DE19544381C2 - Verfahren und Zielführungseinheit zur sicheren Zielführung eines Fahrzeugs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Zielführungseinheit zur sicheren Zielführung eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (DE 36 45 100 C2) bzw. des Anspruchs 8 (DE 36 45 100 C2).

Fahrzeugleit- und Zielführungssysteme mit optischen und/oder akustischen Ausgabeeinrichtungen für entsprechende Fahrhinweise zur Führung eines Fahrzeugs entlang einer ermittelten günstigen Fahrtroute zu einem vorgegebenen Ziel sind bekannt; sie dienen dazu, beispielsweise dem ortskundigen Fahrzeugführer anhand von im Fahrzeug oder extern abgelegten digitalisierten Straßenkarten z. B. die aktuelle geografischen Position, die Fahrtroute sowie alle bevorstehenden Richtungsänderungen in Form von Fahrhinweisen anzuzeigen.

Aus der DE 40 39 887 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem die aktuelle Ortsposition mittels eines im Fahrzeug installierten Ortungssystems bestimmbar ist und eine von mindestens einem externen Rechner eines Off-Board-Navigationssystems ermittelte von der aktuellen Ortsposition zu einer vorgegebenen Zielposition führende Fahrtroute als Folge zu passierender Straßenabschnitte (sogenannte Leitvektorkette) zusammen mit einem Straßenplan der näheren Umgebung an das Fahrzeug übertragen und auf einem Display zur Anzeige gebracht wird, wobei die externen Rechner in räumlich verteilt angeordneten Baken installiert sind und zusätzlich mit einem Verkehrsrechner verbunden sein können. Die Leitvektorkette umfaßt die Ortskoordinaten der zu passierenden Straßenabschnitte und ermöglicht es folglich, diese Ortskoordinaten mit der aktuellen Ortsposition des Fahrzeugs zu vergleichen und anhand des Ergebnisses dem Fahrer beispielsweise die aktuelle Ortsposition auf dem Display zusammen mit Fahrhinweisen anzuzeigen und ihn somit sukzessiv zur vorgegebenen Zielposition zu führen. Die Zielführung erfolgt bei diesem Verfahren also immer ausgehend von der momentanen Ortsposition, unabhängig davon, ob das Fahrzeug von der vorgegebenen Fahrtroute abgewichen ist oder nicht.

Dieses Verfahren ist zwar zum Zielführen eines Fahrzeugs insbesondere mit Hilfe eines Off-Board-Navigationssystems geeignet, jedoch werden Abweichungen von der Fahrtroute nicht ermittelt und dem Fahrer folglich auch nicht mitgeteilt. Bei diesem Verfahren wird lediglich beim Passieren einer Bake vom Rechner in Abhängigkeit von der aktuellen Ortsposition des Fahrzeugs (oder der Bake) jeweils mindestens eine zum Ziel führende Leitvektorkette aus einem Leitvektorketten-Kollektiv ausgewählt, an das Fahrzeug übertragen, dem Fahrer direkt oder in Form von Fahrhinweisen angezeigt und auf diese Weise bei Abweichungen von der ursprünglich Fahrtroute eine "Fehlerkorrektur" vorgenommen.

Die DE 36 45 100 C2 beschreibt ein Navigationssystem für Kraftfahrzeuge, bei dem das Mit­ führen eines Landkartenspeichers zwingend vorgeschrieben ist. Dieses Navigationssystem sieht vor, daß die Fahrtroute als Folge sogenannter "hervorgehobener" Punkte vorgegeben wird. Das System beinhaltet einen Richtungssensor sowie einen Sensor zur Messung der zurückgelegten Entfernung. Anhand der erfaßten Sensordaten kann das Navigationssystem ein geometrisches Bild der vom Fahrzeug zurückgelegten Wegstrecke schaffen, indem die Streckenabschnitte zwischen den einzelnen Richtungswechseln entsprechend aneinander­ gefügt werden. Da die Ermittlung der Sensordaten unvermeidbar mit einer gewissen Fehler­ toleranz erfolgt entsteht bei der Aufsummierung der einzelnen Streckenabschnitte ein immer größer werdender Fehler. Um diesen Fehler zu korrigieren, sieht das bekannte System vor, daß die durch Aufsummieren fortlaufend ermittelten Positionsdaten immer dann durch die exakten bekannten Daten eines neuen "hervorgehobenen" Wegpunktes ersetzt werden, wenn dieser neue Wegpunkt vom Fahrzeug erreicht wird. Ob ein solcher neuer Wegpunkt tatsächlich erreicht worden ist, kann hierbei dadurch erkannt werden, daß jeweils die Länge der Wegstrecke zwischen zwei aufeinanderfolgenden "hervorgehobenen" Wegpunkten (also die Straßenentfernung) im Landkartenspeicher im Sinne eines Sollwertes verzeichnet ist und der tatsächlich vom Fahrzeug zurückgelegte Weg zwischen zwei solchen Wegpunkten jeweils fortlaufend von diesem Sollwert subtrahiert wird. Wenn sich die so gebildete Differenz dem Wert Null nähert, müßte die "aufsummierte" Ortsposition der durch den Landkarten­ speicher vorgegebenen Ortsposition des angesteuerten Wegpunktes entsprechen. Sollte sich hierbei aber eine unzulässig große Differenz ergeben, gibt das System einen Warn­ hinweis aus, daß die vorgegebene Route verlassen wurde. Eine solche Warnung ist auch vorgesehen, sobald die "aufsummierte" Ortsposition des Fahrzeuges während der Fahrt zwischen den benachbarten beiden "hervorgehobenen" Wegpunkten eine um diese Weg­ punkte herum definierte Fehlerzone verläßt. Die Form dieser Fehlerzone ist im wesentlichen rechteckig ausgebildet, wobei ihre Breite (quer zum Straßenverlauf) halb so groß ist wie der lineare Abstand zwischen den beiden Wegpunkten.

Als Eingangsdaten benötigt dieses bekannte System neben den vorgegebenen Koordinatenangaben der Wegpunkte in jedem Fall die Straßenentfernungen zwischen den einzelnen Wegpunkten und zusätzliche Abbiegehinweise.

Bei dem in der DE 41 39 581 A1 beschriebenen Navigationsverfahren handelt es sich um ein Offboard-Zielführungssystem, bei dem von einer zentralen Leitstelle Routenpläne ermittelt und Fahrempfehlungen über eine Kommunikationseinrichtung an das Kraftfahrzeug übertragen werden. Das Erkennen eines Abweichens von der vorgesehenen Fahrtroute ist bei diesem System nicht selbständig, d. h. im Fahrzeug selbst möglich, sondern kann nur in der zentralen Leitstelle erfolgen, wenn gemäß einer Ausführungsform dieses bekannten Verfahrens der aktuelle Standort des Kraftfahrzeuges an die zentrale Leitstelle übermittelt wird (vgl. Spalte 1, Zeilen 50 bis 56). Die Erkennung des akutellen Fahrzeugstandortes kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß vom Fahrzeug ein Routenmuster der tatsächlich zurückgelegten Wegstrecke an die zentrale Leitstelle übermittelt und in der zentralen Leitstelle dieses Routenmusters mit dem Wegstreckenmuster anhand einer Straßenkarte verglichen wird (map matching). In dieser Schrift werden weder Ausführungen darüber gemacht, in welcher Form die empfohlene Fahrtroute an das Fahrzeug übermittelt wird, noch nach welchen Kriterien ein Verlassen der vorgesehenen Fahrtroute erkannt werden kann.

Die DE 41 05 584 C1 befaßt sich mit einem Verkehrsinformationssystem auf der Basis von mobilen Telefonen, bei dem die Verkehrsinformationen über einen Organisationskanal an eine Vielzahl von Verkehrsteilnehmern gleichzeitig übertragen werden kann. Es handelt sich hierbei lediglich um ein System zur Übermittlung allgemeiner Verkehrslageinformationen, nicht aber um ein System zur Zielführung von Fahrzeugen.

Aus der DE 29 23 634 C2 ist ein Balken-Leitsystem für den Individualverkehr bekannt, bei dem Leitinformationen jeweils an eine Ortsbestimmung gekoppelt und zusammen mit dieser Ortsbestimmung in einem Informationsspeicher gespeichert werden.

Zu einem Leitvektor werden aus den maximal möglichen Weg- und Winkelfehlern einer Koppelnavigationseinrichtung Überwachungsflächen errechnet. Verläßt das Fahrzeug eine solche Überwachungsfläche, so sind alle folgenden Leitempfehlungen bis zu einer nächsten Leitbake hinfällig und in einer Ausgabeeinrichtung wird ein optisches und akustisches Signal gegeben.

Weitere Leitinformationen werden erst dann wieder angezeigt, wenn das Fahrzeug die nächste Leitbake passiert und neue, gültige Leitinformationen erhält.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur sicheren Zielführung eines Fahrzeugs entlang einer insbesondere mit Hilfe eines Off-Board- Navigationssystems ermittelten günstigen Fahrtroute und eine Zielführungseinheit zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, bei dem mit geringem technischen Aufwand Abweichungen von der vorgegebenen Fahrtroute, insbesondere an Kreuzungen oder Einmündungen, an denen eine Änderung der Fahrtrichtung vorgesehen ist, im Fahrzeug schnell und sicher erkannt werden, ohne daß dafür eine digitale Straßenkarte und dergleichen mitgeführt werden muß.

Die Lösung dieser Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale. Durch die kennzeichnenden Merkmale der Unteransprüche 2 bis 7 ist dieses Verfahren in vorteilhafter Weise weiter ausgestaltbar. Eine Zielführungseinheit zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die Merkmale des Patentanspruchs 8 auf und ist durch die Merkmale der Unteransprüche 9 bis 16 in vorteilhafter Weise ausgestaltbar.

Die Erfindung sieht vor, daß die Fahrtroute zunächst in Form von aufeinander­ folgenden Wegpunkten ermittelt wird, wobei die Wegpunkte mindestens die geographischen Ortskoordinaten umfassen, und den Wegpunkten, die gleichzeitig Abbiegepunkte sind, die also innerhalb der Kreuzungen oder Einmündungen liegen, an denen eine Fahrtrichtungsänderung erfolgen soll, jeweils ein Sollabbiegewinkel zugeordnet ist. Ferner wird fortlaufend die momentane Ortsposition und die momentane Fahrtrichtung des Fahrzeugs ermittelt. Beim Passieren eines Wegpunktes, dem ein Sollabbiegewinkel zugeordnet ist, wird der Abbiegewinkel des Fahrzeugs bestimmt. Anschließend wird der ermittelte Abbiegewinkel mit dem Sollabbiegewinkel verglichen. Dem Fahrer wird ein Verlassen der vorgegebenen Fahrtroute signalisiert oder aber es werden Maßnahmen zur Fahrtroutenkorrektur ausgelöst, wenn der ermittelte Abbiegewinkel um mehr als einen vorgegebenen Toleranzwert von dem Sollabbiegewinkel abweicht.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, Abweichungen von einer vorgegebenen Fahrtroute mit geringem technischen Aufwand sofort zu erkennen und dem Fahrer anzuzeigen, ohne daß dazu eine digitale Straßenkarte mit entsprechender Auflösung im Fahrzeug mitgeführt werden muß. Die Zielführungseinheit im Fahrzeug kann insbesondere dann sehr einfach aufgebaut sein, wenn die Fahrtroute außerhalb des Fahrzeugs ermittelt und in Form von Wegpunkten an das Fahrzeug übertragen wird. So braucht die Zielführungseinheit in einem solchen Falle nur über eine Ein- und Ausgabeeinheit, eine Ortungssensorik und eine Datenkommunikationseinrichtung zu verfügen. Zweckmäßigerweise umfassen die Wegpunkte der Fahrtroute mindestens die geographischen Ortskoordinaten, so daß ein direkter Vergleich mit den Ortspositionsdaten des Fahrzeugs möglich ist.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, den Abbiegewinkel und den Sollabbiegewinkel als relative Winkel auf die Fahrtrichtungsänderung des Fahrzeugs an der jeweiligen Kreuzung oder Einmündung zu beziehen. Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, den Abbiegewinkel und den Sollabbiegewinkel als absolute Winkel auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs (Himmelsrichtung) unmittelbar hinter der jeweiligen Kreuzung oder Einmündung zu beziehen. Dabei ist es aber auch mit Vorteil vorgesehen, beide Ausgestaltungen der Erfindung derart miteinander zu kombinieren, daß einigen der Kreuzungen oder Einmündungen, denen ein Sollabbiegewinkel zugeordnet ist, als Sollabbiegewinkel jeweils die Sollfahrtrichtungsänderung und den anderen Kreuzungen oder Einmündungen als Sollabbiegewinkel jeweils die Sollfahrtrichtung zuzuordnen.

Zweckmäßigerweise wird die Fahrtrichtung als Mittelwert derart ermittelt, daß jeweils die Fahrtrichtungen an mehreren unmittelbar hintereinanderliegenden Ortspositionen über eine vorgegebene kurze Fahrtstrecke bestimmt werden und anschließend, um zufällige Streuungen der Fahrtrichtungswerte zu verringern und nur die Hauptfahrtrichtung des Fahrzeugs zu erhalten, der arithmetische Mittelwert aus diesen Fahrtrichtungen berechnet wird (beispielsweise kontinuierlich als gleitender Mittelwert). Die Fahrtrichtungsänderung an einem Wegpunkt wird vorzugsweise durch Berechnen der Differenz der Hauptfahrtrichtungen, also aus der mittleren Fahrtrichtung unmittelbar vor und unmittelbar nach dem Wegpunkt, ermittelt.

Erfolgt die Zielführung durch ein Off-Board-Navigationssystem, indem dieses eine günstige Fahrtroute bestimmt und in Form von Wegpunkten an das Fahrzeug überträgt, so wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren mit geringem technischen Aufwand trotzdem eine sichere Zielführung erzielt, wobei das Falschfahren bereits sehr kurzzeitig nach Einschlagen einer falschen Fahrtroute erkennbar und danach korrigierbar ist. Eine besonders hohe Sicherheit bei der Falschfahrerkennung läßt sich dann erzielen, wenn das erfindungsgemäße Verfahren mit einem auf anderen Prinzipien beruhenden Verfahren zur Falschfahrerkennung kombiniert wird, indem z. B. in bestimmten vorgegebenen Streckenabschnitten jeweils das eine oder das andere Verfahren benutzt wird, je nach dem welches für die Charakteristik des Streckenabschnitts am besten geeignet ist.

Eine Zielführungseinheit zur sicheren Zielführung eines Fahrzeugs, durch die das Verlassen einer vorgegebenen Fahrtroute sofort erkannt werden kann, umfaßt eine Eingabeeinrichtung insbesondere zur Eingabe einer Zielposition und eine Ortspositionsermittlungseinrichtung zur Erfassung der momentanen Ortsposition. Eine die momentane Ortsposition und die Zielposition verbindende Fahrtroute, die im Fahrzeug durch die Zielführungseinheit oder außerhalb des Fahrzeugs ermittelbar ist, ist in einem Arbeitsspeicher der Zielführungseinheit abgelegt. Dabei erfolgt die Ablage in Form von aufeinanderfolgenden Wegpunkten, die mindestens die geographischen Ortskoordinaten umfassen. Mindestens für die Kreuzungen oder Einmündungen, an denen eine Fahrtrichtungsänderung erfolgen soll, ist dem zugehörigen innerhalb der Kreuzung oder Einmündung liegenden Wegpunkt ein Sollabbiegewinkel zugeordnet; dieser ist ebenfalls im Arbeitsspeicher abgelegt. Ferner sind eine Fahrtrichtungs­ bestimmungseinrichtung und eine Fahrtrichtungsänderungsbestimmungseinrichtung vorgesehen, durch welche beim Passieren eines Wegpunktes, dem ein Sollabbiegewinkel zugeordnet ist, der Abbiegewinkel des Fahrzeugs ermittelbar ist. Zum Vergleich des ermittelten Abbiegewinkels mit dem Sollabbiegewinkel ist eine Vergleichseinrichtung vorgesehen. Ein Warnsignal, das beispielsweise dem Fahrer ein Verlassen der vorgegebenen Fahrtroute signalisiert, ist auslösbar, wenn die Fahrtrichtung von der Sollfahrtrichtung oder die Fahrtrichtungsänderung von der Sollfahrtrichtungsänderung um mehr als einen vorgegebenen Toleranzwert abweicht.

Vorzugsweise ist ein Bordcomputer zur Steuerung der Fahrtrichtungsbestimmungs­ einrichtung und der Fahrtrichtungsänderungsbestimmungseinrichtung vorgesehen und die Fahrtrichtungsbestimmungseinrichtung und die Fahrtrichtungsänderungs­ bestimmungseinrichtung sind als Rechenprogramm ausgebildet.

Besonders geeignet ist die Zielführungseinheit zur Zielführung innerhalb eines Off- Board-Navigationssystems, wenn diese zusätzlich mit einer Kommunikations­ einrichtung zum Datenaustausch versehen ist. Durch die Kommunikationseinrichtung ist die Fahrtroute in Form von Wegpunkten durch das Off-Board-Navigationssystem an die Zielführungseinheit übermittelbar. Zweckmäßigerweise ist die Kommunikations­ einrichtung als Mobilfunktelefon ausgebildet.

Die Ausbildung der Eingabeeinrichtung als Tastatur erweist sich als universelle Lösung.

Sehr klein und leicht unterzubringen ist die Ortspositionsermittlungseinrichtung, wenn diese einen Empfänger zum Empfang von Signalen für die Satellitennavigation aufweist. Diese Satellitensignale sind auch geeignet zur Ermittlung der momentanen Fahrtrichtung. Alternativ könnte die Fahrtrichtung aber auch z. B. mit Hilfe einer Magnetfeldsonde festgestellt werden.

Mit der Erfindung wird vorgeschlagen, daß durch den Bordcomputer bei Verlassen der Fahrtroute die Anzeige eines vorzugsweise optischen Warnsignals insbesondere zusammen mit Fahrhinweisen auf dem Display der Anzeigeeinrichtung ausgebbar ist. Die Fahrhinweise können dabei Detailinformationen bezüglich der Abweichungen von der vorgegebenen Fahrtroute enthalten. Selbstverständlich könnte das Warnsignal auch auf anderem Wege, z. B. akustisch, ausgegeben werden.

Anhand des in der einzigen Figur der Zeichnung dargestellten Systems zur Zielführung eines Fahrzeugs mit einer Zielführungseinheit im Fahrzeug und einem externen Off- Board-Navigationssystem wird die Erfindung nachfolgend beispielhaft beschrieben.

Das in der Figur dargestellte System zur Zielführung eines Fahrzeugs umfaßt eine im Fahrzeug installierte Zielführungseinheit 10. Die Zielführungseinheit 10 weist einen Bordcomputer 11 auf, durch den die übrigen Komponenten 12-16 der Zielführungseinheit 10 miteinander verbindbar und steuerbar sind. Eine Eingabeeinrichtung 12 in Form einer Tastatur ermöglicht die Eingabe der Zielposition, beispielsweise des Straßennamens. Die angegebene Zielposition ist im Speicher 13 ablegbar und steht somit bei Bedarf abrufbar zur Verfügung. Zur Bestimmung der momentanen Ortsposition weist die Zielführungseinheit 10 einen Empfänger 14 eines Navigations-Satellitensystems auf. Im Speicher 13 ist darüber hinaus die anhand der momentanen Ortsposition und der eingegebenen Zielposition bestimmte günstige Fahrtroute in Form von Wegpunkten abgelegt. Dabei umfassen die Wegpunkte im wesentlichen die geographischen Ortskoordinaten der zu passierenden Ortspositionen und mindestens für die Wegpunkte im Bereich der Kreuzungen oder Einmündungen, an denen eine Fahrtrichtungsänderung erfolgen soll, einen Sollabbiegewinkel, der sich als relativer Winkel auf die Fahrtrichtungsänderung des Fahrzeugs an der jeweiligen Kreuzung oder Einmündung oder als absoluter Winkel auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs unmittelbar hinter der jeweiligen Kreuzung oder Einmündung bezieht. Der Sollabbiegewinkel ist ebenfalls im Speicher 13 abgelegt. Wie die Figur erkennen läßt, weist die Zielführungseinheit 10 eine Anzeigevorrichtung 15 auf, die mit einem optischen Display versehen ist, durch welches die Fahrtroute vom Bordcomputer 11 gesteuert teilweise oder vollständig zusammen mit Fahrhinweisen anzeigbar ist. Dabei ist es vorgesehen, die momentane Ortsposition des Fahrzeugs, beispielsweise farblich hervorgehoben, anzuzeigen. Die Bestimmung der Fahrtrichtung wird durch eine vorgesehene Fahrtrichtungsbestimmungseinrichtung 16 für die Wegpunkte, denen ein absoluter Winkel als Sollabbiegewinkel zugeordnet ist, ermöglicht. Die Fahrtrichtungsbestimmung kann alternativ oder zusätzlich selbstverständlich auch durch den Empfänger 14 des Navigations-Satellitensystems mittels interner Berechnungsverfahren erfolgen. Die Bestimmung der Fahrtrichtungsänderung für die Wegpunkte, denen ein relativer Winkel zugeordnet ist, erfolgt durch eine Fahrtrichtungsänderungsbestimmungseinrichtung 16a. Dabei sind die Fahrtrichtungs­ bestimmungseinrichtung 16 und die Fahrtrichtungsänderungsbestimmungseinrichtung 16a die wesentlichen Bestandteile der Abbiegewinkelbestimmungseinrichtung. Zum Vergleich der Fahrtrichtung mit der dem Sollabbiegewinkel entsprechenden Sollfahrt­ richtung oder der Fahrtrichtungsänderung mit der dem Sollabbiegewinkel entsprechenden Sollfahrtrichtungsänderung ist eine Vergleichseinrichtung 16b vorgesehen, wobei die Sollwerte jeweils aus dem Speicher 13 abrufbar sind. Ein Warnsignal, das ein Verlassen der vorgegebenen Fahrtroute signalisiert, ist vorzugsweise durch die Vergleichseinrichtung 16b auslösbar, wenn die Fahrtrichtung von der Sollfahrtrichtung oder die Fahrtrichtungsänderung von der Sollfahrtrichtungs­ änderung um mehr als einen vorgegebenen Toleranzwert abweicht. Dem Fahrer ist ein Verlassen der vorgegebenen Fahrtroute signalisierbar, indem durch den Bordcomputer 11 entsprechende Fahrhinweise über das optische Display der Anzeigeeinrichtung 15 ausgebbar sind und/oder ein entsprechendes akustisches Signal erzeugbar ist. Um den gerätetechnischen Aufwand der Zielführungseinheit 10 möglichst gering zu halten, ist diese mit einer Kommunikationseinrichtung 17, insbesondere ein Mobilfunktelefon, verbunden, durch welche die datentechnische Verbindung zu einem außerhalb des Fahrzeugs angeordneten Off-Board-Navigationssystem 20 herstellbar ist.

Die Figur läßt erkennen, daß das Off-Board-Navigationssystem 20 zum Datenaustausch mit der Zielführungseinheit 10 mit einem Sender/Empfänger 21 versehen ist. Das Navigationssystem 20 enthält einen Verkehrsrechner 22, der Zugriff auf eine digitale Straßenkarte 23 sowie aktuelle Verkehrsinformationen hat.

Zur Durchführung der Zielführung des Fahrzeugs wird die Zielposition durch den Fahrer über die Tastatur der Eingabeeinrichtung 12 eingegeben. Die Zielposition wird zusammen mit der mittels Empfänger 14 bestimmten momentanen Ortsposition des Fahrzeugs durch die Kommunikationseinrichtung 17 an den Verkehrsrechner 22 des Off-Board-Navigationssystems 20 übertragen. Anhand der digitalen Straßenkarte 23 bestimmt der Verkehrsrechner 22 anschließend eine günstige Fahrtroute zur vorgegebenen Zielposition. Diese Fahrtroute wird anschließend in Form von Wegpunkten an die Zielführungseinheit 10 rückübertragen, wobei den Wegpunkten, die im Bereich der Kreuzungen oder Einmündungen liegen, an denen eine Fahrtrichtungsänderung erfolgen soll, die also gleichzeitig Abbiegepunkte der Fahrtroute sind, als Sollabbiegewinkel entweder eine Sollfahrtrichtungsänderung (relativer Winkel) oder eine Sollfahrtrichtung (absoluter Winkel) zugeordnet wird. Die Wegpunkte einschließlich der Sollabbiegewinkel (Sollfahrtrichtungsänderung, Sollfahrtrichtung) werden vom Bordcomputer 11 gesteuert im Speicher 13 abgelegt. Mittels des Empfängers 14 wird fortlaufend die momentane Ortsposition und die momentane Fahrtrichtung des Fahrzeugs bestimmt, wobei zur Fahrtrichtungs­ bestimmung auch zusätzliche Richtungssensoren vorgesehen sein können. Die mittlere Fahrtrichtung des Fahrzeugs wird daraus jeweils so bestimmt, daß die momentanen Fahrtrichtungen für eine vorgegebene Zahl, z. B. 50, in Fahrtrichtung unmittelbar hintereinanderliegender Ortspositionen bestimmt und der Mittelwert aus diesen Fahrtrichtungen berechnet wird. Statt einer solchen Zahl kann z. B. auch eine kurze Fahrtstrecke vorgegeben werden und für die jeweils in diesem Bereich liegenden Ortspositionen der Mittelwert der momentanen Fahrtrichtungen bestimmt werden. Auf diese Weise bestimmt die Fahrtrichtungsbestimmungseinrichtung 16 die mittlere Fahrtrichtung hinter den Wegpunkten, denen ein absoluter Sollabbiegewinkel zugeordnet ist. Die Fahrtrichtungsänderungsbestimmungseinrichtung 16a bestimmt beim Passieren eines Wegpunktes, dem ein relativer Sollabbiegewinkel bzw. eine Sollfahrtrichtungsänderung zugeordnet ist, die Fahrtrichtungsänderung durch Differenzbildung der vor und hinter dem Wegpunkt ermittelten mittleren Fahrtrichtungen des Fahrzeugs. Verglichen wird die ermittelte Fahrtrichtung oder Fahrtrichtungsänderung mit dem entsprechenden Sollwert in der Vergleichseinrichtung 16b. Wenn die Fahrtrichtung von der Sollfahrtrichtung bzw. die Fahrtrichtungsänderung von der Sollfahrtrichtungsänderung um mehr als einen vorgegebenen Toleranzwert abweicht, wird das Verlassen der vorgegebenen Fahrtroute angezeigt, indem von der Vergleichseinrichtung 16b ein entsprechendes Steuersignal ausgegeben wird. Durch dieses Steuersignal wird der Bordcomputer 11 veranlaßt, vorzugsweise ein optisches Warnsignals insbesondere zusammen mit Fahrhinweisen auf dem Display der Anzeigeeinrichtung 15 auszugeben, wobei der Fahrer durch letztere beispielsweise mit Vorteil zusätzliche Informationen z. B. über die Abweichung von der vorgegebenen Fahrtroute und Fahrhinweise von der Zielführungseinheit 10 erhalten kann. Selbstverständlich kann das Warnsignal auch auf anderem Wege, z. B. akustisch, ausgegeben werden. Ferner ist es selbstverständlich auch möglich, ausgelöst durch das Warnsignal selbsttätig eine neue Fahrtroute zu bestimmen und das Fahrzeug entlang dieser Route zur Zielposition zu führen, ohne den Fahrer explizit über die Falschfahrt zu informieren.

Alternativ ist es mit Vorteil auch möglich, einzelnen oder allen Wegpunkten, an denen eine Fahrtrichtungsänderung erfolgen soll, einen relativen und einen absoluten Winkel zuzuordnen und für diese Wegpunkte sowohl die Fahrtrichtung als auch die Fahrtrichtungsänderung zu bestimmen. Bei einer derartigen Ausgestaltung der Erfindung wird nach dem Vergleich mit den entsprechenden Sollwerten anhand vorgegebener oder in Abhängigkeit von bestimmten Bedingungen vorgebbarer Entscheidungskriterien entschieden, ob ein Verlassen der Fahrtroute vorliegt. Diese Variante hat besonders bei relativ komplizierten Kreuzungssituationen (beispielsweise bei einem Autobahnkreuz) Vorteile, da in diesem Falle zwei überprüfbare Sollparameter zur Verfügung stehen und bei der Entscheidungsfindung berücksichtigt werden können. So kann im Kreuzungsbereich zunächst der relative Abbiegewinkel kontrolliert und ab einer vorgegebenen Entfernung hinter der Kreuzung (dem Wegpunkt) die Fahrtrichtung des Fahrzeugs mit der Sollfahrtrichtung verglichen werden. Dies ermöglicht es beispielsweise, Abbiegewinkel von 270° bei einer Abbiegeschleife eindeutig zu identifizieren.

Bei einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist die Fahrtrichtungsbestimmungs­ einrichtung (16) und die Fahrtrichtungsänderungsbestimmungseinrichtung (16a) als Rechenprogramm ausgebildet, das vom Bordcomputer 11 aufrufbar ist.

Fahrtrichtung und Fahrtrichtungsänderung können auch fortlaufend (gleitend) bestimmt und nur bei Erreichen eines entsprechenden Wegpunkts mit dem im Speicher abgelegten zugeordneten Sollwert verglichen werden. Außerdem kann auch eine Abstandsvorgabe vorgesehen sein, durch die festgelegt wird, in welcher Entfernung vom Wegpunkt die mittleren Fahrtrichtungen bestimmt werden sollen. Dies ist besonders dann zu empfehlen, wenn die Bestimmung der Ortsposition des Fahrzeugs eine nicht zu vernachlässigende Ungenauigkeit aufweist, wie das beispielsweise bei einem GPS-Navigationssystem durch die bewußt eingebaute Verzerrung der ausgesendeten Signale der Fall ist.

Bezugszeichenliste

10 Zielführungseinheit
11 Bordcomputer
12 Eingabeeinrichtung
13 Speicher
14 Empfänger eines Navigations-Satellitensystems
15 Anzeigeeinrichtung
16 Fahrtrichtungsbestimmungseinrichtung
16a Fahrtrichtungsänderungsbestimmungseinrichtung
16b Vergleichseinrichtung
17 Kommunikationseinrichtung
20 Off-Board-Navigationssystem
21 Sender/Empfänger
22 Verkehrsrechner
23 digitale Straßenkarte

Claims (16)

1. Verfahren zur sicheren Zielführung eines Fahrzeugs entlang einer zu einer vorgegebenen Zielposition führenden Fahrtroute, bei dem fortlaufend die momentane Ortsposition und die momentane Fahrtrichtung des Fahrzeugs ermittelt werden und eine Fahrtroute in Form von aufeinanderfolgenden Wegpunkten, die mindestens die geographischen Ortskoordinaten umfassen, bestimmt wird und dem Fahrer des Fahrzeugs in Form von Fahrhinweisen angezeigt wird,
dadurch gekennzeichnet,

• - daß den Wegpunkten ein Sollabbiegewinkel zugeordnet ist, wenn die Wegpunkte sich im Bereich einer Kreuzung oder Einmündung befinden, an denen eine Fahrtrichtungs­ änderung erfolgen soll,
• - daß beim Passieren eines Wegpunktes, dem ein Sollabbiegewinkel zugeordnet ist, der Abbiegewinkel des Fahrzeugs bestimmt wird,
• - daß der ermittelte Abbiegewinkel mit dem Sollabbiegewinkel verglichen wird und
• - daß ein Verlassen der vorgegebenen Fahrtroute signalisiert wird, wenn der ermittelte Abbiegewinkel um mehr als einen vorgegebenen Toleranzwert von dem Sollabbiegewinkel abweicht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Abbiegewinkel und der Sollabbiegewinkel als relative Winkel auf die Fahrtrichtungsänderung des Fahrzeugs an der jeweiligen Kreuzung oder Einmündung beziehen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Abbiegewinkel und der Sollabbiegewinkel als absolute Winkel auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs unmittelbar hinter der jeweiligen Kreuzung oder Einmündung beziehen.

4. Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß einigen Kreuzungen oder Einmündungen als Sollabbiegewinkel jeweils eine Sollfahrtrichtungsänderung und den anderen Kreuzungen oder Einmündungen jeweils eine Sollfahrtrichtung zugeordnet ist.

5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrtrichtung des Fahrzeugs als Mittelwert derart ermittelt wird, daß jeweils die Fahrtrichtungen an mehreren unmittelbar hintereinanderliegenden Ortspositionen über eine vorgegebene kurze Fahrtstrecke bestimmt und der Mittelwert aus diesen Fahrtrichtungen berechnet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrtrichtungsänderung an einem Wegpunkt durch Berechnen der Differenz aus der mittleren Fahrtrichtung unmittelbar vor und unmittelbar nach dem Wegpunkt ermittelt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrtroute durch ein Off-Board-Navigationssystem bestimmt und an das Fahrzeug übertragen wird.

8. Zielführungseinheit zur sicheren Zielführung eines Fahrzeugs, die das Verlassen einer ermittelten Fahrtroute selbständig erkennt und gegebenenfalls ein Warnsignal auslöst, mit einer Eingabeeinrichtung (12) zur Eingabe einer Zielposition, einer Ortspositionsermittlungseinrichtung (14) zur Erfassung der momentanen Ortsposition, einer Fahrtroutenermittlungseinrichtung und einer Anzeigeeinrichtung (15) zur Anzeige von Fahrhinweisen sowie mit einem Speicher (13), in dem die Fahrtroute abgelegt ist in Form von aufeinanderfolgenden Wegpunkten, die mindestens die geographischen Ortskoordinaten umfassen,
dadurch gekennzeichnet,

• - daß den Wegpunkten im Speicher (13) ein Sollabbiegewinkel zugeordnet ist, wenn diese sich im Bereich einer Kreuzung oder Einmündung befinden, an denen eine Fahrtrichtungsänderung erfolgen soll,
• - daß eine Abbiegewinkelbestimmungseinrichtung (16, 16a) vorgesehen ist, durch welche der Abbiegewinkel des Fahrzeugs an solchen Wegpunkten ermittelbar ist, denen ein Sollabbiegewinkel zugeordnet ist,
• - daß eine Vergleichseinrichtung (16b) vorgesehen ist zum Vergleich des ermittelten Abbiegewinkels mit dem Sollabbiegewinkel und
• - daß das Warnsignal auslösbar ist, das ein Verlassen der vorgegebenen Fahrtroute signalisiert, wenn der ermittelte Abbiegewinkel um mehr als einen vorgegebenen Toleranzwert von dem Sollabbiegewinkel abweicht.

9. Zielführungseinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bordcomputer (11) zur Steuerung einer Fahrtrichtungsbestimmungs­ einrichtung (16) und einer Fahrtrichtungsänderungsbestimmungseinrichtung (16a) vorgesehen ist.

10. Zielführungseinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrtrichtungsbestimmungseinrichtung (16) und die Fahrtrichtungs­ änderungsbestimmungseinrichtung (16a) als Rechenprogramm ausgebildet sind.

11. Zielführungseinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kommunikationseinrichtung (17) zum Datenaustausch mit einem Off- Board-Navigationssystem (20) vorgesehen ist.

12. Zielführungseinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kommunikationseinrichtung (17) ein Mobilfunktelefon ist.

13. Zielführungseinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabeeinrichtung (12) eine Tastatur ist.

14. Zielführungseinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ortspositionsermittlungseinrichtung Empfänger (14) eines Navigations- Satellitensystems aufweist.

15. Zielführungseinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung (15) ein optisches Display aufweist.

16. Zielführungseinheit nach Anspruch 8 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Warnsignal zusammen mit Fahrhinweisen durch die Anzeigeeinrichtung (15) optisch ausgebbar ist.