汽車的導航裝置和導航方法

2023-06-22 15:02:11

專利名稱：汽車的導航裝置和導航方法
技術領域：
本發明涉及一種汽車的導航裝置和導航方法，其屬於導航系統的領域，這些導航 系統用於在汽車的路線設計和目的地引導(Ziemihrung)時，尤其是在繞開設計路線上存 在的障礙時支持女駕駛員或男駕駛員(在下面為了簡便起見稱為「駕駛員」)。
背景技術：
用傳感器技術探測交通標誌和所確定信息內容上的處理，在現有技術中是以各種 方案說明的。美國專利文獻us 6,801,638 Bl例如致力於提醒駕駛員已經路過的路邊交通 標牌或將這些交通標牌分類，並且為此提出一種用於識別交通標誌及將其圖示在顯示器上 的方法。此外，公知的是為了在導引車輛到達目的地時支持駕駛員用於路線計算(所謂的 導航系統)的方法和裝置。歐洲專利EP 1 550 097 Bl公開這樣一種導航系統，該系統借 助於公路網絡地圖設計路線。事先模擬可能發生的交通事件對所設計路線的影響，計算和 保存用於繞過在設計路線的進程中存在的交叉路口行駛的可選路線。按照EP 1550 097 Bl 的導航系統，一旦優選藉助交通無線電接收裝置獲得有關在設計的路線上的實際當前交通 障礙報告，則在需要時加快對新路線路段的計算。德國公開文獻DE 198 42 176 Al公開一 種開頭所述類型的用於導航的裝置和方法，其中，用於識別交通標誌的識別裝置和用於導 航的裝置處於雙向數據交換中。這會提高兩個單獨系統(交通標誌識別裝置和導航裝置) 的安全性和可靠性。此外，設置一個處理過程，在該處理過程中將獲得的交通標誌信息與存 儲在導航裝置的數位化數據存儲器中的公路地圖信息比較和調整以及為下一個數據存取 更新。將識別出的交通標誌輸送給導航裝置用於對存儲在導航裝置的數位化數據存儲器中 的公路地圖信息進行數據積累和數據維護。發明內容
本發明所要解決的技術問題是，給出一種導航裝置和一種導航方法，該裝置/方 法在汽車的目的地引導時支持駕駛員並且使得繞過途中阻礙或禁止按原設計路線通行的 障礙物的行駛更容易。
該技術問題按照本發明就裝置而言通過一種導航裝置來解決，就方法而言通過一 種導航方法來解決。其中，導航裝置包括用於獲取有關當前汽車位置的位置數據的裝置；提 供導航數據的數據存儲器；路線測定裝置，該路線測定裝置由所述位置數據、導航數據並且 由行駛目的地的預先設定設計行駛路線；用於輸出有關所設計的行駛路線之信息的輸出裝 置；以及用於在當前汽車所在位置的環境中識別交通標誌的交通標誌識別裝置，其中，只要 所述交通標誌識別裝置識別出一個與駛過所述設計路線相衝突的交通標誌，所述路線測定 裝置測定一個繞道路線。在導航方法中，提供並且處理有關當前汽車位置的位置數據和導 航數據，其中，遵照行駛目的地的預先設定設計行駛路線；輸出有關所設計的路線的信息； 並且識別和評估所述汽車所在環境中的交通標誌，其中，只要識別出一個與駛過所述設計 路線相衝突的交通標誌，就測定一個繞道路線。
依此，在開頭所述類型的導航裝置中，只要交通標誌識別裝置識別出一個與駛過 設計路線相衝突的交通標誌，路線測定裝置就測定一個繞道路線。
在開頭所述類型的導航方法中，按本發明規定，只要識別出一個與駛過設計路線 相衝突的交通標誌，則測定一個繞道路線。
本發明的一個主要優點是，在汽車的目的地引導時在通行的路線上出現出乎意料 的配置路標的障礙的情況下，對駕駛員的瞬間的和安全的支持。尤其是在不熟悉的公路上， 這產生重要的支持並且減輕駕駛員的精神壓力和緊張。這提高了在駕駛員方面對導航系統 的信任。此外，按照本發明的導航系統可以自動將最初設計的路線摒棄或捨棄，至少可以從 駕駛員的注意力中移開。這還有另外的優點，即，如果駕駛員在識別出例如障礙或繞行指示 牌時主動偏離設計的路線，按本發明的導航裝置的輸出裝置不再由於提醒返回最初設計的 路線而打擾駕駛員。
在本發明的一個有利的實施形式中，交通標誌識別裝置識別出繞行路牌和它指示 的繞行方向，並且路線測定裝置沿識別出的繞行方向的方向測定繞道路線。在這種情況下， 在識別出的繞行方向的方向中測定繞道路線並且優選的是直接由輸出裝置輸出。因此，駕 駛員在汽車沿標示的繞行方向的路線設計和目的地引導時得到支持。尤其是在不熟悉的公 路上，這提供額外的安全性並且不需要將可選路線手工輸入到導航裝置中或到公路地圖中 去手工查找。在繞行方向中完整繞道路線的測定導致，儘管臨時偏離設計的行駛方向，仍使 駕駛員感覺能很有把握地繞過障礙可靠地被引導至目的地。
在本發明的另一個有利的實施形式中，交通標誌識別裝置在識別出交通標誌「繞 行」之後也測定它的繞行方向。然而，在本發明的這個變型設計方案中，路線測定裝置也檢 驗偏離所識別繞行方向的第二個繞道路線是否比沿繞行方向的第一個繞道路線更適合。在 肯定回答的情況時，路線測定裝置可以把第二個繞道路線作為優選輸出或建議。因此，在識 別出一個處於行駛路線上的障礙後，優選按照時間標準或也按照駕駛員個人的標準，例如 優選的公路類型，測定一個最佳的繞道路線。這個繞道路線主要取決於駕駛員的行駛目的 地和優先選擇或其它要考慮的標準並且因此也可以與標示的繞行方向相反延伸。但是，本 發明正好在這種情況下給駕駛員以信任，也可以在不熟悉的地區信賴導航的質量。
按照本發明的一個進一步設計，路線測定裝置可以為一個或幾個在繞道路線的方 向上(在接下來的路程中)事先存在的交叉路口各測定和保存一個或幾個可能的隨動繞道 路線。如果汽車位於給出的繞道路線上，例如在配置了路標的繞行路段上，則不清楚在下面 的交叉路口繞行採取哪個走向。為預先存在的交叉路口保存不同的繞道路線在需要時準備 好了可選方案並且提高了計算和輸出隨動繞道路線的速度。因此，導航裝置可以自動確定 或識別，是否終止繞行的必要性或如情況可能返回到最初設計的路線上。
在本發明的另一個優選的實施形式中，交通標誌識別裝置在駛過所測定的繞道路 線期間識別位於其接下來路程中的繞行標誌及其方向，路線測定裝置基於這個信息從保存 的隨動繞道路線中選出那個沿識別出的繞行標誌的方向導向的隨動繞道路線。這特別有效 地在汽車順著標示出的繞行線路進行目的地引導時支持駕駛員。尤其是在不熟悉的公路上 和/或在不良能見度的情況下，對於駕駛員來說往往很難單單通過視覺獲知繞行標誌去跟 蹤標示出的繞行線，並且要求高度集中-往往是緊張和精神壓力現象的起因。本發明以很 高的反應速度實現了自動導向通過標示出的繞行路段，因為可能的隨動繞道路線被事先計算出、保存並且在需要時立即可供使用。
如果沒有識別出接下來的繞行標誌，導航裝置確定繞行的終止並且不再為接下來 的行駛路徑方向上的交叉路口測定其它待保存的繞道路線。
按照本發明的另一個實施形式，一旦將設計的行駛路線捨棄並且由路線測定裝置 測定出一個繞道路線，輸出裝置輸出一個聲音的和/或視覺的變化信息。這個信息可以將 改變了的路線走向顯示給駕駛員並且因此使駕駛員及時獲悉和可以謹慎和小心地拐入繞 道路線並且跟隨這個路線。


以下藉助附圖示例性地詳細說明本發明。在此，圖中相同的或功能相同的部件設 置有同樣的附圖標記。其中
圖1是帶有按本發明的導航裝置的汽車的示意圖，
圖2是按本發明的導航裝置的第一個實施例的示意圖，
圖3是按本發明的導航裝置的第二個實施例的示意圖，
圖4是按本發明的導航裝置的另一個變型設計方案的示意圖，
圖5是按本發明的導航方法的一個變型設計方案的示意框圖。
具體實施方式
圖1以示意圖示出帶有導航裝置2的汽車1。導航裝置2包括用於獲取當前位置 數據4的裝置3和數據存儲器5，在該存儲器中導航數據或地圖資料例如是以數位化公路地 圖信息的形式存放的。導航數據代表有關汽車所在的相關地區或大地的走向、地形和其它 特徵的信息。此外，導航裝置2包括用於藉助導航數據和位置數據4計算設計路線的路線 測定裝置6，包括布置在駕駛員視域中的輸出裝置7以及交通標誌識別裝置8。交通標誌識 別裝置8在這個實施方案中設計為帶有光學傳感器10的攝像機9，但也可以動用其它光學 方法。導航裝置2的各個構件3，4，5，6，7和8經過數據傳輸線互相連接。交通標誌識別裝 置8測定和識別繞行標誌14，如在這個例子中所列舉的繞行標誌15那樣。攝像機9在汽車 1中如此定位，使傳感器採集的範圍16包含有這樣一個範圍，S卩，在該範圍中有處在公路17 上的相對於汽車1定位的交通標誌14。
在圖2中以示意圖展示的本發明的實施形式示出帶有按本發明的導航裝置2的圖 1中的汽車1在公路17上的情況。汽車位於設計的路線20上，該線路以公知的方式在導航 裝置2的輸出裝置7中呈現給駕駛員。在路線20上有障礙22，該障礙示例性地用交通標誌 23 「禁止通行」表明。這樣一個障礙22例如可以是個工地，可以是由於舉辦活動或緊急情 況或類似的情況而設置的封鎖。設立繞行標誌15並且由導航裝置2的交通標誌識別裝置 8識別出。除此之外，導航裝置2的交通標誌識別裝置8測定出繞行方向24，也就是繞行標 志15用其尖部指出的方向，並且路線測定裝置6由此測定沿繞行方向M的繞道路線25，將 該繞道路線以公知的方式輸出給駕駛員。
所有阻礙駛過設計路線20的交通標誌致使放棄設計路線20並且計算和輸出繞道 路線25。例如除了繞行標誌15，還提到施工標誌、禁止通行標誌23和禁止駛入標誌。
在圖3中示意性示出本發明的一個特別優選的實施形式。圖1和圖2中的汽車1位於沿繞行方向M的繞道路線25上。對於在繞道路線25的走向中事先存在的交叉路口 30，導航裝置2產生不同的隨動繞道路線31，32。這兩個隨動繞道路線保存在導航裝置2 中。「交叉路口」30這個概念在本發明的範圍內廣義地去理解，也包括岔口、匯合口、如在圖 3中清楚地示出的T形交叉口和類似的道路導引口(Strafienfiihrung)。如果交通標誌識別 裝置8識別出在所測定的繞道路線25的走向中另外的繞行標誌33，也測定它的方向34並 且將沿測定的繞行方向34的繞道路線31輸出給駕駛員。所以導航裝置2引導駕駛員自主 地通過配置路標的繞行線，減少他的緊張和精神壓力並且在汽車1順利地進行目的地引導 時支持他。
在圖4中以示意圖展示的按本發明的裝置的變型設計示出帶有按本發明的導航 裝置2的汽車1。汽車1位於從最初地點A向目標地點B的設計路線40(點劃線)上，其經 過交通節點c，e，f和k通向目標地點B。如果識別出交通標誌41，在此是一個禁止駛過設 計的路線40的繞行標誌42，則捨棄設計路線40。在識別繞行標誌42時，識別出繞行方向 43，產生繞道路線44，45，要麼作為
a)沿繞行方向43的繞道路線44(虛線)，要麼作為
b)與繞行方向43相反的繞道路線45 (打點線)
並且在按本發明的導航裝置2中輸出給駕駛員。
導航裝置2測定哪個繞道路線44，45更適合併相應輸出這個繞道路線。
如果認為沿繞行方向43的繞道路線較適合，則輸出通向目標地點B的路段c，h， k。在這個繞道路線44上行駛期間，導航裝置2為每個處於繞道路線44上的交叉路口(在 這個情況下是交叉路口 h)測定和保存可選的隨動繞道路線46，47。如果識別出位於繞道路 線44上的下一個繞行標誌48，則測定它的方向49並將保存的、引向所識別方向49的隨動 繞道路線47在導航裝置2中顯示給駕駛員。在路線44的走向中，導航裝置2識別出下一 個緊接著的繞行標誌50和它的方向51。
如果與繞行方向43相反的繞道路線，也就是通向目標地點B路段c，d，e, f，k，被 導航裝置判斷為與沿繞行方向的繞道路線相比更適合的繞道路線，則將這個繞道路線45 輸出給駕駛員。
按本發明的導航方法在圖5中示意性地作為流程圖示出。當前的位置數據60和 公路地圖數據61被一起處理(方法步驟62)。在導航方法中現有的或由駕駛員輸入的目 的地的預先規定63，致使輸出關於設計路線的信息(方法步驟64)，例如是要行駛道路的地 圖視圖。識別路線上的交通標誌(方法步驟65)並且檢驗(方法步驟66)識別出的交通標 志是否與駛過的設計路線相衝突。如果不是這種情況，則不會引起反應，並且繼續進行交通 標誌識別。在框圖中跟隨支路「否」67。如果測定，所識別的交通標誌與駛過設計路線相衝 突，則跟隨在框圖中的路徑「是」 68，並且設計的路線被捨棄(方法步驟69)。因此，測定一 個繞道路線(方法步驟75)並且將這個路線輸出給駕駛員(方法步驟76)。
附圖標記清單
1 車輛
2導航裝置
3位置數據裝置
4位置數據
5數據存儲器
6路線測定裝置
7輸出裝置
8交通標誌識別裝置
9攝像機
10光學傳感器
14交通標誌
15繞行標誌
16採集的範圍
17公路
20設計的路線
22障礙
23禁止通行交通標誌
對繞行方向
25繞道路線
30繞道路線上的交叉路口
31，32隨動繞道聘
33繞行標誌
；34繞行方向
35隨動繞道路線
40設計的路線
41交通標誌
42繞行標誌
43方向
44，45繞道路線
46，47隨動繞道聘
48繞行標誌
49方向
50繞行標誌
51繞行方向
60位置數據
61導航數據
62方法步驟
63行駛目的地預先設定
64方法步驟
65方法步驟
66方法步驟
67支路「否」
68支路「是」
69方法步驟
75方法步驟
76方法步驟
權利要求
1.一種用於汽車(1)的導航裝置O)，包括-用於獲取有關當前汽車位置的位置數據的裝置(3)， -提供導航數據的數據存儲器(5)，-路線測定裝置(6)，該路線測定裝置由所述位置數據G)、所述導航數據並且由行駛 目的地的預先設定設計行駛路線00)，-用於輸出有關所設計的行駛路線00)之信息的輸出裝置(7)，-以及用於在當前汽車所在位置的環境中識別交通標誌(14，41)的交通標誌識別裝置⑶，其特徵在於，-只要所述交通標誌識別裝置(8)識別出一個與駛過所述設計路線OO)相衝突的交通 標誌(14，41)，所述路線測定裝置(6)就測定出一個繞道路線05，44，45)。
2.如權利要求1所述的導航裝置，其特徵在於，-所述交通標誌識別裝置(8)在識別繞行標誌(15，33，42，48，50)時測定該標誌的繞行 方向(24,34,49,51)並且-所述路線測定裝置(6)測定出沿識別的繞行方向04，34，49，51)的方向的繞道路線 (25,31,32,35,44,45)。
3.如權利要求1所述的導航裝置，其特徵在於，-所述交通標誌識別裝置(8)在識別繞行標誌(15，33，42，48，50)時測定該標誌的繞行 方向(24,34,49,51)並且-所述路線測定裝置(6)測定出沿識別的繞行方向04，34，49，51)的方向的繞道路線 (25,31,32,35,44,45)和不跟隨測定的繞行方向(43)的方向的第二繞道路線(45)，並檢驗 哪個繞道路線(44,4 更適合。
4.如權利要求2或3所述的導航裝置，其特徵在於，-所述路線測定裝置(6)為一個或幾個事先存在於繞道路線0 的方向上的交叉路口 (30)各測定並且保存一個或幾個可能的隨動繞道路線(31，32)。
5.如權利要求4所述的導航裝置，其特徵在於，-所述交通標誌識別裝置(8)在駛過繞道路線05)期間識別位於繞道路線05)的下 一步路程中的繞行標誌G8)及其方向(49)，並且所述路線測定裝置(6)基於這個信息從保 存的隨動繞道路線G6，47)中選出那個沿所識別出的所述繞行標誌G8)的方向09)導向 的隨動繞道路線。
6.如上述權利要求中任一項所述的導航裝置，其特徵在於，-所述輸出裝置(7)在測定出繞道路線(25，31，32，35，44，妨)後輸出一個聲音的和/ 或視覺的變化信息。
7.一種用於汽車(1)的導航方法，其中-提供並且處理(62)有關當前汽車位置的位置數據(4)和導航數據(61)，其中，遵照 行駛目的地的預先設定(6 設計行駛路線00)， -輸出(64)有關所設計的路線OO)的信息，-並且識別和評估(65，66，67，68)所述汽車(1)所在環境中的交通標誌(14，41)， 其特徵在於，-只要識別出一個與駛過所述設計路線00)相衝突的交通標誌(14，41)，就測定出 (75) 一個繞道路線(25，31，32，35，44，45)。
8.如權利要求7所述的方法，其特徵在於，-在識別繞行標誌(15，33，42，48，50)時測定該標誌的繞行方向(24,34,49,51)和-測定沿繞行方向(24,34,49,51)的繞道路線(25，31，32，35，44，45)。
9.如權利要求7所述的方法，其特徵在於，-在識別繞行標誌(15，33，42，48，50)時測定該標誌的繞行方向(24，34，49，51)，並且 測定沿識別出的繞行方向(24,34,49,51)的方向的第一繞道路線(25，31，32，35，44，45)及 不跟隨所測定的繞行方向^幻的方向的第二繞道路線0 並且-檢驗哪個繞道路線(44,4 更適合。
10.如權利要求7、8或9所述的方法，其特徵在於，-為一個或幾個事先存在於繞道路線05)的方向上的交叉路口(30)各測定並且保存 一個或幾個可能的隨動繞道路線(31，32)。
11.如權利要求10所述的方法，其特徵在於，-在駛過繞道路線05)期間，評估位於繞道路線05)下一步路程中的繞行標誌G8) 及其方向G9)並且-基於這個信息從保存的隨動繞道路線(46，47)中選出那個沿識別出的繞行標誌G8) 的方向G9)導向的隨動繞道路線。
12.如權利要求7至11中任一項所述的方法，其特徵在於，-在測定繞道路線(25，31，32，35，44，45)後輸出一個聲音的和/或視覺的變化信息。
全文摘要
本發明涉及一種導航裝置(2)和一種導航方法，具有用於獲取有關當前汽車位置的位置數據(4)的裝置(3)；具有提供導航數據的數據存儲器(5)；具有路線測定裝置(6)，其由位置數據(4)、導航數據和由行駛目的地的預先設定給出設計的行駛路線(20)；具有用於輸出有關所設計的行駛路線(20)之信息的輸出裝置(7)以及用於在當前汽車位置的周圍識別交通標誌(14，41)的交通標誌識別裝置(8)。按本發明的導航裝置(2)和導航方法在汽車的目的地引導時支持駕駛員並且使得繞過途中阻礙或禁止按原設計路線通行的障礙物的行駛更容易。為此規定，只要交通標誌識別裝置(8)識別出一個與駛過設計路線(20)相衝突的交通標誌(14，41)，路線測定裝置(6)測定一個繞道路線(25，44，45)。
文檔編號G01C21/34GK102032915SQ20101053490
公開日2011年4月27日 申請日期2010年9月30日 優先權日2009年9月30日
發明者埃科·貝姆, 海科·巴爾德 申請人:通用汽車環球科技運作公司