Патент на изобретение №2383056
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) НАВИГАЦИОННАЯ СИСТЕМА (ВАРИАНТЫ)
(57) Реферат:
Изобретение относится к навигационным системам. Техническим результатом является формирование и отображение приблизительной конфигурации перекрестка, которые не требуют большого количества вычислений и возможность применения заявленной навигационной системы для маломощных терминалов. Результат достигается тем, что навигационная система содержит память, сконфигурированную для хранения картографических данных, входное устройство, сконфигурированное для получения информации, относящейся к перекрестку, к которому подъезжает транспортное средство, GPS-устройство, сенсорное устройство, сконфигурированное для определения направления, в котором движется транспортное средство, контроллер, сконфигурированный для формирования карты перекрестка, указания о продвижении транспортного средства по дороге, ведущей к перекрестку, и, по меньшей мере, одной дороге, отходящей от перекрестка, и стрелки, указывающей предлагаемый маршрут для подъезда к перекрестку и выезда с него, причем контроллер сконфигурирован для вычисления относительного угла между дорогой, ведущей к перекрестку, и, по меньшей мере, одной дорогой, отходящей от перекрестка, и формирования указания о продвижении транспортного средства путем постепенного закрашивания стрелки или постепенного обесцвечивания стрелки и блок управления отображением, сконфигурированный для отображения карты перекрестка, указания о продвижении транспортного средства и стрелки. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 12 ил.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Область техники, к которой относится изобретение [1] Настоящее изобретение относится к навигационной системе, а именно – к навигационной системе и способу ее работы. Навигационная система показывает конфигурацию сложного перекрестка, к которому приближается водитель, и отображает место поворота и скорость движения автомобиля на маршруте, по которому направляется водитель. 2. Уровень техники [2] В общем случае навигационная система отмечает на карте, отображаемой на экране, текущее местоположение движущегося объекта, рассчитываемое на основе информации, полученной со спутника глобальной системы определения местоположения (Global Positioning System) (далее – GPS). [3] Кроме того, навигационная система предоставляет водителю любую информацию, которая требуется ему для передвижения, например направление передвижения движущегося объекта, расстояние до пункта назначения, текущая скорость движения движущегося объекта, маршрут до пункта назначения, выбранный водителем до отправления, и оптимальный маршрут до пункта назначения. [4] Навигационная система, или GPS широко используется на различных видах движущихся объектов, включая суда, самолеты или автомобили, и подтверждает текущее местоположение и скорость движения движущегося объекта или определяет маршрут передвижения. [5] В частности, навигационная система рассчитывает текущее местоположение движущегося объекта на основе радиоволн (или сигналов), указывающих широту, долготу и высоту движущегося объекта, получаемые от множества спутников GPS. После этого навигационная система предоставляет водителю картографическую информацию, включая текущее местоположение движущегося объекта, путем визуального или речевого управления. [6] Следовательно, полная навигационная система – это система управления маршрутом, вычисляющая текущее местоположение автомобиля на основе информации, полученной от GPS, и отмечающая текущее местоположение автомобиля на карте или на экране. [7] Полная навигационная система также предоставляет водителю любую информацию, требующуюся ему для передвижения, например, направление передвижения движущегося объекта, расстояние до пункта назначения, текущую скорость движения движущегося объекта, маршрут до пункта назначения, выбранный водителем до отправления, и оптимальный маршрут до пункта назначения. [8] На фиг.1 представлена схема, отражающая конфигурацию известной навигационной системы. [9] Как показано на фиг.1, GPS-приемник 102 при помощи антенны получает данные о местоположении, переданные множеством GPS-спутников 100, а датчик скорости/гиродатчик 104 определяет угол поворота и скорость автомобиля. [10] Входное устройство 106 – это пользовательский интерфейс, при помощи которого пользователь вводит любой тип ключевого сигнала или задает желаемый маршрут передвижения. [11] В памяти картографических данных 108 хранятся картографические данные и другая дополнительная информация. В качестве памяти картографических данных 108, как правило, используется CD-ROM (компакт-дисковое запоминающее устройство). [12] Контроллер 110 управляет основными операциями навигационной системы. С этой целью контроллер 110 определяет текущее местоположение движущегося объекта на основе сигналов, полученных от GPS-приемника 102, и соотносит определенное текущее местоположение движущегося объекта с картографическими данными, хранящимися в памяти картографических данных 108. [13] Когда пользователь вводит отправной пункт и пункт назначения через входное устройство 106, контроллер 110 осуществляет поиск маршрута передвижения из текущего местоположения движущегося объекта до пункта назначения, обращаясь к картографическим данным, хранящимся в памяти картографических данных 108. Затем контроллер 110 через блок управления отображением 112 выводит на дисплей 114 найденный маршрут передвижения на цифровой карте. [14] Блок речевого управления 116 через громкоговоритель 118 формирует речевое сообщение, направляющее водителя движущегося объекта по маршруту передвижения. Однако такое речевое управление не является абсолютно обязательным для описанной выше навигационной системы. [15] В кратком изложении, навигационная система получает сигналы от множества GPS-спутников 100, расположенных вокруг Земли, и отслеживает траекторию перемещения автомобиля, определяя направление его передвижения. [16] Кроме того, навигационная система предоставляет водителю автомобиля кратчайший маршрут от отправного пункта до пункта назначения. [17] Однако водители, не способные прочитать карту или не могущие достаточно быстро прочитать цифровую карту, часто испытывают неудобство при использовании известной полной навигационной системы, поскольку эта система лишь отмечает текущее местоположение автомобиля на цифровой карте, отображаемой на экране, и не предоставляет никаких других возможностей для распознавания отмеченного местоположения. [18] Кроме того, водители испытывают дополнительное неудобство вследствие сложного способа работы такой навигационной системы, поскольку при этом снижается сосредоточенность водителя в процессе вождения, что может привести к аварии. [19] В настоящее время на рынке существует навигационная система Turn-By-Turn (“От поворота к повороту”) (далее – навигационная система последовательных поворотов), решающая описанные выше проблемы. В навигационной системе последовательных поворотов, в отличие от полной навигационной системы, для указания водителю требуемого направления движения используется стрелка. [20] Излишне говорить о том, что наиболее фундаментальной и при этом существенной функцией в графическом пользовательском интерфейсе (GUID) навигационной системы последовательных поворотов является стрелка, указывающая направление. [21] На фиг.2 показан пример осуществления системы службы информации о дорожном движении, в которой портативный терминал отображает управление для перекрестка, т.е. в каком направлении следует автомобилю делать поворот, с помощью стрелки. [22] Для получения услуги, показанной на фиг.2, пользователь должен осуществить беспроводной доступ в Интернет со своего портативного терминала и выбрать ‘Traffic information service’ (Служба информации о дорожном движении). После этого пользователь должен ввести желаемый пункт назначения. Затем система информации о дорожном движении отображает полезную информацию о дорожном движении на жидкокристаллическом дисплее (ЖКД) портативного терминала, указывающую стрелкой на направление к пункту назначения. [23] Как показано на фиг.2, в верхней части ЖКД 200 портативного терминала находится название перекрестка (например, Фест иншуранс интерсекшн 210), а в центральной части ЖКД 200 находится стрелка левого поворота 220 на этом перекрестке. Кроме того, справа от указательной стрелки 220 находятся три изображения: отображается расстояние 230, оставшееся до пересечения дорог на перекрестке, отображается расстояние 240 до пункта назначения, выбранного пользователем, и отображается время 250, оставшееся до прибытия в пункт назначения. В нижней части ЖКД 200 отображается название дороги 260 и отображается готовность 270 к получению сигналов GPS, т.е. отображается, могут ли быть приняты сигналы GPS. [24] Однако проблема при использовании стрелки для управления на перекрестках на маршруте до пункта назначения заключается в том, что водитель на перекрестке может легко перепутать дорогу, на которую он должен повернуть, поскольку изображение указательной стрелки не всегда совпадает с реальной дорогой. [25] Более того, сложный перекресток, который обычно состоит из нескольких узлов и хорд и который не может быть обозначен одним узлом, трудно отразить, просто используя указательную стрелку левого или правого поворота. [26] Если указательная стрелка левого или правого поворота применяется для обозначения каждого узла сложного перекрестка, водитель (или пользователь) может не успевать отслеживать быстро меняющуюся стрелку. [27] Даже если указательная стрелка могла быть использована только однократно на сложном перекрестке дорог, водитель, которому требуется въехать на сложный перекресток, более крупный и сложный, чем обычные перекрестки, еще больше запутается, не зная куда повернуть. [28] В последние годы навигационные системы использовались для осуществления управления маршрутом движения путем использования изображений стрелок, например, движения прямо, левого поворота, правого поворота и разворота. Такой способ не был эффективен в реальных ситуациях, поскольку на многих перекрестках дороги соединяются одна с другой под разными углами. [29] Особенно в тех ситуациях, когда дороги, соединяющиеся на перекрестке, расположены очень близко, изображение указательной стрелки поворота скорее мешает водителю, лишая его возможности найти дорогу, на которую требуется свернуть. [30] На фиг.3А-3С показано использование указательной стрелки на маршруте к пункту назначения для сложного перекрестка согласно известной навигационной системе последовательных поворотов. [31] На фиг.3А показана простая конфигурация реального перекрестка, наблюдаемого со стороны подъездной дороги для автомобиля. На этом перекрестке подъездная дорога соединяется с несколькими другими дорогами. [32] Как показано на фиг.3А, другие дороги соединяются на перекрестке под разными углами. В частности, выездная дорога размещена очень близко к соседним дорогам. [33] Следовательно, наиболее вероятной ситуацией, когда известная навигационная система последовательных поворотов осуществляет управление маршрутом движения просто с использованием изображений стрелки, т.е. стрелки движения вперед, левого поворота, правого поворота и разворота, как показано на фиг.3В, будет то, что водитель не попадет на нужный маршрут и поедет вместо этого по соседней дороге, поскольку существует большая разница между направлением изображения стрелки и направлением реальной выездной дороги, по которой он должен следовать. [34] Например, как показано на фиг.3А, с подъездной дорогой под разными углами соединены четыре дороги. [35] В данном случае дорога нужного направления расположена под углом 210° против часовой стрелки от подъездной дороги. [36] В такой ситуации традиционная навигационная система обеспечивает водителю изображение стрелки левого поворота, аналогичное тому, которое показано на фиг.3В. Однако при сравнении фиг.3В с фиг.3А становится очевидным, что изображение стрелки левого поворота существенно отличается от фактической конфигурации дорог и, следовательно, водитель может запутаться на перекрестке, не зная, куда повернуть. [37] Несмотря на то, что в известной навигационной системе последовательных поворотов хранится большое число различных форм изображений стрелок для управления, все еще существует ограничение по управлению на перекрестках из-за технических особенностей информационного терминала для транспортного средства. Следовательно, навигационная система последовательных поворотов не может обеспечить точное изображение стрелки для каждого перекрестка в реальной жизни. [38] Более того, для сохранения более одного изображения стрелки для управления и отображения изображений стрелок для водителя требуется слишком большой объем памяти в навигационной системе последовательных поворотов, даже если это делается с помощью водителя. [39] С другой стороны, как показано на фиг.3С, изображение стрелки может быть достаточно гибким, чтобы устанавливать произвольный угол. Однако если дороги, соединяющиеся с подъездной дорогой, построены вплотную и водитель получает только стрелку для управления, непросто отличить выездную дорогу от других дорог на перекрестке. [40] Другой проблемой в известной навигационной системе последовательных поворотов является то, что эта система не указывает скорость движения автомобиля, въезжающего на сложный перекресток. Таким образом, водитель не может узнать, попал ли он на ту выездную дорогу, на которую ему требовалось. СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ [41] Цель настоящего изобретения заключается в решении по меньшей мере вышеуказанных проблем и(или) устранении по меньшей мере вышеуказанных недостатков и обеспечении по меньшей мере описанных ниже преимуществ. [42] Таким образом, одной из целей настоящего изобретения является решение указанных выше проблем путем обеспечения навигационной системы и способа ее работы, при этом навигационная система быстро формирует стрелку, которая отражает конфигурацию сложного перекрестка, чтобы указать водителю, куда повернуть, и отображает стрелку для водителя, предоставляет водителю текущее местоположение автомобиля и отображает текущую скорость движения автомобиля, благодаря чему водитель может легко выделить нужную ему выездную дорогу независимо от того, сколько дорог соединяются с его подъездной дорогой на перекрестке, даже если перекресток образован множеством узлов и хорд и не может быть обозначен одним узлом. [43] Указанные выше и другие цели и преимущества достигаются путем обеспечения навигационной системы, включающей память картографических данных для хранения картографических данных; входное устройство, содержащее модуль маршрутного справочника, в который пользователь вводит информацию и(или) указывает маршрут передвижения, благодаря чему модуль маршрутного справочника предоставляет информацию о маршруте от подъездной дороги для автомобиля до выездной дороги с перекрестка; GPS-приемник, содержащий модуль определения местоположения для определения текущего местоположения автомобиля на основе информации о местоположении, предоставляемой, по меньшей мере, одним GPS-спутником; гиродатчик для определения угла поворота автомобиля; контроллер, использующий картографические данные из памяти картографических данных, информацию входного устройства о маршруте, информацию GPS-приемника о текущем местоположении автомобиля и информацию гиродатчика о маршруте для формирования конфигурации перекрестка, на который должен въехать пользователь/водитель, и стрелки, указывающей пользователю маршрут вождения, и для отображения скорости движения автомобиля на маршруте, и блок управления отображением для отображения конфигурации перекрестка и стрелки для управления маршрутом на основе выходных данных контроллера, и для выполнения графической операции по конфигурированию, благодаря чему на указательной стрелке показывается скорость постепенного движения автомобиля. [44] В одном примере осуществления изобретения картографические данные включают множество узлов и хорд и точки конфигурации, а именно – координаты широты/долготы, определяющие сложный перекресток. [45] В другом примере осуществления изобретения подъездную хорду для автомобиля на перекрестке, извлекаемую из памяти картографических данных, ориентируют вверх на экране. [46] В еще одном примере осуществления изобретения, в отношении направления движения, ориентируемого вверх на экране, расчеты относительных углов между направлением передвижения автомобиля и другими дорогами, соединяющимися с перекрестком, осуществляют на основе таблицы тригонометрической функции. [47] В еще одном примере осуществления изобретения при указании скорости движения автомобиля на перекрестке осуществляют постепенное закрашивание или обесцвечивание стрелки для управления маршрутом. [48] Согласно другому аспекту изобретения способ работы навигационной системы включает в себя следующие операции: получение информации о сложном перекрестке; вычисление направления движения, ориентируемого вверх на экране, и экранных координат; отображение сложного перекрестка на основе преобразованных экранных координат; отображение маршрута, проходящего через сложный перекресток, и постепенное изменение цвета маршрута, соответствующего текущему местоположению автомобиля на маршруте, что указывает текущее местоположение автомобиля на маршруте. [49] В другом примере осуществления изобретения вычисление направления движения, ориентируемого вверх на экране, и экранных координат осуществляют на основе информации, введенной в контроллер, конфигурацию сложного перекрестка ориентируют с обеспечением направления движения вверх на экране путем поворота вокруг узла соединения подъездной хорды, а абсолютные координаты широты/долготы преобразуют в экранные координаты автомобиля. [50] Следовательно, навигационная система по настоящему изобретению отображает на информационном экране для транспортного средства конфигурацию сложного перекрестка, соединяющегося с подъездной дорогой для автомобиля, путем использования указательной стрелки, показывающей маршрут передвижения, который водитель должен выбрать на перекрестке, и в то же время графически показывает скорость движения автомобиля на основе текущего местоположения автомобиля на сложном перекрестке, таким образом обеспечивая водителю высококачественный сервис с лучшей видимостью. [51] Кроме того, формирование и отображение указательной стрелки для управления на перекрестках и приблизительной конфигурации перекрестка не требуют большого объема вычислений. Следовательно, навигационную систему согласно настоящему изобретению можно применять для маломощных терминалов. [52] Дополнительные преимущества, цели и признаки изобретения будут частью изложены в приведенном ниже описании и станут очевидными для специалистов при анализе нижеследующего или могут быть изучены при фактическом использовании изобретения. Цели и преимущества изобретения могут быть реализованы и достигнуты в соответствии с формулой изобретения. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ [53] Изобретение будет подробно описано со ссылками следующие чертежи, на которых номера позиций относятся к соответствующим элементам. [54] На фиг.1 представлена схема, показывающая конфигурацию известной навигационной системы; [55] на фиг.2 показан один из примеров осуществления информационной службы дорожного движения, в котором портативный терминал с использованием стрелки отображает управление на перекрестке, т.е. на том перекрестке, на котором автомобиль должен повернуть; [56] на фиг.3А-3С показано использование указательной стрелки для выездной дороги, когда перекресток имеет сложную конфигурацию, согласно известной навигационной системе последовательных поворотов; [57] на фиг.4 представлена блок-схема, отражающая компоненты навигационной системы согласно настоящему изобретению, в которой обеспечиваются управление на перекрестках и скорость движения автомобиля на сложном перекрестке; [58] на фиг.5 представлена последовательность операций, описывающая общий порядок работы навигационной системы согласно настоящему изобретению; [59] на фиг.6 приведен пример существующего в действительности сложного перекрестка, соединяющегося с подъездной дорогой для автомобиля, и показано, как вычислить конфигурацию сложного перекрестка; [60] на фиг.7А – фиг.7С показаны приблизительная конфигурация сложного перекрестка и скорость движения автомобиля на перекрестке с использованием стрелки, указывающей ориентированный вверх на экране маршрут, по которому направляется автомобиль; [61] На фиг.8 представлена последовательность операций, описывающая способ работы навигационной системы по настоящему изобретению. ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ [62] В нижеприведенном подробном описании будет представлена навигационная система и способ ее работы согласно предпочтительному примеру осуществления настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи. [63] На фиг.4 представлена блок-схема, отражающая компоненты навигационной системы согласно настоящему изобретению, в которой обеспечиваются управление на перекрестках и скорость движения автомобиля на сложном перекрестке. [64] Как показано на фиг.4, навигационная система по настоящему изобретению включает в себя память картографических данных 440 для хранения картографических данных, включающих множество узлов и хорд и точки их конфигурации, которые составляют сложные перекрестки; входное устройство 430, в которое пользователь вводит информацию или указывает маршрут передвижения, при этом входное устройство 430 предоставляет информацию о маршруте от подъездной дороги для автомобиля к выездной дороге с перекрестка, с которым соединяется подъездная дорога; GPS-приемник 420, содержащий модуль определения местоположения 420а, который определяет текущее местоположение автомобиля на основе информации о местоположении автомобиля, предоставляемой по меньшей мере одним GPS-спутником 400; гиродатчик 470 для определения угла поворота автомобиля; контроллер 410, использующий картографические данные из памяти картографических данных 440, информацию входного устройства 430 о маршруте, информацию GPS-приемника 420 о текущем местоположении автомобиля и информацию гиродатчика 470 о маршруте для формирования конфигурации перекрестка, на который предполагается въезд пользователя/водителя, и стрелки, указывающей маршрут вождения пользователю, и для отображения скорости движения автомобиля на маршруте, и блок управления отображением 450 для обработки на основе выходных данных контроллера 410 графики последовательных поворотов с использованием секции графики последовательных поворотов и секции пользовательского интерфейса 450а, в результате чего на дисплее 460 отображается скорость постепенного движения автомобиля с помощью указательной стрелки поверх конфигурации перекрестка. [65] Навигационная система по настоящему изобретению получает направление движения на перекрестке по подъездной хорде для автомобиля, ориентируемое вверх на экране. Здесь термин “направление движения, ориентируемое вверх на экране” означает, что направление передвижения автомобиля ориентируют на экране все время в сторону его верхней части. [66] Иначе говоря, направление передвижения становится равным 0°, а другие соединяющиеся дороги задаются углами относительно направления передвижения. [67] Опорной точкой для направления движения, ориентируемого вверх на экране, является узел, или точка пересечения, в которой подъездная дорога соединяется со сложным перекрестком. Кроме того, направление передвижения указывают стрелкой, начиная от точки, в которой автомобиль еще не достиг узла. [68] Что касается направления движения, ориентируемого вверх на экране, то система вычисляет относительные углы между направлением передвижения автомобиля и другими дорогами, соединяющимися на перекрестке, с использованием таблицы тригонометрических функций (например, если опорное направление определяется как sin 30°, используется таблица SIN_TABLE[30]). [69] Для указания скорости движения автомобиля на сложном перекрестке контроллер 450 непрерывно получает от модуля определения местоположения 420а GPS-приемника 420 информацию о текущем местоположении автомобиля и пошагово управляет блоком управления отображением 450 для графического закрашивания/обесцвечивания указательной стрелки для вождения на подъездном маршруте и на конфигурации отображаемого сложного перекрестка. [70] Работа навигационной системы, включая описанную выше структуру, будет пояснена ниже. [71] Информационный терминал для транспортного средства, оснащенного навигационной системой последовательных поворотов, включает в себя GPS-приемник 420, содержащий модуль определения местоположения 420а. Информационный терминал для транспортного средства принимает информацию о местоположении автомобиля путем получения радиосигналов GPS-спутников, сохраняет информацию о местоположении в памяти картографических данных 440, установленной в автомобиле, и вычисляет текущее местоположение автомобиля. [72] Когда пользователь/водитель вводит пункт назначения через входное устройство 430, информационный терминал для транспортного средства выбирает оптимальный маршрут или кратчайший маршрут до пункта назначения. [73] Если водителю для прибытия в пункт назначения необходимо пересечь множество перекрестков или сложный перекресток со сложным соединением других дорог, навигационная система делает следующее. [74] Сначала система наносит указательную стрелку для управления на конфигурацию сложного перекрестка, соединяющегося с подъездной дорогой для автомобиля, и на хорды маршрута от подъездной дороги к выездной дороге, требующейся водителю для достижения пункта назначения, путем использования соответствующего цвета для стрелки. [75] Навигационная система помещает наконечник стрелки на начальный узел хорды выезда со сложного перекрестка и показывает водителю, с какого направления следует въезжать и в каком направлении ему следует выезжать. [76] Для получения конфигурации сложного перекрестка необходимо знать все дороги, соединяющиеся на перекрестке, по отношению к подъездной дороге для автомобиля и вычислить относительные углы между подъездной дорогой и перекрестком и между дорогами. Таким образом можно определить углы между дорогами, образующими перекресток. [77] Когда конфигурацию сложного перекрестка передают с цифровой карты в терминал и отображают на экране терминала, навигационная система получает конфигурацию с направлением движения, ориентируемым вверх на экране по отношению к подъездной хорде (т.е. помещает конфигурацию пересечения дорог в верхнюю часть экрана, чтобы она была хорошо видна). [78] Помимо ориентирования направления движения вверх на экране при управлении маршрутом с помощью навигационной системы последовательных поворотов подъездная дорога всегда располагается вертикально, чтобы ее можно было использовать в качестве опорного направления для всех остальных дорог. [79] Т.е. подъездную дорогу, отклоненную на определенный угол относительно истинного направления на север, располагают по вертикальной линии, а для изображения других дорог измеряют углы между подъездной дорогой и любой другой дорогой. [80] Для вычисления конфигурации перекрестка путем ориентирования направления движения вверх на экране навигационная система обычно выполняет операции с тригонометрическими функциями с использованием таблицы тригонометрической функции, а не библиотеки тригонометрических функций. [81] Например, значение sin 30° можно взять из таблицы тригонометрической функции SIN_TABLE[30], или, точнее, требуемый результат можно найти в одномерном массиве таблицы. [82] Короче говоря, таблица тригонометрической функции очень удобна для использования, поскольку с ее помощью сразу определяются значения тригонометрической функции. Однако когда используется библиотека тригонометрических функций, навигационная система вынуждена выполнять операции с плавающей десятичной запятой, для которых требуется намного больший объем вычислений и больше времени. [83] Затем маршрутный справочник 430а предоставляет полученную таким образом конфигурацию перекрестка контроллеру 410, который в итоге обеспечивает водителю маршрут предполагаемого движения. [84] Используя информацию маршрутного справочника 430а, контроллер 410 управляет блоком управления отображением 450 для отображения маршрута, по которому необходимо следовать водителю со сложного перекрестка, в виде стрелки, указывающей маршрут. [85] Кроме того, контроллер 410 рассчитывает, в какой части сложного перекрестка находится автомобиль, с помощью GPS-приемника 420, содержащего модуль определения местоположения 420а. Затем, для того чтобы отразить скорость движения автомобиля, контроллер 410 управляет блоком управления отображением 450 для постепенного закрашивания или обесцвечивания маршрута в виде стрелки. [86] Другой способ отражения скорости движения автомобиля заключается в пошаговом изменении цвета стрелки по мере приближения автомобиля к выездной дороге или закрашивании стрелки, начиная с начального узла подъездного узла/подъездной дороги. [87] Ниже приводится общий способ работы навигационной системы согласно настоящему изобретению в соответствии с фиг.5. [88] Навигационная система получает информацию о сложном перекрестке, а именно: узел (узлы) перекрестка, к которому(ым) автомобиль подъезжает в настоящее время, хорды, координаты широты/долготы и истинное направление на север, из модуля определения местоположения и памяти картографических данных (S501). [89] Для вычисления направления движения, ориентируемого вверх на экране, и экранных координат навигационная система использует информацию, введенную в контроллер, поворачивает относительно центра узел соединения подъездной хорды, получает направление движения, ориентируемое вверх на экране, и преобразует абсолютные координаты широты/долготы в экранные координаты (S502). [90] На основе преобразованной для экрана информации формируют и отображают стрелкой на дисплее сложный перекресток и маршрут, проходящий через него (S503, S504). [91] При получении из модуля определения местоположения информации о местоположении автомобиля на маршруте навигационная система постепенно изменяет цвет указательной стрелки, показывающей маршрут, по которому необходимо следовать водителю, в соответствии с хордой передвижения (S505). [92] На фиг.6 показан пример реально существующего сложного перекрестка, соединяющегося с подъездной дорогой для автомобиля, и продемонстрировано, как вычислить конфигурацию сложного перекрестка. [93] На основе информации, хранящейся в памяти картографических данных 440, определяют все узлы, хорды и точки конфигурации (координаты широты/долготы), составляющие сложный перекресток. [94] Для получения направления движения, ориентируемого вверх на экране, определяют также относительный угол подъездной хорды, взятый от истинного направления на север. [95] Сложный перекресток можно представить в виде различных хорд в зависимости от направления передвижения автомобиля. [96] Все точки конфигурации поворачивают и направляют, центрируя по узлам соединения подъездной хорды как показано на фиг.7А, 7В и 7С. После этого координаты широты/долготы всех узлов, хорд и точек конфигурации, составляющих сложный перекресток, преобразуют в экранные координаты, [97] Иначе говоря, подъездную хорду размещают вертикально, и, используя опорную точку направления движения, ориентируемого вверх на экране, в качестве точки отсчета, навигационная система поворачивает маршрут в направлении выездной дороги на вычисленный угол поворота. После этого маршрут, которым должен следовать водитель со сложного перекрестка, является хорошо видимым. [98] Затем на экране терминала отображают конфигурацию сложного перекрестка, как показано на фиг.7А. [99] Далее, как показано на фиг.7А, хорды маршрута, предоставленного блоком ввода данных по управлению маршрутом, окрашивают в тот же цвет, что и стрелку. [100] При этом отображают знак стрелки на конфигурации сложного перекрестка, полученной с использованием данных угла наклона каждой хорды относительно маршрута, по которому автомобиль должен следовать на сложном перекрестке и который вычисляют в маршрутном справочнике 430а на основе таблицы тригонометрической функции. [101] В этот момент наконечник стрелки указывает на начальный узел выездной хорды сложного перекрестка. [102] На фиг.7А и 7С показаны конфигурация сложного перекрестка и скорость движения автомобиля на перекрестке с использованием стрелки, указывающей маршрут, по которому направляется автомобиль. [103] Как показано на фиг.7А, конфигурацию сложного перекрестка отображают, центрируя на подъездной дороге , направленной по вертикали с ориентацией вверх на экране. После определения текущего местоположения автомобиля при помощи модуля определения местоположения 420а навигационная система отмечает маршрут, по которому водитель должен следовать с подъездной дороги на выездную дорогу , на конфигурации сложного перекрестка. [104] Как показано на фиг.7В, указательную стрелку, показывающую маршрут, которым водитель должен следовать на сложном перекрестке, соединяющемся с подъездной дорогой , понемногу закрашивают. [105] Изменение скорости движения автомобиля может быть показано на стрелке разными способами. Например, цвет стрелки можно постепенно изменять, начиная с начальной точки, или стрелку можно постепенно обесцвечивать по мере движения автомобиля. [106] На фиг.7С показана полностью закрашенная указательная стрелка, обозначающая, что автомобиль только что прошел сложный перекресток. [107] На фиг.8 показана последовательность операций, описывающая способ работы навигационной системы согласно настоящему изобретению. [108] Навигационная система формирует картографическую базу данных, включающую информацию о сложном перекрестке, состоящем, по меньшей мере, из одного пересечения дорог (S801). [109] Применяя общий метод последовательных поворотов, в котором направление передвижения автомобиля указывается стрелкой, навигационная система показывает маршрут, которым водитель должен следовать на перекрестке (S802). [110] Во время вождения автомобиля навигационная система на основе информации, поступающей из памяти картографических данных и GPS-приемника, рассчитывает, относится ли следующая подъездная дорога к сложному перекрестку (S803). Если следующая подъездная дорога относится к сложному перекрестку, навигационная система находит конфигурацию соответствующего сложного перекрестка и отображает ее на экране (S804). [111] Для отображения направления передвижения на перекрестке навигационная система вычисляет угол поворота подъездной хорды относительно истинного направления на север, используя информацию об узлах, хранящуюся в памяти картографических данных, а затем ориентирует направление движения вверх на экране. Далее навигационная система преобразует координаты широты/долготы, хранящиеся в базе данных, в экранные координаты (S805). [112] Для обеспечения соответствия текущему местоположению автомобиля, данному модулем определения местоположения GPS-приемника, навигационная система указывает направление движения, которому должен следовать водитель, посредством постепенного изменения цвета стрелки, отображаемой по маршруту передвижения (S806). [113] При этом, по желанию водителя (или пользователя), скорость движения автомобиля можно отображать не только для сложного перекрестка, но и для обычных перекрестков. [114] При выполнении операции 806 для указания скорости движения автомобиля, соответствующей местоположению автомобиля на сложном перекрестке, контроллер, в который вводят данные о текущем местоположении автомобиля, и графический интерфейс пользователя обеспечивают постепенное изменение цвета стрелки по мере перемещения автомобиля по маршруту. [115] В заключение, настоящее изобретение относится к навигационной системе и способу ее работы. Навигационная система показывает конфигурацию сложного перекрестка, к которому подъезжает водитель, и отображает направление и скорость движения автомобиля на маршруте, по которому направляется водитель. [116] Следовательно, навигационная система по настоящему изобретению отображает на информационном экране транспортного средства конфигурацию сложного перекрестка, соединяющегося с подъездной дорогой автомобиля, путем использования указательной стрелки, показывающей маршрут передвижения, которым водитель должен следовать на перекрестке, и в то же время графически показывает скорость движения автомобиля на основе текущего местоположения автомобиля на сложном перекрестке, обеспечивая за счет этого высококачественный сервис с улучшенной видимостью для водителя. [117] Кроме того, для формирования и отображения указательной стрелки для управления на перекрестках и приблизительной конфигурации перекрестка не требуется большой объем вычислений. Следовательно, навигационную систему по настоящему изобретению можно применять для маломощных терминалов. [118] Несмотря на то, что изобретение показано и описано по отношению к определенным предпочтительным примерам его осуществления, специалистам будет очевидно, что могут быть выполнены различные изменения в форме и деталях без отступления от сущности и объема изобретения, как определено в прилагаемой формуле изобретения. [119] Описанные выше примеры осуществления и преимущества изобретения приведены только как показательные и не ограничивают настоящее изобретение. Настоящие рекомендации можно легко применить к устройствам других типов. Описание настоящего изобретения является иллюстративным и не ограничивает объем формулы изобретения. Для специалистов будет очевидно множество изменений, модификаций и вариаций. Пункты формулы изобретения с функционально-конструктивными признаками предназначены для охвата структур, описанных в качестве реализующих указанные выше функции, и не только структурных эквивалентов, но и эквивалентных структур.
Формула изобретения
1. Навигационная система, содержащая 2. Навигационная система по п.1, в которой картографические данные содержат множество узлов, хорд и точек конфигурации для формирования карты перекрестка. 3. Навигационная система по п.1, в которой контроллер дополнительно сконфигурирован для управления блоком управления отображением так, что дорога, ведущая к перекрестку, располагается вертикально по отношению к истинному направлению на север. 4. Навигационная система по п.2, в которой контроллер дополнительно сконфигурирован для указания предлагаемого маршрута с помощью хорд, соединяющих множество узлов. 5. Навигационная система по п.1, в которой контроллер дополнительно сконфигурирован для формирования наконечника стрелки так, что стрелка указывает, с какого направления транспортное средство подъезжает к перекрестку и в каком направлении транспортное средство движется. 6. Навигационная система по п.2, в которой картографические данные содержат, по меньшей мере, координаты широты или долготы перекрестка. 7. Навигационная система транспортного средства, содержащая 8. Навигационная система по п.7, в которой картографические данные содержат множество узлов, хорд и точек конфигурации для формирования карты перекрестка. 9. Навигационная система по п.8, в которой картографические данные содержат, по меньшей мере, координаты широты или долготы перекрестка. 10. Навигационная система по п.8, в которой контроллер дополнительно сконфигурирован для указания предлагаемого маршрута с помощью хорд, соединяющих множество узлов. 11. Навигационная система по п.7, в которой контроллер дополнительно сконфигурирован для управления блоком управления отображением так, что дорога, ведущая к перекрестку, располагается вертикально по отношению к истинному направлению на север. 12. Навигационная система по п.7, в которой контроллер дополнительно сконфигурирован для формирования наконечника стрелки так, что стрелка указывает, с какого направления транспортное средство подъезжает к перекрестку и в каком направлении транспортное средство движется.
РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
607
