DE4033837C2 - Navigationseinrichtung für ein Fahrzeug - Google Patents
Navigationseinrichtung für ein FahrzeugInfo
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Description
Die Erfindung bildet eine Navigationseinrichtung für ein Fahrzeug weiter, wie
sie in der EP 03 12 361 A1 beschrieben ist.
Eine solche Navigationseinrichtung
ist im allgemeinen so aufgebaut, daß
eine Karte der Gesamtheit eines Landes oder eine Vielzahl von
unterteilten Regionalkarten als Karteninformation in Karten
speichermitteln gespeichert werden, und diese Karteninforma
tionen werden entsprechend dem Befehl eines Bedieners abge
rufen und auf einer Anzeigeeinheit, wie einer Kathodenstrahl
röhre, angezeigt, um den Bediener mit einer Karte für die
Fahrt zu versehen.
Weiterhin wird die augenblickliche Position des Fahrzeuges
durch Berechnung auf der Grundlage von Nachweissignalen von
einem Abstandssensor zum Nachweis des von dem Fahrzeug zu
rückgelegten Weges und von einem Richtungssensor zum Nachweis
der Fahrtrichtung des Fahrzeuges ermittelt, und eine Dreiecks
markierung, die die augenblickliche Position des Fahrzeuges
kennzeichnet, und eine Vielzahl von seriellen Punkten, die den
Fahrtort kennzeichnen, werden auf einer Karte angezeigt, die
auf der Anzeigeeinheit angezeigt wird, so daß die Position des
Fahrzeuges auf der Karte auf dem Bildschirm visuell unter
schieden werden kann. Ein solches Navigationssystem ist
beispielsweise in der japanischen Offenlegungsschrift
53 711/1983 und der japanischen Patentveröffentlichung
39 800/1984 beschrieben. Ein weiteres Navigationssystem ist
beispielsweise auch aus der japanischen Offenlegungsschrift
1 65 511/1985 bekannt und offenbart, welche Mittel zum Wieder
auffinden der Anwesenheit oder Abwesenheit einer anderen
besonderen Karte oder Mittel (eine Rolltaste) zum Umschalten,
von einer auf einem Bildschirm angezeigten Karte zu einer
anderen besonderen, mit dieser angezeigten Karte verwandten
Karte umfaßt.
Bei den herkömmlichen vorstehend genannten Systemen wird nach
dem Starten des Fahrzeuges eine Straßenkarte wiederaufgefunden
und auf dem Bildschirm angezeigt, die die augenblickliche
Position des Fahrzeuges anzeigt. Wenn dann beabsichtigt ist,
von der angezeigten Karte umzuschalten, wird der Bediener eine
der Cursor-Tasten drücken, und entsprechend der Cursor-Taste
wird eine weitere, der angezeigten Karte der augenblicklichen
Position benachbarte Karte wiederaufgefunden. Somit wird die
nächste, der angezeigten Karte in einer Richtung, die durch
den Bediener der Cursor-Taste bestimmt wird, verwandte Karte
geladen und auf dem Bildschirm angezeigt.
Während bei einer Einrichtung der vorstehend beschriebenen Art eine
Karte, die der Bediener zu sehen wünscht, entsprechend der
Anforderung durch den Bediener angezeigt werden kann, wird
jedoch, wenn von der angezeigten Karte umgeschaltet wird, eine
Markierung, die die augenblickliche Position des Fahrzeuges
kennzeichnet, in welches die Einrichtung eingebaut ist, zusammen
mit der Karte mitbewegt. Folglich ist es hier möglich, daß,
wenn die ursprüngliche Karte wiederhergestellt wird, der
Bediener die Position des Fahrzeuges aus der Sicht verlieren
und die augenblickliche Position auf der Karte nicht auffinden
kann. Wenn folglich der Bediener sich in einem unbekannten
oder nicht vertrauten Gebiet befindet, kann er sich verfahren.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Naviga
tionseinrichtung für ein Fahrzeug, bei dem
eine auf einem Bildschirm anzuzeigende Karte in übereinstim
mung mit der Anforderung eines Bedieners frei gewählt werden
kann, und wenn eine anfänglich angezeigte Karte wiederherge
stellt wird, der Bediener die augenblickliche Position des Fahrzeugs
leichter ermitteln kann, als die bisher der Fall war.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs gelöst.
Wenn bei der Navigationseinrichtung die Rolleinrichtung in
geeigneter Weise betrieben wird, wenn ein Bediener eine der
auf dem Bildschirm der Anzeigeeinheit angezeigten Karte
benachbarte Karte zu sehen wünscht, dann kann die auf dem
Bildschirm angezeigte Karte in geeigneter Weise zusammen mit
der Markierung für die augenblickliche Position gerollt
werden, so daß der Bediener die gewünschte Karte sehen kann.
Inzwischen wird die Positionskorrekturmarkierung für die
augenblickliche Positionsmarkierung zusätzlich im wesentlichen
in der Mitte des Bildschirms angezeigt. Wenn dann die
Rücksprungeinrichtung betrieben wird, nachdem die gewünschte
Karte betrachtet worden ist, wird die ursprüngliche Karte, die
nach dem Starten des Rollvorganges auf dem Bildschirm der
Anzeigeeinheit angezeigt worden ist, wiederaufgefunden und auf
dem Bildschirm angezeigt, und die Markierung der augenblickli
chen Position wird ebenfalls im wesentlichen in der Mitte der
so wiederaufgefundenen Karte angezeigt. Somit werden solche
Schwierigkeiten ausgeschaltet, daß die augenblickliche Posi
tion des Fahrzeugs fehlt. Weiterhin kann dadurch,
daß die Korrektureinrichtung für die Markierung der augenblick
lichen Position betrieben werden, eine Verschiebung der Mar
kierung der augenblicklichen Position, die auf der Karte
angezeigt wird, aus der Position heraus kompensiert werden, so
daß die augenblickliche Position auf der Karte und die tat
sächliche augenblickliche Position des Fahrzeug
korrekt miteinander übereinstimmen können.
Die
Erfindung wird aus der nachfolgenden Beschreibung in
Zusammenhang mit der beigefügten Zeichnung verdeutlicht.
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 Prinzipskizzen;
Fig. 4 ist ein Ablaufdiagramm, das den Rechenprozeß des
Hauptprogramms eines Steuerabschnitts der Navigationseinrichtung
nach Fig. 1 erläutert;
Fig. 5 bis 7 sind schematische Darstellungen, die unterschied
liche auf einem Bildschirm nach Fig. 2
angezeigte Menus zeigen;
Fig. 8 ist ein Ablaufdiagramm, das den Rechenprozeß bei
Schritt S16 des Hauptprogramms für die Navigation erläutert;
Fig. 9 ist ein Ablaufdiagramm, das den externen Unterbre
chungs-Rechenprozeß auf der Grundlage eines Abstandsimpulses
von dem Abstandssensor der Navigationseinrichtung nach Fig. 1
erläutert;
Fig. 10 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Zeitgeber-Unter
brechungs-Rechenprogramm auf der Grundlage eines Abstands
impulses von dem Abstandssensor und eines Signals von dem
Richtungssensor der Navigationseinrichtung nach Fig. 1 erläutert;
Fig. 11 ist eine schematische Ansicht, die Funktionstasten
bilder erläutert, die auf dem Bildschirm
nach Fig. 2 angezeigt werden;
Fig. 12 ist ein Ablaufdiagramm, das den detaillierten
Rechenprozeß einer Karte und ein auf dem Bildschirm
nach Fig. 2 anzuzeigendes Funktionstastenbild
erläutert; und
Fig. 13a bis 13e sind schematische Ansichten, die die Ver
schiebung einer Karte und einer Markierung der augenblickli
chen Position erläutern, die auf dem Bildschirm
nach Fig. 2 angezeigt werden.
In Fig. 1 wird zunächst die insgesamte Bauweise einer Navi
gationseinrichttung für ein Fahrzeug gezeigt.
Die Navigationseinrichtung
umfaßt eine Steuereinrichtung 1 einschließlich drei Ein
gangs-/Ausgangs-Schnittflächenkreisen 2, 3 und 4, einem
Eingangskanal 5, einem Ausgangskanal 6, einer zentralen
Rechnereinheit (CPU) 7, einem Regler 9 für eine Kathoden
strahlröhre (CRT) und einem Paar RAM-Speicher 8 und 10
(Speicher mit wahlfreiem Zugriff). Die Steuereinrichtung 1
arbeitet mit Konstantstrom, der von einer nicht dargestellten
Autobatterie geliefert wird, mit Hilfe einer Konstantstrom
quelle oder eines Konstantspannungskreises, die nicht darge
stellt sind, zur Steuerung verschiedener mit der Steuerein
richtung 1 verbundener Einrichtungen.
Mit dem ersten Eingangs-/Ausgangs-Schnittstellenkreis 2 sind
acht Funktionsschalter verbunden, einschließlich eines Wahl
schalters SW1 für den Navigationsmodus für die Navigation der
Fahrt eines Fahrzeuges, eines Verkehrsinformations-Wahlschal
ters SW2 für den Modus zum Empfangen von Verkehrsinformationen
des Rundfunks, eines Wahlschalters SW3 für den Modus eines
drahtlosen Autotelefons, eines Klimaanlage-Wahlschalters SW4
für den Modus der Klimatisierung des Innenraums des Fahrzeuges
und eines Video-/Audio-Schalters zum Betreiben von
Video-/Audio-Quellen, einschließlich eines Televisionsschal
ters SW5, eines Radioschalters SW6, eines Schalters SW7 für
einen Kassettenrecorder und eines Schalters SW8 für ein
Compact-Disk-(CD)-Gerät. Die Modus-Funktionsschalter SW1 bis
SW8 befinden sich auf der Frontkonsole 26b einer Anzeige
einheit oder Kathodenstrahlröhre (CRT) 26, wie in Fig. 2
gezeigt ist, und wenn einer der Funktionsschalter SW1 bis SW8
selektiv betrieben wird, wird die entsprechende Funktion
betriebsbereit gemacht.
Der erste Eingangs-/Ausgangs-Schnittstellenkreis 2 ist
weiterhin mit einer GPS-Einrichtung (Satellitnavigation) 19
zum Empfang von Radiowellen von einem künstlichen Satelliten
mittels einer Antenne 19a und zum Bestätigen und Bestimmen
einer augenblicklichen Position, der Fahrtgeschwindigkeit usw.
des Kraftfahrzeuges auf der Grundlage solcher empfangener
Radiowellen und einem Richtungssensor 20 verbunden, der den
Erdmagnetismus in eine Komponente in Fortbewegungsrichtung des
Fahrzeuges und eine weitere Komponente in einer zu der Fort
bewegungsrichtung senkrechten Richtung zerlegt mit Hilfe eines
Erdmagnetismusdetektors von der Art einer induktiven Meßsonde
od. dgl., der auf das Fahrzeug montiert ist und ein Signal
entsprechend solcher Komponenten, wie die Fahrzeugfortbewe
gungsrichtung R, ausgibt.
Der zweite Eingangs-/Ausgangs-Schnittstellenkreis 3 ist ver
bunden mit einem Abstandssensor 21 zum Nachweis der Drehung
der Räder des Fahrzeuges mittels eines elektromagnetischen
Aufnehmers, einem Anschlußschalter od. dgl., der ein Impuls
signal ausgibt, welches proportional zu der Drehgeschwindig
keit der Räder größer wird. Es ist festzuhalten, daß die
Mittel zum Nachweisen der augenblicklichen Position zum
Erhalten von Daten der augenblicklichen Position des Fahr
zeuges und von Daten des Fahrtortes des Fahrzeuges durch den
Richtungssensor 20 und den Abstandssensor 21 gebildet werden.
Der dritte Eingangs-/Ausgangs-Schnittstellenkreis 4 ist
verbunden mit Video-/Audio-Geräten, wie einem Televisions-
Tuner 22, einem Radio-Tuner 23, einem Kassettendeck 24 und
einem CD-Deck 25. Ein CD-ROM-Speicher (Festwertspeicher) 25a,
der als Kartenspeichereinrichtung dient, ist auf dem CD-Deck
25 vorgesehen, und wenn der Navigationsmodus-Wahlschalter SW1
selektiv betrieben wird, werden Informationen über verschie
dene Karten, Liniendaten usw., die nachstehend noch erläutert
werden, von dem CD-ROM-Speicher 25a abgerufen, so daß sie auf
der CRT 26 angezeigt werden können.
Es ist zu bemerken, daß als vorstehend erwähnter CD-ROM-
Speicher 25a ein Karteninformationsspeicher angewendet wird,
wie er in NIKKEI ELECTRONICS, No. 434, 16. November 1987,
beschrieben ist, und Karteninformationen einschließlich einer
Karte für das gesamte Land, Distriktkarten, Regionalkarten und
Karten von Bereichen werden als Vektordaten in dem Speicher
abgespeichert. Bei der vorliegenden Ausführungsform umfaßt die
Karteninformation außerdem drei Arten von Karten, nämlich von
Großbereichskarten, Standardkarten und Detailkarten mit
unterschiedlichen Maßstäben, und solche Karteninformationen
für die drei unterschiedliche Kartenarten sind in der Weise
gespeichert, daß sie einen gemeinsamen Bereich abdecken.
Es ist auch festzuhalten, daß jede der vorstehend erwähnten
Bereichskarten in vier Abschnitte entsprechend den vier
Quadranten des Bildschirms 26a der CRT 26 aufgeteilt ist, und
Daten dieser vier Kartenblöcke, die den Umbruch zu einer
Teilkarte bewirken, werden nacheinander als Karteninforma
tionen in dem CD-ROM-Speicher 25a gespeichert, so daß viermal
ein Kartenblock, der Teil des Teilblockes ist, den Hintergrund
auf dem Bildschirm 26a abgeben kann. Weiterhin werden Linien,
die verschiedene Punkte auf jeder Bereichskarte verbinden,
beispielsweise Linien, die Straßen, Flüsse, Brücken usw.
kennzeichnen, aufgeteilt als Liniendaten gespeichert, während
Zeichendaten von Buchstaben, Symbolen usw. ebenso wie Service
daten von Hotels, Golfplätzen usw. als Servicesymbole in dem
CD-ROM-Speicher 25a gespeichert werden. Was sodann besondere
Einzelheiten, wie Straßen, Flüsse und Brücken angeht, so
werden diese jeweils in Form eines Farbcodes gespeichert, der
für eine Vielzahl von Farben repräsentativ ist, um ihre
Anzeige in verschiedenen Farben zu ermöglichen. Um weiterhin
zu ermöglichen, daß jede dieser Einzelheiten eine andere Farbe
als der Farbcode hat, sind in dem CD-ROM-Speicher 25a eine
Vielzahl von Speichertafeln in Form von Farbcodes für eine
große Anzahl von Farbpaletten gespeichert. Außerdem sind
Punktdaten zum Schattieren des Bildschirms 26a und Punktdaten
zum Schattieren auch eines Bereiches des Bildschirms 26a
gespeichert, in welchem ein Bild (icon), das als Tastbild
dient, ebenfalls in dem CD-ROM-Speicher 25a gespeichert ist.
Die CPU 7 steuert den Betrieb der Video-/Audio-Geräte ent
sprechend einer selektiven Bedienung der Funktionsschalter SW1
bis SW8, ruft Karteninformation u. dgl. von dem CD-ROM-Spei
cher 25a ab und liefert ein Steuersignal zu der CRT 26, damit
die so abgerufenen Kartendaten auf dem Bildschirm 26a der CRT
26 angezeigt werden. Weiterhin empfängt die CPU 7 ein Impuls
signal von dem Abstandssensor 21, ein GPS-Signal von der GPS-
Einrichtung 19 und Digitalsignale von x- und y-Richtungs
komponenten von dem Richtungssensor 20, sämtlich mittels eines
Unterbrechungskreises (IRT) 7a, führt Rechenprozesse aus, um
die augenblickliche Position aufzufinden, die in Fahrtort
informationen enthalten ist, und gibt ein Anzeigesignal aus.
Weiterhin wird die augenblickliche Position nach jedem vor
bestimmten Zeitintervall gespeichert, um einen Fahrtort zu
erhalten, der ebenfalls in Fahrtortinformationen enthalten
ist.
Der RAM-Speicher 8 dient als temporäre Speichereinrichtung und
wird normalerweise von einer Autobatterie gespeist
so daß, wie in Fig. 3a gezeigt, die von dem CD-ROM-
Speicher 25a bei einem Schritt abgerufenen Daten, wenn der
Rechenprozeß von der CPU 7 ausgeführt wird, in dem RAM
Speicher 8 temporär gespeichert und gehalten werden können,
wie in Fig. 3b gezeigt. Wenn dann die Karteninformationen von
dem RAM-Speicher 8 abgerufen werden, werden auch Liniendaten
als Teil solcher Karteninformationen abgerufen, und wenn eine
gewünschte Karte ausgewählt wird, sind Daten herausgenommen,
so daß sich verschiedene Linien bei der Karte
überlappen. Es ist festzuhalten, daß Karteninformationen in
dem RAM-Speicher 8 in der Weise gespeichert werden, daß sich
die Koordinaten (xO, yO) einer augenblicklichen Position, die
in einer ersten Speichertafel des CD-ROM-Speichers 25a gespei
chert sind, mit der Mitte des Bildschirms 26a überschneiden
können, und wenn die Daten der augenblicklichen Position
abgerufen werden, dann werden sie als Markierung M der
augenblicklichen Position in der Mitte des Bildschirms 26a
angezeigt. Weiterhin umfaßt der RAM-Speicher 8 eine Speicher
tafel für die Speicherung von Positionsdaten, um die Anzeige
eines Fahrtortes auf dem Bildschirm 26a der CRT 26 zu ermög
lichen, und bei der vorliegenden Ausführungsform umfaßt der
RAM-Speicher 8 eine Vielzahl von Speichertafeln, die eine
endlose Schlinge für Karteninformationen der in dem CD-ROM-
Speicher 25a gespeicherten einzelnen Karten mit unterschied
lichen Maßstäben bilden.
Der CRT-Regler 9 dient als Informationsanzeigemittel und ist
so ausgestattet, daß er einen Befehl zur Ausgabe eines Anzei
gesignals für die CPU 7 empfangen, Fahrtortinformationen in
den RAM-Anzeigespeicher 10 entwickeln und ein Videosignal und
ein Synchronisationssignal ausgeben kann, um die in dem RAM-
Speicher 10 gespeicherten Kartendaten, Zeichendaten, Fahrtort
informationen usw. zu veranlassen, auf dem CRT 26 angezeigt zu
werden. Es ist festzuhalten, die CPU 7 Teilkarteninformationen
solcher vier Kartenblöcke, wie vorstehend beschrieben, die in
dem CD-ROM-Speicher 25a gespeichert sind, und Informationen
von einer der ebenfalls in dem CD-ROM-Speicher 25a gespei
cherten Groß-, Standard- oder Detailkarten, die dem vorbe
stimmten Maßstab entspricht, und Fahrtortinformationen, die
den Karteninformationen von einer Speichertafel des RAM-
Speichers 8 entsprechen, abruft und veranlaßt, daß ein Fahrt
ort überlappend auf einer Linie auf der Karte angezeigt wird.
In dem RAM-Anzeigespeicher 10 sind außerdem zusätzliche
Informationen gespeichert, wie eine Kartennummer, die Maß
stabart usw., Daten von Bildern, die zur Anzeige von Opera
tionstasten zum Antreiben der verschiedenen Geräte, wie
vorstehend erläutert, als Tastschalter auf dem Bildschirm 26a
der CRT 26 verwendet werden. Die Bilddaten umfassen die Daten
der Markierung M einer augenblicklichen Position (s. Fig. 3e),
welche als Dreieck auf dem Bildschirm 26a der CRT 26 angezeigt
wird, ein Ortsanzeigebild, das zu einem ersten Modus zur An
zeige des Fahrtortes in Form einer Vielzahl von seriellen
Punkten gehört, und ein Orts-Nichtanzeigebild, das zu einem
zweiten Modus zum Löschen eines angezeigten Fahrtortes von dem
Bildschirm 26a der CRT 26 gehört, und diese Bilddaten sind als
Schaltermittel zum Eingeben eines Schaltersignals zu der
CPU 7, d.h. als Tastschalter, in dem RAM-Anzeigespeicher 10
gespeichert. In dem RAM-Anzeigespeicher 10 sind außerdem vier
Rolltastenbilder S1 bis S4, die eine Kartenrolleinrichtung zum
willkürlichen Rollen einer auf dem Bildschirm 26a der CRT 26
angezeigten Karte bilden, eine Positionskorrekturmarkierung
MO, die als Anzeigemittel für die Korrektur der Positions
markierung zur Korrektur der auf dem Bildschirm 26a ange
zeigten Positionsmarkierung M der augenblicklichen Position
dient, ein Rücksprungsbild R1, das als Kartenrücksprungmittel
zum Zurückspringen einer gerollten Karte zu ihrer anfänglichen
Position dient, ein Korrekturbild R2, das als Korrekturmittel
der augenblicklichen Positionsmarkierung dient, um nach Ver
schiebung der augenblicklichen Positionsmarkierung M auf die
Position der Positionskorrekturmarkierung MO verschoben zu
werden, usw. gespeichert. Außerdem sind auch Vergrößerungs
und Verkleinerungsbilder für die Auswahl des Maßstabes einer
Karte usw. in dem RAM-Anzeigespeicher 10 gespeichert, wenn
dies auch nicht dargestellt ist.
Die CRT 26 zeigt eine Karte eines besonderen Abschnittes,
einen Fahrtort, eine augenblickliche Position usw. in Farbe an
entsprechend einem Videosignal und einem Synchronisationssig
nal von dem CRT-Regler 9. Außerdem werden zahlreiche Opera
tionstasten eines Tastschalterabschnittes, die nachstehend
erläutert werden, in einem vorbestimmten Tastbereich der
CRT 26 angezeigt, und wenn der Televisionsschalter SW5 ge
drückt wird, um den Televisions-Tuner 22 einzuschalten, dann
kann ein Fernsehbild auf der CRT 26 angezeigt werden.
Ein Paar lichtaussendender Einrichtungen 27 und 29 sind mit
der CPU 7 mittels eines Ausgangskanals 6 verbunden, während
ein Paar lichtaufnehmender Einrichtungen 28 und 30 mit der
CPU 7 mittels eines Eingangskanals 5 verbunden ist, und die
lichtaussendenden und lichtaufnehmenden Einrichtungen 27 bis
30 sind auf einem inneren Rahmen auf der Oberfläche der CRT 26
vorgesehen, so daß die lichtaussendenden Einrichtungen 27 und
29 den lichtaufnehmenden Elementen 28 und 30 jeweils gegen
überliegen, um einen Tastkonsolenabschnitt für Tastschalter zu
bilden. Es ist festzuhalten, daß der Tastkonsolenabschnitt in
der Weise ausgebildet ist, daß er, obwohl nicht dargestellt,
in eine große Anzahl von Tastbereichen in horizontalen und
vertikalen Richtungen aufgeteilt ist, und wenn ein bestimmter
der Tastbereiche von einem Bediener berührt wird, werden
Infrarotstrahlen, die durch den bestimmten Bereich in hori
zontalen und vertikalen Richtungen hindurchgehen, unter
brochen, um so ein Antriebssignal zu erzeugen, das verschie
dene Befehle gibt. Wenn insbesondere der Bildschirm 26a der
CRT 26 durch einen Bediener berührt wird, werden ein oder
mehrere geeignete Operationsbilder auf dem Bildschirm 26a
angezeigt, und wenn dann eines dieser Bilder berührt wird,
dann kann entsprechend das Starten oder Stoppen des Betriebs
einer Einrichtung eingestellt oder eine Zeit, ein Zahlenwert
od. dgl. eingestellt werden.
Der Betrieb der Navigationseinrichtung für ein Fahrzeug,
die die vorstehend erläuterte Bauweise hat, wird
nachfolgend unter Bezugnahme auf die Ablaufdiagramme der Fig.
4 und 8 bis 10 erläutert.
Wenn die nicht dargestellte Zündung eines Kraftfahrzeuges
eingeschaltet wird, um das Kraftfahrzeug zu starten, wird von
einer nichtdargestellten Autobatterie elektrische Energie
zugeführt, so daß die elektrischen Systeme des Kraftfahrzeuges
betriebsbereit werden. Daraufhin wird auch mittels der Kon
stantstromquelle die CPU 7 des Steuerabschnitts 1 betriebs
bereit und beginnt ihren Betrieb entsprechend dem Ablauf
diagramm der Fig. 4. Gemäß dieser Fig. 4 initialisiert sich
die CPU 7 zunächst bei Schritt S11 selbst und wiederholt dann
den in dem Hauptprogramm von Fig. 4 dargestellten Rechenprozeß
für jede Periode von einigen 10 Millisekunden od. dgl. Insbe
sondere wird bei Schritt S12 die Bearbeitung der Funktions
tasten ausgeführt, d.h. es wird auf die Schalter SW1 bis SW8
zugegriffen, und dann wird bei Schritt S13 die Eingabe
bearbeitung der Tastschalter ausgeführt, d. h. es wird auf die
lichtaussendenden und lichtaufnehmenden Einrichtungen 27 bis
30 der CRT 26 zugegriffen. Wenn dann bei Schritt S14 ent
schieden wird, daß der Bediener einen der Moduswahlschalter,
beispielsweise den Radioschalter SW6 oder den Schalter SW4 für
die Klimaanlage, drückt, wird ein Bild für den Radiomodus, wie
in Fig. 5 gezeigt, oder ein Bild für den Klimaanlagenmodus,
wie in Fig. 6 gezeigt, bei Schritt S15 auf dem Bildschirm 26a
der CRT 26 angezeigt entsprechend dem gedrückten Moduswahl
knopf. Wenn dann durch den Bediener ein Bereich eines Schal
terbildes, das auf einen Anzeigeschirm des so ausgewählten
Modus gegeben wird, berührt wird, dann wird entsprechend einer
gewünschten Einstellung das ausgewählte Gerät in Betrieb
gesetzt. Während des Betriebs des ausgewählten Gerätes nach
der Auswahl durch Berühren des Bereiches schreitet die
Steuerfolge zu Schritt S16 fort, bei dem die CPU 7 den
Rechenprozeß der augenblicklichen Position usw. ausführt.
Danach kehrt die Steuerfolge zu Schritt S12 zurück, um die
Operationsfolge, wie sie vorstehend beschrieben ist, zu
wiederholen.
Einzelheiten des Betriebs bei Stufe S16 sind in Fig. 8 darge
stellt. Gemäß dieser Fig. 8 wird zunächst bei Schritt S21
durch den Abstandssensor 21 der zurückgelegte Weg des Fahr
zeuges nachgewiesen. Dann wird bei Schritt S22 die Berechnung
der augenblicklichen Position ausgeführt, und bei Schritt S23
werden die durch diese Berechnung erhaltenen augenblicklichen
Positionsdaten als Fahrtortdaten nacheinander in dem RAM-
Speicher 8 temporär gespeichert.
Folglich können auf diese Weise nach dem Starten des Kraft
fahrzeuges Fahrtortinformationen, wie der zurückgelegte Weg
und der Fahrtort zu der augenblicklichen Position, erhalten
werden.
Während der Rechenprozeß zum Ermitteln der augenblicklichen
Position usw. des Fahrzeuges, wie soeben beschrieben, wie bei
Schritt S16 bei der Bearbeitung des in Fig. 4 gezeigten
Hauptprogramms ausgeführt werden kann, wird vorzugsweise die
augenblickliche Position des Fahrzeuges periodisch in be
stimmten Zeitintervallen entsprechend der augenblicklichen
Geschwindigkeit des Fahrzeuges ermittelt, um die augenblick
liche Position mit geeigneter Genauigkeit nachzuweisen. Zu
diesem Zweck wird ein solcher Rechenprozeß in Unterbrechungs
bearbeitung ausgeführt.
In Fig. 9 ist ein externes Unterbrechungsprogramm dargestellt.
Dies bedeutet im einzelen, daß, nachdem das Kraftfahrzeug
gestartet worden ist, von dem Abstandssensor 21 nacheinander
ein Impulssignal entwickelt und über den Unterbrechungskreis
7a zu der CPU 7 übertragen wird. Entsprechend einem solchen
Impulssignal wird das in Fig. 9 dargestellte Programm einge
geben. Bei diesem Programm wird bei Schritt S31 eine Impuls
zahl CP durch die CPU 7 um eins inkrementiert, um einen
zurückgelegten Weg zu der augenblicklichen Position zu
erhalten. Selbstverständlich erhöht sich das Verhältnis der
Vergrößerung dieser Impulszahl CP proportional zu der
Geschwindigkeit des Fahrzeuges.
Während dann das Kraftfahrzeug fährt, wird ein weiteres
Unterbrechungsbearbeitungsprogramm, wie es in dem Ablauf
diagramm der Fig. 10 gezeigt ist, in bestimmten Zeitinter
vallen, beispielsweise 1 Sekunde, ausgeführt, d. h. unabhängig
von der Geschwindigkeit des Fahrzeuges. Bezugnehmend auf Fig.
10 wird zunächst bei Schritt S41 auf eine bei Schritt S31 des
Programms nach Fig. 9 erhaltene Impulszahl CP zugegriffen.
Dann wird bei Schritt S42 die Impulszahl CP mit der Weg
streckeneinheit d, beispielsweise 39,25 cm, multipliziert, um
die Wegstrecke D für eine festgelegte Zeitdauer zu ermitteln.
Dann wird bei Schritt S43 die Richtung R von dem Richtungs
sensor 20 abgerufen. Anschließend wird bei Schritt S44 die
Position des Fahrzeuges aus einem zweidimensionalen Koordi
natensystem durch die folgenden Ausdrücke aus der Richtung R
und der bei Schritt S42 berechneten Wegstrecke D errechnet:
Δx = D×cosR,
Δy = D×sinR.
Δy = D×sinR.
Danach wird bei Schritt S45 die augenblickliche Position
(x, y) des Fahrzeuges entsprechend den folgenden Ausdrücken
aus den bei Schritt S45 berechneten Koordinaten (Δx, Δy) und
den Koordinaten (xo, yo) des Ausgangspunktes berechnet:
xn+1←xn+Δx,
yn+1←yn+Δy.
yn+1←yn+Δy.
Als Ergebnis wird die Wegstrecke D zu der augenblicklichen
Position, die sich jeden Moment ändert, erhalten, während nach
jedem festgelegten Zeitintervall die geographische Breite und
Länge ermittelt werden, um die augenblickliche Position (x, y)
kennenzulernen. Es ist festzuhalten, daß die Daten der augen
blicklichen Position (x, y) zu dem RAM-Speicher 8 übertragen
und temporär in diesem gespeichert werden, während nacheinan
der die ältesten in dem RAM-Speicher 8 gespeicherten Daten auf
endlose Weise
gelöscht werden. Selbst wenn
weiterhin die Fahrt des Kraftfahrzeuges gestoppt und die
Zündung ausgeschaltet wird, bleiben die Daten der augenblick
lichen Position (x, y) und der Wegstrecke D in dem RAM-
Speicher 8 erhalten.
Anschließend wird bei Schritt S46 die Impulszahl CP auf Null
gestellt. Dann wird bei Schritt S47 ein GPS-Signal von der
GPS-Einrichtung 9 empfangen, und der Rechenprozeß für die
Ausführung des GPS-Prozesses wird ausgeführt. Als Ergebnis
werden absolute Werte der geographischen Länge und Breite für
jeden festgelegten Zeitraum, beispielsweise für jede Sekunde,
ermittelt, und folglich kann eine Korrektur der Fahrtort
informationen erzielt werden.
Wenn übrigens das Fahrzeug gestartet wird, wird zunächst der
Navigationsmodus-Wahlschalter SW1 gedrückt. Anschließend wird
das Unterprogramm bei Schritt S15 des Ablaufdiagramms nach
Fig. 4 gestartet. Bei dem Navigationsunterprogramm werden
zunächst Einstellbilder für die Kartenauswahl und die augen
blickliche Position als Menu auf dem Bildschirm 26a der CRT 26
angezeigt, wie in Fig. 7 gezeigt ist. Wenn dann das Einstell
bild für die augenblickliche Position von dem Bediener berührt
wird, dann wird ein Teil der Detailkarteninformationen von dem
CD-ROM-Speicher 25a abgerufen und in dem RAM-Speicher 8 tempo
rär gespeichert, während sie auch zu der CRT 26 übertragen
werden. Folglich werden vier Kartenblöcke, die eine Teilkarte
entsprechend dem Teil der Informationen ausmachen, auf dem
Bildschirm 26a der CRT 26 angezeigt, so daß, wie in Fig. 13a
gezeigt, die augenblickliche Position angezeigt wird. Dann
werden die in dem RAM-Speicher 8 temporär gespeicherten
Positionsdaten abgerufen und auf die CRT 26 übertragen, und
infolgedessen wird die Markierung M für die augenblickliche
Position in der Mitte des Bildschirms 26a der CRT 26 ange
zeigt. Als Ergebnis ist es möglich, die auf dem Bildschirm
angezeigte Karte 26a zu verschieben oder zu rollen od. dgl.,
und der Rechenprozeß wird entsprechend dem in Fig. 12
gezeigten Ablaufdiagramm ausgeführt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 12, die einen Teil des Navigations
unterprogramms bei Schritt 15 der Fig. 4 zeigt, wird zunächst
bei Schritt S51 entschieden, ob der Bediener irgendeinen Teil
des Bildschirms 26a der CRT 26 berührt oder nicht. Falls kein
Berührungsvorgang ermittelt wird, kehrt die Steuerfolge zu dem
ursprünglichen Schritt zurück, bei dem das vorliegende Unter
programm eingegeben worden ist, d. h. zu Schritt S15 von Fig.
4, noch genauer zu dem nächsten Schritt S16. Wenn andererseits
bei Schritt S51 ein Berührungsvorgang ermittelt wird, dann
werden die Bilder der Funktionstasten einschließlich der Roll
tasten S1 bis S4, der Positionskorrekturmarkierung MO, des
Rücksprungbildes R1 und des Korrekturbildes R2 bei Schritt S52
auf der Karte überlappend auf dem Bildschirm 26a angezeigt,
wie in Fig. 13b gezeigt ist.
Anschließend wird bei Schritt S53 abgewartet, daß eine der
Funktionen durch Berühren des Bildes für seine Funktionstaste
ausgewählt wird. Wenn es insbesondere beabsichtigt ist, die
Karte in Vorwärtsrichtung des Kraftfahrzeuges zu betrachten,
wird der Fahrer die rechtsseitige Rolltaste S1 unter den vier
Rolltasten S1 bis S4, die auf dem Bildschirm 26a der CRT 26
angezeigt werden, drücken, weil das Fahrzeug sich in Richtung
nach rechts auf der auf dem Bildschirm 26a in Fig. 13b ange
zeigten Karte bewegt. Dieses Drücken der Rolltaste S1 wird bei
Schritt S53 diskriminiert, und die Steuerfolge schreitet so zu
Schritt S56 fort, bei dem die erforderlichen Karteninformatio
nen von dem CD-ROM-Speicher 25a abgerufen werden. Dann wird
bei Schritt S56 die in Fig. 13b angezeigte Karte nach links
verschoben oder gerollt. Inzwischen werden auch die Positions
daten entsprechend der so gerollten Karte von dem RAM-Speicher
8 abgerufen, und folglich wird die augenblickliche Positions
markierung M zusammen mit der Karte verschoben, wie in Fig.
13c zu sehen ist. Danach kehrt die Steuerfolge zu Schritt S53
zurück. Infolgedessen wird dieses Rollen der Karte und der
augenblicklichen Positionsmarkierung M auf dem Bildschirm 26a
der CRT 26 bei Schritt 56, wie soeben erläutert, wiederholt,
während der Bildschirm 26a fortgesetzt durch den Fahrer
berührt wird. Während das Rollen fortgesetzt wird, wird die
augenblickliche Positionsmarkierung M nicht auf dem Bildschirm
26a des CRT 26 angezeigt. Es ist festzuhalten, daß, selbst
wenn die angezeigte Karze und die augenblickliche Positions
markierung M gerollt werden, die Positionskorrekturmarkierung
MO entsprechend ihren Bilddaten fortgesetzt in der Mitte des
Bildschirms 26a der CRT 26 angezeigt wird. Wenn dann der
Fahrer seine Berührung mit der Rolltaste R1 stoppt, wird das
Rollen der Karte gestoppt und danach fortgesetzt auf dem
Bildschirm 26a der CRT 26 angezeigt. Folglich kann der Fahrer
die gewünschte Karte visuell beobachten.
Wenn diese Betrachtung der Karte beendet und eine Rückkehr zu
der ursprünglichen Karte beabsichtigt ist, wird der Bediener
selektiv das Rücksprungbild R1 berühren, das auf dem Bild
schirm 26a der CRT 26 angezeigt wird. Dies wird bei Schritt 53
ermittelt, und somit schreitet die Folge zu Schritt S59 fort,
wo die ursprüngliche Karte, die beim Starten des Rollvorganges
auf dem Bildschirm 26a angezeigt wurde, von dem CD-ROM-Spei
cher 25a abgerufen und auf dem Bildschirm 26a angezeigt wird,
während die augenblicklichen Positionsdaten ebenfalls auf die
CRT 26 übertragen und somit die augenblickliche Position des
Fahrzeuges mit der augenblicklichen Positionsmarkierung M auf
der so angezeigten ursprünglichen Karte angezeigt wird.
Als Ergebnis wird die Markierung M, die die augenblickliche
Position des Fahrzeuges kennzeichnet, richtig auf der Karte
angezeigt, wie aus Fig. 13d gesehen werden kann. Danach werden
bei Schritt S60 die Bilder der Funktionstasten gelöscht, und
der gewöhnliche Bildschirm, der eine Karte und die augenblick
liche Positionsmarkierung zeigt, wird wiederhergestellt, wie
aus Fig. 13d ersichtlich ist. In diesem Fall wird jedoch der
Fahrer die augenblickliche Position des Fahrzeuges nicht aus
der Sicht verlieren, weil die augenblickliche Positionsmarkie
rung M in der vorbestimmten Position verbleibt, d.h. im
wesentlichen in der Mitte des Bildschirms 26a der CRT 26, wie
aus Fig. 13d ersichtlich ist.
Wenn übrigens der Fall eintritt, daß die augenblickliche
Positionsmarkierung M, die die augenblickliche Position des
Fahrzeuges anzeigt, auf der auf der CRT 26 angezeigten Karte,
wie vorstehend erläutert, aus der Position verschoben wird,
wie in der Phantomzeichnung in Fig. 13e gezeigt ist, kann die
Position des Fahrzeuges leicht durch einen einfachen Berüh
rungsvorgang korrigiert werden.
Insbesondere wird der Fahrer das Korrekturbild R2 auf einem
solchen Bildschirm berühren, wie in Fig. 13b gezeigt. Ent
sprechend einer solchen Berührung schreitet die Folge zu
Schritt S63 fort, bei dem die in der Mitte des Bildschirms 26a
angezeigte Positionskorrekturmarkierung MO gelöscht wird und
Positionsdaten von dem RAM-Speicher 8, in dem sie temporär
gespeichert sind, abgerufen und zu der CRT 26 übertragen
werden. Folglich wird die augenblickliche Positionsmarkierung
M verschoben und bei der Position angezeigt, auf der die
Positionskorrekturmarkierung MO angezeigt worden ist. Danach
werden die Bilder der Funktionstasten gelöscht, um bei Schritt
S60 den gewöhnlichen Bildschirm wiederherzustellen. Da jedoch
in diesem Fall die augenblickliche Positionsmarkierung M in
der Mitte des Bildschirmes 26a der CRT 26 verbleibt, wird nun
diese Verschiebung der augenblicklichen Positionsmarkierung
wie vorstehend beschrieben korrigiert, und folglich kann der
Fahrer die Position des Fahrzeuges korrekt auf der angezeigten
Karte visuell beobachten.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung deutlich wird, umfaßt
die Navigationseinrichtung für ein Fahrzeug nach der
vorliegenden Ausführungsform die Rolltasten S1 bis S4 zum
Rollen einer Karte und der augenblicklichen Positionsmarkie
rung M, die in der Mitte des Bildschirms 26a der CRT 26 ange
zeigte Positionskorrekturmarkierung MO zum Korrigieren der
Position der augenblicklichen Positionsmarkierung M, die
Rücksprungmarkierung R1 zum Rückspringen der gerollten Karte
und der augenblicklichen Positionsmarkierung M zu ihrem
ursprünglichen Zustand vor dem Starten eines solchen Roll
vorganges und das Korrekturbild R2 zum Verschieben der
augenblicklichen Positionsmarkierung M zu der Position der
Korrekturmarkierung MO, während die Karte mit Bezug auf den
Bildschirm 26a fixiert ist. Wenn deshalb eine der Rolltasten
S1 bis S4 selektiv berührt wird, dann werden eine Karte und
die augenblickliche Positionsmarkierung M, die auf dem Bild
schirm 26a der CRT 26 angezeigt werden, in einer gewünschten
Richtung gerollt oder verschoben, und dementsprechend kann ein
Fahrer die gewünschte Karte visuell beobachten.
Wenn weiterhin ein Rücksprungbild R1 berührt wird, nachdem die
Betrachtung der Karte beendet ist, dann wird die augenblickli
che Position des Fahrzeuges durch die augenblickliche Posi
tionsmarkierung M auf der Karte, die auf dem Bildschirm 26a
der CRT 26 angezeigt wird, gekennzeichnet. Folglich wird die
die augenblickliche Position des Fahrzeuges kennzeichnende
augenblickliche Positionsmarkierung M genau auf der Karte
angezeigt, und dementsprechend wird der Fahrer die augenblick
liche Position nicht vermissen. Auf diese Weise wird das Pro
blem ausgeschaltet, daß sich der Fahrer in einer unbekannten
oder nichtvertrauten Gegend verfährt.
Wenn andererseits die während der Fahrt des Fahrzeuges auf dem
Bildschirm 26a der CRT 26 angezeigte und die augenblickliche
Position des Fahrzeuges kennzeichnende Markierung M aus der
Position herausgeschoben wird, wenn das auf dem Bildschirm 26
angezeigte Korrekturbild R2 berührt wird, wird die augenblick
liche Positionsmarkierung M zu der Position der Positions
korrekturmarkierung MO verschoben. Folglich kann die augen
blickliche Position des Fahrzeuges korrekt auf der Karte
angezeigt werden, um so die augenblickliche Position zu
kennzeichnen.
Claims (1)
- Navigationseinrichtung für ein Fahrzeug, mit den folgenden Merkma len:
- - ein Kartenspeicher zum Speichern einer Landkarte,
- - eine Einrichtung zum Ermitteln der aktuellen geographischen Fahrzeugposition und zum Auswählen und Zwischenspeichern jenes aktuellen Landkartenausschnitts, der die geographische Zone an zeigt, in deren Mitte sich die Fahrzeugposition befindet,
- - ein Bildschirm zum Anzeigen des aktuellen Landkartenausschnitts und einer Fahrzeugposition-Markierung in dessen Mitte,
- - eine vom Benutzer betätigbare Rolleinrichtung zum Rollen des gerade angezeigten aktuellen Landkartenausschnitts zusammen mit der Fahrzeugpositions-Markierung, um einen benachbarten Landkar tenausschnitt zu zeigen,
- - eine beim Rollen aktivierte Einrichtung zum Anzeigen einer Kor rekturmarkierung in der Bildschirmmitte anstelle der aus der Bildschirmmitte gerollten Fahrzeugpositions-Markierung,
- - eine vom Benutzer betätigbare Rücksprungeinrichtung, um den Landkartenausschnitt wieder anzuzeigen, der gerade aktuell war und angezeigt wurde, als die Rolleinrichtung betätigt wurde, wobei die Korrekturmarkierung in der Bildschirmmitte angezeigt bleibt, und
- - eine vom Benutzer betätigbare Korrektureinrichtung, die den ge rade zwischengespeicherten und somit jetzt aktuellen Landkarten ausschnitt auf dem Bildschirm anzeigt und die Korrekturmarkie rung löscht, an deren Stelle in der Bildschirmmitte dann wieder die Fahrzeugpositions-Markierung erscheint.
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