EP0928410A1 - Navigation-assistance method and device for a vehicle driver - Google Patents

Navigation-assistance method and device for a vehicle driver

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Publication number
EP0928410A1
EP0928410A1 EP97909311A EP97909311A EP0928410A1 EP 0928410 A1 EP0928410 A1 EP 0928410A1 EP 97909311 A EP97909311 A EP 97909311A EP 97909311 A EP97909311 A EP 97909311A EP 0928410 A1 EP0928410 A1 EP 0928410A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
predetermined
vehicle
deviation
route
describing
Prior art date
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Ceased
Application number
EP97909311A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Gerald Helmstädter
Kai Schmischke
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
Mannesmann VDO AG
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mannesmann VDO AG, Siemens AG filed Critical Mannesmann VDO AG
Publication of EP0928410A1 publication Critical patent/EP0928410A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/28—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network with correlation of data from several navigational instruments
    • G01C21/30—Map- or contour-matching

Definitions

  • the invention relates to a method and apparatus for navigational support to a vehicle driver, are output to the instructions derived from a comparison of a predefined by route reference points and respectively determined driving path positions of the vehicle '.
  • Route guidance systems actively guide the driver towards his chosen destination. For this purpose, depending on the situation, the vehicle driver is given information about the route that is still to follow. These information are generally based on the current position of the vehicle, which is determined, for example, via a satellite navigation system, and additional information such as direction, speed, change of direction, etc. Instructions can be obtained from this information by comparison with the entered or predefined route are issued to the driver, such as "turn right after 100 m".
  • the driver fails to follow the instructions or turns, for example, without instructions, a so-called wrong-way trip occurs.
  • Wrong journeys of this type can be recognized by the fact that, for example, the current position of the vehicle deviates more than a predefined tolerance from the predefined travel path, or that a predefined direction change angle is not maintained when turning.
  • Devices for determining the position, for measuring a change in direction and other variables describing the actual travel path generally have measurement errors.
  • Threshold comparison of these variables is carried out for display or for further evaluation, in which only the statement “deviation” or "no deviation” remains.
  • the object of the present invention is in a method and a device for
  • This object is achieved in the method according to the invention in that continuous or quasi-continuous deviation measures are derived for information to be output to the vehicle driver about deviations from the predefined travel path by comparing variables describing the predefined travel path and variables obtained from the determined positions of the vehicle .
  • the method according to the invention has the advantage that information about the size of the deviation, which ultimately also reflects the probability of a wrong way, is available to the vehicle driver or for further processing.
  • An advantageous embodiment of the method according to the invention consists in that a variable describing the predefined route has an extreme value on a straight line between the guide points and increases or decreases with increasing distance from the straight line with a predetermined incline and that the deviation measure of the variable describing the predetermined route corresponds to the determined position of the vehicle. It is preferably provided that the size describing the predefined travel path has a maximum on the straight line and becomes zero at predefined distances from the straight line.
  • a type of corridor is defined between two way points, the edges of which are ultimately out of focus and depend on the slope and the subsequent information processing.
  • a slope of the variable describing the predefined route can be stored in a digital road map for each route between two route guidance points, adapted to the actual course of the road connecting the route guidance points.
  • such a corridor only has to take into account the aforementioned measurement errors.
  • a non-rectilinear course of the road is taken into account in addition to the measurement errors in the gradient or the width of the corridor.
  • Another advantageous embodiment of the method according to the invention consists in that a variable describing the predefined travel path is opposite to the target direction describes the movement of the vehicle that is taking place and that the deviation dimension corresponds to the quantity describing the predefined route when the movement of the vehicle is determined against the target direction.
  • a variable describing the predefined travel path has an extreme value at the predefined value of a turning angle at a guidance point and changes with increasing deviation from the angle with a predefined slope and that the deviation measure of the variable describing the predefined travel path is determined in one The turning angle of the vehicle corresponds. It is preferably provided that the variable describing the predefined travel path has a maximum at the predefined angle and falls to zero up to predefined angular deviations.
  • This configuration is primarily used to detect a wrong way at guide points. However, it is quite possible to recognize a wrong way in the course of a road between two guide points according to this embodiment, for example if a turning angle is measured, although there is a straight road or a slight curvature of the road.
  • the method according to the invention therefore provides that a plurality of deviation measures derived from different variables describing the predefined travel path are compared with a threshold value each and the signals resulting therefrom are logically linked.
  • Another development consists in adding a plurality of deviation dimensions derived from different variables describing the predefined travel path and in comparing the resulting sum with a threshold value. It is preferably provided that the deviation dimensions are evaluated with a predetermined factor before the addition.
  • Another development of the method according to the invention is that for the determination of a wrong way at a turning point, the difference between a measure of deviation when the vehicle is traveling correctly and a measure of deviation that is obtained with the aid of the determined position of the vehicle is formed and that the difference with a predetermined threshold value is compared. This further development helps to ensure that a wrong turn is recognized at an early stage, even if the turn angle has not been checked directly or has not yet taken place.
  • an assessment of the deviation measures is carried out taking into account the previous individual driving style of the vehicle driver and / or the vehicle.
  • the object is achieved in a device according to the invention in that a computer is connected to at least one position sensor, a road map, a memory and input and display devices and in that the computer works according to a program with which information about deviations which is also to be output to the vehicle driver Continuous or guasi-continuous deviation measures are derived from the predefined route by comparing the variables describing the predefined route and in each case from the determined positions of the vehicle.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of two corridors which form an angle with one another and lead to or lead to a guide point
  • Fig. 2 shows the course of a street within a corridor
  • Fig. 3 is a block diagram of a device according to the invention.
  • a calculated route leads from a starting point S via a route guide point A to a point Z (destination).
  • a corridor K1 for the route from S to A
  • a corridor K2 for the route from A to Z.
  • the corridors enclose an angle, however, they can in principle also run in the same direction.
  • the course of the deviation measures PK1 and PK2 is different, so that a fictitious width, which is given by the zeros of PK1 and PK2, is larger for the corridor K2 than for the corridor Kl.
  • deviation measures are also referred to as corridor probabilities in the following.
  • K is the width of the corridor.
  • a path W runs within a corridor K3 which, like the corridors in the illustration according to FIG. 1, is characterized by a probability whose value is highest at the center line of the corridor K3 and up to the edges 0 decreases. If a vehicle travels the path W in the direction of the arrow, the vehicle at point B of the path W briefly moves away from its destination by the distance y. This distance can also be assigned a probability that the larger y becomes, the smaller the probability. Two probabilities are thus available, which can be combined to form a sum probability, similar to the exemplary embodiment according to FIG. 1. The effect is such that with increasing x, that is, with decreasing probability that the vehicle is within corridor K3, smaller y already contribute to the detection of a wrong way.
  • the exemplary embodiment of a device according to the invention shown as a block diagram in FIG. 3, consists of a vehicle unit 2 and a central device 1, between which there is a radio connection with a transmitter / receiver 3, 11, for example according to the GSM standard.
  • a traffic computer 4 which has access to and for a stored road map 5 many vehicles perform the route determination.
  • the vehicle unit 2 essentially consists of an on-board computer 6, a GPS receiver 7, an input device 8, a display device 9 and a memory 10. These components are known per se and need not be explained in more detail in order to understand the invention.
  • the GPS receiver 7 continuously supplies the on-board computer 6 with information about the geographic position of the vehicle. The direction of movement and the speed of the vehicle can also be derived by forming the difference. If necessary, further sensors, for example wheel sensors, can also be used.
  • the driver of the vehicle can enter a destination with the input device 8.
  • This together with the current position, is fed to the traffic computer 4, which determines the desired route on the basis of the road map 5 and transmits it to the vehicle unit 2 in the form of a list of guide points.
  • the course of the corridor probabilities and the course of the probabilities with respect to the backward movements as well as for the individual way guide points including the probabilities of the turn, including their probabilities are transmitted to the vehicle unit 2 for the paths between the guiding points.
  • This data is stored in the vehicle unit 2 and used in the computer 6 to carry out the method steps described above.

Abstract

The invention concerns a navigation-assistance method and a device for a vehicle driver, to which instructions obtained by comparing the itinerary predetermined by course-guiding points with every established position of the vehicle are given. The information to be passed on to the driver concerning deviations from the predetermined itinerary are controlled continuously or almost continuously by comparing the deviation variables from the predetermined itinerary with the variables obtained regarding the established positions of the vehicle.

Description

Verfahren und Einrichtung zur Zielführungsunterstützung eines FahrzeugführersMethod and device for route guidance support for a vehicle driver
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Zielführungsunterstützung eines Fahrzeugführers, an den Anweisungen ausgegeben werden, die aus einem Vergleich eines durch Wegleitpunkte vorgegebenen Fahrweges und jeweils ermittelter Positionen des Fahrzeugs abgeleitet werden'.The invention relates to a method and apparatus for navigational support to a vehicle driver, are output to the instructions derived from a comparison of a predefined by route reference points and respectively determined driving path positions of the vehicle '.
Zielführungssysteme leiten den Fahrzeugführer aktiv auf sein angewähltes Ziel hin. Dazu werden dem Fahrzeugführer situationsabhängig Informationen über den noch folgenden Wegverlauf gegeben. Diese In ormationen beruhen in der Regel auf der aktuellen Position des Fahrzeugs, die beispielsweise über ein Satelliten-Navigationssystem ermittelt wird, und zusätzlichen Informationen wie Richtung, Geschwindigkeit, Richtungsänderung usw.. Aus diesen Angaben können durch Vergleich mit dem eingegebenen bzw. vorgegebenen Fahrweg Anweisungen an den Fahrzeugführer ausgegeben werden, wie beispielsweise "nach 100 m rechts abbiegen". Folgt der Fahrzeugführer den Anweisungen nicht oder biegt er beispielsweise ohne Anweisung ab, kommt es zu einer sogenannten Falschfahrt.Route guidance systems actively guide the driver towards his chosen destination. For this purpose, depending on the situation, the vehicle driver is given information about the route that is still to follow. These information are generally based on the current position of the vehicle, which is determined, for example, via a satellite navigation system, and additional information such as direction, speed, change of direction, etc. Instructions can be obtained from this information by comparison with the entered or predefined route are issued to the driver, such as "turn right after 100 m". Follow the If the driver fails to follow the instructions or turns, for example, without instructions, a so-called wrong-way trip occurs.
Das Erkennen, ob eine Falschfahrt vorliegt, ist einerseits zur Information des Fahrzeugführers ohnehin erforderlich und wird andererseits benötigt, um gegebenenfalls einen neuen Fahrweg zum Ziel zu berechnen. Derartige Falschfahrten sind daran erkennbar, daß beispielsweise die aktuelle Position des Fahrzeugs mehr als eine vorgegebene Toleranz vom vorgegebenen Fahrweg abweicht oder daß beim Abbiegen ein vorgegebener Richtungsänderungswinkel nicht eingehalten wird. Einrichtungen zur Bestimmung der Position, zur Messung eines Richtungsänderungswinkels und anderer den tatsächlichen Fahrweg beschreibenden Größen weisen jedoch grundsätzlich Meßfehler auf. Durch einenRecognizing whether there is a wrong way is necessary on the one hand to inform the driver of the vehicle anyway and is required on the other hand to calculate a new route to the destination if necessary. Wrong journeys of this type can be recognized by the fact that, for example, the current position of the vehicle deviates more than a predefined tolerance from the predefined travel path, or that a predefined direction change angle is not maintained when turning. Devices for determining the position, for measuring a change in direction and other variables describing the actual travel path, however, generally have measurement errors. Through a
Schwellwertvergleich dieser Größen wird zur Anzeige oder zur weiteren Auswertung eine Informationsreduktion vorgenommen, bei der lediglich die Aussage "Abweichung" oder "keine Abweichung" übrigbleibt.Threshold comparison of these variables is carried out for display or for further evaluation, in which only the statement "deviation" or "no deviation" remains.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einem Verfahren und einer Einrichtung zurThe object of the present invention is in a method and a device for
Zielführungsunterstützung eines Fahrzeugführers diese Informationsreduktion weitgehend zu vermeiden.Guidance support of a vehicle driver to largely avoid this reduction in information.
Diese Aufgabe wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß für an den Fahrzeugführer ferner auszugebende Informationen über Abweichungen von dem vorgegebenen Fahrweg kontinuierliche oder quasi-kontinuierliche Abweichungsmaße durch Vergleich zwischen den vorgegebenen Fahrweg beschreibenden Größen und jeweils aus den ermittelten Positionen des Fahrzeugs gewonnenen Größen abgeleitet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß Informationen über die Größe der Abweichung, die letztlich auch die Wahrscheinlichkeit einer Falschfahrt wiedergeben, dem Fahrzeugführer oder zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung stehen.This object is achieved in the method according to the invention in that continuous or quasi-continuous deviation measures are derived for information to be output to the vehicle driver about deviations from the predefined travel path by comparing variables describing the predefined travel path and variables obtained from the determined positions of the vehicle . The method according to the invention has the advantage that information about the size of the deviation, which ultimately also reflects the probability of a wrong way, is available to the vehicle driver or for further processing.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß eine den vorgegebenen Fahrweg beschreibende Größe auf einer Geraden zwischen den Wegleitpunkten einen Extremwert aufweist und mit zunehmender Entfernung von der Geraden mit vorgegebener Steigung zu- oder abnimmt und daß das Abweichungsmaß der den vorgegebenen Fahrweg beschreibenden Größe an der ermittelten Position des Fahrzeugs entspricht. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, daß die den vorgegebenen Fahrweg beschreibende Größe auf der Geraden ein Maximum aufweist und in vorgegebenen Abständen von der Geraden null wird.An advantageous embodiment of the method according to the invention consists in that a variable describing the predefined route has an extreme value on a straight line between the guide points and increases or decreases with increasing distance from the straight line with a predetermined incline and that the deviation measure of the variable describing the predetermined route corresponds to the determined position of the vehicle. It is preferably provided that the size describing the predefined travel path has a maximum on the straight line and becomes zero at predefined distances from the straight line.
Mit dieser Ausgestaltung der Erfindung wird zwischen eweils zwei Wegleitpunkten e ne Art Korridor definiert, dessen Ränder letztlich unscharf sind und von der Steigung und der nachfolgenden Informationsverarbeitung abhängen. So kann beispielsweise in einer digitalen Straßenkarte für jeden Weg zwischen zwei Wegleitpunkten eine an den tatsächlichen Verlauf der die Wegleitpunkte verbindenden Straße angepaßte Steigung der den vorgegebenen Fahrweg beschreibende Größe gespeichert sein. Bei einer geraden Straßenverbindung zwischen zwei Wegleitpunkten braucht ein solcher Korridor lediglich die vorgenannten Meßfehler zu berücksichtigen. Ein nicht geradliniger Verlauf der Straße wird bei der Steigung bzw. der Breite des Korridors zusätzlich zu den Meßfehlern berücksichtigt .With this embodiment of the invention, a type of corridor is defined between two way points, the edges of which are ultimately out of focus and depend on the slope and the subsequent information processing. For example, a slope of the variable describing the predefined route can be stored in a digital road map for each route between two route guidance points, adapted to the actual course of the road connecting the route guidance points. In the case of a straight road connection between two guidance points, such a corridor only has to take into account the aforementioned measurement errors. A non-rectilinear course of the road is taken into account in addition to the measurement errors in the gradient or the width of the corridor.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß eine den vorgegebenen Fahrweg beschreibende Größe eine entgegen der Zielrichtung stattfindende Bewegung des Fahrzeugs beschreibt und daß das Abweichungsmaß der den vorgegebenen Fahrweg beschreibenden Größe bei einer ermittelten Bewegung des Fahrzeugs entgegen der Zielrichtung entspricht. Hierdurch wird berücksichtigt, daß bei geringen Bewegungen entgegen der Zielrichtung eine Falschfahrt sehr unwahrscheinlich ist, da solche Bewegungen beispielsweise bei einer S-Kurve der Straße innerhalb des Korridors auftreten können. Die gleiche Rückwärtsbewegung kann jedoch ein Anzeichen für eine Falschfahrt sein, wenn sie in einem Randbereich des Korridors stattfindet.Another advantageous embodiment of the method according to the invention consists in that a variable describing the predefined travel path is opposite to the target direction describes the movement of the vehicle that is taking place and that the deviation dimension corresponds to the quantity describing the predefined route when the movement of the vehicle is determined against the target direction. This takes into account the fact that if there are small movements against the target direction, a wrong way is very unlikely, since such movements can occur, for example, with an S-curve of the road within the corridor. However, the same backward movement can be an indication of a wrong way of traveling if it takes place in an edge area of the corridor.
Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß eine den vorgegebenen Fahrweg beschreibende Größe am vorgegebenen Wert eines Abbiegewinkels an einem Wegleitpunkt einen Extremwert aufweist und sich m t zunehmender Abweichung von dem Winkel mit vorgegebener Steigung ändert und daß das Abweichungsmaß der den vorgegebenen Fahrweg beschreibenden Größe bei einem ermittelten Abbiegewinkel des Fahrzeugs entspricht. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, daß die den vorgegebenen Fahrweg beschreibende Größe bei dem vorgegebenen Winkel ein Maximum aufweist und bis zu vorgegebenen Winkelabweichungen auf null fällt.Another advantageous embodiment consists in that a variable describing the predefined travel path has an extreme value at the predefined value of a turning angle at a guidance point and changes with increasing deviation from the angle with a predefined slope and that the deviation measure of the variable describing the predefined travel path is determined in one The turning angle of the vehicle corresponds. It is preferably provided that the variable describing the predefined travel path has a maximum at the predefined angle and falls to zero up to predefined angular deviations.
Diese Ausgestaltung dient in erster Linie zur Erkennung einer Falschfahrt an Wegleitpunkten. Es ist jedoch durchaus möglich, auch im Verlauf einer Straße zwischen zwei Wegleitpunkten nach dieser Ausgestaltung eine Falschfahrt zu erkennen, wenn beispielsweise ein Abbiegewinkel gemessen wird, obwohl eine gerade Straße oder eine leichte Krümmung der Straße vorliegt.This configuration is primarily used to detect a wrong way at guide points. However, it is quite possible to recognize a wrong way in the course of a road between two guide points according to this embodiment, for example if a turning angle is measured, although there is a straight road or a slight curvature of the road.
Liegt nur ein Abweichungsmaß vor, so kann dieses in geeigneter Weise dem Fahrzeugführer angezeigt werden. Bei Ableitung mehrerer Abweichungsmaße sind im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens mehrere Möglichkeiten zur weiteren Verarbeitung gegeben. Bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist daher vorgesehen, daß mehrere aus verschiedenen den vorgegebenen Fahrweg beschreibenden Größen abgeleitete Abweichungsmaße mit je einem Schwellwert verglichen werden und die daraus entstehenden Signale logisch verknüpft werden.If there is only one deviation, this can be displayed to the vehicle driver in a suitable manner. If several deviation dimensions are derived, there are several possibilities for further processing within the scope of the method according to the invention. If the The method according to the invention therefore provides that a plurality of deviation measures derived from different variables describing the predefined travel path are compared with a threshold value each and the signals resulting therefrom are logically linked.
Eine andere Weiterbildung besteht darin, daß mehrere von verschiedenen den vorgegebenen Fahrweg beschreibenden Größen abgeleitete Abweichungsmaße addiert werden und daß die entstehende Summe mit einem Schwellwert verglichen wird. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Abweichungsmaße vor der Addition mit je einem vorgegebenen Faktor bewertet werden .Another development consists in adding a plurality of deviation dimensions derived from different variables describing the predefined travel path and in comparing the resulting sum with a threshold value. It is preferably provided that the deviation dimensions are evaluated with a predetermined factor before the addition.
Welche der vorerwähnten Weiterbildungen zur Anwendung kommt, hängt von der Aufgabenstellung im einzelnen ab.Which of the aforementioned training courses is used depends on the task in detail.
Eine andere Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß für die Ermittlung einer Falschfahrt an einem Abbiegepunkt die Differenz zwischen einem Abweichungsmaß bei korrekter Fahrt des Fahrzeugs und einem Abweichungsmaß, das mit Hilfe der ermittelten Position des Fahrzeugs gewonnen wird, gebildet wird und daß die Differenz mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen wird. Diese Weiterbildung trägt dazu bei, daß ein falsches Abbiegen frühzeitig erkannt wird, auch wenn eine unmittelbare Kontrolle des Abbiegewinkels nicht oder noch nicht erfolgt ist .Another development of the method according to the invention is that for the determination of a wrong way at a turning point, the difference between a measure of deviation when the vehicle is traveling correctly and a measure of deviation that is obtained with the aid of the determined position of the vehicle is formed and that the difference with a predetermined threshold value is compared. This further development helps to ensure that a wrong turn is recognized at an early stage, even if the turn angle has not been checked directly or has not yet taken place.
Schließlich kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, daß eine Bewertung der Abweichungsmaße unter Einbeziehung der vorangegangenen individuellen Fahrweise des Fahrzeugführers und/oder des Fahrzeugs vorgenommen wird. Die Aufgabe wird bei einer erfindungsgemäßen Einrichtung dadurch gelöst, daß ein Computer mit mindestens einem Positionssensor, einer Straßenkarte, einem Speicher und Eingabe- und Anzeigevorrichtungen verbunden ist und daß der Computer nach einem Programm arbeitet, mit dem für an den Fahrzeugführer ferner auszugebende Informationen über Abweichungen von dem vorgegebenen Fahrweg kontinuierliche oder guasi-kontinuierliche Abweichungsmaße durch Vergleich zwischen den vorgegebenen Fahrweg beschreibenden Größen und jeweils aus den ermittelten Positionen des Fahrzeugs gewonnenen Größen abgeleitet werden.Finally, it can be provided in the method according to the invention that an assessment of the deviation measures is carried out taking into account the previous individual driving style of the vehicle driver and / or the vehicle. The object is achieved in a device according to the invention in that a computer is connected to at least one position sensor, a road map, a memory and input and display devices and in that the computer works according to a program with which information about deviations which is also to be output to the vehicle driver Continuous or guasi-continuous deviation measures are derived from the predefined route by comparing the variables describing the predefined route and in each case from the determined positions of the vehicle.
Durch die in weiteren Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der erfindungsgemäßen Einrichtung möglich.Advantageous further developments and improvements of the device according to the invention are possible through the measures listed in further subclaims.
Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon ist schematisch in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigt:The invention permits numerous embodiments. One of them is shown schematically in the drawing using several figures and described below. It shows:
Fig. 1 eine schematische Darstellung zweier Korridore, die miteinander einen Winkel bilden und zu einem Wegleitpunkt hm- bzw. abführen,1 shows a schematic representation of two corridors which form an angle with one another and lead to or lead to a guide point,
Fig. 2 den Verlauf einer Straße innerhalb eines Korridors undFig. 2 shows the course of a street within a corridor and
Fig. 3 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Einrichtung .Fig. 3 is a block diagram of a device according to the invention.
Bei der Darstellung nach Fig. 1 wird angenommen, daß ein berechneter Weg von einem Startpunkt S über einen Wegleitpunkt A zu einem Punkt Z (Ziel) führt. Für die Wegstrecke von S bis A besteht ein Korridor K1 , für die Wegstrecke von A bis Z ein Korridor K2. Die Korridore schließen bei dem dargestellten Beispiel einen Winkel ein, sie können jedoch grundsätzlich auch in gleicher Richtung verlaufen. Ferner ist der Verlauf der Abweichungsmaße PK1 und PK2 verschieden, so daß eine fiktive Breite, die durch die Nullstellen von PK1 und PK2 gegeben ist, für den Korridor K2 größer als für den Korridor Kl ist.1, it is assumed that a calculated route leads from a starting point S via a route guide point A to a point Z (destination). There is a corridor K1 for the route from S to A, and a corridor K2 for the route from A to Z. In the example shown, the corridors enclose an angle, however, they can in principle also run in the same direction. Furthermore, the course of the deviation measures PK1 and PK2 is different, so that a fictitious width, which is given by the zeros of PK1 and PK2, is larger for the corridor K2 than for the corridor Kl.
Da die Abweichungsmaße letztlich auch eine Aussage darüber darstellen, mit welcher Wahrscheinlichkeit sich das Fahrzeug in dem jeweiligen Korridor befindet, werden im folgenden Abweichungsmaße auch als Korridorwahrsche lichkeiten bezeichnet .Since the deviation measures ultimately also provide a statement of the probability with which the vehicle is in the respective corridor, deviation measures are also referred to as corridor probabilities in the following.
Für die jeweilige Komdorwahrschemlichkeit gilt:The following applies to the respective Komdor probability:
PK=(x+k) -0, 5/k für -k≤x≤O,PK = (x + k) -0.5 / k for -k≤x≤O,
PK=0, 5-(x«0, 5/k) für O≤x≤k undPK = 0, 5- (x «0, 5 / k) for O≤x≤k and
PK=0 für außerhalb dieser Bereiche liegende Werte von x.PK = 0 for values outside of these ranges of x.
Dabei ist k die Breite des jeweiligen Korridors.K is the width of the corridor.
Um die Wahrscheinlichkeit zu bestimmen, mit welcher sich das Fahrzeug an dem Wegleitpunkt A befindet, wird die Summe beider Wahrscheinlichkeiten ΣP=PK1+PK2 gebildet. Bis zum Hilfspunkt H beträgt diese Summenwahrschemlichkeit 0,5 und steigt bis zum Punkt A auf 1 an.In order to determine the probability with which the vehicle is at the waypoint A, the sum of both probabilities ΣP = PK1 + PK2 is formed. Up to the auxiliary point H, this total probability is 0.5 and increases to 1 up to the point A.
Für ein Fahrzeug, das den Punkt A korrekt in Richtung Z verlassen hat, ergibt sich für einen Abstand r=k1 eine Summenwahrschemlichkeit von Pkorr=PK1 +PK2=0, 5-(R-0,5/k1 ) »cosα+0, 5=1-0, 5-cosα.For a vehicle that has left point A correctly in direction Z, the sum probability for a distance r = k1 is Pkorr = PK1 + PK2 = 0, 5- (R-0.5 / k1) » cosα + 0, 5 = 1-0, 5-cosα.
Für ein Fahrzeug, das den Punkt A in Richtung auf den Punkt F verlassen hat, sich also auf einer Falschfahrt befindet, ergibt sich für den Abstand r=k1 eine Summenwahrscheinlichkeit von Pfalsch=0, 5-r« (0, 5/k2) -sιnα=0, 5-0, 5«sιnα-r/k2. Wird im folgenden vereinfachend angenommen, daß k1 =k2 ist und daß α=45° ist, ergibt sich Pkorr=1 -0 , 707 • 0 , 5 und Pfalsch=0, 5-0, 07« 0, 5. Damit läßt sich die Differenz der Summenwahrscheinlichkeiten als Maß für die Wahrscheinlichkeit eines korrekten Verlassens des Wegleitpunktes A heranziehen. Dies wird noch deutlicher, wenn man zusätzliche Faktoren berücksichtigt, wie beispielsweise die Wahrscheinlichkeit für einen korrekten Ausfahrtwinkel .For a vehicle that has left point A in the direction of point F, that is to say is on a wrong way, the total probability r = k1 is Pfalsch = 0, 5-r «(0, 5 / k2) -sιnα = 0, 5-0, 5 « sιnα-r / k2. If it is assumed in the following to simplify that k1 = k2 and that α = 45 °, then Pkorr = 1 -0, 707 • 0, 5 and Pfalsch = 0, 5-0, 07 « 0, 5 use the difference between the sum probabilities as a measure of the probability of correctly leaving the waypoint A. This becomes even clearer when you take additional factors into account, such as the probability of a correct exit angle.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 verläuft ein Weg W innerhalb eines Korridors K3 , der wie die Korridore in der Darstellung nach Fig. 1 durch eine Wahrscheinlichkeit gekennzeichnet sind, deren Wert an der Mittellinie des Korridors K3 am höchsten ist und bis zu den Rändern auf 0 abnimmt . Befährt ein Fahrzeug den Weg W in Richtung des Pfeils, so entfernt sich das Fahrzeug an der Stelle B des Weges W kurzzeitig von seinem Ziel um die Strecke y. Dieser Strecke kann ebenfalls eine Wahrscheinlichkeit zugeordnet werden, die umso kleiner ist, je größer y wird. Damit stehen zwei Wahrscheinlichkeiten zur Verfügung, die ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 zu einer Summenwahrscheinlichkeit zusammengefaßt werden können. Die Wirkung ist dann derart, daß mit größer werdendem x, also mit kleiner werdender Wahrscheinlichkeit, daß sich das Fahrzeug innerhalb des Korridors K3 befindet, bereits kleinere y zum Erkennen einer Falschfahrt beitragen.In the exemplary embodiment according to FIG. 2, a path W runs within a corridor K3 which, like the corridors in the illustration according to FIG. 1, is characterized by a probability whose value is highest at the center line of the corridor K3 and up to the edges 0 decreases. If a vehicle travels the path W in the direction of the arrow, the vehicle at point B of the path W briefly moves away from its destination by the distance y. This distance can also be assigned a probability that the larger y becomes, the smaller the probability. Two probabilities are thus available, which can be combined to form a sum probability, similar to the exemplary embodiment according to FIG. 1. The effect is such that with increasing x, that is, with decreasing probability that the vehicle is within corridor K3, smaller y already contribute to the detection of a wrong way.
Das als Blockschaltbild in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung besteht aus einer Fahrzeugeinheit 2 und einer zentralen Einrichtung 1 , zwischen denen mit jeweils einem Sender/Empfänger 3, 11 eine Funkverbindung besteht, beispielsweise nach dem GSM-Standard. In der zentralen Einrichtung 1 befindet sich ein Verkehrsrechner 4, der Zugriff auf eine gespeicherte Straßenkarte 5 hat und für viele Fahrzeuge die Routenermittlung vornimmt.The exemplary embodiment of a device according to the invention, shown as a block diagram in FIG. 3, consists of a vehicle unit 2 and a central device 1, between which there is a radio connection with a transmitter / receiver 3, 11, for example according to the GSM standard. In the central device 1 there is a traffic computer 4 which has access to and for a stored road map 5 many vehicles perform the route determination.
Die Fahrzeugeinheit 2 besteht im wesentlichen aus einem Bordcomputer 6, einem GPS-Empfänger 7, einer Eingabeeinrichtung 8, einer Anzeigeeinrichtung 9 und einem Speicher 10. Diese Komponenten sind an sich bekannt und brauchen zum Verständnis der Erfindung nicht näher erläutert zu werden. Der GPS-Empfänger 7 führt dem Bordcomputer 6 ständig Informationen über die geographische Position des Fahrzeugs zu. Durch Differenzbildung können auch die Bewegungsrichtung und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs abgeleitet werden. Es können bei Bedarf auch weitere Sensoren, beispielsweise Radsensoren, verwendet werden.The vehicle unit 2 essentially consists of an on-board computer 6, a GPS receiver 7, an input device 8, a display device 9 and a memory 10. These components are known per se and need not be explained in more detail in order to understand the invention. The GPS receiver 7 continuously supplies the on-board computer 6 with information about the geographic position of the vehicle. The direction of movement and the speed of the vehicle can also be derived by forming the difference. If necessary, further sensors, for example wheel sensors, can also be used.
Mit der Eingabeeinrichtung 8 kann der Führer des Fahrzeugs ein Ziel eingeben. Dieses wird zusammen mit der gegenwärtigen Position dem Verkehrsrechner 4 zugeführt, der anhand der Straßenkarte 5 die Sollroute ermittelt und an die Fahrzeugeinheit 2 in Form einer Wegleitpunktliste überträgt. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden außerdem für die Wege zwischen den Wegleitpunkten der Verlauf der Korridorwahrschemlichkeiten und der Verlauf der Wahrscheinlichkeiten bezüglich der Rückwärtsbewegungen sowie für die einzelnen Wegleitpunkte Abbiegewinkel einschließlich deren Wahrscheinlichkeiten zur Fahrzeugeinheit 2 übertragen. Diese Daten werden in der Fahrzeugeinheit 2 gespeichert und im Computer 6 zur Durchführung der zuvor beschriebenen Verfahrensschritte verwendet. The driver of the vehicle can enter a destination with the input device 8. This, together with the current position, is fed to the traffic computer 4, which determines the desired route on the basis of the road map 5 and transmits it to the vehicle unit 2 in the form of a list of guide points. In order to carry out the method according to the invention, the course of the corridor probabilities and the course of the probabilities with respect to the backward movements as well as for the individual way guide points including the probabilities of the turn, including their probabilities, are transmitted to the vehicle unit 2 for the paths between the guiding points. This data is stored in the vehicle unit 2 and used in the computer 6 to carry out the method steps described above.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Verfahren zur Zielführungsunterstützung eines Fahrzeugführers, an den Anweisungen ausgegeben werden, die aus einem Vergleich eines durch Wegleitpunkte vorgegebenen Fahrweges und jeweils ermittelter Positionen des Fahrzeugs abgeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß für an den Fahrzeugführer ferner auszugebende Informationen über Abweichungen von dem vorgegebenen Fahrweg kontinuierliche oder quasi-kontmuierliche Abweichungsmaße durch Vergleich zwischen den vorgegebenen Fahrweg beschreibenden Größen und jeweils aus den ermittelten Positionen des Fahrzeugs gewonnenen Größen abgeleitet werden.1. A method for route guidance support of a vehicle driver, at which instructions are issued which are derived from a comparison of a route specified by route guidance points and respectively determined positions of the vehicle, characterized in that continuous information is to be output to the vehicle driver about deviations from the predetermined route or quasi-continuous deviation measures can be derived by comparing the variables describing the predefined route and the parameters obtained from the determined positions of the vehicle.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine den vorgegebenen Fahrweg beschreibende Größe auf einer Geraden zwischen den Wegleitpunkten einen Extremwert aufweist und mit zunehmender Entfernung von der Geraden mit vorgegebener Steigung zu- oder abnimmt und daß das Abweichungsmaß der den vorgegebenen Fahrweg beschreibenden Größe an der ermittelten Position des Fahrzeugs entspricht. 2. The method according to claim 1, characterized in that a variable describing the predetermined route has an extreme value on a straight line between the guide points and increases or decreases with increasing distance from the straight line with a predetermined gradient and that the deviation measure of the variable describing the predetermined route at the determined position of the vehicle.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den vorgegebenen Fahrweg beschreibende Größe auf der Geraden ein Maximum aufweist und in vorgegebenen Abständen von der Geraden null wird.3. The method according to claim 2, characterized in that the size describing the predetermined route on the straight line has a maximum and is zero at predetermined distances from the straight line.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine den vorgegebenen Fahrweg beschreibende Größe eine entgegen der Zielrichtung stattfindende Bewegung des Fahrzeugs beschreibt und daß das Abweichungsmaß der den vorgegebenen Fahrweg beschreibenden Größe bei einer ermittelten Bewegung des Fahrzeugs entgegen der Zielrichtung entspricht.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a variable describing the predetermined travel path describes a movement of the vehicle taking place counter to the target direction and that the deviation dimension corresponds to the size describing the predetermined travel path when the vehicle is determined to move against the target direction.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine den vorgegebenen Fahrweg beschreibende Größe am vorgegebenen Wert eines Abbiegewinkels an einem Wegleitpunkt einen Extremwert aufweist und sich m t zunehmender Abweichung von dem Winkel mit vorgegebener Steigung ändert und daß das Abweichungsmaß der den vorgegebenen Fahrweg beschreibenden Größe bei einem ermittelten Abbiegewinkel des Fahrzeugs entspricht.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a variable describing the predetermined route has an extreme value at the predetermined value of a turning angle at a guidance point and changes with increasing deviation from the angle with a predetermined slope and that the degree of deviation of the predetermined route descriptive size corresponds to a determined turning angle of the vehicle.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die den vorgegebenen Fahrweg beschreibende Größe bei dem vorgegebenen Winkel ein Maximum aufweist und bis zu vorgegebenen Winkelabweichungen auf null fällt.6. The method according to claim 5, characterized in that the size describing the predetermined route has a maximum at the predetermined angle and falls to zero up to predetermined angular deviations.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere aus verschiedenen den vorgegebenen Fahrweg beschreibenden Größen abgeleitete Abweichungsmaße mit je einem Schwellwert verglichen werden und die daraus entstehenden Signale logisch verknüpft werden . 7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a plurality of deviation dimensions derived from different variables describing the predetermined travel path are compared with a threshold value each and the signals resulting therefrom are logically linked.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere von verschiedenen den vorgegebenen Fahrweg beschreibenden Größen abgeleitete Abweichungsmaße addiert werden und daß die entstehende Summe mit einem Schwellwert verglichen wird.8. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that a plurality of deviation dimensions derived from different variables describing the predetermined travel path are added and that the resulting sum is compared with a threshold value.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abweichungsmaße vor der Addition mit je einem vorgegebenen Faktor bewertet werden.9. The method according to claim 8, characterized in that the deviation dimensions are evaluated before the addition with a predetermined factor.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Ermittlung einer Falschfahrt an einem Abbiegepunkt die Differenz zwischen einem Abweichungsmaß bei korrekter Fahrt des Fahrzeugs und einem Abweichungsmaß, das mit Hilfe der ermittelten Position des Fahrzeugs gewonnen wird, gebildet wird und daß die Differenz mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen wird .10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the difference between a measure of deviation when the vehicle is traveling correctly and a measure of deviation which is obtained with the aid of the determined position of the vehicle is formed for the determination of a wrong way at a turning point, and that the difference is compared with a predetermined threshold.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bewertung der Abweichungsmaße unter Einbeziehung der vorangegangenen individuellen Fahrweise des Fahrzeugführers und/oder des Fahrzeugs vorgenommen wird.11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that an assessment of the deviation dimensions is carried out taking into account the previous individual driving style of the driver and / or the vehicle.
12. Einrichtung zur Zielführungsunterstützung eines Fahrzeugführers, an den Anweisungen ausgegeben werden, die aus einem Vergleich eines durch Wegleitpunkte vorgegebenen Fahrweges und jeweils ermittelter Positionen des Fahrzeugs abgeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Computer (6) mit mindestens einem Positionssensor (7), einer Straßenkarte (5), einem Speicher (10) und Eingabe- und Anzeigevorrichtungen (8; 9) verbunden ist und daß der Computer (6) nach einem Programm arbeitet, mit dem für an den Fahrzeugführer ferner auszugebende Informationen über Abweichungen von dem vorgegebenen Fahrweg kontinuierliche oder quasi-kontinuierliche Abweichungsmaße durch Vergleich zwischen den vorgegebenen Fahrweg beschreibenden Größen und jeweils aus den ermittelten Positionen des Fahrzeugs gewonnenen Größen abgeleitet werden.12. A device for route guidance support of a vehicle driver, at which instructions are issued which are derived from a comparison of a route specified by way guidance points and respectively determined positions of the vehicle, characterized in that a computer (6) with at least one position sensor (7), one Road map (5), a memory (10) and input and display devices (8; 9) is connected and that the computer (6) works according to a program with which information to be output to the vehicle driver about deviations from the specified route is continuous or quasi-continuous measures of deviation can be derived by comparing the variables describing the predefined route and the parameters obtained from the positions of the vehicle determined.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine den vorgegebenen Fahrweg beschreibende Größe auf einer Geraden zwischen den Wegleitpunkten einen Extremwert aufweist und mit zunehmender Entfernung von der Geraden mit vorgegebener Steigung zu- oder abnimmt und daß das Abweichungsmaß der den vorgegebenen Fahrweg beschreibenden Größe an der ermittelten Position des Fahrzeugs entspricht.13. The device according to claim 12, characterized in that a variable describing the predetermined travel path has an extreme value on a straight line between the guide points and increases or decreases with increasing distance from the straight line with a predetermined slope and that the deviation measure of the variable describing the predetermined travel path at the determined position of the vehicle.
14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die den vorgegebenen Fahrweg beschreibende Größe auf der Geraden ein Maximum aufweist und in vorgegebenen Abständen zu der Geraden null wird.14. Device according to claim 13, characterized in that the size describing the predetermined route on the straight line has a maximum and becomes zero at predetermined distances from the straight line.
15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14 , dadurch gekennzeichnet, daß eine den vorgegebenen Fahrweg beschreibende Größe eine entgegen der Zielrichtung stattfindende Bewegung des Fahrzeugs beschreibt und daß das Abweichungsmaß der den vorgegebenen Fahrweg beschreibenden Größe bei einer ermittelten Bewegung des Fahrzeugs entgegen der Zielrichtung entspricht.15. Device according to one of claims 12 to 14, characterized in that a variable describing the predetermined travel path describes a movement of the vehicle taking place counter to the target direction and that the deviation dimension corresponds to the size describing the predetermined travel path when the vehicle is determined to move against the target direction .
16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine den vorgegebenen Fahrweg beschreibende Größe am vorgegebenen Wert eines Abbiegewinkels an einem Wegleitpunkt einen Extremwert aufweist und sich mit zunehmender Abweichung von dem Winkel mit vorgegebener Steigung ändert und daß das Abweichungsmaß der den vorgegebenen Fahrweg beschreibenden Größe bei -einem ermittelten Abbiegewinkel des Fahrzeugs entspricht. 16. Device according to one of claims 12 to 15, characterized in that a variable describing the predetermined route has an extreme value at the predetermined value of a turning angle at a guide point and changes with increasing deviation from the angle with a predetermined gradient and that the degree of deviation of the The specified route describing the route corresponds to a determined turning angle of the vehicle.
17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die den vorgegebenen Fahrweg beschreibende Größe bei dem vorgegebenen Winkel ein Maximum aufweist und bis zu vorgegebenen Winkelabweichungen auf null fällt.17. The device according to claim 16, characterized in that the size describing the predetermined route has a maximum at the predetermined angle and falls to zero up to predetermined angular deviations.
18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere aus verschiedenen den vorgegebenen Fahrweg beschreibenden Größen abgeleitete Abweichungsmaße mit je einem Schwellwert verglichen werden und die daraus entstehenden Signale logisch verknüpft werden .18. Device according to one of claims 12 to 17, characterized in that a plurality of deviation dimensions derived from different variables describing the predetermined travel path are compared with a threshold value in each case and the signals resulting therefrom are logically linked.
19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere von verschiedenen den vorgegebenen Fahrweg beschreibenden Größen abgeleitete Abweichungsmaße addiert werden und daß die entstehende Summe mit einem Schwellwert verglichen wird.19. Device according to one of claims 12 to 17, characterized in that a plurality of deviation dimensions derived from different variables describing the predetermined travel path are added and that the resulting sum is compared with a threshold value.
20. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Abweichungsmaße vor der Addition mit je einem vorgegebenen Faktor bewertet werden.20. The device according to claim 19, characterized in that the deviation dimensions are evaluated before the addition with a predetermined factor.
21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß für die Ermittlung einer Falschfahrt an einem Abbiegepunkt die Differenz zwischen einem Abweichungsmaß bei korrekter Fahrt des Fahrzeugs und einem Abweichungsmaß, das mit Hilfe der ermittelten Position des Fahrzeugs gewonnen wird, gebildet wird und daß die Differenz mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen wird.21. Device according to one of claims 12 to 20, characterized in that the difference between a measure of deviation when the vehicle is traveling correctly and a measure of deviation which is obtained with the aid of the determined position of the vehicle is formed for the determination of a wrong way at a turning point and that the difference is compared to a predetermined threshold.
22. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bewertung der Abweichungsmaße unter Einbeziehung der vorangegangenen individuellen Fahrweise des Fahrzeugführers und/oder des Fahrzeugs vorgenommen wird. 22. Device according to one of claims 12 to 21, characterized in that an assessment of the deviation dimensions is carried out taking into account the previous individual driving style of the driver and / or the vehicle.
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