EP1636550A1 - Navigation system with traffic lane instructions - Google Patents

Navigation system with traffic lane instructions

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Publication number
EP1636550A1
EP1636550A1 EP04741647A EP04741647A EP1636550A1 EP 1636550 A1 EP1636550 A1 EP 1636550A1 EP 04741647 A EP04741647 A EP 04741647A EP 04741647 A EP04741647 A EP 04741647A EP 1636550 A1 EP1636550 A1 EP 1636550A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
lane
vehicle
road
navigation system
lanes
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.)
Withdrawn
Application number
EP04741647A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Antonius Johannes Hendriks
Werner Hosp
Karl-Heinz Knobl
Gerd Schreiter
Dirk Zittlau
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.)
Continental Automotive GmbH
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP1636550A1 publication Critical patent/EP1636550A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • G01C21/34—Route searching; Route guidance
    • G01C21/36—Input/output arrangements for on-board computers
    • G01C21/3626—Details of the output of route guidance instructions
    • G01C21/3658—Lane guidance

Definitions

  • the invention relates to a navigation system for a motor vehicle with a computing unit which is connected to an input unit, an output unit for outputting route guidance information depending on the current position of the vehicle, a memory element which contains road map data with information about lanes, and means for determining the position and is designed to calculate a route between a start and a destination based on the road map data and to determine the route guidance information.
  • the invention relates to a method for route guidance with a navigation system of a motor vehicle, a route between a start and a destination and destination guidance information being determined on the basis of road map data which contain information about lanes, the current position of the vehicle being determined and dependent From the current position of the vehicle, route guidance information relating to a driving maneuver to be carried out is output acoustically and / or optically.
  • Navigation systems for motor vehicles which determine a route between a starting point and a destination based on road map data and provide the driver with appropriate guidance information, are well known and are sold, for example, by a subsidiary of the applicant under the brand name "VDO Dayton". These navigation systems have an input unit via which a
  • Destination can be selected or entered.
  • a computing unit calculates a route between the current location and the destination. Determining the current location of the vehicle and also determining the position of the
  • Satellite navigation signals and signals from sensors carried in the vehicle are used.
  • the computing unit determines the route guidance information, which is output via an output unit depending on the current position of the vehicle.
  • the route guidance information can be output optically on a display and / or acoustically via loudspeakers.
  • a navigation system is known from US Pat. No. 6,446,000 B2, in which the road map data additionally contain information on lanes of a multi-lane road in an intersection area. The driver is given a recommendation on which lane to drive on. This driving information is output regardless of which lane the vehicle is currently in.
  • a device for local position determination of a motor vehicle is known.
  • the device has a detection device with which the course of the road in front of the vehicle is detected. This is done in particular using the
  • the device has a device for receiving and processing satellite navigation signals. With this information, the current position of the vehicle is determined.
  • the positioning device can also receive information from a navigation system.
  • the position device particularly recognizes curves in the course of the road.
  • the signals from the positioning device are fed to an electronic motor control unit which intervenes in the operation of the motor based on the signals received.
  • DE 199 21 437 A1 discloses a method and a device for determining the position of a vehicle on a road. Road geometry data and route data of the vehicle are determined and determined for position determination
  • the position of the vehicle on the road is determined by comparing the road geometry data with the road data.
  • the streets- Geometry data relate in particular to lanes on the road.
  • the method can be used to assign the vehicle to a lane.
  • the road geometry data are recorded using optical sensors attached to the vehicle.
  • the data obtained is intended to supplement an electronic tachograph, to document a crash test, to classify the driver with detection of a change in behavior during steering movements, to create a road map, for blind spot and rear area monitoring and to support automatic lateral control.
  • a driver assistance system is known from the "Automotive Pocket Book” of Robert Bosch GmbH (editor), 24th edition, Braunschweig / Wiesbaden 2002, pages 898 to 900, in which the space around a vehicle is wholly or partly assisted suitable sensors, in particular a radar sensor, is detected. Objects or other vehicles can thus be detected in the so-called blind spot.
  • a video camera extracts the course of the lane in front of the vehicle and warns the driver when changing lanes without the turn signals being set.
  • the object of the invention is to further develop a navigation system of the type described in the introduction in such a way that precise information of a motor vehicle driver on a multi-lane road is made possible and at the same time traffic safety is increased.
  • a further object of the invention is to further develop the route guidance method specified at the beginning in this sense as well.
  • the first-mentioned object is achieved in a generic navigation system in that the means for determining the position include a module installed in the vehicle for detecting the road in front of the vehicle and the computing unit for determining a vehicle currently being driven.
  • lane is made up of several parallel lanes intended for the same direction of travel based on the data provided by the module for recording the road in front of the vehicle and for comparing the lane currently being traveled with the information contained in the road map data about the lanes or a lane selected therefrom.
  • the generic navigation system is thus supplemented by a module for detecting the street in front of the vehicle. Using the signals or data provided by this module, the computing unit determines the lane currently being traveled by the vehicle on a multi-lane road. It is also known from the route calculation which lane the vehicle is to drive on. The information output to the driver can therefore be based on whether the driver is already traveling in the intended lane or not. While in the navigation system known from US Pat. No. 6,446,000 B2 information is always output as to which lane the driver is to drive, the system according to the invention, which additionally includes lane detection, can suppress such information if the driver is already driving the intended lane. This can suppress unnecessary route guidance information. As a result, the driver is distracted from the traffic situation to a lesser extent by unnecessary route guidance information and the traffic safety is increased.
  • the computing unit is designed to generate route guidance information relating to a lane change between the parallel lanes.
  • the vehicle driver is thus given specific instructions regarding a change of lane.
  • this konkre ⁇ te instructions for changing lanes for example, eight or ten lanes
  • a significant increase in safety compared to the aforementioned known navigation system is made in particular on roads with many traffic lanes in one direction.
  • this known navigation system only the different lanes and - optically highlighted - the recommended lane are displayed.
  • the driver must therefore first determine which lane he is currently traveling in and then compare it with the lane recommendation. The driver therefore has to decide for himself whether a lane change is necessary.
  • the driver gets there ⁇ against a specific reference to a lane change, the balance between the current traveling lane and the recommended lane that does not have carried leads the driver itself but is done by the navigation system.
  • the computing unit is decentralized and a separate subunit of the computing unit is assigned to the module for detecting the road in front of the vehicle and, together with it, forms a module for lane detection.
  • the complete lane detection is carried out in the module for lane detection , that is to say both the image recording and the image processing take place within the module.
  • Such a module can be linked particularly easily to existing navigation systems in order to expand them according to the invention.
  • the lanes are determined by evaluating the lane markings detected on the road.
  • the lanes are usually separated by appropriate line markings on the road. The evaluation of these line markings represents a particularly suitable measure for recognizing the lanes.
  • the vehicle position and the road map data can also be used for lane recognition.
  • the navigation system contains a mobile radio module and the road map data can be updated via a mobile radio connection to a 5. central location. The advantage of this configuration is that current road map data is always available for route guidance. If, for example, a lane is temporarily blocked due to construction work, this information can be forwarded to the navigation system via the mobile radio module and taken into account when generating route guidance instructions. This prevents the driver from receiving information about a lane change that is not possible due to the blocking of a lane.
  • the information for map updates can also be transmitted to the vehicle via digital radio, such as DAB, DVB or satellite radio, with only the information being requested via the mobile radio module. Transmission via a radio link, for example at 0 petrol stations, is also possible.
  • the navigation system is then to be supplemented with corresponding receiving devices.
  • the navigation system is equipped or connected in the vehicle with means for detecting other road users.
  • the lanes can be monitored in addition to the lane currently being used and corresponding warning messages can be issued if a safe lane change is not possible due to the traffic situation.
  • the reference to the change of lane as far as the traffic management allows, can be suppressed as long as a change of lane is not possible without risk.
  • the computing unit is therefore designed to analyze the position, in particular the distance and the lane, and the speed of the other detected road users and to include this in the generation of a lane change notice.
  • a generic method for route guidance is characterized according to the invention in that lanes of the road traveled are recorded, the lane traveled by the vehicle is determined on the basis of the recorded lanes, and the lane traveled by the vehicle is taken into account when generating route guidance information.
  • tips for changing lanes are also generated and acoustically output.
  • F Fiigg .. 1 1 the components of a navigation system
  • Fig. 2 a turning situation at a multi-lane intersection
  • Fig. 4 a lane change maneuver on a motorway
  • F Fiigg. 5 5 the visual representation of a lane change on a display device.
  • FIG. 1 an inventive navigation system for motor vehicles is shown schematically.
  • the central component of the navigation system is the computing unit 1, which also contains the required working memory.
  • An operating unit 2 is connected to the computing unit 1, via which the destination can be entered or selected, for example.
  • the control unit 2 contains one or more control elements.
  • the control unit 2 may be housed in the same housing as the computer unit 1, however, the control unit 2 can also be designed as a remote control, the unit with the rake ⁇ 1, for example an optical interface or a radio interface in communication.
  • An optical display unit 3 is connected to the computing unit 1, via which a map display and route guidance Information and other information can be output.
  • the display unit 3 can be, for example, an LCD or a head-u ⁇ display, in which the information is reflected in the windshield or more generally in the driver's field of vision.
  • the route guidance information in particular can also be displayed in such a way that it is directly coincident with the street scene. The driver then sees the road as usual and also a turn arrow, which is reflected in the windshield in such a way that, from the driver's point of view, he is brought into line with the corresponding lanes.
  • the route guidance information is also output acoustically via a loudspeaker 4.
  • the computing unit 1 is also connected to a storage element 5, which contains map data for route calculation.
  • the map data also contain information on lanes on multi-lane roads. In particular, the data also contain information regarding a prescribed direction of travel for individual lanes.
  • the map data are stored, for example, on a CD-ROM or DVD.
  • the navigation system contains a CD-ROM or DVD drive, which is connected to the computing unit 1.
  • a calculation of the arithmetic unit 1 for a known starting point and destination of a route in a known manner be performed, which can then be output via the optical output unit.
  • the route determination in particular also contains information on the use of certain lanes on multi-lane roads. However, this lane information can be limited to the area of intersections.
  • the navigation system also contains a receiver 6 for receiving satellite navigation signals.
  • the navigation system further includes a direction sensor 7 and a displacement sensor 8, which are also connected to the computing unit 1, so that a position determination is made possible with the aid of a suitable computer program.
  • the computing unit 1 is additionally connected to a radio receiver 9, which is designed to receive RDS-TMC signals. Received traffic information can thus be forwarded from the radio receiver 9 to the computing unit 1 and taken into account in the route calculation. Alternatively, traffic information can also be received via a mobile radio module 10, in particular according to the GSM or UMTS standard, and forwarded to the computing unit.
  • a radio receiver 9 which is designed to receive RDS-TMC signals.
  • Received traffic information can thus be forwarded from the radio receiver 9 to the computing unit 1 and taken into account in the route calculation.
  • traffic information can also be received via a mobile radio module 10, in particular according to the GSM or UMTS standard, and forwarded to the computing unit.
  • the navigation system contains a lane detection module 11.
  • the lane detection module 11 contains, for example, a camera with which an image of the road in front of the vehicle is captured. The image of the road thus obtained is evaluated with the aid of an image processing program and the lane on which the vehicle is located is determined by detecting and recognizing the lane markings.
  • module 11 can contain its own computing unit on which this program runs. In this case, the module 11 directly transmits corresponding information about the traffic lane to the computing unit 1. In this case, module 11 is a complete module for lane detection. In another form of training, the module 11 can also contain only the imaging components and the evaluation of the
  • Image data or image signals take place in the central processing unit 1.
  • the navigation system also contains a module 12 for lane monitoring.
  • the module 12 has sensors installed in the vehicle, with which the road area adjoining the vehicle at the side and rear monitors becomes.
  • the suitable sensors can be a radar system or an optical system.
  • Such systems are known as a single system, as mentioned at the beginning, and are coupled here with a navigation system.
  • a destination must first be entered or selected.
  • the current location of the vehicle is automatically determined based on the received satellite navigation signals.
  • Traffic information received in the RDS-TMC standard is received via the radio receiver 9.
  • the traffic information received is taken into account in the route calculation.
  • the navigation system outputs corresponding route guidance information via the optical display unit 3 and / or the loudspeakers 4.
  • the route guidance information can be output optically, for example, by means of a corresponding arrow display. With the acoustic output, direct driving instructions are given to the driver, such as “turn left”, “continue straight ahead” and the like. Depending on the current position of the vehicle, this route guidance information is always output on time.
  • the map data stored on the storage element 5 also contain information on individual lanes of a multi-lane road, in particular in the area of intersections. This lane information is already taken into account when calculating the route. If the vehicle is now approaching an intersection or turning area of a multi-lane road, module 11 for lane detection detects which of the lanes the vehicle is on. This lane information is compared with the route data. This determines whether the vehicle is in the lane provided by the navigation system. If the vehicle is already in the correct lane, it is not initially necessary to issue a driving instruction. To prevent the driver from changing lanes In this situation, a corresponding message can also be output, such as "keep lane".
  • lane change information is output, which can be, for example, "change to left lane".
  • a lane change notification can in particular be output acoustically or can also be shown in an optical form on the display unit 3.
  • a combined acoustic and optical output is preferred here, the driver being able to make use of the optical output in a supportive manner if, for example, he has not correctly understood the acoustic information.
  • the motor vehicle 13 travels the one-way street 14 with the three lanes 15.
  • the vehicle is currently in the middle lane 15b.
  • the vehicle has to turn left at the intersection.
  • the navigation system has detected that the vehicle is in the middle lane 15b.
  • a lane change notice "change to left lane” is output acoustically.
  • the lane information is issued in good time so that the driver has enough time to change lanes.
  • the navigation system determined that the middle lane 17b of road 16 should be used by the vehicle after the turn. Before turning, the driver therefore receives an additional message "turn left and place in the middle lane". For drivers who are not familiar with the location, there is also a safe driving in a foreign city possible. By outputting the specific lane change information, the driver is supported during a turning process and in particular it is avoided that the driver approaches the intersection in a lane on which the intended turning process is not possible.
  • updated map data can also be transmitted to the navigation system from a FestStation.
  • This information can relate to current construction sites, for example, so that blocked lanes can be taken into account when recommending the route. If lane 15c is blocked due to construction work in the example of FIG. 2, but a left turn is also possible in lane 15b, then the navigation system then gives the driver the instruction to remain in lane 15b and to turn onto middle lane 17b of road 16 , This significantly reduces the risk of driving maneuvers that cannot be carried out.
  • a further improvement and simplification of the lane change is achieved by integrating the module 12 for lane monitoring.
  • the road area 18 of the lanes 15a and 15c which are adjacent to the lane 15b currently being traveled on, is monitored by means of the module 12.
  • the module 12 detects vehicles within this monitoring area 18.
  • the module 12 is designed to analyze the distance and the lane, as well as the speed of the other road users 19, 20 detected in the lanes 15a and 15c. Alternatively, this analysis can also take place in the computing unit 1.
  • the data obtained in this way are included in the generation of a lane change notification. For example, as in FIG.
  • a lane change from the middle lane 15b to the left lane 15c is provided, but the vehicle 19 is detected by the navigation system and analysis of the data determines that the vehicle is changing 13 on lane 15c is not possible without endangering vehicle 19, the lane change notification is initially suppressed. If, however, the distance to the intersection is already relatively short, the lane change notice can alternatively also be issued together with a warning about the vehicle 19. Lane monitoring in combination with the lane change notices further increases traffic safety.
  • the 4 shows a further driving situation with a lane change.
  • the vehicle 13 is in the middle lane 15b of a motorway and is approaching a motorway junction.
  • the driver whose destination is Frankfurt, is instructed by the navigation system to change to the lane 15a provided for this direction of travel, a hazard warning regarding the vehicle 20 located in this lane 15a possibly being output.
  • FIG. 5 shows a visual representation of how it is displayed to the vehicle driver in the described driving situation on the output unit 3.
  • a first display area 21a of the output unit 3 there is a rough destination, here "Frankfurt A5".
  • a name is given for the motorway junction which will shortly be reached, here "Gambacher Kreuz”.
  • a third display area 21c there is a representation of the highway section with the lanes 15.
  • the intended lane change from the middle lane 15b to the right lane 15a is optically displayed in the display area 21c by means of a suitable arrow display 22.
  • the lanes are illustrated individually with corresponding directional arrows 23 for the intended direction of travel of the individual lanes.
  • Corresponding assigned markings 24 can additionally clarify to the driver which lane he is in and which lane he should switch to. Also a hazard notice from the vehicle 20 on the Lane 15a can be included in this representation, for example by a flashing representation of the display or the corresponding lane or the like.

Abstract

The invention relates to a navigation system for a motor vehicle, comprising an arithmetic unit (1) that is connected to an input unit (2), to an output unit (3, 4) for outputting information for guiding the driver to the destination according to the actual position of the vehicle, to a memory element (5) containing information concerning traffic lanes (15, 17), and to means for determining position. The arithmetic unit is also designed for calculating a route between a starting location and a destination while using road map data and is designed for determining the information for guiding the driver to the destination. The invention provides that the means for determining position include a module (11), which is installed in the vehicle while serving to detect the street in front of the vehicle. In addition, the arithmetic unit (1) is designed for determining a traffic lane (15b), in which the vehicle is currently traveling, from of a number of parallel traffic lanes (15), which are provided for the same direction of travel, by using the data provided by the module (11) for detecting the street in front of the vehicle, and is designed for comparing the traffic lane (15b), in which the vehicle is currently traveling, with the information contained in the road map data and referring to the traffic lanes or a traffic lane selected therefrom.

Description

Navigationssystem mit FahrspurhinweisenNavigation system with lane information
Die Erfindung betrifft ein Navigationssystem für ein Kraftfahrzeug mit einer Recheneinheit, die mit einer Eingabeeinheit, einer Ausgabeeinheit zur Ausgabe von Zielführungsinformationen abhängig von der aktuellen Position des Fahrzeugs, einem Speicherelement, das Straßenkartendaten mit Informatio- nen zu Fahrspuren enthält, und Mitteln zur Positionsbestimmung verbunden ist und zur Berechnung einer Route zwischen einem Start- und einem Zielort anhand der Straßenkartendaten und zur Bestimmung der Zielführungsinformationen ausgelegt ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Rou- tenführung mit einem Navigationssystem eines Kraftfahrzeugs, wobei eine Fahrtroute zwischen einem Start- und einem Zielort und Zielführungsinformationen anhand von Straßenkartendaten, die Informationen zu Fahrspuren enthalten, bestimmt wird, die aktuelle Position des Fahrzeugs bestimmt wird und abhängig von der aktuellen Position des Fahrzeugs Zielführungsinformationen hinsichtlich eines durchzuführenden Fahrmanövers akustisch und/oder optisch ausgegeben werden.The invention relates to a navigation system for a motor vehicle with a computing unit which is connected to an input unit, an output unit for outputting route guidance information depending on the current position of the vehicle, a memory element which contains road map data with information about lanes, and means for determining the position and is designed to calculate a route between a start and a destination based on the road map data and to determine the route guidance information. Furthermore, the invention relates to a method for route guidance with a navigation system of a motor vehicle, a route between a start and a destination and destination guidance information being determined on the basis of road map data which contain information about lanes, the current position of the vehicle being determined and dependent From the current position of the vehicle, route guidance information relating to a driving maneuver to be carried out is output acoustically and / or optically.
NavigationsSysteme für Kraftfahrzeuge, die anhand von Stra- ßenkartendaten eine Fahrtroute zwischen einem Start- und einem Zielort bestimmen und den Fahrer entsprechende Zielfüh- rungsinformtionen geben, sind hinreichend bekannt und werden beispielsweise von einem Tochterunternehmen der Anmelderin unter dem Markennamen "VDO Dayton" vertrieben. Diese Naviga- tionssysteme weisen eine Eingabeeinheit auf, über die einNavigation systems for motor vehicles, which determine a route between a starting point and a destination based on road map data and provide the driver with appropriate guidance information, are well known and are sold, for example, by a subsidiary of the applicant under the brand name "VDO Dayton". These navigation systems have an input unit via which a
Zielort ausgewählt oder eingegeben werden kann. Anhand von im Fahrzeug mitgeführten Straßenkartendaten berechnet eine Recheneinheit eine Fahrtroute zwischen dem gegenwärtigen Standort und dem Zielort. Die Bestimmung des gegenwärtigen Stand- orts des Fahrzeugs sowie auch eine Positionsbestimmung desDestination can be selected or entered. On the basis of road map data carried in the vehicle, a computing unit calculates a route between the current location and the destination. Determining the current location of the vehicle and also determining the position of the
Fahrzeugs während der Fahrt erfolgt durch entsprechende Mittel zur Positionsbestimmung. Hierbei wird unter anderem auf Satellitennavigationssignale sowie auf Signale von im Fahrzeug mitgeführten Sensoren zurückgegriffen. Die Recheneinheit bestimmt die Zielführungsinformationen, die abhängig von der aktuellen Position des Fahrzeugs über eine Ausgabeeinheit ausgegeben werden. Die Ausgabe der Zielführungsinformationen kann dabei optisch auf einem Display und/oder akustisch über Lautsprecher erfolgen.Vehicle while driving is done by appropriate means for determining position. Here, among other things Satellite navigation signals and signals from sensors carried in the vehicle are used. The computing unit determines the route guidance information, which is output via an output unit depending on the current position of the vehicle. The route guidance information can be output optically on a display and / or acoustically via loudspeakers.
Aus der US 6,446,000 B2 ist ein Navigationssystem bekannt, bei dem die Straßenkartendaten zusätzlich Informationen zu Fahrspuren einer mehrspurigen Straße in einem Kreuzungsbereich aufweisen. Dem Fahrer wird hierbei eine Empfehlung gegeben, auf welcher der Fahrspuren er fahren soll. Die Ausgabe dieser Fahrinformation erfolgt unabhängig davon, auf welcher Fahrspur sich das Fahrzeug aktuell befindet .A navigation system is known from US Pat. No. 6,446,000 B2, in which the road map data additionally contain information on lanes of a multi-lane road in an intersection area. The driver is given a recommendation on which lane to drive on. This driving information is output regardless of which lane the vehicle is currently in.
Aus der EP 0 740 163 A2 ist ein Gerät zur lokalen Positionsbestimmung eines Kraftfahrzeugs bekannt. Das Gerät weist eine Erfassungseinrichtung auf, mit der der Straßenverlauf vor dem Fahrzeug erfasst wird. Dies erfolgt insbesondere anhand derFrom EP 0 740 163 A2 a device for local position determination of a motor vehicle is known. The device has a detection device with which the course of the road in front of the vehicle is detected. This is done in particular using the
Fahrbahnmarkierungen. Weiterhin weist das Gerät eine Einrichtung zum Empfang und zur Verarbeitung von Satellitennavigationssignalen auf. Mit diesen Informationen wird die aktuelle Position des Fahrzeuges bestimmt. Das Positionierungsgerät kann weiterhin Informationen von einem Navigationssystem erhalten. Das Positionsgerät erkennt insbesondere Kurven im Straßenverlauf. Die Signale des Positionierungsgerätes werden einer elektronischen Motorsteuereinheit zugeführt, die anhand der erhaltenen Signale Eingriffe in den Betrieb des Motors vornimmt.Road markings. Furthermore, the device has a device for receiving and processing satellite navigation signals. With this information, the current position of the vehicle is determined. The positioning device can also receive information from a navigation system. The position device particularly recognizes curves in the course of the road. The signals from the positioning device are fed to an electronic motor control unit which intervenes in the operation of the motor based on the signals received.
Aus der DE 199 21 437 Al ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung der Position eines Fahrzeugs auf einer Straße bekannt. Zur Positionsbestimmung werden Straßengeomet- riedaten sowie Wegdaten des Fahrzeugs ermittelt und durchDE 199 21 437 A1 discloses a method and a device for determining the position of a vehicle on a road. Road geometry data and route data of the vehicle are determined and determined for position determination
Vergleich der Straßengeometriedaten mit den Wegdaten wird die Position des Fahrzeugs auf der Straße bestimmt. Die Straßen- geometriedaten betreffen insbesondere Fahrspuren der Straße. Mit dem Verfahren kann eine Zuordnung des Fahrzeugs zu einer Fahrspur erfolgen. Die Straßengeometriedaten werden mithilfe von am Fahrzeug angebrachten optischen Sensoren erfasst. Die gewonnenen Daten sind vorgesehen als Ergänzung eines elektronischen FahrtSchreibers, zur Dokumentation eines Crashversuchs, zur Klassifizierung des Fahrers mit Erkennung einer Verhaltensänderung bei den Lenkbewegungen, zur Erstellung einer Straßenkarte, zur Totwinkel- und Rückraumüberwachung so- wie zur Unterstützung einer automatischen Querregelung.The position of the vehicle on the road is determined by comparing the road geometry data with the road data. The streets- Geometry data relate in particular to lanes on the road. The method can be used to assign the vehicle to a lane. The road geometry data are recorded using optical sensors attached to the vehicle. The data obtained is intended to supplement an electronic tachograph, to document a crash test, to classify the driver with detection of a change in behavior during steering movements, to create a road map, for blind spot and rear area monitoring and to support automatic lateral control.
Als ein Sicherheitssystem für Kraftfahrzeuge ist aus dem "Kraftfahrtechnischen Taschenbuch" der Robert Bosch GmbH (Herausgeber), 24. Auflage, Braunschweig/Wiesbaden 2002, Sei- te 898 bis 900 ein Fahrerassistenzsystem bekannt, bei dem der Raum um ein Fahrzeug ganz oder teilweise mithilfe geeigneter Sensoren, insbesondere eines Radarsensors, erfasst wird. Somit lassen sich Gegenstände oder andere Fahrzeuge im so genannten toten Winkel erfassen. Bei einem anderen, dort eben- falls beschriebenen System, dem so genannten Spurverlassens- warner, extrahiert eine Videokamera den Spurverlauf vor dem Fahrzeug und warnt den Fahrer bei einem Spurenwechsel ohne gesetzten Blinker.As a safety system for motor vehicles, a driver assistance system is known from the "Automotive Pocket Book" of Robert Bosch GmbH (editor), 24th edition, Braunschweig / Wiesbaden 2002, pages 898 to 900, in which the space around a vehicle is wholly or partly assisted suitable sensors, in particular a radar sensor, is detected. Objects or other vehicles can thus be detected in the so-called blind spot. In another system that is also described there, the so-called lane departure warning system, a video camera extracts the course of the lane in front of the vehicle and warns the driver when changing lanes without the turn signals being set.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Navigationssystem der eingangs beschriebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass eine präzise Information eines Kraftfahrzeugführers auf einer mehrspurigen Straße ermöglicht und gleichzeitig die Verkehrssicherheit erhöht wird. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, das eingangs angegebene Verfahren zur Routenführung ebenfalls in diesem Sinne weiterzuentwickeln.The object of the invention is to further develop a navigation system of the type described in the introduction in such a way that precise information of a motor vehicle driver on a multi-lane road is made possible and at the same time traffic safety is increased. A further object of the invention is to further develop the route guidance method specified at the beginning in this sense as well.
Die erst genannte Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Navigationssystem dadurch gelöst, dass die Mittel zur Positi- onsbestimmung ein im Fahrzeug installiertes Modul zur Erfassung der Straße vor dem Fahrzeug beinhalten und die Recheneinheit zur Bestimmung einer von dem Fahrzeug aktuell befah- renen Fahrspur aus mehreren parallelen, für dieselbe Fahrtrichtung vorgesehenen Fahrspuren anhand der von dem Modul zu Erfassung der Straße vor dem Fahrzeug bereitgestellten Daten und zum Vergleich der aktuell befahrenen Fahrspur mit den in den Straßenkartendaten enthaltenen Informationen zu den Fahrspuren oder einer daraus ausgewählten Fahrspur ausgelegt ist.The first-mentioned object is achieved in a generic navigation system in that the means for determining the position include a module installed in the vehicle for detecting the road in front of the vehicle and the computing unit for determining a vehicle currently being driven. lane is made up of several parallel lanes intended for the same direction of travel based on the data provided by the module for recording the road in front of the vehicle and for comparing the lane currently being traveled with the information contained in the road map data about the lanes or a lane selected therefrom.
Das gattungsgemäße Navigationssystem wird somit um ein Modul zur Erfassung der Straße vor dem Fahrzeug ergänzt. Mittels der von diesem Modul bereitgestellten Signale oder Daten bestimmt die Recheneinheit die von dem Fahrzeug aktuell befahrene Fahrspur bei einer mehrspurigen Straße. Weiterhin ist aus der Routenrechnung bekannt, welche Fahrspur das Fahrzeug befahren soll. Die an den Fahrer ausgegebenen Informationen können daher darauf abgestellt werden, ob der Fahrer bereits die vorgesehene Fahrspur befährt oder nicht. Während bei dem aus der US 6, 446,000 B2 bekannten Navigationssystem stets eine Information ausgegeben wird, welche Fahrspur der Fahrer befahren soll, kann mit dem erfindungsgemäßen System, das zu- sätzlich eine Fahrspurerkennung beinhaltet, eine derartige Information unterdrückt werden, wenn der Fahrer bereits die vorgesehene Fahrspur befährt. Hierdurch können unnötige Zielführungsinformationen unterdrückt werden. Als Folge wird der Fahrer in geringerem Maße durch unnötige Zielführungsinforma- tionen vom Verkehrsgeschehen abgelenkt und die Verkehrssicherheit erhöht.The generic navigation system is thus supplemented by a module for detecting the street in front of the vehicle. Using the signals or data provided by this module, the computing unit determines the lane currently being traveled by the vehicle on a multi-lane road. It is also known from the route calculation which lane the vehicle is to drive on. The information output to the driver can therefore be based on whether the driver is already traveling in the intended lane or not. While in the navigation system known from US Pat. No. 6,446,000 B2 information is always output as to which lane the driver is to drive, the system according to the invention, which additionally includes lane detection, can suppress such information if the driver is already driving the intended lane. This can suppress unnecessary route guidance information. As a result, the driver is distracted from the traffic situation to a lesser extent by unnecessary route guidance information and the traffic safety is increased.
Es ist vorgesehen, dass die Recheneinheit zur Erzeugung von Zielführungsinformationen bezüglich eines Fahrspurwechsels zwischen den parallel verlaufenden Fahrspuren ausgelegt ist. Dem Fahrzeugführer werden somit konkrete Anweisungen hinsichtlich eines Fahrspurwechsels gegeben. Durch diese konkre¬ te Anweisung zum Fahrspurwechsel wird insbesondere bei Straßen mit vielen Fahrspuren in eine Richtung, beispielsweise acht oder zehn Fahrspuren, ein deutlicher Sicherheitsgewinn gegenüber dem zuvor erläuterten bekannten Navigationssystem erzielt . Bei diesem bekannten Navigationssystem werden lediglich die verschiedenen Fahrspuren und - optisch hervorgehoben - die empfohlene Fahrspur angezeigt. Der Fahrer muss bei diesem System nach dem Stand der Technik daher zunächst selbst bestimmen auf welcher Fahrspur er aktuell fährt und dann den Abgleich mit der Fahrspurempfehlung vornehmen. Der Fahrer muss dabei also selbst entscheiden, ob ein Fahrspurwechsel notwendig ist. Bei acht- oder zehnspurigen Straßen kann dies im dichten Straßenverkehr häufig kaum geleistet werden. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung erhält der Fahrzeugführer da¬ gegen einen konkreten Hinweis zu einem Fahrspurwechsel, d.h. der Abgleich zwischen der aktuell befahrenen Fahrspur und der empfohlenen Fahrspur muss nicht vom Fahrer selbst durchge- führt werden sondern wird von dem Navigationssystem erledigt.It is provided that the computing unit is designed to generate route guidance information relating to a lane change between the parallel lanes. The vehicle driver is thus given specific instructions regarding a change of lane. Through this konkre ¬ te instructions for changing lanes, for example, eight or ten lanes, a significant increase in safety compared to the aforementioned known navigation system is made in particular on roads with many traffic lanes in one direction. In this known navigation system, only the different lanes and - optically highlighted - the recommended lane are displayed. With this state-of-the-art system, the driver must therefore first determine which lane he is currently traveling in and then compare it with the lane recommendation. The driver therefore has to decide for himself whether a lane change is necessary. With eight or ten-lane roads, this can often hardly be achieved in heavy traffic. The inventive design, the driver gets there ¬ against a specific reference to a lane change, the balance between the current traveling lane and the recommended lane that does not have carried leads the driver itself but is done by the navigation system.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Recheneinheit dezentral ausgebildet ist und eine separate Teileinheit der Recheneinheit dem Modul zur Erfassung der Straße vor dem Fahrzeug zugeordnet ist und zusammen mit diesem ein Modul zur Fahrspurerfassung bildet. Bei dieser Ausgestaltung wird die komplette Fahrspurerfassung in dem Modul zur Fahrspurerfas¬ sung durchgeführt, dass heißt sowohl die Bildaufnahme als auch die Bildverarbeitung erfolgt innerhalb des Moduls . Ein solches Modul kann besonders einfach mit bestehenden Navigationssystemen verknüpft werden, um diese erfindungsgemäß zu erweitern.In one embodiment it is provided that the computing unit is decentralized and a separate subunit of the computing unit is assigned to the module for detecting the road in front of the vehicle and, together with it, forms a module for lane detection. In this embodiment, the complete lane detection is carried out in the module for lane detection , that is to say both the image recording and the image processing take place within the module. Such a module can be linked particularly easily to existing navigation systems in order to expand them according to the invention.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Bestimmung der Fahrspuren durch die Auswertung von erfassten Fahrspurmarkierungen auf der Straße erfolgt . Bei mehrspurigen Straßen sind die Fahrspuren üblicherweise durch entsprechende Strichmarkierungen auf der Straße getrennt . Die Auswertung dieser Strichmarkierungen stellt eine besonders geeignete Maßnahme zur Erkennung der Fahrspuren dar. Gegebenenfalls können zur Fahrspurerkennung zusätzlich auch die Fahrzeugposition und die Straßenkartendaten noch herangezogen werden. In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Navigationssystem ein Mobilfunkmodul enthält und die Straßenkartendaten über eine Mobilfunkverbindung zu einer Zentral- 5. stelle aktualisierbar sind. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass stets aktuelle Straßenkartendaten für die Zielführung zur Verfügung stehen- Wird beispielsweise eine Fahrspur wegen Bauarbeiten vorübergehend gesperrt, so kann diese Information über das Mobilfunkmodul an das Navigations- 0 System weitergeleitet und bei der Generierung von Zielführungshinweisen berücksichtigt werden. Dadurch wird vermieden, dass der Fahrer Hinweise zu einem Fahrspurwechsel erhält, der aufgrund der Sperrung eines Fahrstreifens nicht möglich ist.In one embodiment it is provided that the lanes are determined by evaluating the lane markings detected on the road. In multi-lane roads, the lanes are usually separated by appropriate line markings on the road. The evaluation of these line markings represents a particularly suitable measure for recognizing the lanes. If necessary, the vehicle position and the road map data can also be used for lane recognition. In a further embodiment, it is provided that the navigation system contains a mobile radio module and the road map data can be updated via a mobile radio connection to a 5. central location. The advantage of this configuration is that current road map data is always available for route guidance. If, for example, a lane is temporarily blocked due to construction work, this information can be forwarded to the navigation system via the mobile radio module and taken into account when generating route guidance instructions. This prevents the driver from receiving information about a lane change that is not possible due to the blocking of a lane.
5 Alternativ kann die Information zur Kartenaktualisierung auch über digitalen Rundfunk, wie DAB, DVB oder Satellitenradio, ins Fahrzeug übertragen werden, wobei nur die Anforderung der Information über das Mobilfunkmodul erfolgt. Auch eine Übertragung mittels Streckenfunkverbindung, beispielsweise an 0 Tankstellen, ist möglich. Das Navigationssystem ist dann um entsprechende Empfangsgeräte zu ergänzen.5 Alternatively, the information for map updates can also be transmitted to the vehicle via digital radio, such as DAB, DVB or satellite radio, with only the information being requested via the mobile radio module. Transmission via a radio link, for example at 0 petrol stations, is also possible. The navigation system is then to be supplemented with corresponding receiving devices.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Navigationssystem mit im Fahrzeug angebrachten Mitteln zur De- 5 tektion anderer Verkehrsteilnehmer ausgestattet oder verbunden ist . Hierdurch können die Fahrspuren neben der aktuell befahrenen Fahrspur überwacht werden und entsprechende Warnhinweise ausgegeben werden, wenn ein gefahrloser Fahrspurwechsel aufgrund der Verkehrssituation nicht möglich ist. An- 0 dererseits kann auch der Hinweis auf den Fahrspurwechsel, soweit die Verkehrsführung dies ermöglicht, unterdrückt werden, solange ein Fahrspurwechsel nicht gefahrlos möglich ist. Insbesondere ist daher die Recheneinheit dazu ausgelegt, die Position, insbesondere die Entfernung und die Fahrspur, sowie 5 die Geschwindigkeit der anderen detektierten Verkehrsteilnehmer zu analysieren und in die Generierung eines Spurwechsel— hinweises einzubeziehen. Ein gattungsgemäßes Verfahren zur Routenführung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass Fahrspuren der befahrenen Straße erfasst werden, anhand der erfassten Fahrspuren die von dem Fahrzeug befahrene Fahrspur ermittelt wird und bei Erzeugung einer Zielführungsinformation die von dem Fahrzeug befahrene Fahrspur berücksichtig wird. Insbesondere werden dabei auch Hinweise für einen Fahrspurwechsel erzeugt und akustisch ausgegeben. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.In a further embodiment it is provided that the navigation system is equipped or connected in the vehicle with means for detecting other road users. In this way, the lanes can be monitored in addition to the lane currently being used and corresponding warning messages can be issued if a safe lane change is not possible due to the traffic situation. On the other hand, the reference to the change of lane, as far as the traffic management allows, can be suppressed as long as a change of lane is not possible without risk. In particular, the computing unit is therefore designed to analyze the position, in particular the distance and the lane, and the speed of the other detected road users and to include this in the generation of a lane change notice. A generic method for route guidance is characterized according to the invention in that lanes of the road traveled are recorded, the lane traveled by the vehicle is determined on the basis of the recorded lanes, and the lane traveled by the vehicle is taken into account when generating route guidance information. In particular, tips for changing lanes are also generated and acoustically output. Further advantageous refinements of the method are specified in the subclaims.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment in the drawing. Show it:
F Fiigg.. 1 1: die Komponenten eines Navigationssystems,F Fiigg .. 1 1: the components of a navigation system,
Fig . 2 eine Abbiegesituation an einer mehrspurigen Straßenkreuzung,Fig. 2 a turning situation at a multi-lane intersection,
Fig . 3 die Überwachung der benachbarten Fahrspuren,Fig. 3 monitoring the adjacent lanes,
Fig . 4 ein Spurwechselmanöver auf einer Autobahn, F Fiigg.. 5 5: die optische Darstellung eines Spurwechsels auf einer Anzeigeeinrichtung.Fig. 4 a lane change maneuver on a motorway, F Fiigg. 5 5: the visual representation of a lane change on a display device.
In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Navigationssystem für Kraftfahrzeuge schematisch dargestellt. Zentraler Bestandteil des Navigationssystems ist die Recheneinheit 1, die auch die erforderlichen Arbeitsspeicher enthält. Mit der Recheneinheit 1 ist eine Bedieneinheit 2 verbunden, über die beispielsweise der Zielort eingegeben oder ausgewählt werden kann. Die Bedieneinheit 2 enthält dazu ein oder mehrere Bedienelemente. Die Bedieneinheit 2 kann im gleichen Gehäuse wie die Recheneinheit 1 untergebracht sein, jedoch kann die Bedieneinheit 2 auch als Fernbedienung ausgebildet sein, die mit der Rechen¬ einheit 1 beispielsweise über eine optische Schnittstelle oder eine Funkschnittstelle in Verbindung steht.In Fig. 1, an inventive navigation system for motor vehicles is shown schematically. The central component of the navigation system is the computing unit 1, which also contains the required working memory. An operating unit 2 is connected to the computing unit 1, via which the destination can be entered or selected, for example. For this purpose, the control unit 2 contains one or more control elements. The control unit 2 may be housed in the same housing as the computer unit 1, however, the control unit 2 can also be designed as a remote control, the unit with the rake ¬ 1, for example an optical interface or a radio interface in communication.
Mit der Recheneinheit 1 ist eine optische Anzeigeeinheit 3 verbunden, über die eine Kartendarstellung und Zielführungs- Informationen sowie sonstige Informationen ausgegeben werden können. Bei der Anzeigeeinheit 3 kann es sich beispielsweise um ein LCD oder auch ein Head-uρ-Display handeln, bei dem die Informationen in die Windschutzscheibe oder allgemeiner in das Sichtfeld des Fahrers eingespiegelt werden. Im letzteren Fall können insbesondere auch die Zielführungshinweise derart dargestellt werden, dass sie direkt mit dem Straßenbild zur Deckung gebracht werden. Der Fahrer sieht dann wie üblich die Straße und darüber hinaus einen Abbiegepfeil, der so in die Windschutzscheibe eingespiegelt ist, dass er aus Sicht des Fahrers mit den entsprechenden Fahrspuren zur Deckung gebracht ist.An optical display unit 3 is connected to the computing unit 1, via which a map display and route guidance Information and other information can be output. The display unit 3 can be, for example, an LCD or a head-uρ display, in which the information is reflected in the windshield or more generally in the driver's field of vision. In the latter case, the route guidance information in particular can also be displayed in such a way that it is directly coincident with the street scene. The driver then sees the road as usual and also a turn arrow, which is reflected in the windshield in such a way that, from the driver's point of view, he is brought into line with the corresponding lanes.
Nach der Durchführung der Routenberechnung werden die Ziel- führungsinformationen auch über einen Lautsprecher 4 akustisch ausgegeben.After the route calculation has been carried out, the route guidance information is also output acoustically via a loudspeaker 4.
Die Recheneinheit 1 ist ferner mit einem Speicherelement 5 verbunden, das Landkartendaten für die Routenrechnung ent- hält. Die Landkartendaten enthalten auch Angaben zu Fahrspuren von mehrspurigen Straßen. Insbesondere enthalten die Daten auch Informationen hinsichtlich einer vorgeschriebenen Fahrtrichtung für einzelne Fahrspuren. Die Landkartendaten sind beispielsweise auf einer CD-ROM oder DVD abgespeichert. In diesem Fall enthält das Navigationssystem ein CD-ROM- bzw. DVD-Laufwerk, das mit der Recheneinheit 1 verbunden ist. An¬ hand der Landkartendaten kann von der Recheneinheit 1 bei bekanntem Start- und Zielort in bekannter Weise eine Berechnung einer Route durchgeführt werden, die dann über die optische Ausgabeeinheit 3 ausgegeben werden kann. Die Routenbestimmung enthält insbesondere auch Angaben zur Benutzung bestimmter Fahrspuren bei mehrspurigen Straßen. Diese Fahrspurangabe kann jedoch auf den Bereich von Kreuzungen beschränkt sein.The computing unit 1 is also connected to a storage element 5, which contains map data for route calculation. The map data also contain information on lanes on multi-lane roads. In particular, the data also contain information regarding a prescribed direction of travel for individual lanes. The map data are stored, for example, on a CD-ROM or DVD. In this case, the navigation system contains a CD-ROM or DVD drive, which is connected to the computing unit 1. To the map data ¬ hand, a calculation of the arithmetic unit 1 for a known starting point and destination of a route in a known manner be performed, which can then be output via the optical output unit. 3 The route determination in particular also contains information on the use of certain lanes on multi-lane roads. However, this lane information can be limited to the area of intersections.
Zur Bestimmung der aktuellen Fahrzeugposition enthält das Navigationssystem ferner einen Empfänger 6 zum Empfang von Satellitennavigationssignalen. Um eine vom Satelliten unabhän- gige Positionsbestimmung durchführen zu können, enthält das Navigationssystem weiterhin einen Richtungssensor 7 und einen Wegsensor 8, die ebenfalls mit der Recheneinheit 1 verbunden sind, so dass mithilfe eines geeigneten Computerprogramms mit diesen Signalen eine Positionsbestimmung ermöglicht wird.To determine the current vehicle position, the navigation system also contains a receiver 6 for receiving satellite navigation signals. To create a satellite To be able to carry out current position determination, the navigation system further includes a direction sensor 7 and a displacement sensor 8, which are also connected to the computing unit 1, so that a position determination is made possible with the aid of a suitable computer program.
Weiterhin ist die Recheneinheit 1 im dargestellten Beispiel zusätzlich mit einem Rundfunkempfänger 9 verbunden, der zum Empfang von RDS-TMC-Signalen ausgebildet ist. Somit können empfangene Verkehrsinformationen vom Rundfunkempfänger 9 an die Recheneinheit 1 weitergeleitet und bei der Routenberechnung berücksichtigt werden. Alternativ können Verkehrsinformationen auch über ein Mobilfunkmodul 10, insbesondere nach dem GSM- oder UMTS-Standard empfangen und an die Rechenein- heit weitergeleitet werden.Furthermore, in the example shown, the computing unit 1 is additionally connected to a radio receiver 9, which is designed to receive RDS-TMC signals. Received traffic information can thus be forwarded from the radio receiver 9 to the computing unit 1 and taken into account in the route calculation. Alternatively, traffic information can also be received via a mobile radio module 10, in particular according to the GSM or UMTS standard, and forwarded to the computing unit.
Weiterhin enthält das Navigationssystem ein Spurerkennungsmodul 11. Das Spurerkennungsmodul 11 beinhaltet beispielsweise eine Kamera, mit der ein Abbild der Straße vor dem Fahrzeug erfasst wird. Mit Hilfe eines Bildverarbeitungsprogramms wird das so gewonnene Abbild der Straße ausgewertet und durch Erfassung und Erkennung der Fahrbahnmarkierungen die Fahrspur bestimmt, auf der sich das Fahrzeug befindet. Das Modul 11 kann hierzu eine eigene Recheneinheit beinhalten, auf der dieses Programm abläuft. In diesem Fall gibt das Modul 11 direkt eine entsprechende Information über die befahrene Fahrspur an die Recheneinheit 1 weiter. Das Modul 11 ist in diesem Fall ein komplettes Modul zur Fahrspurerfassung. In einer anderen Ausbildungsform kann das Modul 11 auch lediglich die bildgebenden Komponenten enthalten und die Auswertung derFurthermore, the navigation system contains a lane detection module 11. The lane detection module 11 contains, for example, a camera with which an image of the road in front of the vehicle is captured. The image of the road thus obtained is evaluated with the aid of an image processing program and the lane on which the vehicle is located is determined by detecting and recognizing the lane markings. For this purpose, module 11 can contain its own computing unit on which this program runs. In this case, the module 11 directly transmits corresponding information about the traffic lane to the computing unit 1. In this case, module 11 is a complete module for lane detection. In another form of training, the module 11 can also contain only the imaging components and the evaluation of the
Bilddaten bzw. Bildsignale erfolgt in der zentralen Recheneinheit 1.Image data or image signals take place in the central processing unit 1.
Weiterhin enthält das Navigationssystem ein Modul 12 zur Fahrspurüberwachung. Das Modul 12 weist hierzu im Fahrzeug angebrachte Sensoren auf, mit denen der seitlich und hinten an das Fahrzeug sich anschließende Straßenbereich überwacht wird. Bei den geeigneten Sensoren kann es sich um ein Radarsystem oder ein optisches System handeln. Derartige Systeme sind als Einzelsystem, wie eingangs erwähnt, bekannt und werden hier mit einem Navigationssystem verkoppelt.The navigation system also contains a module 12 for lane monitoring. For this purpose, the module 12 has sensors installed in the vehicle, with which the road area adjoining the vehicle at the side and rear monitors becomes. The suitable sensors can be a radar system or an optical system. Such systems are known as a single system, as mentioned at the beginning, and are coupled here with a navigation system.
Wünscht der Benutzer vor einem Fahrtantritt nun eine Routenberechnung, so muss zunächst ein Zielort eingegeben oder ausgewählt werden. Der gegenwärtige Standort des Fahrzeugs wird anhand der empfangenen Satellitennavigationssignale automa- tisch bestimmt. Über den Rundfunkempfänger 9 werden Verkehrsinformationen empfangen, die im RDS-TMC-Standard übertragen worden sind. Die empfangenen Verkehrsinformationen werden bei der Routenberechnung berücksichtigt. Während der Fahrt gibt das Navigationssystem über die optische Anzeigeeinheit 3 und/oder die Lautsprecher 4 entsprechende Zielführungsinformationen aus. Die optische Ausgabe der Zielführungsinformationen kann beispielsweise über entsprechende Pfeildarstellung erfolgen. Mit der akustischen Ausgabe werden direkte Fahranweisungen an den Fahrer ausgegeben, wie beispielsweise "links abbiegen", "geradeaus weiterfahren" und dergleichen. Diese Zielführungsinformationen werden abhängig von der aktuellen Position des Fahrzeugs immer zeitgerecht ausgegeben.If the user now wants a route calculation before starting a journey, a destination must first be entered or selected. The current location of the vehicle is automatically determined based on the received satellite navigation signals. Traffic information received in the RDS-TMC standard is received via the radio receiver 9. The traffic information received is taken into account in the route calculation. During the journey, the navigation system outputs corresponding route guidance information via the optical display unit 3 and / or the loudspeakers 4. The route guidance information can be output optically, for example, by means of a corresponding arrow display. With the acoustic output, direct driving instructions are given to the driver, such as “turn left”, “continue straight ahead” and the like. Depending on the current position of the vehicle, this route guidance information is always output on time.
Die auf dem Speicherelement 5 abgespeicherten Landkartendaten enthalten auch Informationen zu einzelnen Fahrspuren einer mehrspurigen Straße, insbesondere im Bereich von Kreuzungen. Bei der Routenberechnung werden diese Fahrspurinformationen bereits berücksichtigt. Nähert sich das Fahrzeug nun einem Kreuzungs- oder Abbiegebereich einer mehrspurigen Straße, so wird mittels des Moduls 11 zur Fahrspurerkennung detektiert, auf welcher der Fahrspuren sich das Fahrzeug befindet. Diese Fahrspurinformation wird mit den Fahrtroutendaten abgeglichen. Hierbei wird festgestellt, ob das Fahrzeug sich auf der von dem Navigationssystem vorgesehenen Fahrspur befindet. Be- findet sich das Fahrzeug bereits auf der richtigen Fahrspur, so ist zunächst die Ausgabe eines Fahrhinweises nicht erforderlich. Um einem Fahrspurwechsel durch den Fahrer vorzubeu- gen,- kann in dieser Situation jedoch auch eine entsprechende Meldung ausgegeben werden, wie beispielsweise "Fahrspur beibehalten" . Befindet sich das Fahrzeug jedoch nicht auf der richtigen Fahrspur, so wird eine präzise Fahrspurwechselin- formation ausgegeben, die beispielsweise lauten kann "auf linke Fahrspur wechseln". Ein derartiger Fahrspurwechselhinweis kann insbesondere akustisch ausgegeben werden oder auch in optischer Form auf der Anzeigeeinheit 3 dargestellt werden. Bevorzugt wird hierbei eine kombinierte akustische und optische Ausgabe, wobei der Fahrer die optische Ausgabe unterstützend in Anspruch nehmen kann, wenn er beispielsweise den akustischen Hinweis nicht richtig verstanden hat.The map data stored on the storage element 5 also contain information on individual lanes of a multi-lane road, in particular in the area of intersections. This lane information is already taken into account when calculating the route. If the vehicle is now approaching an intersection or turning area of a multi-lane road, module 11 for lane detection detects which of the lanes the vehicle is on. This lane information is compared with the route data. This determines whether the vehicle is in the lane provided by the navigation system. If the vehicle is already in the correct lane, it is not initially necessary to issue a driving instruction. To prevent the driver from changing lanes In this situation, a corresponding message can also be output, such as "keep lane". However, if the vehicle is not in the correct lane, precise lane change information is output, which can be, for example, "change to left lane". Such a lane change notification can in particular be output acoustically or can also be shown in an optical form on the display unit 3. A combined acoustic and optical output is preferred here, the driver being able to make use of the optical output in a supportive manner if, for example, he has not correctly understood the acoustic information.
In Fig. 2 ist eine Kreuzungssituation von mehrspurigen Stra- ßen dargestellt, anhand derer die Vorteile des erfindungsgemäßen Navigationssystems weiter erläutert werden. Das Kraftfahrzeug 13 befährt die Einbahnstraße 14 mit den drei Fahrspuren 15. Das Fahrzeug befindet sich aktuell auf der mittleren Fahrspur 15b. Gemäß der von dem Navigationssystem berech- neten Route muss das Fahrzeug an der Kreuzung nach links abbiegen. Hierzu ist es erforderlich, dass sich der Fahrzeugführer auf die hierfür vorgesehene Fahrspur 15c einordnet. Das Navigationssystem hat detektiert, dass sich das Fahrzeug auf der mittleren Fahrspur 15b befindet. Rechtzeitig vor der Kreuzung der Straße 14 mit der Straße 16 wird daher akustisch ein Fahrspurwechselhinweis "auf linke Spur wechseln" ausgegeben. Der Fahrspurhinweis wird dabei so rechtzeitig ausgegeben, dass dem Fahrzeugführer genügend Zeit für den Fahrspurwechsel bleibt .2 shows an intersection situation of multi-lane roads, on the basis of which the advantages of the navigation system according to the invention are further explained. The motor vehicle 13 travels the one-way street 14 with the three lanes 15. The vehicle is currently in the middle lane 15b. According to the route calculated by the navigation system, the vehicle has to turn left at the intersection. For this, it is necessary for the vehicle driver to position himself in the lane 15c provided for this purpose. The navigation system has detected that the vehicle is in the middle lane 15b. In good time before the intersection of road 14 and road 16, a lane change notice "change to left lane" is output acoustically. The lane information is issued in good time so that the driver has enough time to change lanes.
Die Straße 16, auf die der Fahrzeugführer einbiegt, weist ebenfalls drei Fahrspuren 17 auf. Bei der Routenberechnung hat das Navigationssystem festgelegt, dass die mittlere Fahrspur 17b der Straße 16 von dem Fahrzeug nach dem Abbiegen be- nutzt werden soll. Vor dem Abbiegen erhält der Fahrer daher einen zusätzlichen Hinweis "links abbiegen und auf mittlere Spur einordnen". Auch für ortsunkundige Fahrer ist somit ein sicheres Fahren in einer fremden Großstadt möglich. Durch die Ausgabe der konkreten Fahrspurwechselinformationen wird der Fahrer bei einem Abbiegevorgang unterstützt und es wird insbesondere vermieden, dass sich der Fahrer der Kreuzung auf einer Fahrspur nähert, auf der der vorgesehene Abbiegevorgang nicht möglich ist.The road 16, on which the driver turns, also has three lanes 17. When calculating the route, the navigation system determined that the middle lane 17b of road 16 should be used by the vehicle after the turn. Before turning, the driver therefore receives an additional message "turn left and place in the middle lane". For drivers who are not familiar with the location, there is also a safe driving in a foreign city possible. By outputting the specific lane change information, the driver is supported during a turning process and in particular it is avoided that the driver approaches the intersection in a lane on which the intended turning process is not possible.
Durch die Integration des Mobilfunkmoduls 10 können zudem aktualisierte Kartendaten an das Navigationssystem von einer FestStation übertragen werden. Diese Informationen können beispielsweise aktuelle Baustellen betreffen, so dass gegebenenfalls gesperrte Fahrspuren bei der Routenempfehlung berücksichtigt werden können. Ist im Beispiel der Fig. 2 die Fahrspur 15c wegen Bauarbeiten gesperrt, ein Linksabbiegen jedoch auch auf der Fahrspur 15b möglich, so dann das Navigationssystem den Fahrer den Hinweis geben, auf der Fahrspur 15b zu verbleiben und auf die mittlere Fahrspur 17b der Straße 16 einzubiegen. Die Gefahr des Auftretens von nicht durchführbaren Fahrmanövern wird hierdurch deutlich verringert.By integrating the mobile radio module 10, updated map data can also be transmitted to the navigation system from a FestStation. This information can relate to current construction sites, for example, so that blocked lanes can be taken into account when recommending the route. If lane 15c is blocked due to construction work in the example of FIG. 2, but a left turn is also possible in lane 15b, then the navigation system then gives the driver the instruction to remain in lane 15b and to turn onto middle lane 17b of road 16 , This significantly reduces the risk of driving maneuvers that cannot be carried out.
Eine weitere Verbesserung und Vereinfachung des Fahrspurwechsels wird durch die Integration des Moduls 12 zur Fahrspurüberwachung erreicht. Wie in Fig. 3 dargestellt wird mittels des Moduls 12 der Straßenbereich 18 der Fahrspuren 15a und 15c, die zu der aktuell befahrenen Fahrspur 15b benachbart sind, überwacht. Das Modul 12 erkennt Fahrzeuge innerhalb dieses Überwachungsbereichs 18. Insbesondere ist das Modul 12 dazu ausgelegt, die Entfernung und die Fahrspur, sowie die Geschwindigkeit der auf den Fahrspuren 15a und 15c detektier- ten anderen Verkehrsteilnehmern 19, 20 zu analysieren. Alternativ kann diese Analyse auch in der Recheneinheit 1 erfolgen. Die so gewonnenen Daten werden in die Generierung eines Spurwechselhinweises einbezogen. Ist beispielsweise wie in Fig. 2 ein Spurwechsel von der mittleren Fahrbahn 15b auf die linke Fahrbahn 15c vorgesehen, wobei jedoch von dem Navigationssystem das Fahrzeug 19 detektiert wird und durch Analyse der Daten festgestellt wird, dass ein Wechsel des Fahrzeugs 13 auf die Spur 15c ohne Gefährdung des Fahrzeugs 19 nicht möglich ist, so wird der Spurwechselhinweis zunächst unterdrückt. Ist die Entfernung zur Kreuzung jedoch bereits relativ gering, so kann alternativ auch der Spurwechselhinweis zusammen mit einem Gefahrhinweis wegen des Fahrzeugs 19 ausgegeben werden. Durch die Spurüberwachung in Kombination mit den Fahrspurwechselhinweisen wird eine weitere Erhöhung der Verkehrssicherheit erreicht.A further improvement and simplification of the lane change is achieved by integrating the module 12 for lane monitoring. As shown in FIG. 3, the road area 18 of the lanes 15a and 15c, which are adjacent to the lane 15b currently being traveled on, is monitored by means of the module 12. The module 12 detects vehicles within this monitoring area 18. In particular, the module 12 is designed to analyze the distance and the lane, as well as the speed of the other road users 19, 20 detected in the lanes 15a and 15c. Alternatively, this analysis can also take place in the computing unit 1. The data obtained in this way are included in the generation of a lane change notification. For example, as in FIG. 2, a lane change from the middle lane 15b to the left lane 15c is provided, but the vehicle 19 is detected by the navigation system and analysis of the data determines that the vehicle is changing 13 on lane 15c is not possible without endangering vehicle 19, the lane change notification is initially suppressed. If, however, the distance to the intersection is already relatively short, the lane change notice can alternatively also be issued together with a warning about the vehicle 19. Lane monitoring in combination with the lane change notices further increases traffic safety.
In Fig. 4 ist eine weitere Fahrsituation mit einem Fahrspurwechsel dargestellt. Das Fahrzeug 13 befindet sich auf der mittleren Spur 15b einer Autobahn und nähert sich einem Autobahnkreuz. Der Fahrer, dessen Fahrziel Frankfurt ist, wird von dem Navigationssystem angewiesen, auf die für diese Fahrtrichtung vorgesehene Fahrspur 15a zu wechseln, wobei gegebenenfalls ein Gefahrhinweis hinsichtlich des sich auf dieser Fahrspur 15a befindlichen Fahrzeugs 20 ausgegeben wird.4 shows a further driving situation with a lane change. The vehicle 13 is in the middle lane 15b of a motorway and is approaching a motorway junction. The driver, whose destination is Frankfurt, is instructed by the navigation system to change to the lane 15a provided for this direction of travel, a hazard warning regarding the vehicle 20 located in this lane 15a possibly being output.
In Fig. 5 ist eine optische Darstellung wiedergegeben wie sie auf der Ausgabeeinheit 3 dem Fahrzeugführer in der geschilderten Fahrsituation angezeigt wird. In einem ersten Anzeigebereich 21a der Ausgabeeinheit 3 erfolgt eine Grobzielangabe, hier "Frankfurt A5". In einem zweiten Anzeigebereich 21b erfolgt eine namentliche Nennung des in Kürze erreichten Auto- bahnkreuzes, hier "Gambacher Kreuz". In einem dritten Anzeigebereich 21c erfolgt eine Darstellung des befahrenen Autobahnabschnitts mit den Fahrspuren 15. Zusätzlich wird im Anzeigebereich 21c mittels einer geeigneten Pfeildarstellung 22 der vorgesehene Fahrspurwechsel von der mittleren Fahrspur 15b auf die rechte Fahrspur 15a optisch angezeigt. In einem vierten Anzeigebereich 21d werden die Fahrspuren in Einzeldarstellung mit entsprechenden Richtungspfeilen 23 für die vorgesehene Fahrtrichtung der einzelnen Fahrspuren verdeutlicht. Über entsprechende zugeordnete Markierungen 24 kann dem Fahrer zusätzlich verdeutlicht werden, auf welcher Fahrspur er sich befindet und auf welche Fahrspur er wechseln soll. Auch ein Gefahrhinweis durch das Fahrzeug 20 auf der Fahrspur 15a kann in diese Darstellung aufgenommen werden, beispielsweise durch eine blinkende Darstellung der Anzeige oder der entsprechenden Fahrspur oder dergleichen. FIG. 5 shows a visual representation of how it is displayed to the vehicle driver in the described driving situation on the output unit 3. In a first display area 21a of the output unit 3 there is a rough destination, here "Frankfurt A5". In a second display area 21b, a name is given for the motorway junction which will shortly be reached, here "Gambacher Kreuz". In a third display area 21c there is a representation of the highway section with the lanes 15. In addition, the intended lane change from the middle lane 15b to the right lane 15a is optically displayed in the display area 21c by means of a suitable arrow display 22. In a fourth display area 21d, the lanes are illustrated individually with corresponding directional arrows 23 for the intended direction of travel of the individual lanes. Corresponding assigned markings 24 can additionally clarify to the driver which lane he is in and which lane he should switch to. Also a hazard notice from the vehicle 20 on the Lane 15a can be included in this representation, for example by a flashing representation of the display or the corresponding lane or the like.

Claims

Patentansprüche claims
1. Navigationssystem für ein Kraftfahrzeug mit einer Recheneinheit, die mit einer Eingabeeinheit, einer Ausga- beeinheit zur Ausgabe von Zielführungsinformationen abhängig von der aktuellen Position des Fahrzeugs, einem Speicherelement, das Straßenkartendaten mit Informationen zu Fahrspuren enthält, und Mitteln zur Postitions- bestimmung verbunden ist und zur Berechnung einer Route zwischen einem Start- und einem Zielort anhand der1. Navigation system for a motor vehicle with a computing unit that is connected to an input unit, an output unit for outputting route guidance information depending on the current position of the vehicle, a memory element that contains road map data with information about lanes, and means for determining the position and to calculate a route between a start and a destination based on the
Straßenkartendaten und zur Bestimmung der Zielführungsinformationen ausgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Positionsbestimmung ein im Fahrzeug installiertes Modul (11) zur Erfassung der Straße vor dem Fahrzeug beinhalten und die Recheneinheit (1) zur Bestimmung einer von dem Fahrzeug aktuell befahrenen Fahrspur (15b) aus mehreren parallelen, für dieselbe Fahrtrichtung vorgesehenen Fahrspuren (15) anhand der von dem Modul (11) zur Erfassung der Straße vor dem Fahrzeug bereitgestellten Daten und zum Vergleich der aktuell befahrenen Fahrspur (15b) mit den in den Straßenkartendaten enthaltenen Informationen zu den Fahrspuren oder einer daraus ausgewählten Fahrspur ausgelegt ist.Road map data and for determining the route guidance information, characterized in that the means for determining the position include a module (11) installed in the vehicle for detecting the road in front of the vehicle and the computing unit (1) for determining a lane (15b currently being traveled by the vehicle) ) from a plurality of parallel lanes (15) provided for the same direction of travel on the basis of the data provided by the module (11) for detecting the road in front of the vehicle and for comparing the lane (15b) currently being traveled with the information on the lanes contained in the road map data or a lane selected from it is designed.
2. Navigationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (1) zur Erzeugung von Zielführungsinformationen bezüglich eines Fahrspurwechsels zwischen den parallel verlaufenden Fahrspuren (15) aus- gelegt ist.2. Navigation system according to claim 1, characterized in that the computing unit (1) is designed to generate route guidance information relating to a lane change between the parallel lanes (15).
3. Navigationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (1) dezentral ausgebildet ist und eine separate Teileinheit der Recheneinheit dem Modul (11) zur Erfassung der3. Navigation system according to one of the preceding claims, characterized in that the computing unit (1) is decentralized and a separate subunit of the computing unit is the module (11) for detecting the
Straße vor dem Fahrzeug zugeordnet ist und zusammen mit diesem ein Modul zur Fahrspurerfassung bildet. Road is assigned in front of the vehicle and forms a module for lane detection together with this.
4. Navigationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Fahrspuren (15) durch die Auswertung von erfaßten Fahr- spurmarkierungen auf der Straße (14) erfolgt.4. Navigation system according to one of the preceding claims, characterized in that the determination of the lanes (15) is carried out by evaluating detected lane markings on the road (14).
5. Navigationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Navigationssystem ein Mobilfunkmodul (10) enthält und die Straßenkarten- daten über eine Mobilfunkverbindung zu einer Zentralstelle aktualisierbar sind.5. Navigation system according to one of the preceding claims, characterized in that the navigation system contains a mobile radio module (10) and the road map data can be updated via a mobile radio connection to a central point.
6. Navigationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Navigationssystem mit im Fahrzeug angebrachten Mitteln (12) zur Detektion anderer Verkehrsteilnehmer (19, 20) ausgestattet oder verbunden ist.6. Navigation system according to one of the preceding claims, characterized in that the navigation system is equipped or connected in the vehicle with means (12) for detecting other road users (19, 20).
7. Navigationssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich- net, dass die Mittel (12) zur Detektion anderer Verkehrsteilnehmer ein Radarsystem oder ein optisches System beinhalten.7. Navigation system according to claim 6, characterized in that the means (12) for detecting other road users include a radar system or an optical system.
8. Navigationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprü- che 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (1) dazu ausgelegt ist, die Position, insbesondere die Entfernung und die Fahrspur, sowie die Geschwindigkeit der anderen detektierten Verkehrsteilnehmer (19, 20) zu analysieren und in die Generierung ei- nes Spurwechselhinweises einzubeziehen.8. Navigation system according to one of the preceding claims 6 or 7, characterized in that the computing unit (1) is designed to determine the position, in particular the distance and the lane, as well as the speed of the other detected road users (19, 20) analyze and include in the generation of a lane change notice.
9. Verfahren zur Routenführung mit einem Navigationssystem eines Kraftfahrzeugs, wobei9. Method for route guidance with a navigation system of a motor vehicle, wherein
- eine Fahrtroute zwischen einem Start- und einem Zielort und Zielführungsinformationen anhand von- A route between a start and a destination and route guidance information using
Straßenkartendaten, die Informationen zu Fahrspuren enthalten, bestimmt wird, - die aktuelle Position des Fahrzeugs bestimmt wird,Road map data containing lane information is determined - the current position of the vehicle is determined,
- abhängig von der aktuellen Position des Fahrzeugs Zielführungsinformationen hinsichtlich eines durchzuführenden Fahrmanövers akustisch und/oder optisch ausgegeben werden, dadurch gekennzeichnet, dass- Depending on the current position of the vehicle, route guidance information relating to a driving maneuver to be carried out is output acoustically and / or optically, characterized in that
- Fahrspuren (15) der befahrenen Straße (14) erfaßt werden,- lanes (15) of the road (14) being used are detected,
- anhand der erfassten Fahrspuren (15) die von dem Fahrzeug befahrene Fahrspur (15b) ermittelt wird und- The lane (15b) traveled by the vehicle is determined on the basis of the detected lanes (15) and
- bei Erzeugung der Zielführungsinformationen die von dem Fahrzeug befahrene Fahrspur (15b) berücksichtigt wird.- When generating the route guidance information, the lane (15b) traveled by the vehicle is taken into account.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichent, dass Hinweise zu einem Fahrspurwechsel erzeugt und akustisch ausgegeben werden.10. The method according to claim 9, characterized in that information about a lane change is generated and output acoustically.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass Fahrspurmarkierungen auf der Straße erfaßt und ausgewertet werden.11. The method according to claim 9 or 10, characterized in that lane markings on the road are detected and evaluated.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass die Straßenkartendaten mittels einer Mobilfunkverbindung aktualisiert werden.12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the road map data are updated by means of a mobile radio connection.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass andere Verkehrsteilnehmer (19, 20) erfaßt werden, insbesondere solche Verkehrsteilnehmer, die sich in einer benachbarten Fahrspur hinter oder neben dem Fahrzeug befinden.13. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that other road users (19, 20) are detected, in particular those road users who are in an adjacent lane behind or next to the vehicle.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass die anderen Verkehrsteilnehmer (19, 20) durch ein optisches System oder ein Radarsystem erfaßt werden. 14. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the other road users (19, 20) are detected by an optical system or a radar system.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Position, insbesondere die Entfernung und die Fahrspur, sowie die Geschwindigkeit der anderen detektierten Verkehrsteilnehmer analysiert wird und in die Erzeugung eines Spurwechselhin¬ weises einbezogen wird. 15. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the position, in particular the distance and the lane, as well as the speed of the other detected road users is analyzed and is included in the generation of a lane change instruction .
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