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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Kartenprojektion eines Navigationssystems mit variabler Detaildarstellung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1.
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Stand der Technik
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Navigationssysteme an sich sind dem Fachmann seit längerem bekannt. Diese bestimmen eine zu fahrende Route von einem Startpunkt bzw. einer aktuellen Position zu einem Zielpunkt in Abhängigkeit einer Vielzahl möglicher Bedingungen, beispielsweise in Abhängigkeit der Fahrzeit. Mittels Positionsbestimmungsmethoden, zum Beispiel unter Nutzung von satellitengestützten Positionsbestimmungsverfahren (z. B. GPS), kann die eigene Position innerhalb eines Referenzsystems, z. B. eines Koordinatensystems aus Längen- und Breitengraden, wie es von digitalen Karten genutzt wird, bestimmt werden. Die eigene Position wird ausgegeben, entweder indirekt über Navigationsanweisungen oder direkt mittels bekannter Anzeigevorrichtungen.
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Die Offenlegungsschrift
DE 10 2013 000 878 A1 beschreibt eine Navigationsvorrichtung und ein Verfahren zur Anzeige eines beweglichen Objekts, wobei ein Prozessor ein Anzeigesignal erzeugt, das die Navigationskarte (relevanter sichtbarer Teil der digitalen Karte, auch Kartenabschnitt genannt) repräsentiert. Der Prozessor erzeugt dabei das Anzeigesignal derart, dass sich die Navigationskarte entlang einer Referenzfläche erstreckend und aus einer von der Position des beweglichen Objekts abhängigen, über der Navigationskarte angeordneten Ansichtsposition (Betrachtungsposition) betrachtet wiedergegeben werden kann. Ferner verbiegt der Prozessor die Referenzfläche ab einem vordefinierten Abstand von der Ansichtsposition in Richtung Ansichtsposition.
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Ähnliche Darstellungsverfahren, bei denen die Referenzfläche der Navigationskarte in Richtung der Ansichtsposition gekrümmt dargestellt ist, finden sich in der Patentschrift
US 8,442,764 B2 (dreidimensionale Darstellung der Navigationskarte) und der PCT-Anmeldung
WO 2011 144 849 A1 (Übergang von dreidimensionaler Darstellung der Navigationskarte in eine zweidimensionale entlang der Krümmungslinie). Letzteres Dokument bestimmt die Krümmungslinie der Referenzfläche in Abhängigkeit eines Entfernungswertes, der entweder konstant ist, z. B. zwei Kilometer von der eigenen Position entfernt, oder in Abhängigkeit zur Entfernung bis zum Ziel bestimmt werden kann. Die Krümmung selbst wird über den Betrachtungswinkel zwischen der Ansichtsposition und der Referenzfläche definiert.
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Der entscheidende Nachteil im Stand der Technik ist, dass auch Perspektivwechsel mittels Knicken und Krümmungen in den Kartendarstellungen weder eine komplette Darstellung der Gesamtstrecke noch das Hervorheben einzelner Details ermöglichen.
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Aufgabe der Erfindung
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Bereitstellung der Kartendarstellung von Navigationssystemen zu verbessern, um den gesamten Streckenverlauf darzustellen und dabei entscheidende Streckendetails hervorzuheben.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Bereitstellen von Kartendaten eines Navigationssystems entsprechend dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Navigationssysteme sind bekannt. Diese berechnen eine Route von einem Start- zu einem Zielpunkt auf Basis einer digitalen Karte. Sowohl der Start- als auch der Zielpunkt können manuell eingegeben oder automatisch bestimmt bzw. vorhergesagt werden. Durch regelmäßige Positionsbestimmung mittels ortsfester und/oder satellitengestützter Triangulation, odometrischen, kreiselbasierten, optischen oder anderen Positionsbestimmungsmethoden wird die Position und Bewegungsrichtung des Navigationssystems innerhalb der digitalen Karte bestimmt. Auf Basis der Position und Bewegungsrichtung werden optische und/oder akustische und/oder haptische Navigationshinweise ausgegeben, die vom Träger des Navigationssystems manuell und/oder autonom in entsprechende Bewegungen umgesetzt werden. Vor allem bei der manuellen Umsetzung der entsprechenden Bewegung ist die Darstellung der Route und/oder des konkreten Navigationshinweises auf einer Karte eine wesentliche Unterstützung.
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Der hier angesprochene Träger kann eine einzelne Person mit einem tragbaren Navigationsgerät sein, was selbstverständlich jede Art mobiler Kommunikationstechnik, wie Mobiltelefone, mit einschließt. Der Träger kann auch ein Fahrzeug sein, dem das Navigationssystem fest oder entnehmbar zugeordnet ist. Die hier gemeinten Fahrzeuge umfassen Land-, Wasser- und Luftfahrzeuge, wobei Landfahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, zur weiteren Beschreibung herangezogen werden, da deren Navigation bzw. Routenführung am komplexesten ist. Üblicherweise ist der Träger damit ein Fahrzeugführer, der die Bedienung des Fahrzeugs in Abhängigkeit der Routenführung durchführt und damit die Umsetzung der Navigationshinweise in Bewegungen vollführt.
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Das Bereitstellen der Kartendaten umfasst (im Sinne von beinhaltet) dabei das Auslesen von Daten einer digitalen Karte, genauer eines oder mehrerer ausgewählter Abschnitte der digitalen Karte, das Verarbeiten der ausgelesenen Daten, was noch näher ausgeführt wird, sowie das Zuführen der verarbeiteten Daten zu einer Anzeigeeinheit. Es handelt sich demnach um ein Verfahren zum Bereitstellen von Kartendaten eines Navigationssystems, bei dem ausgewählte Kartendaten einer digitalen Karte ausgewählt werden, die ausgewählten Daten der digitalen Karte verarbeitet werden und die verarbeiteten Daten der digitalen Karte einer Anzeigeeinheit zugeführt werden.
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Erfindungsgemäß vorteilhaft werden Kartendaten eines ersten Kartenabschnitts um die aktuelle Position bzw. Startposition in einem ersten Maßstab bereitgestellt und zur Anzeige gebracht, Kartendaten eines an den ersten Kartenabschnitt angrenzenden zweiten Kartenabschnittes in einem zweiten Maßstab bereitgestellt und zur Anzeige gebracht, wobei die Kartendaten des ersten und des zweiten Kartenabschnitts in einem Übergangsbereich zusammengeführt und zur Anzeige gebracht werden.
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Zur Anzeige bringen bedeutet, dass die der Anzeigeeinheit zugeführten Daten auf dieser dargestellt werden. Die Darstellung kann dabei in ihrer Gesamtheit oder in Ausschnitten vergrößert und verkleinert sowie in der Perspektive anhand des Betrachtungswinkels und der Ausrichtung der Kartendarstellung in Relation zur Umwelt automatisch oder manuell angepasst werden. Die Bereitstellung von Daten in zwei verschiedenen Maßstäben weist wesentliche Vorteile auf. So kann der erste Kartenabschnitt um die aktuelle Position in einem so großen Maßstab bereitgestellt werden, dass eine Orientierung des Trägers anhand der Karte in seinem Umfeld ermöglicht wird. Dies ist für die Routenführung selbst von untergeordneter, jedenfalls nicht primärer Bedeutung, jedoch für den Träger wesentlich, auch um die Akzeptanz der technischen Unterstützung zu erhöhen. Der zweite Kartenabschnitt kann dabei in einem geringeren Maßstab bereitgestellt werden. Dadurch ist es möglich, die gesamte verbleibende Strecke auf einen Blick zu sehen. Dadurch kann sich der Träger vergewissern, auf dem richtigen Weg zu sein, und es wird ihm ermöglicht, ein besseres Verständnis für die Entfernung und die möglichen Alternativstrecken zu erhalten.
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Grundsätzlich ist Strecke und Route synonym zu verwenden. Hier wird zum besseren Verständnis der Erfindung Strecke als Teil der Route angesehen. Eine erwartete bzw. verbleibende Strecke ist somit der Teil der Route, der noch zu absolvieren ist.
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Maßstäbe werden in der Kartographie mit 1:x angegeben, wobei eine Längeneinheit auf der Karte genau x Längeneinheiten in der realen Umwelt entspricht. Wird der Term 1:x als mathematischer Bruch verstanden, so wird der Maßstab mit steigendem x kleiner und die Detailtreue nimmt ab, das heißt, es können weniger Details dargestellt werden.
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Schließlich werden erfindungsgemäß vorteilhaft die Kartendaten des ersten und des zweiten Kartenabschnitts in einem Übergangsbereich zusammengeführt und zur Anzeige gebracht. Dabei sind die unterschiedlichen Maßstäbe der Kartenabschnitte aneinander anzupassen. Eine direkte Aneinanderreihung der Kartenabschnitte würde die Lesbarkeit der Gesamtkarte nahezu unmöglich machen, da eine Orientierung an Linien und Flächenobjekten, wie Straßen und Gebieten (Wald, Stadt), nicht erfolgen kann. Der dafür notwendige Übergangsbereich muss berechnet werden. Die Kartendaten werden dafür vorzugsweise perspektivisch verzerrt, beispielsweise trapezförmig zwischen großem Maßstab (lange Parallele des Trapezes) und kleinem Maßstab (kurze Parallele des Trapezes). Besonders bevorzugt ist eine perspektivisch verzerrte S-förmige Krümmung. Dabei kann das Trapez prinzipiell beibehalten werden und durch den S-förmigen Übergang ein dreidimensionaler Effekt erzielt werden, bei dem der Kartenabschnitt mit dem großen Maßstab scheinbar oberhalb des Kartenabschnittes mit dem kleinen Maßstab bereitgestellt wird. Durch den nicht linearen Übergang wird das Erfassen, Verarbeiten und Verstehen der unterschiedlichen Maßstäbe durch den Träger besonders effizient ermöglicht.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden Kartendaten wenigstens eines weiteren Kartenabschnitts in wenigstens einem weiteren Maßstab bereitgestellt und zur Anzeige gebracht. Der wenigstens eine weitere Kartenabschnitt kann dabei besondere Punkte im Umfeld bzw. entlang der Strecke, sogenannte Points of Interest (POI), wichtige Navigationshinweise, wie Kreuzungen, und/oder einen Kartenabschnitt um die Zielposition umfassen. Der weitere Maßstab kann einem der Maßstäbe des ersten oder zweiten Kartenabschnitts entsprechen oder ein davon verschiedener Maßstab sein. Vorteilhafterweise ist der Maßstab größer als der Maßstab des zweiten Kartenabschnitts, um den wenigstens einen weiteren Kartenabschnitt gegenüber dem zweiten Kartenabschnitt hervorzuheben.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung grenzt der wenigstens eine weitere Kartenabschnitt an den ersten und/oder zweiten Kartenabschnitt an. Bei einer gegenüber der Strecke hervorgehobenen Zielposition grenzt der weitere Kartenabschnitt vorzugsweise nur an den zweiten Kartenabschnitt. Die Reihenfolge der aneinandergrenzenden Kartenabschnitte entspricht der zu befahrenden Strecke. Hebt der weitere Kartenabschnitt eine Sehenswürdigkeit in der Umgebung der Strecke hervor, kann der weitere Kartenabschnitt nur an den zweiten Kartenabschnitt angrenzen oder von diesem komplett umgeben sein und im weiteren Verlauf der Bewegung des Trägers auf der Strecke kann sich der in diesem Fall ortsfest befindliche weitere Kartenabschnitt relativ zum ersten Kartenabschnitt bewegen und sich diesem annähern, an diesen anzugrenzen oder von diesem umschlossen zu werden. Im Falle eines Verkehrsknotenpunktes, beispielsweise eines Autobahnkreuzes, welcher von dem weiteren Kartenabschnitt hervorgehoben wird, kann dieser nach Annäherung und Berührung an den ersten Kartenabschnitt in diesen übergehen, also mit dem gleichen Maßstab mit diesem verschmelzen. Die Kartendaten des wenigstens einen weiteren Kartenabschnitts und des ersten und/oder zweiten Kartenabschnitts werden in wenigstens einem weiteren Übergangsbereich zusammengeführt und zur Anzeige gebracht. Die Übergangsbereiche werden wie der Übergangsbereich zwischen erstem und zweitem Kartenabschnitt berechnet.
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Weiterhin vorteilhaft wird die räumliche Ausdehnung des ersten Kartenabschnittes in Abhängigkeit eines Zustandsparameters eines dem Navigationssystem zugeordneten Trägers und/oder der aktuellen Strecke und/oder der Entfernung zu dem Navigationsziel und/oder Vorgaben des Trägers bestimmt. Die räumliche Ausdehnung ist dabei grundsätzlich das geographische Gebiet, welches in dem Kartenabschnitt enthalten ist. Über den jeweiligen Bereitstellungsmaßstab ist die geographische Ausdehnung mit der Ausdehnung des Kartenabschnitts auf der Anzeigeeinheit proportional verknüpft. Ein Zustandsparameter kann die Eigengeschwindigkeit sein. Je größer diese ist, desto größer kann die räumliche Ausdehnung sein. Ein weiterer Zustandsparameter kann der Füllstand eines Energiespeichers, beispielsweise einer Traktionsbatterie oder eines Kraftstofftanks sein. Ist der Füllstand gering, kann der erste Kartenabschnitt bis zur nächstliegenden Nachfüllstation ausgedehnt sein. Neben den Zustandsparametern kann die Strecke einen Einfluss auf die räumliche Ausdehnung haben. Die Strecke kann dabei durch den aktuell verwendeten Straßentyp (Fußweg, Stadtstraße, Autobahn) gekennzeichnet sein. So ist innerhalb einer Stadt die Übersichtlichkeit wichtig. Wenn die räumliche Ausdehnung auf wenige Straßenzüge um das Fahrzeug begrenzt ist, kann sich der Fahrer besser zurechtfinden. Auf einer Autobahn kann die räumliche Ausdehnung den nächsten markanten Punkt, beispielsweise eine Raststätte oder eine Anschlussstelle umfassen. Damit weiß beispielsweise ein Fahrer eines Fahrzeugs (Träger) immer, was als nächstes kommt. Natürlich kann die räumliche Ausdehnung auch direkt vom Träger vorgegeben werden, entweder durch Vorgabe einer Länge, der Anzahl darzustellender Straßenzüge, eines Maßstabes oder durch Vorgabe einzubeziehender markanter Punkte.
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Schließlich kann auch die Entfernung zum Navigationsziel die räumliche Ausdehnung beeinflussen. Bei Unterschreitung einer Mindestentfernung zum Ziel kann der erste Kartenabschnitt räumlich über die gesamte Anzeigeeinheit ausgedehnt werden. Die und/oder -Kombinationen weisen darauf hin, dass mehrere Bedingungen ausgewählt werden können, die gleichzeitig oder alternativ zur Berechnung der räumlichen Ausdehnung beitragen können. Die Bedingungen lassen sich dabei verallgemeinern. Demnach ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die räumliche Ausdehnung des ersten Kartenabschnitts in Abhängigkeit von Zustandsparametern des Trägers und/oder Attributen der digitalen Karte und/oder Parametern der Route und/oder Vorgaben des Trägers bestimmt wird.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die räumliche Ausdehnung des zweiten Kartenabschnittes in Abhängigkeit der Navigationshinweise und/oder der erwarteten Strecke und/oder der Entfernung zu dem Navigationsziel und/oder der räumlichen Ausdehnung des ersten Kartenabschnitts bestimmt. Der zweite Kartenabschnitt kann sich räumlich beispielsweise entlang der Strecke zwischen dem ersten Kartenabschnitt bzw. dem Übergangsbereich bis kurz vor einer Abbiegung, einer Anschlussstelle oder einer Kreuzung ausdehnen.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die Anordnung und räumliche Ausdehnung des wenigstens einen weiteren Kartenabschnitts in Abhängigkeit von Navigationshinweisen und/oder von markanten Punkten der Kartendaten (POI) und/oder vom Verkehrsgeschehen, beispielsweise Unfall oder Stau, auf der erwarteten Strecke und/oder von Zwischenzielen und/oder einer erwarteten Wettersituation und/oder von Zustandsparametern des dem Navigationssystem zugeordneten Trägers bestimmt. Damit kann vorteilhafterweise die Aufmerksamkeit des Trägers auf markante oder gefährliche Stellen der Strecke gelenkt werden, ohne dass er die Gesamtstrecke aus dem Blick verliert. Die besonders vorteilhafte Einbeziehung der Zustandsparameter kann den Füllstand des Energiespeichers betreffen. Bei entsprechend niedrigem Füllstand kann die nächstliegende Nachfüllstation automatisch als Zwischenziel in Form eines weiteren Kartenabschnitts angeordnet werden. Generell betrifft die Anordnung die Lage des wenigstens einen weiteren Kartenabschnitts in Relation zum ersten Kartenabschnitt und/oder zur aktuellen Position des Trägers auf der gesamten Karte.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die räumliche Ausdehnung des Übergangsbereichs zwischen dem ersten und/oder dem zweiten und/oder dem wenigstens einen weiteren Kartenabschnitt von einer Differenz der angrenzenden Maßstäbe und/oder von den räumlichen Ausdehnungen der jeweiligen Kartenabschnitte bestimmt wird. Vorteilhafterweise können damit die Übergangsbereiche an das Empfinden und Aufnahmevermögen des Trägers angepasst werden und ermöglichen damit eine noch komfortablere Nutzung von Navigationssystemen.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsbereich zwischen dem ersten und/oder dem zweiten und/oder dem wenigstens einen weiteren Kartenabschnitt trapezförmig bestimmt wird, wobei die Winkel zwischen den nicht parallelen Flanken des Trapezes und je einer parallelen Seite gleich groß sind und konstant oder in Abhängigkeit von der Differenz der angrenzenden Maßstäbe und/oder von den räumlichen Ausdehnungen der jeweiligen Kartenabschnitte bestimmt werden. Damit kann erreicht werden, dass der Träger die Übergänge natürlicher und selbstverständlicher wahrnimmt und die unterschiedlichen Maßstäbe der Karte und damit die Relationen der Strecke intuitiv erkennt. Der Kartenabschnitt des Übergangsbereichs kann dabei entsprechend der Flankenwinkel gestaucht werden.
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Grundsätzlich besteht alternativ die Möglichkeit, dass der Übergangsbereich in Abhängigkeit des durch diesen umfassten Streckenabschnitts einen abstrakten Wegeplan mit wichtigen Streckenpunkten, wie Kreuzungen oder markanten Punkten, symbolisch und/oder in textueller Form dargestellt wird.
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In einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung werden die Kartendaten entlang der berechneten Navigationsstrecke in Sektoren annähernd gleicher geographischer Ausdehnung geschnitten und es wird die Navigationsstrecke durch perspektivische Verzerrung begradigt. Ein Sektor ist dabei ein zweidimensionaler Kartenabschnitt, üblicherweise ein Quadrat, durch den die Strecke verläuft. Die Sektoren, in herkömmlichen Karten durch ein Raster mit Buchstaben und Zahlen eindeutig benannt, können fest vorgegeben oder relativ zur Strecke angeordnet sein. Dies ermöglicht vorteilhaft eine kontinuierliche Kartendarstellung, da sich die Strecke, die oft nicht linear, sondern mäanderförmig oder auch U-förmig in der realen Umgebung liegt, dadurch als Band darstellen lässt bzw. in eine gerade Form bringen lässt. Dies wird durch eine Vorprojektion erreicht, welche die Längenverhältnisse der gewählten Route bewahrt. Auch die Winkelverhältnisse von Kreuzungen müssen erhalten bleiben, damit z. B. der Streckenverlauf für Abbiegemanöver korrekt interpretiert werden kann. Derart ist es vorteilhafterweise möglich, die gesamte Strecke mit dem Navigationsziel fluchtend darzustellen.
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Eine besonders vorteilhafte Weiterentwicklung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die die Navigationsstrecke schneidenden Grenzen benachbarter Sektoren auf linearen Teilstücken der Navigationsstrecke positioniert werden. Ein lineares Teilstück der Navigationsstrecke ist gekennzeichnet durch einen Abschnitt bzw. ein Umgebungsintervall, der bzw. das eine begrenzte Länge aufweist, beispielsweise 200 m oder 100 m, und ein einen definierten Kurvenradius oder eine Kurvenkrümmung nicht überschreitet. Der definierte Kurvenradius kann beispielsweise zwischen 1000 m und 18000 m liegen. Damit wird die perspektivische Verzerrung zur Begradigung der Navigationsstrecke rechentechnisch erleichtert, weil die perspektivische Verzerrung vom Rand des Sektors zu dessen Mitte in Streckenrichtung gesehen kontinuierlich zu- und wieder abnimmt. Dadurch sind einerseits die Berechnungen für die Sektorenübergänge deutlich verringert und andererseits wird die begradigte Strecke durch den Träger flüssiger und natürlicher wahrgenommen. Die Erfindung ist damit mit bestehenden Navigationssystemen umsetzbar, ohne bessere und damit kostenintensivere Rechen- oder Anzeigetechnik einsetzen zu müssen.
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Ausführungsbeispiel
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Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die schematisch in den Figuren dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in den Zeichnungen.
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Hierbei zeigen:
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1 eine einfache Bereitstellung zweier Kartenabschnitte,
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2 eine Bereitstellung dreier Kartenabschnitte,
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3 eine alternative Bereitstellung dreier Kartenabschnitte,
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4 eine dreidimensionale Darstellung einer Navigationskarte,
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5 eine zweidimensionale Darstellung einer Navigationskarte,
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6a eine in Sektoren aufgeteilte Karte mit einer Strecke in realer Relation zur Umwelt und
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6b eine in Sektoren aufgeteilte Karte mit durch perspektivischer Verzerrung begradigter Strecke.
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Die 1 bis 3 dienen der grundsätzlichen Veranschaulichung der Erfindung. 1 zeigt ein einfaches Beispiel für die Bereitstellung einer Navigationskarte, bestehend aus zwei Kartenabschnitten mit jeweils unterschiedlichen Maßstäben am Beispiel einer Fahrzeugnavigation. Der erste Kartenabschnitt 5 weist einen größeren Maßstab auf als der zweite Kartenabschnitt 7. Dies wird durch die höhere Lage des ersten Kartenabschnitts 5 symbolisiert. Höhere Lage bedeutet näher an der Betrachtungsposition 1 und 2. Die Betrachtungsposition 1 ist schräg über der Navigationskarte angeordnet und entspricht einem Betrachtungswinkel kleiner 90°. Dadurch kann ein 3D-Effekt erzielt werden (vgl. 4). Die Betrachtungsposition 2 symbolisiert einen Betrachtungswinkel von genau 90°, wodurch die gesamte Navigationskarte zweidimensional wahrgenommen wird (vgl. 5). Die Betrachtungsposition 1 und 2 stellen nicht das Auge eine Menschen vor der Anzeigeeinheit dar, sondern dienen lediglich der Veranschaulichung, mit welchem Winkel die Navigationskarte angezeigt wird.
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In 1 ist weiterhin ein Übergangsbereich 6 zu sehen, der die beiden Kartenabschnitte 5 und 7 verbindet und deren Maßstäbe überführt. Schließlich sind in 1 noch eine aktuelle Position 3 des Fahrzeuges sowie eine Zielposition 4 zu erkennen. Durch die unterschiedlichen Maßstäbe ist es nun möglich, um die Position 3 herum einen sehr kleinen Teil der realen räumlichen Umgebung des Fahrzeuges, beispielsweise einen Kreis mit einem Durchmesser von 500 m oder ein Rechteck mit einer Kantenlänge von 500 m in Streckenrichtung, mit hoher Detailgenauigkeit darzustellen. Der zweite Kartenabschnitt 7 mit der restlichen Strecke bis zur Zielposition 4 kann einen Maßstab aufweisen, der es ermöglicht, die vollständige restliche Strecke oder zumindest große Teile davon mit einer geringen Detailgenauigkeit abzubilden. Der zweite Kartenabschnitt 7 kann beispielsweise einen Kartenabschnitt von 100 km Länge aufweisen.
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2 zeigt eine alternative Bereitstellung von Kartenabschnitten. Zusätzlich zu 1 ist der weitere Kartenabschnitt 8 gezeigt, innerhalb dessen sich die Zielposition 4 befindet. Der Maßstab des weiteren Kartenabschnitts 8 kann dem des zweiten Kartenabschnitts 7 entsprechen, kleiner oder größer sein. Somit ist entlang der Strecke der tatsächliche Nahbereich mit sehr hohen Details dargestellt, der mittlere Bereich mit genug Details dargestellt, um sich grob zu orientieren und Zwischenziele zu identifizieren (Kartenabschnitt beispielsweise 5 bis 10 km), und die restliche Strecke mit einer räumlichen Ausdehnung von beispielsweise 90 bis 95 km komplett im Blick, wenn der Maßstab des weiteren Kartenabschnitts 8 kleiner als der Maßstab des zweiten Kartenabschnitts 7 ist. In 2 ist kein Übergangsbereich zwischen dem zweiten Kartenabschnitt 7 und dem weiteren Kartenabschnitt 8 gezeigt. Der Übergangsbereich kann weggelassen oder vorhanden sein, je nach Maßstabsdifferenz, Betrachtungswinkel oder vorgegebenen Präferenzen des Fahrzeugführers bzw. Trägers.
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3 schematisiert eine bevorzugte Variante der Erfindung. Dabei ist ein Zwischenziel 9 dargestellt, welches auf dem weiteren Kartenabschnitt 8 liegt. Dieser ist gegenüber den beiden dargestellten zweiten Kartenabschnitten 7 mit einem größeren Maßstab dargestellt. Dadurch ist eine geringe reale räumliche Ausdehnung um das Zwischenziel 9 herum mit hoher Detailgenauigkeit darstellbar. Mit geringer realer räumlicher Ausdehnung ist die tatsächlich vorhandene reale Umwelt gemeint, die maßstabsgerecht in Kartenform, hier speziell im weiteren Kartenabschnitt 8, dargestellt wird. Das Zwischenziel 9 kann selbstverständlich auch eine andere interessante gewählte oder automatisch generierte Information auf oder an der Route sein, beispielsweise eine Sehenswürdigkeit oder eine Tankstelle, wobei letztere in Abhängigkeit des Kraftstoffvorrates des Fahrzeugs automatisch ein- oder ausgeblendet bzw. als mögliches Zwischenziel 9 das Vorhandensein, den Maßstab, die Ausdehnung und/oder die Anordnung des weiteren Kartenabschnittes 8 bestimmt.
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4 zeigte eine dreidimensionale Darstellung einer Navigationskarte, wie sie beispielsweise auf einer Anzeigeeinheit eines Navigationssystems zu sehen sein könnte. Im Vordergrund ist die aktuelle Position 3 zu sehen. Diese liegt auf dem ersten Kartenabschnitt 5, welcher bis zu einer Knicklinie 40 schräg von oben betrachtet und in einem relativ großen Maßstab dargestellt ist. Schräg von oben betrachtet bedeutet beispielsweise eine Betrachtungsposition 1, wie sie in 1 zu sehen ist. Die schematisch angedeuteten Häuser helfen dem Fahrzeugführer bzw. Träger des Navigationssystems, sich in der Umgebung zu Recht zu finden. Der erste Kartenabschnitt 5 kann sich über mehrere Straßenzüge hinweg erstrecken. Entlang der Knicklinie 40 wird die Kartendarstellung in Richtung Betrachtungsposition gebogen bzw. geknickt. Zusätzlich wird der Maßstab des Kartenabschnitts jenseits der Knicklinie 40 verringert. Dabei handelt es sich um den zweiten Kartenabschnitt 7. Dieser kann in Richtung des weiteren Streckenverlaufs eine weitere Knicklinie 41 aufweisen, entlang derer die Kartendarstellung weiter in Richtung Betrachtungsposition gebogen bzw. geknickt wird, um kurz darauf entlang einer noch weiteren Knicklinie 42 in die entgegengesetzte Richtung gebogen zu werden, also von der Betrachtungsposition weg. Gleichzeitig erhöht sich der Maßstab des so entstandenen weiteren Kartenabschnitts 8. Dadurch ist der weitere Kartenabschnitt 8 nicht nur erhaben über dem zweiten Kartenabschnitt 7 dargestellt; es sind auch Details des weiteren Kartenabschnitt 8 aufgrund des größeren Darstellungsmaßstabs erkennbar. Die Knicklinien 40, 41, und 42 sind variabel in der Entfernung zur aktuellen Position 3 bzw. der Zielposition 4 anordenbar. Die Knicklinie 40 kann, wie im Stand der Technik bekannt, in Abhängigkeit der Entfernung von der aktuellen Position 3 oder der Geschwindigkeit verschoben werden. Die weiteren Knicklinien 41 und 42, welche den Übergang zwischen dem zweiten Kartenabschnitt 7 und dem weiteren Kartenabschnitt 8 definieren (hier annähernd S-förmig), können in Abhängigkeit weiterer Faktoren entlang der Kartendarstellung verschoben werden. Damit lässt sich ein vergrößerter weiterer Kartenabschnitt 8 sowohl in der Anordnung, also der Lage entlang der Strecke, als auch in der Ausdehnung, also der in Streckenrichtung gemessenen Breite bzw. Länge, entsprechend den Bedürfnissen des Fahrers oder nach Sicherheitserfordernissen anpassen. Dem kundigen Fachmann wird anhand des in 4 zu erkennenden, S-förmigen weiteren Übergangs zwischen dem weiteren Kartenabschnitt 8 und dem zweiten Kartenabschnitt 7 offenbart sein, dass weitere Knicklinien in dem weiteren Übergang definiert sein können. Die beiden zweiten Kartenabschnitte 7, angeordnet in Streckenrichtung vor und nach dem weiteren Kartenabschnitt 8, sind der Einfachheit halber mit demselben Bezugszeichen versehen. Dies soll verdeutlichen, dass es sich um Kartenabschnitte mit demselben Maßstab handelt und der weitere Kartenabschnitt 8 variabel entlang der Streckenrichtung verschoben werden kann. Alternativ kann es sich um einen noch weiteren Kartenabschnitt handeln, der dem in Streckenrichtung nach dem weiteren Kartenabschnitt 8 angeordneten zweiten Kartenabschnitt 7 entspricht und einen von anderen Kartenabschnitten verschiedenen Maßstab aufweist.
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5 zeigt eine zweidimensionale Darstellung einer Navigationskarte. Im oberen Teil ist eine Originalkarte 55, wie sie in herkömmlichen Navigationssystemen angezeigt wird, zu erkennen. Diese enthält eine hervorgehobene Route 56 mit der Darstellung einer aktuellen Position 3 und einer Zielposition 4. Unter der Originalkarte 55 ist eine schematische Aufteilung der Route in einen Zielabschnitt 50, zwei unwichtige Kartenabschnitte 51, einen hervorgehobenen Kartenabschnitt 52 und einen aktuellen Positionsabschnitt 53. Ein unwichtiger Kartenabschnitt 51 ist ein Kartenabschnitt, der einen Teil der Strecke umfasst, auf der keine besonders darzustellenden Informationen enthalten sind, also beispielsweise keine Navigationshinweise, Verkehrsbeeinträchtigungen, Sehenswürdigkeiten oder Ähnliches. Aus der schematischen Untergliederung der Route erfolgt das Auswählen der jeweils darzustellenden Maßstäbe. Dadurch ergibt sich eine erfindungsgemäße Darstellung der Strecke, die im unteren Teil von 5 zu erkennen ist. Die aktuelle Position 3 befindet sich auf dem ersten Kartenabschnitt 5, welche dem aktuellen Positionsabschnitt 53 entspricht. In Streckenrichtung folgen nach dem ersten Kartenabschnitt 5 ein Übergangsbereich 6 und anschließend ein weiterer Kartenabschnitt 7, der einem unwichtigen Kartenabschnitt 51 entspricht und daher in einem geringeren Maßstab als der erste Kartenabschnitt 5 bereitgestellt wird. Dieser ist, wiederum über einen Übergang 6, mit einem weiteren Kartenabschnitt 8, also dem hervorgehobenen Kartenabschnitt 52, verbunden. Dieser ist mit einem relativ großen Maßstab dargestellt, beispielsweise aufgrund eines Staus 57 (punktierter Teil der Route 56). Dem Fahrzeugführer bzw. Träger werden damit detailliert der Ort und die Ausdehnung einer relevanten Stelle der Strecke angezeigt. Anschließend folgt nach einem weiteren Übergangsbereich 6 ein weiterer zweiter Kartenabschnitt 7, also ein weiterer unwichtiger Kartenabschnitt 51. Da dieser mit einem sehr kleinen Maßstab dargestellt wird, nimmt er in der Ausdehnung in Streckenrichtung relativ wenig Platz ein, weshalb mehr Platz für interessante Details, wie den hervorgehobenen Kartenabschnitt 52 mit Stau 57, zur Verfügung steht und/oder die Gesamtstrecke dargestellt werden kann. Schließlich folgt nach einem weiteren Übergangsbereich 6 ein weiterer Kartenabschnitt 8 (Zielabschnitt 50). Die beiden weiteren Kartenabschnitte 8 (hervorgehobener Kartenabschnitt 52 und Zielabschnitt 50), angeordnet in Streckenrichtung vor und nach dem zweiten Kartenabschnitt 7, sind aus Gründen der Einfachheit mit demselben Bezugszeichen versehen. Dies soll verdeutlichen, dass es sich um Kartenabschnitte mit einem vom Maßstab des zweiten Kartenabschnitts 7 verschiedenen Maßstab handelt und beide Kartenabschnitte interessante Informationen darstellen (Stau 57, Zielposition 4). Die beiden weiteren Kartenabschnitte 8 können sowohl jeweils gleiche als auch jeweils unterschiedliche Maßstäbe aufweisen.
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Dem Fachmann wird verständlich sein, dass die Bezeichnungsreihenfolge der Kartenabschnitte keine Rolle spielt. Es kommt vielmehr auf die Anordnung der Kartenabschnitte zueinander sowie die dabei jeweils verwendeten Maßstäbe an.
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Für eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Navigationsstrecke perspektivisch begradigt. 6a zeigt den Ausgangszustand für die Begradigung, nämlich eine in Sektoren aufgeteilte Karte mit der Navigationsstrecke 64 in realer Relation zur Umwelt. Die Navigationsstrecke 64 führt von einer aktuellen Position 3 zu einer Zielposition 4. Zur Demonstration der Begradigung liegen in 6a beide Positionen auf unterschiedlichen Seiten eines Flusses 63. Daraus ergibt sich ein U-förmiger Verlauf der Navigationsstrecke, wenn diese in realer Relation zur Umwelt betrachtet wird. Entlang der Navigationsstrecke 64 befinden sich beispielsweise eine erste Kreuzung 61 und eine weitere Kreuzung 62. Die Karte ist in 9 beispielhafte Sektoren gegliedert. Die Sektoren werden mittels eines Rasters eindeutig identifiziert, in dem jedem Sektor Koordinaten zugeordnet werden. Die horizontale Koordinate wird durch eine Ziffer gebildet und die vertikale Koordinate durch einen Buchstaben. So ergibt sich beispielsweise der Sektor F1 (Bezugszeichen 60).
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Das Begradigen erfolgt durch perspektivisches Verzerren der Sektoren. Das Ergebnis ist in 6b dargestellt. Eine wesentliche Nebenbedingung bei der Begradigung ist, dass Kreuzungen entlang der begradigten Navigationsstrecke 65 mit deren korrekten Kreuzungsverhältnissen (Abbiegungen etc.) erhalten bleiben. So soll die erste Kreuzung 61 auch nach der Begradigung noch als Kreuzung zu erkennen sein, an der die Navigationsstrecke 65 links abbiegt. Daher werden die Grenzen der Sektoren vorzugsweise auf Teilabschnitte der Navigationsstrecke 64 gelegt, die über ein gewisses Umgebungsintervall der Strecke gerade sind. Beispielsweise liegt eine Sektorengrenze in der Mitte eines 100 m langen, geraden Streckenabschnitts.
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Eine Begradigung der Strecke ist natürlich nur notwendig, falls die Strecke auch unter Nutzung unterschiedlicher Maßstäbe und Vorgaben des Trägers nicht komplett dargestellt werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Betrachtungsposition schräg
- 2
- Betrachtungsposition senkrecht
- 3
- aktuelle Position
- 4
- Zielposition
- 5
- erster Kartenabschnitt
- 6
- Übergangsbereich
- 7
- zweiter Kartenabschnitt
- 8
- weiterer Kartenabschnitt
- 9
- Zwischenziel
- 40
- Knicklinie
- 41
- weitere Knicklinie
- 42
- noch weitere Knicklinie
- 50
- Zielabschnitt
- 51
- unwichtiger Kartenabschnitt
- 52
- hervorgehobener Kartenabschnitt
- 53
- aktueller Positionsabschnitt
- 55
- Originalkarte
- 56
- Route
- 57
- Stau
- 60
- Sektor F1
- 61
- erste Kreuzung
- 62
- weitere Kreuzung
- 63
- Fluss
- 64
- Navigationsstrecke in realer Relation zur Umwelt
- 65
- durch perspektivische Verzerrung begradigte Navigationsstrecke
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013000878 A1 [0003]
- US 8442764 B2 [0004]
- WO 2011144849 A1 [0004]
