借助導航裝置獲得路線的方法

專利名稱：借助導航裝置獲得路線的方法
技術領域：
本發明涉及一種借助導航裝置獲得行駛路線的方法，其中由加速度傳感器獲取加 速度。此外，本發明還涉及用于執行所述方法的裝置以及計算機程序產品背景技術
開篇提及的類型的方法在現有技術中已知，并例如在DE 102007 049 761 Al中公 開。該方法基于自學習PNA (個人導航助理)，即，基于移動導航系統，通過所述移動導航系 統不僅能夠執行地點確定，還能導航。所述PNA為此根據GPS數據獲得使用者的當前位置 以及根據地圖數據推薦合適的路線。現代PNA此外包括壓力傳感器、轉動速度傳感器、以 及加速度傳感器。所述壓力傳感器用于得到迅速準確的高度變化信息。在GPS失靈、例如 在隧道中的情況下，現代PNA能夠借助所述轉動速度傳感器估計速度并識別行駛方向的變 化。所述加速度傳感器能夠是微機械的傳感器，對于所述加速度傳感器，質塊被懸掛在彈簧 上，所述質塊通過出現的加速度而偏轉。各種的方法分析所述偏轉，以致加速度能夠被電測 量。此外，對于借助PNA的路線計算和到達時間預報，還獲得各種街道類型上的平均期望速 度。
在這里，對于本領域技術人員來說內含的且顯而易見的是，該提供信息的在街道 類型和平均速度之間的聯系在計算路線和到達時間預報時，考慮在各種街道類型上的平均 期望速度，并且以使用者資料中的數據的形式存儲，即存儲在能夠存儲使用者的資料的存 儲器中，以致能夠根據所述導航系統中的被存儲的使用者資料借助計算算法得出對車輛在 各種街道類型上的平均速度的推斷。在此PNA自動學習，在何種街道類型上駕駛員達到何 種平均速度。
然而在這里必不可少的是，在啟動導航系統時執行問詢，由所述問詢完成使用 者-車輛組合的識別。
存儲的使用者資料是指存儲的駕駛員個人的數據，以致如果不同的駕駛員或者導 航系統的使用者使用相同的車輛或者在移動的PNA情況下使用相同的PNA，并且導航系統 自動地追溯使用者資料，則作為計算的基礎的計算算法在駕駛員的駕駛風格上的適應會導 致錯誤。
實現使用者-車輛組合識別的、在啟動導航系統時的問詢意味著，一開始就確定 駕駛員，然而導航系統的使用者通常覺得這是繁瑣和干擾的。
因此，本發明的任務在于，提供開篇提及的類型的方法，由其自動地實現駕駛 員-車輛組合的識別。
該任務通過權利要求1所述的特征解決。本發明有利的改進在從屬權利要求中說明。發明內容
依據本發明，為了通過導航裝置自動地識別駕駛員-車輛-組合，將在導航裝置中存儲的加速度分布圖與通過導航裝置新取得的加速度分布圖相比較。
基本的想法是通過加速度分布圖的比較自動識別使用者-車輛組合。為此，在本 發明的范圍內，產生駕駛員特定的加速度分布圖，并將其與已經存儲的加速度分布圖相比 較，以致加速度分布圖相符合意味著自動識別出使用者-車輛-組合。
該加速度分布圖，即加速度相對于時間的圖形繪圖能夠通過所謂的加速度傳感器 以測量技術獲取，通過例如確定作用在測試質塊上的慣性力。以這種方式例如能夠確定，在 用車輛啟動時是否發生某種程度的速度增加或速度減少。所獲得的加速度被轉換成電信 號，以致形成表征每個駕駛員的加速度分布圖。
在開始時，導航系統根據關于導航器已經獲得的起始點的加速度分布圖的比較， 確定存在哪種使用者-車輛組合。
通過依據本發明的方法由此保證了，導航系統基于測得的加速度或者從中獲得的 加速度分布圖來確定，要以已知的駕駛員資料中的哪個作為基礎。隨后利用駕駛員資料能 夠計算另外的預測，例如到達時間預報。
將在導航系統中存儲的加速度分布圖與通過導航系統新取得的加速度分布圖相 比較，優選地通過獲得在所存儲的加速度分布圖和新取得的加速度分布圖之間的相似度。 通過這種方式能夠實現在單獨的加速度分布圖相互之間的分配并由此通過所比較的加速 度分布圖得出對在各種街道類型上的期望的平均速度的推斷。
在本發明的優選的設計方案中，獲得在所存儲的加速度分布圖和新取得的加速度 分布圖之間的相似度。在此相關，即對在多個加速度分布圖中的加速度值之間的線性關系 的描述，能夠作為用于計算相似度的有效的工具來使用。如果應用在加速度分布圖與第二 加速度分布圖上，所述相關因此是用于描述待檢查的加速度分布圖有多相似的值。另外， 已知的相似度也適于標記所述相關，所述已知的相似度例如相關系數或者信息理論的相似 度。
本發明的一個實用的變型如此設計，即存儲不相似的當前取得的加速度分布圖。 這保證了，在依據本發明的方法的范圍內，加速度分布圖方面的儲備是可用的。所述儲備可 供與之后取得的加速度分布圖的比較使用。
有利地由三軸的加速度傳感器獲取加速度分布圖。該三軸的加速度傳感器是導航 裝置的組成部分，并且例如由三個正交設置的單軸加速度傳感器組成，或者由單塊振動器 (Einmassenschwinger)組成，所述單塊振動器在全部三個方向上的偏轉均被檢測。采用三 軸加速度傳感器的優點在于，獲取加速度分布圖中盡可能多的加速度數據。
依據本發明的另一個有利的設計方案如此設計，即通過處理器獲得相似度。為此 處理器以時間順序針對每個軸從所述加速度信號中獲得各種特征參數，例如沖擊(急沖， 加速度的導數)、加速度最大值、加速度最小值。由此與已獲得的加速度分布圖相比而計算 相似度。
替代地，在本發明的范圍內能夠借助神經元網絡獲得所述相似度。為此，導航系統 附加地包括已知的神經元網絡處理器以及加速度傳感器。在本發明的這一有利的設計方案 中，導航系統在學習階段被主動告知，是誰開車。神經元網絡處理器在此學習，多個駕駛員 之間在由加速度傳感器產生的加速度信號上的區別在哪。關于所述學習階段給出各種選 擇。一方面，所述學習階段能夠如此設計，即在啟動導航系統時通過問詢確定駕駛員，以使導航系統從此刻起獲得特征數據。也存在這樣的可能性，即導航系統首先接受加速度數據， 以致在存在加速度數據的多個數據記錄的情況下分析在同一地點的加速度分布圖。由此最 終獲得，哪些數據記錄相似。為了在技術上實現，在學習階段將駕駛員主動告知給導航系 統，在本發明的范圍內設置，導航系統具有顯示單元，優選LCD，并具有輸入裝置，優選具有 觸摸屏。在該導航系統中在此優選有這樣的可能性，即添加不同的使用者并將相應的不同 的駕駛行為、行駛預測等指派給所述使用者。隨后，在導航系統啟動時，詢問使用者，應當加 載哪個分布圖。
為了盡可能準確地確定駕駛員，有利的是，取得駕駛員的多個加速度分布圖，以便 用這種方式得到關于駕駛員的駕駛行為的盡可能準確的描繪。因此，按此目的為導航系統 的一個使用者取得多個加速度分布圖。
此外，本發明設計用于執行所述方法的導航裝置、計算機程序、機器可讀的數據結 構以及機器可讀的數據載體。


下面將在實施例中根據所附的附圖進一步解釋本發明。
附圖中
圖1示出了依據本發明方法的流程圖，
圖2示出了依據本發明的加速度分布圖，且
圖3示出了導航系統。
具體實施方式
在圖1中示意性示出的方法用于自動地識別駕駛員-車輛組合。
所述方法始于借助導航系統和用于定位的全球導航衛星系統(全球定位系統)確 定車輛的位置10。
全球導航系統是非常著名的用于定位的工具，所述定位用于導航，例如車輛的導 航。在依據本發明的方法的范圍內有利的是，將位置10確定在經常接觸的地方。對此，家 里的停車位尤其適合。
由此在圖1中示出的依據本發明的方法的流程圖從駕駛員開始，所述駕駛員通過 例如倒出停車位而離開他家的停車位，在此向右轉并隨后制動停下，并且擺直車輪以及向 前加速。這些駕駛機動動作或者由此得到的運動學數據，如出發、制動以及車輛的曲線半 徑，表征駕駛員和車輛的組合。
導航系統通過用于定位的全球導航衛星系統能夠精確到幾米地確定位置10。然 而，為了通過車輛的相對短的距離推定加速度，該精確度不夠。此外，GPS數據的精確度在 打開導航系統的第一時間就明顯受到限制了。
為了在此得到補償，在依據本發明的方法的范圍內如此設置，即通過加速度傳感 器記錄加速度數據11。有利的是，在全部三個方向上取得加速度數據，也就是說，使用三軸 的加速度傳感器。所述加速度傳感器記錄關于在位置10的附近出現的加速度的加速度分 布圖。同時借助集成在導航裝置中的表格在另一個方法步驟中通過措施13檢驗，關于位置 10已經記錄加速度分布圖18、19、20到何種程度。如果所述檢驗通過措施14得出關于位置10在過去取得了加速度分布圖18、19、20，則提供該加速度分布圖，以便在另一個方法步驟 通過措施15確定在當前加速度分布圖12和加速度分布圖18、19、20之間的相似度。如果 另一個檢驗通過措施21得出，所述加速度分布圖12與已知的駕駛員相似，也就是說與所述 加速度分布圖18、19、20中的一個相似，則將該已知的駕駛員的特性，例如所計算的期望的 平均速度，以使用者資料的形式加載，也就是說，存儲在數據存儲器16中。存儲在數據存儲 器16中的數據隨后用于進一步的路線計算以及到達時間預報。
如果基于集成在所述導航裝置中的表格得出，關于位置10在過去沒有收集關于 駕駛員的加速度的數據，則首先將加速度分布圖12存儲在數據庫17中。如果通過措施15 證實，不存在與已知分布圖的相似性，也就是說如果所述加速度分布圖12與加速度分布圖 18,19,20中的任意一個都不相似，或者過去在位置10沒有收集數據，則所述加速度分布圖 12也被存儲在數據庫17中。數據庫17除了有加速度分布圖12之外還有不同的駕駛員18、 駕駛員19和駕駛員20的已經記錄的使用者資料以及關于駕駛員18、19、20在確定的位置 處的特征加速度分布圖，以便在追溯這些在數據庫存儲的使用者資料以及加速度分布圖的 情況下，有為確定相似度而潛在可以考慮的資料的更大的儲備以供使用。在此數據庫17還 提供并包含給出關于有多少過去收集的數據可用的說明的數據。
由圖2得知各種通過三軸加速度傳感器獲得的加速度分布圖，其在圖2中用字母 a)至e)標注。加速度分布圖a)至d)是存儲在導航系統中的分布圖，而加速度分布圖e) 是新取得的分布圖。曲線23、32示出了隨時間t推移的加速度，即在圖1中所示的加速度 分布圖中，車輛的加速度是相對于時間而繪制的。曲線23、32通過示出不同的加速度曲線 來反映駕駛員的特別的駕駛行為。
駕駛機動動作構成在圖2中示出的加速度分布圖a)至e)中的曲線23、32的基 礎，該駕駛機動動作由在各自車輛中的兩個駕駛員在短程路段上表現為倒出停車位，倒車 轉向左，徑直進入交通環島，并在270°之后又離開該交通環島，隨后在大約50米之后在有 先行權的道路前面制動停下，其中在通過交通環島的情況下，出現直至0. 5g(g = 9. 81m/s2) 的附加的離心加速度，所述離心加速度只在曲線23中顯現。加速度分布圖a)和b)示出駕 駛員A的相應的加速度曲線，而關于駕駛員B的相應的加速度曲線由分布圖c)和d)得出。 通過在取得的加速度分布圖e)與所述已經存儲的加速度分布圖a)至d)之間的比較，能夠 基于曲線23的曲線形狀將所述加速度分布圖e)明確地分配給駕駛員A。在此系統已知，加 速度分布圖a)和b)源自駕駛員A，加速度分布圖c)和d)源自駕駛員B。在確定所述相似 度的范圍內得出，加速度分布圖a)和b)與加速度分布圖c)和d)相比更相似于加速度曲 線e)。不同的曲線形狀在此由駕駛員A和B的不同的駕駛行為產生。
圖3示出了用附圖標記100標注的導航裝置，所述導航裝置以已知的方式包括用 于自定位并由此用于確定當前車輛位置的措施對。措施M例如能夠是用于接收GPS衛星 定位信號的接收器。此外導航裝置100包括傳統的服務裝置25，通過其能夠由車輛的使用 者輸入行駛目的地。主處理器沈是中央控制裝置觀的組成部分，該主處理器沈計算從當 前車輛位置經由交通路線網到達所輸入的行駛目的地的路線，所述交通路線網以地圖數據 的形式存在，所述地圖數據被存儲在存儲器22中。這些已知的導航系統100的組件將附加 地通過優選為三軸加速度傳感器的加速度傳感器四補充。主處理器沈在此能夠如此地處 理由所述加速度傳感器四產生的加速度信號，即作為處理器沈以時間順序針對每個軸從所述加速度信號中獲得各種特征參數，例如沖擊(急沖，加速度的導數)、最大值、最小值。 針對這些特征參數記錄，與同樣存儲在存儲器22中的加速度分布圖30相比而計算相似度， 所述加速度分布圖30以數據記錄的形式存在。在本發明的范圍內也有可能的是，所述存儲 的加速度分布圖30被存儲在另一個存儲器31中。
此外在本發明的范圍內，設置了用于所述導航系統100的計算機程序產品。所述 計算機程序產品包含由處理器沈完成、并包括依據本發明的方法的路線計算算法。
權利要求
1.一種借助導航裝置獲得行駛路線的方法，其中由加速度傳感器09)獲取加速度，其 特征在于，為了通過所述導航裝置自動地識別駕駛員-車輛-組合，將在所述導航裝置中所 存儲的加速度分布圖(18，19，20)與通過所述導航裝置新取得的加速度分布圖相比較。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，獲得在所述所存儲的加速度分布圖(18， 19，20)與所述新取得的加速度分布圖(1 之間的相似度。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，不相似的新取得加速度分布圖(1 被存 儲在數據庫(17)中。
4.根據前述權利要求中任意一項所述的方法，其特征在于，為所述導航裝置的一個使 用者取得多個加速度分布圖(12)。
5.導航裝置(100)，具有存儲器(27，31)和處理器(26)以及具有加速度傳感器( )， 所述加速度傳感器產生的加速度信號在處理器06)中被處理，其特征在于，在所述存儲 器07，31)中存儲加速度分布圖(30)，以致為了通過所述導航裝置(100)識別駕駛員-車 輛-組合，能夠將所述存儲的加速度分布圖與通過所述加速度傳感器09)新取得的加速度 分布圖相比較。
6.用于根據權利要求5所述的裝置(100)的計算機程序產品，其特征在于，所述計算機 程序產品包含路線計算算法，所述路線計算方法由所述處理器06)完成，其中所述路線計 算算法包括依據權利要求1至4中任一項所述的方法。
7.機器可讀、尤其是計算機可讀的數據結構，所述數據結構通過根據權利要求1至4中 至少一項所述的方法和/或通過至少一個按照權利要求5所述的計算機程序產品而產生。
8.機器可讀、尤其是計算機可讀的數據載體，在所述數據載體上記錄和/或存儲至少 一個按照權利要求6所述的計算機程序產品和/或在所述數據載體上為調用而準備好至少 一個根據權利要求7所述的數據結構。
全文摘要
本發明涉及用于借助導航裝置獲得行駛路線的方法，其中由加速度傳感器(29)獲取加速度。為了提供自動實現駕駛員-車輛組合的識別的方法，本發明提出，將在所述導航裝置中存儲的加速度分布圖與通過所述導航裝置新接收的加速度分布圖進行比較。
文檔編號G01C21/34GK102032913SQ20101029093
公開日2011年4月27日 申請日期2010年9月21日 優先權日2009年9月24日
發明者C·克萊, W·施米特 申請人:羅伯特·博世有限公司