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DE69519506T2 - Navigationsanlage für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Navigationsanlage für ein Kraftfahrzeug

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Publication number
DE69519506T2
DE69519506T2 DE69519506T DE69519506T DE69519506T2 DE 69519506 T2 DE69519506 T2 DE 69519506T2 DE 69519506 T DE69519506 T DE 69519506T DE 69519506 T DE69519506 T DE 69519506T DE 69519506 T2 DE69519506 T2 DE 69519506T2
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DE
Germany
Prior art keywords
vehicle
route
navigation system
determining
traffic information
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
DE69519506T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69519506D1 (de
Inventor
Ender Ayanoglu
Krishan Kumar Sabnani
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AT&T Corp
Original Assignee
AT&T Corp
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Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=23308195&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE69519506(T2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by AT&T Corp filed Critical AT&T Corp
Publication of DE69519506D1 publication Critical patent/DE69519506D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69519506T2 publication Critical patent/DE69519506T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • 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
    • G01C21/3453—Special cost functions, i.e. other than distance or default speed limit of road segments
    • G01C21/3492—Special cost functions, i.e. other than distance or default speed limit of road segments employing speed data or traffic data, e.g. real-time or historical
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/09—Arrangements for giving variable traffic instructions
    • G08G1/0962—Arrangements for giving variable traffic instructions having an indicator mounted inside the vehicle, e.g. giving voice messages
    • G08G1/0968—Systems involving transmission of navigation instructions to the vehicle
    • G08G1/0969—Systems involving transmission of navigation instructions to the vehicle having a display in the form of a map

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Navigation (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Instructional Devices (AREA)

Description

    1. Erfindungsgebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Navigationssystem für ein Kraftfahrzeug und insbesondere eine Verbesserung zum Bestimmen einer Fahrstrecke von der aktuellen Position eines Kraftfahrzeugs zu einem gegebenen Ziel.
    • 2. Allgemeiner Stand der Technik
  • Es sind elektronische Navigations- und Informationssysteme zur Realisierung in Kraftfahrzeugen entwickelt worden. Diese Systeme erleichtern dem Fahrer oder den Beifahrern eines Kraftfahrzeugs die Aufgabe, die beste Strecke zu einem Ziel zu finden. Derartige Systeme sind besonders in Gebieten nützlich, die dem Fahrer nicht vertraut sind, weil sie die mühsamen Aufgaben des Kartenstudiums vermeiden.
  • Die Systeme des Stands der Technik sind weiter angepaßt worden, die aktuelle Position und Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs in Korrelation mit einem Kartenbild anzuzeigen, das auf einem neben dem Fahrersitz des Fahrzeugs angeordneten Displayschirm einer CRT- (Kathodenstrahlröhre)-Anzeigeeinheit überlappt ist, um den Fahrer bei den Navigationsaufgaben noch mehr zu unterstützen.
  • Damit ein derartiges System die obenerwähnten Navigationsdienste bereitstellen kann, muß das System auf die tatsächliche Position des Kraftfahrzeugs bezüglich einer Straßenkarte orientiert sein. Die tatsächliche Position eines Kraftfahrzeugs kann in Korrelation mit dem globalen Positionierungssystem (GPS), dem LORAN-Navigationssystem, einem Trägheitsnavigationssystem (z. B. Koppelnavigationssystem) oder einem radarähnlichen Dienst wie etwa Entfernungsmessung bestimmt werden. So bestimmt beispielsweise das globale Positionierungssystem (GPS) die Position eines Kraftfahrzeugs in einem globalen geometrischen Gebiet durch das Verfahren der Triangulation. In der Regel enthält ein globales Positionierungssystem einen Empfänger zum Empfan gen von von drei oder mehr GPS-Satelliten empfangenen Funkwellen. Das globale Positionierungssystem bestimmt die Position einer Empfangsstelle, wo die Empfänger die Funkwellen empfangen haben, auf der Grundlage von Quasientfernungsdaten zwischen den GPS-Satelliten und der Empfangsstelle, einschließlich einem Zeitoffset des Empfängers und Positionsdaten der GPS-Satelliten.
  • Nachdem die tatsächliche Position des Kraftfahrzeugs bestimmt und das gewünschte Ziel durch den Benutzer eingegeben worden ist, kann das System dann dem Fahrzeugführer Informationen hinsichtlich der besten zu fahrenden Strecke von dem aktuellen Fahrzeugstandort zu einem gewünschten Ziel liefern. Im Stand der Technik wird die beste Strecke dadurch bestimmt, daß die kürzeste Entfernung zwischen dem gewünschten Ziel und der tatsächlichen Position des Kraftfahrzeugs entdeckt wird. Ein derartiger Prozeß ist jedoch für Rückschläge anfällig. Ein derartiger Rückschlag besteht darin, daß das System nach dem Stand der Technik Streckengeschwindigkeitsraten nicht berücksichtigt. Beispielsweise verbinden zwei konkurrierende Strecken (A und B) das Kraftfahrzeug mit einem gewünschten Ziel. Die Strecke A weist eine Weglänge von 30 Meilen und eine entsprechende Geschwindigkeitsrate von 25 Meilen pro Stunde auf, und Strecke B weist eine Weglänge von 35 Meilen und eine entsprechende Geschwindigkeitsrate von 45 Meilen pro Stunde auf. Das System nach dem Stand der Technik würde Strecke A wegen ihrer kürzeren Weglänge (30 Meilen) wählen, obwohl Strecke B (35 Meilen) die (zeitlich) schnellste Strecke zu dem gewünschten Ziel liefern würde. Der Stand der Technik ist deshalb mit einem Nachteil behaftet, da er bestimmt, daß die beste Strecke nur eine Funktion ihrer Weglänge und nicht der Geschwindigkeitsrate ist.
  • WO-A-92/08952 beschreibt eine Fahrzeugnavigationsstreckenvorrichtung, bei der mehrere Navigationsstrecken berechnet und angezeigt werden. Die Strecken werden dem Fahrzeugführer angezeigt, damit er eine der angezeigten Strecken zur weiteren Verwendung wählen kann.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein System wie in Anspruch 1 oder 10 oder ein Verfahren wie Anspruch 16 oder [??] definiert bereitgestellt.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Navigationssystem für ein Kraftfahrzeug und insbesondere ein Navigationssystem, das dazu ausgelegt ist, die beste Strecke zu einem gewählten Ziel auf der Grundlage der Zeit, die notwendig ist, um eine derartige Strecke zurückzulegen, zu bestimmen. Das System enthält ein Positionierungsmittel zum Bestimmen der tatsächlichen Position des Kraftfahrzeugs bezüglich einer angezeigten Straßenkarte. Das Positionierungsmittel enthält vorzugsweise das globale Positionierungssystem (GPS), das die Position des Kraftfahrzeugs bestimmt, indem es Ausbreitungsverzögerungszeiten von Signalwellen mißt, die sich von die Erde in vorbestimmten Umlaufbahnen umkreisenden GPS-Satelliten aus ausbreiten.
  • Das System enthält weiterhin ein Kartenmittel zum Speichern von mehreren Straßenkarten, wobei das Kartenmittel eine in dem Kraftfahrzeug montierte CD- ROM-Einrichtung oder eine zentrale Datenbank, die Straßenkarteninformationen zu dem Kraftfahrzeug überträgt, enthalten kann. In Verbindung mit dem Kartenmittel enthält das System ein Wahlmittel zum Wählen einer Straßenkarte unter den im Kartenmittel gespeicherten auf der Grundlage der aktuellen Position des Kraftfahrzeugs. Es sind Anzeigemittel zum Anzeigen der aktuellen Position des Kraftfahrzeugs auf einer gewählten Karte vorgesehen. Weiterhin sind Eingabemittel vorgesehen, mit denen ein Benutzer ein in dem Kartenmittel gespeichertes gewünschtes Ziel wählen kann.
  • Die beste Strecke zu einem gewählten Ziel wird durch ein Mittel bestimmt, das dazu ausgelegt ist, eine Navigationsstrecke mit kürzester Dauer von der aktuellen Stelle des Kraftfahrzeugs zu dem gewählten Ziel zu wählen. Das Verfahren zum Bestimmen der obenerwähnten beste Strecke enthält die Schritte des Identi fizierens der zur Verfügung stehenden Navigationsstrecken von der aktuellen Position des Kraftfahrzeugs zu dem gewünschten Ziel. Danach werden die Weglänge und die Geschwindigkeitsrate jeder identifizierten Navigationsstrecke bestimmt. Die Zeit, die notwendig ist, um jede identifizierte Navigationsstrecke zurückzulegen, wird dann in Abhängigkeit von ihrer bestimmten Weglänge und Geschwindigkeitsrate berechnet. Die beste Strecke ist deshalb die identifizierte Navigationsstrecke, die kürzeste Fahrzeit erfordert.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • Die obigen Merkmale der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung von Ausführungsbeispielen gemäß der vorliegenden Erfindung hervor und können anhand dieser verstanden werden, wobei auf die Zeichnungen Bezug genommen wird. Es zeigen:
  • Fig. 1 ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform eines Navigationssystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 2 eine zentrale Datenbank, die mit dem Navigationssystem von Fig. 1 in Verbindung steht und
  • Fig. 3 ein Flußdiagramm, das das Verfahren zum Wählen einer beste Strecke gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nunmehr unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszahlen auf gleiche oder identische Elemente beziehen. Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Navigationssystems, das dazu ausgelegt ist, die vorliegende Erfindung zu realisieren und das allgemein mit der Bezugszahl 10 bezeichnet ist. Ein derartiges System 10 enthält vorzugsweise ein globales Positionierungssystem (GPS) 26 zum Approximieren der tatsächlichen Position eines Kraftfahrzeugs 70 (Fig. 2), wie dies üblicherweise geschieht. Das GPS 26 ist nur beispielhaft und ist eine bevorzugte Ausführungsform, die für die Realisierung der vorliegenden Erfindung ausgelegt ist. Das System 10 soll nicht auf das obenerwähnte GPS 26 zum Approximieren der aktuellen Position des Kraftfahrzeugs beschränkt sein, sondern kann auch andere bekannte Positionierungsmittel beinhalten, wie beispielsweise: LORAN, Koppelnavigation oder Radardienste.
  • Die Konfiguration des in Fig. 1 gezeigten Navigationssystems 10 enthält eine Mikrosteuerung 22 und eine an die Mikrosteuerung 22 angekoppelte Kathodenstrahlröhre (CRT) 20, die dazu ausgelegt ist, Bilder für die Navigation eines Kraftfahrzeugs 70 (Fig. 2) anzuzeigen. Eine Eingabequelle 25, vorzugsweise in der Konfiguration einer Tastatur (nicht gezeigt), ist an die Mikrosteuerung 22 angekoppelt, um eine Fahrereingabe in das System 10 zu ermöglichen (damit zum Beispiel ein Fahrer ein Ziel bestimmen kann, während er die CRT 20 betrachtet, oder eine gewünschte Reisestrecke eingeben kann). Die Eingabequelle 25 kann aber auch ein auf dem Schirm der CRT 20 realisiertes (nicht gezeigtes) Berührungsfeld sein, wobei das Berührungsfeld Leuchtdioden und lichtempfangende Elemente verwendet. Das System 10 enthält vorzugsweise weiterhin einen an die Mikrosteuerung 22 angekoppelten herkömmlichen CD-ROM (Compact-Disk-Festwertspeicher) 24. Der CD-ROM 24 ist wie üblich dazu ausgelegt, verschiedene, entsprechend ausgewählten geographischen Gebieten klassifizierte Straßenkarteninformationen zu speichern.
  • Der obenerwähnte Global-Positioning System- Empfänger (GPS) 26 ist an die Mikrosteuerung 22 angekoppelt und ist dazu ausgelegt, Positionierungssignale über einer Antenne 27 von GPS-Satelliten 29, 31 und 33 zu empfangen und so die Approximierung der tatsächlichen Position des Kraftfahrzeugs zu ermöglichen. Vorzugsweise ist die Mikrosteuerung 22 sowohl an einen Richtungssensor 28 zum Erfassen der Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs und einen Entfernungssensor 30 zum Messen der zurückgelegten Entfernung des Kraftfahrzeugs angekoppelt, um das GPS 26 bei der Approximierung der tatsächlichen Position des Kraftfahrzeugs zu unterstützen.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung und unter weiterer Bezugnahme auf Fig. 1 enthält das System 10 die Vorkehrung eines an die Mikrosteuerung 82 angekoppelten Verkehrsinformationsempfängers 32. Der Verkehrsinformationsempfänger 32 ist dazu ausgelegt, Verkehrsinformationen in die Mikrosteuerung 22 einzugeben, damit sie darin verarbeitet und auf der CRT 20 angezeigt werden. Derartige Verkehrsinformationen können beispielsweise Verkehrsstaus, Verkehrsgeschwindigkeit, Straßenbedingungen, Straßensperrungen, Umleitungen usw. beinhalten.
  • Nunmehr unter Bezugnahme auf Fig. 2 empfängt der Verkehrsinformationsempfänger 32 derartige Verkehrsinformationen vorzugsweise von einer zentralen Datenbank 50 über eine Funkverbindung 42 und jeweilige Antennen 54 (Fig. 1) und 56. Die übertragenen Verkehrsinformationen liegen vorzugsweise in einem minimalen Datendarstellungsformat vor, um die Übertragungszeit auf ein Minimum zu reduzieren. Eine örtlich gespeicherte Karte beispielsweise weist in der Regel Geschwindigkeitsbeschränkungen auf, während die übertragenen Daten aus variablen Längendifferenzen von dem typischen Wert bestehen, wobei keine Informationen in Förderung von [unerheblichen[?]] Differenzen von dem obenerwähnten typischen Wert übertragen werden. Um die Übertragungszeit weiter zu minimieren, wird eine hochgradige Quantisierung von Geschwindigkeitsbeschränkungsdifferenzen verwendet. Beispielsweise können für eine Reduzierung von 12 Meilen pro Stunde im Durchschnitt auf einer bestimmten Straße die übertragenen Informationen auf 10 Meilen pro Stunde reduziert werden. Um die Übertragungszeit noch weiter zu minimieren, werden typische Muster mit Jahreszeit oder während eines Tags erfaßt und in Datenbanken plaziert, so daß die aktualisierte Übertragung von Informationen minimiert ist. Vorzugsweise werden die Verkehrsinfor mationen, wie beispielsweise die einer Fahrstrecke entsprechende Verkehrsgeschwindigkeit, periodisch aktualisiert und in die zentrale Datenbank 50 eingegeben, entweder über persönliche Beobachtung oder aus tatsächlichen elektronischen Straßenmeßeinrichtungen.
  • Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden Verkehrsinformationen periodisch zu der zentralen Datenbank 50 aktualisiert, wodurch mobile Benutzer ihre jeweilige Position und Geschwindigkeit periodisch an die zentrale Datenbank 50 übertragen. Die zentrale Datenbank 50 ist konfiguriert, die obenerwähnten, von den mobilen Benutzern gelieferten empfangenen Informationen dann zu mitteln, um die durchschnittliche Geschwindigkeitsrate auf verschiedenen Verkehrsstrecken zu bestimmen. Vorzugsweise kann jeder mobile Benutzer die Mindestweginformationen einleiten, und durch Benachrichtigen der zentralen Datenbank 50 über seine Position und sein Ziel kann der mobile Benutzer die besten Streckeninformationen von der zentralen Datenbank 50 erhalten. Zusätzlich kann die übertragene Funkmeldung von jedem mobilen Benutzer jede bekannte Art von Informationen enthalten, wie etwa Differentialkorrekturinformationen von dem GPS- Empfänger 26.
  • Außerdem kann die zentrale Datenbank 50 dazu ausgelegt sein, die obenerwähnten verschiedenen Straßenkarteninformationen zu speichern und an die in dem Kraftfahrzeug 70 realisierte Mikrosteuerung 22 zu übertragen, um den CD-ROM 24 überflüssig zu machen. Deshalb werden die auf der CRT 20 anzuzeigenden verschiedenen Straßenkarteninformationen bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von der zentralen Datenbank 50 an die Mikrosteuerung 22 in dem Kraftfahrzeug 70 übertragen. Weiterhin ist klar, daß die dem Verkehrsinformationsempfänger 32 gelieferten aktualisierten Verkehrsinformationen dem Benutzer auf Anfrage über einen Funkkanal (d. h. ein gebührenpflichtiger Dienst) geliefert werden können. Zudem können Problemverkehrsstopps auf einem Rundsendekanal, der von dem Benutzer überwacht wird, vorzugsweise sofort ausgestrahlt werden.
  • Die Mikrosteuerung 22 ist an eine Verarbeitungseinheit 34 angekoppelt, die dazu ausgelegt ist, von dem CD-ROM 24 eine Straßenkarte zu lesen, die sich auf ein geographisches Gebiet bezieht, in dem sich das Kraftfahrzeug gerade bewegt, und zwar auf der Grundlage der aktuellen Position des Kraftfahrzeugs nach Erfassung durch das GPS 26. bei der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise jede gespeicherte Straßenkarte in eine Datenstruktur umgewandelt, wobei eine Straßenkarte mindestens zwei Felder enthält, die die Geschwindigkeit und Länge jeder darauf gespeicherten Strecke enthalten. Die Mikrosteuerung 22 ist dazu ausgelegt, dann die tatsächliche Position des Kraftfahrzeugs mit einer entsprechenden Straßenkarte überlappt auf dem Displayschirm der CRT 20 anzuzeigen. Die Verarbeitungseinheit 34 ist weiterhin dazu ausgelegt, auf der Grundlage der Weglänge und Verkehrsgeschwindigkeit individueller Strecken die beste Strecke zu einem gewählten Ziel zu berechnen, wie unten ausführlich erörtert.
  • Die beste Strecke wurde, wie oben erwähnt, im Stand der Technik auf der Grundlage der kürzesten Navigationsstrecke zwischen der aktuellen Position des Kraftfahrzeugs und dem gewünschten Ziel berechnet. Eine derartige Beste-Strecke-Berechnung war jedoch für Rückschläge anfällig. Ein derartiger Rückschlag bestand darin, daß bei der Beste-Strecke-Berechnung jeweilige Geschwindigkeitsbeschränkungen konkurrierender Strecken nicht berücksichtigt wurden.
  • Das Verfahren zum Bestimmen einer besten Strecke ist in dem Schemadiagramm von Fig. 3 dargestellt. Es wird darauf hingewiesen, daß die beste Strecke entweder in der obenerwähnten Verarbeitungseinheit 34 oder der zentralen Datenbank 50 bestimmt werden kann. Wenn das System 10 beispielsweise keinen CD-ROM 24 verwendet, kann die zentrale Datenbank 50 so konfiguriert sein, daß sie sowohl verschiedene Straßenkarten von geographischen Gebieten speichert als auch die beste Strecke zu einem gegebenen Ziel berechnet. Außerdem kann bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform das System 10 einen CD-ROM 24 oder eine gleichwertige Struktur (z. B. einen Magnetbandantrieb) verwenden, um verschiedene Straßenkarten zu speichern, wobei die Verarbeitungseinheit 34 die Karteninformationen von dem CD-ROM 24, die aktuelle Position des Kraftfahrzeugs von dem GPS-Empfänger 26 und Verkehrsinformationen von der zentralen Datenbank 50 abruft, um die beste Strecke zu einem gegebenen Ziel zu berechnen. Der Fachmann kann das obenerwähnte System 10 in zahlreichen Konfigurationen konfigurieren, um eine beste Strecke zu berechnen, wie unten dargestellt und beschrieben.
  • Unter Bezugnahme auf Fig. 3 aktiviert der Benutzer (z. B. der Führer des Kraftfahrzeugs) zunächst das Beste-Strecke-Programm, Block 100, durch Eingeben entsprechender Informationen in die Eingabequelle 25 (Fig. 1). Dann gibt der Benutzer über die Eingabequelle 25 ein bestimmtes gewünschtes Ziel ein, Block 110. Die Mikrosteuerung 22 ruft dann die aktuelle Position des Kraftfahrzeugs von dem GPS-Empfänger 26 ab, Block 120. Als nächstes identifiziert das System 10 die für eine Reise zwischen der aktuellen Position des Kraftfahrzeugs und dem obenerwähnten gewünschten Ziel zur Verfügung stehenden Navigationsstrecken, Block 130. Das System 10 bestimmt dann die Länge (z. B. Meilen, Kilometer, usw.) jeder obenerwähnten identifizierten Strecke, Block 140. Dann wird die Geschwindigkeitsrate jeder obenerwähnten identifizierten Strecke über die zentrale Datenbank 50 bestimmt, Block 150.
  • Nachdem die Weglänge, Block 140, und die Geschwindigkeitsrate, Block 150, jeder identifizierten Strecke bestimmt worden sind, bestimmt das System 10 dann die Zeit, die erforderlich ist, um jede identifizierte Strecke zurückzulegen, Block 160, indem sie ihre Weglänge, Block 140, mit ihrer Geschwindigkeitsrate, Block 150, korreliert. So bestimmt das System 10 beispielsweise, daß zwei konkurrierende Strecken vorliegen (z. B. A und B), die die aktuelle Position des Kraftfahrzeugs, Block 120, mit dem gewählten gewünschten Ziel, Block 110, verbinden. Strecke A weist eine Weglänge von 80 Meilen auf, Block 140, und eine entsprechende Geschwindigkeitsrate von 40 Meilen pro Stunde (MPH), Block 150, während Strecke B eine Weglänge von 90 Meilen, Block 140, und eine entsprechende Geschwindigkeitsrate von 60 MPH, Block 150, aufweist. Strecke A erfordert deshalb eine Fahrzeit von 2 Stunden (Fahrzeit = Weglänge/Geschwindigkeitsrate), während Strecke B eine Fahrzeit von 1¹/&sub2; Stunden erfordert. Das System 10 ist somit dazu ausgelegt, Strecke B angesichts ihrer im Vergleich zu Strecke A (z. B. 2 Stunden) kürzeren Fahrzeit (z. B. 1¹/&sub2; Stunden) als die beste Strecke zu identifizieren, Block 170. Die beste Strecke wird somit auf der Grundlage der Fahrzeit in Abhängigkeit von ihrer Weglänge und Geschwindigkeitsrate präziser bestimmt.
  • Wenngleich die Erfindung unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen besonders gezeigt und beschrieben worden ist, ist für den Fachmann offensichtlich, daß verschiedene Modifikationen hinsichtlich Form und Einzelheit daran vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. So ist beispielsweise zu verstehen, daß das System 10 der vorliegenden Erfindung die beste Strecke entweder in der obenerwähnten Mikrosteuerung 22 oder in der zentralen Datenbank 50 berechnen kann. Es wird außerdem in Betracht gezogen, daß das System 10 der vorliegenden Erfindung zur Verwendung in einem Navigationssystem für ein fahrerloses Fahrzeug integriert werden kann.

Claims (21)

1. Fahrzeugnavigationssystem (10) zum Identifizieren einer gewünschten Kartenstrecke zwischen einer ersten Position eines Fahrzeugs (70) und einer zweiten Position, mit einem Kartenmittel zum Speichern von mehreren Straßenkarten und Geschwindigkeitsgrenzwerten für Straßen darin, einem Eingabemittel, mit dem ein Benutzer die zweite Position wählen kann, und einem Wahlmittel zum Wählen einer Straßenkarte unter den im Kartenmittel gespeicherten auf der Grundlage der gewählten zweiten Position des Fahrzeugs, wobei das Fahrzeugnavigationssystem (10) gekennzeichnet ist durch:
(a) ein Verkehrsinformationsempfangsmittel (32) zum Empfangen von Verkehrsinformationen einschließlich erwarteter Geschwindigkeiten, übertragen in einem Datendarstellungsformat mit variablen Längendifferenzen aus den gespeicherten Geschwindigkeitsgrenzwerten für jeweilige, auf der gewählten Straßenkarte enthaltene Straßen von einer zentral angeordneten Datenbank (50) über einen Funkkanal zu dem Fahrzeug (70); und
(b) ein Mittel zum Bestimmen einer Strecke mit kürzester Dauer zwischen der ersten Position und der zweiten Position aus der gewählten Straßenkarte auf der Grundlage der von dem Verkehrsinformationsempfangsmittel (32) empfangenen erwarteten Geschwindigkeiten und der Weglänge zwischen der ersten und zweiten Position des Fahrzeugs.
2. Fahrzeugnavigationssystem nach Anspruch 1, bei dem das Kartenmittel eine CD-ROM-Einrichtung (24) zum Speichern und Abrufen der mehreren Straßenkarten enthält.
3. Fahrzeugnavigationssystem (10) nach Anspruch 1, weiterhin mit einem Positionierungsmittel (26) zum Bestimmen der tatsächlichen ersten Position des Fahrzeugs (70).
4. Fahrzeugnavigationssystem (10) nach Anspruch 3, weiterhin mit einem Displaymittel (20) zum Anzeigen der tatsächlichen Position des Fahrzeugs (70) auf der gewählten Straßenkarte.
5. Fahrzeugnavigationssystem (10) nach Anspruch 4, bei dem das Kartenmittel die zentral angeordnete Datenbank (50) enthält, die dazu ausgelegt ist, die mehreren Straßenkarten zu speichern und abzurufen und eine gewählte Straßenkarte zu dem Fahrzeug (70) zu übertragen.
6. Fahrzeugnavigationssystem (10) nach Anspruch 5, bei dem das Mittel zum Bestimmen einer Strecke kürzester Dauer dazu ausgelegt ist, die Zeit, die erforderlich ist, um jede identifizierte Fahrstrecke zurückzulegen, aufgrund ihrer entsprechenden, durch das Verkehrsinformationsempfangsmittel (32) gelieferten erwarteten Geschwindigkeit zu bestimmen.
7. Fahrzeugnavigationssystem (10) nach Anspruch 5, bei dem das Verkehrsinformationsempfangsmittel (32) dazu ausgelegt ist, Verkehrsinformationen auf dem Displaymittel (20) in Verbindung mit der tatsächlichen Position des Fahrzeugs (70) anzuzeigen.
8. Fahrzeugnavigationssystem (10) nach Anspruch 1, bei dem die zentral angeordnete Datenbank (50) für die Jahreszeit und den Tag typische Verkehrsmuster enthält.
9. Fahrzeugnavigationssystem (10) nach Anspruch 1, bei dem jede Straße der Straßenkarte eine erwartete Geschwindigkeit und Länge der Straße enthält.
10. Fahrzeugnavigationssystem (10), das folgendes umfaßt:
ein Eingabemittel, mit dem ein Benutzer ein gegebenes Ziel wählen kann;
eine Positionierungsmittel (26) zum Bestimmen der tatsächlichen Position des Kraftfahrzeugs (70);
ein Displaymittel (20) zum Anzeigen der Position des Kraftfahrzeugs (70);
ein Kartenspeichermittel zum Speichern einer auf dem Displaymittel (20) anzuzeigenden Karte und zum Speichern von Geschwindigkeitsgrenzwerten für Straßen auf der Karte, wobei das Fahrzeugnavigationssystem (10) gekennzeichnet ist durch:
ein Mittel zum Bestimmen einer besten Strecke zu dem gegebenen Ziel, wobei das Beste-Strecken-Mittel dazu ausgelegt ist, auf dem Displaymittel (20) die beste Strecke, die die von dem Positionierungsmittel (26) empfangene tatsächliche Position des Kraftfahrzeugs (70) mit dem auf der Karte gefundenen gegebenen Ziel verbindet, zu identifizieren und anzuzeigen, wobei das Beste-Strecken-Mittel ein Berechnungsmittel zum Identifizieren der besten Strecke auf der Grundlage der zum Zurücklegen der besten Strecke erforderlichen Zeit enthält; und
ein Verkehrsinformationsempfangsmittel (32) zum Empfangen von Verkehrsinformationen einschließlich erwarteter Geschwindigkeiten, übertragen in einem Datendarstellungsformat mit variablen Längendifferenzen aus den gespeicherten Geschwindigkeitsgrenzwerten für jeweilige, in dem Kartenspeichermittel enthaltene Straßen von einer zentral angeordneten Datenbank (50) über einen Funkkanal zu dem Fahrzeug (70).
11. Fahrzeugnavigationssystem (10) nach Anspruch 1 oder 10, bei dem zu dem Fahrzeug (70) keine Informationen über eine erwartete Geschwindigkeit hinsichtlich einer bestimmten Straße in einer Strecke übertragen werden, wenn zwischen der zugeordneten Geschwindigkeitsgrenze und der erwarteten Geschwindigkeit auf der Straße unerhebliche Differenzen vorliegen, wodurch die Übertragungszeit von Verkehrsinformationen reduziert wird.
12. Navigationssystem nach Anspruch 10, bei dem das Berechnungsmittel dazu ausgelegt ist, die Zeit, die erforderlich ist, jede von mehreren identifizierten Fahrstrecken zurückzulegen, durch Dividieren der Weglänge jeder identifizierten Fahrstrecke durch ihre entsprechende, durch das Verkehrsinformationsempfangsmittel (32) gelieferte erwartete Geschwindigkeit zu bestimmen.
13. Navigationssystem nach Anspruch 12, bei dem das Verkehrsinformationsempfangsmittel (32) dazu ausgelegt ist, Verkehrsinformationen in Verbindung mit der von dem Positionierungsmittel (26) gelieferten tatsächlichen Position des Kraftfahrzeugs (70) auf dem Displaymittel (20) anzuzeigen.
14. Fahrzeugnavigationssystem (10) nach Anspruch [??], das weiterhin folgendes umfaßt:
ein Mittel zum Übertragen von Informationen von dem Fahrzeug (70) zu der zentralen Datenbank (50) einschließlich der tatsächlichen Position des Fahrzeugs (70) und dem gewünschten Ziel;
ein Mittel in der zentralen Datenbank (50) zum Bestimmen einer besten Strecke für das Fahrzeug (70); und
ein Mittel zum Übertragen (56) der besten Strecke zu dem Fahrzeug (70)
15. Fahrzeugnavigationssystem nach Anspruch 11 oder 14, das weiterhin folgendes umfaßt:
ein Mittel (54) in dem Fahrzeug (70) zum periodischen Übertragen der tatsächlichen Position und erwarteten Geschwindigkeit des Fahrzeugs (70) zu der zentralen Datenbank (50);
ein Mittel in der zentralen Datenbank (50) zur Mittelung der von mehreren der Fahrzeuge empfangenen Informationen über die erwartete Geschwindigkeit; und
ein Mittel in der zentralen Datenbank (50) zum Übertragen von aktualisierten Verkehrsinformationen zu dem Fahrzeug (70) auf Anfrage über einen Funkkanal, wobei die aktualisierten Verkehrsinformationen auf der Mittelung der Informationen über die erwartete Geschwindigkeit basieren.
16. Verfahren zum Bestimmen einer besten Fahrstrecke für ein Kraftfahrzeug (70), das folgende Schritte umfaßt:
Bestimmen einer tatsächlichen Position des Kraftfahrzeugs (70),
Wählen eines gewünschten Ziels des Fahrzeugs (70) und
Übertragen von Informationen, die die tatsächliche Position des Fahrzeugs (70) und das gewünschte Ziel angeben, von dem Fahrzeug (70) zu einer zentralen Datenbank (50), wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch:
bei der zentralen Datenbank (50) Wählen einer besten Fahrstrecke für das Fahrzeug (70) auf der Grundlage der von dem Fahrzeug (70) übertragenen Informationen und der erwarteten Geschwindigkeiten des Verkehrs auf Strecken zwischen der tatsächlichen Position und dem gewünschten Ziel des Fahrzeugs (70), die in der zentralen Datenbank (50) gespeichert sind, wobei Verkehrsinformationen in einem Datendarstellungsformat mit variablen Längendifferenzen aus den gespeicherten Geschwindigkeitsgrenzwerten für jeweilige, in einer gewählten Straßenkarte enthaltene Straßen von der zentralen Datenbank über einen Funkkanal zu dem Fahrzeug übertragen werden;
Übertragen der besten Navigationsstrecke als Karteninformationen von der zentralen Datenbank (50) zu dem Fahrzeug (70),
periodisches Übertragen tatsächlicher Positionen und erwarteter Geschwindigkeiten von jedem von mehreren Fahrzeugen, die auch das gewünschte Ziel zu der zentralen Datenbank (50) übertragen, in der zentralen Datenbank (50) Mittelung von von den mehreren Fahrzeugen empfangenen Informationen über die erwartete Geschwindigkeit, und
Übertragen aktualisierter Verkehrsinformationen zu den Fahrzeugen, wobei die aktualisierten Informationen auf der Mittelung der Informationen über die erwartete Geschwindigkeit basieren.
17. Verfahren zum Bestimmen einer besten Fahrstrecke von einer tatsächlichen Position eines Kraftfahrzeugs (70) zu einem gewählten gewünschten Ziel, das folgende Schritte umfaßt: Bestimmen der tatsächlichen Position des Kraftfahrzeugs (70), Speichern von mehreren Straßenkarten und Geschwindigkeitsgrenzwerten für Straßen auf der Karte, Wählen eines gewünschten Ziels aus einer der gespeicherten Straßenkarten und Identifizieren der Fahrstrecken von der tatsächlichen Position des Kraftfahrzeugs (70) zu dem gewählten gewünschten Ziel, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch;
(a) Empfangen von Verkehrsinformationen auf der Grundlage der tatsächlichen Position des Kraftfahrzeugs (70) einschließlich erwarteter Geschwindigkeiten der identifizierten Fahrstrecken, Übertragen in einem Datendarstellungsformat mit variablen Längendifferenzen aus den gespeicherten Geschwindigkeitsgrenzwerten für jeweilige Straßen von einer zentral angeordneten Datenbank (50) über einen Funkkanal zu dem Kraftfahrzeug (70);
(b) Bestimmen der Fahrzeit, die notwendig ist, um jede der identifizierten Fahrstrecken zurückzulegen, auf der Grundlage der empfangenen Verkehrsinformationen; und
(c) Wählen einer der identifizierten Fahrstrecken mit der kürzesten Fahrzeit.
18. Verfahren zum Bestimmen einer besten Fahrstrecke nach Anspruch 17, wobei der Schritt des Bestimmens der notwendigen Fahrzeit die folgenden Schritte enthält:
(i) Bestimmen der Weglänge der jeweiligen identifizierten Fahrstrecke;
(ii) Bestimmen der erwarteten Geschwindigkeit der jeweiligen identifizierten Fahrstrecke; und
(iii) Bestimmen der Fahrzeit jeder identifizierten Fahrstrecke durch Dividieren der Weglänge durch die mit der jeweiligen identifizierten Fahrstrecke verbundene erwartete Geschwindigkeit.
19. Verfahren zum Bestimmen einer besten Fahrstrecke nach Anspruch 17, das weiterhin die folgenden Schritte enthält:
(d) Bereitstellen eines Displaymittels zum Anzeigen der tatsächlichen Position des Kraftfahrzeugs (70) auf einer von dem Mittel zum Speichern von mehreren Straßenkarten bereitgestellten Straßenkarte; und
(e) Anzeigen der besten Fahrstrecke auf dem Displaymittel (20).
20. Verfahren zum Bestimmen einer besten Fahrstrecke nach Anspruch 19, das weiterhin die folgenden Schritte enthält:
(f) Anzeigen der Verkehrsinformationen auf dem Displaymittel (20).
21. Fahrzeugnavigationssystem (10) nach Anspruch 1, bei dem es das Eingabemittel (25) dem Benutzer ermöglicht, die erste Position zu wählen.
DE69519506T 1994-11-04 1995-10-24 Navigationsanlage für ein Kraftfahrzeug Expired - Lifetime DE69519506T2 (de)

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