为了创造一种数字公路地图的三维显示方法，以扩大地利用视觉显示的地平线(30)附近的区域，并且给使用人提供补充的信息，本发明规定在这些地区(32)中将重要的导航或者定向信息作为图象元素(24)画出。
1.用于三维地显示在导航系统（100）中的数字公路地图的至少一部分的方法，其中，根据汽车的位置和行驶方向从在存储介质（10）中存储的数据中选择地形测量信息，并且在使用坐标变换的情况下将所述地形测量信息转化为相应虚拟提高的观察点的所述数字公路地图（16）的视觉显示，从而该数字公路地图（16）的视觉显示具有包括有所述地形测量信息的第一区域（28）和通过地平线（30）与该第一区域（28）分开的第二区域（32），其中，在第二区域（32）中将与导航或定向相关的信息作为图像元素画出，其中，所述与导航或者定向相关的信息包括城市的位置或者交通路段，其中显示城市，这些城市的大小与汽车位置到该城市的地理学的距离之间的比例超过预定的数值，或者这些城市位于由使用人所选择的路线上。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述与导航或者定向相关的信息包括近区域指示。
3.按照权利要求1-2中的任一项所述的方法，其特征在于，所述与导航或者定向相关的信息包括关于目标地点或者目标路段的信息。
4.按照权利要求1-2中的任一项所述的方法，其特征在于，所述与导航或定向相关的信息包括方位。
5.按照权利要求1-2中的任一项所述的方法，其特征在于，所述与导航或定向相关的信息画在与该信息相关的地图元素的上方。
6.按照权利要求1-2中的任一项所述的方法，其特征在于，将与导航或定向相关的信息被画在交叉点的上方，其中所述交叉点位于涉及这些信息的且被伸长的地图元素和一种其中心点由汽车位置来确定的圆或者平行于地平线的直线之间。
7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述城市是大城市，所述交通路段是高速公路。
8.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，所述地图元素是城市或目的地。
9.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，所述地图元素是街道、目标路段或高速公路。
10.导航装置（100），具有显示装置（14）、位置确定单元（24）、在其上存储或者能够存储带有公路段的网络的两维的地形测量信息的存储介质（10），以及用于将地形测量信息转换为相应虚拟的提高的观察点的数字公路地图（16）的视觉显示的转换单元（18，20），其中，转换单元（18、20）包括用于画出具有与导航或定向相关的信息的图像元素的部件，从而该数字公路地图（16）的视觉显示具有包括有所述地形测量信息的第一区域（28）和通过地平线（30）与该第一区域（28）分开的第二区域（32），其中，在第二区域（32）中将与导航或定向相关的信息作为图像元素画出，其中，所述与导航或者定向相关的信息包括城市的位置或者交通路段，其中显示城市，这些城市的大小与汽车位置到该城市的地理学的距离之间的比例超过预定的数值，或者这些城市位于由使用人所选择的路线上。
用于三维显示数字公路图的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用于三维显示数字公路图的方法以及一种导航装置。
背景技术
[0002] 现有技术已公开了一些导航装置。在这些导航装置中根据汽车的位置和该汽车的运动方向将公路图的一部分显示在一个显示屏上。其中，通常有不同的显示类型。这些类型根据作为它们基础的数据结构和由系统所执行的计算运算被分成为不同的类别。最简单的模式是一种二维显示一种包含有导航数据（平面、结条、点、路标）的矢量地图。为了尽可能容易地向汽车驾乘人员解释提供有关他们的环境的视觉信息供使用，相应地常常偏爱一种地图数据的透视显示。其中可供选择地这种显示可以包括一个不必要的平地的高度信息，或者仅仅是一个“平面”地图的三维显示。后一模式叫做段三维显示。在这两种情况中矢量地图的作为地图基础的数据在坐标转换的影响下必须换算成一种包括有一种透视显示的图像数据。通常使用一种线性的成象规范。按照该规范对那些在地图中存在的线条简单地投影它们的端点，并且重新与一条线连接。然后由这些线条组成填满的多角形。一台标准的CPU（Central Processing Unit）或者一台图像处理单元（Graphical Processing Unit）进行必要的三维矢量运算并且按硬件进行多边形描影。
[0003] 通过下述措施达到透视印象，即将虚拟的观察位置选择在实际的车辆位置的上边。观察位置越高，则提供给使用人使用的信息越多，这些信息使用人从他的汽车中的他的位置在那种情况下是得不到的。为了更好的定向常常将汽车的位置也显示在地图上。
[0004] 为了计算图象数据原则上可以使用任何一种产生立体效果的投影方法。其中特别是公开了一种中央投影。在这种投影中所有在地图中待成象的点通过连接线和投影中心连接。该投影中心和观察位置重合。所述连接线和投影平面的交叉点产生投影的图象。根据这样一个或者类似的投影在视觉显示中出现一条地平线。在该地平线的附近出现密密麻麻的公路、充满建筑物的平面等。对于导航装置的使用人来说这种视觉显示既在这个区域，也在地平线之上的表示空间的区域—该区域常常只包括一些装饰的结构—只包括少量的对他有用的信息。
发明内容
[0005] 本发明的任务是加大对视觉显示的地平线附近的所述区域的利用，并且给使用人提供补充的信息。
[0006] 根据本发明这个任务是借助一种用于三维地显示在导航系统中的数字公路地图的至少一部分的方法或者借助一种导航装置得以完成。
[0007] 在该方法中，根据汽车的位置和行驶方向从在存储介质中存储的数据中选择地形测量信息，并且在使用坐标变换的情况下将所述地形测量信息转化为相应虚拟提高的观察点的所述数字公路地图的视觉显示，从而该数字公路地图的可视觉显示具有包括有所述地形测量信息的第一区域和通过地平线与该第一区域分开的第二区域，其中，在第二区域中将与导航或定向相关的信息作为图象元素画出，其中，所述与导航或者定向相关的信息包括城市的位置或者交通路段，其中显示城市，这些城市的大小与汽车位置到该城市的地理学的距离之间的比例超过预定的数值，或者这些城市位于由使用人所选择的路线上。
[0008] 所述导航装置具有显示装置、位置确定单元、在其上存储或者能够存储带有公路段的网络的两维的地形测量信息的存储介质，以及用于将地形测量信息转换为相应虚拟的提高的观察点的数字公路地图的视觉显示的转换单元，其中，转换单元包括用于画出具有与导航或定向相关的信息的图象元素的部件，从而该数字公路地图的视觉显示具有包括有所述地形测量信息的第一区域和通过地平线与该第一区域分开的第二区域，其中，在第二区域中将与导航或定向相关的信息作为图象元素画出，其中，所述与导航或者定向相关的信息包括城市的位置或者交通路段，其中显示城市，这些城市的大小与汽车位置到该城市的地理学的距离之间的比例超过预定的数值，或者这些城市位于由使用人所选择的路线上。
[0009] 通过将与导航或者定向相关的信息作为图象元素画入第二区域可有利地更好地利用显示装置的用于视觉显示数字公路地图的整个表面。
[0010] 在本发明的一个优选的方案中规定，与导航或者定向相关的信息包括近区域指示。通过这一措施达到给使用人提供有关他在其中行驶，或者所处地区附近的地区情况的信息。
[0011] 此外，优选地，与导航或者定向相关的信息包括目的地或者目的路段方面的信息即特殊的自然环境的地理元素。在这种情况中使用人通过输入导航装置确定他的出行目的地和达到他的目的地他想走的路线。使用人也可附加地输入一些中间目的地，例如在这些中间目的地他想接收其他的同行人或者想作旅途休息。这些特殊的信息显示在地平线上方的区域中，而不盖住公路地图中的静态的信息。
[0012] 此外优选地，与导航或定向相关的信息包括城市、特别是大城市、或者交通路线、特别是高速公路的位置，或者也包括引人注目或者重要的地方或者公路。通过这一措施可以显示具有高度交通意义的元素、特别是重要的交通线路，即使它们距离汽车的实际位置有很大的地理距离，而在现有技术的显示中人们几乎分辨不出来。不同元素的交通重要性或者是作为特点在公路图中加以注明，或者是根据司机的输入确定。
[0013] 特别优选的是与导航或者定向相关的信息画在涉及信息且伸长的地图元素，如公路、目标路段、高速公路等和一个圆圈—该圆圈的中心点是由汽车位置确定的—或者一条平行于地平线的直线之间的交叉点的上方。若投影或者作为视觉显示的计算的基础的地形测量信息也考虑到地球的曲率，也可计算出伸长的地图元素和地平线之间的交叉点。通过下述办法可有效地解决可能存在的歧义问题，即所选择的那个沿行驶方向附近的点。若将重要性作为参数则也可通过将目标分级的办法加以分辨。
[0014] 此外，本发明的任务还通过根据本发明的导航装置得以完成。这个导航装置的特征在于，转换单元包括用于画出具有与导航或者定向相关的信息的图象元素的部分。
[0015] 从在从属权利要求中所述的特征中得到本发明的其它优选的方案。
附图说明
[0016] 下面借助附图通过一个实施例对本发明进行更详细的说明。
[0017] 这些附图是：
[0018] 图1：一台根据本发明的导航装置。
[0019] 图2：具有关于高速公路信息的公路地图的视觉显示。
[0020] 图3：具有关于大城市位置信息的公路地图的视觉显示。
[0021] 图4：具有方位信息的公路地图的视觉显示。
具体实施方式
[0022] 图1示出总体用100标明的导航装置。数字公路地图的数据存储在一个存储介质10中，例如一个CD-ROM或者一个DVD中，其安装在一个驱动器12中。在一个显示装置14上显示数字公路地图16的视觉图象。这种视觉显示是由一个微处理器18产生的。该微处理器根据由位置传感器24，例如GPS传感器和一个方向测量器26采集到的测量数据计算汽车的实际位置，并且从存储介质10中读出公路地图中的包围汽车实际位置的那一部分。通过一个系统总线22和工作存储器20连接的微处理器18以规则的时间间隔计算出透视图像。这些透视图象和汽车的实际位置和方向相适配，并且向司乘人员提供有关他的附近的环境和前往的目的地的信息。在显示装置14上显示的数字公路地图16的视觉显示具有一个包括有地形测量信息的第一区域28和一个通过一条地平线30和第一区域分开的第二区域32。第二区域相当于空间。通过微处理器18和工作存储器20组成的图象转换单元包括用于画出具有与导航或定向相关的信息的图象元素的部分。所述图象元素显示在第二区域
32中。
[0023] 图2、3和4以详图显示公路地图16的视觉显示。
[0024] 根据提高了的虚拟观察点视觉显示16只限于沿行驶方向的视野，侧面受到显示的给定张角的限制。显示不一定和观察方向或者行驶方向相耦合。也可设想用于绕实际位置手动转动。包括有地形测量信息的第一区域28在使用坐标变换的情况下彩色显示从存储在存储介质上的数字公路地图的数据中计算出来的公路段和与它相邻的建筑物表面（Füllflächen）。对在显示装置14中显示的图象周期性地进行重新计算并且予以显示。根据本发明的方法涉及到这些图中的每个单个的图。在相应于空间的第二区域32中将与导航或者定向相关的信息作为图象元素画出。在这种情况中从汽车方向和数字公路地图中的信息的位置中为相应的信息求出合适的水平位置。从中得出地平线30以上的位置，在该位置上画上这些图象元素。
[0025] 在图2中显示出具有关于高速公路34位置的信息的图象元素。因为交通线路是延展的而不是点式的地图元素，所以确定一个待显示的交通线路和一个圆圈—它的中心点通过汽车位置而定—或者一条平行于地平线30的直线的交叉点。优选地显示这样的交通元素，它们位于规定的行车路线40的附近，汽车正好位于这个规定的行车路线上，和/或该规定行车路线被线路计划人计算为最佳路线。
[0026] 图3示出具有关于大城市36信息的图象元素。其中，所显示的和由导航系统确定的最佳路线之间的距离是选择的可能的标准。在行车方向上受到限制的视野之外的大城市显示在视觉显示16的外边缘，并且设置有方向箭头。
[0027] 图4示出具有方位38信息的图象元素。
[0028] 给行车人提供使用的有用信息的其它图象元素涉及近区域指示，例如在出现交通十字路口时要求司机转向。
