DE4340147A1

DE4340147A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Ortsbestimmung vorzugsweise eines geographischen Ortes oder eines Speicherplatzes

Info

Publication number: DE4340147A1
Application number: DE4340147A
Authority: DE
Inventors: Bertrand Gilliard; Philippe Schweizer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1993-11-25
Filing date: 1993-11-25
Publication date: 1995-09-14

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Ortsbestimmung vorzugsweise eines geographischen Ortes auf der Erde oder eines Speicherplatzes in einem Speicher bzw. einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den nebengeordneten Ansprüchen 1 und 10. Bekanntlich wird ein geographischer Ort auf der Erdkugel durch Angabe seines Längen- und Breitengrades bestimmt. Zu diesem Zweck ist die Erdkugel in Längen- und Breitengrade unterteilt, so daß jeder Punkt auf der Erdoberfläche erfaßt wird. Dieses Verfahren ist jedoch zum Auffinden einer Fläche mit einer bestimmten Größe weniger geeignet, da die Eckpunkte der Fläche durch die geographischen Koordinaten festgelegt werden müssen. Ist diese Fläche unregelmäßig mit vielen Ecken, dann sind relativ viele Koordinatendaten zur Festlegung dieser Fläche erforderlich. Da in zunehmendem Maße elektronische Datenverarbeitungseinrichtungen eingesetzt werden, ist die Handhabung dieser unter Umständen vielen Koordinaten etwas umständlich. Hinzu kommt, daß Änderungen erschwert werden, da die vielen Koordinaten relativ unübersichtlich sind.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. deren Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche 1 und 10 hat demgegenüber den Vorteil, daß mit einer einfachen Zeichenkette beliebige Felder beispielsweise kartographisch definiert werden können. Durch die gegenseitige Zuordnung der alphanumerischen Zeichen in der Zeichenkette ist nicht nur die relative Lage eines Teilfeldes innerhalb eines übergeordneten Feldes definiert, sondern auch gleichzeitig der Maßstab implizit mitenthalten. Da beliebig viele Zeichen aneinandergereiht werden können, ergibt sich somit auch die Wahl eines nahezu beliebigen Maßstabes und damit auch ein Maß für die Genauigkeit des Auffindens eines gesuchten Ortes.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des in den nebengeordneten Ansprüchen angegebenen Verfahrens bzw. deren Vorrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß jedes Feld matrixartig in Teilfelder mit gleicher Teilung unterteilbar ist, weil damit beispielsweise bei einer automatischen Unterteilung eines Feldes vereinfachte Rechenoperationen möglich sind.

Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, daß eine Unterteilung eines Feldes oder Teilfeldes in fünf Zeilen und Spalten vorteilhaft bereits nach wenigen Ebenen zu sehr hohen Auflösungen eines Teilfeldes führt.

Ein weiterer Vorteil ist, daß durch eine 5 × 5-Matrix die alphanumerischen Zeichen A bis Y des Alphabets verwendet werden können, so daß sich daraus eine einfache alphanumerische Zeichenkette bilden läßt. Diese Zeichenkette läßt sich durch Austausch eines oder mehrerer Zeichen, Verkürzen oder Verlängern sehr einfach ändern, was insbesondere bei Änderung der Teilflächen für die automatische Datenverarbeitung wichtig ist.

Wird beispielsweise eine derartige Zeichenkette als Adresse in einem Speicher eines Computers verwendet, dann können zu dieser Adresse beliebige Daten gespeichert oder ausgelesen werden. Durch den einfachen Aufbau der Zeichenkette ergibt sich damit auch eine hohe Zugriffsgeschwindigkeit zur Information. Beispielsweise können auf diese Weise zu einer bestimmten Adresse aktuelle Verkehrsinformationen gespeichert werden, die nur für das definierte Gebiet verwendbar sind. Somit können vorteilhaft Verkehrsumleitungen oder Verkehrsbeschränkungen selektiv und schnell an die Autofahrer ausgegeben werden, die sich in diesem Gebiet befinden oder für die diese selektiven Informationen wichtig sind.

Bei Verwendung des Speichers in einem Navigationssystem, das Straßenkartendaten für die Navigation eines Kraftfahrzeuges gespeichert hat, können somit aktuelle Verkehrsinformationen mit dem Navigationssystem verknüpft werden und beispielsweise auf der Datenausgabe des Navigationssystems berücksichtigt werden.

Besonders vorteilhaft ist auch, daß die aktuellen Verkehrsinformationen in einem separaten Speicher gespeichert werden, der jedesmal dann ausgelesen wird, wenn das Navigationssystem einen bestimmten Ort für das Fahrzeug aufgefunden hat. Eine entsprechende Vorrichtung kann somit dem Fahrer eines Kraftfahrzeuges behilflich sein, Verkehrsstaus zu umgehen oder auch Hilfe herbeizurufen, wenn er sich in Not befindet.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der Beschreibung näher erläutert. Fig. 1 zeigt eine Tabelle für eine Feldeinteilung, Fig. 2 zeigt beispielhaft eine Zeichenkette, Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild, und Fig. 4 zeigt ein Koordinatennetz auf der Erdkugel.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Erdoberfläche in pseudorechtwinklige Flächen einzuteilen, die in Bezug zu dem bekannten sphärischen Koordinatensystem stehen.

Wie der Fig. 4 entnehmbar ist, sind auf der Erdkugel 9 verschiedene Längen- und Breitenmeridiane eingezeichnet. Beispielsweise ist als Breitengrad 8 der Äquator eingezeichnet. In der nördlichen Erdhalbkugel ist ein Breitengrad 54° N eingezeichnet. Zusammen mit dem Nordpol (90° N) ist ein Feld A markiert, das durch den Breitengrad 54° N sowie die Längengrade 108° W und 180° W begrenzt ist. Die Längen- und Breitenmeridiane sind so gewählt, daß die ganze Erdoberfläche in insgesamt 25 Flächen aufteilbar ist. Diese Flächen sind mit den Buchstaben A bis Y durchgehend gekennzeichnet, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist. Die so gewonnenen 25 Flächen bilden eine Matrix mit 5 Zeilen und 5 Spalten entsprechend der Fig. 1. Gleichzeitig bilden diese Teilfelder der nullten Ebene. Diese Teilfelder sind sehr groß und daher für das Auffinden eines Ortes oder einer kleinen Teilfläche nicht geeignet. Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, jede dieser Flächen A bis Y der nullten Ebene wiederum matrixartig in Teilfelder A bis Y aufzuteilen, die die erste Ebene bilden (Fig. 1). Die Aufteilung in eine Matrix mit 5 × 5 Felder ist willkürlich und kann prinzipiell beliebig gewählt werden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Aufteilung in 25 Teilfelder deswegen günstig ist, weil damit anstelle von Koordinaten die Buchstaben des Alphabets verwendet werden können.

Wird beispielsweise ein Teilfeld M in der ersten Ebene gesucht, dann muß natürlich noch angegeben werden, in welchem Feld der nullten Ebene dieses gesuchte Teilfeld M zu suchen ist. Die genaue Bezeichnung für dieses gesuchte Teilfeld M ist im Beispiel der Fig. 1 AM.

Da auch die Teilfelder der ersten Ebene noch sehr groß sind, wird jedes Teilfeld A bis Y wiederum in 5 × 5 Teilfelder der zweiten Ebene 2 unterteilt. Auch die zweite Ebene wird wieder in 5 × 5 Teilfelder der dritten Ebene unterteilt usw. Ein derzeitiger Code wird aus Vereinfachungsgründen GeoCode 55 genannt, da er Orte auf der Erdkugel in einer 5 × 5-Matrix angibt.

Die Aufteilung in Teilfelder mit verschiedenen Ebenen kann beliebig oft wiederholt werden. Ein bestimmtes Teilfeld ist daher durch seine Zeichenkette 10 (Fig. 2) definiert, wobei das erste Zeichen dieser Zeichenkette von links gelesen die nullte Ebene darstellt, das nächste Zeichen die erste Ebene, das dritte Zeichen stellt die zweite Ebene dar usw. Im Beispiel der Fig. 2 stellt somit das Feld H die nullte Ebene dar, das Feld D die erste Ebene, das Feld K die zweite Ebene usw. bis schließlich das Teilfeld U die neunte Ebene darstellt. Bei dem gewählten Beispiel ergibt die Zeichenkette HDKSBGMRLU einen Ort in der Nähe von Stuttgart an, der mit einer Genauigkeit von zwei Meter definiert ist. Wählt man beispielsweise in unmittelbarer Nachbarschaft einen Ort aus, dann würde sich lediglich der letzte Teil der Zeichenkette 10 ändern, da der Nachbarort im wesentlichen innerhalb der übergeordneten Ebenen liegt. Durch Änderung der letzten Zeichen einer Zeichenkette 10 ist daher auch leicht die Nachbarschaft erfaßbar.

Die kartesischen Koordinaten für die Zeichenkette HDKSBGMRLU würden lauten E 9° 04′39′′, N 48° 47′12′′. Wie aus diesen Angaben ersichtlich ist, ist eine Handhabung der sphärischen Koordinaten wesentlich schwieriger als die Handhabung der Zeichenkette 10.

Aus Vereinfachungsgründen wird als Nullpunkt W 180°, N 90° gewählt. Ein Teilfeld MMM der zweiten Ebene, die den Nullmeridian von Greenwich und den Äquator 8 überschreitet, hat die Größe von 2,88° × 1,44°. Dies entspricht einem Feld von 320 × 160 km. Bei 60° Breite, beispielsweise für Stockholm, würde eine Unterteilung in 10 Ebenen einer Fläche von 2 × 2 Metern entsprechen.

Wird beispielsweise die Lage eines Hotels aufgesucht, dann kann davon ausgegangen werden, daß das Hotel so groß ist, daß bereits die 9. Ebene anstelle der 10. Ebene zum Auffinden ausreicht. Dadurch kann eine Ebene eingespart werden.

Für das praktische Arbeiten mit derartigen Zeichenketten müssen verschiedene Regeln beachtet werden. Da ein bestimmtes Teilfeld nur einmal existiert, gibt es auch nur einen einzigen Namen für dieses Teilfeld.

Sollen beispielsweise Informationen für ein bestimmtes Teilfeld gespeichert werden, dann kann es vorkommen, daß diese Informationen so groß sind, daß sie nicht in diesem Teilfeld gespeichert werden können. In diesem Fall kann das Teilfeld beispielsweise der Ebene n in 5 × 5 Teilfelder der Ebene n + 1 aufgeteilt werden. Die Information des Feldes der Ebene n muß aber nicht zwangsläufig in alle Teilfelder der Ebene n + 1 enthalten sein. Es sind daher folgende drei Fälle zu unterscheiden:

a) In einem Teilfeld der Ebene n + 1 existiert keine Information.
b) Es gibt zu viele Informationen, die in dem Teilfeld der Ebene n + 1 gespeichert werden sollen. In diesem Fall ist eine erneute Teilung erforderlich.
c) Die Information paßt in ein Teilfeld dieser Ebene n + 1. In diesem Fall ist alles in Ordnung.

Eine praktische Anwendung ist beispielsweise bei einem Navigationssystem für ein Kraftfahrzeug gegeben, das die Fahrzeugposition mitkoppelt und die momentane Position auf einer Straßenkarte angibt, die auf einem Bildschirm (display) ausgegeben wird. Auf dem Bildschirm ist eine Teilstraßenkarte dargestellt mit der Position des Fahrzeugs. Es ist nun wünschenswert, daß zu den Straßen beispielsweise auch die Straßennamen, Hotels, Tankstellen oder andere wichtige Punkte angezeigt werden. Diese zusätzlichen Informationen werden nun nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit den Feldern und Teilfeldern A bis Y codiert und gespeichert. Vorzugsweise kann hierzu ein zusätzlicher Speicher verwendet werden, der von dem digitalen Straßenplan unabhängig ist. Durch Aufrufen der Teilfelder wird nun der Ort auf dem Straßenplan gefunden, an dem die gespeicherte Information dargestellt werden soll.

Soll beispielsweise als Information ein Stadtname auf dem Bildschirm dargestellt werden, dann sollte dieser Stadtname relativ groß und übersichtlich abgebildet sein. Er überstreicht damit mehrere Felder, die einer bestimmten Ebene n entsprechen. In diesem Gebiet sollen beispielsweise auch die Namen der Straßen und Plätze etc. dargestellt werden. Es kann nun erforderlich sein, daß diese Namen kleiner geschrieben werden und in den Teilfeldern einer weiteren Ebene dargestellt werden. So kann jeder Name und jede Information mit beliebigem Maßstab oder Auflösung dargestellt werden.

Es ist vorteilhaft, die Zeichenkette an die Information anzuhängen, so daß mit der Information auch deren genaue Lage in dem Stadtplan gespeichert wird.

Wird beispielsweise eine Information in einem Teilfeld einer einzigen Ebene gesucht, beispielsweise in dem Teilfeld ABCDEF, dann muß zunächst das Vorhandensein der Zeichenkette ABCDE geprüft werden. Falls diese Zeichenkette nicht existiert, dann muß nach ABCD bzw. ABC, AB oder A gesucht werden. Wird eine dieser Zeichenketten immer noch nicht gefunden, dann bedeutet dies, daß die Information in einem noch kleineren Teilfeld abgespeichert ist. In diesem Fall sind alle Zeichenketten, die mit ABCDEF beginnen, betroffen.

Ist andererseits die Information in mehreren Ebenen gespeichert, dann muß zunächst die Zeichenkette in der gewünschten Ebene aufgesucht werden. Existiert die Zeichenkette hier nicht, dann muß die nächst niedrigere Ebene überprüft werden usw., bis die Zeichenkette gefunden ist.

Um das erfindungsgemäße Codierungsverfahren zu einem Standard auszubilden, ist es erforderlich, daß die Zeichenketten und die in ihnen enthaltenen Informationen lesbar sind. Der Aufbau der Zeichenketten für die zu speichernden Informationen sollte daher einfach sein und kein besonderes Werkzeug erfordern.

Um dieses Ziel zu erreichen, wird daher vorgeschlagen, daß eine Zeichenkette verschieden lange Teile enthält. Als Start der Zeichenkette bildet beispielsweise der eine Teil den Code für die Ortsbestimmung (position-code). Ihm folgt ein Teil, mit dem die Zeichenkette erkennbar wird (level of visibility). Danach folgt ein Teil, der variabel ist und der die Informationen enthält (fields).

Im folgenden werden die einzelnen Teile dieser zusammengesetzten Zeichenkette näher erläutert. Der Positions-Code hat am Beginn ein bestimmtes Zeichen, an dem dieser Code erkennbar ist. Dieser Code entspricht erfindungsgemäß dem eingangs beschriebenen GeoCode 55 für die Ortsbestimmung. Aus Erkennungsgründen ist das erste Zeichen des Codes ein Fragezeichen. Danach kommt der GeoCode 55 mit seiner Zeichenkette 10, wobei das letzte Zeichen dieser Zeichenkette 10 für das Teilfeld entscheidend ist.

Danach kommt nach einem Leerzeichen ein einzelnes Zeichen (A bis Z), das als "level of visibility" bezeichnet wird. Dieses Zeichen A bis Z wird dazu benutzt, die Zeichenkette auf dem Bildschirm beispielsweise erscheinen zu lassen oder zu unterdrücken. Er bildet gleichzeitig auch den Maßstab für das darzustellende Feld. Eine beispielhafte Erläuterung für die Abbildung der Erdoberfläche mit den Teilfeldern A bis Y ist der Tabelle 1 entnehmbar.

Tabelle 1

A Whole earth
B Half-hemisphere (90 by 90 degrees)
C Continent (45 by 45)
D Zone (22.5 by 22.5, meaning 2500 by 2500 km)
E Country (1250 by 1250 km)
F Region (625 km)
G Subregion (312 km)
H Department (156 km)
I County (78 km)
J District (39 km)
K Prefecture (19 km)
L Town (9 km)
M Sector (5 km)
N Quarter (2.5 km)
O Boulevard (1.25 km)
P Avenue (600 m)
Q Road (300 m)
R Block (150 m)
S Island (75 m)
T Building, warehouse (33 m)
U House (16 m)
V Chalet (8 m)
W Room, container (4 m)
X Box (2 m)
Y Cabinet (1 m)

Das Informationsfeld (fields) beginnt auf dem Display mit einer neuen Zeile und enthält die Informationen, die diesem Feld entspricht. Diese Information beginnt wiederum mit einem "header" und hat als Zeichen #. Ein Zeilenende ist charakterisiert durch das ∼-Zeichen. Nach dem header-Zeichen kommt eine Liste Zeichen, die die einzelne Information enthalten, beispielsweise einen Straßennamen oder eine Kreuzung.

Zum Abschluß der Information kommt eine Zeichenkette, die die Verwendung dieser Information angibt (usage code). Die Zeichenkette hat vorzugsweise fünf Zeichen, wobei die einzelnen alphanumerischen Zeichen entsprechend der Tabelle 2 zu interpretieren sind.

Tabelle 2 1. Zeichen (Information type):

A Alphanumeric
N Integer
F Floating point
B Logical, Boolean
D Date
H Hour
T Phone number
R Radio frequency
Z Zip code
P Position in GeoCode 55
S Cartographic sign
G Polygon (exact usage still)
L Polyline (to be defined)
I Icon definition

2. Zeichen (Access type):

R Read Only
W Write (modification by the user possible)
H Hidden (not displayed)

3. Zeichen (Display method):

0 . . 9 Digit: Display size of the text
I Icon (depends on information type, implementation dependant)
C Circle (diameter as function of the field value)
Y (type B only) Yes/No, Oui/Non, Ja/Nein (impl. dependant)
T (type B only) True/False, Vrai/Faux
P (type N and P) Percentage (Pie)
G (type N and F) Percentage (Graph)

4. Zeichen (Color):

W White
B Black
R Red
O Orange
G Green
M Marine (Blue)
S Sky-Blue
Y Yellow

5. Zeichen (Style):

N Normal
T Thin
B Bold
D Dotted
H Dashed
I Italic
U Underlined

Wie der Tabelle 2 entnehmbar ist, können anhand der Codes alle möglichen Informationen dargestellt und gespeichert werden. Um Speicherplatz zu sparen, sind bekannte Methoden der Datenkompression anwendbar.

Das vorgeschlagene Verfahren hat den Vorteil, daß der Pfeil im Ascii-Code gespeichert ist und daher direkt lesbar ist.

Claims

1. Verfahren zur Ortsbestimmung vorzugsweise eines geographischen Ortes auf der Erde oder eines Speicherplatzes in einem Speicher mit einem Code, dadurch gekennzeichnet,

a) daß der Code als Zeichenkette (10) mit alphanumerischen Zeichen (A . . . Y) gebildet wird,
b) daß jedes alphanumerische Zeichen (A . . . Y) einem Feld (0, 1, 2) auf der Erde oder in dem Speicher zugeordnet ist,
c) daß jedes in der Zeichenkette (10) nachfolgende Zeichen (A . . . Y) ein Teilfeld (1, 2) des vorherigen Feldes (0, 1) ist,
d) daß die Anzahl der weiteren Zeichen (A . . . Y) in der Zeichenkette (10) ein Maß für die Genauigkeit der Ortsbestimmung und/oder dessen Maßstab ist und
e) daß der Zeichenkette (10) Informationen fest zugeordnet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Feld (0, 1, 2) matrixartig in n·n Teilfelder (1, 2) unterteilbar ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise die Unterteilung n = 5 ist.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterteilung in Teilfelder beliebig wiederholbar ist.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeichenkette (10) als Adresse in einem Speicher ablegbar und/oder auslesbar ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Adresse Informationen oder Daten der geographischen Orte zugeordnet werden, die im gleichen oder einem weiteren Speicher abgelegt sind.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Speicher vorzugsweise Verkehrsinformationen speicherbar sind.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher ein Schreib-/Lesespeicher ist.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher mit einem Navigationssystem, vorzugsweise für ein Kraftfahrzeug verknüpfbar ist, wobei das Navigationssystem einen Speicher für gespeicherte Kartendaten enthält.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein Navigationssystem (20) mit einem ersten Speicher (11) aufweist, in dem Adressen für geographische Orte mit dem Code nach einem der vorherigen Ansprüche und den Adressen zugeordneten Informationen gespeichert sind, daß ein weiterer Speicher mit Straßenkartendaten vorgesehen ist und mit einer graphischen Anzeige (15), auf der neben der Darstellung der Straßenkartendaten des weiteren Speichers (12) die im ersten Speicher (11) gespeicherten Orte in beliebig wählbaren Ebenen und mit den zugeordneten Informationen überlagert darstellbar oder löschbar sind, wobei die geographischen Orte in fester Zuordnung zu den Straßenkartendaten stehen.