DE3517213A1

DE3517213A1 - Navigationssystem fuer selbstgetriebene fahrzeuge

Info

Publication number: DE3517213A1
Application number: DE19853517213
Authority: DE
Inventors: Hisatsugu Himeji Hyogo Itoh; Kousaku Uota
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1984-05-15
Filing date: 1985-05-13
Publication date: 1985-11-21
Also published as: JPS60239791A; US4677562A; JPH0335669B2; CA1261039A

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Navigationssystem für selbstgetriebene Fahrzeuge, insbesondere ein solches Navigationssystem, bei dem ein Ausgangspunkt, ein Zielpunkt und ein laufender Ort eines Fahrzeuges mit entsprechenden Marken auf einer Anzeigeeinrichtung, zum Beispiel einer Kathodenstrahlröhre, angezeigt werden.

Ein derartiges Navigationssystem für selbstgetriebene Fahrzeuge ist aus der JP-OS 58-146814 bekannt. Das herkömmliche System mißt die Fahrentfernung und die Richtung bzw. den Kurs eines Fahrzeugs und berechnet die laufende Position des

Fahrzeugs aus dieser Information. Das System zeigt auch eine Landkarte als Bildinformation, die aus einem Speicher ausgelesen wird, auf der Anzeige, zum Beispiel einer Kathodenstrahlröhre, an, wobei eine Marke die auf der Anzeige berechnete, laufende Position des Fahrzeuges angibt, so daß ein Fahrer die laufende Position des Fahrzeuges aus der auf der Anzeige abgebildeten Landkarte und der Marke bestimmen kann.

Da jedoch eine extrem vielschichtige Informationsmenge erforderlich ist, um die Bildinformation einer Landkarte zur Anzeige zu bringen, muß eine Speichereinrichtung zur Speicherung einer derartigen Informationsmenge und somit ein Navigationssystem entsprechend große Abmessungen haben, was hohe Kosten mit sich bringt. Dementsprechend ist es wünschenswert, ein preiswertes Navigationssystem mit kleinen Abmessungen zur Verfügung zu haben, das sich an Bord eines Fahrzeuges mitführen läßt.

In einem Falle, wo ein Ausgangspunkt und ein Zielpunkt vorgegeben sind, ist, auch wenn eine im Speicher gespeicherte Landkarte auf der Anzeige dargestellt und eine die laufende Position des Fahrzeugs angebende Markierung in überlagerter Weise angezeigt wird, die im verkleinerten Maßstab dargestellte Landkarte unter bestimmten Bedingungen so klein, daß die laufende Position eines Fahrzeugs nicht deutlich angezeigt werden kann. Wenn außerdem der Abstand oder die Entfernung zwischen dem Ausgangspunkt und dem Zielpunkt sehr groß ist, so daß eine Vielzahl von Landkarten erforderlich wird, ist es schwierig, die gesamte Fahrstrecke zu erfassen.

Obwohl es nicht unbedingt unmöglich ist, diese technischen Probleme mit einem Speicher zu lösen, der eine große Kapazität sowie eine Hochgeschwindigkeits-Recheneinrichtung besitzt, werden die Größe bzw. die Abmessungen des Gesamtsystems sehr groß, so daß es schwierig wird, es an Bord eines Fahrzeugs sowohl räumlich als auch in wirtschaftlicher

Weise unterzubringen.

Ferner wird in einem Falle, wo der Kurs oder die Richtung eines Fahrzeuges durch Abtastung des Erdmagnetismus gemessen wird, der zu messende Kurs mit einem relativen Winkel geliefert, der von der Richtung des Erdmagnetismus und der Fahrtrichtung des Fahrzeuges (Fahrzeugkurs) abgeleitet wird, und somit stimmt die Fahrtrichtung häufig mit der tatsächlichen geographischen Richtung nicht überein. Mit anderen Worten, während die Richtung des Erdmagnetismus im allgemeinen von Süden nach Norden zeigt, stimmt die tatsächliche geographische Nord-Richtung häufig nicht mit der Richtung des Erdmagnetismus überein, und zwar in Abhängigkeit davon, um welchen Bereich der Erde es sich handelt. Die Winkeldifferenz zwischen diesen beiden Richtungen wird als Deklination bezeichnet. In Japan gibt es beispielsweise Deklinationen zwischen 5°und 10° nach Westen.

Wenn somit die Marke der laufenden Position des Fahrzeugs, äie unter Verwendung der Fahrzeugrichtung berechnet wird, welche auf der Basis der Richtung des Erdmagnetismus gemessen wird, in überlagerter Weise auf dem Bildschirm angezeigt wird, der eine auf der Basis der geographischen Nordrichtung präparierte Landkarte zeigt, wird ein erheblicher Fehler zwischen der wahren oder tatsächlichen laufenden Position sowie der berechneten und angezeigten Position vorliegen.

Um den Fehler aufgrund einer derartigen Deklination zu eliminieren, ist beispielsweise in der JP-OS 58-5610 ein System angegeben worden, bei dem ein Deklinationswert durch eine externe Betätigung für den Bereich eingegeben wird, wo das Fahrzeug gerade fährt, und der auf der Basis des eingegebenen Wertes die gemessene Fahrtrichtung korrigiert. Ein derartiges System hat jedoch den Nachteil, daß der Deklinationswert wieder umgestellt werden muß, wenn das Gebiet, wo das Fahrzeug fährt, sich ändert, was komplizierte Operationen mit sich bringt.

Ferner sind zwei Publikationen bekannt geworden, nämlich "Cathode-Ray Tube Information Center with Automotive Navigation", veröffentlicht in SAE Technical Paper Series 840485 von M. W. Jarvis und R. C. Berry, und "On-Board Computer System for Navigation, Orientation, and Route Optimization" , veröffentlicht in SAE Technical Paper Series 840313 von P. Haeussermann. Beide Publikationen basieren auf der "International Congress & Exposition", die in Detroit, Michigan, vom 27. Februar bis 2. März 1984 stattgefunden hat. In der zuerst genannten Literaturstelle wird eine ungefähre Position eines Fahrzeugs aus der Verbindung mit einem Satelliten bestimmt, und eine genauere Position wird mit einer in sich geschlossenen Navigation unter Verwendung eines Erdmagnetismus-Meßfühlers im Fahrzeug bestimmt und auf einer Kathodenstrahlröhre angezeigt. Die zuletzt genannte Literaturstelle beschreibt ein zusammengesetztes System aus einem Streckenführungssystem auf Hauptstrecken-Autobahnen unter Verwendung von Entfernungsinformation und aus einem Bestimmungsanzeigesystem in ei- ner Stadt unter Verwendung von Entfernungsinformation und Kursinformation.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Navigationssystem für selbstgetriebene Fahrzeuge anzugeben, das unter Vermeidung der Nachteile des Standes der Technik eine einwandfreie Anzeige liefert, auch wenn sich die magnetische Deklination in Abhängigkeit vom jeweiligen geographischen Bereich ändert.

Bei dem erfindungsgemäßen System hat eine Speichereinrichtung nicht die Bildinformation einer tatsächlichen Landkarte gespeichert, sondern statt dessen die geographischen Bezeichnungen und die geographischen Positionen (Koordinaten) der Punkte sowie die jeweiligen Deklinationen des Erdmagnetismus an diesen Punkten. Wenn die geographischen Bezeichnungen eines Ausgangspunktes und eines Zielpunktes über eine Eingabeeinheit eingegeben .werden, liest eine Steuerung aus der Speichereinrichtung die jeweiligen

Positionen der eingegebenen Punkte aus. Die Steuerung steuert eine Anzeigeeinheit, um Marken anzuzeigen, die jeweils den Ausgangspunkt und den Zielpunkt in einem geeignet verkleinerten Maßstab angeben, der durch die Positionen dieser Punkte bestimmt ist, wobei gemäß diesen Marken außerdem eine weitere Marke auf dem Bildschirm angezeigt wird, welche die laufende Position eines Fahrzeuges angibt. Ein Punkt, der der laufenden Position des Fahrzeuges während seiner Fahrt am nächsten liegt, wird bestimmt und aus der Speichereinrichtung abgerufen. Auf der Basis der Deklinationsinformation, die diesem abgerufenen Punkt entspricht, wird die abgetastete Fahrzeugrichtung korrigiert, um eine genaue Berechnung der laufenden Position des Fahrzeuges vorzunehmen, wobei diese Anordnung des Navigationssystems für selbstgetriebene Fahrzeuge eine vollständige praktische Navigationsfunktion auch mit einem billigen Speicher kleiner Abmessungen und einer entsprechenden Recheneinheit ausüben kann.

Genauer gesagt, aus der zurückgelegten Fahrstrecke oder der Fahrentfernung bzw. der Fahrzeugrichtung, die von einer Abtasteinrichtung, zum Beispiel einem Kartometer, zur Abtastung der zurückgelegten Entfernung eines Fahrzeuges sowie einer weiteren Abtasteinrichtung, zum Beispiel einem Azimutmeter zur Abtastung der Fahrzeugrichtung durch Messung des Erdmagnetismus geliefert werden, berechnet eine Recheneinheit die laufende Position des Fahrzeugs. Der Rechner ist an eine Initialisierungs- oder Einleitungseinrichtung angeschlossen, um zu Beginn die laufende Position des Fahrzeugs zu setzen bzw. einzugeben. Eine Anzeige für eine flächige Anzeige entsprechend einem zweidimensionalen kartesischen Koordinatensystem und eine Speichereinrichtung, in der die Information gespeichert ist, die für eine Vielzahl von Sätzen von Punkten repräsentativ ist, wobei jeder Satz aus einer geographischen Bezeichnung, ihrer geographischen Position sowie der Deklination des Erdmagnetismus besteht, sind ebenfalls vorgesehen. Die Punktinformations-Speichereinrichtung ist an eine

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Punkteingabeeinrichtung angeschlossen, welche die jeweiligen geographischen Bezeichnungen eines Ausgangspunktes und eines Zielpunktes des Fahrzeugs angibt, die jeweilige Positionsinformation, die den eingegebenen geographischen Bezeichnungen entspricht, aus der Speichereinrichtung ausliest und die ausgelesene Positionsinformation als Koordinaten der Punkte setzt bzw. eingibt. Auf der Basis der gegenseitigen Positionsrelation zwischen dem Ausgangspunkt und dem Zielpunkt, die mit der Punkteingabeeinrichtung eingegeben werden, steuert eine Anzeigesteuerung eine Anzeigeeinheit, um Marken, welche die Positionen der Punkte an den vorgegebenen Positionen des Schirmes der Anzeige angeben, sowie eine Marke anzuzeigen, welche die laufende Position des Fahrzeugs auf dem Schirm angibt, und zwar in einem verkleinerten Maßstab, der durch die Positionen der angezeigten Ausgangs- und Zielpunkte bestimmt ist. Außerdem ist eine Korrektureinrichtung vorgesehen, welche aus der Speichereinrichtung einen Punkt abruft, der der laufenden Position des Fahrzeugs am nächsten gelegen ist, und welche die Fahrzeugrichtung auf der Basis der Deklination dieses Punktes korrigiert. Diese Anordnung ermöglicht es dem Benutzer, die Position des Fahrzeuges während der Fahrt genau festzustellen, und zwar durch Betrachtung der Positionsrelation der Marken, welche den Ausgangspunkt, den Zielpunkt und die laufende Position des Fahrzeuges auf der Bildschirmanzeige angeben.

Die Recheneinrichtung für die laufende Position enthält vorzugsweise eine Einrichtung, um einen relativen Winkel zu bestimmen, der aus dem Erdmagnetismus und der Fahrzeugrichtung abgeleitet ist.

Die Korrektureinrichtung enthält vorzugsweise eine Einrichtung zur Berechnung der Entfernung zwischen der laufenden Position des Fahrzeuges und jedem von sämtlichen in der Speichereinrichtung gespeicherten Punkten, eine Einrichtung zur Bestimmung eines Punktes mit dem minimalen Abstand von der laufenden Position des Fahrzeugs, eine Einrichtung

zum Abrufen der Deklination des bestimmten Punktes, und eine Einrichtung zum Subtrahieren der Deklination von dem bestimmten relativen Winkel.

Die Anzeigesteuerung kann eine Einrichtung zur Bestimmung der Entfernung und der Positionsrelation zwischen dem Ausgangspunkt und dem Zielpunkt aus der Positionsinformation der beiden mit der Punkteingabeeinrichtung gesetzten Punkte sowie eine weitere Einrichtung aufweisen, die dafür sorgt, daß die Anzeigeeinrichtung die jeweiligen Marken, welche für die Positionen der beiden Punkte auf der Basis der bestimmten Entfernung und der Positionsrelation in dem durch die Marken bestimmten verkleinerten Maßstab sowie eine weitere Marke auf der Anzeigeeinrichtung anzeigt, die für die laufende Position des Fahrzeuges repräsentativ ist.

Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:

Fig. 1 ein Hardware-Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Navigationssystems für selbstgetriebene Fahrzeuge;

Fig. 2 ein Diagramm zur Erläuterung eines Kursmeßfühlers, der bei der Anordnung gemäß Fig. 1 verwendet wird;

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer bei der Anordnung nach Fig. 1 verwendeten Tastatur;

Fig. 4 eine Tabelle des japanischen Kana-Alphabets;

Fig. 5 eine Tabelle der geographischen Punktinformation, die in einem Halbleiterspeicher der Anordnung gemäß Fig. 1 gespeichert wird;

Fig. 6A eine Landkarte eines südlichen Teiles der Hyogo-Präfektur von Japan;

Fig. 6B eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Zusammenhanges zwischen einer Landkarte von Japan

und ihren Koordinaten;

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung einer Anzeigeeinrichtung, zum Beispiel einer bei der Anordnung nach Fig. 1 verwendeten Kathodenstrahlröhre zur

Erläuterung des Zusammenhanges zwischen dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre und den Koordinaten auf dem Bildschirm;

Fig. 8A ein Hauptflußdiagramm des Programmes, das von der in Fig. 1 dargestellten Steuerung abgearbeitet wird;

Fig. 8B bis 81 detaillierte Flußdiagramme von Unterprogrammen des Hauptflußdiagramms gemäß Fig. 8A;

Fig. 9A und 9B Anzeigebeispiele von Marken des Ausgangspunktes, des Zielpunktes und/oder der laufenden Position eines Fahrzeuges auf dem Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre; und in

Fig. 10 ein Funktionsblockschaltbild einer Basisanordnung eines erfindungsgemäßen Navigationssystems für selbstgetriebene Fahrzeuge.

In den verschiedenen Figuren der Zeichnung werden durchgehend gleiche Bezugszeichen für gleiche oder entsprechende Teile bzw. Baugruppen verwendet. In den verschiedenen Figuren der Zeichnung, insbesondere in Fig. 1, ist schematisch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Navigationssystems für selbstgetriebene Fahrzeuge dargestellt. Bei dieser Ausführungsform besteht die Hardware-Anordnung des Navigationssystems aus einem Fahrentfernungsmeßfühler 101,

einem Fahrzeugrichtungsmeßfühler 102, einer Tastatur 103, einer Steuerung 104, einem Halbleiterspeicher 105 und einer Kathodenstrahlröhre oder einer sonstigen Anzeigeeinrichtung 106, wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Der Fahrentfernungsmeßfühler 101 mißt die Umlaufgeschwindigkeit oder Drehzahl eines Fahrzeugrades, zum Beispiel mit einem elektromagnetischen Meßwertgeber oder einem Reed-Schalter, und liefert als Meßausgangssignal Impulse, deren Frequenz proportional zur Umdrehungsgeschwindigkeit des Fahrzeugrades ist, an die Steuerschaltung oder Steuerung 104.

Der Kurs- oder Richtungsmeßfühler 102 weist einen Erdmagnetismus-Meßfühler 202 in Form einer magnetischen Sonde auf, die gemäß Fig. 2 an einem Fahrzeug 201 befestigt ist, zerlegt den vom Meßfühler 202 gemessenen Vektor des Erdmagnetismus H in eine Komponente Ha der Fahrtrichtung 203 des Fahrzeuges 201 sowie eine Komponente Hb, die senkrecht zur Komponente Ha ist, und liefert diese Ausgangssignale an die Steuerung 104.

Wie i*¹ äer perspektivischen Darstellung gemäß Fig. 3 gezeigt, weist die Tastatur 103 einen Zeichentastenbereich 301 und einen Steuertastenbereich 302 auf. Der Zeichentastenbereich

301 besteht aus Zeichentasten, die für "A" bis "N" des japanischen Kana-Alphabets repräsentativ sind, das nachstehend der Einfachheit halber mit Großbuchstaben angegeben wird, sowie einer mit "V" bezeichneten Taste 410 für stimmhafte Laute und einer mit "SV" bezeichneten Taste 412 für halb-stimmhafte Laute, die in Kombination mit den Zeichentasten verwendet werden, um die übrigen Kana-Zeichen gemäß der Tabelle in Fig. 4 zu erzeugen. Der Steuertastenbereich

302 besteht aus Steuertasten, die jeweils die Funktionen "Löschen", "Setzen", "Ausgangspunkt", "Zielpunkt", "Beendigung" und "Start" angeben. Die Angaben der auf der Tastatur 103 aktivierten Tasten werden in die Steuerung 104 eingelesen.

Der Zeichentastenbereich wird verwendet, um sämtliche Silben der Kana-Zeichen einzugeben, die für die im gesprochenen

Japanisch verwendeten Silben repräsentativ sind.

in Fig. 4 ist eine Tabelle des japanischen Kana-Alphabets angegeben, wobei sämtliche Kana-Zeichen durch lateinische Buchstaben repräsentiert sind. Genauer gesagt, die Tabelle umfaßt 44 Kana-Zeichen mit klarem Laut von "A" bis "WA", die mit einer dicken Linie umrahmt sind, wobei die Zeilen 41a bis 41 j jeweils als "A"-Zeile, "KA"-Zeile, "SA"-Zeile, "TA"-Zeile, "NA"-Zeile, "HA"-Zeile, "MA"-Zeile,"YA" -Zeile,

JO "i&'-Zeile und "WA^Zeile bezeichnet werden; ferner ein Kana-Zeichen für den Laut "N", der in Zeile 41k dargestellt und ebenfalls mit einer dicken Linie umrahmt ist; Kana-Zeichen für stimmhafte Laute, die in den Zeilen 411-41ο angegeben sind, Kana-Zeichen für halb-stimmhafte Laute, die in Zeile

j5 41p angegeben sind, Kana-Zeichen für zusammengezogene Laute, die in den Zeilen 41q-41w angegeben sind, Kana-Zeichen für stimmhafte-zusammengezogene Laute, die in den Zeilen 41x bis 41z angegeben sind, sowie Kana-Zeichen für halbstimmhafte-zusammengezogene Laute, die in der Zeile 41zz angegeben sind.

Als nächstes wird die Eingabe dieser Kana-Zeichen in das System unter Verwendung der Tasten 301 näher erläutert. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, werden die Tasten 41a1, 41a2, 41a3, 41a4 und 41a5 in der ersten Spalte in Fig. 3 verwendet, um die Kana-Zeichen für die jeweiligen klaren Laute "A", "I", "U", "E" und "O" einzugeben, die in Zeile 41a in Fig. 4 angegeben sind; die Tasten 41b1, 41b2, 41b3, 41b4 und 41b5 in der zweiten Spalte in Fig. 3 werden verwendet, u™ äie jeweiligen Kana-Zeichen für klare Laute "KA", "KI", "KU", "KE" und "KO" einzugeben, die in Zeile 41b in Fig. 3 angegeben sind; ferner werden die Kana-Zeichen für die übrigen klaren Laute gemäß der Tabelle in Fig. 4 mit den Tasten 41c1-41k eingegeben. Die Taste 41 j 1 repräsentiert das Kana-Zeichen für den klaren Laut "WA", während die Taste 41k das Kana-Zeichen "N" repräsentiert. Die Taste 410 wird in Kombination mit den Tasten zur Erzeugung von Zeichen für klare Laute verwendet, um die Zeichen für

stimmhafte Laute zu erzeugen. Die Taste 412 wird in Kombination mit den Tasten zur Erzeugung von Kana-Zeichen für klare Laute verwendet, um die Kana-Zeichen für halb-stimmhafte Laute zu erzeugen.

Beispielsweise wird zur Erzeugung des Kana-Zeichens für den halb-stimmhaften Laut "PA" zuerst die Taste für das Kana-Zeichen des klaren Lautes "HA" gedrückt und anschließend die Taste 412 gedrückt, so daß der eingegebene Laut bzw.

,Q das eingegebene Zeichen von "HA" in "PA" geändert wird. In gleicher Weise werden die Kana-Zeichen für die halbstimmhaften Laute "PI", "PU", "PE" und "PO" eingegeben, indem zunächst die jeweiligen Kana-Zeichen für klare Laute "HI", "FU", "HE" und "HO" eingegeben werden und dann jeweils die Taste 412 gedrückt wird.

Die Kana-Zeichen für stimmhafte Laute werden folgendermassen eingegeben. Zunächst wird eine Taste für einen klaren Laut und dann die Taste 410 gedrückt. Beispielsweise wird

_on zur Eingabe des Kana-Zeichens für den stimmhaften Laut "GA" zuerst das Kana-Zeichen "KA" eingegeben durch Drücken der entsprechenden Taste für den klaren Laut, und dann wird die Taste 410 gedrückt, um das eingegebene Kana-Zeichen von "KA" in "GA" zu ändern. In gleicher Weise können durch

„c Drücken der Taste 410 die Kana-Zeichen für die klaren Laute "KI", "KU", "KE" und "KO" geändert werden in "GI", "GU", "GE" und "GO"; die Zeichen "SA", "SHI", "SU", "SE" und "SO" können geändert werden in "ZA", "JI", "ZU", "ZE" und "ZO"; die Zeichen "TA", "CHI", "TSU", "TE" und "TO" können geändert werden in "DA", "JI", "ZU", "DE" und "DO"; und die Zeichen "HA", "HI", "FU", "HE" und "HO" können geändert werden in "BA", "BI", "BU", "BE"bzw. "BO".

Das Kana-Zeichen "N" kann eingegeben werden, indem man die Taste 41k drückt.

Als nächstes wird die Eingabe der Kana-Zeichen für zusammengezogene Laute beschrieben. Beispielsweise müssen zur

Eingabe des Städtenamens "Kyoto" das Kana-Zeichen für den zusammengezogenen Laut "KYO" und das Kana-Zeichen für den klaren Laut "TO" eingegeben werden. Zur Eingabe des Kana-Zeichens "KYO" wird zuerst die für das Kana-Zeichen "KI" repräsentative Taste gedrückt, anschließend wird die für das Kana-Zeichen "YO" repräsentative Taste gedrückt. Als nächstes wird die für das Kana-Zeichen "TO" repräsentative Taste gedrückt, so daß das Wort "KIYOTO" eingegeben wird. Wenn keine Stadt "KIYOTO" im Speicher existiert, wird das System automatisch die Stadt bzw. den Städtenamen "KYOTO" anzeigen, wobei die klaren Laute "KI" und "YO" automatisch in den zusammengezogenen Laut des Kana-Zeichens "KYO" geändert werden. In gleicher Weise können sämtliche anderen Kana-Zeichen für zusammengezogene Laute erzeugt werden, indem man die dichteste oder engste Kombination von Kana-Zeichen für klare Laute eingibt.

Die Linien I-IV in Fig. 4, welche die Kana-Zeilen für klare Laute mit den Kana-Zeilen für stimmhafte Laute verbinden, geben die jeweiligen Transformationen an, die mit den jeweiligen Kana-Zeichen erfolgen, wenn die Taste 410 gedrückt wird; die Linie IV¹ gibt die Transformation an, die beim Drücken der Taste 412 erfolgt, nachdem die jeweiligen Kana-Zeichen für klare Laute eingegeben worden sind. Die Eingabe von Kana-Zeichen durch die Betätigung einer Taste im Zeichentastenbereich 301 wird in die Steuerung 104 eingelesen.

Der Halbleiterspeicher 105 besteht beispielsweise aus einem 8-Bit-Festwertspeicher oder ROM, in dem die Punktinformation gespeichert ist, die aus der geographischen Bezeichnung, zum Beispiel Städtenamen, Ortsnamen, usw. von Punkten, ihren geographischen Positionen sowie der Deklination des Erdmagnetismus der Punkte besteht. Die gespeicherte Information wird mit der Steuerung 104 ausgelesen.

Beispielsweise ist die Punktinformation des Rathauses der

Stadt "HIMEJI", also von Hijemi-City in Japan, die in Fig. 6A und 6B dargestellt ist, in Adressen A0-A7 in einer Speichertabelle des Halbleiterspeichers 105 gemäß Fig. 5 gespeichert. In den Adressen A0-A2 wird "HIMEJI" als geographische Bezeichnung nacheinander in Form der jeweiligen Codes gespeichert, die repräsentativ sind für die japanischen Kana-Zeichen "HI", "ME" und "JI". Die signifikantesten Bits von jeder der Adressen A0-A2 dienen als Markierungsbits zur Identifizierung dieser Adressen als geographisehe Information, wobei der Adresse A2, in der das letzte Zeichen der geographischen Bezeichnung gespeichert ist, eine "1" zugeordnet ist, während den anderen Adressen AO und A1 eine "0" zugeordnet ist, wie es Fig. 5 zeigt. Somit repräsentieren die übrigen sieben Bits von jeder der Adressen A0-A2 ein Kana-Zeichen. Mit sieben Bits ist es möglich, sämtliche Kana-Zeichen auszudrücken, die einen klaren Laut, einen stimmhaften Laut, einen halb-stimmhaften Laut, einen Doppellaut und einen zusammengezogenen Laut haben, wie es Fig. 4 zeigt* Die Speicheradressen A3-A6 haben die Positionsinformation von "Himeji City" gespeichert, wobei die Adressen A3 und A4 zur Speicherung der geographischen Länge von Himeji City dienen, während die Adressen A5 und A6 zur Speicherung der geographischen Breite von Himeji City dienen. In der Adresse A7 ist die Deklination gespeichert, die für Himeji City ungefähr einen Wert von 6,4° hat.

In gleicher Weise haben die Adressen A8-AF die Punktinformation von beispielsweise "KOBE" gespeichert, das als "KOUBE" eingegeben wird, um "KOBE" in genauerer Weise in japanischer Sprache einzugeben. In Fig. 6A ist eine Landkarte eines südlichen Teiles der Hyogo-Präfektur in der oben erwähnten Weise dargestellt, in der Hirneji-City und Kobe-City liegen.

Mittlerweile gibt es etwa 680 Städte in ganz Japan, wobei sich durch die Angabe von etwa 300 geographischen Bezeichnungen, einschließlich der Namen von Bezirken, Städten, Dörfern, Verbindungspunkten, Stationen, Schlössern, Seen,

Pässen, Bergen und Gipfeln pro Präfektur ungefähr 13 800 geographische Namen oder Bezeichnungen für insgesamt 46 Bezirke in Japan zur Präparierung ergeben, einschließlich eines Hauptstadtbezirks und 45 Präfekturen, aber ohne die Okinawa-Präfektur. Nimmt man an, daß die Anzahl von Zeichen einer geographischen Bezeichnung im Durchschnitt den Wert vier hat, so sind 4 Bytes erforderlich für die jeweilige Positionsinformation, nämlich 2 Bytes für die x-Koordinate (Abszisse), 2 Bytes für die y-Koordinate (Ordinate) und 1 Byte für die Deklinationsinformation, wobei eine Punktinformation somit 9 Bytes erfordert, was zu einer Gesamtheit von 124 200 Bytes führt, um 13 800 Punkte von Japan zu speichern.

Um die Information von 13 800 Punkten zu speichern, sind vier ROMs erforderlich, die jeweils eine maximale Speicherkapazität von 256 kbits haben und derzeit im Handel erhältlich sind. Jedoch wird mit einem ROM von 1 Mbit, der in naher Zukunft im Handel erhältlich sein dürfte, nur ein ROM ausreichend sein, wobei ein kleiner, leichter und in hohem Maße zuverlässiger Halbleiterspeicher verwendet werden kann.

Um die Positionsinformation zu erhalten, können die Koordinatenachsen X und Y der Einfachheit halber so vorgegeben werden, wie es in der Landkarte von Japan in Fig. 6B dargestellt ist, wobei die Koordinaten (xi, yi) (mit i = 1, 2, ...) , die durch die relative Entfernung aufgrund der Koordinatenachsen repräsentiert werden, in dem Speicher gespeichert werden können. In diesem Falle ist Japan, in Fig. 6B dargestellt, in 1700 km im Quadrat unterteilt, wobei diesen 1700 km Länge 2 Bytes (16 Bits) der Speicheradressen A3 (oder AB) und A4 (oder AC) für die Abszisse (X-Entfernung) und 2 Bytes der Speicher A5 (oder AD) und A6 (oder AF) für die Ordinate (Y-Entfernung) zugeordnet sind, welche repräsentativ für die Positionsinformation der geographischen Länge und der geographischen Breite von Hirneji City bzw. Kobe City sind. Somit ist 1 Bit

ungefähr 26 m zugeordnet, was einer praktikablen Einheit entspricht.

Während die Deklinationsinformation bei der hier angegebenen Ausführungsform durch 1 Byte repräsentiert ist, so ist der Grund hierfür der, daß die Deklination nur um etwa 5° bis 10° für sämtliche geographischen Punkte in Japan von Hokkaido bis Kyushu in der oben erwähnten Weise variiert, so daß dann, wenn 1 Byte in der oben erwähnten Weise der Deklinationsinformation zugeordnet ist, ein Bit etwa 0,02°

(=5/2 ) entspricht, was eine vollständig praktikable Einheit darstellt.

Die Anzeigeeinheit 106 kann eine herkömmliche Kathodenstrahlröhre aufweisen, und es wird angenommen, daß sie einen rechteckigen Bildschirm 601 aufweist, wie es die Außenansicht gemäß Fig. 7 zeigt. Es darf darauf hingewiesen werden, daß die Koordinatenachsen U und V kartesische Koordinatenachsen sind, die senkrecht zueinander stehen, um BiIdschirmkoordinaten (u, v) auf dem Bildschirm 601 anzuzeigen, auf dem die Marken eines Ausgangspunktes, eines Zielpunktes und der laufenden Position des Fahrzeuges in der nachstehend beschriebenen Weise angegeben werden.

Die Steuerung 104 enthält einen herkömmlichen Mikrocomputer sowie verschiedene Eingabe/Ausgabe-Schnittstellen, die nicht näher dargestellt sind. Die Steuerung 104 liest die Positionsinformation aus dem Halbleiterspeicher 105 auf der Basis der Information einer geographischen Bezeichnung aus, die durch die Betätigung der Tastatur 103 eingegeben wird, bestimmt einen geeigneten verkleinerten Maßstab aus der Positionsrelation zwischen dem Ausgangspunkt und dem Zielpunkt, und erzeugt Marken-Signale zur Anzeige der Punkte. Außerdem gibt die Steuerung 104 Signale vom Fahrentfernungsmeßfühler 101 und vom Fahrzeugrichtungsmeßfühler 102 ein, um die laufende Position des Fahrzeuges auf der Basis dieser Signale zu berechnen, und erzeugt ein Marken-Signal, welches die laufende Position des Fahrzeuges mit dem

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vorgegebenen verkleinerten Maßstab angibt, und steuert die Anzeigeeinheit 106/ um die Marken an den entsprechenden Koordinaten des Bildschirmes 601 auf der Basis der Marken-Signale anzuzeigen. Außerdem ruft die Steuerung 104 einen Punkt, der der laufenden Position des Fahrzeugs während seiner Fahrt am nächsten liegt, aus dem Halbleiterspeicher 105 ab und führt eine Verarbeitung für die Berichtigung des Fahrzeugkurses oder der Fahrzeugrichtung durch, und zwar unter Verwendung des Richtungssignals vom Fahrzeugrichtungsmeßfühler 102 sowie auf der Basis der Deklinationsinformation dieses Punktes.

Der Betrieb der Steuerung 104 wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Flußdiagramme in den Fig. 8A bis 81 näher erläutert.

Fig. 8A zeigt das Flußdiagramm einer Hauptroutine des für die Steuerung 104 verwendeten Programms. Dieses allgemeine Flußdiagramm wird durch eine Betätigung oder Bedienung gestartet, beispielsweise durch das Einschalten der elektrischen Versorgung für die Steuerung 104. Beim Schritt S101 werden Variable initialisiert oder eingegeben, und dann werden ein Unterprogramm S102 für eine Vorbereitungsverarbeitung für Eingabepunkte, ein Unterprogramm S103 für eine Setzverarbeitung oder Eingabeverarbeitung eines Ausgangspunktes, ein Unterprogramm S104 für eine Setzverarbeitung oder Eingabeverarbeitung eines Zielpunktes, ein Unterprogramm S105 für eine Markenanzeige-Steuerverarbeitung, ein Unterprogramm S106 für eine Einleitungsverarbeitung der laufenden Position sowie ein Unterprogramm S107 für eine Fahrzeugrichtungs-Korrekturverarbeitung nacheinander wiederholt durchgeführt.

Genauer gesagt, ein Benutzer aktiviert oder drückt die Taste "Löschen" der Tastatur 103, bevor er einen Ausgangspunkt und einen Zielpunkt setzt bzw. eingibt. Infolgedessen wird in einem Flußdiagramm gemäß Fig. 8B, das Einzelheiten des Unterprogramms S102 für die

Vorbereitungsverarbeitung der Punkteingabe angibt, das erwähnte Drücken der Taste bei den Schritten S201 und S202 abgetastet, und dann werden die nicht dargestellten Speicher Pn, X, Y, Θ, Xs, Ys, Xg und Yg, die nachstehend näher beschrieben sind, zur Eingabe der jeweiligen Punkte beim Schritt S203 alle auf Null gesetzt bzw. gelöscht.

Dann wird ein Ausgangspunkt eingegeben, das heißt, wenn beispielsweise "Himeji City" einzugeben ist, werden nacheinander die Tasten "Ausgangspunkt", "HI", "ME", "SHI", "V" (Taste 410) und "Setzen" auf der Tastatur 103 gedrückt. Folglich wird in einem Flußdiagramm gemäß Fig. 8C, das Einzelheiten des Unterprogramms S103 für die Eingabeverarbeitung des Ausgangspunkes gemäß Fig. 8A zeigt, das Drücken der Taste "Ausgangspunkt" zunächst bei den Schritten S301 und S302 abgetastet, so daß ein Unterprogramm S303 für eine Eingabeverarbeitung einer geographischen Bezeichnung und eine Punktabrufverarbeitung durchgeführt werden. Beim Schritt S401 in einem Flußdiagramm gemäß Fig. 8D, das Einzelheiten des Unterprogramms S303 zeigt, wird der Inhalt der eingegebenen Taste eingelesen, und wenn der Inhalt der eingegebenen Taste als Zeichen beim Schritt S402 erkannt wird, wird er im Speicher Pn (n = 1, 2, ...) zum Speichern der kombinierten Zeichen von geographischen Bezeichnungen gespeichert. Jedesmal, wenn eine Zeichentaste einmal gedrückt wird, werden die Schritte S401 bis S403 ausgeführt, so daß "HI" in einem Speicher P1 gespeichert wird, "ME" in einem Speicher P2 gespeichert wird, "SHI" in einem Speicher P3 gespeichert wird, und "V" in einem Speicher P4 gespeichert wird, wobei die jeweiligen Speicher P1 bis P4 nicht dargestellt sind.

Schließlich wird das Drücken der Taste "Setzen" bei den Schritten S402 und S404 abgetastet, und beim Schritt S405 wird die Kombination der eingegebenen Zeichen "HI", "ME", "SHI" und "V" aus dem Halbleiterspeicher 105 abgerufen, so daß eine Punktinformation mit der Kombination der Zeichen "HI", "ME", "SHI" und "V" (die Kombination von

"SHI" und "V" wird bei diesem Abrufen als "JI" angesehen) , die in den Speicheradressen AO-AF gespeichert ist, abgerufen wird. Beim Schritt S406 wird die Positionsinformation der Punktinformation, die an den Speicheradressen A3-A6 gespeichert ist, und die Deklinationsinformation, die in der Speicheradresse AF gespeichert ist, ausgelesen. Die Inhalte der Adressen A3 und A4 werden im Speicher X gespeichert, die Inhalte der Adressen A5 und A6 werden im Speicher Y gespeichert, und der Inhalt der Adresse AF wird im Speicher θ gespeichert.

Dann geht das Programm zum Schritt S304 im Flußdiagramm gemäß Fig. 8C weiter, wo die abgerufene Positionsinformation in den Speichern X, Y und die Deklinationsinformation im Speicher θ jeweils zu den Speichern Xs, Ys und Bs übertragen werden, die dazu dienen, um die X-Koordinatenkomponente (Abszisse), die Y-Koordinatenkomponente (Ordinate) bzw. die Deklination des jeweiligen eingegebenen Ausgangspunktes zu speichern. Damit ist die Eingabeverarbeitung des Unterprogramms S10 3 für den Ausgangspunkt beendet.

Als nächstes wird ein Zielpunkt beim Unterprogramm S104 gemäß Fig. 8A eingegeben. Wenn beispielsweise "KOBE CITY" oder die Stadt "KOBE", die im Japanischen "KOUBE" heißt, in der oben beschriebenen Weise gewählt wird, werden nacheinander die Tasten "Zielpunkt", "KO", "U", "HE", "V" (Taste 410) und "Setzen" auf der Tastatur 103 gemäß Fig. 3 gedrückt. Nachdem ein Benutzer die Taste "Zielpunkt" anstatt der Taste "Ausgangspunkt" gedrückt hat, kann er die

3Q Tasten in gleicher Weise wie bei der Eingabe der geographischen Bezeichnung des Ausgangspunktes betätigen. Infolgedessen wird das Unterprogramm S104 für eine Zielpunkt-Eingabeverarbeitung gemäß Fig. 8A durchgeführt. In Fig. 8E, die Einzelheiten des Unterprogramms S104 zeigt, werden die gleichen Operationen wie für die Ausgangspunkt-Eingabeverarbeitung durchgeführt, die vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 8C beschrieben worden sind. Die Betätigung der Taste "Zielpunkt" wird nämlich bei den Schritten S501 und

S502 in Fig. 8E abgetastet., und dann geht das Programm zum Schritt S503 weiter, der dem Schritt S303 in Fig. 8C entspricht, so daß die erneute Beschreibung hier nicht erforderlich erscheint. Nach der Ausführung des Schrittes S503 wird beim Schritt S504 die Information der abgerufenen Positionsinformation in den Speichern X und Y zu den Speichern Xg und Yg für den Zielpunkt übertragen. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Inhalte der Speicher Xg bzw. Yg den X-Koordinatenwert und den Y-Koordinatenwert der Positionsinformation des eingegebenen Zielpunktes bezeichnen.

Nachdem die Eingabe des Ausgangspunktes und des Zielpunktes somit verarbeitet worden sind, drückt der Benutzer die Taste "Beendigung". Folglich wird das Unterprogramm S105 für die Markenanzeige-Steuerverarbeitung gemäß Fig. 8A gemäß einem Flußdiagramm in Fig. 8F ausgeführt. In diesem Flußdiagramm wird bei den Schritten S601 und S602 das Drücken der Taste "Beendigung" festgestellt. Dann wird in der nachstehend beschriebenen Weise ein Verkleinerungsmaßstab bestimmt, so daß die jeweiligen Marken, welche den Ausgangspunkt und den Zielpunkt angeben, auf dem Umfang 603 einer rechteckigen Zone 602 angezeigt werden können, die eine LängenerStreckung Lx und eine Breitenerstreckung Ly besitzt und vorher in imaginärer Weise auf dem BiIdschirm 601 der Kathodenstrahlröhre 106 eingestellt worden ist, wie es Fig. 7 zeigt.

Wie mit den Unterprogrammen S103 und S104 für die Eingabeverarbeitungen des Ausgangspunktes und des Zielpunktes eingegeben, sind die Koordinaten des Ausgangspunktes und des Zielpunktes jeweils (Xs, Ys) bzw. (Xg, Yg). Beim Schritt S603 wird das Verhältnis der LängenerStreckung Lx der rechteckigen Zone 602 des Bildschirmes 601 zu einer Entfernung I Xs-Xg I in LängenerStreckung von Osten nach Westen zwischen dem Ausgangspunkt und dem Zielpunkt auf der Abszisse bestimmt zu Rx = Lx/ I Xs - Xg] , und das Verhältnis der BreitenerStreckung Ly der rechteckigen Zone 602 des Bildschirmes 601 zu einer Entfernung | Ys-Yg ) in

—Jnj—

BreitenerStreckung von Norden nach Süden zwischen dem Ausgangspunkt und dem Zielpunkt auf der Ordinate Y wird bestimmt zu Ry = Ly/ | Ys - Yg|. Dann werden beim Schritt S604 die Werte der beiden obigen Verhältnisse Rx und Ry miteinander verglichen. Wenn Rx ^ Ry gilt, wird Rx als Verkleinerungsmaßstab R bestimmt, während dann, wenn Rx > Ry gilt, Ry als Verkleinerungsmaßstab R festgelegt wird (vgl. die Schritte S605 und S606 in Fig. 8F). Dann werden beim Schritt S607 die Koordinaten (Xo, Yo) des Mit- IQ telpunktes von Ausgangspunkt und Zielpunkt berechnet, und zwar auf der Basis der folgenden Gleichungen:

Xo = (Xs+Xg)/2 Yo = (Ys+Yg)/2.

Damit der Mittelpunkt dem zentralen Punkt, das heißt, dem Koordinatenursprung (u = O, ν = O) der rechteckigen Zone 602 entspricht, wird die Umwandlung der Koordinaten und die Reduzierung auf den verkleinerten Maßstab beim Schritt S608 berechnet, und zwar auf der Basis der folgenden Gleichungen :

Us = R(Xs-Xo)
Vs = R(Ys-Yo)
Ug = R(Xg-Xo)
Vg = R(Yg-Yo).

Dabei gibt (Us, Vs) die Koordinaten des Ausgangspunktes auf dem Schirm 602 und (Ug, Vg) die Koordinaten des Zielpunktes auf dem Bildschirm 602 an. Infolgedessen werden die Koordinaten des Ausgangspunktes und des Zielpunktes jeweils am äußeren Umfang 603 der rechteckigen Zone 602 positioniert.

Als nächstes wird beim Schritt S609 ein Anzeigesignal an die Kathodenstrahlröhre bzw. die Anzeigeeinheit 106 von der Steuerung 104 abgegeben, so daß eine Marke 801 des Ausgangspunktes und eine Marke 802 des Zielpunktes auf dem Bildschirm 601 angezeigt werden können, und zwar an

den jeweils berechneten Koordinaten (Us, Vs) und (Ug, Vg), wie es Fig. 9A zeigt. Somit ist die Durchführung des Unterprogramms S105 gemäß Fig. 8A beendet.

Wenn sich nun das Fahrzeug am eingegebenen oder gesetzten Ausgangspunkt befindet, kann der Benutzer sofort die Taste "Start" auf der Tastatur 103 drücken, während dann, wenn sich das Fahrzeug etwas weiter von den Koordinaten des Ausgangspunktes weg befindet, der Benutzer die Taste "Start" erst dann drücken sollte, wenn das Fahrzeug die geographischen Koordinaten (Xs, Ys) erreicht hat, die den Koordinaten (Us, Vs) des Ausgangspunktes auf dem Bildschirm 601 entsprechen. Dementsprechend wird das Unterprogramm S106 für die Einleitungsverarbeitung der laufenden Position des Fahrzeugs gemäß Fig. 8A durchgeführt, und zwar gemäß einem Flußdiagramm, das in Fig. 8G dargestellt ist. In diesem Flußdiagramm wird bei den Schritten S701 und S702 das Drücken der Taste "Start" festgestellt, und dann werden beim Schritt S703 die geographischen Koordinaten (Xs, ^Ys) des Ausgangspunktes in die nicht dargestellten Speicheradressen (xp, yp) zur Speicherung der Koordinaten der laufenden Position des Fahrzeugs eingegeben und für die integrale Berechnung der laufenden Position des Fahrzeugs verwendet. Außerdem wird beim Schritt S704 die Deklination Os des Ausgangspunktes als Eingangswert in eine Speicheradresse θν für die Korrektur der Deklination eingegeben, wie es nachstehend näher erläutert ist.

Wenn somit die Eingabe des Ausgangspunktes, des Zielpunktes und der laufenden Position des Fahrzeugs beendet ist und das Fahrzeug kontinuierlich fährt, wird ein Unterbrechungs-Befehl der Steuerung 104 jedesmal dann eingegeben, wenn der Fahrtentfernungsmeßfühler 101 einen Impuls in einem Intervall einer Einheitsfahrentfernung dL von beispielsweise 1 m abgibt, so daß eine Unterbrechungsverarbeitung gemäß Fig. 8H durchgeführt wird.

In dem Flußdiagramm gemäß Fig. 8H werden die Richtungssignale Ha und Hb in den Mikrocomputer der Steuerung 104 beim Schritt S801 eingelesen, und ein Winkel θρ, der von dem Vektor des Erdmagnetismus H in Fig. 2 sowie der Fahrtrichtung 203 des Fahrzeugs 201 abgeleitet wird, wird beim Schritt S802 gemäß der nachstehenden Gleichung berechnet:

θρ = tan"¹(Hb/Ha).

IQ Beim Schritt S803 wird ein auf der Deklination beruhender Fehler gemäß der nachstehenden Gleichung

9c = θρ - θν

jg korrigiert, um die Fahrzeugrichtung θα zu erhalten, die geographisch genau ist. Dann werden die Richtungskomponenten dx und dy der Einheitsfahrstrecke dL in bezug auf die Koordinatenachsen X und Y gemäß Fig. 6B beim Schritt S804 berechnet, und zwar gemäß den nachstehenden Gleichungen:

dx = dLsinec

dy - dLcosec.

Diese Werte werden zu den bislang aufsummierten Werten in den Adressen xp und yp der Koordinatenkomponenten der laufenden Position des Fahrzeugs beim Schritt S805 hinzuaddiert.

Dann werden beim Schritt S806 die Koordinaten (up, vp) der OQ laufenden Position des Fahrzeugs auf dem Bildschirm 601 berechnet, und zwar gemäß den nachstehenden Gleichungen:

up = R(xp-Xo)
vp = R(yp-Yo).

Diese Berechnung erfolgt auf der Basis des Verkleinerungsmaßstabes R. Dann wird beim Schritt S807 ein Anzeigesignal oder Markensignal von der Steuerung 104 an die

Kathodenstrahlröhre bzw. die Anzeigeeinheit 106 ausgegeben, so daß eine Marke 803 für die laufende Position des Fahrzeuges angezeigt werden kann, wie es in Fig. 9B mit den Koordinaten (up, vp) auf dem Bildschirm 601 angegeben ist.

Während das Fahrzeug fährt, werden die Unterbrechungs-Routine gemäß Fig. 8H durchgeführt sowie das Unterprogramm S107 für eine Fahrzeugrichtungs-Korrekturverarbeitung gemäß Fig. 8A abgearbeitet.

Fig. 81 zeigt ein Flußdiagramm zur Bestimmung der Deklination θν eines Punktes, der der laufenden Position des Fahrzeugs am nächsten gelegen ist. Zunächst einmal wird beim Schritt S901 festgestellt, ob das Fahrzeug fährt oder nicht, was sich ohne weiteres aus der Periode des Ausgangssignals des Fahrentfernungsmeßfühlers 101 bestimmen läßt. Wenn sich herausstellt, daß das Fahrzeug fährt, wird der Schritt S902 durchgeführt, wo eine Punktinformation aus dem Halbleiterspeicher 105 ausgelesen wird. Selbstverständlich ist das Programm in der Lage, während der nächsten Ausführung eine Punktinformation auszulesen, die gleich nach der Punktinformation gespeichert wird, die diesmal ausgelesen wird. Beim Schritt S903 wird ein Abstand oder eine Entfernung L zwischen dem ausgelesenen Punkt mit den Koordinaten (X,

Y) und der laufenden Position mit den Koordinaten (xp, yp) bestimmt, und zwar gemäß der nachstehenden Gleichung:

L= { (xp-X)² + (yp-Y)²} ^1/2.

Beim Schritt S904 wird die derzeit berechnete Entfernung L mit dem Minimalwert Lmin der bislang erhaltenen Entfernungen verglichen. Es ist festzuhalten, daß der Anfangswert für diesen Vergleich richtig gesetzt wird. Wenn sich herausstellt, daß die berechnete Entfernung L kleiner ist als der Minimalwert Lmin, dann wird beim Schritt S905 die Entfernung L als aktualisierter Minimalwert Lmin eingegeben. Beim Schritt S906 wird der jeweilige Deklinationswinkel θ dieses Punktes in einem zeitweiligen Speicher 0a

gespeichert. Beim Schritt S907 wird festgestellt, ob die gesamte im Halbleiterspeicher 105 gespeicherte Punktinformation ausgelesen worden ist oder nicht und ob sämtliche Vergleiche der laufenden Entfernung L mit der Minimalentfernung Lmin durchgeführt worden sind. Wenn sich herausstellt, daß nicht die gesamte Punktinformation zu Vergleichszwecken ausgelesen worden ist, dann geht das Programm zu der Hauptroutine gemäß Fig. 8A zurück, während dann, wenn festgestellt wird, daß die gesamte Punktinformation zu Vergleichszwecken ausgelesen worden ist, das Programm zum Schritt S908 weitergeht.

Beim Schritt S908 wird der Inhalt des Speichers 6a, der schließlich den Deklinationswert eines Punktes gespeichert hat, der der laufenden Position des Fahrzeuges am nächsten liegt, in den Deklinationsspeicher θν eingegeben, das heißt aktualisiert, der im Ausgangszustand auf den Deklinationswert 9s des Ausgangspunktes eingestellt war, und zur Deklinations-Berichtigung verwendet. Dann wird beim Schritt S909 ein richtiger Anfangswert in einen Speicher Lmin eingegeben, und das Programm kehrt zu der Hauptroutine gemäß Fig. 8A zurück. Es ist festzuhalten, daß dieser richtige Anfangswert vorzugsweise unendlich oder unbegrenzt ist oder der von diesem Programm gelieferte Maximalwert sein kann, oder aber gleich der halben Entfernung zwischen einem Paar von Punkten ist, die unter den gespeicherten Punkten am weitesten voneinander entfernt sind.

Beim Schritt S803 für die Rechenverarbeitung der laufenden Position des Fahrzeuges gemäß Fig. 8H ist es möglich, eine geographisch genaue Fahrzeugrichtung Qc zu bestimmen, und zwar durch die Korrektur der Fahrzeugrichtung θρ auf der Basis der Deklination θν. Da in diesem Falle eine aktualisierte Deklinationsinformation stets automatisch durch die kontinuierliche Ausführung der Fahrzeugrichtungs-Korrekturverarbeitung gemäß Fig. 81 eingegeben wird, während das Fahrzeug fährt, braucht der Benutzer hierfür keine spezielle Operation vorzunehmen.

Fig, 10 zeigt ein Funktionsblockschaltbild eines (an Bord befindlichen) Navigationssystems für selbstgetriebene Fahrzeuge gemäß der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform berechnet ein Rechner 903 die laufende Position des Fahrzeugs aus der laufenden Entfernung bzw. der zurückgelegten Entfernung bzw. der Fahrzeugrichtung, die von einer Entfernungsabtasteinrichtung 901/ zum Beispiel einem Kartometer, zur Messung der Fahrentfernung eines Fahrzeugs, und einer Richtungsabtasteinrichtung 902, zum Beispiel einem Azimutmeter zur Bestimmung der Fahrzeugrichtung durch Messung des Erdmagnetismus geliefert werden.

Der Rechner 903 ist an eine Einleitungseinrichtung 904 angeschlossen, die zum Beispiel eine Tastatur aufweist, um zu Beginn die laufende Position des Fahrzeuges einzugeben. Eine Anzeigeeinheit 905 ermöglicht eine flächige Anzeige gemäß einem zweidimensionalen kartesischen Koordinatensystem und eine Speichereinrichtung 906 hat die Information gespeichert, die repräsentativ ist für eine Vielzahl von Sätzen von Punkten, wobei jeder Satz aus einer geographischen Bezeichnung, ihrer geographischen Position und der Deklination des Erdmagnetismus besteht. Die Punktinformations—Speichereinrichtung 906 ist an eine Punkteingabeeinrichtung 907 angeschlossen, welche die jeweiligen geographischen Bezeichnungen eines Ausgangspunktes und eines Zielpunktes des Fahrzeuges vorgibt, die jeweilige Positionsinformation entsprechend der eingegebenen geographischen Bezeichnungen aus der Speichereinrichtung 906 ausliest, und die ausgelesene Positionsinformation als Koordinaten der Punkte eingibt. Auf der Basis der gegenseitigen Positionsrelation zwischen dem Ausgangspunkt und dem Zielpunkt, die mit der Punkeingabeeinrichtung 907 gesetzt oder eingegeben werden, steuert eine Anzeigesteuerung 908 eine Anzeigeeinheit 905, um die Marken, welche die Positionen der Punkte angeben, an den vorgegebenen Positionen des Bildschirmes der Anzeigeeinheit 905 sowie eine Marke für die laufende Position des Fahrzeuges auf dem Schirm in einem verkleinerten Maßstab

anzuzeigen, der durch die Positionen der angezeigten Ausgangs- und Zielpunkte bestimmt ist.

Außerdem ist eine Korrektureinrichtung 909 vorgesehen,-welche aus der Speichereinrichtung 906 einen Punkt abruft, der der laufenden Position des Fahrzeuges am nächsten liegt, und die die Fahrzeugrichtung oder den Fahrzeugkurs auf der Basis der Deklination dieses Punktes korrigiert. Diese Anordnung ermöglicht es dem Benutzer, die Position des Fahrzeuges während der Fahrt aus der Positionsrelation der Marken, welche den Ausgangspunkt, den Zielpunkt und die laufende Position des Fahrzeuges auf dem Bildschirm angeben, genau zu entnehmen.

Während bei der obigen Ausführungsform gemäß der Erfindung ein Halbleiterspeicher, wie zum Beispiel ein ROM, als Punktinformations-Speichereinrichtung angegeben worden ist, darf darauf hingewiesen werden, daß dann, wenn eine Speichereinrichtung großer Kapazität, wie zum Beispiel ein Floppy-Disc verwendet wird, mehr Positionsinformation gespeichert werden kann. Außerdem kann eine akustische Eingabeeinrichtung die Tastatur ersetzen. Ferner kann eine Flüssigkristallanzeige vom Punktmatrixtyp die erwähnte Kathodenstrahlröhre als Bildschirm ersetzen.

Wenn gemäß der Anordnung des erfindungsgemäßen Systems ein Ausgangspunkt und ein Zielpunkt des Fahrzeuges mit ihren geographischen Bezeichnungen angegeben werden, so liest die Steuerung 104 die Positionsinformation eines gewünschten Punktes aus der vorher gespeicherten Punktinformation aus. Die Punktinformation wird in Form von Koordinaten der Punkte eingegeben, die mit entsprechenden Marken in geeignet verkleinertem Maßstab auf dem Bildschirm angezeigt werden, und die laufende Position des Fahrzeuges, die jede Sekunde berechnet wird, wird ebenfalls mit einer Marke angezeigt. Dabei wird die Fahrzeugrichtung oder der Fahrzeugkurs, der mit einem Fahrzeugrichtungsmeßfühler gemessen wird, auf der Basis einer Deklination korrigiert, die

vorher für einen bestimmten Punkt gespeichert worden ist, der der laufenden Position des Fahrzeuges am nächsten liegt. Folglich wird ein System mit bevorzugten Navigationsfunktionen angegeben, das für die Mitführung an Bord eines Kraftfahrzeuges geeignet ist, und zwar in folgender Weise:

(1) Es wird nicht die Bildinformation einer tatsächlichen Landkarte im Halbleiterspeicher gespeichert, sondern statt dessen wird eine Punktinformation, die aus der Information von vorgegebenen Punkten und ihren jeweiligen Deklinationen besteht, als Basiseinheit gespeichert, so daß die Information von Punkten über einen großen Bereich von Flächen oder Gebieten gespeichert werden kann.

I^ (2) Da ein Ausgangspunkt und ein Zielpunkt mit ihren geographischen Bezeichnungen angegeben werden und die vorher gespeicherte Positionsinformation ausgelesen und als Koordinaten der Punkte gesetzt oder eingegeben wird, können die Positionen der Punkte mit einfachen Operationen genau gesetzt oder eingegeben werden.

(3) Da die Marken, welche die beiden Punkte angeben, an geeigneten Positionen des Bildschirmes 601 auf der Basis der Entfernung zwischen dem Ausgangspunkt und dem Zielpunkt und der Positionsrelation zwischen ihnen angezeigt werden und die Marke, welche die laufende Position des Fahrzeuges angibt, ebenfalls in einem verkleinerten Maßstab, der durch die Marken des Ausgangspunktes und des Zielpunktes bestimmt ist, auf dem Bildschirm angezeigt

gO werden, kann der Benutzer oder Fahrer seine gesamte Energie der Führung des Fahrzeuges widmen, ohne daß er mühsame Operationen vornehmen muß, wie das Eingeben von Positionen der Marken sowie des Verkleinerungsmaßstabes.

gc (4) Da ein Punkt, der der laufenden Position des Fahrzeuges am nächsten liegt, aus einem Halbleiterspeicher abgerufen wird und die Fahrzeugrichtung gemäß der für diesen Punkt vorher gespeicherten Deklination korrigiert wird,

wird eine Deklination dicht bei der laufenden Position des Fahrzeuges automatisch eingegeben, auch wenn das Fahrzeug während der Fahrt Gebiete durchfährt, deren Deklinationen sich voneinander unterscheiden, so daß eine geographisch genaue Fahrzeugposition bestimmt wird, ohne daß eine komplizierte Operation, wie zum Beispiel eine externe Operation, vorgenommen werden müßte, so daß eine genaue Berechnung der laufenden Position des Fahrzeuges ermöglicht wird.

Somit kann auch ein Speicher kleiner Kapazität als Datenspeichereinrichtung verwendet werden, die in der Lage ist, in vollem Umfang die laufende Position des Fahrzeuges zur Anzeige zu bringen. Infolgedessen läßt sich ein an Bord befindliches Navigationssystem für selbstgetriebene Fahr-

!5 zeuge realisieren, das kompakt und billig ist und eine vollständige praktische Navigationsfunktion erfüllt.

- Leerseite -

Claims

Patentan Sprüche

1. Navigationssystem für selbstgetriebene Fahrzeuge, gekennzeichnet durch

eine erste Abtasteinrichtung (101, 901) zur Messung der zurückgelegten Entfernung eines Fahrzeuges (201); eine zweite Abtasteinrichtung (102, 902) zur Messung der Richtung oder des Kurses (203) des Fahrzeuges (201); eine Anzeigeeinheit (106, 905) für eine flächige Anzeige auf der Basis eines zweidimensionalen kartesischen Koordinatensystems;

eine Speichereinrichtung (105, 906) zur Speicherung von Punktinformation, die eine geographische Bezeichnung und ihre Position umfaßt; und

eine Steuerung (104, 908) zur Angabe der geographischen Bezeichnungen eines Ausgangspunktes und eines Zielpunktes, zum Auslesen der Positionsinformation der angegebenen geographischen Bezeichnungen in der Speichereinrichtung (105, 906), zum Empfang von Signalen von den ersten und zweiten Abtasteinrichtungen (101, 901; 102, 902) zur Berechnung der laufenden Position des Fahrzeuges (201) , zur Berechnung von Koordinaten des Ausgangspunktes, des Zielpunktes und der laufenden Position des Fahrzeuges

(201) auf der Basis ihrer gegenseitigen Positionsrelation auf der Anzeigeeinrichtung (106, 905), und zur Steuerung der Anzeigeeinrichtung (106, 905) zur Anzeige von Marken (801, 802), die jeweils die Punkte in einem durch die Marken (801, 802) bestimmten verkleinerten Maßstab angeben, und zur Anzeige einer Marke (803) für die laufende Position des Fahrzeuges (201) in dem verkleinerten Maßstab an den jeweiligen berechneten Koordinaten ;
wobei die Speichereinrichtung (105, 906) die Deklinationen des Erdmagnetismus von einer Vielzahl von Punkten gespeichert hat und die Steuerung (104, 908) eine Einrichtung aufweist, um aus der Speichereinrichtung (105, 906) einen Punkt auf der Fahrtstrecke des Fahrzeugs (201) abzurufen, der der laufenden Position des Fahrzeuges (201) am nächsten liegt, und um die gemessene Fahrtrichtung (203) des Fahrzeuges (201) auf der Basis der Deklination des abgerufenen Punktes zu korrigieren.

2. Navigationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (104) folgende Baugruppen aufweist:

einen Rechner (903) zur Berechnung der laufenden Position des Fahrzeugs (201) aus der zurückgelegten Entfernung, die von der ersten Abtasteinrichtung (101, 901) gemessen wird, und der Fahrzeugrichtung, die mit der zweiten Abtasteinrichtung (102, 902) gemessen wird; eine Einleitungseinrichtung (904) zur anfänglichen Eingabe der laufenden Position des Fahrzeugs (201) für

den Rechner (903);

eine Punkteingabeeinrichtung (907) zur Eingabe der geographischen Bezeichnungen des Ausgangspunktes und des Zielpunktes, zum Abrufen der geographischen Bezeichnungen aus der Speichereinrichtung (105, 906), zum Auslesen der den geographischen Bezeichnungen entsprechenden Positionsinformation und zur Eingabe der Koordinaten der Punkte entsprechend der Positionsinformation; eine Anzeigesteuerung (908) zur Steuerung der Anzeigeeinrichtung (106, 905) zur Anzeige von Marken (801, 802), welche die jeweiligen Positionen der beiden mit der Punkteingabeeinrichtung (907) gesetzten Punkte an vorgegebenen Positionen auf der Anzeigeeinrichtung (106, 905) angeben, und zur Anzeige einer Marke (803) für die laufende Position des Fahrzeuges (201) in einem verkleinerten Maßstab, der durch die Positionsrelation zwischen den Marken (801, 802) der beiden Punkte bestimmt ist; und eine Korrektureinrichtung (909), um aus der Speichereinrichtung (105, 906) einen Punkt auf der Fahrstrecke des Fahrzeuges (201), der der laufenden Position des Fahrzeuges (201) am nächsten liegt, abzurufen und die gemessene Richtung (203) des Fahrzeuges (201) auf der Basis der Deklination des abgerufenen Punktes zu korrigieren.

3. Navigationssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner (903) für die laufende Position eine Einrichtung aufweist, um einen relativen Winkel zu bestimmen, der aus dem Erdmagnetismus (H) und der Fahrzeugrichtung (203) abgeleitet wird.

4. Navigationssystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung (909) eine Einrichtung zur Berechnung der Entfernung zwischen der laufenden Position des Fahrzeuges (201) und jedem von sämtliehen in der Speichereinrichtung (105, 906) gespeicherten Punkten, eine Einrichtung zur Bestimmung eines Punktes mit einem minimalen Abstand von der laufenden Position des Fahrzeuges (201), eine Einrichtung zum Abrufen

der Deklination des bestimmten Punktes, sowie eine Einrichtung zum Subtrahieren der Deklination von dem ermittelten relativen Winkel aufweist.

5. Navigationssystern nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigesteuerung (908) eine Einrichtung zur Bestimmung des Abstandes und der Positionsrelation zwischen den Ausgangs- und Zielpunkten aus der Positionsinformation der mit der Punkteingabeeinrichtung (907) eingegebenen Punkte sowie eine Einrichtung aufweist, die dafür sorgt, daß die Anzeigeeinrichtung (106, 905) Marken (801, 802), die jeweils repräsentativ sind für die Positionen der beiden Punkte auf der Basis der vorgegebenen Entfernung und der Positionsrelation, sowie in einem durch die Marken (801,

802) bestimmten verkleinerten Maßstab eine weitere Marke (803) anzeigt, die repräsentativ ist für die laufende Position des Fahrzeuges (201) auf der Anzeigeeinrichtung (106, 905).

6. Navigationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionsinformation die Information für die geographische Länge und Breite des jeweiligen Punktes umfaßt.