EP0021060A1 - Leitsystem für den Individualverkehr - Google Patents

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EP0021060A1
EP0021060A1 EP80102897A EP80102897A EP0021060A1 EP 0021060 A1 EP0021060 A1 EP 0021060A1 EP 80102897 A EP80102897 A EP 80102897A EP 80102897 A EP80102897 A EP 80102897A EP 0021060 A1 EP0021060 A1 EP 0021060A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
control system
vehicle
location
information
guidance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP80102897A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0021060B1 (de
Inventor
Romuald Dipl.-Ing. Von Tomkewitsch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=6072990&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP0021060(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to AT80102897T priority Critical patent/ATE2361T1/de
Publication of EP0021060A1 publication Critical patent/EP0021060A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0021060B1 publication Critical patent/EP0021060B1/de
Expired legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/09—Arrangements for giving variable traffic instructions
    • G08G1/0962—Arrangements for giving variable traffic instructions having an indicator mounted inside the vehicle, e.g. giving voice messages
    • G08G1/0968—Systems involving transmission of navigation instructions to the vehicle
    • G08G1/096805—Systems involving transmission of navigation instructions to the vehicle where the transmitted instructions are used to compute a route
    • G08G1/096827—Systems involving transmission of navigation instructions to the vehicle where the transmitted instructions are used to compute a route where the route is computed onboard

Definitions

  • the invention relates to a guidance system for individual traffic in a road network with fixed transmission devices (beacons) arranged on the carriageways, which transmit control information transmitted and / or permanently stored from a central station to all passing vehicles to reach all travel destinations that can be reached from their location ,
  • a receiving device for the guidance information transmitted by the beacons and an input device for inputting a specific destination and the guidance information associated with the selected destination can be selected via a destination comparison device and displayed via a display device.
  • a method for information transmission corresponding to such a control system is already known (DE-AS 1 951 992). This method already has the advantage over other known systems that along the Routes are only fixed transmission devices and in the vehicles only receiving devices are required.
  • transmission antennas laid in the roadway are laid; but since no information is provided by the vehicle and since the information provided by the transmitting device is simultaneously transmitted in the same way to all passing vehicles, the transmission can also be carried out in a simpler manner using beacons arranged on the roadside, for example.
  • the known method still has the disadvantage that the transmission devices must be arranged where the guidance information must be displayed to the vehicle driver.
  • This display must be made in good time, so a reasonable distance before an intersection, so that the driver can adjust to any changes in direction and, for example, arrange himself accordingly.
  • these points for the correct display can often be unfavorable in terms of supply technology, so that in general separate supply lines and, under certain circumstances, separate housings and the like must be created. This can lead to difficulties in various cases, in any case it means a relatively high outlay.
  • such a control system can only come into play if the fixed facilities are fully installed, regardless of the number of participating vehicles, i.e. the initial investment is very high.
  • the object of the invention is therefore to design a control system so that the effort for the fixed facilities can be significantly reduced.
  • each guide information can be transmitted together with a location determination associated with it and stored in an information memory provided in the vehicle, and furthermore that in each vehicle an auto-navigation device for continuously determining the vehicle position and a location comparison device for Comparison of the current vehicle position with the stored location determinations are provided and that finally the stored guidance information corresponding to the selected destination can be displayed via the display device when the respectively associated location determination corresponds to the current vehicle position.
  • the display of the control information in the vehicle is separated from the transmission of this information in terms of location and time.
  • This makes it possible to arrange the beacons at locations that are technically advantageous. For example, it is possible to take advantage of the traffic light systems with masts, network connections, equipment cabinets and cable ducts located directly at intersections and to couple the beacon with these traffic control devices.
  • a beacon can be accommodated in or placed on a signal generator housing.
  • the stationary devices can thus be designed relatively cheaply, which favors the construction of such a comprehensive system.
  • the beacons can not only be arranged in economically advantageous places, but also the number of beacons can be reduced. Because the guidance information does not have to be displayed at the same time in the vehicle at the location of the guidance beacon, guidance information for one can also be obtained from this guidance beacon longer distances can be transmitted.
  • the guidance information is stored for an entire section in the vehicle, with the information that corresponds to the position just reached being output in the vehicle bit by bit.
  • the auto-navigation device expediently works according to the known principle of dead reckoning, the respective vehicle position being determined by vectorial addition.
  • the travel route is expediently determined via a travel pulse generator and the travel direction via a magnetic field probe. Since dead reckoning always has a certain error over longer distances, it is still advisable to enter correction values again and again when passing through beacons. This is done in the simplest way in that the beacon transmits its exact location coordinates to the passing vehicle. These exact location coordinates can then be used as a starting point for the additional dead reckoning.
  • the guidance information is expediently transmitted to the vehicles in the form of guidance vectors and displayed there. For larger distances between the beacons with several changes, this guidance information can be transmitted and displayed as a chain of guidance vectors. Each guidance vector can be determined by the coordinates of the next intermediate destination (tip of the vector).
  • the car navigation device in the vehicle can be used to check whether the driver has correctly understood and carried out the guidance information. If the guidance information was given as a guidance vector, monitoring areas can be calculated for each guidance vector from the maximum possible path and angle errors of the coupling navigation device. If the vehicle leaves such a monitoring area, this can be determined and displayed by a test device. In this case, all other advertisements are expediently deleted.
  • the recommended direction of travel, i.e. the guidance vector can be displayed in the vehicle in the form of an arrow, whereby the distance to the location of the next due change in direction can also be shown on a numerical display.
  • Another advantage of the additional car navigation device is that autonomous route guidance is possible beyond the area provided with a guide beacon. For example, when leaving the area with a beacon, for example when crossing the border abroad, you can enter relative target coordinates. These target coordinates can be compared in a further comparison device with the respective vehicle position determined in the car navigation device and can be evaluated in terms of amount and direction to output a target vector. The air line vector can then be displayed continuously in the vehicle according to the direction and distance from the current location to the destination.
  • a vehicle 1 that is moving along a road 2 receives its guidance information from a fixed transmitter, the guidance beacon 3.
  • This guidance beacon 3 is arranged on an already existing signal mast 4, which carries, for example, a light signal transmitter 5 and an information panel 6.
  • a signal transmitter housing 5 was selected, which is designed for four signal fields 6.
  • the beacon 3 is inserted into the signal generator housing 5 above the three built-in signal fields for the three signal colors.
  • the traffic control device is arranged on the roadside in a housing 7 which can also contain a normal traffic control device.
  • the beacon expediently contains a microwave or infrared transmitter, which transmits the guidance information to the vehicle 1, specifically to each passing vehicle 1. Since the light signal transmitters are set up at intersections, the guidance information emitted here is not the information belonging to this intersection, but guidance information that only becomes current at the next and further intersections and is then to be displayed there in vehicle 1 .
  • the vehicle 1 contains a microwave or infrared receiver 8, which contains the guidance information from the beacon 3 records and feeds the car navigation device 9.
  • This car navigation device 9 simultaneously receives information about the amount and direction of the distance traveled.
  • a displacement pulse generator 10 for displacement measurement and a magnetic field probe 11 for measuring the respective direction of travel are attached to the vehicle.
  • a microprocessor provided in the car navigation device 9 forms incremental travel vectors from the measured values of the travel pulse generator and the magnetic field probe and adds these continuously. Based on the vehicle position determined in this way, the location-dependent guidance information can be selected from a larger block and displayed at the right time.
  • an input and output device 12 is connected to the car navigation device.
  • the latter contains, for example, a keypad for entering the selected destination and a display device.
  • This display device shows the guidance information corresponding to the selected destination at the given time and place.
  • traffic signs and other information applicable on the route can be transmitted from the beacon 3 to the vehicle, stored in the car navigation device 9 and displayed at the right time via the input and output device 12.
  • the correct time is to be understood as the point of use, i.e. the place where the display appears and the duration of the display, i.e. the route during which the display is to take place.
  • the mode of operation of the control system is explained below using the block diagram of FIG. 2.
  • the system initially has a control center Z, which receives traffic information from the entire detectable area and uses this information to compile guidance information for the individual desired requests. For each starting point there is a certain bundle of target desires and ent related related guidance information. This bundle of guidance information is transmitted to the relevant starting points for the fixed beacon located there.
  • the beacon BK does not have to be set up directly at the respective starting point. Rather, the beacon is located at a convenient location near one or more starting positions for guidance information.
  • the individual beacons BK are thus connected to the central station Z via lines L or radio channels. From there they receive guidance information and, if necessary, also pass on information determined on the spot via the lines L to the head office. The individual beacon then cyclically emits its associated guidance information to the passing vehicles. As mentioned, this guidance information comes from the central office Z.
  • location-specific guidance information can also be stored in the beacon itself, which information is always valid regardless of the higher-level traffic situation and is therefore also continuously emitted to the vehicles.
  • traffic signs, speed regulations for certain sections of the route and similar information can also be used.
  • the vehicle device FZ initially contains the microwave or infrared receiver ME, which receives the guidance information from the beacon and feeds it to the car navigation device AN.
  • the guidance information emitted by the beacon and received by the receiver ME is arranged according to destinations, ie each guidance information is assigned to a specific destination.
  • the incoming guidance information is first fed to a comparison device V1, into which the destination desired by the driver is also input via an input device EG and a destination memory ZSP.
  • This input advises EG can for example be a keyboard or the like. If the selected destination coincides with the destination assigned to guidance information, this guidance information relating to it is entered into the information memory SP1 and stored. In general, several pieces of guidance information will be assigned to a particular destination.
  • each guidance information includes a location about the position from which the guidance information should apply. This location does not have to match the location of the beacon. This location determination is stored with the respective guidance information in the information memory SP1.
  • a position memory SP2 also contains the respective current vehicle position, and this vehicle position is continuously fed from the information memory SP1 to a location comparison device V2 together with the stored location determinations associated with specific guidance information. As soon as the current vehicle position matches a stored location determination, the associated guidance information is fed from the information memory SP1 to an output device AG.
  • This is usually an optical display device that displays instructions in the form of direction arrows, for example. Other information can also be displayed either graphically (traffic signals) or digitally (speed limits and other information).
  • the vehicle position is continuously updated in the position memory SP2.
  • the stored location coordinates are continuously fed to an adder ADD, into which the path covered is continuously inserted at the same time and is added vectorially to the old position coordinates.
  • the path vectors are determined from the measured values of a path pulse generator WG and a magnetic field probe MS in a vector determination device VB.
  • a microprocessor is expediently used for this purpose.
  • the position measurement can be easily corrected when passing a beacon.
  • the respective beacon BK sends out its absolute location coordinates in addition to the guidance information. These location coordinates are also received in the receiver ME and fed to the position memory SP2. In the position memory SP2, the previously calculated location coordinates are then replaced by the location coordinates of the beacons BK. These then serve as the starting point for further paddock navigation.
  • the guidance information is expediently given as a chain of guidance vectors, as shown in FIG. 3.
  • the recommended route starts, for example, at a lead beacon BK or continues at the last intermediate goal of a lead recommendation.
  • 3 now shows what information is transmitted, for example, for the route section shown and is displayed in the vehicle.
  • the traffic sign "main traffic road” is also shown in the example shown.
  • the display time is given as the number of guide vectors for the characters concerned.
  • the mentioned traffic sign "main traffic road” is therefore displayed for the duration of a guidance vector.
  • the guidance vector LV2 is calculated from the stored coordinates of its beginning and its end and is already displayed. The driver therefore has time to get into the right lane.
  • the traffic sign "Observe right of way” then appears and is displayed for the duration of five guidance vectors, ie until the end of the guidance vector LV6.
  • an arrow indicating the direction of travel for the guidance vector LV3 is displayed.
  • the car navigation device can also continuously calculate and display the distance to the intersection at the end of the guidance vector LV2.
  • children are pointed out; at the beginning of the guidance vector LV5, a warning appears about a traffic light system at the next intersection; further traffic signs can be transmitted and displayed in the same way.
  • FIG. 4 A display option for the guide vector is shown in FIG. 4. This is a round instrument 21 with an angle division 22, an arrow 23 describing the direction of travel recommended in each case. In the middle there is also a display field 24 for an alphanumeric distance specification. Here you can see when the recommended and displayed change of direction applies. In the example of FIG. 4, it can thus be seen on the display device that after 310 meters, a turn is to be made to the right.
  • the compliance with this guidance information can also be monitored via the auto-navigation device AN.
  • Monitoring areas were therefore calculated in the vehicle device for each guide vector from the maximum possible path and angle errors of the coupling navigation device.
  • Such monitoring areas UF are shown in dotted lines in FIG. 3. Leaves if the vehicle has such a monitoring area, all of the following guidance recommendations are void until the next guidance beacon; the other ads are deleted or the information is blocked.
  • the monitoring areas are expediently stored in the memory SP1. They are compared in the test facility V3 with the respective location coordinates of the vehicle. If the vehicle leaves the monitoring area, this can be indicated optically or acoustically in the output device. Further guidance information is only displayed again when the vehicle passes the next guidance beacon BK and receives new, valid guidance information.
  • a target vector according to magnitude and direction is entered via the input device into a comparison device V4, which at the same time receives the vehicle position determined by coupling navigation from the position memory.
  • the comparison device V4 then continuously provides the air line vector (direction and distance) from the current location to the destination via the output device.

Abstract

Von ortsfesten Leitbaken (3; BK) an der Straße werden ständig für alle wählbaren Fahrtziele alle erforderlichen Leitinformationen an alle passierenden Fahrzeuge (1; FZ) ausgestrahlt. In den Fahrzeugen (1; FZ) werden die zu dem gewünschten Fahrtziel gehörenden Leitinformationen ausgewählt und gespeichert (SP1). Zu jeder Leitinformation wird gleichzeitig eine Ortsbestimmung mit übertragen und gespeichert (SP1). Die Fahrzeuge (1; FZ) enthalten eine Auto-Navigations-Einrichtung (9; AN), mit deren Hilfe die ortsabhängigen Leitinformationen aus einem größeren Block jeweils selektiert und zur richtigen Zeit bzw. am richtigen Ort dem Fahrzeugführer angezeigt (AG) werden.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Leitsystem für den Individualverkehr in einem Straßennetz mit an den Fahrbahnen angeordneten ortsfesten Sendeeinrichtungen (Leitbaken), welche von einer Zentrale übermittelte und/oder fest eingespeicherte Leitinformationen zur Erreichung aller von ihrem Standort aus erreichbaren Fahrtziele zyklisch an alle passierenden Fahrzeuge übermitteln, wobei in den einzelnen Fahrzeugen jeweils eine Empfangseinrichtung für die von den Leitbaken übermittelten Leitinformationen sowie ein Eingabegerät zur Eingabe eines bestimmten Fahrtzieles vorgesehen ist und wobei über eine Ziel-Vergleichseinrichtung die zu dem gewählten Fahrtziel gehörenden Leitinformationen auswählbar und über eine Anzeigeeinrichtung anzeigbar sind.
  • Ein einem solchen Leitsystem entsprechendes Verfahren zur Informationsübertragung ist bereits bekannt (DE-AS 1 951 992). Dieses Verfahren hat bereits gegenüber anderen bekannten Systemen den Vorteil, daß entlang der Fahrtstrecken lediglich ortsfeste Sendeeinrichtungen und in den Fahrzeugen lediglich Empfangseinrichtungen erforderlich sind. Darüber hinaus werden zwar bei dem bekannten Verfahren zur Übertragung der Leitinformationen in der Fahrbahn verlegte Sendeantennen verlegt; da aber vom Fahrzeug keine Informationen abgegeben werden und da gleichzeitig die von der Sendeeinrichtung abgegebenen Informationen in gleicher Weise an alle passierenden Fahrzeuge übermittelt werden, kann die Übertragung auch auf einfachere Weise über beispielsweise am Straßenrand angeordnete Baken erfolgen.
  • Das bekannte Verfahren hat allerdings noch den Nachteil, daß die Sendeeinrichtungen jeweils dort angeordnet sein müssen, wo die Leitinformationen dem Fahrzeugführer angezeigt werden müssen. Diese Anzeige muß rechtzeitig erfolgen,.also jeweils eine angemessene Strecke vor einer Kreuzung, damit der Fahrzeugführer sich auf etwaige Richtungsänderungen einstellen und sich beispielsweise entsprechend einordnen kann. Diese Stellen für die richtige Anzeige können aber versorgungstechnisch oft ungünstig liegen, so daß im allgemeinen eigene Versorgungsleitungen und unter Umständen eigene Gehäuse und dergleichen geschaffen werden müssen. Dies kann in verschiedenen Fällen zu Schwierigkeiten führen, in jedem Fall bedeutet es einen relativ hohen Aufwand. Ein derartiges Leitsystem kann aber nur dann zum Tragen kommen, wenn die ortsfesten Einrichtungen unabhängig von der Zahl der teilnehmenden Fahrzeuge vollständig installiert sind, d.h. die Anfangsinvestitionen sind sehr hoch. Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Leitsystem so zu gestalten, daß der Aufwand für die ortsfesten Einrichtungen erheblich vermindert werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Leitsystem der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß jede Leitinformation zusammen mit einer ihr zugehörigen Ortsbestimmung übertragbar und in einem im Fahrzeug vorgesehenen Informationsspeicher speicherbar ist, daß ferner in jedem 'Fahrzeug eine Auto-Navigations-Einrichtung zur fortlaufenden Ermittlung der Fahrzeugposition sowie eine Orts-Vergleichseinrichtung zum Vergleich der aktuellen Fahrzeugposition mit den gespeicherten Ortsbestimmungen vorgesehen sind und daß schließlich die gespeicherten, dem ausgewählten Fahrtziel entsprechenden Leitinformationen über die Anzeigeeinrichtung dann anzeigbar sind, wenn die jeweils zugehörige Ortsbestimmung mit der aktuellen Fahrzeugposition übereinstimmt.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Leitsystem wird die Anzeige der Leitinformationen im Fahrzeug örtlich und zeitlich von der Übertragung dieser Informationen getrennt. Dadurch ist es möglich, die Leitbaken an aus technischer Sicht günstigen Stellen anzuordnen. So ist es beispielsweise möglich, die unmittelbar an Kreuzungen stehenden Lichtsignalanlagen mit Masten, Netzanschlüssen, Geräteschränken und Kabelkanälen mitauszunutzen und die Leitbake mit diesen Verkehrssteuergeräten zu koppeln. So kann beispielsweise eine Leitbake mit in einem Signalgebergehäuse untergebracht bzw. auf dieses aufgesetzt werden.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Leitsystem können also die ortsfesten Einrichtungen verhältnismäßig billig gestaltet werden, was den Aufbau eines derartigen umfangreichen Systems begünstigt. Die Leitbaken können nicht nur an wirtschaftlich günstigen Stellen angeordnet werden, sondern darüber hinaus kann auch die Zahl der Leitbaken verringert werden. Denn da die Leitinformationen ohnehin nicht am Ort der Leitbake gleichzeitig im Fahrzeug angezeigt werden müssen, können von dieser Leitbake auch Leitinformationen für eine längere Strecke übertragen werden. Die Leitinformationen werden für einen ganzen Abschnitt im Fahrzeug gespeichert, wobei nach und nach im Fahrzeug jeweils die Information ausgegeben wird, die der gerade erreichten Position entspricht.
  • Die Auto-Navigations-Einrichtung arbeitet zweckmäßigerweise nach dem an sich bekannten Prinzip der Koppelnavigation, wobei die jeweilige Fahrzeugposition durch vektorielle Addition ermittelt wird. Hierbei wird der Fahrtweg zweckmäßigerweise über einen Wegimpulsgeber und die Fahrtrichtung über eine Magnetfeldsonde festgestellt. Da die Koppelnavigation über längere Strecken immer einen gewissen Fehler aufweist, ist es weiterhin zweckmäßig, beim Passieren von Leitbaken immer wieder Korrekturwerte einzugeben. Dies geschieht in einfachster Weise dadurch, daß die Leitbake jeweils ihre genauen Ortskoordinaten dem passierenden Fahrzeug übermittelt. Diese genauen Ortskorrdinaten können dann als Ausgangspunkt für die weitere Koppelnavigation verwendet werden.
  • Die Leitinformationen werden zweckmäßigerweise in Form von Leitvektoren zu den Fahrzeugen übertragen und dort angezeigt. Für größere Abstände zwischen den Leitbaken mit mehreren Änderungen können diese Leitinformationen jeweils als Kette von Leitvektoren übertragen und angezeigt werden. Jeder Leitvektor kann dabei durch die Koordinaten des nächsten Zwischenzieles (Spitze des Vektors) bestimmt werden.
  • Die Ausstattung der Fahrzeuge wird zwar durch die zusätzliche Auto-Navigations-Einrichtung gegenüber den bekannten Systemen etwas aufwendiger, doch hat diese Zusatzeinrichtung neben dem bereits erwähnten geringeren Aufwand für das Gesamtsystem auch für das einzelne'Fahrzeug noch weitere Vorteile. So kann mit der Auto-Navigations-Einrichtung im Fahrzeug überprüft werden, ob der Fahrer die Leitinformationen richtig verstanden und ausgeführt hat. Wenn die Leitinformation als Leitvektor gegeben wurde, können für jeden Leitvektor aus den maximal möglichen Weg- und Winkelfehlern der Koppelnavigationseinrichtung Uberwachungsflächen errechnet werden. Verläßt das Fahrzeug eine solche Überwachungsfläche, so kann dies durch eine Prüfeinrichtung festgestellt und angezeigt werden. Zweckmäßigerweise werden in diesem Fall alle weiteren Anzeigen gelöscht. Die empfohlene Fahrtrichtung, also der Leitvektor, kann im Fahrzeug in Form eines Richtungspfeiles angezeigt werden, wobei über eine numerische Anzeige auch jeweils die Entfernung bis zum Ort der nächsten fälligen Richtungsänderung angezeigt werden kann.
  • Ein weiterer Vorteil der zusätzlichen Auto-Navigations-Einrichtung besteht darin, daß über das mit Leitbaken versehene Gebiet hinaus eine autarke Zielführung möglich ist. So kann man beispielsweise beim Verlassen des mit Leitbaken versehenen Gebietes, etwa beim Grenzübertritt in das Ausland, relative Zielkoordinaten eingeben. Diese Zielkoordinaten sind in einer weiteren Vergleichseinrichtung mit der in der Auto-Navigations-Einrichtung ermittelten jeweiligen Fahrzeugposition vergleichbar und zur Ausgabe eines Zielvektors nach Betrag und Richtung auswertbar. Im Fahrzeug kann dann laufend der Luftlinienvektor: nach Richtung und Entfernung vom aktuellen Standort zum Ziel angezeigt werden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
    • Fig. 1 eine mögliche Anordnung der einzelnen Geräte eines erfindungsgemäßen Leitsystems,
    • Fig. 2 ein Blockschaltbild für den Aufbau eines solchen Leitsystems,
    • Fig. 3 die Darstellung einer Leitempfehlung als Kette von Leitvektoren,
    • Fig. 4 ein mögliches Anzeigegerät im Fahrzeug für die empfohlene Fahrtrichtung.
  • Im Beispiel der Fig. 1 ist die mögliche Anordnung der ortsfesten Geräte einerseits und der Fahrzeuggeräte andererseits dargestellt. Ein Fahrzeug 1, das sich entlang einer Straße 2 bewegt, erhält seine Leitinformationen von einem ortsfesten Sender, der Leitbake 3. Diese Leitbake 3 ist an einem ohnehin vorhandenen Signalmast 4 angeordnet, der beispielsweise einen Lichtsignalgeber 5 sowie eine Hinweistafel 6 trägt. Um die Leitbake 3 besonders einfach und geschützt unterzubringen, wurde ein Signalgebergehäuse 5 gewählt, welches für vier Signalfelder 6 ausgelegt ist. Über den drei eingebauten Signalfeldern für die drei Signalfarben ist die Leitbake 3 in das Signalgebergehäuse 5 eingefügt. Das Verkehrsleitgerät ist am Straßenrand in einem Gehäuse 7. angeordnet, welches gleichzeitig ein normales Verkehrssteuergerät enthalten kann.
  • Die Leitbake enthält zweckmäßigerweise einen Mikrowellen-oder Infrarotsender, der die Leitinformationen zum Fahrzeug 1, und zwar zu jedem passierenden Fahrzeug 1 überträgt. Da die Lichtsignalgeber an Kreuzungen aufgestellt sind, handelt es sich bei den hier abgestrahlten Leitinformationen nicht um die zu dieser Kreuzung gehörigen Angaben, sondern um Leitinformationen, die erst an der.nächsten und an weiteren Kreuzungen aktuell werden und dann dort im Fahrzeug 1 angezeigt werden sollen.
  • Das Fahrzeug 1 enthält einen Mikrowellen- oder Infrarotempfänger 8, der die Leitinformationen von der Leitbake 3 aufnimmt und dem Auto-Navigations-Gerät 9 zuführt. Diese Auto-Navigations-Einrichtung 9 erhält gleichzeitig Informationen über Betrag und Richtung des jeweils zurückgelegten Weges. Zu diesem Zweck ist ein Wegimpulsgeber 10 zur Wegmessung und eine Magnetfeldsonde 11 zur Messung der jeweiligen Fahrtrichtung am Fahrzeug angebracht. Ein in der Auto-Navigations-Einrichtung 9 vorgesehener Mikroprozessor bildet aus den Meßwerten des Wegimpulsgebers und der Magnetfeldsonde inkrementale Wegvektoren und addiert diese laufend. Aufgrund der so bestimmten Fahrzeugposition können die ortsabhängigen Leitinformationen aus einem größeren Block selektiert und zur rechten Zeit angezeigt werden. Zu diesem Zweck ist an die Auto-Navigationseinrichtung eine Ein- und Ausgabeeinrichtung 12 angeschaltet. Diese letztere enthält beispielsweise ein Tastenfeld zur Eingabe des gewählten Fahrtzieles und eine Anzeigeeinrichtung. Über diese Anzeigeeinrichtung werden die dem gewählten Fahrtziel entsprechenden Leitinformationen zur gegebenen Zeit und am gegebenen Ort angezeigt. Außerdem können auf der Strecke geltende Verkehrszeichen und sonstige Hinweise von der Leitbake 3 zum Fahrzeug übertragen, in der Auto-Navigations-Einrichtung 9 gespeichert und zur richtigen Zeit über die Ein- und Ausgabeeinrichtung 12 angezeigt werden. Unter der richtigen Zeit ist der Einsatzpunkt zu verstehen, also der Ort, an dem die Anzeige erscheint und die Dauer der Anzeige, also die Fahrstrecke, während der die Anzeige erfolgen soll.
  • Die Wirkungsweise des Leitsystems wird nachfolgend anhand des Blockschaltbildes von Fig. 2 erläutert. Das System besitzt zunächst eine Zentrale Z, welche Verkehrsinformationen aus dem gesamten erfaßbaren Gebiet erhält und daraus Leitinformationen für die einzelnen in Frage kommenden Zielwünsche erarbeitet. Für jeden Ausgangsort gibt es ein bestimmtes Bündel von Zielwünschen und entsprechend zugehörige Leitinformationen. Dieses Bündel von Leitinformationen wird an die betreffenden Ausgangsorte zu der dort befindlichen ortsfesten Bake übermittelt. Dabei muß, wie erwähnt, die Bake BK nicht unmittelbar jeweils an dem betreffenden Ausgangsort aufgestellt sein. Vielmehr ist die Bake an einer günstigen Stelle in der Nähe eines oder mehrerer Ausgangspositionen für Leitinformationen angeordnet.
  • Die einzelnen Baken BK sind also mit der Zentrale Z über Leitungen L oder Funkkanäle verbunden. Sie erhalten von dort Leitinformationen und geben gegebenenfalls auch an Ort und Stelle ermittelte Informationen über die Leitungen L an die Zentrale weiter. Die einzelne Bake strahlt dann zyklisch ihre zugehörigen Leitinformationen an die passierenden Fahrzeuge ab. Diese Leitinformationen kommen einerseits, wie erwähnt, von der Zentrale Z. Darüber hinaus können aber in der Bake selbst ortsspezifische Leitinformationen gespeichert sein, die unabhängig von der übergeordneten Verkehrslage ständig gelten und deshalb auch ständig an die Fahrzeuge abgestrahlt werden. Dazu können beispielsweise auch Verkehrszeichen, Geschwindigkeitsvorschriften für bestimmte Streckenabschnitte und dergleichen Informationen kommen.
  • Das Fahrzeuggerät FZ enthält zunächst den Mikrowellen-oder Infrarotempfänger ME, der die Leitinformationen von der Bake empfängt und der Auto-Navigations-Einrichtung AN zuführt. Die von der Bake abgestrahlten und vom Empfänger ME aufgenommenen Leitinformationen sind nach Fahrtzielen geordnet, d.h. jede Leitinformation ist einem bestimmten Fahrtziel zugeordnet. Die ankommenden Leitinformationen werden zunächst einer Vergleichseinrichtung V1 zugeführt, in welche außerdem über ein Eingabegerät EG und einen Zielspeicher ZSP das vom Fahrer gewünschte Fahrtziel eingegeben wird. Dieses Eingabegerät EG kann beispielsweise eine Tastatur oder dergleichen sein. Stimmt das gewählte Fahrtziel mit dem einer Leitinformation zugeordneten Fahrtziel überein, so wird diese betreffende Leitinformation in den Informationsspeicher SP1 eingegeben und gespeichert. Im allgemeinen werden einem bestimmten Fahrtziel mehrere Leitinformationen zugeordnet sein.
  • Außerdem gehört zu jeder Leitinformation eine Ortsbestimmung über.die Position, von der aus die betreffende Leitinformation gelten soll. Diese Ortsbestimmung muß nicht mit dem Standort der Leitbake übereinstimmen. Diese Ortsbestimmung wird mit der jeweiligen Leitinformation im Informationsspeicher SP1 gespeichert.
  • Ein Positionsspeicher SP2 enthält außerdem die jeweilige aktuelle Fahrzeugposition, und diese Fahrzeugposition wird laufend zusammen mit den gespeicherten, bestimmten Leitinformationen zugehörigen Ortsbestimmungen aus dem Informationsspeicher SP1 einer Orts-Vergleichseinrichtung V2 zugeführt. Sobald die aktuelle Fahrzeugposition mit einer gespeicherten Ortsbestimmung übereinstimmt, wird die zugehörige Leitinformation aus dem Informationsspeicher SP1 einem Ausgabegerät AG zugeführt. Hierbei handelt es sich normalerweise um ein optisches Anzeigegerät, welches beispielsweise Anweisungen in Form von Richtungspfeilen anzeigt. Auch andere Informationen können entweder bildlich (Verkehrssignale) oder digital (Geschwindigkeitsbegrenzungen und sonstige Informationen) angezeigt werden.
  • Die Fahrzeugposition wird im Positionsspeicher SP2 laufend aktualisiert. Zu diesem Zweck werden die gespeicherten Ortskoordinaten laufend einem Addierer ADD zugeführt, in den gleichzeitig laufend der zurückgelegte Weg eingegeben und zu den alten Positionskoordinaten vektoriell addiert wird. Die Wegvektoren werden aus den Meßwerten eines Wegimpulsgebers WG und einer Magnetfeldsonde MS in einer Vektorbestimmungseinrichtung VB ermittelt. Hierzu wird zweckmäßigerweise ein Mikroprozessor verwendet.
  • Die Positionsmessung kann auf einfache Weise beim Passieren einer Bake korrigiert werden. Zu diesem Zweck sendet die jeweilige Bake BK neben den Leitinformationen auch ihre absoluten Ortskoordinaten aus. Diese Ortskoordinaten werden im Empfänger ME ebenfalls empfangen und dem Positionsspeicher SP2 zugeführt. Im Positionsspeicher SP2 werden dann die bisher errechneten Ortskoordinaten durch die Ortskoordinaten der Bake BK ersetzt. Diese dienen dann für die weitere Koppelnavigation als Ausgangspunkt.
  • Die Leitinformationen werden zweckmäßigerweise als Kette von Leitvektoren gegeben, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Der empfohlene Weg beginnt beispielsweise an einer Leitbake BK oder knüpft am letzten Zwischenziel einer Leitempfehlung an. Die Fig. 3 zeigt nun, was beispielsweise an Informationen für den dargestellten Streckenabschnitt übertragen und im Fahrzeug angezeigt wird. Beginnt das Fahrzeug den Leitvektor LV1 zu verfolgen, was in der Auto-Navigations-Einrichtung AN festgestellt wird, so wird beim dargestellten Beispiel das Verkehrszeichen "Hauptverkehrsstraße"'mit angezeigt. In Fig. 3 ist jeweils zu den betreffenden Zeichen die Anzeigedauer als Anzahl von Leitvektoren angegeben. Das erwähnte Verkehrszeichen "Hauptverkehrsstraße" wird also für die Dauer eines Leitvektors angezeigt. Noch während das Fahrzeug den Leitvektor LV1 verfolgt, wird der Leitvektor LV2 aus den gespeicherten Koordinaten seines Anfangs und seines Endes errechnet und bereits angezeigt. Der Fahrer hat also Zeit, sich in die richtige Fahrspur einzuordnen.
  • Zu Beginn des Leitvektors LV2 erscheint dann das Verkehrszeichen "Vorfahrt beachten" und wird für die Dauer von fünf Leitvektoren angezeigt, also bis zum Ende des Leitvektors LV6. Außerdem wird im Anzeigefeld ein Fahrtrichtungspfeil für den Leitvektor LV3 angezeigt. Auch die Entfernung bis zur Kreuzung am Ende des Leitvektors LV2 kann die Auto-Navigations-Einrichtung laufend berechnen und anzeigen. Während des Durchfahrens des Leitvektors LV3 wird auf Kinder hingewiesen, am Anfang des Leitvektors LV5 erscheint ein Hinweis auf eine Lichtsignalanlage an der nächsten Kreuzung; weitere Verkehrszeichen können in der gleichen Weise übertragen und angezeigt werden.
  • Eine Anzeigemöglichkeit für den Leitvektor ist in Fig. 4 dargestellt. Dabei handelt es sich um ein Rundinstrument 21 mit einer Winkeleinteilung 22, wobei ein Richtungspfeil 23 die jeweils empfohlene Fahrtrichtung beschreibt. In der Mitte ist außerdem ein Anzeigefeld 24 für eine alphanumerische Entfernungsangabe vorgesehen. Hier ist abzulesen, ab wann die empfohlene und angezeigte Richtungsänderung gilt. Im Beispiel von Fig. 4 ist also an dem Anzeigegerät abzulesen, daß nach 310 Metern halbrechts abgebogen werden soll.
  • Da die Leitinformationen, also vor allem die Empfehlungen über Richtungsänderungen, jeweils an eine Ortsbestimmung gekoppelt und zusammen mit dieser Ortsbestimmung im Informationsspeicher SP1 gespeichert sind, kann über die Auto-Navigations-Einrichtung AN auch die Befolgung dieser Leitinformationen überwacht werden. Im Fahrzeuggerät wurden deshalb zu jedem Leitvektor aus den maximal möglichen Weg- und Winkelfehlern der Koppelnavigationseinrichtung Überwachungsflächen errechnet. In Fig. 3 sind solche Überwachungsflächen UF punktiert eingezeichnet. Verläßt das Fahrzeug eine solche Überwachungsfläche, so sind alle folgenden Leitempfehlungen bis zur nächsten Leitbake hinfällig; die weiteren Anzeigen werden also gelöscht bzw. die Angabe von Informationen wird gesperrt. Beim Blockschaltbild von Fig. 3 sind die Überwachungsflächen zweckmäßigerweise im Speicher SP1 gespeichert. Sie werden in der Prüfeinrichtung V3 mit den jeweiligen Ortskoordinaten des Fahrzeugs verglichen. Verläßt das Fahrzeug die Überwachungsfläche, so kann dies in der Ausgabeeinrichtung optisch oder akustisch angezeigt werden. Weitere Leitinformationen werden erst dann wieder angezeigt, wenn das Fahrzeug die nächste Leitbake BK passiert und neue, gültige Leitinformationen erhält.
  • Liegt das Fahrtziel außerhalb des vom Leitsystem erfaßten Bereiches, so kann über die Auto-Navigations-Einrichtung eine autarke Zielführung erreicht werden. Zu diesem Zweck wird über die Eingabeeinrichtung ein Zielvektor nach Betrag und Richtung in eine Vergleichseinrichtung V4 eingegeben, welche gleichzeitig die durch Koppelnavigation ermittelte Fahrzeugposition aus dem Positionsspeicher erhält. Von der Vergleichseinrichtung V4 wird dann ständig über die Ausgabeeinrichtung der Luftlinienvektor (Richtung und Entfernung) vom aktuellen Standort zum Ziel angegeben.

Claims (15)

1. Leitsystem für den Individualverkehr in einem Straßennetz mit im Bereich der Fahrbahnen angeordneten ortsfesten Sendeeinrichtungen (Leitbaken), welche von einer Zentrale übermittelte und/oder fest eingespeicherte Leitinformationen zur Erreichung aller von ihrem Standort aus erreichbaren Fahrtziele zyklisch an alle passierenden Fahrzeuge übermitteln, wobei in den einzelnen Fahrzeugen jeweils eine Empfangseinrichtung für die von den Leitbaken übermittelten Leitinformationen sowie ein Eingabegerät zur Eingabe eines bestimmten Fahrtzieles vorgesehen ist und wobei über eine Ziel-Vergleichseinrichtung die zu dem gewählten Fahrtziel gehörenden Leitinformationen auswählbar und über eine Anzeigeeinrichtung anzeigbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Leitinformation zusammen mit einer ihr zugehörigen Ortsbestimmung übertragbar und in einem im Fahrzeug vorgesehenen Informationsspeicher (SP1) speicherbar ist, daß ferner in jedem Fahrzeug (1, FZ) eine Auto-Navigations-Einrichtung (AN) zur fortlaufenden Ermittlung der Fahrzeugposition sowie eine Orts-Vergleichseinrichtung (V2) zum Vergleich der aktuellen Fahrzeugposition mit den gespeicherten Ortsbestimmungen vorgesehen sind und daß schließlich die gespeicherten, dem ausgewählten Fahrtziel entsprechenden Leitinformationen über die Anzeigeeinrichtung (AG) anzeigbar sind, wenn die jeweils zugehörige Ortsbestimmung mit der aktuellen Fahrzeugposition übereinstimmt.
2. Leitsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Leitbaken (3) örtlich mit Verkehrssignalgeräten (5, 7) gekoppelt sind.
3. Leitsystem nach Anspruch 2, dadurch ge-kennzeichnet, daß zumindest die Sendeeinrichtung (3) einer Leitbake (BK) in einem Signalgebergehäuse (5) untergebracht ist.
4. Leitsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß in der Auto-Navigations-Einrichtung (AN) nach dem an sich bekannten Prinzip der Koppelnavigation die jeweilige Fahrzeugposition durch vektorielle Addition ermittelbar ist.
5. Leitsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Auto-Navigations-Einrichtung (AN) einen Wegimpulsgeber (WG) zur Ermittlung des Fahrtweges und eine Magnetfeldsonde (MS) zur Ermittlung der Fahrtrichtung besitzt.
6. Leitsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Leitinformationen von den Leitbaken (BK) zu den Fahrzeugen (FZ) in nach Reisezielen geordneten Blöcken übertragbar und im Fahrzeug (FZ) in einer Ziel-Vergleichseinrichtung (V1) mit dem gewählten Fahrtziel vergleichbar sind und daß die dem gewählten Fahrtziel entsprechenden Leitinformationen dem Informationsspeicher (SP1) zugeführt werden.
7. Leitsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß über eine Leitbake mehrere unterschiedlichen Ausgangspositionen zugeordnete Leitinformationen übertragbar und in den Fahrzeugen zeitlich nacheinander jeweils beim Erreichen der betreffenden Position anzeigbar sind.
8. Leitsystem nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß von den Leitbaken jeweils Korrekturwerte als Ausgangskoordinaten für die weitere Koppelnavigation übertragbar sind.
9. Leitsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß Leitinformationen in Form von Leitvektoren (LV) zu den Fahrzeugen (FZ) übertragbar und dort anzeigbar sind.
10. Leitsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Leitinformationen als Kette von Leitvektoren (LV1, LV2 ... LV8) übertragbar und in den Fahrzeugen (FZ) anzeigbar sind.
11. Leitsystem nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet , daß in der Auto-Navigations-Einrichtung (AN) für jeden Leitvektor (LV1 ...) aus der maximal zulässigen Abweichung Überwachungsflächen (UF) ermittelbar sind und daß das Verlassen einer solchen Überwachungsfläche über eine Prüfeinrichtung (V3) feststellbar und durch ein Signal anzeigbar ist.
12. Leitsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß beim Verlassen einer Überwachungsfläche (UF) über die Prüfeinrichtung (V3) die Ausgabe der weiteren gespeicherten Leitinformationen unterdrückbar ist.
13. Leitsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß eine empfohlene Fahrtrichtung im Fahrzeug jeweils als Fahrtrichtungspfeil (23) auf einer Winkelskala (22) anzeigbar ist.
14. Leitsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, d a - durch gekennzeichnet, daß die Entfernung bis zu einer empfohlenen Fahrtrichtungsänderung jeweils durch eine numerische Anzeige (24) im Fahrzeug darstellbar ist.
15. Leitsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet , daß in eine weitere Vergleichseinrichtung (V4) absolute Zielkoordinaten eingebbar und mit der in der Auto-Navigations-Einrichtung (AN) ermittelten jeweiligen Fahrzeugposition vergleichbar und zur Ausgabe eines Zielvektors nach Betrag und Richtung auswertbar sind.
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