DE10008454A1

DE10008454A1 - Multifunktionales Navigationsgerät

Info

Publication number: DE10008454A1
Application number: DE2000108454
Authority: DE
Inventors: Peter Schmidt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-02-23
Filing date: 2000-02-23
Publication date: 2001-07-05

Abstract

Die Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein multifunktionales Navigationsgerät anzugeben, welches die Kopplung preisgünstiger und teilweise bei einem Benutzer bereits vorhandener Komponenten in einer auch in einem Fahrzeug leicht handhabbaren Form erlaubt und bei welchem zudem die Möglichkeit besteht, zumindest Teile der Komponenten auch an beliebigen anderen Orten außerhalb des Fahrzeugs zu verwenden. DOLLAR A Es wird ein Navigationsgerät mit einer Positionsbestimmungseinheit (16) einer mobilen Datenverarbeitungseinheit (14) und einer ersten, mobilen Datenspeichereinheit vorgeschlagen, bei welcher ein Gehäuserahmen (12) mit Aufnahmen für die Positionsbestimmungseinheit, die Datenverarbeitungseinheit und für Kopplungsmittel zur Kopplung von Positionsbestimmungseinheit und Datenverarbeitungseinheit vorgesehen sind. DOLLAR A Das Navigationsgerät ermöglicht eine neue Funktionalität bei geringen Zusatzinvestitionen, sofern die Einzelgeräte bereits vorhanden sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein multifunktionales Navigationsgerät mit einer Positionsbestimmungseinheit zur automatischen Ermittlung des aktuellen Standorts insbesondere aus Funksignalen, einer mobilen Datenverarbeitungseinheit und einer mobilen Datenspeichereinheit.

Es ist bekannt, Positionsbestimmungseinheiten, insbesondere sogenannte GPS-(Global-Positioning-System)-Empfänger über einfache Kabel mit einer Datenverarbeitungseinheit, insbesondere einem Notebook, einem Palmtop oder einem sogenannten Personal-Organizer zu koppeln und so von der Positionsbestimmungseinheit ermittelte Positionsdaten in die Datenverarbeitungseinheit einzulesen, wo sie für unterschiedlichste Zwecke verwendet werden können. Eine solche Kombination eignet sich jedoch nicht zur Mitnahme und Bedienung in einem Kraftfahrzeug.

Reisende, die mit einem Kraftfahrzeug unterwegs sind, wollen (a) auf dem nach ihren individuellen Kriterien optimalen Weg, also z. B. auf dem kürzesten, schnellsten oder billigsten Weg zu ihrem Ziel gelangen und müssen (b) während der Fahrt oft diverse Sachverhalte mitteilen oder klären. Häufig ist der Kraftfahrzeugführer zugleich die Person, die alle diese Aufgaben - nicht selten unter Zeitdruck - und dazu noch simultan bewältigen muß. Der Versuch, beim Fahren den Weg mittels Karte oder Wegbeschreibung zu finden, Telefonate zu führen und Informationen zu finden oder zu notieren, führt im besten Fall zu einer als unangenehm empfundenen Belastung oder zu einer durch ein Anhalten bedingten Verzögerung der Reise, häufig aber zu Gefährdungen des Verkehrs und nicht selten auch zu Unfällen.

Zur Lösung dieses Problems sind verschiedene technische Einzellösungen bekannt, insbesondere Autoradios mit Navigationsteil, Mobiltelefone mit Freisprecheinrichtungen und kompakte Computer wie Notebook, Palmtop und Personal-Organizer. Diese Einzellösungen wirken jedoch gar nicht oder nicht optimal zusammen. Zudem sind die Komponenten insgesamt sehr teuer.

Ferner werden insbesondere für Neuwagen Spezialgeräte, nämlich Kombinationen aus Autoradio, CD-Player und GPS-Empfänger angeboten. Auch nachrüstbare Auto-Navigationssysteme sind bekannt. Schließlich werden von verschiedenen Dienstleistern auch Lotsendienste via Mobiltelefon angeboten.

All diese bekannten Lösungen haben verschiedene Nachteile, wie z. B. hohe Preise für Geräte oder Dienste, eingeschränkte Nutzung von Spezialgeräten nur für einen Zweck, keine direkte Nutzung von schon vorhandenen Daten, wie z. B. Adreßverzeichnis, Terminkalender etc., bei der Bestimmung eines Ziels, unsichere Handhabung im Fahrzeug, feste Installation in einem Fahrzeug und damit verbunden ein auf das jeweilige Fahrzeug beschränkter Einsatz der Geräte, keine Mitnahme in ein Mietfahrzeug, kleine oder schlecht plazierte Anzeigen (Displays), kein Austausch und keine Ausgabe von Reiseinformationen im weiteren Sinne, wie z. B. die Vornahme und Bestätigung von Hotelbuchungen, Angaben über Flugzeiten etc.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein multifunktionales Navigationsgerät anzugeben, welches die Kopplung preisgünstiger und teilweise beim Benutzer schon vorhandener Komponenten in einer auch in einem Fahrzeug leicht handhabbaren Form erlaubt und bei welchen zudem die Möglichkeit besteht, zumindest Teile der Komponenten auch an beliebigen anderen Orten außerhalb des Fahrzeugs zu verwenden. Insbesondere soll es auch möglich sein, bereits in der Datenverarbeitungseinheit oder einem externen Datenspeicher, auf den die Datenverarbeitungseinheit zugreifen kann, vorhandene Daten wie z. B. Adreßdaten bei der Bestimmung einer Route und der Navigation zu verwenden. Die Aufgabe wird gelöst von einem multifunktionalen Navigationsgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen des Geräts sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gegenstand der nebengeordneten Ansprüche ist ein Verfahren zur Navigation unter Verwendung des erfindungsgemäßen Navigationsgeräts sowie ein entsprechender Gehäuserahmen.

Das Navigationsgerät ermöglicht eine neue Funktionalität bei geringen Zusatzinvestitionen, sofern die Einzelgeräte, wie z. B. Mobiltelefon und Personal- Organizer bereits vorhanden sind. Im Vergleich zu Spezialgeräten können auch andere, insbesondere längere Nachrichten als nur Verkehrshinweise bzw. Wegempfehlungen in Text- oder Sprachform übermittelt werden; vorhandene Datenbestände (Adreßverzeichnis, Terminkalender) können unmittelbar mitgenutzt werden. Das Navigationsgerät kann mittels einer geeigneten Halterung auch in andere Fahrzeuge, z. B. Mietfahrzeuge, eingebaut werden, wobei dann jedoch u. U. nicht alle Anschlußmöglichkeiten, z. B. an dort eingebaute Radios, verfügbar sind. Die Hauptkomponenten sind jedoch auch in diesem Falle einzeln und außerhalb des Fahrzeugs nutzbar.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden rein beispielhaften und nicht-beschränkenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 die Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Navigationsgerät mit in einem Gehäuse zusammengefaßten Einheiten und

Fig. 2 ein Prinzipschaltbild eines erfindungsgemäßen Navigationsgerätes.

In den Fig. 1 und 2 ist ein in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichnetes kompaktes Navigationsgerät insbesondere zur Verwendung im Kfz-Bereich gezeigt, bei welchem in einem Gehäuse 12 handelsübliche und preiswerte Geräte angeordnet sind, nämlich eine mobile Datenverarbeitungseinheit mit integrierter erster Datenspeichereinheit, und zwar in Form eines Personal-Organizers 14, eine Positionsbestimmungseinheit in Form eines GPS-Empfängers 16, ein Mobiltelefon 18 sowie eine separate Steuereinheit 20 mit Dateneingabemitteln in Form eines Funktionstastenblocks 22. Dabei sei an dieser Stelle betont, daß die Steuerungs- und Koordinierungsfunktionen der Steuereinheit 20 bei entsprechender Ausbildung der Datenverarbeitungseinheit 14 auch von dieser übernommen werden können.

Das Gehäuse 12 kann mit einer hier nicht weiter gezeigten Halterung an geeigneter Stelle, z. B. am Armaturenbrett, im Sicht- und Bedienbereich des Kfz-Lenkers angebracht werden.

Die Steuereinheit 20 ist unter Zwischenschaltung entsprechender Kopplungsbausteine (Interfaces) 24, 26, 28, 30, 32 und 34 mit den anderen Einheiten und den angeschlossenen Geräten sowie der Kfz-Elektrik gekoppelt und sorgt für den Datenaustausch zwischen den Geräten, für die Stromversorgung der Geräte im Dauerbetrieb, für die Kopplung mit der Kfz-Elektrik und Kfz-Stromversorgung (z. B. über den Zigarettenanzünder), für eine Sprachausgabe der Wegweisungen über einen optionalen Lautsprecher 36, ggf. für die Kopplung an ein vorhandenes Autoradio 38 RDS/TA/TMC) und/oder einen CD-Spieler sowie an die Kfz-Elektronik wie insbesondere Tachometer, Odometer etc.

Ferner sind Anschlüsse für die Ankopplung von externen Antennen 40 und 42 vorgesehen. An das Mobiltelefon kann optional eine sogenannte mobile oder auch eine fest eingebaute Freisprecheinrichtung angeschlossen werden.

Zusätzliche Geräte oder Sensoren, wie z. B. ein automatisch auslesbarer Kompaß 44, ein Sprachspeicher für von außen übermittelte Meldungen (z. B. Verkehrswarnfunk im Radio) oder eigene Notizen (z. B. Diktierfunktion für den Benutzer), zusätzliche Speichermedien (Festplatte, CD-ROM, PC-Card), ein Lesegerät für Magnetkarten und/oder Smart-Cards, ein Autoradio 38 mit RDS/TMC und ein Beschleunigungsmesser für die Inertialnavigation ohne Empfang eines Funknavigationssignals, Mittel zur Spracherkennung zwecks Sprachsteuerung des Geräts durch den Benutzer sowie eine Videokamera, können beliebig angeschlossen werden.

Das Navigationsgerät 10 ist in mechanischer wie elektrischer Hinsicht modular aufgebaut. Die Geräte werden dazu über einzelne entsprechend ausgestaltete Kopplungsbausteine (Interfaces) an eine offene Standardschnittstelle 46, z. B. I²C- oder CAN-Bus, angeschlossen. Mechanisch werden sie mittels entsprechend geformter Halterungen im oder am Gehäuse gehaltert. Damit ist das Navigationsgerät für eine Vielzahl von vorhandenen oder kommenden Geräten ausgelegt.

In im Zugriff der Datenverarbeitungseinheit und/oder der Steuereinheit stehenden Datenspeichern sind kartographische Daten über das Gebiet zwischen Anfangs- und Zielpunkt sowie Programme für die Routenberechnung, das Führungs- und Reise-Informationsmanagement als Benutzerschnittstelle, Organisationsprogramme wie z. B. Adreß- und Kalenderverwaltung sowie die Gerätesteuerung von Personal-Organizer 14, zentraler Steuereinheit 20 und den gerätespezifischen Kopplungsbausteinen 24 bis 34 bzw. der angeschlossenen Geräte gespeichert.

Ein mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung arbeitet wie folgt:

Der Benutzer wählt zum Zeitpunkt der Abfahrt oder zuvor, z. B. bei der Planung der Reise an seinem Schreibtisch entweder

a) eine schon früher gefahrene Route aus oder gibt
b) Anfangs- und Zielpunkt seiner Fahrt vor, und zwar z. B. durch
- 1. Auswahl schon gespeicherte Adresse oder durch
- 2. Neueingabe der Adresse. Optional kann er auch
- 3. gewünschte Zwischenstationen in gleicher Weise vorgeben oder auswählen.

Außerdem bestimmt er

a) ein Optimierungskriterium, anhand dessen die Route optimiert werden soll.

Solche Kriterien können beispielsweise sein:

1. möglichst geringe Entfernung (z. B. für Benutzer, die sich im Verkehr unsicher fühlen und eine möglichst kurze Fahrtstrecke bevorzugen),
2. möglichst kurze Dauer (für Benutzer, die schnellstmöglich ans Ziel gelangen wollen),
3. möglichst geringe Kosten (z. B. unter Berücksichtigung mautpflichtiger und mautfreier Strecken),
4. eine bestimmte Streckenführung (z. B. möglichst nur Autobahn oder möglichst kurvenreiche Landstraße, was für viele Motorradfahrer interessant ist, oder eine landschaftlich möglichst reizvolle Strecke).
5. Die Datenverarbeitungseinheit errechnet dann aus den gespeicherten kartographischen Daten, statistischen und aktuellen Verkehrsdaten eine empfohlene Fahrtroute.
6. Der Benutzer kann diese Route noch modifizieren (anderer Autobahnanschluß etc.), woraus schließlich
7. die vorgesehene Route entsteht.
8. Zum tatsächlichen Fahrtantritt überprüft der Personal-Organizer den Status des GPS-Empfängers.
- 1. Empfängt dieser entsprechende Signale, die eine Positionsbestimmung erlauben, kann die Navigation unter Berücksichtigung dieser Signale erfolgen.
- 2. Bei ungenügendem oder nicht vorhandenem Positionssignal erfolgt eine Warnung; falls die optional vorgesehenen Zusatzgeräte wie Kompaß, Wegzähler, Beschleunigungsmesser vorhanden sind, kann dann eine Koppel- oder Inertialnavigation erfolgen.
9. Wahlweise wird die Fahrtroute in einem geeigneten Maßstab und/oder
10. die Fahrrichtung (geradeaus, links oder rechts, rückwärts) graphisch angezeigt;
11. alternativ oder zusätzlich können Fahranweisungen akustisch ausgegeben werden.
12. Im Idealfall folgt der Fahrer den Weisungen des Gerätes und erreicht so sein Ziel.
13. Durch das Verkehrsgeschehen (Baustellen, Wetter, Unfälle, Verkehrsaufkommen etc.) oder
14. Entschlüsse des Benutzers werden jedoch häufig Änderungen an der vorgesehenen Route erforderlich oder gewünscht.

Die Informationen über das Verkehrsgeschehen können einfließen durch

1. gesprochene Meldungen des Verkehrswarnfunks (VWF),
2. codierte Meldungen über RDS/TMC,
3. Meldungen (gesprochen oder codiert via GSM/SMS/WAP) spezieller Dienstleister (z. B. Tegaron, Passo, ADAC etc.) oder
4. eigene Beobachtungen des Fahrers (wobei dann die Mitteilung an das Navigationsgerät durch entsprechende Funktionstasten, Touchpads (z. B. mit Schrifterkennung) oder - vorzugsweise - durch Spracheingabe erfolgt).
5. Die Datenverarbeitungseinheit verarbeitet die Meldungen über das Verkehrsgeschehen und erzeugt daraus, sofern möglich,
- 1. eine modifizierte Route oder - im Extremfall (z. B. Glatteis, Totalsperrung nach Unfall) -
- 2. eine Rastempfehlung.
6. Neben diesen unmittelbar auf die Fahrt bezogenen Aktivitäten kann das Gerät - teilweise in Zusammenarbeit mit einer externen Dienstleistungszentrale und/oder vorzugsweise einem entsprechenden automatischen System - auch noch zusätzliche Aufgaben erfüllen, beispielsweise Hinweise auf gefährdete Termine (Besprechung, Abflug, Abfahrt) geben, Ersatzlösungen (nächstes Flugzeug, nächster Zug) suchen/anfordern, Warnungen übermitteln (Besprechung verschieben/absagen; Flug umbuchen, Hotelzimmer bestätigen).

Durch entsprechende Ausbildung des Navigationsgeräts, insbesondere der mobilen Datenverarbeitungseinheit muß der Fahrer viele Dinge nicht - wie heute üblich - selbst telefonisch klären und sich dabei Notizen machen, sondern das Gerät gibt bei Bedarf und Freigabe durch den Benutzer alle erforderlichen Informationen selbsttätig weiter und empfängt diese (z. B. neue Flugnummer/-zeit, neuer Besprechungstermin, Hotelreservierungsbestätigung) zwecks späterer Kenntnisnahme; eine parallele Informationsübermittlung durch das Telefon ist aber zusätzlich möglich.

Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind zahlreiche Abwandlungen und Weiterbildungen möglich, die sich zum Beispiel auf die Art und Ausgestaltung der optional eingebundenen Zusatzgeräte, die vorgesehenen Funktionen und die Bedienungselemente des Geräts beziehen. Auch kann das Gerät durch entsprechende wetterfeste Ausbildung des Gehäuses für Motorrad- oder Fahrradfahrer ausgelegt werden.

Dabei sei betont, daß der Begriff Gehäuse bzw. Gehäuserahmen im weitesten Sinne zu verstehen ist und insbesondere auch Halteplatten und andere Mittel umfaßt, die eine mechanische Verbindung der benötigten Geräte in möglichst einfach handharer Form und vorzugsweise ästetisch ansprechender Form erlauben, wobei natürlich insbesondere die mobile Datenverarbeitungseinheit, also z. B. ein Personal-Organizer, und ein Mobiltelefon auch leicht wieder von den anderen Geräten zu trennen sein sollen.

Je nach Leistungsfähigkeit des ersten Datenspeichers, also z. B. einer Festplatte oder eines Speicherchips eines Personal-Organizers können umfangreiche kartographische Daten im permanenten Zugriff der Datenverarbeitungseinheit stehen. Alternativ können die jeweils benötigten Daten via Mobiltelefon z. B. durch Einwahl in ein Datennetz aus einer externen Datenbank eingelesen werden. Auch ist es möglich, am Navigationsgerät ein Datenspeicherlesegerät wie z. B. ein CD- oder DVD-Laufwerk vorzusehen, mittels welchem dann kartographische Daten von entsprechenden Datenträgern eingelesen werden können.

Ein Grundgedanke der Erfindung ist die Kopplung von handelsüblichen Geräten (von denen die z. B. Personal-Organizer oder Mobiltelefon vielfach bereits im Besitz eines Benutzers sind) in modularer und mobiler Form insbesondere mittels mechanischer und elektronischer Adapter vorzugsweise an eine gemeinsame Schnittstelle und damit eine deutliche Senkung der Investitionskosten sowie eine wesentlich höhere Funktionalität als bei einzelnen Spezialgeräten.

Ein weiterer Grundgedanke der Erfindung ist die umfassende Nutzung eines mobilen Datenverarbeitungsgerätes, insbesondere eines Notebooks, Palmtops oder Personal-Organizers, als intelligentes Terminal zum Abruf, zur Speicherung und zur Verarbeitung von Informationen im Zusammenhang mit einer Reise.

Claims

1. Multifunktionales Navigationsgerät mit einer Positionsbestimmungseinheit zur automatischen Ermittlung des aktuellen Standorts insbesondere aus Funksignalen, einer mobilen Datenverarbeitungseinheit und einer ersten, mobilen Datenspeichereinheit, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuserahmen mit Aufnahmen für die Positionsbestimmungseinheit, die Datenverarbeitungseinheit und für Kopplungsmittel zur Kopplung von Positionsbestimmungseinheit und Datenverarbeitungseinheit vorgesehen ist.

2. Navigationsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Datenspeichereinheit eine in ein Gehäuse der mobilen Datenverarbeitungseinheit eingebaute und mit der Datenverarbeitungseinheit gekoppelte Speichereinheit, insbesondere eine Festplatte, ein Speicherchip oder dgl. ist.

3. Navigationsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mobile Datenverarbeitungseinheit ein Notebook, ein Palmtop oder ein Personal-Organizer ist.

4. Navigationsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionsbestimmungseinheit ein GPS-Empfänger ist.

5. Navigationsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuserahmen über eine Aufnahme für ein Mobiltelefon und für Kopplungsmittel zur direkten oder indirekten Kopplung von Datenverarbeitungseinheit und Mobiltelefon verfügt.

6. Navigationsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Kopplung des Navigationsgerätes mit in einem Kraftfahrzeug vorhandenen Geräten wie Radio, CD-Spieler, Lautsprecher, Bordcomputer und dgl. vorgesehen sind.

7. Navigationsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine nicht-notwendigerweise separate Steuereinheit zur Steuerung der Kommunikation zwischen den einzelnen Einheiten des Navigationsgerätes und optional angeschlossener Komponenten wie Mobiltelefon, Autoradio, Lautsprecher, TMC-Decoder und dgl. vorgesehen ist.

8. Navigationsgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit zur Erzeugung von Steuersignalen zur zumindest partiellen Steuerung der angeschlossenen Einheiten und Komponenten, insbesondere zur Erzeugung von prioritätsvorrangigen Steuersignalen wie z. B. Stummschaltungssignalen für Radioausgabe bei Ausgabe von Navigations- oder Verkehrsmeldungen ausgebildet ist.

9. Navigationsgerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß neben eventuell an den einzelnen Einheiten oder Komponenten bereits vorhandenen Dateneingabemitteln mit der Steuereinheit gekoppelte Dateneingabemittel, insbesondere druckempfindliche Sensoren und/oder wenigstens ein Mikrofon zur Eingabe von Bedienbefehlen vorgesehen sind.

10. Navigationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Datenspeichereinheit oder ein Datenspeicherauslesegerät, wie insbesondere ein Disketten-, CD-, oder DVD-Laufwerk vorgesehen ist.

11. Navigationsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel, wie insbesondere ein automatisch auslesbarer Kompaß und Beschleunigungsmesser, zur Inertialnavigation in Zonen ohne Funkempfang vorgesehen sind.

12. Verfahren zur Navigation, insbesondere durch Ausgabe von Richtungsanweisungen auf einem Display oder mittels eines Lautsprechers, dadurch gekennzeichnet, daß ein Navigationsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11 verwandt wird.

13. Verfahren zur Navigation insbesondere durch Ausgabe von Richtungsanweisungen auf einem Display oder mittels eines Lautsprechers, wobei die momentane Position bestimmt und anhand kartographischer Daten und ggf. unter Berücksichtigung von Zusatzinformationen, wie z. B. Informationen über Verkehrsbehinderungen, eine Route zu einem gewählten Ziel automatisch ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionsdaten des Ziels aus den in einem Notebook, eine Palmtop, einem Personal-Organizer oder dgl. gespeicherten Adreßdaten automatisch ermittelt werden.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlung der Route unter Berücksichtigung von durch einen Anwender des Verfahrens vorgebbaren Kriterien, insbesondere hinsichtlich der Reisedauer, der Fahrtstrecke oder der Fahrtkosten optimiert wird.

15. Gehäuserahmen für ein Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11.

16. Verwendung eines GPS-Empfängers, eines mobilen Datenverarbeitungsgerätes, insbesondere eines Notebooks, eines Palmtops oder eines Personal-Organizers, und eines Mobiltelefons zur Erzeugung von Navigationssignalen.

17. System zur Navigation umfassend einen GPS-Empfänger, ein mobiles Datenverarbeitungsgerät, insbesondere ein Notebook, einen Palmtop oder einen Personal-Organizer, und ein Mobiltelefon, sowie Mittel zur direkten oder indirekten Kopplung der genannten Geräte miteinander.