专利名称：消耗优化的路线确定的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于确定机动车的路线的导航方法和导航装置，更具体地，涉及确定消耗优化的路线的导航方法和导航装置。
背景技术：
用于确定机动车的在起点和终点之间的路线的导航系统是普遍已知的。这些导航系统中的一些允许将路线确定为关于在起点和终点之间经过的道路的优化，或者确定为经过路段所需要的时间的优化。除此之外，已知的导航系统提供如此地确定路线，即最小化机动车的燃料消耗或者伴随燃料的消耗的如CO2的污染物质的排放，通常根据机动车的速度变化曲线得出路线上的消耗估计。在此没有考虑机动车的技术参数，如重量、或加速能力。 如此预先确定的机动车消耗有时候严重偏离在路线上的实际的消耗。此外还已知能够与机动车的OBD接口相连接的导航系统，以便获得涉及机动车的驱动系统的数据。WO 2010/021982A2示出了一种将当前消耗值分配给当前行驶道路的道路类型的系统。稍后基于多个这样的消耗值确定消耗优化的路线。在DE 19929^6A1中提出，将获取的消耗值用于确定或者证实在道路类型上的平均消耗值。本发明以这样任务为基�。刺峁┚哂懈纳频幕谙牡穆废吖婊牡己椒椒ê偷己阶爸�。
发明内容
本发明借助于具有权利要求1所述特征的方法、通过具有权利要求9所述特征的导航装置来解决该任务。从属权利要求给出了优选的实施方式。依据本发明的、用于在预先确定的道路网上确定机动车在起点和终点之间的消耗优化的路线的导航方法包括基于在道路网的另外的路段上所获取的机动车的消耗值确定在道路网的一路段上的机动车的消耗值的步骤，以及基于所确定的消耗值确定消耗优化的路线的步骤。通过依据本发明地将另外的路段上的消耗值推导至现有的路段上的消耗值，能够基于实际上所获取的消耗值的可校验的数字，为尚未获取消耗值的路段提供切合实际的估计，以使得能够以小的开销和高的准确性来确定机动车在任意路线上的消耗值。所述路段和所述另外的路段能够各自具有所分配的属性，其中有利地，基于这样的另外的路段来执行在所述路段上的消耗值的确定，该另外的路段关于一个或多个属性相似、即所述路段和所述另外的路段的属性具有类似的值。如此能够从多个已经为其确定了消耗值的另外的路段中选择一个，该所选择的路段能够作为切合实际地确定现有路段的消耗值的基础。该属性例如能够包括道路类型、允许或期望的最高速度、坡度、区域、获取时间点或所述路段的长度。能够基于动态的交通信息匹配属性的值，并由此保持属性的值最新。 以相应的方式比较多个属性的值是可能的，其中能够实现属性之间的加权。能够借助于数学模型确定消耗值，并且包括获取在所述道路网的所述路段上的所述机动车的消耗值的步骤，以及匹配所述数学模型的步骤，以便最小化所述所确定的消耗值与所述所获取的消耗值之间的偏差的步骤。基于所述数学模型由所述另外的路段的消耗值推论现有路段的消耗值。通过将这样确定的消耗值与随后在该路段上以测量技术获取的消耗值相比较，能够如此改善该模型，以致能够使得将来的确定具有更小的偏差，即具有更高的准确度。该方法能够包括基于所述属性的所述值确定所述机动车的行驶性能的步骤，其中基于机动车在所述行驶性能情况下的特定的消耗确定所述消耗值。所述行驶性能能够包含速度变化曲线和加速度变化曲线中的至少一个。相应地能够预先确定在机动车的速度或加速度和机动车的消耗值之间的关系。例如能够从机动车的制造商方面预先确定在机动车的速度或加速度和机动车的消耗值之间的关系。能够替代地或附加地通过在机动车中所获取的数据确定或改善该关系。能够以表格、方程、图的形式或以另外的方式给出该关系。通过采用通过所描述的比较而反馈的数学模型，模型的“学习能力”能够补偿所给出的所述关系的不准确性。如此能够基于起初仅较不精确地存在的关系随着时间“学习”成准确地匹配机动车的关系。有利地能够大致给出各种机动车的该关系，以便能够保持该关系的小的获取开销。除此之外，导航装置能够非特定地用于各种机动车。在更换导航装置的损坏的组件的情况下，不必在车间内预先保存机动车特定的备用件，以便能够降低在车间方面的提供费用并且降低修理时间。在优选的实施形式中，将先前以测量技术获取的消耗值分配给在所述路段上的机动车的驾驶员。由此能够在消耗值的确定中采纳驾驶员的通常的驾驶方式。驾驶员能够是所述数学模型的参数，或者能够为机动车的不同的预先确定的驾驶员各自分派分开的模型，以致在识别驾驶员之后，采用各自分派给他的模型。能够以已知的方式借助于个性化的钥匙或者机动车的锁系统的�？厥迪旨菔辉钡氖侗�。该方法能够是以具有程序代码装置的计算机程序产品为形式的，该计算机程序产品在处理装置上运行或被存储在计算机可读的数据载体中。依据本发明的、用于在预先的道路网上确定机动车在起点和终点之间的消耗优化的路线的导航装置包括用于基于先前在所述道路网的另外的路段上所获取的机动车的消耗值确定在道路网的路段上的所述机动车的消耗值的确定装置，以及用于基于所述所确定的消耗值确定所述消耗优化的路线的处理装置。
现参考所附的附图更详细地描述本发明，附图中图1示出了具有导航装置的机动车；图2示出了根据图1的导航装置中的估计装置；图3示出了示例性的道路网；以及图4示出了用于在图1的导航装置上执行的方法的流程图。
具体实施例方式图1示出了机动车100。机动车100包含与发动机控制装置110相连接的内燃机 105。发动机控制装置110控制向内燃机105供给液体燃料，例如柴油或者汽油。在另外的实施形式中也能够使用其他类型的发动机，该发动机的燃料是借助于发动机控制装置110 定量的，例如电机，其中燃料是电能。此外机动车100包含导航装置115，其包含处理装置 120、GPS天线125、TMC天线130、地图存储器135以及接口 140。处理装置120优选地是数字微计算机。地图存储器135包含关于道路网的信息，在该道路网上能够确定在起点和终点之间的路线。该信息包含路线网上的道路的多个路段， 为其各自分配属性。该属性包括例如道路类型、允许的最高速度、坡度、高于海平面的高度、 转弯信息以及至地方限制区域的分配。另外的属性能够被分配给该区域，并且该区域的属性能够改变、替代或者解释路段的属性。该区域例如能够是国家，并且分配给该区域的属性能够给出通常在该国家对于不同的道路类型所允许的最高速度。道路类型能够包括禁止车辆通行而任儿童玩耍的街道、交通平静区、市内连接、高速路、州县公路和高速公路。另外的差别是可能的，例如根据该路段所处的地方和城市的大小。处理装置120借助于通过GPS天线125接收到的数据确定机动车100的当前位置。 该位置能够被用作起点或者用于检验机动车100是否在先前所确定的路线上。能够向机动车100的驾驶员输出相应的指示。处理装置120借助于TMC天线130接收当前交通公报， 其例如涉及道路网的一路段的可行驶性。处理装置120通过以下方式确定在起点和终点之间的路线，即通过为在起点和重点之间的区域内的道路网的每个路段分配一个阻值，其表示该路段的就交通而言的可行驶性，并对路段进行评估。随后例如基于Dijkstra-Α*算法或者克鲁斯卡尔算法，将路线确定为多个路段的串接。所接收的关于路段的可行驶性的信息能够影响阻值至该路段的分配。分配的方式决定是时间优化、道路优化还是消耗优化地确定路线。处理装置120通过接口 140与发动机控制装置110相连接，并且接收参数，该参数允许到机动车100的消耗值的结论。接口 140能够是CAN总线或者0BD2接口。消耗值能够以每时间单位或者每行驶路段的燃料量或者所使用的能源量的形式存在。信息能够包含内燃机105的转数、喷射量、机动车100的速度、机动车100的加速度以及其他数据。为了将以测量技术获取的消耗值分配给路段，处理单元120能够根据借助于GPS天线125所确定的运动变化曲线识别路段。来自地图存储器135的数据能够附加地被用于识别。图2示出了根据图1的导航装置115中的估计装置200。估计装置200优选地能够被构造为处理装置120内部的抽象模型，例如被构造为计算机程序。在另一个实施形式中，估计装置200的部分也能够被物理地构造，即构造在硬件中，例如以离散逻辑元件或者专用集成电路(ASIC)的形式。估计装置200包含参数模型210，将道路网的路段的多个属性220提供给参数模型210。参数模型210基于多个提供的属性220确定关于该路段的预计的消耗值230。参数模型210例如能够被构造为数值优化、统计的过滤器或者神经元网络的形式。在第一实施方式中，参数模型210被设置以用于基于分配给该路段的属性，确定机动车的行驶性能，例如确定加速度或速度变化曲线。随后参数模型210将行驶性能映射到所估计的消耗值230上。在第二实施方式中，参数模型210被设置以用于通过首先确定另外的路段，来确定所估计的消耗值230，所述另外的路段与该路段是类似的并且在估计装置200的数据库 260中存储有所述另外的路段的以测量技术获取的消耗值M0。随后参数模型210根据另外的路段的所测量的消耗值240推导所涉及的路段的所估计的消耗值230。在一个变型中， 如关于第一实施方式所给出的，在此还能够将机动车100的行驶性能作为中间步骤实现。如果随后机动车100驶过该路段，则通过处理装置120将以测量技术获取的消耗值240提供给估计装置200的减法器250。能够基于借助于接口 140从发动机控制装置110 接收到的信息实现所获取的消耗值对0。减法器250构造在先前所估计的消耗值230和以测量技术获取的消耗值240之间的差，并将该差值提供给参数模型210。参数模型210将该差值用作反�。ü绱似ヅ淠Ｐ鸵宰钚』范ǖ牟钪担锤纳埔院蟮墓兰啤Ｎ耍芄荒诓康匾淮位蚨啻沃馗粗葱懈萌范ǎ钡礁貌钪档陀谠は雀ǖ你兄�。与参数模型210相连的数据库260能够全部或部分地与图1的地图存储器135相同。参数模型210能够将关于所涉及的路段的以测量技术获取的消耗值240存储在数据库 260中。在此能够一起存储属性220的值，以使得能够给出在不同的条件下在该路段上的多个所测量的消耗值M0。在重复确定在类似的条件下的同一路段的估计的消耗值230的情况下，也能够替代所确定的消耗值230而输出存储在数据库沈0中的以测量技术获取的消耗值M0。图3示出了示例性的道路网300。在该道路网300上有起点305和终点310，在它们之间存在第一路线315和第二路线320。该道路网300被划分为路段325至375。第一路线 315 包含路段 325,355,360,365 和；350。第二路线 320 包含路段 325、330、335、340、345 和 350。为了在道路网300上确定在起点305和终点310之间的消耗优化路线，也就是要确定，是第一路线315的多个路段的累积消耗值还是第二路线320的多个路段的累积消耗值得出较小的总消耗。在一个例子中，通过为第一路线315的单个的路段的测量，已知机动车100在第一路线315上的液态的燃料累积消耗值为150ml。第一路线315和第二路线 320共同的路段325和350的消耗值分别为50ml。此外已知路段330和340的消耗值各为 10ml，路段；345的消耗值是20ml。如果路段335需要小于IOml (150ml-(50+10+10+20+50) ml)的消耗，则第二路线320刚好具有比第一路线315低的总消耗。因为没有对路段335的消耗的测量，将在其形式和大小上类似该路段的路段370 上的消耗作为估计的基础。路段370被分配了 6ml的测量消耗值，路段335的所估计的消耗值同样是6ml并且在第二路线上的总消耗为146ml。因此比起第一路线315根据消耗优化优选第二路线320。图4示出了用于在图1的导航装置115上执行的方法400。方法400包含步骤405 至435并且在下面根据图3的例子描述该方法。在第一步骤405中接收图3中的起点305和终点310。在后续步骤410中从道路网300的路段325到375中确定对于该路线可以考虑的路段，在当前例子中即路段325至 365。在步骤415中确定在可以考虑的路段325至365上的机动车100的可用的以测量技术获取的消耗值。此外，如果需要则基于所接收的动态交通信息执行消耗值的匹配。以测量技术获取的消耗值对于路段340是不可用的。在步骤420中基于在地图存储器135中和/或在数据库沈0中可用的信息确定机动车100在路段335上的行驶性能。行驶性能尤其包括速度或加速度特性。如果路段335例如通过具有30km/h的最大允许速度的市内交通平静区，并且与两条优先行驶路段相交， 则能够认为两个从30km/h到0的制动过程以及两个从0到30km/h的加速过程，以及小于 30km/h的平均速度为最坏情况。基于该信息，确定在路段335上的以速度-和/或加速度变化曲线为形式的行驶性能。在方法400的第一变型中，在步骤425中基于机动车100的所确定的行驶性能和制造商的信息，确定说明机动车100取决于行驶性能的平均消耗的信息。优选地，说明的信息以表格、消耗曲线或作为参数化的描述例如作为多项式的形式存在。在方法400的第二变型中，在步骤425中确定道路网300的路段，该路段具有与为路段335确定的行驶性能最接近的行驶性能，并且在数据库沈0中存在关于该路段的以测量技术获取的消耗值。在这里是路段370，以使得为路段335接收在路段370上所测得的消耗值。如果需要，例如，如果路段335和路段370的路段长度不一致，能够基于属性的值的偏差实现消耗值的匹配。能够关于偏差线性地实现该匹配。随后得到关于总的可以考虑的路段325至365的消耗值，以使得在步骤430中能够将路线320确定为消耗优化的路线。方法400在这里能够结束，或者如果机动车100遵循所确定的消耗优化的第一路线315，该方法400以步骤430继续。在步骤430中，确定关于道路网300的行驶的路段的消耗值。为此建立借助于接口 140接收的消耗值与借助于GPS天线确定的机动车100的位置的联系。尤其在路段335 上执行该确定，关于该路段335还不存在测得的消耗值。测得的消耗值被存储在数据库260 中以用于将来的应用。在随后的步骤440中根据测得的消耗值240与先前所估计的消耗值 230的偏差，匹配参数模型210的参数，以使得从此以后能够更准确地确定所估计的消耗值 230。
权利要求
1.一种用于在预先确定的道路网(300)上确定机动车(100)在起点(30 和终点 (310)之间的消耗优化的路线的导航方法G00)，包括如下步骤-确定(42 在所述道路网(300)上的路段(325-37 上的所述机动车(100)的消耗值Q30)，以及-基于所述所确定的消耗值(230)确定(430)所述消耗优化的路线，其中；-基于在所述道路网(300)的另外的路段(325-37 上所获取的所述机动车(100)的消耗值(MO)确定在所述路段(325-37 上的所述机动车(100)的所述消耗值Q30)。
2.根据权利要求1所述的导航方法G00)，其特征在于，所述路段(325-37 的地理属性Q20)以及所述另外的路段(325-375)的相应的地理属性(220)具有类似的值。
3.根据权利要求1或2所述的导航方法000)，其特征在于，借助于数学模型(210)确定所述消耗值O30)，此外包括如下步骤-获取(43 在所述道路网(300)的所述路段(325-37 上的所述机动车(100)的所述消耗值(240)；-匹配(440)所述数学模型，以便最小化所述所确定的消耗值(230)与所述所获取的消耗值(240)的偏差。
4.根据权利要求2或3所述的导航方法000)，其特征在于，基于所述属性的所述值确定在所述路段(325-37 上的所述机动车(100)的行驶性能，以及基于所述 机动车(100) 在所述行驶性能情况下的特定的消耗确定所述消耗值(230)。
5.根据权利要求4所述的导航方法000)，其特征在于，所述行驶性能包含所述机动车 (100)的速度变化曲线和加速度变化曲线中的至少一个。
6.根据前述权利要求中任意一项所述的导航方法G00)，其特征在于，基于动态的交通信息匹配(415)所述消耗值O30)的所述确定(425)。
7.根据前述权利要求中任意一项所述的导航方法G00)，其特征在于，将先前所获取的消耗值(MO)分配给在所述路段(325-37 上的所述机动车(100)的驾驶员。
8.具有程序代码装置的计算机程序产品，以用于当其在处理装置(120)上运行或者被存储在计算机可读的数据载体中时，执行根据前述权利要求中任意一项所述的方法(400)。
9.一种用于在预先确定的道路网(300)上确定机动车(100)在起点(30 和终点 (310)之间的消耗优化的路线的导航装置(115)，其中所述导航装置(115)包括-确定装置(120)，用于确定在所述道路网(300)上的路段(325-37 上的所述机动车 (100)的消耗值(230)，以及-处理装置(120)，用于基于所述所确定的消耗值(230)确定所述消耗优化的路线，其特征在于，-所述确定装置(120)被设置以用于基于先前在所述道路网(300)的另外的路段 (325-375)上所获取的所述机动车(100)的消耗值(MO)确定在所述路段(325-37 上的所述机动车(100)的所述消耗值(230)。
全文摘要
本发明涉及消耗优化的路线确定。一种用于在预先确定的道路网上确定机动车在起点和终点之间的消耗优化的路线的导航方法，包括基于在所述道路网的另外的路段上所获取的所述机动车的消耗值确定在所述道路网的一路段上的所述机动车的消耗值的步骤，以及基于所述所确定的消耗值确定所述消耗优化的路线的步骤。
文档编号G01C21/34GK102213598SQ20111009250
公开日2011年10月12日 申请日期2011年4月8日 优先权日2010年4月8日
发明者B·伦特尔, W·珀赫米勒 申请人:罗伯特·博世有限公司
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