DE19836156B4

DE19836156B4 - Fahrzeugnavigationssystem und Speichermedium

Info

Publication number: DE19836156B4
Application number: DE19836156A
Authority: DE
Inventors: Takaharu Anjo Fukaya; Koji Anjo Inoue; Shinichi Anjo Kato
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 1997-08-08
Filing date: 1998-08-10
Publication date: 2007-10-04
Anticipated expiration: 2018-08-11
Also published as: JPH1151684A; US6108604A; DE19836156A1; JP3719315B2

Abstract

Fahrzeugnavigationssystem mit:
einer Ist-Positionserfassungseinrichtung zum Berechnen der Ist-Position eines Fahrzeugs;
einer Eingabeeinrichtung zum Eingeben von zum Berechnen einer Strecke erforderlichen Informationen;
einer Ausgabeeinrichtung zum Ausgeben von Informationen für eine Streckenführung;
einer Informationsspeichereinrichtung zum Speichern von Bereichsinformationen zur Richtungsführung einer an einer Abzweigung abzweigenden Straße und von für die Streckenführung erforderlichen Daten, einschließlich einzelnen Bereichen zugeordneten Richtungsführungsphrasendaten;
einer Streckenberechnungseinrichtung zum Berechnen der Strecke auf Basis der durch die Eingabeeinrichtung eingegebenen Informationen;
einer Streckeninformationsspeichereinrichtung zum Speichern einer durch die Streckenberechnungseinrichtung berechneten Information über die Fahrt; und
einer Führungssteuerungseinrichtung zum Ausgeben der Führungsinformation bei einer nächsten Abzweigung an die Ausgabeeinrichtung auf Basis der durch die Streckenberechnungseinrichtung berechneten Strecke und der durch die Ist-Positionserfassungseinrichtung erfaßten Ist-Position;
wobei die Führungssteuerungseinrichtung Informationen über den Winkel zwischen einer Zufahrtstraße eines Verkehrskreisels und einer Abfahrtstraße des Verkehrskreisels auf einer in der Streckeninformationsspeichereinrichtung gespeicherten Strecke und über eine Übergangsposition und Informationen...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeugnavigationssystem zur Sprachführung an einer Straßenabzweigung sowie ein Speichermedium.
Herkömmlich wurden verschiedenartige Streckenführungssysteme zum Gewährleisten einer zügigen oder flüssigen Fahrt an einem unbekannten Ort vorgeschlagen. Darunter wurde ein Streckenführungssystem vorgeschlagen, das in der Lage ist, eine Streckenführung entlang zu verfolgender Straßen zu einer Zielposition bzw. einem Zielort durch Eingabe einer Zielposition auszuführen. Wenn auf der Strecke ein Verkehrskreisel mit Kreisverkehr vorhanden ist, führt das Streckenführungssystem die Streckenführung aus, indem es die Richtung bezüglich eines Winkels zwischen einer zum Verkehrskreisel hin führenden Straße (Zufahrtstraße) und einer vom Verkehrskreisel abgehenden Straße (Abfahrtstraße) und eines Übergangsabschnitts (d.h. des Verbindungsabschnitts zwischen dem Verkehrskreisel und der Straße) bestimmt.
Im herkömmlichen System werden Informationen über den Winkel zwischen der Zufahrtstraße und der Abfahrtstraße des Verkehrskreisels und über den Übergangsabschnitt verwendet. Mithilfe dieser Informationen ist es jedoch schwierig, die Richtung exakt festzustellen, wenn der. Verkehrskreisel durchfahren oder passiert wurde, und es ist insbesondere schwierig, die Richtung zu erfassen, wenn eine Drehung um 180° ausgeführt wurde.
Die US-A-5,177,685 betrifft beispielsweise ein Navigationssystem, das dem Fahrer Anweisungen geben kann, wie lange er im Kreisverkehr bleiben soll.
Die US-A-5,629,854 betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren für eine einfache Darstellung bei einem Fahrzeugnavigationssystem. Die kartographischen Informationen werden dergestalt dargestellt, damit die Zeit, die für Deutung der Anzeige erfordert wird, so kurz ist, dass die Verkehrssicherheit nicht gefährdet wird.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorstehend erwähnten Probleme zu lösen und ein Fahrzeugnavigationssystem, durch das eine verständliche und exakte Richtungsführung ermöglicht wird, wenn ein Verkehrskreisel auf der Strecke vorhanden ist, und ein Speichermedium bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.
Erfindungsgemäß kann eine Drehung um 180° und eine rechtsseitige und linksseitige Fahrt präzise festgestellt werden, um die Richtungsführung auszuführen, indem die Richtung aus Informationen über den Winkel zwischen der Zufahrtstraße und der Abfahrtstraße des Verkehrskreisels, den Übergangsabschnitt und den Namen dieser Straßen, die Winkeländerung von Verbindungsabschnitten, aus denen der Verkehrskreisel besteht, und die Straßen vor und hinter der Zufahrtstraße und der Abfahrtstraße des Verkehrskreisels bestimmt wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Ausführungsform unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben; es zeigen:
1 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Navigationssystems;
2A bis 2E Diagramme zum Darstellen eines Beispiels der Struktur einer erfindungsgemäßen Hauptdatendatei;
3A und 3B Diagramme zum Darstellen eines Beispiels der Struktur einer erfindungsgemäßen Hauptdatendatei;
4A und 4B Diagramme zum Darstellen eines Beispiels der Struktur einer erfindungsgemäßen Hauptdatendatei;
5 ein Diagramm zum Darstellen eines Beispiels von Kreuzungsdaten;
6 ein Diagramm zum Spezifizieren von Führungsphrasendaten;
7A und 7B Diagramme zum Erläutern von Bereichen abzweigender Straßen in einem Kreuzungsbereich und von Richtungsführungsphrasen;
8 ein Ablaufdiagramm zum Erläutern des Gesamtablaufs des Systems;
9 ein Diagramm zum Erläutern der Erfassung von Straßen an einem Verkehrskreisel;
10A und 10B Diagramme zum Erläutern des Winkelunterschieds zwischen einer Zufahrtstraße zu einem Verkehrskreisel und einer Abfahrtstraße des Verkehrskreisels und des Winkels an einer fixierten Position;
11 ein Diagramm zum Erläutern von Winkelunterschieden von Zufahrt- und Abfahrtstraßen eines Verkehrskreisels;
12 ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer Routine zum Bestimmen der Richtung des Kreisverkehrs;
13 ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer Routine zum Bestimmen einer Drehung um 180° für eine Fahrt in Gegenrichtung;
14 ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer Routine zum Bestimmen einer Geradeausfahrt;
15 ein Diagramm zum Darstellen eines Beispiels eines Falls, gemäß dem eine Drehung um 180° bei Richtungsverkehr bestimmt wird;
16 ein Ablaufdiagramm zum Darstellen einer Routine zum Bestimmen der Drehung um 180° bei Richtungsverkehr;
17 ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer Routine zum Bestimmen einer Rechts- bzw. einer Linksdrehung; und
18 ein Diagramm zum Erläutern der Bestimmung einer Rechts- bzw. einer Linksdrehung.
1 zeigt ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Navigationssystems. Das erfindungsgemäße Navigationssystem weist auf: eine Ein-/Ausgabeeinheit 1 zum Ein-/Ausgeben von Informationen für eine Streckenführung, eine Ist-Positionserfassungseinheit 2 zum Erfassen von Informationen über die Ist-Position eines Fahrzeugs, eine Informationsspeichereinheit 3 zum Speichern von für eine Streckenberechnung erforderlichen Navigationsdaten, von für die Streckenführung erforderlichen Darstellungs-/Sprachführungsdaten, von Programmen (Anwendung und/oder OS) usw., und eine Zentraleinheit 4 zum Ausführen einer Streckensuchverarbeitung, einer für die Streckenführung erforderlichen Sichtanzeigeführungsverarbeitung und zum Steuern des gesamten Systems.
Die Ein-/Ausgabeeinheit 1 weist Funktionen zum Eingeben einer Zielposition oder eines Zielorts, zum Anweisen der Zentraleinheit 4, die Navigationsverarbeitung gemäß dem Wunsch eines Fahrers auszuführen, um die Führungsinformationen, gegebenenfalls durch Sprachinformationen und/oder über einen Bildschirm, auszugeben und die verarbeiteten Daten auszugeben und auszudrucken. Als Einrichtung zum Realisieren dieser Funktionen weist der Eingabeabschnitt einen Tastschalter 11 oder einen Funktionsschalter zum Eingeben der Zielposition durch eine Telefonnummer oder durch Koordinaten auf einer Karte und zum Anfordern der Streckenführung auf. Der Eingabeabschnitt kann beispielsweise eine Eingabeeinheit, z.B. eine Fernbedienung, sein. Der Ausgabeabschnitt weist auf: eine Sichtanzeige 12 zum Darstellen der eingegebenen Daten auf dem Bildschirm oder zum automatischen Darstellen der Streckenführung auf dem Bildschirm in Antwort auf eine Anforderung durch den Fahrer, einen Drucker 13 zum Ausdrucken der durch die Zentraleinheit 4 verarbeiteten Daten oder der in der Informationsspeichereinheit 3 gespeicherten Daten und einen Lautsprecher 16 für eine Streckenführung durch Sprachausgabe.
Es kann eine Spracherkennungseinheit hinzugefügt werden, um eine Spracheingabe zu ermöglichen, oder eine Speicherkartenleseeinheit zum Auslesen von auf einer IC-Karte oder einer Magnetkarte gespeicherten Daten. Außerdem kann eine Datenkommunikationseinheit zum Austauschen von Daten mit einer Informationsquelle vorgesehen sein, z.B. mit einem Informationszentrum, in dem für die Navigation erforderliche Daten gespeichert sind, um in Antwort auf eine Anforderung durch den Fahrer Informationen über Kommunikationsleitungen bereitzustellen, oder eine einem elektronischen Notizbuch ähnliche Elektronikeinheit, in der im voraus fahrerspezifische Daten gespeichert sind, z.B. Karten- oder Zieldaten.
Die Sichtanzeige 12 besteht aus einer Farb-Elektronen- oder Kathodenstrahlröhre oder aus einer Farb-Flüssigkristall-Sichtanzeige zum Ausgeben aller zur Navigation erforderlichen Bildschirmdarstellungen in Farbe, wie beispielsweise einer Darstellung zum Festlegen der Strecke, einer Abschnittskartendarstellung oder einer Kreuzungskartendarstellung, basierend auf den durch die Zentraleinheit 4 verarbeiteten Karten- oder Führungsdaten und zum Darstellen von Tasten im Hauptmenü, um die Streckenführung festzulegen, darzustellen, daß die Streckenführung ausgeführt wird, und die Bildschirmdarstellungen umzuschalten. Insbesondere werden Informationen über die zu passierenden Kreuzungen, z.B. der Name einer Kreuzung, in Farbe auf dem Bildschirm angezeigt.
Die Sichtanzeige 12 ist im Armaturenbrett bzw. in der Instrumententafel in der Nähe des Fahrersitzes angeordnet, so daß der Fahrer die Ist-Position des Fahrzeugs durch Betrachten der Abschnittskarte bestätigen und die Informationen über die zu verfolgende Strecke erfassen kann. Andererseits weist die Sichtanzeige 12 den der Darstellung der Funktionstasten entsprechenden Tastschalter 11 auf, so daß die vorstehend erwähnten Verarbeitungen auf der Basis der durch Berühren der Tasten eingegebenen Signale ausgeführt werden. Die Eingangssignalerzeugungseinrichtung, die aus den Tasten und dem Tastschalter besteht, bildet den Eingabeabschnitt, deren detaillierte Beschreibung weggelassen wird.
Die Ist-Positionserfassungseinrichtung 2 weist auf: einen GPS-Empfänger 21 zum Erfassen von Informationen durch das Global Positioning System (GPS) bezüglich der Ist-Position des Fahrzeugs; einen VICS-Informationsempfänger 22 zum Erfassen von Informationen unter Verwendung des FM-Multiplex-Sprechfunks, einer elektrischen Wellenbake bzw. einer Hertzsche Wellen aussendenden Bake oder einer optischen Bake; einen Datenübertragungs-/-empfangseinrichtung 23 zum interaktiven Austauschen von Informationen mit einem Informationszentrum (z.B. ATIS) oder mit einem anderen Fahrzeug unter Verwendung eines tragbaren Telefons oder eines Personalcomputers; einen Absolutazimuthsensor 24 zum Erfassen des Vorwärtsazimuths des Fahrzeug als Absolutazimuthwert unter Verwendung z.B. des Erdmagnetismus; einen Relativazimuthsensor 25 zum Erfassen des Vorwärtsazimuths des Fahrzeugs als Relativazimuthwert unter Verwendung z.B. eines Lenkwinkel- oder eines Gyrosensors; und einen Abstandsensor 26 zum Erfassen der durch das Fahrzeug zurückgelegten Strecke z.B. aus der Anzahl der Radumdrehungen. Die Ist-Positionserfassungseinrichtung 2 ist eine Vorrichtung zum Übertragen/Empfangen von Informationen über die Fahrt des Fahrzeugs, z.B. von Straßen- oder Verkehrsinformationen, zum Erfassen von Informationen über die Ist-Position des Fahrzeugs und zum Übertragen/Empfangen der Informationen über die Ist-Position.
Die Informationsspeichereinheit 3 ist eine externe Speichereinheit, in der Programme und Daten für die Navigation gespeichert sind, wie beispielsweise ein CD-ROM-Speicher. Die Programme weisen auf: das Verarbeitungsprogramm für die Streckensuche, das für diese Ausführungsform durch die in den Figuren dargestellten Ablaufdiagramme dargestellt ist, die Programme für die für die Streckenführung erforderliche Sichtanzeigeausgabesteuerung und für die für die Sprachführung erforderliche Sprachausgabesteuerung, die für diese Programme erforderlichen Daten und die für die Streckenführung und für die Kartendarstellung erforderlichen Sichtanzeigeinformationsdaten. Andererseits bestehen die Daten aus Dateien von Kartendaten, Suchdaten, Führungsdaten, Sprachführungsphrasendaten, Kartenübereinstimmungsdaten, Zieldaten, Daten über registrierte Positionen, Straßendaten, Kategorie- oder Klassifizierungsdaten, Orientierungspunkt- oder Geländepunktdaten usw., und alle für das Navigationssystem erforderlichen Daten sind gespeichert. Hierbei kann die Erfindung auch auf einen Systemtyp angewendet werden, in dem nur die Daten im CD-ROM-Speicher gespeichert sind, wohingegen die Programme in der Zentraleinheit gespeichert sind.
Die Zentraleinheit 4 besteht aus: einer CPU 40 zum Ausführen verschiedener Operationen, einem Flash-Speicher 41 zum Auslesen und Speichern der Programme vom CD-ROM-Speicher der Informationsspeichereinheit 3; einem ROM-Speicher 42 (Programmleseeinrichtung), in dem Programme zum Prüfen und Aktualisieren der Programme des Flash-Speichers 41 gespeichert sind; einem RAM-Speicher 43 zum Speichern von Führungsinformationen über die gesuchte Strecke, z.B. der Punktkoordinaten oder der Straßennamen-Codenummer eines festgelegten Ziels oder der gerade verarbeiteten Daten; einem Bildspeicher 44, in dem die zu verwendenden und auf dem Bildschirm der Sichtanzeige darzustellenden Bilddaten gespeichert sind; einem Bildprozessor 45 zum Extrahieren der Bilddaten vom Bildspeicher 44 auf der Basis des Sichtanzeigeausgabesteuerungssignals von der CPU 40 und zum graphischen Verarbeiten der Bilddaten und zum Ausgeben der Bilddaten an die Sichtanzeige; einem Sprachprozessor 46 zum Synthetisieren und Umwandeln von Sprache, einer Phrase, eines Satzes, eines Tons usw., die aus der Informationsspeichereinheit 3 ausgelesen werden, auf der Basis des Sprachausgabesteuerungssignals von der CPU in Analogsignale und zum Ausgeben der Analogsignale an den Lautsprecher 16; einer Kommunikationsschnittstelle 47 zum Übertragen der Ein-/Ausgabedaten durch Datenübertragungen; und einer Sensoreingangsschnittstelle 48 zum Extrahieren der Sensorsignale von der Ist-Positionserfassungseinheit 2; und einer Uhr 49 zum Festlegen des Datums und der Zeit in der internen Diagnoseinformation. Die Streckenführung wird durch Bildschirmdarstellung und Sprachausgabe ausgeführt, wobei der Fahrer auswählen kann, ob eine Sprachinformation ausgegeben werden soll oder nicht.
Die Programme für die vorstehend erwähnten Aktualisierungsoperationen können in der externen Speichereinheit gespeichert sein.
Die erfindungsgemäßen Programme und die anderen Programme zum Ausführen von Navigationsverarbeitungen können vollständig im CD-ROM-Speicher oder im externen Speichermedium oder teilweise oder vollständig im ROM-Speicher 42 des Systems gespeichert sein.
Die im externen Speichermedium gespeicherten Daten oder Programme werden der Zentraleinheit des Navigationssystems als externe Signale zugeführt und durch die Zentraleinheit verarbeitet, so daß die verschiedenen Funktionen realisiert werden.
Im erfindungsgemäßen Navigationssystem sind angeordnet der Flash-Speicher 41 mit einer relativ großen Speicherkapazität zum Lesen der Programme vom CD-ROM-Speicher der externen Speichereinheit, wie vorstehend beschrieben, und der ROM-Speicher 42 (Programmleseeinrichtung) mit einer relativ kleinen Speicherkapazität, in dem die Programme zum Starten der CD gespeichert sind. Der Flash-Speicher 41 hält die gespeicherten Informationen auch dann, wenn die Spannungszufuhr unterbrochen ist. D.h., der Flash-Speicher 41 ist eine nichtflüchtige Speichereinrichtung. Zum Starten der CD werden die Programme des ROM-Speichers 42, der als Programmleseeinrichtung dient, gestartet, um die im Flash-Speicher 41 gespeicherten Programme zu prüfen, und werden die Plattenverwaltungs- oder -managementinformationen oder ähnliche Informationen des CD-ROM-Speichers der Informationsspeichereinheit 3 gelesen. Die Programme werden geladen (oder aktualisiert), indem Entscheidungen basierend auf diesen Informationen und auf dem Zustand des Flash-Speichers 41 getroffen werden.
Die 2 bis 4 zeigen Beispiele der erfindungsgemäßen Struktur der in der in 1 dargestellten Informationsspeichereinheit 3 gespeicherten Hauptdatendateien. 2(A) zeigt eine Straßenführungsdatendatei, in der Daten gespeichert sind, die zum Berechnen der Strecke durch eine Streckenberechnungseinrichtung für eine Streckenführung er forderlich sind. Für jede Straßennummer n besteht die Straßenführungsdatendatei aus individuellen Daten einer Straßennummer, einer Straßenlänge, aus Straßenattribut- oder -merkmaldaten, der Adresse und der Größe von Formdaten und der Adresse und der Größe der Führungsdaten. Die Straßennummer wird für jede Straßen zwischen Abzweigungen und für jede Richtung (zum und vom Ziel) festgelegt. Die Straßenmerkmaldaten, z.B. Straßenführungshilfsinformationsdaten, sind, wie in 3(A) dargestellt, beispielsweise Informationen die anzeigen, ob die Straße eine Schnellstraße oder Hauptverkehrsstraße, eine Seitenstraße der Hauptverkehrsstraße, eine unterirdische Straße oder eine Seitenstraße der unterirdischen Straße ist, Informationen über die Anzahl von Fahrspuren, Abzweigungsdaten (oder ein Flag, das anzeigt, ob eine Abzweigung vorhanden ist oder nicht), Auffahrtdaten (oder ein Flag, das anzeigt ob eine Auffahrt vorhanden ist oder nicht) und Verkehrskreiseldaten (oder ein Flag, das anzeigt, ob ein Verkehrskreisel vorhanden ist oder nicht). Die vorstehend erwähnten Formdaten sind, wie in 2B dargestellt, beispielsweise Koordinatendaten, die aus den Längen- und Breitengraden jeder Straßennummer M gebildet werden, wenn jede Straße in mehrere Knoten unterteilt ist.
Die vorstehend erwähnten Führungsdaten sind, wie in 2C dargestellt, beispielsweise individuelle Daten, z.B. der Name einer Kreuzung (oder einer Abzweigung), Warnungsdaten, Straßennamendaten, die Adresse und die Größe von Straßennamensprachdaten und die Adresse und die Größe von Zieldaten. Die Warnungsdaten sind, wie in 4A dargestellt, beispielsweise Informationen, die anzeigen, ob eine Eisenbahnschiene kreuzt, ein Tunneleingang oder -ausgang, eine Stelle, an der sich die Fahrbahn verengt, oder keine Warnung vorhanden ist, und Daten, die den Fahrer an einer Eisenbahnschienenkreuzung oder an einem Tunnel, außer an Abzweigun gen, warnen. Die vorstehend erwähnten Straßennamendaten beschreiben, wie in 3B dargestellt, beispielsweise Informationen über die Klassifizierung oder Art einer Straße, z.B. Hauptverkehrsstraße, Hauptverkehrsstraße im Stadtbereich, gebührenpflichtige Straße, öffentliche Straße (Bundes- oder Landstraße, Kreisstraße und andere), und Informationen, die anzeigen, ob die Straße, z.B. die Hauptverkehrsstraße, die Hauptverkehrsstraße im Stadtbereich und die gebührenpflichtige Straße, eine Hauptstraße oder eine Verbindungsstraße ist, und bestehen aus Straßenklassifizierungsdaten und Klassifizierungsnummern der einzelnen Klassifizierungsdaten für jede Straßenart.
Die vorstehend erwähnten Zieldaten beschreiben, wie in 2D dargestellt, beispielsweise Informationen über die Zielstraßennummer, den Zielnamen, die Adresse und die Größe der Zielnamensprachdaten und Fahrtführungsdaten. Der Zielname weist den Richtungsnamen auf. Andererseits beschreiben die Zielrichtungsdaten, wie in 2E dargestellt, Informationen wie beispielsweise unzulässig (Zielrichtungsdaten nicht verwenden), unnötig (keine Streckenführung ausführen), geradeaus, rechts, schräg rechts, nach rechts abbiegen, links, schräg links, und nach links abbiegen. Die vorstehend erwähnten Fahrtführungsdaten sind, wie in 4(B) dargestellt, beispielsweise Daten zum Führen des Fahrzeugs, die beschreiben, welcher von mehreren Fahrspuren gefolgt werden sollte, und stellen Informationen dar, wie beispielsweise mehr nach rechts, mehr nach links, mehr zur Mitte oder keine.
In der in 2 dargestellten Datenstruktur sind Informationen über die Kreuzung in den Straßendaten gespeichert, die Kreuzungsdaten können jedoch auch getrennt von den Straßendaten vorgegeben sein, wie in 5 dargestellt, und Informationen über das Vorhandensein einer Verkehrsam pel, Daten über Fußgängerüberwege, Abzweigungsmerkmaldaten, Straßendaten über Berechtigungen für die Einfahrt in die Kreuzung, Straßendaten über Berechtigungen für eine Ausfahrt aus der Kreuzung, oder Orientierungspunkt- oder Geländepunktdaten. Wenn den Straßendaten Verbindungsdaten hinzugeführt sind, können jedoch auch Daten vorgegeben sein wie z.B. keine Zufahrt von einer Straße zu einer anderen, wodurch die Datenmenge reduziert wird.
6 zeigt Beispiele von Führungsphrasendaten für eine Sprachführung. Ein Führungssatz ist in eine Abstands- oder Streckenphrase, eine Richtungsphrase und eine Merkmalphrase unterteilt. Wenn Führungssprachdaten ausgegeben werden sollen, werden die einzelnen Phrasen kombiniert, um z.B. eine Sprachausgabe "bald rechts abbiegen" zu erzeugen, und die Führungssprachdaten werden an einem vorgegebenen Abzweigungspunkt der Streckenführung ausgegeben. Bei der vorliegenden Erfindung werden die Straßeninformationen für alle Straßen abgerufen, die zur Abzweigung führen oder von ihr abzweigen, wie nachstehend beschrieben wird. Für den Klassifizierungsbereich der Richtungsführung werden im voraus Phrasendaten festgelegt, wie beispielsweise "geradeaus", "leicht rechts (oder links) abbiegen", "rechts abbiegen" "links abbiegen", "halten" "rechts halten", "links halten", "Gabelung", "scharf rechts abbiegen" und "scharf links abbiegen". Diese Phrasendaten werden gemäß den während der Streckenführung auftretenden Abzweigungen geeignet ausgewählt, um eine Richtungs-Feinführung auszuführen.
7 zeigt Diagramme zum Erläutern eines Beispiels eines Zusammenhangs zwischen einem Klassifizierungsbereich für die Richtungsführung und den Richtungsführungsphrasen. In 7A sind die Bereiche bezüglich eines Winkels zu einer Zufahrtstarße zur Abzweigung in Bereiche 1 bis 6 unterteilt. Die Bereiche 1 und 2 entsprechen den Bereichen einer scharfen Drehung, die Bereiche 3 und 4 entsprechen Bereichen einer Drehung und die Bereiche 5 und 6 entsprechen Bereichen einer leichten Drehung. Diesen Bereichen 1 bis 6 sind darüber hinaus die einzelnen Richtungsführungsphrasen zugeordnet, wie in 7B dargestellt, und diese Tabelle ist in der Informationsspeichereinheit gespeichert.
Nachstehend wird ein Arbeitsablauf des erfindungsgemäßen Fahrzeugnavigationssystems beschrieben. 8 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Beschreiben des Arbeitsablaufs des gesamten erfindungsgemäßen Fahrzeugnavigationssystems.
Wenn die Programme des Streckenführungssystems durch die CPU 51 der Zentraleinheit 4 gestartet werden, wird die Ist-Position durch die Ist-Positionserfassungseinrichtung 2 erfaßt, um die Umgebungskarte um die Ist-Position und den Namen und andere Daten der Ist-Position darzustellen (Schritt S1). Anschließend wird unter Verwendung des Zielnamens, z.B. des Platznamens, des Namens einer Anlage oder Einrichtung, der Telefonnummer oder der Adresse, der registrierten Position usw., eine Zielposition festgelegt (Schritt S2), um die Strecke von der Ist-Position zur Zielposition zu suchen (Schritt S3). Wenn die Strecke festgelegt wird, wird die Streckenführung/-darstellung wiederholt (Schritt S4), bis das Ziel erreicht ist, während die Ist-Position durch die Ist-Positionserfassungseinheit 2 nachgeführt wird. Wenn ein Umweg eingegeben wird, bevor das Ziel erreicht ist, wird ein neuer Suchbereich festgelegt, und die Streckenführung wird auf ähnliche Weise wiederholt, bis das Ziel erreicht ist.
Bei der unter Bezug auf Schritt S4 beschriebenen erfindungsgemäßen Streckenführung/-darstellung wird die Streckenführung an einem Verkehrskreisel präzise ausgeführt.
9 zeigt ein Diagramm zum Erläutern einer Straßenerfassung an einem Verkehrskreisel. Im Verkehrskreisel findet ein Richtungsverkehr statt, und das Beispiel von 9 zeigt einen im Uhrzeigersinn verlaufenden Richtungsverkehr.
Im Fall eines Verkehrskreisels werden die Zufahrtstraße und die Abfahrtstraße des Verkehrskreisels sowie ein dazwischenliegender Straßenabschnitt (Verbindungsabschnitt) erfaßt. Gemäß einem Verfahren können die Straßen aus den Streckendaten durch Bezugnahme auf die Straßenmerkmale erfaßt werden, während ihnen in Fahrtrichtung gefolgt wird, weil sie beispielsweise in 3A dargestellte Merkmale aufweisen. In dem in 9 dargestellten Verkehrskreisel wird beispielsweise vorausgesetzt, daß die Strecke a-b-d-e verfolgt wird, und daß die Straße (oder der Verbindungsabschnitt), die die Kreisverkehrmerkmale aufweist, der Strecke b-d- f-h folgt. Die Straße a ist eine Zufahrtstraße des Verkehrskreisel, weil sie keine Kreisverkehrmerkmale aufweist; der Straße b wird gefolgt, weil sie Kreisverkehrmerkmale aufweist; die Straße c ist eine Abfahrtstraße, weil sie keine Kreisverkehrmerkmale aufweist; und der Straße d wird gefolgt, weil sie Kreisverkehrmerkmale aufweist; und die Straße e ist eine Abfahrtstraße, weil sie keine Kreisverkehrmerkmale aufweist. Auf der Strecke a-b-d-e können daher die Zufahrtstraße a des Verkehrskreisel, die Abfahrtstraßen c und e des Verkehrskreisels und die dazwischenliegenden Straßenabschnitte (oder Verbindungsabschnitte) b und d erfaßt werden.
10A zeigt ein Diagramm zum Erläutern eines Winkelunterschieds zwischen einer Zufahrtstraße und einer Abfahrtstraße des Verkehrskreisels. Dieser Winkelunterschied ist durch einen Schnittwinkel zwischen der Verlängerung einer Zufahrtstraße R₁ des Verkehrskreisels und der Verlängerung einer Abfahrtstraße R₂ des Verkehrskreisels definiert.
10B zeigt dagegen ein Diagramm zum Erläutern eines Übergangswinkels. Der Winkel eines Übergangs (oder einer Verbindungsstelle P des Verkehrskreisels) der Zufahrtstraße R₁ des Verkehrskreisels wird dargestellt durch einen Winkel b zwischen einer fixierten Linie durch den Mittelpunkt des Verkehrskreisels und einer Linie R₁', die durch Parallelverschiebung der Straße R₁ gebildet wird, wobei der Endpunkt (oder die Position P) der Straße R₁ in den Mittelpunkt des Verkehrskreisels verschoben wird.
Nachstehend wird die Erfassung des Winkelunterschieds zwischen der Zufahrtstraße und der Abfahrtstraße des Verkehrskreisels, die zum Feststellen eines links- oder rechtsgerichteten Kreisverkehrs dient, unter Bezug auf 11 beschrieben.
In 11 besteht der Verkehrskeisel aus Verbindungsabschnitten 1 bis 6. Es wird vorausgesetzt, daß eine Straße unter einem Winkel a in den Verbindungsabschnitt 1 einmündet, während eine andere Straße unter einem Winkel e1 vom Verbindungsabschnitt 4 abzweigt, und daß ein Winkel im Uhrzeigersinn negativ und ein Winkel im Gegenuhrzeigersinn positiv ist. Der Winkelversatz (oder -unterschied) zwischen der abzweigenden oder Abfahrtstraße und der Zufahrtstraße des Verkehrskreisels bzw. der in den Verbindungsabschnitt 1 einmündenden Straße ist festgelegt durch:
Winkelversatz = a-b-c-d+e1.
12 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Erläutern eines Arbeitsablaufs zum Festlegen der Richtung eines Kreisverkehrs.
In Schritt S11 wird eine Drehung um 180° für eine Fahrt in Gegenrichtung bestimmt, und der Schritt wird durch den in 13 dargestellten Arbeitsablauf verarbeitet.
Eine Drehung um 180° für eine Fahrt in Gegenrichtung wird bestimmt, indem festgestellt wird, ob die Zufahrtstraße und die Abfahrtstraße des Verkehrskreisels identisch sind. Wenn die Antwort JA lautet, wird dieser Fahrtverlauf als Drehung um 180° festgelegt. 12 zeigt ein Beispiel der Feststellung einer Drehung um 180° für eine Fahrt in Gegenrichtung.
Wenn die Zufahrtstraße und die Abfahrtstraße des Verkehrskreisels entgegengesetzt verlaufen, weisen die Zufahrtstraße und die Abfahrtstraße des Verkehrskreisels ein positives bzw. ein negatives Vorzeichen auf. Wenn die Multiplikation der Nummer der Zufahrtstraße des Verkehrskreisels mit (–1) mit der Nummer der Abfahrtstraße des Verkehrskreisels übereinstimmt, wird dieser Fahrtverlauf einer Drehung um 180° zugeordnet. Wie in 13 dargestellt, wird festgestellt (Schritt S21), ob die Vorzeichen der Nummern der Zufahrtstraße des Verkehrskreisels und der Abfahrtstraße des Verkehrskreisels entgegengesetzt sind. Wenn diese Antwort JA lautet, wird eine Führung für eine Drehung um 180° ausgeführt (Schritt S22). Ansonsten wird die Routine beendet.
In Schritt S12 wird gemäß dem in 14 dargestellten Ablaufdiagramm festgestellt, ob eine Geradeausfahrt vorliegt.
In 14 wird (bei Schritt S31) festgestellt, ob der Winkelunterschied (als Absolutwert) zwischen der Zufahrtstraße und der Abfahrtstraße des Verkehrskreisels höchstens 30 Grad beträgt oder nicht. Wenn die Antwort JA lautet, wird eine Streckenführung für eine Geradeausfahrt ausgeführt (Schritt S34). Wenn der Winkelunterschied zwischen der Zufahrtstraße und der Abfahrtstraße des Verkehrskreisels größer ist als 30 Grad, wird (bei Schritt S32) festgestellt, ob der Winkelunterschied höchstens 45 Grad beträgt oder nicht. Wenn die Antwort JA lautet, wird (bei Schritt S33) festgestellt, ob der Übergangswinkel höchstens 30 Grad beträgt oder nicht. Wenn die Antwort JA lautet, wird (bei Schritt S34) festgestellt, daß eine Geradeausfahrt vorliegt, und es wird eine Streckenführung für eine Geradeausfahrt ausgeführt. Wenn der Übergangswinkel größer ist als 30 Grad, wird die Routine unabhängig davon, ob der Winkelunterschied zwischen der Zufahrtstraße und der Abfahrtstraße des Verkehrskreisels größer oder kleiner ist als 45 Grad, beendet. Im Fall eines Kreisverkehrs ist das Richtungsgefühl in Abhängigkeit nicht nur vom Winkelunterschied zwischen der Zufahrtsraße und der Abfahrtstraße des Verkehrskreisels, sondern auch von der Relativposition des Übergangs des Verkehrskreisels bezüglich der Zufahrtstraße und der Abfahrtstraße des Verkehrskreisels stark unterschiedlich. Daher wird die Geradeausfahrt festgestellt, wenn der Winkelunterschied zwischen der Zufahrtstraße und der Abfahrtstraße des Verkehrskreisels höchstens 45 Grad und der Übergangswinkel höchstens 30 Grad beträgt.
In Schritt S13 wird eine Drehung um 180° für einen Richtungsverkehr, wie in 15 dargestellt, gemäß dem in 16 dargestellten Ablaufdiagramm festgestellt.
In 15 ist die Straße eine Straße mit Gegenverkehr, und ihre Straßennummern haben entgegengesetzte Vorzeichen. Eine Straße b, die mit der Straße a verbunden ist und zum Verkehrskreisel hin führt, und eine Straße c, die vom Verkehrskreisel abzweigt und mit der Straße a verbunden ist, sind einander benachbarte Einbahnstraßen mit identischen Namen. Hierin wird der Fall beschrieben, in dem die geführte Strecke entlang Straße a → Straße b → Verkehrskreisel (im Uhrzeigersinn) → Straße c → Straße a verläuft und die Richtungsführung bezüglich der Straße a ausgeführt wird.
Im Ablaufdiagramm von 16 wird (in Schritt S41) festgestellt, ob der Winkelunterschied zwischen der Zufahrtstraße des Verkehrskreisels (z.B. Straße b in 15) und der Abfahrtstraße des Verkehrskreisels (z.B. Straße c in 15) nicht kleiner ist als 150 Grad und nicht größer als 210 Grad. Wenn die Antwort JA lautet, wird. (in Schritt S42) festgestellt, ob die Zufahrtstraße des Verkehrskreisels und die Abfahrtstraße des Verkehrskreisels identische Namen haben. Weil die Straßen b und c identische Namen haben, wird (in Schritt S43) festgestellt, ob die Straßen (d.h. die eingehende Straße a und die ausgehende Straße a) vor und hinter dem Verkehrskreisel Straßen a mit Gegenverkehr sind und identische Straßennummern aufweisen. Weil die eingehende Straße a und die ausgehende Straße a identische Straßennummern aufweisen, wird (in Schritt S44) festgestellt, ob die Zufahrtstraße b und die Abfahrtstraße c des Verkehrskreisels Straßen mit Richtungsverkehr oder Einbahnstraßen sind, und ob die Zufahrtstraße b und die Abfahrtstraße c des Verkehrskreisels einander benachbart sind. Weil die Straßen b und c diese Bedingungen erfüllen, wird (in Schritt S45) eine Streckenführung für eine Drehung um 180° bezüglich der Straße a ausgeführt. Wenn die Bedingungen der einzelnen Schritte nicht erfüllt sind, wird die Routine beendet.
Die Drehung um 180° wird festgestellt, wenn der Verbindungsabschnitt (oder Straßenabschnitt) eine Straße ist, für die die Datenbasis Informationen mit separaten digitalisierten oberen und unteren Zeilen aufweist, so daß sowohl die Zufahrtstraße als auch die Abfahrtstraße des Verkehrskreisels sich bezüglich des Verkehrskreisels in entgegengesetzten Richtungen nähern. Wenn diese Bedingung nicht erfüllt ist, weil die Zufahrtstraße des Verkehrskreisels und/oder die Abfahrtstraße des Verkehrskreisels eine Einbahnstraße ist, wird keine Drehung um 180° festgestellt.
In Schritt S14 wird eine Linksdrehung oder Rechtsdrehung eines Kreisverkehrs erfaßt, und 17 zeigt das Ablaufdiagramm von Schritt S14.
Gemäß dem Ablaufdiagramm von 17 wird (in Schritt S51) festgestellt, ob der Gesamtwinkelunterschied des Verbindungsabschnitts größer ist als –150 Grad (der im Uhrzeigersinn negativ und im Gegenuhrzeigersinn positiv ist). Wenn der Gesamtwinkelunterschied kleiner ist als –150 Grad, wird (in Schritt S57) eine Wende nach rechts festgestellt. Wenn der Gesamtwinkelunterschied des Verbindungsabschnitts größer ist als –150 Grad und kleiner als 0 Grad, wird (in Schritt S54) eine Drehung nach rechts festgestellt. Es wird (bei Schritt S53) festgestellt, ob der Gesamtwinkelunterschied nicht kleiner ist als 0 Grad (d.h., ob der Winkel positiv ist) und kleiner als 150 Grad. Eine Wende nach links wird (in Schritt S56) festgestellt, wenn der Winkelunterschied größer ist als 150 Grad, wohingegen (in Schritt S55) eine Drehung nach links festgestellt wird, wenn der Winkelunterschied kleiner ist als 150 Grad. Dadurch können, wie in 18 dargestellt, geeignete Entscheidungen getroffen werden, um eine entsprechende Streckenführung auszuführen.

Claims

Fahrzeugnavigationssystem mit: einer Ist-Positionserfassungseinrichtung zum Berechnen der Ist-Position eines Fahrzeugs; einer Eingabeeinrichtung zum Eingeben von zum Berechnen einer Strecke erforderlichen Informationen; einer Ausgabeeinrichtung zum Ausgeben von Informationen für eine Streckenführung; einer Informationsspeichereinrichtung zum Speichern von Bereichsinformationen zur Richtungsführung einer an einer Abzweigung abzweigenden Straße und von für die Streckenführung erforderlichen Daten, einschließlich einzelnen Bereichen zugeordneten Richtungsführungsphrasendaten; einer Streckenberechnungseinrichtung zum Berechnen der Strecke auf Basis der durch die Eingabeeinrichtung eingegebenen Informationen; einer Streckeninformationsspeichereinrichtung zum Speichern einer durch die Streckenberechnungseinrichtung berechneten Information über die Fahrt; und einer Führungssteuerungseinrichtung zum Ausgeben der Führungsinformation bei einer nächsten Abzweigung an die Ausgabeeinrichtung auf Basis der durch die Streckenberechnungseinrichtung berechneten Strecke und der durch die Ist-Positionserfassungseinrichtung erfaßten Ist-Position; wobei die Führungssteuerungseinrichtung Informationen über den Winkel zwischen einer Zufahrtstraße eines Verkehrskreisels und einer Abfahrtstraße des Verkehrskreisels auf einer in der Streckeninformationsspeichereinrichtung gespeicherten Strecke und über eine Übergangsposition und Informationen über Winkeländerungen einzelner Verbindungsabschnitte, die den Verkehrskreisel bilden, erfaßt und Richtungsführungsinformationen auf Basis der erfaßten Informationen ausgibt.
System nach Anspruch 1, wobei auf Basis der Namen von Zufahrtstraßen (b) und Abfahrtstraßen (c) des Verkehrskreisels und der vorhandenen Fahrtrichtungen der Straßen (a) vor und hinter (b, c) dem Punkt, der die Zufahrtstraße (b) und die Abfahrtstraße (c) mit der Straße (a) verbindet, festgestellt wird, ob eine Drehung eine Drehung um 180° ist.
System nach Anspruch 2, wobei die Drehung um 180° festgestellt wird, wenn die Nummern der Zufahrtstraßen und der Abfahrtstraßen des Verkehrskreisels positive und negative Vorzeichen aufweisen, wenn die Zufahrtstraße und die Abfahrtstraße des Verkehrskreisels Straßen mit Gegenverkehr sind.
System nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Drehung um 180° auf einer Straße mit Richtungsverkehr festgestellt wird, wenn der Winkelunterschied zwischen der Zufahrtstraße und der Abfahrtstraße des Verkehrskreisels innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt und die Straßen identische Namen aufweisen, wenn die Straßen vor (a) und hinter (a) dem Verkehrskreisel Straßen mit Gegenverkehr sind und gleiche Nummern aufweisen, und wenn die Zufahrtstraßen (b) vor und Abfahrtstraße (c) hinter dem Verkehrskreisel Straßen mit Richtungsverkehr und einander benachbart sind.
Speichermedium mit darin gespeicherten Programmen zum Suchen einer Strecke von einer Anfangsposition bzw. einer Ist-Position zu einer Zielposition und zur Streckenführung entlang der gesuchten Strecke, mit Programmen zum: Suchen eines Abzweigungspunktes auf der Strecke; Erfassen von Informationen über den Winkel zwischen einer Zufahrtstraße eines Verkehrskreisels und einer Abfahrtstraße des Verkehrskreisels, und einen Übergang; und von Informationen über Winkeländerungen der einzelnen Verbindungsabschnitte, aus denen der Verkehrskreisel besteht; und Ausgeben von Richtungsführungsinformationen auf Basis der erfaßten Informationen über den Verkehrskreisel.
Speichermedium nach Anspruch 5, wobei auf Basis der Namen von Zufahrtstraßen (b) und Abfahrtstraßen (c) des Verkehrskreisels und der vorhandenen Fahrtrichtungen der Straßen vor (a) und hinter (b, c) dem Punkt, oder die Zufahrtstraße (b) und die Abfahrtstraße (c) mit der Straße (a) verbindet, festgestellt wird, ob die Drehung eine Drehung um 180° ist.