Verfahren zur Routenführung, Speicher mit Kartendaten und Navigationssystem
Stand der Technik
Es sind Fahrzeugnavigationssysteme bekannt, die einen Fahrzeugführer mittels optisch und/oder akustisch ausgegebenen Führungsanweisungen entlang einer zuvor berechneten Route in Richtung eines benutzerdefinierten Ziels führen. Führungsanweisungen werden dabei insbesondere bei Annäherung der tatsächlichen aktuellen Fahrzeugpoistion an Entscheidungspunkte, also insbesondere Kreuzungen oder ähnliches ausgegeben, an denen ein Fahrmanöver, beispielsweise ein Abbiegevorgang, erforderlich wird. Eine übliche Führungsanweisung hat dabei beispielsweise das Format „Nach 250 Metern rechts abbiegen". In vielen Fällen wird dem Fahrzeugführer unmittelbar vor Erreichen des Entscheidungspunktes zusätzlich der Hinweis gegeben , Jetzt recht abbiegen". Im wesentlichen beruhen alle diese Führungsanweisungen auf Entfernungsangaben.
Für die Fahrzeuglenker ergibt sich aus der oben beschriebenen Tatsache das Problem, Entfernungen exakt einschätzen und einen beschriebenen Entscheidungspunkt im Straßenverkehr zu identifizieren. In eindeutigen Situationen, etwa im Falle einer Überlandfahrt mit nur wenigen und räumlich weiter verstreuten Straßenkreuzungen oder - einmündungen ist dies auch ohne Probleme zu erreichen. In innerstädtischen Situationen, wo viele Entscheidungspunkte auf engem Raum vorhanden sein können, ist eine genaue Identifikation nicht ohne erhöhte Konzentration auf die vom System ausgegebenen Anweisungen möglich.
Vorteile der Erfindung
Es ist zu beobachten, dass Fahrzeuginsassen, beispielsweise ein Beifahrer, einen Fahrzeugführer bevorzugt anhand von markanten Objekten im Straßenbild, etwa Ampeln,
Bushaltestellen, Tankstellen oder sonstigen markanten Gebäuden oder anderen auffälligen Objekten entlang einer Route lotst, was dem Fahrzeugführer eine Orientierung wesentlich erleichtert.
Die Erfindung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche ermöglicht gegenüber bekannten Navigationssystemen eine solche verbesserte Ausgabe von Führungsanweisungen, welche sich auf im Straßen- oder allgemeiner Verkehrswegebild leicht zu identifizierende Objekte stützt. Damit trägt die Erfindung wesentlich zu einer geringeren Ablenkung des Fahrzeugführers vom Straßenverkehr und somit zur Verkehrssicherheit bei.
Von besonderem Vorteil ist es dabei, wenn die zur Erzeugung und Ausgabe von Führungsanweisungen herangezogenen markanten Objekte in den der Erzeugung der Führungsanweisungen zugrundeliegenden Daten eine richtungsabhängige Beschreibung ausweisen. So weisen nämlich solche Objekte häufig in Abhängigkeit einer
Annäherungsrichtung unterschiedliche Erscheinungsbilder auf.
Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert. Gleicher Bezugszeichen in den Figuren beziehen sich dabei auf gleiche Elemente.
Es zeigen
Figur 1 schematisch einen Kartenausschnitt,
Figur 2 ein Blockschaltbild einererfindungsgemäßen Navigationssystems,
Figur 3 einen Ablaufplan des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Beschreibung der Ausfuhrungsbeispiele
Die Erfindung wird nachfolgend vorwiegend am Beispiel eines Fahrzeugnavigationssystems als Beispiel für ein Navigationssystem beschrieben. Dies bedeutet jedoch keine Beschränkung auf Fahrzeugnavigation, vielmehr ist die Erfindung auch in Verbindung beispielsweise mit Navigationssystemen für Fahrräder oder für
Fußgänger nutzbar. Weitere Anwendungsfälle sind möglich und liegen im Bereich vorliegender Erfindung.
Figur 1 zeigt einen Ausschnitt 20 einer Straßenkarte mit einer Kreuzung 25, welche einen Abbiegepunkt für eine Route, also einen Entscheidungspunkt, an dem eine
Führungsanweisung ausgegeben werden soll, darstellt. In die Kreuzung münden Straßenabschnitte 21, 22, 23 und 24. Im Bereich der Kreuzung finden sich verschiedene Objekte, nämlich eine Tankstelle 26, eine Plakatwand 27 zur Anbringung von Werbeplakaten, welche an einer Seitenwand eines Gebäudes 28 angebracht ist, eine erste Ampel 29, eine zweite Ampel 30 sowie ein zweites Gebäude 31. Die Lage der genannten
Objekte relativ zur Kreuzung 25 bzw. den daran anschließenden Straßenabschnitten 21, 22, 23 und 24 ist aus der Figur ohne weiteres ersichtlich.
Bei Annäherung an die Kreuzung 25 über die von links in die Kreuzung 25 mündende erste Straße 21 stellt insbesondere die auf der aus dieser Perspektive linken Seite jenseits der Kreuzung 25 befindliche Tankstelle 26 ein deutlich und schon aus größerer Entfernung erkennbares Objekt, nachfolgend auch Landmark, dar.
Die Tankstelle 26 ist auch bei Annäherung über die von unten in die Kreuzung 25 mündende Straße 22 von weitem deutlich sichtbar, wird aber teilweise durch eine Ampel
29 verdeckt, welche aus dieser Persektive unmittelbar rechts vor der Kreuzung 25 aufgestellt ist. Eine weitere Ampel findet sich an der gegenüberliegenden Seite der Kreuzung 25 an der dort einmündenden vierten Straße 24.
- A -
Bei Annäherung an die Kreuzung 25 von rechts über die dritte Straße 23 ist die Tankstelle erst kurz vor Erreichen der Kreuzung 25 zu erkennen, da sie durch das aus dieser Perspektive in Annäherungsrichtung kurz davor am rechten Fahrbahnrand stehende zweite Gebäude 31 verdeckt wird. Jedoch befindet ist aus dieser Perspektive die Plakatwand 27, die an der in der Figur rechten Seitenwand des ersten Gebäudes 28 angebracht ist, der Straße 23 zugewandt und von weiterem deutlich sichtbar. Somit stellt die Plakatwand 27 für diese Annäherungsrichtung ein Landmark dar.
Figur 2 zeigt ein Navigationssystem 10 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens am Beispiel eines Fahrzeugnavigationssystems.
Dieses umfasst Positionsbestimmungsmittel 14, umfassend Signalgeber für zur Positionsbestimmung geeignete Signale wie einen GPS-Satellitenempfänger 11, einen Drehratensensor 12 und einen Tachometersignalgenerator 13, aus deren Signalen eine jeweilige Position des Navigationssystems 10 und damit auch eines Fahrzeugs, in dem das Navigationssystem betrieben wird, bestimmt werden kann. Diese Positionsbestimmung erfolgt wie auch die Steuerung der weiteren Funktionen des Navigationsgeräts 10 in einer Steuerung 15 des Navigationsgeräts 10. Die Steuerung 15 ist vorzugsweise in Form eines Prozessors ausgeführt, der ein Betriebsprogramm abarbeitet. Das Navigationssystem 10 umfasst weiter Ausgabemittel 18, hier insbesondere zur Ausgabe von Führungsanweisungen zur Leitung eines Fahrzeugführers entlang einer zuvor mittels der Steuerung 15 berechneten Route.
Im Falle eines Navigationssystems für Fußgänger fehlt der Tachosignalgenerator 13. Hier wird die Position auf Grundlage primär des GPS-Satellitenempfängers 11 und vorteilhaft zusätzlich Signalen des Drehratensensors 12 ermittelt.
Schließlich umfasst das Navigationssystem 10 einen Speicher 16, 17, in dem Kartendaten, welche insbesondere Informationen über Verkehrswege, hier also primär Straßen, enthalten sind. Erfindungsgemäß enthält der Speicher 16, 17 darüber hinaus auch
Informationen über im Straßenbild vorhandene auffällige Objekte, wie Ampelanlagen, markante Gebäude und ähnliches. Der Speicher ist dabei im vorliegenden Fall als wechselbarer Datenträger 16, beispielsweise CD-ROM, ausgebildet, auf dem die Kartendaten sowie die zusätzliche Landmark-Informationen in digitaler Form gespeichert
sind. Dieser wird mit einem entsprechenden Lesegerät 17 des Navigationssystems 10 ausgewertet.
Bei einer alternativen Ausfuhrungsform der Erfindung kann der Speicher 16 auch vom Navigationssystem 10 getrennt sein und etwa bei einem Service-Provider vorgehalten werden. In diesem Fall können die Landkarten wie auch die Informationen über markante Objekte über eine Kommunikationsverbindung 17, beispielsweise über eine Mobilfunkverbindung zwischen dem Navigationssystem 10 und dem Service-Provider in das Navigationssystem bedarfsabhängig geladen werden. Der Speicher 16 kann beispielsweise auch auf einem Rechner eine Computer-Netzwerks, wie beispielsweise des
Internets gespeichert sein, welcher Rechner über eine URL adressierbar ist und wobei die beispielsweise auf dessen Festplatte gespeicherten Kartendaten und Informationen über markante Objekte über dessen Internetadresse abrufbar sind.
Die Informationen über markante Objekte im Straßenbild, welche zur Erzeugung von
Führungsanweisungen nutzbar sind, umfassen Informationen zum einen über die Lage der Objekte, insbesondere über ihre relative Lage bezüglich eines als Entscheidungspunkt in Frage kommenden Elements der Kartendaten. Beispielsweise enthalten diese Objektdaten der Tankstelle 26 Informationen über ihre Lage bezüglich der Kreuzung 25 sowie der daran anschließenden Straßen 21, 22, 23 und 24, so dass aus diesen Informationen eine
Aussage „... auf der linken Seite hinter der Kreuzung gelegen ..." bei Annäherung über die erste Straße 21 oder „... auf der rechten Seite jenseits der Kreuzung gelegen ..."bei Annäherung über die zweite Straße 22 ableitbar ist. Darüber hinaus umfassen diese Objektdaten das Objekt beschreibende Informationen, im Falle der Tankstelle 26 also beispielsweise die Information, dass es sich um eine Tankstelle handelt und evtl. ergänzend eine Markenbezeichnung, hier „T". Zusammen mit den beschriebenen Lageinformationen ist dann beispielsweise eine Anweisung erzeugbar „... auf der rechten Seite jenseits der Kreuzung gelegenen T-Tankstelle ...".
Auf Grundlage dieser Informationen kann dann beispielsweise bei Annäherung an die
Kreuzung 25 über die erste Straße 21 und durch die Route vorgegebener Weiterfahrt in die aus dieser Perspektive links abbiegenden vierten Straße 24 eine Fahranweisung erzeugt werden „Vor der T-Tankstelle links abbiegen!"
Vor dem Hintergrund, dass möglicherweise ein bestimmtes Objekt als Orientierungshilfe je nach Annäherungsrichtung nicht gleichermaßen geeignet ist, da es wie im Falle beispielsweise der Tankstelle 26 bei Annäherung an die Kreuzung 25 über die dritte Straße 23 verdeckt ist oder dass es abhängig von der Annäherungsrichtung unterschiedliche Erscheinungsformen aufweist wie das Gebäude 28 mit der Plakatwand
27, die bei Annäherung über die erste Straße 21 nicht sichtbar ist, ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass zusätzlich in Abhängigkeit einer möglichen Annäherungsrichtung an ein Objekt zu diesem verschiedene Objekteigenschaften, insbesondere verschiedene Objektbeschreibungen gespeichert sind.
Darüber hinaus kann vorteilhaft auch zu einem möglichen Entscheidungspunkt, wie einer Kreuzung 25, zusätzlich eine konrkrete Zuordnung von für Führungsanweisungen zu verwendende Objekte zu möglichen Annäherungsrichtungen gespeichert sein. Beispielsweise kann zur Kreuzung 25 zur Annäherungsrichtung über die erste Straße 21 ein Hinweis auf die Tankstelle 26, zur Annäherungsrichtung über die zweite Straße 22 ein
Hinweis auf die erste Ampel 29, zur Annäherungsrichtung über die dritte Straße 23 ein Hinweis auf die Plakatwand 27 und zur Annäherungsrichtung über die vierte Straße ein Hinweis auf die Tankstelle 26 und/oder die zweite Ampel 30 gespeichert sein.
Weiter kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass zu jeder Annäherungsrichtung an einen
Entscheidungspunkt die zugehörigen Objektbeschreibungen der für eine Führungsanweisung jeweils zu verwendenden Objekte richtungsabhängig gespeichert sind. In diesem Falle würden beispielsweise den Kartendaten der Kreuzung 25 zugeordnet für die Annäherungsrichtung über die erste Straße 21 die die Tankstelle 26 aus dieser Richtung beschreibenden Objektinformationen, für die Annäherungsrichtung über die dritte Straße 23 die die Plakatwand 27 aus dieser Richtung beschreibenden Objektinformationen gespeichert sein.
Alternative Speicherstrukturen sind möglich und liegen im Bereich vorliegender Erfindung.
Figur 3 zeigt den Ablauf der erfindungsgemäßen Erzeugung und Ausgabe von Führungsanweisungen bei Annäherung an einen Entscheidungspunkt, also einen Punkt,
an dem ein Manöver, insbesondere Fahrmanöver zur Befolgung der Fahrroute durchgeführt werden soll.
Beispielsweise verlaufe die vom Navigationssystem 10 berechnete Fahrroute über die erste Straße 21, die Kreuzung 25 und weiter die vierte Straße 24. An der Kreuzung 25 liegt somit ein Abbiegepunkt vor, an dem ein Fahrmanöver, nämlich ein Abbiegevorgang erforderlich wird. Die Kreuzung 25 stellt somit einen Entscheidungspunkt dar.
Der Ablauf startet bei Schritt 41 mit der Feststellung, dass ein Entscheidungspunkt, hier die Kreuzung 25 bei Weiterfahrt auf der Fahrroute, welche über die erste Straße 22 über die Kreuzung 25 und nachfolgend die vierte Straße 24 verläuft, in Kürze erreicht werden wird. Die Steuerung 13 prüft nun die zu dem Entscheidungspunkt in dem Speicher 16, 17 vorhandenen Informationen darauf hin, ob sich im Bereich der Kreuzung 25 ein zur Orientierung geeignetes Objekt befindet (Schritt 42). Sofern ein solches Objekt vorhanden ist, werden die zugehörigen Informationen, im Falle des bevorzugten
Ausführungbeispiel die zugehörigen von der Annäherungsrichtung abhängigen Informationen des Objekts ausgelesen und auf Basis dieser Informationen eine Führungsanweisung erstellt und über die Ausgabemittel 18 des Navigationssystems, hier also über den angschlossenen Lautsprecher als gesprochene Führungsanweisung ausgegeben. Im Falle der oben skizzierten Route gemäß Figur 1 ist ein zur Orientierung geeignetes Objekt in Form der Tankstelle 26 vorhanden. Diese ist von der Fahrzeugposition, also von der ersten Straße 21 aus deutlich sichtbar. Folglich werden die zugehörigen Positions- und das Objekt beschreibenden Informationen aus dem Speicher 16, 17 gelesen und eine Fahranweisung „Vor der T-Tankstelle links abbiegen!" oder „An der Kreuzung vor der T-Tankstelle links abbiegen!" generiert und über den Lautsprecher
18 ausgegeben. Es handelt sich bei diesen Fahranweisungen nur um Beispiele. Diese können sowohl hinsichtlich Form als auch Inhalt und darüber hinaus auch abhängig von der Landessprache abweichen.
Wäre in Abweichung von den beschriebenen Gegebenheiten der Figur 1 kein zur
Orientierung geeignetes Objekt 26 vorhanden, oder wäre ein solches Objekt zwar vorhanden, aber aus der aktuellen Annäherungsrichtung nicht zu erkennen, würden in der beschriebenen Situation, also Fahrzeugstandort kurz vor dem Entscheidungspunkt 25 auf der ersten Straße 21 in Schritt 43 eine Führungsanweisung in herkömmlicher Weise
erzeugt, beispielsweise „Nach 100 Metern links abbiegen!" und über den Lautsprecher 18 ausgegeben. Nach Erreichen des Entscheidungspunktes (Schritt 44) würde der Ablauf enden (Schritt 45). Der Ablauf startet erneut, wenn einer weiterer Abbiegevorgang bzw. allgemeiner ein weiteres Fahrmanöver zur Weiterfahrt auf der berechneten Route bevorsteht.