DE102005019858B4

DE102005019858B4 - Verfahren zur dynamischen Einstellung einer Sprachangezeigten Entfernung für ein globales Positionsbestimmungssystem

Info

Publication number: DE102005019858B4
Application number: DE200510019858
Authority: DE
Inventors: Chien-Yang Chang
Original assignee: Mitac International Corp
Current assignee: Mitac International Corp
Priority date: 2005-04-28
Filing date: 2005-04-28
Publication date: 2007-04-05
Anticipated expiration: 2025-04-29
Also published as: DE102005019858A1

Abstract

Verfahren zur dynamischen Einstellung einer sprachangezeigten Entfernung von einem voreingestellten Standort basierend auf der gegenwärtigen Fahrgeschwindigkeit, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
Empfangen und Decodieren eines GPS-Satellitensignals;
Beziehen eines Geschwindigkeits-Parameters aus dem decodierten GPS-Satellitensignal;
Ausführen einer Berechnung basierend auf dem Geschwindigkeits-Parameter;
Beziehen der gegenwärtigen Fahrgeschwindigkeit;
Suchen nach der entsprechenden angezeigten Entfernung aus einer eingebauten Tabelle basierend auf der gegenwärtigen Fahrgeschwindigkeit; und
Aktualisieren und Registrieren der angezeigten Entfernung.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bereitstellung einer sprachangezeigten Entfernung durch eine Navigations-Software und genauer auf ein Verfahren zur dynamischen Einstellung einer sprachangezeigten Entfernung für eine Navigations-Software des globalen Positionsbestimmungssystems (GPS) basierend auf einer gegenwärtigen Fahrgeschwindigkeit.

Die US 6,212,470 B1 beschreibt ein Leitsystem für Fahrzeuge, das einen Sensor zur Bestimmung der Fahrzeugposition und ein Bestimmungsgerät für die voraussichtliche Position des Fahrzeugmanövers einschließt. Hierbei vergleicht ein Komparator die Fahrzeugposition und die voraussichtliche Position des Fahrzeugmanövers und erstellt eine Abstandsdifferenz. Diese Differenz wird dann dem Fahrzeugführer als eine Leitanweisung mitgeteilt.

Die GB 2,340,241 A betrifft ein Warnsystem für die Fahrzeuggeschwindigkeit, das einen GPS-Empfänger einschließt. Aus den empfangenen Signalen wird eine Geschwindigkeitsinformation entnommen, die mit voreingestellten Grenzen verglichen wird. Beim Annähern oder Überschreiten einer Geschwindigkeitsgrenze wird dies dem Benutzer angezeigt.

Die US 5,612,882 A betrifft ein Navigationssystem für Fahrzeuge, das einen Planer für die Route bereitstellt. Das System bestimmt eine gegenwärtige geschätzte Position des Fahrzeugs, teilt dem Fahrer Manöveranweisungen mit, erfasst und quantifiziert gegenwärtige Reisebedingungen zur Unterstützung eines Navigationsgeräts.

Die US 5,737,225 A betrifft ebenfalls ein Navigationssystem für Fahrzeuge. Das System gibt verschiedene Arten von Anweisungen bezüglich des auszuführenden Manövers aus und arbeitet auf der Basis von unterschiedlichen Verkehrverhältnissen und des voraussichtlichen Fahrzeugverhaltens.

Die EP 0 836 074 A2 beschreibt ein Navigationssystem, das einen Warnabstand aus einer bestimmten Position bestimmt, die mit einem bestimmten Manöver verbunden ist. Anschließend wird beim Warnabstand von der bestimmten Position eine Manöveranweisung gegeben. Bei Verbindungspunkten, die innerhalb des Warnabstands liegen kann das System den Warnabstand anpassen.

Die US 5,410,486 A beschreibt ein Navigationssystem, das die Routenführung in Abhängigkeit von der Bewegungssituation des Fahrzeugs angibt. Die Bewegungssituation ergibt sich aus den Gegebenheiten der Straße und der Fahrzeuggeschwindigkeit. Die Bewegungssituation wird von einem Detektor erfasst. Die Angabe der Routenführung wird über eine Steuerung auf den optimalen Punkt für die Bewegungssituation eingestellt.

Die US 6,278,943 B1 offenbart ein Navigationssystem, das in Bezug auf einen Leitzielknoten bei einem spezifischen Abstand eine normale Routenführung ausführt. Bei einem Abstand zwischen zwei Leitzielknoten, der kürzer als der spezifische Abstand ist, wird in Bezug auf den zweiten Leitzielknoten keine normale Routenführung ausgeführt. In diesem Fall wird nach Passieren des ersten Leitzielknotens eine zusätzliche Routenführung durchgeführt. Demnach kann das System eine Routenführung immer in Bezug auf einen unmittelbaren Leitzielknoten ausführen.

Beschreibung der zugehörigen Technik

Im Jahr 1973 hat das US-Verteidigungsministerium mit der Entwicklung eines genauen Satelliten-Navigations- und -Positionsbestimmungs-Projektes begonnen, das als globales Positionsbestimmungssystem (GPS) bezeichnet wurde, welches mehr als 12 Milliarden US-Dollar kosten sollte. Das Projekt dauerte mehr als 20 Jahre. Der erste GPS-Satellit wurde im Jahr 1978 gestartet und der Betrieb der 3D-Allwetter-Positionsbestimmung wurde formell seit Okt. 1993 eingeführt. Ursprünglich war die Entwicklung des GPS nur zur Unterstützung der militärischen Luftfahrt- und Flugzeugerfordernisse. Jetzt ist das GPS für die zivile Nutzung offen, die unweigerlich eine revolutionäre Veränderung in unser alltägliches Leben bringt. Zum Beispiel ist es für die Bewegung von Fahrzeugen oder Schiffen möglich, eine genaue Ankunftszeit und eine optimale Fahrtroute zu dem Bestimmungsort zu beziehen. Die Ambulanz kann den Notfalleinsatz mit einer größeren Effizienz ausführen. Zusätzlich können die Fahrzeugführer mit der Hilfe der elektronischen Karte ein Bild über den gegenwärtigen Standort und die Fahrtroute zu dem Bestimmungsort bekommen. Mit der genauen Funktion der 3D-Positionsbestimmung kann das GPS in dem Flugzeug- Navigations-System in dem Kontroll-Tower des Flughafens, um Kollisionen zu vermeiden, sowie in dem überaus genauen Nullsicht-Landesystem angewendet werden. Im Jahr 1992 sind mehr als 130 GPS-Arbeitspositionen durch das US-Ministerium für Forstwirtschaft basierend auf dessen Eigenschaften und dessen möglichen Anwendungen klar definiert worden (Greer, 1993).

Allgemein besteht eine GPS-Konfiguration aus einem Weltraum-Abschnitt, einem Steuer-Abschnitt und einem Benutzer-Abschnitt.

Der Weltraum-Abschnitt repräsentiert die im Weltraum arbeitenden GPS-Satelliten. Obwohl es nur 26 GPS-Satelliten gibt, die derzeit im in dem Weltraum arbeiten, werden nur 24 Satelliten tatsächlich zum Empfangen der Signale von 4~8 Satelliten jederzeit und überall gleichzeitig benötigt, um die Funktion der 3D-Positionsbestimmung auszuführen, und die anderen zwei sind Ersatz-Satelliten. Die Orbit-Periode von sämtlichen GPS-Satelliten beträgt 12 Stunden, was anzeigt, dass der Satellit die Erde zweimal pro Tag umrundet. Jeder GPS-Satellit trägt 4 überaus genaue Atomuhren für die Ersatz-Verwendung, von denen zwei die Rubidium-(Rb)-Atomuhren und die anderen zwei die Cäsium-(Cs)-Atomuhren sind. Wenn die Genauigkeit durch einen Fehler von einer Sekunde gemessen wird, dann ist die Genauigkeit der Rb-Atomuhr in etwa 30K Jahre und die Genauigkeit des Cs-Atomuhr in etwa 300K Jahre (Leick, 1990). Die Basisfrequenz der Atomuhr beträgt 10,23 MHz, dessen Mehrfache dazu verwendet werden, um einen C/A-Code (mit einer Frequenz von 1023 MHz) und ein PRN (Pseudo Random Noise = Pseudo-Zufallsrauschen) von einem P-Code (mit einer Frequenz von 1023 MHz) zu bilden. Die oben erwähnten Codes werden auf einem L1-Träger (mit einer Frequenz von 154·10,23 MHz und einer Wellenlänge von 19 cm) und einem L2-Träger (mit einer Frequenz von 120·10,23 MHz und einer Wellenlänge von 24 cm) moduliert, dann werden die Codes schließlich auf ein Dual-Frequenz-Radiosignal mit 50 BPS (Bit pro Sekunde) moduliert, das kontinuierlich zu der Erde gesendet wird. Die Gründe zum Modulieren dieser Codes auf den Trägern sind die folgenden: A. zum Beziehen einer Entfernung zwischen dem Satelliten und dem Empfänger durch Messen eines Zeitunterschiedes zwischen den Codes; B. zum Erkennen von verschiedenen Typen von Satelliten; C. zum Unterdrücken der nicht autorisierten Verwendung; und D. zum Eliminieren von Einflüssen aufgrund der nicht-geometrischen Faktoren.

Der Steuer-Abschnitt des GPS ist im September 1985 fertiggestellt worden. Der Steuer-Abschnitt umfasst eine Hauptsteuerungsstelle, drei Bodenantennen und fünf Überwachungsstellen. Jede Überwachungsstelle umfasst eine Dual-Frequenz-GPS-Empfangstelle, eine Standard Atomuhr, einen Sensor und einen Datenprozessor. Außerdem wird eine WGS 84-Koordination über eine genaue Messung durch den Kartographiedienst des US-Verteidigungsministeriums bereitgestellt. Jede Überwachungsstelle ist derart konfiguriert, um kontinuierlich jeden von den Satelliten 24 Stunden am Tag zu verfolgen. Außerdem werden eine beobachtete virtuelle alle 1,5 Sekunden bezogene Entfernung, die beobachteten Wetterdaten und die Ionisationsschichtdaten zusammen berechnet, damit ein Satz von geglätteten Daten all 15 Minuten bezogen wird. Dann werden die geglätteten Daten an die Hauptsteuerungsstelle übertragen. Mit Standort in dem Vereinten Weltraumkontrollzentrum in Springfield, Colorado, empfängt die Hauptsteuerungsstelle hauptsächlich verschiedene Daten, die von jenen fünf Überwachungsstellen übertragen wurden, um die Satelliten-Kalenderdaten, den Veränderungs-Parameter der Satellitenuhr und die Veränderungs-Parameter der Ionisationsschichtverzögerung für die Bodenantennen und dann zu dem Satelliten zu berechnen, um die Daten in dem Satelliten zu aktualisieren. Die Hauptsteuerungsstelle ist konfiguriert, um die Veränderung des Satellitenorbits zu berechnen, während das Steuersignal gesendet oder der Ausfall-Satellit durch den Ersatz-Satellit ersetzt wird. Die Bodenantenne sendet die Daten zu dem Satelliten über eine S-Kanal-Radiowelle. Ein Satz von Daten wird kontinuierlich zu dem Satelliten alle 8 Stunden bei Normalbetrieb zurück gesendet. Die gesamte Aufgabe des Steuer-Abschnitts besteht darin, den Satelliten in einem genauen Orbit im Betrieb zu halten, die Aktualisierungsinformation zu dem Satelliten zurückzuführen und jeden Satelliten zum Sicherstellen des Normalbetriebs zu überwachen.

Der Benutzer-Abschnitt betrifft einen Empfänger, der verwendet wird, um das GPS-Satellitensignal zu empfangen. Weil das GPS in unterschiedlichen Anwendungen weit verbreitet verwendet wird, können Benutzer einen Empfänger basierend auf der erforderlichen Funktion und Genauigkeit wählen. Wenn es zum Beispiel auf eine Anwendung zur Messung angewendet wird, dann werden wenigstens ein Empfänger, ein Aufzeichner, ein Monitor, eine eingebettete oder eine externe Antenne, ein Datenprozessor, wie z.B. ein PDA (Personal Digital Assistant) oder ein Personalcomputer (PC) und eine Stromversorgung benötigt.

Weil mehr und mehr Fahrzeughersteller das GPS zu einer Standard Ausstattung gemacht haben, können Fahrer in naher Zukunft ihren Standort in einer ungewohnten Umgebung besser lokalisieren, ohne dass das Lenkrad mit der einen Hand gesteuert und eine Karte in der anderen Hand gehalten werden müsste, um zu versuchen, die Route zum Bestimmungsort herauszufinden. Das nun auf dem Markt erhältliche GPS liefert unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit eine voreingestellte Entfernung bevor eine Abzweigung oder ein Bestimmungsort erreicht wird. Das heißt, bevor man zu einer Abzweigung oder einem Bestimmungsort gelangt, benachrichtigt das System den Fahrer über die verbleibende Entfernung (angezeigte Entfernung) bevor eine Abzweigung mit einem Sprachalarm gemacht wird. Wenn jedoch mit einer hohen Geschwindigkeit gefahren wird, dann könnte der Fahrer die Abzweigung oder den Bestimmungsort verfehlen, weil die angezeigte Entfernung zu kurz ist, was zeitverschwendend ist. Oder wenn auf der falschen Fahrspur gefahren wird, dann muss der Fahrer die Fahrspur plötzlich wechseln, was in Bruchteilen von Sekunden zu Unfällen führen könnte.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Deshalb ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur dynamischen Einstellung einer sprachangezeigten Entfernung von einem voreingestellten Standort basierend auf einer gegenwärtigen Fahrgeschwindigkeit bereitzustellen, worin die angezeigte Entfernung und der Sprachalarm mittels der Navigations-Software basierend auf der gegenwärtigen Fahrgeschwindigkeit dynamisch eingestellt werden, so dass die von dem GPS bereitgestellte Navigations-Funktion humaner ist.

Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur dynamischen Einstellung einer sprachangezeigten Entfernung von einem voreingestellten Standort basierend auf einer gegenwärtigen Fahrgeschwindigkeit bereit. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: das Empfangen eines GPS-Satellitensignals über das elektronische Gerät und das Decodieren des GPS-Signals; das Beziehen eines Geschwindigkeits-Parameters aus dem decodierten GPS-Satellitensignal; das Beziehen einer gegenwärtigen Fahrgeschwindigkeit durch Berechnen des Geschwindigkeits-Parameters; das Suchen nach einer angezeigten Entfernung entsprechend der gegenwärtigen Fahrgeschwindigkeit in einer eingebauten Tabelle, die in dem elektronischen Gerät gespeichert ist; und das Aktualisieren und Registrieren der angezeigten Entfernung.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, umfasst ferner das oben erwähnte Verfahren den folgenden Schritt: das Ausgeben von entweder einem Sprachalarm oder eines Warnsignals, wenn sich das Fahrzeug innerhalb der angezeigten Entfernung befindet.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Schritt des Empfangens und Decodierens des GPS-Satellitensignals folgendes: das Empfangen des GPS-Satellitensignals mittels eines GPS-Empfängers, der in dem elektronischen Gerät installiert ist; das Verstärken des GPS-Satellitensignals; das Filtern eines Rauschens aus dem GPS-Satellitensignal; und das Decodieren des gefilterten GPS-Satellitensignals.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die angezeigte Entfernung durch die oben erwähnte eingebaute Tabelle in der Produktionslinie konfiguriert oder durch den Benutzer voreingestellt.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der oben erwähnte Geschwindigkeits-Parameter ein empfohlenes Mindestspezifikum (RMC = recommended minimum specific), das von dem GPS vorgeschlagen wird, oder eine relative Versetzungs-Richtung und einen Vektor-To-Ground (VTG).

Weil die vorliegende Erfindung die sprachangezeigte Entfernung, die von der Navigations-Software geliefert wird, basierend auf der gegenwärtigen Fahrgeschwindigkeit dynamisch einstellt, ist die Navigations-Funktion des GPS humaner und ein sicheres Fahren und eine Genauigkeit der Wegfindung können effektiv verbessert werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die begleitenden Zeichnungen sind beinhaltet, um ein weiteres Verständnis der Erfindung zu liefern, und sind inkorporiert in und bilden einen Teil von dieser Spezifikation. Die Zeichnungen stellen Ausführungsformen der Erfindung dar und dienen zusammen mit der Beschreibung, um die Prinzipien der Erfindung zu erläutern.
1 zeigt schematisch ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur dynamischen Einstellung einer sprachangezeigten Entfernung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 zeigt schematisch ein Flussdiagramm, das einen Schritt des Empfangens und Decodierens eines GPS-Satellitensignals gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
3 zeigt schematisch eine eingebaute Tabelle eines elektronischen Geräts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt schematisch ein Flussdiagramm, das einen Schritt einer GPS-Positionsbestimmungs-Funktion gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
5 zeigt schematisch ein Flussdiagramm, das einen Schritt einer GPS-Navigations-Funktion gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die 1 zeigt schematisch ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur dynamischen Einstellung einer sprachangezeigten Entfernung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Das Verfahren eignet sich zur dynamischen Einstellung einer angezeigten Entfernung von einem voreingestellten Standort basierend auf der gegenwärtigen Fahrgeschwindigkeit. Es ist einem Durchschnittsfachmann ersichtlich, dass der oben erwähnte voreingestellte Standort ein Wendepunkt auf dem Weg (turning point en route) oder ein voreingestellter Bestimmungsort sein kann. Er ist jedoch nicht darauf beschränkt. Das elektronische Gerät kann ein PDA (Personal Digital Assistant), ein Laptop- (oder Notebook-) Computer oder ein beliebiges die Navigations-Funktion unterstützendes Gerät sein.
In der vorliegenden Ausführungsform, wenn sich das Fahrzeug bewegt, wird das von den GPS-Satelliten gesendete GPS-Satellitensignal von einer GPS-Antenne empfangen, die in dem Fahrzeug installiert ist, und das empfangene GPS-Satellitensignal wird dann durch einen Schaltkreis in dem elektronischen Gerät decodiert (s102).
Wie in der 2 gezeigt ist, umfasst der Schritt des Empfangens und Decodierens des GPS-Satellitensignals durch das elektronische Gerät das Empfangen eines GPS-Satellitensignals durch die GPS-Antenne (s202). Dann wird das GPS-Satellitensignal durch das elektronische Gerät verstärkt (s204). Es ist einem Durchschnittsfachmann ersichtlich, dass das GPS-Satellitensignal durch einen LNA-Schaltkreis (LNA = Low Noise Amplifier) in dem elektronischen Gerät verstärkt werden kann. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Das GPS-Satellitensignal kann auf 27 dB durch einen LNA-Schaltkreis verstärkt werden.
Nachdem das GPS-Satellitensignal verstärkt worden ist, filtert dann ein Schaltkreis innerhalb des elektronischen Geräts Rauschen aus dem GPS-Satellitensignal (s206). Es ist einem Durchschnittsfachmann ersichtlich, dass das GPS-Satellitensignal von einem aktiven Antennen-Filter innerhalb des elektronischen Geräts gefiltert werden kann. Dann wird das gefilterte GPS-Satellitensignal durch einen Empfänger innerhalb des elektronischen Geräts decodiert (s208).
Bezugnehmend auf die 1, nachdem das decodierte GPS-Satellitensignal empfangen wurde, bezieht dann das elektronische Gerät einen Geschwindigkeits-Parameter davon (s104). Es ist einem Durchschnittsfachmann ersichtlich, dass das GPS-Satellitensignal die Kommunikations-Protokoll-Daten der NMEA (National Marine Electronics Association) umfasst. Die NMEA ist hier eine US-Organisation, die einen Standard für den GPS-Empfänger und eine Struktur von Daten-Nachrichten, Inhalten und ein Protokoll der elektronischen Ausstattung für die Kommunikation zur See definiert. Das Kommunikations-Protokoll NMEA 0183 ist ein Standard-Daten-Kommunikations-Protokoll, das gegenwärtig von dem allgemeinen GPS-Empfänger und anderen Navigations- und elektronischen Geräten zur See verwendet wird.
In der vorliegenden Ausführungsform umfasst der Geschwindigkeits-Parameter in den Daten des NMEA-Kommunikations-Protokolls ein empfohlenes Mindestspezifikum (RMC = recommended minimum specific) oder eine relative Versetzungs-Richtung und einen Vektor-To-Ground (VTG), das von dem GPS vorgeschlagen wird.
In der vorliegenden Ausführungsform, nachdem der Geschwindigkeits-Parameter empfangen wurde, berechnet dann das elektronische Gerät den Geschwindigkeits-Parameter (s106) und eine gegenwärtige Fahrgeschwindigkeit wird bezogen (s108). Dann sucht das elektronische Gerät nach einer entsprechenden angezeigten Entfernung aus einer eingebauten Tabelle, die in dem elektronischen Gerät gespeichert ist, basierend auf der gegenwärtigen Fahrgeschwindigkeit (s110). Die 3 zeigt schematisch eine eingebaute Tabelle eines elektronischen Geräts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die eingebaute Tabelle umfasst eine Fahrgeschwindigkeit und eine entsprechende angezeigte Entfernung. Die angezeigte Entfernung wird in der Produktionslinie konfiguriert oder durch den Benutzer voreingestellt, ist aber nicht darauf beschränkt.
In der vorliegenden Ausführungsform, nachdem die angezeigte Entfernung entsprechend der gegenwärtigen Fahrgeschwindigkeit bezogen wurde, wird die neue angezeigte Entfernung in dem elektronischen Gerät temporär gespeichert (s112), zum Beispiel in einem Lese/Schreib-Speicher, der ursprünglich in dem elektronischen Gerät eingerichtet war. Wenn sich das Fahrzeug der neuen angezeigten Entfernung vor dem voreingestellten Standort nähert, dann gibt das elektronische Gerät entweder einen Sprachalarm oder ein Warnsignal aus (s114), um den Fahrer an die Entfernung aus dem voreingestellten Standort zu erinnern, damit der Benutzer genügend Zeit hat, um entsprechend zu reagieren (wie z.B. Fahrspurwechsel oder Verringerung der Geschwindigkeit, usw.).
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfüllen die meisten der GPS-Empfänger eine Standard-Spezifikation, die von der NMEA (National Marine Electronics Association) definiert wird. Die oben erwähnte standard Spezifikation definiert den Kommunikations-Standard für sämtliche der elektronischen Ausstattungen zur See, die ein Format- und ein Kommunikations-Protokoll zum Senden von Daten einschließt. Die oben erwähnte NMEA-Spezifikation schließt die drei Spezifikationen 0180, 0182 und 0183 ein. Weil die dritte Spezifikation (NMEA-0183) die Schnittstellen-Spezifikation RS-232 einschließt, die durch das NMEA-0180 und NMEA-0182 definiert wird, und ferner das EIA-422, eine Industrie-Standard-Schnittstelle, einschließt, sind die 0180- und 0182-Spezifikationen nun beinahe durch das 0183 ersetzt. Außerdem kann das NMEA-0183 mehr Daten als das NMEA-0180 und NMEA-0182 senden.
Die in einem NMEA-Format gesendeten Daten sind in dem amerikanischen Standard-Code zum Informationsaustausch (ASCII Code) konfiguriert. Hier werden die Daten in Sätzen gesendet und jeder Satz beginnt mit "$" und endet mit einem dezimalen Steuer-Code "10" und "13" (d.h. der in dem ASCII-Code definierte Zeilenvorschub-Code (line feed) und Schreibkopfrücklauf-Code (carriage return)).
Die Länge des Satzes ist variabel und bis zu 82 Zeichen. Die Felder in dem Satz sind durch ein Komma "," abgegrenzt. Die 2-ten und 3-ten Zeichen des Satzes stellen einen Identifizierungs-Code der Sendeausrüstung dar. Zum Beispiel stellt "GP" einen GPS-Empfänger, "LC" einen Loran-C-Empfänger und "OM" einen Omega-Navigations-Empfänger dar. Die 4-ten, 5-ten und 6-ten Zeichen des Satzes stellen einen Namen des Satzes dar, der gesendet werden soll. Zum Beispiel stellt "GGA" Festdaten eines globalen Positionsbestimmungssystems und "RMC" GPS/Sende-Daten eines empfohlenen Mindestspezifikums dar. Wenn die empfangenen Daten des NMEA-Kommunikations-Protokolls -$GPRMC,081243,A,2447.057,N,12059.862, E,000.1,054.7,160796,020.3,E*68 sind, wobei "$GPRMC" die GPS/Sende-Daten des empfohlenen Mindestspezifikums sind, "081243" das Senden der Daten zu der Zeit 08:12:43 GMT angibt, "A" angibt, dass der Empfänger nun aktiv ist, und "N" den Empfänger in einem Standby-Zustand darstellt. Außerdem stellt "2447.057,N" den nördlichen Breitengrad 24° 47,057' und "12059.862,E" den östlichen Längengrad 120° 59,862' dar. "000.1" stellt eine Geschwindigkeit von 0,1 Knoten auf der Erde dar, "054.7" stellt eine Signalstärke dar und "160796" gibt das Senden der Daten am 16. Juli 1996 an. Außerdem gibt "020.3,E" die magnetische Veränderung (magnetic variation) (Abweichung) von 20,3° Ost an und "*68" stellt eine Prüfsumme dar.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das folgende Format ein empfohlenes Basis-Format für die Darstellung von GNSS-Spezifikations-Daten:
$GPRMC,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<CR>,<LF>
<1> stellt eine zeitkoordiniertes Universal-Format (UTC) von hhmmss.sss dar, <2> stellt einen Positionsbestimmungs-Zustand dar, in dem "A" die Verwendbarkeit der Daten angibt und "V" die Nicht-Verwendbarkeit der Daten angibt. Außerdem stellt <3> einen Breitengrad in einem Format von ddmm.mmmm dar und <4> gibt an, ob er sich in der nördlichen Hemisphäre (N) oder in der südlichen Hemisphäre (S) befindet. Ähnlich gibt <5> einen Längengrad mit einem Format von ddmm.mmmm an und <6> gibt an, ob er sich in der östlichen Hemisphäre (E) oder in der westlichen Hemisphäre (W) befindet. Außerdem stellt <7> eine relative Versetzungs-Geschwindigkeit von 0,0 bis zu 1851,8 Knoten dar; <8> stellt eine relative Versetzungs-Richtung von 000,0 bis zu 359,9 Grad dar, <9> stellt ein Datum in einem Format von ddmmyy dar, <10> stellt eine magnetische Pol-Veränderung (magnetic pole variation) von 000,0 bis zu 180,0 dar <11> stellt eine Gradanzahl dar und <12> stellt eine Prüfsumme dar.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Format für die Darstellung der relativen Versetzungs-Richtung und des Vector-To-Ground (VTG):
$GPVTG,<1>,T,<2>,M,<3>,N,<4>,K,<5><CR><LF>
Worin <1> eine physikalische relative Versetzungs-Richtung von 000 bis zu 359 Grad darstellt, <2> eine zum Pol relative Versetzungs-Richtung von 000 bis zu 359 Grad darstellt, <3> eine relative Versetzungs-Geschwindigkeit von 00,0 bis zu 999,9 Knoten darstellt, <4> eine relative Versetzungs-Geschwindigkeit von 00,0 bis zu 1851,8 km/h darstellt und <5> eine Prüfsumme darstellt.
Die 4 zeigt schematisch ein Flussdiagramm, das einen Schritt einer GPS-Positionsbestimmungs-Funktion gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. In der vorliegenden Ausführungsform würde der Benutzer vor dem Anlassen eines Fahrzeugs die Navigations-Software aktivieren, um den gegenwärtigen Standort auf der elektronischen Karte zu verfolgen (s402). Dann empfängt das elektronische Gerät (Navigations-Gerät) ein GPS-Satellitensignal und decodiert das empfangene GPS-Satellitensignal. Anschließend bezieht das elektronische Gerät die Längengrad-/Breitengrad-Daten aus dem decodierten GPS-Satellitensignal (s404). Das elektronische Gerät bezieht die Längengrad-/Breitengrad-Daten aus den Daten des NMEA-Kommunikations-Protokolls.
Dann zeigt das elektronische Gerät die Längengrad-/Breitengrad-Daten an, die einen gegenwärtigen Standort des Fahrzeugs auf der elektronischen Karte angeben (s406). Es ist einem Durchschnittsfachmann ersichtlich, dass das elektronische Gerät die Längengrad-/Breitengrad-Daten auf der elektronischen Karte mit einem kleinen Symbol anzeigt. Die Längengrad-/Breitengrad-Daten des gegenwärtigen Standortes des Fahrzeugs werden auf der elektronischen Karte mit einer konstanten Frequenz kontinuierlich aktualisiert, wenn sich das Fahrzeug bewegt (s408). Anschließend, wenn sich das Fahrzeug bewegt, wird die von dem elektronischen Gerät gelieferte sprachangezeigte Entfernung dynamisch eingestellt, um die Möglichkeit eines Fahrzeugunfalls durch die Anwendung der Schritte s104~s114 zu verringern, wie in der 1 gezeigt ist.
Die Positionsbestimmungs-Daten werden kontinuierlich von dem GPS-Satelliten mit einer konstanten Frequenz von ein Datensatz) pro Sekunde ausgesendet und die Längengrad-/Breitengrad-Daten werden durch das elektronische Gerät mit einer konstanten Frequenz von einer Aktualisierung pro Sekunde kontinuierlich aktualisiert.
Die 5 zeigt schematisch ein Flussdiagramm, das einen Schritt einer GPS-Navigations-Funktion gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. In der vorliegenden Ausführungsform konfiguriert der Benutzer bei Verwendung des elektronischen Geräts (Navigations-Gerät) für die Navigations-Funktion zuerst einen Ausgangs-Standort und einen Ziel-Standort (s520). Die meisten der Ausgangs-Standorte befinden sich dort, wo sich der Benutzer beim Setzen der Konfiguration befindet, sind jedoch nicht darauf beschränkt.
Nachdem der Ausgangs-Standort und der Ziel-Standort konfiguriert wurden wird eine kürzeste Fahrtroute geplant und auf der elektronischen Karte mittels der Software, die in dem elektronischen Gerät installiert ist, basierend auf den bereitgestellten Standorten angezeigt (s504). Dann führt das elektronische Gerät den Benutzer, um sich auf eine passive Art und Weise der geplanten Route folgend zu bewegen, und zeigt den Längengrad/Breitengrad des Fahrzeugs auf der elektronischen Karte basierend auf dem empfangenen GPS-Satellitensignal an (s506). Die passiver Art und Weise bedeutet, dass der Benutzer der geplanten Route folgen kann oder die geplante Route als eine Referenz verwenden kann und das Fahrzeug nach eigenen Bedürfnissen lenkt.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das elektronische Gerät in der Lage, die Fahrtroute von dem Ausgangs-Standort zu dem Ziel-Standort aufzuzeichnen oder die Fahrtroute von dem Ausgangs-Standort zu dem Ziel-Standort kontinuierlich anzuzeigen (s508).
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das elektronische Gerät ferner in der Lage, den Benutzer an den Abzweigungspunkt zu erinnern oder den Benutzer mit einem Stimmalarm zu benachrichtigen, wenn das Fahrzeug von der geplanten Route abgekommen ist.
Zusammengefasst ist in dem Verfahren zur dynamischen Einstellung einer sprachangezeigten Entfernung, das von der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird, die von dem GPS bereitgestellte Navigations-Funktion humaner und das sichere Fahren als auch die Genauigkeit der Wegfindung werden effektiv verbessert.
Obwohl die Erfindung mit Bezug auf eine bestimmte Ausführungsform davon beschrieben worden ist, ist es einem Durchschnittsfachmann ersichtlich, dass Veränderungen an der beschriebenen Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von dem Geist der Erfindung abzuweichen. Dementsprechend wird der Schutzumfang der Erfindung durch die angefügten Ansprüche und nicht durch die obige detaillierte Beschreibung definiert.

Claims

Verfahren zur dynamischen Einstellung einer sprachangezeigten Entfernung von einem voreingestellten Standort basierend auf der gegenwärtigen Fahrgeschwindigkeit, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Empfangen und Decodieren eines GPS-Satellitensignals; Beziehen eines Geschwindigkeits-Parameters aus dem decodierten GPS-Satellitensignal; Ausführen einer Berechnung basierend auf dem Geschwindigkeits-Parameter; Beziehen der gegenwärtigen Fahrgeschwindigkeit; Suchen nach der entsprechenden angezeigten Entfernung aus einer eingebauten Tabelle basierend auf der gegenwärtigen Fahrgeschwindigkeit; und Aktualisieren und Registrieren der angezeigten Entfernung.
Das Verfahren zur dynamischen Einstellung der sprachangezeigten Entfernung gemäß Anspruch 1, das ferner das Erzeugen eines Erklingens eines Sprachalarms und/oder eines akustischen Warnsignals nach Annäherung an die angezeigte Entfernung umfasst.
Das Verfahren zur dynamischen Einstellung der sprachangezeigten Entfernung gemäß Anspruch 1, worin der Schritt des Empfangens und des Decodierens des GPS-Satellitensignals folgende Schritte umfasst: Empfangen des GPS-Satellitensignals; Verstärken des GPS-Satellitensignals; Filtern eines Rauschens aus dem GPS-Satellitensignal; und Decodieren des gefilterten GPS-Satellitensignals.
Das Verfahren zur dynamischen Einstellung der sprachangezeigten Entfernung gemäß Anspruch 1, worin die angezeigte Entfernung in der eingebauten Tabelle in einer Produktionslinie vorkonfiguriert wird.
Das Verfahren zur dynamischen Einstellung der sprachangezeigten Entfernung gemäß Anspruch 1, worin die angezeigte Entfernung in der eingebauten Tabelle durch einen Benutzer konfiguriert wird.
Das Verfahren zur dynamischen Einstellung der sprachangezeigten Entfernung gemäß Anspruch 1, worin der Geschwindigkeits-Parameter ein empfohlenes Mindestspezifikum (RMC = recommended minimum specific) umfasst, das von dem GPS vorgeschlagen wird.
Das Verfahren zur dynamischen Einstellung der sprachangezeigten Entfernung gemäß Anspruch 1, worin der Geschwindigkeits-Parameter eine relative Versetzungs-Richtung und einen Vektor-To-Ground (VTG) umfasst.
Das Verfahren zur dynamischen Einstellung der sprachangezeigten Entfernung gemäß Anspruch 1, worin das GPS-Satellitensignal Kommunikations-Protokoll-Daten der NMEA (National Marine Electronics Association) umfasst.
Das Verfahren zur dynamischen Einstellung der sprachangezeigten Entfernung gemäß Anspruch 1, worin der voreingestellte Standort einen Wendepunkt auf dem Weg umfasst.
Das Verfahren zur dynamischen Einstellung der sprachangezeigten Entfernung gemäß Anspruch 1, worin der voreingestellte Standort einen Bestimmungsort umfasst.