt auf Grund einer Empfehlung durch die Verkehrsinformation
und dies vom mitgeführten
System festgestellt wird, so wird ein Link „außer Bereich„ in charakteristischer Weise
im gespeicherten Leitweg erzeugt und dem Fahrer angezeigt während der
Beobachtung des gespeicherten Weges. Obwohl keine Verkehrsinformation
während der
Fahrt auf den Strassen „außer Bereich„ zur Verfügung steht,
ist es möglich,
eine Verspätung
oder eine Fahrzeit zu extrapolieren, wenn das Verlassen des Straßenbereichs
nicht zu lange dauert und zwar durch Beobachtung des Zustandes des
Straßenverkehrs
auf den empfohlenen Strecken außerhalb
des Straßennetzes
oder durch Verwendung der mittleren Bedingungen mittels Messung
der Fahrzeiten.
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Parallel zu dieser Lernphase weist
das Verfahren eine zweite Phase der Wiedergabe der Strassen- und
Verkehrsinformationen bezüglich
des identifizierten und gespeicherten Leitweges auf und zwar in
Form einer Spracherzeugung, einer Textdarstellung oder einer grafischen
Darstellung mittels der Module 6 und 7. Das Verfahren
führt eine
Analyse des Zustandes des Verkehrs anstelle des Fahrers durch und
empfiehlt ihm einen zu wählenden
Weg. Es erkennt, ob die Verkehrsbedingungen sich verschlechtert
haben, verglichen mit den gespeicherten Bedingungen, kann alternative
Leitwege prüfen
und einen davon dem Fahrer vorschlagen, wenn der dabei erzielte
Zeitgewinn größer als
ein vorgegebener Schwellwert ist. Im Fall von erhaltenen Informationen hinsichtlich
eines Verkehrsereignisses kann das System auch vor dem Auftauchen
eines außergewöhnlichen
Ereignisses warnen, zum Beispiel vor einem Unfall oder einer Demonstration,
die voraus liegen.
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Gemäss einem anderen wesentlichen
Merkmal der Erfindung stellt das Navigationsverfahren, das mittels
eines mitgeführten
Systems durchgeführt wird,
welches mit einem Modul 5 für den Empfang von Verkehrsinformationen
versehen ist, das diese in Form von Ereignissen anzeigt, die Position
dieser Verkehrsereignisse fest, die voraus liegen und zwar im Vergleich
zur Position des Fahrzeuges, in Form ihrer Entfernung und/oder der
Zeit, unter der Voraussetzung, dass es die Strasse im Straßennetz,
auf der sich das Fahrzeug befindet, mit ausreichender Genauigkeit
lokalisiert.
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In dem Fall, in dem das Verfahren
eine Verfolgung des Leitweges durchführt, wie oben ausgeführt, gibt
es eine Warnung aus hinsichtlich des Auftauchen eines voraus liegenden
Verkehrsereignisses unter Angabe der Entfernung oder der Fahrzeit
hinsichtlich der tatsächlichen
Position des Fahrzeuges.
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Im Gegensatz dazu kann das Navigationsverfahren
auch keine Verfolgung des gespeicherten Leitweges durchführen und
demzufolge den gewählten
Weg des Fahrers ignorieren. Tritt dabei auf der von ihm befahrenen
Strasse ein voraus liegendes Verkehrsereignis ein, das zum Beispiel
durch den Namen der Strasse oder die Nummer der Strasse bezeichnet
wird, signalisiert das Navigationssystem entsprechend einer ersten
Betriebsvariante dieses Ereignis durch Angabe der Entfernung vom
Fahrzeug und/oder durch die Dauer der Fahrt bis zu seinem Erreichen.
Gemäss
einer zweiten Betriebsvariante zeigt das System vor dem Erreichen
eines jeden Schnittpunktes oder einer jeden Straßenkreuzung die vorhandenen
Verkehrsereignisse auf jeder der möglichen Abzweigungen an, die
von der Kreuzung ausgehen und zwar durch deren Entfernung vom Fahrzeug
oder die Zeit bis zu ihrem Erreichen.
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Eine dritte Variante des Verfahrens
zur Warnung und zur relativen Positionierung betrifft die Schwellwerte
für die
Entfernungen oder für
gefährliche
Ereignisse, die festgelegt werden können im Hinblick auf die Ausgabe
von Informationen für
Verkehrsereignisse. Ist dabei das Verkehrsereignis zu weit vom Fahrzeug
entfernt, so gibt das System seine Information nicht aus. Je nach
der Gefährlichkeit
des Ereignisses wird eine mehr oder minder ausgeprägte Warnung
für den
Fahrer in akustischer oder optischer Form ausgegeben.
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Um diesen Schritt der Warnung des
Fahrers durchzuführen
muss das System zwei Schwierigkeiten überwinden, deren erste darin
besteht, die Strasse zu identifizieren, auf der sich das Fahrzeug
befindet. Mittels detaillierter Datenbanken ist diese Identifizierung
einfach durchzuführen,
im Fall von vereinfachten Datenbanken jedoch verwendet das Verfahren
nach der Erfindung die Straßenmodelle
entsprechend dem weiter oben beschriebenen Prozess der Modellbildung.
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Das Verfahren nach der Erfindung
ermöglicht
den Fahrern in sehr einfacher Weise einen Leitweg zu erstellen mit
optischer Anzeige von Strassen- und Verkehrsinformationen auf diesem
Leitweg, den sie mehr als einmal befahren und mit Warnungen hinsichtlich
des Verkehrszustandes, wenn sich dieser in ungewöhnlicher Weise verschlechtert
um so einen Ausweichweg zu wählen.
Dieses Navigationsverfahren verbessert damit die den Benutzern gebotenen Leistungen
eines Navigationssystems und wertet die Strassen- und Verkehrsinformation
leichter und genauer aus, ohne eine teure Technologie zu benötigen. Schließlich verbessert
es auch die von den Navigationssystemen mit vereinfachter Datenbank
ausgehende Leitweglenkung und Führung.