CN1675663A - 用于显示地图的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在驾驶员信息系统的显示器上显示所选地图摘录的方法，其中地图背景和至少一种地图信息被以不同颜色或灰度值显示。对于一种人体工程学显示，该地图信息和该地图背景被彼此相互适应。特别地，该地图信息，特别是道路的颜色或灰度值，以一种有限最大颜色对比度适应于该地图背景的颜色。依赖于地图摘录显示的所选比例，比起粗结构，用相对更强的灰度或颜色显示地图信息的细结构。

Description

用于显示地图的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种显示所选地图摘录的方法，该地图摘录具有根据权利要求1一般条款的特征，并涉及用于执行这种方法的驾驶员信息系统。

背景技术

对于交通中的定向，高质量驾驶员信息系统是熟知的，这种系统为显示街道地图，被装备有彩色TFT显示器以及外部或集成导航系统。根据需求，能被显示的地图摘录是各种视图中选出的地图摘录，例如用来显示物体区域、用来显示计算过的总路线或用来显示当前车辆的位置。响应所选择的用户需求，该地图或该地图摘录能以放大的比例或缩小的比例显示。

同印制的街道地图或城市地图形成对比，用于驾驶员信息系统的地图摘录实时地被从数据载体的抽象地图数据中计算出来。这样做的结果是该显示产生于最小可能数量的原始基本元素并因此看上去非常粗糙。沿着水平线或连续切线，街道被提供了与所述街道的方位和形状无关的文字，街道被显示成与所使用比例无关的简单线条。同传统地图相比，这种做法导致了驾驶员信息系统的地图显示看上去非常简单且粗糙。这样做的结果是过多比例的驾驶员注意力被吸引在对该显示的解释并且该驾驶员将不能直观领会该地图信息。

发明内容

本发明的目的是改进显示所选地图摘录的方法和执行这种方法的驾驶员信息系统。

此目的通过显示具有权利要求1的特征的所选地图摘录的方法以及通过用于执行具有权利要求13的特征的这种方法的驾驶员信息系统而获得。优点的进一步开发是从属权利要求的主题。

由于这样的事实，即显示地图信息和地图背景使得他们在人体工程学上(ergonomically)彼此相互适应，这样地图信息的显示将被改进。因而特别可能的是一种能被直观领会的显示，并且这将导致该地图使用效果的改进或导致显示地图摘录的改进并且降低驾驶员在观看地图摘录显示时分散注意力的可能。

能被显示的地图信息尤其为道路/街道；各种类型的例如城市街道、乡村道路和高速公路的道路/街道，他们是能被辨认的。除地图信息以外提供的信息可以是，例如被一种不同颜色显示的道路边界，以便用所描述的地图背景与这些道路对比或以便按其重要性将该道路同其他类型的道路区分开。其他地图信息或额外信息可以是街道名称或高速公路上的信息、高速公路服务区、地点或所关心的物体、方向以及比例。

最好是使地图信息，特别是道路的颜色适应地图背景的颜色以便一方面道路将清晰可见，另一方面不会过于背离背景的颜色，以至于两种颜色间的对比度将不会强烈到令人不快。当灰度值被使用时，可特别选用同相应颜色值灰度水平相对应的灰度值。此外，已按颜色饱和度(intensity)适应的着色可被用于以颜色为特征的信息的额外项目。

当用颜色显示地图背景时，在地图信息颜色和地图背景颜色间的距离在色相环上不超过大约120°时将是有利的，以至于避免了过强的颜色对比度。在蓝色背景的情况下，例如，颜色红色，或在其他方向上，颜色黄色应该在120°以外。当颜色编码被使用时，选择地图信息颜色和地图背景颜色间过渡信息的颜色将会特别有利，例如同道路颜色形成比较的道路边界的颜色。当这样做时，额外信息或过渡信息的颜色同地图信息的颜色应有利地被保持比同地图背景的颜色更接近以至于仍将可能辨别出该额外信息属于地图信息。

一种这样考虑的有利实施例是，从一个被选点或从地图背景颜色出发，在色相环上的一个方向上为一类信息的主要地图信息以权重或规则方式选择颜色，例如在城市街道、乡村道路和联邦高速公路间有差异情况下。同样再从一个被选点或从背景颜色出发的到色相环不同两侧的分布将是有利的，以强调特别重要的地图信息，例如同其他类型道路相比较的高速公路，或例如同街道名称、地点信息以及所关心的物体等等相比较的一般道路/街道。

特别有利的是依赖于所选的比例，当地图信息的更细结构比起更粗结构是以一种相对更强烈的颜色显示时，由于这种客观上更强的颜色或更显著的色调，同额外信息相比较该种更细结构将不会错过。

根据一种有利的实施例，图形显示的强度也能依赖所选比例而被适应；特别是在大比例情况下，将选择很大强度的图形显示，但在小比例情况下，将选择较小强度的图形显示。

也能根据色调或依赖相应比例的真实饱和度去变化颜色的饱和度。根据一种特别有利的实施例，被显示的地图信息也能被平滑以至于道路将，例如，不再以一种显示角度模式被显示，而是符合它们自然路线的圆形或平滑模式被显示。

考虑地图信息的文字沿所述地图信息的路线被有利地显示，且一种方便文字的定向将是特别地有利。为此目的，个别文字被显示以至于它们被安排成同相应地图信息位置的切线正交。

附图说明

在下面，将参考附图详细解释实施例，在附图中：

图1示意地显示了一种同导航系统联接的驾驶员信息系统的个别组件；

图2A、2C、2E显示了三种传统地图显示；

图2B、2D、2F显示了各种有利实施例的适合的地图显示；

图3A、3B显示了一种对不同地图信息项目进行不同颜色分配的色相环的显示，以及

图4显示了说明显示新地图摘录所采取的行动过程的流程图。

具体实施方式

从图1中可见，驾驶员信息系统1包括了多个组件，特别是显示控制单元2，它通常包括了中央处理单元CPU 3、存储器4和用于操作显示器6的图形控制单元5。该存储器4特别地已经在其中存储了用来在该显示器6上显示地图摘录的地图数据。此外，该存储器4包含有指示将以哪种方式来显示各种地图内容，即特别是地图背景和地图信息的信息。该中央处理单元3控制整个驾驶员信息系统1的运行。为支持该显示器，即，为更快处理特殊图形数据，使用该图形控制单元5。

该驾驶员信息系统1通过总线7被连接到导航系统8；通常，所述的导航系统8同样包括中央处理单元CPU 9和数据载体10或存储器。该数据载体10典型地在一方面包括了能被用作去显示地图的基本数据，且在另一方面也包括了将被适用于同全球定位系统(GPS)数据相连的数据，以及可选地包括了相关车辆的车轮位置、距离测量设备等的数据。

为了得到地图摘录的高质量人体工程学显示，将于下文解释的各种形式的显示能独自地或组合地使用。特别地，依赖比例的道路宽度和道路边界的显示能被变换以至于它们能被直观地领会；这可通过依赖比例的颜色补偿、通过平滑的抗锯齿(antialiasing)，或通过使特别是道路的地图信息适应地图背景来做到。就此而论，特别有利的是使用依赖比例的颜色补偿，允许特定一类道路或显示器6的观看者主观感觉的特定类型的道路的颜色显示一致。这种颜色显示变化的其他选择或除此以外，也能使用灰度等级的各种灰度级。如果，例如，一种主观感觉一致的着色将被显示成与例如一个笔画的细结构和例如一粗线的平面结构的对比性背景相对，则重要的就是该细结构的颜色客观上会更强些。否则，同该平面结构直接相比，当在客观上有同样颜色值的情况下，该细结构似乎会更暗淡些。因为观看者主观感觉的道路颜色将由观看者用相应道路分类来确定，特定类型道路的一条道路的颜色感觉应在独立于道路宽度的整个比例范围上保持不变以获得一种人体工程学的地图显示。例如，当以大比例显示时，道路应被显示得细些且颜色深些，但在放大比例更小的情况下，同样的道路将被显示得更宽些且颜色更弱些。

除了依赖比例的颜色补偿外，同样依赖比例的道路宽度显示也将特别有利。从传统印制的地图，观看者习惯了地图，在地图上，道路宽度的显示不仅依赖于道路的类型，如与联邦道路相比的小路或与乡村道路相比的城市街道，而且也依赖于地图的比例。地图的比例越大，给定类型道路的显示越粗。尽管在比例为1∶1000的城市地图上的道路被用例如1mm的笔画宽度显示，在比例为1∶5000的地图上，也用1mm的笔画宽度来显示同样的道路。在用不同比例放大地图摘录情况下，除了不断维持笔画宽度的可能性外，也能利用该笔画宽度的相对变化用以显示增加或减小比例放大的道路。例如，在比例为1∶1000的地图上，道路的笔画宽度可以为1mm且在例如1∶5000的更大比例的情况下，道路笔画宽度可仅为0.5mm。最好是选择颜色关系以使得当放大比例增加时，地图信息，例如道路的显示相对该处(图2F)将变得更强。当地图功能在该驾驶员信息系统1中借助于缩放功能被操作时，对观看者来说，视觉上有效的道路宽度是定向的重要准则，因为所显示的数值比例通常很小且当车辆正运动时，这不足以大到可粗略扫视。接着，对于一种人体工程学的地图显示，最好依赖所选比例确定道路宽度并将地图摘录放大；当这样做时，应改变颜色的饱和度。

能从例如图2A和2B的比较中看到这样的放大。

各种道路的显示相对于一种统一或较弱结构的地图背景20。尽管根据通常用于驾驶员信息系统1的显示，所有道路被显示为统一的笔画线(图2A)，但某些道路，在目前的情况下是高速公路21，可用比那些用正确比例容许显示的(图2B)更粗的线所显示。

特别地，地图信息，即被显示的高速公路21，额外地被提供了被描绘成使所述高速公路更容易见到的，如从图2D中所见的道路边界22。当这种道路边界22被显示时，观看者将能更容易地直觉辨认出道路21的路线，因为所述道路边界22定义了一种视觉通道并可阻止观看者的眼睛漂移。这种风格要素本身是从传统印制的地图显示中得知的并能以有利方式转移。按道路类型的比例选择道路边界的性质和宽度也将是有利。在某种类型的道路情况下，例如高速公路和联邦道路，以更小比例显示道路边界也将是有利的，以便所关注的道路能更容易地被查明及区分。当考虑到小路和城市街道时，这样的道路边界通常仅被用于大比例的情况。

从图2C和2D的比较中能看出，粗略显示的地图信息的可读性也能通过平滑被改进。抗锯齿，从本身可知，能被用于平滑目的。这特别能通过将位于从一种颜色到另一种颜色的过渡区域的像素的前景颜色和背景颜色相混合而执行。这种方式可以避免或降低干扰的阶梯状非自然信号，所述阶梯状非自然信号通常是从TFT显示器6的像素通常的长方形结构而来。这种TFT显示器6的个别图像元素或像素具有一种可分辨尺寸以便能通过适当的颜色混合或抗锯齿来获得阶梯状效果的有效减低。在传统印制地图显示情况下，由于可能的更高分辨率，这种效果不可见，因此不必采取应对措施。

因此，借助于抗锯齿，可将例如道路21的地图信息和例如道路边界22的额外信息间的颜色过渡平滑以便获得驾驶员信息系统1中的地图摘录的人体工程学地图显示。道路边界和地图背景间的过渡也能被平滑。去执行这样一种抗锯齿功能的硬件解决方案将是有利的。尽管现代图形控制单元5已被提供了有限的抗锯齿功能，凭此中央处理单元3被有效减负，但地图计算的时间开销尽管减少，仍旧太高。

将道路边界的颜色同地图背景相适应也将有利。出于功效的原因，由图形控制单元提供的硬件抗锯齿不是最优的，因为前景和背景颜色间的混合只在少数步骤内发生。这具有的效果是不能满意地解决由形成强烈对比的颜色间的过渡，例如补色，以及尽管有硬件抗锯齿，阶梯状非自然信号仍然可见。因此，为获得具有更高人体工程学质量的显示，相关颜色的过渡应被平滑。

为此目的，将有利的是一方面将额外信息22的颜色，即例举的道路边界同地图背景20相适应，另一方面同地图信息21，即例举的道路，相适应。有边界的道路21，即有道路边界22的道路21，在每一侧有两种颜色过渡。第一种颜色过渡发生在道路21和道路边界22之间，第二种颜色过渡发生在道路边界和地图背景20之间。当选择颜色时，额外信息的颜色，即道路边界22，将因此被选择以便一种强烈对比度将既不存在于额外信息的所述颜色和地图信息，即道路21的颜色之间，也不存在于额外信息的所述颜色和地图背景20的颜色之间。

正常情况下，如例如从图2D中所能看到的情况，将文字27同道路路线相适应也将有利。被明确分配给相关道路的道路文字特别适合于人体工程学地图显示。由于道路通常具有不规则曲线形状，将优选与通常使用的直切线或笛卡儿文字不同的一种文字。相反，文字中的每个字母被沿道路路线放置。同时，每一字母的方向同其与道路25接触点的切线正交。在大比例情况下，当道路宽度足够大时，这些文字也可有选择地提供于该道路显示的顶端而不是该道路一侧。

除道路形式地图信息的各种项目显示外，如高速公路21、22，乡村道路23、24以及城市街道25、26-图2A到2F中显示了所述显示的草图-街道名称27、加油站信息符号28、高速公路出口等等以及基本地图信息29，如一种比例或一种方向箭头，是作为额外信息被显示的。

在图3A中显示了以色相环为基础的颜色选择的第一实施例，在该色相环的0°到360°范围内对色谱进行划分。在本实施例中，背景同颜色位置0°相关联。该0°位置在这种情况下应同例如颜色黄色相对应。因此，颜色红色该被置于120°并且将颜色蓝色置于240°。

在图3A所示的例子中，应为高速公路21选择一种同其他道路及背景颜色截然不同的颜色。在目前的情况下，高速公路BAB/21在此与应该位于90°的颜色红橙色关联。对该道路边界来说，使用了70°和75°的位于背景颜色和高速公路颜色之间的分级橙色。因为必须认为该边界是该高速公路的一部分，所以要将离高速公路颜色的距离选择的比离背景颜色更近些。

从位于0°的背景颜色开始，用于该额外道路的颜色位于该色相环的另一侧。这些颜色是例如用于乡村道路23的位于300°的绿色色调，用于该乡村道路边界的位于330°的绿黄色色调以及用于城市街道的位于260°的蓝绿色。位于240°的绿色被分配给了额外信息符号28，即以举例的方式分配给了加油站符号。这样的额外符号28以及基本地图信息符号29可，例如也被描绘成仅仅黑白色的显示。

图3B显示了一种实施例，其中从位于0°的例如为黄色的背景颜色开始，将在整个达120°的色谱范围上为各种类型的道路分配颜色。城市街道可例如已经分配到位于60°的颜色，乡村道路分配到位于90°的颜色以及高速公路分配到位于120°的颜色。对于额外的符号和街道名称，除非这些额外符号和街道名称已被赋予了关联街道的颜色，能为其再次选择色相环的另一优选扇区的颜色。

尽管在根据图3A的第一个所描述的实施例中，用于各种道路21-26的颜色被分布在整个略大于120°的色谱范围上，第二种实施例的颜色并没有超过120°的优选色谱范围。

在所示的颜色分配中，单独一个离散颜色被分配给了地图信息的一个项目，即目前情况下的道路21，且另一种离散颜色已被分配给了额外信息的一个项目，即目前情况下的道路边界22。然而，也可能在优选的窄色谱范围内分配多种颜色以便能在跨多个颜色的阶段上降低颜色对比度。

基于根据图4的流程图，显示了一种控制地图摘录构建的典型方法。在第一步骤S1中，因为具体的用户需求或车辆的位置变化已被记录，所以程序启动，例如用来显示新的地图摘录。在下面的步骤S2中，检查是否所有用于此地图摘录的必要地图数据可在显示控制单元2中获得。如果没有，在进一步的步骤S3中，请求从该导航系统8中的存储器4和/或从数据载体10中得到数据。接着此步的是回到前面的查询步骤S2。当获得了所有数据时，所请求地图摘录的显示在步骤S4中同背景显示一起开始。在接下来的步骤S5中，检查是否所请求地图摘录的所有道路22-26已被显示。如果是这种情况，在步骤S12中加入文字，在最终的步骤S13中将该地图摘录显示在显示器6上。

如果额外道路必须被显示，方法步骤的顺序从步骤S5继续到步骤S6，在S6中，下一条要显示的道路被确定。为此目的，基于上述的准则，首先在S7中执行一次检查，例如，检查是否将为道路21、23提供必须要显示的道路边界22、24。如果是这种情况，在步骤S9显示道路边界之前，要在下述的步骤S8中确定道路边界22、24的参数，即道路边界的宽度和道路边界的颜色。在步骤S9中显示完道路边界后或在查询步骤S7中为否定情况下，在步骤S10中确定关联道路21、23的显示参数。在步骤S11中显示道路后，再次回到步骤S5；在步骤S5再次检查额外道路是否将被显示。

当道路已经被添加了文字时，显示信息的额外项目的额外步骤能可选地作为最终步骤结合到方法步骤的顺序中；信息的这些额外项目可是比例、方向箭头或指代重要交通点或地点的符号或所关心的物体。

出于显示的原因，阴影线和点线图像元素已被用来在图2A-2F中代替用来替换各种颜色的颜色值或灰度值。通过这种方式，观看者将看到一种灰度级，该灰度级，如同一种真灰度值等级和一种颜色等级，能被选择作为一种可能的地图摘录显示形式。

Claims (13)

1.一种在显示器(6)上，特别是在驾驶员信息系统的显示器上显示所选地图摘录的方法，其中，

一种地图背景(20)和

至少一种用不同颜色或灰度值显示的地图信息(21、23、25)，其特征在于

所述地图信息(21、23、25)和所述地图背景(20)以一种同产生的视觉效果有关的适合人体工程学的方式来显示。

2.一种根据权利要求1的方法，其中

所述地图信息(21、23、25)的，特别是道路的颜色或灰度值，以一种有限的最大颜色对比度，被适合于所述地图背景(20)的颜色或灰度值。

3.一种根据权利要求1或2的方法，其中

所述地图信息(21、23、25)的颜色和所述地图背景(20)的颜色间的距离在色相环上不超过120°。

4.一种根据前面某一项权利要求的方法，其中

属于特别是道路的所述地图信息(21、23、25)的额外信息(22、24、27)的，特别是道路边界标记或文字的颜色在所述色相环中的所述地图信息(21、23、25)和所述地图背景(20)的颜色间选择，比起所述地图背景(20)的颜色，特别地更接近于所述地图信息(21、23、25)的颜色。

5.一种根据前面某一项权利要求的方法，其中

开始于所述地图背景(20)的颜色或灰度值或开始于给定色相环的颜色值或灰度值，一类信息的一种主要地图信息(21)，特别是城市街道(25)、乡村道路(23)、高速公路(21)的颜色或灰度值，被分配在一个方向上。

6.一种根据权利要求1到4的方法，其中

开始于所述背景(20)的颜色或开始于一种所选灰度值，一类信息的一种主要地图信息，特别是城市街道(25)、乡村道路(23)、高速公路(21)的颜色或灰度值，被分配在不同侧。

7.一种根据前面某一项权利要求的方法，其中

依赖于所述地图摘录显示的所选比例，地图信息(21)的更细结构比起更粗的结构以一种相对更强的灰度或颜色显示。

8.一种根据前面某一项权利要求的方法，其中

依赖于所述地图摘录的所选比例，地图信息(21)的图形显示强度变化，以使得在大比例情况下将选择大的图形显示强度，但在小比例情况下将选择小的图形显示强度。

9.一种根据前面某一项权利要求的方法，其中，

加入所述地图信息(21、23)的额外信息(22、24)的有关图形显示的灰度值、颜色饱和度和/或强度的显示依赖所述地图信息的所选比例和/或参数来选择。

10.一种根据前面某一项权利要求的方法，其中

不同颜色的相邻区域间的过渡以一种平滑模式显示，特别是以朝向边界的分级的颜色来显示该图的各个物体。

11.一种根据前面某一项权利要求的方法，其中

文字(27)被显示在与所述地图信息(25)纵行的方向或在地图信息路线的顶部。

12.一种根据权利要求11的方法，其中

所述文字被显示，以使得它的各个部分，且特别是它的各个字母，被分别与各地图信息位置的切线正交排列。

13.一种执行根据前面某一项权利要求的方法的驾驶员信息系统，包括一个控制单元(2)，一个显示器(6)和一种用来提供显示地图摘录的数据的存储器(4)。

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