DE10141695A1

DE10141695A1 - Verfahren zur Rückführung eines navigierbaren Objektes sowie Einrichtung hierzu

Info

Publication number: DE10141695A1
Application number: DE2001141695
Authority: DE
Inventors: Arne Friedrichs; Gerd Draeger; Michael Laedke; Volker Skwarek
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-08-25
Filing date: 2001-08-25
Publication date: 2003-03-06
Also published as: FR2828930B1; GB0218500D0; JP2003161631A; JP4567280B2; GB2381112A; GB2381112B; FR2828930A1

Abstract

Zur Rückführung eines navigierbaren Objekts werden zur Zielführung innerhalb eines Bereiches vorgegebene Routendaten verwendet. Zumindest bei Verlassen des durch die Routendaten vorgegebenen Bereichs werden Positionsdaten des Objekts aufgezeichnet. Diese Aufzeichnung erfolgt so lange, bis ein von der Aufzeichnung der Positionsdaten her bekannter Orientierungspunkt erreicht ist. Von diesem aus erfolgt eine Rückführung des Objektes anhand der aufgezeichneten Positionsdaten.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Rückführung eines navigierbaren Objektes.

Stand der Technik

Bekannt sind Navigationseinrichtungen, die Fahrzeuge auf einer zuvor berechneten Route führen. Navigationseinrichtungen, die über einen Zugriff auf Datenmaterial außerhalb der befahrenen Route verfügen, sind in der Lage, den Nutzer auf einer Alternativroute zum Ziel zu führen, die gegebenenfalls neu berechnet werden muß. Befindet sich der Nutzer jedoch außerhalb des digitalisierten Straßennetzes, so wird er üblicherweise dazu aufgefordert, unmittelbar umzukehren, oder es werden in Form einer Kompaßrose Himmelsrichtung und Entfernung zu einem bekannten Routenpunkt angezeigt.

Vorteile der Erfindung

Mit den Maßnahmen des Anspruchs 1 beziehungsweise der Einrichtung nach Anspruch 8 ist es möglich, ein navigierbares Objekt, insbesondere ein Kraftfahrzeug, auch außerhalb eines digitalisierten Straßennetzes wieder zu einem bekannten Routenpunkt zurückzuführen.

Die Erfindung nutzt insbesondere die Tatsache aus, dass in gängigen Navigationssystemen automatisch über einen bestimmten Zeitraum oder eine bestimmte Strecke eine zuvor gefahrene Strecke (Tracking) aufgezeichnet wird. Bei der Erfindung wird dieses Tracking vorteilhaft dazu benutzt, das navigierbare Objekt in umgekehrter Richtung zum letzten bekannten Routenpunkt, welcher beispielsweise auf der an Bord eines Kraftfahrzeuges befindlichen digitalen Karte noch verzeichnet ist, zurückzuführen.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das navigierbare Objekt, beziehungsweise das Kraftfahrzeug auch in einem nicht digitalisierten Gebiet zum Ziel geleitet werden kann, indem es auf der bekannten Strecke zurückgeführt wird. Solche Eigenschaften sind insbesondere dann von Interesse, wenn dem Kraftfahrzeugführer wie bei der Offboardnavigation nur unvollständige Datenbanken zur Zielführung zur Verfügung stehen.

Die Erfindung ist insbesondere dort vorteilhaft einsetzbar, wo es die Umstände nicht zulassen, dass das navigierbare Objekt auf dem gerade gefahrenen Weg rückführbar ist, beispielsweise wenn keine unmittelbare Wendemöglichkeit besteht, bei Abbiegeverboten, Einbahnstraßen oder Ähnlichem. In diesen Fällen fährt der Kraftfahrzeugführer zunächst einmal orientierungslos im bekannten Straßennetz umher, um dann einen bekannten Orientierungspunkt zu finden, von dem aus er auf der bereits gefahrenen Route zurückfährt. Im nicht digitalisierten Gebiet, das heißt beim Verlassen des durch die Routendaten vorgegebenen Bereiches, wird dieser Vorgang erfindungsgemäß dadurch unterstützt, dass dieses unbekannte Gebiet beim Abfahren automatisch von einer objekteigenen Einrichtung digitalisiert wird. Entdeckt diese Einrichtung dann einen Orientierungspunkt, an dem sich das navigierbare Objekt schon einmal befunden hat, ist es in der Lage, das Objekt zurückzuführen.

Die Rückführung ist dann besonders erleichtert, wenn aus den zu erwartenden Routendaten und der aktuellen Objektgeschwindigkeit Richtungspfeile generiert werden, anhand denen die zuvor befahrene Spur im Offroadbereich oder eine eventuell im digitalisierten Gebiet neu zu befahrende Spur mit Zielführungsunterstützung befahren werden kann.

Zeichnungen

Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 das Tracking bei Verlassen vorgegebener Routendaten,
Fig. 2 die Rückführung entlang einer Positionsschnur zu einem bekannten Orientierungspunkt,
Fig. 3 eine Einrichtung zur Rückführung eines navigierbaren Objekts,
Fig. 4 die Rückführung mit Richtungshinweisen.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

Für die Ausführung der Erfindung ist ein Navigationssystem notwendig, das in der Lage ist, ein navigierbares Objekt auf einem vorgegebenen digitalen Straßennetz zu führen, beziehungsweise dem Fahrzeugführer entsprechende Zielführungsanweisungen innerhalb eines Bereiches vorgegebener Routendaten zur Verfügung zu stellen. Weiterhin muß das Navigationssystem dazu in der Lage sein, Positionsdaten des Objekts, das heißt Routendaten aufzuzeichnen, aus denen die Positionsdaten des Objekts/Fahrzeuges wiedergewonnen werden können. Das sind insbesondere GPS-Positionen und/oder Fahrtrichtung und Fahrstrecke.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet bei Verlassen der bekannten Strecke 1 oder Netzes (des durch die Routendaten vorgegebenen Bereichs) die von der Ortungseinheit ermittelten Positionsdaten, ein sogenanntes Tracking, auf (vgl. Fig. 1). Dieses Tracking 2 wird so lange aufgezeichnet, bis eine oder mehrere neu ermittelte Positionen auf im Speicher bereits bekannte Positionsinformationen treffen. Trifft das Fahrzeug auf mindestens eine Trackinginformation, kann der Fahrer entlang dieser Positionsschnur sicher zum bekannten Straßennetz oder zur Route zurückgeführt werden (vgl. Fig. 2).
Anhand zweier Beispiele wird die Vorgehensweise der Rückführung nach der Erfindung erläutert:

Beispiel 1

Ein Fahrzeug wird durch ein Navigationssystem geleitet und verläßt den Bereich der im Gerät vorliegenden digitalen Karte, so dass es sich auf nicht digitalisiertem Gebiet befindet. Vom Verlassen des Gebietes an wird die gefahrene Strecke des Fahrzeuges permanent aufgezeichnet, so dass es nach einem Wendevorgang auf derselben Strecke wieder zurückgeführt werden kann. Dieser Vorgang erfolgt über ein umgekehrtes Abspielen der aufgezeichneten Strecke, beispielsweise in Form eines Zielführungspfeiles oder einer digitalen Karte.

Beispiel 2

Dasselbe Fahrzeug verläßt den Bereich der im Navigationsgerät vorliegenden digitalen Karte, kann jedoch aufgrund einer ungünstigen Einbahnstraßenregelung bereichsweise nicht dieselbe Strecke zurückfahren. Der Fahrer umfährt nun selbsttätig die Einbahnstraße. Sobald der Fahrer dann wieder auf einen Bereich trifft, den er aus irgendeiner Richtung schon befahren hat, versucht das Navigationssystem aufgrund der gespeicherten Daten den Fahrer auf die bekannte Route zurückzuführen.
Nachfolgend wird anhand von Fig. 3 eine Einrichtung erläutert, die zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist.
Die Einrichtung umfaßt ein Navigationssystem mit einer Ortungseinheit 200, deren erfaßte Positionsdaten über das navigierbare Objekt mit den Daten eines Speichers 100 für eine digitale Karte gematcht werden. Erfindungsgemäß wird dieses Navigationssystem um ein Modul 300 zur Zustandserkennung erweitert. Dieses Modul 300, das die Daten der Ortungseinheit 200 und des Speichers 100 auswertet, unterscheidet zwischen den folgenden Objekt/Fahrzeugzuständen:

Onroad

Das Fahrzeug steht oder fährt auf einem digitalisierten Straßenstück.

Offroad

Das Fahrzeug steht oder fährt nicht auf einem digitalisierten Straßenstück und auch nicht auf einem zuvor aufgezeichneten Positionstrack.

Ontrack

Das Fahrzeug steht oder fährt auf einem aufgezeichneten Positionstrack.
Eine erfindungsgemäße Positionsaufzeichnungseinheit 400 zum Aufzeichnen und Filtern von Positionsdaten sorgt dafür, dass zum Einen ein Positionstrack aufgezeichnet wird und zum Anderen nicht jede von der Ortungseinheit 200 ermittelte Position aufgezeichnet wird, sondern nach bestimmten Kriterien gefiltert wird. Kriterien zum Filtern können sein:

Standphase

Aufzeichnen unterbrechen, da die hier ermittelten Positionswerte sich nicht oder nur gering von den zuvor ermittelten unterscheiden.

Positionsungenauigkeit zu groß

Das Aufzeichnen wird hier nicht fortgeführt oder unterbrochen.
Ein erfindungsgemäßes Modul 500 zum Erzeugen von Zielführungsanweisungen ermittelt aus dem Modul 300 geeignete Zielführungsanweisungen, die bei erneuter Fahrt auf dem Positionstrack 700 ausgegeben werden können. Ein Modul 600 zur Zielführung "Ontrack" liefert im geeigneten Moment die vom Modul 500 erzeugten Zielführungsanweisungen an eine geeignete Ausgabeeinheit 800. Für den Datentausch zwischen den Modulen/Einheiten 300, 400, 500, 600, 700 und 800 kann ein gemeinsamer Bus 900 vorgesehen sein.
Die aus den aufgezeichneten Positionsdaten generierte digitale Karte kann mit der vorgegebenen digitalen Karte kombiniert dargestellt werden, um den Fahrzeugführer nicht unnötig mit Zusatzinformationen oder zwei verschiedenen Darstellungsformen zu belasten. Es können alternativ oder zusätzlich zur digitalen Karte anhand der aufgezeichneten Positionsdaten zur Rückführung Richtungspfeile generiert und angezeigt werden.
Vorteilhafterweise ermittelt das Modul 500 Zielführungshinweise auf der Basis einer schon einmal gefahrenen Spur innerhalb eines Offroad-Bereiches. Dadurch werden sowohl die Fahrsicherheit als auch der Fahrkomfort erhöht, da der Fahrer auf eine abbiegeähnliche Streckenänderung rechtzeitig vorher vorbereitet wird.
Als Abbiegehinweis werden im folgenden keine Zielführungsanweisungen verstanden, die die echte geographische Gegebenheit in Form voneinander abgehender Straßen widerspiegeln. Vielmehr ist ein Abbiegehinweis als Vorbereitung des Fahrers zu verstehen, daß im folgenden Straßen- bzw. Routenverlauf mit einem Fahrverhalten gerechnet werden muss, das einem Abbiegevorgang entspricht.
Das Zielführungssystem analysiert die zu erwartende Straßenführung (Routenführung) und setzt sie mit der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit in Relation. Ergeben sich aus den Routendaten und den daraus zu erwartenden Kurvenradien sowie der aktuellen Objektgeschwindigkeit eine Winkelgeschwindigkeit, die über der für dieses Objekt . (Fahrzeug) ermittelten maximal zulässigen liegt, dann wird ein abbiegeähnlicher Vorgang erwartet, welcher zu einer entsprechenden Anzeige führt. Durch die Ausgabe/Anzeige einer entsprechenden Zielführungsanweisung wird der Fahrer darauf vorbereitet, so dass er rechtzeitig die Geschwindigkeit reduzieren und somit gefahrlos dem Straßen (Routen)-Verlauf folgen kann. Dies ist in Fig. 4 verdeutlicht. Fährt das Fahrzeug 5 mit einer ausreichend geringen Geschwindigkeit auf der zuvor aufgezeichneten Spur 6, werden nur gerade Richtungspfeile 7 eingeblendet, die durch eine entsprechende Ausrichtung gegenüber der Nordlage den Verlauf der vorausliegenden Spur 6 anzeigen. Dadurch wird der Fahrer im Falle einer Abzweigung bei Entscheidungen unterstützt, welche Fahrtrichtung gewählt werden soll.
Als Voraussetzung für die Zielführung nach der Erfindung muss dem Zielführungsgerät bzw. dem Modul 300 digitalisierte Information, d. h. Routen (Straßen)-Daten vorliegen. Für die Funktion der Offroad-Navigation können diese digitalisierten Routendaten wie zuvor geschildert beim Befahren des Offroadbereiches und der Aufzeichnung der dazugehörigen geografischen Koordinaten als zusammenhängende Spur aufgenommen worden sein. Möglich ist auch die Übertragung einer solchen Spur aus anderen Systemen, etwa durch eine Funkübertragung von einer Zentrale aus, die digitalisierte Daten über diesen Offroad-Bereich besitzt, die dem fahrzeugeigenen Speicher 100 nicht bekannt sind. Das Verfahren der Zielführung ist auch für herkömmliche Navigationsgeräte anwendbar, bei denen sich der Nutzer innerhalb des durch die Routendaten vorgegebenen Bereiches bewegt. Dazu muss dann die erforderliche Spur aus der digitalen Karte des fahrzeugeigenen Speichers 100 gewonnen werden.
Von der betrachteten Spur wird nun innerhalb einer bestimmten Entfernung vom Fahrzeugstandort in Fahrtrichtung der minimale Kurvenradius berechnet. Eine vorteilhafte Weiterentwicklung des Verfahrens prüft die Kurvenradien auf Plausibilität, um Rauschen oder Messfehler innerhalb der Spur nicht fälschlicherweise als Kurve zu interpretieren. Eine weitere vorteilhafte Weiterentwicklung des Verfahrens besteht darin, dass die Spur in einer geschwindigkeitsabhängigen Entfernung von der Fahrzeugposition ausgewertet wird. Aus der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit v und dem Kurvenradius r lässt sich dann mittels □ = v/r die maximal zu erwartende Winkelgeschwindigkeit berechnen. Übersteigt diese die maximal zulässigen und/oder im Regelfall beobachteten und /oder manuell eingegebenen Werte, die für dieses Fahrzeug und/oder den Fahrer vorliegen, wird über die Ausgabeeinheit 800 ein entsprechender Abbiegehinweis ausgegeben.
Fährt das Fahrzeug in einer ausreichend geringen Geschwindigkeit, so wird die in naher Entfernung vorausliegende Strecke als Gerade dargestellt. In einer vorteilhaften Ausprägung entspricht die aktuelle Fahrtrichtung der nach oben weisenden Bildschirmrichtung der Ausgabeeinheit 800. Die in naher Entfernung zu erwartende Abweichung wird als Auslenkung des Pfeils gegenüber der nach oben weisenden Bildschirmrichtung dargestellt.
Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel biegt ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemässen Zielführung vom digitalisierten Gebiet auf einen nicht digitalisierten Waldweg ab und befindet sich somit definitionsgemäss in einem Offroad-Zustand. Mit dem Eintreten des Offroad- Zustandes wird die Spur des Fahrzeuges als Kette von Wegpunktkoordinaten (Positionsdaten) aufgezeichnet. Nach dem Erreichen eines Zwischenziels im nicht digitalisierten Gebiet wünscht der Fahrer eine Rückführung durch die erfindungsgemässe Zielführung.
Das Zielführungssystem führt den Fahrer über Richtungshinweise entlang der aufgezeichneten Spur zum Ziel. An einer Weggabelung schlägt der Fahrer die korrekte Richtung ein, da permanent ein Zielführungspfeil den Weg anzeigt. Vor Kurven, denen sich der Fahrer zu schnell nähert, werden Abbiegehinweise ausgegeben.

Claims

1. Verfahren zur Rückführung eines navigierbaren Objektes mit folgenden Schritten:

- Zur Zielführung werden innerhalb eines Bereiches vorgegebene Routendaten verwendet,

- zumindest bei Verlassen des durch die Routendaten vorgegebenen Bereiches werden Positionsdaten des Objektes aufgezeichnet,

- die Aufzeichnung der Positionsdaten erfolgt mindestens so lange, bis ein von der Aufzeichnung der Positionsdaten her bekannter Orientierungspunkt erreicht ist,

- von dem bekannten Orientierungspunkt aus erfolgt eine Rückführung des Objektes anhand der aufgezeichneten Positionsdaten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückführung des Objektes anhand der aufgezeichneten Positionsdaten über generierte Richtungspfeile vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Generierung der Richtungspfeile die in aktueller Nähe zum Objekt zu erwartenden Routendaten analysiert werden und mit der aktuellen Geschwindigkeit des Objektes in Relation gesetzt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ermittelt wird, ob sich aus den Routendaten und den daraus zu erwartenden Kurvenradien sowie der aktuellen Geschwindigkeit des Objektes eine Winkelgeschwindigkeit ergibt, die über der für dieses Objekt ermittelten maximal zulässigen liegt, und daraufhin ein abbiegeähnlicher Vorgang in Form eines entsprechenden Richtungspfeiles angezeigt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückführung des Objektes anhand einer digitalen Karte vorgenommen wird, die aus den aufgezeichneten Positionsdaten generiert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die aus den aufgezeichneten Positionsdaten generierte digitale Karte mit einer vorgegebenen digitalen Karte kombiniert dargestellt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Rückführung auf einer anderen Route, zum Beispiel infolge von einer Einbahnstraßenregelung, eine selbsttätige Objektsteuerung vorgenommen wird, bis ein bekannter Orientierungspunkt erreicht ist, von dem aus eine Rückführung anhand der aufgezeichneten Positionsdaten möglich ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufzeichnung der Positionsdaten unterbrochen wird, wenn sich nacheinander ermittelte Positionsdaten nicht oder nur in geringem Maße von zuvor ermittelten Positionsdaten unterscheiden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufzeichnung der Positionsdaten nicht fortgeführt oder unterbrochen wird, wenn die Positionsungenauigkeiten ein vorgegebenes Maß überschreiten.

10. Einrichtung zur Rückführung eines navigierbaren Objektes mit folgenden Funktionseinheiten:

- einem Speicher (100) für eine digitale Karte,

- einer Ortungseinheit (200),

- einer Positionsaufzeichnungseinheit (400),

- einem Modul (300) zur Zustandserkennung eines Objektes,

- einer Einheit (700) zur Erstellung eines Positionstracks aus den Daten der Positionsaufzeichnungseinheit (400) und den Daten der Zustandserkennung (300),

- einem Modul (600) zur Zielführung.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionsaufzeichnungeinheit (400) eine Filtereinrichtung zugeordnet ist, zur Unterbrechung der Aufzeichnung nach vorbestimmten Kriterien wird Standphase des Objektes oder Positionsungenauigkeit zu groß.

12. Einrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Modul (500) zum Erzeugen von Zielführungsanweisungen aufgrund von Fahrzeugzustandsdaten vorgesehen ist.

13. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (500) zum Erzeugen der Zielführungsanweisungen mit dem Positionstrack (700) in Wirkverbindung steht, um Zielführungsanweisungen bei erneuter Bewegung des Objekts auf den Positionstrack (700) auszugeben.

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (600) zur Zielführung mit einer Ausgabeeinheit (800) verbunden ist, um die von einem/dem Modul (500) zum Erzeugen von Zielführungsanweisungen erzeugten Anweisungen insbesondere in Form von Richtungspfeilen auszugeben.