具体实施方式
本发明的一实施方式的导航装置的结构在图1中所示。该导航装置,安装在车辆中,根据通常的地图将道路形状等进行简略化,由此作成将通常的地图进行摘要的地图(以下,称为摘要地图)并显示。而且,可以根据用户的选择,变更该摘要地图的内容。图1的导航装置1具有:控制电路11,ROM12,RAM13,现在地检测装置14,画像存储器15,显示监视器16,输入装置17以及光盘驱动器18。在光盘驱动器18中,装填记录地图数据的DVD-ROM19。
控制电路11由微处理器及其周边电路构成,将RAM13作为工作区执行存储到ROM12中的控制程序,由此进行各种处理或控制。通过该控制电路11进行在之后进行说明的摘要地图作成处理,根据记录到DVD-ROM19中的地图数据作成摘要地图,并显示在显示监视器16中。
现在地检测装置14是检测出本车辆的现在地的装置,例如,由检测出本车辆行进方位的振动陀螺仪14a、检测出车速的车速传感器14b、检测出来自GPS卫星的GPS信号的GPS传感器14c等构成。导航装置1,根据通过该现在地检测装置14所检测出的本车辆的现在地,确定作成摘要地图的范围或路径探索开始点等,同时,在摘要地图上显示该现在地。
画像存储器15存储显示在显示监视器16的画像数据。该画像数据由用于显示摘要地图的道路地图描绘用数据或各种图形数据等构成,这些根据上述的摘要地图作成处理而作成。显示监视器16,通过来自控制电路11的控制,使用存储到画像存储器15的画像数据来画面显示摘要地图,并提供给客户。输入装置17具有用于用户设定目的地或经过地(以下,将它们合并简单称为目的地)的各种输入开关,这个通过操作盘或遥控来实现。用户可以根据显示在显示监视器16的画面指示操作输入装置17,由此指定地名或地图上的位置来设定目的地。另外,通过该输入装置17的操作,切换作成显示的摘要地图的内容,也可以切换摘要地图的比例尺。
光盘驱动器18,将用于作成摘要地图的地图数据从填装的DVD-ROM19中读出。此外,在这里对于使用DVD-ROM的例子进行说明,但是也可以从DVD-ROM以外的其它记录媒体,例如CD-ROM或硬盘等,读出地图数据。
当通过用户如上所述设定目的地时,导航装置1将通过现在地检测装置14所检测出的现在地作为路径探索开始点,根据规定的算法进行达到目的地的路径演算。如此求出的推荐路径根据其显示方式,例如改变显示色等,与其它的道路区别并表示在地图上。由此,用户可以在画面上认识摘要地图上的推荐路径。另外,,导航装置1,对用户进行依据画像或声音等的行进方向指示,来引导本车辆,以使本车辆可以根据该推荐路径行驶。
在此,将摘要地图的作成方法进行说明。摘要地图的作成,针对设定的地图范围内,通过根据该地图数据执行被称为简略处理的处理来进行。该简略处理是周知的处理方法。关于简略处理的内容,进行以下说明。
图2以及图3是在本发明中作成摘要地图时对被利用的简略处理内容分别进行说明的详细说明图。在图2中,作为简略处理(1),对道路形状的直线化(构成点间连线处理)进行说明。此处,在地图数据中道路形状分别由具有位置信息(坐标信息)的、被称之为节点的构成点的集合来决定。
假定图2(a)所示的原图形是原来的道路形状,针对这个,如图(b)所示,将针对连接该两端点(取为第1端点、第2端点)的线(虚线)的各点垂线距离进行测量,并求出其中最长的垂线距离dmax。并且,如果dmax是预先设定的规定值为ε或ε以上(dmax>=ε),则残留对应的构成点。也就是说,如(c)所示,将与该dmax对应的点作为新的端点(作为第3端点)来追加,将第1端点和第3端点以及第3端点和第2端点分别连接,并划用虚线所示的线。
如此,在最长垂线距离dmax变得比ε小之前,反复进行同样的处理。而后,假定在(d)所示的状态变为dmax<ε。这时,引出将邻接的端点相互连接的直线,并通过该直线的形状来显示道路形状。其结果,就变为如图(e)所示的道路形状。如此,进行道路形状的直线化处理。
在图3中,作为简略处理(2),对于道路形状的正交化进行说明。假定图3(a)所示的图形是原来的道路形状,针对这个,通过最初折线的最初点(P1),求出与x轴(地图的横方向)平行的直线。将该直线作为用虚线所示的基准线。其次,如图(b)所示,对于连接点P1与下一个点P2的矢量P1P2,求出与基准线形成的角θ。
其次,如图(c)所示,在固定矢量长的状态中,为了有θ′=n·Δθ(n为整数),使矢量P1P2,以始点P1为中心进行旋转。由此,移动终点P2。此外,角度Δθ是将矢量P1P2进行旋转时的单位角度,例如45°。通过该处理,矢量P1P2与基准线构成的角,用单位角度Δθ来补正。
其次,如(d)所示,将点P2移动的部分(dx,dy)顺次传播到点P2的下个点。在交叉点的情况下,进行分歧并传播下去。由此,其它点的位置依次移动。
其后,反复与在以上中说明的同样的处理。即如(e)所示,将与通过点P2的x轴平行的直线作为基准线,求出下个的矢量P2P3和基准线构成的角θ。并且,如(f)所示,为了θ′=n·Δθ,使矢量P2P3,以始点P2为中心进行旋转,并移动终点P3。其后,如(g)所示,将点P3移动的移动部分(dx,dy)传播到P3的下个点。在交叉点的情况中,进行分歧并传播下去。
反复同样的操作,将这样的处理针对全部的点顺次进行,由此,成为如最终(h)所示的道路形状。如此,进行道路形状的正交化处理。如以上说明,通过进行道路形状的直线化以及正交化处理,简略处理终止。针对设定的地图范围内进行该简略处理,这样就可以作成摘要地图。
在如以上说明而作成的摘要地图上,与进行简略处理之前的原来地图同样,显示表示各种设施等的位置的地界标。可是,通过由简略处理简略化道路形状,在摘要地图中的道路位置,会从原来的地图变化。因此,在摘要地图上显示原来位置的地界标的位置,不能正确地表示道路与地界标的位置关系。因此,在进行简略处理后,必须进行地界标的位置补正。关于该方法,以下进行说明。
在图4中,对于地界标的位置补正的概要进行说明。如图4(a)所示,在进行简略处理前的地图中,记述地界标位置与道路的微妙位置关系。即用任意角度记述的详细地图上的地界标位置,记述与道路的微妙位置关系。针对该原来的地图,进行如在上述中说明的简略处理(形状数据的简略化),此外当使地界标位置保持原样地来显示时,例如成为如图(b)所示的摘要地图。
在图(b)所示的摘要地图中,由于仅道路位置对于图(a)所示的原来的地图变化了,所以没有保持原来的地界标与道路的位置关系。即被简略的形状数据的位置还没有反映到地界标置,所以在原来地图上的地界标位置变到了道路的相反侧。例如,当关注在地图中央附近的邮局时,该邮局,在(a)所示的原来地图与(b)所示的摘要地图中,互相位于道路的相反侧。因此,为了纠正像这样的不妥当,进行地界标位置补正,其结果,如(c)所示的摘要地图,通过进行地界标位置补正,使道路与地界标的位置关系与在原来地图上的位置关系近似。
其次,使用图5,对地界标位置补正的详细算法进行说明。在地界标位置补正中,首先,如图5(a)所示,进行在摘要前后的形状矢量间的成对表的作成。在此,通过进行在摘要时如上述说明的简略处理,使表示道路形状的形状矢量的构成点数从原来点数变化。因此,在作成成对表时,必须是在该成对表中附加关系的形状矢量间的分歧点间的方向性一致。即在简略处理的前后,针对各自的分歧点位置, 做到1对1的对应关系成立。
如果如此作成了成对表,接着如(b)所示,进行使对应的分歧点间距离的比例和各形状矢量的范数成为等价的补正处理。即在摘要前的原来地图中,将地界标最接近的形状矢量的范数值,和在包含该形状矢量的道路路径中的从该地界标到各分歧点的距离比例进行测定。根据该测定值,即使在简略处理后的摘要地图中,也可针对通过上述的成对表对应起来的形状矢量,计算地界标位置,以使该范数值和从地界标到分歧点间的距离比例成为等价。并且在计算的位置显示地界标。
当将以上说明的地界标位置补正换句话说时,由于变换成摘要地图而道路的形状及距离发生变化,所以对应的地界标(沿着道路的店等)也必须适应道路变换坐标,为此,作为关于变换前的地界标位置的参数,要求出该地界标是在从变换前的道路(链接)的一端算起全体的百分之几的地方,在道路的哪侧,在与道路相离多少米的地方。并且,针对变换后的对应道路数据,使用这3个参数,确定变换后的地界标。使用图6所示的具体例来说明这点。
图6(a)表示在摘要前地图中的地界标位置的例子。连接地点A与地点B的道路,由地点A与A1之间链接51,地点A1与A2之间链接52、地点A2与A3之间链接53以及地点A3与B之间链接54而构成,在该沿着道路上存在地界标61。链接51~54的各自长度,是150m、200m、350m以及500m,连接由这些链接构成的地点A与B的道路,其合计,有1200m的长度。地界标61,位于从地点A3向地点B200m、即距地点A900m地点的道路的左侧。另外,地界标61的位置距道路10m。
对于如此变换前的地界标位置,求在上述中说明的3个参数。求出第1个参数,即从道路一端(地点A)的距离相对与全体距离的比例为900/1200=0.75(75%)。求出第2个参数即在道路的哪侧,为从地点A向B在道路的左侧。求出第3个参数,即距道路的距离为10m。
图6(b)表示在摘要后地图中的地界标位置的例子。在该摘要地图中,连接地点A与地点B的道路用1个链接55表示,该长度是1000m。在该摘要地图上显示地界标61时,使用之前求出的3个参数,来确定变换后的位置。即距地点A的距离使用第1个参数求出为1000×0.75=750m。另外,由第2个参数与第3个参数,确定从地点A观测是道路(链接55)的左侧,且距该道路10m的位置。通过在满足这些条件的位置上显示地界标61,来进行地界标61的位置补正。
如此,通过进行如在上述中说明的处理,可以补正摘要地图上的地界标位置,使道路与地界标的位置关系近似于摘要前原来的地图。其结果,针对图4(a)所示的原来地图,可以显示图4(c)所示的摘要地图。此外,该地界标位置的补正方法是周知的方法。
在本发明中,在进行以上说明的摘要地图作成处理即简略处理时,根据被设定的摘要度的值,改变该处理内容。在这里所说的摘要度是用于确定在简略处理中使用的参数的度数。具体来说,根据摘要度的值,在图2说明的道路形状直线化处理中,变更在最长垂线距离dmax中的规定值ε的值。另外,在图3说明的道路形状正交化处理中,变更旋转矢量P1P2时的单位角度Δθ的值。
例如,在摘要度是1时,取ε=ε0、Δθ=45°,在摘要度是2时,取ε=2ε0、Δθ=90°,在摘要度是3时,取ε=3ε0、Δθ=180°。在此ε0是定值。另外,摘要度最低时即0时,作为没有进行地图的摘要,显示原来摘要前的地图。此外,可以仅改变ε与Δθ的任意一个,另一个为固定值。
摘要度,通过用户操作输入装置17,可以设定任意的值。或者,也可以根据该时的状况,例如在地图上设定的路径中该路径转弯的交叉点(以下称为向导交叉点)数等,自动改变摘要度的值。这时,理想的是,一般,向导交叉点数越多,则路径形状变越复杂,所以在向导交叉点数多时,增加摘要度来简略化路径形状,相反在向导交叉点数少时,降低摘要度。或者,可以根据该路径的道路类别自动设定摘要度的值。例如,在高速道路的情况下,可以比一般道路设高摘要度,将形状更简略化。
在直线化处理中,通过变更规定值ε的值,变化直线化的程度。规定值ε的值越大,为了在各道路中残留构成点,所以必须有更大值的最长垂线距离dmax。即随着ε的值变大,即使dmax变大也要满足用于直线化的条件式dmax<ε,所以在各道路中残留的构成点数变少。因此,规定值ε的值越大直线化的程度越大。
在正交化处理中,通过变更单位角度Δθ的值,变化正交化的程度。由于单位角度Δθ的值越大,矢量旋转角度的幅度变大,所以正交化的程度变大。此外,在摘要度最高时即在Δθ=180°的情况下,道路全部用一直线表示,不能判别交叉的道路。因此,在该情况下,仅仅将路径的路线信息作为摘要地图来显示。
图7表示作成摘要地图并显示时的流程。在控制电路11中,满足摘要地图显示条件时执行该处理流程。例如,按规定的显示更新时间执行该处理流程。在步骤S1中,如上述,根据由用户或者自动设定的摘要度,确定在简略处理中使用的参数即在直线化处理中的规定值ε与在正交化处理中的单位角度Δθ的值。在步骤S2中,根据在步骤S1中确定的参数值,如上述,执行简略处理即直线化以及正交化处理,并作成摘要地图。
在步骤S3中,针对在步骤S2中进行过简略处理的摘要地图,进行水平化处理。所谓该水平化处理,是通过将摘要地图全体围绕该中心旋转,使从现在地观测的路径方向向着画面的正上方向。此外,该水平化处理可以根据需要进行,即使省略也不要紧。
在步骤S4中,针对在步骤S2中作成,而且根据需要在步骤S3中进行水平化处理的摘要地图,如前所述,进行地界标的位置补正。在步骤S5中,在该摘要地图上重叠地界标并显示在显示监视器16中,进行摘要地图的显示。执行步骤S5后,终止图7的处理流程。
将根据以上说明的处理来作成显示的摘要地图的每个摘要度的显示例,表示在图8以及图9。图8是在包含从现在地20到目的地26的全路径的广域图中的摘要地图显示例,图9是在现在地20附近的详细图中的摘要地图显示例。在图8以及9所示的各摘要地图中,表示从现在地20至目的地26的推荐路径(用图中的浓淡点线所示的道路)与除此以外的道路。推荐路径以外的道路中,由粗线所示的道路表示国道等的道路类别高的道路,另外,由细线所示的道路表示比这个道路类别低的道路。
在图8以及9中,在(a)中表示摘要度是0时的显示例,即原来没有摘要的地图例。另外,在(b)中表示摘要度是1单位角度Δθ=45°时的摘要地图的显示例,在(c)中表示摘要度是2单位角度Δθ=90°时的摘要地图的显示例,在(d)中表示摘要度是3单位角度Δθ=1 80°时的摘要地图的显示例。此外,图8与9都表示根据摘要度的值,仅仅变化在正交化处理中的单位角度Δθ的值的例子。即在该例中,在作为另一个参数的直线化处理中的规定值ε的值为固定值。
在图8、9中,(a)所示的原来地图具有各种道路形状,即针对画面方向的道路的方向成为各种角度,与此相对,而在(b)中该方向为45°,再者在(c)中为90°。另外,在(d)中用直线表示起自现在地21的路径,作为该路径的路线信息,显示向导交叉点的名称。此外,在(a)、(b)以及(c)中,在向导交叉点23附近作为地界标显示表示邮局的记号。该邮局在各摘要地图中的位置,通过进行上述地界标位置补正来确定。
在图8的广域图中,在(a)~(c)中,将从现在地20到目的地26之间的向导交叉点21~25全部显示。可是,在图8(d)所示的摘要地图即路径的路线信息中,为了将信息容易观测地显示,所以限制向导交叉点数。由此,仅仅显示距现在地20最近的向导交叉点21的名称与其次近的向导交叉点22的名称,这以外的向导交叉点23~25不显示,在向导交叉点22的其后显示目的地26的名称。此外,在不如此进行,将全部向导交叉点的名称进行显示,在不能完全放入画面内时,可以卷动显示。
另一方面,在图9的详细图中,在(a)~(c)中,在画面上显示向导交叉点21~23,将这些名称全部显示在(d)中。可是,与图8的广域图同样,在(a)~(c)中,画面内的向导交叉点是规定数或规定数以上时,在(d)中,可以限制向导交叉点名称的显示数。这时,与图8同样,最好是将距现在地20近的向导交叉点优先显示。
根据以上说明的实施方式,得到以下的作用效果。
(1)由于根据摘要度将摘要地图用不同的内容作成并显示,所以可以根据用户的喜好或该时的状况等,显示最合适的摘要地图。
(2)在摘要地图的作成处理中,进行道路形状的直线化处理与正交化处理,根据摘要度,使在这些处理中的直线化程度与正交化程度的任意一方产生变化。这时,在直线化处理中变更规定值ε的值,在正交化处理中变更单位角度Δθ的值,由此变化直线化与正交化的各自的程度。因此,可以根据摘要度作成不同内容的摘要地图。
(3)在摘要度最低时,由于显示原来的摘要前的地图,所以在不需要地图的摘要时,也可以适当地显示地图。
(4)在摘要度最高时,由于仅仅显示在地图上设定的路径的线路信息,所以在不需要地图时,也可以显示适当的信息。
(5)路径转弯的交叉点数越多,自动设定越高的摘要度。或者,根据路径的道路类别自动设定摘要度的值。因此,即使用户没有设定摘要度也可以适当地显示摘要地图。
在上述实施方式中,对于从DVD-ROM等存储媒体读取地图数据例进行了说明,但是本发明不限定于该内容。例如,使用移动电话等的无线通信,即使在将地图数据从信息分配中心进行下载的通信导航装置等中,也可以适用本发明。该时,可以将如上述说明的摘要地图的作成处理在信息分配中心中进行,从信息分配中心信号输出其结果并分配到车载信息终端。即信息分配中心,由设定摘要度的装置、根据摘要度将摘要地图用不同内容作成的装置和将该摘要地图向外部信号输出的装置构成。
图10是表示其情况的图。在车辆100中具备的导航装置200中,连接通信终端300。在该通信终端300中,使用移动电话等。通信终端300与移动体通信网400无线连接。在移动体通信网400中,连接信息分配中心500。即导航装置200,通过通信终端300和移动体通信网400,连接到信息分配中心500。导航装置200,当连接到信息分配中心500时,对信息分配中心500发送地图数据的分配请求。信息分配中心500,根据该分配请求执行上述的内容处理,并向导航装置200分配地图数据。导航装置200将从信息分配中心500分配的地图数据,通过移动体通信网300和通信终端200来进行接收。在如此的通信导航系统中,也能适用本发明。
此外,将本发明适用在个人计算机等时,与如上述的控制相关的程序,可以通过CD-ROM等的记录媒体或因特网等的电通信线路来提供。图11是表示该情况的图。个人计算机600,通过CD-ROM602接收程序的提供。另外,个人计算机600具有与通信线路601连接的功能,从服务器603提供上述的程序。通信线路601,是因特网、个人计算机通信等的通信线路或者是专用通信线路。服务器603,通过通信线路601将程序发送到个人计算机600。即将程序变换为载波上的数据信号,并通过通信线路601进行发送。如此,程序可以作为记录媒体或载波等各种方式的计算机可读取的计算机程序产品来供应。
本发明,不被限定在上述实施方式中。在本发明的技术思想范围内考虑的其它形态也包含在本发明中。