CN1716343B - 显示地图的装置和方法 - Google Patents

Abstract

提供一种地图显示的装置，它可改善以3D图像显示目标的视觉识别。地图数据采集部分11采集用于导航目的的显示的地图数据。显示状态估计部分12接收地图数据采集部分11所采集的地图数据，并根据地图数据来估计显示目标的显示状态。显示模式确定部分13确定显示状态估计部分12所估计的显示状态是否满足预定的条件，从而确定是否要修改默认显示模式。当确定要进行修改时，显示模式确定部分13修改默认显示模式以确定实际显示模式。根据显示模式确定部分13所确定的各个显示目标的显示模式，显示图像产生部分14从地图数据采集部分11所采集的地图数据来产生用于显示3D地图的图像数据。

Description

显示地图的装置和方法

本申请是申请日为2003年3月14日申请号为第03121660.9号发明名称为“显示地图的装置和方法”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及地图显示装置，更具体地说，涉及能在三维地图上显示道路的三维地图显示装置。

背景技术

有一类地图显示装置(例如，导航装置)，它允许以不同的视点来观察两维(2D)的地图数据，或者，它可以基于事先以多边形方式构成的三维(3D)地图数据以三维的方式来显示地图。在下文中，将这类装置称之为“3D地图显示装置”。3D地图显示装置能使用户对地图有直观的理解。图21是举例说明传统3D地图显示装置显示图像的示意图。正如图21所示，3D地图显示装置能够提供真实图像的表示。

一些3D地图显示装置具有基于用户所设置的起始点和目的点搜索最佳路线以及显示在3D地图上重叠所搜索到的路线的功能，和/或使用通讯装置接收相邻交通信息以及显示拥挤位置和封闭位置的功能，如果存在这些信息，将重叠于3D地图。在具有这类功能的装置上显示三维地图是非常有用的，因为它使用户对路线和交通信息具有直观的理解。例如，有一项用于显示3D地图的技术，它使得指示道路或道路信息的引导线采用具有投影“深度”的方式来显示，致力于提供较好的视觉识别。

根据上述提及的技术，在屏幕上显示的每一条路线都是以直立的方式呈现的(即，呈现“高度”的尺寸)。换句话说，所显示的路线不仅沿着屏幕的左右方向延伸，而且还沿着屏幕的“深度”方向延伸，以致呈现出直立的感觉，虽然后部的路线一般并不难识别并且因此不需要显示出直立的感觉。更差的是，当呈现出直立时，沿着深度方向延伸的路线实际上会变得难以识别。此外，以上所提及的技术只能提供路线和路线信息的直立显示图像，因此不能改善任何其它显示目标的视觉识别，例如，道路，车站，以及其它等等。

此外，根据上述讨论的三维显示技术，沿着屏幕深度方向的任何长度都是不成比例呈现的。这就使得它难以识别出任何沿着屏幕的左右方向延伸的显示目标(例如，道路和路线)，因此也使用户难以对所显示的信息有合适的理解。例如，在图21所示的例子中，沿着显示屏幕左右方向延伸的道路(例如，道路71至74)就呈现得较窄，以致这些道路难以被识别。因此，用户可以从一个侧面的左右来眺望任何道路，或者失去对所显示道路的追踪。同样，沿着显示屏幕左右方向延伸的车站76也呈现的较窄，以致它难以被识别出。于是，根据传统的3D地图显示技术，以3D图像显示的目标会变得在视觉上难以识别，因此用户不能适当地理解所显示的地图。

解决上述问题的一种方法是在地图数据中设置宽阔道路的宽度，或提高屏幕的视点。然而，在地图数据的本身中设置宽阔道路的宽度会引起沿着屏幕的左右方向延伸的道路变宽，而且沿着深度方向延伸的道路也会变宽。例如，如图21所示，沿着“深度”方向延伸的道路75也变宽了，尽管该道路75不变得如此宽也较容易被识别出。如果在沿着深度方向延伸的道路一边出现任何其它需显示的目标，则变宽道路的宽度就会出现与其它显示目标重叠的关系，这就可能使所有的目标都变得难以识别。另一方面，提高屏幕的视点，其本身就限制了视点，从而就难以获得类似于用户视点所观察到的真实地图表示。因此，没有有效的传统方式可改善这些显示目标以3D图像显示时识别变差的识别能力。

发明内容

因此，本发明的目的是提供地图显示装置，它提供改善的以3D图像显示目标的视觉识别能力。

为了实现上述目的，本发明具有下列特点。

本发明的第一方面是针对一种地图显示装置，它适用于在屏幕上显示3D地图，3D地图是以视点所观看的角度来显示的，它包括：常规显示部分，它用于显示沿着参考道路(即，图18所示的道路95)延伸的目标(即，图18所示的道路93)，以绘制在3D地图的地平面上，参考道路是在视点下通过且沿着屏幕的上下方向延伸的道路；以及，着重显示部分，它用于显示沿着分支道路(即，图18所示的道路94)延伸的目标，其中，所定义的分支道路使得在分支道路和参考道路之间较小的一个角度等于或大于预定的数值，以及，沿着分支道路延伸目标的类型与沿着参考道路延伸目标的类型相同并包括具有相对于地平面高度的目标(即，图18所示的道路92)。

根据第一方面，所显示的参考道路不会承受识别性变差，也不呈现出直立的视觉。另一方面，所显示的分支道路会出现识别性变差，就呈现出直立的视觉。因此，就应该提高处于易使识别变差的显示状态的目标(例如，分支道路)的视觉识别能力。此外，处于不易使识别变差的显示状态的目标(例如，参考道路)的视觉识别能力就应该保持原样。于是，根据第一方面，所提供的地图显示装置能够改善3D地图上的显示目标的视觉识别能力。

另外，根据第一方面，通过显示目标使之具有相对于地平面的“高度”来提供改善的视觉识别能力。值得注意的是，引起3D显示图像识别性变差的一个原因是没有足够的“深度”尺寸(即，沿着屏幕上下方向的尺寸)。因此，通过采用相对于地平面的“高度”来显示目标，就有可能确保沿着屏幕的上下方向具有足够的尺寸。于是，通过改变所显示目标使之呈现出直立的视觉，从而有效地改善视觉识别性能。

在一个实施例中，地图显示装置进一步包括：地图数据采集部分，它用于采集包括显示3D地图的显示数据的地图数据；以及，修改部分，它用于修改表示沿着分支道路延伸的目标的显示数据以显示为相对于地平面具有一定高度的目标，其中，常规显示部分利用地图数据采集部分所采集的显示数据来显示沿着参考道路延伸的目标，以及，着重显示部分利用修改部分所修改的显示数据来显示沿着分支道路延伸的目标。

于是，为了改善视觉识别性能以着重方式显示的目标，基于常规显示所使用的显示数据来产生。由于除了用于常规显示的形状之外不再需要另外提供用于着重显示的形状，因此就很容易获得着重显示。

在另一个实施例中，地图显示装置进一步包括：第一角度计算部分，它用于计算在参考道路和连接参考道路的道路之间的角度；以及，分支道路确定部分，它用于确定与参考道路相连接道路是否是基于第一角度计算部分所计算角度的分支道路。

于是，能够容易和准确地确定出分支道路。其结果是，能够容易和准确地确定给定的目标是否需要使其视觉识别改善。

在又一个实施例中，地图显示装置进一步包括：第二角度计算部分，它用于计算在来自视点的视线和连接参考道路的道路之间的角度，该角度以地平面为基准；以及，分支道路确定部分，它用于确定连接参考道路的道路是否是基于第二角度计算部分所计算角度的分支道路。

于是，正如采用第一角度计算部分的情况那样，也可以容易和准确地确定分支道路。其结果是，能够容易和准确地确定给定的目标是否需要使其视觉识别改善。

在另一个实施例中，着重显示部分可修改目标的显示模式，该目标根据在参考道路和分支道路之间角度具有相对于地平面的高度。

于是，沿着分支道路延伸的目标会具有根据在分支道路和参考道路之间角度而修改的显示模式，即，显示的方位。通常，显示模式的“修改”可以包含，例如，显示目标的颜色、尺寸、等等的变化，以及在聚集方式中所采用多个显示目标的情况下，这类显示目标的数量以及它们相互间间隔的变化。在显示具有相对于地平面“高度”的目标在其显示模式中经受大的变化时，会出现一些问题，这取决于它所显示的方位是接近于屏幕的左右方向还是深度方向。因此，通过采用解决上述问题的方式根据显示的方位来修改显示模式，就有可能进一步改善具有相对于地平面“高度”的显示目标的视觉识别性能。

在另外一个实施例中，着重显示部分可修改目标的显示模式，该目标根据在视线和地平面之间的俯角具有相对于地平面的高度。另外，着重显示部分可修改目标的显示模式，该目标具有相对于地平面的高度，使得相对于地平面具有高度的目标表面垂直于视线。

于是，沿着分支道路延伸的显示目标具有它根据俯角所修改的显示模式。通常，显示模式的“修改”可以包含，例如，显示目标的颜色，尺寸，三维形态(倾斜)，或其它等等。例如，通过根据俯角来改变显示目标的形态，使得显示目标的表面始终垂直于视线，显示目标的识别性能就与俯角无关始终不会变差。因此，通过根据俯角来修改显示模式，就又可能进一步提高具有相对于地平面“高度”的显示目标的视觉识别性能。

在另外一个实施例中，目标是表示从起始点到目的点路线的路线目标，以及，着重显示部分显示沿着分支道路延伸的路线目标，使之能包含具有相对于地平面高度的目标并指出路线的前进方向。对于路线目标而言，着重显示部分至少显示多个指向路线前进方向且排列在道路上方的箭头。

在另一个实施例中，目标是表示交通信息的交通信息目标，以及，着重显示部分显示有关分支道路的交通信息目标使之包含具有相对于地平面高度的目标并表示与交通信息有关方向。对于路线目标而言，着重显示部分至少显示多个指向与交通信息有关的方向且排列于道路上方的箭头。

于是，路线目标是以指出路线的前进方向的形状来显示。另外，交通信息目标是以指出与交通信息(例如，交通的拥挤方向)有关的形状来显示。通过显示这类图像，用户不仅能容易地了解与交通信息有关的路线和场所的位置，而且还能容易地了解路线的前进方向以及交通信息的内容。特别是，在箭头目标的情况下，与采用直立形状绘制出显示目标的情况相比，可改善隐藏位于其后的另一个显示目标的相对于地平面具有“高度”的显示目标的问题。

本发明的第二方面是针对一种地图显示装置，它适用于在屏幕上显示3D地图，3D地图是以视点所观看的角度来显示的，它包括：

地图数据采集部分，它用于采集包括显示3D地图的显示数据的地图数据；以及，修改部分，它用于对于表示包含在3D地图中的道路的所选一个道路目标和/或沿着道路延伸的目标修改显示数据，使得被选择的目标具有增加的宽度；以及，显示部分，它用于显示包含已经由修改部分增加其宽度的选择目标(例如，图7所示的道路71至74)的3D地图。

于是，根据第二方面，地图显示装置修改所选择的目标，使之所呈现出的宽度从显示数据中所指定的增加。因此，对处于易使识别变差的显示状态中目标(例如，沿着屏幕的横向方向延伸的显示目标)可选择性地修改显示数据，从而提供改善的视觉识别性能。于是，根据第二方面，只有有效修改的显示目标才会使其宽度修改。因此，所提供的地图显示装置能够改善3D地图的显示目标的视觉识别性能。

在一个实施例中，地图显示装置进一步包括方位计算部分，它用于计算在屏幕上显示的道路目标和/或沿着道路延伸目标的方位，其中修改部分根据方位计算部分所计算的方位来确定是否增加目标的宽度。

于是，显示目标的宽度是根据显示目标的方位来变化的。值得注意的是，在3D显示图像中显示目标的识别性能较大的取决于显示目标的方位。换句话说，当以3D图像显示时，沿着屏幕横向方向延伸的目标会经受较大变差的识别性能，然而沿着屏幕上下方向延伸的目标基本上不会使它的识别能力受到以3D图像显示时的影响。于是，通过计算目标在显示状态中显示的方位，就有可能准确地确定易受到变差识别性能的显示目标，从而进一步提高显示目标的视觉识别性能。

在另一个实施例中，方位计算部分以方位来计算在来自视点的视线和各个道路目标和/或沿着道路延伸的目标之间的角度，该角度以地平面为基准。

于是，目标所显示的方位是以视线和地平面的显示目标之间的角度(水平角)来表示的。由于各个显示目标的显示状态是以特殊的数字数值来表示的，所以就能更加准确地确定易受到变差识别性能的显示目标。

在另一个实施例中，地图显示装置进一步包括变形程度计算部分，它用于计算所修改的显示数据的变形程度，其中修改部分确定根据变形程度应用于显示数据的修改量。

于是，要施加的修改量是采用变形程度来表示的，因此修改量是随着变形程度而变化的。其结果是，就有可能不仅能确定是否施加修改，而且还能确定所施加的修改程度，从而能进行更加细微的修改。

地图显示装置进一步包括方位计算部分，它用于计算在屏幕上显示道路目标和/或沿着道路延伸的目标的方位，其中变形程度计算部分根据方位计算部分计算的方位来计算变形程度。

于是，要施加到显示目标上的修改的量是随着视线和显示目标之间的水平角而变化的。具有大的水平角的显示目标定向在横向方向上，因此会承受变差的识别性能。另一方面，具有小的水平角的显示目标定向在上下方向上，因此就不会承受变差的识别性能。于是，水平角可以作为变差识别性能易受性的指标。因此，通过根据水平角来变化修改量，要施加的修改量也可以根据变差识别性能的易受性来变化。其结果是，能够更加准确地确定易承受变差识别性能的显示目标，从而进一步提高显示目标的视觉识别性能。

在又一个实施例中，变形程度计算部分根据在视线和地平面之间的俯角来计算变形程度。

于是，要施加到显示目标上的修改量随着视线和地平面之间的俯角而变化。如果视线具有一个大的俯角，则视点就在3D显示图像上的一个相对较高位置，因此识别性能基本上不会变差。另一方面，如果视线具有一个小的俯角，则视点就在3D显示图像上的一个相对较低位置，就会在显示目标的识别性能引起相当明显的变差。于是，俯角可以作为变差识别性能易受性的指标。因此，通过根据俯角来变化修改量，要施加的修改量就能随着变差识别性能的易受性而变化。其结果是，能够更加准确地确定具有易受变差识别性能影响的显示目标，从而进一步提高显示目标的视觉识别性能。

在另外一个实施例中，变形程度计算部分根据从视点到目标的距离来计算变形的程度。

于是，要施加到显示目标上的修改量随着从视点到显示目标的距离而变化。离视点距离远的显示目标呈现出小的尺寸，因此它也承受变差的识别性能。另一方面，离视点距离近的显示目标就呈现出大的尺寸，因此它就不会承受变差的识别性能。因此，通过根据这样的关系来变化修改的量，要施加的修改量就能随着变差识别性能的易受性来变化。其结果是，就能更加准确地确定具有易受变差识别性能影响的显示目标，从而进一步提高显示目标的视觉识别性能。

对于用户识别离视点远距离的显示目标来说，只有相当少的需要。另一方面，用户有相当大的需要来识别离视点较近的显示目标。因此，通过根据这个关系来变化修改的量，能够准确地确定需要提高视觉识别性能地显示目标，从而能够更有效地改善显示目标的视觉识别能力。

在另一个实施例中，地图数据包含了表示每一个目标类型的类型信息，并且变形程度计算部分根据类型信息来计算变形程度。

于是，要施加于显示目标的修改量随着显示目标的类型而变化。通常，显示目标的“类型”是包含显示目标的种类(例如，道路或设施)，以及相同种类的子类(例如，国道或区道)。于是，就能提高在屏幕上选择显示目标的视觉识别性能。例如，可以根据用户(例如，使用的目的)的需要来选择所修改的显示目标。其结果是，能够准确地确定需要提高视觉识别性能的显示目标，从而能够有效地改善显示目标的视觉识别性能。

在另外一个实施例中，地图显示装置进一步包括路线信息采集部分，它用于采集表示从起始点到目的点路线的路线信息，其中，变形程度计算部分根据路线信息来计算变形程度。

于是，施加显示目标的修改量是根据所显示的目标是否位于道路上，例如根据沿着路线的距离而变化的。路线是在屏幕上所有显示的目标中特别重要的信息。因此，根据路线来变化修改的量，能够准确地确定需要改善视觉识别性能的显示目标，从而能够有效地改善显示目标的视觉识别性能。

在另外一个实施例中，地图显示装置进一步包括：冲突确定部分，它用于根据修改部分修改的显示信息来确定是否有重叠目标；以及冲突删除部分，它用于控制显示部分，当冲突确定部分确定存在着重叠的目标时，显示至少一个重叠的目标使之不与其它目标相重叠。

在另外一个实施例中，当冲突确定部分确定存在着重叠的目标时，冲突删除部分改变至少一个重叠目标的宽度使之不与其它目标相重叠。另外，当冲突确定部分确定存在着重叠的目标时，冲突删除部分改变至少一个重叠目标的显示位置使之不与其它目标相重叠。另外，当冲突确定部分确定存在着重叠的目标时，冲突删除部分控制显示部分仅仅只显示一个重叠的目标。

于是，在因为增加目标的宽度而使显示目标相互重叠的情况下，就调整一个或两个重叠的显示目标。值得注意的是，如果显示的目标相互冲突(即，重叠)时，则通过增加宽度来改善视觉识别性能的目的就只能放弃。于是，就要求防止在显示目标之间的冲突。用于删除冲突的调整可以通过改变宽度，或改变显示位置来实现。重叠的显示目标之一可简单地避免显示。特别是，通过改变宽度，可以在不改变显示目标的显示位置的条件下避免在显示目标之间的冲突。在改变显示位置的情况下，可以保持重叠显示目标的宽度，从而保持原来的两个显示目标的识别性能。在重叠的显示目标之一可简单地避免显示的情况下，保持原来显示目标的识别性能。

本发明的第三方面是针对一种地图显示方法，用于在屏幕上显示3D地图，3D地图是以视点所观看的角度来显示的，它包括：常规显示步骤，显示沿着参考道路延伸的目标，以绘制在3D地图的地平面上，参考道路是在视点下通过且沿着屏幕的上下方向延伸的道路；以及着重显示步骤，显示沿着分支道路延伸的目标，其中，所定义的分支道路使得在分支道路和参考道路之间较小的一个角度等于或大于预定的数值，以及沿着分支道路延伸目标的类型与沿着参考道路延伸目标的类型相同并包括具有相对于地平面高度的目标。

本发明的第四方面是针对一种地图显示方法，它适用于在屏幕上显示3D地图，3D地图是以视点所观看的角度来显示的，它包括：地图数据采集步骤，采集包括显示3D地图的显示数据的地图数据；以及修改步骤，对于表示包含在3D地图中的道路的所选一个道路目标和/或沿着道路延伸的目标修改显示数据，使得被选择的目标具有增加的宽度；以及显示步骤，显示包含已经由修改部分增加其宽度的选择目标的3D地图。

本发明的第五方面是针对使计算机执行根据第三和第四方面的方法。换句话说，本发明可以程序的方式来实现。通过记录这类程序的记录媒介的使用，有可能是本发明嵌入在独立的计算机***中。

通过以下结合附图的本发明的详细讨论将使本发明这些和其他目的、特点、方面和优点变得更加明显。

附图说明

图1是说明根据本发明实施例的导航装置结构的功能方框图；

图2是说明根据本发明第一实施例的导航装置的硬件结构方框图；

图3是说明在根据本发明第一实施例导航装置的程序中所讨论的CPU 21的处理流程的流程图；

图4是详细说明图3所示的步骤S301的流程图；

图5是说明在图3所示的步骤S302中所计算的水平角θ1的图；

图6是说明根据本发明第一实施例在水平角θ1和基于该角度上所确定的变形程度D之间关系的示意图；

图7是说明根据本发明第一实施例的操作而显示的3D地图例子的图；

图8A和8B是说明根据本发明第一实施例在水平角θ1和基于该角度上所确定的变形程度D之间另一关系的示意图；

图9A和9B是说明根据本发明第一实施例的第一变例而显示的图像的图；

图10是说明根据本发明第一实施例的第二变例在距离1和距离变形程度D3之间关系的示意图；

图11是当第二变例中采用图10所示的关系时所举例的显示图像。

图12是说明根据本发明第一实施例的第二变例在距离1和距离变形程度D3之间另一关系的示意图；

图13是当第二变例中采用图12所示的关系时所举例的显示图像；

图14是所显示的目标与另一显示目标相冲突情形时所举例的显示图像；

图15是说明在根据本发明第二实施例中CPU 21的处理流程的流程图；

图16是说明根据本发明第二实施例的操作而显示的3D地图例子的示意图；

图17A和17B是说明在本发明第二实施例中使用的另一冲突删除方法的例子的示意图；

图18是说明根据本发明第三实施例的操作而显示的3D地图例子的示意图；

图19A、19B、19C和19D是说明采用图18所示的箭头显示目标方式的变化可以根据水平角来呈现的示意图；

图20是说明根据本发明第三实施例的操作而显示的3D地图另一例子的示意图；以及，

图21是说明采用传统3D地图显示装置显示3D地图的例子的示意图。

具体实施方式

首先参考图1来讨论本发明的基本原理。图1是说明根据本发明实施例的导航装置结构的功能方框图。以下的讨论将说明3D地图显示装置作为导航装置来实现的情形。在图1中，导航装置包括：地图数据采集部分11，显示状态估计部分12，显示模式确定部分13，以及显示图像产生部分14。下文将讨论导航装置的各个部件。

地图数据采集部分11采集用于导航目的而显示的地图数据。地图数据可以从导航装置中的存储器设备中采集，或借助于在导航装置中所包括的通讯设备从外部采集。地图数据包含与显示目标有关的信息。通常，“显示目标”可以是在屏幕上可显示的任何目标。显示目标的例子可以包括：表示地图信息的道路和设施，路线，以及表示各种交通信息的显示目标，例如，“拥挤”或“在建”。一块指出所显示“道路”目标的地图数据所包含的数据涉及道路的位置和方向，以及道路的宽度(当以3D图像来显示道路时这将是必须的)。一块指出所显示的“车站”或各种其它“设施”目标的地图信息所包含的数据涉及相关的位置和形状。这些地图数据都输出至显示状态估计部分12和显示图像产生部分14。

对于预定的显示目标来说，显示状态估计部分12和显示模式确定部分13更改显示的数据使之增加显示目标的宽度。通常，“显示数据”是用于显示地图的一部分地图数据。特别是，显示状态估计部分12接收由地图数据采集部分11所采集到的地图数据，以及根据地图数据来估计显示目标的显示状态。通常，显示目标的“显示状态”是包含显示目标的显示尺寸和/或形状，在屏幕上显示目标的方位(例如，屏幕的深度方向和左右方向)，等等的提示。显示目标的显示状态也可以包含如果安装了导航装置的车辆以前进的方向是否能通过它所在位置给出的道路和路线的信息，以及所给出的路线是否超出了下一次变形开始交叉范围的信息。由显示状态估计部分12所估计的结果输出至显示模式确定部分13。

显示模式确定部分13确定由显示状态估计部分12所估计的各个显示目标的显示状态是否满足预定的条件，从而确定是否更改默认显示模式。预定的条件是用于确定是否修改默认显示模式。预定的条件可以是，例如，以屏幕的左右方向(“横向”)在屏幕上显示目标，如果安装了导航装置的车辆以前进的方向从当前的位置是否能通过它所位于的道路或路线，或对给定的路线来说是否超出了下一次变形开始交叉的范围。

通常，“默认显示模式”是在地图数据中与各个显示目标有关的所定义的预定显示模式。默认显示模式，这是一种在显示模式确定部分13所施加的任何修改之前存在的模式，它不一定相同于在屏幕上以3D图像所显示目标的实际模式。正如例子所示，对于沿着横向方向椭圆形延伸的任何显示目标来说，显示模式确定部分13可以通过变化显示目标的宽度来更改它的显示模式。

此外，当确定要施加更改时，显示模式确定部分13改变默认显示模式，以确定实际的显示模式。通常，“实际显示模式”是对默认显示模式施加更改而获得的结果，这是一种以3D图像在屏幕上显示目标的显示模式。另一方面，当确定不施加更改时，显示模式确定部分13就使用默认显示模式作为实际显示模式。在以下实施例中，显示模式确定部分13不仅根据由显示状态估计部分12所估计的各个显示目标的显示状态而且还根据各类信息，例如，包括路线信息和视线信息等，来确定实际的显示模式。

根据由显示模式确定部分13所确定的各个显示目标的显示模式，显示图像产生部分14产生图像数据，它用于根据地图数据采集部分11所采集的地图数据来显示3D地图。图像数据输入到显示器件(未显示)，显示器件显示出满足给定视点观察的三维地图图像。

依照上述所讨论的结构，根据本发明的导航装置能够提高在3D显示图像中显示目标的视觉识别性能。例如，如果根据由显示状态估计部分12的估计来确定要显示的给定道路方向定为屏幕的横向方向，则显示模式确定部分13就变更实际的显示模式，增加道路的宽度，从而提高沿着横向方向延伸道路的视觉识别性能。

参照图1所作的上述讨论仅仅只是为了便于理解本发明基本原理的目的，而并不构成对权利要求范围的任何限制。

(第一实施例)

现在讨论本发明的第一实施例。在第一实施例中，估计诸如道路之类的显示目标是否以屏幕横向来定向。对于确定以横向方向来显示的任何显示目标来说，显示目标的实际显示模式就要改变，以增加显示目标的宽度。其结果是，根据第一实施例的导航装置提高了沿着横向方向延伸道路的视觉识别性能。

图2是根据本发明第一实施例的导航装置的硬件结构的示意图。根据本实施例的导航装置，它针对自动车辆的使用，包括了CPU 21，ROM 22，  RAM 23，存储器设备24，输入设备25，输出设备26，***27，以及通讯设备28。

ROM 22是可编程存储器，该存储器先前存储了用于执行适用于导航装置所设计的预定处理的程序。在导航装置启动之后，CPU 21执行在ROM 21中的程序。图1所示的各个功能块是由CPU 21执行该程序所实现的。在执行该程序的同时，CPU21利用RAM 23作为工作区域。

存储器设备24一般可包括DVD驱动器、CD驱动器、硬盘驱动器、或IC存储器等，它存储着地图数据库。在任何已知类型的存储器设备24中所存储的地图数据库包括以一个或多个文件格式的一系列地图数据。地图数据一般包含显示数据，根据该地图数据显示器件可以显示地图图像；以及道路网络数据，它表示道路在地图上的互连。显示数据包含表示各个显示目标的位置和方位的数据，以及与在以3D图像显示时必须增加道路的宽度有关的数据。对“车站”或其它类型的“设施”目标来说，显示数据包含表示上述位置和形状的数据。

通常，“地图”是地形的平面表示，它绘制成预定的比例并采用文字和各种地图符号。地图格式的典型例子是鸟瞰视角或平面视角。鸟瞰视角是一种空中俯视的三维地形的平面表示。平面视角是将地形上的目标投影到平面上所获得的图形。在平面视角中，各个目标都采用直接俯视的形状。虽然本发明针对表示三维地图图像(包括鸟瞰视角)，但是根据本实施例的导航装置可以设计成能够根据用户指令在三维显示模式和两维显示模式(以平面视角的形式)之间切换。

以上所讨论的道路网络数据，因其本身都是众所周知，因此就省略其讨论，它包括表示交叉的结点以及表示道路的连接，并且整体上表示成互连的道路网路。

输入设备25一般都包括用户可掌握操作的遥控器，触摸式传感器，键盘，按钮或鼠标，或用户产生音频输入的话筒。依照导航装置的设计和指标，输入设备25可以包括从遥控器，触摸式传感器，键盘，按钮、鼠标，或话筒中选出的两个或多个元件。

输出设备26，一般可包括显示器件和扬声器，向用户输出由CPU 21所产生的各种数据。以下将讨论这些数据中的每一种数据。

***27，它包括了GPS(全球定位***)接收器、方位传感器以及速度传感器，用于检测用户的当前位置，并且产生表示与当前位置等同的用户位置信息。用户位置信息馈送至CPU 21。

通讯设备28一般包括VICS(车辆信息和通讯***)接收器，它可以接收来自安装在道路上的灯塔的交通信息。在本实施例中，“交通信息”定义为与坐标有关的交通拥挤和交通事故的识别位置。所构成的通讯设备28可以将蜂窝电话集成在***中，从而使导航装置具有互联网的连接功能。

接着讨论第一实施例的导航装置的操作。一旦启动了导航装置，  CPU 21就执行存储于ROM 22中的程序。图3是说明在程序中所讨论的CPU 21的处理过程。

首先，CPU 21采集各类需要使用的信息，用于确定所显示的模式(步骤S301)。特别是，CPU 21采集用户的位置信息，路线信息和视线信息，以及地图数据。通常，“用户的位置信息”是表示用户当前所在的位置信息，一般是以地图的坐标来表示。“路线信息”是由当前的导航装置进行路线搜索结果所指示的路线信息，一般可表示为地图数据中所包含的链数据序列。“视线信息”是指来自屏幕上所显示3D地图的视点的有关视线的信息。下文将详细讨论步骤S301子例程中采集各类信息的处理。

图4是详细说明图3所示步骤S301的流程图。首先，CPU 21采集来自***27的用户位置信息(步骤S3011)。接着CPU 21采集表示陆地某些轨迹的图形的地图数据(步骤S3012)。特别是，CPU 21从存储于存储器设备24的地图数据库中读取地图数据，随后存储于RAM 23。“陆地某些轨迹”是指在步骤S3011中由用户位置信息所表示的位置的附近。图1所示的地图数据采集部分11由CPU 21执行步骤S3012来实现的。

接着，CPU 21确定是否执行路线搜索(步骤S3013)。步骤S3013的典型处理如下。输入设备25的预定部分具有进行路线搜索的功能。当用户开始使用这部分时，输入设备25就产生指示开始路线搜索的指令信号，并发给CPU 21。

如果在执行步骤S3013不能接收到上述指令信号，CPU 21就执行步骤S3016。另一方面，如果在执行步骤S3013接收到上述指令信号，CPU 21就确定执行路线搜索，并转入步骤S3014。之后，CPU 21采集步骤S3014待搜索的路线的起始点和目的点的坐标。这里，假定所搜索到的起始点就是用户的起始点。步骤S3014的典型处理如下。用户通过输入设备的操作一次一项地输入起始点和目的点。响应于该用户输入，输入设备25将产生识别起始点和目的点的坐标信息，并发给CPU 21。CPU 21来解码接收的坐标信息以采集来自其中的起始点和目的点的坐标。

在步骤S3014的另一举例的处理中，用户操作输入设备25来输入目的点；输入设备25产生识别所输入的目的点坐标的坐标信息，并将其发给CPU 21；CPU 21从所接收到的坐标信息中采集目的点的坐标；CPU 21接收来自***27的用户位置信息并采集指示用户当前位置的坐标；以及CPU 21使用所采集到当前位置的坐标作为起始点的坐标。

接着，通过利用诸如基于Dijkstra算法的运算，CPU 21执行路线搜索(步骤S3015)。根据在存储器设备24中所存储的地图数据库中包含的道路网路，以链网路的方式找到该道路。通过上述讨论的步骤S3015，CPU 21获取路线的信息。最后，CPU 21采集视线信息(步骤S3016)。特别是，CPU 21根据与视点有关的信息(即，视点的坐标)来计算视线信息。视点的坐标可以作为用户使用输入设备25输入视点信息的结果来采集。另外，视线信息也可采用指示视线方向的形式作为用户使用输入设备25的结果直接输入。“观察信息”是表示在显示3D图像时显示屏幕上视点的信息，一般是以地图上坐标的形式来表示。于是，就完成了采集用于确定显示模式的各类信息的信息采集处理(图3中的步骤301)。

再参考图3，在下一个步骤S301中，CPU 21估计要在屏幕上显示目标的显示状态(步骤S302)。图1所示的显示状态估计部分12是由CPU 21执行步骤S302来实现的。在本实施例中，假定接收到修改的显示目标是道路目标和设施目标。因此，显示状态的估计只需要对有关的道路和设施目标进行。在本实施例中，对所显示的目标的显示状态而言，CPU 21估计显示目标的方位。特别是，CPU 21通过计算在视线和以3D图像显示的目标之间的水平角θ1来估计显示目标的方位。通常，“水平角θ1”定义为一条由平行于视线的直线和平行于显示目标方位的直线所构成的较小角度。因此，θ1是一个表示在屏幕上显示的目标方位的数字数值。

图5是说明水平角θ1的示意图。在图5中，点划线表示地图51的宽阔区域，而每条实线可表示地图51上的道路。表示地图51的地图数据是在步骤S3012中采集的数据。表示视点的视点信息是在步骤S3016中采集的数据。根据上述的定义，“道路54的水平角θ1”是在视线53和地平面上的道路54之间夹角的较小一个。也正如图5所示，是垂直角θ2，这将在下文中讨论。

例如，水平角θ1的计算如下。在表示道路的目标(下文中称之为“道路目标”)的情况下，表示道路方向的矢量数据和表示道路两端位置的坐标都包含于通常使用地图中的链数据中；因此，表示道路方向的矢量能够容易地从中获得。在“车站”或其它“设施”目标的情况下，地图数据包含表示设施形状的信息；因此，表示显示目标方位的信息就能从表示设施形状的信息中计算出来。此外，从步骤S301所采集的视线信息中，可以计算出表示视线方向的矢量。通过计算在表示显示目标的方位的矢量和表示地平面上视线方向的矢量之间的角度，就能求出θ1。注意所定义的角度是在0°至90°范围内的角度。因此，如果只是计算在表示显示目标方位的矢量和表示视线方向的矢量之间的角度会产生超过90°的数值，所以该计算值需要适当地转换到在0°至90°范围内的数值。

在步骤S302之后的步骤S303至步骤S305中，  CPU 21执行确定实际显示模式的处理，即，显示目标实际在屏幕上显示的模式。图1所示的显示模式确定部分13是由CPU 21执行步骤S303至S305来实现的。首先，对于在步骤S302中已经确定了显示状态的显示目标，CPU 21从水平角θ1中计算出变形程度D1(步骤S303)。在本实施例中，采用变形程度D1作为确定显示模式的参数。特别是，变形程度指示了在求出实际显示模式中施加到默认显示模式修改的程度。变形程度越大，要施加修改的程度就越大。

依照在θ1和D1之间预定关系来确定变形的程度D1。图6是说明根据本发明第一实施例在水平角θ1和基于该角度上所确定的变形程度D之间关系的示意图。正如图6所示，指出了θ1和D1之间关系，显然D1的增加正比于θ1从0°至90°的范围内的增加。

在步骤S303之后，CPU 21确定D1＝0是否能满足在步骤S303(步骤S304)中计算D1的显示目标。如果D1＝0，则CPU 21转入步骤S306，即，省略步骤S305的处理，因为不需要进行任何变形的处理。另一方面，如果D1＝0不能满足，则CPU 21确定在步骤S304(步骤S305)中已经被确定的显示目标的变形量。通过上述步骤S302至S305，修改显示数据，使得在3D地图中所包含道路目标中被选择显示的目标将以增加的宽度来显示。特别是，CPU 21根据在步骤S 303中所计算的变形程度D1对所选择的显示目标进行变形的处理。下文将特别讨论变形处理。

在根据本实施例的变形处理中，通过变化在默认显示模式下所定义显示目标的宽度Wr来确定实际的显示模式。显示目标的宽度Wr可根据等式1来确定：

Wr＝Wd×(1+D1)    等式1

等式1是通过变化显示目标的宽度从默认显示模式中确定实际的显示模式的公式。在等式1中，Wr表示为在实际显示模式中所显示目标的宽度；Wd表示为在默认显示模式下预先定义的显示目标的宽度；以及D1表示为如上述所讨论的变形程度。在地图数据中包含了在默认显示模式中显示目标的宽度Wd。于是，根据在地图数据中所包含的Wd和步骤S303所计算的D1就可以获得Wr。

在从步骤S303至S305的显示模式确定处理之后，CPU 21就进行步骤S306和S308显示图像的产生处理。图1所示的显示图像产生部分14是由CPU 21执行步骤S306和S308来实现的。首先，CPU 21产生步骤S304(步骤S306)确定的显示目标的形状数据。通常，“形状数据”是表示以3D图像显示目标的形状的数据。例如，在道路或道路目标的情况下，形状数据是通过将宽度信息加到在步骤S3012所采集到的地图数据中包含的道路或道路数据上，其中，在步骤S305中确定的Wr作为宽度信息使用。在地图数据中的显示目标是采用形状信息来表示的情况下，就从包含在地图数据中的形状信息中产生形状数据，其宽度变化成Wr。

接着，CPU 21确定是否对每一个显示的目标已经产生了形状数据(步骤S307)。如果确定对每一个显示的目标没有产生形状数据，则CPU 21就返回到步骤S302，对没有产生形状数据的任何显示目标重复从步骤S302至S306的一系列处理。另一方面，如果确定已经对所有显示的目标产生了形状数据，则CPU 21对在步骤S306所产生的各个显示目标组合成形状数据单元，从而产生表示整个显示图像的图像数据(步骤S308)。CPU 21所产生的图像数据发给输出设备26。输出设备26根据所接收到的图像数据进行显示处理，从而在屏幕上显示3D地图。

图7是说明根据本发明第一实施例操作的3D地图显示的例子。值得注意的是，在本实施例的下列讨论中所提及图(包括图7)中所说明的3D图像的例子都是基于图21所示的3D地图图像，且图像发生了修改。在偶然可以从下列图忽略显示目标(例如，车站)的时候，可以理解这类忽略只是为了简洁而做的且与本发明的处理无关，除非特殊指出。

在图7中，道路71至75以及车站76都是选择性进行变形处理。假定这里的变形程度D1是基于图6所示的关系来计算的。对道路71至73和车站76来说，假定所计算的θ1为90°。因此，从等式1中，可以计算出在实际显示模式下的道路宽度Wr为2Wd。于是，所显示的道路71至73和车站76以在默认显示模式下的宽度的两倍来显示。假定对道路74来说，所计算的θ1为45°，则从图6和等式1中计算出Wr为1.5Wd。于是，所显示的道路74具有在默认显示模式下显示道路宽度的1.5倍。另一方面，假定对道路75来说，所计算的θ1为0°，则D1＝0，即，没有进行任何变形处理。因此，所显示的道路75的宽度与在默认显示模式下所显示道路的宽度相同。

于是，根据第一实施例的导航装置，沿着左右方向延伸的道路在屏幕上显示，其道路具有比根据从其中显示3D地图的地图数据得到的道路更大的宽度。特别是，任何被确定为以横向方向定位的显示目标(即，θ1相对接近于90°)，其显示的宽度可大于预定的数值，而任何显示目标被确定为以上下方向定位的(即，θ1相对接近于0°)，其显示的宽度比预定数值基本上没有增加。于是，以3D图像显示的这些识别性能下降(即变得更加难以识别)的显示目标只能采用局部着重的方式来显示。这样不仅可以增强已经使识别性能下降的显示目标的视觉识别能力，而且还可以使整个屏幕变得更加容易观察。

虽然根据第一实施例的导航装置是以修改道路和设施目标的显示模式来解释的，但是显示模式修改的显示目标并不局限于以上范围。例如，当进行路线搜索时，表示作为搜索结果而找到的路线的显示目标时可以经历上述所提及的修改的。此外，表示各种交通信息的显示目标，例如，拥挤的道路或在建的道路，都可以进行上述的修改。

在第一实施例中，确定是否根据目标显示的角度，即，在视线和显示目标之间的水平角，来确定是否施加修改。在其它实施例中，确定是否进行修改的标准并不局限于上述条件。例如，如果装载了导航装置的车辆从当前位置前进时，这样的修改可以应用于任何道路和路线，除了车辆所需经过位置的道路和路线。这类标准可以提供与根据第一实施例用于图7所示例子的3D地图相同的效果。

在根据第一实施例确定实际显示模式的处理中，导航装置利用变形程度来确定显示模式。在其它实施例中，可以不利用变形程度来确定显示的模式。例如，根据估计的显示状态，导航装置只可以确定是否进行变形，以及任何已经变形的显示目标的宽度都均匀地加倍。

在第一实施例中所使用θ1和D1之间的关系并不局限于图6所示的关系，也可以使用提供D1唯一确定的任何其它关系。例如，可以使用图8A或图8B所示的关系。图8A和8B是说明根据本发明第一实施例在水平角θ1和基于该角度上所确定的变形程度D之间另一关系的示意图。在图8A，D1基本上为0，而θ1的数值就相对较小(即，显示目标的定向接近于屏幕的深度方向)；然而，一旦θ1快速超过一定的数值(例如，所显示目标的定向接近于屏幕的左右方向)，则D1就迅速增加。在图8B中，D1基本为0，而θ1的数值相对小(即，显示目标的定向接近于屏幕的深度方向)；然而，一旦θ1超过一定的数值，则D1就迅速增加，并且当θ1接近于90°时就基本上取常数。

值得注意的是，当采用没有修改的方式以3D图像显示时，沿着屏幕上下方向延伸的显示目标不会对识别带来特别的困难。于是，可以认为沿着屏幕上下方向延伸的显示目标不需要太多的变形。实际上，这类目标的变形肯会成为问题，因为在变形目标和变形目标的相邻显示目标之间可能的冲突。因此，要在θ1像图7所示那样小时确保不会出现变形，从而避免与进行这类不必要的变形有关的问题。

在第一实施例中，实际显示模式是利用变形程度D1来确定，而D1是基于水平角θ1来确定的。然而，本发明并局限于此。实际显示模式的确定可以不仅取决于水平角θ1，而且还取决于其它信息。下文将讨论根据第一实施例变化的显示模式确定方法。

在第一变例中，除了水平角θ1以外，还采用垂直角θ2。正如图5所示，垂直角θ2是在地平面的法线和视线之间的角度。因此，如果视线直接针对地图上方，则θ2＝0°。垂直角θ2也可用于确定变形程度(称之为“垂直变形程度D2”)。虽然一般可假定θ2和D2具有于图6所示的θ1和D1之间的相同关系，但是也可以使用根据θ2提供D2唯一确定的任何关系。假定道路的宽度需要修改，则显示目标的显示模式就可以根据等式2来确定：

Wr＝Wd×(1+D1)×(1+D2)    等式2

虽然等式2时用于确定道路宽度Wr的公式，但类似的公式也可以用于确定诸如设施目标的显示目标的宽度。

接着，讨论本导航装置的第一变例的操作。由于CPU 21的处理流程类似于图3所示的处理，所以只讨论它们之间的差异。在图3步骤S303的变形程度计算处理中，CPU 21计算变形程度D1和垂直变形程度D2。接着，在图3步骤S304的确定处理中，CPU 21确定D1＝0能否满足。如果D1＝0，则CPU 21转入步骤S306。如果D1＝0不满足，则CPU 21就根据等式2基于D1和D2来进行变形处理。步骤S301和S302的处理和步骤S306的处理类似于在第一实施例中的处理。

图9A和9B是说明根据本发明第一实施例的第一变例显示图像的示意图。在图9A中假定θ2＝60°，而在图9B中假定θ2＝80°。正如以上所提及的，θ2和D2具有与图6所示的相同关系，使得D2的增加正比于θ2的增加。因此，在图9B中所取得D2的数值大于图9A中的数值，所以根据等式2，在图9B的实际显示模式中所显示道路的宽度就变得大于图9A。其结果是，图9B中所示的道路目标71至74具有比图9A更宽的道路宽度。对道路75来说，因为D＝0不进行任何变形处理，所以在图9A和图9B之间道路的宽度是相同的。

于是，根据第一变例，显示目标的显示模式可以随垂直角θ2而变化。在3D显示图像中，由于沿着横向方向延伸的显示目标会随着视点的降低(即，俯角变小)而在识别性能上出现较大的下降，所以要确保随着视点的降低而提供较大的变形程度，正如以上所讨论的。

接着，将讨论第一实施例的第二变例。根据第二变例的显示模式确定方法除了水平角θ1以外，还采用了从当前位置到显示目标的距离1。该距离1是从图4步骤S3011采集的用户位置信息和表示图4步骤S3012采集的地图数据中所包含显示目标位置的信息中计算出来的。距离1可用于确定变形的程度(下文称之为“距离变形程度D3”)。在1和D3之间关系的特别例子将随后讨论。假定道路的宽度在修改，显示目标的显示模式可以根据等式3来确定：

Wr＝Wd×(1+D)×(1+D3)    等式3

虽然等式3是用于确定道路宽度Wr的公式，但类似的公式也可以用于确定诸如设施目标的显示目标的宽度。

根据第二变例的本导航装置的操作类同于在第一显示模式确定方法下的操作，除了D3的计算取代了D2，以及采用等式3取代了等式2，因此省略了这些讨论。

接着，将讨论在1和D3之间关系的特殊例子，以及在该关系下的显示模式的例子。图10是说明根据本发明第一实施例的第二变例的距离1和距离变形程度D3之间关系的示意图。图11是第二变例采用图10的关系时所举例的显示图像。在图10中，D3时随着1增加而增加的。在这种情况下，正如图11所说明的，离当前位置越远的道路就以增加道路宽度的方式来显示。同样，在图11中，与图21相比，道路71是变形的，使得道路的宽度变得宽的多，而道路73基本上没有变形。

在3D显示图像中，相对接近当前位置的目标并不会以太窄的方式呈现而使之难以被识别，而距离当前位置较远的显示目标变得难以识别。因此，通过设置图10所示在D3和1之间的关系整个屏幕的视觉识别能力就能有效地提高。

图12是说明根据本发明第一实施例的第二变例在距离1和距离变形程度D3之间另一关系的示意图。图13是当第二变例中采用图12所示的关系时所举例的显示图像。在图12中，D3取相对大的值，同时1在约100和200之间，并且另外取相对小的值。在这种情况下，如图13所示，以增加的道路宽度仅显示从当前位置预定范围内的道路。因此，在图13中，与图21相比，对道路72进行变形已具有宽的多的宽度，而道路71和73实质上不变形。

在3D显示图像中，相对接近当前位置的目标并不会以太窄的方式呈现而使之难以被识别，因此就很少需要进行这类显示目标的变形处理。另一方面，离当前位置非常远的目标就不需要了，它非常容易被识别，因为这类目标对用户来说不是十分重要。因此，通过设置图12所示在D3和1之间的关系整个屏幕的视觉识别能力就能有效地提高，因为只对需要部分进行变形的处理。

虽然根据垂直角θ2和上述讨论变例中的距离1来确定显示模式，但也可根据显示目标类型而变化的变形程度来确定显示的模式。通常，显示目标“类型”可以是道路的类型，例如，国道和区道，或实际道路的宽度。特别是，所采用的变形程度对国道取“1“，而对区道取“0.5”，而不是上述等式2中的θ2。

在第一和第二变例中，所确定的显示模式是基于变形程度D与其它变形程度的组合，以求获得更有效的变形。在其他实施例中，可以只对满足预定条件的目标进行变形的处理，同时变形处理也依赖计算的变形程度D。例如，在图3的步骤S305的变形处理中，CPU 21只在显示目标为特殊类型的道路是才进行变形处理。在这种情况下，就需要地图数据能包含表示道路类型的信息。另外，通过依赖于路线的信息，CPU 21可以只对当前已经找到的道路进行变形处理。另外，通过依赖用户位置信息，只对连接最接近当前位置的交叉点的道路进行变形的处理。此外，如果在第一和第二变例中的参数θ2和/或1能满足预定条件，可以确保进行变形处理。

(第二实施例)

接着讨论本发明的第二实施例，在第一实施例中，由于对默认显示模式进行修改，所以显示目标会与另一个显示目标发生冲突。图14是显示目标与其他显示目标冲突情况下显示图像的例子。在图14中，对道路81和82进行变形处理使之能增加道路的宽度，从而使道路81和82与绿化区域84相互重叠。于是，在第一实施例中，其中所进行的变形处理与任何其它显示目标显示状态无关，有可能如图14所示使两个或多个显示目标与另一个显示目标相冲突。第二实施例中提供了超越第一实施例的进一步改善。

接着，讨论根据第二实施例的导航装置。图15使说明根据本发明第二实施例的CPU 21的操作流程的流程图。根据第二实施例的导航装置具有类似于图2所示的第一实施例的导航装置的结构。根据第二实施例的操作类同于根据第一实施例的操作，除了图3中的步骤S308。因此，省略了直到步骤S307处理的讨论，而以下只讨论一些后续的过程。

在图15中，在步骤S307之后，CPU 21确定是否存在着有两个目标与另一目标像冲突的位置(步骤S3081)。步骤S3081的确定是通过从在步骤S306中所产生各个目标形状数据中产生图像数据来进行的。如果没有这类冲突的位置，CPU21就转入步骤S3083。

另一方面，如果存在着冲突的位置，CPU 21就执行冲突删除处理(步骤S3082)。特别是，CPU 21修改两个冲突目标中的一个目标，该目标采用删除冲突的方式而不进行步骤S306的变形处理。参照图14，例如，为了能删除在道路81和绿化区域84之间冲突，CPU 21修改绿化区域84(因为该目标不进行变形的处理)。同样，为了能删除在道路82和绿化区域84之间冲突，修改绿化区域84。

接着，CPU 21对各个目标的形状数据单元进行组合，从而产生表示整个显示图像的图像数据(步骤S3083)。S3053的处理类似于图3中的步骤S308的处理。

图16是说明依照本发明第二实施例的操作显示3D图像的例子的示意图。值得注意的是，图16仅仅显示了图14中冲突位置近邻的图像。图16中的虚线显示如何在进行冲突删除处理之前显示目标。正如图16所示，冲突绿化区域84的宽度(即，不进行变形处理的目标)可以调整使之不与道路81和82相冲突。

用于删除冲突的特殊方法并不局限于上述方法，也可以使用任何其它方法。图17A和17B是说明在本发明第二实施例中使用其它冲突删除方法的图。值得注意的是，类似于图16，图17A和图17B都只显示了图14中冲突位置近邻的图像，图17A中的虚线显示如何在进行冲突删除处理之前显示目标。图17A说明了在修改两个冲突目标位置的冲突删除方法。在这种情况下，CPU 21计算在两个冲突目标之间的中间点，并且修改两个目标中每一个目标使之不会绘制超出所计算的中间点。图17B说明了另一冲突删除的方法，在该方法中，所显示的冲突目标以远离当前位置的方向移位。例如，在图17B的情况中，首先计算绿化区域84以在移位位置显示而不与道路82相冲突，随后再计算道路81以在移位位置显示而不与绿化区域84相冲突。

还有另外一种冲突删除处理的方法。例如，在两个冲突的目标之间，可修改已进行变形处理的目标。另外，两个冲突目标中一个目标可以简单地不显示出来，而不是修改，从而删除冲突。

此外，根据优先权选择两个冲突目标中的一个用于修改。在这种情况下，具有较大区域的目标分配较高的优先权，或者，在地图数据中包含其名称的目标分配较高的优先权。因此，类似于路标的目标将允许在不修改的条件下以大的图像来显示。另外，可以根据目标的类型事先分配优先权。例如，公园和绿化区域，(这些可以作为路标)可分配较高的优先权，而正常的房屋可分配较低的优先权。通过这类备选的安排也能够获得类似于上述讨论的效果。

(第三实施例)

接着，讨论本发明的第三实施例。根据第三实施例修改显示模式的方法，表示路线的目标(下文称之为“路线目标”)可以修改使之能在3D显示图像中以“直立”出现，而不同于第一和第二实施例。根据第三实施例的导航装置具有类似于图2所示的第一实施例的导航装置的结构。根据第三实施例的操作类同于根据第一实施例的操作，除了图3中的步骤S302，S303，和S305。因此，以下特别讨论有关步骤S302至S305。在第三实施例中，假定为了便于讨论路线目标只显示可以进行变形处理的显示目标。

根据第三实施例，在图3步骤S302的显示状态估计处理中CPU 21估计要显示的路线目标是沿着分支道路还是沿着存在着超越分支道路的道路延伸。通常，“分支道路”是连接着参考道路的道路，在其本身和参考道路之间夹角的较小一个等于或大于预定的数值。通常，“参考道路”是在3D地图的视点以下通过且沿着深度方向延伸(即，沿着屏幕的上下方向延伸)的道路。因此，无论是参考道路，还是沿着参考道路延伸的任何路线目标都不需要变形处理。于是，步骤S302的处理确定是否根据路线目标是否沿着参考道路而延伸的确定进行变形处理。换句话说，在步骤S302中，CPU 21确定了跨越分支道路连接参考道路处的交叉是否存在待显示的路线目标(下文中称之为“变形起始交叉点”)。

在本实施例中，确定涉及到是否跨越变形起始交叉点存在显示的路线目标。因此，不仅沿着分支道路延伸的路线目标，而且所有跨越变形起始交叉点存在的路线目标，都要进行变形处理。然而，在其他实施例中，确定只涉及到待显示的路线目标是否沿着分支道路延伸，在这种情况下，不是所有跨越变形起始交叉点存在的路线目标，都要进行变形处理。

“分支道路”的确定可以如下进行。例如，如果在“参考道路”链和与其相连的“道路链”之间夹角的较小一个超出了预定的阈值数值时，这类道路就可确定为“分支道路”。另外，如果在视线和连接参考道路的道路之间的角度(对应于第一实施例中的水平角度θ1)超过了预定阈值数值时，这类道路可确定为“分支道路”。本实施例对这类确定的详细算法是不关心的。

接着，CPU 21在步骤S303的变形程度计算处理中计算变形程度。在第三实施例中，如果路线被估计为超过了步骤S302中变形起始交叉点的路线，则变形程度就定为“1”。另一方面，如果路线被估计为没有超过了步骤S302中变形起始交叉点的路线，则变形程度就定为“0”(即，没有进行变形的处理)。换句话说，沿着被确定为跨越变形起始交叉点存在的的道路(即，分支道路)延伸的路线将修改其显示模式。另一方面，沿着被确定为不存在着超出变形起始交叉点(即，参考道路)的道路延伸的路线将不具有修改的显示模式。

在步骤S305的变形处理中，CPU 21将一些道路目标更改为直立显示。特别是，如果在步骤S303计算的变形程度D为“1”，CPU 21就进行治理修改作为变形处理。另一方面，如果D＝0，CPU 21就不进行直立修改。

接着，将参照一些特殊例子来讨论根据第三实施例的操作。图18是说明依照本发明第三实施例的操作显示的3D图像例子的示意图。在图18中，显示了路线目标91至93。

在图18中，对应于道路95的路线在步骤S302中估计为不是跨越变形起始交叉点延伸的路线。换句话说，道路95是参考道路。因此，在步骤S303中，对应于道路95的路线来说，D计算为“0”。于是，在步骤S305中，对应于道路95的路线不接受直立修改，但是可以绘制在地平面上。换句话说，对应于道路95的路线目标是以默认显示模式来显示(即，没有任何修改)，从而产生路线目标93。因此，在图18中，任何处于低于视点以下的显示目标和沿着屏幕上下方向延伸的显示目标都可确定为易于识别(即，不会出现变差地识别性能)，且可绘制在地平面上。

另一方面，对应于道路94的路线在步骤S302中被估计为跨越变形起始交叉点而延伸的路线。换句话说，道路94是分支道路。因此，在步骤S303中，对于对应于道路94的路线所计算的变形程度为“1”。因此，在步骤S305中，对应于道路94的路线接收直立修改。于是，对应于道路94的路线目标就要修改，产生路线目标91和92。在本实施例中，沿着分支道路所延伸的任何显示目标的识别都是困难的(即，承受了变差的识别性能)，因此，被绘制成具有相对于地平面的“高度”来呈现。可喜的是，图18所显示的两类路线目标都是绘制在地平面上的显示目标(路线目标91和93)，并且显示目标接收了直立修改，使之绘制在地平面上绘制的显示目标之上(路线目标92)。

以多个指向路线前进方向的箭头方式沿着并在路线目标91之上显示路线目标92。通常，“直立修改”会使得在默认显示模式下的地平面中绘制的显示目标被绘制成具有一定的“高度”，而不再是地平面中。值得注意的是，不是每一个显示目标都需要三维直立形状。例如，显示的目标可以是诸如图18所示的箭头形状的路线目标92的平面显示目标(在沿着屏幕的深度方向具有0尺寸)。

于是，根据第三实施例的导航装置，沿着屏幕上下延伸的路线可以具有相对于地平面的“高度”的直立形状来显示。通过这类直立修改，与路线目标的宽度增加相比，可以进一步增加视觉的识别性能、

值得注意的是，在真实世界中对平面形状目标，例如道路，进行直立修改将会在显示的地图和实际感觉之间产生相当大不协调，因此使用户无法正确感知所显示的图像。同样，根据第三实施例而进行的直立修改可以应用于路线目标，这不是存在于真实世界中的任何目标的表示。这就不会产生显示地图和真实世界之间的任何不协调了。

第三实施例说明了进行直立修改的路线目标的例子。在其它实施例中，任何不是路线的显示目标都可以进行直立修改，例如，表示各种交通信息(例如，拥挤的道路或在建的道路)的显示目标。这类交通信息可以采用具有如图18所示的方向性箭头的显示目标来表示。例如，拥挤的方向(即，交通拥挤的方向)可以采用表示交通信息的显示目标来指出。此外，“设施”目标(即，车站)也可以进行直立修改，使得在默认显示模式下以平面形状绘制的设施目标可以接收在实际显示模式中的直立修改。

在第三实施例中，路线目标可以表示路线前进方向的形状来显示，从而允许用户对路线前进方向的直觉理解。此外，在第三实施例中，接收直立修改的显示目标可以分离的目标来显示，除了对默认的显示目标之外，绘制出了分离的目标。因此，与已经接受了直立修改的显示目标以默认显示目标的整体(即，不再是分离的)扩展来显示的情况相比，用户可以更加容易识别该显示的目标。

在第三实施例中，跨越变形起始交叉点延伸的路线接收直立修改，而对于任何其它路线就不再进行变形的处理。换句话说，对处于当前位置之前的路线就不再进行变形处理，因为这样的路线是显示在屏幕显示3D图像的中心，在其范围内就不需要进行任何变形处理。此外，如果对这些目标进行变形处理，则这类路线可以与其它显示目标发生冲突，从而使识别性能变差。同样，通过只对跨越变形起始交叉点延伸的路线进行变形处理，就确保只对能有效的进行变形处理的显示目标进行变形处理。于是，根据第三实施例，能够有效的提高显示目标的视觉识别性能。

虽然第三实施例已经说明了只对路线进行变形处理的例子，但是第三实施例也可应用于对其它任何显示目标进行变形处理的情况。在该情况下，任何不是路线的显示目标的显示模式都可以通过增加其道路的宽度来修改，而路线目标的显示模式可以接收所施加的直立修改。

虽然第三实施例说明了变形程度取“1”或“0”的例子，但在其它实施例中，也可以设置变形程度D使之能随着第一实施例的水平角而连续变化。此外，可以接收直立修改的显示目标的尺寸，“高度”和/或颜色也可以随变形程度D而变化。例如，通过保证显示的目标能随着变形程度的增加而以更突出颜色来显示，这就有可能呈现出更易理解的信息，否则会对用户的直觉理解会带来困难。

在其它实施例中，所显示的目标包含了如图18所示的多个显示目标，所显示目标的数目和/或它们相互间的间隔可以根据变形程度D来变化。特别是，如图18所示的箭头形状显示目标的数目，和/或它们相互间的间隔可以根据变形程度D来变化。图19A、19B、19C和19D是说明采用图18所示的箭头显示目标方式的变化可以根据水平角来呈现的示意图。图19A是显示(这不是说明实际地图数据)在视线和表示具有水平角为90°的箭头形状显示目标之间关系的示意图。图19B是说明图19A中表示具有水平角度为90°路线所示的路线目标96的实际图像。在图19A所示的状态中，其中表示路线目标96方向的矢量97和表示视线方向的矢量98构成水平角为90°，路线目标96将以图19B所示的实际显示模式来显示。

另一方面，图19C是显示(这不是对真实地图图像的说明)在视线和表示具有水平角为30°的箭头形状显示目标之间关系的示意图。图19D是说明图19A中表示具有水平角为90°的路线所示的路线目标的实际图像。在图19A所示的状态中，其中表示路线目标96方向的矢量97和表示视线方向的矢量98构成水平角度为30°，路线目标96将以图19D所示的实际显示模式来显示。

通过比较图19B和图19D，就可以看到箭头取决于路线的方向是接近于左右方向(即，接近于90°)还是接近于上下方向(即，接近与0°)而不同呈现的。特别是，在图19D中箭头(路线目标)的长度和间隔比图19B更小，这就会引起变差的识别性能。因此，在路线的方向接近于上下方向的情况下，箭头的长度和间隔可以随变形程度D而变化。特别是，箭头的长度和间隔可以随变形程度D，即随着水平角的增加而增加，从而箭头形状的显示目标的视觉识别性能可以进一步地提高。

在图18所说明的第三实施例中，对应于道路94的路线可以两个不同的显示目标来显示(91和92)。在其它实施例中，表示路线的显示目标的显示模式可以修改，使其显示具有“高度”，从而使得显示目标可以单一直立的图像来呈现。图20是说明依照本发明第三实施例操作的另一例3D地图显示的示意图。在图20中，所显示的路线目标99表示了对应于道路94的路线，而不是在图18中所示显示图像例子中路线目标91和92。在图20中，路线目标99隐藏了其对应道路94大部分。

通过比较图18和图20，可以看到在采用了两个不同的显示目标91和92图18中，道路94可以很容易地识别出来，因为它没有被路线目标91和92所隐藏。任何位于道路94之后的显示目标也很容易被识别。于是，用户可以希望采用图18采用两个不同显示目标的显示模式而不是图20采用单一直立显示目标的显示模式。

在第三实施例中，进行了直立修改的显示目标(图18所示的路线目标92)可以垂直于地平面来排列，或通过利用视线信息以垂直于3D显示图像中的视线方向来排列。在以垂直于视线方向来排列显示目标的情况下，这些目标可以具有某种程度的识别性能，而与显示的俯角无关，因为是垂直于视线而与视线所取的俯角无关来显示。

尽管详细讨论本发明，但上述讨论说明性地但不是限制性地说明了各个方面。应该理解到，可以在不脱离本发明的范围内建议出许多的其它修改和变化。

Claims (13)

1.一种地图显示装置，它适用于在屏幕上显示3D地图，3D地图是以视点所观看的角度来显示的，它包括：

地图数据采集部分，它用于采集包括显示3D地图的显示数据的地图数据；

修改部分，它用于对于表示包含在3D地图中的道路的所选一个道路目标和/或沿着道路延伸的目标修改显示数据，使得被选择的目标具有增加的宽度；

方位计算部分，它用于计算在屏幕上显示的道路目标和/或沿着道路延伸目标的方位；以及

显示部分，它用于显示包含已经由修改部分增加其宽度的选择目标的3D地图，

其中修改部分根据方位计算部分所计算的方位来确定是否增加目标的宽度。

2.如权利要求1所述地图显示装置，其特征在于：方位计算部分以方位来计算在来自视点的视线和各个道路目标和/或沿着道路延伸的目标之间的角度，该角度以地平面为基准。

3.如权利要求1所述地图显示装置，其特征在于，进一步包括：变形程度计算部分，它用于计算所修改的显示数据的变形程度，

其中修改部分根据变形程度确定应用于显示数据的修改量。

4.如权利要求3所述地图显示装置，其特征在于，进一步包括：方位计算部分，它用于计算在屏幕上显示道路目标和/或沿着道路延伸的目标的方位，

其中变形程度计算部分根据方位计算部分计算的方位来计算变形程度。

5.如权利要求3所述地图显示装置，其特征在于：变形程度计算部分根据视线和地平面之间的俯角来计算变形程度。

6.如权利要求3所述地图显示装置，其特征在于：变形程度计算部分根据视点到目标的距离来计算变形程度。

7.如权利要求3所述地图显示装置，其特征在于：

地图数据包括表示各个目标类型的类型信息，以及，

变形程度计算部分根据类型信息来计算变形程度。

8.如权利要求3所述地图显示装置，进一步包括：

路线信息采集部分，它用于采集表示从起始点到目的点路线的路线信息，

其中，变形程度计算部分根据路线信息来计算变形程度。

9.如权利要求1所述地图显示装置，进一步包括：

冲突确定部分，它用于根据修改部分修改的显示信息来确定是否有重叠目标；以及，

冲突删除部分，它用于控制显示部分，当冲突确定部分确定存在着重叠的目标时，显示至少一个重叠的目标使之不与其它目标相重叠。

10.如权利要求9所述地图显示装置，其特征在于：当冲突确定部分确定存在着重叠的目标时，冲突删除部分改变至少一个重叠目标的宽度使之不与其它目标相重叠。

11.如权利要求9所述地图显示装置，其特征在于：当冲突确定部分确定存在着重叠的目标时，冲突删除部分改变至少一个重叠目标的显示位置使之不与其它目标相重叠。

12.如权利要求9所述地图显示装置，其特征在于：当冲突确定部分确定存在着重叠的目标时，冲突删除部分控制显示部分仅仅只显示一个重叠的目标。

13.一种地图显示方法，它适用于在屏幕上显示3D地图，3D地图是以视点所观看的角度来显示的，它包括：

地图数据采集步骤，采集包括显示3D地图的显示数据的地图数据；

修改步骤，对于表示包含在3D地图中的道路的所选一个道路目标和/或沿着道路延伸的目标修改显示数据，使得被选择的目标具有增加的宽度；

方位计算步骤，用于计算方位，以该方位在屏幕上显示道路目标和/或沿着道路延伸的目标；以及

显示步骤，显示包含已经由修改部分增加其宽度的选择目标的3D地图，

其中修改步骤根据方位计算步骤所计算的方位来确定是否增加目标的宽度。

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