DE102007000971A1

DE102007000971A1 - Verfahren zur kollaborativen Pflege von Kartenmaterial für mobile Navigationsgeräte

Info

Publication number: DE102007000971A1
Application number: DE102007000971A
Authority: DE
Inventors: Thomas Dr. Friese; Stephan Merk
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2007-10-25
Filing date: 2007-10-25
Publication date: 2009-05-28
Anticipated expiration: 2027-10-26
Also published as: DE102007000971B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aktualisierung des Kartenmaterials eines Navigationsgerätes. Wenn die Position eines Navigationsgerätes über einen vorgegebenen Mindestwert von den im Kartenmaterial des Navigationsgerätes verzeichneten Wegen abweicht, ist davon auszugehen, dass sich das Gerät entlang eines im Kartenmaterial noch nicht verzeichneten Weges bewegt. Die entsprechenden Positionsdaten werden an einen zentralen Server übermittelt, wo sie mit von anderen Benutzern übermittelten, entsprechenden Daten verglichen werden. Eine Mittelwertbildung vergleichbarer Positionsdaten liefert einen neuen Wegabschnitt, der zur Aktualisierung des Kartenmaterials an das Navigationsgerät übertragen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aktualisierung des Kartenmaterials eines mobilen Navigationsgerätes.
Mobile Navigationsgeräte, die bspw. in Fahrzeugen oder Mobiltelefonen verbaut sind, finden immer weitere Verbreitung. Die Navigationsgeräte greifen zur Berechnung einer Route von einer Start- zu einer Zielposition auf Kartenmaterial zurück, das von einem Kartenanbieter zur Verfügung gestellt wird und das im Wesentlichen die befahrbaren Straßen einer Region umfasst. Das Straßennetz unterliegt jedoch ständigen Veränderungen aufgrund von Streckensperrungen oder Neu- und Rückbau von Straßen. Um das Kartenmaterial auf einem aktuellen Stand zu halten, muss der Kartenanbieter Veränderungen des Straßennetzes erkennen und sie ggf. in das verfügbare Kartenmaterial aufnehmen.
Zur Erkennung von Veränderungen des Straßennetzes kaufen Hersteller von Navigationssystemen Kartenmaterial wie etwa Katasterkarten oder Auswertungen von Satellitenbildern aus verschiedenen Quellen hinzu. Alternativ oder zusätzlich hierzu werden Mitarbeiter eingesetzt, die das Straßennetz abfahren und Änderungen registrieren. Diese Basisdaten werden in das von der Navigationsapplikation verwendete Format übertragen und dem bereits existenten Kartenmaterial beigefügt. Das so aktualisierte Kartenmaterial wird als Update auf CD/DVD oder aber online ausgeliefert. Eine zeitnahe Erkennung von Veränderungen des Straßennetzes durch den Kartenanbieter ist hierbei ebenso wenig möglich wie die zeitnahe Aktualisierung des dem Nutzer zur Verfügung stehenden Kartenmaterials.
Ziel der Erfindung ist es daher, ein Verfahren anzugeben, das es einem Anbieter von Kartenmaterial für Navigationssysteme erlaubt, Änderungen des Straßennetzes kurzfristig zu erkennen und entsprechende Aktualisierungen des Kartenmaterials zeitnah zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird durch die in dem unabhängigen Anspruch angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Das erfindungsgemäße Verfahren basiert auf einer dezentralen Sammlung von befahrbaren Wegen eines Straßennetzes, die in dem einem Navigationsgerät vorliegenden Kartenmaterial nicht verzeichnet sind und daher einer Aktualisierung des Kartenmaterials dienen können. Über ein in einem Fahrzeug eines Nutzers des Navigationssystems mitgeführtes Navigationsgerät wird festgestellt, ob und ggf. wie weit der Fahrweg des Fahrzeugs von den im Kartenmaterial verzeichneten Wegen abweicht. Im Falle einer Abweichung, die größer ist als ein vorgegebener Mindestwert, ist davon auszugehen, dass das Fahrzeug sich längs eines neuen oder veränderten Weges bewegt. Der gefahrene, mutmaßlich neue oder veränderte Weg wird im Navigationsgerät bspw. als Abfolge von GPS-Koordinaten (Global Positioning System) gespeichert. Der gespeicherte Datensatz wird schließlich an den Kartenanbieter übertragen und dort weiter verarbeitet.
Beim Kartenanbieter gehen Datensätze von mehreren verschiedenen Fahrzeugen bzw. Navigationsgeräten ein. Es ist daher möglich, über eine Korrelation und eine gewichtete Mittelung der eingegangenen Datensätze eine neue Route zu berechnen, die mit höherer Genauigkeit und Verlässlichkeit einen bislang nicht im Kartenmaterial bekannten bzw. verzeichneten Straßenzug beschreibt. Die über die Mittelung berechnete neue Route wird schließlich zur Aktualisierung an die Navigationsgeräte übertragen.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird vorteilhafterweise erreicht, dass der Kartenanbieter kurzfristig über Änderungen des Straßennetzes informiert wird, so dass es ihm möglich ist, dem Nutzer innerhalb kürzester Zeit aktualisiertes Kar tenmaterial zur Verfügung zu stellen. Darüber hinaus resultiert das Verfahren in einer Kostenersparnis, da ein Zukauf von Kartenmaterial von externen Quellen nicht mehr zwingend notwendig ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnungen.
Dabei zeigt:
1 Modelle zur Übertragung von Differenzdaten zwischen einem mobilen Navigationsgerät und einem Server eines Kartenanbieters,
2 eine schematische Darstellung der Infrastruktur zur kollaborativen Erkennung von Kartenänderungen für Navigationsgeräte.
Die 1a zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur kollaborativen Erkennung von Kartenänderungen für mobile Navigationsgeräte. Einem beispielsweise in einem Fahrzeug mitgeführten Navigationsgerät N₀ liegt Kartenmaterial vor, in dem bekannte, für das Fahrzeug befahrbare Wege verzeichnet sind (dünne, gestrichelte Linien in 1). Um von einem Startpunkt A zu einem Zielpunkt B zu gelangen, schlägt das Navigationsgerät N₀ die in 1 mit einer dicken Linie gekennzeichnete Strecke vor, die sich aus im Kartenmaterial verzeichneten Wegen zusammensetzt.
Zwischen den Punkten P1 und P2 wählt der Fahrer des Fahrzeugs einen in 1 durch Pfeile gekennzeichneten Weg s neu / 0, der von der vorgeschlagenen Strecke abweicht. Unter der Voraussetzung, dass der vom Fahrer gewählte Weg s neu / 0 von sämtlichen im Kartenmaterial verzeichneten Wegen um mehr als einen vorgegebenen Mindestwert abweicht, ist davon auszugehen, dass sich das Navigationsgerät N₀ entlang eines nicht im Kartenmaterial verzeichneten Weges bewegt. Das so erkannte Ver lassen des bekannten Straßennetzes deutet auf das Vorhandensein einer befahrbaren Straßenverbindung entlang dem Weg s neu / 0 hin. Der Weg s neu / 0 wird daher als Abfolge der entsprechenden Positionsdaten, die dem Navigationsgerät N₀ beispielsweise über ein Global Positioning System (GPS) zur Verfügung stehen, im Navigationsgerät N₀ gespeichert.
Der gespeicherte, neue Weg s neu / 0 wird im ersten Ausführungsbeispiel durch das Navigationsgerät N₀ über eine Funkverbindung als Gesamtdatensatz nach dem Wiedererreichen eines im Kartenmaterial verzeichneten Weges, d. h. in der 1a im Punkt P2, an eine Infrastrukturkomponente wie etwa einen Server eines Kartenanbieters übertragen.
Dasselbe Verfahren findet in Navigationsgeräten N₁, N₂, ... anderer Fahrzeuge Anwendung, so dass dem Kartenanbieter neben dem neuen Weg s neu / 0 weitere neue Wege s neu / 1, s neu / 2, ... vorliegen, die denselben Straßenverlauf zwischen den Punkten P1 und P2 beschreiben. Alternativ können zumindest einige der weiteren neuen Wege s neu / 1, s neu / 2, ... auch vom selben Navigationsgerät N₀ stammen, wenn das Fahrzeug die entsprechende Strecke mehrfach durchfahren hat. Bei der hohen Ortsauflösung moderner Navigationsverfahren sind die Positionsdaten diese neuen Wege s neu / 0, s neu / 1, s neu / 2, ... jedoch nicht vollständig identisch, da bspw. die Fahrspuren der einzelnen Fahrzeuge voneinander abweichen können. Um die Lage einer in das Kartenmaterial aufzunehmenden Route
mit höherer Genauigkeit und größerer Verlässlichkeit zu bestimmen, wird
daher als gewichteter Mittelwert der gespeicherten Wege s neu / 0, s neu / 1, s neu / 2, ... definiert.
Zur Berechnung der Route
wird der neue Weg s neu / 0 beim Kartenanbieter gespeichert und mit den Datensätzen s neu / 1, s neu / 2, ... korreliert, die von anderen Navigationsgeräten N₁, N₂, ... übermittelt wurden. Durch die hiermit erzielbare Erkennung mehrerer paralleler Straßenzüge lässt sich die Wahrscheinlichkeit erhöhen, dass aus den übermittelten neuen Wegen s neu / 0, s neu / 1, s neu / 2, ... tatsächlich auf das Vorhandensein eines bisher nicht verzeichneten Straßenzugs geschlossen werden kann.
Zur Berechnung der neuen Route
werden die einzelnen Datensätze s neu / 0, s neu / 1, s neu / 2, ... mit dimensionslosen Parametern w₀, w₁, w₂, ... gewichtet.
berechnet sich hiermit in bekannter Weise als gewichteter Mittelwert, d. h.
Bei Empfang von später eingehenden neuen Datensätzen s neu / i wird der Mittelwert
kontinuierlich aktualisiert.
Die Gewichtung kann automatisch durch ein Computerprogramm und/oder manuell durch einen Kartenbearbeiter erfolgen. Bei der manuellen Gewichtung durch Kartenbearbeiter können die Wege s neu / 0, s neu / 1, s neu / 2, ... mit Satelliteninformationen und/oder Vermessungsdaten verglichen werden, um die Verlässlichkeit der Informationen weiter zu steigern. Die entsprechenden Daten erhält der Kartenbearbeiter von externen Quellen. Zusätzlich oder alternativ ist es denkbar, den individuellen Melder eines neuen Weges s neu / 0 in der Gewichtung zu berücksichtigen, etwa in der Form, dass positive Erfahrungen mit Meldern, die bereits mehrfach neue befahrbare Wege übermittelt haben, zu einer hohen Gewichtung führen. Einem Melder dagegen, von dem bspw. regelmäßig schwer befahrbare Feldwege als neue Wege eingehen, würde ein eher niedriges Gewicht zugeschrieben. Weiterhin kann die Gewichtung zur Mittelwertbildung auch in Abhängigkeit vom Abstand des neuen Weges s neu / 0 entweder von den im Kartenmaterial verzeichneten Wegen oder aber von einem ungewichteten Mittelwert der bis zum Zeitpunkt des Eingehens des neuen Weges s neu / 0 gespeicherten neuen Wege s neu / 1, s neu / 2, ... erfolgen. Letzteres erfolgt bevorzugt automatisch durch ein Computerprogramm.
Nach Berechnung der Route
kann diese zur Aktualisierung des Kartenmaterials über eine Funkverbindung an die Navigationsgeräte N₀, N₁, N₂, ... übertragen werden.
Für den Fall, dass nicht alle neuen Wege s neu / 0, s neu / 1, s neu / 2, ... denselben Straßenzug beschreiben, können mehrere verschiedene Routen
... berechnet und anschließend an die Navigationsgeräte N₀, N₁, N₂, ... übertragen werden. Zur Berechnung einer der neuen Routen
werden dann die demselben Straßenzug zuzuordnenden neuen Wege s neu / j, bspw. s neu / 0, s neu / 3, s neu / 4, s neu / 11, ..., (o. B. d. A.) verwendet. Anstatt die resultierenden neuen Routen
... pauschal und gleichzeitig an die Navigationsgeräte zu übertragen, können sie alternativ vor der Übertragung in eine Prioritätenliste eingetragen werden. Die Position, an die eine neue Route
in die Prioritätenliste einsortiert wird, kann in Anlehnung an eine Standardabweichung davon abhängen, aus wie vielen gemeldeten neuen Wegen s neu / j die neuen Route bzw. der Mittelwert
berechnet wurde. In der Praxis bedeutet dies, dass einer neuen Route, die sehr oft befahren wird, eine hohe Priorität zugeordnet wird. Die Übertragung der Routen
... an die Navigationsgeräte orientiert sich nun an der Prioritätenliste, d. h. eine neue Route
mit hoher Priorität wird zuerst übertragen. Die Verwendung einer Prioritätenliste schließt jedoch nicht aus, dass mehrere neue Routen gleichzeitig an die Navigationsgeräte N₀, N₁, N₂, ... übertragen werden.
Zusätzlich zur oben beschriebenen Priorisierung kann denjenigen neuen Routen
eine höhere Priorität zugeordnet werden, die in der Nähe des aktuellen Aufenthaltsortes des adressierten Navigationsgerätes liegen.
Darüber hinaus ist eine Maskierung von Routen möglich, die zwar gemeinsam mit weiteren neuen Routen an das Navigationsgerät übertragen werden, aber nicht im Kartenmaterial erscheinen sollen. Anwendung kann diese Option beispielsweise bei Feldwegen finden.
Zur Unterscheidung von den regelmäßigen, redaktionellen Aktualisierungen des Kartenmaterials können die über das erfindungsgemäße Verfahren bestimmten Änderungen
am Navigationsgerät durch eine Markierung, bspw. durch entsprechende Farbgebung oder blinkende Markierung etc., auf einer Anzeigeeinrichtung oder einem User-Interface des Navigationsgerätes hervorgehoben werden, wobei nicht sicher verifizierte oder unpräzise Streckeninformationen ebenfalls durch entsprechende optische Mittel gekennzeichnet werden können. Zusätzlich können Präzisions- und/oder Konfidenzinformationen dargestellt werden, die aus der Korrelation hervorgehen.
Die 1b demonstriert ein zweites Ausführungsbeispiel, das sich von der ersten Ausführungsform dadurch unterscheidet, dass die den neuen Weg s neu / 0 beschreibenden Positionsdaten kontinuierlich oder in vorgegebenen Zeitabständen während der Bewegung des Fahrzeugs entlang des mutmaßlich noch nicht verzeichneten Weges s neu / 0 an den Kartenanbieter übertragen werden. Die weitere Datenverarbeitung mit Mittelwertbildung verläuft wie im ersten Ausführungsbeispiel. Eine weitere alternative Ausführungsform zeigt die 1c. Dort werden die Positionsdaten s neu / 0 im Navigationsgerät N₀ des Fahrzeugs zunächst gespeichert und erst dann an den Kartenanbieter übertragen, wenn das Fahrzeug beispielsweise einen W-LAN-Zugang an einer Tankstelle T erreicht hat oder allgemeiner wenn das Navigationsgerät N₀ zur Datensynchronisation eine Datenverbindung zu einem mit dem Kartenanbieter verbundenen Netz hat. Die weitere Datenverarbeitung verläuft auch hier wie im ersten Ausführungsbeispiel.
Die Aktualisierung des den Navigationsgeräten N₀, N₁, N₂, ... zur Verfügung stehenden Kartenmaterials mittels der neu berechneten Route
kann durch den Kartenanbieter ausgelöst werden. Eine Datenübertragung kann regelmäßig in festen Zeitabständen, zeitnah bei Vorliegen einer neuen Route oder aber als Paket bei Vorliegen einer bestimmten Anzahl neuer Routen erfolgen. Speziell wenn zeitnah übertragen wird, d. h. sobald eine einzelne neue Route vorliegt, ist nicht auszuschließen, dass die Daten nicht sicher verifizierte oder unpräzise Streckeninformationen beinhalten.
Alternativ kann sich ein mobiles Navigationsgerät aktiv beim Kartenanbieter über Aktualisierungen informieren und diese abrufen. Hierbei ist insbesondere an lokale Aktualisierungen gedacht, die speziell die Region betreffen, in der sich das Navigationsgerät zum Zeitpunkt der Anfrage an den Kartenanbieter befindet.
Alternativ zur Übertragung der absoluten Positionsdaten s neu / 0 an den Server des Kartenanbieters können auch die Differenzwerte zwischen dem neuen Weg s neu / 0 und den bis dahin im Kartenmaterial verzeichneten Wegen übertragen werden.
Die 2 zeigt in schematischer Ansicht eine Infrastruktur zur kollaborativen Erkennung von Kartenänderungen für mobile Navigationsgeräte. Das mobile Navigationsgerät N₀ überträgt Positionsdaten s neu / 0 nach einem der im Zusammenhang mit den 1a–c beschriebenen Verfahren an einen Zugangsserver des Kartenanbieters. Dieser leitet die Daten an einen Kartenserver weiter, wo sie gespeichert und ggf. zur Ermittlung von Gewichten w₀, w₁, w₂, ... automatisch bewertet werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein Kartenbearbeiter die Daten manuell gewichten, wobei er die vom Navigationsgerät übermittelten Positionsdaten mit Daten einer externen Datenquelle vergleicht, die bspw. Satelliteninformationen und/oder Vermessungsdaten umfasst. Der Kartenserver führt die Berechnungen zur Bestimmung der Route
aus, die schließlich entweder ausgelöst durch den Kartenanbieter oder nach einer Anfrage durch ein zweites mobiles Navigationsgerät an das zweite Navigationsgerät übertragen wird.

Claims

Verfahren zur Aktualisierung von Kartenmaterial für Navigationsgeräte, in welchem bekannte Wege verzeichnet sind, bei dem während einer Bewegung eines der Navigationsgeräte (N₀) entlang eines Weges aktuelle Positionen des Navigationsgerätes (N₀) mit den in dem Kartenmaterial verzeichneten Wegen verglichen werden, dadurch gekennzeichnet, dass bei Abweichungen der Positionen von den bekannten Wegen, die größer als ein vorgegebener Mindestwert sind, die Positionen als neuer Weg (s neu / 0) gespeichert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Navigationsgerät (N₀) drahtlos mit einer Infrastrukturkomponente, insbesondere einem Server, kommuniziert, wobei der neue Weg (s neu / 0) an die Infrastrukturkomponente übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung des neuen Weges (s neu / 0) an die Infrastrukturkomponente als Gesamtdatensatz zu einem Zeitpunkt erfolgt, – zu dem das Navigationsgerät (N₀) einen im Kartenmaterial bekannten Weg wiedererreicht oder – zu dem dem Navigationsgerät (N₀) eine Datenverbindung zu einem mit dem Kartenanbieter verbundenen Netz zur Verfügung steht.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung des neuen Weges (s neu / 0) an die Infrastrukturkomponente in vorgebbaren Zeitintervallen während der Bewegung des Navigationsgerätes (N₀) entlang des neuen Weges (s neu / 0) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der neue Weg (s neu / 0) in der Infrastrukturkomponente zwischengespeichert wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der in der Infrastrukturkomponente zwischengespeicherte neue Weg (s neu / 0) mit einem oder mehreren weiteren in der Infrastrukturkomponente zwischengespeicherten und nicht im Kartenmaterial bekannten neuen Wegen (s neu / 1, s neu / 2, ...) korreliert wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass aus den zwischengespeicherten Wegen (s neu / 0, s neu / 1, s neu / 2, ...) durch Mittelwertbildung eine neue Route (
) berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die neue Route (
) als gewichteter Mittelwert berechnet wird, wobei den einzelnen zwischengespeicherten Wegen (s neu / 0, s neu / 1, s neu / 2, ...) Gewichtungen (w₀, w₁, w₂, ...) zugeordnet werden.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichtungen (w₀, w₁, w₂, ...) automatisch durch ein Computerprogramm oder manuell festgelegt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die neue Route (
) bei Empfang neuer Wege (s neu / i) kontinuierlich aktualisiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die neue Route (
) an das Navigationsgerät (N₀) und/oder an weitere mobile Navigationsgeräte (N₁, N₂, ...) übertragen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere verschiedene neue Routen (
...) berechnet werden, die verschiedenen Straßenzügen entsprechen.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die neuen Routen (einsortiert werden (
...) in eine Prioritätenliste einsortiert werden, wobei die Priorität einer Route (
) mit der Anzahl der zur Berechnung der Route (
) verwendeten neuen Wege (s neu / 0, s neu / 1, s neu / 2, ...) ansteigt.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die neuen Routen (
...) an das Navigationsgerät (N₀) und/oder an weitere mobile Navigationsgeräte (N₁, N₂, ...) übertragen werden, wobei Routen (
...) mit hoher Priorität vor Routen (
...) mit niedrigerer Priorität übertragen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktualisierung des Kartenmaterials mittels der neuen Route (
) bzw. mittels der neuen Routen (
) durch eine Markierung auf einer Anzeigeeinrichtung oder auf einem Userinterface des Navigationsgerätes (N₀, N₁, N₂, ...) gekennzeichnet wird.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierung aus der Korrelation hervorgehende Präzisions- oder Konfidenzinformationen umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11, 14, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktualisierung des Kartenmaterials mit einer oder mehreren der neuen Routen (

...) ausgelöst durch eine Anfrage eines Navigationsgerätes (N₀, N₁, N₂, ...) bei der Infrastrukturkomponente oder durch eine von der Infrastrukturkomponente veranlasste Datenübertragung erfolgen kann.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aktuellen Positionen mit Hilfe des Global Positioning Systems (GPS) ermittelt werden.