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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft die Navigationstechnik für Fahrzeuge. Insbesondere betrifft
die Erfindung ein Steuersystem für
ein Fahrzeug, ein Verfahren zur Aktualisierung einer digitalen Karte,
die Verwendung eines Steuersystems zur Aktualisierung einer digitalen Karte,
die Verwendung eines Steuersystems zur Durchführung eines Map Matching, ein
Computerprogrammprodukt sowie ein computerlesbares Medium.
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Technologischer Hintergrund
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Die
rasante Zunahme des Fahrzeugverkehrs auf den Straßen und
die damit verbundenen Staus und Fahrzeitverlängerungen führen weltweit zu erhöhten Anstrengungen,
Verkehrszustände
zu erkennen und diese bei der Routenwahl bzw. bei einer Routenberechnung
in Navigationssystemen zu berücksichtigen.
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Wenn
die mit einem Ortungsverfahren gemessene geografische Koordinate
direkt in das Koordinatensystem einer digitalen Karte abgebildet
wird, so kann die wahre Position des Objektes in der Karte von der
abgebildeten Position des Objektes in der Karte abweichen. Der Grund
hierfür
kann zum einen in Messfehlern beim Ortungsverfahren, zum anderen in
Ungenauigkeiten der Karte liegen.
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Da
für ein
Navigationssystem die wahre Position in der Karte bekannt sein muss,
gleicht das Map Matching Verfahren die gemessene Position mit den
Karteninformationen über
die Lage und Geometrie von Objekten in der Karte ab, so dass die
wahrscheinlichste Position des Objektes in der Karte ermittelt wird.
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Bei
Fahrzeug-Navigationssystemen wird die Position des Fahrzeugs meist
mit Unterstützung
des Satellitenortungssystems GPS gemessen. Die Richtigkeit der gemessenen
und der tatsächlichen
Position wird bei GPS mit ca. 15 m angegeben. Ebenso kann die digitale
Karte Toleranzen im Meterbereich aufweisen. Durch das Navigationsgerät muss nun
die Position des Fahrzeugs in der digitalen Karte ermittelt werden,
damit z. B. eine sinnvolle Routenberechnung vom aktuellen Standort
zum Fahrziel bestimmt werden kann. Ohne den Abgleich der gemessenen Position
mit den Karteninformationen könnte
sich das Fahrzeug außerhalb
der digitalisierten Straßen
oder auf der falschen Straße
in der Karte befinden. Da für das
Navigationsgerät
die Lage des Fahrzeugs in der digitalen Karte entscheidend ist,
wird die gemessene Position mit den Karteninformationen so abgeglichen,
dass der wahrscheinlichste Standort des Fahrzeugs in der Karte für die Navigation
ermittelt wird. Hierzu werden beim Map Matching die Kenntnisse über die
Bewegungen des Fahrzeugs ausgenutzt.
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Digitale
Karten sind meist schon bei ihrer Auslieferung veraltet. Von daher
ist eine Aktualisierung (Update) der Karte unerlässlich, wenn die digitale Karte
mit den aktuellen Verhältnissen übereinstimmen
soll. Diese Aktualisierungen umfassen jedoch eine große Datenmenge,
da immer die komplette Karte auf den neuesten Stand gebracht wird.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Verwaltung von
digitalen Kartendaten und Aktualisierungsdaten bereitzustellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Map Matching
bereitzustellen.
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Es
sind ein Steuersystem für
ein Fahrzeug, ein Verfahren zur Aktualisierung einer digitalen Karte, die
Verwendung eines Steuersystems zur Aktualisierung einer digitalen
Karte, die Verwendung eines Steuersystems zur Durchführung eines
Map Matching, ein Computerprogrammprodukt sowie ein computerlesbares
Medium gemäß den Merkmalen der
unabhängigen
Ansprüche
angegeben. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die
beschriebenen Ausführungsbeispiele betreffen
gleichermaßen
das Steuersystem, das Verfahren, die Verwendungen, das Computerprogrammprodukt
und das computerlesbare Medium.
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Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist ein Steuersystem für ein Fahrzeug angegeben, welches
ein erstes Steuergerät
zur Speicherung von digitalen Kartendaten und ein zweites Steuergerät zur Speicherung
von Aktualisierungsdaten aufweist. Das Steuersystem ist zur getrennten
Speicherung der digitalen Kartendaten und der Aktualisierungsdaten
ausgeführt.
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In
anderen Worten werden die digitalen Karten, bei denen es sich beispielsweise
um digitale Navigationskarten handelt, und die Aktualisierung der Navigationskartendaten
getrennt gehalten.
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Unter
dem Begriff „digitale
Karten" sind auch Karten
für ADAS
(Advanced Driver Assistance System) zu verstehen, ohne dass eine
Navigation stattfindet. Ein Beispiel ist die „Map and Positioning Engine" MPE von Navteq.
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Die
digitalen Kartendaten und die Aktualisierung dieser digitalen Kartendaten
(Update) werden auf unterschiedlichen Steuergeräten aufgenommen. Unter dem
Begriff Aufnahme ist hierbei ein Aufspielen und/oder die Speicherung
der entsprechenden Daten zu verstehen.
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Da
es sich bei den digitalen Kartendaten um relativ große Datenmengen
handelt, weist das erste Steuergerät einen entsprechend großen Speicher auf.
Die Aktualisierungsdaten, welche im Regelfall eine wesentlich kleinere
Datenmenge darstellen, sind im zweiten Steuergerät gespeichert und betreffen
unter Umständen
nur einen kleinen Teil der digitalen Kartendaten. Die Aktualisierungsdaten
werden somit unabhängig
von den digitalen Kartendaten aufbewahrt oder gespeichert und können somit
auch unabhängig
davon installiert und weiterverarbeitet werden.
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Ein
Update (Aktualisierung) der Kartendaten kann außerhalb des ersten Steuergeräts, z. B.
innerhalb eines Fahrerassistenzsystems oder eines Navigationssystems,
erfolgen. Die Kartendaten im ersten Steuergerät bleiben hierbei unverändert, wodurch
die Systemsicherheit erhöht
wird, weil die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der im ersten Steuergerät abgelegten
Kartendaten verringert wird.
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Bei
dem Fahrzeug handelt es sich beispielsweise um ein Kraftfahrzeug,
wie Auto, Bus oder Lastkraftwagen, oder aber auch um ein Schienenfahrzeug,
ein Schiff, ein Luftfahrzeug, wie Helikopter oder Flugzeug, oder
beispielsweise um ein Fahrrad.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist das erste Steuergerät als Headunit ausgeführt, die
z. B. das Navigationssystem beinhaltet. Bei einer solchen Headunit
handelt es sich beispielsweise um eine Vorrichtung, die die Bedienung von
Fahrzeug- und Infotainmentkomponenten vereint. Die Headunit ermöglicht eine
zentrale Steuerung verschiedener Bordsysteme. So können beispielsweise
die Klimaanlage, das Radio oder optional auch das Navigationssystem über die
Headunit bedient werden.
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Es
kann eine Bluetooth-Schnittstelle oder eine andere Schnittstelle
vorgesehen sein, die es ermöglicht,
eine einfache Kommunikation mit Mobiltelefonen oder PDAs durchzuführen. Auf
diese Weise können
auch mobile Geräte über die
Headunit angesteuert werden.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist das erste Steuergerät als Navigationssystem des
Fahrzeugs ausgeführt
oder zumindest mit einem Navigationssystem des Fahrzeugs gekoppelt.
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Sofern
das erste Steuergerät
an ein Fahrzeugnavigationssystem angeschlossen ist, kann das erste
Steuergerät
dem Navigationssystem die digitalen Kartendaten oder die Navigationskartendaten übermitteln.
Die Datenübermittlung
kann über
ein Datenkabel oder über
eine Funkübertragungsstrecke erfolgen.
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Im
Navigationssystem kann dann eine Aktualisierung der digitalen Kartendaten
bzw. der Navigationskartendaten durchgeführt werden.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist das Navigationssystem zur Navigation ausschließlich auf
Basis der digitalen Kartendaten ausgeführt. Eine Aktualisierung der
digitalen Kartendaten oder der darauf basierenden Navigationskartendaten
ist nicht vorgesehen. Hierdurch kann der Aufbau des Navigationssystems
vereinfacht werden.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist das zweite Steuergerät als Fahrerassistenzsystem
ausgeführt
oder zumindest mit einem Fahrerassistenzsystem gekoppelt.
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Im
ersten Fall kann das Update der digitalen Kartendaten im zweiten
Steuergerät
durchgeführt werden.
Im zweiten Fall, bei dem das Fahrerassistenzsystem an das zweite
Steuergerät
gekoppelt ist, kann das Update im Fahrerassistenzsystem durchgeführt werden.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist das Fahrerassistenzsystem zur Anreicherung oder Aktualisierung
der digitalen Kartendaten auf Basis der Aktualisierungsdaten ausgeführt.
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Beispielsweise
kann vorgesehen sein, dass das Fahrerassistenzsystem die kompletten
digitalen Kartendaten von dem ersten Steuergerät abruft und daraufhin eine
Aktualisierung und/oder Anreicherung dieser digitalen Kartendaten
vornimmt. Auch kann das Fahrerassistenzsystem derart ausgeführt sein, dass
es nur einen bestimmten Bereich der digitalen Karte aktualisiert
und hierfür
beispielsweise auch nur einen bestimmten Teil der digitalen Kartendaten
von dem ersten Steuersystem übernimmt.
Auf diese Weise können
die zu übertragende
Datenmenge reduziert und die Aktualisierungsgeschwindigkeit erhöht werden.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist das erste Steuergerät nicht zur Aktualisierung
der digitalen Kartendaten auf Basis der Aktualisierungsdaten ausgeführt. Eine
Aktualisierung der digitalen Kartendaten innerhalb des ersten Steuergerätes ist
nicht möglich.
Auf diese Weise kann verhindert werden, dass die digitalen Kartendaten fehlerhaft überschrieben
oder bei einer Aktualisierung anderweitig beschädigt werden.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist das Navigationssystem zur Anreicherung oder Aktualisierung
der digitalen Kartendaten auf Basis der Aktualisierungsdaten ausgeführt. Beispielsweise
können
also die digitalen Kartendaten sowohl vom Fahrerassistenzsystem
als auch vom Navigationssystem angereichert oder aktualisiert werden,
je nach Anwendungsfall.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist das erste Steuergerät oder zumindest das Navigationssystem
zur Durchführung
eines Map Matching und zur Ermittlung eines möglichen Aufenthaltsbereichs
des Fahrzeugs auf Basis einer Auswertung einer Fahrhistorie ausgeführt.
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Map
Matching kann auch in der Zentrale vorgenommen werden, wenn nur
GPS und Historie vorhanden sind. Auch dort ist die Verwendung von Wahrscheinlichkeiten
und mehreren möglichen
Positionen möglich
und vorteilhaft, z. B. bei einem eCall, bei dem es sich um einen
automatisch abgesetzten Notruf durch ein elektronisches Gerät im Fahrzeug handelt.
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Der
mögliche
Aufenthaltsbereich des Fahrzeugs kann hierbei auch dann ermittelt
werden, wenn kein genaues Map Matching möglich ist, da keine eindeutige
Zuordnung zu einer Position in der Karte möglich ist.
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Auf
diese Weise wird erreicht, dass mehrere präzise Ortsangaben, insbesondere
in Notfallsituationen, ausgegeben werden können, auch wenn kein sicheres
oder eindeutiges Map Matching möglich
ist.
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Beispielsweise
erfolgt bei unzureichendem Empfang von Signalen zur Ortinformation
ein Map Matching mittels der Auswertung der Fahrhistorie oder anderer
Informationen, wie später
näher dargestellt
(wie z. B. Winkel, Abstand, ...) und hieraus wird dann der mögliche Aufenthaltsbereich
des Fahrzeugs ermittelt. Hierbei können sich auch mehrere mögliche Aufenthaltsbereiche
ergeben, die räumlich voneinander
getrennt sind, je nach den örtlichen,
geografischen oder baulichen Gegebenheiten des betreffenden Gebiets.
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Es
ist zu beachten, dass das Map Matching und die Ermittlung des möglichen
Aufenthaltsbereichs des Fahrzeugs auch von dem zweiten Steuergerät vorgenommen
werden können.
Weiterhin ist hierfür
nicht die Trennung der beiden Steuergeräte erforderlich. Vielmehr kann
in diesem Fall das Steuersystem auch nur ein einziges Steuergerät aufweisen.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist das erste Steuergerät oder zumindest das Navigationssystem
zur Ermittlung einer lokalen Aufenthaltswahrscheinlichkeit des Fahrzeugs auf
Basis des möglichen
Aufenthaltsbereichs und zur darauffolgenden Ergänzung einer Ortinformation ausgeführt.
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Durch
den Aufenthaltsbereich wird also eine lokale Aufenthaltswahrscheinlichkeit
generiert und es werden die Signale zur Ortinformation entsprechend ergänzt.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung wird die Ortinformation in Form von textuellen Metadaten
ergänzt.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist das erste Steuergerät oder zumindest das Navigationssystem
zur Übermittlung
von Daten bezüglich
des Aufenthaltsbereiches oder der lokalen Aufenthaltswahrscheinlichkeit
an eine Zentrale ausgeführt,
auch falls keine eindeutige Zuordnung zu einer erlaubten Position
auf einer Navigationskarte möglich
ist.
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In
anderen Worten ist das System jederzeit in der Lage, einer Leitzentrale
oder auch anderen Systemen im Fahrzeug, z. B. ADAS, die möglichen, wahrscheinlichsten
Positionen des Fahrzeugs zu übermitteln.
Selbst wenn also aufgrund einer ungenauen Messung, z. B. aufgrund
schwacher Satellitensignale oder aufgrund eines Ausfalls des GPS-Gerätes, ein
exaktes Map Matching nicht möglich
ist, wird der Zentrale mitgeteilt, an welchen Orten sich das Fahrzeug
befinden könnte.
Hierdurch kann der Bereich, in dem beispielsweise ein Rettungsdienst
suchen muss, verkleinert werden.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung enthalten die an die Zentrale übermittelten Daten Informationen über mehrere
mögliche Positionen
des Fahrzeugs.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung enthalten die Informationen über die mehreren möglichen
Positionen des Fahrzeugs eine Angabe einer Aufenthaltswahrscheinlichkeit.
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Werden
beispielsweise drei verschiedene mögliche Aufenthaltspositionen
ermittelt, kann jede einzelne Position mit der entsprechenden Aufenthaltswahrscheinlichkeit
versehen werden. Diese Daten werden dann gemeinsam an die Leitzentrale übermittelt,
so dass der Rettungsdienst beurteilen kann, in welchen Gebieten
verstärkt
zu suchen ist.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist ein Verfahren zur Aktualisierung einer digitalen Karte
angegeben, bei welchem eine Speicherung von digitalen Kartendaten
in einem ersten Steuergerät
und eine getrennte Speicherung von Aktualisierungsdaten in einem
zweiten Steuergerät durchgeführt wird.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist das erste Steuergerät als Navigationssystem des
Fahrzeugs ausgeführt
oder zumindest mit einem Navigationssystem des Fahrzeugs gekoppelt
und das zweite Steuergerät
ist als Fahrerassistenzsystem ausgeführt oder zumindest mit einem
Fahrerassistenzsystem gekoppelt.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung weist das Verfahren weiterhin eine Durchführung eines
Map Matching und eine Ermittlung eines möglichen Aufenthaltsbereiches
des Fahrzeugs auf Basis einer Auswertung einer Fahrhistorie durch das
erste Steuergerät
oder zumindest das Navigationssystem auf.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist die Verwendung eines oben beschriebenen Steuersystems
zur Aktualisierung einer digitalen Karte angegeben.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist die Verwendung eines oben beschriebenen Steuersystems
zur Durchführung
eines Map Matching und zur Ermittlung eines möglichen Aufenthaltsbereiches
des Fahrzeugs auf Basis einer Auswertung einer Fahrhistorie, eines
Fahrwinkels, oder anderer Messdaten, die die Bewegung oder den Ort
des Fahrzeugs charakterisieren durch das erste Steuergerät oder zumindest
das Navigationssystem angegeben.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist ein Computerprogrammprodukt angegeben, das, wenn es
auf einem Prozessor ausgeführt
wird, den Prozessor anleitet, die oben angegebenen Verfahrensschritte
durchzuführen.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist ein computerlesbares Medium angegeben, auf dem ein
Computerprogrammprodukt gespeichert ist, das, wenn es auf einem
Prozessor ausgeführt
wird, den Prozessor anleitet, die oben angegebenen Verfahrensschritte
durchzuführen.
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Eine
grundsätzliche Überlegung
der Erfindung liegt darin, Kartendaten und Aktualisierungsdaten
auf getrennten Geräten
zu speichern. Eine weitere grundsätzliche Überlegung der Erfindung liegt
darin, die Übermittlung
eines Aufenthaltsgebietes an eine Zentrale auch dann zu ermöglichen,
falls keine eindeutige Zuordnung zu einer Position mittels Map Matching
möglich
ist. Auch ist die Erfindung ohne Zentrale implementierbar, z. B.
bei ADAS an das ADAS-Gerät.
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Im
Folgenden werden mit Verweis auf die Figuren bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung beschrieben.
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1 zeigt
eine schematische Darstellung eines Steuersystems gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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2 zeigt
eine schematische Darstellung eines Gesamtsystems gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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3 zeigt
die Trennung der Kartendaten und der Aktualisierung der Kartendaten
(Updatedaten) im Zusammenwirken mit den Steuergeräten gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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4 zeigt
eine Angabe möglicher
Aufenthaltsbereiche auf Basis einer Auswertung der Fahrhistorie
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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5 zeigt
ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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Die
Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich.
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In
der folgenden Figurenbeschreibung werden für die gleichen oder ähnlichen
Elemente die gleichen Bezugsziffern verwendet.
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1 zeigt
eine schematische Darstellung von Komponenten eines Steuersystems
für ein
Fahrzeug gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Das Steuersystem 100 ist beispielsweise
in einem Fahrzeug installiert und dient der Aktualisierung einer
digitalen Navigationskarte. Das Steuersystem 100 weist
ein erstes Steuergerät 101,
beispielsweise in Form einer ersten CPU, sowie ein zweites Steuergerät 109,
beispielsweise in Form einer zweiten CPU, auf.
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Mit
dem ersten Steuergerät 101 ist
eine Eingabeeinheit 102 verbunden. Über die Eingabeeinheit 102 können verschiedene
Einstellungen des Steuersystems vorgenommen werden und beispielsweise für eine Navigationseinheit
des Steuersystems ein Zielort und ggf. auch ein Standort gewählt werden. Die
Eingabe des Zielortes ist dabei beispielsweise durch Eingabe des
vollständigen
Namens des Zielortes oder auch durch Auswahl aus einer Liste, die
auf einer optischen Ausgabeeinheit, wie beispielsweise einem Monitor 103,
dargestellt wird, möglich.
Auf dem Monitor 103 werden auch die Zielführungsinformationen
ausgegeben. Darüber
hinaus können
die Zielführungsinformationen
auch über
eine akustische Ausgabeeinheit 104 ausgegeben werden. Die
Ausgabe über
eine akustische Ausgabeeinheit 104 hat den Vorteil, dass
der Fahrer weniger vom aktuellen Verkehrsgeschehen abgelenkt wird.
In einem Speicherelement 105, das mit der zentralen Recheneinheit
(erstes Steuergerät) 101 verbunden
ist oder in dem ersten Steuergerät
integriert ist, sind die Landkartendaten (Navigationskartendaten)
in Form von Datensätzen
abgelegt. Beispielsweise sind in dem Speicherelement 105 oder 112 auch
zusätzliche
Informationen über
Verkehrsbeschränkungen
und dergleichen abgelegt und den Datensätzen zugeordnet.
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Das
zweite Steuergerät 109 ist
an ein Fahrerassistenzsystem 110 angeschlossen und erhält vom zweiten
Speicherelement 112 Aktualisierungsdaten.
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Die
beiden Steuergeräte 101, 109 sind über die
Leitung 111 miteinander verbunden. Auch kann eine kabellose
Verbindung vorgesehen sein, ggf. alternativ zu der Leitung 111.
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Zur
Bestimmung der aktuellen Fahrzeugposition weist das Steuersystem 100 eine
Navigationseinheit 106 mit einem GPS-Empfänger auf,
der zum Empfang von Navigationssignalen von GPS-Satelliten ausgelegt
ist. Natürlich
kann die Navigationseinheit 106 mit dem GPS-Empfänger auch
für andere Satellitennavigationssysteme
ausgeführt
sein.
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Da
die GPS-Signale aber beispielsweise im innerstädtischen Bereich nicht immer
empfangbar sind, weist das Steuersystem zur Durchführung einer Koppelnavigation
zudem einen Richtungssensor 107 und einen Wegstreckensensor 108 und
ggf. auch einen Lenkradwinkelsensor auf. Signale des GPS-Empfängers, des
Wegstreckensensors und des Richtungssensors werden beispielsweise
in dem zentralen Steuergerät 101 bearbeitet.
Die aus diesen Signalen ermittelte Fahrzeugposition wird über Map Matching
mit den Straßenkarten
abgeglichen. Die so gewonnene Zielführungsinformation wird über den Monitor 103 schließlich ausgegeben.
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Die
Navigationskartendaten sind normalerweise statisch und daher schnell
veraltet. Über
mehrere Mechanismen können
diese Kartendaten immer auf dem neuesten Stand gehalten werden.
Erfindungsgemäß werden
Kartendaten und Update getrennt gehalten. Die statischen Kartendaten
werden als Grundlage verwendet und getrennt davon werden die Änderungen
gespeichert. Damit ist es möglich, Kartendaten
und Updatedaten in getrennten Steuergeräten 101, 109 (oder
den zugehörigen
Speichern 105, 112) unterzubringen, z. B. Kartendaten
in der Headunit und Updatedaten im Steuergerät für ein Fahrerassistenzsystem.
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Alternativ
oder zusätzlich
zum Fahrerassistenzsystem kann auch eine Telematics Control Unit zur
Kommunikation mit einem externen Server, beispielsweise über GSM,
UMTS, WiMax oder WLAN, vorgesehen sein. Eine Telematics Control
Unit (TCU) ist z. B. ein Rechnersystem mit eigenen Memorys, eigenen
Bussystemen, Controllern für
Feldbusse und Drahtlos-Netzwerke, PC-kompatiblen Schnittstellen wie
der USB-Schnittstelle oder 1394, mit A/D-Wandler, I/O-Schittstellen
u. v. m. TCU-Einheiten sind zentrale Komponenten in Bordnetzen.
Sie verarbeiten die Daten, die sie über die angeschlossenen Feldbusse,
wie den CAN-Bus oder den MOST-Bus, erhalten, steuern die Aktoren
und übertragen
die Daten zum Fahrerassistenzsystem, wo sie auf den Displays angezeigt
werden.
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Das
Fahrerassistenzsystem benötigt
das Update und die Kartendaten, um dem Fahrer bei der Steuerung
des Fahrzeugs, beispielsweise bei der Geschwindigkeitsbestimmung
oder der Einstellung des Kurvenlichts, zu helfen. Beispiele für ein Fahrerassistenzsystem
sind Traktionskontrolle, wie ABS (Anti-Blockier-System), ASR (Antriebs-Schlupf-Regelung),
ESP (Elektronisches Stabilitätsprogramm, kann
auch Antriebs-Schlupf-Regelung
beinhalten) oder EDS (Elektronische Differentialsperre). Weiterhin
kann das Fahrerassistenzsystem zur Steuerung des Lichts (adaptives
Kurvenlicht, Ein- und Ausschalten des Fahrlichts, Fernlichtassistent,
Nachtsichtsystem, etc.) vorgesehen sein. Zusätzlich oder alternativ dazu
kann das Fahrerassistenzsystem zusätzlichen Komfort und Sicherheit
bereitstellen, beispielsweise durch einen Tempomat oder einen Abstandsregeltempomant
ACC (Adaptive Cruise Control), eine Einparkhilfe mit beispielsweise
Ultraschallsensoren zur Hindernis- und Abstandserkennung, einen
Bremsassistenten, einen Abstandswarner, usw.
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Das
erste Steuergerät 101 weist
eine hinreichend große
Datenbank 105 zur Speicherung der Kartendaten auf. Der
Datenspeicher 112 des zweiten Steuergeräts 109 kann entsprechend
kleiner ausgeführt
sein, um lediglich die Updatedaten aufzunehmen.
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Beispielsweise
arbeitet das Navigationssystem 106 mit den „alten" Daten und kann somit
einfacher und preiswerter ausgeführt
sein, während
das Fahrerassistenzsystem 110 die Daten aus dem Navigationssystem
noch mit seinen Updatedaten anreichert. Das Steuergerät mit den
Kartendaten muss nicht zum Ändern
dieser großen
Datenbank ausgeführt
sein und das Steuergerät
mit den Updatedaten muss nicht die großen Datenmengen der Kartendaten
speichern können.
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Ein
weiterer Vorteil liegt in der Stabilität der ursprünglichen Kartendaten. Da diese
nie verändert werden,
können
sie nicht durch ein fehlerhaftes Update in einen Zustand versetzt
werden, der es unmöglich
macht, sie zu benutzen. Selbst im schlimmsten Fall sind nur die
Updatedaten unbrauchbar und es kann weiterhin auf die zwar alten
aber funktionierenden Kartendaten des ersten Steuergeräts zurückgegriffen
werden.
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2 zeigt
ein schematische Darstellung eines Gesamtsystems gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Das Gesamtsystem weist ein Steuersystem 100 sowie
eine Zentrale oder einen Server 201 auf. Das Steuersystem 100 und
die Zentrale 201 sind über
die Funkmodule 202 bzw. 203 kommunizierfähig miteinander
gekoppelt. Die Kommunikation zwischen den beiden Geräten 100, 201 findet über eine
drahtlose Übertragungsstrecke 204 statt.
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Das
Steuersystem 100 ist in einem Fahrzeug 205 eingebaut.
Bei den Komponenten 101, 102, 103, 104, 105, 106,
(107) kann es sich auch um ein mobiles Gerät handeln,
das sich im Auto befindet.
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3 zeigt
die Aufteilung von Kartendaten und Aktualisierung dieser Kartendaten
auf verschiedene Steuergeräte.
Die Kartendaten sind hierbei im ersten Steuergerät gespeichert (symbolisiert
durch Einheit 301) und werden mit den Updatedaten 303 verglichen.
Dies ist mit Pfeil 302 symbolisiert. Falls erforderlich,
wird ein Update durchgeführt.
Die Kartendaten 301 und die Updatedaten 303 können zusammen
oder einzeln an ein Navigationssystem und/oder ein Fahrerassistenzsystem 305 übergeben werden.
Daraufhin wird beispielsweise ein Map Matching Algorithmus oder
eine Routenplanung durchgeführt.
Für die Übergabe
der Daten ist beispielsweise eine sog. ADASIS-Schnittstelle 304 vorgesehen. Die
Kartendaten 301 und die Fahrerassistenz 305 können auch
in der selben Einheit laufen. Ein grobes Map Matching ist auch schon
in der Einheit 301 möglich.
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Die Übergabe
der Daten an ein Navigationssystem oder ein Fahrerassistenzsystem 305 mit
einem entsprechenden Algorithmus ist durch Pfeil 304 symbolisiert.
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Entscheidend
ist, dass Updatedaten und Kartendaten getrennt aufbewahrt und/oder
verwaltet werden. Dadurch können
die Rechnerperformance gesteigert sowie eine Redundanz bereitgestellt
werden.
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4 zeigt
eine schematische Darstellung von möglichen Gebieten auf Basis
einer Auswertung der Fahrhistorie gemäß einem Ausführungsbeispiel der
Erfindung. Es sind verschiedene Straßen 401, 402, 403 und 404 dargestellt,
auf denen das Fahrzeug fahren kann. Weiterhin ist eine Position 406 dargestellt,
die sich aus einer Positionsmessung inklusive der Historie ergibt.
Diese Position ist mit einem Richtungs- und Geschwindigkeitspfeil 405 verknüpft, der
die aktuell oder in der nahen Vergangenheit gemessene Richtung und
Geschwindigkeit des Fahrzeugs darstellt.
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Aus
den Historieinformationen können
in Kombination mit den Karteninformationen mögliche wahrscheinliche Aufenthaltsräume 409, 410 des Fahrzeugs
berechnet werden.
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Map
Matching hat das Ziel, aus der Kombination von Kartenmaterial, aktueller
GPS-Position und GPS-Werten der nahen Vergangenheit, beispielsweise
im Sekundenbereich, die aktuelle Position auf der Karte zu ermitteln
und damit auch die Adresse oder die Position, an der sich das Gerät mit Map
Matching befindet. Das Ergebnis kann erfindungsgemäß verbessert
werden, wenn beispielsweise kein sicheres oder eindeutiges Map Matching möglich ist.
Ein solches sicheres oder eindeutiges Map Matching kann dann unmöglich sein,
wenn beispielsweise das GPS-Gerät
gerade eingeschaltet worden ist. In diesem Fall sind die Messungen
oft ungenau. Weiterhin kann ein solches sicheres oder eindeutiges
Map Matching unmöglich
sein, wenn der Signalempfang schlecht ist. In diesem Fall kann oft nicht
genau bestimmt werden, ob sich das Fahrzeug z. B. nach einer Straßengabelung
auf dem linken Straßenarm
oder auf dem rechten Straßenarm
befindet.
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In
diesem Fall soll das mögliche
Gebiet ausgegeben werden, in dem sich das Fahrzeug aufhalten könnte. Dies
ist vor allem in Notsituationen hilfreich, wenn aufgrund der GPS-Messungen
keine eindeutige Position möglich
ist. Durch das ermittelte Gebiet wird der Bereich verkleinert, in
dem ein Rettungsdienst suchen muss, wie in 4 angegeben.
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Schon
bei nicht eindeutiger Zuordnung der Position zu einer Straße wird
Information über
den Aufenthaltsort ausgegeben. Somit wird eine Übermittlung des Aufenthaltsgebiets
des Fahrzeugs durchgeführt,
wenn keine eindeutige Zuordnung zu einer Position möglich ist.
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Beispielsweise
berechnet das System eine Anzahl an möglichen Gebieten, in denen
sich das Fahrzeug aufhalten kann (409, 410). Die
Berechnung wird hierbei auf Basis historischer Informationen sowie
Karteninformationen und GPS-Informationen durchgeführt. Das
Verfahren kann hierbei darauf abzielen, dass insbesondere die Straßen berücksichtigt werden,
die möglichst
nahe an der gemessenen Position des Fahrzeugs liegen. Weiterhin
können
die Fahrtrichtung oder aber auch die Geschwindigkeit des Fahrzeugs
mit einbezogen werden. Auch die Auswertung vergangener Messdaten
ist möglich,
wie z. B. Informationen darüber,
auf welcher Straße
sich das Fahrzeug vor kurzer Zeit noch befunden hat. Weiterhin können Gewichtungsfaktoren
eingeführt werden.
Beispielsweise können
große
Straßen
mit einer hohen Wahrscheinlichkeit und kleine Straßen mit
einer geringeren Wahrscheinlichkeit für die tatsächliche Position des Fahrzeugs
belegt werden.
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Das
Verfahren findet insbesondere dann Anwendung, wenn die vom Fahrzeug
abgesetzten Daten von einem Leitrechner einer Rettungszentrale oder
dergleichen weitergegeben werden müssen, ohne dass ein Mensch
als Interpolator dazwischengeschaltet ist. Das Leitsystem bekommt
mehrere Auswahlmöglichkeiten,
die beispielsweise mit Aufenthaltswahrscheinlichkeiten gekennzeichnet
sind. Bezogen auf das Beispiel der 4 können die
an den Leitrechner übermittelten
Daten z. B. enthalten, dass die Wahrscheinlichkeit, dass sich das
Fahrzeug im Gebiet 409 befindet, 40% beträgt und dass
die Wahrscheinlichkeit, dass sich das Fahrzeug im Gebiet 410 befindet,
60% beträgt.
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Auf
diese Weise ist eine Automatisierung der Instruierung der Rettungskräfte möglich, ohne
die Notwendigkeit einer menschlichen Interaktion.
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5 zeigt
ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung. In Schritt 501 werden Navigationskartendaten in
einem ersten Steuergerät
gespeichert, in Schritt 502 werden Aktualisierungsdaten
in einem zweiten Steuergerät
getrennt gespeichert und in Schritt 503 werden ein Map
Matching sowie eine Ermittlung eines möglichen Aufenthaltsbereichs
des Fahrzeugs auf Basis einer Auswertung einer Fahrhistorie durch das
erste Steuergerät
oder zumindest das Navigationssystem durchgeführt.
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Ergänzend sei
darauf hinzuweisen, dass „umfassend" und „aufweisend" keine anderen Elemente
oder Schritte ausschließt
und „eine" oder „ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner
sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf
eines der obigen Ausführungsbeispiele
beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen
oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden
können.
Bezugszeichen in den Ansprüchen
sind nicht als Einschränkungen
anzusehen.