Bisher war eine Orientierung für den in freier Natur wandernden, laufenden oder reitenden Menschen nur mit verschiedenen Hilfsmittel wie Landkarten und Kompass möglich. Der Umgang mit Kompass und Plan erforderte einigermaßen Kenntnisse Und Erfahrung und blieb trotzdem ein langsames und umständliches Verfahren, das bei schlechten Sichtverhältnissen überhaupt versagte. Auf .jedenfall war man in seiner Wahl der Wander- und Lauf- Routen eingeschränkt auf in der Landkarte eingetragene Wege oder zumindest auf <?as Finden von markierten Orientierungs-Fixpunkten angewiesen. Mit oder ohne Verwendung von Karten und Koπpass forderte eine Orientierung jedenfalls ständige Aufmerksamkeit, gute Augen und gute Sicht.

Sehbehinderte oder Blinde hatten bis heute kaum eine Möglichkeit ohne Begleitperson oder Führungshund, längere Wege durch Stadt und Land alleine wagen zu können.

Funkpeilgeräte haben den Nachteil, daß sie Postgenehmigungs¬ pflichtig sind, weil sie andere Geräte stören können. Würde man aber jedes Gerät mit einer anderen Wellenlänge betreiben wollen, dann wäre eine verbreiterte Verwendung ausgeschlossen. Außerdem ist zumindest eine weitere Funk¬ station, sowie ein guter Empfang nötig.

Selbstständige, autarke Navigationseinrichtungen sind in der Flug -, Schiff -, Raketen - und Fahrzeugtechnik bekannt. Z.B. ist eine Navigationseinrichtung für Straßenfahrzeuge durch die deutsche Offenlegungsschrift DE 2941 331 AI bekannt, wobei basierend auf Weg- und Richtungsmessung durch Subtraktion eines Wegvektors und eines durch eine Eingabevorrichtung eingebbaren Zielvektors, ein Differenz- Zielvektor errechnet wird. Bei dieser früheren Erfindung mußte der Benutzer mindestens vor Antritt seiner Fahrt mittels Tastenfeldes oder einer anderen Eingabeeinrichtung Zielvektoren eingeben, indem er aus einer Straßenkarte Koordinaten herausmessen und in das Eingabegerät übertragen

mußte.Dieses Verfahren war kompliziert und nicht für .jedermann geschaffen. Speziel aus diesem Nachteil heraus entwickelte,computergerechte Pläne für Computereingabe- Methoden wie Lichtgriffel und dgl. hatten die Anlage noch aufwendiger und teurer gemacht. Für gewönliche Kraftfahrer sind solche Anlagen nicht nur sehr teuer sondern stellen auch beachtliche Anforderungen an die Bedienung insbesondere an die fehlerfreie Übertragung und Eingabe von Koordinaten aus Plänen oder Kartenvorlagen.

Solche Navigationsanlagen für Fahrzeuge waren außerdem nicht austauschbar mit anderen Fahrzeugen, weil die Navigationsanlage mit dem jeweiligen Fahrzeug aufwendig und teuer entmagnetisiert und geeicht werden mußte.

Hingegen kann mittels der vorliegenden Erfindung die klein, leicht und billig ist, jeder einfache Mensch und vorallera Sehbehinderte und Blinde, ohne technische Geschicklichkeit, ohne irgendwelche Koordinaten aus Plänen oder Landkarten verwenden oder übertragen zu müssen, beim Gehen, Laufen oder Reiten sicher zu seinem Ausgangsort zurückfinden. Da diese erfindungsmäßige Orientierungsgerät keine weiteren Hilfsmittel und keine besondere Handhabung benötigt, und selbstständig und automatisch funktioniert, stellt dieses erfindungsmäßige Orientierungsgerät für jeden Wanderer besonders in NotSituationen und für Sehbehinderte, einen beachtlichen Wert dar.

Druckschriften

US-PS 4 416 066, US-PS 4 220 996, US-PS 4053 755,

US-PS 4 560861, US-PS 3 882 480, GB-PS 2 121 176,

GB-PS 1 582062, DE-OS 25 02 176,DE-0S 3308 431, DE-OS 29 12 915.

esc re ung an an von e

Fig.l zeigt eine beispielsweise Ausführung des erfindunge- mäßigen Orientierungsgerätes, (4) in einer prinzipiellen Darstellung.

Fig.2 zeigt einen magnetischenRichtungsgeber(1),der ein der Fortbewegungsrichtung entsprechendes Richtungssignal . an das digitale Rechenwerk (2) ab. Ein möglicher magnetischer Richtungsgeber besteht z.B. aus einer spitzengelagerten drehbaren Kompasscheibe (30) mit binär- oder im Graycode codierten transparent oder nicht transparenten Segmenten, die auch die Dauermagneten trägt. Auf der einen Seite der Kompasscheibe befindet sich eine LED (31) auf der gegen¬ überliegenden Seite mehrere Fotodioden (32) die je nach Drehrichtungsposition der Kompasscheibe (30) in bestimmter Reihenfolge beleuchtet werden. Damit steht die Richtung als digitales Richtungssignal . zur Verfügung und wird an das digitale Rechenwerk (2) geführt. Als agnet.Riehtungs- geberf-fjkann aber auch jedes andere System z.B. ein Gyro- Kompass, magnetosensitive-Halbleiter und -Widerstände, Halleffekt- Elemente mit Analog-Digital-Converter und dgl. verwendet werden.

Der Schrittbewegungswandler (3), siehe Fig.3, besteht beispielsweise aus Bearhleunigungs-, Druck- Aufnehmer oder einem piezoelektrischen Element mit fest- oder federnd¬ verbundenem Massestück, oder in der einfachsten Weise aus einem frei federnd, um eine Achse drehbar aufgehängten Pendel (33), welches die schwingende Gehbewegung eines gehenden oder laufenden oder reitenden Benutzers mitmacht, und bei jedem Schritt einen Gegenkontakt (34)berührt,womit ein Stromkreis geschlossen bzw. ein Stromimpuls i , an das digitale Rechenwerk (2) abgegeben wird, welcher mit dem dem momentanen Richtungssignal ψ . des magnetischen Richtungsgebers (1) im digitalen Rechenwerk (2) einen einzelnen Schrittvektor s.^ erzeugt. Der Betrag des Schritt¬ vektors |s.| entspricht dabei der Schrittlänge des Benutzers und-kann dabei durch z.B. eine Taste (11) in aufeinander¬ folgenden Stufen, eingestellt werden. Der nächste Schritt des Benutzers i+1 der z.B. in eine andere Richtung i ... erfolgt, erzeugt im digitalen Rechenwerk (2) einen weiteren

der Negativwert der Richtung des Wegvektors nämlich f>-180°) zeigt die Richtung zum Ausgangsort A zurück, siehe Fig.4.

Für die vektorielle Addition zweier Vektoren müssen beispiels¬ weise im digitalen Rechenwerk (2) die in Fig.5 dargestellten mathematischen Beziehungen gebildet werden. Die Programm - mäßige Behandlung der Vektorrechnung kann beispielsweise in rechtwinkeligen oder Polar - Koordinaten oder auch anders erfolgen, ist aber im übrigen nicht Gegenstand dieser Erfindung.

Abstand und Richtung zum Ausgangsort zurück können dem Benutzer mittels einer Anzeigevorrichtung (5) angezeigt werden. Dies kann z.B. optisch an einen LC - Display dar¬ gestellt werden. Da der Benutzer im allgemeinem die Winkel¬ grade garnicht wissen muß, sondern es ihm genügt zu wissen- ob er sich für den Rückweg (28) in Fig.4, mehr nach links oder mehr nach rechts drehen und gehen soll, kann dies durch einen auf dem LC-Display erscheinenden linken Pfeil ""*" (21) oder rechten Pfeil ^J " (22) oder durch eine links oder rechts aufleuchtende LED (23) oder (24) optisch und zusätzlich durch ein akustisches oder durch Vibration fühlbares Leit- Signal mittels einem Lautsprecher (10) öder Vibrator (9) dem Benutzer erkennbar gemacht werden. Beispielsweise kann die Richtigkeit der vom Benutzer eingenommenen Richtung zurück gegenüber der soll - Richtung -180°) durch die Tonhöhe oder Folgefrequenz eines akustischen "beep"-Signals erkennbar sein: Weicht die vom Benutzer momentan eingenom¬ mene Richtung φ _^ von der soll - Richtung (< -180°) zum Ausgangsort stärker ab - erhöht sich die beep- Folgefrequenz, dreht er sich näher zur soll- Richtung - wird die beep- Folgefrequenz langsamer. Hat er sich dann genau in die soll- Richtung (« _j ?-180°) gedreht, in diesem Fall wäre das momentane Richtungssignal ψ^ des magnetischen Richtungs-

Richtung des momentanen resultierenden Wegvektors ψ . , dann könnte dies dem Benutzer dadurch erkennbar gemacht werden, daß beispielsweise beide Pfeile"*' ^" *"(21 und 22) gleichzeitig erscheinen oder beide LED's links und rechts (23 und 24) aufleuchten und ein akustischer Dauerton hörbar wird. Die Modulation des Leit-Signals in Abhängig¬ keit von der Größe der Abweichung der momentanen Bewegungs- Richtung ψ^ von der soll- Richtung (f-180°) zum Ausgangs¬ ort A . kann entweder im Prozessor der Anzeigevorrichtung (5) oder im Prozessor des digitalen Rechenwerks (2) erfolgen.

Der Wanderer(Benutzer) muß aber nicht die genaue Richtung

(^-180°) zum Ausgangsort Ao zurückgehen, er muß auch nicht die gleiche Wegroute zurückgehen^ die er gekommen ist (27), vielmehr kann er jeden beliebigen Weg (28) zurückgehen und wird trotzdem immer zum Ausgangsort A hin, zurück¬ geführt werden.

Fig.4 zeigt einen beispielsweisen Wanderweg (27). .

Bevor der Benutzer vom Ausgangsort A losgeht, schaltet er das Orientierungsgerät ein. Wenn er z.B. am Ort A _n umkehren will, schaltet er die Anzeigevorrichtung (5) mittels z.B. der Taste (12) ein womit auf dem LC-Display die Entfernung des Ausgangsortes A in Meter, sowie die Richtung zum Ausgangsort Op-180°) und mittelsakustischem oder vibrativ fühlbarem Leit-Signal angezeigt wird.

Ist das Orientierungsgerät noch mit einem Zusatzspeicher(6) zur Speicherung von resultierenden Wegvektoren von aufeinanderfolgenden Ausgangsorten ^A ₀ ι _» A _o2 ,.-., ausgestattet, dann kann die Genauigkeit und Verwendbarkeit wesentlich erhöht werden. Dies soll an einem folgenden Anwendungs¬ beispiel erläutert werden:

Wie in Fig.6 dargestellt, verläßt der Benutzer z.B. sein auf einem großen unübersichtlichen Parkplatz geparktes Auto schaltet da sein Orientierungsgerät ein (A _Ql ) und geht dann zum Eingang des Parkplatz. Hier drückt er die Speicher- Befehlstaste (13), wodurch der an dieser Stelle (A ~) auf- summierte resultierende Wegvektor 2 _.sι. In den Zusatz-

Speicher (6) abgespeichert wird und der Rechenspeicher des digitalen Rechenwerks (2) wieder auf Null gesetzt d.h. gelöscht wird. Damit wird der Eingang des Parkplatz zum neuen Ausgangsort A ₂ » Dann geht der Benutzer weiter z.B. zum nahegelegenen Kirchenplatz und drückt beim Kirchentor ein zweites Mal die Speicher-Befehlstaste/V ^' λwodurch der ^l '-* rta__. an dieser Stelle aufsummierte resultierende Wegvektor _Z. s.

0 ^■ *• auf einen nächsten Speicherplatz des Zusatzspeichers (6) abgespeichert wird und der Rechenspeicher des digitalen Rechenwerks (2) abermals auf Null gesetzt wird: Auch diese Stelle - Kirchtor am Kirchenplatz - wird dadurch zum zweiten neuen,, bzw. dritten Ausgangsort A _. Nun macht der Benutzer z.B. eine mehrstündige Wanderung durch die Stadt oder Land. Wenn er einmal umkehren möchte z.B. beim Ort A und er zu diesem Zweck die Anzeigevor¬ richtung (5) durch Tastendruck auf Taste (12) einschaltet,

zum Kirchenp atz angezeigt. Wenn er wegen ngenau g eiten diesen Platz nur ungefähr erreicht, geht er noch bis zum Kirchentor - dort, wo er zuletzt die Speicher-Befehlstaste(13) drückte und betätigt hier die Rückruf- Befehlstaste (14), wodurch der vorangegangene, im Zusatzspeicher (6) ge¬ speicherte resultierende Wegvektor ^S _i wieder in den Rechenspeicher des digitalen Rechenwerks (2) eingelesen wird, sodaß nunmehr der Benutzer zum Eingang des Parkplatzes A Λ zurückgeführt wird. Schließlich angekommen beim Eingang des Parkplatzes, drückt er dort nochmals die Rückruf- Befehlstaste (14) wodurch der erste, auf einem ersten Speicherplatz des Zusatzspeichers (6) gespeicherte resultierende Wegvektor -_iS . in den Rechenspeicher des digitalen Rechenwerks (2) eingelesen wird und der Benutzer vom erfindungsmäßigen Orien ierungsgerät zum ursprünglichen Ausgangsort A - zu seinem geparkten Auto- geführt wird.

Trotzdem der Benutzer viele Stunden oder viele Kilometer

weit gegangen ist und sich dabei gewisse Abweichungen in Richtung und Abstand ergeben haben könnten, werden an den zwischengespeicherten Ausgangsorten sowohl beim Hinweg durch Null-setzen des Rechenspeichers des digitalen Rechenwerks (2), als auch beim Rückweg durch Rückruf des gespeicherten Wegvektors und Einlesen in das digitale Rechenwerk, Fehler dabei jedesmal gelöscht. Trotz langer Wanderung kann somit der Benutzer sein ge¬ parktes Auto auf ein paar Meter genau finden. Die Genauigkeit wird dadurch derart erhöht, daß auch Blinde mit dem erfindungsmäßigen Orientierungsgerätes ganze Wegrouten durch Stadt und Land alleine unternehmen können.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil liegt auch darin, daß Teilstrecken einer Wanderroute durch Fahrten mit Verkehrs¬ mittel oder Taxi usw. unterbrochen werden können. Die Orte der Fahrt- oder Wander-Unterbrechungen brauchen nur durch einen Tastendruck gespeichert werden.Das Orientierungsgerät erlaubt eine Wanderung oder einen Ausflug ganz individuell und frei zu gestalten - es muß nicht alles zu Fuß gelaufen werden. Für Blindeeröffnet dies bisher unbekannte Möglichkeiten der Bewegungsfreiheit in Stadt und Land.

Eine weitere erfindungsmäßige Ausgestaltung des Orientierungs¬ gerätes erweitert die Möglichkeiten noch um ein weiteres:

Ein von außen anschließbares oder einsteckbares externes Speichermedium (18) zur Speicherung von Wegvektoren und Schrittlänge, ähnlich dem internen fixen Zusatzspeicher (6) im Orientierungsgerät, ermöglicht es, durch eine weitere Abspeicher- und Einlese- Befehlstaste (29) mit welcher ein Abspeicher- oder Einlese- Vorgang zwischen dem externen Speichermedium (18) und dem internen Zusatzspeicher (6) ausgelöst wird, Wanderrouten beliebig oft zu wiederholen, anderen Benutzern zur Verfügung zustellen oder zu kaufen. Als externe Speichermedien (18) kommen beispiels¬ weise EE-PROM-cards (electrical erasable programmable read only memory) in Verwendung, aber auch andere electrische oder magnetische Speichersysteme.

Da in dem externen Speichermediura (18) neben den Wegvektor- Daten auch eine dazu maßstäbliche Schrittlänge gespeichert ist,

können die Wegvektor-Daten im digitalen Rechenwerk(2) einfach im Verhältnis der Schrittlängen vergrößert oder verkleinert werden, sodaß in externen Speichermedien (18) gespeicherte Wanderrouten unabhängig von der Schrittlänge des jeweiligen Benutzers übertragbar und austauschbar sind.

Hat beispielsweise eine Person ein Auto, irgendwo geparkt und eine andere Person will das Auto holen, dann braucht die parkende-Person. der Auto-suchenden-Person lediglich die Speicher-card zu übergeben. Es ist lediglich darauf zu achten, daß das Orientierungsgerät an der gleichen Stelle, z.B. wie in Fig. 7 dargestellt, seitlich am Bund oder Gürtel getragen wird. Dies kann aber leicht dadurch überprüft werden, daß bei gleicher Ausrichtung auch das gleiche Leit-Signal ertönen soll.

In einer anderen Ausführung des Orientierungsgerätes ist dieses ähnlich einem Collier um den Hals getragen,siehe Fig.8. Durch die Anlage an der Brust des Benutzers ist eine gut reproduzierbare Kopplung des Richtungsgebers mit der Fort¬ bewegungsrichtung des Benutzers gegeben.

Als externes Speichermedium (18) kommt auch ein Magnetband- Recorder in Anwendung. Das Orientierungsgerät ist dafür mit Anschlußstecker oder - Buchse (19) für den Anschluß eines Magnetband-Recorders (25) z.B. eines sogenannten "Walkman" zur Speicherung und Übertragung der Vektor-Daten und der Schrittlänge ausgestattet oder kann auch mit einem solchen Band-Recorder zusammengebaut sein. Auf dem Magnetband z.B. eine Standart-Kassette,können neben den Vektor-Daten einer Wanderroute oder Sightseeing-Tour, an den Ausgangsorten auch die Erklärung der Sehenwürdigkeiten aufgesprochen sein. Mit dem^Ohrhörer eines erfindungsmäßigen Orientierungsgeräts rn ^' ά Magnetband-Recorder,, ist sowohl die historische Information als auch das Leit-Signal zur nächsten Sehenswürdigkeit zu hören. Dazu kommt der Vorteil dieses elektronischen "Reiseleiters", daß der Tourist jeden beliebigen Weg von einer Sehenswürdigkeit zur nächsten gehen kann. Zwischen vorgegebene Ausgangsorte können auch Fahrstrecken einge¬ legt werden und damit eine auf Band-Kassette oder Speicher¬ card vorprogrammierte Sightseeing-Tour trotzdem völlig

frei gestaltet werden und dies ohne jegliche Stadtpläne oder Landkarten zu benötigen.

Neben einem Anschluß (15) für einen externen Ohrhörer für eine gute Hörbarkeit des Leit-Signals in lärmender Umgebung bzw. um durch das richtungsgebende Leit-Signal nicht andere auf sich aufmerksam zu machen, findet man auch einen Anschluß (7 ) für einen externen Bewegungs- Zählimpulsgeber (8 ), wobei dann der interne Schrittbewegungs¬ wandler (3) ausgeschaltet ist. Ein Anschluß für einen externen Bewegungs-Zählimpulsgeber bietet den Vorteil die Fortbewegung an einer optimalen Stelle zu messen bzw. in elektrische Zählirapulse umzuwandeln.Z.B. können die Schritt¬ zählimpulse yon einem im Laufschüh in bekannter Weise ein¬ gebauten Druckwandler gewonnen werden. Oder es kann ein Bewegungszählimpulsgeber an einem Fahrrad angeschlossen werden. Die Übertragung der Zählimpulse eines externen Bewegungszählimpulsgebers (8) kann über eine elektrische oder faseroptische Leitung (26) erfolgen oder mittels Infrarot- Ultraschall- oder Funkwellen- Übertragung erfolgen.

Schließlich erlaubt eine im Orientierungsgerät integrierte elektronische Uhr mit z.B. digitaler Anzeige (19) sowie mit Alarm- und Zeitmaß- Einrichtung eine Wanderroute auch zeitmäßig zu planen bzw. eine zeitgerechte Umkehr zum Ausgangsort durch ein Alarmzeichen in Erinnerung zu rufen.

In einer weiteren Ausgestaltung des Orientierungsgerätes kann die Anzeigevorrichtung (5) durch einen elektronischen Schalter (17) in zusammenwirken mit einem schallempfinlichen Empfänger (16) einschaltbar sein. Anzeige- und Leitsignale können damit vom Benutzer bei Bedarf durch einen Zuruf oder Pfiff eingeschaltet werden, die Hände werden dabei nicht gebraucht, was für den sportlichen Läufer oder Reiter, für Behinderte und für mehr Komfort von Bedeutung ist.

Um den Benutzer bei der Speicherung von. egvektoren an die entsprechenden Ausgangsorte zu erinnern, können die Speicher¬ plätze im Zusatzspeicher z.B.durch Nummern an der LCD (20) der Anzeigevorrichtung (5) gekennzeichnet sein und auf einem schreibaren Feld des Orientierungsgerätes, notiert werden.

Fig.9 zeigt beisbielsweise eine Ausführungsform des erfindungdsmäßigen Orientierungsgerätes in natürlicher Größe in der Seitenansicht ist die Spange (38), die Batterie (37), as Kontaktpendel des Scchrittbewegungs- wandlers (3), der magnetischer Richtungsgeber (1), eine Platine mit dem digitalen Rechenwerk (2) als Mikro¬ prozessor, die Anzeigevorrichtung (5) mit LCD, Gehäuse (4) sowie in Frontansicht die wichtigsten Tasten wie Enschalter (36), Schrittlängen - Eingabetaste (11) und die Einschalttaste (12) für die Anzeigevorrichung (5) und Leit-Signal, sowie ein Schreibfeld (39).