DE69636700T3

DE69636700T3 - Verfahren und gerät zum bestimmen der fahrzeugsteuer

Info

Publication number: DE69636700T3
Application number: DE69636700.9T
Authority: DE
Inventors: Kenneth WESTERLAGE; William KENNEDY; William HOAG
Original assignee: SASIAL VEHICLE TECHNOLOGIES Ltd
Current assignee: SASIAL VEHICLE TECHNOLOGIES LTD., NICOSIA, CY
Priority date: 1995-05-09
Filing date: 1996-04-22
Publication date: 2015-03-19
Anticipated expiration: 2016-04-23
Also published as: EP1727094A2; DK0824731T3; EP1770646A2; US5694322A; EP1770644A3; ATE345552T1; EP1770645A2; EP1770646A3; WO1996036018A1; EP0824731A4; EP1770642A2; EP1770643A2; EP1727094A3; EP1770643A3; EP1770644A2; EP1770645A3; EP0824731A1; ES2277343T3; EP0824731B2; DE69636700T2

Description

Technisches Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf das Bestimmen einer Steuer, Gebühr oder Maut eines Fahrzeuges, und insbesondere auf ein System zur Bestimmung der Steuer eines Fahrzeuges unter Verwendung eines Positionsbestimmungssystems.
Hintergrund der Erfindung
Die Technologie zur mobilen Positionsbestimmung hat im letzten Jahrzehnt beträchtliche Fortschritte gemacht. Viele Autos, Lastwagen, Flugzeuge, Boote und andere Fahrzeuge sind mit Geräten ausgerüstet, die eine praktische und zuverlässige mobile Positionsbestimmung zur Verfügung stellen, indem sie entweder Netzwerke von satellitenbasierten und landbasierten Sendeempfängern oder einen an Bord befindlichen Positionsbestimmungssensor einsetzen, wie beispielsweise ein Trägheitsnavigationssystem oder ein Koppelnavigationssystem.
Viele Nutzer von mobilen Positionsbestimmungssystemen, insbesondere diejenigen, welche gewerbliche Fahrzeuge betreiben, benötigen ebenfalls eine genaue Bestimmung der Steuer, die von einer oder mehreren Steuerregionen beurteilt wird, die die Fahrzeuge durchqueren. Bisher basierten die Steuerbestimmungen auf manueller Berichterstattung und Aufzeichnungen der Fahrzeugpositionen, oder einer Nachstellung der in den Steuerregionen zurückgelegten Kilometer nach einem Trip. Z. B. besteht eine Art der Bestimmung einer Steuer für ein Fahrzeug darin, die durch das Fahrzeug zurückgelegte Kilometeranzahl auf Grundlage einer entsprechenden Strecke zu schätzen, die entlang einer bevorzugten Route auf einer Karte abgenommen wird. Diese Vorgehensweise kann jedoch für bestimmte Anwendungen, die bei der Bestimmung der Steuer mehr Genauigkeit erfordern, nicht geeignet sein. Dementsprechend ist ein Bedürfnis für eine Vorrichtung und ein Verfahren entstanden, das die Steuer eines Fahrzeuges genau bestimmt. Weiterhin kann es sein, dass die Betreiber von gewerblichen Fahrzeugen ebenso einen Weg benötigen, diese Steuer an einen entfernten Ort zu melden. Z. B. bietet ein Mobiltelefon in einem Fahrzeug eine bequeme Kommunikationsverbindung, um eine ermittelte Steuer zu melden.
EP 0 494 499 A2 lehrt ein System zur Überwachung und zum Melden von Ausnahmen bei Fahrleistungen außerhalb der Route für Lastwagen. Es werden Ausnahmeberichte nur dann erzeugt, wenn es eine Ausnahme gibt, bei welcher der Lastwagen außerhalb einer erlaubten Zone akzeptabler Positionen eines an Bord befindlichen Prozessors fährt. Die eigentliche zurückgelegte Kilometerzahl wird nicht berichtet. Diese Entgegenhaltung gibt zu, dass der Stand der Technik Positionsinformationen auf kontinuierliche oder periodische Weise zur Verfügung stellte. Sie unterscheidet sich vom Stand der Technik dadurch, dass diese erlaubte Zone berechnet wird. Solange sich der Lastwagen innerhalb der erlaubten Zone befindet, erfolgt kein Bericht und keine Übertragung der Positionsinformation an einen Verteiler.
Die US 5 359 538 A offenbart ein Gerät und ein Verfahren, das Positionsinformationen und Kilometerzählerstände speichert. Die gespeicherten Positionsinformationen und Stände des Kilometerzählers werden dann heruntergeladen und von den staatlichen Steuerbehörden verwendet, um die tatsächliche Fahrleistung des Fahrzeuges in einem bestimmten Staat zu bestimmen. Alle Fahrleistungen werden durch die staatlichen Steuerbehörden berechnet, um angemessene Steuern zu bestimmen.
Die DE 44 27 392 A1 , eingereicht am 3. August 1994, und veröffentlicht am 8. Februar 1996, beschreibt ein System zum Abziehen einer Mautgebühr von einer Kreditkarte eines Fahrzeugnutzers, wenn das Fahrzeug eine Mautstraße benutzt. Die Kreditkarte wird in ein Kartenleseschreibgerät innerhalb des Fahrzeugs eingeführt, und wird mit dem Betrag der fällig gewordenen Mautgebühren belastet, wie sie in Antwort auf die Überwachung der entlang einer Mautstraße zurückgelegten Strecke berechnet wurden. Falls die Kreditkarte nicht über genügend Guthaben verfügt, um eine Maut zu zahlen, oder falls eine Kreditkarte nicht eingeführt wird, wenn eine Mautgebühr fällig wird, wird eine Fehlermeldung an ein Kontrollzentrum übertragen.
Die DE 43 44 433 A1 , eingereicht am 24. Dezember 1993 und veröffentlicht am 6. Juli 1995, beschreibt ein System zur Überwachung und zur Meldung der Anwesenheit eines Fahrzeugs auf einer gebührenpflichtigen Autobahn. Ein GPS-Empfänger wird verwendet, um die Position des Fahrzeugs zu überwachen, wobei diese Position mit vorab gespeicherten Start- und Stoppkoordinaten von gebührenpflichtigen Autobahnabschnitten verglichen wird. Falls die Fahrzeugposition mit einer der vorab gespeicherten Koordinaten übereinstimmt, wird ein Übertragungssystem verwendet, um diese Tatsache an eine zentrale Stelle zu übertragen. Diese Information kann möglicherweise von der zentralen Stelle später genutzt werden, um die entlang der gebührenpflichtigen Autobahn zurückgelegte Strecke und ebenso die zu zahlende Mautgebühr zu bestimmen.
DE 43 10 099 A1 bezieht sich auf ein System zum Identifizieren von Routenabschnitten, welche von einem sich bewegenden Objekt innerhalb eines Transportnetzwerkes oder festen bzw. festgelegten geographischen Zonen befahren werden, für ein Benutzungs-Abrechnungs-System. Das System umfasst eine Vergleichsvorrichtung, welche von dem Objekt mitgeführt wird, zur dauerhaften Speicherung von Identifikationspunkten zur Charakterisierung von individuellen Abschnitten des Transportnetzwerkes. Das System umfasst ferner eine Identifikationsvorrichtung, welche von dem Objekt mitgeführt wird, zum Identifizieren des Routenabschnitts, welcher von dem Objekt befahren wird, mittels der von der Vergleichsvorrichtung detektierten Identifikationspunkte.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wurden die mit den bisherigen Techniken zusammenhängenden Nachteile und Probleme wesentlich verringert oder überwunden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung auf einem Fahrzeug zur Bestimmung der durch das Fahrzeug in einer Mehrzahl von Regionen zurückgelegten Wegstrecke und zur Übertragung der bestimmten Wegstrecke an einen entfernten Ort bereitgestellt, wie sie im Anspruch 1 beschrieben ist.
Wichtige technische Merkmale der vorliegenden Erfindung umfassen die Verbesserung der Genauigkeit der Bestimmung der zurückgelegten Wegstrecke oder der Steuer für ein Fahrzeug, das Regionen durchquert, unter Verwendung eines Positionsbestimmungssystems. Die vorliegende Erfindung bietet die Bestimmung der Steuer am Fahrzeug oder die Übertragung der Fahrzeugpositionsinformationen zur Bestimmung an einem entfernten Ort. Andere wichtige technische Vorteile umfassen das Melden von Steuerinformationen an einen zentralen Ort unter Verwendung eines drahtlosen Kommunikationsnetzwerks, wie beispielsweise das Mobilfunknetzwerk. Ein anderer wichtiger technischer Vorteil der vorliegenden Erfindung umfasst die Konsolidierung der Steuerbestimmungen mit der Erzeugung von Rechnungsinformationen. Weitere technische Vorteile umfassen die Bestimmung der Steuer eines Fahrzeugs auf der Grundlage der tatsächlich durch das Fahrzeug gefahrenen Kilometer. Noch ein anderes wichtiges technisches Merkmal der vorliegenden Erfindung umfasst die Berücksichtigung jeglicher Abweichung von einer vorbestimmten Strecke, wenn die Wegstrecke und Steuer bestimmt werden. Ein anderer wichtiger technischer Vorteil der Erfindung umfasst die Verringerung der menschlichen Fehler, die mit der Bestimmung der zurückgelegten Wegstrecke oder der Steuer verbunden sind. Andere technische Vorteile sind für den Fachmann anhand der folgenden Figuren, Beschreibung und Ansprüche leicht erkennbar.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Zu einem vollständigeren Verständnis der vorliegenden Erfindung und für weitere Merkmale und Vorteile wird nun auf die folgende Beschreibung Bezug genommen, zusammen mit den beigefügten Zeichnungen, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile repräsentieren, in welchen:
1 ein System zur Bestimmung und Meldung einer Steuer eines Fahrzeugs veranschaulicht;
2 ein Gitternetz veranschaulicht, das über eine Karte gelegt ist, welches in einem ersten Vergleichsbeispiel erzeugt wird;
3 einen vergrößerten Abschnitt des in der 2 gezeigten Gitternetzes veranschaulicht;
4 ein Gitternetz veranschaulicht, das über eine Karte gelegt ist, welches in einer Ausführungsform der Erfindung erzeugt wird;
5 einen vergrößerten Abschnitt des in der 4 gezeigten Gitternetzes veranschaulicht;
6 eine Tabelle veranschaulicht, die in der Ausführungsform der Erfindung erzeugt wird;
7 eine Karte veranschaulicht, welche die Durchführung eines zweiten Vergleichsbeispiels zeigt;
8 einen vergrößerten Abschnitt der in der 7 gezeigten Karte veranschaulicht;
9 eine schematische Darstellung einer mobilen Einheit ist;
10 eine schematische Darstellung eines Verteilers ist;
11 ein Flussdiagramm des ersten Vergleichsbeispiels zur Bestimmung der Steuer eines Fahrzeugs ist, unter Verwendung des in den 2 und 3 gezeigten Gitternetzes;
12 ein alternatives Flussdiagramm des ersten Vergleichsbeispiels zur Bestimmung der Steuer eines Fahrzeugs ist; unter Verwendung des in den 2 und 3 gezeigten Gitternetzes;
13 ein Flussdiagramm der Ausführungsform zur Bestimmung der Steuer eines Fahrzeuges ist, unter Verwendung des in den 4 und 5 gezeigten Gitternetzes; und
14 ein Flussdiagramm eines zweiten Vergleichsbeispiels zur Bestimmung der Steuer eines Fahrzeuges ist, wie es bei der Durchführung unter Verwendung der Karte der 7 und 8 gezeigt ist.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
1 veranschaulicht ein System 10 zur Bestimmung der Steuer eines Fahrzeugs 20, das von einem Ursprungspunkt X (der sich in einer Steuerregion 1 befindet) zu einem Zielort Y (der sich in einer Steuerregion 2 befindet) über eine Regionalgrenze 1–2 fährt. Das System 10 umfasst ein mit einer mobilen Einheit 22 ausgerüstetes Fahrzeug 20, einen Verteiler 30 und eine Kommunikationsverbindung 40. Das System 10 bietet für jede der Steuerregionen 1 und 2 eine genaue Bestimmung der Steuer für das Fahrzeug 20, welches entlang der Route X-Y fährt. Das System 10 kann ebenso eingesetzt werden, um die durch das Fahrzeug 20 in unterschiedlichen Regionen zurückgelegte Wegstrecke zu bestimmen, ohne Berechnung einer zugehörigen Steuer. Folglich treffen alle Diskussionen weiter unten, die sich auf die Bestimmung einer Steuer für ein Fahrzeug 20 beziehen, ebenso auf die Bestimmung der Distanz, die das Fahrzeug 20 in jeglichen geographischen Regionen zurücklegt, aus anderen Gründen als der Steuerberechnung zu.
1 zeigt die mobile Einheit 22 auf dem Fahrzeug 20. Die vorliegende Erfindung lässt es zu, dass die mobile Einheit 22 von allen Fahrzeugtypen mitgeführt wird, umfassend Autos, Lastwagen, Flugzeuge, Lastkähne, Schiffe, Züge, Lastwagenanhänger, oder jegliches andere bewegliche Objekt, bei welchem es wünschenswert ist, eine Steuer auf der Grundlage der innerhalb einer Steuerregion zurückgelegten Wegstrecke zu bestimmen. Die Steuerregionen können Länder, Regionen, Distrikte, Staaten, Bezirke, Städte, bestimmte Straßen oder jegliche sonstige Region sein, die eine Steuer auf der Grundlage des Kraftstoffverbrauchs, der Straßennutzung oder einer anderen Aktivität mit Bezug auf zurückgelegte Strecken oder innerhalb der Region befahrenen Straßen erheben kann. Jede Steuerregion kann ihre eigene Steuerstruktur haben. Folglich kann sich die Besteuerung in Region 1 von der Besteuerung in Region 2 unterscheiden. Weiterhin kann jede Region ausgewiesene Mautstraßen und mautlose Straßen umfassen, was ebenso auf die Bestimmung der Steuer Einfluss haben kann.
Die mobile Einheit 22 umfasst einen Kilometerzähler 109 (9), der zur Messung der durch das Fahrzeug 20 zurückgelegten Wegstrecke eingesetzt werden kann. Der Kilometerzähler 109 kann der ursprünglich im Fahrzeug 20 eingebaute Kilometerzähler sein. Alternativ kann der Kilometerzähler 109 ein Kilometerzähler sein, der eher in die mobile Einheit 22 als in das Fahrzeug 20 integriert ist. In einem Beispiel, wie es weiter unten detaillierter beschrieben wird, liefert der Kilometerzähler 109 Streckeninformationen, die durch die mobile Einheit 22 verwendet werden, um die Steuer für das Fahrzeug 20 zu bestimmen.
Viele Steuerbehörden akzeptieren derzeit Kilometerzählerstände als eine genaue Messung der durch ein Fahrzeug zurückgelegten Wegstrecke. Alternativ kann die mobile Einheit 22 eine anerkannte Streckenkilometerdatenbank verwenden, wie beispielsweise solche, die von Rand-McNally und anderen zur Verfügung gestellt werden, um die zurückgelegte Wegstrecke zu bestimmen.
Unter Verwendung eines Positionsbestimmungssystems 50 bestimmt die mobile Einheit 22 die Position des Fahrzeugs 20. Genauer gesagt umfasst die mobile Einheit 22 einen Empfänger 80 zur mobilen Positionsbestimmung (9), der für den Empfang von Positionsbestimmungsinformationen vom Positionsbestimmungssystem 50 einsetzbar ist. Die mobile Einheit 22 empfängt über Positionsbestimmungsinformationsströme 54 Positionsbestimmungsinformationen von einer Mehrzahl von Satelliten 52. Die mobile Einheit 22 bestimmt dann ihre Standortposition unter Verwendung der Informationen von den Positionsbestimmungsinformationsströmen 54. Die Positionsbestimmungsinformationen umfassen genaue Satelliten-Positionsbestimmungsinformationen, die durch Satelliten 52 übertragen werden, und Pseudoentfernungsdaten, die durch den Ankunftszeitpunkt der Positionsbestimmungsinformationsströme 54 an der mobilen Einheit 22 repräsentiert werden.
Das Positionsbestimmungssystem 50 ist als ein satellitenbasiertes Funknavigationssystem veranschaulicht, wie beispielsweise das NAVSTAR global positioning system (GPS). Die Beschreibung verwendet das NAVSTAR GPS als ein repräsentatives Positionsbestimmungssystem 50, jedoch kann jegliches landbasiertes oder satellitenbasiertes System verwendet werden. Z. B. kann das Positionsbestimmungssystem 50 ein landbasiertes LORAN-C, ein weltraumbasiertes GLONASS oder jegliche andere angemessene Positionsbestimmungstechnologie sein. Wie es in der 1 gezeigt ist, umfasst das Positionsbestimmungssystem 50 eine Mehrzahl von Satelliten 52. Im Allgemeinen umfasst das Positionsbestimmungssystem 50 eine Mehrzahl von weltraumbasierten oder landbasierten Sendern, die Positionsbestimmungsinformationen aussenden.
Die Satelliten 52 halten auf genaue und synchronisierte Weise die Zeit vor, und übertragen gleichzeitig Positionsbestimmungsinformationen, die satellitenspezifische und Systeminformationen umfassen, die von der mobilen Einheit 22 benötigt werden, um die Standortposition des Fahrzeugs 20 zu bestimmen. Die Positionsbestimmungsinformationen, die durch die Satelliten 52 übertragen werden, können hochpräzise Uhr- und Ephemeridendaten für einen bestimmten Satelliten, wenig genaue Uhr- und Ephemeridendaten für jeden Satelliten in einer Konstellation („Almanachdaten”), den Zustand und Konfigurationsstatus für alle Satelliten, Textnachrichten des Nutzers, und andere Parameter umfassen, welche den Betrieb des Positionsbestimmungssystems 50 beschreiben.
Das Positionsbestimmungssystem 50 kann ebenso zusätzliche Satelliten und einen oder mehrere Positionsbestimmungsempfänger umfassen. Die zusätzlichen Satelliten können ebenso Positionsbestimmungsinformationen an die mobile Einheit 22 kommunizieren. Bei einer Ausführungsform kann ein Positionsbestimmungsempfänger 46 an einen Empfängerstandort 44 montiert sein, der Teil einer Kommunikationsverbindung 40 ist, um differenziale GPS-Techniken umzusetzen. Der Positionsbestimmungsempfänger 46 erzeugt Korrekturdaten, die es der mobilen Einheit 22 erlauben, die Standortposition des Fahrzeugs 20 genauer zu bestimmen. Der Positionsbestimmungsempfänger 46 überträgt die Korrekturdaten an die mobile Einheit 22 über jegliche geeignete Verbindung, wie beispielsweise einen Fahrzeugsinformationsstrom 48.
Alternativ kann die mobile Einheit 22 selber Positionsbestimmungsinformation unter Verwendung eines an Bord befindlichen Positionsbestimmungssensors erzeugen. Z. B. integriert ein Trägheitsnavigationssystem im Fahrzeug 20 Beschleunigungen, die auf das Fahrzeug 20 einwirken, um die gegenwärtige Position zu bestimmen. In einem anderen Beispiel berechnet ein Koppelnavigationssystem die Fahrzeugposition basierend auf der Kompassrichtung und der in dieser Richtung zurückgelegten Strecke. Ein Koppelnavigationssystem im Fahrzeug 20 umfasst einen Richtungsbestimmer, wie beispielsweise einen Kompass, der mit einem Streckensensor integriert ist, wie beispielsweise einem Kilometerzähler 109 oder einem Radumdrehungszähler, um die Position des Fahrzeugs 20 aufzuzeichnen und dessen gegenwärtige Position zu bestimmen.
In Antwort auf die Positionsbestimmungsinformationen vom Positionsbestimmungssystem 50 oder einem an Bord befindlichen Positionsbestimmungssensor bestimmt die mobile Einheit 22 die Standortpositionen des Fahrzeugs 20. Diese Standortpositionen können übliche geographische Koordinaten wie Breiten- und Längengrad umfassen.
Die Zeitspanne zwischen den Bestimmungen einer Standortposition kann entweder durch die mobile Einheit 22 oder einen Verteiler 30 konfigurierbar sein. Die Bestimmungen einer Standortposition können auch kontinuierlich sein. Wie weiter unten beschrieben, legt diese Zeitspanne die Genauigkeit dieser Bestimmungen der zurückgelegten Strecke und der Steuern des Fahrzeugs 20 in einer Steuerregion fest.
Die vorliegende Erfindung sieht vor, dass die zusätzliche Verarbeitung von Information und die Bestimmung der zurückgelegten Strecke und der Steuer in einer Steuerregion an einem entfernten Ort, wie beispielsweise einem Verteiler 30, durchgeführt werden.
Gemäß der Erfindung führt der Verteiler 30 die Bestimmung der zurückgelegten Strecke und der Steuer durch, nachdem die mobile Einheit 22 Fahrzeuginformationen, umfassend die Standortpositionen und jegliche durch den Kilometerzähler 109 gemessene Strecke, an den entfernten Ort übertragen hat. Die mobile Einheit 22 umfasst folglich einen Sendeempfänger 94 (9), über welchen die mobile Einheit 22 Fahrzeuginformationen an einen entfernten Ort überträgt. Im Allgemeinen initiiert die mobile Einheit 22 die Übertragung von Informationen an den Verteiler 30 oder den Zentralrechner (Host) 35 auf der Grundlage einer konfigurierbaren Bedingung, wie beispielsweise einem vorbestimmtes Berichtsintervall, einem gefüllter Speicherpuffer, einer Speicher- und Weiterleitroutine oder einer minimalen Signalstärke, die von der Kommunikationsverbindung 40 empfangen wird.
Die Kommunikationsverbindung 40 ist mit der mobilen Einheit 22 auf dem Fahrzeug 20 gekoppelt, und erlaubt die Kommunikation zwischen der mobilen Einheit 22 und einem entfernten Ort, wie beispielsweise dem Verteiler 30 oder dem Zentralrechner 35. Bei der in der 1 gezeigten Ausführungsform umfasst die Kommunikationsverbindung 40 ein Mobilfunknetzwerk. Genauer gesagt umfasst die Kommunikationsverbindung 40 wenigstens einen Empfängerstandort 44, der für den Empfang von Fahrzeuginformationen von der mobilen Einheit 22 einsetzbar ist, und eine Mobiltelekommunikationsvermittlungsstelle (mobile telecommunications switching office, MTSO) 42, welche den Empfängerstandort 44 mit dem Verteiler 30 koppelt. Die mobile Einheit 22 bestimmt Standortpositionen und Wegstrecken und sendet diese Standorte und Strecken zusammen mit anderen Informationen über den Fahrzeuginformationsstrom 48 an den Empfängerstandort 44. MTSO 42, die mit dem Empfängerstandort 44 gekoppelt ist, leitet die Fahrzeuginformationen an den Verteiler 30 oder Zentralrechner 35 weiter. Die Fahrzeuginformationen können unter Verwendung herkömmlicher Datenkodierer, wie beispielsweise einem Modem- oder einem Zweitonmultifrequenz-(DTMF)-Kodierer/Dekodierer 110, kodiert werden (9).
Bei anderen Ausführungsformen kann die Kommunikationsverbindung 40 eines oder eine Kombination der folgenden Dinge sein: zugewiesene Telefonleitungen, vermittelte Telefonleitungen, Mikrowellenkommunikationsverbindungen, satellitenbasierte Kommunikationsverbindungen, spezialisierter Mobilfunk (specialized mobile radio, SMR), erweiterter spezialisierter Mobilfunk (enhanced specialized mobile radio, ESMR), ein persönlicher Kommunikationsdienst (personal communication service, PCS), CB-Funk (citizen's band, CB), ein eigenes Funksystem, wie diejenigen, die durch die Polizei und Feuerwehr verwendet werden, oder jegliche andere geeignete Kommunikationsverbindung, die es der mobilen Einheit 22 erlaubt, Daten an den Verteiler 30 oder den Zentralrechner 35 zu übertragen oder zu empfangen. Die Kommunikationsverbindung 40 kann ebenso eine SS7 Hauptverbindung (SS7 backbone link) oder ein ähnliches Netzwerk zur Verbindung von Landleitungs- oder Zellenverbindungsstellen in einem öffentlichen vermittelten Telefonnetzwerk (public switched telephone network, PSTN) sein. Solch eine Verbindung erlaubt es Komponenten des PSTN für die Validierung, das Roaming, die Abrechnung, die Rufleitung und andere Funktionen Informationen zu teilen. Die Kommunikationsverbindung 40 kann ebenso Mittel umfassen, um bei der mobilen Einheit 22, dem Verteiler 30 oder dem Zentralrechner 35 erzeugte Informationen an mehrere ausgewählte Standorte zu leiten.
Weiterhin kann der Fahrzeuginformationsstrom 48 der Steuerungskanal, Funkrufkanal, Teil eines besetzten Sprach- oder Datenkanals oder ein Verwaltungsnachrichtenstrom (overhead message stream) sein, die derzeit in der Mobilfunktechnologie eingesetzt werden. Derzeit stellt der Steuerungskanal den Rundruf (paging) für eingehende Anrufe, Übergabebefehle und andere Merkmale des Mobilfunknetzes bereit, kann aber durch den Fachmann verändert werden, um die Übertragung von Fahrzeuginformationen zu umfassen. Der Fahrzeuginformationsstrom 48 kann auch unter Verwendung irgendeiner anderen anlogen oder digitalen Kommunikationsverbindung zwischen der mobilen Einheit 22 und dem Empfängerstandort 44 umgesetzt sein, sei es, dass die Kommunikationsverbindung das Besetzen eines Sprach- oder Datenkanals erfordert oder nicht, und sei es, dass ein Datenkodierer verwendet wird oder nicht.
Während die mobile Einheit 22 sich von einem Ort zu einem anderen bewegt, werden Fahrzeuginformationen an verschiedene Empfängerstandorte 44 übertragen werden. Die Empfängerstandorte 44 sind einsetzbar, um an die mobile Einheit 22 Signale auszusenden. Die mobile Einheit 22 kann sich dann abwechselnd auf eines von mehreren Signalen einstellen, die durch die Empfängerstandorte 44 ausgesandt werden, um das stärkste Signal zu bestimmen, das üblicherweise dem nächstliegenden Empfängerstandort 44 entspricht. Die mobile Einheit 22 baut eine Kommunikation mit diesem Empfängerstandort 44 auf.
Zusätzlich gibt es mehrere in der Entwicklung befindliche Technologien, die eine zweckdienliche Umsetzung des Fahrzeuginformationsstroms 48 bieten können. Zum Beispiel erlaubt die zelluläre digitale Paketdaten-(cellular digital packet data, CDPD)-Technologie die Integration von Daten und Sprache unter Verwendung der existierenden Mobilfunkinfrastruktur. Bei einem CDPD-System teilen sich digitale Datenpakete und analoge Sprachsegmente denselben Kanal. Andere Entwicklungen bei der digitalen Mobilfunkkommunikation, wie beispielsweise das Code-Multiplexverfahren (code division multiple access, CDMA) und das Zeitmultiplexverfahren (time division multiple access, TDMA) erlauben es, digitale Daten und digitale Sprachsignale auf einem Kommunikationskanal zu mischen. Diese Technologien integrieren die digitale Datenübertragung in eine Kommunikationsverbindung 40, und bieten folglich ein zweckmäßiges Umsetzungsschema für den Fahrzeuginformationsstrom 48.
Die mobile Einheit 22 kann die Fahrzeuginformationen an den Empfängerstandort 44 in einem großen Paket oder in der Form mehrerer kleiner Pakete übersenden, die mit anderen Daten gemischt sind, die für die mobile Kommunikation verwendet werden. Zum Beispiel kann die Fahrzeuginformation in existierende, aber ungenutzte Bytes des Verwaltungsnachrichtenstroms (overhead message stream) oder in ein eigenes Protokoll gepackt werden. Eine mögliche Umsetzung würde die Fahrzeuginformationen in das erweiterte Protokoll platzieren, das in dem EIA/TIA-533 Mobilkommunikationsstandard beschrieben ist, der eine bidirektionale Kommunikation zwischen der mobilen Einheit 22 und dem Empfängerstandort 44 vorsieht.
Da der Verteiler 30 und der Zentralrechner 35 mit der Kommunikationsverbindung 40 gekoppelt sind, können der Verteiler 30 und der Zentralrechner 35 mit der mobilen Einheit 22 kommunizieren. Der Zentralrechner 35 führt die Verwaltungs- und Steuerungsfunktionen für eine oder mehrere Lastwagenflotten durch. Folglich kann das System 10 viele Zentralrechner 35 umfassen, die Fuhrunternehmen, Lieferdienstleistern oder anderen Organisationen zugeordnet sind, die Fahrzeuge 20 haben, die mit mobilen Einheiten 22 ausgerüstet sind. Der Zentralrechner 35 kann Fahrzeuginformationen direkt von der Kommunikationsverbindung 40 empfangen. Falls die Strecke und die Steuer für die Fahrzeuge 20 nicht bestimmt wurden, kann der Zentralrechner 35 diese Bestimmungen durchführen. Alternativ kann der Verteiler 30 die Fahrzeuginformationen von der Kommunikationsverbindung 40 empfangen und verarbeiten, und dann diese Information an den Zentralrechner 35 leiten. Weiterhin kann der Zentralrechner 35 Informationen an die mobile Einheit 22 entweder direkt unter Verwendung der Kommunikationsverbindung 40 übertragen, oder indirekt über den Verteiler 30. Zum Beispiel kann der Zentralrechner 35 für das Fahrzeug 20 Zielortinformationen erzeugen, und diese Information über eine Kommunikationsverbindung an den Verteiler 30 übertragen. Solche Zielortinformationen können einen oder mehrere Zielorte, Termininformationen, wie beispielsweise eine entsprechende Terminzeit für jeden spezifizierten Zielort, Routeninformationen, Informationen bezüglich an jedem spezifizierten Zielort durchzuführenden Aufgaben, durchschnittliche Fahrzeit zu jedem Zielort, Berufsverkehr und Stauinformationen und Wetterinformationen umfassen. Der Verteiler 30 sammelt Zielortinformationen von mehreren Zentralrechnern 35 und überträgt diese Informationen an die Fahrzeuge 20. Alternativ kann der Zentralrechner 35 die Zielortinformationen an die Fahrzeuge 20 über die Kommunikationsverbindung 40 übertragen. Im Wesentlichen können einige der durch den Verteiler 30 ausgeführten Funktionen über mehrere Zentralrechner 35 verteilt sein. Um der Klarheit willen wird sich der Rest dieser Beschreibung hauptsächlich auf die Funktionalitäten des Verteilers 30 fokussieren, aber es ist selbstverständlich, dass der Zentralrechner 35 einige oder alle der durch den Verteiler 30 ausgeführten Funktionen durchführen kann.
Der Verteiler 30 empfängt die für das Fahrzeug 20 von der mobilen Einheit 22 erzeugten Fahrzeuginformationen unter Verwendung der Kommunikationsverbindung 40. Insbesondere enthält der Verteiler 30 ein Modem oder einen DTMF-Kodierer/Dekodierer 120 (10), der Fahrzeuginformationen von der MTSO 42 empfängt. Der Verteiler 30 kann eine Eingabe-/Ausgabeeinrichtung 126 umfassen (10), die eingesetzt werden kann, um die Fahrzeuginformationen am Verteiler 30 visuell oder hörbar darzustellen, sobald die Information durch den Verteiler 30 empfangen wurde. Zum Beispiel zeigt das Eingabe-/Ausgabegerät 126 Fahrzeuginformationen auf einer Karte an, die zeigt, dass das Fahrzeug 20 entlang einer Route X-Y zwischen dem Ursprungspunkt X und dem Zielort Y fährt.
Der Verteiler 30 kann eine zusätzliche Verarbeitung der von der mobilen Einheit 22 über die Kommunikationsverbindung 40 empfangenen Informationen durchführen. Wie oben beschrieben, sieht es die vorliegende Erfindung vor, dass in manchen Ausführungsformen STET die mobile Einheit 22 nicht alle für die zurückgelegte Strecke und die Steuer des Fahrzeugs 20 in der Steuerregion erforderlichen Bestimmungen durchführt. Folglich bestimmt in manchen Fällen der Verteiler 30 in Antwort auf die Fahrzeuginformationen die zurückgelegte Strecke und die zugeordnete Steuer für das Fahrzeug 20 in jeder Steuerregion, welche das Fahrzeug 20 durchfährt. Wie es weiter unten detaillierter erklärt werden wird, kann der Verteiler 30 die zurückgelegte Strecke und die Steuer für das Fahrzeug 20 unter Verwendung eines von mehreren Verfahren bestimmen. Zusätzlich kann der Verteiler 30 einen Bericht erzeugen, der die durch das Fahrzeug 20 in jeder Steuerregion zurückgelegte Strecke und die entsprechende Steuer umfasst.
Der Verteiler 30 übergibt die Fahrzeugstrecke, Steuerinformation und die tatsächliche Bezahlung der Steuern an die Steuerbehörde 32. Die Steuerbehörde 32 kann einen Steuerbescheid für das Fahrzeug 20 erzeugen, oder Geld empfangen und einen Beleg für gezahlte Steuern erzeugen. Die Überweisung des Geldes direkt an die Steuerbehörde 32 kann durch das physische Ausfüllen und Versenden eines Schecks erreicht werden, oder mittels jeglicher geeigneter elektronischer Geldüberweisungstechnologie, wie beispielsweise der elektronische Datenaustausch (electronic data interchange, EDI). Die automatische Bezahlung der Steuern an die Steuerbehörde 32 rationalisiert den Vorgang der Steuereintreibung, verringert potentielle Fehler und Verspätungen bei der Steuerberechnung und -bezahlung und verringert die Anzahl an Personal, die zur Steuerberechnung und -eintreibung benötigt wird. Wenn das Fahrzeug 20 bereits einen Teil der Steuern zum Zeitpunkt des Auftankens oder zu anderen Zeitpunkten bezahlt hat, können die Gesamtsteuern, die der Steuerbehörde 32 geschuldet werden, um den Wert der vorgezahlten Steuern verringert werden. Informationen über die im Voraus bezahlten Steuern können beim Fahrzeug 20 entweder automatisch oder durch den Eingriff des Fahrers erzeugt werden.
Der Verteiler 30 erzeugt ebenfalls Informationen, die an das Fahrzeug 20 unter Verwendung der Kommunikationsverbindung 40 gesandt werden können. Zum Beispiel kann eine Funktion des Verteilers 30 darin bestehen, Zielortinformationen für das Fahrzeug 20 zu erzeugen, wie oben beschrieben. Der Verteiler 30 kann ebenso das Zeitintervall zwischen den Bestimmungen von Standortpositionen durch die mobile Einheit 22 konfigurieren. Allgemein kann der Verteiler 30 jegliche Information an die mobile Einheit 22 übertragen, die die Steuerung oder Überwachung des Fahrzeugs 20 erleichtert.
Alternativ können Fahrzeuginformationen in den Verteiler 30 unter Verwendung irgendeines geeigneten Geräts hochgeladen werden, wie beispielsweise einer Tastatur, einer direkten Verbindung, oder jeglicher geeigneter entfernbarer Speichermedien. Weiterhin kann die Fahrzeuginformation an den Verteiler 30 unter Verwendung einer lokalen drahtlosen Verbindung übertragen werden. In manchen Fällen müssen die in einer Steuerregion zurückgelegte Strecke und Steuer nicht sofort bestimmt werden, nachdem das Fahrzeug 20 seinen Zielort erreicht hat. Die Rechnungsbeträge können später eingesammelt werden. Um unnötige Telekommunikationskosten zu vermeiden, die mit der Nutzung der Telekommunikationsverbindung 40 verbunden sind, können die Fahrzeuginformationen auf dem Fahrzeug 20 gespeichert werden und später an den Verteiler 30 heruntergeladen werden, wenn das Fahrzeug 20 zum Verteiler 30 zurückgekehrt ist.
Das System 10 unterstützt das Berichten von Fahrzeugstrecken, die in vordefinierten Regionen aufgezeichnet wurden. Wenn die vordefinierten Regionen den Grenzen von Steuerbehörden entsprechen, bietet das System 10 ebenso eine genauere Bestimmung der Fahrzeugsteuern als gegenwärtig zur Verfügung stehende Systeme. Es kann diese Bestimmungen fast augenblicklich oder „im Fluge” bereitstellen. Diese Bestimmungen können die Besonderheiten einer jeden Fahrt berücksichtigen, wie beispielsweise die durch das Fahrzeug 20 befahrene Route, die tatsächlich innerhalb einer Steuerregion gefahrenen Kilometer, die tatsächliche Zeit und den Kilometerstand, bei welchem das Fahrzeug 20 von einer Steuerregion in eine andere gefahren ist, und Punkte, die das Fahrzeug 20 entlang einer bestimmten Route durchfährt. Bei manchen Anwendungen sind Bestimmungen mit geringer Häufigkeit und geringer Genauigkeit ausreichend. Andere Anwendungen erfordern jedoch eine größere Genauigkeit und eine größere Häufigkeit der Bestimmung, fast in Echtzeit. Zum Beispiel kann das Fahrzeug 20 Pakete geladen haben, die zur Lieferung an verschiedene Haltepunkte entlang der Route X-Y bestimmt sind. In manchen Fällen ist es wünschenswert, einer Partei, die ein Paket empfängt, die Liefergebühren in dem Moment in Rechnung zu stellen, wenn das Paket geliefert ist. Die vorliegende Erfindung bietet die Bestimmung der dieser Lieferung zuordenbaren Steuer, wenn das Paket empfangen wird. Da diese Bestimmungen in festgelegten Zeitintervallen, bei Nachfrage oder als ein Ergebnis eines vorbestimmten Berichtsereignisses durchgeführt werden können, kann die Rechnungsstellung genau zwischen Lieferungen aufgeteilt werden. Weiterhin erlaubt die vorliegende Erfindung Anpassungen bei der Rechnungsstellung, um Änderungen bei der Gebühr widerzuspiegeln, die durch zusätzlich zurückgelegte Strecken verursacht sein können, wie beispielsweise im Falle einer Straßensperrung.
Das System 10 unterstützt die Fernübertragung von Fahrzeuginformationen vom Fahrzeug 20 an den Verteiler 30. In den meisten Fällen werden Rechnungen an einem zentralen Ort erstellt, wie beispielsweise dem Verteiler 30. Die Rechnungen können Liefergebühren umfassen. Die Liefergebühren wiederum berücksichtigen Steuergebühren. Folglich sieht es das System 10 vor, dass Steuerbestimmungen mit der Erzeugung von Rechnungsinformation konsolidiert werden. Auf diese Weise können die Gesamtsteuern für das Fahrzeug 20 auf bestimmte Lieferungen aufgeteilt werden, was zu einer genaueren Rechnungsstellung führt.
Das System 10 erlaubt die Bestimmung der Steuer für das Fahrzeug 20 auf der Grundlage der durch das Fahrzeug 20 in den Steuerregionen tatsächlich gefahrenen Kilometer. Zum Beispiel, mit Bezug auf die 1, in dem Moment, wo das Fahrzeug 20 den Ursprung X verlässt, um zum Zielort Y zu fahren, würde die Steuer für das Fahrzeug 20 auf der in der Region 1 entlang der Route X-Y zurückgelegten Strecke und der in der Region 2 entlang der Route X-Y zurückgelegten Strecke basieren. Es sei angenommen, dass jedoch ein heftiger Sturm das Fahrzeug 20 dazu zwingt, am Punkt D von der Route X-Y abzuweichen. Das Fahrzeug 20 muss dann über den Punkt Z fahren, um den Zielort Y zu erreichen. Da die vorliegende Erfindung die Steuer auf der Grundlage der tatsächlichen Fahrzeugpositionen und zurückgelegten Strecken bestimmt, wie es detaillierter weiter unten beschrieben werden wird, wäre das System 20 in der Lage, eine genaue Steuerbestimmung zu bieten, selbst wenn das Fahrzeug 20 gezwungen ist, von der Route X-Y abzuweichen.
Das System 10 kann die Steuerberechnung auch auf Grundlage der durch das Fahrzeug 20 gefahrenen spezifischen Route anpassen. Zum Beispiel kann eine Steuerregion sowohl Mautstraßen als auch mautfreie Straßen umfassen. Wenn die Mautstraße privat unterhalten wird, und das Fahrzeug 20 die Maut zum Zeitpunkt der Nutzung bezahlt, kann zu Zwecken der Steuerberechnung die in der Steuerregion zurückgelegte Gesamtstrecke um die Strecke verringert werden, die auf der Mautstraße zurückgelegt wurde. Es kann auch andere Anpassungen der berechneten Steuer auf der Grundlage der Route geben, wie z. B. Pauschalgebühren für die Nutzung einer Straße oder einer Brücke. Bei Verwendung des Systems 10 könnte eine Steuerbehörde 32 auf einfache und preiswerte Weise pauschale Mautbeträge oder Nutzungsgebühren für durch das Fahrzeug 20 befahrene Straßen und Brücken berücksichtigen und eintreiben. Eine berechnete Steuer kann auch von der gefahrenen Route abhängen, wobei einige Straßen mit einer anderen Pauschalgebühr oder Rate versehen sind als andere. Das System 10 kann diese und andere Berechnungen der Steuer auf Grundlage der Route des Fahrzeugs 20 unterstützen.
Weiterhin werden die Fahrzeuginformationen und die Steuer für das Fahrzeug 20 automatisch bestimmt. Jeglicher menschliche Fehler bei der Eingabe der Fahrzeuginformationen oder der Bestimmung der Steuer wird wesentlich verringert oder beseitigt. zum Beispiel nutzen einige frühere Verfahren zur Bestimmung der Steuer einen Kilometerzähler, um die durch das Fahrzeug zurückgelegte Strecke zu messen. Diese Verfahren erfordern jedoch, dass der Fahrer eines Fahrzeugs den durch den Kilometerzähler angezeigten Kilometerstand aufzeichnet, wenn das Fahrzeug von einer Steuerregion in eine andere fährt. Dieser Kilometerstand wird dann als Grundlage zur Berechnung der Steuer für das Fahrzeug verwendet. Wenn der Fahrer es vergisst, den durch den Kilometerzähler gezeigten Kilometerstand aufzuzeichnen, wäre jedoch die Bestimmung der Steuer ungenau. Da die vorliegende Erfindung in der Lage ist, festzustellen, wann das Fahrzeug 20 von einer Steuerregion in eine andere gefahren ist, und automatisch den Kilometerstand zu diesem Zeitpunkt aufzuzeichnen, wird der den frühren Verfahren anhaftende Fehler beseitigt. Außerdem, da der Fahrer des Fahrzeugs 20 nicht von der Hauptaufgabe der Lenkung des Fahrzeugs 20 abgelenkt wird, wird das Risiko, dass das Fahrzeug 20 in einen Unfall verwickelt wird, verringert.
Beim System 10 erlaubt es der Verteiler 30, wenigstens ein Fahrzeug 20 zu überwachen, das mit einer mobilen Einheit 22 ausgerüstet ist. Ein großes Unternehmen kann den Verteiler 30 betreiben, um eine Mehrzahl von Fahrzeugen 20 zu überwachen, die mit mobilen Einheiten 22 ausgerüstet sind. Kleinere Unternehmen mit beschränkteren Ressourcen könnten sich zusammenschließen, um entweder gemeinsam einen Verteiler 30 zu betreiben oder ein unabhängiges Unternehmen zur Betreibung des Verteilers 30 zu beauftragen. Es ist selbstverständlich, dass die vorliegende Erfindung jegliche Anzahl und Anordnung von Verteilern 30 zur Überwachung einer oder mehrerer Flotten von Fahrzeugen 20 vorsieht.
Die 2 bis 8 offenbaren verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und Vergleichsbeispiele. Insbesondere veranschaulichen die 2 und 3 ein Vergleichsbeispiel, bei welchem ein Regionengitternetz 60, das Bestandteil eines ersten Verfahrens zur Bestimmung der Steuer des Fahrzeugs 20 ist. Die 4 bis 6 veranschaulichen ein Fahrzeugpositionsgitternetz 65 und eine zugehörige Tabelle 70, die Bestandteil des Verfahrens gemäß der Erfindung zur Bestimmung der Steuer des Fahrzeugs 20 sind. Die 7 und 8 veranschaulichen ein Vergleichbeispiel mit einer Karte, die die Durchführung eines zweiten Verfahrens zur Bestimmung der Steuer des Fahrzeugs 20 zeigt.
Allgemein umfasst ein Verfahren zur Bestimmung einer Steuer für ein Fahrzeug 20, das eine Mehrzahl von Steuerregionen durchfährt, die Bestimmung einer Mehrzahl von Fahrzeugpositionen, die Zuordnung einer jeden Fahrzeugposition mit einer Steuerregion, und die Bestimmung der Steuer in jeder Steuerregion in Antwort auf die Fahrzeugpositionen, die den Steuerregionen zugeordnet sind.
Bei dem ersten Vergleichsbeispiel, das zu den 2 und 3 gehört, berechnet die mobile Einheit 22 eine Mehrzahl von Standortpositionen unter Verwendung entweder eines Positionsbestimmungssystems 50 oder eines an Bord befindlichen Positionsbestimmungssensors. Diese Standortpositionen sind tatsächliche Orte, die das Fahrzeug 20 durchfahren hat. Wie oben beschrieben können die Standortpositionen in der Form von üblichen geografischen Koordinaten, wie beispielsweise Breiten- und Längengrad, vorliegen. Die mobile Einheit 22 kann dann durch Interpolation Fahrzeugpositionen zwischen den Standortpositionen erzeugen. Die Interpolation eignet sich eher für Berechnungen an einem entfernten Ort, wie beispielsweise dem Verteiler 30, dem Zentralrechner 35 oder der Steuerbehörde 32, in welchem Fall die Detailliertheit der Ortsdaten geopfert werden kann, um die Datenmenge zu verringern, die von der mobilen Einheit 22 übertragen wird. Die mobile Einheit 22 kann Standortpositionsbestimmungen ebenso in häufigeren, fast Echtzeit-Intervallen durchführen. Dies liefert eine genaue Bestimmung der Regionengrenzen, ohne dass eine Interpolation erforderlich ist. Die Entscheidung zu Interpolieren und die Anzahl von interpolierten Punkten hängt von der Häufigkeit der Standortpositionen und der Größe der Zellen des Regionengitternetzes 60 ab.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, das zu den 4 bis 6 gehört, berechnet die mobile Einheit 22 eine Mehrzahl von Standortpositionen unter Verwendung entweder des Positionsbestimmungssystems 50 oder eines an Bord befindlichen Positionsbestimmungssensors. Abhängig von der Frequenz der Standortpositionen und der Zellengröße des Gitternetzes 65 kann eine Anzahl von Fahrzeugpositionen durch eine Interpolation zwischen Standortpositionen erzeugt werden. Die mobile Einheit 22 ordnet dann Standortpositionen vorbestimmten Fahrzeugpositionen zu. Vorbestimmte Fahrzeugpositionen sind als herausstehende geografische Punkte, wie beispielsweise Städte, Dörfer, Grenzen zwischen Steuerregionen oder Kreuzungen von größeren Autobahnen, definiert. Vorbestimmte Fahrzeugpositionen und Distanzen zwischen vorbestimmten Fahrzeugpositionen können anhand jeglicher Streckendatenbank, wie beispielsweise diejenigen, die von Rand-McNally, LK., oder anderen bereitgestellt werden, bestimmt werden. Bei der bevorzugten Ausführungsform akzeptieren die Steuerbehörden Steuerberechnungen, die auf diesen Streckendatenbanken beruhen. Das Fahrzeugpositionsgitternetz 65, das in den 4 und 5 veranschaulicht ist, enthält individuelle Zellen, die vorbestimmten Fahrzeugpositionen zugeordnet sind. Unter Verwendung der vorbestimmten Fahrzeugpositionen des Fahrzeugpositionsgitternetzes 65 rekonstruiert die mobile Einheit 22 die durch das Fahrzeug 20 befahrene Route. Die Tabelle 70, die in 6 veranschaulicht ist, enthält Steuerinformationen und Strecken zwischen den vorbestimmten Fahrzeugpositionen, die in dem Fahrzeugpositionsgitternetz 65 dargestellt sind. Unter Verwendung der Tabelle 70 bestimmt die mobile Einheit 22 eine Strecke und eine Steuer für das Fahrzeug 20.
Bei einem zweiten Vergleichsbeispiel, das zu den 7 und 8 gehört, berechnet die mobile Einheit 22 ebenso eine Mehrzahl von Standortpositionen unter Verwendung entweder des Positionsbestimmungssystems 50 oder eines an Bord befindlichen Positionsbestimmungssensors. Wie bei dem ersten Verfahren sind die Standortpositionen tatsächliche Orte, die dass Fahrzeug 20 durchfahren hat, und können in der Form von Breitengrad-Längengradkoordinaten vorliegen. Im Unterschied zu den zwei vorherigen Verfahren beinhaltet dieses Verfahren kein Gitternetz. Vielmehr nutzt die mobile Einheit 22 Standortpositionen, um die gegenwärtige Steuerregion zu bestimmen, und den Kilometerzähler 109, um die durch das Fahrzeug 20 in der Steuerregion zurückgelegte Strecke zu bestimmen.
Die Ausführungsformen und Vergleichsbeispiele werden weiter unten detaillierter beschrieben werden, zusammen mit einer Beschreibung der 2 bis 8. Bei den Ausführungsformen der Erfindung und den Vergleichsbeispielen, die in den 2 bis 8 veranschaulicht sind, können die Schritte entweder vollständig am Fahrzeug 20 durch die mobile Einheit 22 oder teilweise am Fahrzeug 20 und teilweise an einem entfernten Ort, wie beispielsweise dem Verteiler 30, dem Zentralrechner 35 oder der Steuerbehörde 32 durchgeführt werden. Wie es weiter unten detaillierter erklärt werden wird, falls die Schritte beim Fahrzeug 20 durchgeführt werden, nimmt ein Prozessor 100 (9), der Teil der mobilen Einheit 22 ist, die Bestimmungen vor. In ähnlicher Weise, falls die Schritte durch den Verteiler 30 durchgeführt werden, nimmt eine zentrale Steuerung 122 (10) die Bestimmungen vor. Um die Ausführungsform und die Vergleichsbeispiele besser unterscheiden zu können und zu Zwecken der Klarheit, geht die folgende Erklärung der in den 2 bis 8 offenbarten Verfahren davon aus, dass alle Schritte beim Fahrzeug 20 durchgeführt werden. Es ist jedoch hervorzuheben, dass einer oder mehrere Schritte in jeglichem der drei Verfahren ebenso an einem entfernten Ort wie beispielsweise dem Verteiler 30 durchgeführt werden können.
2 veranschaulicht das über eine Karte gelegte Regionengitternetz 60, das in einem Vergleichsbeispiel erzeugt wird. Die Karte zeigt drei Steuerregionen, die als Region 1, Region 2 und Region 3 definiert sind. Die Regionen können Länder, Regionen, Staaten, Bezirken, Distrikten, Städten oder jeglicher anderen Region entsprechen, bei welcher es wünschenswert ist, eine Steuer auf der Grundlage der in der Region zurückgelegten Strecke zu bestimmen. Jede Steuerregion kann eine andere Steuerstruktur und/oder -rate haben. Zum Beispiel kann die Region 1 die Steuer mit einer ersten Rate bestimmen, während die Region 2 die Steuer mit einer zweiten Rate bestimmt. Mehrere Routen durch die Regionen sind teilweise durch die Punkte A, B, C, D, E, F, G und H definiert. Diese Punkte können Städte, Grenzen zwischen Regionen oder jegliche andere Landmarke oder geografischen Ort repräsentieren, der eine Route definieren kann. Zum Beispiel repräsentieren die Punkte A, B, E. F, G und H Städte in einer bestimmten Region. Die Punkte C und D repräsentieren Punkte an der Grenze zwischen zwei Regionen.
Das Regionengitternetz 60, das in 2 offenbart ist, umfasst eine Mehrzahl von Zellen. Jede Zelle ist der Steuerregion (entweder Region 1, 2 oder 3) zugeordnet, in welcher sie sich befindet. Alle Zellen haben ungefähr die gleiche Größe. Vorzugsweise befindet sich eine Zelle vollständig in einer oder der anderen Region. In manchen Fällen kann jedoch eine Zelle, wie beispielsweise wenn die Grenzen zwischen den Regionen keine Geraden sind, sich teilweise in einer Mehrzahl von Regionen befinden. In diesem letzteren Fall kann die Zelle derjenigen Region zugeordnet sein, in welcher sich der größte Teil der Zelle befindet. Es kann eine Software verwendet werden, um die jeder Zelle des Regionengitternetzes 60 zugeordneten Daten einzutragen. Diese Daten können die der Zelle zugeordnete Region, die die Zelle definierenden geografischen Koordinaten, oder die über die durch die Zelle dargestellte Fläche laufenden Routen umfassen.
Die durch die Zellen repräsentierte Fläche ist konfigurierbar. Das heißt, die Zellen können Parzellen von einer Quadratmeile, Parzellen von fünf Quadratmeilen, Parzellen von zehn Quadratmeilen oder andere vorbestimmte Flächen darstellen. Die Zellen können Quadrate, Rechtecke, Kreise, Vielecke oder jegliche andere geometrische Form sein, die die Definition einer Region erleichtern. Die durch die Zellen repräsentierte Fläche bestimmt die Genauigkeit der Steuerbestimmung. Es sei z. B. angenommen, dass sich eine Zelle teilweise in mehreren Regionen befindet. Die Zelle ist einer einzigen Steuerregion zugeordnet. Wenn die durch die Zelle repräsentierte Fläche eine Quadratmeile ist, wäre der durch die Zuordnung der Zelle mit einer einzigen Region verursachte Fehler geringer als wenn die durch die Zelle repräsentierte Fläche zehn Quadratmeilen beträgt.
3 veranschaulicht einen vergrößerten Abschnitt des Regionengitternetzes 60, das in 2 offenbart ist. 3 zeigt eine Route B-C-D, die ein Fahrzeug 20 durchfährt. Während das Fahrzeug 20 die Route B-C-D befährt, ermittelt die mobile Einheit 22 Standortpositionen für das Fahrzeug 20 an den Punkten o, p, q, r, s und t.
Wenn eine Interpolation durchgeführt wird, wird der Schritt der Bestimmung eine Mehrzahl von Fahrzeugpositionen anhand eines Satzes von Standortpositionen wie folgt durchgeführt. Die mobile Einheit 22 beim Fahrzeug 20 ermittelt eine Mehrzahl von Standortpositionen o, p, q, r, s und t unter Verwendung des Positionsbestimmungssystems 50 oder eines an Bord befindlichen Positionsbestimmungssensors. Der Prozessor 100, der Teil der mobilen Einheit 22 ist, bestimmt eine durch das Fahrzeug 20 befahrene Route in Antwort auf die Standortpositionen o, p, q, r, s und t. Insbesondere wird die Route des Fahrzeugs 20 durch die Linien, o-p, p-q, q-r, r-s und s-t dargestellt, welche die Standortpositionen o, p, q, r, s und t miteinander verbinden. Der Prozessor 100 unterteilt dann jede Linie in eine Mehrzahl von Segmenten. Der Endpunkt eines jeden Segments, der durch die Punkte auf den Linien o-p, p-q, q-r, r-s und s-t gezeigt ist, definiert eine Fahrzeugposition entlang der Route des Fahrzeugs 20. Auf diese Weise kann die mobile Einheit 22 für jede durch das Positionsbestimmungssystem 50 oder einen an Bord befindlichen Positionsbestimmungssensor gelieferte Standortposition mehrere Fahrzeugpositionen erzeugen.
Die Länge eines jeden Segments kann auf die Größe der Zellen im Regionengitternetz 60 proportioniert sein. Wie oben beschrieben, falls häufige Standortpositionen gemessen werden, kann es sein, dass kein Bedarf für eine Interpolation zwischen den Standortpositionen besteht, um zusätzliche Fahrzeugpositionen zu erzeugen. Mit oder ohne Interpolation sollte der Abstand zwischen Standortpositionen (oder Fahrzeugpositionen, falls eine Interpolation eingesetzt wird) mit der Zellengröße übereinstimmen, so dass ein Übergang von einer Zelle zu einer angrenzenden Zelle erfasst wird. Es ist hervorzuheben, dass jeglicher Verweis auf Fahrzeugpositionen interpolierte Fahrzeugpositionen, Standortpositionen oder beides umfasst.
Als Nächstes wird der Schritt der Zuordnung einer jeden Fahrzeugposition mit einer Steuerregion wie folgt durchgeführt. Der Prozessor 100 nimmt Bezug auf eine Karte, über die eine Mehrzahl von Zellen gelegt sind, die in der 2 allgemein durch das Gitternetz 60 gezeigt sind, und im Detail in 3. Die Karte und das zugeordnete Gitternetz können durch den Prozessor 100 erzeugt werden, wird jedoch normalerweise durch einen anderen Rechner oder eine andere Person erzeugt und in die mobile Einheit 22 zur Nutzung durch den Prozessor 100 geladen. Jeder Zelle ist eine Steuerregion 1, 2 oder 3 zugeordnet. Eine oder mehrere Fahrzeugpositionen können innerhalb einer einzigen Zelle enthalten sein. Der Prozessor 100 identifiziert die Zelle, die die Fahrzeugposition enthält. Der Prozessor 100 assoziiert dann die Fahrzeugposition mit der Steuerregion, die der Zelle zugeordnet ist.
Als Nächstes wird der Schritt der Bestimmung der Steuer wie folgt durchgeführt. Der Prozessor 100 bestimmt die in jeder Steuerregion zurückgelegte Strecke in Antwort auf die der Steuerregion zugeordneten Fahrzeugpositionen. Der Prozessor 100 kann die Strecke dadurch bestimmen, dass er bei jeder Standortposition den Kilometerzähler 109 (9) abliest. Eine andere Weise, in welcher der Prozessor 100 die Strecke bestimmen kann, besteht in der Aufsummierung der Anzahl an Segmenten innerhalb einer Steuerregion und dem Multiplizieren dieser Zahl mit der durch jedes Segment repräsentierten Strecke. Zum Beispiel, wenn das Fahrzeug 20 in einer Steuerregion 24 Segmente durchfahren hat und jedes Segment zehn Meilen entspricht, berechnet der Rechner 100, dass das Fahrzeug 20 240 (24 × 10) Meilen in der Region zurückgelegt hat.
Eine andere Weise, in welcher der Prozessor 100 die Strecke für das Fahrzeug 20 bestimmen kann, ist die Berechnung der Strecke eines jeden Segments unter Verwendung von üblichen geometrischen Formeln und dann das Aufsummieren dieser Strecken. Zum Beispiel, wenn das Fahrzeug 20 Segmente mit einer Länge von 10 Meilen, 12 Meilen und 9 Meilen in einer Steuerregion durchfahren hat, dann berechnet der Prozessor 100, dass das Fahrzeug 20 31 (10 + 12 + 9) Meilen innerhalb dieser Region zurückgelegt hat. Eine Berechnung auf der Grundlage von Geradensegmenten gibt möglicherweise nicht genau die Krümmung der Straße wieder. Folglich kann die Strecke dadurch angepasst werden, dass man die Summe der Geradenabschnitte mit einem Krümmungsfaktor (d. h. 1,1) multipliziert, der eine Schätzung der Erhöhung der Strecke wegen der Straßenkrümmung repräsentiert. Es können durch die mobile Einheit 22 verschiedene Krümmungsfaktoren für verschiedene Straßen verwendet werden. Andere Techniken zur Kurvendarstellung oder Spline-Konstruktionen können auch verwendet werden, um die auf den Straßen zurückgelegte Strecke genauer zu bestimmen. Der Prozessor 100 bestimmt dann eine Steuer in der Region in Antwort auf die berechnete, durch das Fahrzeug 20 in der Region zurückgelegte Strecke. Die mobile Einheit 22 kann dann die bestimmte Strecke und Steuer an einen entfernten Ort, wie beispielsweise den Verteiler 30, übertragen.
Eine Ausführungsform der Erfindung ist in den 4 bis 6 offenbart. Während das erste Vergleichsbeispiel, das in den 2 und 3 offenbart ist, sich auf Steuerregionen fokussiert, fokussiert sich die in den 4 bis 6 offenbarte Ausführungsform auf vorbestimmte Fahrzeugpositionen, die herausstehenden geografischen Landmarken oder Monumenten entsprechen, wie beispielsweise Städten, Routenkreuzungen oder Schnittstellen von Routen mit Regionengrenzen. 4 veranschaulicht ein Fahrzeugpositionsgitternetz 65, das über eine Karte gelegt ist. Ähnlich zur 2 ist die Karte der 4 in Steuerregionen 1, 2 und 3 aufgeteilt. Mehrere Routen durch die Regionen sind teilweise durch die Punkte A, B, C, D, E, F, G und H definiert. Wie oben beschrieben, können diese Punkte Städte darstellen, Grenzen zwischen Regionen oder jegliche andere Landmarke oder geografische Position, die eine Route definieren kann. Diese Punkte sind vorbestimmten Fahrzeugpositionen zugeordnet. Das Fahrzeugpositionsgitternetz 65 umfasst eine Mehrzahl von Zellen, die ungefähr die gleiche Größe haben können. Normalerweise basiert das Fahrzeugpositionsgitternetz 65 auf einer anerkannten Streckendatenbank, wie diejenigen, die durch Rand-McNally, ALK, und andere zur Verfügung gestellt werden.
Im Unterschied zum Regionengitternetz 60 sind die Zellen im Fahrzeugpositionsgitternetz 65 den vorbestimmten Fahrzeugpositionen zugeordnet, die Punkten entlang der durch das Fahrzeug 20 befahrenen Route entsprechen. Das heißt, dass die Zellen A, B, C, D, E, F, G oder H enthalten, in Zuordnung zu der vorbestimmten Fahrzeugposition, die am Nächsten liegt. In manchen Beispielen kann jedoch ein Teil einer Zelle sich näher an einer vorbestimmten Fahrzeugposition befinden, während ein anderer Teil der Zelle näher an einer anderen vorbestimmten Fahrzeugposition gelegen sein kann. In solch einem Fall wird die Zelle derjenigen vorbestimmten Fahrzeugposition zugeordnet, der der größere Teil der Zelle am Nächsten liegt. Es kann eine Software eingesetzt werden, um die Daten, die in jeder Zelle enthalten sind, auszufüllen. Zum Beispiel kann das Fahrzeugpositionsgitternetz 65 durch ein Programm unter Verwendung einer eine Spirale nachzeichnenden Technik oder einer Radiuserweiterungstechnik ausgefüllt werden, welche zum Ausfüllen der Zellen ihren Ursprung an jeder vorbestimmten Fahrzeugposition nimmt. Einige außen liegende Zellen sind keiner der vorbestimmten Fahrzeugpositionen zugeordnet.
Die Anzahl an vorbestimmten Fahrzeugpositionen, die in dem Fahrzeugspositionsgitternetz 65 enthalten sind, bestimmt bei diesem Verfahren die Genauigkeit der Strecken- und Steuerbestimmungen. D. h., dass, wenn mehr vorbestimmte Fahrzeugpositionen verwendet werden, sich die Genauigkeit erhöht. Z. B. sei angenommen, dass das Fahrzeug 20 von Dallas nach Los Angeles fährt. Es sei weiterhin angenommen, dass das Fahrzeugpositionsgitternetz 65 als vorbestimmte Fahrzeugpositionen nur Dallas, Los Angeles und Phoenix aufweist. Wie es weiter unten beschrieben werden wird, gibt es für jegliche zwei vorbestimmte Fahrzeugpositionen des Fahrzeugpositionsgitternetzes 65 entsprechende Strecken und Steuern. Das Fahrzeug 20 könnte jedoch von Dallas nach Los Angeles über Phoenix entlang wenigstens zwei verschiedener Routen fahren, wobei die eine länger ist als die andere. Die eine Route führt das Fahrzeug 20 durch Amarillo, wohingegen eine andere Route das Fahrzeug 20 durch El Paso führt. Die Route über Amarillo ist länger. Die Bestimmung der Strecke und Steuer für das Fahrzeug 20 wäre ungenau, wenn die entsprechenden Strecken und Steuern auf der Route über El Paso basieren würden, während das Fahrzeug 20 tatsächlich über Amarillo fährt. Wenn Amarillo und El Paso auch als vorbestimmte Fahrzeugpositionen im Fahrzeugspositionsgitternetz 65 enthalten sind, gäbe es jedoch getrennte entsprechende Steuern und Strecken für jede der oben beschriebenen zwei Routen. Dementsprechend würde die Genauigkeit der Bestimmung erhöht.
Eine vollständige Fahrt des Fahrzeugs 20 von Dallas nach Los Angeles kann kleine Strecken am Anfang und am Ende der Fahrt umfassen, die der insgesamt zurückgelegten Strecke hinzuaddiert werden können. Z. B., wenn die Fahrt in Fort Worth beginnt (ungefähr 35 Meilen von Dallas entfernt), aber die erste vorbestimmte Fahrzeugposition Dallas ist, sollte die mobile Einheit 22 die zusätzlich gefahrenen 35 Meilen zwischen Fort Worth und Dallas der Berechnung hinzufügen. In ähnlicher Weise, falls Los Angeles die letzte vorbestimmte Fahrzeugposition der Fahrt ist, das Fahrzeug 20 aber eine kurze Strecke weiter zu seinem Zielort Pasadena fährt, sollte diese Strecke der Berechnung hinzugefügt werden. Eine zusätzliche Berechnung kann auch erforderlich sein, wenn das Fahrzeug 20 in außen liegende Zellen des Fahrzeugpositionsgitternetzes 65 fährt, die keiner vorbestimmten Fahrzeugposition zugeordnet sind. In dieser Situation kann die mobile Einheit 22 eine Hybridtechnik anwenden, welche die anderen beschriebenen Verfahren zur Berechnung der Strecken- und Steuerbestimmungen einsetzt, wenn das Fahrzeug 20 in die außen liegenden Zellen fährt.
5 veranschaulicht einen vergrößerten Abschnitt des Fahrzeugpositionsgitternetzes 65, das in der 4 offenbart ist. 5 veranschaulicht die Route B-C-D, die das Fahrzeug 20 in den Steuerregionen 1 und 2 befährt. Im Betrieb bestimmt die mobile Einheit 22 Standortpositionen o, p, q, r, s und t für das Fahrzeug 20 unter Verwendung des Positionsbestimmungssystems 50 oder eines an Bord befindlichen Positionsbestimmungssensors. Die Standortpositionen o, p, q, r, s und t werden dann vorbestimmten Fahrzeugpositionen zugeordnet, was die durch das Fahrzeug 20 befahrene Route B-C-D etabliert. Bei diesem Verfahren setzt die Bestimmung der Steuer Autobahnkilometer ein, die von einer Streckendatenbank abgeleitet sind.
Die allgemeinen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Verwendung des Fahrzeugspositionsgitternetzes 65 der 4 sind dieselben wie bei dem ersten Vergleichsbeispiel, dass das Regionengitternetz 60 der 2 verwendet. D. h., dass ein Verfahren zur Bestimmung einer Steuer für ein durch eine Mehrzahl von Steuerregionen fahrendes Fahrzeug 20 folgendes umfasst: Bestimmung einer Mehrzahl von Fahrzeugpositionen, Zuordnung jeder Fahrzeugposition zu einer Steuerregion und Bestimmung der Steuer in jeder Steuerregion in Antwort auf die der Steuerregion zugeordneten Fahrzeugpositionen.
Der Schritt der Bestimmung einer Mehrzahl von Fahrzeugpositionen wird wie folgt durchgeführt. Die mobile Einheit 22 etabliert eine Mehrzahl von Standortpositionen unter Verwendung des Positionsbestimmungssystems 50 oder eines an Bord befindlichen Positionsbestimmungssensors. In Abhängigkeit von der Häufigkeit der Standortpositionen und der Zellengröße des Gitternetzes 65 kann die mobile Einheit ebenso durch Interpolation Fahrzeugpositionen zwischen den Standortpositionen erzeugen. Es wird eine Karte mit einer Mehrzahl von Zellen erzeugt, die allgemein durch das Fahrzeugspositionsgitternetz 65 der 4 gezeigt ist. Es werden Steuerregionen auf der Karte definiert. Jede Zelle ist einer vorbestimmten Fahrzeugposition zugeordnet. Als nächstes assoziiert der Prozessor 100 jede Standortposition mit einer Zelle im Fahrzeugspositionsgitternetz 65, was eine vorbestimmte Fahrzeugposition identifiziert. Unter Verwendung der den Standortpositionen zugeordneten vorbestimmten Fahrzeugpositionen, rekonstruiert der Prozessor 100 die durch das Fahrzeug 20 über die Fahrzeugpositionen B, C und D gefahrene Route.
In diesem besonderen Verfahren wird der Schritt der Steuerbestimmung wie folgt durchgeführt. Der Prozessor 100 verwendet eine Datenbank, welche die vorbestimmten Fahrzeugpositionen, die entsprechenden Strecken in jeder Steuerregion zwischen Fahrzeugpositionen und die jeder Steuerregion zwischen vorbestimmten Fahrzeugpositionen zugeordnete Steuer enthält. Der Prozessor 100 bestimmt die in jeder Steuerregion durch das Fahrzeug 20 zurückgelegte Strecke, indem er sich für die Strecke zwischen jeder vorbestimmten Fahrzeugposition entlang der durch das Fahrzeug 20 befahrenen Route auf die Datenbank bezieht. Der Prozessor 100 bestimmt dann die Steuer in jeder Region, indem er sich für die jeder Steuerregion zwischen den vorbestimmten Fahrzeugpositionen entlang der durch das Fahrzeug 20 befahrenen Route zugeordnete Steuer auf die Datenbank bezieht. Eine detaillierte Erklärung dieses Verfahrens ergibt sich auch der Beschreibung der 13.
6 veranschaulicht die Tabelle 70, die bei der in den 4 und 5 offenbarten Ausführungsform der Erfindung erzeugt wird. Es kann auf die Tabelle 70 Bezug genommen werden, um die zurückgelegte Strecke und die Steuer des Fahrzeugs 20 zwischen jeglichen zwei vorbestimmten Fahrzeugpositionen zu bestimmen, die den Zellen des Fahrzeugspositionsgitternetzes 65 zugeordnet sind.
Die Tabelle 70 umfasst eine Mehrzahl von Abschnitten. Der erste Abschnitt, der die Spalte 71 umfasst, enthält eine erste vorbestimmte Fahrzeugposition und eine zweite vorbestimmte Fahrzeugposition. Insbesondere entsprechen die vorbestimmten Fahrzeugpositionen in der Spalte 71 den vorbestimmten Fahrzeugpositionen, die den Zellen des Fahrzeugspositionsgitternetzes 65 zugeordnet sind. Diese Paare vorbestimmter Fahrzeugpositionen definieren ein Segment der durch das Fahrzeug 20 befahrenen Route.
Ein Streckenabschnitt 72 enthält die durch das Fahrzeug 20 in jeder Steuerregion zwischen ersten und zweiten vorbestimmten Fahrzeugpositionen zurückgelegte Strecke. Der Streckenabschnitt 72 kann weiterhin in Regionen-Streckenspalten 74, 75 und 76 unterteilt sein. Jede dieser Spalten enthält die durch das Fahrzeug 20 innerhalb einer bestimmten Steuerregion zwischen den ersten und zweiten Fahrzeugpositionen zurückgelegte Strecke. Genauer gesagt enthält die Regionen-Streckenspalte 74 die in der Region 1 zurückgelegten Meilen, die Regionen-Streckenspalte 75 die in der Region 2 zurückgelegten Meilen und die Regionen-Streckenspalte 76 die in der Region 3 zurückgelegten Meilen. Jedes Segment der Route, das in der Spalte 71 angegeben ist, kann einen oder mehrere Einträge in den Regionenspalten 74, 75 und 76 umfassen. Z. B. umfasst die Route C-D 65 Meilen in der Steuerregion 2 und fünf Meilen in der Steuerregion 3.
Ein Steuerabschnitt 73 enthält eine Steuer für Steuerregionen zwischen ersten und zweiten vorbestimmten Fahrzeugpositionen. Der Steuerabschnitt 73 kann weiterhin in Regionen-Steuerspalten 77, 78 und 79 unterteilt sein. Jede dieser Spalten enthält eine Steuer für das Fahrzeug 20 zwischen ersten und zweiten vorbestimmten Fahrzeugpositionen für eine bestimmte Steuerregion. Die Regionen-Steuerspalte 77 enthält den Dollarbetrag der Steuer für die Region 1, die Regionen-Steuerspalte 78 enthält den Dollarbetrag für die Steuerregion 2 und die Regionen-Steuerspalte 79 enthält den Dollarbetrag für die Steuer der Region 3. Diese Steuern können auf einer Steuerrate pro zurückgelegter Meile, einer Pauschalsteuer für einen vorbestimmten Bereich an zurückgelegten Meilen, Gebühren für das Befahren bestimmter Straßen oder Brücken oder jegliche sonstige Steuerberechnung auf der Grundlage der Route des Fahrzeugs 20 basieren.
Der Prozessor 100 bezieht sich auf die Tabelle 70 nachdem der Prozessor 100 ermittelt hat, dass das Fahrzeug 20 zwischen zwei vorbestimmten Fahrzeugpositionen gefahren ist. Z. B., mit Bezug auf die 5, nachdem der Prozessor 100 ermittelt hat, dass das Fahrzeug 20 den Punkt D entlang der Route B-C-D durchquert hat, bezieht sich der Prozessor 100 auf die Zeile 3 der Tabelle 70, die der Route C-D entspricht. Mit Bezug auf den Streckenabschnitt 72 bestimmt der Prozessor 100, dass das Fahrzeug 20 innerhalb der Region 2 zwischen den Punkten C und D 65 Meilen zurückgelegt hat. Mit Bezug auf den Steuerabschnitt 73 bestimmt der Prozessor 100, dass das Fahrzeug 20 beim Fahren entlang der Route C-D eine Steuer von 30 Cent in der Region 2 und eine Steuer von 2 Cent in der Region 3 verursacht hat. Diese Information kann dann am Ausgabegerät 104 (9) der mobilen Einheit 22 oder dem Eingabe/Ausgabegerät 126 (10) beim Verteiler 30 angezeigt werden.
Ein anderes Vergleichsbeispiel ist in den 7 und 8 offenbart. Im Unterschied zu dem ersten Vergleichsbeispiel, das in den 2 und 3 offenbart ist, und der in den 4 und 6 offenbarten Ausführungsform, benutzt das zweite in den 7 und 8 offenbarte Vergleichsbeispiel kein Gittermuster. Vielmehr verwendet dieses Verfahren einen Kilometerzähler 109 zusammen mit einer geographischen Datenbank, um die zurückgelegte Strecke und die Steuer für das Fahrzeug 20 zu bestimmen. Insbesondere veranschaulicht 7 eine Karte, welche die Durchführung dieser Ausführungsform der Erfindung zeigt. Die Karte ist in Steuerregionen 1, 2 und 3 unterteilt. Eine Mehrzahl von Routen durch die Regionen sind zum Teil durch die Punkte A, B, C, D, E, F, G und H definiert. Wiederum können diese Punkte jegliche Landmarke oder geographische Position repräsentieren, die eine Route definieren kann, wie beispielsweise eine Stadt, eine Grenze zwischen Regionen, eine Schnittstelle einer Route mit einer Grenze oder eine Kreuzung zweier oder mehrerer Routen.
Die geographische Datenbank enthält Informationen, die eine Mehrzahl von Steuerregionen definieren. Diese geographischen Informationen können Koordinaten umfassen, die regionale Grenzen definieren, die Schnittstellen von Routen mit regionalen Grenzen oder jegliche sonstige Information, die es einem Prozessor erlaubt festzustellen, dass das Fahrzeug 20 von einer Region in die andere gefahren ist. Z. B. kann die geographische Datenbank ein Paar von Breitengrad-Längengradkoordinaten umfassen, welche die Endpunkte einer Geraden repräsentieren, die der Grenze zwischen der Steuerregion 1 und der Steuerregion 2 entspricht. Die geographische Datenbank kann einen Satz von Vielecken oder anderen geometrischen Konstruktionen definieren, welche die Steuerregion definieren. Die geographische Datenbank kann auch Geradenabschnitte, Splines oder Kurven umfassen, welche die Grenzen zwischen den Steuerregionen definieren. Unter Verwendung jeglicher Definition der Flächen oder Grenzen der Steuerregionen kann der Prozessor 100 feststellen, dass das Fahrzeug 20 sich von einer Region in eine angrenzende Region bewegt hat.
Die 8 veranschaulicht einen vergrößerten Abschnitt der in der 7 gezeigten Karte. 8 veranschaulicht die Route B-C-D, die durch das Fahrzeug 20 in den Steuerregionen 1 und 2 befahren wird. Die mobile Einheit 22 ermittelt Standortpositionen o, p, q, r, s und t für das Fahrzeug 20 unter Verwendung entweder des Positionsbestimmungssystems 50 oder eines an Bord befindlichen Positionsbestimmungssensors. Die Standortpositionen o, p, q, r, s und t werden dann einer Steuerregion zugeordnet. Die mobile Einheit 22 zeichnet den Stand des Kilometerzählers 109 bei jeder der Standortpositionen o, p, q, r, s und t auf, wie es durch die Meilenangaben in 8 gezeigt ist. Die Bestimmung der Steuer basiert bei dieser dritten Methode auf der tatsächlich durch den Kilometerzähler 109 zwischen den Standortpositionen gemessenen Strecke.
Die allgemeinen Schritte des zweiten Vergleichsbeispiels unter Verwendung der Karte der 7 und 8 sind ähnlich zu denen des ersten Vergleichsbeispiels und denen der Ausführungsformen der Erfindung, die in den 2 bis 6 offenbart sind. Genauer gesagt, wie oben angegeben, umfasst ein Verfahren zur Bestimmung einer Steuer für ein Fahrzeug 20, das durch eine Mehrzahl von Steuerregionen fährt, die Bestimmung einer Mehrzahl von Fahrzeugpositionen, das Zuordnen einer jeden Fahrzeugposition zu einer Steuerregion und das Bestimmen der Steuer in jeder Steuerregion in Antwort auf die der Steuerregion zugeordneten Fahrzeugpositionen.
Bei dem zweiten Vergleichsbeispiel wird der Schritt der Bestimmung einer Mehrzahl von Fahrzeugpositionen wie folgt durchgeführt. Die mobile Einheit 22 etabliert eine Mehrzahl von Standortpositionen unter Verwendung des Positionsbestimmungssystems 50 oder eines an Bord befindlichen Positionsbestimmungssensors. Jede Standortposition kann in der Form üblicher geographischer Koordinaten wie beispielsweise Breitengrade und Längengrade vorliegen.
Der Schritt der Zuordnung einer jeden Fahrzeugposition zu einer Steuerregion wird wie folgt durchgeführt. Die mobile Einheit 22 greift auf eine Datenbank zu, die Informationen enthält, die eine Mehrzahl von Steuerregionen definieren, und kann Koordinaten umfassen, die regionale Grenzen, Schnittstellen zwischen Routen und regionalen Grenzen oder jegliche andere Informationen definieren, die es einem Prozessor ermöglichen, festzustellen, dass das Fahrzeug 20 von einer Steuerregion in eine andere gefahren ist. Die mobile Einheit 22 assoziiert dann jede Standortposition mit einer Steuerregion in Antwort auf die in der Datenbank enthaltenen geographischen Informationen.
Bei diesem Verfahren wird der Schritt zur Bestimmung der Steuer für das Fahrzeug 20 wie folgt durchgeführt. Die mobile Einheit 22 misst die durch das Fahrzeug 20 zwischen Standortpositionen zurückgelegte Strecke unter Verwendung des Kilometerzählers 109. Wie vorher angegeben, kann es sich bei dem Kilometerzähler 109 um einen Kilometerzähler handeln, der im Fahrzeug 20 enthalten ist, oder um einen getrennten Kilometerzähler. Der Prozessor 100 bestimmt dann die in jeder Steuerregion zurückgelegte Strecke in Antwort auf die dieser Steuerregion zugeordneten Standortpositionen und die durch den Kilometerzähler 109 gemessene Strecke. Die vorliegende Erfindung sieht vor, dass der Prozessor 100 bei diesem Schritt die Strecke unter Verwendung eines von zwei alternativen Verfahren bestimmen kann.
Der Prozessor 100 bestimmt den seit der letzten Standortposition durch den Kilometerzähler 109 aufgezeichneten Kilometerbetrag und addiert diesen Betrag zu der für diese Region bereits aufgezeichneten Strecke. Z. B. sei angenommen, dass das Fahrzeug 20 seit der letzten Standortposition 20 Meilen zurückgelegt hat und bei der zweiten Meile in eine neue Steuerregion gefahren ist. Normalerweise schreibt der Prozessor 100 der alten Steuerregion 20 Meilen gut. Um die Bestimmung der Distanz (Strecke) weiter zu verfeinern, kann der Prozessor 100 die Standortposition, die in der geographischen Datenbank enthaltenen Informationen und übliche geometrische Gleichungen einsetzen, um ungefähr zu berechnen, bei welchem Kilometerstand seit der letzten Kilometerzähleraufzeichnung das Fahrzeug 20 in die neue Steuerregion gewechselt ist. Der Prozessor 100 schreibt dann einen proportionierten Betrag der Kilometer der alten Steuerregion und der neuen Steuerregion zu. Der Prozessor 100 addiert dann zwei Meilen zu der in der alten Region zurückgelegten Strecke und 18 Meilen zu der in der neuen Region zurückgelegten Strecke. Der Prozessor 100 bestimmt dann eine Steuer für jede Steuerregion in Antwort auf die in dieser Steuerregion durch das Fahrzeug 20 zurückgelegte Strecke. Eine detailliertere Erklärung dieses zweiten Vergleichsbeispiels ergibt sich aus der Beschreibung der 14.
9 ist eine schematische Darstellung der mobilen Einheit 22. Die mobile Einheit 22 umfasst einen mobilen Positionsbestimmungsempfänger 80, ein Mobilkommunikationsgerät 90, einen Kilometerzähler 109 und andere zugeordnete Hardware und Software, die weiter unten beschrieben sind. Der mobile Positionsbestimmungsempfänger 80 umfasst eine Antenne 82, einen Empfänger 84, eine Steuerung 86 und einen Speicher 88. Im Betrieb empfängt der mobile Positionsbestimmungsempfänger 80 durch Positionsbestimmungsinformationsströme 54 an der Antenne 82 Positionsbestimmungsinformationen von Satelliten 52. Der Empfänger 84 verarbeitet die Positionsbestimmungsinformationen, um Ephemeriden-, Almanach- und Uhrkorrekturdaten zu extrahieren. Die Steuerung 86 empfängt die Positionsbestimmungsinformationen und berechnet eine Standortposition. Diese durch die Steuerung 86 durchgeführten Bestimmungen können im Speicher 88 gespeicherte Daten nutzen.
Das Mobilkommunikationsgerät 90 umfasst eine Antenne 92, einen Sendeempfänger 94 und ein Handgerät 96. Im Betrieb überträgt das Mobilkommunikationsgerät 90 Fahrzeuginformationen über den Fahrzeuginformationsstrom 48. Die Fahrzeuginformationen können durch den Verteiler 30 unter Verwendung von Elementen der Kommunikationsverbindung 40 empfangen werden, wie beispielsweise dem Empfängerstandort 44, der dem Mobilfunknetz zugeordnet ist. Das Mobilkommunikationsgerät 90 kann auch Daten oder Anrufe empfangen, die an die mobile Einheit 22 von einem entfernten Ort übertragen werden, wie beispielsweise dem Verteiler 30. Das Handgerät 96 bietet übliche Sprach- oder Datenkommunikation unter Verwendung des mobilen Kommunikationsgeräts 90.
Der Kilometerzähler 109 kann der ursprünglich im Fahrzeug 20 enthaltene Kilometerzähler sein, oder ein zweiter Kilometerzähler, der mehr in die mobile Einheit 22 integriert ist. Der Kilometerzähler 109 misst die tatsächlich durch das Fahrzeug 20 zurückgelegte Strecke. Ein wichtiger technischer Vorteil wird durch den Kilometerzähler 109 bereitgestellt, da viele Steuerbehörden derzeit Kilometerzählerstände als eine genaue Messung von durch ein Fahrzeug zurückgelegte Strecken akzeptieren. Die Genauigkeit der Steuerbestimmung wird zum Teil von der Genauigkeit des Kilometerzählers 109 abhängen.
Der Prozessor 100 verwaltet die Kommunikations-, Berechnungs-, Positionsbestimmungs- und Berichterstattungsmerkmale der mobilen Einheit 22. Im Betrieb empfängt der Prozessor 100 eine Standortposition von der Steuerung 86 und eine gemessene Strecke vom Kilometerzähler 109. Der Prozessor 100 erzeugt dann Fahrzeuginformationen. Die Bestimmung der Steuer für das Fahrzeug 20 kann durch den Prozessor 100, die zentrale Steuerung 122 beim Verteiler 30 oder einer Kombination des Prozessors 100 und der zentralen Steuerung 122 erfolgen. Zusätzlich kann der Prozessor 100 einen Bericht generieren, der die durch das Fahrzeug 20 in jeder Region zurückgelegte Strecke und die entsprechende Steuer umfasst. Der Prozessor 100 leitet die Fahrzeuginformationen oder die bestimmte Steuer über die Verbindung 95 oder jeglichen anderen geeigneten Weg, wie beispielsweise durch den Modem oder zwei-eins Ton Multifrequenz (dual one tone multifrequency, DTMF) Kodierer/Dekodierer 110 und Bustreiber 112 an den Sendeempfänger 94 des Mobilkommunikationsgeräts 90. Der Sendeempfänger 94 überträgt dann die Fahrzeuginformationen oder die bestimmte Steuer über die Kommunikationsverbindung 40 an den Verteiler 30.
An den Prozessor 100 ist ein Speicher 102 gekoppelt, der das Fahrzeugpositionsgitternetz 65 enthält. Speicher 102 kann auch Programme, Karten, geographische Datenbanken und andere Informationen enthalten, die vom Prozessor 100 benötigt werden, um seine Funktion durchzuführen. Der Speicher 102 kann ein Speicher mit wahlfreiem Zugriff (random access memory, RAM), ein Nur-lese-Speicher (read-only memory, ROM), ein magnetisches Medium, eine CD-ROM, entfernbare Speichergeräte oder jegliches anderes Gerät sein, das die Speicherung oder den Abruf von Daten erlaubt. Der Prozessor 100 und die Steuerung 86 sowie der Speicher 102 und der Speicher 88 können getrennte oder integrierte Komponenten der mobilen Einheit 22 sein. Die mobile Einheit 22 sieht jegliche Anordnung, Verarbeitungskapazität oder Aufgabenzuweisung zwischen dem mobilen Positionsbestimmungsempfänger 80, dem Mobilkommunikationsgerät 90 und dem Prozessor 100 vor.
Fahrzeuginformationen oder die bestimmten Steuern können an das Ausgabegerät 104 gesandt werden, um eine Karte zu erzeugen, die das Fahrzeug 20 und die Standortpositionen anzeigt. Das Ausgabegerät 104 kann hörbare Informationen erzeugen, wie beispielsweise die Ankündigung einer bestimmten Steuer lind zurückgelegten Strecke in einer Steuerregion an den Fahrer des Fahrzeugs 20.
Der Prozessor 100 ist auch mit dem Eingabegerät 106 gekoppelt, bei dem es sich um eine Tastatur oder einen berührungsempfindlichen Bildschirm handeln kann, sowie eine Spracherkennungssoftware und Hardware, die hörbare Befehle und Informationen annehmen kann. Weiterhin können sowohl das Ausgabegerät 104 als auch das Eingabegerät 106 feste oder entfernbare Speichermedien, wie beispielsweise magnetische Rechnerplatten, CD-ROMs oder andere geeignete Medien umfassen, um sowohl Ausgaben vom Prozessor 100 oder Speicher 102 zu empfangen als auch Eingaben an diese zu liefern.
Der Fahrer des Fahrzeugs 20 kann in die mobile Einheit 22 Informationen eingeben, wenn das Fahrzeug 20 eine bedeutende Fahrzeugposition erreicht, wie beispielsweise die Grenze einer Steuerregion. Unter Verwendung des Eingabegeräts 106 zeichnet der Fahrer Informationen über die Fahrzeugposition, die auf der durch den mobilen Positionsbestimmungsempfänger 80 bestimmten Standortposition für das Fahrzeug 20 basiert, tatsächliche Zeit und Kilometerstand, zu welchem das Fahrzeug 20 von einer Steuerregion in eine andere fährt, die tatsächliche Route welche das Fahrzeug 20 befährt, Punkte, die das Fahrzeug 20 durchquert und jeglichen anderen Gegenstand auf, für welchen es wünschenswert ist, eine Aufzeichnung zu haben. Der Fahrer kann diese ganzen Informationen manuell oder mündlich in der mobilen Einheit 22 aufzeichnen, oder der Fahrer kann mit dem Prozessor 100 zusammenarbeiten, um die Informationen aufzuzeichnen. Z. B. kann der Fahrer unter Verwendung des Eingabegeräts 106 manuell oder mündlich den Zeitpunkt aufzeichnen, wenn das Fahrzeug 20 eine bestimmte geographische Marke erreicht, wonach der Prozessor 100 automatisch die anderen Gegenstände aufzeichnet. Die geographische Marke kann eine der vorbestimmten Fahrzeugpositionen sein, die oben in Bezug auf das Fahrzeugpositionsgitternetz 65 diskutiert wurden. Diese vorbestimmte Fahrzeugposition kann im Speicher 102 zusammen mit anderen Informationen gespeichert werden. Die tatsächliche Kilometerzahl auf der Autobahn zwischen vorbestimmten Fahrzeugpositionen, die in der gespeicherten Information enthalten sein kann, kann später abgerufen werden und verwendet werden, um existierende Datenbanken wie beispielsweise die Tabelle 70 zu aktualisieren. Folglich kann bei zukünftigen Fahrten die mobile Einheit 22 oder der Verteiler 30 die Information nutzen, um die durch das Fahrzeug 20 zwischen vorbestimmten Fahrzeugpositionen zurückgelegte Strecke und die zugehörige Steuer genauer zu bestimmen. Diese Informationen ermöglichen es, die geographische Datenbank „im Fluge” zu aktualisieren, während das Fahrzeug 20 genauere geographische Informationen erzeugt.
Der Prozessor 100 erzeugt Fahrzeuginformationen zur Übertragung an den Verteiler 30 unter Verwendung des Mobilkommunikationsgeräts 90. Die Fahrzeuginformationen können Standortpositionen, Fahrzeugpositionen, tatsächliche Zeit und Kilometerstand, bei welchen das Fahrzeug 20 von einer Steuerregion in eine andere fährt, die tatsächliche Route, welche das Fahrzeug 20 befährt, Punkte, welche das Fahrzeug 20 durchquert, die in einer Steuerregion bestimmte Strecke und Steuer, die Uhrzeit der Berichterstattung, oder durch den Fahrzeugnutzer eingegebene Informationen sowie jegliche andere Informationen umfassen, die durch den Prozessor 100 über diverse Sensoren 108 gesammelt werden. Z. B. können die Sensoren 108 verschiedene Motorsensoren, Anhängersensoren, Sicherheitsüberwacher oder andere Geräte umfassen, die Informationen über den Status oder den Zustand der mobilen Einheit 22, des Fahrzeugs 20 oder dessen Fahrer erzeugen. Insbesondere können die Sensoren 108 an Bord befindliche Positionsbestimmungssensoren zur Bestimmung von Standortpositionen sein, alleine oder in Kombination mit dem Positionsbestimmungssystem 50.
Die Erzeugung und Übertragung dieser Fahrzeuginformationen kann auf einer Feststellung basieren, dass das Fahrzeug 20 einen bedeutenden geographischen Punkt durchquert hat, einer abgelaufenen Zeit, einer vorbestimmten Zeit, einer Bewegung der mobilen Einheit 22, Sensorangaben oder jeglicher anderen Information, die eine Meldung an einen entfernten Ort erfordern kann. Die Fahrzeuginformationen werden vom Prozessor 100 über den Modem oder DTMF Kodierer/Dekodierer 110 an die Bustreiber 112 und dann den Sendeempfänger 94 zur Übertragung über die Antenne 92 an einen entfernten Ort, wie beispielsweise dem Verteiler 30 (10), gesandt. Fahrzeuginformationen können ebenso direkt an den Sendeempfänger 94 über die Verbindung 95 gesandt werden. Die mobile Einheit 22 kann auch einen an den Prozessor 100 gekoppelten Taktgeber 116 umfassen, der verwendet werden kann, um die von der Steuerung 86 empfangene Standortposition mit an den Sendeempfänger 94 übertragene Fahrzeuginformationen zu synchronisieren.
Die Komponenten der mobilen Einheit 22, die in der 9 gezeigt sind, können in einem oder mehreren Gehäusen zusammengefasst sein. Die mobile Einheit 22 kann auf das Fahrzeug 20 oder einem zu verfolgenden Objekt montiert sein. Die mobile Einheit 22 kann auch als tragbares Handgerät zusammengefasst sein, das persönliche Terminierungs-, Positionierungs-, Kommunikations- und Berichtsfunktionen bereitstellt.
10 ist eine schematische Darstellung des Verteilers 30. Der Verteiler 30 umfasst einen Modem oder DTMF Kodierer/Dekodierer 120, eine zentrale Steuerung 122, einen Speicher 124, ein Eingabe/Ausgabegerät 126 und andere zugeordnete Hardware und Software. Der Speicher 124 kann RAM, ROM, CD-ROM, entfernbare Speichergeräte oder jegliches andere Gerät sein, das eine Speicherung und ein Abrufen von Daten erlaubt. Das Eingabe-/Ausgabegerät 126 umfasst jegliche Vielzahl von Ausgabegeräten, wie beispielsweise eine Anzeige, einen Lautsprecher zur Bereitstellung von hörbaren Informationen, entfernbare Speichermedien oder jegliches sonstige geeignete Ausgabegerät. Das Eingabe-/Ausgabegerät 126 kann auch eine Vielfalt an Eingabegeräten umfassen, wie beispielsweise eine Tastatur, eine Maus, einen berührungsempfindlichen Bildschirm, entfernbare Speichermedien oder jegliches andere geeignete Eingabegerät.
Wie oben beschrieben wird bei einer Ausführungsform der Erfindung die Bestimmung der Strecke und Steuer für das Fahrzeug 20 teilweise auf dem Fahrzeug 20 durch die mobile Einheit 22 (Ermittlung von Standortpositionen) und teilweise beim Verteiler 30 durch die zentrale Steuerung 122 (Zuordnung der Standorte zu vorbestimmten Positionen, um die zurückgelegte Strecke zu bestimmen und die Steuer zu berechnen) durchgeführt.
Der Verteiler 30 empfängt Fahrzeuginformationen für eines oder mehrere Fahrzeuge 20, die mobile Einheiten 22 mit sich führen. Insbesondere wird die Fahrzeuginformation an der zentralen Steuerung 122 durch den Modem oder DTMF Kodierer/Dekodierer 120 von der Kommunikationsverbindung 40 empfangen. Alternativ kann der Empfang von Fahrzeuginformationen beim Verteiler 30 keinen Datenkodierer erfordern. Die Fahrzeuginformation kann Standortpositionen, Fahrzeugpositionen, entsprechende Zeiten für jede Fahrzeugposition, gemessene Strecke, tatsächliche Zeit und Kilometerstand, zu welchen das Fahrzeug 20 von einer Steuerregion in die andere fährt, Routen des Fahrzeugs 20, Betriebsparameter und andere Informationen umfassen. Die zentrale Steuerung 122 verarbeitet die Fahrzeuginformationen, um die durch das Fahrzeug 20 in jeder Steuerregion zurückgelegte Strecke und die entsprechende Steuer zu bestimmen. Die Fahrzeugpositionen, die ermittelte Steuer und ermittelte Strecke für jede Steuerregion können im Speicher 124 gespeichert werden und auf dem Eingabe-/Ausgabegerät 126 angezeigt werden. Der Speicher 124 kann auch Gitternetze, wie beispielsweise das Regionengitternetz 60 oder das Fahrzeugpositionsgitternetz 65, Programme, Karten, geographische Datenbanken und andere Informationen umfassen, die durch die zentrale Steuerung 122 benötigt werden, um ihre Funktionen durchzuführen.
Die zentrale Steuerung 122 kann auch andere Informationen von der mobilen Einheit 22 empfangen und diese Informationen verarbeiten, um die erwartete Ankunftszeit zu bestimmen, die mobile Einheit 22 zu lokalisieren, zu verfolgen, abzufertigen und mit ihr zu kommunizieren. Z. B. kann die zentrale Steuerung 122 im Speicher 124 eine Datenbank aller mobilen Einheiten 22 vorhalten, mit deren derzeitigen erwarteten Ankunftszeiten, Positionen, Status und relevanten Sensorangaben. Diese Datenbank kann auch dazu verwendet werden, um eine Kommunikation mit der mobilen Einheit 22 zu initiieren. Weiterhin kann die zentrale Steuerung 122 eine Rufzustellungsfunktion durchführen, die eingehende Anrufe über die Kommunikationsverbindung 40 an die mobile Einheit 22 leitet.
11 ist ein Flussdiagramm eines Vergleichsbeispiels eines Verfahrens zur Bestimmung einer Steuer unter Verwendung des in den 2 und 3 gezeigten Regionengitternetzes 60. Die folgende Erklärung des in der 11 veranschaulichten Verfahrens geht davon aus, dass alle Schritte beim Fahrzeug 20 durchgeführt werden.
Zu Beginn erzeugt der Prozessor 100 der mobilen Einheit 22, irgendein anderes an Bord befindliches oder entferntes Gerät oder eine Person das Regionengitternetz 60 (Schritt 210), umfassend eine Mehrzahl von Zellen, wobei jede Zelle einer Steuerregion zugeordnet ist. Die Steuerregionen können Ländern, Staaten, Bezirken, Distrikten, Städten oder jeglicher anderen Region entsprechen, bei welcher es wünschenswert ist, eine Steuer zu bestimmen. Der Prozessor 100 initialisiert als nächstes die Region, die durch das Fahrzeug 20 in der Region zurückgelegte Strecke und die Steuer für die Region (Schritt 212).
Der Empfänger 84 des mobilen Positionsbestimmungsempfänger 80 verarbeitet Positionsbestimmungsinformationen, die von Satelliten 52 empfangen werden, und die Steuerung 86 bestimmt eine Standortposition. Alternativ etabliert ein an Bord befindlicher Positionsbestimmungssensor eine Standortposition. Der Prozessor 100 empfängt die Standortposition entweder vom mobilen Positionsbestimmungsempfänger 80 oder dem an Bord befindlichen Positionsbestimmungssensor, die ein Segment der durch das Fahrzeug 20 gefahrenen Route definiert. Der Prozessor 100 bestimmt eine ursprüngliche Fahrzeugposition, welche den Beginn des Segments repräsentiert, das durch die Standortpositionen definiert ist (Schritt 214). Auf der Grundlage der in dem Regionengitternetz 60 enthaltenen Informationen und anderen Informationen, die im Speicher 102 enthalten sein können, ordnet der Prozessor 100 die Fahrzeugposition einer Region zu (Schritt 216).
Der Prozessor 100 bestimmt (Schritt 218), ob die Region dieselbe ist wie bisher. Falls die Region nicht dieselbe ist wie bisher, bestimmt der Prozessor 100 die Steuer für die alte Region (Schritt 220). Der Prozessor 100 speichert (Schritt 222) die alte Region, die in dieser Region zurückgelegte Strecke und die für diese Region bestimmte Steuer im Speicher 102. Der Prozessor 100 setzt die Region auf die neue Region fest (Schritt 224). Der Prozessor 100 initialisiert die Distanz und Steuer für die neue Region (Schritt 226). Der Prozessor 100 inkrementiert die Distanz in der gegenwärtigen Region (Schritt 228). Der Schritt der Inkrementierung der Distanz bzw. Strecke kann unter Verwendung von Fahrzeugpositionen durchgeführt werden, oder indem der Kilometerstand vom Kilometerzähler 109 abgelesen wird. Falls die Region dieselbe ist, überspringt der Prozessor 100 den Schritt der Inkrementierung der Strecke in der gegenwärtigen Region (Schritt 228). Die mobile Einheit 22 kehrt dann zum Schritt der Bestimmung einer Fahrzeugposition zurück (Schritt 214).
Die 12 ist ein Flussdiagramm eines alternativen Verfahrens zur Bestimmung der Steuer unter Verwendung des im Vergleichsbeispiel der 2 und 3 gezeigten Regionengitternetzes 60. Dieses Verfahren segmentiert jedes Segment der Route, die durch Standortpositionen definiert ist, in zahlreiche Fahrzeugpositionen. Wiederum kann dieses Verfahren durch die mobile Einheit 22, den Verteiler 30 oder einer Kombination der mobilen Einheit 22 und des Verteilers 30 durchgeführt werden. Die Segmentierung der Standortpositionen in zahlreiche Fahrzeugpositionen kann durchgeführt werden, nachdem die mobile Einheit 22 eine Anzahl Standortpositionen gesammelt hat. Folglich kann das mit Bezug auf die 12 beschriebene Verfahren effizienter beim Verteiler 30 oder Zentralrechner 35 durchgeführt werden, wo mehr Verarbeitungskapazitäten und Speicherplatz vorhanden ist. Jedoch, um die Beschreibung zwischen den verschiedenen Verfahren klarer zu machen, geht die folgende Erläuterung davon aus, das alle Schritte durch die mobile Einheit 22 beim Fahrzeug 20 durchgeführt werden.
Zu Beginn erzeugt der Prozessor 100 der mobilen Einheit 22 das Regionengitternetz 60 (Schritt 310), das eine Mehrzahl von Zellen umfasst, wobei jede Zelle einer Steuerregion zugeordnet ist. Der Prozessor 100 initialisiert die Region, die durch das Fahrzeug 20 in der Region zurückgelegte Strecke und die Steuer für die Region (Schritt 312). Der Prozessor 100 setzt eine neue Standortposition als eine alte Standortposition fest (Schritt 313).
Der Empfänger 84 des mobilen Positionsbestimmungsempfängers 80 verarbeitet von Satelliten 52 empfangene Positionsbestimmungsinformationen, und die Steuerung 86 bestimmt eine neue Standortposition (Schritt 314). Alternativ etabliert ein an Bord befindlicher Positionsbestimmungssensor eine neue Standortposition. Der Prozessor 100 empfängt die neue Standortposition entweder vom mobilen Positionsbestimmungsempfänger 80 oder dem an Bord befindlichen Positionsbestimmungssensor. Auf der Grundlage dieser Information und anderer Informationen, die im Speicher 102 enthalten sein können, bestimmt der Prozessor 100 eine Route zwischen der alten Standortposition und der neuen Standortposition (Schritt 316). Der Prozessor 100 spezifiziert eine Sequenz von Fahrzeugpositionen entlang der Route (Schritt 318). Diese Fahrzeugpositionen können entlang der Route in gleichen Abständen voneinander beabstandet sein.
Der Prozessor 100 inkrementiert zur nächsten Fahrzeugposition entlang der Route in Richtung der neuen Standortposition (Schritt 320). Auf der Grundlage der im Regionengitternetz 60 enthaltenen Informationen ordnet der Prozessor 100 die Fahrzeugposition einer Steuerregion zu (Schritt 322). Der Prozessor 100 inkrementiert dann die Strecke (Schritt 324) innerhalb der gegenwärtigen Region. Der Schritt der Inkrementierung der Strecke kann unter Verwendung von Fahrzeugpositionen oder durch das Ablesen des Kilometerstands des Kilometerzählers 109 durchgeführt werden.
Der Prozessor 100 bestimmt als nächstes (Schritt 328), ob die Region dieselbe ist wie vorher. Falls die Region nicht dieselbe ist, bestimmt der Prozessor 100 die Steuer für die alte Region (Schritt 326) und speichert die alte Region, die durch das Fahrzeug 20 in dieser Region zurückgelegte Strecke und die für diese Region bestimmte Steuer (Schritt 330). Der Prozessor 100 initialisiert die Strecke und Steuer (Schritt 332) und setzt die Region auf die neue Region fest (Schritt 334). Der Prozessor 100 bestimmt (336), ob die Fahrzeugpositionen die neue Standortposition erreicht haben.
Falls die Region dieselbe ist wie vorher, überspringt der Prozessor 100 die Schritte der Speicherung (330), Initialisierung (332) und Festsetzung (334), und bestimmt (Schritt 336), ob die Fahrzeugpositionen die neue Standortposition erreicht haben. Falls die Fahrzeugpositionen die neue Standortposition erreicht haben, kehrt die mobile Einheit 22 zum Schritt der Bestimmung einer neuen Standortposition zurück. Falls die Fahrzeugpositionen die neue Standortposition nicht erreicht haben, kehrt die mobile Einheit 22 zum Schritt der Inkrementierung der Fahrzeugpositionen entlang der Route in Richtung der neuen Standortposition zurück.
13 ist ein Flussdiagramm des Verfahrens gemäß der Erfindung zur Bestimmung der Steuer für ein Fahrzeug 20 unter Verwendung des in den 4 und 5 gezeigten Fahrzeugpositionsgitternetzes 65. Die folgende Erklärung des in der 13 veranschaulichten Verfahrens geht davon aus, dass alle Schritte beim Fahrzeug 20 durchgeführt werden.
Zu Beginn erzeugt der Prozessor 100 der mobilen Einheit 22 das Fahrzeugpositionsgitternetz 65 und die Tabelle 70 (Schritt 410). Das Fahrzeugpositionsgitternetz 65 umfasst eine Mehrzahl von Zellen, wobei jede Zelle einer vorbestimmten Fahrzeugposition zugeordnet ist. Mehrere Zellen enthalten dieselbe vorbestimmte Fahrzeugposition. Die Tabelle 70 enthält Informationen über die Strecke und die Steuer für jede Region zwischen verschiedenen vorbestimmten Fahrzeugpositionen. Der Prozessor 100 initialisiert dann die Fahrzeugposition (Schritt 412).
Der Empfänger 84 des mobilen Positionsbestimmungsempfängers 80 verarbeitet von Satelliten 52 empfangene Positionsbestimmungsinformationen. Die Steuerung 86 bestimmt eine Standortposition (Schritt 414). Alternativ etabliert ein an Bord befindlicher Positionsbestimmungssensor eine Standortposition. Der Prozessor 100 empfängt die Standortposition entweder von dem mobilen Positionsbestimmungsempfänger 80 oder dem an Bord befindlichen Positionssensor. Auf der Grundlage der im Fahrzeugpositionsgitternetz 65 enthaltenen Informationen assoziiert der Prozessor 100 die Standortposition mit einer der vorbestimmten Fahrzeugpositionen (Schritt 416).
Als nächstes bestimmt der Prozessor 100 (Schritt 418), ob die Fahrzeugposition dieselbe ist wie vorher. Falls die Fahrzeugposition dieselbe ist wie vorher, kehrt die mobile Einheit 22 zum Schritt der Bestimmung der Standortposition zurück (Schritt 414). Falls die Fahrzeugposition nicht dieselbe ist wie vorher, rekonstruiert der Prozessor 100 (Schritt 424) in Antwort auf die Fahrzeugpositionen eine durch das Fahrzeug 20 gefahrene Route. Der Prozessor 100 speichert die alte Fahrzeugposition im Speicher 102 oder dem Ausgabegerät 104 (Schritt 428). Durch Bezugnahme auf die Tabelle 70 bestimmt der Prozessor 100 die durch das Fahrzeug 20 in jeder Steuerregion zwischen den Fahrzeugpositionen zurückgelegte Strecke (Schritt 430). Der Prozessor 100 kann die Streckenbestimmung auch durch Ablesen des Kilometerstands vom Kilometerzähler 109 erhöhen oder ergänzen. Als nächstes bestimmt der Prozessor 100 die Steuer in jeder Steuerregion zwischen den Fahrzeugpositionen durch Bezugnahme auf die Tabelle 70 (Schritt 432). Der Prozessor 100 setzt dann die Fahrzeugposition auf die neue Fahrzeugposition fest (Schritt 434). Die mobile Einheit 22 kehrt zum Schritt der Bestimmung einer Standortposition zurück (Schritt 414).
14 ist ein Flussdiagramm für das zweite Vergleichsbeispiel zur Bestimmung der Steuer eines Fahrzeugs, wie es in der Durchführung unter Verwendung der in den 7 und 8 veranschaulichten Karte gezeigt wurde. Als erstes erzeugt der Prozessor 100 eine geographische Datenbank (Schritt 510). Die geographische Datenbank umfasst Informationen, die es dem Prozessor 100 erlauben festzustellen, an welchem Punkt das Fahrzeug 20 von einer Steuerregion in die andere gefahren ist, wie beispielsweise geographische Koordinaten, die regionale Grenzen oder Schnittstellen von Routen mit regionalen Grenzen definieren. Der Prozessor 100 initialisiert dann die Strecke durch Aufzeichnung des Kilometerstands des Kilometerzähler 109 und der Fahrzeugposition (Schritt 512).
Der Empfänger 84 des mobilen Positionsbestimmungsempfängers 80 verarbeitet von Satelliten 52 empfangene Positionsbestimmungsinformationen. Die Steuerung 86 bestimmt eine Standortposition (Schritt 514). Alternativ etabliert ein an Bord befindlicher Positionsbestimmungssensor eine Standortposition. Der Prozessor 100 empfängt die Standortposition entweder vom mobilen Positionsbestimmungsempfänger 80 oder dem an Bord befindlichen Positionsbestimmungssensor. Auf der Grundlage der Standortposition und der in der geographischen Datenbank enthaltene Informationen bestimmt der Prozessor 100 die Steuerregion, in welcher sich das Fahrzeug 20 befindet (Schritt 516). Der Prozessor 100 liest den Kilometerzähler 109 ab (Schritt 517), um eine gemessene Strecke zu erhalten.
Der Prozessor 100 stellt fest (Schritt 518), ob die Region dieselbe ist wie vorher. Falls die Region nicht dieselbe ist, aktualisiert der Prozessor 100 die Strecke in der alten Region (Schritt 520), auf der Grundlage der durch den Kilometerzähler 109 gemessenen Strecke und der in der geographischen Datenbank enthaltenen Informationen. Wie oben beschrieben, kann der Prozessor 100 entweder die gesamte Strecke der alten Region gutschreiben oder einen proportionierten Betrag der Strecke jeweils der alten Region und der neuen Region gutschreiben. Der Prozessor 100 bestimmt dann die Steuer für die alte Region (Schritt 522), auf der Grundlage der in der alten Region zurückgelegten Strecke. Der Prozessor 100 speichert die alte Region, die durch das Fahrzeug 20 in dieser Region zurückgelegte Strecke und die für diese Region bestimmte Steuer (Schritt 524). Der Prozessor 100 initialisiert die Strecke (Schritt 526) und aktualisiert die Region auf die neue Region (Schritt 528). Der Prozessor 100 aktualisiert die in der gegenwärtigen Region zurückgelegte Strecke (Schritt 530).
Falls die Region dieselbe ist wie vorher, überspringt der Prozessor 100 die Schritte der Aktualisierung in der alten Region (520), der Bestimmung der Steuer (522), des Speicherns (524), des Initialisierens (526) und des Aktualisierens der Region (528). Der Prozessor 100 aktualisiert dann die in der gegenwärtigen Region zurückgelegte Strecke, unter Verwendung der durch den Kilometerzähler 109 gemessenen Strecke, der Standortposition und der in der geographischen Datenbank enthaltenen Informationen (Schritt 530).
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand mehrerer Ausführungsformen beschrieben wurde können sich dem Fachmann zahllose Veränderungen, Variationen, Anpassungen, Umwandlungen und Modifizierungen ergeben, und es ist beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung solche Veränderungen, Variationen, Anpassungen, Transformationen und Modifikationen umfasst, soweit sie in den Bereich der angefügten Ansprüche fallen.

Claims

Vorrichtung in einem Fahrzeug (20) für das Bestimmen der von dem Fahrzeug (20) in einer Mehrzahl von Regionen zurückgelegten Wegstrecke und für das Übertragen der festgestellten Wegstrecke an einen entfernten Ort (30), umfassend: eine Positionsbestimmungsvorrichtung (80), die betreibbar ist, um eine Mehrzahl von Standortpositionen entlang einer von dem Fahrzeug (20) zurückgelegten Route zu bestimmen, einen Speicher (102), der betreibbar ist, um geographische Informationen, die eine Mehrzahl von vorbestimmten Fahrzeugpositionen aufweisen zu speichern, wobei der Speicher (102) ein Fahrzeugspositionsgitternetz (65) beinhaltet, welches eine Mehrzahl von Zellen aufweist, jede Zelle einer vorbestimmten Fahrzeugposition zugeordnet ist, und wobei mehrere Zellen die gleiche vorbestimmte Fahrzeugposition beinhalten, eine Tabelle (70), welche Steuerinformationen und Strecken zwischen den vorbestimmten Fahrzeugpositionen beinhaltet, einen Prozessor (100), der mit der Positionsbestimmungsvorrichtung (80) und mit dem Speicher (102) gekoppelt ist, wobei der Prozessor (100) betreibbar ist, – um Standortpositionen von der Positionsbestimmungseinrichtung (80) und die geographische Information von dem Speicher (102) zu empfangen, – um die Standortpositionen mit den vorbestimmten Fahrzeugpositionen zu verknüpfen, wobei der Prozessor (100) jede Standortposition mit einer Zelle in dem Fahrzeugspositionsgitternetz (65) verknüpft, und – um automatisch die in den Regionen von dem Fahrzeug (20) zurückgelegte Wegstrecke zu bestimmen in Antwort auf die vorbestimmten Fahrzeugpositionen unter Verwendung der Tabelle (70), und einen Transmitter (90), der mit dem Prozessor (100) gekoppelt ist, wobei der Transmitter (90) betreibbar ist, um die festgestellte Wegstrecke zu dem entfernten Ort (30) zu übertragen.