EP2185899A1 - Navigationssystem für ein komplexes menügesteuertes fahrzeug-mehrfunktionssystem - Google Patents

Navigationssystem für ein komplexes menügesteuertes fahrzeug-mehrfunktionssystem

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Publication number
EP2185899A1
EP2185899A1 EP08803060A EP08803060A EP2185899A1 EP 2185899 A1 EP2185899 A1 EP 2185899A1 EP 08803060 A EP08803060 A EP 08803060A EP 08803060 A EP08803060 A EP 08803060A EP 2185899 A1 EP2185899 A1 EP 2185899A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
navigation
machine interface
vehicle
unit
navigation unit
Prior art date
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Ceased
Application number
EP08803060A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Rieth
Ulrich STÄHLIN
Sighard SCHRÄBLER
Marc Menzel
Andreas Schirling
Robert Baier
Robert Gee
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Teves AG and Co OHG
Original Assignee
Continental Teves AG and Co OHG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Teves AG and Co OHG filed Critical Continental Teves AG and Co OHG
Publication of EP2185899A1 publication Critical patent/EP2185899A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/34—Route searching; Route guidance
    • G01C21/36—Input/output arrangements for on-board computers
    • G01C21/3626—Details of the output of route guidance instructions
    • G01C21/365—Guidance using head up displays or projectors, e.g. virtual vehicles or arrows projected on the windscreen or on the road itself
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/28—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network with correlation of data from several navigational instruments
    • G01C21/30—Map- or contour-matching
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/40—Business processes related to the transportation industry
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/09—Arrangements for giving variable traffic instructions
    • G08G1/0962—Arrangements for giving variable traffic instructions having an indicator mounted inside the vehicle, e.g. giving voice messages
    • G08G1/0968—Systems involving transmission of navigation instructions to the vehicle
    • G08G1/096855—Systems involving transmission of navigation instructions to the vehicle where the output is provided in a suitable form to the driver
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/09—Arrangements for giving variable traffic instructions
    • G08G1/0962—Arrangements for giving variable traffic instructions having an indicator mounted inside the vehicle, e.g. giving voice messages
    • G08G1/0968—Systems involving transmission of navigation instructions to the vehicle
    • G08G1/0969—Systems involving transmission of navigation instructions to the vehicle having a display in the form of a map

Definitions

  • the invention relates to navigation technology for vehicles.
  • the invention relates to a navigation system for a complex menu-driven vehicle multifunction system, a vehicle having such a navigation system, the use of such a navigation system in a vehicle, a method for assisting a driver of a vehicle, a program element and a computer-readable medium.
  • On-board computer, air conditioning, radio, navigation system, etc. installed as separate components to be operated in the vehicle.
  • Each individual component has its own control panel, so that the driver must turn to the control component or feel the controls while driving to the
  • Program selection button a radio, spatially separated from the individual components within reach of the driver, especially in the vicinity of the steering wheel or the steering wheel itself, be arranged.
  • this is often only useful when original equipment of the vehicle.
  • the effort is relatively large.
  • individual components can be combined to form a complex menu-driven vehicle multifunction system.
  • the operation is concentrated in a user interface of the vehicle multifunction system.
  • z. B built such a multi-function system that combines the functions on-board computer, air conditioning, radio and navigation device in itself.
  • the display of the multi-function system can be designed as a sensitive input screen (touch-screen display) to allow input of menu items by touching the display. Alternatively, controls can be placed directly adjacent to the display.
  • both the actual navigation map, map matching, routing, etc.
  • the human-machine interface which for the representation, ie the graphical and acoustic output of
  • the described embodiments equally relate to the navigation system, the vehicle, the use, the method, the program element and the computer-readable medium.
  • a navigation system for a complex menu-driven vehicle multifunction system has a navigation unit, a human-machine interface (HMI) and a communication connection.
  • the communication link is configured to provide bidirectional communication between the man-machine interface and the navigation unit, wherein the man-machine interface and the navigation unit are separate units configured to communicate with each other via the communication link.
  • the two units are housed in separate units.
  • the man-machine interface and the navigation unit are designed to be arranged at separate positions in the vehicle. Due to this resolved design, it is thus possible to develop the vehicle navigation and the MMS separately from each other and to install in the vehicle. In particular, it is possible in this way to install both devices at different locations in the vehicle.
  • the man-machine interface is installed in the field of view of the driver and the navigation part (navigation unit) in the glove compartment of the vehicle.
  • the navigation unit is designed for mobile communication with the man-machine interface via the communication link. Both units can therefore be connected by cable or by radio. Only the necessary data is exchanged via this connection.
  • the wireless transmission between the MMS and the navigation unit takes place for example via WLAN (eg 802.1 Ip), Bluetooth, ZigBee or WiMax.
  • WLAN eg 802.1 Ip
  • Bluetooth ZigBee
  • WiMax Wireless Local Area Network
  • the navigation system is designed to transmit information from the navigation unit to the man-machine interface for controlling data located in the human-machine interface.
  • the MMS has its own computing unit and its own data memory.
  • processing of the information to be displayed can take place within the MMS. How this information is to be processed or displayed can be controlled and controlled, for example, by the navigation unit.
  • the navigation unit is a module of a driver assistance system. If "navigation unit” is mentioned below, a simple navigation module (see reference numeral 120 of FIG. 1) or else a complex system (see reference numeral 130 of FIG. 1) is understood to mean both a navigation module and corresponding arithmetic units and sensor, optionally in combination with a driver assistance system (see reference numeral 125 of FIG. 1).
  • the man-machine interface is designed for partial integration in a windshield of the vehicle or in front of a speed indicator of the vehicle. In this case, for example, the graphic information is displayed on the windshield. The acoustic output can be made by speakers arranged elsewhere.
  • the input of control commands is carried out by voice control or via a mechanical input device, which is arranged for example on the center console of the vehicle or in a mobile device (PDA, mobile phone, etc.) is integrated.
  • the navigation system further comprises a sensor device for determining a
  • Head position of the driver or the passenger relative to a display unit of the man-machine interface is a display unit of the man-machine interface.
  • the navigation system has a computing unit for distorting information to be displayed on the display unit.
  • the distortion occurs in the way that the information to be displayed with the perceived by the driver or passenger environment of the vehicle from the perspective of the driver or passenger realistically or correctly superimposed.
  • the distortion takes place on the basis of the head position determined by the transmitting device.
  • the distortion can be adjusted manually by the user by operating a corresponding adjustment device. In this way, the user can manually overlay the displayed information with the perceived by him environment of the vehicle realistically.
  • the navigation system has a laser projector for projecting the data to be displayed on a windshield of the vehicle.
  • the windscreen can have a laser display on which the incident laser beam is visualized even better than on a normal windshield.
  • a head-up display may be provided, in which a graphic is projected from a monitor via a mirror arrangement on the windshield.
  • the navigation system has a mobile navigation unit for providing map material to the navigation unit (permanently installed in the vehicle).
  • these mobile navigation units can also be used to control the installed navigation unit.
  • the mobile navigation unit is designed to transmit a selected part of the map material stored in the mobile navigation unit.
  • the navigation system is adapted to use a screen of the mobile navigation unit to display such data that is not displayed by the MMS.
  • the screen of the mobile navigation unit can be used as a supplement to the MMS of the vehicle.
  • a software is installed on the mobile navigation unit that is not available to the permanently installed navigation unit or MMS.
  • the mobile navigation unit can complement the fixed navigation unit and the MMS.
  • a vehicle is specified with a navigation system described above.
  • the navigation system in the vehicle is designed so that the MMS and the
  • Navigation unit are arranged at separate locations in the vehicle.
  • a navigation system described above in a vehicle is specified.
  • a method for supporting a driver of a vehicle in which a bidirectional communication connection between a man-machine interface and a navigation unit for a complex menu-driven vehicle multifunction system is provided. Furthermore, there is a control of located in the man-machine interface data via the communication link, wherein the man-machine interface and the navigation unit are separate units that are designed to communicate with each other via the communication link.
  • a program element which, when executed on a processor, instructs the processor to perform the steps described above.
  • the computer program element may be part of a software that is stored on a processor of the vehicle management.
  • the computer program element can be used in an electronic brake assistant.
  • the processor can also be the subject of the invention.
  • this embodiment of the invention comprises a
  • a computer-readable medium having stored thereon a program element which, when executed on a processor, instructs the processor to perform the steps described above.
  • digital maps should also be understood to mean maps for Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) without navigation.
  • the vehicle is, for example, a motor vehicle, such as a car, bus or truck, or even a rail vehicle, a ship, an aircraft, such as a helicopter or airplane.
  • GPS is representative of all global navigation satellite systems (GNSS) such. GPS, Galileo, GLONASS (Russia), Compass (China), IRNSS (India), ...
  • GNSS global navigation satellite systems
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a navigation system according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a sensor for detecting a relative position of the head of the driver according to an embodiment of the invention.
  • Fig. 3 shows a vehicle according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 4 shows a flow chart of a method according to an embodiment of the invention.
  • the navigation system 100 has a navigation unit 130, a man-machine interface 140, which is connected to the navigation unit 130 via the communication link 150, as well as a sensor 201 and a mobile navigation unit 160.
  • the data to be transmitted by the navigation system 100 which is transmitted to the communication unit 122 by the control unit 140, which is embodied, for example, in the form of a CPU, can be transmitted via a
  • Encryption device 121 are encrypted. Likewise, the received data transmitted from the communication unit 122 to the control unit 140 may be decrypted by the encryption unit 121.
  • the communication unit 122 has an antenna 123 for data transmission.
  • the navigation unit 130 can communicate wirelessly with the MMS 140 via this antenna 123 and the communication device 122.
  • the MMS 140 also has a corresponding antenna 141.
  • a separate wireless communication link may be used for communication between the MMS 140 and the navigation unit 130, in which case the navigation unit 130 may have an additional communication unit (not shown in FIG. 1).
  • the MMS 140 has an input unit 126, an acoustic output unit 127 and a graphic output unit 128, for example in the form of a monitor.
  • the communication link 150 between the MMS and the navigation unit 130 may be either wired or wireless. Also, both a wireless and a wired connection can be provided side by side.
  • Various settings of the navigation unit 130 and the MMS can be made via the input unit 126.
  • Target guidance information can be output via the optical output unit (for example in the form of a monitor) 128.
  • the route guidance information may also be output via the acoustic output unit 127.
  • the output via the acoustic output unit 127 has the advantage that the driver is less distracted from the current traffic situation.
  • the digital map data (eg as
  • Navigation map data in the form of data records. For example, additional information about traffic restrictions, infrastructure facilities and the like are also stored in the memory element 124 and assigned to the data records.
  • a driver assistance unit 125 is provided, which is supplied with the digital map data or other information (for example, sensor or measurement information).
  • the navigation unit has a navigation module 120 with a satellite navigation receiver 106, which is designed to receive positioning signals from, for example, Galileo satellites or GPS satellites.
  • the satellite navigation receiver can also be designed for other satellite navigation systems.
  • the satellite navigation receiver 106 is connected to the control unit 140. Also, the navigation module 120 is connected to the control unit 140. Furthermore, there is a direct connection between the navigation module 120 and the satellite navigation receiver 106. Thus, the GPS signals can be transmitted directly to the CPU 140.
  • the sensor system 119 of the navigation system 100 also has a direction sensor 107, for performing a dead-reckoning navigation
  • Wegumblensensor 108 a steering wheel angle sensor 109, a spring travel sensor 102, an ESP sensor 103 and possibly an optical detector 104, for example in the form of a camera on.
  • a beam sensor 105 radar or lidar sensor
  • the sensor 119 has a speedometer 101.
  • the signals of the GPS receiver 106 and the remaining sensors are processed in the control unit 140.
  • the vehicle position determined from these signals is matched via map matching by means of road maps.
  • the route guidance information thus obtained is transmitted to the MMS 140 and, for example, on
  • Monitor 128 (which can also be designed as a laser display or head-up display) output.
  • the processing or part of the processing of the signals can be made directly in the MMS 140. If, for example, an improved evaluation or presentation software is available, this can be applied to the MMS be installed or installed together with a new (replacement) MMS. In this way, a quick and inexpensive retrofitting is possible.
  • the system 100 has a sensor 201, for example in the form of a camera or a laser scanner.
  • the sensor 201 is capable of detecting the relative head position of the driver or the passenger relative to the windshield.
  • the sensor unit 201 is connected via the data line 202 to the navigation unit 130 or its arithmetic unit 140. This connection can be wired or wireless.
  • a mobile navigation unit 160 is provided with an antenna 161, which can communicate with the navigation unit 130 via the wireless communication link 162.
  • the mobile communication unit 160 can also be connected to the permanently installed navigation unit 130 via a data cable.
  • the navigation system described above is a complex menu-driven vehicle multi-function system having a plurality of functional components.
  • the human-machine interface 140 and the navigation unit 130 Due to the separate arrangement and distribution of the human-machine interface 140 and the navigation unit 130, it is possible to connect navigation software, which belongs to a permanently installed driver assistance system, with a transportable human-machine interface.
  • the navigation software remains unchanged, whereas the human-machine interface can be improved in short cycles and thus can be more and more realistic in the presentation.
  • the MMS has a small screen 128 mounted in front of the fulcrum of the speedometer needle of the vehicle's speedometer. Overall, it is possible to perform the MMS much slimmer than an integrated solution. Especially with regard to a possible impairment of sight and safety in case of an accident, this can be an advantage.
  • a map software may also be used.
  • route guidance via the man-machine interface is not possible.
  • current traffic signs, speed limits, etc. can be displayed.
  • the route guidance could also be taken over by the mobile navigation device 160.
  • the MMS may be implemented with a lower security standard, whereas the
  • Navigation unit 130 meets a high safety standard. In addition, both units can be independently replaced, maintained or renewed.
  • the display device 128 of the MMS in the form of a
  • Windscreen laser displays be executed.
  • the real environment of the vehicle which is perceived by the driver, for example, superimposed with the representation of a road map.
  • the driver can capture important information when he just looks through the windscreen.
  • an extra dedicated sensor 201 determines the driver's head position relative to the display 128.
  • the system can see how the information to be presented to the driver (for example, in the form of a vector graphic) must be distorted so that graphics and reality overlap as well as possible .
  • the graphics is preferably not a bitmap image, but a vector graphic as it can be projected with a laser or a biaxial deflection unit.
  • the projector and the sensor can be retrofitted.
  • the integration of the projector in a mobile device is possible.
  • the projector can be integrated into a mobile phone, which is then positioned at a suitable location in the vehicle. For positioning, for example, a correspondingly adjusted holding device can be provided.
  • Comfort information such as the way to be taken, cross street, possibly street names, house numbers, gas stations, mailboxes, restaurants, attractions, the selected radio channel u. ä.
  • the laser display may be combined with a location system such that a pedestrian, obstacle or oncoming vehicle is marked on a collision course in the field of view after it has been detected by a suitable sensor 119.
  • the important for the operation of the vehicle information such as speed, gear, engine speed, tank, temperature, time and warning lights can be displayed if necessary.
  • speed, gear, engine speed, tank, temperature, time and warning lights can be displayed if necessary.
  • the laser display (or the laser) can be set manually for congruent superimposition of reality and imaging.
  • a head sensor is not required in this case. If the position is not detected in the direction of the eyes, the driver manually adjusts the display so that it is out of one average head position achieves a good coverage of map and reality.
  • Fig. 2 shows a head sensor according to an embodiment of the invention.
  • the sensor 201 is designed, for example, in the form of a CCD or CMOS head sensor.
  • an antenna 203 is provided for communication with the computing unit 140.
  • a data line may be provided.
  • the head of the driver is designated by reference numeral 205 and the image area of the image detected by the detector 201 is symbolized by the dashed lines 204, 206.
  • the sensor 201 is composed of, for example, a simple stereoscopic infrared digital camera and basically detects the head position of the driver or passenger and the distance to the head. It can help a marker (marker), which is executed for example as a red dot that sticks to the forehead.
  • a marker which is executed for example as a red dot that sticks to the forehead.
  • Map that is projected, over a wide head movement range congruent with reality.
  • the head sensor 201 is designed as a laser scanner (in the form of, for example, an "off position" laser scanner.) Hello Mr. Stählin: What is meant by this?
  • An infrared laser system invisibly scans the interior of the vehicle for the driver and determines from a time difference and direction the head position of the driver.
  • the driver is less distracted from the path ahead of him.
  • the driver can display and arrange additional functions, and adjust these displays and the arrangement as needed.
  • Certain displays may be the same for all drivers (for example, important information such as speed, distance, warning lights).
  • Other settings and displays can be defined as "Style" depending on the driver.
  • this universal indicating instrument can also be integrated into a mobile terminal and can therefore be retrofitted even for older vehicles.
  • both the driver and the passenger can each get their own display, which includes, for example, different information. This is particularly interesting for driving schools.
  • the navigation system additionally comprises a mobile navigation device 160.
  • FIG 3 shows a vehicle with a navigation system described above including a mobile navigation device 160 according to an embodiment of the invention.
  • an integrated navigation 130 is installed, which, however, has no maps or insufficient or outdated map material. If a mobile navigation device 160 is now connected, the map data is transferred from the mobile navigation device 160 into the integrated navigation 130. The transmission takes place via a radio interface or wired.
  • the complete conversion of the data takes place in the mobile device 160.
  • the mobile device converts the data into a raw format and the integrated device 130 converts this raw format to the internally used format.
  • the complete conversion takes place in the integrated device 130, 140. For this, it is necessary that the conversion routines can also be subsequently updated to allow adaptation to new generations of mobile devices.
  • the mobile device eg as a second screen or split-screen.
  • the mobile device can also be used to display the menu, whereas the integrated navigation only displays the navigation instructions.
  • the mobile device different additional functions and thus differentiation possibilities for the respective manufacturers of the systems.
  • multiple mobile devices are used, eg. As a mobile navigation device and a smartphone with navigation software, it is selected based on predetermined criteria, which map data are loaded into the integrated navigation unit.
  • criteria may, for. B. the timeliness of the map data, accuracy, compatibility, etc. be.
  • the user can decide which function is displayed on which device, or one of the systems (preferably the integrated one) decides this.
  • This selection of functions is stored, for example (especially if the user has selected it), so that it is available again the next time it is used.
  • the storage of the configuration can be differentiated according to
  • step 401 a bidirectional communication link is provided between a man-machine interface and a navigation system for a complex menu-driven vehicle multifunction system. Furthermore, a communication link between the installed navigation unit and a mobile navigation unit is established.
  • step 402 a map data is transferred from the mobile device to the installed navigation unit.
  • step 403 the map data is buffered in the installed navigation unit.
  • step 404 the mobile device screen is used to display additional information or functions not covered by the integrated software. In addition, additional information can be stored.
  • step 405 the control of the data located in the MMS takes place via the corresponding communication connection.

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Abstract

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Navigationssystem für ein komplexes menügesteuertes Fahrzeug-Mehrfunktionssystem angegeben, welches eine Navigationseinheit und eine Mensch-Maschine-Schnittstelle aufweist, die voneinander getrennt an unterschiedlichen Orten im Fahrzeug angeordnet sind. Zwischen den beiden Einheiten besteht eine Kommunikationsverbindung, die bidirektional ausgeführt ist.

Description

Navigationssystem für ein komplexes menügesteuertes Fahrzeug- Mehrfunktionssystem
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft die Navigationstechnik für Fahrzeuge. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Navigationssystem für ein komplexes menügesteuertes Fahrzeug- Mehrfunktionssystem, ein Fahrzeug mit einem derartigen Navigationssystem, die Verwendung eines solchen Navigationssystems in einem Fahrzeug, ein Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers eines Fahrzeugs, ein Programmelement und ein computerlesbares Medium.
Technologischer Hintergrund
Herkömmlicherweise sind im Fahrzeug funktionale Komponenten, wie z. B.
Bordcomputer, Klimaanlage, Radio, Navigationssystem, etc., als getrennt zu bedienende Einzelkomponenten in das Fahrzeug eingebaut. Jede Einzelkomponente hat ein eigenes Bedienteil, so dass sich der Fahrer zu der Bedienkomponente wenden oder die Bedienelemente während des Fahrens ertasten muss, um die
Einzelkomponenten zu bedienen. Der Fahrer wird hierdurch oft vom
Verkehrsgeschehen abgelenkt.
Weiterhin können ausgewählte Bedienelemente für Einzelkomponenten, wie z. B. die Rufannahme eines Mobiltelefons, die Lautstärkenregelung und die
Programmauswahltaste eines Radios, räumlich getrennt von den Einzelkomponenten in Griffnähe des Fahrers, insbesondere in Nähe des Lenkrads oder am Lenkrad selber, angeordnet sein. Dies ist allerdings oft nur bei der Erstausrüstung des Fahrzeugs sinnvoll. Zudem ist der Aufwand relativ groß. Weiterhin können Einzelkomponenten zu einem komplexen menügesteuerten Fahrzeug-Mehrfunktionssystem zusammengefasst werden. Hierbei wird die Bedienung in einer Bedienoberfläche des Fahrzeug-Mehrfunktionssystems konzentriert. Im Bereich des herkömmlichen Radioeinbauschachtes wird z. B. ein solches Mehrfunktionssystem eingebaut, das die Funktionen Bordcomputer, Klimaanlage, Radio und Navigationsgerät in sich vereint. Das Display des Mehrfunktionssystems kann als sensitiver Eingabebildschirm (Touch-Screen- Display) ausgeführt sein, um eine Eingabe von Menüpunkten durch Berühren des Displays zu ermöglichen. Alternativ hierzu können Bedienelemente direkt angrenzend an das Display angeordnet werden.
Die steigende Komplexität derartiger menügesteuerter Fahrzeug- Mehrfunktionssysteme erfordert zur Bedienung eine direkte Zuwendung des Benutzers zur Bedienoberfläche und beinhaltet somit die Gefahr einer Ablenkung vom Fahrgeschehen.
Normalerweise sind bei Navigationsgeräten sowohl die eigentliche Navigation (Karte, Map Matching, Routing, etc.) als auch die Mensch-Maschine-Schnittstelle (die für die Darstellung, also die grafische und akustische Ausgabe der
Informationen, die benutzerseitigen Eingaben, etc., zuständig ist) in einem Gerät kombiniert.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Navigationssystem bereitzustellen, welches einen sicheren Betrieb ermöglicht.
Es sind ein Navigationssystem für ein komplexes menügesteuertes Fahrzeug- Mehrfunktionssystem, ein Fahrzeug, eine Verwendung, ein Verfahren, ein Programmelement und ein computerlesbares Medium gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche angegeben. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele betreffen gleichermaßen das Navigationssystem, das Fahrzeug, die Verwendung, das Verfahren, das Programmelement und das computerlesbare Medium.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Navigationssystem für ein komplexes menügesteuertes Fahrzeug-Mehrfunktionssystem angegeben, wobei das Navigationssystem eine Navigationseinheit, eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (MMS bzw. HMI) sowie eine Kommunikationsverbindung aufweist. Die Kommunikationsverbindung ist zum Bereitstellen einer bidirektionalen Kommunikation zwischen der Mensch-Maschine-Schnittstelle und der Navigationseinheit ausgeführt, wobei die Mensch-Maschine-Schnittstelle und die Navigationseinheit getrennte Einheiten sind, die zur Kommunikation miteinander über die Kommunikationsverbindung ausgeführt sind.
Die beiden Einheiten (MMS und Navigationseinheit) sind in getrennten Geräten untergebracht. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Mensch-Maschine-Schnittstelle und die Navigationseinheit zur Anordnung an voneinander getrennten Positionen im Fahrzeug ausgeführt. Durch diese aufgelöste Bauweise ist es also möglich, die Fahrzeugnavigation und die MMS getrennt voneinander zu entwickeln und im Fahrzeug zu installieren. Insbesondere ist es auf diese Weise möglich, beide Geräte an unterschiedlichen Orten im Fahrzeug anzubringen.
Beispielsweise wird die Mensch-Maschine-Schnittstelle im Sichtfeld des Fahrers installiert und der Navigationsteil (Navigationseinheit) im Handschuhfach des Fahrzeugs. Gemäß einem weiteren Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung ist die Navigationseinheit zur mobilen Kommunikation mit der Mensch-Maschine-Schnittstelle über die Kommunikationsverbindung ausgeführt. Beide Einheiten können also durch Kabel oder durch Funk verbunden werden. Über diese Verbindung werden nur die jeweils notwendigen Daten ausgetauscht.
Die kabellose Übertragung zwischen der MMS und der Navigationseinheit (und umgekehrt) erfolgt beispielsweise per WLAN (z. B. 802.1 Ip), Bluetooth, ZigBee oder WiMax.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Navigationssystem zum Übertragen von Informationen von der Navigationseinheit an die Mensch-Maschine-Schnittstelle zur Ansteuerung von in der Mensch- Maschine-Schnittstelle befindlichen Daten ausgeführt.
Die MMS verfügt beispielsweise über eine eigene Recheneinheit und einen eigenen Datenspeicher. Somit kann innerhalb der MMS eine Bearbeitung der darzustellenden Informationen erfolgen. Wie diese Informationen bearbeitet bzw. dargestellt werden sollen, kann beispielsweise von der Navigationseinheit gesteuert und kontrolliert werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Navigationseinheit ein Modul eines Fahrerassistenzsystems. Wenn im Folgenden von „Navigationseinheit" die Rede ist, ist hierunter ein einfaches Navigationsmodul (siehe Bezugszeichen 120 der Fig. 1) oder auch ein komplexes System (siehe Bezugszeichen 130 der Fig. 1) zu verstehen, das sowohl ein Navigationsmodul als auch entsprechende Recheneinheiten und Sensorik aufweist, ggf. in Kombination mit einem Fahrerassistenzsystem (siehe Bezugszeichen 125 der Fig. 1). Gemäß einem weiteren Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung ist die Mensch- Maschine-Schnittstelle zur teilweisen Integration in einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs oder vor einem Geschwindigkeitsanzeiger des Fahrzeugs ausgeführt. In diesem Fall werden z.B. die graphischen Informationen auf der Windschutzscheibe abgebildet. Die akustische Ausgabe kann durch anderweitig angeordnete Lautsprecher erfolgen. Die Eingabe von Steuerbefehlen erfolgt durch Sprachsteuerung oder über eine mechanische Eingabevorrichtung, die z.B. an der Mittelkonsole des Fahrzeugs angeordnet ist oder in einem mobilen Gerät (PDA, Mobiltelefon, etc.) integriert ist.
Auf diese Weise ist es möglich, dass der Fahrer die grafischen Informationen aufnimmt, ohne zu sehr vom Verkehrsgeschehen abgelenkt zu werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Navigationssystem weiterhin eine Sensorvorrichtung zum Ermitteln einer
Kopfposition des Fahrers oder des Beifahrers relativ zu einer Anzeigeeinheit der Mensch-Maschine-Schnittstelle auf.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Navigationssystem eine Recheneinheit zum Verzerren von auf der Anzeigeeinheit anzuzeigenden Informationen auf. Die Verzerrung erfolgt in der Art, dass sich die anzuzeigenden Informationen mit der vom Fahrer oder Beifahrer wahrgenommenen Umgebung des Fahrzeugs aus Sicht des Fahrers bzw. Beifahrers wirklichkeitsgetreu bzw. korrekt überlagern. Die Verzerrung erfolgt auf Basis der von der Sendevorrichtung ermittelten Kopfposition. Auch kann die Verzerrung manuell vom Benutzer eingestellt werden, indem er eine entsprechende Justagevorrichtung bedient. Auf diese Weise kann der Benutzer manuell die angezeigten Informationen mit der von ihm wahrgenommenen Umgebung des Fahrzeugs wirklichkeitsgetreu überlagern. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Navigationssystem einen Laserprojektor zum Projizieren der anzuzeigenden Daten auf eine Windschutzscheibe des Fahrzeugs auf. Die Windschutzscheibe kann in diesem Fall ein Laserdisplay aufweisen, auf welchem der auftreffende Laserstrahl noch besser visualisiert wird, als auf einer normalen Windschutzscheibe.
Auch kann alternativ zu Laserprojektor und Laserdisplay ein Head-Up Display vorgesehen sein, bei dem eine Graphik von einem Monitor über eine Spiegelanordnung auf die Windschutzscheibe projiziert wird.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Navigationssystem eine mobile Navigationseinheit zum Bereitstellen von Kartenmaterial an die (im Fahrzeug fest installierte) Navigationseinheit auf.
Wie bereits ausgeführt kann, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, diese mobile Navigationseinheit auch zur Steuerung der installierten Navigationseinheit verwendet werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die mobile Navigationseinheit zum Übertragen eines ausgewählten Teils des in der mobilen Navigationseinheit gespeicherten Kartenmaterials ausgeführt.
Auf diese Weise kann der Datenverkehr minimiert werden, da jeweils nur der aktuell notwendige Teil der digitalen Karte an die Navigationseinheit (die im Fahrzeug installiert ist) übertragen wird. Hierbei kann vorgesehen sein, dass der übertragene Kartenausschnitt eine definierbare Größe aufweist, welche sich beispielsweise an der durchschnittlichen Fahrzeuggeschwindigkeit orientiert, so dass sich das Fahrzeug mindestens eine Minute lang (oder zumindest über einen anderen, vom Benutzer wählbaren Zeitraum) innerhalb des Kartenabschnitts befindet. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Navigationssystem zum Verwenden eines Bildschirms der mobilen Navigationseinheit zur Anzeige von solchen Daten ausgeführt, die von der MMS nicht dargestellt werden. In anderen Worten kann der Bildschirm der mobilen Navigationseinheit als Ergänzung zur MMS des Fahrzeugs eingesetzt werden.
Beispielsweise ist auf der mobilen Navigationseinheit eine Software installiert, die der fest installierten Navigationseinheit bzw. der MMS nicht zur Verfügung steht. Somit kann also die mobile Navigationseinheit die fest installierte Navigationseinheit und die MMS ergänzen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Fahrzeug mit einem oben beschriebenen Navigationssystem angegeben.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Navigationssystem in dem Fahrzeug so ausgeführt, dass die MMS und die
Navigationseinheit an voneinander getrennten Orten im Fahrzeug angeordnet sind.
Auf diese Weise kann erreicht werden, dass die in der Navigationseinheit gespeicherten und verarbeiteten Daten in hohem Maße vor Beschädigung geschützt werden, wohingegen die MMS weniger hohen Sicherheitsanforderungen genügt. Es kann also nach sicherheitskritischen und weniger sicherheitskritischen Daten, Bauteilen, etc., unterschieden werden, die dann entweder in der Navigationseinheit oder in der MMS untergebracht werden.
Auf diese Weise lassen sich bei der Fertigung Kosten sparen, da die weniger sicherheitskritischen Komponenten mit weniger hohem Aufwand gefertigt werden müssen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Verwendung eines oben beschriebenen Navigationssystems in einem Fahrzeug angegeben. Gemäß einem weiteren Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung ist ein Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers eines Fahrzeugs angegeben, bei dem eine bidirektionale Kommunikationsverbindung zwischen einer Mensch-Maschine-Schnittstelle und eine Navigationseinheit für ein komplexes menügesteuertes Fahrzeug- Mehrfunktionssystem bereitgestellt wird. Weiterhin erfolgt eine Ansteuerung von in der Mensch-Maschine-Schnittstelle befindlichen Daten über die Kommunikationsverbindung, wobei die Mensch-Maschine-Schnittstelle und die Navigationseinheit getrennte Einheiten sind, die zur Kommunikation miteinander über die Kommunikationsverbindung ausgeführt sind.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Programmelement angegeben, das, wenn es auf einem Prozessor ausgeführt wird, den Prozessor anleitet, die oben beschriebenen Schritte durchzuführen.
Dabei kann das Computerprogrammelement zum Beispiel Teil einer Software sein, die auf einem Prozessor des Fahrzeugmanagements gespeichert ist. Ebenso kann das Computerprogrammelement in einem elektronischen Bremsassistenten verwendet werden. Der Prozessor kann dabei ebenso Gegenstand der Erfindung sein. Weiterhin umfasst dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung ein
Computerprogrammelement, welches schon von Anfang an die Erfindung verwendet, so wie auch ein Computerprogrammelement, welches durch ein update ein bestehendes Programm zur Verwendung der Erfindung veranlasst.
Gemäß einem weiteren Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung ist ein computerlesbares Medium angegeben, auf dem ein Programmelement gespeichert ist, das, wenn es auf einem Prozessor ausgeführt wird, den Prozessor anleitet, die oben beschriebenen Schritte durchzuführen. Unter dem Begriff „digitale Karten" sind auch Karten für fortschrittliche Fahrerassistenzsysteme (ADAS, Advanced Driver Assistance Systems) zu verstehen, ohne dass eine Navigation stattfindet.
Bei dem Fahrzeug handelt es sich beispielsweise um ein Kraftfahrzeug, wie Auto, Bus oder Lastkraftwagen, oder aber auch um ein Schienenfahrzeug, ein Schiff, ein Luftfahrzeug, wie Helikopter oder Flugzeug.
Weiterhin sei darauf hingewiesen, dass im Kontext der vorliegenden Erfindung GPS stellvertretend für sämtliche globale Navigationssatellitensysteme (GNSS) steht, wie z. B. GPS, Galileo, GLONASS (Russland), Compass (China), IRNSS (Indien), ...
Im Folgenden werden mit Verweis auf die Figuren bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.
Kurze Beschreibung der Figuren
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Navigationssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Sensors zur Erfassung einer relativen Position des Kopfes des Fahrers gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 3 zeigt ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 4 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich.
In der folgenden Figurenbeschreibung werden für die gleichen oder ähnlichen Elemente die gleichen Bezugsziffern verwendet.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung von Komponenten eines Navigationssystems 100 zur Installation in einem Fahrzeug. Das Navigationssystem 100 weist eine Navigationseinheit 130, eine Mensch-Maschine-Schnittstelle 140, die über die Kommunikationsverbindung 150 mit der Navigationseinheit 130 verbunden ist, sowie einen Sensor 201 und eine mobile Navigationseinheit 160 auf.
Die vom Navigationssystem 100 zu sendenden Daten, welche von der Steuereinheit 140, die beispielsweise in Form einer CPU ausgeführt ist, an die Kommunikationseinheit 122 übertragen werden, können über eine
Verschlüsselungseinrichtung 121 verschlüsselt werden. Ebenso können die empfangenen Daten, die von der Kommunikationseinheit 122 an die Steuereinheit 140 übertragen werden, von der Verschlüsselungseinheit 121 entschlüsselt werden. Die Kommunikationseinheit 122 weist für die Datenübertragung eine Antenne 123 auf.
Prinzipiell kann die Navigationseinheit 130 über diese Antenne 123 und die Kommunikationseinrichtung 122 kabellos mit der MMS 140 kommunizieren. Hierfür weist die MMS 140 ebenfalls eine entsprechende Antenne 141 auf.
Auch kann für die Kommunikation zwischen der MMS 140 und der Navigationseinheit 130 eine gesonderte kabellose Kommunikationsverbindung verwendet werden, in welchem Fall dann die Navigationseinheit 130 noch eine zusätzliche Kommunikationseinheit (nicht gezeigt in Fig. 1) aufweist. Die MMS 140 weist eine Eingabeeinheit 126, eine akustische Ausgabeeinheit 127 sowie eine grafische Ausgabeeinheit 128, beispielsweise in Form eines Monitors, auf.
Die Kommunikationsverbindung 150 zwischen der MMS und der Navigationseinheit 130 kann entweder drahtgebunden oder kabellos ausgeführt sein. Auch können sowohl eine kabellose als auch eine drahtgebundene Verbindung nebeneinander vorgesehen sein.
Über die Eingabeeinheit 126 können verschiedene Einstellungen der Navigationseinheit 130 als auch der MMS vorgenommen werden.
Über die optische Ausgabeeinheit (beispielsweise in Form eines Monitors) 128 können Zielführungsinformationen ausgegeben werden. Darüber hinaus können die Zielführungsinformationen auch über die akustische Ausgabeeinheit 127 ausgegeben werden. Die Ausgabe über die akustische Ausgabeeinheit 127 hat den Vorteil, dass der Fahrer weniger vom aktuellen Verkehrsgeschehen abgelenkt wird.
In einem Speicherelement 124, das mit der Steuereinheit 140 verbunden ist oder in der Steuereinheit 140 integriert ist, sind die digitalen Kartendaten (z. B. als
Navigationskartendaten) in Form von Datensätzen abgelegt. Beispielsweise sind in dem Speicherelement 124 auch zusätzliche Informationen über Verkehrsbeschränkungen, Infrastruktureinrichtungen und dergleichen abgelegt und den Datensätzen zugeordnet.
Weiterhin ist eine Fahrerassistenzeinheit 125 vorgesehen, welche mit den digitalen Kartendaten oder anderen Informationen (beispielsweise Sensor- bzw. Messinformationen) versorgt wird. Zur Bestimmung der aktuellen Fahrzeugposition weist die Navigationseinheit ein Navigationsmodul 120 mit einem Satellitennavigationsempfänger 106, der zum Empfang von Positionierungssignalen von beispielsweise Galileo -Satelliten oder GPS-Satelliten ausgelegt ist. Natürlich kann der Satellitennavigationsempfänger auch für andere Satellitennavigationssysteme ausgeführt sein.
Der Satellitennavigationsempfänger 106 ist mit der Steuereinheit 140 verbunden. Auch ist das Navigationsmodul 120 mit der Steuereinheit 140 verbunden. Weiterhin besteht eine direkte Verbindung zwischen dem Navigationsmodul 120 und dem Satellitennavigationsempfänger 106. Somit können die GPS-Signale direkt an die CPU 140 übermittelt werden.
Da die Positionierungssignale beispielsweise im innerstädtischen Bereich nicht immer empfangbar sind, weist die Sensorik 119 des Navigationssystems 100 zur Durchführung einer Koppelnavigation zudem einen Richtungssensor 107, einen
Wegstreckensensor 108, einen Lenkradwinkelsensor 109, einen Federwegsensor 102, eine ESP-Sensorik 103 und ggf. einen optischen Detektor 104, beispielsweise in Form einer Kamera, auf. Auch kann ein Strahlsensor 105 (Radar- oder Lidarsensor) vorgesehen sein. Weiterhin weist die Sensorik 119 einen Geschwindigkeitsmesser 101 auf.
Die Signale des GPS-Empfängers 106 und der übrigen Sensoren werden in der Steuereinheit 140 bearbeitet. Die aus diesen Signalen ermittelte Fahrzeugposition wird über Map Matching mittels Straßenkarten abgeglichen. Die so gewonnene Zielführungsinformation wird der MMS 140 übertragen und beispielsweise am
Monitor 128 (der auch als Laserdisplay oder Head-Up Display ausgeführt sein kann) ausgegeben. Auch kann die Bearbeitung oder ein Teil der Bearbeitung der Signale direkt in der MMS 140 vorgenommen werden. Steht beispielsweise eine verbesserte Auswerte- bzw. Darstellungssoftware zur Verfügung, kann diese auf die MMS aufgespielt oder zusammen mit einer neuen (Austausch-)MMS eingebaut werden. Auf diese Weise ist ein schnelles und kostengünstiges Nachrüsten möglich.
Weiterhin weist das System 100 einen Sensor 201, beispielsweise in Form einer Kamera oder eines Laserscanners, auf. Der Sensor 201 ist in der Lage, die relative Kopfposition des Fahrers oder auch des Beifahrers relativ zur Windschutzscheibe zu erfassen. Die Sensoreinheit 201 ist über die Datenleitung 202 an die Navigationseinheit 130 bzw. deren Recheneinheit 140 angeschlossen. Diese Verbindung kann drahtgebunden oder drahtlos sein.
Weiterhin ist eine mobile Navigationseinheit 160 mit einer Antenne 161 vorgesehen, die über die drahtlose Kommunikationsverbindung 162 mit der Navigationseinheit 130 kommunizieren kann. Auch kann die mobile Kommunikationseinheit 160 über ein Datenkabel an die fest eingebaute Navigationseinheit 130 angeschlossen werden.
Das oben beschriebene Navigationssystem ist ein komplexes menügesteuertes Fahrzeug-Mehrfunktionssystem, welches mehrere funktionale Komponenten aufweist.
Durch die getrennte Anordnung und Aufteilung der Mensch-Maschine-Schnittstelle 140 und der Navigationseinheit 130 ist es möglich, Navigationssoftware, die zu einem fest verbauten Fahrerassistenzsystem gehört, mit einer transportablen Mensch- Maschine-Schnittstelle zu verbinden. Die Navigationssoftware bleibt dabei unverändert, wohingegen die Mensch-Maschine-Schnittstelle in kurzen Zyklen verbessert werden kann und damit immer realistischer in der Darstellung werden kann. Somit ist es möglich, einen hohen Sicherheitsstandard bei der Navigationssoftware zu ermöglichen, was für Fahrerassistenzsysteme notwendig ist, ohne auf eine aktuelle grafische Darstellung zu verzichten. Beispielsweise weist die MMS einen kleinen Bildschirm 128 auf, der vor dem Drehpunkt der Tachonadel des Geschwindigkeitsanzeigers des Fahrzeugs angebracht ist. Insgesamt ist es möglich, die MMS deutlich schlanker auszuführen als bei einer integrierten Lösung. Vor allem im Hinblick auf eine mögliche Blickbeeinträchtigung und die Sicherheit im Falle eines Unfalls kann dies von Vorteil sein.
Anstelle eines Navigationsgeräts 120 kann auch eine Kartensoftware verwendet werden. In diesem Fall ist keine Routenführung über die Mensch-Maschine- Schnittstelle möglich. Es können jedoch aktuelle Verkehrszeichen, Geschwindigkeitsbegrenzungen, usw. angezeigt werden. In diesem Fall könnte die Routenführung auch von dem mobilen Navigationsgerät 160 übernommen werden.
Durch die Trennung von Navigation und MMS ist es möglich, beide Teile nach verschiedenen Sicherheitskriterien zu entwickeln. Beispielsweise kann die MMS mit einem niedrigeren Sicherheitsstandard ausgeführt sein, wohingegen die
Navigationseinheit 130 einem hohen Sicherheitsstandard genügt. Außerdem können beide Einheiten unabhängig voneinander ausgetauscht, gewartet oder erneuert werden.
Auch kann die Anzeigeeinrichtung 128 der MMS in Form eines
Windschutzscheiben-Laserdisplays ausgeführt sein. Hierbei wird die reale Umgebung des Fahrzeugs, die vom Fahrer wahrgenommen wird, z.B. mit der Darstellung einer Straßenkarte überlagert. Auf diese Weise kann der Fahrer wichtige Informationen erfassen, wenn er einfach nur durch die Frontscheibe blickt. Beispielsweise ermittelt ein extra dafür vorgesehener Sensor 201 die Kopfposition des Fahrers relativ zum Display 128. Auf diese Weise kann das System erkennen, wie die dem Fahrer darzustellenden Informationen (beispielsweise in Form einer Vektorgrafik) verzerrt werden müssen, damit Grafik und Wirklichkeit sich möglichst gut überlagern. Um die Wirklichkeit nicht zu verdecken und den Energiebedarf gering zu halten, ist die Grafik vorzugsweise keine Bitmapgrafik, sondern eine Vektorgrafik, wie sie mit einem Laser oder einer zweiachsigen Ablenkeinheit projiziert werden kann. Somit kann der Projektor sowie der Sensor nachgerüstet werden. Auch ist die Integration des Projektors in ein mobiles Endgerät möglich. Beispielsweise kann der Projektor in ein Mobiltelefon integriert werden, das dann an einer geeigneten Stelle im Fahrzeug positioniert wird. Zur Positionierung kann beispielsweise eine entsprechend justierte Haltevorrichtung vorgesehen sein.
Die auf der Anzeigeeinrichtung 128 (Windschutzscheibe) dargestellten
Informationen können sog. Komfort-Informationen umfassen, wie beispielsweise den einzuschlagenden Weg, Querstraße, evtl. Straßennamen, Hausnummern, Tankstellen, Briefkästen, Gaststätten, Sehenswürdigkeiten, den gewählten Radiokanal u. ä.
Auch können sicherheitsrelevante Informationen überlagert werden. So kann z. B. das Laserdisplay mit einem Ortungssystem kombiniert werden, so dass ein Fußgänger, ein Hindernis oder ein entgegenkommendes Fahrzeug auf Kollisionskurs im Sichtfeld markiert wird, nachdem es durch eine geeignete Sensorik 119 erkannt wurde.
Auch können die für den Betrieb des Fahrzeugs wichtigen Informationen, wie Geschwindigkeit, Gang, Motordrehzahl, Tank, Temperatur, Uhrzeit und Warnlampen bei Bedarf eingeblendet werden. Hier ist lediglich auf eine Platzierung zu achten, die den Fahrer nicht stört.
Das Laserdisplay (bzw. der Laser) kann zur deckungsgenauen Überlagerung von Wirklichkeit und Abbildung manuell eingestellt werden. Ein Kopfsensor ist in diesem Fall nicht erforderlich. Wenn die Position in Blickrichtung der Augen nicht erfasst wird, stellt der Fahrer das Display von Hand so ein, dass er aus einer durchschnittlichen Kopfposition eine gute Überdeckung von Karte und Wirklichkeit erreicht.
Fig. 2 zeigt einen Kopfsensor gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Sensor 201 ist beispielsweise in Form eines CCD- oder CMOS-Kopfsensors ausgeführt. Zur Kommunikation mit der Recheneinheit 140 ist beispielsweise eine Antenne 203 vorgesehen. Auch kann eine Datenleitung vorgesehen sein.
In Fig. 2 ist der Kopf des Fahrers mit dem Bezugszeichen 205 bezeichnet und der Bildbereich des vom Detektor 201 erfassten Bildes durch die gestrichelten Linien 204, 206 symbolisiert.
Der Sensor 201 besteht beispielsweise aus einer einfachen stereoskopischen Infrarot- Digitalkamera und erfasst im Wesentlichen die Kopfposition des Fahrers bzw. Beifahrers und die Entfernung zum Kopf. Dabei kann eine Markierung (Marker) helfen, welche beispielsweise als roter Punkt ausgeführt ist, den man sich auf die Stirn klebt.
Mit Hilfe der erfassten Kopfposition und ggf. einer zusätzlichen manuellen Justage (Abgleich) der Position des Projektors relativ zur Windschutzscheibe bleibt die
Karte, die projiziert wird, über einen weiten Kopfbewegungsbereich deckungsgleich mit der Wirklichkeit.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der Kopfsensor 201 als Laserscanner ausgeführt (in Form z. B. eines „Off Position" Laserscanners). Hallo Herr Stählin: Was ist darunter zu verstehen? Hierbei scannt ein Infrarotlaser für den Fahrer unsichtbar den Innenraum des Fahrzeugs und ermittelt aus einer Laufzeitdifferenz und Richtung die Kopfposition des Fahrers. Vorteilhafterweise wird der Fahrer weniger stark von der vor ihm liegenden Wegstrecke abgelenkt. Weiterhin lassen sich durch die dargestellte Lösung konventionelle Anzeigeinstrumente einsparen. Viele verschiedene Informationen können bei Bedarf so dargestellt werden, dass das Display nicht mit Anzeigen überladen wird und somit die Aufmerksamkeit des Fahrers überfordert werden könnte.
Weiterhin kann der Fahrer sich zusätzliche Funktionen anzeigen lassen und anordnen, und diese Anzeigen und die Anordnung bedarfsgerecht einstellen. Bestimmte Anzeigen können für alle Fahrer gleich sein (beispielsweise wichtige Informationen, wie Geschwindigkeit, Strecke, Warnlampen). Andere Einstellungen und Anzeigen können fahrerabhängig als „Style" definiert werden.
Dieses universelle Anzeigeinstrument ist durch seinen einfachen Aufbau auch in ein mobiles Endgerät integrierbar und somit selbst für ältere Fahrzeuge nachrüstbar. Insbesondere können sowohl der Fahrer als auch der Beifahrer jeweils eine eigene Anzeige bekommen, die beispielsweise unterschiedliche Informationen beinhaltet. Dies ist insbesondere für Fahrschulen von Interesse.
Bei heutigen Fahrzeugen gibt es bezüglich der Navigation zwei Lösungen: Einerseits gibt es mobile Navigationsgeräte, die ins Fahrzeug mitgebracht werden können, jedoch nicht auf im Fahrzeug verfügbare Ressourcen (außer Strom) zugreifen können. Auch können andere Navigationsgeräte in das Fahrzeug integriert sein.
Somit sind sie gut an das Fahrzeug anpassbar und können auf sämtliche vorhandenen Informationen (Sensoren, etc.) und Eingabe/ Ausgabemöglichkeiten zugreifen. Diese fest installierten, integrierten Navigationsgeräte sind jedoch schnell veraltet. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das Navigationssystem zusätzlich ein mobiles Navigationsgerät 160 auf.
Fig. 3 zeigt ein Fahrzeug mit einem oben beschriebenen Navigationssystem inklusive einem mobilen Navigationsgerät 160 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
In dem Fahrzeug 301 ist eine integrierte Navigation 130 verbaut, welche allerdings kein Kartenmaterial bzw. unzureichendes oder veraltetes Kartenmaterial aufweist. Wird nun ein mobiles Navigationsgerät 160 angeschlossen, werden die Kartendaten aus dem mobilen Navigationsgerät 160 in die integrierte Navigation 130 übertragen. Die Übertragung erfolgt über eine Funkschnittstelle oder kabelgebunden.
Hierbei werden nur die Ausschnitte der Karte übertragen, die für die aktuelle Fahrsituation relevant sind, z. B. also die nächsten zehn Fahrminuten abdecken, sowie die geplante Route. Diese Daten werden auch dann noch im integrierten Navigationsgerät gespeichert, wenn die Verbindung zum mobilen Gerät abgebrochen wird. Somit wird sichergestellt, dass auch dann noch Daten zur Verfügung stehen, wenn einmal kein mobiles Navigationsgerät angebunden ist.
Hierzu ist es wichtig, dass die Daten aus dem mobilen Navigationsgerät in das Datenformat des integrierten Geräts konvertiert werden. Dafür bieten sich drei Verfahren an:
- Die komplette Umwandlung der Daten findet im mobilen Gerät 160 statt.
Dies stellt eine flexible Variante dar.
Das mobile Gerät wandelt die Daten in ein Rohformat um und das integrierte Gerät 130 wandelt dieses Rohformat in das intern verwendete Format um. Die komplette Umwandlung findet im integrierten Gerät 130, 140 statt. Hierzu ist es notwendig, dass die Konvertierungsroutinen auch nachträglich noch aktualisiert werden können, um eine Anpassung an neue Generationen von mobilen Geräten zu ermöglichen.
Funktionen, die in der integrierten Navigationssoftware nicht enthalten sind, werden durch das mobile Gerät zusätzlich (z. B. als zweiter Bildschirm oder Split-Screen) dargestellt. Ebenfalls kann das mobile Gerät für die Darstellung des Menüs verwendet werden, wohingegen auf der integrierten Navigation nur die Navigationshinweise dargestellt werden. Somit ergeben sich je nach verwendetem mobilem Gerät unterschiedliche zusätzliche Funktionen und damit Differenzierungsmöglichkeiten für die jeweiligen Hersteller der Systeme.
Werden mehrere mobile Geräte verwendet, z. B. ein mobiles Navigationsgerät und ein Smartphone mit Navigationssoftware, so wird anhand vorgegebener Kriterien ausgewählt, welche Kartendaten in die integrierte Navigationseinheit geladen werden. Solche Kriterien können z. B. die Aktualität der Kartendaten, die Genauigkeit, die Kompatibilität, etc. sein. Bei der Darstellung von zusätzlichen Funktionen auf den mobilen Geräten kann entweder der Benutzer entscheiden, welche Funktion auf welchem Gerät dargestellt wird, oder eines der Systeme (bevorzugt das integrierte) entscheidet dies. Diese Auswahl der Funktionen wird beispielsweise gespeichert (vor allem, wenn der Benutzer sie ausgewählt hat), so dass sie bei der nächsten Verwendung wieder zur Verfügung steht. Dabei kann die Speicherung der Konfiguration unterschieden werden nach
mobilem System (also getrennt für jedes System A, B, C ...),
Kombination von Systemen (also für jede Kombination A + B, B + C, A + C, ...), genereller zusätzlicher Funktion unabhängig vom System. Hierunter ist zu verstehen, dass z. B. eine spezielle Funktion weder bei A noch bei B oder C verwendet wird oder dass eine andere spezielle Funktion immer verwendet wird oder dass eine Kombination an Funktionen ausgewählt wird.
Durch die Pufferung der Daten des mobilen Geräts und die komplett vorhandene Navigationssoftware im integrierten System ist auch dann eine Navigation möglich, falls gerade keine Verbindung zu einem mobilen Gerät besteht. Die Verwendung des Bildschirms des mobilen Geräts für zusätzliche Informationen vergrößert den für die eigentliche Navigation nutzbaren Bereich auf dem Bildschirm der integrierten Navigation.
Fig. 4 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. In Schritt 401 wird eine bidirektionale Kommunikationsverbindung zwischen einer Mensch-Maschine-Schnittstelle und einer Navigationseinheit für ein komplexes menügesteuertes Fahrzeug-Mehrfunktionssystem bereitgestellt. Weiterhin wird eine Kommunikationsverbindung zwischen der installierten Navigationseinheit und einer mobilen Navigationseinheit etabliert. In Schritt 402 erfolgt eine Übertragung von Kartendaten von dem mobilen Gerät zur installierten Navigationseinheit. In Schritt 403 erfolgt eine Pufferung der Kartendaten in der installierten Navigationseinheit. In Schritt 404 wird der Bildschirm des mobilen Geräts zur Darstellung zusätzlicher Informationen oder für Funktionen, die durch die integrierte Software nicht abgedeckt sind, verwendet. Außerdem können Zusatzinformationen gespeichert werden. In Schritt 405 erfolgt die Ansteuerung der in der MMS befindlichen Daten über die entsprechende Kommunikationsverbindung.
Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „umfassend" und „aufweisend" keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine" oder „ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei daraufhingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausfuhrungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkungen anzusehen.

Claims

Patentansprüche
1. Navigationssystem (100) für ein komplexes menügesteuertes Fahrzeug- Mehrfunktionssystem, das Navigationssystem aufweisend: eine Navigationseinheit (130); eine Mensch-Maschine- Schnittstelle (140); eine Kommunikationsverbindung (150) zum Bereitstellen einer bidirektionalen Kommunikation zischen der Mensch-Maschine-Schnittstelle und der Navigationseinheit ; wobei die Mensch-Maschine-Schnittstelle und die Navigationseinheit getrennte Einheiten sind, die zur Kommunikation miteinander über die Kommunikationsverbindung ausgeführt sind.
2. Navigationssystem nach Anspruch 1, wobei die Mensch-Maschine-Schnittstelle (140) und die Navigationseinheit
(130) zur Anordnung an voneinander getrennten Positionen im Fahrzeug ausgeführt sind.
3. Navigationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, wobei die Navigationseinheit zur mobilen Kommunikation mit der Mensch-
Maschine-Schnittstelle über die Kommunikationsverbindung (150) ausgeführt ist.
4. Navigationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, ausgeführt zum Übertragen von Informationen von der Navigationseinheit (130) an die Mensch-Maschine-Schnittstelle (140) zur Ansteuerung von in der Mensch-Maschine-Schnittstelle (140) befindlichen Daten.
5. Navigationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, wobei die Navigationseinheit (130) ein Modul eines Fahrerassistenzsystems ist.
6. Navigationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, wobei die Mensch-Maschine-Schnittstelle (140) zur Integration in einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs oder vor einem Geschwindigkeitsanzeiger des Fahrzeugs ausgeführt ist.
7. Navigationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, weiterhin aufweisend: eine Sensorvorrichtung (201) zum Ermitteln einer Kopfposition des Fahrers oder des Beifahrers relativ zu einer Anzeigeeinheit der Mensch-Maschine- Schnittstelle (140).
8. Navigationssystem nach Anspruch 7, weiterhin aufweisend: eine Recheneinheit zum Verzerren von auf der Anzeigeeinheit anzuzeigenden Informationen, so dass sich die anzuzeigenden Informationen mit der vom Fahrer oder Beifahrer wahrgenommenen Umgebung des Fahrzeugs aus Sicht des Fahrers oder Beifahrers korrekt überlagern; wobei die Verzerrung auf Basis der von der Sensorvorrichtung ermittelten Kopfposition erfolgt.
9. Navigationssystem nach einem der Ansprüche 7 oder 8, weiterhin aufweisend: einen Laserprojektor zum projizieren der anzuzeigenden Daten auf eine Windschutzscheibe des Fahrzeugs.
10. Navigationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, weiterhin aufweisend: eine mobile Navigationseinheit (160) zum Bereitstellen von Kartenmaterial an die Navigationseinheit (130).
11. Navigationssystem nach Anspruch 10, wobei die mobile Navigationseinheit (160) zum Übertragen eines ausgewählten Teils des in der mobilen Navigationseinheit (160) gespeicherten Kartenmaterials ausgeführt ist.
12. Navigationssystem nach Anspruch 10 oder 11, ausgeführt zum Verwenden eines Bildschirms der mobilen
Navigationseinheit (160) zur Anzeigen von Daten, die von der Mensch-Maschine- Schnittstelle (140) nicht dargestellt werden.
13. Fahrzeug mit einem Navigationssystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
14. Fahrzeug nach Anspruch 13, wobei die Mensch-Maschine-Schnittstelle (140) und die Navigationseinheit (130) an voneinander getrennten Orten im Fahrzeug angeordnet sind.
15. Verwendung eines Navigationssystems (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 in einem Fahrzeug.
16. Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers eines Fahrzeugs, das Verfahren aufweisend die Schritte:
Bereitstellen einer bidirektionalen Kommunikationsverbindung (150) zwischen einer Mensch-Maschine-Schnittstelle (140) und einer Navigationseinheit
(130) für ein komplexes menügesteuertes Fahrzeug-Mehrfunktionssystem; Ansteuerung von in der Mensch-Maschine-Schnittstelle (140) befindlichen
Daten über die Kommunikationsverbindung; wobei die Mensch-Maschine-Schnittstelle und die Navigationseinheit getrennte Einheiten sind, die zur Kommunikation miteinander über die
Kommunikationsverbindung ausgeführt sind.
17. Programmelement, das, wenn es auf einem Prozessor (101) ausgeführt wird, den Prozessor (101) anleitet, die folgenden Schritte durchzuführen:
Bereitstellen einer bidirektionalen Kommunikationsverbindung (150) zischen einer Mensch-Maschine-Schnittstelle (140) und einer Navigationseinheit (130) für ein komplexes menügesteuertes Fahrzeug-Mehrfunktionssystem;
Ansteuerung von in der Mensch-Maschine-Schnittstelle (140) befindlichen Daten über die Kommunikationsverbindung; wobei die Mensch-Maschine-Schnittstelle und die Navigationseinheit getrennte Einheiten sind, die zur Kommunikation miteinander über die Kommunikationsverbindung ausgeführt sind.
18. Computerlesbares Medium, auf dem ein Programmelement gespeichert ist, das, wenn es auf einem Prozessor (101) ausgeführt wird, den Prozessor (101) anleitet, die folgenden Schritte durchzuführen: Bereitstellen einer bidirektionalen Kommunikationsverbindung (150) zischen einer Mensch-Maschine-Schnittstelle (140) und einer Navigationseinheit (130) für ein komplexes menügesteuertes Fahrzeug-Mehrfunktionssystem;
Ansteuerung von in der Mensch-Maschine-Schnittstelle (140) befindlichen Daten über die Kommunikationsverbindung; wobei die Mensch-Maschine-Schnittstelle und die Navigationseinheit getrennte Einheiten sind, die zur Kommunikation miteinander über die Kommunikationsverbindung ausgeführt sind.
EP08803060A 2007-09-04 2008-08-15 Navigationssystem für ein komplexes menügesteuertes fahrzeug-mehrfunktionssystem Ceased EP2185899A1 (de)

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