ES2293232T3 - Dispositivo de navegacion y metodo para visualizar los datos de navegacion simulada. - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo de navegación programado con una base de datos de mapas, y un software que habilita una ruta para ser planeada hacia un destino, en donde el dispositivo está además programado para visualizar una secuencia animada que muestra el progreso simulado a lo largo de la ruta planeada en su totalidad sobre una imagen del mapa, y que está caracterizado porque, aunque una carretera en particular está siendo recorrida a lo largo como parte de la simulación, el dispositivo visualiza el nombre en curso de dicha carretera; y mientras que la simulación está en ejecución, mediante el tacto con la pantalla, se abandona completamente la simulación para pasar a una pantalla con un menú, el cual visualiza una o más opciones, que en caso de seleccionarse a través de una acción táctil, se inicia la vuelta al cálculo de la ruta.
Description
Dispositivo de navegación y método para
visualizar los datos de navegación simulada.
Esta invención está relacionada con un
dispositivo de navegación que puede visualizar datos de navegación
simulada. El dispositivo encuentra una aplicación en particular
como sistema de navegación para automóviles.
Los dispositivos basados en GPS son bien
conocidos, y se utilizan ampliamente como sistemas de navegación en
los automóviles. Puede hacerse referencia al software de la serie
Navigator del concesionario presente, TomTom B.V. Este software,
conectado a un receptor GPS exterior, permite al usuario introducir
en el la PDA una dirección de inicio y de destino. El software
calcula entonces la mejor ruta entre los dos puntos de los
extremos, y visualiza las instrucciones de como navegar en dicha
ruta. Mediante el uso de la información posicional derivada del
receptor GPS, el software puede determinar en intervalos regulares
la posición de la PDA (montada típicamente sobre el salpicadero de
un vehículo) y puede visualizar la posición en curso del vehículo en
un mapa, y visualizar (y con voz) las instrucciones de navegación
apropiadas (por ejemplo, "gire a la izquierda a 100 m"). Los
gráficos que describen las acciones a realizar (por ejemplo, una
flecha de izquierda indicando un giro a la izquierda adelante)
pueden ser visualizados en una barra de estado, y también
superponerse sobre los cruces/giros aplicables, etc., en las
carreteras que muestran en el propio mapa. Se hace también
referencia a los dispositivos que integran un receptor GPS en un
dispositivo de cálculo programado con una base de datos de los
mapas, y que puede generar instrucciones de navegación sobre una
pantalla. El término "dispositivo de navegación" se refiere a
un dispositivo que permite a un usuario el poder navegar hasta un
destino predefinido. El dispositivo puede tener un sistema interno
para recibir los datos de la posición, tales como un receptor GPS,
o puede ser sencillamente conectable a un receptor que pueda recibir
los datos de la posición.
Las funciones de previsualización de la ruta son
conocidas en los sistemas de navegación para vehículos GPS. Por
ejemplo, en el documento US-5544060 (Zexel USA
Corporation), la ruta se calcula hasta un destino y las direcciones
para esta ruta, se representan mediante sencillas flechas indicando
la dirección del recorrido y el nombre de la calle en curso, que
pueden visualizarse secuencialmente antes de la hora del viaje, para
permitir al conductor el poderse familiarizar por si mismo con la
ruta a seguir. En el documento US-6249742
(Navigation Technologies Corp.) la previsualización que comprende
los nombres de las carreteras en una ruta calculada (pero sin
instrucciones de maniobras detalladas o un mapa animado) pueden
generarse y visualizarse. En el documento
US-5832406 (Alpine Electronics, Inc.) la función de
la previsualización de la ruta muestra una secuencia de imágenes de
todos los giros principales, etc., pero no el mapa animado en curso.
En el documento US-5612881 (Aisin AW Co., Ltd), se
muestra un mapa animado durante la previsualización, pero la
información visualizada es muy limitada, y no se visualizan los
nombres de las carreteras. De forma similar, el documento US
2002/0103597 muestra una simulación de mapas para un dispositivo de
navegación, pero de nuevo no se visualizan los nombres de las
carreteras. La presente invención está dirigida a mejorar esta
técnica.
En un primer aspecto, existe un dispositivo de
navegación programado con una base de datos de mapas, y un software
que habilita una ruta para ser planeada hacia un destino, en donde
el dispositivo está además programado para visualizar una secuencia
animada que muestra el progreso simulado a lo largo de la ruta
planeada en su totalidad sobre una imagen del mapa, y que está
caracterizado porque, aunque una carretera en particular está
siendo recorrida a lo largo como parte de la simulación, el
dispositivo visualiza el nombre en curso de dicha carretera; y
mientras que la simulación está en ejecución, mediante el tacto con
la pantalla, se abandona completamente la simulación para pasar a
una pantalla con un menú, el cual visualiza una o más opciones, que
en caso de seleccionarse a través de una acción táctil, se inicia la
vuelta al cálculo de la ruta.
Esto difiere con respecto a la técnica anterior
que mostraba simplemente una lista de la previsualización de las
carreteras o los símbolos gráficos que definan las acciones a tomar
en los distintos cruces porque se reproduce realmente la pantalla
de las carreteras cambiantes que se mostrarían si el vehículo fuera
a navegar realmente en la ruta, incluyendo la forma en la que las
carreteras/entorno pasarían por el icono indicativo del propio
vehículo. Esto es más fácil para que un usuario comprenda mejor que
una simple lista de previsualización de los nombres de las
carreteras o una secuencia de indicadores gráficos de direcciones.
Además de ello, el nombre de la carretera en curso a lo largo de la
cual se simula el vehículo se mueve también conforme es
visualizada, justo como lo haría si el vehículo estuviera
desplazándose a lo largo de la ruta. El nombre de la carretera
puede visualizarse en la barra de estado convencional, o realmente
sobre la propia carretera. Al utilizar una proyección sobre un mapa
en 3 dimensiones, el nombre de la carretera puede estar de nuevo
superpuesto sobre la imagen de la carretera en curso, con
alteraciones de la perspectiva adecuada para hacer que aparezca
como una parte de la superficie de la carretera. Además de ello, el
usuario puede generar realmente una ruta alternativa mientras que
se esté ejecutando la simulación. Esto añade una utilidad
considerable a la función de previsualización, y es útil
especialmente para el usuario que desea conocer los nombres reales
de las carreteras de utilización.
En una implementación, esta función de
"demostrar la ruta" es obtenible debido a que el dispositivo
almacena una secuencia de la base de datos de los nombres de las
carreteras, conjuntamente con vectores y acciones que definen las
carreteras y la ruta calculada (esta ruta ha sido calculada
totalmente por adelantado y se almacena en la memoria del
dispositivo). Los registros en esta base de datos que definen la
ruta pueden seleccionarse secuencialmente (mediante la simulación
del progreso a una velocidad que permita que se complete el viaje
total en 15 segundos); el dispositivo puede entonces visualizar el
progreso simulado del automóvil a lo largo de los vectores, los
cuales definen las carreteras de la ruta calculada sobre la imagen
del mapa, conjuntamente con los nombres de las carreteras
apropiadas.
La presente invención se describirá con
referencia a los dibujos adjuntos, en los que la figura 1 es una
pantalla en donde se ha hecho una foto de un dispositivo de
navegación que implementa la presente invención, en donde la foto
de la pantalla muestra una vista en planta del mapa y una barra de
estado que se ejecuta a lo largo del fondo de la pantalla;
la figura 2 es una foto de la pantalla del
dispositivo de navegación que implementa una vista en 3
dimensiones;
la figura 3 es una foto de la pantalla del
dispositivo de navegación, que muestra varias funciones de la
planificación de la ruta, que permiten al usuario que el dispositivo
ejecute una nueva ruta hasta el destino que (i) sea una ruta
alternativa; (ii) que evite un bloqueo de la carretera
inmediatamente por delante; (iii) que evite unas carreteras
predefinidas, o bien (iv) que corresponda una reversión o salto
hacia atrás de la ruta original.
La presente invención está implementada en
software del TomTom B.V. denominado como Navigator. El software de
Navigator se ejecuta en un dispositivo PDA controlado por un PC de
bolsillo de pantalla táctil (es decir, controlada por un estilete),
tal como el Compaq iPaq. Proporciona un sistema de navegación basado
en GPS, cuando la PDA se acopla a un receptor GPS. El sistema del
receptor combinado de PDA y GPS está diseñado para ser utilizado
como un sistema de navegación en el vehículo. La invención puede ser
implementada también en cualquier otra configuración del
dispositivo de navegación, tal como un dispositivo con un
receptor/ordenador/pantalla GPS, o bien un dispositivo diseñado
para utilizar no en un vehículo (por ejemplo, para un excursionista
a pie) o para vehículos distintos a los automóviles (por ejemplo,
un avión). El dispositivo de navegación puede implementar cualquier
tipo de tecnología de detección de la posición, y no está limitado
al sistema GPS; puede por tanto ser implementado utilizando otras
clases de GNSS (sistema global por satélite de navegación), tal
como el sistema europeo Galileo. Igualmente, el sistema no está
limitado a los sistemas por satélite basados en la
posición/velocidad, pero puede desplegarse igualmente con la
utilización de radiofaros basados en Tierra o cualquier otra clase
de sistemas que permita que el dispositivo pueda determinar la
posición geográfica.
El software de navegación, al ejecutarse en una
PDA, da lugar a un dispositivo de navegación que origina la
pantalla en el modo de navegación normal, tal como se muestra en la
figura 1. Esta vista proporciona instrucciones de conducción
utilizando una combinación de textos, símbolos, guía por la voz y un
mapa en movimiento. Los elementos clave del interfaz del usuario
son como sigue: un mapa de 2 dimensiones 1 que ocupa la mayor parte
de la pantalla. El mapa muestra el automóvil del usuario y sus
entornos más inmediatos, que gira de forma que la dirección en la
que se mueve el coche es siempre "hacia arriba". Ejecutándose a
través de la cuarta parte inferior de la pantalla se encuentra la
barra de estado 2. La posición en curso del dispositivo, tal como
el propio dispositivo determina utilizando la posición GPS,
localizando su orientación (tal como se infiere a partir de su
dirección de viaje) se describe como una flecha 3. La ruta calculada
por el dispositivo (utilizando algoritmos de cálculo de la ruta en
la memoria del dispositivo según lo aplicado a los datos del mapa
almacenados en una base de datos de los mapas en la memoria del
dispositivo) se muestra como un trayecto oscurecido 4 superpuesto
con flechas que proporcionan la dirección del desplazamiento del
viaje. En el trayecto oscurecido 4, se describen todas las acciones
principales (por ejemplo, giro en las esquinas, cruces de
carreteras, rotondas, etc.), descritas mediante las flechas 5 que
se solapan en el trayecto 4. La barra de estado 2 incluye también
en su lado izquierdo un esquema 6 que describe la siguiente acción
(en este caso, un giro a la derecha). La barra de estado 2 muestra
también la distancia a la siguiente acción (es decir, el giro a la
derecha, en este caso la distancia es de 220 metros) que se extrae
de una base de datos de la ruta completa calculada por el
dispositivo (es decir, una lista de todas las carreteras y acciones
relacionadas que definan la ruta a tomar). Dicha barra 2 muestra
también el nombre de la carretera en curso 8, el tiempo estimado
antes de la llegada 9 (en este caso 2 minutos y 40 segundos), la
hora de llegada estimada en curso 10 (11,36 AM) y la distancia
hasta el destino 11 (1,4 Km). La intensidad de la señal GPS se
muestra en un indicador 12 de la intensidad de la señal al estilo
de un
teléfono móvil.
teléfono móvil.
Si el usuario toca el centro de la pantalla 13,
entonces se visualizará un menú de pantalla de navegación; a partir
de este menú pueden iniciarse o controlarse otras funciones de
navegación dentro de la aplicación del sistema Navigator.
Permitiendo que se seleccionen las funciones de navegación a partir
de la pantalla del menú, será muy fácil realizar las llamadas a los
menús (por ejemplo, con una sola etapa a parir de la pantalla de
mapas hasta la pantalla de menús, lo que simplifica notablemente la
interacción del usuario, haciendo que todo sea más rápido y
fácil.
El área de la zona táctil que se precisa para
ser tocada por el usuario es mucho mayor que en los sistemas de
pantalla táctil basados en estiletes. Está diseñada para que sea
suficientemente grande para poder seleccionar de forma fiable
mediante un simple dedo sin tener una precisión especial; es decir,
para reproducir las condiciones de la vida real para el conductor
que esté controlando un vehículo; podrá tener muy poco tiempo para
mirar a una pantalla altamente detallada con pequeños iconos de
control, e incluso con menos tiempo para pulsar con precisión uno o
más de los pequeños iconos de control. En consecuencia, la
utilización de un área de pantalla táctil muy grande con una tecla
de función dada (o bien una tecla de función oculta, tal como el
centro de la pantalla 13) es una característica de diseño
deliberada de su implementación. A diferencia de otras aplicaciones
basadas en el tacto con un estilete, esta función de diseño se
despliega en forma consistente a través del Navigator, para
seleccionar las funciones que probablemente se precisen por el
conductor del vehículo, mientras que conduce. En consecuencia, se
le proporciona al conductor la posibilidad de seleccionar los iconos
de pantalla (por ejemplo, los iconos o teclas de un teclado
virtual, para introducir una dirección de destino, por ejemplo),
por tanto el diseño de dichos iconos/teclas se mantiene en forma
simple, y las zonas de la pantalla táctil asociadas se expanden
hasta un tamaño en que cada icono/tecla puede seleccionarse con el
dedo de forma no ambigua. En la práctica, la zona de la pantalla
táctil asociada será del orden de al menos 0,7 cm^{2}, y será
típicamente una zona cuadrada. En el modo de navegación normal, el
dispositivo visualiza un mapa. Tocando el mapa (es decir, la
pantalla sensible al tacto) una vez (o dos veces en una
implementación distinta) cerca del centro de la pantalla, (o
cualquier parte de la pantalla en otra implementación) entonces se
hará la llamada a un menú de navegación (véase la figura 3) con
grandes iconos correspondientes a las distintas funciones de
navegación, tal como la opción de calcular una ruta alternativa, y
re-calcular la ruta de forma que se pueda evitar la
siguiente sección de la carretera (útil cuando se enfrenta ante una
obstrucción o una gran congestión del tráfico); o recalcular la
ruta para poder evitar unas carreteras específicas listadas.
La estructura física en curso del propio
dispositivo puede ser no distinta fundamentalmente con respecto a
cualquier ordenador de mano convencional, además del receptor GPS
integral, o bien una alimentación de datos GPS de un receptor
externo GPS. En consecuencia, la memoria almacena los algoritmos de
calculo de las rutas, la base de datos de los mapas, y el software
de interfaz de usuario; un microprocesador interpreta y procesa la
entrada del usuario (por ejemplo, utilizando una pantalla táctil del
dispositivo, para introducir las direcciones de inicio y de destino
y todas las demás entradas), y despliega los algoritmos de cálculo
de la ruta, para calcular la ruta óptima. El término "Óptimo"
puede referirse a criterios tales como el tiempo más corto o la
distancia más corta, o bien otros factores relacionados con el
usuario.
Más específicamente, el usuario introduce su
posición de inicio y el destino requerido de la forma normal en el
software Navigator que se ejecute en la PDA utilizando un teclado
virtual. El usuario selecciona entonces la forma en la que se
calculará la ruta del viaje; se ofrecen varios modos, tales como el
modo "rápido" que calcula la ruta muy rápidamente, pero la
ruta podría no ser la más corta; el modo "completo" que revisa
todas las posibles rutas y localiza la más corta, pero que exige
más tiempo para el cálculo, etc. Son posibles otras opciones, con
el usuario definiendo una ruta que sea pintoresca, por ejemplo, que
pase por la mayor parte de los POI (puntos de interés), marcados
como vistas de belleza notable, o que pase por la mayor parte de
los POI de posible interés para los niños, o que utilice el mínimo
posible de cruces, etc.
Las carreteras se describen en la base de datos
de los mapas que sean parte del Navigator (o bien que se tenga
acceso a través del mismo) que se ejecute en la PDA como líneas, es
decir, vectores (por ejemplo, punto de inicio, punto final,
dirección de una carretera, con una carretera completa que se
compone de muchos cientos de dichas secciones, definida cada una
exclusivamente por los parámetros del punto de inicio/punto final).
Un mapa es entonces un conjunto de tales vectores de la carretera,
más los puntos de interés (POI), más los nombres de las carreteras,
más otras funciones geográficas, como los límites de aparcamientos,
limites de los ríos, etc., en donde todo se define en los términos
de los vectores. Todas las funciones de los mapas (por ejemplo,
vectores de las carreteras, POI., etc.) se definen en un sistema de
coordenadas que se corresponde o se relaciona con el sistema de
coordenadas GPS, permitiendo que la posición del dispositivo se
determine a través de un sistema GPS a localizar sobre la carretera
relevante mostrada en un mapa.
El cálculo de la ruta utiliza algoritmo
complejos que son una parte del software del Navigator. Los
algoritmos se aplican para puntuar grandes números de rutas
distintas potenciales. El software del Navigator evalúa entonces
los mismos con respecto a los criterios definidos por el usuario, (o
criterios por defecto del dispositivo), tales como la exploración
en el modo completo, con rutas pintorescas, museos, y sin cámara
rápida. La ruta que mejor cumpla los criterios definidos se calcula
entonces por un procesador en la PDA, y se almacena entonces en una
base de datos en una RAM como una secuencia de vectores, nombres de
las carreteras y acciones a ejecutar en los puntos finales de los
vectores (por ejemplo, correspondiente a distancias predeterminadas
a lo largo de cada carretera de la ruta, tal como después de 100
metros, girar a la izquierda en la calle x).
La presente invención implementa la
previsualización de "demostración de la ruta" o función de
simulación. Esto permite al usuario el poder ver la ruta propuesta
en su totalidad, según lo calculado por el software del Navigator,
de forma animada como si estuviera conduciendo. En primer lugar, se
calcula la ruta de la forma normal. A continuación, se visualiza
automáticamente un icono u opción del menú de "demostración de la
ruta" por el dispositivo después de calcular la ruta. Al igual
que con las funciones principales de navegación, esto se representa
por un icono grande con una zona de pantalla táctil asociada
suficientemente grande para seleccionarse de forma rápida por la
punta del dedo, tal como en al menos 0,7 cm^{2}. Después de que el
icono se haya seleccionado, el dispositivo visualiza una secuencia
de mapas de previsualización que muestra el coche siendo conducido
desde la posición de inicio a la posición de destino. En general,
los mapas serán animados para pasar por un punto fijo que
represente la posición del vehículo, aunque es posible configurar
la posición del vehículo para que avance aunque esté viajando a lo
largo de una carretera, o bien para que sea una combinación del
movimiento relativo entre el automóvil y la ruta.
Otras funciones de control útiles pueden
representar las funciones de control de un jugador de video/medios
que puedan encontrarse en un ordenador personal PC; por ejemplo, el
pasar rápidamente la simulación/previsualización y pausar,
reproducir, y rebobinar. Los datos de la barra de estado
(especialmente la hora de llegada, tiempo de viaje adicional y
distancia restante) deberán permanece con precisión conforme se
reproduce la ruta de simulación. Esto proporciona al usuario el
poder sentir no solo la definición espacial de la ruta, sino también
su definición temporal.
Durante la previsualización normal (por ejemplo,
cuando se selecciona el botón de "reproducir" en un control
del estilo de un jugador de medios), se visualiza el nombre de cada
carretera en la barra de estado 8. Un refinamiento posible es solo
visualizar el nombre de la carretera si permanece visible más de un
tiempo predeterminado (por ejemplo, 1 segundo). Mientras que la
previsualización está pasando en forma rápida hacia delante,
entonces no se visualizan los nombres de las carreteras, en caso de
que no fueran legibles (en una implementación menos sofisticada,
esta función puede estar ausente). Los nombres de las carreteras
pueden visualizarse también si se selecciona la pausa o si la
velocidad simulada del vehículo se ralentiza descendiendo por debajo
de un nivel definido.
Durante la previsualización normal, los nombres
de las carreteras se visualizan en la barra de estado 8, o
superpuestos sobre la propia carretera en el mapa (de 2 ó 3
dimensiones), en la misma forma que se visualizan durante la
operación normal en tiempo real, realzando notablemente el realismo
y la utilidad de la función de previsualización. Por ejemplo, la
función de "demostración de la ruta" es muy útil al permitir
que los usuarios/pasajeros valoren y confirmen que la ruta sea
aceptable. El usuario puede familiarizarse por si mismo con los
nombres de las carreteras en el mismo contexto que aparecen en el
dispositivo al conducir realmente. Para algunos vehículos, tales
como un taxi, es especialmente valioso para el pasajero. Es muy útil
también para los fines del punto de venta para captar el ojo de los
compradores posibles del software del Navigator y sistema GPS; en
consecuencia, en una tienda al por menor, puede ser deseable la
reproducción de una ruta en una PDA utilizando el Navigator.
El usuario puede por tanto, con la presente
invención, buscar el viaje completo a lo largo de la ruta a simular
en un mapa visualizado en el dispositivo; de la forma convencional,
la posición del automóvil en el mapa visualizado se marca con una
flecha; conforme avanza la simulación del viaje, las calles pasan
por la flecha del automóvil, que se fija óptimamente en
aproximadamente en 1/3 desde el fondo del mapa, y centrado. El
automóvil se muestra por tanto navegando realmente a lo largo de la
ruta calculada por el software del Navigator. De esta forma, el
usuario puede comprobar que la ruta parece aceptable; el usuario
puede por ejemplo preferir una ruta que pueda evitar una cierta
zona, y puede requerir que confirme si la ruta sugerida por el
programa la evita derivando por otra zona. O bien el usuario puede
sentirse sencillamente más a gusto conduciendo por una ruta que se
haya descrito en su totalidad, y que se muestre al usuario por el
software de antemano. En un sistema de un punto de venta, la
simulación puede repetirse continuamente.
Los mapas animados pueden tener una
visualización en 2 dimensiones (por ejemplo, tal como se muestra en
la figura 1), o bien en 3 dimensiones, tal como se muestra en la
figura 2. Las animaciones en 3 dimensiones (así como también las
vistas en 3 dimensiones en tiempo real) pueden ser alteradas para
cambiar la altura de visualización simulada; por ejemplo para su
uso en aviación, puede ser muy útil ser capaz de mostrar una vista
en 3 dimensiones de una ruta de vuelo completa desde una altura
simulada útil para el piloto. Esta altura puede varia
automáticamente dependiendo de la altura del avión; además de ello,
la altura simulada (así como también otras clases de alteración de
la perspectiva) pueden añadirse unos controles, por ejemplo unos
iconos de control en el margen de la pantalla. La altura de
simulación por encima de la Tierra y/o la perspectiva del mapa en 3
dimensiones puede alterarse también automáticamente conforme se
altera la velocidad del avance, por ejemplo, para previsualizar muy
rápido (correspondiente a una velocidad del vehículo muy rápida), en
que la altura simulada por encima de la Tierra puede incrementarse
para dar una mejor visibilidad.
La función de demostración de la ruta puede
desplegarse en forma útil también cuando el usuario desea tener una
ruta alternativa calculada por el dispositivo, y desea dicha ruta
animada alternativa como una simulación fuera de línea o su
previsualización. Por ejemplo, mientras que se está ejecutando la
simulación, el usuario puede, mediante el tacto con la pantalla,
desviarse de la simulación hasta una pantalla de un menú (figura 3)
que visualice una o más opciones, que en caso de seleccionarse a
través de una acción táctil, inicie el re-calculo
de la ruta. La pantalla del menú visualizará iconos relativos a una
o más de las siguientes funciones.
- (a)
- Calcular la ruta alternativa;
- (b)
- Calcular la ruta alternativa sin incluir una extensión predefinida por delante de la carretera;
- (c)
- Calcular la ruta alternativa sin incluir una carretera predefinida.
Una vez ejecutado el re-calculo,
el dispositivo visualiza automáticamente una opción para inicializar
una simulación de dicha ruta recalculada.
Igualmente, la función de previsualización puede
ser iniciada durante el avance real en curso a lo largo de una ruta
calculada; por ejemplo, el usuario puede desear el recalcular una
nueva ruta (quizás al encontrar una congestión alta del tráfico);
el usuario tocará la pantalla para salirse del mapa de navegación y
entonces alcanzar la pantalla del menú que visualice las opciones
de la ruta recalculada (figura 3). Una vez que se complete el
recalculado, el dispositivo visualizará automáticamente un icono de
"demostración de la ruta". Esto es particularmente útil
después del re-calculo durante un viaje en curso,
conforme el usuario puede desear verificar que la ruta recalculada
es la apropiada (por ejemplo, no utiliza carreteras que el usuario
sabe que están congestionadas, etc.) mediante la visualización de
la previsualización/simulación.
Siguen a continuación ejemplos del cálculo de
rutas alternativas;
Una implementación de la presente invención
facilita el acceso a las funciones que permiten rutas alternativas
a calcular, mediante la inserción de un menú de iconos gráficos (o
bien otra clase de formas u opciones para permitir la selección de
las funciones, tal como listas, recuadros de comprobación, etc.) en
una pantalla de menús con acceso fácil desde la pantalla de
navegación principal, es decir, la pantalla que se visualiza
durante la navegación en curso o de simulación/previsualización. Tal
como se ha observado anteriormente, en el modo normal de navegación
(y también en el modo de "demostración de ruta" para la
navegación simulada/previsualización, véase más adelante), el
dispositivo visualiza un mapa animado que muestra la localización
del dispositivo de navegación conforme avanza el viaje. Haciendo
contacto táctil en el mapa (es decir, en la pantalla sensible al
tacto) una sola vez (o dos veces en una implementación distinta)
cerca del centro de la pantalla (o en cualquier parte de la
pantalla en otra implementación) se llamará a una pantalla del menú
"Recalcular" (véase la figura 3) con grandes iconos
correspondientes a varias funciones de navegación, tales como la
opción de calcular una ruta alternativa 3C;
re-calcular la ruta para evitar la sección de texto
de la carretera 3A (útil al encontrarse con bloqueo de la
carretera); y recalcular la ruta para evitar carreteras específicas
listadas 3B. Las siguientes secciones describen estas y otras
funciones de las rutas con más detalle. Algunas de estas funciones
pueden ser iniciadas directamente desde la pantalla del menú de
re-calcular; otras puede estar a un nivel más
profundo en la estructura del menú. No obstante, todas pueden
iniciarse mediante la selección de las opciones, tales como los
iconos gráficos, listas, recuadros de comprobación, las cuales están
asociadas sin ambigüedad con las zonas de la pantalla táctil, que
son suficientemente grandes para poder permitir al usuario el
seleccionar las mismas con la punta del dedo mientras que conduce
con seguridad, típicamente al menos en una zona de 0,7
cm^{2}.
Con esta función, el usuario podría seleccionar
la función 3A de "evitar bloqueo de la carretera", que provoca
que el sistema tenga que recalcular una ruta sobre la base de que la
carretera está bloqueada inmediatamente por delante (o bien a una
distancia de por ejemplo 100 metros definida por el usuario o una
distancia por defecto.
Tal como se ha expuesto anteriormente, el
algoritmo de planificación de la ruta en el Navigator ejecutará una
ruta óptima (óptima puede referirse a los criterios tales como el
tiempo más corto o la distancia más corta, o bien algunos otros
factores), mediante la exploración de distintas rutas y
computándolas contra los criterios requeridos. De esta forma, se
generará la ruta que mejor afronte los criterios definidos. Si
durante la conducción en curso a lo largo de una ruta, pudiera
ocurrir un evento no esperado que exigiera que el usuario tuviera
que desviarse de la ruta precalculada, tal como un bloqueo de la
carretera, el usuario puede informar al software del Navigator que
la carretera está bloqueada por delante, y exigirá al software que
recalcule una nueva ruta, teniendo en cuenta la posición en curso
como una nueva posición de inicio, pero tomando el primer giro
posible a partir de la ruta antigua calculada. Este primer giro
podría estar por delante o por detrás de la posición en curso del
automóvil. El sistema, al construir la nueva ruta, explorará un gran
número de posibles rutas hasta el destino desde la posición en
curso, pero excluirá la carretera inmediatamente por delante.
La selección de la función 3A de "evitar
bloqueos de la carretera" tiene que ser rápida, incluyendo el
número mínimo absoluto de interacciones de la pantalla para
minimizar la distracción del conductor. Esto puede conseguirse
haciendo que sea posible para el usuario conmutar desde el modo de
navegación normal (en el cual la posición en curso del automóvil se
muestra sobre un mapa, tal como se muestra en las figuras 1 ó 2) al
modo del menú de Recalcular, tal como se muestra en la figura 3,
mediante la pulsación de una tecla o seleccionando un punto en la
pantalla o seleccionando una zona dada de la pantalla. Cuando tenga
que seleccionarse una zona dada (por ejemplo, el centro aproximado
del mapa), entonces la zona de activación táctil será
suficientemente grande para que pueda ser seleccionada por el
usuario con la punta del dedo, sin precisar que tenga que mirar
cuidadosamente en la pantalla durante más de un instante. Se ha
encontrado que es suficiente una zona táctil de 0,7 cm^{2},
centrada en el mapa.
El modo de menú de la figura 3 muestra un
pequeño número de grandes iconos, uno de los cuales es la opción de
"evitar bloqueo de la carretera". Esto puede ser seleccionado
con un toque táctil; cuando esto ocurra, el software recalculará la
ruta, y dará instrucciones de la forma normal (voz; y/o
observaciones de la navegación en la pantalla), para permitir al
usuario el proceder hasta su destino, pero evitando la carretera
inmediatamente localizada por delante.
Esta función permite al usuario de forma fácil y
rápida el seleccionar una carretera específica denominada como la
carretera 3B, para marcarla como bloqueada, de forma que pueda
utilizar la información a partir de la información del trafico en
tiempo real emitida por la radio.
Al escuchar la radio, el usuario puede oír que
una carretera específica o quizás una parte de una autopista entre
unos cruces definidos se encuentra bloqueada, o bien que tiene una
alta congestión. Si dicha carretera se encuentra en la ruta
calculada del usuario, incluso aunque pudiera estar a muchos
kilómetros de distancia, esperará a que el software recalcule una
nueva ruta tan pronto como sea posible. El sistema realiza esto
mediante el cálculo de una ruta hasta el destino final, utilizando
la posición en curso como posición de inicio, y explorando
distintas rutas hasta el destino, pero excluyendo la carretera
indicada para ser evitada. La nueva ruta será recalculada
utilizando los algoritmos de planificación de rutas normales, y se
desviará al usuario a esta nueva ruta.
La selección de la función 3B de "evitar una
carretera específica" tiene que ser rápida, incluyendo el número
mínimo absoluto de interacciones en la pantalla, para minimizar la
distracción del conductor. Esto puede conseguirse por el usuario,
conmutando desde el modo de navegación normal (Figuras 1 ó 2, en
donde la posición en curso del automóvil se muestra en un mapa)
hasta el menú de Recalcular, al como se ha descrito anteriormente
(por ejemplo, seleccionando una zona dada sobre la pantalla; el menú
de Recalcular visualiza un pequeño numero de grandes iconos, en
donde varios de los mismos son las carreteras nominadas 3B en la
ruta, la cual en caso de ser seleccionada podrá hacerse con un
toque táctil; cuando esto ocurra, el software recalculará la ruta,
y dará instrucciones de la forma normal (voz; y/o observaciones de
navegación en la pantalla) para permitir al usuario el avanzar
hasta su destino, pero evitando la carretera situada justo por
delante. El dispositivo puede tener un espacio en pantalla
limitado, para visualizar muchas carreteras por exclusión; la figura
3 la implementación muestra tres. Estas tres se seleccionan
utilizando varios parámetros de ponderación (por ejemplo, una
historial previo del usuario que desea evitarlas; las siguientes
tres carreteras principales) o a partir de la información del viaje
actualizada recibida por el dispositivo de una fuente de datos de la
información del tráfico, indicando que éstas son las siguientes
tres carreteras sobre la ruta que están afectadas por la alteración
del tráfico de cualquier tipo.
La opción 3D final de "original" permite al
usuario borrar todas las entradas de recalculo anteriores, y
recalculando la ruta original.
Pueden iniciarse varias funciones de navegación
desde lo más profundo en la jerarquía de los menús que en el menú
de la figura 3. Estas se describen más adelante.
Con esta función, el sistema puede también
permitir a un usuario el marcar ciertos puntos/zonas como bloqueadas
o lentas, o imponer penalizaciones (o su inverso, premios) a un
punto/zona para ponderar el alejamiento desde/hacia dicho
punto/zona, y tener el sistema autocalculando una ruta alternativa
(o realmente la ruta original).
Los algoritmos de planificación de la ruta
operan mediante la asignación de puntos de tanteo a las distintas
rutas posibles en relación con criterios distintos (por ejemplo,
puntos de marcación para el tiempo del viaje, puntos de tanteo para
la longitud del viaje, etc.), y determinando entonces cual es la
ruta que tiene el mejor tanteo de puntos en total. Normalmente, el
usuario no puede interaccionar directamente con la forma en que el
algoritmo procesa las carreteras, cruces y otras características de
las rutas. Pero en el Navigator esto es posible: el usuario puede
alterar directamente la forma en que el algoritmo de planificación
de la ruta pueda evaluar o marcar una ruta mediante la adjudicación
de penalizaciones/premios a cualesquiera factores, por ejemplo,
puntos/zonas, que afecten al tanteo de puntos de la planificación de
la ruta. El algoritmo de planificación de la ruta almacena una
lista de todas las carreteras/cruces en forma vectorial asociada
con cada ruta calculada desde el inicio hasta el destino; cada
factor (por ejemplo, la sección de la carretera, giros, etc.)
tendrá típicamente varios parámetros asociados, que se utilizarán en
el proceso del tanteo de puntos para evaluar la mejor ruta. En
consecuencia, procede alterar el tanteo de puntos basándose en
proporcionar unas ponderaciones distintas a las distintas clases de
factores. Por ejemplo, un usuario podría tener aversión a los
cruces; en cuyo caso, el tanteo de puntos de la ruta podría contar
el número de cruces en las rutas alternativas, y ponderará entonces
más favorablemente las rutas con menos cruces. De forma similar, las
carreteras dentro de ciertas zonas definidas por el usuario podrían
tener en su marcación parámetros alterados, para cambiar la
probabilidad de una ruta seleccionada utilizando los mismos (bien
para incrementar o reducir la probabilidad de la selección). Para
permitir al usuario alterar la ponderación dada a los distintos
factores, el dispositivo podría visualizar una lista de dichos
factores adyacentes a los recuadros de comprobación (por ejemplo,
"me gusta" y "no me gusta"). Cada usuario podría
configurar un perfil personal que definiera sus preferencias
personales (por ejemplo, una persona podría preferir siempre lo
pintoresco y la historia; otra el poder conducir con un numero
mínimo de cruces; otra incluso con la distancia más corta posible,
independientemente de su complejidad).
Así mismo, un usuario podría penalizar los
cruces complejos específicos en una ruta simulada (véase la función
de "Demostración de la ruta" más adelante) si no le gustara, o
bien podría indicar que desearía menos giros y que el dispositivo
pudiera contar el numero de giros en las rutas alternativas, y dando
preferencia a las rutas con menos giros.
El usuario puede también seleccionar la función
de "ruta alternativa" 3C si desea otra ruta posible; el sistema
recalcula entonces una ruta, no utilizando al menos el 80% de las
carreteras de la ruta anterior. Si la ruta no es todavía la
adecuada, el usuario puede obtener otra ruta alternativa de nuevo,
mediante la selección de la "ruta alternativa" 3C.
El usuario puede seleccionar los modos de
planificación "normal", "estricto" y "rápido": cada
uno de los mismos da lugar a unos algoritmos de planificación de la
ruta distintos, que se utilizan para calcular la ruta bien
normalmente, o en forma estricta (lo cual puede llevar varios
minutos ya que se exploran una gran cantidad de permutaciones), o
en forma rápida (lo cual puede llevar algunos pocos segundos, ya que
muchas suposiciones de simplificación se realizan en torno a la
ruta óptima).
El sistema ofrece una opción de "navegar hacia
el punto más próximo de interés". Esto proporciona primeramente
una lista activa de iconos POI (puntos de interés) para el conjunto
pequeño de los tipos de POI utilizados con más frecuencia.
La lista se inicializa para los tipos de POI
útiles en general (para los conductores de automóviles) tal como
las gasolineras, restaurantes, puntos de aparcamiento, etc. En
consecuencia, el usuario puede pedir muy fácilmente al programa que
calcule una nueva ruta que le haga navegar hasta la gasolinera más
cercana, etc. Esto puede suceder durante el curso de un trayecto de
conducción, es decir, el usuario se percata que tiene poca gasolina
y necesitará que la ruta sea recalculada para pasar por una
gasolinera; mientras que mantenga el destino original.
El sistema puede en efecto recalcular una ruta
con el POI relevante más cercano como destino y la posición en
curso como inicio. El usuario puede manualmente ajustar los tipos
que se adapten a sus propias necesidades. Además de ello, al menos
uno de los iconos se autoajustará al tipo utilizado más
recientemente no existente en la lista.
El recalculo de una ruta para incluir un POI
requiere que el sistema implemente una búsqueda de los POI. Esto se
realizaría normalmente mediante la definición de un punto y la
búsqueda hacia fuera desde dicho punto para localizas los POI
relevantes. La aplicación de esta solución para localizar los POI a
lo largo de una ruta sería imposible en una PDA, porque estaría
replicando realmente la búsqueda de todos los puntos a lo largo de
la ruta (potencialmente millones de búsquedas independientes durante
un viaje largo, lo cual seria una carga demasiado grande). En esta
implementación, esta solución se invierte tomando cada POI relevante
y viendo si se encuentra en un vector/línea que defina también una
parte de la ruta, que es un proceso rápido de correlación entre los
POI y las líneas de la ruta, que pueden repetirse rápidamente para
todos los POI de relevancia, y para cada ruta candidata. El método
de localización de los POI puede ser utilizado cuando los POI
necesiten ser encontrados. Al recalcular una ruta de forma que
incluya un POI de un tipo dado, el algoritmo de cálculo de la ruta
toma como su primera posición de inicio el emplazamiento en curso, y
mantiene el destino original. Selecciona entonces solo dichas rutas
que incluyen los POI del tipo requerido (utilizando el sencillo
proceso de correlación de ver si cualquier vector de la ruta
calculada coincide con el vector asociado con cada POI del tipo
requerido), y pondera los más favorables con un POI más cercano a la
posición en curso.
Claims (17)
1. Un dispositivo de navegación programado con
una base de datos de mapas, y un software que habilita una ruta
para ser planeada hacia un destino, en donde el dispositivo está
además programado para visualizar una secuencia animada que muestra
el progreso simulado a lo largo de la ruta planeada en su totalidad
sobre una imagen del mapa, y que está caracterizado porque,
aunque una carretera en particular está siendo recorrida a lo largo
como parte de la simulación, el dispositivo visualiza el nombre en
curso de dicha carretera; y mientras que la simulación está en
ejecución, mediante el tacto con la pantalla, se abandona
completamente la simulación para pasar a una pantalla con un menú,
el cual visualiza una o más opciones, que en caso de seleccionarse
a través de una acción táctil, se inicia la vuelta al cálculo de la
ruta.
2. El dispositivo de la reivindicación 1, en el
cual el nombre de la carretera se visualiza en una barra de
estado.
3. El dispositivo de la reivindicación 1, en el
cual el nombre de la carretera se visualiza solapando sobre la
imagen de la carretera en la imagen del mapa.
4. El dispositivo de la reivindicación 3, en el
cual para una imagen del mapa en 3 dimensiones, el nombre de la
carretera se visualiza en una vista en perspectiva para aparecer
como formando parte de la superficie de la carre-
tera.
tera.
5. El dispositivo de la reivindicación 1, en el
cual el usuario es capaz de acelerar la velocidad de avance y en
donde el nombre de la carretera ya no se visualiza más.
6. El dispositivo de cualquier reivindicación
anterior, programado para almacenar la ruta planificada completa en
una base de datos como una secuencia que comprende nombres de
carreteras, vectores y acciones; y en donde parte o la totalidad de
esta secuencia se selecciona secuencialmente, para habilitar que el
nombre de la carretera sea visualizado en los instantes apropiados
durante la simulación.
7. El dispositivo de cualquier reivindicación
anterior, en donde el nombre de la carretera se visualiza solo si
permanece visible durante un tiempo superior a un tiempo
predeterminado.
8. El dispositivo de cualquier reivindicación
anterior, que puede visualizar un reproductor de medios con botones
de control de avance rápido hacia delante, pausa, reproducción y
rebobinado.
9. El dispositivo de cualquier reivindicación
anterior, en el cual el mapa es un mapa en 3 dimensiones.
10. El dispositivo de la reivindicación 9, en el
cual la altura simulada por encima del terreno y/o la perspectiva
usada en el mapa en 3 dimensiones puede alterarse manualmente por un
usuario.
11. El dispositivo de la reivindicación 9, en el
cual la altura simulada por encima del terreno y/o la perspectiva
del mapa en 3 dimensiones se altera automáticamente conforme se
altere la velocidad de avance.
12. El dispositivo de cualquier reivindicación
anterior, en el cual el usuario inicia la pantalla de la secuencia
animada, mostrando el avance simulado, mediante la selección de un
icono con una pantalla táctil asociada, que es suficientemente
grande para seleccionar con fiabilidad mediante un solo dedo.
13. El dispositivo de la reivindicación 12, en
donde el área de la pantalla táctil es de al menos 0,7 cm^{2}.
14. El dispositivo de la reivindicación 12, en
el cual el icono se visualiza automáticamente después de haber sido
calculada la ruta por el dispositivo.
15. El dispositivo de la reivindicación 1, en el
cual la pantalla del menú visualiza unos iconos relativos a una o
más de las siguientes operaciones de recalculo de la ruta:
- (a)
- calcular la ruta alternativa;
- (b)
- calcular la ruta alternativa sin incluir una extensión predefinida por delante de la carretera;
- (c)
- calcular la ruta alternativa sin incluir una carretera predefinida.
16. El dispositivo de la reivindicación 15, que
una vez que se haya calculado un recalculo, visualizará una opción
para iniciar una simulación de un viaje a lo largo de la ruta
recalculada.
17. Un método de visualizar la información de la
navegación, siendo desplegado el método en un dispositivo
programado con una base de datos de mapas y software que habilite
que la ruta se planifique hasta un destino, en donde el dispositivo
está programado para que sea capaz de visualizar una secuencia
animada, mostrando el avance simulado a lo largo de la ruta
planificada completa sobre una imagen del mapa; caracterizado
porque mientras que una carretera en particular está siendo
recorrida a lo largo como parte de la simulación, el nombre real de
dicha carretera se visualiza por el dispositivo, y mientras que se
está ejecutando la simulación, el usuario puede, mediante el tacto
con la pantalla, salirse completamente de la simulación hacia una
pantalla de menús, que visualiza una o más opciones que en caso de
seleccionarse a través de una acción táctil, se iniciará un
recalculo de la ruta.
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