專利名稱：借助導(dǎo)航裝置獲得路線的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種借助導(dǎo)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(fā)明還涉及用于執(zhí)行所述方法的裝置以及計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品背景技術(shù)
開(kāi)篇提及的類型的方法在現(xiàn)有技術(shù)中已知，并例如在DE 102007 049 761 Al中公 開(kāi)。該方法基于自學(xué)習(xí)PNA (個(gè)人導(dǎo)航助理)，即，基于移動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)，通過(guò)所述移動(dòng)導(dǎo)航系 統(tǒng)不僅能夠執(zhí)行地點(diǎn)確定，還能導(dǎo)航。所述PNA為此根據(jù)GPS數(shù)據(jù)獲得使用者的當(dāng)前位置 以及根據(jù)地圖數(shù)據(jù)推薦合適的路線。現(xiàn)代PNA此外包括壓力傳感器、轉(zhuǎn)動(dòng)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(zhǔn)確的高度變化信息。在GPS失靈、例如 在隧道中的情況下，現(xiàn)代PNA能夠借助所述轉(zhuǎn)動(dòng)速度傳感器估計(jì)速度并識(shí)別行駛方向的變 化。所述加速度傳感器能夠是微機(jī)械的傳感器，對(duì)于所述加速度傳感器，質(zhì)塊被懸掛在彈簧 上，所述質(zhì)塊通過(guò)出現(xiàn)的加速度而偏轉(zhuǎn)。各種的方法分析所述偏轉(zhuǎn)，以致加速度能夠被電測(cè) 量。此外，對(duì)于借助PNA的路線計(jì)算和到達(dá)時(shí)間預(yù)報(bào)，還獲得各種街道類型上的平均期望速 度。
在這里，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)內(nèi)含的且顯而易見(jiàn)的是，該提供信息的在街道 類型和平均速度之間的聯(lián)系在計(jì)算路線和到達(dá)時(shí)間預(yù)報(bào)時(shí)，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(shù)據(jù)的形式存儲(chǔ)，即存儲(chǔ)在能夠存儲(chǔ)使用者的資料的存 儲(chǔ)器中，以致能夠根據(jù)所述導(dǎo)航系統(tǒng)中的被存儲(chǔ)的使用者資料借助計(jì)算算法得出對(duì)車輛在 各種街道類型上的平均速度的推斷。在此PNA自動(dòng)學(xué)習(xí)，在何種街道類型上駕駛員達(dá)到何 種平均速度。
然而在這里必不可少的是，在啟動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)時(shí)執(zhí)行問(wèn)詢，由所述問(wèn)詢完成使用 者-車輛組合的識(shí)別。
存儲(chǔ)的使用者資料是指存儲(chǔ)的駕駛員個(gè)人的數(shù)據(jù)，以致如果不同的駕駛員或者導(dǎo) 航系統(tǒng)的使用者使用相同的車輛或者在移動(dòng)的PNA情況下使用相同的PNA，并且導(dǎo)航系統(tǒng) 自動(dòng)地追溯使用者資料，則作為計(jì)算的基礎(chǔ)的計(jì)算算法在駕駛員的駕駛風(fēng)格上的適應(yīng)會(huì)導(dǎo) 致錯(cuò)誤。
實(shí)現(xiàn)使用者-車輛組合識(shí)別的、在啟動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)時(shí)的問(wèn)詢意味著，一開(kāi)始就確定 駕駛員，然而導(dǎo)航系統(tǒng)的使用者通常覺(jué)得這是繁瑣和干擾的。
因此，本發(fā)明的任務(wù)在于，提供開(kāi)篇提及的類型的方法，由其自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)駕駛 員-車輛組合的識(shí)別。
該任務(wù)通過(guò)權(quán)利要求1所述的特征解決。本發(fā)明有利的改進(jìn)在從屬權(quán)利要求中說(shuō)明。發(fā)明內(nèi)容
依據(jù)本發(fā)明，為了通過(guò)導(dǎo)航裝置自動(dòng)地識(shí)別駕駛員-車輛-組合，將在導(dǎo)航裝置中存儲(chǔ)的加速度分布圖與通過(guò)導(dǎo)航裝置新取得的加速度分布圖相比較。
基本的想法是通過(guò)加速度分布圖的比較自動(dòng)識(shí)別使用者-車輛組合。為此，在本 發(fā)明的范圍內(nèi)，產(chǎn)生駕駛員特定的加速度分布圖，并將其與已經(jīng)存儲(chǔ)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(dòng)識(shí)別出使用者-車輛-組合。
該加速度分布圖，即加速度相對(duì)于時(shí)間的圖形繪圖能夠通過(guò)所謂的加速度傳感器 以測(cè)量技術(shù)獲取，通過(guò)例如確定作用在測(cè)試質(zhì)塊上的慣性力。以這種方式例如能夠確定，在 用車輛啟動(dòng)時(shí)是否發(fā)生某種程度的速度增加或速度減少。所獲得的加速度被轉(zhuǎn)換成電信 號(hào)，以致形成表征每個(gè)駕駛員的加速度分布圖。
在開(kāi)始時(shí)，導(dǎo)航系統(tǒng)根據(jù)關(guān)于導(dǎo)航器已經(jīng)獲得的起始點(diǎn)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(guò)依據(jù)本發(fā)明的方法由此保證了，導(dǎo)航系統(tǒng)基于測(cè)得的加速度或者從中獲得的 加速度分布圖來(lái)確定，要以已知的駕駛員資料中的哪個(gè)作為基礎(chǔ)。隨后利用駕駛員資料能 夠計(jì)算另外的預(yù)測(cè)，例如到達(dá)時(shí)間預(yù)報(bào)。
將在導(dǎo)航系統(tǒng)中存儲(chǔ)的加速度分布圖與通過(guò)導(dǎo)航系統(tǒng)新取得的加速度分布圖相 比較，優(yōu)選地通過(guò)獲得在所存儲(chǔ)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(guò)這種方式能夠?qū)崿F(xiàn)在單獨(dú)的加速度分布圖相互之間的分配并由此通過(guò)所比較的加速 度分布圖得出對(duì)在各種街道類型上的期望的平均速度的推斷。
在本發(fā)明的優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，獲得在所存儲(chǔ)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(guān)，即對(duì)在多個(gè)加速度分布圖中的加速度值之間的線性關(guān)系 的描述，能夠作為用于計(jì)算相似度的有效的工具來(lái)使用。如果應(yīng)用在加速度分布圖與第二 加速度分布圖上，所述相關(guān)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(biāo)記所述相關(guān)，所述已知的相似度例如相關(guān)系數(shù)或者信息理論的相似 度。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)用的變型如此設(shè)計(jì)，即存儲(chǔ)不相似的當(dāng)前取得的加速度分布圖。 這保證了，在依據(jù)本發(fā)明的方法的范圍內(nèi)，加速度分布圖方面的儲(chǔ)備是可用的。所述儲(chǔ)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(dǎo)航 裝置的組成部分，并且例如由三個(gè)正交設(shè)置的單軸加速度傳感器組成，或者由單塊振動(dòng)器 (Einmassenschwinger)組成，所述單塊振動(dòng)器在全部三個(gè)方向上的偏轉(zhuǎn)均被檢測(cè)。采用三 軸加速度傳感器的優(yōu)點(diǎn)在于，獲取加速度分布圖中盡可能多的加速度數(shù)據(jù)。
依據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)有利的設(shè)計(jì)方案如此設(shè)計(jì)，即通過(guò)處理器獲得相似度。為此 處理器以時(shí)間順序針對(duì)每個(gè)軸從所述加速度信號(hào)中獲得各種特征參數(shù)，例如沖擊(急沖， 加速度的導(dǎo)數(shù))、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(jì)算 相似度。
替代地，在本發(fā)明的范圍內(nèi)能夠借助神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)獲得所述相似度。為此，導(dǎo)航系統(tǒng) 附加地包括已知的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)處理器以及加速度傳感器。在本發(fā)明的這一有利的設(shè)計(jì)方案 中，導(dǎo)航系統(tǒng)在學(xué)習(xí)階段被主動(dòng)告知，是誰(shuí)開(kāi)車。神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)處理器在此學(xué)習(xí)，多個(gè)駕駛員 之間在由加速度傳感器產(chǎn)生的加速度信號(hào)上的區(qū)別在哪。關(guān)于所述學(xué)習(xí)階段給出各種選 擇。一方面，所述學(xué)習(xí)階段能夠如此設(shè)計(jì)，即在啟動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)時(shí)通過(guò)問(wèn)詢確定駕駛員，以使導(dǎo)航系統(tǒng)從此刻起獲得特征數(shù)據(jù)。也存在這樣的可能性，即導(dǎo)航系統(tǒng)首先接受加速度數(shù)據(jù)， 以致在存在加速度數(shù)據(jù)的多個(gè)數(shù)據(jù)記錄的情況下分析在同一地點(diǎn)的加速度分布圖。由此最 終獲得，哪些數(shù)據(jù)記錄相似。為了在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)，在學(xué)習(xí)階段將駕駛員主動(dòng)告知給導(dǎo)航系 統(tǒng)，在本發(fā)明的范圍內(nèi)設(shè)置，導(dǎo)航系統(tǒng)具有顯示單元，優(yōu)選LCD，并具有輸入裝置，優(yōu)選具有 觸摸屏。在該導(dǎo)航系統(tǒng)中在此優(yōu)選有這樣的可能性，即添加不同的使用者并將相應(yīng)的不同 的駕駛行為、行駛預(yù)測(cè)等指派給所述使用者。隨后，在導(dǎo)航系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，詢問(wèn)使用者，應(yīng)當(dāng)加 載哪個(gè)分布圖。
為了盡可能準(zhǔn)確地確定駕駛員，有利的是，取得駕駛員的多個(gè)加速度分布圖，以便 用這種方式得到關(guān)于駕駛員的駕駛行為的盡可能準(zhǔn)確的描繪。因此，按此目的為導(dǎo)航系統(tǒng) 的一個(gè)使用者取得多個(gè)加速度分布圖。
此外，本發(fā)明設(shè)計(jì)用于執(zhí)行所述方法的導(dǎo)航裝置、計(jì)算機(jī)程序、機(jī)器可讀的數(shù)據(jù)結(jié) 構(gòu)以及機(jī)器可讀的數(shù)據(jù)載體。


下面將在實(shí)施例中根據(jù)所附的附圖進(jìn)一步解釋本發(fā)明。
附圖中
圖1示出了依據(jù)本發(fā)明方法的流程圖，
圖2示出了依據(jù)本發(fā)明的加速度分布圖，且
圖3示出了導(dǎo)航系統(tǒng)。
具體實(shí)施方式
在圖1中示意性示出的方法用于自動(dòng)地識(shí)別駕駛員-車輛組合。
所述方法始于借助導(dǎo)航系統(tǒng)和用于定位的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(全球定位系統(tǒng))確 定車輛的位置10。
全球?qū)Ш较到y(tǒng)是非常著名的用于定位的工具，所述定位用于導(dǎo)航，例如車輛的導(dǎo) 航。在依據(jù)本發(fā)明的方法的范圍內(nèi)有利的是，將位置10確定在經(jīng)常接觸的地方。對(duì)此，家 里的停車位尤其適合。
由此在圖1中示出的依據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖從駕駛員開(kāi)始，所述駕駛員通過(guò) 例如倒出停車位而離開(kāi)他家的停車位，在此向右轉(zhuǎn)并隨后制動(dòng)停下，并且擺直車輪以及向 前加速。這些駕駛機(jī)動(dòng)動(dòng)作或者由此得到的運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)，如出發(fā)、制動(dòng)以及車輛的曲線半 徑，表征駕駛員和車輛的組合。
導(dǎo)航系統(tǒng)通過(guò)用于定位的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)能夠精確到幾米地確定位置10。然 而，為了通過(guò)車輛的相對(duì)短的距離推定加速度，該精確度不夠。此外，GPS數(shù)據(jù)的精確度在 打開(kāi)導(dǎo)航系統(tǒng)的第一時(shí)間就明顯受到限制了。
為了在此得到補(bǔ)償，在依據(jù)本發(fā)明的方法的范圍內(nèi)如此設(shè)置，即通過(guò)加速度傳感 器記錄加速度數(shù)據(jù)11。有利的是，在全部三個(gè)方向上取得加速度數(shù)據(jù)，也就是說(shuō)，使用三軸 的加速度傳感器。所述加速度傳感器記錄關(guān)于在位置10的附近出現(xiàn)的加速度的加速度分 布圖。同時(shí)借助集成在導(dǎo)航裝置中的表格在另一個(gè)方法步驟中通過(guò)措施13檢驗(yàn)，關(guān)于位置 10已經(jīng)記錄加速度分布圖18、19、20到何種程度。如果所述檢驗(yàn)通過(guò)措施14得出關(guān)于位置10在過(guò)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(gè)方法步驟 通過(guò)措施15確定在當(dāng)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(gè)檢驗(yàn)通過(guò)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(shuō)與所述 加速度分布圖18、19、20中的一個(gè)相似，則將該已知的駕駛員的特性，例如所計(jì)算的期望的 平均速度，以使用者資料的形式加載，也就是說(shuō)，存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器16中。存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 器16中的數(shù)據(jù)隨后用于進(jìn)一步的路線計(jì)算以及到達(dá)時(shí)間預(yù)報(bào)。
如果基于集成在所述導(dǎo)航裝置中的表格得出，關(guān)于位置10在過(guò)去沒(méi)有收集關(guān)于 駕駛員的加速度的數(shù)據(jù)，則首先將加速度分布圖12存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)17中。如果通過(guò)措施15 證實(shí)，不存在與已知分布圖的相似性，也就是說(shuō)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(gè)都不相似，或者過(guò)去在位置10沒(méi)有收集數(shù)據(jù)，則所述加速度分布圖 12也被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)17中。數(shù)據(jù)庫(kù)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(jīng)記錄的使用者資料以及關(guān)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(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)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(chǔ)備以供使用。在此數(shù)據(jù)庫(kù)17還 提供并包含給出關(guān)于有多少過(guò)去收集的數(shù)據(jù)可用的說(shuō)明的數(shù)據(jù)。
由圖2得知各種通過(guò)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(biāo)注。加速度分布圖a)至d)是存儲(chǔ)在導(dǎo)航系統(tǒng)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(shí)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(duì)于時(shí)間而繪制的。曲線23、32通過(guò)示出不同的加速度曲線 來(lái)反映駕駛員的特別的駕駛行為。
駕駛機(jī)動(dòng)動(dòng)作構(gòu)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(chǔ)，該駕駛機(jī)動(dòng)動(dòng)作由在各自車輛中的兩個(gè)駕駛員在短程路段上表現(xiàn)為倒出停車位，倒車 轉(zhuǎn)向左，徑直進(jìn)入交通環(huán)島，并在270°之后又離開(kāi)該交通環(huán)島，隨后在大約50米之后在有 先行權(quán)的道路前面制動(dòng)停下，其中在通過(guò)交通環(huán)島的情況下，出現(xiàn)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(xiàn)。加速度分布圖a)和b)示出駕 駛員A的相應(yīng)的加速度曲線，而關(guān)于駕駛員B的相應(yīng)的加速度曲線由分布圖c)和d)得出。 通過(guò)在取得的加速度分布圖e)與所述已經(jīng)存儲(chǔ)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(tǒng)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(nèi)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(chǎn)生。
圖3示出了用附圖標(biāo)記100標(biāo)注的導(dǎo)航裝置，所述導(dǎo)航裝置以已知的方式包括用 于自定位并由此用于確定當(dāng)前車輛位置的措施對(duì)。措施M例如能夠是用于接收GPS衛(wèi)星 定位信號(hào)的接收器。此外導(dǎo)航裝置100包括傳統(tǒng)的服務(wù)裝置25，通過(guò)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(jì)算從當(dāng) 前車輛位置經(jīng)由交通路線網(wǎng)到達(dá)所輸入的行駛目的地的路線，所述交通路線網(wǎng)以地圖數(shù)據(jù) 的形式存在，所述地圖數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器22中。這些已知的導(dǎo)航系統(tǒng)100的組件將附加 地通過(guò)優(yōu)選為三軸加速度傳感器的加速度傳感器四補(bǔ)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(chǎn)生的加速度信號(hào)，即作為處理器沈以時(shí)間順序針對(duì)每個(gè)軸從所述加速度信號(hào)中獲得各種特征參數(shù)，例如沖擊(急沖，加速度的導(dǎo)數(shù))、最大值、最小值。 針對(duì)這些特征參數(shù)記錄，與同樣存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器22中的加速度分布圖30相比而計(jì)算相似度， 所述加速度分布圖30以數(shù)據(jù)記錄的形式存在。在本發(fā)明的范圍內(nèi)也有可能的是，所述存儲(chǔ) 的加速度分布圖30被存儲(chǔ)在另一個(gè)存儲(chǔ)器31中。
此外在本發(fā)明的范圍內(nèi)，設(shè)置了用于所述導(dǎo)航系統(tǒng)100的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。所述 計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包含由處理器沈完成、并包括依據(jù)本發(fā)明的方法的路線計(jì)算算法。
權(quán)利要求
1.一種借助導(dǎo)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(guò)所述導(dǎo)航裝置自動(dòng)地識(shí)別駕駛員-車輛-組合，將在所述導(dǎo)航裝置中所 存儲(chǔ)的加速度分布圖(18，19，20)與通過(guò)所述導(dǎo)航裝置新取得的加速度分布圖相比較。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，獲得在所述所存儲(chǔ)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(jù)權(quán)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(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)(17)中。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，為所述導(dǎo)航裝置的一個(gè)使 用者取得多個(gè)加速度分布圖(12)。
5.導(dǎo)航裝置(100)，具有存儲(chǔ)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(chǎn)生的加速度信號(hào)在處理器06)中被處理，其特征在于，在所述存儲(chǔ) 器07，31)中存儲(chǔ)加速度分布圖(30)，以致為了通過(guò)所述導(dǎo)航裝置(100)識(shí)別駕駛員-車 輛-組合，能夠?qū)⑺龃鎯?chǔ)的加速度分布圖與通過(guò)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(jù)權(quán)利要求5所述的裝置(100)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其特征在于，所述計(jì)算機(jī) 程序產(chǎn)品包含路線計(jì)算算法，所述路線計(jì)算方法由所述處理器06)完成，其中所述路線計(jì) 算算法包括依據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法。
7.機(jī)器可讀、尤其是計(jì)算機(jī)可讀的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1至4中 至少一項(xiàng)所述的方法和/或通過(guò)至少一個(gè)按照權(quán)利要求5所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品而產(chǎn)生。
8.機(jī)器可讀、尤其是計(jì)算機(jī)可讀的數(shù)據(jù)載體，在所述數(shù)據(jù)載體上記錄和/或存儲(chǔ)至少 一個(gè)按照權(quán)利要求6所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品和/或在所述數(shù)據(jù)載體上為調(diào)用而準(zhǔn)備好至少 一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求7所述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于借助導(dǎo)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(dòng)實(shí)現(xiàn)駕駛員-車輛組合的識(shí)別的方法，本發(fā)明提出，將在所述導(dǎo)航裝置中存儲(chǔ)的加速度分布圖與通過(guò)所述導(dǎo)航裝置新接收的加速度分布圖進(jìn)行比較。
文檔編號(hào)G01C21/34GK102032913SQ20101029093
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月24日
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