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Fahrkurs leitgerät
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Die Erfindung betrifft ein Fahrkursleitgerät gemäß Oberbegriff des
Anspruchs 1.
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Bei einem Fahrkursleitgerät dieser Art werden die laufenden Ortsinformationen
auf der Grundlage von Signalen ermittelt, die von einem Richtungssensor und einem
Fahrstreckensensor, die beide an dem bewegten Gegenstand, z.B. einem Kraftfahrzeug,
montiert sind, bereitgestellt werden.
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Es wurde bereits ein Fahrkursleitgerät entwickelt, wie es in Fig.
1 dargestellt ist. Ein solches Fahrkursleitgerät ist z.B. vor dem Fahrersitz eines
Xraftfahrzeugs angeordnet und besitzt gemäß Fig. 1 einen Bildschirm 1, z.B. den
Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre. An dem Fahrzeug sind ein (nicht gezeigter)
Richtungssensor und ein (nicht gezeigter) Geschwindigkeitssensor angebracht, die
Ausgangssignale liefern, auf deren Grundlage eine zurückgelegte Strecke 2 erhalten
wird. Die zurückgelegte Fahrstrecke 2 wird auf dem Bildschirm dargestellt. Zusätzlich
ist vor dem Bildschirm lösbar eine Landkarte 3 in Form eines durchsichtigen Films
angebracht. Die Landkarte 3 wird mit Hilfe einer Karteneinstellvorrichtung 4 festgehalten,
so daß die zurückgelegte Fahrstrecke 2 entlang einer gewünschten Route auf der Landkarte
dargestellt wird.
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Der Vorteil eines solchen Fahrkursleitgeräts besteht darin, daß der
Bildschirm und die Landkarte einander überlappen und daß die zurückgelegte Fahrstrecke
derart angezeigt wird, daß sie der Route auf der Landkarte entspricht. Von einem
Gerät dieser Art läßt sich erwarten, daß der Benutzer über die zurückgelegte Strecke
sowie
darüber, wo er sich gerade befindet, informiert wird, jedoch hat das bekannte Gerät
folgende Nachteile: (I) Die dem Bildschirm entsprechende und an diesem zu befestigende
Landkarte hat die Form eines Blatts, und sie wird von Hand an dem Gerät befestigt
und auch von Hand wieder gelöst. Wenn nun beispielsweise die zurückgelegte Fahrstrecke
während des Fahrens bis an den Rand der an dem Gerät befestigten Landkarte 3 gelangt,
so muß diese Karte von Hand entfernt und durch eine neue, aktuelle Karte ersetzt
werden. Zudem muß aus einer Vielzahl von zur Verfügung stehenden Karten erst diejenige
Karte herausgesucht werden, die an den erwähnten Randbereich der alten Karte anschließt.
Das Aussuchen der neuen Landkarte und das Austauschen der Karten erfordert einen
erheblichen Aufwand.
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(II) Beim Fahren muß die zurückgelegte Fahrstrecke stets visuell mit
der Landkarte verglichen werden, so daß hierdurch die Fahrsicherheit erheblich beeinträchtigt
wird.
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(III) Da das Gerät ein beträchtliches Gewicht und einen beträchtlichen
Umfang aufweist, eignet es sich nicht für Kleinwagen,und außerdem sind spezielle
Montageteile notwendig.
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(IV) Es können nur Landkarten mit einem vorbestimmten-Maßstab verwendet
werden. Maßstabsänderungen der Landkarten sind nicht möglich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrkursleitgerät zu
schaffen, welches die oben aufgezeigten Nachteile vermeidet.
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Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale
gelöst.
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Bei dem erfindungsgemäßen Fahrkursleitgerät erfolgt die Fahrkursleitung
nach Maßgabe der laufenden Orts information bezüglich eines sich bewegenden Gegenstands,
z.B. eines Kraftfahrzeugs. Die laufende Ortsinformation wird berechnet auf der Grundlage
der Ausgangssignale eines Richtungssensors und eines Fahrstreckensensors, d.h. eines
Entfernungsmessers. Beide Sensoren sind an dem sich bewegenden Gegenstand montiert.
Das erfindungsgemäße Fahrkursleitgerät besitzt einen Speicher zum Speichern eines
vorbereiteten Kurses. Speziell wird die Ortsinformation bezüglich vorbestimmter
Punkte eines vorab festgelegten Fahrkurses gespeichert. Außerdem werden die Fahrrichtungsanweisungsinformationen
für diese Punkte gespeichert.
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Ansprechend auf die laufenden Orts information liefert das Gerät eine
Anzeige der Fahrrichtung, eine Ankündigung betreffend die Kursleitung an diesen
Punkten, und eine Korrektur der Ortsinformation dieser Punkte, die in dem Speicher
für den vorbereiteten Kurs gespeichert sind.
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Das erfindungsgemäße Leitgerät enthält einen Richtungsanweisungs-Anzeigeabschnitt,
mit dem die Fahrrichtungen des sich bewegenden Körpers an den vorbestimmten Punkten
des Kurses angegeben werden. In dem Speicher werden vorab die Ortsinformationen
bezüglich dieser Punkte und die Fahrrichtungs-Anweisungsinformationen für diese
Punkte gespeichert. Der Sprachspeicher speichert Sprachinformationen bezüglich der
Kurs führung an diesen Punkten, und ein Orts-Korrekturabschnitt dient zum Korrigieren
der Inhalte des Speichers. In dem erfindungsgemäßen Gerät wird die laufende Orts
information verglichen mit der in dem Speicher gespeicherten, entsprechenden Ortsinformation,
und abhängig von dem Vergleichsergebnis
wird die Fahrrichtung an
dem betreffenden Punkt auf dem Richtungsanweisungs-Anzeigeabschnitt dargestellt.
Durch Zugriff auf den Sprachspeicher wird eine Ankündigung bezüglich der Kursführung
an dem betreffenden Punkt gegeben. Durch den Orts-Korrekturabschnitt wird die in
dem Speicher gespeicherte Ortsinformation korrigiert.
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Im folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung
näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines herkömmlichen
Fahrkursleitgeräts, Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Fahrkursleitgeräts, und Fig. 3 ein Blockdiagramm, welches den
Aufbau des in Fig. 2 dargestellten Geräts im einzelnen veranschaulicht.
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Wie aus Fig. 2 ersichtlich, setzt sich das erfindungsgemäße Fahrkursleitgerät
zusammen aus einem Richtungssensor 5, einem Fahrstreckensensor 6, einer Digitalisiereinheit
7, einer Steuereinheit 8 und einer Anzeigeeinheit 9.
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Die Anzeigeeinheit 9 ist mit einem Richtungsanweisungs-Anzeigeabschnitt
10 ausgestattet, mit dessen Hilfe die Fahrrichtung angegeben wird. Es wird z.B.
ein Linksabbiegen, ein Rechtsabbiegen oder ein Geradeausfahren angegeben, und zwar
an den vorbestimmten Punkten des Fahrkurses, die als Kontrollpunkte für eine Fahrstrecke
dienen. Solche Kontrollpunkte können z.B. Straßenkreuzungen, Bahnübergänge, Brücken
o.dgl. sein. Die Anzeigeeinheit 9 enthält einen Lautsprecher 11, über den eine Ankündigung
bezüglich der Wegführung an diesen Punkten gegeben wird. Die in Form von Sprache
vorliegende Kursleitinformation kann z.B. in dem Ortsnamen des betreffenat
Punkts
oder einer Richtungsanweisung bestehen, z.B. in der Anweisung "nach rechts Abbiegen",
"nach links Abbiegen" oder "Geradeausfahren", oder aber beispielsweise durch die
Ankündigung "wir nähern uns dem Ziel".
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Ein Winkelanzeigeabschnitt 12 zeigt laufend den Horizontalwinkel des
sich bewegenden Gegenstands an. Ein Entfernungsanzeigeabschnitt 3 zeigt die zurückgelegte
Fahrstrecke an. Eine Straßenkarte 14 wird für die Eingabe der Kurs information bezüglich
einer vorbereiteten Route verwendet, wie es unten noch näher beschrieben wird. Mit
Hilfe eines Mikrofons 33 wird die gesprochene Information bezüglich der Kursführung
an den genannten Punkten eingegeben.
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Unter Bezugnahme auf Fig. 3 soll nun die Arbeitsweise des in Fig.
2 dargestellten Geräts erläutert werden.
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Die Bezugszeichen 5 bis 7 und 10 bis 13 haben in Fig. 3 die gleiche
Bedeutung wie in Fig. 2. Das Gerät besitzt gemäß Fig. 3 einen X-Zähler 15, einen
Y-Zähler 16, eine Eingabetastatur für verkleinerten Maßstab, 17, einen Speicher
für verkleinerten Maßstab, 18, einen Prozessor für einen vorbereiteten Kurs, 19,
eine Eingabetaste für eine Richtungsanweisung, 20, einen Speicher für einen vorbereiteten
Kurs, 21, einen Analog/Digital-Umsetzer (ADU) 22, Zähler 23 und 23', einen Prozessor
für den momentanen (laufenden) Ort, 24, einen Speicher für den momentanen Ort, 25,
einen Entfernungsspeicher 26, einen Vergleicher 27, einen Sprachspeicher 28, einen
Sprachsynthesizer 29, einen Verstärker 30, einen Winkelbezugsspeicher 31, einen
Winkelprozessor 32, das Mikrofon 33, einen Verstärker 34, einen Sprachanalysator
35, eine Korrektureingabetastatur 36 und einen Ortskorrekturabschnitt 37.
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Bei dem erfindungsgemäßen Gerät werden die vorbestimmten Punkte des
vorbereiteten Kurses, d.h. die als Orientierungspunkte oder Kursleitpunkte dienenden
Punkte wie Straßenkreuzungen, Bahnübergänge, Brücken u.dgl., vor Antritt der Fahrt
aufgenommen. Die Ortsinformation bezüglich dieser Punkte sowie die Fahrtrichtungs-Anweisungsinformation,
d.h. Linksabbiegen, Rechtsabbiegen oder Geradeaus fahren, werden in der unten beschriebenen
Weise in dem Speicher für vorbereiteten Kurs, 21, gespeichert.
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Vor Antritt der Fahrt wird, wie in Fig. 2 dargestellt ist, der vorbereitete
Fahrkurs auf der Landkarte 14, die den für die Fahrt vorgesehenen Bereich wiedergibt,
mit Hilfe der Digitalisiereinheit 7 abgetastet. Bei dem Abtastvorgang gibt die Digitalisiereinheit
7 Impulssignale ab, die Verschiebungswerten in der X- und Y-Richtung entsprechen.
Die Impulssignale der X- und der Y-Richtung werde- von dem X-Zähler 15 bzw. dem
Y-Zähler 16 gezählt. Die Zählwerte, d.h. die Ortsinformation des vorbereiteten Fahrkurses,
welche die Abtastung wiedergeben, werden an den Prozessor für den vorbereiteten
Kurs, 19, gegeben. Andererseits werden die Verkleinerungsmaß stab-Daten der bei
der Abtastung des vorgesehenen Fahrkurses durch die Digitalisiereinheit 7 verwendeten
Landkarte 14 über die Eingabetastatur für verkleinerten Maßstab, 17, eingegeben,
und die Maßstabsdaten werden in den Speicher für verkleinerten Maßstabm 18, gespeichert.
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In dem Prozessor für den vorbereiteten Kurs, 19, wird also die ansprechend
auf das Abtasten des vorgesehenen Fahrkurses gelieferte Ortsinformation, die sukzessive
von dem X-Zähler 15 und dem Y-Zähler 16 bereitgestellt wird, auf der Grundlage des
Inhalts des Speichers für verkleinerten Maßstab, 18, umgesetzt. Das von dem Prozessor
19 erhaltene Verarbeitungsergebnis, d.h.
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die Ortsinformation des vorbereiteten Fahrkurses, welche die Abtastung
des Fahrkurses mit Hilfe der Digitalisiereinheit 7 wiederspiegelt, wird sukzessive
an den Speicher für den vorbereiteten Kurs, 21, gegeben. Wenn die Abtastung durch
die Digitalisiereinheit 7 einen Punkt (z.B. eine Straßenkreuzung) erreicht, wird
mit Hilfe der Eingabetaste für Richtungsanweisung, 20, die Fahrtrichtung an diesem
Punkt in den Speicher 21 eingegeben.
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Es werden also Fahrtrichtungs-Daten für diesen Punkt eingegeben, die
beinhalten, ob der Fahrer an diesem Punkt nach rechts, nach links oder geradeaus
fahren soll.
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Nun sind die Ortsinformation und die Richtungsanweisungs-Daten für
diesen Punkt in den Speicher 21 eingegeben worden. Auf diese Weise werden die Ortsinformation
und die Richtungsanweisungs-Daten der vorbestimmten Punkte sukzessive für die gesamte
vorgesehene Route bei Abtastung mit der Digitalisiereinheit 7 gespeichert.
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Außerdem kann an den vorbestimmten Punkten der Route, also an Orientierungspunkten
wie Straßenkreuzungen, Bahnübergängen, Brücken u.dgl., in dem Sprachspeicher 28
Information für die Kursführung gespeichert werden, z.B. ein Straßenname, der Name
eines Platzes, ein Gebäudename o.dgl. Diese Informationen sind kennzeichnend für
den betreffenden Punkt. Es können auch Fahrtrichtungen (z.B. links, rechts oder
geradeaus) oder andere Informationen gespeichert werden. Wenn die Abtastung durch
die Digitalisiereinheit 7 den jeweiligen Punkt, z.B.
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eine Straßenkreuzung, erreicht hat, wird die erwähnte Sprachinformation
für die Kurs leitung mit Hilfe des Mikrofons 33 eingegeben. Die von dem Mikrofon
33 aufgenommene Sprachinformation wird von dem Verstärker 34 in ein elektrisches
Signal umgesetzt, in Form von Sprachdaten mit Hilfe des Sprachanalysators 35 analysiert
und in den Sprachspeicher 28 gespeichert.
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Im folgenden soll beschrieben werden, wie die laufende Orts information
des sich bewegenden Körpers bearbeitet wird. Die in Form eines Analogsignals vorliegende
Richtungsinformation, die von dem Richtungssensor 5 erfaßt wird, wird durch den
A/D-Umsetzer 22 in ein digitales Signal umgesetzt. Ein von dem Entfernungsmesser
6 (z.B. ansprechend auf die Drehung eines Rades) bei jeweils einer bestimmten zurückgelegten
Fahrstrecke gelieferter Impuls wird von dem Zähler 23 gezählt, und der Zähler 23
gibt jedes Mal dann ein Abtastsignal ab, wenn sein Inhalt einen bestimmten Zählerstand
erreicht. Bei jeder Abgabe des Abtastsignals durch den Zähler 23 berechnet der Prozessor
für den momentanen Art, 24, eine X-Komponente und eine Y-Komponente einer Wegeinheit
auf der Grundlage des Ausgangssignals des A/D-Umsetzers 22 und addiert die Komponenten
sukzessive. Der Prozessor 24 verarbeitet also sukzessive die den momentanen Ort
betreffene Ortsinformation, wobei der Startpunkt als Bezugsgröße und die Ausgangssignale
als Ergebnis dienen. Die laufende Ortsinformation wird in dem Speicher 25 gespeichert.
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Durch den beschriebenen Vorgang wird der Inhalt des Speichers 25 jedes
Mal dann aktualisiert, wenn der sich bewegende Gegenstand die Wegeinheit zurückgelegt
hat, der Speicher 25 hält also die jeweils jüngste Ortsinformation.
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Der Vergleicher 27 vergleicht die Ortsinformation jedes in dem Speicher
21 gespeicherten vorbestimmten Punkts der Route mit der von dem Speicher 25 kommenden
laufenden oder momentanen Ortsinformation. Wenn z.B. der Gegenstand gerade den Startpunkt
verlassen hat, so führt der Vergleicher 27 einen Vergleich durch zwishen der Ortsinformation
und den Richtungsanweisungs-Daten bezüglich des ersten auf den Startpunkt folgenden
Punkts (diese Daten sind in dem Speicher 21 gespeichert) und dem Inhalt des Speichers
25. Wenn der Absolutwert der ermittelten
Differenz kleiner ist
als der in dem Entfernungsspeicher 26 gespeicherte Wert, d-.h.: Wenn der momentane
Ort des sich bewegenden Gegenstands innerhalb eines vorbestimmten Entfernungsbereichs
von dem ersten Punkt (diese vorbestimmte Entfernung ist in dem Entfernungsspeicher
26 gespeichert) angelangt ist, werden von dem Vergleicher 27 die Richtungsanweisungs-Daten
an dem ersten Punkt ausgegeben. Entsprechend den Richtungsanweisungs-Daten wird
auf dem Anzeigeabschnitt 10 eine Richtungsanweisung dargestellt.
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Beinhalten die Richtungsanweisungs-Daten z.B. die Anweisung "abbiegen
nach rechts", so wird von den in Frage kommenden Anzeigeabschnitten "rechts abbiegen",
"links abbiegen" und "geradeaus" des Anzeigeabschnitts 10 die Anzeige "rechts abbiegen"
aktiviert (vgl. Fig. 2).
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Weiterhin bedeutet die von dem Vergleicher 27 an den Sprachspeicher
28 gelieferte Information, daß der sich bewegende Gegenstand innerhalb eines gewissen
Bereichs eines gegebenen Punkts angelangt ist, z.B. in den Bereich des ersten Punkts
von den vielen an der Route liegenden Punkten. Hiedurch wird die die Kursleitung
an dem ersten Punkt betreffende Sprachinformation, die in den Sprachspeicher 28
gespeichert ist, ausgelesen, und es erfolgt über den Sprach-Synthesizer 29, den
Verstärker 30 und den Lautsprecher 11 z.B. die gesprochene Ankündigung "am nächsten
Punkt kreuzt diese Straße mit der XY-Straße, rechts abbiegen in die XY-Straße".
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In der beschriebenen Weise werden auch an den nachfolgenden Punkten,
also am zweiten Punkt, am dritten Punkt usw. die Kursanweisungen über den Anzeigeabschnitt
10 und den Lautsprecher 11 erzeugt, also z.B. rechts abbiegen, links abbiegen o.dgl.
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Wenn das Fahrzeug den ersten Punkt erreicht hat und von dem Fahrer
die Korrektureingabetaste 36 betätigt wird, vergleicht der Ortskorrekturabschnitt
37 die in dem Speicher 25 zu dieser Zeit gespeicherte laufende Ortsinformation mit
den Inhalten des Speichers 21 (hier mit der Ortsinformation bezüglich des ersten
Punkts).
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Liegt eine Differenz vor, so wird diese Differenz berechnet, und nach
Maßgabe dieser Differenz wird die Orts information bezüglich des zweiten Punkts
und der darauf folgenden Punkte, die in dem Speicher 21 gespeichert ist, korrigiert.
Hierdurch läßt sich die Richtungsanzeige ebenso wie die Ankündigung des Weges bei
dem zweiten Punkt und den nachfolgenden Punkten sehr genau angeben.
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Die in den Fig. 2 und 3 dargestellte Ausführungsform der Erfindung
besitzt außerdem eine Winkelanzeige 12, mit der der momentane Winkel des sich bewegenden
Gegenstands, also etwa die Himmelsrichtung, angezeigt wird.
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Ferner ist eine Fahrstreckenanzeige 13 vorgesehen, die den zurückgelegten
Weg angibt. Das von dem Richtungssensor 5 erzeugte und von dem ADU 22 umgesetzte
Signal wird in dem Winkelprozessor 32 mit dem Inhalt eines zuvor eingestellten Winkelbezugsspeichers
31 verglichen. Auf der Winkelanzeige 12 wird die jeweilige Richtung des sich bewegenden
Gegenstands beispielsweise mit Hilfe einer 16 Peilungen umfassenden Richtungsanzeige
dargestellt, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Außerdem zählt der Zähler 23' die Ausgangsimpulse
des oben erwähnten Fahrstreckensensors 6, und der Inhalt des Zählers wird an die
Fahrstreckenanzeige 13 gegeben.
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Die Fahrstreckenanzeige 13 besteht aus einem Multiplizierer,
einem
Anzeigetreiber sowie Anzeigenelementen (diese sind nicht dargestellt). Die zurückgelegte
Fahrstrecke wird berechnet durch Multiplizieren Zählerstands mit dem einem Zählschritt
entsprechenden Einheitsweg. Der Anzeigetreiber aktiviert die entsprechenden Anzeigeelemente,
um die zurückgelegte Strecke darzustellen. Vorzugsweise besitzt der Zähler 23' einen
(nicht gezeigten) Schalter zum Zurückstellen des Zählers auf Null. Hierdurch wird
auf der Fahrstreckenanzeige 13 der von einem bestimmten Punkt ab zurückgelegte Weg
dargestellt.
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Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, weist das erfindungsgemäße
Fahrkursleitgerät folgende Vorteile auf: (I) Da die Route an jedem Punkt, z.B. einer
Straßenkreuzung, angezeigt wird, wobei die Kurs- oder Routeninformation in Form
von Sprache vermittelt wird, wird der Fahrer nicht durch einen Bildschirm abgelenkt,
so daß die Fahrsicherheit erhöht wird.
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(II) Da die Anzeigeeinheit geringe Größe und geringes Gewicht aufweist,
läßt sich das erfindungsgemäße Gerät selbst in einem Kleinwagen bequem montieren,
und es sind keine speziellen Montageteile notwendig.
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(III) Für die Eingabe des vorbereiteten Kurses läßt sich praktisch
jede beliebige Landkarte verwenden, wobei der jeweilige Verkleinerungsmaßstab frei
gewählt werden kann. Der Fahrer braucht während der Fahrt keine Landkarten auszutauschen.
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(IV) Da sich die vorab in dem Speicher für den vorbereiteten Kurs
gespeicherte Orts information nach Maßgabe der laufenden Ortsinformation, die durch
die aktuellen Daten gegeben ist, korrigieren läßt, ist eine sehr genaue Kursleitung
möglich.