DE3501039A1

DE3501039A1 - Zielfuehrung bei fahrzeugen

Info

Publication number: DE3501039A1
Application number: DE19853501039
Authority: DE
Inventors: Bernd Dipl.-Ing. 7150 Backnang Ostermann
Original assignee: ANT Nachrichtentechnik GmbH
Current assignee: Bosch Telecom GmbH
Priority date: 1985-01-15
Filing date: 1985-01-15
Publication date: 1986-07-17

Description

Ziel führung bei Fahrzeugen
Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren, welches geeignet ist, ein Fahrzeug zu einem vorbestimmten Ziel zu leiten.
Ein solches Verfahren erleichtet einem ortsunkundigen Fahrzeuglenker, sein Ziel auf möglichst günstigem und schnellem Weg ohne wiederholtes Kartenstudium oder Befragen von Passanten zu erreichen.
Verfahren und Systeme, die diesem Ziel dienen, sind beispielsweise als "Autofahrerleit- und Informationssystem (ALl)" auf Autobahnen und Schnellstraßen und als "Elektronischer Verkehrslotse für Autofahrer (EVA)" in Großstädten und Ballungsräumen bekannt geworden.
Diese bekannten Verfahren sind z.T. nur in bestimmten Bereichen (Autobahnen oder Städte) anwendbar. Sie erfordern entweder eine aufwendige Infrastruktur entlang der Verkehrswege oder komplizierte Ortungssysteme in den Fahrzeugen selbst.
Die Erfindung gibt ein Verfahren an, welches gleichermaßen sowohl innerhalb von Städten und Gemeinden als auch im großflächigen Straßennetz auf Autobahnen und Landstraßen anwendbar ist.
Um ein Fahrzeug von einem Ausgangsort zu einem Zielort, beispielsweise in einer Stadt, zu leiten, müssen zunächst beide Orte möglichst genau bestimmt werden, um anhand eines Straßenführungsplanes (z.B. Stadtplan) den geeigneten Weg zu ermitteln. Auch auf der Fahrt zwichen Ausgangs- und Zielort ist die Kenntnis des jeweiligen Fahrzeug-Standpunktes erforderlich.
Die Grundlage des Verfahrens beruht darauf, daß die einzelnen in das Leitsystem einbezogenen Straßen und/oder Straßenabschnitte eindeutig und voneinander unterschiedlich gekennzeichnet werden. Diese Kennzeichnung kann beispielsweise in einer forlaufenden oder nach einem bestimmten Schema vorgenommenen Numerierung bestehen.
So kann eine bestimmte Ortschaft als Knotenpunkt derart gekennzeichneter Straßen oder Straßenabschnitte beschrieben werden.
Die Beschreibung eines Gebäudes innerhalb einer Ortschaft ergibt sich dann aus der Lage an einem bestimmten Straßenabschnitt, der beispielsweise durch Kreuzungen oder Einmündungen von Straßen begrenzt und durch eine Nummer gekennzeichnet ist, und der Hausnummer.
Anhand der Figuren soll die Erfindung im folgenden näher erläutert werden.
Die Beschreibung des Zielortes und des Ausgangsortes des Fahrzeuges wird einer Verarbeitungs- ;<d Speichereinheit 2' (Figur 1) zugeführt. Enthält diese außerdem einen elektronischen Straßenplan, in welchem die Nummern der Straßen bzw. Straßenabschnitte sowie deren Zusammentreffen an Kreuzungen und Einmündungen enthalten sind, so kann in der Verarbeitungs- und Speichereinheit mittels eines Routensuchprogrammes ein Weg zwischen Ausgangsort und Zielort ermittelt werden und dieser dem Fahrzeuglenker über eine optische und/oder akustische Anzeigeeinheit 3' zur Kenntnis gebracht werden.
Die Verarbeitungs- und Speichereinheit 2' hat darüber hinaus die Aufgabe, aus einer Vielzahl möglicher Fahrstrecken zwischen Ausgangs- und Zielort, den günstigsten Weg herauszufinden und dem Fahrzeuglenker anzuzeigen. Bei der Auswahl des jeweils günstigsten Weges sind beispielsweise folgende Gesichtspunkte zu berücksichtigen: . kürzeste Entfernung geringe Anzahl von Kreuzungen (Ampeln) schnelle Befahrbarkeit aufgrund guten Ausbauzustandes, weniger Kurven, hoher erlaubter Fahrgeschwindigkeit usw.
Verkehrsbelastung auf den einzelnen Abschnitten . Baustellen, Unfälle Einbahnstraßen . Straßensperrungen, Umleitungen Beeinträchtigungen durch Witterungseinflüsse, wie Nebel, Glatteis, Regen, Schneefall . Durchfahrtshöhe und -breite von Bauwerken Brückenbelastbarkeit Um diese Punkte berücksichtigen zu können, müssen entsprechende Informationen zu jedem Straßenabschnitt in der Verarbeitungs- und Speichereinheit 3' zur Verfügung stehen.
Einige Kriterien können durch Kennzeichnung in Form von Prioritätsstufen den Straßenabschnitten beigefügt und bei der Wegesuche berücksichtigt werden. Andere dagegen müssen gen1u erfaßt werden, wie z.B. Länge des Straßenabschnittes, Einbahnstraßen, Durchfahrtshöhe und -breite, Brückenbelastbarkeit, Straßensperrungen.
Die Daten des Straßenplanes mit den langfristig sich nicht ändernden Kriterien der Straßenabschnitte werden in bekannter Weise beispielsweise von magnetischen Datenträgern 4' über eine Leseeinrichtung 5' der Verarbeitungs- und Speichereinheit 2' zugeführt. Diese können z.B. am Stadtrand vorgesehenen ortsfesten Einrichtungen entnommen werden oder durch dort erhältliche entsprechende Speichermedien dem Fahrzeugspeicher eingegeben werden.
Die Eingabe der den Ausgangsort bzw. den Zielort der Fahrt kennzeichnenden Information kann beispielsweise über eine Tastatur 1' erfolgen. Besteht die Kennzeichnung in einer den Sträßenabschnitt bestimmenden Nummer, so ist diese einem diese Numerierung enthaltenden Straßenplan zu entnehmen.
In der Praxis ist eine derartige Kennzeichnungsermittlung anhand eines Straßenplanes oder einer Liste mit nachfolgender Eingabe über eine Tastatur umständlich und birgt die Gefahr, daß gelegentlich fehlerhafte Eingaben gemacht werden und somit das Fahrzeug möglicherweise am falschen Zielort ankommt oder auf erheblichen Umwegen das Ziel erreicht.
Eine erste Verbesserung wird dadurch erreicht, daß die Eingabe des Ausgangsortes und des Zielortes im Klartext als Ortsname und/oder Straßenname und ggf. mit Hausnummer erfolgt.
Dieser Klartext wird in der Verarbeitungs- und Speichereinheit 3' mittels eines Umwerteverzeichnisses in die jeweilige Kennzeichnungsform, die zur Ermittlung der Fahrstrecke erforderlich ist, umgewandelt.
Normalerweise bereitet einem Fahrzeuglenker die Angabe des Zielortes in der beschriebenen Klartextform keine Schwierigkeiten. Dagegen ist es einem ortsunkundigen Autofahrer, der beispielsweise in eine Stadt hineinfährt oder sich irgendwo darin befindet nicht leicht, seinen momentanen Standort mit genügender Genauigkeit festzustellen, um die erforderlichen Angaben über den Ausgangsort der zu ermittelnden Fahrstrecke machen zu können. Dies muß dann über oft schlecht auffindbare Kennzeichnung der Straßennamen und Hausnummer geschehen, was insbesondere bei Dunkelheit sehr schwierig werden kann.
Ein praxisgerechtes Verfahren sollte deshalb in der Lage sein, automatisch den Ausgangsort zu ermitteln und an die Verarbeitungs- und Speichereinheit weiterzuleiten.
Dies geschieht beispielsweise dadurch, daß die zur Standortbestimmung des Fahrzeuges erforderliche Information einer vorzugsweise quer zur Fahrbahn F (Figur 2 bzw. 3) verlaufenden, ortsfesten Strichkodierung K (Figur 3) entnommen wird, die auf, in und/oder im Bereich der Fahrbahn angeordnet ist.
Diese Kodierung kann beispielsweise aus in ihrem Reflexions-oder Leitfähigkeitsverhalten von der übrigen Fahrbahnoberfläche abweichenden Querstrichen bestehen. Die Kodierung der Information kann dabei in an sich bekannter Weise durch die Breite eines oder mehrerer Striche und/oder deren Abstände erfolgen (sogen. Balken-Kodierung K).
Durch Hinzufügen von Prüfinformationen mittels zusätzlicher Bits oder Striche oder durch redundanten Aufbau der Kodierung K kann die Erkennungssicherheit erhöht werden.
Die erfindungsgemäße Kodierung K kann darüber hinaus auch so gestaltet werden, daß daraus ein Rückschluß auf die Fahrtrichtung gezogen werden kann.
Wie in der Figur 2 dargestellt, tastet ein über diese Kodierung K hinwegfahrendes Fahrzeug 6 die Information ab, indem es von einer Quelle 1 Energie - vorzugsweise sichtbare Lichtenergie - auf die Fahrbahn F abstrahlt. Diese wird abhängig von den Reflexionseigenschaften der Fahrbahn F bzw. der aufgebrachten Streifen K unterschiedlich stark reflektiert. Die reflektierte Energie wird von einem Empfänger 2 aufgenommen und einer Auswerteeinrichtung 3 zugeführt. Die Auswerteeinrichtung erkennt aus den vom Empfänger 2 kommenden elektrischen Werten die Breite und/oder die Abstände und/oder die Farbwerte der Streifen und bewertet deren Informationsinhalt.
Über eine Anzeige- und Steuereinheit 4 wird die so gewonnene Information dem Fahrzeuglenker zur Anzeige gebracht und/oder an die Verarbeitungs- und Speichereinheit 2' zur Fahrstreckenermittlung weitergeleitet.
Zur Verbesserung der Auswertesicherheit, d.h. der Genauigkeit der Form-, Breiten- und/oder Abstandsermittlung der Strich-Kodierung K, wird der Auswerteeinrichtung 3 von der Wegstrecken- und/oder Geschwindigkeitsmeßeinrichtung 5 des Fahrzeuges die zur Messung erforderliche Information zugeführt. Dadurch wird auch bei diskontinuierlicher Fahrzeuggeschwindigkeit, die den zeitweiligen Stillstand des Fahrzeuges einschließt, eine Kodeerkennung sichergestellt.
Das beschriebene Verfahren der Standortermittlung kann auch dann angewendet werden, wenn die Strich-Kodierung K seitlich neben der Fahrbahn F senkrecht oder in besonderen Fällen über den Fahrzeugen waagrecht angebracht werden. Die im Fahrzeug befindliche abstrahlende Quelle 1 und der Empfänger 2 müssen lediglich auf die Streifen-Kodierung ausgerichtet sein.
Den bisherigen Betrachtungen lagen Kodestreifen zugrunde, die aufgrund ihres gegenüber ihrer Umgebung unterschiedlichen Reflexionsverhaltens erkennbar sind.
Ebenso sind bei dem Verfahren aktiv ernergiesendende Strich-Kodierungen anwendbar.
Beispiele derartiger Streifensender sind: Lichtbänder, Schlitzantennen, die in, über oder neben der Fahnbahn angeordnet sind.
Vorzugsweise werden die Kodierungen am Anfang und Ende eines durch Kreuzungen oder Einmündungen begrenzten Straßenabschnittes angebracht. Somit kann jeder Straßenabschnitt oder jeder Ort innerhalb eines solchen Straßenabschnittes durch einen bestimmten Kodeinhalt, der sich von den Kodeinhalten an anderen Orten eindeutig unterscheidet, bezeichnet und erkannt werden.
Beispielsweise stellt der Kodeinhalt die zur Kennzeichnung der Straßen bzw. Staßenabschnitte zugeteilte Nummer dar.
Je häufiger derartige ortsfeste Strichkodierungen angebracht werden, umso genauer und häufiger kann die Standortbestimmung durch die Fahrzeuge vorgenommen werden.
Wurde eine Strichkodierung passiert, so kann von dieser ausgehend durch Messung der zurückgelegten Wegstrecke seit Überfahren der letzten Kodierung eine fortlaufende Standortbestimmung bis zur nächsten Strichkodierung erfolgen.
Ein solches Verfahren, bei dem fortlaufend mit hoher Genauigkeit der momentane Fahrzeugstandort festgestellt und vorzugsweise im Klartext angezeigt werden kann, ermöglicht auch während der Fahrt zum Zielort aufgrund eines Vergleiches mit der von der Verarbeitungs- und Steuereinheit 2' vorgeschlagenen Fahrstrecke automatisch Abweichungen von der Sollstrecke festzustellen.
Derartige Abweichungen können dem Fahrzeuglenker beispielsweise durch plötzlich auftretende Behinderungen auf der Sollstrecke aufgezwungen werden.
Aufgrund der Kenntnis des abweichenden Fahrzeugstandortes ist die Verarbeitungs- und Speichereinheit sofort in der Lage, diesen Standort als neuen Ausgangsort zur Ermittlung einer neuen Fahrstrecke zum vorgegebenen Zielort zu benutzen.
Bei jedem Vorgang zur Ermittlung einer solchen Fahrstrecke ist nicht nur die Kenntnis des Ausgangsortes, sondern auch die Startrichtung von besonderer Bedeutung, da hiervon die zu wählende Fahrstrecke wesentlich bestimmt wird. Wie bereits erwähnt, kann durch entsprechende Gestaltung der Strichkodierung auf einfache Weise die erforderliche Richtungsinformation der Verarbeitungs- und Speichereinheit 2' zur Verfügung gestellt werden.
Die Verarbeitungs- und Speichereinheit 2' benutzt zur Ermittlung der Fahrstrecke mittels Routensuchprogramm langfristig sich nicht ändernde Kriterien, die, wie bereits dargestellt, über magnetische, elektrische oder optische Speichermedien der Verarbeitungs- und Speichereinheit 2' zusammen mit dem elektronischen Straßenplan zugeführt werden können.
Würden nicht auch kurzfristig auftretende und möglicherweise nur vorübergehende Gegebenheiten auf den einzelnen Streckenabschnitten, wie beispielsweise Straßensperrungen infolge von Baustellen, in die Optimierung der Fahrstreckenauswahl einbezogen, so wären die Autofahrer künftig zu spontanem Abweichen von der vorgeschlagenen Strecke gezwungen, wenn sie auf eine derartige Sperrung treffen. Damit würden oft Streckenabschnitte, die einem solchen Umleitungsverkehr nicht gewachsen sind, ungeplant sehr stark belastet, wodurch die Gefahr von Verkehrsbehinderungen entstünde.
Andererseits ist es aber auch die Aufgabe eines Zielführungssystems, durch Lenkung des Verkehrs über bestimmte Strecken für eine ausgewogene Verkehrsverteilung zu sorgen und somit zur Verflüssigung des Verkehrs beizutragen.
Kurzfristige Berücksichtigung der Kriterien zur Streckenauswahl kann dadurch erfolgen, daß die entsprechenden Daten über einen Rundfunksender ausgestrahlt, von einem im Fahrzeug ngeordneten Funkempfänger 6', beispielsweise dem Autradio, empfangen und an die Verarbeitungs- und Speichereinheit 2' weitergeleitet werden. Dort werden die den Straßen bzw. Straßenabschnitten zugeordneten Kriterien durch diese Daten ergänzt und/oder ersetzt.

Claims

Patentansprüche Verfahren zur Ermittlung einer Fahrstrecke zwischen einem Ausgangsort und einem Zielort in einem vermaschten Straßennetz, dadurch gekennzeichnet, daß die in mögliche Fahrstrecken einzubeziehenden Straßen bzw. Straßenabschnitte eindeutig und voneinander unterschiedlich gekennzeichnet werden und daß darauf aufbauend und unter Berücksichtigung von Kriterien, die sich beispielsweise aufgrund geographische baulicher, witterungs- und/oder verkehrsbedingter Gegebenheiten ergeben, mittels eines Routensuchprogrammes eine günstige Fahrstrecke ermittelt und angezeigt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennzeichnung der Straßen bzw. Straßenabschnitte vorzugsweise durch Numerierung bewirkt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennzeichnung der Straßen bzw. Straßenabschnitte so vorgenommen wird, daß daraus die geographische Lage erkennbar ist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Ortschaften als Knotenpunkte gekennzeichneter Straßen bzw. Straßenabschnitte bestimmt werden können.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Gebäude durch ihre Lage zu einem gekennzeichneten Straßenabschnitt und gegebenenfalls durch ihre Hausnummer bestimmt werden können.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gekennzeichneten Straßen und/oder deren Knotenpunkte als elektronischer Stadtplan in einem entsprechenden Speichermedium verfügbar ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß den gekennzeichneten Straßen bzw. Straßenabschnitten im elektronischen Stadtplan Informationen über deren Länge, Befahrbarkeit, Verkehrsrichtung, Geschwindigkeitsbegrenzungen, Gewichtsbelastbarkeit, Durchfahrtshöhe und/ oder -breite, Behinderungen durch Baustellen, Sperrungen, Unfälle, Witterungseinflüsse und/oder tages- oder jahreszeitabhängige Verkehrsmöglichkeit beigefügt sind als zusätzliche Kriterien zur Optimierung der Fahrstreckenauswahl.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationen, die als Kriterien zur Optimierung der Fahrstreckenauswahl dienen, den sich ändernden Verhältnissen angepaßt werden.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennzeichnungen des Ausgangsortes und/oder des Zielortes einem mit diesen Kennzeichnungen versehenen Straßenplan entnehmbar sind und mittels einer Eingabevorrichtung beispielsweise einer Tastatur, einer die Fahrstreckenermittlung durchführenden Verarbeitungs- und Speichereinheit zugeführt werden.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennzeichnung des Fahrzeugstandortes und damit auch des Ausgangsortes einer Fahrt einer die Kennzeichnung beinhaltenden Strichkodierung, die auf, in und/oder im Bereich der Fahrbahn angeordnet und von Fahrzeugsensoren abtastbar ist, entnommen wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Strichkodierung und der daraus ableitbaren Straßen bzw. Straßenabschnitte fortlaufend der momentane Fahrzeugstandort festgestellt wird und dieser bezüglich Übereinstimmung mit der vorgeschlagenen Fahrstrecke verglichen wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei Nicht-Übereinstimmung des momentanen Fahrzeugstandortes mit der vorgeschlagenen Fahrstrecke eine neue Fahrstreckenermittlung mittels des Routensuchprogrammes durchgeführt wird, wobei der momentane Fahrzeugstandort als neuer Ausgangsort dient.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Fahrstreckenermittlung durchführende Verarbeitungs- und Speichereinheit im Fahrzeug enthalten ist.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Straßenkennzeichnungen und/oder deren Knotenpunkte und/oder die den Straßen bzw. Straßenabschnitten zugeordneten Informationen, die als Kriterien zur Optimierung der Fahrstreckenauswahl dienen, mittels magnetischer, elektrischer oder optischer Speicher zugeführt und über entsprechende Leseeinrichtungen an die Verarbeitungs- und Speichereinheit übergeben werden.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den Straßen bzw. Straßenabschnitten zugeordneten Informationen, die als Kriterien zur Optimierung der Fahrstreckenauswahl dienen und die nur vorübergehend zu berücksichtigende und/oder sich häufiger ändernde Gegebenheiten beinhalten empfangen, vorzugsweise durch einen Funkempfänger von einem Rundfunksender, und an die Verarbeitungs- und Speichereinheit weitergeleitet werden.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die der Ermittlung der geeigneten Fahrstrecke dienende Verarbeitungs- und Speichereinheit stationär angeordnet ist und die übermittlung der Information über den Ausgangsort, den momentanen Fahrzeugstandort und den Zielort der Fahrt sowie der Information zwischen der Verarbeitungs- und Speichereinheit und der im Fahrzeug befindlichen Anzeigeeinheit auf dem Funkweg zwischen dem Fahrzeug und der stationären Verarbeitungs- und Speichereinheit durchgeführt wird.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Angabe des Ausgangsortes, des momentanen Fahrzeugstandortes während der Fahrt und/ oder des Zielortes im Klartext als Ortsname und/oder Straßenname gegebenenfalls mit Hausnummer über eine Eingabeeinrichtung, beispielsweise eine Tastatur, an die Verabeitungs- und Speichereinheit übermittelt wird und diese den Klartext mit Hilfe eines Umwerteverzeichnisses in die jeweilige Kennzeichnungsform, die zur Ermittlung der Fahrstrecke erforderlich ist, umwandelt.
18. Verfahren insbesondere nach Anspruch 7 mit elektrischem Stadtplan, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Plan am Stadtrand durch stationäre Einrichtungen oder durch entsprechende Speichermedien in den fahrzeugeigenen Speicher eingebbar ist.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der momentane Fahrzeugstandort im Klartext angezeigt wird.