Audio_ Navigation und Telematik

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Audio_ Navigation und Telematik Powered By Docstoc
					Gelbe Reihe Ausgabe 2001   Technische Unterrichtung   Audio, Navigation und Telematik




Audio, Navigation und
Telematik
für Kraftfahrzeuge

Æ                                                                                       Kraftfahrzeugtechnik




• Übertragungstechnik, Orientierungsmethoden
• Empfangs- und Kommunikationssysteme
• Multimedia-Systeme, Datenaustausch
Inhalt




 4 Analoge Signalübertragung            66 Navigationssysteme
 4 Analoge Rundfunksysteme              66 Aufgabe, Anwendung,
 4 Größen und Einheiten                    Arbeitsweise
 6 Nachrichtenübermittlung mit          70 Gerätebeispiele und Zubehör
   Hochfrequenzwellen                   76 Stimmgabel-Drehratesensor
13 Elektromagnetische Verträglichkeit   77 Mikromechanischer Drehrate-
   EMV                                     sensor
13 Satellitengestützte Nachrichten-
   übermittlung                         78   Verkehrstelematik
                                        78   Definition, Aufgabe
14 Digitale Signalübertragung           79   Struktur und Arbeitsweise
14 Digitale Rundfunksysteme             82   Gerätebeispiel und Zubehör
15 Radio Data System RDS
16 Digital Audio Broadcasting DAB       84 Flottenmanagement
19 Digital Multimedia Broadcasting      84 Transporte und Dienstleistungen
   DMB                                  86 Unterhaltung und Information
19 Digital Radio Mondiale DRM              in Bussen
                                        87 Gerätebeispiele und Zubehör
20 Orientierungsmethoden
20 Orientierung, Ortung, Navigation     89 Mobile Multimedia-Systeme
                                        89 Anwendung
24 Mobilfunk                            94 Gerätebeispiele und Zubehör
24 Anwendung, Funktelefonnetze
25 Betriebs- und Bündelfunknetze         98 Datenübertragung zwischen
                                            elektronischen Systemen
26 Audioanlagen                          98 Systemübersicht
26 Autoradio                             98 Serielle Datenübertragung (CAN)
44 Zusatzeinrichtungen                  100 Ausblick
                                        101 Multimedia-Vernetzung
52   Autoantennen
52   Aufgabe, Radioantennen             104 Sachwortverzeichnis
54   Mobilfunkantennen                  104 Sachworte
56   Navigationsantennen                108 Abkürzungen

58   Verkehrsfunksysteme
58   Aufgabe
59   Verkehrsfunkkanäle
63   Gerätebeispiele
1932 wurde ein „Blaupunkt“ als erstes Autoradio in Europa in ein Auto eingebaut.
Damals gehörte das Autoradio noch zu den „Luxusartikeln“ und diente ausschließ-
lich dem Empfang von Radiosendungen zur Unterhaltung. Außerdem waren die
damaligen Röhrengeräte bei hohem Energieverbrauch recht schwer und voluminös.
   Bis heute haben sich die Schwerpunkte verschoben. Mit der Halbleitertechnik
wurden die Röhren durch Transistoren ersetzt. Die Geräte wurden bei deutlich
gesenktem Energieverbrauch kleiner, leichter und billiger. Damit ist das Autoradio
zu einem selbstverständlichen Bestandteil des Autos geworden.
   Die Möglichkeiten der reinen Unterhaltung haben sich mithilfe besserer Emp-
fangssysteme oder Zusatzfunktionen wie z. B. Laufwerke für verschiedene Tonträger-
systeme wesentlich ausgeweitet.
   Aber neben die reine Unterhaltung ist auch der Empfang wichtiger Informationen
zu Verkehrsverhältnissen und zum Straßenzustand getreten, bei entsprechender
Ausrüstung zur Verkehrsführung vom Ausgangs- zum Zielort mit der Meidung
bzw. Umfahrung von Verkehrsstaus. Kombinationsgeräte mit Mobiltelefon-,
Telematik- oder Navigationskomponenten sowie komplexe Fahrerinformationssysteme
sorgen für stressarmes Autofahren.
   Das vorliegende Heft der Reihe „Bosch Technische Unterrichtung“ informiert Sie
umfassend über diesen interessanten Themenbereich.
66                          Navigationssysteme   Aufgabe, Anwendung, Arbeitsweise




                            Navigationssysteme
                            Navigation ist die aktive Zielführung des               Arbeitsweise
                            Fahrers durch Bildschirmanzeige von
                            Richtungspfeilen und Sprachausgabe. Die                 Allen Systemen gemeinsam sind die Grund-
                            Routenführung erfolgt über eine digitali-               funktionen „Ortung“, „Zielauswahl“, „Rou-
                            sierte Straßenkarte mithilfe von Ortungs-               tenberechnung“ und „Zielführung“. Geräte
                            satelliten. Die dynamische Navigation                   des oberen Leistungsspektrums bieten zu-
                            berücksichtigt dabei zusätzlich noch digital            sätzlich eine farbige Kartendarstellung. Für
                            kodierte Verkehrsmeldungen.                             alle Funktionen ist eine digitale Karte des
                                                                                    Straßennetzes erforderlich, die allgemein auf
                            Aufgabe                                                 einer CD-ROM untergebracht ist.

                            Navigationssysteme für Kraftfahrzeuge                    1   Beispiele für die optische Zielführung

                            haben die Aufgabe, dem Autofahrer ständig               a
                            akustische und optische Fahrempfehlungen
                            zu geben. Sie nutzen dabei die Daten der
                            GPS-Ortungssatelliten, die Fahrgeschwin-
                            digkeit und die Fahrtrichtung, um den Fah-
                            rer per Symbole (Bild 1a) bzw. Karte
                            (Bild 1b, c) sowie Sprachausgabe auf direk-
                            tem Weg zum Ziel zu führen. Das dynami-
                            sche Navigationssystem reagiert außerdem
                            auf die Verkehrslage und berechnet auto-
                            matisch die Route, die an der Störung vorbei
                            am schnellsten zum Ziel führt.
                                                                                    b
                            Anwendung
                            Navigationssysteme haben in den letzten
                            Jahren eine weite Verbreitung gefunden. An-
                            fänglich waren vorwiegend Systeme zur
                            Nachrüstung verfügbar. Inzwischen sind
                            hauptsächlich Systeme als Option beim
                            Neuwagenkauf erhältlich, die eine bessere
                            Integration in das Fahrzeug ermöglichen. So
                            können z. B. Sensoren von mehreren Syste-
Bild 1                      men des Fahrzeugs gemeinsam genutzt wer-
a Große Piktogramme         den. Anzeigen im Kombiinstrument bringen                c
   unterstützen die akus-   wichtige Informationen der Zielführung in
   tische Zielführung
                            das primäre Blickfeld des Fahrers.
b farbige Karten infor-
   mieren über Park-
                              Die Navigation wurde außerdem bei eini-
   plätze, Tankstellen,     gen Fahrzeugherstellern Teil eines komplet-
   Sehenswürdigkeiten       ten Fahrerinformationssystems mit Audio-
   (POI) usw.               und Telefonfunktionen. Diese Entwicklung
c Verkehrsinformatio-       wird sich weiter fortsetzen.
   nen (z. B. Stau) wer-
                              Einfachsysteme, die dem Fahrer nicht
   den als Symbole in
                                                                                                                                  æ UKR0124D




                            mehr bieten, als lediglich die Position in
   der Karte angezeigt
   und bei der Ziel-        einer Karte und die Luftlinienrichtung zum
   führung automatisch      Ziel, sind weitgehend vom Markt ver-
   berücksichtigt           schwunden.
                                                                    Navigationssysteme   Arbeitsweise                         67




Ortung                                               Das Satellitenortungssystem GPS (Global
Positionsbestimmung                                  Positioning System, siehe Kapitel „Orientie-
Zur Positionsbestimmung wird die Koppel-             rungsmethoden“) ermöglicht auch nach
ortung eingesetzt, bei der Wegelemente               vorübergehenden Fahrten außerhalb des
zyklisch nach Betrag und Winkel addiert              digitalisierten Straßennetzes oder nach
(gekoppelt) werden. Hierdurch akkumulie-             Transport des Fahrzeugs mit Schiff oder
ren Fehler, die jedoch durch einen ständigen         Bahn eine problemlose Funktion der Sys-
Vergleich der Position mit dem Straßenver-           teme. Es empfängt permanent Signale von
lauf der digitalen Karte (Map Matching,              geostationären Satelliten im Weltall, die es
Bild 2) kompensiert werden.                          ermöglichen, eine Ortung der eigenen Posi-
                                                     tion mit einer Genauigkeit von ± 10 m vor-
 2   Map Matching                                    zunehmen. Die erforderliche GPS-Antenne
     a                                               samt Empfänger ist ein wesentlicher Be-
                                                     standteil des Navigationssystems.

                                                     Sensoren
                                                     Für die Ortung mit Navigationssystemen
                                                     der ersten Generation wurden häufig zwei
                                                     induktive Raddrehzahlsensoren zur Ermitt-
                                                     lung des Weges und der Richtungsänderung
                                                     sowie eine Erdmagnetfeldsonde zur Bestim-
                                                     mung der absoluten Fahrtrichtung verwen-
                                                     det. GPS diente im Wesentlichen zur Kor-
                                                     rektur starker Sensorstörungen oder um
     b                                               nach Fahrten außerhalb der digitalen Karte
                                                     die Wiedereinfahrt in das gespeicherte
                                                     Straßennetz zu finden.

                                                     Neuere Systeme kommen mit einem einfa-
                                                     chen Wegsignal eines elektronischen Tacho-
                                                     meters aus, wie es für die geschwindigkeits-
                                                     abhängige Lautstärkeregelung von Auto-
                                                     radios bereits häufig verfügbar ist. Dieser
                                                     Tachosensor liefert eine zur Fahrgeschwin-
                                                     digkeit proportionale Anzahl von Impulsen,
                                                     die der Navigationsrechner auswerten kann.
     c                                                                                                  Bild 2
                                                     Die Richtungsänderung erfasst ein Drehrate-        a Erste grobe Ortung
                                                                                                           durch GPS-System
                                                     sensor (Gyrometer). Er wandelt Veränderun-
                                                                                                        b nach wenigen Metern
                                                     gen seiner Lage in eine Spannung um. Da-              Identifikation der be-
                                                     raus kann der Rechner ermitteln, ob das               fahrenen Straße,
                                                     Fahrzeug beschleunigt, bremst oder abbiegt.           Gyroskop registriert
                                                     Sein Vorteil liegt in der geringen Baugröße           das Abbiegen
                                                     und der Unempfindlichkeit gegenüber den            c Position ist punkt-
                                                                                                           genau bestimmt und
                                                     im Pkw vorhandenen Störfeldern.
                                                                                                           wird durch ständigen
                                                        Die Erdmagnetfeldsonde erübrigt sich, da
                                        æ SKR0127Y




                                                                                                           Abgleich der Sensor-
                                                     sich die absolute Fahrtrichtung inzwischen            daten mit der digita-
                                                     über den Dopplereffekt aus den GPS-Signa-             len Karte auf aktuel-
                                                     len bestimmen lässt.                                  lem Stand gehalten

				
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