DE69928387T2

DE69928387T2 - Dreidimensionale strassenkreutzungsanzeige für ein fahrzeugnavigationssystem

Info

Publication number: DE69928387T2
Application number: DE69928387T
Authority: DE
Inventors: Alan Jeffrey MILLINGTON
Original assignee: Magellan DIS Inc
Current assignee: Mitac International Corp
Priority date: 1998-04-17
Filing date: 1999-04-09
Publication date: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2019-04-10
Also published as: EP1074002B1; EP1074002A1; US6611753B1; NO20005221D0; ATE310287T1; WO1999054848A1; NO20005221L; AU3489799A; CA2326683A1; DE69928387D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Fahrzeugnavigationssysteme bestimmen eine momentane Position des Fahrzeug relativ zu einer Straßen-Datenbank und zeigen über die Straßen-Datenbank eine empfohlene Stecke zu einem vom Benutzer gewählten Zielort an. Einige Navigationssysteme sind mit Algorithmen ausgestattet, um Daten in der Datenbank in eine dreidimensionale perspektivische Ansicht umzuwandeln, die von vielen Benutzern leichter verstanden wird, wie beispielsweise in EP-A-0738876 und JP 09 318380 beschrieben. Bei einem System wählt das Navigationssystem einen Punkt in einer gewissen Höhe über der momentanen Position des Fahrzeugs oder ein wenig hinter der momentanen Position des Fahrzeugs, für den die perspektivische Ansicht der Straßen zu berechnen ist.
In einigen Situationen kann es schwierig sein, eine bestimmte Straße auf der Anzeige zu erkennen. Beispielsweise kann es an einer Kreuzung zweier Straßen in einem spitzen Winkel schwierig sein, die beiden Straßen in einer perspektivischen Ansicht zu erkennen. Des Weiteren kann es, wo zwei oder mehr Kreuzungen dicht beieinander liegen, schwierig sein, den Verlauf einer Straße relativ zu einer anderen in einer perspektivischen Ansicht zu erkennen. Des Weiteren kann es sein, dass komplexe Kreuzungen, wie beispielsweise im Fall eines Kreisverkehrs, mit mehreren eng beieinander liegenden Straßenkreuzungen schwierig aus einer perspektivischen Ansicht zu überschauen sind.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt ein Fahrzeugnavigations- oder Streckenführungssystem mit einer verbesserten Anzeige der perspektivischen Ansicht bereit. Im Allgemeinen zeigt das Navigationssystem eine perspektivische Ansicht einer Kreuzung so an, dass das nächste Fahrmanöver angedeutet wird, das der Fahrer entlang der empfohlenen Stecke ausführen soll. Das Navigationssystem zeigt die Kreuzung in einem Winkel relativ zur "Erde" an. Je nach Komplexität der angezeigten Kreuzung wird der Winkel vergrößert, um eine Ansicht von "weiter oben" darzustellen. Der vergrößerte Winkel der perspektivischen Ansicht verbessert das Verständnis der Straßen an der Kreuzung.
Wenn sich beispielsweise viele Straßen in einem anzuzeigenden Bereich kreuzen, so wird durch das Vergrößern des Betrachtungswinkels der Raum auf dem Bildschirm zwischen den Straßen verbreitert, wodurch das Verständnis der Kreuzung verbessert wird. Des Weiteren wird das Fahrmanöver, das durch das Navigationssystem empfohlen wird (wie beispielsweise durch Anzeigen eines Pfeils auf einer der sich kreuzenden Straßen), leichter erkannt.
Die Anzeige zeigt einen Horizont und einen Himmel in der Perspektive. Je nach der Tageszeit (und der Zeit des Jahres), die anhand des GPS-Systems bestimmt werden kann, ändert sich die Farbe des Himmels. Während des Tages hat der Himmel auf dem Anzeigeschirm vorzugsweise einen Blauton, der sich während der Nacht allmählich zu Schwarz und dann zurück zu Blau ändert. Auf diese Weise hilft die Anzeige dem Betrachter, die perspektivische Ansicht auf dem Anzeigeschirm mit dem zu verbinden, was der Betrachter vor sich außerhalb des Fahrzeuges sieht.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die oben angesprochenen Vorteile sowie weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen für den Fachmann ohne Weiteres aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen hervor, in denen:
1 ein Schaubild des Navigationssystems der vorliegenden Erfindung ist.
2A-2E zweidimensionale Daten in der Straßen-Datenbank in dem Navigationssystem von 1 für verschiedene Kreuzungsarten darstellen.
3 die Betrachtungswinkel veranschaulicht, aus denen eine perspektivische Ansicht in dem Navigationssystem von 1 berechnet wird.
4 die Anzeige von 1 ist, die eine perspektivische Ansicht eines Bereichs von 2A zeigt, der anhand eines ersten Betrachtungswinkels von 3 berechnet wurde.
5 die Anzeige von 1 ist, die eine perspektivische Ansicht eines Bereichs in 2C zeigt, der anhand eines zweiten Betrachtungswinkels in 3 berechnet wurde.
6 die Anzeige von 1 ist, die eine Draufsicht auf einen Bereich in 2E zeigt, der anhand eines dritten Betrachtungswinkels in 3 berechnet wurde.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Das Navigationssystem 20 der vorliegenden Erfindung ist schematisch in 1 gezeigt. Das Navigationssystem 20 enthält einen Prozessor oder eine CPU 22, die mit einer Anzeige 24, wie beispielsweise einer hoch-auflösenden Flüssigkristallanzeige (LCD) oder einem hoch-auflösenden Flachbildschirm, verbunden ist. Die CPU 22 ist außerdem mit einem Eingabegerät 26, wie beispielsweise einer Maus, einer Tastatur, einem Tastenfeld oder einer Fernbedienung, verbunden. Alternativ kann es sich bei der Anzeige 24 um einen Berührungsbildschirm handeln. Das Navigationssystem 20 enthält des Weiteren eine Speichervorrichtung 28, wie beispielsweise eine Festplatte 28 oder eine CD-ROM, die mit der CPU 22 verbunden ist. Die Speichervorrichtung 28 enthält eine Datenbank, die eine Karte sämtlicher Straßen in dem Gebiet enthält, durch welches das Fahrzeug 32 fahren soll, und kann die Software für die CPU 22 enthalten, einschließlich der grafischen Benutzerschnittstelle, der Streckenführung, des Betriebssystems, der Positionsbestimmungssoftware usw.
Das Navigationssystem 20 enthält vorzugsweise Positions- und Bewegungsbestimmungsgeräte, wie beispielsweise einen GPS-Empfänger 34, ein Gyroskop 36, einen orthogonalen Dreiachsen-Beschleunigungsmesser 37, einen Kompass 38 und einen Raddrehzahlsensor 40, die alle mit der CPU 22 verbunden sind (wobei aus Gründen der Einfachheit auf die Darstellung der Verbindungen verzichtet wurde). Diese und weiter Positions- und Bewegungsbestimmungsgeräte sind bekannt und auf dem freien Markt erhältlich.
Wie allgemein bekannt ist, bestimmen die Positions- und Bewegungsbestimmungsgeräte die Position des Fahrzeugs 32 relativ zu der Straßen-Datenbank. Des Weiteren kann der Benutzer, wie man es bei Navigationssystemen kennt, einen Zielort relativ zu der Straßen-Datenbank mit Hilfe des Eingabegerätes 26 und der Anzeige 24 auswählen. Das Navigationssystem 20 berechnet und zeigt dann eine empfohlene Stecke an, die den Fahrer des Fahrzeugs 32 zu seinem gewünschten Zielort leitet. Vorzugsweise zeigt das Navigationssystem 20 auf der Anzeige 24 Anweisungen für jeden einzelnen Abbiegevorgang an und leitet so den Fahrer zu seinem gewünschten Zielort.
Im Allgemeinen enthält die Straßen-Datenbank zweidimensionale Daten, die Standorte von Kreuzungen, Längen von Straßenabschnitten und Kreuzungswinkel anzeigen, wie allgemein in den 2A-E dargestellt. Die zweidimensionalen Daten enthalten den Standort der Kreuzung, die Anzahl der Straßenabschnitte (oder "Arme") und die Winkel zwischen den Armen.
2A stellt zweidimensionale Daten für eine einfache Kreuzung 41 dar. Die einfache Kreuzung 41 umfasst mehrere "Arme" 42 oder Straßenabschnitte 42, die sich am Knoten 44 der Kreuzung 41 kreuzen. Anhand der durch das Navigationssystem 20 berechneten Stecke empfiehlt das Navigationssystem 20 ein Fahrmanöver 45 auf einen "NACH"-Arm 42a von einem "VON"-Arm 42b aus, der auf der Anzeige 24 nach unten gerichtet ist. Der "NACH"-Arm 42a ist vom nächstgelegenen benachbarten Arm 42 durch einen Winkel A getrennt. In diesem Fall misst der Winkel A 90 Grad.
2B veranschaulicht die zweidimensionalen Daten für eine kompliziertere Kreuzung 46 mit sieben Armen 42, die sich an einem Knoten 44 kreuzen. Ein "NACH"-Arm 42a ist vom nächstgelegenen benachbarten Arm 42 durch einen Winkel A getrennt, der nicht kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert ist, vorzugsweise 20 Grad.
2C veranschaulicht eine Kreuzung 50 mit fünf Armen 42. Ein "NACH"-Arm 42a ist vom nächstgelegenen benachbarten Arm 42 durch einen Winkel A getrennt, der kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenwert, vorzugsweise 20 Grad.
2D veranschaulicht ein Paar Kreuzungen 52, 54, die beide Teil eines komplexen Fahrmanövers 56 sind. Die Kreuzungen 52, 54 haben den Arm 42a gemeinsam, der eine Länge x aufweist, die kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenwert, wie beispielsweise 200 Fuß [61 m]. Ein Faktor, der das komplexe Fahrmanöver 56 komplex macht, ist die Tatsache, dass ein Fahrmanöver an der Kreuzung 52 ausgeführt werden muss und ein Fahrmanöver an der Kreuzung 54 ausgeführt werden muss.
2E veranschaulicht einen Kreisverkehr 57 mit mehreren Armen 42, einschließlich eines NACH-Arms 42a. Ein beispielhaftes empfohlenes Fahrmanöver 45 ist mit einem der Kreisverkehrdarstellung 57 überlagerten Pfeil angedeutet. Es versteht sich, dass die gezeigten empfohlenen Fahrmanöver 45 nicht Teil der zweidimensionalen Daten in der Datenbank sind, sondern das Ergebnis der vom Navigationssystem 20 empfohlenen Stecke zu einem vom Benutzer ausgewählten Zielort sind.
Im Allgemeinen werden die zweidimensionalen Daten, wie sie in den 2A-2E dargestellt sind, durch die CPU 22 im Allgemeinen unter Verwendung bekannter Bildwiedergabetechniken durch Skalieren, Drehen und Verschieben in eine perspektivische 3D-Ansicht umgewandelt. Wenden wir uns 3 zu, wo das 3D-Modell als eine perspektivische Ansicht der Straße vor dem Fahrzeug 32 erzeugt wird. Die perspektivische Ansicht wird in einer Höhe H über der Erde in einem Winkel α relativ zu einer Mitte (Xc, Yc) der angezeigten Kreuzung berechnet. Für eine einfache Kreuzung 41, wie sie beispielsweise in 2A gezeigt ist, kann die perspektivische Ansicht aus einer "Kameraposition" A in 3 in einem Winkel α_A von vorzugsweise 30 Grad berechnet werden. Für eine moderat komplexe Kreuzung 46, wie sie beispielsweise in 2C gezeigt ist, kann die perspektivische Ansicht aus einer Position B, wie sie beispielsweise in 3 gezeigt ist, in einem Winkel α_B von vorzugsweise 50 Grad berechnet werden. Für eine sehr komplexe Kreuzung 57, wie sie beispielsweise in 2E gezeigt ist, kann die Ansicht aus einer Position C, wie sie in 3 gezeigt ist, in einem Winkel α_C von vorzugsweise 90 Grad berechnet werden. Der Winkel α wird um so größer, je komplexer die Kreuzung ist. Die Komplexität wird anhand der Anzahl der Arme 42 und des Winkels A zwischen dem NACH-Arm 42a und dem nächstgelegenen benachbarten Arm 42 ermittelt. Des Weiteren können zwei Fahrmanöver 52, 54 innerhalb einer vorgegebenen Distanz die Komplexität einer Kreuzung anzeigen. Des Weiteren können bestimmte Kreuzungsarten komplexe Kreuzungen anzeigen. Beispielsweise kann ein Kreisverkehr eine sehr komplexe Kreuzung anzeigen, während eine Kehre eine Kreuzung von mittlerer Komplexität anzeigen kann.
Es ist klar, dass auch andere Winkel zwischen α_A und α_C verwendet werden können, um perspektivische Ansichten von Kreuzungen mit moderater Komplexität zu berechnen. Vorzugsweise wird jede angezeigte Kreuzung zuerst von einem Punkt C aus und in einem Winkel α_C, d. h. 90 Grad, berechnet und angezeigt. Wenn die Kreuzung nicht sehr komplex ist, so wird der Winkel α dann in dem Maße verkleinert, und die Ansicht wird kontinuierlich und allmählich in dem Maße auf den richtigen Winkel α verstellt, wie sich das Fahrzeug 32 der Kreuzung nähert. Auf diese Weise kann der Benutzer sehen, wie sich die Perspektive verändert, und kann die angezeigte perspektivische Ansicht der Kreuzung besser verstehen. Alternativ kann der Winkel α in dem Maße von dem richtigen Winkel α auf 90 Grad vergrößert werden, wie sich das Fahrzeug der Kreuzung nähert.
Zur Veranschaulichung wird die Umwandlung der zweidimensionalen Daten für die Kreuzung von Kreuzung 41 von 2A in die dreidimensionale perspektivische Ansicht von 4 beschrieben. 4 veranschaulicht die Anzeige 24 von 1 und zeigt eine Anzeige 60 einer dreidimensionalen Darstellung 62 der in 2A dargestellten Kreuzung, die in einer perspektivischen Ansicht gezeigt ist, welche anhand eines in 3 gezeigten Winkels α A, der bei dieser einfachen Kreuzung 30 Grad beträgt, berechnet wurde. Zuerst wird die Kreuzung 41 zu einem Polygon gerendert, das Arme 42 aufweist, die durch die Winkel, die in den zweidimensionalen Daten spezifiziert sind, voneinander getrennt sind. Dann werden weitere senkrechte Polygone hinzugefügt, um ein dreidimensionales Erscheinungsbild zu erzeugen. Die dreidimensionalen Darstellungen der Arme 42 haben vorzugsweise jeweils eine gleiche vorgegebene Länge.
Die Anzeige 60 enthält des Weiteren eine Fahrmanöveranweisung 64, vorzugsweise eine dreidimensionale Darstellung eines Pfeils 64, der auf die dreidimensionale Darstellung 62 der Kreuzung aufgelegt wird. Der Pfeil 64 ist ebenfalls dreidimensional und in der gleichen Perspektive gezeigt. Zuerst wird ein Kopf 65 des Pfeils 64 auf dem NACH-Arm 42a in einer festen Entfernung von der Kreuzung von der Mitte der Kreuzung aus wiedergegeben (to render). Dann wird ein Ende 66 auf dem VON-Arm 42b in einer festen Entfernung von der Kreuzung von der Mitte der Kreuzung aus wiedergegeben.
Dann wird ein Kreuzungspunkt zwischen Leitlinien im Kopf 65 und im Ende 66 benutzt, um einen inneren Bogen und einen äußeren Bogen vom Kopf 65 zum Ende 66 zu erzeugen. Zwischen dem inneren und dem äußeren Bogen werden mehrere Polygone vom Kopf 65 zum Ende 66 wiedergegeben, um den Körper des Pfeils 64 zu erzeugen.
Dann wird der Punkt des Fahrmanövers, der auf der Anzeige 24 zu zentrieren ist, berechnet. Zuerst werden der Umfang oder die Grenzen für das gesamte Fahrmanöver berechnet. Dies wird als ein Minimum X, Y und ein Maximum X, Y festgehalten. Der Umfang oder die Grenzen für den Abbiege-Indikator (Pfeil) 64 werden berechnet und ebenfalls als ein Minimum X, Y und ein Maximum X, Y festgehalten. Die Mitte (Xc, Yc) für das gesamte Fahrmanöver (die sich entsprechend dem Abbiege-Indikator mitbewegt) wird folgendermaßen berechnet:
Xc = AVG (PfeilMinimum.X, PfeilMaximum.X)
Yc = AVG (FahrmanöverMinimum.Y, FahrmanöverMaximum.Y)
Das oder die gesamten 3D-Polygone, die das 3D-Fahrmanöver bilden, werden dann so verschoben, dass die neue berechnete Mitte als der neue Ursprung (0, 0) positioniert wird. Die Ausgangsposition der Kamera befindet sich bei 90 Grad (Punkt C in 3 bei Winkel α_C). Die Kameraposition wird in X-, Y- und Z-Koordinaten angegeben. Die X-, Y- und Z-Koordinaten werden auf 0, 0 eingestellt. Die Z-Koordinate (oder Höhe) wird folgendermaßen berechnet:
Definitionen

W = die halbe Breite (width) des gesamten Fahrmanövers in der dominanten Achse
H = Höhe der Kamera, die das Fahrmanöver überblickt
FOV = Sichtfeld (Field of View) (wird benutzt, wenn 3D-Koordinaten in Bildschirmkoordinaten umgewandelt werden)
theta = FOV/2

Die Distanz des gesamten Fahrmanövers in jeder Richtung wird verglichen, um zu ermitteln, welche länger ist (wobei das Seitenverhältnis des Darstellungsfeldes berücksichtigt wird).
Seitenverhältnis = 305 Pixel in der X-Richtung / 230 Pixel in der Y-Richtung
Wenn (FahrmanöverDistanz in der Y-Achse*Seitenverhältnis) > FahrmanöverDistanz in der X-Achse
FahrmanöverDistanz in der Y-Achse ist dominant
ebenfalls:
FahrmanöverDistanz in der X-Achse ist dominant Wenn das Fahrmanöver in der Y-Achse ein größerer Faktor ist (dominant ist)
W = (FahrmanöverMaximum.Y – FahrmanöverMinimum.Y)/2
Wenn das Fahrmanöver in der X-Achse ein größerer Faktor ist (dominant ist)
W = (FahrmanöverMaximum.X – FahrmanöverMinimum.X)/2
H = W/tan (theta)
Z = H
Die Anfangskoordinaten für die Kameraposition werden als (0, 0, H) angegeben. Die Bandbreite der Kamerapositionen richtet sich nach der Komplexität des Fahrmanövers. Die folgenden Faktoren werden zur Bestimmung der Komplexität des Fahrmanövers herangezogen:
Wenn die Anzahl der Arme im Fahrmanöver > MAXIMUM_ANZ_ARME_SCHWELLENWERT
Komplexität = FAHRMANÖVER_MITTEL_KOMPLEX Wenn die Anzahl der Arme-Fahrmanöver > 1
Komplexität = FAHRMANÖVER_SEHR_KOMPLEX
Wenn der Fahrmanövertyp Kreisverkehr ist
Komplexität = FAHRMANÖVER_SEHR_KOMPLEX
Wenn der Winkel zwischen "NACH"-Arm und einem benachbarten Arm < MINIMUM_ARM_WINKEL_SCHWELLENWERT
Komplexität = FAHRMANÖVER_MITTEL_KOMPLEX
Alle anderen Typen
Komplexität = FAHRMANÖVER_EINFACH
Die Kameraposition befindet sich anfangs bei 90° und verändert sich in dem Maße zum Mindestkamerawinkel, wie sich das Fahrzeug 32 der Kreuzung nähert. Der Winkel kann auch durch den Benutzer selektiv zwischen dem kleinsten zulässigen Kamerawinkel (KameraWinkelMinimum) und dem größten zulässigen Kamerawinkel (KameraWinkelMaximum) verstellt werden. Vorzugsweise beträgt der größte Kamerawinkel immer 90°, und der kleinste Kamerawinkel richtet sich nach der Komplexität der Kreuzung. Der kleinste und der größte Kamerawinkel sind folgendermaßen definiert:
Wenn die Komplexität = FAHRMANÖVER_EINFACH
KameraWinkelMinimum = 30°
KameraWinkelMaximum = 90°
Wenn die Komplexität = FAHRMANÖVER_MITTEL_KOMPLEX
KameraWinkelMinimum = 50°
KameraWinkelMaximum = 90°
Wenn die Komplexität = FAHRMANÖVER_SEHR_KOMPLEX
KameraWinkelMinimum = 90°
KameraWinkelMaximum = 90°// keine Änderung
Wenn die Kamera durch Steuerung des Systems oder des Benutzers gesteuert wird, so bleibt die Skalierung unverändert, um die Szene in der Ansicht zu halten. Beispielsweise wird die gesamte Szene durch Skalieren um etwa 105 % in der Größe verstellt, wenn der Betrachtungswinkel dekrementiert wird, und um etwa 95 %, wenn der Betrachtungswinkel inkrementiert wird. Vorzugsweise reicht die Anzahl der Inkremente, aus der eine Szene betrachtet werden kann, von 0 bis 8, was auch wieder von der Komplexität des Fahrmanövers abhängt. Die oben genannten Anzahlen der kleinsten und größten Kamerawinkel und die gezeigte Anzahl an Inkrementen sind nur Beispiele. Es versteht sich, dass das Navigationssystem 20 je nach Bedarf auch mehr oder weniger haben kann.
Die Anzeige 60 enthält außerdem eine Horizontlinie 69, unter der die Kreuzung 62 und die Fahrmanöveranweisung 64 angezeigt sind. Über der Horizontlinie 69 befindet sich eine Darstellung des Himmels 70. Der Himmel 70 ändert vorzugsweise seine Farbe je nach Tageszeit, Jahreszeit und geografischem Standort des Fahrzeugs 32. Die CPU 22 des Navigationssystems 20 besitzt Informationen über den geografischen Standort des Fahrzeugs 32, Datum und die momentane Tageszeit. Der GPS-Empfänger 34 empfängt Zeitinformationen, einschließlich des Datums, vom GPS-System. Der Himmel 70 verändert seine Farbe je nach der Tageszeit – einschließlich der erwarteten Zeiten von Sonnenaufgang und Sonnenuntergang für die jeweilige Jahreszeit und den momentanen geografischen Standort des Fahrzeugs 32 – von Blau zu Schwarz. Vorzugsweise verändert sich der Himmel 70 allmählich und kontinuierlich von Blau während des Tages zu Schwarz in der Nacht. Dies hilft dem Benutzer beim Erkennen und Verstehen der Anzeige 60, einschließlich der Kreuzung 62 und der perspektivischen Ansicht.
Die Anzeige 60 enthält des Weiteren ein Textanweisungsfeld 72, das den Text einer Fahrmanöveranweisung anzeigt, wie beispielsweise "Nach rechts in die Maple Road einbiegen" oder andere Abbiege-Anweisungen für das nächste Fahrmanöver. Der Text im Feld 72 entspricht der Fahrmanöveranweisung 64.
Ein Kursanzeiger 74, der die absolute Richtung des gewünschten Zielortes anzeigt, ist ebenfalls in dreidimensionaler perspektivischer Ansicht in der Anzeige 60 gezeigt. Der Kursanzeiger 74 enthält einen Pfeil 75, ebenfalls dreidimensional und in perspektivischer Ansicht gezeigt. Der Winkel, in dem die Perspektive des Kursanzeigers 74 berechnet wird, ist der gleiche wie der Winkel, in dem die Kreuzung 62 angezeigt wird. Dies verbessert das Verständnis der perspektivischen Kreuzungsansicht noch weiter.
Die Anzeige 60 enthält des Weiteren ein Entfernung-bis-zum-Fahrmanöver-Feld 76, das die Entfernung zwischen der momentanen Position des Fahrzeug 32 und dem nächsten Fahrmanöver anzeigt, das durch die Fahrmanöveranweisung 64 angezeigt wird. Der Benutzer kann den Winkel der Anzeige zwischen α_A und α_C mittels des Benutzer-Eingabegerätes 26 selektiv verstellen. Ein Entfernung-bis-zum-Zielort-Feld 77 zeigt die Gesamtentfernung auf der berechneten Stecke vom momentanen Standort bis zum gewünschten Zielort an. Ein Momentankursanzeiger 78 zeigt den momentanen geografischen Kurs des Fahrzeugs 32 an.
Wenden wir uns 5 zu, wo eine Anzeige 80 auf dem Anzeigeschirm 24 gezeigt ist, wenn sich das Fahrzeug einer Kreuzung von mittlerer Komplexität nähert, wie beispielsweise jener, die in zweidimensionalen Daten in 2C dargestellt ist. Die zweidimensionalen Daten für die Kreuzung von 2C werden in ein dreidimensionales Modell umgewandelt und gemäß dem Winkel α_B von 3, vorzugsweise 50 Grad, in eine perspektivische Ansicht gedreht. Vorzugsweise wird die Ansicht der Kreuzung 50 von 2C zuerst im Winkel α_C von 3 berechnet und in dem Maße, wie sich das Fahrzeug 32 der Kreuzung nähert, allmählich auf den Winkel α_B verkleinert. Dadurch kann der Benutzer die Kreuzung und die perspektivische Ansicht besser verstehen. Bis zu dem Zeitpunkt, da sich das Fahrzeug 32 dem nächsten Fahrmanöver nähert, wird der perspektivische Winkel auf α_B verkleinert, wie in 5 gezeigt. Auch hier sind die Arme 42 wieder dick und in Perspektive gezeigt, obgleich der perspektivische Winkel größer ist und die Ansicht von weiter oben erfolgt. Die Fahrmanöveranweisung 64 ist ebenfalls dreidimensional und in der gleichen perspektivischen Ansicht gezeigt und gemäß dem Winkel α_B berechnet. Der Kursanzeiger 74 ist ebenfalls dreidimensional und in einer perspektivischen Ansicht gezeigt, die gemäß dem Winkel α_B berechnet ist. Auch hier hilft dies dem Benutzer beim Verstehen der Perspektive, in der die Kreuzung 82 angezeigt wird. Der Benutzer kann selektiv den Anzeigewinkel zwischen α_B und α_C mittels des Benutzer-Eingabegerätes 26 verstellen.
Wie ebenfalls in 5 gezeigt ist, wird das Textanweisungsfeld 72, wenn die Entfernung bis zum Fahrmanöver 76 nur noch 0,1 Meilen beträgt, zu einem Balkendiagramm 82, das die Entfernung bis zum bevorstehenden Fahrmanöver genauer anzeigt. Das Balkendiagramm 82 nimmt allmählich und kontinuierlich in dem Maße ab, wie sich das Fahrzeug 32 dem Fahrmanöver nähert. Abschnitte des Balkendiagramms 82, die Text im nächsten Textanweisungsfeld 72 überlappen, werden invertiert dargestellt, wie gezeigt.
Wenden wir uns 6 zu, wo eine Anzeige 86 auf der Anzeige 24 gezeigt ist, wenn sich das Fahrzeug einer sehr komplexen Kreuzung nähert, wie beispielsweise jene, die in zweidimensionalen Daten in 2E gezeigt ist. Die zweidimensionalen Daten für die Kreuzung von 2E werden gemäß dem Winkel α_C von 3, vorzugsweise 90 Grad, in ein dreidimensionales Modell umgewandelt. Durch Vergrößern des Betrachtungswinkels α der perspektivischen Ansicht einer komplexen Kreuzung 48 lassen sich die Straßenabschnitte oder Arme 42 leichter unterscheiden, und die Fahrmanöveranweisung 64 wird leichter verstanden.

Claims

Fahrzeugnavigationssystem (20), umfassend: eine Datenbank von Straßen (42), die von einem Fahrzeug zu befahren sind; einen Prozessor (22), der einen Betrachtungswinkel auf der Basis einer Komplexität einer Kreuzung (41, 46, 50, 52, 54, 57) in dieser Datenbank bestimmt; eine Anzeige (24), die diese Kreuzung in einer perspektivischen Ansicht anzeigt, die bei dem Betrachtungswinkel berechnet wurde.
Fahrzeugnavigationssystem (20) gemäß Anspruch 1, wobei die Anzeige (24) die Kreuzung (41, 46, 50, 52, 54, 57), einen Horizont und einen Himmel anzeigt.
Fahrzeugnavigationssystem (20) gemäß Anspruch 2, wobei die Anzeige (24) eine Farbe des Himmels einer Tageszeit entsprechend ändert.
Fahrzeugnavigationssystem (20) gemäß Anspruch 3, wobei die Tageszeit von einem GPS-Empfänger (34) empfangen wird.
Fahrzeugnavigationssystem (20) gemäß Anspruch 1, wobei der Prozessor (22) die Komplexität der Kreuzung (41, 46, 50, 52, 54, 57) auf der Basis einer Zahl von Straßen (42) an der Kreuzung (41, 46, 50, 52, 54, 57) bestimmt.
Fahrzeugnavigationssystem (20) gemäß Anspruch 1, wobei der Prozessor (22) die Komplexität der Kreuzung (41, 46, 50, 52, 54, 57) auf der Basis eines Abstands zwischen Straßen (42) in der Kreuzung (41, 46, 50, 52, 54, 57) bestimmt.
Fahrzeugnavigationssystem (20) gemäß Anspruch 1, wobei der Prozessor (22) die Komplexität der Kreuzung (41, 46, 50, 52, 54, 57) auf der Basis eines Winkelabstands zwischen benachbarten Straßen (42) in der Kreuzung (41, 46, 50, 52, 54, 57) bestimmt.
Fahrzeugnavigationssystem (20) gemäß Anspruch 7, wobei der Winkelabstand zwischen einer SOLL-Straße (42a), die empfohlen wird, und einer nächst – benachbarten Straße (42) in der Kreuzung (41, 46, 50, 52, 54, 57) besteht.
Fahrzeugnavigationssystem (20) gemäß Anspruch 1, wobei der Prozessor (22) die Komplexität der Kreuzung (41, 46, 50, 52, 54, 57) auf der Basis eines Typs der Kreuzung (41, 46, 50, 52, 54, 57) bestimmt.
Fahrzeugnavigationssystem (20) gemäß Anspruch 1, wobei der Prozessor (22) den Betrachtungswinkel der Kreuzung (41, 46, 50, 52, 54, 57) mit der Komplexität der Kreuzung (41, 46, 50, 52, 54, 57) erhöht.
Fahrzeugnavigationssystem (20) gemäß Anspruch 1, wobei die Anzeige (24) ein dreidimensionales Kursanzeigesymbol (64) unter dem Betrachtungswinkel anzeigt.
Fahrzeugnavigationssystem (20) gemäß Anspruch 1, wobei der Betrachtungswinkel sich ändert, indem das Fahrzeug sich der Kreuzung (41, 46, 50, 52, 54, 57) nähert.
Fahrzeugnavigationssystem (20) gemäß Anspruch 1, wobei der Betrachtungswinkel zwischen einem Höchstbetrachtungswinkel und einem Mindestbetrachtungswinkel benutzereinstellbar ist, wobei der Mindestbetrachtungswinkel auf der Basis der Komplexität der Kreuzung (41, 46, 50, 52, 54, 57) bestimmt ist.
Verfahren zum Navigieren eines Fahrzeugs (32), umfassend die Schritte: a) Bestimmen einer Route, aus einer Datenbank von Straßen (42), zu einem gewünschten Bestimmungsort, wobei die Route eine Kreuzung (41, 46, 50, 52, 54, 57) einschließt; b) Bestimmen einer Komplexität dieser Kreuzung (41, 46, 50, 52, 54, 57); c) Bestimmen eines Betrachtungswinkels auf der Basis der Komplexität der Kreuzung (41, 46, 50, 52, 54, 57); und d) Anzeigen der Kreuzung (41, 46, 50, 52, 54, 57) als eine perspektivische Ansicht unter dem Betrachtungswinkel.
Verfahren gemäß Anspruch 14, außerdem umfassend den Schritt des Konstruierens eines dreidimensionalen Modells (62) der Kreuzung (41, 46, 50, 52, 54, 57) aus zweidimensionalen Daten in der Datenbank.
Verfahren gemäß Anspruch 14, außerdem umfassend die Schritte: e) Bestimmen einer Tageszeit; f) Anzeigen eines Himmels (70) benachbart zur Kreuzung in Schritt d) und g) Anpassen der Farbe des Himmels (70) entsprechend der Tageszeit.
Verfahren gemäß Anspruch 16, wobei die Farbe des Himmels (70) zwischen blau und schwarz angepasst wird.
Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei der Schritt b) auf einer Zahl von Straßen (42) in der Kreuzung (41, 46, 50, 52, 54, 57) basiert.
Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei der Schritt b) auf einem Zwischenabstand von Straßen (42) in der Kreuzung (41, 46, 50, 52, 54, 57) basiert.
Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei der Schritt b) auf einem Winkelabstand zwischen benachbarten Straßen (42) in der Kreuzung (41, 46, 50, 52, 54, 57) basiert.