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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Anzeigevorrichtung und ein Programm und betrifft ein Anzeigesystem, zu verwenden beispielsweise als ein Fahrzeug-Bordanzeigesystem, und auch ein dafür zu verwendendes Programm.
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Stand der Technik
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Als Anzeigevorrichtung ist ein Head-Up-Display (im Folgenden als HUD bezeichnet) bekannt. Das HUD kann eine so genannte AR (Augmented Reality, erweiterte Realität) verwirklichen durch ein Projizieren eines Bildes auf ein durchscheinendes Anzeigemedium und ein Darbieten dieses Bildes einem Benutzer derart, dass es einem Objekt überlagert ist, das durch das Anzeigemedium hindurch zu sehen ist.
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Ein Fahrzeug-Bord-HUD enthält eine Anzeigevorrichtung eines Typs, der einem Fahrer Informationen, die das Fahren unterstützen, oder dergleichen vor einer Windschutzscheibe als virtuelle Bild darbietet, das einer tatsächlichen Szenerie überlagert zu sehen ist. Dieser Typ von Anzeigevorrichtung ist offenbart beispielsweise in den Patentschriften 1, 2 oder dergleichen.
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Das Fahrzeug-Bord-HUD enthält ein HUD, das einen AR-Fahrweg als virtuelles Bild darstellt. Die Darstellung eines AR-Fahrwegs ist beispielsweise in der Patentschrift 3 oder dergleichen offenbart. Der AR-Fahrweg ist eine Richtung, in die ein Fahrer fahren sollte, dargestellt bandförmig auf einer Straße.
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Literaturverzeichnis
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Patentliteratur
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- Patenschrift 1 Japanische Patentanmeldungs-Offenlegung Nr. H7-257228
- Patenschrift 2 Japanische Patentanmeldungs-Offenlegung Nr. 2018-045103
- Patenschrift 3 Japanische Patentanmeldungs-Offenlegung Nr. 2018-140714
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technische Aufgabe
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In der Praxis wird ein AR-Fahrweg (Fahrweg in erweiterter Realität) unter Verwendung von Karteninformationen eines Navigationssystems erstellt. Genauer sucht zuerst das Navigationssystem nach einem Fahrweg zu einem Bestimmungsort und wählt Koordinaten (Knoten, Kanten), die dem Fahrweg entsprechen, unter den in den Karteninformationen enthaltenen Koordinaten (Knoten, Kanten). Dann bildet eine Anzeigevorrichtung einen AR-Fahrweg auf Grundlage von Informationen über die ausgewählten Knoten und Kanten und projiziert den gebildeten AR-Fahrweg als virtuelles Bild auf eine vordere Windschutzscheibe.
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Hier beziehen sich die Koordinaten der Knoten und Kanten auf Koordinaten von Merkmalspunkten, wie etwa beispielsweise Koordinaten von Kreuzungen und forminterpolierende Koordinaten, mit anderen Worten, diskontinuierliche Koordinaten. Weil der AR-Fahrweg unter Verwendung von diskontinuierlichen Koordinaten auf diese Weise gebildet wird, ergeben sich Probleme, dass (1), obwohl ein Fahrweg eine gerade Straße ist, der Fahrweg in der Fahrweganzeige geknickt aussieht, (2) ein Fahrweg einer Kurve in der Fahrweganzeige wie ein Polygonzug aussieht, oder dergleichen.
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Während beispielsweise auf einem Navigationsbildschirm, der einen Fahrweg auf einem dafür vorgesehenen kleinen Monitor darstellt, weniger wahrscheinlich einem Fahrer ein Gefühl der Seltsamkeit vermittelt wird, vermittelt, weil der AR-Fahrweg auf einem Blickfeld zum Fahren des Fahrers dargestellt wird, ein unnatürlich geknickter Fahrweg oder dergleichen dem Fahrer ein Gefühl der Unstimmigkeit. Das heißt, bei der Darstellung des AR-Fahrwegs empfindet der Fahrer, falls der AR-Fahrweg nicht mit einer Form eines Fahrwegs übereinstimmt, auf dem ein Subjektfahrzeug fahren soll, ein großes Gefühl der Seltsamkeit.
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Die vorliegende Offenbarung wurde angesichts der oben beschriebenen Punkte erstellt und schafft ein Anzeigesystem, das einen AR-Fahrweg darstellen kann, der mit einer Form eines Fahrwegs übereinstimmt, auf dem das Subjektfahrzeug fahren soll, ohne ein Gefühl der Seltsamkeit hervorzurufen.
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Lösung der Aufgabe
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Ein Anzeigesystem gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein System zum Darstellen eines AR-Fahrwegs (Fahrwegs in erweiterter Realität), der ein virtuelles Bild ist, das einem durch einen Benutzer gesehenen realen Bild zu überlagern ist, wobei das Anzeigesystem enthält:
- einen AR-Fahrwegbildner, der den AR-Fahrweg erstellt; und
- eine Anzeigevorrichtung, die den AR-Fahrweg als virtuelles Bild darstellt,
- wobei der AR-Fahrwegbildner bestimmt, ob ein Fahrwegabschnitt ein gerader Abschnitt ist oder nicht, auf Grundlage der Positionsbeziehung von Knoten in dem drei oder mehr Knoten enthaltenden Fahrwegabschnitt, und
- der AR-Fahrwegbildner für den Fahrwegabschnitt, der als der gerade Abschnitt bestimmt ist, als den AR-Fahrweg eine Gerade erstellt, die einen Startknoten des Fahrwegabschnitts mit einem Endknoten desselben verbindet.
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Ein Aspekt eines Programms der vorliegenden Offenbarung veranlasst einen Computer, eine Verarbeitung auszuführen, enthaltend:
- ein Bestimmen, ob ein Fahrwegabschnitt ein gerader Abschnitt ist oder nicht, auf Grundlage der Positionsbeziehung von Knoten in dem drei oder mehr Knoten enthaltenden Fahrwegabschnitt, und
- für den Fahrwegabschnitt, der als der gerade Abschnitt bestimmt ist, ein Bilden einer Geraden als den AR-Fahrweg, die einen Startknoten des Fahrwegabschnitts mit einem Endknoten desselben verbindet.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, einen AR-Fahrweg darzustellen, der mit einer Form eines Fahrwegs übereinstimmt, auf dem das Subjektfahrzeug fahren soll, ohne ein Gefühl der Seltsamkeit hervorzurufen.
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Figurenliste
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- 1 stellt ein Beispiel dar, in dem eine Anzeigevorrichtung gemäß einer Ausführungsform in einem Fahrzeug montiert ist.
- 2 stellt ein Beispiel eines Bereichs dar, in dem Licht durch die Anzeigevorrichtung in der Ausführungsform projiziert wird.
- 3 stellt ein Beispiel dar, in dem ein virtuelles Bild so angezeigt wird, dass es im Vordergrund überlagert ist.
- 4 ist ein Blockschaltbild, das ein Aufbaubeispiel einer Anzeigevorrichtung darstellt.
- 5A bis 5C erläutern die AR-Fahrwegbildung in der Ausführungsform.
- 6 stellt ein Anzeigebeispiel eines AR-Fahrwegs in einem Fall dar, in dem die Linienkorrekturverarbeitung der Ausführungsform nicht angewendet ist.
- 7 stellt ein Anzeigebeispiel eines AR-Fahrwegs in einem Fall dar, in dem die Linienkorrekturverarbeitung der Ausführungsform angewendet ist.
- 8 stellt ein Flussdiagramm des Ablaufs der Linienkorrekturverarbeitung des AR-Fahrwegs in der Ausführungsform dar.
- 9 stellt ein Beispiel einer Kurveninterpolation in der Ausführungsform dar.
- 10 stellt ein Anzeigebeispiel eines AR-Fahrwegs in einem Fall dar, in dem die Kurveninterpolationsverarbeitung der Ausführungsform nicht angewendet ist.
- 11 stellt ein Anzeigebeispiel eines AR-Fahrwegs in einem Fall dar, in dem die Kurveninterpolationsverarbeitung der Ausführungsform angewendet ist.
- 12A und 12B erläutern die Anzeige des AR-Fahrwegs, die herkömmlich durchgeführt ist; 12A stellt Knotenpositionen dar, und 12B stellt den AR-Fahrweg dar.
- 13A und 13B erläutern die Anzeige eines AR-Fahrwegs in der Ausführungsform; 13A stellt ein Versetzen der Knotenpositionen dar, und 13B stellt den versetzten AR-Fahrweg dar.
- 14A stellt ein Beispiel dar, in dem der AR-Fahrweg nicht versetzt ist, und 14B stellt ein Beispiel dar, in dem die AR-Fahrwegversatzverarbeitung der vorliegenden Ausführungsform angewendet ist.
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Beschreibung der Ausführungsform
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Nachstehend ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
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Schematische Anordnung der Anzeigevorrichtung
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1 stellt ein Beispiel dar, in dem eine Anzeigevorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung in einem Fahrzeug 200 montiert ist.
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Die Anzeigevorrichtung 100 in der vorliegenden Ausführungsform ist als ein Fahrzeug-Bord-Head-Up-Display (HUD) verwirklicht. Die Anzeigevorrichtung 100 ist nahe einer Oberseite des Armaturenbretts 220 des Fahrzeugs 200 angebracht.
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Die Anzeigevorrichtung 100 projiziert Licht auf einen Bereich D10 in einem Blickfeld eines Fahrers, angezeigt mit einer strichpunktierten Linie, auf der Windschutzscheibe (der so genannten vorderen Windschutzscheibe) 210. Während ein Teil des projizierten Lichts durch die Windschutzscheibe 210 hindurchtritt, wird der andere Teil durch die Windschutzscheibe 210 reflektiert. Dieses reflektierte Licht trifft auf die Augen des Fahrers. Der Fahrer nimmt das reflektierte Licht, das in seine Augen eingetreten ist, als virtuelles Bild VB, das wie ein Bild eines auf einer entgegengesetzten Seite (außerhalb des Fahrzeugs 200) der Windschutzscheibe 210 befindlichen Objekts aussieht, gegen einen Hintergrund eines realen, durch die Windschutzscheibe 210 gesehenen Objekts wahr.
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2 stellt ein Beispiel eines Bereichs D10 dar, der ein Bereich ist, in dem Licht durch die Anzeigevorrichtung 100 in der Ausführungsform projiziert wird.
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Der Bereich D10 befindet sich an einem unteren Teil auf der Fahrerseite der Windschutzscheibe 210, wie beispielsweise in 2 als ein durch eine gestrichelte Linie eingeschlossener Bereich angezeigt. Die am Armaturenbrett 220 angebrachte Anzeigevorrichtung 100 projiziert ein Bild auf die Windschutzscheibe 210 durch ein Projizieren von Licht auf den Bereich D10, wie in 1 dargestellt. Dadurch wird das virtuelle Bild VB erzeugt, das vom Fahrer aus wie ein Bild eines außerhalb des Fahrzeugs 200 befindlichen Objekts aussieht.
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Anzumerken ist, dass ein auf die Windschutzscheibe 210 projiziertes Bild durch den Fahrer im virtuelle Bild VB wahrgenommen werden kann, als befände es sich in verschiedenen Abständen, abhängig von vertikalen Positionen im Bereich D10. Zum Beispiel kann in den Beispielen in 1 und 2, weil sich der Bereich D10 an einem niedrigeren Teil befindet als die Höhe der Augen des Fahrers, ein sich an einem niedrigeren Teil im Bereich D10 befindliches Bild wahrgenommen werden, als sei es im virtuellen Bild VB ein näher zum Fahrer befindliches Objekt, während ein sich an einem höheren Teil in dem auf den Bereich D10 projizierten Bild wahrgenommen werden kann, als sei es im virtuellen Bild VB ein weiter entfernt vom Fahrer befindliches Objekt. Ein Prinzip einer solchen Wahrnehmung ist durch eine Art geometrischer Perspektive (vertikale Perspektive) beschrieben.
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3 stellt ein Beispiel eines durch die Anzeigevorrichtung 100 in der vorliegenden Ausführungsform erzeugten virtuellen Bildes und ein Beispiel dar, in dem dieses virtuelle Bild der Szenerie vor dem Fahrzeug 200 überlagert ist, gesehen vom Fahrer des Fahrzeugs 200, das fährt.
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3 stellt schematisch einen Teil der Szenerie in einem Blickfeld eines Fahrers (nicht dargestellt) dar, der das Fahrzeug 200 als Ganzes fährt. Anzumerken ist, dass ein mit einer gestrichelten Linie angezeigter Rahmen, der einen Bereich D10 angibt, in den ein Bild von der Anzeigevorrichtung 100 projiziert wird, zum Zwecke der Erläuterung der vorliegenden Ausführungsform dargestellt ist und weder vorhanden ist noch durch den Fahrer wahrgenommen wird. Die Bezugsnummer 200 gibt eine Motorhaube an, die Teil des Fahrzeugs 200 ist. Weiter gibt ein Pfeilbild mit der Bezugsnummer V10 einen AR-Fahrweg (Fahrweg in erweiterter Realität) an, der ein Beispiel eines durch die Anzeigevorrichtung 100 erzeugten und vom Fahrer wahrgenommenen virtuellen Bildes ist.
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Wie in 3 dargestellt, wird der AR-Fahrweg V10, der ein virtuelles Bild ist, so angezeigt, dass er der Szenerie überlagert ist, die tatsächlich im Blickfeld des Fahrers zu sehen ist. In der Praxis wird der AR-Fahrweg V10 so angezeigt, dass er einer Straße überlagert ist. Dadurch wird der Fahrer geleitet, auf einem durch den AR-Fahrweg V10 angegebenen bandartigen Bereich zu fahren.
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4 ist ein Blockschaltbild, das ein Aufbaubeispiel einer Anzeigevorrichtung 100 darstellt.
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Die Anzeigevorrichtung 100 enthält einen Karteninformationserlanger 101, einen Positionsdetektor 102, ein Radar 103, einen Fahrzeugverhaltensdetektor 104, einen Blickpunktdetektor 105, einen Bildersteller 110, eine Anzeigesteuerung 120 und ein HUD 130.
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Der Karteninformationserlanger 101 erlangt Karteninformationen, enthaltend Informationen, die Landreliefs, Straßenformen oder dergleichen mit Koordinaten in einem absoluten Koordinatensystem ausdrücken. Die durch den Karteninformationserlanger 101 erlangten Karteninformationen können Informationen sein, die in einem im Fahrzeug 200 montierten Karteninformations-Speichermedium gespeichert sind, oder können durch eine Kommunikation mit externen Vorrichtungen erlangt werden. Im Falle der vorliegenden Ausführungsform erlangt der Karteninformationserlanger 101, der ein so genanntes Navigationssystem ist, einen Fahrweg von einem aktuellen Ort zu einem Bestimmungsort. Der Karteninformationserlanger 101 gibt die Karteninformationen und die Fahrweginformationen zum Bildersteller 110 aus.
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Der Positionsdetektor 102, der durch einen GPS-Empfänger, ein Gyroskop, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor oder dergleichen verwirklicht ist, erfasst einen aktuellen Ort des Subjektfahrzeugs 200.
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Das Radar 103 erfasst, ob ein Objekt vorhanden ist oder nicht, und einen Abstand zu dem Objekt durch ein Aussenden einer Funkwelle oder von Laserlicht in einen Bereich vor dem Subjektfahrzeug 200 und ein Empfangen der reflektierten Welle. Anzumerken ist, dass die Anzeigevorrichtung 100 zusätzlich zum Radar 103 andere Erfassungsvorrichtungen enthalten kann, wie etwa eine Kamera und einen Infrarotsensor, um ein Objekt in einem umgebenden Bereich zu erfassen.
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Der Fahrzeugverhaltensdetektor 104, der durch ein Gyroskop, einen Aufhängungshubsensor, einen Fahrzeughöhensensor, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, einen Beschleunigungssensor oder dergleichen verwirklicht ist, erfasst eine physikalische Größe, die ein Verhalten des Fahrzeugs angibt.
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Ein Blickpunktdetektor nimmt ein Bild der Augen des Fahrers beispielsweise mit einer Infrarotkamera auf und misst durch eine Bildverarbeitung Koordinaten von Positionen der Augen des Fahrers in einem Fahrzeugkoordinatensystem aus dem aufgenommenen Bild der Augen. Das Erfassungsergebnis vom Blickpunktdetektor 105 wird zur Anzeigesteuerung 120 ausgegeben.
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Der Bildersteller 110 bildet ein Bild, das zu einer Grundlage des virtuellen Bildes VB wird, auf Grundlage von Eingangssignalen vom Karteninformationserlanger 101, vom Positionsdetektor 102, vom Radar 103 und vom Fahrzeugverhaltensdetektor 104. Der Bildersteller 110 enthält einen AR-Fahrwegbildner 111. Der AR-Fahrwegbildner 111 erstellt ein Bild, das zu einer Grundlage eines AR-Fahrwegs wird, der ein virtuelles Bild ist, auf Grundlage von Eingangssignalen vom Karteninformationserlanger 101 und vom Positionsdetektor 102.
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Die Anzeigesteuerung 120 stellt das virtuelle Bild VB im Bereich D10 der Windschutzscheibe auf Grundlage des durch den Bildersteller 110 erstellten Bildes und der Blickpunktinformationen dar, indem sie eine Lichtquelle, einen Abtaster, einen Bildschirmtreiber oder dergleichen steuert, die das HUD 130 bilden.
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AR-Fahrwegerstellung
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Bevor eine charakteristische AR-Fahrwegbildungsverarbeitung gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben ist, ist eine typische Fahrwegerstellung unter Verwendung von Karteninformationen beschrieben.
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Anzumerken ist, dass Funktionen des AR-Fahrwegbildners 111, die nachstehend beschrieben sind, durch eine CPU verwirklicht werden können, die ein in einer Speichervorrichtung gespeichertes Programm in ein RAM kopiert und in dem Programm enthaltene Befehle nacheinander aus dem RAM ausliest und die Befehle ausführt. Mit anderen Worten, die Verarbeitung des AR-Fahrwegbildners 111, die nachstehend beschrieben ist, kann durch ein Programm verwirklicht werden.
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Der AR-Fahrwegbildner 111 gibt Straßenkartendaten aus dem Karteninformationserlanger 101 ein. In den Straßenkartendaten ist eine Mindesteinheit, die einen Straßenabschnitt angibt, als Kante bezeichnet. Das heißt, jede Straße besteht aus eine Vielzahl von Kanten, die für jeden vorgegebenen Straßenabschnitt festgelegt sind. Punkte, die die Kanten verbinden, sind als Knoten bezeichnet, und jeder der Knoten weist Positionsinformationen (Koordinateninformationen) auf. Weiter können Forminterpolationspunkte genannte Punkte zwischen Knoten in einer Kante festgelegt sein. Jeder der Forminterpolationspunkte weist auch, ähnlich wie die Knoten, Positionsinformationen (Koordinateninformationen) auf. Eine Kantenform, das heißt, eine Form einer Straße, ist bestimmt durch Positionsinformationen der Knoten und der Forminterpolationspunkte.
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Der Knoten ist eine Kreuzung, eine Abzweigung, eine Einmündung oder dergleichen, und der AR-Fahrwegbildner 111 gibt Koordinateninformationen der Kreuzung, Abzweigung, Einmündung oder dergleichen als Informationen über die Knoten ein. Weiter gibt der AR-Fahrwegbildner 111 auch Koordinateninformationen der Forminterpolationspunkte wie oben beschrieben ein.
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Jede Kante besteht aus jeweiligen Daten, wie etwa einer Kantenlänge, die eine Länge der Kante angibt, Forminformationen über die Kante, Koordinaten (Breitengrad, Längengrad) eines Startknotens und eines Endknotens der Kante, einem Straßennamen, einem Straßentyp, einer Straßenbreite, einem Straßenattribut, einem Einbahn-Attribut, der Anzahl von Fahrspuren, dem Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Rechtsabbiege- oder Linksabbiegespur und der Anzahl der Rechtsabbiege- oder Linksabbiegespuren als Attributinformationen über die Kante.
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Als Nächstes ist die AR-Fahrwegbildungsverarbeitung durch den AR-Fahrwegbildner 111 der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Informationen über die Knoten und die Kanten, die die Fahrtroute des Subjektfahrzeugs wie oben beschrieben angeben, werden in den AR-Fahrwegbildner 111 eingegeben.
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Linienkorrektur
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5A bis 5C erläutern die AR-Fahrwegbildung in der vorliegenden Ausführungsform. 5A bis 5C stellen Knoten N1 bis N5 in einem Fahrwegabschnitt dar. Daher wird in einer herkömmlichen AR-Fahrwegbildungsverarbeitung der AR-Fahrweg gebildet, der fortlaufend N1, N2, N3, N4 und N5 verbindet.
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Indessen wird in der AR-Fahrwegbildungsverarbeitung in der vorliegenden Ausführungsform zuerst bestimmt, ob ein Abschnitt von N1 bis N5 ein gerader Abschnitt ist oder nicht, und in einem Fall, in dem bestimmt ist, dass der Abschnitt ein gerader Abschnitt ist, wird eine Gerade L0, die den Startknoten N1 mit dem Endknoten N5 verbindet, als der AR-Fahrweg gebildet und angezeigt. Andererseits wird in einem Fall, in dem bestimmt ist, dass der Abschnitt kein gerader Abschnitt ist, eine Aufteilungsverarbeitung oder Kurvenkorrekturverarbeitung durchgeführt, die weiter unten beschrieben sind.
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Die Verarbeitung ist genau beschrieben. Bei der AR-Fahrwegbildungsverarbeitung in der vorliegenden Ausführungsform wird zuerst, wie in 5A dargestellt, eine Gerade L0 gebildet, die den Abschnittsstartknoten N1 mit dem Abschnittsendknoten N5 in einem Fahrwegabschnitt verbindet, der einem Bestimmen zu unterziehen ist, ob der Abschnitt ein gerader Abschnitt ist oder nicht.
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Dann werden Abstände h2, h3 und h4 zwischen der Geraden L0 und anderen Knoten N2, N3 und N4 berechnet, die in dem Fahrwegabschnitt enthalten sind.
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Als Nächstes vergleicht der AR-Fahrwegbildner 111 die Abstände h2, h3 und h4 mit einem vorgegebenen Schwellwert. In einem Fall, in dem die Abstände h2, h3 und h4 alle gleich dem oder kleiner sind als der Schwellwert, erzeugt der AR-Fahrwegbildner 111 einen AR-Fahrweg durch ein Verbinden des Abschnitts zwischen dem Knoten N1 und dem Knoten N5 mit einer Geraden L0. Andererseits teilt in einem Fall, in dem ein Abstand unter den Abständen h2, h3 und h4 größer ist als der Schwellwert, der AR-Fahrwegbildner 111 einen Fahrwegabschnitt an einem Knoten als Aufteilpunkt auf, zu dem der Abstand am größten ist. In einem Fall der Beispiele in 5A bis 5C wird, weil der Abstand h3 zum Knoten N3 der größte ist, der Fahrwegabschnitt am Knoten N3 als Aufteilpunkt aufgeteilt.
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Dann wird, wie in 5B dargestellt, die Verarbeitung des Bestimmens, ob der Abschnitt ein gerader Abschnitt ist oder nicht, in ähnlicher Weise wie oben beschrieben unter Verwendung des Aufteilpunkts als Endpunkt und als Startpunkt des Abschnitts wiederholt. Genauer wird die Gerade L1, die den Abschnittsstartknoten N1 mit dem Abschnittsendknoten N3 verbindet, im Fahrwegabschnitt gebildet. Auf ähnliche Weise wird die Gerade L2, die den Abschnittsstartknoten N3 mit dem Abschnittsendknoten N5 verbindet, im Fahrwegabschnitt gebildet. Dann wird der Abstand h2 zwischen der Geraden L1 und einem weiteren, im Fahrwegabschnitt enthaltenen Knoten N2 berechnet. Auf ähnliche Weise wird der Abstand h4 zwischen der Geraden L2 und einem weiteren, im Fahrwegabschnitt enthaltenen Knoten N4 berechnet. Dann wird der Abstand h2 mit dem Schwellwert verglichen. Auf ähnliche Weise wird der Abstand h4 mit dem Schwellwert verglichen. In einem Beispiel der Zeichnung wird, weil der Abstand h2 kleiner ist als der Schwellwert, wie in 5C dargestellt, ein AR-Fahrweg durch ein Verbinden eines Abschnitts zwischen dem Knoten N1 und dem Knoten N3 mit einer einzigen Geraden L1 erzeugt. Auf ähnliche Weise wird, weil der Abstand h4 kleiner ist als der Schwellwert, wie in 5C dargestellt, ein AR-Fahrweg durch ein Verbinden eines Abschnitts zwischen dem Knoten N3 und dem Knoten N5 mit einer einzigen Geraden L2 erzeugt.
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Kurz, die Linienkorrekturverarbeitung in der vorliegenden Ausführungsform ist eine Verarbeitung zum Erzeugen einer Geraden, wobei Knoten ausgeschlossen (ignoriert) werden, die nicht stark von einer Geraden abweichen, die einen Startknoten mit einem Endknoten eines Abschnitts verbindet. Dadurch ist es möglich zu verhindern, dass ein AR-Fahrweg aufgrund einer Weise des Festlegens von Koordinaten der Knoten unnatürlich geknickt ist. Zum Beispiel ist es möglich, das Unbehagen zu verhindern, dass ein AR-Fahrweg an jeder Kreuzung aufgrund der Koordinate des Knotens leicht geknickt ist, der an einer Koordinate der Mitte der Kreuzung festgelegt ist, obwohl die Straße tatsächlich eine gerade Straße ist.
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6 stellt ein Anzeigebeispiel des AR-Fahrwegs in einem Fall dar, in dem die Linienkorrekturverarbeitung der vorliegenden Ausführungsform nicht angewendet ist. Aus dieser Zeichnung ist zu ersehen, dass der AR-Fahrweg an der Kreuzung leicht geknickt ist, obwohl die Straße eine gerade Straße ist. 7 stellt ein Anzeigebeispiel des AR-Fahrwegs in einem Fall dar, in dem die Linienkorrekturverarbeitung der vorliegenden Ausführungsform angewendet ist. Aus dieser Zeichnung ist zu ersehen, dass ein geknickter Teil des AR-Fahrwegs an der Kreuzung verschwindet.
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8 stellt ein Flussdiagramm des Ablaufs der Linienkorrekturverarbeitung des AR-Fahrwegs in der vorliegenden Ausführungsform dar.
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Der AR-Fahrwegbildner 111 berechnet zuerst in Schritt S1 den Abstand h zwischen einer Geraden, die den Startknoten mit dem Endknoten verbindet, und einem weiteren in dem Abschnitt enthaltenen Knoten. Da heißt, der AR-Fahrwegbildner 111 berechnet in dem Beispiel in 5A die Abstände h2, h3 und h4 zwischen der Geraden L0, die den Abschnittsstartknoten N1 mit dem Abschnittsendknoten N5 verbindet, und anderen, im Abschnitt enthaltenen Knoten N2, N3 und N4.
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Der AR-Fahrwegbildner 111 berechnet im anschließenden Schritt S2, ob alle Abstände h2, h3 und h4 gleich einem oder kleiner als ein Schwellwert sind. In einem Fall, in dem in Schritt S2 ein positives Ergebnis erhalten ist (Schritt S2: Ja), geht der Ablauf über zu Schritt S3, und der Abschnitt wird als gerader Abschnitt bestimmt, und ein AR-Fahrweg wird gebildet. In dem Beispiel in 5A wird die Gerade L0 als der AR-Fahrweg festgelegt.
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Indessen geht in einem Fall, in dem in Schritt S2 ein negative Ergebnis erhalten ist (Schritt S2: Nein), der Ablauf über zu Schritt S4, und der Abschnitt wird an einem Knoten als Aufteilpunkt aufgeteilt, zu dem der Abstand am größten ist. Das heißt, in dem Beispiel in 5B wird der Fahrwegabschnitt am Knoten N3 als Aufteilpunkt aufgeteilt. Der Ablauf des AR-Fahrwegbildners 111 kehrt nach dem Verarbeiten in Schritt S4 wieder zu Schritt S1 zurück. Die Verarbeitung in Schritt S1 entspricht der Verarbeitung des Berechnens der Abstände h2 und h4 in dem Beispiel in 5B.
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Auf diese Weise teilt der AR-Fahrwegbildner 111 den Abschnitt auf, bis es keinen Knoten mehr gibt, zu dem der Abstand gleich oder größer als der Schwellwert ist, durch ein rekursives Wiederholen der Verarbeitung von Schritt S1-S2-S4-S1, bis in Schritt S2 ein positives Ergebnis erhalten werden kann. Wenn dann ein solcher Knoten nicht mehr vorhanden ist, wird der Abschnitt als gerader Abschnitt bestimmt, und die Verarbeitung in Schritt S3 wird durchgeführt, um im geraden Abschnitt einen geraden AR-Fahrweg zu bilden.
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Kurveninterpolation
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Der AR-Fahrwegbildner 111 in der vorliegenden Ausführungsform führt eine Kurveninterpolation an dem Fahrwegabschnitt durch, der als ein nichtlinearer Abschnitt bestimmt ist.
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Zum Beispiel wird eine Kurveninterpolation wie in 9 dargestellt an einem nichtlinearen Abschnitt durchgeführt, der der Linienkorrektur (die auch als ein Glätten einer Linie bezeichnet sein kann) unterzogen ist, wie in Abschnitt <2-1> beschrieben. In dem Beispiel in 9 ist, weil die Gerade L1 und die Gerade L2 verbunden sind, wobei sie über den Knoten N3 geknickt sind, der der Aufteilpunkt ist, ein Abschnitt von N1-N3-N5 kein gerader Abschnitt. In der Praxis ist in fast jedem Fall der Abschnitt von N1-N3-N5 keine geknickte Straße, sondern eine Kurve. Angesichts dessen bildet der AR-Fahrwegbildner 111 die Kurve L10, indem er eine Kurveninterpolation an dem Abschnitt von N1-N3-N5 durchführt und diese Kurve L10 als den AR-Fahrweg ausgibt.
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Dabei führt der AR-Fahrwegbildner 111 die Kurveninterpolation unter Verwendung von Knoten als Steuerpunkte durch, die in dem Abschnitt enthalten sind. In dem Beispiel in 9 wird die Kurve L10 durch eine Kurveninterpolation gebildet, die unter Verwendung der Knoten N1, N3 und N5 als Steuerpunkte durchgeführt wird.
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Hier sind die Knoten nicht immer so angeordnet, dass sie eine deutliche Kurve bilden, und es gibt einen Fall, in dem sich eine Kurvenform mit Verzerrung ergibt, wenn die Kurveninterpolation so durchgeführt wird, dass die Kurve durch alle Knoten geht. Angesichts dessen wird in der vorliegenden Ausführungsform eine Kurve L10 ohne Verzerrung durch eine Interpolation gebildet, die unter Verwendung einer B-Spline-Kurve durchgeführt wird. Jedoch ist die Kurveninterpolation nicht auf eine Interpolation unter Verwendung einer B-Spline-Kurve beschränkt.
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Anzumerken ist, dass, während hier ein Fall beschrieben ist, in dem eine Kurveninterpolation an einem Abschnitt durchgeführt wird, der kein gerader Abschnitt ist, nachdem die Linienkorrektur wie in Abschnitt <2-1> beschrieben durchgeführt wurde, die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt ist, und es, kurz gefasst, nur notwendig ist, die Kurveninterpolation an dem Fahrwegabschnitt, der als nichtlinearer Abschnitt bestimmt ist, unter Verwendung von in dem Abschnitt enthaltenen Knoten als Steuerpunkte durchzuführen und eine Kurve als den AR-Fahrweg auszugeben, die der Kurveninterpolation unterzogen wurde.
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10 stellt ein Anzeigebeispiel des AR-Fahrwegs in einem Fall dar, in dem die Kurveninterpolationsverarbeitung der vorliegenden Ausführungsform nicht angewendet ist. Aus dieser Zeichnung ist zu ersehen, dass der AR-Fahrweg zu einem Polygonzug wird, obwohl eine tatsächliche Straße gekrümmt ist. 11 stellt ein Anzeigebeispiel des AR-Fahrwegs in einem Fall dar, in dem die Kurveninterpolationsverarbeitung der vorliegenden Ausführungsform angewendet ist. Aus dieser Zeichnung ist zu ersehen, dass der AR-Fahrweg mit einer gekrümmten Form entlang der Kurve dargestellt werden kann.
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Verarbeitung eines versetzten AR-Fahrwegs auf Grundlage von Fahrspurinformationen
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Wie oben beschrieben, wird der AR-Fahrweg auf Grundlage der Knoten und der Kanten erstellt, die in den Straßenkartendaten enthalten sind. Weil jedoch die in den Knoten und den Kanten enthaltenen Koordinateninformationen oft Koordinaten der Straßenmitten sind, gibt es, wenn der AR-Fahrweg unter Verwendung der Informationen gebildet wird, wie sie sind, einen Fall, in dem ein AR-Fahrweg dargestellt wird, der ein Gefühl der Unstimmigkeit hervorruft. Insbesondere ist es hoch wahrscheinlich, dass ein AR-Fahrweg, der ein Gefühl der Unstimmigkeit hervorruft, an einer Stelle, wie etwa einer Kreuzung und einer Abzweigung, dargestellt wird, wo sich eine Vielzahl von Straßen schneidet.
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Angesichts dessen wird in der vorliegenden Ausführungsform der AR-Fahrweg gebildet durch ein Versetzen einer Koordinate des in den Straßenkartendaten enthaltenen Knotens auf Grundlage der Fahrspurinformationen zu einer Fahrspur, auf der das Subjektfahrzeug fahren soll. Dadurch wird es auf Grundlage der Fahrspurinformationen möglich, einen AR-Fahrweg, der kein Gefühl der Unstimmigkeit hervorruft, auf die Seite der Fahrspur versetzt anzuzeigen, auf der das Subjektfahrzeug fährt. Zum Vergleich ist, weil der AR-Fahrweg durch ein Verbinden von Knoten gebildet ist, das Versetzen der Koordinate des Knotens gleichwertig mit dem Versetzen des AR-Fahrwegs. Daher ist es in der folgenden Beschreibung möglich, das Versetzen der Koordinate des Knotens als ein Versetzen des AR-Fahrwegs zu lesen; umgekehrt ist es möglich, das Versetzen des AR-Fahrwegs als ein Versetzen der Koordinate des Knotens zu lesen.
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12A und 12B erläutern eine herkömmliche Anzeige eines AR-Fahrwegs. Wie in 12A dargestellt, ist ein Fall angenommen, in dem das Subjektfahrzeug auf einer Straße fährt, die eine Fahrspur in jeder Richtung sowie eine Mittellinie aufweist, und an einer Kreuzung voraus rechts abbiegt. Dabei sind Koordinaten der Knoten N1 bis N4 Koordinaten auf der Mittellinie.
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12B stellt den auf Grundlage der Knoten N1 bis N4 in 12A gebildeten und angezeigten AR-Fahrweg dar. Wie aus 12B zu ersehen, liegt, weil bei dem herkömmlichen AR-Fahrweg der Startpunkt so festgelegt ist, dass er mit einer Fahrposition des Subjektfahrzeugs übereinstimmt, während ein Bereich vor dem Subjektfahrzeug dargestellt ist, ohne ein Gefühl der Unstimmigkeit zu erzeugen, der AR-Fahrweg, nachdem das Subjektfahrzeug eine Kreuzung durchfahren hat, auf einer Mittellinie. Das heißt, der AR-Fahrweg ist in der Richtung zur Mittellinie von einer Fahrspur versetzt, auf der das Subjektfahrzeug tatsächlich fahren soll.
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13A und 13B erläutern die Anzeige des AR-Fahrwegs in der vorliegenden Ausführungsform. In der vorliegenden Ausführungsform sind, wie in 13A dargestellt, die Knoten N1', N2', N3' und N4' nach Koordinaten von Knoten N1, N2, N3 und N4 auf der Mittellinie zu der Fahrspur versetzt berechnet, auf der das Subjektfahrzeug fahren soll, und ein AR-Fahrweg wird unter Verwendung der Knoten N1', N2', N3' und N4' gebildet und angezeigt.
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13B stellt den auf Grundlage der Knoten N1', N2', N3' und N4' in 13A gebildeten und angezeigten AR-Fahrweg dar. Wie aus 13B zu ersehen, wird der AR-Fahrweg in der vorliegenden Ausführungsform auf der Fahrspur angezeigt, auf der das Subjektfahrzeug fahren soll, sogar nachdem das Subjektfahrzeug die Kreuzung durchfahren hat. Als Ergebnis ist es möglich, den AR-Fahrweg anzuzeigen, ohne ein Gefühl der Unstimmigkeit zu erzeugen.
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Hier ist ein spezielles Beispiel des Versetzens des AR-Fahrwegs gemäß der vorliegenden Ausführungsform hier beschrieben.
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In einem Fall, in dem die Straße drei Fahrspuren in jeder Richtung aufweist und eine Fahrspur, auf der das Subjektfahrzeug fahren soll, die äußerste linke Fahrspur ist, sind die Knotenpositionen auf der Fahrspur des Subjektfahrzeugs um eine „Fahrspurbreite (beispielsweise 3,25 m) × (Anzahl der Fahrspuren (in diesem Beispiel 3) - 0,5)“ versetzt. Diese Verarbeitung ist eine Verarbeitung, um eine Situation zu bewältigen, in der die Knoten auf die Mittellinie gesetzt sind.
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Auf diese Weise wird bei der AR-Fahrweg-Versatzverarbeitung nach der vorliegenden Ausführungsform ein auf die Mitte der Straße gesetzter Knoten auf die Fahrspur versetzt, auf der das Subjektfahrzeug fahren soll. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der AR-Fahrweg auf die Mitte der Fahrspur versetzt, auf der das Subjektfahrzeug fahren soll.
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Dann sind Effekte der AR-Fahrweg-Versatzverarbeitung nach der vorliegenden Ausführungsform unter Verwendung von 14A und 14B beschrieben.
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14A und 14B stellen die Anzeige des AR-Fahrwegs in einem Fall dar, in dem das Subjektfahrzeug an einer Kreuzung voraus links abbiegt. 14A stellt ein Beispiel dar, in dem der AR-Fahrweg nicht versetzt ist, und 14B stellt ein Beispiel dar, in dem die AR-Fahrwegversatzverarbeitung der vorliegenden Ausführungsform angewendet ist. Während, wie durch einen Vergleich zwischen diesen Zeichnungen deutlich zu sehen ist, der AR-Fahrweg in 14A nahe der Mitte der Straße dargestellt wird, auf der das Subjektfahrzeug nach dem Durchfahren der Kreuzung nicht fahren soll, wird der AR-Fahrweg in 14B auf der Fahrspur dargestellt, auf der das Subjektfahrzeug fahren soll, sogar nachdem das Subjektfahrzeug die Kreuzung durchfahren hat, ohne dass ein Gefühl der Unstimmigkeit geschaffen ist.
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Durch ein Durchführen der AR-Fahrwegversatzverarbeitung nach der vorliegenden Ausführungsform ist es, sogar wenn die Knotenposition an der Kreuzung zu einer linken Seite oder rechten Seite gegenüber einer Erstreckung der Verkehrsstraße versetzt ist, auf diese Weise möglich, den AR-Fahrweg entlang der Fahrspur anzuzeigen, auf der das Subjektfahrzeug fahren soll, ohne ein Gefühl der Unstimmigkeit zu schaffen.
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Abschluss
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Wie oben beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wie in Abschnitt <2-1> beschrieben, auf Grundlage der Positionsbeziehung der Knoten in dem Fahrwegabschnitt, der drei oder mehr Knoten enthält, bestimmt, ob der Fahrwegabschnitt ein gerader Abschnitt ist oder nicht, und wird eine Gerade, die einen Startknoten mit einem Endknoten des Fahrwegabschnitts verbindet, als der AR-Fahrweg für den Fahrwegabschnitt, der als gerader Abschnitt bestimmt ist, gebildet und dargestellt, sodass es möglich ist, den AR-Fahrweg anzuzeigen, der mit der Form des Fahrwegs übereinstimmt, auf dem das Subjektfahrzeug fahren soll, ohne ein Gefühl der Unstimmigkeit zu schaffen, während das Unbehagen gelöst wird, dass der AR-Fahrweg geknickt aussieht, obwohl die Straße eine gerade Straße ist.
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Weiter ist es, wie im Abschnitt <2-2> beschrieben, für den Fahrwegabschnitt, der als nichtlinearer Abschnitt bestimmt ist, durch ein Bilden des AR-Fahrweg mit einer Form, die einer Kurveninterpolation unter Verwendung der Knoten unterzogen ist, die in dem Abschnitt als Steuerpunkte enthalten sind, möglich, den AR-Fahrweg anzuzeigen, der mit der Form des Fahrwegs übereinstimmt, auf dem das Subjektfahrzeug fahren soll, ohne ein Gefühl der Unstimmigkeit zu schaffen.
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Insbesondere sieht sogar ein geringer Unterschied der Ausrichtung zwischen Kanten, die von oben gesehen gerade Straßen zu sein scheinen, wie ein großer Winkel in einer Darstellung des Fahrwegs wie einer Darstellung des AR-Fahrwegs aus, die schräg betrachtet wird. Durch ein Durchführen der Linienkorrektur und der Kurveninterpolation in der oben beschriebenen Ausführungsform ist es möglich, dieses Problem effektiv zu lösen.
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Die oben beschriebenen Ausführungsformen erläutern nur beispielhafte Ausführungsformen, und der technische Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung sollte nicht als durch die Ausführungsformen eingeschränkt ausgelegt werden. Genauer können verschiedene Änderungen der Form und Einzelheit vorgenommen werden, ohne von dem Erfindungsgedanken und Schutzumfang der Erfindung(en) abzuweichen.
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Während bei der oben beschriebenen Ausführungsform ein Fall beschrieben ist, bei dem die Anzeigevorrichtung der vorliegenden Offenbarung auf ein Fahrzeug-Bord-HUD angewendet ist, ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt, und die Anzeigevorrichtung der vorliegenden Offenbarung kann, kurz gefasst, allgemein auf Anzeigesysteme und -vorrichtungen angewendet werden, die den AR-Fahrweg, der ein virtuelles Bild ist, so darstellen, dass er einem realen Bild überlagert ist, das durch den Benutzer zu sehen ist.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Das Anzeigesystem und das Programm der vorliegenden Erfindung sind beispielsweise geeignet für ein System, das ein Fahrzeug-Bord-HUD enthält.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Anzeigevorrichtung
- 101
- Karteninformationserlanger
- 102
- Positionsdetektor
- 103
- Radar
- 104
- Fahrzeugverhaltensdetektor
- 105
- Blickpunktdetektor
- 110
- Bildersteller
- 111
- AR-Fahrwegbildner
- 120
- Anzeigesteuerung
- 130
- HUD (Head-Up-Display)
- 200
- Fahrzeug
- 210
- Windschutzscheibe
- 220
- Armaturenbrett
- N1, N2, N3, N4, N5
- Knoten
- h2, h3, h4
- Abstand
- L0, L1, L2
- Gerade
- L10
- Kurve
- VB
- Virtuelles Bild
