DE102005046735A1

DE102005046735A1 - Verfahren zur rechnergestützten Ermittlung einer Position in einer Landkarte, Navigationsvorrichtung und Mobilfunktelefon

Info

Publication number: DE102005046735A1
Application number: DE102005046735A
Authority: DE
Inventors: Ian Courtney; Dan Dinescu; Josef Dr. Plötz
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 2005-09-29
Filing date: 2005-09-29
Publication date: 2007-04-05
Anticipated expiration: 2025-09-30
Also published as: US8712689B2; DE102005046735B4; US20070100542A1

Abstract

Ein digitalisiertes Bild einer Landkarte wird in einem Datenspeicher gespeichert. Mindestens ein Punkt des Bilds der Landkarte wird als Referenzpunkt ausgewählt. Ortskoordinaten des Orts, der dem Referenzpunkt entspricht, werden ermittelt und dem Referenzpunkt zugeordnet. Eine Kalibrierungszusatzinformation, welche eine Kalibrierung des Bilds der Landkarte in Ortskoordinaten ermöglicht, wird ermittelt. Ein Mobilfunktelefon hat eine Navigationsvorrichtung, die eingerichtet ist zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur rechnergestützten Ermittlung einer Position in einer Landkarte, sowie eine Navigationsvorrichtung und ein Mobilfunktelefon.

Es ist bekannt, dass mobile elektronische Geräte wie z. B. ein Mobilfunktelefon oder ein tragbarer Rechner (Personal Digital Assistent) mit einer Navigationsfunktion ausgerüstet sein können, die mittels satellitengestützter Navigation gemäß dem Global Positioning System (GPS) arbeitet. Derartige Geräte beinhalten eine besondere Navigationssoftware und einen GPS-Empfänger, oder sind an einen solchen Empfänger angeschlossen. Zur Navigation werden spezielle Navigationsdaten vorab in das Gerät geladen, die GPS-Position wird ermittelt, und dem Benutzer wird eine Karte dargestellt, in der seine Position markiert ist. Dadurch wird eine Navigation in unbekanntem Gelände ermöglicht. Ein solches Gerät bzw. Verfahren ist jedoch relativ aufwendig. Speziell für die verwendete Hard- und Software geeignete Navigationsdaten des gewünschten Gebiets müssen jeweils vorab gekauft und in das Gerät geladen werden. Für den Benutzer fallen relativ hohe Kosten an.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Navigation auf eine technisch weniger aufwendige Art und zu niedrigeren Kosten als beim Stand der Technik zu ermöglichen.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur rechnergestützten Ermittlung einer Position in einer Landkarte und durch eine Navigationsvorrichtung mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst.

Bei einem Verfahren zur rechnergestützten Ermittlung einer Position in einer Landkarte wird ein digitalisiertes Bild einer Landkarte in einem Datenspeicher gespeichert.

Mindestens ein Punkt des Bilds der Landkarte wird ausgewählt. Ortskoordinaten mindestens eines Orts, der dem mindestens einen ausgewählten Punkt des Bilds der Landkarte entspricht, werden ermittelt und dem mindestens einen ausgewählten Punkt des Bilds der Landkarte zugeordnet. Eine Kalibrierungszusatzinformation, welche eine Kalibrierung des Bilds der Landkarte in Ortskoordinaten ermöglicht, wird ermittelt.

Eine Navigationsvorrichtung hat einen Datenspeicher, der eingerichtet ist, ein digitalisiertes Bild einer Landkarte zu speichern. Eine Steuereinrichtung ist mit dem Datenspeicher gekoppelt und ist eingerichtet, mindestens einen Punkt des Bilds der Landkarte auszuwählen und dem mindestens einen ausgewählten Punkt des Bilds der Landkarte Ortskoordinaten zuzuordnen. Eine Ortskoordinaten-Ermittlungseinheit ist mit der Steuereinrichtung gekoppelt und ist eingerichtet, Ortskoordinaten mindestens eines Orts, der dem mindestens einen ausgewählten Punkt des Bilds der Landkarte entspricht, zu ermitteln. Ferner hat die Navigationsvorrichtung eine Kalibrierungszusatzinformations-Ermittlungseinheit, die mit der Steuereinrichtung gekoppelt ist und eingerichtet ist, eine Kalibrierungszusatzinformation, welche eine Kalibrierung des Bilds der Landkarte in Ortskoordinaten ermöglicht, zu ermitteln.

Ein Aspekt der Erfindung kann anschaulich darin gesehen werden, dass die rechnergestützte Ermittlung einer Position in einer digitalisierten Landkarte mit Hilfe einer Referenzposition und einer Kalibrierungszusatzinformation erfolgt. Ein Punkt des Bilds der Landkarte wird ausgewählt und stellt damit einen Referenzpunkt dar. Ortskoordinaten des Orts, welcher dem Referenzpunkt entspricht, werden ermittelt und dem Referenzpunkt zugeordnet. Damit ist eine Referenzposition gegeben bzw. bekannt. Die Kalibrierungszusatz information ermöglicht, anschaulich ausgedrückt, die Umrechnung von Maßen des digitalisierten Bilds der Landkarte in Einheiten von Ortskoordinaten, z.B. in Streckenlängen und Richtungen, und umgekehrt. Dadurch wird bewirkt, dass zu jeder durch ihre Ortskoordinaten ausgedrückten Position, sofern sie innerhalb des von der digitalisierten Landkarte umfassten Gebiets liegt, der dieser Position entsprechende Bildpunkt der Landkarte bekannt ist bzw. unmittelbar berechnet werden kann.

Die Erfindung hat beispielsweise den Vorteil, dass ein einfaches digitalisiertes Bild einer beliebig ausgestalteten Landkarte verwendet werden kann. Es müssen keine speziellen Navigationsdaten gekauft und bereitgestellt werden. Stattdessen kann eine Landkarte beliebigen Typs und beliebiger Art der Geländedarstellung als Vorlage verwendet werden. Somit wird eine Navigation in unbekanntem Gelände auf eine technisch weniger aufwendige Art und zu niedrigeren Kosten ermöglicht.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Die beschriebenen Ausgestaltungen gelten sowohl für das Verfahren als auch sinngemäß für die korrespondierende Vorrichtung.

Bei einer ersten vorteilhaften Ausführungsform wird in einem weiteren Verfahrensschritt das Bild der Landkarte zumindest teilweise aus dem Datenspeicher ausgelesen und einem Benutzer dargestellt. Somit kann ein Benutzer das Bild der Landkarte bzw. einen Ausschnitt daraus betrachten.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform werden in einem zusätzlichen Verfahrensschritt Ortskoordinaten des momentanen Aufenthaltsorts des Benutzers ermittelt. Somit ist der dem momentanen Aufenthaltsort des Benutzers entsprechende Bildpunkt der Landkarte bekannt bzw. kann unmittelbar berechnet werden.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der in einem weiteren Verfahrensschritt der momentane Aufenthaltsort des Benutzers in dem dargestellten Bild markiert wird. Der Benutzer kann so beim Betrachten des Bilds der Landkarte seinen momentanen Aufenthaltsort leichter und genauer erkennen.

Vorteilhafterweise wird bei dem Verfahren ein fotografisches Bild einer Landkarte gespeichert. Ein solches lässt sich auf einfache Weise erzeugen. Beispielsweise kann es eingescannt oder abfotografiert werden. Als Vorlage dafür kann z.B. jede übliche, auf Papier gedruckte Landkarte oder auch eine individuell gezeichnete Landkarte dienen. Die Bezeichnung Landkarte bezieht sich hier auf jede Art von Karte, also ist darunter auch z.B. ein Stadtplan, eine Wegeskizze usw. zu verstehen. Es kann dabei auch vorteilhaft sein, wenn ein Ausschnitt einer Landkarte ausgewählt und ein fotografisches Bild des ausgewählten Ausschnitts gespeichert wird. Dadurch kann vermieden werden, dass nicht interessierende Teile der Landkarte gespeichert werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das Bild der Landkarte als Pixelgrafik, auch Bitmap-Grafik genannt, gespeichert. Zur Erstellung, Speicherung, Bearbeitung und Darstellung von Pixelgrafiken sind eine Vielzahl von Werkzeugen in Software und Hardware bekannt. Die Pixelanzahl bzw. die Pixelauflösung kann man leicht an die Anforderungen hinsichtlich der räumlichen Auflösung bei der Ermittlung einer Position in der Landkarte anpassen.

Mit Vorteil setzt man die Erfindung für den Fall ein, dass das Bild in einem Datenspeicher eines Mobilfunktelefons gespeichert wird und/oder das Bild auf einem Display eines Mobilfunktelefons dargestellt wird. Heutige Mobilfunktelefone eignen sich gut dafür, da sie meist für Multimedia-Anwendungen ausgelegt sind und deshalb relativ große Datenspeicher und relativ große und hoch auflösende Displays haben.

Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn ein markanter Punkt der Landkarte ausgewählt wird als der mindestens eine ausgewählte Punkt. Vorzugsweise wird ein Kreuzungspunkt sich kreuzender Strukturen der Landkarte ausgewählt als der mindestens eine ausgewählte Punkt. Dadurch wird eine leichtere und genauere Ermittlung der Ortskoordinaten des Orts, der dem ausgewählten Punkt entspricht, ermöglicht.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform wird ein Punkt in dem dargestellten Bild markiert und der markierte Punkt wird ausgewählt als der mindestens eine ausgewählte Punkt. Damit wird eine Information dargestellt, welcher Punkt ausgewählt wird. Die Auswahl des Referenzpunkts kann dadurch auch unter Kontrolle des Benutzers stattfinden. Mit Vorteil wählt der Benutzer aus, welcher Punkt markiert wird.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der als Ortskoordinaten des mindestens eines Orts, der dem mindestens einen ausgewählten Punkt des Bilds der Landkarte entspricht, die Ortskoordinaten des momentanen Aufenthaltsorts eines bzw. des Benutzers ermittelt werden. Somit kann der momentane Aufenthaltsort als Referenzposition ausgewählt werden.

Bei einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden die Ortskoordinaten des mindestens einen Orts, der dem mindestens einen ausgewählten Punkt des Bilds der Landkarte entspricht, aus einer Benutzereingabe ermittelt. Dadurch wird eine einfachere Ermittlung der Ortskoordinaten ermöglicht.

Ferner bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Ortskoordinaten des mindestens einen Orts, der dem mindestens einen ausgewählten Punkt des Bilds der Landkarte entspricht, aus Merkmalen der Landkarte ermittelt werden. Dadurch wird eine Ermittlung der Ortskoordinaten lediglich aus Informationen, die im gespeicherten Bild der Landkarte bereits enthalten sind, ermöglicht. vorteilhafterweise werden die Ortskoordinaten des mindestens einen Orts, der dem mindestens einen ausgewählten Punkt des Bilds der Landkarte entspricht, aus einem Koordinatengitternetz und/oder aus Koordinatenbeschriftungen der Landkarte ermittelt.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird die Kalibrierungszusatzinformation dadurch ermittelt, dass mindestens ein zusätzlicher Punkt des Bilds der Landkarte ausgewählt wird, und dass Ortskoordinaten mindestens eines zusätzlichen Orts, der dem mindestens einen ausgewählten zusätzlichen Punkt des Bilds der Landkarte entspricht, ermittelt werden und dem mindestens einen ausgewählten zusätzlichen Punkt des Bilds der Landkarte zugeordnet werden. Dies lässt sich anschaulich so verstehen, dass die in der Erfindung enthaltene Idee der Ermittlung einer Referenzposition erneut in Bezug auf einen zusätzlichen Referenzpunkt angewendet wird. Sind zwei Referenzpositionen bekannt und den jeweiligen Referenzpunkten zugeordnet, ist die Umrechnung von Maßen des digitalisierten Bilds der Landkarte in Einheiten von Ortskoordinaten und umgekehrt möglich. Somit erhält man auf relativ einfache Weise die Kalibrierungszusatzinformation.

Besonders vorteilhaft ist auch eine Ausführungsform, bei der die Kalibrierungszusatzinformation dadurch ermittelt wird, dass der Maßstab und die geografische Orientierung des Bilds der Landkarte auf Ortskoordinaten bezogen ermittelt werden. Mittels Maßstab und geografischer Orientierung des Bilds der Landkarte ist auch bei nur einer bekannten Referenzposition die Umrechnung von Maßen des digitalisierten Bilds der Landkarte in Einheiten von Ortskoordinaten und umgekehrt möglich. Dadurch wird die Kalibrierungszusatzinformation erhalten, ohne dass dafür Ortskoordinaten eines zusätzlichen Referenzpunkts ermitteln werden müssen, also auf eine unter einem anderen Aspekt relativ einfache Weise.

Vorzugsweise werden der Maßstab und/oder die geografische Orientierung aus Merkmalen der Landkarte ermittelt. Damit wird die Ermittlung lediglich aus Informationen, die im gespeicherten Bild der Landkarte bereits enthalten sind, ermöglicht. Vorteilhaft ist es, wenn der Maßstab aus einer auf der Landkarte dargestellten Strecke von in Ortskoordinaten bekannter Länge ermittelt wird. Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn die geografische Orientierung aus einer auf der Landkarte dargestellten Richtung von bekannter geografischer Orientierung ermittelt wird. Solche Strecken bzw. Richtungen sind auf üblichen Landkarten meist leicht erkennbar vorhanden.

Eine ebenfalls bevorzugte Ausführungsform ergibt sich, wenn der Maßstab und/oder die geografische Orientierung mit Hilfe einer Benutzereingabe ermittelt werden. Somit kann die Ermittlung unter Kontrolle des Benutzers und unabhängig von Inhalten der gespeicherten Landkarte erfolgen. Vorzugsweise wird zur Ermittlung des Maßstabs in dem dargestellten Bild der Landkarte eine Strecke von in Ortskoordinaten bekannter Länge durch den Benutzer markiert. Mit Vorteil wird zur Ermittlung der geografischen Orientierung in dem dargestellten Bild der Landkarte eine Richtung von bekannter geografischer Orientierung durch den Benutzer markiert. Solche Strecken bzw. Richtungen sind auf üblichen Landkarten meist leicht erkennbar vorhanden bzw. dem Benutzer bekannt.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung werden die Ortskoordinaten des momentanen Aufenthaltsorts eines bzw. des Benutzers durch eine Positionsmessung ermittelt. Bevorzugt ist, dass die Positionsmessung mit Hilfe eines satellitengestützten Positionsbestimmungsverfahrens erfolgt. Dadurch wird eine präzise, zuverlässige und für den Benutzer komfortable Ermittlung ermöglicht.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung hat eine Navigationsvorrichtung eine Darstellungseinheit, die mit der Steuereinrichtung gekoppelt ist und eingerichtet ist, das Bild der Landkarte zumindest teilweise einem Benutzer darzustellen. Die Ortskoordinaten-Ermittlungseinheit ist eingerichtet, Ortskoordinaten des momentanen Aufenthaltsorts des Benutzers zu ermitteln, und die Steuereinrichtung ist eingerichtet, zu veranlassen, dass das Bild der Landkarte zumindest teilweise aus dem Datenspeicher ausgelesen und zur Darstellungseinheit übertragen wird und der momentane Aufenthaltsort des Benutzers in dem von der Darstellungseinheit dargestellten Bild markiert wird. Somit kann ein Benutzer das Bild der Landkarte bzw. einen Ausschnitt daraus betrachten und dabei seinen momentanen Aufenthaltsort leichter und genauer erkennen.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich, wenn ein Mobilfunktelefon eine erfindungsgemäße Navigationsvorrichtung aufweist. Denn die Kombination eines Mobilfunktelefons und einer Navigationsvorrichtung in einem Gerät, das ein Benutzer in der Regel leicht mit sich führen kann, stellt ein für den Benutzer äußerst attraktives Produkt dar.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn das Mobilfunktelefon eine Kamera hat, die mit dem Datenspeicher gekoppelt ist. Somit ist es möglich, auf sehr einfache Weise eine Landkarte zu fotografieren und das fotografische Bild zu speichern.

Eine ebenfalls bevorzugte Ausführungsform stellt ein Mobilfunktelefon dar, das eine erfindungsgemäße Navigationsvorrichtung aufweist, und bei dem die Ortskoordinaten-Ermittlungseinheit eine Empfangsvorrichtung für Signale zur satellitengestützten Positionsbestimmung beinhaltet oder mit einer solchen Empfangsvorrichtung gekoppelt ist. Heutige Mobilfunktelefone haben häufig derartige Empfangsvorrichtungen. Dadurch wird eine präzise, zuverlässige und für den Benutzer komfortable Ermittlung von Ortskoordinaten ermöglicht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen
1 ein schematisches Diagramm mit Funktionsblöcken, welches das funktionale Zusammenwirken verschiedener Aspekte des Ausführungsbeispiels darstellt,
2 ein Mobilfunktelefon, das eingerichtet ist zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, als Blockschaltbild.
In 1 sind verschiedene Funktionsblöcke dargestellt, welche sich auf Abläufe des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. auf Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung in dem Ausführungsbeispiel beziehen. Die Funktionsblöcke in der 1 sind durch Pfeile miteinander verbunden, welche das funktionale Zusammenwirken der Funktionen symbolisieren. Ausgangspunkt für die Betrachtung der 1 ist der Block „Bild speichern" 101. Von ihm weist ein Pfeil 111 auf den Block „Referenzpunkt auswählen" 102. Von diesem weist ein Pfeil 112 auf den Block „Ortskoordinaten Referenzpunkt zuordnen" 103. Von diesem wiederum weist ein Pfeil 113 auf den Block „Kalibrierungszusatzinformation ermitteln" 104. Von Block 104 weist ein Pfeil 114 zurück auf den Block 102. Ein weiterer Pfeil 115 weist von Block 102 auf den Block „Ortskoordinaten ermitteln" 105. von diesem weist wiederum ein Pfeil 115a auf den Block 103. Ein Doppelpfeil 116 verbindet den Block 105 mit dem Block „Ort im Bild markieren" 106. Schließlich weist ein Pfeil 117 von Block 101 auf den Block „Bild darstellen" 107, und von diesem ein Pfeil 118 auf den Block 106. Ein weiterer Pfeil 119 weist vom Block 104 auf den Block 106.
In 2 ist anhand eines Blockschaltbilds einiger Komponenten ein Mobilfunktelefon dargestellt, das eingerichtet ist zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Zur Vereinfachung der Darstellung sind sonstige übliche Komponenten eines Mobilfunktelefons, die für das Verständnis der Erfindung nicht unbedingt erforderlich sind, nicht gezeigt. In 2 erkennt man in einem Mobilfunktelefon 200 einen Prozessor 201, eine Benutzerschnittstelle 202, welche ein Display und eine Tastatur beinhaltet, eine Kamera 203, einen Speicher 204 und eine GPS-Empfangseinheit 205. Der Prozessor 201 ist mit der Benutzerschnittstelle 202, der Kamera 203, dem Speicher 204 und der GPS-Empfangseinheit 205 jeweils durch Doppelpfeile 206, 207, 208 bzw. 209 verbunden, welche jeweils eine Kopplung der Komponenten und den Datenfluss in beiden Richtungen symbolisieren. Die GPS-Empfangseinheit 205 ist mit einer Empfangsantenne 210 verbunden, durch welche die Signale der Satelliten des GPS empfangen werden können. Eine Landkarte 211 ist außerhalb des Mobilfunktelefons 200 gezeigt. Von ihr weist ein Pfeil 212, welcher das fotografische Aufnehmen der Landkarte symbolisiert, auf die Kamera 203.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel wird das erfindungsgemäße Verfahren von einem Mobilfunktelefon 200 ausgeführt, welches eine erfindungsgemäße Vorrichtung beinhaltet. Auf einem Prozessor 201 in dem Mobilfunktelefon 200 wird eine entsprechende Softwareapplikation ausgeführt.
„Bild speichern" 101:
Mittels einer in dem Mobilfunktelefon 200 eingebauten Kamera 203, z. B. einer Fotokamera, wird ein Bild einer Landkarte 211 aufgenommen und digitalisiert. Die Bilddaten werden in einem Speicher 204 des Mobilfunktelefons als Pixelgrafik gespeichert. Das Bild kann auch mittels einer separaten Kamera aufgenommen oder mittels eines Scanners eingescannt und dann auf das Mobilfunktelefon übertragen werden. Um die Auflösung der Kamera bzw. den vorhandenen Speicher optimal auszunutzen, wird das Bild nur von dem interessierenden Teil der Landkarte aufgenommen.
Der Zusammenhang der Koordinaten des gespeicherten Bilds mit Ortskoordinaten, d. h. hier also GPS-Koordinaten, kann im mathematischen Sinn als eine ebene Transformation betrachtet werden. Dabei sollen beim Fotografieren der Landkarte entstehende Verzerrungen, wie z. B. eine perspektivische Verzerrung, eine Scherung oder eine ungleichmäßige Dehnung oder Stauchung, außer Betracht bleiben. Verzerrungen könnten z. B. durch eine schräge Blickrichtung der Kamera oder eine für den Zweck des Abfotografierens ungeeignete Optik der Kamera verursacht werden. Ein Benutzer wird indes intuitiv bestrebt sein, solche Verzerrungen zu vermeiden, so dass diese gering bleiben werden. Somit ist im allgemeinen Fall die den Koordinatenzusammenhang beschreibende Transformation im Wesentlichen eine Zusammensetzung aus einer Translation, einer gleichmäßigen Skalierung und einer Rotation.
Der Translationsanteil kann dabei durch den Abgleich der Koordinaten eines Referenzpunkts ermittelt werden, welcher quasi als neuer gemeinsamer Koordinatenursprung fungiert. Um eine Kalibrierung des Bilds der Landkarte in GPS-Koordinaten zu ermöglichen, ist es dann noch zusätzlich erforderlich, den Skalierungsfaktor und den Rotationswinkel zu ermitteln. Der Skalierungsfaktor und der Rotationswinkel können auch implizit ermittelt werden anhand eines zweiten, zusätzlichen Referenzpunkts, dessen Bildkoordinaten mit seinen GPS-Koordinaten abgeglichen werden.
„Referenzpunkt auswählen" 102 und „Ortskoordinaten Referenzpunkt zuordnen" 103:
Der Benutzer wählt einen Referenzpunkt aus, indem er in dem auf dem Display (Benutzerschnittstelle 202) des Mobilfunktelefons dargestellten Bild der Landkarte einen Punkt mit dem Cursor markiert. Er wählt z. B. seinen aktuellen Standpunkt aus, dessen GPS-Koordinaten durch Messung mittels der GPS-Empfangseinheit 205 leicht ermittelbar sind, oder einen bestimmten, markanten Punkt der Landkarte, dessen GPS-Koordinaten bekannt sind. Der Referenzpunkt kann auch automatisiert, d. h. ohne weiteres Zutun des Benutzers, ausgewählt werden, z. B. für den Fall, dass die Landkarte ein Gitternetz mit GPS-Koordinaten aufweist. Die zum Referenzpunkt ermittelten Ortskoordinaten werden dem Referenzpunkt zugeordnet.
„Kalibrierungszusatzinformation ermitteln" 104:
In einer Variante kann die Kalibrierungszusatzinformation implizit durch einen zweiten Referenzpunkt ermittelt werden. Die originale Landkarte 211 kann z. B. mindestens zwei Referenzpunkte mit bekannten GPS-Koordinaten haben. Der Benutzer markiert dann beide Referenzpunkte auf dem dargestellten Bild der Karte. Der Benutzer kann sich auch hintereinander an zwei verschiedene Orte begeben und seine jeweilige Position, deren GPS-Koordinaten durch Messung mittels der GPS-Empfangseinheit 205 dann leicht ermittelbar sind, als Referenzpunkte markieren. Um die Genauigkeit der Kalibrierung zu gewährleisten, sollten diese zwei Orte einen angemessenen Mindestabstand in Relation zur Größe des von dem Bild der Karte dargestellten Gebiets haben.
In einer alternativen Variante wird die Kalibrierungszusatzinformation ermittelt, indem eine Information über den Maßstab und die geografische Orientierung des fotografierten Bilds der Karte ermittelt wird.
Der Maßstab der Originalkarte kann nicht direkt eingegeben werden, da er sich im Bild der Karte durch das Fotografieren in kaum nachvollziehbarer Weise ändert. Der Benutzer markiert besser eine geeignete Strecke auf dem im Display (Benutzerschnittstelle 202) angezeigten Bild der Karte und gibt deren Entfernung manuell, z. B. mittels der Tastatur (Benutzerschnittstelle 202) oder per Spracheingabe, in das Gerät ein. Besonders eignet sich als Referenzstrecke die Maßstabslegende einer üblichen Landkarte oder eines Stadtplans. Ebenfalls gut geeignet zur Ableitung einer Referenzstrecke sind die durch Koordinatennetzlinien in üblichen Landkarten und Stadtplänen aufgespannten Planquadrate bekannter Abmessung. Falls nur ein kleiner Ausschnitt aus einer größeren Karte abfotografiert wurde, welche einen variierenden Maßstab hat, kann mittels des Koordinatennetzes der örtlich angewandte Maßstab berücksichtigt werden. Bei Stadtplänen der Firma Falk ist es z. B. häufig der Fall, dass ein Stadtzentrum vergrößert im Vergleich zu den Randbezirken dargestellt wird, wobei der Maßstab sich kontinuierlich ändert. aber ein Netz von dünnen Koordinatenlinien in konstantem Abstand, z. B. ein Kilometer oder 500 Meter, die ganze Karte überzieht.
Außer dem Maßstab wird die geografische Orientierung („Nordung") des fotografierten Bildes der Karte benötigt. Durch das Fotografieren kann sich die Orientierung des Bildes der Karte ändern, so dass die Displayrichtung „oben" nicht unbedingt der Kartenrichtung „Nord" entspricht. Die Nordrichtung bzw. eine andere geografische Richtung markiert der Benutzer als Richtungspfeil auf dem im Display (Benutzerschnittstelle 202) angezeigten Bild der Karte. Da übliche Landkarten und Stadtpläne stets genordet sind, können z. B. die mitfotografierten Begrenzungen des Kartenausschnitts oder die in Nord-Süd- bzw. Ost-West-Richtung verlaufenden Koordinatennetzlinien als Richtungsreferenz dienen. Das Mobilfunktelefon erwartet z. B. standardmäßig eine Eingabe eines Richtungspfeils von Süd nach Nord, wobei der Benutzer nur die Anfangs- und Endpunkte mittels Cursor markieren muss. Falls der eingegebene Pfeil einer anderen Richtung entspricht, muss der Benutzer die Richtung manuell, z. B. mittels der Tastatur (Benutzerschnittstelle 202) oder per Spracheingabe, z. B. als eine der Haupthimmelsrichtungen oder in Winkelgrad eingeben.
Zweckmäßiger Weise wird die Markierung mittels Cursor von Referenzstrecke und Referenzrichtung kombiniert. Der Benutzer markiert dafür etwa eine von Süd nach Nord verlaufende Seite eine Planquadrats oder Seite eines aus mehreren benachbarten Planquadraten gebildeten Rechtecks und gibt deren auf das reale Gelände bezogene Länge ein. Zusammen mit den GPS-Koordinaten eines Referenzpunkts kann das Gerät dann alle GPS-Koordinaten innerhalb des vom gespeicherten Bild der Karte abgedeckten Gebiets in Bildpunkte der Karte umrechnen. Die Genauigkeit wird dabei wesentlich mitbestimmt durch die Länge der Referenzstrecke.
Die Ermittlung der Kalibrierungszusatzinformation kann auch automatisiert erfolgen, indem die dafür geeigneten, im Bild der Karte vorhandenen Elemente, Strukturen und Beschriftungen z. B. mittels Bildverarbeitungssoftware erkannt bzw. vermessen werden.
„Ortkoordinaten ermitteln" 105:
In dem Ausführungsbeispiel können Ortskooordinaten durch GPS-Messung, durch Benutzereingabe, oder durch automatisiertes Erkennen und Auslesen von Merkmalen bzw. Beschriftungen des im Speicher 204 gespeicherten Bilds der Landkarte 211 ermittelt werden. Das Mobilfunktelefon 200 ist mit einer GPS-Empfangseinheit 205 zur satellitengestützten Positionsermittlung ausgerüstet.
„Ort im Bild markieren" 106 und „Bild darstellen" 107:
Das Bild der Landkarte wird dem Benutzer auf dem Display (Benutzerschnittstelle 202) des Mobilfunktelefons dargestellt.
Da dessen Auflösung häufig kleiner ist als die Auflösung der zum Fotografieren verwendeten Kamera, werden Darstellungsmethoden wie Vergrößern, Verkleinern, Scrollen und automatisches Zentrieren angewandt, um die volle Auflösung des Bilds benutzen zu können. Der Benutzer kann einen Punkt des Bilds mittels Cursor markieren und so diesen Punkt bzw. den dazugehörigen Ort auswählen. Nachdem das Bild der Landkarte kalibriert worden ist, wird die jeweilige aktuelle Position des Benutzers, deren Ortskoordinaten durch laufende GPS-Messung ermittelt werden, in dem dargestellten Bild markiert.

101: Bild speichern
102: Referenzpunkt auswählen
103: Ortskoordinaten Referenzpunkt zuordnen
104: Kalibrierungszusatzinformation ermitteln
105: Ortskoordinaten ermitteln
106: Ort im Bild markieren
107: Bild darstellen
111: Pfeil
112: Pfeil
113: Pfeil
114: Pfeil
115: Pfeil
115a: Pfeil
116: Doppelpfeil
117: Pfeil
118: Pfeil
119: Pfeil
200: Mobilfunktelefon
201: Prozessor
202: Benutzerschnittstelle
203: Kamera
204: Speicher
205: GPS-Empfangseinheit
206: Doppelpfeil
207: Doppelpfeil
208: Doppelpfeil
209: Doppelpfeil
210: Empfangsantenne
211: Landkarte
212: Pfeil

Claims

Verfahren zur rechnergestützten Ermittlung einer Position in einer Landkarte mit den Verfahrensschritten: – Ein digitalisiertes Bild einer Landkarte wird in einem Datenspeicher gespeichert, – mindestens ein Punkt des Bilds der Landkarte wird ausgewählt (Referenzpunkt), – Ortskoordinaten mindestens eines Orts, der dem mindestens einen ausgewählten Punkt des Bilds der Landkarte entspricht, werden ermittelt und dem mindestens einen ausgewählten Punkt des Bilds der Landkarte zugeordnet, – eine Kalibrierungszusatzinformation, welche eine Kalibrierung des Bilds der Landkarte in Ortskoordinaten ermöglicht, wird ermittelt.
Verfahren nach Anspruch 1 mit dem weiteren Schritt: – Das Bild der Landkarte wird zumindest teilweise aus dem Datenspeicher ausgelesen und einem Benutzer dargestellt.
Verfahren nach Anspruch 2 mit dem weiteren Schritt: – Ortskoordinaten des momentanen Aufenthaltsorts des Benutzers werden ermittelt.
Verfahren nach Anspruch 3 mit dem weiteren Schritt: – Der momentane Aufenthaltsort des Benutzers wird in dem dargestellten Bild markiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem ein fotografisches Bild einer Landkarte gespeichert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Bild als Pixelgrafik gespeichert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei dem ein Punkt in dem dargestellten Bild markiert wird und der markierte Punkt ausgewählt wird als der mindestens eine ausgewählte Punkt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem als Ortskoordinaten des mindestens eines Orts, der dem mindestens einen ausgewählten Punkt des Bilds der Landkarte entspricht, die Ortskoordinaten des momentanen Aufenthaltsorts eines bzw. des Benutzers ermittelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Ortskoordinaten des mindestens eines Orts, der dem mindestens einen ausgewählten Punkt des Bilds der Landkarte entspricht, aus einer Benutzereingabe ermittelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Ortskoordinaten des mindestens eines Orts, der dem mindestens einen ausgewählten Punkt des Bilds der Landkarte entspricht, aus Merkmalen der Landkarte ermittelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem die Kalibrierungszusatzinformation dadurch ermittelt wird, dass – mindestens ein zusätzlicher Punkt des Bilds der Landkarte ausgewählt wird (zusätzlicher Referenzpunkt), und – Ortskoordinaten mindestens eines zusätzlichen Orts, der dem mindestens einen ausgewählten zusätzlichen Punkt des Bilds der Landkarte entspricht, ermittelt werden und dem mindestens einen ausgewählten zusätzlichen Punkt des Bilds der Landkarte zugeordnet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem die Kalibrierungszusatzinformation dadurch ermittelt wird, dass der Maßstab und die geografische Orientierung des Bilds der Landkarte auf Ortskoordinaten bezogen ermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem der Maßstab und/oder die geografische Orientierung aus Merkmalen der Landkarte ermittelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 13, bei dem der Maßstab und/oder die geografische Orientierung mit Hilfe einer Benutzereingabe ermittelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 14, bei dem die Ortskoordinaten des momentanen Aufenthaltsorts eines bzw. des Benutzers durch eine Positionsmessung ermittelt werden.
Navigationsvorrichtung, – mit einem Datenspeicher, der eingerichtet ist, ein digitalisiertes Bild einer Landkarte zu speichern, – mit einer Steuereinrichtung, die mit dem Datenspeicher gekoppelt ist und eingerichtet ist, mindestens einen Punkt des Bilds der Landkarte auszuwählen und dem mindestens einen ausgewählten Punkt des Bilds der Landkarte Ortskoordinaten zuzuordnen, – mit einer Ortskoordinaten-Ermittlungseinheit, die mit der Steuereinrichtung gekoppelt ist und eingerichtet ist, Ortskoordinaten mindestens eines Orts, der dem mindestens einen ausgewählten Punkt des Bilds der Landkarte entspricht, zu ermitteln, – mit einer Kalibrierungszusatzinformations-Ermittlungseinheit, die mit der Steuereinrichtung gekoppelt ist und eingerichtet ist, eine Kalibrierungszusatzinformation, welche eine Kalibrierung des Bilds der Landkarte in Ortskoordinaten ermöglicht, zu ermitteln.
Navigationsvorrichtung nach Anspruch 16, – mit einer Darstellungseinheit, die mit der Steuereinrichtung gekoppelt ist und eingerichtet ist, das Bild der Landkarte zumindest teilweise einem Benutzer darzustellen, – wobei die Ortskoordinaten-Ermittlungseinheit eingerichtet ist, Ortskoordinaten des momentanen Aufenthaltsorts des Benutzers zu ermitteln, und – wobei die Steuereinrichtung eingerichtet ist, zu veranlassen, dass das Bild der Landkarte zumindest teilweise aus dem Datenspeicher ausgelesen und zur Darstellungseinheit übertragen wird und der momentane Aufenthaltsort des Benutzers in dem von der Darstellungseinheit dargestellten Bild markiert wird.
Mobilfunktelefon mit einer Navigationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 17.