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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
die Landkarten-Anzeigetechnik in einer Fahrzeugnavigationsvorrichtung,
welche die Reiseroute des Fahrzeugs wie beispielsweise eines Kraftfahrzeugs
und die Namen der Einrichtungen, Gebäude und Plätze um die Reiseroute mit den
Landkarteninformationen anzeigt, wodurch das Fahren des Fahrzeugs
unterstützt
wird.
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Beschreibung des Standes
der Technik
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Es sind Navigationsvorrichtungen
bekannt, die als Positionsmessvorrichtungen für verschiedene Fahrzeuge wie
beispielsweise Kraftfahrzeuge, Flugzeuge und Schiffe dienen. Die
Navigationsvorrichtung zeigt im allgemeinen Landkarteninformationen um
die aktuelle Position des Fahrzeugs herum auf einem Bildschirm einer
Kathodenstrahlröhre
(CRT) oder einer Flüssigkristallanzeige
(LCD) mit der der Landkarte überlagerten
Positionsmarke für
die aktuelle Position des Fahrzeugs, um den Fahrer zu dem Ziel zu
führen.
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Diese Navigationsvorrichtungen sind
grob in autonome Navigationsvorrichtungen und GPS (Global Positioning
System) – Navigationsvorrichtungen unterteilt.
Die autonome Navigationsvorrichtung berechnet im allgemeinen die
Fahrtrichtung und die Reisedistanz des Fahrzeugs unter Verwendung
des Geschwindigkeitssensors, des Winkelgeschwindigkeitssensors,
des Richtungssensors und dergleichen, die alle in dem Fahrzeug montiert
sind, und addiert die Fahrtrichtung und die Reisedistanz zu der Bezugsposition
des Fahrzeugs, um die aktuelle Position des Fahrzeugs zu erhalten.
Dann zeigt die autonome Navigationsvorrichtung Landkarteninformationen
auf dem Anzeigeschirm mit der Positionsmarke für die aktuelle Position des
Fahrzeugs an. Dagegen empfängt
die GPS-Navigationsvorrichtung
die elektrischen Wellen von mehreren in den Weltraum geschickten
GPS-Satelliten und berechnet die aktuelle Position des Fahrzeugs
aus den so empfangenen elektrischen Wellen gemäß dem zweidimensionalen oder
dreidimensionalen Positionsmessverfahren. Dann zeigt die GPS-Navigationsvorrichtung
Landkarteninfor mationen auf dem Anzeigeschirm mit der Markierung
der aktuellen Position des Fahrzeugs an.
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In letzter Zeit ist eine Hybrid-Navigationsvorrichtung
bekannt geworden, welche die Funktionen sowohl der autonomen Navigationsvorrichtung
als auch der GPS-Navigationsvorrichtung
besitzt. Die Navigationsvorrichtung ist im allgemeinen so konstruiert,
dass sie Landkarteninformationen zusammen mit der aktuellen Position
des Fahrzeugs anzeigt, sodass der Fahrer seinen Weg zu dem Ziel nicht
verliert, selbst wenn der Fahrer durch eine ihm unbekannte Gegend
fährt.
In letzter Zeit wird der Anzeigebereich der Landkarte, der auf einem
einzelnen Schirm angezeigt werden kann, breiter, und es wird beliebt,
die Landkarte in einer so genannten Vogelperspektive anzuzeigen,
um so eine realistischere Anzeige der Landkarte zu ermöglichen.
Die Vogelperspektivenanzeige der Landkarte erfasst die Straßenkarte
von einem gewissen Standpunkt am Himmel schräg nach unten und zeigt die
so erfasste Landkarte in einer perspektivischen Einpunkt-Projektionsdarstellung
an. Diese Vogelperspektivenanzeige wird im all-gemeinen auf dem Gebiet des Flugsimulators
verwendet.
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Der Aufbau der Vogelperspektivenanzeige wird
unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben. In 1 stellt die Ebene P die
Landkarte dar, und das Rechteck abcd stellt den Anzeigebereich des
Anzeigegeräts
dar, welches die Landkarte anzeigt. Wenn der Standpunkt V an die
in 1 gezeigten Position
gesetzt ist, ist der Bereich der Landkarte, der von dem Standpunkt
V durch das Rechteck abcd betrachtet werden kann, das auf der Ebene
P festgelegte Trapez ABCD. Insbesondere ist der sichtbare Bereich
von dem Standpunkt V in der Vogelperspektivenanzeige viel breiter
als die im allgemeinen ebenere Landkartenanzeige, welche die Landkarte
von einem Standpunkt am Himmel senkrecht nach unten betrachtet.
Die Vogelperspektivenanzeige zeigt das Landkartenbild in dem von
dem Standpunkt V gesehenen Trapez ABCD auf dem Schirm des Anzeigegeräts. 2 ist ein Beispiel der Vogelperspektivenanzeige,
welches die Straßenkarte
um die aktuelle Position des Fahrzeugs herum zu dem Ziel zeigt.
Diese Darstellung erhält
man durch Platzieren des Standpunktes V am Himmel auf der Seite
entgegen der Zielrichtung und blicken in die Richtung der aktuellen Position
und des Ziels schräg
nach unten. Als Ergebnis des Anordnens des Standpunkts an einer
solchen Position verändert
sich der Maßstab
des angezeigten Bildes fortlaufend von der Position nahe des Ziels
zu der Position nahe der aktuellen Fahrzeugposition. Die Vogelperspektivenanzeige
zeigt den Bereich um die aktuelle Fahrzeugposition im Vergleich
zu der im allgemeinen ebeneren Darstellung der Landkarte in einem
vergrößerten Maßstab und
ermöglicht
die breitere Anzeige der Route. Insbesondere ermöglicht die Vogelperspektivenanzeige
eine viel breitere Anzeige als die im allgemeinen ebenere Anzeige
in einem einzelnen Anzeigebild, und sie ermöglicht auch eine realistischere
Anzeige der Landkarteninformationen, was dem Fahrer das Gefühl wie das
tatsächliche Fahren
gibt.
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Wie oben erwähnt, ermöglicht die Vogelperspektive
eine breitere Anzeige der Landkarte als die im allgemeinen ebenere
Landkartenanzeige, jedoch hat sie einen solchen Nachteil, dass die
aktuellen Straßenformen
und -entfernungen für
den Fahrer relativ schwierig zu erkennen sind. Andererseits ermöglicht die
ebenere Landkartenanzeige eine genaue Anzeige der Straßenformen
und -entfernungen, jedoch ist ihre Anzeige relativ klein.
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Außerdem ist das Konzept der
Vogelperspektive in „A
bird's-eye map display
for car navigation",
Automotive Engineering, Vol. 104, Nr. 5, Mai 1996, Seiten 59–63, beschrieben.
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Ferner offenbart die EP-A-O 744 728
eine Landkarten-Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug, die in der
Lage ist, eine Vogelperspektive einer Straßenkarte anzuzeigen. Hier wird
die Vogelperspektive zusammen mit mehreren Rasterlinien und/oder
einer Markierung an einer Anzeigeposition entsprechend dem Ziel
angezeigt, sodass ein Fahrer einfach ein Gefühl der Entfernung erfassen
kann und sich konstant der Richtung des Ziels bewusst ist.
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Außerdem offenbart die EP-A-O
740 281 ein Landkarteninformationsanzeigegerät und ein Verfahren zur Verwendung
in einer Fahrzeugnavigationsvorrichtung, auf denen die Oberbegriffe
der unabhängigen
Ansprüche
1, 2 bzw. 8, 9 basieren. Das bekannte Gerät weist eine Datenumsetzungseinrichtung
zum Vorsehen einer Darstellung eines Teils einer Landkarte in einer
planimetrischen Darstellung (Tiefenwinkel von 90°) und in einer Vogelperspektivendarstellung
(spitzer Tiefenwinkel) und eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen
der planimetrischen Darstellung auf einem ersten Anzeigebereich
einer Anzeigeebene und der Vogelperspektivendarstellung auf einem
zweiten Anzeigebereich auf der Anzeigeebene angrenzend an den ersten
Anzeigebereich auf.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Ausgehend von den oben erwähnten Nachteilen
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Landkarteninformationsanzeigegerät und ein
Verfahren einer Navigationsvorrichtung vorzusehen, welche genaue
Straßenformen
und -entfernungen darstellen können
und auch einen breiteren Landkartenbereich in einer komfortableren
Weise anzeigen können.
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Diese Aufgabe wird durch ein Landkarteninformationsanzeigegerät gemäß den unabhängigen Ansprüchen 1 und
2 bzw. ein Landkarteninformationsanzeigeverfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen 8 und
9 gelöst.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden
Erfindung, ist ein Landkarteninformationsanzeigegerät zur Verwendung
in einer Fahrzeugnavigationsvorrichtung vorgesehen, mit einer Datenumsetzungseinheit
zum Erfassen von Punkten von Kartendaten entsprechend einer Landkarte
von einem Standpunkt durch eine Betrachtungslinie, die von dem Standpunkt
ausgeht und bezüglich
der Ebene der Landkarte einen Tiefenwinkel besitzt und zum perspektivischen
Projizieren der Punkte der Kartendaten auf eine Betrachtungsebene,
die senkrecht zur Betrachtungslinie festgelegt ist und einen vorgegebenen
Abstand von dem Betrachtungspunkt besitzt, um Landkarten-Anzeigedaten
zu erzeugen, wobei die Datenumsetzungseinheit den Tiefenwinkel von
90° verwendet,
um zweidimensionale Landkarten-Anzeigedaten zu erzeugen, und den
Tiefenwinkel eines spitzen Winkels verwendet, um dreidimensionale Landkarten-Anzeigedaten
zu erzeugen; und einer Anzeigeeinheit zum Anzeigen der zweidimensionalen
Landkarten-Anzeigedaten auf einem ersten Anzeigebereich einer Anzeigeebene
und der dreidimensionalen Landkarten-Anzeigedaten auf einem zweiten Anzeigebereich
der Anzeigeebene angrenzend an den ersten Anzeigebereich, wobei
die Anzeigeeinheit die zweidimensionalen Landkarten-Anzeigedaten und
die dreidimensionalen Landkarten-Anzeigedaten derart anzeigt, dass
die zweidimensionalen Landkarten-Anzeigedaten und die dreidimensionalen Landkarten-Anzeigedaten an der
Grenze des ersten Anzeigebereichs und des zweiten Anzeigebereichs fortlaufend
angezeigt werden.
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Gemäß dem so konstruierten Landkarteninformationsanzeigegerät erfasst
die Datenumsetzungseinheit Punkte von Kartendaten entsprechend einer
Landkarte von einem Standpunkt durch eine Betrachtungslinie, die
von dem Standpunkt ausgeht und bezüglich der Ebene der Landkarte
einen Tiefenwinkel besitzt, und projiziert die Punkte der Kartendaten
perspektivisch auf eine Betrachtungsebene, die senkrecht zu der
Betrachtungslinie festgelegt ist und einen vorgegebenen Abstand
von dem Standpunkt besitzt, um Landkarten-Anzeigedaten zu erzeugen. Die
Umsetzungseinheit verwendet den Tiefenwinkel von 90°, um zweidimensionale
Landkarten-Anzeigedaten zu erzeugen, und verwendet den Tiefenwinkel eines
spitzen Winkels, um dreidimensionale Landkarten-Anzeigedaten zu erzeugen. Dann zeigt
die Anzeigeeinheit die zweidimensionalen Landkarten-Anzeigedaten
auf einem ersten Anzeigebereich einer Anzeigeebene und die dreidimensionalen Landkarten-Anzeigedaten
auf einem zweiten Anzeigebereich der Anzeigeebene angrenzend an
den ersten Anzeigebereich an, wobei die Anzeigeeinheit die zweidimensionalen
Landkarten-Anzeigedaten und die dreidimensionalen Landkarten- Anzeigedaten derart
anzeigt, dass die zweidimensionalen Landkarten-Anzeigedaten und
die dreidimensionalen Landkarten-Anzeigedaten an der Grenze des
ersten Anzeigebereichs und des zweiten Anzeigebereichs fortlaufend
angezeigt werden.
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Als Ergebnis sind die in dem ersten
Anzeigebereich angezeigten Landkarteninformationen die im allgemeinen
ebenere Landkarte und die in dem zweiten Anzeigebereich angezeigten
Landkarteninformationen sind die Vogelperspektivenkarte. Deshalb zeigt
die ebenere Landkarte in dem ersten Anzeigebereich exakt die geographischen
Formen und die Entfernungen, und gleichzeitig zeigt die Vogelperspektivenkarte
in dem zweiten Anzeigebereich einen sehr breiten Bereich voraus,
wobei der Grenzbereich des ersten und des zweiten Anzeigenbereichs
stufenlos angezeigt wird.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der
vorliegenden Erfindung ist ein Landkarteninformationsanzeigegerät zur Verwendung
in einer Fahrzeugnavigationsvorrichtung vorgesehen, mit einer Datenumsetzungseinheit
zum Erfassen von Punkten von Kartendaten entsprechend einer Landkarte
von einem Standpunkt durch eine Betrachtungslinie, die von dem Standpunkt
ausgeht und bezüglich
der Ebene der Landkarte einen Tiefenwinkel besitzt, und zum perspektivischen
Projizieren der Punkte der Kartendaten auf eine Betrachtungsebene,
die senkrecht zu der Betrachtungslinie festgelegt ist und einen
vorgegebenen Abstand von dem Standpunkt besitzt, um Landkarten-Anzeigedaten
zu erzeugen, wobei die Datenumsetzungseinheit den Tiefenwinkel von
90° verwendet,
um zweidimensionale Landkarten-Anzeigedaten zu erzeugen, und den
Tiefenwinkel eines spitzen Winkels verwendet, um dreidimensionale Landkarten-Anzeigedaten
zu erzeugen; und einer Anzeigeeinheit zum Anzeigen der zweidimensionalen
Landkarten-Anzeigedaten auf einem ersten Anzeigebereich einer Anzeigeebene
und der dreidimensionalen Landkarten-Anzeigedaten auf einem zweiten
Anzeigebereich der Anzeigeebene angrenzend an den ersten Anzeigebereich,
wobei die Datenumsetzungseinheit die Kartendaten derart umsetzt, dass
die Maßstäbe der zweidimensionalen
Landkarten-Anzeigedaten und der dreidimensionalen Landkarten-Anzeigedaten
an der Grenze des ersten Anzeigebereichs und des zweiten Anzeigebereichs identisch
sind.
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Gemäß dem so konstruierten Landkarten-Informationsanzeigegerät erfasst
die Datenumsetzungseinheit Punkte von Kartendaten entsprechend einer
Landkarte von einem Standpunkt durch eine Betrachtungslinie, die
von dem Standpunkt ausgeht und bezüglich der Ebene der Landkarte
einen Tiefenwinkel besitzt, und projiziert die Punkte der Kartendaten
perspektivisch auf eine Betrachtungsebene, die senkrecht zu der
Betrachtungslinie festgelegt ist und einen vorgegebenen Abstand
von dem Standpunkt besitzt, um Landkarten-Anzeigedaten zu erzeugen. Die
Umsetzungseinheit verwendet den Tiefenwinkel von 90°, um zweidimensionale
Landkarten-Anzeigedaten zu erzeugen, und verwendet den Tiefenwinkel eines
spitzen Winkels, um dreidimensionale Landkarten-Anzeigedaten zu erzeugen, wobei die
Datenumsetzungseinheit die Kartendaten derart umsetzt, dass die
Maßstäbe der zweidimensionalen
Landkarten-Anzeigedaten und der dreidimensionalen Landkarten-Anzeigedaten
an der Grenze des ersten Anzeigebereichs und des zweiten Anzeigebereichs identisch
sind. Dann zeigt die Anzeigeeinheit die zweidimensionalen Landkarten-Anzeigedaten
auf einem ersten Anzeigebereich einer Anzeigeebene und die dreidimensionalen
Landkarten-Anzeigedaten auf einem zweiten Anzeigebereich der Anzeigeebene angrenzend
an den ersten Anzeigebereich an.
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Als Ergebnis sind die in dem ersten
Anzeigebereich angezeigten Landkarteninformationen die im allgemeinen
ebenere Landkarte und die in dem zweiten Anzeigebereich angezeigten
Landkarteninformationen sind die Vogelperspektivenkarte. Deshalb zeigt
die ebenere Landkarte in dem ersten Anzeigebereich exakt die geographischen
Formen und die Entfernungen, und gleichzeitig zeigt die Vogelperspektivenkarte
in dem zweiten Anzeigebereich einen sehr breiten Bereich voraus,
wobei die Kontinuität
der angezeigten Landkarte an der Grenze des ersten und des zweiten
Anzeigenbereichs gewährleistet
ist.
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Vorzugsweise ist der erste Anzeigebereich
in einem unteren Teil der Anzeigeebene angeordnet und der zweite
Anzeigebereich ist in einem oberen Bereich der Anzeigeebene angeordnet.
Zusätzlich kann
die Datenumsetzungseinheit die zweidimensionalen Landkarten-Anzeigedaten
aus den Kartendaten um eine aktuelle Position eines Fahrzeugs erzeugen
und die dreidimensionalen Landkarten-Anzeigedaten aus den Kartendaten
eines Bereichs in einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs erzeugen. Deshalb kann
der Benutzer eine breite Landkarte des Bereichs in der Fahrtrichtung
des Fahrzeugs in dem zweiten Anzeigebereich sehen und die detaillierte Landkarte
um die aktuelle Fahrzeugposition in dem ersten Anzeigebereich sehen.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann
die Datenumsetzungseinheit eine Tiefenwinkel-Bestimmungseinheit
zum Bestimmen mehrerer unterschiedlicher spitzer Winkel enthalten,
die zum Erzeugen mehrerer Sätze
von dreidimensionalen Landkarten-Anzeigedaten
derart zu verwenden sind, dass der Tiefenwinkel für die Kartendaten
an der Position weiter in der Fahrtrichtung einen kleineren spitzen
Winkel besitzt. Zusätzlich
kann die Anzeigeeinheit die Sätze
der dreidimensionalen Landkarten-Anzeigedaten entsprechend den unterschiedlichen
spitzen Winkeln in vertikal unterteilten Anzeigeunterbereichen des
zweiten Anzeigebereichs anzeigen. Hierdurch kann der Bereich weit
entfernt von der aktuellen Fahrzeugposition in der Fahrtrichtung
angezeigt werden.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann
die Anzeigeeinheit Raster anzeigen, die den dreidimensionalen Anzeigedaten
in dem zweiten Anzeigebereich überlagert
sind. Deshalb kann die Entfernung in der in der Vogelperspektivenanzeige
dargestellte Landkarte einfach erkannt werden.
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Gemäß einem dritten Aspekt der
vorliegenden Erfindung ist ein Landkarteninformationsanzeigeverfahren
zur Verwendung mit einer Fahrzeugnavigationsvorrichtung vorgesehen,
mit den Schritten: Erfassen von Punkten von Kartendaten entsprechend
einer Landkarte von einem Standpunkt durch eine Betrachtungslinie,
die von dem Standpunkt ausgeht und bezüglich der Ebene der Landkarte
einen Tiefenwinkel besitzt, wobei der Erfassungsschritt den Tiefenwinkel
von 90° verwendet,
um zweidimensionale Landkarten-Anzeigedaten zu erzeugen, und den Tiefenwinkel
eines spitzen Winkels verwendet, um dreidimensionale Landkarten-Anzeigedaten
zu erzeugen; perspektivisches Projizieren der Punkte von Kartendaten
auf eine Betrachtungsebene, die senkrecht zu der Betrachtungslinie
festgelegt ist und einen vorgegebenen Abstand von dem Standpunkt
besitzt, um Landkarten-Anzeigedaten zu erzeugen; und Anzeigen der
zweidimensionalen Landkarten-Anzeigedaten auf einem ersten Anzeigebereich
einer Anzeigeebene und der dreidimensionalen Landkarten-Anzeigedaten
auf einem zweiten Anzeigebereich der Anzeigeebene angrenzend an
den ersten Anzeigebereich, wobei die zweidimensionalen Landkarten-Anzeigedaten
und die dreidimensionalen Landkarten-Anzeigedaten derart angezeigt
werden, dass die zweidimensionalen Landkarten-Anzeigedaten und die
dreidimensionalen Landkarten-Anzeigedaten an der Grenze des ersten
Anzeigebereichs und des zweiten Anzeigebereichs fortlaufend angezeigt
werden.
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Gemäß dem Verfahren werden Punkte
von Kartendaten entsprechend einer Landkarte von einem Standpunkt
durch eine Betrachtungslinie, die von dem Standpunkt ausgeht und
bezüglich
der Ebene der Landkarte einen Tiefenwinkel besitzt, erfasst. Hier
wird bei der Erfassung der Punkte der Kartendaten der Tiefenwinkel
von 90° verwendet,
um zweidimensionale Landkarten-Anzeigedaten zu erzeugen, und der
Tiefenwinkel eines spitzen Winkels wird verwendet, um dreidimensionale
Landkarten-Anzeigedaten zu erzeugen. Dann werden die Punkte von Kartendaten
perspektivisch auf eine Betrachtungsebene projiziert, die senkrecht
zu der Betrachtungslinie festgelegt ist und einen vorgegebenen Abstand von
dem Standpunkt besitzt, um Landkarten-Anzeigedaten zu erzeugen.
Dann werden die zweidimensionalen Landkarten-Anzeigedaten auf einem
ersten Anzeigebereich einer Anzeigeebene angezeigt und die dreidimensionalen
Landkarten-Anzeigedaten werden auf einem zweiten Anzeigebereich
der Anzeigeebene angrenzend an den ersten Anzeigebereich angezeigt,
wobei die zweidimensionalen Landkarten-Anzeigedaten und die dreidimensionalen
Landkarten-Anzeigedaten derart angezeigt werden, dass die zweidimensionalen
Landkarten-Anzeigedaten und die dreidimensionalen Landkarten-Anzeigedaten an der
Grenze des ersten Anzeigebereichs und des zweiten Anzeigebereichs
fortlaufend angezeigt werden.
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Als Ergebnis sind die in dem ersten
Anzeigebereich angezeigten Landkarteninformationen die im allgemeinen
ebenere Landkarte und die in dem zweiten Anzeigebereich angezeigten
Landkarteninformationen sind die Vogelperspektivenkarte. Deshalb zeigt
die ebenere Landkarte in dem ersten Anzeigebereich exakt die geographischen
Formen und die Entfernungen, und gleichzeitig zeigt die Vogelperspektivenkarte
in dem zweiten Anzeigebereich einen sehr breiten Bereich voraus,
wobei der Grenzbereich des ersten und des zweiten Anzeigenbereichs
stufenlos angezeigt wird.
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Gemäß einem vierten Aspekt der
vorliegenden Erfindung ist ein Landkarteninformationsanzeigeverfahren
zur Verwendung mit einer Fahrzeugnavigationsvorrichtung vorgesehen,
mit den Schritten: Erfassen von Punkten von Kartendaten entsprechend
einer Landkarte von einem Standpunkt durch eine Betrachtungslinie,
die von dem Standpunkt ausgeht und bezüglich der Ebene der Landkarte
einen Tiefenwinkel besitzt, wobei der Erfassungsschritt den Tiefenwinkel
von 90° verwendet,
um zweidimensionale Landkarten-Anzeigedaten zu erzeugen, und den Tiefenwinkel
eines spitzen Winkels verwendet, um dreidimensionale Landkarten-Anzeigedaten
zu erzeugen; perspektivisches Projizieren der Punkte von Kartendaten
auf eine Betrachtungsebene, die senkrecht zu der Betrachtungslinie
festgelegt ist und einen vorgegebenen Abstand von dem Standpunkt
besitzt, um Landkarten-Anzeigedaten zu erzeugen; und Anzeigen der
zweidimensionalen Landkarten-Anzeigedaten auf einem ersten Anzeigebereich
einer Anzeigeebene und der dreidimensionalen Landkarten-Anzeigedaten
auf einem zweiten Anzeigebereich der Anzeigeebene angrenzend an
den ersten Anzeigebereich, wobei die Kartendaten derart umgesetzt werden,
dass die Maßstäbe der zweidimensionalen Landkarten-Anzeigedaten
und der dreidimensionalen Landkarten-Anzeigedaten an der Grenze
des ersten Anzeigebereichs und des zweiten Anzeigebereichs identisch
sind.
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Gemäß dem Verfahren werden Punkte
von Kartendaten entsprechend einer Landkarte von einem Standpunkt
durch eine Betrachtungslinie erfasst, die von dem Standpunkt ausgeht
und bezüglich der
Ebene der Landkarte einen Tiefenwinkel besitzt. Hier wird bei der
Erfassung der Punkte der Kartendaten der Tiefenwinkel von 90° verwendet,
um zweidimensionale Landkarten-Anzeigedaten zu erzeugen, und der
Tiefenwinkel eines spitzen Winkels wird verwendet, um dreidimensionale
Landkarten-Anzeigedaten zu erzeugen, wobei die Kartendaten derart
umgesetzt werden, dass die Maßstäbe der zwei dimensionalen
Landkarten-Anzeigedaten und der dreidimensionalen Landkarten-Anzeigedaten an der
Grenze des ersten Anzeigebereichs und des zweiten Anzeigebereichs
identisch sind. Dann werden die Punkte von Kartendaten perspektivisch
auf eine Betrachtungsebene projiziert, die senkrecht zu der Betrachtungslinie
festgelegt ist und einen vorgegebenen Abstand von dem Standpunkt
besitzt, um Landkarten-Anzeigedaten zu erzeugen. Dann werden die zweidimensionalen
Landkarten-Anzeigedaten auf einem ersten Anzeigebereich einer Anzeigeebene
angezeigt und die dreidimensionalen Landkarten-Anzeigedaten werden
auf einem zweiten Anzeigebereich der Anzeigeebene angrenzend an
den ersten Anzeigebereich angezeigt.
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Als Ergebnis sind die in dem ersten
Anzeigebereich angezeigten Landkarteninformationen die im allgemeinen
ebenere Landkarte, und die in dem zweiten Anzeigebereich angezeigten
Landkarteninformationen sind die Vogelperspektivenkarte. Deshalb
zeigt die ebenere Landkarte in dem ersten Anzeigebereich exakt die
geographischen Formen und die Entfernungen, und gleichzeitig zeigt
die Vogelperspektivenkarte in dem zweiten Anzeigebereich einen sehr
breiten Bereich voraus, wobei die Kontinuität der angezeigten Landkarte
an der Grenze des ersten und des zweiten Anzeigebereichs gewährleistet
ist.
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Die Erfindung wird aus der folgenden
detaillierten Beschreibung bezüglich
eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
der Erfindung in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen,
die nachfolgend kurz beschrieben sind, klarer verständlich.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Darstellung des allgemeinen Konzepts der dreidimensionalen
Landkartenanzeige;
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2 ist
eine Darstellung eines Beispiels einer dreidimensionalen Landkartenanzeige;
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3 ist
ein Blockschaltbild des schematischen Aufbaus der Navigationsvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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4 ist
ein Flussdiagramm der Funktionsweise der Landkarten-Anzeigeverarbeitung;
-
5 ist
ein Flussdiagramm der detaillierten Funktionsweise des in 4 dargestellten Koordinatenkonvertierungsschritts;
-
6 ist
eine Darstellung des Verfahrens einer zweidimensionalen Koordinatenkonvertierung;
-
7 ist
eine Darstellung des Verfahrens einer dreidimensionalen Koordinatenkonvertierung;
-
8 ist
eine Darstellung der kombinierten Verwendung der zweidimensionalen
Koordinatenkonvertierung und der dreidimensionalen Koordinatenkonvertierung;
-
9 ist
eine Darstellung des Verfahrens einer dreidimensionalen Koordinatenkonvertierung
unter Verwendung von mehreren Tiefenwinkeln; und
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10 ist
eine Darstellung der Landkartenanzeige gemäß der vorliegenden Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGS-BEISPIELE
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Es wird nun das bevorzugte Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass die folgende
Beschreibung auf den Fall gerichtet ist, in dem die vorliegende
Erfindung bei einer in einem Kraftfahrzeug oder dergleichen montierten
Fahrzeugnavigationsvorrichtung angewendet wird.
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Zuerst wird der gesamte Aufbau der
Fahrzeugnavigationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Wie
in 3 dargestellt, enthält die Navigationsvorrichtung
S den Winkelgeschwindigkeitssensor 1, den Reisedistanzsensor 2,
den GPS-Empfänger 3,
die Systemsteuerung 4, das Eingabegerät 10, das CD-ROM-Laufwerk 11,
die Anzeigeeinheit 12 und die akustische Wiedergabeeinheit 17.
Der Winkelgeschwindigkeitssensor 1 erfasst die Winkelgeschwindigkeit
des Fahrzeugs bei einem Wechsel dessen Fahrtrichtung und gibt die
Winkelgeschwindigkeitsdaten und die relativen Orientierungsdaten
aus. Der Reisedistanzsensor 2 berechnet die Anzahl der
Impulse entsprechend einer Drehung des Rades des Fahrzeugs durch
Zählen
der Impulsanzahl in dem Impulssignal in einer vorgegebenen Zeitdauer,
die gemäß der Umdrehung
des Rades ausgegeben werden, und gibt die Reisedistanzdaten basierend
auf der Anzahl der Impulse entsprechend der einen Umdrehung des
Rades aus. Der GPS-Empfänger 3 empfängt die
elektrischen Wellen von GPS-Satelliten, um die GPS-Messdaten auszugeben,
und gibt auch die absoluten Orientierungsdaten für die Fahrtrichtung des Fahrzeugs
selbst aus. Die Systemsteuerung 4 führt eine komplette Steuerung
der Navigationsvorrichtung basierend auf den relativen Orientierungsdaten,
den Winkelgeschwindigkeitsdaten, den Reisedistanzdaten, den GPS-Messdaten
und den absoluten Orientierungsdaten durch. Das Eingabegerät 10,
wie beispielsweise eine Fernsteuerung, wird benutzt, um verschiedene
notwendige Daten einzugeben. Das CD-ROM-Laufwerk 11 liest
von einer CD-ROM DK verschiedene Daten einschließlich Kartendaten, welche Straßendaten
für die
Anzahl der Fahrspuren der Straße
und die Breite der Straße,
und andere Daten für
den Namen und/oder detaillierte Informationen von Gebäuden oder
dergleichen, sowie ein später
im Detail beschriebenes Informationsanzeige-Steuerprogramm aus.
Die Anzeigeeinheit 12 zeigt verschiedene Daten unter der
Steuerung der Systemsteuerung 4 an, und die akustische
Wiedergabeeinheit 17 gibt verschiedene Tondaten unter der Steuerung
der Systemsteuerung 4 wieder und aus.
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Die Systemsteuerung 4 enthält die Schnittstelleneinheit 5,
die CPU 6, den ROM 7 und den RAM 8. Die
Schnittstelleneinheit 5 ermöglicht eine bidirektionale
Verbindung mit den externen Sensoren wie beispielsweise dem GPS-Empfänger 3,
und die CPU 6 führt
die gesamte Steuerung der Systemsteuerung 4 durch. Der
ROM 7 speichert Steuerprogramme zum Steuern der Systemsteuerung 4.
der RAM 8 enthält
einen nichtflüchtigen
Speicher (nicht dargestellt) und speichert verschiedene Daten einschließlich von einem
Benutzer über
die Eingabeeinheit 10 eingegebener Routendaten in einer
lesbaren Weise. Das Eingabegerät 10,
das CD-ROM-Laufwerk 11, die Anzeigeeinheit 12 und
die akustische Wiedergabeeinheit 17 sind mit der Busleitung 9 verbunden.
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Die Anzeigeeinheit 12 enthält die Graphiksteuerung 13,
den Pufferspeicher 14 und die Anzeigesteuerung 15.
Die Graphiksteuerung 13 führt die gesamte Steuerung der
Anzeigeeinheit 12 basierend auf den von der CPU 6 über die
Busleitung 9 zugeführten
Steuerdaten durch. Der Pufferspeicher 12 enthält einen
Speicher wie beispielsweise einen VRAM (Video-RAM) und speichert
vorübergehend Videodaten,
die sofort angezeigt werden können.
Die Anzeigesteuerung 15 steuert die Anzeige 16 wie
beispielsweise ein LCD-Gerät
oder ein Kathodenstrahlröhrengerät, um die
durch die Graphiksteuerung 13 zugeführten Bilddaten anzuzeigen.
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Die akustische Wiedergabeeinheit 17 enthält den D/A-Umsetzer 18,
den Verstärker 19 und
den Lautsprecher 20. Der D/A-Umsetzer 18 setzt
die von dem CD-ROM-Laufwerk 11 oder dem RAM 8 über die Busleitung 9 zugeführten digitalen
Audiodaten in ein analoges Audiosignal um. Der Verstärker 19 verstärkt das
von dem D/A-Umsetzer 18 zugeführte
analoge Audiosignal, und der Lautsprecher 20 gibt das durch
den Verstärker 19 verstärkte analoge
Audiosignal als Ton aus.
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Mit der so aufgebauten Navigationsvorrichtung
werden die Kartendaten, wenn der Benutzer das Ziel oder dergleichen über das
Eingabegerät 10 eingibt,
von der CD-ROM DK unter der Steuerung der Systemsteuerung 4 ausgelesen
und auf der Anzeigeeinheit 12 angezeigt. Das Navigationsgerät gemäß der vorliegenden
Erfindung kann die Landkarteninformationen sowohl in einer zweidimensionalen
Anzeige als auch einer dreidimensionalen Anzeige anzeigen. In der
dreidimensionalen Anzeige wird die Geographie eines bestimmten Bereiches
von einem mittelhohen Standpunkt aus betrachtet und in eine perspektivische
Ansicht gezogen und dargestellt. Die zweidimensionale Anzeige zeigt
die Geographie des Bereichs in einer ebenen Landkarte, von einem
mittelhohen Standpunkt senkrecht nach unten betrachtet, wie eine
gewöhnliche
Landkarte. In diesem Zusammenhang ist die dreidimensionale Anzeige
beim Anzeigen eines breiteren Bereichs als die zweidimensionale
Anzeige vorteilhaft, aber die tatsächlichen geographischen Formen
und Entfernungen sind für
den Fahrer relativ schwierig zu erkennen. Andererseits ist die zweidimensionale
Anzeige beim Zeigen der tatsächlichen
geographischen Formen und der Entfernungen vorteilhaft, aber sie
kann keinen breiten Bereich zeigen. Diesem Umstand Rechnung tragend,
ist die Navigationsvorrichtung der Erfindung so konstruiert, dass
sie den Landkarten-Anzeigebereich auf der Anzeige 16 in
zwei Bereiche, d. h. einen zweidimensionalen Anzeigebereich und
einen dreidimensionalen Anzeigebereich, aufteilt, um eine gleichzeitige
und kombinierte Anzeige von Landkarteninformationen in sowohl der
zweidimensionalen als auch der dreidimensionalen Anzeige zu ermöglichen.
Die Aufteilung in den zweidimensionalen Anzeigebereich und den dreidimensionalen
Anzeigebereich wird unter Berücksichtigung
der Vorteile dieser zwei unterschiedlichen Anzeigestile durchgeführt. Insbesondere
wird die dreidimensionale Anzeige verwendet, um den Bereich vor
der aktuellen Position des Fahrzeugs anzuzeigen, um so eine Anzeige
eines bereiteren Bereichs zu ermöglichen,
und die zweidimensionale Anzeige wird verwendet, um den Bereich
nahe der aktuellen Position des Fahrzeugs auf den angezeigten Landkarteninformationen
zu zeigen, um so die Erkennung von tatsächlichen geographischen Merkmalen
um die aktuelle Position zu ermöglichen.
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Als nächstes wird die Landkarten-Anzeigeverarbeitung
gemäß der vorliegenden
Erfindung beschrieben. Zuerst wird die Landkarten-Anzeigeverarbeitung
unter Bezugnahme auf 4 skizziert.
Die nachfolgend beschriebene Verarbeitung wird durch die CPU 6 oder
die Graphiksteuerung 13 als Teil eines Navigationshauptprogramms
durchgeführt,
welches die gesamte Navigationsvorrichtung S für die Fahrzeugnavigation steuert.
Deshalb wird die Landkarten-Anzeigeverarbeitung ausgeführt, wenn
der Befehl über
das Eingabegerät 10 während der
Ausführung
des Navigationshauptprogramms eingegeben wird. Das Steuerprogramm
zum Erzielen der Verarbeitung ist in der CD- ROM DK, die als Speichermedium dient,
im Voraus gespeichert und wird durch das CD-ROM-Laufwerk 11 nach Bedarf
ausgelesen.
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Wenn das Eingabegerät 10 den
Befehl einer Mischanzeige der zwei- und der dreidimensionalen Anzeigen
empfängt,
springt das Navigationshauptprogramm zu der in 4 dargestellten Landkarten-Anzeigeverarbeitung.
Zuerst wird bestimmt, ob die aktuelle Reiseroute für die geplante
Reiseroute von der aktuellen Position zu dem Ziel vorbereitet und
in dem RAM 8 gespeichert ist oder nicht. Wenn die Reiseroute
eingestellt ist, wird die Richtung der Betrachtungslinie (nachfolgend
als „Anzeigerichtung" bezeichnet) in der
dreidimensionalen Landkartenkonvertierung berechnet, um die aktuelle
Reiseroute zu enthalten, sodass die Anzeige 16 die Reiseroute zu
einer so weit entfernten Position wie möglich anzeigen kann (Schritt
S1). Als nächstes
liest das CD-ROM-Laufwerk 11 basierend
auf der so berechneten Anzeigerichtung und der aktuellen Position
des Fahrzeugs von der CD-ROM (DK) die Kartendaten (einschließlich Namensdaten
der Punkte) einschließlich
der aktuellen Position und dem Bereich um die durch die Anzeigerichtung
spezifizierte Anzeigeposition zeigenden Kartendaten aus, und die
so gelesenen Kartendaten werden vorübergehend in dem RAM 8 gespeichert
(Schritt S2).
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Falls die aktuelle Reiseroute nicht
existiert, wird die Reiserichtung wie die Anzeigerichtung basierend
auf der aktuellen Position und der aktuellen Fahrtrichtung des Fahrzeugs
berechnet und die Kartendaten um die Anzeigeposition werden in der ähnlichen
Weise gespeichert.
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Nachdem die notwendigen Daten in
dem RAM 8 gespeichert sind, werden die Straßendaten, die
Hintergrunddaten und die Namensdaten von den so gespeicherten Kartendaten
extrahiert, und die Koordinatenkonvertierungsverarbeitung der für die Mischanzeige
notwendigen Landkarten-Grunddaten wird ausgeführt (Schritt S3). Die Namensdaten
enthalten Zeichen der geographischen Punkte, berühmte Einrichtungen und Gebäude und
Straßen,
Zeichen für
Kartenmarken für
die Schulen, Polizeistationen und Fabriken, und Zeichen von Landmarken
für die Lebensmittelgeschäfte, Tankstellen,
usw.. Insbesondere werden die dreidimensionalen Daten für den Bereich
vor der Grenzlinie erzeugt, und die zweidimensionalen Daten werden
für den
Bereich hinter der Grenzlinie erzeugt. Ferner werden auch dreidimensionale
Daten für
die Namensdaten erzeugt. Die so erzeugten Daten werden vorübergehend
in dem RAM 8 gespeichert. Die Koordinatenkonvertierungsverarbeitung
wird später
in mehr Einzelheiten beschrieben.
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Als nächstes werden die in dem RAM 8 gespeicherten
Kartendaten in die Landkarten-Bilddaten entsprechend
einem Bildschirm der Anzeige 16 umgesetzt (Schritt S4).
Dann werden die Bilddaten für die
aktuelle Positionsmarke des Fahrzeugs, die durch die CPU 6 berechnet
wird, und die Bilddaten entsprechend den zusätzlichen Daten wie beispielsweise
dem Abstand von der aktuellen Position zu dem Ziel auf der aktuellen
Reiseroute (nachfolgend als „Fahrzeug/Zusatzinformations-Bilddaten" bezeichnet) erzeugt
(Schritt SS). Schließlich
werden die Landkarten-Bilddaten und die Fahrzeug/Zusatzinformations-Bilddaten in dem
Bildspeicher gespeichert (Schritt S6) und dann kehrt der Prozess
zu dem Navigationshauptprogramm zurück. Danach werden die Landkarten-Bilddaten
und die Fahrzeug/Zusatzinformationsbilddaten aus dem Bildspeicher
zu den durch die Anzeigesteuerung 15 gesteuerten Zeitpunkten ausgelesen,
sodass die Landkarte auf der Anzeige 16 dargestellt wird.
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Als nächstes wird die in 4 als Schritt S3 dargestellte
Koordinatenkonvertierungsverarbeitung der Landkarten-Grunddaten
unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
In dem Flussdiagramm in 5 wird
zuerst die Anzahl n der Anzeigeelemente der Straßendaten, Hintergrunddaten
und Namensdaten ermittelt (Schritt S10). Das Anzeigeelement ist
ein Element des angezeigten Bildes wie beispielsweise eine Straße, ein
Gebäude,
eine Einrichtung oder ein Name von diesen. Die folgenden Schritte
werden wiederholt, bis die Anzahl der Anzeigeelemente Null wird,
insbesondere werden sie für
alle Anzeigeelemente durchgeführt.
Falls die Anzahl n der Anzeigeelemente nicht Null ist (Schritt S11;
Nein) wird die Anzahl m der Koordinatenpunkte, welche ein Anzeigeelement
bilden, ermittelt (Schritt S12). Ein Anzeigeelement ist nämlich eine
Ansammlung von mehreren Koordinatenpunkten. Dann wird die Koordinatenkonvertierung
für alle
Koordinaten in dem zweidimensionalen und dem dreidimensionalen Anzeigebereich durchgeführt, d.
h. bis die Zahl m 0 wird. Die Koordinatenkonvertierung wird nachfolgend
in mehr Einzelheiten beschrieben.
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Die zweidimensionale Koordinatenkonvertierung
wird für
den Koordinatenausgangspunkt ausgeführt (Schritt S14) und dann
wird bestimmt, ob der Koordinatenpunkt nach der Konvertierung in
dem zweidimensionalen Anzeigebereich liegt oder nicht (Schritt S15).
Falls ja, wird der Koordinatenpunkt in Schritt S18 einfach in dem
RAM 8 gespeichert. Falls dagegen Schritt S15 in Nein resultiert,
wird die dreidimensionale Koordinatenkonvertierung für die dreidimensionale
Landkarte ausgeführt
(Schritt S16). Dann wird bestimmt, ob der Koordinatenpunkt nach der
dreidimensionalen Konvertierung in dem dreidimensionalen Anzeigebereich
liegt oder nicht (Schritt S17). Falls ja, wird der Koordinatenpunkt
in Schritt S18 in dem RAM 8 gespeichert. Falls dagegen
Schritt S17 in Nein resultiert, wird die Koordinate nicht verwendet,
weil sie außerhalb
des Anzeigebereichs der aktuellen Landkarte positioniert ist. Dann
geht der Prozess zu Schritt S19, um die Anzahl m um Eins zu verringern,
und wiederholt die gleichen Schritte S14 bis S19 für den nächsten Koordinatenpunkt.
Wenn die obige Verarbeitung für
alle Koordinatenpunkte erfolgt ist (Schritt S13; ja), werden die
Anzeigeelementdaten zum Anzeigen des Anzeigeelements erzeugt (Schritt
S20). Als nächstes
wird die Anzeigeelement-Anzahl n verringert (Schritt S21) und der
Prozess wird für
alle existierenden Anzeigeelemente wiederholt (Schritte S11 bis
S20).
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Durch die oben beschriebene Verarbeitung werden
die Anzeigeelementdaten von zweiund dreidimensionalen Anzeigen für die Straßendaten,
die Hintergrunddaten und die Namensdaten um die aktuelle Position
des Fahrzeugs erzeugt. Diese Anzeigeelementdaten werden in die Landkarten-Bilddaten
in Schritt S4 von 3 umgesetzt.
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Als nächstes folgt eine Beschreibung
der zweidimensionalen Koordinatenkonvertierung und der dreidimensionalen
Koordinatenkonvertierung in mehr Einzeleinheiten. Zuerst wird die
zweidimensionale Koordinatenkonvertierung unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. Bei der zweidimensionalen Koordinatenkonvertierung
wird die zweidimensionale Landkarte auf der XY-Ebene des in 6 dargestellten XYZ-Koordinatensystems
ausgedrückt. 6 zeigt die Betrachtungslinie
zu der XY-Ebene von einem bestimmten Standpunkt E auf der Z-Achse.
Der Kartenbereich auf der XY-Ebene wird durch perspektivisches Projizieren
der von dem Standpunkt E über der
XY-Ebene betrachteten Bildes in die Richtung bezüglich der XY-Ebene senkrecht
nach unten auf die senkrecht zu der Betrachtungsrichtung positionierte Betrachtungsebene
S umgesetzt. In dem in 6 gezeigten
Beispiel ist der Betrachtungspunkt E (0, 0, Z0)
zur Vereinfachung der Beschreibung auf der Z-Achse vorgesehen, und
das durch Betrachten des Kartenbereiches von dem Standpunkt E senkrecht nach
unten in der Z-Achsenrichtung erhaltene Bild wird auf die senkrecht
zu der Z-Achse positionierte Betrachtungsebene S projiziert. Wie
in 6 dargestellt, ist
der Abstand zwischen dem Standpunkt E und der Betrachtungsebene
S gleich d, und die Höhe des
Standpunkts E von der XY-Ebene ist h1. Hier sind diese Werte durch
die Anfangseinstellung oder die durch den Benutzer vorgenommene
Einstellung bekannt, die zweidimensionale Koordinatenkonvertierung,
d. h. die Konvertierung eines bestimmten Koordinatenpunktes auf
der XY-Ebene in den Koordinatenpunkt auf der Betrachtungsebene S
wird durch Berechnen des Verhältnisses
des Abstandes d und der Höhe
h1 erzielt.
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Als nächstes wird die dreidimensionale
Koordinatenkonvertierung unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. 7 zeigt eine Betrachtungslinie von einem
bestimmten Punkt auf der Z-Achse wie bei 6 senkrecht nach unten auf die XY-Ebene. 7 ist jedoch von 6 darin verschieden, dass
die XY-Ebene schräg
vorgesehen ist, mit dem Tiefenwinkel B bezüglich der Betrachtungslinie
von dem Standpunkt E. Bei der dreidimensionalen Koordinatenkonvertierung
wird die dreidimensionale Landkarte auf der in 7 dargestellten XY-Ebene ausgedrückt. Bei
der dreidimensionalen Koordinatenkonvertierung wird jedoch das bezüglich des
Landkartenbereichs nicht vertikal (d. h. mit dem Tiefenwinkel von
90°), sondern
von der Richtung der Betrachtungslinie, die den Tiefenwinkel B bezüglich des
Landkartenbereichs auf der XY-Ebene besitzt, betrachtete Bild auf die
senkrecht zu der Richtung der Betrachtungslinie positionierte Betrachtungsebene
S projiziert. Angenommen, dass der Standpunkt E bei der dreidimensionalen
Koordinatenkonvertierung an der zu der Stelle bei der zweidimensionalen
Koordinatenkonvertierung identischen Position fixiert ist, ist diese Projektionsweise äquivalent
zu der Projektion des Landkartenbereichs auf die schräge XY-Ebene
mit dem Winkel B bezüglich
der Betrachtungsrichtung von dem Standpunkt E auf die Betrachtungsebene
S. Nimmt man nun den Punkt A als Beispiel, wird, da die Höhe h2 des
Standpunkts E von dem Punkt A in der Richtung der Betrachtungslinie
bekannt ist, die dreidimensionale Koordinatenkonvertierung des Punktes A,
der ein beliebiger Punkt auf der XY-Ebene ist, auf die Betrachtungsebene
S durch Berechnen des Verhältnisses
des Abstandes d und der Höhe
h2 in der analogen Weise wie bei der oben erwähnten zweidimensionalen Koordinatenkonvertierung
erzielt. Die Höhe
h2 wird in der folgenden Weise berechnet. Zuerst werden die Längenkomponente
YB unter Verwendung des Abstandes YA von dem Schnittpunkt Y der
Betrachtungslinie von dem Standpunkt E mit der XY-Ebene und der
Winkel B berechnet. Dann wird die Längenkomponente YB zu der Höhe h1 hinzugefügt, um die
Höhe h2
zu erhalten. Dann wird die Projektion des Punktes A auf die Betrachtungsebene
S durch Berechnen des Verhältnisses
des Abstandes d und der Höhe
h2 (= h1 + YB) erzielt.
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Die zweidimensionale und die dreidimensionale
Koordinatenkonvertierung werden in der oben beschriebenen Weise
durchgeführt.
In diesem Ausführungsbeispiel
wird die dreidimensionale Koordinatenkonvertierung für die Vorwärtsposition
in der Anzeigerichtung (z. B. Fahrtrichtung des Fahrzeugs) angewendet,
um eine breitere Anzeige nahe des Ziels zu ermöglichen, und die zweidimensionale
Koordinatenkonvertierung wird auf den Bereich um die aktuelle Position
des Fahrzeugs angewendet, um die geometrischen Formen und Entfernungen
so genau wie möglich
darzustellen. Die Y-Achse in 6 dient als
die Grenzlinie (entsprechend 34 in 10) des zweidimensionalen Anzeigebereichs
und des dreidimensionalen Anzeigebereichs, und der Maßstab der angezeigten
Landkarte ist sowohl vor als auch hinter der Grenzlinie gleich gehalten,
um so die Kontinuität der
angezeigten Landkarte um die Grenzlinie zu bewahren. 8 zeigt die An und Weise
des Erzeugens der oben beschriebenen Mischanzeige, in welcher der
vordere Teil des Anzeigebereichs in der Fahrzeugfahrtrichtung in
der dreidimensionalen Anzeige angezeigt wird, während der Teil des Anzeigebereichs
um die aktuelle Fahrzeug position in der zweidimensionalen Anzeige
angezeigt wird. Hierdurch kann der Benutzer genau die Straßenformen und
die Entfernungen um die aktuelle Fahrzeugposition durch die zweidimensionale
Anzeige erkennen, und er kann die Reiseroute zu dem Ziel in dem
vorderen Teil der Fahrzeugfahrtrichtung durch die breit angezeigte
dreidimensionale Anzeige erfassen. Zusätzlich werden die Raster G
in dem dreidimensionalen Anzeigebereich angezeigt, sodass die Entfernung
auf dem dreidimensionalen Anzeigebereich einfacher zu erkennen wird.
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Der Tiefenwinkel Θ in dem dreidimensionalen Anzeigebereich
kann ein fester Wert oder ein variabler Wert unter vielen vorgegebenen
Werten sein. Zum Beispiel wird die dreidimensionale Koordinatenkonvertierung
in dem Beispiel von 9 unter
Verwendung der unterschiedlichen Tiefenwinkel θ1, θ2 (θ1 < θ2) ausgeführt.
In dem Beispiel des Punktes A' wird
zuerst der Schnittpunkt der Linie Y2 und
der Betrachtungslinie bestimmt, um die Höhe h3 zu ermitteln. Dann werden
die Höhe
h4 von der Linie Y2A', der Tiefenwinkel B 1 und
die Höhe
h3 ermittelt. Auf diese Weise kann die dreidimensionale Koordinatenkonvertierung
unter Verwendung des Verhältnisses
des Abstandes d und der Höhen
h3, h4 erzielt werden. Durch Verwendung mehrerer unterschiedlicher
Tiefenwinkel kann der Bereich weit vor der Fahrzeugposition breit
angezeigt werden. Ferner kann die dreidimensionale Koordinatenkonvertierung
unter Verwendung von n unterschiedlichen Tiefenwinkeln θ < ... < θn < 90° ausgeführt werden.