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.