专利名称：导向设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及当装有导向设备的车辆正运行时借助扬声器语音和屏幕显示的任一或两者，产生和向汽车或卡车司机提供关于目的地的导向信息的导向设备，并更具体地涉及能根据司机的请求通过显示产生和向司机提供导向信息的导向设备。
传统导向设备检测装有该导向设备的汽车或卡车进入交叉路口的特定范围内，然后通过语音，或语音和可视显示向车辆司机告知在交叉路口或类似地点的该车辆的前进方向，如日本未审查公开专利申请(或日本未决专利未审查申请)NO.202307/85(Tokkai-ShO 60-202307)所述。
因为传统导向设备在车辆正运行时不顾司机的请求或司机的意愿，通过传统导向系统向司机提供导向信息，当司机要得到导向信息时，并不总是能获得导向信息。例如，由于当装有该导向设备的车辆未移近交叉路口时，就不向司机提供有关交叉路口的导向信息，因此司机难以通过及时接收一目的地信息而有充分时间将该车驶到现场。在为解决上述问题而每隔一定距离或每隔一定时间提供导向信息的情况下，司机有时会感到该信息刺耳，因为甚至当他不需要它时却听到该导向信息。也就是说，由于传统导向设备不顾司机的意愿向他提供导向信息，故该设备的问题是即使司机想要听到这导向信息也只能等到车辆内传统导向设备提供它时才能得到它。
为解决上述传统问题而提供的另一种传统导向设备，例如示于日本未审查专利申请公开99678/93(Tokkai-Hei5-99678)中的设备，该设备构造为响应司机请求时的操纵而沿预定路线通过语音通知导向信息。但是能由语音表达的信息量颇少，故该种传统导向设备的缺陷是当司机需要精确和详细的导向信息时它不能总是向司机提供导向信息。例如，传统导向设备具有以下缺点尽管传统导向设备可以向司机提供有关交叉路口的导向信息，但由传统的导向设备提供的导向信息只能通过语音包括例如“向右转”或“向左转”的简单的指向，在有斜向角的几条路汇集的交叉路口或在相同方位上有几条路口可供装有导向设备的车辆进入的情况下，司机难以选定道路，和司机不知如何决定车辆该进入哪条路。
此外，司机需要的导向信息不仅是右转或左转的方向，而且要包括诸如地名，路边的有助于司机确定地点的设施等，以及要进入的道路名称和路线号。因此，也存在这样问题，根据司机请求仅通过语音向司机提供导向信息是不够的。
鉴于在上述的传统导向设备中包括上述的缺点，本发明的一个目的是提供能响应司机请求产生和输出有关地点的导向信息的导向设备。
本发明的另一目的是提供能产生和提供为司机易于理解和识别的导向信息和能减少司机对产生的导向信息发生误读的导向设备。
本发明的又一目的是尽管导向设备可以提供许多类型的导向信息项目，但所提供的导向设备能减少在导向设备中存储器内存储作为地图信息的导向信息所占的存储区域。
根据本发明第一方面，为达到上述诸目的而提供的一种导向设备包括一地图信息存储装置，用以贮存地图信息，一个现时位置检测装置，用于通过检测诸如GPS信号，陀螺信号和从车辆提供的速度脉冲信号来确定车辆在地图信息上的现时位置(即汽车位置或卡车位置)，一个地图信息检索装置，用于根据车辆的现时位置，从贮存在地图信息存储装置中的地图信息检索待导向的地点，一个导向信息处理装置，用于通过对存贮在地图信息存储装置中的地图信息进行处理产生有关待导向的地点的导向信息，一个显示装置，用于显示有关要导向的地点的导向信息，以及一个输入装置，用于响应司机请求输入包括导向信息输入的各种输入。
如上所述，根据本发明第一方面的导向设备基于装有该设备的车辆现时位置从贮存在地图信息存贮装置中的地图信息检索待导向的地点，并通过处理存入地图信息存贮装置中的地图信息产生有关待导向点的导向信息，以便响应借助输入装置输入的司机请求，显示该导向信息。因此，导向设备除显示有关车辆现时位置的导向信息外还能提前显示有关被请求点的导向信息。
根据本发明第二方面所提供的导向设备包括一个路线设定装置，用以确定到达通过输入装置输入的目的地的行进路线，以及一个地图信息检索装置，用以从贮存在地图信息存贮装置中的地图信息沿由路线设定装置确定的路线检索有关待导向地点的导向信息。
如上所述，在按本发明第二方面的导向设备中，地图信息检索装置从存入地图信息存贮装置的地图信息沿着由路线设定装置确定的路线检索有关待导向地点的导向信息，以产生有关待导向地点的导向信息，以便响应通过输入装置输入的司机请求，在一显示装置上显示有关待导向地点的导向信息。因此，该导向设备除能显示有关该车辆现时位置的导向信息外还能提前显示沿该路线上被请求点的导向信息。
根据本发明第三方面提供一用于显示有关当装有该导向设备的车辆沿其当前路线行进时将会遇到的交叉路口的导向信息的导向设备。
如上所述，按本发明第三方面的导向设备，根据车辆的现时位置，从存入地图信息存贮装置的地图信息检索有关装有该设备该车辆沿其当前路线行进时将要遇到的交叉路口的待导向点的信息，并通过处理存入地图信息存储装置中的地图信息产生待导向的点的导向信息，以便响应司机通过输入装置输入的请求在一显示装置上显示该导向信息。因此，该导向设备除了能显示有关车辆现时位置的导向信息外还能提前显示所请求点的交叉路口的导向信息。
按本发明第四方面所提供的导向设备包括一语音输出装置，用以通过语音输出导向信息，作为语音导向信息，以及一个导向信息处理装置，用以执行一处理致使语音输出装置与其显示导向信息同时输出的与显示在显示装置上导向信息相关的语音导向信息。
如上所述，在按本发明第四方面的导向设备中，由于与显示导向信息相关的语音导向信息是通过语音输出装置与显示导向信息同时输出的，故该导向信息能以两种方式表示，即根据该导向信息的内容一种为可视显示和另一种为声音表示。由此司机可以容易地辨认从导向设备提供的导向信息。
根据本发明的第五方面，提供一种导向设备产生和提供利用至少表示通过链路和节点互连的道路关系的网络信息描述的地图信息，并利用导向信息处理装置根据该网络信息产生的图象信息，作为待显示在一显示装置上的导向信息。
如上所述，按本发明第五方面的导向设备产生和描绘作为至少表示通过链路和节点互连的道路关系的网络信息的地图信息。因此，压缩了要存贮在地图信息存储装置中的信息量，并在一显示装置上显示基于网络信息产生的作为导向信息的图象信息。因而司机可以立即容易地识别复杂导向信息及它们之间关系，可以减少当司机识别所产生的导向信息时引起的发生司机误读情况。
根据本发明的第六方面，所提供的一种导向设备还包括目的地导向信息显示装置，用于产生从车辆的现时位置至或朝目的地和驶向或驶近目的地的各导向信息项目，并用于通过显示装置显示所产生的导向信息项目。
如上所述，因为本发明的第六方向的导向设备还包括目的地导向信息显示装置。用于产生从车辆的现时位置至或朝目的地和驶向或驶近目的地的各导向信息项目，并用于将它们提供给显示装置6，其效果为当司机无需详细的导向信息时车辆司机可以识别粗略和有效的导向信息项目，例如至目的地距离，向目的地的方位和驶向或驶近目的地的行车方向。
从以下结合附图所作的详细说明可更全面地了解本发明的其他目的和优点，附图中
图1是表示按本发明第一实施例(实施例1)的导向设备的系统结构方块图；图2是表示实施例1的导向设备中地图信息整个结构中的原理部分的方块图；图3是表示实施例1的导向设备中一道路网络的网络图；图4A和图4B是表示实施例1的导向设备中地图信息各细节的说明简图；图5是表示实施例1的导向设备的操作流程图；图6A和图6B是表示由按本发明第二实施例(实施例2)和第三实施例(实施例3)的导向设备所显示交叉路口的交叉路口地图；图7是表示用于绘制图6A和6B所示交叉路口地图的交叉路口数据的说明简图；图8是通常由实施例1的导向设备所显示的一个地图的说明简图；图9是表示实施例1的导向设备操作的一部分的流程图；图10是表示按实施例2的导向设备的系统结构方块图；图11是表示按实施例3的导向设备的系统结构的方块图；图12是表示在实施例3的导向设备的语音输出装置中输入代码和输出语音之间关系的说明简图13是表示在实施例3的导向设备输出语音导向情况下，该过程的流程图；图14是表示按本发明第四实施例(实施例4)导向设备的一部分操作流程图；图15是表示在实施例4的导向设备中待在中间保存的交叉路口数据的说明示意图；图16是表示实施例4的导向设备的一部分操作流程图；以及图17是待由实施例4的导向设备显示的一个交叉路口地图的说明性示意图。
图18表示按本发明的第五实施例(实施例5)的导向设备的系统结构方块图；图19是表示按图18所示的本发明实施例5的导向设备的一部分操作的流程图；图20是在按图18所示的本发明实施例5的导向设备中屏幕显示例子；图21是表示按本发明的第六实施例(实施例6)的导向设备的一部分操作的流程图；图22是在按图21所示的本发明实施例6的导向设备中屏幕显示例子；图23是表示按本发明的第七实施例(实施例7)的导向设备的系统结构方块图；图24是表示按本发明的实施例7的导向设备的另一系统结构方块图；图25是表示按图23和24所示的本发明实施例7的导向设备的一部分操作的流程图；图26是在按图23和24所示的本发明实施例7的导向设备中屏幕显示例子；图27是在按本发明的第八实施例(实施例8)的导向设备中屏幕显示例子；图28是在按本发明实施例8的导向设备中屏幕显示的另一例子。
现参照诸附图详细描述本发明的诸最佳实施例。实施例1图1是表示按本发明导向设备的系统结构实例的方块图。在该图中，标号1表示地图信息存贮装置，该装置可具体为能记录许多数据的各种记录媒体，诸如具有已记录有地图信息的CD-ROM和用于从CD-ROM读出数据的CD-ROM驱动器，硬盘装置，光-磁盘装置，使用半导体存储器的IC卡等。标号2表示一个现时位置检测装置，该装置有获得车辆所在位置坐标的功能，它通过基于车辆移动距离和方位所得到的行进轨迹等进行操作，该移动距离是根据由至少来自GPS卫星的无线电波信号算得的该车辆经度和纬度，车速，车辆的轮胎转数等计算出来的，而方位是根据来自诸如振动陀螺仪，光纤陀螺仪等角速度传感器或磁性传感器的信号计算出来的。此外，当前位置检测装置2适用于包括一地图比较装置用于通过将贮存在地图信息存储装置1中的地图数据同车辆的位置坐标比较而确定地图数据的最可靠的点，以改进可靠性。所有这些技术均为导向设备所属领域中技术人员所熟知，因此本发明的主题与位置检测装置2是什么样无关。标号3表示地图信息检索装置，用于从地图信息中找出要导向的点；标号4表示导向信息处理装置，用于从地图信息检索装置3的输出产生导向信息并将该信息存入地图信息存储装置1，以响应司机从输入装置5输入的请求，在显示装置6上显示该导向信息。
装入显示装置6中的硬键开关或触摸屏开关可用作该输入装置5。此外，通过将司机的指向语音变换成功能上相当于一个硬键开关动作的电信号而执行输入司机请求的输入操作的语音识别装置可获得相当于用硬键开关情况下所得到的相同效果。例如CRT(阴极射线管)装置，LCD(液晶显示器)等诸如此类，通常用作导向设备的显示终端的图象显示器满足本发明的显示装置6的条件。
为详细说明地图信息检索装置3和导向信息处理装置4的操作，现将描述贮存在地图信息存储装置1中的地图信息的细节。
图2是表示地图信息主要部分的方块图。在该图中，标号11表示指示构成地图信息的各个信息的存在的管理信息，管理信息11对地图信息检索装置3和导向信息处理装置4去访问各个地图信息来说是必不可少的信息。但，由于管理信息11并不直接影响本发明效果，而且通常存在于这种数据库结构中，故不在此描述该管理信息11的细节，而且从现在起将从本说明书省略在某操作中访问各信息时利用该管理信息11的过程。标号12表示为说明有关道路网络的交叉路信息的链路数据组。标号13表示为说明有关道路网络节点的信息的节点数据组。标号14表示后面将要描述的交叉路口地图数据组。
图3表示为说明本发明操作的道路网络实例。标有诸如N1，N2，等等的参考字符的圆圈表示交叉路口，并在前面提到的地图信息中表达为节点。标有参考字符L1，L2，L3等的线表示交叉路口之间的连通道路，并在前述地图信息中表达为链路。标号20表示装有该导向设备的车辆的现在位置。
图4A和图4B是分别表示链路数据和节点数据的详情的说明性简图。如图4A中所示，一个链路数据包括构成该链路两端的节点号15a，用于表达带有多边形线那条路形状的插入点坐标15b，链路长度15c，指示道路管理分类，诸如国道，县道等的道路分类15d，道路管理号和相应路名15e，若车辆沿该条路行驶而指示该车辆将到达的目的地地名15f等等。其他数据，诸如指示该路是主干线还是侧干线的链路类别数据，指示道路宽度或车辆能通过的行车道数的宽度数据，诸如单向交通之类的交通规则数据等等均可按需要来存储。如图4B所示，一个节点数据包括节点位置坐标15g，连接到该节点的链路数15h，每个链路号15i，由连到该节点的诸链路形成的链路连接角15j，指示节点为交叉路口还是一个分支点等的节点类别15k，由该节点表示的交叉路口名15m，以及还有对本实施例适合的，对交叉路口地图数据的指针15n。交叉路口地图数据组14的数据是以图象信息形式表示对应于一节点的交叉口的详尽形状或围绕交叉口的设施的图象数据，而交叉路口地图数据指针15n指示对应于在交叉路口地图数据组14中的一个节点的一个交叉路口地图数据的位置。
现将就图5流程图描述地图信息检索装置3怎样从该地图信息选择待导向点。此后将描述为实现选择装有该导向设备的车辆前方一个主道(本例中为国道)横切处或车辆设有可直行道路处的交叉路口的功能过程。
首先，地图信息检索装置3从现时位置检测装置2获得装有该导向设备车辆的存在位置处的链路号，同该车辆位置的上一链路号进行比较以检查所得到的号是否已经被更新(步骤ST100)。若该号还未更新，则地图信息检索装置3等待至该号改变，而若该号已更新，地图信息检索装置3从现时位置检测装置2得到该车辆所在位置的链路号以及前进方向(步骤ST101)。
接着，地图信息检索装置3将得到的链路设定为已进入链路，并获得在车辆前进方向侧上的进入链路末端的节点数据(步骤ST102)。然后，地图信息检索装置3从节点数据中所述连接链路号获得除进入链路以外的连接链路数据，以获得每一链路的道路类别，并检查在与进入链路相交方向上是否存在国道链路(步骤ST103)。若存在国道链路，地图信息检索装置3便将该节点输出至导向信息处理装置4作为待导向点(步骤ST108)。若不存在国道链路，检索装置3检查在连到该节点的链路中除进入链路外沿车辆前进方向前头的一个予定角度范围内是否存在车辆能沿其驶出的链路(步骤ST104)。若在予定角度范围内不存在该车辆能驶出的链路，则地图信息检索装置3将该节点看作没有一条该车辆能沿其直行的路的地方；司机必须执行某些驾驶操作，同时将该节点作为待导向点输出(步骤ST108)。若有一条该车辆能驶出的链路，则地图信息检索装置3将该链路设定为待下次检查的进入链路(步骤ST105)。若从现时位置直到进入链路前头的节点所合计距离超过予定距离范围(步骤ST106)，则地图信息检索装置3便结束检索，因为该车辆已达到检索距离的上限，并输出指示设有要导向的点的信号(步骤ST107)。若车辆还未达到检索距离的上限，则地图信息检索装置3回到步骤ST102，并重复对该车辆位置前头的键路进行检索。一旦地图信息检索装置3完成步骤ST107或步骤ST108，程序便回到步骤ST100并等待该车辆位置处的链路更新。
在步骤ST108，地图信息检索装置3除输出待导向点的节点号外还输出从车辆位置到节点的进入角，进入链路号，直到节点的距离，或类似数据(在下列说明中假设上述信息也输出至导向信息处理装置4)。进入角可从存在于链路数据中的链路连接角获得，而直到节点的距离可通过对存在于链路数据中的链路距离进行合计而获得。
接着，将说明导向信息处理装置4如何将有关由地图信息检索装置3确定的待导向点的导向信息显示在显示装置6上。本说明书中，作为一个实例描述了将图6所示交叉路的放大地图显示在显示装置6上的情况。在图6A和6B中，标号30表示一条路的界线。标号31-34表示交叉路口中所引出的道路中心线，交叉口链路是在图4A和图4B中所示道路网络数据中所定义的。标号35表示一个路号的标记。标号36表示指示路边设施的符号。标号37表示指示装有该导向设备的车辆进入方向的标记。标号38指示在该系统中存在要告知的信息的显示标记。
图7表示图2所示交叉路口地图数据组1 4的内容；该内容包括用于绘制如图6A所示一个交叉路口的放大地图这类图的绘图信息。道路界线数据14a是用于绘制路界线30的实线数据组。路中心线数据14b是用于绘制道路中心线31-34的虚线数据组；对应于道路交叉的已连链路号作为道路中心线数据14b而被存储。符号数据14c具有用于绘制道路号标记35和设施符号36的即刷图案(font patterns)，并显示表示要绘制位置的中心坐标数据。
图8是表示应用本发明该实施例的导向设备的系统操作实例的说明性示意图。显示装置6显示装置该导向设备的车辆周围的地图，连同车辆位置标记39。车辆位置标记39和背景地图的显示是利用存贮在地图信息存储装置1中的地图信息，由现时位置检测装置2检测的现时位置坐标，以及诸如此类信息由绘图装置7将它们绘制在图1所示绘图装置7中的帧存储器中并将它们作为图象信号送至显示装置而实现的。仅当指示能被告知的信息存在的显示标记38被显示时，才响应司机利用输入装置5的操作去显示导向信息是可能的。显示装置6可被如此构成，致使显示标记38仅是一个标记而输入装置5是别处所设置的一个硬键开关，而且也可构成为使用装入显示装置6中的一个触摸屏输入设备，当接触显示标记38便开始告知导向信息的操作。
图9示出导向信息处理装置4的处理流程。首先，导向信息处理装置从地图信息检索装置3获得有关待导向点的信息(步骤ST200)。由于如图5的步骤ST107所示，不总是存在有关待导向的点的信息，故导向信息处理装置4检查它的存在(步骤ST201)。若不存在该信息，导向信息处理装置4进到步骤ST211。若存在一个待导向的有效点，则导向信息处理装置4借助作为键的节点号获得对节点数据中所述的交叉路口地图数据的指针(由图4(2)中的标号15n表示)(步骤ST202)。然后，导向信息处理装置4检查在指针15n中是否已给交叉路口地图数据设定了有效值(步骤ST203)。若已设定有效指针值，导向信息处理装置4便从存入地图信息存储装置1的交叉路口地图数据组14，借助有效指针值获得对应于待导向点的交叉路口地图数据，并将交叉路口地图数据暂时保存在导向信息处理装置4的存储器中(步骤ST204)。若还未设定有效指针值，导向信息处理装置4便进到步骤ST211，因为没有相应的交叉路口地图数据。
在获得交叉路口地图数据之后，导向信息处理装置4指令制图装置7绘制显示标记38，并进入等待来自输入装置5的司机请求的状态(步骤ST206)。在接收到来自输入装置5的司机请求后，导向信息处理装置4将从地图信息检索装置3接收到的已存交叉路口地图数据，进入链路号和进入角传送到制图装置7，然后制图装置7开始绘制交叉路口地图并将其显示在显示装置6上(步骤ST207)。绘制交叉路口地图是通过以下方式完成的按照进入交叉路口的角度顺序对图7所示的路界线数据14a，路中心线数据14b，符号数据14c等等进行旋转坐标变换，并同时在制图装置7中的帧存储器范围内展开变换后数据。旋转座标变换是将依照规定坐标系安排的图象信息数据次序代替在上文中存在于交叉路口进入方向的次序的过程。在完成交叉路口地图的绘制后，导向信息处理装置4通过探查记录在与道路中心线数据耦连的表格中的相应链路号获得对应于进入链路的道路中心线数据。然后，导向信息处理装置4将图6所示指示进入方向的箭头37绘制在道路中心线上。
在自从绘制的交叉路口地图已显示在显示装置6上已经过一予定时间之后(步骤ST208)，导向信息处理装置4将擦除该交叉路口地图的指令发送至制图装置7(步骤ST209)。当接收到这一指令，制图装置7才擦除已显示过的交叉路口地图并再次显示如图8之类的地图。
然后，导向信息处理装置4再检查待导向的交叉路口(步骤ST210)。若该交叉路口还未改变，则导向信息处理装置4返回到步骤ST206请求等待状态。若步骤ST206没有任何请求，则装置4进到步骤ST210，当车辆行驶时仅检查待导向交叉口是否已改变。若在步骤ST210待导向的交叉路口已改变，则导向信息处理装置4将擦除在显示装置6上所显示的如图3所示的显示标记“GUIDE”38的指令发送到制图装置7，并然后返回步骤ST200。
虽然如图6A所示的在显示装置6上显示的道路交叉网在经过一预定时间以后自动抹去(步骤ST208和209)，在此功能外，可接受的在导向信息处理装置4中添加另一功能，例如图6B的示意图中所示的新的触摸屏开关“RETURN”55被显示，作为抹去图6B所示的显示装置6上显示的交叉路口网的删除指令装置，当司机触摸显示在显示装置6上这个新的触摸屏开关“RETURN”55时，在此情况导向信息处理装置4将这指令送至显示装置6，以抹去显示的交叉路口网，而显示装置6接收这指令，抹去显示的交叉路口网。然后，显示装置6显示图8所示的地图，和进入步骤ST210。实施例2如图10所示，本发明的实施例2的导向设备除了图1所示结构元件以外还有一路线设定装置8。该路线设定装置8可为借助输入装置5逐个选择到达目的地的链路而构成，或可如此构成以致司机通过输入装置5仅设定一个目的地，同时从现时位置出发的最佳路线是由所提供的导向设备系统计算的。有许多众所周知的技术诸如Dijkstra方法，图象检索算法的良好的再搜索数学方法等，均可应用于计算最佳路线，而计算路线的方法不是本发明主题。因此，省略对其的详略说明。现将说明假定将作为从出发点(现时点)到图3所示道路网络中的目的地连续的链路序列计算的路线数据被传送到地图信息检索装置3，通知在一条路线上的车辆前面有关具有右或左转弯的道路的交叉口的导向信息的情况，在本实施例中，该操作仅当车辆位于借助路线设定装置设定的路线上时才实现。
为检测待导向交叉路口的方法几乎同图5流程图中所示过程相同，但除外以下几点也就是说，该流程图的步骤ST103被省去，以及步骤ST104的处理内容变为″除了进入链路外，在连到该节点的链路中，进入方向前方的一个予定角度范围内是否存在车辆能驶出的路线链路？″。在步骤ST104，以予定角度或更大角度弯曲路线的一点作为待导向点被输出。在步骤ST104之后导向信息处理装置4的跟随的过程可象图9实施例1中所示那些一样。或对应于步骤ST207的过程可是通过获得各对应于进入交叉路口的路线链路和驶出交叉路口的路线链路的道路中心线数据，能对在交叉路口该车辆应选择的路线以强光显示的过程，该过程类似于步骤ST207过程中绘制箭头37的过程，以例如通过路中心线数据所指示线上画一道粗实线。实施例3按本发明实施例3的导向设备，如表示其系统结构的图11方块图所示，是在实施例2的结构上再加语音输出装置9的设备。作为语音输出装置9的各种方式是可想象的一种方式是通过查阅象系统语音合成法中所设置的语音字词典把输入语音代码序列变换成语音信号；一种方式是借助脉冲代码调制(PCM)法或自适应的微分脉冲代码调制(ADPCM)法对记录语音进行数字化而变成数字数据后，将数字数据分为若干句子单元并将其存入设置其内的存储器中，再按照从外部给定的句子代码顺序读出语音数据并对它们执行数一模转换而得到语音信号，一种方式是在语音输出装置9中包括缓冲器RAM，再按照从外部给定的句子代码将存入地图信息存储装置1中的PCM/ADPCM数据一并暂时读入缓冲器RAM，以便为转换成语音信号而将该读数据送至数/模(D/A)转换器；或类似方式。假如该系统基于存贮在语音输出装置9中的句子单元的PCM/ADP语音数据，按照从外部给定的句子代码再现语音信号，则该系统的操作将在下文描述。
图12示出指配给语音输出装置9中各句子的句子代码和当将该句子代码输入语音输出装置9时，要发出声音的声波内容。该内容是在假定装有该导向设备的车辆到前头的要导向点的距离和该车辆应被导向的前进方向而设定的。
要检测在该系统运行中要导向点的方法与实施例2所述相应部分相同。此后，导向信息处理装置4的那些过程与实施例1和实施例2的相应部分相同直到图9中的步骤ST207。本实施例在已执行了步骤ST207之后和在执行步骤ST208过程之前，执行图13流程图中所示诸过程。
首先，判断在一条路线上待导向点处要向哪个方向转弯(步骤ST271)。该判断可通过以下方法完成从路线数据获得均连到待导向节点的进入路线链路和驶出路线链路，再根据记录在地图信息中该节点的链路连接角计算该路线对该节点进入方向的驶出角。也就是说，若驶出角按顺时针方向变到进入方向，则判断该方向为右转弯；若该角变为反时针方向，则该方向被判断为左转弯。由于诸路线均以予定或更大角度弯曲的节点本来就要选为要导向的交叉路口，故通过上述判断可得到与司机感觉几乎一致的结果。
接着，得到从车辆位置至待导向点的距离(步骤ST272)。若地图信息检索装置3获得该距离而且装置3测得要导向点并将该距离传送到导向信息处理装置4，则可直接使用传送来的值；若没有从地图信息检索装置3送来的距离信息，则该距离可用以下方式得到从现时位置检测装置2获得该车辆所在处的链路号，再从地图信息获得构成从车辆所在链路到进入待导向点的链路的链路序列的每个链路长度，然后再对每个链路长度进行总计。
在获得到要导向点的距离和有关右转或左转的判断结果之后，借助该距离和该判断结果产生导向信息的一个句子代码序列(步骤ST273)。如表示句子代码和语音之间关系的图12的说明性示意图中所示，在句子代码的四位数字中，上两个数字中有″01″的句子代码指定距离信息；在上两数字中有″02″的句子代码指定表示前进方向的信息。因此，第一组句子代码被设定为在上两数字中有″01″并代表以公里单位表示的距离的代码。第二组句子代码按照转弯方向的判断结果被设为″0201″或″0202″。例如，若需要″在离开大约两公里处左转弯″的语音信息，则产生由″0102″和″0202″两个句子代码组成的句子代码序列。
所得到的句子代码序列按此次序被送到语音输出装置9。当语音输出装置9接收到代码序列，便根据图12所示对应关系执行语音波形数据的D/A转换并将它们作为语音信号输出。结果，该导向系统响应司机的请求，显示象图6A所示那样的交叉路口地图，并还发出″约离开两公里处左转″的语音指导。实施例4在以上所述全部实施例中，用于导向的交叉路口地图数据被予先产生，作为一组待存入地图信息存储装置1中的图象信息。但这类系统有一个问题，即，由于用于产生交叉路口图的操作量和数据量的缘故，难以对所有节点产生交叉路口地图，故不得不假设一种不能如图9的步骤ST203中所示显示待导向所选点的导向地图的情况。为解决该问题，提供了如实施例4的从道路网络数据直接产生交叉路口地图的导向系统。实施例4的导向系统结构与图10所示实施例2的结构相同。当然，该导向系统结构可为图11中所示具有语音输出装置9的结构。
现将结合图14的流程图描述本实施例的地图信息检索装置3的操作。首先，地图信息检索装置3接收借助路线设定装置8所设定的路线数据，并将构成该路线的链路序列中的第一链路设定为待检查链路(步骤ST300)。接着，地图信息检索装置3从地图信息获得待检查链路的目的地侧末端点的节点数据(步骤ST301)。若所得到的节点是该路线末端的目标节点，则地图信息检索装置3结束该过程(步骤ST302)，若不是，则地图信息检索装置3进行步骤ST303。
在步骤ST303，地图信息检索装置3通过从路线数据得到的节点得到连接到待检查链路的下一个路线链路(驶出路线链路)。接着，查阅在得到的节点数据中所述的连接链路角，地图信息检索装置3计算由待检查链路和驶出路线链路形成的相对角度，并检查算出的角是一予定角还是更大(步骤ST304)。若该角度大于予定角，则地图信息检索装置3判断该节点为要导向地点，并通过查阅存贮在地图信息存储装置1中的地图信息读出节点数据和连到该节点的所有链路的数据以将其保存其内(步骤ST305)。若在步骤ST304，由待检查链路和驶出路线链路所形成的角度是予定角度或更小，则地图信息检索装置3跳过步骤ST305，以执行步骤ST306的过程。在步骤ST306，该装置重新将驶出路线链路定义为待检查链路，以回到步骤ST301，并重复如前所述相同处理过程。
图15示出借助前述方法产生待导向交叉路口数据组的一个实例。由于当装置3接收到来自路线设定装置8的路线链路数据时，地图信息检索装置3不停地执行检索直至目的地，故在图14中所示过程已完成的阶段，有关从起始点到目的地要导向的所有交叉路口的节点数据和连接链路数据均以图15的形式作为待导向的交叉路口数据而得到。
当完成图14的诸过程以后，描述在一条路线上的车辆位置时，显示标志38通过显示在图3所示的普通地图显示屏上表示导向设备产生的能向司机提供的导向信息的存在，并导向设备通知司机导向信息可以告知司机。当处于能导向状态时司机通过输入装置5向导向系统输入请求时，导向信息处理装置4便执行图16流程图中所示诸过程。
根据图16的流程图，首先，导向信息处理装置4从现时位置检测装置2得到车辆所在位置的现时位置链路号(步骤ST400)。接着，导向信息处理装置4根据存入地图信息检索装置3从现时位置链路至目的地侧的路线链路数据顺序检索路线链路上的节点，从而将这些得到的路线链路上的节点同待导向的交叉路口数据进行比较以便检测该车辆位置前方的下一个待导向交叉路口(步骤ST401)。
导向信息处理装置4从地图信息检索装置3得到测得的待导向交叉路口的相交数据，以借助道路相交数据产生待导向的交叉路口的交叉路口地图绘制数据(步骤ST402)。可能产生各种交叉路口地图，但此处作为举例将描述图17所示的交叉路口地图。在该图中，标号40-43表示长方形的实线，即其宽度代表连到一个交叉路口的道路链路。标号44示出代表交叉路口的圆圈。标号45示出代表该交叉路口名的字母串。标号46和47是代表当车辆按此方向行驶而要到达的地名的目标名的字母串。标号48表示指示交叉路口处该前进方向的一个路线标记。
首先，导向信息处理装置4从交叉路口数据中的节点数据获得连接链路的链路连接角，以将显示器表面中心点取作原点，画出有宽度为40-43的直线至连接角方向。至于每条路的连接角，车辆通过其进入交叉路口的路线链路方向设定在垂直方向上；其他链路则根据对该进入链路方向的相对角度而画出的。当然，在某些使用方式中，它们可按例如将北方设定在向上方向的绝对角度画出。节点数据中的链路连接角可按原有角度被用作直线引角，或量化成八方位，十六方位等的链路连接角，可用作整形(shaping)。接着，在每条路交点，在屏幕的中心画出代表交叉路口的有色圆圈。在显示屏下部用节点数据中所述节点名画出交叉路口名45。若在链路数据中有目的地名的数据陈述，则导向信息处理装置4获得该数据以在具有代表相应链路宽度的直线端绘制目的地名字母串46和47。最后，装置4再利用进入交叉路口的进入链路和驶出链路的链路连接角，从显示屏中心至连接角方向在已画宽度线范围内绘制其宽度稍窄的直线。在驶出链路端还绘制一三角形。它们构成在交叉路口路线标记48。
现返回到图16的流程图，导向信息处理装置4将用上述方法产生的绘图数据传送至绘图装置7，以将它们显示在显示装置6上(步骤ST403)。在自显示出绘图数据起经过一予定时间之后(步骤ST404)，导向信息处理装置4便将一指令发送到绘图装置7，以擦除该交叉路口地图(步骤ST405)。
由于本实施例4的导向设备如以上描述那样操作，在地图信息检索装置3首先处理的地图信息之后，从地图信息存储装置1读出地图信息的操作不是发生在车辆从现时位置移动或从输入装置5请求时，因此，不存在产生从CD-ROM读出的等待时间。所以能实现对来自输入装置5的请求的快速响应。虽然在本实施例中仅描述了对车辆位置前方最近点要导向的交叉路口的导向，但，当然也能响应通过输入装置5的连续请求对较远交叉路口的待导向交叉路口进行显示。实施例5图18是表示根据本发明的第五实施例(实施例5)的导向设备的系统结构的方块图。在图18中，标号10表示目的地导向信息显示装置(此后在以下说明中称为目的地导向信息显示装置，在权利要求中也称为目的地导向信息装置)，用于根据图1所示实施例1的导向设备中导向信息处理装置4产生的导向信息产生从车辆的现时位置至该车辆正驶向的目的地的导向信息，和用于将所产生的导向信息通过绘图装置7传送至显示装置6，然后显示装置6在地图上显示导向信息。这目的地信息显示装置10装在导向信息处理装置4中。因为其他结构部件，例如地图信息存储装置1，现时位置检测位置2，地图信息检索装置3，导向信息处理装置4，输入装置5和显示装置6与图1所示的实施例1的导向装置中所使用的相同标号标注的结构部件相同，故在此省略对这些部件的说明。
以下解释实施例5的导向设备的操作。图19是表示根据本发明的实施例5的图18所示的导向设备的操作的一部分的流程图。
除以下几点外，显示目的地导向信息的方法基本上与图9所示的实施例1的方法相同，即，在根据实施例5的图19所示的流程图中，步骤ST221(“显示至待导向点的距离”过程)插在步骤ST205和步骤ST206之间。步骤ST221执行在显示装置6上显示汽车或卡车现时位置和目的地之间距离。此外，步骤ST222也插入取代图9中所示的步骤ST211。步骤ST222执行从显示装置6抹去显示标志“GUIDE”和显示的距离。步骤ST221和ST222的操作由装在导向信息显示装置4中的目的地信息显示装置10执行，操作结果通过绘图装置7传送至显示装置6。因此，在步骤ST221操作中执行显示至待导向的目的地的距离的过程。例如图20所示，由标号50标注的“2km”就为车辆现时地点39和目的地之间距离(导向信息)，作为至目的地的距离显示在显示装置6上。这导向信息由目的地信息显示装置10根据车辆移动而改变。在步骤ST222，在步骤ST205和ST221中显示在显示装置6上的显示标志“GUIDE”和由标号51标注的距离“2km”(导向信息)被抹去。
如上详细所述，在实施例5的导向系统中，因为在显示装置6上显示车辆的现时地点39和目的地之间的距离，其效果为当司机无需详细的导向信息时，他不必按或触摸由标号38标注的触摸屏键或距离键“GUIDE”，就能得到有关目的地的粗略的导向信息。实施例6图21是表示根据本发明的第六实施例(实施例6)的导向设备的操作的一部分的流程图。图22是图21所示的根据本发明的实施例6的导向设备中屏幕显示实例。如图21所示步骤ST223(“显示至待导向的目的地的方向”的过程)中，在显示装置6上显示至待导向的目的地的方位(即图22所示的参考“箭头”52所标注的方位)。在图21所示的步骤ST224(“抹去“GUIDE”显示标志和方向”的步骤)中，执行抹去显示标志“GUIDE”和方向(“箭头”52)在显示装置6上的显示。实施例6的导向设备的其他操作与图19所示的实施例5的操作相同。因此在此略去其他步骤的说明。在步骤ST223中使用的导向信息由目的地信息显示装置10产生，显示在显示装置6上。此外，因为实施例6的导向设备的系统结构与实施例5的导向设备的系统结构相同，在此略去对其系统结构的说明。
以下说明实施例6的导向设备的操作。
在步骤ST223使用的导向信息由装在导向信息处理装置4中的目的地信息显示装置10产生。所产生的导向信息通过绘图装置7传送至显示装置6。因此，在步骤ST223的操作中表示从由标号39标注的车辆的现时位置至目的地的方位(即方向)的箭头如图22所示在显示装置6上位于显示标号“GUIDE”38的上面。车辆司机通过看到显示在显示装置6上的箭头52就可以识别至目的地的方位。在步骤224，从显示装置6分别抹去由标号38和52标注的显示标志“GUIDE”和显示符号“箭头”。因为图21所示的实施例6的流程图其他步骤的操作与图19所示的实施例5的流程图的标有相同标号的步骤的操作相同，故在此略去对它们的说明。
如上详细所述，在实施例6的导向系统中，因为从车辆的现时地点39至目的地的方位作为至目的地的粗略和有效的导向信息通过显示装置6以容易或简单的形式(箭头形式)向司机提供，以供识别，其效果为当司机无需详细的导向信息时司机不必任何按或触摸在显示装置6上显示的标号38标注的显示标志“GUIDE”，就可以知道至目的地的粗略和有效的导向信息。实施例7图23是根据本发明的实施例7的导向设备的系统结构的方块图。图24是根据本发明的实施例7的导向设备的另一系统结构的方块图。图23和24所示的实施例7的导向设备的结构分别是图18所示的实施例5和图10和11所示的实施例2和3的系统结构之间的组合。除了在导向信息处理装置4中装有目的地信息显示装置10以外，用23和24所示的实施例7的导向设备的结构与图10和11所示的导向设备的结构相同。故在此省略去对它们的说明。
图25是根据图23和图24所示的本发明实施例7的导向设备的操作的一部分的流程图。图26是根据图23和24所示的本发明实施例7的导向设备中显示装置6上的显示实例。在图25所示的流程图的步骤ST225(“显示至待导向点的行车方向”的过程)中在显示装置6上为司机显示指示移向或移近目的地的车辆的行车方向的行车方向标志(导向信息)。在图25所示的步骤ST226(“抹去“GUIDE”显示标志和行车方向”的步骤)中，从显示装置6抹去在步骤ST205显示的显示标志“GUIDE”和在步骤ST225显示的行车方向标志。其他步骤的操作与图19所示的实施例5的流程图的操作相同。在步骤ST225中使用的作为导向信息的行车方向标志53由导向信息处理装置4中目的地信息显示装置10产生和由显示装置6显示。
以下说明实施例7的导向设备的操作。
步骤ST225中使用的导向信息由装在导向信息处理装置4中的目的地信息显示装置10产生，并通过绘图装置7传送至显示装置6。因此，在步骤225中行车方向标志(箭头)53作为导向信息显示在显示装置6上显示标志“GUIDE”的上面。司机可从通过看到行车方向标志(箭头)53得到以容易或简单的形式(箭头)的导向信息，并识别驶近目的地的行车方向。在步骤ST226中从显示装置6上抹去显示标志“GUIDE”38和所显示的行车方向标志“箭头”53(导向信息)。因为图25所示的实施例7的流程图中其他步骤的操作与图19所示的实施例5的流程图中标有相同标号的步骤的操作相同，故在此略去对它们的说明。
如上详细所述，在实施例7的导向系统中，因为通过显示装置6以容易或简单的形式(箭头形式)向司机提供驶向或驶近目的地的行车方向标志53(导向信息)作为粗略和有效的导向信息，以供识别，其效果为当司机无需详细的导向信息时司机不必任何按或触摸在显示装置6上显示的标号38标注的显示标志“GUIDE”，就可以知道至目的地的粗略和有效的导向信息。实施例8图27是根据本发明实施例8的导向设备的屏幕显示实例。图28是根据本发明实施例8的导向设备的屏幕显示的另一实例。因为在图27和28中所示的实施例8中显示标志38作为导向开关，箭头52指示从车辆的现时位置至目的地方位，箭头53作为驶向或驶近目的地的行车方向标志，这些均与根据实施例5，6和7的导向设备中使用的相同，故在此略去对它们的说明。此外，因为实施例8的导向设备系统结构与实施例5和7的导向设备系统结构相同，故在此略去对它们的说明。
以下说明实施例8的导向设备的操作。
在实施例8的导向设备中，导向信息的全部或一部分，例如车辆的现时位置39，至目的地距离51，指示从车辆的现时位置39至目的地的方位的箭头52和驶向或驶近目的地的箭头53由目的地信息显示装置10产生，显示在显示装置6上，它们是同时显示在显示装置6上。这些导向信息项目由目的地信息显示装置10产生，通过绘图装置传送至显示装置。因此，在步骤ST205和ST221，在步骤ST205和ST223，和在步骤ST205和ST225中，这些导向信息项目由目的地信息显示装置10产生，显示在显示装置6上。然后，在图19，21和25所示的步骤ST222，ST224和ST225中从显示装置6抹去这些导向信息项目。
如上详细所述，在实施例8的导向系统中，因为通过显示装置6以容易或简单的形式(箭头形式)向司机提供诸如至目的地的距离51，朝向目的地方位52和行车方向标志53的作为驶向或驶近目的地的导向信息的导向信息作为粗略和有效的导向信息，以供识别，其效果为当司机无需详细的导向信息时司机不必任何按或触摸在显示装置6上显示的标号38标注的显示标志“GUIDE”，就可以知道至目的地的粗略和有效的导向信息。
从上述说明可看出，按照本发明第一方面，该导向设备被构成，包括一用于贮存地图信息的地图信息存储装置，一个用于通过检测诸如GPS信号，陀螺信号和速度脉冲信号等信号规定车辆在地图信息上的位置的现时位置检测装置，一个地图信息检索装置，用于根据现时位置从地图信息检索待导向点，一个导向信息处理装置，用于通过处理存入地图信息存贮装置中的地图信息产生有关待导向点的导向信息，一个用于显示有关待导向点的导向信息的显示装置，以及一个输入装置，用于输入包括响应司机请求的导向信息输入的各种输入，因此该导向设备具有可响应司机请求显示有关请求点的导向信息的优点。
此外，根据本发明第二方面，该导向设备被构成包括一个路线设定装置，用于对利用输入装置输入的目的地确定一条行进路线，以及一个地图信息检索装置，该检索装置从存贮在地图信息存储装置中的地图信息沿路线设定装置所确定的路线检索有关待导向点的导向信息，因此，该导向设备具有能输出有关沿该路线的需要地点的导向信息的优点。
此外，根据本发明第三方面，该导向设备被构成包括一个用于存贮地图信息的地图信息存储装置，一个现时位置检测装置，用以通过检测诸如GPS信号，陀螺信号和速度脉冲信号等信号规定地图信息上的车辆位置，一个地图信息检索装置，用以根据现时位置从地图信息检索待导向点，一个导向信息处理装置，用以通过处理存入地图信息存储装置的地图信息产生有关当车辆沿其现时路线行进时将通过的要导向点的一个交叉路口的导向信息，一个显示装置，用以显示有关待导向点的交叉路口的导向信息，以及一个输入装置，用以输入包括为响应司机请求的导向信息输入的各种输入，该导向设备具有能响应司机请求输出有关在某一需要点的交叉路口的导向信息。
此外，根据本发明第四方面，该导向设备被构成包括语音输出装置，用以通过语音输出导向信息作为语音导向信息，以及一个导向信息处理装置，用以执行一种处理以使语音输出装置输出与其显示器同时显示的导向信息有关的语音导向信息，因此，该导向设备具有能使司机借助其听觉识别导向信息的优点，从而也就能减少司机为辨别导向信息方面的困难，因为在驾驶期间他主要要用其视觉。
此外，根据本发明的第五方面，导向设备被如此构成以将借助至少表达由链路和节点的道路连接关系的网络信息所描述的地图信息存入地图信息存储装置中，因此，该导向设备具有能压缩要存入地图信息存储装置中的信息量的优点。
此外，根据本发明的第六方面，因为导向设备具有目的地信息显示装置，用于产生从车辆现时位置至目的地和在目的地或接近目的地的导向信息和用于将该导向信息提供给显示装置6，当司机不需要详细的导向信息时，其效果为车辆的司机可以识别粗略的和有效的导向信息项目，例如至目的地距离，朝向目的地方位和驶向或驶近目的地的行车方向。
虽然现已用特例描述了本发明的最佳实施例，但这种说明仅为举例而已，不说自明，还可能作出不脱离以下权利要求书精神和范围的种种变化和改型。
权利要求
1.一种用于车辆的导向设备包括如下地图信息存储装置，用于储存地图信息，现时位置检测装置，用于规定由地图信息指示的车辆在地图上的现时位置，地图信息检索装置，用于根据现时位置通过检索该地图信息确定待导向点，导向信息处理装置，用于通过处理存入所述地图信息存储装置中的该地图信息产生有关待导向点周围地图的导向信息和响应车辆乘客请求输出所述导向信息，和绘图装置，用于绘制该车辆的该现时位置周围的地图，即绘制从所述导向信息处理装置输出所述导向信息。
2.根据权利要求1的导向设备，它还包括路线设定装置，用于确定车辆行进到目的地的路线，其中所述地图信息检索装置沿由所述路线设定装置确定的路线决定待导向的点。
3.根据权利要求1的导向设备，其中所述地图信息检索装置决定假如该车辆沿其现时路线行进的话将会遇到的交叉路口作为待导向点。
4.根据权利要求1的导向设备，它还包括语音输出装置，用于作为语音信息输出信息，其中导向信息处理装置不仅输出待显示的导向信息，而且向所述语音输出装置输出与该导向信息有关语音导向信息。
5.根据权利要求1的导向设备，其中所述地图信息存储装置存储网络信息，在网络信息中链路和节点表示道路相互连接的关系，和所述导向信息处理装置根据该网络信息产生作为导向设息的图象信息。
6.根据权利要求1的导向设备，其中所述地图信息检索装置从存储在所述地图信息存储装置中的该地图信息获得由链路和节点表示的有关待导向点的道路之间关系，产生有关待导向点的交叉路口地图数据，和所述导向信息处理装置根据有关待导向点的所述交叉路口地图数据产生作为导向信息的有关待导向点的交叉路口地图。
7.根据权利要求1的导向设备，它还包括目的地导向信息显示装置，用于根据从所述导向信息处理装置提供的该导向信息产生有关该车辆现时位置和待导向点周围的粗略的导向信息。
8.根据权利要求7的导向设备，其中所述目的地导向信息显示装置产生有关从该车辆的现时位置至待导向点的距离，从该车辆的现时位置至待导向点的方向和该车辆的行进方向中至少一个的信息作为粗略的导向信息。
全文摘要
一种能响应司机请求输出有关司机输入的需要点的导向信息的导向设备，预先存储地图信息，通过检测诸如GPS信号，陀螺信号和速度脉冲信号等信号规定地图信息上的车辆位置，根据车辆现时位置从地图信息检索待导向点，通过处理地图信息产生有关待导向点的导向信息，并显示有关待导向点的导向信息。此外，还显示作为显示标志的导向开关(触摸屏键)，至目的地距离和朝向目的地方位，以及驶向和驶近目的地的行车方向。
文档编号G08G1/0969GK1135064SQ96101909
公开日1996年11月6日 申请日期1996年1月19日 优先权日1995年1月20日
发明者井手野宏昭, 则本政嗣, 太田正子, 伊藤久嗣 申请人:三菱电机株式会社