Navigationssystem mit Kartendarstellung und Verfahren zur Anpassung einer
Kartendarstellung bei einem Navigationssystem
Stand der Technik
Es sind Navigationssysteme unter anderem zur Verwendung in Fahrzeugen bekannt, die eine Route von einem Start- oder Standort zu einem von einem Benutzer vorgebbaren Ziel berechnen und anschließend den Benutzer mit Zielführungsanweisungen entlang der berechneten Route zum Ziel führen. Es sind weiter Navigationssysteme bekannt, die über eine Anzeigeeinrichtung zur ergänzenden oder alternativen Darstellung einer Karte, insbesondere Straßenkarte, verfügen, auf weicher vorzugsweise eine jeweilige Fahrzeugposition und/oder das Ziel und ferner die bzw. ein Ausschnitt der Route dargestellt sind.
In solchen üblichen Kartendarstellungen werden beispielsweise
Linien für Straßen, Eisenbahnstrecken usw., Flächen für Orte, Wälder, Seen usw.,
Punkte und Icons für sogenannte Points Of Interest, also beispielsweise Tankstellen, Werkstätten usw. in unterschiedlichen Stärken, Farben und Texturen ausgedünnt für verschiedene
Maßstäbe (i.a. von 50m bis 500km Maßstab) dargestellt. Die Maßstäbe können vom Benutzer manuell eingestellt werden und zeigen dann je nach Maßstab eine mehr oder weniger detailreiche Darstellung.
Weiter sind Kartendarstellungen bekannt, die auf bestimmte Ereignisse reagieren, beispielsweise eine Kreuzungszoom-Darstellung bei Annäherung des Fahrzeugs an eine Kreuzung oder Eine , ,Autozoom"-Darstellung, welche den Maßstab der Kartendarstellung so skaliert, dass sowohl die aktuelle Fahrzeugposition als auch ein nächster Entscheidungspunkt, beispielsweise ein Abbiegepunkt an einer Kreuzung, sichtbar sind. In allen diesen Darstellungen werden feste Maßstäbe mit immer gleichem Umfang an Inhalten verwendet.
Mit Ausnahme des beschriebenen Kreuzungs- und Auto-Zooms besitzen Kartendarstellungen keine Dynamik. In bestimmten Fahrsituationen, z.B. außerorts, wird der Maßstab meist von dem Benutzer des Systems eingestellt, die Kartendarstellung weist dann die maßstabsabhängigen Informationen auf.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche bewirkt eine automatische fahrsituationsabhängige Einstellung des Maßstabs und/oder des Detaillierungsgrades einer Kartendarstellung eines Fahrzeugnavigationssystems. Damit erfolgt eine verbesserte Anpassung der Informationsdichte der Darstellung an das jeweilige fahrsituationsbedingte Informationsbedürfhis des Fahrzeugführers. Insbesondere wird eine Überforderung des Fahrzeugführers durch eine nicht zu bewältigende Informationsflut vermieden. Die Erfindung trägt somit zu einer verminderten Ablenkung vom Verkehrsgeschehen und damit zu einer verbesserten Verkehrssicherheit bei. Des weiteren erleichtert die Erfindung dem Fahrzeugführer die
Orientierung aufgrund der Kartendarstellung.
Zur Bestimmung der Fahrsituation werden vorteilhaft eine Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder die Straßenklasse oder der Ausbauzustand einer befahrenen Straße und/oder Informationen über eine Umgebung des aktuellen Fahrzeugzustandes berücksichtigt.
Die für die Kartendarstellung veränderbaren Parameter, wie insbesondere Kartenmaßstab und Detaillierungsgrad werden vorteilhaft in Form mindestens eines Profils im Fahrzeugnavigationssystem gespeichert. Die oben genannten Fahrsituationsparameter
bilden dabei die Eingangsgrößen des Profils, so dass in Abhängigkeit dieser Parameter die Darstellungsparameter ermittelt werden können.
Vorteilhaft kann das mindestens eine Profil des Navigationssystems durch den Hersteller vorgegeben, durch einen Fahrzeughersteller, der ein solches Navigationssystem in seinen Fahrzeugen installiert veränderbar oder vorgebbar und/oder durch den Endbenutzer, also den Fahrzeugführer vorgebbar und/oder veränderbar ausgebildet sein.
Zeichnungen
Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren bezeichnen gleiche oder vergleichbare Elemente.
Es zeigen Figur 1 ein Blockschaltbild des erfindungswesentlichen Teils eines erfindungsgemäßen Navigationssystems,
Figur 2 beispielhaft ein Profil, anhand dessen erfindungsgemäß die Kartendarstellung in dem erfindungsgemäßen Navigationssystem angepasst wird,
Figur 3 einen Ablaufplan des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Beschreibung der Ausfuhrungsbeispiele
Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild des erfindungswesentlichen Teils eines erfindungsgemäßen Navigationssystems 10. Dieses umfasst in an sich bekannter Weise Signalgeber 14, welche Signale erzeugen, die zur Bestimmung eines aktuellen Fahrzeugstandorts und eines aktuellen Bewegungszustandes geeignete Signale erzeugen.
Im einzelnen sind dies beispielsweise ein Satellitenempfänger 11, welcher zum Empfang von Signalen von GPS-Satelliten ausgebildet ist, aus welcheb GPS-Signale in an sich bekannter Weise eine Absolutposition bestimmt werden kann. Weiter ist beispielsweise ein Drehratensensor 12 vorgesehen, der eine Änderung einer Fahrrichtung des Fahrzeugs
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durch eine Änderung der Drehrate detektiert und eine entsprechendes Richtungsänderungssignal abgibt. Schließlich ist ein Tachosignalgenerator 13 vorgesehen, der ein die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigendes Signal erzeugt. Die Signale der beiden letztgenannten Signalgebern 12 und 13 werden integriert, wobei eine jeweils aktuelle Positonsinformation in an sich bekannter Weise durch Überlagerung der integrierten Signale über eine bestehende Positonsinformation erhalten wird.
Das Navigationssystem 10 weist weiter eine Steuerung 15 auf, welche vorzugsweise in Form einer Prozessors und eines durch den Prozessor abgearbeiteten Betriebsprogramms ausgeführt ist. Die Steuerung 15 ist unter anderem dazu ausgebildet, die ihr zugeführten
Signale der Signalgeber 14 zu resultierenden Postionsinformationen für den aktuellen Fahrzeugstandort zu verknüpfen. Dazu gleicht die Steuerung 15 die aus den Positionssignalen, also Drehratenänderung und Geschwindigkeit ermittelte relative Position und die aus den GPS-Signalen bestimmte Absolutposition mit in einem Speicher 16, beispielsweise einer CD- oder DVD-ROM oder einem vergleichbaren anderweitigen
Massenspeicher, abgelegten Kartendaten ab. Auf dieses Weise wird zum einen eine aus den Signalen berechnete potenziell toleranzbehaftete Position oder Positionsfolge plausibilisiert, zum anderen wird eine Aussage darüber erhalten, auf weicher Straße sich das Fahrzeug aktuell befindet und beispielsweise welche Straßenklasse oder welchen Ausbauzustand, beispielsweise Anzahl von Fahrspuren, die aktuell befahrene Straße aufweist. Sofern entsprechende Kartendaten vorhanden sind, können darüber hinaus Informationen über die Umgebung des aktuellen Fahrzeugstandorts gewonnen werden, wie beispielsweise über ein Waldgebiet, besondere Gebäude innerhalb einer Bebauung in einer Ortschaft, über besondere Wahrzeichen oder über andere sogenannte POIs, wie Tankstellen, Werkstätten, Bahnhöfe usw.
Das Fahrzeugnavigationssystem 10 weist ferner eine Ausgabeeinrichtung 18 auf, über die Führungshinweise, insbesondere Abbiegehinweise oder Hinweise auf andere zur Fahrmanöver, die zur Verfolgung der zum vom Benutzer vorgegebenen Ziel berechneten Fahrroute erforderlich sind. Beispielsweise wird bei Annäherung an eine Kreuzung, an der die Route von der aktuell befahrenen Straße abweicht, ein Hinweis in der Art „An der nächsten Kreuzung rechts abbiegen!" als gesprochener Hinweis ausgegeben.
Darüber hinaus weist das Fahrzeugnavigationssystem 10 eine Anzeigeeinrichtung 17 in Form eines Displays, beispielsweise LC-Monochrom- oder Farbdisplays 17 auf. Dieses Display ist zur Anzeige einer Straßenkarte bzw. von Ausschnitten einer Straßenkarte vorgesehen, auf der vorzugsweise der jeweils aktuelle Fahrzeugstandort und ein nächster Entscheidungspunkt auf der berechneten Route dargestellt sind.
Schließlich weist das Navigationssystem 10 einen weiteren Speicher 19 auf, in dem Profile zur Steuerung bzw. Anpassung der Kartendarstellung dem Display 17 abgelegt sind.
Ein stark vereinfachendes Beispiel für ein solches Profil ist in Figur 2 dargestellt. In Figur 2 sind über der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit die Kurven 21 und 22 aufgetragen, wobei die erste Kurve 21 den Maßstab der Kartendarstellung auf dem Display 17, die zweite Kurve 22 den Inhalt der Kartendarstellung bezogen auf eine maximal mögliche Detaillierung angibt.
Dieses und/oder abweichende oder ergänzende Profile sind gemäß einer ersten vorteilhaften Ausführungsform durch den Gerätehersteller, gegebenenfalls nach Kundenvorgabe in dem Gerät vorgegeben.
Alternativ oder ergänzend kann das Navigationsgerät 10 eine Benutzerschnittstelle aufweisen, über die ein Fahrzeughersteller im Rahmen z.B. einer sogenannten Bandende- Programmierung und/oder ein Endbenutzer des Navigationssystems das Profil vorgeben oder ein vorhandenes Profil verändern kann.
Die Steuerung 15 des Navigationssystem 10 ist dazu ausgebildet, die Kartendarstellung auf dem Display 17 des Navigationsgeräts 10 in Abhängigkeit der Fahrsituation, im Beispiel des Profils gemäß Figur 2 also der Fahrzeuggeschwindigkeit, anzupassen.
Diese Anpassung der Kartendarstellung wird nachfolgend anhand des Ablaufplans der
Figur 3 näher erläutert.
In Schritt 50 werden zunächst die Signale der Signalgeber 14, also des GPS-Empfängers 11, des Drehratensensors 12 und des Tachometersignalgebers 13 von der Steuerung 15
eingelesen. Diese berechnet auf Grundlage dieser Signale in Schritt 52 einen aktuellen Fahrzeugstandort. In Schritt 54 erfolgt ein Abgleich dieses Fahrzeugstandorts mit den in dem Speicher 16, also auf der Karten-CD oder -DVD abgespeicherten Daten über Verkehrswege bzw. Straßen.
Ergibt dieser Abgleich eine Fahrzeugposition auf einer in den digitalen Karten vertretenen Straße, was in Schritt 56 geprüft wird, so werden die diese Straße beschreibenden Informationen, also hier insbesondere Informationen über die Straßenklasse der Straße, also Autobahn, Bundesstraße, Landstraße, Ortsdurchfahrtstraße, Wohnstraße usw. und/oder Informationen über einen Ausbauzustand, also insbesondere die Zahl der Fahrspuren der Straße, aus dem Speicher 16 gelesen (Schritt 58). Diese Informationen und/oder die aus den Signalen des Tachosignalgenerators 13 abgeleitete Fahrzeuggeschwindigkeit sowie gemäß einer Weiterbildung gegebenenfalls ergänzend weitere die Umgebung des Standortes beschreibende Informationen, wie etwa Informationen über Bebauung, POIs usw. dienen als Steuergrößen bei der Anpassung der
Kartendarstellung. Hierzu werden in Schritt 60 die Profϊldaten aus dem weiteren Speicher 19 herangezogen und die den genannten Steuergrößen zugeordneten Darstellungsparameter aus den Profϊldaten ermittelt (Schritt 60).
Im Falle des vereinfachten Profils gemäß Figur 2 würden beispielweise zu einer aktuellen
Fahrzeuggeschwindigkeit von 130 km/h die Darstellungsparameter Kartenmaßstab 1:1000 und Detaillierungsgrad 35% aus dem Profil ermittelt. Folglich würde die Kartendarstellung in Schritt 62 mit dem angegebenen Maßstab 1:1000 und einer Detaillierung von 35% der maximal möglichen Detaillierung erfolgen.
Der Detaillierungsgrad wirkt sich dabei insbesondere auf die Darstellung von Straßen niederer Straßenklassen, wie insbesondere Wohnstraßen, die für einen Durchgangsverkehr ohne Bedeutung sind, dahingehend aus, dass diese bei geringer werdendem Detaillierungsgrad zunehmend vernachlässigt werden. Gleiches gilt auch beispielsweise bei Feststellung einer Autobahnfahrt. Auch hier sind Wohnstraßen oder auch Ortsdurchfahrungen auf Kreis- oder Landstraßen ohne Interesse, das diese Straßen von der Autobahn aus möglicherweise ohnehin nicht zu erreichen sind.
Eine gegensätzliche Steuerung des Detaillierungsgrades und evtl. auch des Kartenmaßstabes kann z.B. dann von Interesse sein, wenn ein Stillstand des Fahrzeugs auf einer Autobahn festgestellt wird. In diesem Fall kann das Navigationssystem 10 bzw. dessen Steuerung 15 von einem Staubedingten Stillstand ausgehen. Zwar würde nun der Fahrzeugstandort auf der Autobahn einen großen Maßstab und einen geringen
Detaillierungsgrad nahelegen, jedoch ist dies bei Stillstand des Fahrzeugs unerheblich, da eine Ablenkung des Fahrzeugführers keine nachteiligen Folgen mit sich bringt. Somit könnten in diesem Fall beispielsweise Informationen über die Umgebung des aktuellen Fahrzeugstandorts, beispielsweise die Lage von vom aktuellen Standort aus sichtbaren Sehenswürdigkeiten evtl. um eine textuelle Beschreibung ergänzt, auf dem Display 17 dargestellt werden.
Diese beiden Fälle stehen beispielhaft für eine ein sehr viel größere Vielfalt möglicher Profile sowie Kombinationen von Steuerparametern für die Kartendarstellung in Abhängigkeit der genannten Eingangsgrößen.
Für den Fall, dass die Steuerung in Schritt 56 feststellt, dass ein Abgleich der Positionsinformationen mit den Kartendaten noch keinen eindeutigen Fahrzeugstandort ergibt, werden weitere Positionen errechnet und sodann die Folge der aus den Sensorsignalen errechneten vermeintlichen Fahrzeugpositionen mit dem Verlauf der in der digitalen Karten gespeicherten Straßenzüge verglichen (Schritt 56). Dies wird gegebenenfalls solange wiederholt, bis ein Verkehrsweg als tatsächliche Fahrzeugposition ausgemacht ist, worauf der Ablauf mit Schritt 58 fortgesetzt wird.
Ist der Kartenmaßstab sowie der Detaillierungsgrad der Kartendarstellung in Schritt 62 angepasst, beginnt der Ablauf wieder in Schritt 50.
Dies bedeutet, dass die Fahrsituation des Fahrzeugs, in dem das Navigationssystem betrieben wird, ständig überwacht wird und demzufolge bei Änderung der Fahrsituation unverzüglich eine gegebenenfalls erforderliche Neuanpassung der Kartendarstellung erfolgt. Um ein häufigen Wechsel inbesondere des Kartenmaßstabes und eine damit unter Umständen einhergehende Verwirrung des Fahrzeugführers zu verhindern, kann hier zusätzlich eine Hysteres vorgesehen sein derart, dass ein schnell aufeinander folgendes Springen des Kartenmaßstabes unterbunden wird.