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Die Erfindung betrifft die Aktualisierung von Kartendaten, insbesondere bei aktiver Zielführung eines Fahrzeugs im Kontext aktueller Verkehrsinformationen.
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Ein Fahrzeug umfasst einen Kartenspeicher mit Kartendaten eines vorbestimmten geographischen Gebiets. Das Fahrzeug kann über eine Positioniereinrichtung verfügen, mittels der eine eigene geographische Position bestimmt werden kann. Auf der Basis der Kartendaten und einem vorbestimmten Fahrziel kann eine Route bestimmt werden, auf der das Fahrzeug geführt werden kann, um das Fahrziel zu erreichen. Die Route kann beispielsweise bezüglich minimaler Länge, minimaler Fahrzeit oder minimierten Emissionen beim Befahren der Route bestimmt werden.
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Die im Kartenspeicher aufgenommenen Kartendaten veralten mit der Zeit. Sie können komplett oder in Teilen aktualisiert werden, wozu üblicherweise signifikante Datenmengen zu übertragen sind. Beispielsweise können alle Kartendaten, die Deutschland betreffen, in einem ca. vierteljährigen Turnus in dem Fahrzeug erneuert werden. Kleinere Teile oder häufigere Aktualisierungen sind möglich, erfordern jedoch insgesamt das Bewegen vergrößerter Datenmengen, was mit erhöhten Kosten verbunden sein kann.
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Die Zielführung berücksichtigt üblicherweise zusätzlich Verkehrsinformationen auf der Route. Die Verkehrsinformationen können beispielsweise auf TMC-Informationen basieren, die in vorbestimmten Ortstabellen organisiert sind, wobei eine Ortstabelle einen weniger großen oder sogar größeren Bereich der Kartendaten abdeckt als in einem Stück aktualisiert wird. Außerdem stimmen Grenzen der unterteilten Kartendaten üblicherweise nicht mit Grenzen der Ortstabellen überein. Die Verkehrsdaten betreffen dann möglicherweise Kartendaten in einer nicht vorliegenden Version. Ein solcher Versionskonflikt kann insbesondere dann entstehen, wenn die Kartendaten einer Route abschnittweise unterschiedliche Versionen aufweisen.
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Eine der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht in der Bereitstellung einer verbesserten Technik zur Bereitstellung von Kartendaten und Verkehrsinformationen an Bord eines Fahrzeugs derart, dass eine verbesserte Navigation ermöglicht ist. Die Erfindung löst die Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
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Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum selektiven Aktualisieren von Kartendaten für ein Fahrzeug Schritte des Aktualisierens von Kartendaten in einem geographischen Bereich, der eine geographische Position des Fahrzeugs umfasst; des Bestimmens einer Route zu einem Fahrziel, das außerhalb des Bereichs liegt; des Bestimmens von Verkehrsinformationen, die einen geographischen Verlauf der Route betreffen; und des Aktualisierens der Kartendaten entlang der Route.
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Das Verfahren kann zur verbesserten Bereitstellung aktueller Navigationsinformationen in einem relevanten Bereich eingesetzt werden. Die Navigationsinformationen können von einer Person an Bord des Fahrzeugs erfasst und einer Navigation zu Grunde gelegt werden; alternativ kann auch eine Zielführung entlang der Route bereitgestellt werden.
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Das Fahrziel kann auf unterschiedliche Weisen bestimmt werden. Beispielsweise kann eine Person an Bord des Fahrzeugs das Fahrziel manuell eingeben oder auswählen. Das Fahrziel kann auch teilautomatisch, beispielsweise auf der Basis vorangehender Fahrten des Fahrzeugs oder einer an Bord befindlichen Person bestimmt werden. Ferner kann das Fahrziel auf der Basis eines befahrenen Straßennetzes bestimmt werden. Fährt das Fahrzeug beispielsweise auf eine Autobahn auf, so kann ein Fahrziel entlang der Autobahn bestimmt werden. Mit fortschreitender Fahrt kann das Fahrziel aktualisiert werden.
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Die Kartendaten in dem Bereich können fortlaufend aktualisiert werden. Es kann sichergestellt sein, dass an Bord des Fahrzeugs innerhalb des Bereichs um die eigene Position stets aktuelle Navigationsinformationen, die Kartendaten und Verkehrsinformationen betreffen, vorliegen. Die Verkehrsinformationen können die aktuelle Version der Kartendaten betreffen, sodass vorhandene Informationen zusammenpassen. Wird das außerhalb des Bereichs liegende Fahrziel bestimmt, so können relevante Verkehrsinformationen mit geographischem Bezug rasch bestimmt werden, da praktisch nur unmittelbar relevante Informationen erfasst werden, die dann nur ein geringes Datenvolumen erfordern können. Das Aktualisieren der Kartendaten entlang der Route kann länger als das Herunterladen der Verkehrsinformationen dauern. Insbesondere können aktualisierte Kartendaten auch sukzessive mit dem Verfolgen der Route heruntergeladen werden. Die Verkehrsinformationen auf der Route bis zum Fahrziel können trotzdem rasch vollständig vorliegen.
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Die Kartendaten können für ein vorbestimmtes geographisches Gebiet vorliegen, das den Bereich und die Route umfasst. Insbesondere können zu Beginn des Verfahrens Kartendaten vorliegen, die in Teilen nicht aktuell sind. Die Route kann trotzdem auf der Basis der vorhandenen Kartendaten bestimmt werden, da diese in sich konsistent sind. Zur Sicherstellung, dass aneinander angrenzende Teile von Kartendaten miteinander kompatibel sind, kann eine bekannte Vorgehensweise verwendet werden, die beispielsweise für einen Kartenteil angibt, welcher angrenzende Kartenteil in welcher Version vorliegen muss.
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Die Kartendaten sind bevorzugt in vorbestimmten geographischen Kacheln organisiert. Das Aktualisieren der Kartendaten kann ein Herunterladen von Kacheln umfassen, die einen vorbestimmten geographisches Bereich oder einen vorbestimmten geographischen Verlauf betreffen. Eine Kachel kann beispielsweise ein geographisches Gebiet von ca. 1 km x 1 km abdecken; andere Kachelgrößen sind ebenfalls möglich. Benachbarte Kacheln können einander Teilweise überlappen, etwa um einen Projektionsfehler eines Geoids auszugleichen. Zum Aktualisieren von Kartendaten, die den bestimmten geographischen Bereich betreffen, können Kacheln heruntergeladen werden, die wenigstens einen Teil des geographischen Bereichs abdecken. Zum Aktualisieren von Kartendaten, die die bestimmte geographische Route betreffen, können Kacheln heruntergeladen werden, die wenigstens einen Abschnitt der Route abdecken. Durch die geographische Referenzierung können die Kacheln rasch und einfach ausgewählt werden. Eine Reihenfolge, in der die Kacheln heruntergeladen werden, kann leicht in Abhängigkeit der Reihenfolge ihrer Befahrung durch das Fahrzeug bestimmt werden.
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Die Route kann auf der Basis aktualisierter Kartendaten entlang der Route erneut bestimmt werden. Diese Bestimmung kann sukzessive für einen zu befahrenden Abschnitt der Route oder für die gesamte Route durchgeführt werden. Dazu sind jeweils die verwendeten Kartendaten vorher herunterzuladen. Die Route kann so in Abhängigkeit neu bekannt werdender Kartendaten verbessert werden. Für die neu bestimmte Route können wieder selektiv geographische Verkehrsinformationen bestimmt werden.
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Es ist bevorzugt, dass Verkehrsinformationen, die den geographischen Bereich betreffen, bestimmt werden. Diese Bestimmung kann fortlaufend erfolgen. Da der Bereich nur eine vorbestimmte Ausdehnung hat, können beliebige Datenquellen verwendet werden und es kann sichergestellt sein, dass die Navigationsinformationen aktuell und relevant sind. Insbesondere können durch die Beschränkung auf den geographischen Bereich ein Verarbeitungsaufwand und/oder ein Datenaufwand vertretbar sein. Eine Verarbeitungseinrichtung an Bord des Fahrzeugs kann die Navigationsinformationen bereits mit geringer Verarbeitungsleistung bereitstellen
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Die Verkehrsinformationen können einen Abschnitt des Bereichs umfassen, der die geographische Position umfasst. Anders ausgedrückt kann der Bereich größer sein als von einem zusammenhängenden Teil der Verkehrsinformationen abgedeckt ist. Die Kartendaten können aktualisiert werden, wenn die Route über eine erste Entfernung von der aktuellen Position hinweg führt; während die Verkehrsinformationen bis zu einer zweiten Entfernung von der aktuellen Position aktualisiert werden können, wobei die zweite Entfernung größer als die erste Entfernung ist. Beide Entfernungen können geometrische Entfernungen umfassen.
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Die Verkehrsinformationen, die den Bereich betreffen, können alternativ auf den geographischen Bereich oder auf eine Fahrstraße in dem Bereich bezogen sind. Dazu kommen insbesondere Verkehrsinformationen auf Basis des TMC-Standards oder des OpenLR-Standards in Betracht. Daten nach TMC sind nach festen Ortstabellen organisiert, deren Einträge jeweils einen Abschnitt einer Fahrstraße betreffen. Diese Daten können performant und von geringem Umfang sein. Allerdings können verkehrstechnisch weniger bedeutende Fahrstraßen weniger gut abgedeckt sein. Daten nach OpenLR sind nicht auf Fahrstraßen, sondern auf geographische Orte bezogen, sodass Informationen für beliebig große oder kleine Fahrstraßen ausgedrückt werden können. Allerdings können diese Daten einen größeren Umfang aufweisen oder eine aufwändigere Verarbeitung erfordern. Auch andere Systeme sind vorstellbar, die sich entweder wie TMC an Ortstabellen oder wie OpenLR an geographischen Koordinaten orientieren; solche Systeme können entsprechend behandelt werden.
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Für den geographischen Bereich können sowohl TMC- als auch OpenLR-Daten verarbeitet werden. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden für den Bereich zunächst TMC-Daten verarbeitet; und OpenLR-Daten werden nur bei Bedarf hinzugenommen.
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Verkehrsinformationen, die den geographischen Verlauf der Route betreffen, sind weiter bevorzugt ausschließlich geographisch referenziert. Insbesondere können für den Verlauf der Route OpenLR-Daten verwendet werden. Dadurch können die Verkehrsinformationen auch für eine längere Route vollständig bestimmt werden, ohne große Datenmengen herunterladen oder verarbeiten zu müssen.
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Der geographische Bereich kann insbesondere eine Kreisfläche mit einem vorbestimmten Radius um die geographische Position des Fahrzeugs umfassen. So können geographische Positionen, die innerhalb des Bereichs liegen, leicht und rasch bestimmt werden.
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Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Vorrichtung zum Einsatz an Bord eines Fahrzeugs einen Datenspeicher für Kartendaten; eine Positioniereinrichtung zur Bestimmung einer geographischen Position des Fahrzeugs; eine Kommunikationseinrichtung zur Aktualisierung von Kartendaten in einem geographischen Bereich, der die geographische Position umfasst; und eine Verarbeitungseinrichtung. Dabei ist die Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, eine Route zu einem Fahrziel, das außerhalb des Bereichs liegt, zu bestimmen; Verkehrsinformationen zu bestimmen, die einen geographischen Verlauf der Route betreffen; und Kartendaten entlang der Route zu aktualisieren.
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Die Verarbeitungseinrichtung kann dazu eingerichtet sein, ein hierin beschriebenes Verfahren ganz oder teilweise auszuführen. Dazu kann die Verarbeitungseinrichtung einen programmierbaren Mikrocomputer oder Mikrocontroller umfassen und das Verfahren kann in Form eines Computerprogrammprodukts mit Programmcodemitteln vorliegen. Das Computerprogrammprodukt kann auch auf einem computerlesbaren Datenträger abgespeichert sein. Merkmale oder Vorteile des Verfahrens können auf die Vorrichtung übertragen werden oder umgekehrt.
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Die Vorrichtung kann ferner eine Ausgabeeinrichtung zur Bereitstellung eines vorbestimmten Abschnitts der Kartendaten umfassen. Insbesondere können aktualisierte Navigationsinformationen im geographischen Bereich oder entlang des geographischen Verlaufs der Route bereitgestellt werden. Die Informationen können an eine Person an Bord des Fahrzeugs bereitgestellt werden und beispielsweise eine graphische Darstellung oder Anweisungen einer Zielführung betreffen. Die Informationen können auch einer automatischen Steuerung einer Längs- oder Querbewegung des Fahrzeugs zugeführt werden.
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Nach noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Fahrzeug eine hierin beschriebene Vorrichtung.
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Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben, in denen:
- 1 ein System;
- 2 ein Fahrzeug in einem Gebiet; und
- 3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens
illustriert.
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1 zeigt ein System 100, das ein Fahrzeug 105, eine erste externe Stelle 110 und eine zweite externe Stelle 115 umfasst. Das Fahrzeug 105 kann insbesondere ein Kraftfahrzeug, beispielsweise ein Kraftrad, einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen oder einen Bus umfassen.
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Die externen Stellen 110, 115 sind üblicherweise voneinander getrennt aufgebaut. Die erste externe Stelle 110 ist dazu eingerichtet, aktualisierte Karteninformationen bereitzustellen und die zweite externe Stelle 115 ist dazu eingerichtet, Verkehrsinformationen bereitzustellen. Wie unten noch genauer ausgeführt wird, können mehrere zweite externe Stellen 115 vorgesehen sein, die unterschiedliche Arten von Verkehrsinformationen bereitstellen. Eine externe Stelle 110, 115 umfasst üblicherweise eine Verarbeitungseinrichtung 120, einen Datenspeicher 125 und eine Kommunikationseinrichtung 130 zur Kommunikation mit dem Fahrzeug 105. Die Datenspeicher 125 sind jeweils dazu eingerichtet, Karten- beziehungsweise Verkehrsinformationen für ein vorbestimmtes Gebiet bereitzuhalten. Die Verarbeitungseinrichtungen 120 sind jeweils dazu eingerichtet, in Antwort auf eine Anfrage oder auch initiativ lokal vorhandene Informationen bereitzustellen. Die Kommunikationseinrichtungen 130 sind bevorzugt drahtlos ausgeführt und können beispielsweise ein Mobilfunk-Netzwerk, Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation, Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation oder ein Seitenband einer UKW Radioübertragung nutzen.
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An Bord des Fahrzeugs 105 ist eine Vorrichtung 135 angebracht, die dazu eingerichtet ist, Navigationsinformationen an Bord des Fahrzeugs 105 bereitzustellen. Die Navigationsinformationen umfassen bevorzugt Karteninformationen und Verkehrsinformationen. Die Karteninformationen betreffen insbesondere geographische Verläufe von Fahrstraßen, auf denen das Fahrzeug 105 fahren kann, sowie bevorzugt noch weitere Informationen über die Fahrstraßen, beispielsweise eine Straßenklasse, eine zulässige Höchstgeschwindigkeit, eine Anzahl Spuren, Abbiege- oder Haltemöglichkeiten oder dergleichen. Verkehrsinformationen betreffen üblicherweise temporäre Informationen zu einem Verkehrsfluss oder einem Hindernis auf einer Fahrstraße.
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Die Vorrichtung 135 umfasst bevorzugt eine Verarbeitungseinrichtung 140, einen Datenspeicher 145 und eine Kommunikationseinrichtung 150 zur Kommunikation mit einer der externen Stellen 110, 115. Für unterschiedliche externe Stellen 110, 115 können dedizierte Kommunikationseinrichtungen 150 vorgesehen sein. Der Datenspeicher 145 ist dazu eingerichtet, Karteninformationen über ein vorbestimmtes Gebiet aufzunehmen. Mittels der Verarbeitungseinrichtung 140 können die Karteninformationen in Teilen durch Informationen von der ersten externen Einrichtung 110 aktualisiert werden. Verkehrsinformationen der zweiten externen Einrichtung 115 können ebenfalls im Datenspeicher 145 aufgenommen werden.
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Zusätzlich umfasst die Vorrichtung 135 bevorzugt eine Positioniereinrichtung 155 und eine Schnittstelle 160. Die Positioniereinrichtung 155 ist dazu eingerichtet, eine aktuelle geographische Position des Fahrzeugs 105 zu bestimmen, beispielsweise auf der Basis eines globalen satellitengestützten Navigationssystems oder einem Umgebungssensor und eines SLAM-Verfahrens. Über die Schnittstelle 160 können bestimmte Navigationsinformationen an Bord des Fahrzeugs 105 bereitgestellt werden. Die Informationen können an einen menschlichen Fahrer oder an ein Steuersystem an Bord des Fahrzeugs 105 gerichtet sein.
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2 zeigt ein Fahrzeug 105 in einem vorbestimmten geographischen Gebiet 205. Das Fahrzeug 105 befindet sich an einer geographischen Position 210. Um die Position 210 herum ist ein Bereich 215 vorbestimmt, insbesondere als Kreisfläche mit einem vorbestimmten Radius um die Position 210. Eine weitere Kreisfläche mit einem etwas kleineren Radius kann als weiterer Bereich 220 vorbestimmt sein.
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Der Bereich 215 kann beispielsweise einige Kilometer im Durchmesser aufweisen. Das Gebiet 205 kann für die vorliegende Betrachtung als beliebig groß angenommen werden; üblicherweise umfasst das Gebiet 205 eines oder mehrere Länder.
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Es wird davon ausgegangen, dass an Bord des Fahrzeugs 105 Kartendaten bezüglich des gesamten Gebiets 205 vorliegen. Die Kartendaten sind bevorzugt nach Art eines Schachbretts in Kacheln vorbestimmter geographischer Größen und Positionen unterteilt. Beispielsweise können die Kartendaten im NDS (Navigation Data Standard) Format vorliegen, wobei mehrere Schichten von unterschiedlich großen Kacheln vorgesehen sein können.
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Es wird vorgeschlagen, dass Kacheln, die zumindest teilweise den Bereich 215 um das Fahrzeug 105 betreffen, in die Vorrichtung 135 an Bord des Fahrzeugs geladen werden. Bereits geladene Kacheln können in vorbestimmten zeitlichen Abständen auf Aktualität überprüft und gegebenenfalls aktualisiert werden. Wird das Fahrzeug 105 in einem eingeschränkten geographischen Gebiet bewegt, so können Kartendaten für dieses Gebiet aktuell gehalten werden. Bevorzugt werden für den Bereich 215 oder den etwas kleineren Bereich 220 zusätzlich Verkehrsinformationen bereitgestellt. Verkehrsinformationen sind allgemein deutlich weniger umfangreich und können rascher von einer zweiten Stelle 115 als kartenbezogene Daten für ein vergleichbares Gebiet von der ersten externen Stelle 110 heruntergeladen werden.
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Erste beispielhafte Verkehrsinformationen sind als TMC-Daten organisiert, die in vorbestimmten Ortstabellen organisiert sind. Ein Eintrag in einer Ortstabelle betrifft eine Fahrstraße oder einen Abschnitt davon. Zweite beispielhafte Verkehrsinformationen sind als OpenLR-Daten organisiert und geographisch referenziert. Für den Bereich 220 werden bevorzugt die ersten Verkehrsinformationen verwendet; falls erforderlich können die zweiten Verkehrsinformationen verwendet werden.
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Wird bestimmt, dass das Fahrzeug 105 an ein Fahrziel 225 gefahren werden soll, das außerhalb des Bereichs 220 - und außerhalb der aktualisierten Kacheln - liegt, so kann zunächst eine Route 230 auf der Basis der für das Gebiet 205 vorliegenden Kartendaten bestimmt werden. Ein geographischer Verlauf der Route 230 kann bestimmt werden und für den Verlauf können zweite Verkehrsinformationen von der zweiten externen Stelle 115 heruntergeladen werden. Aktualisierte Kartendaten können von der ersten Stelle 110 bei Bedarf geladen werden. Beispielsweise können während der Fahrt des Fahrzeugs 105 entlang der Route 230 stets Kacheln heruntergeladen werden, die eine vorbestimmte Distanz entlang der Route 230 abdecken. Die geladenen Kartendaten passen stets zu den bereits geladenen Verkehrsinformationen, sodass kein Versionskonflikt auftreten kann.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300. Es wird davon ausgegangen, dass zu Beginn des Verfahrens 300 bereits Kartendaten des Gebiets 205 an Bord des Fahrzeugs 105 vorliegen. In einem ersten Schritt 305 kann die aktuelle geographische Position 210 des Fahrzeugs 105 bestimmt werden. In einem Schritt 310 kann der Bereich 215 bestimmt werden, der das Fahrzeug 105 bevorzugt nach Art einer Kreisscheibe mit einem vorbestimmten Radius umgibt.
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In einem Schritt 315 können Kartendaten, die geographische Positionen innerhalb des geographischen Bereichs 215 betreffen, aktualisiert werden. Dazu werden bevorzugt entsprechende Kacheln mit Karteninformationen heruntergeladen. In einem Schritt 320 werden Verkehrsinformationen für den gleichen Bereich 215 oder einen etwas kleineren Bereich 220, der die Position 210 des Fahrzeugs 105 enthält, bereitgestellt. Diese Verkehrsinformationen können alternativ auf eine Ortstabelle bezogen sein, welche eine Fahrstraße umfasst, auf der sich das Fahrzeug 105 aktuell befindet, oder auf geographische Positionen innerhalb des Bereichs 215.
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In einem Schritt 325 kann bestimmt werden, dass kein außerhalb des Bereichs 215 liegendes Fahrziel für das Fahrzeug 105 bekannt ist und die bisher durchlaufenen Schritte können erneut durchlaufen werden.
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Wird andernfalls bestimmt, dass ein vom Bereich 215 entferntes Fahrziel 225 bekannt ist, kann in einem Schritt 330 eine zum Fahrziel 225 führende Route 230 bestimmt werden. Für geographische Punkte auf dieser Route 230 können in einem Schritt 335 Verkehrsinformationen heruntergeladen werden. Dabei werden ausschließlich keine auf eine Ortstabelle bezogenen Verkehrsinformationen, sondern nur solche heruntergeladen, die geographische Positionen entlang der bestimmten Route 230 abdecken. Die Verkehrsformationen können für die gesamte verbleibende Route 230 bis zum Fahrziel 225 bereitgestellt werden.
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Außerdem können in einem Schritt 340 Kartendaten aktualisiert werden, die entlang der bestimmten Route 230 liegen. Es ist zu beachten, dass es ausreichen kann, Kartendaten innerhalb eines vorbestimmten Abstands von der aktuellen Position 210 entlang der Route 230 zu bestimmen. Weitere Kartendaten können bestimmt werden, wenn sich das Fahrzeug 105 weiter entlang der Route 230 bewegt hat. Optional kann auf der Basis der bekannten Verkehrsinformationen die Route 230 neu bestimmt werden. In einem Schritt 345 können die aktualisierten Kartendaten und die bestimmten Verkehrsinformationen zusammengeführt und an einen Fahrer oder ein System an Bord des Fahrzeugs 105 bereitgestellt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- System
- 105
- Fahrzeug
- 110
- erste externe Stelle
- 115
- zweite externe Stelle
- 120
- Verarbeitungseinrichtung
- 125
- Datenspeicher
- 130
- Kommunikationseinrichtung
- 135
- Vorrichtung
- 140
- Verarbeitungseinrichtung
- 145
- Datenspeicher
- 150
- Kommunikationseinrichtung
- 155
- Positioniereinrichtung
- 160
- Schnittstelle / Ausgabeeinrichtung
- 205
- Gebiet
- 210
- geographische Position
- 215
- Bereich
- 220
- weiterer Bereich
- 225
- Fahrziel
- 230
- Route
- 300
- Verfahren
- 305
- Position bestimmen
- 310
- Bereich bestimmen
- 315
- Kartendaten aktualisieren
- 320
- Verkehrsinformationen auf TMC- / OpenLR-Basis
- 325
- Fahrziel bekannt?
- 330
- Route bestimmen
- 335
- Verkehrsinformationen auf OpenLR-Basis
- 340
- Kartendaten aktualisieren
- 345
- Navigationsinformationen bereitstellen
