DE69504681T2

DE69504681T2 - Dateneingabekarte und passendes Navigationsgerät

Info

Publication number: DE69504681T2
Application number: DE69504681T
Authority: DE
Inventors: Laszlo Budapest Szabo
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-07-08
Filing date: 1995-07-06
Publication date: 1999-05-20
Anticipated expiration: 2015-07-07
Also published as: CA2194577A1; WO1996002005A3; JP3682298B2; DK0770217T3; HU210899B; ATE170985T1; AU2934895A; EP0770217B1; WO1996002005A2; JP3950145B2; CA2194577C; JP2005233973A; JPH10504644A; HU9402043D0; DE69504681D1; US5864125A; EP0770217A2

Description

Die Erfindung betrifft eine universelle Dateneingabekarte für Navigationsvorrichtungen, die vollständig mit Hilfe von Druckverfahren auf preiswerten Materialien hergestellt ist, und eine Navigationsvorrichtung, die eine Dateneingabekarte auslesen kann. Für die Navigation erforderliche Daten und Informationen werden auf der Oberfläche der Karte in einer derartigen Form aufgenommen, die von dem bloßen Auge und von elektrooptischen Lesevorrichtungen gelesen werden kann. Durch Einsetzen einer universellen Dateneingabekarte in die Vorrichtung, die die Informationen auf der Karte auslesen kann, kann die Vorrichtung zu einem von der Karte bestimmten Zielpunkt navigieren.
Die Erfindung bezieht sich auf das Global Positioning System (GPS), das eine Ortsfeststellung über den gesamten Globus hinweg bereitstellt. Die Erfindung funktioniert mit jedem anderen Navigationssystem, bei dem Zieldaten und Routen in die Navigationsvorrichtung auf eine einfache und direkte Weise eingegeben werden müssen.
Das Global Positioning System ist ein satellitengestütztes Navigationssystem. Die 24 Navigationssatelliten des Systems ermöglichen es, überall in der Welt geographische Koordinaten mit großer Genauigkeit zu bestimmen. Die Satelliten laufen in einer Höhe von 20000 km um und umrunden die Erde zwei Mal am Tag.
In den letzten Jahren sind GPS-Satellitennavigationssysteme für den Flugverkehr und die Seefahrt verwendet worden. Kleine tragbare GPS-Vorrichtungen tauchen auf dem Markt auf, die sehr genau sind und eine Reihe nützlicher Funktionen aufweisen. Die Vorrichtungen zeigen die geographischen Koordinaten der gegenwärtigen Position sowie die Richtung an, wenn man in Richtung zu einem vorbestimmten Zielpunkt hin reist. Die Vorrichtungen zeigen auch den Abstand zum Ziel, die gegenwärtige Geschwindigkeit, die voraussichtliche Ankunftszeit usw. an. Die Vorrichtungen können auch für Überlandreisen verwendet werden, ihre Verwendung in diesem Bereich ist jedoch nicht sehr weit verbreitet.
Die Verbreitung der GPS-Technologie wurde bis jetzt zurückgehalten, da es keine einfache Vorrichtung gab, die preiswert und in großen Mengen produzierbar war sowie die größte Zielgruppe, d. h. Fahrer, Motofahrer, selbst Fahrradfahrer, als Anwendergruppe einschließt.
Die derzeitigen Fortschritte in der GPS-Technologie zielen auf eine praktische Ausdehnung der gegenwärtigen GPS-Anwendungen zur alltäglichen Anwendung ab. Als typisches Beispiel treten GPS-Vorrichtungen in Automobilen auf, wobei die GPS- Vorrichtungen Karten anzeigen können, indem die GPS- Vorrichtungen Navigationsdaten von CD-ROM-Vorrichtungen laden. Diese Technologie ist jedoch teuer und auf vorbestimmte geographische Bereiche beschränkt, deren Daten auf CD-ROM aufgenommen wurden.
Übliche GPS-Vorrichtungen erfordern einiges an technischem und Navigationswissen, so daß die Anwendung für den Durchschnittsverwender kompliziert ist. Das Verfahren zum Eingeben von Navigationsdaten in die GPS-Vorrichtung trägt weiter zur Komplizierung bei.
Im Fall der am weitesten verbreiteten GPS-Vorrichtungen werden Navigationsdaten über eine nummerische Tastatur eingegeben. Bei diesem Verfahren muß der Verwender Zeichen um Zeichen der Koordinaten des gewünschten Zielpunktes und der Wegpunktkoordinaten eingeben. Diese Aufgabe ist schwierig und zeitaufwendig. Navigationsdaten können jedoch auch mittels eines Standardmediums eingegeben werden, das im Allgemeinen entfernbar ist und eine sich verändernde Menge von Daten aufweist.
Es gibt ein bekanntes Verfahren, das entfernbare Speicherkarten verwendet, um Zieldaten in die GPS-Navigationsausrüstung einzugeben. Solch eine Vorrichtung ist in dem US-Patent Nr. 5270936 beschrieben. Im Fall dieser Lösung übernimmt die entfernbare Speicherkarte alle internen Speicherfunktionen. Die Speicherkarte wird elektronisch genauso wie interne Speicher ausgelesen. Die beschriebene Vorrichtung ist relativ preiswert und einfach zu verwenden. Das beschriebene Medium ist jedoch teuer, kann nicht in großen Mengen produziert werden und kann lediglich eine beschränkte Datenmenge abspeichern, so daß die beschriebene Ausrüstung nur den Abstand, die Richtung zu und den Namen des Zielpunktes anzeigen kann. Diese Nachteile werden die Verwendung der beschriebenen vereinfachten Navigationsvorrichtung beschränken. Darüber hinaus ist die Speicherkarte eine spezialisierte Vorrichtung, die teuer herzustellen ist und somit nicht zur Verwendung mit gedruckten Material für Werbematerial geeignet ist.
Es gibt ein bekanntes Verfahren, das bedrucktes Material in der Navigationsvorrichtung verwendet, wie das in dem US-Patent Nr. 4668858 beschriebene. Dieses System verwendet das Erdmagnetfeld für "dead reckoning"-Navigation, wobei auf eine herkömmliche Karte aufgedruckte Strich-Codes verwendet werden, um Startpunkte und Zielpunkte zu bestimmen. Der Nachteil dieser Vorrichtung und dieses Verfahrens ist, daß sie auf einen spezialisierten Zweck beschränkt sind und für eine weitere Anwendung ungeeignet sind.
In dem US-Patent Nr. 4668858 ist die Verwendung einer vorbestimmten Art einer Karte beschrieben, die ein gedrucktes Rasternetzwerk auf der gesamten Kartenfläche aufweist. Das Auslesen der Rasterlinien kann beim Bestimmen der Koordinaten eines rechteckigen Flächensegmentes helfen, das von den. Rasterlinien, die das Segment einschließen, bestimmt ist.
Aus der DE 43 39 059 A1 ist ein komplexes Navigationssystem bekannt, das die detailierte Karte einer bestimmten Gegend in elektronischer Form abspeichert. Dieses Dokument beschreibt kein Kartensystem.
GB 2120387 projiziert eine auf einem Mikrofilmträger abgespeicherte Karte, die für den Fahrer sichtbar sein kann.
Das Fahrzeug ist mit einer Mikrofilmlesevorrichtung versehen, und das Kartensegment wird vorher auf einem Mikrofilm abgespeichert.
WO 92/08952 betrifft ein hochentwickeltes Navigationssystem, das nicht für die Verwendung mit einer Karte entwickelt wurde.
Im Allgemeinen können wir sagen, daß die gegenwärtige GPS- Technologie nicht geeignet ist, um eine wirklich weit gestreute Nachfrage der Konsumenten zu befriedigen, da geeignete Vorrichtungen und Verfahren fehlen.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, die breitest mögliche Verwendergruppe zum Verwenden bestehender Navigationssysteme anzusprechen. Die größte Gruppe potentieller Verwender sind mit Sicherheit die Fahrer von Automobilen und anderer Landfahrzeuge. Die Mehrzahl dieser großen Gruppe hat keine Erfahrungen mit Navigation, so daß es erforderlich ist, die Verwendung der Navigationstechnologie zu vereinfachen, um die Anzahl dieser Verwender zu erhöhen.
Die Erfindung basiert auf dem Verständnis, daß es der einzige Weg zum Vereinfachen von Navigationsaufgaben ist, ein besonders einfaches Verfahren zum Laden von Navigationsdaten in eine Navigationsrichtung mittels preiswerter, in großen Mengen herstellbarer Medien bereitzustellen. Ausgehend von der Hypothese, daß Navigation, z. B. Technologie hauptsächlich für touristische und Hobbyzwecke verwendet wird, stelle ich fest, daß Navigationsdateneingabekarten leicht herstellbar und überall auf der Welt vertreibbar sein müssen. Ich gehe davon aus, daß die Vorrichtung nur vereinfacht werden kann, wenn sie minimale Steuerungen aufweist und zur Orientierung erforderliche Informationen auf eine einfache und direkte Weise bereitstellt.
Auf der einen Seite ist die Lösung eine Dateneingabekarte für Navigationsvorrichtungen zum Erleichtern des Erreichens eines vorgegebenen Zielpunktes, wobei die Karte eine obere Oberfläche und eine untere Oberfläche aufweist, wobei die obere Oberfläche in zumindest zwei verschiedene Felder geteilt ist, und wobei das erste der Felder auf einem vorbestimmten Bereich der oberen Oberfläche angeordnet ist und einen Strichcode mit Strichen mit einer vorbestimmten Orientierung relativ zu dem ersten Feld aufweist, wobei der Strichcode Daten bezüglich zumindest der geographischen Koordinaten des Zielpunkts aufweist, und das zweite der Felder mit gedruckten Informationen versehen ist, welche für das menschliche Auge wahrnehmbar sind, und welche den Zielpunkt oder eine dort gebaute Einrichtung betreffen. Das wesentliche der Erfindung ist, daß die Daten und/oder Informationen auf der Oberfläche der Karte als oberflächensichtbare Informationen in einer Form aufgenommen sind, die mit dem bloßen Auge und/oder mit elektrooptischen Verfahren lesbar ist. Die Karte ist vorzugsweise aus Papier hergestellt, und die Informationen sind auf die Oberfläche der Karte aufgedruckt. Die geographischen Koordinaten in Strichcodeform, als Miniaturkartensegmente, als ein Bild des Ziels, als eine Kurzbeschreibung des Zielpunktes und als andere nützliche Daten und Informationen sind in einem angeordneten typographischen Format auf die Oberfläche der Karte aufgedruckt. Als Teil eines Druckereierzeugnisses können die Karten leicht von der Publikation entlang Perforations- oder Konturlinien entfernt werden. Sekundäre Zielpunkte sind in unterschiedlichen Farben und/oder Zeichen auf den Kartensegmenten angezeigt.
Ein anderer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist eine Navigationsvorrichtung zum Erreichen eines vorgegebenen Zielpunktes, welche unter Verwendung einer Dateneingabekarte arbeitet und aufweist: eine Empfängereinheit zum Bestimmen des gegenwärtigen Orts, die eine Dateneingabekarte aufweist, die wenigstens die Daten der geographischen Koordinaten des Zielpunktes in gedruckter Form aufweist; eine Kartenaufnahmevorrichtung mit einer Dateneingabeeinheit zum Erfassen und Lesen der gedruckten Daten auf der aufgenommenen Karte; einer zentralen Verarbeitungseinheit, welche mit der Dateneingabeeinheit verbunden ist, zum Empfangen der geographischen Koordinatendaten des Zielpunktes und zum Vergleichen dieser Daten mit Daten des augenblicklichen Ortes, welche von der Empfängereinheit bereitgestellt werden, wobei die zentrale Verarbeitungseinheit Informationen bereitstellt, wie der Zielpunkt erreichbar ist; und eine Anzeige zum Anzeigen der vorbestimmten Informationen, die durch die zentrale Verarbeitungseinheit bereitgestellt werden.
Das wesentliche der erfindungsgemäßen Navigationsvorrichtung ist, daß die Dateneingabeeinheit eine elektrooptische Lesevorrichtung ist, die auf der Oberfläche aufgenommene, sichtbare Daten in elektrische Signale umwandelt. In der einfachen, vorteilhaften Form der Ausrüstung ist die Dateneingabeeinheit ein Strichcodeleser, der nur für einfache Navigationseinsätze verwendet werden kann. In einer verbesserten Form besteht die Dateneingabeeinheit aus einer elektrooptischen Scannereinheit, die die gesamten Informationen von den auf der Karte aufgenommenen Kartensegmenten lesen kann, so daß eine bequeme Navigation entlang der Route sichergestellt ist. Der Scanner kann jegliche Daten und Informationen von der Karte lesen, so daß die Einheit die Fotografie auf der Anzeige anzeigen kann und der Sprachsynthetisierer die Textinformationen ansagen kann, falls erforderlich. Die Ausrüstung weist eine Anzeige auf, die alphanummerisch und graphisch arbeitet. Die Anzeigeeinheit kann mit einer optionalen Sprachsynthetisierer-Tonsignaleinheit ausgerüstet sein.
Die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun detailiert unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben.
Fig. 1. Obere Oberfläche der Karte
Fig. 2. Untere Oberfläche der Karte
Fig. 3. Konzentrische Einfügung von Kartensegmenten
Fig. 4. Eine GPS-Vorrichtung, Vorderansicht
Fig. 5. Ein GPS, Blockdiagramm
Die bevorzugte Ausführungsform der Dateneingabekarte ist in Fig. 1 und 2 gezeigt. Die Karte mißt 50 · 90 mm (2" · 3,5"), gerade wie eine Standartvisitenkarte. Die Karte ist vorzugsweise aus Karton oder Kunststoff hergestellt. Sie kann mit einer transparenten Schutzfolie oder einer Lackschicht beschichtet sein, falls erforderlich. Im Querformat weist die linke Seite der Karte die Kartensegmente 2 des Gebiets des Zielpunktes und den Strichcode 1 auf, der die Koordinaten des Zielpunktes darstellt. Die Orientierung der Kartensegmente 2 ist Nord, was bedeutet, daß ihr oberer Randpunkt Richtung Norden zeigt. Die Koordinaten des Zielpunktes sind ebenfalls in alphanummerischer Form auf der Karte aufgedruckt, so daß sie ebenfalls mit herkömmlichen GPS-Systemen verwendet werden können. Die Position des Zielpunktes ist in geographischen Koordinaten angegeben, die konform zu dem WGS-84 (Word Geodetic System) sind. Das Format der Koordinaten ist Y DDºMM.MM' X DDDºMM.MM'. Im Bildfeld 3 rechts vom Strichcode 1 ist ein Foto vorgesehen, das ein Wahrzeichen oder Gebäude am Ziel zeigt. Diese Lösung wird für Karten bevorzugt, die für den Tourismus hergestellt sind. Das Ansichtsverhältnis des Kartenfeldes 3 ist ungefähr 1 : 1,5, wie bei 36 mm Negativbildern. Die andere Seite der Karte weist eine kurz Beschreibung von Wahrzeichen, historischen Gebäuden und andere Informationen im Textfeld 4 auf. Im Bildfeld 3 und Textfeld 4 der Karte können optionale Informationen angezeigt werden, z. B. normale Visitenkartendaten oder Werbung, abhängig von dem Zweck der Karte.
Die auf der Karte angeordneten Kartensegmente 2 weisen eine effektive Fläche von 1 cm² auf. Die gedruckte Größe der Kartensegmente 2 ist aufgrund des erforderlichen Überlapps etwas größer (etwa 15%). Das Maßstabsverhältnis der benachbarten Kartensegmente 2 ist 1 : 5. Der Maßstab der Kartensegmente 2 bei dem Beispiel ist 1 : 100000, 1 : 500000, 1 : 2500000 und 1 : 12500000. Die vier Kartensegmente 2 bedecken Flächen von 1 · 1 km, 5 · 5 km, 25 · 25 km und 125 · 125 km. Selbst in dem Fall einer niedrigeren Druckqualität übersteigt die 1 · 1 km-Fläche, die ein Kartensegment 2 umfaßt, die Auflösung des GPS-Systems. Wo eine gedruckte Linie 0,2 mm dick ist, sinkt die Auflösung der Vorrichtung auf eine Genauigkeit von 20 m.
Der wichtigste auf die Karte aufgedruckte Datenbestandteil sind geographischen Koordinaten, die von der GPS-Vorrichtung verwendet werden, um kontinuierlich die Richtung und den Abstand zum Zielpunkt zu bestimmen. Die geographischen Koordinaten des Zielpunktes sind in dem Strichcode 1 enthalten. In einem weniger anspruchsvollen Fall ist die Kenntnis der Koordinaten ausreichend für die GPS-Vorrichtung, um den Zielpunkt zu lokalisieren. In der Praxis jedoch werden wir vom freiem Folgen der graden Richtung zu dem Ziel aufgrund von Gebäuden und Hindernissen abgehalten. Wir müssen das Ziel über Straßen erreichen, so daß wir das detailierte Straßennetz in der Umgebung des Zielpunktes kennen müssen. Für eine fortgeschrittenere Art der Navigation entlang Verkehrsrouten weist die Karte detailierte Informationen über das Straßennetz auf.
Die Straßennetzsysteminformationen auf der Karte sind in analoger Form aufgenommen und werden von der erfindungsgemäßen GPS-Vorrichtung nach elektrooptischem Lesen und Digitalisieren verarbeitet. Die Zeichnung des Straßennetzes ist in Miniaturkartensegmenten 2 auf der Karte unter Verwendung kleiner, Straßen darstellender Linien aufgedruckt. Die Kartensegmente 2 zeigen die entsprechenden Gebiete des Zielpunktes in verschiedenen Maßstäben. Jedes Kartensegment 2 weist in seinem Mittelpunkt den Zielpunkt auf.
Der Mittelpunkt der Kartensegmente 2 entspricht den von dem Strichcode 1 angegebenen Koordinatenpunkt. Die Kartensegmente 2 verschiedener Maßstäbe sind in Quadraten gleicher Größe vorgesehen, so daß jedes folgende Kartensegment 2 einen kleineren, aber detailierteren Bereich zeigt. Mit dieser Lösung überdecken die Karten ein großes Gebiet, während beim Erreichen des Ziels die Genauigkeit der Navigation zunimmt. Fig. 3 zeigt, wie die Kartensegmente 2 einander entsprechen würden, wenn sie einen gleichen Maßstab aufweisen würden.
Die auf der Karte aufgedruckten Miniaturkartensegmente 2 weisen Nordorientierung auf, wobei ihre Seiten an den vier Punkten des Kompasses ausgerichtet sind. Auf der Basis der Orientierung, des Maßstabes und der Koordinaten des Mittelpunktes der Kartensegmente 2 können die Koordinaten eines jeden Punktes der Kartensegmente 2 berechnet werden. Der Mittelpunkt der Kartensegmente 2 kann z. B. durch den Schnittpunkt ihrer Diagonalen bestimmt werden.
Die Fotographien, Graphiken und geschriebenen Informationen, die auf dem verbleibenden Bereich der Karte plaziert sind, können vom bloßen Auge und mit Hilfe eines elektrooptischen Sensors gelesen werden, und werden dem Verwender wertvolle Informationen über das Ziel bereitstellen.
Daten und Informationen sind auf die Oberfläche der Karte in einem angeordneten typographischen Format aufgedruckt. Dies gewährleistet, daß die Karte in jedes Druckerzeugnis aufgenommen werden kann. Die Karte kann von einem Druckerzeugnis entlang einer Konturlinie oder einer Perforation entfernt werden und somit in die GPS-Vorrichtung eingesteckt werden.
Die Kartensegmente 2 auf der Karte können verschiedene Farben und/oder Symbole aufweisen, die sekundäre Zielpunkte darstellen. Dies wären vorzugsweise wichtige Servicestellen, wie Tankstellen, Hotels, Parkplätze usw. Die Vorrichtung kann die Dienstleistungsanbieter aufgrund der Farbe oder Form der Symbole identifizieren und ihre Koordinaten aufgrund ihrer Position auf dem Kartensegment 2 berechnen. Auf diese Weise kann die GPS-Vorrichtung den Fahrer zur nächstgelegensten Tankstelle oder zu anderen Dienstleistungsanbietern führen, wie es der Fahrer wünscht.
Fig. 4 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der mit dem Kartenleser kombinierten GPS-Vorrichtung. Die Vorrichtung kann mit Hilfe des Hauptschalters 5 angeschalten werden. Der Karteneingabeschlitz 7 ermöglicht das Einstecken der Karte. Die Anzeige 6, die dem Fahrer verschiedene Informationen zeigt, ist auf dem Vorderpaneel der GPS-Vorrichtung vorgesehen. In Fig. 4 ist die Anzeige 6 im Betrieb gezeigt, wenn diese den Abstand zum Ziel, den Abstand zum nächsten Wegpunkt und die Richtungen anzeigt. Falls der Fahrer außerhalb des von der Karte überdeckten Bereichs fährt, ändert die GPS-Vorrichtung automatisch ihren Betrieb, und die Anzeige 6 zeigt den linearen Abstand zum Ziel und dessen Richtung. In diesem Fall wird die Richtung des Zielpunktes als Winkel relativ zur Bewegung des Fahrzeugs angezeigt.
Fig. 5 zeigt das Blockdiagramm der erfindungsgemäßen GPS- Vorrichtung. Die Empfängereinheit 8 empfängt die Satellitensignale über die Antenne. Die Dateneingabeeinheit 9 liest die Kartensegmente 2 und den auf der Karte aufgedruckten Strichcode 1 aus. Die CPU 10 vergleicht die gegenwärtige Position basierend auf dem Satellitensignal mit der Zielposition basierend auf den Kartendaten und berechnet die vom Fahrer benötigten Daten. Die Anzeige 11 zeigt Informationen für den Fahrer an. Die Sprachsynthetisierer-Tonsignaleinheit 12 gibt verbale und Toninformationen für den Fahrer aus.
Die CPU 10 bestimmt die tatsächliche Position des Fahrzeugs relativ zu den Zielkoordinaten und führt alle Navigationsberechnungen durch. Die CPU 10 besteht aus einem Mikroprozessor und ihre Funktionen werden von einem in dem Speicher der CPU 10 abgespeicherten Programm gesteuert.
Die Empfängereinheit 8 empfängt Satellitensignale über die Antenne. Nach Verstärken und Demodulieren der Radiosignale stellt die Empfängereinheit 8 der CPU 10 Daten über die Position des Fahrzeugs bereit. Die Empfängereinheit 8 ist auf verschiedene Weisen hergestellt und ein wesentliches Teil der GPS-Vorrichtung. Entsprechend der Qualitätskategorie der GPS- Vorrichtung können Multiplex- oder sequentielle Empfängereinheiten mit einer geringen oder einer großen Anzahl von Kanälen verwendet werden.
Im Fall einer einfachen GPS-Vorrichtung besteht die Dateneingabeeinheit 9 aus einem Miniaturstrichcodeleser. Dieser Leser kann nur die auf die Karte aufgedruckten Strichcodeinformation 1 lesen. Die in dem Strichcode 1 enthaltenen geographischen Koordinaten werden in die CPU 10 eingelesen, wo sie mit der gegenwärtigen Fahrzeugposition, die von der Empfängereinheit 8 empfangen wird, verglichen werden. Auf der Basis der beiden Positionskoordinaten bestimmt die CPU 10 die Richtung und den Abstand von dem Zielpunkt und sendet die Resultate zur Anzeigeeinheit. Die Vorrichtung kann auch die Bewegungen des Fahrzeugs verfolgen, so daß die Richtung des Ziels relativ zur Bewegung des Fahrzeugs angezeigt wird. Die Anzeige 11 zeigt die berechnete Richtung graphisch an, während der Abstand zum Ziel nummerisch angezeigt wird.
Strichcodeleser sind sowohl in der industriellen als auch in der alltäglichen Anwendung weit verbreitet, so daß eine modifizierte Version des Strichcodelesers leicht entwickelt werden kann.
Die höher entwickelte Version der GPS-Vorrichtung weist einen elektrooptischen Miniaturscanner für die Dateneingabe auf. Der Scanner liest sowohl den Strichcode 1 als auch die Kartensegmente 2 ein, die auf der Karte einander benachbart angeordnet sind. Der eingescannte Strichcode und die Karteninformationen werden an die CPU 10 zur Verarbeitung weitergeleitet. Auf der Basis der von dem Strichcode 1 angegebenen Zentralkoordinate können der Maßstab und die Orientierung der Kartensegmente 2, die Koordinaten eines jeden Punktes auf den Kartensegment 2 berechnet werden. Die Positionierung der Kartensegmente 2 wird mittels eines diese umrandende Quadratrahmens durchgeführt. Basierend auf den gegenwärtigen Koordinaten, die von der Empfängereinheit 8 bereitgestellt werden, kann die CPU 10 die exakte Position des Fahrzeugs auf dem abgespeicherten digitalisierten Bild des Kartensegments 2 anzeigen, die optimale Route berechnen und die richtige Richtung für den Fahrer anzeigen. Die Scannereinheit kann sowohl Bilder als auch Texte von der Karte lesen, so daß es möglich ist, das Bild auf der Anzeige anzuzeigen, und die Sprachsynthetisierungs-Tonsignaleinheit 12 kann den Text ansagen.
Der Aufbau der für die GPS-Vorrichtung erforderlichen Scanner ist ähnlich zu den Handscannern, die mit Computern verwendet werden, oder den in Faxgeräten verwendeten Scannern. Die Scannereinheit kann die in die GPS-Vorrichtung eingesteckte Karte langsam einziehen, während die Informationen gescannt werden. Alternativ dazu kann ein laseroptisches Lesesystem verwendet werden, um die Karte zu lesen, oder ein CCD- Bildsensor kann ebenfalls verwendet werden, der die gesamte gedruckte Oberfläche der Karte in ein digitalisiertes elektrisches Bild umwandeln kann.
Die von der CPU 10 berechneten Resultate werden zur Anzeigeeinheit geschickt. Die von der Anzeige 6 angezeigten Informationen zeigen dem Fahrer die optimale Reiserichtung und den Abstand zur nächsten Abbiegung an. Die GPS-Vorrichtung stellt die Informationen an der leicht zu verstehenden Anzeige 11 dar. Gleichzeitig mit der Anzeige 11 stellt die Sprachsynthetisierer-Tonsignaleinheit 12 Sprachinformationen und Tonsignale bereit, so daß die Aufmerksamkeit des Fahrers nicht durch ein häufiges Betrachten der Vorrichtung beeinträchtigt wird. Die Anzeige ist eine Modifizierung der LCD-Anzeige, die weithin in elektronischen Ausrüstungen verwendet wird und für diesen Zweck geeignet weiterentwickelt ist. Auf der Anzeige zeigen alphanummerische Zeichen und Graphiksymbole dem Fahrer Richtungen an. Vorrichtungen, die für höhere Anforderungen gedacht sind, können mit Farb-LCD-Matrix- Anzeigen ausgerüstet sein, ähnlich zu denen, die in Taschenfarbfernsehern verwendet werden.
Sprachsynthetisierer werden im Allgemeinen in Elektronikvorrichtungen verwendet. Bei dieser Anwendung ist das sprachgestützte Signal derart konstruiert, daß erhöhte Verkehrssicherung bereitgestellt wird.
Die erfindungsgemäße universelle Dateneingabekarte und die mit der Karte betriebene GPS-Vorrichtung stellen eine hervorragende Gelegenheit dar, die GPS-Technologie auszudehnen.
Die Einführung von mit Karten betriebenen GPS-Vorrichtungen ist ideal zum Gewinnen der breitesten Zielgruppe, da die Anwendung einer Karte die Verwendung der Vorrichtung stark vereinfacht. Mit der Einführung der Karte eröffnet die Erfindung Gelegenheiten, die die Verwendung von GPS-Vorrichtungen für jeden zugänglich und einfach machen.
Die Erfindung führt ein neues Konzept, nämlich die GPS-Karte, ein. Die Herstellung der Karte ist sehr wirtschaftlich, da sie aus Papier hergestellt ist und lediglich unter Verwendung normaler Drucktechnik hergestellt ist. Das massenweise Umlaufen von preiswert hergestellten GPS-Karten kann unterstützen, daß viele Leute über die Existenz von kartenbetriebenen GPS- Vorrichtungen informiert werden, und dies kann zur weltweiten allgemeinen Verwendung dieser Vorrichtungen in großem Stil führen.
Die Erfindung erzielt eine enge Kompatibilität zwischen herkömmlichen Druckerzeugnissen und neuen Dateneingabevorrichtungen, so daß ein große Anzahl von Vorteilen genutzt werden können, die von dieser Möglichkeit bereitgestellt werden.
Der Aufbau der in dieser Erfindung beschriebenen Karte macht es möglich, GPS-Karten in den Werbebereichen von Zeitungen und Zeitschriften zu drucken, und die Karte kann mit einer Schere ausgeschnitten werden oder entlang einer Perforation von dem Papier abgerissen werden. Dies wird den Weg für neue Werbemedien eröffnen. Die Karte kann von der Seite entnommen und in die GPS-Vorrichtung eingesteckt werden. Der Werbende eröffnet somit dem Verbraucher die Möglichkeit, mit Hilfe der kartenbetriebenen GPS-Vorrichtung zum Geschäft oder Anwesen des Werbenden zu gelangen.
Visitenkarten, Einladungskarten, Konzertkarten, Veranstaltungskarten usw. können in einem Format gedruckt werden, das in die kartenbetriebene GPS-Vorrichtung eingesteckt werden kann.
Es ist möglich, die Karten in einer Sammlung herzustellen, die für den Umlauf in Buchform geeignet ist, in dem die Beteiligungen, Hotels, Restaurants usw. veröffentlicht werden können, wobei diese mit Farbfotos illustriert und mit nützlichen Informationen für ein bestimmtes Gebiet versehen sein können.
Der Aufbau der erfindungsgemäßen Karte kann zu einer Standardeingabevorrichtung werden, die allgemein von GPS- Navigationssystemen akzeptiert wird.
Die Struktur der erfindungsgemäßen kartenbetriebenen GPS- Vorrichtung ist ungewöhnlich einfach. Dies ist teilweise auf die Tatsache zurückzuführen, daß die erfindungsgemäße Dateneingabevorrichtung die Verwendung von zusätzlichen Medien nicht erfordert, da die gesamten Navigationsinformationen auf der Karte enthalten sind. Die einfacheren Modelle der Vorrichtung weisen somit überhaupt keine Steuerungen auf.
Der Fahrer steckt die ausgewählte GPS-Karte lediglich in die GPS-Vorrichtung ein, wodurch die Vorrichtung dem Fahrer kontinuierlich detailierte Informationen bereitstellen, wie der auf der Karte angegebene Zielpunkt zu erreichen ist. Die erfindungsgemäße kartenbetriebene GPS-Vorrichtung spart dem Fahrer den Ärger, kartographisches oder Navigationswissen zu erlangen oder komplizierte Bedienungstechniken zu lernen.
Das gleichzeitige Vorhandensein der oben genannten Tatsachen stellt die Vorteile der erfindungsgemäßen Karte und der kartenbetriebenen GPS-Vorrichtung im Vergleich mit bisher bekannten Dateneingabeverfahren und GPS-Vorrichtungen mit gleichen Zwecken sicher.
Aufgrund der ungewöhnlichen Kosteneffektivität, Selbstwerbemöglichkeiten, universellen Einsetzbarkeit der Karte und ihrer vielen anderen positiven Merkmale, die oben schon diskutiert wurden, weist die erfindungsgemäße schließlich breit verwendete kartenbetriebene GPS-Vorrichtung das Potential auf, bei der täglichen Orientierung neue Gewohnheiten hervorzurufen. Die Erfindung kann Prozesse anstoßen, die wesentliche Effekte auf die Gesellschaft haben können, darüber hinaus kann weltweit ein neuer Industriezweig gebildet werden.

Claims

1. Dateneingabekarte für Navigationsvorrichtungen zum Erleichtern des Erreichens eines vorgegebenen Zielpunktes, wobei die Karte eine obere Oberfläche und eine untere Oberfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Oberfläche in zumindest zwei verschiedene Felder (1, 3) geteilt ist, wobei das erste der Felder (1) auf einem vorbestimmten Bereich der oberen Oberfläche angeordnet ist und einen Strichcode mit Strichen mit einer vorbestimmten Orientierung relativ zu dem ersten Feld (1) aufweist, wobei der Strichcode Daten bezüglich zumindest der geographischen Koordinaten des Zielpunktes aufweist, und wobei das zweite der Felder (3) mit gedruckten Informationen versehen ist, welche für das menschliche Auge wahrnehmbar sind, und welche den Zielpunkt oder eine dort gebaute Einrichtung betreffen.

2. Dateneingabekarte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Oberfläche mit einem dritten Feld (2) versehen ist, welches eine Vielzahl von gedruckten Plansegmenten identischer Größe und Orientierung aufweist, die für das menschliche Auge wahrnehmbar sind, wobei die Plansegmente jeweilige Pläne mit verschiedenen Skalen aufweisen und den Zielpunkt aufweisen sowie zumindest eine Verkehrsroute, die zu dem Zielpunkt führt.

3. Dateneingabekarte nach Anspruch 2, wobei in jedem der Plansegmente der Zielpunkt auf entsprechenden gleichen Stellen angesiedelt ist, welche vorzugsweise im Zentrum der Segmente liegen.

4. Dateneingabekarte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Karte eine rechteckige Form mit zwei kurzen Seiten und zwei langen Seiten aufweist, wobei das dritte Feld (2) mit den Plansegmenten (2) nahe einer der kurzen Seiten angeordnet ist, wobei die Plansegmente (2) Rechtecke mit Seiten sind, die parallel zu den Seiten der Karte verlaufen, wobei das erste Feld (1) nahe dem dritten Feld (2) in Form eines schmalen Streifens angeordnet ist, der parallel zur kurzen Seite verläuft, wobei die vorbestimmte Orientierung der Striche parallel zu den langen Seiten verläuft.

5. Dateneingabekarte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gedruckten Informationen auf dem zweiten Feld (3) ein Bild sind.

6. Dateneingabekarte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Oberfläche weiterhin gedruckte Informationen aufweist, die dem Zielpunkt oder einer dort angesiedelten Einrichtung zugeordnet sind.

7. Dateneingabekarte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet; daß die Plansegmente weitere Ziele aufweisen, die unterscheidbar von den gedruckten Informationen markiert sind, die dem Zielpunkt zugeordnet sind.

8. Dateneingabekarten nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Teil eines gedruckten Produkts so hergestellt ist, daß sie davon vorzugsweise durch Aufschneiden oder Abreißen entlang einer Konturlinie oder Perforation abnehmbar ist.

9. Navigationsvorrichtung zum Erreichen eines vorbestimmten Zielpunktes, welche unter Verwendung einer Dateneingabekarte nach Anspruch 1 arbeitet, mit einer Empfängereinheit (8) zum Bestimmen des augenblicklichen Orts, gekennzeichnet durch eine Dateneingabekarte mit zumindest den Daten der geographischen Koordinaten des Zielpunktes in einer gedruckten Form; einer Kartenaufnahmevorrichtung mit einer Dateneingabeeinheit (9) zum Erfassen und Lesen der gedruckten Daten auf der aufgenommenen Karte; einer zentralen Verarbeitungseinheit (10), welche mit der Dateneingabeeinheit (9) verbunden ist zum Empfangen der geographischen Koordinatendaten des Zielpunktes und zum Vergleichen dieser Daten mit Daten des augenblicklichen Ortes, welche von der Empfängereinheit (8) bereitgestellt werden, wobei die zentrale Verarbeitungseinheit (10) Informationen bereitstellt, wie der Zielpunkt erreichbar ist; und eine Anzeige (11) zum Anzeigen der vorbestimmten Informationen, die durch die zentrale Verarbeitungseinheit (10) bereitstellbar sind.

10. Navigationsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dateneingabekarte Plansegmente bezüglich jeweiliger vorbestimmter Umgebungsbereiche des Zielpunktes aufweist, wobei die Plansegmente zumindest durch einen Bereich des Straßensystems aufweisen, welche das Erreichen des Zielpunktes ermöglicht, wobei die Dateneingabeeinheit (9) einen Scanner zum Lesen der Planelemente aufweist, und wobei die zentrale Verarbeitungseinheit (10) mit einem Programm versehen ist, welche das Erreichen des Zielpunktes entlang der ausgelesenen Daten des Straßensystems ermöglicht.

11. Navigationsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dateneingabeeinheit (9) einen Strichcodeleser aufweist.

12. Navigationsvorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen Sprachsynthetisierer zum Erzeugen von Sprache zur Bestimmung der vorgeschlagenen Verkehrsroute.