WO2009074206A1 - Verfahren zum betrieb eines navigationssystems und navigationssystem - Google Patents

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WO2009074206A1
WO2009074206A1 PCT/EP2008/009664 EP2008009664W WO2009074206A1 WO 2009074206 A1 WO2009074206 A1 WO 2009074206A1 EP 2008009664 W EP2008009664 W EP 2008009664W WO 2009074206 A1 WO2009074206 A1 WO 2009074206A1
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Volker Oltmann
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Mercedes Benz Group AG
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Daimler AG
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/28—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network with correlation of data from several navigational instruments
    • G01C21/30—Map- or contour-matching

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a navigation system, in particular a navigation system for a vehicle according to the preamble of claim 1.
  • the invention further relates to a navigation system according to the preamble of claim 19.
  • digital maps are used, for example, to enter destinations and to guide the driver of the vehicle to the entered destination by means of a route guidance.
  • the digital maps used have map information as road or route courses, which are formed for example by edges, in particular line elements. If roads and thus their edges meet at an intersection or branch, then these points of the meeting are represented by nodes.
  • the digital maps and the navigation system may include information about the current vehicle environment.
  • ACC system adaptive cruise control
  • Map Matching Tolerances assignment of vehicle position to a digital map
  • US Pat. No. 7,024,307 B2 discloses a card analysis system which determines the quality of current map information of a digital map and, if the quality is inadequate, carries out a map update whose map data are used for navigation. This can still lead to errors in navigation, as well as a map update may have insufficient quality.
  • the invention is therefore based on the object to provide a method for operating a navigation system, which allows a largely secure navigation.
  • a suitable navigation system must be specified.
  • the object is achieved by the features specified in claim 1.
  • the navigation system concerning the object is achieved by the features specified in claim 21.
  • a navigation system for a vehicle
  • current map information and current vehicle information are detected and analyzed, based on which a current route position and / or a preceding route are determined, based on a comparison of the current vehicle information with the current map information a Quality of the current map information is determined.
  • the current map information determined on the basis of a comparison of current map information and thus corresponding current vehicle information at least a degree of quality of the current map information, to be considered for determining the current route position and / or the preceding route, the current map information according to the determined degree of quality.
  • Under map information in the context of the invention are in particular all a road network, routes, curves, straight lines, intersections, gradients, gradients, elevation, longitudes, latitudes, background, such as waters, built-up areas, railways, bicycle routes, objects such as gas stations, restraints , Parking lots, etc. understood maps that facilitate orientation.
  • Vehicle information within the meaning of the invention is understood in particular to mean the vehicle itself and the vehicle environment representing vehicle data which, for example, by means of sensors, in particular vehicle sensors, such. B.
  • radar sensors camera sensors, wheel speed sensors, tachometer sensors, rotation ⁇ or yaw rate sensor (gyrometer), acceleration sensor, in particular lateral acceleration sensor, angle sensor, in particular steering wheel angle sensor and / or data receiving units, such as satellite receiver, in particular GPS receiver detected or received.
  • GPS receiver GPS receiver detected or received.
  • the current map information depending on the determined degree of quality without restriction in good quality or limited considered sufficient quality. If the quality of the map information is poor, it will be disregarded. In addition, further gradations of the usability of the map information with appropriate quality differentiation and data differentiation are possible.
  • the degree of quality of the current map information is continuously determined.
  • the scope of consideration of the current map information is continuously adjusted depending on the continuously determined level of quality.
  • a route forecast that is always adapted to the current map quality is made possible.
  • the vehicle information (such as vehicle operating / vehicle status data, vehicle environment data) is continuously recorded and taken into account in the route prognosis.
  • the vehicle information in question is converted into vehicle information corresponding to the current map information.
  • the navigation or driving route is a path which is given by the navigation and is measurable while driving.
  • the description of the course of the route preferably takes place on the basis of map information, in particular on the basis of radii and distances to the radii or curvatures and distances to the curvatures or road coordinates or marking points as well as gradient and slope data or altitude data.
  • the individual streets can be stored as card information in a data memory by these representing edges / boundaries / lines and their intersections or branches or intersections through these representing nodes or areas or can be received by a central unit.
  • further map information such as. B. start of curve, end of curve and / or vertices, are determined and stored.
  • a map route and / or route traveled from the start of the journey and / or from a previous route position are determined and taken into account in the subsequent route prognosis, in particular for correcting the map information used.
  • the ascertained current and / or previous map information and / or vehicle information in particular the route, the map route, the beginning of the curve, the end of the curve, the vertices, Curves, such as map curvatures, curvatures and / or distances, such as map distances, travel distances analyzed on the basis of the traveled map and / or route and at least one associated, for example, curvature-related or distance-related correction value determined.
  • a distance-related correction value is determined on the basis of differences of current, differently determined distances, such as map or driving distances, taking into account the covered map and / or route.
  • the determined map distance can be corrected on the basis of a determined average deviation of variously determined distances, wherein the bandwidth of the mean deviation of the corrected map distances is determined and checked on the basis of predefinable distance limit values.
  • the quality can then be determined on the basis of the over and / or underrun of the distance limit values.
  • the curvature values currently determined differently such as card curvature and curvature, and their average deviation can be used to check the quality of the card information / data.
  • the assessment restarts and correction values are cleared and redetermined when leaving or changing a road, a road class, a road type, a region and / or a country on a route, in particular the route. It will be useful for the street, the street class and / or the street type of the preceding Route, in particular the route previously taken certain correction values as starting values.
  • the navigation system comprises at least one data memory, at least one display element and a data receiving device and a processing unit.
  • the processing unit comprises means for determining a current route position and / or a preceding route based on current map information and current vehicle information, the determination of the current route position and / or the preceding route being performed according to a determined degree of quality of the current map information.
  • FIG. 1 shows schematically a block diagram of a navigation system
  • FIG. 2 shows schematically a flowchart of the method according to the invention for operating the navigation system.
  • a navigation system 1 with at least one processing unit 2, at least one data memory 3 and a number of vehicle sensors 4 to I 1 such as wheel speed sensor 4, yaw rate sensor 5, lateral acceleration sensor 6, data receiving device 7.
  • vehicle sensors 4 to I 1 such as wheel speed sensor 4, yaw rate sensor 5, lateral acceleration sensor 6, data receiving device 7.
  • additional sensors such as radar units such as near and far range radar, satellite receiving units, steering wheel angle sensors, optical pickup units such as cameras for detecting the vehicle environment and / or control units connected to the processing unit 2 may be provided.
  • the vehicle data and / or vehicle environment data acquired by the vehicle sensors 4 to 7 are supplied to the processing unit 2 as vehicle information FI and used by the latter on the basis of digital map information KI stored in the data memory 3 to forecast a route course s and / or a route position pos.
  • the navigation system 1 comprises at least one display element 8, which is connected to the processing unit 2.
  • the processing unit 2 can be connected to at least one driver assistance system 9, to which at least one control signal S for influencing a driving function can be supplied on the basis of the determined predicted route course s or the route position pos.
  • the processing unit 2 determines from the data memory 3 and from the map information KI stored there a forward route s_map, which is referred to below as a map route s_map in order to distinguish it from a route s_fzg determined in particular from the navigation and thus from current vehicle information FI. Based on the vehicle information FI determined, in particular measured route s_fzg is referred to below as the route s_fzg.
  • the determined map distance s_map and / or the measured travel distance s_fzg can support the driver assistance function of one of the
  • Driver assistance systems 9, z. B. a Abstandsregeltempomats, a cruise control system can be used.
  • the ascertained map sections s_map and / or measured routes s_fzg can in particular be stored as preceding map routes s_map or travel routes s_fzg and thus the route histories s representing the past, as previous and thus already covered map routes s_map.
  • map route s_map In addition to detecting the map route s_map on the basis of current, in particular received and / or previous, in particular stored map information KI while driving current vehicle information FI detected by the vehicle sensors 4 to 7 and / or a driver assistance system 9 and used as a reference to the map information KI.
  • a quality Q of the relevant map information KI can be inferred. If there is virtually no deviation, the determined relevant, i. the current or previous map information KI, used for route prognosis and thus used for a driver assistance function without restrictions.
  • the relevant card information KI is used with function restrictions and used in the route prognosis accordingly restricted.
  • the relevant map information KI is disregarded and the driver assistance function is operated without map support.
  • the checking of the card quality Q preferably takes place continuously, for example, time and / or event-controlled, in order to obtain a positive change, i. the quality Q of the current map information KI is within predetermined tolerance values to allow the map support automatically again.
  • the route s contains the track to be driven in terms of its curves and straights.
  • the description of the route can be made by radii r_map, r_fzg and distance values d_map, d_fzg to the radii r_map, r_fzg or curve curvatures c, in particular map curvatures c_map, driving curves c_fzg, and distance values d, in particular map distances d_map, driving distances d_fzg to these or by coordinates of points ( shape points that mark the road or track) or points that mark the road or track by angles and distance values.
  • the map data or information KI of the forecast is continuously corrected by the route d_map ⁇ already laid back, so that, for example, a curve start KA, which was announced at the time t ⁇ [s] with a distance of d ⁇ [m], after a distance of dl [ m] at time tl [s] has the distance d to the vehicle from d ⁇ - dl [m].
  • the map information KI in question is also maintained after reaching relevant positions pos, such as intermediate positions which were determined as map position pos_map or driving position pos_fzg, and time-controlled, in particular stored according to a time specification.
  • relevant positions pos such as intermediate positions which were determined as map position pos_map or driving position pos_fzg
  • time-controlled in particular stored according to a time specification.
  • a deletion takes place only after a prescribable distance in [m] or [km] was covered. This distance is referred to below as the last distance s_loesch whose length can be specified.
  • the route s for a previous route according to the last traveled route s_loesch is always known.
  • vehicle information FI for comparison and determination of the quality Q of the current and / or previous map information KI, vehicle information FI, in particular driving conditions, vehicle states, vehicle environment states, for example, with constant timing and / or event-controlled, are detected as a reference, for example by time and / or event.
  • This vehicle information FI includes, for example, at the time of recording the current driving situation under the vehicle.
  • the vehicle information FI is converted to the same physical size as the
  • Map information KI which were determined from the map data.
  • the currently detected or determined vehicle information FI are converted into vehicle information FI_korr corresponding to the current map information KI.
  • the determined map information KI in with the current Vehicle information FI corresponding map information KI_korr be converted.
  • Curve curvature values of c> 0 are for left turns, c ⁇ 0 for right turns and d> 0 for a position in front of the vehicle and d ⁇ 0 for a position behind the vehicle.
  • the output distance d_map ⁇ serves to execute a correction between the different distances, such as the determined map distance s_map and / or the measured travel distance s_fzg, which were determined by independent systems, such as vehicle sensors 4 to 7, map memory 3 and / or driver assistance system 9.
  • the vehicle information FI which has been changed, for example, due to worn tires, can be used and taken into account in order to correct the determined routes s.
  • characteristic points eg curve start KA, curve end KE, vertices SE
  • the route profiles s_map, s_fzg of the map and the vehicle are selected by the route profiles s_map, s_fzg of the map and the vehicle, and the differences of the distance values d, d_map, d_fzg are taken into account, taking into account the forward-looking announcement as a function of Initial distance d_map ⁇ and / or the covered map and travel distances s_map ⁇ , s_fzg ⁇ to a distance-related correction value K_d processed according to:
  • the measured driving distance s_fzg is determined, for example, based on vehicle data up to the most recently traveled distance s_loesch.
  • the average values of the deviations of the distances d i. the average deviation d_ffen (denoted by the reference character MD in FIG. 2) of the determined distance values d, i. the map distance d_map and the travel distance d_fzg, and a resulting bandwidth between minimum and maximum mean deviation d_min and d_max of the distances d between the values of the determined map distance d_map and the measured values of the travel distance d_fzg determined.
  • a constant mean deviation d_stoff can z. B. occur due to latencies.
  • the vehicle speed v can also be included in the calculation.
  • the knowledge of the mean deviation d_ffen of the distances d is used, for example, to correct the predicted route course s and / or a control signal S from the navigation system 1 for a driver assistance (in the forecast for the function).
  • the determined bandwidth serves to assess the card quality Q, as described below using the example of a limit value analysis.
  • a scaling factor f_c_opt can be determined between the different ascertained values of the curvatures c, in particular of the determined card curvature c_map of the map and the measured curvature of travel c_fzg of the vehicle. The determination is carried out by means of measured vehicle data up to the last traveled distance s_loesch.
  • the scaling factor f_c_opt can also be used to correct, for example, the predicted route course s and / or a control signal S of the navigation system 1 for driver assistance (in the forecast for the function).
  • the information on the determined values of the curvatures c are evaluated.
  • the mean value of the deviations c_sch in FIG. 2 with the Reference character MD
  • the calculation is carried out by means of driving data / information FI up to the last traveled distance s_loesch.
  • the knowledge of the mean deviation c_stoff of the determined curvatures c is used, for example, to correct the predicted route course s and / or a control signal S of the navigation system 1 for driver assistance (in the forecast for the function).
  • the determined bandwidth also serves to assess the card quality Q.
  • the assistance function can be executed without restrictions with the current map information KI, provided that the check of the minimum and maximum distance values d_min and d_max was positive, i. these lie within the predetermined distance limit values d_limitl and d_limit2.
  • the map information KI is taken into account only to a limited extent so that the assistance function can be executed with restrictions.
  • curvature limits c_limit7 and c_limit8 can also be dependent on the absolute values of the curvatures c, so that z. B. for small curvatures c larger thresholds apply than for small ones.
  • a scaling of the function can be carried out, for example, as described below:
  • the vehicle target deceleration at corner entry may be reduced by a deceleration factor f_dec instead of the ideal deceleration value.
  • the vehicle target acceleration at corner exit can be reduced by a speed factor f_acc.
  • Speed factor f_acc be selected in proportion to the map quality.
  • the times or points at which the delay phase ends may be as follows:
  • the delay factor f_dec_d is fixed or determined depending on the map quality Q can be determined.
  • Acceleration phase begins, can according to the following condition:
  • the speed factor f_acc_d is fixed or determined depending on the map quality Q can be determined.
  • the correction of the map information KI, z. B. with respect to the distances d or bends c can also be done slowly by means of a low-pass filter or similar methods (eg., Incremental addition).
  • a resumption of the function with map support can be done with the same algorithms, but modified limits d_limitl to d_limit4, c_limit5 to c_limit8.
  • the resumption may depend on the specification of the number of cycles or times or events, so that only after expiry of predetermined times and / or when predetermined events occur one of the assistance functions and / or the route prognosis take into account and use the current map information KI.
  • the tolerance limits for switching off or functional degradation may differ from those for recovery. This also applies to the observation periods or the last traveled distance s_loesch.
  • interpolations between the recorded and measured driving data can be used. It is also possible that the method is shortened by one or more steps.
  • the scaling factor f_c_opt can also be determined differently for left and right-hand curves and used for correction.
  • gradient and incline information or altitude data which are stored as map information KI can be taken into account in the navigation method according to the invention, so that the carbon dioxide emission can be reduced in particular by appropriate control of a hybrid vehicle.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Navigationssystems (1), insbesondere eines Navigationssystems (1) für ein Fahrzeug, bei dem aktuelle Karteninformationen (KI) und aktuelle Fahrzeuginformationen (FI) erfasst und analysiert, anhand derer eine momentane Streckenposition (s_pos) und/oder ein vorausliegender Streckenverlauf (s, Kartenstrecke s_map, Fahrstrecke s_fzg) bestimmt werden, wobei anhand eines Vergleichs der aktuellen Fahrzeuginformationen (FI) mit den aktuellen Karteninformationen (KI) die Qualität (Q) der aktuellen Karteninformationen (KI) ermittelt wird. Erfindungsgemäß wird anhand eines Vergleichs von aktuellen Karteninformationen (KI) und damit korrespondierenden aktuellen Fahrzeuginformationen (FI) zumindest ein Grad der Qualität (Q) der aktuellen Karteninformationen (KI) bestimmt, wobei zur Ermittlung der momentanen Streckenposition (s_pos) und/oder des vorausliegenden Streckenverlaufs (s) die aktuellen Karteninformationen (KI) entsprechend dem ermittelten Grad der Qualität (Q) berücksichtigt werden.

Description

Verfahren zum Betrieb eines Navigationssystems und
NavigationsSystem
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Navigationssystems, insbesondere eines Navigationssystems für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Navigationssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 19.
Navigationssysteme und Verfahren zur Bestimmung der Position eines Fahrzeugs sind bekannt und werden kommerziell eingesetzt. Dabei werden digitale Karten verwendet beispielsweise um Ziele einzugeben und um mittels einer Zielführung den Fahrer des Fahrzeugs zum eingegebenen Ziel zu führen. Die verwendeten, digitalen Karten weisen als Karteninformationen Straßen- oder Streckenverläufe auf, die beispielsweise durch Kanten, insbesondere Linienelementen gebildet sind. Treffen sich Straßen und somit deren Kanten an einer Kreuzung oder Abzweigung, so werden dieser Punkte des Zusammentreffens durch Knoten repräsentiert. Dabei können die digitalen Karten und das Navigationssystem Informationen über das momentane Fahrzeugumfeld umfassen.
Zur weiteren Verbesserung von Fahrerassistenzsystemen (z. B. zur Fahrzeuglängsführung wie Tempomat, Limiter, ADTR) sind Informationen von digitalen Karten von Bedeutung. Ein adaptives Fahrgeschwindigkeitsregelsystem (kurz ACC-System (ACC = Adaptive Cruise Control) genannt) kann beispielsweise bei Kenntnis des voraus liegenden Streckenverlaufs hinsichtlich seiner Kurven und Geraden in der Funktion weiterentwickelt werden. Durch so genannte "Map Matching Toleranzen" (Zuordnung der Fahrzeugposition auf eine digitale Karte) , mangelnde Kartenaktualität und
Genauigkeitsunterschiede in den Kartendaten kann es bei Verwendung dieser zu Fehlern beim Navigieren kommen.
Aus der US 7,024,307 B2 ist ein Kartenanalysesystem bekannt, welches die Qualität von aktuellen Karteninformationen einer digitalen Karte bestimmt und bei ungenügender Qualität eine Kartenaktualisierung durchführt, deren Kartendaten für eine Navigation verwendet werden. Hierbei kann es weiterhin zu Fehlern in der Navigation kommen, da auch eine Kartenaktualisierung ungenügende Qualität aufweisen kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb eines Navigationssystems anzugeben, welches ein weitgehend sicheres Navigieren ermöglicht. Darüber hinaus ist ein geeignetes Navigationssystem anzugeben.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Das Navigationssystem betreffend wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die im Anspruch 21 angegebenen Merkmale.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Beim Verfahren zum Betrieb eines Navigationssystems, insbesondere eines Navigationssystems für ein Fahrzeug, werden aktuelle Karteninformationen und aktuelle Fahrzeuginformationen erfasst und analysiert, anhand derer eine momentane Streckenposition und/oder ein vorausliegender Streckenverlauf bestimmt werden, wobei anhand eines Vergleichs der aktuellen Fahrzeuginformationen mit den aktuellen Karteninformationen eine Qualität der aktuellen Karteninformationen ermittelt wird. Erfindungsgemäß wird anhand eines Vergleichs von aktuellen Karteninformationen und damit korrespondierenden aktuellen Fahrzeuginformationen zumindest ein Grad der Qualität der aktuellen Karteninformationen bestimmt, wobei zur Ermittlung der momentanen Streckenposition und/oder des vorausliegenden Streckenverlaufs die aktuellen Karteninformationen entsprechend dem ermittelten Grad der Qualität berücksichtigt werden. Durch eine qualitätsabhängige Berücksichtigung von digitalen Karteninformationen bei der Navigation sind Fehlfunktionen beim Navigieren oder Fehlfunktionen in die Navigationsdaten verwendeten Fahrerassistenzsystemen sicher vermieden. Insbesondere sind die Funktionen und der Betrieb von Fahrerassistenzsystemen ohne aufwändige Aktualisierung des Fahrerassistenzsystems selbst verbessert.
Unter Karteninformationen im Sinne der Erfindung werden dabei insbesondere alle ein Straßennetz, Streckenverläufe, inklusive Kurven, Geraden, Kreuzungen, Steigungen, Gefälle, Höhendaten, Längengrade, Breitengrade, Hintergrund, wie Gewässer, bebaute Gebiete, Eisenbahnstrecken, Fahrradstrecken, Objekte, wie Tankstellen, Rasthöfe, Parkplätze, etc. repräsentierende Karten verstanden, die eine Orientierung erleichtern. Unter Fahrzeuginformationen im Sinne der Erfindung werden insbesondere das Fahrzeug selbst und die Fahrzeugumgebung repräsentierende Fahrzeugdaten verstanden, welche beispielsweise mittels Sensoren, insbesondere Fahrzeugsensoren, wie z. B. Radarsensoren, Kamerasensoren, Raddrehzahlsensoren, Tachosensoren, Dreh¬ oder Gierratensensor (Gyrometer) , Beschleunigungssensor, insbesondere Querbeschleunigungssensor, Winkelsensor, insbesondere Lenkradwinkelsensor und/oder Datenempfangseinheiten, wie Satelliten-Empfänger, insbesondere GPS-Empfänger, erfasst bzw. empfangen werden.
Zweckmäßigerweise werden die aktuellen Karteninformationen in Abhängigkeit vom ermittelten Grad der Qualität uneingeschränkt bei guter Qualität oder eingeschränkt bei genügender Qualität berücksichtigt. Bei schlechter Qualität der Karteninformationen bleiben diese unberücksichtigt. Darüber hinaus sind weitere Abstufungen der Verwendbarkeit der Karteninformationen bei entsprechender Qualitätsdifferenzierung und Datendifferenzierung möglich.
Um eine genaue und qualitativ hinreichend gute Vorausschau des Streckenverlaufs ermitteln zu können, wird der Grad der Qualität der aktuellen Karteninformationen fortlaufend bestimmt. Bevorzugt wird der Umfang der Berücksichtigung der aktuellen Karteninformationen in Abhängigkeit vom fortlaufend ermittelten Grad der Qualität fortlaufend angepasst. Somit ist eine stets an die momentane Kartenqualität angepasste Streckenprognose ermöglicht. Darüber hinaus werden die Fahrzeuginformationen (wie Fahrzeugbetriebs-/Fahrzeugzu- standsdaten, Fahrzeugumgebungsdaten) fortlaufend erfasst und bei der Streckenprognose berücksichtigt. Dabei können die Fahrzeuginformationen zeit- und/oder ereignisgesteuert, z. B. mit konstanter Taktung, beim Start, im Fahrzeugstillstand, erfasst und aktualisiert werden.
Zweckmäßigerweise werden bei ungleichen Größen von zu vergleichenden Fahrzeuginformationen und Karteninformationen die betreffenden Fahrzeuginformationen in mit den aktuellen Karteninformationen korrespondierende Fahrzeuginformationen umgewandelt. Beispielsweise wird ein Lenkradwinkel (= Fahrzeuginformation) in eine zur Kurvenkrümmung des Streckenverlaufs (= Karteninformation) korrespondierende Fahrzeuggröße bzw. Fahrzeuginformation umgewandelt.
In einer Ausführungsform der Erfindung werden bzw. wird als vorausliegender Streckenverlauf eine Navigations- oder Fahrstrecke (= Fahrzeuginformation) und/oder eine Kartenstrecke (= Karteninformation) ermittelt. Dabei handelt es sich bei der Navigations- oder Fahrstrecke um einen Pfad, der durch die Navigation gegeben und beim Fahren messbar ist. Bei der Kartenstrecke handelt es sich um einen Pfad, der anhand der digitalen Karten als wahrscheinlichster Pfad bestimmt wird (auch kurz MPP genannt, mit MPP = most probable path) . Der vorausliegende Streckenverlauf - ob Fahr- oder Kartenstrecke - umfasst die zu befahrene Strecken, insbesondere eine Straße mit Kurven und Geraden, Steigungen und Gefälle. Die Beschreibung des Streckenverlaufs erfolgt bevorzugt anhand von Karteninformationen, insbesondere anhand von Radien und Entfernungen zu den Radien oder Kurvenkrümmungen und Entfernungen zu den Kurvenkrümmungen oder Straßenkoordinaten oder Markierungspunkten sowie Steigungs- und Gefälledaten oder Höhendaten. Dabei können die einzelnen Straßen durch diese repräsentierende Kanten/Begrenzungen/Linien und deren Schnittpunkte oder Abzweigungen oder Kreuzungen durch diese repräsentierende Knoten oder Bereiche als Karteninformationen in einem Datenspeicher hinterlegt sein oder von einer Zentraleinheit empfangen werden. Vorzugsweise können weitere Karteninformationen, wie z. B. Kurvenbeginn, Kurvenende und/oder Scheitelpunkte, ermittelt und gespeichert werden.
Zur Korrektur und/oder zur fortlaufenden Überwachung der Kartendaten/-informationen und/oder des prognostizierten Streckenverlaufs werden eine von Fahrtbeginn und/oder eine von einer vorausgegangenen Streckenposition zurückgelegte Kartenstrecke und/oder Fahrstrecke ermittelt und bei der nachfolgenden Streckenprognose berücksichtigt, insbesondere zur Korrektur der Karteninformationen verwendet.
Im Detail werden bevorzugt die ermittelten aktuellen und/oder vorangegangenen Karteninformationen und/oder Fahrzeuginformationen, insbesondere Fahrstrecke, Kartenstrecke, Kurvenbeginn, Kurvenende, Scheitelpunkte, Krümmungen, wie Kartenkrümmungen, Fahrkrümmungen und/oder Entfernungen, wie Kartenentfernungen, Fahrentfernungen anhand der zurückgelegten Karten- und/oder Fahrstrecke analysiert und mindestens ein zugehöriger, beispielsweise krümmungsbezogener oder entfernungsbezogener Korrekturwert ermittelt. Im Detail wird ein entfernungsbezogener Korrekturwert anhand von Differenzen von aktuellen, verschiedenartig ermittelten Entfernungen, wie Karten- oder Fahrentfernungen unter Berücksichtigung der zurückgelegten Karten- und/oder Fahrstrecke ermittelt.
Anschließend kann die ermittelte Kartenentfernung anhand einer ermittelten mittleren Abweichung verschiedenartig ermittelter Entfernungen korrigiert werden, wobei die Bandbreite der mittleren Abweichung der korrigierten Kartenentfernungen ermittelt und anhand von vorgebbaren Entfernungsgrenzwerten überprüft wird. Anhand der Über- und/oder Unterschreitung der Entfernungsgrenzwerte kann dann die Qualität ermittelt werden.
Analog zur Prüfung und Analyse der ermittelten Entfernungsdaten können die aktuell, verschiedenartig ermittelten Krümmungswerte, wie Karten- und Fahrkrümmung, und deren mittlere Abweichung zur Prüfung der Qualität der Karteninformationen/-daten verwendet werden.
Vorzugsweise beginnt die Bewertung von neuem und werden Korrekturwerte gelöscht und erneut bestimmt, wenn eine Straße, eine Straßenklasse, ein Straßentyp, eine Region und/oder ein Land auf einem Streckenverlauf, insbesondere der Fahrstrecke, verlassen oder gewechselt werden bzw. wird. Dabei werden zweckmäßigerweise für die Straße, die Straßenklasse und/oder den Straßentyp des vorausliegenden Streckenverlaufs, insbesondere der Fahrstrecke zuvor bestimmte Korrekturwerte als Startwerte übernommen.
Das erfindungsgemäße Navigationssystem umfasst zumindest einen Datenspeicher, zumindest ein Anzeigeelement und eine Datenempfangsvorrichtung sowie eine Verarbeitungseinheit. Dabei umfasst die Verarbeitungseinheit Mittel zum Bestimmen einer momentanen Streckenposition und/oder eines vorausliegenden Streckenverlaufs anhand von aktuellen Karteninformationen und aktuellen Fahrzeuginformationen, wobei die Bestimmung der momentanen Streckenposition und/oder des vorausliegenden Streckenverlaufs einem ermittelten Grad der Qualität der aktuellen Karteninformationen entsprechend erfolgt .
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigen:
Fig. 1 schematisch ein Blockschaltbild eines NavigationsSystems,
Fig. 2 schematisch ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb des Navigationssystems .
Einander entsprechende Teile und Funktionen sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Figur 1 zeigt ein Navigationssystem 1 mit zumindest einer Verarbeitungseinheit 2, zumindest einem Datenspeicher 3 und eine Anzahl von Fahrzeugsensoren 4 bis I1 wie beispielsweise Raddrehzahlsensor 4, Gierratensensor 5, Querbeschleunigungssensor 6, Datenempfangseinrichtung 7. Auch können weitere Sensoren, wie beispielsweise Radareinheiten, wie Nah- und Fernbereichsradar, Satellitenempfangseinheiten, Lenkradwinkelsensoren, optische Aufnahmeeinheiten, wie Kameras zur Erfassung der Fahrzeugumgebung und/oder mit der Verarbeitungseinheit 2 verbundene Steuereinheiten vorgesehen sein. Die von den Fahrzeugsensoren 4 bis 7 erfassten Fahrzeugdaten und/oder Fahrzeugumgebungsdaten werden als Fahrzeuginformationen FI der Verarbeitungseinheit 2 zugeführt und von dieser anhand von im Datenspeicher 3 hinterlegten digitalen Karteninformation KI zur Prognose eines Streckenverlaufs s und/oder einer Streckenposition pos verwendet .
Zur Anzeige des ermittelten, insbesondere vorausliegenden Streckenverlaufs s bzw. der momentanen oder einer vorausliegenden Streckenposition pos umfasst das Navigationssystem 1 zumindest ein Anzeigeelement 8, welches mit der Verarbeitungseinheit 2 verbunden ist. Darüber hinaus kann die Verarbeitungseinheit 2 mit mindestens einem Fahrerassistenzsystem 9 verbunden sein, welchem anhand des ermittelten prognostizierten Streckenverlaufs s bzw. der Streckenposition pos mindestens ein Steuersignal S zur Beeinflussung einer Fahrfunktion zuführbar ist.
Nachfolgend wird das Verfahren zum Betrieb des Navigationssystems 1 näher beschrieben.
Die Verarbeitungseinheit 2 ermittelt aus dem Datenspeicher 3 und aus dort hinterlegten Karteninformationen KI einen voraus befindlichen Streckenverlauf s_map, der zur Unterscheidung gegenüber einem aus der Navigation und somit aus aktuellen Fahrzeuginformationen FI ermittelten, insbesondere gemessenen Streckenverlauf s_fzg als Kartenstrecke s_map im Weiteren bezeichnet wird. Der anhand der Fahrzeuginformationen FI ermittelte, insbesondere gemessene Streckenverlauf s_fzg wird im Weiteren als Fahrstrecke s_fzg bezeichnet.
Dabei können bzw. kann die ermittelte Kartenstrecke s_map und/oder die gemessene Fahrstrecke s_fzg zur Unterstützung einer Fahrerassistenzfunktion eines der
Fahrerassistenzsysteme 9, z. B. eines Abstandsregeltempomats, eines Fahrgeschwindigkeitsregelsystems, genutzt werden.
Die ermittelten Kartenstrecken s_map und/oder gemessenen Fahrstrecken s_fzg können insbesondere bis zu einem vorgebbaren Zeitpunkt als vorangegangene und somit bereits zurückgelegte Kartenstrecken s_map bzw. Fahrstrecken s_fzg gespeichert und die Vergangenheit repräsentierende Streckenverläufe s mitgeführt werden.
Zusätzlich zur Erfassung der Kartenstrecke s_map anhand von momentanen, insbesondere empfangenen und/oder vorangegangenen, insbesondere gespeicherten Karteninformationen KI werden während der Fahrt aktuelle Fahrzeuginformationen FI mittels der Fahrzeugsensoren 4 bis 7 und/oder einem Fahrerassistenzsystem 9 erfasst und als Referenz zu den Karteninformationen KI verwendet.
Aus einem Vergleich zwischen aktuellen und/oder vorausgegangenen Karteninformationen KI und/oder aktuellen und/oder vorausgegangenen Fahrzeuginformationen FI kann auf eine Qualität Q der betreffenden Karteninformation KI gefolgert werden. Ist quasi keine Abweichung gegeben, werden die ermittelten betreffenden, d.h. die aktuellen bzw. vorausgegangenen Karteninformationen KI, zur Streckenverlaufsprognose verwendet und somit für eine Fahrerassistenzfunktion ohne Einschränkungen benutzt.
Ergibt der Vergleich Abweichungen, die sich innerhalb von vorgegebenen Toleranzen bewegen, werden die betreffenden Karteninformationen KI mit Funktionseinschränkungen verwendet und bei der Streckenverlaufsprognose entsprechend eingeschränkt genutzt.
Bei über den vorgegebenen Toleranzen hinaus gehenden Abweichungen bleiben die betreffenden Karteninformationen KI unberücksichtigt und die Fahrerassistenzfunktion wird ohne Kartenunterstützung betrieben.
Die Überprüfung der Kartenqualität Q erfolgt bevorzugt fortlaufend, beispielsweise zeit- und/oder ereignisgesteuert, um bei einer positiven Veränderung, d.h. die Qualität Q der aktuellen Karteninformation KI liegt innerhalb von vorgegebenen Toleranzwerten, die Kartenunterstützung automatisch wieder zu zulassen.
Das detaillierte Verfahren zur qualitätsabhängigen Prognose eines Streckenverlaufs s wird anhand des Ablaufsplans gemäß Figur 2 näher beschrieben.
Anhand der digitalen Karteninformationen KI wird ein voraus befindlicher Streckeverlauf s ermittelt. Dabei kann es sich um einen Pfad, der durch die Navigation und somit die Fahrt ermittelt, insbesondere gemessen wird (= Fahrstrecke s_fzg) , oder um einen Pfad, den das Kartensystem als wahrscheinlichsten Pfad (= Kartenstrecke s_map) bestimmt, handeln. Der Streckenverlauf s beinhaltet die zu befahrene Strecke hinsichtlich seiner Kurven und Geraden. Die Beschreibung der Strecke kann durch Radien r_map, r_fzg und Entfernungswerte d_map, d_fzg zu den Radien r_map, r_fzg oder Kurvenkrümmungen c, insbesondere Kartenkrümmungen c_map, Fahrkrümmungen c_fzg, und Entfernungswerte d, insbesondere Kartenentfernungen d_map, Fahrentfernungen d_fzg zu diesen oder durch Koordinaten von Punkten (shape points, die die Straße oder Strecke markieren) oder Punkte, die durch Winkel und Entfernungswerte die Straße oder Strecke markieren, erfolgen. Die Kartendaten oder -Informationen KI der Vorausschau werden um den bereits zurück gelegten Weg d_mapθ laufend korrigiert, so dass beispielsweise ein Kurvenbeginn KA, der zum Zeitpunkt tθ [s] mit einer Distanz von dθ [m] angekündigt wurde, nach einer Fahrstrecke von dl [m] zum Zeitpunkt tl [s] die Entfernung d zum Fahrzeug von dθ - dl [m] hat.
Die betreffenden Karteninformationen KI werden auch nach dem Erreichen von betreffenden Positionen pos, wie Zwischenpositionen, die als Kartenposition pos_map oder Fahrposition pos_fzg ermittelt wurden, noch weiter geführt und zeitgesteuert, insbesondere entsprechend einer Zeitvorgabe gespeichert. Eine Löschung erfolgt erst, nachdem eine vorgebbare Strecke in [m] oder [km] zurückgelegt wurde. Diese Strecke wird im Weiteren als zuletzt zurückgelegte Strecke s_loesch, deren Länge vorgebbar ist, bezeichnet. Damit ist der Streckenverlauf s für eine vorangegangene Strecke gemäß der zuletzt zurückgelegten Strecke s_loesch immer bekannt.
Zum Vergleich und Ermitteln der Qualität Q der aktuellen und/oder vorausgegangenen Karteninformationen KI werden als Referenz beispielsweise zeit- und/oder ereignisgesteuert Fahrzeuginformationen FI, insbesondere Fahrzustände, Fahrzeugzustände, Fahrzeugumgebungszustände beispielsweise mit konstanter Taktung und/oder ereignisgesteuert erfasst. Diese Fahrzeuginformationen FI beinhalten beispielsweise zum Zeitpunkt der Aufnahme die aktuelle Fahrsituation unter dem Fahrzeug. Die Fahrzeuginformationen FI werden in dieselbe physikalische Größe umgewandelt wie sie den
Karteninformationen KI entsprechen, die aus den Kartendaten bestimmt wurden. Mit anderen Worten: Die aktuell erfassten oder ermittelten Fahrzeuginformationen FI werden in mit den aktuellen Karteninformationen KI korrespondierende Fahrzeuginformationen FI_korr umgewandelt. Analog können die ermittelten Karteninformationen KI in mit den aktuellen Fahrzeuginformationen FI korrespondierende Karteninformationen KI_korr umgewandelt werden.
Im Folgenden wird als Beispiel der Einfachheit halber als zur Streckenprognose verwendete physikalische Größen die Kurvenkrümmung cund die zugehörige Entfernung d zum Fahrzeug verwendet. Dabei stehen Werte der Kurvenkrümmung von c > 0 für Linkskurven, c < 0 für Rechtskurven und d > 0 für eine Position vor dem Fahrzeug und d < 0 für eine Position hinter dem Fahrzeug.
Zusätzlich zu dem Speichern von Werten aktueller Krümmungen c , wie der Kartenkrümmung c_map, und/oder Werten aktueller Distanzen oder Entfernungen d, wie Kartenentfernungen d_map, die insbesondere um die bereits zurückgelegte Fahrstrecke s_mapθ korrigiert werden, wird die vom Ausgangspunkt aufgenommene Entfernung d als Ausgangsentfernung d_mapθ (= d_map beim erstmaligen Erfassen) und die zugehörige Anfangsposition als Ausgangsposition pos_mapO ermittelt und gespeichert.
Die Ausgangsentfernung d_mapθ dient dazu, um eine Korrektur zwischen den unterschiedlichen Wegstrecken, wie der ermittelten Kartenstrecke s_map und/oder der gemessenen Fahrstrecke s_fzg, die von unabhängigen Systemen, wie Fahrzeugsensoren 4 bis 7, Kartenspeicher 3 und/oder Fahrerassistenzsystem 9 ermittelt wurden, auszuführen. Dabei können zur Korrektur der ermittelten Strecken s die beispielsweise aufgrund abgefahrener Reifen veränderten Fahrzeuginformationen FI verwendet und berücksichtigt werden. Dazu werden beispielsweise charakteristische Punkte (z. B. Kurvenbeginn KA, Kurvenende KE, Scheitelpunkte SE) von den Streckenverläufen s_map, s_fzg der Karte und dem Fahrzeug ausgewählt und die Differenzen der Entferungswerte d, d_map, d_fzg unter Berücksichtigung der vorausschauenden Ankündigung in Abhängigkeit von der Ausgangsentfernung d_mapθ und/oder der zurück gelegten Karten- und Fahrstrecken s_mapθ, s_fzgθ zu einem entfernungsbezogenen Korrekturwert K_d verarbeitet gemäß :
K_d = s_map / s_fzg [1] mit K_d = Korrekturwert, s_map = Kartenstrecke, s_fzg = Fahrstrecken.
Die Ermittlung der gemessenen Fahrstrecke s_fzg erfolgt beispielsweise anhand von Fahrzeugdaten bis maximal zur zuletzt zurückgelegten Wegstrecke s_loesch.
Anschließend werden zu den charakteristischen Punkten die Mittelwerte der Abweichungen der Entfernungen d, d.h. die mittlere Abweichung d_mittel (in der Figur 2 mit dem Bezugszeichen MD bezeichnet) der ermittelten Entfernungswerte d, d.h. der Kartenentfernung d_map und der Fahrentfernung d_fzg, und eine daraus resultierende Bandbreite zwischen minimaler und maximaler mittlerer Abweichung d_min und d_max der Entfernungen d zwischen den Werten der ermittelten Kartenentfernung d_map und den gemessenen Werten der Fahrentfernung d_fzg bestimmt. Eine gleichbleibende mittlere Abweichung d_mittel kann z. B. durch Latenzen auftreten. Bei einer komplexeren Methode kann auch die Fahrzeuggeschwindigkeit v zur Berechnung einbezogen werden.
Die Kenntnis der mittleren Abweichung d_mittel der Entfernungen d wird dazu verwendet, um beispielsweise den prognostizierten Streckenverlauf s und/oder ein Steuersignal S vom Navigationssystem 1 für eine Fahrerassistenz (in der Vorausschau für die Funktion) zu korrigieren. Die festgestellte Bandbreite dient zur Beurteilung der Kartenqualität Q, wie nachfolgend am Beispiel einer Grenzwertanalyse beschrieben.
Liegen die Werte der minimalen und maximalen Abweichung d_min bzw. d max der Entfernungen d innerhalb vorgebbarer Entfernungsgrenzwerte d_limitl und d_limit2 (d_limitl < d_limit2) und somit eine positive Bewertung der Kartenqualität Q vor, so werden für die Entfernung d bzw. die Krümmung c die Karteninformationen KI uneingeschränkt übernommen, so dass Assistenzfunktionen ohne Einschränkungen mit den aktuellen Kartendaten/-informationen KI ausgeführt werden.
Bei der Einhaltung von weiteren vorgebbaren Entfernungsgrenzwerten d_limit3 und d_limit4 (d_limit3 < d_limit4), welche eine ungenügende Kartenqualität Q repräsentieren, werden die Karteninformationen KI beschränkt berücksichtigt, so dass die Assistenzfunktion nur mit Einschränkungen ausgeführt werden kann.
Liegt einer der Werte der minimalen bzw. maximalen Abweichung d_min oder d_max der Entfernungen d oder beide außerhalb der vorgegebenen Entfernungsgrenzwerte d_limit3 und d_limit4, so bleiben die Karteninformationen KI unberücksichtigt und die Assistenzfunktion wird ohne Kartendaten ausgeführt.
Mittels eines Optimierungsverfahrens kann darüber hinaus ein Skalierungsfaktor f_c_opt zwischen den verschiedenen ermittelten Werten der Krümmungen c , insbesondere der ermittelten Kartenkrümmung c_map der Karte und der gemessenen Fahrkrümmung c_fzg des Fahrzeugs bestimmt werden. Die Bestimmung erfolgt mittels gemessener Fahrzeugdaten bis maximal zur zuletzt zurückgelegten Strecke s_loesch. Dabei kann auch der Skalierungsfaktors f_c_opt dazu verwendet werden, um beispielsweise den prognostizierten Streckenverlauf s und/oder ein Steuersignal S des Navigationssystems 1 zur Fahrerassistenz (in der Vorausschau für die Funktion) zu korrigieren.
Anschließend werden die Informationen zu den ermittelten Werten der Krümmungen c bewertet. Beispielsweise werden der Mittelwert der Abweichungen c_mittel (in der Figur 2 mit dem Bezugszeichen MD bezeichnet) der ermittelten Krümmungen c und eine daraus resultierende Bandbreite der minimalen und maximalen Abweichung c_min und c_max zwischen den ermittelten Werten der Kartenkrümmung c_map und der Fahrkrümmung c_fzg bestimmt. Die Berechnung erfolgt mittels Fahrdaten/-informationen FI bis maximal zur zuletzt zurückgelegten Strecke s_loesch.
Die Kenntnis der mittleren Abweichung c_mittel der ermittelten Krümmungen c (d.h. c_map, c_fzg) wird dazu verwendet, um beispielsweise den prognostizierten Streckenverlauf s und/oder ein Steuersignal S des Navigationssystems 1 zur Fahrerassistenz (in der Vorausschau für die Funktion) zu korrigieren.
Die ermittelte Bandbreite dient ferner der Beurteilung der Kartenqualität Q.
Liegen die ermittelten Werte der minimalen und maximalen Krümmungen c_min bzw. c_max innerhalb von vorgebbaren Krümmungsgrenzwerten c_limit5 und c_limit6, so kann die Assistenzfunktion ohne Einschränkungen mit den aktuellen Karteninformationen KI ausgeführt werden, sofern die Überprüfung der minimalen und maximalen Entfernungswerten d_min und d_max positiv ausfiel, d.h. diese innerhalb der vorgegebenen Entfernungsgrenzwerte d_limitl und d_limit2 liegen.
Liegen die ermittelten minimalen und maximalen Krümmungswerte c_min, c_max innerhalb weiterer vorgebbarer Krümmungsgrenzwerte c_limit7 und c_limit8, so werden die Karteninformationen KI nur eingeschränkt berücksichtigt, so dass die Assistenzfunktion mit Einschränkungen ausgeführt werden kann.
Liegen die ermittelten Werte der minimalen und maximalen Krümmung c min oder c max außerhalb der vorgegebenen Krümmungsgrenzwerte c_limit7 und c_limit8, so bleiben die aktuellen Karteninformationen KI unberücksichtigt, d.h. die Assistenzfunktion wird ohne Kartendaten KI ausgeführt. Die Krümmungsgrenzwerte c_limit5, c_limit6, c_limit7 und c_limit8 können auch von den absoluten Werten der Krümmungen c abhängig sein, so dass z. B. bei kleinen Krümmungen c größere Schwellwerte gelten als bei kleinen.
Im Falle, dass die Bandbreite zu den Entfernungen d_max, d_min und/oder den Krümmungen c_max, c_min eine Assistenzfunktion mit eingeschränkter Kartennutzung zulässt, kann eine Skalierung der Funktion beispielsweise wie nachfolgend beschrieben ausgeführt werden:
Die Fahrzeugsollverzögerung bei Kurveneinfahrt kann anstelle des idealen Verzögerungswerts um einen Verzögerungsfaktor f_dec verringert werden. Die Fahrzeugsollbeschleunigung bei Kurvenausfahrt kann um einen Geschwindigkeitsfaktor f_acc verringert werden. Hierbei können bzw. kann der Verzögerungsfaktor f_dec und/oder der
Geschwindigkeitsfaktor f_acc proportional zur Kartenqualität gewählt werden.
Die Zeitpunkte bzw. Stellen, zu denen die Verzögerungsphase endet, kann entsprechend folgender Bedingung:
f_dec_d * d_min [2]
verschoben werden, wobei der Verzögerungsfaktor f_dec_d fest vorgegeben wird oder abhängig von der Kartenqualität Q ermittelt werden kann.
Die Zeitpunkte bzw. Stellen, zu denen die
Beschleunigungsphase beginnt, kann entsprechend folgender Bedingung:
f acc d * d max [3] verschoben werden, wobei der Geschwindigkeitsfaktor f_acc_d fest vorgegeben wird oder abhängig von der Kartenqualität Q ermittelt werden kann.
Natürlich werden nur Streckenverläufe s herangezogen, die entsprechend der Vorausschau vom Navigationssystem 1 auch befahren wurden. D. h., dass bei einem Pfadwechsel z. B. durch ein Verlassen des Fahrzeugs von einer prognostizierten Strecke s keine Bewertung erfolgen kann. Ebenso ist es möglich die Bewertung und Korrektur bei einem Straßenwechsel oder Wechsel auf eine Straße mit einer anderen Straßenklasse von vorne zu beginnen oder auf bereits bestimmte Werte für die Straße oder Straßenklasse zu wechseln.
Die Korrektur der Karteninformationen KI, z. B. hinsichtlich der Entfernungen d oder Krümmungen c kann auch mittels eines Tiefpassfilters oder ähnliche Verfahren (z. B. inkrementelle Addition) entsprechend langsam erfolgen.
Eine Wiederaufnahme der Funktion mit Kartenunterstützung kann mit derselben Algorithmik, aber geänderten Grenzwerten d_limitl bis d_limit4, c_limit5 bis c_limit8 erfolgen. Zusätzlich kann die Wiederaufnahme durch die Vorgabe von Zyklenanzahl oder Zeiten oder Ereignissen abhängen, so dass erst nach Ablauf von vorgegebenen Zeiten und/oder bei Eintreten vorgegebener Ereignisse einer der Assistenzfunktionen und/oder die Streckenverlaufprognose die aktuellen Karteninformationen KI berücksichtigen und verwenden. Die Toleranzgrenzen zum Abschalten bzw. zur Funktionsdegradierung können sich von denen zur Wiederaufnahme unterscheiden. Dies gilt ebenso für die Betrachtungszeiträume bzw. die zuletzt zurückgelegte Fahrstrecke s_loesch.
Bei der Verarbeitung können über die erfassten Fahrdaten und Fahrinformationen FI hinaus auch Interpolationen zwischen den erfassten und gemessenen Fahrdaten verwendet werden. Es ist auch möglich, dass das Verfahren um ein oder mehrere Schritte verkürzt durchgeführt wird.
Der Skalierungsfaktor f_c_opt kann auch für Links- und Rechtskurven unterschiedlich bestimmt und zur Korrektur verwendet werden.
Darüber hinaus können Steigungs- und Gefälleinformationen bzw. Höhendaten, welche als Karteninformationen KI hinterlegt sind beim erfindungsgemäßen Navigationsverfahren berücksichtigt werden, so dass insbesondere durch eine entsprechende Steuerung eines Hybridfahrzeugs der Kohlendioxid-Ausstoß reduziert werden kann.
Bezugszeichenliste
1 Navigationssystem
2 Verarbeitungseinheit
3 Datenspeicher
4 Raddrehzahlsensor
5 Gierratensensor
6 Querbeschleunigungssensor
7 Datenempfangseinrichtung
8 Anzeigeeinheit
9 Fahrerassistenzsystem
c Krümmung c_map Kartenkrümmung c_fzg Fahrzeugkrümmung c_limit5 bis c_limit8 Krümmungsgrenzwerte d Entfernungen d_map Kartenentfernung d_fzg Fahrentfernung d_limitl bis d_limit4 Entfernungsgrenzwerte
FI Fahrzeuginformationen
KA Kurvenbeginn
KE Kurvenende
KI Karteninformationen
K_d entfernungsbezogener Korrekturfaktor
K_c krümmungsbezogener Korrekturfaktor pos_map Kartenposition pos_fzg Fahrposition
Q Qualität s Strecke s_map Kartenstrecke s_mapθ zurückgelegte Kartenstrecke s_fzg Fahrstrecke s_fzgθ zurückgelegte Fahrstrecke s_loesch zuletzt zurückgelegte Fahrstrecke
S Steuersignal

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betrieb eines Navigationssystems (1), insbesondere eines Navigationssystems (1) für ein Fahrzeug, bei dem aktuelle Karteninformationen (KI) und aktuelle Fahrzeuginformationen (FI) erfasst und analysiert, anhand derer eine momentane Streckenposition (s_pos) und/oder ein vorausliegender Streckenverlauf (s, Kartenstrecke s_map, Fahrstrecke s_fzg) bestimmt werden, wobei anhand eines Vergleichs der aktuellen Fahrzeuginformationen (FI) mit den aktuellen Karteninformationen (KI) die Qualität (Q) der aktuellen Karteninformationen (KI) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass anhand eines Vergleichs von aktuellen Karteninformationen (KI) und damit korrespondierenden aktuellen Fahrzeuginformationen (FI) zumindest ein Grad der Qualität (Q) der aktuellen Karteninformationen (KI) bestimmt wird, wobei zur Ermittlung der momentanen Streckenposition (s_pos) und/oder des vorausliegenden Streckenverlaufs (s) die aktuellen Karteninformationen (KI) entsprechend dem ermittelten Grad der Qualität (Q) berücksichtigt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aktuellen Karteninformationen (KI) uneingeschränkt oder eingeschränkt berücksichtigt werden oder unberücksichtigt bleiben.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Grad der Qualität (Q) der aktuellen Karteninformationen (KI) fortlaufend bestimmt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfang der Berücksichtigung der aktuellen Karteninformationen (KI) in Abhängigkeit vom fortlaufend ermittelten Grad der Qualität (Q) fortlaufend angepasst wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei ungleichen Größen von zu vergleichenden Fahrzeuginformationen (FI) und Karteninformationen (KI) die betreffenden Fahrzeuginformationen (FI) in mit den aktuellen Karteninformationen (KI) korrespondierende Fahrzeuginformationen (FI_korr) umgewandelt werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als vorausliegender Streckenverlauf (s) eine Navigations- oder Fahrstrecke (s_fzg) und/oder eine Kartenstrecke (s_map) ermittelt werden bzw. wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Streckenverlauf (s) eine zu befahrende Strecke mit Kurven und Geraden umfasst, wobei die Strecke anhand von Karteninformationen (KI) , insbesondere anhand von Radien (r) und Entfernungen (d, d_map, d_fzg) zu den Radien (r) oder Kurvenkrümmungen (c,c_map, c_fzg) und Entfernungen (d, d_map, d_fzg) zu den Kurvenkrümmungen (c,c_map, c_fzg) oder Straßenkoordinaten oder Markierungspunkten beschrieben wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als weitere Karteninformationen (KI) Kurvenbeginn (KA), Kurvenende (KE) und/oder Scheitelpunkte (SE) ermittelt werden.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine von Fahrtbeginn (mapO, fzgO) und/oder eine von einer vorausgegangenen Streckenposition (pos_map, pos_fzg) zurückgelegte Kartenstrecke (d_mapθ) und/oder Fahrstrecke (d_fzgθ) ermittelt werden bzw. wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelten aktuellen und/oder vorangegangenen Karteninformationen (KI) und/oder Fahrzeuginformationen (FI), insbesondere Fahrstrecke (s_fzg) , Kartenstrecke (s_map), Kurvenbeginn (KA), Kurvenende (KE), Scheitelpunkte (SE), Krümmungen (c), wie Kartenkrümmungen (c_map), Fahrkrümmungen (c_fzg) und/oder Entfernungen (d) , wie Kartenentfernungen (d_map) , Fahrentfernungen (d_fzg) anhand der zurückgelegten Karten- und/oder Fahrstrecke (s_mapθ, s_fzgθ) , insbesondere einer zuletzt zurückgelegten Strecke (s_loesch) analysiert werden und mindestens ein zugehöriger Korrekturwert (K_d, K_c ) ermittelt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein krummungsbezogener Korrekturwert (K_c ) anhand von Differenzen von aktuellen, verschiedenartig ermittelten
Krümmungen (c,c_map, c_fzg) unter Berücksichtigung der zurückgelegten Karten- und/oder Fahrstrecke (s_mapθ, s_fzgθ) ermittelt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelte Kartenkrummung (c_map) anhand der ermittelten mittleren Abweichung (c_mittel) der Krummungswerte (c_map, c_fzg) korrigiert wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandbreite (c_min, c_max) der mittleren Abweichung (c_mittel) der Kartenkrummungen (c_map) und/oder korrigierter Kartenkrummungen (c_map_k) ermittelt und anhand von vorgebbaren Krummungsgrenzwerten (c_limit5 bis c_limit8) überprüft wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Qualität (Q) anhand der Über- und/oder Unterschreitung der
Krummungsgrenzwerte (c_limit5 bis c_limit8) ermittelt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein entfernungsbezogener Korrekturwert (K_d) anhand von Differenzen von aktuellen, verschiedenartig ermittelten Entfernungen (d, d_map, d_fzg) unter Berücksichtigung der zurückgelegten Karten- und/oder Fahrstrecke (s_mapθ, s_fzgθ) ermittelt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelte Kartenentfernung (d_map) anhand der ermittelten mittleren Abweichung (d_mittel) der Entfernungswerte (d_map, d_fzg) korrigiert wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandbreite (d_min, d_max) der mittleren Abweichung (d_mittel) der Kartenentfernungen (d_map) und/oder korrigierter Kartenentfernungen (d_map_k) ermittelt und anhand von vorgebbaren Entfernungsgrenzwerten (d_limitl bis d_limit4) überprüft wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Qualität (Q) anhand der Über- und/oder Unterschreitung der
Entfernungsgrenzwerte (d_limitl bis d_limit4) ermittelt wird.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewertung von neuem beginnt und Korrekturwerte gelöscht und erneut bestimmt werden, wenn eine Straße, eine Straßenklasse, ein Straßentyp, eine Region und/oder ein Land auf einem Streckenverlauf (s) , insbesondere der
Fahrstrecke (s_fzg) , verlassen oder gewechselt wird.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Straße, eine Straßenklasse und/oder einen Straßentyp eines Streckenverlaufs (s), insbesondere der Fahrstrecke (s_fzg) zuvor bestimmte Korrekturwerte als Startwerte übernommen werden.
21. Navigationssystem (1), insbesondere Navigationssystem für ein Fahrzeug, umfassend zumindest einen
Datenspeicher (3), zumindest ein Anzeigeelement (8) und eine Datenempfangsvorrichtung (7) und eine Verarbeitungseinheit (2), gekennzeichnet durch die Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 18.
22. Navigationssystem nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit (2) Mittel zum Bestimmen einer momentanen
Streckenposition (s_pos) und/oder eines vorausliegenden Streckenverlaufs (s) anhand von aktuellen Karteninformationen (KI) und aktuellen
Fahrzeuginformationen (FI) umfasst und die Bestimmung der momentanen Streckenposition (s_pos) und/oder des vorausliegenden Streckenverlaufs (s) einem ermittelten Grad der Qualität (Q) der aktuellen Karteninformationen (KI) entsprechend erfolgt.
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