(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
目的地へ向かって現在の位置から現在の進路を移動するユーザに方向情報を表示するシステムであって、
表示装置を備えるコンピュータと、
そのコンピュータに結合されており、現在の位置のデータと現在の進路のデータを更新するナビゲーションシステムと、
目的地の位置と、現在の位置と、現在の進路から、「現在の進路に沿った目的地への最接近点」（ＰＣＡ）の位置を特定する手段と、
目的地の位置と、現在の位置と、現在の進路と、ＰＣＡの位置を、同時にかつ一体的に表示装置に表示する手段を備えるシステム。
【請求項２】
目的地へ向かって現在の位置から現在の「地表針路」（ＣＯＧ）に沿って移動するユーザに対して、「目的地への方位」（ＢＴＤ）と、「現在のＣＯＧに沿った目的地への最接近点」（ＰＣＡ）についての情報を表示する位置決め装置であって、
その位置決め装置は、コンピュータおよびナビゲーションシステムとともに動作可能であり、
そのナビゲーションシステムは、現在の位置のデータと、現在のＣＯＧのデータをその位置決め装置に供給し、
その位置決め装置は、
目的地の位置を目的地位置標識として表示する目的地位置手段と、
目的地に対するユーザの現在の位置を現在位置標識として表示する現在位置手段と、
現在のＣＯＧをＣＯＧ標識として表示するＣＯＧ手段と、
ＰＣＡの位置をＰＣＡ標識として表示するＰＣＡ手段と、
ＢＴＤをＢＴＤ標識として表示するＢＴＤ手段を備えており、
目的地位置標識、現在位置標識、ＣＯＧ標識、ＰＣＡ標識およびＢＴＤ標識が同時にかつ一体的に表示される位置決め装置。
【請求項３】
ＰＣＡ標識が目的地位置標識に近接していることを知らせる到着標識を表示する到着手段をさらに備える請求項２に記載の位置決め装置。
【請求項４】
ＰＣＡ標識が到着標識に到達したことを知らせる警報装置をさらに備える請求項３に記載の位置決め装置。
【請求項５】
ユーザの現在の位置から目的地までの距離に関する数値情報を表示する数値データ手段をさらに備える請求項２に記載の位置決め装置。
【請求項６】
前記コンピュータはスクリーンを備え、
目的地位置標識、現在位置標識、ＣＯＧ標識、ＰＣＡ標識およびＢＴＤ標識は、そのスクリーンに表示される請求項２に記載の位置決め装置。
【請求項７】
前記ナビゲーションシステムはグローバルポジショニングシステムを含む、請求項２に記載の位置決め装置。
【請求項８】
前記ナビゲーションシステムはＬＯＲＡＮナビゲーションシステムを含む、請求項２に記載の位置決め装置。
【請求項９】
前記ナビゲーションシステムは慣性航法システムを含む、請求項２に記載の位置決め装置。
【請求項１０】
起点中間地点から目的地中間地点へ向けて移動する操作者に、位置と、道筋と、目的地中間地点への最接近点の情報を表示する、統合された操縦表示装置であって、
その統合された操縦表示装置は、プログラム可能なコンピュータおよびナビゲーションシステムとともに動作可能であって、
起点中間地点の位置および目的地中間地点の位置は、それぞれナビゲーションシステムによって特定され、
その統合された操縦表示装置は、
起点中間地点の位置を表示する起点中間地点標識と、
起点中間地点に対する目的地中間地点の位置を表示する目的地中間地点標識と、
操作者の現在の位置を表示する現在位置標識と、
操作者の現在の「地表針路」（ＣＯＧ）を表示するＣＯＧ標識と、
「操作者の現在のＣＯＧに沿った目的地中間地点への最接近点」（ＰＣＡ）の位置を表示するＰＣＡ標識と、
「目的地中間地点への方位」（ＢＴＤ）を表示するＢＴＤ標識を、同時にかつ一体的に表示する、統合された操縦表示装置。
【請求項１１】
前記コンピュータはスクリーンを備え、
起点中間地点標識、目的地中間地点標識、現在位置標識、ＣＯＧ標識、ＰＣＡ標識およびＢＴＤ標識は、それぞれ表示アイコンとしてそのスクリーンに表示される、請求項１０に記載の統合された操縦表示装置。
【請求項１２】
ＰＣＡ標識が目的地中間地点標識から所定の距離内に存在するか否かを知らせる、目的地中間地点標識を包囲する到着標識をさらに表示する請求項１１に記載の統合された操縦表示装置。
【請求項１３】
ＰＣＡ標識が到着標識に到達したことを知らせる警報装置をさらに備える請求項１２に記載の統合された操縦表示装置。
【請求項１４】
目的地へ向かって現在の位置から現在の進路を移動するユーザに方向情報を表示するシステムにおける情報表示方法であって、
そのシステムは、表示装置を備えるコンピュータと、ナビゲーションシステムを備えており、
その情報表示方法は、
ナビゲーションシステムによって、現在の位置のデータと現在の進路のデータを更新する工程と、
コンピュータによって、目的地の位置と、現在の位置と、現在の進路から、「現在の進路に沿った目的地への最接近点」（ＰＣＡ）の位置を特定する工程と、
コンピュータによって、目的地の位置と、現在の位置と、現在の進路と、ＰＣＡの位置を、同時にかつ一体的に表示装置に表示する工程を備える、情報表示方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
この発明は海上、地上、および空中での方向制御に用いるためのナビゲーション機構および操縦機構に関する。より特定的には、この発明は、所望の位置に対してユーザの現在の位置を即座に識別するために、簡単かつ直接的なフォーマットで位置情報およびナビゲーション情報を表示し、表現することに関する。
【０００２】
【関連技術の説明】
データ記憶技術およびデータ表示技術が進歩したために、電子チャートは、ユーザが所望の目的地に対して自分の位置を判断するのを効率的かつ正確に補助するのに不可欠な手段となった。たとえば、電子チャートがグローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）のような位置決めシステムと統合されると、ユーザの位置はユーザのいる区域を示すチャート上にリアルタイムで表示できる。このような情報は、地球の周囲で連続的に自分の位置を知る必要がある、海上、地上、および空中の輸送機関の操作者にとって特に役立つ。しかしながら、一般にはチャート上での位置を知るだけでは十分でない。現在の進路が正しいかどうかを知ることも特に役立つ。すなわち、ユーザは一般に、現在の進路で所望の場所に着くかどうかを知る必要がある。所望の目的地は道筋上の次の中間地点であるかもしれず、またはチャート上のどこか他の位置であるかもしれない。
【０００３】
現在において商業上入手できる電子チャート表示装置の実施例は典型的に、関連した地理的特徴、道筋および中間地点、ユーザの位置、ならびにユーザの軌道を示す。しかしながら、このような表示装置は、（１）ユーザの現在の進路が所望の目的地へユーザを適切に導くかどうか、および（２）ユーザがこの目的地に到着することを確実にするために進路修正が必要であるかどうかをユーザに知らせる、統合された操縦情報を含まない。むしろ、従来のチャート表示機構では、別個の表示媒体が実現されなければならない。しかしながら、さらなる進路情報を調べ直して全体のナビゲーション状態を完全に理解するために、ユーザは位置表示装置と操縦修正表示装置とを切換えなければならない。
【０００４】
たとえば、図１（ａ）は大部分の業務用のシステムにおける現行の実施例を示す。中間地点１０２が点在した所望の道筋は、予定された進路１１４を含む直線１０４によって示される。目的地中間地点は丸で囲んだ点１１０として示され、点線１１２はユーザの実際の軌道を示す。例では、点線１１２の上端の矢印１１６はユーザの位置および現在の進行方向を示す。しかしながら、操縦データおよび修正情報を引出すためには、ユーザは図１（ｂ）を参照しなければならない。図１（ｂ）は、現在の道筋を修正し、したがってユーザが所望の目的地中間地点へ進むことを可能にするために用いられる操縦画面を表わす。すなわち、操縦画面は図示される矢印１１８を旗１２０の方へ向けることを目的とする。矢印１１８が旗１２０を指すと、地表針路指示（ＣＯＧ）が方位指示（ＢＲＧ）に一致する。
【０００５】
しかしながら、ユーザが目的地中間地点へ向かって移動する点に達するためには、矢印を旗の方へ向けようとする試みが何度となく必要となるであろう。したがって、グラフィック表現および数値表現に従って軌道が正しいかどうかを判断するために、ユーザは画面から画面へと前後に切換えなければならない。ユーザが首尾よく所望の経路へ進んでいるかどうかを示す、視覚的な手掛かりまたはグラフィックによる手掛かりがないために、即座に進路修正するのは困難である。
【０００６】
【発明の概要】
この発明は、ユーザを所望の目的地へ導くナビゲーションおよび誘導システムを対象とする。位置情報および操縦情報は単一の表示装置に統合されて、正確な進路で移動しているかをユーザに即座に判断させ、所望の目的地へ向かって進むために何らかの方向変更が必要であればそれをもユーザに知らせる。所望の目的地は電子チャートシステム上に目的地中間地点で表示される。いくつかの線分中間地点は目的地中間地点に達するために最適な道筋を規定する。したがって、所望の目的地は目的地中間地点によって表わされる。
【０００７】
ユーザの実際の軌道が最適な道筋の上に重ねられるように、ユーザの実際の軌道は線分中間地点と相対的に表示される。ユーザの位置およびＣＯＧはナビゲーションシステムによって判断され、線または矢印のような方向指示アイコンとして表示装置上に示される。次に、ユーザの最接近点（ＰＣＡ）はいくつかの関数、すなわち１）ユーザの現在位置、２）所望の目的地の位置、および３）ユーザのＣＯＧに従って計算できる。ＰＣＡはユーザの実際の指示アイコンの端において、またはその近くに示されるので、ユーザの進路が目的地中間地点の方位に接近すると、ＰＣＡポインタはユーザの動きと対応して位置を変えることができる。
【０００８】
最終的に、目的地中間地点の上にＰＣＡポインタを重ね、その特定の進路を維持するだけで、ユーザは乗り物を目的地中間地点へ正確に導くことができる。重ねられたアイコンは、地表針路および方位情報に関する直接の情報を表わす。２つのアイコンが重ねられると、ＣＯＧは方位を目的地の値に一致させる。すなわち、ユーザまたはユーザの乗り物を表わすアイコンが目的地中間地点のアイコンの上に重ねられるように、ユーザの実際の位置座標が目的地中間地点の座標に重なると、ユーザが所望の目的地に到着したことが判断できる。
【０００９】
【好ましい実施例の詳細な説明】
以下の説明は目下企図されている、この発明を実行する方法である。添付の図面では、同じ番号はいくつかの図において同じ部分を示す。この説明はこの発明の一般原理を例示する目的のためになされるものであって、制限的な意味合いで受取られるべきではない。この発明の範疇は、前掲の特許請求の範囲を参照すると最も好ましく決定される。
【００１０】
この発明の実施例は、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）、ＬＯＲＡＮ、慣性航法、および／またはレーダーシステムのようなさまざまなナビゲーションシステムから引出されたデータを最接近点（ＰＣＡ）計算と関連して利用する。ＰＣＡは現在の進路に沿う、予め規定された目的地に最も近い点である。すなわち、ユーザまたはユーザの乗り物が所望の目的地に最も接近して通過する点は、目的地の位置座標、地球に対してのユーザの位置、および乗り物の方向に従って判断できる。次に、ＰＣＡは単一画面のフォーマットで表示されて操縦情報を表わす。
【００１１】
進路情報、方位情報、および位置情報と同時に、ＰＣＡをチャート上に表示することによって、ユーザは即座にナビゲーション上の要件を見て取り、それに応じて反応できる。ユーザは自分のいる場所を知らされ、行きたい場所を知り、そしてＰＣＡが表示されると、現在の進路に沿って続行するならばどれほど近くに行くことになるのかを知る。したがって、ユーザが所望の目的地に達するために必要なのは、目的地点の上にＰＣＡを置く進路に向かって進むことのみである。
【００１２】
図２の好ましい実施例に例示されるように、単一の表示画面２００が示される。コンピュータ２０２は、たとえば地表針路（ＣＯＧ）指示、方位データ（ＢＲＧ）、地表速度（ＳＯＧ）、実速力（ＳＭＧ）、中間地点への距離（ＤＳＴ）、および開始時刻（ＴＴＧ）を含む位置表示装置２４０を駆動するようにプログラム（２０４）される。数値データは表示装置２００に図示されるグラフィックアイコンの動きによって具体的に示されるので、数値テーブルまたは一覧表２４０は設けても設けなくてもよい。したがって、操縦と位置修正または調節とのために数値座標テーブルを参照する必要はない。
【００１３】
この発明の実施例は、ユーザの現在位置とユーザのＣＯＧデータと所望の目的地の位置／座標とに関する情報を提供するために実現されるナビゲーションハードウェア（図示せず）で動作する。たとえば、ナビゲーションハードウェアは表示装置を駆動するプログラム可能なコンピュータと関連して、ＧＰＳレシーバ、またはＬＯＲＡＮレシーバと表示装置および／または電子チャートとを含んでもよい。
【００１４】
したがって、好ましくは表示装置２００は、瞬間的な進路修正情報と結合された数値データのグラフィック表示を示す。ユーザの実際の軌道２１６は点線として指定される。ＰＣＡ２１０はユーザの現在位置２１８および目的地中間地点２２０と相対的に示される。目的地への方位（ＢＴＤ）標識２１２は目的地中間地点をユーザの現在位置に接続し、ユーザの位置から目的地中間地点への方向を示す。
【００１５】
好ましい実施例では、ＣＯＧ標識２１４は現在位置アイコン２１８に結合されてユーザの移動方向を明確に示す。ＰＣＡ２１０およびＢＴＤ標識２１２と関連して、ＣＯＧ２１４はユーザが目的地中間地点２２０からおそらく逸れつつあることを示す情報に対して、ユーザが即座に反応することを可能にする。したがって、方位から目的地への標識線２１２にＣＯＧ標識２１４を整合しようと試み、目的地中間地点の上にＰＣＡを重ねることによって、目的地中間地点へ向かって正確に進むために、さらなる操縦調節を行なうべきかについてユーザは即座に視覚的に知らされる。
【００１６】
したがって、図２の好ましい実施例において例示されるように、２つの表示装置の実施例を結合することによって、ナビゲーション上の著しい難問が、コンピュータ画面として明示される単一の表示装置で解決できる。この発明の実施例は、どの方向に乗り物を操縦すべきか、または向けるべきかをユーザに知らせ、かつユーザにナビゲーション上での変化を即座に確認させて目的地中間地点へ進ませる手段を提供する。同時に、ユーザは予定された軌道に沿う進行および／または現在位置をチャート上で判断できる。ＰＣＡおよびＢＴＤデータを結合することによって、ユーザは所望の軌道への即座かつ瞬間的な調節を行なうことができ、同時にその調節を確認できる。
【００１７】
特に、図３において、ＢＴＤ標識２１２、ＣＯＧ標識２１４、およびＰＣＡ２１０は拡大して詳細に図示される。上述のように、操縦標識およびナビゲーション標識を単一の統合された表示システム２００（図２）へ結合することによって、ユーザは所望の目的地２２０に対する現在位置と所望の目的地に達する最も良い方法とを迅速かつ容易に判断できる。
【００１８】
起点中間地点３１０は、図２に示されるような線分中間地点の１つを表わす。起点中間地点はしばしば、道筋に沿った多数の直線線分をユーザにたどらせる、点から点へのナビゲーションに関して説明される。起点中間地点は区間の始めを示すが、目的地中間地点は区間の終りを示す。道筋に沿った点を接続することによって、起点中間地点および目的地中間地点の各々は、所望の軌道３１２として図３に示される、道筋の区間を描く。理想的には、ユーザが中間地点から中間地点へと移動するにつれて、ユーザの実際の軌道２１６（図２）は所望の軌道の上に重ねられる。こうして、ユーザが所望の軌道３１２の別の区間に移るたびに、これまでの目的地中間地点が次の区間での新しい起点中間地点になる。
【００１９】
図３の好ましい実施例では、ＢＴＤ標識２１２の長さは目的地中間地点２２０に対する現在位置２１８の場所に従って変化することがわかる。同様に、現在位置２１８およびＰＣＡ２１０の間の距離３１４は、ユーザが目的地中間地点２２０の方へ向かうにつれて増加する。ＰＣＡ２１０が目的地中間地点２２０の上に重なるように、ユーザまたはユーザの乗り物が目的地中間地点を真っ直ぐに指しているときに距離３１４は最大値に達する。
【００２０】
現在位置標識を中心とするＰＣＡ標識の円周軌道は円形とハート形との間で変化することが認識される。現在位置およびＰＣＡの間の距離が目的地中間地点に対するユーザの位置に依存するので、最接近点は一般に、現在位置を中心とする非常に小さい範囲または軌道を維持する。ユーザおよびＰＣＡの間の距離はユーザが目的地中間地点を真っ直ぐに指しているときに最大値に達し、ユーザが目的地中間地点からちょうど９０度を指すときに最小値に達する。このため、一般に、ＰＣＡは確実に表示装置上に可視であり続ける。
【００２１】
したがって、好ましい実施例では、コンピュータおよびソフトウェア構成が連続的にＣＯＧ値およびＢＲＧ値を判断し、対応するグラフィック表現が操縦画面上に表示されるので、ユーザは目的地中間地点２２０の方へＰＣＡ標識２１０を手動で、または自動的に向けることができる。目的地中間地点２２０およびＰＣＡ２１０の間の距離が、目的地中間地点２２０に対するユーザの動きに従って変化するので、ユーザは目標とする目的地のどのくらい近くに到着するかを即座に見て知ることができる。一旦ＰＣＡ２１０が目的地中間地点２２０に重なると、ユーザは選択された経路で続行することによって所望の目的地に最終的に到着するという結論を下すことができる。
【００２２】
図２および図３でわかるように、ＣＯＧ標識２１４は大まかな標識である。ＣＯＧ標識２１４はユーザが進む、大体の方向を示すだけである。表示マーキングの正確さおよび相対的な大きさに依存して、ＣＯＧ標識２１４がＢＴＤ標識２１２に一致し、すなわち、その上に被さって見えるとしても、特に長距離では誤差が存在し得る。
【００２３】
この発明の好ましい実施例では、目的地中間地点２２０は操縦調節をさらに容易にするために到着円３１６（図３）に配置される。到着円３１６はユーザが所望の目的地に接近していることをより正確にユーザに示す。好ましくは、コンピュータ／プログラムアセンブリはユーザの現在位置標識２１８が到着円３１６に入ると、警報が作動されて警笛または閃光を発生するような警報システムを含んでもよい。このように、目的地中間地点に非常に接近し、おそらく進行方向、速度、またはその両方において変更が必要であることをユーザは知らされる。
【００２４】
広範なデータ、表示装置、および他の操縦実施例が本明細書に説明されている。しかしながら、この発明による操縦標識の実施例に他の情報が含まれてもよいことを認識されたい。この発明の代替的な実施例において、かつ簡単に上述されたように、さまざまな文字数字式データが表示装置に含まれてもよい。容易に取付けるために、製造業者は既存の表示機構へこの発明の実施例を後から加えることを所望するかもしれない。したがって、この発明のグラフィックによる、操縦表現および方向表現を、図１（ｂ）に示されるような既存のチャートによって設けられる操縦画面へ組入れるように、コンピュータがプログラムされてもよい。
【００２５】
上述された表示システム実施例は船舶または航空機のようなユーザが操縦する乗り物に関するが、この発明の実施例はほとんどどんな形の移動する物体、システム、または単に人が動かすものへも組み入れられることが認められるであろう。この発明の用途は幅広い。緯度、経度、進路情報が得られる、どんなアプリケーションもこの発明の操縦標識の実施例を利用できる。たとえば、徒歩旅行者または乗馬者も、正確な進路にあるかどうか、また、進路が正確でなければ行なうべき変更を判断可能にできる誘導手段を持つことが有用であるとわかるだろう。
【００２６】
この詳細な説明はこの発明を例示するためにのみ説明され、いかなる方法においてもその範疇を制限するとはみなされるべきではない。明らかに、数多くの付加、代用、および他の変更が、前掲の特許請求の範囲およびその均等物において規定されるこの発明の範疇から逸脱せずになされ得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】グラフィックおよび数値による、位置決め情報および修正情報を２つの表示画面が示す従来のチャート表示機構を示す図である。
【図２】この発明の好ましい実施例に従った、統合した操縦標識表示装置の概略図である。
【図３】図２の操縦標識の拡大図である。
【符号の説明】
２０２  コンピュータ
２１０  最接近点（ＰＣＡ）
２１２  目的地への方位（ＢＴＤ）
２１４  地表針路（ＣＯＧ）
２１８  現在位置
２２０  目的地中間地点
３１０  起点中間地点
３１６  到着標識
【図１】
0003839863.tif 000002
【図２】
0003839863.tif 000003
【図３】
0003839863.tif 000004