Title:
GNSS-FAHRZEUGSTANDORT UNTER BERÜCKSICHTIGUNG EINANDER ÜBERLAPPENDER STRASSEN
Document Type and Number:
Kind Code:
A1

Abstract:

Ein System und Verfahren zur Bestimmung einer Fahrzeugposition wo Straßen unterschiedliche Erhebungen haben und mindestens teilweise überlappen. Verfahren, durchgeführt durch das System beinhaltet: das Empfangen einer Vielzahl von GNSS-Satellitensignalen in einem Fahrzeug; Bestimmung einer Fahrzeugposition und einer Fahrzeuggeschwindigkeit einschließlich einer oberen Geschwindigkeit, basierend auf den empfangenen GNSS-Signalen; Identifizieren einer Vielzahl von Straßen innerhalb eines Bereichs des Fahrzeugstandorts, von denen mindestens eine eine unterschiedliche Höhe hat als die andere(n) Straße(n); und Auswahl mindestens einer aus mehreren Straßen innerhalb des Bereichs basierend auf der Hochfahrgeschwindigkeitskomponente.





Inventors:
Croyle, Steven R., Mich. (Warren, US)
Application Number:
DE102017207550A
Publication Date:
11/16/2017
Filing Date:
05/04/2017
Assignee:
GM Global Technology Operations LLC (Mich., Detroit, US)
International Classes:
G01S19/50; G01C21/16
Attorney, Agent or Firm:
Manitz Finsterwald Patentanwälte PartmbB, 80336, München, DE
Claims:
1. Verfahren zum Bestimmen einer Fahrzeugposition im Zusammenhang mit Straßen mit unterschiedlichen Höhen, die sich zumindest teilweise überlappen, umfassend die folgenden Schritte:
(a) das Empfangen einer Vielzahl von Satellitensignalen des Global Navigation Satellite Systems (GNSS) in einem Fahrzeug;
(b) das Bestimmen einer Fahrzeugposition und einer Fahrzeuggeschwindigkeit einschließlich einer Hochfahrgeschwindigkeit basierend auf den empfangenen GNSS-Signalen;
(c) das Identifizieren einer Vielzahl von Straßen innerhalb eines Bereichs des Fahrzeugstandorts, von denen mindestens eine eine unterschiedliche Höhe hat als die andere(n) Straße(n); und
(d) das Auswählen mindestens einer aus einer Vielzahl von Straßen innerhalb des Bereichs basierend auf der Hochfahrgeschwindigkeitskomponente.

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Fahrzeugposition eine dreidimensionale Fahrzeugposition ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Vielzahl der Straßen basierend auf einer oder mehreren Rampen im Bereich der Fahrzeugposition ausgewählt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend den Schritt des Bestimmens, ob die Hochfahrgeschwindigkeitskomponente ungleich null ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend den Schritt des Bestimmens einer Neigung der Fahrzeugbewegung basierend auf der Hochfahrgeschwindigkeitskomponente.

6. Verfahren nach Anspruch 5, des Weiteren umfassend den Schritt des Vergleichens der Neigung der Fahrzeugbewegung mit einer oder mehreren Rampenneigungen aus einer Kartendatenbank.

7. Verfahren nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend den Schritt des Kalibrierens eines Beschleunigungsmessers basierend auf der Hochfahrgeschwindigkeit.

8. Fahrzeug, umfassend:
einen Empfänger für Global Navigation Satellite System (GNSS) zum Empfangen einer Vielzahl von GNSS-Satellitensignalen im Fahrzeug und das Bestimmen einer Fahrzeugposition und einer Fahrzeuggeschwindigkeit einschließlich einer Hochfahrgeschwindigkeit basierend auf den empfangenen GNSS-Signalen; und
einen Mikroprozessor, konfiguriert zum Empfangen der Fahrzeugposition und der Hochfahrgeschwindigkeit, Identifizieren einer Vielzahl von Straßen innerhalb eines Bereichs der Fahrzeugposition, von welchen mindestens eine eine unterschiedliche Höhe hat als die andere(n) Straße(n) durch Zugreifen auf ein Map Matching Modul und Auswählen mindestens einer der Vielzahl von Straßen innerhalb des festgelegten Bereichs, basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit.

9. Fahrzeug nach Anspruch 8, des Weiteren umfassend einen Beschleunigungssensor mit einem Abweichwert, der basierend auf der Hochfahrgeschwindigkeit kalibriert wird.

10. Fahrzeug nach Anspruch 8, des Weiteren umfassend das Map Matching Modul.

Description:
TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft die Navigation mit dem Global Navigation Satellite System (GNSS) und insbesondere die Bestimmung einer Fahrzeugposition an Stellen, an welchen Straßen unterschiedliche Höhen haben und zumindest teilweise überlappen.

HINTERGRUND

Moderne Fahrzeuge beinhalten häufig Hardware, die die Position eines Fahrzeugs bestimmt und diese dann einer Position auf einer Straßenkarte zuordnet. In seiner Anfangszeit beinhaltete die GNSS-Navigation eine gezielt eingefügte Fehlerkomponente, die dazu führte, dass die empfangenen GNSS-Signale etwas ungenau waren. In den Fahrzeugen wurden nicht die GNSS-Signale zur Navigation verwendet, sondern die Fahrzeuge verließen sich auf eine Koppelnavigation, bei der Fahrgeschwindigkeit und Richtung anhand der Daten von einer Vielzahl von Fahrzeugsensoren ermittelt wurden. Das Fahrzeug konnte so, ausgehend von der anfänglichen Fahrzeugposition, einen Verschiebungsvektor berechnen, der auf die Anfangsposition angewendet wurde, um die neue Position des Fahrzeugs zu bestimmen. Die neue Position kann dann auf einer zweidimensionalen Karte anhand von Map-Matching-Techniken bestimmt werden, die die Position des Fahrzeugs einer Straße auf einer Karte zuordnen.

Mit der Weiterentwicklung von Fahrzeug-Navigationssystemen begann man, die Koppelnavigation mit GNSS-Empfängern zu erweitern, die Signale von einer Vielzahl von GNSS-Satelliten empfingen, wie beispielsweise Satelliten, die das Global Positioning System (GPS) umsetzten. Heutige in Fahrzeugen angebrachte GNSS-Empfänger berechnen Position, Geschwindigkeit oder Richtung eines sich bewegenden Fahrzeugs in einer zweidimensionalen Ebene. Das heißt, die GNSS-Empfänger berechnen Breiten- und Längenkoordinaten sowie eine Richtung und können diese Daten in eine Fahrzeugposition auf einer zweidimensionalen Karte umrechnen. Die GNSS-Empfänger werden allein verwendet oder mit Positionsinformationen, die von der Koppelnavigation erzeugt werden, um die Fahrzeugposition zu ermitteln.

In den meisten Anwendungsfällen bietet die Koppelnavigation zusammen mit den Daten des GNSS-Empfängers korrekte Angaben hinsichtlich der Position eines Fahrzeugs. Es gibt jedoch Fälle, in denen Straßen auf der zweidimensionalen Ebene übereinanderliegen. Einige Straßen können beispielsweise eine untere und eine obere, erhöhte Fahrbahn haben, wobei die obere die untere zumindest teilweise überlappt. Ein Fahrzeug, das sich auf der oberen Fahrbahn befindet, hätte ähnliche Breiten- und Längenkoordinaten wie ein Fahrzeug, das sich auf der unteren Fahrbahn befindet. Wenn aktuelle, fahrzeugbasierte GNSS-Empfänger oder Kopplungsnavigations-Systeme eine Fahrzeugposition auf der zweidimensionalen Ebene erfassen, geht aus dieser Position noch nicht hervor, ob sich das Fahrzeug auf der oberen oder unteren Fahrbahn befindet. Straßengeometrie und Fahranweisungen können unterschiedlich sein, je nachdem, ob sich ein Fahrzeug auf der oberen oder auf der unteren Fahrbahn befindet. Beispielsweise können Ausfahrten von der rechten Seite der Straße anstatt von der linken Seite der Straße führen, wodurch die Straße, auf der sich das Fahrzeug befindet, nicht korrekt identifiziert werden und der Fahrer falsche Anweisungen erhalten könnte.

ZUSAMMENFASSUNG

Gemäß einer Ausführungsform Bereitstellung eines Verfahrens zur Bestimmung einer Fahrzeugposition im Zusammenhang mit Straßen mit unterschiedlichen Höhen, die sich zumindest teilweise überlappen. Verfahren zum Empfangen einer Vielzahl von GNSS-Satellitensignalen in einem Fahrzeug; Bestimmen einer Fahrzeugposition und einer Fahrzeuggeschwindigkeit einschließlich einer Hochfahrgeschwindigkeit, basierend auf den empfangenen GNSS-Signalen; Identifizieren einer Vielzahl von Straßen innerhalb eines Bereichs des Fahrzeugstandorts, von denen mindestens eine eine unterschiedliche Höhe hat als die andere(n) Straße(n); und Auswählen mindestens einer von einer Vielzahl von Straßen innerhalb des Bereichs basierend auf der Hochfahrgeschwindigkeitskomponente.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform, Bereitstellen eines Fahrzeugs mit einem GNSS-Empfänger, der dazu konfiguriert ist, verschiedene GNSS-Satellitensignale im Fahrzeug zu empfangen und eine Fahrzeugposition und eine Fahrzeuggeschwindigkeit einschließlich einer Hochfahrgeschwindigkeit basierend auf den empfangenen GNSS-Signalen zu bestimmen; ferner Bereitstellen eines Mikroprozessors, der dazu konfiguriert ist, die Fahrzeugposition und die obere Geschwindigkeit zu empfangen, eine Vielzahl von Straßen durch Zugriff auf ein Map-Matching-Modul innerhalb eines Bereichs der Fahrzeugposition zu identifizieren, von welchen mindestens eine eine andere Höhe aufweist als die andere(n) Straßen(n), und Auswahl von mindestens einer der Straßen im definierten Bereich auf der Grundlage der Geschwindigkeit.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Eine oder mehrere Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben, worin gleiche Bezeichnungen gleiche Elemente bezeichnen, und worin:

1 ein Blockdiagramm ist, das eine Ausführungsform eines Kommunikationssystems darstellt, die fähig ist, das hier offenbarte Verfahren zu verwenden; und

2 ein Blockdiagramm ist, das eine Ausführungsform eines Navigationsmoduls darstellt, das fähig ist, das hier offenbarte Verfahren zu verwenden; und

3 ein Verfahren zur Bestimmung einer Fahrzeugposition ist, wo Straßen unterschiedliche Höhen haben und sich zumindest teilweise überlappen.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER VERANSCHAULICHTEN AUSFÜHRUNGSFORM(EN)

Das nachfolgend beschriebene System und Verfahren bestimmt eine Fahrzeugposition in einem Bereich mit Straßen, die sich teilweise oder vollständig überlappen. Wie oben diskutiert, kann es gelegentlich Straßen geben, deren Fahrbahnen an bestimmten Stellen übereinander liegen, so dass eine Fahrbahn eine andere Höhe hat als eine andere oder mehrere andere, aber dennoch denselben Platz einnimmt, wenn sie alle von einer x-/y-Ebene aus betrachtet werden. Wo Straßen unterschiedliche Höhen haben und sich überlappen, kann eine Breiten- und Längenkoordinate eine Position identifizieren, an welcher zwei unterschiedliche Straßen vorhanden sind. Als Beispiele für Straßen dieser Art seien Wacker Drive in Chicago oder die Verrazano Bridge in New York City genannt, die Staten Island und Brooklyn miteinander verbindet. Ein GNSS-Empfänger bestimmt anhand einer dreidimensionalen Geschwindigkeit einschließlich einer Hochfahrgeschwindigkeitskomponente, ob das Fahrzeug auf eine Straße fährt, die höher oder niedriger ist. Die Hochfahrgeschwindigkeitskomponente kann darauf hinweisen, ob sich das Fahrzeug eher nach oben oder eher nach unten bewegt, während es entsprechend auf eine obere oder niedrigere Fahrbahn zufährt. Eine positive Hochfahrgeschwindigkeitskomponente kann beispielsweise anzeigen, dass das Fahrzeug gerade auf eine Rampe fährt, die auf eine Fahrbahn führt, die höher ist, als die aktuelle Fahrbahn. Umgekehrt kann eine negative Hochfahrgeschwindigkeitskomponente anzeigen, dass das Fahrzeug gerade auf eine Rampe fährt, die auf eine Fahrbahn führt, die niedriger ist. Die Hochfahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs kann verwendet werden, um eine Straße aus einer Vielzahl von Straßen auszuwählen, von denen mindestens eine eine unterschiedliche Höhe als die andere(n) Straße(n) und ein gemeinsames Breiten- und Längengrad-Koordinatenpaar hat.

In der Vergangenheit wurden Beschleunigungsmesser verwendet, um anzuzeigen, ob ein Fahrzeug nach oben oder nach unten fährt. Aber Beschleunigungsmesser können zu diesem Zweck nicht ohne Weiteres zuverlässig in Fahrzeugen eingesetzt werden. Beschleunigungsmesser haben beispielsweise eine Tendenz, mit der Zeit ungenau zu werden, und müssen regelmäßig kalibriert werden, um ihre Genauigkeit behalten. Ferner brauchen Beschleunigungsmesser eine genaue Positionierung innerhalb des Fahrzeugs, was ihre Installation als Teil der Fahrzeugausstattung verkompliziert. Wird ein Beschleunigungsmesser im Verhältnis zu einer vertikal angeordneten Sensorachse nicht exakt ausgerichtet, kann er keine zuverlässigen Daten liefern. Und die Verwendung von Beschleunigungsmessern erfordert auch zusätzliche Berechnungen, die bei der Hochfahrgeschwindigkeit nicht notwendig sind. Beschleunigungsberechnungen basierend auf der Ausgabe eines Beschleunigungssensors bedeutet auch, dass der Einfluss der Schwerkraft vom Beschleunigungssensor abgezogen werden muss, was auch nicht notwendig ist, wenn die Hochfahrgeschwindigkeit verwendet wird. Zudem kann der Beschleunigungsmesser anhand von zwei Integrationen der Beschleuigungsausgabe eine Änderung der nach oben oder nach unten gerichteten Position angeben. Die Ausgabe der Hochfahrgeschwindigkeit vom GNSS-Empfänger ist ein Nebenprodukt der dreidimensionalen Positionskalkulation und erfordert keine zusätzliche Verarbeitung wie beim Beschleunigungssensor.

Die Hochfahrgeschwindigkeit kann nicht nur die Genauigkeit verbessern, mit der bestimmt werden kann, ob sich das Fahrzeug nach oben oder nach unten bewegt, sondern kann auch zur Kalibrierung des Fahrzeug-Beschleunigungsmessers verwendet werden, um dessen Genauigkeit aufrechtzuerhalten. Ausgaben eines Fahrzeug-Beschleunigungsmessers können mit Hochfahrgeschwindigkeitswerten verglichen werden. Abweichungen, die über eine bestimmte Schwelle hinausgehen, können als Richtlinien zum Kalibrieren des Beschleunigungssensors dienen. Auf diese Konzepte wird im Folgenden noch weiter eingegangen.

Kommunikationssystem –

Mit Bezug auf 1 ist eine Betriebsumgebung dargestellt, die ein mobiles Fahrzeugkommunikationssystem 10 umfasst, das verwendet werden kann, um das hier offenbarte Verfahren zu implementieren. Das Kommunikationssystem 10 beinhaltet im Allgemeinen ein Fahrzeug 12, ein oder mehrere Drahtlosträgersysteme 14, ein Festnetz 16, einen Computer 18 und ein Call-Center 20. Es versteht sich, dass das offenbarte Verfahren mit einer beliebigen Anzahl von unterschiedlichen Systemen verwendet werden kann und nicht speziell auf die hier gezeigte Betriebsumgebung einschränkt ist. Auch die Architektur, Konstruktion, Konfiguration und der Betrieb des Systems 10 und seiner einzelnen Komponenten sind in der Technik allgemein bekannt. Somit stellen die folgenden Absätze lediglich einen kurzen Überblick über ein solches Kommunikationssystem 10 bereit; aber auch andere, hierin nicht dargestellte Systeme könnten die offenbarten Verfahren einsetzen.

Fahrzeug 12 ist in der veranschaulichten Ausführungsform als ein Personenkraftwagen dargestellt, es sollte jedoch beachtet werden, dass jedes andere Fahrzeug, einschließlich Motorräder, Lastwagen, Geländewagen (SUV), Campingfahrzeuge (RV), Wasserfahrzeuge, Flugzeuge usw. ebenfalls verwendet werden kann. Ein Teil der Fahrzeugelektronik 28 wird im Allgemeinen in 1 gezeigt und beinhaltet eine Telematikeinheit 30, ein Mikrofon 32, eine oder mehrere Tasten oder andere Steuereingänge 34, ein Audiosystem 36, eine optische Anzeige 38, ein Navigations-Modul 40 sowie mehrere Fahrzeugsystemmodule (VSMs) 42. Einige dieser Vorrichtungen können direkt mit der Telematikeinheit wie z. B. dem Mikrofon 32 und der/den Taste(n) 34 verbunden sein, während andere indirekt unter Verwendung einer oder mehrerer Netzwerkverbindungen, wie einem Kommunikationsbus 44 oder einem Entertainmentbus 46, verbunden sind. Beispiele geeigneter Netzwerkverbindungen beinhalten ein Controller Area Network (CAN), einen medienorientierten Systemtransfer (MOST), ein lokales Kopplungsstrukturnetzwerk (LIN), ein lokales Netzwerk (LAN) und andere geeignete Verbindungen, wie z. B. Ethernet oder andere, die u. a. den bekannten ISO-, SAE- und IEEE-Standards und -Spezifikationen entsprechen.

Die Telematikeinheit 30 kann eine OEM-installierte (eingebettete) oder eine Aftermarketvorrichtung sein, die in dem Fahrzeug installiert ist und drahtlose Sprach- und/oder Datenkommunikation über das Mobilfunkanbietersystem 14 und über drahtlose Vernetzung ermöglicht. Dies ermöglicht, dass das Fahrzeug mit Call-Center 20, anderen telematikfähigen Fahrzeugen oder einer anderen Entität oder Vorrichtung kommunizieren kann. Die Telematikeinheit verwendet bevorzugt Funkübertragungen, um einen Kommunikationskanal (einen Sprachkanal und/oder einen Datenkanal) mit dem Drahtlosträgersystem 14 herzustellen, sodass Sprach- und/oder Datenübertragungen über den Kanal gesendet und erhalten werden können. Durch Bereitstellen von sowohl Sprach- als auch Datenkommunikation ermöglicht die Telematikeinheit 30, dass das Fahrzeug eine Anzahl von unterschiedlichen Diensten anbieten kann, die diejenigen umfassen, die mit Navigation, Fernsprechen, Nothilfe, Diagnose, Infotainment usw. verbunden sind. Daten können entweder über eine Datenverbindung, wie über Paketdatenübertragung über einen Datenkanal oder über einen Sprachkanal unter Verwendung von auf dem Fachgebiet bekannten Techniken gesendet werden. Für kombinierte Dienste, die sowohl Sprachkommunikation (z. B. mit einem Live-Berater oder einer Sprachausgabeeinheit im Call-Center 20) als auch Datenkommunikation (z. B., um GPS-Ortsdaten oder Fahrzeugdiagnosedaten an den Call-Center 20 bereitzustellen) einschließen, kann das System einen einzelnen Anruf über einen Sprachkanal verwenden und nach Bedarf zwischen Sprach- und Datenübertragung über den Sprachkanal umschalten, und dies kann unter Verwendung von Techniken erfolgen, die dem Fachmann bekannt sind.

Gemäß einer Ausführungsform verwendet die Telematikeinheit 30 Mobilfunkkommunikation gemäß entweder den GSM-, CDMA- oder LTE-Standards und beinhaltet daher einen Mobilfunkstandardchipsatz 50 für die Sprachkommunikation, wie Freisprechen, ein drahtloses Modem für die Datenübertragung, ein elektronisches Verarbeitungsgerät 52, eine oder mehrere Digitalspeichervorrichtungen 54 und eine Dual-Antenne 56. Es versteht sich, dass das Modem entweder durch Software implementiert sein kann, die in der Telematikeinheit gespeichert und durch den Prozessor 52 ausgeführt wird, oder es kann eine separate Hardwarekomponente sein, die sich innerhalb oder außerhalb der Telematikeinheit 30 befinden kann. Das Modem kann mithilfe einer beliebigen Anzahl unterschiedlicher Standards oder Protokolle, wie z. B. LTE, EVDO, CDMA, GPRS und EDGE, betrieben werden. Die drahtlose Vernetzung zwischen dem Fahrzeug und den anderen vernetzten Vorrichtungen kann auch unter Verwendung der Telematikeinheit 30 erfolgen. Für diesen Zweck kann die Telematikeinheit 30 konfiguriert sein, gemäß einem oder mehreren Protokollen drahtlos zu kommunizieren einschließlich drahtloser Nahbereichskommunikation (SRWC), wie irgendwelche von den IEEE 802.11-Protokollen, WiMAX, ZigBeeTM, Wi-Fi direct, Bluetooth oder Nahfeldkommunikation (NFC). Wenn die Telematikeinheit für paketvermittelte Datenkommunikation wie TCP/IP verwendet wird, kann sie mit einer statischen IP-Adresse konfiguriert oder eingerichtet werden, automatisch eine zugewiesene IP-Adresse von einer anderen Vorrichtung am Netzwerk, wie einem Router oder einem Netzwerkadressenserver, erhalten.

Der Prozessor 52 kann jede Geräteart sein, die fähig ist elektronische Befehle zu verarbeiten, einschließlich Mikroprozessoren, Mikrocontrollern, Hostprozessoren, Steuerungen, Fahrzeugkommunikationsprozessoren und anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs). Er kann ein speziell dafür vorgesehener Prozessor sein, der nur für die Telematikeinheit 30 verwendet wird, oder er kann mit anderen Fahrzeugsystemen geteilt werden. Der Prozessor 52 führt verschiedene Arten von digital gespeicherten Befehlen aus, wie Software oder Firmwareprogramme, die im Speicher 54 gespeichert sind, welche der Telematikeinheit ermöglichen, eine große Vielfalt von Diensten bereitzustellen. Zum Beispiel kann der Prozessor 52 Programme ausführen oder Daten verarbeiten, um mindestens einen Teil des Verfahrens auszuführen, das hierin beschrieben ist.

Die Telematikeinheit 30 kann verwendet werden, um eine vielfältige Palette von Fahrzeugdiensten bereitzustellen, die drahtlose Kommunikation zu und/oder vom Fahrzeug beinhalten. Derartige Dienste beinhalten: Wegbeschreibungen und andere navigationsbezogene Dienste, die in Verbindung mit dem GPS-basierten Fahrzeugnavigationsmodul 40 bereitgestellt sind; Airbagauslösungsbenachrichtigung und andere mit Notruf oder Pannendienst verbundene Dienste, die in Verbindung mit einem oder mehreren Crashsensor-Schnittstellenmodulen, wie einem Fahrzeugbeherrschbarkeitsmodul (nicht gezeigt) bereitgestellt sind; Diagnosemeldungen unter Verwendung von einem oder mehreren Diagnosemodulen; und mit Infotainment verbundene Dienste, wobei Musik, Internetseiten, Filme, Fernsehprogramme, Videospiele und/oder andere Informationen durch ein Infotainmentmodul (nicht gezeigt) heruntergeladen und für die gegenwärtige oder spätere Wiedergabe gespeichert werden. Die vorstehend aufgelisteten Dienste sind keineswegs eine vollständige Liste aller Fähigkeiten der Telematikeinheit 30, sondern sie sind einfach eine Aufzählung von einigen der Dienste, welche die Telematikeinheit anbieten kann. Des Weiteren versteht es sich, dass mindestens einige der vorstehend genannten Module in der Form von Softwarebefehlen implementiert sein könnten, die innerhalb oder außerhalb der Telematikeinheit 30 gespeichert sind, sie könnten Hardwarekomponenten sein, die sich innerhalb oder außerhalb der Telematikeinheit 30 befinden, oder sie könnten integriert sein und/oder miteinander oder mit anderen Systemen geteilt zu sein, die sich im Fahrzeug befinden, um nur einige Möglichkeiten zu nennen. Für den Fall, dass die Module als VSM 42 implementiert sind, die sich außerhalb der Telematikeinheit 30 befinden, könnten sie den Fahrzeugbus 44 verwenden, um Daten und Befehle mit der Telematikeinheit auszutauschen.

Das Navigationsmodul 40 beinhaltet mehrere Elemente zur Bestimmung einer Fahrzeugposition sowohl hinsichtlich der Breiten- und Längenkoordinaten als auch hinsichtlich der Zuordnung dieser Breiten- und Längenkoordinaten zu einer oder mehreren Straßen auf einer Karte. Die GPS-Navigationsmodul 40 beinhaltet einen GNSS-Empfänger 102, einen oder mehrere Beschleunigungsmesser 104, einen Drehzahlsensor 106, einen Richtungssensor 108, eine Kartographie-Datenbank 110 und einen Mikroprozessor 112. Diese Elemente werden, wie in 2 dargestellt, über einen Modulbus 114 innerhalb des Navigationsmoduls 40 kommunikativ miteinander verbunden.

Der GNSS-Empfänger 102 kann verschiedene Standards-GNSS verwenden. Bei der hierin beschriebenen Realisierung wird der GNSS-Empfänger hinsichtlich des GPS-Standards beschrieben, aber das System und das Verfahren können auch bei Verwendung anderer Standards, wie dem Global Navigation Satellite System (GLONASS) umgesetzt werden. Der GNSS-Empfänger 102 empfängt Funksignale von einer Konstellation 60 von GPS-Satelliten, wie dargestellt in 1. Von diesen Signalen kann das GNSS-Modul 102 die Fahrzeugposition ermitteln, die verwendet wird, um dem Fahrer des Fahrzeugs Navigation und andere mit der Position verbundene Dienste bereitzustellen. Der GNSS-Empfänger 102 kann zusätzlich zu einer dreidimensionalen Fahrzeuggeschwindigkeit einschließlich Norden, Osten und zu Hochfahrgeschwindigkeitskomponenten eine dreidimensionale Position einschließlich Breite, Länge und Höhe erzeugen. Der GNSS-Empfänger 102 gibt auch einen genauen Zeitwert aus. Unter Verwendung von Triangulationsverfahren kann der GNSS-Empfänger 102 die dreidimensionale Position des Fahrzeugs 12 anhand der empfangenen Funksignale von drei oder mehreren GPS-Satelliten bestimmen. Die Höhenkomponente der bestimmten dreidimensionalen Position kann jedoch einen Grad der Ungewissheit haben, der so groß ist, dass er nicht dafür geeignet ist, zu bestimmen, ob sich ein Fahrzeug 12 auf einer oberen oder einer unteren Fahrbahn befindet. Die Höhenkomponente hat beispielsweise im Allgemeinen eine Auflösung auf bis zu 10 Metern (m). Da aber die Entfernung zwischen einer oberen und einer unteren Fahrbahn unter 10 m liegen kann, kann die Berechnung des Navigationsmoduls 40 nicht allein auf der Höhenkomponente beruhen.

Die Hochfahrgeschwindigkeitskomponente der dreidimensionalen Fahrzeuggeschwindigkeit, die vom GNSS-Empfänger 102 erzeugt wurde, kann hingegen mit einer hohen Genauigkeit angeben, ob das Fahrzeug 12 zwischen Straßen wechselt, die sich auf unterschiedlichen Höhen befinden. Beispielsweise kann das Fahrzeug 12 auf einer Rampe mit einer Steigung fahren. Während das Fahrzeug 12 auf die Rampe fährt, kann die Hochfahrgeschwindigkeit ungleich null werden, woraus hervorgeht, dass ein Wechsel zwischen zwei Straßen mit unterschiedlichen Höhen begonnen hat. Eine positive Hochfahrgeschwindigkeit kann anzeigen, dass das Fahrzeug 12 einen Wechsel von einer unteren Fahrbahn zu einer oberen Fahrbahn beginnt, während eine negative Hochfahrgeschwindigkeit anzeigen kann, dass ein Wechsel von einer oberen Fahrbahn zu einer unteren Fahrbahn beginnt.

Der Beschleunigungsmesser 104 kann anhand der Fahrzeugbewegung Beschleunigung und Änderungen in der Beschleunigung messen und diese erfassten Änderungen in Daten verwandeln, die er ausgibt. Solange sich das Fahrzeug 12 nicht bewegt, misst der Beschleunigungssensor 104 die Kraft, die die Schwerkraft auf das Fahrzeug 12 ausübt. Wenn sich das Fahrzeug 12 jedoch bewegt, kann der Beschleunigungsmesser 104 Abweichungen von den Schwerkräften erfassen, während sich das Fahrzeug 12 nach oben oder unten bewegt. Diese Bewegungen nach oben und unten können auftreten, wenn das Fahrzeug 12 von einer unteren Fahrbahn auf eine obere Fahrbahn fährt oder umgekehrt. Eine Abweichung wird vom Ausgang des Beschleunigungssensors abgezogen, der dann mit einem Skalierungsfaktor multipliziert werden kann. Der Skalierungsfaktor ist ein stabiler Wert, aber die Abweichung kann mit der Zeit und unter Temperatureinfluss schwanken. Der Mikroprozessor 112 kann den Beschleunigungsausgang erfassen, ihn mit den empfangenen Geschwindigkeitswerten vergleichen und die Abweichung nach Bedarf einstellen.

Änderungen in der Fahrzeughöhe können durch Berechnen einer zweiten Integration der Beschleunigungswertausgänge vom Beschleunigungsmesser 104 bestimmt werden. Der Beschleunigungsmesser 104 kann erkennen, dass das Fahrzeug 12 bewegungslos ist und bestimmen, dass sich die Neigung des Fahrzeugs, 12 verändert hat. Es sind verschiedene Anwendungen des Beschleunigungsmessers möglich. In einer Implementierung kann der Beschleunigungsmesser 104 ein zweiachsiger Beschleunigungsmesser sein, der auf einer Leiterplatte (PCB) installiert ist. Ein möglicher Beschleunigungssensor 104, der verwendet werden kann, wird von MEMSIC hergestellt und ist bekannt unter der Modellnummer MXC6235xQB. Andere Beschleunigungsmesser, die Bewegung in einer oder mehreren Achsen messen, sind möglich.

Der Drehzahlsensor 106 kann mit einem Sensor implementiert werden, der physikalisch mit einem oder mehreren Rädern des Fahrzeugs 12 verbunden ist, und mit Ausgangsdaten, die eine Fahrzeuggeschwindigkeit bezeichnen. Der Richtungssensor 108 kann mit einem magnetischen Sensormodul implementiert werden, der in zwei- und dreiachsigen Ausführungsformen verfügbar ist und Richtungsinformationen ausgibt. Der Drehzahlsensor 106 und der Richtungssensor 108 können Daten wie Fahrzeuggeschwindigkeit (Drehzahlsensor) und Fahrzeugrichtung (Richtungssensor) über den Modulbus 114 an den Mikroprozessor 112 bereitstellen. Diese Sensoren sind bekannt.

Die Kartendatenbank 110 beinhaltet einen computerlesbaren Speicher mit Kartendaten, die die Identifizierung einer Fahrzeugposition auf einer Karte erleichtern. Der Mikroprozessor 112 kann einen Map-Matching Algorithmus ausführen. Dafür verwendet er eine Fahrzeugposition, die eine Karte einschließlich der Fahrzeugposition und der Straße, auf der sich das Fahrzeug 12 befindet, identifiziert. Die Position des Fahrzeugs 12 auf der Straße ebenfalls aufgelöst werden. Der computerlesbare Speicher kann erweiterte Karten speichern, wie Karten auf der Ebene des Advanced Driver Assistance System (ADAS), in denen Informationen über die Neigung der Straße an einer bestimmten Position entlang der Straße enthalten sind. Der Mikroprozessor 112 und der Modulbus 114 können auf unterschiedliche Weise eingesetzt werden. Beispielsweise kann der Mikroprozessor 112 jede Art von Vorrichtung sein, die elektronische Befehle verarbeiten kann, einschließlich Mikroprozessoren, Mikrocontrollern, Hostprozessoren, Steuerungen, Fahrzeugkommunikationsprozessoren und anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs). Es kann ein spezieller Prozessor sein, der nur für das Navigationsmodul 40 verwendet wird oder mit anderen Fahrzeugsystemen geteilt werden kann. Der Mikroprozessor 112 führt verschiedene digital gespeicherte Anweisungen aus, wie Software- oder Firmware-Programme, die in seinem internen Speicher oder extern gespeichert sind. Der Modulbus 114 kann unter Verwendung einer von verschiedenen bekannten Vernetzungstechniken umgesetzt werden.

Die Navigationsdienste können von einem speziellen GNSS-Empfänger 102 im Fahrzeug (der Teil des GNSS-Moduls 40 sein kann) bereitgestellt werden, oder einige oder alle Navigationsdienste werden von der Telematikeinheit 30 ausgeführt, wobei die Position an einen entfernten Standort geschickt wird, um im Gegenzug Navigationskarten, Kartenanmerkungen (Sehenswürdigkeiten, Restaurants usw.), Routenberechnungen und dergleichen für das Fahrzeug zu erhalten. Die Positionsinformationen können an das Call-Center 20 oder ein anderes Remotecomputersystem wie Computer 18 für andere Zwecke, wie Flottenmanagement, bereitgestellt werden. Außerdem können neue oder aktualisierte Kartendaten zum Navigationsmodul 40 vom Call-Center 20 über die Telematikeinheit 30 heruntergeladen werden. Navigationsinformationen können auf der Anzeige 38 (oder einer anderen Anzeige innerhalb des Fahrzeugs) dargestellt oder in verbaler Form präsentiert werden, wie es beispielsweise bei der Wegbeschreibungsnavigation der Fall ist.

Abgesehen vom Audiosystem 36 und dem Navigationsmodul 40 kann das Fahrzeug 12 andere Fahrzeugsystemmodule (VSM) 42 in der Form von elektronischen Hardwarekomponenten beinhalten, die sich im Fahrzeug befinden und typischerweise eine Eingabe von einem oder mehreren Sensoren erhalten und die erfassten Eingaben verwenden, um Diagnose, Überwachung, Steuerung, Berichterstattung und/oder andere Funktionen auszuführen. Jedes der VSMs 42 ist bevorzugt durch den Kommunikationsbus 44 mit den anderen VSM sowie der Telematikeinheit 30 verbunden und kann programmiert werden, Fahrzeugsystem- und Subsystemdiagnosetests auszuführen. So kann beispielsweise ein VSM 42 ein Motorsteuermodul (ECM) sein, das verschiedene Aspekte des Motorbetriebs, wie z. B. Kraftstoffzündung und Zündzeitpunkt steuert, ein weiteres VSM 42 kann ein Antriebsstrangsteuermodul sein, das den Betrieb von einer oder mehreren Komponenten des Fahrzeugantriebsstrangs reguliert, und ein weiteres VSM 42 kann ein Bordnetzsteuermodul sein, das verschiedene im Fahrzeug befindliche elektrische Komponente, wie beispielsweise die Zentralverriegelung des Fahrzeugs und die Scheinwerfer, verwaltet. Gemäß einer Ausführungsform ist das Motorsteuergerät mit integrierten Diagnose-(OBD)-Funktionen ausgestattet, die unzählige Echtzeitdaten, wie z. B. die von verschiedenen Sensoren, einschließlich Fahrzeugemissionssensoren, erhaltenen Daten bereitstellen und eine standardisierte Reihe von Diagnosefehlercodes (DTCs) liefern, die einem Techniker ermöglichen, Fehlfunktionen innerhalb des Fahrzeugs schnell zu identifizieren und zu beheben. Sachverständige auf dem Fachgebiet werden erkennen, dass es sich bei den vorgenannten VSM nur um Beispiele von einigen der Module handelt, die im Fahrzeug 12 verwendet werden können, zahlreiche andere Module jedoch ebenfalls möglich sind.

Die Fahrzeugelektronik 28 beinhaltet auch eine Anzahl von Fahrzeugbenutzeroberflächen, die Fahrzeuginsassen mit einem Mittel zum Bereitstellen und/oder Empfangen von Informationen ausstattet, einschließlich Mikrofon 32, Taste(n) 34, Audiosystem 36, und optischer Anzeige 38. Wie hierin verwendet, beinhaltet der Begriff „Fahrzeugbenutzeroberfläche” weitgehend jede geeignete Form von elektronischer Vorrichtung, die sowohl die im Fahrzeug befindlichen Hardware- als auch Softwarekomponenten beinhaltet und einem Fahrzeugbenutzer ermöglicht, mit einer oder durch eine Komponente des Fahrzeugs zu kommunizieren. Das Mikrofon 32 stellt eine Audioeingabe an die Telematikeinheit bereit, um dem Fahrer oder anderen Insassen zu ermöglichen, Sprachsteuerungen bereitzustellen und Freisprechen über das Mobilfunkanbietersystem 14 auszuführen. Für diesen Zweck kann es mit einer integrierten automatischen Sprachverarbeitungseinheit verbunden sein, welche die unter Fachleuten auf dem Gebiet bekannte Mensch-Maschinen-Schnittstellen-(HMI)-Technologie verwendet. Die Taste(n) 34 ermöglichen eine manuelle Benutzereingabe in die Telematikeinheit 30, um drahtlose Telefonanrufe zu initiieren und andere Daten, Antworten oder eine Steuereingabe bereitzustellen. Separate Tasten können zum Initiieren von Notrufen gegenüber regulären Dienstunterstützungsanrufen beim Call-Center 20 verwendet werden. Das Audiosystem 36 stellt eine Audioausgabe an einen Fahrzeuginsassen bereit und kann ein zugehöriges selbstständiges System oder Teil des primären Fahrzeugaudiosystems sein. Gemäß der bestimmten Ausführungsform, die hier gezeigt ist, ist das Audiosystem 36 operativ sowohl mit dem Fahrzeugbus 44 als auch mit dem Entertainmentbus 46 gekoppelt und kann AM-, FM- und Satellitenradio, CD-, DVD- und andere Multimediafunktionalität bereitstellen. Diese Funktionalität kann in Verbindung mit dem vorstehend beschriebenen Infotainmentmodul oder davon unabhängig bereitgestellt werden. Die optische Anzeige 38 ist bevorzugt eine Grafikanzeige, wie z. B. ein Touchscreen am Armaturenbrett oder eine Warnanzeige, die von der Frontscheibe reflektiert wird, und verwendet werden kann, um eine Vielzahl von Eingabe- und Ausgabefunktionen bereitzustellen. Verschiedene andere Fahrzeugbenutzeroberflächen können ebenfalls verwendet werden, denn die Schnittstellen von 1 dienen lediglich als Beispiel für eine bestimmte Implementierung.

Das Mobilfunkanbietersystem 14 ist bevorzugt ein Smartphonesystem, das eine Vielzahl von Mobilfunkmasten 70 (nur einer gezeigt), eine oder mehrere mobile Vermittlungszentrale Einrichtung (MSC) 72 sowie irgendwelche anderen Netzwerkkomponenten umfasst, die erforderlich sind, um das Mobilfunkanbietersystem 14 mit dem Festnetz 16 zu verbinden. Jeder Mobilfunkmast 70 beinhaltet Sende- und Empfangsantennen und eine Basisstation, wobei die Basisstationen von unterschiedlichen Mobilfunkmasten mit der MSC 72 entweder direkt oder über zwischengeschaltete Geräte, wie z. B. eine Basisstationssteuereinheit, verbunden sind. Das Zellensystem 14 kann jede geeignete Kommunikationstechnik implementieren, die beispielsweise, analoge Technologien wie AMPS oder die neueren Digitaltechnologien, wie CDMA (z. B. CDMA2000) oder GSM/GPRS, umfasst. Der Fachmann wird erkennen, dass verschiedene MobilfunkmastBasisstation/MSC-Anordnungen möglich sind und mit dem drahtlosen System 14 verwendet werden könnten. Zum Beispiel könnten sich Basisstation und Mobilfunkturm an derselben Stelle oder entfernt voneinander befinden, jede Basisstation könnte für einen einzelnen Mobilfunkturm zuständig sein oder eine einzelne Basisstation könnte verschiedene Mobilfunktürme bedienen und verschiedene Basisstationen könnten mit einer einzigen MSC gekoppelt werden, um nur einige der möglichen Anordnungen zu nennen.

Abgesehen vom Verwenden des Drahtlosträgersystems 14 kann ein unterschiedliches Drahtlosträgersystem in der Form von Satellitenkommunikation verwendet werden, um unidirektionale oder bidirektionale Kommunikation mit dem Fahrzeug bereitzustellen. Dies kann unter Verwendung von einem oder mehreren Fernmeldesatelliten 62 und einer aufwärtsgerichteten Sendestation 64 erfolgen. Bei der unidirektionalen Kommunikation kann es sich beispielsweise um Satellitenradiodienste handeln, wobei programmierte Inhaltsdaten (Nachrichten, Musik usw.) von der Sendestation 64 erhalten werden, für das Hochladen gepackt und anschließend zum Satelliten 62 gesendet werden, der die Programmierung an die Teilnehmer ausstrahlt. Bidirektionale Kommunikation kann beispielsweise Satellitentelefoniedienste unter Verwendung der Satelliten 62 sein, um Telefonkommunikationen zwischen dem Fahrzeug 12 und der Station 64 weiterzugeben. Bei Verwendung kann dieses Satellitenfernsprechen entweder zusätzlich zum oder anstatt des Drahtlosträgersystems 14 verwendet werden.

Das Festnetz 16 kann ein konventionelles landgebundenes Telekommunikationsnetzwerk sein, das mit einem oder mehreren Festnetztelefonen verbunden ist und das Drahtlosträgersystem 14 mit dem Call-Center 20 verbindet. So kann beispielsweise das Festnetz 16 ein Fernsprechnetz (PSTN) wie jenes sein, das verwendet wird, um festverdrahtetes Fernsprechen, paketvermittelte Datenkommunikationen und die Internetinfrastruktur bereitzustellen. Ein oder mehrere Segmente des Festnetzes 16 könnten durch Verwenden eines normalen drahtgebundenen Netzwerks, eines Lichtleiter- oder eines anderen optischen Netzwerks, eines Kabelnetzes, von Stromleitungen, anderen drahtlosen Netzwerken, wie drahtlose lokale Netzwerke (WLANs) oder Netzwerke, die drahtlosen Breitbandzugang (BWA) bereitstellen oder jeder Kombination davon implementiert sein. Des Weiteren muss das Call-Center 20 nicht über das Festnetz 16 verbunden sein, sondern könnte Funktelefonieausrüstung beinhalten, sodass er direkt mit einem drahtlosen Netzwerk, wie dem Drahtlosträgersystem 14, kommunizieren kann.

Der Computer 18 kann einer von einer Anzahl von Computern sein, die über ein privates oder öffentliches Netzwerk, wie das Internet, zugänglich sind. Jeder dieser Computer 18 kann für einen oder mehrere Zwecke, wie einen Webserver verwendet werden, der vom Fahrzeug über die Telematikeinheit 30 und das Drahtlosträgersystem 14 zugänglich ist. Andere derartige zugängliche Computer 18 können beispielsweise sein: ein Kundendienstzentrumcomputer, wo Diagnoseinformationen und andere Fahrzeugdaten vom Fahrzeug über die Telematikeinheit 30 hochgeladen werden können; ein Clientcomputer, der vom Fahrzeugbesitzer oder einem anderen Teilnehmer für solche Zwecke, wie das Zugreifen auf oder das Erhalten von Fahrzeugdaten oder zum Einstellen oder Konfigurieren von Teilnehmerpräferenzen oder Steuern von Fahrzeugfunktionen, verwendet wird; oder ein Drittparteispeicherort, zu dem oder von dem Fahrzeugdaten oder andere Informationen entweder durch Kommunizieren mit dem Fahrzeug 12 oder dem Call-Center 20 oder beiden bereitgestellt werden. Ein Computer 18 kann auch für das Bereitstellen von Internetkonnektivität, wie DNS-Dienste oder als ein Netzwerkadressenserver, verwendet werden, der DHCP oder ein anderes geeignetes Protokoll verwendet, um dem Fahrzeug 12 eine IP-Adresse zuzuweisen.

Das Call-Center 20 ist konzipiert, die Fahrzeugelektronik 28 mit einer Anzahl von unterschiedlichen System-Back-End-Funktionen bereitzustellen, und beinhaltet nach dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel im Allgemeinen einen oder mehrere Switches 80, Server 82, Datenbanken 84, Live-Berater 86 sowie ein automatisiertes Sprachausgabesystem (VRS) 88, die alle auf dem Fachgebiet bekannt sind. Diese verschiedenen Komponenten des Call-Centers sind bevorzugt miteinander über ein verdrahtetes oder drahtloses lokales Netzwerk 90 gekoppelt. Der Switch 80, der ein Nebenstellenanlagen(PBX)-Switch sein kann, leitet eingehende Signale weiter, sodass Sprachübertragungen gewöhnlich entweder zum Live-Berater 86 über das reguläre Telefon oder automatisiert zum Sprachausgabesystem 88 unter Verwendung von VoIP gesendet werden. Das Live-Berater-Telefon kann auch VoIP verwenden, wie durch die gestrichelte Linie in 1 angezeigt. VoIP und andere Datenkommunikation durch den Switch 80 werden über ein Modem (nicht gezeigt) implementiert, das zwischen dem Schalter 80 und Netzwerk 90 verbunden ist. Datenübertragungen werden über das Modem an den Server 82 und/oder die Datenbank 84 weitergegeben. Die Datenbank 84 kann Kontoinformationen, wie Teilnehmerauthentisierungsinformationen, Fahrzeugbezeichner, Profilaufzeichnungen, Verhaltensmuster und andere entsprechende Teilnehmerinformationen, speichern. Datenübertragungen können auch durch drahtlose Systeme, wie z. B. 802.11x, GPRS und dergleichen, erfolgen. Obwohl die veranschaulichte Ausführungsform beschrieben wurde, als ob sie in Verbindung mit einem bemannten Call-Center 20 verwendet werden würde, das den Live-Berater 86 einsetzt, ist es offensichtlich, dass das Call-Center stattdessen VRS 88 als einen automatisierten Berater verwenden kann, oder eine Kombination von VRS 88 und dem Live-Berater 86 verwendet werden kann.

Verfahren –

Nun zu 3, dort wird eine Ausführungsform eines Verfahrens (300) dargestellt, bei dem eine Fahrzeugposition festgelegt wird, wenn Straßen unterschiedliche Höhen haben können und zumindest teilweise überlappen, zusammen mit einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einschließlich einer Hochfahrgeschwindigkeit. Das Verfahren 300 beginnt mit Schritt 310 und dem Empfangen einer Vielzahl von Satellitensignalen des Global Navigation Satellite System (GNSS) am Fahrzeug 12 sowie dem Festlegen einer Fahrzeugposition, zu der ein Breiten- und ein Längengrad und eine Höhe gehören kann. Abgesehen von der Fahrzeugposition kann der GNSS-Empfänger 102 eine dreidimensionale Geschwindigkeit basierend auf den empfangenen GNSS-Signalen einschließlich einer Nord-Geschwindigkeit, einer Ost-Geschwindigkeit und einer Hochfahrgeschwindigkeit erzeugen, die alle positiv oder negativ sein können. Im Allgemeinen kann die Hochfahrgeschwindigkeit in einem GNSS-System berechnet werden, indem entweder zwei Momentaufnahmen einer Satellitenbereichsmessung in kurzer Folge aufgenommen, eine Deltabereichsmessung berechnet oder Dopplermessungen von einem Satelliten genommen werden. Eine Kombination davon kann verwendet werden, um eine Fahrzeuggeschwindigkeit unabhängig von der Geschwindigkeit der einzelnen Satelliten zu berechnen. Zusätzlich kann der GNSS-Empfänger 102 einen Zeitwert erzeugen. Das Verfahren 300 fährt dann mit Schritt 320 fort.

Bei Schritt 320 bestimmt der Mikroprozessor 112, ob die Hochfahrgeschwindigkeit ungleich null ist. Der Mikroprozessor 112 kann die Hochfahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 12 vom GNSS-Empfänger 102 empfangen, um festzustellen, ob der Wert positiv oder negativ ist. Wenn die Hochfahrgeschwindigkeit positiv oder negativ ist, kann der Mikroprozessor bestimmen, ob die Hochfahrgeschwindigkeit einen Schwellenwert überschreitet oder nicht. In einer Implementierung kann ein Schwellenwert auf +/–1 Grad eingestellt werden, oberhalb/unterhalb dessen der Mikroprozessor 112 bestimmen kann, ob das Fahrzeug 12 eine Rampe hinauf- oder herunterfährt, die Fahrbahnen unterschiedlicher Höhen miteinander verbindet. Das Verfahren 300 fährt dann mit Schritt 330 fort.

Bei Schritt 330 bestimmt der Mikroprozessor 112, ob Auf- oder Abfahrtsrampen innerhalb eines Bereichs des Fahrzeugs 12 vorhanden sind. Wenn dies der Fall ist, berechnet er eine Neigung ausgehend von der Hochfahrgeschwindigkeit. Die Hochfahrgeschwindigkeit und die Geschwindigkeiten nach Osten und Norden können kombiniert werden, um einen dreidimensionalen Geschwindigkeitsvektor zu errechnen. Dieser dreidimensionale Geschwindigkeitsvektor kann integriert werden, um einen dreidimensionalen Verschiebungsvektor zu errechnen (das wäre ein Schritt weniger als bei der Verwendung eines Beschleunigungssensors, der zweimal integriert wird, um eine Verschiebung zu erhalten und dann mit der Ost-/Nord-Verschiebung zur Berechnung einer Neigung verwendet wird). Es sollte erwähnt werden, dass die Ost- und Nord-Geschwindigkeit bzw. die Fahrzeug-Verschiebung eine Kombination aus GNSS- und Fahrzeug-/Trägheitssensoren sein kann, wie ein Kilometerzähler oder ein Gyroskop. Der dreidimensionale Verschiebungsvektor kann die Bewegungsänderung in der Hochfahrrichtung vs. die Verschiebungsänderung auf der Nord-/Ost-Ebene zeigen, die eine Neigung in der Hochfahrrichtung ist. Der Mikroprozessor 112 kann auf die Kartendatenbank 110 zugreifen und eine oder mehrere Karten basierend auf der Breiten- und Längenkoordinate des Fahrzeugs 12 auswählen. Die ausgewählten Karten können Informationen beinhalten, aus denen alle Rampen auf den Karten hervorgehen, falls vorhanden, sowie Straßen mit Fahrbahnen unterschiedlicher Höhen. Der Mikroprozessor 112 kann bestimmen, ob die Karten Rampen beinhalten. Wenn nicht, endet das Verfahren 300. Andernfalls kann der Mikroprozessor 112 die Neigung des Fahrzeugs 12 berechnen und dann die berechnete Neigung mit der Neigung aller Rampen vergleichen, die auf der Karte angegeben sind. Das Verfahren 300 fährt dann mit Schritt 340 fort.

Bei Schritt 340 werden eine Vielzahl von Straßen innerhalb eines Bereichs der Fahrzeugposition identifiziert, von welchen mindestens eine eine unterschiedliche Höhe hat als die anderen Straße(n) und von welchen mindestens eine basierend auf der Hochfahrgeschwindigkeitskomponente ausgewählt wird. Wenn die berechnete Neigung des Fahrzeugs 12 mit einer Rampe übereinstimmt, kann die Position des Fahrzeugs 12 auf eine der Straßen mit unterschiedlichen Höhen festgelegt werden, die mit der entsprechenden Rampe verbunden ist. Wenn zum Beispiel die Neigung des Fahrzeugs positiv ist und mit der Neigung einer Rampe übereinstimmt, die zu einer oberen oder erhöhten Straße führt, kann der Mikroprozessor die Fahrzeugposition an der oberen Straße auf einer Karte festlegen und diese Karte einem Fahrzeuginsassen über das Display 34 anzeigen. Navigationsanweisungen können dann auf der Grundlage der Festlegung abgegeben werden, dass das Fahrzeug 12 auf der oberen Fahrbahn fährt. Und wenn die Neigung der Fahrzeugbewegung negativ ist und mit der Neigung einer Rampe übereinstimmt, die zu einer im Verhältnis zu anderen Fahrbahnen unteren Fahrbahn führt, kann der Mikroprozessor 112 die Fahrzeugposition an der unteren Straße auf einer Karte festlegen und diese Karte einem Fahrzeuginsassen über das Display 34 anzeigen. Das Verfahren 300 endet dann.

Es versteht sich, dass das Vorstehende eine Beschreibung einer oder mehrerer Ausführungsformen der Erfindung ist. Die Erfindung ist nicht auf die besondere(n) hierin offenbarte(n) Ausführungsform(en) beschränkt, sondern ausschließlich durch die folgenden Patentansprüche definiert. Darüber hinaus beziehen sich die in der vorstehenden Beschreibung gemachten Aussagen auf bestimmte Ausführungsformen und sind nicht als Einschränkungen des Umfangs der Erfindung oder der Definition der in den Patentansprüchen verwendeten Begriffe zu verstehen, außer dort, wo ein Begriff oder Ausdruck ausdrücklich vorstehend definiert wurde. Verschiedene andere Ausführungsformen und verschiedene Änderungen und Modifikationen an der/den ausgewiesenen Ausführungsform(en) sind für Fachleute offensichtlich. Alle diese anderen Ausführungsformen, Änderungen und Modifikationen sollten im Geltungsbereich der angehängten Patentansprüche verstanden werden.

Wie in dieser Beschreibung und den Ansprüchen verwendet, sind die Begriffe „zum Beispiel”, „beispielsweise”, „zum Beispiel”, „wie” und „gleich” und die Verben „umfassen”, „aufweisen”, „beinhaltet” und ihre anderen Verbformen, wenn sie in Verbindung mit einer Auflistung einer oder mehrerer Komponenten oder anderen Gegenständen verwendet werden, jeweils als offen auszulegen, was bedeutet, dass die Auflistung nicht so berücksichtigt wird, als dass sie andere, zusätzliche Komponenten oder Elemente ausschließt. Andere Begriffe sind in deren weitesten vernünftigen Sinn auszulegen, es sei denn, diese werden in einem Kontext verwendet, der eine andere Auslegung erfordert.