DE29815119U1

DE29815119U1 - Device for measuring and displaying a speed using GPS

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Publication number: DE29815119U1
Application number: DE29815119U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-08-24
Filing date: 1998-08-24
Publication date: 1999-03-25
Anticipated expiration: 2008-08-25

Description

Heiko EssingerHeiko Essinger

In der Breite 16
D-78239 RielasingenWidth 16
D-78239 Rielasingen

Einrichtung zum Messen und Anzeigen einerDevice for measuring and displaying a

Geschwindigkeit mittels GPSSpeed via GPS

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Messen und Anzeigen einer Geschwindigkeit mittels eines GPS (Global Positioning System) Empfängermodules.The present invention relates to a device for measuring and displaying a speed by means of a GPS (Global Positioning System) receiver module.

Derartige Einrichtungen sind in vielfältigster Form und Ausführung als GPS Geräte auf dem Markt bekannt und erhältlich. Diese Geräte gibt es als modulare Handgeräte oder als fest installierte Geräte bspw. in Schiffen, Flugzeugen oder Autos.Such devices are known and available on the market in a wide variety of forms and designs as GPS devices. These devices are available as modular handheld devices or as permanently installed devices, for example in ships, aircraft or cars.

Sie dienen im wesentlichen zur Bestimmung einer Position mittels mehreren Koordinaten und können aus diesen Koordinaten bei Posxtionsänderung auch die Geschwindigkeit errechnen.They are essentially used to determine a position using several coordinates and can also calculate the speed from these coordinates when the position changes.

Nachteilig an den bisher erhältlichen Einrichtungen ist, dass diese äusserst gross ausgebildet und nicht flexibel einsetzbar sind. Ferner verbrauchen die herkömmlichen Einrichtungen sehr viel Energie im Betrieb. Auch sind hohe Anschalt- und Wartezeiten durch den Auto-Locate-Prozess zur Bestimmung der acht erforderlichen Satelliten unerwünscht.The disadvantage of the devices available to date is that they are extremely large and cannot be used flexibly. Furthermore, the conventional devices consume a lot of energy during operation. Long switch-on and waiting times due to the auto-locate process for determining the eight required satellites are also undesirable.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Einrichtung der o.g. Art zu schaffen, mit welcher eine Geschwindigkeitsmessung sehr schnell und energiesparend möglich ist.The present invention is based on the object of creating a device of the above-mentioned type with which a speed measurement is possible very quickly and in an energy-saving manner.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, dass das GPS Emfpängermodul einem armbanduhrartigen Gehäuse zugeordnet ist.To solve this problem, the GPS receiver module is assigned to a wristwatch-like housing.

Die Besonderheit der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass in einem sehr kleinen Gehäuse sowohl eine Antenne, als auch ein GPS Empfängermodul und ein Energiespeicher mit aufgenommen werden können. Das Betreiben eines derartigen kleinen armbanduhrartigen Gehäuses ist deshalb auch nur möglich, da das GPS Empfängermodul lediglich auf nur zwei Satelitten zur Bestimmung der Geschwindigkeit zugreift. Dadurch kann einerseits die Antenne als Passivantenne für die Frequenz 1,4 GH ausgelegt sein, welche wesentlich weniger Energie benötigt. Ebenfalls ist durch den Wegfall des Auto-Locate-Prozesses eine Rechenleistung des Prozessors erheblich reduziert, so dass wesentlich weniger Energie verbraucht wird.The special feature of the present invention is that both an antenna and a GPS receiver module and an energy storage device can be accommodated in a very small housing. Operating such a small wristwatch-like housing is only possible because the GPS receiver module only accesses two satellites to determine the speed. This means that the antenna can be designed as a passive antenna for the 1.4 GH frequency, which requires significantly less energy. The elimination of the auto-locate process also significantly reduces the computing power of the processor, so that significantly less energy is consumed.

Auf diese Weise lässt eine derartige Einrichtung in einem armbanduhrartigen Gehäuse, welches runde, mehreckartige Formen annehmen kann, ein ständiges permanentes Messen und Anzeigen der Geschwindigkeit bspw. beim Radfahren, Skifahren, Motorbootfahren, Fliegen, Segeln, Joggen undIn this way, such a device in a wristwatch-like case, which can take on round, polygonal shapes, allows for a continuous measurement and display of speed, for example when cycling, skiing, motorboating, flying, sailing, jogging and

Autofahren zu. Die permanente ständige Geschwindigkeitsmessung kann ferner dazu benutzt werden, um eine Durchschnittsgeschwindigkeit im Prozessor auszurechnen und am Display anzuzeigen. Ausserdem kann zusätzlich eine Uhrzeit anzeigbar sein, insbesondere eine Atomuhrzeit, welche dann mittels der speicherbaren zurückgelegten Zeit den zurückgelegten Weg auf einfache Weise im Prozessor errechnet und am Display angezeigt.Driving a car. The permanent, constant speed measurement can also be used to calculate an average speed in the processor and show it on the display. In addition, a time can be displayed, in particular an atomic clock time, which then uses the storable time traveled to easily calculate the distance traveled in the processor and show it on the display.

Wichtig allerdings ist, dass diese Einrichtung auf kleinstem Raum bei sehr geringem Energiebedarf die Geschwindigkeit anzeigen kann. Dies bietet der vorliegenden Erfindung vielfältigste Einsatzmöglichkeiten insbesondere im Sport- und Freizeitbereich.What is important, however, is that this device can display the speed in a very small space with very little energy consumption. This offers the present invention a wide range of possible uses, particularly in the sports and leisure sectors.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt inFurther advantages, features and details of the invention emerge from the following description of preferred embodiments, as well as from the drawing; this shows in

Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemässen Einrichtung zum Messen und Anzeigen einer Geschwindigkeit;
10Figure 1 is a perspective view of a device according to the invention for measuring and displaying a speed;
10

Figur 2 eine perspektivische Ansicht der Einrichtung gemäss Figur 1 als weiteres Ausführungsbeispiel.Figure 2 is a perspective view of the device according to Figure 1 as a further embodiment.

Gemäss Figur 1 weist eine erfindungsgemässe Einrichtung Ri zum Messen und Anzeigen einer Geschwindigkeit ein GPS Empfängermodul 1 auf, welches in einem erfindungsgemässen armbanduhrartigen Gehäuse 2 eingesetzt ist.According to Figure 1, a device Ri according to the invention for measuring and displaying a speed has a GPS receiver module 1, which is installed in a wristwatch-like housing 2 according to the invention.

Dem Gehäuse 2 ist ferner eine plattenartige Antenne 3 zugeordnet, welche als flächenförmige Passivantenne ausgebildet ist.The housing 2 is also assigned a plate-like antenna 3, which is designed as a flat passive antenna.

Ferner ist dem Gehäuse 2 ein Energiespeicher 4 zugeordnet, welcher einen Prozessor 5 sowie ein Display 6 über hier gestrichelt dargestellte Datenleitungen, sowie auch das GPS Empfängermodul 1 mit Energie versorgt. Der Energiespeicher 4 kann als wiederaufladbare Akkuzelle betrieben werden. Auch soll im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen, bspw. zusätzliche Solarflächen, ggf. auf dem Armband 8 oder dem Gehäuse 2 vorzusehen, um die Einrichtung R₁ mit Energie zu versorgen.Furthermore, the housing 2 is assigned an energy storage device 4, which supplies a processor 5 and a display 6 with energy via data lines shown here in dashed lines, as well as the GPS receiver module 1. The energy storage device 4 can be operated as a rechargeable battery cell. It is also within the scope of the present invention to provide, for example, additional solar panels, possibly on the bracelet 8 or the housing 2, in order to supply the device R ₁ with energy.

Zur Inbetriebnahme und zum Steuern von Ablaufvorgängen der Einrichtung Ri sind eine Mehrzahl von Betätigungselementen 16 vorgesehen.A plurality of actuating elements 16 are provided for commissioning and controlling the processes of the device Ri.

Ferner ist das Gehäuse 2 auf einem Halteelement 7, insbesondere Armband 8 festgelegt und fixiert. Das Armband 8 kann mit einem herkömmlichen Verschluss 9 versehen werden, wie er in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist.Furthermore, the housing 2 is fixed and secured to a holding element 7, in particular bracelet 8. The bracelet 8 can be provided with a conventional closure 9, as shown in Figures 1 and 2.

Es ist jedoch auch daran gedacht, das Armband 8 als Klettband auszubilden, um es an einem Handgelenk oder an einem beliebigen Gegenstand, wie bspw. einem Fahrradlenker wiederlösbar festzulegen.However, it is also possible to design the bracelet 8 as a Velcro strap so that it can be re-attached to a wrist or to any object, such as a bicycle handlebar.

Die bevorzugt flächenartig ausgebildete Antenne 3 ist für eine Frequenz von 1,4 GH ausgelegt. Da sie insbesondere als Passivantenne ausgebildet ist, kann sie energiesparend betrieben werden.The preferably flat antenna 3 is designed for a frequency of 1.4 GH. Since it is designed as a passive antenna, it can be operated in an energy-saving manner.

Wichtig bei der vorliegenden Erfindung ist auch, dass das GPS Empfängermodul 1 lediglich auf zwei Satelliten zugreift, um eine Geschwindigkeit der Einrichtung R₁ zu erfassen. Das bedeutet, dass das GPS Empfängermodul 1 erheblich kleiner ausgebildet sein kann und wesentlich energiesparender arbeitet. Nur deshalb ist es möglich, die Antenne 3, das GPS Empfängermodul 1 sowie Energiespeicher 4 und Prozessor 5 in das armbanduhrartige Gehäuse 2 vorzusehen.It is also important in the present invention that the GPS receiver module 1 only accesses two satellites in order to detect the speed of the device R _1. This means that the GPS receiver module 1 can be made considerably smaller and operates in a much more energy-efficient manner. This is the only reason why it is possible to provide the antenna 3, the GPS receiver module 1 as well as the energy storage device 4 and the processor 5 in the wristwatch-like housing 2.

Durch das Zugreifen auf lediglich nur zwei Satelliten können die zwei nächstliegenden Satelliten, deren Empfangssignal gewöhnlich sehr gut ist, sofort erkannt werden. Die Einrichtung R₁ kann dann sehr schnell eine Geschwindigkeit bspw. beim Fahren ermitteln.By accessing only two satellites, the two closest satellites, whose reception signal is usually very good, can be identified immediately. The R ₁ device can then very quickly determine a speed, for example when driving.

Ein sogenannter Auto-Locate-Prozess kann hier entfallen. Dies ist besonders dann hilfreich, wenn die Einrichtung R₁ in schwierigem Gelände eingesetzt wird, bspw. beim JoggenA so-called auto-locate process can be omitted here. This is particularly helpful when the R ₁ device is used in difficult terrain, e.g. when jogging

durch Wälder oder Täler od. dgl. Die Einrichtung Ri ist daher nach Inbetriebnahme sofort bereit und kann sofort unmittelbar eine tatsächliche Geschwindigkeit der Einrichtung Ri bspw. auch beim Radfahren, Motorradfahren, Skifahren, Inlineskaten, Skatebordfahren, Fliegen usw. anzeigen. Auf diese Weise lässt sich energiesparend die Geschwindigkeit in unterschiedlichen ggf. wählbaren Messperioden auf dem Display 6 darstellen. Bei herkömmlichen GPS Geräten ist zwar auch eine Geschwindigkeitsmessung möglich, jedoch greift ein derartiges GPS Gerät auf acht Satelliten zu. Bei diesen herkömmlichen GPS Geräten dauert ein Auto-Locate-Prozess sehr lange, bis bspw. die acht verfügbaren Satelitten nach dem Anschalten zur Verfügung stehen. Die Wartezeit beträgt teilweise bis zu 10 Minuten. In dieser Zeit verbraucht das Gerät und insbesondere der Prozessor durch die erhöhte Rechenleistung sehr viel Strom. Dies ist bei der vorliegenden Erfindung nicht der Fall. Ebenso entfällt eine künstliche Verfälschung durch DOD, da keine Positionsmessung stattfindet.through forests or valleys or similar. The device Ri is therefore immediately ready after commissioning and can immediately display an actual speed of the device Ri, for example when cycling, motorcycling, skiing, inline skating, skateboarding, flying, etc. In this way, the speed can be shown on the display 6 in different, optionally selectable, measurement periods in an energy-saving manner. With conventional GPS devices, speed measurement is also possible, but such a GPS device accesses eight satellites. With these conventional GPS devices, an auto-locate process takes a very long time until, for example, the eight available satellites are available after switching on. The waiting time is sometimes up to 10 minutes. During this time, the device and in particular the processor consume a lot of power due to the increased computing power. This is not the case with the present invention. Artificial falsification by DOD is also eliminated, since no position measurement takes place.

In dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gemäss Figur 2 ist eine Einrichtung R2 entsprechend Figur 1 aufgezeigt. Unterschiedlich ist hier, dass die Form des Gehäuses 2 rund ist und ggf. das Display 6 und die Betätigungselemente 6 eine andere Form aufweisen. Die oben beschriebenen Bauteile und Funktionsweise ist mit dieser Einrichtung R₂ ebenfalls möglich.In the embodiment of the present invention according to Figure 2, a device R2 corresponding to Figure 1 is shown. The difference here is that the shape of the housing 2 is round and, if necessary, the display 6 and the actuating elements 6 have a different shape. The components and functionality described above are also possible with this device R ₂ .

Durch die Geschwindigkeitsmessung und -bestimmung im GPS Empfängermodul 1 lässt sich im Prozessor 5, wenn es gewünscht wird, die Durchschnittsgeschwindigkeit bezogen auf eine Zeitspanne und auch der .dann zurückgelegte Weg bezogen auf einen Anfangspunkt errechnen. Diese FunktionenBy measuring and determining the speed in the GPS receiver module 1, the processor 5 can, if desired, calculate the average speed in relation to a period of time and also the distance travelled in relation to a starting point. These functions

sind über das Betätigungselement 10 wählbar und ggf. einstellbar.can be selected and, if necessary, adjusted via the actuating element 10.

Ferner soll vom vorliegenden Erfindungsgedanken umfasst sein, dass auch die Atomzeit an dem Display 6 anzeigbar ist, welche mit einer Cäsiumfrequenz normal von einem der beiden ausgewählten Satelliten bereit gestellt wird.Furthermore, the present inventive concept is intended to include the fact that the atomic time can also be displayed on the display 6, which is normally provided with a cesium frequency by one of the two selected satellites.

DR. PETER WEISS & DIPL.-ING. A. BRECHT

Patentanwälte European Patent AttorneyPatent Attorneys European Patent Attorney

Aktenzeichen: G 1047/DEReference number: G 1047/DE

Datum: 16.07.98Date: 16.07.98

PositionszahlenlistePosition number list

11 GPS
EmpfängermodulGPS
Receiver module 3434 6767 EinrichtungFurnishings 22 GehäuseHousing 3535 6868 EinrichtungFurnishings 33 Antenneantenna 3636 6969 44 EnergiespeicherEnergy storage 3737 7070 55 Prozessorprocessor 3838 7171 66 DisplayDisplay 3939 7272 77 HalteelementHolding element 4040 7373 88th Armbandbracelet 4141 7474 99 VerschlussClosure 4242 7575 1010 BetätigungselementActuator 4343 7676 1111 4444 7777 1212 4545 7878 1313 4646 7979 1414 4747 1515 4848 1616 4949 RiRi 1717 5050 R₂ _R2 1818 5151 1919 5252 2020 5353 2121 5454 2222 5555 2323 5656 2424 5757 2525 5858 2626 5959 2727 6060 2828 6161 2929 6262 3030 6363 3131 6464 3232 6565 3333 6666

Claims

1. Device for measuring and displaying a speed using a GPS (Global Positioning System) receiver module,

characterized,
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the GPS receiver module (1) is assigned to a wristwatch-like housing (2).

2. Device according to claim 1, characterized in that an antenna (3), in particular a passive antenna, is assigned to the housing (2).

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the housing (2) is provided with at least one display

(6) is assigned to which a current, actual speed can be displayed.

4. Device according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the housing (2) is assigned at least one holding element (7), in particular a bracelet (8), which is releasably attached to any object and/or to a human wrist.

5. Device according to claim 3 or 4, characterized in that a distance covered per unit of time can be displayed on the display (6).

6. Device according to at least one of claims 3 to 5, characterized in that on the display (6) a

The average speed determined by a processor (5) can be displayed.

7. Device according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that a high

Display speed of the parameters speed, distance per unit of time and distance traveled is made possible by the GPS receiver module (1) accessing only two satellites.
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8. Device according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that the display of the parameters, such as speed, distance per unit of time and distance covered is made possible by the GPS (1) accessing only two satellites, in particular immediately after being put into operation.

9. Device according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that by accessing the GPS receiver module (1) to only two satellites, power consumption is reduced and a maximum operating time is increased.

10. Device according to at least one of claims 1 to 9, characterized in that a time, in particular an atomic time, can be displayed on the display (6) by means of the GPS receiver module (1).

11. Device according to at least one of claims 1 to 10, characterized in that the housing (2) has round to rectangular shapes.