-
HINTERGRUND
DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
-
Diese
Erfindung betrifft eine Navigationsvorrichtung, die dynamische Reiseinformationen
anzeigen kann. Dynamische Reiseinformationen sind aktualisierte
Informationen über
Straßenfahr-
und Verkehrsbedingungen, wie z.B. Informationen über Stau, Straßensperren,
nachteiliges Wetter usw., auf speziellen Routen. Die Informationen
sind in der Hinsicht dynamisch, als sie sich ändern können. Die auf der Vorrichtung
angezeigten Informationen sind Idealerweise vollständig aktuell,
obwohl in der Praxis eine gewisse Zeitverzögerung zwischen dem Beobachten
und Berichten von Straßen-
und Verkehrsbedingungen und dem Empfangen dieser Berichte an der
Vorrichtung besteht. Die Vorrichtung findet als Navigationssystem
im Auto spezielle Anwendung.
-
2. Beschreibung des Standes
der Technik
-
Navigationsvorrichtungen
auf GPS-Basis sind wohl bekannt und werden als Navigationssysteme
im Auto umfangreich verwendet. Es kann auf die Software der Navigator-Reihe
vom vorliegenden Anmelder, TomTom B.V., Bezug genommen werden. Dies
ist eine Software, die, wenn sie auf einem PDA (wie z.B. einem Compaq
iPaq) läuft,
der mit einem externen GPS-Empfänger
verbunden ist, einem Benutzer ermöglicht, eine Start- und eine
Zieladresse in den PDA einzugeben. Die Software berechnet dann die
beste Route zwischen den zwei Endpunkten und zeigt Befehle dafür an, wie
diese Route zu durchfahren ist. Unter Verwendung der vom GPS-Empfänger abgeleiteten
Positionsinformationen kann die Software in regelmäßigen Intervallen
die Position des PDA (typischerweise am Armaturenbrett eines Fahrzeugs
angebracht) ermitteln und kann die aktuelle Position des Fahrzeugs
auf einer Karte anzeigen und geeignete Navigationsbefehle (z.B. "in 100 m nach links
abbiegen") anzeigen
(und ansagen).
-
Eine
Graphik, die die zu unternehmenden Handlungen darstellt (z.B. ein
Linkspfeil, der vorn links abbiegen angibt), kann in einer Statusleiste
angezeigt werden und auch über
die anwendbaren Abzweigungen/Wendungen usw. in den Straßen, die
in der Karte selbst gezeigt sind, überlagert werden. Es kann auch auf
Vorrichtungen Bezug genommen werden, die einen GPS-Empfänger in
eine Rechenvorrichtung integrieren, die mit einer Kartendatenbank
programmiert ist, und die Navigationsbefehle auf einer Anzeige erzeugen können. Der
Begriff "Navigationsvorrichtung" bezieht sich auf
eine Vorrichtung, die einem Benutzer ermöglicht, zu einem vorbestimmten
Zielort zu navigieren. Die Vorrichtung kann ein internes System
zum Empfangen von Ortsdaten wie z.B. einen GPS-Empfänger
aufweisen oder kann lediglich mit einem Empfänger verbindbar sein, der Ortsdaten
empfangen kann.
-
Es
kann auf
US 5612881 Bezug
genommen werden, die eine Navigationsvorrichtung im Auto zeigt, die
eine schematische Darstellung einer gesamten Reise anzeigen kann
und abgeschätzte
Ankunftszeiten an verschiedenen Punkten auf der Reise anzeigen kann.
Dynamische Reiseinformationen sind jedoch überhaupt nicht in der Anzeige
enthalten. Das Überlagern
von dynamischen Reiseinformationen auf eine Navigationskarte ist
jedoch aus
US 5831552 ,
US 5694122 und
US 5864305 bekannt.
-
Navigationssysteme
im Auto können
Zugriff auf aktualisierte Echtzeit-Reiseinformationen haben; beispielsweise
empfängt
im SmartnavTM-System von TrafficMaster plc
ein zentraler Server aktualisierte Echtzeit-Verkehrsinformationen
von Sensoren, die am Straßenrand
des Straßennetzes
des Vereinigten Königreichs
angeordnet sind. Der Server berechnet Routen, denen zu folgen ist,
in Anbetracht einer Start- und Zieladresse eines Fahrers und sendet
diese Routeninformationen zu einer Vorrichtung im Fahrzeug, die
dem Fahrer geeignete Befehle ansagt (daher ist keine Kartenanzeige
als solche vorhanden). Wenn ein Stau usw. entdeckt wird, der für eine Route
eines speziellen Fahrers relevant ist, kann der Server eine Meldung
zur Navigationsvorrichtung dieses Fahrers senden, die dann als Audiowarnung
zum Fahrer weitergeleitet wird.
-
Das Überlagern
von dynamischen Reiseinformationen auf eine Navigationskarte, die
von einer Navigationsvorrichtung im Auto erzeugt und angezeigt wird,
ist auch aus
US 5831552 ,
US 5694122 und
US 5864305 bekannt.
-
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
-
In
einem ersten Aspekt ist eine Navigationsvorrichtung vorgesehen,
die mit einer Kartendatenbank und Software programmiert ist, die
ermöglicht,
dass eine Route zwischen zwei vom Benutzer definierten Orten geplant
wird, wobei die Vorrichtung ferner so programmiert ist, dass sie
(i) eine 2-D- oder 3-D-Darstellung der aktuellen Straße, entlang
der gefahren wird, und den aktuellen Ort der Vorrichtung auf dieser
Straße
berechnen und anzeigen kann, und (ii) dynamische Reiseinformationen
in Bezug auf die Route empfangen und verarbeiten kann; wobei die
Vorrichtung dazu ausgelegt ist, eine schematische Ansicht zu berechnen
und anzuzeigen, die zumindest den Rest der gesamten Route zeigt,
wobei die schematische Ansicht auf einem einzelnen Bildschirm erscheint
und dynamische Reiseinformationen in Bezug auf die Route umfasst.
-
Die
vorliegende Erfindung bewegt sich daher von der erstellten Methode
der Integration von dynamischen (z.B. sich ändernden oder aktualisierten)
Reiseinformationen weg direkt zur 2-D- oder 3D-Navigationskartendarstellung.
Durch Berechnen einer vollständig
separaten schematischen Ansicht zumindest des Rests der Route und
Anzeigen dieser Ansicht auf einem einzelnen Bildschirm ermöglicht sie,
dass der Benutzer auf einen Blick sofort sieht, ob sich wesentliche
Verzögerungen
usw. irgendwo auf der vorgeschlagenen Route befinden. Vorher war
es für
den Benutzer sehr schwierig, auf einen Blick zu sehen, ob irgendwelche
wesentlichen Verkehrsvorfälle
sich auf die Route auswirkten; er müsste beispielsweise durch eine
Liste oder 2D-Anzeige der gesamten Route scrollen, was vielleicht
viele separate Dialoge mit der Vorrichtung beinhalten würde.
-
In
einer Implementierung ist die schematische Ansicht eine lineare
Darstellung der Route oder des Rests der Route, entlang der noch
nicht gefahren wurde. Bildsymbole, die verschiedene Reisestörungen (z.B. Verkehrsstaus,
Eis usw.) darstellen, können
auf dieser linearen Darstellung angeordnet sein; die Vorrichtung verwendet
den ungefähren
Abstand zur Störung,
um es in die korrekte Position auf der linearen Darstellung zu setzen.
-
Ein
Bildsymbol kann angezeigt werden, das darstellt, wie neu die dynamischen
Reiseinformationen von der Vorrichtung empfangen wurden; dies ist
für Verkehrsinformationen
besonders nützlich,
da der Benutzer häufig
wissen will, wie aktuell die Informationen sind. Der Benutzer kann
auch aktualisierte dynamische Reiseinformationen anfordern, indem
er eine geeignete Funktion, die auf der Vorrichtung angezeigt wird,
auswählt;
das Bildsymbol "Daten
Auffrischen" dient
als nützliche
Angabe dessen, wann dies nützlich
sein kann.
-
Die
dynamischen Reiseinformationen können
zur gleichen Zeit wie die 2-D- oder 3-D-Darstellung der aktuellen
Straße,
entlang der gefahren wird, angezeigt werden; beispielsweise in einem
separaten Fenster auf einer Seite der Hauptnavigationskarte. Dieser
separate Abschnitt könnte
immer gezeigt werden, wenn die Navigationskarte gezeigt wird, oder
er könnte
nur dann gezeigt werden, wenn eine Option zum Anzeigen von dynamischen
Reiseinformationen vom Benutzer ausgewählt wurde. Alternativ kann
er nur auf einem von der Hauptnavigationskarte verschiedenen Bildschirm
angezeigt werden; beispielsweise begibt sich der Benutzer vom Bildsschirm,
der die Navigationskarte zeigt, weg zu einem Bildschirm, der die
schematische Anzeige zeigt.
-
Die
Vorrichtung kann (direkt selbst oder unter Verwendung einer anderen
Vorrichtung mit Kommunikationsfähigkeiten) über ein
drahtloses Kommunikationsnetz eine Anforderung für dynamische Reiseinformationen,
die für
eine definierte Route relevant sind, zu einem entfernten Server
senden, wobei der entfernte Server (i) dynamische Reiseinformationen
von einer oder mehreren Datenzuführungen
in Bezug auf zahlreiche Straßen
empfängt
und (ii) die dynamischen Reiseinformationen, die für die definierte
Route relevant sind, in Reaktion auf die Anforderung zur Vorrichtung
sendet. Die Verwendung eines Servers zum Sammeln und Analysieren
von dynamischen Reiseinformationen ist eine sehr effiziente und
erweiterbare Methode, die leicht ermöglicht, dass neue Arten von
Reiseinformationen bearbeitet und drahtlos zu Navigationsvorrichtungen
verteilt werden. Die Vorrichtung kann einen integralen Funkempfänger umfassen,
der die dynamischen Reiseinformationen empfangen kann oder eine
Nahbereichsverbindung mit einem Mobiltelefon einrichten kann, wobei
das Mobiltelefon dann die dynamischen Reiseinformationen über das
Zellennetz empfängt
und sie zur benachbarten Navigationsvorrichtung weiter leitet.
-
KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
Die
vorliegende Erfindung wird mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen
beschrieben, in denen 1 eine Bildschirmaufnahme von
einer Navigationsvorrichtung ist, die die vorliegende Erfindung
implementiert; die Bildschirmaufnahme zeigt eine ebene Kartenansicht
und eine Statusleite, die entlang der Unterseite der Anzeige verläuft;
-
2 ist
eine Bildschirmaufnahme von der Navigationsvorrichtung, die eine
3-D-Ansicht implementiert;
-
3, 4 und 5 sind
weitere Bildschirmaufnahmen, die dynamische Verkehrsinformationen über eine
Straße überlagert
zeigen; verschiedene Zoomniveaus sind gezeigt;
-
6 ist
eine Bildschirmaufnahme, die eine Standard-Navigationsansicht und
eine 3-D-Karte zeigt, wobei dynamische Reiseinformationen als Ticker
unter der Statusleiste angezeigt sind;
-
7 ist
eine Bildschirmaufnahme, die eine lineare schematische Ansicht der
Route zusammen mit einer Standard-Navigationskartenansicht zeigt;
-
8A ist
eine Bildschirmaufnahme, die eine vereinfachte, lineare schematische
Routenansicht zeigt.
-
8B ist
eine Bildschirmaufnahme, die eine lineare schematische Routenansicht
plus detailliertere dynamische Verkehrsinformationen zeigt;
-
9 ist
eine Bildschirmaufnahme, die das detaillierteste Niveau von dynamischen
Reiseinformationen zeigt;
-
10 ist
eine Bildschirmaufnahme, die ein Menü von Routenneuberechnungsoptionen
zeigt;
-
11 stellt
dar, wie verschiedene Arten von Verkehrsfluss graphisch dargestellt
werden können;
-
12 stellt
dar, wie verschiedene Straßenvorfälle graphisch
dargestellt werden können;
-
13 ist
ein allgemeines Systemdiagramm, das zeigt, wie die Vorrichtung der
vorliegenden Erfindung dynamische Reiseinformationen von einem entfernten
Server über
eine drahtlose Verbindung empfängt;
-
14 ist
ein Blockdiagramm von Komponenten in der Navigationsvorrichtung;
-
15 ist
ein Diagramm der elektrischen Unterbaugruppen in der Navigationsvorrichtung
von 14.
-
AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG
-
Systemüberblick
-
Die
vorliegende Erfindung wird in einer Software von TomTom B.V. implementiert,
die Navigator genannt wird. Die Navigator-Software läuft auf
einer durch Pocket PC betriebenen PDA-Vorrichtung mit Touch-Screen
(d.h. durch einen Stift gesteuert), wie z.B. dem Compaq iPaq. Sie
stellt ein Navigationssystem auf GPS-Basis bereit, wenn der PDA mit einem
GPS-Empfänger
gekoppelt ist. Das kombinierte PDA- und GPS-Empfänger-System ist so ausgelegt,
dass es als fahrzeuginternes Navigationssystem verwendet wird. Die
Erfindung kann auch in einer beliebigen anderen Anordnung einer
Navigationsvorrichtung implementiert werden, wie z.B. einer mit
einem integralen GPS-Empfänger/Computer/Anzeige;
der Anhang 1 ist eine Beschreibung einer solchen Vorrichtung. Sie
kann auch als Vorrichtung implementiert werden, die für die Nicht-Fahrzeug-Verwendung
(z.B. für
Spaziergänger)
oder andere Fahrzeuge als Autos (z.B. ein Flugzeug) ausgelegt ist.
Die Navigationsvorrichtung kann eine beliebige Art von Positionserfassungstechnologie
implementieren und ist nicht auf GPS begrenzt; sie kann daher unter
Verwendung von anderen Arten von GNSS (globales Navigationssatellitensystem)
wie z.B. des europäischen
Galileo-Systems implementiert werden. Gleichermaßen ist sie nicht auf Orts/Geschwindigkeits-Systeme auf Satellitenbasis
begrenzt, sondern kann gleichermaßen unter Verwendung von Baken
am Boden oder irgendeiner anderen Art von System, das ermöglicht,
dass die Vorrichtung ihren geographischen Ort bestimmt, eingesetzt
werden.
-
Die
Navigator-Software ergibt, wenn sie auf einem PDA läuft, eine
Navigationsvorrichtung, die bewirkt, dass der in 1 gezeigte
normale Navigationsmodus-Bildschirm angezeigt wird. Diese Ansicht
stellt Fahrbefehle unter Verwendung einer Kombination von Text,
Symbolen, Sprachführung
und einer sich bewegenden Karte bereit. Die Schlüssel-Benutzerschnittstellenelemente
sind die folgenden: eine 2-D-Karte 1 belegt einen Großteil des
Bildschirms. Die Karte zeigt das Auto des Benutzers und seine unmittelbaren
Umgebungen in einer solchen Weise gedreht, dass die Richtung, in
der das Auto fährt,
immer "aufwärts" ist. Über das
untere Viertel des Bildschirms verläuft die Statusleiste 2.
Der aktuelle Ort der Vorrichtung, den die Vorrichtung selbst unter
Verwendung von herkömmlicher
GPS-Ortsfeststellung ermittelt, und ihre Orientierung (wie aus ihrer Fahrtrichtung
geschlussfolgert) ist durch einen Pfeil 3 dargestellt.
Die von der Vorrichtung berechnete Route (unter Verwendung von im
Vorrichtungsspeicher gespeicherten Routenberechnungsalgorithmen,
wie auf Kartendaten, die in einer Kartendatenbank im Vorrichtungsspeicher
gespeichert sind, angewendet) ist als verdunkelter Weg 4 gezeigt,
auf den Pfeile überlagert
sind, die die Fahrtrichtung angeben. Auf dem verdunkelten Weg 4 werden
alle Haupthandlungen (z.B. Abbiegeecken, Kreuzungen, Umwege usw.)
schematisch durch Pfeile 5 dargestellt, die über dem
Weg 4 liegen. Die Statusleiste 2 umfasst auf ihrer
linken Seite auch ein Diagramm 6, das die nächste Handlung
(hier Abbiegen nach rechts) darstellt. Die Statusleiste 2 zeigt
auch den Abstand bis zur nächsten
Handlung (d.h. Abbiegen nach rechts – hier ist der Abstand 220 Meter),
wie aus einer Datenbank der gesamten Route, die von der Vorrichtung
berechnet wurde, erhalten (d.h. eine Liste aller Straßen und
zugehörigen
Handlungen, die die zu nehmende Route definiert). Die Statusleiste 2 zeigt
auch den Namen der aktuellen Straße 8, die abgeschätzte Zeit
vor der Ankunft 9 (hier 2 Minuten und 40 Sekunden), die
tatsächliche abgeschätzte Ankunftszeit 10 (11:36
vormittags) und den Abstand bis zum Zielort 11 (1,4 km).
Die GPS-Signalstärke
ist in einem Mobiltelefonstil-Signalstärkenindikator 12 gezeigt.
Wie in 2 gezeigt, ist auch ein 3-D-Kartenansichtsmodus
möglich.
-
Wenn
der Benutzer die Mitte des Bildschirms 13 berührt, wird
ein Navigationsbildschirmmenü angezeigt;
aus diesem Menü können andere
Kernnavigationsfunktionen innerhalb der Navigator-Anwendung eingeleitet
oder gesteuert werden. Die Möglichkeit
des Auswählens
von Kernnavigationsfunktionen aus einem Menübildschirm, der selbst sehr
leicht aufgerufen wird (z.B. ein Schritt von der Kartenanzeige zum
Menübildschirm
entfernt), erleichtert den Benutzerdialog erheblich und macht ihn
schneller und leichter.
-
Die
Fläche
der Berührungszone,
die von einem Benutzer berührt
werden muss, ist weitaus größer als in
den meisten Touch-Screen-Systemen auf Stiftbasis. Sie ist so ausgelegt,
dass sie groß genug
ist, um von einem einzelnen Finger ohne spezielle Genauigkeit zuverlässig ausgewählt zu werden;
d.h. um die Bedingungen des realen Lebens für einen Fahrer nachzuahmen,
wenn er ein Fahrzeug steuert; er hat wenig Zeit, um auf einen sehr
detaillierten Bildschirm mit kleinen Steuerbildsymbolen zu blicken
und noch weniger Zeit, um eines von diesen kleinen Steuerbildsymbolen
genau zu drücken.
Daher ist die Verwendung einer sehr großen Touch-Screen-Fläche, die
einer gegebenen weichen Taste (oder verborgenen weichen Taste, wie
in der Mitte des Bildschirms 13) zugeordnet ist, ein bewusstes
Konstruktionsmerkmal dieser Implementierung. Im Gegensatz zu anderen
Anwendungen auf Stiftbasis wird dieses Konstruktionsmerkmal konsistent
im ganzen Navigator eingesetzt, um Kernfunktionen auszuwählen, die
für einen
Fahrer wahrscheinlich notwendig sind, während er tatsächlich fährt. Sobald
dem Benutzer die Wahl gegeben wird, Bildsymbole auf dem Bildschirm
(z.B. Steuerbildsymbole oder Tasten einer virtuellen Tastatur, um
beispielsweise eine Zieladresse einzugeben) auszuwählen, wird
daher die Konstruktion dieser Bildsymbole/Tasten einfach gehalten
und die zugehörigen Touch-Screen-Zonen
werden auf eine solche Größe erweitert,
dass jedes Bildsymbol/jede Taste eindeutig mit dem Finger ausgewählt werden
kann. In der Praxis liegt die zugehörige Touch-Screen-Zone in der
Größenordnung
von mindestens 0,7 cm2 und ist typischerweise
eine quadratische Zone. Im normalen Navigationsmodus zeigt die Vorrichtung
eine Karte an. Das einmalige (oder in einer anderen Implementierung
zweimalige) Berühren
der Karte (d.h. der berührungsempfindlichen
Anzeige) nahe der Bildschirmmitte (oder irgendeinem Teil des Bildschirms
in einer anderen Implementierung) ruft dann ein Navigationsmenü (siehe 3)
mit großen
Bildsymbolen auf, die verschiedenen Navigationsfunktionen entsprechen,
wie z.B. der Option, eine alternative Route zu berechnen und die
Route neu zu berechnen, um den nächsten
Straßenabschnitt
zu meiden (nützlich, wenn
man mit einer Sperre oder starkem Stau konfrontiert ist); oder die
Route neu zu berechnen, um spezielle, aufgelistete Straßen zu meiden.
-
Die
tatsächliche
physikalische Struktur der Vorrichtung selbst unterscheidet sich
möglicherweise grundsätzlich nicht
von irgendeinem anderen herkömmlichen
in der Hand gehaltenen Computer als dem integralen GPS-Empfänger oder
einer GPS-Datenzuführung
von einem externen GPS-Empfänger.
Daher speichert der Speicher die Routenberechnungsalgorithmen, die
Kartendatenbank und die Benutzerschnittstellen-Software; ein Mikroprozessor
interpretiert und verarbeitet die Benutzereingabe (z.B. unter Verwendung
eines Vorrichtungs-Touch-Screen, um die Start- und die Zieladresse
und alle anderen Steuereingaben einzugeben) und setzt die Routenberechnungsalgorithmen
ein, um die optimale Route zu berechnen. "Optimal" kann sich auf Kriterien wie z.B. kürzeste Zeit
oder kürzeste
Strecke oder irgendwelche anderen mit dem Benutzer in Zusammenhang
stehende Faktoren beziehen.
-
Insbesondere
gibt der Benutzer seine Startposition und den erforderlichen Zielort
in der normalen Weise in die Navigator-Software, die auf dem PDA
läuft,
unter Verwendung einer virtuellen Tastatur ein. Der Benutzer wählt dann
die Art und Weise aus, in der eine Reiseroute berechnet wird: verschiedene
Modi werden angeboten, wie z.B. ein "schneller" Modus, der die Route sehr schnell berechnet,
aber möglicherweise
nicht die kürzeste
Route auswählt;
ein "voller" Modus, der alle
möglichen
Routen betrachtet und die kürzeste
auffindet, aber zur Berechnung länger
braucht, usw. Andere Optionen sind möglich, wobei ein Benutzer eine
Route festlegt, die landschaftlich reizvoll ist – z.B. die meisten POI (interessanten
Punkte) passiert, die als besonders schöne Ansichten markiert sind,
oder die meisten möglicherweise
für Kinder
interessanten POIs passiert oder die wenigsten Abzweigungen verwendet
usw.
-
Straßen selbst
sind in der Kartendatenbank, die ein Teil von Navigator ist (oder
auf die anderweitig von diesem zugegriffen wird), der auf dem PDA
läuft,
als Linien – d.h.
Vektoren (z.B. Startpunkt, Endpunkt, Richtung für eine Straße, wobei eine ganze Straße aus vielen
Hunderten von solchen Abschnitten besteht, die jeweils durch Startpunkt/Endpunkt-Richtungsparameter
eindeutig definiert sind) beschrieben. Eine Karte ist dann ein Satz
von solchen Straßenvektoren
plus interessanten Punkten (POIs), plus Straßennamen, plus anderer geographischer
Merkmale wie Parkgrenzen, Flussufer usw., die alle als Vektoren
definiert sind. Alle Kartenmerkmale (z.B. Straßenvektoren, POIs usw.) sind
in einem Koordinatensystem definiert, das dem GPS-Koordinatensystem
entspricht oder mit diesem in Beziehung steht, was ermöglicht,
dass die Position einer Vorrichtung, wie durch ein GPS-System ermittelt,
auf der relevanten Straße,
die in einer Karte gezeigt ist, aufgefunden wird.
-
Die
Routenberechnung verwendet komplexe Algorithmen, die ein Teil der
Navigator-Software sind. Die Algorithmen werden angewendet, um eine
hohe Anzahl von potentiellen verschiedenen Routen zu erhalten. Die
Navigator-Software
wertet sie dann gegen die vom Benutzer definierten Kriterien (oder
Vorrichtungsvorgaben) wie z.B. Vollmodus-Abtastung, mit landschaftlich
reizvoller Route, an Museen vorbei und keine Radarfalle, aus. Die
Route, die die definierten Kriterien am besten erfüllt, wird
dann von einem Prozessor im PDA berechnet und dann in einer Datenbank
im RAM als Folge von Vektoren, Straßennamen und an Vektorendpunkten
durchzuführenden
Handlungen (z.B. entsprechend vorbestimmter Abstände entlang jeder Straße der Route,
wie z.B. nach 100 Metern in die Straße x links abbiegen) gespeichert.
-
Dynamische
Reiseinformationsfunktion
-
Navigator
kann dynamische Reiseinformationen anzeigen. Dies kann in zwei Formen
erscheinen. Erstens über
eine normale Navigationskartenansicht, wie z.B. in 3 gezeigt.
Hier sind die Straßen,
entlang derer gefahren werden soll, in der normalen, schematischen
Weise einer digitalen Karte gezeigt. Über einige schematische Darstellungen
von Straßen
sind jedoch farbcodierte Pfeile gelegt; diese geben Verkehrsflussbedingungen
von potentiellem Belang für
den Fahrer an den überlagerten
Abschnitten der Straße
an. Die Pfeilrichtung gibt die Verkehrsflussrichtung an. 11 ist
ein Schlüssel
für die
Bedeutung dieser verschiedenen Pfeile. Die Bildsymbole stellen graphisch
dar:
- (i) stillstehenden Verkehr (rote Pfeile);
- (ii) Kolonnenverkehr (orange Pfeile);
- (iii) langsamen Verkehr (gelbe Pfeile);
- (iv) Straßensperre
oder Fahrbahnsperre oder Straßenarbeiten
(gestrichelte schwarze Linie)
-
Außerdem ist
auch ein graphisches Bildsymbol, das Straßenarbeiten darstellt, gezeigt,
das den exakten Ort der Straßenarbeiten
auf einer speziellen Straße
angibt. 4 zeigt, wie unter Verwendung
von normalen Zoomsteuerungen wie z.B. Schiebeleisten in die Karte
gezoomt werden kann; 5 ist ein noch höheres Zoomniveau.
-
6 zeigt,
wie dynamische Verkehrsinformationen in einen Ticker an der Unterseite
der Statusleiste integriert werden können.
-
7 zeigt,
wie die Vorrichtung auch eine schematische Ansicht berechnen und
anzeigen kann, die die gesamte Route auf einem einzelnen Bildschirm
zeigt; dies ist die vertikale lineare Darstellung 71, die
entlang der linken Seite des Bildschirms verläuft. Sie begleitet daher die
normale Navigationskartenansicht (2-D oder 3-D), die die aktuelle
Straße,
entlang der gefahren wird, und den aktuellen Ort der Vorrichtung
auf dieser Straße
zeigt. Alle Hauptstraßen,
die die Route bilden, werden hier angezeigt; für komplexe Routen, die eine hohe
Anzahl von verschiedenen Straßen
beinhalten, ist die Vorrichtung programmiert, um Straßen hinsichtlich der
Länge (bei
Abwesenheit von signifikanten dynamischen Reiseinformationen) vorrangig
anzuzeigen; wenn irgendeiner Straße auf der Route dynamische
Reiseinformationen zugeordnet sind, dann wird diese Straße in die
schematische Darstellung der "gesamten
Route" als Priorität aufgenommen.
Daher können
sich die Bestandteilselemente in dieser linearen Darstellung während der
Reise ändern,
wenn neue Reiseinformationen von der Vorrichtung empfangen werden
(ein späterer
Abschnitt beschreibt, wie dynamische Reiseinformationen an einem
entfernten Server erzeugt und zur Vorrichtung gesandt werden).
-
In
jedem Fall werden bei der schematischen linearen Ansicht der Route
(genau wie die schematische nicht-lineare Ansicht der Route auf
Kartenbasis in den 3, 4 und 5)
auf einigen ihrer Bestandteilsstraßen farbcodierte Pfeile überlagert,
die wieder in derselben Weise die Verkehrsflussbedingungen an den überlagerten
Abschnitten der Straße
unter Verwendung der Codierung von 11 angeben.
-
Eine
vereinfachtere schematische Ansicht, die nur den Rest der Route
zeigt, ist auch möglich,
wie in 8A gezeigt. In 8A stellt
der vertikale Balken 80 (rechts) linear die Route von der
aktuellen Position zum Zielort dar; d.h. den Rest der Route. Irgendein
(irgendwelche) Bildsymbole) auf dem Balken zeigen den Start von
Verkehrsvorfällen
(im Bild stellt das Bildsymbol 81 einen Verkehrsstau dar).
Eine feine Linie (in der aktuellen Implementierung rot) gibt an,
wie weit sich der Verkehrsstau ausdehnt. An der Oberseite des Balkens gibt
ein Symbol 82 an, wie jung die Verkehrsinformationen sind:
in dieser Implementierung gibt ein volle grüne Kugel an, dass die Daten
weniger als eine Minute alt sind. Nach einer Minute schrumpft der
Indikator (wie ein Kuchen, der gegessen wird), bis er verschwunden
ist (was 30 Minuten oder älter
angibt).
-
Zusätzlich zur
Art der Darstellung von mit dem Verkehrsfluss in Beziehung stehenden
dynamischen Reiseinformationen in 11 können dynamische
Reiseinformationen auch durch ein graphisches Bildsymbol oder eine
andere Art von auswählbarer
Option dargestellt werden. 12 stellt
die verwendeten graphischen Bildsymbole und ihre Bedeutung dar.
Diese umfassen die folgenden:
- (i) Unfall;
- (ii) Verkehrsstau;
- (iii) Straßenarbeiten;
- (iv) Straßensperre;
- (v) allgemeiner Vorfall;
- (vi) Fahrbahn gesperrt.
-
Abgesehen
von graphischen Bildsymbolen ist es auch möglich, Steuer- oder Kontrollkästchen oder Namen
zu verwenden. Im Allgemeinen sind jedoch graphische Bildsymbole
bevorzugt. Jedes Bildsymbol wird benachbart zum betroffenen Teil
der Route, die es betrifft, angeordnet, die durch die vertikale
lineare Darstellung der gesamten Route schematisch dargestellt ist.
Wenn der Benutzer ein graphisches Bildsymbol auswählt, dann
zeigt die Vorrichtung detailliertere Verkehrsinformationen an; der
Effekt der Auswahl des graphischen Bildsymbols "Straßenarbeiten", das Straßenarbeiten auf der A2-Straße anzeigt,
ist in 8B gezeigt. Die Auswahl wird
durch Berühren
des Bildschirms an einem Bildsymbol (einmal oder in einigen Varianten
eine doppelte Berührung)
erreicht; wie vorstehend angemerkt, werden große Touch-Screen-Aktivierungszonen
verwendet – ausreichend
groß (z.B.
0,7 cm2 in der Fläche oder mehr), um zu ermöglichen,
dass ein Bildsymbol zuverlässig
mit einer Fingerspitze ausgewählt
wird. Die detaillierten Informationen sind nicht nur eine Ansicht der
Kartenansicht des betroffenen Teils der A2-Straße, in die gezoomt ist, sondern
auch eine Textbeschreibung des relevanten Vorfalls ("in 2,8 km 3,4 km
Kolonnenverkehr")
und die abgeschätzte
Verzögerung
("00:45 Stunden"). Außerdem zeigt
die Vorrichtung eine "Vermeidungs"-Option an; wenn
sie durch Berühren
der "Vermeidungs"-Schaltfläche ausgewählt wird,
berechnet die Vorrichtung automatisch eine Route neu, die die betroffene
Straße
vermeidet. Diese ganze Route wird dann als schematische, lineare
Darstellung angezeigt, die ermöglicht,
dass der Fahrer auf einen Blick prüft, ob sich irgendwelche Verkehrsvorfälle oder
verringerter Verkehrsfluss, die sich auf beliebige Teile der neuen
Route auswirken, vorhanden sind. Wenn keine Vorfälle oder kein Stau gezeigt
wird, dann kann der Benutzer implizit auf einen Blick sehen, dass
die ganze Route frei ist.
-
Wenn
der Fahrer anstelle der Auswahl der "Vermeidungs"-Steueroption das graphische Bildsymbol "Straßenarbeiten" wieder auswählt (entweder
dasjenige in der linearen Darstellung der ganzen Route oder das entsprechende
in der Karte, in die hineingezoomt ist und die den betroffenen Teil
der A2 zeigt), dann zeigt die Vorrichtung mehr Textinformationen
und eine größere Kartenansicht
des betroffenen Teils der A2-Straße, in die hineingezoomt ist,
an, wie in 9 gezeigt.
-
Aus
der normalen Navigationsansicht (z.B. 1–7)
begibt sich die Vorrichtung dann, wenn der Fahrer irgendwo nahe
dem Zentrum der Kartenansicht berührt, automatisch von der Kartenansicht
weg zu einem Menü von
Routenneuberechungsoptionen, wie in 10 gezeigt.
Die Optionen sind:
- (a) alternative Route berechnen: "um Verkehrsstaus
herum planen";
- (b) alternative Route berechnen, ohne eine vordefinierte Ausdehnung
der Straße
vorn einzuschließen – "Straßensperre
vermeiden";
- (c) alternative Route berechnen, ohne eine vordefinierte Straße einzuschließen;
- (d) zur ursprünglichen
Route zurückkehren.
-
Für die obige
Option (c) zeigt Navigator graphische Bildsymbole für drei verschiedene
Straßen
mit einem Kreuz durch das Bildsymbol; das Auswählen von irgendeiner von diesen
leitet eine Routenneuberechnung ein und schließt die festgelegte Straße aus.
Das Menü der
Neuberechnungsoptionen wird selbst dynamisch aktualisiert; es zeigt
die nächsten
3 Straßen,
denen dynamische Reiseinformationen zugeordnet sind (diese sind
diejenigen, die der Fahrer am wahrscheinlichsten meiden muss). Die
Vorrichtung wählt
daher einzuschließende
Straßen
als eine der drei aus, indem sie die nächsten drei Straßen auf
der Route einschließt, die
eine gewisse Art von Verkehrsvorfall oder unerwünschtem Verkehrsfluss haben.
Daher kann der Benutzer sehr leicht und effizient eine Routenneuberechung
einleiten, um Schwierigkeiten zu vermeiden.
-
13 ist
eine Ansicht der gesamten Systemarchitektur. Sie zeigt die Navigationsvorrichtung 131 mit einem
eingebauten drahtlosen Sendeempfänger,
der mit einem entfernten "Verkehrs"-Server 133 kommuniziert.
Eine Implementierung verwendet einen GPRS-Sendeempfänger, es
ist aber eine beliebige Form von drahtloser Kommunikation möglich (GSM,
SMS-Meldungen, ein anderes Meldungsformat). Die Verwendung der GPRS-Funktionen
eines Mobiltelefons durch Verbinden mit diesem Telefon unter Verwendung
einer Kabelschnittstelle, Bluetooth oder einer anderen Kurzstreckenverbindung
ist auch möglich
und beseitigt die Notwendigkeit eines kostspieligen internen GPRS-Empfängers. Der
Anhang 1 beschreibt eine Implementierung, die Go genannt wird: diese
Vorrichtung umfasst einen Bluetooth-Sendeempfänger, so dass sie Daten mit
einem Bluetooth-fähigen
Mobiltelefon oder einer anderen Vorrichtung mit drahtlosen Weitbereichs-Kommunikationsfunktionen
austauschen kann und daher diese Funktionen indirekt verwenden kann.
-
Der
Verkehrsserver empfängt
dynamische Reiseinformationen von mehreren Datenzuführungen 134 (in
einigen Ländern
werden diese von offiziellen Regierungskörpern geliefert; in anderen
liefern private Organisationen diese Daten). Der Server 133 kann
jegliche von diesen Datenzuführungen 134 empfangen
und sie integrieren, um umfassend ein Bild von dynamischen Reiseinformationen
aufzubauen, die alle Straßen über ein
oder mehrere Länder betreffen.
Sobald eine Vorrichtung 131 eine Route zu einem Zielort
berechnet hat, sendet sie diese Route zum Verkehrsserver 133 über ein
GPRS-Zellennetz 132, wobei angefordert wird, dass der Verkehrsserver 133 relevante
dynamische Reiseinformationen unter Verwendung einer http-Anforderung zurückgibt.
Der Verkehrsserver 133 ruft dann beliebige relevante Verkehrsinformationen
für irgendwelche
Straßen
auf dieser Route ab und gibt diese Informationen zur Vorrichtung 131 über das
Netz 132 zurück.
Diese Informationen können
selbst geocodiert sein (z.B. Ortsdaten im Format WGC 84 umfassen),
um den Ort zu definieren, den die dynamischen Reiseinformationen
betreffen. Alternativ können
sie tatsächlich
nicht geocodiert sein, in welchem Fall die Navigator-Software, die
auf der Vorrichtung 131 läuft, diese Daten geocodiert, so
dass sie sie verwenden kann. Nicht-geocodierte Daten könnten beispielsweise
im TMC-(Verkehrsmeldungskanal)
Format vorliegen und die Vorrichtung 131 umfasst dann im
Speicher TMC-Tabellen, die sie nachschlagen kann, um die TMC-Ortsdaten
mit einem Ort im geocodierten Koordinatensystem in Beziehung zu
setzen, das die Vorrichtung verwendet, so dass sie die Reiseinformationen
in der anwendbaren Position auf der Karte und der linearen Darstellung
anzeigen kann. TMC wird auch im FM-Funkdatensystem (RDS) verwendet und
wird zum Senden von Echtzeitverkehrs- und Wetterinformationen verwendet.
-
Die
Vorrichtung 131 kann regelmäßig (oder zu vordefinierten
Zeiten oder in vordefinierten Intervallen) den Verkehrsserver 133 auf
aktualisierte dynamische Reiseinformationen abfragen. Alternativ
kann die anfängliche
Anforderung für
dynamische Reiseinformationen den Server 133 auslösen, um
aktualisierte dynamische Reiseinformationen automatisch zur Vorrichtung 131 zu
senden, wenn und wann er aktualisierte Reiseinformationen von Relevanz
empfängt.
Eine weitere Variante besteht für
den Server 133 darin, kontinuierlich eine sich wiederholende
Runde von Verkehrsinformationen für alle Routen in einem gegebenen
Bereich zu senden. Die Vorrichtung 131 hört dann
jederzeit diese Sendung, wobei sie erfasst, sobald dynamische Reiseinformationen
von Relevanz für
ihre Route gesandt werden, und dann diese Informationen erfasst
und verwendet.
-
Da
die Vorrichtung dynamische Reiseinformationen in ein Navigationsprogramm
integriert, wird es für einen
Benutzer weitaus leichter festzustellen, wenn Probleme auf einer
möglichen
Route bestehen, und diese Route neu zu berechnen, um diese Probleme
zu vermeiden. Navigator erleichtert die Routenneuberechnung durch
eine Anzahl von Funktionen. Sobald eine Route neu berechnet wurde,
wird ein Diagramm dieser Route auf der Vorrichtung zusammen mit
dynamischen Reiseinformationen in Bezug auf diese Route angezeigt;
der Benutzer kann daher sehr schnell feststellen, ob die alternative
Route besser oder schlechter als die ursprüngliche Route ist.
-
Routenneuberechnung
-
Eine
Implementierung der vorliegenden Erfindung erleichtert den Zugriff
auf Funktionen, die ermöglichen,
dass alternative Routen berechnet werden, indem ein Menü von graphischen
Bildsymbolen (oder irgendeine andere Art einer Weise oder Option,
um die Auswahl der Funktionen zu ermöglichen, wie z.B. Listen, Kontrollkästchen usw.)
auf einem Menübildschirm
angeordnet wird, auf die vom Hauptnavigationsbildschirm leicht zugegriffen
wird – d.h.
der Bildschirm, der während
der tatsächlichen
oder simulierten/Vorschau-Navigation angezeigt wird. Wie vorstehend
angemerkt, zeigt die Vorrichtung im normalen Navigationsmodus (und auch
im Modus "Route
zeigen" für simulierte/Vorschau-Navigation – siehe
später)
eine animierte Karte an, die den Ort der Navigationsvorrichtung
zeigt, während
die Reise fortschreitet. Das Berühren
der Karte (d.h. der berührungsempfindlichen
Anzeige) einmal (oder zweimal in einer anderen Implementierung)
nahe der Bildschirmmitte (oder irgendeinem anderen Teil des Bildschirms
in einer anderen Implementierung) ruft dann einen Menübildschirm "Neuberechnung" (siehe 10)
mit großen
Bildsymbolen auf, die verschiedenen Navigationsfunktionen entsprechen,
wie z.B. der Option, eine alternative Route zu berechnen 10C;
die Route neu zu berechnen, um den nächsten Abschnitt der Straße zu meiden 10A (nützlich,
wenn man mit einer Straßensperre
konfrontiert ist); und die Route neu zu berechnen, um spezielle
aufgelistete Straßen
zu meiden, 10B. Die folgenden Abschnitte beschreiben diese
und andere alternativen Routenfunktionen genauer. Einige von diesen Funktionen können direkt
vom Neuberechnungs-Menübildschirm
eingeleitet werden; andere können
sich auf einer tieferen Ebene in der Menüstruktur befinden. Alle können jedoch
durch Auswählen
von Optionen eingeleitet werden, wie z.B. graphischen Bildsymbolen,
Listen, Kontrollkästchen,
die eindeutig Touch-Screen-Bereichen zugeordnet sind, die groß genug
sind, um dem Benutzer zu ermöglichen,
sie mit einer Fingerspitze auszuwählen, während er sicher fährt, typischerweise
mindestens 0,7 cm2 in der Fläche.
-
Alternative Routenfunktion: "Straßensperre
meiden"
-
Mit
dieser Funktion könnte
ein Benutzer eine Funktion 10A "Straßensperre meiden" auswählen, wodurch
das System eine Route auf der Basis neu berechnet, dass die Straße unmittelbar
vom (oder in irgendeinem vom Benutzer definierten oder Systemvorgabe-Abstand
vorn, z.B. 100 Meter) gesperrt ist.
-
Wie
vorher angegeben, arbeitet ein Routenplanungsalgorithmus in Navigator
eine optimale Route aus (optimal kann sich auf Kriterien wie kürzeste Zeit
oder kürzester
Abstand oder irgendwelche andere Faktoren beziehen), indem verschiedene
Routen untersucht werden und sie gegen die erforderlichen Kriterien
bewertet werden. In dieser Weise wird eine Route, die die definierten
Kriterien am besten erfüllt,
erzeugt. Wenn während des
tatsächlichen
Fahrens entlang einer Route ein unerwartetes Ereignis auftritt,
das erfordert, dass der Benutzer von der vorberechneten Route abweicht,
wie z.B. eine Straßensperre,
kann der Benutzer die Navigator-Software informieren, dass seine
unmittelbare Straße
vorn gesperrt ist und die Software auffordern, eine neue Route neu
zu berechnen, wobei seine aktuelle Position als neue Startposition
genommen wird, wobei jedoch die erste mögliche Abbiegung von der alten
berechneten Route weg genommen wird. Die erste Abbiegung könnte vor
oder hinter der aktuellen Autoposition liegen. Das System untersucht
beim Konstruieren der neuen Route eine große Anzahl von möglichen
Routen zum Zielort von der aktuellen Position, schließt jedoch die
Straße
unmittelbar vorn aus.
-
Das
Auswählen
der Funktion "Straßensperre
meiden" 10A muss
schnell sein und die absolute minimale Anzahl von Bildschirmdialogen
beinhalten, um die Fahrerablenkung zu minimieren. Dies kann erreicht werden,
indem der Benutzer vom normalen Navigationsmodus (in dem die aktuelle
Position des Autos auf einer Karte gezeigt wird, wie in 1 oder 2 gezeigt)
zu einem Neuberechungsmenümodus
umschalten kann, wie in 10 gezeigt,
indem eine Taste gedrückt
wird oder irgendein Punkt auf dem Bildschirm ausgewählt wird
oder ein gegebener Bereich des Bildschirms ausgewählt wird.
Wenn ein gegebener Bereich ausgewählt werden muss (z.B. die ungefähre Mitte
der Karte), dann ist die Berührungsaktivierungszone
ausreichend groß,
dass sie leicht und zuverlässig
vom Benutzer mit seiner Fingerspitze ausgewählt werden kann, ohne dass
er sorgfältig
für mehr
als einen Moment auf den Bildschirm blicken muss. Eine Berührungszone
von 0,7 cm2, die auf der Karte zentriert
ist, wurde als ausreichend festgestellt.
-
Der
Menümodus
von 10 zeigt eine kleine Anzahl von großen Bildsymbolen
an, von denen eines die Option "Straßensperre
meiden" 10A ist.
Diese kann mit einer Berührung
ausgewählt
werden; wenn dies geschieht, berechnet die Software die Route neu
und gibt in der normalen Weise Befehle (Sprache; und/oder Navigationsaufforderungen
auf dem Bildschirm), um dem Benutzer zu ermöglichen, zu seinem Zielort
weiterzufahren, aber die Straße
unmittelbar vorn zu meiden.
-
Alternative Routenfunktion: "spezielle Straße meiden"
-
Diese
Funktion ermöglicht
einem Benutzer, eine spezielle, benannte Straße 10B leicht und
schnell auszuwählen,
um sie als gesperrt zu markieren, so dass er Informationen von Echtzeit-Verkehrsinformationssendungen
im Radio verwenden kann.
-
Wenn
er Radio hört,
kann ein Benutzer hören,
dass eine spezielle Straße
oder vielleicht ein Teil einer Autobahn zwischen definierten Abzweigungen
gesperrt oder stark verstopft ist. Alternativ kann die Vorrichtung dynamische Reiseinformationen
z.B. von einem entfernten Server empfangen, der Daten liefert, dass
bestimmte Straßen
von einem Stau, nachteiligem Wetter, anderen lokalen Vorfällen usw.
betroffen sind. Wenn diese Straße
auf der berechneten Route des Benutzers liegt, dann wird er wollen,
selbst wenn es viele Kilometer entfernt liegen könnte, dass die Software eine
neue Route sobald wie möglich
neu berechnet. Die nächsten
drei solchen nachteilig beeinflussten Straßen werden automatisch im Menü Route neu
berechnen von 10 aufgelistet, um es zu erleichtern,
dass der Fahrer irgendeine von diesen Straßen als aus einer frischen Routenneuberechnung
auszuschließende
Straßen
auswählt.
Das System führt
diese Neuberechnung durch Berechnen einer Route zum Endzielort unter
Verwendung der aktuellen Position als Startposition und Untersuchen
von verschiedenen Routen zum Zielort durch, wobei es jedoch die
als zu vermeidend angegebene Straße ausschließt. Die
neue Route wird dann unter Verwendung von normalen Routenplanungsalgorithmen berechnet
und der Benutzer zur neuen Route umgelenkt.
-
Das
Auswählen
der Funktion 10B "spezielle
Straße
meiden" muss auch
schnell sein und die absolute minimale Anzahl von Bildschirmdialogen
beinhalten, um die Fahrerablenkung zu minimieren. Dies kann dadurch
erreicht werden, dass der Benutzer vom normalen Navigationsmodus
(1 oder 2, in denen die aktuelle Position
des Autos auf einer Karte gezeigt wird) zu einem Neuberechnungsmenümodus umschalten kann,
wie vorher beschrieben (z.B. Auswählen eines gegebenen Bereichs
auf dem Bildschirm); das Neuberechungsmenü zeigt eine kleine Anzahl von
großen
Bildsymbolen an, von denen mehrere benannte Straßen 10B auf der Route
sind, die, wenn sie ausgewählt
werden, mit einer Berührung
ausgewählt
werden können;
wenn dies geschieht, berechnet die Software die Route neu und gibt
Befehle in der normalen Weise (Sprache; und/oder Navigationsaufforderungen
auf dem Bildschirm), um zu ermöglichen,
dass der Benutzer zu seinem Zielort weiter fährt, aber die Straße unmittelbar
vorn meidet. Die Vorrichtung kann einen begrenzten Bildschirmplatz
aufweisen, um viele Straßen
zum Ausschluss anzuzeigen; die Implementierung von 3 listet drei
auf. Diese drei werden unter Verwendung von verschiedenen Gewichtungsparametern
(z.B. einer früheren Geschichte
des Benutzers, der sie meiden will; den nächsten drei Hauptstraßen) oder
von dynamischen, aktualisierten Reiseinformationen, die von der
Vorrichtung von einer Verkehrsinformations-Datenquelle empfangen
werden und die angeben, dass diese die nächsten drei Straßen auf
der Route sind, die von einer Verkehrsstörung irgendeiner Art betroffen
sind, ausgewählt.
-
Eine
letzte Option 10D "ursprünglich" ermöglicht,
dass der Benutzer alle früheren
Neuberechnungseingaben löscht
und die ursprüngliche
Route neu berechnet.
-
Alternative Routenfunktion:
automatische Erzeugung
-
Ein
Benutzer kann auch einfach "alternative
Route" 10C auswählen, wenn
er eine weitere mögliche Route
sehen will: das System berechnet dann eine Route neu, wobei es mindestens
80 % der Straßen
von der vorherigen Route nicht verwendet. Wenn diese Route immer
noch ungeeignet ist, kann der Benutzer wieder eine weitere alternative
Route erhalten, indem er wieder "alternative
Route" 10C auswählt.
-
Alternative Routenplanung:
Auswählen
von Berechnungsmodi
-
Ein
Benutzer kann "normale", "strenge" und "schnelle" Planungsmodi auswählen: jeder
führt dazu, dass
verschiedene Routenplanungsalgorithmen verwendet werden, die die
Route entweder normal oder streng (was viele Minuten dauern kann,
da sehr viele Permutationen untersucht werden) oder schnell (was
nur einige Sekunden dauern kann, da viele vereinfachenden Annahmen über die
optimale Route gemacht werden) berechnen.
-
Anhang 1
-
GO-Produktspezifikation
-
Einführung
-
Go
ist eine eigenständige
vollständig
integrierte persönliche
Navigationsvorrichtung. Sie arbeitet unabhängig von irgendeiner Verbindung
mit dem Fahrzeug.
-
Zielmärkte
-
Go
ist dazu vorgesehen, sich dem allgemeinen persönlichen Navigationsmarkt zuzuwenden.
Insbesondere ist es dazu ausgelegt, den Markt für die persönliche Navigation über den
Markt des "frühen Übernehmenden" hinaus zu erweitern.
An sich handelt es sich um eine vollständige eigenständige Lösung; sie
erfordert keinen Zugang zu einem PC, PDA oder einer Internetverbindung.
Der Schwerpunkt liegt auf der Vollständigkeit und leichten Anwendung.
Obwohl Go eine vollständige
persönliche
Navigationslösung
ist, ist es hauptsächlich für die Verwendung
im Fahrzeug vorgesehen. Der Hauptzielmarkt ist jede beliebige Person,
die ein Fahrzeug entweder geschäftlich
oder zum Vergnügen
nutzt.
-
Um
sich diesem Markt erfolgreich zuzuwenden, muss Go die folgenden
wichtigsten Anforderungen erfüllen:
- 1. Akzeptabler Kostenpunkt- Geeigneter Kompromiss
zwischen Produktmerkmalen und Kosten
- 2. Einfachheit – Die
Installation und der Betrieb von Go sind einfach und intuitiv, alle
Hauptfunktionen sollten durch einen durchschnittlichen, nicht-PC-geschulten
Benutzer ohne Zurückgreifen
auf das Produkthandbuch durchgeführt
werden können.
- 3. Flexibilität – Alle Kartendaten
und Betriebsprogramme werden einsteckbar in Speicherkarten geliefert. Die
Vorrichtung kann leicht erweitert werden, so dass sie verschiedene
Orte abdeckt.
- 4. Zuverlässigkeit – Obwohl
Navigationssysteme im Auto nicht als sicherheitskritische Komponenten
betrachtet werden, sollen Benutzer dazu kommen, sich auf Go zu verlassen.
Es ist für
alle relevanten Kraftfahrzeugumgebungsstandards konstruiert. Außerdem toleriert
es kurze GPS-Deckungsausfälle.
-
Kanäle
-
- • Verbraucherelektronik-Einzelhandelsgeschäfte
- • Kraftfahrzeugzubehörgeschäfte
- • Fachmännische
Autozubehör-Installationswerkstätten
-
Produktzusammenfassung
-
Go
ist eine fahrzeuginterne persönliche
Navigationsvorrichtung. Es ist als Gerät ausgelegt, das heißt vielmehr
für eine
spezielle als eine universelle Funktion. Es ist für den Verbraucher
auf dem Kraftfahrzeugmarkt nach dem Verkauf ausgelegt. Es ist vom
Endverwender einfach zu verwenden und zu installieren, obwohl eine professionelle
Installationsausrüstung
wahlweise geliefert wird.
-
Die
Hauptmerkmale sind:
- • Eingebaute Standardobjektkomponenten
des PocketPC 2000
- • eine
transreflektive Standard-VGA-TFT-LCD-Anzeige des PocketPC mit 3,5'', die in der Querformatorientierung
angebracht ist
- • eine
Softboot-Speicherarchitektur ohne Rom
- • eine
hochintegrierte ARM9 CPU mit 200 MHz
- • ein
SD-Karten-Speicherschlitz für
Anwendungs- und Kartendatenspeicherung
- • ein
integrierter GPS-Empfänger
und eine integrierte GPS-Antenne
- • ein
integrierter Zweiachsen-Beschleunigungsmesser für einfaches Koppeln
- • Strom-,
Audio-, Fehlersuch- und externe GPS-Antennenanschlüsse, die
durch den Anschlussverbindungsstecker an der Basis der Einheit hergestellt
sind
- • eingebettetes
Linux-Betriebssystem ohne GUI-Schicht, die Anwendung stellt ihre
eigene UI bereit
- • sehr
einfache Touch-Screen-UI, die zur Fingerverwendung optimiert ist
- • integrierter
Lautsprecher mit hoher Qualität
für Sprachbefehle
- • interne
wiederaufladbare Li-Ionen-Batterie, die mindestens fünf Stunden
kontinuierlichen Betrieb gibt
-
Betriebssystem
-
Go
verwendet eine kundenspezifische Version des eingebetteten Linux.
Dieses wird von einer SD-Karte durch ein kundenspezifisches Boot-Loader-Programm
geladen, das sich im Flash-Speicher befindet
-
Harte Tasten
-
Go
besitzt nur eine harte Taste, die Einschalttaste. Sie wird einmal
gedrückt,
um Go ein- oder auszuschalten. Die UI ist so ausgelegt, dass alle
anderen Operationen durch die UI auf Stiftbasis leicht zugänglich sind.
-
Außerdem ist
eine verdeckte harte Rücksetztaste
vorgesehen.
-
Architektur
-
Die
Go-Architektur basiert auf einem hochintegrierten Ein-Chip-Prozessor,
der für
mobile Rechenvorrichtungen ausgelegt ist. Diese Vorrichtung liefert
ungefähr
200 MIPs Leistung von einem Industriestandard-ARM920T-Prozessor.
Sie enthält
auch alle Peripheriegeräte,
die erforderlich sind, ausschließlich des GPS-Basisbandes. Diese
Peripheriegeräte
umfassen eine DRAM-Steuereinheit, Zeitgeber/Zähler, UARTs, eine SD-Schnittstelle
und eine LCD-Steuereinheit.
-
Die
Hauptelemente dieser Architektur sind:
- • ein Mikroprozessor,
der mit 200 MHz läuft
- • 32
MB oder 64 MB schneller synchroner DRAM (SDRAM) mit leistungsarmer
Selbstauffrischung. Als zwei Vorrichtungen an einem 32 Bit breiten
Bus mit 100 MHz angeordnet
- • SD-Karten-Schnittstelle
für jeden
nicht-flüchtigen
Speicher, einschließlich
des Betriebssystem (kein RAM-Laufwerk)
- • nativer
(bloßes
Metall) Boot-Loader, in 256 KB NOR-Flash gespeichert. Dieses Flash-Bauelement
enthält einen
Boot-Sektor, der schreibgeschützt
ist, um geschützte
Daten wie z.B. eindeutige Produkt-IDs und Herstellungsdaten zu speichern.
- • Fehlersuch-UART
(RS232 3V-Pegel), mit dem Anschlussverbindungsstecker verbunden
- • USB-Client
für PC-Konvektivität
- • Integrierter
GPS-Empfänger
- • Integrierter
Zweiachsen-Beschleunigungsmesser
- • Wahlweiser
integrierter Bluetooth-Sendeempfänger
für PDA-
und Mobiltelefonkonnektivität
- • Audio
mit hoher Qualität
durch I2S-Codec und Verstärker
-
14 ist
das Go-Blockdiagramm.
-
Leistungsverwaltung
-
Go
wird von einer integrierten wiederaufladbaren Li-Ionen-Batterie
mit 2200 mAh gespeist. Diese Batterie kann aufgeladen werden und
die Vorrichtung von einer extern gelieferten Spannungsquelle mit
+5V gespeist werden (selbst wenn die Batterie keine Ladung enthält). Diese
externe Spannungsquelle mit +5V wird über den Anschlussverbindungsstecker
oder eine Gleichspannungsbuchse geliefert. Diese Versorgung von +5V
wird von der Hauptversorgungsleitung des Fahrzeugs oder von einem
Netzadapter extern erzeugt. Die Vorrichtung wird durch eine einzelne
Taste ein- und ausgeschaltet. Wenn die Vorrichtung ausgeschaltet
wird, wird der DRAM-Inhalt bewahrt, indem der RAM in Selbstauffrischung
gesetzt wird, so dass, wenn sie eingeschaltet wird, Go dort weitermacht,
wo es ausgeschaltet wurde. Es steht auch ein Aufwecksignal über den
Anschlussverbindungsstecker zur Verfügung, dieses kann verwendet
werden, um Go automatisch einzuschalten, wenn die Fahrzeugzündung eingeschaltet
wird. Es ist auch ein kleiner verborgener Rücksetzschalter vorhanden.
-
Systemspeicherarchitektur
-
Im
Gegensatz zu herkömmlichen
eingebetteten Vorrichtungen, die das ganze Betriebssystem und den Anwendungscode
an Ort und Stelle von einem großen
Masken-ROM oder einem Flash-Bauelement ausführen, basiert Go auf einer
neuen Speicherarchitektur, die näher
an einem PC liegt.
-
Diese
besteht aus drei Speicherformen:
- 1. Einer kleinen
Menge eines XIP- (eXecute In Place) Flash-ROM. Dieser ist analog
zum BIOS-ROM des PC und enthält
nur einen anwendereigenen Boot-Loader,
eine E2-Emulation (für UID und Herstellungsdaten)
und Begrüßungsbildschirm-Bitmaps.
Dieser wird als 256 KB in der Größe abgeschätzt und
würde sich an
einer langsamen 8 Bit breiten SRAM-Schnittstelle befinden.
- 2. Dem Hauptsystemspeicher, dieser ist analog zum Hauptspeicher
des PC (RAM). Von dort wird der ganze Hauptcode ausgeführt ebenso
wie der Video-RAM
und Arbeitsplatz für
das OS und die Anwendungen bereitgestellt wird. Anmerkung: Keine
dauerhaften Benutzerdaten werden im Hauptsystem-RAM (wie bei einem
PC) gespeichert, d.h. es ist kein "RAM-Laufwerk" vorhanden. Dieser RAM wird ausschließlich mit
einem synchronen Hochgeschwindigkeitsbus mit 32 Bit und 100 MHz
verbunden. Go enthält
zwei Stellen für 16
Bit breite 256/512 MBit-SDRAMs, die Speicherkonfigurationen von
32 MB (16 Bits breit), 64 MB, 32 Bits breit, und 128 MB (32 Bits
breit) ermöglichen.
- 3. Einem nicht-flüchtigen
Speicher, analog zur Festplatte eines PC. Dieser wird als entnehmbare
SD-Karten auf NAND-Flash-Basis implementiert. Diese Vorrichtungen
unterstützen
XIP nicht. Das ganze Betriebssystem, die Anwendung, Einstelldateien
und Karten werden dauerhaft auf SD-Karten gespeichert.
-
Audio
-
In
Go ist ein Lautsprecher mit 52 mm Durchmesser untergebracht, um
gesprochene Befehle mit guter Qualität auszugeben. Dieser wird durch
einen internen Verstärker
und Audio-Codec angesteuert. Eine Audioausgangsleitung ist auch
am Anschlussverbindungsstecker vorhanden.
-
SD-Speicherschlitz
-
Go
enthält
eine Standard-SD-Kartenbuchse. Diese wird verwendet, um die Systemsoftware
zu laden und auf Kartendaten zuzugreifen.
-
Anzeige
-
Go
verwendet eine transreflektive TFT-Anzeige mit Hintergrundbeleuchtung
mit 3,5''. Es handelt sich um
eine "Standard"-VGA-Anzeige, wie
von PocketPC-PDAs verwendet. Sie enthält auch ein Fingerspitzentablett
und eine helle CCFL-Hintergrundbeleuchtung.
-
Spannungsversorgung
-
- Spannungsversorgung – Wechselspannungsadapterbuchse
- 4,75V bis 5,25V (5,00 V +/– 5
%) @ 2A
- Spannungsversorgung – Anschlussverbindungsstecker
- 4,75V bis 5,25V (5,00 V +/– 5
%) @ 2A
-
Varianten
-
Es
soll möglich
sein, die folgenden Varianten von Go zu montieren und zu testen:
-
Standard (Bluetooth nicht
belegt, 32 MByte RAM)
-
In
der Standardvariante ist die Bluetooth-Funktion nicht belegt und
32 MBytes RAM ist installiert.
-
Bluetooth-Option (Zukünftige Variante)
-
Die
Produktkonstruktion sollte Bluetooth enthalten, obwohl es in der
Standardvariante nicht belegt ist, um die BOM-Kosten (Materialkosten)
zu minimieren. Die Konstruktion sollte sicherstellen, dass alle
anderen Funktionen (einschließlich
GPS-HF-Leistung) ohne Verschlechterung arbeiten, wenn die Bluetooth-Funktion arbeitet.
-
64 MByte RAM-Option (Zukünftige Variante)
-
Die
Produktkonstruktion sollte sicherstellen, dass es möglich ist,
einen RAM mit 64 MByte anstatt 32 MByte zu installieren.
-
Unterbaugruppen
-
Go
besteht aus den folgenden elektrischen Unterbaugruppen, die in 15 gezeigt
sind.
-
HF-Kabel
-
Das
HF-Kabel führt
das HF-Signal von einer externen GPS-Antenne (die mit Go über den
HF-Anschlussverbindungsstecker verbindet) der HF-PCB zu, wo sich
das GPS-Modul befindet.
-
Externe Verbindungsstecker
-
Anschlussverbindungsstecker
-
Zwei
Anschlussverbindungsstecker sehen eine Schnittstelle zu externen
Anschlussstationen vor. Anschlussstiftbelegung
des Anschlussverbindungssteckers #1
- PWR Leistungsverbindung
- PU Pull-Up-Widerstand innerhalb der Einheit
- O/D Ausgabe mit offenem Drain
- PD Pull-Down-Widerstand innerhalb der Einheit
Anschlussstiftbelegung
des Anschlussverbindungssteckers #2
-
HF-Anschlussverbindungsstecker
-
Der
HF-Anschlussverbindungsstecker ermöglicht die Verbindung einer
externen aktiven GPS-Antenne über
eine Anschlussstation.
-
Wechselspannungsadapterbuchse
-
Die
Wechselspannungsadapterbuchse ermöglicht, dass Leistung von einem
kostengünstigen
Wechselspannungsadapter oder CLA (Zigarettenanzünderadapter) geliefert wird.
-
USB-Verbindungsstecker
-
Der
USB-Verbindungsstecker ermöglicht
die Verbindung mit einem PC mittels eines Standard-Mini-USB-Kabels.
-
SD-Kartenbuchse
-
Eine
harte Verriegelungs-SD-Kartenbuchse, die für Anwendungen mit starker Schwingung
geeignet ist, unterstützt
SDIO-, SD-Speicher- und MMC-Karten. (Obwohl Go eine Hardwareunterstützung für SDIO bereitstellt,
steht eine Softwareunterstützung
zum Zeitpunkt der Produkteinführung
nicht zur Verfügung).
-
Prozessor
-
Der
Prozessor ist der ARM920T auf der Basis von SOC (System auf Chip),
der mit ungefähr
200 MHz arbeitet.
-
RAM
-
Go
wird mit einem RAM mit den folgenden Spezifikationen ausgestattet:
-
Flash-Speicher
-
Go
wird mit einem Minimum von 256 KByte eines 16 Bit breiten Flash-Speichers
ausgestattet, der folgendes enthalten soll:
- • Boot-Loader-Code,
um das Laden von O/S von der SD-Karte zu ermöglichen
- • Im
Werk festgelegte geschützte
Festwert-Herstellungsparameter (z.B. Herstellungsdatum) und eindeutige ID
(E2PROM-Emulation)
- • Benutzerspezifische
Einstellungen (E2PROM-Emulation)
-
Die
folgenden Vorrichtungen können
in Abhängigkeit
von Preis und Verfügbarkeit
verwendet werden:
-
Interne GPS-Antenne
-
Die
interne GPS-Antenne wird direkt an der HF-PCB angebracht.
-
Umschalten auf die externe
(aktive) GPS-Antenne
-
Wenn
eine externe Antenne über
den HF-Anschlussverbindungsstecker verbunden ist, wird die GPS-Antennenquelle
automatisch auf die externe Antenne umgeschaltet.
-
Beschleunigungsmesser
-
Ein
Festkörper-Beschleunigungsmesser
ist direkt mit dem Prozessor verbunden, um Informationen über die Änderung
der Geschwindigkeit und Richtung zu liefern
-
Hilfsfunktionen
-
Zündsynchronisation
-
Zündungsaufwecken
-
Eine
steigende Flanke am IGNITION-Signal der Anschlussstation weckt die
Einheit auf. Das IGNITION-Signal kann mit einer Fahrzeugbatterie
mit 12 V oder 24 V verbunden sein.
-
Zündungszustandsüberwachung
-
Der
Zustand des IGNITION-Signals der Anschlussstation wird erfasst und
einem GPIO-Stift zugeführt, um
zu ermöglichen,
dass die Software die Einheit abschaltet, wenn das Zündungssignal
auf einen niedrigen Pegel geht.
-
Standard-Peripherieeinheiten
-
Die
folgenden Peripherieeinheiten sind als Standard bei Go enthalten.
- • Einfacher
Anschlusspolschuh. Montiert Go und ermöglicht das Aufladen über eine
Gleichspannungsbuchse. Keine andere Konnektivität ist im einfachen Anschluss
enthalten.
- • Zigarettenanzünder-Stromkabel,
das mit Go über
die Gleichspannungsbuchse oder einen einfachen Anschlusspolschuh
verbindet.
- • Mini-USB-Kabel
für PC-Konvektivität.
- • Universeller
Netzadapter für
die Verbindung mit der Gleichspannungsbuchse
-
Wahlweise Peripherieeinheiten
-
Die
folgenden wahlweisen Peripherieeinheiten stehen zur oder nach der
Zeit des Starts von Go zur Verfügung
- • Ausrüstung für die aktive
Antenne. Enthält
eine aktive GPS-Antenne und einen Anschlusspolschuh mit GPS-HF-Verbindungsstecker
und angefügtem
Kabel. Zur Selbstinstallation, wenn eine externe Antenne erforderlich
ist.
- • Professionelle
Fahrzeuganschlussausrüstung.
Nur zum Installieren durch fachmännische
Installation. Ermöglicht
eine direkte Verbindung mit der Fahrzeugversorgung, dem Audiosystem
und der aktiven Antenne über
einen Fahrzeug-Schnittstellenkasten.
-
Eine
Navigationsvorrichtung im Auto stellt dynamische Reiseinformationen
(Stau, Wetter usw.) im Zusammenhang mit einer schematischen Anzeige
derjenigen Straßen,
die diese Informationen betreffen, dar. In einer Implementierung
ist die schematische Ansicht eine lineare Darstellung der Route
und diese schematische lineare Darstellung wird zur gleichen Zeit,
jedoch separat von einer Karte einer 2-D- oder 3-D-Darstellung der aktuellen
Straße,
entlang der gefahren wird, und mit dem aktuellen Ort der Vorrichtung
auf dieser Straße angezeigt.
Die Vorrichtung kann eine Anforderung über ein drahtloses Kommunikationsnetz
zu einem entfernten Server für
dynamische Reiseinformationen senden, die für eine definierte Route relevant
sind, und diese Informationen empfangen und anzeigen.
