Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Erfassung von Navigationsdaten von Fahrzeugen nach der Gattung des Hauptanspruchs .

In jüngerer Zeit ist eine Vielzahl von Navigationsver¬ fahren für Fahrzeuge ^" bekanntgeworden, ^" bei denen mit Hilfe der Koordinaten des Ausgangspunktes einer Fahrt¬ route und einer im Fahrzeug mitgeführten Koppelπavi- gationsanlage fortlaufend der augenblickliche Standort des Fahrzeugs ermittelt und mittels eines Anzeigegerätes der jeweilige Standort in einem Lageplan angezeigt wird. Ein solches avigationsverf hren ist z.B. aus der DE-OS 29 3β 77^ bekannt. Dort wird der Fahrzeug¬ standort in dem Lageplan bzw. in einem Kartenaus¬ schnitt durch einen in eine Richtung, z.B. nach oben in die Fahrtrichtung zeigenden Pfeil dargestellt. Bei Fahrzeugfahrt wird mittels der gemessenen Rich- tungs- und Wegsignale die Karte entgegen- dem die Fahrt¬ richtung anzeigenden Pfeil bewegt und gegebenenf lls

um den Standort des Fahrzeuges gedreht. Für den Betrachter ^" bewegt sich damit der Standort- und Fahrtrichtungsp eil scheinbar entlang den gewünschten Straßen und ist dabei immer nach oben gerichtet. Diese Darstellungsart ist mechanisch sehr aufwendig, damit störanfällig und außer¬ dem unübersichtlich.

Aus der DE-OS 33 ^1 679 ist außerdem bekannt, vor An¬ tritt der Fahrt mittels eines Kodiergerätes und einer in dieses Gerät eingelegten Karte die gewünschte Fahrt¬ route durch deren Nachfahren mit einem Kodierstift fest¬ zulegen und die Lage einer Anzahl von Punkten auf der Fahrtroute abzuspeichern. Während der Fahrt wird mittels der Anzeige des Gerätes neben der Standortanzeige die gewünschte Fahrtroute wenigstens im Bereich des augen¬ blicklichen Standortes und zumindest zeitweise markiert. Zur Kodierung der vorgesehenen Fahrtroute wird ein Kodiergerät verwendet, mit dem mittels eines Stiftes der an zwei Fadenrollen befestigt ist , vom Standort zum Zielort entlang dem vorhandenen Straßennetz der Karte gefahren wird. In definierten Zeitabständen wird aus der jeweiligen Länge der zwei Fäden jeweils die Position des Kodierstiftes erfaßt. Mit den so gewonnenen Ξrg-ebnissen ist die Fahrtroute abspeicherbar. Die dort gezeigte An¬ ordnung ist in ihrem Aufbau umfangsreich und daher kost¬ spielig. Außerdem ist die Verwendung von Fäden zur Posi¬ tionserfassung des Kodiersti tes unhandlich und störan¬ fällig.

In der deutschen Patentanmeldung P 3^ 23 8^7.3 wurde dahe-r eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei der zur Eingabe der gewünschten Fahrtroute ein Kodierstift vorgesehen is , der lediglich mit einem Anschlußkabel an eine elek¬ trische Auswerteschaltung angeschlossen ist, welche die im Kodierstift beim Nachfahren der gewünschten Fahrtroute auf einer Straßenkarte erzeugten Imnulsa verarbeitet.

Diese Impulse werden dabei von einem Sensor im Kodier¬ stift erzeugt, sobald der Kodierstift zur Fahrrouten¬ eingabe über ein auf der Karte im wesentlichen raster- fδrmig aufgebrachtes Strichgitter hinwegbewegt wird. Das rasterför ige Strichgitter ist dabei vorzugsweise durch eine unterschiedliche Struktur in Längs- und Querrichtung kodiert, so daß aus der Impulsfolge des Sensors beim Nachfahren der gewünschten Fahrroute mit dem Kodierstift in der Auswerteschaltung vom Ausgangs¬ punkt aus die jeweilige Position des Kodierstiftes er¬ faßt und abgespeichert werden kann. Bei derartigen Losun¬ gen hat sich jedoch als nachteilig herausgestellt, daß die Strukturen an der Oberseite einer Straßenkarte oder einer auf der Straßenkarte aufgelegten Folie durch den häufigen Gebrauch einem starken Verschleiß unterliegen und von dem Kodierstift oder anderen scharfkantigen Gegenständen leicht zerkratzt werden können. Dies gilt auch für die in der deutschen Patentanmeldung ? 3 28 8 7.3, gezeigte Ausführungsform, bei der das Strichgitter durch eine gleichmäßige, durchgehende und durchsichtige Wider¬ standsschicht ersetzt ist, die auf einer auf die Karte zu legenden Glasplatte oder Folie aufgebracht ist.

Vorteile der Erfindung

Mi ^" t dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Erfassung von Navigationsdaten kann in vorteilhafter Weise ein Ver¬ schleiß oder ein Zerkratzen der elektrisch leitfähigen Schichten zur Fahrrouteneingabe vermieden werden, indem diese Schichten auf den einander zugekehrten Seiten zweier übereinanderliegender transparenter Folien mit geringem Abstand zueinander auf die Straßenkarte aufgelegt werden. Außerdem ist durch die Abstandshalter sicherges ellt, daß die leitfähigen Schichten jeweils nur an der Stelle elektrisch in Kontakt gebracht werden,

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an welcher der Kodierstift bzw. Griffel auf die Straßen¬ karte aufgesetzt wird; ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, daß durch die Verwendung von leitfähigen Schichten die jeweilige Position des Kodiergri fels un¬ mittelbar über die elektrischen Anschlüsse dieser Schichten in Form von elektrischen Signalen in eine Auswerteschaltung eingegeben werden können. Dadurch ist es möglich, auf ein Anschlußkabel für den Kodiergriffel zu verzichten.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale möglich. Besonders vorteilhaft ist es, den Abstandshalter - je nach Dicke der verwendeten Folien - in einem Raster von etwa 5 mm auf eine der beiden Folien au zudrucken. Eine eindeutige Kontaktierung der beiden leitfähigen Schichten mit dem beim Schreiben üblichen Druck wird dadurch erzielt , daß die Schichten der beiden Folien durch- den Abstandshalter mit einem Abstand von etwa 0,3 mm zueinander gehalten werden. Eine einfach herstellbare und mit hoher Genauig¬ keit arbeitende Lösung besteht -darin, daß beide Folien in ihrem Ξingabebereich mit einer durchgehenden leit¬ fähigen Schicht versehen werden, die jeweils an zwei gegenüberliegenden Längsseiten mit einer niederohmigen Leiterbahn an eine umschaltbare Meßspannung angeschlossen werden. Die niederohmigen Leiterbahnen der einen Folie werden dabei zu denen der anderen Folie um 90 Grad ver¬ dreht und beim Anlegen der Meßspannung an eine Folie wird jeweils über die andere Folie das Spannungsp'ote- ntial an der durch den Griffel kontaktierten Stelle der leitfähigen Schicht als Analogspannung hochohmig abge¬ griffen. Aus dieser Spannung kann nach der Spannungs¬ teilerformel ein Koordinatenwert abgeleitet werden.

Ξine ebenfalls vorteilhafte Alternativlösung besteht darin, daß beide Folien mit je einer längs bzw. quer zur Karte verlaufenden Widerstandsbahn versehen werden, von der kammartig eine Vielzahl parallel verlau¬ fender Leiterbahnen rechtwinklig abzweigen. Dabei werden die Widerstandsbahnen der beiden Folien um 90 Grad zu¬ einander verdreht angeordnet und an ihren Enden nieder- ohmig an eine umschaltbare Meßspannung angeschlossen. Beim Anlegen der Meßspannung an eine Folie wird jeweils über die andere Folie als Koordinatenwert das Spannungs¬ potential der Widerstandsbahn hochohmig abgegriffen, welches diejenige von der Widerstandsbahn ausgehende Leiterbahn führt, die durch den Griffel mit der anderen Folie kontaktiert wird. Die kammartigen Leiterbahnen lassen sich in besonders einfacher Weise dadurch her¬ stellen, daß sie aus einer auf die Folien aufgedampften elektrisch leitfähigen Schicht freigeätzt und sodann mit einem homogenen Folienwiderstand als Widerstandsbahn je¬ weils seitlich außerhalb der Eingabefläche der Folien kontaktiert werden. Zur Eingabe einer Wegstrecke werden in einfacher Weise durch eine entsprechende Führung des auf die Karte aufgesetzten Griffels die X- und Y-Koordinatenwerte der Wegstrecke laufend durch zyklisches Umschalten der Meßspannung und des Potentialabgriffs zwischen den beiden Folien erfaßt.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeich¬ nung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Eingabevorrich¬ tung zur Erfassung von Navigationsdaten im Querschnitt, Figur 2 die im vergrößerten Abstand übereinander ange¬ ordneten Folien in einem ersten Ausführungsbeispiel und Figur 3 eine en sprechende Folienanordnung in einem zwei n Aus ühru gsbeistiiel.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Figur 1 ist eine Ξingabevorrichtung zur Erfassung von Navigationsdaten in Fahrzeugen mit 10 bezeichnet. Sie be¬ steht aus einer stabilen Unterlage 11 , auf die eine Stra¬ ßenkarte 12 oder ein für die Eingabe benötigter Ausschnitt der Straßenkarte aufgelegt wird. Auf die Straßenkarte 12 wird sodann eine Folienanordnung aufgelegt, die aus zwei fest miteinander verbundenen transparenten Folien 13 und 1 h gebildet ist. Die beiden Folien 13 und 1 h sind an ihren einander zugekehrten Seiten jeweils mit einer elektrisch leitfähigen Schicht 15 bzw. 16 versehen, die durch dazwi¬ schenliegende Abstandshalter 17. mit geringem Abstand über- einanderliege . Der Abstandshalter 17 ist in einem Raster von etwa 5 mm auf der Schicht 15 der unteren Folie 13 in einer Stärke von etwa 0,3 mm aufgedruckt, so daß die leitfähigen Schichten 15 und 16 der beiden Folien 13 und 1 k in einem Abstand von 0,3 mm zueinander gehalten werden. Die zwei leitfähigen Schichten 15 und 16 sind jeweils an zwei gegenüberliegenden Seiten der Folien 13 und 1 mit Anschlußleitern 18, 19 bzw. 20, 21 kontaktiert, welche an einem Multiplexer 23 angeschlossen sind. Der Multiplexer 23 ist außerdem mit einer Meßspannungsquelle 2k verbunden, die im Takt des Multiplexers von beispielsweise 100 Hz abwechselnd auf eine der beiden leitfähigen Schichten 15 und 16 umgeschaltet wird. Mit einem Griffel 25, der zur Schonung der oberen Folie 1 eine abgerundete Spitze 25a aufweist , kann die gewünschte Fahrroute auf der Straßenkarte 12 nachgefahren werden, wobei jeweils an der Stelle A, an der sich die Spitze 25a des Griffels 25 befindet, durch den Druck des Griffels 25 die leitfähige Schicht 16 der oberen Folie l k zwischen den Abstandshaltern 1? durchgewδlbt und mit der elektrisch leitenden Schicht 15 der unteren Folie 13 in Kontakt gebracht wird. Das Potential an dieser Kontaktstelle A der gerade an der Meßspannung anliegenden Schicht 15 oder 1o wird nun als

Koordinatenwert über die andere Schicht iβ oder 15 und deren Anschlußleiter über den Multiplexer 23 auf einen AD-Wandler 2β gegeben, dar das abgegriffene Potential als Analogwert in einen Digitalwert umwandelt und über eine Busleitung 27 seriell oder parallel in eine Navigations¬ anlage 28 einspeist, wie sie beispielsweise in der DE-OS 33 1 679 (Figur 1) näher beschrieben ist.

In Figur 2 ist in einem ersten Ausführungsbeispiel die Ausbildung der leitfähigen Schichten 15 und 16 auf den einander zugekehrten Seiten der beiden Folien 13 und 14 durch Striche angedeutet erkennbar. Die Folien 13 und 14 sind zur Verdeutlichung der Funktionsweise mit einem großen Abstand voneinander dargestellt. Die beiden Folien 13 und 14 sind in ihrem Eingabebereich an den einander zugewandten Seiten mit einer durchgehenden leitfähigen Schicht 15 bzw. 16 bedampft, die jeweils an zwei gegen¬ überliegenden Längsseiten mit einer n-iederohmi-gen Leiter¬ bahn 29 bzw. 30 versehen sind. Die niederohmigen Leiter¬ bahnen 30 der oberen Folie 1 sind zu den Leiterbahnen 29 der unteren Folie 30 um 90 Grad verdreht.

Im Beispielsfall nach Figur 2 soll nun die Position des auf die obere Folie 14 aufgesetzten Griffels 25 erfaßt werden. Zu diesem Zweck sind die Koordinaten X und Y oberhalb der Folie 14 aufgetragen. Dabei soll im Bei¬ spielsfall nach Figur 2 die Meßspannungs uelle 24 gerade über die Anschlußleiter 13 und 19 und die Leiterbahnen 29 an die leitfähige Schicht 15 der unteren Folie 13 angelegt sein, wobei die volle Meßspannung von etwa

Uo = 7 auf der X-Achse dem Koordinatenwert _ ₀ ; ent- spricht. Durch die Leiterbahnen 29 wird die Meßspannung

Uo auf ganzer 3reite der Folie 13 angelegt, so daß sich auf der leitenden Schicht 15 zu den Leiterbahnen 29 narallel verlaufende Äαui^otentiallinien ergeben. Das

Spannungspotential der leitenden Schicht 15 auf der unteren Folie 13 nimmt daher gleichmäßig von der linken zur rechten Seite hin zu.

An der Stelle A, an der die untere leitende Schicht 15 durch den auf die obere Folie 14 aufgesetzten Griffel 25 mit der oberen Schicht 1 kontaktiert wird, läßt sich das dort vorhandene Spannungspotential U über die obere Schicht

16 und eine ⁿ der Leiterbahnen 31 abgreifen. Das Potential

U kann über eine mit dem Anschlußleiter 20 oder 21 ver- x bundene hochohmige Meßeinrichtung 31 ermittelt bzw. über den AD-Wandler 26 (Figur 1) verarbeitet werden. Das ge¬ messene Potential Ux entsp *richt dabei dem Koordinatenwert j des Griffels 25. Durch eine entsprechende Umschaltung der beiden leitfähigen Schichten 15 und 16 läßt sich in gleicher Weise der Koordinatenwert y des Griffels 25 er¬ mitteln. Durch eine fortlaufende Wiederholung dieser Mes¬ sungen werden somit die X- und Y-Koordinatenwerte des Griffels 25 beim Nachfahren der gewünschten Fahrroute laufend ermittelt und in der Navigationsanlage 28 abge¬ speichert. Zwar sind in Figur 2 die in Figur 1 darge¬ stellten Abstandshalter 17 nicht erkennbar. Sie sind jedoch auch hier in einem Raster auf eine der Folien 13 oder 1 aufgebracht. Dies hat zur Folge, daß bei der Eingabe einer Fahrroute immer dann wenn der Griffel 25 über einen Abstandshalter 17 hinweggeführt wird, keine Meßwerte ermittelt werden. Die auf der Straßen¬ karte 12 nachgefahrene Fahrroute wird daher als strich- fδrmige oder punktförmige Strecke von der Eingabevorrich¬ tung 10 erfaßt und in den Speicher der Navigationsanlage 28 abgelegt.

Figur 3 zeigt in einem weiteren Ausführungsbeispiel die beiden mit einem vergrößert dargestellten Abstand über¬ einander angeordneten Folien 13a und l a. Auch hier wurde auf den einander zugewandten Seiten der beiden Folien 13a und 14a eine leitfähige Schicht aufge¬ dampft, aus der anschließend dicht nebeneinanderlie¬ gende, parallel verlaufende Leiterbahnen 34 freigeätzt worden sind. An jeweils einem Ende dieser Leiterbahnen 34 ist jeweils außerhalb der Eingabefläche der Folien 13a und 14a eine Widerstandsbahn 35, 3β auf die Folien 13a, 1 a au gebracht, durch welche die Leiterbahnen 3 kammartig kontaktiert werden. Die Widerstandsbahnen 35 und 36 der beiden Folien 13a und a werden um 90 Grad zueinander verdreht angeordnet , so daß die untere Folie 13a z.B. eine längs zur Straßenkarte verlaufende Widerstands¬ bahn 35 aufweist und die obere Folie 14a mit einer quer zur Karte verlaufenden Widerstandsbahn 36 versehen ist. Da v.on jeder dieser Widerstandsbahnen 35 und 36 eine Vielzahl der parallel verlaufenden Leiterbahnen 3 recht¬ winklig abzweigt , liegen diese Leiterbahnen 3 im Be - reich der Straßenkarte kreuzweise übereinander. Die Widerstandsbahnen 35 und 3 sind aus einem homogenen Schicht- oder Folienwiderstand hergestellt und an ihren Enden niederohmig an die umschaltbarε Meßspannung U anzuschließen.

So wird beispielsweise beim Aufsetzen des Griffels 25 auf die obere Folie 14a an der Stelle A der Koordinaten¬ wert y auf der Y-Achse dadurch ermittelt, daß über die Meßspannungsquelle 2 ^χ die Meßspannung U an die Wider¬ standsbahn 36 der oberen Folie 1 a angelegt wird, was dem Koordinatenwert y _c entspricht. Über die hochomige Meßeinrichtung 31 wird nun über die untere Folie 13a als Koordinatenwert y des aufgesetzten Griffels 25 das Potential der Widerstandsbahn 36 hocho ig abgegriffen,

welches diejenige von der Widerstandsbahn 3 ausgehende Leiterbahn 3 a führt , die von dem Griffel 25 mit der darunterliegenden Leiterbahn 3^-b kontaktiert wird. Das dort vorhandene Potential U wird somit über die Leiter- y bahn 34b und die damit verbundene Widerstandsbahn 35 hochohmig abgegriffen und als Koordinatenwert y in der Meßeinrichtung 31 verarbeitet.

Auch hier wird durch eine entsprechende zyklische Um¬ schaltung der Meßspannung U und des -abgegriffenen

Potentials U bzw. U die Position des Griffels 25 y x in der Navigationsanlage 28 während der Fahrrouteneingabe erfaßt und abgespeichert. Bei dieser Ausführung kann in vorteilhafter Weise der Abstandshalter 17 als strich- oder punktfδrmiges Raster auf eine der Folien 13a und 14a zwischen den parallel verlaufenden Leiterbahnen 3 auf¬ gebracht werden. Ebenso wie die leitenden Schichten 15 und 16 auf den Folien 13 und 1 im Ausführungsbeispiel nach Figur 2 sind auch hier die Leiterbahnen 3 in einer für das Auge kaum wahrnehmbaren Schichtdicke auf die Folien 13a und 14a aufgedampft, so daß die Straßenkarte 12 durch die beiden Folien 13 und 1 bzw. 13a ^' und 1 a gut sichtbar bleibt.

Als Folien sind vorzugsweise 0,1 mm dicke Polyesterfolien zu ^" verwenden, deren leitfähige Schichten aus Zinn-Indium- Oxid oder Gold mit einer Transparenz von 70 bis 80 % aufgedampft sind.