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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Diese
Erfindung schafft ein Navigationsgerät, welches eine Reise-Route
eines beweglichen Objekts, beispielsweise eines Fahrzeugs, und berühmte Gebäude oder
Platznamen um die Route herum zusammen mit einer Karte darstellt,
wodurch die Bewegung des beweglichen Objekts unterstützt wird.
Insbesondere schafft diese Erfindung eine Vogelperspektiv-Anzeige der Karteninformation
in solch einem Navigationsgerät.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Seit
kurzer Zeit ist ein Navigationsgerät als Positions-Messgerät für ein sich
bewegendes Objekt, beispielsweise ein Fahrzeug, ein Flugzeug und
ein Schiff bekannt. Das Navigationsgerät stellt im Allgemeinen eine
Positionsmarke des sich bewegenden Objekts mit einer Karte um die
Fahrzeug-Position
herum dar, um auf diese Weise den Fahrer an den Zielpunkt zu leiten.
Die in einem Fahrzeug eingebauten Navigationsgeräte werden grob in zwei Typen
klassifiziert: ein Navigationsgerät vom selbständigen Typ
und ein GPS-(globales Positionierungssystem)
Navigationsgerät.
Ein Navigationsgerät
vom selbständigen
Typ berechnet die Reise-Richtungs-Daten
und die Reise-Entfernungs-Daten des Fahrzeugs mit Hilfe eines Geschwindigkeitssensors
und eines in dem Fahrzeug eingebauten Winkel-Geschwindigkeitssensors,
addiert nacheinander diese Daten zu einer Referenzposition, um die
gegenwärtige
Position des Fahrzeugs zu berechnen, und stellt dann die Karte mit
der Positionsmarke des Fahrzeugs auf einer Anzeige-Vorrichtung basierend
auf der somit berechneten gegenwärtigen
Position dar. Auf der anderen Seite empfängt ein GPS-Navigationsgerät über einen GPS-Empfänger Mess-Radiowellen von einer
Mehrzahl von in die Umlaufbahn im Weltraum gebrachten GPS-Satelliten,
berechnet die gegenwärtige
Position des Fahrzeugs aus den empfangenen Daten unter Verwendung
eines drei- oder zwei-dimensionalen Verfahrens, und stellt dann
die gegenwärtige
Positionsmarke und die Karte auf einer Anzeige-Vorrichtung dar.
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Heutzutage
ist ein sogenanntes hybrides Fahrzeug-Navigationsgerät bekannt, welches Funktionen von
sowohl dem Navigationsgerät
vom selbständigen
Typ als auch dem GPS-Navigationsgerät aufweist.
Ferner sind einige Navigationsgeräte fähig, eine vorgegebene Reise-Route
des Fahrzeugs auf einer Karte zusammen mit Namen von Gebäuden oder
Plätzen,
die um die vorgegebene Reise-Route herum lokalisiert sind, darzustellen.
Diese Navigationsgeräte
ermöglichen
es dem Nutzer (Fahrer), die gegenwärtige Position des Fahrzeugs
in Verbindung mit der Umgebungskarte zu erkennen, so dass der Nutzer
ohne weiteres und sicher den Zielpunkt erreichen kann, ohne den
Weg zu verlieren, auch wenn er oder sie sich dort zum ersten Mal
aufhält.
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Bei
diesen Navigationsgeräten
wurde kürzlich
eine so genannte Vogelperspektiv-Anzeige verwendet, um auf diese
Weise den Bereich der angezeigten Karte zu vergrößern und eine natürlichere
und realere Kartenanzeige zu erreichen. Die Vogelperspektiv-Anzeige
ist ein Karten-Anzeige-Verfahren, welche die Karte zeigt, als ob
der Nutzer den Bereich schräg
nach unten von einer in der Luft befindlichen Ausblick-Position betrachtet
(nämlich
eine Karte in einer Ein-Punkt-Perspektiv-Projektions-Ansicht
von einem in der Luft befindlichen Aussicht-Punkt darstellt). Die
Vogelperspektiv-Ansicht
wird im Allgemeinen weit verbreitet, beispielsweise, in einem Flugsimulator
verwendet.
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Das
die Vogelperspektiv-Anzeige-Funktion aufweisende konventionelle
Fahrzeug-Navigationsgerät konvertiert
im Allgemeinen die Straßen
aufweisende Karte zusammen mit auf der Karte darzustellenden Zeichen
(beispielsweise die Platz-Namen-Anzeige
der Zielplätze
und die Routen-Anzeige der Routen-Punkte, die zu passieren sind)
in das Vogelperspektiv-Diagramm
und stellt dies dar. Es werden nämlich
nicht nur die Karte, sondern auch mit der Karte verbundene Zeichen
oder Marken auf Vogelperspektiv-Weise dargestellt. In solchen Fällen ist
es jedoch schwer, eine bestimmte Zeichen-Reihe, die von besonderer
Wichtigkeit ist, beispielsweise der Ziel-Objekte, auf die der Fahrer seine Aufmerksamkeit
lenken soll, auf der Reise-Route in einer Weise darzustellen, die
von den anderen Zeichen verschieden ist.
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EP 0738 874 offenbart eine
Navigations-Anzeige mit Vogelperspektive, bei dem Kartendaten auf
einer ebenen Ansichtskarte einer perspektivischen Projektions-Konvertierung unterzogen
werden, um Zeichendaten auf einer Vogelperspektiv-Karte zu erhalten.
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Ein
Karten-Anzeige-Gerät
ist aus
EP 0 738 876 bekannt,
bei dem ein Navigationsgerät
besser passende Information, beispielsweise Zeichen-Reihen, Routen,
etc., anzeigt, wenn eine Karte von der Vogelperspektiv-Anzeige dargestellt
wird.
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Ein
Karteninformations-Anzeige-Gerät
und ein Navigationsgerät
werden in
EP 0 829 823 offenbart, wobei
das Navigationsgerät
das Karteninformations-Anzeige-Gerät aufweist und eine Karte darstellt,
um eine Reise eines beweglichen Körpers zu unterstützen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es
ist eine Aufgabe dieser Erfindung, eine Karteninformation-Anzeige-Vorrichtung
zum Verwenden in einem Fahrzeug-Navigationsgerät mit einer
Vogelperspektiv-Anzeige-Funktion gemäß der Präambel des unabhängigen Anspruchs
1 bereitzustellen, welche fähig
ist, einige wichtige Ziele und Ähnliches,
auf die der Fahrer seine Aufmerksamkeit lenken soll, in einer unterschiedlichen
Weise darzustellen. Solch eine Karteninformation-Anzeige-Vorrichtung
weist die Merkmale des kennzeichnenden Teils des unabhängigen Anspruchs
1 auf. Bevorzugte Ausführungsbeispiele
dieser Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
2 bis 8 beschrieben.
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Gemäß einem
Aspekt dieser Erfindung wird eine Karteninformation-Anzeige-Vorrichtung
zum Verwenden in einem Navigationsgerät bereitgestellt, die eine
Karte zum Unterstützen
einer Reise-Tätigkeit
eines beweglichen Objekts darstellt, wobei die Vorrichtung aufweist:
eine Kartendaten-Extraktionseinheit
zum Extrahieren von Zeichen entsprechenden Zeichendaten aus der
Karte entsprechenden Kartendaten; einer Kartendaten-Konversionseinheit
zum Konvertieren der keine Zeichendaten aufweisenden Kartendaten
in Vogelperspektiv-Kartendaten;
eine Zeichendaten-Konversionseinheit zum Ermitteln, ob die extrahierten
Zeichendaten festgelegte Zeichendaten, die einer vorgegebenen Bedingung
entsprechen, enthält
oder nicht, um die entsprechenden festgelegten Zeichendaten aus
den extrahierten Zeichendaten auszuwählen, wenn die extrahierten Zeichendaten
die entsprechenden festgelegten Zeichendaten enthalten, und zum
Konvertieren der extrahierten Zeichendaten, die anders als die entsprechenden festgelegten
Zeichendaten sind, in Vogelperspektiv-Zeichendaten, wobei die entsprechenden
festgelegten Zeichendaten ausschließlich Zeichendaten sind, die
einer festgelegten Route entsprechen, die eine Reise-Planroute des
beweglichen Objekts ist; eine Kombinationseinheit zum Kombinieren
der Vogelperspektiv-Zeichendaten, der Vogelperspektiv-Kartendaten
und der entsprechenden festgelegten Zeichendaten, um kombinierte
Vogelperspektiv-Daten
zu erzeugen; und eine Anzeigeeinheit zum Darstellen der Karte in
Vogelperspektive unter Verwendung der kombinierten Vogelperspektiv-Daten.
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In Übereinstimmung
mit der auf diese Weise zusammengesetzten Karteninformation-Anzeige-Vorrichtung
extrahiert die Kartendaten-Extraktionseinheit Zeichen entsprechende
Zeichendaten aus der Karte entsprechenden Kartendaten und die Kartendaten-Konversionseinheit
konvertiert die keine Zeichendaten enthaltenden Kartendaten in Vogelperspektiv-Daten. Die Zeichendaten-Konversionseinheit
wählt festgelegte
Zeichendaten aus den extrahierten Zeichendaten aus und konvertiert
die Zeichendaten, die anders als die festgelegten Zeichendaten sind,
in Vogelperspektiv-Zeichendaten. Dann kombiniert die Kombinationseinheit
die Vogelperspektiv-Zeichendaten,
die Vogelperspektiv-Kartendaten und die festgelegten Zeichendaten,
um kombinierte Vogelperspektiv-Daten
zu erzeugen. Die Anzeigeeinheit stellt danach die Karte in Vogelperspektive unter
Verwendung der kombinierten Vogelperspektiv-Daten dar.
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Als
Ergebnis werden die festgelegten Daten nicht in Vogelperspektiv-Weise
unterschiedlich zu den anderen Zeichendaten, die in Vogelperspektiv-Weise
dargestellt werden, dargestellt. Folglich sind diese festgelegten
Zeichen von den anderen Zeichen auf der dargestellten Karte unterscheidbar
und der Nutzer kann diese festgelegten Zeichen leicht erkennen.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
können
die festgelegten Zeichendaten von einem Nutzer im Voraus festgelegt
werden. Alternativ können
die festgelegten Daten in Übereinstimmung
mit einer der folgenden Möglichkeiten
festgelegt werden: einem Bereich, in dem das bewegliche Objekt reist;
einer gegenwärtigen
Zeit des beweglichen Objekts; einer Reise-Richtung des beweglichen
Objekts; oder einer von einer externen Einheit zur Verfügung gestellten
Verkehrsinformation.
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Die
Eigenschaften, Brauchbarkeit und weitere Merkmale dieser Erfindung
werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung mit Bezug
auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung deutlicher offenbar werden, wenn dieses in Verbindung
mit den beigefügten
Zeichnungen gelesen wird, welche nachfolgend kurz beschrieben werden.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist
ein Diagramm, das schematisch die Vogelperspektiv-Konversion zeigt.
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2 ist
ein Diagramm, das ein Beispiel einer Vogelperspektiv-Anzeige zeigt.
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3 ist
ein Blockdiagramm, das eine schematische Konfiguration eines Fahrzeug-Navigationsgeräts gemäß dem Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung zeigt.
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4 ist
ein Flussdiagramm, das eine Vogelperspektiv-Anzeige-Verarbeitung gemäß dieser
Erfindung zeigt.
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5 ist
ein Diagramm, das die Art der Vogelperspektiv-Konversion im Detail zeigt.
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6 ist
ein Flussdiagramm, das die Vogelperspektiv-Kartendaten-Erzeugung in dem Flussdiagramm der 4 zeigt.
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7 ist
ein Flussdiagramm, das den Vogelperspektiv-Zeichendaten-Erzeugungsschritt in dem
Flussdiagramm der 4 zeigt.
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8A und 8B sind
Diagramme, die Vogelperspektiv-Konversions-Verarbeitung
der Zeichendaten eines Bild-Zeichensatzes zeigt, wobei 8A einen
Anzeigebereich des Bild-Zeichensatzes zeigt und 8B den
Bild-Zeichensatz nach der Vogelperspektiv-Konversion zeigt.
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9 ist
ein Beispiel einer Vogelperspektiv-Anzeige.
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10 ist
ein anderes Beispiel der Vogelperspektiv-Anzeige.
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Detaillierte Beschreibung
bevorzugter Ausführungsbeispiele
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Vor
der Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels dieser Erfindung
wird mit Bezug auf 1 und 2 eine allgemeine
Beschreibung der Vogelperspektiv-Anzeige der Karteninformation gegeben.
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In 1 repräsentiert
die Ebene M eine Karte und das Rechteck abcd repräsentiert
den Anzeigebereich einer Anzeige-Vorrichtung,
welche die Karte darstellt. Unter der Annahme, dass der Betrachtungspunkt in 1 an
dem Punkt V festgemacht ist, ist auf der Ebene M der von dem Betrachtungspunkt
V aus durch das Rechteck abcd hindurch sichtbare Kartenbereich das
Trapez ABCD. Es ist nämlich
ein wesentlich größerer Kartenbereich
als der Rechteck-Bereich abcd von dem Betrachtungspunkt V aus sichtbar.
Die Vogelperspektive stellt das Kartenbild auf einer Anzeige-Vorrichtung dar,
als wenn der Betrachter den Kartenbereich des Trapezes ABCD von
einem in der Luft befindlichen Betrachtungspunkt V aus betrachten
würde.
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Die
Vogelperspektive wird mit Bezug auf 2 detaillierter
beschrieben. 2 zeigt das Anzeige-Beispiel
der Straßenkarte
rund um eine Route von einer gegenwärtigen Position des Fahrzeugs
zu einem Zielpunkt auf einer Anzeige-Vorrichtung mittels des Vogelperspektiv-Anzeige-Verfahrens.
Die Ansicht der 2 wird nämlich erhalten, indem der Betrachtungspunkt
an einer in der Luft befindlichen Position über der gegenwärtigen Position
des Fahrzeugs auf der Seite gegenüber der Seite des Zielpunkts
festgesetzt wird und auf den Bereich in Richtung des Zielpunkts
herab geblickt wird. Indem der Betrachtungspunkt an solch einer
Position festgesetzt wird, wird, wie in 2 dargestellt,
ein Kartenbild gezeigt, in welchem die Karte graduell und sukzessiv
verkleinert wird, je weiter die dargestellte Position von der gegenwärtigen Position
des Fahrzeugs in Richtung des Zielpunkts entfernt ist. In anderen
Worten, der Bereich in der Nähe
der gegenwärtigen
Fahrzeug-Position wird im Vergleich zur ebenen Ansicht der Karte
in vergrößerter Weise
dargestellt, und daher kann die Reise-Route bis zu dem Zielpunkt
größer dargestellt
werden. Durch Verwendung der Vogelperspektiv-Anzeige kann im Vergleich
zu der Anzeige der ebenen Karte ein größerer Kartenbereich dargestellt
werden und eine realere Karten-Anzeige kann erreicht werden.
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Als
nächstes
wird nachfolgend das bevorzugte Ausführungsbeispiel dieser Erfindung
mit Bezug auf 3 bis 10 beschrieben.
Es wird darauf hingewiesen, dass die nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele
auf die Anwendung dieser Erfindung auf ein Fahrzeug-Navigationsgerät zur Verwendung
in einem Fahrzeug, beispielsweise einem Automobil, gerichtet sind.
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(I) Konfiguration des
Geräts
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Zunächst wird
mit Bezug auf 3 die Gesamt-Konfiguration eines
Fahrzeug-Navigationsgeräts
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben. Wie in 3 dargestellt,
weist das Fahrzeug-Navigationsgerät S einen Winkel-Geschwindigkeitssensor 1,
einen Reise-Entfernungssensor 2,
einen GPS-Empfänger 3,
eine System-Steuerung 4,
eine Eingabe-Vorrichtung 10, ein DVD-ROM-Laufwerk 11,
eine Anzeigeeinheit 12 und eine Audio-Wiedergabeeinheit 17 auf. Der
Winkel-Geschwindigkeitssensor 1 detektiert die Winkel-Geschwindigkeit
des Fahrzeugs zur Zeit seiner Richtungsänderung und gibt Winkel-Geschwindigkeitsdaten
und relative Orientierungsdaten aus. Der Reise-Entfernungssensor 2 berechnet
die Puls-Anzahl für
eine einzelne Umdrehung des Rades mittels Zählens der Puls-Anzahl in dem gemäß der Rad-Umdrehung
ausgegebenen Puls-Signal
und gibt Reise-Entfernungsdaten basierend auf der Puls-Anzahl pro
Umdrehung aus. Der GPS-Empfänger 3 empfängt Radio-Wellen
von den GPS-Satelliten zum Ausgeben von GPS-Messdaten und absoluten Orientierungsdaten,
welche die Reise-Richtung
des Fahrzeugs angeben. Die System-Steuerung 4 steuert das
Navigationsgerät
in seiner Gesamtheit auf der Basis der relativen Orientierungsdaten,
der Winkel-Geschwindigkeitsdaten,
der Reise-Entfernungsdaten, der GPS-Messdaten und der absoluten Orientierungsdaten.
Die Eingabe-Vorrichtung 10 kann
eine entfernte Steuer-Vorrichtung zum Eingeben verschiedener Arten
von Daten und Befehlen sein. Das DVD-ROM-Laufwerk 11 liest
aus einer DVD-ROM-Scheibe DK verschiedene Daten, beispielsweise
Straßen-Daten einschließlich Fahrspur-Anzahl
der Straße,
Straßenbreite, etc.,
sowie später
beschriebene Steuer-Programme aus und gibt diese unter der Steuerung
der System-Steuerung 4 aus. Die Anzeigeeinheit 12 stellt
verschieden Anzeigedaten unter der Steuerung der System-Steuerung 4 dar
und die Audio-Wiedergabeeinheit 17 gibt
verschiedene Audiodaten unter der Steuerung der System-Steuerung 4 wieder
und gibt diese aus.
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Die
System-Steuerung 4 weist auf eine Schnittstelle 5 zum
Durchführen
des Schnittstellen-Betriebs mit den externen Sensoren wie beispielsweise
dem GPS-Empfänger 3,
eine CPU 6 zum Steuern der System-Steuerung 4 in
ihrer Gesamtheit, einen ROM (Nur-Lese-Speicher = read only memory) 7,
in dem Steuer-Programme
zum Steuern der System-Steuerung 4 gespeichert sind, und
einen RAM 8, welcher nicht-flüchtigen Speicher oder Ähnliches
aufweist und unterschiedliche Daten, beispielsweise Reise-Routendaten
vorgegeben von dem Fahrer über
die Eingabe-Vorrichtung 10,
in einer lesbaren Weise speichert. Die System-Steuerung 4 ist
an die Eingabe-Vorrichtung 10, das DVD-ROM-Laufwerk 11,
die Anzeigeeinheit 12 und die Audio-Wiedergabeeinheit 17 über die
Busleitung 9 angeschlossen.
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Die
Anzeigeeinheit 12 weist auf eine Grafik-Steuerung 13,
welche die Anzeigeeinheit 12 basierend auf den von der
CPU 6 über
die Busleitung 9 zugeführten
Steuerdaten vollständig
steuert, und einen Puffer-Speicher 14, welche VRAM (Video-RAM) zum temporären Speichern
von Bild-Information in einer Weise sein kann, dass sie unverzüglich angezeigt
werden kann. Die Anzeigeeinheit 12 weist außerdem eine
Anzeige-Steuereinheit 15 auf,
welche eine Anzeige-Vorrichtung 16, beispielsweise eine
Flüssigkristall-Anzeige
oder eine CRT (Kathodenstrahlrohr = cathode ray tube), zum Anzeigen
der von der Grafik-Steuerung 13 zugeführten Bilddaten steuert.
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Die
Audio-Wiedergabeeinheit 17 weist einen D/A-Wandler 18 zum
Konvertieren der von dem DVD-ROM-Laufwerk 11 oder dem RAM 8 über die
Busleitung 9 zugeführten
digitalen Audiodaten in ein analoges Audiosignal, einen Verstärker 19 zum
Verstärken
des von dem D/A-Wandler 18 ausgegebenen analogen Audiosignals
und einen Lautsprecher 20 zum Konvertieren des verstärkten analogen
Audiosignals in eine akustische Stimme auf.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
wird die Eingabe-Vorrichtung 10 von dem Fahrer vor dem
Fahren manipuliert und wird zum Angeben des Zielpunktes, einiger
Zielpunkte und Ähnlichem,
die auf der Anzeige, auf die der Fahrer während des Fahrens seine Aufmerksamkeit
richten soll, dargestellt werden sollen, verwendet. Die auf diese
Weise eingegebenen Daten des Zielpunkts werden in dem RAM 8 temporär gespeichert
und von dort zu dem später
beschriebenen richtigen Zeitpunkt ausgelesen.
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(II) Betrieb
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Als
Nächstes
wird der Betrieb des Fahrzeug-Navigationsgeräts dieser Erfindung beschrieben.
Es wird darauf hingewiesen, dass der in den später beschriebenen Flussdiagrammen
repräsentierte
Betrieb hauptsächlich
von der CPU 6 oder der Grafik-Steuerung 13 als
ein Teil des Haupt-Navigations-Programms,
das das gesamte Navigationssystem S zum Ausführen des Navigations-Betriebs
steuert, durchgeführt
wird. Wenn dementsprechend ein vorgegebener Befehls-Vorgang von
der Eingabe-Vorrichtung 10 während der Ausführung des
Haupt-Navigations-Programms
gemacht wird, werden die in den folgenden Flussdiagrammen repräsentierten
Vorgänge
ausgeführt.
Die diesen Flussdiagrammen entsprechenden Programme werden zuvor
auf der DVD-ROM-Scheibe DK als das Steuer-Programm gespeichert und
mittels des DVD-ROM-Laufwerks 11 entsprechend den Anforderungen
ausgelesen.
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Zunächst wird
die Haupt-Routine der Vogelperspektiv-Anzeige-Verarbeitung mit Bezug auf 4 beschrieben.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Schritte S1 bis S8 hauptsächlich von
der CPU 6 ausgeführt werden
und dass die Schritte S9 bis S12 hauptsächlich von der Grafik-Steuerung 13 ausgeführt werden.
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Wenn
ein Nutzer einen Befehl zum Anzeigen der Karte in der Vogelperspektiv-Anzeige-Weise über die Eingabe-Vorrichtung 10 eingibt,
startet der Prozess die in 4 gezeigte
Vogelperspektiv-Anzeige-Verarbeitung von einem gegebenen Haupt-Navigations-Programm
aus. Wenn der Prozess die Vogelperspektiv-Anzeige-Verarbeitung beginnt,
wird zunächst
ermittelt, ob bereits eine festgelegte Route, die eine vorher geplante Route
von der gegenwärtigen
Position zu dem Zielpunkt vorschreibt, festgelegt und in dem RAM 8 gespeichert wurde
oder nicht (Schritt S1). Wenn die festgelegte Route existiert (Schritt
S1: Ja), wird die Orientierung der Betrachtungslinie (nachfolgend
mit „Anzeige-Orientierung" bezeichnet) berechnet,
um die festgelegte Route zu enthalten, so dass die festgelegte Route
bis zu der am weitesten entfernt möglichen Position dargestellt wird
(Schritt S2). Dann werden die entsprechenden Kartendaten (einschließlich verbundener
Zeichendaten, wie beispielsweise Platznamen und Ähnliches), welche die gegenwärtige Position
abdecken und in die Anzeige-Orientierung ausgerichtet sind, von
der DVD-ROM DK mittels des DVD-ROM-Laufwerks 11 ausgelesen und
temporär
in dem RAM 8 gespeichert (Schritt S3).
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Auf
der anderen Seite, wenn keine festgelegte Route existiert (Schritt
S1: Nein), wird die Anzeige-Orientierung basierend auf der gegenwärtigen Position
und der gegenwärtigen
Reise-Richtung des
Fahrzeugs berechnet (Schritt S4). Dann werden die Kartendaten, welche
die gegenwärtige
Position und den Bereich in Richtung der Anzeige-Orientierung (d.h.,
der Reise-Richtung des Fahrzeugs in diesem Fall) abdecken, von der DVD-ROM-Scheibe
DK mittels des DVD-ROM-Laufwerks 11 ausgelesen und temporär in dem
RAM gespeichert (Schritt S5).
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Wenn
notwendige Kartendaten in dem RAM 8 gespeichert sind, werden
dann die in den Kartendaten enthaltenen Zeichendaten von den Kartendaten
extrahiert (Schritt S6). Die Zeichendaten können hier Zeichen, die Namen
von Plätzen,
berühmten
Einrichtungen, Straßen
und so weiter repräsentieren,
Figuren, welche die Kartenmarken von Schulen, Polizeistationen,
Fabriken und so weiter repräsentieren,
und Markierungen (Landmarken), die Kaufhäuser, Tankstellen und so weiter
repräsentieren,
enthalten. Wenn die Zeichendaten extrahiert sind, werden die Kartendaten,
aus denen die Zeichendaten extrahiert sind (d.h., lediglich die
Straßenkarte,
das Hintergrund-Diagramm und Ähnliches
enthaltend), in einer Ein-Punkt-Perspektiv-Projektions-Weise (nachfolgend
einfach als „Vogelperspektiv-Konversion" bezeichnet) konvertiert,
indem sie von einem in der Luft befindlichen Punkt oberhalb der
gegenwärtigen
Position des Fahrzeugs betrachtet werden, um so die Vogelperspektiv-Kartendaten
zu produzieren. Die somit erzeugten Vogelperspektiv-Kartendaten
werden in dem RAM 8 temporär gespeichert (Schritt S7).
Das Detail des Schritts 7 wird später beschrieben.
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Wenn
die Kartendaten nach der Extraktion der Zeichendaten der Vogelperspektiv-Konversion
unterzogen werden, wird die Vogelperspektiv-Konversion für die extrahierten
Zeichendaten, die anders als die später beschriebenen festgelegten
Zeichendaten (die nicht in Vogelperspektiv-Weise konvertiert werden)
sind, in der gleichen Weise wie in Schritt S7 durchgeführt. Dann
werden die Vogelperspektiv-Zeichendaten erzeugt und in dem RAM 8 temporär gespeichert
(Schritt S8). Das Detail des Schritts S8 wird ebenfalls später beschrieben.
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Nach
Schritt S8 werden die Vogelperspektiv-Kartendaten und die Vogelperspektiv-Zeichendaten,
die beide temporär
gespeichert sind, mit den festgelegten Zeichendaten kombiniert,
um ein Blatt mit auf der Anzeige-Vorrichtung 16 darzustellenden
Karten-Bilddaten zu erzeugen (Schritt S9). Die kombinierten Kartendaten
werden dann in die entsprechenden Kartendaten konvertiert (Schritt
S10). Der der gegenwärtigen
Position des Fahrzeugs, die von der CPU 6 berechnet wird,
entsprechende Gegenwärtige-Position-Indikator
und das notwendige Informationen, beispielsweise die Entfernung
zu dem Zielpunkt auf der festgelegten Reise-Route, repräsentierende
Bild werden dann in die Bilddaten konvertiert (Schritt S11). Schließlich werden
die in Schritt S10 erzeugten Karten-Bilddaten und die in Schritt
S11 erzeugten Bilddaten in dem Puffer-Speicher 14 temporär gespeichert
(Schritt S12). Danach kehrt der Prozess zu dem Haupt-Navigations-Programm
zurück.
Daraufhin werden die Karten-Bilddaten und die Bilddaten aus dem
Puffer-Speicher 14 gesteuert von der Anzeige-Steuerung 15 zu
den richtigen Zeitpunkten ausgelesen und die entsprechende Vogelperspektiv-Karte erscheint auf
der Anzeige-Vorrichtung 16.
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Als
Nächstes
wird mit Bezug auf 5 und 6 die in
Schritt S7 durchgeführte
Erzeugung der Vogelperspektiv-Kartendaten
beschrieben.
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Zunächst wird
unter Bezugnahme auf 5 die Vogelperspektiv-Anzeige (Ein-Punkt-Perspektiv-Projektions-Anzeige)
selbst detaillierter beschrieben. Wie in 5 dargestellt,
ist die Vogelperspektiv-Anzeige das mittels Projizierens eines Blicks
des Kartenbereichs ABCD auf die X-Y-Ebene des XYZ-Koordinatensystems, das
von dem Betrachtungspunkt E (X0, Y0, Z0) mit einem
Depressionswinkel θ in
Richtung des Referenzpunkts B (Xb, Yb, 0) auf der X-Y-Ebene betrachtet wird,
auf der Betrachtungsebene G, welche senkrecht zu dieser Betrachtungsrichtung
festgelegt ist, erhaltene Bild oder Abbild. Es wird hier angenommen,
dass die Betrachtungsrichtung von dem Betrachtungspunkt E den Winkel α bezogen
auf die X-Achse in der X-Y-Ebene aufweist. Der Winkel α ist somit
die in Schritt S2 oder Schritt S4 berechnete Anzeige-Orientierung.
Zusätzlich
wird der Abstand zwischen dem Betrachtungspunkt E und der Betrachtungsebene
G mit Vd ausgedrückt.
Die Mittellinie (Vertikallinie) in der Betrachtungsebene G ist als
die Standardlinie definiert und ein vorgegebener Standardpunkt Q
auf der Standardlinie ist als ein Referenzpunkt in der Ein-Punkt-Perspektiv-Projektion
definiert. Der Standardpunkt Q befindet sich somit auf der Geraden,
die den Betrachtungspunkt E und den Referenzpunkt B auf der als
die Kartenebene dienenden X-Y-Ebene verbindet.
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Als
Nächstes
wird mit Bezug auf 5 und 6 die Vogelperspektiv-Kartendaten-Erzeugungs-Verarbeitung
in Schritt S7 detailliert beschrieben. Bei der Vogelperspektiv-Kartendaten-Erzeugungs-Verarbeitung können zwei
Verfahren angewendet werden. Bei dem einen Verfahren wird die gegenwärtige Position
P0 des Fahrzeugs auf den Punkt festgelegt,
wo die Vertikallinie von dem Betrachtungspunkt E auf die X-Y-Ebene
(d.h., die Ebene der Karte) hin die X-Y- Ebene trifft. Bei dem anderen Verfahren
wird die gegenwärtige
Position P0 des Fahrzeugs auf den Standardpunkt
Q festgelegt. Es gibt jedoch keine substantiellen Unterschiede bei
diesen beiden Verfahren und daher erfolgt die folgende Beschreibung
unter der Annahme, dass die gegenwärtige Position P0 des
Fahrzeugs auf den Standardpunkt Q festgelegt wird und, zusätzlich,
dass der Standardpunkt Q mit dem Referenzpunkt B übereinstimmt.
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Wie
in 6 dargestellt, wird zunächst die gegenwärtige Position
P0 auf den Referenzpunkt B und den Standardpunkt
Q festgelegt (Schritt S71). Dann wird die Höhe h der Betrachtungsposition
E über
die Eingabe-Vorrichtung 10 eingegeben, der Depressionswinkel θ wird basierend
auf der Höhe
h berechnet und die Anzeige-Orientierung α wird ausgelesen (Schritt S72).
Danach werden unter Verwendung des Referenzpunktes B (Xb,
Yb, 0) mittels der nachfolgenden Gleichung
die Koordinaten des Betrachtungspunktes E (X0,
Y0, Z0) berechnet
(Schritt S73). X0 = Xb – h × cos α/tan θ
Y0 = Yb – h × sin α/tan θ
Z0 = h (1)
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Dann
werden die Kartendaten der Vogelperspektiv-Konversion basierend
auf den somit berechneten Koordinaten des Betrachtungspunktes E
unterzogen (Schritt S74). In Schritt S74 wird die folgende Gleichung (Determinante)
(2) für
die Koordinaten-Konversion eines Punktes M (M
X,
M
Y, M
Z) in der X-Y-Ebene
in einen entsprechenden Punkt S (S
X, S
Y, S
Z) in der Betrachtungsebene
G verwendet:
Wenn
dann
SX = EX × Vd/–EZ SY =
EY × Vd/–EZ SZ =
0wobei „E
X", „E
Y" und „E
Z" Koordinatenwerte
der dreidimensionalen Andeutung des Punktes M von dem Betrachtungspunkt
E (die Länge
von dem Betrachtungspunkt E wird auch berücksichtigt), und die Koordinaten des
Punktes M werden zuerst in die Koordinaten bezeichnet mit „E
X", „E
Y" und „E
Z" konvertiert
und dann werden sie in die Koordinaten des Punktes S auf der Betrachtungsebene
G konvertiert.
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Wenn
der Punkt S (SX, S, 0) für einen einzelnen Punkt M berechnet
wird, wird die gleiche Koordinaten-Konversion in den entsprechenden
Punkt S auf der Betrachtungsebene S ausgeführt wie für alle Punkte M. Nachdem die
Koordinaten-Konversion
für alle
Punkte M beendet wurde, werden die Koordinaten in dem RAM 8 gespeichert
(Schritt S75) und der Prozess geht zu Schritt S8 weiter. Auf diese
Weise wird die Vogelperspektiv-Konversion der keine Zeichendaten
aufweisenden Kartendaten abgeschlossen.
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Als
Nächstes
wird mit Bezug auf 7, 8A und 8B die
in Schritt S8 durchgeführte
Verarbeitung des Erzeugens der Vogelperspektiv-Zeichendaten im Detail
beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass die nachfolgende Beschreibung
der Vogelperspektiv-Konversion auf einen Fall ausgerichtet ist,
bei dem die Zeichendaten in der DVD-ROM DK in einer Form einer sogenannten
Bild-Schriftart gespeichert sind. Hier ist „Bild-Schriftart" die Ansammlung von
Pixeln (Punkten) auf der Anzeige-Vorrichtung 16, welche
Bilddaten bildet, die einen vollständigen Teil eines Zeichens
oder einer Markierung angeben.
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Wie
in 7 dargestellt, wird bei der Erzeugung der Vogelperspektiv-Zeichendaten
zunächst
ein einzelner Roh-Zeichendaten-Wert
(d.h. ein noch nicht verarbeiteter Zeichendaten-Wert) von den in
Schritt S6 extrahierten Zeichendaten genommen (Schritt S20). Dann
wird auf der Basis der Anzahl der zum Ausdrücken eines Namens dargestellten
Zeichen der Bereich, in welchem die Zeichendaten (Bild-Schriftart) vor der
Vogelperspektiv-Konversion gespeichert sind, und die Anzeige-Orientierung α ermittelt
(Schritt S21). Die Verarbeitung in Schritt S21 wird detaillierter
mit Bezug auf 8A beschrieben. Unter Bezugnahme
auf 8A wird der Anzeige-Bereich der Zeichendaten (Bild-Schriftart)
vor der Vogelperspektiv-Konversion mittels eines einzelnen dargestellten
Punktes, beispielsweise der Punkt (160, 120), der mit Bezug auf
einen angezeigten Referenzpunkt, beispielsweise den Punkt (0, 0)
auf dem Bildschirm der Anzeige-Vorrichtung 16 und die Schriftart-Größe (Zeichengröße einer
Zweier-Zeichenkette in dem Fall von 6A)
festgelegt wurde, ermittelt. Es wird darauf hingewiesen, dass die
Koordinaten an den vier Ecken des in 8A dargestellten
Anzeige-Bereichs das Bespiel für
den Fall sind, dass die Schriftart-Größe eines einzelnen Buchstaben
(japanischer Buchstabe in diesem Beispiel) 16 × 16 Pixel beträgt. Gemäß dem Verfahren
des Ermittelns der oben beschriebenen Anzeige werden die Koordinaten
der jeweils angezeigten Punkte in dem Anzeige-Bereich vor der Vogelperspektiv-Konversion
basierend auf der Anzahl an Zeichenketten des dazustellenden Platznamens
und Ähnlichem
und der Anzeige-Orientierung α ermittelt.
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Wenn
die Koordinaten der jeweils angezeigten Punkte des Anzeige-Bereichs
vor der Vogelperspektiv-Konversion somit ermittelt sind, wird ermittelt,
ob oder ob nicht die in Schritt S20 genommenen Zeichendaten der
Zeichenkette entsprechen, die zuvor von dem Fahrer als die Ziele,
die der Fahrer während
des Fahrens sorgfältig
betrachten sollte und welche in dem RAM 8 als solche angegebene
Zeichenketten gespeichert sind, bezeichnend angegeben wurde (Schritt
S22). Wenn die Zeichendaten der angegebenen Zeichenkette entsprechen
(Schritt S22: Ja), wird die Bild-Schriftart der Zeichendaten dargestellt,
wie sie ist (d.h., als normale zwei-dimensionale Zeichenkette),
ohne die Vogelperspektiv-Konversion
darauf anzuwenden (Schritt S25), und dann geht der Prozess zu Schritt
S26.
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Auf
der anderen Seite, wenn es nicht die angegebene Zeichenkette ist
(Schritt S22: Nein), wird mittels Anwendens einer vorher festgelegten
Bedingung (später
beschrieben) ermittelt, ob oder ob nicht die Zeichendaten der Zeichenkette
entsprechen, auf die der Fahrer seine Aufmerksamkeit richten sollte
(Schritt S23). Wenn Schritt S23 „Ja" ergibt, geht der Prozess zu Schritt
S25. Wenn Schritt S23 „Nein" ergibt, geht der
Prozess zu Schritt S24. Dann wird die Vogelperspektiv-Konversion auf die
dargestellten Punkte an den vier Ecken des Anzeige-Bereichs der
Zeichendaten unter Verwendung der Gleichung (2) in einer Weise ähnlich derjenigen, die
mit Bezug auf 5 und 6 beschrieben
wurde, angewendet und der in 8B dargestellte
Vogelperspektiv-konvertierte Anzeige-Bereich wird berechnet. Danach
wird die Bild-Schriftart
modifiziert, um so in den Anzeige-Bereich hinein zu passen, und
dann wird sie innerhalb des Anzeige-Bereichs dargestellt (Schritt
S24). Dann werden die somit erzeugten, an der linken Seite von 8B dargestellten
Vogelperspektivkonvertierten Zeichendaten in dem RAM 8 gespeichert.
Danach wird ermittelt, ob oder ob nicht alle in Schritt S6 extrahierten Zeichendaten
verarbeitet wurden (Schritt S26). Wenn Schritt S26 „Ja" ergibt, dann geht
der Prozess zu Schritt S9. Wenn Schritt S26 „Nein" ergibt, dann kehrt der Prozess zu Schritt
S20 zurück
und wiederholt die Verarbeitung, bis alle Zeichendaten verarbeitet
sind. Auf diese Weise wird die notwendige Vogelperspektiv-Konversion der
Zeichendaten beendet.
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Wenn
die in 4 dargestellte und die oben beschriebenen Schritte
S7 und S8 aufweisende Vogelperspektiv-Konversion beendet ist, wird
das resultierende Bild auf der Anzeige-Vorrichtung 16 dargestellt,
in welchem die Straßen
und Hintergründe
sowie die Platznamen, etc., angebenden Zeichendaten in der Vogelperspektiv-Weise
dargestellt werden. Wenn die aufmerksam zu betrachtenden Zeichenketten
ermittelt wurden, werden solche Zeichenketten (beispielsweise die
in der Mitte von 10 mit F bezeichnete Zeichenkette)
nicht Vogelperspektiv-konvertiert und als normales zweidimensionales
Merkmal dargestellt. Es wird darauf hingewiesen, dass in 10 die
Gegenwärtige-Positions-Markierung C des
Fahrzeugs und die vorher festgelegte Route, entlang welcher das
Fahrzeug planmäßig reisen
soll, ebenfalls dargestellt sind.
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Obwohl
die Beispiele in 8A, 8B, 9 und 10 die
Zeichenketten in japanischen Buchstaben darstellen, wird darauf
hingewiesen, dass die oben beschriebene Verarbeitung in vergleichbarer
Weise auf Zeichenketten anderer Sprachen, beispielsweise das Alphabet,
anwendbar ist. Ohne Rücksicht
auf die Sprache der dargestellten Zeichen oder Buchstaben kann nämlich der
Kontrast zwischen den in der zweidimensionalen Weise dargestellten
angegebenen Zeichen und den in der Vogelperspektiv-Weise dargestellten anderen
(nicht-angegebenen)
Zeichen gewährleistet
werden.
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Als
nächstes
wird die Beschreibung der Beispiele der Entscheidung in Schritt
S23 gegeben.
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In
dem ersten Bespiel werden die auf oder nahe der vorher festgelegten
Route darzustellenden Zeichenketten (z.B., die bei der Routen-Festlegung
vorher ermittelten Zeichenketten, die Zeichenketten, die wichtige
Punkte bei der Routen-Führung
angeben, oder die die Schnellstraße zeigende Zeichenkette, etc.)
im Voraus ermittelt und die Zeit, zu welcher die Zeichenkette von
der Vogelperspektiv-Anzeige in die zweidimensionale Anzeige geändert wird,
wird ebenso vorher festgelegt. Wenn die vorher festgelegte Zeit
kommt, wird dann die Zeichenkette in die zwei-dimensionale Anzeige
geändert.
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In
dem zweiten Beispiel kann die Zeichenkette, die zu dem Bereich gehört, durch
welchen das Fahrzeug gegenwärtig
hindurch passiert, in der zwei-dimensionalen Weise angezeigt werden.
Wenn das Fahrzeug in der Präfektur
Saitama reist, können
insbesondere die den Punkten in der Präfektur Saitama entsprechenden Zeichenketten
von der Vogelperspektiv-Anzeige in die zwei-dimensionale Anzeige
geändert
werden.
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In
dem dritten Beispiel können
die Zeichenketten, die sich auf der vorher festgelegten Route befinden und
die innerhalb eines vorgegebenen Abstandsbereich von der gegenwärtigen Position
des Fahrzeugs präsent
sind, in der zwei dimensionalen Weise dargestellt werden. Wenn eine
bestimmte Zeichenkette in den vorgegebenen Abstandsbereich von der
gegenwärtigen
Fahrzeug-Position kommt, wird in diesem Fall die Anzeige der Zeichenkette
von der Vogelperspektiv-Anzeige in die zwei-dimensionale Anzeige
geändert.
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In
dem vierten Beispiel können
die Zeichenketten, die sich innerhalb eines vorgegebenen Winkelbereichs
von der Fortbewegungs-Richtung des Fahrzeugs befinden, zweidimensional
angezeigt werden. Wenn eine bestimmte Zeichenkette in den vorgegebenen
Winkelbereich der Fahrzeug-Fortbewegungs-Richtung kommt,
wird in diesem Fall dessen Anzeige von der Vogelperspektiv-Variante
in die zweidimensionale Variante geändert.
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In
dem fünften
Beispiel wird, wenn Verkehrsinformation wie beispielsweise Verkehrsstau-Information von
einem VIKS (Verkehrsinformation-Kommunikations-System) empfangen
wird, die mit der empfangenen Verkehrsinformation verbundene Zeichenkette
in die zwei-dimensionale Anzeige geändert werden.
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Wie
oben beschrieben, wird gemäß dem Fahrzeug-Navigationsgerät S dieser
Erfindung, wenn sich die Zeichenkette mit einem der obigen Beispiele
deckt oder wenn die Zeichenkette von dem Nutzer im Voraus festgelegt
wurde, diese nicht in der Vogelperspektiv-Weise dargestellt, sondern
in zwei-dimensionaler Weise dargestellt, wodurch sie unterscheidbar
und leicht erkennbar gemacht wird.
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Obwohl
das oben beschriebene Ausführungsbeispiel
auf den Fall gerichtet ist, bei dem die Zeichenkette eine Bild-Schriftart
ist, ist diese Erfindung auf den Fall anwendbar, bei dem die Zeichendaten
auf der DVD-ROM DK in der Form einer sogenannten Vektor-Schriftart
gespeichert sind. Die Vektor-Schriftart ist hier eine Schriftart,
bei der die ein Zeichen oder eine Markierung bildende Linie mittels
Koordinaten des Startpunkts und Endpunkts der Linie definiert oder
ausgedrückt
wird. Insbesondere weist die Vektor-Schriftart für den Buchstaben „T" die Koordinaten
des Startpunkts und des Endpunkts der Vertikallinie sowie die Koordinaten des
Startpunkts und des Endpunkts der Horizontallinie auf, wobei diese
Koordinaten mit Bezug auf einen bestimmten Referenzpunkt definiert
sind. Einen Teil der Zeichen und Markierungen bildende schiefe Linien
und gebogene Linien sind als Kombination der Vertikallinie und der
Horizontallinie definiert und daher wird die schräge Linie
oder gebogene Linie angebende Vektor-Schriftart mittels der Koordinaten des
Startpunkts und des Endpunkts dieser Linien ausgedrückt. Die
Vogelperspektiv-Konversion
solch einer Vektor-Schriftart kann erreicht werden, indem die Koordinaten
des Startpunktes und des Endpunktes der das Zeichen oder die Markierung
bildenden Linien entsprechend der Gleichung (2) konvertiert werden.
Außerdem
kann eine Betonungs-Verarbeitung, wie beispielsweise die Ecken-Betonung,
Farb-Veränderung
und/oder fette Zeichen, bei dem Darstellen der in der zwei-dimensionalen
Weise dargestellten Zeichenkette verwendet werden.
