Navigationssvstem
Die Erfindung betrifft ein Navigationssystem, insbesondere für Kraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei Autoradios können als Diebstahlschutz Teile der Bedienelemente abgenommen werden. Das Frontpanel kann beispielsweise als handliche Einheit beim Verlassen des Fahrzeugs mitgenommen werden, wodurch das im Auto verbleibende Gerät für einen potentiellen Dieb uninteressant wird.
Weiterhin ist ein sogenannter Personal Digital Assistent (PDA) bekannt, mit dem auf elektronische Art und Weise die Funktionen eines Teπninkalenders sowie einer Adressendatenbank verwirklicht werden. Häufig verfügt ein PDA über eine Schnittstelle zu einem weiteren Computer, damit Daten aktualisiert und ausgetauscht werden können. Als Schnittstellen sind neben einer konventionellen Käbelverbindung Infrarot- oder Funkverbindungen bekannt. An einen solchen PDA kann ein externes GPS-Modul angeschlossen werden.
Ebenfells aus dem Stand der Technik sind autonome, mobile GPS-Geräte bekannt, die als sogenannte Handhelds ausgebildet sind, mit denen die momentane Position bestimmt werden kann. Diese GPS-Geräte können auch eine Zielführungsfunktion in Gestalt eines Richtungspfeiles aufweisen.
Aus dem Stand der Technik sind Navigationssysteme mit monochromen Displays oder Farbdisplays bekannt, die fest in Kraftfahrzeugen installiert sind. Heutige
Navigationssysteme basieren auf dem Vergleich einer berechneten Position und einer digitalisierten Landkarte, um daraus Fahrrouten und Fahrempfehlungen für den Fahrer eines Fahrzeuges zu ermitteln. Bei integrierten Navigationssystemen befinden sich dazu alle Komponenten und Informationen an Bord des Fahrzeuges. Bei verteilten Systemen befindet sich ein Teil der Komponenten und/oder Informationen in einer Zentrale, von dort wird über eine drahtlose Kommunikation die Verbindung zum Fahrzeug hergestellt. Die Verteilung der Funktionalität ist dabei recht unterschiedlich. Im Extremfall befinden sich dann im Fahrzeug nur noch Anzeige- und Bedienelemente sowie die für die Kommunikation mit der Zentrale notwendigen Bauteile, in der Regel ein GSM-Modul.
Gegenüber den oben bereits erwähnten, mobilen GPS-Geräten haben die fest verbauten Systeme den Vorteil größerer Massenspeicher sowie einer zusätzlichen Trägheitsnavigation, die auf Tacho- und Gyrosignalen basiert, was die Leistung dieser Systeme gegenüber den mobilen Systemen deutlich verbessert.
Die heute in Kfz eingebauten Navigationssysteme bringen einen Autofahrer zwar mit hoher Genauigkeit an nahezu jeden gewünschten Punkt, können jedoch nicht mit auf einen Stadtbummel oder eine Wanderung genommen werden. Die zu diesem Zweck vorhandenen portäblen Systeme weisen einen geringeren Bedienkomfort und eine schlechtere Leistung auf.
Will ein Benutzer daher die Vorteile beider Welten nutzen, muss er sich sowohl ein fest eingebautes als auch ein mobiles Navigationssystem zulegen. Neben den höheren Anschaffungskosten für zwei separate Systeme besteht ein Nachteil darin, dass die notwendigen, digitalen Karten in der Regel zwischen den Systemen nicht kompatibel sind, so dass der Nutzer laufend zwei Kartensysteme aktualisieren muss. Darüber hinaus sind aufgrund der limitierten Speichermöglichkeiten des mobilen Systems entweder eine geringere Detaillierung der Karte in Kauf zu nehmen oder ein ständiger Kartenwechsel ist notwendig. Darüber hinaus muss der Benutzer mit zwei Bedien-Philosophien fertig werden, was bei der Fülle der Funktionen der jeweiligen Geräte nicht einfach ist
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Navigationssystem für Kraftfahrzeuge mit einem Zusatznutzen zu versehen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Navigationssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Unteransprüchen beschrieben.
Durch die abnehmbare Ausgestaltung eines Bedienteiles des Navigationssystemes von einem Basisteil, in dem beispielsweise die Kartendaten gespeichert sind und in dem die Daten der Tacho- und Gyro-Signale ausgewertet werden, wird auf einfache Art und Weise ein vereinheitlichtes Navigationssystem für einen in dem Kraftfahrzeug integrierten und einem vom Kraftfahrzeug getrennten Einsatz geschaffen, dessen Benutzung einheitlich ist. Darüber hinaus wird ein Diebstahlschutz für die mitunter sehr teuren Navigationssysteme bereitgestellt. Das Bedienteil kann von dem Benutzer ohne größeren Aufwand mitgeführt und als Navigationsgerät beispielsweise in einer Stadt oder bei Ausflügen in der Natur verwendet werden, da es sämtliche Einrichtungen für den Betrieb als ein autonomes Navigationsgerät aufweist.
Vorteilhafterweise sind in dem Bedienteil ein Prozessor, ein Display, ein Eingabesystem, ein Datenspeicher, ein GPS-Modul, eine Schnittstelle sowie eine Energiespeichereinrichtung integriert, was als die notwendigen Bauelemente für einen Betrieb außerhalb eines Fahrzeuges bzw. im vom Basisteil abgenommenen Zustand angesehen wird. Auf diese Weise wird eine Navigation .sowohl im Fahrzeug in einem fixierten Betrieb als auch außerhalb des Fahrzeuges im mobilen Betrieb ermöglicht. Der Prozessor errechnet die gegenwärtige Position sowie die einzuschlagende Route, über das Display wird die einzuschlagende Route angezeigt. Ein übliches Eingäbesystem, an das der Nutzer bereits aus dem Fahrzeug gewöhnt ist, ermöglicht die Eingabe des gewünschten Zieles. In dem Datenspeicher sind die Kartendaten abgelegt, wobei vorzugsweise die Kartendaten der Umgebung vor dem Abnehmvorgang des Bedienteils von dem Basisteil in den Speicher transferiert werden. Ein Ortungs-Modul, beispielsweise GPS-System, GSM-System oder dergleichen, ist für die Positionsbestimmung erforderlich. Die Schnittstelle ermöglicht eine Kommunikation zwischen dem Bedienteil und dem Basisteil, und in dem Bedienteil ist zudem eine
Energiespeichereinrichtung für den Prozessor und das Display vorhanden.
In dem Basisteil ist zweckmäßigerweise eine I^ekontroUeinrichtung für das Bedienteil eingebaut, so dass stets eine optimale Energieversorgung der Energiespeichereinrichtung
bzw. des Akkus vorhanden ist Durch das Vorhandensein eines Festspeichers ist der Aufbau eines Zweiprozessorensystems möglich, durch das sich verschiedene Aufgabenverteilungen der Prozessoren in den unterschiedlichsten Betriebsmodi realisieren lassen. Ebenfalls ist ein Gyro oder ein Massenspeicherlaufwerk in dem Basisteil vorgesehen, um die gegenwärtige Position besser bestimmen zu können und
Kartendaten größerer Menge vorrätig zu haben.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Basisteil mit weiteren, fest verbauten Systemelementen verbunden ist, beispielsweise einem Prozessor, einer externen GPS-Antenne oder Radsensoren zur exakteren Bestimmung der gegenwärtigen
Position des Fahrzeuges.
Darüber hinaus ist es vorgesehen, dass das Basisteil mit einem externen Massenspeicher, einem Tuner, einem Telefon, einem externen Anzeigegerät, einem Lautsprecher oder einem Mikrofon verbunden ist, um Komfortvarianten realisieren zu können. Der externe
Massenspeicher ermöglicht einen Zugriff auf mehr oder genauere Karten. Die Aktualisierung der Daten kann über einen Tuner, ein Telefon oder einen austauschbaren Datenträger wie CD, MMC oder DVD erfolgen. Zur besseren Darstellung der Route bzw. der Weginformationen ist ein externes Anzeigegerät hilfreich, Lautsprecher, beispielsweise aus dem vorhandenen Audiosystem, können akustische Fahrhinweise wiedergeben. Das Mikrofon dient zur Spracheingäbe bzw. Sprachsteuerung des Navigationssystems.
Alternativ oder ergänzend kann auch in dem Bedienteil ein Gyro oder ein Telefon integriert sein, ebenfalls ist ein Lautsprecher vorgesehen, um akustische
Weginformationen zu erhalten.
Insbesondere um Energie zu sparen ist es vorgesehen, dass dem Bedienteil im abgenommenen Zustand ein vemiinderter Funktionsumfang im Vergleich zum eingebauten Zustand zur Verfügung steht, was zudem auch durch den begrenzten
Speicherplatz in dem Bedienteil begründet wird.
Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf ein autonomes Navigationsgerät mit Einrichtungen zur lösbaren Kopplung an ein Basisteil eines Navigationssystems, wie es voranstehend beschrieben wurde.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figur näher erläutert.
Die Figur zeigt schematisch ein Navigationssystem mit einem Basisteil und einem abnehmbaren Bedienteil.
In der Figur ist der prinzipielle Aufbau eines Navigationssystems mit einem abnehmbaren Bedienteil 1 gezeigt das über eine Schnittstelle 2 mit einem Basisteil 3 verbunden ist. Das Basisteil 3 ist mit dem nicht dargestellten Fahrzeug fest verbunden und kann über eine Schnittstelle 4 mit einer externen GPS-Antenne 5 oder Radsensoren 6 für die Generierung von Tachosignalen verbunden sein.
Die dargestellte Lösung umgeht die Probleme gemäß dem Stand der Technik durch eine Integration eines portäblen Systems und eines in einem Kraftfahrzeug eingebauten Systems zu einem einzigen Gesamtsystem. Dazu wird das Navigationssystem in ein mobiles, abnehmbares Bedienteil 1 und in ein Basisteil 3 zerlegt. In das Bedienteil 1 werden alle für die Navigation notwendigen Bauelemente integriert und über einen Akku mit Strom versorgt. Das Basisteil 3 beinhaltet nur noch die für den Fahrzeugbetrieb notwendigen Bauteile. Das Bedienteil 1 ist somit nach dem Einbauen in das Basisteil 3 vollständig im Fahrzeug integriert, so dass keine Gefahr durch herumliegende oder notdürftig gesicherte Einzelkomponenten entsteht.
Durch die Integration des Bedienteils 1 in die Frontblende des Basisteils 3 reduziert sich die Verletzungsgefahr, da im Falle eines Unfalles keine hervorstehenden Ecken und Kanten vorhanden sind. Durch die Mitnahme des Bedienteiles 1 wird das Gesamtnavigationssystem vor Diebstahl geschützt, da dieses ohne das Bedienteil 1 nicht nutzbar ist. Auch ist das Bedienteil 1 selbst geschützt, da es nur in Verbindung mit dem Basisteil 3 eine Systemeinheit bildet. Diesen Diebstahlschutz kann man noch erhöhen, indem das Bedienteil 1 und das Basisteil 3 so aufeinander abgestimmt sind, dass jedes
Basisteil 3 nur mit einem ganz bestimmten Bedienten1 1 zusammenarbeiten kann. Dies kann durch eine entsprechende Codierung entstehen.
Über die Schnittstelle 2 wird der Akku des Bedienteils 1 ständig optimal geladen, so dass ein externes Ladegerät nicht mehr notwendig ist Darüber hinaus können die für die mobile Navigation notwendigen Kartendaten über die Schnittstelle 2 von einem Massenspeicher des Basisteils 3 in den temporären Speicher des Bedienteils 1 geladen werden, so dass nur die Pflege einer Kartenbasis bzw. die Pflege eines Datensatzes für die digitalen Karten notwendig ist.
Da alle Bedienvorgänge über das Bedienteil 1 erfolgen, ist eine einheitliche Nutzerführung sowohl im mobilen Betrieb als auch im fixierten Betrieb möglich. Für die Ausgabe von akustischen Fahrempfehlungen kann auf die fest verbauten Lautsprecher des Audiosystems innerhalb des Fahrzeuges zurückgegriffen werden.
Darüber hinaus kann die Bedienung des Navigationssystems hinsichtlich der Funktionen an die Möglichkeiten des Systems dynamisch angepasst werden, beispielsweise wird bei einem mobilen Betrieb nur eine minimale Navigationsfunktionalität bereitgestellt die aufgrund der minimierten Anforderungen an den Prozessor entsprechend geringere konstruktive Aufwendungen und Kosten verursacht. Erst im fixierten Betrieb ist es möglich, die vollständige Funktionalität sieht- und nutzbar zu machen, um die Hardwareressourcen des Basisteils 3 zu nutzen.
Die auf dem Bedienteil 1 abgelegten Abschnitte der digitalen Karte können so gewählt werden, dass nur ein Ausschnitt innerhalb eines Radiusses um den aktuellen Standort des
Fahrzeuges abgespeichert wird. Dies kann während der Fahrt kontinuierlich, in Zeitabständen oder aber auch ereignisgesteuert, beispielsweise auf Knopfdruck, kurz vor der Entnahme des Bedienteils 1 erfolgen. Dadurch ist sichergestellt, dass der im Bedienteil 1 zur Verfügung stehende Speicher stets optimal genutzt wird. Es entfällt die zeitraubende Planung der Reisen und das manuelle Herunterladen von Kartendaten in ein separates, mobiles Navigationsgerät.
Durch die Verbindung zum Basisteil 3 erhält das Bedienteil 1 Zugriff auf Fahrzeugdaten. So kann das Bedienteil 1 auch als Teil der Fahrzeugdiagnose dienen, indem relevante
Daten dort ständig vorgehalten werden. Bei der Anmeldung zu einer Inspektion können dann der Werkstatt diese Daten vorzugsweise über eine käbellose Schnittstelle in dem abnehmbaren Bedienteil 1 bereitgestellt werden. Eine manuelle Datenübertragung aus dem Kfz-Schein entfällt.
Die Verbindung zu einem Telefon oder zu einem Tuner ermöglichen Zugriffe auf Telematikdienste. So können Wettervorhersagen in dem Bedienteil 1 abgespeichert werden, so dass ein Wanderer sodann nicht nur die aktuelle Position abfragen kann, sondern sich auch ein Bild über die Wettersituation machen und so fundierte Routenentscheidungen treffen kann.
Die Verbindung mit dem Basisteil 3 kann analog zu den heute bereits bekannten abnehmbaren Bedienteil eines 1-DIN-Autoradios erfolgen. Alternativ kann das Bedienteil 1 auch in Form eines in einem Schacht versenkbaren Gerätes ausgebildet sein, wenn das Basisteil 3 über einen eigenen Bildschirm verfügt. Durch das Verschmelzen von fahrzeugbasiertem Navigationssystem sowie einem mobilen Navigationssystem wird nur ein Gerät benötigt das auf einer gemeinsamen Karteribasis arbeitet. Nur ein Bedienkonzept muss von dem Nutzer erlernt und angewendet werden, da das Bedienteil 1 gleichzeitig als Bedienteil im mobilen wie im eingebauten Zustand funktioniert. w
Ebenfalls ist es möglich, einen Gyro oder ein Telefonmobil in das Bedienteil zu integrieren, um die Funktionalität zu erhöhen. Ebenfalls können zusätzliche Bedienelemente an dem Basisteil 3 befestigt sein, beispielsweise eine Tastatur, während die Bedienung des Bedienteils 1 über einen berührungssensitiven Bildschirm möglich wäre.
Da es sich bei der vorliegenden Ausführungsform um ein Zwei-Prozessorensystem handelt, können die Aufgabenverteilungen der Prozessoren je nach Bedarf unterschiedlich ausfallen. Eine Möglichkeit besteht darin, dass die Hauptlast auf einem leistungsfähigeren Prozessor des Basisteils liegt oder aber dass eine Aufgabenteilung im
Sinne von „distributed Computing" vorliegt. Alternativ ist es vorgesehen, dass der Prozessor des Bedienteils 1 sämtliche Aufgaben der Navigation übernimmt, während der Prozessor des Basisteils 3 nur zur Kommunikation mit internen Komponenten oder zur Aufbereitung von Daten der restlichen Komponenten dient Ebenfalls könnte der
Prozessor des Bedienteils 1 über verschiedene Betriebsmodi verfügen, beispielsweise im entkoppelten Zustand über einen Stromsparmodus mit verminderter Rechenleistung, während im fixierten Zustand die maximale Rechenleistung zur Verfügung steht.