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DE19855794A1 - Personal navigation method e.g. used in building complex uses detected actual position and compass disc angular direction pulses compared with stored route for providing guidance directions to user via display - Google Patents

Personal navigation method e.g. used in building complex uses detected actual position and compass disc angular direction pulses compared with stored route for providing guidance directions to user via display

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Publication number
DE19855794A1
DE19855794A1 DE19855794A DE19855794A DE19855794A1 DE 19855794 A1 DE19855794 A1 DE 19855794A1 DE 19855794 A DE19855794 A DE 19855794A DE 19855794 A DE19855794 A DE 19855794A DE 19855794 A1 DE19855794 A1 DE 19855794A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
disc
location
movement
passive
pulse
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19855794A
Other languages
German (de)
Inventor
Hanjo Nyhuis
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE19855794A priority Critical patent/DE19855794A1/en
Publication of DE19855794A1 publication Critical patent/DE19855794A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C17/00Compasses; Devices for ascertaining true or magnetic north for navigation or surveying purposes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/38Electronic maps specially adapted for navigation; Updating thereof
    • G01C21/3804Creation or updating of map data
    • G01C21/3807Creation or updating of map data characterised by the type of data
    • G01C21/383Indoor data

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)

Abstract

The personal navigation method uses transmission and reception of electromagnetic waves for determining the actual position and a compass disc using the earth's magnetic field for providing angular direction pulses, e.g. via cooperating active photodiodes around the periphery of the disc and stationary passive photodiodes (5). The angular direction pulses are stored in a navigation device for comparison with a stored route, for supplying guidance directions to the user via a display. An Independent claim for a navigation device system is also included.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Standort- und Richtungsbestimmung zur persönlichen Navigation. Mit Hilfe eines entsprechenden Gerätesystems wird nach der Standortbestimmung der Nutzer mit Informationen versorgt, um zu seinem Zielort zu gelangen. Das Gerätesystem ist für die Benutzung in komplexen Innenräumen, aber auch für die Benutzung im Gelände geeignet. Als maßgebliche Beispiele seien z. B. Messen, Flughäfen, große Einkaufszentren und die Zentren in Großstädten genannt. Es soll möglich sein, daß der Benutzer nach der Standort- und Richtungsbestimmung seinen Weg schnell und unkompliziert findet.The invention relates to a method for determining location and direction for personal Navigation. With the help of an appropriate device system, the Provides users with information to get to their destination. The device system is for use in complex interiors, but also suitable for use in the field. As relevant examples are e.g. B. Trade fairs, airports, large shopping centers and the centers in Big cities called. It should be possible that the user according to the location and Direction determination finds its way quickly and easily.

Der Kompaß als Gerät zur Bestimmung der Himmelsrichtungen ist seit vielen Jahren ein bekanntes und bewährtes Gerät. Der Kompaß kommt zu Lande, zu Wasser und in der Luft zur Anwendung. Beim Magnetkompaß stellt das erdmagnetische Feld eine auf einer feinen Spitze gelagerte und über einer Scheibe mit Windrose drehbare Magnetnadel in die magnetische Nord-Süd-Richtung ein, die von der geografischen Nord-Süd-Richtung um die sogenannte Mißweisung, die Deklination, abweicht. Beim Kreisel-Kompaß bewirkt die Erdrotation die Einstellung des Kreiseldrehimpulses nach geografisch Nord. Der Elektronenstrahl-Kompaß beruht auf der Ablenkung eines Elektronenstrahls durch das erdmagnetische Feld.The compass as a device for determining the cardinal points has been known for many years and proven device. The compass is used on land, water and in the air. In the magnetic compass, the earth's magnetic field is positioned on a fine point and Magnetic needle rotatable in the magnetic north-south direction over a disc with wind rose one, from the geographical north-south direction to the so-called refusal, the Declination, deviates. With the gyro compass, the earth rotation causes the setting of the Rotary angular momentum to geographically north. The electron beam compass is based on the Deflection of an electron beam by the geomagnetic field.

Im einfachsten Fall kann man nach einer Standortbestimmung mit Karte und Kompaß (Marschkompaß mit Visiereinrichtung) die Bewegungsrichtung durch Ermitteln einer Marsch­ richtungszahl festlegen. Befinden sich mehrere Hindernisse auf dem Weg, auf dem gemäß Marschrichtungszahl die Bewegung erfolgen soll, müssen mehrere Marschrichtungszahlen festgelegt werden, die jeweils nach einer gewissen absolvierten Wegstrecke beachtet werden müssen. Es hängt mehr oder weniger von der Genauigkeit der Karte und von der Erfahrung des Betreffenden ab, der sich mit Karte und Kompaß auf seinem Weg bewegt, um zum Ziel zu gelangen. Wenn dann das Ziel der Kirchturm eines Ortes sein soll, wird es unschwer sein, das Ziel zu erreichen. Wie vorher schon gesagt, soll aber das neue Verfahren und das entsprechende Gerät z. B. den Weg vorgeben, der erforderlich ist, um an eine bestimmte Rolltreppe in einem Flughafen zu gelangen. In derartigen Fällen ist die Verwendung von Karte und Kompaß absolut unangebracht.In the simplest case you can use a map and compass to determine your position (Marching compass with sighting device) the direction of movement by determining a march set direction number. There are several obstacles on the way, according to Marching Direction Number The movement is to take place must have multiple Marching Direction Numbers be determined, which are observed after a certain distance completed have to. It depends more or less on the accuracy of the map and on the experience of the Subject concerned who moves with his map and compass on his way to the goal reach. If the destination is to be the church tower of a place, it will be easy, the destination to reach. As said before, but the new method and the appropriate device e.g. B. specify the route that is required to go to a specific escalator in an airport to get. In such cases, the use of a map and compass is absolute inappropriate.

Wenn sich also allgemein die Frage stellt "wo bin ich?", könnte der Anwender nach dem derzeitigen Stande der Technik den Satellitenpositionierdienst der deutschen Landesvermessung (SAPOS) in Anspruch nehmen. Je nach gewünschter Genauigkeitsstufe werden die gewünschten Daten geliefert. Eine Ergänzung ist der SAPOS-Hochpräziser Echtzeit-Positionierungs-Service. So if the general question is "where am I?" current state of the art the satellite positioning service of the German state survey (SAPOS). Depending on the desired level of accuracy, the desired Data delivered. An addition is the SAPOS high-precision real-time positioning service.  

Anwendungsbeispiele sind Fahrzeugnavigation, Verkehrsleitsysteme, Flottenmanagement, Land- und Forstwirtschaft. Im Zusammenhang mit dem o. g. Satellitenpositionierdienst soll kurz auf GPS oder "global positioning system" eingegangen werden. Dieses System - ursprünglich für den militärischen Einsatz gedacht - basiert auf dem Prinzip der Peilung über Satelliten in einer geostationären Umlaufbahn. Die Koordination der Position der Satelliten werden verglichen mit der Laufzeit des ausgestrahlten Signals zum Zielobjekt und daraus wird der Standort des Zielobjektes berechnet.Application examples are vehicle navigation, traffic control systems, fleet management, Agriculture and Forestry. In connection with the above Satellite positioning service is said to be short on GPS or "global positioning system ". This system - originally for the military Intended use - based on the principle of direction finding via satellites in a geostationary Orbit. The coordination of the position of the satellites are compared with the term of the emitted signal to the target object and from this the location of the target object is calculated.

Im Prinzip wäre eine Positionsbestimmung über GPS für die noch darzulegende Erfindung denkbar, jedoch ergeben sich bei näherer Beschauung drei gravierende Negierungspunkte, die wie folgt definiert werden:In principle, a position determination via GPS would be for the invention to be presented conceivable, but closer inspection reveals three serious negation points that like can be defined as follows:

1. Peilung bis auf einen Zehnmeter-Radius1. Bearing up to a ten meter radius

Es ist aufgrund der technischen Konzeption des GPS-Systems durchaus möglich, den Standort des Nutzers ist auf wenige cm genau zu bestimmen. Da - wie eingangs erwähnt - das System aber noch vorrangig für militärische Zwecke in Betrieb ist, wurde der Peilungsradius auf zehn Meter begrenzt. Dieses trägt den gravierenden Nachteil mit sich, daß in räumlichen Systemen von der Komplexität z. B. einer Messe innerhalb eines 10 m-Radius sehr viel passieren kann (z. B. zwei bis drei Messestände, mehrere Türen oder Treppen neben oder hintereinander).Due to the technical design of the GPS system, it is quite possible to determine the location of the Users can be determined to within a few centimeters. Since - as mentioned at the beginning - the system is still primarily used for military purposes the bearing radius was limited to ten meters. This has the serious disadvantage that in spatial systems of complexity e.g. B. a fair can happen very much within a 10 m radius (e.g. two to three Exhibition stands, several doors or stairs next to or in a row).

2. Richtungsbestimmung2. Determination of direction

In der täglichen Praxis des PKW-GPS wird die Richtung und der genaue Standort unter anderem über technische Hilfsmittel wie eindeutige Fahrtrichtung, den unterschiedlichen Rollradius der Vorderräder in Kurven etc. bestimmt.In the daily practice of car GPS, the direction and exact location is among other things about technical aids such as clear direction of travel, the different rolling radius of the Front wheels in curves etc. determined.

Der Mensch ohne technische Hilfsmittel hat keine Möglichkeiten für eine solche Bestimmung. Daher ist es mit GPS unmöglich, die Blick- oder Gehrichtung des Menschen eindeutig zu bestimmen.People without technical aids have no options for such a determination. Therefore, with GPS it is impossible to clearly determine the direction in which people are looking or walking determine.

3. Dialogfähigkeit des Systems für Informationsübermittlung3. Ability to communicate with the information transmission system

Das Verfahren benötigt ein dialogfähiges System, mit dem Informationen übermittelt werden können. The process requires a dialog-capable system with which information is transmitted can.  

Dieses ist über herkömmliche Peilsysteme - wie etwa GPS - nicht möglich, da es sich um eine reine Standortbestimmung handelt.This is not possible with conventional DF systems - such as GPS - because it is a pure one Location determination acts.

Zusammenfassend läßt sich bis hierher feststellen, daß es diverse Möglichkeiten gibt, mit bekannten Verfahren bzw. Geräten den jeweiligen Standort mehr oder weniger genau zu bestimmen. Auch wenn in Prospekten zu GPS-Handys gesagt wird, daß wichtige Positionen in 500 Wegpunkten gespeichert werden können, so ist das nicht mit einer Richtungsbestimmung zu vergleichen, das heißt, eine punktgenaue persönliche Navigation einschließlich einer Richtungsbe­ stimmung ist mit den Verfahren bzw. Geräten, die den Stand der Technik charakterisieren, nicht möglich.In summary, it can be said that there are various options with known methods or devices more or less exactly the respective location determine. Even if it is said in prospectuses for GPS cell phones that important positions in 500 waypoints can be saved, so that is not with a direction determination compare, that is, precise personal navigation including a direction there is no mood with the processes or devices that characterize the state of the art possible.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bzw. Verfahrensvarianten und ein entsprechendes Gerätesystem vorzuschlagen, welches es dem Benutzer ermöglicht, sich innerhalb von komplexen räumlichen Systemen, wie z. B. Flughäfen, Stadtzentren mit Hilfe einer elektronischen Orientierungshilfe fortzubewegen und seinen Weg sehnell und unkompliziert zu finden. Als oberste Prämisse bei der Benutzung steht die Beschleunigung eines oft langwierigen Weges. Die Handhabung des Gerätes soll einfach und leicht verständlich sein. Es soll im Sinne eines Handys benutzt werden können, welches dialogfähig ist.It is therefore the object of the invention, a method or method variants and a propose appropriate device system that enables the user to be within of complex spatial systems, such as B. airports, city centers with the help of a electronic orientation aid to move on and its path serenely and easily Find. The top premise for use is the acceleration of an often lengthy process Way. The handling of the device should be simple and easy to understand. It is meant to be of a cell phone that can be used for dialogue.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe wie folgt gelöst, wobei hinsichtlich der grundlegenden erfinderischen Gedanken auf die Patentansprüche 1 und 5 verwiesen wird. Die weitere Ausgestaltung des Verfahrens erstreckt sich auf die Ansprüche 2 bis 4 und die weitere Ausgestaltung des Gerätesystems auf die Ansprüche 6 bis 10.According to the invention the object is achieved as follows, with regard to the basic inventive thought is referred to claims 1 and 5. The further one Embodiment of the method extends to claims 2 to 4 and the others Design of the device system to claims 6 to 10.

Zur Darlegung der Erfindung sind weitere Ausführungen erforderlich. Wie sich aus dem Hauptanspruch ergibt, erfolgt die Standortbestimmung unter Verwendung - all­ gemein ausgedrückt - elektromagnetischer Wellen und Sende- und Empfangstechnik. Das bedeutet, daß es in Abhängigkeit von den jeweiligen Einsatzbedingungen durchaus sinnvoll ist, das GPS zur Standortbestimmung zu benutzen.Further explanations are required to explain the invention. As is apparent from the main claim, the location is determined using - all in general terms - electromagnetic waves and transmission and reception technology. The means that, depending on the respective operating conditions, it makes perfect sense use the GPS to determine your location.

Das Wegeprogramm kann entweder vom Benutzer seinen Vorstellungen entsprechend selbst einprogrammiert werden oder bei Bereitstellung sind die erdenklichen Wegeprogramme bereits eingegeben, die dann vom Nutzer zum Beispiel mit Hilfe seiner Boardingcard ausgewählt werden, wenn es darum geht, einen entsprechenden Weg in einem Flughafen zu finden. The route program can either be done by the user according to his ideas the imaginable route programs are already programmed entered, which are then selected by the user, for example using his boarding card, when it comes to finding an appropriate route in an airport.  

Herkömmliche Beschilderungssysteme bieten in der Regel nur Platz für 2-3 Sprachen. Das Gerät ist jedoch so konzipiert, daß der Dialog zur Unterstützung der persönlichen Navigation vom Grundsatz in allen Sprachen der Welt möglich ist.Conventional signage systems usually only offer space for 2-3 languages. The device However, is designed so that the dialog to support personal navigation from Principle is possible in all languages of the world.

Die Anzeige besteht aus drei verschiedenen Ebenen, die wie folgt beschrieben werden (am Beispiel Flughafen).The display consists of three different levels, which are described as follows (using the example Airport).

Die PrimärebeneThe primary level

Diese besteht lediglich aus der Richtungsanzeige in Form eines Pfeils. Sie steht optisch getrennt auf dem Gerät, da sie nur die Richtung anzeigt, in der der Nutzer sich bewegen muß, um zum Zielort zu gelangen.This only consists of the direction indicator in the form of an arrow. It is optically separated on the device, since it only shows the direction in which the user has to move in order to Destination.

Die SekundärebeneThe secondary level

Diese befindet sich auf dem Hauptdisplay des Gerätes. Sie beinhaltet Informationen sekundärer Natur. Dieses sind z. B. wichtige locations wie z. B. das WC, nahegelegene Ärzte, die Zoll­ abfertigung, Gates, Parkdeck, Ausgang etc., also die Orte, die direkt mit dem Flughafenbetrieb in Verbindung stehen.This is on the main display of the device. It contains information secondary Nature. These are e.g. B. important locations such. B. the toilet, nearby doctors, the customs check-in, gates, parking deck, exit etc., i.e. the places that are directly connected to the airport Connect.

Die TertiärebeneThe tertiary level

In dieser Ebene befinden sich Begriffe u. a. von Anbietern, die nicht unmittelbar mit dem Flugbetrieb in Verbindung stehen. Man kann sich mit Aktivierung dieser Ebene z. B. zu diversen Anbietern, wie z. B. Restaurants, Cafés, duty free shops etc. lotsen lassen.In this level there are terms u. a. from providers who are not directly involved with the Flight operations are related. With activation of this level z. B. to various Providers, such as B. Guide restaurants, cafes, duty free shops etc.

Zum Gerät sind im Hinblick auf die Patentansprüche 5 bis 10 weitere Ausführungen erforderlich. Das Gerät basiert im Prinzip auf der Erdmagnetfeldmessung, soweit es um die Richtungs­ bestimmung geht.With regard to claims 5 to 10, further versions of the device are required. In principle, the device is based on the earth's magnetic field measurement, as far as the direction is concerned determination goes.

Die drehbar gelagerte schichtdünne kreisrunde Scheibe kann aus Epoxydharz o. ä. bestehen. Die neuesten Entwicklungen auf dem Gebiet der Kunststoffherstellung zeigen, daß es möglich ist, magnetisierten Kunststoff mit einem hohen Ferritanteil herzustellen. Daher wird grundsätzlich von einer stark magnetisierten Scheibe gesprochen. Soweit es sich um Kunststoff für die Scheibe im herkömmlichen Sinne handelt, ist auf der Scheibe ein stark magnetisierter Metallstreifen fixiert, welcher als "Kompaß" für die Erdmagnetfeldmessung dient.The rotatable, layer-thin circular disc can be made of epoxy resin or similar. The The latest developments in the field of plastics production show that it is possible to produce magnetized plastic with a high ferrite content. Therefore, basically from a strongly magnetized disc. As far as it is plastic for the disc in the conventional sense, a strongly magnetized metal strip is fixed on the disc, which serves as a "compass" for geomagnetic field measurement.

Das Gerätesystem entsprechend den Ansprüchen 6 bis 8 könnte man mit "elektronischer Richtungsbestimmung über Fotovoltaik" bezeichnen. Die auf der Scheibe befindliche aktive Fotodiode kann für jeden Lichtwellenbereich (Normallicht-LED oder Infrarot) ausgelegt sein. Der magnetisierten Scheibe räumlich entgegengesetzt ist eine kreisrunde Grundplatte aus Kunststoff oder ähnlichem angeordnet. Die Grundplatte hat den gleichen Durchmesser wie die magnetisierte Scheibe, analog zu dieser sind im gleichen Abstand vom Zentrum mehrere passive Fotoelemente angebracht, so daß - räumlich gesehen - die aktive Fotodiode sich direkt über einer passiven Fotodiode befindet, diese somit anstrahlt und durch die fotovoltaische Reaktion einen Stromfluß erzeugen kann. Der vom Zentrum aus bestehende Winkel zwischen dem passiven Fotoelementen und somit ihre Anzahl wird durch die zu erzielende Genauigkeit und dem spezifischen Anwen­ dungszweck festgelegt (viele passive Fotodioden - hohe Genauigkeit, wenige passive Fotodioden - geringe Genauigkeit). Es kann erforderlich sein, daß im Fall des Gewichtsüberhanges auf der magnetisierten Scheibe dem aktiven Fotoelement entgegengesetzt ein Gegengewicht angebracht wird, welches die Scheibe im Lot hält.The device system according to claims 6 to 8 could be "electronic Direction determination via photovoltaic ". The active one located on the pane The photodiode can be designed for any light wave range (normal light LED or infrared). The  A circular base plate made of plastic is spatially opposed to the magnetized disc or the like. The base plate has the same diameter as the magnetized one Disc, analogous to this, are several passive photo elements at the same distance from the center attached so that - spatially seen - the active photodiode directly over a passive Located photodiode, it thus illuminates and a current flow through the photovoltaic reaction can generate. The angle between the passive photo elements from the center and thus their number is determined by the accuracy to be achieved and the specific application Purpose defined (many passive photodiodes - high accuracy, few passive Photodiodes - low accuracy). It may be necessary that in the case of excess weight on the magnetized disc a counterweight is attached to the active photo element, which the disc in Solder holds.

Die Grundplatte ist per Lötkontakt der passiven Fotozellen auf der Grundplatine des Systems befestigt, auf welcher wie bei herkömmliche Platinen Leiterbahnen aufgebracht sind, durch welche die elektrischen Impulse fließen, die der direkten digitalen Weiterverarbeitung dienen.The base plate is soldered to the passive photocells on the system's base board attached, on which, as with conventional circuit boards, conductor tracks are applied, through which the electrical impulses flow that serve the direct digital further processing.

Die Platine wiederum ist in ein gegen Störeinflüsse abgeschirmtes Gehäuse eingeschraubt, welches nach Aufwand dimensioniert wird.The circuit board, in turn, is screwed into a housing that is shielded against interference is dimensioned according to effort.

Für die Aufhängung der magnetisierten Scheibe sind folgende Anmerkungen erforderlich.The following comments are required for the suspension of the magnetized disc.

Es ist wichtig, daß die rotierende Scheibe nahezu reibungsfrei aufgehängt wird, da das Erd­ magnetfeld eine nur sehr geringe Kraft auf den magnetisierten Metallstreifen (oder die magnetisierte Scheibe) ausübt. Dieses wird durch folgende Merkmale erreicht:
Auf die bewegliche Scheibe sind im Mittelpunkt jeweils oben und unten Metallelemente aus hochfestem Metall (z. B. Chrom- oder Stahllegierung) aufgebracht. Diese dienen gleichzeitig als Aufhängung für die Nadelspitzen, die von oben und unten in eine Rotationsmulde greifen sowie auch - durch das im Verhältnis zur Scheibe hohe Eigengewicht - als Rotationsstabilisator. Auf der oberen Seite dient dieses Element gleichzeitig als Minuspol und Masse für die aktive Fotodiode auf der Scheibe. Von oben und unten greifen jeweils spitz zulaufende konische Metallelemente in die Mulden und werden mit leichtem Druck arretiert. Hierdurch wird erreicht, daß durch die extrem geringe Reibungsfläche die Scheibe sehr leicht drehbar ist und sich so dem Erdmagnetfeld entsprechend ohne Verluste ausrichten kann. Die obere "Nadel" ist mehrteilig, im inneren - verbunden durch den direkten Kontakt mit der Rotationsmulde - befindet sich der Minuspol für die Zuleitung des Stromes zur aktiven Fotodiode, die "Außenhaut" der Nadel stellt den positiven Pol dar; über einen sehr kleinen Bürstenschleifer an der Außenhaut wird Energie abgenommen.
It is important that the rotating disc is suspended with almost no friction, since the earth's magnetic field exerts only a very small force on the magnetized metal strip (or the magnetized disc). This is achieved through the following features:
Metal elements made of high-strength metal (e.g. chrome or steel alloy) are applied to the movable disc at the center and at the top. At the same time, these serve as a suspension for the needle tips, which engage in a rotation trough from above and below, and also - due to the high weight in relation to the disc - as a rotation stabilizer. On the upper side, this element serves simultaneously as a negative pole and ground for the active photodiode on the disc. From the top and bottom, tapered metal elements reach into the troughs and are locked with light pressure. This ensures that the extremely small friction surface means that the disk can be rotated very easily and can thus align itself with the earth's magnetic field without losses. The upper "needle" is multi-part, inside - connected by the direct contact with the rotation trough - there is the minus pole for the supply of the current to the active photodiode, the "outer skin" of the needle represents the positive pole; Energy is drawn off via a very small brush grinder on the outer skin.

Das Gerät gemäß dem Anspruch 9 könnte man mit "elektronischer Richtungsbestimmung über Impulszahlung" bezeichnen.The device according to claim 9 could with "electronic direction determination over Impulse payment ".

Auch dieses System basiert im Prinzip auf der Erdmagnetfeldmessung, jedoch werden eindeutige Verarbeitungsdaten über Impulszahlung gewonnen.In principle, this system is also based on the earth's magnetic field measurement, but it is clear Processing data obtained via impulse payment.

Zwischen zwei Gehäusehalbschalen, die gleichzeitig als Abschirmung dienen, ist eine drehbare schichtdünne magnetisierte Scheibe eingehängt. Die schichtdünne Scheibe hat am Rand jeweils zwei sogenannte Pulsspuren, die durch längliche Öffnungen in einer konzentrischen Anordnung um den Mittelpunkt gekennzeichnet sind. Die länglichen oder rechteckigen Öffnungen sind in Drehrichtung oder ω um etwa die Hälfte versetzt angeordnet und lichtdurchlässig, während der Rest der Scheibe lichtundurchlässig ist. Die Öffnungen werden je nach Anwendungsgebiet und erforderlicher Genauigkeit sowie Machbarkeit jeweils gestanzt oder geätzt. In der oberen Gehäu­ sehalbschale sind zwei gleiche sehr kleine aktive Fotodioden (normales oder Infrarotlicht/gerich­ tet) befestigt. Diese beiden Dioden befinden sich im selben Abstand zueinander wie die beiden Lichtpulsspuren auf der Scheibe, so daß sie sich im zusammengebauten Zustand exakt über den Pulsspuren befinden. Im Gehäuse selbst befindet sich die Stromzuleitung für die beiden aktiven Fotodioden, die ständig in Betrieb sind.Between two housing shells, which also serve as a shield, there is a rotatable one magnetized disc, thin as a layer. The thin slice has on the edge two so-called pulse tracks through elongated openings in a concentric arrangement are marked around the center. The elongated or rectangular openings are in Direction of rotation or ω offset by about half and translucent during the Rest of the pane is opaque. The openings are depending on the application and required accuracy and feasibility are punched or etched. In the upper casing Half-shell are two very small active photodiodes (normal or infrared light / dish tet) attached. These two diodes are at the same distance from each other as the two Light pulse traces on the pane, so that they fit exactly over the when assembled There are pulse tracks. The power supply for the two active ones is located in the housing itself Photo diodes that are in constant use.

In der unteren Gehäusehalbschale sind zwei passive Fotodioden eingelassen, die bei direkter Bestrahlung mit Licht einen Impulsstrom produzieren.Two passive photodiodes are embedded in the lower half of the housing Irradiation with light produce a pulse current.

Auch diese beiden Dioden befinden sich im selben Abstand zueinander wie die beiden Lichtpulsspuren auf der Scheibe, so daß sie sich im zusammengebauten Zustand exakt unter den Pulsspuren und den Aktivdioden befinden.These two diodes are also at the same distance from each other as the two Light pulse traces on the disc, so that they are exactly under the when assembled Pulse tracks and the active diodes are located.

Im Gehäuse selbst befinden sich Datenleitungen, die die Impulse zur Impulszäh­ lung und -verarbeitung und danach weiter zur zentralen Recheneinheit weiterleiten.In the housing itself there are data lines that provide the impulses for pulse counting processing and then forward it to the central processing unit.

Für das System ist es wiederum wichtig, daß die rotierende Scheibe nahezu reibungsfrei aufgehängt wird. Dieses wird durch Maßnahmen erreicht, wie sie im Prinzip schon bei dem Gerät zur Richtungsbestimmung über Fotovoltaik erläutert wurden. It is again important for the system that the rotating disc is almost frictionless is hung up. This is achieved through measures, such as those already in principle for the device to determine the direction of photovoltaics.  

Zur Funktionsweise des Systems ist auszuführen.The operation of the system must be carried out.

Wie bereits vorher erwähnt, handelt es sich um eine elektronische Richtungsermittlung über Impulszählung.As mentioned earlier, it is an electronic direction determination via Pulse counting.

Die Drehrichtung der aufgehängten Scheibe wird in Impulse umgesetzt, um diese so zur elektronischen Weiterbearbeitung verwertbar zu machen. Dieses funktioniert wie folgt:
In der horizontalen Lage (also Griffhaltung des Gerätes) richtet sich die Impulsgeberscheibe nach dem Erdmagnetfeld aus. In der Praxis bedeutet das, das System einmal genordet werden muß, um so einen eindeutigen Referenzimpuls zu bestimmen.
The direction of rotation of the suspended disc is converted into pulses in order to make it usable for further electronic processing. This works as follows:
In the horizontal position (i.e. handle position of the device), the pulse encoder disc is aligned with the earth's magnetic field. In practice, this means that the system has to be northed once in order to determine a clear reference impulse.

Ändert jetzt der Nutzer seine Richtung, so bleibt die Scheibe auch weiterhin in Nord-Süd-Richtung ausgerichtet und dreht sich so relativ zum Gerät.If the user changes his direction now, the disc remains in Aligned north-south and rotates relative to the device.

Die beiden Aktiv-Dioden strahlen dabei ständig Licht in Richtung der Passivdioden aus.The two active diodes continuously emit light in the direction of the passive diodes.

Bei einer Drehung also wird das Licht aus der "Sicht" der Passivdioden mehrmals "an- und aus­ geschaltet", dieses je nach Drehwinkel oder auch Anzahl der durchlaufenen Impulsöffnungen. Diese werden gezählt und so steht am Ausgang der Passivdioden ein direkt digital verarbeitbares 1/0-Signal zur Verfügung.With a rotation, the light is switched on and off several times from the "view" of the passive diodes switched ", this depending on the angle of rotation or the number of impulse openings passed. These are counted and so there is a directly digitally processable at the output of the passive diodes 1/0 signal available.

Damit die Verarbeitung "erkennt", welche Drehrichtung von der Scheibe eingenommen worden ist, befindet sich auf der Scheibe eine zweite Spur, die exakt so versetzt ist, daß zu einem bestimmten Zeitpunkt ZWEI eindeutige 1-Signale am Ausgang liegen.So that the processing "recognizes" which direction of rotation has been taken by the disc is, there is a second track on the disc, which is offset exactly so that to a at a certain point in time, there are TWO unique 1 signals at the output.

Je nachdem, in welche Richtung nun gedreht wird, lassen die beiden Lichtschranken entweder zuerst das Pulssignal 1 oder 2 durch. So läßt sich die Drehrichtung ebenfalls eindeutig ermitteln.Depending on which direction is being turned, the two light barriers either pass pulse signal 1 or 2 first. The direction of rotation can also be clearly determined in this way.

In der Praxis gibt es dabei fünf mögliche Zustände des Systems, auf die in den Ausführungs­ beispielen eingegangen werden soll.In practice, there are five possible states of the system, based on those in the execution examples to be discussed.

Das Gerät gemäß Anspruch 10 geht von der elektronischen Richtungsermittlung unter Ver­ wendung der Mikrosystemtechnik aus.The device according to claim 10 is based on the electronic direction determination under Ver application of microsystem technology.

Die Mikrosystemtechnik bietet sich in Zukunft an, da mit ihr eine Integration der Richtungs­ bestimmung auf einem Halbleiter möglich wird. Microsystem technology will be an option in the future because it integrates the direction determination on a semiconductor is possible.  

Prinzipiell sieht dies so aus, daß im wesentlichen eine magnetisierte oder magnetisch beschichtete Scheibe die Richtungsänderung wie beim Impulszähungsverfahren bestimmt.In principle, this looks like essentially a magnetized or magnetically coated one Disc changes direction as determined in the pulse counting process.

Zunächst einmal wird eine Fassung für die Scheibe benötigt. Diese ist ohne weiteres mit einem lithographischen Verfahren und anschließendem Flüssigätzprozeß herstellbar. Ebenso läßt sich nach Stand der Technik durch obiges Verfahren die Scheibe mit ihrer Impulslochung herstellen.First of all, a socket for the pane is required. This is easily with one lithographic process and subsequent liquid etching process. Likewise, according to the state of the art, manufacture the disk with its pulse perforation using the above method.

Die bisher vorgeschlagene Spitze/Wanne als Lagerung kann wegfallen. Abweichend davon wird vorgeschlagen, am Rand der Scheibe ein Art umlaufendes Gleitlager anzubringen.The previously proposed tip / tub as storage can be omitted. Deviating from this proposed to attach a kind of circumferential slide bearing on the edge of the disc.

Durch das Gleitlager braucht der Schwerpunkt der Scheibe nicht unter den Auflagepunkt verlegt zu werden. So könnte man die Scheibe deutlich leichter dimensionieren. Die Lagerung durch das Gleitlager verhindert, daß sich die Scheibe aus ihrer Normalebene dreht. Konstruiert man das Gleitlager so, daß der Halt durch die Oberflächenspannung des Gleitmittels ausreicht, ist die durch das Lager entstehende Reibung minimal. Durch entsprechende Beschichtung der Lageroberfläche mit einem hochwirksamen Gleitmittel können Reibwert und Ausprägung der Flüssigkeitsoberflä­ che entscheidend beeinflußt werden.Due to the plain bearing, the center of gravity of the disc does not need to be moved below the support point to become. So you could dimension the disc much easier. Storage by that Slide bearing prevents the disc from rotating out of its normal plane. You construct that Plain bearing so that the hold is sufficient due to the surface tension of the lubricant the bearing generated minimal friction. By coating the bearing surface accordingly with a highly effective lubricant, the coefficient of friction and the shape of the liquid surface can be che be decisively influenced.

Die Lagerung am Rand erfordert eine sehr genaue Fertigung der Strukturen; diese ist aber mit den vorhandenen lithographischen Verfahren (z. B. Röntgenlithographie) realisierbar.Storage at the edge requires very precise fabrication of the structures; but this is with the existing lithographic processes (e.g. X-ray lithography) can be realized.

Die Erfindung soll nunmehr anhand mehrerer Ausführungsbeispiele erläutert werden. Die ein­ zelnen Figuren zeigen in Prinzipdarstellung:The invention will now be explained on the basis of several exemplary embodiments. The one individual figures show in principle:

Fig. 1 Horizontaler Schnitt durch das Gehäuse, Draufsicht auf die Grundplatte mit passiven Fotodioden als Teil der Gerätetechnik zur Richtungsbestimmung über Fotovoltaik. Fig. 1 Horizontal section through the housing, top view of the base plate with passive photodiodes as part of the device technology for determining the direction of photovoltaics.

Fig. 2 Schnitt A-A gemäß Fig. 1, zusätzlich ist die drehbare Scheibe mit Aufhängung dargestellt. Fig. 2 section AA according to FIG. 1, in addition, the rotatable disc with suspension is shown.

Fig. 3 Bewegliche Scheibe mit magnetisiertem Streifen. Fig. 3 movable disc with a magnetized strip.

Fig. 4 Einzelheiten der Lagerung der drehbaren Scheibe und Einzelheiten der Stromver­ sorgung der aktiven Fotodiode. Fig. 4 details of the storage of the rotatable disc and details of the Stromver supply of the active photodiode.

Fig. 5 Draufsicht auf die Gehäuseoberhälfte des Gerätes (ohne Linien für unsichtbare Teile) als Teil der Gerätetechnik zur Richtungsbestimmung über Impulszählung. Fig. 5 top view of the upper half of the device (without lines for invisible parts) as part of the device technology for determining the direction via pulse counting.

Fig. 6 Schnitt A-A gemäß Fig. 5 Fig. 6 section AA according to FIG. 5

Fig. 7 Draufsicht auf drehbare Scheibe mit Pulsspuren. Fig. 7 top view of rotatable disc with pulse tracks.

Fig. 8 Teilschnitt-Detaildarstellung-Lichtschranke und Pulsspuren. Fig. 8 partial section detail view light barrier and pulse tracks.

Fig. 9 Detaildarstellung der Aufhängung einer sehr kleinen Scheibe - Elektronische Rich­ tungsermittlung über Mikrosystemtechnik. Fig. 9 detailed view of the suspension of a very small disc - electronic direction determination via microsystem technology.

Die Fig. 10a bis 10c zeigen die Zustände der Richtungsermittlung über Impulszählung. FIGS. 10a to 10c show the states of the direction determination by pulse counting.

Fig. 10a Nutzer geht Richtung Norden - keine Richtungsänderung. Fig. 10a user goes north - no change of direction.

Fig. 10b Nutzer dreht nach links - Richtungsänderung nach Westen. Fig. 10b user rotates to the left - change in direction west.

Fig. 10c Nutzer dreht nach rechts - Richtungsänderung nach Osten. Fig. 10c user turns to the right - change of direction to the east.

1. Ausführungsbeispiel1st embodiment

Es wird auf die Fig. 1 bis 4 verwiesen. Dem in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Geräte liegt das Prinzip zugrunde, welches vorher mit "elektronischer Richtungsbestimmung über Fotovoltaik" bezeichnet wurde.Reference is made to FIGS. 1 to 4. The devices shown in FIGS. 1 to 4 are based on the principle which was previously referred to as "electronic direction determination via photovoltaics".

Eine drehbare schichtdünne Scheibe 1, mit einem darauf befestigten magnetischen Streifen 7 ist zwischen zwei Achsspitzen 2 angeordnet. Unter Verwendung je einer Rotationsmulde für jede Achsspitze ist eine reibungsarme Aufhängung der Scheibe 1 gegeben. Auf der Scheibe 1 befindet sich nahe dem Umfang eine aktive Fotodiode 3, die für jeden Lichtwellenbereich ausgelegt sein kann. Als Gegengewicht für die Fotodiode 3, das heißt zum Gewichtsausgleich, befindet sich auf der Scheibe das mit dem Positionszeichen 12 bezeichnete Gegengewicht. Unter der Scheibe 1 ist eine unbewegliche Scheibe 4 plaziert mit einer Vielzahl passiver Fotodioden 5 nahe dem Umfang der Scheibe 4, die von der aktiven Fotodiode 3 angestrahlt werden können. Die Stromversorgung der aktiven Fotodiode 3 erfolgt derart, daß die obere Achsspitze 1 die Masse (Minuspol) darstellt, während über eine Ummantelung des Stiftes der Achsspitze und über eine Schleiffläche 9 an der Ummantelung 8 und unter Verwendung eines sehr kleinen Bürstenschleifers die Stromzufuhr (Pluspol) über die Leitung 11 zur aktiven Fotodiode 3 gegeben ist. Die passiven Fotodioden 5 sind per Lötkontakt mit der Grundplatine 13 verbunden. Über Leiterbahnen (nicht dargestellt) gelangen die elektrischen Impulse nach entsprechender Digitalisierung zur Weiterverarbeitung. Die beschriebene Gerätetechnik ist in einem Gehäuse 6 eingebaut. Sobald der Nutzer des Gerätes dieses horizontal schwenkt, erzeugen mehrere passive Fotodioden 5 Strom entsprechend dem Winkelmaß beim Schwenken. Bei sehr vielen Fotodioden 5 am Umfang der unbeweglichen Scheibe 4 wird eine hohe Genauigkeit bei der Errechnung der Richtungsänderung erreicht. A rotatable, layer-thin disc 1 , with a magnetic strip 7 fastened thereon, is arranged between two axis tips 2 . Using a rotation trough for each axle tip, there is a low-friction suspension of the disk 1 . An active photodiode 3 , which can be designed for each light wave range, is located on the disc 1 close to the circumference. As a counterweight for the photodiode 3 , that is to say for weight compensation, the counterweight designated by the position symbol 12 is located on the disk. An immobile disk 4 is placed under the disk 1 with a plurality of passive photodiodes 5 near the periphery of the disk 4 , which can be illuminated by the active photodiode 3 . Power is supplied to the active photodiode 3 in such a way that the upper axis tip 1 represents the mass (negative pole), while the current supply (positive pole) is provided via a coating of the pin of the axis tip and via a grinding surface 9 on the coating 8 and using a very small brush grinder. is given via line 11 to the active photodiode 3 . The passive photodiodes 5 are connected to the motherboard 13 by solder contact. After corresponding digitization, the electrical impulses are sent to further processing via conductor tracks (not shown). The device technology described is installed in a housing 6 . As soon as the user of the device swings it horizontally, several passive photodiodes 5 generate current corresponding to the angular dimension when swiveling. With a large number of photodiodes 5 on the circumference of the immovable disk 4 , a high degree of accuracy is achieved when calculating the change in direction.

2. Ausführungsbeispiel2nd embodiment

Es wird auf die Fig. 5 bis 8 verwiesen. Dem in den Fig. 5 bis 8 dargestellten Geräteteil liegt das Prinzip zugrunde, welches vorher mit "elektronischer Richtungsbestimmung über Impulszählung" bezeichnet wurde. Die Verarbeitungsdaten werden bereits digitalisiert über die Impulszählung gewonnen.Reference is made to FIGS. 5 to 8. The device part shown in FIGS. 5 to 8 is based on the principle which was previously referred to as "electronic direction determination via pulse counting". The processing data is already digitized using pulse counting.

Zwischen den Gehäusehalbschalen 6 ist eine drehbare schichtdünne Scheibe 1, bestückt mit einem magnetischen Streifen 7, aufgehängt. Die Pulsspuren 14, 15 sind durch längliche Öffnungen in einer konzentrischen Anordnung um den Mittelpunkt der Scheibe 1 gekennzeichnet. In der oberen Gehäuseschale 6 befinden sich zwei sehr kleine aktive Fotodioden direkt senkrecht jeweils über einer Pulsspur 14, 15. Auch in der unteren Gehäusehalbschale 6 befinden sich zwei sehr kleine Fotodioden, d. h. passive Fotodioden 5, die senkrecht unter den aktiven Fotodioden 3 und damit senkrecht unter den Pulsspuren 14, 15 angeordnet sind. Bei direkter Bestrahlung durch die aktiven Fotodioden 3 erzeugen die passiven Fotodioden 5 einen Impulsstrom. Wird das Gehäuse 6 vom Benutzer horizontal geschwenkt, wird das Licht aus der "Sicht" der passiven Fotodioden 5 mehrmals "an- und ausgeschaltet". Die damit erhaltenen Signale sind bereits digitalisiert und werden zur Verarbeitung weitergeleitet.A rotatable, layer-thin disk 1 , equipped with a magnetic strip 7 , is suspended between the housing half-shells 6 . The pulse tracks 14 , 15 are characterized by elongated openings in a concentric arrangement around the center of the disc 1 . In the upper housing shell 6 there are two very small active photodiodes directly vertically, each above a pulse track 14 , 15 . Also in the lower housing half-shell 6 there are two very small photodiodes, ie passive photodiodes 5 , which are arranged perpendicularly below the active photodiodes 3 and thus perpendicularly below the pulse tracks 14 , 15 . When irradiated directly by the active photodiodes 3 , the passive photodiodes 5 generate a pulse current. If the housing 6 is pivoted horizontally by the user, the light is “switched on and off” several times from the “view” of the passive photodiodes 5 . The signals received are already digitized and are forwarded for processing.

Zur Nutzung des Gerätes, wie es in den Fig. 5 bis 8 dargestellt ist, sollen weitere Ausführungen unter Bezugnahme auf die Fig. 10a bis 10c gemacht werden.For the use of the device, as shown in FIGS. 5 to 8, further explanations are to be made with reference to FIGS. 10a to 10c.

Zu Fig. 10aTo Fig. 10a

Nutzer geht Richtung Norden - keine Richtungsänderung.User goes north - no change of direction.

Im Anwendungsfall, daß der Nutzer sich mit gehaltenem Gerät Richtung Norden bewegt und keine Richtungsänderung eintritt, liegt an beiden Passivdioden 5 das Signal "1" an, da sowohl Bahn 15 als auch Bahn 14 auf Durchlaß geschaltet sind - dieses am Referenzimpuls "Norden", da keine Impulsänderung (Drehbewegung) geschehen ist, registriert auch die Impulszählung keine Signaländerung, daher als Richtung: eindeutig Norden.In the application case that the user moves towards the north with the device held and no change of direction occurs, the signal "1" is present at both passive diodes 5 , since both path 15 and path 14 are switched to pass - this at the reference pulse "north", since no pulse change (rotary movement) has occurred, the pulse count also registers no signal change, therefore as a direction: clearly north.

Zu Fig. 10bTo Fig. 10b

Nutzer dreht nach links - Richtungsänderung nach Westen.User turns left - change of direction to the west.

Wenn der Nutzer sich unabhängig von der Gradzahl nach links dreht, richtet sich die magnetisierte Scheibe 1 im Gerät nach Norden aus und dreht somit relativ zum Gerät nach rechts. If the user turns to the left regardless of the number of degrees, the magnetized disc 1 in the device is oriented to the north and thus rotates relative to the device to the right.

Dabei durchlaufen die Lichtschranke (Referenz)impuls +N Impulse. Da Lichtpulsspur 14 immer zuerst ein Signal abgibt, läßt sich aus dieser Priorität der Pulsbahn 14 die Drehrichtung erkennen. Der dabei gedrehte Winkel läßt sich aus der Anzahl von +N Impulsen errechnen.The light barrier (reference) passes through impuls + N impulses. Since light pulse track 14 always emits a signal first, the direction of rotation can be recognized from this priority of pulse train 14 . The angle rotated can be calculated from the number of + N pulses.

Zu Fig. 10cTo Fig. 10c

Nutzer dreht nach rechts - Richtungsänderung nach Osten.User turns to the right - changes direction to the east.

Wenn der Nutzer sich unabhängig von der Gradzahl nach rechts dreht, richtet sich die magnetisierte Scheibe 1 im Gerät nach Norden aus und dreht somit relativ zum Gerät nach links.If the user turns to the right regardless of the number of degrees, the magnetized disk 1 in the device orients itself to the north and thus turns to the left relative to the device.

Dabei durchlaufen die Lichtschranke (Referenz)impuls -N Impulse. Da Lichtpulsspur 15 immer zuerst ein Signal abgibt, läßt sich aus dieser Priorität der Pulsbahn 15 die Drehrichtung erkennen. Der dabei gedrehte Winkel läßt sich aus der Anzahl von -N Impulsen errechnen.The light barrier (reference) impulse passes through -N impulses. Since light pulse track 15 always emits a signal first, the direction of rotation can be recognized from this priority of pulse train 15 . The angle rotated can be calculated from the number of -N pulses.

Keine Richtungsänderung des Nutzers, Dauerimpuls der Lichtschranke.No change of direction of the user, Continuous pulse of the light barrier.

Dieser Fall ist analog zu Fig. 10a, nur daß hierbei vorher N-Impulse in positive oder negative Richtung durchlaufen wurden. Diese Zahl ist durch die Impulszählung bereits gespeichert und geht nicht verloren. Somit ist der eingehaltene Winkel ebenfalls bestimmt.This case is analogous to FIG. 10a, except that N pulses have previously been run through in the positive or negative direction. This number is already saved by the pulse count and is not lost. This means that the observed angle is also determined.

Keine Richtungsänderung des Nutzers, so geht kein Impuls von der Lichtschranke aus.No change of direction of the user, so there is no pulse from the light barrier.

Dieser Fall ist mit der vorher geschilderten Situation zu vergleichen, daß die magnetisierte Impulsgeberscheibe 1 zwischen den Impulsbahnen 14, 15 anhält und kein Impuls von der Lichtschranke ausgeht.This case is to be compared with the situation described above, that the magnetized pulse generator disc 1 stops between the pulse paths 14 , 15 and no pulse emanates from the light barrier.

In sämtlichen Anwendungsfällen wird die Genauigkeit des Systems von der Anzahl der auf der Impulsgeberscheibe eingeätzten oder gestanzten Öffnungen bestimmt. In all applications, the accuracy of the system depends on the number of Determined pulse generator disk etched or punched openings.  

3. Ausführungsbeispiel3rd embodiment

Es wird auf Fig. 9 verwiesen.Reference is made to FIG. 9.

Dem in Fig. 9 dargestellten Geräteteil liegt das Prinzip zugrunde, welches vorher mit "elektronischer Richtungsbestimmung über Impulszählung" bezeichnet wurde. Da dieses Geräteteil unter Verwendung der Mikrosystemtechnik zur Anwendung kommt, ist eine neue Lagerung der magnetisierten Scheibe 1 sinnvoll. Am Umfang der Scheibe 1 ist eine Aussparung konkav eingearbeitet. Spiegelbildlich ist diese konkave Aussparung auch im Gehäuse 6 vorhanden, in welchem die Scheibe 1 gelagert ist. Diese beiden konkaven Aussparungen halten das Gleitmittel (die Gleitmittelflüssigkeit) 16 mit definierter Oberflächenspannung für die Drehung der Scheibe 1. Das Gleitmittel 17 ermöglicht eine hochgleitfähige Beschichtung, andererseits wird durch die Oberflächenspannung des Gleitmittels 17 der Halt der Scheibe 1 erreicht. The part of the device shown in FIG. 9 is based on the principle which was previously referred to as “electronic direction determination via pulse counting”. Since this device part is used using microsystem technology, a new mounting of the magnetized disk 1 is expedient. A recess is concavely machined on the circumference of the disk 1 . In mirror image, this concave recess is also present in the housing 6 , in which the disc 1 is mounted. These two concave recesses hold the lubricant (the lubricant liquid) 16 with a defined surface tension for the rotation of the disk 1 . The lubricant 17 enables a highly lubricious coating; on the other hand, the surface tension of the lubricant 17 ensures that the disc 1 is held .

Aufstellung der verwendeten BezugszeichenList of the reference symbols used

11

drehbare schichtdünne (magnetisierte) Scheibe
rotatable layer-thin (magnetized) disc

22nd

Achsspitzen/Achsspitzenaufhängung
Axle tips / axle tip suspension

33rd

aktive Fotodiode
active photodiode

44th

unbewegliche Scheibe
immobile disc

55

passive Fotodioden
passive photodiodes

66

Gehäuse/Gehäusehalbschalen
Housing / housing half-shells

77

magnetischer Streifen
magnetic stripe

88th

Ummantelung der Achsspitzen
Sheathing the tips of the axles

99

Schleiffläche
Grinding surface

1010th

Bürstenschleifer
Brush grinder

1111

Leitung für Fotodiode Cable for photodiode

33rd

1212th

Gegengewicht
Counterweight

1313

Grundplatine
Motherboard

1414

äußere Pulsspur
outer pulse track

1515

innere Pulsspur
inner pulse track

1616

Gleitmittel (Flüssigkeit) mit definierter Oberflächenspannung
Lubricant (liquid) with a defined surface tension

1717th

Gleitmittel/hochgleitfähige Beschichtung
Lubricant / highly lubricious coating

Claims (10)

1. Verfahren zur persönlichen Navigation durch Standortbestimmung und Bestimmung der Bewegungsrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß unter Verwendung elektromagnetischer Wellen und Sende- und Empfangstechnik eine Standortbestimmung erfolgt, daß unter Nutzung des erdmagnetischen Feldes nach dem bekannten Prinzip des Kompaß eine Scheibe (1) ausgerichtet wird, in Abhängigkeit von der Bewegung der Scheibe (1) (Winkelmaß) Impulse erzeugt werden, diese Impulse (erforderlichenfalls nach Digitalisierung) mit einem im Navigationsgerät gespeicherten Wegeprogramm verglichen werden und das Ergebnis der Richtungsvorgabe an den Nutzer des Gerätes über ein Display ausgegeben wird.1. A method for personal navigation by determining the location and determining the direction of movement, characterized in that a location is determined using electromagnetic waves and transmission and reception technology, that a disk ( 1 ) is aligned using the geomagnetic field according to the known principle of the compass, Depending on the movement of the disc ( 1 ) (angular dimension), pulses are generated, these pulses (if necessary after digitization) are compared with a route program stored in the navigation device and the result of the direction specification is output to the user of the device on a display. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Standortbestimmung ein im Navigationsgerät befindlicher Sender Signale einer bestimmten Frequenz ausstrahlt, nach dem Prinzip der an sich bekannten Dreipunktperlung die Signale über mindestens drei im Raum verteilte Empfangsanlagen aufgefangen und anhand ihrer unterschiedlichen Feldstärke beurteilt werden und danach fortlaufend mit Bewegung des Nutzers des Navigationsgerätes der jeweilige Standort errechnet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that for determining a location in Navigation device located transmitter emits signals of a certain frequency, after the principle of the known three-point sparkling the signals over at least three im Receiving systems distributed throughout the room and based on their different field strengths be assessed and then continuously with movement of the user of the navigation device the respective location is calculated. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Standortbestimmung mehrere im Raum verteilte Sendeanlagen Signale unterschiedlicher Frequenz abstrahlen, über eine im Navigationsgerät befindliche Empfangsanlage die Wellen unterschiedlicher Frequenzen empfangen und im weiteren nach Auswertung der Stärke der empfangenen Signale fortlaufend mit Bewegung des Nutzers des Navigationsgerätes der jeweilige Standort errechnet wird.3. The method according to claim 1, characterized in that several for determining the location transmitters distributed in the room emit signals of different frequencies, via an im Navigation device located receiving the waves of different frequencies received and further after evaluating the strength of the received signals the respective location continuously with movement of the user of the navigation device is calculated. 4. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, zur Informationsübertragung in Einheit mit der fortlaufenden Standortbestimmung, dadurch gekennzeichnet, indem die Signale unterschied­ licher Frequenzen als Trägerfrequenzen für aufmodulierte Informationen benutzt werden und im Navigationsgerät die aufmodulierten Informationen über Netzsignalabtrennung wieder demoduliert werden. 4. The method according to claim 1 and 3, for information transmission in unity with the continuous location determination, characterized by the signals differed Licher frequencies are used as carrier frequencies for modulated information and the modulated information about network signal separation in the navigation device again be demodulated.   5. Gerätesystem zur persönlichen Navigation durch Standortbestimmung und Bestimmung der Bewegungsrichtung unter Nutzung des erdmagnetischen Feldes und unter Berücksichtigung des Prinzips des Kompaß, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerätesystem aus einer dreh­ baren schichtdünnen magnetisierten Scheibe (1) besteht, die Scheibe (1) so gelagert ist, daß sie sich wie ein Kompaß ausrichtet, die Scheibe (1) am Umfang derart markiert ist, daß bei ausgerichteter Scheibe (1) und entsprechender Relativdrehung von Festpunkten zu den Markierungen der Scheibe das Maß (Winkelmaß) für die Relativbewegung ermittelt werden kann, das Gerätesystem mit einem programmierbaren Chip für ein Wegeprogramm bestückt ist und am Gehäuse mindestens ein Display plaziert ist für die Anzeige der gewünschten Bewegungsrichtung nach Auswertung der Relativbewegung und dem Vergleich mit dem Wegeprogramm.5. Device system for personal navigation by determining the location and determining the direction of movement using the geomagnetic field and taking into account the principle of the compass, characterized in that the device system consists of a rotatable film-thin magnetized disc ( 1 ), the disc ( 1 ) so stored is that it aligns itself like a compass, the disc ( 1 ) is marked on the circumference in such a way that with the disc ( 1 ) aligned and the relative rotation of fixed points relative to the markings on the disc, the dimension (angular dimension) for the relative movement can be determined, the device system is equipped with a programmable chip for a route program and at least one display is placed on the housing for displaying the desired direction of movement after evaluation of the relative movement and comparison with the route program. 6. Gerätesystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine dünne magnetisierte Scheibe (1) orthogonal zwischen zwei Achsspitzen (2) gelagert ist, nahe des Umfanges der Scheibe (1) eine aktive Fotodiode (3) angeordnet ist, daß sich unter der Scheibe (1) eine unbewegliche Scheibe (4) befindet, auf der nahe dem Umfang gleichmäßig eine Vielzahl passiver Fotodioden (5) verteilt ist, die passiven Fotodioden (5) derart mit Leiterbahnen bestückt sind, daß bei einer Relativbewegung der Scheibe (4) zum Gehäuse (6) im Vergleich zur Scheibe (1) durch die Leiterbahnen elektrische Impulse zur digitalen Weiterverarbeitung fließen können.6. Apparatus system according to claim 5, characterized in that a thin magnetized disc ( 1 ) is mounted orthogonally between two axis tips ( 2 ), near the circumference of the disc ( 1 ) an active photodiode ( 3 ) is arranged that under the disc ( 1 ) there is an immovable disk ( 4 ), on which a large number of passive photodiodes ( 5 ) is evenly distributed near the circumference, the passive photodiodes ( 5 ) are equipped with conductor tracks in such a way that when the disk ( 4 ) moves relative to the housing ( 6 ) compared to the pane ( 1 ), electrical impulses for digital further processing can flow through the conductor tracks. 7. Gerätesystem nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß statt der Scheibe (1) auf einer nicht magnetisierten Scheibe ein magnetischer Streifen (7) aufgebracht ist.7. Device system according to claim 5 and 6, characterized in that instead of the disc ( 1 ) on a non-magnetized disc, a magnetic strip ( 7 ) is applied. 8. Gerätesystem nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieversorgung der aktiven Fotodiode (3) derart erfolgt, daß ein Pol eine Achsspitze (2) darstellt, während der andere Pol die Ummantelung (8) der Achsspitze darstellt, die so ausgeführt ist, daß über eine Schleiffläche (9) und mikroskopisch kleinem Bürstenschleifer (10) und im weiteren über Leitung (11) die Energieversorgung der aktiven Fotodiode (3) erfolgen kann. 8. Device system according to claim 5 to 7, characterized in that the energy supply to the active photodiode ( 3 ) takes place such that one pole represents an axis tip ( 2 ), while the other pole represents the sheath ( 8 ) of the axis tip, which is carried out in this way is that the energy supply of the active photodiode ( 3 ) can take place via a grinding surface ( 9 ) and microscopic brush grinder ( 10 ) and further via line ( 11 ). 9. Gerätesystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine magnetisierte Scheibe (1) orthogonal zwischen zwei Achsspitzen (2) gelagert ist, nahe dem Umfang der Scheibe (1) zwei Pulsspuren (14, 15) mit unterschiedlichem Radius als Öffnungen in einer konzentrischen Anordnung um den Mittelpunkt der Scheibe (1) eingearbeitet sind, die Öffnungen in Drehrichtung um etwa die Hälfte versetzt angeordnet sind, über den Pulsspuren (14, 15) jeweils eine aktive Fotodiode (3) plaziert ist, unter den Pulsspuren (14, 15) jeweils eine passive Fotodiode (5) derart angeordnet ist, daß bei einer Relativdrehung des Gerätes zu der in Nord-Süd-Richtung ausgerichteten Scheibe (1) am Ausgang der passiven Elektroden (5) ein direkt weiterverarbeitbares digitales 1/0-Signal zur Verfügung steht.9. Device system according to claim 5, characterized in that a magnetized disc ( 1 ) is mounted orthogonally between two axis tips ( 2 ), near the circumference of the disc ( 1 ) two pulse tracks ( 14 , 15 ) with different radius as openings in a concentric Arrangement around the center of the disc ( 1 ) are incorporated, the openings are arranged offset by about half in the direction of rotation, above the pulse tracks ( 14 , 15 ) an active photodiode ( 3 ) is placed below the pulse tracks ( 14 , 15 ) In each case a passive photodiode ( 5 ) is arranged in such a way that when the device rotates relative to the disc ( 1 ) oriented in the north-south direction, a directly processable digital 0/0 signal is available at the output of the passive electrodes ( 5 ) . 10. Gerätesystem nach Anspruch 5 und 9 unter Nutzung der Mikrosystemtechnik, dadurch gekennzeichnet, daß eine sehr kleine magnetisierte Scheibe (1) am Rand ein umlaufendes Gleitlager derart aufweist, daß die horizontale und vertikale Halterung durch die Ober­ flächenspannung eines am Rande der Scheibe (1) befindlichen Gleitmittels (17) erfolgt und beide Lagerhälften gegeneinander vorzugsweise konkav ausgearbeitet sind (wenn man von einem vertikalen Schnitt durch das Lager ausgeht).10. Apparatus system according to claim 5 and 9 using microsystem technology, characterized in that a very small magnetized disc ( 1 ) has a circumferential slide bearing at the edge such that the horizontal and vertical mounting by the upper surface tension of one at the edge of the disc ( 1 ) located lubricant ( 17 ) and both bearing halves are preferably concave against each other (if you assume a vertical section through the bearing).
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