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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Navigationssystem, welches die
Position eines Subjektfahrzeugs, das sich auf einer Straße einer
Raststätte,
wie beispielsweise eine Autobahnraststätte oder ein Parkplatz neben
einer Autobahn, befindet, richtig anzeigt.
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Die
JP-H8-292043 A offenbart
das folgende System. Wenn ein Subjektfahrzeug auf eine Raststätte, wie
beispielsweise eine Autobahnraststätte oder ein Parkplatz einer
Autobahn, fährt,
kann es passieren, dass die Position des Fahrzeugs bei einem Kartenabgleichprozess
falsch lokalisiert wird. Folglich stoppt das Navigationssystem den
Kartenabgleichprozess.
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Auf
der Raststätte
kommt es zu einer Richtungsänderung
(Änderung
der Fahrtrichtung) des Fahrzeugs. Dies kann mitunter dazu führen, dass
der Kartenabgleichprozess das Fahrzeug nicht genau lokalisieren
kann. D. h., die momentane Position des Fahrzeugs wird gegebenenfalls
irrtümlicherweise
einer Straße
(Hauptstraße
oder Seitenstraße
der Autobahn) zugeordnet, die sich von der Straße auf der Raststätte unterscheidet,
auf der sich das Fahrzeug momentan befindet. Ferner kann es passieren,
dass die auf dem Bildschirm anzuzeigende momentane Position zwischen
einer Mehrzahl von Anwärterstraßen hin-
und herspringt. Folglich stoppt das herkömmliche Navigationssystem den
Kartenabgleichprozess ab dem Zeitpunkt, an welchem das Fahrzeug
auf die Raststätte
der Autobahn fährt,
bis zu dem Zeitpunkt, an dem es zurück auf die Hauptstraße der Autobahn
fährt.
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Hierbei
weist die auf der Grundlage verschiedener Sensorsignale berechnete
momentane Position des Fahrzeugs einen Erfassungsfehler auf; ferner kann
eine Karteanzeige einen Fehler bei der angezeigten Position aufweisen.
Folglich kann es passieren, dass die momentane Position des Fahrzeugs dann,
wenn der Kartenabgleichprozess gestoppt wird, während das Fahrzeug auf die
Raststätte
fährt, außerhalb
der Raststätte
angezeigt wird, was den Fahrer des Fahrzeug verwirren kann.
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Folglich
sollte der Kartenabgleichprozess vorzugsweise auch bei einem Auffahren
auf die Raststätte
fortgeführt
werden.
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Bei
dem herkömmlichen
Kartenabgleichprozess wird die zutreffenste Straße auf der Grundlage (i) eines Übereinstimmungsgrads
zwischen einem Fahrzeugschwenkpfad und einer Straßenform
und (ii) eines Abstands zwischen dem Fahrzeug und einer Anwärterstraße gewählt. Wenn
eine Raststätte jedoch
derart angeordnet ist, dass sie neben einer Hauptstraße einer
Autobahn liegt, können
sich eine Straße
auf der Raststätte
und die Hauptstraße
in Form und Position ähneln.
Folglich unterscheiden sich beide nicht deutlich genug voneinander,
um eine Straße
bestimmen zu können,
auf welcher das Fahrzeug tatsächlich
fährt.
Folglich zeigt das Navigationssystem die momentane Position des
Fahrzeugs auch dann, wenn das Fahrzeug auf die Raststätte fährt, weiterhin
auf der Hauptstraße
an, was den Benutzer verwirren kann.
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Bei
einer Routenführung
fährt ein
Benutzer das Fahrzeug gewöhnlich
entlang der geführten
Route. Werden hierbei eine Mehrzahl von Anwärterstraßen bei dem Kartenabgleichprozess
abgerufen, so ist das System gewöhnlich
derart ausgelegt, dass vorzugsweise eine in der geführten Route
enthaltene Anwärterstraße aus der
Mehrzahl von Anwärterstraßen gewählt wird.
Es kann jedoch passieren, dass ein Fahrzeug auf eine Raststätte fährt, während es entlang
einer als geführte
Route bestimmten Autobahn fährt.
In diesem Fall neigt das System dazu, die auf der Karte angezeigte
momentane Position des Fahrzeugs weiterhin auf der Hauptstraße der Autobahn
anzuzeigen.
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Es
ist folglich Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Navigationssystem
bereitzustellen, bei welchem die Position eines Subjektfahrzeug
dann, wenn das Fahrzeug auf eine Raststätte, wie beispielsweise eine
Autobahnraststätte
oder ein Parkplatz einer Autobahn, fährt, schnellstmöglich auf
einer Straße
der Raststätte
der gezeigten Karten angezeigt werden kann.
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Um
die obige Aufgabe zu lösen,
wird gemäß einer
ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ein Navigationssystem
für ein
Fahrzeug bereitgestellt, das aufweist: eine Anzeigeeinheit zum Anzeigen
einer Fahrzeugmarkierung, welche die momentane Position und die
Fahrtrichtung des Fahrzeugs anzeigt, und einer die Fahr zeugmarkierung umgebenden
Nahbereichskarte; eine Erfassungseinheit zur Erfassung der momentanen
Position und der Fahrtrichtung des Fahrzeugs; eine Schwenkpfadberechnungseinheit
zur Berechnung eines Schwenkpfads auf der Grundlage der erfassten
momentanen Position; eine Kartendatenspeichereinheit zum Speichern
von Kartendaten; eine Kartenabgleichseinheit zum Ausführen eines
Kartenabgleichsprozesses zur Bestimmung einer von dem Fahrzeug befahrenen Straße über einen
Vergleich des berechneten Schwenkpfads mit einer Form einer Straße in der Nähe der erfassten
momentanen Position; und eine Anzeigesteuereinheit, die bewirkt,
dass die Anzeigeeinheit die Fahrzeugmarkierung und die Nahbereichskarte
derart anzeigt, dass sich die Fahrzeugmarkierung auf einer von dem
Fahrzeug befahrenen Straße
befindet. Diesbezüglich
bestimmt die Kartenabgleicheinheit unter der Bedingung, dass (i)
das Fahrzeug auf einer Autobahn fährt und (ii) Anwärterstraßen bei
dem Kartenabgleichprozess eine Hauptstraße der Autobahn und eine von
der Hauptstraße abzweigende
Straße
auf einer Raststätte
umfassen, dass die Straße
auf der Raststätte
einer von dem Fahrzeug befahrenen Straße entspricht, wenn eine Differenz
zwischen der erfassten Fahrtrichtung und einer Verkehrsrichtung
der Hauptstraße
größer oder gleich
einem vorbestimmten Wert ist.
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Es
soll beispielsweise angenommen werden, dass ein Fahrzeug auf eine
Raststätte
fährt,
die eine Raststättenstraße mit einer
Form aufweist, welche der der Hauptstraße der Autobahn ähnelt. In
diesem Fall unterscheidet sich der resultierende Schwenkpfad oder
der Abstand von der momentanen Position des Fahrzeugs nicht deutlich
von dem, der vorliegt, wenn das Fahrzeug auf der Hauptstraße fährt. Folglich
ist es schwierig, zu bestimmen, auf welcher Straße, d. h. der Hauptstraße oder
der Raststättenstraße, das
Fahrzeug fährt.
Wird das Fahrzeug hierbei jedoch auf einen Parkplatz der Raststätte gefahren,
so wird die Fahrtrichtung des Fahrzeugs von der Verkehrsrichtung
der Hauptstraße
zu einer bestimmten Richtung geändert,
um so weiter auf den (einzelnen) Parkplatz zu fahren. Folglich kann
die Raststättenstraße dann,
wenn die Hauptstraße
und die Raststättenstraße bei dem
Kartenabgleichprozess als Anwärterstraßen bestimmt
werden, auf der Grundlage des Richtungsunterschieds zwischen der
Fahrtrichtung des Fahrzeugs und der Verkehrsrichtung der Hauptstraße schnellstmöglich als
von dem Fahrzeug befahrene Straße
bestimmt werden. Hierdurch kann die momentane Position des Fahrzeugs
ordnungsgemäß auf der
Raststättenstraße der angezeigten
Karte erscheinen.
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Gemäß einer
zweiten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird das folgende
Navigationssystem bereitgestellt. Es wird hierbei angenommen, dass
das Fahrzeug auf einer Autobahn mit einer Hauptstraße und einer
Raststättenstraße auf einer Raststätte neben
der Autobahn fährt.
Das System weist auf: ein Mittel zur Erfassung der Position und der
Fahrtrichtung des Fahrzeugs; ein Mittel zur Berechnung eines Schwenkpfads
auf der Grundlage der Position; ein Mittel zum Speichern von Daten
bezüglich
von Straßen,
einschließlich
der Autobahn; ein Mittel zum Ausführen einer Richtungsbestimmung dahingehend,
ob eine Differenz zwischen der erfassten Fahrtrichtung und einer
Verkehrsrichtung der Hauptstraße
einen Schwellenwert überschreitet
oder nicht; ein Mittel zum Abgleichen einer Karte, um zu bestimmen,
dass die Raststättenstraße einer
von dem Fahrzeug befahrenen Fahrstraße entspricht, wenn die Richtungsbestimmung
positiv ist, wenn die Hauptstraße
und die Raststättenstraße auf der Grundlage
der erfassten momentanen Position, der gespeicherten Daten und des
berechneten Schwenkpfads als Anwärterstraßen bestimmt
werden; und ein Mittel zum Anzeigen einer Markierung des Fahrzeugs
auf der bestimmten Fahrstraße
auf einer das Fahrzeug umgebenden Karte.
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Die
obigen und weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung,
die unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung gemacht wurde,
näher ersichtlich
sein. In der Zeichnung zeigt/zeigen:
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1 ein
schematisches Blockdiagramm eines Aufbaus eines Navigationssystems
gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
schematische Darstellung einer Datenstruktur von Straßendaten
in einer Kartendateneingabeeinheit gemäß der Ausführungsform;
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3 ein
Ablaufdiagramm eines Hauptprogramms zum Anzeigen einer Fahrzeugmarkierung auf
einer Straße
gemäß der Ausführungsform;
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4 ein
Ablaufdiagramm eines in der 3 gezeigten
Kartenabgleichprozesses gemäß der Ausführungsform;
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5A, 5B, 5C schematische
Darstellungen zur Veranschaulichung des Kartenabgleichprozesses
gemäß der Ausführungsform;
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6A ein
Anzeigebeispiel einer Fahrzeugmarkierung nach einem herkömmlichen
Kartenabgleichprozess; und
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6B ein
Anzeigebeispiel einer Fahrzeugmarkierung nach dem Kartenabgleichprozess
gemäß der Ausführungsform.
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Nachstehend
wird ein Navigationssystem gemäß einer
Ausführungsform
der Vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung
beschrieben.
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Ein
in einem Subjektfahrzeug vorgesehenes Navigationssystem der Ausführungsform
weist, wie in 1 gezeigt, auf: eine Positionserfassungseinheit 1,
eine Kartendateneingabeeinheit 6, eine Bedienschaltergruppe 7,
eine externe Speichervorrichtung 9, eine Anzeigevorrichtung 10,
eine externe Informationseingabe- und Ausgabevorrichtung 11 und eine
mit den vorstehenden Komponenten verbundene Steuerschaltung 8 auf.
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Die
Steuerschaltung 8 entspricht einem herkömmlichen Computer mit einer
CPU, einem ROM, einem RAM, einer Eingabe/Ausgabe (E/A) und einer die
vorstehenden Elemente verbindenden Busleitung. Das ROM speichert
ein von der Steuerschaltung 8 auszuführendes Programm- Die CPU oder dergleichen
führen
eine vorbestimmte Berechnung in Übereinstimmung
mit dem Programm aus.
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Die
Positionserfassungseinheit 1 weist bekannte Elemente oder
Sensoren, wie beispielsweise einen Erdmagnetismussensor 2,
einen Kreisel 3, einen Abstandssensor 4 und einen
GPS-Empfänger 5 zur
Erfassung der Fahrzeugposition auf der Grundlage von elektromagnetischen
Wellen von Satelliten auf. Diese Elemente weisen individuelle Erfassungsfehlerarten
auf.
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Folglich
werden diese Elemente derart verwendet, dass sie sich gegenseitig
er gänzen.
D. h., es werden Daten (die Koordinaten der momentanen Position
und die Fahrtrichtung) bezüglich
der momentanen Fahrzeugposition mit Hilfe einer gemischten Navigation
aus einer GPS-Satellitennavigation und einer autonomen Navigation
erfasst. Die autonome Navigation nutzt den Erdmagnetismussensor 2,
den Kreisel 3 und den Abstandssensor 4. Die Positionserfassungseinheit 1 kann
in Abhängigkeit
der erforderlichen Erfassungsgenauigkeit nur einige der obigen Elemente
oder ein weiteres Element, wie beispielsweise einen Rotationssensor
für die
Lenkung oder einen Geschwindigkeitssensor für jedes folgende Rad, aufweisen.
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Die
Kartendateneingabeeinheit 6 wird zur Eingabe von Kartendaten
verwendet, die Straßendaten,
Hintergrunddaten und Zeichendaten umfassen. Die Kartendaten sind
gewöhnlich
auf einem Speichermedium, wie beispielsweise einer CD-ROM oder einer
DVD-ROM gespeichert. Sie können
alternativ auf einer Speicherkarte oder einer Festplatte gespeichert
werden.
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Die
Kartendaten können
von einem externen Server erhalten und in der externen Speichervorrichtung 9 gespeichert
werden. In diesem Fall kann eine Navigationsfunktion unter Verwendung
der in der externen Speichervorrichtung 9 gespeicherten
Kartendaten ausgeführt
werden. Die Navigationsfunktion umfasst eine Kartenanzeige zum Anzeigen
einer das Fahrzeug umgebenden Nahbereichskarte, eine Kartenanzeigemaßstabsänderung,
einer Routenführung und
dergleichen. Die Funktion kann über
verschiedene Berechnungen in der Steuerschaltung 8 ausgeführt werden.
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Nachstehend
wird ein Beispiel der Straßendaten
unter Bezugnahme auf die 2 beschrieben. Die Straßendaten 6a umfassen
gemäß der 2: eine
Streckenabschnitts-ID mit einer jeder Straße eindeutig zugeordneten Nummer;
Streckenabschnittskoordinatendaten; Knotenkoordinatendaten; Straßentypdaten,
welche die Straßentypen,
wie beispielsweise eine Autobahn, eine Schnellstraße, eine Bundesstraße und dergleichen,
anzeigen; und Straßenbreitendaten.
Der Streckenabschnitt in den Straßendaten 6a entspricht
einem Straßensegment
zwischen zwei Knoten. Der Knoten entspricht einem Schnittpunkt,
einem Verzweigungspunkt oder dergleichen. Die Streckenabschnittskoordinaten
weisen Koordinaten eines Start- und eines Endpunkts des Streckenabschnitts
auf. Wenn ein Knoten innerhalb eines Streckabschnitts vorgesehen
ist, weisen die Knotenkoordinatendaten hierbei die Koordinaten des Knotens
auf. Die Straßendaten 6a werden
zum Vorsehen von Straßenformen
bei einem Kartenabgleichprozess und zum Abfragen von Führungsrouten
zu Zielorten zusätzlich
zum Anzeigen von Karten verwendet. Ferner können bei der Führungsroutenabfrage
zusätzlich
Verbindungen zwischen Straßen
anzeigende Straßennetzwerkdaten
vorbereitet und verwendet werden.
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Die
Hintergrunddaten verknüpfen
Einrichtungen oder Landschaftsformen auf Karten mit Koordinaten
auf den Karten. Bezüglich
jeder Einrichtung werden eine Telefonnummer, eine Adresse und dergleichen
gespeichert. Die Zeichendaten werden zum Anzeigen von Namen der
Orte, der Einrichtungen, der Straßen und dergleichen auf Karten
verwendet und mit den Koordinatendaten, welche den anzuzeigenden
Positionen entsprechen, verknüpft.
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Die
Bedienschaltergruppe 7 wird für verschiedene Eingaben verwendet
und weist einen in die Anzeigevorrichtung 10 integrierten
berührungsempfindlichen
Schaler oder mechanische Schalter auf. Über die Bedienschaltergruppe 7 kann
beispielsweise ein Zielort eingegeben werden. Folglich weist das
Navigationssystem eine Routenführungsfunktion zum
automatischen Wählen
einer optimalen Route von der momentanen Position zum eingegebenen Zielort
auf, um eine Führungsroute
zu erstellen und die Führungsroute
anzuzeigen. Als Verfahren zum automatischen Bestimmen der am besten
geeigneten Führungsroute
ist das Dijkstra-Verfahren bekannt. Über die Bedienschaltergruppe 7 können ferner
eine Adresse, ein Name oder eine Telefonnummer einer gewünschten
Einrichtung eingegeben werden. In diesem Fall weist das Navigationssystem
eine Abfragefunktion zum Abfragen der Position der eingegebenen
Einrichtung auf.
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Die
externe Speichervorrichtung 9 weist ein Speichermedium,
wie beispielweise eine Speicherkarte oder eine Festplatte, auf.
Ein Benutzer kann Textdaten, Bilddaten, Audiodaten oder dergleichen
in der externen Speichervorrichtung 9 speichern. Wenn die
Kartendaten, wie vorstehend beschrieben, von einem externen Server
erhalten werden, können
die erhaltenen Kartendaten in der externen Speichervorrichtung 9 gespeichert
werden.
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Die
Anzeigeeinheit 10 weist beispielsweise eine Flüssigkristallanzeige
zum An zeigen einer die momentane Position und die Fahrtrichtung
des Fahrzeugs anzeigenden Fahrzeugmarkierung und einer das Fahrzeug
umgebenden Straßenkarte
auf einem Bildschirm auf. Die Kartendaten werden mit Hilfe der über die
Kartendateneingabeeinheit 6 eingegebenen Kartendaten erzeugt.
Ferner wird der Straßenkarte dann,
wenn ein Zielort bestimmt wird, mit einer Führungsroute von der momentanen
Position zum eingegebenen Zielort überlagert.
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Die
externe Informations-E/A-Vorrichtung 11 wird, wenn dies
erforderlich ist, zum Empfangen von Straßenverkehrsinformation und
zum Senden von Information nach Außerhalb verwendet. Die Straßenverkehrsinformation
werden von einem VICS-(Verkehrsinformations- und Kommunikationssystem)-Zentrum über eine
lokale Rundfunkstation oder eine an einer Straße vorgesehene Bake übermittelt. Die
empfangene Information wird in der Steuerschaltung 8 verarbeitet,
und es wird beispielsweise Straßenverkehrsstauinformation
oder Straßenverkehrsregulierungsinformation
der Straßenkarte überlagert angezeigt.
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Nachstehend
wird ein ein Merkmal dieser Ausführungsform
darstellender Prozess unter Bezugnahme auf die 3 und 4 beschrieben.
Der Prozess zeigt eine die momentane Position und die Fahrtrichtung
des Subjektfahrzeugs anzeigenden Fahrzeugmarkierung und eine Nahbereichskarte
auf der Anzeigevorrichtung 10 an, während er einen Kartenabgleichprozess
ausführt. 3 zeigt
ein Ablaufdiagramm eines Hauptprogramms zur Bestimmung einer von
dem Fahrzeug befahrenen Fahrstraße mit Hilfe des Kartenabgleichprozesses
und zum anschließenden
Anzeigen einer Fahrzeugmarkierung auf der bestimmten Straße. 4 beschreibt
den in der 3 gezeigten Kartenabgleichsprozess.
Dieser in den 3 und 4 gezeigten
Prozesse werden jedes Mal wiederholt von der Steuerschaltung 8 ausgeführt, wenn
eine vorbestimmte Zeitspanne verstrichen oder das Fahrzeug eine
vorbestimmte Wegstrecke gefahren ist.
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In
Schritt S10 werden, wie in 3 gezeigt, Signale
von einzelnen Sensoren in der Positionserfassungseinheit 1 eingegeben.
In Schritt S20 werden die momentane Position und die Fahrtrichtung
des Fahrzeugs auf der Grundlage der eingegebenen Signale berechnet.
Hierbei werden die Positionsdaten in einem Datenformat vom GPS-Empfänger 5 erhalten, welches
den Koordinatendaten (Längen-
und Breiten grad) der Straßendaten
gleicht. Daten bezüglich der
Fahrtrichtung und der Fahrstrecke des Fahrzeugs werden demgegenüber von
dem Erdmagnetismussensor 2, dem Kreisel 3 und
dem Abstandssensor 4 erhalten. Die erhaltenen Daten werden
zur Berechnung von Koordinatendaten der momentanen Position auf
der Grundlage der zuvor erhaltenen Daten oder zuvor bestimmten Daten
verwendet. Dies entspricht einer Berechnung von Koordinatendaten mit
Hilfe der autonomen Navigation. Es sollte beachtet werden, dass
die momentane Position im Wesentlichen auf der Grundlage der mit
Hilfe der autonomen Navigation berechneten Koordinatendaten erhalten wird.
Diesbezüglich
werden dann, wenn Positionsdaten ebenso von dem GPS-Empfänger 5 erhalten
werden, beide Datensätze
miteinander verglichen. Wenn die Differenz größer oder gleich einem vorbestimmten
Abstand ist, werden die Positionsdaten von dem GPS-Empfänger 5 als
momentane Fahrzeugposition verwendet.
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Anschließend werden
in Schritt S30 Kartendaten für
einen das Fahrzeug umgebenden Nahbereich auf der Grundlage der berechneten
Koordinaten der momentanen Position aus den Kartendaten gelesen.
In Schritt S40 wird ein Kartenabgleichprozess (Map-Matching-Prozess)
ausgeführt.
Der Kartenabgleichprozess extrahiert eine innerhalb eines vorbestimmten
Abstands zur berechneten momentanen Position vorhandene Straße oder
eine Straße, die
mit einer bereits abgeglichenen Straße, die bereits bezüglich der
momentanen Position abgeglichen wurde, verbunden ist, wenn solch
eine Straße verfügbar ist,
als Anwärterstraße, auf
welcher das Fahrzeug fahren kann. Formdaten eines Schwenkpfads werden
berechnet, indem eine Mehrzahl momentaner Positionen, die in der
Vergangenheit in Schritt S10 berechnet wurden, und die letzte momentane
Position verbunden werden. Die Formdaten des Schwenkpfads und die
individuellen Formen der Anwärterstraßen werden
miteinander verglichen, und die Straße mit dem höchsten Korrelationswert
wird als von dem Fahrzeug befahrene Fahrstraße bestimmt (oder angenommen),
d. h. als Straße,
auf welcher das Fahrzeug gerade fährt.
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Die
Berechnung der momentanen Position und der Fahrtrichtung und die
Berechnung des Schwenkpfads können
hierbei einzig auf den Positionsdaten des GPS-Empfängers 5 oder
einzig auf den Positionsdaten der autonomen Navigation basieren. Der
Kartenabgleichprozess wird nachstehend näher beschrieben.
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Wenn
der Kartenabgleichprozess eine von dem Fahrzeug befahrene Fahrstraße bestimmt,
wird die momentane Position des Fahrzeugs in Schritt S50 bestimmt,
indem die Form des Schwenkpfads auf die bestimmte Fahrstraße angewandt
wird. Wenn die momentane Position des Fahrzeugs dadurch bestimmt
wird, werden Positionsdaten mit Hilfe der autonomen Navigation auf
der Grundlage der bestimmten momentanen Position berechnet. In Schritt
S60 wird einer der bestimmten momentanen Position entsprechenden
Position eine die Fahrtrichtung anzeigende Fahrzeugmarkierung verliehen;
Anzeigedaten zum Anzeigen einer Nahbereichsstraßenkarte erzeugt; und die Fahrzeugmarkierung
und die Nahbereichsstraßenkarte
unter Verwendung der erzeugten Anzeigedaten auf der Anzeigevorrichtung 10 angezeigt.
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Der
Kartenabgleichprozess wird nachstehend näher unter Bezugnahme auf die 4 beschrieben.
In Schritt S110 werden Straßendaten
in einem die momentane Position umgebenden Nahbereich auf der Grundlage
der in Schritt S20 berechneten momentanen Position extrahiert. Gemäß obiger Beschreibung
entsprechen die extrahierten Straßendaten Daten bezüglich einer
innerhalb eines vorbestimmten Abstands zur berechneten momentanen Position
vorhandenen Straße
oder einer Straße,
die mit einer bereits abgeglichenen Straße, die bereits bezüglich der
momentanen Position abgeglichen wurde, verbunden ist, wenn solch
eine Straße
verfügbar
ist.
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In
Schritt S120 werden die die Daten der Position und der Fahrtrichtung
umfassenden Schwenkpfaddaten auf der Grundlage der in Schritt S20
berechneten momentanen Position aktualisiert; ferner wird der aktualisierte
Schwenkpfad mit den in Schritt S110 extrahierten Straßendaten
verglichen, um dadurch einen Korrelationswert zu berechnen, der
einen Übereinstimmungsgrad
zwischen den Formen anzeigt. In Schritt S130 wird der berechnete
Korrelationswert mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen.
Wenn der Korrelationswert größer oder gleich
dem Schwellenwert ist, wird die entsprechende Straße als Anwärterstraße betrachtet,
die einer Vorgabe für
den Kartenabgleichprozess entsprechen kann.
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Wenn
der Korrelationswert in Schritt S130 derart bestimmt wird, dass
er kleiner als der Schwellenwert ist, wird der Prozess der 4 beendet.
In diesem Fall wird kein Kartenabgleichprozess ausgeführt, da
keine dem Schwenkpfad und der momentanen Position des Fahrzeugs
entsprechenden Straßendaten
vorliegen. Die momen tane Position des Fahrzeug wird ohne Änderung
(oder ohne Abgleich) auf der Anzeigevorrichtung 10 angezeigt.
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Wenn
in S110 Straßendaten
bezüglich
einer Mehrzahl von Straßen
extrahiert werden, wird in Schritt S120 ein Korrelationswert der
Straßendaten bezüglich jeder
Straße
berechnet und der berechnete Korrelationswert in Schritt S130 mit
dem Schwellenwert verglichen. Folglich können in Schritt S140 eine Mehrzahl
von Anwärterstraßen gewählt werden.
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Nachstehend
wird das Prinzip des Kartenabgleichprozesses unter Bezugnahme auf
die 5A, 5B und 5C beschrieben.
Es werden beispielsweise alle Straßen, die mit einer Kreuzung
verbunden sind, welche das Fahrzeug erreicht hat, als mögliche Straßen extrahiert,
auf denen das Fahrzeug anschließend
fahren kann. Es werden, wie in 5A gezeigt,
Straßendaten
der Straßen
a, b und c als mögliche
Straße
extrahiert. Auf der Grundlage der extrahierten Straßendaten
werden die entsprechende Straßenform
und der Schwenkpfad (siehe 5B) des
Fahrzeugs miteinander verglichen, um dadurch einen einen Übereinstimmungsgrad
anzeigenden Korrelationswert zu berechnen (siehe 5C).
Anschließend
wird die Straße
mit dem höchsten
Korrelationswert unter den Anwärterstraßen im Wesentlichen
als Fahrstraße
betrachtet, auf welcher das Fahrzeug fährt. In der 5C weist
die Straße
b den höchsten
Korrelationswert auf; so dass das Fahrzeug folglich als auf der
Straße
b fahrend betrachtet wird. Folglich wird die momentane Position
des Fahrzeugs als auf der Straße
b vorhanden bestimmt. Der obige Prozess wird jedes Mal erneut ausgeführt, wenn
eine vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist oder das Fahrzeug einen
vorbestimmten Abstand gefahren ist, um dadurch die momentanen Position
auf der Straße
zu bestimmen.
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Wenn
das Fahrzeug jedoch während
der Fahrt auf einer Autobahn auf eine Raststätte, wie beispielsweise eine
Autobahnraststätte
oder ein Parkplatz, fährt,
wird die momentane Position des Fahrzeugs manchmal, wie in 6A gezeigt,
irrtümlicherweise
auf der Hauptstraße
der Autobahn angezeigt. Dies passiert gewöhnlich aus den folgenden Gründen. Eine
Raststätte,
wie beispielsweise eine Autobahnraststätte oder ein Parkplatz, kann
derart angeordnet sein, das er benachbart zu einer Hauptstraße einer
Autobahn verläuft.
Hierbei ähneln
sich die Hauptstraße
der Auto bahn und die Straße
der Raststätte
in Form und Position. Dies kann dazu führen, dass der Unterschied
zwischen beiden nicht ausreicht, um eine Fahrstraße zu bestimmen
auf welcher das Fahrzeug gerade fährt.
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Die
Straßendaten
der Raststätte
können,
wie in 6A gezeigt, eine Parallelstraße aufweisen,
die im Wesentlichen parallel zur Hauptstraße verläuft. Diesbezüglich ist
es nicht gerade einfach, genau zu bestimmen, auf welcher Straße, d. h.
der Hauptstraße
oder der Parallelstraße,
das Fahrzeug gerade fährt.
Die Straßendaten
der Raststätte
weisen, wie in 6A gezeigt, eine Abfahrt von
der Hauptstraße, eine
um die Raststätte
herumführende
Umgehungsstraße
und eine Zufahrt auf die Hauptstraße auf.
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Wenn
das Fahrzeug auf der Parallelstraße fährt und in einem Zwischenteil
der Parallelstraße
zu einem Parkplatz der Raststätte
abbiegt, ändert
sich die Fahrtrichtung (d. h. die Ausrichtung) des Fahrzeugs von
der Fahrtrichtung der Hauptstraße
zur Annäherungsrichtung
des Parkplatzes. In diesem Fall wird die Raststättenstraße dann, wenn die Hauptstraße und die
Raststättenstraße in dem
Kartenabgleichprozess als Anwärterstraßen bestimmt
werden, auf der Grundlage des Richtungsunterschieds zwischen der
Fahrtrichtung des Fahrzeugs und der Fahrtrichtung (des Verkehrs)
auf der Hauptstraße
als von dem Fahrzeug befahrene Fahrstraße bestimmt. Hierdurch kann
die momentane Position des Fahrzeugs so schnell wie möglich angemessen
auf der Raststättenstraße der Raststätte erscheinen.
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Ferner
wird der Schwenkpfad dann, wenn sich die Fahrtrichtung (d. h. die
Ausrichtung) des Fahrzeugs von der Fahrtrichtung der Hauptstraße zur Annäherungsrichtung
des Parkplatzes ändert, deutlich
von der Form der Hauptstraße
unterschieden. Wenn die Hauptstraße immer noch anstelle der Raststättenstraße als Fahrstraße bestimmt
wird, benötigt
der Kartenabgleichprozess einen längeren Zeitraum, um eine geeignete
Position zu ermitteln, die sich innerhalb der Raststätte befindet.
D. h., es ist nicht einfach, eine bestimmte Position, die sich auf der
Raststätte
bzw. innerhalb des Raststättenbereichs
befindet und die Raststättenstraße, wie
beispielsweise eine Parallelstraße, verlässt, direkt von der Hauptstraße der Autobahn
zu berechnen. Im schlimmsten Fall kann es passieren, dass die Fahrzeugmarkierung
auf der angezeigten Karte verschwindet oder zwischen mehreren Anwärterstraßen (z.
B. der Haupt straße,
der Parallelstraße
oder dergleichen) hin- und herspringt.
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Wenn
die Raststättenstraße, wie
beispielsweise die Parallelstraße,
demgegenüber
einmal genau als Fahrstraße
bestimmt wird, kann der Kartenabgleichprozess die momentane Position
des Fahrzeugs an der bestimmten Position so schnell wie möglich mit
Hilfe von beispielsweise der autonomen Navigation lokalisieren.
Dies stellt einen Vorteil dieser Ausführungsform dar.
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Bezüglich dieses
Ausgangs wird die Raststättenstraße in den
Schritten S150 bis S190 als von dem Fahrzeug befahrene Straße bestimmt,
wenn die folgenden drei Bedingungen erfüllt werden. Eine erste Bedingung
wird erfüllt,
wenn das Fahrzeug auf der Autobahn fährt. Eine zweite Bedingung
wird erfüllt, wenn
eine Hauptstraße
der Autobahn und der Raststättenstraße in dem
Kartenabgleichprozess als Anwärterstraßen bestimmt
werden. Eine dritte Bedingung wird erfüllt, wenn eine Differenz zwischen
der Fahrtrichtung des Fahrzeugs und einer Fahrtrichtung (Verkehrsrichtung)
der Hauptstraße
größer oder gleich
einem vorbestimmten Wert ist. Auf den Schritt S150 und die folgenden
Schritte wird nachstehend näher
eingegangen. In Schritt S150 wird auf der Grundlage der Straßentypdaten
der Straßendaten 6a bestimmt,
ob das Fahrzeug auf einer Autobahn fährt. Wenn die Bestimmung negativ
ist, wird bestimmt, dass das Fahrzeug auf einer gewöhnlichen
von der Autobahn verschiedenen Straße fährt. Anschließend schreitet
der Prozess zu Schritt S200 voran, bei dem, wie bei einem herkömmlichen
Verfahren, die Anwärterstraße mit dem
höchsten
Korrelationswert als von dem Fahrzeug befahrene Fahrstraße bestimmt
wird. Wenn bereits bestimmt wurde, dass das Fahrzeug auf einer Raststättenstraße fährt, ist
die Bestimmung in Schritt S150 negativ. Anschließend wird die Raststättenstraße in Schritt
S200 fortlaufend als von dem Fahrzeug befahrene Fahrstraße bestimmt.
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Es
ist im Übrigen
möglich,
dass eine Mehrzahl von Anwärterstraßen bestimmt
werden, die ähnliche
individuelle Korrelationswerte aufweisen. In diesem Fall kann in
Schritt S200 vorzugsweise eine Straße mit der höchsten Anzahl
von Fahrspuren oder mit der höchsten
Breite als von dem Fahrzeug befahrene Fahrstraße bestimmt werden. Ferner
kann vorzugsweise die zur momentanen Fahrzeugposition am dichtesten
gelegene Anwärterstraße als Fahrstraße bestimmt
werden.
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Wenn
in Schritt S150 demgegenüber
bestimmt wird, dass das Fahrzeug auf einer Autobahn fährt, schreitet
der Prozess zu Schritt S160 voran. Hierbei wird bezüglich der
entsprechenden Autobahn bestimmt, ob die Hauptstraße und die
Raststättenstraße als Anwärterstraßen für den Kartenabgleichprozess
bestimmt sind. Eine Hauptstraße
und eine Raststättenstraße können nicht
nur dann als Anwärterstraßen bestimmt
werden, wenn das Fahrzeug von der Hauptstraße der Autobahn auf die Raststättenstraße fährt, sondern
ebenso dann, wenn die von dem Fahrzeug befahrene Hauptstraße benachbart zu
einer Raststätte
wie beispielsweise einer Autobahnraststätte und einem Parkplatz liegt
und eine Raststättenstraße eine
Form aufweist, welche der der Hauptstraße ähnelt.
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Wenn
die Bestimmung in Schritt S1160 negativ ist, schreitet der Prozess
zu Schritt S190 voran. Hierbei wird die Hauptstraße als Fahrstraße bestimmt.
In diesem Fall wird die Fahrstraße als Autobahn und eine Raststättenstraße hinsichtlich
des Kartenabgleichprozesses nicht als Anwärterstraße bestimmt. Folglich wird
das Fahrzeug als auf der Hauptstraße der Autobahn fahrend bestimmt.
Wenn die Bestimmung in Schritt S160 demgegenüber positiv ist, schreitet
der Prozess zu Schritt S170 voran. Hierbei wird bestimmt, ob die
Differenz zwischen der Fahrtrichtung des Fahrzeugs und der Verkehrsrichtung
der Hauptstraße
der Autobahn größer oder gleich
einem vorbestimmten Wert ist.
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Wenn
die Bestimmung in Schritt S170 positiv ist, schreitet der Prozess
zu Schritt S180 voran. Hierbei wird die Raststättenstraße als von dem Fahrzeug befahrene
Fahrstraße
bestimmt. Folglich kann sofort bestimmt werden, dass das Fahrzeug
auf der Raststättenstraße fährt, so
dass das Fahrzeug (d. h. die Fahrzeugmarkierung) genau bzw. richtig
auf der Raststättenstraße angezeigt
werden kann. Wenn die Bestimmung in Schritt S170 demgegenüber negativ ist,
schreitet der Prozess zu Schritt S190 voran. Hierbei wird die Hauptstraße als Fahrstraße bestimmt. Folglich
wird das Fahrzeug bzw. die Fahrzeugmarkierung solange auf der Hauptstraße der Autobahn angezeigt,
bis die Richtungsdifferenz den vorbestimmten Wert erreicht. Hierdurch
kann eine falsche Anzeige der Fahrzeugmarkierung auf der gezeigten Karte
verhindert werden. D. h., das eigentlich auf der Hauptstraße fahrende
Fahrzeug (d. h. die Fahrzeugmarkierung) wird nicht irrtümlicherweise
auf einer Raststättenstraße ange zeigt.
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Ferner
verschwindet eine Anwärterstraße, wenn
sich das Fahrzeug von der Raststättenstraße auf einen
(einzelnen) Parkplatz der Raststätte
bewegt. In diesem Fall wird die berechnetet momentane Position,
wie vorstehend beschrieben, ohne Änderung verwendet und die Fahrzeugmarkierung
gleichmäßig und
angemessen an einer der berechneten momentanen Position entsprechenden
Position angezeigt. Hierbei wird die momentane Position auf der Grundlage
der vergangenen momentanen Positionen, die zuvor mit Hilfe der autonomen
Navigation auf der Raststättenstraße bestimmt
wurden, berechnet; so dass die momentane Position eine hohe Genauigkeit
aufweist. Folglich wird die Fahrzeugmarkierung nicht außerhalb
der Raststätte
bzw. des Dienstebereichs gezeigt.
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(Ausgestaltungen)
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Bei
der obigen Ausführungsform
wird eine Fahrstraße
dann, wenn die Hauptstraße
und die Raststättenstraße als Anwärterstraßen bestimmt werden,
auf der Grundlage von einzig der Differenz zwischen der Fahrtrichtung
und der Verkehrsrichtung der Hauptstraße bestimmt. Es kann jedoch
zusätzlich zur
Bedingung bezüglich
der Differenz zwischen den Richtungen eine weitere Bedingung hinzugefügt werden.
Wenn das Fahrzeug beispielsweise auf einer Raststättenstraße fährt, um
auf einen Parkplatz zu fahren, ist die Fahrzeuggeschwindigkeit verglichen mit
einem Fall, bei dem es auf der Hauptstraße fährt, gering. Folglich kann
eine andere Bedingung derart ausgelegt sein, dass die mit Hilfe
einer Geschwindigkeitserfassungseinheit 12 erhaltene Fahrzeuggeschwindigkeit
kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert ist.
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Es
ist möglich,
eine beliebige Kombination der vorstehend beschriebenen Prozesse,
Schritte oder Mittel als Programmeinheit (z. B. als Unterprogramm)
und/oder als Hardwareeinheit (z. B. als Schaltung oder als IC) zu
realisieren, einschließlich oder
nicht einschließlich
einer Funktion einer betreffenden Vorrichtung; die Hardwareeinheit
kann ferner als Teil eines Mikrocomputers ausgebildet sein.
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Die
Programmeinheit oder eine beliebige Kombination einer Mehrzahl von
Programmeinheiten kann ferner Teil eines Computerprogramms sein,
das auf einem computerlesbaren Speichermedium enthalten sein kann
oder über
ein Kommunikationsnetz auf einem Computer installiert werden kann.
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Die
vorliegende Erfindung weist die folgenden Eigenschaften auf.
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Gemäß einer
ersten Eigenschaft weist ein Navigationssystem für ein Fahrzeug auf: eine Anzeigeeinheit
zum Anzeigen einer Fahrzeugmarkierung, welche die momentane Position
und die Fahrtrichtung des Fahrzeugs anzeigt, und einer die Fahrzeugmarkierung
umgebenden Nahbereichskarte; eine Erfassungseinheit zur Erfassung
der momentanen Position und der Fahrtrichtung des Fahrzeugs; eine Schwenkpfadberechnungseinheit
zur Berechnung eines Schwenkpfads auf der Grundlage der erfassten momentanen
Position; eine Kartendatenspeichereinheit zum Speichern von Kartendaten;
eine Kartenabgleichseinheit zum Ausführen eines Kartenabgleichsprozesses
zur Bestimmung einer von dem Fahrzeug befahrenen Straße über einen
Vergleich des berechneten Schwenkpfads mit einer Form einer Straße in der
Nähe der
erfassten momentanen Position; und eine Anzeigesteuereinheit, die
bewirkt, dass die Anzeigeeinheit die Fahrzeugmarkierung und die Nahbereichskarte
derart anzeigt, dass sich die Fahrzeugmarkierung auf einer von dem
Fahrzeug befahrenen Straße
befindet. Diesbezüglich
bestimmt die Kartenabgleicheinheit unter der Bedingung, dass (i) das
Fahrzeug auf einer Autobahn fährt
und (ii) Anwärterstraßen bei
dem Kartenabgleichprozess eine Hauptstraße der Autobahn und eine von
der Hauptstraße
abzweigende Straße
auf einer Raststätte
umfassen, dass die Straße
auf der Raststätte
einer von dem Fahrzeug befahrenen Straße entspricht, wenn eine Differenz
zwischen der erfassten Fahrtrichtung und einer Verkehrsrichtung
der Hauptstraße
größer oder
gleich einem vorbestimmten Wert ist.
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Es
soll beispielsweise angenommen werden, dass ein Fahrzeug auf eine
Raststätte
fährt,
die eine Straße
mit einer Form aufweist, welche der der Hauptstraße der Autobahn ähnelt. In
diesem Fall unterscheidet sich ein Schwenkpfad oder ein Abstand vom
Fahrzeug nicht deutlich von dem, der vorliegt, wenn das Fahrzeug
auf der Hauptstraße
fährt.
Folglich ist es schwierig, zu bestimmen, auf welcher Straße, d. h.
der Hauptstraße
oder der Straße
der Raststätte,
das Fahrzeug fährt.
Wenn das Fahrzeug hierbei jedoch auf einem Parkplatz der Raststätte geparkt
wird, ändert
das Fahrzeug seine Fahrtrichtung einmal von der Verkehrsrichtung
der Hauptstraße und fährt in eine
andere Richtung geradeaus weiter. Wenn die Hauptstraße und die
Raststättenstraße bei dem
Kartenabgleichprozess als Anwärterstraßen bestimmt
werden, wird auf der Grundlage des Richtungsunterschieds zwischen
der Fahrtrichtung des Fahrzeugs und der Verkehrsrichtung der Hauptstraße bestimmt,
dass das Fahrzeug auf der Raststättenstraße fährt. Hierdurch
kann die momentane Position des Fahrzeugs schnellstmöglich ordnungsgemäß auf der
Raststättenstraße erscheinen.
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Als
zusätzliche
Eigenschaft der ersten Eigenschaft wird die Straße auf der Raststätte in der Kartendatenspeichereinheit
als Satz aus einer von der Hauptstraße abzweigenden Verzweigungsstraße, einer
um die Raststätte
verlaufenden Umgehungsstraße
und einer auf die Hauptstraße
führenden
Auffahrt angezeigt; und weist die Umgehungsstraße eine im Wesentlichen parallel
zur Hauptstraße verlaufende
Parallelstraße
auf. Hierdurch kann effektiv ein Vorteil geschaffen werden. D. h.,
wenn das Fahrzeug auf der Verzweigungsstraße und anschließen auf
der parallel zur Hauptstraße
verlaufenden Umgehungsstraße
fährt,
ist es schwierig, zu bestimmen, auf welcher Straße, d. h. der Umgehungsstraße oder
der Hauptstraße,
das Fahrzeug fährt.
In solch einem Fall erleichtert die erste Eigenschaft die frühe Bestimmung,
dass das Fahrzeug auf der Umgehungsstraße oder der Raststättenstraße der Raststätte fährt.
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Gemäß einer
weiteren zusätzlichen
Eigenschaft der ersten Eigenschaft bestimmt die Kartenabgleicheinheit,
dass das Fahrzeug auf der Hauptstraße fährt, wenn die Differenz zwischen
der Fahrtrichtung und der Verkehrsrichtung der Hauptstraße kleiner
als der vorbestimmte Wert ist, obgleich die Anwärterstraßen bei dem Kartenabgleichprozess
die Hauptstraße
und die Straße
der Raststätte
umfassen.
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Gemäß noch einer
weiteren zusätzlichen
Eigenschaft der ersten Eigenschaft ist eine Geschwindigkeitserfassungseinheit
dazu ausgelegt, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu erfassen. Hierbei bestimmt
die Kartenabgleichseinheit, dass das Fahrzeug auf der Straße der Raststätte fährt, wenn
die Differenz größer oder
gleich dem vorbestimmten Wert und die erfasste Geschwindigkeit ferner
kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert ist.
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Wenn
das Fahrzeug beispielsweise auf einer Raststättenstraße fährt und seine Fahrtrichtung ändert, um
auf einem (einzelnen) Parkplatz zu fahren, ist die Geschwindigkeit
des Fahrzeugs geringer als die Geschwindigkeit bei einer Fahrt auf
der Hauptstraße.
Folglich erleichtert die Berücksichtigung
der Fahrzeuggeschwindigkeit eine noch genauere Bestimmung dahingehend,
ob das Fahrzeug auf der Raststättenstraße fährt.
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Gemäß einer
zweiten Eigenschaft wird das folgende Navigationssystem bereitgestellt.
Das System ist in einem Fahrzeug für eine Fahrt auf einer Autobahn
mit einer Hauptstraße
und einer Raststättenstraße auf einer
Raststätte
neben der Autobahn vorgesehen. Das System weist auf: ein Mittel
zur Erfassung der Position und der Fahrtrichtung des Fahrzeugs;
ein Mittel zur Berechnung eines Schwenkpfads auf der Grundlage der
Position; ein Mittel zum Speichern von Daten bezüglich von Straßen, einschließlich der
Autobahn; ein Mittel zum Ausführen einer
Richtungsbestimmung dahingehend, ob eine Differenz zwischen der
erfassten Fahrtrichtung und einer Verkehrsrichtung der Hauptstraße einen Schwellenwert überschreitet
oder nicht; ein Mittel zum Abgleichen einer Karte, um zu bestimmen,
dass die Raststättenstraße einer
von dem Fahrzeug befahrenen Fahrstraße entspricht, wenn die Richtungsbestimmung
positiv ist, wenn die Hauptstraße
und die Raststättenstraße auf der
Grundlage der erfassten momentanen Position, der gespeicherten Daten
und des berechneten Schwenkpfads als Anwärterstraßen bestimmt werden; und ein
Mittel zum Anzeigen einer Markierung des Fahrzeugs auf der bestimmten
Fahrstraße
auf einer das Fahrzeug umgebenden Karte.
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Fachleuten
wird ersichtlich sein, dass die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung auf verschiedene Weisen geändert werden
können.
Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung sollte jedoch durch
die beigefügten Ansprüche bestimmt
werden.
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Vorstehend
wurde ein Fahrzeugnavigationssystem offenbart.
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Eine
Raststättenstraße, gleich
einer Straße auf
einer Raststätte,
wie beispielsweise eine Autobahnraststätte oder ein Parkplatz, wird
als eine von einem Fahrzeug befahrene Straße bestimmt, wenn die folgenden
drei Bedingungen erfüllt
werden S40, S180. Eine erste Bedingung wird erfüllt, wenn das Fahrzeug auf
einer Autobahn fährt
S40, S150. Eine zweite Bedingung wird erfüllt, wenn eine Hauptstraße der Autobahn
und die Raststättenstraße bei einem Kartenabgleichprozess
als Anwärterstraßen bestimmt
werden S40, S160. Eine dritte Bedingung wird erfüllt, wenn eine Differenz zwischen
der Fahrtrichtung des Fahrzeugs und der Verkehrsrichtung der Hauptstraße größer oder
gleich einem vorbestimmten Wert ist S40, S170. Auf diese Weise kann schnellstmöglich bestimmt
werden, dass das Fahrzeug auf der Raststättenstraße fährt, so dass die Fahrzeugmarkierung
ordnungsgemäß auf der
Raststättenstraße der gezeigten
Karten angezeigt werden kann.