DE69628091T2

DE69628091T2 - Fahrzeugnavigationsvorrichtung und Aufzeichnungsmedium zur Programmabspeicherung dafür

Info

Publication number: DE69628091T2
Application number: DE69628091T
Authority: DE
Inventors: Nobuyuki Katano-shi Nakano; Akihiro Itami-shi Suzuki; Yasuhiro Osaka-shi Ihara; Hisaya Sakai-shi Fukuda
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1995-06-13
Filing date: 1996-06-11
Publication date: 2004-04-01
Anticipated expiration: 2016-06-12
Also published as: EP1174843B1; EP0749103B1; KR0180813B1; US5913918A; KR970002794A; DE69628091D1; DE69635426D1; DE69635426T2; EP0749103A1; EP1174843A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeug-Navigationsvorrichtung, und insbesondere auf eine Fahrzeug-Navigationsvorrichtung, welche eine Karte benachbart zu der aktuellen Position eines Kraftfahrzeugs anzeigt und einem Fahrer eine Route von der aktuellen Position zu einem Ziel bereitstellt, und ein Aufzeichnungsmedium, welches ein Programm dafür speichert.
Beschreibung des Standes der Technik
Eine herkömmliche Fahrzeug-Navigationsvorrichtung zeigt eine Karte auf einem Bildschirm im Allgemeinen zweidimensional an. Jedoch besteht bei der herkömmlichen Fahrzeug-Navigationsvorrichtung, welche die Karte auf dem Bildschirm anzeigt, der Nachteil darin, dass der Fahrer nur zweidimensionale Information erlangen kann und nicht dreidimensionale Information, wie einen Höhenunterschied einer Straße verursacht durch Geländeunebenheit, erfassen kann. Des Weiteren ist dort eine Grenze für die Größe eines Monitors, welcher in einem Vehikel bzw. Fahrzeug eingeladen ist und nur ein begrenzter Bereich der Karte benachbart zur aktuellen Position kann nachteiligerweise angezeigt werden.
Daher werden verschiedene Navigationsvorrichtungen vorgeschlagen, welche eine Karte dreidimensional anzeigen können. Zum Beispiel offenbart das offengelegte japanische Patent Nr. 3-26917, dass die vorausgerichtete Straße von der aktuellen Position einer mobilen Einheit auf einer Straßenkarte durch Landschaftsdarstellung angezeigt wird. Ferner offenbart das offengelegte japanische Patent Nr. 5- 203457, dass die Landschaft von einer willkürlichen Position auf einer Karte als ein dreidimensionales Bild angezeigt wird unter Verwendung von Formdaten und Höhendaten von Bergen und Gebäuden, welche mit der Karte verbunden sind.
Wie jedoch in dem offengelegten japanischen Patent No. 3-26917 offenbart, existiert in der Fahrzeug-Navigationsvorrichtung, welche eine Karte unter Verwendung von Landschaftsdarstellung anzeigt, während die Straßenkarte, welche auf einem Bildschirm angezeigt wird, und die tatsächliche Straßenform vorteilhafterweise einfach miteinander korrespondieren können, dort der Nachteil, wie in der herkömmlichen Navigationsvorrichtung, für zweidimensionales Anzeigen.
Wie in dem offengelegten japanischen Patent Nr. 5-203457 wird in der Fahrzeug-Navigationsvorrichtung, welche dreidimensional eine Karte durch Akkumulieren von Konturlinien in der Höhenrichtung unter Verwendung der Formdaten und Höhendaten von Bergen und Gebäuden anzeigt, eine Datenstruktur verkompliziert und große Mengen von Daten sind erforderlich für weiches Anzeigen einer Landschaft.
In EP-0 378 271 A1 ist ein Navigationssystem offenbart unter Verwendung eines Verfahrens eines perspektivischen Anzeigens einer Karte durch Koordinatentransformation basierend auf einem Blick aus der Vogelperspektive. Jedoch müssen in diesem Verfahren alle Punkte der Karte über eine Zentralprojektion Koordinatentransformiert werden.
Ferner wird in der herkömmlichen Fahrzeug-Navigationsvorrichtung, da eine Buchstabeninformation schichtweise auf einer Karte angezeigt wird, wobei ein Straßennetzwerk verkompliziert wird, visuelle Erkennung nachteiligerweise beeinträchtigt.
Außerdem hat die herkömmliche Fahrzeug-Navigationsvorrichtung eine Funktion zum Erlangen einer Route in einem willkürlichen Abschnitt, wobei ein Verfahren zum Setzen eines Ziels und ein Verfahren zum Auswählen einer Straße nachteilhafterweise verkompliziert werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Daher ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeug-Navigationsvorrichtung, welche fähig ist, eine Karte mit einer kleinen Berechnungslast anzuzeigen, so dass die vorausgerichtete Straße weit gesehen werden kann, und ein Aufzeichnungsmedium, welches ein Programm dafür speichert, bereitzustellen.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, Information auf einer angezeigten Karte in einer Form zu bezeichnen, welche ein Bediener einfach erkennen kann.
Es ist ein noch weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeug-Navigationsvorrichtung bereitzustellen, welche fähig ist, auf einer dreidimensional angezeigten Karte, leicht eine Route von einem Anfangspunkt zu einem Zielpunkt zu setzen und dem Bediener die gesetzte Route einfach bereitzustellen.
Es ist weiter ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeug-Navigationsvorrichtung, welche fähig ist, eine Landschaft mit einer leichten Datenverarbeitung dreidimensional anzuzeigen, und ein Aufzeichnungsmedium, welches ein Programm dafür speichert, bereitzustellen.
Die vorliegende Erfindung enthält die folgenden Merkmale, um die obigen Ziele zu erreichen.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist gerichtet auf eine Fahrzeug Navigationsvorrichtung, welche enthält:
einen Kartenspeicherteil zum Speichern von Kartendaten;
einen Kartenerlangungsteil zum Erlangen der im Kartenspeicherteil gespeicherten Kartendaten;
einen Sichtpunkt-Eingabeteil zum Eingeben von Sichtpunktkoordinaten und Fokuspunktkoordinaten für die Darstellung der Kartendaten, erlangt durch den Kartenerlangungsteil;
einen Koordinatentransformationsteil zum Durchführen einer dreidimensionalen Koordinatentransformation eines bestimmten Punkts auf den Kartendaten, welche im Kartenerlangungsteil auf der Basis der Sichtpunktkoordinaten und der Fokuspunktkoordinaten erlangt wurden, welche in den Sichtpunkt-Eingabeteil eingegeben werden;
einen Abbildungsteil zum Deformieren, um die Kartendaten zu abzubilden, welche im Kartenerlangungsteil erlangt werden, auf die Koordinaten, welche im Koordinatentransformationsteil transformiert werden;
einen Clipping-Teil zum Clippen der Kartendaten, welche im Kartenabbildungsteil abgebildet werden; und
einen Ausgabeteil zum Ausgeben eines Kartenbereichs, welcher im Clipping-Teil geclippt wird.
Wie oben erwähnt kann im ersten Aspekt, wo Koordinaten eines bestimmten Punkts (z. B. vier Scheitelpunkte) der Kartendaten, welche zum Anzeigen in Verwendung sind, dreidimensional transformiert werden und die Karte auf das Ergebnis gemappt wird, die Anzeige einer Karte mit einer kleinen Berechnungslast durchgeführt werden, so dass die vorausgerichtete Straße weit gesehen werden kann.
Im ersten Aspekt kann, wenn ein Namensschild eines Platzes, einer Kreuzung etc. oder eine Markierung eines Gebäudes etc. auf einer dreidimensional anzeigenden Karte angezeigt wird, eine Verschiebung zwischen einem Kartenhintergrund korrigiert werden nach der dreidimensionalen Koordinatentransformation und Referenzpunktkoordinaten nach der Koordinatentransformation. Daher kann die Mar kierung immer in einer passenden Position angezeigt werden. In diesem Fall kann die Größe der Markierung gemäß der Entfernung von einer Fokuspunktposition verändert werden. Daher kann ein dreidimensionaler Effekt auf der angezeigten Karte betont werden. Ferner kann, gemäß der relativen Positionsbeziehung zwischen der Fokuspunktposition der Karte und Referenzpositionskoordinaten einer enthaltenen Markierung, ein Formenmuster der Markierung, welche anzuzeigen ist, geändert werden. Daher können z. B. die Namensschilder eines Platzes, einer Kreuzung etc. auf der dreidimensional angezeigten Karte auf die rechte und linke Seite der Sichtpunktposition verteilt werden, damit sie angezeigt werden, um Straßen benachbart zu der Mitte eines Bildschirms nicht zu verstecken.
Ferner kann im ersten Aspekt die Markierung einer dreidimensionalen Form, welche in den Kartendaten enthalten ist, einer dreidimensionalen Koordinatentransformation unterworfen werden, um angezeigt zu werden. Daher kann eine Kartenanzeige mit einem tieferen dimensionalen Effekt erreicht werden.
Weiterhin kann im ersten Aspekt auf der Basis von empfangener Verkehrsinformation die Verkehrsinformation, welche einen Grad von Stauung, Verkehrssteuerung etc. bezeichnet, dreidimensional angezeigt werden. Daher kann eine Verkehrsinformationsanzeige mit hoher visueller Erkennung erreicht werden.
Im ersten Aspekt enthält eine bevorzugte Ausführungsform weiterhin:
einen Höhenwert-Speicherteil zum Speichern von Höhenwertdaten;
einen Höhenwert-Erlangungsteil zum Erlangen der Höhenwertdaten, welche mit den Kartendaten korrespondieren, welche im Kartenerlangungsteil erlangt werden, vom Höhenwert-Speicherteil; und
einen Kartenaufteilungsteil zum Aufteilen der Kartendaten, welche im Kartenerlangungsteil erlangt werden, in feine Blöcke; wobei
der Kartentransformationsteil die dreidimensionale Koordinatentransformation durchführt unter Verwendung der Höhenwertdaten, welche im Höhenwert-Erlangungsteil erlangt werden; und
der Abbildungsteil die feinen Blöcke, welche durch Aufteilung im Kartenaufteilungsteil erlangt wurden, deformiert, um sie auf die Koordinaten, welche im Koordinatentransformationsteil transformiert werden, abzubilden; und enthält weiter einen Berechnungsteil für versteckte Ebenen bzw. Flächen zur Ausführung der Berechnung der versteckten Ebenen auf den feinen Blöcken, welche durch den Kartenabbildungsteil abgebildet werden.
Mit dem obigen Aufbau kann die Landschaft in einer einfachen Verarbeitung unter Verwendung von nur einer ebenen Karte und Höhenwerten dreidimensional angezeigt werden.
Der Berechnungsteil für versteckte Ebenen schreibt vorzugsweise über jeden der feinen Blöcke, welche durch Aufteilung im Kartenaufteilungsteil erlangt wurden, während des Abtastens in einer vorgeschriebenen Richtung. Daher kann die Berechnung für versteckte Ebenen leicht bei hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden, ohne Sortieren aller Ebenen, welche anzuzeigen sind. In dieser Situation kann der Berechnungsteil für versteckte Ebenen abtasten, um die Kartendaten auszugeben, welche der Koordinatentransformation vom am weitesten entfernten Punkt zum zweitweitest entfernten Punkt unterliegen, in Bezug auf einen Sichtpunkt, welcher in den Sichtpunkt-Eingabeteil eingegeben wurde, unter vier Scheitelpunkten der Kartendaten, welche im Kartenerlangungsteil erlangt werden, welche einer Sichtpunkttransformation im Koordinatentransformationsteil unterliegen.
In der bevorzugten Ausführungsform kann ein Routen-Setzteil bereitgestellt werden zum Erlangen einer Route zwischen beliebigen Punkten, und die Höhenwerte der Route, welche im Routen-Setzteil gesetzt werden, können angezeigt werden als eine Querschnittansicht. Daher kann eine Unebenheitsänderung der Route für den Fahrer im voraus bereitgestellt werden. Deshalb kann der Fahrer eine zu fahrende einfache Route einfach auswählen.
In der bevorzugten Ausführungsform erkennt der Kartenabbildungsteil vorteilhafterweise einen Tunnelabschnitt auf den Kartendaten, welche im Kartenerlangungsteil erlangt werden, und löscht den Tunnelabschnitt für die Abbildung. Deshalb kann, insbesondere in einer Bergregion, eine Anzeige realisiert werden, welche einen dreidimensionaleren Effekt hat.
In der bevorzugten Ausführungsform kann die aktuelle Position eines Fahrzeugs überlagernd auf der dreidimensionalen Landschaftskarte angezeigt werden, wo eine Position eines GPS-Satelliten als Sichtpunktkoordinaten genommen wird. Deshalb kann der Empfangsstatus von Radiowellen vom GPS-Satelliten dem Fahrer sichtbar bereitgestellt werden.
In der bevorzugten Ausführungsform können die Höhenwertdaten gemäß den Schichten der Karte umgeschaltet werden, welche anzuzeigen sind. Zum Beispiel ist es daher möglich, eine Kartenanzeige durchzuführen, hauptsächlich zum Repräsentieren, fähig einer Voraussicht auf einer detaillierten Karte, und auch eine Kartenanzeige durchzuführen, hauptsächlich für dreidimensionale Landschaftsrepräsentation in einer Großbereichskarte.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist gerichtet auf eine Navigationsvorrichtung, welche in ein Fahrzeug eingeladen wird, eine Route des Fahrzeugs führt und anweist, welche enthält:
einen Kartenspeicherteil zum Speichern von Kartendaten;
einen Positionsberechnungsteil zum Berechnen einer aktuellen Position des Fahrzeugs;
einen Scrollbefehlsteil zum Befehlen eines Scrollens einer Ausgabekarte;
einen Referenzpositionsentscheidungsteil zum Entscheiden einer Referenzposition der Ausgabekarte zum Verwenden der aktuellen Position des Fahrzeugs, welche durch den Positionsberechnungsteil berechnet wird, oder einer Position, welche durch den Scrollbefehlsteil spezifiziert wird, als eine Referenz;
einen Ausgabebereichsspezifizierungsteil zum Spezifizieren eines Ausgabebereichs der Karte;
einen Markierungsgenerierungsteil zum Generieren ein Markierung für eine aktuelle Position und einer Hinweismarkierung für eine aktuelle Position zum Zeigen einer Positionsbeziehung der Markierung für die aktuelle Position in Bezug auf die Referenzposition auf der Basis der aktuellen Position des Fahrzeugs, welche durch den Positionsberechnungsteil berechnet wird, und der Referenzposition der Ausgabekarte, welche durch den Referenzpositionsentscheidungsteil entschieden wird;
einen Ausgabebildschirmgenerierungsteil zum Lesen eines korrespondierenden Bereichs der Kartendaten von dem Kartenspeicherteil auf der Basis der Referenzposition der Ausgabekarte, welche durch den Referenzpositionsentscheidungsteil entschieden wird, und des Ausgabebereichs der Karte, welcher durch den Ausgabebereichspezifizierungsteil spezifiziert wird, und zum Generieren eines Ausgabebildschirms zusammen mit der Markierung für die aktuelle Position und der Hinweismarkierung für eine aktuelle Position, welche durch den Markierungsgenerierungsteil generiert werden; und
einen Ausgabeteil zum Ausgeben des Bildschirms, welcher durch den Ausgabegenerierungsteil generiert wird.
Gemäss dem zweiten Aspekt, wo die Position der Markierung für die aktuelle Position mit Bezug auf die Referenzposition durch Anzeigen der Hinweismarkierung für die aktuelle Position während eines Scrollens, kann ein Benutzer leicht die Beziehung zwischen der angezeigten Karte und der aktuellen Position erfassen, sogar wenn die Markierung für die aktuelle Position außerhalb des Anzeigebildschirmsist.
Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist gerichtet auf eine Navigationsvorrichtung, welche in ein Fahrzeug eingeladen wird, eine Route des Fahrzeugs führt und anweist, welche enthält:
einen Kartenspeicherteil zum Speichern von Kartendaten;
einen Positionsberechnungsteil zum Berechnen einer aktuellen Position des Fahrzeugs;
einen Scrollbefehlsteil zum Befehlen eines Scrollens einer Ausgabekarte;
einen Referenzpositionsentscheidungsteil zum Entscheiden einer Referenzposition der Ausgabekarte zum Verwenden der aktuellen Position des Fahrzeugs, welche durch den Positionsberechnungsteil berechnet wird, als eine Referenz;
einen Ausgabebereichsspezifizierungsteil zum Spezifizieren eines Ausgabebereichs der Karte;
einen Markierungsgenerierungsteil zum Generieren ein Markierung für eine aktuelle Position auf der Basis der aktuellen Position des Fahrzeugs, welche durch den Positionsberechnungsteil berechnet wird;
einen Routensuchteil zum Lesen von nötigen Kartendaten von dem Kartenspeicherteil, um die Route zwischen zwei Punkten zu berechnen;
einen Generierungsteil für einen Führungsbildschirm mit Bewegtbild zum Generieren eines Führungsbildschirms mit Bewegtbild für einen Routenführer auf der Basis der Route, welche durch den Routensuchteil berechnet wird;
einen Ausgabebildschinngenerierungsteil zum Lesen eines korrespondierenden Bereichs der Kartendaten von dem Kartenspeicherteil auf der Basis der Referenzposition der Ausgabekarte, welche durch den Referenzpositionsentscheidungsteil entschieden wird, und des Ausgabebereichs der Karte, welcher durch den Ausgabebereichspezifizierungsteil spezifiziert wird, und zum Generieren eines Ausgabebildschirms zusammen mit der Markierung für die aktuelle Position, welche durch den Markierungsgenerierungsteil generiert wird, und des Führungsbildschirms mit Bewegtbild, welcher durch den Generierungsteil für den Führungsbildschirm mit Bewegtbild generiert wird; und
einen Ausgabeteil zum Ausgeben des Bildschirms, welcher durch den Ausgabegenerierungsteil generiert wird.
Gemäss dem dritten Aspekt, wo der Führungsbildschirm angezeigt wird unter Verwendung eines Bewegtbildes, kann eine Rechts-/Links-Abbiegeinformation an einer Kreuzung etc., einfach angezeigt werden.
Ein vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Aufzeichnungsmedium zum Speichern eines Softwareprogramms zum Ausführen eines Verfahrens, welches enthält:
einen ersten Schritt zum Erlangen von Kartendaten von einem Kartendatenspeicherteil, welcher vorher die Kartendaten speichert;
einen zweiten Schritt zum Eingeben von Sichtpunktkoordinaten und Fokuspunktkoordinaten, von denen aus die durch den ersten Schritt erlangten Kartendaten betrachtet werden;
einen dritten Schritt zum Durchführen einer dreidimensionalen Koordinatentransformation eines speziellen Punkts auf den im ersten Schritt erlangten Kartendaten auf der Basis der im zweiten Schritt eingegebenen Sichtpunktkoordinaten und Fokuspunktkoordinaten;
einen vierten Schritt zum Verformen der im ersten Schritt erlangten Kartendaten, um auf die im dritten Schritt transformierten Koordinaten abzubilden;
einen fünften Schritt zum Clippen der im vierten Schritt abgebildeten Kartendaten; und
einen sechsten Schritt zum Ausgeben eines im fünften Schritt geclippten Kartenbereichs.
In dem vierten Aspekt speichert ein Aufzeichnungsmedium einer bevorzugten Ausführungsform ein Softwareprogramm zum Ausführen eines Verfahrens, welches weiter enthält:
einen siebten Schritt zum Erlangen von Höhenwertdaten, welche mit den im ersten Schritt erlangten Kartendaten korrespondieren, von einem Höhenwertspeicherteil;
einen achten Schritt zum Teilen der in dem ersten Schritt erlangten Kartendaten in feine Blöcke;
den dritten Schritt zum Ausführen der dreidimensionalen Koordinatentransformation unter Verwendung der im siebten Schritt erlangten Höhenwertdaten; und
den vierten Schritt zum Verformen der durch Teilung im achten Schritt erlangten feinen Blöcke, um sie auf im dritten Schritt transformierte Koordinaten abzubilden; und enthält weiter
einen neunten Schritt zum Durchführen einer Berechnung versteckter Ebenen auf den im vierten Schritt abgebildeten feinen Blöcken.
Diese und andere Ziele, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden offensichtlicher werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen gesehen werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, welches den Basisaufbau einer Fahrzeug-Navigationsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist ein Flussdiagramm, welches den Betrieb der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 ist ein Diagramm, welches einen Schichtenaufbau einer Karte zeigt;
4 ist ein Diagramm, welches die Anordnung einer Kartenleseeinheit zeigt;
5 ist ein Diagramm, welches ein Ergebnis des Unterliegens einer perspektivischen Transformation der Karteneinheit in 4 zeigt;
6 ist ein Diagramm, welches eine Position einer Markierung, welche auf der Karte angeordnet ist, und eine Sichtrichtung zeigt;
7 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel einer Anordnung von Namensschildern auf der Karte zeigt;
8(a) bis 8(c) sind Diagramme, welche verschiedene Tabellen für die Verwendung beim Generieren von Markierungen zeigen, welche auf der Karte angeordnet werden sollen;
9 ist ein Flussdiagramm, welches den Betrieb einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
10 ist ein Flussdiagramm, welches eine detaillierte Kartenanzeigeroutine in 9 zeigt;
11 ist ein Flussdiagramm, welches eine detaillierte Routensetzroutine in 9 zeigt;
12 ist ein Flussdiagramm, welches eine detaillierte Routenanzeigeroutine in 9 zeigt;
13 ist ein Flussdiagramm, welches eine detaillierte Routenleitroutine in 9 zeigt;
14 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel einer Anzeige von Verkehrsinformation auf der Karte zeigt;
15 ist ein Flussdiagramm, welches den Betrieb einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
16(a) und 16(b) sind Diagramme, welche eine Übereinstimmung zwischen der Karteneinheit und Höhenwertdaten zeigen;
17(a) und 17(b) sind Diagramme, welche ein Koordinatensystem der Karteneinheit zeigen, welchem Höhenwerte zugeordnet sind;
18 ist ein Diagramm, welches ein Ergebnis einer Koordinatentransformation der Karteneinheit zeigt;
19 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel eines aufgeteilten Zustands der Karteneinheit zeigt;
20 ist ein Diagramm, welches ein Ergebnis der Abbildung der Karteneinheit in 19 auf 18 zeigt;
21 ist ein Diagramm, welches ein Konzept eines vereinfachten Berechnens der versteckten Ebenen zeigt;
22 ist ein Diagramm, welches ein Ergebnis des Anzeigens einer Route auf 20 zeigt;
23 ist ein Diagramm, welches einen Querschnitt der Höhenwerte zeigt;
24 ist ein Diagramm, welches ein Anzeigebeispiel eines Tunnelabschnitts in der Karteneinheit zeigt;
25 ist ein Diagramm, welches ein Ergebnis einer Abbildung der Karteneinheit, von welcher der Tunnelabschnitt entfernt ist, auf 20 zeigt;
26 ist ein Diagramm, welches ein Konzept einer dreidimensionalen Landschaftsanzeige mit einer Position eines GPS-Satelliten als einen Sichtpunkt zeigt;
27 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel einer Markierung einer aktuellen Position und einer Markierung, welche auf eine aktuelle Position hinweist, zeigt;
28 ist ein Diagramm, welches einen Beziehung zwischen einer Scroll-Geschwindigkeit und einem aktuellen Wert zeigt; und
29 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel von Bewegtbilddaten zeigt, in Verwendung für einen Routenführer.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
(1) Erste Ausführungsform
1 ist ein Blockdiagramm, welches den Aufbau einer Fahrzeug-Navigationsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In 1 enthält die Fahrzeug-Navigationsvorrichtung einen Positionsrechner 1, eine Eingabeeinheit 2, ein ROM 3, eine Verarbeitungseinheit 4, eine Kartenspeichereinheit 5, eine Kartensucheinheit 6 und eine Ausgabeeinheit 7.
Der Positionsrechner 1 berechnet die aktuelle Position eines Fahrzeugs auf einer Karte. Dies wird durch verschiedene Verfahren realisiert, wie Detektieren einer Entfernung, welche durch das Fahrzeug bereist wird, durch einen Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor, Detektieren einer Reiserichtung des Fahrzeugs durch einen Kreiselsensor, Erlangen einer Übereinstimmung zwischen einem Reiseort des Fahrzeugs und der Straßenform auf der Karte oder Detektieren einer absoluten Position auf der Erde durch Empfangen von Funkwellen von einem GPS-Satelliten, oder durch Kombination dieser Sensoren. Die Eingabeeinheit 2 ist eine Einheit zum Eingeben von Information basierend auf einer Operation durch einen Bediener und andere externe Information an ein Navigationssystemkörper. Das ROM 3 speichert ein Programm zum Steuern des gesamten Systems. Anstatt des ROM 3 kann ein wiederbeschreibbares Aufzeichnungsmedium, wie eine Festplatte, bereitgestellt werden, um ein Programm zu speichern, welches in einer Ausgestaltung von Online oder Offline bereitgestellt wird. Die Verarbeitungseinheit 4 steuert den Navigationssystemkörper gemäß dem Programm, welches im ROM 3 gespeichert ist. Die Kartensucheinheit 6 sucht Kartendaten, welche für Anzeigen oder Datenverarbeitung erforderlich sind. Die Kartenspeichereinheit 5 ist aus einem Aufzeichnungsmedium, wie eine CD-ROM, geformt, welches die Kartendaten speichert und dessen Antriebseinheit. Die Ausgabeeinheit 7 zeigt die Kartendaten und Verarbeitungsergebnisse der Verarbeitungseinheit 4 dem Bediener an.
Der Betrieb der Fahrzeug-Navigationsvorrichtung der ersten Ausführungsform, wie oben aufgebaut, wird im Folgenden beschrieben. Jede Verarbeitung, welche in der Ausführungsform gezeigt ist, kann als Software durch Verwenden eines Computers realisiert werden, oder kann durch Verwenden von bestimmten Hardwareschaltungen realisiert werden, welche jede Funktion der Verarbeitungen haben.
Die Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass Koordinaten von vier Scheitelpunkten der Kartendaten, welche zum Anzeigen verwendet werden, einer dreidimensionalen Koordinatentransformation unterworfen werden und eine Karte als eine Textur auf den transformierten Koordinaten abgebildet wird, wobei eine Kartenanzeige mit einem Blick aus der Vogelperspektive durchgeführt wird, so dass die vorausgerichtete Straße weit gesehen werden kann, durch Verarbeitungen mit einer kleinen Berechnungslast, und verschiedene Charakterzeicheninformation auf der Karte angezeigt wird in einer Ausgestaltung, bei der der Bediener leicht die Information erkennen kann.
Bezug nehmend auf 3 wird der Aufbau der Kartendaten im Folgenden beschrieben. Im Allgemeinen ist die Karte aufgeteilt durch einen vorher bestimmten Bereich als eine Einheit und ist aufgebaut durch eine Mehrzahl von Schichten (Maßstäben), um die Detailebene der Karte gemäß einem Anzeigebereich zu variieren. Deshalb ist es nötig, eine Karte einschließlich der Mitte der Anzeige und einer Mehrzahl von deren peripheren Karten in einem passenden Maßstab vorzubereiten, um einen willkürlichen Bereich der Karte anzuzeigen, welcher auf einen willkürlichen Punkt zentriert ist. In der Ausführungsform ist ein aufgezeichneter Bereich von jeder Einheit konstant in der Karte der gleichen Schicht.
2 ist ein Flussdiagramm, welches eine Verarbeitungsprozedur in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschreibt. Der Inhalt der Verarbeitung der ersten Ausführungsform wird im Folgenden gemäß dem Flussdiagramm beschrieben.
Die Verarbeitungseinheit 4 gibt einen Bereich der Karte, welcher anzuzeigen ist, auf der Basis der Operation des Bedieners durch die Eingabeeinheit 2 oder dem aktuellen Punkt des Fahrzeugs ein, welcher durch den Positionsrechner 1 erlangt wird (Schritt S101). Der Anzeigebereich der Karte kann entschieden werden durch die Mitte der Anzeige und einem Anzeigemaßstab oder kann z. B. durch Koordinaten für oben links und unten rechts spezifiziert werden, und dann kann ein passender Anzeigemaßstab für den Bereich entschieden werden. In jedem Fall werden im Schritt S101 die Mittelkoordinaten der Anzeige und der Anzeigemaßstab entschieden.
Als nächstes sucht die Verarbeitungseinheit 4 die Karte einschließlich der Mitte der Anzeige und die peripheren Karten unter Verwendung der Kartensucheinheit 6, um die korrespondierenden Karten von der Kartenspeichereinheit 5 zu lesen (Schritt S102). Obwohl die Anzahl von peripheren Karten, welche vorbereitet werden, nicht begrenzt ist, werden eine Karteneinheit einschließlich der Mitte der Anzeige und acht benachbarte Karteneinheiten in der vorliegenden Ausführungsform gelesen, und die neun Karteneinheiten werden auf der X-Y-Ebene des XYZ-Koordinatensystems, welches in 4 gezeigt ist, angeordnet. In 4 ist der mittlere Teil, welcher diagonal schattiert ist, die Karteneinheit einschließlich der Mitte der Anzeige.
Als nächstes werden in Schritt S103 Koordinaten eines Sichtpunktes, von wo die Karte gesehen wird, und ein Fokuspunkt eingegeben. Der Fokuspunkt repräsentiert die Mitte der Anzeige, welcher eine Position, welche durch den Bediener durch die Eingabeeinheit 2 eingegeben wird, oder die aktuelle Position des Fahrzeugs, welche durch den Positionsrechner 1 erlangt wird, sein kann. Der Sichtpunkt wird über und hinter den Fokuspunkt gesetzt. Deshalb, da der Fokuspunkt auf der Kartenebene ist, ist dessen Z-Koordinate 0. Der Sichtpunkt hat eine positive Z-Koordinate.
Als nächstes berechnet die Verarbeitungseinheit 4 eine Transformationsmatrix der Sichtpunktkoordinaten als eine 3×3-Determinante, welche in der folgenden Gleichung (1) gezeigt ist (Schritt S104).
Wie auch immer sind in der Gleichung (1), wo der Sichtpunkt Pv(xv, yv, zv) und der Fokuspunkt Pf(xf, yf zf) ist, sinθ = (yv – yf)/r1 cosΦ = (xv – xf)/r sinΦ = (zv – zf)/r1 cosθ = r1/r r = √(r12 + (zv – zf)2) r1 = √((xv – xf)2 + (yv - yf2)
Als nächstes berechnet die Verarbeitungseinheit 4 Sichtpunktkoordinaten [x'', y'', z''] der vier Scheitelpunkte jeder Karteneinheit unter Verwendung der Gleichung (1), und führt auch eine perspektivische Transformation unter Verwendung der folgenden Gleichung (2) durch (Schritt S105). [x', y'] = [(x''/z'')dist, (y''/z'')dist] (2)
In [x', y'] der Gleichung (2) ist die Mitte der Anzeige der Ursprung der Koordinaten. Ferner ist in der Gleichung (2) dist ein Parameter, welcher die Tiefe vom Sichtpunkt bezeichnet, welche in den Bereich von 300 bis 1000 in der Ausführungsform gesetzt ist. Auf diesem Weg wird eine perspektivische Sichtpunkttransformation auf die Koordinaten von vier Scheitelpunkten jeder Karteneinheit angewendet, wie in C1 bis C16 in 4 gezeigt, um C1' bis C16' zu erlangen, wie in 5 gezeigt.
In der Navigationsvorrichtung ist nicht nur ein Kartenhintergrund, sondern auch verschiedene Charakterzeicheninformation erforderlich angezeigt zu werden. Beispiele für die anzuzeigende Charakterzeicheninformation sind ein ballonförmiges Namensschild, welches einen Charakterstring repräsentiert, wie eine Kreuzung, eine Straße, einen Namen einer Stadt etc., und eine Markierung, welche ein Kartenzeichen und ein großes Gebäude etc. repräsentiert. In der folgenden Be schreibung wird die anzuzeigende Charakterzeicheninformation generell eine Markierung genannt.
Die anzuzeigende Markierung auf der Karte wird unter Verwendung einer Markierungskoordinatentabelle in 8(a) und einer Markierungsformentabelle in 8(b) generiert. Die Markierungskoordinatentabelle, welche für jede Karteneinheit bereitgestellt wird, zeichnet Koordinaten (geografische Breite und geografische Länge) der Markierung, welche im Kartenbereich existieren, und Klassifikationsnummern der Markierungen auf, und falls das gesamte Gebiet von Japan enthalten ist, sind deren Datengröße und die Anzahl von Operationen zum Kreieren der Daten enorm. Andererseits, da die Markierungsformentabelle, welche Formendaten der anzuzeigenden Markierung durch jede Klassifikation speichert, allen der Einheiten gemein ist und die Menge der Daten kleiner als in dem Fall sein kann, bei dem die Formendaten durch jede Einheit gespeichert werden, wird im Allgemeinen die Markierungsformentabelle getrennt von der Markierungskoordinatentabelle vorbereitet. Darüber hinaus sind die Größe und die Anzahl von Operationen zum Kreieren der Markierungsformentabelle im Allgemeinen viel geringer als die der Markierungskoordinatentabelle. Daher wird in Schritt S105 eine Koordinatentransformation auf die Koordinaten der Markierung in der Karte der anzuzeigenden Markierung angewendet auf der Basis der Gleichungen (1) und (2). Da die Anzeigeposition der Markierung im Allgemeinen Koordinaten hat, welche einen der vier Scheitelpunkte jeder Karte als Ursprung haben, kann die Markierung auf dem Kartenhintergrund angezeigt werden durch Addieren der Koordinaten jeder Markierung zum Ursprung.
Als die auf der Karte anzuzeigende Markierung kann nicht nur ein zweidimensionales Modell, sondern auch eine Markierung, welche eine dreidimensionale Form hat, wie in 8(c) gezeigt, erlaubt sein. In diesem Fall wird in Schritt S105 die Koordinatentransformation auf die vier Scheitelpunkte jeder Karteneinheit und die Anzeigeposition jeder Markierung angewendet, und zur gleichen Zeit wird z. B. die dreidimensionale Form jeder Karte von einer 3D-Markierungsformentabelle erlangt, wie in 8(c) gezeigt, und dann wird die Koordinatentransformation auf alle Punkte angewendet, welche die Markierungsform konstruieren. Die 3D-Markierungsformentabelle wird kreiert durch Transformieren der Form der zweidimensionalen Markierungsformentabelle in dreidimensionale Daten mit automatischer oder manueller Operation.
Die normale Markierungsform zeichnet ein Muster einer Punktkette auf, welche die Markierung konstruiert, und eine 3D-Markierungsform zeichnet die Anzahl von Punkten auf, welche die Markierung konstruieren, und dreidimensionale Koordinaten jedes Punktes. Dennoch werden in 8(c) um der Klarheit willen Bilder der Formen selbst gezeigt.
Als nächstes verformt die Verarbeitungseinheit 4 jede Karteneinheit gemäß den Koordinaten der vier Koordinaten-transformierten Scheitelpunkte (Schritt S106). Jedes Verformungsverfahren, wie eine lineare Interpolation, kann angewendet werden. Neun Karteneinheiten werden verformt, um auf die Gitter in 5 abgebildet zu werden, wobei ein Effekt erreicht werden kann, wie virtuelles Anwenden der perspektivischen Sichtpunkttransformation auf den gesamten Anzeigeinhalt der Karten.
Als nächstes bildet die Verarbeitungseinheit 4 Markierungen, wie einen Charakterstring und ein Zeichen, welches auf dem Kartenhintergrund abgebildet wird, in Schritt S106 ab (Schritt S107). In diesem Fall, wenn jede Markierung angezeigt wird, so wie sie ist, gemäß den Koordinaten, welche in Schritt S105 transformiert werden, werden die Anzeigeposition der Markierung und das Objekt auf dem Kartenhintergrund in Position verschoben. Dies ist deshalb, wie in Schritten S105 und S106 gezeigt, da die perspektivische Sichtpunkttransformation nur auf die Koordinaten von vier Scheitelpunkten des Kartenhintergrunds angewendet wird und dessen innerer Bereich durch ein Verfahren, wie eine lineare Interpolation, verformt wird, werden die Koordinaten einer Straße oder ähnliches auf der Karte leicht verschoben von denen, welche präzise der dreidimensionalen Koordinaten transformation unterliegen, wenn sie näher an die Mitte der Karteneinheit kommen. Daher werden die Markierungskoordinaten, welche präzise der dreidimensionalen Transformation in Schritt S105 unterliegen, und die Straßen etc. des Kartenhintergrunds, welcher in Schritt S106 verformt wird, in Position verschoben, wobei insbesondere zur Zeit des Drehens der Karten mit Bewegung eines Sichtpunkts die Markierung nachteiligerweise entlang einer Ellipse auf der Peripherie der Originalposition verschoben wird.
Als Antwort auf das obige Problem wird eine Koordinatenkorrektur gemäß der folgenden Gleichung (3) durchgeführt, so dass die Anzeigeposition der Markierung konsistent ist mit dem Objekt, welches auf dem Kartenhintergrund abgebildet wird.
6 ist ein Diagramm, welches eine Position einer Markierung P auf der Karteneinheit und eine Sichtrichtung zeigt. In 6 sind Xmax und Ymax maximale Werte von X-Koordinaten bzw. Y-Koordinaten in der Karteneinheit, und C(Xh, Yh) ist die Mitte der Einheit. In der Gleichung (3) werden vrx und vry erlangt durch Subtrahieren fester Werte x-Xh und y-Yh von Xh bzw. Yh und dann Multiplizieren mit einer Konstanten v (welche z. B. durch eine Bestimmung entschieden wird als 0,12), und sind ganze Zahlen.
Die Koordinatenkorrektur kann durchgeführt werden durch Addieren von dx und dy, welche durch die Gleichung (3) erlangt werden, zu x' bzw. y' nach der dreidimensionalen Koordinatentransformation.
In der vorliegenden Ausführungsform wird ein dreidimensionaler Effekt auf der angezeigten Karte betont durch Anzeigen der Markierung, welche als solche mit geänderter Größe angezeigt wird, gemäß der Entfernung von der Fokuspunktposition. Da die z''-Koordinate der Sichtpunkt-Koordinatentransformation eine Entfernung von dem Sichtpunkt ist, wird z. B. eine Vergrößerungsrate E der Markierung berechnet durch die folgende Gleichung (4). E = (A/z'') + 1,0 (4)
In der Gleichung (4) ist A eine Konstante zum Einstellen der Vergrößerungsrate. Als nächstes wird jede Markierung zum Anzeigen auf der Karte E mal vergrößert.
Wenn die Markierung auf dem dreidimensional transformierten Kartenhintergrund angezeigt wird, gibt es dort eine Möglichkeit, dass Sichtbarkeit verhindert wird, weil die Markierung eine Straße in der Reiserichtung versteckt. Daher wird in der vorliegenden Ausführungsform die Markierung auf der dreidimensional angezeigten Karte auf die rechte oder linke Seite der Fokuspunktposition verteilt, um zu verhindern, dass die Straße, welche benachbart zur Mitte der Anzeige ist, versteckt wird, so dass die Vorwärtsrichtung der Reise auf der Anzeigekarte durchgesehen werden kann. Der absolute Wert der y'-Koordinate nach einer perspektivischen Koordinatentransformation bezeichnet die Entfernung in rechter oder linker Richtung von der Mitte des Anzeigebildschirms, und die y'-Koordinate bezeichnet, ob ein Zeichen auf der rechten oder linken Seite ist. In der vorliegenden Ausführungsform zeigt ein positives Zeichen die rechte Seite des Bildschirms an und ein negatives Zeichen zeigt die linke Seite des Bildschirms an. Gemäß dem Zeichen, nach der Verarbeitung, wie ein Auswählen einer rechten oder linken Form des Ballons, wie ein a und b in 7, oder Verschieben der Sichtpunktposition, um Koordinaten-transformiert zu sein, nach rechts oder links im Fall einer dreidimensionalen Markierung, wird die Markierung auf dem Kartenhintergrund abgebildet.
Wenn die aktuelle Position des Fahrzeugs, welche durch den Positionsrechner 1 berechnet wird, auf den gelesenen Kartendaten existiert, wird die Markierung der aktuellen Position des Fahrzeugs auf dem Kartenuntergrund abgebildet.
Als nächstes clippt die Verarbeitungseinheit 4 den Anzeigebereich mit einer unterbrochenen Linie in 5 (Schritt S108), um die Ausgabeeinheit 7 zu veranlassen, den Anzeigebereich in der unterbrochenen Linie in 5 anzuzeigen (Schritt S109). Die Karte in einer willkürlichen Position, welche einen willkürlichen Bereich abdeckt, kann daher dreidimensional angezeigt werden.
Als nächstes bestimmt die Verarbeitungseinheit 4, ob der Sichtpunkt und Fokuspunkt zu ändern ist (Schritt S110), und kehrt zurück zu Schritt S103, um die Operation bis Schritt S109 zu wiederholen, falls die Verarbeitungseinheit 4 das Ändern bestimmt.
Dass der Sichtpunkt oder der Fokuspunkt geändert werden soll, bezieht sich auf einen Fall, wo die aktuelle Position des Fahrzeugs verändert wird, wenn sich das Fahrzeug bewegt, oder auf einen Fall, wo die Karte durch die Eingabeoperation des Bedieners über die Eingabeeinheit 2 gescrollt wird. In jedem Fall wird die Karte angezeigt mit Zentrierung auf der Fokuspunktposition. Jedoch wird im letzteren Fall, da die aktuelle Position des Fahrzeugs und die Mitte des Bildschirms verschieden sind, eine Markierung zum Hinweisen auf die aktuelle Position, welche die Richtung der aktuellen Position des Fahrzeugs bezeichnet, auf der Mitte des Bildschirms angezeigt. Ein Beispiel einer Markierung für die aktuelle Position und der Markierung für das Hinweisen auf die aktuelle Position wird in 27 gezeigt. Die Beziehung zwischen der angezeigten Karte und der aktuellen Position des Fahrzeugs kann daher leicht erfasst werden, sogar wenn die aktuelle Position des Fahrzeugs außerhalb des Kartenanzeigebereichs liegt.
Ferner bestimmt die Verarbeitungseinheit 4, ob der Anzeigebereich zu ändern ist (Schritt S111), und kehrt zu Schritt S101 zurück, um die Operation bis Schritt S109 zu wiederholen, wenn die Verarbeitungseinheit 4 das Ändern bestimmt.
Wie oben beschrieben kann die Anzeige einer dreidimensionalen Karte erreicht werden mit einer geringen Berechnungslast durch Unterwerfen von nur vier Schnittpunkten der Karteneinheit der dreidimensionalen Kartentransformation und Verformen, um die Karte auf die transformierten Koordinaten abzubilden. Weiterhin erlaubt das Setzen des Sichtpunktes über und hinter dem Fokuspunkt, die Karte in der Reiserichtung breit anzuzeigen.
Durch Interpolieren der Koordinaten der Charakterzeicheninformation, welche auf der dreidimensional transformierten Karte angezeigt wird, kann die Charakterzeicheninformation ohne Inkompatibilität angezeigt werden, sogar bei Kartenrotation.
Der Name des Ortes und die Größe der Markierung auf der dreidimensional angezeigten Karte werden geändert gemäß der Entfernung von der aktuellen Position, um vorteilhaft fähig zu sein, einen dreidimensionalen Effekt auf der Karte zu betonen, und um sowohl den Blickbereich für eine weiter weg liegende Markierung zu erhöhen als auch eine naheliegende Markierung detailliert anzuzeigen.
Das Namensschild des Namens des Ortes, der Kreuzung etc. und andere Markierungen werden auf die rechte und linke Seite der Fokuspunktposition zum Anzeigen verteilt, wobei die Charakterzeicheninformation für den Bediener ohne Verhindern der Sichtbarkeit der Richtung der Reise auf der anzeigten Karte bereitgestellt werden kann.
Darüber hinaus wird nur eine Tabelle, welche Markierungsformen beschreibt, in einer eher geringeren Größe für die dreidimensionale Anzeige kreiert, wobei die dreidimensionale Markierung auf der dreidimensional angezeigten Karte ange zeigt werden kann, um die Praktikabilität der angezeigten Karte stark zu verbessern.
In der ersten Ausführungsform kann, während ein zweidimensionales oder dreidimensionales Standbild als die anzuzeigende Markierung verwendet wird, ein Bewegtbild, wie eine Animation, verwendet werden.
Ferner kann, während z'', welche eine Entfernung vom Sichtpunkt nach der Sichtpunkt-Koordinatentransformation ist, verwendet wird zur Zeit der Berechnung der Vergrößerungsrate, alles verwendet werden, solange der gleiche Effekt erbracht wird. Zum Beispiel kann das Verwenden von y' nach der perspektivischen Transformation anstelle von z'' denselben Effekt durch Verändern von Konstanten erbringen.
Während des Anzeichnens der y'-Koordinate nach der perspektivischen Koordinatentransformation zum Beurteilen der rechten oder linken Markierung kann alles verwendet werden, solange wie der gleiche Effekt erbracht wird. Zum Beispiel kann das Verwenden des Anzeichnens von y'' nach der Sichtpunkt-Koordinatentransformation anstelle der von y' den gleichen Effekt bringen.
Während des Konstruierens jedes Punktes wird jede Markierungsform der Koordinatentransformation unterworfen, nur die Anzeigeposition jeder Markierung kann der Koordinatentransformation unterworfen werden und die Daten der dreidimensionalen Form können ohne die Transformation angezeigt werden.
Eine Vorrichtung, welche fähig ist, Verkehrsinformation zu erlangen, wie z. B. ein FM-Multiplexempfänger, wie die Eingabeeinheit 2, kann bereitgestellt werden und die erlangte Verkehrsinformation kann überlagernd auf der dreidimensional transformierten Karte angezeigt werden. Speziell wird die Verkehrsinformation von der Eingabeeinheit 2 erhalten, und Koordinaten von Stauinformation und Verkehrssteuerinformation werden mit den Koordinaten der angezeigten Karte abgeglichen, damit sie auf der Karte überlagernd angezeigt werden. Der Abgleich kann durchgeführt werden durch Transformieren der Referenz der Koordinaten, welche im Format der Verkehrsinformation definiert ist, in Koordinatenwerte in der Karteneinheit. Ferner, da die Stauinformation zur Straße begleitend ist, wird die Straße, von welcher jede Stauinformation abhängt, von der Karte zum Anzeigen ausgewählt. Obwohl verschiedene Verfahren durchgeführt werden können, abhängig vom Format der Verkehrsinformation, kann im Allgemeinen die korrespondierende Straße spezifiziert werden von der geografischen Breitengrad- und Längengradinformation. Als nächstes werden Vektordaten der spezifizierten Straße der Koordinatentransformation zusammen mit den Koordinaten der vier Scheitelpunkte der Karteneinheit unterworfen. Zu dieser Zeit ist es erforderlich, Koordinatenwerte der Anfangs- und Endpunkte jedes Straßenvektors zu korrigieren, genauso wie die Markierungskoordinaten. In der vorliegenden Ausführungsform wird, nach der Ausstattung mit Breite, der Vektor der Staustraße eher isoliert angezeigt für klare Anzeige der Staustraße. Deshalb wird die Koordinatentransformation durchgeführt, nachdem die z-Koordinate jedes Straßenvektors auf einen vorherbestimmten Wert gesetzt ist (z. B. 20 m). Andererseits, da Steuerinformation, wie eine Blockade des Verkehrs, Information ist, abhängig von den Punkten, kann die 3D-Markierung für die Steuerinformation angezeigt werden in der gleichen Verarbeitung, wie im Fall der Markierung. Ein Anzeigebeispiel wird in 14 gezeigt. In 14 repräsentiert a einen Stauabschnitt und b ist die Markierung für Steuerinformation, welche eine Blockade des Verkehrs repräsentiert. Daher können die Stauinformation und Verkehrssteuerung einfach angezeigt werden.
Weiterhin kann die Eingabeeinheit durch Kombinieren eines piezoelektrischen Elements aufgebaut sein, so dass ein elektrisches Signal, welches mit der Intensität des Drückens eines Knopfes korrespondiert, in die Eingabeeinheit eingegeben wird, und kann fähig sein, eine Scrollgeschwindigkeit gemäß dem elektrischen Signal anzupassen. Daher kann die Scrollgeschwindigkeit gemäß der Intensität des Drückens des Knopfes fein angepasst werden und feines Scrollen kann einfach durchgeführt werden.
(2) Zweite Ausführungsform
Als nächstes wird im Folgenden eine Fahrzeug-Navigationsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Der Basisaufbau der Fahrzeug-Navigationsvorrichtung der zweiten Ausführungsform ist der gleiche wie die der ersten Ausführungsform in 1. Dies bedeutet in der zweiten Ausführungsform ist ein Programm, welches im ROM 3 der 1 gespeichert ist, verschieden von dem Programm in der ersten Ausführungsform. Daher wird die zweite Ausführungsform im Folgenden beschrieben mit Bezug auf 1.
Die zweite Ausführungsform ist hauptsächlich dadurch gekennzeichnet, dass auf der dreidimensional angezeigten Karte, wie beschrieben in der ersten Ausführungsform, eine Route von einem Anfangspunkt zu einem Ziel einfach gesetzt werden kann und die gesetzte Route dem Bediener einfach bereitgestellt werden kann.
Die 9 bis 13 sind Flussdiagramme, welche die Verarbeitungsprozeduren in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschreiben. Der Inhalt der Verarbeitungen der zweiten Ausführungsform wird im Folgenden gemäß den Flussdiagrammen beschrieben.
Als erstes ruft die Verarbeitungseinheit 4 eine Kartenanzeigeroutine auf (Schritt S201 in 9). Die Verabeitungsprozedur der Kartenanzeigeroutine wird in einem Flussdiagramm in 10 gezeigt. Die Verarbeitungen von Schritten S301 bis S309 in 10 korrespondieren jeweils mit den Verarbeitungen von Schritten S101 bis S109 in 2 der ersten Ausführungsform.
Als nächstes bestimmt die Verarbeitungseinheit 4, ob eine Route gesetzt werden soll (Schritt S202 in 9). Wenn die Route nicht gesetzt werden soll, kehrt die Einheit zu Schritt S201 zurück, um die Karte anzuzeigen. Wenn die Route gesetzt werden soll, geht die Einheit zu Schritt S203, um eine Routen-Setzroutine aufzurufen.
11 zeigt eine Verarbeitungsprozedur der Routen-Setzroutine. In der Routen-Setzroutine, wenn die Karte gescrollt oder rotiert angezeigt wird, wird die Route vom Anfangspunkt zum Ziel gesetzt.
In der Routen-Setzroutine der 11 spezifiziert die Eingabeeinheit 2 eine Fokuspunktposition, und dessen benachbarte Karten werden auf der Ausgabeeinheit 7 angezeigt (Schritt S401). Als nächstes wird eine Straße benachbart zum Fokuspunkt der Karte ausgewählt (Schritt S402). Die normal zum Fokuspunkt benachbarte Straße kann ausgewählt werden als die nächstliegende Straße. Die Verarbeitung wird zu jeder Zeit durchgeführt, wenn der Fokuspunkt aktualisiert wird, d. h. die Karte wird gescrollt, um das Auswählen einer fortlaufenden Straße zu erlauben. Der Anfangspunkt der Route wird als ein Punkt genommen, welcher zuerst in Schritt S402 ausgewählt wird.
Als nächstes beurteilt die Verarbeitungseinheit 4, ob der Fokuspunkt das Ziel erreicht durch Eingabe von einem Betriebsschalter (enthalten in der Eingabeeinheit 2) (Schritt S403). Wenn der Fokuspunkt das Ziel nicht erreicht hat, macht die Einheit einen Übergang zu Schritt S401. Andererseits, wenn der Fokuspunkt beim Ziel ist, macht die Einheit einen Übergang zu Schritt S204 in 9, um zu bestimmen, ob die Route, welche in Schritt S203 gesetzt wird, angezeigt wird. Wenn die Route angezeigt wird, geht die Einheit zu Schritt S205, um eine Routen-Anzeigeroutine aufzurufen. Wenn die Route nicht angezeigt wird, geht die Einheit zu Schritt S206, um zu bestimmen, ob eine Routenführung durchgeführt wird.
12 zeigt eine Verarbeitungsprozedur der Routen-Anzeigeroutine. In der Routen-Anzeigeroutine, da die Route, welche in Schritt S203 in 9 gesetzt wird, vom Anfangspunkt zum Ziel verfolgt wird, wird die Karte automatisch gescrollt oder rotiert, um für den Bediener bereitgestellt zu sein.
Die Verarbeitungseinheit 4 liest zuerst Koordinaten des Anfangspunkts der Route (Schritt S501). Dann veranlasst die Verarbeitungseinheit die Ausgabeeinheit 7 die dreidimensionale Karte anzuzeigen durch Nehmen des Anfangspunkts, welcher in Schritt S501 gelesen wurde, als Fokuspunkt (Schritt S502). Die Verarbeitungseinheit 4 kehrt zu Schritt S501 zurück, um einen Punkt, welcher um eine vorgeschriebene Entfernung auf der Route vorgerückt ist, zu nehmen, und zeigt die Karte erneut in Schritt S502 an.
Die Verarbeitungseinheit 4 wiederholt die Verarbeitungen in Schritten S501 und 5502, um die Route vom Anfangspunkt zum Ziel für den Benutzer bereitzustellen, während die Karte automatisch scrollt.
Als nächstes, in Schritt S206, wird bestimmt, ob eine Routenführung durchgeführt wird gemäß der in Schritt S203 gesetzten Route. Wenn die Routenführung nicht durchgeführ wird, kehrt die Einheit zu Schritt 5201 zurück, um die Karte anzuzeigen. Andererseits, wenn die Routenführung durchgeführ wird, geht die Einheit zu Schritt S207, um eine Routenführungsroutine aufzurufen.
13 zeigt eine Verarbeitungsprozedur der Routenführungsroutine. In der Routenführungsroutine wird eine Routenführung für den Bediener gemäß der in Schritt S203 gesetzten Route durchgeführ.
In Schritt S701 wird bestimmt, ob die Route berechnet worden ist. Wenn die Route nicht berechnet wurde, wird eine Nachricht, wie z. B. "keine Route gesetzt", in Schritt S702 ausgegeben. Wenn die Route berechnet worden ist, wird in Schritt S703 eine Ausformungsverarbeitung eines Führungsbildschirms mit Bewegtbild durchgeführt. Der Bildschirm wird gebildet durch Generieren eines Bewegtbildes durch Grafik, wie z. B. einen Pfeil auf der vergrößerten Kreuzungsansicht, welche angezeigt wird mit einem Namen der Kreuzung, an welcher abzubiegen ist, und der Entfernung zur Kreuzung. 29 zeigt ein Beispiel eines generierten Führungsbildschirms mit Bewegtbild. Als nächstes werden in Schritt S704 die Bildschirmdaten, welche in Schritt S703 generiert werden, als ein Bewegtbild angezeigt.
Durch die oben beschriebenen Verarbeitungen bedient der Bediener den Bedienungsschalter, fühlt sich als ob er oder sie fahren würde, um leicht die Route vom Anfangspunkt zum Ziel zu setzen. Ferner kann der Benutzer gemäß der gesetzten Route die tatsächliche Bewegung des Fahrzeugs durch Anzeigen von Rechts- und Links-Abbiegeinformation an der Kreuzung unter Verwendung eines Bewegtbildes zuordnen und leicht die Richtung der Reise an der Kreuzung erfassen.
In der zweiten Ausführungsform kann, während der Fokuspunkt am Beginn der Verarbeitung, der Anfangspunkt der Route ist, eine Verarbeitung des Setzens eines willkürlichen Fokuspunkts als Anfangspunkt hinzugefügt werden.
In der Routenführungsverarbeitung der vorliegenden Erfindung kann, während die Bewegtbildinformation in Bezug auf die Kreuzung generiert wird, an welcher als nächstes abzubiegen ist, die Kreuzungsinformation auf einer willkürlichen Route, welche durch den Benutzer ausgewählt wird, durch ein Bewegtbild generiert werden.
In der Routenführungsverarbeitung der vorliegenden Erfindung kann, während der Pfeil in der Führungsrichtung als ein Bewegtbild auf der vergrößerten Kreuzungsansicht angezeigt wird, ein Zustand eines Führungsfahrzeugs, welches sich in die Führungsrichtung bewegt, als Bewegtbild anstelle des Pfeils angezeigt werden.
Information über die Kreuzungen auf der ganzen Vorwärtsroute können aufeinanderfolgend generiert werden für die Anzeige, um dem Benutzer Kreuzungsbilder der gesamte Route bereitzustellen.
Weiterhin können in der zweiten Ausführungsform, während einer Anzeigeverarbeitung der dreidimensionalen Karte, während der Sichtpunkt über und hinter den Fokuspunkt festgelegt ist, die Sichtpunktkoordinaten gemäß einer automatischen oder benutzerabhängigen Operation variiert werden.
In der zweiten Ausführungsform kann, während die Route vom Anfangspunkt zum Ziel durch Verfolgen der Straße gesetzt wird, während der Bediener die Karte dreht und scrollt, agiert werden, um eine Karte benachbart zum Ziel anzuzeigen und eine Zielmarkierung auf die angezeigte Karte zu setzen, wobei die optimale Route vom Anfangspunkt zum Ziel automatisch durch das Dijkstra-Verfahren etc. erlangt werden kann. Für ein Verfahren des Setzens des Ziels kann der Zielpunkt automatisch von einer Kartendatenbank durch eine Telefonnummer oder ein Schlüsselwort abgefragt werden.
In der zweiten Ausführungsform wird die Karte vom Anfangspunkt zum Ziel automatisch gescrollt, während die gesetzte Route verfolgt wird, wobei ein Überblick der Route für den Bediener durch lineares Scrollen vom Anfangspunkt zum Ziel bereitgestellt werden kann.
(3) Dritte Ausführungsform
Als nächstes wird eine Fahrzeug-Navigationsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Folgenden beschrieben. Der Basisaufbau der Fahrzeug-Navigationsvorrichtung der dritten Ausführungsform ist der gleiche wie die der ersten Ausführungsform in 1. Dies bedeutet, dass in der dritten Ausführungsform ein Programm, welches im ROM 3 der 1 gespei chert ist, verschieden vom Programm in der ersten Ausführungsform ist. Deshalb wird die dritte Ausführungsform im Folgenden mit Bezug auf 1 beschrieben.
Die dritte Ausführungsform ist hauptsächlich dadurch gekennzeichnet, dass die Karteneinheit in feine Blöcke aufgeteilt ist, Höhenwerte zu vier Scheitelpunkten von jedem feinen Block für die dreidimensionale Koordinatentransformation zugeordnet werden, und die feinen Blöcke verformt werden, um auf die transformierten Koordinaten abgebildet zu werden, wobei eine Landschaft dreidimensional angezeigt wird mit einer einfachen Verarbeitung unter Verwendung nur einer flachen Karte und von Höhenwerten.
15 ist ein Flussdiagramm, welches eine Verarbeitungsprozedur in der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschreibt. Der Inhalt der Verarbeitung der dritten Ausführungsform wird im Folgenden beschrieben mit Bezug auf das Flussdiagramm.
Die Verarbeitungseinheit 4 gibt einen Bereich und Maßstab der anzuzeigenden Karte ein auf der Basis einer Operation des Bedieners durch die Eingabeeinheit 2 oder der aktuellen Position des Fahrzeugs, welche im Positionsrechner 1 erlangt wird (Schritt S601).
Als nächstes sucht die Verarbeitungseinheit 4 eine Karte, welche mit dem Maßstab und Bereich korrespondiert, welche in Schritt S601 entschieden wurden, unter Verwendung der Kartensucheinheit 6, um die korrespondierenden Kartendaten von der Kartenspeichereinheit 5 zu lesen (Schritt S602). Wie in der ersten Ausführungsform beschrieben, werden die Kartendaten in Einheiten aufgeteilt durch einen vorgeschriebenen Bereich, und sind ferner gebildet aus einer Mehrzahl von Schichten (Maßstäben), welche sich im Detailgrad unterscheiden. Daher, um die Karte eines willkürlichen Bereichs zentriert auf einem willkürlichen Punkt anzuzeigen, sollten die Karteneinheit, welche die Mitte der Anzeige einschließt, und dazu benachbarte Karteneinheiten im korrespondierenden Maßstab gelesen wer den. Die gelesene Karteneinheit ist in acht Richtungen in der geografischen Breite und geografischen Länge aufgeteilt, wie gezeigt in 16(b), d. h. aufgeteilt in die Gesamtheit von 64 feinen Blöcken. Als nächstes werden Höhenwerte zu jedem Scheitelpunkt der feinen Blöcke, welche durch Aufteilung erhalten werden, zugeordnet. Diese neun Karteneinheiten werden dann angeordnet, wie in 17(a) gezeigt, wobei die obere Linke, die Richtung der geografischen Länge, die Richtung der geografischen Breite und die Richtung des Höhenwertes als Ursprung, x-Achse, y-Achse bzw. z-Achse genommen werden, und die Scheitelpunkte jedes feinen Blocks jeder Karteneinheit werden repräsentiert als P(x, y, z). 17(b) zeigt die mittlere Karteneinheit, welche von den neun Karteneinheiten extrahiert wird.
Als nächstes gibt die Verarbeitungseinheit 4 den Sichtpunkt Pv (xv, yv, zv) und den Fokuspunkt Pf(xf yf, zf) ein (Schritt S603). Als nächstes berechnet die Verarbeitungseinheit 4 eine Transformationsmatrix von einem Weltkoordinatensystem auf ein Sichtpunkt-Koordinatensystem als eine 3×3-Determinante von der Gleichung (1) (Schritt S604). Als nächstes transformiert die Verarbeitungseinheit 4 Scheitelpunkte jedes feinen Blocks jeder Karteneinheit in Sichtpunktkoordinaten [x'', y'', z''] gemäß der Gleichung (1) und führt die perspektivische Transformation gemäß der Gleichung (2) durch (Schritt S605). In der Gleichung (2), in [x', y'], ist die Mitte der Anzeige der Koordinatenursprung. Ferner bezeichnet dist der Gleichung (2) eine Tiefe des Sichtpunktes und wird auf den Bereich von 300 bis 1000 in der Ausführungsform gesetzt. 18 ist ein Ergebnis der oben beschriebenen Koordinatentransformation in Bezug auf jeden feinen Block der Karteneinheit in 17(b).
Als nächstes teilt die Verarbeitungseinheit 4 einen Kartenhintergrund in 8 × 8 feine Blöcke, welche in 19 gezeigt sind, auf (Schritt S606). Die feinen Blöcke, welche durch Aufteilung erhalten werden, werden für Texturenabbildung in Schritt S608 verwendet, welcher im Folgenden beschrieben wird.
Als nächstes beurteilt die Verarbeitungseinheit 4 die Reihenfolge für Anzeigen der feinen Blöcke, welche durch Aufteilung in Schritt S606 erhalten werden (Schritt S607). Das heißt, eine Verarbeitung versteckter Ebenen für das Verstecken einer Ebene durchzuführen, welche nicht von der gesetzten Sichtpunktposition aus gesehen werden kann. Die Verarbeitung versteckter Ebenen wird im Allgemeinen durch Sortieren aller zu zeichnenden Ebenen nach Entfernungsreihenfolge vom Sichtpunkt realisiert, die am weitesten entfernte zuerst, und Überschreiben der Ebenen in der Reihenfolge von der am weitesten entfernten zur nähesten für ein Anzeigen. Jedoch vergrößert sich in diesem Verfahren, weil die Anzahl der anzuzeigenden Ebenen steigt, so dass die Auflösung einer dreidimensionalen Figur steigt, die Zeit zum Sortieren nachteilhaft. Deshalb wird ein vereinfachtes Verarbeiten versteckter Ebenen verwendet, um eine Last auf einer Zeichnungsverarbeitung zu verringern. Die vereinfachte Verarbeitung versteckter Ebenen wird im Folgenden im Detail beschrieben. Zuerst, was die neun Karteneinheiten, welche in Schritt S602 gelesen werden, betrifft, werden vier Scheitelpunkte, welche einen Lesebereich entscheiden, der Sichtpunkttransformation unterzogen. Die vier Scheitelpunkte, welche den Lesebereich entscheiden, sind vier Punkte von C1, C4, C13 und C16, wenn die neun gelesenen Karteneinheiten wie in 4 angeordnet sind. In dieser Situation werden z-Koordinaten der vier Scheitelpunkte auf 0 gesetzt. Als nächstes werden die der perspektivischen Transformation unterzogenen vier Scheitelpunkte in der Reihenfolge vom Sichtpunkt sortiert, der am weitest entfernteste zuerst. Nach dem Sortieren ist der am weitesten entfernte Punkt vom Sichtpunkt A und der am zweitweitest entfernte Punkt ist B. Ferner, wie in 21 gezeigt, wird eine Abtastrichtung vom Punkt A zum Punkt B entschieden. Beim Zeichnen wird die Verarbeitung versteckter Ebenen durchgeführt durch sequentielles Überlagern jedes feinen Blocks in der Abtastrichtung, wie im Folgenden beschrieben.
Als nächstes bildet die Verarbeitungseinheit 4 die feinen Blöcke des Kartenhintergrunds, welche in Schritt S606 aufgeteilt wurden, in der Reihenfolge, welche in Schritt S607 entschieden wurde, ab (Schritt S608). Die feinen Blöcke des Kar tenhintergrundes, welche in Schritt S606 aufgeteilt werden, werden zuerst verformt gemäß den Koordinaten, welche der perspektivischen Transformation in Schritt S605 unterworfen sind. Jedes Verfahren einschließlich linearer Interpolation kann für die Verformung verwendet werden. Jeder der verformten feinen Blöcke wird dann sequentiell in der Zeichenreihenfolge, welche in Schritt S607 entschieden wird, überlagert. 20 zeigt das Ergebnis des Abbildens des Kartenhintergrundes, welcher in die feinen Blöcke aufgeteilt ist, auf die Koordinaten, welche der perspektivischen Transformation auf der Basis der Höhenwertdaten unterworfen sind.
Als nächstes clippt die Verarbeitungseinheit 4 das Texturen-abgebildete Bild, wie oben beschrieben (Schritt S609) und veranlasst die Ausgabeeinheit 7, einen Bereich in einem Zeichenfenster anzuzeigen (Schritt S610). Als nächstes bestimmt die Verarbeitungseinheit 4, ob der Sichtpunkt oder der Fokuspunkt geändert ist (Schritt S611), und kehrt zu Schritt S603 zurück, um die Verarbeitungen bis Schritt S610 zu wiederholen, wenn der Punkt verändert ist. Wenn andererseits der Sichtpunkt oder der Fokuspunkt nicht verändert ist, bestimmt die Verarbeitungseinheit 4, ob der Anzeigebereich verändert ist (Schritt S612), und wenn der Anzeigebereich verändert ist, kehrt die Einheit zu Schritt S601 zurück, um die Verarbeitungen bis Schritt S610 zu wiederholen.
Gemäß der oben beschriebenen dritten Ausführungsform kann eine dreidimensionale Kartenanzeige, welche die Landschaftsunebenheit repräsentiert, mit einem leichten Verarbeiten nur unter Verwendung der einfachen Karte und der Höhenwertdaten durchgeführt werden.
Jedoch wird im Allgemeinen eine Straße mit einer festen Linie auf Kartendaten angezeigt und ein Tunnelabschnitt in jeder Straße im Allgemeinen mit einer gestrichelten Linie dargestellt ist, wie in 24 gezeigt. Wenn solche Kartendaten, so wie sie sind, als eine Textur abgebildet werden, wird ein bergiger Teil, durch welchen ein Tunnel geht, unnatürlich dargestellt, so wie, dass eine gestrichelte Linie entlang von Berggraten angezeigt wird. Daher, wenn solch ein Kartenhintergrund als eine Textur, wie in Schritt S608, abgebildet wird, wird ein Abschnitt, welcher mit dem Tunnel korrespondiert, von einem Straßennetzwerk von jeder Karteneinheit für das Löschen ausgewählt und dann wird jede Einheit abgebildet. Insbesondere, wenn die Kartendaten Bilddaten sind, wie eine Bitmap oder ein Luftbild, kann der Teil mit der gestrichelten Linie durch Verwenden eines Bildverarbeitungsverfahrens ausgewählt werden, wie ein Maskenabgleich. Wenn die Kartendaten Vektordaten enthalten, wie eine Straßenklassifikation und Straßenverbindungsinformation, kann der Tunnelabschnitt direkt ausgewählt werden. Der ausgewählte Tunnelabschnitt wird durch ein Verfahren, wie ein Einfügen einer Hintergrundfarbe, gelöscht. 25 zeigt das Ergebnis des Abbildens des Kartenhintergrundes, welcher in 24 gezeigt wird, als eine Textur, nachdem der Tunnelabschnitt gelöscht ist.
Das Routensetzen vom Anfangspunkt zum Ziel kann erreicht werden mit der Karte, welche in dem Sinne rotiert oder gescrollt wird, als ob man auf der Karte, wo die Landschaft dreidimensional angezeigt wird, führe, durch ein Verfahren wie in der zweiten Ausführungsform gezeigt. Weiterhin, wenn die Route, wie oben beschrieben, gesetzt wird, werden dreidimensionale Koordinaten im Sichtpunkt-Koordinatensystem der gestrichelten Linien, welche jede Straße ausformen, gespeichert, und wenn die gesamte Route abschließend bestimmt ist, kann die Route auf der Karte, welche die Landschaft dreidimensional anzeigt, angezeigt werden, wie in 22 gezeigt, durch Ändern der Farbe der anzuzeigenden Straße und einer Linienbreite, was die gespeicherten gestrichelten Linien angeht. Zur gleichen Zeit, wenn eine Entfernung vom Anfangspunkt in der gesetzten Route in der x-Achse und ein Höhenwert in der y-Achse gezeigt wird, wird die Querschnittansicht der Route, welche in 19 gezeigt ist, angezeigt. Dies kann durch Entwickeln der dreidimensionalen Koordinaten der gestrichelten Linien leicht realisiert werden, welche die gespeicherte Route ausformen, wie oben beschrieben, auf dem zweidimensionalen Koordinatensystem, welches in 23 gezeigt ist.
Wenn eine Position eines GPS-Satelliten als Sichtpunktkoordinaten eingegeben wird, kann eine Landschaftsanzeige, wie vom GPS-Satelliten gesehen, durchgeführt werden. Funkwellen, welche vom GPS-Satelliten übertragen werden, enthalten zwei Signale: Ein Orbitsignal, welches die Position des Satelliten im Orbit repräsentiert, und ein Signal, welches die Tageszeit der Signalübertragung repräsentiert. Daher wird die Position des GPS-Satelliten vom Orbitsignal detektiert und wird als Sichtpunktkoordinaten eingegeben. Zur gleichen Zeit wird die berechnete aktuelle Position des Fahrzeugs als Fokuspunktkoordinaten eingegeben. In dieser Situation, wenn die Funkwellen vom GPS nicht empfangen werden können, wird eine Fahrzeugposition, welche durch andere Sensoren detektiert wird, als die Fokuspunktkoordinaten eingegeben. Basierend auf den eingegebenen Sichtpunktkoordinaten und den Fokuspunktkoordinaten wird eine Landschaftsanzeige, wie oben beschrieben, durchgeführt, und die aktuelle Position des Fahrzeugs wird gleichzeitig auf der Karte angezeigt. Als Ergebnis kann, wie in 26 gezeigt, wenn die Fahrzeugposition auf der Karte angezeigt werden kann, d. h., wenn der GPS-Satellit auf das Fahrzeug sehen kann, ein Zustand so bestimmt werden, dass die Funkwellen vom GPS-Satelliten leicht empfangen werden können. Andererseits, wenn die Fahrzeugposition auf dem Tunnelabschnitt angezeigt wird oder nicht hinter einer Vertiefung eines Berges angezeigt werden kann, d. h., wenn der GPS-Satellit nicht auf das Fahrzeug schauen kann, kann bestimmt werden, dass ein Empfangszustand der Funkwellen vom GPS-Satelliten nicht gut ist. Auf diese Weise wird die Landschaft dreidimensional angezeigt mit der Position des GPS-Satelliten als ein Sichtpunkt und gleichzeitig wird die Fahrzeugposition auf der Karte angezeigt, wobei der Empfangszustand der Funkwellen vom GPS-Satelliten visuell für einen Fahrer bereitgestellt werden kann.
Wenn der Maßstab der Karte klein ist, ist ein Bereich, welcher durch die Karte abgedeckt wird, groß. Daher wird in einer dreidimensionalen Anzeige die Veränderung von Landschaftsunebenheiten von Bergen und Tälern repräsentiert, um eine Kartenanzeige wie in der Realität zu erlauben. Andererseits, wenn der Maßstab der Karte groß ist, ist ein Bereich, den die Karte abdeckt, klein. Daher ist ein Effekt einer dreidimensionalen Anzeige der Landschaftsunebenheiten klein und die Kartensichtbarkeit wird sogar schlechter im bergigen Teil. Deshalb kann der Maßstab der Höhenwertdaten, welche für die Koordinatentransformation verwendet werden, variabel zwischen Schichten der angezeigten Karte sein und die Landschaftsunebenheit kann dementsprechend angepasst werden.
In der dritten Ausführungsform, während eine Karteneinheit in 8 × 8 Blöcke aufgeteilt ist und Höhenwerte zu jedem Scheitelpunkt der 64 Blöcke zugeordnet sind, kann die Anzahl von Teilungen gemäß der Auflösung der verfügbaren Höhenwertdaten gesetzt werden.
Weiterhin können in der dritten Ausführungsform, während die Kartendaten als eine Textur abgebildet werden, Bilddaten, wie ein Luftbild, verwendet werden.
Während die Erfindung im Detail beschrieben wurde, ist die vorhergehende Beschreibung in allen Aspekten erklärend und nicht einschränkend. Es wird verstanden, dass verschiedene andere Modifikationen und Variationen erdacht werden können, ohne sich vom Schutzbereich der Erfindung zu entfernen.

Claims

Ein Fahrzeugnavigationssystem, welches aufweist: Kartenspeichermittel (5) zur Speicherung von Kartendaten; Kartenerlangungsmittel zur Erlangung der gespeicherten Kartendaten in besagtem Kartenspeichermittel (S102); Sichtpunkteingabemittel zur Eingabe von Sichtpunktkoordinaten und Fokuspunktkoordinaten für die Darstellung der Kartendaten, erlangt durch besagtes Kartenerlangungsmittel (S103); Koordinatentransformationsmittel zur Durchführung einer dreidimensionalen Koordinatentransformation einer kleinen Gruppe von willkürlich ausgewählten Punkten, welche zu den durch das besagte Kartenerlangungsmittel erlangten Kartendaten gehören, auf der Basis von in besagtes Sichtpunkteingabemittel eingegebenen Sichtpunktkoordinaten und Fokuspunktkoordinaten (S105); wobei das System gekennzeichnet ist durch: Mittel zur Verformung der durch besagtes Kartenerlangungsmittel erlangten Kartendaten, so dass diese mit den durch besagtes Koordinatentransformationsmittel transformierten Koordinaten abgeglichen sind, und zum Abbilden der verformten Daten (S106); Clippingmittel zum Clippen der durch besagtes Abbildungsmittel abgebildeten Kartendaten (S108); und Ausgabemittel zur Ausgabe eines durch besagtes Clippingmittel geclippten Kartenbereichs.
Fahrzeugnavigationsvorrichtung gemäß Anspruch 1, worin besagtes Koordinatentransformationsmittel die dreidimensionale Koordinatentransfor mation ausgewählter Punkte, welche zu den durch besagtes Kartenerlangungsmittel erlangten Kartendaten gehören, auf der Basis von in besagtes Sichtpunkteingabemittel eingegebenen Sichtpunktkoordinaten und Fokuspunktkoordinaten und die dreidimensionale Koordinatentransformation von Referenzpunktkoordinaten einer vorher festgelegten, in besagten Kartendaten enthaltenen Markierung (P) durchführt, und weiter eine Abweichung zwischen einem Kartenhintergrund und besagten Referenzpunktkoordinaten nach der Transformation korrigiert; und besagtes Ausgabemittel die vorher festgelegte, einer Koordinatenkorrektur unterworfene Markierung eine Karte überlagernd anzeigt.
Fahrzeugnavigationsvorrichtung gemäß Anspruch 2, worin besagtes Ausgabemittel die Ausgabe einer Größe der vorher festgelegten Markierung auf der Basis einer relativen Positionsrelation zwischen einer in besagtes Sichtpunkteingabemittel eingegebenen Fokuspunktposition und den Referenzpunktkoordinaten besagter, vorher festgelegter Markierung ändert.
Fahrzeugnavigationsvorrichtung gemäß Anspruch 2, worin besagtes Ausgabemittel die Ausgabe eines Formenmusters der vorher festgelegten Markierung auf der Basis einer relativen Positionsrelation zwischen einem in besagtes Sichtpunkteingabemittel eingegebenen Fokuspunkt und den Referenzpunktkoordinaten besagter, vorher festgelegter Markierung ändert.
Fahrzeugnavigationsvorrichtung gemäß Anspruch 1, worin besagtes Koordinatentransformationsmittel die dreidimensionale Koordinatentransformation der in besagtes Kartenerlangungsmittel erlangten Kartendaten auf der Basis der durch besagtes Sichtpunkteingabemittel eingegebenen Sichtpunktkoordinaten und Fokuspunktkoordinaten und die dreidimensionale Koordinatentransformation einer in besagten Kartendaten enthaltenen Markierung einer dreidimensionalen Form durchführt.
Fahrzeugnavigationsvorrichtung gemäß Anspruch 1, welches weiter ein Mittel zum Setzen einer Route (S203) aufweist, um eine Route zwischen willkürlichen Positionen zu erhalten.
Fahrzeugnavigationsvorrichtung gemäß Anspruch 1, welches weiter ein Mittel zur Anzeige von Verkehrsinformation (14) aufweist, um Verkehrsinformation zu empfangen und die Verkehrsinformation dreidimensional und überlagernd anzuzeigen.
Fahrzeugnavigationsvorrichtung gemäß Anspruch 1, welches weiter ein Positionsberechnungsmittel (1) zur Detektierung einer aktuellen Position eines Vehikels aufweist, worin eine durch besagtes Positionskalkulationsmittel detektierte Position des Vehikels überlagernd angezeigt wird.
Fahrzeugnavigationsvorrichtung gemäß Anspruch 1, welches weiter aufweist: Höhenwertspeichermittel zur Speicherung von Höhenwertdaten; Höhenwerterlangungsmittel zur Erlangung der Höhenwertdaten aus besagtem Höhenwertspeichermittel, welche mit den durch besagtes Kartenerlangungsmittel erlangten Kartendaten korrespondieren; und Kartenaufteilungsmittel (S606) zur Aufteilung der durch besagtes Kartenerlangungsmittel erlangten Kartendaten in feine Blöcke (16b); besagtes Koordinatentransformationsmittel zur Durchführung der dreidimensionalen Koordinatentransformation unter Verwendung der durch besagtes Höhenwerterlangungsmittel erlangten Höhenwertdaten; und besagtes Abbildungsmittel zur Verformung, um die mittels besagtem Kartenaufteilungsmittel durch Aufteilung erlangten feinen Blöcke auf die durch besagtes Koordinatentransformationsmittel transformierten Koordinaten abzubilden; und weiter aufweisend: Berechnungsmittel für versteckte Ebenen zur Ausführung der Berechnung der versteckten Ebenen auf den feinen, durch besagtes Kartenabbildungsmittel abgebildeten Blöcken.
Fahrzeugnavigationsvorrichtung gemäß Anspruch 9, welches weiter ein Positionsberechnungsmittel (1) zur Detektierung einer aktuellen Position eines Vehikels aufweist, worin eine durch besagtes Positionsberechnungsmittel detektierte Position eines Vehikels die Karte überlagernd angezeigt wird.
Fahrzeugnavigationsvorrichtung gemäß Anspruch 9, worin besagtes Berechnungsmittel für versteckte Ebenen jeden der mittels besagtem Kartenaufteilungsmittel durch Aufteilung erlangten feinen Blöcke während des Scannens in einer vorher festgelegten Richtung (21) überschreibt.
Fahrzeugnavigationsvorrichtung gemäß Anspruch 11, worin besagtes Berechnungsmittel für versteckte Ebenen für die Ausgabe besagte, einer Koordinatendatentransformation von einem am weitesten entfernten Punkt (A) zu einem zweitweitest entfernten Punkt (B) unterworfene Kartendaten in Bezug auf einen durch besagtes Sichtpunkteingabemittel eingegebenen Sichtpunkt zwischen vier Scheitelpunkten, welche durch besagtes Koordinatentransformationsmittel einer Sichtpunkttransformation unterworfen sind, der durch besagtes Kartenerlangungsmittel erlangten Kartendaten, scannt.
Fahrzeugnavigationsvorrichtung gemäß Anspruch 9, welches weiter umfasst: Routensetzmittel zum Erhalt einer Route zwischen willkürlichen Punkten; und Querschnittsansicht-Anzeigemittel zur Ausgabe von Höhenwerten der durch besagtes Routensetzmittel gesetzten Route als eine Querschnittsansicht.
Fahrzeugnavigationsvorrichtung gemäß Anspruch 9, worin besagtes Abbildungsmittel einen Tunnelabschnitt in den durch besagtes Kartenerlangungsmittel erlangten Kartendaten erkennt, und weiter den Tunnelabschnitt für das Abbilden löscht (24 und 25).
Fahrzeugnavigationsvorrichtung gemäß Anspruch 10, worin besagtes Positionsberechnungsmittel eine Funktion zur Detektierung der Position eines Vehikels durch den Empfang von Funkwellen eines GPS-Satelliten aufweist, und besagtes Sichtpunkteingabemittel Koordinaten des durch besagtes Positionsberechnungsmittel empfangenen GPS-Satelliten als eine Sichtpunktposition erhält.
Fahrzeugnavigationsvorrichtung gemäß Anspruch 9, worin besagtes Koordinatentransformationsmittel die Koordinatentransformation durchführt, während der maßstäblichen Änderung der durch besagtes Höhenwerterlangungsmittel erlangten Höhenwerte auf der Basis einer durch besagtes Kartenerlangungsmittel erlangten Ebene der Kartendaten oder einer durch besagtes Sichtpunkteingabemittel eingegebenen Sichtpunktposition.
Aufzeichnungsmedium, worin ein Kartendatenspeichermittel (5) Kartendaten vorher speichert, das Speichermedium dadurch gekennzeichnet ist, dass es ein Softwareprogramm für die Ausführung eines Verfahrens speichert, das aufweist: einen ersten Schritt zum Erlangen der Kartendaten von besagtem Kartendatenspeichermittel (S102); einen zweiten Schritt zur Eingabe von Sichtpunktkoordinaten und Fokuspunktkoordinaten, von denen aus die durch besagten ersten Schritt erlangten Kartendaten betrachtet werden (S103); einen dritten Schritt zur Durchführung einer dreidimensionalen Koordinatentransformation einer kleinen Gruppe von willkürlich gewählten, zu den in besagtem ersten Schritt erlangten Kartendaten gehörenden Punkten auf der Basis der in besagtem zweiten Schritt eingegebenen Sichtpunktkoordinaten und Fokuspunktkoordinaten (S105); einen vierten Schritt zur Verformung der in besagtem ersten Schritt erlangten Kartendaten, damit diese mit den in besagtem dritten Schritt transformierten Koordinaten abgeglichen sind und zur Abbildung der verformten Daten (S106); einen fünften Schritt zum Clippen der in besagtem vierten Schritt abgebildeten Kartendaten (S108); und einen sechsten Schritt zur Ausgabe eines in besagtem fünften Schritt geclippten Kartenbereichs (S109).
Aufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 17, worin ein Höhenwertspeichermittel vorher Höhenwertdaten speichert, das Aufzeichnungsmedium das Softwareprogramm speichert zur Ausführung eines Verfahrens, welches aufweist: einen siebten Schritt zur Erlangung der Höhenwertdaten aus besagtem Höhenwertspeichermittel, welche mit den in besagtem ersten Schritt erlangten Kartendaten korrespondieren; und einen achten Schritt zur Aufteilung der durch besagtes Kartendatenerlangungsmittel erlangten Kartendaten in feine Blöcke (S606); besagten dritten Schritt zur Durchführung der dreidimensionalen Koordinatentransformation unter Verwendung der in besagtem siebten Schritt erlangten Höhenwertdaten; und einen vierten Schritt zur Verformung, um die in besagtem achten Schritt durch Aufteilung erlangten feinen Blöcke auf die in besagtem dritten Schritt transformierten Koordinaten abzubilden; und weiter aufweisend: einen neunten Schritt zur Durchführung einer Berechnung der versteckten Ebenen auf den feinen, in besagtem vierten Schritt abgebildeten Blöcken.