DE60124391T2

DE60124391T2 - Navigationssystem

Info

Publication number: DE60124391T2
Application number: DE60124391T
Authority: DE
Inventors: John Hugh Lymington AGNEW; Vincent Yeoman Group plc Lymington GEAKE
Original assignee: Yeoman Group PLC
Current assignee: Yeoman Group PLC
Priority date: 2000-05-16
Filing date: 2001-05-16
Publication date: 2007-08-30
Anticipated expiration: 2021-05-17
Also published as: EP1285234B1; GB0011797D0; DE60124391D1; AU2001262481A1; ES2275681T3; US20030187573A1; ATE344917T1; WO2001088480A1; EP1285234A1; US20060031007A1; US7742873B2; US6950745B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Bereitstellung einer Navigationsunterstützung für einen Benutzer zum Führen des Benutzers von einem Ursprungsort zu einem gewünschten Bestimmungsort. Die Erfindung betrifft im Einzelnen, obwohl nicht ausschließlich, ein System zur Bereitstellung von Navigationsanweisungen für einen Benutzer über eine mobile Einheit, wie ein Telefon, einschließlich einer geschätzten Ankunftszeit für zukünftige Fahrpläne.
Es wurden bereits Systeme vorgeschlagen, die eine von der Geographie oder der Position abhängige Information für einen mobilen Benutzer bereit stellen. Zwei Haupttypen derartiger Systeme wurden bisher vorgeschlagen. Diese umfassen autonome Systeme, in welchen eine Computereinheit eines Benutzers eine geographische Datenbank umfasst, auf die zugegriffen wird zum Bestimmen der erforderlichen von der Geographie oder der Position abhängigen Informationen; und Systeme mit einer Verwendung einer entfernt angeordneten Computereinheit zur Bestimmung der angemessenen Information, die sodann zu dem Benutzer beispielsweise mittels eines Mobiltelefons übertragen wird. Der wesentliche Nachteil des autonomen Systems besteht darin, dass die Geographie-Datenbank, die zur Bereitstellung der geographischen Information benutzt wird, in der Computereinrichtung (Computeranlage) des Benutzers gespeichert ist, so dass diese sehr schnell an Aktualität verliert, wenn Änderungen in Bezug auf die Geographie und Landschaft auftreten. Es ist daher erforderlich, diese Datenbank auf einer korrekten Basis zu erneuern, wobei dies für den Benutzer unbequem ist und für die Bereitsteller dieses Dienstes Kosten verursacht. Während das System mit der Verwendung eines entfernt angeordneten Servers dieses Problem löst, weisen die bislang vorgeschlagenen Systeme mit der „Kunden-Server"-Anordnung eine begrenzte Funktionalität auf und tendieren dazu, die schnellste Route und die schnellsten Ankunftszeiten auf der Basis der nationalen Geschwindigkeitsbegrenzungen oder der durch den Benutzer bestimmten Bevorzugungen (Vorlieben) für Geschwindigkeiten auf verschiedene Arten von Straßen zu bestimmen. Derartige Annäherungen bzw. Schätzungen führen jedoch nicht in den meisten praktischen Situationen zu den besten Ergebnissen.
Die Druckschrift US-A-5 610 821 offenbart ein System zur Berechnung optimaler Routen zu gewünschten Bestimmungsorten für eine Anzahl von mobilen Benutzereinrichtungen. Die Routenberechnung wird unter Verwendung statischer Daten durchgeführt, die ein Straßennetzwerk beschreiben bzw. definieren, sowie erwartete Verzögerungszeiten in Verbindung mit jedem Straßensegment. Die erwartete Verzögerungszeit für ein Straßensegment wird auf dynamische Weise auf der Basis tatsächlicher Verzögerungszeiten aktualisiert, die bei anderen Benutzern in Verbindung mit diesem Straßensegment aufgetreten sind.
Die Druckschrift EP-A-0 959 443 beschreibt ein Navigationssystem für Motorfahrzeuge, bei welchem ein gegenwärtiger Ort und ein gewünschter Bestimmungsort in einen zentralen Navigationscomputer eingegeben werden. Der zentrale Navigationscomputer berechnet sodann die beste Route zu dem gewünschten Bestimmungsort unter Verwendung des statischen Straßennetzwerks, das das Straßennetzwerk definiert, und fügt sodann eine vorausgesagte Verzögerung entlang jeder Route hinzu. Das System bestimmt danach die beste Route in Verbindung mit derjenigen Route, die die kürzeste Verzögerung aufweist.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein alternatives Routenführungssystem bereit zu stellen, das eine verbesserte Routenführungsinformation gewährleistet.
Gemäß einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Navigationsführungssystem bereit mit einer Einrichtung zur Speicherung von Daten zur Bestimmung eines Straßennetzwerks innerhalb eines geographischen Bereichs,
einer Einrichtung zur Speicherung von Daten zur Bestimmung einer Geschwindigkeits-Zeit-Kennlinie für Straßen auf dem Straßennetzwerk, wobei die Geschwindigkeits-Zeit-Kennlinie Verkehrsgeschwindigkeiten entlang der Straße in dem Netzwerk zu verschiedenen Zeiten definiert,
einer Einrichtung zum Empfangen von Daten von einem Benutzer zur Bestimmung eines Fahrplans einschließlich eines Ursprungsorts, eines Bestimmungsorts und einer vorgeschlagenen Fahrzeit, und
einer Routenbestimmungseinrichtung, die umfasst:

(i) eine Einrichtung zur Bestimmung von Verkehrsgeschwindigkeiten für die Straßen auf dem Straßennetzwerk bei der vorgeschlagenen Fahrzeit unter Verwendung der Daten zur Bestimmung der Geschwindigkeits-Zeit-Kennlinie, und
(ii) eine Einrichtung zur Bestimmung einer schnellsten Route von dem Ursprungsort zu dem Bestimmungsort, der in dem Fahrplan bei der vorgeschlagenen Fahrzeit definiert ist, unter Verwendung der Daten zur Bestimmung des Straßennetzwerks und der vorbestimmten Verkehrsgeschwindigkeiten für die Straßen des Straßennetzwerks. Ein derartiges System ermöglicht es dem Benutzer, eine genaue Routenführungsinformation für zukünftige Fahrpläne zu erhalten, und kann dem Benutzer eine gewünschte Abfahrtszeit bereit stellen, mit dem Ziel, an dem Bestimmungsort zu einer gewünschten Ankunftszeit anzukommen.

Beide Ausgestaltungen und Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Figuren beschrieben. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung eines Navigationssystems, das die vorliegende Erfindung verkörpert,
2 eine teilweise Schnittansicht zur Veranschaulichung des Inneren eines Motorfahrzeugs gemäß der Darstellung in 1, mit der Darstellung eines Mobiltelefons, das in einer in dem Motorfahrzeug angeordneten Halteeinrichtung getragen wird,
3 ein schematisches Blockschaltbild des in 2 gezeigten Mobiltelefons,
4 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung der Hauptkomponenten einer Navigationssteuerungszentrale, die Teil des in 1 gezeigten Systems ist und zur Berechnung einer Route von einem spezifischen Ursprungsort (Startort) zu einem spezifischen Endort (Ziel) verwendet wird,
5a eine Geschwindigkeitszeitdarstellung zur Veranschaulichung einer statischen Geschwindigkeitskennlinie, die zur Definition der Fahrgeschwindigkeit für ein Straßensegment verwendet werden kann,
5b eine Geschwindigkeitszeitdarstellung zur Veranschaulichung einer Geschwindigkeitskennlinie mit zeitveränderlicher Geschwindigkeit, die verwendet werden kann zur Definition der Fahrgeschwindigkeit für das Straßensegment,
5c eine Geschwindigkeitszeitdarstellung zur Veranschaulichung einer dynamischen Änderung einer Geschwindigkeitskennlinie, die verwendet werden kann zur Definition der Fahrgeschwindigkeit für ein Straßensegment,
6 eine schematische Blockdarstellung zur Veranschaulichung der Hauptkomponenten eines Fahranweisungserzeugungssystems, das Teil der Navigationssteuerungszentrale gemäß der Darstellungen in 1 ist, und das verwendet wird zum Umwandeln der von dem in 4 gezeigten System erhaltenen Routenführungsinformation in für den Benutzer verständliche Anweisungen,
7 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung der Hauptkomponenten eines Routenüberwachungssystems, das Teil des Navigationssteuerungszentrums gemäß der Darstellung in 1 ist, und
8 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung der Ablaufschritte zur Durchführung mittels des in 7 gezeigte Routenüberwachungssystems.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Navigationssystems zur Bereitstellung einer Navigationsinformation an den Benutzer in einem Motorfahrzeug 2 zum Führen des Benutzers zu einem ausgewählten Bestimmungsort. Die Navigationsinformation wird für den Benutzer durch eine Navigationssteuerungszentrale 11 in Abhängigkeit von einer durch den Benutzer durchgeführten Anforderung bereit gestellt. In diesem Ausführungsbeispiel werden sowohl die Anforderung als auch die nachfolgend bestimmte Navigationsinformation zwischen dem Benutzer und der Navigationssteuerungszentrale mittels des Mobiltelefons 3 (das in 2 dargestellt ist und in einer Halteeinrichtung 5 angeordnet und durch einen Anschluß an den Zigarettenanzünder 7 mit Leistung versorgt wird) des Benutzers, der Mobilstation 9 und des Telefonvermittlungsnetzwerks 12 übertragen. Die Navigationssteuerungszentrale 11 hält zeitbezogene Modelle bezüglich der tatsächlichen Verkehrsgeschwindigkeiten in einer Straßendatenbank bereit, die auf jedem Teil bzw. Abschnitt der Straße erwartet werden. Dies ermöglicht der Navigationssteuerungszentrale 11 die Bereitstellung relativ genauer Routenführungsinformationen zu einem ausgewählten Bestimmungsort für den Benutzer, auch während der verkehrsstarken Zeiten ("rush hour") oder auch bei verkehrsschwachen Zeiten. Dies versetzt das System in die Lage, in genauer Weise die Zeit zu berechnen, zu der der Benutzer bei dem Anfangsort bzw. Startort losfahren soll, um bei dem Bestimmungsort zu einer geforderten Ankunftszeit anzukommen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst das Telefon des Benutzers oder das Fahrzeug ebenfalls einen GPS-Empfänger zum Empfangen einer Information bezüglich Positionen, Geschwindigkeiten und Fahrstrecke über Grund, die aus Signalen abgeleitet werden, die von Satelliten 10 empfangen werden. Diese Information wird ebenfalls zu der Navigationssteuerungszentrale 11 mittels der Telefonverbindung übertragen, so dass die Navigationssteuerungszentrale 11 den Ort des Benutzers über die vorbestimmte Route verfolgen und den Benutzer mit erneuerter bzw. aktueller Routenführungsinformation entsprechend dem Bedarf versorgen kann.
Die Navigationssteuerungszentrale 11 kann Navigationsanfragen von einer Anzahl unterschiedlicher von Benutzern empfangen, die jeweils Mobiltelefone 3 (oder gleichartige Kommunikationseinrichtungen) besitzen, und kann sodann die angemessenen Navigationsanweisungen zu dem jeweiligen Benutzer zurück übertragen. Die Art der Anfrage, auf die die Navigationssteuerungszentrale 11 antworten kann, umfassen:

i) Wo befinde ich mich?
ii) Wo ist die nächste Tankstelle, das nächste Restaurant, usw. ?
iii) Wie komme ich von Lymington, Oxford, zu der nächsten Tankstelle usw.?
iv) Welches ist die kürzeste Route, die schnellste Route oder die Route mit der besten Aussicht, um von meiner gegenwärtigen Position zur Stadt X zu gelangen?
v) Wenn ich bei der Stadt X zu einer Zeit T ankommen möchte, wann muss ich in der Stadt Y losfahren?

Die durch die Navigationssteuerungszentrale F zu dem Mobiltelefon 3 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel übertragene Navigationsinformation umfasst mit Sprache zusammengesetzte (synthetisierte) Anweisungen, die für den Benutzer mittels des im Mobiltelefon 3 befindlichen Lautsprechers ausgegeben werden.
3 veranschaulicht weitere Einzelheiten der Hauptkomponenten des Mobiltelefons 3 zur Verwendung durch den Benutzer in Verbindung mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Gemäß der Darstellung umfasst das Mobiltelefon 3 eine Telefontransceiverschaltung 13 (Telefon-Sende/Empfänger-Schaltung), die betreibbar ist zum Empfangen von Sprachdaten von der Basisstation 9 und zum Übertragen der Sprachdaten zu der Basisstation 9 über die Kommunikationsantenne 17. Die über die Basisstation 9 empfangenen Sprachdaten werden durch den Telefontransceiver 31 dekodiert und an den Lautsprecher 16 ausgegeben. In gleicher Weise werden die Sprachsignale des Benutzers mittels des Mikrofons 15 in ein entsprechendes elektrisches Signal umgewandelt, das mittels des Telefontransceivers 13 in Sprachdaten kodiert wird und das zu der Basisstation 9 mittels der Antenne 17 übertragen wird.
Das Mobiltelefon 3 umfasst ferner eine Zentralverarbeitungseinheit (Zentraleinheit, CPU) 23, eine Anzeigeeinrichtung 19 und eine Tastatur (Eingabetastatur) 21. Die Eingabetastatur 21 ermöglicht es dem Benutzer, die Nummer des anzurufenden Teilnehmers einzugeben, so wie die Eingabe einer beliebigen Textanfrage, die an die Navigationssteuerzentrale 11 zu senden ist. In der üblichen Darstellung bekannter Telefone wird während eines Wählvorgangs die durch den Benutzer eingegebene Nummer aus der Anzeigeeinrichtung zur Bestätigung dieses Ablaufs angezeigt. Hat der Benutzer die zu wählende Nummer bestätigt, dann reicht die Zentraleinheit CPU 23 die angemessene Signalisierungsinformation zu dem Telefontransceiver 13 weiter zur Übertragung zu der Basisstation 9, um auf diese Weise eine entsprechende Telefonverbindung aufzubauen. Das Mobiltelefon 3 umfasst ferner einen Speicher (Speichereinrichtung) 31 einschließlich eines Speichers RAM, der einen Arbeitsspeicher für das Telefon bereit stellt, so wie einen Speicher ROM, der Benutzertelefonnummern und Steuerungsprogramme (Software) zur Steuerung des Betriebs des Telefons 3 speichern kann.
Gemäß der Darstellung in 3 umfasst das Mobiltelefon 3 in Verbindung mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ebenfalls eine Positioniereinheit 25 (die in dem vorliegenden Fall ein GPS-Empfänger ist), die betreibbar ist zum Empfangen von GPS-Satellitensignalen mittels der GPS-Antenne 27. Die Positioniereinheit 25 stellt für die Zentraleinheit CPU ein Positionssignal, ein Geschwindigkeitssignal bezüglich der Geschwindigkeit über Grund und ein Fahrstreckenverlaufssignal über Grund (course over ground, COG) bereit, die ständig erneuert werden (beispielsweise alle Sekunden oder dergleichen), während das Mobiltelefon 3 eine direkte Kommunikationsverbindung mit einer ausreichenden Anzahl von GPS-Satelliten 10 hat. Das Mobiltelefon 3 umfasst ferner einen Azimuthsensor 29, der eine Angabe bezüglich der gegenwärtigen Orientierung des Mobiltelefons 3 relativ zu einer Bezugspeilung, wie beispielsweise Norden, bereit stellt. Diese Orientierungsinformation wird ebenfalls der Zentraleinheit CPU 23 übermittelt, die diese Information in der Speichereinrichtung 31 speichert. Die gespeicherte Position und die Orientierungsinformation werden sodann zu der Navigationssteuerungszentrale 11 automatisch oder entsprechend einer Aufforderung zur Durchführung dieses Vorgangs durch die Steuerungszentrale 11 übertragen.
4 zeigt eine schematische Blockdarstellung zur Veranschaulichung der Hauptkomponenten der Navigationssteuerungszentrale 11, die verwendet wird zur Bestimmung einer Route von einem Ursprungsort (de. H. einem Startort) zu einem Endort für eine bestimmte Zeit für den Start oder das Ende der Reise bzw. der Fahrt. Gemäß der Darstellung umfasst das System ein Callcenter 41, das als eine Schnittstelle zwischen dem Benutzer und dem Routenberechnungssystem dient. Das Callcenter 41 kann vollständig automatisch betrieben werden, oder kann einen menschlichen Bediener (Operator) umfassen. Falls das Callcenter 41 in automatischer Weise arbeitet, dann ist es für den auf diesem Gebiet tätigen Fachmann ersichtlich, dass es eine angemessene Spracherkennungsschaltung und/oder eine Textverarbeitungsschaltung aufweisen muss zum Umwandeln der Navigationsanfrage des Benutzers in angemessenen Daten, die mittels des Routenberechnungssystems verarbeitet werden können. Gemäß der Darstellung empfängt ferner das Callcenter 41 eine Eingabe von einer Benutzervorzugsdatenbank 43, die, neben anderen Dingen, ein bevorzugtes Format der Navigationsanweisung für jeden Benutzer definiert (beispielsweise ob Entfernungen zur Ausgabe von dem Benutzer in Meilen oder Kilometern anzugeben sind). Das Callcenter 41 kann ebenfalls Benutzervorlieben bzw. Benutzerbevorzugungen innerhalb der Datenbank 43 in Abhängigkeit von Befehlen einstellen, die vom Benutzer empfangen werden.
In Abhängigkeit von dem Empfangen einer Navigationsanforderung gibt das Callcenter 41 den vom Benutzer definierten Start- und Endort an eine Geocodierungseinheit 45 aus, die die durch den Benutzer definierten Orte (beispielsweise in Form von Platznamen, Postleitzahlen, Telefonnummern und dergleichen) in Längen und Breitenkoordinaten umwandelt, und dieses zusammen mit einer definierten Start- oder Endezeit für die Reise bzw. Fahrt zu einer Routenberechnungseinheit 47 übermittelt. Die Routenberechnungseinheit 47 berechnet sodann die angemessene Route von dem Startort zu dem Endort unter Verwendung der Daten einer Straßennetzwerkdatenbank 49, der Daten der Verkehrsdatenbank 41 und der durch den Benutzer eingegebenen Vorlieben bzw. Bevorzugungen aus der Datenbank 43 der Bevorzugungen des Benutzers.
Die Straßennetzwerkdatenbank 49 beinhaltet Daten zur Definition der Verbindungsmöglichkeit der verfügbaren Straßensegmente (Straßenabschnitte), der Segmentlänge, der Richtung der Straßen und der Straßennamen, von denen das Straßensegment einen Teil bildet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel führt die Routenberechnungseinheit 47 keine direkte Navigation durch die Daten in der Straßennetzwerkdatenbank 49 durch, da diese im Allgemeinen mehr Information (wie die Straßennamen und dergleichen) aufweist, als es unbedingt erforderlich ist zur Berechnung der Route, und es führt dies in diesem Fall zu einer langsameren Navigation. Anstelle dessen wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein Satz von graphischen Dateien 53 aus den in der Straßennetzwerkdatenbank 49 gespeicherten Daten erzeugt, die die verfügbaren Straßensegmente, ihre Verbindungsmöglichkeit, ihre Richtung und ihre Länge definieren. Gemäß der Darstellung in 4 kann die Straßennetzwerkdatenbank 49 durch Zuführung externer Daten erneuert bzw. aktualisiert werden. Diese Datenergänzung kann beispielsweise von staatlichen Stellen stammen, die mit der Straßenplanung in Verbindung stehen, wenn neue Straßen gebaut werden oder wenn bestehende, in beide Richtungen zu befahrende Straßen in Einbahnstraßen oder umgekehrt umgewandelt werden. Die Verkehrsdatenbank 51 steht in Verbindung mit der Straßennetzwerkdatenbank 49 und stellt eine erwartete Verkehrsgeschwindigkeit für jedes Straßensegment gemäß einer Speicherung in der Straßennetzwerkdatenbank zu jeder definierten Tageszeit, und entsprechend des Tages der Woche und der Jahreszeit in Relation zu weiteren anderen Faktoren bereit, die die Straßengeschwindigkeit beeinflussen können, wie beispielsweise Schulferien, geplante Straßenreparaturen (Baustellen), sonstige jährliche Ereignisse und dergleichen. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Verkehrsdatenbank 51 ebenfalls Daten, die für die Routenberechnungseinheit 47 nicht erforderlich sind. Zur Beschleunigung des Routenberechnungsablaufs werden aus der Verkehrsdatenbank 41 zur Verwendung durch die Routenberechnungseinheit 47 angemessene Straßengeschwindigkeitsdaten 55 extrahiert bzw. herausgegriffen. Die extrahierten Straßengeschwindigkeitsdaten definieren für jedes Straßensegment bzw. für jeden Straßenabschnitt die Straßensegmentidentifikation (id), die Richtung des Fahrens auf dem Straßensegment, die Fahrzeit entlang des Straßensegments und die Geschwindigkeit des Verkehrsflusses auf diesem Segment zu der entsprechenden Zeit. Die Routenberechnungseinheit 47 kann sodann diese Art der Geschwindigkeitsdaten 55 zusammen mit den graphischen Dateien 53 verwenden zur Berechnung der schnellsten Route von dem spezifizierten Startort (Ursprungsort) zu dem spezifizierten Endort unter Aufrechterhaltung eines Datensatzes der erwarteten Jahreszeit während der Route unter Verwendung der spezifizierten Start- oder Endezeit für die Fahrt, der Straßengeschwindigkeiten und der Straßensegmentlängen (Abschnittslängen).
In diesem Ausführungsbeispiel kann die Verkehrsdatenbank 51 ständig oder entsprechend einer zeitweiligen Basis unter Verwendung realer Zeitdaten erneuert bzw. aktualisiert werden, um zeitweilige Straßengeschwindigkeitsveränderungen in Folge beispielsweise Straßenverkehrsunfällen, Straßensignalausfällen, zeitweiligen Reparaturarbeiten (Baustellen) usw. zuzulassen. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Verkehrsdatenbank 41 durch eine Verkehrsdatensteuerungseinrichtung 57 aktualisiert, die die Daten erzeugt, die in der Verkehrsdatenbank 51 ständig oder zeitweilig gespeichert werden. Die Verkehrssteuerungseinrichtung 57 kann die definierten Straßengeschwindigkeiten von externen Quellen wie einem Automobilclub (Automobile Association, AA) erhalten, oder es können derartige Geschwindigkeiten von Daten abgleitet werden, die von externen Quellen wie einem in dem Vereinigten Königreich (UK) verfügbaren „Traffic Master System" empfangen werden können. Beispielsweise kann ein Muster von während der täglichen Zeiten mit hohem Verkehrsaufkommen beobachteten Straßengeschwindigkeiten durch die Verkehrsdatensteuerungseinrichtung 57 für eine permanente Aufnahme in die Verkehrsdatenbank 51 modelliert werden.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die Verkehrsdatensteuerungseinrichtung 57 ebenfalls betreibbar zum Voraussagen von Verkehrsströmen in der nahen Zukunft (beispielsweise über die nächsten mehreren Stunden) auf der Basis eines beobachteten Verkehrsflusses oder von Verkehrsereignissen unter Verwendung vorbestimmter Regeln. 5 veranschaulicht eine Anzahl unterschiedlicher Geschwindigkeitszeitkennlinien, die für jedes Straßensegment (Abschnitt) in der Verkehrsdatenbank gespeichert werden können.
Im Einzelnen zeigt 5a eine konstante (gleichförmige) Geschwindigkeitszeitkennlinie, die für ein Straßensegment gespeichert ist, bei welchem die Verkehrsgeschwindigkeit keiner Änderung unterliegt. Dieser Typ der statischen Geschwindigkeitszeitkennlinie ist der Typ der Kennlinie, die von bekannten Navigationssystemen verwendet wird, und wird üblicherweise entweder durch die Bevorzugungen des Benutzers oder durch nationale Geschwindigkeitsbegrenzungen für dieses Straßensegment definiert.
5b zeigt eine Darstellung (Ausdruck) zur Veranschaulichung einer Geschwindigkeitszeitkennlinie mit veränderlicher Geschwindigkeit, wobei im Einzelnen veranschaulicht wird, wie sich die Verkehrsgeschwindigkeit innerhalb eines Straßensegments im Verlauf der Zeit ändert. Die Geschwindigkeitszeitkennlinie gemäß der Darstellung in 5 kann beispielsweise der Geschwindigkeitszeitkennlinie für ein Straßensegment während einer Zeitdauer von 24 Stunden entsprechen, wobei zwei Absenkungen (Vertiefungen) 60 und 62 in der Kennlinie die morgendlichen und abendlichen Zeiten mit hohem Verkehrsaufkommen bezeichnen, während der die Geschwindigkeit auf dem Straßensegment vermindert ist. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine unterschiedliche Geschwindigkeitszeitkennlinie für jeden Tag des Jahres in der Verkehrsdatenbank 51 für jedes Straßensegment gespeichert, das in der Straßennetzwerkdatenbank 49 definiert ist.
Schließlich veranschaulicht 5c eine Geschwindigkeitszeitkennlinie mit zeitweiliger Geschwindigkeitsänderung, die als ein Modell bezüglich der erwarteten Verkehrsgeschwindigkeit auf einem Straßensegment nach einer beobachteten Änderung in der gleichförmigen Straßensegmentgeschwindigkeit (die beispielsweise in Folge eines Verkehrsunfalls auf dem Straßensegment auftreten kann) verwendet werden kann. Die Form der in der 5c gezeigten Kennlinie kann auf eine Anzahl unterschiedlicher Arten bestimmt werden. Beispielsweise kann die Dämpfungsform durch ein einfaches Modell erster Ordnung mit einigen vorbestimmten Konstanten (beispielsweise zwei Stunden) modelliert werden. Ein feiner ausgeführtes Modell kann zum Einbeziehen weiterer Kenntnisse bezüglich des Unfalls (wie ein durch die Polizei ausgegebener Verkehrsreport bzw. ausgegebene Verkehrsnachrichten) verwendet werden. Steuert ferner die Navigationssteuerungszentrale 11 die Bewegung einer erheblichen Anzahl von Benutzern in dem betroffenen Bereich, dann kann auf diese Weise auch auf den Verkehrsfluss in der Nähe des Unfalls direkt Einfluss genommen werden. Somit kann die Verkehrsdatensteuerungseinrichtung 57 eine angemessene Form (Verlauf) der Geschwindigkeitszeitkennlinie für die verschiedenen Straßensegmente auf der Basis dieser zusätzlichen Kenntnis und der geplanten Route der anderen Straßenbenutzer bestimmen. In diesem Ausführungsbeispiel weisen Geschwindigkeitszeitkennlinien mit zeitweiligen Geschwindigkeiten, wie sie beispielsweise in 5c dargestellt sind, Vorrang auf gegenüber den Tageskennlinien, die für jedes Straßensegment gespeichert sind.
Gemäß der Darstellung in 4 ist die Ausgabe der Straßenberechnungseinheit 47 eine Segmentliste, die eine geordnete Sequenz von Straßensegmentidentifikationen zur Bestimmung der Route aufweist, die von dem spezifizierten Startort zu dem spezifizierten Endort zu nehmen ist. Falls es erforderlich ist gibt die Routenberechnungseinheit 47 ebenfalls die Ankunftszeit bei dem spezifizierten Endort aus, falls der Benutzer die Startzeit für die Fahrt angibt, oder es erfolgt die Ausgabe einer erforderlichen Startzeit für die Fahrt, falls der Benutzer eine erforderliche Ankunftszeit bei dem Bestimmungsort definiert. Die Segmentliste 59 wird sodann in eine angemessene Fahranweisung für den Benutzer umgewandelt.
Die Hauptkomponenten der Navigationssteuerungszentrale 11 zur Erzeugung der Fahranweisungen sind in 6 gezeigt. Gemäß dieser Darstellung umfasst das System einen Fahranweisungsgenerator 61, der die mittels der Routenberechnungseinheit 47 erzeugte Segmentliste 59 zusammen mit beliebigen Benutzerbevorzugungen aus der Benutzerbevorzugungsdatenbank 43 empfängt, so wie Daten der Straßennetzwerkdatenbank 49 für die durch die Segmente in der Segmentliste 59 definierten Straßen. Der Fahranweisungsgenerator 61 empfängt ebenfalls Daten einer Leitsystemdatenbank 63 von Landmarkendatenbank 65. Die Leitsystemdatenbank 63 speichert den Ort und den Inhalt der Verkehrszeichen, die entlang der Seite der in der Straßennetzwerkdatenbank 49 definierten Straßen angeordnet sind, und die Landmarkendatenbank 65 speichert die Orte und die Charakteristika verschiedener Landmarken entlang der Straßen, die in der Straßennetzwerkdatenbank 49 definiert sind.
Während des Betriebs empfängt der Fahranweisungsgenerator 61 die Segmentliste 59 von der Routenberechnungseinheit 47 zusammen mit beliebigen Benutzerbevorzugungen aus der Benutzerbevorzugungsdatenbank 43. Unter Verwendung der Straßensegmentidentifikationen, die in der Segmentliste 59 enthalten sind, gewinnt der Fahranweisungsgenerator 61 die angemessenen bzw. geeigneten Straßen und Kreuzungen, die zu überqueren sind, für die berechnete Route aus der Straßennetzwerkdatenbank 49. Der Fahranweisungsgenerator 61 gewinnt ebenfalls angemessene Leitsystemdaten aus der Leitsystemdatenbank 63 und Landmarkdaten aus der Landmarkendatenbank 65 zur Erzeugung einer Liste von Fahranweisungen, die in geeigneter Form für den Benutzer ausgegeben werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die auf diese Weise erzeugten Fahranweisungen in einer Fahrplandatenbank 67 zusammen mit den Fahranweisungen für andere Navigationsanfragen des Benutzers gespeichert. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Fahranweisungen, die durch den Fahranweisungsgenerator 61 erzeugt werden, Textanweisungen, die zu dem Mobiltelefon des Benutzers als eine Textnachricht übertragen werden können, oder die in eine Sprache entweder mittels eines Text-Sprachumwandlers oder durch einen menschlichen Bediener umgewandelt werden können. Besteht beispielsweise die Anfrage des Benutzers darin, eine Anweisung zu erhalten, um von dem Flughafen London Heathrow nach Cambridge zu gelangen, dann können die bestimmten Fahranweisungen wie folgt aussehen:
Bitte Straße Northbound M4 benutzen;
Bei Kreuzung 4 auf der M4 ausfahren und auf M25 Richtung Rickmansworth fahren;
Bei Kreuzung 27 der M25 abfahren auf die Northbound M11, und
bei Kreuzung 13 der M11 abfahren auf die A1303 bis zur Ankunft in Cambridge.
In diesem Ausführungsbeispiel werden die erzeugten Fahranweisungen nicht alle gleichzeitig für den Benutzer herunter geladen. Anstelle dessen überwacht das Callcenter einen 41 die Position des Benutzers und stellt die angemessenen bzw. geeigneten Fahranweisungen nacheinander für den Benutzer (jeweils eine zu einer bestimmten Zeit) bereit, wenn der Benutzer entlang der berechneten Route fortschreitet. Wie es vorstehend angegeben ist, wird dieser Positionsinformation durch den GPS-Empfänger bereit gestellt, der in dem Mobiltelefon 3 des Benutzers vorgesehen ist.
Wie es vorstehend angegeben ist, kann die Navigationssteuerungszentrale die Navigationsanfragen bezüglich zukünftiger Fahrpläne verarbeiten und kann geschätzte Abfahrtszeiten bereit stellen, um bei dem ausgewählten Bestimmungsort bei einer vorbestimmten Ankunftszeit anzukommen. Es können jedoch die Straßengeschwindigkeitsdaten erneuert werden, nachdem das System den Benutzer mit einer Antwort bezüglich seiner anfänglichen Anfrage versorgt hat. In diesem Fall ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Navigationssteuerungszentrum 11 in der Weise betreibbar, dass jede Navigationsanfrage und die bestimmte Segmentliste, die Fahranweisungen, die Abfahrtszeit und die Ankunftszeit in der Fahrplandatenbank 67 gespeichert werden, so dass jeder der Fahrpläne in Verbindung mit aktualisierten Straßengeschwindigkeitsdaten nochmals bearbeitet werden kann. In diesem Ausführungsbeispiel bezeichnet die nochmalige Bearbeitung nicht die Neuberechnung einer neuen Route unter neu eingegangenen Straßengeschwindigkeitsdaten, sondern es erfolgt eine Neuberechnung der Ankunftszeit für die zuvor berechnete Route unter Verwendung der aktualisierten Straßengeschwindigkeitsdaten und der zuvor berechneten Abfahrtszeit. Im Ergebnis kann die Berechnung für eine Vielzahl von Navigationsanfragen schnell durchgeführt werden. Hat sich die Ankunftszeit erheblich verändert, dann kann eine angemessene Warnung an den Benutzer ausgegeben werden, so das dieser die Abfahrtszeit in entsprechender Weise ändern kann.
Die Hauptkomponenten des Navigationssteuerungszentrums zur Durchführung dieser Überwachungsfunktion sind in 7 gezeigt, und 8 zeigt die durchzuführenden bzw. zu verarbeitenden Ablaufschritte. Gemäß der Darstellung in 7 umfasst das System eine Routenüberwachungseinheit 71, die gemäß Schritt S1 die Segmentliste 59 zusammen mit den Benutzerbevorzugungen der Benutzerbevorzugungsdatenbank 43 so wie die aktualisierten Straßengeschwindigkeitsdaten 55 empfängt. Unter Verwendung dieser Information berechnet gemäß Schritt S3 die Routenüberwachungseinheit 71 die neue Ankunftszeit bei dem spezifizierten Bestimmungsort von der gegenwärtigen Position des Benutzers oder von dem spezialisierten Startort (Ursprungsort) und der Abfahrtszeit, falls der Benutzer noch nicht abgefahren ist. Die neue Ankunftszeit, die durch die Routenberechnungseinheit 71 berechnet wird, wird sodann zu einer Vergleichseinheit 73 ausgegeben, die gemäß Schritt S5 die neue Ankunftszeit mit der zuvor definierten Ankunftszeit 75 vergleicht. Das Vergleichsergebnis wird sodann zu einer Entscheidungseinheit 77 ausgegeben, die gemäß Schritt S7 einen Vergleich hinsichtlich der Änderung der Ankunftszeit mit einem vorbestimmten Schwellenwert (Th) durchführt. Ist die Änderung der Ankunftszeit kleiner als der vorbestimmte Schwellenwert, dann ergreift die Entscheidungseinheit keine weitere Maßnahme, und der Ablauf endet für diese Route. Ist jedoch die Änderung der Ankunftszeit größer als der Schwellenwert (ist beispielsweise die neue Ankunftszeit eine halbe Stunde später oder eine halbe Stunde früher als die zuvor definierte Ankunftszeit), dann bestimmt die Entscheidungseinheit 75 gemäß Schritt S9, ob der Benutzer bereits abgefahren ist und sich auf der Route befindet (es erfolgt eine Bezugnahme auf die vorgeschlagene Abfahrtszeit und die gegenwärtige Zeit, die durch die Uhr 79 bereit gestellt wird). Ist er noch nicht abgefahren und hat der Benutzer entweder eine gewünschte Ankunftszeit oder eine Abfahrtszeit bestimmt, dann informiert gemäß Schritt S11 die Entscheidungseinheit 75 den Benutzer (über das Callcenter 41) bezüglich einer erneuerten bzw. aktualisierten Abfahrtszeit (um bei dem Bestimmungsort zu der erforderlichen Ankunftszeit anzukommen) oder eine aktualisierte Ankunftszeit (falls der Benutzer die Fahrt zu der spezifizierten Abfahrtszeit antritt).
Falls die Entscheidungseinheit 75 in Schritt S9 bestimmt, dass der Benutzer 3 abgefahren ist und sich auf der Route befindet, dann erfolgt gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Anweisung an die Routenberechnungseinheit 47 zum Neuberechnen der schnellsten Route zu dem gewünschten Bestimmungsort von der gegenwärtigen Position des Benutzers. Bestimmt gemäß Schritt S13 die Routenberechnungseinheit 47, dass eine schnellere Route vorliegt, dann informiert gemäß Schritt S15 die Bestimmungseinheit 75 den Benutzer bezüglich der neuen Route, und es endet der Ablauf. Falls jedoch die Routenberechnungseinheit 47 keine schnellere Route finden kann, dann informiert gemäß Schritt S17 die Entscheidungseinheit 75 den Benutzer bezüglich der verzögerten Ankunftszeit an dem spezifizierten Bestimmungsort.
Der vorstehend angegebene Überwachungsablauf wird wiederholt durchgeführt für jeden „aktuellen" Fahrplan, bis der Benutzer bei dem spezifizierten Bestimmungsort ankommt oder bis die Navigationsanfrage durch den Benutzer oder durch einen Systemadministrator gelöscht wurde. In diesem Ausführungsbeispiel hängt das Intervall zwischen jedem Überwachungsablauf davon ab, ob sich der Benutzer gegenwärtig auf der Route befindet oder nicht, oder ob der Fahrplan in Verbindung mit einer zukünftigen Fahranordnung steht. Liegt im Einzelnen der Fahrplan für eine Fahrt vor, die in der kommenden Woche durchzuführen ist, wird der Routenüberwachungsablauf lediglich für den Fahrplan einmal am Tag bis zum Erreichen des Abfahrtstag durchgeführt. Der Routenüberwachungsablauf für diesen Fahrplan wird sodann einmal jede Stunde durchgeführt, bis der Benutzer abfährt, worauf ab diesem Punkt der Routenüberwachungsablauf einmal jede Minute durchgeführt wird.
Der auf diesem Gebiet tätige Fachmann wird erkennen, dass das vorstehend beschriebene System eine Vielzahl von Vorteilen im Vergleich zu den Navigationssystemen gemäß dem Stand der Technik bietet. Diese Vorteile sind im Wesentlichen das Ergebnis dessen, dass das System zeitbezogene Modelle für Verkehrsgeschwindigkeiten berücksichtigt, die auf jedem Straßensegment bzw. Straßenabschnitt entsprechend der Straßendatenbank erwartet werden, im Gegensatz zu dem statischen Straßengeschwindigkeiten, die bei den bekannten Systemen verwendet werden. Ist die Zeit einer Fahrt bekannt, wenn die Route berechnet wurde, dann können die erwarteten Verkehrsbedingungen für diese Fahrt aus der Verkehrsdatenbank 51 herausgegriffen werden, und es kann die schnellste Route für diese Bedingungen in genauerer Weise im Vergleich zu den bekannten Systemen berechnet werden. Das System kann ebenfalls weiterhin die Zeit des Tages während der Routenberechnung berücksichtigen, und kann kontinuierlich die angemessenen Verkehrsbedingungen für diese Zeit des Tages aktualisieren, die sich zum Teil erheblich während der Dauer der geplanten Fahrt ändern können. Diese Berechnungen versetzen das System in die Lage, in genauerer Weise die Navigationsanfrage zu beantworten „zu welcher Zeit soll die Fahrt von der Stadt Y gestartet werden, um in der Stadt X zu einer Zeit T anzukommen?", indem die Routenberechnung eine Rückwärtsberechnung der Startzeit ausgehend von dem Bestimmungsort zu der vorbestimmten Ankunftszeit durchführt.
Das System kann ebenfalls unterschiedliche Routen für eine Fahrt während der verkehrsstarken Zeiten bestimmen, oder kann die gleiche Fahrt zu einer verkehrsschwachen Zeit bestimmen, und kann ferner die Fahrtzeiten in angemessener Weise berechnen. Das System kann ebenfalls in genauer Weise eine Fahrt planen, die vor der verkehrsstarken Zeit beginnt und nach der verkehrsstarken Zeit endet, und es wird der Punkt innerhalb der Fahrt, in welchem die verkehrsstarke Zeit (rush hour) berücksichtigt wird, bestimmt, und es kann unter diesen Bestimmungen eine angemessene Route genommen werden.
Hat das System des weiteren gemäß der vorstehenden Beschreibung den Fahrer hinsichtlich des Erfordernisses angewiesen, dass die Fahrt zu einer bestimmten Zeit zu beginnen ist, dann kann nachfolgend diese Anweisung auf der Basis neuer Verkehrsdaten geändert werden, so dass eine Anweisung erfolgen kann, dass die Fahrt in angemessener Weise früher oder später zu beginnen ist. Da ferner das System kontinuierlich jede der berechneten Routen überwacht und eine Positionsinformation bezüglich jedes Benutzers erhält, kann eine Echtzeitnavigation bereit gestellt werden durch Ändern der Route (und somit der Fahranweisungen), falls eine Straße auf der zuvor berechneten Route einen Stau aufweist oder falls der Benutzer von der berechneten Route abweicht.
Abwandlungen und alternative Ausführungsbeispiele
Vorstehend wurde ein Navigationssystem beschrieben, das ein Mobiltelefon und eine feste Navigationssteuerungszentrale verwendet. Anstelle dessen, Teil eines Mobiltelefons zu sein, kann das Navigationssystem Teil eines tragbaren Benutzerdigitalsystems bzw. Personal Digital Assistant (PDA), eines Web-Browser, eines Laptop-PC oder dergleichen sein. Obwohl nicht bevorzugt, kann das Navigationssteuerungssystem gemäß der vorstehenden Beschreibung als ein autonomes System innerhalb des Fahrzeugs des Benutzers vorgesehen sein. Dies ist nicht bevorzugt, da eine große Datenmenge in dem Fahrzeug gespeichert werden müsste, mit der weiteren Auflage der ständigen Erneuerung der benutzerseitigen Datenbanken.
Gemäß dem vorstehenden Ausführungsbeispiel empfängt die Navigationssteuerungszentrale eine Positionsinformation für den Benutzer von einem in dem Mobiltelefon des Benutzers eingebauten GPS-Empfänger. Dies versetzt das System in die Lage, den Benutzer entlang der berechneten Route zu verfolgen und an den Benutzer eine Warnung auszugeben, falls eine neue Route zu benutzen ist oder falls der Benutzer von der berechneten Route abweicht. Es ist für den Fachmann auf diesem Gebiet verständlich, dass die Navigationssteuerungszentrale die Positionsinformation aus alternativen Quellen erhalten kann. Beispielsweise kann der Benutzer die Steuerungszentrale selbst bezüglich seiner gegenwärtigen Position bzw. des gegenwärtigen Standorts informieren. Die Positionsinformation kann alternativ von dem Mobiltelefonnetzwerk bereit gestellt werden, das beispielsweise das Cursorsystem verwendet, das durch die Firma Cambridge Positioning System Limited vorgeschlagen wurde. Als weitere Alternative kann das System in der Weise vorgesehen sein, dass die gegenwärtige Position des Benutzers geschätzt wird in Verbindung mit der Startzeit für die Fahrt, der gegenwärtigen Zeit und der Straßengeschwindigkeiten für die Straßen, entlang der der Benutzer gefahren sein sollte. Dies ist jedoch nicht bevorzugt, da die Möglichkeit einer geringeren Genauigkeit besteht.
In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wurden die erzeugten Fahranweisungen zu dem Benutzer entweder als Textnachricht oder als Sprachnachricht gesendet. Alternativ oder zusätzlich kann das System eine Vorschauzeichnung („thumbnail" Sketch) oder eine Karte der zu benutzenden Route übertragen. Diese Übertragung kann entweder als Bitmap oder als eine Reihe von Vektoren zur Angabe der zu überquerenden Route übertragen werden.
In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel erfolgt durch die Navigationssteuerungszentrale eine Umwandlung der bestimmten Segmentliste in ein Satz von für den Benutzer verständlichen Fahranweisungen, die in Abhängigkeit von dem Bedarf sodann an den Benutzer nacheinander übermittelt wurden. In einem alternativen Ausführungsbeispiel können die Fahranweisung auf einmal auf das Mobiltelefon herunter geladen werden, das sodann die Fahrt des Benutzers entlang der berechneten Route verfolgen und die Fahranweisungen bedarfsgemäß ausgeben kann. Entsprechend einer weiteren Alternative kann die berechnete Segmentliste zu einem an Bord des Fahrzeugs des Benutzers befindlichen Computer zur Verarbeitung und Umwandlung in die Fahranweisungen übertragen werden. Ein derartiges Ausführungsbeispiel ist bevorzugt, bei dem der Bordcomputer ebenfalls eine Datenbank der Kartendaten umfasst, gemäß denen ein hoch auflösendes Bild der zu befahrenden Route für den Benutzer auf eine Anzeigeeinrichtung in dem Fahrzeug angezeigt werden kann.
In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel war ein Azimuthsensor in dem Telefon des Benutzers vorgesehen, so dass die Orientierung des Telefons bestimmt werden kann und somit angemessene Anweisungen an den Benutzer ausgegeben werden können zur Identifikation einer Anfangsrichtung für die Fahrt. Soll der Handapparat bzw. das Telefon so einfach wie möglich ausgestaltet sein, dann kann der Azimuthsensor auch weggelassen werden. In diesem Fall kann sich der Benutzer auf ein bekanntes Verfahren zur Identifizierung einer Anfangspeilung wie die Identifikation der Kreuzung zweier Straßen konzentrieren.
In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel war eine einzige Navigationssteuerungszentrale vorgesehen. Wie es für den Fachmann auf diesem Gebiet verständlich ist, können mehrere Navigationssteuerungszentralen vorgesehen sein, von denen jede innerhalb eines bestimmten Bereichs einer geographischen Region betrieben wird. Beispielsweise können verschiedene Navigationssteuerungszentralen in und um große Städte angeordnet sein, während ein oder zwei Navigationssteuerungszentralen zwischen den Städten auf dem freien Land angeordnet werden können. In einem derartigen Ausführungsbeispiel sind die Steuerungszentralen in der Weise vorgesehen, dass sie miteinander kommunizieren, so dass mit dem Eintreten des Benutzers in den geographischen Bereich einer anderen Navigationssteuerungszentrale ein Übergabeablauf („handover") durchgeführt wird. In diesem Fall bilden die Navigationssteuerungszentralen ein verteiltes Netzwerk von Navigationszentralen.
In dem vorstehend beschriebenen Navigationssteuerungssystem wurden eine Straßennetzwerkdatenbank und eine Verkehrsdatenbank zur Bereitstellung einer Information für die Routenberechnung verwendet. Wie es für den Fachmann auf diesem Gebiet verständlich ist, können diese Datenbanken Systeme Dritter sein, wobei das Navigationssteuerungssystem lediglich betrieben wird zur Verwendung der Daten dieser Datenbanken.
Die Navigationszentrale gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel empfängt die Positionsinformation jedes Benutzers. Die Navigationssteuerungszentrale kann sodann die Änderung der Positionen verfolgen und Geschwindigkeiten jedes Benutzers über die Straßensegmente bestimmen. Es können sodann diese tatsächlichen Geschwindigkeitsdaten zur Erneuerung der Straßengeschwindigkeitsdaten verwendet werden, die während der Routenberechnungen verwendet werden. Umfasst das Mobiltelefon des Benutzers einen GPS-Typ Empfänger, der eine Geschwindigkeit-über-Grund-Information bereitstellt, dann kann das Mobiltelefon die Navigationssteuerungszentrale über die Geschwindigkeit des Benutzers informieren. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, dass die Navigationssteuerungszentrale die Position des Benutzers zur Bestimmung der Geschwindigkeit verfolgt, obwohl die Positionsinformation bekannt sein muss zur Bestimmung, für welches Straßensegment die ausgezeichnete Geschwindigkeit anwendbar ist.
Gemäß den vorstehenden Ausführungsbeispielen hat das Überwachungssystem wiederholt die erwartete Ankunftszeit bei dem spezifizierten Bestimmungsort neu berechnet in Verbindung mit der vorgeschlagenen Abfahrtszeit und den Straßengeschwindigkeitsdaten. Der Zweck dieser Überwachung ist die Bestimmung, ob beliebige Änderungen der Straßengeschwindigkeitsdaten die Fahrpläne der Benutzer beeinträchtigen würden. Wie es für den Fachmann auf diesem Gebiet verständlich ist, kann dies auch erreicht werden durch Festlegen der Ankunftszeit und Durchführung einer Navigation durch die vorgeschlagene Route mit umgekehrter Zeit zur Bestimmung der neuen Abfahrtszeit. Die neue Abfahrtszeit kann sodann direkt mit der ursprünglichen Abfahrtszeit verglichen werden, und es kann der Benutzer gewarnt werden, falls eine erhebliche Änderung aufgetreten ist.
Gemäß dem vorstehenden Ausführungsbeispiel überwacht das System kontinuierlich die erwartete Ankunftszeit des Benutzers bei dem spezifizierten Bestimmungsort, und tritt eine Änderung größer als ein vorbestimmter Betrag auf, dann erfolgte die Ausgabe einer erneuerten bzw. aktualisierten Abfahrtszeit an den Benutzer. Der Schwellenwert zur Verwendung bei der Bestimmung, ob eine Warnung an den Benutzer auszugeben ist oder nicht, wird durch einen Systemadministrator eingestellt oder kann unterschiedlich für jeden Benutzer sein und kann in Abhängigkeit von den Bevorzugungen des Benutzers definiert werden. Ein unterschiedlicher Schwellenwert kann ebenso für unterschiedliche Fahrpläne für denselben Benutzer in Abhängigkeit von dem Bedarf verwendet werden.
In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel gibt der Benutzer die Navigationsanfrage in das Mobiltelefon des Benutzers ein. Entsprechend einer Alternative können Benutzer ihre Navigationsanfrage eingeben und können die Navigationsanweisungen beispielsweise über eine Internetverbindung mit der Navigationssteuerungszentrale empfangen. Plant der Benutzer die Route, dann kann der Benutzer eine Festnetzverbindung zu dem Internet verwenden. Es ist jedoch während der Fahrt erforderlich, dass der Benutzer eine mobile Kommunikationsverbindung zwischen dem Benutzer und der Navigationssteuerungszentrale verwendet.
Die Routenberechnungseinheit berechnet gemäß dem vorstehenden Ausführungsbeispiel die beste Route von dem spezifizierten Standort zu dem spezifizierten Endort (Bestimmungsort). In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann die Routenberechnungseinheit die beste Route zusammen mit einer oder mehreren alternativen Routen berechnen, die der Benutzer nehmen kann. Das System braucht den Benutzer über diese alternativen Routen nicht zu informieren, sondern kann diese Routen einfach speichern, so dass diese benutzt werden können, wenn die beste Route einen Verkehrsstau aufweist. Auch wenn die beste Route nicht verschlechtert wird, kann eine der alternativen Routen eine Ausweichverbesserung darstellen, so dass es wert ist, sie zu nennen. Beispielsweise kann bei einer der alternativen Routen eine Blockade aufgetreten sein zu der Zeit, zu der die ursprüngliche Route berechnet wurde, die zwischenzeitlich aufgehoben ist und die möglicherweise dem Benutzer eine spürbare Verminderung der Fahrzeit ermöglicht. In diesem Fall kann das System für den Benutzer die vorgeschlagene neue Route zusammen mit der angemessenen Abfahrtszeit und der Ankunftszeit ausgeben.
In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wurde eine Anzahl von Verarbeitungseinheiten zur Verwendung in der Navigationssteuerungszentrale beschrieben. Wie es für den Fachmann auf diesem Gebiet verständlich ist, können diese Verarbeitungseinheiten eine hierfür vorgesehene Schaltungsanordnung (Hardware) sein, oder können als Computersoftwaremodule (Programme) ausgeführt sein, die auf einem in bekannter Weise programmierbaren Prozessor ablaufen können. Ein Computerprogramm oder Computerprogramme, die zum Konfigurieren eines derartigen programmierbaren Prozessors zur Durchführung der vorstehend diskutierten Verarbeitung verwendet werden, können in Form eines Quellcodes, eines Objectcodes, eines Zwischencodes und eines Objectcodes wie in teilweise kompilierter Form oder in einer beliebigen anderen Form vorliegen. Derartige Computerprogramme können in einem Speicher zu der Zeit der Herstellung der Vorrichtung gespeichert werden, oder können entweder durch ein Herunterladen der Programmdatei beispielsweise aus dem Internet oder aus einem Speichermedium wie einer CD-ROM der dergleichen in den Speicher geladen werden.

Claims

Navigationsführungssystem, mit: einer Einrichtung (49) zur Speicherung von Daten zur Bestimmung eines Straßennetzwerks innerhalb eines geografischen Bereichs, einer Einrichtung (51) zur Speicherung von Daten zur Bestimmung einer Geschwindigkeits-Zeit-Kennlinie für Straßen auf dem Straßennetzwerk, wobei die Geschwindigkeits-Zeit-Kennlinie Verkehrsgeschwindigkeiten entlang der Straße in dem Netzwerk zu verschiedenen Zeiten definiert, einer Einrichtung (41) zum Empfangen von Daten von einem Benutzer zur Bestimmung eines Fahrplans einschließlich eines Ursprungsorts, eines Bestimmungsorts und einer vorgeschlagenen Fahrzeit, und einer Routenbestimmungseinrichtung (47), die umfasst: (i) eine Einrichtung (47) zur Bestimmung von Verkehrsgeschwindigkeiten für die Straßen auf dem Straßennetzwerk bei der vorgeschlagenen Fahrzeit unter Verwendung der Daten zur Bestimmung der Geschwindigkeits-Zeit-Kennlinie, und (ii) einer Einrichtung (47) zur Berechnung einer schnellsten Route von dem Ursprungsort zu dem Bestimmungsort, der in dem Fahrplan bei der vorgeschlagenen Fahrzeit definiert ist, unter Verwendung der Daten zur Bestimmung des Straßennetzwerks und der vorbestimmten Verkehrsgeschwindigkeiten für die Straßen des Straßennetzwerks.
System nach Anspruch 1, wobei die vorgeschlagene Zeit für das Fahren eine gewünschte Ankunftszeit. bei dem Bestimmungsort bestimmt, und wobei die Routenbestimmungseinrichtung (47) betreibbar ist zur Bestimmung der erforderlichen Abfahrtszeit von dem Ursprungsort, um bei dem Bestimmungsort zu der bestimmten Ankunftszeit anzukommen.
System nach Anspruch 2, ferner mit einer Einrichtung (57) zum Erneuern der Daten zur Bestimmung der Geschwindigkeits-Zeit-Kennlinie für die Straßen auf dem Straßennetzwerk.
System nach Anspruch 3, ferner mit einer Einrichtung (71) zum Überwachen der berechneten Route unter Verwendung der erneuerten Straßengeschwindigkeitsdaten zur Bestimmung, ob eine neue Abfahrtszeit von dem Ursprungsort erforderlich ist oder nicht, um bei dem Bestimmungsort zu der gewünschten Ankunftszeit anzukommen.
System nach Anspruch 4, wobei die Überwachungseinrichtung (71) betreibbar ist zur Berechnung der erwarteten Ankunftszeit des Benutzers bei dem Bestimmungsort auf der Basis der ursprünglichen Abfahrtszeit, der berechneten Route und der erneuerten Straßengeschwindigkeitsdaten, und betreibbar ist zur erneuten Berechnung einer neuen Abfahrtszeit, falls die erwartete Ankunftszeit um einen vorbestimmten Betrag vor oder nach der gewünschten Ankunftszeit liegt.
System nach Anspruch 4, wobei die Überwachungseinrichtung (71) betreibbar ist zum erneuten Berechnen der Abfahrtszeit gemäß der umgekehrten Zeit, beginnend von dem Bestimmungsort bei der geforderten Ankunftszeit unter Verwendung der berechneten Route und der erneuerten Straßengeschwindigkeitsdaten, und betreibbar ist zum Anweisen des Benutzers über die neue Abfahrtszeit, falls die neue Abfahrtszeit um einen vorbestimmten Betrag gegenüber der ursprünglich berechneten Abfahrtszeit geändert wurde.
System nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Überwachungseinrichtung (71) betreibbar ist zur Durchführung der Bestimmung zu vorbestimmten Zeitintervallen, bis der Benutzer bei dem Bestimmungsort ankommt.
System nach Anspruch 7, wobei die Überwachungseinrichtung (71) in der Weise vorgesehen ist, dass die vorbestimmten Zeitintervalle in Abhängigkeit von einer Zeitdifferenz zwischen einer gegenwärtigen Zeit und der berechneten Abfahrtszeit veränderlich sind.
System nach einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei in dem Fall, dass die Überwachungseinrichtung (71) bestimmt, dass eine neue Abfahrtszeit erforderlich ist, nachdem der Benutzer den Ursprungsort verlassen hat, die Überwachungseinrichtung (71) sodann betreibbar ist zum Bewirken, dass die Routenbestimmungseinrichtung (47) versucht, eine schnellere Route zu dem Bestimmungsort zu finden.
System nach Anspruch 1, wobei die vorgeschlagene Fahrzeit bestimmt ist als eine spezifische Abfahrtszeit, und wobei die Routenbestimmungseinrichtung (47) betreibbar ist, die Zeit von der angegebenen Abfahrtszeit zu verfolgen und Straßengeschwindigkeitswerte für jede Straße entlang der berechneten Route entsprechend der Zeit, zu der erwartet wird, dass der Benutzer auf der Straße fährt, gemäß der Berechnung der spezifischen Abfahrtszeit zu verwenden.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit einer Einrichtung (41) zur Ausgabe der berechneten Route und/oder der bestimmten Abfahrtszeit an den Benutzer.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Daten zur Bestimmung des Straßennetzwerks Daten zur Bestimmung des Orts von Knoten entsprechend Straßenkreuzungen, und Daten zur Bestimmung von Verbindungen zur Verbindung der Knoten, die Straßensegmente zwischen den Straßenkreuzungen darstellen, aufweist.
System nach Anspruch 12, wobei zumindest eine Geschwindigkeits-Zeit-Kennlinie für jedes Straßensegment gespeichert ist.
System nach Anspruch 12 oder 13, wobei jedes Straßensegment mit einer Segmentidentifikationsnummer gespeichert ist und wobei die Berechnungseinrichtung (47) betreibbar ist zur Ausgabe einer Liste von Straßensegmentidentifikationsnummern entsprechend der Route, die von dem Ursprungsort zu dem Bestimmungsort zu durchqueren ist.
System nach Anspruch 14, ferner mit einer Einrichtung (61) zum Umwandeln der Sequenz der Straßensegmentidentifikationsnummern in eine Sequenz von Fahranweisungen zur Bestimmung der Straßennamen und der Straßenkreuzungspunkte, die entlang der berechneten Route zu durchqueren sind.
System nach Anspruch 15, ferner mit einer Einrichtung (41, 15, 16, 19) zur Ausgabe der Fahranweisungen an den Benutzer als ein Satz gesprochener Anweisungen oder Textanweisungen.
System nach Anspruch 16, wobei die Empfangseinrichtung (41) betreibbar ist zum Empfangen des Fahrplans von dem Benutzer mittels einer Telekommunikationsverbindung, und wobei die berechnete Route an den Benutzer über die Telekommunikationsverbindung ausgegeben wird.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine unterschiedliche Geschwindigkeits-Zeit- Kennlinie für jede Straße des Straßennetzwerks für jeden Tag der Woche gespeichert ist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine unterschiedliche Geschwindigkeits-Zeit-Kennlinie für jede Straße des Straßennetzwerks für jeden Tag des Jahres gespeichert ist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit einer Einrichtung zur Erzeugung von Kartendaten für die berechnete Route, und eine Einrichtung zur Ausgabe der Kartendaten an den Benutzer.
System nach Anspruch 20, wobei die Kartendaten grafische Kartendaten zur Veranschaulichung der zu benutzenden Route umfassen, und wobei die Ausgabeeinrichtung (19) eine grafische Anzeigeeinrichtung umfasst.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Empfangseinrichtung (41) betreibbar ist zum Empfangen von Daten einer Vielzahl von unterschiedlichen Benutzern, die Fahrpläne für jeden Benutzer definieren, und wobei die Routenbestimmungseinrichtung (47) betreibbar ist zur Bestimmung einer Route für jeden Benutzer auf der Basis der Fahrzeit jedes Benutzers.
System nach Anspruch 1, wobei die Routenbestimmungseinrichtung (47) betreibbar ist zum Aufrechterhalten des Verfolgens der Zeit des Tages während der Routenberechnung, und betreibbar ist zum Erneuern der angemessenen Verkehrsgeschwindigkeiten für die Straßen für die Zeit des Tages, da sich diese während des Fahrplans ändern.
System nach Anspruch 23, wobei die vorgeschlagene Fahrzeit eine gewünschte Ankunftszeit bei dem Bestimmungsort definiert, und wobei die Routenbestimmungseinrichtung (47) betreibbar ist zur Durchführung der Routenberechnung entsprechend der umgekehrten Zeit, beginnend bei dem Bestimmungsort bei der gewünschten Ankunftszeit.
Navigationsführungsverfahren, mit den Schritten: Speichern von Daten zur Bestimmung eines Straßennetzwerks innerhalb eines geografischen Bereichs, Speichern von Daten zur Definition von Geschwindigkeits-Zeit-Kennlinien für Straßen des Straßennetzwerks, wobei die Geschwindigkeits-Zeit-Kennlinien Verkehrsgeschwindigkeiten entlang der Straßen in dem Netzwerk zu verschiedenen Zeiten definieren, Empfangen von Daten von einem Benutzer, der einen Fahrplan einschließlich eines Ursprungsorts, eines Bestimmungsorts und einer vorgeschlagenen Fahrzeit definiert, und Bestimmen einer Route, mit den Schritten: (i) Bestimmen der Verkehrsgeschwindigkeiten für die Straße des Straßennetzwerks bei der vorgeschlagenen Fahrzeit unter Verwendung der Daten zur Bestimmung der Geschwindigkeits-Zeit-Kennlinien, und (ii) Berechnen der schnellsten Route von dem Ursprungsort zu dem Bestimmungsort gemäß der Definition in dem Fahrplan bei der vorgeschlagenen Fahrzeit unter Verwendung der Daten zur Bestimmung des Datennetzwerks und der bestimmten Verkehrsgeschwindigkeiten der Straßen des Straßennetzwerks.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei die vorgeschlagene Fahrzeit eine gewünschte Fahrzeit bei dem Bestimmungsort bezeichnet und wobei der Routenbestimmungsschritt die erforderliche Abfahrtszeit von dem Ursprungsort berechnet, um bei dem Bestimmungsort zu der gewünschten Ankunftszeit anzukommen.
Verfahren nach Anspruch 26, ferner mit dem Schritt des Erneuerns der Daten zur Bestimmung der Geschwindigkeits-Zeit-Kennlinien für die Straßen des Straßennetzwerks.
Verfahren nach Anspruch 27, ferner mit dem Schritt des Überwachens der berechneten Route unter Verwendung der erneuerten Straßengeschwindigkeitsdaten, zur Bestimmung, ob eine neue Abfahrtszeit von dem Ursprungsort erforderlich ist, um bei dem Bestimmungsort zu der gewünschten Ankunftszeit anzukommen.
Verfahren nach Anspruch 28, wobei der Überwachungsschritt die erwartete Ankunftszeit des Benutzers bei dem Bestimmungsort auf der Basis der ursprünglichen Abfahrtszeit, der berechneten Route und der erneuerten Straßengeschwindigkeitsdaten berechnet und erneut eine neue Abfahrtszeit berechnet, falls die erwartete Ankunftszeit um einen vorbestimmten Betrag vor oder nach der gewünschten Ankunftszeit liegt.
Verfahren nach Anspruch 28, wobei der Überwachungsschritt erneut die Abfahrtszeit mit umgekehrter Zeit, beginnend von dem Bestimmungsort bei der erforderlichen Ankunftszeit, unter Berechnung der berechneten Route und der erneuerten Straßengeschwindigkeitsdaten berechnet, und den Benutzer bezüglich der neuen Abfahrtszeit anweist, falls die neue Abfahrtszeit um einen vorbestimmten Betrag gegenüber der ursprünglich berechneten Abfahrtszeit geändert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 30, wobei der Überwachungsschritt die Bestimmung zu vorbestimmten Zeitintervallen durchführt, bis der Benutzer bei dem Bestimmungsort ankommt.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei der Überwachungsschritt derart ausgestaltet ist, dass die vorbestimmten Zeitintervalle in Abhängigkeit von einer Zeitdifferenz zwischen einer gegenwärtigen Zeit und der berechneten Abfahrtszeit veränderlich sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 32, wobei in dem Fall, dass der Überwachungsschritt bestimmt, dass eine neue Abfahrtszeit erforderlich ist, nachdem der Benutzer den Ursprungsort verlassen hat, sodann der Überwachungsschritt bewirkt, dass der Routenbestimmungsschritt versucht, eine schnellere Route zu dem Bestimmungsort zu finden.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei die vorgeschlagene Fahrzeit definiert ist als eine spezifische Abfahrtszeit und wobei der Routenbestimmungsschritt die Zeit von der angezeigten Abfahrtszeit verfolgt und Straßengeschwindigkeitswerte für jede Straße entlang der berechneten Route entsprechend der Zeit benutzt, bei der bezüglich des Benutzers angenommen wird, dass er auf der Straße fährt, gemäß der Berechnung der spezifischen Abfahrtszeit.
Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 34, ferner mit dem Schritt des Ausgebens der berechneten Route und/oder der bestimmten Abfahrtszeit an den Benutzer.
Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 35, wobei die Daten zur Bestimmung des Straßennetzwerks Daten umfassen zur Bestimmung des Orts von Knoten entsprechend Straßenkreuzungen, sowie Daten zur Bestimmung von Verbindungen zur Verbindung der Knoten, die Straßensegmente zwischen den Straßenkreuzungen bezeichnen.
Verfahren nach Anspruch 36, wobei zumindest eine Geschwindigkeits-Zeit-Kennlinie für jedes Straßensegment gespeichert ist.
Verfahren nach Anspruch 36 oder 37, wobei jedes Straßensegment mit einer Segmentidentifikationsnummer gespeichert ist, und wobei der Berechnungsschritt eine Liste der Straßensegmentidentifikationsnummern entsprechend der zu überquerenden Route von dem Ursprungsort zu dem Bestimmungsort ausgibt.
Verfahren nach Anspruch 38, ferner mit dem Schritt des Umwandelns der Sequenz der Straßensegmentidentifikationsnummern in eine Sequenz von Fahranweisungen zur Bestimmung von Straßennamen und Straßenkreuzungspunkte, die entlang der berechneten Route zu durchqueren sind.
Verfahren nach Anspruch 39, ferner mit dem Schritt des Ausgebens der Fahranweisungen an den Benutzer als ein Satz von gesprochenen Anweisungen oder Textanweisungen.
Verfahren nach Anspruch 40, wobei der Empfangsschritt den Fahrplan von dem Benutzer mittels einer Telekommunikationsverbindung empfängt, und wobei die berechnete Route an den Benutzer mittels der Telekommunikationsverbindung ausgegeben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 41, wobei eine unterschiedliche Zeit-Geschwindigkeits-Kennlinie für jede Straße des Straßennetzwerks für jeden Tag der Woche gespeichert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 42, wobei eine unterschiedliche Geschwindigkeits-Zeit-Kennlinie für jede Straße des Straßennetzwerks für jeden Tag des Jahres gespeichert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 43, ferner mit dem Schritt des Erzeugens von Kartendaten für die berechnete Route, und dem Schritt des Ausgebens der Kartendaten an den Benutzer.
Verfahren nach Anspruch 44, wobei die Kartendaten grafische Kartendaten umfassen zur Veranschaulichung der zu benutzenden Route, und wobei der Ausgabeschritt die Kartendaten an eine grafische Anzeigeeinrichtung ausgibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 45, wobei der Empfangsschritt Daten von einer Vielzahl von unterschiedlichen Benutzern empfängt, die Fahrpläne für jeden Benutzer definieren, und wobei der Routenbestimmungsschritt eine Route für jeden Benutzer auf der Basis der Fahrzeit jedes Benutzers bestimmt.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei der Routenbestimmungsschritt die Verfolgung der Zeit des Tages während der Routenberechnung aufrechterhält und die angemessene Verkehrsgeschwindigkeiten für die Straßen für die Zeit des Tages erneuert, da sich diese während des Fahrplans ändern.
Verfahren nach Anspruch 47, wobei die vorgeschlagene Fahrzeit eine gewünschte Ankunftszeit bei dem Bestimmungsort definiert, und wobei der Routenbestimmungsschritt eine Routenberechnung mit umgekehrter Zeit, beginnend bei dem Bestimmungsort zu der gewünschten Ankunftszeit, durchführt.
Computerlesbares Medium zur Speicherung von Computer-implementierbaren Anweisungen zur Steuerung eines Prozessors zum Implementieren des Verfahrens gemäß einem der Patentansprüche 25 bis 48.
Produkt mit computerimplementierbaren Anweisungen zur Steuerung eines Prozessors zum Implementieren des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 25 bis 48, wenn das Anweisungsprodukt in dem Prozessor abläuft.