[发明专利]导航地图显示比例尺与三维视角自动控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及智能交通技术领域，特别涉及一种导航地图显示比例尺与三维视角自动控制方法及装置。

背景技术

在汽车导航设备提供驾车路线语音引导过程中，设备屏幕上所显示的由地图、行进路线以及转向箭头等组成的路线图示是指引用户行驶在正确路线、执行正确转向的关键信息。一般来说，路线图示由一张电子地图作为显示基础，车辆行进路线以区别于基础道路的高亮颜色叠加在地图之上，同时在行进路线上的转向或其他操作用箭头表现操作方向。

在导航过程中，驾车用户需要从路线图示上了解两类信息：“下一转向操作信息”和“前方道路总体情况”。“下一转向操作信息”让用户随时清楚下一操作，当该操作点临近时，用户需要时刻关注屏幕来了解操作细节，尤其如环岛类、多道路交会的复杂路口转向；“前方道路总体情况”为概括性信息，是能让用户一目了然前方远距离道路走向情况，尤其当用户行驶在高速公路时，屏幕更应为用户展现“前方道路总体情况”。

传统导航设备在语音引导过程中通常采用固定比例尺显示地图，由用户手动调节希望看到的前方区域，同时配以路口放大图或实景图。这种方式虽可以基本实现让用户了解“下一转向操作信息”和“前方道路总体情况”，但需要用户手动参与，并且路口放大图/实景图与原有道路显示不连贯，增加用户认知负荷。专利200610157914.4提供了一种针对转向路口的自动放大机制，但是这种方法需要首先针对道路数据中路口部分设定放大点，这种方式涉及到的数据处理工作量是巨大的。

另外，在导航过程中，现有设备通常都会采用带有一定俯视角的准三维视角来显示地图，这种视角对于增加“前方道路总体情况”信息有帮助，也增加了地图及道路显示的真实感。但是在导航过程中，前方道路的情况是在时刻变化的，当前方马上进入路口转向区域时，屏幕中需要把区域集中在路口区域，而当前为高速公路时，前方可视区域应该远至甚至形成在天边消失的感觉。

为了解决原有GPS导航系统中采用垂直俯视图的形式显示电子地图的现状，专利200610157831.5提出一套控制地图俯视角度的技术方案，通过一个透视投影计算函数集、一个电子地图数据库、连同导航图像生成模块、显示模块实现电子地图可以以一定俯视角度进行显示。

为了解决导航时导航图像需要用户手动切换比例尺，并且大比例尺下缺乏周边设施信息的问题，专利200610157914.4提出一种导航图像比例尺自动控制方法，通过预先配置比例尺放大点，旨在导航至放大点时平滑切换比例尺。

以上两件专利仅对俯视角度和地图比例尺进行了单独的创新设计，但并没有将两方面因素综合考虑。只有将俯视角随前方所需视野的渐变和比例尺随前方所需了解地图细节的渐变结合在一起，放入一个视角视高统一控制系统，才能给使用者带来真实并适时的体验。

另外，专利200810225066.5根据车辆行驶速度相应改变比例尺；专利200880129480.4提供一种3D导航模式中视角改变方法；专利201010548919.6也仅是一种地图比例尺随前方路况信息（如拐角点、车道、红绿灯、单行道等）变化的方案。这些专利都如前面说明，仅把注意力集中于俯视角或者比例尺。

综上所述，目前还没有一种能够随着前方转向点距离远近及前方道路形状特征而调整比例尺与俯视角的三维动态显示模型。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种导航地图显示比例尺与三维视角自动控制方法及装置，用于实现随着前方转向点距离远近及前方道路形状特征而调整比例尺与俯视角的三维动态显示。

本发明提供了一种导航地图显示比例尺与三维视角自动控制方法，包括：

在导航过程中持续计算当前位置与前方下一转向点的直线距离，当监测到距离变化时，调用透视投影参数计算函数，得到视点高度与俯视角度数值；

在每次触发调用透视投影参数计算函数后，根据得到的视点高度与俯视角度数值，结合用户所处位置的电子地图，生成透视投影变换后的导航显示图，并将该显示图存储于缓冲区内。

本发明还提供了一种导航地图显示比例尺与三维视角自动控制装置，包括：

电子地图数据库，用于存储电子地图中的路网、节点、行驶路径数据；

下一转向点距离监控模块，用于判断用户当前位置与下一转向点距离是否产生变化，当该距离变化时，发出指令，调用透视投影参数计算函数，并触发投影变换；

透视投影参数计算模块，用于根据所述用户当前位置与下一转向点的距离，通过透视投影参数计算函数，计算得到视点高度与俯视角度数值；