CH700208B1 - Mobiles Navigationsgerät - Google Patents

Abstract

Die Erfindung besteht aus einem neuartigen elektronischen Gerät, das auch in unwegsamem Gelände eingesetzt werden kann. Im Gegensatz zu bisher bekannten Navigationsgeräten zeigt das neue Gerät nicht nur einen Kartenausschnitt oder ein vereinfachtes Vogelschaubild, sondern eine realistische perspektivische Abbildung der Landschaft, die vom Standort des Geräts aus in der seiner Orientierung entsprechenden Blickrichtung bei optimalen Bedingungen sichtbar ist. In dieser Abbildung werden bereits bestehende oder allenfalls neu zu erstellende Routen symbolisch dargestellt. Dank der automatischen Standortermittlung durch das GPS wird in der Abbildung erkennbar, ob sich der Gerätestandort – und damit der Benutzer – auf einer vorgegebenen Route befindet, und es wird für den Benutzer möglich, von seinem Standort aus den gewünschten Weg zu finden. Ferner bietet das Gerät neuartige Methoden zur Routenerstellung an.

Description

[0001] Gegenstand der Erfindung ist ein neuartiges, in der Hand zu haltendes elektronisches Gerät mit der folgenden Aufgabe: Auf dem Bildschirm des Geräts wird eine perspektivische Darstellung gezeigt, die dem sichtbaren Gelände vom Standort und in der Blickrichtung des Benutzers entspricht. In dieser Darstellung zeigt das Gerät die real vorhandenen Wege an, sodass der Benutzer sich orientieren kann, indem er das sichtbare Gelände mit der Darstellung vergleicht und einen der Wege wählt. Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Gerät mit folgenden Komponenten ausgerüstet: – Den Standort des Geräts und damit des Benutzers stellt das Gerät mit Hilfe des eingebauten GPS-Empfängers fest. – Die relevante Blickrichtung wird eruiert anhand der tatsächlichen Ausrichtung des Geräts durch den ebenfalls eingebauten elektronischen Kompass sowie einen Zweiachsenneigungssensor. – Das Gerät verfügt sodann über einen Rechner mit Bildschirm und Speicher und eine Stromquelle. Zu Standort und Blickrichtung werden die relevanten Daten aus dem Speicher geladen. Allenfalls kann das Gerät die notwendigen Daten auch per Telekommunikation aus der Datenbank (z.B. von Swisstopo) abfragen (vgl. Patentanspruch 2).

[0002] Aus diesen relevanten Geodaten des Terrainmodells wird anhand von allgemein bekannten geometrischen Regeln (wie u.a. der Sichtbarkeitsregel, mit der verdeckte Linien eliminiert werden können) eine perspektivische Darstellung des betreffenden Landschaftsausschnitts konstruiert. Aus den gleichen Daten kann auch ein topografischer Kartenausschnitt erstellt werden.

[0003] Diese Darstellung wird als Abbildung der vor dem Benutzer sichtbaren Landschaft oder als Ausschnitt einer topografischen Karte auf dem Bildschirm dargestellt. Nach Wahl des Benutzers kann von der einen in die andere Darstellung gewechselt werden.

[0004] In dieser Abbildung werden gespeicherte Routen und Wege, allenfalls auch Berggipfel etc., symbolisch dargestellt, z.B. durch einen farbigen Routenverlauf, sodass sich der Benutzer direkt im Gelände orientieren kann.

[0005] Schliesslich verfügt das Gerät auch über ein Eingabemittel, z.B. einen Touchscreen, der es dem Benutzer erlaubt, anstelle der Hauptfunktion eine der Nebenfunktionen des Geräts zu wählen und weitere Eingaben zu tätigen.

[0006] Mit Hilfe all dieser Komponenten kann das neue Gerät dem Benutzer auf dem Bildschirm ein realistisches perspektivisches Bild zeigen, das auf kartografischen Daten basiert und diejenige Landschaft zeigt, die vom Standort des Geräts aus in der dessen Orientierung entsprechenden Blickrichtung bei optimalen Bedingungen sichtbar ist. Der Benutzer kann die Blickrichtung im Gelände und dementsprechend die Abbildung im Gerät verändern.

[0007] Als Geodaten werden die Daten des Terrainmodells verwendet, wie sie beispielsweise das Geoinformationssystem des Bundes, Swisstopo, für die 247 Blätter der 1:25 000-Landeskarte mit dreidimensionalen Koordinaten und allen Attributen der Bodenoberfläche zur Verfügung stellt.

[0008] Von Google Earth oder von bisherigen Navigationsgeräten wie dem Samsung SGH-i900 Omnia werden vogelschauartige Darstellungen verwendet. Diese werden jedoch unbrauchbar, wenn der Blickpunkt des Benutzers nahe der Erdoberfläche liegt. Die Abbildung auf dem Bildschirm des neuen Geräts hingegen entspricht der Landschaft, wie sie der Beobachter im Gelände bei optimalen Bedingungen sieht. Der Benutzer schaut horizontal und die Abbildung ist ebenfalls horizontal ausgerichtet.

[0009] Das neue Gerät ist vor allem dafür konzipiert, im Gelände vom Standort des Geräts und damit des Benutzers aus zu arbeiten. Auf der perspektivischen Abbildung im Gerät können gespeicherte Routen, zum Beispiel Wanderwege oder Bergsteigerrouten des SAC, symbolisch dargestellt werden, sodass der Benutzer den Weg in dem vor ihm liegenden Gelände sehen kann. Die hauptsächliche Verwendung des Geräts liegt in dieser einfachen und sehr anschaulichen Möglichkeit, einen Weg zu finden (vgl. Patentansprüche 1–3).

Aufgabe des Geräts

[0010] Praktisch stellt sich die Aufgabe des Geräts demnach wie folgt dar: Steht der Benutzer etwa an einer Weggabelung, wo er sich entscheiden muss, welcher der Wege zum gewünschten Ziel führt, dann nimmt er das Gerät, schaltet es ein und richtet es auf die beiden Wege aus. Auf dem Bildschirm gibt ihm das Gerät daraufhin eine perspektivische Abbildung, die genau dem Gelände entspricht, das er vor sich sieht. In dieser Abbildung ist der gewünschte Weg, z.B. mit farbigem Routenverlauf, eingezeichnet, und der Benutzer kann daher sofort durch Vergleich mit dem sichtbaren Terrain den richtigen Weg erkennen.

[0011] Dies ist die Hauptfunktion des Geräts.

[0012] Das neue Gerät kann jedoch auch, als eine weitere Funktion, von einem anderen, frei gewählten Standpunkt aus und mit frei gewählter Blickrichtung die beschriebenen Bilder liefern (vgl. Patentanspruch 4). Damit können Routen schon im Voraus, zum Beispiel zuhause, gesucht und betrachtet werden. Die perspektivische Abbildung erfolgt dabei genau gleich wie bei der Darstellung vom tatsächlichen Standort des Benutzers aus. Es wird auf genau die gleiche Art und Weise eine virtuelle Darstellung des Geländes erzeugt, und die Daten des Geomodells erlauben ja die Darstellung von einem beliebigen Punkt, z.B. in der Schweiz.

[0013] Es können sodann, wiederum als weitere Funktion, Start-, Ziel- und Wegpunkte ins Gerät eingegeben werden, um zu untersuchen, ob deren Verbindung eine Route ergibt (vgl. Patentanspruch 5). Diese kann dann wahlweise sowohl in der perspektivischen Abbildung als auch in einer topografischen Karte gezeigt werden.

[0014] Der Benutzer kann zwischen der perspektivischen Abbildung und dem Ausschnitt der topografischen Karte hin- und herschalten. Dies erlaubt eine noch bessere Orientierung im Gelände, und es wird zusätzlich der Rückgriff auf eine Karte ermöglicht.

[0015] Umgekehrt wird es auch möglich, in der Karte ein Ziel zu bezeichnen, welches dann in der perspektivischen Abbildung gezeigt wird und daraufhin im Gelände gefunden werden kann.

[0016] Dank der automatischen Standortermittlung durch das GPS wird in der Abbildung auch erkennbar, ob sich der Gerätestandort – und damit der Benutzer – auf einer vorgegebenen Route befindet.

[0017] Sodann lässt sich das Gerät dazu verwenden, im unwegsamen Gelände einen noch unbekannten Weg zu ermitteln. Es lässt sich ein Zielpunkt eingeben, und das Gerät ermittelt – wo nötig auch querfeldein durchs Gelände – einen möglichen Weg und zeigt diesen in der Abbildung an (vgl. Patentanspruch 6). Das Gerät errechnet dazu vom Standort aus den nächsten begehbaren Punkt und iterativ daraufhin die weiteren Punkte bis zum Ziel. Dabei arbeitet es wiederum, wie in der Hauptfunktion des Geräts, mit den relevanten Geodaten z.B. von Swisstopo.

[0018] Bisher wurden Navigationsgeräte fast ausschliesslich für den Strassen- und Seeverkehr entwickelt. Sie stützen sich auf vereinfachte zweidimensionale Kartenbilder oder benutzen Darstellungen, in denen Satellitenaufnahmen auf ein plastisches Höhenmodell projiziert werden. Für Fussgänger, Wanderer und Bergsteiger gibt es GPS-Geräte. Diese zeigen allenfalls ein Bild mit dem Kroki des Weges oder mit topografischer Darstellung der Umgebung, wiederum zweidimensional. Im Unterschied dazu zeigt das neue Gerät dem Benutzer das Gelände genau in der Blickrichtung, die seiner Orientierung entspricht, in einer weitgehend realistischen, dreidimensionalen perspektivischen Abbildung. So sieht etwa der Wanderer auf dem Bildschirm des Geräts ein Bild desselben Geländeausschnitts, den er in Wirklichkeit vor sich hat. Er sieht diese Abbildung im Gerät zudem auch dann, wenn er – etwa in der Nacht oder bei Nebel – in Wirklichkeit das Gelände gar nicht sehen kann. Das kann bei der Wegfindung ungemein hilfreich sein.

[0019] Im virtuellen Geländebild auf dem Bildschirm des Geräts werden Routen angezeigt. Es ist dem Benutzer damit möglich, seinen Weg zu finden, wenn er beispielsweise die Orientierung verloren hat, nicht weiss, wo er ist und wie der Weg weitergeht. Durch die Möglichkeit, zwischen dem virtuellen Geländebild und einer Karte hin- und herzuschalten, werden überdies verschiedene ganz neuartige Möglichkeiten eröffnet, sich auf einfache Art und Weise im Gelände zu orientieren.

Claims (6)

1. Mobiles, elektronisches Gerät, das mit einem GPS-Empfänger, einem Kompass, einem Zweiachsenneigungssensor, einem Rechner mit Bildschirm und Speicher sowie einem Eingabemittel und einer Stromquelle ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, dass es aus den gespeicherten und den aktuell übertragenen Geodaten, abhängig von der Position des Geräts und dessen räumlicher Orientierung, eine virtuelle perspektivische Abbildung des real sichtbaren Geländes erzeugt, diese auf dem Bildschirm zeigt und die im sichtbaren Gelände zur Verfügung stehenden Wege symbolisch darstellt.

2. Gerät gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es die Geodaten per Telekommunikation bezieht, wodurch diese stets aktuell gehalten und deren Menge auf die für den jeweiligen Gerätestandpunkt relevanten Daten beschränkt.

3. Gerät gemäss den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die im Gelände vorhandenen Wege und Routen aufgrund gespeicherter Daten in der perspektivischen Abbildung symbolisch dargestellt sind.

4. Gerät gemäss den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass es die Abbildung auch von einem vom Benutzer gewählten anderen Standort als demjenigen des Geräts und mit einer frei gewählten anderen Blickrichtung erzeugen und zeigen kann, wodurch die Planung von Routen vor der Begehung möglich ist.

5. Gerät gemäss den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Benutzer in der Abbildung Ziel- und Wegpunkte eingeben kann, worauf das Gerät anhand der Geodaten untersucht, ob die Punkte durch vorhandene Wege und Routen verbindbar sind und diese Wege dann in der perspektivischen Abbildung sowie wahlweise auch auf einer topografischen Karte anzeigt, wobei der Benutzer von der perspektivischen Abbildung auf die Kartendarstellung umschalten kann.

6. Gerät gemäss den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Benutzer in der perspektivischen Abbildung auf dem Bildschirm einen Zielpunkt bezeichnen kann und das Gerät daraufhin unabhängig von bestehenden Wegen und Routen die am besten begehbare Folge von Punkten aus dem Geländemodell zur Erreichung des Ziels vom Standpunkt aus errechnet und diese in der perspektivischen Abbildung oder – nach Wahl des Benutzers – in der topografischen Karte anzeigt, indem es sie auf dem Bildschirm symbolisch darstellt.