DE102010042873A1

DE102010042873A1 - Streckenprädiktives System und Verfahren für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE102010042873A1
Application number: DE102010042873A
Authority: DE
Inventors: Faroog Abdel-kareem Dearborn Heights Ibrahim
Original assignee: Visteon Global Technologies Inc
Current assignee: Visteon Global Technologies Inc
Priority date: 2009-10-27
Filing date: 2010-10-25
Publication date: 2011-04-28
Also published as: US20110098922A1

Abstract

System, das eine kartografische Datenbank als einen prädiktiven Sensor verwendet; insbesondere ein System und ein Verfahren zur Verwendung einer Kartendatenbank als streckenprädiktivem Kraftfahrzeugsensor oder Eingang mit der zusätzlichen Fähigkeit, systembezogene Punkte von Interesse zu identifizieren oder Fehler in der Kartendatenbank, die während des Betriebs des Kraftfahrzeugs gefunden werden, zu erkennen und intern zu korrigieren sowie zur vorsorglichen Identifizierung von problematischen Fehlern in der Datenbank, die falsch negative Werte oder manchmal falsch positive Werte erzeugen können, wenn sie mit einem Warnsystem wie einer Form eines Stabilitätssystems, eines Unfallverhütungssystems oder -warnsystems kombiniert werden.

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
1. Technischer Bereich
Die gegenständliche Erfindung bezieht sich auf ein System, das eine kartografische Datenbank als prädiktiven Sensor verwendet, insbesondere bezieht sie sich auf ein System und ein Verfahren, bei denen eine kartografische Datenbank als streckenprädiktiver Fahrzeugsensor oder als Eingang mit der zusätzlichen Fähigkeit verwendet wird, systembezogene Punkte von Interesse zu identifizieren oder Fehler, die während des Fahrzeugbetriebs gefunden werden, in der Kartendatenbank zu erfassen und intern zu korrigieren sowie problematische Fehler innerhalb der Datenbank vorsorglich zu identifizieren, die möglicherweise falsch negative oder manchmal falsch positive Werte erzeugen, wenn die Datenbank mit einem Warnsystem, wie etwa in Form eines Stabilitätssystems oder eines Systems zur Unfallverhütung bzw. Unfallwarnung, kombiniert ist.
2. Besprechung
Viele moderne Fahrzeuge enthalten genaue, in Echtzeit funktionierende Ortungssysteme. Sie sind allgemein als GPS-Navigationssysteme bekannt und liefern unter Verwendung einer kartografischen Datenbank sowohl Informationen als auch Richtungsanweisungen zu einem Zielort. Diese Ortungssysteme finden zwar weit verbreitete Anwendung, liefern jedoch im Allgemeinen keine Informationen an das Fahrzeug und stellen insbesondere eingebauten Warnsystemen, Fahrzeugstabilitätssystemen, Anti-Schleuderprogrammen und anderen Sicherheitsprogrammen keine Informationen bereit. Im Allgemeinen liefern diese Karten- bzw. Navigationssysteme nur schrittweise Richtungsanweisungen, um an den Zielort zu gelangen; sie stellen dem Fahrer des Fahrzeugs also keine Informationen hinsichtlich des Fahrzeugs an sich zur Verfügung, insbesondere Informationen mit Bezug auf bevorstehende Straßenverhältnisse, wie beispielsweise Kurven, Biegungen, geteilte Schnellstraßen oder Zusammenführungen von Straßenführungen.
Viele Kraftfahrzeuge enthalten unterschiedliche Fahrerassistenzsysteme, Fahrzeugstabilitätssysteme und Systeme zur Kollisionsverhütung oder Schadensbegrenzung bei Unfällen. Diese Assistenz- und Stabilitätssysteme sowie Systeme zur Verhütung oder Begrenzung von Schäden sind unter verschiedenen Bezeichnungen nach den Namen ihrer unterschiedlichen Hersteller bekannt. Was alle gemeinsam haben, ist das Bestreben, die Fahrzeugsicherheit zu erhöhen, indem der Fahrer vor anhängigen Problematiken gewarnt oder sogar aktiv in die Fahrzeugkontrolle eingriffen wird, um die Fahrzeugsicherheit durch die Minimierung oder Vorbeugung gegen einen Verlust der Fahrzeugkontrolle zu verbessern. Bei der Bestimmung des Zeitpunkts, wann eine korrigierende Aktion erforderlich ist oder wann der Fahrer über einen bestehenden oder nahe bevorstehenden Sicherheitszustand benachrichtigt werden sollte, bedienen sich diese Sicherheitssysteme einer Vielzahl von Eingängen oder Sensoren. Ein Nachteil dieser Systeme besteht darin, dass ihre Vorhersagekraft bei zukunftsgerichteten Zuständen begrenzt ist und dass sie insbesondere nicht in der Lage sind, den Fahrer vor Umständen zu warnen, die sich außerhalb dessen Sichtfeldes befinden.
Beispielsweise ist es so, dass bei Fahrzeugen, die mit einem Stabilitätskontrollsystem in der einen oder anderen Art ausgerüstet sind – wie etwa solche Systeme, die dazu konfiguriert sind, einen Verlust der Fahrkontrolle beim Um- bzw. Durchfahren von Ecken oder Kurven auf ein Minimum zu reduzieren – die modernen Systeme nur dazu in der Lage, auf aktuelle Bedingungen zu reagieren, beispielsweise wenn das Fahrzeug bereits in der Kurve ist. Reaktive Korrekturen erfolgen aber dann möglicherweise zu spät, um eine ausreichende korrigierende Aktion durchzuführen. Insbesondere sind diese Systeme nicht dazu in der Lage, einen Fahrer zu warnen, dass sich das Fahrzeug einer Kurve zu schnell nähert, so dass beim Einfahren in die Kurve das Risiko besteht, dass das Fahrzeug möglicherweise außer Kontrolle gerät. Ohne eine solche Warnung geht das Fahrzeug jedoch unter Umständen zu schnell in die Kurve und selbst wenn dann eine Korrekturaktion vorgenommen wird, sobald der potenzielle Sicherheitsrisikozustand erkannt wurde, wie beispielsweise durch Abbremsen und Zurücknahme des Gaspedals usw., jeweils basierend auf Sensoreingangsdaten, die anzeigen, dass ein Verlust der Fahrzeugkontrolle unmittelbar bevorsteht, kann es sein, dass die Korrekturaktion unzureichend ist und zu spät erfolgt, und das Fahrzeug gerät außer Kontrolle. Insbesondere kann es sein, dass die grundlegenden Gesetze der Physik es möglicherweise verhindern, dass das System eine ausreichende Korrekturaktion zur Aufrechterhaltung der Fahrzeugkontrolle bereitstellt. Daher beschränkt sich der Effekt dieser Sicherheitssysteme auf reaktive Korrekturmaßnahmen, die aber nicht immer möglich sind, insbesondere bei schlechter als idealen Umgebungsbedingungen, wie bei Eis und Schnee, und die nicht immer in der Lage sind, eine ausreichende Korrektur zu erreichen, um einen Verlust der Fahrzeugkontrolle zu vermeiden. Über Vorsorgemaßnahmen hinaus sind die aktuellen Systeme auch nicht in der Lage, dem Fahrer basierend auf bevorstehenden Straßenführungsabschnitten, wie beispielsweise Kurven, prädiktive Warnungen zu geben. Eine kartografisch gestützte prädiktive Strecke kann signifikant positive Auswirkungen auf die Leistung von Systemen haben, wie etwa der adaptiven automatischen Geschwindigkeitsregelung (ACC) und Warn- bzw. Schadensbegrenzungssystemen bei Frontalkollisionen, indem die erforderliche Straßenführungsgeometrie bereitgestellt wird, um das nächste im Weg gelegene Ziel auszuwählen und alle anderen nicht im Weg gelegenen Ziele abzulehnen. Dieselben Streckendaten können bei prädiktiven adaptiven Scheinwerfersystemen verwendet werden, um die Scheinwerfer in die Richtung der bevorstehenden Kurve zu richten. Andere kartografischen Attribute aus der Kartendatenbank zur Position von Stoppschildern, Straßenklassen, Kreuzungen, Notstreifenbreiten, geteilten/ungeteilten Fahrbahnen usw. können auch im Rahmen von Fahrzeugsicherheitsanwendungen verwertet werden, wie beispielsweise einem Stopp-Schild-Warnsystem und Fahrspurabzweigungs-Warnsystem. Eine kartografisch gestützte Momentan-Fahrzeugposition kann verwendet werden, um einen Interessenbereich zu identifizeren, der sich möglicherweise auf die Systemleistung per Regierungsverordnung oder minderwertiger Leistung als Lernkurvenausgang auswirken kann.
Ein Problem, das sich bei der Verwendung kartografischer Datenbanken für die Ausgabe prädiktiver Warnungen und Korrekturen stellt, liegt darin, dass Karten fehlerhaft sein können und Kurven, Unebenheiten bzw. andere Merkmale anzeigen, die die tatsächlichen Straßenbedingungen nicht exakt widerspiegeln und daher unnötige Korrekturaktionen oder Warnungen auslösen können; umgekehrt können aufgrund von Fehlern Zustände außer acht gelassen werden, bei denen eine Warnung seitens des Systems, das versucht, eine kartografische Datenbank als prädiktives Tool einzusetzen, erforderlich ist. Zusätzlich kann es bei gewissen kartografischen Merkmalen, wie beispielsweise bei Straßenzusammenführungen, Fahrspurtrennungen, in Kurven angeordneten Kreuzungen und Überführungen, um nur einige zu nennen, zu einer Vielzahl falsch positiver und falsch negativer Werte kommen. Es wäre daher im Rahmen jedes prädiktiven Systems hilfreich, wenn solche Fehler identifiziert und vorhergesagt werden, um damit solche falsch negativen Aussagen auszuschließen und gleichzeitig in der Lage zu sein, potenzielle Vorfälle solcher falsch negativen Aussagen im Voraus festzustellen, bevor das Fahrzeug auf diese trifft. Ein lernfähiges System wäre auch von Vorteil; ein System, das in der Lage ist, sich Orte, an denen falsch negative Werte auftreten, zu eigen zu machen und so nach dem ersten Kontakt mit einem solchen Ort die Ausgabe unnötiger Warnungen verhindert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die gegenständliche Erfindung überwindet die vorstehend erwähnten Nachteile und anderen Einschränkungen des verwandten Stands der Technik, indem sie ein System und ein Verfahren zur Auswahl einer am meisten wahrscheinlichen Strecke aus einer Liste möglicher Streckenkandidaten, Wege, die ein Fahrzeug befahren kann, bereitstellt. Wenn es nur einen Streckenkandidaten gibt, wird jene Strecke als wahrscheinlichste Strecke identifiziert. Wenn mehrere Streckenkandidaten existieren, bestimmen Kostenfunktionen die Wertigkeit verschiedener Parameter, die mit jeder der Optionen assoziiert sind. Zu solchen Parameter gehören Fahrspurinformationen, die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Fahrtrichtung des Fahrzeugs, die Lateralgeschwindigkeit des Fahrzeugs, der Zustand verschiedener Fahrzeugsignale oder -eingänge, wie beispielsweise der Zustand der Fahrtrichtungsanzeiger, der Sensoren für das Gas und den Lenkradwinkel sowie der Zustand der Bremsleuchten. Auf der Grundlage der verschiedenen durch die Kostenfunktionen festgelegten Wertigkeiten wird derjenige Streckenkandidat mit dem höchsten Vertrauensniveau als wahrscheinlichste Fahrstrecke bestimmt. Basierend auf der wahrscheinlichsten Wegstrecke kann das System eine proaktive Suche nach potenziellen Problematiken einleiten und, sofern zutreffend, eine Kurvengeschwindigkeitswarnung an den Fahrer geben, um den Fahrer darauf aufmerksam zu machen, dass das Fahrzeug eine sichere Fahrgeschwindigkeit für das Durchfahren einer bevorstehenden Straßenkurve überschreitet.
Die gegenständliche Erfindung verwendet weiter eine Datenbankstruktur, die ein einfaches Speichern kartografischer Fehler und die Verarbeitung prädiktiver sicherheitssystembezogener Warnungen ermöglicht. Die vor dem Fahrzeug liegende Fahrstrecke wird in der Kartendatenbank in verschiedene Segmente unterteilt, wobei jedes Segment spezifische Daten umfasst, um eine einfache und effiziente Analyse der Segmente zuzulassen. Das System blickt möglicherweise auch nach vorn und kombiniert mehrere Segmente zu einem Master-Segment oder einem Master-Segmentsatz, insbesondere wenn dem Fahrer mehrere Möglichkeiten zur Wahl einer Fahrstrecke zur Verfügung stehen. Auf der Grundlage dieser Master-Segmente kann eine am meisten wahrscheinliche Fahrstrecke erstellt werden, um den erforderlichen Verarbeitungsaufwand des Systems zu reduzieren. Im Allgemeinen enthält jedes Segment einen ersten und zweiten Knotenpunkt an jedem gegenüberliegenden Ende. Die Strecke zwischen den Knotenpunkten wird erwartungsgemäß zur einfachen Berechnung einer solchen Strecke vom System gespeichert. Entlang des Segments befinden sich verschiedene Datenpunkte, wie etwa Formpunkte, die Informationen enthalten, wie beispielsweise den Kurvenradius und weitere Informationen. Diese Datenpunkte können von einem der Knotenenden gemessen werden und umfassen Fahrtrichtungsinformationen, die das System möglicherweise verwendet, um prädiktive Warnungs- oder aktive Ausweichaktionen bereitzustellen, je nachdem, denn manche Situationen beziehen sich unter Umständen nur auf eine Fahrtrichtung und nicht auf die andere. Zur Verringerung des Fehleraufkommens kann das System die Kartendatenbank aktiv prüfen, um gewisse kartografische Merkmale zu identifizieren, die prädiktive Fehler verursachen können. Zusätzlich kann das System gewisse Datenpunkte als falsch negative Werte ausweisen, Bereiche, in denen eine korrigierende Warnung basierend auf vorher gemessenen Fahrten benötigt wird; oder es werden falsche Bereiche gefunden, für die basierend auf vorher gemessenen Fahrten keine positive, korrigierende Warnung benötigt wird.
Der weitere Geltungsrahmen der Anwendbarkeit dieser Erfindung wird aus den folgenden, im Einzelnen dargelegten Beschreibungen, Ansprüchen und Zeichnungen offensichtlich. Es liegt jedoch auf der Hand, dass die detaillierte Beschreibung und die spezifischen Beispiele Darstellungen bevorzugter Ausführungsbeispiele sind und nur dem Zweck der Veranschaulichung der Erfindung dienen, denn verschiedene Abänderungen und Modifizierungen im Rahmen des Erfindungsgedankens werden für den Fachmann durch ein Studium dieser Informationen offensichtlich werden und verlassen nicht den Geltungsrahmen dieser Erfindung.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die gegenständliche Erfindung wird aufgrund der ausführlichen Beschreibung, der Ansprüche und den Begleitzeichnungen in weiteren Einzelheiten nachfolgend erläutert. Hierbei enthalten die Figuren wie folgt:
1 ist ein Blockschaubild eines Systems zur erfindungsgemäßen Warnung eines Fahrzeugs bezüglich dessen Kurvengeschwindigkeit.
2 veranschaulicht ein Fahrzeug, das sich entlang einer Straße mit einer Ausfahrtsspur bewegt.
3 veranschaulicht die Änderung des Kurswinkels des Fahrzeugs aus 2 über Zeit.
4 ist ein Blockschaubild der Kostenfunktion für das erfindungsgemäße Szenario aus 2.
5 ist eine Darstellung einer Kostenfunktion für die Fahrspurbegrenzungslinien des erfindungsgemäßen Szenarios aus 2.
6 ist ein Blockschaubild einer Kostenfunktion für die Fahrtrichtungsanzeiger für das erfindungsgemäße Szenario aus 2.
7 ist ein Blockschaubild der Kostenfunktion im Zusammenhang mit der Beschleunigung/Abbremsung eines Kraftfahrzeugs für das erfindungsgemäße Szenario aus 2.
8 veranschaulicht ein weiteres Szenario, bei dem sich das Kraftfahrzeug ähnlichen gekrümmten Abzweigungen einer Straßenstrecke nähert.
9 veranschaulicht noch ein weiteres Szenario, bei dem sich ein Kraftfahrzeug entlang einer Schnellstraße oder einer Zubringerstraße bewegen kann.
10 ist ein Blockschaubild einer Kostenfunktion zur Bestimmung ob sich das Fahrzeug im Szenario aus 9 auf der Schnellstraße oder Zubringerstraße befindet, wenn vorgeschriebene Höchst-/Richtgeschwindigkeiten aus der Kartendatenbank zur Verfügung stehen.
11 zeigt eine Kostenfunktion zur Bestimmung, ob sich das Fahrzeug im Szenario aus 9 auf der Schnellstraße oder Zubringerstraße befindet, wenn vorgeschriebene Höchst-/Richtgeschwindigkeiten aus der Kartendatenbank nicht zur Verfügung stehen.
12 zeigt eine Kostenfunktion zur Bestimmung, ob sich das Fahrzeug im Szenario aus 9 basierend auf den Informationen zu den Fahrspurbegrenzungslinien auf der Schnellstraße oder Zubringerstraße befindet.
13 ist ein Blockschaubild eines beispielhaften Systems.
14 veranschaulicht beispielhafte Straßenbedingungen.
15 veranschaulicht beispielhafte Straßenbedingungen.
16 veranschaulicht beispielhafte Straßenbedingungen.
17 veranschaulicht beispielhafte Straßenbedingungen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
Man erkennt nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein System, bei dem die Prinzipien der gegenständlichen Erfindung ausgeführt sind und das hier zur Veranschaulichung enthalten und mit dem Bezugszeichen 10 markiert ist, wie in 1 gezeigt. Korrekte Positionsinformationen in Echtzeit sind als Wegweiser hilfreich und zur Bereitstellung prädiktiver Warnungs- bzw. prädiktiver aktiver Unfallverhütungssysteme erforderlich. Als primäre Komponenten enthält das System 10 das Integrationsmodul (INS) 12 für ein globales Ortungssystem (GPS) und ein Trägheitsnavigationssystem, ein Fahrzeugortungsmodul 14, ein Kartenanpassungsmodul 16, ein Vorausschaumodul 18 und ein Kurvengeschwindigkeitswarnmodul 20. Das Trägheitsnavigationssystem 22 wird auch mit einem GPS-Empfänger 24, einer Kartendatenbank 26 und Gierwinkelgeschwindigkeitsmodul 27 sowie Fahrzeuggeschwindigkeitssensoren 29 ausgestattet. Zu der Kartendatenbank 26 gehören ein Kartendatencompiler 28 und ein ADAS-Datenzugriff 30, der Informationen von einer ADAS-Datenbank 32 empfängt. Der Kartendatencompiler 28 empfängt auch Informationen von einer SDAL-Datenbank 34. Die Kartendatenbank 26 kann eine im Handel erhältliche Datenbank sein. Die Straßen werden in der Kartendatenbank mittels mehrerer verbundener Segmente dargestellt.
Der GPS-Empfänger 24 empfängt Satelliteninformationen 36 mit Bezug auf die GPS-Position des Fahrzeugs. Bei den meisten Fahrzeugen wendet das GPS-Gerät oder der Empfänger 24 dann die bekannte Fahrzeugposition auf die Kartendatenbank an, um die Position des Fahrzeugs anzuzeigen. Bei der gegenständlichen Erfindung verwendet das System 10 die aktuelle Position, um in Kombination mit der Kartendatenbank 26 potenzielle abfahrbare Fahrstrecken für das Fahrzeug festzulegen, wie weiter unten im Einzelnen erläutert. Im GPS/INS-Integrationsmodul 12 wird der GPS-Position, beispielsweise unter Verwendung eines Kalman-Filters, die Gierwinkelgeschwindigkeit 38 und die Fahrzeuggeschwindigkeit 40, welche durch das Trägheitsnavigationssystem 22 erhalten werden, hinzugefügt. Die Informationen vom GPS/INS-Integrationsmodul 12 werden dem Fahrzeugortungsmodul 14 bereitgestellt, an welcher Stelle die Fahrzeugposition im Rahmen eines globalen Koordinatensystems berechnet wird.
Das Kartenanpassungsmodul 16, jeweils implementiert mit einem Kartenanpassungsalgorithmus, empfängt die Positionsschätzung vom Fahrzeugortungsmodul 14 und Informationen von der Kartendatenbank 26, um die Fahrzeugposition auf der Karte zu berechnen. Das Vorausschaumodul 18 empfängt sodann die Kartenpositionsinformationen vom Kartenanpassungsmodul 16 sowie Informationen vom Fahrzeugortungsmodul 14 und der Kartendatenbank 26, sieht auf der Karte, die sich aus der berechneten Position ergibt, nach vorn und berechnet die Kandidatenliste wahrscheinlich beabsichtigter Fahrstrecken, insbesondere die auf den Wahrscheinlichkeiten basierende am meisten wahrscheinliche Fahrstrecke.
Bei der Bestimmung der wahrscheinlichsten Fahrstrecke kann das System eine Vielzahl von Verfahren verwenden. Jedoch ist es wünschenswert, den Verarbeitungsaufwand – sprich: die Anzahl der potenziellen Strecken – durch eine Begrenzung der Entfernung, auf die nach vorn geblickt wird, zu reduzieren. Nachdem die wahrscheinlichste Fahrstrecke festgestellt ist, unterstützt das System 10 möglicherweise Fahrerassistenz- oder Warnanwendungen, wie beispielsweise eine Geschwindigkeitswarnung beim Einfahren in eine Kurve, adaptive Scheinwerferbeleuchtung, adaptive automatische Geschwindigkeitsregelung, Warnung beim Verlassen der Fahrspur usw. Insbesondere kann das System 10 Informationen mit Bezug auf die wahrscheinlichste Fahrstrecke bereitstellen und in Kombination mit anderen Informationen von verschiedenen anderen Systemen oder Sensoren verwenden, um etwaige Sicherheitssysteme mit der wahrscheinlichsten Fahrstrecke zu versorgen und problematische Bereiche im Zusammenhang mit dieser Strecke abzubilden.
Die wahrscheinlichste Fahrstrecke wird in erster Linie mittels des Vorausschaumoduls 18 bestimmt, das verwendet wird, um eine Abtastung der im Vorfeld liegenden Routen durchzuführen. Das Vorausschaumodul 18 kann auf eine spezifizierte Entfernung nach vorn blicken oder bis die Anzahl der möglichen Fahrstrecken eine voreingestellte Streckenanzahl überschreitet. Die Entfernung oder die Streckenanzahl, die als Begrenzung fungiert, kann mittels der Verarbeitungsgrenzen des Vorausschaumoduls, der Fahrzeuggeschwindigkeit oder einer Vielzahl anderer Überlegungen eingestellt werden. Zur Verbesserung der Fähigkeit des Systems, den tatsächlichen Weg, den das Fahrzeug fahren wird, vorherzusagen, kann das Vorausschaumodul einen Eingang vom Navigationssystem vorsehen, das die Wegrichtungen, sofern verfügbar, die dem Fahrer von der Navigationshilfe bereitgestellt werden, verwendet, um die Systemgenauigkeit bei der Bestimmung der wahrscheinlichsten Fahrstrecke zu verbessern und damit die Anzahl der Streckenkandidaten zu verringern.
Das System 10 kann auch Eingänge von anderen Fahrzeugsensoren und andere Informationen vom Navigationssystem verwenden, insbesondere vom GPS-Empfänger und der Kartendatenbank, um die Wahrscheinlichkeit bei der Bestimmung der wahrscheinlichsten Fahrstrecke zu verbessern und die Anzahl der Streckenkandidaten zu verringern, wenn ein Fahrer kein Richtungsziel in das Navigationssystem eingegeben hat; oder es kann dem System gestattet werden, zu bestimmen, dass der Fahrer die bereitgestellten Navigationsanleitungen wahrscheinlich nicht befolgen wird.
Das Vorausschaumodul 18 bestimmt unter Zuhilfenahme von beispielsweise Informationen zur Fahrzeugposition, Fahrspurinformationen, Lateralgeschwindigkeit und Fahrzeugsignalen, wie etwa der Fahrtrichtungsanzeiger, und den Bedingungen die wahrscheinlichste Wegstrecke des Fahrzeugs. Die wahrscheinlichste Strecke und andere mögliche alternative Fahrstrecken können unter Verwendung der Fahrtrichtung des Fahrzeugs, der Richtung der Straßenführung, der Fahrzeugspur und der vorhergesagten Richtungsänderung projiziert werden. Diese Informationen werden unter Zuhilfenahme einer Kostenfunktion evaluiert, um jeden Parameter hinsichtlich seiner Rolle, den er bei der Vorhersage der wahrscheinlichsten Fahrstrecke des Fahrzeugs spielt, zu bewerten.
Beispielsweise kann das System 10 das Vorausschaumodul 18 verwenden, um die wahrscheinlichste Fahrstrecke und andere alternative Wegstrecken vorherzusagen, indem die Fahrtrichtung des Fahrzeugs, die Kartendatenbank und andere Fahrzeugsensoren als Grundlage dafür verwendet werden, um Einbahnstraßen, Straßen in beide Richtungen und geteilte Straßen zu identifizieren sowie Schnellstraßen und Fahrspurdaten, Richtungsänderungen, Geschwindigkeit bzw. Velozität des Fahrzeugs und etwaige andere Informationen, die von anderen Fahrzeugsensoren verfügbar sind, wie die Gierwinkelgeschwindigkeit, Radgeschwindigkeit, der Lenkwinkel, Geschwindigkeitsmesser, Fahrtrichtungsanzeiger, Bremsleuchtenstatus und andere Sensoren.
Das Vorausschaumodul 18 verwendet die nach vorn gerichtete Entfernung zudem, um eine untergeordnete Teilstreckenoption zusammenzustellen, jeweils projiziert basierend auf der ausgewählten Entfernung mit Bezug auf die aktuelle Fahrzeugposition. Wenn nur ein möglicher Streckenkandidat besteht, wird die Strecke mit hundertprozentigem Vertrauen zurückgegeben. Andernfalls wird eine Liste aller möglichen Streckenkandidaten (und deren damit verbundene Vertrauensniveaus) innerhalb der Vorausschau-Entfernung berechnet, um die Streckenkandidaten mit dem höchsten Vertrauensniveau zu ermitteln, das heißt die am meisten wahrscheinliche Fahrstrecke.
Kostenfunktionen, die zusammen mit der Liste der Streckenkandidaten ausgegeben werden, weisen jedem Streckenkandidaten eine Gesamtwertigkeit zu. Derjenige Streckenkandidat mit der jeweils höheren Wertigkeit wird als wahrscheinlichste Fahrstrecke ausgewählt. Je nach der Anwendung werden unterschiedliche Kostenfunktionen im Rahmen verschiedener Szenarien verwendet. Für jedes Straßenszenario gibt es zugehörige unterstützte Signale oder Parameter, wie beispielsweise die Lateralgeschwindigkeit des Fahrzeugs, Lateralposition, Fahrtrichtungsanzeiger, Spurbegrenzungslinienarten, Position des Gaspedals und die Abbremsung des Fahrzeugs. Weiter hat jedes unterstützte Signal einen Prioritätsgrad, insbesondere derart, dass die Kostenfunktionen für jedes Szenario mit aufsteigender Priorität berechnet werden, jeweils beginnend mit Priorität 1. Wenn eine bestimmte Kostenfunktion eine Wertigkeit bestimmt, die größer als etwa 0,5 ist, setzt das System 10 die Kostenfunktion nicht für die nächste Priorität ein.
Beispielsweise ist in 2 ein Szenario dargestellt, bei dem sich ein Fahrzeug 100 entlang einer Schnellstraße 102 mit einer Ausfahrtsspur 104 fortbewegt. Hier haben die Lateralgeschwindigkeit v_Lat und die Lateralposition d_Lat eine Priorität 1. In dieser Situation erfasst das Vorausschaumodul 18 einen Fahrspurwechsel durch Fahrzeug 100 auf die bevorstehende Ausfahrtsspur 104 hin. Um diesen Nachweis zu führen, wird die Lateralgeschwindigkeit folgendermaßen definiert v_Lat = d_Latv^*Ψ (1), wobei v_Lat die Rate der Änderung der Lateralposition, v die Fahrzeuggeschwindigkeit und Ψ der Kurswinkel des Fahrzeugs mit Bezug auf die Straße ist.
Das Verhalten des Kurswinkels Ψ während eines Fahrspurwechsels ist in 3 dargestellt. Das spurhaltende Verhalten erzeugt einen Kurswinkel Ψ in einem Bereich von beispielsweise ±0,5 Grad. Daher kann dieser Winkel als ein Faktor bei der Ausfahrtskostenfunktionswertigkeit (RM_Weight) verwendet werden, wenn sein absoluter Wert beispielsweise 0,5 Grad überschreitet. Dieser Faktor ist jedoch möglicherweise nicht in der Lage, einen sehr langsamen Fahrspurwechsel zu erfassen. Um dieses Problem zu überwinden, verschmilzt die Kostenfunktion die Lateralgeschwindigkeitsmessung mit der Lateralentfernungsposition wie in 4 dargestellt, wobei gilt
wenn die Lateralentfernung in Meter (m) gemessen und der Kurswinkel in Grad bestimmt wird. Insbesondere werden die absoluten Werte von Ψ und d_Lat jeweils in den Modulen 106 und 108 ermittelt. Dann wird in Modul 110 ein vordefinierter Wert, wie beispielsweise 0,5 Grad, vom absoluten Wert des Kurswinkels abgezogen. Modifizierte Werte der Lateralposition d_Lmod und des Kurswinkels Ψ_mod werden in den jeweiligen Begrenzermodulen 111 und 112 bestimmt, so dass, ungeachtet der Eingangswerte in diese Module 110 und 112, die Ausgangswerte dieser Module zwischen dem definierten unteren (min) und dem definierten oberen (max) Grenzwert liegen. Danach wird Ausfahrtswertigkeit (RM_Weight) gemäß dem vordefinierten Ausdruck, wie im Modul 114 dargestellt, ermittelt.
Informationen über die Begrenzungslinienart wird ein Prioritätsgrad 3 zugewiesen. Wenn die Begrenzungslinienart von Interesse durchgehend ist oder wenn beide Begrenzungslinienarten durchgehend sind, wird die Ausfahrtswertigkeit (RM_Weight), wie in 5 dargestellt, als eine Funktion der Zeit, die erforderlich ist, um die Ausfahrt 104 (2) zu erreichen (TTR), bestimmt. Dies bedeutet, bei einer Zeit zum Erreichen der Ausfahrt (TTR), die unter 4 liegt, beträgt die Ausfahrtswertigkeit (RM_Weight) 1, bei einer TTR von gleich oder größer 4 verringert sich die Ausfahrtswertigkeit (RM_Weight) linear von 1 bis Null, wenn die Zeit zum Erreichen der Ausfahrt (TTR) gleich 12 ist.
Die Zeit, in der der Fahrtrichtungsanzeiger eingeschaltet ist, erhält den Prioritätsgrad 2 zugewiesen. Insbesondere bestimmt, wie in 6 dargestellt, ein rückstellbares Zeitgebermodul 120 die Dauer der Zeit, in der das Fahrtrichtungsanzeigersignal aktiviert ist. Diese Informationen werden an einen Begrenzerblock 122 weitergeleitet, der ein modifiziertes T_smod an das Berechnungsmodul 124 liefert, welches wiederum unter Verwendung des Ausdrucks, der mit diesem Modul verbunden ist, die Ausfahrtswertigkeit (Rm_Weight) berechnet. Insgesamt ist die Wertigkeit des Fahrtrichtungsanzeigersignals damit eine Funktion der Zeit, in der das Fahrtrichtungsanzeigersignal aktiviert ist. Wenn diese Zeit beispielsweise 5 Sekunden beträgt, erreicht die Wertigkeit des Signals ihren oberen Grenzwert von 1.
Man wende sich nun 7 zu. Der Abbremsung und Beschleunigung des Fahrzeugs wird ein Prioritätsgrad 4 zugewiesen. Wenn der Fuß des Fahrers sich auf dem Gaspedal befindet, versucht der Fahrer entweder die augenblickliche Geschwindigkeit aufrecht zu erhalten oder das Fahrzeug zu beschleunigen. Beim Abbremsen nimmt der Fahrer den Fuß vom Gaspedal. Der Gaspedalstatus wird in dem Gaspedalprozentmodul 130 ausgedrückt. Um zwischen der Abbremsung infolge einer Fahrzeugabbremsung vor dem Wirtsfahrzeug und der Abbremsung im Zusammenhang mit einer bevorstehenden Abfahrt zu unterscheiden, ist die Wertigkeit der Gaspedals proportional zur Größe der Fahrzeugabbremsung. Das Bremssignal wird von dem Algorithmus, der im Kurvengeschwindigkeitswarnmodul (CSW-Modul) 20 implementiert wird, geschätzt und an das Vorausschaumodul 18 weitergeleitet. Damit erzeugt das Modul 130 in dieser Implementierung eine Kostenfunktionswertigkeit Ausfahrtswertigkeit (RM_Weight) 1, wenn der Prozentanteil des Gaspedals weniger als etwa 5% ist. Wenn er über 20%, liegt, ist die Wertigkeit gleich Null. Jedoch wird diese Wertigkeit von dem mit der Fahrzeugbeschleunigung im Zusammenhang stehenden Modul 132 modifiziert; dies bedeutet, die Werte der Module 130 und 132 werden im Modul 134 miteinander multipliziert. Wenn die Fahrzeugbeschleunigung bei dieser Implementierung weniger als etwa 1,7 m/sec₂ beträgt, wird die Wertigkeit aus dem Modul 130 mit Null multipliziert und zwar derart, dass die endgültige Ausfahrtswertigkeit (RM_Weight) gleich Null ist. Wenn die Beschleunigung jedoch über dem Wert der definierten Funktion (–0,015·v + 0,17) liegt, wobei v die Fahrzeuggeschwindigkeit in m/s ist, wird die Wertigkeit aus dem Modul 130 mit 1 multipliziert und zwar derart, dass die endgültige Ausfahrtswertigkeit (RM_Weight) gleich 1 ist. Es gilt zu beachten, dass dieser Wert Ausfahrtswertigkeit (RM_Weight) einen Wert hat, wenn die Abbremsung stattfindet, während sich das Fahrzeug in einer Fahrspur mit durchgezogener Begrenzungslinienart oder einer fehlenden Begrenzungslinie (oder wenn beide Begrenzungslinienarten durchgezogen sind) befindet. Daher wird die Ausfahrtswertigkeit mit der Wertigkeitsfunktion, die in 5 dargestellt ist, multipliziert.
Szenarien mit gegabelten Straßenführungen, wie mit Bezugszeichen 140 in 8 identifiziert, sind ziemlich ähnlich wie diejenigen mit Ausfahrten (2), insbesondere dahingehend, dass dieselben Kostenfunktionen mit aufsteigendem Prioritätsgrad verwendet werden können. Es gilt zu beachten, dass wenn die bevorstehenden gekrümmten Straßensegmente ähnlich sind, das heißt, die Segmente haben etwa dieselbe Krümmung und dieselben vorgeschriebenen Richtgeschwindigkeiten, das auf Abbremsung gestützte Signal (7) nicht verwendet wird.
Ein weiteres Szenario bezieht sich, wie in 9 dargestellt, auf die Entscheidung, ob sich das Fahrzeug 100 auf einer Schnellstraße 150 oder einer Zubringerstraße 152 befindet; hierbei werden unterstützte Signale wie die vorgeschriebenen Höchst-/Richtgeschwindigkeiten, die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Art der Straßenbegrenzungslinien verwendet. Dies hilft dabei, das Fahrzeug auf der entsprechenden Straße zu orten und damit bei der Herleitung des korrekten Kandidatensatzes. Wenn eine vorgeschriebene Höchst-/Richtgeschwindigkeite VP/AD für den Straßenkandidaten in der Kartendatenbank 26 existiert, wird unter Zuweisung eines Prioritätsgrads 2 die in 10 dargestellte Kostenfunktion verwendet. Diese Kostenfunktion kann in jeder beliebigen Situation zur Ortung des Fahrzeugs auf der korrekten Straße verwendet werden.
Der absolute Wert der Differenz (wie in 158 bestimmt) der Fahrzeuggeschwindigkeit v und V_p/AD wird im Einzelnen im Modul 160 ermittelt. Diese Differenz v_diff wird an einen Begrenzer 162 weitergeleitet, um eine modifizierte Differenz v_difmod zu berechnen, die wiederum an den Berechnungsblock 164 übertragen wird, um die Kostenfunktionswertigkeit der Zubringerstraße (SD_Weight) zu bestimmen. Wenn also die absolute Differenz zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der vorgeschriebenen Höchst-/Richtgeschwindigkeit größer 7 m/sec ist, beträgt die Wertigkeit des Streckenkandidaten Null.
Wenn keine vorgeschriebene Höchst-/Richtgeschwindigkeit zur Verfügung steht, wird die in 11 dargestellte Kostenfunktion verwendet, bei der davon ausgegangen wird, dass die gemittelte Geschwindigkeit auf einer Schnellstraße höher ist als auf einer Zubringerstraße. In diesem Fall gilt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit weniger als 20 m/s ist, beträgt die Wertigkeit 1. Wenn die Geschwindigkeit von etwa 20 m/s auf etwa 30 m/s zunimmt, sinkt die Wertigkeit von 1 auf Null.
Wenn die linken und rechten Begrenzungslinien durchgehend sind, ist es wahrscheinlich, dass es sich bei der Fahrstrecke um eine Zubringerstraße handelt. Wenn die Begrenzungslinien durchbrochen sind, ist es wahrscheinlich, dass die Fahrzeugstrecke eine Schnellstraße ist. Daher wird die in 12 dargestellte Kostenfunktion verwendet und zwar derart, dass, wenn sich das Fahrzeug auf einer Zubringerstraße befindet, die Wertigkeit 1 ist, und wenn sich das Fahrzeug auf einer Schnellstraße befindet, die Wertigkeit Null ist. Wenn eine Begrenzungslinie durchbrochen und die andere durchgehend ist, ergibt die Wertigkeitsfunktion 0,5.
Weiter kann eine Schätzung der Momentankrümmung verwendet werden, um das Vertrauen in die aktuell ausgewählte Straße zu modifizieren und dabei helfen, die künftige Fahrzeugposition für eine begrenzte nach vorn gerichtete Entfernung vorherzusagen. Diese Schätzung wird mittels des Algorithmus, der im Krümmungsgeschwindigkeitswarnmodul 20 (CSW-Modul) implementiert wird, durchgeführt und, wie in 13 gezeigt, an das Vorausschaumodul 18 weitergegeben. Diese Krümmungsschätzung wird mit der aus der Kartendatenbank stammenden Momentankrümmung verglichen. Die Differenz zwischen beiden Krümmungswerten trägt zum Vertrauen in die aktuell gewählte Strecke bei. Die Wertigkeit der Kostenfunktion ändert sich jeweils umgekehrt mit dieser Differenz.
Bei einer bevorzugten Implementierung bestimmt das System 10 zunächst ob sich das Fahrzeug auf einer Schnellstraße oder einer Zubringerstraße befindet, indem die Wertigkeit gemäß der in 12 dargestellten Kostenfunktion bestimmt wird. Wenn die Wertigkeit weniger als etwa 0,5 ist, verwendet das System 10 entweder die in 10 dargestellte Kostenfunktion, wenn die vorgeschriebene Höchst-/Richtgeschwindigkeit verfügbar ist, oder die in 11 dargestellte Kostenfunktion, wenn die vorgeschriebene Höchst-/Richtgeschwindigkeit nicht verfügbar ist. Wenn mittels einer dieser Funktionen eine Wertigkeit von größer als etwa 0,5 festgestellt wird, befindet sich das Fahrzeug wahrscheinlich auf einer Zubringerstraße. Andernfalls bewegt sich das Kraftfahrzeug auf einer Schnellstraße.
Nachdem das System 10 die Art der Straße ermittelt hat, auf der sich das Fahrzeug bewegt, verwendet das System die Kostenfunktionen mit aufsteigendem Prioritätsgrad wie in 4, 6, 5 und 7 dargestellt. Im Zuge der Verwendung einer jeden der Kostenfunktionen wird bestimmt, ob jene Kostenfunktion eine Wertigkeit von über etwa 0,5 feststellt; dann geht das System 10 davon aus, dass das Fahrzeug sich wahrscheinlich einer Ausfahrt nähert, um den wahrscheinlichsten Weg zu bestimmen, wodurch keine Notwendigkeit besteht, zur nächsten Kostenfunktion zu gehen. Wenn die Wertigkeit unter etwa 0,5 liegt, fährt das System 10 mit der Verwendung der nächsten Kostenfunktion fort. Es gilt wiederum zu beachten, dass wenn das System 10 die in 7 dargestellte Kostenfunktion verwendet, wird die aufgrund dieser Kostenfunktion ermittelte Wertigkeit mit der Wertigkeit multipliziert, die mittels der in 5 dargestellten Kostenfunktion berechnet wurde. Wenn mit allen Kostenfunktionen aus 4, 6, 5 und 7 bestimmt wird, dass die jeweilige Wertigkeit unter etwa 0,5 liegt, geht das System 10 davon aus, dass das Fahrzeug sich nicht einer Ausfahrt nähert.
Nachdem die wahrscheinlichste Strecke bestimmt wurde, bewertet ein Algorithmus zur Krümmungsberechnung, der beispielsweise im Vorausschaumodul 18 resident ist, den wahrscheinlichsten Weg, um die Krümmungswerte zu bestimmen, die zusammen mit der Fahrzeuggeschwindigkeit vom Fahrzeugortungsmodul 14 an das Kurvengeschwindigkeitswarnmodul 20 weitergegeben werden. Im Kurvengeschwindigkeitswarnmodul 20 wird ein Algorithmus zur Beurteilung der vorliegenden Bedrohung implementiert, der die Bedrohung für das Fahrzeug bewertet und eine Warnentscheidung 44 trifft.
Der Algorithmus zur Beurteilung der Bedrohung im Kurvengeschwindigkeitswarnmodul 20 bewertet die Krümmungswerte aus dem Vorausschaumodul 18, um die potenzielle Bedrohung durch die berechnete Krümmung der Straße jeweils basierend auf einer Kostenfunktion zu bewerten, die beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit, das geschätzte projizierte Geschwindigkeitsprofil, die Fahrentfernung bis zum Punkt der Krümmung, die geschätzten Straßenbedingungen und die Reaktionszeit des Fahrers berücksichtigt. Die geschätzten Straßenbedingungen können aufgrund der Fahrzeugsignale, wie beispielsweise Bremssignale, Fahrtrichtungsanzeigersignale, Umgebungstemperatur und Scheibenwischerfunktionen berechnet werden. Das Kurvengeschwindigkeitswarnmodul 20 leitet sodann auf der Grundlage des berechneten Bedrohungsniveaus ein Warnniveau ein.
Das System 10 kann problemlos verwendet werden, um Warnungen zu bevorstehenden Kurven, Unebenheiten oder Biegungen in der Straßenführung zu geben, insbesondere über die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Fahrzeugsicherheit innerhalb jener Kurven, Unebenheiten oder Biegungen in der Straßenführung. Beispielsweise nutzt das System das Navigationssystem, hierbei insbesondere den GPS-Empfänger 24, um die Position des Fahrzeugs innerhalb der Kartendatenbank zu orten. Das System legt dann die wahrscheinlichste Strecke fest und führt Krümmungsberechnungen jeweils basierend auf den Geometriedaten der wahrscheinlichsten Strecke durch; dann erfolgt jeweils basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem erwarteten Krümmungsverhalten der Straße die Beurteilung der Bedrohung. Die vorstehenden Berechnungen können auch von prädiktiven Fahrspursystemen verwendet werden.
Die aktuellen gewerblich erhältlichen kartografischen Datenbanken sind zu Navigierungszwecken konzipiert. Die Genauigkeit dieser Karten reicht zur Navigation im Rahmen einer großen Vielfalt von Straßenszenarien. Wie weiter oben beschrieben, versagen diese Karten mitunter in Situationen wie bei den Unterscheidungen von Zubringer/Schnellstraße, Schnellstraße/Ausfahrt, bei Wegegabelungen, komplexen Überführungen und Bergstraßen/einspurigen Straßen. Alle diese Szenarien können dazu führen, dass das Fahrzeug auf der falschen Straße oder außerhalb der Straße platziert wird.
Absolute und relative Ungenauigkeiten sind unterdessen aufgrund der kontinuierlichen Auswechslungen von Formpunkten in älteren Kartendatenbanken mit qualitativ hochwertigeren erweiterten Formpunkten für ein Fahrerassistenzsystem (ADAS) ersetzt worden. Jedoch lässt die Genauigkeit der ADAS-Karte bei vielen Abzweigungsszenarien und Szenarien, bei denen dreidimensionale Informationen erforderlich sind, weiter zu wünschen übrig.
Bei den Algorithmen der Streckenvorhersage führen Kartengenauigkeitsniveaus, bei denen ein Fahrzeug im falschen Straßensegment platziert wird, zu einem falschen Satz von Streckenkandidaten, wodurch eine falsche am meisten wahrscheinliche Strecke erzeugt wird. In Fällen, in denen die korrekte Fahrzeugposition zur Verfügung steht, ist die relative Korrektheit der entscheidende Faktor bei der Streckenvorhersage. Eine korrekte relative Platzierung der Formpunkte entlang der wahrscheinlichsten Strecke bedeutet auch eine korrekte Krümmungsverteilung entlang dieser Strecke.
Die Regeln und Verfahren zur Erstellung der Kartendatenbank (ADAS oder älter) können bei manchen Straßenszenarien zu einem sehr niedrigen relativen Korrektheitsniveau führen. Ein Beispiel zur Illustrierung dieses Problems ist die ”Konnektivitätsregel”, die zu Konnektivitätszwecken die Hinzufügung zusätzlicher Formpunkte verlangt, wie beispielsweise um zwischen Straßensegmenten oder verschiedenen Straßen für Kontinuität zu sorgen. Diese zusätzlichen Formpunkte gehören nicht zur Straßengeometrie und können zu falschen Krümmungswerten entlang des Weges führen. Andere Regeln, wie beispielsweise die ”Einordnungsregel” zur Anbindung einer geteilten Straßenführung an eine ungeteilte Straßenführung oder umgekehrt oder zur Anbindung an einer Auffahrt an eine Hauptstraße können auch zu einer irreführenden Darstellung der Streckengeometrie führen.
Wenn die Karte als Sensor aufgefasst wird, ist es wie bei jedem anderen Sensor auch erforderlich, dass Fehlerquellen definiert und modelliert werden. Daher ist eine korrektive/aktualisierende Kapazität zur Kompensierung veränderlicher Straßenführungen und damit verbundener Fahrbeschränkungen hilfreich. Weiter sind zusätzliche Arten von Informationen nützlich, wie etwa Höhe und Elevationsdaten, um die Verwendung der Karte auf andere Kraftfahrzeuganwendungen zu erweitern.
Die Fühlkapazität der Karte bietet detaillierte Informationen über das momentane Straßensegment und die bevorstehenden Segmente in der Straßenführung. 14 zeigt ein Beispiel hierfür. Ein Fahrzeug (Pfeil innerhalb des Kreises) nähert sich einer Abzweigung für in eine Ausfahrt. Die doppelt-gestrichelte Straße ist Strecke 1, die aus zwei Segmenten besteht: Zum Einen dasjenige Segment, auf dem sich das Fahrzeug derzeit befindet (Segment vor der Abzweigung) und zum Anderen das gerade (Schnellstraßen)segment nach der Abzweigung. Das doppelt-gestrichelte Straßensegment gefolgt von einem gepunktet-gestrichelten Segment ist Strecke 2, die auch aus zwei Segmenten besteht: Zum Einem dasjenige Segment, auf dem sich das Fahrzeug derzeit befindet (Segment vor der Abzweigung und mittels eines Teils der gestrichelten Linie dargestellt) und zum Anderen das Kurvensegment (Ausfahrt) nach der Abzweigung, das durch das gepunktet-gestrichelte Segment dargestellt wird.
Der Streckensatz in 14 ist eine beispielhafte Darstellung dessen, wie die Navigationshilfe Sensordaten der Karte ausgeben kann. Die Streckendaten könnten mittels einer Anzahl von Krümmungspunkten entlang der nach vorn gerichteten Fahrentfernung dieser entsprechenden Strecke beschrieben werden. Jeder Krümmungspunkt kann mittels globalen Breiten- und Längengradkoordinaten, fahrzeugzentrischen wahren Nord/Ost-Koordinaten, Krümmungswerten, Vertrauenswerten, Anzahl der Fahrspuren und Fahrentfernung mit Bezug auf die Fahrzeugposition ausgedrückt werden.
Auch wenn eine Vielzahl von Verfahren zur Ordnung von Daten innerhalb einer Datenbank verwendet werden kann und die Art der gespeicherten Daten unterschiedlich sein kann, wurde im Rahmen der gegenständlichen Erfindung gefunden, dass das folgende Verfahren und die folgenden Daten nützlich sind, um die vorstehend beschriebenen Funktionen zu realisieren. Es wird mindestens erwartet, dass die Kartendatenbank die Straßenführungen in verwaltbare Segmente aufteilt, die jeweils mit einer kennzeichnenden Segment-ID versehen sind. Die spezifischen Einzelheiten der Segment-IDs können datenbankbezogen unterschiedlich sein und müssen nur in der Lage sein, die Segmente der Straßen individuell zu identifizieren. Es wird davon ausgegangen, dass jede Position eines Fahrzeugs in einem der Straßensegmente gespeichert ist, wobei die wahrscheinlichste Strecke oder mögliche Strecken sich über mehrere Straßensegmente erstrecken können.
Jedes Straßensegment ist mit mindestens einem Knotenpunkt assoziiert. Der Knotenpunkt identifiziert ein Ende des Segments, insbesondere mittels einer gespeicherten GPS-Koordinate oder einer anderen Methode. Die Datenbank kann auch den Knotenpunkt des anderen Endes des Segments enthalten. Erwartungsgemäß werden beide Knotenendpunkte an jedem Ende des Segments in der Regel gespeichert, denn dort, wo ein Segment endet, beginnt das nächste. Wenn beispielsweise nur der linke Knoten standardgemäß mit jedem Straßensegment in Verbindung stehen würde, so wäre der rechte Knotenpunkt eines bestimmten Knotensegments auch der linke Knotenpunkt des jeweils benachbarten Segments.
Die Länge jedes Straßensegments kann berechnet werden oder in einer Datenbank gespeichert sein. An spezifischen Punkten entlang eines Segments können verschiedene Punkte von Interesse auftreten, oder ein Punkt von Interesse kann auftreten. Beispielsweise können diese Punkte von Interesse Kartenfehler identifizieren oder andere Gegenstände, die von Interesse sind und vom System zu verwenden sind. Diese Punkte von Interesse benötigen möglicherweise zusätzliche Daten zu denen, die in der Regel im Rahmen der meisten Navigations- bzw. Unfallverhütungssysteme zur Verfügung stehen (Breitengrad, Längengrad, Höhe über dem Meeresspiegel). Beispielsweise kann es sein, dass ein Punkt von Interesse nur in eine Richtung ein Punkt von Interesse ist, aber nicht in die andere Richtung, wie bei einer ungeteilten Straße, wobei die Straße in beide Fahrtrichtungen durch eine Linie dargestellt wird (verbundenes Straßensegment). Der Punkt von Interesse kann nur in einem Segment gespeichert sein und, wenn der Punkt von Interesse an der Kreuzung zweier Segmente auftritt, wird erwartungsgemäß davon ausgegangen, dass möglicherweise zwei Datensätze der Datenbank für jedes Straßensegment hinzugefügt werden. Natürlich kann auch nur ein Punkt von Interesse für ein Segment eingegeben werden, selbst wenn letzterer sich an der Kreuzung befindet, denn der Punkt von Interesse ist möglicherweise nur für eine bestimmte Fahrtrichtung anwendbar. Die Segmente sind nach Segment-ID indexiert, wodurch mehrere Fragmente innerhalb des Segments an mehreren Punkten von Interesse innerhalb des Segments möglich sind.
Ein Fragment innerhalb eines Straßensegments ist die Entfernung von einem der Knotenpunkte bis zum Punkt von Interesse innerhalb jenes Segments. Da Punkte von Interesse mit einer gespeicherten Fahrtrichtung richtungsspezifisch sind oder als eine Länge von einem der Knotenpunkte definiert sind, kann eine Position mehr als einen Punkt von Interesse in der Datenbank haben. Beispielsweise können auf einer Straße 2 Punkte von Interesse vorkommen, jeweils einer je Fahrtrichtung. Wenn mehrere Punkte von Interesse innerhalb desselben Segments auftreten, wodurch mehrere Fragmente erstellt werden, wird erwartungsgemäß davon ausgegangen, dass die Fragmente jeweils nach der Entfernung vom Endknoten sortiert werden; mit anderen Worten: in der Reihenfolge, in der sie auftreten, wenn das Fahrzeug sich in die Fahrtrichtung bewegt. Dies gewährleistet, dass ein einzelner Punkt von Interesse nicht als mehrere Punkte von Interesse behandelt wird, beispielsweise wenn das System einen Fehler in der Kartendatenbank feststellt, und nur ein Punkt von Interesse jeweils beim ersten Mal, wenn der Fehler gefunden wird, erstellt wird und keine weiteren Punkte von Interesse erstellt werden, wenn der Fehler noch einmal gefunden wird.
Das System 10 kann auch dazu konfiguriert werden, dass es die Position des Punkts von Interesse oder die Länge vom Knotenpunkt entsprechend einstellt, dass Fehler, die bei GPS-Empfängern üblich sind, zugelassen werden und dagegen vorgebeugt ist, dass mehrere Punkte von Interesse für denselben Fehler erstellt werden, wenn der GPS-Empfänger beim nächsten Mal, wenn der Fehler angetroffen wird, eine leicht unterschiedliche Koordinatenposition zeigt. Beispielsweise kann das System ein Fragment verlängern, das in der Länge gespeichert ist, oder die Koordinatenposition des ursprünglichen Punkts von Interesse ändern. Vom Stand der Technik ist bekannt, dass GPS-Empfänger innerhalb eines gewissen Bereiches genau arbeiten, wobei weiter andere Interferenzen, wie beispielsweise Bäume, Hügelabhänge, Bergketten usw. die Breite des erwarteten Luftlinienbereichs möglicherweise erweitern. Es wird daher erwartet, dass der zugelassene Fehlerbereich, bevor ein neuer Punkt von Interesse erstellt wird, einen Bezug auf den erwarteten Fehler im GPS-Empfänger sowie den erwarteten Fehler in der Kartendatenbank hat, unter manchen Umständen auf den kombinierten Maximalfehler von GPS-Empfänger und Kartendatenbank. Auch wenn bevorzugt nur Informationen mit Bezug auf den letzten Vorfall im GPS-System gespeichert werden, im Zuge der Verbesserung des Verarbeitungsaufwands sowie von Speichercharakteristiken, ist es möglicherweise wünschenswert, jeden Vorfall im Zusammenhang mit einem bestimmten Punkt von Interesse zu speichern und dann das Mittel der Position zu nehmen, um eine Fehlerkompensierung zu erreichen. Dies ist insbesondere in Berg- oder Waldregionen hilfreich, in denen der GPS-Empfänger möglicherweise ein höheres Fehleraufkommen als normal hat; durch die Mittelung der Fehlermenge wird eine zunehmend verbesserte Ortung des erwarteten Vorfalls für den erwarteten Punkt von Interesse gegeben.
Eine Vielzahl von Verfahren können eingesetzt werden, um die Dateien der Punkte von Interesse gegen die Kartendatenbank zu speichern. Es wird jedoch erwartungsgemäß davon ausgegangen, dass im Hinblick auf die Einsparung von Verarbeitungszeit und der Vermeidung von Systembeeinträchtigungen ein neuer Punkt von Interesse zumindest zeitweise in einer separaten Datei gespeichert werden kann, die später zur Aktualisierung der Hauptdatenbank verwendet wird. Natürlich könnte der Punkt von Interesse auch am Ende der Hauptdatenbank gespeichert und später in der korrekten Reihenfolge in der Kartendatenbank aktualisiert werden. Auf diese Weise werden Punkte von Interesse und die damit zusammenhängenden Informationen gespeichert, selbst wenn ein Systemversagen, wie beispielsweise ein Stromausfall, auftritt, bevor die Datenbank aktualisiert wird. Zu einer späteren Zeit kann der Punkt von Interesse der Datenbank hinzugefügt und die Datenbank für schnelles (Durch)suchen und schnelle Berechnungen entlang besonderen Straßensegmenten konfiguriert werden.
Wie weiter oben beschrieben, ist jede Straße in mehrere Segmente unterteilt, es sei denn, der Verlauf der ausgewählten Straße ist von einer solchen Länge, dass nur ein Segment erforderlich ist. Beispiele von Straßen, die nur ein Segment benötigen, sind möglicherweise Nebenstraßen in Wohngebieten, die sehr kurz sind oder bei denen es sich um Sackgassen und Wendehämmer oder manche andere in Sackgassen endende Nebenstraßen handelt.
Wie weiter oben im Einzelnen beschrieben, wird jedes Segment an seinen Enden durch Knotenpunkte definiert. Da viele Straßen nicht perfekt linear sind, können sich zwischen den Knotenpunkten und entlang den Segmenten eine Anzahl von Formpunkten befinden. Formpunkte definieren die Form einer Straße. Eine im Wesentlichen lineare Straße würde nur wenige Formpunkte enthalten, sofern überhaupt welche vorhanden sind; Straßen mit Kurven würden eine höherere Anzahl von Formpunkten aufweisen. Je mehr Kurven oder Abweichungen von der Linearität in einem bestimmten Straßensegment vorliegen, desto mehr Formpunkte werden benötigt, um die Straße zu definieren oder zu beschreiben. Weiter gilt, wenn sich die Krümmung einer Straße für eine bestimmte Kurve erhöht, wie bei einer Nadelkurve, nimmt die Anzahl der Formpunkte erwartungsgemäß auch zu. Im Einzelnen heißt dies, dass Formpunkte ein Satz von Punkten mit Positionsdaten sind, Breitengrad- und Längengradkoordinaten sowie Anwendungen anderer Daten. Im Allgemeinen umfassen Form- und Knotenpunkte ähnliche, ja möglicherweise sogar identische Daten. Knotenpunkte können weitere Daten umfassen wie etwa die Geschwindigkeitsbegrenzung, Fahrspurkategorien, einzeln oder mehrfach digitalisierte Straßenführungen, Straßenklassen und beliebige weitere hilfreiche Daten.
Beim Betrieb muss das System wahrscheinliche Streckenwege berechnen und in der Regel, sofern dies möglich ist, die wahrscheinlichste Strecke. Bei der Berechnung der wahrscheinlichsten Strecke verwendet das System die Kartendatenbank und blickt beginnend mit der aktuellen Fahrzeugposition auf eine bedeutungsvolle nach vorn gerichtete Entfernung, wobei es sich in der Regel um eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit handelt. In manchen Fällen kann es sein, dass die Entfernung weiter begrenzt wird, um zu vermeiden, dass zu viele Strecken bei der Berechnung berücksichtigt werden. Natürlich kann das System manche Strecken auch basierend auf verschiedenen Fahrzeugeingängen, GPS- und Kartendatenbankeingängen begrenzen, wie beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit. Während das System im Allgemeinen das Geschwindigkeitssignal nicht dazu verwendet, um die wahrscheinlichste Strecke auszuwählen, denn hierdurch kann die korrekte Kurvengeschwindigkeitswarnungsauswahl (CSW) verhindert werden, kann es als Hilfsmittel bei der Auswahl der aktuellen Fahrzeugposition verwendet werden, wie beispielsweise bei der Feststellung, ob das Fahrzeug entlang einer Schnellstraße im Gegensatz zu einer Zubringerstraße fährt, wenn es mit einigen Kartenattributen kombiniert wird und das GPS-Gerät keine klare Position anzeigt, wie zum Beispiel 15 zeigt. Andere Eingänge, die bei der Streckeneingrenzung helfen, sind Fahrspurpositionen des Fahrzeugs oder etwaige andere Daten, die anzeigen, dass es für den Fahrer unwahrscheinlich bzw. nicht wahrscheinlich ist, dass er eine spezifische Strecke wählen würde. Solche unwahrscheinlichen oder nicht wahrscheinlichen Strecken brauchen nicht berücksichtigt zu werden. Insbesondere eliminiert das System möglicherweise alle Abzweigungswege innerhalb einer festgelegten Anzahl von Fuß bzw. Meter im Umkreis der aktuellen Fahrzeugposition je nach der Fahrzeuggeschwindigkeit. Beispielsweise würde ein Fahrzeug in der linken Abbiegespur einer Straße bei eingeschaltetem linken Fahrtrichtungsanzeiger [nicht] geradeaus weiterfahren oder einer Strecke nach rechts folgen. Diese logische Struktur ermöglicht es dem System, alle wahrscheinlichen bevorstehenden Straßensegmente herzuleiten, ohne Verabeitungsaufwand zu verschwenden. Wegen der exponenziellen Zunahme potenzieller Strecken an jedem Abzweigungspunkt kann das System die Anzahl der Abzweigungspunkte begrenzen, die als wahrscheinlich in Frage kommend berücksichtigt werden.
Wie weiter oben ausgeführt, werden die bevorstehenden Straßensegmente durch mögliche Fahrstrecken gefiltert. Die möglichen Segmente werden zu mehreren Master-Segmenten miteinander verbunden. Diese Master-Segmente können weiter begrenzt werden, um Verarbeitungsaufwand zu sparen. Ein Verfahren zur Begrenzung dieser Master-Segmente besteht darin, 3 Segmente zu wählen, die die höchste Wahrscheinlichkeit für verschiedene Fahrtrichtungen haben. Beispielsweise wählt das System möglicherweise ein Master-Segment entlang einer geraden Strecke, ein Master-Segment entlang einer Strecke nach links und ein Master-Segment entlang einer Strecke nach rechts. Durch die Wahl der linken und rechten Streckenverläufe kann das Fahrzeug als Teil der linken und rechten Master-Segmente über eine gewisse Entfernung geradeaus weiterfahren, an kleineren Abzweigungen vorbei, und dann eine größere Abzweigung entweder als linkes oder rechtes Straßensegment verwenden, welches ein linkes oder rechtes Master-Segment wird, wenn alle Straßensegmente kombiniert werden. Grundsätzlich würde das System den geraden Weg, den linken Weg und den rechten Weg mit der höchsten Wahrscheinlichkeit auswählen, um den Master-geradeaus-Weg, Master-links-Weg und Master-rechts-Weg zu erstellen.
Das System bestimmt danach jeweils basierend auf dem Master-Segment die mit der größten Wahrscheinlichkeit beabsichtigte Fahrstrecke, indem unter Zuhilfenahme der Fahrzeugeingänge aus der Kartendatenbank, Richtungsangaben zur eingegebenen Adresse oder aufgrund anderer hilfreicher Informationen die Wahrscheinlichkeit berechnet wird, mit der von der aktuellen Position aus geradeaus, rechts oder links weitergefahren werden wird. Beispielsweise verwendet das System möglicherweise Fahrzeugsensoreingänge wie die Gierwinkelgeschwindigkeit, den Lenkwinkel, Fahrtrichtungsanzeigerstatus, Bremsleuchtenstatus, das Gaspedalsignal, die Geschwindigkeit, Radgeschwindigkeit sowie Eingänge vom Navigationssystem jeweils die berechnete oder beabsichtigte Route, Straßenattribute wie etwa die Anzahl der Fahrspuren, Straßentyp oder -klasse, Straßenname, Fahrspurmarkierungen und mehr. Auch wenn dies nicht erforderlich ist, kann das System entsprechend dazu konfiguriert werden, um als Lernsystem zu fungieren und weist einer zuvor gefahrenen Strecke einen höhereren Wahrscheinlichkeitswert zu als der Wahrscheinlichkeitswert, der anderen Strecken zugewiesen wird. Im Einzelnen bedeutet dies, dass das System bestimmen würde, dass zu einem früheren Zeitpunkt bereits gefahrene Wege mit größerer Wahrscheinlichkeit der tatsächlichen Fahrstrecke entsprechen, die das Fahrzeug letztendlich wirklich nimmt. Das System kann auch mitverfolgen wie oft jede wahrscheinliche Strecke gefahren wurde. Wenn das System den wahrscheinlichsten Weg definiert hat, können die anderen Master-Segmente vernachlässigt werden, um Verarbeitungsaufwand zu sparen; und das System kann sich jetzt darauf konzentrieren, die Krümmung und andere Merkmale der wahrscheinlichsten Strecke zu ermitteln.
Unter Verwendung der Formpunkte, die Teil des Master-Segments sind, kann das System beliebige bevorstehende Kurven berechnen, wie 16 und 17 zu entnehmen ist. In der Regel berechnet das System aus Kontinuitätsgründen vorwärts gerichtet in die Fahrtrichtung ab der letzten bekannten Fahrzeugposition. Gewünschte Daten und Attribute für die wahrscheinlichste Strecke werden berechnet, und den Formpunkten wird ein Krümmungswert zugewiesen. Das System interpoliert sodann zwischen beliebigen Formpunkten, beispielsweise unter Verwendung eines Klothoid-Straßenmodells. Ein Klothoid-Straßenmodell geht davon aus, dass die Krümmungsveränderung über die Entfernung linear verläuft. Das System bildet die wahrscheinlichste Strecke danach in angemessener Weise ab, um den Krümmungsverlauf der wahrscheinlichsten Strecke zu ermitteln. Neue Krümmungsberechnungen und Attributaktualisierungen werden nur durchgeführt, wenn dem Master-Segment, welches wiederum die wahrscheinlichste Strecke darstellt, ein neues Segment hinzugefügt wird; in manchen Fällen wird die wahrscheinlichste Strecke jedoch wegen einer Eingangsänderung, wie beispielsweise einem Fahrtrichtungsanzeigersignal, einer Statusleuchte, Bremsen oder anderen Fahrzeugeingängen, einem anderen Master-Segment zugeordnet.
Während vorstehend beschrieben wurde, wie Strecken ausgewählt werden, damit Unfälle vermieden werden oder Warnsysteme funktionieren, muss das System mit korrekten Daten versorgt werden, um die Ausgabe von Warnungen nur auf solche Situationen zu beschränken, wenn sie benötigt werden, andernfalls kann es sein, dass der Fahrer aufgrund der vielen Falschwarnungen beginnt, Warnungen zu missachten, wenn sie ausgegeben werden. Wenn das System beispielsweise auf jeden Fehler in der Kartendatenbank reagiert oder in Situationen wie bei Überführungen, Fahrspurzusammenführungen usw., die aufgrund der Formpunkte als problematisch identifiziert werden, reagiert, so wird der Fahrer wahrscheinlich beginnen, das System zu ignorieren. Daher benötigt das System einen Weg, um Fehler in der Kartendatenbank zu korrigieren sowie auf Sondersituationen in der Kartendatenbank zu reagieren, die normalerweise Warnungen auslösen oder dazu führen würden, dass das Kraftfahrzeug aktiv eine Sicherheitseigenschaft auslösen würde.
Eine Alternative zur Korrektur von Fehlern besteht darin, neue Aktualisierungen in die Kartendatenbank herunterzuladen, jedoch enthalten die meisten Kartendatenbanken immer Fehler, egal wie aktuell die Kartendatenbank ist. Kartendatenbanken werden aus riesigen Datenmengen aufgebaut; hierbei ist es üblich, dass die Kartendatenbank Fehler enthält.
Es ist auch sehr schwierig für Straßenkartenhersteller, solche Fehler zu erkennen und zu korrigieren, denn es besteht bislang kein System, über das der durchschnittliche Autofahrer Fehler rückmelden könnte. Einige dieser Fehler in der Kartendatenbank entstehen möglicherweise auch aufgrund der Regeln und Algorithmen, durch die die Formpunkte innerhalb der Kartendatenbank erstellt werden.
Wie nachstehend erläutert, erstellt und speichert das System im Allgemeinen die Punkte von Interesse, bei denen Fehler auftreten, insbesondere derart, dass Warnungen nicht an das Kraftfahrzeug gegeben werden, nachdem solche Fehlernachrichten zum ersten Mal empfangen wurden und das System feststellt, dass die Warnung aufgrund eines Fehlers ausgegeben wurde. Obwohl dies nicht erforderlich ist, kann das System wahlweise Punkte von Interesse speichern und die Daten, bei denen Fehler auftreten, an Straßenkartenhersteller zurückliefern, so dass Kartendatenbanken im Lauf der Zeit verbessert werden können.
Andere Fehler in der Kartendatenbank entstehen wegen wandelhaften Straßenführungen. Beispielsweise wird eine Straße möglicherweise zu einer flacheren Kurve begradigt, aber in der Datenbank sind möglicherweise immer noch die Formpunkte einer scharfen Kurve enthalten. In einem anderen Beispiel wird eine Straße in einer Kartendatenbank als an einem bestimmten Punkt endend aufgeführt, obwohl die Strecke in der Zwischenzeit über diesen Punkt hinaus verlängert wurde. Da Straßenbauarbeiten kontinuierlich stattfinden, die Kartendatenbanken jedoch erst im Nachhinein aktualisiert und solche Bauarbeiten erst danach reflektiert werden, ist eine nachhaltige Fehlerhaftigkeit der ständige Begleiter von kartografischen Datenbanken.
Weiter kann es bei manchen Arten von Straßen aufgrund der Regeln und Verfahren bei der Erstellung von Kartendatenbanken zu schlechter Genauigkeit der Angaben kommen. Beispielsweise erfordern Kartendatenbanken möglicherweise zusätzliche Formpunkte, die nur Konnektivitätszwecken dienen. Sie sorgen nur für Kontinuität zwischen den Straßensegmenten verschiedener Strecken, gehören jedoch nicht zur Straßengeometrie und führen daher möglicherweise zu falschen Kurvenwerten entlang des Weges. Andere Problematiken bei Kartendatenbanken sind unter anderem Straßen, die zusammengeführt werden, wie beispielsweise bei der Verbindung oder Trennung geteilter und ungeteilter Straßenführungen oder bei der Anbindung von Aus- und Einfahrten an geteilte Schnellstraßen und andere Straßen. Manche Datenbanken erstellen auch Fehler, wenn sie mit Überführungen, Straßenzusammenführungen, einem Kreisverkehr, besonderen Kreuzungen, wie beispielsweise einer in einer Kurve angeordneten Kreuzung, Änderungen in der Anzahl der Fahrspuren einer Straße, Autobahn oder Überführungen umgehen.
Als weiteres Beispiel des Vorgesagten gilt, dass Überführungen unnötige zusätzliche Formpunkte zu Konnektivitätszwecken erstellen, die in hohen Krümmungswerten resultieren, obwohl die Kurve an sich nur gering ist oder gar nicht existiert. Mit Bezug auf Fahrspurzusammenführungen können die Formpunkte am Zusammenführungspunkt oder an der Straßenkreuzung hohe Krümmungswerte ergeben, die die Krümmung als weitaus schärfer definieren als die tatsächliche Kurve oder Zusammenführung ist. Die Kartendatenbank ist im Allgemeinen eine Abbildung der Mitte der Straße. Wenn sich eine Straße teilt oder von einer geteilten zu einer ungeteilten wird, verschiebt sich die Mitte der Straße möglicherweise ganz plötzlich und die Teilung kann zu Krümmungswerten führen, die den tatsächlichen Krümmungsverlauf der Straße nicht abbilden. Dieses System ist dazu konfiguriert, solche Fälle in der Kartendatenbank zu erkennen und erstellte Warnungen zu unterdrücken. Daher sind Überführungen, Fahrspurzusammenführungen und -teilungen sowie besondere Kreuzungen einfach vom System identifizierbar, wobei das System die Warnungen, die normalerweise Fehler waren und üblicherweise als falsch negative Werte bezeichnet werden, unterdrücken kann.
Für eine ordnungsgemäße Funktionsweise muss das System auch zufällig auftretende und unerwartete kartografische Fehler erkennen. Durch Speicherung des Orts, an dem der Fehler vorkommt, in der Datenbank des Systems, wobei im Allgemeinen die Fahrtrichtung entlang des bestimmten Segment miteingegeben wird, ist das System in der Lage, den Fehler, wie etwa eine Warnung, nur beim ersten Mal, wenn er vorkommt, zu melden und unterdrückt Warnungen danach für diesen Ort.
Für den Fachmann ist schnell erkennbar, dass die vorstehende Beschreibung nur der Veranschaulichung einer Implementierung der erfindungsgemäßen Prinzipien dienen soll. Diese Beschreibung soll den Geltungsbereich oder die Anwendung der Erfindung in keinster Weise begrenzen. Insbesondere sind Modifizierungen, Variationen und Änderungen erfindungsgemäß integrierbar, ohne dass hierdurch das Wesen der Erfindung, wie in den nachfolgenden Ansprüchen dargelegt, verändert würde.
Die vorstehende Besprechung legt die Erfindung anhand eines beispielhaften Ausführungsbeispiels offen und erläutert die Erfindung. Ein Fachmann erkennt ohne Weiteres aufgrund einer solchen Beschreibung sowie aufgrund der Begleitzeichnungen und Ansprüche, dass verschiedene Änderungen, Modifizierungen und Variationen vorgenommen werden können, ohne das Wesen und den fairen Geltungsrahmen der Erfindung gemäß den nachfolgenden Ansprüchen zu verlassen.

Claims

Ein System zur Bestimmung der wahrscheinlichsten Fahrstrecke eines Kraftfahrzeugs, das sich entlang einer Straße bewegt, aus einer Liste von Streckenkandidaten und zwar bestehend aus: einer Kartendatenbank; einem Anpassungsmodul, das die Position des Fahrzeugs auf einer mit der Kartendatenbank assoziierten Karte bestimmt; und einem Vorausschaumodul, das eine Liste von Streckenkandidaten ermittelt, dadurch gekennzeichnet, dass das System dazu konfiguriert ist, Fahrzeugeingänge zu empfangen und das Vorausschaumodul in der Lage ist, die Fahrzeugeingänge zu analysieren, um die wahrscheinlichste Strecke des Kraftfahrzeugs zu ermitteln.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugeingänge aus einer Gruppe von Eingängen, die im Wesentlichen aus dem Fahrtrichtungsanzeigerstatus, der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Lenkradposition, dem Radwinkel, dem Bremsleuchtenstatus und der Gaspedalposition bestehen, ausgewählt werden.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorausschaumodul mit verschiedenen Kostenfunktionen implementiert wird, die mit verschiedenen Straßenführungsszenarien, denen das Kraftfahrzeug potenziell begegnet, im Zusammenhang stehen.
Das System aus Anspruch 1 umfasst weiter ein Kraftfahrzeugortungsmodul, das in der Lage ist, die Position des Kraftfahrzeugs zu bestimmen und das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Kartenerstellungsmodul die Position des Kraftfahrzeugs vom Kraftfahrzeugortungsmodul empfängt.
System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorausschaumodul ein Fahrtziel vom Navigationsmodul als einen der besagten Fahrzeugeingänge empfängt.
System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorausschaumodul das besagte Fahrtziel verwendet, um Streckenkandidaten zu eliminieren.
System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das besagte Vorausschaumodul jedem Streckenkandidaten eine Wahrscheinlichkeit zuweist.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das System mit Bezug auf die erwarteten Bedingungen entlang der wahrscheinlichsten Wegstrecke des Kraftfahrzeugs einen Ausgang an ein Kraftfahrzeugsicherheitssystem liefert.
System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeugsicherheitssystem aus einer Gruppe von Systemen ausgewählt ist, einschließlich Kurvengeschwindigkeit, Warnsysteme, Stabilitätssysteme, adaptive Scheinwerfersysteme, adaptive automatische Geschwindigkeitsregelungssysteme, Warn-/Schadensminderungssysteme bei Frontalkollisionen, Schleuderkontrollsysteme, Warnsysteme bei Verlassen der Fahrspur und Fahrerassistenzsysteme.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einer oder mehrere der Fahrzeugeingänge die Fahrzeuggeschwindigkeit und die vorgeschriebene Höchst/Richtgeschwindigkeit für die Straße aus der Kartendatenbank umfasst bzw. umfassen, um zu ermitteln, ob das Fahrzeug sich auf einer Zubringerstraße oder auf einer Schnellstraße befindet.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das System ein Nachweis- und Korrekturmodul umfasst, das Punkte von Interesse identifiziert und der Kartendatenbank hinzufügt.
System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Punkt von Interesse unter Zuhilfenahme des Ortungsystems, der Kartendatenbank und des Kraftfahrzeugsicherheitssystems ermittelt wird.
System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Punkt von Interesse einen falsch negativen Wert innerhalb des Kraftfahrzeugsicherheitssystems darstellt.
System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Punkt von Interesse einen falsch positiven Wert innerhalb des Kraftfahrzeugsicherheitssystems darstellt.
System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte Punkt von Interesse einer der Formpunkte und der Knotenpunkte in der Kartendatenbank ist.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kartenfühlmodul dazu konfiguriert ist, um Informationen und Daten über momentane und bevorstehende Straßensegmente zu liefern.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kartendatenbank mehrere Straßensegmente umfasst und dass die möglichen Straßensegmente zu multiplen Master-Segmenten zusammengefasst werden.
System nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Straßensegment eine Wahrscheinlichkeit zugewiesen wird und dass die Segmente mit den höchsten Wahrscheinlichkeiten zu dem besagten multiplen Master-Segment zusammengefasst werden.
System nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass ausgewählten Straßensegmenten an spezifischen Orten Punkte von Interesse hinzugefügt werden.
System nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das besagte System die besagten Punkte von Interesse hinzufügt, wobei die besagten Punkte von Interesse zuvor noch nicht in der installierten Kartendatenbank vorhanden waren, bis sie vom System hinzugefügt wurden.
System nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die besagten Punkte von Interesse Kartenfehler identifizieren.
System nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Punkte von Interesse Ortsdaten umfassen.
System nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die besagten Punkte von Interesse die Fahrtrichtungsdaten umfassen.
System nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Punkt von Interesse eine einmalige ID gegeben wird und dieser aufgrund der besagten einmaligen ID indexiert wird.
System nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die besagten Segment-IDs es zulassen, dass mehrere Fragmente innerhalb eines Segments vorliegen, wenn das Segment einen Punkt von Interesse umfasst.
System nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das besagte Fragment die Entfernung zwischen dem Knotenpunkt an dem Segment und dem Punkt von Interesse ist.
System nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Fragmente nach der Entfernung vom Knoten eines Segment sortiert sind.
System nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Fragmente nach der Fahrtrichtung sortiert sind.
System nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein einzelner Ort mehrere Punkte von Interesse auf einem Segment umfassen kann.
System nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die besagten mehreren Punkte von Interesse an dem besagten einzelnen Ort jeweils eine andere Fahrtrichtung gespeichert haben.
System nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das System dazu konfiguriert ist, einen neuen Punkt von Interesse nicht zu speichern, wenn die Fahrtrichtung einem zuvor gespeicherten Punkt von Interesse auf dem aktuellen Straßensegment entspricht und wenn der neue Punkt von Interesse innerhalb einer spezifizierten Entfernung von dem zuvor gespeicherten Punkt von Interesse liegt.
System nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass der neue Punkt von Interesse nur dann nicht gespeichert wird, wenn die relevanten Daten mit Bezug auf den Punkt von Interesse im Wesentlichen mit den relevanten Daten eines zuvor gespeicherten Punkts von Interesse identisch sind und dass die besagten relevanten Daten nicht die Fahrtrichtungsdaten und nicht die Ortsdaten sind.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Straße in mindestens zwei der Richtungen links, rechts und geradeaus befahrbar ist und dass die Fähigkeit, in die Richtungen links, rechts und geradeaus zu fahren auf mehreren verfügbaren Fahrstrecken erfolgen kann, wobei das System die Fahrstrecke nach geradeaus, die Fahrstrecke nach links und die Fahrstrecke nach rechts unter den Strecken mit der höchsten Wahrscheinlichkeit auswählt, um den Master-geradeaus, Master-links und Master-rechts zu erstellen.
System nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass das System dann die am wahrscheinlichsten beabsichtigte Fahrstrecke jeweils basierend auf dem Master-Segment bestimmt, indem die Wahrscheinlichkeit des Weiterfahrens nach geradeaus, rechts oder links berechnet wird.
System nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass wenn eine einzelne Strecke in den Fahrtrichtungen links, rechts und geradeaus existiert, das System automatisch die einzelne Strecke auswählt, die die höchste Wahrscheinlichkeit in jene Richtung hat.