专利名称：汽车的导航装置和导航方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车的导航装置和导航方法，其属于导航系统的领域，这些导航 系统用于在汽车的路线设计和目的地引导(Ziemihrung)时，尤其是在绕开设计路线上存 在的障碍时支持女驾驶员或男驾驶员(在下面为了简便起见称为“驾驶员”)。
背景技术：
用传感器技术探测交通标志和所确定信息内容上的处理，在现有技术中是以各种 方案说明的。美国专利文献us 6,801,638 Bl例如致力于提醒驾驶员已经路过的路边交通 标牌或将这些交通标牌分类，并且为此提出一种用于识别交通标志及将其图示在显示器上 的方法。此外，公知的是为了在导引车辆到达目的地时支持驾驶员用于路线计算(所谓的 导航系统)的方法和装置。欧洲专利EP 1 550 097 Bl公开这样一种导航系统，该系统借 助于公路网络地图设计路线。事先模拟可能发生的交通事件对所设计路线的影响，计算和 保存用于绕过在设计路线的进程中存在的交叉路口行驶的可选路线。按照EP 1550 097 Bl 的导航系统，一旦优选借助交通无线电接收装置获得有关在设计的路线上的实际当前交通 障碍报告，则在需要时加快对新路线路段的计算。德国公开文献DE 198 42 176 Al公开一 种开头所述类型的用于导航的装置和方法，其中，用于识别交通标志的识别装置和用于导 航的装置处于双向数据交换中。这会提高两个单独系统(交通标志识别装置和导航装置) 的安全性和可靠性。此外，设置一个处理过程，在该处理过程中将获得的交通标志信息与存 储在导航装置的数字化数据存储器中的公路地图信息比较和调整以及为下一个数据存取 更新。将识别出的交通标志输送给导航装置用于对存储在导航装置的数字化数据存储器中 的公路地图信息进行数据积累和数据维护。发明内容
本发明所要解决的技术问题是，给出一种导航装置和一种导航方法，该装置/方 法在汽车的目的地引导时支持驾驶员并且使得绕过途中阻碍或禁止按原设计路线通行的 障碍物的行驶更容易。
该技术问题按照本发明就装置而言通过一种导航装置来解决，就方法而言通过一 种导航方法来解决。其中，导航装置包括用于获取有关当前汽车位置的位置数据的装置；提 供导航数据的数据存储器；路线测定装置，该路线测定装置由所述位置数据、导航数据并且 由行驶目的地的预先设定设计行驶路线；用于输出有关所设计的行驶路线之信息的输出装 置；以及用于在当前汽车所在位置的环境中识别交通标志的交通标志识别装置，其中，只要 所述交通标志识别装置识别出一个与驶过所述设计路线相冲突的交通标志，所述路线测定 装置测定一个绕道路线。在导航方法中，提供并且处理有关当前汽车位置的位置数据和导 航数据，其中，遵照行驶目的地的预先设定设计行驶路线；输出有关所设计的路线的信息； 并且识别和评估所述汽车所在环境中的交通标志，其中，只要识别出一个与驶过所述设计 路线相冲突的交通标志，就测定一个绕道路线。
依此，在开头所述类型的导航装置中，只要交通标志识别装置识别出一个与驶过 设计路线相冲突的交通标志，路线测定装置就测定一个绕道路线。
在开头所述类型的导航方法中，按本发明规定，只要识别出一个与驶过设计路线 相冲突的交通标志，则测定一个绕道路线。
本发明的一个主要优点是，在汽车的目的地引导时在通行的路线上出现出乎意料 的配置路标的障碍的情况下，对驾驶员的瞬间的和安全的支持。尤其是在不熟悉的公路上， 这产生重要的支持并且减轻驾驶员的精神压力和紧张。这提高了在驾驶员方面对导航系统 的信任。此外，按照本发明的导航系统可以自动将最初设计的路线摒弃或舍弃，至少可以从 驾驶员的注意力中移开。这还有另外的优点，即，如果驾驶员在识别出例如障碍或绕行指示 牌时主动偏离设计的路线，按本发明的导航装置的输出装置不再由于提醒返回最初设计的 路线而打扰驾驶员。
在本发明的一个有利的实施形式中，交通标志识别装置识别出绕行路牌和它指示 的绕行方向，并且路线测定装置沿识别出的绕行方向的方向测定绕道路线。在这种情况下， 在识别出的绕行方向的方向中测定绕道路线并且优选的是直接由输出装置输出。因此，驾 驶员在汽车沿标示的绕行方向的路线设计和目的地引导时得到支持。尤其是在不熟悉的公 路上，这提供额外的安全性并且不需要将可选路线手工输入到导航装置中或到公路地图中 去手工查找。在绕行方向中完整绕道路线的测定导致，尽管临时偏离设计的行驶方向，仍使 驾驶员感觉能很有把握地绕过障碍可靠地被引导至目的地。
在本发明的另一个有利的实施形式中，交通标志识别装置在识别出交通标志“绕 行”之后也测定它的绕行方向。然而，在本发明的这个变型设计方案中，路线测定装置也检 验偏离所识别绕行方向的第二个绕道路线是否比沿绕行方向的第一个绕道路线更适合。在 肯定回答的情况时，路线测定装置可以把第二个绕道路线作为优选输出或建议。因此，在识 别出一个处于行驶路线上的障碍后，优选按照时间标准或也按照驾驶员个人的标准，例如 优选的公路类型，测定一个最佳的绕道路线。这个绕道路线主要取决于驾驶员的行驶目的 地和优先选择或其它要考虑的标准并且因此也可以与标示的绕行方向相反延伸。但是，本 发明正好在这种情况下给驾驶员以信任，也可以在不熟悉的地区信赖导航的质量。
按照本发明的一个进一步设计，路线测定装置可以为一个或几个在绕道路线的方 向上(在接下来的路程中)事先存在的交叉路口各测定和保存一个或几个可能的随动绕道 路线。如果汽车位于给出的绕道路线上，例如在配置了路标的绕行路段上，则不清楚在下面 的交叉路口绕行采取哪个走向。为预先存在的交叉路口保存不同的绕道路线在需要时准备 好了可选方案并且提高了计算和输出随动绕道路线的速度。因此，导航装置可以自动确定 或识别，是否终止绕行的必要性或如情况可能返回到最初设计的路线上。
在本发明的另一个优选的实施形式中，交通标志识别装置在驶过所测定的绕道路 线期间识别位于其接下来路程中的绕行标志及其方向，路线测定装置基于这个信息从保存 的随动绕道路线中选出那个沿识别出的绕行标志的方向导向的随动绕道路线。这特别有效 地在汽车顺着标示出的绕行线路进行目的地引导时支持驾驶员。尤其是在不熟悉的公路上 和/或在不良能见度的情况下，对于驾驶员来说往往很难单单通过视觉获知绕行标志去跟 踪标示出的绕行线，并且要求高度集中-往往是紧张和精神压力现象的起因。本发明以很 高的反应速度实现了自动导向通过标示出的绕行路段，因为可能的随动绕道路线被事先计算出、保存并且在需要时立即可供使用。
如果没有识别出接下来的绕行标志，导航装置确定绕行的终止并且不再为接下来 的行驶路径方向上的交叉路口测定其它待保存的绕道路线。
按照本发明的另一个实施形式，一旦将设计的行驶路线舍弃并且由路线测定装置 测定出一个绕道路线，输出装置输出一个声音的和/或视觉的变化信息。这个信息可以将 改变了的路线走向显示给驾驶员并且因此使驾驶员及时获悉和可以谨慎和小心地拐入绕 道路线并且跟随这个路线。
以下借助附图示例性地详细说明本发明。在此，图中相同的或功能相同的部件设 置有同样的附图标记。其中
图1是带有按本发明的导航装置的汽车的示意图，
图2是按本发明的导航装置的第一个实施例的示意图，
图3是按本发明的导航装置的第二个实施例的示意图，
图4是按本发明的导航装置的另一个变型设计方案的示意图，
图5是按本发明的导航方法的一个变型设计方案的示意框图。
具体实施方式
图1以示意图示出带有导航装置2的汽车1。导航装置2包括用于获取当前位置 数据4的装置3和数据存储器5，在该存储器中导航数据或地图资料例如是以数字化公路地 图信息的形式存放的。导航数据代表有关汽车所在的相关地区或大地的走向、地形和其它 特征的信息。此外，导航装置2包括用于借助导航数据和位置数据4计算设计路线的路线 测定装置6，包括布置在驾驶员视域中的输出装置7以及交通标志识别装置8。交通标志识 别装置8在这个实施方案中设计为带有光学传感器10的摄像机9，但也可以动用其它光学 方法。导航装置2的各个构件3，4，5，6，7和8经过数据传输线互相连接。交通标志识别装 置8测定和识别绕行标志14，如在这个例子中所列举的绕行标志15那样。摄像机9在汽车 1中如此定位，使传感器采集的范围16包含有这样一个范围，S卩，在该范围中有处在公路17 上的相对于汽车1定位的交通标志14。
在图2中以示意图展示的本发明的实施形式示出带有按本发明的导航装置2的图 1中的汽车1在公路17上的情况。汽车位于设计的路线20上，该线路以公知的方式在导航 装置2的输出装置7中呈现给驾驶员。在路线20上有障碍22，该障碍示例性地用交通标志 23 “禁止通行”表明。这样一个障碍22例如可以是个工地，可以是由于举办活动或紧急情 况或类似的情况而设置的封锁。设立绕行标志15并且由导航装置2的交通标志识别装置 8识别出。除此之外，导航装置2的交通标志识别装置8测定出绕行方向24，也就是绕行标 志15用其尖部指出的方向，并且路线测定装置6由此测定沿绕行方向M的绕道路线25，将 该绕道路线以公知的方式输出给驾驶员。
所有阻碍驶过设计路线20的交通标志致使放弃设计路线20并且计算和输出绕道 路线25。例如除了绕行标志15，还提到施工标志、禁止通行标志23和禁止驶入标志。
在图3中示意性示出本发明的一个特别优选的实施形式。图1和图2中的汽车1位于沿绕行方向M的绕道路线25上。对于在绕道路线25的走向中事先存在的交叉路口 30，导航装置2产生不同的随动绕道路线31，32。这两个随动绕道路线保存在导航装置2 中。“交叉路口”30这个概念在本发明的范围内广义地去理解，也包括岔口、汇合口、如在图 3中清楚地示出的T形交叉口和类似的道路导引口(Strafienfiihrung)。如果交通标志识别 装置8识别出在所测定的绕道路线25的走向中另外的绕行标志33，也测定它的方向34并 且将沿测定的绕行方向34的绕道路线31输出给驾驶员。所以导航装置2引导驾驶员自主 地通过配置路标的绕行线，减少他的紧张和精神压力并且在汽车1顺利地进行目的地引导 时支持他。
在图4中以示意图展示的按本发明的装置的变型设计示出带有按本发明的导航 装置2的汽车1。汽车1位于从最初地点A向目标地点B的设计路线40(点划线)上，其经 过交通节点c，e，f和k通向目标地点B。如果识别出交通标志41，在此是一个禁止驶过设 计的路线40的绕行标志42，则舍弃设计路线40。在识别绕行标志42时，识别出绕行方向 43，产生绕道路线44，45，要么作为
a)沿绕行方向43的绕道路线44(虚线)，要么作为
b)与绕行方向43相反的绕道路线45 (打点线)
并且在按本发明的导航装置2中输出给驾驶员。
导航装置2测定哪个绕道路线44，45更适合并相应输出这个绕道路线。
如果认为沿绕行方向43的绕道路线较适合，则输出通向目标地点B的路段c，h， k。在这个绕道路线44上行驶期间，导航装置2为每个处于绕道路线44上的交叉路口(在 这个情况下是交叉路口 h)测定和保存可选的随动绕道路线46，47。如果识别出位于绕道路 线44上的下一个绕行标志48，则测定它的方向49并将保存的、引向所识别方向49的随动 绕道路线47在导航装置2中显示给驾驶员。在路线44的走向中，导航装置2识别出下一 个紧接着的绕行标志50和它的方向51。
如果与绕行方向43相反的绕道路线，也就是通向目标地点B路段c，d，e, f，k，被 导航装置判断为与沿绕行方向的绕道路线相比更适合的绕道路线，则将这个绕道路线45 输出给驾驶员。
按本发明的导航方法在图5中示意性地作为流程图示出。当前的位置数据60和 公路地图数据61被一起处理(方法步骤62)。在导航方法中现有的或由驾驶员输入的目 的地的预先规定63，致使输出关于设计路线的信息(方法步骤64)，例如是要行驶道路的地 图视图。识别路线上的交通标志(方法步骤65)并且检验(方法步骤66)识别出的交通标 志是否与驶过的设计路线相冲突。如果不是这种情况，则不会引起反应，并且继续进行交通 标志识别。在框图中跟随支路“否”67。如果测定，所识别的交通标志与驶过设计路线相冲 突，则跟随在框图中的路径“是” 68，并且设计的路线被舍弃(方法步骤69)。因此，测定一 个绕道路线(方法步骤75)并且将这个路线输出给驾驶员(方法步骤76)。
附图标记清单
1 车辆
2导航装置
3位置数据装置
4位置数据
5数据存储器
6路线测定装置
7输出装置
8交通标志识别装置
9摄像机
10光学传感器
14交通标志
15绕行标志
16采集的范围
17公路
20设计的路线
22障碍
23禁止通行交通标志
对绕行方向
25绕道路线
30绕道路线上的交叉路口
31，32随动绕道聘
33绕行标志
；34绕行方向
35随动绕道路线
40设计的路线
41交通标志
42绕行标志
43方向
44，45绕道路线
46，47随动绕道聘
48绕行标志
49方向
50绕行标志
51绕行方向
60位置数据
61导航数据
62方法步骤
63行驶目的地预先设定
64方法步骤
65方法步骤
66方法步骤
67支路“否”
68支路“是”
69方法步骤
75方法步骤
76方法步骤
权利要求
1.一种用于汽车(1)的导航装置O)，包括-用于获取有关当前汽车位置的位置数据的装置(3)， -提供导航数据的数据存储器(5)，-路线测定装置(6)，该路线测定装置由所述位置数据G)、所述导航数据并且由行驶 目的地的预先设定设计行驶路线00)，-用于输出有关所设计的行驶路线00)之信息的输出装置(7)，-以及用于在当前汽车所在位置的环境中识别交通标志(14，41)的交通标志识别装置⑶，其特征在于，-只要所述交通标志识别装置(8)识别出一个与驶过所述设计路线OO)相冲突的交通 标志(14，41)，所述路线测定装置(6)就测定出一个绕道路线05，44，45)。
2.如权利要求1所述的导航装置，其特征在于，-所述交通标志识别装置(8)在识别绕行标志(15，33，42，48，50)时测定该标志的绕行 方向(24,34,49,51)并且-所述路线测定装置(6)测定出沿识别的绕行方向04，34，49，51)的方向的绕道路线 (25,31,32,35,44,45)。
3.如权利要求1所述的导航装置，其特征在于，-所述交通标志识别装置(8)在识别绕行标志(15，33，42，48，50)时测定该标志的绕行 方向(24,34,49,51)并且-所述路线测定装置(6)测定出沿识别的绕行方向04，34，49，51)的方向的绕道路线 (25,31,32,35,44,45)和不跟随测定的绕行方向(43)的方向的第二绕道路线(45)，并检验 哪个绕道路线(44,4 更适合。
4.如权利要求2或3所述的导航装置，其特征在于，-所述路线测定装置(6)为一个或几个事先存在于绕道路线0 的方向上的交叉路口 (30)各测定并且保存一个或几个可能的随动绕道路线(31，32)。
5.如权利要求4所述的导航装置，其特征在于，-所述交通标志识别装置(8)在驶过绕道路线05)期间识别位于绕道路线05)的下 一步路程中的绕行标志G8)及其方向(49)，并且所述路线测定装置(6)基于这个信息从保 存的随动绕道路线G6，47)中选出那个沿所识别出的所述绕行标志G8)的方向09)导向 的随动绕道路线。
6.如上述权利要求中任一项所述的导航装置，其特征在于，-所述输出装置(7)在测定出绕道路线(25，31，32，35，44，妨)后输出一个声音的和/ 或视觉的变化信息。
7.一种用于汽车(1)的导航方法，其中-提供并且处理(62)有关当前汽车位置的位置数据(4)和导航数据(61)，其中，遵照 行驶目的地的预先设定(6 设计行驶路线00)， -输出(64)有关所设计的路线OO)的信息，-并且识别和评估(65，66，67，68)所述汽车(1)所在环境中的交通标志(14，41)， 其特征在于，-只要识别出一个与驶过所述设计路线00)相冲突的交通标志(14，41)，就测定出 (75) 一个绕道路线(25，31，32，35，44，45)。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，-在识别绕行标志(15，33，42，48，50)时测定该标志的绕行方向(24,34,49,51)和-测定沿绕行方向(24,34,49,51)的绕道路线(25，31，32，35，44，45)。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，-在识别绕行标志(15，33，42，48，50)时测定该标志的绕行方向(24，34，49，51)，并且 测定沿识别出的绕行方向(24,34,49,51)的方向的第一绕道路线(25，31，32，35，44，45)及 不跟随所测定的绕行方向^幻的方向的第二绕道路线0 并且-检验哪个绕道路线(44,4 更适合。
10.如权利要求7、8或9所述的方法，其特征在于，-为一个或几个事先存在于绕道路线05)的方向上的交叉路口(30)各测定并且保存 一个或几个可能的随动绕道路线(31，32)。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，-在驶过绕道路线05)期间，评估位于绕道路线05)下一步路程中的绕行标志G8) 及其方向G9)并且-基于这个信息从保存的随动绕道路线(46，47)中选出那个沿识别出的绕行标志G8) 的方向G9)导向的随动绕道路线。
12.如权利要求7至11中任一项所述的方法，其特征在于，-在测定绕道路线(25，31，32，35，44，45)后输出一个声音的和/或视觉的变化信息。
全文摘要
本发明涉及一种导航装置(2)和一种导航方法，具有用于获取有关当前汽车位置的位置数据(4)的装置(3)；具有提供导航数据的数据存储器(5)；具有路线测定装置(6)，其由位置数据(4)、导航数据和由行驶目的地的预先设定给出设计的行驶路线(20)；具有用于输出有关所设计的行驶路线(20)之信息的输出装置(7)以及用于在当前汽车位置的周围识别交通标志(14，41)的交通标志识别装置(8)。按本发明的导航装置(2)和导航方法在汽车的目的地引导时支持驾驶员并且使得绕过途中阻碍或禁止按原设计路线通行的障碍物的行驶更容易。为此规定，只要交通标志识别装置(8)识别出一个与驶过设计路线(20)相冲突的交通标志(14，41)，路线测定装置(6)测定一个绕道路线(25，44，45)。
文档编号G01C21/34GK102032915SQ20101053490
公开日2011年4月27日 申请日期2010年9月30日 优先权日2009年9月30日
发明者埃科·贝姆, �？啤ぐ投� 申请人:通用汽车环球科技运作公司
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