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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft eine Navigationsvorrichtung insbesondere nach
dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren nach dem Oberbegriff von
Anspruch 6.
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Stand der Technik
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Heute
sind in Fahrzeugen Navigationsvorrichtungen sehr umfangreich als
Ausstattungsmerkmal verfügbar,
wobei eine immer weiter steigende Zahl von mobilen Navigationsvorrichtungen
in Fahrzeugen eingesetzt wird, die aus dem Fahrzeug leicht wieder
entfernbar sind und beispielsweise in einem anderen Fahrzeug benutzbar
sind und die auch zu Fuß oder
auf dem Fahrrad etc. eingesetzt werden können. Diese Navigationsvorrichtungen
haben jedoch den Nachteil, dass sie grundsätzlich für den Kraftfahrzeugverkehr
bestimmt sind und daher üblicher
Weise nur Straßen
und Wege anzeigen und/oder für
eine Routenführung
vorschlagen, die auch mit dem Kraftfahrzeug benutzbar sind. Wege, die
lediglich mit dem Fahrrad oder gegebenenfalls auch nur zu Fuß nutzbar
sind, werden entweder nicht einmal angezeigt oder nicht in die Routenplanung einbezogen.
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Darüber hinaus
sind Navigationsvorrichtungen beispielsweise für Fahrradbenutzung bekannt, bei
welchen man eine spezielle Route auch über Feld- oder Waldwege und
abseits von Straßen
selbst an einem PC zusammenstellen kann und diese dann in die Navigationsvorrichtung
hoch laden kann. Dies hat den Nachteil, dass diese Geräte nicht
universell nutzbar sind und ein erheblicher Aufwand damit verbunden
ist und sie im Wesentlichen nur für besonders Interessierte geeignet
scheinen.
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Weiterhin
sind so genannten Personal Navigation Devices (PND) als Navigationsvorrichtungen bekannt
geworden, die beispielsweise innerhalb eines Mobiltelefons o. ä. auch eine
Navigationsfunktionalität
anbieten. Die Funktion ist jedoch in der Regel eingeschränkt und
kann z. T. nur für
eine einfache Kartendarstellung oder Routenberechnung auf Straßen herangezogen
werden.
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Weiterhin
existieren heute in umfangreicher Weise mobile Geräte bzw.
Uhren mit Biometriedatenmessung, zum Teil mittels separatem Brustgurtsensor,
insbesondere für
die Überwachung
der Herzfunktion während
sportlicher Betätigung,
bei welcher u. a. ein Trainingseffekt dadurch verstärkt werden kann,
in dem das Training gezielt auf spezielle Biometriedatenintervalle
bezogen werden kann, so dass neben der reinen Krafterhöhung auch
die Kraftausdauer gezielt trainiert werden kann. Auch können solche
Geräte
für den
vorteilhaften Anwendungsfall benutzt werden, dass das Training auf
einen maximalen Grenzwert für
die Biometriedaten beschränkt
wird, um Überbelastungen
gezielt zu vermeiden. Diese Geräte
haben jedoch keinerlei Navigationsfunktionalität und sind daher neben einer
Navigationsvorrichtung zusätzlich
zu benutzen. Biometriedaten ist hier umfassend zu verstehen, da
zukünftig
auch andere Messmethoden als Herzfrequenz-/Puls-Messungen zur Ermittlung
der Fitness genutzt werden. Es können
zukünftig
auch Blutdruckdaten, Blutzuckerwerte, Gehirnströme, Muskelsäuerung, Blutsauerstoffgehalt oder
andere Informationen ausgewertet werden, um bessere Daten über den
tatsächlichen
Gesundheits- bzw Fitnesszustand zu erhalten.
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Dies
führt dazu,
dass zumindest zwei verschiedene Geräte mitgeführt werden müssten, obwohl
dies bei sportlicher Betätigung
eher unerwünscht
ist, weil jedes mitzuführende
Gerät grundsätzlich beim
Sport als lästig
erachtet wird und dennoch kann keine kombinierte Funktionalität erreicht werden.
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Weiterhin
sind Heimtrainergeräte
bekannt, wie Ergometer, Lauftrainer oder Fahrradtrainer etc., mit
welchen man zum Teil bereits mit komplexen Trainingsprogrammen verschiedene
Schwierigkeitsgrade oder Anforderungsprofile programmieren kann und
entsprechend unter diesen verschiedenen Programmen unter gezielten
Bedingungen trainieren kann, so dass dadurch die Absolvierung eines
gezielten Aufbautrainings möglich
ist. Bei diesen Heimtrainergeräten
wird die Geschwindigkeit und die Biometriedaten/Pulsfrequenz überwacht,
wobei der vom Benutzer aufzubringende Kraftaufwand über eine Mechanik
mit Magnetbremssystemen gezielt reguliert werden kann. Darüber hinaus
können
verschiedene Anforderungsprofile programmiert oder ausgewählt werden,
so dass sich das Training und der Trainingserfolgt gezielt steuern
lassen kann.
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Das
Training mit einem oben beschriebenen Heimtrainergerät hat jedoch
den entscheidenden Nachteil, dass man nur in den heimischen Räumlichkeiten
oder in dazu ausgestatteten Studios aber üblicher Weise nicht im Freien
in der Natur trainieren kann, was zum Teil dann doch eine gewisse
Langeweile hervorrufen und die Motivation der Benutzer trüben kann.
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Beim
Training an der frischen Luft auf Rad- oder Laufwegen im freien
Gelände
fehlt hingegen die direkte Rückmeldung
zum Trainingsverlauf, zur Trainingsstrecke und zu einem tatsächlichen
Schwierigkeitsgrad bzw. Anforderungsgrad des Trainings. Dadurch
ist ein gezielter Trainingsaufbau ohne professionelle Unterstützung mit
größerem Aufwand
verbunden und/oder nicht in vergleichbarem Maße erfolgreich.
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Darstellung der Erfindung: Aufgabe, Lösung, Vorteile
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren
zu schaffen, welche bzw. welches eine in sportlicher Hinsicht optimiertere Funktionalität zur Verfügung stellt
bzw. erlaubt.
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Die
Aufgabe zur Vorrichtung wird gelöst
mit den Merkmalen von Anspruch 1, wonach eine Navigationsvorrichtung
geschaffen wird mit einem Speicher für Kartendaten, welche zur Routenberechnung und
Routenzielführung
herangezogen werden, mit einem Bildschirm zur Bildschirmdarstellung
und einem Bedienelement zur Bedienung der Vorrichtung und zur Auswahl
von Elementen und/oder Eingaben von Daten mit einer Schnittstelle
zum Anschluss eines akustischen Ausgabeelements und einer Schnittstelle
zum Anschluss eines Sensors, wobei eine Routenauswahl der Vorrichtung
nach Trainings- oder Fitnessgesichtspunkten erfolgt.
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Vorteilhaft
ist es dabei, wenn der Sensor ein Biometriedatensensor ist, mittels
welchem eine Biometriedaten eines Benutzers detektiert wird.
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Auch
ist es zweckmäßig, wenn
die Vorrichtung eine Geschwindigkeit des Benutzers ermitteln kann.
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Des
Weiteren ist es zweckmäßig, wenn
die Trainings- oder Fitnessgesichtspunkte aufgrund der Biometriedaten
des Benutzers und/oder der Geschwindigkeit des Benutzers bestimmt
werden.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn aufgrund der Trainings- oder Fitnessgesichtspunkte
die Route, die Routenlänge,
die Geschwindigkeit des Benutzers und das Höhenprofil der Route ausgewählt wird.
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Die
Aufgabe zum Verfahren wird gelöst
mit den Merkmalen von Anspruch 6, wonach ein Verfahren zum Betrieben
einer Navigationsvorrichtung geschaffen wird mit einem Speicher
für Kartendaten, welche
zur Routenberechnung und Routenzielführung herangezogen werden,
mit einem Bildschirm zur Bildschirmdarstellung und einem Bedienelement zur
Bedienung der Vorrichtung und zur Auswahl von Elementen und/oder
Eingaben von Daten mit einer Schnittstelle zum Anschluss eines akustischen
Ausgabeelements und einer Schnittstelle zum Anschluss eines Sensors,
wobei eine Routenauswahl der Vorrichtung nach Trainings- oder Fitnessgesichtspunkten
erfolgt.
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Zweckmäßig ist
es, wenn der Sensor ein Biometriedatensensor ist, mittels welchem
eine Biometriedaten eines Benutzers detektiert wird.
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Auch
ist es vorteilhaft, wenn die Vorrichtung eine Geschwindigkeit des
Benutzers ermitteln kann.
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Weiterhin
ist es vorteilhaft, wenn die Trainings- oder Fitnessgesichtspunkte
aufgrund der Biometriedaten des Benutzers und/oder der Geschwindigkeit
des Benutzers bestimmt werden.
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Auch
ist es vorteilhaft, wenn aufgrund der Trainings- oder Fitnessgesichtspunkte
die Route, die Routenlänge,
die Geschwindigkeit des Benutzers und das Höhenprofil der Route ausgewählt wird.
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Darüber hinaus
ist es zweckmäßig, wenn aufgrund
der aktuell detektierten Biometriedaten eine Anpassung der Route
durchgeführt
wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Nachstehend
wird die Erfindung auf der Grundlage eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
Ansicht einer erfindungsgemäßen Navigationsvorrichtung,
und
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2 ein
Blockschaltbild zur Erläuterung
der Erfindung.
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Bevorzugte Ausführung der
Erfindung
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Die 1 zeigt
schematisch eine Navigationsvorrichtung 1 mit einem internen
Speicher 2 zur Speicherung von Kartendaten, einem Bildschirm 3 zur
Darstellung insbesondere von Daten, wie auch Kartendaten, und/oder
Informationen. Die Navigationseinrichtung 1 verfügt weiterhin über zumindest ein
Bedienelement 4, mittels welchem die Bedienung der Vorrichtung
durchführbar
ist, indem Daten eingegeben werden können oder Anweisungen oder
Befehle eingegeben werden können
oder Auswahlen aus beispielsweise einem Auswahlmenü durchgeführt werden
können.
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Darüber hinaus
verfügt
die Navigationsvorrichtung 1 über eine an sich bekannte integrierte Schnittstelle
zum Empfang von Satellitensignalen zur Positionsbestimmung der Vorrichtung.
Diese Positionsdaten werden im Betrieb der Vorrichtung zur Lokalisierung
der Vorrichtung in Kartendaten dargestellt und weiterhin wird diese
Positionsinformation dazu verwendet, dass eine Routenplanung und
Zielführung
durchgeführt
wird, so dass der Nutzer der Navigationsvorrichtung entlang einer
zuvor ausgewählten Route
zu einem Ziel geführt
wird. Dabei kann die Route entlang der Zielführung durchaus variabel und flexibel
gestaltet werden, wenn ein Weg nicht begehbar oder befahrbar ist,
weil er ggf. gesperrt ist.
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Weiterhin
verfügt
die Navigationsvorrichtung 1 über eine Schnittstelle 5 für ein Ausgabemittel 6, wie
beispielsweise für
ein akustisches Ausgabemittel. Ein solches akustisches Ausgabemittel
kann beispielsweise ein Kopfhörer
oder Ohrhörer
sein. Auch kann die Navigationsvorrichtung ein akustisches Ausgabemittel
integriert haben, wie beispielsweise einen Lautsprecher oder Piepser.
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Darüber hinaus
verfügt
die Navigationsvorrichtung 1 über zumindest eine Schnittstelle 7 für zumindest
ein Sensorelement 8, wie beispielsweise für einen
Biometriedatensensor, der beispielsweise als Brustgurt ausgebildet
sein kann. Auch können
weitere Sensoren 8 verwendet und per Schnittstelle 7 angeschlossen
werden, wie beispielsweise ein Drehzahlsensor für Fahrradanwendungen, bei welchen vorteilhaft
ein Raddrehzahlsensor und/oder ein Kurbeldrehzahlsensor Anwendung
finden können.
Auch kann ein Schrittzähler
insbesondere für
Laufanwendungen als Sensor 8 per Kommunikationsschnittstelle 7 angeschlossen
sein. Hierbei sind alle Verbindungsmöglichkeiten zwischen der Navigationsvorrichtung 1 und
jedem Sensorelement 8 denkbar. Neben der Verbindung per „Draht” ist auch
Funk, Bluetooth, WLAN, UmTS, IR oder sonstige Übertragungsmethoden ausdrücklich eingeschlossen.
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Die
Navigationsvorrichtung ist entsprechend in der Lage die Biometriedaten
eines Benutzers mittels eines Sensors zu erfassen.
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Die
erfindungsgemäße Navigationsvorrichtung 1 ist
auf Grundlage seiner im Speicher verfügbarer Kartendaten in der Lage
Routen nach verschiedenen auszuwählenden
Kriterien zu bestimmen, wie beispielsweise für ein Kraftfahrzeug, wie PKW,
so dass beispielsweise die kürzeste
Route, die schnellste Route, eine Benutzung von Autobahn dabei zugelassen
ist oder nicht, etc.
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Die
Navigationsvorrichtung 1 kann aber auch spezielle Routen
für Radfahrer
und/oder Fußgänger auswählen und
bestimmen, die sich beispielsweise durch die ausgewählten Verwendeten
Wege oder Straßen
von den Routen für
Kraftfahrzeuge unterscheidet. Beispielsweise werden für Radfahrer
oder Fußgänger auch
Wege vorgeschlagen, die von einem Kraftfahrzeug nicht befahren werden
dürfen oder
die für
solche Fahrzeuge nicht befahren werden können. Für Sportler, die das so genannte ”Steppen”, also
das Treppensteigen, bevorzugen, könnten entsprechende Gebäude mit
passendem Treppenprofi programmiert sein, bei denen dann das Training
auch überwacht
werden kann.
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Diese
für Fußgänger und/oder
für Radfahrer ausgewählten Routen
sind in diesem Zusammenhang nach vorheriger Auswahl beispielsweise
die kürzesten
Routen oder für
Radfahrer die Routen mit den wenigsten Metern Höhendifferenz, damit eine beschwerliche
Fahrt bei nur geringem Umweg vermieden werden kann, was für Kraftfahrzeuge
typischer Weise keine Rolle spielt.
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Auch
können
die Routen nach Kriterien ausgewählt
werden, die zuvor vorgegeben und einer Strecke oder einem Teilstück einer
Route zugeordnet sind, wie beispielsweise eine landschaftlich besonders
schöne
Routen, wobei diese Information dem Weg zuvor zugeordnet werden
muss, da aus den reinen topografischen Daten dies nicht einfach
ersichtlich ist.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn die Navigationsvorrichtung 1 Routen
oder Routenprofile nach so genannten Fitnessgesichtspunkten bestimmt
oder berechnet.
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Dabei
kann sinnvoller Weise bei der Eingabe von Randbedingungen oder bei
der Routenbestimmung abgefragt oder eingegeben werden, so dass unterschieden
werden kann zwischen einer Route zwischen einem Startpunkt und einem
Endpunkt, bei welchen Start- und Endpunkt unterschiedlich sind oder
bei welchen Start- und Endpunkt gleich sind. Also kann man zwischen
einer einfachen Streckenführung
oder einer Rundstrecke ausgewählt
werden.
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Darüber hinaus
wird dann von einem Startpunkt aus eine Route zu berechnet, die
vorgegebenen Werten zur Fitness des Benutzers oder eines Benutzerprofils
berücksichtigt,
wobei dabei vorteilhaft zwischen verschiedenen Benutzungsmodi ausgewählt werden
kann, wie beispielsweise zwischen einer Benutzung für das Fahrradtraining
oder für
das Lauftraining etc. Die Fitnessdaten können vorab bei einer Initialisierung
oder danach menügeführt eingebbar
sein.
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Die
Navigationsvorrichtung bestimmt dann auf Basis der eingegebenen
oder der abgespeicherten Fitnessdaten und einem ausgewählten gewünschten
Schwierigkeitsgrad eine Route, die den Vorgaben von vorgegebenen
Fitnessprogrammen entspricht, also in welchen je nach Schwierigkeitsgrad
eine bestimmte Anzahl an Steigungen und/oder von kurzen und/oder
langen Steigungs- und/oder Gefällestrecken
und/oder evtl. auch bei Nichtvorhandensein solcher Steigungsstrecken
oder Gefällestrecken
entsprechend lange oder längere
flache Strecken ausgewählt
werden.
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Dabei
können
auch Strecken berechnet werden, bei welchen sich beispielsweise
steilere und flachere Streckenabschnitte abwechseln oder sich in der
Steigung und/oder Länge
abwechseln, damit neben Streckenabschnitten mit höherem Anstrengungsgrad
bzw. höherer
durchschnittlicher Biometriedaten auch abwechselnd Streckenabschnitte
angeboten werden, welche als Erholungsphasen dienen können, weil
die durchschnittliche Anstrengung bzw. Biometriedaten demgegenüber reduziert
ist.
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Vorteilhaft
ist es auch, wenn durch die Eingabe von Schwellenwerten für die Biometriedaten
eine Route auswahlbar ist, welche den Benutzer zwar auch bis an
die Grenze der jeweils vorgewählten
Belastung bzw. Biometriedaten führen
kann, aber ihn dennoch nicht durch eine allzu anstrengende ausgewählte Route überlastet.
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Die
Navigationsvorrichtung ist dabei vorteilhaft, wie bereits oben ausgeführt, mit
einem externen Sensor ausgestattet, der die Pulsfrequenz bzw. Biometriedaten
während
des Trainings überwacht
und bei Bedarf bei Erreichen von vorgebbaren Schwellenwerten der
Puls- oder Biometriedaten auch eine geringere Geschwindigkeit durch
ausgeben von Anweisungen empfiehlt. Vorteilhaft kann die Geschwindigkeit
des Benutzers durch die zeitliche Änderung des Positionssignals
bzw. der zeitlichen Änderung der
bestimmten aktuellen Position ermittelt werden, so dass dazu nicht
zwingend ein externer zusätzlicher
Sensor notwendig ist.
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Weiterhin
ist es besonders vorteilhaft, wenn im Allgemeinen oder aber auch
bei Strecken ohne Steigungsprofile, d. h. mit Steigungen im Bereich
von kleiner 5%, oder ohne große
Steigungsänderungen, ein
Betriebsprofil verwendbar ist, nach welchem verschiedene Geschwindigkeiten
als wechselndes Trainingsprogramm von der Navigationsvorrichtung empfohlen
und überwacht
werden. Dabei kann die vorliegende Geschwindigkeit oder eine Abnahme oder
ein anstieg einer Geschwindigkeit beispielsweise über eine
akustische Ausgabe gesteuert werden, in dem bei einem gewünschten
Halten einer Geschwindigkeit ein entsprechendes akustisches Signal „Geschwindigkeit
halten” ausgegeben
wird, bei einer erwünschten
Steigerung der Geschwindigkeit ein entsprechendes akustisches Signal „Geschwindigkeit
erhöhen” ausgegeben
wird und bei einer erwünschten
Reduzierung der Geschwindigkeit ein entsprechendes akustisches Signal „Geschwindigkeit
reduzieren” ausgegeben
wird.
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Gemäß eines
weiteren Aspektes der Erfindung ist es besonders zweckmäßig, wenn
die verschiedenen Trainingsprogramme auch an einer externen getrennten
Einheit, wie einem Personal Computer (PC) o. ä. bestimmt, ausgewählt und
bearbeitet werden können
und anschließend
an die Navigationsvorrichtung 1 übertragen werden können. Dabei kann
es auch vorteilhaft sein, wenn dazu die Navigationsvorrichtung über eine
Kommunikationsschnittstelle an die externe Einheit anschließbar ist,
um Daten auszutauschen. Dies ist insbesondere auch vorteilhaft,
um Trainingsdaten von der Navigationsvorrichtung nach einem Training
an die externe Einheit übertragen
und auswerten zu können.
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Die 2 zeigt
schematisch ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Verfahrens zum
Betreiben der erfinderischen Navigationsvorrichtung. Dabei beginnt
ein Ausführungsbeispiel
des Verfahrens bei Block 20. In Block 21 werden
zur Initialisierung Daten abgefragt, die beispielsweise den Fitnesszustand des
Benutzers abfragen. Hier kann vorteilhaft zwischen vorgebbaren Werten
des Fitnesszustands unterschieden werden. Auch können beispielsweise Schwellenwerte
für Biometriedatenwerte
eingegeben werden, die im Laufe des Trainings nicht überschritten
werden sollen oder bei deren Überschreitung eine
Warnung erfolgt, beispielsweise durch Ausgabe eines Warntons.
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In
einem weiteren Schritt 22 wird abgefragt, welche Route
oder welches Routenprofil ausgewählt wird,
beispielsweise ein mehr anstrengendes Profil oder ein eher weniger
anstrengendes Profil, ein Profil zum Intervalltraining etc. Durch
die Wahl des Grades der Beanspruchung des Benutzers kann ein Rückschluss
auf die zu erreichende Biometriedaten und/oder die Geschwindigkeit
etc. durchgeführt
werden und/oder den Wechsel von hoher Biometriedaten und ErholungsBiometriedaten
und/oder Dauer des Trainings.
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Auch
kann eine Abfrage der Trainingsart in Block 23 erfolgen,
wie beispielsweise Radtraining, Lauftraining, Steppertraining, Langlauftraining
etc.
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In
Block 24 wird ggfs. noch die beabsichtigte Zeitdauer für das Training
eingegeben und die Routenführung
wird abgefragt, ggfs. ob ein Rundkurs erwünscht ist oder ob ein spezifischer
Startpunkt als die aktuelle Position ausgewählt wird und ob ein spezifischer
vorgewählter
Endpunkt beabsichtigt ist, welcher eingebbar ist.
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In
Block 25 wird eine Route bestimmt und diese kann optional
in einer Bildschirmdarstellung angezeigt werden. Auch kann die Akzeptanz
der ausgewählten
Route abgefragt werden oder es können Änderungen
der Route vorgenommen werden.
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Durch
den Start der Routenführung
bei Block 26 erfolgt eine Routenzielführung entlang der zuvor ausgewählten Route,
die auf der Basis von zuvor eingegebenen Daten nach Fitnessgesichtspunkten
ausgewählt
wurde.
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In
Block 27 wird die Zielführung
durchgeführt unter Überwachung
der Biometriedaten und der aktuellen Geschwindigkeit, wobei akustische
Anweisungen n den Benutzer bei Abweichung von den Vorgaben im Hinblick
auf Route, Biometriedaten und/oder Geschwindigkeit detektiert wird.
Alternativ kann bei Detektion von Abweichungen auch eine abgeänderte,
beispielsweise leichtere Route vorgeschlagen werden.
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Vorzugsweise
aktualisiert die Navigationsvorrichtung die Wegstrecke bei Abweichungen
fortlaufend, so dass auch das Ziel erreicht wird, wenn von der vorgeschlagenen
Strecke abgewichen wird.
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Bei
Erreichen des Ziels bei Block 28 wird das Verfahren der
Zielführung
beendet und die Daten die ggfs. fortlaufend abgespeichert wurden,
werden zumindest am Ende der Route in einen Speicher gespeichert,
so dass sie zu einem späteren
Zeitpunkt wieder aus dem Speicher lesbar und auswertbar sind.