KR100352049B1

KR100352049B1 - 항법시스템

Info

Publication number: KR100352049B1
Application number: KR1019960701054A
Authority: KR
Inventors: 헬무트 슐테 한스
Original assignee: 만네스만 파우데오 아게
Priority date: 1994-07-01
Filing date: 1995-06-26
Publication date: 2006-03-30
Also published as: EP0715750A1; DE69514897D1; US5737225A; KR960705293A; JPH09502807A; EP0715750B1; DE69514897T2; WO1996001463A1

Abstract

자동차용 항법 시스템은 자동차가 소정의 궤도 수정 위치로 궤도 수정된 궤도 수정 위치를 포함한 주행 항로를 결정한다. 상기 시스템은 다른 윈도우내에 궤도 수정과 관련한 다른 종류의 명령을 발생시킨다. 상기 시스템은 다양한 순시 통행 조건과 예상된 자동차 작동 상태에 근거하여 궤도 수정 위치에 대한 상기 윈도우들의 위치를 결정할 수 있다.

Description

항법 시스템

본 발명은 자동차가 궤도 수정을 하려는 궤도 수정 위치의 표시를 포함하는 뒤 따라 나오는 항로(길)에 대한 설계기(planner)와 순간적인 자동차의 위치를 검출하기 위한 검출수단과, 상기 궤도 수정에 관련된 지령을 운전자에게 제공하기 위한 지령 발생기를 포함하는 자동차 항법 시스템에 관한 것이다.

이 형태의 시스템은 예컨데 자동차 운전자를 목적지까지 보조하기 위해 사용된다. 이 때문에, 상기 시스템은 정해진 목적지까지의 적당한 길에 대한 정보를 사용하고 그 순간의 위치로부터 상기 목적지까지의 항로를 결정한다. 적절한 궤도 수정 위치에서, 시스템은 운전자에게 수행되어야 하는 궤도 수정을 나타내는 지령을 제공하며 상기 항로를 따르도록 한다. 이러한 명령은 영상이나 소리 혹은 둘의 결합으로 될 수 있다. 영상 및 소리 메시지의 결합을 내보내는 시스템은 출원이 본 출원의 양수인에게 양도된 미국특허원(951,513)(유럽특허 EP 534533-A1 (PHN 13,857)에 상응하는)에서 설명되어 있다. 중요한 측면은 지령이 주어지는 순간이다. 지령이 너무 늦게 주어진면, 운전자는 궤도수정을 안전하게 수행할 충분한 시간을 갖지 못할 것이다. 지령이 너무 일찍 주어진면, 운전자의 집중이 실행되어야 할 궤도 수정에 과도하게 길게 초점이 맞춰지고, 운전자는 절차를 올바르게 수행하는데 혼란을 초래하기 까지 할 것이다. 두 문제 다 시스템의 사용성에 강한 영향을 미치고 위험한 교통상황을 야기할 수도 있다. 궤도수정이 수행되어야 할 위치의 고정된 거리앞에서 지령을 발해야 한다는 것은 공지되어 있다. 미국 특허 제786,450호에 대응하는 국제 특허 WO93/09510에서 설명된 시스템은 부가적으로 자동차의 순간 속도를 더 계산하여 지령이 제공되어야 할 순간을 결정한다. 고속으로 궤도 수정 위치에 접근하는 운전자가 반응할 충분한 시간을 갖게하는 것이 목적이다.

공지된 항법 시스템은 많은 운전자가 다소간에 받아들일 수 있는 결과가 많은 상황에서 얻어지는 방법으로 지령이 주어질 순간을 결정한다. 그러나, 이 결정의 순간은 가끔 최적으로부터 너무 떨어지게 되는데, 이는 실제 관련된는 다양한 환경이 이 순간의 계산에 고려되지 않았기 때문이다. 이와 같은 환경의 예는 길의 형태, 길의 폭 및 수행되어야 할 궤도 수정의 형태와 같은 변하지 않는 환경뿐만 아니고, 그 지역에 대한 운전자의 지식, 운전경력 및 기후조건등 순간적인 환경도 있다. 공지된 항법 시스템에 있어서, 특히 순간적인 환경은 지령이 제공되어야 할 순간의 결정에 대해 거의 주의를 끌지 못했다. 결과적으로, 공지된 시스템은 수행되어야 할 궤도 수정을 지시하는 지령을 인간환경공학 및 교통안전의 관점으로부터 최적이 아닌 순간에 제공한다.

궤도 수정 위치에 관련된 교통 조건에 적합한, 명백한 순간에 지령을 제공하여 본 시스템이 장착된 자동차를 운전자가 보다 안전하게 운전할 수 있도록 하는 항법 시스템을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

이 때문에 본 발명에 따른 항법 시스템은 지령 발생기가, 제 1 윈도우에서 궤도 수정을 묘사하는 직접 충고에 덧붙여, 기능적으로 또한 순간적으로 직접 충고를 예상하는, 제 2 윈도우에서의 통지, 주어진 시간 조건에 대한 제목을 제공하도록 배치되고, 또한 윈도우중 최소한 하나에 역동적으로 위치시키도록 배치되는 것을 특징으로 한다. 기본 충고로서의 직접 충고에 앞서 궤도 수정 위치에 접근하고 있다는 통지를 제공함으로써, 운전자의 주의는 다가오는 궤도 수정에 집중되어 운전자는 예컨데 차선 변경과 같은 준비 동작을 이미 수행할 수 있다. 직접 충고와 통지는 윈도우로 참조되는 각각의 적절한 기간에 제공된다. 궤도 수정 위치에 대한 윈도우는 위치와 자동차에 관련된 특별한 환경에 기초하여 결정된다. 궤도 수정 위치의 경우에 있어서, 이들 특별한 환경에 적합한 윈도우는 역동적으로 위치된다. 주어진 환경에서, 예를들면 여러개의 궤도 수정 위치가 서로 빠른 속도로 이어지고 그들 사이의 간격이 짧을 때, 통지의 제공은 면제된다. 본 발명에 따른 시스템의 주장점은 지령이 제공되어야 할 순간이 순간적인 환경에 채택된다는 사실에 있다. 더욱이, 직접 충고에 앞선 통지는 운전자를 환기시키고 운전자는 필요하다면 준비 동작을 수행할 거리를 이미 갖었기 때문에, 직접 충고에 놀라지 않게 된다.

본 발명에 따른 항법 시스템의 실시예는 시스템의 동작 상태를 표시하기 위해 주어진 순간의 조건을 필요로 하는 생명 신호를 제공하도록 배치되는 것을 특징으로 한다. 주어진 항로요소에서 직접 충고나 통지가 긴 시간동안 필요하지 않는 상황이 일어날 수 있고, 이는 이 요소상에서 자동차가 어떠한 궤도수정도 수행할 필요가 없기 때문이다. 운전자가 의심스러워 하지 않도록, 시스템은 다가올 궤도 수정에는 직접 관련이 없지만 사건의 올바른 과정을 확인시켜 주는 생명 신호를 제공한다. 이와 같은 생명 신호는 최종으로 수행된 궤도 수정의 명백한 확인 또는 현재의 항로가 올바르다는 일반적인 표시가 될 수 있다. 궤도 수정 위치가 너무 멀리 떨어져 있지 않다면, 해당 통지와 충고가 짧은 간격으로 연속될 것이다. 이와 같은 환경에서는 생명 신호가 제공되지 않는다.

본 발명에 따른 항법 시스템의 실시예는 지령 발생기가 지령이 제공되는 순간에 순간 속도(V) 및/또는 자동차의 순간 위치에 의존하여 제공되는 위치를 결정하도록 배치되는 것을 특징으로 한다. 자동차의 순간 속도가 높을 때, 지령 발생기는 속도가 낮을 때보다 궤도 수정 위치로부터 더 떨어진 위치에서 지령을 제공해야만 한다. 지령이 제공될 위치의 결정에 자동차의 속도를 고려함으로써, 지령에 반응할 적절한 시간이 항상 허용된다.

본 발명에 따른 항법 시스템의 실시예는 지령 발생기가 표준의 인간 반응 시간에 의존하여 직접 충고를 제공할 순간을 결정하도록 배치되는 것을 특징으로 한다. 지령을 수신한 후, 운전자는 지령에 응답하고 해석할 주어진 기간의 시간을 필요로 한다. 부수적으로, 운전자는 지령을 평가하고, 결정하고 또한 주어진 궤도수정을 수행하거나 준비하기 위한 동작을 시작하는데 주어진 기간의 시간을 필요로 한다. 항법 시스템에 있어서 지령이 제공되는 순간은 궤도 수정 위치에 도착 예정 시간에 관련된다. 더욱이, 시스템을 지령이 제공되는 순간을 도로상의 위치로 변환시킨다. 이 실시예에 있어서, 지령 발생기는 반응시간동안 여행한 거리를 계산하여 지령이 제공되는 위치가 환경에 보다 적합하도록 한다.

본 발명에 따른 항법 시스템의 실시예는 지령 발생기가 직접 충고가 해당 궤도 수정의 실행 특성인 속도(Vj)에 의존하여 제공되는 순간을 결정하도록 배치되는 것을 특징으로 한다. 항법 시스템은 수행될 관련된 궤도 수정에 적합한 정보를 갖고 이것은 궤도 수정이 수해될 수 있는 속도로부터 유도될 수 있다. 자동차의 순간 속도가 이 궤도 수정 속도보다 높으며, 지령을 제공하기 위한 위치의 결정에 있어서, 지령 발생기는 요구되는 거리를 계산하여 속도를 줄이도록 한다. 이에 따른 장점은 지령이 제공될 위치가 해당 환경에 따라 정확히 결정되는데 있다.

본 발명에 따른 항법 시스템의 실시예는 자동차가 궤도 수정 위치로부터 거리(DAmin)에서 낮은 경계로부터 궤도 수정 위치로부터 거리(DAmax)에서 높은 경계로 확장되는 직접 충고 윈도우내에 있다면, 지령 발생기는 직접 충고를 제공하는 것과, 자동차가 궤도 수정 위치로부터 거리(NOmin)에서 낮은 경계로부터 궤도 수정 위치로부터 거리(NOmax)에서 높은 경계로 확장하는 통지 윈도우내에 있으면, 지령 생성기는 통지를 제공하는 것과, 자동차가 궤도 수정 위치로부터 거리(LSmin)에서 낮은 경계로부터 확장하는 생명 신호 윈도우내에 있으면, 지령 생성기는 생명 신호를 제공하는 것을 특징으로 한다. 지령 생성기는 세가지 형태의 지령을 제공하도록 배치되어 있다. 주어진 형태의 지령은, 자동차가 궤도 수정 위치의 선두에서 윈도우를 참조한 주어진 거리범위내에 있을 때, 제공된다. 항법 장치에서의 윈도우는 두가지 관점을 갖는다. 그중 한 측면에서, 윈도우는 궤도 수정 위치에서 도착 예정 시간에 관련한 시간에서 계산되는 시간 윈도우이다. 시간 윈도우의 관점은 예컨데 주어진 직접 충고가 몇초 앞서 제공되어야 하는지 이다. 다른 측면에서, 윈도우는 궤도 수정 위치로부터의 거리에서 계산된 거리 윈도우이다. 이 관점은 예컨데 시스템이 어느 위치에서 주어진 직접 충고를 제공해야 하는지 이다. 항법 시스템은 윈도우의 한 관점을 다른 관점으로 변환하는데 적합하다. 주어진 환경에서, 궤도 수정 위치에 접근상 자동차 속도의 변환가 예상된다. 다른 범위에서 다양한 형태의 지령을 제공할 구성은 이들 형태의 지령이 궤도 수정 위치와 또다른 것에 채용될 수 있는 장점을 제공한다.

본 발명에 따른 항법 시스템의 실시예는 윈도우의 경게가 표준 인간 반응시간의 특성을 나타내는 기간(Tresponse)에 의존하는 것과, 윈도우의 경계가 지령의 제공시간에서 자동차의 순간 속도(V)에 의존하는 것과, 윈도우의 경계가 사전에 결정되고, 궤도 수정 위치에 의존하는 속도(Vj)에 의존하는 것과, 윈도우의 경계가 다음에 의해 결정되는 것과,

DAmin = V x Tresponse + (V²-Vj²)/4

DAmax = DAmin + (V x DAww)

NOmin = DAmax + (V x DANO)

NOmax = NOmin + (V x NOww)

LSmin = NOmax + (V x NOLS)

V 가 Vj 보다 적을 때, 대체적으로 다음에 의해 결정되는 것을 특징으로 한다.

DAmin = Vj x Tresponse

DAmax = DAmin + (Vj x DAww)

NOmin = DAmax + (Vj x DANO)

NOmax = NOmin + (V x NOww)

LSmin = NOmax + (V x NOLS)

이들 식을 사용하여 지령 생성기는 어느 범위에서 실제 경우에 다양한 형태의 지령이 제공되는지 결정한다. 지령 생성기는 인간환경공학의 고려의 기초하여 선택된 시간의 길이를 궤도 수정 위치로부터의 거리로 변환시키고 식들을 사용하여 상기 종속물을 계산한다.

본 발명에 따른 항법 시스템의 실시예는 시스템이 궤도 수정 위치에 연결된 도로의 형태, 도로의 등급, 도로의 차선 수, 궤도 수정의 형태, 궤도 수정 위치가 위치하는 지역의 형태등과 같은 도로를 특징짓는 파라메터의 수에 기초하여 속도(Vj)를 결정하는 것을 특징으로 한다. 존재하는 도로 특징 파라메터의 수에 기초하여, 시스템은 다가올 궤도 수정이 수행될 수 있는 속도를 결정한다. 이의 장점은 지령을 제공할 우려가 해당 환경과 관련하여 정확하게 결정될 수 있다는 것이다.

본 발명에 따른 항법 시스템의 실시예는 지령 생성기가 소정의 조건에서 상기 직접 충고를 추가의 궤도 수정 위치에서 수행될 궤도 수정과 관련된 직접 충고와 연결시키도록 배치된 것을 특징으로 한다. 만약 두 개의 궤도 수정 위치가 서로 짧은 거리만큼 떨어져 있어서 제 2 의 궤도 수정 위치에 대한 분리된 통지가 주어지지 않는다면, 직접 충고의 연결은 제 2 궤도 수정 위치가 제때에 통보되도록 한다. 장점은 필요하다면 제 1 궤도 수정의 실행도중 또는 직후에 제 2 궤도 수정이 계산되어진다는 것이다.

이후로 도면을 참조하여 본 발명은 상세히 설명된다.

제 1 도는 직접 충고 제공과 관련된 모델을 도시한 도면.

제 2 도는 지령 제공을 위한 윈도우의 모델을 도시한 도면.

제 3 도는 윈도우의 속도 부속물의 모델을 도시한 도면.

제 4 도는 윈도우의 상세한 예를 도시한 도면.

제 5 도는 윈도우의 제 2 의 상세한 예를 도시한 도면.

도면에서 상응하는 참조번호는 유사한 소자를 표시한다.

제 1 도는 궤도 수정 위치가 가까워질 때, 직접 충고의 제공에 관련된 모델을 도시한다. 자동차가 방향(100)으로 주행하는 도로는 참조번호(102)로 표시되었고, 궤도 수정 위치는 참조번호(104)로 표시되었다. 충고가 주어진 후, 이후에 설명되듯이, 자동차가 도로상에 주행도중, 시간의 몇가지 과정이 경과한다. 이것은 상징적으로 도로상에 열로써 시간의 과정을 그림으로써 표시되고, 도면에서 열의 폭은 실제 시간의 과정 또는 주행한 거리에 비례하지 않음을 주목해야한다. 열(106)은 시간 기간의 지점(T1 내지 T6)을 포함한다. 열(108)은 시간 기간중 자동차의 속도를 포함하고, 열(110)은 이들 시간 기간중 운전자의 활동을 나타낸다. T1 중에 지령 발생기는 실행되어야 할 궤도 수정을 묘사하는 지령을 제공하고 이 동작을 112에서 종료한다. 지령은 본 항법 시스템의 디스플레이상의 기호로 보충이 되는 음성 메시지로 될 수 있다. 운전자는 참조번호(114)로 표시되는 제 1 반응을 위해 시간 기간(T2)을 부수적으로 필요로 한다. 후속하여, T3 중, 운전자는 116에서 수신한 지령을 해석하고, 기간(T4)에서 평가(118)후, 운전자는 수행될 궤도 수정의 준비 동작을 결정한다. 제 1 도의 예에 있어서 궤도 수정은 교차로에서 회전이고, 준비 동작은 회전이 일어날 속도(Vj)로 속도를 감속시키는 것이다. 120에서 결정한 후, 운전자는 122로 표시되는 실제 감속을 시작하기 위해 추가의 기간(T5)를 필요로 한다. 124에서 실제 감속이 시작되고 기간(T6)이후, 자동차는 접합(104)에서 원하는 속도에 도달한다. 기간(T2+T3+T4+T5) 모두는 Trespones 로 참조되고, 운전자의 반응 시간으로 고려된다. 지령이 제공된 후 자동차는 전체 반응 시간동안 원래의 속도(V)로 주행을 계속한다. 속도가 줄어드는 것은 T6 중에서만 이다.

제 2 도는 다양한 형태의 지령에 대한 윈도우의 모델을 도시한다. 궤도 수정 위치(104)가 근접됨에 따라 도로를 따르는 다양한 점에서 얼마나 다양한 윈도우가 표시될 수 있는지 보여주기 위하여 도로(102)에 관련하여 윈도우가 위치된다. 수행되어야할 궤도 수정에 직접 관련이 없는 지령이 제공되는 생명 신호 윈도우(202)가 도시되었다. 이들 생명 신호는 운전자에게 항법 시스템의 올바른 동작과 진행하는 항로의 올바름을 확인시켜 준다. 생명 신호를 제공함으로써, 운전자가 긴시간동안 시스템으로부터 어떠한 정보도 받지 못하는 경우를 제거한다. 통지 윈도우(204)에 있어서, 실제 궤도 수정을 표시하는 지령상에 기본 충고로서 예상되는 지령이 주어진다. 이와 같은 기본 충고는 운전자가 궤도 수정 위치가 다가오고 필요하다면, 운전자는 이미 수행될 궤도 수정의 특성을 지지하는 어느 정도로 정보를 받았을 수 있는 사실에 주의를 가울이도록 한다. 직접 충고 윈도우에 있어서, 어느 궤도 수정이 그리고 어느 위치에서 수행될 것인지를 표시하는 지령이 제공된다.

본 항법 시스템의 주어진 실시예에 있어서, 지령은 다음의 예를 기초로 도시되는 방법으로 제공된다. 이 예에 있어서 자동차는 도로상에서 주어진 회전이 일어날 교차로를 향해 주행한다. 교차로로부터 거리가 비교적 먼 한 본 시스템은 교차로에 관련된 지령을 제공하지 않고 일반적인 항로 정보만을 제공한다. 이 정보는 주로 운전자를 편하게 하기 위한 것이다. 이와 같이 비교적 먼 거리에서 자동차는 생명 신호 윈도우내에 위치한다. 어느 정도 시간후, 자동차는 교차로에 가까워져서 시스템은 교차로에 곧 도착한다고 경고한다. 상기 시스템은 역시 해당 교차로에서 수행되어야 할 궤도 수정의 형태에 대한 표시를 제공한다. 이 거리에서 자동차는 통지 윈도우내에 위치한다. 최종적으로, 자동차가 상기 교차로에 더 가까워졌을때, 상기 시스템은 궤도 수정을 수행할 지령을 제공한다. 이 거리에서 자동차는 직접 충고 윈도우내에 위치한다. 자동차가 상기 윈도우중 하나에 있을 때, 상기 시스템은 해당 윈도우에 관련된 메시지를 반복할 수 있다. 더욱이, 반복된 메시지는 예컨데 통지가 주어질 때 마다 궤도 수정 위치로부터 실제 거리를 표시함에 의해 환경을 변화시키는데 채택될 수 있다. 다른 채택 또한 가능하다.

생명 신호의 예는 막 실행된 궤도 수정이 올바르다 라고 확인 또는 이행중인 항로가 올바르다고 확인하는 것이다. 다른 가능성은 자동차 바로 근처에서의 특정 물체의 설명이고, 이런 형태의 정보는 항법 시스템에 적용가능하다. 통지는 두 개의 기능을 갖는다. 즉, 무엇인가 다가온다는 표시와 다가온다는 것에 대한 제 1 의 표시이다. 통지의 예 메시지는 "좌회전이 가까워옴" ( "LEFT TURN COMING UP" )이다. 이 메시지는 한 측면에서 일정 시간후 수행되어야 할 궤도 수정을 표시하고, 다른 한면으로는 준비되어야 할 궤도 수정을 가능케한다. 즉 이 경우에 문제의 도로가 많은 차선을 포함한다면 왼쪽으로 차선 바꿈을 가능케한다. 상기 통지와 관련된 직접 충고의 예는 메시지 "좌회전" 이다. 직접 충고와 통지는 기본적으로 자동차와 그 동작에 관련된 데이터를 포함한다. 임무를 생각하면서, 운전자는 스스로가 이로부터 행동을 한다. 이 차이는 고가도로 위의 신호가 7km/h인 실제 교통의 예를 기초로 도시될 수 있다. 이 신호는 최대 허용 속도를 표시한다. 운전자는 이것을 70km/h 으로 감속하는 것으로 해석할 것이다.

항법 시스템의 한 실시예에 있어서, 지령은 배타적인 음성 메시지로 구성되지는 않고, 덧붙여 실행되어야 할 궤도 수정을 특징짓는 기호가 표시된다. 지령의 기호는 해당 메시지가 들리는 순간에 화면상에 표시되는 것은 확실하다.

제 2 도에서 생명 신호 윈도우는 점(208)에서 시작하고, 예컨데 선행하는 궤도 수정 위치 직후에 위치하고, 점(210)에서 종료된다. 중간의 공간을 따라서, 통지 윈도우는 점(212)에서 시작하고 214에서 종료된다. 최종적으로 추가의 중간 공간이후 직접충고 윈도우는 216에서 시작한다. 상기 직접 충고 윈도우는 점(218)에서 종료된다. 교통 안전에 대한 관점을 갖고 점(218)과 궤도 수정 위치 사이에서는 어떠한 추가 지령도 주어지지 않는다. 직접 충고 윈도우와 통지 윈도우의 경계는 주위 계수의 숫자에 기초로 결정되고, 각 위치에서 궤도 수정 위치에 관련된다. 그러나 생명 신호 윈도우에 대하여, 경계(210)는 궤도 수정 위치(104)에 의존하지만, 경계(208)는 선행 궤도 수정 위치에 의존한다. 생명 신호 윈도우의 폭은 이와 같이 해당 궤도 수정 위치 사이의 거리에 의해 결정된다. 그들 사이의 적은 공간의 경우에 있어서, 생명 신호 윈도우나 생명 신호는 전체가 생략될 수 있다. 이는 통지가 제공되지 않는 유사한 임시의 조건에서 발생할 수도 있다. 직접 충고는 제 1 도를 참조로 설명된 고려를 기초하여 제공된다. 직접 충고 윈도우와 직접 충고가 제공되는 순간의 결정은 상기 기간(Tresponse)중 자동차에 의해 주행한 거리를 계산하는데 쓰인다.

제 2 도에서 윈도우 경계의 위치는 해당 궤도 수정에 관련된 동작을 수행하기 위해 적당한 시간이 적용가능하도록 선택된다. 이것은 경계는 궤도 수정 위치로부터 고정된 거리에 위치할 필요는 없지만, 이 거리는 자동차의 속도에 의존함을 의미한다. 고속의 경우에 있어서, 궤도 수정 위치로부터 거리는 낮은 속도의 경우에서 보다 길어질 것이다. 본 시스템의 주어진 실시예에 있어서, 자동차의 감속 동작 특성은 정확한 모델로 표시된다.

자동차의 순시 속도에 부가하여, 자동차의 규정 최소 감속도 및 도로의 마찰 계수가 고려된다. 상기 모델의 사용은 감속에 필요한 거리가 상기 순시 속도에 크게 의존하기 때문에 필요하다. 상기 거리는 상기 순시 속도와 소정 속도간의 차의 자승에 비례한다. 또한, 경계위치(boundary position)는 궤도 수정이 행해질 속도에 의존한다. 2 차 도로를 갖는 교차 지점에 들어갈 때 상기 속도는 회전 커버의 주 도로의 인터체인지의 출구의 경우에서의 속도보다 더욱 감소되어야 할 것이다. 만약 궤도 수정이 행해질 정도의 저속이 요구되는 경우, 자동차 속도를 상기 저속으로 감속시키는데 장거리가 요구된다. 본 발명에 따른 시스템의 일실시예에서, 윈도우 경계를 결정하는데 감속 거리가 고려된다.

다양한 종류의 명령을 사용한 결과, 운전자는 계속해서 추종되는 항로와 관련해서 유용한 정보를 갖는다. 본 발명에 따른 시스템의 소정 실시예에서, 궤도 수정 위치로부터의 거리가 표시되고 연속적으로 업데이트된다.

제 3 도는 상기 윈도우의 속도 의존도 모델을 도시하고 있다. 도면에서 수평축은 궤도 수정 위치(104)를 인도하는 도로(102)를 나타낸다. 자동차 속도는 수직축상에 도시되며, 0에서 상기 시스템에 의해 지지되는 소정의 최대 속도 Vmax로 증가한다. 속도 Vj 는 자동차가 이동될 수 있는 속도이며 속도 Vr 은 자동차가 주행하는 도로의 특성 속도이다. 도면에서 소정의 수평선에 대응하는 소정의 자동차 속도에 대해, 상기 시스템에 의해 세 윈도우용으로 사용되는 경계들이 판독될 수 있다. 고 속의 자동차 속도의 경우, 상기 경계들은 제 3 도의 사선으로 표시된 바와 같이 상기 이동 위치로부터 더 멀리 위치될 것이다. 자동차 속도가 속도 Vj 보다 저속일 때, 상기 경계들은 고정 위치에 유지되며, 속도가 변함에 따라 더 이상의 변화는 없다.

본 발명에 따른 항법 시스템의 일실시예는 다음의 식에 의해 경계들을 결정한다. 만약 V 가 Vj 보다 크다면,

DAmin = V x Tresponse + (V²-Vj²)/4

DAmax = DAmin + (V x DAww)

NOmin = DAmax + (V x DANO)

NOmax = NOmin + (V x NOww)

LSmin = NOmax + (V x NOLS)

만약 V 가 Vj 보다 작다면,

DAmin = Vj x Tresponse

DAmax = DAmin + (Vj x DAww)

NOmin = DAmax + (Vj x DANO)

NOmax = NOmin + (V x NOww)

LSmin = NOmax + (V x NOLS)

여기서,

DAmin 는 직접 조언 윈도우(direct advice window)의 저 경계(218)

DAww 는 상기 직접 조언 윈도우의 (시간) 폭

DAmax 는 상기 직접 조언 윈도우의 고 경계(216)

DANO 는 상기 직접 조언 윈도우와 통지 윈도우 (notification window)간의 (시간) 간격

NOmin 는 상기 통지 윈도우의 저 경계(214)

NOww 는 상기 통지 윈도우의 (시간) 폭

NOLS 는 상기 통지 윈도우와 수명 표시 윈도우간의 (시간) 간격

LSmin 는 상기 생명 표시 윈도우의 저 경계(210)

Tresponse 는 메시지 종료와 자동차 감속 개시 사이의 시간

V 는 자동차 순시 속도

Vj 는 궤도 수정이 행해질 수 있는 속도

자동차는 상기 궤도 수정 위치에 대한 다양한 위치에서 제 3 도의 도로(102)로 진입할 수 있다. 자동차는 보통 교차 지점에서 궤도 수정을 통해 선(102)에 도달할 것이다. 상기 속도는 선행 궤도 수정에 기인하여 여전히 저속이기 때문에, 자동차는 제 3 도의 기저부의 한 지점에 나타날 것이다. 시스템에 의해 발생될 명령의 종류를 결정하기 위해, 속도는 상기 도로(102)의 특성 속도인 Vr 로 증가하며 예상된다. 상기 예상은 자동차의 가속에 기인하여 발생할 수 있는 매우 빠른 일련의 다양한 메시지를 저지시킨다. 상기 윈도우의 경계들은 초기에 일정 속도로 궤도 수정 위치에 도달하는 자도차용으로 선택되며, 따라서, 자동차를 크게 가속화하는 것은 특정 방식으로 치리되어져야 한다.

제 3 도에 도시된 바와 같은 도면은 윈도우의 경계의 속도 의존도만을 도시하고 있다. 상기 도면의 경우, 몇몇 다른 변수에 대한 선택은 환경에 일치하게 행해진다. 상기 변수들의 예는 자동차가 주행하는 도로의 등급 및 도로가 뻗어 있는 영역의 형태이다. 본 발명에 따른 시스템의 소정 실시예는 아래의 변수표를 이용한다.

도로 등급은 전체 하부 구조와 관련한 도로의 중요도를 나타낸다. 상기 실시예에서 아래의 등급들이 정의된다.

0 자동차 도로

1 주 도로

2 기본 연결 도로

3 지방 연결 도로

4 지방 분포 도로

5 공공 주택 도로

6 제한 도로

제 4 도는 상기 모델의 상세한 예를 도시하고 있다. 교차 지점으로부터의 거리는 수평축상에 도시되며 자동차 속도는 수직축상에 도시된다. 이 도면에서 다양한 윈도우는 자동차 도로용으로 결정된다.

제 5 도는 상기 모델의 다른 상세 예를 도시하고 있다. 윈도우는 만약 도시 지역의 지방 분포도로라면 제 4 도와 동일 방식으로 결정된다.

본 발명에 따른 시스템은 자동차가 궤도 수정될 수 있는 속도 Vj 상에서 윈도우의 경계를 둔다. 이 속도 Vj 는 자동차가 주행하는 도로 및 궤도 수정 위치에 관련한 다른 정보를 기초로하여 결정될 수 있다. 이 정보의 많은 예들은 이하에서 기술된다. 도로는 소정의 중요도가 부여되는 링크(link)이며, 가령 두 대도시 사이의 유일한 링크일 수 있다. 도로는 상기 중요도에 근거하여 분류될 수 있다. 중요한 링크는 대량의 교통량을 처리할 수 있도록 건설된다. 이는 상기 도로상에서 궤도 수정이 더욱 빠르게 행해질 수 있음을 의미한다. 또한, 도로의 종류가 있다. 그 예는 자동차 도로, 개별 차선을 갖는 주도로 및 지선 도로(service road)이다. 도로의 차선 수는 또한 도로상에서 궤도 수정 위치에 관한 표시와, 궤도 수정될 수 있는 속도에 관한 표시를 구성한다. 궤도 수정 위치의 종류는 또한 중요하다. 수직 교차 도로를 갖는 교차 지점에서의 전환은 스플릿 오프(split-off) 도로가 약간의 커브로 계속이어지는 Y 포크에서의 전환보다 더욱 느리게 행해진다. 궤도 수정 위치가 위치하는 지역도 또한 중요하다. 이 경우, 보통, 도시 지역과 시골 지역간의 구별이 행해진다. 몇 종류의 궤도 수정 위치들은 비교적 장구간의 관련 도로가 우선한다. 이의 예들은 주 도로에 인접한, 긴 출구 차선이 교통량을 감소케하는 자동차 도로의 출구와, 자동차가 올바른 도로를 선택하도록 장거리에 걸쳐 두 도로가 실제 분기점에 이를 때까지 평행하게 뻗어 있는 두 다른 도로로의 주 도로 분기점이다. 이러한 종류의 궤도 수정 위치에 대해, 실제 궤도 수정 위치에 앞서 궤도 수정이 행해진다. 따라서, 본 발명에 따른 시스템에서 상기 상황에 대한 윈도우의 경계에 소정 거리가 가산된다.

항로를 따라갈 때, 연속적인 궤도 수정 위치들은 서로간에 짧은 거리로 위치되어, 제 2 궤도 수정 위치에 대한 통지를 알릴 시간이 없다. 그럼에도 불구하고 통지를 알리기 위해 두 궤도 수정 위치에 직접 조언이 제 1 궤도 수정 위치 이전에 행해질 수 있다. 제 1 궤도 수정이 행해지는 동안, 제 2 궤도 수정에 대한 설명이 가령, 소정의 도로를 선택하므로써 행해질 수 있다.

제 2 도의 도로(102)는 다른 위치들, 가령 자동차가 상기 다른 위치들에 이동되지 않고서도, 이동 위치에 앞서의 교차 지점을 포함할 수 있다. 상기 다른 위치가 직접 조언 윈도우 내에, 가령 지점(218)과(216) 사이에 나타나면, 상기 직접 조언과 관련한 도로 위치에 관한 불확실의 위험이 있다. 본 발명에 따른 시스템은 따라서 상기 직접 조언내의 궤도 수정 위치의 직접 조언 윈도우에서 나타난 다른 위치들을 차지한다. 그러한 경우, 상기 다른 위치와 관련한 윈도우내에 직접 조언이 제공된다. 이 직접 조언은 상기 다른 위치와 관련하여 실행될 궤도 수정을 기술하고 있다. 이에 대한 예는 "왼쪽 제 2 도로로 돌아가시오" 메시지이다.

또한, 고 속의 자동차 속도의 경우, 자동차의 적용된 감속 작용이 고려될 수 있다. 소정의 도로에 대한 특성 속도인 대략 Vr 에 이르는 자동차 속도에서, 제 3 도를 참조하여 상술된 바와 같이 제동을 걸므로써 감속이 주로 일어나고 있음을 알 수 있다. 그러나, 자동차 속도다 Vr 보다 매우 큰 경우에, 감속은 무엇보다도 액셀레이터(accelerator)를 늦추므로써 일어나며 실제적인 제동은 단지 후에 적용되는 듯하다. 이것은 궤도 수정 위치에 접근될때 다양한 자동차 특성을 초래하며, 상기 특성은 윈도우의 경계를 상기 고속으로 적응시키는데 사용될 수 있다.

본 발명의 숙련가는 본 발명에 따른 방법 시스템을 다양한 방법으로 확장시킬 수 있다. 이러한 확장의 일예는 윈도우 경계를 자동차가 주행하는 도로의 종류에 의존케하는 것이다. 명령을 발생시키는 시간 및 위치는 도로의 종류에 의존하고 있다. 상기 시스템의 소정 실시예에서 정의된 도로의 몇 종류의 예가 하기에서 언급된다.

자동차 도로

다중 마차 도로

단일 마차 도로, 1 ≥ 4 차선

단일 마차 도로, < 4 차선

지선 도로

주차장

다른 가능한 확장은 윈도우 경계를 이동 위치에 의존적이게 하는 것이다. 이것은 이동 위치의 기하 형태 뿐만 아니라 종류에 관련한다.

본 발명의 일실시예에서 정의된 몇 종류의 이동 위치들은 다음과 같다.

자동차 출구

자동차 입구

자동차 도로 분기점

다중 마차 분기점

교차 지점

광장(square)

다른 확장은 자동차가 궤도 수정 위치에 접근하는 자동차 속도의 변동 추정치와 관련한다. 제 2 도 및 제 3 도를 참조하여 기술된 바와같이 제시된 시스템의 실시예에서 상기 자동차 속도 변화를 예측하는데 소정의 모델이 사용된다. 사익 시스템은 예상 자동차 속도를 더욱 정확히 예측하기 위해 몇몇 연속하는 순간에 자동차 속도를 측정하므로써 결정된 실세 속도 변화를 이용하므로써 정밀해질 수 있다. 따라서 윈도우의 경계는 실제 상황에 더욱 정확히 적용될 수 있다. 다른 확장 가능성은 상기 시스템에 의한 명령 발생을 운전자에 적응시키는 것에 관련된다. 상기 적응은 운전자 자신이 입려한 변경 명령에 근거하고 있다. 가령, 운전자는 궤도 수정 위치로부터 더욱 먼거리에서 명령을 수신하기를 바라거나 또는 소정의 환경에서 임의의가청 생명 표시의 수신을 바라지 않는다고 말할 수 있다. 또한 적응은 사전의 용도에 근거하여 시스템의 학습 행위에 근거하고 있다. 가령, 소정의 항로가 여러번 주행되었을 때 상기 시스템은 상기 사실에 주어진 명령을 적응시킬 수 있다. 교통 혼잡으로 인해 통상의 항로에서 벗어날 필요가 있다면 단지 최소한의 명령이 제공될 수 있다. 다른 예는 상기 시스템이 이전의 항로상에서 운저자의 운전 행위로부터 학습되며 그것에 기초하여 명령을 적응시키고 있다는 것이다.

Claims

자동차가 궤도 수정이 행해질 궤도 수정 위치의 표시를 갖는 주행될 항로 설계기와, 순시적인 자동차 위치를 검출하는 검출 수단과, 운전자에게 상기 궤도 수정과 관련한 명령을 제공하는 명령 발생기를 구비한 자동차 항법 시스템에 있어서,

상기 명령 발생기는 제 1 윈도우에 궤도 수정을 기술하는 직언(direct advice)외에도 제 2 윈도우에 상기 직언을 기능적이고 일시적으로 예상하는 소정의 일시적 조건에 영향받는 통지를 발생시키며 또한 상기 적어도 하나의 윈도우를 동적으로 위치시키도록 배열되는 것을 특징으로 하는 자동차 항법 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 시스템은 시스템의 작동 상태를 지시하기 위해 소정의 일시적 상태에 영향받는 생명 표시를 발생시키도록 배열되는 것을 특징으로 하는 자동차 항법 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 명령 발생기는 순시 속도 V에 의존하여 명령이 생성되는 위치와, 상기 명령 생성시에 자동차의 순시 위치를 결정하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 자동차 항법 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 명령 발생기는 표준 인간 응답 시간에 의존하여 상기 직언이 생성되는 순간을 결정하기 위해 배열되는 것을 특징으로 하는 자동차 항법 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 명령 발생기는 관련 궤도 수정 실행 특성인 속도 Vj에 의존하여 상기 직언이 생성되는 순간을 결정하기 위해 배열되는 것을 특징으로 하는 자동차 항법 시스템.
제 2 항에 있어서,

상기 명령 발생기는 상기 궤도 수정 위치로부터 거리 DAmin의 저 경계에서 상기 이동 위치로부터 거리 DAmax의 고 경계에 까지 연장되는 직언 윈도우(direct advice window)내에 상기 자동차가 존재하는 경우 상기 직언을 발생시키며,

상기 명령 발생기는 상기 궤도 수정 위치로부터 거리 NOmin의 저 경계에서 상기 이동 위치로부터 거리 NOmax의 고 경계에 까지 연장되는 통지 윈도우(notification window)내에서 상기 자동차가 존재하는 경우 상기 통지를 발생시키며, 그리고 상기 명령 발생기는 상기 궤도 수정 위치로부터 거리 LSmin의 저 경계로 연장되는 생명 표시 윈도우(life sign window)내에 상기 자동차가 존재하는 경우 상기 생명 표시를 발생시키는 것을 특징으로 하는 자동차 항법 시스템.
제 6 항에 있어서,

상기 직언 윈도우는 상기 자동차의 주행 시간 DAww에 대응하는 폭을 가지며, 상기 직언 윈도우와 통지 윈도우 사이의 거리는 자동차의 주행 시간 DANO에 대응하며, 통지 윈도우는 자동차의 주행 시간 NOww에 대응하는 폭을 가지며, 상기 통지 윈도우와 생명 표시 윈도우 사이의 거리는 자동차의 주행 시간 NOLS에 대응하는 것을 특징으로 하는 자동차 항법 시스템.
제 7 항에 있어서,

상기 윈도우들의 경계들은 표준 인간 응답 시간의 특성인 주기 Tresponse에 의존하며, 상기 윈도우들의 경계들은 명령을 발생시킬 시에 자동차의 순시 속도 V에 의존하며, 상기 윈도우들의 경계들은 미리 결정되며 그의 값이 이동 위치에 의존하는 속도 Vj에 의존하며, 그리고 V가 Vj보다 큰 경우 상기 윈도들의 경계들이 실제로

DAmin = V x Tresponse + (V² - Vj²)/4

DAmax = DAmin + (V x DAww)

NOmin = DAmax + (V x DANO)

NOmax = NOmin + (V x NOww)

LSmin = NOmax + (V x NOLS)에 의해 결정되며, V가 Vj보다 작은 경우, 상기 윈도우들의 경계들은 실제로

DAmin = Vj x Tresponse

DAmax = DAmin + (Vj x DAww)

NOmin = DAmax + (Vj x DANO)

NOmax = NOmin + (Vj x NOww)

LSmin = NOmax + (Vj x NOLS)에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 자동차 항법 시스템.
제 5 항 또는 제 8 항에 있어서,

상기 시스템은 궤도 수정 위치를 안내하는 도로의 종류, 도로의 등급, 도로의 차선수, 이동 위치의 종류, 이동 위치가 위치되는 지역의 종류와 같은 다양한 도로의 특성 변수에 근거하여 속도 Vj를 결정하는 것을 특징으로 하는 자동차 항법 시스템.
제 8 항에 있어서,

상기 궤도 수정이 분기점 또는 출구와 관련할 때, 윈도우들의 경계들은 상기 분기점 또는 출구와 관련된 도로 구간 길이에 대응하는 소정 거리로 증분되는 것을 특징으로 하는 자동차 항법 시스템.
제 3 항 또는 제 8 항에 있어서,

자동차가 도로에 진입한 후 궤도 수정 위치까지의 짧은 시간 주기동안 관련 도로의 특성인 자동차 속도 Vr의 도달은 경계들을 결정하는데 요구되는 속도를 결정하기 위해 예상되는 것을 특징으로 하는 자동차 항법 시스템.
제 1 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 명령 발생기는 다른 궤도 수정 위치로 궤도 수정되는 것과 관련한 직언을 소정의 조건으로 연관시키도록 배열되는 것을 특징으로 하는 자동차 항법 시스템.
제 1 항 내지 제 8 항 어느 한 항에 있어서,

상기 명령 발생기는 궤도 수정 위치의 직언 윈도우가 주행될 항로와 관련되지 않은 다른 궤도 수정 위치를 포함할 때 상기 다른 궤도 수정 위치에 관련하여 상기 직언을 발생시키도록 배열되는 것을 특징으로 하는 자동차 항법 시스템.