DE3515181A1

DE3515181A1 - Navigationssystem fuer selbstgetriebene fahrzeuge

Info

Publication number: DE3515181A1
Application number: DE19853515181
Authority: DE
Inventors: Hisatsugu Itoh; Kousaku Himeji Hyogo Uota
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1984-04-27
Filing date: 1985-04-26
Publication date: 1986-01-30
Also published as: CA1260122A; US4677563A; JPH0333264B2; JPS60230185A; DE3515181C2

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Navigationssystem für selbstgetriebene Fahrzeuge, insbesondere ein solches Navigationssystem für selbstgetriebene Fahrzeuge, bei dem ein Ausgangspunkt, ein Bestimmungspunkt oder Zielpunkt und ein laufender Ort eines Fahrzeuges mit entsprechenden Marken oder Markierungen auf einer Anzeige, beispielsweise einer Kathodenstrahlröhre oder einem Bildschirm angezeigt werden.

Ein derartiges Navigationssystem für selbstgetriebene Fahrzeuge ist aus der JP-OS 58-146814 bekannt. Das herkömmliche System mißt die Fahrentfernung und die Fahrtrichtung bzw. den Kurs eines Fahrzeugs und berechnet die laufende Position

des Fahrzeugs aus dieser Information. Das System zeigt auch die Bildinformation einer Landkarte, die aus einem Speicher ausgelesen wird, auf der Anzeige, zum Beispiel einer Kathodenstrahlröhre, wobei eine Marke die laufende Position des Fahrzeugs anzeigt, die auf der Anzeige berechnet wird, so daß ein Fahrer die laufende Position des Fahrzeugs aus der Landkarte und der auf der Anzeige abgebildeten Marke bestimmen kann.

Da jedoch die Bildinformation einer darzustellenden Landkarte extrem vielschichtig hinsichtlich der dort enthaltenen Informationsmenge ist, muß die gespeicherte Informationsmenge beschränkt werden, so daß sie in einem kleinen und preiswerten Speicher mit geringen Abmessungen, der für ein Fahrzeug geeignet ist, gespeichert werden kann. In einem Falle, wo der Ausgangspunkt und der Zielpunkt vorgegeben sind, kann, auch wenn eine im Speicher gespeicherte Landkarte auf der Anzeige dargestellt und eine die laufende Position des Fahrzeugs angebende Markierung in überlagerter Weise angezeigt werden, eine Änderung der laufenden Position oft auf einen sehr kleinen Bereich des Umfanges der Anzeige begrenzt sein. Wenn außerdem die Entfernung zwischen dem Ausgangspunkt und dem Zielpunkt groß ist, so daß eine Vielzahl von Landkarten erforderlich ist, ist es schwierig, die gesamte Fahrstrecke zu erfassen.

Obwohl es nicht notwendigerweise unmöglich ist, diese technischen Probleme mit einem Speicher zu lösen, der eine große Kapazität sowie eine Hochgeschwindigkeits-Recheneinrichtung besitzt, werden die Größe bzw. die Abmessungen des Gesamtsystems sehr groß, so daß es schwierig ist, es im Fahrzeug unterzubringen.

Außerdem sind zwei Publikationen bekannt geworden, nämlich "Cathode-Ray Tube Information Center with Automotive Navigation" , veröffentlicht in SAE Technical Paper Series 840485 von M.W. Jarvis und R.C. Berry, und "On-Board Computer System for Navigation, Orientation, and Route

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Optimization", veröffentlicht in SAE Technical Paper Series 840313 von P. Haeussermann. Beide Publikationen basieren auf der "International Congress & Exposition", die in Detroit, Michigan, vom 27. Februar bis 2. März 1984 stattgefunden hat. In der zuerst genannten Literaturstelle wird eine ungefähre Position eines Fahrzeugs aus der Verbindung mit einem Satelliten bestimmt, und eine genauere Position wird mit einer in sich geschlossenen Navigation unter Verwendung eines Erdmagnetismus-Meßfühlers im Fahrzeug bestimmt und auf einer Kathodenstrahlröhre angezeigt. Die zuletzt genannte Literaturstelle beschreibt ein zusammengesetztes System aus einem Streckenführungssystem auf Hauptstrecken-Autobahnen unter Verwendung von Entfernungsinformation und aus einem Bestimmungsanzeigesystem in einer Stadt unter Verwendung von Entfernungsinformation und Kursinformation.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Navigationssystem für selbstgetriebene Fahrzeuge anzugeben, bei dem ein dazugehöriger Speicher nicht die Bildinformation einer Landkarte selbst gespeichert hat, sondern statt dessen die geographischen Namen bzw. Bezeichnungen und ihre geographischen Koordinaten.

Wenn gemäß der Erfindung die geographischen Namen oder Bezeichnungen des Ausgangspunktes und des Bestimmungspunktes oder Zielpunktes über eine Eingabeeinheit eingegeben werden, liest eine Steuereinheit aus dem Speicher die jeweiligen geographischen Namen oder Bezeichnungen und die Koordinaten aus. Eine Anzeigeeinrichtung zeigt Markierungen, welche den Ausgangspunkt und den Zielpunkt in geeignet verkleinertem Maßstab anzeigen, wobei gemäß diesen Markierungen auf dem Bildschirm eine Marke die jeweilige bzw. die laufende Position eines Fahrzeugs anzeigt. Außerdem wird eine Anzeigesteuerung in der Weise durchgeführt, daß die Marke, welche die laufende Position des Fahrzeugs angibt, während der Fahrt des Fahrzeugs den Anzeigebildschirm nicht verlassen kann. Diese Anordnung eines Navigationssystems für selbstgetriebene Fahrzeuge kann eine

vollständige praktische Navigationsfunktion auch mit einem preiswerten Speicher kleiner Abmessungen und einer entsprechenden Recheneinheit ausüben.

Zu diesem Zweck ist gemäß der Erfindung ein Navigationssystem für selbstgetriebene Fahrzeuge vorgesehen/ das folgende Baugruppen aufweist: Eine Fahrentfernungs-Abtasteinrichtung zur Messung des Fahrabstandes bzw. der Fahrentfernung eines Fahrzeugs; eine Fahrzeugkurs- oder Fahrzeugrichtungs-Abtasteinrichtung zur Messung der Fahrzeugrichtung des Fahrzeugs; eine Anzeigeeinrichtung für eine ebene Anzeige, die auf einem zweidimensionalen kartesischen Koordinatensystem beruht; eine Punktinformations-Speichereinrichtung zur Speicherung von Information, die für eine Vielzahl von eine Landkarte bildenden Punktsätzen repräsentativ ist, welche jeweils eine geographische Bezeichnung und ihre Positionsinformation umfassen; und eine Steuerung zum Auslesen der Positionsinformation aus der Speichereinrichtung auf der Basis der Information einer eingegebenen geographischen Bezeichnung, wobei Signale von dem Fahrentfernung s-Meß fühler und dem Fahrtrichtungs-Meßfühler eingegeben werden, zur Berechnung der jeweiligen bzw. der laufenden Position des Fahrzeugs auf der Basis der Signale, und um dafür zu sorgen, daß die Anzeigeeinrichtung die Markierungen anzeigt, welche einen Ausgangspunkt und einen Zielpunkt in einem geeignet reduzierten Maßstab angeben, der durch die Positionsrelation zwischen dem Ausgangspunkt und dem Zielpunkt bestimmt ist, und um dafür zu sorgen, daß die Anzeigeeinrichtung eine Marke anzeigt, welche die laufende Position des Fahrzeugs im reduzierten Maßstab bei den entsprechenden Koordinaten angibt. Dabei enthält die Steuerung Einrichtungen, um die Koordinaten des Ausgangspunktes, des Zielpunktes und der laufenden Position des Fahrzeugs auf der Basis der gegenseitigen Positionsrelation auf der Anzeige zu berechnen und um dafür zu sorgen, daß die Anzeigeeinrichtung die jeweiligen Marken oder Markierungen an den entsprechenden Koordinaten anzeigt, so daß die Marken nicht aus der Anzeigeeinrichtung bzw. dem

-sf- -40- 3515T81 Anzeigebereich heraus können, während das Fahrzeug fährt.

Die Steuerung umfaßt folgende Baugruppen: Eine Laufpositions-Recheneinrichtung zur Berechnung der laufenden Position des Fahrzeugs aus der Fahrentfernung, die von dem Fahrentfernungs-Meßfühler gemessen wird_; und aus dem Fahrzeugkurs bzw. der Fahrzeugrichtung, die von der Fahrzeugrichtungs-Abtasteinrichtung gemessen wird; eine Laufpositions-Einleitungseinrichtung zur Initialisierung bzw. Einleitung der laufenden Position des Fahrzeugs für die Laufpositions-Recheneinrichtung; eine PunktSetzeinrichtung oder Punkteinstelleinrichtung zur Eingabe der geographischen Bezeichnungen des Ausgangspunktes und des Zielpunktes des Fahrzeugs, um die geographischen Bezeichnungen aus der Punktinformations-Speichereinrichtung wiederzugewinnen, um die den geographischen Bezeichnungen entsprechende Positionsinformation auszulesen und um die Positionsinformation als Koordinaten der Punkte einzustellen bzw. zu setzen; und eine Markierungsanzeigesteuerung zur Bestimmung der Entfernung und der Positionsrelation zwischen dem Ausgangspunkt und dem Zielpunkt aus der Positionsinformation von beiden Punkten, die mit der Punktsetzeinrichtung eingestellt werden, um dafür zu sorgen, daß die Anzeigeeinrichtung die jeweiligen Marken anzeigt, welche repräsentativ für die Positionen der beiden Punkte sind, und zwar auf der Basis der bestimmten Entfernung und der Positionsrelation zwischen ihnen, und um in dem durch die Marken bestimmten verkleinerten Maßstab eine Marke anzuzeigen, welche für die laufende Position des Fahrzeugs auf der Anzeige repräsentativ ist, und um Koordinaten auf der Anzeigeeinrichtung des Ausgangspunktes, des Zielpunktes und der laufenden Position des Fahrzeugs auf der Basis der gegenseitigen Positionsrelation zu berechnen und dafür zu sorgen, daß die Anzeigeeinrichtung die jeweiligen Marken an den Koordinaten anzeigt, so daß die Marken während der Fahrt des Fahrzeuges nicht aus der Anzeigeeinrichtung bzw. dem Anzeigebereich entweichen bzw. austreten können.

Die Markierungsanzeigesteuerung enthält vorzugsweise Einrichtungen, die dafür sorgen/ daß die Anzeigeeinrichtung die Markierungen oder Marken des Ausgangspunktes und des Zielpunktes am äußeren Umfang einer rechteckigen Zone anzeigt, die in imaginärer Weise auf dem Bildschirm der Anzeigeeinrichtung vorgesehen ist.

Außerdem kann die Markierungsanzeigesteuerung folgende Baugruppen aufweisen: Eine Einrichtung zur Bestimmung der Entfernung und der Positionsrelation aus dem Ausgangspunkt und dem Zielpunkt aus der Positionsinformation der beiden Punkte, die mit der PunktSetzeinrichtung eingestellt werden; eine Einrichtung, die dafür sorgt, daß die Anzeigeeinrichtung die jeweiligen Marken, welche für die Positionen der beiden Punkte repräsentativ sind, auf der Basis der bestimmten Entfernung und der Positionsrelation zwischen ihnen anzeigt sowie eine Marke, die für die laufende Position des Fahrzeugs repräsentativ ist, auf der Anzeigeeinrichtung in dem durch die Marken bestimmten verkleinerten Maßstab anzeigt; sowie eine Einrichtung zur Berechnung der Koordinaten auf der Anzeigeeinrichtung von Ausgangspunkt, Zielpunkt und laufender Position des Fahrzeugs auf der Basis der wechselseitigen Positionsrelation; eine Einrichtung zur Bestimmung der maximalen und minimalen Koordinatenwerte der Koordinate von sämtlichen Marken und zur Bestimmung der Koordinaten des Mittelpunktes zwischen den maximalen und minimalen Koordinatenwerte; sowie eine Einrichtung zur Umwandlung des Koordinatensystems, so daß die Anzeigeeinrichtung zwei von sämtlichen Marken auf dem äußeren Umfang der rechteckigen Zone anzeigen kann und die übrigen Marken sämtlicher Marken innerhalb der rechteckigen Zone anzeigt. Die Einrichtung zur Umwandlung des Koordinatensystems umfaßt eine Einrichtung zur Umwandlung des reduzierten Maßstabs, der durch den Vergleich des Verhältnisses einer Breiten-Abmessung der vorgegebenen Zone zur Differenz zwischen den maximalen und minimalen Abszissenwerten von sämtlichen Marken mit dem Verhältnis einer Längenabmessung der vorgegebenen Zone zur Differenz

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zwischen den maximalen und minimalen Ordinatenwerten sämtlicher Marken bestimmt wird. Die Positionsinformation kann dabei die Information von geographischer Länge und Breite des Punktes umfassen.

Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in: 10

Fig. 1 ein Funktionsblockschaltbild einer Grundanordnung eines erfindungsgemäßen Navigationssystems für

selbstgetriebene Fahrzeuge;

Fig. 2 ein der Anordnung gemäß Fig. 1 entsprechendes Hardware-Blockschaltbild;

Fig. 3 ein Diagramm zur Erläuterung eines Richtungsmeßfühlers, der bei der Anordnung gemäß Fig. 2 verwendet wird;

Fig. 4 eine Außenansicht einer bei der Anordnung nach Fig. 2 verwendeten Tastatur;

Fig. 5 eine Tabelle des japanischen "Kana"-Alphabets;

Fig. 6 eine Darstellung zur Erläuterung des Zusammenhangs zwischen einer Landkarte von Japan und ihren Koordinaten;

Fig. 7 eine Tabelle der geographischen Punktinformation, die in einem Halbleiterspeicher der Anordnung gemäß Fig. 2 gespeichert ist;

Fig. 8 eine Darstellung zur Erläuterung des Zusammenhangs zwischen dem Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre und den Koordinaten auf dem Bildschirm;

Fig. 9A ein Hauptflußdiagrairan des Programmes, das von der Steuerschaltung gemäß Fig. 2 ausgeführt wird;

Fig. 9B bis 9J detaillierte Flußdiagramme zur Erläuterung von Unterprogrammen des Hauptflußdiagrammes gemäß

Fig. 9A; und in

Fig. 1OA bis 10F verschiedene Anzeigebeispiele mit Marken, welche den Ausgangspunkt und den Zielpunkt sowie die Fahrzeugposition angeben.

In den verschiedenen Figuren der Zeichnung werden durchgehend gleiche Bezugszeichen für gleiche oder entsprechende Teile bzw. Baugruppen verwendet. In den verschiedenen Figuren der Zeichnung, insbesondere in Fig. 1, ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Navigationssystems für selbstgetriebene Fahrzeuge dargestellt. Diese Ausführungsform zeigt schematisch ein Funktionsblockschaltbild gemäß der Erfindung. In Fig. 1 sind die Ausgänge einer Abtasteinrichtung 1 zur Messung der Fahrentfernung eines Fahrzeugs und einer Abtasteinrichtung 2 zur Messung des Kurses bzw. der Richtung des Fahrzeugs an die Eingänge einer Recheneinrichtung 3 angeschlossen, um die laufende Position des Fahrzeuges aus der von der Abtasteinrichtung 1 gelieferten Fahrentfernung und dem von der Abtasteinrichtung 2 gelieferten Kurs zu berechnen. Eine Initialisierung se inr ich tung oder Einleitungseinrichtung 4 ist vorgesehen, um zu Beginn die laufende Position des Fahrzeugs für die Recheneinrichtung 3 einzugeben bzw. zu setzen.

Eine Anzeigeeinrichtung 5 ist so ausgelegt, daß sie eine ebene Anzeige und eine Zeichenanzeige in zweidimensionalen kartesischen Koordinaten liefert. Eine Punktinformationsspeichereinrichtung 6 hat die Information gespeichert, die repräsentativ ist für eine Vielzahl von Sätzen von Punkten, wobei jeder Satz aus der Information der geographischen Bezeichnung und ihrer Positionsinformation besteht. Die Punktinformations-Speichereinrichtung 6 ist mit einer Punktsetzeinrichtung 7 verbunden, die eine Tastatur 23

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aufweist, um Namen oder Bezeichnungen einzugeben, die für einen Ausgangspunkt und einen Zielpunkt repräsentativ sind; die Einrichtung bestimmt nämlich die jeweiligen geographischen Bezeichnungen eines Ausgangspunktes und eines Zielpunktes des Fahrzeugs, liest die jeweilige Positionsinformation, die den eingegebenen geographischen Bezeichnungen entspricht, aus der Speichereinrichtung 6 aus und setzt die ausgelesene Positionsinformation entsprechend den Koordinaten der geographischen Bezeichnungen. Die Ausgänge der Punktsetzeinrichtung 7 sowie der Recheneinrichtung 3 für die laufende Position sind an die Eingänge einer Markenanzeige-Steuereinrichtung 8 angeschlossen, deren Ausgang an den Eingang einer Anzeigeeinrichtung 5 angeschlossen ist. Auf der Basis der Positionsrelation der mit der Punkt-Setzeinrichtung 7 eingegebenen Ausgangs- und Zielpunkte sorgt die Markenanzeige-Steuereinrichtung 8 dafür, daß die Anzeigeeinrichtung 5 die Marken oder Markierungen anzeigt, die repräsentativ für die Positionen der beiden Punkte auf dem Bildschirm der Anzeigeeinrichtung 5 sind, und zwar an vorgegebenen Positionen auf der Basis des durch die beiden Punkte bestimmten reduzierten Maßstabs. Die Markenanzeige-Steuereinrichtung 8 sorgt ferner dafür, daß die Anzeigeeinrichtung 5 eine Marke anzeigt, welche die laufende Position des Fahrzeugs auf dem Bildschirm der Anzeigeeinrichtung angibt. Während das Fahrzeug fährt, berechnet die Markenanzeige-Steuereinrichtung 8 die Koordinaten des Ausgangspunktes und des Zielpunktes und der laufenden Position des Fahrzeugs auf dem Bildschirm auf der Basis der Positionsrelation zwischen ihnen, und die Marken werden so kontrolliert und gesteuert, daß die für die laufende Position des Fahrzeugs repräsentative Marke sich nicht aus einer vorgegebenen Zone auf dem Bildschirm heraus bewegt, während das Fahrzeug fährt. Somit werden die Marke an den entsprechenden Koordinaten auf dem Bildschirm angezeigt.

Infolgedessen wird es möglich, die ungefähre Position des Fahrzeugs während der Fahrt aus der Positionsrelation der Marken zu bestimmen, welche den Ausgangspunkt, den Zielpunkt sowie die laufende Position des Fahrzeugs bei der

Anzeige auf dem Bildschirm angeben.

Die funktionsmäßige Anordnung gemäß der Erfindung in Fig.1 ist in Form der Hard-ware in Fig. 2 dargestellt. Aus Fig.2 ergibt sich, daß der erfindungsgemäße Aufbau folgende Baugruppen aufweist: Einen Fahrentfernungsmeßfühler 21, einen Fahrzeugkurs- oder Fahrzeugrichtungsmeßfühler 22, eine Tastatur 23, eine Steuerschaltung 24, einen Halbleiterspeicher 25 und eine Kathodenstrahlröhre bzw. einen Bildschirm 26. Der Entfernungsmeßfühler 21 mißt die Umlaufgeschwindigkeit eines Fahrzeugrades mit einem elektromagnetischen Meßwertgeber oder einem Reed-Schalter, wobei die Frequenz der erzeugten Impulse proportional zur Umlaufgeschwindigkeit oder Umdrehungsgeschwindigkeit des Fahrzeugrades ist. Der Kurs- oder Richtungsmeßfühler 22 mißt den Erdmagnetismus in Form eines Vektors H, der sich aus einer Kurskomponente Ha und einer normalen Komponente Hb zusammensetzt, die in der in Fig. 3 dargestellten Weise senkrecht zu Ha ist, und zwar mit einem Erdmagnetismus-Meßfühler 32 in Form einer elektromagnetischen Sonde, die am Fahrzeug 31 befestigt ist, und liefert ein Ausgangssignal, das dem gemessenen Magnetismus entspricht, an die Steuerschaltung 24.

Wie in Fig. 4 dargestellt, enthält die Tastatur 23 einen Zeichentastenbereich 41 und einen Steuertastenbereich 42. Der Zeichentastenbereich 41 besteht aus Zeichentasten, die repräsentativ sind für "A" bis "N" im japanischen "Kana"-Alphabet, die dargestellt worden sind und der Einfachheit halber mit Großbuchstaben bezeichnet werden, sowie aus einer mit "V" bezeichneten Taste für stimmhafte Laute und einer mit "SV" bezeichneten Taste für halb-stimmhafte Laute, die in Kombination mit den Zeichentasten verwendet werden, um die übrigen Kana-Zeichen zu erzeugen, die in der Tabelle in Fig. 5 dargestellt sind. Der Steuertastenbereich 42 besteht aus Steuertasten, welche jeweils die Funktionen "Löschen", "Beendigung", "Ausgangspunkt", "Zielpunkt", "Setzen" und "Start" angeben. Wie in Fig. 5

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dargestellt, wird der Zeichentastenbereich 41 verwendet,

um sämtliche Silben einzugeben, die als Kana-Zeichen bekannt

sind und für sämtliche Silben repräsentativ sind, die im

gesprochenen Japanisch verwendet werden.

In Fig. 5 ist in Form einer Tabelle das japanische Kana-Alphabet dargestellt, wobei sämtliche Kana-Zeichen mit lateinischen Buchstaben bezeichnet sind. Genauer gesagt, umfaßt die Tabelle 44 klare Kana-Zeichen von A bis WA, die mit einer dicken Linie umrahmt sind, wobei die Zeilen 41a bis 41j jeweils als "A"-Zeile, "KA"-Zeile, "SA"-Zeile, "TA"-Zeile, "NA"-Zeile, "HA"-Zeile, "MA"-Zeile, "YA"-Zeile, "RA"-Zeile und "WA"-Zeile bezeichnet sind; die Tabelle enthält ferner ein "N"-Kanazeichen in Zeile 41k, die ebenfalls mit einer dicken Linie umrahmt ist. Ferner enthält die Tabelle stimmhafte Kana-Zeichen in den Zeilen 411 bis 41o, halb-stimmhafte Kana-Zeichen in Zeile 41p, zusammengezogene Kana-Zeichen in den Zeilen 41g bis 41w, stimmhaftzusammengezogene Kana-Zeichen in den Zeilen 41x bis 41z sowie halb-stimmhaft-zusammengezogene Kana-Zeichen in Zeile 41zz.

Als nächstes wird die Art der Eingabe dieser Kana-Zeichen in das System unter Verwendung der Tasten des Zeichentastenbereiches 41 näher erläutert. Wie in Fig. 4 dargestellt, werden die Tasten 41a1, 41a2, 41a3, 41a4 und 41a5 in der ersten Spalte in Fig. 4 verwendet, um die entsprechenden klaren Kana-Zeichen "A", "I", "U", "E" und "0" einzugeben, die in Zeile 41a in Fig. 5 dargestellt sind; die Tasten 41b1, 41b2, 41b3, 41b4 und 41b5 in der zweiten Spalte in Fig. 4 werden verwendet, um die entsprechenden klaren Kana-Zeichen "KA", "KI", "KU", "KE" und "KO" einzugeben, die in Zeile 41b in Fig. 5 angegeben sind, wobei die übrigen klaren Kana-Zeichen gemäß der Tabelle des Kana-Alphabetes in Fig. 5 mit den Tasten 41c1 bis 41k eingegeben werden.

Die Taste 41 j 1 bezeichnet das Kana-Zeichen für den klaren Laut "WA", während die Taste 41k das Kana-Zeichen "N"

repräsentiert. Die Taste 410 wird in Kombination mit den Tasten zur Erzeugung der Zeichen für klare Laute verwendet, um die Zeichen für stimmhafte Laute zu erzeugen. Die Taste 412 wird in Kombination mit den Tasten zur Erzeugung der Kana-Zeichen für klare Laute erzeugt, um die Kana-Zeichen für halb- stimmhafte Laute zu erzeugen. Zur Erzeugung des Zeichens für den halb-stimmhaften Laut "PA" wird beispielsweise zuerst die Taste für den klaren Laut, die repräsentativ ist für den Kana-Laut "HA" gedrückt und danach¹ die Taste 412 gedrückt, so daß das eingegebene Zeichen von "HA" in "PA" geändert wird. In gleicher Weise werden die Kana-Zeichen für die halb-stimmhaften Laute "PI", "PU", "PE" und "PO" eingegeben, indem zuerst die jeweiligen Kana-Zeichen für die klaren Laute "HI", "FU", "HE" und "HO" eingegeben und dann jeweils die Taste 412 gedrückt wird.

Die Kana-Zeichen für stimmhafte Laute werden folgendermaßen eingegeben. Zuerst wird eine Taste für einen klaren Laut gedrückt und dann die Taste 410 gedrückt. Beispielsweise wird zur Eingabe des Kana-Zeichens für den stimmhaften Laut "GA" zuerst das Kana-Zeichen "KA" eingegeben durch Drücken der entsprechenden Taste für den klaren Laut, und dann wird die Taste 410 gedrückt, um das eingegebene Kana-Zeichen von "KA" in "GA" zu ändern. In gleicher Weise können durch Drücken der Taste 410 die Kana-Zeichen für die klaren Laute "KI", "KU", "KE" und "KO" in "GI", "GU", "GE" und "GO" geändert werden; entsprechend können die Zeichen "SA", "SHI", "SU", "SE", und "SO" geändert werden in "ZA", ¹¹JI", "ZU", "ZE" und "ZO"; die Zeichen "TA", "CHI", "TSU", "TE" und "TO" können geändert werden in "DA", ¹¹JI", "ZU", "DE" und "DO"; und die Zeichen "HA", "HI", "FU", "HE" und "HO" können geändert werden in "BA", "BI", ¹¹BU", "BE" bzw. ¹¹BO".

Das Kana-Zeichen "N" kann durch Drücken der Taste 41k eingegeben werden.

Als nächstes wird die Eingabe der Kana-Zeichen für zusammengezogene Laute erläutert. Beispielsweise müssen zur Eingabe des Stadtnamens "Kyoto" das Zeichen für den zusammengezogenen Laut ""KYO" und das Zeichen für den klaren Laut "TO" eingegeben werden. Zur Eingabe des Kana-Zeichens "KYO" wird zunächst die für das Kana-Zeichen "KI" repräsentative Taste gedrückt, woraufhin die für das Kana-Zeichen "YO" repräsentative Taste gedrückt wird. Als nächstes wird die für das Kana-Zeichen "TO" repräsentative Taste gedrückt,

IQ so daß die Bezeichnung "KIYOTO" eingegeben wird. Wenn im Speicher keine Stadt "KIYOTO" existiert, wird das System automatisch den Stadtnamen "KYOTO" anzeigen, wobei die klaren Laute "KI" und "YO" automatisch in das zusammengezogene Kana-Zeichen "KYO" geändert werden. In gleicher Weise werden sämtliche anderen zusammengezogenen Laute des Kana-Alphabets erzeugt, indem man die dichteste Kombination von Kana-Zeichen für klare Laute eingibt.

Die Linien I-IV in Fig. 5, welche die Zeilen der klaren Kana-Laute mit den Zeilen der stimmhaften Kana-Laute verbinden, geben die jeweiligen Transformationen an, die dann mit dem jeweiligen Kana-Zeichen stattfinden, wenn die Taste 410 gedrückt wird; und die Linie IV¹ bezeichnet die Transformation, die dann stattfindet, wenn die Taste 412 gedrückt wird, nachdem der jeweilige klare Kana-Laut eingegeben worden ist.

Die Eingabe von Kana-Zeichen durch die Betätigung einer Taste des Zeichentastenbereichs 41 wird in die Steuer-

go schaltung 24 eingelesen. Der Speicher 25 besteht beispielsweise aus einem Festwertspeicher oder ROM, in welchem die Punktinformation gespeichert ist, die aus geographischer Information oder geographischen Bezeichnungen, wie zum Beispiel Städtenamen, Ortsnamen, usw., und ihrer Positionsinformation besteht. Die gespeicherte Information wird mit der Steuerschaltung 24 ausgelesen.

Beispielsweise ist die Punktinformation des Rathauses von

AKASHI (Akashi) City in Japan, die in Fig. 6 dargestellt ist, in den Speichern 51a bis 51g in einer Speicherlandkarte des Halbleiterspeichers 25 gespeichert, der in Fig.7 dargestellt ist. In den Speichern 51a bis 51c wird "AKASHI" als geographische Information oder Bezeichnung sequentiell in Form der Codes gespeichert, die repräsentativ für die japanischen Kana-Zeichen "A", "KA" und "SHI" sind. Es wird darauf hingewiesen, daß jeder der Speicher 8 Bits aufweist. Das signifikanteste Bit von jedem der Speicher 51a bis 51c dient zur Angabe der Information einer geographischen Bezeichnung, wobei dem Speicher 51c, der das letzte Zeichen der geographischen Bezeichnung gespeichert hat, eine "1" zugeordnet ist, während den anderen Speichern 51a und 51b jeweils eine "0" zugeordnet ist, wie es Fig. 7 zeigt. Somit bezeichnen die übrigen 7 Bits von jedem der Speicher 51a bis 51c ein Kana-Zeichen. Mit 7 Bits ist es möglich, sämtliche Kana-Zeichen auszudrücken, die einen klaren Klang, einen stimmhaften Klang, einen halb-stimmhaften Klang, einen Doppelklang und einen zusammengezogenen Klang besitzen, wie es Fig. 5 zeigt. In den Speichern 51d bis 51g ist die Positionsinformation von Akashi City gespeichert, wobei zum Beispiel die Speicher 51d und 51e zur Speicherung der östlichen Länge von Akashi City dienen, während die Speicher 51f und 51g zur Speicherung der nördlichen Breite von Akashi City dienen. In gleicher Weise ist beispielsweise in den Speichern 52a bis 52g die Punktinformation von "Kobe" gespeichert.

Um die Positionsinformation zu erhalten, können die Koordinatenachsen X und Y der Einfachheit halber so vorgegeben werden, wie es in der Landkarte von Japan in Fig.6 dargestellt ist, wobei die Koordinaten (x, y), die durch die relative Entfernung aufgrund der Koordinatenachsen repräsentiert werden, gespeichert werden können. In diesem Falle ist Japan unterteilt in 1700 km im Quadrat, wobei diesen 1700 km Länge zwei Bytes bzw. 16 Bits zugeordnet sind. Somit entspricht ein Bit ungefähr 26 m, was zu einer praktikablen Einheit führt.

Mittlerweile gibt es etwa 680 Städte in ganz Japan, wobei sich durch die Angabe von etwa 300 geographischen Bezeichnungen, einschließlich der Namen von Bezirken, Städten, Dörfern, Verbindungspunkten, Stationen, Schlössern, Seen, Pässen, Bergen und Gipfeln jeweils für eine Präfektur ungefähr 13 800 geographische Namen oder Bezeichnungen für insgesamt 46 Bezirke in Japan zur Präparierung ergeben, einschließlich eines Hauptstadtbezirkes und 45 Präfekturen, aber ohne die Okinawa-Präfektur.Nimmt man an, daß die Anzahl von Zeichen einer geographischen Bezeichnungen durchschnittlich den Wert 5 hat, so erfordert eine Punktinformation 9 Bytes, d. h. 5 Bytes für eine geographische Bezeichnung, 2 Bytes für die x-Koordinate (Abszisse) und 2 Bytes für die y-Koordinaten (Ordinate), so daß 124 200 Bytes erforderlich sind, um 13 800 Punkte von Japan zu speichern.

Um die Information der 13 800 Punkte zu speichern, sind 4 ROMs erforderlich, die jeweils eine maximale Speicherkapazität von 256 kbits haben und derzeit im Handel erhältlich sind. Jedoch wird mit einem ROM von 1 Mbit, der in naher Zukunft im Handel erhältlich sein dürfte, nur 1 ROM ausreichend sein, wobei ein kleiner, leichter und in hohem Maße zuverlässiger Halbleiterspeicher verwendet werden kann.

Die Kathodenstrahlröhre oder der Bildschirm 26 können von herkömmlicher Bauart sein, wobei angenommen wird, daß er einen rechteckigen Schirm 71 hat, wie es Fig. 8 zeigt. Es darf darauf hingewiesen werden, daß die Koordinatenachsen U und V senkrecht zueinander sind, um Koordinaten (u, v) auf dem Bildschirm anzugeben, auf dem die Marken eines Ausgangspunktes, eines Zielpunktes und einer laufenden Position angegeben werden sollen.

Die Steuerschaltung 24 weist ein herkömmliches Mikrocomputer sy stern auf und enthält verschiedene nicht dargestellte Eingabe/Ausgabe-Schnittstellen. Die

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Steuerschaltung 24 liest die Positionsinformation aus dem Halbleiterspeicher 25 auf der Basis der Information einer geographischen Bezeichnung aus, die durch die Betätigung der Tastatur 23 eingegeben wird, und sorgt dafür, daß der Bildschirm 26 die Marken anzeigt, welche die Punkte in einem geeignete reduzierten Maßstab angeben, der unter Berücksichtigung der Positionsrelation zwischen dem Ausgangspunkt und dem Zielpunkt bestimmt ist. Außerdem erhält die Steuerschaltung 24 Signale vom Fahrentfernungsmeßfühler 21 und dem Fahrtrichtungsmeßfühler 22, berechnet die laufende Position des Fahrzeugs auf der Basis dieser Signale und sorgt dafür, daß der Bildschirm 26 eine Marke anzeigt, welche die laufende Position des Fahrzeugs angibt, und zwar in dem vorgegebenen reduzierten Maßstab an den entsprechenden Koordinaten auf dem Schirm 71.

Der Betrieb der Steuerschaltung 24 wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Flußdiagramme im einzelnen erläutert, die in den Fig. 9A bis 9J dargestellt sind.

Fig. 9A zeigt das Flußdiagramm einer Hauptroutine des Programmes, das für die Steuerschaltung 24 verwendet wird. Dieses allgemeine Flußdiagramm wird durch eine Betätigung gestartet, beispielsweise durch das Einschalten der elektrischen Versorgung für die Steuerschaltung 24. Beim Schritt S111 werden die Variablen eingeleitet, und dann werden ein Unterprogramm S12 für eine Vorbereitungsverarbeitung für Setzpunkte, ein Unterprogramm S13 für eine Setzverarbeitung eines Ausgangspunktes, ein Unterprogramm S14 für eine Setζverarbeitung eines Zielpunktes, ein Unterprogramm S15 für eine Markenanzeige-Steuerungsverarbeitung zum Zeitpunkt, wo die Punkte gesetzt werden, ein Unterprogramm S16 für eine Einleitungsverarbeitung der laufenden Position sowie ein Unterprogramm S17 für eine Markenanzeige-Steuerverarbeitung, während das Fahrzeug fährt, nacheinander wiederholt ausgeführt.

Genauer gesagt, ein Benutzer drückt die Taste "Löschen"

der Tastatur 23, bevor er einen Ausgangspunkt und einen Zielpunkt setzt. Infolgedessen wird in einem Flußdiagramm gemäß Fig. 9B, das Einzelheiten des Unterprogramms S12 für die Vorbereitungsverarbeitung des Punkt-Setzens zeigt, das erwähnte Drücken der Taste bei den Schritten S21 und S22 abgetastet, und dann werden die Speicher Pn, X, Y, Sn, Xs, Ys, Gn, Xg und Yg (nicht dargestellt), die nachstehend näher erläutert sind, zum Setzen der jeweiligen Punkte beim Schritt S23 gelöscht. Dann wird ein Ausgangspunkt eingegeben, das heißt, wenn zum Beispiel "AKASHI CITY" einzugeben ist, werden nacheinander die Tasten "Ausgangspunkt", "A", "KA", "SHI" und "Setzen" auf der Tastatur 23 gedrückt. Infolgedessen wird in einem Flußdiagramm gemäß Fig. 9C, das Einzelheiten des Unterprogramms S13 für die Setzverarbeitung des Zielpunktes gemäß Fig. 9A zeigt, das Drücken der Taste "Ausgangspunkt" zuerst bei den Schritten S31 und S32 abgetastet, wodurch ein Unterprogramm S33 für die Eingabe einer geographischen Bezeichnung und eine Punktabrufverarbeitung ausgeführt wird. Beim Schritt S41 in einem Flußdiagramm gemäß Fig. 9D, das Einzelheiten des Unterprogramms S33 angibt, wird der Inhalt der eingegebenen Taste eingelesen, und wenn der Inhalt der eingegebenen Taste als Zeichen beim Schritt S4 2 gefunden wird, werden diese in einem Speicher Pn (n = 1, 2, ...) zur Speicherung der Zeichen von geographischen Bezeichnungen gespeichert. Jedesmal, wenn eine Zeichentaste einmal gedrückt wird, werden die Schritte S41 bis S43 durchgeführt, so daß "A" in einem Speicher "P1" gespeichert wird, "KA" in einem Speicher "P2" gespeichert wird und "SHI" in einem Speicher "P3" gespeichert wird, wobei die jeweiligen Speicher P1 bis P3 nicht dargestellt sind. Schließlich wird das Drücken der Taste "Setzen" bei den Schritten S42 und S44 abgetastet, und beim Schritt S45 wird die Kombination der eingegebenen Zeichen "A", "KA" und "SHI" im Halbleiterspeicher 25 abgerufen, so daß eine Punktinformation mit der Kombination der Zeichen "A", "KA" und "SHI", die in den Speichern 51a bis 51e gespeichert ist, abgerufen wird, und beim Schritt 46 wird die Positionsinformation der in den Speichern 51d

bis 51g gespeicherten Punktinformation ausgelesen, und die Inhalte der Speicher 51d und 51e werden im Speicher X gespeichert, während die Inhalte der Speicher 51f und 51g im Speicher Y gespeichert werden.
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Dann kehrt das Programm zum Schritt S34 zurück, wo die eingegebene Information der geographischen Bezeichnung im Speicher Pn und die abgerufene Positionsinformation in den Speichern X und Y jeweils in die Speicher Sn (mit η = 1, 2 ...) , Xs und Ys für Ausgangspunkte übertragen wird. Damit ist die Setzverarbeitung des Unterprogramms S12 des Ausgangspunktes beendet.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die Inhalte der Speicher Sn (n = 1, 2 . ..) , Xs und Ys jeweils die geographische Bezeichnung des Ausgangspunktes, den X-Koordinatenwert der Positionsinformation des Ausgangspunktes und den Y-Koordinatenwert der Positionsinformation des Ausgangspunktes bezeichnen.

Als nächstes wird ein Zielpunkt beim Unterprogramm S13 eingegeben. Wenn beispielsweise die Stadt "KOBE" gewählt wird, die im Japanischen identisch ist mit "Koube", werden nacheinander die Tasten "Zielpunkt", "KO", "U", "HE", "V" (Taste 410) und "Setzen" auf der Tastatur 23 gemäß Fig. 4 gedrückt. In diesem Falle wird nämlich die Taste "Zielpunkt" anstelle der Taste "Ausgangspunkt" gedrückt, wie es sonst bei der Eingabe des Ausgangspunktes in der oben erwähnten Weise der Fall ist. Dann wird die geographische Bezeichnung des Zielpunktes in gleicher Weise eingegeben wie bei der Eingabe der geographischen Bezeichnung des Ausgangspunktes. Folglich wird das Unterprogramm S14 für die Setzverarbeitung des Zielpunktes in Fig. 9A gemäß einem detaillierten Flußdiagramm des Unterprogramms S14 ausgeführt, das in Fig. 9E dargestellt ist. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Schritte S51 und S53 jeweils die gleichen sind wie die Schritte S41 und S4 3 im Flußdiagramm für die Setζverarbeitung des Ausgangspunktes, wie es in

Fig. 9E dargestellt ist, wobei beim Schritt S52 festgestellt wird, ob die Taste "Zielpunkt" gedrückt ist oder nicht, während beim Schritt S42 festgestellt wird, ob die Taste "Ausgangspunkt" gedrückt ist oder nicht; beim Schritt S54 wird die Information der Speicher Pn, X und Y jeweils in die oben erwähnten Speicher Gn, Xg und Yg übertragen, während beim Schritt S44 die Information der Speicher Pn, X bzw. Y jeweils in den Speicher Sn, Xs und Ys übertragen wird. Somit ist die Verarbeitung gemäß Fig. 9E ähnlich der Verarbeitung gemäß Fig. 9C, so daß eine genauere Beschreibung entbehrlich erscheint. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Inhalte der Speicher Gn (n = 1, 2, ...), Xg und Yg jeweils die geographische Bezeichnung des Zielpunktes, den X-Koordinatenwert der Positionsinformation des Zielpunktes und den Y-Koordinatenwert der Positionsinformation des Zielpunktes bezeichnen.

Da das Setzen des Ausgangspunktes und des Zielpunktes somit durchgeführt worden ist, drückt der Benutzer die Taste "Beendigung". Folglich wird das Unterprogramm S15 gemäß Fig. 9A für die Markenanzeige-Steuerverarbeitung zum Zeitpunkt des Setzens der Punkte gemäß einem Flußdiagramm durchgeführt, das in Fig. 9F dargestellt ist. In diesem Flußdiagramm wird bei den Schritten S61 und S62 das Drücken der Taste "Beendigung" abgetastet. Dann wird in der nachstehend beschriebenen Weise ein reduzierter Maßstab bestimmt, so daß die jeweiligen Marken, welche den Ausgangspunkt und den Zielpunkt angeben, auf dem Umfang 73 einer rechteckigen Zone 72 angezeigt werden können, die eine Breitenabmessung von Ix und eine Längenabmessung von Iy besitzt und vorher imaginär auf dem Schirm 71 des Bildschirms 26 eingestellt worden ist, wie es Fig. 8 zeigt.

Es werden nämlich zunächst einmal die Maximalwerte Xmax und Ymax sowie die Minimalwert Xmin und Ymin für jede Komponente (Abszisse, Ordinate) der jeweiligen Koordinaten von Ausgangspunkt und Zielpunkt bestimmt. Dann wird ein

Unterprogramm S64 für die Verarbeitung der Berechnung der Koordinaten gemäß einem Flußdiagramm ausgeführt, wie es Fig. 9G zeigt. In diesem Flußdiagramm wird beim Schritt S71 das Verhältnis der LängenerStreckung Ix der rechteckigen Zone 72 des Schirms 71 zu einem Abstand (Xmax-Xmin) in Längenerstreckung von Osten nach Westen zwischen dem Ausgangspunkt und dem Zielpunkt, gegeben durch den Maximalwert Xmax und den Minimalwert Xmin der Abszisse X bestimmt zu rx=lx/(Xmax-Xmin), und das Verhältnis der BreitenerStreckung Iy der rechteckigen Zone 72 des Schirms 71 zu einem Abstand (Ymax-Ymin) in BreitenerStreckung von Norden nach Süden zwischen dem Ausgangspunkt und dem Zielpunkt, gegeben durch den Maximalwert Ymax und den Minimalwert Ymin der Ordinate Y bestimmt zu ry=ly/(Ymax-Ymin).

Dann werden beim Schritt S72 die Werte der beiden obigen Verhältnisse rx und ry verglichen. Wenn die Beziehung rx - ry gilt, so wird rx als reduzierter Maßstab festgelegt, während dann, wenn rx > ry gilt, so wird ry als reduzierter Maßstab festgelegt, vergleiche die Schritte S73 und S74 in Fig. 9G.

Dann werden beim Schritt S75 die Koordinaten (Xo, Yo) des Mittelpunktes der Koordinatenwerte Xmax, Ymax, und Xmin, Ymin auf der Basis der folgenden Gleichungen berechnet:

Xo=(Xmax+Xmin)/2
Yo=(Ymax+Ymin)/2 _f

und damit der Mittelpunkt dem zentralen Punkt, das heißt dem (Koordinaten-) Ursprung (u=0, v=0) der rechteckigen Zone 72 entspricht, wird die Umwandlung der Koordinaten und die Reduzierung auf den verkleinerten Maßstab beim Schritt S76 auf der Basis der folgenden Gleichungen berechnet:

Us=r(Xs-Xo)

Vs=r(Ys-Yo)
Ug=r(Xg-Xo)
Vg=r (Yg-Yo).

-3T-

Dabei bezeichnen die Koordinatenwerte Xs, Ys, Xg und Yg jeweils die Inhalte der Speicher Xs, Ys, Xg und Yg und (Vx, Vs) repräsentiert die Koordinaten des Ausgangspunktes auf dem Schirm 71, während (Ug, Vg) die Koordinaten des Zielpunktes auf dem Schirm 71 repräsentiert, wobei diese Koordinaten sich auf dem Außenumfang 73 der rechteckigen Zone 72 befinden. Die Berechnung der Koordinaten (up, vp) der laufenden Position des Fahrzeuges auf dem Schirm 71, nachdem das Fahrzeug gestartet ist, werden nachstehend näher erläutert, und zwar unter Bezugnahme auf den Schritt S76.

Wenn somit die Ausführung des Unterprogramms S64 für die Verarbeitung der Koordinatenberechnung beendet worden ist, geht das Programm zum Schritt S65 in Fig. 9F weiter, wobei ein Anzeigesignal von der Steuerschaltung 24 an den Bildschirm 26 ausgegeben wird, so daß eine Marke 91 des Ausgangspunktes und eine Marke 92 des Zielpunktes auf dem Schirm 71 angezeigt werden können, wie es Fig. 1OA zeigt, und zwar an den jeweils berechneten Koordinaten (Us, Vs) und (Ug, Vg) von Ausgangspunkt und Zielpunkt. Somit ist die Ausführung des Unterprogramms S15 gemäß Fig. 9A beendet.

Wenn sich das Fahrzeug am gesetzten Ausgangspunkt befindet, kann der Benutzer sofort die Taste "Start" auf der Tastatur 23 drücken. Wenn das Fahrzeug sich etwas weiter von den Koordinaten des Ausgangspunktes befindet, sollte der Benutzer die Taste "Start" drücken, wenn das Fahrzeug die Koordinaten (Xs, Ys) des Ausgangspunktes erreicht hat. Dementsprechend wird das Unterprogramm S16 für die Einleitungsverarbeitung der laufenden Position des Fahrzeugs gemäß Fig. 9A ausgeführt, und zwar gemäß einem Flußdiagramm, das in Fig. 9H dargestellt ist. In diesem Flußdiagramm wird bei den Schritten S81 und S82 das Drücken der Taste "Start" abgetastet, und dann werden beim Schritt S83 die Koordinaten (Xs, Ys) des Ausgangspunktes in nicht dargestellte Speicher "xp" und "yp" für die Koordinaten der laufenden Position des Fahrzeugs gesetzt, die zu einer

-ΊΖ-

integralen Berechnung der laufenden Position des Fahrzeugs verwendet werden.

Wenn somit das Setzen des Ausgangspunktes, des Zielpunktes und der laufenden Position des Fahrzeugs beendet worden sind und das Fahrzeug kontinuierlich fährt, wird ein Unterbrechungs-Befehl jedesmal dann in den Mikrocomputer der Steuerschaltung 24 eingegeben, wenn der Fahrentfernungsmeßfühler 21 einen Impuls in einem Intervall einer Einheits-Fahrentfernung Dl von beispielsweise 1 m erzeugt, so daß eine Unterbrechungsverarbeitung gemäß Fig. 91 durchgeführt wird.

Im Flußdiagramm gemäß Fig. 91 werden Kurssignale oder Richtungssignale Ha und Hb in den Mikrocomputer der Steuerschaltung 24 beim Schritt S91 eingegeben, und ein gemäß Fig. 3 aus dem Vektor des Erdmagnetismus H abgeleiteter Winkel θ und der Kurs bzw. die Richtung 33 des Fahrzeugs werden beim Schritt S92 aus der folgenden Gleichung berechnet:

e=tan~¹(Hb/Ha).

Dann werden beim Schritt S93 die Kurs- oder Richtungskomponenten dx und dy der Einheits-Fahrentfernung dl in bezug auf die Koordinatenachsen X und Y gemäß Fig. 6 berechnet, und zwar gemäß den folgenden Gleichungen:

dx=dlsine
dy=dlcos9.

Beim Schritt S94 werden diese Werte zu den bisher in den Speichern xp und yp aufsummierten Werten der Koordinatenkomponenten der laufenden Position des Fahrzeugs addiert. Dann werden beim Schritt S95 die Koordinaten (up, vp) der laufenden Position des Fahrzeugs auf den Schirm 71 gemäß den folgenden Gleichungen auf der Basis des verkleinerten Maßstabs r berechnet:

-να ι up=r(xp-Xo)

vp=r(yp-Yo).

Beim Schritt S96 wird dann von der Steuerschaltung 24 ein Anzeigesignal an den Bildschirm 26 gegeben, so daß eine Marke, welche die laufende Position des Fahrzeugs angibt, angezeigt werden kann, und zwar an den Koordinaten (up, vp), wie es Fig. 1OB zeigt.

Wenn das Fahrzeug mittlerweile einen Umweg fährt und stark von dem kürzesten Weg abweicht, der den Ausgangspunkt und den Zielpunkt verbindet, etwa wegen der Straßenbedingungen und/oder besonderer Umstände beim Benutzer, besteht die Möglichkeit, daß die laufende Position des Fahrzeugs sich völlig aus dem Schirm 71 herausbewegt, wie es mit der Marke der laufenden Position des Fahrzeugs in Fig. 10C angedeutet ist. Auch in einem solchen Falle kann gemäß der Erfindung die Marke der laufenden Position des Fahrzeugs angezeigt werden, ohne daß ein Austreten aus dem Schirm 71 erfolgt, wie es nachstehend näher erläutert ist.

Fig. 9J zeigt ein Flußdiagramm des Unterprogramms S17 für die Markenanzeige-Steuerverarbeitung während der Fahrt gemäß Fig. 9A; dabei wird beim Schritt S101 zunächst festgestellt, ob das Fahrzeug fährt oder nicht. Diese Bestimmung kann durchgeführt werden auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit, die durch Messung der Zeitspanne des Ausgangssignals des Fahrentfernungsmeßfühlers 21 erhalten wird. Dann wird beim Schritt S102 bestimmt, ob die Marke 93 für die laufende Position des Fahrzeugs auf dem Schirm 71 ausgetreten ist oder nicht. Nimmt man beispielsweise an, daß die LängenerStreckung des Schirms 71 mit "la" und die Breitenerstreckung des Schirms 71 mit "Ib" bezeichnet sind, so werden dann, wenn man beim Schritt S102 feststellt, daß die beiden folgenden Bedingungen

-la/2^up=*la/2, und

nicht erfüllt sind, so daß sich das Fahrzeug nun außerhalb

des Schirms 71 befindet, die Koordinaten der Marken auf dem Schirm 71 in der nachstehend angegebenen Weise berechnet. Zunächst einmal werden die maximalen Koordinatenwerte Xmax und Ymax und die minimalen Koordinatenwerte Xmin und Ymin beim Schritt S103 für jede Koordinatenkomponente (Abszisse, Ordinate) aus den jeweiligen Koordinaten (Xs, Ys), (Xg, Yg) und (xp, yp) für den Ausgangspunkt, für den Zielpunkt und die laufende Position des Fahrzeugs bestimmt. Nimmt man beispielsweise eine Positionsrelation gemäß Fig. 1OC, so gelten folgende Beziehungen:

Xmax=Xg
Xmin=Xs
Ymax=yp
Ymin=Ys.

Dann wird das Unterprogramm S104 für die Berechnungsverarbeitung der Koordinaten durchgeführt. Während dieses Unterprogramm S104 im allgemeinen den gleichen Ablauf hat wie das Unterprogramm S64 in Fig. 9F, wird die Berechnung der Koordinaten der laufenden Position des Fahrzeugs, die oben im Zusammenhang mit dem Schritt S76 in Fig. 9G angegeben worden ist, auf der Basis der folgenden Gleichungen durchgeführt:

up=r(xp-Xo)

vp=r(yp-Yo).

Nach dieser Berechnung der Koordinaten beim Unterprogramm S104 geht das Programm zum Schritt S105, wo ein Signal von der Steuerschaltung 24 zum Bildschirm 26 abgegeben wird, um die Marken 91, 92 und 93 mit den aktualisierten Koordinaten (Us, Vs), (Ug, Vg) und (up, vp) auf dem Schirm 71 anzuzeigen, die jeweils den Ausgangspunkt, den Zielpunkt und die laufende Position des Fahrzeugs angeben, wie es Fig. 10D zeigt. Während bei der obigen Verarbeitung die Koordinaten (Xo, Yo) des Mittelpunktes zwischen den Koordinatenwerten Xmax, Ymax und Xmin, Ymin geändert worden sind,

darf darauf hingewiesen werden, daß die Positionsrelation zwischen den Marken die Beziehung rx < ry ergibt, wenn der Schritt S73 durchgeführt wird, so daß der Verkleinerungsmaßstab r nicht geändert wird. Ein Beispiel für die Änderung des Verkleinerungsmaßstabes wird nachstehend näher erläutert.

Wenn der Zustand gemäß Fig. 1OD dabei ist, sich in den Zustand gemäß Fig. 1OE zu ändern, während das Fahrzeug kontinuierlich weiterfährt, werden die Schritte S103 und S105 gemäß Fig. 9J erneut durchgeführt. Auch bei dieser Durchführung sind die Maximalwerte Xmax, Ymax und die Minimalwerte Xmin, Ymin für die Koordinatenkomponenten (Abszisse, Ordinate) die gleichen wie die in Fig. 1OD, wie sich aus der Positionsrelation zwischen den Marken in Fig. 10E ergibt, nämlich:

Xmax=Xg
Xmin=Ys

Ymax=yp

Ymin=Ys.

Auch wenn Fig. 10C im U-V-Koordinatensystem angelegt ist, darf darauf hingewiesen werden, daß die Koordinaten (Us, Vs) , (Ug, Vg) und (up, vp) jeweils den Koordinaten (Xs, Ys), (Xg, Yg) und (xp, yp) vor der Umwandlung der Koordinaten entsprechen. Als Ergebnis der Berechnung beim Schritt S71 in Fig. 9G wird, wenn sich herausstellt, daß rx größer ry gilt, der verkleinerte Maßstab "r" beim Schritt S74 in "ry" geändert. Ferner werden die Koordinaten "Xo, Yo) des Mittelpunktes der Koordinatenwerte Xmax, Ymax, Xmin und Xmin aktualisiert, was zu einem Anzeigezustand der Marken führt, der in Fig. 1OF dargestellt ist.

Während somit das Fahrzeug fährt, wird das Unterprogramm S17 in Fig. 9A wiederholt durchgeführt, so daß, bevor die Marke 93 für die laufende Position des Fahrzeugs aus dem Schirm 71 austritt, der verkleinerte Maßstab "r" und die

-«τι Koordinaten (Xo, Yo) des Mittelpunktes erneut berechnet werden. Die jeweiligen Koordinaten der Marken werden somit wiederum für die Anzeige berechnet, so daß der Benutzer keinerlei Operationen ausführen muß und sich ganz dem Fahren des Fahrzeuges widmen kann.

Während eine Anzeigesteuerung zur Verhinderung, daß die Marke für die laufende Position des Fahrzeugs den Schirm 71 verläßt, vorstehend beschrieben worden ist, darf darauf hingewiesen werden, daß es auch möglich ist, zu verhindern, daß die Marke eine bestimmte Zone des Schirms 71 verläßt oder sich aus dieser herausbewegt. Beispielsweise kann eine Zone mit einem Außenumfang zwischen dem äußersten Umfang (LängenerStreckung la, BreitenerStreckung Ib) des Schirms 71 und der rechteckigen Zone 72 vorgegeben werden, wobei die bestimmenden Ungleichungen

-lx/2 + dl * up ^ lx/2 + dl -ly/2 + d2 * vp ^ ly/2 + d2

mit lx/2 < dl < la/2 und ly/2<d2<lb/2 die Ungleichungen beim Gehritt S102 in Fig. 9J ersetzen können- so daß bei Nichterfüllung der obigen Ungleichungen dann die Berechnung der Koordinaten der Marken durchgeführt werden kann.

Wenn in der oben beschriebenen Weise die geographischen Bezeichnungen von Ausgangspunkt und Zielpunkt eingegeben werden, liest die Steuerschaltung die Positionsinformation der Punkte aus einem Satz von vorher abgespeicherter Punktinformation aus, setzt die Positionsinformation als Koordinaten des Ausgangspunktes und des Zielpunktes und sorgt dafür, daß der Bildschirm 26 die beiden Punkte als Marken in geeignet reduziertem Maßstab anzeigt und daß kontinuierlich als Marke die laufende Position des Fahrzeugs angezeigt wird, die kontinuierlich berechnet und aktualisiert wird, und führt eine Anzeigesteuerung durch, während die Koordinaten der Marken berechnet werden, so daß die Marke für die laufende Position des Fahrzeugs

nicht aus einer vorgegebenen Zone des Schirms der Kathodenstrahlröhre herauskommen kann, so daß eine für ein Kraftfahrzeug extrem geeignete, an Bord befindliche Navigationsfunktion folgendermaßen realisiert wird:

(1) Die Bildinformation einer tatsächlichen Landkarte wird nicht im Halbleiterspeicher 25 gespeichert, sondern statt dessen wird die Punktinformation, die aus der Information der geographischen Bezeichnungen und der Positionsinformation der jeweiligen Bezeichnungen besteht, als Basiseinheit gespeichert, so daß die Information der Punkte über einen großen Bereich von Flächen gespeichert werden kann.

(2) Da der Ausgangspunkt und der Zielpunkt durch ihre geographischen Bezeichnungen bestimmt sind und die vorher gespeicherte Positionsinformation ausgelesen und als Koordinaten der Punkte gesetzt wird, können die Positionen der Punkte mit einfachen Operationen genau eingestellt werden.

(3) Da die Marken 91 und 92, welche die Punkte angeben,

an geeigneten Positionen des Schirms 71 auf der Basis des Abstandes zwischen dem Ausgangspunkt und dem Zielpunkt und der Positionsrelation zwischen ihnen angezeigt werden und da die Marke 93 für die laufende Position des Fahrzeugs in dem durch die Marken 91 und 92 bestimmten verkleinerten Maßstab angezeigt werden, wobei die Koordinaten der Marken 91 bis 93 so berechnet werden, daß die Marke 93 die vorgegebene Zone des Schirms während der Fahrt nicht verlassen kann, kann der Benutzer seine Energie ausschließlich dem Fahren des Fahrzeugs widmen, ohne daß mühsame Operationen, wie zum Beispiel das Setzen der Positionen und des VerkleinerungsmaßStabes der Marken 91 bis 93 und deren Änderung während der Fahrt erforderlieh sind.

Während bei den oben beschriebenen Ausführungsformen gemäß der Erfindung ein Halbleiterspeicher, zum Beispiel in Form

-26-' ^όό

eines ROM, als Punktinformations-Speichereinrichtung angegeben worden ist, darf darauf hingewiesen werden, daß bei der Verwendung einer Speichereinrichtung mit großer Kapazität, zum Beispiel eines Floppy Disc, mehr Positionsinformation gespeichert werden kann. Außerdem kann eine akustische Eingabeeinrichtung die Tastatur ersetzen. Ferner kann eine Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung vom Punktmatrixtyp die Kathodenstrahlröhre ersetzen.

Gemäß der Erfindung wird somit ein Navigationssystern für selbstgetriebene Fahrzeuge angegeben, das Punktinformationen über einen großen Bereich von Zonen speichern kann und dabei den Anforderungen an eine preiswerte Einrichtung mit kleinen Abmessungen und ausgezeichneter praktischer Funktionstüchtigkeit an Bord des Fahrzeugs genügt.

Claims

Patentansprüche

1. Navigationssystem, insbesondere für selbstgetriebene Fahrzeuge, gekennzeichnet durch

eine Fahrentfernungs-Abtasteinrichtung (1, 21) zur Messung der zurückgelegten Entfernung eines Fahrzeugs (31); eine Fahrzeugkurs- oder Fahrzeugrichtungs-Abtasteinrichtung (2, 22) zur Ermittlung der Fahrtrichtung des Fahrzeuges (31); eine Anzeigeeinrichtung (5, 26) für eine flächige Anzeige auf der Basis eines zweidimensionalen kartesischen Koordinatensystems (X, Y);

eine Punktinformations-Speichereinrichtung (6, 25) zur Speicherung von Information, die repräsentativ für eine

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Vielzahl von Sätzen von Punkten ist, die eine Landkarte bilden, wobei jeder Satz eine geographische Bezeichnung und dessen Positionsinformation umfaßt; und eine Steuereinrichtung (24) zum Auslesen der Positionsinformation aus der Speichereinrichtung (6, 25) auf der Basis der Information einer eingegebenen geographischen Bezeichnung, während Signale von der Fahrentfernungs-Abtasteinrichtung (1, 21) und der Fahrzeugkurs-Abtasteinrichtung (2, 22) eingegeben werden, zum Berechnen der laufenden Position des Fahrzeugs (31) auf der Basis dieser Signale, wobei die Steuereinrichtung dafür sorgt, daß die Anzeigeeinrichtung (5, 26) Marken für einen Ausgangspunkt und einen Zielpunkt in geeignetem verkleinerten Maßstab anzeigt, der durch die Positionsrelation zwischen dem Ausgangspunkt und dem Zielpunkt bestimmt ist, und dafür sorgt, daß die Anzeigeeinrichtung (5, 26) eine Marke für die laufende Position des Fahrzeugs (31) in dem verkleinerten Maßstab an den entsprechenden Koordinaten anzeigt,

wobei die Steuereinrichtung (24) eine Einrichtung aufweist, um die Koordinaten auf der Anzeigeeinrichtung (5, 26) des Ausgangspunktes, des Zielpunktes und der laufenden Position des Fahrzeugs (31) auf der Basis der gegenseitigen Positionsrelation zu berechnen und dafür zu sorgen, daß die Anzeigeeinrichtung (5, 26) die jeweiligen Marken an den Koordinaten anzeigt, so daß die Marken während der Fahrt des Fahrzeugs (31) die Anzeigeeinrichtung (5, 26) nicht verlassen können.

2. Navigationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (24) folgende Baugruppen aufweist:

eine Laufpositions-Recheneinrichtung (3) zur Berechnung der laufenden Position des Fahrzeugs (31) aus der von der Fahrentfernungs-Abtasteinrichtung (21) ermittelten Fahrentfernung und dem von der Fahrzeugkurs-AbtasteinrichtAang (22) ermittelten Fahrzeugkurs; eine Laufpositions-Einleitungseinrichtung (4) zur

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einleitenden Eingabe der laufenden Position des Fahrzeugs (31) für die Laufpositions-Recheneinrichtung (3); eine Punktsetzeinrichtung (7) zur Eingabe der geographischen Bezeichnungen des Ausgangspunktes und des Zielpunktes des Fahrzeugs (31), zum Abrufen der geographischen Bezeichnungen aus der Punktinformations-Speichereinrichtung (6), zum Auslesen der den geographischen Bezeichnungen entsprechenden Positionsinformation und zum Setzen der Positionsinformation als Koordinaten der Punkte; und

eine Markenanzeige-Steuereinrichtung (8) zur Bestimmung der Entfernung und der Positionsrelation zwischen dem Ausgangspunkt und dem Zielpunkt aus der Positionsinformation der beiden Punkte, die mit der Punktsetzeinrichtung (7) vorgegeben wird, zur Veranlassung , daß die Anzeigeeinrichtung (26) die jeweiligen für die Positionen der beiden Punkte repräsentativen Marken auf der Basis der bestimmten Entfernung und der Positionsrelation anzeigt, sowie in einem durch die Marken bestimm^ten verkleinerten Maßstab eine Marke anzeigt, die für die laufende Position des Fahrzeugs (31) auf der Anzeigeeinrichtung (26) repräsentativ ist, und zur Berechnung der Koordinaten auf der Anzeigeeinrichtung (26) des Ausgangspunktes, des Zielpunktes und der laufenden Position des Fahrzeugs (31) auf der Basis der gegenseitigen Positionsrelation und zur Veranlassung, daß die Anzeigeeinrichtung (26) jeweils die Marken an den Koordinaten anzeigt, so daß die Marken während der Fahrt des Fahrzeugs die Anzeigeeinrichtung (26, 71) nicht verlassen können.

3. Navigationssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Markenanzeige-Steuereinrichtung (8) eine Einrichtung aufweist, die dafür sorgt, daß die Anzeigeeinrichtung (26) die Marken des Ausgangspunktes und des Zielpunktes am Außenumfang (73) einer imaginär auf dem Schirm (71) der Anzeigeeinrichtung (26) vorgesehenen rechteckigen Zone (72) anzeigt.

-A-

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4. Navigationssystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Markenanzeige-Steuereinrichtung (8) folgende Baugruppen aufweist:

eine Einrichtung zur Bestimmung der Entfernung und der Positionsrelation zwischen dem Ausgangspunkt und dem Zielpunkt aus der Positionsinformation der beiden Punkte, die mit der Punktsetzeinrichtung (7) vorgegeben wird,
eine Einrichtung, die dafür sorgt, daß die Anzeigeeinrichtung (26) die für die jeweiligen Positionen der beiden Punkte repräsentativen Marken auf der Basis der ermittelten Entfernung und der Positionsrelation anzeigt und ferner in dem durch die Marken bestimmten verkleinerten Maßstab eine für die laufende Position des Fahrzeugs (31) repräsentative Marke auf der Anzeigeeinrichtung (26) anzeigt,

eine Einrichtung zur Berechnung der Koordinaten auf der Anzeigeeinrichtung (26) des Ausgangspunktes, des Zielpunktes und der laufenden Position des Fahrzeugs (31) auf der Basis der gegenseitigen Positionsrelation, eine Einrichtung zur Bestimmung der maximalen und minimalen Koordinatenwerte der Koordinaten von sämtlichen Marken und zur Bestimmung der Koordinaten des Mittelpunktes zwischen den maximalen und minimalen Koordinatenwerten, und

eine Einrichtung zur Umwandlung des Koordinatensystems, so daß die Anzeigeeinrichtung (26) zwei von sämtlichen Marken am Außenumfang (73) der rechteckigen Zone (72) und die übrige Marke sämtlicher Marken innerhalb der rechteckigen Zone (72) anzeigen kann.

5. Navigationssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Umwandlung des Koordinatensystems Mittel aufweist, um den verkleinerten Maßstab umzuwandeln, der durch den Vergleich des Verhältnisses einer LängenerStreckung der vorgegebenen Zone zur Differenz zwischen den maximalen und minimalen Abszissenwerten von sämtlichen Marken mit dem Verhältnis einer

Breitenerstreckung der vorgegebenen Zone zur Differenz zwischen den maximalen und minimalen Ordinatenwerten von sämtlichen Marken bestimmt wird.

6. Navigationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionsinformation jeweils die Informationen der geographischen Länge und Breite des jeweiligen Punktes enthält.