WO2002065060A1

WO2002065060A1 - Verfahren zur erzeugung von zielführungshinweisen

Info

Publication number: WO2002065060A1
Application number: PCT/DE2002/000280
Authority: WO
Inventors: Arne Friedrichs; Gerd Draeger; Volker Skwarek
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2001-02-09
Filing date: 2002-01-29
Publication date: 2002-08-22
Also published as: DE10105900A1

Abstract

Ew wird ein Verfahren zur Erzeugung von Zielführungshinweisen aus einer digitalen Straßenkarte bei einem Navigationssystem für Landfahrzeuge beschrieben. Die Zielführungshinweise werden aus der Geometrie eines Teilnetzes der digitalen Straßenkarte in Verbindung mit einer vorgegebenen Teilfahrtroute und der Fahrzeugposition jeweils zur aktuellen Laufzeit gewonnen und als Symbole optisch und/oder als standardisierte Sprachangweisungen akustisch ausgegeben.

Description

Verfahren zur Erzeugung von Zielführungshinweisen

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von der Gattung, wie sie im unabhängigen Patentanspruch 1 wiedergegeben ist.

Es sind Verfahren bekannt, bei denen in digitalen Karten für Navigatipnssysteme die Straßenzüge mit Abbiegehinweisen für jede Kreuzung angereichert sind. Da diese Abbiegehinweise für jede Fahrtrichtung, in die gefahren werden kann, sowohl für die Fahrtrichtung, aus der ein Fahrzeug an eine Kreuzung kommen kann, unterschiedlich sein können, werden diese Informationen in der Regel in einer umfangreichen Matrix abgelegt. Mit Hilfe dieser Matrix ist man in der Lage, schnell auf die jeweils gewünschte Fahrtrichtung zurückzugreifen. Diese Matrizen nehmen dementsprechend sehr viel Speicherplatz in Anspruch.

Vorteile der Erfindung

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Zielführungshi weise aus der Geometrie eines Teilnetzes der digitalen Straßenkarte in Verbindung mit einer vorgegebenen Teilfahrtroute und der Fahrzeugposition jeweils zur aktuellen Laufzeit gewonnen. Dies erübrigt eine umfangreiche detaillierte digitale Straßenkarte. Vielmehr sind im Datenumfang erheblich eingeschränkte Informationen eines Teilnetzes ausreichend, die auch auf drahtlosem Wege übertragen und der jeweiligen Fahrzeugposition angepasst werden können.

Weiterhin ist es nicht mehr nötig, eine Matrix für sämtliche Abbiegemöglichkeiten vorzuhalten, sondern die entsprechenden Zielführungshinweise können unmittelbar vor einer Fahrtrichtungsänderung generiert werden und damit den erforderlichen Speicherplatz weiter begrenzen. Anstatt sämtliche möglichen Fahrhinweise abzu- speichern,- werden die entsprechenden Zielführungshinweise rechnergestützt aus der Geometrie des Teilnetzes individuell erzeugt. Außerdem ist es dadurch möglich, sich an aktuelle Änderungen anzupassen.

Zur Erzeugung der Zielführungshinweise können die mit der Fahrtroute übereinstimmenden und vor der jeweiligen Fahrzeugposition liegenden Vektorzüge als Folge von Zeichnungshinweisen aus wenigstens einer Grundform und deren Richtung dargestellt werden. Dazu müssen keinerlei Symbole gespeichert werden, sondern die Symbole können auch ausschließlich durch Rechenoperationen aus den Vektorzügen ermittelt werden.

Alternativ können die mit der Fahrtroute übereinstimmenden und vor der jeweiligen Fahrzeugposition liegenden Vektorzüge mit Grundformen von Symbolen verglichen und die Grundform und Richtung mit der größten Übereinstimmung dargestellt werden. Bei dieser Alternative kommt man mit weniger Rechenoperationen aus, dafür müssen aber die Grundformen und möglichen Richtungen der Symbole gespeichert sein.

Vorzugsweise werden die Grundformen durch Gerade und Kreisbogen gebildet und in ihrer Richtung abgestuft sowie in ihrem Betrag ebenfalls abgestuft oder skaliert.

Dadurch ist es möglich, die häufigsten Streckenführungen mit ausreichender Genauigkeit abzubilden und so aufzubereiten, dass sie auch mit einfachen Mitteln auf Displays mit geringer Auflösung dargestellt werden können.

Im einfachsten Fall wird nur die Hauptroute dargestellt. Diese kann jeweils aktuell von einer Zentrale erzeugt und zum Navigationsgerät des Fahrzeugs übermittelt werden. Fahrzeugseitig muss dann nur noch die Umsetzung in entsprechende Symbole durchgeführt werden.

Ergänzend kann neben der Hauptroute auch die Nebenroute und/oder können Orientierungsmerkmale dargestellt werden. Diese erleichtern dem Fahrzeugführer die Orientierung insofern, als dass er sich rechtzeitig auf entsprechende Zielführungshinweise, die mit einem Verlassen der bisherigen Fahrtrichtung verbunden sind, einstellen kann. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, diese zusätzlichen Merkmale im fahrzeugseitigen Endgerät selbstständig zu generieren, ohne hierbei die Bandbreite des Übertragungskanals von der Zentrale zum Navigationsgerät zu erhöhen.

Werden sowohl die Hauptroute als auch die Nebenroute und/oder Orientierungsmerkmale dargestellt, so können diese neben der zweidimensionalen Abbildung auf einer optischen Anzeige als dritte Dimension durch unterschiedliche Farbe und/oder Helligkeit und/oder Strichart dargestellt werden. Dadurch wird eine Übersichtlichkeit gewährleistet, die dem Fahrzeugführer die benötigten Informationen deutlich zur Verfügung stellt, ohne seine Konzentration zur der Unterscheidung der dargestellten Zielführungshinweise zu beanspruchen und unnötig vom Verkehrsgeschehen abzulenken.

Außerdem kann ein Schwellwert für die lokale geometrische Begrenzung des zu betrachtenden Teilnetzes ausgewertet werden, der abhängig von der Dichte der Verzweigungspunkte und/oder der Fahrgeschwindigkeit gewählt wird.

Es ist dadurch möglich, die für eine Zielführung erforderlichen Informationen auf ein Minimum zu begrenzen und trotzdem dem Fahrzeugführer rechtzeitig die für eine, Änderung der Fahrtrichtung nötigen Informationen zur Verfügung zu stellen.

Zur Unterscheidung der zwei Grundformen "Gerade" und "Kreissegment" können die Richtungen und Beträge mehrerer unmittelbar aufeinanderfolgenden Vektoren ausgewertet werden. Dabei können bei unter einem Schwellwert liegenden aufeinanderfolgenden Beträgen der Vektoren und gleichem Richtungssinn Kreissegmente gewählt werden, während im anderen Fall Geraden gewählt werden.

Ohne die entsprechenden Grundformen für Abzweigungen und Kreisverkehr speichern zu müssen, können die Symbole für die Grundformen somit aus den tatsächli- chen geometrischen Bezügen des Teiinetzes der digitalen Straßenkarte gewonnen werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Zeichnungen

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der beigefügten Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Ausschnitt einer digitalen Karte mit einer Einbahnstraßenführung in einem Kreisverkehr sowie mehreren Kreuzungen,

Fig. 2 eine Blockdarstellung des Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 3 einen ersten Teil eines Flussdiagramms eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 4 einen zweiten Teil eines Flussdiagramms eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 5 einen ersten Abschnitt der digitalen Straßenkarte mit einem Zielführungshinweis,

Fig. 6 einen zweiten Abschnitt der digitalen Straßenkarte mit einem Zielführungshinweis und

Fig. 7 einen dritten Abschnitt der digitalen Straßenkarte mit einem Zielführungshinweis.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels In Fig. 1 ist ein Abschnitt einer digitalen Straßenkarte mit insgesamt acht groß gezeichneten Entscheidungspunkten sowie klein gezeichneten Wegepunkten zwischen den Entscheid ungspunkten dargestellt, die die Streckengeometrie abbilden. Die Entscheidungspunkte im oberen Bereich gehören zu einem Kreisverkehr, während die Entscheidungspunkte im unteren Bereich zu Kreuzungen gehören. Dabei sind Wegabschnitte, die in beiden Richtungen befahren werden können, als Geraden und Wegabschnitte, die Einbahnstraßen darstellen, als Pfeile dargestellt. In den Figuren 5 - 7 wird auf einzelne Abschnitte noch gesondert Bezug genommen.

Fig. 2 zeigt den grundsätzlichen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens in Blockdarstellung. Als Ausgangsparameter werden eine Teilfahrtroute, ein Teilnetz und die Fahrzeugposition bzw. der der Fahrzeugposition nächste Wegepunkt benötigt. Diese Informationen müssen nicht auf einem mitgeführten Speichermedium gespeichert sein, sondern können von einer Zentrale drahtlos zum Navigationsgerät des Landfahrzeugs übermittelt werden. Dabei ist allerdings zu beachten, dass nur eine geringe Bandbreite zur Verfügung steht und damit nur eine geringe Datenmenge übertragen werden kann.

Weiterhin können für das erfindungsgemäße Verfahren optionale Parameter, wie ein Schwellwert für die lokale geometrische Begrenzung, sowie eine Einbindung von O- rientierungspunkten vorgenommen werden.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten ersten Teil eines Flussdiagramms geht es im wesentlichen darum, eine Entscheidung zwischen der Darstellung von Kreuzungssymbolen sowie Kreisverkehr zu treffen. Die Ermittlung eines Kreisverkehrs ist dabei besonders aufwendig, da hier neben dem Merkmal Einbahnstraße auch noch das Kriterium eines geschlossenen Kreises geringen Umfangs bestimmt werden muss.

Im Flussdiagramm wird nach dem Start als erstes der nach der aktuellen Fahrzeugposition liegende Entscheidungspunkt KE bestimmt. Anschließend wird die Kante gE auf der Route vor dem Entscheidungspunkt KE bestimmt und danach die nächste Kante go auf der Route hinter dem Entscheidungspunkt KE. Danach folgt eine Entscheidung und Verzweigung, ob die Kante go eine Einbahnstraße ist. Bei Nein wird auf das weitere Teil-Flussdiagramm nach 1 verzweigt, bei Ja geht es weiter mit der Bestimmung des Winkeis w₀ als Richtungsänderung go gegenüber g_E.

Es folgt jetzt die Bestimmung der nach go folgenden Kante g_n.

Als nächstes wird geprüft, ob die nächste Kante g_π auf der Route einer Einbahnstraße ist. Bei Ja wird der Winkel w_n bestimmt, das ist die Richtungsänderung der nachfolgenden Kante g_n gegenüber der vorangehenden Kante g_n-ι-

Anschließend wird nacheinander geprüft, ob die Drehrichtung von w_n gleich der von w_n-ι ist, ob die Distanz d_n kleiner als ein Schwellwert ist und ob die Summe der Distanzen d_n kleiner als ein Schwellwert ist.. Wenn alle Prüfungen mit Ja beantwortet wurden, wird der nächste Knoten K_n auf der Route bestimmt. Ist K_n ein Entscheidungspunkt, wird anschließend geprüft, ob der Entscheidungspunkt gleich dem ersten Entscheidungspunkt ist. Diese Prüfung wird als Schleife gegebenenfalls mehrmals durchlaufen. Ist K_n gleich KE, wird nach 2 gesprungen. Falls die vorher getroffenen Prüfungen negativ sind, handelt es sich um eine Kreuzung, und es wird nach 1 gesprungen.

War die Entscheidung, ob die nächste Kante g_n auf der Route einer Einbahnstraße ist, negativ, wird geprüft, ob mindestens eine Kante vom Knoten K eine Einbahnstraße ist. Ist das der Fall, wird analog zur vorherigen Schleife der Winkel w_n der nachfolgenden Kante bestimmt, also die Richtungsänderung von g_n gegenüber g_n-.. Anschließend werden die gleichen Prüfungen durchgeführt, wie im linken Teil des Flussdiagramms dargestellt und oben beschrieben.

Anschließend wird der in Fig. 4 dargestellte zweite Teil des Flussdiagramms abgearbeitet.

Wird bei einer der Entscheidungen nach 1 verzweigt, werden die Richtungen aller abgehenden Seitenstraßen von KE gegenüber Kante g_E bestimmt. Diese werden dann als Kreuzungssymbolik dargestellt. Wird bei einer der Entscheidungen nach 2 verzweigt, wird eine Prüfung vorgenommen, ob die Summe aller Winkel w_n gleich 360° ist. Ist das der Fall, werden alle gespeicherten Richtungen der Route und Seitenstraßen zum Zielführungspfeil zusammengesetzt und als Kreisverkehrsymbolik dargestellt.

Fig. 5 zeigt einen Teilausschnitt einer Karte mit einem Entscheidungspunkt K_E, von dem vier Straßen abgehen. Dabei ist die Hauptroute in dicken Linien dargestellt, während die Nebenrouten in dünnen Linien dargestellt sind. Die kleineren Punkte stellen Wegepunkte dar, die den Straßenverlauf markieren. Zwischen den Wegepunkten untereinander bzw. zwischen den. Wegepunkten und dem Entscheidungspunkt sind Vektoren dargestellt. Der Vektor auf der Hauptroute vor dem Entscheidungspunkt K_E wird als g_E und der Vektor hinter dem Entscheidungspunkt auf der Hauptroute als g₀ bezeichnet. Die Lage der Vektoren um den Entscheidungspunkt K_E wird in Form einer Symbolik dargestellt. Dabei werden weitgehend die Winkel gezeichnet, wie sie von dem Entscheidungspunkt K_E abgehen. Die Hauptroute ist in einer durchgehenden Linie dargestellt, während die beiden Nebenrouten als nicht ausgefüllte Linien gezeichnet sind.

Fig. 6 zeigt eine erweiterte Darstellung, bei der die Fahrzeugposition vor einem weiteren Entscheidungspunkt KE liegt. Zusätzlich zu der Darstellung gemäß Fig. 4 wird auch noch die Darstellung dieses weiteren Entscheidungspunktes ergänzt, wobei zwar die Winkel der vom vorangehenden Entscheidungspunkt KE abgehenden Straßen annähernd dargestellt sind, der übrige Verlauf aber nicht maßstabsgetreu, sondern durch Abstufungen gedrungen oder skaliert dargestellt ist, um eine übersichtliche Anzeigemöglichkeit auf einem optischen Display zu ermöglichen.

Fig. 7 zeigt schließlich den Ausschnitt der Straßenkarte für einen Kreisverkehr. Dort geht der Vektor g₀ vom Entscheidungspunkt K_E aus, und die nachfolgenden Vektorzüge go bis g₇ führen wieder auf diesen Entscheidungspunkt K_E zurück. Auch die Summe der Winkel w₀ bis w ergeben 360°, und ferner sind die Beträge der Vektoren unterhalb eines Schwellwertes. Daher ergibt die Prüfung entsprechend_. der vorbeschriebenen Routine einen Kreisverkehr, der durch Symbole dargestellt wird. Zusatz- lieh werden an weiteren Entscheidungspunkten abzweigende Straßen dargestellt, und- die Fahrtroute ist als ausgefüllte Linie gezeichnet.

Während sich diese Darstellungen auf eine optische Anzeige beziehen, ist es möglich, ausgehend von den verwendeten Symbolen auch eine standardisierte Sprachausgabe zu erzeugen, die eine Unterscheidung zwischen Kreuzung und Kreisverkehr vornimmt und Abbiegehinweise entsprechend einer Aufzählung der abgehenden Seitenstraßen beim Kreisverkehr oder bei Kreuzungen zwischen links, rechts, geradeaus und Zwischenstufen, eventuell mit Winkelangaben, ausgibt.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Erzeugung von Zielführungshinweisen aus einer digitalen Straßenkarte bei einem Navigationssystem für Landfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, dass die Zieiführungshinweise aus der Geometrie eines Teilnetzes der digitalen Straßenkarte in Verbindung mit einer vorgegebenen Teilfahrtroute und der Fahrzeugposition jeweils zur aktuellen Laufzeit gewonnen und als Symbole optisch und/oder als standardisierte Sprachanweisungen akustisch ausgegeben werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Geometrie des Teilnetzes in Verbindung mit der Teilfahrtroute durch Verknüpfung von Vektorzügen einerseits zwischen Wegepunkten untereinander und andererseits zwischen Wegepunkten und Entscheidungspunkten der digitalen Straßenkarte ermittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Fahrtroute übereinstimmenden und vor der jeweiligen Fahrzeugposition liegenden Vektorzüge als Folge von Zeichnungsanweisungen aus wenigstens einer Grundform und deren Richtung dargestellt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Fahrtroute übereinstimmenden und vor der jeweiligen Fahrzeugposition liegenden Vektorzüge mit Grundformen von Symbolen verglichen und die Grundformen und Richtungen mit der größten Übereinstimmung dargestellt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundformen durch Gerade und Kreisbogen gebildet werden und in ihrem Betrag abgestuft oder skaliert und ihrer Richtung abgestuft sind.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass nur die Hauptroute dargestellt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptroute sowie die Nebenroute und/oder Orientierungsmerkmale dargestellt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptroute und die Nebenroute und/oder Orientierungsmerkmale als dritte Dimension durch unterschiedliche Farbe und/oder Helligkeit und/oder Strichart dargestellt werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schwellwert für die lokale geometrische Begrenzung des zu betrachtenden Teilnetzes ausgewertet wird, der abhängig von der Dichte der Verzweigungspunkte und/oder der Fahrgeschwindigkeit gewählt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Unterscheidung der zwei Grundformen Gerade und Kreissegment die Richtungen und Beträge mehrerer unmittelbar aufeinanderfolgender Vektoren ausgewertet werden und bei unter einem Schwellwert liegenden aufeinanderfolgenden Beträgen der Vektoren und gleichem Richtungssinn Kreissegmente gewählt werden, während im anderen Fall Geraden gewählt werden.