DE19917807A1

DE19917807A1 - Kommunikationsprotokoll für ein Fahrzeugnavigationssystem

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Publication number: DE19917807A1
Application number: DE19917807A
Authority: DE
Inventors: Jeff Liaw; Hiroshi Nonaka
Original assignee: Visteon Technologies LLC
Current assignee: Visteon Technologies LLC
Priority date: 1998-04-20
Filing date: 1999-04-20
Publication date: 1999-10-28
Also published as: US6097316A; JPH11351886A; GB2338158B; GB9908817D0; GB2338158A

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Übertragen von Daten von einem Navigationssystem zu einer Fahrzeugsteuerungseinrichtung bei einem Fahrzeug mit einer Mehrzahl von Systemen, die durch die Fahrzeugsteuerungseinrichtung gesteuert werden, beschrieben. Die Mehrzahl von Systemen weist eine Benutzerschnittstelle und das Navigationssystem auf. Eine Anforderung von der Fahrzeugsteuerungseinrichtung bezüglich Schnittstellendaten eines speziellen Datentyps, die in der Benutzerschnittstelle vorgelegt werden sollen, wird empfangen. Ein erstes Übertragungsprotokoll wird aus einer Mehrzahl von Übertragungsprotokollen zum Übertragen der Schnittstellendaten zu der Fahrzeugsteuerungseinrichtung ausgewählt. Das erste Übertragungsprotokoll wird zumindest teilweise basierend auf dem Datentyp der Schnittstellendaten ausgewählt. Die Schnittstellendaten werden daraufhin zu der Fahrzeugsteuerungseinrichtung gemäß des ersten Übertragungsprotokolls übertragen.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Datenüber tragung bei einem Fahrzeugnavigationssystem. Insbesondere schafft die vorliegende Erfindung ein Protokoll zum Über tragen von Daten zwischen einem Navigationscomputer und einer Fahrzeugsteuerungseinrichtung, die eine Vielzahl von Fahrzeugsystemen einschließlich einer Benutzerschnittstelle steuert, durch die ein Benutzer mit dem Navigationscomputer in Wechselwirkung treten kann.

Es gibt derzeit eine breite Vielzahl von kommerziell verfüg baren Bordnavigationssystemen für Automobile, von denen eine Mehrheit im wesentlichen in sich abgeschlossen ist. Das heißt, daß die meisten heutigen Systeme im wesentlichen von den Systemen des Fahrzeugs getrennt sind, wobei dieselben lediglich Eingaben von dem Kilometerzähler des Fahrzeugs erfordern. Alle anderen Funktionen solcher Navigationssyste me einschließlich derjeniger der Benutzerschnittstelle wer den unabhängig von dem übrigen System des Fahrzeugs durchge führt. Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines Fahrzeugnaviga tionssystems 100, das gemäß der herkömmlichen Technik ent worfen ist. Ein Navigationscomputer 102 empfängt Eingangs signale von dem Kilometerzähler 104 des Fahrzeugs, von einem Gyroskop 106 und einem GPS-System (GPS = Global Positioning Satellite = globaler Positionierungssatellit), das durch einen Satelliten 108 dargestellt ist. Der Navigationscompu ter 102 verwendet diese Eingaben zusammen mit digitalisier ten Kartendaten in einem Datenbankmedium 110, um Naviga tionsfunktionen durchzuführen, wie z. B. eine Streckenbe rechnung und eine Streckenführung. Das Navigationssystem 100 steht mit einem Benutzer über eine Benutzerschnittstelle 112, die typischerweise einen Anzeigebildschirm und so etwas wie eine Tastatur für eine Benutzereingabe aufweist, in Wechselwirkung. Wenn ein Benutzer über die Schnittstelle 112 einen Befehl eingibt, der beispielsweise anfordert, daß eine Liste von Städten angezeigt wird, lädt der Navigationscompu ter 102 typischerweise die gesamte Liste von der Datenbasis 110 in seinen lokalen Speicher (nicht gezeigt) und überträgt dann die Liste zu der Anzeige, während der Benutzer dieselbe durchscrollt. Dies wird unabhängig von der Größe der Liste durchgeführt, da die Übertragung zwischen dem Computer 102 und der Schnittstelle 112 typischerweise der begrenzende Teil des Datenübertragungswegs ist. Bei der Fahrzeugnaviga tionsindustrie wird von vielen erwartet, daß die Trends bei dem Automobilentwurf dieses Entwurfparadigma bald überflüs sig machen.

Während der Automobilentwurf fortschreitet, werden die Steuerungsmechanismen für die verschiedenen Fahrzeugsysteme zunehmend kompliziert. Einzelne Mikroprozessoren und Steue rungseinrichtungen spielen zur Zeit eine wichtige Rolle bei dem Betrieb der meisten elektrischen und mechanischen Fahr zeugsysteme und bei der Wechselwirkung zwischen denselben. Es wird vorausgesagt, daß der Betrieb und die Wechselwirkung im wesentlichen aller Fahrzeugsysteme eventuell durch eine einzige zentrale Steuerungseinrichtung gesteuert werden. Es wird ferner vorausgesagt, daß eine hoch entwickelte Be nutzerschnittstelle mit einer Anzeige und einer Art von Tastatur vorgesehen sein wird, durch die der Benutzer des Fahrzeugs verschiedene Fahrzeugsysteme konfigurieren kann.

Das Aufkommen einer solchen Steuerungsumgebung bei Auto mobilen der Zukunft wird natürlich einen Wechsel in der Natur des Fahrzeugnavigationssystementwurfs erforderlich machen. Die meisten Navigationssysteme, die heutzutage verfügbar sind, weisen beispielsweise eine ihnen eigene Benutzerschnittstelle mit einer Anzeige und einer Art von Eingabevorrichtung auf. Bei dem Fahrzeug der Zukunft, das im vorhergehenden beschrieben wurde, würde eine solche Be nutzerschnittstelle jedoch ein Duplikat der Schnittstelle des Fahrzeugs sein. Da das Fahrzeug der Zukunft ferner die meisten Fahrzeugfunktionen mit einer zentralen Steuerungs einrichtung steuern wird, ist es wahrscheinlich, daß zumin dest einige Eingabeinformationen, die zu dem Navigations system gehen, die zentrale Steuerungseinrichtung durchlaufen werden. Folglich wird vielleicht eine Art einer Schnittstel le zu der zentralen Steuerungseinrichtung notwendig sein.

Da die derzeitigen Navigationssysteme darüber hinaus im wesentlichen in sich abgeschlossen sind, wird, wenn solche Systeme eine Liste von Städten oder Straßen in der Benutzer schnittstelle anzeigen, typischerweise die gesamte Liste von der Kartendatenbasis abgerufen und in einem lokalen Speicher gespeichert, sogar obwohl lediglich ein relativ kleiner Abschnitt der Liste zu jedwedem Zeitpunkt gezeigt werden kann. Dies würde für ein Navigationssystem, das mit der Benutzerschnittstelle über eine externe Steuerungseinrich tung in Wechselwirkung steht, offensichtlich nicht geeignet sein. Das heißt, daß es die zentrale Steuerungseinrichtung aufgrund der Speicheranforderungen, die den anderen Syste men, die unter den Steuerungsbereich der Steuerungseinrich tung fallen, zugeordnet sind, nicht erlauben könnte, daß ihr Speicher auf diese Weise verbraucht wird. Falls die zentrale Steuerungseinrichtung zusätzlich auf eine Liste aller Straßennamen in einem großen Metropolenbereich warten muß, die von dem Navigationssystem heruntergeladen werden soll, bevor die Liste angezeigt wird, würde die Verzögerung aus einer Marktfähigkeitsperspektive heraus unakzeptabel sein.

Nachdem nun schließlich die Komplexität der Steuerungs umgebung des Fahrzeugs der Zukunft angegeben ist, macht es lediglich Sinn, den Betrieb des Navigationssystem zumindest teilweise unter die Steuerung der zentralen Steuerungsein richtung des Fahrzeugs zu bringen.

Es ist daher wünschenswert, ein Fahrzeugnavigationssystem zu schaffen, das betreibbar ist, um mit der Benutzerschnitt stelle des Fahrzeugs und anderen Systemen über die zentrale Steuerungseinrichtung des Fahrzeugs in Wechselwirkung zu stehen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht folglich da rin, ein verbessertes Konzept für ein Fahrzeugnavigations system zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch ein Navigationssystem zum Arbeiten bei einem Fahrzeug gemäß Anspruch 1, ein Verfahren zum Über tragen von Schnittstellendaten gemäß Anspruch 10 oder ein Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 27 gelöst.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeugnaviga tionssystem geschaffen, das über die zentrale Steuerungsein richtung des Fahrzeugs mit der Steuerungsumgebung des Fahr zeugs in Wechselwirkung steht. Das Navigationssystem steuert die Art und Weise, auf die dasselbe Daten zu der Fahrzeug steuerungseinrichtung überträgt, und zwar gemäß des Typs von Daten, die gerade übertragen werden, und/oder gemäß der Anforderung von der Fahrzeugsteuerungseinrichtung. Da die Art und Weise, wie Informationen übertragen werden, auf die Informationen selbst bezogen ist, werden die Informationen geeignet und effizient übertragen. Wenn beispielsweise die zentrale Steuerungseinrichtung eine Liste von Städten zum Vorlegen zu einem Benutzer auf der Anzeige anfordert, über trägt das Navigationssystem zu Beginn eine Reihe von an einandergrenzenden Datenpaketen, die einen genügend großen Teil der angeforderten Städteliste aufweisen, um die Anzeige auszufüllen. Hierauf werden zusätzliche Datenpakete, die die nächsten Eintragungen auf der Liste darstellen, oder ein anderer Teilsatz der Liste gesendet, wie es durch den Be nutzer angefordert wird. Dies alles ist für den Benutzer unsichtbar, der die angezeigte Liste durchscrollt, als ob dieselbe direkt von dem lokalen Speicher käme.

Wenn die übertragenen Informationen aber im Gegensatz dazu beispielsweise ein Graphikbildschirm oder ein Graphikbild sind, muß der gesamte Inhalt, der dem Bildschirm oder dem Bild zugeordnet ist, für die Anzeige gleichzeitig verfügbar sein. Folglich komprimiert das Navigationssystem gemäß eines Ausführungsbeispiels die Bilddaten für eine Übertragung über die Datenverbindung zu der zentralen Steuerungseinrichtung. Dies kann gemäß einer beliebigen Technik einer breiten Viel zahl von Datenkomprimierungstechniken durchgeführt werden. Gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels wird eine Mehrzahl von generellen graphischen Bildern in dem Speicher, der der zentralen Steuerungseinrichtung zugeordnet ist, gespeichert, von denen jeder durch eine Bildidentifizierungs-(ID-) Zeichenfolge eindeutig identifiziert ist. Wenn ein spezi fisches Beispiel des generellen Bilds in der Benutzer schnittstelle angezeigt werden soll, überträgt das Naviga tionssystem die korrekte ID-Zeichenfolge zusammen mit zu sätzlichen Daten, die durch die zentrale Steuerungsein richtung mit dem generellen Bild kombiniert werden, um das Beispiel für die Anzeige zu erzeugen.

Gemäß der Erfindung werden folglich ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Übertragen von Daten von einem Navigations system zu einer Fahrzeugsteuerungseinrichtung in einem Fahr zeug geschaffen, das eine Mehrzahl von Systemen aufweist, die durch die Fahrzeugsteuerungseinrichtung gesteuert wer den. Die Mehrzahl von Systemen weist eine Benutzerschnitt stelle und das Navigationssystem auf. Es wird eine Anfor derung von der Fahrzeugsteuerungseinrichtung für Schnitt stellendaten eines speziellen Typs empfangen, die in der Benutzerschnittstelle vorgelegt werden sollen. Ein erstes Übertragungsprotokoll wird aus einer Mehrzahl von Übertra gungsprotokollen zum Übertragen der Schnittstellendaten zu der Fahrzeugsteuerungseinrichtung ausgewählt. Das erste Übertragungsprotokoll wird basierend auf zumindest dem Datentyp der Schnittstellendaten ausgewählt. Die Schnitt stellendaten werden daraufhin zu der Fahrzeugsteuerungs einrichtung gemäß des ersten Übertragungsprotokolls über tragen. Gemäß eines spezifischen Ausführungsbeispiels wird das erste Übertragungsprotokoll basierend auf teilweise der Natur der Anforderung ausgewählt, die von der Fahrzeug steuerungseinrichtung empfangen wird.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeich nungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Fahrzeugnavigationssystems, das gemäß der herkömmlichen Technik entworfen ist;

Fig. 2 ein Blockdiagramm einer Fahrzeugumgebung, die ein Navigationssystem aufweist, das gemäß eines spezi fischen Ausführungsbeispiels der Erfindung entwor fen ist;

Fig. 3 ein Blockdiagramm einer Fahrzeugumgebung, die ein Navigationssystem aufweist, das gemäß eines wei teren spezifischen Ausführungsbeispiels der Erfin dung entworfen ist;

Fig. 4 ein Blockdiagramm eines Navigationscomputers, der bei verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfin dung verwendet werden kann;

Fig. 5 ein Flußdiagramm, das die Übertragung der Daten von einem Navigationssystem zu einer Fahrzeugsteue rungseinrichtung gemäß eines spezifischen Ausfüh rungsbeispiels der Erfindung darstellt; und

Fig. 6 ein Flußdiagramm, das die Übertragung der Daten von einem Navigationssystem zu einer Fahrzeugsteue rungseinrichtung gemäß eines weiteren spezifischen Ausführungsbeispiels der Erfindung darstellt.

Fig. 2 ist ein Blockdiagramm einer Fahrzeugumgebung 200, die einen Navigationscomputer 202 aufweist, der gemäß eines spe zifischen Ausführungsbeispiels der Erfindung entworfen ist. Wie es im vorhergehenden bezüglich Fig. 1 erörtert wurde, empfängt der Navigationscomputer 202 ein Eingangssignal von einer Vielzahl von Quellen, die einen Kilometerzähler 204, ein Gyroskop 206, einen GPS-Satelliten 208 und ein Kartenda tenbasismedium 210 aufweisen, zu dem Zweck des Durchführens von Navigationsfunktionen, wie z. B. einer Streckenberech nung und einer Streckenführung. Gemäß spezifischer Ausfüh rungsbeispiele kann der Navigationscomputer 202 ferner kon figuriert sein, um Rundfunkverkehrsdaten (die durch einen Funkturm 211 dargestellt sind) für eine Verwendung bei einer Streckenberechnung und Streckenführung zu empfangen. Eine Fahrzeugumgebung 200 weist ferner eine Fahrzeugsteuerungs einrichtung 214 auf, die ein Zellulartelefon 216, das Audio system 218 des Fahrzeugs (das durch die CD dargestellt ist) und eine Benutzerschnittstelle 212 steuert, die es einem Benutzer ermöglicht, die verschiedenen Systeme, die durch die Fahrzeugsteuerungseinrichtung 214 gesteuert werden, zu konfigurieren.

Der Navigationscomputer 202 kommuniziert mit der Fahrzeug steuerungseinrichtung 214 über eine Kommunikationsverbindung 220 und wird zumindest teilweise von der Fahrzeugsteuerungs einrichtung 214 über die Kommunikationsverbindung 220 ge steuert. Gemäß den verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Kommunikationsverbindung 220 eine serielle oder eine parallele Datenverbindung aufweisen. Wegen der Übertragungs bandbreite und den Speichereinschränkungen ist es für einen Navigationscomputer 202 unerwünscht, Daten für eine Anzeige auf die Art und Weise, die im vorhergehenden bezüglich des Navigationscomputers 102 beschrieben wurde, zu übertragen. Das heißt, daß es undurchführbar ist, eine gesamte Liste von Städten- oder Straßennamen von der Datenbasis 210 zu der Fahrzeugsteuerungseinrichtung 214 zu übertragen, bevor die Liste angezeigt wird, und zwar sowohl, da aufgrund der Zeit dauer der Übertragung eine unakzeptable Verzögerung durch den Benutzer bemerkt werden würde, als auch, da eine be trächtliche Menge des Speichers der Fahrzeugsteuerungsein richtung verbraucht werden würde, wodurch die Steuerung der anderen Fahrzeugsysteme mittels der Fahrzeugsteuerungsein richtung möglicherweise gestört werden würde. Darüber hinaus kann es aufgrund der Menge der Daten, die den Graphikbil dern, z. B. den Manövrierbildern, zugeordnet sind, abhängig von den Kapazitäten der Fahrzeugsteuerungseinrichtung un durchführbar, vollständige Graphikbilder zwischen dem Navi gationscomputer 202 und der Fahrzeugsteuerungseinrichtung 204 zu übertragen. Wie es im folgenden bezüglich Fig. 5 und 6 erörtert wird, überträgt daher der Navigationscomputer 202 Daten zu der Fahrzeugsteuerungseinrichtung 214 über eine Kommunikationsverbindung 220 gemäß unterschiedlichen Über tragungsprotokollen, die von dem Typ der Daten abhängen, die gerade übertragen werden.

Fig. 3 ist ein Blockdiagramm einer Fahrzeugumgebung 300, die ein Navigationssystem 302 aufweist, das gemäß eines weiteren spezifischen Ausführungsbeispiels der Erfindung entworfen ist. Die Fahrzeugumgebung 300 sieht eine höher entwickelte Steuerungsumgebung als die Umgebung 200 vor, darin, daß deren Fahrzeugsteuerungseinrichtung 314 die meisten der Fahrzeugsysteme steuert, einschließlich einiger, die Ein gangssignale zu dem Navigationscomputer 302 liefern, wie z. B. der Kilometerzähler 304. Wie es im vorhergehenden bezüg lich Fig. 1 und 2 erörtert wurde, empfängt der Navigations computer 302 ein Eingangssignal von einer Vielzahl von Quel len, die den Kilometerzähler 304, ein Gyroskop 306, einen GPS-Satelliten 308 und ein Kartendatenbasismedium 310 auf weisen, zu dem Zweck des Durchführens von Navigationsfunk tionen, wie z. B. einer Streckenberechnung und einer Streckenführung.

Wie bei dem Navigationscomputer 202 kann der Navigations computer 302 ferner konfiguriert sein, um Rundfunkverkehrs daten (durch einen Radioturm 311 dargestellt) für eine Streckenberechnung und eine Streckenführung zu empfangen. Die Fahrzeugsteuerungseinrichtung 314 steuert ein Zellular telefon 316, das Audiosystem 318 des Fahrzeugs, eine Benutzerschnittstelle 312, den Kilometerzähler 304 und die meisten der anderen Systeme 322 bis 334 des Fahrzeugs, einschließlich beispielsweise des Treibstoffsystems, des Zündsystems, des Getriebes, der Aufhängung, des Antriebs systems, des Bremssystems und des Kabinenumgebungssystems. Der Navigationscomputer 302 kommuniziert mit der Fahrzeug steuerungseinrichtung 314 über eine Kommunikationsverbindung 320 und wird über die Kommunikationsverbindung 320 zumindest teilweise von der Fahrzeugsteuerungseinrichtung 314 gesteu ert. Wie es im vorhergehenden bezüglich des Navigations computers 202 erörtert wurde, und wie es bezüglich Fig. 5 und 6 im folgenden erörtert wird, überträgt der Navigations computer 302 Daten zu der Fahrzeugsteuerungseinrichtung 314 gemäß unterschiedlicher Übertragungsprotokolle, die von dem Typ der Daten abhängen, die gerade übertragen werden.

Fig. 4 ist ein Blockdiagramm eines Navigationscomputers 400, der bei verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung verwendet werden kann. Sensoren 412 und 414, ein Verkehrs datenempfänger 416 und ein GPS-Empfänger 418 sind mit dem Navigationscomputer 400 durch eine Sensor/GPS-Schnittstelle 422 gekoppelt. Bei typischen Ausführungsbeispielen weist der Sensor für zurückgelegte Meilen 412 einen Kilometerzähler auf, wobei der Winkelgeschwindigkeitssensor 414 ein Gyroskop oder einen Differenzkilometerzähler aufweist, der mit den Rädern des Fahrzeugs gekoppelt ist. Ein Verkehrsdatenem pfänger 416 kann jeden einer breiten Vielzahl von HF-Empfängern aufweisen, die betreibbar sind, um Echtzeit verkehrsdaten zu empfangen, die in einer Vielzahl von For maten übertragen werden. Ein GPS-Datenempfänger 418 ist zum Empfangen von Signalen von beispielsweise einem satelliten basierten Navigationssystem vorgesehen. Die Daten von der Sensor/GPS-Schnittstelle 422 werden zu einer CPU 424 (CPU = Central processing Unit = zentrale Verarbeitungseinheit) übertragen, die eine Kalibrierung, eine Signalverarbeitung, eine Koppeln-Rechnung (dead-reckoning), ein Fahrzeugposi tionieren und Streckenberechnungs- und Streckenführungsfunk tionen durchführt. Eine Datenbasis, die Karteninformationen enthält, kann in einem Datenbasismedium 426 gespeichert sein, wobei eine Software den Betrieb des Navigationscompu ters 400 leitet und in einem Hauptspeicher 428 für eine Ausführung durch die CPU 424 gespeichert ist. Der Speicher 428 kann jeden einer breiten Vielzahl von nicht-flüchtigen Speichern aufweisen, wie z. B. einen Nur-Lese-Speicher (ROM; ROM = Read-Only Memory), einen neu-programmierbaren nicht flüchtigen Speicher, wie z. B. einen Flash-Speicher oder einen SRAM (SRAM = statischer Direktzugriffsspeicher), eine CD-ROM, eine optische Platte oder PCMCIA-Karten. Ein System-RAM 430 ermöglicht ferner das Lesen und das Schreiben der Informationen, die notwendig sind, um solche Software programme auszuführen. Das Datenbasismedium 426 kann einen nicht-flüchtigen Speicher, ein Festplattengerät, eine CD-ROM oder eine integrierte Schaltung aufweisen, in der die digi talisierten Karteninformationen gespeichert worden sind. Eine Eingabe/Ausgabe-Steuerungseinrichtung 432 empfängt Daten, die von der CPU 424 verarbeitet worden sind, und überträgt die Daten zu der Fahrzeugsteuerungseinrichtung (nicht gezeigt) über eine Kommunikationsverbindung 434. Die Fahrzeugsteuerungseinrichtung kommuniziert über eine Kom munikationsverbindung 434 und eine Eingabe/Ausgabe-Steue rungseinrichtung 432 mit einem Navigationscomputer 400.

Die Kartendatenbasis, die in dem Datenbasismedium 426 gespeichert ist, weist vorzugsweise Positionsdaten, wie z. B. Koordinaten der geographischen Breite und der geogra phischen Länge, auf, um die Straßenkreuzungen oder Straßen knoten, Straßensegmente, Landmarken und interessierende Punkte und andere geographische Informationen zu beschrei ben. Die Datenbasis kann ferner Daten aufweisen, die Charak teristika der Straßen oder Orte auf der Karte darstellen, wie z. B. Straßen- und Ortsnamen, Straßenmerkmale, wie z. B. Mittelstreifen, Einbahnbeschränkungen, Oberflächenbeschaf fenheit, Geschwindigkeitsbegrenzung, Form, Höhe und andere Eigenschaften. Gemäß der spezifischen Ausführungsbeispiele der Erfindung weist die Kartendatenbasis Aufwandswerte auf, die den einzelnen Knoten und Straßensegmenten zugeordnet sind. Diese Aufwandswerte entsprechen den eingeschätzten Zeitintervallen zum Überqueren des jeweiligen Knotens oder Segments. Knotenaufwandswerte nehmen Informationen, wie beispielsweise, ob das Fahrzeug auf einen aufkommenden Verkehr trifft, der folglich ein Linksabbiegemanöver ver zögert, in Betracht. Segmentaufwände berücksichtigen Straßensegmentcharakteristika, wie z. B. eine Geschwindig keitsbegrenzung und eine Segmentlänge, von denen beide die Reisezeit entlang des Segments beeinflussen. Ferner ist jeder Straße in der Kartendatenbasis ein Hierarchiewert zugeordnet, der sich auf die Kategorie oder den Typ der Straße bezieht. Die Kategorie der höchsten Ebene der Hierar chie weist beispielsweise Autobahnen und Schnellstraßen auf. Die unterste Ebene weist Straßen in Wohngebieten und Alleen auf. Die Informationen, die in dem Kartendatenbasismedium 426 gespeichert sind, werden mit den Daten, die von der Schnittstelle 422 empfangen werden, für eine Streckenberech nung und eine Streckenführung verwendet.

Fig. 5 ist ein Flußdiagramm 500, das die Übertragung von Daten von einem Navigationscomputer zu einer Fahrzeugsteu erungseinrichtung gemäß eines spezifischen Ausführungs beispiels der Erfindung darstellt. Wie es im vorhergehenden bezüglich Fig. 2-4 erörtert wurde, steuert die Fahrzeug steuerungseinrichtung die Benutzerschnittstelle, durch die der Benutzer mit dem Navigationscomputer in Wechselwirkung treten kann. Wenn der Navigationscomputer eine Datenanfor derung von der Fahrzeugsteuerungseinrichtung empfängt (502), bestimmt derselbe den Datentyp der angeforderten Daten (504). Das heißt, daß, wenn die Aktionen des Benutzers bei der Benutzerschnittstelle die Anzeige einer Liste von Städ ten oder Straßennamen erforderlich machen, die Fahrzeug steuerungseinrichtung die Listendaten von dem Navigations computer anfordert. Wenn der Benutzer eine Kartenanzeige oder einen Streckenführungsmodus auswählt, fordert die Fahrzeugsteuerungseinrichtung entsprechend die geeigneten Graphikbilddaten an. Der Navigationscomputer unterscheidet zwischen diesen unterschiedlichen Typen.

Zumindest teilweise basierend auf dem angeforderten Datentyp wählt der Navigationscomputer ein Datenübertragungsprotokoll aus einer Mehrzahl von Protokollen (506). Die angeforderten Daten werden daraufhin zu der Fahrzeugsteuerungseinrichtung gemäß des ausgewählten Protokolls übertragen (508). Wenn beispielsweise Listendaten angefordert werden, wählt ein spezifisches Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Protokoll aus, bei dem zu Beginn in einem Block von aneinandergrenzen den Paketen genügend Listendaten gesendet werden, um einige vorbestimmte Abschnitte des Anzeigebilds in der Benutzer schnittstelle auszufüllen. Bei der Fahrzeugnavigationsumge bung weisen die Listendaten typischerweise alphanumerisch angeordnete Folgen von Stadt-, Straßen- und Interessieren de-punkte-Namen auf. Gemäß verschiedener Ausführungsbeispie le der Erfindung kann der erste übertragene Block die ersten Eintragungen in der Liste aufweisen. Gemäß anderer Ausfüh rungsbeispiele beginnt der erste Block der Aufzeichnungen mit einer Aufzeichnung, die einer alphanumerischen Eingabe entspricht, die durch den Benutzer in der Benutzerschnitt stelle eingegeben wurde. Danach werden zusätzliche angren zende Blöcke der Listendaten gesendet und in einem Speicher gepuffert, der der Fahrzeugsteuerungseinrichtung (oder der Benutzerschnittstelle) zugeordnet ist, wie es durch die Art und Weise diktiert wird, auf die der Benutzer die Daten oder die Menge an Pufferspeicher, der verfügbar ist, durch scrollt. Gemäß der verschiedenen Ausführungsbeispiele weisen diese zusätzlichen angrenzenden Blöcke Datensätze auf, die dem ersten übertragenen Block vorangehen oder folgen.

Wenn Graphikbilddaten angefordert werden, kann im Gegensatz dazu das gesamte Graphikbild als ein Block von aneinander grenzenden Datenpaketen übertragen werden. Dies kann durch geführt werden, indem jede einer Vielzahl von weit bekannten Datenkomprimierungstechniken verwendet wird. Wie es im vor hergehenden erörtert wurde, können alternativ generelle Graphikbilder einer Vielzahl von Typen, z. B. ein Linksab biegemanöverbild, in einem Speicher gespeichert sein, der der Fahrzeugsteuerungseinrichtung oder der Benutzerschnitt stelle zugeordnet ist. Bei einem solchen Ausführungsbeispiel überträgt der Navigationscomputer ID-Daten, die das generel le Bild identifizieren, zusammen mit spezifischen Bilddaten, z. B. dem Straßennamen, der Entfernung zu dem Manöver, usw. Das gesamte Graphikbild wird daraufhin in der Benutzer schnittstelle unter Verwendung der generellen Bilddaten und der spezifischen Bilddaten unter der Steuerung der Fahrzeug steuerungseinrichtung aufrechterhalten.

Fig. 6 ist ein Flußdiagramm 600, das die Übertragung von Daten von einem Navigationscomputer zu einer Fahrzeugsteue rungseinrichtung gemäß eines noch spezifischeren Ausfüh rungsbeispiels der Erfindung darstellt. Das Ausführungs beispiel, das in Fig. 6 dargestellt ist, unterscheidet zwischen Listendaten und Graphikdaten, wie es im vorher gehenden bezüglich Fig. 5 beschrieben wurde. Wenn der Navigationscomputer eine Anfrage nach Daten von der Fahr zeugsteuerungseinrichtung empfängt (602), bestimmt derselbe, ob die angeforderten Daten für ein Graphikbild oder eine Liste von Datensätzen ist (604), wie z. B. für Städte- oder Straßennamen. Wenn eine Datensatzliste angefordert worden ist, wird ein erster Abschnitt der Liste zu der Fahrzeug steuerungseinrichtung als ein Block von aneinandergrenzenden Datenpaketen übertragen (604). Gemäß eines spezifischen Ausführungsbeispiels wird die Größe des Blocks durch die Anzahl von Datensätzen bestimmt, die auf das Anzeigebild zu einem Zeitpunkt paßt. Gemäß eines weiteren Ausführungsbei spiels wird die Größe des Blocks bezüglich der Anzeigebild größe und einiger anderer Faktoren bestimmt, wie z. B. der Höhe an Pufferspeicher, der verfügbar ist, der Bandbreite der Datenverbindung zwischen dem Navigationscomputer und der Fahrzeugsteuerungseinrichtung, der Höhe an Steuerungsakti vität, in die die Fahrzeugsteuerungseinrichtung augenblick lich verwickelt ist, und der Größe der gesamten Datensatz liste. Darauffolgende Abschnitte der Liste werden zu der Fahrzeugsteuerungseinrichtung übertragen, sobald dieselben angefordert werden (608, 610).

Wenn andererseits Graphikbilddaten angefordert werden (604), erzeugt der Navigationscomputer Daten, die spezifisch für das Bild sind (612) und überträgt die spezifischen Daten zu der Fahrzeugsteuerungseinrichtung zusammen mit einer gene rellen Bild-ID (614). Wie es im vorhergehenden erörtert wur de, ist die generelle Bild-ID eine Datenzeichenfolge, die einen generellen Bildtyp identifiziert, für den die Daten in einem Speicher gespeichert werden, der entweder der Fahr zeugsteuerungseinrichtung oder der Benutzerschnittstelle zugeordnet ist. Das angeforderte Graphikbild wird daraufhin bei der Benutzerschnittstelle unter Verwendung der spezi fischen und generellen Bilddaten unter der Steuerung der Fahrzeugsteuerungseinrichtung aufrechterhalten. Beispiele von Graphikbildern, die auf diese Art und Weise aufgebaut sind, weisen ein Manöveranweisungsbild auf, bei dem dem Benutzer ein bervorstehendes Manöver mitgeteilt wird. Falls beispielsweise das bevorstehende Manöver ein Rechtsabbiegen bei der 1^st-Straße ist, wird dem Benutzer ein Bild vorge legt, das ein großes, grell gefärbtes Rechtsabbiegezeichen zusammen mit Informationen aufweist, die die 1^st-Straße und die Entfernung zu der Kreuzung aufweist. Bei einem solchen Fall weisen die generellen Bilddaten den Bildhintergrund, jegliche generelle Formatierung (z. B. Linien, Kästen, usw.) und das Abbiegezeichen auf. Die spezifischen Bilddaten weisen den bevorstehenden Straßennamen, d. h. 1^st-Straße, die Entfernung zu der Kreuzung und und beliebige geeignete Audio-Mitteilungen auf, falls das System sprachausgabefähig ist.

Gemäß eines spezifischen Ausführungsbeispiels wird, sobald der Navigationscomputer eine Reihe von Manövern für eine Streckenführung bestimmt hat, die gesamte Folge von Manövern zu der Fahrzeugsteuerungseinrichtung als ein aneinandergren zender Block unter Verwendung der generellen Bild-IDs und der zugeordneten spezifischen Bilddaten übertragen.

Während die Erfindung bezüglich spezifischer Ausführungs beispiele derselben teilweise gezeigt und beschrieben wurde, wird für die Fachleute auf dem Gebiet darauf hingewiesen, daß Änderungen der Form und in Details an den offenbarten Ausführungsbeispielen vorgenommen werden können, ohne daß der Schutzbereich der Erfindung verlassen wird. Einige der Ausführungsbeispiele, die im vorhergehenden beschrieben wurden, wählen beispielsweise ein Übertragungsprotokoll teilweise basierend auf dem Typ der Daten, die angefordert werden, aus. Es wird darauf hingewiesen, daß zusätzliche Kriterien verwendet werden können, um das Übertragungspro tokoll auszuwählen, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise kann die Natur der Anfrage von der Fahrzeugsteuerungseinrichtung verwendet werden, um das ge eignete Protokoll auszuwählen. Das heißt, daß nicht der Navigationscomputer den Typ der Daten, die gerade angefor dert werden, intern bestimmen muß, sondern daß der Datentyp durch die Anfrage selbst identifiziert sein kann.

Zusätzlich kann das geeignete Übertragungsprotokoll bezüg lich der Menge an Speicher der Fahrzeugsteuerungseinrich tung, der gerade verfügbar ist, dem augenblicklichen Pegel an Aktivität der Fahrzeugsteuerungseinrichtung oder einer Übertragungsprioritätsebene bestimmt werden, die durch die Steuerungseinrichtung selbst mitgeteilt wird. Der Schutzbe reich der Erfindung sollte folglich bezüglich der anhängigen Patentansprüche bestimmt werden.

Claims

1. Navigationssystem (200; 300) für einen Betrieb in einem Fahrzeug, das eine Mehrzahl von Systemen auf weist, die durch eine Fahrzeugsteuerungseinrichtung (214; 314) gesteuert werden, wobei die Mehrzahl von Systemen eine Benutzerschnittstelle (212; 312) auf weist, wobei das Fahrzeugnavigationssystem (200; 300) folgende Merkmale aufweist:
zumindest einen Empfänger (208, 211; 308, 311) zum Em pfangen externer Daten, die von außerhalb des Fahr zeugs stammen;
zumindest einen Eingang (204, 206; 304, 306) zum Em pfangen von Fahrzeugdaten;
ein Datenbasismedium (210; 316), das Kartendaten auf weist, die in demselben gespeichert sind;
eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) (202; 302), die mit dem zumindest einen Empfänger (208, 211; 308, 311), dem zumindest einen Eingang (204, 206; 304, 306) und dem Datenbasismedium (210; 310) gekoppelt ist, wo bei die CPU vorgesehen ist, um Navigationsfunktionen unter Verwendung der externen Daten, der Fahrzeugdaten und der Kartendaten durchzuführen;
eine Kommunikationsverbindung (220; 320), die mit der CPU (202; 302) gekoppelt ist, zum Übertragen von Schnittstellendaten zu der Fahrzeugsteuerungseinrich tung (214; 314);
wobei die CPU (202; 302) zumindest teilweise basierend auf einem Datentyp, der den Schnittstellendaten zuge ordnet ist, eines einer Mehrzahl von Übertragungspro tokollen auswählt, um die Schnittstellendaten zu über tragen.

2. Fahrzeugnavigationssystem (200; 300) gemäß Anspruch 1, bei dem der zumindest eine Empfänger (208, 211; 308, 311) einen GPS-Empfänger (GPS = globaler Positionie rungssatellit) (208; 308) aufweist, und die externen Daten GPS-Daten aufweisen.

3. Fahrzeugnavigationssystem (200; 300) gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem der zumindest eine Empfänger (208, 211; 308, 311) einen HF-Empfänger (211; 311) aufweist, und die externen Datenverkehrsdaten aufweisen.

4. Fahrzeugnavigationssystem (200; 300) gemäß einem der Ansprüche 1-3, bei dem der zumindest eine Eingang (204, 206; 304, 306) einen Kilometerzählereingang (204) aufweist, und die Fahrzeugdaten Kilometerzähler daten aufweisen.

5. Fahrzeugnavigationssystem (300) gemäß Anspruch 4, bei dem das Fahrzeug einen Kilometerzähler (304) aufweist, der durch die Fahrzeugsteuerungseinrichtung (314) ge steuert wird, wobei der Kilometerzählereingang vorge sehen ist, um von der Fahrzeugsteuerungseinrichtung (314) Kilometerzählerdaten zu empfangen.

6. Fahrzeugnavigationssystem (200; 300) gemäß einem der Ansprüche 1-5, bei dem der zumindest eine Eingang (204, 208; 304, 308) einen Winkelgeschwindigkeits sensoreingang (206; 306) aufweist, wobei die Fahrzeug daten Winkelgeschwindigkeitsdaten aufweisen.

7. Fahrzeugnavigationssystem (200; 300) gemäß einem der Ansprüche 1-6, bei dem die Kommunikationsverbindung (220; 320) eine serielle Datenverbindung aufweist.

8. Fahrzeugnavigationssystem (200; 300) gemäß einem der Ansprüche 1-6, bei dem die Kommunikationsverbindung (220; 320) eine parallele Datenverbindung aufweist.

9. Fahrzeugnavigationssystem (200; 300) gemäß einem der Ansprüche 1-8, bei dem die CPU (202; 302) das eine der Mehrzahl von Übertragungsprotokollen basierend auf einer Anforderung von der Fahrzeugsteuerungseinrich tung nach Schnittstellendaten auswählt.

10. Verfahren (500; 600) für ein Fahrzeug mit einer Mehr zahl von Systemen, die von einer Fahrzeugsteuerungs einrichtung gesteuert werden, wobei die Mehrzahl von Systemen eine Benutzerschnittstelle und ein Naviga tionssystem aufweist, zum Übertragen von Schnitt stellendaten von dem Navigationssystem zu der Fahr zeugsteuerungseinrichtung, wobei das Verfahren folgen de Schritte aufweist:
Empfangen (502; 602) einer Anforderung von der Fahr zeugsteuerungseinrichtung nach Schnittstellendaten, die in der Benutzerschnittstelle vorgelegt werden sollen, wobei die Schnittstellendaten einen Datentyp aufweisen, der denselben zugeordnet ist;
Auswählen (506; 604) eines ersten Übertragungsproto kolls aus einer Mehrzahl von Übertragungsprotokollen zum Übertragen der Schnittstellendaten zu der Fahr zeugsteuerungseinrichtung, wobei das erste Übertra gungsprotokoll zumindest teilweise basierend auf dem Datentyp ausgewählt wird; und
Übertragen (508; 606, 614) der Schnittstellendaten zu der Fahrzeugsteuerungseinrichtung gemäß dem ersten Übertragungsprotokoll.

11. Verfahren (600) gemäß Anspruch 10, bei dem das erste Übertragungsprotokoll teilweise basierend auf der Anforderung ausgewählt wird, die von der Fahrzeug steuerungseinrichtung empfangen wird.

12. Verfahren (600) gemäß Anspruch 10, bei dem die Schnittstellendaten eine Mehrzahl von Datensätzen dar stellen, die in der Benutzerschnittstelle angezeigt werden sollen, wobei das Übertragen der Schnittstel lendaten gemäß dem ersten Übertragungsprotokoll fol gende Schritte aufweist:
Übertragen (606) einer ersten Anzahl von Datensätzen als eine erste Folge von aneinandergrenzenden Daten paketen von dem Navigationssystem zu der Fahrzeug steuerungseinrichtung, um die Datensätze anzuzeigen, wobei die erste Anzahl bezüglich einer Kapazität der Benutzerschnittstelle bestimmt wird; und
darauffolgendes Übertragen (614) zusätzlicher Folgen von aneinandergrenzenden Datenpaketen, die zusätz lichen Datensätzen entsprechen, von dem Navigations system zu der Fahrzeugsteuerungseinrichtung.

13. Verfahren (600) gemäß Anspruch 12, bei dem die Mehr zahl von Datensätzen bezüglich einer geordneten alpha numerischen Folge angeordnet sind, wobei die erste An zahl von Datensätzen die erste Anzahl von Datensätzen bezüglich der alphanumerischen Folge ist.

14. Verfahren (600) gemäß Anspruch 12, bei dem die Mehr zahl von Datensätzen bezüglich einer geordneten alpha numerischen Folge angeordnet sind, wobei die erste An zahl von Datensätzen mit einem ersten Datensatz be ginnt, der zumindest einem alphanumerischen Zeichen entspricht, das in die Benutzerschnittstelle eingege ben wird.

15. Verfahren (600) gemäß Anspruch 14, bei dem die zu sätzlichen Folgen aneinandergrenzender Datenpakete Datensätze aufweisen, die dem ersten Datensatz bezüg lich der alphanumerischen Folge vorangehen und folgen.

16. Verfahren (600) gemäß einem der Ansprüche 12-15, bei dem die Mehrzahl von Datensätzen Städtenamen aufweist.

17. Verfahren (600) gemäß einem der Ansprüche 12-16, bei dem die Mehrzahl von Datensätzen Straßennamen auf weist.

18. Verfahren (600) gemäß einem der Ansprüche 12-17, bei dem die Mehrzahl von Datensätzen Namen interessieren der Punkte aufweist.

19. Verfahren (600) gemäß einem der Ansprüche 12-18, bei dem zumindest eine der zusätzlichen Folgen einer zwei ten Anzahl von Datensätzen entspricht, wobei die zwei te Anzahl durch eine Speicherkapazität begrenzt ist, die der Fahrzeugsteuerungseinrichtung zugeordnet ist.

20. Verfahren (600) gemäß einem der Ansprüche 12-19, bei dem eine zweite Anzahl zusätzlicher Folgen übertragen wird, wobei die zweite Anzahl einer Scroll-Aktivität in der Benutzerschnittstelle entspricht.

21. Verfahren (500; 600) gemäß einem der Ansprüche 10-20, bei dem die Schnittstellendaten ein Graphikbild darstellen, das in der Benutzerschnittstelle angezeigt werden soll, wobei das Übertragen der Schnittstellen daten gemäß dem ersten Übertragungsprotokoll das Über tragen einer ersten Folge von aneinandergrenzenden Datenpaketen von dem Navigationssystem zu der Fahr zeugsteuerungseinrichtung aufweist, wobei die erste Folge das gesamte Graphikbild darstellt.

22. Verfahren (500; 600) gemäß Anspruch 21, bei dem das Graphikbild ein Manöverbild zum Alarmieren eines Be nutzers des Navigationssystems über ein bevorstehendes Manöver aufweist.

23. Verfahren (500; 600) gemäß Anspruch 21 oder 22, bei dem das Graphikbild ein Kartenanzeigebild aufweist, das eine Kartenregion darstellt und ein Zeichen auf weist, das das Fahrzeug darstellt, das auf derselben angezeigt wird.

24. Verfahren (500; 600) gemäß einem der Ansprüche 10-23, bei dem die Schnittstellendaten ein Graphikbild darstellen, das in der Benutzerschnittstelle angezeigt werden soll, wobei das Übertragen der Schnittstellen daten gemäß dem ersten Übertragungsprotokoll das Über tragen einer ersten Folge von aneinandergrenzenden Datenpaketen von dem Navigationssystem zu der Fahr zeugsteuerungseinrichtung aufweist, wobei die erste Folge Identifizierungsdaten zum Identifizieren eines generellen Graphikbildes, das in einem Speicher ge speichert ist, der der Fahrzeugsteuerungseinrichtung zugeordnet ist, und spezifische Graphikbilddaten aufweist, wobei das generelle Graphikbild und die spezifischen Graphikbilddaten unter einer Steuerung der Fahrzeugsteuerungseinrichtung kombiniert werden, um eine Anzeige des Graphikbilds in der Benutzer schnittstelle zu bewirken.

25. Verfahren (500; 600) gemäß Anspruch 24, bei dem das Graphikbild ein Manöverbild zum Alarmieren eines Be nutzers des Navigationssystems über ein bevorstehendes Manöver aufweist.

26. Verfahren (500; 600) gemäß Anspruch 24 oder 25, bei dem das Graphikbild ein Kartenanzeigebild aufweist, das eine Kartenregion darstellt und ein Zeichen auf weist, das das Fahrzeug darstellt, das auf derselben angezeigt wird.

27. Ein Computerprogrammprodukt zum Bewirken, daß bei einem Fahrzeug mit einer Mehrzahl von Systemen, die durch eine Fahrzeugsteuerungseinrichtung gesteuert werden, Daten von einem Navigationssystem zu der Fahrzeugsteuerungseinrichtung übertragen werden, wobei die Mehrzahl von Systemen eine Benutzerschnittstelle und das Navigationssystem aufweist, mit folgenden Merkmalen:
einem computerlesbaren Medium; und
einer Computerprogrammvorrichtung, die in dem compu terlesbaren Medium eingebettet ist, zum Bewirken, daß ein Computer folgende Schritte durchführt:
ansprechend auf eine Anforderung von der Fahrzeug steuerungseinrichtung nach Schnittstellendaten, die in der Benutzerschnittstelle vorgelegt werden sollen, wo bei die Schnittstellendaten einen Datentyp aufweisen, der denselben zugeordnet ist, Auswählen eines ersten Übertragungsprotokolls aus einer Mehrzahl von Übertra gungsprotokollen zum Übertragen der Schnittstellenda ten zu der Fahrzeugsteuerungseinrichtung, wobei das erste Übertragungsprotokoll zumindest teilweise basie rend auf dem Datentyp ausgewählt wird; und
Übertragen der Schnittstellendaten zu der Fahrzeug steuerungseinrichtung gemäß des ersten Übertragungs protokolls.