-
Gebiet der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung betrifft
Systeme zur Verwendung in Intelligenten Fahrzeug/Straßen-Systemen
im Allgemeinen und insbesondere ein an Bord des Fahrzeugs befindliches
Gerät.
-
KURZE ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
-
Hintergrund der Erfindung
-
Es gibt mehrere verschiedene Typen
von Fahrzeug-Navigationssystemen. Das erste System benutzt Anzeigen
von gespeicherten Karten, wobei die Karten eines vorgegebenen Gebietes
im Bordcomputer gespeichert sind und dem Fahrzeugführer oder
Fahrer angezeigt werden. Auf den Karten wird, wenn der Ort bekannt
ist, wo das Fahrzeug gestartet ist und wohin es fahren soll, die
Richtung hervorgehoben, und der Fahrer muss dann die Anzeige ablesen
und der betreffenden Straße
folgen. Ein solches System mit Anzeige gespeicherter Karten, dass
von der Firma General Motors in ihrem Oldsmobile von 1994 angeboten
wurde, verwendet Satelliten des Globalen Positionierungssystems
(GPS) und hochentwickelte Koppelnavigationsverfahren, um einen genauen
Standort zu bestimmen. Zu den Firmen, die an der Entwickhmg des
GPS beteiligt sind, gehört
die Pioneer Electronic Corporation, die das am 4. Januar 1994 erteilte
US-Patent Nr. 5.276.451 mit dem Titel "Navigation System with Navigational
Data Processing" (Navigationssystem
mit Navigationsdatenverarbeitung) und das am 11. Mai 1993 erteilte
US-Patent Nr. 5.210.540 mit dem Titel "Global Positioning System" (Globales Positionierungssystem)
besitzt. Das Fahrzeug verfügt über Kommunikationsmittel
zum Empfang von Daten in der Form von Funkwellen von Satelliten,
welche den Standort der Kommunikationsmittel in Form von Breiten-
und Längen-Daten
angeben Der Fahrer gibt genaue Angaben zum gewünschten Ziel in einen Bordcomputer
oder ins Fahrzeug eingebauten Computer ein, in Form einer bestimmten
Adresse, einer Straßenkreuzung
usw. Die gespeicherte Karte wird angezeigt, und der Fahrzeugführer bestimmt
dann genau das gewünschte Ziel.
Der Bordcomputer berechnet anschließend die günstigste Route und zeigt danach
auf einem Anzeigegerät
die Entfernung bis zum nächsten
Abbiegemanöver
und die Richtung desselben in leicht lesbaren Graphiken an und erzeugt
auch eine gesprochene Aufforderung.
-
Ein anderes System, das in dem Charles
LaRue am 28. Dezember 1993 erteilten US-Patent Nr. 5.274.560 mit dem Titel "Sensor Free Vehicle
Navigation System Utilizing A Voice Input/output Interface For Routing
A Driver From His Source Point To His Destination Point" (Sensorfreies Fahrzeug-Navigationssystem,
das eine Sprach-Ein-/Ausgabe-Schnittstelle
verwendet, um einen Fahrer von seinem Ausgangspunkt zu seinem Zielpunkt
zu leiten) beschrieben ist, verwendet das GPS nicht und verfügt über keine
Fühlergeräte, die
an das Fahrzeug angeschlossen sind. Die Fahrstrecken-Informationen
sind in einer Vorrichtung enthalten, welche mit dem CD-Player des
Audiosystems des Fahrzeugs gekoppelt ist. Befehle werden über ein
Mikrofon in das System eingegeben, und die Ergebnisse werden über die Lautsprecher
des Fahrzeugs ausgegeben. Der Fahrzeugführer buchstabiert die Standorte
und Ziele, Buchstabe für
Buchstabe. Das System bestätigt
die Orte, indem es vollständige
Wörter
wiederholt. Nachdem das System den aktuellen Standort und das Ziel erhalten
hat, entwickelt das System die Route und berechnet die geschätzte Zeit.
Der Fahrzeugführer verwendet
mehrere spezifische Funktionsbefehle, wie etwa "Weiter", und das System beginnt dann, Abschnitt
für Abschnitt
Anweisungen zur Fahrroute zu geben.
-
Andere Systeme, wie etwa das System Ali-ScoutTM von Siemens, erfordern, dass der Fahrer die
Koordinaten der Zieladresse über
Tasten in den Bordcomputer eingibt. Ein im Fahrzeug angeordnetes
Kompass-Mittel gibt danach eine "Kompass"-Richtung zur Zieladresse
an. Eine solche "Kompass"-Richtung wird in
leicht lesbaren Graphiken als ein Pfeil auf einem Anzeigegerät dargestellt, welcher
die Richtung angibt, in der sich der Fahrer bewegen sollte. Entlang
der Seite der Straße
befinden sich verschiedene Infrarot-Funkfeuerstationen, welche zu dem entsprechend
ausgerüsteten
Fahrzeug Daten mit Informationen betreffs der nächsten benachbarten Funkfeuerstation übermitteln.
Aus sämtlichen
empfangenen Informationen wählt
der Bordcomputer die gewünschten
Funkfeuerdaten-Informationen zum nächsten Funkfeuer aus und zeigt ein
graphisches Symbol, dem der Fahrzeugführer folgen soll, sowie die
Entfernung bis zum gewünschten Ziel
an. Es muss keine Karte gelesen werden; es werden sowohl ein einfaches
graphisches Symbol als auch ein Abschnitt der Fahrroute angezeigt,
und eine gesprochene Aufforderung sagt dem Fahrzeugführer, wann
er abbiegen soll und wann er in derselben Richtung weiterfahren
soll. Sobald das Programm läuft,
ist kein Eingriff des Fahrzeugführers mehr
erforderlich.
-
Im US-Patent Nr. 4.350.970, das an
die Siemens AG abgetreten wurde und am 21. September 1982 an von
Tomkewitsch erteilt wurde und den Titel "Method for Traffic Determination in
a Routing and Information System for Individual Motor Vehicle Traffic" (Verfahren zur Verkehrsbestimmung
in einem Leit- und Informationssystem für den individuellen Kraftfahrzeugverkehr)
trägt,
wird ein Verfahren zum Verkehrsmanagement in einem Leit- und Informationssystem
für den
Kraftfahrzeugverkehr beschrieben. Das System verfügt über ein
Netz von stationären Leitstationen,
die sich alle in der Nähe
der Fahrbahn befinden und Fahrrouten-Informationen und lokale Informationen,
welche ihre Position betreffen, an vorbeifahrende Fahrzeuge übermitteln.
Die Zieladresse der Fahrt wird vom Fahrzeugführer in eine an Bord des Fahrzeugs
befindliche Vorrichtung geladen, und mit Hilfe von Koppehnavigations-Techniken
werden eine Entfernung und eine Richtungsgraphik angezeigt. Die
erste Leitstation, an der das Fahrzeug vorbeifährt, übermittelt an das Fahrzeug
eine Nachricht mit Routendaten für
die Strecke bis zur nächsten Leitstation.
Das Fahrzeug empfängt
die Nachricht, und wenn es die verschiedenen Vektorstrecken in der Nachricht
ausführt,
akkunuliert es Zeit und Entfernung, welche es der zweiten Leitstation übermittelt, wenn
es von der zweiten Leitstation abgefragt wird. Auf diese Weise wird
das Verkehrsmanagement in Echtzeit aktualisiert, und die Fahrzeuge
werden stets entlang des "besten
Weges" geleitet.
Natürlich
kann der beste Weg der kürzeste
Weg, der Weg mit dem wenigsten Verkehr, der kostengünstigste
Weg oder irgendeine Kombination aus diesen und weiteren Kriterien
sein. Die US-Patentanmeldung 08/258241 mit dem Titel "Vehicle Navigation
and Route Guidance Systems with Central Upgradable Database" (Fahrzeug-Navigations- und
Streckenführungssysteme
mit zentraler aufrüstbarer
Datenbank), die am 3. August 1994 eingereicht wurde und an einen
gewerblichen Bevollmächtigten
(Common Assignee) abgetreten wurde, ist eine Verbesserung gegenüber dem
oben beschriebenen System.
-
In
EP
0317181 wird ein auf Infrarot-Funkfeuer gestütztes Fahrzeug-Navigationssystem
offenbart, bei dem von einem Funkfeuer ein Knotenbaum und eine lokale
Karte an ein an Bord des Fahrzeugs befindliches Gerät übertragen
werden. Das an Bord des Fahrzeugs befindliche Gerät umfasst
ein Steuergerät,
das einen Routensuchalgorithmus anwendet, welcher den empfangenen
Knotenbaum und die empfangene lokale Karte verwendet, um eine Fahrroute
zu generieren, der gefolgt werden soll.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Zwei der oben beschriebenen Systeme
erfordern komplizierte Aufbauten im Fahrzeug, die alle teuer sind,
um an das Fahrzeug gesendete Signal von Quellen innerhalb und außerhalb
des Fahrzeugs zu verarbeiten. Das dritte System verwendet keine Quellen
außerhalb
des Fahrzeugs und auch keine Messfühlereingänge vom Fahrzeug. Die grundlegenden
Anforderungen eines Intelligenten Fahrzeug/Straßen-Systems sind eine Tastatur,
eine Anzeige, ein Rechensystem, eine Taste "Bekannter Standort", ein Radimpulseingang und natürlich Batteriestrom.
Der Radimpulseingang und Batteriestrom sind im Fahrzeug bereits
verfügbar.
-
Der Fahrzeugführer gibt die Route, die zuvor ermittelt
worden ist, in den Computer ein. Der Fahrzeugführer bringt dann sein Fahrzeug
zum Anfangspunkt der Route. Die einzelnen Abschnitte der Route werden
zusammen mit der zugehörigen
Kilometerzahl der Reihe nach auf der Anzeige angezeigt. Der Radimpulseingang
in den Computer wird beim Messen der zurückgelegten Strecke verwendet
und bewirkt bei der bevorzugten Ausführungsform das Rückwärtszählen der
auf der Anzeige dargestellten Entfernung. Die Anzeige weist den
Fahrzeugführer darauf
hin, wann er abbiegen oder die Richtung ändern sollte und welche neue
Richtung eingeschlagen werden sollte.
-
Gemäß der Erfindung wird ein intelligentes Straßen/Fahrzeug-Navigationssystem
wie in Anspruch 1 angegeben bereitgestellt.
-
Beschreibung der Zeichnungen
-
Diese und weitere Vorteile werden
aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen offensichtlich,
wobei:
-
1 eine
Vorderansicht der Anzeigensteuerungseinheit ist;
-
2 eine
Vorderansicht der Anzeigensteuerungseinheit mit der Tastatureingabeeinheit
ist;
-
3 ein
Blockschaltbild des Basis-Anzeigensteuerungssystems ist;
-
4 ein
Beispiel der Schritte der Programmierung einer Fahrroute in dem
Basis-Anzeigensteuerungssystem
ist; die 5–8 Blockschaltbilder des Anzeigensteuerungssystems
sind.
-
Ausführliche Beschreibung
-
Es wird nun auf 1 Bezug genommen; in ihr ist eine Anzeigensteuerungseinheit 10 eines
intelligenten Fahrzeug/Straßen-Navigationssystems 11 für Kraftfahrzeuge
dargestellt, welches kostengünstig ist.
Diese Einheit 10 ist in einem Gehäuse 12 enthalten,
welches im Blickfeld des Fahrers angebracht werden kann, jedoch
so, dass es seine Sicht nicht einschränkt. Die Anzeigensteuerungseinheit 10 weist eine
Anzeige 13 auf, die eine erste Anzeige oder einen Richtungsbildschirm 14 umfasst,
der in der Abbildung auf der linken Seite dargestellt ist und der
ein Pfeil oder Pfeile 16 anzeigt, der die Richtung angibt bzw.
die die Richtung angeben, welche das Fahrzeug einschlagen soll.
Außerdem
befindet sich auf dem Richtungsbildschirm 14 in der rechten
unteren Ecke eine Ziffernanzeige 18 der zu fahrenden Strecke
in Meilen, Kilometern usw.; im vorliegenden Falle soll 13.42 m Meilen
angeben, und ein Rückwärtszähl-Balken
soll der besseren Sichtbarkeit für
den Fahrer dienen. Neben der optischen Anzeige einer Abbiegung kann
die Einheit 10 ein akustisches Mittel aufweisen, um den
Fahrer mittels einer Töne
erzeugenden Vorrichtung wie etwa einer Glocke oder einer anderen ähnlichen
Vorrichtung darauf hinzuweisen, dass das Fahrzeug abbiegen sollte.
-
Im Gehäuse 12 und neben dem
Richtungsbildschirm 14 ist ein zweiter oder Datenbildschirm 20 angeordnet,
bei dem es sich um eine Anzeige handelt, die zwei Zeilen mit jeweils
sechzehn alphanumerischen Zeichen aufweist, obwohl auch mehr oder weniger
Zeichen verwendet werden können.
Die Meldungen, die auf dem Datenbildschirm 20 angezeigt werden,
sind Navigationsabschnitte 21 der Route und andere alphanumerische
Informationen, für
die in 4 einige Beispiele
dargestellt sind.
-
Unter dem Datenbildschirm 20 befindet
sich eine Reihe von Bedienelementen 22, welche Mittel zum
Blättern
des Inhalts des Datenbildschirms, zum Ein- und Ausschalten des Geräts 23 und
andere Bedienelemente je nach Erfordernis umfassen. Außerdem ist
eine Taste "Bekannter
Standort" 24 vorhanden,
die sich am Lenkrad oder am Fahrtrichtungsanzeiger befindet, so
dass, wenn sie aktiviert ist, wie weiter unten beschrieben wird,
der Fahrer die Taste betätigen
kann. Die Einheit 10 in 2 ist
dieselbe Einheit wie in 1 dargestellt,
sie ist jedoch mit heruntergeklappter vorderer Abdeckung abgebildet, wodurch
eine modifizierte alphanumerische Tastatur 26 und andere
Bedienelemente sichtbar werden, von denen einige Duplikate der in 1 dargestellten sind.
-
3 zeigt
das Basissystem in Form eines Blockschaltbilds. Das System umfasst
einen Radimpulsgenerator 28, welcher als ein Entfernungs-
oder Geschwindigkeitsmessfühler
funktioniert; ein Gehäuse
wie in den 1 und 2 dargestellt, das ein Steuergerät 30,
einen Speicher, eine Taste "Bekannter Standort" 24 sowie
den ersten und den zweiten Anzeigebildschirm 14 bzw. 20 aufweist;
eine Eingangs- oder Treiberschnittstelle 34 und eine Stromquelle 36. Bei
der vorliegenden Ausführungsform
ist die Basis-Anzeigeeinheit 10 von 1 eine tragbare Vonichtung, welche auf
eine lösbare
Weise im Fahrzeug montiert ist und mittels eines Steckverbinders
angeschlossen ist, um die notwendigen Eingänge vom Fahrzeug zu erhalten,
wie etwa vom Radimpuls-Eingangsgenerator oder Entfernungsmessfühler 28,
von der Stromversorgung 36 und eventuellen anderen Bedienelementen,
wie etwa "Zündung ein"; sie kann auch Verbinder-Mittel
zur Adressierung des Speichers zum Speichern der verschiedenen Routen
umfassen, wie weiter unten beschrieben wird. Das Steuergerät 30 stellt
das Betriebssystem für
die Einheit zur Verfügung,
einschließlich
des Betriebs der Anzeigen 13.
-
Der Speicher 32 ist ein
nicht flüchtiger
Speicher, in dem mehrere unterschiedliche Routen, die in ihn geladen
wurden, gespeichert sein können,
so dass sie jederzeit abrufbar sind. Wie im weiteren dargelegt wird,
plant der Fahrzeugführer,
falls die gewünschte
Route nicht im Speicher gespeichert ist, seine Route im Voraus und
lädt die
Route Abschnitt für
Abschnitt 21 in den Speicher 32. Beispielsweise kann
im Falle von Anwendungen bei Mietwagenflotten der Besitzer der Wagenflotte
mehrere Routen vom Standort seiner Flotte zu verschiedenen bekannten
Orten installieren, etwa zu solchen Orten wie Flughäfen, Hotels,
Bahnhöfen, öffentlichen
Gebäuden,
Restaurants und anderen interessanten Punkten in dem jeweiligen
Gebiet, als Hilfe für
den Fahrer des Mietwagens, der mit der Gegend nicht vertraut ist.
Als Bestandteil jedes Abschnitts 21 wird auch die entlang
des Abschnitts zurückzulegende
Strecke, d. h. vom Anfang bis zum Ende des Abschnitts, in den Computer
geladen.
-
Ein Raddrehzahl-Messfühler ist
in den meisten Fahrzeugen zu finden; er erfasst die Vorbeibewegung
eines Zahnrades, welches normalerweise mit dem Antriebsstrang des
Fahrzeugs gekoppelt ist. Das Ausgangssignal des Messfühlers wird
einer Impulsformungsschaltung zugeführt, dem Radimpulseingangsgenerator 28,
welcher aus dem Ausgangssignal des Messfühlers digitale Impulse formt,
die in das Steuergerät 30 eingegeben
werden. Die Impulse werden verwendet, um die zurückgelegte Strecke zu messen.
-
Die Taste "Bekannter Standort" 24 wird normalerweise betätigt, wenn
das Fahrzeug das Ende eines Abschnitts 21 erreicht hat
und die Anzeige 14 anzeigt, dass noch eine Strecke 18 zurückzulegen ist.
Der Fahrzeugführer
betätigt
dann die Taste "Bekannter
Standort" 24,
um das Steuergerät 30 zu
veranlassen, den Richtungs- und den Datenbildschirm 14, 20 entsprechend
der gegenwärtigen
Position des Fahrzeugs zu initialisieren, und um zu bewirken, dass der
nächste
Abschnitt 21 der Route auf dem Datenbildschirm 20 angezeigt
wird. Der nächste
Abschnitt ist mit dem Standortnamen des derzeitigen Standortes und
dem Standortnamen des nächsten
Standortes, an dem das Fahrzeug abbiegen soll, versehen, zusammen
mit der Entfernung bis zur Abbiegung, welche auf dem Streckenbildschirm 14 angezeigt wird.
-
In dem System hat das Eingabegerät 34 die Form
eines Tastaturgerätes
wie etwa einer Tastatur oder eines Computers. Wenn das Eingabegerät ein Computer
ist, kann der Fahrer seine Route an irgendeinem Ort außerhalb
des Fahrzeugs eingeben, und wenn er in das Fahrzeug einsteigt, kann
der Computer an den Speicher 32 angeschlossen und die Route
in den Speicher heruntergeladen werden. Der Computer kann mit einer
Art Leitweglenkungs und Kartendaten-Progamm ausgestattet sein, welches
dem Fahrzeugführer
ermöglicht,
seine spezielle Route zu entwickeln.
-
Es wird nun auf 4 Bezug genommen; in ihr sind die Navigationsabschnitte 21 zur
Beförderung
eines Fahrzeugs von einem Anfangsstandort 38 zu einem Zielstandort 40 dargestellt.
Der erste Kasten enthält
die Meldung, welche zuletzt angezeigt wurde, und insbesondere die
Meldung, welche angezeigt wurde, als die Zündung ausgeschaltet wurde.
In diesem Beispiel ist der Standort der Ort, an dem das Fahrzeug
geparkt wurde, und dieser ist auch der Anfangsstandort 38.
Der Fahrzeugführer
blättert
dann die verschiedenen im Computer gespeicherten Routen durch, bis
der Name des gwünschten
Zielstandortes 40 auf dem Bildschirm 20 erscheint.
Wenn der Zielstandort 40 gewählt ist, wird auf dem Richtungsbildschirm 14 die
Entfernung angezeigt, die bei der Fahrt zurückgelegt werden muss.
-
Durch Drücken der Taste "Bekannter Standort" 24 wird
bewirkt, dass der nächste
Abschnitt 21 angezeigt wird. Dieser Abschnitt 21 sagt
dem Fahrzeugführer,
dass er von seinem Parkplatz eine Strecke von 0,02 Meilen zur Straße fahren
soll, und dass er, wenn er an der Straße ankommt, nach rechts abbiegen
muss. Das Balkendiagramm 42, das sich über der Entfernungsangabe befindet,
ist ein optisches Signal, welches die verbleibende Entfernung bis
zur Abbiegung zeigt. Unmittelbar bevor die gefahrenen Strecke bis
null zurückgezählt worden
ist und damit eine Abbiegung angezeigt wird, ertönt ein akustisches Signal wie
etwa ein Glockenton oder ein Summer, welches dem Fahrer sagt, dass
er sich einer Kreuzung nähert
und ein Abbiegen in der angegebenen Richtung erforderlich ist. Der
erste Bildschirm 14 enthält auch eine optische Anzeige
der Richtung, in die das Fahrzeug abbiegen muss. Beim Abbiegen wird
der Datenbildschirm 20 zum nächsten Abschnitt 21 weitergeblättert, bei
dem auf der zweiten Zeile der gegenwärtige Standort angezeigt wird
und auf der ersten Zeile angegeben wird, entlang welcher Straße die Route
nun verlaufen wird. Auf dem Richtungsoder ersten Bildschirm 14 wird
erneut die Entfernung angezeigt, und die Richtungspfeile sagen dem
Fahrzeugführer,
dass er nach links in die Inkster Road einbiegen soll, welches der
Name auf der ersten Zeile des Abschnitts der Datenanzeige 20 ist.
-
Die Route setzt sich fort, und die
Anzeigen wechseln jedesmal, wenn die Entfernung bis null zurückgezählt worden
ist. In dem Falle, wenn der Standort auf dem Bildschirm erreicht
wird, bevor die Entfernung bis null zurückgezählt worden ist, kann der Fahrzeugführer die
Taste "Bekannter
Standort" 24 drücken, wodurch
die Entfernung auf null zurückgesetzt
wird und bewirkt wird, dass die Bildschirme 13 zum nächsten Abschnitt
weitergeblättert
werden und, bei richtiger Steuerung, die Länge des Abschnitts 21 aktualisiert wird.
Die Stärke
des Systems besteht darin, dass der Entfernungsmessfühler 28, der
in denfü meisten
Fahrzeugen zu finden ist, äußerst genau
ist, weit genauer als die meisten anderen Leitwegeingaben und -messfühler, so
dass man sich auf die Angabe der zurückzulegenden Entfernung verlassen
kann. Es wurde festgestellt, dass der Entfernungsmessfiihler 28 einen
Fehler von 0,2% bis 0,3% aufweist.
-
Wie 5 zeigt,
umfasst das System auch einen an Bord des Fahrzeugs befindlichen
Funk- oder Hochfrequenz-Sender-Empfänger 44. Dies ermöglicht die
Kommunikation mit einer Zentraleinheit 46 zur Unterstützung bei
der Routenplanung. Wenn dieses System verwendet wird, liefert die
Zentraleinheit 46 den Navigationsabschnitt 21,
der genommen werden soll, und kann beliebige bekannte Routenänderungen
berücksichtigen,
die durch Umleitungen, Unfälle
usw. erforderlich sind. Die Route wird von der Zentraleinheit 46 gesendet
und im Speicher/Steuergerät 30/32 des
Systems gespeichert. Das Steuergerät 30 erhält die Signale
des Entfernungsmessfiihlers 28 sowie Strom 36 vom
Fahrzeug für
den Betrieb des Systems. Der Hochfrequenz-Sender-Empfänger 44 kommuniziert über zellulare
Mobilfunksysteme, Streuspektrum-Telekommunikationssysteme oder beliebige ähnliche
Systeme.
-
Es wird nun auf 6 Bezug genommen; in diesem System sind
ein an Bord des Fahrzeugs befmdlicher Navigationscomputer 48 und
eine Kartendatenbank 50 zum Speicher/Steuergerät 30/32 hinzugefügt. Der
Fahrzeugfiülver
stellt die Kartendatenbank 50 bereit, welche in der Form
einer CD-ROM oder eines anderen Mittels vorliegen kann und welche
vom Navigationscomputer 48 zur Generierung der Fahrroute
abgefragt wird. Bei diesem System gibt der Fahrzeugführer den
Anfangsstandort und den Zielstandort ein. In Abhängigkeit vom Entwicklungsstand
des Navigationscomputers 48 muss der Fahrzeugführer eventuell
sowohl den Anfangsstandort als auch den Zielstandort in geodätischen
Koordinaten eingeben, oder vielleicht in Form von üblichen
Namen wie City Airport oder Joe Muer's Restaurant. Der Navigationscomputer 48 und
die Kartendatenbank 50 berechnen die zu benutzende Route
und laden die Route in den Speicher 32, und das Steuergerät 30 zeigt
schließlich
die Navigationsabschnitt 21 an, wie oben beschrieben.
-
Bei dem System von 5 muss der Fahrzeugführer Gebühren für die Kommunikationszeit und
Gebühren
für die
Zentraleinheit bezahlen. Dafür ist
er in der Lage, die neuesten und aktuellsten Leitweginformationen
zu erhalten. Diese hängen
natürlich
von den verschiedenen Eingaben in die Zentraleinheit 46 ab,
wie etwa Straßeninstandsetzungs-Informationen,Umleitungen,
Informationen über
Unfälle
sowie Verkehrsauflcommen, um nur einige Eingaben zu nennen. In Gebieten
mit hohem Verkehrsaufkommen kann die Kommunikationszeit zwischen dem
Fahrzeug und der Zentraleinheit 46 bedeutsam werden. Die
Route wird von der Zentraleinheit 46 übertragen und im Speicher/Steuergerät 30/32 des Systems
gespeichert. Das Steuergerät 30 erhält die Signale
des Entfernungsmessfühlers 28 sowie
Strom 36 vom Fahrzeug für
den Betrieb des Systems. Der Hochfrequenz-Sender-Empfänger 44 kommuniziert über zellulare
Mobilfunksysteme, Streuspektrum-Telekommunikationssysteme
oder beliebige ähnliche Systeme.
-
Bei dem System von 6 muss der Fahrzeugführer eine oder mehrere Kartendatenbanken 50 unterhalten,
welche ein bestimmtes geographisches Gebiet abdecken Falls das Fahrzeug über die Grenzen
der Kartendatenbank 50 hinausfährt, muss der Fahrzeugführer über das
Eingabegerät 34 die
erforderlichen Abschnitte 21 hinzufügen, um seine Route zu vervollständigen.
Kurz gesagt, die Wahl eines der Systeme ist eine Frage der Kosten
und der Verfügbarkeit.
-
Es wird nun auf 7 Bezug genommen; hier ist ein GPS-Gerät 52 vorgesehen,
um dieses System zu einem GPS-gestützten System zu machen. Ein
Navigationscomputer 48 und eine Kartendatenbank 50 sind
ebenfalls vorgesehen. Wenn das GPS-Gerät 52 aktiviert ist,
wird das GPS verwendet, um den Anfangsstandort zur Verfügung zu
stellen, und es kann dem Steuergerät 30 auch anzeigen, wenn
das Fahrzeug von seiner Route abgekommen ist. In dieser Situation
kann das Steuergerät 30 so programmiert
sein, dass es den Fahrzeugführer
informiert, damit er auf den richtigen Weg zurückkehrt. Die Kartendatenbank 50 wird
verwendet, um die verschiedenen Abschnitte 21 der Route
zu erzeugen, wie im Zusammenhang mit 6 erläutert wurde, und
um zu bewirken, dass die Abschnitte auf der Anzeige 13 angezeigt
werden. Der Hochfrequenz-Sender-Empfänger 44. kann, wenn
er aktiviert ist, Aktualisierungen von Routen zur Verfügung stellen,
welche über
den Umfang der in der Fahrzeugeinheit gespeicherten Kartendatenbank 50 hinausgehen.
-
In dem System kann die Verwendung
des Hochfrequenz-Sender-Empfängers 44 unter
der Kontrolle des Fahrzeugführers
erfolgen, so dass dieser die Kontrolle über die Zahlung von Gebühren für die Kommunikation
hat. Der Navigationscomputer 48 kann so programmiert sein,
dass er anzeigt, wenn die beigefügte
Kartendatenbank 50 nicht einen ausreichenden Umfang besitzt,
um die Streckenführung
zu vervollständigen,
und es erforderlich ist, mit der Zentraleinheit 46 zu kommunizieren,
um zusätzliche Routen-Informationen
zu erhalten. Als Alternative dazu kann das System auch so konstruiert
sein, dass der Fahrzeugführer
nicht bemerkt, wenn die Kapazität
der Kartendatenbank 50 überschritten
wird und der Navigationscomputer 48 die Zentraleinheit 46"anruft". Außerdem kann,
falls dies gewünscht wird,
der Fahrzeugführer
den Navigationscomputer 48 so programmieren, dass sichergestellt ist,
dass er über
die beste Route geleitet wird. Es sind verschiedene weitere Zweipunkteingänge 54 vorgesehen,
die dazu dienen können,
die Hintergrundbeleuchtung der Einheit 10 zu verändern, wenn
die Scheinwerfer eingeschaltet werden, oder dazu, dass, wenn zusätzlich ein
Richtungsmessfühler
oder eine Kompass-Vorrichtung 56 vorhanden ist und wenn
die Heckscheibenheizung eingeschaltet wird und dabei bewirkt, dass
ein zusätzliches
elektromagnetisches Feld erzeugt wird, welches die Funktion des
Kompasses 56 stört,
der Kompass-Ausgang korrigiert wird.
-
Es wird nun auf 8 Bezug genommen; das System umfasst
die Ali-ScoutTM Steuerung mit Hilfe des
Infrarot-Sender-Empfängers 58.
Dieser Teil des Systems sorgt für
die Kommunikation mit Straßenrand-Funkfeuern 60 und
Funkfeuer-Steuergeräten 62,
welche dem Fahrzeug Informationen über die Streckenführung mittels
der nächsten
Abschnitte 21 der Route des Fahrzeugs zur Verfügung stellen.
Ein wichtiger Aspekt der Infrarot-Straßenrand-Funkfeuer 60 ist, dass alle
Fahrzeuge, die an einem Straßenrand-Funkfeuer
vorbeifahren, gleichzeitig Routen empfangen. Deshalb kann die Infrarot-Nachrichtenverbindung
nicht gesättigt
sein, wie dies bei Hochfrequenz-Verbindungen der Fall sein kann,
welche mit jedem einzelnen Fahrzeug kommunizieren. Indem der Infrarot-Sender-Empfänger und
folglich die Infrarot-Nachrichtenverbindung vorgesehen wird, wird das
System Ali-ScoutTM nicht infolge der zunehmenden
Anzahl von Fahrzeugen gesättigt,
was geschehen kann, wenn nur der an Bord des Fahrzeugs befindliche
Funk- oder Hochfrequenz-Sender-Empfänger 44 vorgesehen
ist.
-
Folglich verfügt das System nun über die
Fähigkeit,
seine eigenen "konservierten" Routen zu verwenden,
wie in Verbindung mit den 3 und 4 beschrieben wurde, sie
mit Hilfe von GPS-Informationen im Hinblick auf Breiten- und Längen-Koordinaten des
derzeitigen Standpunktes zu modifizieren, wie in Verbindung mit 7 beschrieben wurde, und
Mapping-Informationen zu generieren, wie in Verbindung mit 6 beschrieben wurde. Schließlich können durch
Einbeziehung des Infrarot-Sender-Empfängers 58 und der Möglichkeiten
von Straßenrand-Funkfeuern 60 die
verschiedenen Abschnitte der Route in Echtzeit so modifiziert werden,
dass die "beste" Route zur Verfügung gestellt
wird, welche bekannt ist. Die Zentraleinheit 46 kann aktualisierte
Informationen betreffs der Straßenbedingungen
erhalten und weitere Änderungen
an den gewählten
Routenabschnitten zur Verfügung
stellen. Das Steuergerät 30 empfängt dann
als seine ersten oder Priorität
besitzenden Routen-Informationen die Informationen, die von den Funkfeuern 60 empfangen
werden, und wenn es feststellt, dass die Funkfeuer-Informationen
erledigt sind, weil das Fahrzeug über die Grenzen des Funkfeuernetzes
hinausgefahren ist, wendet es sich auf eine ähnliche Weise, wie in Verbindung
mit 7 erläutert wurde,
an den Navigationscomputer 48.
-
Wie weiter oben erläutert wurde,
besteht ein Verfahren zum Laden ausgewählter Routen in den Speicher 32 in
der Verwendung der in 2 dargestellten
Tastatur. Andere Verfahren zum Laden ausgewählter Routen in die Anzeigensteuenmgseinheit 10 bestehen
in der Verwendung einer Kartendatenbank und eines Routing-Algorithmus,
der auf einem Personalcomputer ausgeführt wird. Der Routing-Algorithmus
generiert automatisch Routen und speichert sie im Computer, bis
sie auf die Anzeigensteuerungseinheit 10 heruntergeladen
werden. Das Herunterladen kann innerhalb oder außerhalb des Fahrzeugs mittels
einer verdrahteten seriellen Verbindung über den Steckverbinder oder
mit anderen Mitteln erfolgen.
-
Das Hinzufügen eines Sprachdigitalisierers zur
Anzeigensteuerungseinheit 10 zwecks Umwandlung eines gesprochenen
akustischen Signals in ein entsprechendes elektrisches Signal ermöglicht es, dass
die Anzeigensteuerungseinheit 10 in Reaktion auf gewisse
einfache Sprach- oder akustische Befehle funktioniert. Ein solches
System wird in dem weiter oben genannten US-Patent Nr. 5.274.560
mit dem Titel "Sensor
Free Vehicle Navigation System Utilizing A Voice Inputloutput Interface
For Routing A Driver From His Source Point To His Destination Point" beschrieben.
-
Der Fahrzeugführer lädt in den Speicher 32 der
Anzeigensteuerungseinheit 10 die Abschnitte 21 verschiedener
bekannter Routen, die er normalerweise benutzt, und es sind Mittel
zur Auswahl einer gewünschten
Route vorgesehen. Ein solches System ist gut für Mietwagen geeignet und wird
von den Reisenden benutzt, um vorn Flughafen oder einem ähnlichen
Ort zu verschiedenen Hotels, Restaurants, bedeutenden Sehenswürdigkeiten
usw. zu fahren. Dank der Schnittstelle mit Geräten, welche mittels Infrarot-
und/oder Hochfrequenz-Wellenübertragung an
das System 11 angeschlossen sind, wird dem Fahrzeugführer ermöglicht,
nahezu überallhin
zu fahren, wohin er möchte.
Bei allen Systemen bestätigen sowohl
optische Mittel wie etwa Anzeigebildschirme 13 als auch
akustische Mittel wie etwa von der Anzeigensteuerungseinheit 10 ausgehende
Sprachbefehle dem Fahrzeugführer,
dass er "Kurs hält".
-
Unter Verwendung der Zentraleinheit 46 können mittels Übertragung
einer Fahrzeugkennung Straßen-
und Brückenbenutzungsgebühren erhoben und
für eine
zentrale Gebührenabrechnung
in Rechnung gestellt werden; in der Zentraleinheit 46 können Nachrichten
gespeichert werden, und wenn, ein Fahrzeug eine Verbindung mit der
Zentraleinheit herstellt, können
diese Nachrichten dem Fahrzeugführer übermittelt
werden.