DE10214136B4

DE10214136B4 - System und Verfahren für ein GPS-Leitsystem mit Kommunikationsfunktion

Info

Publication number: DE10214136B4
Application number: DE10214136A
Authority: DE
Inventors: Kuo-Rong Chen; Chun-Chung Lee; Cheng-Hung Huang
Original assignee: Sin Etke Tech Co Ltd
Current assignee: Sin Etke Tech Co Ltd
Priority date: 2002-03-25
Filing date: 2002-03-28
Publication date: 2004-10-21
Anticipated expiration: 2022-03-29
Also published as: US20030182058A1; US6671621B2; DE10214136A1

Abstract

Verfahren zur Bereitstellung von Kommunikationen zwischen einem GPS-Leitsystem und einer Basisstation, wobei das GPS-Leitsystem in einem Fahrzeug installiert ist, und Erfassen von Aktualisierungen der Positionsinformationen von der Basisstation, wobei das Verfahren Folgendes aufweist:
Schritt A: Erfassen der aktuellen Positionskoordinaten des Fahrzeugs;
Schritt B: Durchsuchen von Kontaktinformationen nach einer zugehörigen Basisstation entsprechend den aktuellen Positionskoordinaten des Fahrzeugs, wobei das GPS-Leitsystem eine Informationsdatenbank enthält, die Informationsdatenbank Positionsinformationen einer Vielzahl Regionen aufzeichnet und Kontaktinformationen für eine Vielzahl Basisstationen den Vielzahl Regionen zugeordnet sind; und
Schritt C: Einstellen einer gefundenen Basisstation als Kontaktbasisstation.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren für ein GPS- (Global Positioning System -globales Navigationssystem) System mit Kommunikationsfunktionalität und insbesondere für die Kontaktaufnahme mit verschiedenen Basisstationen in verschiedenen Gebieten, um Aktualisierungen des Status zu erhalten.
2. Beschreibung der zugehörigen Technik
Ein Fahrzeug mit einem herkömmlichen globalen Navigationssystem muss in vorgegebenen Zeitintervallen (1, 2,..., oder 5 s etc.) ein Signal eines globalen Navigationssatelliten empfangen, um die aktuelle Längen-/Breitenposition des Fahrzeugs, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die Höhe etc. zu erhalten.
Es sei auf 1 verwiesen. 1 zeigt den Dateninhalt, der von einem zum Stand der Technik gehörigen GPS-Recorder aufgezeichnet worden ist. Typischerweise wirken die auf ein GPS-Leitsystem angewendeten Informationen und eine elektronische Karte in einer koordinierten Weise zusammen. Falls ein Notfall eintritt (z.B. ein Ausfall), muss der Benutzer im Allgemeinen mit einem Service-Center über ein drahtloses Gerät (z.B. ein Mobiltelefon) in Verbindung treten, um die Basisstation zu kontaktieren. Der Kontakt kann aktiv durch den Fahrer oder automatisch durch das GPS-Leitsystem hergestellt werden. Da sich der Standort des Fahrzeugs ändern kann, wird sich auch die entsprechende Basisstation ändern. Es ist deshalb erforderlich, ein Verfahren oder System bereitzustellen, das die geeignete Basisstation wählt, um die Kommunikationsqualität zu verbessern und die Kommunikationskosten zu senken.

In der WO 00/28774 ist ein mobiles Kommunikationssystem mit einer Positionserfassung beschrieben, welches die automatische Übergabe eines Kommunikationspfads zwischen einer mobilen Station und einer Basisstation zu einer jeweils benachbarten Basisstation ermöglicht, wenn die mobile Station in den Bereich der jeweils benachbarten Basisstation gelangt. Bei diesem System handelt es sich jedoch nicht um ein GPS-Leitsystem. Zum Verbindungsaufbau wird anstelle einer Kontaktinformation im Sinn der vorliegenden Erfindung ein Steuersignal benötigt.

Die DE 198 03 960 A1 beschreibt ein Verfahren und ein System zur Benutzung von modernen Ortungssystemen in Mobilfunksystemen, um die Leistung des Netzes zu verbessern. Das Standortverfolgungssystem kann einen Standortcode von der Mobileinheit empfangen, der eine spezifische Koordinate oder einen Standort in dem Netz repräsentiert. Die Mobileinheit kann den Standortcode durch Analyse ihres Standorts mit Hilfe von GPS-Satelliten oder durch andere Mittel erzeugen. Das Standortverfolgungssystem speichert den Standortcode in einer Datenbank. Immer wenn die Funkvermittlungsstelle mit der Mobileinheit kommunizieren muss, fragt sie die Datenbank ab, um den letzten Standort der Mobileinheit zu bestimmen. Die Auswahl der jeweils optimalen Basisstation erfolgt dann durch die Funkvermittlungsstelle.

Schließlich ist in der DE 197 53 686 A1 ein Notrufsystem beschrieben, bei dem eine Mayday-Kontaktadressen-Datenbank mit einer Navigationssteuerung in Verbindung steht. In der Datenbank sind Notfall-Kontaktadressen gespeichert. Die Kontaktadressen werden zur Auswahl einer Notrufzentrale, nicht jedoch einer Basisstation, mit der eine entsprechende Kommunikationsverbindung hergestellt wird, verwendet.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Bereitstellung der Kommunikation zwischen einem GPS-Leitsystem und einer Basisstation für ein System bereitzustellen, das in einem Fahrzeug installiert ist. Wenn das GPS-Leitsystem die Basisstation kontaktieren muss, stellt die vorliegende Erfindung sicher, dass eine geeignete Basisstation gewählt wird, um die Kommunikationsqualität zu verbessern und die Kommunikationskosten zu senken.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur raschen Auffindung einer geeigneten Basisstation. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind Positionsinformationen für verschiedene Regionen in einer Informationsdatenbank gespeichert. Die Informationsdatenbank benutzt mindestens ein Rechteck zur Beschreibung jeder Region und jede Region enthält zwei Positionskoordinaten zur Definition des Rechtecks. Die Suchgeschwindigkeit der jeweiligen Basisstation wird somit verbessert.

Um diese und andere Aufgaben zu erfüllen, enthält das Verfahren der vorliegenden Erfindung folgende Schritte:
Schritt A: Erfassen der aktuellen Positionskoordinaten des Fahrzeugs;
Schritt B: Durchsuchen von Kontaktinformationen nach einer zugehörigen Basisstation entsprechend den aktuellen Positionskoordinaten des Fahrzeugs, wobei das GPS-Leitsystem eine Informationsdatenbank enthält, die Informationsdatenbank Positionsinformationen einer Vielzahl Regionen aufzeichnet und Kontaktinformationen für eine Vielzahl Basisstationen den Vielzahl Regionen zugeordnet sind; und
Schritt C: Einstellen einer gefundenen Basisstation als Kontaktbasisstation.

Andere Aufgaben, Vorteile und neuartige Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen ersichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt den von einem zum Stand der Technik gehörigen GPS-Recorder aufgezeichneten Dateninhalt.
2 ist eine schematische Anwendungszeichnung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein Funktions-Blockdiagramm einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist ein Flussdiagramm einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 zeigt eine erste Ausführungsform einer Informationsdatenbank der vorliegenden Erfindung.
6 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Informationsdatenbank der vorliegenden Erfindung.
7 stellt die vorliegenden Erfindung dar, die ein Hauptrechteck zur Beschreibung der Position jeder Region gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet.
8 ist eine schematische Zeichnung einer ersten Ausführungsform, die ein Unterrechteck zur Beschreibung der Position einer Region verwendet.
9 ist eine schematische Zeichnung einer zweiten Ausführungsform, die ein Unterrechteck zur Beschreibung der Position einer Region verwendet.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Nunmehr sei auf 2 verwiesen. 2 ist eine schematische Anwendungszeichnung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ist ein GPS-Leitsystem einem Fahrzeug 8 (z.B. ein Nutzfahrzeug, ein Kombifahrzeug, ein Lastkraftwagen oder ein anderes Kraftfahrzeug) installiert. Das Fahrzeug weist Frontscheinwerfer 81, eine Nebelleuchte 82, ein Multimediasystem 83, das ein Audiogerät 831, ein Videogerät 832 etc. enthalten kann, und ein drahtloses Kommunikationsgerät 84 (z.B. ein Mobiltelefon) auf.
Nunmehr sei auf 3 verwiesen. 3 ist ein Funktions-Blockdiagramm einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die oben genannten Geräte sind jeweils über einen Bus 30 mit einem Mikroprozessor 3 verbunden. Das Fahrzeug 8 weist des Weiteren ein GPS-Gerät 1 und ein Speichergerät 2 auf, die mit dem Bus 30 verbunden sind. Das GPS-Leitsystem 10 kann über das drahtlose Gerät 84 mit einer Basisstation kommunizieren. Wenn es erforderlich ist, kann die Basisstation 45 ein Signal vom GPS-Leitsystem 10 an eine Leitzentrale 40 senden. Bei der Basisstation 45 handelt es sich um eine Relaisstation, so dass zahlreiche Basisstationen möglich sind, die über verschiedene Standorte verteilt sind, um Signale zu empfangen. Das Hauptmerkmal der vorliegenden Erfindung ist ihre Fähigkeit, eine geeignete Basisstation entsprechend dem Standort des Fahrzeugs 8 zu wählen und somit die Kommunikationsqualität zu verbessern und die Kommunikationskosten zu senken.
Nunmehr sei auf 4 verwiesen. 4 ist ein Flussdiagramm einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bevor das drahtlose Gerät 84 mit der Basisstation 45 kommuniziert, wird ein Prozess entsprechend dem Flussdiagramm von 4 ausgeführt, um eine geeignete Basisstation für das drahtlose Gerät 84 zu wählen. Selbstverständlich kann das Flussdiagramm wiederholt in vorgegebenen Intervallen ausgeführt werden, z.B. alle 10 Minuten. Die Schritte enthalten:
Schritt 401: Erfassen der aktuellen Positionskoordinaten des Fahrzeugs B. Eine GPS-Antenne 11 des GPS-Geräts 1 empfängt mindestens drei Signale 91, 92 und 93 von globalen Navigationssatelliten (2) und der Mikroprozessor 12 führt Berechnungen aus, um globale Positionsinformationen zu erhalten, die einen Längenwert und einen Breitenwert (d.h. die Positionskoordinaten des Fahrzeugs 8) entsprechend den Signalen 91, 92 und 93 der globalen Navigationssatelliten enthalten.
Schritt 402: Suche nach Kontaktinformationen einer zugehörigen Basisstation entsprechend den aktuellen Positionskoordinaten des Fahrzeugs 8. Dieser Schritt kann durch ein beliebiges Verfahren aus den verschiedensten Verfahren ausgeführt werden, er sollte jedoch einfach als Ergebnis diejenige Basisstation finden, die den Positionskoordinaten des Fahrzeugs 8 am nächsten liegt. Beispiel für die USA: befindet sich das Fahrzeug in New Jersey und die nächstgelegene Basisstation in New York City, sollte die beste Basisstation in New Jersey sein, da die zugehörigen Kommunikationskosten niedriger wären.
Schritte 501-503 erläutern eine Ausführungsform von Schritt 402. Dazu sei auf 5, 6 und 7 verwiesen.
5 zeigt eine erste Ausführungsform einer Informationsdatenbank 20 der vorliegenden Erfindung. Die Informationsdatenbank 20 enthält eine Spalte mit den Koordinaten 21 eines Hauptrechtecks, eine Spalte mit den Koordinaten 22 eines Unterrechtecks, eine Spalte mit Kontaktinformationen 23 der Basisstation und eine Spalte der Regionen 24.
7 stellt die vorliegenden Erfindung dar, die ein Hauptrechteck zur Beschreibung der Position jeder Region gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet. 7 zeigt drei Regionen, Region A, Region B und Region C. Für jede Region ist eine zugehörige Basisstation zuständig wie etwa die Basisstationen 45a, 45b und 45c. Des Weiteren ist jede Region in einem zugehörigen Hauptrechteck enthalten wie z.B. dem Hauptrechteck RA, dem Hauptrechteck RB und dem Hauptrechteck RC. Die Positionsinformationen zu jedem Hauptrechteck enthalten zwei Positionskoordinaten zur Definition des Rechtecks. Anhand des Beispiels der Region A dient das Hauptrechteck RA zur Beschreibung der Ausdehnung der Region A und das Hauptrechteck RA wird definiert durch (Xa1, Ya1) und (Xa2, Ya2). Die Spalte mit den Koordinaten 21 des Hauptrechtecks dient zur Aufzeichnung der beiden Positionskoordinaten des Hauptrechtecks.
Es ist jedoch häufig nicht ausreichend, eine Region mit einem Hauptrechteck zu beschreiben. Dies ist der Fall, wenn sich beispielsweise das Fahrzeug 8 an einem Standort P1 befindet und der Standort P1 in einer gemeinsamen Region des Hauptrechtecks RA und des Hauptrechtecks RC liegt. Ist die dem Hauptrechteck RA und dem Hauptrechteck RC gemeinsame Region zu groß, kann das GPS-Leitsystem 10 den Standort des Fahrzeugs 8 mit nur einem Hauptrechteck nicht präzise beschreiben.
8 ist eine schematische Zeichnung einer ersten Ausführungsform, die ein Unterrechteck zur Beschreibung der Position einer Region verwendet. Es sei erneut die Region A als Beispiel herangezogen, die wie aus 8 ersichtlich ist, ein Unterrechteck RA1, ein Unterrechteck RA2, ein Unterrechteck RA3 usw. enthält. Analog enthalten die Positionsinformationen jedes Rechtecks zwei Positionskoordinaten zur Definition des Rechtecks. So wird beispielsweise das Unterrechteck RA1 durch (Xa11, Ya11) und (Xa12, Ya12) definiert. Die Spalte mit den Koordinaten 22 des Unterrechtecks dient zur Aufzeichnung der beiden Positionskoordinaten des Unterrechtecks.
Die Kontaktinformation der zugehörigen Basisstation 23 ist eine Telefonnummer.
Schritt 501: Informationsdatenbank durchsuchen, um ein zugehöriges Hauptrechteck für die aktuellen Positionskoordinaten des Fahrzeugs 8 zu finden.
Schritt 502: Liegen die aktuellen Positionskoordinaten des Fahrzeugs 8 in mehr als einem Hauptrechteck? Falls ja, mit Schritt 503 fortfahren.
Liegen beispielsweise die Positionskoordinaten des Fahrzeugs 8 in einem Punkt P1, der sowohl im Hauptrechteck RA als auch im Hauptrechteck RC liegt, muss das GPS-Leitsystem 10 Schritt 503 ausführen. Liegen jedoch die Positionskoordinaten des Fahr zeugs 8 in Punkt P2, der nur im Hauptrechteck RA enthalten ist, braucht das GPS-Leitsystem 10 Schritt 503 nicht auszuführen.
Schritt 503: Suchen eines zugehörigen Unterrechtecks einer Region entsprechend des Positionskoordinaten des Fahrzeugs 8.
Liegen beispielsweise die Positionskoordinaten des Fahrzeugs 8 in Punkt P1, sucht das GPS-Leitsystem 10 eine zugehörige Spalte der Koordinaten 22 des Unterrechtecks der Region. Ein kleineres Unterrechteck kann eine präzisere Position liefern, es bedingt jedoch auch höhere Speicherkosten.
Schritt 403: Einstellen einer gefundenen Basisstation als Kontaktbasisstation. Die Kontaktinformationen der Kontaktbasisstation sind die Kontaktinformationen der für die gefundene Region zuständigen Basisstation.
Die in Schritt 402 gefundene Basisstation ist für die Signalübertragung zwischen dem Fahrzeug 8 und der Leitzentrale zuständig. Die Kontaktinformation der Basisstation 23 lautet beispielsweise "18-12345678".
Die oben beschriebene Ausführungsform kann folgende Variationen haben.
6 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Informationsdatenbank der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform enthält die Informationsdatenbank die Spalte mit den Koordinaten 21 eines Hauptrechtecks nicht. Das GPS-Leitsystem 10 sucht den Standort des Fahrzeugs direkt in der Spalte mit den Koordinaten 22 der Unterrechtecke. Dieses Verfahren erfordert jedoch eine längere Suchzeit nach einer geeigneten Basis station.
9 ist eine schematische Zeichnung einer zweiten Ausführungsform, die ein Unterrechteck zur Beschreibung der Position einer Region verwendet. Die Größe aller Unterrechtecke (mit gestrichelten Linien dargestellt) ist identisch, so dass der Rechner jedes Unterrechteck auf einfache Weise erzeugen kann. Diese Vorgehensweise erfordert jedoch ebenfalls eine lange Suchzeit. Das GPS-Leitsystem 10 kann einen vorgegebenen Algorithmus ausführen, um Unterrechtecke gleicher Größe zu vereinigen wie in 8 dargestellt.
Die Erfindung ist beispielhaft anhand bevorzugter Ausführungsformen erläutert worden. Für den Fachmann auf diesem Gebiet lassen sich jedoch die bevorzugten Ausführungsformen auf einfache Weise modifizieren und weiteren Anwendungen anpassen, ohne von Geist und Gültigkeitsbereich der Erfindung abzuweichen. Es versteht sich also, dass der Gültigkeitsbereich der Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist. Es ist sogar beabsichtigt, auf Basis des gleichen Funktionsprinzips verschiedene Modifikationen und ähnliche Anordnungen abzudecken. Der Gültigkeitsbereich der Ansprüche ist deshalb so großzügig wie möglich zu interpretieren, um alle solchen Modifikationen und ähnliche Anordnungen einzubeziehen.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand ihrer bevorzugten Ausführungsform erläutert worden ist, versteht es sich, dass zahlreiche andere mögliche Modifikationen und Variationen vorgenommen werden können, ohne von Geist und Gültigkeitsbereich der Erfindung wie nachstehend beansprucht abzuweichen.

Claims

Verfahren zur Bereitstellung von Kommunikationen zwischen einem GPS-Leitsystem und einer Basisstation, wobei das GPS-Leitsystem in einem Fahrzeug installiert ist, und Erfassen von Aktualisierungen der Positionsinformationen von der Basisstation, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Schritt A: Erfassen der aktuellen Positionskoordinaten des Fahrzeugs; Schritt B: Durchsuchen von Kontaktinformationen nach einer zugehörigen Basisstation entsprechend den aktuellen Positionskoordinaten des Fahrzeugs, wobei das GPS-Leitsystem eine Informationsdatenbank enthält, die Informationsdatenbank Positionsinformationen einer Vielzahl Regionen aufzeichnet und Kontaktinformationen für eine Vielzahl Basisstationen den Vielzahl Regionen zugeordnet sind; und Schritt C: Einstellen einer gefundenen Basisstation als Kontaktbasisstation.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Kontaktinformation der zugehörigen Basisstation eine Telefonnummer ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Positionsinformationen jeder in der Informationsdatenbank gespeicherten Region mindestens ein Rechteck zur Beschreibung jeder Region verwenden, wobei jede Region zwei Positionskoordinaten zur Definition des Rechtecks enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Positionsinformationen jeder Region mindestens ein Hauptrechteck, das im Wesentlichen die Region beinhaltet, und eine Vielzahl jede Region beschreibende Unterrechtecke zur Beschreibung jeder Region verwenden, wobei jede Region mindestens zwei Paare Positionskoordinaten zur Definition des Hauptrechtecks bzw. des Unterrechtecks enthält.
GPS-Leitsystem mit Kommunikationsfunktionalität für ein Fahrzeug, wobei das GPS-Leitsystem für den Empfang von Signalen globaler Navigationssatelliten ausgeführt ist, um Positionsinformationen des Fahrzeugs zu aktualisieren und eine Basisstation zu kontaktieren, wobei das GPS-Leitsystem Folgendes aufweist: einen Empfänger für globale Navigationssatelliten für den Empfang von Signalen der globalen Navigationssatelliten; ein Speichergerät zum Speichern mindestens einer Informationsdatenbank, wobei die Informationsdatenbank Positionsinformationen einer Vielzahl Regionen und Kontaktinformationen einer Vielzahl zur Vielzahl der Regionen gehörigen Basisstationen aufzeichnet; ein drahtloses Kommunikationsgerät; und einen mit dem Speichergerät verbundenen Mikroprozessor zum Holen der aktuellen Positionskoordinaten des Fahrzeugs aus dem Speichergerät und zur Wahl einer zu den Positionskoordinaten zugehörigen Region entsprechend der Informationsdatenbank, um Kontaktinformationen der zugehörigen gewählten Datenbank zu erhalten; wobei das GPS-Leitsystem die gewählte Basisstation als Kontaktbasisstation für das drahtlose Gerät einstellt.
GPS-Leitsystem nach Anspruch 5, bei dem die Kontaktinformation der gewählten Basisstation eine Telefonnummer ist.
GPS-Leitsystem nach Anspruch 5, bei dem die Positionsinformationen jeder in der Datenbank gespeicherten Region mindestens ein Rechteck zur Beschreibung jeder Region verwenden, wobei jede Region zwei Positionskoordinaten zur Definition des Rechtecks enthält.
GPS-Leitsystem nach Anspruch 5, bei dem die Positionsinformationen jeder Region mindestens ein Hauptrechteck verwenden, das im Wesentlichen die Region enthält, sowie eine Vielzahl jede Region beschreibende Unterrechtecke, wobei jede Region zwei Paare Positionskoordinaten zur Definition des Hauptrechtecks bzw. des Unterrechtecks enthält.