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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Positionserfassungsvorrichtung,
ausgestattet mit Nahbereichskommunikation (Dedicated Short Range
Communication – DRSC),
sowie deren Steuerverfahren, und im Besonderen ein Fahrunterstützungssystem
in Automobilanwendungen.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Herkömmliche
Positionserfassungseinrichtungen, die Funkwellen verwenden, umfassen
ein Positionserfassungssystem, das Satelliten nutzt, und ein Positionserfassungssystem,
das Kommunikations-Basisstationen nutzt.
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Ersteres
ist ein Positionserfassungssystem, das ein Schema nutzt, wobei Funkwellen
von einer Vielzahl von Satelliten auf einer vorgegebenen Erdumlaufbahn
empfangen werden und die aktuelle Position des Benutzers von der
Differenz der Zeit erhalten wird, die die Funkwellen benötigen, um
die Erde zu erreichen. Eigenständige
Technologien schließen
GPS (Global Positioning System – globales
Positionsbestimmungssystem) und GLONASS (Global Navigation Satellite
System – Globales
Navigations-Satelliten-System)
ein.
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Letzteres
ist ein System, bei dem die ungefähre Position des Benutzers
in der Zentrale einer Telekommunikationsgesellschaft erfasst werden
kann, indem erfasst wird, in welchem Basisstationsbereich sich der
Benutzer befindet, wobei dicht beieinander installierte Kommunikations-Basisstationen
verwendet werden. Das PHS (Personal Handyphone System) ist eine
von solchen derzeit eingesetzten Technologien.
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Zusätzlich zu
den Positionserfassungssystemen, die Satelliten verwenden, zieht
die dedizierte Nahbereichskommunikations-(Dedicated Short Range
Communication – DSRC)Technologie
die Aufmerksamkeit der Menschen auf sich und wird als Kommunikations einrichtung
und so weiter in der elektronischen Maut-Erfassungs-(Electronic
Toll Collection system – ETC)Vorrichtung
genutzt.
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Wenn
gewünscht
wird, ein Positionserfassungssystem, das Satelliten nutzt, sowie
ein DSRC-System gleichzeitig in einer Fahrzeugnavigationsvorrichtung
und so weiter zu installieren, sind hohe Kosten und ein erhöhter Energieverbrauch
die Hauptprobleme, die eine derartige Implementierung verhindern.
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Bei
herkömmlichen
Fahrzeugnavigationssystemen, wie beispielsweise in 11 dargestellt, ist
ein GPS-Modul 601 als Positionserfassungseinrichtung installiert
und ein DSRC-Modul 602 für ETC ist als ein DSRC-System
installiert, wobei beide über eine
Navigationsvorrichtungs-Haupteinheit 603 zum Anzeigen von
Informationen für
den Fahrer miteinander verbunden sind. Das GPS-Modul ist aus einem Antennenabschnitt 604 zum
Empfangen von GPS-Signalen, einem HF-Abschnitt 605 und
einer GPS-Basisband-Verarbeitungseinrichtung 606 zusammengesetzt.
Die GPS-Basisband-Verarbeitungseinrichtung 606 verwendet
eine GPS-Signal-Vorverarbeitungseinrichtung 608 zum Durchführen einer Hochgeschwindigkeitsdemodulation
an HF-Eingabesignalen 607, die zu der Basisbandbandbreite
umgewandelt worden sind, und verwendet eine CPU 609, einen
ROM 610, einen RAM 611, eine Echtzeituhr (Real-Time
Clock – RTC) 612 sowie
einen nichtflüchtigen
RAM 613, die für
GPS dediziert sind, zum Steuern der GPS-Signal-Vorverarbeitungseinrichtung
sowie zum Verarbeiten und Speichern von demodulierten Signalen.
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Das
DSRC-Modul 602 besteht demgegenüber aus einem Antennenabschnitt 604 zum
Empfangen von DSRC-Signalen, einem HF-Abschnitt und einer DSRC-Basisband-Verarbeitungseinrichtung 616. Die
DSRC-Basisband-Verarbeitungseinrichtung verwendet eine DSRC-Signal-Vorverarbeitungseinrichtung 618 zum
Durchführen
einer Hochgeschwindigkeitsdemodulation an HF-Eingabesignalen 617,
die zu der Basisbandbandbreite umgewandelt worden sind, und verwendet
eine CPU 619, einen ROM 620, einen RAM 621,
eine Verschlüsselungs-Verarbeitungsschaltung 622 sowie
eine Speicherkarte 623, die für DSRC dediziert sind, zum
Steuern der GPS-Signal-Vorverarbeitungseinrichtung
sowie zum Verarbeiten und Speichern von demodulierten Signalen.
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Die
verwendete Energieversorgung ist, wie in 12 dargestellt,
so eingerichtet, um dem GPS-Modul 701 und dem DSRC-Modul 702 direkt Energie
zuzuführen.
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Ein
DSRC-Kartendaten-Bereitstellungsmechanismus besteht, wie in 13 dargestellt,
aus einer geografischen Informations-DB (Datenbank), die geografische
Informationen des ROMs 802, die auf CD-ROMs und so weiter
aufgezeichnet sind, in Abhängigkeit
von der Sucheingabe 801 bereitstellt, einer Positionserfassungsvorrichtung
zum Ausgeben der aktuellen Koordinateninformationen, einer Anzeigedaten-Erzeugungsschaltung
zum Eingeben von Koordinateninformationen und zum Durchsuchen der geografischen
Informations-Datenbank, um geografische Informationen des RAMs zu
akquirieren und um geografische Anzeigedaten 806 entsprechend
dem geografischen Anzeigebereich zu erzeugen und auf dem Monitor
auszugeben, sowie aus einem Monitor 808 zum Empfangen und
Anzeigen der geografischen Anzeigedaten. Der Vorgang zum Anzeigen
geografischer Daten unter Verwendung der Positionserfassungsvorrichtung
und mit der DSRC-Vorrichtung wird in Übereinstimmung mit dem Ablaufplan
in 14 ausgeführt.
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Zunächst werden,
nachdem der Anzeigevorgang begonnen hat, in Schritt S901 Koordinateninformationen
von dem GPS bezogen. In Schritt S902 wird der Anzeigebereich entsprechend
den Koordinateninformationen bestimmt. In Schritt S903 wird ein
Abgleich mit der geografischen Informations-Datenbank durchgeführt, um
zu bestimmen, ob eine Mautstelle in dem Anzeigebereich vorhanden
ist oder nicht, und wenn dies der Fall ist, werden in Schritt S904
die Mautstellen-Koordinaten und die Maut auf das geografische Bild
aufgelegt, um Anzeigedaten zu erzeugen. Anderenfalls wird in Schritt
S905 das geografische Bild allein auf dem Monitor als Anzeigedaten
angezeigt.
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Im
Folgenden wird die Aktivierung des DSRC-Abschnitts unter Bezugnahme
auf den Ablaufplan von 15 erläutert.
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Wenn
der DSRC-Abschnitt durch das Starten des Motors eines Fahrzeugs
aktiviert wird, steht der DSRC-Abschnitt unter ständiger Energiezufuhr. In
Schritt S1002 wird nach der Trägerprüfung oder dem
Ausgang geprüft,
um zu erfassen, ob Funkwellen in einer zu empfangenden Bandbreite
vorhanden sind oder nicht. In dem Fall, in dem keine Träger erfasst
werden, wird die Ausführung
beendet und die DSRC-Basisband-Verarbeitung wird beendet. Anderenfalls
wird in dem Schritt S1004 die DSRC-Signal-Verarbeitung ausgeführt.
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Ein
Nachteil beim Bereitstellen von separaten Kommunikationsschaltungen
in der Positionserfassungseinrichtung und der DSRC-Einrichtung besteht
jedoch darin, dass die Produktkosten und der Energieverbrauch zu
hoch sind.
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Der
Stand der Technik
US 5.490.079 beschreibt
ein System zur automatischen Maut-Erfassung, das die GPS-(Global Positioning
System – Globales
Positionsbestimmungssystem)Technologie nutzt. Ein Speicher speichert
bekannte Mautstellen. Sobald die Berechnungseinrichtung feststellt,
dass in einen Mautbereich eingetreten wurde, zeichnet sie den Eintritt
in dem Speicher auf und aktiviert eine Sendeeinrichtung, um mit
der Mautbehördenvermittlungsstelle
zu kommunizieren.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung wird in Anbetracht der vorstehenden Situation vorgeschlagen
und strebt die Reduzierung des Energieverbrauchs und die Bereitstellung
einer kostengünstigen
und kompakten Positionserfassungsvorrichtung, ausgestattet mit Nahbereichskommunikation
(Dedicated Short Range Communication – DSRC), sowie deren Steuerverfahren an.
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Die
Positionserfassungsvorrichtung, ausgestattet mit Nahbereichskommunikation,
entsprechend dem ersten Aspekt der Erfindung umfasst eine Positionserfassungseinrichtung,
die so eingerichtet ist, dass sie Funkwellen zur Positionserfassung
empfängt
und Positionsinformationen ausgibt, und eine DSRC-Einrichtung zum
Empfangen von Funkwellen für
DSRC und zum Verarbeiten von Signalen, dadurch gekennzeichnet, dass
die Positionserfassungseinrichtung und die DSRC-Einrichtung über die gleiche
CPU gesteuert werden und eine Speichereinrichtung teilweise oder
ganz gemeinsam nutzen und dass die Positionserfassungseinrichtung
so eingerichtet ist, dass sie entweder in dem Voll-Ansteuermodus
oder in dem Unterdrückungs-Modus
arbeitet.
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Durch
eine derartige Konfiguration ist die Positionserfassungseinrichtung
so eingerichtet, dass sie wenigstens in dem Voll-Ansteuermodus und
in dem Unterdrückungs- Modus arbeitet, so
dass beide Modi verwendet werden können, ohne den Durchsatz der
CPU zu erhöhen,
indem die Positionserfassungseinrichtung in dem Voll-Ansteuermodus
normal angesteuert wird und der Unterdrückungs-Modus angewendet wird,
wenn die DSRC-Einrichtung verwendet wird.
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Die
Positionserfassungsvorrichtung, ausgestattet mit Nahbereichskommunikation,
umfasst eine Zeitsteuersignal-Erzeugungseinrichtung zum Feststellen
der Annäherung
an eine DSRC-Basisstation und zum Ansteuern der DSRC-Einrichtung
sowie zum Versetzen der Positionserfassungseinrichtung in den Unterdrückungs-Modus.
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Durch
eine derartige Konfiguration wird die Annäherung an eine DSRC-Basisstationsposition festgestellt,
Zeitsteuersignale werden erzeugt und die Zeitsteuersignale werden
verwendet, um die Positionserfassungseinrichtung in den Unterdrückungs-Modus
zu versetzen. Dadurch ist es möglich, eine
Positionserfassung und DSRC auf effizientere Weise durchzuführen.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
werden in den abhängigen
Patentansprüchen
dargelegt.
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Eine
Positionserfassungsvorrichtung, ausgestattet mit Nahbereichskommunikation,
des zweiten Aspekts der Erfindung entsprechend dem vierten Aspekt
der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Positionserfassungseinrichtung
so eingerichtet ist, dass sie bei Ankunft von Zeitsteuersignalen
von der Zeitsteuersignal-Erzeugungseinrichtung
in den Unterdrückungs-Modus übergeht
und synchron zu Ansteuer-Unterbrechungssignalen von der DSRC-Einrichtung
in den Voll-Ansteuermodus übergeht.
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Durch
eine derartige Konfiguration wird zusätzlich zu den vorstehenden
Vorteilen eine effiziente Energienutzung ermöglicht, wodurch eine Kostenreduzierung
erreicht wird.
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Die
Positionserfassungsvorrichtung, ausgestattet mit Nahbereichskommunikation,
des vierten Aspekts der Erfindung entsprechend dem fünften Aspekt
der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Positionserfassungseinrichtung
so eingerichtet ist, dass sie Positionsinformationen vor der Ankunft von
Zeitsteuersignalen in der Speicher einrichtung in dem Unterdrückungs-Modus
speichert und die Positionsinformationen synchron zu den Ansteuer-Unterbrechungssignalen
von der DSRC-Einrichtung aus der Speichereinrichtung ausliest sowie
Positionsinformationen aus den Positionsinformationen und Korrekturinformationen
korrigiert, die auf ihrem Verlauf basieren, um die entstehenden
korrigierten Informationen als Rückführ-Positionsinformationen
zu verwenden und in den Voll-Ansteuermodus überzugehen.
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Durch
eine derartige Konfiguration werden Positionsinformationen während DSRC
aus den Korrekturinformationen und den Korrekturinformationen korrigiert,
die auf ihrem Verlauf basieren, und die entstehenden korrigierten
Informationen werden als Rückführ-Positionsinformationen
ausgegeben, anstatt das Ansteuern der Positionserfassungseinrichtung
zu unterdrücken.
Infolgedessen können
Positionsinformationen während
der Kommunikation mit einer DSRC-Basisstation ohne ein übermäßiges Eingreifen
in den Positionserfassungsvorgang angezeigt werden. Beispielsweise
führt die
Verwendung von Ausgabeinformationen als ein Ausgangswert für die Annäherung bei
der GPS-Positionsbestimmungsberechnung
zu einer Verringerung des Umfangs des Vorgangs. Für das PHS
können
die Ausgabeinformationen ohne Annäherung verwendet werden.
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Die
Positionserfassungsvorrichtung, ausgestattet mit Nahbereichskommunikation,
des ersten Aspekts der Erfindung entsprechend dem sechsten Aspekt
der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in dem Unterdrückungs-Modus
die DSRC-Einrichtung mit oberster Priorität angesteuert wird und dass
die Funktion der Positionserfassungseinrichtung unterdrückt wird,
um Auswirkungen auf die DSRC-Einrichtung zu verhindern.
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Durch
eine derartige Konfiguration ist es durch Unterdrücken der
Positionserfassungsfunktion zum Verhindern eines Abkommens vom Kurs
nicht erforderlich, einem Schritt zum Zurückkehren von der Kursabweichung
bei dem Rückführungsvorgang
zu folgen, wodurch die Verzögerungszeit
bei erneuten Starten der Positionsbestimmung unterdrückt wird.
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Die
Positionserfassungsvorrichtung, ausgestattet mit Nahbereichskommunikation,
des ersten Aspekts der Erfindung entsprechend dem siebenten Aspekt
der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in dem Unterdrückungs-Modus
die Positionserfassungseinrichtung abgeschaltet ist.
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Durch
eine derartige Konfiguration kann eine CPU mit geringerem Durchsatz
verwendet werden und es ist eine Energiereduzierung möglich, die
mit dem Unterbrechen des Betriebes der Positionserfassungseinrichtung
einhergeht.
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Die
Positionserfassungsvorrichtung, ausgestattet mit Nahbereichskommunikation,
des ersten Aspekts der Erfindung entsprechend dem achten Aspekt
der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Positionserfassungseinrichtung
so eingerichtet ist, dass sie an einem Fahrzeug angebracht wird,
die Fahrtposition des Fahrzeugs erfasst und anzeigt, und die DSRC-Einrichtung
ein System zur elektronischen Maut-Erfassung (Electronic Toll Collection – ETC) ist.
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Durch
eine derartige Konfiguration kann eine Mautentrichtungsvorrichtung
auf einer Autobahn oder auf einem Parkplatz mit minimalen Kosten
und minimalem Energieverbrauch implementiert werden.
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Ein
Steuerverfahren für
eine Positionserfassungsvorrichtung, ausgestattet mit Nahbereichskommunikation,
entsprechend dem neunten Aspekt der Erfindung umfasst einen Positionserfassungsschritt zum
Ausgeben von Positionsinformationen durch Empfangen von Funkwellen
zur Positionserfassung und einen DSRC-Schritt zum Kommunizieren
mit einer DSRC-Basisstation, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionserfassungsschritt
so eingerichtet ist, dass er während
des DSRC-Schrittes in den Unterdrückungs-Modus übergeht.
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Durch
eine derartige Konfiguration führt
die Positionserfassungseinrichtung normalerweise Positionserfassung
in dem Voll-Ansteuermodus durch und führt Positionserfassung in dem
Unterdrückungs-Modus
nur durch, wenn die DSRC-Einrichtung verwendet wird, so dass beide
Modi ohne eine Erhöhung
des Durchsatzes der CPU verwendet werden können. Dadurch wird eine erhebliche
Reduzierung des Energieverbrauchs erzielt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 stellt das Prinzip der Positionserfassungsvorrichtung,
ausgestattet mit Nahbereichskommunikation, entsprechend der ersten
Ausführungsform
der Erfindung dar.
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2 stellt das Prinzip der Positionserfassungsvorrichtung,
ausgestattet mit Nahbereichskommunikation, entsprechend der ersten
Ausführungsform
der Erfindung dar.
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3 ist
ein Schaltungsblockdiagramm der Positionserfassungsvorrichtung,
ausgestattet mit Nahbereichskommunikation, entsprechend der ersten
Ausführungsform
der Erfindung.
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4 ist
ein Ablaufplan, der das Verfahren zum Anzeigen von geografischen
Daten für
die DSRC-Vorrichtung entsprechend der ersten Ausführungsform
der Erfindung darstellt.
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5 ist
ein Ablaufplan der Verfahrensweise entsprechend der ersten Ausführungsform
der Erfindung.
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6 stellt
die Positionserfassungsvorrichtung, ausgestattet mit Nahbereichskommunikation, entsprechend
der zweiten Ausführungsform
der Erfindung dar.
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7 stellt
eine Variation der Energieversorgungseinheit für die Implementierung des Verfahrens entsprechend
der Erfindung dar.
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8 stellt
eine Variation der Energieversorgungseinheit für die Implementierung des Verfahrens entsprechend
der Erfindung dar.
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9 stellt
eine Variation des Schaltungsblockdiagramms entsprechend der ersten
Ausführungsform
der Erfindung dar.
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10 ist
ein Schaltungsblockdiagramm der Positionserfassungsvorrichtung,
ausgestattet mit Nahbereichskommunikation, entsprechend der dritten
Ausführungsform
der Erfindung.
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11 stellt
eine Positionserfassungsvorrichtung entsprechend dem Stand der Technik
dar.
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12 stellt
eine Energieversorgungseinheit für
die Positionserfassungsvorrichtung entsprechend dem Stand der Technik
dar.
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13 stellt
eine Einheit zum Bereitstellen von geografischen Daten für die Positionserfassungsvorrichtung
entsprechend dem Stand der Technik dar.
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14 stellt
ein Verfahren zum Anzeigen von geografischen Daten für die Positionserfassungsvorrichtung
entsprechend dem Stand der Technik dar.
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15 stellt
ein Energieversorgungsverfahren für die Positionserfassungsvorrichtung
entsprechend dem Stand der Technik dar.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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Im
Folgenden werden Ausführungsformen der
Erfindung beschrieben. Die erste Ausführungsform der Erfindung ist
auf die Erfindung des Systems zur elektronischen Maut-Erfassung (Electronic
Toll Collection – ETC)
auf Autobahnen anwendbar. In dieser Ausführungsform kann dedizierte
Nahbereichskommunikation (DSRC – Dedicated
Short Range Communication) durchgeführt werden, wenn die Positionserfassungs-Steuervorrichtung
an Bord eines Fahrzeugs in einen DSRC-Bereich eingetreten ist, wenn
das Fahrzeug fährt.
Die Vorrichtung mit ihrem in 1 und
in 2 dargestellten Prinzip und ihrem in 3 dargestellten
Schaltungsdiagramm umfasst eine Signal-Vorverarbeitungseinrichtung
für Funkwellen
für die
Positionserfassung und eine Signal-Vorverarbeitungseinrichtung für Funkwellen
für DSRC,
gekennzeichnet durch gemeinsames Nutzen einer CPU, die die zwei
Signal-Vorverarbeitungseinrichtungen sowie den gesamten RAM- und
Programm-ROM-Bereich steuert.
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Die 1A bis 2B stellen
die CPU-Belegung für
GPS und DSRC dar, die angenommen wird, wenn sich der Benutzer innerhalb
oder außerhalb
des DSRC-Bereichs befindet. 1A zeigt
die CPU-Belegung für
GPS und DSRC, die angenommen wird, wenn sich der Benutzer außerhalb
des DSRC-Bereichs befindet. In der Figur wird die CPU lediglich
von dem GPS belegt. 1B zeigt den Zeitpunkt, zu dem
sich der Benutzer an eine Mautstelle in dem DSRC-Bereich angenähert hat
und der DSRC-Abschnitt
aktiviert worden ist. 2A zeigt den Zustand, in dem
der Benutzer in den DSRC-Bereich eingetreten ist und die Kommunikation
begonnen hat. In diesem Zustand nutzt das GPS lediglich einen geringen
Anteil des CPU-Durchsatzes, wobei die CPU hauptsächlich von der DSRC genutzt
wird. 2B zeigt den Zustand, in dem
das Fahrzeug 1 die Mautstelle in dem DSRC-Bereich verlassen
hat und zu der GPS-Kommunikation
zurückgekehrt
ist. In diesem Zustand wird die CPU lediglich von dem GPS belegt.
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3 ist
ein Blockdiagramm, das die Konfiguration der Positionserfassungsvorrichtung,
ausgestattet mit Nahbereichskommunikation, entsprechend einer Ausführungsform
der Erfindung darstellt. Die Positionserfassungsvorrichtung besteht,
wie dies in 3 dargestellt ist, aus einem
GPS-/DSRC-Modul, das aus einer Antenne für DSRC 104, einer
Antenne für
GPS 103, einem HF-Abschnitt für GPS 105 zum Umwandeln
von Empfangssignalen von jeder Antenne zu Basisbandsignalen, einem
HF-Abschnitt für
DSRC 106 und einer GPS-und-DSRC-Basisband-Verarbeitungseinrichtung 107 zum
Durchführen
von Basisbandverarbeitung für
GPS und DSRC besteht. Die GPS-und-DSRC-Basisband-Verarbeitungseinrichtung
besteht aus einer gemeinsam genutzten CPU 108, die sowohl
für die
GPS-Verarbeitung als auch für
die DSRC-Verarbeitung verwendet wird, einem gemeinsam genutzten
RAM 110, einem gemeinsam genutzten ROM 108, einer
GPS-Signal-Vorverarbeitungseinrichtung 112 zum Eingeben von
GPS-Basisbandsignalen
und Steuersignalen von der Verarbeitungseinrichtung und zum Durchführen von
Hochgeschwindigkeits-Demodulation in der unteren Schicht, einer
DSRC-Signal-Vorverarbeitungseinrichtung 111 zum Eingeben
von GPS-Basisbandsignalen
und Steuersignalen von der Verarbeitungseinrichtung und zum Durchführen von
Hochgeschwindigkeits-Demodulation in der unteren Schicht, einer
DSRC-Verschlüsselungs-Verarbeitungsschaltung 113,
einer Speicherkartenschnittstelle 114 zum Aufzeichnen eines
DSRC-Kommunikationsverlaufs, wie beispielsweise der verfügbaren Menge
an Daten und ID-Informationen, einem RTC-(Real Time Clock – Echtzeituhr)Abschnitt 115 zum
Steuern der aktuellen Zeit über
GPS sowie aus einem nichtflüchtigen RAM 613 zum
Aufzeichnen von Positionsdaten. Diese Komponenten sind über Datenbusse
miteinander verbunden. Die CPU, der ROM und der RAM werden durch
Unterbrechen der detaillierten Steuerung der GPS-Signal-Vorverarbeitungseinrichtung
gemeinsam genutzt, um die DSRC-Signal-Vorverarbeitungseinrichtung während der
DSRC-Signalverarbeitung zu steuern.
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Im
Folgenden wird der Vorgang zum Anzeigen von geografischen Daten
unter Verwendung der Positionserfassungsvorrichtung, ausgestattet
mit Nahbereichskommunikation (DSRC), erläutert. 4 ist ein
Ablaufplan, der ein Verfahren zum Anzeigen von geografischen Daten
durch die Positionserfassungsvorrichtung, ausgestattet mit Nahbereichskommunikation,
darstellt.
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Zunächst wird
die Positionserfassungsvorrichtung, ausgestattet mit Nahbereichskommunikation,
eingeschaltet, um geografische Daten anzuzeigen. Nach dem Starten
des Anzeigevorgangs werden in Schritt S401 die aktuellen Koordinaten,
die von einem nichtflüchtigen
RAM für
GPS 116 bezogen werden, akquiriert. In Schritt S402 wird
der Anzeigebereich in Abhängigkeit
von den aktuellen Koordinaten bestimmt. Anschließend prüft in Schritt S403 ein HF-Abschnitt
für GPS 105,
ob eine Mautstelle in der geografischen Informations-Datenbank für den Anzeigebereich
vorhanden ist oder nicht. In dem Fall, in dem eine Mautstelle in
Schritt S403 gefunden wird, werden die Mautstellenkoordinaten und
die Maut auf das geografische Bild aufgelegt, um Anzeigedaten zu erzeugen.
In dem Fall, in dem keine Mautstelle gefunden wird, wird in Schritt
S405 eine Prüfung
durchgeführt,
um zu bestimmen, ob Informationen über eine neue Mautstelle in
dem nichtflüchtigen
RAM für GPS 116 gespeichert
sind.
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Wenn
Informationen über
eine neue Mautstelle in dem RAM gefunden werden, werden in Schritt
S406 die Informationen in dem nichtflüchtigen RAM für GPS 116 auf
das geografische Bild aufgelegt, um Anzeigedaten zu erzeugen. Anderenfalls werden
in Schritt S407 die geografischen Daten allein auf dem Monitor als
Anzeigedaten angezeigt.
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Durch
diese Verfahrensweise können
neue Mautstellen für
die elektronische Maut-Erfassung (Electronic
Toll Collection – ETC)
auf dem geografischen Bild angezeigt werden.
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Im
Folgenden werden der Positionserfassungsvorgang und der DSRC-Vorgang
unter Verwendung der Positionserfassungsvorrichtung, ausgestattet
mit Nahbereichskommunikation, unter Bezugnahme auf den Ablaufplan
in 5 erläutert.
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Die
Prozedur für
diese Vorrichtung beginnt mit dem Einschalten der Energieversorgung.
In Schritt S501 wird ein erforderliches Flag eingeschaltet, um die
Vorrichtung zu initialisieren. Anschließend werden in Schritt S502
geografische Informationen aus einer geografischen Informations-Datenbank und
Positionsinformationen von dem GPS bezogen. In Schritt S502 werden
die Positions- und geografischen Informationen verwendet, um nach
einer Mautstelle zu suchen. In dem Fall, in dem eine Mautstelle
in der geografischen Informations-Datenbank gefunden wird, wird
in Schritt S506 das erforderliche Flag von DSRC abgeschaltet und
in Schritt S503 wird die DSRC-Leistung eingeschaltet. Anderenfalls
wird in Schritt S504 eine weitere Prüfung durchgeführt, um
das Vorhandensein einer Zwangsenergieanwendungsanweisung festzustellen.
Wenn eine Zwangsenergieanwendung angewiesen wird, wird in Schritt S505
das erforderliche Flag von DSRC eingeschaltet und anschließend wird
die DSRC-Leistung eingeschaltet.
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In
dem Fall, in dem eine Zwangsenergieanwendung angewiesen worden ist,
endet die Ausführung.
Nachdem die DSRC eingeschaltet worden ist, wird in Schritt S507
nach der Trägerprüfung geprüft, die
beim Empfang von Signalen in dem HF-Abschnitt 105 von DSRC
generiert wird. Wenn keine Trägerprüfung erfasst
wird, geht die Ausführung
in den Ausgangszustand über.
Anderenfalls werden in Schritt S509 GPS-Signale unterdrückt und
DSRC-Signale verarbeitet. In Schritt S510 wird das erforderliche Flag
von DSRC geprüft.
In dem Fall, in dem das Flag eingeschaltet ist, wird eine neue Mautstelle,
die sich nicht in der geografischen Informations-Datenbank befindet,
angenommen, und in Schritt S511 werden DSRC-Informationen, wie beispielsweise
Positionsinformationen und Mautinformationen, zu dem nichtflüchtigen
RAM hinzugefügt.
Anderenfalls wird eine Mautstelle in der geografischen Informations-Datenbank
angenommen und in Schritt S511 wird die DSRC-Moduloperation angehalten
und in Schritt S513 wird die Unterdrückung der GPS-Verarbeitung
beendet.
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In
dem Fall, in dem keine Trägerprüfung in dem
Feststellungsschritt S507 festgestellt wird, wird die DSRC-Moduloperation
unterbrochen und die Ausführung
beendet.
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Wenn
der vorstehende Vorgang regelmäßig ausgeführt wird,
wie zum Beispiel in Intervallen von einer Sekunde, kann der Vorgang
synchron zu dem Scrollen des Bildschirms oder als ein konstanter Schleifenvorgang
ausgeführt
werden.
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Für einen
unterbrochenen Vorgang wird die Initialisierung vorgenommen, sobald
die Vorrichtung aktiviert wird.
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Um
die Verarbeitung wiederherzustellen, ist kurz vor einem Stromausfall
eine Leistungsfertigstellungsverarbeitung, die eine Datenspeicherung
einschließt,
erforderlich. Es ist erstrebenswert, die Daten in den Puffer-Bereich
zu schreiben, anschließend ein
Flag zum Anzeigen des Pufferzustandes zu setzen und schließlich die
Pufferdaten in den Schreibbereich zu übertragen und dann das Flag
aufzuheben. Eine weitere Gegenmaßnahme besteht darin, die Signale
von einer Energieversorgungseinheit einzugeben, um im Voraus über einen
Stromausfall zu berichten. Durch diese Verfahrensweise ist es möglich, dass
lediglich neue Mautstellen erfasst werden, wodurch Daten auf effiziente
Weise ohne Datenüberlappung
in den nichtflüchtigen
RAM geschrieben werden. Darüber
hinaus können
Informationen über Mautstellen
auf Basis geografischer Informations-Datenbanken und des nichtflüchtigen
Speichers angezeigt werden, wodurch die DSRC-Energie gesteuert und
der Energieverbrauch verringert wird.
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Während in
dem vorstehenden Beispiel die GPS-Moduloperation während der
DSRC-Moduloperation
unterdrückt
wird, kann die GPS-Moduloperation eine angehaltene Operation sein.
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Das
GPS-Modul kann so eingerichtet sein, dass es in dem Unterdrückungs-Modus
die Positionsinformationen vor der Ankunft der Zeitsteuersignale
in der Speichereinrichtung speichert und synchron zu den Ansteuer-Unterbrechungssignalen
für die
DSRC-Einrichtung
Positionsinformationen aus der Speichereinrichtung liest sowie Positionsinformationen
aus den neuesten Positionsinformationen und ihrem Verlauf korrigiert,
anschließend
die sich ergebenden Informationen als Rückführ-Positionsinformationen ausgibt
und in den Voll-Ansteuermodus übergeht.
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In
dem GPS-Modul anzuhaltende Funktionen, die Komplexität der CPU-Verarbeitung,
die erforderlich ist, wenn das GPS-Modul unterbrochen ist, sowie
die Verarbeitung und Verfahrensweise für die Wiederherstellung werden
durch die Merkmale beeinflusst, die durch die Hardware und Software
gemeinsam genutzt werden. Es ist erstrebenswert, derartige Faktoren
in Abhängigkeit
von dem Energieverbrauch, den Kosten und der erforderlichen Wiederherstellungsdauer
zu optimieren.
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Wünschenswerter
Weise werden Vorgänge bis
zur Streckenverfolgungssteuerung kontinuierlich durchgeführt, um
die für
den Wiederherstellungsvorgang erforderliche Zeit nennenswert zu
verringern.
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(Ausführungsform
2)
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Im
Folgenden wird die Energieversorgungseinheit für die Positionserfassungsvorrichtung
erläutert. 6 ist
ein Blockdiagramm, das die Positionserfassungsvorrichtung entsprechend
der zweiten Ausführungsform
der Erfindung, insbesondere die Konfiguration der Energieversorgungseinheit,
darstellt. Die Hauptabschnitte des Moduls sind die gleichen wie
bei der Ausführungsform
1. Die Figur stellt ein ausführliches
Beispiel der Leistungsumschaltung dar.
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Die
Energieversorgungseinheit ist, wie in 6 dargestellt,
in dem GPS-Modul 204 integriert. Die GPS-Signal-Verarbeitungseinrichtung 112,
die gemeinsam genutzte CPU 108 und so weiter führen die
tatsächliche
Signalverarbeitung durch. Der Hauptleistungseingang 201 zum
konstanten Zuführen
von Energie wird verwendet, um Signalverarbeitung über die
GPS-Signal-Verarbeitungseinrichtung 112 durchzuführen, wobei
die gemeinsam genutzte CPU 108 und so weiter von den Ergebnissen
der Positionserfassung abhängig
sind, um Leistungssteuerungssignale 202 auszugeben. Die
Anwendung der Leistungssteuerungssignale und des Hauptleistungseingangs
veranlasst einen Abschalt-Schalter 206, DSRC-Hauptleistungseingangssignale 205 auszugeben.
Der Eingang von DSRC-Hauptleistung veranlasst die GPS-Signal-Verarbeitungseinrichtung 112, die
gemeinsam genutzte CPU 108 und so weiter in dem DSRC-Modul 208,
Signalverarbeitung durchzuführen.
Hierbei wird die Annäherung
an eine DSRC-Basisstation unter Verwendung der Ergebnisse der GPS-Positionserfassung
gemessen, um die GPS-Modulleistung zu unterdrücken. Leistungssteuerungssignale 202 von
dem DSRC-Abschnitt werden aktiviert, um das DSRC-Modul über den
Abschalt-Schalter 206 zu starten. Leistungssteuerungssignale
zu dem DSRC-Abschnitt werden unterbrochen, wenn die DSRC-Basisstation
weit weg ist, um das Ansteuern des DSRC-Moduls zu stoppen und das
GPS-Modul in den Ausgangszustand zurückzubringen.
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Die übrigen Abschnitte
sind auf die gleiche Weise wie bei der Ausführungsform 1 konfiguriert.
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Während in
der vorstehenden Ausführungsform
ein Beispiel verwendet wird, bei dem ein GPS-Modul und ein DSRC-Modul
integriert sind, die CPU und RAM gemeinsam nutzen, können das GPS-Modul
und das DSRC-Modul separat gebildet sein, um die Hauptleistung gemeinsam
zu nutzen, wobei, wie dies in den 7 und 8 dargestellt ist,
lediglich Leistungssteuerung durchgeführt wird.
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In
diesem Beispiel sind, wie dies in 7 dargestellt
ist, CPU, ROM und RAM separat in dem GPS-Modul und dem DSRC-Modul
bereitgestellt. Durch Ansteuern des DSRC-Moduls wird die Funktion des GPS-Moduls
durch verringerte Energiezufuhr unterbrochen oder unterdrückt, um
den Energieverbrauch der gesamten Vorrichtung auf die für die normale
GPS-Funktion erforderliche Energie zu beschränken.
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Die
Konfiguration in 8, die eine Variation von der
in 7 ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Basisstations-Erfassungsvorrichtung 211 hinzugefügt ist,
die Positionserfassungsinformationen (Positionsinformationen) 210 ausgibt,
ohne Leistungssteuerungssignale direkt von dem GPS-Modul 204 auszugeben,
um die Annäherung
an eine DSRC-Basisstation festzustellen und Leistungssteuerungssignale 202 auszugeben.
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Durch
diese Konfiguration wird ein Aktivieren und ein Abschalten der DSRC-Vorrichtung
beim Erfassen der Annäherung
an eine DSRC-Basisstation ermöglicht,
ohne dass es erforderlich ist, dass das GPS-Modul einen komplizierten
Mechanismus, wie beispielsweise eine Streckenberechnung, neben der Kommunikation
und Positionserfassung installieren muss.
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Während die
Ausführungsform
1 ein Beispiel zeigt, bei dem der gesamte RAM und ROM gemeinsam
genutzt werden, können
separate Abschnitte sowie gemeinsam genutzte Abschnitte bereitgestellt sein. 9,
die eine Variation des Beispiels von 1 ist,
stellt eine Konfiguration dar, die einen für GPS zugeordneten RAM 117,
einen für
DSRC zugeordneten RAM 118, einen für GPS zugeordneten ROM 119 und
einen für
DSRC zugeordneten ROM 120 sowie einen gemeinsam genutzten
RAM und einen gemeinsam genutzten ROM umfasst.
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Durch
diese Konfiguration werden Speicherdaten, die am häufigsten
verwendet werden, in eine kompakte Speicherschaltung aufgenommen,
wobei eine kurze Datenleitung für
eine Verbindung verwendet wird. Dadurch wird der Energieverbrauch
verringert.
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(Ausführungsform
3)
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Die
dritte Ausführungsform
der Erfindung ist eine Konfiguration, bei der die Positionserfassungsvorrichtung
mit einer Einheit zum Bereitstellen von geografischen Daten ausgestattet
ist.
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10 zeigt
das Blockdiagramm einer derartigen Vorrichtung. Die Vorrichtung
besteht aus einer Positionserfassungsvorrichtung (Positionsbestimmungsvorrichtung:
GPS-Modul) 302 zum
Ausgeben der aktuellen Koordinateninformationen 301, einer
geografischen Informations-Datenbank (DB) 305 zum Eingeben
von Suchsignalen 303 und zum Ausgeben von geografischen
Informationen des ROMs 304, wie beispielsweise der Koordinaten
einer DSRC-Basisstation und von Mautinformationen, einem DSRC-Abschnitt 307 zum
Durchführen
von DSRC-Kommunikationen zur elektronischen Maut-Erfassung und zum Ausgeben von Nahbereichsinformationen 306,
wie beispielsweise Rechnungsinformationen, einem Speicher 310 zum
Eingeben zusätzlicher
Signale zum Schreiben geografischer Daten 308, um die Koordinaten
einer neuen DSRC-Basisstation
und DSRC-Informationen zu registrieren, die nicht in der geografischen
Informations-Datenbank gefunden wurden, wodurch ermöglicht wird, dass
die Position einer DSRC-Basisstation registriert wird und als neue
geografische Daten 309 ausgelesen wird, einer Anzeigedaten-Erzeugungsschaltung 313 zum
Eingeben der Koordinateninformationen, zum Ausgeben von Suchsignalen
für die
geografische Datenbank, zum Eingeben von geografischen Informationen
des ROMs und DSRC-Informationen in
den DSRC-Abschnitt, zum Ausgeben von zusätzlichen Signalen zum Schreiben
geografischer Daten, zum Eingeben neuer geografischer Daten, zum
Integrieren der Koordinateninformationen und neuer geografischer
Daten und zum Ausgeben von Anzeigedaten 311 und DSRC-Startsignalen 312,
aus einem Monitor 314 zum Anzeigen von Anzeigedaten sowie aus
einer DSRC-Energieversorgungsschaltung 315 zum Eingeben
von DSRC-Startsignalen und zum Aktivieren/Abschalten der DSRC-Energieversorgung.
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Durch
diese Konfiguration ist es möglich,
die Funktion der CPU, die für
die Positionserfassung verwendet wird, vorrübergehend einzuschränken oder zu
unterbrechen, so dass die DSRC-Kommunikationsfunktion die CPU virtuell
belegen kann, wobei die Positionserfassungs-Schaltungsdaten gepflegt
werden, um die CPU gemeinsam zu nutzen. Der ROM-Abschnitt kann die
ROM-Programme und -Daten teilen, die für die Steuerung, wie beispielsweise Aktivierung,
Initialisierung, Kommunikation und Versandanweisung sowie Berechnung,
verwendet werden. Dadurch wird die ROM-Größe verringert. Der RAM-Abschnitt
kann Gemeinzweckdaten, wie beispielsweise Anfangseinstellungs- und
Positionserfassungsinformationen, teilen. Dadurch wird die RAM-Größe verringert.
Durch gemeinsames Nutzen von Schaltungen, die nicht gleichzeitig
arbeiten müssen,
können
Schaltungen verkleinert werden, wodurch Kosten und Energieverbrauch
verringert werden.
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Entsprechend
der Erfindung ist es durch das Einschließen einer Positionserfassungseinrichtung zum
Ausgeben von Positionsinformationen und einer Zeitsteuereinrichtung
zum Feststellen der Annäherung
an eine DSRC-Basisstation und zum Aktivieren/Abschalten der DSRC-Einrichtung
möglich,
eine Position zu erfassen, an der der DSRC-Abschnitt über Positionsinformationen
zu betreiben ist, die unter Verwendung der Positionserfassungseinrichtung bezogen
werden, und gegebenenfalls Steuerung durchzuführen, wie beispielsweise Aktivieren/Abschalten
des DSRC-Abschnittes. Dadurch wird die Energie für die DSRC-Einrichtung verringert,
die nicht kontinuierlich arbeiten muss.
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Entsprechend
der Erfindung können
durch das Bereitstellen einer geografischen Datenbank, Speichereinrichtung,
Einrichtung zum Hinzufügen positionsbezogener
Informationen, die über
die DSRC-Einrichtung bezogene Informationen und Positionsinformationen
erneut in der Speichereinrichtung speichert, einer Anzeigeeinrichtung
zum Anzeigen von Daten mit der Annäherung an eine DSRC-Basisstation
oder einer Zeitsteuersignal-Erzeugungseinrichtung zum Aktivieren/Abschalten
der Energiezufuhr für
die DSRC-Einrichtung die positionsbezogenen Informationen der DSRC-Basisstation
zu der Speichereinrichtung sowie der geografischen Informations-Datenbank
hinzugefügt
werden. Auf diese Weise ist es möglich,
eine neue DSRC-Basisstation auf einem geo grafischen Bild anzuzeigen,
die nach der letzten Aktualisierung der geografischen Daten installiert
wurde. Durch Bereitstellen einer nichtflüchtigen Speichereinrichtung
ist es möglich,
die Energie über
Energieaktivierungs- und Abschaltsteuerung der DSRC-Einrichtung zu reduzieren.
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Entsprechend
der Erfindung ist es durch das Bereitstellen eines Schrittes zum
Durchsuchen einer geografischen Datenbank, eines Schrittes zum Feststellen
der relativen Annäherung
an eine DSRC-Basisstation zum Aktivieren der Energie für die DSRC-Einrichtung, eines
Schrittes zum zwangsweisen Aktivieren der DSRC-Energiezufuhr über Mittel
mit Ausnahme von Positionsinformationen, eines Schrittes zum Prüfen nach
der DSRC-Basisstation, die auf diese Weise nach der zwangsweisen
DSRC-Aktivierung erfasst wird, eines Schrittes zum Schreiben von Positionsinformationen
und Informationen, die über die
DSRC bezogen werden, in die Speichereinrichtung, wenn die DSRC-Basisstation
bestätigt
wurde, eines Schrittes zum Durchführen von DSRC-Kommunikationen und
eines Schrittes zum Abschalten der DSRC-Energiezufuhr, wenn die
DSRC-Kommunikationen beendet sind, möglich, die Zeit für die Aktivierung
der Energiezufuhr zu der DSRC-Einrichtung zu ermitteln, indem die
Positionsinformationen und eine geografische Datenbank für die DSRC-Basisstation
verwendet werden, wodurch der Energieverbrauch verringert wird.
Es ist ebenso möglich,
die Positionsinformationen einer DSRC-Basisstation, die nicht in
der geografischen Datenbank gefunden wird, in der Speichereinrichtung
aufzuzeichnen. Dadurch ist es möglich,
derartige Informationen bei der nächsten Annäherung an eine DSRC-Basisstation
aus der Speichereinrichtung, so dass die DSRC-Einrichtung automatisch
aktiviert werden kann, sowie aus einer geografischen Informations-Datenbank
abzurufen.
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Während die
vorstehende Ausführungsform die
Vorrichtung zur elektronischen Maut-Erfassung erläutert, weist die DSRC als Nahbereichskommunikation
derartige Anwendungen, wie die Steuerung von Informationen über in der
Nähe befindliche
Geschäfte
und Parkplätze
auf, die die Gebühren-Erfassungsvorrichtung
auf einem Parkplatz, das Gebührenabrechnungssystem
in einer Tankstelle und das System zum Steuern der physischen Verteilung
von Frachtanhängern
in einem physischen Verteilungssystem einschließen.
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Die
Erfindung ist beispielsweise auf einen Informationsdienst für Sehenswürdigkeiten
anwendbar, der über
ein mit der DSRC-Funktion ausgestattetes mobiles Endgerät bereitgestellt
wird. An Sehenswürdigkeiten
wird üblicherweise
ein Dienst bereitgestellt, wobei Touristen mobile Endgeräte mit integriertem
GPS und integrierter DSRC ausleihen können. Ein solcher Dienst wird
durch lokale Tourismusverbände
oder Reisebüros
angeboten, die DSRC-Basisstationen installieren, in denen Informationen über Sehenswürdigkeiten
gespeichert sind. Es ist möglich,
die Erfindung auf diesen Dienst anzuwenden und den Touristen einen
Dienst anzubieten, mit dem die Touristen Informationen über Sehenswürdigkeiten
auf mobilen Endgeräten
anzeigen können,
die in DSRC-Basisstationen gespeichert sind, die an bestimmten Orten
aufgestellt sind. Mobile Endgeräte,
die von Touristen getragen werden, beziehen die neuesten Inhalte über die
DSRC-Kommunikation, wenn sie sich an solche DSRC-Basisstationen
annähern.
Touristen können
sich auf Informationen über
Sehenswürdigkeiten, öffentliche
Bekanntmachungen und periphere geografische Informationen beziehen,
um den nächsten
Besichtigungspunkt zu bestimmen. Durch die DSRC können Touristen
die neuesten sowie höchst
umfangreiche Informationen beziehen, ohne eine Kommunikationsgebühr zahlen zu
müssen,
wodurch sie folglich die neuesten Informationen, wie beispielsweise
Stauinformationen oder Informationen über die Anfangszeiten von Veranstaltungen,
einsehen können,
die ihnen beim Treffen der besten Wahl helfen. Händler an einem Besichtigungspunkt
können
mit geringen Betriebskosten Recherchen darüber anstellen, welcher Typ Mensch
sich wie lange an welchen Orten aufgehalten hat.
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Wie
dies zuvor erwähnt
wurde, ist es entsprechend der Erfindung möglich, eine Positionserfassungsvorrichtung
bereitzustellen, die eine Reduzierung der Kosten und des Energieverbrauchs
ermöglicht
und gleichzeitig eine hohe Zuverlässigkeit gewährleistet.