CN100449267C - 车辆导航系统 - Google Patents

Abstract

当高架道路和普通下行道路处于堆叠的状态时，在目标车辆中的车辆导航系统的显示单元上，以重叠线的方式显示两条道路。当目标车辆在该下行道路上行驶时，该高架道路以透明的状态示出。因此，目标车辆的用户可以识别目标车辆所行驶的该下行道路的状态。相反，当目标车辆在该高架道路上行驶时，该高架道路以非透明的状态示出。该高架道路从而变得容易看见，因此它的前进方向也可以很容易地被看见。

Description

车辆导航系统

技术领域

本发明涉及一种安装在目标车辆上的车辆导航系统。尤其涉及一种该系统的显示方法，使用户很容易的辨认目标车辆所行驶的道路，即使该道路是两条互相平行延伸的道路之一。

背景技术

安装在目标车辆上的车辆导航系统检测目标车辆的当前位置，从而在系统的显示单元上示出当前位置周围的地图。这里，地图以平面或立体等形式示出。在立体地表示道路和建筑物的立体形式中，道路有时会被建筑物或者交叉型立交桥所遮掩。在这种情况下，以透射技术示出隐藏的建筑物或者立交桥，所以被遮掩的道路或者部分可以显现出来，如专利文件JP-2001-108458A中所描述的。

在市内地区，因为快速路有时被建成在普通城市道路上方的高架路，所以作为高架路的快速路和作为下行道路的普通道路，即，两条平行道路，以垂直面内两层的状态，在垂直面内互相平行延伸。

在车辆导航系统所示的地图中，两条平行的道路以表示两条道路的两条重叠线示出。这样即使在地图中显示出目标车辆的当前位置，也很难确定目标车辆在平行的道路中的哪条道路上行驶。此外，通常地，两条重叠线中表示快速路的线条会遮掩表示普通道路的另一条线条。因此，被高架快速路掩藏的下行普通道路的状态不能容易地被辨认出来，所以用户感觉不方便。

在下面的情形中也经历这个类似的问题。首先是，宽阔外环道路，与例如辅路这样的狭窄普通公路平行毗连。其次是，包括半地下道路的地下道路，与地面上方的道路或者地面道路在垂直面内平行延伸。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种可以解决上述问题和其它问题的车辆导航系统。也就是说，当在由车辆导航系统示出的地图上以重叠线条的形式示出多条道路时，目标车辆所行驶的行驶道路可以明显地辨认出来。

为了达到上述目标，安装在车上的车辆导航系统包括下述单元：位置获得单元，用于获取车辆的当前位置；地图数据获取单元，用于获取地图数据；显示单元，用于显示已获取的当前位置周围的地图；第一确定单元，用于确定互相平行设置的平行道路是否存在于已获取的地图数据中；第二确定单元，用于确定已获取的当前位置是否在给定道路上，该给定道路是已确定的平行道路中的一条。此外，该车辆导航系统还包括显示变化单元，当确定已获取的当前位置是在该给定道路上时，其以非透明的状态显示该给定道路和以透明的状态显示与该给定道路相平行的道路。

在车辆导航系统的这种结构下，当平行的道路在所显示的地图上被重叠示出时，通过以非透明的状态进行显示，目标车辆所行驶的道路可以很容易地被辨认。

附图简述

通过下文中结合附图的详细描述，本发明的上述及其它目的、特征和优点将变得更加明显，其中：

图1是按照本发明第一个实施例的车辆导航系统结构框图；

图2是所示地图的视图，其中高架道路以非透明的状态表示；

图3是所示地图的视图，其中高架道路以透明的状态表示；

图4是解释倾斜角度的视图；

图5是由节点和连线构成的道路的视图；

图6是用于表示道路的变化过程的流程图；

图7是用于确定高架道路的入口或出口的确定过程的流程图；

图8是按照本发明第二个实施例的用于表示道路的变化控制的流程图；

图9A至图9C是表示所示地图上的平行道路的表达方式的视图。

优选实施例的详细描述

(第一实施例)

下面参考附图1至7对按照本发明第一实施例的车辆导航系统进行描述。系统1包括下面的单元：作为控制单元的控制电路2、作为位置获取单元的位置检测器3、倾斜角度传感器4、作为地图数据获取单元的地图数据输入单元5、作为声音产生单元的声音生成设备7、作为交通信息获取单元的VICS(车辆信息和交通系统)接收器8、操作开关组9、遥控传感器10、与遥控传感器10成对的遥控器9和外部存储器12。

控制电路2具有控制系统1的全部操作的功能，主要包括微型计算机。也就是说，控制电路2包括CPU、RAM、ROM、输入/输出和连接以上装置的总线(没有示出)。ROM存储激活系统1的执行程序，而RAM暂时地存储程序执行过程中的临时数据、从地图数据输入单元5获取的地图数据、从VICS接收器8获取的交通信息等。

位置检测器3包括陀螺仪13、地磁传感器14、距离传感器15和GPS(全球定位系统)接收器16。这些传感器13至16等具有各自的不同特性的检测错误，所以这些传感器13至16等结合起来互相补偿。从而可以得到高精度的位置检测。根据所要求的精度，可以有选择地仅使用部分传感器；此外，其它的传感器，例如检测每个车轮旋转的转向旋转传感器或者车轮传感器，可以被包含于位置检测器3中。

倾斜角度传感器4检测在车辆的前进方向上车辆的纵向轴和地面之间的角度，如图4所示。

地图数据输入单元5从例如CD-ROM和DVD-ROM这样的存储介质中读取地图数据等。该读取的信息包括地图数据、地图匹配数据、用于路线的语音向导的数据和用于使用地名检索地图上所在位置的数据。这些读取的数据被输入控制电路2。

显示单元6具有显示地图数据、字符或者符号的显示屏，例如彩色液晶显不屏。

操作开关组9是和显示单元6集成在一起的触摸屏或者机械开关，用于输入数据或者设置项目。

VICS接收器8接收作为外界信息源的VICS所发送的道路交通信息，然后将该信息输入控制电路2。

控制电路2通过使用从VICS接收器8输入的交通信息来检测交通正常区域、拥挤道路或者拥挤区域。控制电路2还包括显示控制的功能。在此控制中，基于来自位置检测器3的信息，计算当前位置，并且基于地图数据将当前位置周围的道路地图显示在显示屏上。此外，示出车辆的当前位置和前进方向的箭头被叠置到道路地图上显示出来。所显示地图的比例可以通过操作开关组9来改变。

控制电路2还包括设置到达目的地的路线和基于该设置的路线以声音生成设备7的声音来指示车辆前进方向的功能。也就是说，当通过操作开关组9或者遥控器11来输入目的地或者经过的地点时，自动指定从当前位置到目的地的最优路线，同时显示单元6的显示屏上所显示的地图显眼地显示该路线。控制电路2还通过语音引导用户沿该路线的前进方向。这里，指定最优路线的方法可以采用Dijkstra方法。

此外，在车辆行驶过程中，VICS接收器8可以接收交通信息，例如拥挤地点、交通管制区域或者交通堵塞的拥挤原因或者拥挤长度。在这种情况下，控制电路2通过使用语音或者使用在显示单元8的显示屏上的字符等通知用户交通堵塞信息；此外，在所显示的地图上显示交通堵塞地点。

从地图数据单元5输入的地图数据主要是用于在显示单元6的显示屏上显示地图的数据；该数据包括节点信息和链路信息。如图5所示，地图由道路构成；道路由节点和链路构成。节点是分开道路的交叉点、分支点、会聚点或者具有比给定角度大的转弯点。节点之间被定义成链路。将链路连接起来便形成了地图。

节点的信息包括节点特有的ID、节点的坐标和诸如交叉点这样的节点属性。链路的信息包括链路特有的ID、链路长度、链路起点和终点的坐标、链路的道路宽度、诸如距离地面的高度这样的链路属性、和道路的类型。道路类型包括城际快速路、市内快速路、收费道路、高架外环道路、国道、地区道路或城市道路等。

控制电路2基于地图数据在显示单元6的显示屏上显示地图，该地图数据包括节点信息或者链路信息。这里，当选定当前位置显示模式时，从位置检测器3获得的目标车辆当前位置周围的地图被显示在显示屏上。地图的显示比例可以通过操作开关组9或者遥控器11改变。当地图比例变大时，显示狭窄区域地图(狭窄区域显示)。当地图比例变小时，显示宽阔区域地图(宽阔区域显示)。

这里，如图2所示，示出了普通道路和高架道路。假设高架道路(举例来说，快速路)越过普通道路(举例来说，地面道路)并且这两条道路在垂直面内互相平行延伸的情况。也就是说，这两条平行的道路形成一个两层的结构。在这种情况下，表示高架道路的线L1和表示普通道路的线L2以重叠的状态显示。在本发明中，即使这两条道路显示为两条重叠的线，也可以通过改变行驶道路的表示形式来明确地确定目标车辆所行驶的行驶道路。

表示形式的变化控制将会参照图6、图7在下面进行说明。在这个假定下，需要检测目标车辆进入高架快速路，或者退出高架快速路。快速路入口和出口的检测在图7的流程图中示出。

在步骤S1中，控制电路2在多个时间间隔中从倾斜角度传感器4得到倾斜角度。在步骤S2中，确定倾斜角度是否改变。当确定倾斜角度没有改变时(步骤S2：否)，该流程结束。

当车辆从普通道路进入高架快速路时，车辆沿坡道上升。当车辆从高架快速路退出到普通道路时，车辆沿坡道下降。因此，当车辆进入高架快速路或者从高架快速路退出时，倾斜角度从近似水平的状态分别变成正方向的增大状态(车体沿着前进方向上升)或者变成负方向的增大状态(车体沿着前进方向下降)。因此，车辆是进入高架快速路还是退出高架快速路可以通过倾斜角度的变化方向来确定。但是，即使只在普通道路上或者只在高架快速路上，车辆也会上升或者下降，所以仅通过倾斜角度的变化方向来检测是不可能的。

因此，当确定倾斜角度发生变化时(步骤S2中：是)，控制电路2通过使用来自位置检测器3的检测信息检测当前位置，以将该当前位置与地图数据来进行比较。在步骤S3中，因此可以确定当前位置是不是坡道。当确定不是坡道时(步骤S3中：否)，该流程结束。

当确定当前位置是坡道时(步骤S3：是)，流程前进到步骤S4。这里，确定车辆是否沿倾斜角度上升。当确定车辆是在上升时(步骤S4中：是)，在步骤S5中确定车辆进入高架快速路，然后流程结束。当确定车辆没有上升时(步骤S4：否)，在步骤S6中确定车辆从高架快速路退出，然后流程结束。步骤S5和步骤S6中的确定结果被存储在RAM中。如上面所述，控制电路2起到确定单元、倾斜角度传感器4和地图数据输入单元5的作用。

接着，参照附图6描述高架快速路的表示方式的改变，其中高架快速路和普通道路平行延伸。首先，基于位置检测器3所检测到的当前位置和所选择的地图显示的比例，控制电路2计算出在显示单元6的显示屏上所显示的地图区域。然后控制电路2从地图数据输入单元5获取与所计算的地图区域相对应的地图数据。然后，控制电路2在步骤A1中从已获取的地图数据中读取链路信息。

接着，在步骤A2中确定该读取的链路信息是否包括高度信息。当确定高度信息被包括时(步骤A2：是)，相应的链路在例如外部存储器12中被存储为透明的显示目标链路(步骤A4)。当确定高度信息没有被包括时(步骤A2：否)，该流程前进到步骤A3。这里，控制电路2确定链路信息中的道路类型是城际快速路、市内快速路、收费道路还是高架外环道路。如果它是这些道路类型中的任意一个(步骤A3：是)，则相应的链路在例如外部存储器12中被存储为透明的显示目标链路(步骤A4)。如果它不是这些道路类型中的任何一个(步骤A3：否)，则相应的链路不被当作透明的显示目标链路来处理，并且流程前进到步骤A5。

关于包含在该获取的地图数据中的所有链路信息，彻底执行上述的过程之后(步骤A5：是)，控制电路2检测目标车辆的当前位置(步骤A6)。控制电路2然后在步骤A7中确定当前位置是否在透明的显示目标链路上。

当确定当前位置在透明的显示目标链路上时(步骤A7：是)，在步骤A8中，控制电路2以非透明的状态显示包括目标车辆所在的透明的显示目标链路的道路。也就是说，当目标车辆在高架道路上时，在显示单元6的显示屏上以非透明的状态显示该高架道路，如图2所示。

相反，当确定当前位置不在透明的显示目标链路上时(步骤A7：否)，在步骤A9中确定比例是给定值还是更大的值(即，地图是否以狭窄区域显示的方式来显示)。当确定比例是给定值或者是更大的值时(步骤A9：是)，在步骤10中，控制电路2以透明的状态显示包括目标车辆所在的透明的显示目标链路的道路。因此，如图3所示，被示出为重叠的道路都以透明的状态来显示，所以普通道路和高架道路都是可见的。在图2和图3中，箭头P表示目标车辆的当前位置。

此外，当目标车辆不在透明的显示目标上(步骤A7：否)，并且所显示的地图不是以超出给定值的比例示出时(即，地图不是以狭窄区域显示的方式来显示)(步骤A9：否)，流程前进通过步骤A8到达步骤A11，其中包括相应链路的道路以非透明的状态显示。也就是说，当宽阔的区域地图在显示屏上被显示时，只有快速路和主要的国道被显示，而与快速路或者主要的国道平行延伸的普通道路则不被显示。因此高架快速路没有必要以透明的状态显示。

此外，在步骤A11中每次所显示的地图区域发生变化时，上面从步骤A1到A5的过程会重复进行，其中透明的显示目标链路被存储于外部存储器12中。

因此，根据本实施例，当目标车辆在普通道路上行驶，并且普通道路与高架道路在垂直面内平行延伸时，该高架道路以透明的状态显示。因此，即使当表示高架道路的线与表示普通道路的线互相重叠时，透过高架道路也可以看得见相应的普通道路。相反，如果目标车辆在高架道路上行驶，并且高架道路与普通道路在垂直面内平行延伸，那么高架道路以非透明的状态显示。因此，正在行驶的高架道路可以很清楚的被有见。

(第二实施例)

下面参考附图8、9A至9C对本发明的第二实施例进行描述。第二实施例针对两条在水平面内互相平行延伸的平行道路(在道路宽度方向)。此外，车辆导航系统的基本结构与第一实施例中的一样。因此，下面对与第一实施例不同的部分进行说明。

在图9A中显示了表示两条在水平面内平行的道路的线L3和L4。

这里，线L3表示一个宽阔的外环道路，而线L4表示一个外环道路的旁路或者辅路。除高架道路之外的普通道路都以非透明状态或者图像显示，所以互相平行的线L3和L4在显示屏上重叠，使两条线L3和L4不能互相区别。因此，即使箭头P表示目标车辆的当前位置，仍然很难辨认目标车辆在两条平行的道路L3和L4的哪一条道路上行驶。第二实施例可以检测目标车辆所行驶的道路。

如图8所示，首先，基于位置检测器3所检测到的当前位置和所选择的地图显示的比例，控制电路2计算出在显示单元6的显示屏上所显示的地图区域。控制电路2从地图数据输入单元5获得与所计算的地图区域相应的地图数据。然后，控制电路2在步骤B1中从已获得的地图数据中读取链路信息。其次，在步骤B2中，通过使用包含于已获得的地图数据的链路起点和终点的坐标，确定在水平面内平行的链路或者道路是否存在。这里，在水平面内平行的道路表示在道路宽度方向上给定的分隔距离内，并排延伸的道路。给定的分隔距离表示一个分隔距离，该分隔距离中，两条平行道路以所选的地图比例显示为重叠。

当在水平面内平行的链路或者道路被确定不存在时(步骤B2：否)，在步骤B3中，除高架道路之外的普通道路以非透明的状态显示。当在水平面内平行的链路或者道路被确定存在时(步骤B2：是)，在步骤B4中获得当前位置。然后在步骤B5中确定当前位置是否在被确定的平行道路的任意一条上。当确定当前位置不在平行道路中的任何一条上时(步骤B5：否)，除高架道路之外的道路在步骤B3中以非透明的状态显示。

当确定当前位置在平行道路中的任意一条上时(步骤B5：是)，在步骤B6中，目标车辆所行驶的行驶道路以非透明的状态被连续显示，而与所行驶道路相对的平行道路中的另外一条相对的道路以透明的状态显示。也就是说，当目标车辆在图9A所示的两条平行道路L3和L4中的道路L4上行驶时，行驶道路L4的显示状态是连续的非透明状态，而相对的道路L3的显示状态改变成透明的状态，如图9B所示。相反，当目标车辆在道路L3上行驶时，行驶道路L3的显示状态是连续的非透明状态，而相对的道路L4的显示状态改变成透明的状态，如图9C所示。

根据本实施例，当目标车辆在两条在水平面内平行的道路中的任何一条上行驶时，目标车辆所行驶的行驶道路以非透明的状态显示，而平行道路中的另外一条以透明的状态显示。因此很容易辨认目标车辆在哪条道路上行驶。

此外，以非透明的状态或者线条显示行驶道路使得用户可以确定控制电路2对行驶道路做出的错误识别。也就是说，控制电路2有时会错误地将行驶道路辨认成平行道路中的另外一条道路，而不是真正的行驶道路。假设一种情况，其中用户从道路符号等辨认出行驶道路是国道，并且国道还继续沿直线延伸一段。在这种情况下，进一步假设因为控制电路2的错误识别，国道以透明的状态显示，而相对的平行于国道的狭窄旁路以非透明的状态显示。这里，用户确定车辆导航系统1做出错误识别，因此用户驾驶车辆时没有依赖系统1的错误指导(举例来说，“在下一个十字路口左转”)。从而防止用户错误驾驶。

(其他)

(1)在第一实施例中，当与高架道路相关的VICS信息显示在显示单元6上时，表示该信息的字符或符号便可以以透明的状态或者非透明的状态显示，与示出高架道路的透明状态或者非透明状态一致。因此，当目标车辆在普通道路上行驶时，可以防止所行驶道路的普通道路因为显示了与高架道路相关的信息而变得不可见。相似的，在第二实施例中，与所行驶道路相关的VICS信息以非透明的状态显示，而与另一相对的道路相关的信息可以以透明的状态显示。

(2)第二实施例也可以针对高架道路。也就是说，高架道路通常以非透明的状态显示，与普通道路相似。假设高架道路与普通道路在水平面内平行延伸。在这种情况下，当目标车辆在该普通道路上行驶时，高架道路的显示状态变成透明的状态。相反，当目标车辆行驶在高架道路上时，与该高架道路平行延伸的相对道路的显示状态变成透明的状态。

(3)第一和第二实施例也可以针对由一个地下道路或者槽型道路和另外一个普通地面道路所组成的平行道路。这里，在第二实施例中，倾斜角度传感器4还可以用来检测高架道路或者地下道路的入口或者出口。

(4)为了收到VICS信息，可以给接收器提供光学信号柱(opticalbeacon)或者无线电波信号柱(radio-wave beacon)。例如，光学信号柱主要为除快速路外的普通道路的单独车道安装，而无线电波信号柱主要为快速路的入口安装。因此，这些信号柱可以用作确定单元。也就是说，目标车辆在普通道路还是在快速路上行驶由光学和无线电波信号柱中哪个信号柱接收到VICS信息来确定。

(5)为了确定地下道路，可以使用GPS接收器。也就是说，当目标车辆在地下道路行驶时，有时GPS接收器不能从卫星接收到无线电波。这种现象可以用来帮助确定目标车辆正在地下道路上行驶。

(6)平行道路不仅限于两条平行道路。例如，可以出现三条平行道路：一条地面国道、一条高架快速路和一条辅路。在这种情况下，所行驶的道路可以以非透明的状态显示，而另外两条可以以透明的状态显示。

本领域的技术人员应该明白，可以对本发明的上述实施例做出各种变化。但是，本发明的范围应该由下面的权利要求来确定。

Claims (7)

1、一种安装在车辆上的车辆导航系统，该系统包括：

位置获取单元，其获取所述车辆的当前位置；

地图数据获取单元，其获取地图数据；

显示单元，其显示所述获取的当前位置周围的地图；

第一确定单元，其确定所述获取的地图数据中是否存在互相平行设置的平行道路；

第二确定单元，其确定所述获取的当前位置是否在所述确定的平行道路内的一条给定的道路上；以及

显示变化单元，当确定所述获取的当前位置在所述给定的道路上时，其以非透明的状态显示所述给定的道路和以透明的状态显示与所述给定的道路平行的道路，

其中，所述第二确定单元包括倾斜角度传感器，其检测所述车辆的倾斜角度，

其中，在所述当前位置位于坡道上的情况下，当从所述检测到的倾斜角度中检测出车辆倾斜时，所述第二确定单元确定所述当前位置位于高架道路和地下道路之一的入口或出口。

2、如权利要求1所述的车辆导航系统，

其中所述平行道路包括在水平面内平行设置的多条平行道路和在垂直面内平行设置的多条平行道路中的至少之一。

3、如权利要求1或2所述的车辆导航系统，还包括：

交通信息获取单元，其获取交通信息，

其中，当所述获取的交通信息与所述平行道路中的某条道路相关，并且显示在所述显示单元上时，所述显示变化单元以透明的状态和非透明的状态中显示该某条道路的状态来显示所述获取的交通信息。

4、如权利要求1所述的车辆导航系统，

其中，当所述平行道路中的一条道路包括高架道路和地下道路之一的指定道路时，

其中，在确定所述当前位置位于该指定道路上之前，所述显示变化单元以所述透明的状态显示该指定道路，以及

在确定所述当前位置位于该指定道路上之后，所述显示变化单元以所述非透明的状态显示该指定道路。

5、一种安装在车辆上的车辆导航系统，该系统包括：

位置获取单元，其获取所述车辆的当前位置；

地图数据获取单元，其获取地图数据；

显示单元，其显示在所述获取的当前位置周围的地图；

第一确定单元，其从所述获取的地图数据中确定高架道路；

第二确定单元，其确定所述获取的当前位置是否在所述确定的高架道路上；以及

显示变化单元，在确定所述当前位置位于所述高架道路上之前，该显示变化单元在所述显示的地图中以透明的状态显示所述高架道路，以及

在确定所述当前位置位于所述高架道路上之后，该显示变化单元在所述显示的地图中以非透明的状态显示所述高架道路，

其中所述第二确定单元包括倾斜角度传感器，其检测所述车辆的倾斜角度，

其中，在所述当前位置位于坡道上的情况下，当从所述检测到的倾斜角度中检测出所述车辆倾斜时，所述第二确定单元确定所述当前位置位于所述高架道路的入口和出口之一。

6、如权利要求5所述的车辆导航系统，还包括：

交通信息获取单元，其获取交通信息，

其中，当所述获取的交通信息与所述高架道路相关，并且显示在所述显示单元上时，所述显示变化单元以透明的状态和非透明的状态中显示所述高架道路的状态来显示所述获取的交通信息。

7、一种道路显示方法，用于在安装于车辆上的车辆导航系统中设置道路的显示状态，其中，该系统包括位置检测器和地图数据输入单元，所述道路显示方法包括：

通过使用所述位置检测器获取所述车辆的当前位置；

通过使用所述地图数据输入单元获取地图数据；

通过使用所述获取的地图数据显示在所述当前位置周围的地图；

确定互相平行设置的平行道路是否存在于所述获取的地图数据中；

确定所述获取的当前位置是否在所述确定的平行道路中的给定道路上；以及

当确定所述获取的当前位置是在所述给定道路上时，以非透明的状态显示所述给定道路，并且以透明的状态显示与所述给定道路相平行的道路，

其中，所述确定所述获取的当前位置是否在所述确定的平行道路中的给定道路上的步骤还包括：检测所述车辆的倾斜角度；以及在所述当前位置位于坡道上的情况下，当从所述检测到的倾斜角度中检测出车辆倾斜时，确定所述当前位置位于高架道路和地下道路之一的入口或出口。

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