DE3851604T3

DE3851604T3 - Navigationseinrichtung, die auf einem System zur Berechnung der gegenwärtigen Position beruht.

Info

Publication number: DE3851604T3
Application number: DE3851604T
Authority: DE
Inventors: Shuzo Fujii-Cho Anjo-Shi Aichi-Ken 444-11 Moroto; Akimasa Fujii-Cho Anjo-Shi Aichi-Ken 444-11 Nanba; Mitsuhiro Fujii-Cho Anjo-Shi Aichi-Ken 444-11 Nimura; Koji Fujii-Cho Anjo-Shi Aichi-Ken 444-11 Sumiya; Shouji Fujii-Cho Anjo-Shi Aichi-Ken 444-11 Yokoyama
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 1987-10-30
Filing date: 1988-10-20
Publication date: 1999-01-21
Anticipated expiration: 2008-10-21
Also published as: EP0314398B1; EP0314398A3; EP0314398B2; DE3851604T2; US4943925A; EP0314398A2; DE3851604D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Navigationsvorrichtung, die einen Fahrer an sein Ziel leitet, indem ein zu einem eingegebenen Zielort führender Kurs ausgewählt wird, während die gegenwärtige Position an jeder Kreuzung auf dem Weg zum Ziel berechnet wird.
Navigationsvorrichtungen sind als Vorrichtungen bekannt, die dazu dienen, einen in einer bestimmten Region fremden Fahrer an sein Ziel in dieser Region zu leiten, indem ein geeigneter, dorthin führender Kurs ausgewählt wird. An der Entwicklung solcher Vorrichtung wird derzeit intensiv gearbeitet.
Bei einer herkömmlichen Navigationsvorrichtung wird ein Kurs, auf dem ein Fahrer an sein Ziel geleitet wird, auf der Grundlage eines Ausgangspunkts und eines Zielpunkts eingestellt, die eingegeben werden, bevor der Fahrer die Fahrt antritt. Auf dem so eingestellten Kurs navigiert der Fahrer sein Fahrzeug. Zur Kursdarstellung beim Navigieren gibt es verschiedene Verfahren: z. B. eines, bei dem der Kurs auf einem Bildschirm angezeigt wird und dabei einer auf demselben Bildschirm angezeigten Karte überlagert ist, eines, bei dem Zahlen oder eine grafische Darstellung als Distanzangabe bis zu einer Kreuzung, an der der Fahrer mit dem Fahrzeug abbiegen sollte, sowie Bilder mit Merkmalen der Kreuzung als Informationen über diese Kreuzung angezeigt werden, und eines, bei dem eine Sprachausgabe als Hilfseinrichtung genutzt wird.
Herkömmliche Navigationsvorrichtungen dienen jedoch dazu, einen Kurs von einem Ausgangspunkt zu einem Zielpunkt einzustellen und den Fahrer auf dem so eingestellten Kurs zu leiten. Hält der Fahrer das Fahrzeug durch falsches Identifizieren einer Kreuzung nicht auf dem gewünschten Kurs, kann er nicht mehr gemäß der Leitung durch die Navigationsvorrichtung weiterfahren, wenn er das Fahrzeug nicht zu dem zuvor eingestellten Kurs zurückführt oder einen neuen Kurs durch Eingabe der gegenwärtigen Position als Ausgangspunkt einstellt. Für den Fahrer ist es dabei sehr mühsam, zu dem zuvor eingestellten Kurs zurückzukehren oder die gegenwärtige Position als Ausgangspunkt zur Bestimmung eines neuen Kurses einzustellen. Der Fahrer ist natürlich nicht mit den Straßenverhältnissen der speziellen Region vertraut, in der er sich verfahren hat, und benötigt deshalb eine Leitung. Für ihn ist es dabei auch schwierig, über seine gegenwärtige Position im Bilde zu sein, selbst wenn er den Ausgangs- und Zielpunkt kennt.
Ob das Fahrzeug die gewünschte Kreuzung durch Fahren auf dem Leitkurs passiert hat, wird unter der Bedingung bestimmt, daß die zurückgelegte Distanz des Fahrzeugs und sein Links- oder Rechtsabbiegen durch einen Distanzsensor und Lenksensor detektiert werden. In der Praxis ergibt sich beim Detektieren ein Problem der Fehleranhäufung, das Entscheidungsfehler des Fahrers verursachen kann. Da die durch das Fahrzeug zurückgelegte Distanz sowie das Links- und Rechtsabbiegen aufgrund der Einstellung eines Kurses vom Ausgangs- zum Zielpunkt detektiert werden, häufen sich Distanzfehler in einem solchen Maß an, daß sie nicht mehr korrigierbar sind.
Die DE-A-36 08 658 beschreibt eine Navigationsvorrichtung mit einem System zum Orten der gegenwärtigen Fahrzeugposition mit: einer Speichereinrichtung zum Speichern von Straßennetzdaten mit Informationen über Koordinaten von Kreuzungen und Straßen zwischen den Kreuzungen, einer Einrichtung zum Detektieren einer Fahrdistanz, einer Einrichtung zum Detektieren einer Fahrzeugorientierung, einer Ausgabeeinrichtung zum Ausgeben von Leitinformationen an einen Fahrer des Fahrzeugs, einer Navigationseinrichtung mit einer Detektierungseinrichtung für Abbiegepunkte zum Detektieren eines Abbiegens eines Fahrzeugs an einer Kreuzung und einer Detektierungseinrichtung für gegenwärtige Positionen zum Bestimmen einer gegenwärtigen Position eines Fahrzeugs auf der Grundlage des detektierten Abbiegepunkts und der detektierten Fahrdistanz sowie einer Einrichtung zum Bereitstellen von Leitinformationen zu der Ausgabeeinrichtung in Abhängigkeit von der bestimmten gegenwärtigen Position.
Bei einer solchen bekannten Vorrichtung wird die zu befahrende Route als eine vorbestimmte Folge von Leit- oder Abbiegepunkten eingegeben, und die Vorrichtung kann die detektierten Abbiegepunkte des Fahrzeugs mit entsprechenden Leitpunkten koordinieren, um die gegenwärtige Fahrzeugposition zu aktualisieren und dadurch angehäufte Distanzfehler zu vermeiden.
Zu einer solchen Anordnung gehört eine Einrichtung, durch die die Navigationsvorrichtung z. B. das Eintreffen des Fahrzeugs an einer speziellen Kreuzung erkennen und den richtigen Fahrzeugkurs bestätigen kann, indem sie eine Änderung der Fahrzeugorientierung zur vorbestimmten Leitroute an der Kreuzung in Beziehung setzt. Da die Vorrichtung jedoch zum Leiten auf einer vorbestimmten, vor dem Leitvorgang ausgewählten Route dient, kann die Navigationsvorrichtung keinem Fahrer helfen, der sich möglicherweise durch falsches Abbiegen an einer Kreuzung und Verlassen der Leitroute verfährt. Dann kann dem Fahrer nur noch eine Fehlermeldung darüber gegeben werden, daß er vom Kurs abgewichen ist.
Um ferner die Richtungsfindungsprobleme im Straßenverkehr zu lösen, hat Blaupunkt ein fahrzeugunabhängiges Richtungsfindungs- und Navigationssystem EVA, der elektronische Führer für Kraftfahrzeugbenutzer, entwickelt (siehe NTZ, Band 36, (1983) Heft 4, Seiten 214 bis 223, sowie Bosch, Technische Berichte 8 (1986/-) 1/2, Seiten 7 bis 14 und Funkschau 4/1985, Seiten 33 bis 36). Die Navigation und Richtungsfindung durch das Koppelnavigationsverfahren sowie die Kursermittlung durch die Graph-Theorie basieren auf der digitalen Darstellung des Straßennetzes, das in dem Fahrzeug als Datenbasis mitgeführt wird.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Navigationsvorrichtung zu schaffen, die einen Fahrer auch dann an ein vorgegebenes Ziel leiten kann, wenn er von einem bevorzugten Originalkurs möglicherweise so abgewichen ist, daß sich das Fahrzeug auf einer Straße befindet, die nicht zum Originalkurs gehörte.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Weitere bevorzugte Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung hervor.
Die Erfindung wird anhand von Beispielen in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht. Es zeigen:
Fig. 1 ein Diagramm des Aufbaus einer Navigationsvorrichtung mit einem System zur Berechnung der gegenwärtigen Position als eine erste Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 einen Ablaufplan der Verarbeitungsoperationen der Navigationsvorrichtung mit dem System zur Berechnung der gegenwärtigen Position von Fig. 1;
Fig. 3 Diagramme von Beispielen für Datenstrukturen von Daten zu einem Straßennetz und Kreuzungen, Daten zu Straßen und Knotenfolgen;
Fig. 4 ein Diagramm eines Beispiels für eine Menüanzeige zum Eingeben des Zielpunkts;
Fig. 5 Diagramme eines Beispiels für eine Kurssuchausgabe;
Fig. 6 ein Diagramm eines Beispiels für eine Leitausgabe;
Fig. 7 ein Diagramm und einen Ablaufplan einer Verarbeitungsroutine zum Eingeben des gegenwärtigen Punkts;
Fig. 8 einen Ablaufplan einer Verarbeitungsroutine zum Verfolgen der gegenwärtigen Position;
Fig. 9 einen Ablaufplan einer Verarbeitungsroutine zum Einstellen der Anfangsposition;
Fig. 10 einen Ablaufplan einer Verarbeitungsroutine zum Detektieren der Sensorwerte;
Fig. 11 einen Ablaufplan und ein Diagramm einer Verarbeitungsroutine zur Berechnung der Restdistanz;
Fig. 12 ein Diagramm zum Berechnen der Orientierung und des Standorts eines Fahrzeugs;
Fig. 13 einen Ablaufplan einer Verarbeitungsroutine zum Detektieren des Abbiegepunkts;
Fig. 14 einen Ablaufplan einer Verarbeitungsroutine zur Straßenauswahl;
Fig. 15 einen Ablaufplan einer Verarbeitungsroutine zur Distanzfehlerkorrektur;
Fig. 16 Diagramme eines Verfahrens zur Distanzfehlerverarbeitung;
Fig. 17 einen Ablaufplan einer Verarbeitungsroutine zur Berechnung der Abbiegeposition;
Fig. 18 Diagramme von Verarbeitungsinformationen, die die Straßenauswahl betreffen;
Fig. 19 einen Ablaufplan einer Verarbeitungsroutine zur Berechnung des Fahrzeugabbiegewinkels;
Fig. 20 einen Ablaufplan einer Verarbeitungsroutine zum Auslesen von Straßen, die von einer Kreuzung abgehen;
Fig. 21 einen Ablaufplan einer Verarbeitungsroutine zur Berechnung des Kurvenwinkels zwischen Anschlußstraßen;
Fig. 22 ein Diagramm eines Verfahrens zum Ermitteln des Kurvenwinkels zwischen Anschlußstraßen;
Fig. 23 einen Ablaufplan einer Verarbeitungsroutine zum Verfolgen der gegenwärtigen Position in einer Navigationsvorrichtung mit einem System zur Berechnung der gegenwärtigen Position als eine zweite Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 24 Diagramme einer Detektierung des Abbiegepunkts;
Fig. 25 Diagramme einer Verarbeitung, die den Vergleich zwischen der Orientierung beim Einfahren in die Kreuzung und dem Kurvenwinkel;
Fig. 26 einen Ablaufplan einer Verarbeitungsroutine entsprechend der Verarbeitung von Fig. 25;
Fig. 27 einen Ablaufplan einer Verarbeitungsroutine zum Auslesen von Straßen, die in eine Kreuzung einmünden;
Fig. 28 Diagramme einer Korrektur der gegenwärtigen Position;
Fig. 29 einen Ablaufplan einer Verarbeitungsroutine entsprechend der Verarbeitung von Fig. 28;
Fig. 30 ein Diagramm eines Beispiels für eine Abwandlung der Erfindung;
Fig. 31 ein Diagramm eines Beispiels für einen durch Kurssuchen eingestellten Kurs; und
Fig. 32 einen Ablaufplan eines schematischen Verfahrens zur Navigationsverarbeitung
Im folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Gemäß Fig. 1 wird eine Eingabeeinheit 1 durch eine Eingabeeinrichtung gebildet, z. B. ein hardwareseitiges Tastenfeld oder eine Einrichtung, mit der Tasteingaben auf der Oberfläche eines Anzeigebildschirms vorgenommen werden kön nen. Die Eingabeeinheit 1 wird zum Eingeben eines Zielpunkts, einer gegenwärtigen Position, eines Startkommandos usw. verwendet. Ein Distanzsensor 2 dient zum Detektieren einer Distanz, die das Fahrzeug zurückgelegt hat (nachfolgend als "Fahrdistanz" bezeichnet). Ein Lenkwinkelsensor 3 dient zum Detektieren des Lenkwinkels, der durch das Lenken des Fahrzeugs eingestellt wird. Eine Ausgabeeinheit 5 wird durch eine Anzeige, einen Sprachausgabebaustein usw. gebildet und zum Anzeigen eines Menüs verwendet, das zur Zieleingabe, zum Eingeben der gegenwärtigen Position oder zum Ausgeben von Kursleitinformationen notwendig ist. Zu Straßennetzdaten 6 gehören Informationen über Kreuzungen darstellende Daten Daten zu Kreuzungen verbindende Straßen und Daten zu Straßen darstellende Knotenfolgen. Zu Navigationsdaten 7 weisen zum Navigieren notwendige Daten auf, zu denen Kursleitinformationen darstellende Datenelemente und Informationen über einen eingestellten Kurs gehören. Daten zum Navigieren, die durch eine Navigationsverarbeitungseinheit 4 erzeugt werden, werden als Navigationsdaten 7 gespeichert. Die Navigationsverarbeitungseinheit 4 greift auf eine bei Bedarf aktualisierte Flagtabelle 8 mit Daten, die während des Navigierens erforderlich sind, auf der Grundlage des Verarbeitungszustands zu. Zur Navigationsverarbeitungseinheit 4 gehört ein Mikroprozessor, der auf die Straßennetzdaten 6, die Navigationsdaten 7 und die Flagtabelle 8 zugreift und von der Eingabeeinheit 1 eingegebene Daten und Informationen sowie vom Distanzsensor 2 und vom Lenkwinkelsensor 3 zugeführte Daten verarbeitet.
Die Navigationsverarbeitungseinheit 4 weist auf: ein Eingabedaten-Verarbeitungsmodul 11 zum Analysieren und Verarbeiten von Daten- oder Informationseingaben von der Eingabeeinheit 1, ein Distanzdaten-Verarbeitungsmodul 12 zum Verarbeiten von Detektierungssignalen vom Distanzsensor 2, ein Lenkwinkeldaten-Verarbeitungsmodul 13 zum Verarbeiten von Detektierungssignalen vom Lenkwinkelsensor 3 sowie weitere nachstehend beschriebene Verarbeitungsmodule für verschiedene Verarbeitungsarten, die zum Navigieren auf der Grundlage von Daten oder Informationen erforderlich sind, die von den vorgenannten Verarbeitungsmodulen zugeführt werden.
Ein Verarbeitungssteuermodul 14 dient zum Durchführen der gesamten Steuerverarbeitung für die Navigationsverarbeitungseinheit 4 auf der Grundlage von Befehlsinformationen, die von der Eingabeeinheit 1 zugeführt werden. Das Verarbeitungssteuermodul 14 steuert ein Kurssuchmodul 15, ein Eingabemodul 16 für die gegenwärtige Position und ein Verfolgemodul 17 für die gegenwärtige Position, indem es die Flagtabelle 8 konsultiert.
Das Kurssuchmodul 15 sucht nach einem Optimalkurs, um den Fahrer unter Zugriff auf die Straßennetzdaten 6 an sein Ziel zu leiten, wenn ihm der Zielpunkt von der Eingabeeinheit 1 zugeführt wird. Das Kurssuchmodul 15 stellt optimale Fahrtrichtungen zum Zielpunkt für alle in den Straßennetzdaten 6 aufgelisteten Kreuzungen ein. Sich aus der Suche ergebende Datenelemente werden als Navigationsdaten 7 gespeichert. An einer Kreuzung wird somit eine Straße, in die der Fahrer das Fahrzeug lenken sollte, entsprechend einer Fahrtrichtung zu seinem gewünschten Ziel ausgewählt, die für diese Kreuzung eingestellt ist; am nächsten Ziel dieser Straße wird eine weitere Straße, in die der Fahrer mit dem Fahrzeug einfahren sollte, entsprechend einer Fahrtrichtung ausgewählt, die auf die gleiche Weise auf sein gewünschtes Ziel eingestellt ist. Dieser Vorgang wiederholt sich, um den Kurs zu optimieren, auf dem der Fahrer an sein Ziel geleitet wird. Der Grund für die Verwendung des Begriffs "optimieren" anstelle von "minimieren der Länge" in diesem Satz besteht darin, daß die Kurssuche auf das Auswählen eines Kurses abzielt, der bei zeitlicher Berechnung der kürzeste für das Fahrzeug bei der Fahrt auf dem Kurs unter bestimmten Bedingungen ist, wozu die Straßenbreite, die Anzahl von Kreuzungen, das Verkehrsaufkommen und andere Fahrbedingungen auf der Grundlage einer geeigneten Gewichtung dieser Faktoren gehören, auch wenn der Optimalkurs im Hinblick auf die Absolutdistanz nicht der kürzeste ist.
Wird dem Eingabemodul 16 für die gegenwärtige Position von der Eingabeeinheit 1 die gegenwärtige Position zugeführt, erkennt es die gegenwärtige Position anhand der Straßennetzdaten 6 und der Navigationsdaten 7, zeichnet Abbildungen oder Zeichen für die Konfiguration und Orientierung der entsprechenden Kreuzung, Ortungspunkte, den Namen der Kreuzung, die in Fahrtrichtung verlaufende Straße usw. und zeigt sie auf dem Bildschirm der Ausgabeeinheit 5 an, während es zum Navigieren notwendige Daten einstellt. Anschließend setzt das Eingabemodul 16 für die gegenwärtige Position erforderliche Flags als Reaktion auf die Starteingabe, um das Verfolgen der gegenwärtigen Position zu starten.
Das Verfolgemodul 17 für die gegenwärtige Position wird gestartet, wenn ihm die gegenwärtige Position zugeführt wird, nachdem die Kurssuche erfolgte und nachdem die Navigationsdaten eingestellt wurden. Das Verfolgemodul 17 für die gegenwärtige Position detektiert die entsprechende Kreuzung anhand von Signalen vom Distanzsensor 2 und vom Lenkwinkelsensor 3, der Navigationsdaten 7 und der Straßennetzdaten 6 und wiederholt diese Erkennungsverarbeitung der gegenwärtigen Position an jeder Kreuzung, wodurch es die gegenwärtige Position verfolgt. Bei Bedarf setzt das Verfolgemodul 17 für die gegenwärtige Position während der Verarbeitung Verfolgezustände als Flags in der Flagtabelle 8 und bestimmt anhand dieser Flags den Übergang zu jeweiligen Verarbeitungsschritten. Demgemäß ist das Verfolgemodul 17 für die gegenwärtige Position mit verschiedenen Teilmodulen versehen: einem Einstellmodul 18 für Anfangspositionen, einem Detektierungsmodul 19 für Sensorwerte, einem Berechnungsmodul 20 für Restdistanzen, einem Detektierungsmodul 21 für Abbiegepunkte, einem Straßenauswahlmodul 22 und einem Korrekturmodul 23 für Distanzfehler.
Das Berechnungsmodul 20 für Restdistanzen dient zum Berechnen der Restdistanz zu einer Kreuzung und führt die Erkennungsverarbeitung der Kreuzung durch, wenn die Restdistanz zur Kreuzung einen vorbestimmten Wert erreicht, wodurch die gegenwärtige Position an dieser Kreuzung detektiert werden kann. Das Detektierungsmodul 21 für Abbiegepunkte dient dazu, die Erkennungsverarbeitung der Kreuzung durchzuführen, indem ein Abbiegeausgangspunkt und ein Abbiegeabschlußpunkt innerhalb eines Fehlerbereichs für die Kreuzung detektiert werden, um so die Position eines Abbiegepunkts entsprechend der Position der Kreuzung zu detektieren. Das Straßenauswahlmodul 22 dient zum Detektieren einer Straße, die tatsächlich vom Fahrer ausgewählt wurde, um das Fahrzeug die Kreuzung passieren zu lassen, und zwar unabhängig davon, ob die vom Fahrer ausgewählte Straße in die dem eingestellten Optimalkurs entsprechende Fahrtrichtung verläuft. Je nach Ergebnis dieser Detektierung erfolgt die Leitung in die Fahrtrichtung zum gewünschten Ziel an der Endkreuzung der ausgewählten Straße. Das Korrekturmodul 23 für Distanzfehler dient zur Korrektur eines Distanzfehlers auf der Grundlage der Position des detektierten Abbiegepunkts und einer ausgewählten Straße zum Ziel, wodurch die gegenwärtige Position auf der ausgewählten Straße zum Ziel bestimmt wird. Somit ergibt sich in diesem Fall die Restdistanz zur Endkreuzung der gegenwärtigen Straße.
Auch wenn der Fahrer das Fahrzeug nicht auf der ausgewählten Straße zum Ziel gemäß der Leitung an einer Kreuzung führt, nachdem die Leitung zur Endkreuzung dieser ausgewählten Straße zum Ziel durch Detektieren der gegenwärtigen Position an der Kreuzung und Erkennen der ausgewählten Straße auf die vorstehend beschriebene Weise erfolgte, kann der Fahrer auf der tatsächlich ausgewählten Straße geleitet werden und kann das Navigieren fortsetzen. Dabei läßt sich die Leitung in die Fahrtrichtung an jeder Kreuzung lediglich als vorgeschlagene Leitung interpretieren, und die Erfindung zielt darauf ab, auch dann ein weiteres Navigieren zu ermöglichen, wenn der Fahrer nicht die Straße entsprechend der Leitung als jene Straße auswählt, in die er sein Fahrzeug lenkt.
Nachstehend werden verschiedenartige Verarbeitungsverfahren näher beschrieben, die durch die erfindungsgemäße, auf dem System zur Berechnung der gegenwärtigen Position beruhende Navigationsvorrichtung durchgeführt werden. Vor der Be schreibung der Verarbeitungsverfahren werden Beispiele für die Struktur von Daten beschrieben, die in der Navigationsvorrichtung der Erfindung aufbereitet werden.
Bei einem vorgegebenen Straßennetz mit Kreuzungen I bis VII und Straßen (1) bis (14) gemäß Fig. 3(a) haben Kreuzungsdaten, Straßendaten und die Knotendaten Datenstrukturen, die denen von Fig. 3(b), 3(c) bzw. 3(d) entsprechen.
Die Kreuzungsdaten enthalten Gruppen von Datenelementen, die jeweils mindestens aufweisen: die kleinste der Straßennummern, die Straßen bezeichnen, deren Ausgangspunkte mit einer der Kreuzungen I bis IV verbunden sind, die kleinste der Straßennummern, die Straßen bezeichnen, deren Endpunkte mit der gleichen Kreuzung verbunden sind, die Position dieser Kreuzung (östliche Länge, nördliche Breite) und Informationen über den Namen dieser Kreuzung.
Gemäß Fig. 3(c) enthalten die Straßendaten Gruppen von Datenelementen, die im Hinblick auf eine der Straßennummern (1) bis (14) mindestens aufweisen: die nächste Straßennummer mit dem gleichen Ausgangspunkt, die nächste Straßennummer mit dem gleichen Endpunkt, Ausgangs- oder Endpunkte jeder Straße, die durch Kreuzungsnummern dargestellt sind, einen Knotenfolgezeiger sowie die Straßenlänge. Wie aus Fig. 3(c) hervorgeht, läßt sich die nächste Straßennummer mit dem gleichen Ausgangspunkt oder die nächste Straßennummer mit dem gleichen Endpunkt dadurch ermitteln, daß nach einem Ausgangs- und Endpunkt mit der gleichen Kreuzungsnummer gesucht wird. Außerdem läßt sich die Straßenlänge durch Akkumulieren von Elementen von Positionsinformationen ermitteln, die durch die nachstehend beschriebenen Knotenfolgedaten dargestellt sind.
Wie in Fig. 3(d) anhand eines Felds von Elementen von Knotenfolgedaten dargestellt ist, steht die Anzahl der Knoten an der Kopfposition, auf die der Knotenfolgezeiger zeigt, und Informationen über Knotenpositionen (östliche Länge, nördliche Breite) darstellende Datenelemente befinden sich an untergeordneten Positionen. Das heißt, eine Gruppe von Datenelementen als Darstellung einer Knotenfolge wird für jede Menge von Straßendatenelementen gebildet. Beispiele für Grup pen von Datenelementen gemäß Fig. 3(d) haben Knotenfolgen, die den Straßennummern (1) und (2) entsprechen.
Aus den vorstehend beschriebenen Datenstrukturen wird deutlich, daß eine durch jede Straßennummer dargestellte Gruppe von Datenelementen mehrere Knoten aufweist. Somit weisen die Knotenfolgedaten Gruppen von Datenelementen auf, die sich jeweils auf einen Punkt auf einer Straße beziehen. Beschreibt die Verbindung zwischen den Knoten einen Bogen, so läßt sich eine Straße dadurch ausdrücken, daß jeweils benachbarte Knotenpaare in einer Folge von mehreren Knoten verbunden werden. Für die Straßennummer (1) kann z. B. ein Zugriff auf eine Gruppe von Datenelementen A000 vom Knotenfolgezeiger in den Straßendaten erfolgen. Dadurch wird festgestellt, daß zur Gruppe von Datenelementen, die durch die Straßennummer (1) vertreten sind, fünfzehn Knoten gehören.
Beispielsweise läßt sich für einen Kurs von der Kreuzungsnummer V zur Kreuzungsnummer III durch Durchsuchen der Kreuzungsdaten zunächst die Straßennummer (7) als ein Datenelement ermitteln, das eine abgehende Straße darstellt, und die Straßennummer (12) wird durch Durchsuchen der Straßendaten für die Straßennummer (7) als ein Datenelement festgestellt, das "die nächste oder eine weitere Straßennummer mit dem gleichen Ausgangspunkt" darstellt. Anschließend läßt sich die Straßennummer (14) in Datenelementen in der gleichen Kategorie im Hinblick auf die Straßennummer (12) feststellen, und die Straßennummer (7) kann wiederum auf die gleiche Weise ermittelt werden. Da in diesem Fall die zuerst festgestellte Straßennummer (7) die zuletzt festgestellte ist, kann bestimmt werden, daß es keine andere Straßennummer als Bezeichnung einer Straße gibt, die eine Verbindung mit der durch die Kreuzungsnummer V dargestellten Kreuzung herstellt. Gleiches läßt sich für den Endpunkt sagen. Dadurch ist es möglich, Straßennummern von Straßen festzustellen, die von jeder Kreuzung abgehen oder in sie einmünden, indem die Kreuzungsdaten und die Straßendaten durchsucht und daraus die Längen der Verbindungsstraßen zwischen Kreuzungen ermittelt werden. Datenelemente zu Fahrbedingungen, z. B. Einfahrtverbote, Rechts-/Linksabbiegeverbote und die Straßenbreiten, können diesen Gruppen von Datenelementen zugefügt werden und als Informationen für die Feinsteuerung der später beschriebenen Kurssuchverarbeitung dienen.
Im folgenden wird anhand von Fig. 2 der Ablauf der Gesamtverarbeitung beschrieben.
(S1) : Zunächst wird ein Zielpunkt eingegeben. Dazu kann eine Menüanzeige gemäß Fig. 4 vorgesehen sein, und einen Zielcode ("0001") darstellende Zahlen können über eine Zehnertastatur auf dieser Anzeige durch Tasteingabe eingegeben werden.
(S2) : Anschließend wird ein Kurssuchmodus ausgewählt, und eine optimale Fahrtrichtung zum Zielpunkt wird für jede Kreuzung bereit- oder eingestellt. Stimmt im Straßennetz von Fig. 3(a) die Kreuzung I mit dem Zielpunkt überein, entsprechen an den Kreuzungen II bis VII eingestellte Fahrtrichtungen zum Zielpunkt der Darstellung in Fig. 5(a). Fig. 5(b) zeigt Beispiele für diese Einstellung darstellende Datenelemente. In diesem Kurssuchverfahren werden die Fahrtrichtungen an jeweiligen Kreuzungen nacheinander und ausgehend von der am nächsten zum Zielpunkt befindlichen Kreuzung so eingestellt, daß jede Richtungsauswahl mit einer Minimierung der Distanz zum Zielpunkt einhergeht.
(S3) : Es wird eine gegenwärtige Position eingegeben, von der aus die Fahrt angetreten wird. In diesem Schritt werden das Flag "Verfolgungsfehler der gegenwärtigen Position", das Flag "Zielleitung" usw. gelöscht. Dieser Schritt wird später anhand von Fig. 7 näher beschrieben.
(S4) : Nach dem Schritt der Eingabe der gegenwärtigen Position kann die Leitung in Fahrtrichtung an der gegenwärtigen Position erfolgen. Vom Distanzsensor und Lenkwinkelsensor zugeführte Signale werden während der Fahrzeugfahrt verarbeitet, wodurch die gegenwärtige Position verfolgt wird. Einzelheiten dieses Schritts werden später anhand von Fig. 8 beschrieben. In diesem Schritt wird anfangs das Flag "Eintreffen an Kreuzung" gelöscht, die gegenwärtige Position wird durch Erkennen von Informationen über die Straßenlänge verfolgt, und es wird bestimmt, ob das Fahrzeug die Kreuzung erreicht hat, an die der Fahrer geleitet wird. Bei Bestätigung, daß das Fahrzeug die Kreuzung erreicht hat, wird das Flag "Eintreffen an Kreuzung" gesetzt. Wird die Kreuzung, an die der Fahrer geleitet wird, nicht detektiert, so wird das Flag "Verfolgungsfehler der gegenwärtigen Position" gesetzt.
(S5): Nach dem Schritt der Verfolgung der gegenwärtigen Position wird geprüft, ob das Flag "Eintreffen an Kreuzung" gesetzt oder nicht gesetzt ist.
(S6) : Ist das Flag "Eintreffen an Kreuzung" nicht gesetzt, wird geprüft, ob das Flag "Verfolgungsfehler der gegenwärtigen Position" gesetzt oder nicht gesetzt ist. Ist das Flag "Verfolgungsfehler der gegenwärtigen Position" nicht gesetzt, kehrt das Verfahren zum Schritt S4 zurück, um die Verfolgung der gegenwärtigen Position weiterzuführen, da bestimmt werden kann, daß das Fahrzeug auf einer der in den Straßennetzdaten registrierten Straßen fährt. Ist das Flag "Verfolgungsfehler der gegenwärtigen Position" gesetzt, wird bestimmt, daß das Fahrzeug auf einer von den in den Straßennetzdaten registrierten Straßen abweichenden Straße fährt, und das Verfahren kehrt zum Schritt 3 zurück, um den Vorgang der Eingabe einer gegenwärtigen Position als Ausgangspunkt nochmals durchzuführen.
(S7) : Ist das Flag "Eintreffen an Kreuzung" gesetzt, wird geprüft, ob das Flag "Zielleitung" gesetzt oder nicht gesetzt ist. Das Flag "Zielleitung" wird im später beschriebenen Schritt S10 gesetzt, wenn die Endkreuzung der gegenwärtigen Straße mit der Zielkreuzung übereinstimmt. Solange das Flag "Zielleitung" gesetzt ist, wird bestimmt, daß die Leitung zur Zielkreuzung abgeschlossen ist, und das Verfahren kehrt zum vorhergehenden Schritt der Zieleingabe zurück.
(S8): Ist das Flag "Zielleitung" jedoch noch nicht gesetzt, wird bestimmt, daß die Zielkreuzung jenseits der nächsten Kreuzung liegt; es werden Daten zur Fahrtrichtung an der Endkreuzung der gegenwärtigen Straße so ausgelesen, daß Abbildungen zum Darstellen der Konfiguration und von Merkmalen der Kreuzung, Ortungspunkte, die an der Kreuzung zu wählende Fahrtrichtung gezeichnet und zusammen mit dem Namen der Kreuzung und der Distanz bis zur Kreuzung auf dem Bildschirm angezeigt werden, wodurch die Leitung an der Kreuzung erfolgt. Dabei wird das Flag "Eintreffen an Kreuzung" gelöscht.
(S9): Anschließend wird bestimmt, ob die Endkreuzung der gegenwärtigen Straße mit der Zielkreuzung übereinstimmt. Stimmt sie nicht mit der Zielkreuzung überein, kehrt das Verfahren zum Schritt S4 der Verfolgung der gegenwärtigen Position zurück.
(S10): Stimmt die Endkreuzung der gegenwärtigen Straße mit der Zielkreuzung überein, wird das Flag "Zielleitung" gesetzt, und das Verfahren kehrt zum Schritt S4 der Verfolgung der gegenwärtigen Position zurück.
Auf diese Weise wird die Gesamtverarbeitung durchgeführt.
Im folgenden werden die vorstehend dargestellten Schritte anhand ihrer Hauptroutinen näher beschrieben.
In der Verarbeitungsroutine des Schritts 53 zur Eingabe der gegenwärtigen Position wird zunächst eine Kreuzungsnummer eingegeben, und es werden die Orientierung, die Konfiguration und der Name der Kreuzung, die Kreuzung umgebende Ortungspunkte usw. aus den vorstehend beschriebenen Kreuzungsdaten, Straßendaten und Knotenfolgedaten ausgelesen, wodurch der Name und Merkmale der Kreuzung sowie die Fahrtrichtung auf dem Bildschirm gemäß Fig. 7(a) gezeichnet und angezeigt werden (S31, S32). Anschließend werden sich auf eine eingegebene Kreuzungsnummer beziehende Fahrtrichtungsdaten wie die Straßennummer der gegenwärtigen Straße auf der Grundlage der Fahrtrichtungsdaten gemäß Fig. 5(b) gespeichert, und es wird ein Pfeil zur Angabe der Straße in die bezeichnete Fahrtrichtung gemäß Fig. 7(a) gezeichnet (S33, S34). Danach wartet die Verarbeitung auf eine Starteingabe. Gibt der Fahrer ein Startkommando ein, wenn das Fahrzeug die Kreuzung passiert, wird das Flag "Initialisierung der Verfolgung der gegenwärtigen Position" gesetzt, während das Flag "Verfolgungsfehler der gegenwärtigen Position", das Flag "Zielleitung" und das Flag "Eintreffen an Kreuzung" gelöscht werden (S35, S36).
Fig. 8 zeigt die Routine für den Schritt der Verfolgung der gegenwärtigen Position.
(S411): Zunächst wird geprüft, ob das Flag "Initialisierung der Verfolgung der gegenwärtigen Position" gesetzt ist. Wurden keine Anfangsdaten zur Verfolgung der gegenwärtigen Position eingestellt, ist dieses Flag gesetzt, und es erfolgt daher eine Einstellung der Anfangsposition gemäß Fig. 9. Nach Abschluß dieser Einstellung wird das Flag "Initialisierung der Verfolgung der gegenwärtigen Position" gelöscht, und das Verfahren setzt direkt mit den nachfolgenden Schritten fort.
Bei der Einstellung der Anfangsposition gemäß Fig. 9 werden die Straßenlänge, die Endkreuzung und eine Knotenfolge aus den Straßendaten und den Knotenfolgedaten entsprechend der "Straßennummer der gegenwärtigen Straße" ausgelesen, und die so ausgelesenen Werte werden als die "Länge der gegenwärtigen Straße", die "Endkreuzung der gegenwärtigen Straße" und die "Knotenfolge der gegenwärtigen Straße" eingestellt. Ferner wird ein Signal vom Distanzsensor abgenommen, und ein so abgenommener Wert wird als "gegenwärtiger Distanzsensorwert" eingestellt. Dabei werden das Flag "Initialisierung der Verfolgung der gegenwärtigen Position", das Flag "Innerhalb des Fehlerbereichs", das Flag "Außerhalb des Fehlerbereichs", das Flag "Warten auf Abbiegeabschluß" und das Flag "Detektieren des Abbiegevorgangs" gelöscht, während die "Länge der gegenwärtigen Straße" auf die "Restdistanz zur Kreuzung" eingestellt wird.
(S412): Anschließend erfolgt die Verarbeitung zum Detektieren der Sensorwerte (in Fig. 10 dargestellt). In diesem Schritt werden gegenwärtige, die Distanz und den Lenkwinkel darstellende Sensorwerte als vorhergehende Sensorwerte eingestellt. Danach werden neue Sensorwerte abgenommen und als die gegenwärtigen Sensorwerte eingestellt. Es wird eine Lenkwinkeländerung im Verhältnis zur Distanz bestimmt, die das Fahrzeug zurückgelegt hat, wodurch sich ein Lenkwinkel Sta an der gegenwärtigen Position ergibt.
(S413): Ein Schleifenzähler wird auf 0 gesetzt, und eine Restdistanzberechnung und weitere nachfolgende Schritte werden unter Inkrementieren des Schleifenzählers solange wiederholt, bis der Zählwert des Schleifenzählers gleich der durch das Fahrzeug zurückgelegten Distanz wird.
Zum Durchführen der Restdistanzberechnung wird die Restdistanz zwischen der gegenwärtigen Position und der Endkreuzung als gegenwärtige Positionsinformationen im Hinblick auf die Straßennummer der gegenwärtigen Straße und die Kreuzungsnummer der Endkreuzung der gegenwärtigen Straße gemäß Fig. 11(b) gespeichert.
Immer wenn das Fahrzeug eine Einheitsdistanz zurücklegt und eine Impulseingabe vom Distanzsensor erfolgt, wird die vom Fahrzeug zurückgelegten Distanz von der Restdistanz zur Kreuzung subtrahiert, um den Restdistanzwert zu aktualisieren. Gemäß Fig. 11(a) wird bestimmt, ob die aktualisierte Restdistanz kleiner als eine Kreuzungs-Fehlerbereichsdistanz wird. Das Flag "Innerhalb der Fehlerbereichsdistanz" bleibt ungesetzt, und die Restdistanzberechnung wird solange wiederholt, bis die Restdistanz zur Kreuzung kleiner als die Kreuzungs-Fehlerbereichsdistanz wird. Nachdem die Restdistanz zur Kreuzung kleiner als die Kreuzungs-Fehlerbereichsdistanz wurde, wird das Flag "Innerhalb der Fehlerbereichsdistanz" · gesetzt. Verläßt das Fahrzeug den Kreuzungsfehlerbereich nach dem Setzen des Flags "Innerhalb des Fehlerbereichs", wird das Flag "Außerhalb des Fehlerbereichs" gesetzt.
(S414) Nach dem Setzen des Flags "Innerhalb des Fehlerbereichs" wird der Abbiegepunkt (gemäß Fig. 13) detektiert, indem die Orientierung und der Standort des Fahrzeugs berechnet werden.
Die Berechnung von Fahrzeugorientierung/-standort wird so durchgeführt, daß gemäß Fig. 12 die Fahrdistanz und der Lenkwinkel Sta immer dann abgetastet werden, wenn das Fahrzeug eine bestimmte Distanz d zurückgelegt hat; dann werden eine neue Orientierung und neue Standortkoordinaten des Fahrzeugs anhand der vorhergehenden Fahrzeugorientierung Ang und dem vorhergehenden Standort (X, Y) berechnet und in einem Speicher gespeichert. Beispielsweise ergibt sich eine Fahrzeugorientierung Ang(i) aus einem bei jeder Distanz vom Sensor zugeführten Lenkwinkel Sta(i) und dem zuvor gespeicherten Abbiegewinkel Θ des Fahrzeugs anhand einer Gleichung:
Ang(i) = Θ (Sta(i)) + Ang(i - 1), während sich ein Fahrzeugstandort (X(i), Y(i)) ergibt durch:
(X(i), Y(i)) = (X(i - 1) + dg, Y(i - 1) + dy)
dg = d x cos(π - Ang(i))
dy = d y sin(π - Ang(i))
Nachstehend wird anhand von Fig. 13 die Beschreibung der Detektierung des Abbiegepunkts fortgesetzt.
(S421): Zunächst wird bestimmt, ob der Lenkwinkel größer als ein Schwellwert ist, während das Flag "Warten auf Abbiegeabschluß" sowie das Flag "Detektieren des Abbiegevorgangs" nicht gesetzt sind. Bei einer Bejahung (wenn das Fahrzeug das Abbiegen begonnen hat) wird der "Abbiegeausgangspunkt" auf die gegenwärtige Distanz ("vorhergehender Sensorwert" + i) eingestellt, und das Flag "Detektieren des Abbiegevorgangs" wird gesetzt. Das heißt, sobald der Lenkwinkel erstmals größer als der Schwellwert wird, beginnt die Verarbeitung zum Detektieren des Abbiegens. Bei einer Verneinung (beim Detektieren des Abbiegevorgangs wird eine offenbar geradlinige Fahrt mit Lenkwinkeln festgestellt, die kleiner als der Schwellwert sind) setzt das Verfahren mit einem Schritt S422 fort.
(S422): Es wird bestimmt, ob der Lenkwinkel kleiner als der Schwellwert ist, während das Flag "Detektieren des Abbiegevorgangs" gesetzt ist. Bei einer Bejahung (beim vorigen Mal wurde ein Abbiegen detektiert, während diesmal das Abbiegen abgeschlossen ist) wird der Abbiegewinkel auf die Differenz zwischen der gegenwärtigen Orientierung und der Orientierung am Abbiegeausgangspunkt eingestellt. Anschließend wird geprüft, ob der Abbiegewinkel größer als der detektierte Mindestabbiegewinkel ist. Ist der Abbiegewinkel gleich oder kleiner als der detektierte Mindestabbiegewinkel, wird das Flag "Detektieren des Abbiegevorgangs" gelöscht, da nicht bestimmt werden kann, daß das Fahrzeug vollständig an der Kreu zung abgebogen ist. Ist der Abbiegewinkel größer als der detektierte Mindestabbiegewinkel, kann bestimmt werden, daß das Abbiegen an der Kreuzung abgeschlossen wurde; es wird das Flag "Warten auf Abbiegeabschluß" gesetzt, während das Flag "Detektieren des Abbiegevorgangs" gelöscht wird. Gleichzeitig wird die "Warteposition für Abbiegeabschluß" auf die gegenwärtige Distanz eingestellt, wobei diese Operation zum Detektieren der Position des Abbiegepunkts genutzt wird. Bei einer Verneinung (das Abbiegen ist abgeschlossen, das System ist noch im Zustand der Abbiegedetektierung oder das Fahrzeug ist im Zustand der Geradeausfahrt) setzt das Verfahren mit einem Schritt S423 fort.
(S423): Es wird bestimmt, ob die Distanz ("Warteposition für Abbiegeabschluß" + 10 m) kleiner als die gegenwärtige Distanz ist, während das Flag "Warten auf Abbiegeabschluß" gesetzt ist. Bei einer Bejahung (das Fahrzeug hat nach dem Abbiegeabschluß 10 m zurückgelegt) wird der Abbiegewinkel auf die Differenz zwischen der gegenwärtigen Orientierung und der Orientierung am Abbiegeausgangspunkt eingestellt. Anschließend wird geprüft, ob der Abbiegewinkel größer als der detektierte Mindestabbiegewinkel ist. Ist der Abbiegewinkel gleich oder kleiner als der detektierte Mindestabbiegewinkel, wird das Flag "Warten auf Abbiegeabschluß" gelöscht. Ist der Abbiegewinkel größer als 20º, wird das Flag "Detektieren des Abbiegepunkts" gesetzt, während das Flag "Warten auf Abbiegeabschluß" gelöscht wird. Gleichzeitig wird der "Abbiegeabschlußpunkt" auf die gegenwärtige Distanz eingestellt, um die Berechnung der Position des Abbiegepunkts durchzuführen.
(S415): Es wird geprüft, ob das Flag "Detektieren des Abbiegepunkts" gesetzt ist. Ist es nicht gesetzt, wird der Zähler inkrementiert, und die gleichen Schritte werden wiederholt. Ist es dagegen gesetzt, erfolgt die Straßenauswahl.
Wurde die Restdistanz kleiner als die Kreuzungs-Fehlerbereichsdistanz, so daß das Flag "Innerhalb des Fehlerbereichs" gesetzt wurde, das Fahrzeug jedoch den Kreuzungs-Fehlerbereich verläßt, während das Flag "Detektieren des Abbiegepunkts" wegen des nicht detektierten Abbiegepunkts noch un gesetzt ist, wird das Flag "Innerhalb des Fehlerbereichs" gesetzt und das Flag "Außerhalb des Fehlerbereichs" gelöscht, wie vorstehend für S413 beschrieben wurde. Zu diesem Verarbeitungszustand gehört der Fall, in dem das Fahrzeug die Kreuzung ohne Abbiegen passiert. Auch in diesem Fall wird die nächste Straße auf die gleiche Weise ausgewählt.
Zum Auswählen einer Straße wird gemäß Fig. 14 zunächst der Winkel berechnet, mit dem das Fahrzeug abbiegt. Anschließend werden Straßen mit Ausgangspunkt an der Kreuzung ausgelesen, und der Kurvenwinkel jeder dieser Anschlußstraßen wird berechnet; dadurch ergibt sich ein Mindestwert für die Differenz zwischen dem Kurvenwinkel der Anschlußstraße und dem Abbiegewinkel des Fahrzeugs. Ist der Mindestwert kleiner als ein vorbestimmter höchstzulässiger Differenzwinkel, so wird die entsprechende Straßennummer als "Straßennummer der gegenwärtigen Straße" eingestellt. Ist der Mindestwert größer als der vorbestimmte höchstzulässige Differenzwinkel, wird bestimmt, daß die auszuwählende Straße nicht detektiert wurde, und es wird das Flag "Verfolgungsfehler der gegenwärtigen Position" gesetzt. Somit wird eine Straße, deren Kurvenwinkel dem Abbiegewinkel des Fahrzeugs am nächsten kommt, als die von der Kreuzung abgehende Straße unter allen Anschlußstraßen ausgewählt. Ist die Differenz dieser Winkel zu groß, wird bestimmt, daß die gegenwärtige Position nicht ermittelt werden kann und neu eingestellt werden muß.
(S416): Es wird geprüft, ob das Flag "Verfolgungsfehler der gegenwärtigen Position" gesetzt ist. Ist es gesetzt, kehrt das Verfahren von den Schritten S5, S6 zum Schritt S3 gemäß Fig. 2 zurück. Ist es noch nicht gesetzt, wird anschließend eine Distanzfehlerkorrektur durchgeführt.
Zum Durchführen der Distanzfehlerkorrektur werden die Straßenlänge, die Endkreuzung und eine Knotenfolge aus den Straßendaten und den Knotenfolgedaten für die "Straßennummer der gegenwärtigen Straße auf die gleiche Weise wie bei der Einstellung der Anfangsposition gemäß Fig. 15 ausgelesen. So ausgelesene Werte werden als die "Länge der gegenwärtigen Straße", die "Endkreuzung der gegenwärtigen Straße" und die "Knotenfolge der gegenwärtigen Straße" eingestellt. Danach wird geprüft, ob das Flag "Detektieren des Abbiegepunkts" gesetzt ist. Eine Differenz D zwischen der gegenwärtigen Distanz ("vorhergehender Sensorwert" + i) und der Position des Abbiegepunkts wird bestimmt, der Wert D wird von der "Länge der gegenwärtigen Straße" subtrahiert, und der resultierende Wert wird als die "Restdistanz zur Kreuzung" eingestellt. Kurz gesagt werden bei dieser Verarbeitung Fehler, sie sich bis zum Abbiegen des Fahrzeugs an der Kreuzung und der Weiterfahrt auf der nächsten Straße angehäuft haben, hinsichtlich der Länge der nächsten Straße korrigiert. Ist jedoch das Flag "Detektieren des Abbiegepunkts" nicht gesetzt, wird die "Restdistanz zur Kreuzung" durch Addieren der "Länge der gegenwärtigen Straße" zum vorhergehenden Wert der "Restdistanz zur Kreuzung" aktualisiert. Dies entspricht dem Fall, in dem das Fahrzeug die Kreuzung passiert hat, ohne an ihr abzubiegen. Wurde z. B. die "Restdistanz zur Kreuzung" an dieser Kreuzung Null, wird die "Länge der gegenwärtigen Straße" ohne Änderung als neue "Restdistanz zur Kreuzung" eingestellt. Fig. 16 zeigt die Ergebnisse der Fehlerkorrektur für den Fall, daß ein Abbiegepunkt detektiert wurde, und den Fall, daß kein Abbiegepunkt detektiert wurde. Beträgt gemäß Fig. 16(a) die Distanz zwischen der Position des Abbiegepunkts und der Kreuzungsposition ed, wird die Restdistanz zur nächsten Kreuzung um D korrigiert, wobei der Abbiegepunkt gemäß Fig. 16(b) als Position der Kreuzung eingestellt wird.
(S417): Es wird das Flag "Eintreffen an Kreuzung" gesetzt, und der Schleifenzähler wird inkrementiert, wodurch sich die gleiche Verarbeitung wiederholt.
Anschließend wird die Berechnung eines Abbiegepunkts an einer Kreuzung beschrieben.
Zur Berechnung der Position eines Abbiegepunkts in der Verarbeitung zum Detektieren des Abbiegepunkts (Fig. 13) wird gemäß Fig. 17 eine mittlere Distanz B&sub0; zwischen einem Abbiegeausgangspunkt A und einem Abbiegeabschlußpunkt C sowie eine mittlere Orientierung der Fahrzeugorientierung Ang ermittelt, ein Schleifenzähler wird auf 1 gesetzt, und eine Di stanz B wird auf die mittlere Distanz B0 eingestellt. Es wird nach einem Punkt gesucht, an dem eine Fahrzeugorientierung Ang(B) in der Distanz B mit der mittleren Orientierung übereinstimmt oder diese Orientierungen miteinander übereinstimmen, während der Schleifenzähler inkrementiert wird, um B&sub0; ± j als B einzustellen. Der Übereinstimmungspunkt B wird als die Position des Abbiegepunkts eingestellt. Danach werden gemäß Fig. 18(d) und 18(e) eine Distanz Dup zwischen dem Abbiegeausgangspunkt A und der Position B des Abbiegepunkts sowie eine Distanz Ddown zwischen der Position B des Abbiegepunkts und dem Abbiegeabschlußpunkt C ermittelt. Fig. 18(a) bis 18(e) zeigen die Beziehungen zwischen Hauptfaktoren im Zusammenhang mit dieser Verarbeitung.
Die Berechnung der Position des Abbiegepunkts und die Berechnung des nächsten Abbiegewinkels werden auf der Grundlage der Orientierung und der Standortkoordinaten des Fahrzeugs durchgeführt, die detektiert werden, während das Fahrzeug in den Kreuzungs-Fehlerbereich einfährt und diesen verläßt, indem die Ausfahrts- oder abgehende Straße gemäß Fig. 18(a) ausgewählt wird. Entspricht der Kurvenwinkel aufgrund von Daten zwischen der ankommenden Straße (Zufahrtstraße) und der abgehenden Straße (Ausfahrtstraße), die an der Kreuzung aneinander anschließen, Fig. 18(b), so hat das Fahrzeug normalerweise einen Standort gemäß Fig. 18(c) und zeigt die Lenkwinkeländerungen gemäß Fig. 18(d). Überschreitet der Lenkwinkel den Schwellwert an einem Punkt gemäß Fig. 18(d), wird dieser Punkt als der Abbiegeausgangspunkt A detektiert. Kehrt der Lenkwinkel an einem Punkt zu einem Wert zurück, der kleiner als der Schwellwert ist, wird dieser Punkt als eine Warteposition C' für den Abbiegeabschluß eingestellt, und ein Punkt, zu dem sich das Fahrzeug nach dem Punkt C' 10 m weiter bewegt, wird als Abbiegeabschlußpunkt C detektiert.
Zur Berechnung des Fahrzeugabbiegewinkels in der Verarbeitung zur Straßenauswahl (Fig. 14) wird geprüft, ob das Flag "Detektieren des Abbiegepunkts" gesetzt oder nicht gesetzt ist. Ist es gesetzt, werden der Abbiegeabschlußpunkt, die Position des Abbiegepunkts und der Abbiegeausgangspunkt durch die Verarbeitung zum Detektieren des Abbiegepunkts ermittelt (Fig. 13). Ist das Flag nicht gesetzt, werden diese Werte nicht ermittelt, und die nächsten Werte werden eingestellt. Folglich wird die gegenwärtige Distanz ("vorhergehender Sensorwert" + i) als der Abbiegeabschlußpunkt eingestellt, ein durch Subtrahieren der Kreuzungs-Fehlerbereichsdistanz von der gegenwärtigen Distanz gewonnener Wert wird als die Position des Abbiegepunkts eingestellt, und ein durch Subtrahieren eines doppelt so großen Werts wie die Kreuzungs- Fehlerbereichsdistanz von der gegenwärtigen Distanz gewonnener Wert wird als der Abbiegeausgangspunkt eingestellt. Der Winkel ABC gemäß Fig. 18(e) wird als der Fahrzeugabbiegewinkel anhand der Koordinaten dieser drei Punkte gewonnen.
Nach Abschluß der Berechnung des Fahrzeugabbiegewinkels wird die von der Kreuzung abgehende Straße ausgelesen. Bei dieser Verarbeitung wird gemäß Fig. 20 eine Straßennummer von Straßennummern, die (abgehende) Straßen mit dem gleichen Ausgangspunkt wie die Endkreuzung der gegenwärtigen Straße bezeichnen, aus den Kreuzungsdaten ausgelesen, und die so ausgelesene Straßennummer wird als die "Straßennummer" und die "Anfangsstraßennummer" eingestellt. Der Schleifenzähler wird auf 0 gesetzt. Anschließend werden die Straßendaten ausgelesen, während der Schleifenzähler solange inkrementiert wird, bis die nächste der Straßennummern, die Straßen mit dem gleichen Ausgangspunkt bezeichnen, mit der "Anfangsstraßennummer" übereinstimmt, wodurch nacheinander die restlichen Straßennummern mit dem gleichen Ausgangspunkt ausgelesen werden. Die Anzahl der so ausgelesenen Straßennummern wird als die "Anzahl der abgehenden Straßen" eingestellt.
Zur Berechnung des Kurvenwinkels der Anschlußstraße in der Verarbeitung zur Straßenauswahl (Fig. 14) wird gemäß Fig. 21 die Knotenfolge für die Straßennummer der gegenwärtigen Straße aus den Straßendaten und den Knotenfolgedaten ausgelesen, und es werden die Koordinaten (XA, YA) des Punkts A in der Distanz Dup vom Endpunkt dieser Folge berechnet. Der Endpunkt B der Knotenfolge hat Koordinaten (XB, YB). Anschließend wird die Knotenfolge der von der Kreuzung abgehenden Straße aus den Straßendaten und den Knotenfolgedaten ausgelesen, und es werden die Koordinaten (XC, YC) des Punkts C in der Distanz Ddown vom Ausgangspunkt dieser Straße berechnet. Auf der Grundlage dieser Koordinaten und unter der Annahme, daß ein Kreis Geraden AB, BC an den Punkten A', C' innen tangiert und daß die Länge eines Kreisbogens (A'C') gleich Dup + Ddown ist, werden die Koordinaten der Punkte A' und C' berechnet, und es wird der Schnittpunkt zwischen dem Inkreis und einer den Winkel ABC halbierenden Gerade als Punkt B' ermittelt. Der so ermittelte Winkel A'B'C' wird als der "Kurvenwinkel der Anschlußstraße" eingestellt. Fig. 22 zeigt die Beziehungen zwischen diesen Koordinaten und Winkeln.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung werden verschiedene Flags zur Informationsverarbeitung in der erfindungsgemäßen Navigationsvorrichtung auf der Grundlage des Systems zur Berechnung der gegenwärtigen Position verwendet. Die Flags haben folgende Funktionen:
Flag "Eintreffen an Kreuzung": Ist das Flag gesetzt, erfolgt eine Leitausgabe für eine nächste Kreuzung. Es wird während des Schritts der Eingabe der gegenwärtigen Position gelöscht und beim Passieren einer Kreuzung durch das Fahrzeug gesetzt.
Flag "Zielleitung": Ist das Flag beim Eintreffen des Fahrzeugs an einer Kreuzung gesetzt, wird bestimmt, daß das Fahrzeug am Zielpunkt eingetroffen ist, und das Verfahren kehrt zum Start der Hauptroutine zurück (Schritt der Zieleingabe). Es wird während des Schritts der Eingabe der gegenwärtigen Position gelöscht und während der Ausgabe der Leitung zur nächsten Kreuzung gesetzt, wenn die nächste Kreuzung mit dem Zielpunkt übereinstimmt.
Flag "Verfolgungsfehler der gegenwärtigen Position": Ist das Flag gesetzt, kehrt das Verfahren zur Stufe der Eingabe der gegenwärtigen Position zurück, um die Eingabe der gegenwärtigen Position nochmals in der Hauptroutine durchzuführen. Es wird im Verlaufe der Stufe der Eingabe der gegenwärtigen Position gelöscht, und es wird gesetzt, wenn bei der Straßenauswahl keine Straße auszuwählen ist.
Flag "Initialisierung der Verfolgung der gegenwärtigen Position": Ist das Flag gesetzt, wird die Routine zum Einstellen der Anfangsposition aufgerufen. Es wird beim Einstellen der Anfangsposition gelöscht und bei der Eingabe der gegenwärtigen Position gesetzt.
Flag "Innerhalb des Fehlerbereichs": Ist das Flag gesetzt, werden die Berechnung des Standorts, das Detektieren des Abbiegepunkts usw. durchgeführt. Es wird gesetzt, wenn sich das Fahrzeug innerhalb des Kreuzungs-Fehlerbereichs befindet; wenn nicht, wird es gelöscht.
Flag "Außerhalb des Fehlerbereichs": Ist das Flag gesetzt, wird die Straßenauswahl durchgeführt. Es wird gesetzt, wenn das Fahrzeug den Kreuzungs-Fehlerbereich verläßt; wenn nicht, wird es gelöscht.
Flag "Detektieren des Abbiegepunkts": Ist das Flag gesetzt, erfolgt die Straßenauswahl während der Verfolgung der gegenwärtigen Position, und die gegenwärtige Position wird während der Distanzfehlerkorrektur zurückgesetzt. Ist es nicht gesetzt, werden der Abbiegeausgangspunkt, der Abbiegeabschlußpunkt und die Position des Abbiegepunkts während der Berechnung des Fahrzeugabbiegewinkels bestimmt. Es wird beim Einstellen der Anfangsposition gelöscht, bei einem detektierten Abbiegepunkt gesetzt und nach der Distanzfehlerkorrektur gelöscht.
Flag "Detektieren des Abbiegevorgangs", Flag "Warten auf Abbiegeabschluß": Diese Flags werden zum Detektieren des Abbiegens und zum Detektieren des Abbiegeabschlusses verwendet und beim Einstellen der Anfangsposition gelöscht. Das Flag "Detektieren des Abbiegevorgangs" wird gesetzt, wenn der Lenkwinkel den Schwellwert überschreitet. Der gesetzte/ungesetzte Zustand dieser Flags richtet sich danach, ob der Abbiegewinkel den detektierten Mindestabbiegewinkel überschreitet.
Nachstehend wird nunmehr eine weitere Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird die gegenwärtige Position hinsichtlich einer Straßennummer und der Restdistanz zur Endkreuzung verfolgt, die diese Straßennummer betrifft. Im Gegensatz dazu wird in einer zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 23 die gegenwärtige Position durch Erkennen einer Kreuzung anhand von Koordinaten verfolgt. Damit gleicht die Verarbeitung der zweiten Ausführungsform teilweise der vorstehend beschriebenen Ausführungsform; zur zweiten Ausführungsform gehört jedoch als eine Verarbeitung beim Passieren einer Kreuzung durch das Fahrzeug ein Schritt des Vergleichens der Orientierung beim Einfahren in die Kreuzung mit dem Abbiegewinkel sowie ein Schritt der Korrektur der gegenwärtigen Position anstelle der Verarbeitung der vorstehend beschriebenen Ausführungsform vom Schritt der Straßenauswahl zum Schritt der Distanzfehlerkorrektur.
Hat sich in einem Beispiel gemäß Fig. 24 das Fahrzeug in die Fläche eines Kreises mit einem bestimmten Radius bewegt, dessen Mittelpunkt eine Kreuzung ist, wird bestimmt, daß das Fahrzeug in einen Fehlerbereich der Kreuzung eingefahren ist. Beträgt eine den Fehlerbereich um die Koordinaten (XC, YC) der Kreuzung definierende Distanz r, wird bestimmt, daß das Fahrzeug in den Kreis von Fig. 24(a) eingefahren ist, wenn das Fahrzeug eine solche Position erreicht hat, daß die Koordinaten (X&sub0;, Y&sub0;) der gegenwärtigen Position (der Fahrzeugposition) folgende Bedingung erfüllen:
(XC X&sub0;)² + (YC - Y&sub0;)² < r²
Anschließend wird gemäß Fig. 24(b) das Abbiegen detektiert, um eine Abbiegeausgangsposition und eine Abbiegeabschlußposition zu ermitteln. Betragen die Orientierungen an diesen Positionen -20º und -100º, wird der
Ortskurvenwinkel
= (Orientierung an der Abbiegeabschlußposition) (Orientierung an der Abbiegeausgangsposition)
= -100º - (-20º) = -80º berechnet, und die Position des Abbiegepunkts wird detektiert; dadurch wird eingestellt:
Dup = Position des Abbiegepunkts - Abbiegeausgangsposition
Ddown = Abbiegeabschlußposition - Position des Abbiegepunkts
Im Schritt des Vergleichens der Orientierung beim Einfahren in die Kreuzung mit dem Abbiegewinkel werden Straßen, die in die Kreuzung mit der Kreuzungsnummer IV einmünden, als ankommende Straßen aus den Kreuzungsdaten oder als Straßen mit dem gleichen Endpunkt aus den Straßendaten ermittelt. Die Orientierung, mit der ein Fahrzeug auf jeder dieser Straßen in die Kreuzung einfährt, wird als Orientierung an einer Position bestimmt, die sich in der Distanz Dup von der Kreuzungsposition auf der Knotenfolge der Straße befindet. Entsprechen dadurch gewonnene Orientierungen der nachfolgenden Aufstellung
sowie der Darstellung in Fig. 25(b), wird die durch die Straßennummer (10) dargestellte Straße als die Zufahrtsstraße für das Beispiel von Fig. 24(b) betrachtet, da sie eine Orientierung beim Einfahren hat, die der Abbiegeausgangsposition (-20º) am nächsten kommt.
Nach der Feststellung der Zufahrtsstraße werden von der Kreuzung IV abgehende Straßen aus den Kreuzungsdaten wie Straßen mit dem gleichen Ausgangspunkt aus den Straßendaten ausgelesen. Danach wird eine Fahrtrichtungsänderung des Fahrzeugs ermittelt, wenn das Fahrzeug von der einmündenden oder Zufahrtsstraße (10) zur jeweiligen abgehenden oder Ausfahrtsstraße weiterfährt. Bei dieser Verarbeitung ergibt sich die abgehende Straße aus der Differenz zwischen der Orientierung an der Abbiegeausgangsposition auf der einmündenden Straße und der Orientierung an der Position in der Distanz Ddown von der Kreuzungsposition auf der Knotenfolge der abgehenden Straße. Folglich besteht zwischen der einmündenden Straße (10) und den jeweiligen abgehenden Straßen (4), (5), (8), (9) folgende Beziehung:
Da der Ortsabbiegewinkel -80º im Beispiel von Fig. 24(b) beträgt, kommt der Kurvenwinkel zwischen den Straßen (10) und (8) diesem Wert am nächsten und wird als die gewünschte Änderung der Fahrtrichtung ausgewählt.
Fig. 26 zeigt eine Verarbeitungsroutine für den Vergleich zwischen der Orientierung beim Einfahren in die Kreuzung und dem Abbiegewinkel. In der Verarbeitungsroutine von Fig. 26 werden zunächst Straßen ausgelesen, die in eine Kreuzung einmünden.
Gemäß Fig. 27 wird bei dieser Verarbeitung die Straßennummer einer der Straßen, die in die Endkreuzung der gegenwärtigen Straße einmünden, aus den Kreuzungsdaten ausgelesen. Diese Nummer wird als die "Straßennummer" und "Anfangsstraßennummer" eingestellt, und der Schleifenzähler wird auf 0 gesetzt. Die übrigen einmündenden Straßennummern werden alle nacheinander aus den Straßendaten unter Inkrementieren des Schleifenzählers ausgelesen, bis die nächste Nummer einer Straße mit dem gleichen Endpunkt mit der "Anfangsstraßennummer" übereinstimmt. Die Anzahl der dadurch festgestellten Straße wird als 'Anzahl der einmündenden Straßen" eingestellt. Folglich ähnelt die Verarbeitung hierbei dem Schritt des Auslesens der Straßennummern der von einer Kreuzung abge henden Straßen, der zuvor anhand von Fig. 20 beschrieben wurde.
Danach wird der Schritt des Auslesens der Straßennummern von Straßen, die von einer Kreuzung abgehen, auf die gleiche Weise wie der Schritt von Fig. 20 abgearbeitet. Anschließend wird der Schleifenzähler auf 0 gesetzt.
Heim Inkrementieren des Schleifenzählers auf die Anzahl der einmündenden Straßen erfolgt die Bestimmung der einmündenden Straßen im Hinblick auf die in Fig. 25(b) gezeigten Straßen. Danach wird ein Schleifenzähler k auf 0 gesetzt. Beim Inkrementieren dieses Schleifenzählers wird der Kurvenwinkel berechnet, und es erfolgt die Bestimmung der Straße in Fahrtrichtung für die Straßen von Fig. 25(c). Die dadurch gewonnene Straßennummer der Straße wird als die Straßennummer der gegenwärtigen Straße eingestellt.
Nach der Ermittlung der Straßennummer der Straße, auf der sich die gegenwärtige Position befindet, wird eine Korrektur der gegenwärtigen Position durchgeführt. Gemäß Fig. 28(a) werden bei dieser Verarbeitung die Koordinaten der gegenwärtigen Position auf der Knotenfolge der Straße (8) eingestellt, während die Orientierung an der gegenwärtigen Position auf die Orientierung (-120º) an der Abbiegeabschlußposition der Knotenfolge eingestellt wird. Die Endkreuzung V der Straße mit der Straßennummer (8) wird gemäß Fig. 28(b) als die nächste Kreuzung ausgelesen, und die Koordinaten dieser Kreuzung werden aus den Kreuzungsdaten ausgelesen. Anschließend wird das Einfahren des Fahrzeugs in den Fehlerbereich der Kreuzung V überwacht.
Fig. 29 zeigt eine Verarbeitungsroutine für diese Korrektur der gegenwärtigen Position. In dieser Verarbeitungsroutine werden gemäß Fig. 29 zunächst die Endkreuzung und die Knotenfolge der Straßen hinsichtlich der Straßennummer der gegenwärtigen Straße aus den Straßendaten ausgelesen und als die "Endkreuzung der gegenwärtigen Straße" und die "Knotenfolge" eingestellt.
Die der östlichen Länge und der nördlichen Breite der "Endkreuzung der gegenwärtigen Straße" entsprechenden Koordi naten werden aus den Kreuzungsdaten ausgelesen und als "Koordinaten (östliche Länge, nördliche Breite) der nächsten Kreuzung" eingestellt.
Die Koordinaten auf der Knotenfolge in der Distanz Ddown vom Ausgangspunkt der "Knotenfolge" werden als Koordinaten (X["vorhergehender Sensorwert" + i], Y["vorhergehender Sensorwert + i]) eingestellt, während die Orientierung zwischen Knoten in der Distanz Ddown vom Ausgangspunkt der "Knotenfolge" als die Orientierung an der gegenwärtigen Position eingestellt wird.
Nachstehend wird noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Gemäß Fig. 30 sind dabei eine Tasten-Eingabeeinrichtung 31, eine Auslösesignal-Eingabeeinrichtung 32, eine Leitdaten- Speichereinrichtung 33, eine Leitinformations-Einstelleinrichtung 34, eine Anzeige-Ausgabeeinrichtung 35 und eine Sprachausgabe-Einrichtung 36 vorgesehen. Die Tasten-Eingabeeinrichtung 31 wird durch eine Zehnertastatur oder Funktionstasten gebildet und dient zur Eingabe von Codenummern für vorbestimmte Punkte, die als Zielpunkt und gegenwärtige Position (Leitpunkt) eingestellt werden. Die Auslösesignal-Eingabeeinrichtung 32 wird durch einen berührungsempfindlichen Schalter, einen Druckknopfschalter o. ä. gebildet und dient zum Eingeben eines einzelnen Auslösesignals. Die Leitdaten- Speichereinrichtung 33 ist ein Speicherbaustein, z. B. ein ROM, zum Speichern von Navigationsdaten oder Informationen über Orte, die als Zielpunkt, gegenwärtige Position usw. eingestellt sind. Bei Eingabe oder Festlegung eines Zielpunkts über die Tasten-Eingabeeinrichtung 31 werden Informationen zur Leitung zum Zielpunkt in der Leitinformations-Einstelleinrichtung 34, z. B. einer CPU, in Übereinstimmung mit jeweiligen Punkten eingestellt, die in der Leitdaten-Speichereinrichtung 33 gespeichert sind. Diese Informationen werden in einem Speicher, z. B. einem RAM, gespeichert. Bei Eingabe einer Codenummer, die eine gegenwärtige Position darstellt, über die Tasten-Eingabeeinrichtung 31 geben die Anzeige-Ausgabeeinrichtung 35 und die Sprachausgabe-Einrichtung 36 Leit informationen aus, die in der Leitinformations-Einstelleinrichtung 34 gespeichert sind. Wird ein Auslösesignal über die Auslösesignal-Eingabeeinrichtung 32 eingegeben, gibt die Ausgabeeinrichtung Leitinformationen über den nächsten Punkt auf dem Kurs zum Ziel aus, die in der Leitinformations-Einstelleinrichtung 34 z. B. in der Reihenfolge a, b, c ... gemäß Fig. 31 gespeichert sind. Für die Leitung an Kreuzungen gehören zu den Leitinformationen, die einer Kreuzung zugeordnet sind, Informationen über das Rechts- oder Linksabbiegen an der nächsten Kreuzung, um die Leitung zum Ziel vorzunehmen. Bei zwei kurz aufeinanderfolgenden Kreuzungen können zu den Leitinformationen natürlich auch Informationen zum Bezeichnen einer Spur gehören, in die der Fahrer das Fahrzeug unmittelbar vor dem Abbiegen des Fahrzeugs an der ersten dieser Kreuzungen einordnen sollte, sowie Informationen über die Richtung, in die der Fahrer das Fahrzeug an dieser Kreuzung lenken muß; die Leitinformationen können ferner Informationen über die Richtung aufweisen, die der Fahrer mit dem Fahrzeug an der zweiten Kreuzung einschlagen muß.
Nachstehend wird anhand von Fig. 32 der Verarbeitungsablauf in einer Navigationsvorrichtung beschrieben, die eine Einrichtung zum Eingeben von Codes, die einen Zielpunkt und einen gegenwärtigen Punkt darstellen, eine Auslösesignal-Einrichtung zur Kreuzungsbestätigung und einen Eingabeknopf für die gegenwärtige Position aufweist und dazu dient, die Leitung an Kreuzungen durchzuführen.
Zunächst wird durch den Fahrer ein Zielcode eingegeben (Schritt (1)), wodurch ein Kurssuchmodus und Leitinformationen zum Zielpunkt für alle Punkte mit Ausnahme des Zielpunkts eingestellt werden (Schritt (2)). Nach Abschluß der Kurssuche wird ein Eingabemodus für die gegenwärtige Position gewählt. Beim Eingeben eines Codes für die gegenwärtige Position (Schritt (3)) wird eine Fahrtrichtung für diesen Punkt ausgegeben (Schritt (4)). Anschließend wird ein Auslösesignal für die Kreuzungsbestätigung eingegeben (Starteingabe, Schritt (5)), und Informationen zur Leitung zum Zielpunkt an der nächsten Kreuzung werden ausgegeben (Schritt (6)). Es wird überwacht, ob ein Auslösesignal für die Kreuzungsbestätigung oder ein Druckknopfsignal zum Eingeben der gegenwärtigen Position eingegeben wird (Schritt (7)). Bei Eingabe eines Auslösesignals zur Kreuzungsbestätigung kehrt das Verfahren zur Verarbeitung des Schritts (6) zurück. Bei Eingabe eines Druckknopfsignals zum Eingeben der gegenwärtigen Position kehrt das Verfahren zur Verarbeitung des Schritts (3) zurück. Kurz gesagt wird in diesem System ein Auslösesignal immer dann eingegeben, wenn eine Kreuzung identifiziert wird, solange das Fahrzeug leitungsgemäß fährt; ansonstent drückt der Fahrer den Knopf zum Eingeben der gegenwärtigen Position, wenn er feststellt, daß das Fahrzeug vom Leitkurs abgewichen ist und zu einer anderen Kreuzung gefahren ist. Somit werden Informationselemente zur Leitung an Kreuzungen auf dem zum Zielpunkt führenden Kurs nacheinander als Reaktion auf Auslösesignaleingaben ausgegeben; wird jedoch der Knopf zum Eingeben der gegenwärtigen Position betätigt, erfolgt die Auswahl des Eingabemodus der gegenwärtigen Position.
Im vorstehend beschriebenen Beispiel werden Leitpunkte auf Kreuzungen eingestellt. Als Leitpunkte können jedoch auch Ortungspunkte, z. B. Brücken, Hochbahnstrecken und öffentliche Einrichtungen eingestellt werden, wenn die Distanz zwischen Kreuzungen groß ist. Zu Informationen über die Leitung an den Zielpunkt können spezifische Absolutinformationen über diesen Ort in Gestalt einer Karte und eines Fotos auf dem Anzeigebildschirm sowie Sprachausgaben gehören. Sollen einige Inhalte der auszugebenden Informationen speziell gekennzeichnet werden, lassen sich die Gestaltung der Anzeige oder auf sie Bezug nehmende Zeichen der Anzeige ändern, oder es können unterschiedliche Töne oder periodische Klänge verwendet werden. Die Vorrichtung kann so gestaltet sein, daß nicht nur Leitpunkte durch Auslösesignale nacheinander bereitgestellt werden, sondern der Fahrer auch in die Lage versetzt wird, Leitinformationen auf Wunsch mehrere Kilometer vor seiner gegenwärtigen Position einzusehen.
Eine Navigationsvorrichtung mit dem vorstehend beschriebenen System zur Berechnung der gegenwärtigen Position und mit dem vorstehend beschriebenen Aktualisierungssystem auf der Grundlage von Tasteingaben kann beispielsweise zum Verarbeiten einer Region mit gleichförmigen Straßen, z. B. einspurigen Straßen, und einer Region mit kompliziertem Straßennetz sowie deren Kombination verwendet werden.
Wie aus der vorangegangenen Beschreibung hervorgeht, wird im System der Erfindung die Fahrtrichtung zum Zielpunkt an jeder Kreuzung eingestellt, und die Fahrtrichtung zur nächsten Kreuzung ergibt sich aus der detektierten gegenwärtigen Position, wodurch der Fahrer den Kurs an sein Ziel frei wählen kann. Leitinformationen über die Fahrtrichtung können an jeder Kreuzung ausgegeben werden. Die Verarbeitung zum Erkennen der Kreuzung wird auf der Grundlage der Straßennetzdaten unter der Bedingung durchgeführt, daß das Fahrzeug in den Fehlerbereich der Endkreuzung eingefahren ist. Dadurch wird die Straße in Fahrtrichtung ausgewählt, und es erfolgt eine Leitausgabe an der Endkreuzung der ausgewählten Straße. Auf dem Kurs zum Zielpunkt ist es daher ausreichend, die Leitung an den jeweiligen Kreuzungen zu wiederholen. Das System kann flexibel von jeder Kreuzung aus arbeiten, indem es Daten mit einfacher Datenstruktur verwandet. Auch wenn der Fahrer eine Straße auswählt, die vom Leitkurs der bezeichneten Fahrtrichtung abweicht, kann er zur Endkreuzung der ausgewählten Straße in einer geeigneten Fahrtrichtung an sein Ziel geleitet werden, solange sich der Zielpunkt nicht ändert. Daher kann der Fahrer, auch wenn er an einer Kreuzung wegen stockenden Verkehrs oder aus anderen Gründen eine vom Optimalkurs abweichende Straße wählt, an der nächsten Kreuzung wieder geleitet werden. Gleichermaßen kann der Fahrer nach irrtümlichem Verlassen des Kurses auf der gegenwärtigen Straße bis zu einer Kreuzung weiterfahren und an dieser Kreuzung sofort die Verarbeitung zur Verfolgung der gegenwärtigen Position starten, indem er diese Kreuzung als die gegenwärtige Position eingibt. Selbst bei Versagen der Straßenverfolgungseinrichtung zum Erkennen von Kreuzungen kann der Fahrer die Navigationssteuerung fortsetzen, indem er Signale zur Kreuzungserkennung über eine Auslösesignaleinrichtung in Form eines berührungsempfindlichen Schalters oder eines Druckknopfschalters eingibt.

Claims

1. Navigationsvorrichtung mit einem System zum Orten der gegenwärtigen Fahrzeugposition mit:

einer Speichereinrichtung (6) zum Speichern von Straßennetzdaten mit Informationen über Koordinaten von Kreuzungen und Straßen zwischen den Kreuzungen,

einer Einrichtung (2, 12) zum Detektieren einer Fahrdistanz,

einer Einrichtung (3, 13) zum Detektieren einer Fahrzeugorientierung,

einer Ausgabeeinrichtung (5) zum Ausgeben von Leitinformationen an einen Fahrer des Fahrzeugs,

einer Navigationseinrichtung (4) mit

einer Detektierungseinrichtung (21) für Abbiegepunkte zum Detektieren eines Abbiegens eines Fahrzeugs an einer Kreuzung und

einer Detektierungseinrichtung (17) für gegenwärtige Positionen zum Bestimmen einer gegenwärtigen Position eines Fahrzeugs auf der Grundlage eines detektierten Abbiegepunkts und einer detektierten Fahrdistanz sowie einer Einrichtung zum Bereitstellen von Leitinformationen zu der Ausgabeeinrichtung in Abhängigkeit von der bestimmten gegenwärtigen Position,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Navigationseinrichtung (4) als Reaktion auf eine Eingabe eines Zielpunkts geeignet ist, aus Daten der Speichereinrichtung (6) mehrere Kurse zu dem Zielpunkt von Kreuzungen der Straßennetzdaten abzuleiten,

wobei die Richtungen einer optimalen Fahrt zum Zielpunkt bezüglich aller Kreuzungen, die in den Straßennetzdaten als Navigationsdaten aufgelistet sind, gesetzt werden, daß die Einrichtung zum Detektieren eines Abbiegens eines Fahrzeugs aufweist:

eine Einrichtung, die auf eine Änderung des Lenkwinkels der Fahrzeuglenkung an einer ersten Kreuzung reagiert, um eine Fahrstrecke von der ersten Kreuzung zu einer zweiten Kreuzung auszuwählen und

um die Restdistanz zu der zweiten Kreuzung auf der Grundlage der Länge der ausgewählten Straße und der detektierten Fahrdistanz zu bestimmen, und

daß die Einrichtung zum Bereitstellen von Leitinformationen ferner geeignet ist, Leitinformationen bereitzustellen, die einen ausgewählten der mehreren Kurse zu dem Zielpunkt betreffen, zu dem die zweite Kreuzung gehört.

2. Navigationsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Navigationseinrichtung (4) geeignet ist, die Restdistanz jedesmal dann zu aktualisieren, wenn die detektierte Fahrdistanz gleich einer vorbestimmten Einheitsdistanz ist (S412, S413).

3. Navigationsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Navigationseinrichtung (4) geeignet ist, eine Orientierung und Koordinaten des Fahrzeugs anhand der detektierten Fahrdistanz und dem detektierten Lenkwinkel zu bestimmen und die gegenwärtige Position auf der Grundlage der Orientierung und der Koordinaten zu bestimmen (Fig. 14).

4. Navigationsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Navigationseinrichtung (4) geeignet ist, einen Abbiegewinkel des Fahrzeugs und anschließend die gegenwärtige Position durch einen Vergleich des Abbiegewinkels und einer anhand der Straßennetzdaten gewonnenen Position zu bestimmen (Fig. 26).

5. Navigationsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Navigationseinrichtung (4) die Detektierungseinrichtung (21) für Abbiegepunkte zum Detektieren eines Abbiegens des Fahrzeugs an der ersten Kreuzung und eine Korrektureinrichtung (23) für Distanzfehler zum Korrigieren von Distanzen zu der zweiten Kreuzung auf der Grundlage des detektierten Abbiegens des Fahrzeugs aufweist.

6. Navigationsvorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Navigationseinrichtung (4) geeignet ist, eine vorhergehende Fahrzeugorientierung und vorhergehende Koordinaten aus einem Speicher abzurufen und eine neue Fahrzeugorientierung und neue Koordinaten anhand der detektierten Fahrdistanz und dem detektierten Lenkwinkel zu bestimmen sowie die neue Orientierung und die neuen Koordinaten in dem Speicher zu speichern.

7. Navigationsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektierungseinrichtung für Abbiegepunkte zum Detektieren eines Abbiegens eines Fahrzeugs an einer Kreuzung geeignet ist, eine Orientierung an der Abbiegeausgangsposition zu ermitteln und davon eine Orientierung an der Abbiegeabschlußposition zu subtrahieren, um einen Ortskurvenwinkel abzuleiten.

8. Navigationsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Navigationseinrichtung geeignet ist, die Orientierung an der Abbiegeausgangsposition mit der Orientierung von Straßen zu vergleichen, die in die Kreuzung einmünden, wodurch eine Zufahrtsstraße identifiziert werden kann.

9. Navigationsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Navigationseinrichtung geeignet ist, den Ortskurvenwinkel mit dem Winkel zwischen der Zufahrtsstraße und jeder der Straßen zu vergleichen, die von der Kreuzung abgehen, wodurch eine Ausfahrtsstraße identifiziert werden kann.

10. Navigationsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Navigationseinrichtung (4) geeignet ist, anhand der Straßennetzdaten unter Verwendung der gegenwärtigen Position eine Straße zu orten, auf der sich die gegenwärtige Position befindet, und die Koordinaten einer nächsten Kreuzung zu ermitteln, wodurch eine Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs zu der nächsten Kreuzung detektiert wird, um eine Verarbeitung durchführen zu können.