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Die
Erfindung betrifft ein elektronisches Navigationssystem, das insbesondere
für den
Einsatz in Kraftfahrzeugen geeignet ist, sowie ein Navigationsverfahren.
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In
den vergangenen Jahren haben elektronische Navigationssysteme in
zahlreichen Kraftfahrzeugen Einzug gehalten. Diese elektronischen
Navigationssysteme umfassen typischerweise einen satellitengestützen Ortsdetektor – beispielsweise
auf GPS-Basis – sowie
ein Rechnersystem, mit dem aus dem Standort des Fahrzeugs und einem
Zielort eine Fahrtroute errechnet werden kann. Dabei errechnet das
Navigationssystem auf Grundlage der im Gerät gespeicherten elektronischen
Straßendaten
automatisch eine detaillierte Route zum Ziel und gibt dem Fahrer
vor jeder Abzweigung Abbiegeanweisungen, die beispielsweise dem
Fahrer akustisch angesagt werden können.
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Üblicherweise
werden dazu Navigationsgeräte
mit einem lokalen leistungsstarken Rechner und einem großvolumigen
Massenspeicher für
die Straßennetzdaten
versehen und in Kraftfahrzeuge eingebaut. Dabei wird davon ausgegangen,
daß sowohl bei
On-Board- als auch bei Off-Board- Navigationssystemen die "Guidance", d.h. der Abgleich
der stets aktuellen GPS-Koordinaten mit der Wegepunktliste und das
sogenannte "Prompting", d.h. die Informationsausgabe
an den Fahrer durch Anzeige eines Anzeigesymbols ("Icon", beispielsweise
ein nach rechts weisender Pfeil als Anweisung, nach rechts abzubiegen)
oder durch eine akustische Ansage lokal, d.h. hochperformant durchgeführt werden
muß. Dies
erhöht
die Beschaffungskosten für
ein lokales Navigationssystem. Ferner muß sich der Betreiber des Navigationssystems
selber um die Aktualisierung der Straßennetzdaten kümmern, beispielsweise
durch periodisch wiederkehrende Beschaffung und Einsetzung von CD-ROM-Speichern
mit entsprechenden Daten. Schließlich ist es bei derartigen
Systemen nicht ohne weiteres möglich,
aktuelle Daten beispielsweise über
Verkehrsstaus, Straßensperrungen oder
dergleichen in Echtzeit einzuspeisen und bei der Routenplanung zu
berücksichtigen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, ein verbessertes Navigationssystem und
ein Navigationsverfahren zu schaffen, das insbesondere hinsichtlich dieser
Nachteile sich vorteilhaft gegenüber
dem Stand der Technik abhebt.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
ein Navigationssystem mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie durch
einen Client-Teil nach Anspruch 59 und durch einen Navigationsserver-Teil nach
Anspruch 60. Die Aufgabe wird ferner gelöst durch das Navigationsverfahren
nach Anspruch 61. Den abhängigen
Ansprüchen
sind Weiterentwicklungen des Gegenstandes des Anspruches 1 zu entnehmen.
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Bei
der erfindungsgemäßen Lösung wird eine
Client-Server-Konfiguration eingesetzt, bei der ein Client-System
im Kraftfahrzeug über
Funk mit einem stationären
Navigationsrechner (Server) interagiert. Dabei ist die "Guidance"-Funktionalität auf das "Back-End", d.h. auf den stationären Navigationsrechner
verlagert. Das "Back-End" erhält über Funk vom
Client-System die aktuelle GPS-Informationen des Fahrzeuges und
sendet nach Ausführung
der Navigationsberechnungen bestimmte Display- und/oder Ansage-Codes
zurück.
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In
einer Ausführungsform
werden Display-Codes in Gestalt von Icons angezeigt. Die Icons können insbesondere
den Kreuzungstyp, das durchzuführende
Abbiegemanöver,
die Straße
des nächsten
Manövers,
die Distanz zum nächsten
Manöver
(in Meter/Meilen und/oder in Prozent), oder die voraussichtliche
Ankunftszeit symbolisieren.
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In
einer anderen Ausführungsform
werden Ansage-Codes in Ansagen umgesetzt, indem eine oder mehrere
Sound-Files nacheinander auf dem Client-System abgespielt werden,
die dort lokal abgelegt sind.
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In
einer weiteren Ausführungsform
werden Display-Codes und Ansage-Codes gemeinsam eingesetzt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
wird ein mit einem GPS-Sensor elektrisch gekoppeltes Mobiltelefon
oder ein mit einem eingebauten GPS-Sensor versehenes Mobiltelefon
als Client-System eingesetzt. Dort, wo GSM-Netze bestehen, können vorteilhaft
Mobiltelefone nach dem GSM-Standard eingesetzt werden. Entsprechend
können UMTS-Mobiltelefone
dort eingesetzt werden, wo eine UMTS-Abdeckung gewährleistet
ist.
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Bei
Ausführungsformen
auf der Basis von einem Mobiltelefon kann die Umsetzung von Ansage-Codes
in akustisch wahrnehmbare Töne
durch Übertragung
und Ausgabe von als "Klingeltöne" verarbeitbaren Dateien
erfolgen. Ebenso ist es möglich, MP3-codierte Audiodateien
im Mobilfunktelefon abzuspeichern und unter der Kontrolle der Software
abzuspielen. Auch ist es möglich,
per Live-Stream von einem Server über GPRS/UMTS übertragene
Datenströme
akustisch wiederzugeben, wie beispielsweise "in 300 Metern rechts abbiegen" oder "in 300 Metern" – "rechts" – "abbiegen".
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Die
Erfindung überwindet
auch ein langjähriges
Vorurteil der Fachwelt, insoweit die Latenz der serverseitigen "Guidance" von zahlreichen
Fachleuten ursprünglich
als zu hoch eingeschätzt
worden war, um eine brauchbare Fahrzeug-Navigation durchführen zu
können.
Die Erfahrungen mit der erfindungsgemäßen Lösung haben jedoch gezeigt, daß die Latenz – je nach
GPRS Netzauslastung – auf Werte
zwischen zwischen ca. 500 ms und ca. 1600 ms begrenzbar ist, was
für eine
für eine
Fahrzeug-Navigation ausreichend ist.
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Ein
Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt
in einer wesentlich kürzeren
Startup-Zeit, da nicht
die Route bzw. der Korridor komplett auf den Client übertragen
werden muß,
sondern bereits unmittelbar nach Berechnung der Route bzw. des Korridors
mit der Guidance begonnen werden kann. Aus diesem Grund bietet sich
dieses Verfahren für
die ersten 30 bis 60 Sekunden auch für herkömmliche Off-Board Navigationssysteme
an, die dann auf eine lokale Berechnung umschalten, sobald die Route bzw.
der Korridor auf den Client übertragen
wurde.
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Als
nachteilig könnte
der Umstand erscheinen, daß in
bestimmten Ausführungsformen
eine ständige
Datenverbindung (GPRS/UMTS) zwischen Client-System und stationärem Navigationsrechner benötigt wird.
Dies trifft jedoch in der Praxis nicht zu. Durch die volumenorientierte
GPRS/UMTS Abrechnung der Mobilfunknetzbetreiber ist dies jedoch
wirtschaftlich nicht nachteiliger als die Übertragung der Route bzw. des
Korridors. Bei herkömmlicher GSM-CSD
(Circuit Switched Data) -Einwahl wäre dies wirtschaftlich nicht
sinnvoll gewesen, da dort die "Air-Time", d.h. die Verbindungszeit,
abgerechnet wird.
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Vorteilhaft
ist bei der erfindungsgemäßen Lösung insbesondere
die Verlagerung von Rechenleistung vom Front-End (Client-System
im Fahrzeug) auf das Back-End (stationärer Navigationsrechner), da sich
die Anforderungen an das Front-End reduzieren und eine Realisierung
auf einem Java-fähigen
Mobiltelefon möglich
ist, d.h. es ist insbesondere kein leistungsstärkeres Smart-Phone oder ein
leistungsstärkerer
Personal Digital Assistant ("PDA") notwendig. Die
Rechenleistung auf dem Back-End ist zudem deutlich günstiger
realisierbar – anstelle
einer PDA-Klasse Rechnereinheit für ungefähr 200 EUR kann ein Server
für ca.
3.000 EUR mindestens ca. 500 Clients bedienen, d.h. es entstehen
Investitionskosten von etwa 6 EUR pro Client.
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Als
weiterhin besonders vorteilhaft erweist sich ein weiterer Aspekt
im Zusammenhang mit der Erfindung, bei dem die "Guidance" segmentiert für eine vorbestimmte Wegstrecke
in einem einzigen zusammenhängenden
Kommunikationsvorgang vom Navigationsserver an das Client-System übertragen wird.
Die "Guidance" innerhalb der Abdeckung
eines einzelnen Segmentes kann dann lokal clientseitig abgewickelt
werden, ohne daß es
während
dieser Wegstreckenzeit notwendig zu einem Datenkommunikation mit
dem Navigationsserver kommen muß.
Hierdurch ist es möglich,
die Vorzüge
der erfindungsgemäßen Client-/Server-Architektur
zu nutzen, ohne auf eine ständige
Verfügbarkeit
einer Datenkommunikationsverbindung zwischen Client und Server notwendig
angewiesen zu sein. Ferner können
Kommunikationskosten eingespart werden.
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Neben
der Möglichkeit,
Positionsdaten für die
Navigation serverseitig durch einen Satellitennavigationsempfänger zu
gewinnen, besteht in anderen Ausführungsformen auch die Möglichkeit,
die Positionsdaten vom Betreiber des Mobilfunknetzes zu beziehen.
Die Mobilfunknetzsysteme des Mobilfunknetzbetreibers sind insbesondere
bei GSM- und UMTS-Netzen mindestens in der Lage, den Ort der Funkzelle
per Datenleitung an Dienstleister für "Location based Services" zu übertragen.
Vielfach ist aber auch eine wesentlich höhere Genauigkeit möglich, beispielsweise
durch Funkzellen-Triangulation.
Bei dieser Variante kann durch Fortlassen des Satellitennavigationsempfängers ein
erhebliche Gewichts-, Volumen- und Kosteneinsparungseffekt erzielt
werden.
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Besonders
vorteilhaft bei der erfindungsgemäßen Lösung ist insbesondere die Möglichkeit
des Einbeziehens von Echtzeitinformation. So kann eine aktuell gemeldete
Gefahrenstelle (beispielsweise ein Gegenstand oder Personen auf
der Autobahn, Geschwindigkeitskontrollmeßpunkte) sofort vom stationären Navigationsrechner
berücksichtigt
und an das Client-System weitergegeben werden. Bei der klassischen Off-Board
Navigation wäre
eine Benachrichtigung notwendig (Server-Push/Service Indication) und
die Integration in die Wegeliste clientseitig zu berechnen.
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Es
versteht sich für
den Fachmann, daß das erfindungsgemäße Navigationssystem
auch für
die Navigation von Fußgängern, Wanderern,
Fahrradfahrern, Skifahrern, Wasserfahrzeugen oder Flugzeugen einsetzbar
ist, wenngleich auch die erfindungsgemäße Lösung besonders für den Einsatz
in Fahrzeugen geeignet ist. Eine konkrete Bezugnahme auf eine Anwendung
im Fahrzeugbereich umfaßt
insoweit stets auch potentielle Anwendungen in den anderen Einsatzbereichen.
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Ein
erster Aspekt einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Navigationssystems
besteht darin, daß der
mobile Client-Teil über
die Funkstrecke Positionsdaten an den stationären Navigationsrechner-Teil überträgt und der
Navigationsserver-Teil in Abhängigkeit
von den zuvor durch den mobilen Client-Teil übertragenen Manöveranweisungsdaten
berechnet und an den Client-Teil überträgt
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Ein
zweiter Aspekt einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Navigationssystems
besteht darin, daß der
mobile Client-Teil einen Satellitennavigationsempfänger aufweist,
der insbesondere als GPS-Empfänger
oder GALLILEO-Empfänger
ausgestaltet sein kann.
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Ein
dritter Aspekt einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Navigationssystems
besteht darin, daß mindestens
eine Positionsbestimmungseinrichtung vorgesehen ist, die die Position
des Client-Teils auf der Grundlage von dessen Funksignalabstrahlung
bestimmt, beispielsweise durch Funkpeilung, Funktriangulation oder
Bestimmung der Funkzelle in einem Mobilfunknetz.
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Wenn
das Navigationssystem in einem mit Rädern versehenen Landfahrzeug
angeordnet ist, besteht gemäß einem
vierten Aspekt der Weiterbildung der Erfindung auch die Möglichkeit,
daß die
Position des Client-Teils zumindest zeitweise durch Fortschreibung
einer bekannten Position mittels fortlaufend gewonnener Geschwindigkeitsdaten
und Richtungsdaten erfolgt. Hierzu kann ein magnetischer oder elektronischer
Kompaß für die Bestimmung
der Bewegungsrichtung vorgesehen sein. Die Geschwindigkeits- bzw.
Wegedaten können
aus dem Tachometer-Subsystem des Landfahrzeuges gewonnen werden.
Die aktuelle Position kann dann stets durch fortlaufende Integration
der Geschwindigkeit über
die Zeit berechnet werden. Bei Vorhan densein eines Beschleunigungsmeßwertgebers
kann die Bewegungsstrecke durch zweifache Integration der momentanen
Beschleunigung über
die Zeit gewonnen werden. Bei Wasserfahrzeugen kann statt eines
Tachos eine Logge verwendet weden.
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Ein
fünfter
Aspekt einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Navigationssystems besteht
darin, daß der
mobile Client-Teil ein Mobiltelefon zum Betrieb in einem Mobilfunknetz
umfaßt.
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Ein
sechster Aspekt einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Navigationssystems
besteht dann darin, daß der
stationäre
Navigationsrechner über
eine Koppelschnittstelle zu einem Mobilfunknetz eines Mobilfunkbetreibers
Positionsdaten des Client-Teils
erhält.
Diese Positionsdaten können
seitens des Mobilfunknetzbetreibers beispielsweise durch Bestimmung
der Funkzelle, in der sich das Mobiltelefon befindet, ermittelt
werden. Auch ist es möglich, daß die Positionsdaten
des Client-Teils durch Funkzellen-Triangulation erhalten werden.
Ferner ist optional auch vorgesehen, daß die Positionsdaten des Client-Teils
zumindest teilweise unter Verwendung von Assisted GPS erhalten werden.
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Ein
siebter Aspekt einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Navigationssystems
besteht dann darin, daß das
Mobiltelefon ein graphisches Anzeigedisplay aufweist. In diesem
Fall ist es möglich, daß mindestens
zwei unterschiedlichen möglichen Manöveranweisungsdatenelementen
je ein Manöveranweisungs-Icon
zugeordnet ist, wobei das Mobiltelefon das von dem Navigationsserver-Teil übertragene
Manöveranweisungsdatenelement
auf dem graphischen Anzeigedisplay durch Anzeige von dem entsprechenden
Manöveranweisungs-Icon
darstellt. Besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltung, bei der allen
Manöveranweisungsdatenelementen
je ein Manöveranweisungs-Icon
zugeordnet ist. Ferner ist es möglich,
daß das
Mobiltelefon das von dem Navigationsserver-Teil übertragene Manöveranweisungsdatenelement
mittels einer akustischen Ausgabeeinheit wahrnehmbar macht.
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Ein
achter Aspekt einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Navigationssystems
besteht darin, daß das
Mobiltelefon eingerichtet ist, für
mindestens ein Manöveranweisungsdatenelement
ein komplexes Manöveranweisungs-Icon
darzustellen, das situationsabhängig
vom Navigationsserver-Teil auf das Mobiltelefon übertragen wird und je eine
bestimmte Wegetopographie veranschaulicht, beispielsweise einen
Straßentunnel
mit mehreren komplexen Ein- und Ausfahrten.
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Ein
neunter Aspekt einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Navigationssystems
besteht darin, daß die
Häufigkeit
der Datenübertragung
zwischen dem Client-Teil und dem Navigationsserver-Teil von der
Fortbewegungsgeschwindigkeit des Client-Teils abhängt. Dies
kann beispielsweise derart ausgestaltet werden, daß die Häufigkeit
der Datenübertragung
zwischen dem Client-Teil und dem Navigationsserver-Teil bei Stillstand
des Client-Teils vermindert wird, um Datenübertragungskosten und Rechenzeit
des Navigationsserver-Teils zu sparen. Ferner ist optional vorgesehen,
daß die
Häufigkeit
der Datenübertragung
zwischen dem Client-Teil und dem Navigationsserver-Teil vom Abstand
des Client-Teils zum nächsten
Manöver
abhängt.
Im Rahmen der Erfindung realisierbar ist auch, daß die Häufigkeit
der Datenübertragung
zwischen dem Client-Teil und dem Navigationsserver-Teil vom Typ
der befahrenen Straße
abhängt,
beispielsweise in einer kleinteiligen Altstadt höher ist als auf einer Autobahn.
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Ein
zehnter Aspekt einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Navigationssystems
besteht darin, daß der
Navigationsserver-Teil eingerichtet ist, positionsabhängige Sonderdatenelemente
an den Client-Teil zu übertragen,
die an der errechneten Route oder an der Position des Client-Teils
liegende vorbestimmte "Points
of Interest" wie
Hotels, Sehenswürdigkeiten,
Radarfallen etc. pp. bezeichnen. Dieser Vorgang kann positionsabhängig geschehen.
Andererseits können
auch die Inhalte der Sonderdatenelemente an sich positionsabhängig sein.
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Ein
elfter Aspekt einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Navigationssystems
besteht darin, daß der
Navigationsserver-Teil eingerichtet ist, positionsabhängig Sonderdatenelemente
an den Client-Teil zu übertragen,
die Werbedarbietungen codieren. Bevorzugterweise geschieht dies,
wenn der Client-teil stillsteht und die Werbung keine gefahrenträchtige Ablenkung
darstellt. Auch ist es vorstellbar, daß Werbeeinblendungen nur dann
vom Client-Teil wahrnehmbar gemacht werden, wenn durch einen Bedienvorgang
ein Betriebsmodus des Client-Teils eingestellt ist, der Werbung
zuläßt. Der
Benutzer könnte
dann beispielsweise die Wahl haben, gegen einen höheren Entgelttarif
sich werbefrei führen
zu lassen oder bei einem niedrigeren Entgelttarif gelegentliche
Werbeeinblendungen hinzunehmen.
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Ein
zwölfter
Aspekt einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Navigationssystems besteht
darin, daß die
vom Client-Teil benutzte Route für
sofortige und/oder zukünftige
Auswertungen temporär und/oder
permanent gespeichert wird. Dabei könnte dann beispielsweise ein
ausgewählter
Wegepunkt aus der gespeicherten Route als neuer Zielpunkt vorgegeben
werden.
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Ein
dreizehnter Aspekt einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Navigationssystems
besteht darin, daß die
aktuelle Position des Client-Teils als neuer Zielpunkt vorgegeben
werden kann. Dies erweist sich besonders dann als nützlich,
wenn eine Parkposition eines Fahrzeuges mit einem vom Fahrer getragenen
Client-Teil wiedergefunden werden soll.
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Ein
vierzehnter Aspekt einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Navigationssystems
besteht darin, daß ein
ausgewählter
früherer
Wegepunkt aus der gespeicherten Route als neuer Zielpunkt in einen
Zielpunktspeicher vorgegeben werden kann.
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Ein
fünfzehnter
Aspekt einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Navigationssystems besteht
darin, daß der
Client-Teil einen lokales Guidance-Modul umfaßt, wobei während einer Anfangsphase einer
Bewegungsstrecke der Navigationsserver-Teil in Abhängigkeit
von der Position des mobilen Client-Teil Manöveranweisungsdaten berechnet
und an den Client-Teil überträgt, wobei
nach dem Ende der Anfangsphase das lokale Guidance-Modul Manöveranweisungsdaten
berechnet, und wobei der Client-Teil die von dem Navigationsserver-Teil übertragenen
Manöveranweisungsdaten
und die durch das lokale Guidance-Modul berechneten Manöveranweisungsdaten
für einen
Benutzer wahrnehmbar macht. Bevorzugterweise ist die Dauer der Anfangsphase
kleiner als 60 s.
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Ein
sechzehnter Aspekt einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Navigationssystems
besteht darin, daß das
lokale Guidance-Modul Manöveranweisungsdaten
nur solange berechnet, wie der Client-Teil einen während der
Anfangsphase festgelegten Navigationskorridor nicht verläßt, wobei
nach einem eventuellen Verlassen des Navigationskorridors zumindest
zeitweise der Navigationsserver-Teil in Abhängigkeit von der Position des
mobilen Client-Teil Manöveranweisungsdaten
berechnet und an den Client-Teil überträgt.
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Ein
siebzehnter Aspekt einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Navigationssystems
besteht dann darin, daß der
mobile Client-Teil einen programmierbaren Datenprozessor umfaßt, auf
dem quasi-gleichzeitig oder zeitlich aufeinanderfolgend mehrere
Prozesse ablaufen können,
wobei mindestens in einem ersten Prozeß ein Navigati onsprogramm,
das die Kopplung des mobilen Client-Teils und des stationären Navigationsrechner-Teils über eine
Mobilfunkstrecke implementiert und das die von dem Navigationsserver-Teil übertragenen
Manöveranweisungsdaten
für einen
Benutzer wahrnehmbar macht, abläuft,
und in einem zweiten Prozeß ein zweites
Programm abläuft,
wobei das zweite Programm einen Zielpunkt an das Navigationsprogramm übergeben
kann.
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Ein
achtzehnter Aspekt einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Navigationssystems
besteht darin, daß der
Client-Teil eine externe Datenschnittstelle aufweist, mittels der
eine Datenverbindung mit mindestens einem externen Gerät hergestellt
werden kann. Diese Datenschnittstelle kann insbesondere als elektrischen
Steckverbinder, als Leitung nach dem RS232-Standard, als Bluetooth-Datenfunkschnittstelle,
als WLAN/WiFi-Datenfunkschnittstelle oder als IrDA-Datenübertragungseinrichtung
realisiert werden. Auch ist es möglich, daß die externe
Datenschnittstelle eine durch das Mobilfunknetz vermittelte Datenfunkschnittstelle
gemäß einem
Standard aus der die Standards "SMS", "EMS", "MMS" und "WAP Push" umfassenden Gruppe
von Standards umfaßt.
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Ein
neunzehnter Aspekt einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Navigationssystems
besteht darin, daß der
Client-Teil darauf eingerichtet ist, daß das mindestens eine externe
Gerät über die
externe Datenschnittstelle einen Zielpunkt vorgeben kann.
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Ein
zwanzigster Aspekt einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Navigationssystems
besteht darin, daß der
Client-Teil darauf eingerichtet ist, daß die Datenkommunikation zwischen
dem Client-Teil und dem mindestens einen externen Gerät unter
Verwendung des TCP/IP-Datenübertragungsprotokolls
abgewickelt wird.
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Ein
einundzwanzigster Aspekt einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Navigationssystems besteht
darin, daß der
Client-Teil darauf eingerichtet ist, daß das mindestens eine externe
Gerät dem
Client-Teil mindestens einen Zielpunkt vorgeben kann.
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Ein
zweiundzwanzigster Aspekt einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Navigationssystems
besteht darin, daß der
Client-Teil darauf eingerichtet ist, daß das mindestens eine externe
Gerät dem
Client-Teil ein anderes Navigationssystem ist, da in einer Weiterbildung
einen Zielpunkt vorgeben kann.
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Im
folgenden wird anhand der Zeichnung eine Ausführungsform der Erfindung näher erläutert:
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1 zeigt schematisch ein
Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Navigationssystem zur Leitung
einer Person von einer momentanen Position zu einem beliebigen Zielort.
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2 zeigt schematisch in einem
Blockdiagramm die Interaktion zwischen einem mobilen Client-System
und einem stationären
Navigationsrechner.
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3 zeigt schematisch eine
graphische Navigationsanzeige auf einem Display eines Mobilfunktelefones.
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4 zeigt eine detailliertere
schematische Blockansicht des erfindungsgemäßen Navigationssystems.
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5 zeigt eine detailliertere
schematische Blockansicht einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Navigationssystems.
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6 zeigt schematisch anhand
eines Graphen einen mit dem erfindungsgemäßen Navigationssystem ausgeführten Navigationsvorgang
entlang eines Bewegungspfades.
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1 zeigt ein Navigationsgerät 100 zur
Leitung einer Person 200 von der momentanen Position zu
einem wählbaren
Zielort. Die Person 200 führt ein Mobiltelefon 300 mit
sich. Das Mobilfunktelefon 300 umfaßt insbesondere einen Mobilfunksender 310,
einen Mobilfunkempfänger 320,
eine Antenne 330, eine Rechnereinheit 340, ein
Anzeigedisplay 350, eine akustischen Ausgabemöglichkeit 360,
ein Tastenfeld 370 und einen Akku 380. Die auf
der Rechnereinheit 340 ablaufende Software umfaßt insbesondere
eine Telefonie-Software 341 und eine Navigationssoftware 342.
Die Navigationssoftware 342 wird in einer bevorzugten Ausführungsform
als Java-Anwendung in das Gerät 300 geladen
und ausgeführt. Andere
Ausführungsformen
basieren auf anderen Programmierkonzepten, beispielsweise in Gestalt der
Smartphone-Software 2002 ("Stinger") der Firma Microsoft oder der Symbian-Programmierplattform der
Symbian Ltd. Ferner kommen in Betracht Ausführungsformen auf der Grundlage
der "Series 60" Programmierplattform
der Firma Nokia Corporation.
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Am
Mobilfunktelefon 300 ist über eine Datenleitung 420 ein "Global Positioning
System" (GPS) -Empfänger 400 angeschlossen,
der über
eine Antenne 410 seine jeweils aktuelle Position und damit auch
die der Person 200 bestimmen kann. Unter der Kontrolle
der Navigationssoftware 342 werden diese Positionsdaten
weiterverarbeitet.
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Die
Person 200 kann mit dem Mobilfunktelefon 300 insbesondere
durch Lesen des Anzeigedisplays 350, durch Hören der
akustischen Ausgabemöglichkeit 360 sowie
durch Eingaben auf dem Tastenfeld 370 interagieren. Die
Navigationssoftware 342 kann über das Tastenfeld 370 ausgewählt und gestartet
werden. Nach dem Start überprüft diese den
korrekten Anschluß des
GPS-Empfängers 400 über die
Datenleitung 420 und initialisiert den GPS-Empfänger 400,
so daß eine
Datenkommunikation zwischen dem GPS-Empfänger 400 und dem Mobiltelefon 300 ermöglicht wird.
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Die
Navigationssoftware 342 kann über den Mobilfunksender 310,
den Mobilfunkempfänger 320, die
Antenne 330 und über
die Infrastruktur eines Mobilfunkbetreibers 500 mit einem
Internet-Dienst 600 kommunizieren. In einer bevorzugten
Ausführungsform
kann die Navigationssoftware 342 über das "General Radio Package System"-Protokoll ("GRPS") und über das "Transmission Control
Protocol/Internet Protocol" (TCP/IP-Protokoll)
mit dem Internet-Dienst 600 kommunizieren. Die Kommunikation
erfolgt hierbei entweder über "Hypertext Transport Protocol" (HTTP) -Requests
bzw. über
Requests für verschlüsseltes
HTTP ("HTTPS") von der Navigationssoftware 342,
die der Internet-Dienst 600 über HTTP-Responses beantwortet.
Alternativ kann von der Navigationssoftware 342 eine TCP/IP
Socket-Connection über
GPRS zum Internet-Dienst 600 aufgebaut
werden, die auch eine bidirektionale Kommunikation zuläßt.
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Zunächst führt die
Navigationssoftware 342 einen Authentifizierungsprozess
durch. Hierbei wird eine Session-ID generiert. Sollte die GPRS Verbindung
z.B. wegen mangelhaftem Empfang oder Timeout beendet worden sein,
wird diese automatisch erneut aufgebaut. Sollte zur Kommunikation
eine TCP/IP Socket-Connection aufgebaut worden sein und abgebrochen
sein, wird diese automatisch wieder aufgebaut und die Session-ID
des Authentifizierungsprozesses verwendet.
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Nach
erfolgreicher Authentifizierung kann die Person 200 über das
Tastenfeld 370 den Menüpunkt "Neue Zieladresse" auswählen und
in einem Eingabeformular die gewünschte
Zieladresse eingeben. Diese wird zusammen mit der aktuellen Position an
den Internet-Dienst 600 gesendet. Dort wird die Route bzw.
der Korridor zwischen der aktuellen Position und der eingegebenen
Zieladresse berechnet und so optimal aufbereitet, daß der Internet-Dienst
zu jeder Position innerhalb des Korridors das nächste Fahr- bzw. Gehmanöver zurückgeben
kann. Persönliche
Einstellungen, wie Längeneinheiten
(Kilometer/Meter bzw. Meilen, Feet) oder bei Fahrzeugnavigation
Einstellungen, wie Geschwindigkeitsprofil des Fahrzeuges, Meiden
von Mautstrecken sowie eine persönliche
Zielliste, die letzten Ziele oder das aktuelle Ziel werden zentral
auf dem Internet-Dienst 600 gespeichert und können über das
Mobilfunktelefon 300 oder über andere am Internet angeschlossenen Geräte oder
Dienste geändert
werden. Ebenso kann die Zieladresse über andere am Internet angeschlossenen
Geräte
oder Dienste geändert
bzw. eingegeben werden. Zudem kann die Navigationssoftware 342 auf
das Adreßverzeichnis
der Telefonie-Software 341 zum Abruf einer Zieladresse
zugreifen.
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2 zeigt schematisch in einem
Blockdiagramm die Interaktion zwischen einem mobilen Client-System
und einem stationären
Navigationsrechner. Nach Eingabe der Zieladresse am Mobilfunktelefon 300 und
Berechnung der Route bzw. des Korridors auf dem Internet-Dienst 600,
geht die Navigationssoftware 342 in den Manövermodus.
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Im
Manövermodus
sendet die Navigationssoftware 342 die Position, Orientierung
und Geschwindigkeit der Person 200 in einem Sende-Datentelegramm 511 (2) an den Internet-Dienst 600. Dieser
sendet darauf ein Antwort-Datentelegramm 512 (2) mit Angaben zum nächsten Fahr-
bzw. Gehmanöver.
Dieser Vorgang wird in regelmäßigen Zeitabständen wiederholt.
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Die
Navigationssoftware 342 liest die Daten des GPS-Empfängers 400 ein.
Dieser sendet Zeichenketten über
die serielle Datenleitung 420, die konform gebildet sind
mit dem Standard NMEA-0183 (National Marine Electronics Association,
Nationale Vereinigung für
Marineelektronik). Der NMEA-0183-Standard legt technische Rahmenbedingungen
fest, um einen Datenaustausch zwischen verschiedenen Geräten aus
der Marineelektronik zu ermöglichen;
er hat sich aber insbesondere auch bei zahlreichen landgebundenen
GPS-Anwendungen zur Übertragung
von Daten aus einem GPS-Empfänger
an eine Auswertevorrichtung durchgesetzt. Die Spezifikation des
NMEA-0183-Standards
ist erhältlich über die
NMEA, 7 Riggs Ave., Severna Park, MD 21146, USA.
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Der
GPS Empfänger 400 überträgt in festen Zeitabständen kontinuierlich
Datensätze
an das Mobiltelefon 300. Beim NMEA-Protokoll stellt je
eine Zeile mit einer Nachricht aus ASCII-Zeichen einen kompletten
Datensatz ("NMEA
Message") dar. Eine
einem $-Zeichen
folgende Zeichenkette kennzeichnet den Typ der Nachricht. Eine Zeile
mit vorangestellten "$GPRMC" enthält somit
eine NMEA "RMC"-Nachricht; eine
Zeile mit vorangestelltem "$GPGLL" eine sogenannte "GLL"-Nachricht.
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Die
Navigationssoftware 342 stellt den GPS-Empfänger bei
der Initialisierung so ein, daß dieser
nur die notwendigen Daten und diese in einer geeigneten Baudrate
und in geeigneten Zeitabständen
sendet.
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Hierbei
kommt nur der Datensatz in Anwendung, der mit „$GPRMC" am Beginn der Zeichenkette gekennzeichnet
ist, z.B.:
$GPRMC,134812,A,4806.5681,N,01143.2519,E,030.4,299.0,110403,001.5,E*78<CR>
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Dieser
beinhaltet (mit Kommata getrennt):
- • die Uhrzeit
(Time of fix),
- • die
Gültigkeitskennung
(A = gültig,
V = ungültig),
- • den
Breitengrad mit N = Nord bzw. S = South,
- • den
Längengrad
mit E = East bzw. W = West,
- • die
Geschwindigkeit (in Knoten),
- • den
Kurs, Datum, Magnetische Variation und
- • eine
Prüfsumme.
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Das
Datentelegramm wird durch ein Zeilenendsymbol "<CR>", beispielsweise das ASCII-Zeichen "Carriage Return", abgeschlossen.
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Die
Navigationssoftware 342 verarbeitet in einer bevorzugten
Ausführungsform
aus diesem Datensatz nur vorbestimmte ausgewählte relevante Daten:
- • die
Uhrzeit,
- • die
Gültigkeitskennung,
- • den
Längen-
und Breitengrad,
- • die
Geschwindigkeit und
- • den
Kurs
und setzt ein Sende-Datentelegramm 511 zusammen.
Dieses wird an den Internet-Dienst 600 gesendet,
z.B.:
134812,A,4806.5681,N,01143.2519,E,030.4,299<CR>
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Der
Internet-Dienst 600 antwortet auf jedes Sende-Datentelegramm
mit einem Antwort-Datentelegramm 512. Dieses enthält Angaben
zum nächsten Fahr-
bzw. Gehmanöver,
z.B.:
5300m,200m,70,69905,4,B304\Münchner Strasse,Blumenstraße,3,16:43<CR>
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Hierbei
werden, durch Kommata getrennt, folgende Daten übergeben:
- • Entfernung
zum Ziel,
- • Entfernung
zum Fahr- bzw. Gehmanöver,
- • Füllstand
des Entfernungsbalkens zum nächsten
Manöver
in Prozent,
- • Code
des Manöver-Icons,
- • Straßentyp der
aktuellen Straße,
- • Straßenname
der aktuellen Straße,
- • Straßenname
der Straße
nach dem Manöver,
- • Code
eines abzugebenden Tonsignals bzw. Ansage, und
- • die
voraussichtliche Ankunftszeit.
-
Daten,
die sich bezüglich
des letzten Antwort-Datentelegramms nicht geändert haben, werden bevorzugterweise
nicht wiederholt gesendet, sondern ausgelassen; z.B. wird 100 Meter
nach dem oben aufgeführten
Antwort-Datentelegramm folgendes Antwort-Datentelegramm gesendet:
5200m,100m,80,,,,,,
-
D.h.
die Entfernung zum Ziel und die Entfernung zum Fahr- bzw. Gehmanöver sowie
der Füllstand
des Entfernungsbalkens zum nächsten
Manöver
hat sich verändert,
nicht jedoch der Code des Manöver-Icons,
der Straßenname
der aktuellen Straße, der
Stra ßenname
der Straße
nach dem Manöver,
der Code eines abzugebenden Tonsignals bzw. Ansage und auch nicht
die voraussichtliche Ankunftszeit.
-
Fehlercodes,
wie "Straßennetz
verlassen" werden
ebenfalls kodiert übergeben:
E:12
-
Die
Navigationssoftware 342 verarbeitet die empfangenen Antwort-Datentelegramme,
indem auf dem Anzeigedisplay 350 die Daten in einer geeigneten
Form für
die Person 200 sichtbar ausgegeben werden. 3 zeigt schematisch eine exemplarische graphische
Navigationsanzeige 700 auf einem Display eines Mobilfunktelefones.
Wenn der Geradeauspfeil im Display erscheint, zeigt eine Straßennamenanzeige 730 im
oberen Bereich den Namen der im Anzeigezeitpunkt befahrenen Straße an. Ansonsten zeigt
die Straßennamenanzeige 730 den
Namen derjenigen Straße
an, in die das gerade anstehende Manöver abgebogen werden soll.
Im unteren Displaybereich ist eine Entfernungsanzeige angegeben,
die die noch zu fahrende Fahrtstrecke bis zum nächsten Manöver anzeigt. Ein Anzeigeflächensymbol 740 zeigt gegebenenfalls
an, daß über die
darunterliegende Taste des Mobiltelefons ein Menü auswählbar ist, über das eine akustische Ausgabe
aktivierbar ist. Im Mittenbereich des Displays wird ein Manövericon 710 angezeigt,
das das in Kürze
vorzunehmende Manöver
eingängig
visuell symbolisiert; im dargestellten Fall soll ein Kreisverkehr
befahren und bei der zweiten Abfahrt wieder verlassen werden. Ein
Distanzbalken 750, der sich mit zunehmender Annäherung an das
Manöver
vollflächig
füllt oder – in einer
anderen Ausführungsform – leert,
zeigt die Entfernung zum nächsten
Manöver
an. Darüber
befindet sich eine Anzeige 760 für das übernächste Manöver. Diese dient für den Fahrer
dazu, bereits beim oder vor dem nächsten Manöver auf die optimalen Fahrspur
zu wechseln
-
Die
Navigationssoftware 342 verarbeitet die empfangenen Antwort-Datentelegramme,
indem die abzugebenden Tonsignale mit der akustischen Ausgabemöglichkeit 360 für die Person 200 hörbar gemacht
werden. Sofern das Mobilfunktelefon 300 die Ausgabe von
Sound-Dateien erlaubt, können
in einer bevorzugten Ausführungsform
die Manöver
für die Person 200 verständlich angesagt
werden, beispielsweise "in 300 Metern
rechts abbiegen".
-
Der
Mobilfunkbetreiber rechnet die Nutzung des Datendienstes GPRS über den
das Mobilfunktelefon 300 über die Infrastruktur eines
Mobilfunkbetreibers 500 mit dem Internet-Dienst 600 kommuniziert
nach Datenvolumen ab. Gleiches ist auch bei Nutzung von UMTS realisierbar.
Aus Kostengründen wird
dieses möglichst
gering gehalten. Aus diesem Grund werden die Sende- und Antwort-Datentelegramme
längenoptimiert
und kodiert.
-
Die
Navigationssoftware 342 sendet das Sende-Datentelegramme
normalerweise in regelmäßigen Zeitabständen an
den Internet-Dienst 600. Der Zeitabstand ist davon abhängig, ob
die Person 200 sich zu Fuß oder mit einem Fahrzeug bewegt.
Falls sich die Person 200 mit einem Fahrzeug bewegt, ist zudem
der Zeitabstand zudem davon abhängig,
auf welchem Straßentyp,
z.B. Autobahn oder innerstädtische
Straße,
sich das Fahrzeug bewegt. Auf Autobahnen ist der Zeitabstand länger, da
hier weniger Abbiegemöglichkeiten
vorhanden sind und die Wahrscheinlichkeit eines Fehlmanövers deutlich
geringer ist als auf innerstädtischen
Straßen.
-
Der
Zeitabstand verringert sich um so mehr, je näher die Person 200 an
das nächste
Manöver kommt.
Kurz vor einem Manöver
bis nach erfolgtem Manöver
ist der Zeitabstand möglichst
gering. Dies wird dadurch erreicht, daß auf jedes empfangene Antwort-Datentelegramm
sofort ein Sende-Datentelegramm gesendet wird.
-
Keine
weiteren Sende-Datentelegramme werden gesendet, wenn die Person 200 an
der gleichen Position stehen bleibt, z.B. im Stau oder an der Ampel.
Ebenso wenn keine GPS-Informationen verfügbar sind, z.B. im Tunnel,
Parkhäusern,
-Garagen oder in Gebäuden.
-
Da
die Positionsbestimmung per GPS teilweise ungenau ist, kann es vorkommen,
daß die
Position, die im Sende-Telegramm übergeben wird, nicht auf der
Straße
befindet. Der Internet-Dienst 600 gibt dann im Antwort-Datentelegramm
zurück,
daß sich
das Fahrzeug nicht auf einer Straße befindet. Hierbei wird dann
unabhängig
vom aktuellen Zeitabstand sofort das Sende-Datentelegramm wiederholt und
das Antwort-Datentelegramm ausgewertet. Erst wenn dieses wiederum
ergibt, daß sich
das Fahrzeug nicht auf einer Straße befindet, wird eine entsprechende
Anzeige bzw. Ansage ausgegeben und auf den kürzesten Zeitabstand übergegangen.
-
Bei
Fahrten in Tunnels ist kein Empfang des GPS-Satellitensignals möglich. Hier
können
die Positionsdaten beispielsweise über einen elektronischen Kompaß (nicht
dargestellt) kombiniert mit dem Tachosignal des Fahrzeuges oder
mit einem anderen Strecken-ermittelnden Sensor, beispielsweise einem Beschleunigungssensor
(nicht dargestellt), fortgeführt
werden, um eine Navigation im Tunnel zu ermöglichen. Gleiches gilt für Fußgängernavigation
in Gebäuden.
Alternativ kann im Tunnel die Entfernungsanzeige unterdrückt werden
und der komplette Tunnel samt Abfahrten oder Verzweigungen angezeigt
werden.
-
Die
Person 200 hat die Möglichkeit über das Tastenfeld 370 den
Zeitabstand auf ein Minimum zu reduzieren. Dies ist beispielsweise
dann sinnvoll, wenn der Zeitabstand relativ hoch ist, die Person aber
ein unerwartetes und fehlerhaftes Manöver eingeleitet hat, z.B. Verlassen
der Autobahn über
eine Ausfahrt, mitten auf der Strecke. Die Person 200 hat zudem
die Möglichkeit, über das
Tastenfeld 370 die Navigationssoftware 342 auf
einen Standby-Modus zu schalten, z.B. bei einer kurzfristigen Unterbrechung
der Fahrt.
-
Wenn
die Person 200 ein Fehlmanöver fährt bzw. geht, reagiert der
Internet-Dienst 600 relativ schnell mit einer korrigierenden
bzw. von diesem Punkt an optimalen Route, da dieser für jede Route bereits
einen kompletten Korridor berechnet hat. Der Internet-Dienst 600 muß hierfür also keine
erneute Route errechnen.
-
4 zeigt eine detailliertere
schematische Blockansicht des erfindungsgemäßen Navigationssystems. Der
Navigations- Internet-Dienst 600 beinhaltet insbesondere
ein Kommunikationsmodul 610, das die Anfragen des Mobilfunktelefons 300 entgegennimmt
und die Antworten zurückgibt.
Mit Hilfe des Benutzerverwaltungsmoduls 640 überprüft es die
Zugriffsberechtigung. Das Benutzerverwaltungsmodul 640 übernimmt
zudem die Abrechnung des Dienstes und die Zuordnung Benutzer-zu-SessionID.
Das Routing-Modul 620 berechnet die über das Kommunikationsmodul 610 angeforderte
Route bzw. den Korridor zwischen dem Startpunkt und der Zieladresse
und gibt diese(n) an ein Guidance-Modul 630 weiter. Sollte
die Zieladresse nicht eindeutig oder ungültig sein, gibt das Routing-Modul 620 über das
Kommunikationsmodul 610 eine Auswahlliste bzw. eine Fehlermeldung
zurück.
Das Guidance-Modul 630 hält den Korridor im Arbeitsspeicher
und gibt zu jedem über
das Kommunikationsmodul 610 übergebenen GPS-Datensatz eine
Manöver-Beschreibung über das
Kommunikationsmodul 610 zurück bzw. fordert ein Update
der Route bzw. des Korridors beim Routing-Modul 620 an,
falls der Korridor verlassen wurde oder dieser aufgefrischt werden
soll.
-
Das
Routing-Modul 620 verwendet bei der Berechnung der Route
bzw. des Korridors bevorzugterweise Kartenmaterial diverser Anbieter
wie beispielsweise Navtech (Navigation Technologies Corporation,
Chicago, Illinois, USA) oder Tele Atlas (Tele Atlas Deutschland
GmbH) und berücksichtigt
hierbei die für
die Route relevanten Verkehrsinformationen aus diversen Verkehrsinformationsquellen 660 wie beispielsweise
den RDS-TMC-Service (Radio Daten System, Traffic Message Channel),
den ADAC-Verkehrsservice
oder den Dienst der Gesellschaft ddg (Gesellschaft für Verkehrsdaten).
Aktuelle Informationen der Verkehrsinformationsquellen 660 können in einer
bevorzugten Ausführungsform
zudem an das Guidance-Modul 630 weitergegeben werden, um
diese "in Echtzeit" an den Benutzer
weiterzugeben.
-
Die
Module des Navigations- Internet-Diensts 600 können bei
Bedarf aus Redundanz- und
Performance-Gründen
auf unterschiedliche Computersysteme verteilt werden.
-
Der
zuvor beschriebene Navigations- Internet-Dienst 600 berücksichtigt
zentral die für
die Route relevanten Verkehrsinformationen. Weitere Informationen,
beispielsweise POI (Points of Interest wie z.B. Restaurants, Tankstellen,
Hotels) können
als Ziele abrufbar gemacht werden, sowie am "Wegesrand" liegende POIs (positionsbezogen) mit
den Manöver-Antwort-Datentelegrammen
mitgeschickt und angezeigt werden. Das gleiche gilt für Informationen, wie
Falschfahrer, Gegenstände
auf der Fahrbahn, Radarfallen oder Werbung.
-
So
kann insbesondere beim Stand des Fahrzeuges, z.B. im Stau oder an
der Ampel ggf. Information oder Werbung, ggf. auch positionsbezogen
visuell angezeigt bzw. akustisch personenbezogen abgespielt werden.
-
Beim
Wechsel von Fahrzeug zu Fußgängernavigation
kann in einer bevorzugten Ausführungsform
die Position des geparkten Fahrzeuges clientseitig oder serverseitig
gespeichert werden, um das Fahrzeug wieder auffinden zu können.
-
Ferner
ist eine andere Ausführungsform
vorgesehen, bei der Personen per Knopfdruck anderen Personen ihren
Standort mitteilen und/oder sich per Navigation zur Person führen lassen
können.
-
Im
Internet-Dienst 600 können
zudem die durch den Navigationsdienst generierten Positionsdaten
zu Flottenüberwachungs-
und Flottensteuerungszwecken, Personenüberwachungs- und -steuerungszwecken
oder die Routendaten zu Fahrtenbuchzwec ken genutzt werden. Auch
die Navigationssoftware 342 kann um eine Dispositionsanwendung ergänzt werden:
Auftrags-, Touren-, Status- und Nachrichtenmanagement.
-
Ein
Push-Mechanismus ist im normalen Manövermodus nicht erforderlich,
da mindestens alle ca. 20 Sekunden eine Anfrage erfolgt.
-
Neben
dem Manövermodus
gibt es den "Info-Modus". Hier wird die Person 200 nicht
an eine Zieladresse geführt,
sondern bewegt sich vielmehr ohne bestimmtes Ziel. Hier kann mit
einem einstellbaren Zeitabstand die Position geschickt werden und am "Wegesrand" liegende POIs (positionsbezogen) oder
Informationen, wie Falschfahrer, Gegenstände auf der Fahrbahn, Radarfallen,
oder Werbung angezeigt werden. Auch hier können die generierten Positionsdaten
zu Flottenüberwachungs-
und Flottensteuerungszwecken, Personenüberwachungs- und steuerungszwecken
oder die Routendaten zu Fahrtenbuchzwecken genutzt werden.
-
Desweiteren
gibt es den Überwachungsmodus,
der mit bzw. ohne Kenntnis der Person 200 gestartet wird.
Hier kann zu Überwachungszwecken
an den Internet-Dienst 600 in regelmäßigen Zeitabständen, zu
bestimmten Uhrzeiten, bei Eintritt bzw. Austritt aus geografischen
Gebieten die Position geschickt werden und weiterverarbeitet werden.
Dies kann zu Flotten-, Waren- oder Personenüberwachungszwecken genutzt
werden.
-
5 zeigt eine detailliertere
schematische Blockansicht einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Navigationssystems
mit einem Navigationsgerät 100 zur
Leitung einer Person 200 von der momentanen Position zu
einem wählbaren Zielort.
Die Person 200 führt
ein Mobiltelefon 300 mit sich. Das Mobilfunktelefon 300 umfaßt insbesondere einen
Mobilfunksender 310, einen Mobilfunkempfänger 320,
eine Antenne 330, eine Rechnereinheit 340, ein
Anzeigedisplay 350, eine akustischen Ausgabemöglichkeit 360,
ein Tastenfeld 370 und einen Akku 380. Die auf
der Rechnereinheit 340 ablaufende Software umfaßt insbesondere
eine Telefonie-Software 341 und eine Navigationssoftware 342.
Die Navigationssoftware 342 wird in einer bevorzugten Ausführungsform
als Java-Anwendung in das Gerät 300 geladen
und ausgeführt.
Der Aufbau des Client-Teils 100 entspricht grundsätzlich derjenigen,
die in 1 angegeben ist;
jedoch kann bei dieser Ausführungsform
der Satellitennavigationsempfänger
fortgelassen werden, da die Positionsdaten auf andere Weise gewonnen
werden.
-
Der
Navigations-Internet-Dienst 600 beinhaltet insbesondere
ein Kommunikationsmodul 610, das die Anfragen des Mobilfunktelefons 300 entgegennimmt
und die Antworten zurückgibt.
Der Aufbau des Navigations-Internet-Dienstes 600 entsprich
grundsätzlich
der in 4 angegebenen
Struktur. Über eine
Schnittstelle 690 zu einer Basisstation des Mobilfunknetzbetreibers
(nicht dargestellt) können
das Mobilfunktelefon 300 betreffende Positionsdaten aus mobilfunknetzwerkbasierter
Positionsbestimmung dem Guidance-Modul 630 zugeführt werden,
beispielsweise aus Zelleninformationen oder Zellentriangulations-Daten
der Mobilfunknetz-Zellen ("Location
Services", LCS).
Einzelheiten hierzu finden sich beispielsweise in den ETSI-Standards
ETSI TS 101 513 und ETSI TS 101 527. Bei dieser Ausführungsform
liefert somit der Mobilfunknetzbetreiber die zur Navigation erforderlichen
Positionsdaten direkt bei dem Server 600 an.
-
6 zeigt schematisch anhand
eines Graphen einen mit dem erfindungsgemäßen Navigationssystem ausgeführten Navigationsvorgang
entlang eines Bewegungspfades, wobei eine Ausführungsform betrachtet wird,
bei der segmentierte Manöveranweisungsdaten
Verwendung finden.
-
Das
Navigationsserverseitige Guidance-Modul 630 arbeitet hierbei
grundsätzlich
wie im Zusammenhang mit den 1 und 2 sowie 4 beschrieben. Das Guidance-Modul 630 sendet
jedoch zum nächsten
Manöver
auch alle Wegepunkte der Kanten (Längen- und Breitengrad) sowie die Straßentypen
und Straßennamen
der Kanten an den mobilen Client-Teil 100. Ein clientseitiges
Guidance-Modul der Navigationssoftware 342 übernimmt
die Führung über die Wegepunkte
bis zum nächsten
Manöver
und gleicht ständig
die aktuelle Position des mobilen Client-Teil 100 über GPS
mit den Wegepunkten bzw. Kanten ab. Verläßt der mobilen Client-Teil 100 die
Strecke, wird die Position an das Navigationsserverseitige Guidance-Modul 630 gesandt
und eine erneute Manöveranfrage
gestartet. Ansonsten wird die Position bis kurz vor den Manöver-Wegepunkte
nicht mehr an das navigationsserverseitige Guidance-Modul 630 geschickt.
Dies ist vorteilhaft, da weniger Daten übertragen werden müssen, somit
weniger Kommunikations-Gebühren
anfallen und die Latenz des navigationsserverseitigen Teils 600 sowie
die Latenz der Kommunikationsstrecke 500 nicht mehr kritisch
ist. Ebenso können
eventuell auftretende "Löcher" des Mobilfunknetzes
zwischen den Manöver-Wegepunkte
kompensiert werden.
-
In
dem Graphen in 6 sind
Wegepunkte, an denen keine Manöver
durchzuführen
sind, vollflächig
schwarz dargestellt. Wegepunkte mit spezifischen Manöveranweisungen
sind als nicht ausgefüllte
Kreise dargestellt. Der Startwegepunkt 800 ist mit einem
Kreuz markiert.
-
Das
clientseitige Guidance-Modul der Navigationssoftware 342 überträgt am Startpunkt 800 die aktuelle
Position an das navigationsserverseitige Guidance-Modul 630.
Dieses sendet daraufhin insbesondere folgende Daten zurück:
- • Code
des Manöver-Icons
zum nächsten
Manöver 810 und
Straßenname
der Straße
nach dem Manöver 810,
- • Straßentyp,
Straßenname
und Orientierung (Winkel) aller Kanten 830 bis zum nächsten Manöver 810,
sowie
- • Positionen
aller Wegepunkte 820 bis zum nächsten Manöver 810.
-
Das
clientseitige Guidance-Modul der Navigationssoftware 342 führt bis
zum nächsten
Manöver 810,
berechnet die Entfernung zum Manöver
und zeigt diese kombiniert mit einem Entfernungsbalken an. Kurz
vor dem Manöver
wird das nächste
Segment bis zum nächsten
Manöver
geladen. Weicht der Fahrer von der Route ab oder folgt er nicht
der Manöveranweisung 840,
so wird eine erneute Anfrage an den Server gestellt. Falls ein Segment
zu viele Wegepunkte und Kanten aufweist, wird nur ein erster Teil der
Wegepunkte und Kanten sowie die Daten betreffend das nächste Manöver geladen
und der restliche Teil 850 der Wegepunkte und Kanten nachgeladen, kurz
bevor er benötigt
wird. Diese Vorgehensweise wird so lange wiederholt, bis der Zielpunkt 890 erreicht
ist. Je nach Speicherausstattung des mobilen Client-Teils 100 können mehrere
Segmente geladen werden.
-
Zur
Reduzierung des Berechnungsaufwands auf dem mobilen Client-Teil 100 werden
in einer bevorzugten Ausführungsform
die Koordinaten der Wegepunkte nicht in (absoluten) Längen- und
Breitengrad angegeben, sondern (relativ) in Bezug auf das nächste Manöver. Desweiteren
wird zu jedem Wegepunkt die Entfernung zum nächsten Manöver mitgeliefert, um diese
nicht auf dem mobilen Client-Teil 100 berechnen zu müssen.