DE4033837A1 - Navigationssystem fuer einen beweglichen koerper - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein in einen beweglichen Körper, wie ein Kraftfahrzeug, eingebautes Navigationssystem, insbesondere ein Navigationssystem für einen beweglichen Körper, bei dem eine Landkarte sowie die augenblickliche Position, der Fahrort usw. eines Kraftfahrzeuges auf einer Anzeigeeinheit, wie einer Kathodenstrahlröhre, angezeigt werden, um den Fahrer mit Fahrtinformationen zu versehen.

Ein in einen beweglichen Körper, wie ein Kraftfahrzeug, einge­ bautes Navigationssystem ist im allgemeinen so aufgebaut, daß eine Karte der Gesamtheit eines Landes oder eine Vielzahl von unterteilten Regionalkarten als Karteninformation in Karten­ speichermitteln gespeichert werden, und diese Karteninforma­ tionen werden entsprechend dem Befehl eines Bedieners abge­ rufen und auf einer Anzeigeeinheit, wie einer Kathodenstrahl­ röhre, angezeigt, um den Bediener mit einer Karte für die Fahrt zu versehen.

Weiterhin wird die augenblickliche Position eines Fahrzeuges durch Berechnung auf der Grundlage von Nachweissignalen von einem Abstandssensor zum Nachweis des von dem Fahrzeug zu­ rückgelegten Weges und von einem Richtungssensor zum Nachweis der Fahrtrichtung des Fahrzeuges ermittelt, und eine Dreiecks­ markierung, die die augenblickliche Position des Fahrzeuges kennzeichnet, und eine Vielzahl von seriellen Punkten, die den Fahrtort kennzeichnen, werden auf einer Karte angezeigt, die auf der Anzeigeeinheit angezeigt wird, so daß die Position des Fahrzeuges auf der Karte auf dem Bildschirm visuell unter­ schieden werden kann. Ein solches Navigationssystem ist beispielsweise in der japanischen Offenlegungsschrift 53 711/1983 und der japanischen Patentveröffentlichung 39 800/1984 beschrieben. Ein weiteres Navigationssystem ist beispielsweise auch aus der japanischen Offenlegungsschrift 1 65 511/1985 bekannt und offenbart, welche Mittel zum Wieder­ auffinden der Anwesenheit oder Abwesenheit einer anderen besonderen Karte oder Mittel (eine Rolltaste) zum Umschalten, von einer auf einem Bildschirm angezeigten Karte zu einer anderen besonderen, mit dieser angezeigten Karte verwandten Karte umfaßt.

Bei den herkömmlichen vorstehend genannten Systemen wird nach dem Starten des Fahrzeuges eine Straßenkarte wiederaufgefunden und auf dem Bildschirm angezeigt, die die augenblickliche Position des Fahrzeuges anzeigt. Wenn dann beabsichtigt ist, von der angezeigten Karte umzuschalten, wird der Bediener eine der Cursor-Tasten drücken, und entsprechend der Cursor-Taste wird eine weitere, der angezeigten Karte der augenblicklichen Position benachbarte Karte wiederaufgefunden. Somit wird die nächste, der angezeigten Karte in einer Richtung, die durch den Bediener der Cursor-Taste bestimmt wird, verwandte Karte geladen und auf dem Bildschirm angezeigt.

Während bei einem System der vorstehend beschriebenen Art eine Karte, die der Bediener zu sehen wünscht, entsprechend der Anforderung durch den Bediener angezeigt werden kann, wird jedoch, wenn von der angezeigten Karte umggschaltet wird, eine Markierung, die die augenblickliche Position des Fahrzeuges kennzeichnet, in welches das System eingebaut ist, zusammen mit der Karte mitbewegt. Folglich ist es hier möglich, daß, wenn die ursprüngliche Karte wiederhergestellt wird, der Bediener die Position des Fahrzeuges aus der Sicht verlieren und die augenblickliche Position auf der Karte nicht auffinden kann. Wenn folglich der Bediener sich in einem unbekannten oder nicht vertrauten Gebiet befindet, kann er sich verfahren.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Naviga­ tionssystem für einen beweglichen Körper anzugeben, bei dem eine auf einem Bildschirm anzuzeigende Karte in übereinstim­ mung mit der Anforderung eines Bedieners frei gewählt werden kann, und wenn eine anfänglich angezeigte Karte wiederherge­ stellt wird, der Bediener die augenblickliche Position des beweglichen Körpers leicht ermitteln kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß ein Navigations­ system für einen beweglichen Körper vorgesehen, das Karten­ speichermittel, in denen Kartendaten gespeichert sind, die für eine Karte eines vorbestimmten Gebietes repräsentativ sind, Positionsnachweismittel zum Nachweisen der augenblicklichen Position des beweglichen Körpers mit Bezug auf die Karte, eine Anzeigeeinheit mit einem Bildschirm, Anzeigemittel, die bewir­ ken, daß eine Karte auf der Grundlage von aus den Kartenspei­ chermitteln abgerufenen Kartendaten und eine Markierung für die augenblickliche Position, die die von den Nachweismitteln nachgewiesene Position des beweglichen Körpers kennzeichnet, auf dem Bildschirm der Anzeigeeinheit angezeigt werden, Anzeigemittel für Teilkarten, die Teile der Kartendaten aus den Kartenspeichermitteln abrufen und die Anzeigemittel ver­ anlassen, eine Teilkarte entsprechend dem Teil der Kartendaten auf dem Bildschirm der Anzeigeeinheit anzuzeigen, Kartenroll­ mittel, die entsprechend dem zum Abrufen von Kartendaten ent­ sprechend einem der Teilkarte benachbarten Bereich von den Kartenspeichermitteln willkürlich übertragenen Kartenroll- Befehlssignal betriebsbereit sind und die den benachbarten Bereich veranlassen, auf dem Bildschirm der Anzeigeeinheit angezeigt zu werden, um die Karte auf dem Bildschirm der Anzeigeeinheit zu rollen und auch um die Markierung für die augenblickliche Position zusammen mit der Karte auf dem Bildschirm zu verschieben, Anzeigemittel für eine Korrektur der Positionsmarkierung, um eine Positionskorrekturmarkierung für die augenblickliche Positionsmarkierung zu veranlassen, im wesentlichen in der Mitte des Bildschirms der Anzeigeeinheit angezeigt zu werden, nachdem die Rollverschiebung der Karte durch die Operation der Kartenrollmittel gestartet worden ist, Kartenrücksprungmittel, die entsprechend einem Rücksprung- Befehlssignal betriebsbereit sind, das willkürlich zum Rück­ sprung der Karte und der augenblicklichen Positionsmarkierung, die durch die Kartenrollmittel zu den jeweiligen Anfangs­ positionen auf dem Bildschirm der Anzeigeeinheit gerollt wurden, übertragen wurde, bei welchen sich der bewegliche Körper befindet, und Mittel zum Korrigieren der augenblickli­ chen Positionsmarkierung enthält, die entsprechend einem Korrektur-Befehlssignal betriebsbereit sind, das willkürlich zum Verschieben der gerollten augenblicklichen Positionsmar­ kierung zu der Position der Positionskorrekturmarkierung mit Bezug zu der durch die Kartenrollmittel gerollten Karte übertragen wurde.

Nenn bei dem Navigationssystem die Kartenrollmittel in geeigneter Weise betrieben werden, wenn ein Bediener eine der auf dem Bildschirm der Anzeigeeinheit angezeigten Karte benachbarte Karte zu sehen wünscht, dann kann die auf dem Bildschirm angezeigte Karte in geeigneter Weise zusammen mit der Markierung für die augenblickliche Position gerollt werden, so daß der Bediener die gewünschte Karte sehen kann. Inzwischen wird die Positionskorrekturmarkierung für die augenblickliche Positionsmarkierung zusätzlich im wesentlichen in der Mitte des Bildschirms angezeigt. Wenn dann die Karten­ rücksprungmittel betrieben werden, nachdem die gewünschte Karte betrachtet worden ist, wird die ursprüngliche Karte, die nach dem Starten des Rollvorganges auf dem Bildschirm der Anzeigeeinheit angezeigt worden ist, wiederaufgefunden und auf dem Bildschirm angezeigt, und die Markierung der augenblickli­ chen Position wird ebenfalls im wesentlichen in der Mitte der so wiederaufgefundenen Karte angezeigt. Somit werden solche Schwierigkeiten ausgeschaltet, daß die augenblickliche Posi­ tion des beweglichen Körpers fehlt. Weiterhin kann dadurch, daß die Mittel zum Korrigieren der Markierung der augenblick­ lichen Position betrieben werden, eine Verschiebung der Mar­ kierung der augenblicklichen Position, die auf der Karte angezeigt wird, aus der Position heraus kompensiert werden, so daß die augenblickliche Position auf der Karte und die tat­ sächliche augenblickliche Position des beweglichen Körpers korrekt miteinander übereinstimmen können.

Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorzüge der vorlie­ genden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenhang mit der beigefügten Zeichnung verdeutlicht.

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm eines Navigationssystems für einen beweglichen Körper, das eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellt;

Fig. 2 ist eine Vorderansicht einer Anzeigeeinheit zur Verwendung bei dem Navigationssystem nach Fig. 1;

Fig. 3a bis 3e sind schematische Ansichten, die das Prinzip der vorliegenden Erfindung erläutern;

Fig. 4 ist ein Ablaufdiagramm, das den Rechenprozeß des Hauptprogramms eines Steuerabschnitts des Navigationssystems nach Fig. 1 erläutert;

Fig. 5 bis 7 sind schematische Darstellungen, die unterschied­ liche auf einem Bildschirm der Anzeigeeinheit nach Fig. 2 angezeigte Menus zeigen;

Fig. 8 ist ein Ablaufdiagramm, das den Rechenprozeß bei Schritt S16 des Hauptprogramms für die Navigation erläutert;

Fig. 9 ist ein Ablaufdiagramm, das den externen Unterbre­ chungs-Rechenprozeß auf der Grundlage eines Abstandsimpulses von dem Abstandssensor des Navigationssystems nach Fig. 1 erläutert;

Fig. 10 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Zeitgeber-Unter­ brechungs-Rechenprogramm auf der Grundlage eines Abstands­ impulses von dem Abstandssensor und eines Signals von dem Richtungssensor des Navigationssystems nach Fig. 1 erläutert;

Fig. 11 ist eine schematische Ansicht, die Funktionstasten­ bilder erläutert, die auf dem Bildschirm der Anzeigeeinheit nach Fig. 2 angezeigt werden;

Fig. 12 ist ein Ablaufdiagramm, das den detaillierten Rechenprozeß einer Karte und ein auf dem Bildschirm der Anzeigeeinheit nach Fig. 2 anzuzeigendes Funktionstastenbild erläutert; und

Fig. 13a bis 13e sind schematische Ansichten, die die Ver­ schiebung einer Karte und einer Markierung der augenblickli­ chen Position erläutern, die auf dem Bildschirm der Anzeige­ einheit nach Fig. 2 angezeigt werden.

In Fig. 1 wird zunächst die insgesamte Bauweise eines Navi­ gationssystems für einen beweglichen Körper gezeigt, auf das die vorliegende Erfindung gerichtet ist. Das Navigationssystem umfaßt eine Steuereinrichtung 1 einschließlich drei Ein­ gangs-/Ausgangs-Schnittflächenkreisen 2, 3 und 4, einem Eingangskanal 5, einem Ausgangskanal 6, einer zentralen Rechnereinheit (CPU) 7, einem Regler 9 für eine Kathoden­ strahlröhre (CRT) und einem Paar RAM-Speicher 8 und 10 (Speicher mit wahlfreiem Zugriff). Die Steuereinrichtung 1 arbeitet mit Konstantstrom, der von einer nicht dargestellten Autobatterie geliefert wird, mit Hilfe einer Konstantstrom­ quelle oder eines Konstantspannungskreises, die nicht darge­ stellt sind, zur Steuerung verschiedener mit der Steuerein­ richtung 1 verbundener Einrichtungen.

Mit dem ersten Eingangs-/Ausgangs-Schnittstellenkreis 2 sind acht Funktionsschalter verbunden, einschließlich eines Wahl­ schalters SW1 für den Navigationsmodus für die Navigation der Fahrt eines Fahrzeuges, eines Verkehrsinformations-Wahlschal­ ters SW2 für den Modus zum Empfangen von Verkehrsinformationen des Rundfunks, eines Wahlschalters SW3 für den Modus eines drahtlosen Autotelefons, eines Klimaanlage-Wahlschalters SW4 für den Modus der Klimatisierung des Innenraums des Fahrzeuges und eines Video-/Audio-Schalters zum Betreiben von Video-/Audio-Quellen, einschließlich eines Televisionsschal­ ters SW5, eines Radioschalters SW6, eines Schalters SW7 für einen Kassettenrecorder und eines Schalters SW8 für ein Compact-Disk-(CD)-Gerät. Die Modus-Funktionsschalter SW1 bis SW8 befinden sich auf der Frontkonsole 26b einer Anzeige­ einheit oder Kathodenstrahlröhre (CRT) 26, wie in Fig. 2 gezeigt ist, und wenn einer der Funktionsschalter SW1 bis SW8 selektiv betrieben wird, wird die entsprechende Funktion betriebsbereit gemacht.

Der erste Eingangs-/Ausgangs-Schnittstellenkreis 2 ist weiterhin mit einer GPS-Einrichtung (Satellitnavigation) 19 zum Empfang von Radiowellen von einem künstlichen Satelliten mittels einer Antenne 19a und zum Bestätigen und Bestimmen einer augenblicklichen Position, der Fahrtgeschwindigkeit usw. des Kraftfahrzeuges auf der Grundlage solcher empfangener Radiowellen und einem Richtungssensor 20 verbunden, der den Erdmagnetismus in eine Komponente in Fortbewegungsrichtung des Fahrzeuges und eine weitere Komponente in einer zu der Fort­ bewegungsrichtung senkrechten Richtung zerlegt mit Hilfe eines Erdmagnetismusdetektors von der Art einer induktiven Meßsonde od. dgl., der auf das Fahrzeug montiert ist und ein Signal entsprechend solcher Komponenten, wie die Fahrzeugfortbewe­ gungsrichtung R, ausgibt.

Der zweite Eingangs-/Ausgangs-Schnittstellenkreis 3 ist ver­ bunden mit einem Abstandssensor 21 zum Nachweis der Drehung der Räder des Fahrzeuges mittels eines elektromagnetischen Aufnehmers, einem Anschlußschalter od. dgl., der ein Impuls­ signal ausgibt, welches proportional zu der Drehgeschwindig­ keit der Räder größer wird. Es ist festzuhalten, daß die Mittel zum Nachweisen der augenblicklichen Position zum Erhalten von Daten der augenblicklichen Position des Fahr­ zeuges und von Daten des Fahrtortes des Fahrzeuges durch den Richtungssensor 20 und den Abstandssensor 21 gebildet werden.

Der dritte Eingangs-/Ausgangs-Schnittstellenkreis 4 ist verbunden mit Video-/Audio-Geräten, wie einem Televisions- Tuner 22, einem Radio-Tuner 23, einem Kassettendeck 24 und einem CD-Deck 25. Ein CD-ROM-Speicher (Festwertspeicher) 25a, der als Kartenspeichereinrichtung dient, ist auf dem CD-Deck 25 vorgesehen, und wenn der Navigationsmodus-Wahlschalter SW1 selektiv betrieben wird, werden Informationen über verschie­ dene Karten, Liniendaten usw., die nachstehend noch erläutert werden, von dem CD-ROM-Speicher 25a abgerufen, so daß sie auf der CRT 26 angezeigt werden können.

Es ist zu bemerken, daß als vorstehend erwähnter CD-ROM- Speicher 25a ein Karteninformationsspeicher angewendet wird, wie er in NIKKEI ELECTRONICS, No. 434, 26. November 1987, beschrieben ist, und Karteninformationen einschließlich einer Karte für das gesamte Land, Distriktkarten, Regionalkarten und Karten von Bereichen werden als Vektordaten in dem Speicher abgespeichert. Bei der vorliegenden Ausführungsform umfaßt die Karteninformation außerdem drei Arten von Karten, nämlich von Großbereichskarten, Standardkarzen und Detailkarten mit unterschiedlichen Maßstäben, und solche Karteninformationen für die drei unterschiedliche Kartenarten sind in der Weise gespeichert, daß sie einen gemeinsamen Bereich abdecken.

Es ist auch festzuhalten, daß jede der vorstehend erwähnten Bereichskarten in vier Abschnitte entsprechend den vier Quadranten des Bildschirms 26a der CRT 26 aufgeteilt ist, und Daten dieser vier Kartenblöcke, die den Umbruch zu einer Teilkarte bewirken, werden nacheinander als Karteninforma­ tionen in dem CD-ROM-Speicher 25a gespeichert, so daß viermal ein Kartenblock, der Teil des Teilblockes ist, den Hintergrund auf dem Bildschirm 26a abgeben kann. Weiterhin werden Linien, die verschiedene Punkte auf jeder Bereichskarte verbinden, beispielsweise Linien, die Straßen, Flüsse, Brücken usw. kennzeichnen, aufgeteilt als Liniendaten gespeichert, während Zeichendaten von Buchstaben, Symbolen usw. ebenso wie Service­ daten von Hotels, Golfplätzen usw. als Servicesymbole in dem CD-ROM-Speicher 25a gespeichert werden. Was sodann besondere Einzelheiten, wie Straßen, Flüsse und Brücken, angeht, so werden diese jeweils in Form eines Farbcodes gespeichert, der für eine Vielzahl von Farben repräsentativ ist, um ihre Anzeige in verschiedenen Farben zu ermöglichen. Um weiterhin zu ermöglichen, daß jede dieser Einzelheiten eine andere Farbe als der Farbcode hat, sind in dem CD-ROM-Speicher 25a eine Vielzahl von Speichertafeln in Form von Farbcodes für eine große Anzahl von Farbpaletten gespeichert. Außerdem sind Punktdaten zum Schattieren des Bildschirms 26a und Punktdaten zum Schattieren auch eines Bereiches des Bildschirms 26a gespeichert, in welchem ein Bild (icon), das als Tastbild dient, ebenfalls in dem CD-ROM-Speicher 25a gespeichert ist.

Die CPU 7 steuert den Betrieb der Video-/Audio-Geräte ent­ sprechend einer selektiven Bedienung der Funktionsschalter SW1 bis SW8, ruft Karteninformation u. dgl. von dem CD-ROM-Spei­ cher 25a ab und liefert ein Steuersignal zu der CRT 26, damit die so abgerufenen Kartendaten auf dem Bildschirm 26a der CRT 26 angezeigt werden. Weiterhin empfängt die CPU 7 ein Impuls­ signal von dem Abstandssensor 21, ein GPS-Signal von der GPS- Einrichtung 19 und Digitalsignale von x- und y-Richtungs­ komponenten von dem Richtungssensor 20, sämtlich mittels eines Unterbrechungskreises (IRT) 7a, führt Rechenprozesse aus, um die augenblickliche Position aufzufinden, die in Fahrtort­ informationen enthalten ist, und gibt ein Anzeigesignal aus. Weiterhin wird die augenblickliche Position nach jedem vor­ bestimmten Zeitintervall gespeichert, um einen Fahrtort zu erhalten, der ebenfalls in Fahrtortinformationen enthalten ist.

Der RAM-Speicher 8 dient als temporäre Speichereinrichtung und wird normalerweise von einer Autobatterie gespeist (backed up), so daß, wie in Fig. 3a gezeigt, die von dem CD-ROM- Speicher 25a bei einem Schritt abgerufenen Daten, wenn der Rechenprozeß von der CPU 7 ausgeführt wird, in dem RAM­ Speicher 8 temporär gespeichert und gehalten werden können, wie in Fig. 3b gezeigt. Wenn dann die Karteninformationen von dem RAM-Speicher 8 abgerufen werden, werden auch Liniendaten als Teil solcher Karteninformationen abgerufen, und wenn eine gewünschte Karte ausgewählt wird, sind Daten herausgenommen (taken out), so daß sich verschiedene Linien bei der Karte überlappen. Es ist festzuhalten, daß Karteninformationen in dem RAM-Speicher 8 in der Weise gespeichert werden, daß sich die Koordinaten (xO, yO) einer augenblicklichen Position, die in einer ersten Speichertafel des CD-ROM-Speichers 25a gespei­ chert sind, mit der Mitte des Bildschirms 26a überschneiden können, und wenn die Daten der augenblicklichen Position abgerufen werden, dann werden sie als Markierung M der augenblicklichen Position in der Mitte des Bildschirms 26a angezeigt. Weiterhin umfaßt der RAM-Speicher 8 eine Speicher­ tafel für die Speicherung von Positionsdaten, um die Anzeige eines Fahrtortes auf dem Bildschirm 26a der CRT 26 zu ermög­ lichen, und bei der vorliegenden Ausführungsform umfaßt der RAM-Speicher 8 eine Vielzahl von Speichertafeln, die eine endlose Schlinge für Karteninformationen der in dem CD-ROM- Speicher 25a gespeicherten einzelnen Karten mit unterschied­ lichen Maßstäben bilden.

Der CRT-Regler 9 dient als Informationsanzeigemittel und ist so ausgestattet, daß er einen Befehl zur Ausgabe eines Anzei­ gesignals für die CPU 7 empfangen, Fahrtortinformationen in den RAM-Anzeigespeicher 10 entwickeln und ein Videosignal und ein Synchronisationssignal ausgeben kann, um die in dem RAM- Speicher 10 gespeicherten Kartendaten, Zeichendaten, Fahrtort­ informationen usw. zu veranlassen, auf dem CRT 26 angezeigt zu werden. Es ist festzuhalten, die CPU 7 Teilkarteninformationen solcher vier Kartenblöcke, wie vorstehend beschrieben, die in dem CD-ROM-Speicher 25a gespeichert sind, und Informationen von einer der ebenfalls in dem CD-ROM-Speicher 25a gespei­ cherten Groß-, Standard- oder Detailkarten, die dem vorbe­ stimmten Maßstab entspricht, und Fahrtortinformationen, die den Karteninformationen von einer Speichertafel des RAM- Speichers 8 entsprechen, abruft und veranlaßt, daß ein Fahrt­ ort überlappend auf einer Linie auf der Karte angezeigt wird.

In dem RAM-Anzeigespeicher 10 sind außerdem zusätzliche Informationen gespeichert, wie eine Kartennummer, die Maß­ stabart usw., Daten von Bildern, die zur Anzeige von Opera­ tionstasten zum Antreiben der verschiedenen Geräte, wie vorstehend erläutert, als Tastschalter auf dem Bildschirm 26a der CRT 26 verwendet werden. Die Bilddaten umfassen die Daten der Markierung M einer augenblicklichen Position (s. Fig. 3e), welche als Dreieck auf dem Bildschirm 26a der CRT 26 angezeigt wird, ein Ortsanzeigebild, das zu einem ersten Modus zur An­ zeige des Fahrtortes in Form einer Vielzahl von seriellen Punkten gehört, und ein Orts-Nichtanzeigebild, das zu einem zweiten Modus zum Löschen eines angezeigten Fahrtortes von dem Bildschirm 26a der CRT 26 gehört, und diese Bilddaten sind als Schaltermittel zum Eingeben eines Schaltersignals zu der CPU 7, d.h. als Tastschalter, in dem RAM-Anzeigespeicher 10 gespeichert. In dem RAM-Anzeigespeicher 10 sind außerdem vier Rolltastenbilder S1 bis S4, die eine Kartenrolleinrichtung zum willkürlichen Rollen einer auf dem Bildschirm 26a der CRT 26 angezeigten Karte bilden, eine Positionskorrekturmarkierung MO, die als Anzeigemittel für die Korrektur der Positions­ markierung zur Korrektur der auf dem Bildschirm 26a ange­ zeigten Positionsmarkierung M der augenblicklichen Position dient, ein Rücksprungsbild R1, das als Kartenrücksprungmittel zum Zurückspringen einer gerollten Karte zu ihrer anfänglichen Position dient, ein Korrekturbild R2, das als Korrekturmittel der augenblicklichen Positionsmarkierung dient, um nach Ver­ schiebung der augenblicklichen Positionsmarkierung M auf die Position der Positionskorrekturmarkierung MO verschoben zu werden, usw. gespeichert. Außerdem sind auch Vergrößerungs­ und Verkleinerungsbilder für die Auswahl des Maßstabes einer Karte usw. in dem RAM-Anzeigespeicher 10 gespeichert, wenn dies auch nicht dargestellt ist.

Die CRT 26 zeigt eine Karte eines besonderen Abschnittes, einen Fahrtort, eine augenblickliche Position usw. in Farbe an entsprechend einem Videosignal und einem Synchronisationssig­ nal von dem CRT-Regler 9. Außerdem werden zahlreiche Opera­ tionstasten eines Tastschalterabschnittes, die nachstehend erläutert werden, in einem vorbestimmten Tastbereich der CRT 26 angezeigt, und wenn der Televisionsschalter SW5 ge­ drückt wird, um den Televisions-Tuner 22 einzuschalten, dann kann ein Fernsehbild auf der CRT 26 angezeigt werden.

Ein Paar lichtaussendender Einrichtungen 27 und 29 sind mit der CPU 7 mittels eines Ausgangskanals 6 verbunden, während ein Paar lichtaufnehmender Einrichtungen 28 und 30 mit der CPU 7 mittels eines Eingangskanals 5 verbunden ist, und die lichtaussendenden und lichtaufnehmenden Einrichtungen 27 bis 30 sind auf einem inneren Rahmen auf der Oberfläche der CRT 26 vorgesehen, so daß die lichtaussendenden Einrichtungen 27 und 29 den lichtaufnehmenden Elementen 28 und 30 jeweils gegen­ überliegen, um einen Tastkonsolenabschnitt für Tastschalter zu bilden. Es ist festzuhalten, daß der Tastkonsolenabschnitt in der Weise ausgebildet ist, daß er, obwohl nicht dargestellt, in eine große Anzahl von Tastbereichen in horizontalen und vertikalen Richtungen aufgeteilt ist, und wenn ein bestimmter der Tastbereiche von einem Bediener berührt wird, werden Infrarotstrahlen, die durch den bestimmten Bereich in hori­ zontalen und vertikalen Richtungen hindurchgehen, unter­ brochen, um so ein Antriebssignal zu erzeugen, das verschie­ dene Befehle gibt. Wenn insbesondere der Bildschirm 26a der CRT 26 durch einen Bediener berührt wird, werden ein oder mehrere geeignete Operationsbilder auf dem Bildschirm 26a angezeigt, und wenn dann eines dieser Bilder berührt wird, dann kann entsprechend das Starten oder Stoppen des Betriebs einer Einrichtung eingestellt oder eine Zeit, ein Zahlenwert od. dgl. eingestellt werden.

Der Betrieb des Navigationssystems für einen beweglichen Körper, der die vorstehend erläuterte Bauweise hat, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Ablaufdiagramme der Fig. 4 und 8 bis 10 erläutert.

Wenn die nicht dargestellte Zündung eines Kraftfahrzeuges eingeschaltet wird, um das Kraftfahrzeug zu starten, wird von einer nichtdargestellten Autobatterie elektrische Energie zugeführt, so daß die elektrischen Systeme des Kraftfahrzeuges betriebsbereit werden. Daraufhin wird auch mittels der Kon­ stantstromquelle die CPU 7 des Steuerabschnitts 1 betriebs­ bereit und beginnt ihren Betrieb entsprechend dem Ablauf­ diagramm der Fig. 4. Gemäß dieser Fig. 4 initialisiert sich die CPU 7 zunächst bei Schritt S11 selbst und wiederholt dann den in dem Hauptprogramm von Fig. 4 dargestellten Rechenprozeß für jede Periode von einigen 10 Millisekunden od. dgl. Insbe­ sondere wird bei Schritt S12 die Bearbeitung der Funktions­ tasten ausgeführt, d.h. es wird auf die Schalter SW1 bis SW8 zugegriffen, und dann wird bei Schritt S13 die Eingabe­ bearbeitung der Tastschalter ausgeführt, d. h. es wird auf die lichtaussendenden und lichtaufnehmenden Einrichtungen 27 bis 30 der CRT 26 zugegriffen. Wenn dann bei Schritt S14 ent­ schieden wird, daß der Bediener einen der Moduswahlschalter, beispielsweise den Radioschalter SW6 oder den Schalter SW4 für die Klimaanlage, drückt, wird ein Bild für den Radiomodus, wie in Fig. 5 gezeigt, oder ein Bild für den Klimaanlagenmodus, wie in Fig. 6 gezeigt, bei Schritt S15 auf dem Bildschirm 26a der CRT 26 angezeigt entsprechend dem gedrückten Moduswahl­ knopf. Wenn dann durch den Bediener ein Bereich eines Schal­ terbildes, das auf einen Anzeigeschirm des so ausgewählten Modus gegeben wird, berührt wird, dann wird entsprechend einer gewünschten Einstellung das ausgewählte Gerät in Betrieb gesetzt. Während des Betriebs des ausgewählten Gerätes nach der Auswahl durch Berühren des Bereiches schreitet die Steuerfolge zu Schritt S16 fort, bei dem die CPU 7 den Rechenprozeß der augenblicklichen Position usw. ausführt. Danach kehrt die Steuerfolge zu Schritt S12 zurück, um die Operationsfolge, wie sie vorstehend beschrieben ist, zu wiederholen.

Einzelheiten des Betriebs bei Stufe S16 sind in Fig. 8 darge­ stellt. Gemäß dieser Fig. 8 wird zunächst bei Schritt S21 durch den Abstandssensor 21 der zurückgelegte Weg des Fahr­ zeuges nachgewiesen. Dann wird bei Schritt S22 die Berechnung der augenblicklichen Position ausgeführt, und bei Schritt S23 werden die durch diese Berechnung erhaltenen augenblicklichen Positionsdaten als Fahrtortdaten nacheinander in dem RAM- Speicher 8 temporär gespeichert.

Folglich können auf diese Weise nach dem Starten des Kraft­ fahrzeuges Fahrtortinformationen, wie der zurückgelegte Weg und der Fahrtort zu der augenblicklichen Position, erhalten werden.

Während der Rechenprozeß zum Ermitteln der augenblicklichen Position usw. des Fahrzeuges, wie soeben beschrieben, wie bei Schritt S16 bei der Bearbeitung des in Fig. 4 gezeigten Hauptprogramms ausgeführt werden kann, wird vorzugsweise die augenblickliche Position des Fahrzeuges periodisch in be­ stimmten Zeitintervallen entsprechend der augenblicklichen Geschwindigkeit des Fahrzeuges ermittelt, um die augenblick­ liche Position mit geeigneter Genauigkeit nachzuweisen. Zu diesem Zweck wird ein solcher Rechenprozeß in Unterbrechungs­ bearbeitung ausgeführt.

In Fig. 9 ist ein externes Unterbrechungsprogramm dargestellt. Dies bedeutet im einzelen, daß, nachdem das Kraftfahrzeug gestartet worden ist, von dem Abstandssensor 21 nacheinander ein Impulssignal entwickelt und über den Unterbrechungskreis 7a zu der CPU 7 übertragen wird. Entsprechend einem solchen Impulssignal wird das in Fig. 9 dargestellte Programm einge­ geben. Bei diesem Programm wird bei Schritt S31 eine Impuls­ zahl CP durch die CPU 7 um eins inkrementiert, um einen zurückgelegten Weg zu der augenblicklichen Position zu erhalten. Selbstverständlich erhöht sich das Verhältnis der Vergrößerung dieser Impulszahl CP proportional zu der Geschwindigkeit des Fahrzeuges.

Während dann das Kraftfahrzeug fährt, wird ein weiteres Unterbrechungsbearbeitungsprogramm, wie es in dem Ablauf­ diagramm der Fig. 10 gezeigt ist, in bestimmten Zeitinter­ vallen, beispielsweise 1 Sekunde, ausgeführt, d. h. unabhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeuges. Bezugnehmend auf Fig. 10 wird zunächst bei Schritt S41 auf eine bei Schritt S31 des Programms nach Fig. 9 erhaltene Impulszahl CP zugegriffen. Dann wird bei Schritt S42 die Impulszahl CP mit der Weg­ streckeneinheit d, beispielsweise 39,25 cm, multipliziert, um die Wegstrecke D für eine festgelegte Zeitdauer zu ermitteln. Dann wird bei Schritt S43 die Richtung R von dem Richtungs­ sensor 20 abgerufen. Anschließend wird bei Schritt S44 die Position des Fahrzeuges aus einem zweidimensionalen Koordi­ natensystem durch die folgenden Ausdrücke aus der Richtung R und der bei Schritt S42 berechneten Wegstrecke D errechnet:
Δx = D×cosR,
Δy = D×sinR.

Danach wird bei Schritt S45 die augenblickliche Position (x, y) des Fahrzeuges entsprechend den folgenden Ausdrücken aus den bei Schritt S45 berechneten Koordinaten (Δx, Δy) und den Koordinaten (x_o, y_o) des Ausgangspunktes berechnet:
x_n+1←x_n+Δx,
y_n+1←y_n+Δy.

Als Ergebnis wird die Wegstrecke D zu der augenblicklichen Position, die sich jeden Moment ändert, erhalten, während nach jedem festgelegten Zeitintervall die geographische Breite und Länge ermittelt werden, um die augenblickliche Position (x, y) kennenzulernen. Es ist festzuhalten, daß die Daten der augen­ blicklichen Position (x, y) zu dem RAM-Speicher 8 übertragen und temporär in diesem gespeichert werden, während nacheinan­ der die ältesten in dem RAM-Speicher 8 gespeicherten Daten auf endlose Weise, wie nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 16 noch im einzelnen erläutert wird, gelöscht werden. Selbst wenn weiterhin die Fahrt des Kraftfahrzeuges gestoppt und die Zündung ausgeschaltet wird, bleiben die Daten der augenblick­ lichen Position (x, y) und der Wegstrecke D in dem RAM- Speicher 8 erhalten.

Anschließend wird bei Schritt S46 die Impulszahl CP auf Null gestellt. Dann wird bei Schritt S47 ein GPS-Signal von der GPS-Einrichtung 9 empfangen, und der Rechenprozeß für die Ausführung des GPS-Prozesses wird ausgeführt. Als Ergebnis werden absolute Werte der geographischen Länge und Breite für jeden festgelegten Zeitraum, beispielsweise für jede Sekunde, ermittelt, und folglich kann eine Korrektur der Fahrtort­ informationen erzielt werden.

Wenn übrigens das Fahrzeug gestartet wird, wird zunächst der Navigationsmodus-Wahlschalter SW1 gedrückt. Anschließend wird das Unterprogramm bei Schritt S15 des Ablaufdiagramms nach Fig. 4 gestartet. Bei dem Navigationsunterprogramm werden zunächst Einstellbilder für die Kartenauswahl und die augen­ blickliche Position als Menu auf dem Bildschirm 26a der CRT 26 angezeigt, wie in Fig. 7 gezeigt ist. Wenn dann das Einstell­ bild für die augenblickliche Position von dem Bediener berührt wird, dann wird ein Teil der Detailkarteninformationen von dem CD-ROM-Speicher 25a abgerufen und in dem RAM-Speicher 8 tempo­ rär gespeichert, während sie auch zu der CRT 26 übertragen werden. Folglich werden vier Kartenblöcke, die eine Teilkarte entsprechend dem Teil der Informationen ausmachen, auf dem Bildschirm 26a der CRT 26 angezeigt, so daß, wie in Fig. 13a gezeigt, die augenblickliche Position angezeigt wird. Dann werden die in dem RAM-Speicher 8 temporär gespeicherten Positionsdaten abgerufen und auf die CRT 26 übertragen, und infolgedessen wird die Markierung M für die augenblickliche Position in der Mitte des Bildschirms 26a der CRT 26 ange­ zeigt. Als Ergebnis ist es möglich, die auf dem Bildschirm angezeigte Karte 26a zu verschieben oder zu rollen od. dgl., und der Rechenprozeß wird entsprechend dem in Fig. 12 gezeigten Ablaufdiagramm ausgeführt.

Unter Bezugnahme auf Fig. 12, die einen Teil des Navigations­ unterprogramms bei Schritt 15 der Fig. 4 zeigt, wird zunächst bei Schritt S51 entschieden, ob der Bediener irgendeinen Teil des Bildschirms 26a der CRT 26 berührt oder nicht. Falls kein Berührungsvorgang ermittelt wird, kehrt die Steuerfolge zu dem ursprünglichen Schritt zurück, bei dem das vorliegende Unter­ programm eingegeben worden ist, d. h. zu Schritt S15 von Fig. 4, noch genauer zu dem nächsten Schritt S16. Wenn andererseits bei Schritt S51 ein Berührungsvorgang ermittelt wird, dann werden die Bilder der Funktionstasten einschließlich der Roll­ tasten S1 bis S4, der Positionskorrekturmarkierung MO, des Rücksprungbildes R1 und des Korrekturbildes R2 bei Schritt S52 auf der Karte überlappend auf dem Bildschirm 26a angezeigt, wie in Fig. 13b gezeigt ist.

Anschließend wird bei Schritt S53 abgewartet, daß eine der Funktionen durch Berühren des Bildes für seine Funktionstaste ausgewählt wird. Wenn es insbesondere beabsichtigt ist, die Karte in Vorwärtsrichtung des Kraftfahrzeuges zu betrachten, wird der Fahrer die rechtsseitige Rolltaste S1 unter den vier Rolltasten S1 bis S4, die auf dem Bildschirm 26a der CRT 26 angezeigt werden, drücken, weil das Fahrzeug sich in Richtung nach rechts auf der auf dem Bildschirm 26a in Fig. 13b ange­ zeigten Karte bewegt. Dieses Drücken der Rolltaste S1 wird bei Schritt S53 diskriminiert, und die Steuerfolge schreitet so zu Schritt S56 fort, bei dem die erforderlichen Karteninformatio­ nen von dem CD-ROM-Speicher 25a abgerufen werden. Dann wird bei Schritt S56 die in Fig. 13b angezeigte Karte nach links verschoben oder gerollt. Inzwischen werden auch die Positions­ daten entsprechend der so gerollten Karte von dem RAM-Speicher 8 abgerufen, und folglich wird die augenblickliche Positions­ markierung M zusammen mit der Karte verschoben, wie in Fig. 13c zu sehen ist. Danach kehrt die Steuerfolge zu Schritt S53 zurück. Infolgedessen wird dieses Rollen der Karte und der augenblicklichen Positionsmarkierung M auf dem Bildschirm 26a der CRT 26 bei Schritt 56, wie soeben erläutert, wiederholt, während der Bildschirm 26a fortgesetzt durch den Fahrer augenblickliche Positionsmarkierung M nicht auf dem Bildschirm 26a des CRT 26 angezeigt. Es ist festzuhalten, daß, selbst wenn die angezeigte Karze und die augenblickliche Positions­ markierung M gerollt werden, die Positionskorrekturmarkierung MO entsprechend ihren Bilddaten fortgesetzt in der Mitte des Bildschirms 26a der CRT 26 angezeigt wird. Wenn dann der Fahrer seine Berührung mit der Rolltaste R1 stoppt, wird das Rollen der Karte gestoppt und danach fortgesetzt auf dem Bildschirm 26a der CRT 26 angezeigt. Folglich kann der Fahrer die gewünschte Karte visuell beobachten.

Wenn diese Betrachtung der Karte beendet und eine Rückkehr zu der ursprünglichen Karte beabsichtigt ist, wird der Bediener selektiv das Rücksprungbild R1 berühren, das auf dem Bild­ schirm 26a der CRT 26 angezeigt wird. Dies wird bei Schritt 53 ermittelt, und somit schreitet die Folge zu Schritt S59 fort, wo die ursprüngliche Karte, die beim Starten des Rollvorganges auf dem Bildschirm 26a angezeigt wurde, von dem CD-ROM-Spei­ cher 25a abgerufen und auf dem Bildschirm 26a angezeigt wird, während die augenblicklichen Positionsdaten ebenfalls auf die CRT 26 übertragen und somit die augenblickliche Position des Fahrzeuges mit der augenblicklichen Positionsmarkierung M auf der so angezeigten ursprünglichen Karte angezeigt wird.

Als Ergebnis wird die Markierung M, die die augenblickliche Position des Fahrzeuges kennzeichnet, richtig auf der Karte angezeigt, wie aus Fig. 13d gesehen werden kann. Danach werden bei Schritt S60 die Bilder der Funktionstasten gelöscht, und der gewöhnliche Bildschirm, der eine Karte und die augenblick­ liche Positionsmarkierung zeigt, wird wiederhergestellt, wie aus Fig. 13d ersichtlich ist. In diesem Fall wird jedoch der Fahrer die augenblickliche Position des Fahrzeuges nicht aus der Sicht verlieren, weil die augenblickliche Positionsmarkie­ rung M in der vorbestimmten Position verbleibt, d.h. im wesentlichen in der Mitte des Bildschirms 26a der CRT 26, wie aus Fig. 13d ersichtlich ist.

Wenn übrigens der Fall eintritt, daß die augenblickliche Positionsmarkierung M, die die augenblickliche Position des Fahrzeuges anzeigt, auf der auf der CRT 26 angezeigten Karte, wie vorstehend erläutert, aus der Position verschoben wird, wie in der Phantomzeichnung in Fig. 13e gezeigt ist, kann die Position des Fahrzeuges leicht durch einen einfachen Berüh­ rungsvorgang korrigiert werden.

Insbesondere wird der Fahrer das Korrekturbild R2 auf einem solchen Bildschirm berühren, wie in Fig. 13b gezeigt. Ent­ sprechend einer solchen Berührung schreitet die Folge zu Schritt S63 fort, bei dem die in der Mitte des Bildschirms 26a angezeigte Positionskorrekturmarkierung MO gelöscht wird und Positionsdaten von dem RAM-Speicher 8, in dem sie temporär gespeichert sind, abgerufen und zu der CRT 26 übertragen werden. Folglich wird die augenblickliche Positionsmarkierung M verschoben und bei der Position angezeigt, auf der die Positionskorrekturmarkierung MO angezeigt worden ist. Danach werden die Bilder der Funktionstasten gelöscht, um bei Schritt S60 den gewöhnlichen Bildschirm wiederherzustellen. Da jedoch in diesem Fall die augenblickliche Positionsmarkierung M in der Mitte des Bildschirmes 26a der CRT 26 verbleibt, wird nun diese Verschiebung der augenblicklichen Positionsmarkierung wie vorstehend beschrieben korrigiert, und folglich kann der Fahrer die Position des Fahrzeuges korrekt auf der angezeigten Karte visuell beobachten.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung deutlich wird, umfaßt das Navigationssystem für einen beweglichen Körper nach der vorliegenden Ausführungsform die Rolltasten S1 bis S4 zum Rollen einer Karte und der augenblicklichen Positionsmarkie­ rung M, die in der Mitte des Bildschirms 26a der CRT 26 ange­ zeigte Positionskorrekturmarkierung MO zum Korrigieren der Position der augenblicklichen Positionsmarkierung M, die Rücksprungmarkierung R1 zum Rückspringen der gerollten Karte und der augenblicklichen Positionsmarkierung M zu ihrem ursprünglichen Zustand vor dem Starten eines solchen Roll­ vorganges und das Korrekturbild R2 zum Verschieben der augenblicklichen Positionsmarkierung M zu der Position der Korrekturmarkierung MO, während die Karte mit Bezug auf den Bildschirm 26a fixiert ist. Wenn deshalb eine der Rolltasten S1 bis S4 selektiv berührt wird, dann werden eine Karte und die augenblickliche Positionsmarkierung M, die auf dem Bild­ schirm 26a der CRT 26 angezeigt werden, in einer gewünschten Richtung gerollt oder verschoben, und dementsprechend kann ein Fahrer die gewünschte Karte visuell beobachten.

Wenn weiterhin ein Rücksprungbild R1 berührt wird, nachdem die Betrachtung der Karte beendet ist, dann wird die augenblickli­ che Position des Fahrzeuges durch die augenblickliche Posi­ tionsmarkierung M auf der Karte, die auf dem Bildschirm 26a der CRT 26 angezeigt wird, gekennzeichnet. Folglich wird die die augenblickliche Position des Fahrzeuges kennzeichnende augenblickliche Positionsmarkierung M genau auf der Karte angezeigt, und dementsprechend wird der Fahrer die augenblick­ liche Position nicht vermissen. Auf diese Weise wird das Pro­ blem ausgeschaltet, daß sich der Fahrer in einer unbekannten oder nichtvertrauten Gegend verfährt.

Wenn andererseits die während der Fahrt des Fahrzeuges auf dem Bildschirm 26a der CRT 26 angezeigte und die augenblickliche Position des Fahrzeuges kennzeichnende Markierung M aus der Position herausgeschoben wird, wenn das auf dem Bildschirm 26 angezeigte Korrekturbild R2 berührt wird, wird die augenblick­ liche Positionsmarkierung M zu der Position der Positions­ korrekturmarkierung MO verschoben. Folglich kann die augen­ blickliche Position des Fahrzeuges korrekt auf der Karte angezeigt werden, um so die augenblickliche Position zu kennzeichnen.

An der beschriebenen und dargestellten Erfindung können zahlreiche für den Fachmann naheliegende Abänderungen und Modifikationen vorgenommen werden, ohne daß der Bereich der Erfindung verlassen wird.

Claims (1)

1. Navigationssystem für einen beweglichen Körper, enthaltend Kartenspeichermittel, in denen Kartendaten einer für einen vorbestimmten Bereich repräsentativen Karte gespeichert sind, Positionsnachweismittel zum Nachweisen einer augenblicklichen Position des beweglichen Körpers in Bezug auf die Karte, eine Anzeigeeinheit mit einem Bildschirm, Mittel zum Anzeigen der augenblicklichen Position auf der Karte, die bewirken,
   daß eine Karte auf der Grundlage der von den Kartenspeichermitteln abgerufenen Kartendaten und eine augenblickliche Positions­ markierung, die die von den Positionsnachweismitteln nachge­ wiesene Position des beweglichen Körpers kennzeichnet, auf dem Bildschirm der Anzeigeeinheit angezeigt werden, Teilkarten­ anzeigemittel zum Abrufen eines Teils der Kartendaten von den Kartenspeichermitteln, die bewirken, daß die Anzeigemittel eine dem Teil der Kartendaten entsprechende Teilkarte auf dem Bildschirm der Anzeigeeinheit anzeigt, Kartenrollmittel, die entsprechend einem Kartenrollbefehlssignal betrieben werden,
   daß willkürlich zum Abrufen von Kartendaten auf diese über­ tragen wird, die einem der Teilkarte aus den Kartenspeicher­ mitteln benachbarten Bereich entsprechen und die bewirken,
   daß der benachbarte Bereich auf dem Bildschirm der Anzeigeeinheit angezeigt wird, zum Rollen der Karte auf dem Bildschirm der Anzeigeeinheit und auch zum Verschieben der augenblicklichen Positionsmarkierung zusammen mit der Karte auf dem Bildschirm, Mittel zum Anzeigen einer Positionskorrekturmarkierung, die bewirken, daß eine Positionskorrekturmarkierung für die anzu­ zeigende augenblickliche Positionsmarkierung nach dem Starten der Rollverschiebung der Karte durch Betrieb der Kartenroll­ mittel im wesentlichen in der Mitte des Bildschirms der Anzeigeeinheit angezeigt wird, Kartenrücksprungmittel, die entsprechend einem Rücksprungbefehlssignal betrieben werden, das willkürlich für den Rücksprung der Karte und der augen­ blicklichen Positionsmarkierung, die durch die Kartenroll­ mittel zu den jeweiligen Ausgangspositionen auf dem Bildschirm der Anzeigeeinheit gerollt werden, auf denen sich der beweg­ liche Körper befindet, auf diese übertragen wird, und Mittel zum Korrigieren der augenblicklichen Positionsmarkierung, die entsprechend einem Korrekturbefehlssignal betrieben werden, das willkürlich darauf zum Verschieben der gerollten augen­ blicklichen Positionsmarkierung zu der Position der Positions­ korrekturmarkierung mit Bezug auf die durch die Kartenroll­ mittel gerollte Karte auf diese übertragen wird.