KR101188116B1 - 디지털 도로 지도의 3차원 디스플레이 방법 - Google Patents

디지털 도로 지도의 3차원 디스플레이 방법 Download PDF

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Abstract

영상 디스플레이의 수평선(30) 근처의 영역들의 이용을 증대시키고 사용자에게 추가 정보를 공급하는, 디지털 도로 카드의 3차원 디스플레이 방법의 실시를 위해, 상기 영역(32)들에 네비게이션 또는 방향 설정 관련 정보들이 이미지 요소(24)로서 표시된다.
수평선, 추가 정보, 이미지 요소, 대도시, 도로 구간

Description

디지털 도로 지도의 3차원 디스플레이 방법{METHOD FOR THREE-DIMENSIONALLY DISPLAYING A DIGITAL ROAD MAP}
본 발명은 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 디지털 도로 지도의 3차원 디스플레이 방법 및 청구항 제 11 항의 전제부에 따른 네비게이션 장치에 관한 것이다.
종래기술에 따라, 도로 지도의 일부가 차량의 위치 및 상기 차량의 이동 방향에 따라 화면상에 표시되는 네비게이션 장치가 공지되어 있다. 통상, 이것의 기초가 되는 데이터 구조, 및 시스템에 의해 실행되는 연산과 관련해서 다양한 범주로 분류되는 다양한 디스플레이 방식들이 있다. 가장 간단한 모델은 네비게이션 데이터(면, 선, 점, 글자)를 포함하는 벡터 카드의 2차원 디스플레이이다. 이와 달리, 운전자에게 운전자의 주변에 대해 설명하려는 영상 정보를 가능한 쉽게 제공하기 위해, 지도 데이터의 투시 방식(perspective) 디스플레이가 종종 바람직하다. 이 경우, 선택적으로, 디스플레이는 필수적이지는 않은 평지의 높이 정보를 포함하거나 또는 단지 "평면" 지도의 3차원 디스플레이일 수 있다. 후자의 모델은 준(pseudo)-3D(pseudo) 디스플레이라고 한다. 상기 두 경우들에서 지도의 기초가 되는 벡터 지도의 데이터는 좌표 변환(coordinate transformation)의 영향 하에서 투시 방식 표시를 포함하는 이미지 데이터로 환산된다. 일반적으로 카드 내에 있는 선들에 대해, 상기 선의 종결점이 간단하게 투시되고 다시 하나의 선과 연결되는 선형 이미징 규정이 적용된다. 메워진 다각형은 상기 선들로 구성된다. 표준-CPU(Central Processing Unit) 또는 GPU(Graphical Processing Unit)가 하드웨어에서 필수 3D-벡터 연산 및 다각형 쉐이딩(polygon shading)을 실행한다.
가상 관찰 위치가 실제 차량 위치의 상부에서 선택됨으로써, 투시의 인상이 주어진다. 관찰 위치가 높으면 높을수록, 더 많은 정보가 사용자에게 제공되고, 상기 정보는 차량에서의 위치로부터는 사용자가 경우에 따라 얻지 못하는 것일 수 있다. 더 나은 방향 설정을 위해 차량의 위치도 종종 지도상에 제시된다.
화상 데이터를 산출하기 위해, 공간적 효과를 나타내는 각각의 투시 방법이 사용될 수 있다. 특히 알려진 것은, 중앙 투시이고, 상기 중앙 투시에서는 지도에 이미지화될 모든 점들이 연결 선들을 통해 관찰 위치와 일치하는 투시 중심과 연결되고, 투시 평면과 상기 연결 선들의 교점들은 투시된 이미지를 제공한다. 이러한 또는 유사한 투시의 기하학에 의해 수평선이 영상 디스플레이에서 나타나고, 상기 수평선의 근처에는 도로, 메워진 면 등이 촘촘하게 밀집되게 나타난다. 네비게이션 장치의 사용자들을 위해, 영상 디스플레이는 상기 영역, 및 장식적 구조만을 가지는 수평선 너머 위치한 영공을 표현하는 영역에, 사용자에게 유용한 약간의 정보만을 포함한다.
본 발명의 목적은 영상 디스플레이의 수평선 근처의 상기 영역들의 이용을 강화하고 사용자에게 부가 정보를 제공하는 것이다.
상기 목적은 청구항 제 1 항의 특징을 포함한 방법 또는 청구항 제 11 항의 특징을 포함한 네비게이션 장치에 의해 달성된다.
제 2 영역에 네비게이션 또는 방향 설정 관련 정보들이 이미지 요소로서 표시됨으로써, 바람직하게는 디지털 도로 지도의 영상 디스플레이에 사용되는 디스플레이 장치의 전체 면의 이용이 개선된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 네비게이션 또는 방향 설정 관련 정보들이 인접 영역 안내를 포함한다. 이로써 사용자가 이동하는 지역 또는 사용자가 있는 곳의 바로 근처의 지역에 대한 정보가 사용자에게 제공된다.
또한, 네비게이션 또는 방향 설정 관련 정보들은 목적지 또는 목적 구간에 대한 정보들, 즉 개별 자연의 지리적 요소들을 포함하는 것이 바람직하다. 이 경우, 사용자는 여행 목적지가 어디인지 그리고 목적지에 도착하기 위해 어떤 구간을 이용하고자 하는지를 네이게이션 시스템에 입력함으로써 결정한다. 추가로, 사용자는 예컨대 다른 여행자를 태우거나 또는 휴식을 취하고자 하는 중간 목적지를 입력할 수 있다. 상기 개별 정보들은 도로 지도 내의 정적 정보들을 가리지 않으면서 수평선 상부의 영역에 디스플레이된다.
또한, 네비게이션 또는 방향 설정 관련 정보들은 도시, 특히 대도시, 또는 교통 구간, 특히 고속도로의 위치, 또는 중요하거나 또는 두드러지는 장소 또는 도로들 등을 포함하는 것이 바람직하다. 이로써, 교통 중요도가 높은 요소들, 특히 중요한 교통 구간들이 차량의 현재 위치와 지리적으로 크게 떨어져 있고 종래 기술에 따른 디스플레이에서 거의 식별될 수 없었을지라도, 상기 요소들, 특히 중요한 교통 구간들이 표시될 수 있다. 여러 요소들의 교통 중요도는 특성으로서 도로 지도에 기록되거나 또는 운전자 입력에 따라 결정된다. 표시되는 도시들은, 차량 위치와 상기 도시 사이의 지리적 거리에 대한 상기 도시 크기의 비율이 설정된 값을 초과하는 도시에 대한 정보가 출력된다. 즉, 차량 위치와 도시와의 거리에 비해 도시의 크기가 크거나 또는 미리 주어진 값을 초과하는 그 도시에 대한 정보가 출력된다. 수학적으로 표현하면, 특정 도시에 대한 정보는 차량 위치와 관련 도시 사이의 거리와 도시 크기의 몫(quotient)이 특정 값을 초과하는 경우에 출력된다.
네비게이션 또는 방향 설정 관련 정보들은, 상기 정보에 관련되는, 도로, 목적 구간, 고속도로와 같은 연장되는 지도 요소들과, 차량 위치에 의해 주어지는 중심을 가진 하나의 원 또는 수평선에 대해 평행한 하나의 선 간의 교점의 상부에 표시된다. 영상 디스플레이의 기초가 되는 지형 정보들의 산출 또는 투시가 지구 곡률을 고려하면, 연장되는 지도 요소들과 수평선의 교점도 산출될 수 있다. 경우에 따라 나타날 수 있는 다의성은 주행 방향으로 더 가까이 놓인 점이 선택됨으로써 해결된다. 중요도가 파라미터로서 제공되면, 해상도는 사물들의 계층에 의해 주어질 수 있다.
또한 본 발명의 목적은 변환 유닛이 네비게이션 또는 방향 설정 관련 정보를 가진 이미지 요소들을 표시하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 네비게이션 장치에 의해 달성된다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예는 종속 청구항의 특징에 제시된다.
하기에서 본 발명이 첨부된 도면을 참조로 더 자세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 네비게이션 장치이고,
도 2는 고속도로에 관한 정보를 포함하는 도로 지도의 영상 디스플레이이고,
도 3은 대도시들의 위치에 관한 정보를 포함하는 도로 지도의 영상 디스플레이이고, 및
도 4는 영공 방향의 정보를 포함한 도로 지도의 영상 디스플레이이다.
도 1에는 전체 네비게이션 시스템(100)이 도시된다. 디지털 도로 지도의 데이터가 드라이브(12) 내에 배치되는 메모리 매체(10), 예컨대 CD-ROM 또는 DVD에 저장된다. 디스플레이 장치(14) 상에는 마이크로 프로세서(18)에 의해 발생되는 디지털 도로 지도(16)의 영상 디스플레이가 표시된다. 상기 마이크로 프로세서는 차량의 현재 위치를 예컨대 GPS-센서와 같은 위치 센서(24) 및 방향 측정기(26)에 의해 검출되는 측정 데이터를 기초로 산출하고, 메모리 매체(10)로부터 차량의 현재 위치를 포함한 도로 지도의 일부를 판독한다. 시스템 버스(22)를 통해 메인 메모리(20)와 연결된 마이크로 프로세서(18)는 규칙적인 시간 간격으로, 차량의 현재 위치 및 방향 설정에 매칭되고 차량 운전자에게 현 위치의 바로 주변 및 도달하려고 하는 목적지에 대한 정보를 제공하는 투시 이미지들을 산출한다. 디스플레이 장치(14) 상에 표시되는 디지털 도로 지도(16)의 영상 디스플레이는 지형 정보를 포함하는 제 1 영역(28), 및 수평선(30)에 의해 제 1 영역으로부터 분리되는, 영공에 상응하는 제 2 영역(32)을 포함한다. 마이크로 프로세서(18) 및 메인 메모리(20)에 의해 형성되는 이미지 변환 유닛은 제 2 영역(32)에 표시되는 네비게이션 또는 방향설정 관련 정보들을 가진 이미지 요소들을 표시하기 위한 수단을 포함한다.
도 2, 도 3 및 도 4에는 더 정확한 상세도로서 도로 지도(16)의 영상 디스플레이가 도시된다.
영상 디스플레이(16)는 높아진 가상 뷰포인트(viewpoint)를 기초로, 주행 방향으로 놓인 시야로 제한되고, 측면으로는 디스플레이의 주어진 개방 각도에 의해 제한된다. 디스플레이는 시선 방향 또는 주행 방향에 반드시 커플링되어야 하는 것은 아니다. 현재 위치를 중심으로 수동 자유 회전도 고려될 수 있다. 지형 정보들을 포함하는 제 1 영역(28)은 좌표 변환을 사용해서, 저장 매체에 저장된, 디지털 도로 지도의 데이터로부터 산출된 도로 부분들을 디스플레이하고 상기 도로에 접하는 메워진 면들을 컬러로 디스플레이한다. 디스플레이 장치(14)에 표시되는 이미지들은 주기적으로 재산출되어 디스플레이된다. 본 발명에 따른 방법은 상기 이미지들의 각각의 개별 이미지에 관련된다. 영공에 상응하는 제 2 영역(32)에, 네비게이션 또는 방향 설정 관련 정보들이 이미지 요소로서 표시된다. 각각의 정보에 대해, 적합한 수평선의 위치는 차량의 방향 설정 및 디지털 도로 지도 내의 정보의 위치로부터 검출된다. 이로부터, 이미지 요소가 표시되는 수평선 위의 위치가 얻어진다.
도 2에는 고속도로(34)의 위치에 대한 정보를 포함한 이미지 요소들이 표시된다. 교통 구간들은 점이 아닌 연장되는 지도 요소이기 때문에, 표시하려는 교통 구간과, 차량 위치에 의해 주어지는 중심을 가진 하나의 원 또는 수평선(30)에 대해 평행한 하나의 선과의 교점이 결정된다. 바람직하게는, 차량이 지금 위치하고 있거나 및/또는 루트 플래너에 의해 최적 구간으로서 산출된 주행 구간(40) 가까이에 있는 교통 요소들이 표시된다.
도 3에는 대도시(36)의 위치에 대한 정보를 포함한 이미지 요소들이 표시된 다. 표시된 루트와 네비게이션 시스템에 의해 결정된 최적의 루트 간의 간격은 선택을 위한 가능한 기준이다. 주행 방향으로 놓인 제한된 시야의 외부에 위치하는 대도시는 영상 디스플레이(16)의 외부 테두리에 표시되고 방향의 화살표로써 제공된다.
도 4에는 영공 방향(38)에 대한 정보를 포함한 이미지 요소들이 표시된다.
운전자에게 유용한 정보들을 제공하는 다른 이미지 요소들은 다음 사거리에서 꺾을 방향을 운전자에게 알려주는 것과 같은 인접 영역 안내에 관한 것이다.

Claims (12)

  1. 네비게이션 장치(100)에서 디지털 도로 지도의 적어도 일부의 3차원 디스플레이 방법으로서,
    메모리 매체(10)에 저장된 데이터로부터 제공되는 지형 정보들은, 차량의 위치 및 주행 방향에 따라 선택되고, 좌표 변환을 사용해서, 높아진 가상 뷰포인트(viewpoint)에 따라 디지털 도로 지도(16)의 영상 디스플레이로 전환되므로, 상기 디지털 도로 지도(16)의 영상 디스플레이가 지형 정보를 포함하는 제 1 영역(28) 및 수평선(30)에 의해 상기 제 1 영역(28)으로부터 분리되는 제 2 영역(32)을 포함하고, 상기 제 2 영역(32)에 방향 설정을 위해 적합한 정보가 이미지 요소들로서 표시되는, 디지털 도로 지도의 3차원 디스플레이 방법에 있어서,
    상기 정보가 ⅰ)목적지 안내를 위한 주행 방향 지시의 형태인 네비게이션 관련 정보 또는 ⅱ)표시된 지도 부분 외부에 놓인 도시 또는 교통 구간의 위치에 대한 지시의 형태인 방향 설정 관련 정보이고,
    상기 목적지 안내를 위한 주행 방향 지시의 형태인 네비게이션 관련 정보 또는 표시된 지도 부분 외부에 놓인 도시 또는 교통 구간의 위치에 대한 지시의 형태인 방향 설정 관련 정보들이, 도시들의 위치 또는 교통 구간들의 위치를 포함하며,
    표시되는 도시들은, 차량 위치와 상기 도시 사이의 지리적 거리에 대한 상기 도시 크기의 비율이 설정된 값을 초과하는 도시인 것을 특징으로 하는 디지털 도로 지도의 3차원 디스플레이 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 목적지 안내를 위한 주행 방향 지시의 형태인 네비게이션 관련 정보 또는 표시된 지도 부분 외부에 놓인 도시 또는 교통 구간의 위치에 대한 지시의 형태인 방향 설정 관련 정보들이 인접영역 안내를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 도로 지도의 3차원 디스플레이 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 목적지 안내를 위한 주행 방향 지시의 형태인 네비게이션 관련 정보 또는 표시된 지도 부분 외부에 놓인 도시 또는 교통 구간의 위치에 대한 지시의 형태인 방향 설정 관련 정보들이 목적지 또는 목적 구간에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 도로 지도의 3차원 디스플레이 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    표시되는 도시들은 운전자에 의해 선택된 루트 상에 위치하는 도시인 것을 특징으로 하는 디지털 도로 지도의 3차원 디스플레이 방법.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 목적지 안내를 위한 주행 방향 지시의 형태인 네비게이션 관련 정보 또는 표시된 지도 부분 외부에 놓인 도시 또는 교통 구간의 위치에 대한 지시의 형태인 방향 설정 관련 정보들이 중요 도로들 및 장소들을 포함하며,
    표시되는 중요 도로들 및 장소들은 사용자에 의해 선택된 루트 상에 위치하는 중요 도로 및 장소인 것을 특징으로 하는 디지털 도로 지도의 3차원 디스플레이 방법.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 목적지 안내를 위한 주행 방향 지시의 형태인 네비게이션 관련 정보 또는 표시된 지도 부분 외부에 놓인 도시 또는 교통 구간의 위치에 대한 지시의 형태인 방향 설정 관련 정보들이 영공 방향을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 도로 지도의 3차원 디스플레이 방법.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 목적지 안내를 위한 주행 방향 지시의 형태인 네비게이션 관련 정보 또는 표시된 지도 부분 외부에 놓인 도시 또는 교통 구간의 위치에 대한 지시의 형태인 방향 설정 관련 정보들이, 상기 네비게이션 관련 정보 및 상기 방향 설정 관련 정보에 관련되며 도시들 또는 목적지들을 포함하는 지도 요소들 상부에 표시되는 것을 특징으로 하는 디지털 도로 지도의 3차원 디스플레이 방법.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 목적지 안내를 위한 주행 방향 지시의 형태인 네비게이션 관련 정보 또는 표시된 지도 부분 외부에 놓인 도시 또는 교통 구간의 위치에 대한 지시의 형태인 방향 설정 관련 정보들은 상기 네비게이션 관련 정보 및 상기 방향 설정 관련 정보에 관련된, 도로, 목적 구간, 고속도로와 같은 연장되는 지도 요소와, 차량 위치에 의해 주어지는 중심을 가진 하나의 원 또는 수평선에 평행한 하나의 선들 간의 교점 상부에 표시되는 것을 특징으로 하는 디지털 도로 지도의 3차원 디스플레이 방법.
  11. 디스플레이 장치(14), 위치 결정 유닛(24), 도로 부분들의 네트워크를 가지는 2차원 지형 정보들이 저장되어 있거나 또는 저장될 수 있는 메모리 매체(10), 및 상기 지형 정보들을 높아진 가상 뷰포인트에 따라 디지털 도로 지도(16)의 영상 디스플레이로 변환하는 변환 유닛(18, 20)을 포함하는 네비게이션 장치(100)에 있어서,
    상기 변환 유닛(18, 20)은 목적지 안내를 위한 주행 방향 지시의 형태인 네비게이션 관련 정보 또는 표시된 지도 부분 외부에 놓인 도시 또는 교통 구간의 위치에 대한 지시의 형태인 방향 설정 관련 정보들을 가지는 이미지 요소들을 표시하기 위한 수단을 포함하고,
    상기 목적지 안내를 위한 주행 방향 지시의 형태인 네비게이션 관련 정보 또는 표시된 지도 부분 외부에 놓인 도시 또는 교통 구간의 위치에 대한 지시의 형태인 방향 설정 관련 정보들이, 도시들의 위치 또는 교통 구간들의 위치를 포함하며,
    표시되는 도시들은, 차량 위치와 상기 도시 사이의 지리적 거리에 대한 상기 도시 크기의 비율이 설정된 값을 초과하는 도시인 것을 특징으로 하는 네비게이션 장치.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 목적지 안내를 위한 주행 방향 지시의 형태인 네비게이션 관련 정보 또는 표시된 지도 부분 외부에 놓인 도시 또는 교통 구간의 위치에 대한 지시의 형태인 방향 설정 관련 정보들이 대 도시들 또는 고속도로들의 위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 도로 지도의 3차원 디스플레이 방법.
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