ES2350232T3 - Procedimiento para la determinación automática asistida por ordenador de una ruta que ha de ser recorrida por vehículos. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la determinación automática asistida por ordenador de una ruta que vaya a ser recorrida por vehículos, desde un punto de partida hasta un punto de destino, sirviéndose de datos digitalizados de un mapa que presentan en forma digital determinados tramos de recorrido, donde en un ordenador se establece un punto de partida y un punto de destino, componiendo la ruta a partir de los tramos de recorrido, teniendo en cuenta diferentes criterios, caracterizado porque se emplean datos del mapa que al establecer el sistema de determinación de rutas empleado se han preparado de tal modo que estén seleccionados los tramos de recorrido que presenten un elevado número de curvas, y estén marcados mediante la memorización del correspondiente señalizador de curvas en los datos del mapa, donde al determinar la ruta mediante la composición de los tramos de recorrido el ordenador incluye con preferencia en la ruta aquellos tramos de recorrido marcados con el señalizador de curvas.

Description

La invención se refiere a un procedimiento para la determinación automática asistida por ordenador de una ruta que ha de ser recorrida por vehículos, desde un punto de partida hasta un punto de destino sirviéndose de datos digitalizados de un mapa, donde en un ordenador se establece un punto de partida y un punto de destino, y se determina la ruta sirviéndose de posibles tramos de recorrido.

A este respecto se puede ver en el estado de la técnica el documento DE 100 31 787 A1 que muestra un sistema de asistencia para la elección de trayectos, que se puede emplear en particular en un sistema de navegación. Un sistema de ordenador busca un determinado trayecto después de haber introducido determinados criterios de búsqueda. Para ello se emplean parámetros de trayecto que influyan en la marcha con el fin de determinar unas características macroscópicas del trayecto.

Por otra parte el documento WO 2006/042689 A1 se refiere a un método para calcular un índice senoidal de un segmento de trayecto para un mapa de carreteras digital. Para ello se selecciona primero un tramo del trayecto y se subdivide en un número determinado de puntos intermedios entre los cuales a su vez existe una determinada distancia. A partir del número de puntos intermedios y de la longitud situada entre ellos se determina una relación que se puede asignar al índice senoidal.

Esta clase de procedimientos son suficientemente conocidos, en particular se emplean estos procedimientos normalmente en aparatos de navegación, así también en aparatos de navegación por satélite que recurran por ejemplo al GPS.

Los algoritmos conocidos destinados a la determinación de rutas recurren normalmente a datos digitalizados de mapas que presentan en forma digital determinados tramos de recorrido. Los algoritmos para determinar una ruta componen los tramos del recorrido sirviéndose de diferentes criterios. En el caso más sencillo se busca la ruta con el trayecto más corto, y por lo tanto se eligen los tramos de recorrido que en conjunto den lugar a la ruta más corta que se ha de recorrer. Como alternativa se emplean hoy día normalmente algoritmos que al determinar una ruta óptima se orientan de acuerdo con el tiempo previsible del recorrido de tal ruta. En este caso se elige una ruta compuesta por diferentes tramos de recorrido, en lo relativo al tiempo de marcha que se prevea necesitar, calculando una ruta en la que se prevea el tiempo más corto.

En los modernos aparatos de navegación se pueden realizar además por parte del usuario determinados preajustes, en los que los tramos de recorrido que se han de tener en cuenta para una ruta han de satisfacer adicionalmente determinados criterios que se pueden especificar. Así, en los sistemas de navegación actuales se puede establecer por ejemplo con frecuencia una especificación indicando que la ruta se deberá seleccionar sin incluir las conexiones de transbordadores o sin incluir las carreteras de peaje.

Estas especificaciones sirven todas ellas o bien para lograr una marcha lo más rápida posible o una marcha lo más económica posible. Lo que no es conocido hasta ahora es el de establecer automáticamente rutas que satisfagan otros aspectos, en particular que tengan un elevado valor de tiempo libre. Aquí es donde se trata de poner remedio con la invención.

Genéricamente se resuelve este objetivo por el hecho de que en un procedimiento de la clase citada inicialmente el ordenador incluye en la ruta preferentemente para la determinación de la ruta aquellos tramos de recorrido que presenten un elevado número de curvas. En el sentido de la invención, las curvas son aquellos tramos del recorrido en el que la conducción del recorrido transcurre curvilínea. Además se trata de preferir las curvas que tengan radios más cerrados, es decir más pequeños, en el sentido de la invención. En particular aquellos conductores que no determinan una ruta únicamente por el hecho de desplazarse de la forma más rápida o económica desde un lugar a otro, sino que ponen en primer lugar el disfrute del recorrido, prefieren con frecuencia carreteras con curvas. Esto es especialmente aplicable para el caso de motocicletas, coches deportivos o cabriolets, ya que precisamente en estos vehículos la marcha en curvas transmite una sensación de marcha deportiva y por lo tanto entraña un "valor de entretenimiento" o "valor de tiempo libre".

Con la invención se logra por primera vez, dicho con otras palabras, el efectuar una elección de la ruta no sólo bajo aspectos prácticos y objetivos sino también bajo aspectos de un disfrute del recorrido.

De acuerdo con la invención, los datos digitales del mapa se preparan primeramente antes de la determinación de la ruta, de modo que se marquen correspondientemente aquellos tramos de recorrido que tengan un elevado número de curvas, donde por ejemplo se asigna a estos datos el correspondiente "señalizador de curvas". Al determinar la ruta, el ordenador tendrá en cuenta entonces de modo preferente los tramos de recorrido marcados de este modo, o los incorporará en la ruta.

El tratamiento de los datos del mapa tiene lugar de acuerdo con la invención desde el momento en que se establece originalmente el correspondiente sistema de determinación de rutas, de modo que el material de datos del mapa ya está dotado de las indicaciones o marcas correspondientes a tramos de recorrido ricos en curvas. En particular se puede efectuar por lo tanto mediante el procedimiento conforme a la invención un cálculo rápido de la ruta con un número más reducido de recursos del sistema.

En principio existe naturalmente también la posibilidad de componer las rutas con elevado valor de tiempo libre siguiendo otros criterios, por ejemplo mediante la elección de tramos de recorrido que estén señalados como con bellos paisajes o con hermosas vistas o también bajo aspectos históricos-arqueológicos, o arquitectónicamente interesantes. Unas identificaciones comparables se encuentran ya hoy en día en los mapas clásicos donde los tramos de recorrido considerados de bellos paisajes pueden estar señalados por ejemplo mediante una marca verde. Aunque esta invención está dirigida especialmente a la elección de trayectos ricos en curvas, se considera también como invención la elección de tramos de recorrido que entrañen un elevado valor de tiempo libre, y la incorporación de éstos en la ruta que se trata de determinar.

Una posibilidad de efectuar la determinación automática de los tramos de recorrido ricos en curvas prevista en la reivindicación 1, se expone en la reivindicación 2. Aquí se trata especialmente de los radios de las curvas, de modo que solamente se marcan como trayectos que presentan "un alto número de curvas" aquellos trayectos que presentan las correspondientes curvas de radio reducido. Al fin y al cabo, para la sensación de marcha deseada lo que importa son las aceleraciones transversales sufridas que se simulan en el procedimiento aquí descrito al tener en cuenta los radios de círculo y la velocidad prevista. Cuanto mayor sea la aceleración transversal, tanto mayor es la diversión para la marcha, de modo que aquí se selecciona un valor mínimo para estas aceleraciones transversales que forma como medida inicial para una definición de un tramo de recorrido como "que presenta un elevado número de curvas" o "rico en curvas".

En la reivindicación 3 se describe otro perfeccionamiento ventajoso de la invención. Según éste se prefiere introducir una ponderación que se pueda predeterminar según la cual al determinar la ruta el ordenador prefiere aquellos tramos de recorrido con un elevado número de curvas frente a otros tramos de recorrido más cortos o de recorrido rápido. Por ejemplo, la cantidad de curvas puede recibir en la ponderación un factor 2, es decir que un tramo de recorrido con un alto número de curvas se prefiere respecto a otro tramo de recorrido que no sea rico en curvas, mientras tenga hasta el doble de longitud o requiera el doble de tiempo para ser recorrido.

En particular al emplear el procedimiento conforme a la invención en la navegación asistida por satélite se realiza ventajosamente primero la determinación del punto de partida mediante una determinación de la posición asistida por satélite, tal como se cita en la reivindicación 4.

En otro aspecto de la invención se describe finalmente un aparato de navegación, en particular para una navegación asistida por satélite, que está preparado para la determinación de la ruta mediante un procedimiento tal como el arriba descrito.

A continuación se trata de describir otra vez con mayor detalle un posible procedimiento

para determinar la "riqueza en curvas" de un determinado tramo del trayecto.

Para un tramo de carretera contenido en forma digital en los datos del mapa, con por lo menos tres de los denominados Shape-Points, se calcula el radio de un círculo circunscrito que pase a través de cada tres puntos consecutivos así como el ángulo bajo el cual se verían desde el centro del círculo circunscrito los dos tramos de carretera situados entre los Shape-Points exteriores, y el central.

Si dos tramos de carretera consecutivos de esta clase se denominan un "Road Wedge" (Tramo de Recorrido), entonces se considera como medida de la riqueza en curvas el trabajo virtual que se requiere para desplazar una masa de un kilo a una velocidad determinada v0 sobre el círculo circunscrito, en el ángulo al que le corresponde el "Road Wedge".

La totalidad del trabajo virtual necesario para recorrer un tramo de carretera se calcula sumando todos los trabajos virtuales correspondientes a los "Road Wedges". Si bien en este caso se tienen en cuenta cada vez dos veces los tramos de carretera "interiores", sin embargo el error resultante es despreciable si hay un número suficiente de Shape-Points.

Al efectuar el cálculo del trabajo virtual desaparece en particular el radio de curvatura. Se obtiene por lo tanto la medida como cuadrado de la velocidad (v02) veces la suma de los ángulos de los Road Wedges. Esta forma de proceder permite efectuar un cálculo muy rápido y exacto.

En principio se puede aplicar este planteamiento también a curvas matemáticas interpoladas (como por ejemplo Splines) de un modo general, y que permitiría obtener resultados aún mejores.

En la forma de proceder antes descrita así como en una más generalizada tal como se ha indicado, existe en particular también la posibilidad de distinguir entre curvas a derechas y curvas a izquierdas.

Además existe la posibilidad de emplear la riqueza en curvas determinada por los medios antes descritos en sistemas de asistencia al conductor, por ejemplo para emitir una alarma sirviéndose de los datos de las curvas calculados a partir de los datos digitalizados del mapa y comparar con una posición actual del vehículo determinada por un sistema de navegación, para una próxima curva venidera, o incluso intervenir de forma activa en el control del vehículo para reducir la velocidad a tiempo antes de entrar en la curva.

Igualmente se obtiene una posibilidad de estimar de forma más realista el tiempo de viaje al tener en cuenta la velocidad de marcha máxima posible a lo largo de los tramos de trayecto ricos en curvas, si se supone como límite una determinada aceleración transversal máxima.

Claims (5)

1. Reivindicaciones

   1. Procedimiento para la determinación automática asistida por ordenador de una ruta que vaya a ser recorrida por vehículos, desde un punto de partida hasta un punto de destino, sirviéndose de datos digitalizados de un mapa que presentan en forma digital determinados tramos de recorrido, donde en un ordenador se establece un punto de partida y un punto de destino, componiendo la ruta a partir de los tramos de recorrido, teniendo en cuenta diferentes criterios, caracterizado porque se emplean datos del mapa que al establecer el sistema de determinación de rutas empleado se han preparado de tal modo que estén seleccionados los tramos de recorrido que presenten un elevado número de curvas, y estén marcados mediante la memorización del correspondiente señalizador de curvas en los datos del mapa, donde al determinar la ruta mediante la composición de los tramos de recorrido el ordenador incluye con preferencia en la ruta aquellos tramos de recorrido marcados con el señalizador de curvas.

2. 2.

   Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque los tramos de recorrido

   que presentan un elevado número de curvas se determinan en la forma siguiente: a) se seleccionan automáticamente tramos de recorrido que en una representación vectorial contengan más de dos puntos (punto inicial y punto final); b) en los tramos de recorrido elegidos de este modo se determinan por medio de un ordenador los círculos que pasan por puntos contiguos, y se determinan sus radios; c) a partir de una velocidad media posible en estos tramos de recorrido, determinada automáticamente, se calcula una posible aceleración transversal, y este valor se define como medida de la "riqueza en curvas" del trayecto; d) el valor de la "riqueza en curvas" determinado de este modo se compara automáticamente con un valor mínimo predeterminado, y se identifica el tramo de recorrido como rico en curvas si alcanza o rebasa el valor mínimo.

3. 3.

   Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al determinar la ruta, el ordenador tiene en cuenta no sólo la longitud total de la ruta o tiempo de recorrido total de la ruta resultante de los diferentes tramos de recorrido, sino también el empleo preferente de tramos de recorrido con elevado número de curvas, estando predeterminada una ponderación mediante la cual el ordenador integra en la ruta tales tramos de recorrido con elevado número de curvas, incluso en trayectos más largos

   o que se recorran en un tiempo más largo.
4. 4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la

   determinación del punto de partida se efectúa mediante una determinación de la posición 5 asistida por satélite, en particular mediante GPS.
5. 5. Aparato de navegación, en particular para la navegación asistida por satélite, caracterizado porque está preparado para la determinación de una ruta mediante un procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en particular mediante un

   10 software que realiza este procedimiento.