WO2007020155A1 - Verfahren zum betrieb eines navigationssystems und navigationssystem - Google Patents

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WO2007020155A1
WO2007020155A1 PCT/EP2006/064537 EP2006064537W WO2007020155A1 WO 2007020155 A1 WO2007020155 A1 WO 2007020155A1 EP 2006064537 W EP2006064537 W EP 2006064537W WO 2007020155 A1 WO2007020155 A1 WO 2007020155A1
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WO
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route
deviation factor
data
navigation system
guidance
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PCT/EP2006/064537
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Andreas Vogel
Joerg Arnold
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Robert Bosch Gmbh
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    • 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
    • G—PHYSICS
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    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G08G1/096855—Systems involving transmission of navigation instructions to the vehicle where the output is provided in a suitable form to the driver

Definitions

  • the present invention relates to a method for operating a navigation system, in which position data are determined, on the basis of the position data and map data, a route to a destination is calculated and route guidance instructions corresponding to the route are created and output. Furthermore, the present invention relates
  • Invention a navigation system for carrying out the method.
  • Navigation systems for vehicles and methods for operating such navigation systems are well known.
  • the current position of the vehicle is determined and then a route to a given or entered destination is calculated.
  • digitized map data of a road network in a memory for example a CD-ROM or a DVD, are accessed.
  • the map data may include, among other things, information about lanes, road class, intersections, turn conditions, and points of interests. The amount and accuracy of the information is dependent on the capacity of the memory used.
  • the geographic position of the vehicle is now often determined by a satellite-based system, such as the Global Positioning System GPS or other comparable system.
  • a satellite-based system such as the Global Positioning System GPS or other comparable system.
  • location information for example, the direction of travel via a gyrometer, the driving speed via speed sensors and / or driving changes via acceleration sensors can be determined.
  • a preferably electronic data processing device for example a microprocessor, determines the location of the vehicle on the basis of the determined position data and the map data of the digitized road map.
  • EP 1 380 021 B1 discloses a method for operating such an off-board navigation system, in which a current distance of the vehicle from a first decision point of a route to be traveled by the vehicle is permanently checked and when a minimum distance of the vehicle is exceeded Passing the decision point a next decision point is determined.
  • the invention thus provides that a deviation factor is determined for the position data and the
  • Guidance notes are additionally created depending on the deviation factor.
  • the essential idea here is that the determined position data remain unchanged even if determined uncertainties for the position. If such uncertainties occur, the route guidance is adapted to this uncertainty with regard to the knowledge of the exact location.
  • the driving instructions are created in a modified form and communicated to the user.
  • the deviation factor is determined as a function of the position data of a satellite-supported position determination, of measurement data of at least one sensor, of the map data of the calculated route and / or on the basis of a stored driver profile.
  • the method is based on the sensors that are available to it, present and installed in the vehicle, or on a part of these sensors.
  • the information about the calculated route and a driver profile can also be evaluated, from which a corresponding road course can be derived on the basis of a specific driving behavior. The derived road can be compared with the map data.
  • the route guidance information is output visually and / or acoustically.
  • a plurality of routing instructions are linked to one another in such a way that the route guidance information with respect to the next decision point on the route is created as a function of the position data and of the deviation factor and the routing instructions are created with respect to subsequent decision points depending on the respective previous decision point.
  • the routing instructions are output at certain intervals before the next decision point and the
  • the map section when displaying a map section on a display when a certain value of the deviation factor is reached, the map section is enlarged.
  • the map section is displayed in a two-dimensional north plan view. Changing the scale of the map, and in particular changing a map view in a north-facing map, compensates for the inaccuracy of the location position, as erroneous position indication becomes less obvious. This can be further assisted by the representation of the location by means of a Carsors of an arrow changes into a circle and thus the orientation of the vehicle is not reproduced.
  • Warning message issued This makes it clear to the user that no precise position determination is currently possible. This can further lead to the fact that in a too large site uncertainty no driving recommendation can be issued.
  • a plausibility check is carried out on the basis of the map data and the navigation guidance information is additionally produced as a function of the plausibility check. If position inaccuracy can be explained on the basis of the map data, for example by shading the vehicle for the satellite signals when driving through a tunnel, this can be taken into account as a function of the situation.
  • a display and / or a loudspeaker are provided as the output device.
  • a visual and acoustic reproduction of the driving recommendations is possible.
  • a satellite-based location system For accurate location determination is provided as a position determination device, a satellite-based location system. This can be, for example, the Global Positioning System GPS or the Galileo system. In addition to the normal signal information, the Doppler effect in the satellite signals can additionally be exploited.
  • At least one further sensor is provided as a further position-determining device.
  • Navigation system can thus access the optionally installed in the vehicle sensors and their sensor data.
  • a stored driver profile is provided in order to derive from the determined sensor values and the driver profile a road course which can be compared with the map data.
  • FIG. 1 shows in a schematic sketch an inventive navigation system 1 with a central data processing device 2, for example an electronic microprocessor.
  • the data processing device 2 is connected to a position-determining device 3, which receives radio signals by means of an antenna 4 mounted outside the navigation system 1, which are indicated by the arrow
  • the radio signals 5 are indicated in the figure 1.
  • the radio signals 5 are signals of a satellite-based location system, for example the Global Positioning System GPS, the Galileo system or a comparable system.
  • the position determination device 3 transmits the determined position data to the data processing device 2.
  • the user of the navigation system 1 can determine and input a destination in methods known per se.
  • the data processing device 2 calculates, based on the position data obtained from the position determining device 3, that of the
  • Input device 6 transmitted target data and on the basis of map data stored in a memory 7, a route from the current position to the destination.
  • the data processing device 2 receives in addition to the position data of the position determining device 3 further evaluable for determining position data of several connected to the navigation system 1 sensors 9, 10, 11.
  • This can, for example, a Wegumblensensor, a speed sensor 9, acceleration sensors 10 for accelerations in different directions and space or Yaw rate sensor 11 be.
  • AIs further sensor, for example, a geomagnetic sensor or compass can be provided.
  • determinations of a wheel pulse difference for rotation rate determination, the steering angle and / or the pressure for height measurements are conceivable.
  • the data processing device 2 does not have to be available to all available
  • the data of the calculated route and a stored driver problem are available as sensors, since they can also be used to determine the position.
  • the driver profile or the driver profiles are stored in the memory 7 and can be used by the
  • Data processing device 2 are read out there.
  • the data processing device 2 In accordance with the calculated route and the position data with a determined deviation factor, the data processing device 2 generates guidance instructions which are transmitted via an output device 8 to the user of the
  • the output device 8 may have a display or a display (not shown) for optical reproduction and / or a loudspeaker (not shown) for the acoustic reproduction of the guidance instructions.
  • the erf ⁇ ndungshiele method is characterized by the fact that is moved away from a steady demand of an exact knowledge of the current position. Even in situations with a reduced detection quality, the user is provided with driving recommendations or route guidance information that is comprehensible and plausible to the user. Based on the sensor data of all
  • Position determining means is checked whether the detected with the sensor data location coincides with a point on the calculated route.
  • a deviation factor is determined which corresponds to an indication of estimated position uncertainty.
  • the deviation factor is not a specified number, but includes information for the uncertainty of the position (as length and width), but also, for example, the speed, the vehicle direction of the height, etc.
  • the thus determined deviation factor is therefore a relatively complex entity.
  • the measured sensor data can be compared with learned and stored driver profiles in which a certain driving behavior for corresponding road situations are stored. These can be specific speed values and corresponding variances for a defined one
  • the current position can be determined with sufficient accuracy.
  • this exact location requires a permanent contact with the radio signals emitting satellite.
  • the reception of the radio signals can be disturbed by the current environment of the vehicle, for example, when driving through high-rise gorges, mountain valleys, and / or a tunnel.
  • Criteria for the position uncertainty may be, for example, a deviation of more than 500 m or a directional error of more than 60 °. Also, too many contradictory positions within the digitized road network can be used as a criterion. In the preparation of the driving recommendations, the determined deviation factor is taken into account, so that when a certain criticality
  • the display of the route guidance information can additionally be adapted to the situation. For example, in the display only an arrow is shown with the
  • the zoom level must be lowered in this case.
  • the scale of the map shown is thus increased and the map shown represents a larger area of the road network.
  • the navigation system constantly checks the accuracy of the position determination and adapts the guidance instructions to the uncertainty of the current position.
  • the user thus receives no driving recommendations, which he obviously recognizes as not accurate or incorrect.
  • an increase in the deviation factor first makes it possible to check whether the increasing uncertainty in the position determination on the basis of the stored map data appears plausible.
  • a disturbance of the reception of the satellite signals is to be expected, for example, when driving through a tunnel or underpassing a bridge. If the information loss is plausibility, the duration of the expected shadowing can be estimated and it must be decided on the basis of the recommended driving on the route, whether driving recommendations must be given within the Abschattungszone.
  • the shading distance is estimated by the information of the map data and reasonable surcharges.
  • the route guidance notice can be adjusted accordingly, for example, "turn left in the tunnel” and / or "turn right after the tunnel”.
  • the current position uncertainty or the deviation factor is output to the user on the display. This makes it clear to the user at all times which accuracy is based on the issued driving recommendations.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betrieb eines Navigationssystems offenbart, bei dem Positionsdaten bestimmt werden, anhand der Positionsdaten und Kartendaten eine Route zu einem Ziel berechnet wird und der Route entsprechende Zielführungshinweise erstellt und ausgegeben werden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass für die Positionsdaten ein Abweichungsfaktor ermittelt wird und die Zielführungshinweise in Abhängigkeit von dem Abweichungsfaktor erstellt werden. Ferner wird ein Navigationssystem 1 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens offenbart.

Description

Verfahren zum Betrieb eines Navigationssystems und Navigationssystem
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Navigationssystems, bei dem Positionsdaten bestimmt werden, anhand der Positionsdaten und Kartendaten eine Route zu einem Ziel berechnet wird und der Route entsprechende Zielführungshinweise erstellt und ausgegeben werden. Ferner betrifft die vorliegende
Erfindung ein Navigationssystem zur Durchführung des Verfahrens.
Navigationssysteme für Fahrzeuge sowie Verfahren zum Betreiben derartiger Navigationssysteme sind hinlänglich bekannt. Im Allgemeinen wird die momentane Position des Fahrzeugs bestimmt und anschließend eine Route zu einem vorgegebenen bzw. eingegebenen Ziel berechnet. Hierzu wird auf digitalisierte Kartendaten eines Straßennetzes bzw. Wegenetzes in einem Speicher, beispielsweise eine CD-ROM oder eine DVD, zugegriffen. Die Kartendaten können unter anderem Informationen über Straßenverläufe, Straßenklasse, Kreuzungen, Abbiegebedingungen und Points-of- Interests enthalten. Die Menge und Genauigkeit der Information ist dabei abhängig von der Kapazität des verwendeten Speichers.
Die geografische Position des Fahrzeugs wird inzwischen häufig mit einem satellitengestützten System, beispielsweise mit dem Global-Positioning-System GPS oder einen anderen vergleichbaren System, ermittelt. Als weitere Standortinformation können beispielsweise die Fahrtrichtung über ein Gyrometer, die Fahrgeschwindigkeit über Geschwindigkeitssensoren und/oder Fahränderungen über Beschleunigungssensoren festgestellt werden. Eine bevorzugt elektronische Datenverarbeitungseinrichtung, beispielsweise ein Mikroprozessor, bestimmt anhand der ermittelten Positionsdaten und der Kartendaten der digitalisierten Straßenkarte den Standort des Fahrzeugs. Hierbei können auftretende Messfehler der Sensoren durch das so genannte „Map-Matching"- Verfahren korrigiert werden, bei dem die Informationen verschiedener Sensoren mit den Informationen der abgespeicherten Karte verglichen werden. Bei geringen Abweichungen wird davon ausgegangen, dass sich das Fahrzeug auf einer zulässigen bzw. laut der Straßenkarte befahrbaren Straße befindet und der Standort entsprechend korrigiert. Zur Korrektur der Position, die aus den Sensorwerten ermittelt wird, ist daher der Inhalt einer digitalen Karte mit möglichst hoher Auflösung (Feingeometrie oder Shape-Points) notwendig. Bei einer großen Abweichung unterbricht das System die Zielführung mit dem Hinweis, dass sich der Nutzer außerhalb einer befahrbaren Straße befindet.
Dieses Verfahren kann allerdings nicht bei digitalen Karten eingesetzt werden, die keine oder nur teilweise die Feingeometrie-Information aufweisen. Derartige Karten werden bei so genannten Off-Board-Navigationssystemen eingesetzt, bei denen die eigentliche Routenberechnung in einer Zentrale erfolgt und über eine Übertragungsstrecke den Fahrzeugen übermittelt werden. In der EP 1 380 021 Bl ist ein Verfahren zum Betrieb eines derartigen Off-Board-Navigationssystems offenbart, bei dem permanent ein momentaner Abstand des Fahrzeugs von einem ersten Entscheidungspunkt einer durch das Fahrzeug zu befahrenen Route überprüft wird und bei Überschreitung eines Mindestabstandes des Fahrzeugs nach Passieren des Entscheidungspunktes ein nächster Entscheidungspunkt festgelegt wird.
Bei diesem Verfahren, wie auch beispielsweise bei dem Map-Matching- Verfahren, wird bei Zielführung stets davon ausgegangen, dass die ermittelte Position korrekt zur Verfügung steht. Bei Abweichungen der Position von den Straßenverläufen wird diese gegebenenfalls auf den Straßenverlauf korrigiert und diese korrigierte Position des Fahrzeugs als korrekter Standort angenommen. Da eine weitere Überprüfung nicht vorgesehen ist, kann es zu einer fehlerhaften Zielführung kommen.
Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Navigation zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie mittels eines Navigationssystems mit den Merkmalen gemäß Anspruch 11 gelöst.
Bei einem Verfahren der vorstehend bezeichneten Art ist somit erfindungsgemäß vorgesehen, dass für die Positionsdaten ein Abweichungsfaktor ermittelt wird und die
Zielführungshinweise zusätzlich in Abhängigkeit von dem Abweichungsfaktor erstellt werden. Wesentliche Idee dabei ist, dass die ermittelten Positionsdaten auch bei festgestellten Unsicherheiten für die Position unverändert bleiben. Bei Auftreten von derartigen Unsicherheiten wird die Zielführung an diese Unsicherheit in Bezug auf die Kenntnis des exakten Standortes angepasst. Es werden somit die Fahrhinweise in veränderter Form erstellt und dem Nutzer mitgeteilt.
Bei einer wachsenden Unsicherheit der genauen Standortposition kann eine Ausgabe einer entsprechend unsicheren und gegebenenfalls fehlerhaften Fahrempfehlung durch geschickte, an die Situation angepasste Zielführungshinweise ausgeglichen werden. Dies kann dann dazu führen, dass der Nutzer eine vorübergehende Positionsunsicherheit bei der Zielführung nicht bemerken wird. Wird die Unsicherheit der Standortbestimmung zu unsicher, lässt sich dies nicht vor dem Nutzer verbergen. In diesem Fall wird dem Nutzer keine Positionsgenauigkeit vorgetäuscht, die aktuell gar nicht gewährleistet ist.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Abweichungsfaktor in Abhängigkeit von den Positionsdaten einer satellitengestützten Positionsbestimmung, von Messdaten zumindest eines Sensors, von den Kartendaten der berechneten Route und/oder anhand eines abgespeicherten Fahrerprofils ermittelt wird. Das Verfahren greift hierbei auf die ihm zur Verfügung stehenden, in dem Fahrzeug vorhandenen und installierten Sensoren oder auf einen Teil dieser Sensoren zurück. Neben den Sensordaten kann ferner die Information über die berechnete Route sowie ein Fahrerprofil ausgewertet werden, aus dem aufgrund eines bestimmten Fahrverhaltens ein entsprechender Straßenverlauf ableitbar ist. Der abgeleitete Straßenverlauf kann mit den Kartendaten verglichen werden.
Zur sicheren Zielführung, ohne den Anwender zu sehr vom Verkehrsgeschehen abzulenken, ist vorgesehen, dass die Zielführungshinweise optisch und/oder akustisch ausgegeben werden. - A -
In vorteilhafter Weise werden bei einem erfindungsgemäßen Verfahren bei Erreichen eines bestimmten Wertes des Abweichungsfaktors bei den Zielführungshinweisen keine exakten Entfernungsangaben zu einem nächsten Entscheidungspunkt ausgegeben. Statt der Angabe „in 300 m rechts abbiegen" kann beispielsweise der Hinweis „bei nächster
Gelegenheit rechts abbiegen" oder durch Nennung des Straßennamens „in die Luisenstraße rechts abbiegen" erfolgen. Somit erhält der Fahrer die für ihn erforderliche Information, ohne dass die Unsicherheit über den genauen Standort für ihn direkt wahrnehmbar wird.
Um bei einer Positionsunsicherheit nicht nur noch ungenaue Angaben auszugeben, kann bei einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein, dass mehrere Zielführungshinweise derart miteinander verkettet werden, dass der Zielführungshinweis bezüglich des nächsten Entscheidungspunktes auf der Route in Abhängigkeit von den Positionsdaten und von dem Abweichungsfaktor erstellt wird und die Zielführungshinweise bezüglich nachfolgender Entscheidungspunkte in Abhängigkeit von dem jeweils vorherigen Entscheidungspunkt erstellt werden.
Bei einem vorteilhaften erfindungsgemäßen Verfahren werden die Zielführungshinweise in bestimmten Abständen vor dem nächsten Entscheidungspunkt ausgegeben und die
Abstände mit Anwachsen des Abweichungsfaktors größer. Hierdurch besteht die Möglichkeit, dass der Nutzer rechtzeitig vor einem Entscheidungspunkt die Information erhält, so dass er sich darauf einstellen kann, beispielsweise durch einen sicher durchzuführenden Spurwechsel vor einem Abbiegevorgang.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, dass bei der Anzeige eines Kartenausschnitts auf einem Display bei Erreichen eines bestimmten Wertes des Abweichungsfaktors der Kartenausschnitt vergrößert wird. Bevorzugt wird der Kartenausschnitt in einer zweidimensionalen Nord-Draufsicht dargestellt. Durch die Veränderung des Kartenmaßstabs und insbesondere durch den Wechsel einer Kartendarstellung in einer nach Norden ausgerichteten Karte wird die Ungenauigkeit der Standortposition ausgeglichen, da eine fehlerhafte Positionsangabe weniger offensichtlich wird. Dies kann weiter unterstützt werden, indem die Darstellung des Standorts mittels eines Carsors von einem Pfeil in einen Kreis wechselt und somit die Ausrichtung des Fahrzeugs nicht wiedergegeben wird.
Bei einer bevorzugten Weiterführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei Überschreiten eines bestimmten Schwellwertes für den Abweichungsfaktor ein
Warnhinweis ausgegeben. Hierdurch wird dem Anwender offenbar, dass zurzeit keine genaue Positionsbestimmung möglich ist. Dies kann weiterhin dazu führen, dass bei einer zu großen Standortunsicherheit keine Fahrempfehlung ausgegeben werden kann.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass bei
Erreichen eins bestimmten Wertes des Abweichungsfaktors eine Plausibilitätsprüfung anhand der Kartendaten durchgeführt wird und die Zielführungshinweise zusätzlich in Abhängigkeit von der Plausibilitätsprüfung erstellt werden. Wenn eine Positionsungenauigkeit anhand der Kartendaten erklärbar ist, beispielsweise durch eine Abschattung des Fahrzeugs für die Satellitensignale bei Durchfahren eines Tunnels, kann dies situationsabhängig berücksichtigt werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Navigationssystems sind als Ausgabeeinrichtung ein Display und/oder ein Lautsprecher vorgesehen. Hierdurch ist eine optische sowie akustische Wiedergabe der Fahrempfehlungen möglich.
Zur genauen Standortbestimmung ist als Positionsbestimmungseinrichtung ein satellitengestütztes Ortungssystem vorgesehen. Dies kann beispielsweise das Global- Positioning-System GPS oder das Galileo-System sein. Neben den normalen Signalinformationen kann zusätzlich der Dopplereffekt bei den Satelliten-Signalen ausgenutzt werden.
Für eine weitere vorteilhafte Standortbestimmung ist bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Navigationssystems als weitere Positionsbestimmungseinrichtung zumindest ein weiterer Sensor vorgesehen ist. Das
Navigationssystem kann somit auf die gegebenenfalls in dem Fahrzeug installierten Sensoren und deren Sensordaten zugreifen. Schließlich ist in einer bevorzugteren Ausfuhrungsform ein abgespeichertes Fahrerprofil vorgesehen, um aus den ermittelten Sensorwerten und den Fahrerprofil einen Straßenverlauf abzuleiten, der mit den Kartendaten verglichen werden kann.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter
Bezug auf die beigefügte Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Diese zeigt in:
Figur 1 - eine schematische Skizze eines erfindungsgemäßen
Navigationssystems.
Figur 1 zeigt in einer schematischen Skizze ein erfindungsgemäßes Navigationssystem 1 mit einer zentralen Datenverarbeitungseinrichtung 2, beispielsweise ein elektronischer Mikroprozessor. Die Datenverarbeitungseinrichtung 2 ist mit einer Positionsbestimmungseinrichtung 3 verbunden, die mittels einer außerhalb des Navigationssystems 1 angebrachten Antenne 4 Funksignale empfängt, die durch den Pfeil
5 in der Figur 1 angedeutet werden. Die Funksignale 5 sind Signale eines satellitengestützten Ortungssystems, beispielsweise das Global-Positioning-System GPS, das Galileo-System oder ein vergleichbares System. Die Positionsbestimmungseinrichtung 3 übermittelt die bestimmten Positionsdaten an die Datenverarbeitungseinrichtung 2.
Über eine Eingabeeinrichtung 6 kann der Nutzer des Navigationssystems 1 in an sich bekannten Verfahren eine Zielvorgabe bestimmen und eingeben. Die Datenverarbeitungseinrichtung 2 berechnet anhand der von der Positionsbestimmungseinrichtung 3 erhaltenen Positionsdaten, der von der
Eingabeeinrichtung 6 übermittelten Zieldaten und anhand von Kartendaten, die in einem Speicher 7 abgespeichert sind, eine Route von der aktuellen Position zu dem Ziel.
Die Datenverarbeitungseinrichtung 2 erhält zusätzlich zu den Positionsdaten der Positionsbestimmungseinrichtung 3 weitere zur Positionsbestimmung auswertbare Daten von mehreren mit dem Navigationssystem 1 verbundenen Sensoren 9, 10, 11. Dies können beispielsweise ein Wegstreckensensor, ein Geschwindigkeitssensor 9, Beschleunigungssensoren 10 für Beschleunigungen in verschiedene Raumrichtungen und oder ein Drehratensensor 11 sein. AIs weiterer Sensor kann beispielsweise ein Erdmagnetfeldsensor bzw. Kompass vorgesehen sein. Ferner sind Bestimmungen einer Radpulsdifferenz zur Drehratenbestimmung, der Lenkwinkel und/oder des Druckes für Höhenmessungen denkbar. Die Datenverarbeitungsvorrichtung 2 muss jedoch nicht auf alle verfügbaren
Sensordaten gleichzeitig zurückgreifen, sondern es genügt eine Auswertung eines Teils der möglichen Sensoren. Schließlich stehen die Daten der berechneten Route und ein abgespeichertes Fahrerproblem als Sensoren zur Verfügung, da sie ebenfalls zur Positionsbestimmung mit heran gezogen werden können. Das Fahrerprofϊl bzw. die Fahrerprofϊle sind in dem Speicher 7 abgespeichert und können von der
Datenverarbeitungseinrichtung 2 dort ausgelesen werden.
Entsprechend der berechneten Route und der Positionsdaten mit einem ermittelten Abweichungsfaktor werden von der Datenverarbeitungseinrichtung 2 Zielführungshinweise erstellt, die über eine Ausgabeeinrichtung 8 dem Nutzer des
Navigationssystems 1 mitgeteilt werden. Die Ausgabeeinrichtung 8 kann eine Anzeige bzw. ein Display (nicht dargestellt) zur optischen Wiedergabe und/oder einen Lautsprecher (nicht dargestellt) zur akustischen Wiedergabe der Zielführungshinweise aufweisen.
Das erfϊndungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass von einer stetigen Forderung einer exakten Kenntnis der aktuellen Position abgerückt wird. Auch in Situationen mit einer verminderten Ortungsqualität werden dem Nutzer Fahrempfehlungen bzw. Zielführungshinweise ausgegeben, die für den Nutzer nachvollziehbar und plausibel sind. Anhand der Sensordaten aller
Positionsbestimmungseinrichtungen wird überprüft, ob der mit den Sensordaten erfasste Standort mit einem Punkt auf der berechneten Route übereinstimmt. Durch eine geeignete Verknüpfung der unterschiedlichen Sensordaten aller zur Positionsbestimmung geeigneten Systeme und Sensoren wird ein Abweichungsfaktor ermittelt, der einer Angabe geschätzten Positionsunsicherheit entspricht. Der Abweichungsfaktor ist keine festgelegte Zahl, sondern beinhaltet Angaben für die Unsicherheit der Position (als Länge und Breite), aber auch beispielsweise der Geschwindigkeit, der Fahrzeugrichtung der Höhe etc. Der somit ermittelte Abweichungsfaktor ist folglich ein relativ komplexes Gebilde. Unter Umständen können die gemessenen Sensordaten mit gelernten und abgelegten Fahrerprofilen verglichen werden, in denen ein bestimmtes Fahrverhalten für entsprechende Straßensituationen abgespeichert sind. Dies können bestimmte Geschwindigkeitswerte und entsprechende Varianzen für in einer definierten
Straßenklasse eingeteilten Straßen und/oder typische Beschleunigungs- bzw. Bremsraten vor und nach Kurven sein. Dies ermöglicht für kurze Strecken eine Überbrückung, wenn Sensordaten ausfallen, so dass dennoch eine Standortposition abgeschätzt werden kann.
Mit Hilfe der satellitengestützten Ortungssysteme kann die aktuelle Position hinreichend genau bestimmt werden. Diese genaue Ortsbestimmung erfordert aber einen permanenten Kontakt mit den die Funksignale aussendenden Satelliten. Der Empfang der Funksignale kann jedoch durch die aktuelle Umgebung des Fahrzeugs gestört werden, beispielsweise beim Durchfahren von Hochhausschluchten, Gebirgstälern, und/oder einem Tunnel.
Kriterien für die Positionsunsicherheit können beispielsweise eine Abweichung von mehr als 500 m oder ein Richtungsfehler von mehr als 60° sein. Auch können zu viele widersprüchliche Positionen innerhalb des digitalisierten Straßennetzes als Kriterium herangezogen werden. Bei der Erstellung der Fahrempfehlungen wird der ermittelte Abweichungsfaktor berücksichtigt, so dass bei Erreichen eines bestimmten kritischen
Wertes für den Abweichungsfaktor keine exakte Entfernungsangabe von der aktuellen Position zu einem nächsten Entscheidungspunkt ausgegeben wird.
Weitere Fahrempfehlungen über den nächsten Entscheidungspunkt hinaus können allerdings durch eine Verkettung der Fahrempfehlungen exakt wiedergegeben werden, da sie sich auf den vorherigen Entscheidungspunkt beziehen. Die Entfernungsangaben zwischen zwei Entscheidungspunkten lassen sich aus den Kartendaten relativ genau bestimmen und sind somit unabhängig von der aktuellen Position. Mit Verkettung wird ein Zielführungshinweis bezeichnet, der beispielsweise lauten könnte: „bei nächster Gelegenheit rechts und danach in 150 m links".
Weil die Ungenauigkeit der Position die aktuelle Position betrifft, können genaue Entfernungsangaben, die sich aus den Kartendaten eines digitalisierten Straßennetzes in dem Speicher 7 entnehmen lassen, weiterhin exakt angegeben werden. Da die Unsicherheit mit der Strecke anwächst, ist es sinnvoll, nur eine maximale Anzahl, beispielsweise drei, an Zielführungshinweisen verkettet auszugeben und die maximale Entfernung einzuschränken, beispielsweise auf einen Kilometer. Der Zeitpunkt der Ausgabe dieser verketteten Fahrempfehlung wird abgespeichert, um bei einer verbesserten, erneut sicheren Positionsgenauigkeit eine Verunsicherung des Nutzers durch zu häufig ausgesprochene bzw. ausgegebene Fahrempfehlungen zu vermeiden.
Damit dem Nutzer keine Positionsgenauigkeit vorgetäuscht wird, die gar nicht vorhanden ist, kann zusätzlich die Anzeige der Zielführungshinweise der Situation angepasst werden. So wird beispielsweise in der Anzeige nur noch ein Pfeil dargestellt mit der
Bezeichnung der Straße, auf die abgebogen werden soll. Eine genaue Entfernungsangabe entfällt hierbei.
Handelt es sich um eine Kartennavigation, so muss in diesem Fall die Zoomstufe heruntergestellt werden. Der Maßstab der dargestellten Karte wird folglich vergrößert und der dargestellte Kartenausschnitt gibt ein größeres Gebiet des Straßennetzes wieder. Auch kann von einer (Pseudo-)3D-Ansicht in eine Nord-Draufsicht gewechselt werden, in der Ortungsfehler weniger offensichtlich sind. Dies ist insbesondere hilfreich zum Ausgleichen eines Winkelfehlers, d. h. der Ausrichtung des Fahrzeugs. Dies wird unterstützt von einem Wechsel des Carsors von einem richtungsangebenden Pfeil in einen richtungsunabhängigen Kreis, so dass in einer Norddarstellung keine Rückschlüsse auf die Ausrichtung des Fahrzeugs geschlossen werden können.
Bei Überschreiten eines kritischen Schwellwertes für den Abweichungsfaktor wird dem Nutzer über die Ausgabeeinrichtung 8 ein Warnhinweis gegeben, dass aufgrund einer zu ungenauen Positionsbestimmung keine seriöse Fahrempfehlung möglich ist.
Durch die vorstehenden Maßnahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens überprüft das Navigationssystem ständig die Genauigkeit der Positionsbestimmung und passt die Zielführungshinweise an die Unsicherheit der aktuellen Position an. Der Nutzer erhält somit keine Fahrempfehlungen, die er offensichtlich als nicht genau oder fehlerhaft erkennt. Um den Nutzer durch Wechsel der Darstellungen nicht zu häufig zu verunsichern, kann bei einem Anwachsen des Abweichungsfaktors zunächst überprüft werden, ob die größer werdende Unsicherheit bei der Positionsbestimmung anhand der gespeicherten Kartendaten plausibel erscheint. Eine Störung des Empfangs der Satellitensignale ist beispielsweise bei einem Durchfahren eines Tunnels oder der Unterquerung einer Brücke zu erwarten. Ist der Informationsausfall plausibilisiert, kann deshalb die Dauer der erwarteten Abschattung abgeschätzt werden und es ist anhand der auf der Route auszugebenden Fahrempfehlungen zu entscheiden, ob innerhalb der Abschattungsstrecke Fahrempfehlungen gegeben werden müssen.
Die Abschattungsstrecke ist durch die Information der Kartendaten und sinnvollen Zuschlägen abzuschätzen. Für eine derartige Abschattungsstrecke kann der Zielführungshinweis entsprechend angepasst werden, beispielsweise „im Tunnel links abbiegen" und/oder „nach dem Tunnel rechts abbiegen".
Erst wenn der Informationsausfall anhand der Kartendaten nicht plausibilisiert werden kann, werden weitere Maßnahmen bei der Erstellung der Zielführungshinweise der vorstehend beschriebenen Art durchgeführt.
Stehen vorübergehend keine absoluten Positionsinformationen zur Verfügung
(Satellitensignalabschattung) und ist keine weitere ausreichende Sensorik vorhanden, um eine Koppelortung durchführen zu können, so wird angenommen, dass der Anwender der Route folgt. Somit ist die Fahrstrecke bekannt und es muss nur noch bestimmt werden, wo auf der Strecke sich das Fahrzeug befindet, damit steht die berechnete Route als ein weiterer Sensor zur Verfügung. Dies ist aber nur zur Überbrückung eines kurzen
Streckenabschnitts sinnvoll.
Neben der Anpassung der Zielführungshinweise kann vorgesehen sein, dass dem Nutzer die aktuelle Positionsunsicherheit bzw. der Abweichungsfaktor auf der Anzeige ausgegeben wird. So wird für den Nutzer jederzeit offensichtlich, welche Genauigkeit den ausgegebenen Fahrempfehlungen zugrunde liegt.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betrieb eines Navigationssystems, bei dem Positionsdaten bestimmt werden, anhand der Positionsdaten und Kartendaten eine Route zu einem Ziel berechnet wird und der Route entsprechende Zielführungshinweise erstellt und ausgegeben werden, dadurch gekennzeichnet, dass für die Positionsdaten ein
Abweichungsfaktor ermittelt wird und die Zielführungshinweise in Abhängigkeit von dem Abweichungsfaktor erstellt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abweichungsfaktor in Abhängigkeit von den Positionsdaten einer satellitengestützten
Positionsbestimmung, von Messdaten zumindest eines Sensors, von den Kartendaten der berechneten Route und/oder anhand eines abgespeicherten Fahrerprofϊls ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zielführungshinweise optisch und/oder akustisch ausgegeben werden.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erreichen eines bestimmten Wertes des Abweichungsfaktors bei den Zielführungshinweisen keine exakten Entfernungsangaben zu einem nächsten Entscheidungspunkt ausgegeben werden.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Zielführungshinweise derart miteinander verkettet werden, dass der Zielführungshinweis bezüglich des nächsten Entscheidungspunktes auf der Route in Abhängigkeit von den Positionsdaten und des Abweichungsfaktors erstellt wird und die Zielführungshinweise bezüglich nachfolgender Entscheidungspunkte in Abhängigkeit von den jeweils vorherigen Entscheidungspunkten erstellt werden.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zielführungshinweise in bestimmten Abständen vor dem nächsten Entscheidungspunkt ausgegeben werden und die Abstände mit Anwachsen des Abweichungsfaktors größer werden.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Anzeige eines Kartenausschnitts auf einem Display bei Erreichen eines bestimmten Wertes des Abweichungsfaktors der Kartenausschnitt vergrößert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kartenausschnitt in einer zweidimensionalen Nord-Draufsicht dargestellt wird.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreiten eines bestimmten Schwellwertes für den Abweichungsfaktor ein Warnhinweis ausgegeben wird.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erreichen eins bestimmten Wertes des Abweichungsfaktors eine Plausibilitätsprüfung anhand der Kartendaten durchgeführt wird und die Zielführungshinweise zusätzlich in Abhängigkeit von der Plausibilitätsprüfung erstellt werden.
11. Navigationssystem zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche mit:
- einer Angabeeinrichtung (6) zur Eingabe eines Zieles,
- zumindest eines Positionsbestimmungseinrichtung (3, 9, 10, 11) zum Bestimmen von Positionsdaten,
- einem Speicher (7) für Kartendaten eines Straßennetzes, - einer Datenverarbeitungseinrichtung (2) zu Berechnen einer Route zu dem Ziel anhand der Positionsdaten und Kartendaten und zum Erstellen von Zielführungshinweisen in Abhängigkeit von der Route, und
- einer Ausgabeeinrichtung (8) für die Zielführungshinweise, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinrichtung (2) ausgebildet ist, für die Positionsdaten einen Abweichungsfaktor zu ermitteln und die Zielführungshinweise zusätzlich in Abhängigkeit von dem Abweichungsfaktor zu erstellen.
12. Navigationssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Ausgabeeinrichtung (8) ein Display und/oder ein Lautsprecher vorgesehen sind.
13. Navigationssystem nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass als Positionsbestimmungseinrichtung ein satellitengestütztes Ortungssystem (3) vorgesehen ist.
14. Navigationssystem nach einem der Ansprüche 11 bis 13, gekennzeichnet durch zumindest einen weiteren Sensor als weitere Positionsbestimmungs-einrichtung.
15. Navigationssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass als weitere Positionsbestimmungseinrichtung ein abgespeichertes Fahrerprofil vorgesehen ist.
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