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Die
Erfindung betrifft ein Navigationssystem, insbesondere für Kraftfahrzeuge,
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Bei
Autoradios können
als Diebstahlschutz Teile der Bedienelemente abgenommen werden.
Das Frontpanel kann beispielsweise als handliche Einheit beim Verlassen
des Fahrzeugs mitgenommen werden, wodurch das im Auto verbleibende
Gerät für einen
potentiellen Dieb uninteressant wird.
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Weiterhin
ist ein sogenannter Personal Digital Assistent (PDA) bekannt, mit
dem auf elektronische Art und Weise die Funktionen eines Terminkalenders
sowie einer Adressendatenbank verwirklicht werden. Häufig verfügt ein PDA über eine
Schnittstelle zu einem weiteren Computer, damit Daten aktualisiert
und ausgetauscht werden können.
Als Schnittstellen sind neben einer konventionellen Kabelverbindung
Infrarot- oder Funkverbindungen bekannt. An einen solchen PDA kann
ein externes GPS-Modul angeschlossen werden.
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Ebenfalls
aus dem Stand der Technik sind autonome, mobile GPS-Geräte bekannt,
die als sogenannte Handhelds ausgebildet sind, mit denen die momentane
Position bestimmt werden kann. Diese GPS-Geräte können auch eine Zielführungsfunktion in
Gestalt eines Richtungspfeiles aufweisen.
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Aus
dem Stand der Technik sind Navigationssysteme mit monochromen Displays
oder Farbdisplays bekannt, die fest in Kraftfahrzeugen installiert
sind. Heutige Navigationssysteme basieren auf dem Vergleich einer
berechneten Position und einer digitalisierten Landkarte, um daraus
Fahrrouten und Fahrempfehlungen für den Fahrer eines Fahrzeuges zu
ermitteln. Bei integrierten Navigationssystemen befinden sich dazu
alle Komponenten und Informationen an Bord des Fahrzeuges. Bei verteilten
Systemen befindet sich ein Teil der Komponenten und/oder Informationen
in einer Zentrale, von dort wird über eine drahtlose Kommunikation
die Verbindung zum Fahrzeug hergestellt. Die Verteilung der Funktionalität ist dabei
recht unterschiedlich. Im Extremfall befinden sich dann im Fahrzeug
nur noch Anzeige- und Bedienelemente sowie die für die Kommunikation mit der
Zentrale notwendigen Bauteile, in der Regel ein GSM-Modul.
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Gegenüber den
oben bereits erwähnten,
mobilen GPS-Geräten
haben die fest verbauten Systeme den Vorteil größerer Massenspeicher sowie
einer zusätzlichen
Trägheitsnavigation,
die auf Tacho- und Gyrosignalen basiert, was die Leistung dieser
Systeme gegenüber
den mobilen Systemen deutlich verbessert.
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Die
heute in Kfz eingebauten Navigationssysteme bringen einen Autofahrer
zwar mit hoher Genauigkeit an nahezu jeden gewünschten Punkt, können jedoch
nicht mit auf einen Stadtbummel oder eine Wanderung genommen werden.
Die zu diesem Zweck vorhandenen portablen Systeme weisen einen geringeren
Bedienkomfort und eine schlechtere Leistung auf.
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Will
ein Benutzer daher die Vorteile beider Welten nutzen, muss er sich
sowohl ein fest eingebautes als auch ein mobiles Navigationssystem
zulegen. Neben den höheren
Anschaffungskosten für zwei
separate Systeme besteht ein Nachteil darin, dass die notwendigen,
digitalen Karten in der Regel zwischen den Systemen nicht kompatibel
sind, so dass der Nutzer laufend zwei Kartensysteme aktualisieren
muss. Darüber
hinaus sind aufgrund der limitierten Speichermöglichkeiten des mobilen Systems entweder
eine geringere Detaillierung der Karte in Kauf zu nehmen oder ein
ständiger
Kartenwechsel ist notwendig. Darüber
hinaus muss der Benutzer mit zwei Bedien-Philosophien fertig werden,
was bei der Fülle
der Funktionen der jeweiligen Geräte nicht einfach ist.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein Navigationssystem für
Kraftfahrzeuge mit einem Zusatznutzen zu versehen.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch ein Navigationssystem mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind
in den abhängigen
Unteransprüchen
beschrieben.
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Durch
die abnehmbare Ausgestaltung eines Bedienteiles des Navigationssystemes
von einem Basisteil, in dem beispielsweise die Kartendaten gespeichert
sind und in dem die Daten der Tacho- und Gyro-Signale ausgewertet
werden, wird auf einfache Art und Weise ein vereinheitlichtes Navigationssystem
für einen
in dem Kraftfahrzeug integrierten und einem vom Kraftfahrzeug getrennten
Einsatz geschaffen, dessen Benutzung einheitlich ist. Darüber hinaus
wird ein Diebstahlschutz für
die mitunter sehr teuren Navigationssysteme bereitgestellt. Das
Bedienteil kann von dem Benutzer ohne größeren Aufwand mitgeführt und
als Navigationsgerät
beispielsweise in einer Stadt oder bei Ausflügen in der Natur verwendet
werden, da es sämtliche
Einrichtungen für den
Betrieb als ein autonomes Navigationsgerät aufweist.
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Vorteilhafterweise
sind in dem Bedienteil ein Prozessor, ein Display, ein Eingabesystem,
ein Datenspeicher, ein GPS-Modul, eine Schnittstelle sowie eine
Energiespeichereinrichtung integriert, was als die notwendigen Bauelemente
für einen
Betrieb außerhalb
eines Fahrzeuges bzw. im vom Basisteil abgenommenen Zustand angesehen
wird. Auf diese Weise wird eine Navigation sowohl im Fahrzeug in
einem fixierten Betrieb als auch außerhalb des Fahrzeuges im mobilen
Betrieb ermöglicht.
Der Prozessor errechnet die gegenwärtige Position sowie die einzuschlagende
Route, über
das Display wird die einzuschlagende Route angezeigt. Ein übliches
Eingabesystem, an das der Nutzer bereits aus dem Fahrzeug gewöhnt ist,
ermöglicht
die Eingabe des gewünschten
Zieles. In dem Datenspeicher sind die Kartendaten abgelegt, wobei
vorzugsweise die Kartendaten der Umgebung vor dem Abnehmvorgang
des Bedienteils von dem Basisteil in den Speicher transferiert werden.
Ein Ortungs-Modul, beispielsweise GPS-System, GSM-System oder dergleichen,
ist für die
Positionsbestimmung erforderlich. Die Schnittstelle ermöglicht eine
Kommunikation zwischen dem Bedienteil und dem Basisteil, und in
dem Bedienteil ist zudem eine Energiespeichereinrichtung für den Prozessor
und das Display vorhanden.
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In
dem Basisteil ist zweckmäßigerweise
eine Ladekontrolleinrichtung für
das Bedienteil eingebaut, so dass stets eine optimale Energieversorgung
der Energiespeichereinrichtung bzw. des Akkus vorhanden ist. Durch
das Vorhandensein eines Festspeichers ist der Aufbau eines Zweiprozessorensystems möglich, durch
das sich verschiedene Aufgabenverteilungen der Prozessoren in den
unterschiedlichsten Betriebsmodi realisieren lassen. Ebenfalls ist
ein Gyro oder ein Massenspeicherlaufwerk in dem Basisteil vorgesehen,
um die gegenwärtige
Position besser bestimmen zu können
und Kartendaten größerer Menge
vorrätig
zu haben.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Basisteil
mit weiteren, fest verbauten Systemelementen verbunden ist, beispielsweise
einem Prozessor, einer externen GPS-Antenne oder Radsensoren zur
exakteren Bestimmung der gegenwärtigen
Position des Fahrzeuges.
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Darüber hinaus
ist es vorgesehen, dass das Basisteil mit einem externen Massenspeicher,
einem Tuner, einem Telefon, einem externen Anzeigegerät, einem
Lautsprecher oder einem Mikrofon verbunden ist, um Komfortvarianten
realisieren zu können.
Der externe Massenspeicher ermöglicht
einen Zugriff auf mehr oder genauere Karten. Die Aktualisierung
der Daten kann über
einen Tuner, ein Telefon oder einen austauschbaren Datenträger wie
CD, MMC oder DVD erfolgen. Zur besseren Darstellung der Route bzw.
der Weginformationen ist ein externes Anzeigegerät hilfreich, Lautsprecher,
beispielsweise aus dem vorhandenen Audiosystem, können akustische
Fahrhinweise wiedergeben. Das Mikrofon dient zur Spracheingabe bzw.
Sprachsteuerung des Navigationssystems.
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Alternativ
oder ergänzend
kann auch in dem Bedienteil ein Gyro oder ein Telefon integriert
sein, ebenfalls ist ein Lautsprecher vorgesehen, um akustische Weginformationen
zu erhalten.
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Insbesondere
um Energie zu sparen ist es vorgesehen, dass dem Bedienteil im abgenommenen
Zustand ein verminderter Funktionsumfang im Vergleich zum eingebauten
Zustand zur Verfügung steht,
was zudem auch durch den begrenzten Speicherplatz in dem Bedienteil
begründet
wird.
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Die
Erfindung bezieht sich ebenfalls auf ein autonomes Navigationsgerät mit Einrichtungen
zur lösbaren
Kopplung an ein Basisteil eines Navigationssystems, wie es voranstehend
beschrieben wurde.
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Nachfolgend
wird ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung anhand der beigefügten
Figur näher
erläutert.
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Die
Figur zeigt schematisch ein Navigationssystem mit einem Basisteil
und einem abnehmbaren Bedienteil.
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In
der Figur ist der prinzipielle Aufbau eines Navigationssystems mit
einem abnehmbaren Bedienteil 1 gezeigt, das über eine
Schnittstelle 2 mit einem Basisteil 3 verbunden
ist. Das Basisteil 3 ist mit dem nicht dargestellten Fahrzeug
fest verbunden und kann über
eine Schnittstelle 4 mit einer externen GPS-Antenne 5 oder
Radsensoren 6 für
die Generierung von Tachosignalen verbunden sein.
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Die
dargestellte Lösung
umgeht die Probleme gemäß dem Stand
der Technik durch eine Integration eines portablen Systems und eines
in einem Kraftfahrzeug eingebauten Systems zu einem einzigen Gesamtsystem.
Dazu wird das Navigationssystem in ein mobiles, abnehmbares Bedienteil 1 und
in ein Basisteil 3 zerlegt. In das Bedienteil 1 werden
alle für
die Navigation notwendigen Bauelemente integriert und über einen
Akku mit Strom versorgt. Das Basisteil 3 beinhaltet nur
noch die für
den Fahrzeugbetrieb notwendigen Bauteile. Das Bedienteil 1 ist
somit nach dem Einbauen in das Basisteil 3 vollständig im
Fahrzeug integriert, so dass keine Gefahr durch herumliegende oder
notdürftig
gesicherte Einzelkomponenten entsteht.
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Durch
die Integration des Bedienteils 1 in die Frontblende des
Basisteils 3 reduziert sich die Verletzungsgefahr, da im
Falle eines Unfalles keine hervorstehenden Ecken und Kanten vorhanden
sind. Durch die Mitnahme des Bedienteiles 1 wird das Gesamtnavigationssystem
vor Diebstahl geschützt,
da dieses ohne das Bedienteil 1 nicht nutzbar ist. Auch
ist das Bedienteil 1 selbst geschützt, da es nur in Verbindung mit
dem Basisteil 3 eine Systemeinheit bildet. Diesen Diebstahlschutz
kann man noch erhöhen,
indem das Bedienteil 1 und das Basisteil 3 so
aufeinander abgestimmt sind, dass jedes Basisteil 3 nur
mit einem ganz bestimmten Bedienteil 1 zusammenarbeiten kann.
Dies kann durch eine entsprechende Codierung entstehen.
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Über die
Schnittstelle 2 wird der Akku des Bedienteils 1 ständig optimal
geladen, so dass ein externes Ladegerät nicht mehr notwendig ist.
Darüber
hinaus können
die für
die mobile Navigation notwendigen Kartendaten über die Schnittstelle 2 von
einem Massenspeicher des Basisteils 3 in den temporären Speicher
des Bedienteils 1 geladen werden, so dass nur die Pflege
einer Kartenbasis bzw. die Pflege eines Datensatzes für die digitalen
Karten notwendig ist.
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Da
alle Bedienvorgänge über das
Bedienteil 1 erfolgen, ist eine einheitliche Nutzerführung sowohl im
mobilen Betrieb als auch im fixierten Betrieb möglich. Für die Ausgabe von akustischen
Fahrempfehlungen kann auf die fest verbauten Lautsprecher des Audiosystems
innerhalb des Fahrzeuges zurückgegriffen
werden.
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Darüber hinaus
kann die Bedienung des Navigationssystems hinsichtlich der Funktionen
an die Möglichkeiten
des Systems dynamisch angepasst werden, beispielsweise wird bei
einem mobilen Betrieb nur eine minimale Navigationsfunktionalität bereitgestellt,
die aufgrund der minimierten Anforderungen an den Prozessor entsprechend
geringere konstruktive Aufwendungen und Kosten verursacht. Erst im
fixierten Betrieb ist es möglich,
die vollständige Funktionalität sicht-
und nutzbar zu machen, um die Hardwareressourcen des Basisteils 3 zu
nutzen.
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Die
auf dem Bedienteil 1 abgelegten Abschnitte der digitalen
Karte können
so gewählt
werden, dass nur ein Ausschnitt innerhalb eines Radiusses um den
aktuellen Standort des Fahrzeuges abgespeichert wird. Dies kann
während
der Fahrt kontinuierlich, in Zeitabständen oder aber auch ereignisgesteuert,
beispielsweise auf Knopfdruck, kurz vor der Entnahme des Bedienteils 1 erfolgen.
Dadurch ist sichergestellt, dass der im Bedienteil 1 zur
Verfügung stehende
Speicher stets optimal genutzt wird. Es entfällt die zeitraubende Planung
der Reisen und das manuelle Herunterladen von Kartendaten in ein
separates, mobiles Navigationsgerät.
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Durch
die Verbindung zum Basisteil 3 erhält das Bedienteil 1 Zugriff
auf Fahrzeugdaten. So kann das Bedienteil 1 auch als Teil
der Fahrzeugdiagnose dienen, indem relevante Daten dort ständig vorgehalten
werden. Bei der Anmeldung zu einer Inspektion können dann der Werkstatt diese
Daten vorzugsweise über
eine kabellose Schnittstelle in dem abnehmbaren Bedienteil 1 bereitgestellt
werden. Eine manuelle Datenübertragung
aus dem Kfz-Schein entfällt.
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Die
Verbindung zu einem Telefon oder zu einem Tuner ermöglichen
Zugriffe auf Telematikdienste. So können Wettervorhersagen in dem
Bedienteil 1 abgespeichert werden, so dass ein Wanderer
sodann nicht nur die aktuelle Position abfragen kann, sondern sich
auch ein Bild über
die Wettersituation machen und so fundierte Routenentscheidungen treffen
kann.
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Die
Verbindung mit dem Basisteil 3 kann analog zu den heute
bereits bekannten abnehmbaren Bedienteil eines 1-DIN-Autoradios
erfolgen. Alternativ kann das Bedienteil 1 auch in Form
eines in einem Schacht versenkbaren Gerätes ausgebildet sein, wenn
das Basisteil 3 über
einen eigenen Bildschirm verfügt.
Durch das Verschmelzen von fahrzeugbasiertem Navigationssystem sowie
einem mobilen Navigationssystem wird nur ein Gerät benötigt, das auf einer gemeinsamen
Kartenbasis arbeitet. Nur ein Bedienkonzept muss von dem Nutzer
erlernt und angewendet werden, da das Bedienteil 1 gleichzeitig
als Bedienteil im mobilen wie im eingebauten Zustand funktioniert.
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Ebenfalls
ist es möglich,
einen Gyro oder ein Telefonmobil in das Bedienteil zu integrieren,
um die Funktionalität
zu erhöhen.
Ebenfalls können
zusätzliche
Bedienelemente an dem Basisteil 3 befestigt sein, beispielsweise
eine Tastatur, während
die Bedienung des Bedienteils 1 über einen berührungssensitiven
Bildschirm möglich
wäre.
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Da
es sich bei der vorliegenden Ausführungsform um ein Zwei-Prozessorensystem
handelt, können
die Aufgabenverteilungen der Prozessoren je nach Bedarf unterschiedlich
ausfallen. Eine Möglichkeit
besteht darin, dass die Hauptlast auf einem leistungsfähigeren
Prozessor des Basisteils liegt oder aber dass eine Aufgabenteilung
im Sinne von „distributed
computing" vorliegt.
Alternativ ist es vorgesehen, dass der Prozessor des Bedienteils 1 sämtliche Aufgaben
der Navigation übernimmt,
während
der Prozessor des Basisteils 3 nur zur Kommunikation mit
internen Komponenten oder zur Aufbereitung von Daten der restlichen
Komponenten dient. Ebenfalls könnte
der Prozessor des Bedienteils 1 über verschiedene Betriebsmodi
verfügen,
beispielsweise im entkoppelten Zustand über einen Stromsparmodus mit
verminderter Rechenleistung, während
im fixierten Zustand die maximale Rechenleistung zur Verfügung steht.