DE60316327T2

DE60316327T2 - Routenberechnung um verkehrshindernisse herum unter verwendung markierter umleitungen

Info

Publication number: DE60316327T2
Application number: DE60316327T
Authority: DE
Inventors: Martin Wiener; Frank Tiedtke
Original assignee: Harman Becker Automotive Systems GmbH
Current assignee: Harman Becker Automotive Systems GmbH
Priority date: 2003-07-17
Filing date: 2003-07-17
Publication date: 2008-01-03
Anticipated expiration: 2023-07-18
Also published as: WO2005017855A1; DE60316327D1; EP1550097B1; US20050251324A1; CA2493973C; US7526377B2; JP2006512587A; EP1550097A1; CA2493973A1; AU2003261176A1; CN1685379A; EP1550097A4; ATE373223T1; CN100588909C

Description

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf Fahrzeug-Navigationssysteme und spezieller auf eine Vereinfachung einer Routenberechnung um Verkehrshindernisse herum durch Verwendung einer markierten Umleitung.
Verwandte Technik
Fahrzeug-Navigationssysteme werden in der Automobilindustrie zunehmend populär. Ein typisches Fahrzeug-Navigationssystem kann einen Empfänger eines globalen Positionsbestimmungssystems ("GPS") enthalten, der irgendwo an dem Fahrzeug montiert ist. Der GPS-Empfänger kann mit einem satellitengestützten globalen Positionsbestimmungssystem oder anderen örtlich festgelegten Positionsbestimmungssystemen kommunizieren. Der GPS-Empfänger erhält eine geographische Positionsbestimmungsinformation, die in irgendeine Form von Anzeige für den Fahrzeugbediener umgewandelt wird, welche die Position des Fahrzeugs in Bezug zu vorher festgelegten Referenzpunkten oder anderen bekannten Geländepunkten auf einer gegebenen Kartendatenbank anzeigt. Andere Systeme und Vorrichtungen können ebenfalls verwendet werden, um die geographische Position des Fahrzeugs zu bestimmen.
Das typische Fahrzeug-Navigationssystem kann auch eine digitale Kartendatenbank enthalten, welche digitalisierte Karteninformationen einschließt, die von einem Navigationscomputer verarbeitet werden können, der dazu ausgelegt ist, kartenbezogene Funktionen zu bearbeiten. Ein Kartenabgleichmodul kann verwendet werden, um die Position oder Trajektorie, die durch ein Positionierungsmodul gemessen wird mit einer Position abzugleichen, die mit einem Ort oder einer Route auf einer Karte verbunden ist, die von der digitalen Kartendatenbank geliefert werden. Das Positionierungsmodul kann seine Informationen von dem GPS-Empfänger erhalten.
Das typische Fahrzeug-Navigationssystem kann auch ein Mensch-Maschine-Schnittstellenmodul enthalten, welches die Benutzer mit einer Methode versieht, mit dem Navigationssystem zu Wechselwirken. Typischerweise wird eine virtuelle Anzeige verwendet, um Signale in ein visuelles Bild in Echtzeit für eine direkte Interpretation durch den Benutzer umzuwandeln. Somit werden Anzeigen verwendet, um optische Empfehlungen für den Fahrer zu liefern, welche üblicherweise als digitale Karte übermittelt werden, die auf der Anzeige erzeugt wird. Die Anzeige selbst ist typischerweise eine opto-elektrische Vorrichtung wie eine Flüssigkristallanzeige ("LCD"), eine Kathodenstrahlröhren("CRT")-Anzeige, eine Blickfeld-Darstellungsanzeige ("HUD"), eine Plasmaanzeigetafel ("PDP"), eine Vakuumfluoreszenz-Anzeige ("VFD") oder eine Touch-Screen-Anzeige.
Ein Routenplanungsmodul, das verwendet wird, um eine Route vor oder während einer Reise zu planen kann auch enthalten sein. Eine üblicherweise verwendete Technik besteht darin, eine Route mit den minimalen Reisekosten zu finden, die ausgelegt ist, das Ausmaß der zurückgelegten Strecke und die Kosten, die mit einem Erreichen eines vorgegebenen Ziels verbunden sind zu minimieren. Es gibt andere Techniken, welche die Zeit integrieren, die man benötigt, wenn man bestimmte Straßen verwendet oder die Informationen bezüglich Verkehrsstaus auf der Route verwenden, um eine Route zu berechnen, welche den Verkehrsstau vermeidet. Ein Routenführungsmodul ist auch enthalten, welches verwendet wird, um den Fahrer entlang der Route zu führen, welche durch das Routenplanungsmodul erzeugt wurde. Die Echtzeitführung oder Führung unterwegs wird üblicherweise erzeugt durch Verwendung der optischen Empfehlungen für den Fahrer auf der Anzeige und kann auch akustische Empfehlungen für den Fahrer einschließen.
Wenn Verkehrsstaus oder andere Hindernisse entlang der geplanten Route gemeldet werden, muss das Fahrzeug-Navigationssystem eine Umleitung zu der geplanten Route finden, welche die Verwendung von Straßen von untergeordneter Bedeutung erfordern kann. Aus Gründen der begrenzten Zeit und des begrenzten Speichers ist es für einen aktuellen Routenalgorithmus nicht möglich jede Straße zu prüfen, um festzustellen, ob sie für die beste alternative Route nützlich ist. Die Standardsuche berücksichtigt nur Hauptstraßen bei größeren Entfernungen des Reiseausgangspunkts und des Reiseziels und betrachtet typischerweise kleinere Straßen nur in der Nähe des Reiseausgangspunkts und des Reiseziels. Somit sollte, wenn die beste alternative Route eine örtliche Umleitung um ein Hindernis herum auf kleineren Straßen erfordert das Fahrzeug-Navigationssystem in der Lage sein diese kleineren Straßen zu lokalisieren.
Eine Berechnung von langen Reisen kann durch eine Unterteilung des Straßennetzwerks in Straßenfunktionsklassen durchgeführt werden. Im mittleren Bereich der Reise suchen Routenbestimmungstechniken wie sie gegenwärtig bei Navigationsvorrichtungen implementiert sind nur nach den wichtigsten Straßenverbindungen. Diese Technik scheitert dabei eine empfehlenswerte alternative Route zu finden. Somit kann die Navigationsvorrichtung auf der ursprünglich berechneten Route beharren, die durch eines oder mehrere Verkehrshindernisse oder Vorkommnisse verschlechtert wird.
EP 1 139 066 A2 legt eine deduktive Datenbank-Architektur zur Lieferung von aktuellen Daten für verschiedene existierende Navigationssysteme mit einer Verbreitung von verschiedenen inkompatiblen Navigationssystem-Plattformen offen. Die Anmeldung bezieht sich auf einen Weg zur Lieferung einer Aktualisierung einer geographischen Datenbank, die bei Navigationssystemen verwendet wird und auf eine Integrierung von verschiedenen Typen an Daten, die in existierenden geografischen Datenbanken enthalten sind. Um aktualisierte geografische Daten für ein Navigationssystem eines Endbenutzers Ober die Lebensdauer des Navigationssystems zu liefern, muss der Anbieter von geografischen Daten ein Produkt liefern, das nicht nur über aktualisierte geografische Daten verfügt, sondern auch mit der speziellen Navigationssystem-Plattform des Endbenutzers kompatibel ist.
ZUSAMMENFASSUNG
Diese Erfindung liefert ein nach Patentanspruch 1 definiertes Fahrzeug-Navigationssystem, das ein Routenberechnungsmodul enthält, das in der Lage ist markierte Umleitungen zu verwenden, um Verkehrsereignisse oder Hindernisse zu vermeiden. Das Fahrzeug-Navigationssystem kann eine Navigations-Steuereinheit einschließen, welche mit einer Anzeige, einer Benutzereingabevorrichtung, einer digitalen Kartendatenbank, einem Positionierungssystem, einer Speichervorrichtung und einer Verkehrsereignis-Mitteilungsvorrichtung verbunden ist. Die Anzeige kann verwendet werden, um eine grafische Darstellung einer Straßennetzkarte zu erzeugen, die in der digitalen Karten-Datenbank enthalten ist, welche verwendet werden kann, um den Fahrer entlang einer Route zu einem vorgegebenen Ziel zu führen. Zusätzlich kann die Anzeige als eine Eingabevorrichtung verwendet werden, wenn die Anzeige eine Touch-Screen- Anzeige umfasst. Die Benutzer-Eingabevorrichtung kann durch den Fahrer verwendet werden, um sowohl Informationen bezüglich des Reiseziels als auch andere Reisewünsche oder Beschränkungen nach Wunsch durch den Fahrer des Fahrzeugs einzugeben.
Die digitale Kartendatenbank kann auf einer CD-ROM, einer Festplatten-Speichervorrichtung oder irgendeinem anderen geeigneten Speichermedium angebracht sein. Die digitale Kartendatenbank kann sowohl eine digitale Karte eines Straßennetzes für verschiedene geografische Gegenden als auch andere Datentypen enthalten. Speziell kann die digitale Kartendatenbank Informationen über die Straßenfunktionsklassen von verschiedenen Fahrbahnen oder Straßen enthalten, die in der Straßennetzwerkkarte enthalten sind. Die Straßenfunktionsklassen können Straßen in vielen unterschiedlichen Kategorien wie zum Beispiel Autobahnen, Schnellstraßen, mautpflichtige Straßen, städtische Straßen, Stadthauptverkehrsadern, Landstraßen, Straßen in Wohngegenden und so weiter bezeichnen. Andere Straßendaten wie eine Spuranzahl-Anzeige und eine Geschwindigkeitsbegrenzungsanzeige, die mit den jeweiligen Straßen verbunden sind können auch enthalten sein.
Die digitale Kartendatenbank kann basierend auf geographischen Koordinaten und einer Vielzahl von Straßen, die mit Hinsicht auf die geografischen Koordinaten angeordnet sind erzeugt werden. Der Prozess der Umwandlung einer Karte in eine digitale Kartendatenbank kann als eine Kartenumwandlung bezeichnet werden. Eine Karte von irgendeinem gegebenen Gebiet wird eine Vielzahl von Straßen enthalten, die von einem Fahrer verwendet werden können, um zu einem Ziel zu reisen. Die Straßen können durch eine der oben gezeigten Straßenfunktionsklassen oder irgendeinem anderen Typ von Straßenfunktionsklasse klassifiziert werden.
Während einer Kartenumwandlung werden eine Vielzahl von Hindernissen oder Verkehrsereignissen zwischen jeweiligen Knoten oder auf Segmenten der Straßen simuliert, die in der digitalen Kartendatenbank enthalten sind. Zum Zwecke dieser Erfindung werden Knoten oder Segmente als Kartenelemente betrachtet. Ein Verkehrsereignis-Simulationsmodul kann verwendet werden, um die Verkehrsereignisse, die zwischen jeweiligen Knoten oder auf Segmenten der Straßen auftreten zu simulieren. Zusätzlich kann das Verkehrsereignis-Simulationsmodul verwendet werden, um Verkehrsereignisse entlang mehrerer Segmente der Straßen zu simulieren. Wenn die Verkehrsereignisse einmal simuliert sind, kann zumindest eine markierte Umleitung für jedes Segment der Straße berechnet werden, welche in der Straßennetzkarte enthalten ist. Somit kann eine Vielzahl von markierten Umleitungen erzeugt werden, welche mit einem jeweiligen Segment der Straße oder mehreren Segmenten der Straße verbunden sind. Die markierten Umleitungen können in der digitalen Kartendatenbank gespeichert werden, zusätzlich mit den anderen Daten, die in der digitalen Kartendatenbank gespeichert sind.
Ein Routenführungs-Modul, das auf dem Fahrzeug-Navigationssystem angeordnet ist, kann verwendet werden, um den Fahrer des Fahrzeugs entlang der Route zu führen, welche durch das Routenberechnungs-Modul berechnet wurde. Wenn das Fahrzeug-Navigationssystem Informationen empfängt, die anzeigen, dass ein Verkehrsereignis entlang eines Straßensegments oder entlang mehrerer Straßensegmente aufgetreten ist, kann das Routenberechnungs-Modul die markierte Umleitung suchen, die mit diesem speziellen Straßensegment verbunden ist und den Fahrer entlang einer alternativen Route führen, welche das Verkehrsereignis vermeidet. Wie oben gezeigt, wurde zumindest eine markierte Umleitung, welche mit diesem speziellen Straßensegment oder Straßenabschnitt verbunden ist schon durch das Verkehrsereignis-Simulationsmodul berechnet und in der digitalen Kartendatenbank gespeichert werden, wenn die digitale Kartendatenbank während des Kartenumwandlungsprozesses erzeugt wird.
Die Speichervorrichtung wird verwendet, um verschiedene Arten von Daten zu speichern, welche durch das Fahrzeug-Navigationssystem verwendet werden. Sowohl Reiseausgangspunkte und Reiseziele als auch berechnete Routen zu den Reisezielen können in der Speichervorrichtung gespeichert werden. Zusätzlich können die markierten Umleitungen, die während des Kartenumwandlungsprozesses berechnet werden ebenfalls in der Speichervorrichtung gespeichert werden. Mit anderen Worten können die markierten Umleitungen zusammen mit (als Teil von) der digitalen Karte gespeichert werden. Verschiedene andere Arten von Daten und Informationen können in der Speichervorrichtung gespeichert werden, die von dem Fahrzeug-Navigationssystem verwendet werden.
Während der Kartenumwandlung wird eine Vielzahl von markierten Umleitungen für jedes Straßensegment erzeugt, das in der digitalen Kartendatenbank enthalten ist. Wenn die Route einmal berechnet ist, wird das Fahrzeug-Navigationssystem in der Lage sein, jedes Straßensegment zu identifizieren, welches in die Route eingeschlossen wird. Mann kann das Routenberechnungs-Modul kann auch so verwenden, dass es die markierten Umleitungen, die mit den in der Route eingeschlossenen Straßensegmenten verbunden sind, bestimmt.
Bei einem anderen Beispiel der Erfindung kann das Fahrzeug-Navigationssystem auch ein Verkehrsereignis-Simulationsmodul enthalten, das verwendet wird, um jegliche Art von Verkehrsereignissen zu simulieren, welche entlang der Route auftreten, die durch das Routenberechnungs-Modul berechnet wurden. Das Verkehrsereignis-Simulationsmodul kann die Route in eine Vielzahl von Straßensegmenten unterteilen und simulierte Verkehrsereignisse entlang jedes dieser Straßensegmente erzeugen. Die Straßensegmente können aus Abschnitten von Straßen, die zwischen zwei Straßeneinmündungen liegen oder irgendeiner anderen bestimmten Strecke bestehen.
Ein Umleitungsmodul kann auch eingeschlossen sein, um die markierten Umleitungen als Funktion der Verkehrsereignisse zu berechnen, welche durch das Verkehrsereignis-Simulationsmodul erzeugt werden. Die markierten Umleitungen bestehen aus Straßen, welche dem Fahrer des Fahrzeugs helfen werden das Verkehrsereignis oder Hindernis zu vermeiden, während er zu dem Reiseziel fährt. Die markierten Umleitungen können aus jeder Straße bestehen, die mit dem Straßensegment verbunden ist, auf dem während der Reise zu dem Ziel gefahren wird.
Das Umleitungsmodul kann jede Straßenfunktionsklasse verwenden, um das Verkehrsereignis zu vermeiden, wohingegen das Routenberechnungsmodul nur Hauptstraßen zur Berechnung der Routen für lange Reisen verwenden wird. Somit kann das Umleitungsmodul markierte Umleitungen für örtliche Umleitungen um die Verkehrsereignisse oder Hindernisse herum erzeugen, die kleinere oder lokale Straßen verwenden, um das Verkehrsereignis zu vermeiden. Nachdem das Umleitungsmodul die markierten Umleitungen festgelegt hat, können Sie in der Speichervorrichtung für eine spätere Verwendung durch das Fahrzeug-Navigationssystem gespeichert werden.
Wenn die Navigationssteuereinheit eine Mitteilung von der Verkehrsereignis-Mitteilungsvorrichtung während der Reise zu dem Ziel erhält, die ein Verkehrsereignis voraus bei einem Straßensegment anzeigt, wird das Routenberechnungsmodul bevor zugt die markierten Umleitungen suchen, die in einem Speicher für dieses spezielle Straßensegment für eine Route gespeichert sind, um das Verkehrsereignis zu vermeiden. Somit werden alle anderen Straßen, die in der Straßennetzwerkkarte von diesem speziellen geographischen Gebiet enthalten sind durch das Routenberechnungsprogramm außer Acht gelassen. Dies spart Zeit und Verarbeitungsleistung dadurch, dass sich die Navigationssteuereinheit auf markierte Straßen konzentrieren kann, während sie Straßen, die nicht markiert wurden ignoriert.
Andere Systeme, Verfahren, Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden dem Fachmann nach einer Betrachtung der folgenden Figuren und der folgenden detaillierten Beschreibung offensichtlich sein oder werden. Es ist beabsichtigt, dass alle solche zusätzlichen Systeme, Verfahren, Eigenschaften und Vorteile in dieser Beschreibung eingeschlossen sind, sich innerhalb des Rahmens der Erfindung befinden und durch die folgenden Patentansprüche geschützt sind.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung kann mit Bezug auf die folgenden Zeichnungen und die folgende Beschreibung besser verstanden werden. Die Komponenten in den Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu, sondern es wurde statt dessen Gewicht auf eine Darstellung der Prinzipien der Erfindung gelegt. Darüber hinaus bezeichnen bei den Figuren gleiche Referenzzahlzeichen entsprechende Teile bei allen unterschiedlichen Ansichten.
1 ist ein Blockdiagramm eines Fahrzeug-Navigationssystems.
2 ist ein Blockdiagramm von Anwendungsmodulen, die auf der Navigationssteuereinheit in dem Fahrzeug-Navigationssystem aus 1 angebracht sind.
3 ist eine beispielhafte Straßennetzwerkkarte, die eine Vielzahl von Straßensegmenten zeigt, die in verschiedenen Typen von Straßenfunktionsklassen eingeteilt sind.
4 ist eine beispielhafte Straßennetzwerkkarte, die markierte Umleitungen um Verkehrsereignisse zeigt, welche durch das Umleitungsmodul berechnet wurden.
5 ist ein Flussdiagramm, welches beispielhafte Prozessschritte darstellt, welche durch das Navigationssystem bei der Berechnung und Verwendung von markierten Umleitungen ausgeführt werden.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
In 1 ist ein Navigationssystem 100 mit einem Routenberechnungsmodul gezeigt, das in der Lage ist, markierte Umleitungen zu bestimmen, um Verkehrshindernisse oder Verkehrsereignisse zu vermeiden. Wie dargestellt, enthält das Navigationssystem 100 eine Navigationssteuereinheit 102, welche Softwaremodule enthält, die programmiert sind, um Routen von Ausgangspunkten zu Zielpunkten zu berechnen. Auch wenn es nicht speziell dargestellt ist, kann die Navigationssteuereinheit 102 eine zentrale Verarbeitungseinheit ("CPU"), einen Systembus, einen Direktzugriffsspeicher ("RAM"), einen Festwertspeicher ("ROM"), einen Eingabe/Ausgabe-Adapter zur Verbindung von Peripheriegeräten wie Festplattenantrieben, CD-ROM-Laufwerken, einem Kommunikations-Adapter und einem Anzeige-Adapter einschließen. Verschiedene Rechenvorrichtungen und Komponenten können verwendet werden, um die Funktionalität der Navigationssteuereinheit 102 zu liefern.
Die Navigationssteuereinheit 102 kann mit einer Anzeige 104 verbunden sein. Bei einem Beispiel kann die Anzeige 104 eine Touch-Screen-Anzeige sein, die sowohl als Anzeige als auch als Benutzereingabevorrichtung agiert. Bei noch einem anderen Beispiel kann die Navigationssteuereinheit 102 mit einer Benutzereingabevorrichtung 106 verbunden sein. Die Benutzereingabevorrichtung 106 kann ein Keypad, ein Personalcomputer, ein Laptop-Computer, ein Pocket-PC, ein PDA, eine Vorrichtung mit drahtlosen Zugang oder Telefon oder jegliche Vorrichtungen sein, die in der Lage ist einem Benutzer des Navigationssystems 100 zu gestatten Daten während des Betriebs einzugeben. Wenn die Benutzereingabevorrichtung 106 drahtlos mit der Navigationssteuereinheit 102 kommuniziert, können sowohl die Navigationssteuereinheit 102 als auch die Benutzereingabevorrichtung 106 mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden sein, die in der Lage ist, die notwendigen Daten zwischen der Benutzereingabevorrichtung 106 und der Navigationssteuereinheit 102 hin und her zu leiten. Einige beispielhafte Verfahren zur Verbindung der Benutzereingabevorrichtung 106 mit der Navigationssteuereinheit 102, die Verwendung finden können, schließen Infrarot, Bluetooth, WLAN, universeller serieller Bus (USB), Faseroptik, direkte Verdrahtung, parallele Anschlüsse, serielle Anschlüsse und eine Netzwerkverbindung in Reihe ein.
Wie weiterhin dargestellt kann die Navigationssteuereinheit 102 mit einer digitalen Kartendatenbank 108 verbunden sein. Die digitale Kartendatenbank 108 kann auf einer Festplatten-Speichervorrichtung, einer CD-ROM oder irgendeinem anderen geeigneten Speichermedium angeordnet sein. Die digitale Kartendatenbank 108 enthält sowohl eine digitale Karte eines Straßennetzwerks für verschiedene geographische Orte als auch andere Arten von Daten. Die digitale Kartendatenbank 108 gestattet der Navigationssteuereinheit 102 eine Karte eines geographischen Orts einschließlich des Straßennetzwerks anzuzeigen und kann dabei helfen eine Adresse oder ein Ziel unter Verwendung einer Straßenadresse oder von in der Nähe liegenden Einmündungen zu lokalisieren. Zusätzlich kann die digitale Kartendatenbank 108 dabei helfen eine Reiseroute zu berechnen, sie kann die von einem Sensor ermittelte Fahrzeugtrajektorie mit einem bekannten Straßennetzwerk in Übereinstimmung bringen, um genauer die gegenwärtige Position des Fahrzeugs zu bestimmen; oder Reiseinformationen wie Straßenklassifikationsdaten, Reiseanweisungen, Geländepunkte sowie Hotel- und Restaurantinformationen liefern.
Die Navigationssteuereinheit 102 kann auch mit zumindest einem Positionsbestimmungssystem 110 verbunden sein. Das Positionsbestimmungssystem 110 kann verwendet werden, um den geographischen Ort oder die Koordinaten eines Fahrzeugs zu bestimmen, in welchem ein Teil des Navigationssystems 100 installiert ist. Zusätzlich kann das Positionsbestimmungssystem 110 die Trajektorie des Fahrzeugs bestimmen. Eine Positionierungsbestimmung enthält die Bestimmung der Geokoordinaten des Fahrzeugs auf der Oberfläche der Erde. Die Kenntnis der Position und der Trajektorie des Fahrzeugs gestattet der Navigationssteuereinheit 102 die genaue Position des Fahrzeugs relativ zu einer Straßennetzwerkkarte zu bestimmen. Die Navigationssteuereinheit 102 kann auch Fahranweisungen an den Fahrer des Fahrzeugs tiefem, indem es den geographischen Ort und die Trajektorie des Fahrzeugs kennt.
Drei beispielhafte Arten von Positionsbestimmungssystemen 110, die verwendet werden können schließen ein selbstständiges Gerät, ein satellitengestütztes System und ein System ein, das auf terrestrischem Funk basiert. Ein Koppelnavigationssystem ist ein beispielhaftes selbstständiges Gerät, welches von dem Navigationssystem 100 verwendet werden kann. Ein satellitengestütztes System, das verwendet werden kann, enthält ein Ausstatten des Fahrzeugs mit einem globalen Positionsbestimmungssystem("GPS")-Empfänger oder irgendeinem anderen Systemtyp, der Satelliten verwendet, um geographische Orte zu bestimmen. Ein System, das terrestrischen Funk verwendet ist ein System, das Messtechniken verwendet, um den Ort des Fahrzeugs zu bestimmen. Drei üblicherweise verwendete Messtechniken für eine terrestrische Positionsbestimmung bestehen aus Ankunftszeit (time of arrival ("TOA")), Ankunftswinkel (angle of arrival ("AOA")) und Zeitdifferenz der Ankunft (time difference of arrival ("TDOA")). Sowohl eine Kombination aller Beispiel-Positionsbestimmungssysteme, die oben diskutiert wurden als auch andere können von dem Navigationssystem 100 verwendet werden.
Eine Funkzugangsvorrichtung 112 kann mit der Navigationssteuereinheit 102 verbunden sein. Bei einem Beispiel ist die Funkzugangsvorrichtung 112 verwendbar, um die Navigationssteuereinheit 102 mit einem Navigationsserver 114 zu verbinden. Bei diesem Beispiel können Routenberechnung und Datenspeicherung durch den Navigationsserver 114 ausgeführt werden. Diese Ausführung stellt eine servergestützte Lösung dar, bei welcher eine Hauptmenge an Verarbeitung bei dem Navigationsserver 114 geschieht, gegenüberliegend zu der Navigationssteuereinheit 102 des Fahrzeugnavigationssystems 100. Die Navigationssteuereinheit 102 kann sich in den Navigationsserver 114 unter Verwendung der Funkzugangsvorrichtung 112 einloggen. Ein Funk-Datenübertragungsprotokoll (wie WAP) kann verwendet werden, um Daten und Routenplanungsinformationen, die von dem Navigationsserver 114 erzeugt wurden an die Navigationssteuereinheit 102 zu übertragen.
Die Navigationssteuereinheit 102 kann auch mit einer Speichervorrichtung 116 verbunden sein. Die Speichervorrichtung 116 kann verwendet werden, um verschiedene Arten von Daten zu speichern, welche von dem Navigationssystem 100 verwendet werden. Reiseausgangspunkte und Reiseziele können in der Speichervorrichtung 116 gespeichert werden. Zusätzlich können Routen zu Reisezielen in der Speichervorrichtung 116 gespeichert werden. Wie im Detail im Folgenden dargelegt, können markierte Umleitungen, welche durch das Navigationssystem 100 berechnet werden auch in der Speichervorrichtung 116 gespeichert werden. Alternativ kann die Speichervorrichtung 116 mit dem Navigationsserver 114 verbunden sein. Verknüpfte Daten können in Verbindung mit dem Navigationsserver 114 gespeichert werden. Daten können dann an die Navigationssteuereinheit 102 unter Verwendung der Funkzugangsvorrichtung 112 übertragen werden.
Das Navigationssystem 100 kann auch eine Verkehrsereignis-Mitteilungsvorrichtung 118 einschließen, welche eingehende Mitteilungen von Verkehrsereignissen empfängt. Die Verkehrsereignis-Mitteilungsvorrichtung 118 kann mit der Navigationssteuereinheit 102 verbunden sein. Die Navigationssteuereinheit 102 kann Signale, die von der Verkehrsereignis-Mitteilungsvorrichtung 118 empfangen werden verwenden, um ein Fahrzeug, in welchem das Navigationssystem 100 installiert ist dynamisch um Verkehrshindernisse oder Ereignisse herum zu führen, die sich vor dem Fahrer befinden. Verschiedene unterschiedliche Typen von Verkehrsereignis-Mitteilungsvorrichtungen 118 können von dem Navigationssystem 100 verwendet werden.
In 2 kann die Navigationssteuereinheit 102 eine digitale Kartendatenbank 108 einschließen. Die digitale Kartendatenbank 108 enthält Karteninformationen in einem vorgegebenen Format, das von der Navigationssteuereinheit 102 oder dem Navigationsserver 114 gelesen und verwendet werden kann. Die Navigationssteuereinheit 102 kann die Karteninformationen für kartenbezogene Funktionen wie eine Identifizierung und eine Lieferung von Orten, Adressinformationen, Straßeneinteilungen, Straßenbeschränkungen, Straßennamen, Verkehrsbestimmungen, Reiseinformationen und so weiter verwenden. Die digitale Kartendatenbank 108 kann auch eine Straßennetzkarte von verschiedenen geografischen Orten enthalten. Die Straßennetzwerkkarte kann Knoten und Abschnitte einschließen, die Straßen bilden, welche von Fahrzeugen verwendet werden, um vorgegebene Ziele zu erreichen. Hier verwendete Knoten können als Straßeneinmündungen definiert sein oder als Stellen, an denen Ausfahrten von Straßen existieren und Abschnitte sind als Ausschnitte von Straßen definiert, die zwischen Knoten auftreten.
Ein Positionsbestimmungsmodul 200 kann in der Navigationssteuereinheit 102 eingeschlossen sein, welches den geographischen Ort und die Trajektorie des Fahrzeugs bestimmt unter Verwendung der Positionsbestimmungsvorrichtung 110. Wie oben dargelegt können verschiedene Positionsbestimmungsvorrichtungen 110 verwendet werden, um die Trajektorie und die geographische Position des Fahrzeugs zu bestimmen. Das Positionsbestimmungsmodul 200 kann einen Integrierungsalgorithmus enthalten, der Ausgabesignale verwendet, die von verschiedenen Positionsbestimmungsvorrichtungen 110 erzeugt werden, um den genauen geographischen Ort und die Trajektorie des Fahrzeugs zu bestimmen.
Wenn einmal der geographische Ort und die Trajektorie des Fahrzeugs bestimmt wurden, kann ein Kartenabgleichmodul 202 verwendet werden, um den geographischen Ort des Fahrzeugs mit einer Position auf der Straßennetzkarte, die mit der digitalen Kartendatenbank 108 erzeugt wurde abzugleichen. Ein Kartenabgleichalgorithmus des Kartenabgleichmoduls 202 kann verwendet werden, um das Fahrzeug an den richtigen Ort in der Straßennetzwerkkarte zu stellen. Das Kartenabgleichmodul 202 kann die Fahrzeugposition und -Trajektorie von dem Positionsbestimmungsmodul 200 mit der Straßennetzwerkkarte korrelieren, indem es die Fahrzeugtrajektorie und den Ort mit den Kartendaten vergleicht, die in der digitalen Kartendatenbank 108 vorhanden sind.
Die Navigationssteuereinheit 102 kann auch ein Routenberechnungsmodul 204 einschließen. Die Routenberechnung ist der Prozess der Planung einer Route vor oder während einer Reise zu einem vorgegebenen Ziel. Das Routenberechnungsmodul 204 kann den Algorithmus des kürzesten Weges verwenden, um eine empfohlene Route von einem Reiseausgangspunkt zu einem Reiseziel zu bestimmen. Bei der servergestützen Lösung kann der Navigationsserver 114 auch ein Routenberechnungsmodul 204 einschließen. Unterschiedliche Algorithmen des kürzesten Weges und Variationen des Algorithmus des kürzesten Weges können ebenso wie andere Algorithmustypen in dem Navigationssystem 100 verwendet werden.
Der Algorithmus des kürzesten Weges kann auch ein Routenoptimierungsmodul einschließen, das Planungskriterien anwendet, um eine Route zu planen. Die Qualität jeglicher gegebenen Route kann von vielen Faktoren und Auswahlkriterien wie Entfernung, Straßentypen, Geschwindigkeitsbegrenzungen, Örtlichkeit, Anzahl an Pausen, Anzahl an Kurven und Verkehrsinformationen abhängen. Die Routenauswahlkriterien können entweder bei der Herstellung festgelegt werden oder über ein Benutzerschnittstellenmodul 206 implementiert werden. Eine Bestimmung der besten Route verwendet die Auswahlkriterien und eine digitale Straßennetzwerkkarte, die aus der digitalen Kartendatenbank 108 entnommen wird, um die Entfernung und Reisezeit zu minimieren. Das Navi gationssystem 100 kann den Fahrern auch gestatten Routen interaktiv durch Öffnen oder Schließen von Knoten oder Abschnitten in der Straßennetzwerkkarte zu berechnen.
In 2 kann die Navigationssteuereinheit 102 auch ein Benutzerschnittstellenmodul 206 einschließen. Das Benutzerschnittstellenmodul 206 kann eine grafische Benutzerschnittstelle ("GUI") auf der Anzeige 104 erzeugen. Das Benutzerschnittstellenmodul 206 kann einem Benutzer des Navigationssystems 100 auch gestatten mit dem Fahrzeugnavigationssystem 100 in Wechselwirkung zu treten und Eingaben in das Navigationssystem 100 vorzunehmen. Das Benutzerschnittstellenmodul 206 kann Eingaben von der Anzeige 104 empfangen, wenn sie eine Touchscreen-Anzeige ist. Die Benutzereingabevorrichtung 106 kann auch verwendet werden, um Eingaben in das Benutzerschnittstellenmodul 206 vorzunehmen. Die Eingaben des Benutzers können an das Routenberechnungsmodul 204 geliefert werden, welches dann eine Route zu einem Ziel berechnet, welches von dem Fahrer eingegeben wurde.
Die Navigationssteuereinheit 102 kann ein Routenführungsmodul 208 einschließen. Das Routenführungsmodul 208 kann den Fahrer entlang einer Route führen, welche von dem Routenberechnungsmodul 204 erzeugt wurde. Das Routenführungsmodul 208 kann das Positionsbestimmungsmodul 200, die digitale Kartendatenbank 108 und das Kartenabgleichmodul 202 verwenden, um den Fahrer entlang der Route zu seinem jeweiligen Ziel zu führen. Das Routenführungsmodul 208 kann dem Benutzerschnittstellenmodul 206 gestatten eine Straßennetzwerkkarten-GUI auf der Anzeige 104 zu erzeugen, welche darstellt wo das Fahrzeug auf der Straßennetzwerkkarte lokalisiert ist und in welche Richtung das Fahrzeug fährt.
Wie dargestellt, kann die Navigationssteuereinheit 102 auch ein lernfähiges Routenmodul 210 einschließen. Wie oben dargelegt, wird das Routenberechnungsmodul 204 verwendet, um die kürzeste Route zwischen einem Reiseausgangspunkt und einen Reiseziel zu berechnen. Das lernfähige Routenmodul 210 kann dem Benutzer oder Fahrer des Fahrzeugs erlauben, die Route, welche durch das Rotenberechnungsmodul 204 berechnet wurde basierend auf den Wünschen des Benutzers anzupassen. Das lernfähige Routenmodul 210 kann dem Benutzer gestatten Knoten und Abschnitte in der Straßennetzwerkkarte zu öffnen und zu schließen. Wenn die Knoten oder Abschnitte einmal geöffnet oder geschlossen wurden kann das lernfähige Routenmodul 210 diese Informati on zu dem Routenberechnungsmodul 204 weiterleiten, welches dann eine neue Route zu dem vorgegebenen Ziel basierend auf den Wünschen des Benutzers neu berechnet. Das lernfähige Routenmodul 210 kann auch eine neue Route des Fahrzeugs festlegen.
Das Navigationssystem 100, wie es in 2 dargestellt ist kann auch ein Verkehrsereignis-Simulationsmodul 212 einschließen. Das Verkehrsereignis-Simulationsmodul 212 kann Verkehrsereignisse entlang von Routen, welche zu Zielen berechnet wurden simulieren. Das Navigationssystem 100 kann auch ein Umleitungsmodul 214 einschließen, das verwendet wird, um markierte Umleitungen um Verkehrsereignisse herum zu berechnen, welche entlang der Route durch das Verkehrsereignis-Simulationsmodul 212 simuliert werden. Das Umleitungsmodul 214 kann dann die markierten Umleitungen an einem Speicherplatz der Speichervorrichtung 116 speichern. Wenn ein Verkehrsereignis entlang der Route bei einem Ort auftritt, dann kann das Umleitungsmodul 214 verwendet werden, um eine markierte Umleitung aufzufinden, um das Verkehrsereignis zu vermeiden. In 3 kann eine beispielhafte Straßennetzwerkkarte 300 in der digitalen Kartendatenbank 108 für einen gegebenes geographisches Gebiet enthalten sein. Wie dargestellt, kann die Straßennetzwerkkarte 300 eine Vielzahl von Straßenfunktionsklassen 302–310 einschließen, welche die Straßennetzwerkkarte 300 bilden. Nur zu Demonstrationszwecken kann die Straßenfunktionsklasse 302 Autobahnen umfassen. Straßenfunktionsklasse 304 kann aus Schnellstraßen und Hauptverkehrsadern bestehen und Straßenfunktionsklasse 306 kann aus städtischen Straßen bestehen. Zusätzlich kann Straßenfunktionsklasse 308 aus Landstraßen bestehen und Straßenfunktionsklasse 310 kann aus Straßen in Wohngegenden bestehen. Es ist wichtig zu bemerken, dass die Straßennetzwerkkarte 300 nur zu Illustrationszwecken dient und dass andere Arten von Straßenfunktionsklassen in anderen Straßennetzwerkkarten auftreten können. Somit sollte sowohl die Straßennetzwerkkarte 300, die in 3 gezeigt ist als auch die darin abgebildeten Straßenfunktionsklassen nicht als Begrenzung der Erfindung gesehen werden, die in dieser Beschreibung gegeben wird und sollte nur im Sinne einer Darstellung gesehen werden.
Das Navigationssystem 100 kann von einem Fahrer benutzt werden, um eine Route zu planen, welche einen Reiseausgangspunkt 312 und ein Reiseziel 314 einschließt. Das Routenberechnungsmodul 204 des Navigationssystems 100 kann verwendet werden um die Route zu dem Reiseziel 314 zu planen. Das Routenberechnungsmodul 204 kann die Route so planen, dass sie die kürzeste Zeitspanne oder die kürzeste Entfernung für eine Reise entlang der Route nimmt. Nur zur Illustrationszwecken kann die Route, welche durch das Routenberechnungsmodul 204 berechnet worden sein kann aus einer Landstraße 316, einer Autobahn 318 und einer Landstraße 320 bestehen. Der Grund, warum diese Route bei diesem Beispiel berechnet wurde besteht darin, dass der Fahrer des Fahrzeugs die meiste Zeit und die größte Reisestrecke auf der Autobahn 318 sein wird, was dem Fahrer gestattet schneller zu reisen, als wenn er andere Straßen verwendet, welche in 3 dargestellt sind, wodurch dem Fahrer die kürzeste Reisezeit für das Erreichen des Reiseziels 314 geliefert wird.
In 4 ist eine andere beispielhafte Straßennetzkarte 400 dargestellt, welche der Straßennetzkarte 300 gleicht, welche in 3 dargestellt ist, wobei jedoch die Straßenfunktionsklassen 302–310 entfernt wurden, um ein besseres Verständnis der Erfindung zu erzielen. Wie oben gezeigt, enthält das Navigationssystem 100 ein Verkehrsereignis-Simulationsmodul 212, welches so verwendbar ist, dass es Verkehrsereignisse auf einer vorgegebenen Anzahl von Straßensegmenten entlang der Route zu dem Reiseziel 314 simuliert. Die Verkehrsereignisse können auf jedem Straßensegment auf Hauptstraßen entlang der Route simuliert werden und Straßensegmente können dort, wo sich zwei Straßen schneiden oder entlang Ausfahrten von der Hauptstraße angeordnet werden. Als ein Beispiel kann das Verkehrsereignis-Simulationsmodul 212 Verkehrsereignisse bei den Straßensegmenten 402–412 simulieren.
In 4 erzeugt das Umleitungsmodul 214 eine Vielzahl von markierten Umleitungen 414, welche Verkehrsereignisse vermeiden, die auf Straßensegmenten entlang der normalen Route auftreten, welche durch das Routenberechnungsmodul 204 berechnet wurde. Straßen die keine markierten Umleitungen enthalten, werden als nicht markierte Umleitungen 416 in 4 bezeichnet. Somit kann das Umleitungsmodul 214 alternative Routen berechnen, welche alle Verkehrsereignisse vermeiden, die entlang der Route zu dem Reiseziel 314 auftreten. Das Umleitungsmodul 214 kann jede Straßenfunktionsklasse verwenden, um die markierten Umleitungen 414 zu erzeugen, wohingegen das herkömmliche Routenberechnungsmodul 204 kleinere Straßen wahrscheinlich nicht verwenden würde, um eine Route zu planen. Die markierten Umleitungen 414 können so berechnet werden, dass sie bei einer vorgegebenen Entfernung vor dem Verkehrser eignis beginnen und bei einer zweiten vorgegebenen Entfernung hinter dem Verkehrsereignis enden.
Nachdem das Umleitungsmodul 214 die markierten Umleitungen 414 berechnet hat, können sie an einem Speicherplatz der Speichervorrichtung 116 gespeichert werden. Somit kann, wenn ein Verkehrsereignis eintritt während der Fahrer zu dem Reiseziel 314 entlang der normalen Route reist das Routenberechnungsmodul 204 vermeiden, dass jede Straße in der Nähe des Verkehrsereignisses gesucht wird und es wird nur nach einer alternativen Route suchen, indem es Straßen verwendet, die schon als markierte Umleitungen 414 bezeichnet wurden. Das Navigationssystem 100 spart damit Zeit bei der Vermeidung von Verkehrsereignissen, indem es sich auf markierte Straßen konzentriert, während es Straßen ignoriert, welche nicht das Merkmal einer markierten Umleitung 414 enthalten.
In 4 ist ein Staugebiet 418 als ein Beispiel eines Verkehrsereignisses dargestellt, das entlang der Route zu dem Reiseziel 314 auftreten kann. Statt jede Straße auf der Straßennetzkarte 400 zu suchen, wird das Routenberechnungsmodul 204 nur nach einer alternativen Route, welche das Verkehrsereignis vermeidet auf Straßen suchen, die im Voraus mit einer markierten Umleitung 414 bezeichnet wurden. Bei diesem Beispiel kann das Routenberechnungsmodul 204 die städtische Straße 420 für den Fahrer des Fahrzeugs zur Benutzung bestimmen, um das Verkehrsereignis zu vermeiden. Es können jedoch andere alternative Straßenfunktionsklassen wie Wege, Straßen, Autobahnen und Schnellstraßen als eine alternative Route verwendet werden, um das Verkehrsereignis zu vermeiden. Das Routenberechnungsmodul 204 kann eine alternative Route verwenden, welche die schnellste Reisezeitdauer und/oder die kleinste Reiseentfernung liefert. Das Routenberechnungsmodul 204 kann auch eine alternative Route berechnen, so dass diese nach einer vorgegebenen Entfernung nach dem Verkehrsereignis endet und den Fahrer auf die Originalroute zurückbringen.
In 5 sind beispielhafte Verarbeitungsschritte dargestellt, welche durch die Navigationssteuereinheit 102 durchgeführt werden. Bei Schritt 500 kann das Routenberechnungsmodul 204 eine Route zu einem Reiseziel berechnen basierend auf den Eingaben des Benutzers, die von der Anzeige 104 oder der Eingabevorrichtung 106 des Benutzers empfangen werden. Das Routenberechnungsmodul 204 verwendet die digitale Kar tendatenbank 108 und das Kartenabgleichmodul 202, um die Route zu dem Ziel zu bestimmen. Zusätzlich können auch Straßeneigenschaften in Betracht gezogen werden, wenn die Route berechnet wird und typischerweise kann das Routenberechnungsmodul 204 Straßen auswählen, welche den Fahrer in der kürzest möglichen Zeitspanne zu dem Ziel bringen. Dies wird typischerweise die Verwendung von Hauptstraßen oder Autobahnen entlang der Route einschließen, wenn sie verfügbar sind und kleinere Straßen werden ignoriert oder nicht verwendet. Zusätzlich kann der Fahrer auch mit Routenwahlmöglichkeiten versorgt werden, welche dem Fahrer gestatten die Verwendung von Routen zu vermeiden, die Maut, Tunelle oder spezielle Straßen enthalten.
Nachdem die Route zu dem Ziel berechnet wurde, kann bei Schritt 502 das Verkehrsereignis-Simulationsmodul 212 aufgerufen werden, um eine Vielzahl von Verkehrsereignissen zu simulieren, welche entlang der Route auftreten könnten. Das Verkehrsereignis-Simulationsmodul 212 kann Verkehrsereignisse simulieren, indem es die Route in eine Vielzahl von Straßensegmenten unterteilt und Verkehrsereignisse entlang jedes dieser Straßensegmente simulieren oder eine Anzahl von Straßensegmenten auswählen. Straßensegmente können Orte entlang der Route umfassen, an denen sich zwei Straßen schneiden, oder wo sich eine Ausfahrt von einer Straße zu einer anderen Straße befindet. Zusätzlich kann das Verkehrsereignis-Simulationsmodul 212 Kombinationen von Verkehrsereignissen simulieren, indem es mehrere Straßensegmente entlang der Route blockiert.
Bei Schritt 504 kann das Umleitungsmodul 214 verwendet werden, um zumindest eine markierte Umleitung für jedes Verkehrsereignis zu berechnen, das entlang der Route simuliert wird. Die markierten Umleitungen bestehen aus alternativen Straßen, die durch den Fahrer verwendet werden können, um die Verkehrsereignisse, welche entlang der Route eintreten können zu vermeiden. Eine Vielzahl von markierten Umleitungen kann für jedes Verkehrsereignis, das bei jedem Straßensegment entlang der Route eintritt berechnet werden. Zusätzlich kann das Umleitungsmodul 214 Straßenfunktionsklassen ignorieren, wenn es die markierten Umleitungen berechnet und somit dem Fahrer gestatten kleinere Straßen zu verwenden, die ansonsten nicht für die Verwendung durch das Rotenkalkulationsmodul 204 in Betracht gezogen würden. Bei Schritt 506 kann das Umleitungsmodul 214 alle markierten Umleitungen, die berechnet wurden an einem vorgegebenen Speicherort der Speichervorrichtung 116 speichern. Bei Schritt 507 nimmt das Fahrzeugnavigationssystem 100 eine Überprüfung vor, um zu bestimmen, ob ein Verkehrsereignis auftritt. Wenn ein Verkehrsereignis auftritt, schreitet das Fahrzeugnavigationssystem 100 zu Schritt 508 voran und wenn es nicht auftritt, führt das Fahrzeugnavigationssystem den Fahrer entlang der Route.
Wenn der Fahrer die Reise zu dem Ziel einmal begonnen hat, kann die Verkehrsereignis-Mitteilungsvorrichtung 118 die Navigationssteuereinheit 102 mit einer Mitteilung eines Verkehrsereignisses entlang der Route versehen. Wenn dies eintritt, wird bei Schritt 508 die Navigationssteuereinheit 102 das Routenberechnungsmodul 204 verwenden, um eine Route zu bestimmen, welche das Verkehrsereignis vermeidet. Um die Route zu bestimmen, welche das Verkehrsereignis vermeidet, wird das Routenberechnungsmodul 204 nur die markierten Umleitungen suchen, welche an dem Speicherort der Speichervorrichtung 116 gespeichert sind. Die Mitteilung kann Informationen enthalten, welche das Straßensegment bezeichnen, das durch das Verkehrsereignis betroffen ist und deshalb muss das Routenberechnungsmodul 204 nur nach den markierten Umleitungen suchen, welche mit diesem speziellen Straßensegment verbunden sind. Somit werden Zeit und Verarbeitungsleistung gespart, weil das Navigationssystem 100 nicht nach allen Straßen entlang der Route suchen muss, um eine Route zu bestimmen welche das Verkehrsereignis vermeidet.
Bei Schritt 510 kann das Routenführungsmodul 208 verwendet werden, um den Fahrer des Fahrzeugs entlang der anderen Route zu führen, die durch das Routenberechnungsmodul 204 bestimmt wurde, welche das Verkehrsereignis basierend auf den markierten Umleitungen vermeidet. Die markierte Umleitung kann den Fahrer zu dem Reiseziel führen oder sie kann den Fahrer zurück zu der Originalroute mit einem vorgegebenen Abstand jenseits des Verkehrsereignisses bringen. Das Umleitungsmodul 214 kann die markierten Umleitungen so berechnen, dass sie bei einem Punkt vor dem Verkehrsereignis beginnen und bei einem Punkt jenseits des Verkehrsereignisses auf oder abseits der Originalroute zu dem Ziel enden.
Der Navigationsserver 114 kann bei anderen Beispielen der Erfindung alternativ die markierten Umleitungen berechnen und speichern. Die Funkzugriffsvorrichtung 112 kann durch den Navigationsserver 114 verwendet werden, um Daten zu dem Fahrzeugnavigationssystem 100 zu übertragen. Wie oben dargelegt, stellt dies eine serverge stützte Lösung für das Fahrzeugnavigationssystem 100 dar. Jedes der oben beschriebenen Softwaremodule kann auf dem Navigationsserver 114 angeordnet sein und kann jede der oben dargestellten Anforderungen ausführen. Die Positionsbestimmungsvorrichtung 110 des Fahrzeugnavigationssystems 100 kann sowohl geografische Koordinaten des Fahrzeugs als auch Daten, welche das Reiseziel anzeigen an den Navigationsserver 114 übermitteln. Der Navigationsserver 114 kann auch eine Verkehrsereignis-Mitteilungsvorrichtung einschließen, welche den Navigationsserver 114 von Verkehrsereignissen entlang der Route informiert. Der Navigationsserver 114 kann dann die markierten Umleitungen verwenden, um den Fahrer um Verkehrsereignisse herum und weiter zu seinem endgültigen Reiseziel zu führen.
Bei einem anderen Beispiel der Erfindung kann die digitale Kartendatenbank 108 sowohl eine digitale Karte eines Straßennetzwerks von verschiedenen geografischen Orten als auch andere Typen von Daten enthalten. Speziell kann die digitale Kartendatenbank 108 Informationen bezüglich der Straßenfunktionsklassen von verschiedenen Straßen oder Wegen enthalten, die in der Straßennetzwerkkarte enthalten sind. Die Straßenfunktionsklassen können Straßen in vielen unterschiedlichen Kategorien wie zum Beispiel Autobahnen, Schnellstraßen, mautpflichtige Straßen, städtische Straßen, Stadthauptverkehrsadern, Landstraßen, Straßen in Wohngegenden und so werter bezeichnen.
Die digitale Kartendatenbank 108 kann basierend auf geografischen Koordinaten und einer Vielzahl von Straßen erzeugt werden, die mit Hinsicht auf die geografischen Koordinaten positioniert sind. Der Prozess der Umwandlung einer Karte in eine digitale Kartendatenbank kann als Kartenumwandlung bezeichnet werden. Eine Karte von irgendeinem gegebenen Gebiet wird eine Vielzahl von Straßen enthalten, die von einem Fahrer verwendet werden können, um zu einem Ziel zu reisen. Die Straßen können durch eine der oben gezeigten Straßenfunktionsklassen oder irgendeinem anderen Typ von Straßenfunktionsklasse klassifiziert werden. Andere Daten wie Geschwindigkeitsbegrenzungen und eine Spuranzahl können auch in der digitalen Kartendatenbank 108 gespeichert sein.
Während einer Kartenumwandlung kann eine Vielzahl von Hindernissen oder Verkehrsereignissen zwischen jeweiligen Knoten oder auf Segmenten der Straßen simuliert wer den, die in der Straßennetzwerkkarte eingeschlossen sind, welche in der digitalen Kartendatenbank 108 enthalten ist. Auch wenn es nicht speziell dargestellt wird, kann ein Verkehrsereignis-Simulationsmodul verwendet werden, um die Verkehrsereignisse, die auf einem Segment der Straße auftreten zu simulieren. Zusätzlich kann das Verkehrsereignis-Simulationsmodul verwendet werden, um Verkehrsereignisse entlang mehrerer Segmente der Straße zu simulieren.
Wenn die Verkehrsereignisse einmal simuliert sind, kann zumindest eine markierte Umleitung für jedes Segment der Straße oder für mehrere Segmente der Straße berechnet werden, welche in der Straßennetzkarte enthalten ist. Somit kann eine Vielzahl von markierten Umleitungen erzeugt werden, welche mit einem jeweiligen Segment der Straße oder mehreren Segmenten der Straße verbunden sind. Die markierten Umleitungen können in der digitalen Kartendatenbank 108 gespeichert werden, zusammen mit den anderen Daten, die in der digitalen Kartendatenbank 108 gespeichert sind.
Ein Routenführungs-Modul 208, das auf dem Fahrzeug-Navigationssystem 100 angeordnet ist, kann verwendet werden, um den Fahrer des Fahrzeugs entlang der Route zu führen, welche durch das Routenberechnungs-Modul 204 berechnet wurde. Wenn das Fahrzeug-Navigationssystem 100 Informationen empfängt, die anzeigen, dass ein Verkehrsereignis entlang eines Straßensegments oder entlang mehrerer Straßensegmente der Route aufgetreten ist, kann das Routenberechnungs-Modul 204 die markierte Umleitung suchen, die mit diesem speziellen Straßensegment verbunden ist und den Fahrer entlang einer alternativen Route führen, welche das Verkehrsereignis vermeidet.
Bei diesem Beispiel werden die markierten Umleitungen berechnet und in der digitalen Kartendatenbank 108 gespeichert. Die markierten Umleitungen werden im Voraus durch ein Verkehrsereignis-Simulationsmodul 212 bestimmt, so dass das Fahrzeugnavigationssystem 100 keine Umleitungen um Verkehrsereignisse berechnen muss, wenn sie auftreten, während der Fahrer zu dem Ziel reist. Wenn die Verkehrsereignis-Mitteilungsvorrichtung 118 der Navigationssteuereinheit 102 ein Verkehrsereignis entlang eines Straßensegments mitteilt, das in der Route eingeschlossen ist, kann das Umleitungsmodul 214 eine alternative Route lokalisieren, welche das Verkehrsereignis vermeidet, indem es nach einer markierten Umleitung sucht, welche schon in der digitalen Kartendatenbank 108 enthalten ist.
Das Fahrzeugnavigationssystem 100 kann ein Routenberechnungsmodul 204 einschließen, das betrieben werden kann, um eine Route zu einem Reiseziel zu berechnen, welches durch einen Benutzer eingegeben wird. Eine Verkehrsereignis-Mitteilungsvorrichtung 118 kann mit der Navigationssteuereinheit 102 verbunden sein, welche eine Verkehrsereignis-Mitteilungsnachricht erzeugen kann, die eine Anzeige eines Verkehrsereignisses enthält, das auf einem entsprechenden Straßensegment eingetreten sein kann. Ein Umleitungsmodul 214 kann enthalten sein zum Auffinden einer alternativen Route, welche das Verkehrsereignis vermeidet, aus einer Liste von markierten Umleitungen, die in der digitalen Kartendatenbank enthalten sind und die mit dem entsprechenden Straßensegment, auf dem das Verkehrsereignis eingetreten ist verbunden ist. Das Umleitungsmodul 214 kann eine Softwarekomponente des Routenplanungsmoduls 204 oder ein getrenntes Software-Modul sein.
Bei noch einem anderen Beispiel wird ein Verfahren zum Erzeugen einer digitalen Kartendatenbank 108 zur Verwendung bei einem Fahrzeugnavigationssystem 100 offengelegt, welches markierte Umleitungen enthält, die verwendet werden können, um Verkehrsereignisse zu vermeiden. Eine Straßennetzwerkkarte wird erzeugt, welche eine Vielzahl von Straßensegmenten enthält. Die Straßennetzwerkkarte kann in einer digitalen Kartendatei gespeichert werden. Ein Verkehrsereignis kann entlang jedes jeweiligen Straßensegments der Straßennetzwerkkarte unter Verwendung eines Verkehrsereignis-Simulationsmodul 212 simuliert werden. Zumindest eine markierte Umleitung kann dann berechnet werden, welche das Verkehrsereignis für jedes Straßensegment vermeidet. Die markierten Umleitungen, die berechnet werden, können dann in der digitalen Kartendatenbank 108 zur Verwendung durch das Fahrzeugnavigationssystem 100 gespeichert werden, für den Fall, dass ein Verkehrsereignis entlang einer Route, welche von einem Fahrzeug befahren wird eintritt.
Wie oben beschrieben, gestattet die Erfindung dem Fahrzeugnavigationssystem 100 markierte Umleitungen zu verwenden, welche berechnet werden, um Verkehrsereignisse zu vermeiden, welche entlang von Straßensegmenten eintreten können. Bei einigen Beispielen der Erfindung werden markierte Umleitungen während des Kartenumwandlungsprozesses berechnet, wenn die digitale Kartendatenbank 108 zur Verwendung durch das Fahrzeugnavigationssystem 100 erzeugt wird. Dies erlaubt dem Fahrzeugna vigationssystem 100 Verarbeitungsleistung während eines Betriebs zu sparen, weil die alternativen Routen, welche die Verkehrsereignisse vermeiden bereits berechnet und während des Kartenumwandlungsprozesses gespeichert wurden. Zusätzlich erlaubt dies eine Verwendung von kleinen Straßenfunktionsklassen bei der Berechnung von alternativen Routen, welche Verkehrsereignisse vermeiden, die typischerweise nicht bei Reisen über weitere Entfernungen verwendet würden.
Auch wenn verschiedene Ausführungen der Erfindung beschrieben wurden, wird es den normalen Fachleuten einsichtig sein, dass eine größere Anzahl von Ausführungen und Implementierungen möglich sind, welche sich innerhalb des Rahmens der Erfindung befinden. Dementsprechend ist die Erfindung außer im Sinne der beigefügten Patentansprüche nicht eingeschränkt.

Claims

Navigationssystem, das enthält: eine Einrichtung (204), mit der eine Route zu einem Ziel unter Verwendung einer Straßennetzkarte (108) mit einer Vielzahl von Straßensegmenten bestimmt wird, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (212), mit der wenigstens ein Verkehrsereignis auf wenigstens einem Straßensegment entlang der Route simuliert wird; eine Einrichtung (214), mit der wenigstens eine markierte Umleitung berechnet wird, die das wenigstens eine Verkehrsereignis entlang der Route umgeht; und eine Einrichtung (116), mit der die wenigstens eine markierte Umleitung an einem Speicherplatz gespeichert wird.
Navigationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (212), mit der wenigstens ein Verkehrsereignis auf wenigstens einem jeweiligen Straßensegment entlang der Route simuliert wird, eine Simulationsmodul umfasst.
Navigationssystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (204), mit der eine Route zu einem Reiseziel unter Verwendung der Straßennetzkarte bestimmt wird, ein Routenplanungsmodul umfasst.
Navigationssystem nach einem der Ansprüche 1–3, gekennzeichnet durch eine Verkehrsereignis-Mitteilungsvorrichtung (118), die so betrieben werden kann, dass sie eine Verkehrsereignis-Mitteilungsnachricht empfängt, die anzeigt, dass ein Verkehrsereignis entlang einem jeweiligen Straßensegment der Route stattgefunden hat.
Navigationssystem nach einem der Ansprüche 1–4, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (214), mit der eine markierte Umleitung abgerufen wird, wenn ein Verkehrsereignis entlang der Route eintritt.
Navigationssystem nach einem der Ansprüche 1–5, gekennzeichnet durch ein Umleitungsmodul (214), mit dem wenigstens eine markierte Umleitung aus dem Speicherplatz abgerufen wird, die mit einem Straßensegment verbunden ist, auf dem ein Verkehrsereignis stattgefunden hat.
Navigationssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass beim Empfang einer Verkehrsereignis-Mitteilungsnachricht ein Umleitungsmodul die wenigstens eine markierte Umleitung abruft, die mit dem Straßensegment verbunden ist, auf dem ein Verkehrsereignis stattgefunden hat, und die Fahrzeug-Bedienungsperson über die wenigstens eine markierte Umleitung informiert.
Navigationssystem nach einem der Ansprüche 1–7, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (208), mit der ein Benutzer entlang der jeweiligen markierten Umleitung geführt wird, wenn ein Verkehrsereignis entlang der Route eintritt.
Navigationssystem nach einem der Ansprüche 1–8, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine markierte Umleitung zum Umgehen des wenigstens einen Verkehrsereignisses unter Verwendung eines Faktors der kürzesten Strecke berechnet wird.
Navigationssystem nach einem der Ansprüche 1–9, dadurch gekennzeichnet, dass sich jedes der Straßensegmente zwischen wenigstens zwei Kreuzungen der Straßensegmente befindet.
Navigationssystem nach einem der Ansprüche 1–10, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine markierte Umleitung so berechnet wird, dass sie eine erste vorgegebene Strecke vor dem Verkehrsereignis beginnt und eine zweite vorgegebene Strecke nach dem Verkehrsereignis endet.
Navigationssystem nach einem der Ansprüche 1–11, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine markierte Umleitung unter Verwendung eines Straßentyp-Attributs berechnet wird, das in der Einrichtung (116) zum Speichern der wenigstens einen markierten Umleitung gespeichert ist.
Navigationssystem nach einem der Ansprüche 1–12, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine markierte Umleitung so berechnet wird, dass ein kleiner funktionsfähiger Straßentyp zum Umgehen des Verkehrsereignisses verwendet wird.
Navigationssystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der kleine funktionsfähige Straßentyp als Funktion eines Straßentyp-Attributs bestimmt wird, das in einer digitalen Kartendatenbank (108) gefunden wird.
Navigationssystem nach einem der Ansprüche 1–14, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine markierte Umleitung so berechnet wird, dass sie eine vorgegebene Strecke jenseits des Verkehrsereignisses entlang der Route endet.
Navigationssystem nach einem der Ansprüche 1–15, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Verkehrsereignis in einer Vielzahl von Straßensegmenten simuliert wird und die wenigstens eine markierte Umleitung so berechnet wird, dass aufeinanderfolgende Verkehrsereignisse entlang mehr als eines der Straßensegmente entlang der Route umgangen werden.
Navigationssystem nach einem der Ansprüche 1–16, gekennzeichnet durch eine Verkehrsereignis-Benachrichtigungsvorrichtung (118) zum Empfangen einer Benachrichtigung über das wenigstens eine Verkehrsereignis.
Verfahren zum Umgehen von Verkehrsereignis-Verzögerungen unter Verwendung eines Fahrzeug-Navigationssystems (100), das einen Speicher (116) einschließt, der eine digitale Kartendatei (108) enthält, wobei es den Schritt des Erzeugens einer Route über eines oder mehrere Straßensegmente, die in der digitalen Kartendatei gespeichert sind, zu einem vorgegebenen Ziel (500) einschließt; gekennzeichnet durch Simulieren eines Verkehrsereignisses entlang jedes jeweiligen Straßensegmentes entlang der Route (502); Berechnen wenigstens einer markierten Umleitung, die das Verkehrsereignis jedes der Straßensegmente (504) umgeht; und Speichern der wenigstens einen markierten Umleitung in dem Speicher (506).
Verfahren nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch Berechnen der wenigstens einen markierten Umleitung durch Identifizieren der Straßensegmente zwischen wenigstens zwei Kreuzungen von Straßensegmenten.
Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine markierte Umleitung so berechnet wird, dass sie eine erste vorgegebene Strecke vor dem Verkehrsereignis beginnt und eine zweite vorgegebene Strecke nach dem Verkehrsereignis endet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18–20, dadurch gekennzeichnet, dass die markierte Umleitung unter Verwendung wenigstens eines kleinen funktionsfähigen Straßentyps zum Umgehen des Verkehrsereignisses berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der kleine funktionsfähige Straßentyp gefunden wird, indem ein Straßentyp-Attribut gesucht wird, das mit jedem der Straßensegmente in der Straßennetzwerkkarte verbunden ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18–22, dadurch gekennzeichnet, dass funktionsfähige Straßentypen ignoriert werden, wenn die wenigstens eine markierte Umleitung berechnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18–23, dadurch gekennzeichnet, dass die Verkehrsereignisse auf einanderfolgenden Straßensegmenten simuliert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18–24, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine markierte Umleitung, die zum Erzeugen der alternativen Route verwendet wird, auf Basis eines Faktors der kürzesten Zeit ausgewählt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18–24, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine markierte Umleitung, die verwendet wird, um die alternative Route zu erzeugen, auf Basis eines Faktors der kürzesten Strecke berechnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18–26, des Weiteren gekennzeichnet durch Empfangen einer Verkehrsereignis-Mitteilung von einer Verkehrsereignis-Mitteilungsvorrichtung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18–27, dadurch gekennzeichnet, dass die Route zu dem vorgegebenen Ziel beim Empfang einer Mitteilung über ein Verkehrsereignis auf einem oder mehreren Straßensegmenten auf der Route so geändert wird, dass sie die wenigstens eine in dem Speicher gespeicherte markierte Umleitung enthält.
Computerprogramm zur Verwendung mit einem Fahrzeug-Navigationssystem, das computerlesbaren Code zum Erzeugen einer Straßennetzkarte, die eine Vielzahl von Straßensegmenten umfasst, sowie computerlesbaren Code zum Erzeugen ei ner Route zu einem vorgegebenen Ziel unter Verwendung eines oder mehrerer der Vielzahl von Straßensegmenten enthält, gekennzeichnet durch computerlesbaren Code zum Umgehen von Verkehrsereignis-Verzögerungen, der computerlesbaren Code zum Simulieren eines Verkehrsereignisses auf wenigstens einem der Vielzahl von Straßensegmenten, computerlesbaren Code zum Erzeugen wenigstens einer markierten Umleitung, die das Verkehrsereignis umgeht, und computerlesbaren Code zum Speichern der wenigstens einen markierten Umleitung in einem Speicher umfasst.
Computerprogramm nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass sich jedes der Straßensegmente zwischen wenigstens zwei Kreuzungen der Straßensegmente befindet.
Computerprogramm nach Anspruch 29 oder Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine markierte Umleitung auf Basis eines Faktors der kürzesten Reisezeit erzeugt wird.
Computerprogramm nach einem der Ansprüche 29–31, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine markierte Umleitung unter Verwendung eines kleinen funktionsfähigen Straßentyps zum Umgehen des Verkehrsereignisses erzeugt wird.
Computerprogramm nach einem der Ansprüche 29–32, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine markierte Umleitung so erzeugt wird, dass sie eine erste vorgegebene Strecke vor dem Verkehrsereignis beginnt und eine zweite vorgegebene Strecke nach dem Verkehrsereignis endet.
Computerprogramm nach einem der Ansprüche 29–33, dadurch gekennzeichnet, dass das Verkehrsereignis auf einanderfolgenden Straßensegmenten simuliert wird.
Computerprogramm nach einem der Ansprüche 29–34, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine markierte Umleitung auf Basis der kürzesten Strecke erzeugt wird, die das Verkehrsereignis umgeht.
Computerprogramm nach einem der Ansprüche 29–35, dadurch gekennzeichnet, dass Verkehrsereignisse auf einer Vielzahl von Straßensegmenten simuliert werden, eine Vielzahl markierter Umleitungen zum Umgehen der Vielzahl von Ver kehrsereignissen erzeugt werden und die Vielzahl markierter Umleitungen in dem Speicher gespeichert werden.
Computerprogramm nach einem der Ansprüche 29–36, gekennzeichnet durch computerlesbaren Code zum Auswählen wenigstens einer markierten Umleitung bei Identifizierung eines Verkehrsereignisses entlang der Route zu dem vorgegebenen Ziel.
Computerprogramm nach einem der Ansprüche 29–37, gekennzeichnet durch computerlesbaren Code zum Erzeugen einer Anzeige wenigstens einer markierten Umleitung zum Umgehen eines Verkehrsereignisses entlang der Route zu dem vorgegebenen Ziel.
Computerprogramm nach einem der Ansprüche 29–38, gekennzeichnet durch computerlesbaren Code, der so eingesetzt werden kann, dass er in Reaktion auf eine von außerhalb des Fahrzeugs empfangene Verkehrsereignis-Mitteilungsnachricht eine markierte Umleitung zum Umgehen des Verkehrsereignisses auswählt und die ausgewählte markierte Umleitung anzeigt.