WO2008074561A1 - Verfahren zum darstellen eines kartenausschnittes in einem navigationssystem und navigationssystem - Google Patents

Verfahren zum darstellen eines kartenausschnittes in einem navigationssystem und navigationssystem Download PDF

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WO2008074561A1
WO2008074561A1 PCT/EP2007/061821 EP2007061821W WO2008074561A1 WO 2008074561 A1 WO2008074561 A1 WO 2008074561A1 EP 2007061821 W EP2007061821 W EP 2007061821W WO 2008074561 A1 WO2008074561 A1 WO 2008074561A1
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predetermined distance
group
vehicle position
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Fabrice Valentin
Mathias Garrelts
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/34—Route searching; Route guidance
    • G01C21/36—Input/output arrangements for on-board computers
    • G01C21/3626—Details of the output of route guidance instructions
    • G01C21/3635—Guidance using 3D or perspective road maps
    • G01C21/3638—Guidance using 3D or perspective road maps including 3D objects and buildings

Definitions

  • the present invention relates to a method for displaying a map section in a navigation system for a motor vehicle, in which in the map section in addition to displaying a road network other objects are displayed, of which those objects which are within a predetermined distance to the vehicle position in a perspective or three-dimensional view are displayed.
  • the invention further relates to a navigation system for carrying out the method.
  • Navigation systems are well known in which on a display or a screen, a map section is displayed, in which the current vehicle position and the vicinity of the vehicle are displayed.
  • additional topographical information such as waters, forests and / or a development are reproduced.
  • 3D maps can also be displayed.
  • the screen output shows the map detail for a viewer from the bird's eye view. This makes it useful to draw three-dimensionally displayed buildings or other objects.
  • Such a navigation system is known, for example, from DE 100 23 160 A1.
  • the outer facades of the buildings can be provided with textures and realistic roofs can be further modeled.
  • Under the concept of Three-dimensional representation is a perspective view of a reality in two-dimensional screen output understood.
  • the number of required polygons is reduced by limiting the number of buildings to be displayed. Such a restriction is also often useful because of limited screen resolution. This is generally done by not displaying buildings in the background that is farther away from the observer or the user, as they are rather unimportant for the situation displayed. The buildings are not displayed until the user approaches them and the related information becomes increasingly important to the user.
  • the object of the present invention is therefore to make the representation of a map section in a navigation system quieter and more user-friendly. This object is achieved by a method having the features of claim 1 and by a navigation system having the features of claim 9.
  • the invention provides that at least a first group of objects that are outside the predetermined distance to the vehicle position are not displayed and, if the objects of the first group within the predetermined
  • the view of these objects with multiple intermediate stages are inserted in the map, and a second group of objects that are outside the predetermined distance to the vehicle position are displayed in a two-dimensional view, in the perspective or three-dimensional view passes when the objects of the second group arrive within the predetermined distance.
  • the distance can be predetermined depending on the available computing power.
  • the predetermined distance is defined in different directions of the motor vehicle with different distance values.
  • the insertion of the objects takes place using the overlay method.
  • This can be done for example by means of the so-called alpha blending, in which different images are superimposed to an overall picture and in addition to a color information and a so-called alpha channel is taken into account.
  • the alpha value of a pixel is a measure of the transparency, so that an initially not displayed object in a first steps in a complete transparency and in the subsequent steps - A -
  • a plurality of distance ranges to the vehicle position are predetermined and the representation of the object view in areas with a smaller distance becomes more detailed.
  • the user's attentive perceived objects are thus drawn more accurately and more realistically by applying the corresponding computational effort required.
  • the computing power required to display the more distant and coarser displayed objects can be further reduced.
  • planar or two-dimensional view of the objects of the second group is preferably independent of a change in direction of the motor vehicle and of a change in the map section dependent thereon. Since these planar views are always oriented in the direction of the viewer, the user can not recognize that they are not drawn three-dimensional, but two-dimensional.
  • Figure 1 schematically outlines the basic structure of the navigation system according to the invention
  • Figure 2 shows an exemplary map section
  • Figure 3 shows the map detail of Figure 2 after a change in the vehicle position
  • FIG. 4 shows the map detail from FIG. 2 with additionally displayed objects
  • FIGS. 5a to c show a further exemplary map section with a stepwise object insertion.
  • FIG. 1 shows the basic structure of a navigation system 1 according to the invention in a simplified and schematic sketch.
  • the core element of the navigation system 1 is a data processing unit 2, for example a suitable microprocessor.
  • the data processing unit 2 is connected to an input device 3 or an HMI (Human Machine Interface) via which a communication with the user takes place. This can be, for example, the destination specification or boundary conditions for the route calculation.
  • HMI Human Machine Interface
  • the data exchange between the data processing unit 2 and the input device 3 is indicated by corresponding double arrows in FIG.
  • the data processing unit 2 is connected to a memory device 4, in which a digitized map of a road network and other required geographic data and object data are stored.
  • the data transmission from the memory device 4 to the data processing unit 2 is indicated by corresponding simple arrows in FIG.
  • a navigation module 5 is provided for carrying out and calculating the actual navigation, for example route calculation and generation of the destination guidance data.
  • a graphics module 6 is provided in the data processing unit 2 in order to prepare the navigation data received by the navigation module 5 for a displayable display or graphic.
  • the graphics module 6 also uses object data stored in the memory device 4 as well as input data of the input device 3.
  • the graphic processed by the graphics module 6 can then be displayed and output to the user on a screen or a display 7.
  • FIG. 2 now shows a screen display 10 with a simplified situation for such a view with a road 11 which runs straight to the horizon 12. Laterally next to the road 11 trees 13 are shown. Further objects, which have a larger distance to the vehicle position in the direction of travel in front of the vehicle (not shown) are not shown according to the situation shown in Figure 2 in order to save graphical computing power of the navigation system 1 (of Figure 1).
  • the position of the vehicle has changed in the direction of travel, which can be seen by the closer and taller displayed trees 13.
  • a building 14 has now entered the predetermined distance range of the nearer vehicle surroundings and becomes inserted in a three-dimensional view in the displayed map section.
  • the insertion of the building 14 according to the invention with methods and methods of Einblendtechnik, for example, the alpha blending. What is important here is that the building 14 does not appear spontaneously, ie, out of nowhere, but is displayed with intermediate levels in order not to overly confuse the user with the changed object display.
  • FIG. 4 shows a further illustration of the map detail with the same vehicle position as in FIG. 2.
  • a dashed line 15 indicates the predetermined distance in FIG. The border of the vehicle-related environment within which existing objects are displayed in three dimensions. Outside this dashed boundary line 15, existing objects are either not shown in FIG. 2 or, as shown here, in FIG. 4, in a two-dimensional or planar view.
  • the building 14 which is shown completely three-dimensionally in FIG. 3, is located outside of the predetermined distance to the vehicle position, but within the view frustrum, with respect to this vehicle position, outside the predetermined distance indicated by the boundary line 15. Therefore, it is displayed as a two-dimensional area representation 14 '.
  • additional buildings 16 which are also shown in two-dimensional in FIG.
  • billboard For buildings 14 'and 16 in view frustrum outside the predetermined distance, so-called "billboard” textures are used, and billboards are simple, two-dimensional drawings or bitmaps that are always oriented in the direction of the virtual camera 14 'and 16 are removed from the virtual camera, the user will not be aware that the buildings 14' and 16 are only drawn two-dimensionally. These graphics elements require significantly less graphic computing power but still give a relatively good impression billboard
  • Graphic elements also move depending on the change in the vehicle position while driving. By properly selecting the objects that are drawn as billboards and the objects that are not displayed at all, the required computing power can be further reduced.
  • the objects in the background can be drawn using background textures.
  • the displayed texture is generic and does not correspond to the actual buildings, but significantly reduces the computational effort required.
  • FIGS. 5a to 5c show a screen display 20 of situations occurring in quick succession during a journey.
  • a first step shown in FIG. 5 a
  • the complete roof 23 of the building object 21 is already shown next to the roof ridge 22.
  • the third step shown in Figure 5c, is the entire
  • the growth of the object 21 can be refined in order to represent the insertion as little as possible. Furthermore, the growth of the building object 21 can be combined with fade-in techniques.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Navigation (AREA)
  • Instructional Devices (AREA)

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Darstellen eines Kartenausschnittes in einem Navigationssystem für ein Kraftfahrzeug offenbart, bei dem in dem Kartenausschnitt zusätzlich zur Darstellung eines Straßennetzes (11) weitere Objekte (13, 14', 16) angezeigt werden, von denen diejenigen Objekte (13), die sich innerhalb eines vorbestimmten Abstandes zur Fahrzeugposition befinden, in einer perspektivischen bzw. dreidimensionalen Ansicht angezeigt werden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zumindest eine erste Gruppe der Objekte, der sich außerhalb des vorbestimmten Abstandes zu der Fahrzeugposition befinden, nicht angezeigt werden und, wenn die Objekte der ersten Gruppe innerhalb des vorbestimmten Abstandes gelangen, die Ansicht dieser Objekte mit mehreren Zwischenstufen in den Kartenausschnitt eingefügt werden, und eine zweite Gruppe der Objekte (14', 16), die sich außerhalb des vorbestimmten Abstandes zu der Fahrzeugposi- tion befinden, in einer flächigen bzw. zweidimensionalen Ansicht angezeigt werden, die in die perspektivische bzw. dreidimensionale Ansicht übergeht, wenn die Objekte 14', 16 der zweiten Gruppe innerhalb des vorbestimmten Abstandes gelangen.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zum Darstellen eines Kartenausschnittes in einem Navigationssystem und Navigationssystem
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Darstellen eines Kartenausschnittes in einem Navigationssystem für ein Kraftfahrzeug, bei dem in dem Kartenausschnitt zusätzlich zur Darstellung eines Straßennetzes weitere Objekte angezeigt werden, von denen diejenigen Objekte, die sich innerhalb eines vorbe- stimmten Abstandes zur Fahrzeugposition befinden, in einer perspektivischen bzw. dreidimensionalen Ansicht angezeigt werden. Die Erfindung betrifft ferner ein Navigationssystem zur Durchführung des Verfahrens.
Navigationssysteme sind hinreichend bekannt, bei denen auf einem Display bzw. einem Bildschirm ein Kartenausschnitt angezeigt wird, in dem die aktuelle Fahrzeugposition und die nähere Umgebung des Fahrzeugs angezeigt werden. Neben der Darstellung des Straßennetzes werden zusätzliche topografische Informationen, beispielsweise Gewässer, Wälder und/oder eine Bebauung wiedergegeben.
In Navigationssystemen der jüngeren Generation können auch 3D-Karten angezeigt werden. Die Bildschirmausgabe zeigt den Kartenausschnitt für einen Betrachter aus der Vogelperspektive. Damit ist es sinnvoll, auch anzuzeigende Gebäude oder andere Objekte dreidimensional zu zeichnen. Ein solches Navigati- onssystem ist beispielsweise aus DE 100 23 160 Al bekannt.
Die Außenfassaden der Gebäude können hierbei mit Texturen versehen werden und realitätsnahe Dächer können ferner modelliert werden. Unter dem Begriff der dreidimensionalen Darstellung wird eine perspektivische Ansicht einer in der Realität zweidimensionalen Bildschirmausgabe verstanden.
Damit bei der dreidimensionalen Darstellung von Gebäuden die Leistungsfähig- keit der Anzeige und die Bedienerfreundlichkeit des Navigationssystems nicht leiden, wird die Anzahl erforderlicher Polygone reduziert, indem die Anzahl der anzuzeigenden Gebäude beschränkt wird. Eine derartige Beschränkung ist ferner aufgrund einer eingeschränkten Bildschirmauflösung oftmals sinnvoll. Dies geschieht im Allgemeinen dadurch, dass in dem Hintergrund, der von dem Beob- achter bzw. von dem Anwender weiter entfernt ist, keine Gebäude dargestellt werden, da diese für die jeweils angezeigte Situation eher unwichtig sind. Die Gebäude werden erst dann dargestellt, wenn der Anwender sich diesen nähert und die damit zusammenhängende Information für den Anwender eine zunehmende Bedeutung erlangt.
Diese Vorgehensweise spart zwar Rechenleistung eines in dem Navigationssystems eingesetzten Mikroprozessors, aber die Darstellung des entsprechenden Kartenausschnittes wird unruhiger, da größere Objekte in dem angezeigten Kartenausschnitt spontan auftauchen, wodurch der Anwender verwirrt werden kann.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Darstellung eines Kartenausschnittes in einem Navigationssystem ruhiger und anwenderfreundlicher zu gestalten. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Navigationssystem mit den Merkmalen des An- spruchs 9 gelöst.
Bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zumindest eine erste Gruppe der Objekte, die sich außerhalb des vorbestimmten Abstandes zu der Fahrzeugposition befinden, nicht angezeigt werden und, wenn die Objekte der ersten Gruppe innerhalb des vorbestimmten
Abstandes gelangen, die Ansicht dieser Objekte mit mehreren Zwischenstufen in dem Kartenausschnitt eingefügt werden, und eine zweite Gruppe der Objekte, die sich außerhalb des vorbestimmten Abstandes zu der Fahrzeugposition befinden, in einer flächigen bzw. zweidimensionalen Ansicht angezeigt werden, die in die perspektivische bzw. dreidimensionale Ansicht übergeht, wenn die Objekte der zweiten Gruppe innerhalb des vorbestimmten Abstandes gelangen.
Auf diese Weise ist es möglich, dass die Objekte, die näher an der Fahrzeugpo- sition sind, in der perspektivischen Ansicht angezeigt werden, die eine erhöhte
Rechenleistung erfordert. Dies sind im Allgemeinen auch die Objekte, die vermehrt die Aufmerksamkeit des Anwenders auf sich ziehen. Die entfernteren Objekte, die für die Informationsübermittlung an den Anwender eher unwichtig sind, werden entweder gar nicht dargestellt, wofür prinzipiell so gut wie keine Rechen- leistung erforderlich ist, oder sie werden flächig dargestellt, wofür eine relativ geringe Rechenleistung erforderlich ist. Da die Anzeige der entfernteren Objekte ferner nicht die Aufmerksamkeit des Anwenders auf sich lenkt, wird die andere, vereinfachte Darstellungsweise von dem Anwender nicht bewusst wahrgenommen. Damit der Bildeindruck ruhiger bleibt, tauchen die Objekte, die in der Ent- fernung nicht dargestellt sind, nicht spontan als dreidimensionales Objekt in dem
Kartenausschnitt auf, wenn die Objekte in den Nahbereich um die Fahrzeugposition eintreten, sondern die Einfügung ihrer Ansicht erfolgt in mehreren Zwischenschritten. Der Abstand kann hierbei abhängig von der zur Verfügung stehenden Rechenleistung vorbestimmt werden.
Um mehreren Objekten, die in verschiedenen Richtungen um die Fahrzeugposition herum angeordnet sind, eine voneinander abweichende Gewichtung beizumessen, ist bei einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass der vorbestimmte Abstand in verschiedene Rich- tungen des Kraftfahrzeuges mit unterschiedlichen Abstandswerten definiert wird.
In vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass das Einfügen der Objekte mit Einblendverfahren erfolgt. Dies kann beispielsweise mittels des so genannten Alpha- Blendings erfolgen, bei dem verschiedene Bilder zu einem Gesamtbild überlagert werden und neben einer Farbinformation auch ein so genannter Alphakanal berücksichtigt wird. Der Alphawert eines Bildpunktes ist dabei ein Maß für die Transparenz, so dass ein zunächst nicht angezeigtes Objekt in einem ersten Schritte in einer vollständigen Transparenz und in den nachfolgenden Schritten - A -
mit einer gesteigerten Lichtundurchlässigkeit angezeigt wird, bis der Bildpunkt alle anderen Bildpunkte hinter ihm überlagert.
Eine schrittweise Einfügung kann in vorteilhafter Weise auch durch ein Anwach- sen der Objekte aus einem flachen Objektumriss zu einer normalen darstellbaren
Objektgröße erfolgen.
In vorteilhafter Weise kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass mehrere Abstandsbereiche zu der Fahrzeugposition vorbestimmt wer- den und die Darstellung der Objektansicht in Bereichen mit einem kleineren Abstand detaillierter wird. Die von dem Anwender aufmerksamer wahrgenommenen Objekte werden somit genauer und realistischer unter Aufbringung des entsprechend erforderlichen Rechenaufwandes gezeichnet. Die für die Darstellung der entfernteren und gröber angezeigten Objekte erforderliche Rechenleistung kann weiter reduziert werden.
Schließlich ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass mehrere Abstandsbereiche zu der Fahrzeugposition vorbestimmt werden, und die dargestellte Objektgröße in Bereichen mit einem größeren Abstand reduziert wird. Auf diese Weise wird die zur Anzeige erforderliche Rechenleistung weiter vermindert und es wird sichergestellt, dass eher unbedeutendere Objekte im Hintergrund nicht zu sehr die Aufmerksamkeit des Anwenders auf sich lenken.
Bevorzugt ist die flächige bzw. zweidimensionale Ansicht der Objekte der zweiten Gruppe von einem Richtungswechsel des Kraftfahrzeuges und einer davon abhängigen Veränderung des Kartenausschnittes unabhängig. Da diese flächige Ansicht stets in Richtung des Betrachters orientiert sind, kann der Anwender nicht erkennen, dass diese nicht dreidimensionale, sondern zweidimensional gezeichnet sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass ausgewählte Objekte teilweise transparent dargestellt werden. Dies ermöglicht die Sicht auf durch die Objekte eigentlich verdeckte Strukturen. Nachfolgend wird die Erfindung anhand der detaillierten Beschreibung einer Ausführungsform unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert, in denen
Figur 1 schematisch skizziert den prinzipiellen Aufbau des erfindungsgemäßen Navigationssystems zeigt;
Figur 2 einen beispielhaften Kartenausschnitt zeigt;
Figur 3 den Kartenausschnitt aus Figur 2 nach einer Veränderung der Fahrzeugposition zeigt;
Figur 4 den Kartenausschnitt aus Figur 2 mit zusätzlich angezeigten Objekten zeigt; und
Figuren 5a bis c einen weiteren beispielhaften Kartenausschnitt mit einer schrittweisen Objekteinfügung zeigen.
Figur 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines erfindungsgemäßen Navigationssystems 1 in einer vereinfachten und schematisierten Skizze. Kernelement des Navigationssystems 1 ist eine Datenverarbeitungseinheit 2, beispielsweise ein geeigneter Mikroprozessor. Die Datenverarbeitungseinheit 2 ist mit einer Eingabeeinrichtung 3 bzw. einem HMI (Human Machine Interface) verbunden, über die eine Kommunikation mit dem Anwender stattfindet. Dies können beispielsweise die Zielangabe oder Randbedingungen für die Routenberechnung sein. Der Datenaustausch zwischen Der Datenverarbeitungseinheit 2 und der Eingabeeinrichtung 3 wird durch entsprechende Doppelpfeile in der Figur 1 angedeutet.
Ferner ist die Datenverarbeitungseinheit 2 mit einer Speichereinrichtung 4 verbunden, in der eine digitalisierte Karte eines Straßennetzes sowie weitere erforderliche geografische Daten und Objektdaten abgelegt sind. Die Datenübertragung von der Speichereinrichtung 4 auf die Datenverarbeitungseinheit 2 wird durch entsprechende einfache Pfeile in der Figur 1 angedeutet. In der Datenverarbeitungseinheit 2 ist ein Navigationsmodul 5 zur Durchführung und Berechnung der eigentlichen Navigation, beispielsweise Routenberechnung und Generierung der Zielführungsdaten, vorgesehen. Weiterhin ist in der Daten- Verarbeitungseinheit 2 ein Grafikmodul 6 vorgesehen, um die von dem Navigationsmodul 5 empfangenen Navigationsdaten für eine anzeigefähige Darstellung bzw. Grafik aufzubereiten. Das Grafikmodul 6 greift hierbei ebenfalls auf in der Speichereinrichtung 4 abgelegte Objektdaten sowie auch auf Eingabedaten der Eingabeeinrichtung 3 zurück. Die von dem Grafikmodul 6 aufbereitete Grafik kann anschließend auf einem Bildschirm bzw. einem Display 7 dem Anwender angezeigt und ausgegeben werden.
Die Funktionsweise der Erfindung wird anhand der Figuren 2 bis 5 nachfolgend erläutert. In einem Navigationssystem mit einer dreidimensionalen Darstellung befindet sich das Auge des Anwenders genau dort, wo sich eine virtuelle Kamera der Szene befindet. Die dreidimensionale Darstellung ist dabei streng genommen eine zweidimensionale Zeichnung aus der Vogelperspektive. Der Raum vor der Kamera, den der Anwender sieht, wird auch mit „View Frustum" bezeichnet. Im Allgemeinen ist der beobachtbare Raum vor dem Fahrzeug in Fahrtrichtung an- geordnet. Das Fahrzeug selber kann mittels eines Fahrzeugsymbols oder eines
Modells in der Darstellung wiedergegeben werden.
Figur 2 zeigt nun eine Bildschirmausgabe 10 mit einer vereinfachten Situation für eine derartige Ansicht mit einer Straße 11, die geradlinig zum Horizont 12 ver- läuft. Seitlich neben der Straße 11 sind Bäume 13 dargestellt. Weitere Objekte, die einen größeren Abstand zu der Fahrzeugposition in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug (nicht gezeigt) aufweisen, werden gemäß der in der Figur 2 gezeigten Situation nicht dargestellt, um grafische Rechenleistung des Navigationssystems 1 (aus Figur 1) einzusparen.
In der Figur 3 hat sich die Position des Fahrzeuges in Fahrtrichtung verändert, was durch die näher und größer angezeigten Bäume 13 zu erkennen ist. Durch die Veränderung der Fahrzeugposition ist nunmehr ein Gebäude 14 in den vorbestimmten Abstandsbereich der näheren Fahrzeugumgebung gelangt und wird in einer dreidimensionalen Ansicht in dem angezeigten Kartenausschnitt eingefügt. Das Einfügen des Gebäudes 14 erfolgt erfindungsgemäß mit Verfahren und Methoden der Einblendtechnik, beispielsweise des Alpha-Blendings. Wesentlich hierbei ist, dass das Gebäude 14 nicht spontan, d.h. aus dem Nichts auftaucht, sondern mit Zwischenstufen angezeigt wird, um durch die veränderte Objektanzeige den Anwender nicht übermäßig zu verwirren.
Figur 4 zeigt eine weitere Darstellung des Kartenausschnittes mit der gleichen Fahrzeugposition wie in Figur 2. Mit einer Strichlinie 15 ist in der Figur 4 der vor- bestimmte Abstand angedeutet, d.h. die Grenze der fahrzeugnahen Umgebung, innerhalb derer vorhandene Objekte dreidimensional angezeigt werden. Außerhalb dieser gestrichelten Grenzlinie 15 werden vorhandene Objekte entweder wie in der Figur 2 nicht dargestellt oder wie hier, in der Figur 4, in einer zweidimensionalen bzw. flächigen Ansicht dargestellt.
Das in Figur 3 vollständig dreidimensional gezeigte Gebäude 14 befindet sich in Bezug auf dieser Fahrzeugposition zwar außerhalb des durch die Grenzlinie 15 angedeuteten vorbestimmten Abstandes zu der Fahrzeugposition aber innerhalb des View Frustrums. Deshalb wird es als zweidimensionale Flächendarstellung 14' angezeigt. Im Hintergrund und weiter entfernt befinden sich zusätzliche Gebäude 16, die in der Figur 4 ebenfalls zweidimensional dargestellt werden.
Für die Gebäude 14' und 16 im View Frustrum außerhalb des vorbestimmten Abstandes werden zur Darstellung so genannte „Billboard"- Texturen verwendet. Billboards sind einfache, zweidimensionale Zeichnungen bzw. Bitmaps, die immer in die Richtung der virtuellen Kamera orientiert sind. Da die Gebäude 14' und 16 von der virtuellen Kamera entfernt sind, wird der Anwender nicht bewusst erkennen, dass die Gebäude 14' und 16 nur zweidimensional gezeichnet sind. Derartige Grafikelemente erfordern bedeutend weniger grafische Rechenleis- tung, geben aber dennoch einen relativ guten Eindruck wieder. Die Billboard-
Grafikelemente bewegen sich auch in Abhängigkeit der Veränderung der Fahrzeugposition bei der Fahrt. Durch eine geeignete Auswahl der Objekte, die als Billboard gezeichnet werden, und der Objekte die überhaupt nicht dargestellt werden, kann die erforderliche Rechenleistung weiter reduziert werden. Alternativ zu der Anwendung der Billboard-Texturen können die in dem Hintergrund befindlichen Objekte mittels Hintergrundtexturen gezeichnet werden. In diesem Fall ist die dargestellte Textur generisch und entspricht nicht den wirkli- chen Gebäuden, verringert aber deutlich den erforderlichen Rechenaufwand.
Ferner bewegen sich derartige Objekte nicht in Abhängigkeit der Position der virtuellen Kamera, sondern bleiben ortsfest in dem Hintergrund.
Anhand der Figuren 5a bis 5c, die jeweils eine Bildschirmausgabe 20 von kurz hintereinander stattfindenden Situationen während einer Fahrt zeigen, wird ein mehrstufiges und schrittweises Einfügen eines Gebäudeobjektes 21 erläutert. In einem ersten Schritt, gezeigt in der Figur 5a, wird von dem Gebäudeobjekt 21 lediglich der Dachfirst 22 gezeichnet. Im nächsten Schritt, gezeigt in der Figur 5b, ist neben dem Dachfirst 22 bereits das vollständige Dach 23 des Gebäudeobjek- tes 21 wiedergegeben. Im dritten Schritt, gezeigt in der Figur 5c, ist das gesamte
Gebäudeobjekt 21 nunmehr vollständig dargestellt. Durch eine entsprechende Auswahl der Anzahl der Schritte kann das Anwachsen des Objektes 21 verfeinert werden, um die Einfügung möglichst wenig sprunghaft darzustellen. Ferner kann das Anwachsen des Gebäudeobjektes 21 mit Einblendtechniken kombiniert wer- den.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Darstellen eines Kartenausschnittes in einem Navigationssystem (1) für ein Kraftfahrzeug, bei dem in dem Kartenausschnitt zusätzlich zur Kartendarstellung eines Straßennetzes (11) weitere Objekte (13, 14, 14', 16, 21) angezeigt werden, von denen diejenigen Objekte (13, 14), die sich innerhalb eines vorbestimmten Abstandes zur Fahrzeugposition befinden, in einer perspektivischen bzw. dreidimensionalen Ansicht angezeigt werden, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine erste Gruppe der Objekte (21), die sich außerhalb des vorbestimmten Abstandes zu der Fahrzeugposition befinden, nicht angezeigt werden und, wenn die Objekte (21) der ersten Gruppe innerhalb des vorbestimmten Abstandes gelangen, die Ansicht dieser Objekte (21) mit mehreren Zwischenstufen in den Kartenausschnitt eingefügt werden, und eine zweite Gruppe der Objekte (14', 16), die sich außerhalb des vorbestimmten Abstandes zu der Fahr- zeugposition befinden, in einer flächigen bzw. zweidimensionalen Ansicht angezeigt werden, die in die perspektivische bzw. dreidimensionale Ansicht übergeht, wenn die Objekte (14', 16) der zweiten Gruppe innerhalb des vorbestimmten Abstandes gelangen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Abstand in verschiedene Richtungen des Kraftfahrzeuges mit unterschiedlichen Abstandswerten definiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Einfügen der Objekte mit Einblendverfahren erfolgt.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einfügen durch ein Anwachsen der Objekte (21) aus einem flachen Objektumriss zu einer normalen darstellbaren Objektgröße erfolgt.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass mehrere Abstandsbereiche zu der Fahrzeugposition vorbestimmt werden und die Darstellung der Objektansicht in Bereichen mit einem kleineren Abstand detaillierter wird.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass mehrere Abstandsbereiche zu der Fahrzeugposition vorbestimmt werden und die dargestellte Objektgröße in Bereichen mit einem größeren Abstand reduziert wird.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass die flächige bzw. zweidimensionale Ansicht der Objekte
(14', 16) der zweiten Gruppe von einem Richtungswechsel des Kraftfahrzeuges und einer davon abhängigen Veränderung des Kartenausschnittes unabhängig ist.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ausgewählte Objekte teilweise transparent dargestellt werden.
9. Navigationssystem für ein Kraftfahrzeug mit - einer Eingabeeinrichtung (3); einer Speichereinrichtung (4) für eine digitalisierte Karte eines Straßennetzes und für Objektdaten; einer Datenverarbeitungseinheit (2), die eingerichtet ist, die Navigation zu berechnen und Zielführungsdaten mit einem entsprechenden Kartenaus- schnitt zu generieren, indem zusätzlich zur Darstellung des Straßennetzes
(11) weitere Objekte (13, 14, 14', 16, 21) angezeigt werden, von denen diejenigen Objekte (13, 14), die sich innerhalb eines vorbestimmten Abstandes zur Fahrzeugposition befinden in einer perspektivischen bzw. dreidimensionalen Ansicht angezeigt werden, und einer Ausgabeeinrichtung (7) zur Ausgabe der Zielführungsdaten und zur Anzeige des Kartenausschnittes, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinheit (2) ferner eingerichtet, dass in dem Kartenausschnitt zumindest eine erste Gruppe der Objekte (21), die sich außerhalb des vorbestimmten Abstandes zu der
Fahrzeugposition befinden, nicht angezeigt werden und, wenn die Objekte (21) der ersten Gruppe innerhalb des vorbestimmten Abstandes gelangen, die Ansicht dieser Objekte (21) mit mehreren Zwischenstufen in dem Kartenausschnitt eingefügt werden, und eine zweite Gruppe der Objekte (14', 16), die sich außerhalb des vorbestimmten Abstandes zu der Fahrzeugposition befinden, in einer flächigen bzw. zweidimensionalen Ansicht angezeigt werden, die in die perspektivische bzw. dreidimensionale Ansicht ü- bergeht, wenn die Objekte (14', 16) der zweiten Gruppe innerhalb des vorbestimmten Abstandes gelangen.
PCT/EP2007/061821 2006-12-19 2007-11-02 Verfahren zum darstellen eines kartenausschnittes in einem navigationssystem und navigationssystem WO2008074561A1 (de)

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