DE4121095B4

DE4121095B4 - Verfahren zur Darstellung von Landkarten auf einem rechnergesteuerten Bildschirm

Info

Publication number: DE4121095B4
Application number: DE19914121095
Authority: DE
Inventors: Peter Prof. Dipl.-Ing. Dr. Knoll; Georg Dipl.-Ing. Dr.habil. Geiser
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1991-06-26
Filing date: 1991-06-26
Publication date: 2004-09-16
Anticipated expiration: 2011-06-27
Also published as: DE4121095A1

Abstract

Verfahren zur Darstellung einer Landkarte auf einem rechnergesteuerten Bildschirm, insbesondere in Fahrzeugen, wobei die Landkarte in einem konstanten Maßstab in der Anzeige dargestellt wird, wobei allen Informationen der Landkarte ein a priori Wichtigkeitswert zugeordnet wird, wobei eine Relevanz einer Information ermittelt wird, wobei die Relevanz einer Information von dem a priori Wichtigkeitswert und dem Abstand der Information von einem Fixationspunkt abhängt und wobei eine Anzeige einer Information davon abhängt, ob die Relevanz der Information unterhalb einer vorgegebenen Schwelle liegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Darstellung von Landkarten auf einem rechnergesteuerten Bildschirm.
Der Detailreichtum einer Landkartendarstellung auf einem rechnergesteuerten Bildschirm ist durch das begrenzte Auflösungsvermögen des Bildschirms selbst sowie durch die begrenzte Speicherkapazität und Rechengeschwindigkeit des Rechners eingeschränkt. Um zwischen Darstellungen eines globalen und eines lokalen Kontextes wechseln zu können, ist es bekannt, zwischen Darstellungen mit unterschiedlichen Maßstäben umzuschalten oder eine Lupenfunktion zu benutzen, mit der ein Ausschnitt stufenlos vergrößert und detailreicher dargestellt werden kann. Neben der Notwen digkeit, den Wechsel zwischen unterschiedlichen Maßstäben oder die Ein- und Ausschaltung der Lupenfunktion durch eine entsprechenden Bedienungsbefehl zu veranlassen, tritt beim rechnergesteuerten Aufbau des geänderten Bildausschnittes aufgrund der benötigten Rechenzeit auch jedes mal eine spürbare Verzögerung ein.
Die ist unerwünscht, denn sowohl durch die Umschaltung der Darstellung als auch durch verzögerten Bildaufbau wird der Zusammenhang zwischen dem globalen und lokalen Kontext beeinträchtigt. Darüber hinaus wird bei Anwendung in einem Fahrzeug der Fahrer infolge dieser Eigenschaften leicht vom Verkehrsgeschehen abgelenkt.

In der DE 38 42 179 A1 wird eine Navigationsvorrichtung für sich bewegende Objekte beschrieben, bei der der Maßstab einer angezeigten Karte automatisch abhängig von der Entfernung zwischen einem sich bewegenden Objekt und einer voreingestellten Zielposition bzw. abhängig von einer Geschwindigkeit des sich bewegenden Objektes ermittelt wird.

In der JP 2-61690 A Abstract wird ein Verfahren zur Anzeige von Karten für die Fahrzeugnavigation beschrieben, bei dem in der Kartenanzeige ausgehend von einem ersten Bereich mit einem kleinen Maßstab in der Nähe der Fahrzeugposition um diesen ersten Bereich herum ein zweiter Bereich mit einem mittleren Maßstab und um diesen Bereich herum ein dritter Bereich mit einem großen Maßstab angeordnet ist. In dem ersten Bereich sind Straßen detailliert angezeigt, in den anderen Bereichen gröber. Die Straßenanzeige ist derartig ausgeführt, daß die Straßen an den Bereichsgrenzen jeweils passend ineinander übergehen.

Aus der EP 0 378 271 A1 ist ein Verfahren zur perspektivischen Anzeige eines Teiles einer topographischen Karte bekannt, bei dem eine Darstellung von anzuzeigenden Objekten einerseits in Abhängigkeit davon erfolgt, ob das Objekt zu der gegenwärtigen Position des Fahrzeugs eine vorgegebene Entfernung unterschreitet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Darstellung von Landkarten auf rechnergesteuerten Bildschirmen dahingehend zu verbessern, dass gleichzeitig eine Auswertemöglichkeit sowohl von lokalen Details als auch von einem globalen Kontext zur Verfügung gestellt wird, ohne dass ein Maßstab in der Darstellung einer Karte verändert wird. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach dem Anspruch 1 gelöst. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird dein Betrachter des Bildschirms ein schneller Zugriff sowohl auf lokale Details als auch auf globalen Kontext ermöglicht, ohne daß ein mühevolles Umschalten oder Auswählen erforderlich ist.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß die volle Information der Landkarte mit allen Einzelheiten meist nur lokal benötigt wird, um z. B. unmittelbar erforderliche Navigationsentscheidungen zu treffen, während eine in der Informationsmenge ausgedünnte globale Darstellung ausreicht, die Einordnung der lokalen Informationen in den globalen Kontext zur Orientierung vorzunehmen.

Durch die Festlegung des Wichtigkeitswertes läßt sich ein Kompromiß in der Darstellungsform zwischen der Darstellung von lokalen Details und globalem Kontext finden, der die Gewinnung aller erforderlichen Informationen bei einer einzigen Darstellungsform ermöglicht.

Bei einer konkreten Ausführung des Verfahrens kann so vorgegangen werden, daß eine Relevanzfunktion ermittelt wird, die den Grad der Relevanz angibt, die eine Information besitzt. Eine solche Relevanzfunktion könnte in ihrer additiven Form lauten: R(x,y; x0,y0) = W(x,y) – D(x – x0,y – y0), wobei W(x,y) die a priori Wichtigkeit der Information mit den Koordinaten x,y angibt und – D(x – x0,y – y0) angibt, wie die Wichtigkeit der Information mit den Koordinaten x,y mit zunehmendem Abstand vom Fixationspunkt mit den Koordinaten x0,y0 abnimmt.

Weiterhin wird eine Schwelle k festgelegt. Nun kann die Anzeige derjenigen Informationen entsprechend der Beziehung R(x,y; x0,y0) < k unterdrückt werden, deren Relevanzfunktion unterhalb der Schwelle k liegt. Hierbei sind nun noch verschiedene Variationsmöglichkeiten des Schwellenverlaufs denkbar. So kann die Schwelle neben einem konstanten Wert auch stetig oder auch in Stufenform ansteigen oder abfallen. Ferner kann der Anstieg oder Abfall linear oder auch progressiv oder degressiv erfolgen.

Für die Festlegung eines a priori Wichtigkeitswertes bieten übliche Landkarten mit ihrer farblichen Darstellung der Straßen sowie die amtliche Bewertung der Straßen mögliche Unterscheidungskriterien. Zum Beispiel können Autobahnen die höchste Wichtigkeit erhalten, der dann mit abnehmender Wichtigkeit Bundesstraßen, Landstraßen, Kreisstraßen und Gemeindestraßen folgen. Auf gedruckten Landkarten sind die Arten der Straßen meist durch unter schiedliche Farbgebung, Liniendicke oder Linienart unterscheidbar dargestellt.

In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Zonen unterschiedlichen Informationsumfangs auf dem Bildschirm unterscheidbar gekennzeichnet werden.

Dem Betrachter wird so zweifelsfrei vermittelt, wo die detailreiche Darstellung endet und die globale grobe Darstellung beginnt. Bei Monochrom-Bildschirmen kann dies z.B. durch unterschiedliche Helligkeit oder auch durch Hintergrundschattierung ermöglicht werden. Bei farblicher Darstellung bieten sich darüber hinaus noch mehrere Variationsmöglichkeiten unter Einbeziehung unterschiedlicher Einfärbungen der Zonen.

Für Anwendungen im Fahrzeug ist es außerdem zweckmäßig, eine Variation der Distanzbewertung in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit vorzunehmen. Dadurch wird erreicht, dass mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit die dargestellte Informationsmenge abnimmt, so dass sie in kürzerer Zeit vom Fahrer zur eigenen Orientierung erfasst werden kann und der Fahrer dadurch nicht in zu starkem Maße vom Verkehrsgeschehen abgelenkt wird.

Der Fixationspunkt wird normalerweise so gelegt, dass er mit dem Standort des Bildschirms übereinstimmt und bei Veränderungen die Koordination des Fixationspunktes automatisch nachgeführt werden.

Dadurch wird erreicht, dass stets der lokale Bereich in höchster Detaildarstellung angezeigt wird.

Zur Durchführung von Planungen kann der Fixationspunkt jedoch durch ein Eingabeelement wahlweise verschoben werden. So ist es möglich, vorab z. B. eine Darstellung des Zielortes zu erhalten.

Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich aus den Ansprüchen, der weiteren Beschreibung und der Zeichnung, anhand der die Erfindung erläutert wird.
1 zeigt einen stilisierten Landkartenausschnitt, bei dem Straßen unterschiedlicher Ordnung in einem Gitternetz angeordnet sind,
2 zeigt eine Darstellung der Distanzbewertung des Landkartenausschnittes gemäß 1,
3 zeigt eine Darstellung des Landkartenausschnittes gemäß 1 mit Unterdrückung von Informationen mit zunehmendem Abstand von einem Fixationspunkt,
In 1 sind Straßen erster Ordnung, zweiter Ordnung und dritter Ordnung in einem Gitternetz dargestellt, wobei die Straßen erster Ordnung die dickste Strichstärke, die Straßen zweiter Ordnung eine mittlere Strichstärke und die Straßen dritter Ordnung eine geringe Strichstärke aufweisen. Die Darstellung als Gitternetz wurde gewählt, um die veränderte Darstellung bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens deutlich erkennen zu können.
Die in 1 dargestellten Straßen erhalten entsprechend ihrer Ordnung folgende a priori-Wichtigkeit. Die Straße erster Ordnung erhält die Wichtigkeit W = 3, die Straße zweiter Ordnung die Wichtigkeit W = 2 und die Straße dritter Ordnung die Wichtigkeit W = 1.
In 2 ist eine Distanzbewertung in Form von drei konzentrischen Zonen vorgenommen. Von innen nach außen gezählt erhalten die Zonen die Distanzbewertung D = 0, D = 1 und D = 2. Die Distanzzonen können auch eine kreisförmige Form besitzen.
Durch Einsetzen der a priori Wichtigkeitswerte W und der Distanzbewertung D in die Relevanzfunktion R(x,y; x0,y0) = W(x,y) – D(x – x0,y – y0), ergeben sich für die einzelnen Straßen unterschiedliche Grade der Relevanz. Wird nun eine Schwelle k festgelegt, so gibt es Straßen, deren Grad der Relevanz oberhalb und solche, deren Grad der Relevanz unterhalb der Schwelle k liegen. Bei Straßen, deren Grad der Relevanz oberhalb der Schwelle liegen, werden diese dargestellt, während solche, bei denen der Grad der Relevanz unterhalb der Schwelle liegt, unterdrückt werden.
3 zeigt eine Darstellung der auf dem Bildschirm dargestellten Straßen für die Schwelle k = 0. Man erkennt, daß in der Distanzbewertungszone D = 0 in unmittelbarer Nähe des Fixationspunktes x0,y0 die Straßen erster, zweiter und dritter Ordnung dargestellt werden. In der nächsten Distanzzone D = 1 tritt bereits eine Reduzierung der Informationsmenge ein. Hier werden nur noch die Straßen erster Ordnung und zweiter Ordnung dargestellt, während die Straßen dritter Ordnung unterdrückt werden. Eine weitere Informationsreduktion ist in der äußeren Zone zu beobachten, die die Distanzbewertung D = 2 erhält. Hier werden nur noch die Straßen erster Ordnung dargestellt, während die Straßen zweiter Ordnung und dritter Ordnung unterdrückt sind. Wie die Darstellung erkennen lässt, fährt die erhebliche Reduzierung der dargestellten Informationsmenge jedoch zu keinem Verlust an lokalen Details am Fixationspunkt. Der globale Kontext bleibt dennoch erhalten.

Claims

Verfahren zur Darstellung einer Landkarte auf einem rechnergesteuerten Bildschirm, insbesondere in Fahrzeugen, wobei die Landkarte in einem konstanten Maßstab in der Anzeige dargestellt wird, wobei allen Informationen der Landkarte ein a priori Wichtigkeitswert zugeordnet wird, wobei eine Relevanz einer Information ermittelt wird, wobei die Relevanz einer Information von dem a priori Wichtigkeitswert und dem Abstand der Information von einem Fixationspunkt abhängt und wobei eine Anzeige einer Information davon abhängt, ob die Relevanz der Information unterhalb einer vorgegebenen Schwelle liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Relevanzfunktionen in ihrer additiven Form lautet: R(x,Y; x0,y0) – W(x,y) – D(x – x0,y – y0),wobei W(x,y) die a priori Wichtigkeit der Information mit den Koordinaten x,y angibt und – D(x – x0,y – y0) angibt, wie die Wichtigkeit der Information mit den Koordinaten x,y mit zunehmendem Abstand von Fixationspunkt mit den Koordinaten x0,y0 abnimmt, daß für die Schwelle ein Wert k eingeführt wird und daß für unterdrückte Informationen die Beziehung R(x,y; x0,y0) < k gilt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Zonen unterschiedlichen Informationsumfangs auf dem Bildschirm optisch unterscheidbar gekennzeichnet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendung in einem Fahrzeug eine Variation der Distanzbewertung in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit vorgenommen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Koordinaten des Fixationspunktes im Normalfall mit dem eigenen Standort des Bildschirms auf der Landkarte übereinstimmen und bei Veränderungen automatisch nachgeführt werden und daß die Koordinaten des Fixationspunktes durch ein Eingabeelement bedarfsweise verschiebbar sind.