CN103162708A - 具有改善的地图显示的导航系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及导航系统(1)和用于驱动具有显示屏(10)的导航系统(1)的方法，通过显示屏三维地呈现地图显示(13)。为了提供具有在导航系统的显示屏中改善的地图显示的导航系统以便观察者在与显示屏呈斜角的情况下更好地感觉到三维的地图显示，进行如下设置，地图显示(13)基于虚拟摄像头(12)的投影视角(11)，通过该虚拟摄像头将地图显示(13)呈现为虚拟影像，其中将虚拟摄像头(12)的投影视角(11)调节成显示屏(10)的至少一个观察者(15)的观察视角(14)。

Description

具有改善的地图显示的导航系统

技术领域

本发明涉及一种导航系统和一种用于驱动具有显示屏的导航系统的方法，通过该显示屏能够三维地呈现地图显示。

背景技术

导航系统能够包括显示屏，其三维地呈现地图显示并且被描述为双视图显示屏(Dual-View-Display)。例如根据US2009/0079680A1，已知一种双视图显示屏，其中投影基于中间地安置在显示屏之前的虚拟摄像头，该虚拟摄像头根据其位置来呈现投影视角。如果观察者斜视显示屏，则借助于硬件工具在显示屏中补偿偏离中间的投影视角的观察者的视角，然而因此产生了在构造这种显示屏时候的较高的成本。

根据US2002/0097332A1已知一种用于提供对所接收的视觉图像的所选择的部分的投影进行视觉校正的系统，通过广角镜头来采集该视觉图像。该系统包括图像获取装置、输入图像存储装置、输入装置、图像转换处理装置、输出图像存储装置和输出装置，其与输出图像存储装置连接，其中图像转换处理装置包括转换参数计算装置，用于为图像的所选择的部分计算转换参数，并且支持数字化的信号，以便处理经计算的转换参数，从而产生经校正的输出信号。因此实现了如下优点，能够将光学失真的图像转换成视觉正确的图像。然而，仅能够矫正图像中的所选择的感兴趣的区域，因此这种系统不能够用于在此关注的类型的导航系统。

发明内容

本发明的任务在于提供一种具有在导航系统的显示屏中改善的地图显示的导航系统，以便观察者在与显示屏呈斜角的情况下更好地感觉到三维的地图显示。

基于根据权利要求1的前序部分的导航系统以及标明的特征来解决该任务。在从属权利要求中给出了本发明的有利的改进方案。

本发明包括如下技术理论，即针对显示屏的至少一个观察者的观察视角来调节虚拟摄像头的投影视角。

当虚拟摄像头的投影视角适配至观察者(例如车辆的驾驶员或乘客)的实际观察视角时，观察者将在投影上正确地感觉到在导航系统的显示屏中示出的地图的显示。地图显示的对象将不再失真或倾斜，因此能够明显地改善车辆中的可操作性、实用性以及因此的舒适性。

作为尤其有利的实施形式，导航系统能够具有显示屏，其被构造为双视图显示屏。双视图显示屏实现了多于从一个方向的观察，尤其实现了从两个方向的观察。因此，例如车辆的驾驶员能够从第一观察视角观察显示屏，而乘客能够从其第二观察角观察导航系统的显示屏，并且对于驾驶员和乘客而言地图显示显得不失真。

尤其地，能够将第一投影视角调节至显示屏的第一观察者的观察视角，并且将第二投影视角调节至第二观察者的观察视角。虽然已知，双视图显示屏能够显示两个相互独立的图像内容，以便例如车辆的驾驶员感觉到不同于乘客的在显示屏中的另一显示，然而在本发明的框架下，首先基于如下思想，即为两个观察视角示出相同的地图显示，对于第一观察视角和对于第二观察视角，该地图显示都能够显示为在视角上是正确的。

作为依据本发明的导航系统的优选的改进方案，能够设置至少一个传感器，其被构造为获取至少一个观察者的头部的位置，并且其中尤其通过摄像头形成传感器，通过摄像头来记录观察者的头部的位置。例如，已知图像识别程序，通过该识别程序能够在其空间的布置中识别由摄像头采集的对象。例如摄像头能够安置在车辆的驾驶员的区域中，以便获取驾驶员的头部的位置。因此，关于头部的位置的信息能够传输至导航系统，以便与导航系统的显示屏关联地来相应地适配头部的位置的投影视角。

优选地，设置控制器，其与至少一个传感器连接，其中控制器被实施为用于根据头部的至少一个位置借助计算机数值地计算对至少一个投影视角的调节。进一步地，还能够设置传感器，例如摄像头，以便识别观察者的眼睛的位置，并且以便接着通过控制器在导航系统的显示屏中适配地图显示的投影视角。由此得到了将地图显示更精确地适配至观察者的观察视角。

作为本发明的改进方案，能够通过显示屏中的菜单来配置所述控制器以调节虚拟摄像头的投影视角，并且观察者能够通过在导航系统或控制器中的输入来确定应该如何在导航系统的显示屏中调节地图显示的投影视角。根据另一有利的实施形式，控制器能够具有至少一个与反射镜位置获取装置和/或与车辆的座位位置获取装置的连接，以便能够根据反射镜位置和/或座位位置来调节投影视角。所以能够通过控制器来相应地估计观察者的头部的位置(车辆中的反射镜位置和/或座位位置将被适配至观察者的头部的位置)。例如，作为改进方案，控制器通过反射镜位置获取装置和/或通过座位位置获取装置获取的信息能够叠加在(由传感器获取的)关于头部的位置的信息之上。

此外，还通过用于驱动具有显示屏的导航系统的方法来解决本发明的任务，通过显示屏三维地呈现地图显示，其中地图显示基于虚拟摄像头的投影视角，通过虚拟摄像头将地图显示呈现为虚拟影像，其中将虚拟摄像头的投影视角调节成所述显示屏的至少一个观察者的观察视角。在此，能够借助于传感器，尤其借助于摄像头来获取至少一个观察者的头部的位置。

尤其地，为了确定观察视角，能够获取至少一个观察者的头部(例如驾驶员的头部、乘客的头部)的位置。尤其地，依据本发明的方法还能够借助于车辆中的反射镜位置获取装置和/或座位位置获取装置来获取或者估计驾驶员、乘客的头部的位置。在此，能够进行相应的预编程，以便在确定的座位位置推测在相应的位置处的头部的位置。

通过本发明的相应的改进方案，能够连续地实现对观察者的头部的位置的获取，从而以观察者的头部的当前位置来携带投影位置。因此，观察者能够移动其头部，并且从其当前的观察视角而言，总可感觉到在导航系统的显示屏中的相应的经校正的投影视角，因此进一步改善了所提供的地图显示的质量。

此外，本发明涉及一种具有程序代码的计算机程序产品，以便当计算机程序在计算机或相应的控制器，尤其地在具有带有前述特征的导航系统的装置中实施时，执行前述方法的步骤。

附图说明

此外，下文根据附图通过对本发明的优选的实施例的描述进一步解释了本发明改善的措施，附图中：

图1示出了具有显示屏的导航系统的示意图；

图2示出了具有投影视角的地图显示；

图3示出了具有本发明的特征的导航系统的示意图；以及

图4示出了显示屏和第一和第二观察者的布置的示意图，第一和第二观察者从各自观察视角同时观察显示屏。

具体实施方式

图1和图2示出了导航系统1，其具有显示屏10。显示屏10示例性地安置在虚拟摄像头12的投影视角11中，并且在示意图中被描述为导航系统1的组件。在地图显示13的显示屏10中对于观察者可见的图像相应于虚拟摄像头12采集图像的投影视角11。如果观察者观察显示屏10，则以和由虚拟摄像头12从投影视角11采集地图显示一样的视角显示地图显示13。在此，投影视角11仅以如所示的视野角α倾斜，其中虚拟摄像头12中间地安置在视觉示出的三维的地图显示13的上方。

如果导航系统1的显示屏10例如安置在车辆的仪表板的中间，则车辆的驾驶员，乘客必须在与显示屏10呈斜角的情况下进行观察。由于为了在导航系统中描述立体的地图，几何对象的三维的坐标必须投影至二维的屏幕上，因此如图2所示地图显示13将相应地显得失真。由于虚拟摄像头12的投影视角11不符合观察者(例如车辆的驾驶员或乘客)的实际的观察视角，将因此产生上述失真。

图3示出了另一具有显示屏10的导航系统，通过该显示屏三维地呈现地图显示13。以侧视图示意性地描述了三维的地图显示13，并且观察者(其从观察视角14观察地图显示13)将相应地通过显示屏视觉地感觉地图显示13。图1的虚拟摄像头12，通过其而因此实现的图2的投影视角的显示，相应于依据本发明的观察者15的头部19的当前位置，以便将虚拟摄像头12的投影视角11调节至显示屏10的观察者15的观察视角14。因此，不仅仅图1的视野角α是用于改变地图表示13的可调节的量，而且还能够校正头部19相对于显示屏10的上表面的侧倾斜，只要投影视角11跟着观察者15的观察视角14。例如，车辆中的导航系统1能够大约嵌入在仪器固定装置的中间。如果观察者15坐在车辆的驾驶位置上，则观察者15在斜视情况下观察显示屏10。在此，投影视角11适配观察视角14，以便投影视角11和观察视角14相互邻近。因此，观察者15的头部19的位置最终呈现了虚拟摄像头12的位置，参考图1。

作为示出的导航系统1的可能的改进方案，示意性地示出了传感器17，其被构造为用于获取至少一个观察者15的头部19的位置，例如传感器17能够是摄像头17。因此，能够获取头部19相对于显示屏10的位置，并且能够相应地跟踪投影视角11。

在此，示出了控制器18，其与传感器17，例如与摄像头17连接，并且控制器18用于根据观察者15的头部19的位置借助计算机数值地计算对投影视角11的调节。

此外，控制器18与反射镜位置获取装置20和与座位位置获取装置21连接，并且通过反射镜位置获取装置20能够获取车辆的反射镜22的位置，并且通过座位位置获取装置21能够获取座位23的位置。基于反射镜位置获取装置20和座位位置获取装置21的信息，控制器18能够计算观察者15的头部19的位置，并且控制器18能够计算相应于投影视角11的正确的显示的虚拟摄像头12的位置。

图4示出了具有显示屏10的导航系统1的另一实施例，其中显示屏10被实施为双视图显示屏。这种显示屏实现了从两个不同的观察视角14感觉显示屏10中的图像。作为导航系统1的显示屏10的依据本发明的实施例，图3的地图显示13既能够从第一观察视角14，也能够从第二观察视角14观察。例如，观察者15在左侧，例如在驾驶员侧，而观察者15在右侧，例如在车辆的乘客侧。实施为双视图显示屏的显示屏10既实现了对于驾驶员15而言从第一观察视角14的对地图显示13的观察，又实现了对于乘客15而言从第二观察视角14的对地图显示13的观察。依据本发明，能够既根据驾驶员的头部19的位置又根据乘客的头部19的位置来调节虚拟摄像头12的位置，以便投影视角11既适配于第一观察视角14又适配于第二观察视角14。尤其地，还能够为双视图显示屏设置控制器18，并且能够既为第一示出的观察者15又为第二示出的观察者15设置相应的传感器17，此外能够为两个观察者15设置用于各自的反射镜22和座位23的反射镜位置获取装置20和座位位置获取装置21。

本发明限于其实施而并不限于前述的优选的实施例。相反能够考虑多个变形，所述的解决方案的变形应用在基本上不同类型的实施中。综上，根据权利要求、说明书或附图呈现的特征和/或优点，包括结构的细节、空间布置以及方法步骤，能够既用于本身，又用于依据本发明的不同的组合。

Claims (11)

1.一种具有显示屏(10)的导航系统(1)，通过所述显示屏三维地呈现地图显示(13)，其中所述地图显示(13)基于虚拟摄像头(12)的投影视角(11)，通过所述虚拟摄像头将所述地图显示(13)呈现为虚拟影像，其中将所述虚拟摄像头(12)的所述投影视角(11)调节成所述显示屏(10)的至少一个观察者(15)的观察视角(14)。

2.根据权利要求1所述的导航系统(1)，其特征在于，所述显示屏(10)被构造为双视图显示屏。

3.根据权利要求2所述的导航系统(1)，其特征在于，

-将第一投影视角(11)调节成所述显示屏(10)的第一观察者(15)的观察视角(14)；以及

-将第二投影视角(11)调节成所述显示屏(10)的第二观察者(15)的观察视角(14)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的导航系统(1)，其特征在于，设置至少一个传感器(17)，其被构造为获取所述至少一个观察者(15)的头部(19)的位置，并且其中尤其通过摄像头(17)来形成所述传感器(17)，通过所述摄像头(17)来记录所述观察者(15)的头部(19)的位置。

5.根据权利要求4所述的导航系统(1)，其特征在于，设置控制器(18)，其与所述至少一个传感器(17)连接，其中所述控制器(18)被实施为用于根据所述头部(19)的至少一个位置借助计算机数值地计算对所述至少一个投影视角(11)的调节。

6.根据前述权利要求中任一项所述的导航系统(1)，其特征在于，能够通过所述显示屏(10)中的菜单来配置所述控制器(18)以调节所述虚拟摄像头(12)的所述投影视角(11)，和/或所述控制器(18)具有至少一个与反射镜位置获取装置(20)和/或与车辆的座位位置获取装置(21)的连接，以便根据反射镜位置和/或座位位置来调节所述投影视角(11)。

7.一种用于驱动具有显示屏(10)的导航系统(1)的方法，通过所述显示屏三维地呈现地图显示(13)，其中所述地图显示(13)基于虚拟摄像头(12)的投影视角(11)，通过所述虚拟摄像头将所述地图显示(13)呈现为虚拟影像，其中将所述虚拟摄像头(12)的所述投影视角(11)调节成所述显示屏(10)的至少一个观察者(15)的观察视角(14)。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，借助于传感器(17)，尤其借助于摄像头(17)来获取所述至少一个观察者(15)的头部(19)的位置。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，为了确定所述观察视角(14)，获取所述至少一个观察者(15)的头部(19)的位置，尤其借助于反射镜位置获取装置(20)和/或借助于车辆中的座位位置获取装置(21)来获取。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其特征在于，连续地实现对所述观察者(15)的头部(19)的位置的获取，从而以所述观察者(15)的头部(19)的当前位置来携带所述投影位置(11)。

11.一种具有程序代码的计算机程序产品，以便当计算机程序在计算机或相应的控制器(18)，尤其是在具有根据权利要求1至6中任一项所述的导航系统的装置中实施时，执行根据权利要求7至10中任一项所述的方法的步骤。

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