DE19919139A1 - Fahrzeugnavigationssystem - Google Patents

Abstract

Ein Fahrzeugnavigationssystem wird bereitgestellt, das Bitmap-Bilddaten erzeugt, die zur Navigation erforderlich sind und sich auf Kartendaten, Straßendaten, Zeichensatzdaten usw. beziehen, und dann ein Muster-(Zeichnungssatz-)Bild und ein vergrößertes Kreuzungsbild überträgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugnavigationssystem, das einen Muster-(Zeichensatz-)Bildschirm, einen vergrößer­ ten Kreuzungsbildschirm usw. anzeigt, ohne eine Bildsignal­ leitung, z. B. RGB, NTSC usw., zu verwenden.

Ein bekanntes Navigationssystem hat einen auf der Seite der Haupteinheit vorgesehenen Bildspeicher (VRAM), der eine Karte mit der Umgebung der Fahrzeugposition oder ein Ziel zur Leitung anzeigt, indem Leitkartendaten und Straßenkartendaten zu einer Anzeigeseite im RGB- und NTSC-Format gesendet wer­ den.

In Fig. 15 ist ein Beispiel für ein solches Navigations­ system gezeigt.

Das Navigationssystem verfügt über eine Haupteinheit 50 zum Erzeugen von Daten, die für das Navigationssystem notwen­ dig sind, und eine Anzeige 60, die ein Leitbild anzeigt. Die Haupteinheit 50 liest ein in einem ROM 51 gespeichertes Pro­ gramm in einen RAM 52 zum Start ein, liest Kartendaten, Stra­ ßendaten usw. aus, die auf einer CD-ROM in einem CD-ROM-Lauf­ werk 53 gespeichert sind, erfaßt ferner eine aktuelle Positi­ on durch einen GPS-Empfänger 54, einen Kreiselsensor 55 usw. und sucht somit durch eine CPU 56 nach einer Route zu einem Ziel. Die CPU 56 liest ein Fahrzeugsignal und erzeugt nach­ einander Bilddaten zur Routenleitung. Die erzeugten Bilddaten werden nacheinander in einen speziellen Bildspeicher (VRAM) 58 eingelesen, der durch eine Bildsteuerung 57 gelesen wird, danach in einem Bildsignalcodierer 59 codiert und abschlie­ ßend als Bildsignal gesendet, z. B. RGB, NTSC, PAL, SECAM, VGA usw. Dieses Bildsignal wird in einem Decodierer 62 deco­ diert und über eine Treiberschaltung 61 auf der Anzeige 60 als Leitbild angezeigt.

Gut bekannt ist auch ein Navigationssystem, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es eine LCD-Anzeige verwendet, Zei­ chen und Zeichensätzen auf der Anzeigeseite hat, ohne einen VRAM auf der Seite der Haupteinheit zu haben, und Bildmuster­ nummern usw. von der Seite der Haupteinheit überträgt, wo­ durch ein Fahrtrichtungspfeil usw. angezeigt wird.

Fig. 16 ist ein Beispiel zur Beschreibung eines solchen Navigationssystems, bei dem Zeichensatz-(Muster-)Daten in einem Speicher 73 auf der Anzeigeseite vorab zu speichern sind. Die Zeichensatzdaten bestehen aus Musterdaten für je­ weilige Pfeile usw., denen Nummern z. B. gemäß Fig. 16(b) zu­ geordnet sind. Bei der Routenleitung übermittelt gemäß Fig. 16(a) eine Haupteinheit des Navigationssystems 70 einen vor­ bestimmten Zeichensatz (Muster), z. B. Nr. 1, Nr. 2 usw., zur Anzeigeseite, die dann Daten der zugeführten Zeichensatznum­ mern ausliest, wonach die ausgelesenen Daten durch eine Trei­ berschaltung 52 auf einer Anzeige 71 angezeigt werden.

Das Fahrzeugnavigationssystem überträgt Bilddaten gemäß Fig. 15 im NTSC-Format usw. und zeigt die Leitangaben an, wo­ bei enorme Bilddatenmengen übertragen werden müssen. Daher ist ein spezielles System notwendig, z. B. eine Bildsteue­ rung, ein Bildspeicher usw., wodurch die Systemkosten stei­ gen. Außerdem benötigt nicht nur die Haupteinheit des Naviga­ tionssystems, sondern auch die Anzeigeseite eine Decodier­ schaltung für das Bildsignal, was auch das System verteuert.

Erfolgt ferner das Zeichnen mittels Muster-(Zeichen­ satz-)Daten für die Anzeige gemäß Fig. 16, ist die Darstel­ lung auf der Anzeige auf eine Anzahl von Mustern (Zeichensät­ zen) begrenzt, wodurch nur eine einfache Anzeige dargestellt wird und ein tatsächlicher Straßenverlauf, ein detailliertes vergrößertes Kreuzungsbild usw. nicht angezeigt werden kön­ nen. Zudem ist es schwierig, die Form aller Kreuzungen als Zeichensatz zu speichern, und bei dem Versuch, die Formmuster zur Anzeige zu erweitern, muß Speicherplatz auf der Anzeige­ seite vergrößert werden, wodurch das System teurer wird. Au­ ßerdem erfordert das Anzeigesystem eine spezielle Anzeige, da ihm Zeichensatzdaten zugeführt werden, was auch die Systemko­ sten bei fehlender Vielseitigkeit erhöht, und ist eine Erwei­ terung der Muster (Zeichensätze) gewünscht, muß die Hauptein­ heit zusammen mit der Anzeige paarweise ausgetauscht werden, was das System wiederum verteuert.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Muster-(Zeichen­ satz-)Bild und ein vergrößertes Kreuzungsbild anzei­ gen zu können, ohne ein Bildsignal, z. B. RGB, NTSC usw., zu verwenden.

Ein erfindungsgemäßes Navigationssystem weist auf: eine Speichereinrichtung zum Speichern von Daten, die zur Routen­ leitung notwendig sind, z. B. Kartendaten, Straßendaten, Zei­ chensatzdaten usw.; eine Eingabeeinrichtung zum Eingeben von Informationen, die zum Suchen eines Ziels und einer Route notwendig sind; und eine Informationssteuereinrichtung zum Erzeugen und Senden von Bilddaten zur Routenleitung auf der Grundlage von Informationen, die durch die Eingabeeinrichtung eingegeben werden, und Daten, die in der Speichereinrichtung gespeichert sind.

Diese und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden näheren Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung hervor, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild zur Beschreibung eines Grundkonzepts eines erfindungsgemäßen Fahrzeugnavigationssy­ stems.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel für Bitabbildungs- bzw. Bit­ map-Bilddaten.

Fig. 3 zeigt ein aus Bitmap-Daten bestehendes vergrößer­ tes Kreuzungsbild.

Fig. 4 zeigt ein Beispiel für ein Bitmap-Anzeigebild.

Fig. 5 zeigt ein Beispiel für ein Bitmap-Anzeigebild.

Fig. 6(a) und (b) zeigen Beispiele für Bitmap-Anzeige­ bilder.

Fig. 7 ist ein Ablaufplan zur Beschreibung eines Verfah­ rens zum Zeichnen.

Fig. 8(a) und (b) zeigen ein Beispiel für die Übertra­ gung eines geänderten Teils von Binärdaten.

Fig. 9 ist eine Darstellung zur Beschreibung der Daten- Übertragung zur Anzeigeseite.

Fig. 10(a), (b) und (c) zeigen Anzeigen der geänderten Teile von Daten.

Fig. 11 ist ein Ablaufplan zur Beschreibung eines Ver­ fahrens zum teilweisen Zeichen.

Fig. 12 ist ein Blockschaltbild eines Beispiels für eine Ausführungsform des erfindungsgeinäßen Navigationssystems.

Fig. 13 ist ein Blockschaltbild zur Darstellung von Leitstraßendaten, die zur Verwendung im Navigationssystem von Nutzen sind.

Fig. 14 ist ein Ablaufplan zur Beschreibung des Gesamt­ systems eines erfindungsgemäßen Navigationssystems.

Fig. 15 ist ein Blockschaltbild zur Darstellung eines Aufbaus des bekannten Navigationssystems.

Fig. 16 ist ein Blockschaltbild zur Darstellung eines Aufbaus des bekannten Navigationssystems.

Im folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung an­ hand der Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild zur Erläuterung eines Grundkonzepts eines erfindungsgemäßen Fahrzeugnavigationssy­ stems.

Eine Haupteinheit 80 des Navigationssystems weist auf: einen ROM 81, in dem ein zur Navigation erforderliches Pro­ gramm gespeichert ist; einen RAM 82 als Arbeitsbereich zum Durchführen der notwendigen Berechnungsverarbeitung; ein Laufwerk 83 für ein Speichersystem, z. B. eine optische Plat­ te, Festplatte usw., auf der alle zur Navigation erforderli­ chen Daten, z. B. Kartendaten und Straßendaten, gespeichert sind; einen GPS-Empfänger 84 mit D-GPS usw. zum Erfassen ei­ ner aktuellen Position durch Empfangen eines Signals von ei­ nem künstlichen Satelliten; einen Kreiselsensor 85 mit einem Beschleunigungssensor zum Erfassen der aktuellen Position; eine Zentralverarbeitungseinheit 86 zum Durchführen einer au­ diovisuellen Leitverarbeitung, die zur Routensuchverarbeitung und Routenleitung erforderlich ist, sowie zur Steuerung des Gesamtsystems; und eine Schnittstelle 87, die aus einer Kom­ munikations-IC besteht, die zum Übertragen von Leitdaten (Bi­ närdaten) zu einer Anzeigeseite z. B. über serielle Kommuni­ kation, parallele Kommunikation usw. dient. Vorgesehen ist ferner eine Anzeige 90 zum Anzeigen von Routenleitinformatio­ nen, wobei Binärdaten über serielle Kommunikation, parallele Kommunikation usw. von der Navigationssystemeinheit 80 über­ mittelt werden, die Binärdaten in einem Pufferspeicher 92 zwischengespeichert werden und danach die Anzeige 90 ein An­ zeigetreibersignal anzeigt, das in einer Treiberschaltung 91 durch diese Daten erzeugt wird.

Ein erfindungsgemäßes Navigationssystem ist dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Navigationssystem Leitbilddaten als Bitmaps in der CPU 86 erzeugt und so steuert, daß die erzeug­ ten Daten zum Anzeigesystem übertragen werden. Das heißt, die CPU 86 liest Kartendaten, Straßendaten usw. über ein CD-ROM-Lauf­ werk 83 aus und erzeugt Bitmap-Daten gemäß Fig. 2. Dieses Bild besteht aus Binärdaten 0 und 1, mit denen z. B. ein Bild eines nach oben weisenden Pfeils gemäß Fig. 2 erzeugt wird. Diese Bitmap-Daten sind über serielle Kommunikation oder pa­ rallele Kommunikation in die Schnittstelle 87 zu übertragen, z. B. eine Kommunikations-IC. Die übertragenen Daten werden im Pufferspeicher 82 zwischengespeichert, und ein Bitmap-Bild wird angezeigt, wenn Anzeigetreibersignale, die 0 und 1 auf der Grundlage dieser Daten entsprechen, einer Anzeige zuge­ fügt werden. Dennoch ist die Erfindung sowohl für ein einfar­ biges Bild als auch ein Farbbild geeignet.

Bei Erzeugung der Bilddaten durch die CPU 86, durch die das erzeugte Bild auch über serielle Kommunikation oder pa­ rallele Kommunikation übertragen werden kann, läßt sich daher ein detailliertes vergrößertes Kreuzungsbild gemäß Fig. 3 an­ zeigen, ohne eine Bildsignalleitung, z. B. RGB, NTSC usw., zu verwenden. Da ferner eine Anzeigeansteuerung nach Auslesen von Daten aus dem Pufferspeicher 82 erfolgt, ist es nicht notwendig, weiterhin Daten eines speziellen Bildspeichers, z. B. gemäß Fig. 15, zu übertragen, weshalb eine spezielle Bildsteuerung und ein spezieller Bildspeicher nicht erforder­ lich sind und die Weiterverarbeitung auf der Seite der Haupt­ einheit des Navigationssystems reduziert ist, das somit seine Leistung verbessern kann, indem die Fähigkeiten der CPU al­ ternativ für andere Zwecke genutzt werden.

Ein erfindungsgemäßes Navigationssystem kann so aufge­ baut sein, daß es ein Kommunikationskabel mit anderen Syste­ men gemeinsam benutzt, da nicht immer ein Bild zum Anzeigesy­ stem übertragen wird. Beispielsweise kann es so aufgebaut sein, daß ein Befehl, der durch eine im Anzeigesystem einge­ baute Eingabeeinrichtung eingegeben wird, dem Navigationssy­ stem unter Verwendung eines Kommunikationskabels zur Bild­ übertragung übermittelt wird. Außerdem können bei Übertragung von Daten zu Geschwindigkeit, Fahrtstrecke, Restkraftstoff­ menge usw. über ein Fahrzeugsignal gemäß Fig. 4 durch gemein­ same Benutzung dieser Kommunikationsleitung eine Bedientafel und eine Schnittstelle in einem Fahrzeug vorab so angeordnet sein, daß sie gemeinsam verwendet werden. Zudem lassen sich ein Kommunikationsendgerät und weitere Kommunikationskabel, z. B. VICS- oder ATIS, gemeinsam nutzen. Somit ist mindestens ein Kommunikationskabel des Navigationssystems zur gemeinsa­ men Benutzung ausreichend, wodurch sich die Kosten für Kommu­ nikationskabel sowie der Raumbedarf für Kommunikationskabel reduzieren lassen. Damit bewirkt die Erfindung eine Einbau­ raumminimierung. Zudem vereinfacht sie die Verdrahtung, was ihren Anschluß erleichtert.

Dazu kommt, daß Zeit, Restzeit zum Ziel, Restdistanz, Richtung, Straßenname einer aktuellen Position und Bitmap- Daten, mit denen in einem vorbestimmten Bereich gemäß Fig. 5 ein Pfeil für eine Kreuzung gezeichnet wird, an der das Fahr­ zeug als nächstes abbiegen sollte, alle zur Anzeigeseite zu übertragen sind. Daher ist es nicht mehr erforderliche, spe­ zielle Leitbilddaten, z. B. Zeichensätze, Zeichen usw., wie bisher vorzusehen, eine vielseitige Anzeige läßt sich verwen­ den, und eine vorab eingebaute Tafel kann zum Anzeigen eines Navigationsbilds gemeinsam benutzt werden.

Wird aber bei tatsächlicher Realisierung der Erfindung, bei der Anzeigedaten zu Zeit, abgelaufener Zeit, Richtung und Restdistanz gewöhnlich angezeigt bleiben, erfaßt, daß man sich einer Kreuzung, an der das Fahrzeug abbiegen sollte, in­ nerhalb der vorbestimmten Distanz nähert, dann erzeugt die Haupteinheit des Navigationssystems Bitmap-Daten für ein ver­ größertes Kreuzungsbild und überträgt sie zum Anzeigen des vergrößerten Kreuzungsbilds auf der Anzeige.

Fig. 6 zeigt ein Anzeigebeispiel für Bitmap-Daten, wobei Fig. 6(a) eine einfache Grafik zeigt, z. B. einen Pfeil, und Fig. 6(b) eine komplexe Grafik, z. B. ein vergrößertes Kreu­ zungsbild. Da die Erfindung Bilddaten in der CPU erzeugt und die erzeugten Daten zum Anzeigesystem als digitale Bitmap-Daten überträgt, braucht das Anzeigesystem die übertragenen Daten nur nacheinander anzuzeigen und muß übertragene Daten anzeigeseitig weder identifizieren noch verarbeiten. Daher kann das Navigationssystem Leitinformationen mittels einer Allzweckanzeige anzeigen, ohne ein spezielles Anzeigesystem vorzusehen. Da außerdem die Anzeige eine einzeln genutzte Einheit ist, die mit der Haupteinheit des Navigationssystems einfach durch eine Kommunikationsleitung verbunden ist, kann eine Aufrüstung durch Austausch der Haupteinheit des Naviga­ tionssystems sowie eine Weiterbildung verschiedener Systeme problemlos erfolgen, was die Kosten des Navigationssystems vorteilhaft senkt.

Ein Bild auf dem Bildschirm wird nicht auf der Grundlage von Zeichensatzdaten erzeugt, die anzeigeseitig gespeichert sind, so daß das Navigationssystem Änderungen bei Bildschirm­ gestaltung und Zeichensatz problemlos vollführen kann. Daher ist es nicht notwendig, sowohl das Navigationssystem als auch die Anzeige aufzurüsten, und gleichzeitig wird dadurch das Navigationssystem vorteilhaft billiger.

Fig. 7 zeigt einen Ablaufplan zur Beschreibung eines Verfahrens zum Zeichnen mit Bitmap-Daten. Die Haupteinheit des Navigationssystems erzeugt Bitmap-Daten für den Anzeige­ bildschirm, z. B. gemäß Fig. 2 (Schritt S1), überträgt dann diese Bitmap-Daten zur Anzeigeseite über eine Kommunikations­ leitung (Schritt S2), wenn eine Anforderung ergeht, mit dem Zeichnen auf der Grundlage einer jeweiligen Zeiteinstellung zu beginnen, z. B. wenn der Benutzer dies anfordert, vor ei­ ner vorbestimmten Distanz/vor einer vorbestimmten Zeit, nach einer zuvor passierten Kreuzung, nach Ablauf der vorbestimm­ ten Zeit, nach Zurücklegen der vorbestimmten Distanz, bei Routenänderung und bei Bildschirmänderung. Auf der Anzeige­ seite werden die übertragenen Daten unverändert auf dem Bild­ schirm angezeigt, ohne daß Änderungen an ihnen vorgenommen werden (Schritt S3).

Wie zuvor beschrieben wurde ist ein erfindungsgemäßes Navigationssystem, bei dem in der CPU 86 erzeugte Leitdaten Bilddaten als Bitmap-Daten sind, nicht mit einem speziellen Bildsystem, z. B. gemäß Fig. 15, versehen. Die CPU 86 liest Kartendaten, Straßendaten usw. über das CD-ROM-Laufwerk 83 aus und erzeugt Bitmap-Daten gemäß Fig. 2, hierbei jedoch in einem RAM-Bereich, und das Navigationssystem zeichnet nur ei­ nen Teilbereich der Zeichnung, der änderungsbedürftig ist (Erzeugen von Bitmap-Daten).

Zur Erläuterung dieses teilweisen Zeichnens dient Fig. 8, wobei Fig. 8 ein Beispiel zeigt, in dem ein Bereich A nur ein Teilbereich ist, der neu gezeichnet werden muß, und nur dieser Teil ist neu zu zeichnen (Fig. 8(a)) und anschließend über serielle Kommunikation oder parallele Kommunikation zur Schnittstelle 87, z. B. eine Kommunikations-IC usw., zu über­ tragen. Die übertragenen Daten werden in einen Teilbereich eingeschrieben, der dem Bereich A von Bitmap-Daten (Fig. 8(b)) entspricht, die im Pufferspeicher 92 akkumuliert sind. Im Beispiel von Fig. 8 wird eine Zahl "1" als "2" neu ge­ zeichnet.

Somit überträgt die Seite der Haupteinheit ihre Daten durch Zeichnen des Teilbereichs, der entsprechend dem im Puf­ ferspeicher 92 gespeicherten Inhalt zu ändern ist, wodurch das Datenvolumen drastisch sinkt, was die Geschwindigkeit des Verfahrens zum Zeichnen und den Datentransfer auch dann ver­ bessern kann, wenn ein billiges Navigationssystem ohne spezi­ elles Systems für das Zeichnungsverfahren genutzt wird.

Im folgenden wird das teilweise Zeichnen auf dem Bild­ schirm in einem vorbestimmten Bereich erläutert, in dem z. B. Zeit, Zeitbedarf, Distanz, Richtung, Fahrtrichtung und Stra­ ßenname gemäß Fig. 5 jeweils zur Anzeige aufgeteilt sind.

Zeit und Zeitbedarf, die auf dem Leitbildschirm ange­ zeigt werden, sind minutenweise zu ändern, während die Di­ stanz auf Kilometerbasis geändert werden muß. Fährt das Fahr­ zeug derzeit mit 120 km pro Stunde, ist die Distanzanzeige alle 30 Sekunden zu ändern.

Somit werden gemäß Fig. 9 Zeitdaten jede Minute und Di­ stanzdaten alle 30 Sekunden übertragen. Sind 30 Sekunden ver­ gangen, wird auf einem Anzeigebildschirm gemäß Fig. 10(a), der derzeit Zeit, Zeitbedarf, Distanz, Richtung, Fahrtrich­ tung und Straßenname anzeigt, nur ein schattierter Bereich in Fig. 10(b) mit Bitmap-Daten in einem RAM-Bereich auf der Sei­ te der Haupteinheit neu geschrieben, z. B. 9→8, 5→4, und ist eine Minute auf dem Anzeigebildschirm verstrichen, wird nur ein schattierter Bereich in Fig. 10(c) mit Bitmap-Daten neu geschrieben, z. B. 8→7, 4→3, und ein Pfeils als Ziel­ richtungsanzeige wird ebenfalls neu geschrieben. Anschließend werden die neu geschriebenen Bitmap-Daten jeweils zur Anzei­ geseite übertragen, und ein dem Pufferspeicher entsprechender Bereich wird neu geschrieben und angezeigt. Natürlich können für die Distanz nicht nur geänderte Zahlenstellen, sondern alle Stellen der Zahl neu geschrieben werden, wobei aber die­ ser Fall das gleiche Ergebnis hat.

Die Informationssteuereinrichtung (CPU) zeichnet einen Anzeigebildschirm, der aus mehreren Informationen aus dem Speicher besteht, und überträgt den gezeichneten Bildschirm bedarfsweise zur Anzeige. Ferner steuert die Informations­ steuereinrichtung die Beurteilung, ob ein zuvor gezeichnetes Bild einen Teilbereich hat, in dem sich Informationen ändern, und führt bei Änderung ein Zeichnungsverfahren für den geän­ derten Informationsteilbereich durch und speichert sie im Speicher. Wird erfaßt, das sich Informationen für ein ange­ zeigtes Bild ändern, so wird der geänderte Informationsteil­ bereich teilweise übertragen, um neu gezeichnet zu werden, wodurch sich die Zeit zum Zeichnen verkürzen läßt. Damit ver­ ringert sich auch die zum Zeichnen genutzte Verarbeitungsmen­ ge, wodurch die Informationssteuereinheit andere Verarbei­ tungsabläufe durchführen kann. Da zudem keine großen Datenvo­ lumina intensiv übertragen werden, kann die Übertragungsrate reduziert sein. Somit läßt sich eine Kommunikationsleitung mit geringerer Übertragungsrate verwenden, was die Kosten sinken läßt. Außerdem wird die Nutzungszeit der Kommunikati­ onsleitung bei sinkender Übertragungsrate verkürzt, so daß andere Informationen gesendet sowie empfangen werden können, indem Zeiten genutzt werden, in denen keine Bildübertragung erfolgt.

Jedoch erfolgt durch die Informationssteuereinrichtung eine Verarbeitung, um mehrere Anzeigebildarten zum jeweiligen Anzeigen auf dem Anzeigebildschirm aus dem Speicher zu zeich­ nen und schnell auf Anzeigeanforderungen zu reagieren.

Fig. 11 ist ein Ablaufplan zur Beschreibung eines Ver­ fahrens zum teilweisen Zeichnen.

In der Informationssteuereinrichtung ist ein geänderter Teilbereich im Speicher gezeichnet (Schritt S11). Danach wird für die gezeichneten Daten, für die das Verfahren zum teil­ weisen Zeichnen durchgeführt wird, beurteilt, ob die gezeich­ neten Daten derzeit auf dem Bildschirm angezeigt werden (Schritt S12). Sind z. B. drei Anzeigebildschirmarten gemäß Fig. 3, 4 und 5 im Speicher gezeichnet, so werden die Verfah­ ren zum teilweisen Zeichnen alle für distanzbezogene Teilbe­ reiche jeder Anzeigeart durchgeführt, da sich die aktuelle Position verlagert. Wird aber ein Bildschirm auf dem Anzeige­ system angezeigt, der dem Anzeigebildschirmtyp eines Kreu­ zungsbilds gemäß Fig. 3 gleicht, überträgt die Informations­ steuereinrichtung teilweise nur einen Bildschirm zum Anzeige­ system, der eine auf das Kreuzungsbild bezogene Distanz an­ zeigt. Die Informationssteuereinrichtung überträgt den teil­ weise gezeichneten Bildschirm für die als auf dem Anzeige­ bildschirm als angezeigt beurteilte Anzeigebildschirmart durch Verarbeiten im Schritt S12 (S13). Andernfalls wird die Verarbeitung abgeschlossen, ohne daß Daten zum Anzeigesystem übertragen werden, indem das Verfahren zum Zeichnen lediglich im Speicher abgearbeitet wird.

Fig. 12 ist ein Blockschaltbild eines Beispiels für den Aufbau eines erfindungsgemäßen Fahrzeugnavigationssystems.

Gemäß Fig. 12 verfügt ein erfindungsgemäßes Fahrzeugnavigati­ onssystem über eine Eingabe-/Ausgabeeinheit 1 zum Eingeben/Aus­ geben von Informationen über die Routenleitung; ein Erfas­ sungsgerät 2 für die aktuelle Position zum Erfassen von In­ formationen über die aktuelle Fahrzeugposition; ein Informa­ tionsspeichergerät 3, in dem zur Berechnung einer Route not­ wendige Navigationsdaten und zur Routenleitung notwendige An­ zeige-/Sprachleitdaten sowie Programme (Anwendungs- und/oder Betriebssystemprogramme) usw. gespeichert sind; und eine Zen­ tralverarbeitungseinheit 4 zum Steuern des Gesamtsystems beim Durchführen der Anzeige-/Sprachleitverarbeitung, die zur Rou­ tensuchverarbeitung und Routenleitung notwendig ist.

Die Eingabe-/Ausgabeeinheit 1 ist mit Funktionen ausge­ stattet, um ein Ziel einzugeben und die Zentralverarbeitungs­ einheit 4 anzuweisen, die Navigationsverarbeitung im Ermessen des Fahrers durchzuführen, um Leitdaten mittels Sprache und/­ oder auf einem Bildschirm bei Anforderung durch den Fahrer ausgeben und die verarbeiteten Daten drucken zu können usw. Als Einrichtung zur Realisierung dieser Funktionen hat der Eingabeabschnitt der Eingabe-/Ausgabeeinheit einen Berüh­ rungsschalter 11 zum Eingeben eines Ziels in Form einer Tele­ fonnummer oder von Koordinaten auf einer Karte usw. und zum Anfordern der Routenleitung. Möglich ist auch die Verwendung eines Eingabegeräts, z. B. eines Berührungsschalters, einer Fernsteuerung usw. Ferner verfügt der Ausgabeabschnitt über eine Anzeige 12 zum Anzeigen von Eingabedaten auf einem Bild­ schirm und Routenleitbildschirm, einen Drucker 13 zum Aus­ drucken von Daten, die durch die Zentralverarbeitungseinheit 4 verarbeitet werden, und Daten, die im Informationsspeicher­ gerät 3 gespeichert sind, sowie einen Lautsprecher 16 zur Sprachausgabe der Routenleitung.

Hierbei ist es möglich, eine Spracherkennungseinheit zur möglichen Spracheingabe oder einen Aufzeichnungskartenleser zum Lesen von Daten zuzufügen, die auf einer IC- oder Magnet­ karte gespeichert sind. Zusätzlich vorhanden sein kann ein Datenkommunikationsgerät zum Datenaustausch zwischen Informa­ tionsquellen, z. B. einem Informationszentrum, in dem zur Na­ vigation erforderliche Daten gesammelt werden, und zur Be­ reitstellung von Informationen über eine Kommunikationslei­ tung auf Anforderung des Fahrers sowie eine tragbare elektri­ sche Einheit usw. mit Kartendaten, Zieldaten und Daten für eine vereinfachte Karte und eine Darstellung der Form von Ge­ bäuden (wobei keine Zeichnung zur Beschreibung gezeigt ist).

Die Anzeige 12 ist durch ein vereinfachtes Flüssigkri­ stall-Anzeigegerät usw. gebildet, das vergrößerte Kreuzungs­ bilder, Zielnamen, Zeiten, Distanzen, Fahrtrichtungspfeile usw. auf der Grundlage von Kartendaten und Leitdaten anzeigt, die durch die Zentralverarbeitungseinheit 4 verarbeitet wer­ den. Da es sich bei den zur Anzeige 12 zu übertragenden Bild­ daten um Binärdaten (Bitmap-Daten) handelt, die nicht durch eine spezielle Bildsignalleitung, sondern eine zur seriellen Kommunikation usw. verwendete Kommunikationsleitung übertra­ gen werden, lassen sich auch andere Kommunikationsleitungen gemeinsam für diese Übertragung verwenden. Allerdings ist die Anzeige 12 mit einem Speicher 14 versehen, um Bitmap-Daten zwischenzuspeichern.

Die Anzeige 12 ist auf der Instrumententafel nahe dem Fahrersitz vorgesehen, und der Fahrer kann sich von der aktu­ ellen Fahrzeugposition überzeugen, indem er in Abständen auf den Bildschirm blickt und Informationen über die einzuhalten­ de Route erhält. Außerdem kann die Anzeige so aufgebaut sein, daß eine Punkteingabe, eine Straßeneingabe usw. dadurch er­ folgt, daß ein Bildschirm berührt, ein Tableau mit einem Ta­ stenfeld, ein Berührungsbildschirm usw. auf einem Anzeige­ bildschirm der Anzeige verwendet oder der Bildschirm verfolgt wird.

Das Erfassungsgerät 2 für die aktuelle Position verfügt über einen GPS-Empfänger 21 zum Erhalten von Informationen mittels eines weltweiten Navigationssystems (GPS), um eine aktuelle Fahrzeugposition zu erfassen; einen VICS-Informa­ tionsempfänger 22 zum Erhalten von Informationen durch FM-Mehrsignal-Rundsendungen, Funkbaken, Optikbaken usw.; einen Daten-Sendeempfänger 23 zur Zweirichtungskommunikation mit einem Informationszentrum (z. B. ATIS) oder anderen Fahrzeu­ gen mittels Zellulartelefon, Personalcomputer usw.; einen Ab­ solutrichtungssensor 24 zum Erfassen der Fahrtrichtung des Fahrzeugs in absoluter Richtung, z. B. mit Erdmagnetismus; einen Relativrichtungssensor 25 zum Erfassen der Fahrtrich­ tung des Fahrzeugs, z. B. mittels eines Lenksensors und eines Kreiselsensors; und einen Distanzsensor 26 zum Erfassen der Fahrtstrecke des Fahrzeugs, z. B. anhand der Umdrehungszahl eines Rads, und es ist in der Lage, Informationen für das fahrende Fahrzeug zu senden/zu empfangen, z. B. Straßeninfor­ mationen und Verkehrsinformationen, Informationen über eine aktuelle Fahrzeugposition zu erfassen und außerdem Informa­ tionen über die aktuelle Fahrzeugposition zu senden/zu emp­ fangen.

Das Informationsspeichergerät 3 ist ein externes Spei­ chergerät, in dem Navigationsprogramme und Daten gespeichert sind, z. B. auf einer CD-ROM. Gespeichert sind in den Pro­ grammen ein Programm zur Verarbeitungsdurchführung, z. B. Routensuche usw., ein Programm gemäß dem Ablaufplan in dieser Ausführungsform, ein Programm zur Anzeigeausgabesteuerung, die zur Routenleitung notwendig ist, und zur Audioausgabe, das zur Sprachleitung notwendig ist, sowie für diese Program­ me notwendige Daten. Ferner bestehen die Daten aus Dateien mit Kartendaten, Routendaten, Leitdaten, Kartenentsprechungs­ daten, Zieldaten, Registrierpunktdaten, Straßendaten, Gat­ tungsdaten, Orientierungspunktdaten usw., in denen alle für das Navigationssystem nötigen Daten gespeichert sind. Hierbei kann die Erfindung auf eine Navigationsart Anwendung finden, bei der Daten ausschließlich auf einer CD-ROM gespeichert sind, während die Programme in einer CPU gespeichert sind.

Die Zentralverarbeitungseinheit 4 weist auf: eine CPU 40 zum Durchführen verschiedener Berechnungsverarbeitungen; ei­ nen Flash-Speicher 41 zum Lesen eines Programms von einer CD-ROM des Informationsspeichergeräts 3; einen ROM 42, in dem ein Programm durch Durchführung einer Programmprüfung des Flash-Speichers 41 sowie zur Verarbeitungsaktualisierung (Programmleseeinrichtung) gespeichert sind; einen RAM 43 zum Zwischenspeichern gesuchter Routenleitinformationen, z. B. Punktkoordinaten vorbestimmter Ziele, Straßennamen, Codenum­ mern usw., sowie von Daten während der Berechnungsverarbei­ tung; einen Audioprozessor 46, in dem Analogsignale durch Kombinieren von Sprache, Phrasen, einzelnen Sätzen und Klän­ gen usw. verarbeitet werden, die aus dem Informationsspei­ chergerät 3 auf der Grundlage eines Anzeigeausgabesteuersi­ gnals ausgelesen werden, um zu einem Lautsprecher 16 ausgege­ ben zu werden; eine Kommunikationsschnittstelle 47 zum Durch­ führen eines Eingabe-/Ausgabedatenaustauschs durch Kommunika­ tionsvorgänge; eine Sensoreingabeschnittstelle 48 zum Entge­ gennehmen eines Sensorsignals, das von der Erfassungseinrich­ tung 2 für die aktuelle Position empfangen wird; und eine Uhr 49 zum Eintragen von Datum und Zeit in interne Dialoginforma­ tionen. Hier ist der Aufbau so, daß die Routenleitung durch sowohl Bildschirmanzeige als auch Audioausgabe erfolgt und der Fahrer die Audioausgabe auswählen kann.

Allerdings kann das Programm, das eine Aktualisierungs­ verarbeitung durchführt, auch in einem externen Speichergerät gespeichert sein.

Erfindungsgemäße Programme und Programme zur Ausführung anderer Navigationssysteme können sämtlich auf einer CD-ROM als externes Speichermedium gespeichert sein, wobei auch ein Teil oder alle Programme im ROM 42 auf der Seite der Haupt­ einheit gespeichert sein können.

Verschiedene Navigationsfunktionen werden nach Berech­ nungsverarbeitungen realisiert, die durch Daten und Programme durchgeführt werden, die auf diesem externen Speichermedium gespeichert sind und in die Zentralverarbeitungseinheit der Haupteinheit des Navigationssystems als externes Signal ein­ gegeben werden.

Ein erfindungsgemäßes Navigationssystem verfügt über ei­ nen eingebauten Flash-Speicher 41 mit relativ großer Kapazi­ tät zum Lesen eines Programms von der CD-ROM des externen Speichergeräts gemäß der vorstehenden Beschreibung und einen eingebauten ROM 42 mit kleiner Kapazität, in dem ein Programm zur Durchführung des CD-Starts (Programmleseeinrichtung) ge­ speichert ist. Das heißt, der Flash-Speicher 41 ist eine nichtflüchtige Speichereinrichtung, in der Speicherinforma­ tionen auch beim Ausschalten gespeichert bleiben. Das Naviga­ tionssystem startet ein Programm des ROM 42 als Programmlese­ einrichtung für die CD-Startverarbeitung, um eine Programm­ prüfung im Speicher des Flash-Speichers 41 durchzuführen, und liest Plattensteuerinformationen usw. der CD-ROM des Informa­ tionsspeichergeräts 3. Ein Ladeverfahren (Aktualisierungsver­ arbeitung) wird durch Beurteilung anhand des Zustands dieser Informationen und des Flash-Speichers 41 durchgeführt.

Fig. 13 ist ein Blockschaltbild eines Beispiels für ei­ nen Aufbau von Hauptdatendateien, die im erfindungsgemäßen Informationsspeichergerät 3 von Fig. 12 gespeichert sind. Fig. 13(A) zeigt eine Leitdatendatei, in der notwendige Daten gespeichert sind, um eine Routenleitung durchzuführen, wenn die Route durch eine Routenberechnungseinrichtung berechnet wird, wobei die Datendatei jeweils aus solchen Daten wie Straßennummer, Länge, Straßenattributdaten, adressen- und größenbezogenen Form- bzw. Verlaufsdaten und adressen- und größenbezogenen Leitdaten besteht, die jeweils einer mit n bezeichneten Straßenanzahl entsprechen. Die Straßennummer wird nach der gesonderten Richtung (abgehend oder ankommend) für jede Straße zwischen Querstraßen bestimmt. Bei den Stra­ ßenattributdaten handelt es sich um ergänzende Informations­ daten für die Routenleitung, die Informationen darüber ent­ halten, ob die Straße eine Überführung, eine Straße längs ei­ ner Überführung, eine Unterführung oder eine Straße längs ei­ ner Unterführung ist, und Informationen über die Anzahl der Spuren geben. Gemäß Fig. 13(B) enthalten die Form- bzw. Ver­ laufsdaten Koordinatendaten, die aus östlicher Länge und nördlicher Breite bestehen und einem jeweiligen von m Knoten entsprechen, wenn jede Straße durch mehrere Knoten unterteilt ist.

Gemäß Fig. 13(C) bestehen die Leitdaten jeweils aus sol­ chen Daten wie Kreuzungs- (oder Querstraßen-)Namendaten, Warndaten, Straßennamendaten, adressen- und größenbezogenen Straßennamen-Audiodaten sowie adressen- und datenbezogenen Kursdaten. Aufgabe der Warndaten ist, die Aufmerksamkeit des Fahrers neben Querstraßen auch auf Eisenbahnübergänge, Tunnel usw. zu lenken, wobei diese Daten Informationen über vorhan­ dene Eisenbahnübergänge, Tunneleinfahrten, Tunnelausfahrten und Straßen mit Einengungen oder überhaupt keinem Warnbedarf liefern. Die Straßennamendaten sollen Informationen über die Straßenart, z. B. Autobahn, Schnellstraße, Mautstraße, allge­ meine Straße (Nationalstraße, Präfekturstraße u. a.), sowie Informationen über eine Autobahn, Schnellstraße oder Maut­ straße geben, um festzustellen, ob die jeweilige Straße eine Hauptverkehrsstraße oder eine Verbindungsstraße zwischen ei­ ner Hauptverkehrsstraße und allgemeinen Straße ist, wobei die Daten aus Straßendaten und Nummern zur weiteren Klassifizie­ rung bestehen, z. B. individuellen Nummerndaten je Straßen­ art.

Gemäß Fig. 13(D) bestehen die Kursdaten aus einer Kurs­ straßennummer, einem Kursnamen, einer Adresse und Größe von Kursnamen-Audiodaten, Kursrichtungsdaten und Fahrtleitdaten. Zum Kursnamen gehört ein Gebietsname, der zu beachten ist. Ferner zeigen die Kursrichtungsdaten solche Informationen an wie ungültig (Kursrichtung ist ungenutzt), unnötig (es er­ folgt keine Leitung), geradeaus, Richtung rechts, Richtung halb rechts, Richtung scharf rechts, Richtung links, Richtung halb links, Richtung scharf links. Zu den Fahrtleitdaten ge­ hören Leitdaten darüber, in welcher Spur ein Fahrzeug bei mehreren Spuren fahren sollte, wobei diese Daten gespeichert sind und weitere Informationen angeben, z. B. rechts, links, in der Mitte oder nicht in der Mitte. Im folgenden wird die erfindungsgemäße Navigationsverarbeitung erläutert.

Fig. 14 ist ein Ablaufplan zur Beschreibung des Gesamt­ systems eines erfindungsgemäßen Navigationssystems.

Beim Start eines Programms zur Routenleitung durch ein Programm, das aus dem Informationsspeichergerät 3 in die CPU 40 der Zentralverarbeitungseinheit eingelesen wird, wird die Bezeichnung der aktuellen Position usw. durch das Erfassungs­ gerät 2 für die aktuelle Position angezeigt, eine auf die ak­ tuelle Position zentrierte Umgebungskarte wird angezeigt, und außerdem wird der Name der aktuellen Position angezeigt (Schritt S21). Anschließend wird ein Ziel eingestellt, indem ein Objektname, z. B. ein Gebietsname, der Name einer Ein­ richtung usw., eine Telefonnummer, eine Adresse, ein einge­ tragener Standort, ein Straßenname usw. verwendet wird (Schritt S22), wonach eine Routensuche von der aktuellen Po­ sition zum Ziel erfolgt (Schritt S23). Ist eine Route be­ stimmt, führt das Navigationssystem die Routensuche/Anzeige wiederholt durch, bis das Fahrzeug das Ziel erreicht, wobei die aktuelle Position durch das Erfassungsgerät für die aktu­ elle Position verfolgt wird (Schritt S24). Bei Feststellung, daß ein Halt unterwegs vor Erreichen des Ziels eingegeben wird, wird ein Suchgebiet bestimmt, und die Suche wird inner­ halb des ermittelten Suchgebiets durchgeführt, wonach gemäß der vorstehenden Beschreibung das Navigationssystem die Rou­ tensuche wiederholt durchführt, bis das Fahrzeug das Ziel er­ reicht.

Wie aus der vorstehenden Erläuterung deutlich wird, kann mit dem erfindungsgemäßen System ein Musterbild und ein ver­ größertes Kreuzungsbild angezeigt werden, ohne daß Daten un­ ablässig übertragen werden, wie dies im Stand der Technik nö­ tig war. Außerdem kann das System seine Leistung verbessern, und Kommunikationskabel können gemeinsam genutzt werden.

Claims (6)

1. Fahrzeugnavigationssystem mit:
einer Speichereinrichtung zum Speichern von Daten, die zum Leiten auf einer Route erforderlich sind, z. B. Kar­ tendaten, Straßendaten und Zeichensatzdaten;
einer Eingabeeinrichtung zum Eingeben eines Ziels und von Informationen, die zum Suchen nach einer Route not­ wendig sind; und
einer Informationssteuereinrichtung zum Erzeugen und Senden von Bilddaten zur Routenleitung auf der Grundlage von Informationen, die durch ein Eingabeeinrichtung ein­ gegeben werden, und Daten, die in der Speichereinrich­ tung gespeichert sind.

2. Fahrzeugnavigationssystem nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Informationssteuereinrichtung ein Muster zur Routenleitung auf der Grundlage von in der Speichereinrichtung gespeicherten Zeichensatzdaten bil­ det.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationssteuereinrichtung ein Kreuzungsbild auf der Grundlage von in der Speichereinrichtung gespei­ cherten Straßendaten erzeugt.

4. System nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß Bilddaten für die Routenleitung Binärdaten sind.

5. System nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Informationssteuereinrichtung nur Da­ ten des geänderten Abschnitts von zuvor erzeugten Bild­ daten zur Routenleitung überträgt.

6. System nach einem der Anspruche 1 bis 5 mit einer Anzei­ geeinrichtung zum Empfangen und Anzeigen von Daten, die über eine Übertragungsleitung von der Informations­ steuereinrichtung übertragen werden.