DE69714725T2 - Persönliche orientierungsvorrichtung - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein selbständiges Gerät zur Orientierung, das ein Anpeilen einer Richtung erlaubt, die zu verfolgen ist, um entweder in gerader Linie oder auf einem vorbestimmten Weg an einen vorbestimmten Ort zu gelangen.
• Zur Richtungsfindung auf der Erde, auf dem Meer oder in der Luft werden von Personen, die sich entweder zu Fuß oder an Bord eines Fahrzeugs fortbewegen, üblicherweise herkömmliche Orientierungseinrichtungen wie etwa ein Kompass oder ein Satelliten-Navigationssystem verwendet, das auch als GPS-System bezeichnet wird. Diese Einrichtungen erfordern ein häufiges Ablesen der gelieferten Information, um die Lauf oder Fahrwegabweichung oder auch Kursfehler zu korrigieren, und dadurch bedingt stehen bei jeder dieser Ablesephasen die Augen zur Weiterverfolgung, Beobachtung oder Erfassung von visuellen Bezugspunkten der Umgebung nicht zur Verfügung. Im Fall eines Fußgängers ist es für das Lesen von Information außerdem erforderlich, dass der Fußgänger das Orientierungsgerät vor die Augen hält.
• Die Patentschrift FA-A-2 731 521 beschreibt ein selbständiges Goniometriegerät, das eine vom Benutzer auf dem Kopf getragene Einrichtung zur Erfassung einer von einer Quelle kommenden Strahlung, einen Empfänger, der eventuell als Demodulator fungiert, eine Goniometriesignal-Verarbeitungsschaltung und mindestens einen Hörer aufweist, der mit dem Ausgang der Signalverarbeitungsschaltung verbunden ist.
• Das Dokument "Patent Abstract of Japan", Bd. 95, Nr. 003 offenbart ein Sprachnavigationsgerät, das eine Erfassungseinrichtung für die Position oder den Drehwinkel eines schwenkbaren Fahrzeugrades aufweist und eine von dieser Orientierung abhängige Hörinformation liefert.
• Die Patentschrift US-A-5 334 987 offenbart ein Steuerungssystem für ein Flugzeug, das einen GPS-Empfänger, der erlaubt, die Position des Flugzeugs zu bestimmen, sowie einen Computer aufweist, der einen Flugplan erstellt, welcher die gewünschte Orientierung aufweist, um den Piloten zu dem zu erreichenden Gebiet zu dirigieren.
• Die Patentschrift US-AA 774 515 offenbart eine Höhenanzeigeeinrichtung, die einen Helm mit Hörern aufweist und einer Person eine Information bezüglich ihrer Position im Raum liefert.
• Ein Ziel der Erfindung besteht darin, ein selbständiges Gerät zur Orientierung bereitzustellen, das sich bequem verwenden lässt und das der dieses tragenden Person erlaubt, dauernd über den zu verfolgenden Kurs informiert zu sein, ohne dass sie dazu ihre Augen oder Hände benutzen muss.
• Zu diesem Zweck weist dieses selbständiges Gerät zur Orientierung, welches das Anpeilen einer Richtung erlaubt, die zu verfolgen ist, um entweder in gerader Linie oder auf einem vorbestimmten Weg an einen vorbestimmten Ort zu gelangen, auf: einen Helm, der mit zwei links und rechts angeordneten Hörern ausgerüstet ist, die ein Benutzer des Gerätes auf seine Ohren aufsetzt, um ein Höfen der Tonsignale mit beiden Ohren zu ermöglichen, eine Schaltung zur Erzeugung eines Kursfehlersignals, welches die Winkelabweichung zwischen der Richtung, die zum Erreichen des vorbestimmten Ortes verfolgt werden muss, und der tatsächlich vom Benutzer des Gerätes verfolgten Richtung darstellt, eine Schaltung zur Erzeugung eines niederfrequenten elektrischen Signals innerhalb des vom menschlichen Ohr hörbaren Frequenzspektrums, und eine Verarbeitungsschaltung für beidohriges Hören, die erste und zweite Eingänge aufweist, die mit dem Ausgang der Schaltung zur Erzeugung des Kursfehlersignals bzw. dem Ausgang der Schaltung zur Erzeugung des niederfrequenten Signals verbunden sind, und die zwei Ausgänge aufweist, die jeweils mit den zwei Hörern verbunden sind, um Tonsignale zu erzeugen, die sich für das linke und das rechte Ohr in Abhängigkeit von dem Kursfehlersignal unterscheiden, und um bei einem Halt und/oder während der Bewegung des Benutzers ein gesteuertes Tonsignal zu liefern, das vom Benutzer so wahrgenommen wird, als ob es von einem Punkt käme, welcher sich in der zu verfolgenden Richtung befindet und dadurch gekennzeichnet ist, dass die Schaltung zur Erzeugung eines Kursfehlersignals aufweist: einen Magnetkompass, der durch den Helm gehaltert ist und ein Magnetkurssignal liefert, welches dem magnetischen Kurs der verfolgten Richtung entspricht, einen Empfänger eines Positionsortungs- und Navigationssystems, der an einem Ausgang ein Signal des zu verfolgenden Kurses liefert, das den Kurs der Richtung repräsentiert, die zu verfolgen ist, um an den vorbestimmten Ort zu gelangen, und eine Schaltung zur Berechnung des Kursfehlers, die einen ersten Eingang, der mit dem Magnetkompass verbunden ist, und einen zweiten Eingang, der mit dem Empfänger verbunden ist, besitzt, und die eine Differenzbildung zwischen dem Signal des zu verfolgenden Kurses und dem Magnetkurssignal durchführt, um das Kursfehlersignal als Ergebnis der Differenz zu liefern, wobei das Signal an den Ausgang der Schaltung zur Erzeugung des Kursfehlersignals angelegt ist.
• Die Schaltung, die das Kursfehlersignal erzeugt, weist vorzugsweise außer dem Magnetkompass einen Empfänger eines Positionsortungs- und Navigationssystems auf, das mittels Satelliten (GPS-System) oder Bodenstationen arbeitet, aber das Gerät kann auch, falls dies die Umgebungsbedingungen erforderlich machen, entweder nur mit dem Empfänger oder auch ausschließlich mit dem Magnetkompass arbeiten.
• Wenn das Gerät in einer Umgebung verwendet wird, die den Signalempfang von Satelliten oder von Bodenstationen unter Verwendung des durch den Magnetkompass gegebenen magnetischen Kurses erlaubt, dann liefert das Gerät, bei einem Halt oder während der Bewegung des Benutzers, ein Tonsignal, das in Abhängigkeit von der Orientierung des Kopfes des Benutzers gesteuert ist und dessen Quelle aus der Richtung des Punktes zu kommen scheint, dessen Längengrad und Breitengrad in der Positionsortungsempfangseinrichtung gewählt wurde.
• Wenn das Gerät in einer Umgebung verwendet wird, die keinen Signalempfang von Satelliten oder von Bodenstationen erlaubt, beispielsweise wenn sich der Benutzer des Gerätes unter Wasser befindet (Taucher), erfolgt die Navigation eines mit dem Gerät ausgerüsteten Tauchers basierend auf dem Wert des zu verfolgenden magnetisches Kurses. Dieser Wert wird auf dem Gerät ausgewählt und dieses gibt, bei einem Halt oder während eines Bewegens des Tauchers, in Abhängigkeit von der Orientierung des Kopfes des Tauchers ein Tonsignal ab, dessen Quelle aus der Richtung des gewählten Kurses zu kommen scheint.
• Im Fall einer terrestrischen Verwendung ist ein Magnetkompass mit zwei Achsen ausreichend, der das Erdmagnetfeld in der Horizontalebene analysiert. Bei Unterwassereinsatz kann das Gerät mit einem Magnetkompass mit drei Achsen bei beliebiger Position des Tauchers funktionieren.
• Wenn der gelieferte magnetische Kurswert, bedingt durch das Vorhandensein von naheliegenden magnetischen Objekten, die von Hochspannungsleitungen oder der Beschaffenheit des Untergrundes herrühren, nicht über ausreichende Zuverlässigkeit verfügt, ist eine ausschließliche Verwendung der Positionsortungsempfangseinrichtung möglich, indem man als Information das von ihr gelieferte Kursfehlersignal verwendet. In diesem Fall wird das Tonsignal nur dann an die Hörer geliefert, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit des Benutzers des Gerätes dazu ausreicht, dass die Empfangseinrichtung ihre Berechnungen durchführen kann, und das Tonsignal wird nicht in Abhängigkeit von der Orientierung des Gerätebenutzers gesteuert, sondern ausschließlich in Abhängigkeit von seiner Bewegungsrichtung.
• Die Kursfehler-Signalerzeugungsschaltung ist vorteilhafterweise mit einer Umschalteinrichtung ausgestattet, die das Auswählen eines von drei möglichen Funktionsmodi des Gerätes erlaubt, und zwar den Basismodus mit kombinierter Verwendung der Empfangseinrichtung und des Magnetkompasses, den Modus, bei dem nur die Empfangseinrichtung aktiv ist, und den Modus, bei dem nur der Magnetkompass aktiv ist. Die Auswahl des Funktionsmodus kann manuell oder automatisch erfolgen. In letzterem Fall kann das Gerät über eine Vorrichtung zum automatischen Umschalten des Modus in Abhängigkeit von der Gültigkeit von Informationen verfügen, die vom Magnetkompass oder vom Empfänger ausgegeben werden. In diesem Fall weist das Gerät eine Einrichtung auf, die auf das den Hörern zugeführte Tonsignal einwirkt, um den Benutzer des Gerätes über die automatische Modusänderung mittels eines speziellen identifizierbaren Tonsignals zu informieren.
• Der GPS-Empfänger des Gerätes kann in den Helm integriert sein, oder er kann auch durch eine mit einem Datenausgang versehene externe Empfangseinrichtung gebildet sein.
• Die üblicherweise bei GPS-Empfängern zur Verfügung stehenden Informationen, wie beispielsweise Abstand des gewählten Punktes, Verlassen des Korridors und Qualität des Satellitenempfangs, können verwendet werden, um den Benutzer des Gerätes mittels eines geeigneten Tonsignals oder -nachricht zu informieren.
• Die Eingabe der geografischen Koordinaten des Zielpunktes oder des Kurses in den GPS-Empfänger kann entweder durch den Benutzer selber oder mittels einer Datenübertragung per Funk erfolgen.
• Das Gerät gemäß der Erfindung erlaubt auch, zum Ort eines Funksenders zu gelangen, dessen Richtung im Verlauf eines kurzen Impulses erhalten wurde.
• Nachfolgend werden beispielhaft aber nicht einschränkend verschiedene Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, welche zeigen:
• Fig. 1 ein Schaltbildschema eines selbständigen Gerätes zur Orientierung gemäß der Erfindung.
• Fig. 2 ein Schaltbildschema einer Ausführungsvariante der Kursfehlersignal- Erzeugungsschaltung.
• Das in Fig. 1 dargestellte Gerät gemäß der Erfindung weist einen Helm 1 auf, der vom Benutzer des Gerätes auf dem Kopf getragen wird und zwei Hörer aufweist, und zwar einen linken 2g und einen rechten 2d, die jeweils auf die beiden Ohren des Benutzers des Gerätes aufgesetzt werden, um ein binaurales Hören der Tonsignale zu erlauben. Die zwei Hörer 2 g, 2d sind jeweils mit zwei Ausgängen einer über zwei Eingänge verfügenden Verarbeitungsschaltung 3 für binaurales Hören 3 verbunden. Mit einem ersten Eingang der Verarbeitungsschaltung 3 ist der Ausgang einer Schaltung 4 verbunden, die alle Bauteile enthält, die sich im Inneren eines mit einer unterbrochenen Linie dargestellten Rechtecks befinden. Die Schaltung 4 dient dazu, ein Kursfehlersignal Sc zu erzeugen, das die Winkelabweichung C zwischen einer Richtung X, welche vom Benutzer zum Erreichen eines Zielpunktes P zu verfolgen ist, und einer Richtung Y, welcher der Benutzer tatsächlich folgt, repräsentiert. Die vom Benutzer verfolgte Richtung Y ist durch ihren magnetischen Kurs A gekennzeichnet, d. h. den Winkel, den diese Richtung Y mit der Richtung N des magnetischen Nordpols bildet. Die in Richtung des Zielpunktes P zu verfolgende Richtung X ist ihrerseits durch den Peilungswinkel des Zielpunktes charakterisiert, d. h. den Winkel B, welchen die Richtung X mit der Richtung N des magnetischen Nordpols bildet.
• Das Gerät weist auch eine Erzeugungsschaltung 5 für ein niederfrequentes elektrisches Signal auf, die mit dem zweiten Eingang der Verarbeitungsschaltung 3 für binaurales Hören verbunden ist. Diese Niederfrequenzsignal-Erzeugungsschaltung emittiert ein Signal im für das menschliche Ohr hörbaren Frequenzspektrum.
• In der Verarbeitungsschaltung 3 für binaurales Hören wird das niederfrequente Signal der Erzeugungseinrichtung 5 in Abhängigkeit vom Wert des Kursfehlersignals Sc modifiziert, derart, dass an den beiden Ausgängen der Verarbeitungsschaltung 3 Signale erzeugt werden, die sich hinsichtlich ihrer Amplitude, ihrer Phase und ihres Frequenzganges unterscheiden und sich in den Hörern 2g und 2d als unterschiedliche Tonsignale darstellen, die an das rechte und das linke Ohr gelangen. Die Synthese dieser sich unterscheidenden Tonsignale ergibt für den Benutzer des Gerätes eine Hörwahrnehmung, die den Eindruck vermittelt, dass der Zielpunkt P die Tonquelle der Signale ist. Dies ermöglicht dem Benutzer des Gerätes, sich permanent zu auf den Zielpunkt P zu orientieren, und zwar bei beliebiger Beschaffenheit des Geländes oder der Umgebung, in der er sich befindet, dank der automatischen Führung in Richtung der fiktiven Tonquelle P.
• Nachfolgend werden die Hauptbestandteile der Kursfehlersignal-Erzeugungsschaltung 4 detaillierter beschrieben. Die zwei Hauptbestandteile der Schaltung 4 sind ein Magnetkompass 6 und ein Empfänger 7 eines mittels Satelliten oder am Boden befindlichen Stationen arbeitenden Positionsortungs- und Navigationssystems, das nachfolgend der Einfachheit halber als GPS-Empfänger bezeichnet wird. Der Magnetkompass 6, der durch den Helm 1 gehaltert ist, gibt an seinem Ausgang dauernd ein Signal Sa ab, das dem magnetischen Kurs A entspricht, d. h. das von der Orientierung des Helmes 1, also des Kopfes des Benutzers abhängt. Der Ausgang des Magnetkompasses 6 ist mit einem ersten Eingang einer Kursfehler- Berechnungsschaltung 8 verbunden. Diese Schaltung weist einen zweiten Eingang auf, dem ein Signal des zu verfolgenden Kurses Sb zugeführt wird, das den Kurs B repräsentiert, d. h. den Winkel der Richtung X zur Richtung N des magnetischen Nordpols. Dieses Signal wird entweder vom GPS-Empfänger 7 oder von einer manuellen Eingabeschaltung 9 geliefert, in welche die geografischen Koordinaten des Zielpunktes P vom Benutzer selber eingegeben werden können, um in korrellierter Weise ein Signal des zu verfolgenden Kurses Sb zu liefern. Die Auswahl der Signalquelle des zu verfolgenden Kurses Sb erfolgt mittels eines Umschalters 11, der zwischen die Ausgänge von GPS-Empfänger 7 und manueller Eingabeschaltung 9 und den zweiten Eingang der Berechnungsschaltung 8 geschaltet ist.
• Der GPS-Empfänger 7 liefert an einem anderen seiner Ausgänge auch das Kursfehlersignal Sc, das verwendet wird, wenn der magnetische Kurswert nicht ausreichend zuverlässig ist, wie später noch beschrieben wird. Dieser Ausgang kann direkt mit dem ersten Eingang der Verarbeitungsschaltung 3 für binaurales Hören verbunden sein, und zwar über einen zweiten Umschalter 12, der auf der einen Seite mit dem Ausgang des GPS-Empfängers 7 und dem Ausgang der Berechnungsschaltung 8, und auf der anderen Seite mit dem ersten Eingang der Verarbeitungsschaltung 3 verbunden ist.
• Die beiden Umschalter 11 und 12 werden über eine Moduswähleinrichtung 13 gesteuert, die manuell durch den Benutzer oder automatisch in Abhängigkeit von der Gültigkeit der von Magnetkompass 6 und GPS-Empfänger 7 ausgegebenen Informationen gesteuert wird.
• Falls das Gerät in einer Umgebung verwendet wird, die den Satellitenempfang von GPS-Signalen und die Verwendung des magnetischen Kurses A erlaubt, d. h. falls die von GPS-Empfänger 7 und Magnetkompass 6 ausgegebenen Informationen gültig sind, befinden sich die Umschalter 11 und 12 jeweils in einer ersten Stellung, wie in Fig. 1 mit durchgezogenen Linien dargestellt. In diesem Fall ist der zweite Eingang der Berechnungsschaltung 8 über den Umschalter 11 mit dem Ausgang des GPS-Empfängers 7 verbunden, so dass von diesem das Signal des zu verfolgenden Kurses Sb empfangen wird, und sein Ausgang ist über den Umschalter 12 mit dem ersten Eingang der Verarbeitungsschaltung 3 verbunden. Bei der Berechnungsschaltung 8 handelt es sich um eine Schaltung, die eine Subtraktion der Signale Sb und Sa vornimmt, derart, dass das Resultat dieser Differenz das Kursfehlersignal Sc ist. Anders gesagt führt die Schaltung 8 die Berechnung Sc = Sb - Sa durch. In diesem ersten Funktionsmodus, bei dem es sich um den üblicherweise verwendeten Basisfunktionsmodus handelt, liefert das Gerät beim Anhalten und im Verlauf der Bewegung des Benutzers ein Tonsignal, das in Abhängigkeit von der Orientierung des Kopfes des Benutzers gesteuert wird und dessen Quelle aus der Richtung des Punktes P zu kommen scheint, dessen Länge und Breite im GPS-Empfänger 7 gewählt wurden.
• Wenn das Gerät in einer Umgebung verwendet wird, die den Satellitenempfang von GPS-Signalen nicht erlaubt, beispielsweise im Fall eines sich unter Wasser befindenden Benutzers (Taucher), kann die Navigation in Abhängigkeit vom zu verfolgenden Kurswert B erfolgen, der vom Benutzer manuell in die Schaltung 9 eingegeben wurde. In diesem Fall wird der Umschalter 11 in seine zweite Position gebracht, so dass der Ausgang der manuellen Eingabeschaltung 9 mit dem zweiten Eingang der Berechnungsschaltung 8 verbunden ist. Auch in diesem zweiten Funktionsmodus, bei ausschließlicher Verwendung des Magnetkompasses 6, liefert das Gerät, beim einem Halt und während eines Bewegens, ein Tonsignal, das in Abhängigkeit von der Orientierung des Kopfes des Benutzers gesteuert ist und dessen Quelle von der Richtung X des gewählten Kurses B zu kommen scheint.
• Wenn der magnetische Kurswert A nicht ausreichend zuverlässig ist, kann das Gerät in einem dritten Funktionsmodus, unter ausschließlicher Verwendung des GPS- Empfängers 7, verwendet werden. In diesem Fall befindet sich der Umschalter 12 in seiner zweiten Position, in welcher er mit dem Ausgang des GPS-Empfängers 7 verbunden ist, der das Kursfehlersignal Sc direkt an den ersten Eingang der Verarbeitungsschaltung 3 liefert. Das Tonsignal wird dann nicht an die Hörer 2g, 2d geliefert, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit des Benutzers zu gering ist, um dem GPS-Empfänger 7 eine Durchführung seiner Berechnung zu erlauben, und die Information wird nicht in Abhängigkeit von der Orientierung des Kopfes des Benutzers geliefert, sondern ausschließlich in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung des Benutzers.
• Die Schaltung 4 zur Erzeugung des Kursfehlersignals Sc weist mehrere weitere Funktionselemente auf. Mit dem GPS-Empfänger 7 sind eine Schaltung 14, die das manuelle Eingeben der geografischen Koordinaten des Kurspunktes oder Zielpunktes P an den GPS-Empfänger 7 erlaubt, sowie eine Funkempfangs-einrichtung 15 verbunden, die ein Fernladen der geografischen Koordinaten des Kurspunktes mittels einer über Funk erfolgenden Datenübertragung ermöglicht.
• Die Schaltung 4 kann auch eine Steuerlogikschaltung 16 aufweisen, die über mehrere Eingänge verfügt und deren Ausgang mit einer Niederfrequenzsignal- Erzeugungsschaltung 5 verbunden ist. Ein erster Eingang 16a der Steuerlogikschaltung 16 ist mit der Moduswähleinrichtung 13 verbunden, derart, dass bei einem automatischen Funktionsmoduswechsel die Niederfrequenzsignal-Erzeugungsschaltung 5 ein den Moduswechsel kennzeichnendes Signal abgibt. Ein zweiter Eingang 16b der Logiksteuerschaltung 16 ist mit einem Eingang 7a des Empfängers 7 verbunden, der ein Signal abgibt, das für den momentanen Zustand des GPS-Empfängers 7 kennzeichnend ist. Ein dritter Eingang 16c der Steuerlogikschaltung 16 ist mit einem zweiten Ausgang 7b des GPS-Empfängers 7 verbunden, der ein Signal abgibt, das den Abstand vom Zielpunkt P repräsentiert. Die an den Eingängen 16b und 16c der Steuerlogikschaltung 16 anliegenden Signale werden verwendet, um die Niederfrequenzsignal-Erzeugungsschaltung 5 derart zu steuern, dass sie verschiedene Typen von Tönen und/oder Nachrichten in Abhängigkeit von den Zuständen des GPS-Empfängers 7 ausgibt, beispielsweise abhängig davon, ob sich der Benutzer in einem vorbestimmten Korridor oder außerhalb dieses Korridors befindet, und abhängig vom Abstand des gewählten Zielpunktes P.
• Fig. 2 stellt eine Ausführungsvariante dar, die das Ansteuern eines Punktes P erlaubt, der durch eine Funksendequelle gebildet wird, die periodisch ein kurzes Signal abgibt, dem ein langer Zeitraum der Stille folgt. In diesem Fall erlaubt ein Funkkompass 17, den der Benutzer auf dem Kopf trägt, zum Zeitpunkt t0 das von der Quelle P abgegebene kurze Funksignal zu erfassen und die Richtung der Quelle P bezüglich der Orientierung des Kopfes zu bestimmen, wobei diese Richtung durch das vom Funkkompass ausgegebene Signal Sct&sub0; gekennzeichnet ist. Gleichzeitig bezeichnet der Magnetkompass 6 den magnetischen Kurs Sa der Orientierung Y des Kopfes des Benutzers zum Zeitpunkt t0. Eine Berechnungsschaltung 18 liefert die Peilung Sb1 der Quelle P zum Zeitpunkt t&sub0;, indem sie die Addition Sb1 = Sct&sub0; + Sa durchführt. Der Ausgang der Schaltung 18 ist mit einer Speichereinrichtung 19 verbunden, die den Wert Sb1 speichert. Nach dem Speichern dieser Anfangsinformation kann sich der Benutzer weiter auf die Quelle P hin orientieren, auch wenn diese mit dem Senden aufgehört hat. Dazu wird das vom Speicher 19 kommende Signal Sb über den Umschalter 11, der sich dabei in einer dritten Position befindet, zum zweiten Eingang der Kursfehler-Berechnungsschaltung 8 geleitet. Die Schaltung 8 führt dann die Berechnung des Kursfehlers Sc mittels der Operation Sc = Sb - Sa. durch. Der Wert des zugehörigen Kursfehlersignals wird der Verarbeitungsschaltung 3 zugeführt, um dem Benutzer zu erlauben, sich weiter in Richtung auf die Quelle P zu orientieren, auch wenn diese nicht sendet.
• Das erfindungsgemäße selbständige Gerät zur Orientierung lässt sich auf verschiedene Weisen verwenden. Beispielsweise ist es möglich, dass sich der Benutzer in einem bestimmten Korridor vorwärts bewegen möchte. In diesem Fall schaltet er, nachdem die geografischen Koordinaten des zu erreichenden Kurspunktes mittels der Schaltung 14 oder 15 eingegeben sind, den GPS-Empfänger 7 in den "Korridormodus". Das Gerät ermöglicht dann, dass sich der Benutzer innerhalb eines Korridors vorbestimmter Breite vorwärts bewegen kann, indem er sich durch das Tonsignal leiten lässt.
• Im Fall eines Bewegens in feindlicher Umgebung stehen die Hände und Augen dem Benutzer 100%ig zur Verfügung, um für die Sicherheit seines Vorwärtskommens zu sorgen, und damit der Gehörsinn verfügbar bleibt, wird der "Korridor- Alarm-Modus" des GPS-Empfängers 7 eingeschaltet. Die Tonsignale werden dann den Hörern 2d, 2g nur im Fall einer zu großen Abweichung vom idealen Kurs zugeführt.
• Das Gerät erlaubt auch, wie bereits zuvor beschrieben, das Ansteuern eines Bezugspunktes mittels Radiowellen. Die geografischen Koordinaten des Bezugspunktes werden auf dem Funkweg übertragen, und diese Koordinaten werden vom Empfangseinrichtung 15 empfangen und automatisch in den GPS-Empfänger geladen, um das Ansteuern des Bezugspunktes zu ermöglichen.
• Ein Benutzer kann das Gerät auch als "Ariadnefaden" verwenden. Dazu schaltet er den GPS-Empfänger 7 in den Modus zum automatischen Aufzeichnen (Speichern) des Punktes, was ihm, falls erwünscht, die Rückkehr zum Ausgangspunkt ermöglicht, indem er den "Rückkehrmodus" des GPS-Empfängers 7 auswählt und sich durch das Tonsignal leiten lässt.
• Falls ein Taucher das Gerät in einer Unterwasserumgebung verwenden möchte, kann er eine genaue Einstellung des zu verfolgenden Kurses mittels des GPS- Empfängers 7 dadurch erzielen, dass er auftaucht, und es ist ihm dann möglich, seinem Kurs in abgetauchtem Zustand unter ausschließlicher Verwendung der vom Magnetkompass 6 gelieferten Kursinformation zu folgen.

Claims (1)

1. Selbständiges Gerät zur Orientierung, welches das Anpeilen einer Richtung (X) erlaubt, die zu verfolgen ist, um entweder in gerader Linie oder auf einem vorbestimmten Weg an einen vorbestimmten Ort zu gelangen, aufweisend: einen Helm (1), der mit zwei linken (2 g) und rechten (2d) Hörern ausgerüstet ist, die ein Benutzer des Gerätes auf seine Ohren aufsetzt, um ein Hören der Tonsignale mit beiden Ohren zu ermöglichen, eine Schaltung (4) zur Erzeugung eines Kursfehlersignals (Sc), welches die Winkelabweichung (C) zwischen der Richtung (X), die zum Erreichen des vorbestimmten Ortes verfolgt werden muss, und der tatsächlich vom Benutzer des Gerätes verfolgten Richtung (Y) darstellt, eine Schaltung (5) zur Erzeugung eines niederfrequenten elektrischen Signals innerhalb des vom menschlichen Ohr hörbaren Frequenzspektrums, und eine Schaltung (3) zur Verarbeitung für ein Hören mit beiden Ohren, die erste und zweite Eingänge aufweist, die mit dem Ausgang der Schaltung (4) zur Erzeugung des Kursfehlersignals bzw. dem Ausgang der Schaltung (5) zur Erzeugung des niederfrequenten Signals verbunden sind, und die zwei Ausgänge aufweist, die jeweils mit den zwei Hörern (2g, 2d) verbunden sind, um Tonsignale zu erzeugen, die sich für das linke und das rechte Ohr in Abhängigkeit von dem Kursfehlersignal (Sc) unterscheiden, und um bei einem Halt und/oder während der Bewegung des Benutzers ein gesteuertes Tonsignal zu liefern, das vom Benutzer so wahrgenommen wird als ob es von einem Punkt käme, welcher sich in der zu verfolgenden Richtung (X) befindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung (4) zur Erzeugung eines Kursfehlersignals (So) aufweist: einen Magnetkompass (6), der durch den Helm (1) gehaltert ist und ein Magnetkurssignal (Sa) liefert, welches dem magnetischen Kurs (A) der verfolgten Richtung (Y) entspricht, einen Empfänger eines Positionsortungs- und Navigationssystems (7), der an einem Ausgang ein Signal des zu verfolgenden Kurses (Sb) liefert, das den Kurs der Richtung (X) repräsentiert, die zu verfolgen ist, um an den vorbestimmten Ort zu gelangen, und eine Schaltung (8) zur Berechnung des Kursfehlers, die einen ersten Eingang, der mit dem Magnetkompass (6) verbunden ist, hat, und einen zweiten Eingang besitzt, der mit dem Empfänger (7) verbunden ist, und die eine Differenzbildung zwischen dem Signal des zu verfolgenden Kurses (Sb) und dem Magnetkurssignal (Sa) durchführt, um das Kursfehlersignal (Sc) als Ergebnis der Differenz zu liefern, wobei das Signal an den Ausgang der Schaltung (4) zur Erzeugung des Kursfehlersignals angelegt ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es außerdem eine Schaltung zur manuellen Eingabe (9), die erlaubt, die geografischen Koordinaten eines Treffpunktes (P) einzugeben, um korrelativ ein Signal des zu verfolgenden Kurses (Sb) zu liefern, und einen ersten Umschalter (11) aufweist, der zwischen die Ausgänge von Empfänger (7) und manueller Eingabeschaltung (9) und den zweiten Eingang der Berechnungsschaltung (8) geschaltet ist, an dem das Signal des zu verfolgenden Kurses (Sb) anliegt.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es weiter einen zweiten Umschalter (12) aufweist, dessen eine Seite mit dem Ausgang des Empfängers (7), der direkt das Kursfehlersignal (Sc) liefert, und dem Ausgang der Schaltung (8) zur Berechnung des Kursfehlers verbunden ist, und dessen andere Seite mit dem ersten Eingang der Verarbeitungsschaltung (3) verbunden ist.

4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung (4) zur Erzeugung des Kursfehlersignals (Sc) eine Funktionsmodus-Wähleinrichtung (13) aufweist, die den ersten und den zweiten Umschalter (11, 12) steuert und die in Abhängigkeit von der Gültigkeit der von Magnetkompass (6) und Empfänger (7) ausgegebenen Informationen manuell oder automatisch gesteuert wird.

5. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Empfänger (7) eine Schaltung (14) verbunden ist, welche eine manuelle Eingabe der geografischen Koordinaten des Kurs- oder Treffpunktes (P) in diesen Empfänger erlaubt.

6. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Empfänger (7) ein radioelektrischer Empfänger (15) verbunden ist, der ein Fernladen der geografischen Koordinaten des Kurspunktes mittels Datenübertragung per Funk erlaubt.

7. Gerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung (4) zur Erzeugung des Kursfehlersignals eine Steuerlogikschaltung (16) aufweist, deren mehrere Eingänge (16a, 16b, 16c) mit der Funktionsmodus-Wähleinrichtung (13) und dem Empfänger (7) verbunden sind und deren Ausgang mit der Niederfrequenzsignal- Erzeugerschaltung (5) verbunden ist, derart, dass diese Erzeugerschaltung (5) in Abhängigkeit von den vom Empfänger (7) emittierten Signalen während eines Funktionsmoduswechsels verschiedene charakteristische Signaltypen emittiert.

9. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Eingang (16a) der Steuerlogikschaltung (16) mit einer Moduswähleinrichtung (13) derart verbunden ist, dass bei einer Änderung des automatischen Funktionsmodus von der Niederfrequenzsignal-Erzeugerschaltung (5) ein den Moduswechsel kennzeichnendes Signal ausgegeben wird, ein zweiter Eingang (16b) der Steuerlogikschaltung (16) mit einem Ausgang (7a) des Empfängers (7) verbunden ist, der ein Signal ausgibt, das den momentanen Zustand des Empfängers (7) charakterisiert, und ein dritter Eingang (16c) der Steuerlogikschaltung (16) mit einem zweiten Ausgang (7b) des Empfängers (7) verbunden ist, der ein Signal ausgibt, dass den Abstand des Treffpunktes (P) repräsentiert.

9. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, welches das Anpeilen eines Punktes (P) erlaubt, der durch eine Radiowellenquelle gebildet wird, die periodisch ein kurzes Signal gefolgt von einem langen Zeitraum der Ruhe emittiert, dadurch gekennzeichnet, dass es außerdem beinhaltet:

- einen Radiokompass (17), der am Kopf des Benutzers gehaltert ist und erlaubt, das kurze Radiowellensignal zu erfassen, das zu einem festgelegten Zeitpunkt (t&sub0;) von der Quelle (P) emittiert wird, und ein erstes Signal (Sct&sub0;) liefert, welches die Richtung der Quelle P bezüglich der Orientierung des Kopfes charakterisiert, ein zweites Berechnungselement (18), um eine Peilung (Sb1) der Quelle P zum Zeitpunkt (t&sub0;) dadurch vorzunehmen, dass das erste Signal (Sct&sub0;) und das magnetische Kurssignal (Sa) der Orientierung des Kopfes zum Zeitpunkt (t&sub0;) addiert werden,

- und einen Speicher (19), der mit dem Ausgang des zweiten Berechnungselementes (18) verbunden ist, um die Peilung (Sb) der Quelle (P) zum Zeitpunkt (t&sub0;) zu speichern, wobei der Ausgang des Speichers (19) mit dem zweiten Eingang der Kursfehler-Berechnungsschaltung (8) verbunden ist, die das Kursfehlersignal (Sc) liefert.