DE3341679A1 - Navigationsverfahren fuer fahrzeuge - Google Patents

Description

• Navigationsverfahren für Fahrzeuge
• Die Erfindung betrifft ein Navigationsverfahren für Fahrzeuge, bei dem mit Hilfe der Koordinaten des Ausgangspunktes der Fahrtroute und einer im Fahrzeug mitgeführten Koppelnavigationsanlage fortlaufend der augenblickliche Standort des Fahrzeugs ermittelt und mittels eines Anzeigegerätes der jeweilige Standort in einem Lageplan angezeigt wird.
• Ein solches Navigationsverfahren ist z.B. aus der DE-OS 29 36 774 bekannt. Dort wird der Fahrzeugstandort in dem Lageplan (Kartenausschnitt) durch einen in eine Richtung, z.B. nach oben und die Fahrtrichtung zeigenden Pfeil, dargestellt und bei Fahrzeugfahrt wird mittels der gemessenen Richtungs- und Wegsignale die Karte in Richtung entgegen dem die Fahrtrichtung anzeigenden Pfeil bewegt und um den Standort des Fahrzeugs gedreht. Für den Betrachter bewegt sich damit der Standort- und Fahrtrichtungspfeil scheinbar entlang den gewünschten Straßen und ist dabei immer nach oben gerichtet.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dem Fahrzeugführer das Auffinden der gewünschten Fahrtroute bei der Fahrt zu erleichtern. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß vor Antritt der Fahrt mittels eines Kodiergerätes und einer in dieses eingelegten Karte die gewünschte Fahrtroute durch deren Nachfahren mit einem Kodierstift, insbesondere punktweise, festgelegt und insbesondere die Lage der Punkte abgespeichert werden, und daß während der Fahrt mittels des Anzeigegerätes neben der Standortanzeige die gewünschte Fahrtroute wenigstens im Bereich des augenblicklichen Standorts und zumindest zeitweise markiert wird.
• Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren speichert der Fahrzeugführer somit vor Fahrtbeginn die von ihm gewünschte Fahrtroute durch Nachfahren dieser Route auf einer Karte ab und während der Fahrt wird ihm - wie üblich - sein Standort angezeigt, aber zusätzlich noch eine Markierung geliefert, die z.B. an Kreuzungen oder Abzweigungen die einzuschlagende Richtung signalisiert.
• Das Abspeichern der gewünschten Fahrtroute kann z.B. dadurch erfolgen, daß man in dem Kodiergerät, in das eine Karte eingelegt wird, mit dem an einem Fadenende einer sich selbst aufrollenden Fadenrolle befestigten Stift vom Standort zum Zielort entlang dem vorhandenen Straßennetz der Karte fährt und dabei in kleinen Zeitabständen die jeweilige Richtung und die Länge des Fadens bestimmt. Mit den so gewonnenen Polarkoordinaten ist - gegebenenfalls nach Umrechnung - die Fahrtroute abspeicherbar.
• Einfacher ist die Abspeicherung noch dadurch durchzuführen, daß man im Kodiergerät den Kodierstift an den Fadenenden zwei er solcher Fadenrollen befestigt und jeweils die beiden Längen der Fäden z.B. dadurch bestimmt, daß man mit der Längenänderung der Fäden Winkelkodierer verstellt.
• In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, die Abspeicherung der gewünschten Fahrtroute durch induktive Ankopplung vorzunehmen. Hierzu sendet beispielsweise der Kodiersti ft Impulse aus die von einem Leiterbahnnetz in x- und y-Richtung, das in dem Kodiergerät angeordnet ist, empfangen werden. Aufgrund der Stärke der empfangenen Impulse in den einzelnen Leiterbahnen kann auf die Stellung des Stiftes innerhalb des Kartenfeldes geschlossen werden.
• Selbstverständlich können die Impulse auch seriell über die Leiterbahnen abgegeben und von dem Kodierstift empfangen werden. Durch die zeitliche Zuordnung der empfangenen Impulse kann ebenfalls die Stellung des Stiftes in einer Auswerteschaltung ermittelt werden. Eine weitere Alternativlösung bietet sich durch die Erzeugung von Ultraschallwellen oder Lichtwellen an die durch zwei Sender, die auf dem Kodiergerät an bestimmten Stellen angeordnet sind, fächerförmig über die Kartenfläche ausstrahlen. Eine Reflexion oder Absorption an dem Kodierstift wird durch geeignete Empfänger registriert und die Stellung des Kodierstiftes berechnet.
• Man kann bei der Erfindung während der Fahrt zumindest im Bereich von Kreuzungen oder Abweigungen die einzuschlagende Fahrtroute durch einen Richtungspfeil kennzeichnen, z.B.
• ähnlich wie beim eingangs erläuterten Stand der Technik, so daß der Fahrer erkennen kann, welche Straße er bei einer Abzweigung oder Kreuzung nehmen soll. Günstiger ist es jedoch, die Abzweigungen, in die nicht hineingefahren werden soll, als verboten zu kennzeichnen. Insbesondere an Abzweigungen, an denen sich Straßen i-n einem sehr spitzen Winkel trennen, ist eine solche Kennzeichnung eindeutiger und somit das Einhalten der Fahrtroute einfacher.
• Vorzugsweise wird bei der Erfindung jeweils nur ein kleiner Ausschnitt der zurückzulegenden Fahrtroute dargestellt, z.B. nur einige hundert Meter. Auch bei der Erfindung ist es - wie beim Stand der Technik - günstig, die Fahrtrichtung des Fahrzeugs immer in eine Richtung, -z.B. bei vertikaler Darstellung nach oben zeigen zu lassen.
• Anhand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Es zeigen Fig. 1 - ein Blockschaltbild einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 2a und 2b - das Ausführungsbeispiel eines Kodiergeräts, Fig. 3 - ein Diagramm zur Veranschaulichung der Ableitung der Koordinaten von abzuspeichernden Punkten der Fah rtroute, Fig. 4 - die Darstellungen von Fahrtrouten.
• In Fig. 1 ist eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Dort ist mit 1 ein Kodiergerät bezeichnet, in das eine Karte 2 eingelegt ist und das einen Kodierstift 3 aufweist, der an Enden von Fäden 4 befestigt ist. Die Daten der zu fahrenden Route -in aufeinander folgende Punkte aufgegliedert - liefert das Kodiergerät 1 zum Rechner 5, der die Daten gegebenenfalls nach Umrechnung in den Speicher 6 einspeichert.
• Bei der Fahrt werden dann die Daten des Speichers 6 zur Darstellung der Fahrtroute, insbesondere des Ausschnittes in der Umgebung des Fahrzeugstandorts dem Anzeigegerät 7 zugeführt. Der Rechner 5 erhält außerdem noch in kurzen Zeitabständen die Daten eines Weggebers 8 und des Winkelgebers 9, also Daten, die dem vom Fahrzeug zurückgelegten Weg nach Betrag und Richtung entsprechen. Unter Berücksichtigung des Standorts bei Fahrtbeginn, des Anzeigemaßstabs und der Art der Darstellung des Anzeigegerätes 7 wird vom Rechner in dem im Anzeigegerät angezeigten Lageplan der augenblickliche Standort des Fahrzeugs mit angezeigt.
• In Fig. 2a ist das Prinzip eines Ausführungsbeispiels eines Kodiergeräts 1 gezeigt. Dieses enthält zwei durch Federn vorgespannte Fadenrollen 11 und 12 und zwei Winkelkodierer 13 und 14, die in einem bestimmten Abstand zueinander angeordnet sind. Die Fäden 4a und 4b, die hier der Übersichtlichkeit halber gestrichelt dargestellt sind, sind um die Achse der Winkelkodierer 13 und 14 geschlungen, so daß diese bei Längenänderungen der Fäden 4a und 4b definierte Verstellungen erfahren. An den Enden der Fäden 4a und 4b ist ein Kodiersti ft 3 befestigt. Das Kodiergerät 1 nimmt ein Kartenblatt 2 auf, in dem sich ein Wegenetz 15 befindet. Die vom Fahrzeug zurückzulegende Strecke ist verstärkt eingezeichnet und mit 15a bezeichnet; der Ausgangspunkt trägt das Bezugszeichen 15b. Mit dem Stift 3 wird diese Fahrtroute 15a vor Fahrtbeginn durchfahren, wobei die Fahrtroute punktuell über die Längen der Fäden 4a und 4b, die durch die Winkelkodierer 13 und 14 gemessen werden, erfaßt, unter Berücksichtigung des Ausgangspunkts in Koordinaten umgerechnet und dann abgespeichert werden.
• Die Umrechnung in den Nordwert N und den Ostwert E ist durch die folgenden Formeln möglich, die sich aus der Darstellung der Fig. 3 ableiten lassen, wobei dort a und b die augenblickliche Lage des Stifts 3 und c der gegebene Abstand der Achsen der Winkelkodierer 13 und 14 sind: b 2 + 2 2 -a c 2c N = b2 2 Das Kodiergerät 1 kann um bei Nichtbenutzung Platz zu sparen zusammenklappbar ausgebildet sein, z.B. ähnlich einem Notenständer aufgebaut sein, so daß sich im zusammengeklappten Zustand eine Größe entsprechend dem Geräteteil la ergibt. Dies soll durch die abklappbaren Streben 1b in Fig. 2a angedeutet sein.
• In Fig. 2b ist ein Kodiergerät 1 in perspektivischer Sicht gezeigt und so ausgebildet, daß an ihm ein Kartenheft mit steifer Unterlage mittels der Klemmfedern 16 anklemmbar sind. Die Fadenlängen werden hier wieder mit zwei Winkelkodierern 13 und 14 (nur einer sichtbar) gemessen, wobei hier das durch die Feder 17 vorgespannte Fadenrad 18 auf der Welle des Winkelkodierers 13 befestigt ist. Der MeB-wertgeber 13/17/18 und sein nicht sichtbares Aquivalent sind in einem Gehäuse 19 untergebracht.
• In Fig. 4 sind vier Anzeigebil-der des Anzeigeschirms 7a des Anzeigegerätes 7 dargestellt, wobei hier nur ein kleiner Ausschnitt der Fahrtroute jeweils gezeigt ist. Der Standort des Fahrzeugs ist jeweils der feststehende und als Pfeil ausgebildete Zentral punkt 20 der Anzeige. In allen Figuren wird unterstellt, daß sich der jeweils gezeigte Ausschnitt der Fahrtroute entsprechend der Fahrgeschwindigkeit relativ zum Zentral punkt 20 bewegt und die gespeicherte Fahrtroute als Linie oder Doppellinie dargestellt wird.
• Außerdem ist in den Figuren 4a bis 4d vorausgesetzt, daß die Darstellung des Ausschnitts des Lageplans immer so ist, daß die Fahrtrichtung jeweils nach oben zeigt.
• Die Figuren 4a und 4b zeigen den Lageplan zu Beginn und nach Durchfahren der Strecke d (gemäß Fig. 4a). Der Fahrer kann bei dieser Darstellung leicht erkennen, wie er an der nächsten Kreuzung oder Abzweigung zu fahren hat. Dies wird noch unterstützt dadurch, daß die verbotenen Straßen durch einen Querstrich 21 als solche gekennzeichnet sind. Diese Kennzeichnung wirkt sich insbesondere dort positiv aus -und kann deshalb auch nur in solchen Fällen angewendet werden -, wo die Straßenverhältnisse so sind, daß wegen der Ungenauigkeit der Standortanzeige Zweifel über den Fahrweg auftreten können, so z.B., wenn zwei Straßen relativ nahe beieinander abzweigen, wie in Fig. 4c bei 22 angedeutet, wenn z.B. an einem Kreisel eine Vielzahl von Straßen abzweigt, wie in Fig. 4c bei 23 angedeutet oder wenn - wie in Fig. 4d bei 24 - sich eine Straße in zwei Straßen unter einem sehr spitzen Winkel aufspaltet.
• Die Kennzeichnung der verbotenen Straßen muß bei der Kodierung mit eingegeben werden, z.B. indem man nur mit dem Stift kurz in diese Straßen hineinfährt und somit kurze Straßenstummel erzeugt oder mit dem Stift auch die Querstriche 21 ausführt oder aber nach Einfahren in die Strasse durch Tastendruck eine entsprechende Kennzeichnung erzeugt und abspeichert.

Claims (10)

1. Patentansprüche Navigationsverfahren für Fahrzeuge, bei dem mit Hilfe der Koordinaten des Ausgangspunkts der Fahrtroute und einer im Fahrzeug mitgeführten Koppelnavigationsanlage fortlaufend der augenblickliche Standort des Fahrzeugs ermittelt und mittels eines Anzeigegeräts der jeweilige Standort in einem Lageplan angezeigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor Antritt der Fahrt mittels eines Kodiergeräts und einer in dieses eingelegten Karte die gewünschte Fahrtroute durch deren Nachfahren mit einem Kodierstift festgelegt und abgespeichert wird und daß während der Fahrt mittels des Anzeigegerätes neben der Standortanzeige die gewünschte Fahrtroute wenigstens im Bereich des augenblicklichen Standorts und zumindest zeitweise markiert wird.
2. 2. Navigationsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der Punkte der gewünschten Fahrtroute mittels des an einem Faden oder Band einer sich selbst aufrollenden Faden- oder Bandrolle befestigten Kodierstifts durch Messung der Winkellage des Fadens oder Bands und seiner Länge bestimmt wird.
3. 3. Navigationsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der Punkte der gewünschten Fahrtroute mittels des an den Faden- oder Bandendpunkten zweier sich selbst aufrollender Faden- oder Bandrollen befestigten Kodierstifts durch Messung der Längen der beiden Fäden oder Bänder erfolgt.
4. 4. Navigationsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer induktiven Ankopplung zwischen dem Kodierstift und in dem Codiergerät ange ordneten Leiterbahnen die gewünschte Fahrtroute abgespeichert wird.
5. 5. Navigationsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kodierstift elektromagnetische Wellen reflektiert oder absorbiert und nach dem Prinzip der Radarortung die Stellung des Stiftes bei Eingabe der gewünschten Fahrtroute abgespeichert wird.
6. 6. Navigationsverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Kodiergerät wenigstens zwei Elemente zur Erzeugung von Ultraschallwellen angeordnet sind, die an dem Kodierstift reflektiert und deren Laufzeit zu einem oder mehreren Empfänger zur Ermittlung der Stellung des Kodierstifts ausgewertet werden.
7. 7. Navigationsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gewünschte Fahrtroute im Lageplan des Anzeigegeräts wenigstens im Bereich von Abzweigungen durch eine Markierung der einzuschlagenden Richtung angezeigt wird.
8. 8. Navigationsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gewünschte Fahrtroute im Lageplan des Anzeigegeräts durch Kennzeichnung von verbotenen Abzweigungen markiert wird.
9. 9. Navigationsverfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein kleiner Ausschnitt der Fahrtroute auf dem Lageplan des Anzeigegeräts angezeigt wird.
10. 10. Navigationsverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeige im Lageplan jeweils so erfolgt, daß auf der Anzeige die Fahrtrichtung immer in eine Richtung gerichtet ist.