DE4033668C2 - Navigationseinrichtung für ein Fahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Navigationseinrichtung für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Navigationseinrichtung ist aus der EP 02 42 050 A1 bekannt und umfaßt eine Einrichtung zum Speichern von Landkarten, vorzugsweise mit unterschiedlichem Maßstab, eine Einrichtung zum Nachweisen des gegenwärtigen Standorts des Fahrzeuges, einen Fahrstreckenspeicher zum Speichern der vom Fahrzeug zurückgelegten Fahrstrecke, gegeben durch die an­ einandergereihten gegenwärtigen Standorte des Fahrzeugs, und eine Anzeigeeinrichtung mit einem Bildschirm.

Bei dieser Navigationseinrichtung ist es möglich, daß die dem gegenwärtigen Standort entsprechende Landkarte, der Standort des Fahrzeugs und die bis zu diesem zurückgelegte Fahrstrecke gleichzeitig auf dem Bildschirm angezeigt werden können.

Der Fahrer eines Fahrzeuges ist somit stets darüber infor­ miert, wo er sich befindet und auf welchem Weg er dorthin gelangt ist.

Damit unabhängig von dem jeweils angezeigten Kartenmaßstab die bisher zurückgelegte Fahrstrecke stets korrekt angezeigt werden kann, wird bei der bekannten Navigationseinrichtung jeder ermittelte Standort nicht so abgespeichert, wie er an­ gezeigt wird, sondern wird in die jeweilige geographische Länge und Breite umgerechnet, so abgespeichert und je nach dem gewählten, angezeigten Kartenmaßstab in diesen umgerech­ net. Dies bedeutet einen hohen Rechenaufwand.

Besonders störend aber ist der Umstand, daß die auf dem Bildschirm angezeigte Fahrstrecke unter Umständen andere, wichtige Merkmale des Landkartenbildes entstellt, also zu Mißverständnissen führen kann, oder verdeckt, also ganz un­ kenntlich macht.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die obigen Schwierigkeiten mindestens teilweise auszuräumen und eine Navigationseinrichtung zu schaffen, die dem Fahrer eines Fahrzeuges mit einfachen Mit­ teln auch dann die irrtumsfreie und klare Orientierung er­ möglicht, wenn das angezeigte Kartenbild von der Fahr­ streckenanzeige beeinträchtigt wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 ge­ löst. Die Lösung wird durch die Merkmale der weiteren An­ sprüche noch verbessert.

Der Gegenstand der Erfindung wird anhand der beigefügten, schematischen Zeichnung beispielsweise noch weiter erläu­ tert.

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm einer Navigationseinrichtung für ein Fahrzeug, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellt;

Fig. 2 ist eine Vorderansicht einer Anzeigeeinheit zur Verwendung bei der Navigationseinrichtung nach Fig. 1;

Fig. 3a bis 3e sind schematische Ansichten, die das Prinzip der vorliegenden Erfindung erläutern;

Fig. 4 ist ein Ablaufdiagramm, das den Rechenprozeß des Hauptprogramms des Steuerabschnitts der Navigationseinrichtung nach Fig. 1 erläutert;

Fig. 5 bis 7 sind schematische Darstellungen der verschiedenen Menus, die auf dem Bildschirm der Anzeigeeinheit nach Fig. 2 angezeigt werden;

Fig. 8 ist ein Ablaufdiagramm, das den Rechenprozeß bei Schritt S16 des Hauptprogramms für die Navigation erläutert;

Fig. 9 ist ein Ablaufdiagramm, das den Rechenprozeß der externen Unterbrechung auf der Grundlage eines Abstands­ impulses von einem Abstandssensor der Navigationseinrichtung nach Fig. 1, erläutert;

Fig. 10 ist ein Ablaufdiagramm, das das Rechenprogramm der Zeitgeberunterbrechung auf der Grundlage eines Abstands­ impulses von dem Abstandssensor und eines Signals von einem Richtungssensor der Navigationseinrichtung nach Fig. 1, erläutert;

Fig. 11 ist eine schematische Ansicht, die das Einstellbild, das auf dem Bildschirm der Anzeigeeinheit nach Fig. 2 ange­ zeigt wird, erläutert;

Fig. 12 ist ein Ablaufdiagramm, das den detaillierten Rechen­ prozeß der Anzeige oder Nichtanzeige der zurückgelegten Fahrstrecke bei Schritt S15 des Hauptprogramms nach Fig. 4 erläutert;

Fig. 13 ist eine schematische Ansicht, die den Bildschirm der Anzeigeeinheit nach Fig. 2 zeigt, auf dem eine Karte, die augenblickliche Position und die zurückgelegte Fahrstrecke angezeigt werden;

Fig. 14 ist eine ähnliche Ansicht, die jedoch den Bildschirm der Anzeigeeinheit nach Fig. 2 zeigt, auf dem nur eine Karte und die augenblickliche Position angezeigt werden;

Fig. 15 ist die schematische Ansicht, die die Beziehung zwischen Karten und Ortsspeichern des RAM-Speichers der Navigationseinrichtung nach Fig. 1 erläutert;

Fig. 16 ist ein Ablaufdiagramm, das Einzelheiten des Rechenprozesses zum Speichern von Positionsdaten in den Fahrstrecken­ speichern von Fig. 15 erläutert; und

Fig. 17a bis 17c sind schematische Ansichten, die Karten und Fahrstrecken zeigen, die auf dem Bildschirm der Anzeigeeinheit nach Fig. 2 angezeigt werden.

In Fig. 1 ist der gesamte Aufbau einer Navigationseinrichtung für ein Fahrzeug dargestellt, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird. Die Navigationseinrichtung umfaßt eine Steuereinrichtung 1 mit drei Eingangs-/Ausgangs-Schnittstel­ lenkreisen 2, 3 und 4, einem Eingangskanal 5, einem Ausgangs­ kanal 6, einer zentralen Rechnereinheit (CPU) 7, einem Regler 9 für eine Kathodenstrahlröhre (CRT) und einem Paar RAM- Speicher (Speicher für wahlfreien Zugriff) 8 und 10. Die Steuereinrichtung 1 wird mit Konstantstrom betrieben, der von einer nicht dargestellten Kraftfahrzeugbatterie zugeführt wird mittels einer Konstantstromquelle oder eines Konstantspan­ nungskreises, die nicht dargestellt sind, zum Steuern ver­ schiedener zu der Steuereinrichtung 1 miteinander verbundener Einrichtungen.

Mit dem ersten Eingangs-/Ausgangs-Schnittstellenkreis 2 sind acht Funktionsschalter verbunden, die einen Schalter SW1 zur Wahl des Navigationsmodus für die Navigation der Fahrt eines Fahrzeuges, einen Verkehrsinformationswahlschalter SW2 zum Empfangen der vom Rundfunk ausgestrahlten Verkehrsinforma­ tionen, einen Wahlschalter SW3 für ein drahtloses Telefon für ein Autotelefon, einen Wahlschalter SW4 zum Bedienen der Klimaanlage im Fahrzeuginnenraum, und Video-/Audioschalter zum Bedienen von Video-/Audioquellen einschließlich eines Televi­ sionsschalters SW5, eines Radioschalters SW6, eines Schalters SW7 für einen Kassettenrecorder und eines Schalters SW8 für ein Compact-Disk-Gerät umfassen. Die Funktionsschalter SW1 bis SW8 sind in der Frontkonsole 26b einer Anzeigeeinheit oder der Kathodenstrahlröhre (CRT) 26 angeordnet, wie in Fig. 2 gezeigt ist, und wenn einer der Funktionsschalter SW1 bis SW8 wahl­ weise eingeschaltet wird, ist die entsprechende Funktion betriebsbereit.

Der erste Eingangs-/Ausgangs-Schnittstellenkreis 2 ist wei­ terhin mit einer GPS-Satellitnavigationseinrichtung 19 verbun­ den zum Empfangen von Radiowellen von einem künstlichen Satel­ liten mit Hilfe einer Antenne 19a und zur Bestätigung und Bestimmung einer augenblicklichen Position, der Fahrtgeschwin­ digkeit usw. des Kraftfahrzeuges auf der Basis solcher empfan­ genen Radiowellen, und einem Richtungssensor 20 zum Auftrennen des Erdmagnetismus in eine Komponente in der Bewegungsrichtung des Fahrzeuges und eine weitere Komponente in der Richtung senkrecht zu der Bewegungsrichtung mit Hilfe eines Erdmagne­ tismusdetektors von der Art einer induktiven Meßsonde od. dgl., der in das Fahrzeug eingebaut ist und ein Signal ausgibt, das solchen Komponenten, wie der Fahrzeugfortbewe­ gungsrichtung R, entspricht.

Der zweite Eingangs-/Ausgangs-Schnittstellenkreis 3 ist mit einem Entfernungssensor 21 zum Ermitteln der Radumdrehungen des Fahrzeugs mit Hilfe eines elektromagnetischen Aufnehmers, einem Anschlußschalter od. dgl. verbunden und gibt ein Impulssignal, welches proportional zu der Drehgeschwindigkeit der Räder größer wird. Es ist zu bemerken, daß die Nachweis­ einrichtung für die augenblickliche Position zum Erhalten von Daten der augenblicklichen Position des Fahrzeugs und auch von Daten der Fahrstrecke der Bewegung des Fahrzeuges durch den Rich­ tungssensor 20 und den Entfernungssensor 21 gebildet wird.

Der dritte Eingangs-/Ausgangs-Schnittstellenkreis 4 ist mit Video-/Audio-Geräten, wie einem Fernseh-Tuner 23, einem Radio-Tuner 23, einem Kassettendeck 24 und einem CD-Deck 25 verbunden. Ein CD-ROM-Speicher (Festwertspeicher) 25a, der als Kartenspeichereinrichtung dient, ist auf dem CD-Deck 25 vorge­ sehen, und wenn der Wahlschalter SW1 für den Navigationsmodus selektiv bedient wird, können Informationen der verschiedenen Karten, Liniendaten usw., wie es nachstehend noch erläutert wird, von dem CD-ROM-Speicher 25a abgerufen werden, so daß sie auf der CRT 26 angezeigt werden.

Es ist festzuhalten, daß als vorstehend genannter CD-ROM- Speicher 25a ein Karteninformationsspeicher verwendet wird, wie er in NIKKEI ELECTRONICS, No. 434, 16. November 1987, beschrieben ist, und Karteninformationen einschließlich einer Karte des gesamten Landes, Distriktkarten, Regionalkarten und Karten von Arealen sind als Vektordaten in dem Speicher gespeichert. Weiterhin umfaßt die Karteninformation bei der vorliegenden Ausführungsform drei Arten von Karten, nämlich Großbereichskarten, Standardkarten und Detailkarten mit unterschiedlichen Maßstäben, und solche Karteninformationen für die unterschiedlichen Arten von Karten sind so gespei­ chert, daß sie einen gemeinsamen Bereich abdecken können.

Es ist auch zu bemerken, daß jede der vorstehend genannten Bereichskarten in vier Abschnitte aufgeteilt ist entsprechend den vier Quadranten des Bildschirms 26a der CRT 26, und Daten dieser vier Kartenblöcke, die zu Teilkarten umgebrochen sind, werden aufeinanderfolgend als Karteninformationen in dem CD- ROM-Speicher 25a gespeichert, so daß viermal ein Kartenblock einen Hintergrund auf dem Bild­ schirm 26a abgeben kann. Weiterhin sind Linien, die verschie­ dene Punkte auf jeder Bereichskarte verbinden, beispielsweise Linien, die Straßen, Flüsse, Brücken usw. kennzeichnen, als Liniendaten gespeichert, während Zeichendaten von Buchstaben, Symbolen usw. ebenso wie Servicedaten von Hotels, Golfplätzen usw. als Servicesymbole ebenfalls in dem CD-ROM-Speicher 25a gespeichert sind. Was sodann besondere Einzelheiten, wie Straßen, Flüsse und Brücken, angeht, so sind diese jeweils in Form eines Farbcodes gespeichert, um ihre Anzeige in verschiedenen Farben zu ermöglichen. Um weiterhin zu ermögli­ chen, daß jede dieser Einzelheiten in einer anderen Farbe als der des Farbcodes angezeigt wird, sind in dem CD-ROM-Speicher 25a eine Vielzahl von Speichertafeln in Form von Farbcodes für eine große Anzahl von Farbpaletten gespeichert. Außerdem sind in dem CD-ROM-Speicher 25a auch Punktdaten zum Schattie­ ren des Bildschirms 26a und Punktdaten auch zum Schattieren eines Bereiches des Bildschirms 26a, in dem ein Bild (icon) angezeigt wird, das als Tastbild dient, gespeichert.

Der RAM-Speicher 8 dient als temporärer Speicher und wird normalerweise von einer Autobatterie gespeist, so daß aus dem CD-ROM-Speicher 25a abgerufene Daten, wie in Fig. 3a gezeigt, bei einem Schritt, wenn der Rechenvorgang durch die CPU 7 ausgeführt wird, in dem RAM-Speicher 8 temporär gespeichert und gehalten werden können, wie aus Fig. 3b ersichtlich ist. Wenn dann die Karteninformationen aus dem RAM-Speicher 8 abgerufen werden, werden auch Liniendaten als Teil solcher Karteninformationen abgerufen, und wenn eine gewünschte Karte ausgewählt wird, werden Daten so entnommen, so daß verschiedene Linien sich auf der Karte überdecken können. Es ist festzuhalten, daß die Karteninforma­ tionen in dem RAM-Speicher 8 gespeichert werden, so daß die Koordinaten (xO, yO) einer in einer ersten Speichertafel des CD-ROM-Speichers 25a gespeicherten augenblicklichen Position sich mit dem Mittelpunkt des Bildschirms 26a überschneiden können, und wenn die Daten der augenblicklichen Position abgerufen werden, dann werden sie als Markierung M für die augenblickliche Position in der Mitte des Bildschirms 26a angezeigt. Der RAM-Speicher 8 umfaßt weiterhin eine Spei­ chertafel zum Speichern von Positionsdaten, um zu ermöglichen, daß eine zurückgelegte Fahrstrecke auf dem Bildschirm 26a der CRT 26 angezeigt wird, und bei der vorliegenden Ausführungsform umfaßt der RAM- Speicher 8 eine Vielzahl von Speichertafeln, die eine Endlos- Karteninformation von Einzelkarten mit unter­ schiedlichen Maßstäben bilden, die in dem CD-ROM-Speicher 25a gespeichert sind.

Insbesondere enthält der RAM-Speicher 8, wie im Zusammenhang mit Fig. 15 ersichtlich wird, drei Speichertafeln MA, MB und MC. Die Speichertabellen MA, MB und MC dienen individuell als Ortsspeicher, in denen die Daten der augenblicklichen Position gespeichert sind, und entsprechen drei Arten von Kartenbilddarstellungen, TA, TB und TC mit jeweils unterschiedlichen Maßstä­ ben. Insbesondere zeigt die Kartenbilddarstellung TA eine Groß­ bereichskarte einer bestimmten Region; die Kartendarstellung TB zeigt eine Standardkarte, bei der ein gemeinsamer Abschnitt F der Großbereichskarte TA auf einen vorbestimmten Maßstab ver­ größert ist; und die Kartendarstellung TC zeigt eine Detail­ karte, bei der ein gemeinsamer Abschnitt F der Standardkarte TB auf einen weiteren vorbestimmten Maßstab vergrößert ist. Somit entspricht die Speichertafel MA der Großbereichskarte TA; die Speichertafel MB entspricht der Standardkarte TB; und die Speichertafel MC entspricht der Detailkarte TC.

Um wieder auf Fig. 1 zurückzukommen: Die CRT-Steuereinrichtung 9 dient als Informationsanzeigeeinrichtung und ist so einge­ richtet, daß sie einen Befehl zum Ausgeben eines Anzeigesig­ nals von der CPU 7 empfangen, Fahrtortinformationen in den Anzeige-RAM-Speicher 10 erzeugen und ein Videosignal und ein Synchronisationssignal ausgeben kann, das Kartendaten, Zei­ chendaten, Fahrtortinformationen usw., die in dem RAM-Speicher 10 gespeichert sind, veranlaßt, auf der CRT 26 angezeigt zu werden. Es ist festzuhalten, daß die CPU 7 Informationen von einer der vergrößerten Karten, der Standardkarten und der Detailkarten, die in dem CD-ROM-Speicher 25a gespeichert sind, welche einem vorbestimmten Maßstab entsprechen, und Fahrtort­ informationen, die den Karteninformationen von einer Speicher­ tafel des RAM-8-Speichers entsprechen, abruft und bewirkt, daß die zurückgelegte Fahrstrecke K überdeckend mit einer Linie L auf der Karte angezeigt wird, wie in Fig. 13 gezeigt ist.

In dem Anzeige-RAM-Speicher 10 sind außerdem weitere Infor­ mationen gespeichert, wie eine Kartennummer, die Art eines Maßstabes usw., Daten von Bildern, die zum Anzeigen von Operationstasten für das Betreiben solch verschiedener Ein­ richtungen, wie vorstehend beschrieben, als Tastschalter auf dem Bildschirm 26a der CRT 26 benutzt werden. Die Bilddaten umfassen Daten der Markierung der augenblicklichen Position (M, vgl. Fig. 3e), die als Dreieck auf dem Bildschirm 26a der CRT 26 angezeigt wird, ein Ortsanzeigebild 32, das ein erster Modus zum Anzeigen einer Fahrstrecke K in Form einer Vielzahl von seriellen Punkten ist, und ein Orts-Nichtanzeigebild 33, das ein zweiter Modus zum Löschen einer angezeigten Fahrstrecke K von dem Bildschirm 26a der CRT 26 ist, wie in Fig. 11 ge­ zeigt ist, und solche Bilddaten werden als Schaltermittel zum Eingeben eines Schaltsignals zu der CPU 7, d. h. als Tast­ schalter, in dem RAM-Anzeigespeicher 10 gespeichert. In dem RAM-Anzeigespeicher 10 sind weiterhin ein nicht dargestelltes Rolltastenbild zum willkürlichen Rollen der auf dem Bildschirm 26a der CRT 26 angezeigten Karte, eine Positionskorrektur­ markierung, die als Positionskorrekturmarkierungsanzeige zum Korrigieren der Position der augenblicklichen Positionsmarke M auf dem Bildschirm 26a angezeigt wird, ein Rückführungsbild, das zum Kartenrücksprung einer gerollten Karte in ihre ur­ sprüngliche Position dient, ein Korrekturbild, das nach Ver­ schiebung der augenblicklichen Positionsmarke M zum Korrigie­ ren der augenblicklichen Positionsmarke zum Verschieben zu der Position der korrigierenden Positionsmarke dient, usw., ge­ speichert. Schließlich sind auch Vergrößerungs- und Verkleine­ rungsbilder zum Auswählen eines Maßstabes einer Karte usw. in dem Anzeige-RAM-Speicher 10 gespeichert.

Die CRT 26 zeigt eine Karte eines bestimmten Abschnittes, eine Fahrstrecke, eine augenblickliche Position usw. farbig an entsprechend einem Videosignal und einem Synchronisations­ signal von der CRT-Steuereinrichtung 9. Weiterhin werden verschiedene Operationstasten eines Tastschalterabschnitts, die nachfolgend noch beschrieben werden, in einer vorbestimm­ ten Tastfläche des CRT 26 angezeigt, und wenn der Fernseh­ schalter SW5 gedrückt wird, um den Fernseh-Tuner 22 einzuschalten, dann kann auf der CRT-Anzeige 26 ein Fernseh­ bild angezeigt werden.

Der Betrieb des Navigationssystems für ein Fahrzeug mit der vorstehend erläuterten Bauweise wird nachfol­ gend unter Bezugnahme auf die in Fig. 4 und 8 bis 10 darge­ stellten Ablaufdiagramme beschrieben.

Wenn der nicht dargestellte Zündschlüssel eines Kraftfahrzeu­ ges gedreht wird, um das Kraftfahrzeug zu starten, wird von einer nicht dargestellten Autobatterie elektrische Energie zugeführt, so daß die elektrischen Systeme des Kraftfahrzeuges betriebsbereit werden. Daraufhin ist auch die CPU 7 des Steuerabschnitts 1 durch die Konstantstromquelle betriebsbe­ reit und beginnt ihren Betrieb entsprechend dem Ablaufdiagramm gemäß Fig. 4. Wie dort gezeigt ist, initialisiert sich die CPU 7 zunächst bei Schritt S11 selbst und wiederholt dann den Rechenvorgang, wie er in dem Hauptprogramm der Fig. 4 für jeden Zeitraum von einigen 10 Millisekunden od. dgl. illu­ striert ist. Im einzelnen wird bei Schritt S12 die Verarbei­ tung der Funktionstasten ausgeführt, d. h. es wird auf die Schalter SW1 bis SW8 zugegriffen, und dann wird bei Schritt S13 die Eingabeverarbeitung der Tastschalter ausgeführt, d. h. es wird auf lichtaussendende und -aufnehmende Einrich­ tungen 27 bis 30 der CRT 26 zugegriffen. Wenn dann bei Schritt S14 entschieden wird, daß ein Bediener einen der Moduswahl­ schalter drückt, wie beispielsweise den Radioschalter SW6 oder den Schalter SW4 für die Klimaanlage, dann wird ein Bild für den Radiomodus, wie in Fig. 5 gezeigt, oder ein Bild für den Klimaanlagenmodus, wie in Fig. 6 gezeigt, entsprechend dem gedrückten Moduswahlknopf bei Schritt S15 auf dem Bildschirm 26a der CRT 26 angezeigt. Wenn dann durch den Bediener ein Bereich des Schalterbildes, der auf dem Anzeigebildschirm des so gewählten Modus vorgesehen wird, berührt wird, dann wird die ausgewählte Einrichtung entsprechend einer gewünschten Einstellung in Betrieb gesetzt. Während des Betriebs der ausgewählten Einrichtung nach einer solchen Wahl durch Berühren des Bereiches schreitet die Steuerfolge zu Schritt S16 fort, bei dem die CPU 7 den Rechenprozeß der augenblick­ lichen Position ausführt usw. Danach kehrt die Steuerfolge zu Schritt S12 zurück, um eine solche Folge von Operationen wie vorstehend beschrieben zu wiederholen.

Einzelheiten des Betriebs bei Schritt S16 werden im Detail in Fig. 8 erläutert. Gemäß dieser Figur wird zunächst bei Schritt S21 durch den Entfernunssensor 21 der zurückgelegte Weg des Fahrzeuges nachgewiesen. Dann wird bei Stufe S22 die Berech­ nung der augenblicklichen Position ausgeführt, und dann werden bei Stufe S23 die durch diese Berechnung erhaltenen Daten der augenblicklichen Position als Fahrstreckendaten aufeinanderfolgend in dem RAM-Speicher 8 temporär gespeichert.

Folglich können auf diese Weise nach dem Start des Kraftfahr­ zeuges Fahrstreckeninformationen, wie der zurückgelegte Weg und die Fahrstrecke oder -route zu der augenblicklichen Position, erhalten werden.

Während der Rechenvorgang zur Ermittlung einer augenblickli­ chen Position usw. des Fahrzeuges, wie soeben beschrieben, wie bei Schritt S16 bei der Verarbeitung des in Fig. 4 ge­ zeigten Hauptprogramms ausgeführt werden kann, wird die augenblickliche Position des Fahrzeuges vorzugsweise perio­ disch zu bestimmten Zeitintervallen entsprechend der augenblicklichen Geschwindigkeit des Fahrzeuges bestimmt, damit die augenblickliche Position des Fahrzeuges mit geeigneter Genauigkeit nachgewiesen wird. Zu diesem Zweck wird ein solcher Rechenprozeß in Unterbrechungsverarbeitung ausgeführt.

Es wird nun auf Fig. 9 Bezug genommen, in der ein externes Unterbrechungsprogramm gezeigt ist. Im einzelnen heißt dies, daß, nachdem das Kraftfahrzeug gestartet ist, ein Impulssignal aufeinanderfolgend von dem Abstandssensor 21 erzeugt und mit Hilfe eines Unterbrechungskreises 7a zu der CPU 7 übertragen wird. Entsprechend solchem Impulssignal wird das in Fig. 9 gezeigte Programm eingegeben. Bei diesem Programm ist bei Schritt S31 eine Impulszahl CP die CPU 7 um eins inkremen­ tiert, um den zurückgelegten Weg zu der augenblicklichen Position zu erhalten. Selbstverständlich erhöht sich das Verhältnis der Erhöhung einer solchen Impulszahl CP pro­ portional zu der Geschwindigkeit des Fahrzeuges.

Dann wird, während das Kraftfahrzeug fährt, ein weiteres Unterbrechungsverarbeitungsprogramm, wie es in dem Ablauf­ diagramm der Fig. 10 gezeigt ist, bei bestimmten Zeitinter­ vallen, beispielsweise 1 Sekunde, ausgeführt, d.h. unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit. Bezugnehmend auf Fig. 10, wird zunächst bei Stufe S41 auf eine Impulszahl CP, die bei Schritt S31 des Programms von Fig. 9 erhalten wird, zugegrif­ fen. Dann wird bei Schritt S42 die Impulszahl CP mit einer Einheit des zurückgelegten Weges d, beispielsweise 39,25 cm, multipliziert, um den zurückgelegten Weg D für den festgeleg­ ten Zeitraum zu ermitteln. Dann wird bei Schritt S43 eine Richtung R von dem Richtungssensor 20 eingespeichert. An­ schließend wird bei Schritt S44 eine Position des Fahrzeuges auf einem zweidimensionalen Koordinatensystem mit den folgen­ den Ausdrücken von der Richtung R und dem zurückgelegten Weg D errechnet, wie sie bei Schritt S42 berechnet wurden:

Δx = D · cos R

Δy = D · sin R

Danach wird bei Schritt S45 eine augenblickliche Position (x, y) des Fahrzeuges in Übereinstimmung mit den folgenden Ausdrücken aus den Koordinaten (Δx, Δy) und den Koordinaten (xo, yo) des Ausgangspunktes berechnet:

x_n + 1 ← x_n + Δx

y_n + 1 ← y_n + Δy

Als Ergebnis wird der zurückgelegte Weg D zu der augenblick­ lichen Position, die sich jeden Moment ändert, erhalten, während die geographische Breite und Länge nach jedem fest­ gelegten Zeitintervall bestimmt werden, um die augenblickliche Position (x, y) kennenzulernen. Es ist festzuhalten, daß die Daten der augenblicklichen Position in den RAM-Speicher 8 übertragen und temporär in diesem gespeichert werden, während nacheinander die ältesten gespeicherten Daten in dem RAM- Speicher 8 auf endlose Weise, wie nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 16 noch im einzelnen erläutert wird, gelöscht werden. Selbst wenn außerdem die Fahrt des Kraftfahrzeuges gestoppt und die Zündung ausgeschaltet wird, bleiben die Daten der augenblicklichen Position (x, y) und des zurückgelegten Weges D in dem RAM-Speicher 8 aufrechterhalten.

Anschließend wird bei Schritt S46 die Impulszahl CP auf Null gestellt. Dann wird bei Schritt S47 ein GPS-Signal von der GPS-Einrichtung 19 empfangen, und der Rechenprozeß für die Ausführung der GPS-Verarbeitung wird ausgeführt. Als Ergebnis werden absolute Werte für geographische Länge und Breite für jeden festgelegten Zeitraum, beispielsweise für jede Sekunde, ermittelt, und demgemäß kann eine Korrektur der Fahrstrecken­ informationen erreicht werden.

Wenn übrigens das Kraftfahrzeug gestartet wird, wird zunächst der Wahlschalter SW1 für den Navigationsmodus gedrückt. Folg­ lich werden Einstellbilder für die Kartenauswahl und eine augenblickliche Position als Menu auf dem Bildschirm 26a der CRT 26 angezeigt, wie in Fig. 7 dargestellt ist. Wenn dann eines der Einstellbilder von dem Bediener berührt wird, dann wird ein in Fig. 12 gezeigter Navigationsanzeigemodus gestartet.

Unter Bezugnahme auf Fig. 12 werden zunächst bei Schritt S51 Schalterbilder von "Fahrstreckenanzeige" (ein erster Modus) und "Keine Fahrstreckenanzeige" (ein zweiter Modus) auf dem Bildschirm 26a ange­ zeigt, wie in Fig. 11 gezeigt ist. Dann wird bei Schritt S52 gewartet, daß der Bediener eines der Schalterbilder auf dem Bildschirm 26a der CRT 26 berührt.

Wenn angenommen wird, daß das Kraftfahrzeug fährt und der Bediener den Fahrstreckenanzeigemodus auswählt und somit das Einstell­ bild 32 dafür bei Schritt S53 berührt, dann schreitet die Steuerfolge durch Schritt S53 zu Schritt S54 fort, bei welchem ein Betriebssignal zur Ausführung der Verarbeitung des Fahrstrecken­ anzeigemodus entwickelt wird. Im einzelnen bedeutet dies, daß bei Schritt S54 Karteninformationen und Liniendaten zunächst von dem CD-ROM-Speicher 25a mit Hilfe des Compact-Disk-Decks 25 eingespeichert werden und dann die Daten der augenblickli­ chen Position und die Fahrstreckendaten von dem RAM-Speicher 8 für die temporäre Speicherung eingespeichert werden, wonach die so eingespeicherten Daten bei Schritt S55 zu der CRT 26 übertra­ gen werden. Infolgedessen werden eine Straßenkarte und Linien L einer oder mehrerer Straßen und eine oder mehrere Eisenbahn­ linien auf dem Bildschirm 26a der CRT 26 angezeigt, wie aus Fig. 13 ersichtlich ist. Weiterhin werden die Markierung M, die die augenblickliche Position des Kraftfahrzeuges anzeigt, und die zurückgelegte Fahrstrecke K des Kraftfahrzeuges bis dahin auf einer Straße L angezeigt. Folglich kann der Fahrer die augenblick­ liche Position und die Fahrstrecke in für die Fahrt erforder­ licher Weise unterscheiden.

Übrigens kann das Kraftfahrzeug während der Fahrt in eine Fernstraße oder eine Allee oder eine enge Straße einfahren, und die Fahrstreckenanzeige K kann nicht leicht von einer Linie L einer solchen Fernstraße oder engen Straße unterschieden werden. Um somit eine Unterscheidung zwischen einer Straße, einem Fluß, einer Eisenbahnlinie usw. zu ermöglichen, werden deren Linien L normalerweise durch Farbe oder Linienbreite voneinander unterscheidbar gemacht. Wenn deshalb eine Fahrstrecke K über­ deckend angezeigt wird, beispielsweise auf einer durch eine Linie L mit vergleichsweise großer Linienbreite angezeigten Fernstraße, dann können die Punkte der Fahrstrecke K durch die breite Linie L versteckt werden. In dem Fall andererseits, daß eine Linie L einer Straße oder eine andere Linie L einer Eisenbahnlinie in gleicher Farbe angezeigt wird wie die Fahrstrecke K, kann es schwierig sein, die Fahrstrecke K von der Linie L zu unterscheiden.

Um deshalb solche Ungenauigkeiten auszuschalten, sollte die Fahrstrecke K temporär gelöscht werden. In diesem Fall werden die Einstellbilder 32 für die Nichtanzeige der Fahrstrecke (zweiter Modus) der auf dem Bildschirm 26a der CRT 26 angezeigten Ein­ stellbilder 32 und 33 wahlweise berührt. Dies wird bei Schritt S53 entschieden, und die Steuerfolge schreitet nun zu Schritt S56 fort, bei welchem die Verarbeitung der Fahrstrecken-Nichtanzeige ausgeführt wird, und infolgedessen werden bei dem nachfolgen­ den Schritt S57 nur die Karte und die Markierung M für die augenblickliche Position auf dem Bildschirm 26a der CRT 26 angezeigt, während die Fahrstrecke K nicht auf dem Bildschirm 26a angezeigt wird, wie aus Fig. 14 ersichtlich ist. Folglich kann der Fahrer die Straße auf der Karte genau überwachen, während die Position des Kraftfahrzeuges auf der Karte bestätigt wird.

Wie bis hierher beschrieben ist, ist die Navigationseinrichtung für ein Fahrzeug nach der Erfindung so ausgebildet, daß Bilder des Fahrstreckenanzeigemodus, bei dem eine Straßenkarte, die Markierung M für die augenblickliche Position des Kraft­ fahrzeuges und die zurückgelegte Fahrstrecke K auf dem Bildschirm 26a der CRT 26 angezeigt werden, und des Fahrstrecken-Nichtanzeigemodus, bei dem nur eine Karte und die Markierung M für die augenblickliche Position angezeigt werden, während die Fahrstrecke K nicht angezeigt wird, angezeigt werden, und daneben werden Schal­ tereinrichtungen für das Umschalten zwischen den beiden Modalitäten als Einstellbilder 32 und 33 angezeigt.

Wenn folglich bei der Fahrt des Kraftfahrzeuges der Fahrstrecken­ anzeigemodus gewählt wird, können die augenblickliche Position M und die Fahrstrecke K des Kraftfahrzeuges visuell auf einer Karte unterschieden werden, die auf dem Bildschirm 26a der CRT 26 angezeigt wird. Wenn es indessen während der Fahrt des Kraftfahrzeuges schwierig wird, die Fahrstrecke K von einer Linie L einer Straße, auf der das Kraftfahrzeug sich bewegt, zu unterscheiden, dann kann, wenn der Modus auf dem Fahrstrecken-Nicht­ anzeigemodus umgeschaltet wird, die Fahrstrecke K von dem Bild­ schirm 26a der CRT 26 gelöscht werden. Wenn es andererseits notwendig wird, ist es möglich, zu dem Modus der Fahrstreckenanzeige zurückzuschalten, so daß die Fahrstrecke K auf dem Bildschirm 26a angezeigt werden kann. Da auf diese Weise eine Fahrstrecke erfor­ derlichenfalls zeitweise von dem Bildschirm 26a der CRT 26 gelöscht werden kann, hat dies die Wirkung, daß Undeutlichkei­ ten zwischen einer Fahrstrecke K und irgendeiner von verschiede­ nen Linien L und mögliche Kartenlesefehler vermieden werden können.

Nachfolgend wird die Speicherung von Daten der augenblickli­ chen Position (x, y), wie sie bei Schritt S45 in Fig. 10 erhalten wurden, in den RAM-Speicher 8 unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm der Fig. 16 im einzelnen erläutert. Die Verarbeitung gemäß dem Ablaufdiagramm von Fig. 16 kann nach Schritt S45 bei der Verarbeitung gemäß Fig. 10 ausgeführt werden, obwohl dies als solches nicht gezeigt ist. Es ist festzuhalten, daß bei der vorliegenden Ausführungsform die Daten der augenblicklichen Position (x, y), die durch Berechnung während der Fahrt des Kraftfahrzeuges, wie vorstehend erläutert, erhalten wurden, bei drei unterschied­ lichen Abtastraten d. h. bei drei unterschiedlichen Zeit­ intervallen T1 (8 Sekunden), T2 (4 Sekunden) und T3 (2 Sekunden), in unterschiedlichen Speichertafeln, die den Karten TA, TB und TC mit unterschiedlichen Maßstäben ent­ sprechen, wie vorstehend erläutert, gespeichert werden.

Nachdem die Positionsdaten (x, y) berechnet worden sind, wird das vorliegende Programm eingegeben, und es wird zuerst bei Schritt S61 entschieden, ob die Positionsdaten (x, y) die­ selben Werte haben wie die vorhergehenden Positionsdaten oder nicht. Wenn dann die Entscheidung bestätigt worden ist (YES), dann bedeutet dies, daß das Kraftfahrzeug anhält, und die Folge schreitet zu Schritt S62 fort, bei dem die Steuerfolge zu dem ursprünglichen Schritt zurückkehrt, bei dem das vor­ liegende Programm eingegeben worden ist. Wenn dagegen die Entscheidung bei Schritt S61 negativ ist (NO), dann schreitet die Steuerfolge zu Schritt S63 fort, so daß die Positionsdaten anschließend bei einer Abtastrate gespeichert werden können, die dem Maßstab der Karte entspricht. Insbesondere wird bei Schritt S63 entschieden, ob die Zeit T1 (8 Sekunden) verstr­ ichen ist, d. h. eine entsprechende Zeitzahl t1 gleich oder größer als T1 ist. Wenn die Entscheidung YES ist, dann schreitet die Folge zu Schritt S64 fort, bei welchem die Positionsdaten in einem (A_1n) der Speicherbereiche A₁₀ bis A_1N der Speichertafel MA gespeichert werden, wie aus Fig. 15 unter Bezugnahme auf den Parameter n ersichtlich ist, der entspre­ chend den Speicherbereichen A₁₀ bis A_1N von 0 bis N variiert. Wie insbesondere in dem detaillierten Ablaufdiagramm des Schrittes S64, wie er auf dem rechtsseitigen Teil der Fig. 16 gezeigt ist, erläutert ist, werden die Positionsdaten in dem Speicherbereich A_1n gespeichert, der durch einen Positions­ daten-Zahlenwert von n bei Schritt S81 gekennzeichnet ist. Dann wird bei Schritt S82 die Anzahl der Positionsdaten, d. h. die Positionsdatenzahl n, um eins inkrementiert. Nachfolgend wird bei Schritt S83 entschieden, ob die Positionsdatenzahl n größer als N ist oder nicht, wobei N die maximale Speicher­ kapazität der Speichertafel MA ist. Wenn hier die Entscheidung YES ist, dann bedeutet dies, daß die Anzahl der Positionsdaten die Speicherkapazität überschreitet, und folglich wird der Zahlenwert n bei Schritt S84 auf 0 zurückgestellt, wonach die Folge zu Schritt S65 fortschreitet. Wenn andererseits die Entscheidung bei Schritt S83 N0 lautet, schreitet die Folge direkt zu Schritt S65 fort. Bei Schritt S65 wird die festge­ setzte Zeit t1 auf Null gestellt, nachdem die festgesetzte Zeit T1 (8 Sekunden) verstrichen ist.

Demgemäß werden die Positionsdaten für einen vorbestimmten Zeitraum in der Speichertafel MA für die Großbereichskarte TA gespeichert.

Anschließend wird nebeneinander mit dem soeben erläuterten Vorgang eine Speicheroperation in die Speichertafel MB aus­ geführt. Zunächst wird bei Schritt S66 entschieden, ob die vorbestimmte Zeit T2 (4 Sekunden) verstrichen ist oder nicht, d. h. ob eine entsprechende Zeitzahl t2 gleich oder größer als T2 ist. Wenn dann die Entscheidung NO ist, dann schreitet die Folge direkt zu Schritt S69 fort, aber wenn andererseits die Entscheidung YES lautet, dann schreitet die Folge zu einem Unterprogramm bei Schritt S67 fort. Bei dem Unterprogramm bei Schritt S67 wird dieselbe Verarbeitung wie bei dem vorstehend erläuterten Schritt S64 mit dem Parameter m ausgeführt, der von 0 bis N variiert. Dann wird bei Schritt S68 die Zeitzahl t2 auf Null gestellt.

Folglich werden schließlich die Positionsdaten für einen wei­ teren vorbestimmten Zeitraum in den Speicherbereichen B₂₀ bis B_2N der Speichertafel MB für die Standardkarte TB gespeichert.

Weiterhin wird nebeneinander mit den vorstehend beschriebenen Operationen eine Speicheroperation in die Speichertafel MC ausgeführt. Auch in diesem Fall wird, nachdem bei Schritt S69 entschieden wurde, ob die vorbestimmte Zeit T3 (2 Sekunden) verstrichen ist oder nicht, d. h. ob eine entsprechende Zeit­ zahl t3 gleich oder größer als T3 ist, dieselbe Verarbeitung wie bei dem vorstehend beschriebenen Unterprogramm bei Schritt S70 mit dem Parameter 1 ausgeführt, der von 0 bis N variiert. Dann wird bei Schritt S71 die Zeitzahl t3 auf Null gestellt. Infolgedessen werden schließlich die Positionsdaten für einen vorbestimmten Zeitraum in den Speicherbereichen C₃₀ bis C_3N der Speichertafel MC für die Detailkarte TC gespeichert.

Wenn diese Speicherverarbeitung der Fahrstreckendaten fortschrei­ tet, dann wird, wenn der Navigationsmodus-Wahlschalter SW1 gedrückt und der Fahrstreckenanzeigemodus gewählt ist, auf dem Bild­ schirm 26a der CRT 26 eine Vielzahl von Punkten angezeigt, die eine Fahrstrecke kennzeichnen.

Wenn deshalb der Bediener zunächst irgendeinen Teil des Bild­ schirms 26a der CRT 26 berührt, dann wird das Menu, das die Einstellbilder der Kartenauswahl und eine augenblickliche Position anzeigt, auf dem Bildschirm 26a anzeigt, wie in Fig. 7 dargestellt ist. Dann werden, welches der Einstellbilder auch berührt wird, Einstellbilder für die Vergrößerung und Verkleinerung, die nicht dargesellt sind, für die Wahl einer Kartenart auf dem Bildschirm 26a angezeigt, nachdem zunächst geschaltet wurde.

Wenn nun das Einstellbild für die Vergrößerung berührt wird, wird die Karteninformation von dem CD-ROM-Speicher 25a abge­ rufen, und eine Großbereichskarte TA einschließlich der augenblicklichen Position des Kraftfahrzeuges werden auf dem Bildschirm 26a angezeigt, wie in Fig. 17a dargestellt ist. Dann werden die Fahrstreckendaten von der Speichertafel MA und die Bilddaten von dem RAM-Anzeigespeicher 10 abgerufen, und die Markierung M für die augenblickliche Position und die Fahrstrecke K werden auf der Karte TA auf dem Bildschirm 26a angezeigt. Während die Fahrstrecke K in Form einer Vielzahl von seriellen Punkten angezeigt wird, entspricht der Abstand zwischen ihnen der Großbereichskarte TA.

Wenn dann während der Fahrt des Kraftfahrzeuges hinsichtlich der angezeigten Karte von der Großbereichskarte TA zu der Stan­ dardkarte TB umgeschaltet werden soll, wird der Bediener das Einstellbild für die Vergrößerung berühren. Die Karte TA wird folglich gelöscht, und stattdessen wird nun die Standardkarte TB auf dem Bildschirm 26a der CRT 26 angezeigt, wie in Fig. 17b dargestellt ist. Dann werden die Fahrstreckendaten von der Spei­ chertafel MB abgerufen, und eine Vielzahl von der Standard­ karte TB entsprechenden Punkten wird als Fahrstrecke K auf dem Bildschirm 26a angezeigt.

Wenn es andererseits beabsichtigt ist, die Karte TB durch die Detailkarte TC zu ersetzen, wird das Einstellbild für Verklei­ nerung berührt. Folglich wird die Karte TB gelöscht, und stattdessen wird nun die Detailkarte TC auf dem Bildschirm 26a der CRT 26 angezeigt, wie in Fig. 17c dargestellt ist. Dann werden die Fahrstreckendaten aus der Speichertafel MC abgerufen, und der Detailkarte TC entsprechende Punkte werden als Fahrstrecke K auf dem Bildschirm 26a angezeigt.

Wenn folglich der Fahrer auf die auf dem Bildschirm 26a der CRT 26 angezeigte Karte schaut wobei die Karte einen belie­ bigen vorbestimmten Maßstab haben kann, da der Abstand zwi­ schen den eine Fahrstrecke K kennzeichnenden Punkten der angezeigten Karte entspricht, kann er visuell eine entlang einer Linie einer Straße od. dgl. gekennzeichnete Fahrstrecke unterscheiden.

Es ist festzuhalten, daß, selbst wenn eine auf dem Bildschirm 26a der CRT 26 angezeigte Karte durch eine nächste Karte ersetzt wird, wenn die auf der Karte angezeigte Fahrstrecke K während der Fahrt des Kraftfahrzeuges zu einer Anzeigegrenze auf dem Bildschirm 26a gelangt, da die Ortsdaten in den Spei­ chertafeln MA, MB und MC, wie vorstehend erläutert, unter­ schiedlich gespeichert sind, die Fahrstrecke K automatisch auf der neu angezeigten nächsten Karte angezeigt wird.

Da weiterhin der Abstand zwischen den Punkten auf dem Bild­ schirm 26a der CRT 26 einer festgelegten Zeit für die Speiche­ rung der Positionsdaten entspricht, wird, wenn die Geschwin­ digkeit des Kraftfahrzeuges zunimmt, dann der Abstand zwischen den Punkten vergrößert, aber wenn im Gegenteil die Geschwin­ digkeit abnimmt, dann wird der Abstand verkleinert.

Wie vorstehend erläutert, werden bei der vorliegenden Aus­ führungsform die Positionsdaten (x, y), die von der Nachweis­ einrichtung für die augenblickliche Position entwickelt wur­ den, jeweils entsprechend den drei unterschiedlichen Karten TA, TB und TC mit unterschiedlichen Maßstäben in den Spei­ chertafeln MA, MB und MC gespeichert und dann als Fahrstreckendaten entsprechend der auf dem Bildschirm 26a der CRT 26 anzuzei­ genden Karte abgerufen, und die so abgerufenen Fahrstreckendaten werden als Fahrstrecke K auf der Karte auf dem Bildschirm 26a angezeigt.

Da folglich eine Fahrstrecke mit einem Punktabstand entsprechend der Art der aus einer Großbereichskarte TA, einer Standard­ karte TB und einer Detailkarte TC ausgewählten Karte angezeigt werden kann, kann der Fahrer visuell die Fahrstrecke des Kraft­ fahrzeuges richtig unterscheiden. Selbst wenn außerdem die angezeigte Karte nacheinander gegen benachbarte Karten aus­ gewechselt wird, wird, da die Fahrstreckendaten stets gespeichert sind, die Fahrstrecke automatisch auf der neu angezeigten näch­ sten Karte angezeigt. Selbst wenn folglich eine angezeigte Karte durch eine nächste Karte ersetzt wird, besteht, wenn die Fahrstrecke K eine Anzeigegrenze auf dem Bildschirm 26a der CRT 26 erreicht, keine Notwendigkeit, einen neuen Ausgangspunkt auf dem Bildschirm der nächsten Karte festsetzen zu müssen.

Claims (5)

1. Navigationssystem für ein Fahrzeug, mit folgenden Merkmalen:

• - eine Einrichtung zum Speichern von Landkarten, vorzugs­ weise mit unterschiedlichem Maßstab,
• - eine Einrichtung zum Nachweisen des gegenwärtigen Stand­ orts des Fahrzeuges,
• - ein Fahrstreckenspeicher zum Speichern der vom Fahrzeug zurückgelegten Fahrstrecke, gegeben durch die aneinander­ gereihten gegenwärtigen Standorte des Fahrzeugs, und
• - eine Anzeigeeinrichtung mit einem Bildschirm,

wobei eine Betriebsart vorgesehen ist, in welcher die dem gegenwärtigen Standort entsprechende Landkarte, der Standort des Fahrzeugs und die bis zu diesem zurückgelegte Fahr­ strecke gleichzeitig auf dem Bildschirm angezeigt sind,
gekennzeichnet durch

• - eine Schalteinrichtung, in welcher zwischen der genann­ ten, ersten Betriebsart und einer zweiten Betriebsart um­ schaltbar ist, in welcher auf dem Bildschirm nur die Landkarte und der Standort, nicht aber die zurückgelegte Fahrstrecke angezeigt ist.

2. Navigationseinrichtung nach Anspruchh 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der Einrichtung zum Speichern von Landkar­ ten mehrere Landkarten abgespeichert sind, und daß eine von Hand bedienbare Einrichtung vorgesehen ist, um eine der ge­ speicherten Landkarten zur Anzeige auf dem Bildschirm auszu­ wählen.

3. Navigationseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet,

• - daß mehrere Fahrstreckenspeicher vorgesehen sind, in de­ nen die in Zeitintervallen gewonnenen Daten der Standorte jeweils den Maßstäben entsprechend gespeichert sind, und
• - daß eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die zur ange­ zeigten Landkarte des Fahrstreckenspeicher mit dem ent­ sprechenden Maßstab auswählt.

4. Navigationseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine von Hand bedienbare Einrichtung vorgese­ hen ist, um den Maßstab einer anzuzeigenden Landkarte zu bestimmen.