CN1467482A

CN1467482A - 图像显示装置

Info

Publication number: CN1467482A
Application number: CNA031409156A
Authority: CN
Inventors: 上川则幸; 史; 太田崇史
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 2002-06-07
Filing date: 2003-06-05
Publication date: 2004-01-14
Anticipated expiration: 2023-06-05
Also published as: US20030227469A1; KR100509291B1; US6725154B2; KR20030095237A; CN1289895C; JP2004012307A

Abstract

一种图像显示装置包括显示控制装置，用于根据地图数据和真实图像数据在显示屏上以相同比例显示涉及相同区域的地图图像和真实图像。显示控制装置具有在预定区域中在作为背景的地图图像或真实图像上叠加另一个图像并合并该图像的功能，以便在该叠加区域中仅看到另一个图像。

Description

图像显示装置

本公开涉及2002年6月7日提交的日本专利申请No.2002-166512中包含的主题，此处整体引入该申请作为参考。

技术领域

本发明涉及一个图像显示装置，特别是涉及一种用于导航系统并且使用相应于例如卫星图片或者地表的航空照片图像之类的真实图像数据的图像显示装置。

背景技术

相关领域中的导航系统可以基于记录在DVD-ROM等上的道路地图数据在显示器的屏幕上显示地图，并且可进一步在地图上显示当前位置，并基于导航系统的位置数据引导用户通过该路线到达目的地。

然而，因为相关领域中的导航系统使用地图数据准备显示的地图图像，用户难以通过地图图像理解当前的位置，并且掌握当前位置周围的实际环境；这是一个问题。

该问题是由地图图像难以表示天桥和地下通道等的上下位置关系所引起的，事实上，大量的道路、建筑物等没有显示在地图图像上。

作为解决该问题的一种装置，(JP-A-5-113343)公开了一种从航拍图片时间制备的航空照片图像上显示当前位置的技术。为使用航空图片图像、建筑物等作为一种陆标变成非常便于理解，因此使用户能够容易地理解当前的位置，并且易于掌握当前位置周围的实际环境。

然而，与使用地图数据制备的地图图像相比，使用航拍图片数据制备的航空照片不能总是使用户更容易地理解当前位置，和更容易地掌握当前位置周围的实际环境；与航空照片图像相比，地图图像可以使用户更容易地理解当前位置。

因此，似乎是使用航空照片图像和地图图像二者的导航系统，而不是仅仅使用航空照片图像的导航系统或者仅仅使用地图图像的导航系统将要作为下一代导航系统的主流。因此，将来，正确地使用一种真实图像，例如航空照片图像和具有不同特征的地图图像将变得很重要。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种特别适用于导航系统的图像显示装置，该装置即可以正确地使用诸如航空照片图像之类的真实图像，也可以使用利用地图数据制作的地图图像，以便提高用户满意度。

为此，根据本发明，按照本发明的第一方面，一种图像显示装置包括显示屏和显示控制单元。显示控制单元根据地图数据和真实图像数据以与相同的区域有关的相同比例，在显示屏上显示一个地图图像和一个真实图像。显示控制单元显示地图图像和真实图像中的一个作为背景。显示控制单元在预定的区域中合并地图图像和真实图像，以便只在预定区域中显示另一个图像。

在第一方面中，将地图图像和现实图像(例如，卫星相片、航空照片等)之一作为背景显示，而将另一个图像在预定区域中以相同的比例叠加在其上。此外，将图像合并，以便只在预定区域中看到另一个图像。

例如，当地图图像作为背景显示时，在预定区域中，为了合并图像，将地图图像的合成系数设置为0，而将现实图像的合成系数设置为1，以便在预定区域中只看到现实图像。因此，只有现实图像合并在显示屏上作为背景显示的地图图像的一部分，以便能够从许多其它角度捕获目标等。

根据本发明的第二方面，图像显示装置包括一个显示屏和一个显示控制单元，显示控制单元根据地图数据和现实图像数据在显示屏上显示地图图像和具有相同比例并表示相同区域的真实图像。显示控制单元显示地图图像和现实图像之一作为背景，合并预定区域中的地图图像和现实图像，以便透过至少一部分预定区域的图像看到另一个图像，并在预定区域里显示合并图像。

在第二方面中，地图图像和现实图像(例如，卫星相片、航空照片等)之一作为背景显示，而另一个图像在预定区域中以相同的比例叠加在其上。例如，当地图图像作为背景显示时，现实图像叠加在一部分地图图像上，以便能够从许多其它角度捕获目标。

另外，在第二方面中，对于在图像彼此叠加的预定区域中的至少一部分，将图像合并以便从图像之一的下面看，另一个图像变成透明的。

例如，当地图图像作为背景显示时，在预定区域里，为了合并图像，将地图图像的合成系数设置为α(0≤α＜1)和将现实图像的合成系数设置为β(＝1-α)，并且在预定区域里，地图图像从现实图像(全部或者一部分)下面变为透明的。因此，可以为用户提供非常多的信息单元。

根据发明的第三方面，在第一方面中，图像显示装置进一步包括一个合成度设置单元，用于设置地图图像和现实图像的合成度。显示控制单元基于合成度合并地图图像和现实图像。

在第三方面中，可以设置合成度，以使用户可以进行调整，以便按照需要在图像重叠的预定区域中提高地图图像的显示亮度(降低现实图像的显示亮度)或者提高现实图像的显示亮度(降低地图图像的显示亮度)。因此，可以实现响应用户的喜好的显示状态。

根据本发明的第四方面，在第二和第三方面的任何一个方面中，显示控制单元合并地图图像和现实图像，以便随着接近预定区域的边界而增加复合图像的亮度值。

在第四方面中，合并该图像，以便随着从重合区域接近重合区域的外部而提高背景图像的显示亮度，以使图像从重合区域到重合区域的外部的过渡可以平滑进行。

根据本发明的第五方面，一种导航装置向用户提供达到目的地所需的信息，以便引导该用户达到目的地。导航装置包括一个显示屏和一个图像显示装置。图像显示装置包括一个显示屏和一个显示控制单元，该显示开展单元根据地图数据和真实图像数据在显示屏上显示地图图像和具有相同比例并表示相同区域的真实图像。显示控制单元显示地图图像和现实图像之一作为背景。显示控制单元在一个预定区域中合并地图图像和现实图像，以便在预定区域的至少一部分中透过一个图像可以看到另一个图像。显示控制单元在预定区域中显示复合图像。

根据本发明的第六方面，在第五方面中，预定区域是基于当前位置信息获得的车辆的当前位置的边缘地区、基于预定设施位置信息获得的预定设施的边缘地区和基于由用户规定的预定位置信息获得的预定位置的边缘地区中的一个。

在第六方面中，预定区域是围绕当前位置的区域，围绕目的地的区域，围绕预定设施(例如，车站)的区域或者围绕由用户预先规定的预定位置(例如，住处位置)的区域中的任何一个区域。因此，例如，当地图图像作为背景显示时，现实图像显示在该区域里。

因此，在注意区域中显示与背景图像具有不同质量的，以便可以彼此区分注意区域和任何其它部分。

根据该发明的第七方面，在第五方面中，预定区域是显示屏的上半部和显示屏的下半部之一。

在第七方面中，预定区域是显示屏的近似上半部区域或者近似下半部区域。因此，可在近似于上半部的区域中显示地图图像，和在近似于下半部的区域中显示现实图像，或者可在近似于上半部的区域中显示真实图像，和在近似于下半部的区域中显示地图图像。

在导航系统中，围绕当前位置的区域经常显示在显示屏的下部，并且距离当前位置较远的位置显示在显示屏上部。因此，在第七方面中，可以以当前位置作为参考彼此区别近处的图像和远处的图像。

根据本发明的第八方面，在第五个方面中，预定区域是基于路线信息获得的到目的地的路线的边缘地区。

在第八方面中，预定区域是围绕该路线的区域。因此，例如，当地图图像作为背景显示时，现实图像显示在围绕该路线的区域中。

因此，在围绕该路线的区域中显示了与背景图像具有不同质量的图像，以便可以彼此区分围绕该路线的区域和任何其它部分。

附图说明

在附图中：

图1是示意性地表示采用根据本发明第一实施例的图像显示装置的导航系统的主要部分的方框图；

图2是表示采用根据本发明第一实施例的图像显示装置的导航系统中的微计算机执行的处理操作的流程图；

图3是表示采用根据本发明第一实施例的图像显示装置的导航系统显示板上显示的屏幕的一个例子的示意图；

图4是表示采用根据本发明第二实施例的图像显示装置的导航系统中的微计算机执行的处理操作的流程图；

图5是表示采用根据本发明的不同实施例的图像显示装置的导航系统的显示板上显示的操作屏幕的示意图；

图6是表示采用根据本发明第三实施例的图像显示装置的导航系统中的微计算机执行的处理操作的流程图；和

图7是表示采用根据本发明第三实施例的图像显示装置的导航系统显示板上显示的屏幕的一个例子的示意图。

具体实施方式

现在参考附图，表示根据本发明的图像显示装置的优选实施例。图1示意性地表示采用根据第一实施例的图像显示装置的导航系统的主要部分的方框图。

用于计算车辆速度以便获得关于行程(里程)的信息的车速传感器2和用于获得关于行进方向的信息的陀螺仪(gyro)传感器3连接到微计算机1。微计算机1可以根据计算的行程信息和行进方向信息(自备导航)估计安装该导航系统(图像显示装置)的车辆的位置。

GPS接收机4通过天线5从卫星接收GSP信号并且连接到微计算机1。微计算机1可以根据GPS信号(GPS导航)估计安装了导航系统的车辆的位置。

能够从记录了地图数据和地球表面的卫星图片的真实图像数据的DVD-ROM7(也可以是任何其它存储单元)输入地图数据、真实图像数据等的DVD驱动器6也连接到微计算机1。微计算机1根据估计的当前车辆位置信息、涉及后面描述的引导路线的路线信息等在微计算机1的RAM1a中存储来自DVD-ROM7的所需地图数据和真实图像数据。为使真实图像数据与位置坐标联系起来，可以执行采用由真实图像数据表示的矩形面积的左上角和右下角的经纬度的方法。

微计算机1可以执行匹配估计的当前车辆位置和地图数据(真实图像数据)的地图匹配处理，从而在显示板9b上显示准确地指示当前车辆位置的地图图像(真实图像)。

从位于遥控装置8的操纵杆8a和按钮开关8b输出的切换信号和从位于显示器9的按钮开关9a输出的切换信号输入到微计算机1。然后，微计算机1响应切换信号执行处理。例如，当微计算机1读出关于目的地的、车辆达到目的地经过的一个点等等信息时，微计算机1找出从当前车辆位置(起点)通过该点到达目的地的最佳路线，并在显示板9b上将该最佳路线作为引导路线与地图图像一起显示。

多个红外线LED和多个光敏晶体管彼此面对安装在显示板9b的顶和底，左和右部，并且可以检测用户触摸显示板9b的位置，微计算机1可以获得该检测结果。

接下来，根据图2的流程图讨论由采用根据本发明第一实施例的图像显示装置的导航系统中的计算机1执行的处理操作(1)。首先，从GPS信号等计算当前的车辆位置(步骤S1)。基于计算的当前车辆位置信息而计算围绕当前车辆位置的区域E1，例如，以当前车辆位置作为中心具有几百公尺半径的一个区域(步骤S2)。具体地说，半径可以是100米、200米、500米或者1,000米。作为替换，可以允许用户通过遥控器8或者显示器9指定期望的半径。另外，可以响应显示的地图图像比例来变化半径。其次，基于保存RAM1a中的地图数据和真实图像数据，在显示板9b上包含当前车辆位置的区域中显示地图图像作为背景，并且在区域E1中以与地图图像系统的比例显示真实图像(步骤S3)。然后，在显示板9b上显示指示当前车辆位置的标记M(步骤S4)。

在此，更详细地论述步骤S3的处理操作。微计算机1基于公式(1)在显示板9b上显示地图图像。

(显示的地图数据)＝(区域E₀中的地图数据)×α₀

+(区域E1里的地图数据)×α₁(1)

另外，微计算机1基于公式(2)在显示板9b上显示真实图像。

(显示的真实图像数据)＝(区域E₀中的真实图像数据)×β₀

+(区域E1里的真实图像数据)×β₁(2)

β₀＝1-α₀(3)

β₁＝1-α₁(4)

在此，区域E₀而不是区域E₁表示剩余区域。在公式(1)和(2)中，将被计算的地图数据和真实图像数据可以是像素值、亮度值等等。

在处理操作(1)中，为了显示与地区E₀中的地图数据对应的地图图像，微计算机1将合成系数α₀＝1与地图数据相乘；另一方面，对于区域E₁，微计算机1将合成系数α₁＝0与地图数据相乘。

当微计算机1显示与地区E₀中的真实图像数据对应的真实图像时，微计算机1用合成系数β₀(＝1-α₀，也就是0)乘真实图像数据。也就是说，真实图像数据没有显示在该地区E₀中；另一方面，当微计算机1在地区E₁中显示真实图像时，微计算机1用合成系数β₁(＝1-α₁，也就是1)乘真实图像数据。

因此，因为合成系数α₀是1(合成系数β₀是0)，只有地图图像显示在地区E₀中。因为合成系数α₁是0(合成系数β₁是1)，只有真实图像显示在地区E₁中。图3表示在区域E₀中显示地图图像和在区域E₁中显示真实图像的状态。

根据采用第一实施例的图像显示装置的导航系统，只有真实图像(例如，卫星相片、航空照片等等)在显示器上以与作为背景显示的地图图像相同的比例并入围绕当前车辆位置的区域E₁。因此，能够从许多其它角度捕获目标等。

接下来，将要讨论采用根据本发明第二实施例的图像显示装置的导航系统。除微计算机1以外，该导航系统具有与前面参考图1描述的导航系统系统的配置。因此，用不同的参考数字1A表示微计算机，其它部件不再论述。

基于图4的流程图讨论采用根据第二实施例的图像显示装置的导航系统中的微计算机1A执行的处理操作(2)。首先，从GPS信号等计算当前的车辆位置(步骤S11)。根据计算的当前车辆位置信息来计算围绕当前车辆位置的区域E₁，例如，以当前车辆位置作为中心具有几百米半径的一个区域(步骤S12)。该半径可以以与第一实施例同样的方式确定。接下来，根据存储在RAM1a里的地图数据和真实图像数据，在显示板9b上包含当前车辆位置的区域中显示地图图像作为背景，并且以与地图图像系统的比例在区域E₁中显示真实图像(步骤S13)。然后在显示板9b上显示指示当前车辆位置的标记M(步骤S14)。

在此，更详细地论述步骤S13中的处理操作。微计算机1A在显示器9上基于公式(1)-(4)显示地图图像和真实图像。当微计算机1A在剩余区域E₀中显示与地图数据对应的地图图像时，微计算机1A将合成系数α₀＝1乘地图数据；另一方面，当微计算机1A在地区E₁中显示地图图像时，微计算机1A将合成系数α₁(0≤α₁≤1，例如0.5)。

当微计算机在地区E₀中显示与真实图像数据对应的真实图像时，微计算机1A将合成系数β₀(＝1-α₀，就是0)乘真实图像数据。也就是说，在地区E₀中不显示真实图像。另一方面，当微计算机1在地区E₁中显示真实图像时，微计算机1将合成系数β₁(＝1-α₁，例如，0.5)乘真实图像数据。

因此，因为合成系数α₀是1(合成系数β₀是0)，只有地图图像显示在地区E₀中。因为合成系数α₁是0.5(合成系数β₁是0.5)，在地区E₁中产生显示，以便从真实图像下面使地图图像变成透明。

根据采用第二实施例的图像显示装置的导航系统，真实图像(例如，卫星相片、航空照片等等)以与地图图像系统的比例叠加在显示器上围绕当前车辆位置的地区E₁中，该地图图像作为背景显示。因此，能够从许多其它角度捕获目标等。

另外，合并该图像，以使地图图像从真实图像下面变成透明的。因此，可以为用户提供大量的信息单元。

在根据第二实施例的图像显示装置中，为在地区E₁中显示图像，将地图数据乘以合成系数α₁(0.5)，将真实图像乘以合成系数β₁(＝1-α₁)，合成图像显示在地区E₁中。然而，在根据另一个实施例的图像显示装置中，合成系数α₁可以在区域E₁中变换。

例如，在区域E₁的中心并接近区域E₁和区域E₀之间的边界处，设置合成系数α₁为0(合成系数β₁设置为1)，增加合成系数α₁并且刚好在边界上变成1。借此，图像过渡可以从真实图像向地图图像平滑进行。

根据采用另一个实施例的图像显示装置的导航系统，用户可以通过显示在显示板9b上的屏幕进行不同的设置。例如，可以允许用户通过如图5中所示的合成度设置(COMPOSITE DEGREE SETTING)屏幕来设置合成系数α₁，也就是说，根据需要相对于真实图像确定地图图像的透明系数。微计算机1A基于启动内容通过合成度设置屏幕合并该图像，以便可以实现响应于用户选择的显示状态。

例如，如果用户通过合成度设置屏幕选择卫星图片优先(见图5)，为了合并图像，将合成系数α₁设置为0.3；如果用户选择正常(NORMAL)，为了合并图像，将合成系数α₁设置为0.5；并且如果用户选择地图屏幕优先，为了合并图像，将合成系数α₁设置为0.7。

在根据第一或第二实施例描述的图像显示装置中，真实图像在显示器上围绕当前车辆位置的地区E₁中与地图图像叠加，该地图图像作为背景显示。然而，地图图像可以在显示器上围绕当前车辆位置的地区E₁中与作为背景显示的真实图像叠加。用户可以随心所欲地切换显示状态。

在根据第一或者第二实施例描述的图像显示装置中，真实图像在围绕当前车辆位置的地区E₁中与作为背景显示的地图图像叠加。然而，在根据另一个实施例的图像显示装置中，例如，真实图像可以在围绕目的地的区域中，围绕预定设施(例如，车站)的区域中，或者围绕用户预先规定的预定位置的区域(例如，初始位置)中叠加。此外，根据与用于引导到目的地的引导路线有关的路线信息，可在围绕引导路线的区域中显示真实图像。例如，可与作为背景显示的地图图像一起沿引导路线显示真实图像。

接下来，讨论根据采用本发明第三实施例的图像显示装置的导航系统。除微计算机1之外，该导航系统具有与前面参考图1描述的导航系统系统的配置。因此，用不同的参考数字1B表示微计算机，不再讨论其它部分。

根据图6的流程图描述采用根据第三实施例的图像显示装置的导航系统中的微计算机1B执行的处理操作(3)。首先，从GPS信号等计算当前车辆位置(步骤S21)。接下来，根据存储在RAM1a中的地图数据和真实图像数据，在显示板9b的上部区域Eu中显示真实图像，和以与真实图像相同的比例在显示板9b的下部区域ED显示地图图像(步骤S22)。然后，在显示板9b上显示指示当前车辆位置的标记M(步骤S23)。

在此，更详细地讨论步骤S22的处理操作。微计算机1B根据公式(5)在显示板9b上显示地图图像。

(显示的地图数据)＝(区域Eu中的地图数据)×α_u

+(区域ED中的地图数据)×α_D(5)同样，微计算机1根据公式(6)在显示板9b上显示真实图像。

(显示的真实图像数据)＝(区域Eu中的真实图像数据)×βu

+(区域E_D中的真实图像数据)×β_D(6)

β_u＝1-α_u(7)

β_D＝1-α_D(8)

在公式(5)和(6)中，将被计算的地图数据和真实图像数据可以是像素值、亮度值等等。

当微计算机1B显示与区域Eu中的地图数据对应的地图图像时，微计算机1B将合成系数α_u＝0乘地图数据。就是说，区域Eu中不显示地图图像。另一方面，当微计算机1B显示地区E_D中的地图图像时，微计算机1B将合成系数α_D＝1乘地图数据。

当微计算机1B显示与地区Eu中的真实图像对应的真实图像时，微计算机1B将合成系数βu(＝1-α_u，即，1)乘真实图像数据。另一方面，当微计算机1B显示地区E_D中的真实图像时，微计算机1B将合成系数β_D(＝1-α_D，也就是0)乘真实图像数据。也就是说，在区域E_D中不显示真实图像。图7表示在上部区域Eu显示真实图像和在下部区域E_D显示地图图像的状态。

根据采用第三实施例的图像显示装置的导航系统，真实图像显示在显示板9b的上部区域Eu，地图图像显示在显示板9b的下部区域E_D。

另外，在该导航系统里，围绕当前车辆位置的区域经常显示在显示板9b的下部并且距离当前车辆位置较远的位置显示在显示板9b的上部。因此，如上所述，真实图像显示在区域Eu，地图图像显示在区域E_D(当然，真实图像和地图图像可以分别地显示在区域E_D和区域Eu)，利用作为参考的当前车辆位置可以区分近处的图像和远处的图像。

在第三实施例中，合成系数α_u为0。然而，本发明不局限于此。可以允许用户通过遥控器8或者显示器9根据需要设置合成系数α_u和α_D。

图3和7中所示的图像是从上观察的地表粗略的图像(仰角θ＝90度)(平面图像)。然而，本发明不局限于粗略地直接从上面观察地表的图像，从倾斜方向观察的地表图像(0度＜仰角θ＜90度、例如，仰角θ＝60度)(立体图像)也可以显示在显示板9b上。

Claims

1.一种图像显示装置，包括：

一个显示屏；和

一个根据地图数据和真实图像数据，在显示屏上显示地图图像和具有相同比例并表示相同区域的真实图像的显示控制单元，其中：

显示控制单元显示地图图像和真实图像之一作为背景，

合并预定区域中的地图图像和真实图像，以便在预定区域的至少一部分中透过一个图像看到另一个图像，和

在预定区域中显示该复合图像。

2.根据权利要求1所述的装置，进一步地包括合成度设置单元，用于设置地图图像和真实图像的合成度，其中：

显示控制单元根据该合成度合并地图图像和现实图像。

3.根据权利要求1所述的装置，其中显示控制单元合并地图图像和真实图像，以便随着接近预定区域的边界而增加复合图像的亮度值。

4.一种向用户提供达到目的地所需的信息以便引导用户到达目的地的导航装置，该导航装置包括：

一个显示屏；和

一个图像显示装置，包括：

一个显示屏；以及

一个显示控制单元，用于根据地图数据和真实图像数据在显示屏上显示地图图像和具有相同比例并表示相同区域的真实图像，其中：

显示控制单元显示地图图像和现实图像之一作为背景；

显示控制单元合并预定区域中的地图图像和现实图像，以便在预定区域的至少一部分中透过一个图像可以看到另一个图像；以及

显示控制器单元在预定区域中显示复合图像。

5.根据权利要求4所述的装置，其中：

图像显示装置还包括合成度设置单元，用于设置地图图像和真实图像的合成度；和

显示控制单元根据该合成度合并地图图像和真实图像。

6.根据权利要求4所述的装置，其中显示控制单元合并地图图像和真实图像，以便随着接近预定区域的边界而增加复合图像的亮度值。

7.按照权利要求4所述的装置，其中预定区域是下列区域之一：

基于当前位置信息获得的车辆当前位置的边缘地区；

基于预定设施位置信息获得的预定设施的边缘地区；和

基于由用户规定的预定位置信息获得的预定位置的边缘地区。

8.根据权利要求所述4的装置，其中预定区域是显示屏的上部和显示屏的下部之一。

9.根据权利要求4所述的装置，其中预定区域是基于路线信息获得的到达目的地的路线的边缘地区。