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Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Navigationssystem
zur Verwendung in einem Fahrzeug, wie z. B. einem Automobil, und
insbesondere auf ein Fahrzeugnavigationssystem, das Fahrplandaten bezüglich
alternativer Transportmittel anzeigen kann, die längs Eisenbahnlinien oder
Straßen in einer Karte fahren, die auf einer Anzeige des Systems angezeigt
wird.
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Normalerweise ist ein im Fahrzeug montiertes Navigationssystem so
beschaffen, daß es Kartendaten mittels eines Speichermediums wie z. B.
einem CD-ROM speichern kann und den aktuellen Ort eines Fahrzeuges, der
mittels eines GPS-Empfängers und dergleichen erfaßt worden ist, in einem
vorgegebenen Bereich der Karte darstellen kann, die den erfaßten Ort
enthält und von der CD-ROM gelesen wird und auf einer Anzeigevorrichtung
des Systems angezeigt wird.
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Zum Beispiel ist in EP 0532158 ein System offenbart, das Fahrplandaten für
einen Benutzer speichert und die aktuelle Position des Fahrzeugs zusammen
mit seinem nächsten eingeteilten Ziel anzeigt.
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Folglich umfaßt das bekannte System einen Ortsdetektor, einen CD-ROM,
einen Prozessor, eine Anzeigevorrichtung und andere elektronische
Vorrichtungen und ist somit relativ teuer, so daß Bedarf an der Verbesserung
seines Preis-Leistungsverhältnisses besteht, wenn es in Verbindung mit
zusätzlichen Funktionen des Systems betrachtet wird.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbesserte
Navigationssystem zu schaffen, das zusätzliche Funktionen durch
Hinzufügen von wenig Hardware, die teuer ist, erreicht.
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Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst, wie in den beigefügten Ansprüchen
ausgeführt ist.
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Das Navigationssystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist so beschaffen,
daß es zusätzlich zu der herkömmlichen Funktion der Ermittlung des
aktuellen Orts eines bewegten Objekts und des Anzeigens des ermittelten Orts des
bewegten Objekts in gelesenen Kartendaten, die den erfaßten Ort enthalten,
zwei neue Funktionen ausführt, nämlich eine zum Speichern von
Fahrplandaten alternativer Transportmittel, die längs wenigstens einer
Eisenbahnstrecke, einer Straße, einer Wasserstraße oder einer Flugverbindung
verkehren, die in den Kartendaten enthalten sind, und eine andere zum
Lesen der Fahrplandaten des Transportmittels, die in den angezeigten
Kartendaten enthalten sind, und zum Anzeigen der gelesenen Daten auf
einer Anzeigevorrichtung des Systems. Das System der vorliegenden
Erfindung kann somit Informationen bezüglich des Transportmittels anzeigen,
was zu einem verbesserten Preis-Leistungsverhältnis desselben führt.
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Aufgrund unerwarteter Verkehrsstaus versäumen die Fahrer und Passagiere
von Fahrzeugen häufig die Züge oder die anderen Transportmittel, die sie
erreichen wollen, wobei in diesem Beispiel die Fahrer und die Passagiere
leicht die Abfahrtszeit sowie die Ankunftszeit des nachfolgenden Zuges am
beabsichtigten Ziel aus den auf der Anzeige des Navigationssystems
angezeigten Fahrplandaten herausfinden können. Bei einigen bekannten
Navigationssystemen ergeben sich häufig Schwierigkeiten beim korrekten
Erfassen der aktuellen Fahrzeugposition, wobei die Namen der angezeigten
Eisenbahnlinien nicht ermittelt werden können. Beim System gemäß der
vorliegenden Erfindung ist es im Gegensatz hierzu möglich, die Namen der
angezeigten Eisenbahnlinien leicht herauszufinden durch Anzeigen der
Fahrplandaten der Linien. Mit dem System der Erfindung ist es ferner
möglich, einen sich nähernden Zug anzuzeigen, wodurch die Sicherheit an
unübersichtlichen Bahnübergängen verbessert werden kann.
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Mit dem System der Erfindung ist es ferner möglich, zur Unterhaltung Daten
anzuzeigen, die das Ziel eines Flugzeuges darstellen, das über ein das
System mitführendes Fahrzeug fliegt. Diese nützlichen neuen Funktionen
können vom Navigationssystem der Erfindung erreicht werden, das gebildet
wird durch Ergänzung eines bekannten Systems eines CD-ROM und
dergleichen zum Speichern von Daten bezüglich des Transportmittels und durch
Hinzufügen eines partiellen Steuerprogramms, um die Anzeige der
Transportmitteldaten zu erlauben, zu einem Steuerprogramm in einem Prozessor
des bekannten Systems. Folglich bietet das Navigationssystem der Erfindung
zusätzliche Funktionen durch Hinzufügen von weniger Hardware, wodurch
dessen Preis-Leistungsverhältnis verbessert wird.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im
folgenden lediglich beispielhaft mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
genauer beschrieben, in welchen:
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Fig. 1 ein Blockschaltbild ist, das ein Navigationssystem gemäß der
vorliegenden Erfindung zeigt;
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Fig. 2 eine schematische Ansicht ist, die ein auf einem Bildschirm des
Systems angezeigtes Beispielbild zeigt;
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Fig. 3 eine schematische Ansicht ist, die ein Beispielbild zeigt, das
zusammen mit Fahrplandaten auf dem Bildschirm angezeigt wird;
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Fig. 4 ein Flußdiagramm ist, das die Operation zum Wiedergewinnen einer
Karte mittels eines Cursors zeigt;
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Fig. 5 ein Flußdiagramm ist, das die Operation zum Anzeigen des aktuellen
Orts eines Fahrzeuges zeigt;
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Fig. 6 ein Flußdiagramm ist, das die Operation zur Berechnung des aktuellen
Ortes des öffentlichen Transportmittels und zum Anzeigen des berechneten
Ortes zeigt;
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Fig. 7 eine schematische Ansicht ist, die ein spezifisches Beispiel eines
Knotens zeigt; und
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Fig. 8 eine schematische Ansicht ist, die ein weiteres Beispielbild zeigt, das
auf dem Bildschirm angezeigt wird.
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Anfangs wird auf Fig. 1 Bezug genommen, die ein Navigationssystem gemäß
der vorliegenden Erfindung in einem Blockschaltbild zeigt. Wie in der Figur
gezeigt, umfaßt das Navigationssystem einen Prozessor 1, einen
Ortsdetektor 2, einen Taktabschnitt (Zeitgeber) 3 mit einer Kalenderfunktion wie z. B.
Jahr, Monat, Tag und Wochentag, eine Tastatur 4, eine
CD-ROM-Lesevorrichtung 5, Kartendaten 6, die in einem CD-ROM gespeichert sind, einen
Ausdruckprozessor 7, einen Bildspeicher 8, einen Anzeigesteuerabschnitt 9,
einen Anzeigeabschnitt 10 und einen Sprachausgabeabschnitt 11. Mit den
Bezugszeichen 12 und 13 sind Transportmittel-Fahrplandaten (Zeittabelle
und dergleichen) bezeichnet, die im CD-ROM und im
Verkehrsinformationsempfänger gespeichert sind.
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Der Prozessor 1 lies den aktuellen Ort eines Fahrzeuges, das das
Navigationssystem mitführt, vom Ortsdetektor 2, der von einem GPS-Empfänger
und dergleichen gebildet wird. Der aktuelle Ort ist in Form absoluter
Positionen auf der Erde dargestellt, wie z. B. x Grad nördlicher Breite und y Grad
östlicher Länge. Auf der Grundlage des gelesenen aktuellen Ortes und der
Anzeigevergrößerung eines anzuzeigenden Bildes, die durch einen über die
Tastatur 4 eingegebenen Befehl zugewiesen wird, berechnet der Prozessor 1
die Breite der oberen und unteren Randkanten und die Länge der rechten
und linken Randkanten des anzuzeigenden Bildes. Anschließend liest der
Prozessor 1 mittels der CD-ROM-Lesevorrichtung 5 Kartendaten, die
innerhalb eines Feldes aufgenommen sein können, das durch die
berechneten oberen und unteren und rechten und linken Randkanten definiert ist, aus
den Kartendaten 6, die im CD-ROM gespeichert sind, und überträgt die
gelesenen Kartendaten zum Ausdruckprozessor 7.
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Der Ausdruckprozessor 7 empfängt die vom Prozessor 1 übertragenen
Kartendaten, führt den in den Kartendaten enthaltenen Befehl aus, um
Graphikdaten in Form von Punktmustern zu erzeugen, die Straßen,
Eisenbahnlinien und Bahnhöfe darstellen, die Bestandteile der relevanten Karte
sind, und schreibt die Graphikdaten in einen vorgegebenen Abschnitt des
Bildspeichers 8. Der Ausdruckprozessor 7 transformiert die in den vom
Prozessor 1 empfangenen Kartendaten enthaltenen Zeichencodes in
entsprechende Punktmusterzeichen und schreibt die resultierenden Daten in
einen vorgegebenen Abschnitt des Bildspeichers 8.
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Die Karte in Form von Punktmustern, die in den Bildspeicher 8 geschrieben
worden sind, wird unter der Steuerung des Anzeigesteuerabschnitts 9
periodisch ausgelesen und auf dem Anzeigeabschnitt 10 angezeigt, der von
einer Flüssigkristalltafel oder einer Braunschen Röhre (CRT) gebildet wird. In
der auf der Anzeigevorrichtung 10 angezeigten Karte wird der mittels des
Ortsdetektors 2 erfaßte aktuelle Fahrzeugort mittels vorgegebener Codes
angezeigt. Der Prozessor 1 gibt Sprachinformationen, die für die Navigation
erforderlich sind, an einen Fahrzeugfahrer über den Sprachausgabeabschnitt
11 mit einem Lautsprecher und dergleichen aus.
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Abgesehen von den Merkmalen, die für ein bekanntes Navigationssystem
erforderlich sind, enthält das Navigationssystem gemäß der beschriebenen
bevorzugten Ausführungsform Fahrplandaten 12 (Zeittabelle und
dergleichen) von Transportmitteln, die im CD-ROM gespeichert sind und für die
Anzeige von Fahrplaninformationen der Transportmittel erforderlich sind,
sowie den Verkehrsinformationsempfänger 13. Die Fahrplandaten 12 der
Transportmittel enthalten Eisenbahnlinien und Namen von Buslinien, die im
jeweiligen Bereich vorhanden sind, der durch die Kombination aus Breiten-
und Längengrenzen definiert ist; Fahrzeittabellen von Zügen und Bussen, die
sich längs der Eisenbahnlinien und Straßen bewegen oder fahren; sowie
Orte eines jeweiligen Zuges und Busses, die gemeinsam durch die Breite
und Länge im jeweiligen vorgegebenen Zeitintervall definiert sind.
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Durch Lesen der Transportmitteldaten 12 über die CD-ROM-Lesevorrichtung
5 gewinnt der Prozessor 1 Eisenbahnlinien und Straßen wieder, die in einem
Anzeigebereich vorhanden sind, der durch die Breiten- und Längengrenzen
in Kombination definiert ist und auf der Anzeigevorrichtung 10 angezeigt
wird, ermittelt die Orte der Züge und/oder Busse, die auf den Eisenbahnlinien
und Straßen fahren, und teilt deren Anzeigepositionen dem
Ausdruckprozessor 7 mit. Nach dem Empfang eines solchen Datenaustauschs schreibt der
Ausdruckprozessor 7 Graphiken der Züge in den Abschnitt des Bildspeichers
8, der den Anzeigepositionen der Züge entspricht, und schreibt Graphiken
der Busse in den Abschnitt des Bildspeichers 8, der den Anzeigepositionen
der Busse entspricht. Als Ergebnis werden die aktuellen Orte des Zuges A1
und des Busses A2 auf dem Bildschirm des Anzeigeabschnitts 10 zusammen
mit dem Ort P des durch ein Dreieck dargestellten Fahrzeuges angezeigt,
wie in Fig. 2 gezeigt ist. Wenn sich das Fahrzeug einem Bahnübergang
nähert, kann der Fahrer mittels einer Nachricht oder einen Summton über
einen Lautsprecher des Sprachausgabeabschnitts 11 und dergleichen vor
einem sich nähernden Zug gewarnt werden.
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Wenn der Fahrer über die Tastatur 4 einen Befehl zur Anzeige des Fahrplans
des angezeigten Zuges eingibt, wird der Fahrplan des angezeigten Zuges in
einer Ecke des Bildschirms angezeigt, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Um die
Operation für den Fahrer zu vereinfachen, kann der Anzeigeabschnitt 10
vorzugsweise in Form einer Berührungstafel vorliegen, die so konfiguriert ist,
daß sie solche Fahrzeitpläne anzeigt durch Drücken mit einem Finger des
Fahrers auf die Graphiken des angezeigten Zuges. Bei Bedarf kann der
Fahrer einen Befehl über die Tastatur 4 eingeben, die einen
Befehlseingabeabschnitt bildet, so daß die Fahrplantabelle eines dem angezeigten Zug
folgenden Zuges angezeigt werden kann. Es ist ferner möglich, den aktuellen
Ort eines bestimmten Zuges auf dem Bildschirm anzuzeigen durch Eingeben
des Namens oder der Identifikationsnummer des Zuges über die Tastatur 4.
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Der Verkehrsinformationsempfänger 13 empfängt die Betriebszustände der
Transportmittel, die über einen Radiosender übertragen werden, und sendet
die empfangenen Daten zum Prozessor 1. Auf der Grundlage der vom
Verkehrsinformationsempfänger 13 übertragenen Betriebsbedingungen paßt
der Prozessor 1 den aktuellen Ort des Zuges oder Busses sowie dessen
Fahrplan an.
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Mit Bezug auf die Flußdiagramme der Fig. 4 bis 6 wird im folgenden die
Operation des Navigationssystems gemäß der vorliegenden Erfindung
beschrieben. Fig. 4 ist ein Flußdiagramm, daß die Operation für eine
Kartenwiedergewinnung unter Verwendung eines Cursors zeigt. Der Prozessor 1
ermittelt eine Cursorposition auf der angezeigten Karte, die mittels einer
Bildpositionszuweisungsvorrichtung zugewiesen worden ist (Zeigevorrichtung),
wie z. B. einer Maus und der Cursortaste der Tastatur 4, wenn das
Fahrzeug stillsteht (S1). Als nächstes ermittelt der Prozessor 1 die
Anzeigevergrößerung (Maßstab) einer auf dem Bildschirm anzuzeigenden Karte
(S2). Anschließend ermittelt der Prozessor 1, ob das Fahrzeug der
Bedienungsperson oder des Fahrers innerhalb des Kartenbereiches oder Feldes
angeordnet ist, das auf dem Bildschirm im zugewiesenen Maßstab angezeigt
wird, wobei die zugewiesene Cursorposition in dessen Mitte liegt (S3), und
veranlaßt, daß die durch z. B. ein Dreieck und ein Bezugszeichen P
markierte aktuelle Position des Fahrzeugs angezeigt wird, wenn sich das
Fahrzeug innerhalb des angezeigten Kartenfeldes befindet (S4).
Anschließend ermittelt der Prozessor 1, ob das öffentliche Transportmittel, das vom
Fahrer über die Tastatur 4 angegeben worden ist, innerhalb des auf dem
Bildschirm angezeigten Kartenfeldes positioniert ist (S5), und führt die
Verarbeitung der Fig. 6 aus, wenn das Transportmittel darin vorhanden ist.
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Fig. 5 ist ein Flußdiagramm, das die Operation zeigt, in der der aktuelle
Fahrzeugort angezeigt wird. Auf der Grundlage der vom Ortsdetektor 2
ausgegebenen Ortsdaten ermittelt der Prozessor 1 den aktuellen Ort des
Fahrzeugs (S11), woraufhin er Kartendaten, die den aktuellen Fahrzeugort
enthalten oder umgeben, vom CD-ROM liest und die entsprechende Karte
und den aktuellen Fahrzeugort auf dem Bildschirm anzeigt (S12).
Anschließend ermittelt der Prozessor 1 den Maßstab der auf dem Bildschirm
angezeigten Karte (S13), ermittelt, ob das bezeichnete Transportmittel sich
innerhalb des angezeigten Kartenfeldes mit dem in dessen Mitte
angeordneten aktuellen Fahrzeugort befindet (S14), und folgt den
Operationsschritten der Fig. 6, wenn sich das bezeichnete Transportmittel darin befindet.
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Fig. 6 ist ein Flußdiagramm, das die Operationen zeigt, die beim Berechnen
und Anzeigen des Orts des bezeichneten Transportmittels verwendet
werden. Der Prozessor 1 ermittelt die aktuelle Zeit und das Datum auf der
Grundlage der Tag/Zeit/Daten des Uhrabschnitts 3 (Zeitgeber) (S31).
Anschließend gewinnt der Prozessor 1 unter Bezugnahme auf die
Fahrplandaten (Diagrammdaten) des vom Fahrer bezeichneten Transportmittels zwei
Knoten wieder (z. B. Bahnhöfe und Bushaltestellen), die die entsprechenden
Fahrplandaten (Diagrammdaten) aufweisen und in unmittelbarer Nähe des
Fahrzeugorts liegen (S 32). Anschließend ermittelt der Prozessor 1 auf der
Grundlage der Fahrplandaten (Diagrammdaten) des Transportmittels, ob ein
Transportmittel (Zug oder Bus) vorhanden ist, das derzeit zwischen den zwei
wiedergewonnenen Knoten (Bahnhöfe oder Bushaltestellen) verkehrt (S33).
Wenn Transportmittel vorhanden sind, die derzeit zwischen den zwei Knoten
(Bahnhöfen oder Bushaltestellen) verkehren, schätzt der Prozessor 1 den
aktuellen Aufenthaltsort des Transportmittels (Zug oder Bus) auf der
Grundlage des Dienst- oder Operationsabstands zwischen den zwei Knoten
(Bahnhöfen oder Bushaltestellen) und der Fahrplandaten (Diagrammdaten)
(S34) und zeigt eine Marke, die den geschätzten Aufenthaltsort des
Transportmittels darstellt, auf dem Bildschirm in zusammengeführter oder
synthetisierter Beziehung zur ebenfalls darauf angezeigten Karte an (S35).
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Die in den Fig. 4 bis 6 gezeigten Verarbeitungsschritte werden in
vorgegebenen Zeitintervallen ausgeführt. Diese vorgegebenen Zeitintervalle sollten
vorzugsweise so gesetzt sein, daß sie sich in Abhängigkeit vom
Verkleinerungsmaßstab (Maßstäbe) der angezeigten Karten ändern. Wenn z. B. ein
kleiner Verkleinerungsmaßstab verwendet wird, um einen schmalen Bereich
einer Karte in einem vergrößerten Maßstab darzustellen, sollte die
Wiederholungszeit (vorgegebene Zeitspanne) bezüglich der Verarbeitungsschritte
der Fig. 4 bis 6 kurz gewählt werden, so daß der sich bewegende Ort des
fahrenden Transportmittels (Zug oder Bus) genau angezeigt werden kann.
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Fig. 7 zeigt Beispielformen von Knoten des Transportmittels.
Unterschiedliche Knoten werden in Abhängigkeit von der Art des Transportmittels
verwendet. Im dargestellten Beispiel werden zwei unterschiedliche Knoten
verwendet, nämlich ein Eisenbahn-(Linien)-Knoten und ein Bahnhofsknoten.
Jeder Knoten enthält Daten, wie z. B. den Ort, den Abstand zu einem
benachbarten Knoten und den Eisenbahnliniennamen (Linienname). Jeder
Bahnhofsknoten besitzt Fahrplan-(Diagramm)-Daten des relevanten
Transportmittels.
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Fig. 8 zeigt einen Bildschirm, der ein Bild anzeigt, das aus den
Transportmittelfahrplandaten 12 wiedergewonnen worden ist, in welchen die
Fahrplandaten eines Privatflugzeugs A3 enthalten sind, das über das Fahrzeug
hinweg fliegt. Das Flugzeug A3 wird vorzugsweise angezeigt, wenn ein
großes Feld auf dem Bildschirm angezeigt wird. Hinsichtlich der signifikanten
Geschwindigkeitsunterschiede des Fahrzeugs und des Flugzeugs dient die
Anzeige des Flugzeugs 3 auf dem Bildschirm eher der Unterhaltung als für
praktische Zwecke.
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Obwohl das Navigationssystem gemäß der Erfindung, das oben beschrieben
worden ist, so konfiguriert ist, daß es Züge und Busse auf dem Bildschirm in
graphischer Form anzeigt, sind auch alternative Anordnungen möglich. Zum
Beispiel können die Orte der Züge und Busse angezeigt werden durch
Flackern von hellen Lichtpunkten, statt durch solche graphische Formen. Bei
Bedarf kann das System so beschaffen sein, daß es nur den Fahrplan
anzeigt, wobei die Ortsanzeigefunktion weggelassen ist.
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Das System wurde so beschrieben, daß es den
Verkehrsinformationsempfänger 13 enthält, so daß die Betriebszustände der Züge und Busse
angepaßt werden können, jedoch kann eine solche Anordnung weggelassen
werden, falls bei Bedarf die Herstellungskosten des Systems gesenkt werden
sollen. Statt der Aufzeichnung der Fahrplandaten des Transportmittels im
CD-ROM im voraus, können im Gegensatz hierzu solche Daten mittels des
Verkehrsinformationssenders 13 empfangen werden und in einem Speicher
innerhalb des Prozessors 1 gespeichert werden.
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Es wurde eine Anordnung beschrieben, bei der die Fahrplandaten Positionen
enthalten, die gemeinsam durch die Breite und Länge zu jedem
vorgegebenen Zeitpunkt der Züge und Busse bezeichnet sind. Als Alternative kann die
Anordnung so konstruiert sein, daß die Positionen der Züge und Busse bei
jeweils vorgegebenem Zeitpunkt vom Prozessor 1 berechnet werden auf der
Grundlage der Abfahrtszeit von den Bahnhöfen und Bushaltestellen und der
aktuellen Zeit.
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Anstelle des Anzeigemodus, wie in Fig. 2 gezeigt, kann ein separater
Anzeigemodus verwendet werden, bei dem die Hintergrundkarte in Reaktion
auf die Bewegung des Fahrzeuges verschoben wird, während das Fahrzeug
konstant in der Mitte des Bildschirms angezeigt wird. Im
Verschiebungsmodus der Anzeige ist es schwierig, die Fahrtrichtung und die
Bewegungsgeschwindigkeit eines Busses zu ermitteln. In diesem Beispiel kann ein
Anzeigemodus verwendet werden, bei dem die Anzeigepositionen jedes mal dann
diskret geändert werden, wenn eine Positionsverschiebung einen
vorgegebenen Wert überschreitet, anstatt einer kontinuierlichen Änderung des
Busortes.
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Obwohl das System so beschrieben worden ist, daß es Züge, Busse und
Zivilflugzeuge als Beispiele für die anzuzeigenden Transportmittel enthält,
können auch U-Bahnen, Schiffe und dergleichen als Transportmittel
enthalten sein.
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Das bewegte Objekt, das das Navigationssystem gemäß der vorliegenden
Erfindung mitführt, wurde als ein Fahrzeug beschrieben, jedoch kann das
Navigationssystem auch auf anderen bewegten Objekten wie z. B. Schiffen
montiert sein.
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Wie bisher genauer beschrieben worden ist, wird durch Hinzufügen nur der
Fahrplandaten der Transportmittel und des benötigten
Verarbeitungsprogramms das Navigationssystem gemäß der vorliegenden Erfindung mit der
neuen Funktion der Anzeige von Informationen bezüglich der Transportmittel
auf dem Bildschirm ausgestattet, wodurch dessen Preis-Leistungsverhältnis
verbessert wird.
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Mit der Fähigkeit der Anzeige von Zuginformationen ist das System insofern
besonders nützlich, als dann, wenn ein unübersichtlicher Bahnübergang
überquert wird, ein sich dem Bahnübergang nähernder Zug angezeigt
werden kann, wodurch die Sicherheit am Bahnübergang erhöht wird.