改善された等高線を伴う海洋航法装置

著者らは特許

G01C21/20 - 航行の計算を行う機器(G01C21/24,G01C21/26が優先)

の所有者の特許 JP2016528548:

ガーミン スウィッツァランド ゲーエムベーハー

 

【解決手段】 海洋航法装置は、位置決定要素と、ディスプレイと、メモリ要素と、および処理要素とを有する。前記位置決定要素は、第1の水域にある海洋船舶の現在の地理的位置を決定する。前記ディスプレイは、地図表記を表示する。前記メモリ要素は、複数の水域について数値標高モデルデータおよびソナーデータを格納する。前記処理要素は、前記メモリ要素と通信可能であって、前記第1の水域に対応する前記数値標高モデルデータまたは前記ソナーデータを前記メモリ要素から選択し、等高線データを計算し、当該等高線データは複数の等高線を決定し、前記等高線の少なくとも一部を選択的に除去することにより、前記等高線データを更新し、前記更新された等高線データから導出された等高線を含む地図表記を生成し、前記ディスプレイを制御して前記地図表記を視覚的に提示するよう構成される。
【選択図】 図1

 

 

海洋航法装置は、当該装置を使用している海洋船舶の現在の地理的位置付近水域の少なくとも一部の地図を示すディスプレイ(表示装置)を含むことが多い。前記地図には、水底における地形または土壌と、当該地形について深度が同じである位置を示す等高線とを表現したものを含めることができる。海洋航法装置は、水域に伴う複数の地理的領域の深度に関連付けられた等高線を表示する。表示される等高線では、水底地形の勾配または傾斜の大きい領域がより高い密度で提示され、比較的平坦な水底領域はより低い等高線密度で提示される。従来の海洋航法装置では、等高線全体を取り除いて、ディスプレイに示される等高線の密度を下げることができる。
本技術の諸実施形態は、地図を表示する海洋航法装置を提供するものであり、前記地図は、海洋船舶付近で同じ水深に存在する地形の地理的位置(geolocation)をすべて示す等高線を含む。前記海洋航法装置は、示されている等高線の一部を選択的に減少させることにより、水域について表示される他の情報の可視性を高めることができる。当該海洋航法装置は、位置決定要素と、ディスプレイと、メモリ要素と、および処理要素とを有する。前記位置決定要素は、第1の水域にある海洋船舶の現在の地理的位置を決定する。前記ディスプレイは、地図表記を表示する。前記メモリ要素は、複数の水域について数値標高モデルデータおよびソナーデータを格納する。
前記処理要素は、前記メモリ要素と通信可能であって、前記第1の水域に対応する前記数値標高モデルデータまたは前記ソナーデータを前記メモリ要素から選択し、前記第1の水域の少なくとも一部について前記数値標高モデルデータまたは前記ソナーデータを使って等高線データを計算するように構成され、当該等高線データは複数の等高線を決定し、各等高線は、一定の水深に存在する水底地形のすべての地理的位置を示す。前記処理要素は、さらに、前記等高線の少なくとも一部を選択的に除去することにより、前記等高線データを更新し、前記現在の地理的位置に対応する前記第1の水域の少なくとも一部の地図表記を生成し、前記地図表記は、前記更新された等高線データから導出された等高線を含み、前記ディスプレイを制御して前記地図表記を視覚的に提示するように構成される。
この要約は代表的な概念を単純化した形態で紹介するためのもので、それらの概念については、以下の詳細な説明でさらに詳しく説明する。この要約は、請求項の主題の主要な特徴または本質的な特徴を特定することを目的としたものではなく、また請求項の主題の範囲を限定するため使用されることを意図したものでもない。本技術の他の態様および利点は、以下の実施形態に関する詳細な説明と、添付の図面とから明確に理解されるであろう。
以下、本技術の諸実施形態について、添付の図面を参照し詳述する。
図1は、本技術の種々の実施形態に従って構成された海洋航法装置の斜視図である。 図2は、前記海洋航法装置の種々の構成要素を示す概略ブロック図である。 図3Aは、水域の地図を示した前記海洋航法装置ディスプレイの画面キャプチャであり、この地図は、複数の等高線、底部硬度シェーディング、および安全性シェーディングを含む。 図3Bは、前記ディスプレイの画面キャプチャであり、複数の網掛け線が前記安全性シェーディングを示している。 図4は、前記水域の3次元画像である。 図5は、複数の等高線を示す前記地図の一部の図であり、等高線を少なくする前の状態を示している。 図6は、前記等高線を示す前記地図の前記一部の図であり、等高線を少なくした後の状態を示している。
以上の図面は、本明細書で開示および説明する特定の実施形態だけに本技術を限定するものではない。これらの図面は必ずしも縮尺どおりではなく、むしろ本技術の原理を明確に例示することを重視したものである。
本技術に関する以下の詳細な説明では、本技術を実施できる具体的な実施形態を例示した添付の図面を参照している。これらの実施形態は、当業者が本技術を実施できるよう、本技術の態様を十分詳しく説明することを目的としたものである。本技術の要旨を変更しない範囲で、他の実施形態および変更形態も可能である。したがって、以下の説明は限定的に解釈すべきではない。本技術の範囲は、添付の請求項と、これら請求項が包含する均等物(等価物)の全範囲とにのみ定義される。
本説明において、「一実施形態」(one embodiment)、「(単数の)実施形態」(an embodiment)、または「(複数の)実施形態」(embodiments)という場合は、言及されている1つまたは複数の特徴が、本技術の少なくとも1つの実施形態に含まれることを意味する。本説明において別個に「一実施形態」、「(単数の)実施形態」、または「(複数の)実施形態」という場合は、別段の断りがない限り、および/または当業者にとって本説明から容易かつ明確に理解される場合を除き、必ずしも同じ実施形態に言及しているわけではなく、また相互に排他的なわけでもない。例えば、一実施形態において説明される特徴、構造、作用などは、他の諸実施形態に含めることもできるが、必ずしも含まれるわけではない。そのため、本技術には、本明細書で説明する諸実施形態の種々の組み合わせおよび/または統合物を含めることができる。
本技術の諸実施形態は、水域上を航行する海洋船舶または水上オートバイで利用される海洋航法装置に関する。この海洋航法装置は、任意のコンピュータ装置であってよい。例えば、この海洋航法装置は、タブレット、携帯電話、または手持ち式携帯装置であってよい。この装置は、通常、海洋船舶の現在の地理的位置を決定する位置決定要素を含む。また、前記位置決定要素は、現在の地理的位置から目的地に航行する上で海洋船舶が従うための経路も決定する。前記装置は、通常、海洋船舶付近の水域地図を表示するディスプレイも含む。適切な場合、そのディスプレイは、前記水域に隣接した陸地の地図も示す。場合により、陸地を表現したものには、衛星画像を含めることができる。前記ディスプレイは、さらに、前記海洋船舶を表現したものを前記水域にオーバーレイして(通常、前記海洋船舶の現在の地理的位置を示す位置に)示すことができる。場合により、前記ディスプレイには、複数のアイコンが示されたタッチスクリーンの機能を含めることができ、利用者はこれにより前記地図のズームレベルを調整し、他の設定を変更し、またはメニューを見ることができる。
前記ディスプレイは、さらに、前記地図の水域部分に重ねて、同じ水深に存在する水底地形の全地理的位置を示す等高線を示すことができる。この等高線は、利用者が水域を航行する上で役立つ水底の溝または他の形状も示すことができる。この等高線は、種々の深度範囲、例えば1フィートごと、2フィートごと、5フィートごとなどで示せる。この等高線の密度は、表示画面の単位長さまたは単位面積あたりの線数として定義される。この密度は、水底地形で傾斜または勾配が著しい領域に対応した表示領域で増加することが多い。例えば、等高線が5フィートの増分で示されている(例えば、25、30、35、40フィートの深度について、別個の等高線が示されている)場合は、20フィートの急激な深度変化があると、4本の等高線が互いの近くに示される。地理的領域において等高線の濃度が高まると、その下層に表示された当該地理的領域に伴う地図の内容が部分的に隠される。等高線の密度が大きくなりすぎると、等高線が多い地図領域で等高線ばかりが目立つようになり、その下層にある地図の内容が見えづらくなってしまう。従来の装置では、ディスプレイに示された1若しくはそれ以上の等高線を取り除いて、等高線の密度を下げることができる。従来装置の一部では、利用者が等高線を取り除いて、地図の領域に等高線が集中して隠されてしまった地図の内容を調べることもできる。従来の装置では、利用者に提供された地図情報を隠している各等高線の一部を識別して選択的に取り除くよう、隣接しあった等高線部分を識別することはできない。
以下、本技術の実施形態について、図面を参照し、さらに詳しく説明する。まず図1〜3Bを参照すると、水域の地図12を表示するよう構成された海洋航法装置10が例示されており、前記地図12は、海洋船舶付近で同じ水深に存在する地形の地理的位置をすべて示す等高線を含んでいる。前記海洋航法装置10は、示されている等高線の一部を選択的に減少させることにより、水域について表示される他の情報の可視性を高めることができる。この海洋航法装置10は、広義に、ハウジング14と、ディスプレイ16と、ユーザーインターフェース18と、通信要素20と、位置決定要素22と、メモリ要素24と、処理要素26とを有する。
前記ハウジング14は、図1に見られるように、一般に他の構成要素を密閉して、水分、振動、および衝撃から保護する。このハウジング14は、当該海洋航法装置10を海洋船舶内の表面に着脱可能に固定する取り付け用ハードウェアを含むことができ、または海洋船舶内のパネルに取り付けられるよう構成できる。このハウジング14は、プラスチック、ナイロン、アルミニウム、またはこれらの任意の組み合わせなど、軽量で耐衝撃性の適切な材料から構成することができる。当該ハウジング14に、1若しくはそれ以上の適切なガスケットまたはシール(密閉部)を含めると、このハウジングに実質的な防水性または耐久性を与えることができる。当該ハウジング14は、いかなる適切な形状またはサイズであってもよく、このハウジング14の特定のサイズ、重量、および構成は、本技術の範囲を逸脱しない範囲で、変更可能である。
このディスプレイ16は、図1に示すように、プラズマ、発光ダイオード(light−emitting diode:LED)、有機LED(OLED)、発光ポリマー(Light Emitting Polymer:LEP)、またはポリマーLED(PLED)、液晶ディスプレイ(liquid crystal display:LCD)、薄膜トランジスタ(thin film transistor:TFT)LCD、LEDエッジライトまたはバックライトLCD、ヘッドアップディスプレイ(heads−up displays:HUDs)など、またはこれらを組み合わせた技術で形成でき、またはこれを含むことができる。このディスプレイ16は、正方形または長方形のアスペクト比を有することができ、横置きまたは縦置きモードのどちらかで見ることができる。種々の実施形態では、前記ディスプレイ16に、画面の全体または一部を占めるタッチスクリーンを含めて、当該ディスプレイ16が前記ユーザーインターフェース18の一部として機能するようにもできる。そのタッチスクリーンにより、利用者は、前記画面の領域に物理的に触れ、スワイプし、またはジェスチャー操作して、当該海洋航法装置10とインタラクトできる。前記ディスプレイ16は、水域の地図12に海洋船舶を表現したものがオーバーレイ表示されるようにできる。
前記ユーザーインターフェース18は、一般に、利用者が入出力を利用して当該海洋航法装置10とインタラクトできるようにする。入力部としては、ボタン、押しボタン、ノブ、ジョグダイヤル、シャトルダイヤル、十字キー、多方向ボタン、スイッチ、キーパッド、キーボード、マウス、ジョイスティック、マイクロホンその他、またはこれらの組み合わせなどがある。出力部としては、オーディオスピーカー、照明、ダイヤル、メーターその他、またはこれらの組み合わせなどがある。前記ユーザーインターフェース18により、利用者は、前記ディスプレイ16の機能および操作を制御できる。例えば、利用者は、仮想オンスクリーンボタンまたは実際の押しボタンのどちらかを使って前記ディスプレイ16でズームインおよびズームアウトできる。また、利用者は、前記ディスプレイ16の画面に触れるか、これをスワイプするかにより、または多方向ボタンまたはダイヤルを使って、前記ディスプレイ16上の画像をパンすることもできる。
前記通信要素20は、一般に、外部システムまたは装置との通信を可能にする。この通信要素20は、信号またはデータ送受信回路、例えばアンテナ、増幅器、フィルター、ミキサー、発振器、デジタル信号プロセッサ(digital signal processors:DSPs)などを含むことができる。この通信要素20は、携帯電話2G、3G、または4Gなどの通信規格、WiFiなどの電気電子技術者協会(Institute of Electrical and Electronics Engineers:IEEE)802.11規格、WiMaxなどのIEEE 802.16規格、Bluetooth(登録商標)、またはこれらの組み合わせに適合した無線周波数(radio frequency:RF)信号および/またはデータを利用して、無線で通信を確立できる。また、前記通信要素20は、ANT、ANT+、Bluetooth(登録商標)低エネルギー(Bluetooth(登録商標) low energy:BLE)、2.4ギガヘルツ(GHz)の産業科学医療用(scientific, and medical:ISM)バンドなどの通信規格を利用することもできる。その代替態様または追加態様として、前記通信要素20は、金属導体ワイヤーまたはケーブルまたは光ファイバーケーブルを受容するコネクタまたはカプラで通信を確立できる。この通信要素20は、前記処理要素26および前記メモリ要素24と通信可能である。
前記位置決定要素22は、一般に、当該海洋航法装置10の現在の地理的位置を決定し、全地球航法衛星システム(global navigation satellite system:GNSS)、例えば主に米国で使用されている全地球測位システム(global positioning system:GPS)、主にソビエト連邦で使用されているGLONASSシステム、または主に欧州で使用されているガリレオシステムから無線周波数(RF)信号を受信して処理この位置決定要素22は、衛星信号の受信を支援するアンテナを伴い、または含むことができる。このアンテナは、パッチアンテナ、線状アンテナ、または位置またはナビゲーション装置と併用できる他の任意タイプのアンテナであってよい。前記位置決定要素22は、衛星航法受信機、プロセッサ、コントローラ、他のコンピュータ装置、またはこれらの組み合わせを含むことができる。この位置決定要素22は、本明細書で「位置信号」と呼ぶ、1若しくはそれ以上の人工衛星からの信号を処理し、その信号は、地理的情報、例えば現在のジオロケーションの導出元となるデータを含む。現在の地理的位置には、当該海洋航法装置10の現在の位置の座標、例えば経緯度を含めることができる。前記位置決定要素22は、現在の地理的位置を前記処理要素26に送信する。
前記位置決定要素22の諸実施形態には、衛星航法受信機を含めることができるが、他の位置決定技術も使用できることが理解されるであろう。例えば、携帯電話の電波塔または任意のカスタマイズされた送信無線周波数塔を人工衛星の代わりに使うと、少なくとも3つの送信位置からデータを受信したのち基本的な三角測量計算を実行して前記送信位置に対する当該装置の相対位置を決定することにより、当該海洋航法装置10の位置を決定することができる。このような構成により、いかなる標準的な幾何学的三角測量アルゴリズムを使用しても、当該海洋航法装置10の位置を決定することができる。また、前記位置決定要素22は、歩数計、加速度計、コンパス、または当該装置10の位置の決定を可能にする他の推測航法構成要素を含み、またはこれに連結することができる。前記位置決定要素22は、通信ネットワークを通じて、例えばアシスト型GPS(Assisted GPS、略称A−GPS)を使って、または別の電子装置から、現在の地理的な位置を決定することができる。この位置決定要素22は、場合により、利用者から直接位置データを受信することができる。
前記メモリ要素24は、データ格納構成要素、例えば読み出し専用メモリ(ROM)、プログラマブルROM、消去可能プログラマブルROM、ランダムアクセスメモリ(RAM)、例えばスタティックRAM(SRAM)またはダイナミックRAM(DRAM)、ハードディスク、フロッピー(登録商標)ディスク、光ディスク、フラッシュメモリ、サムドライブユニバーサルシリアルバス(USB)ドライブなど、またはこれらの組み合わせを含むことができる。前記メモリ要素24は、「コンピュータ可読媒体」を含み、またはこれを構成することができる。このメモリ要素24は、前記処理要素26により実行される命令、コード、コードセグメント、ソフトウェア、ファームウェア、プログラム、アプリケーション、アプリ、サービス、デーモンなどを格納することができる。また、このメモリ要素24は、設定、データ、文書、サウンドファイル、写真、動画、画像、データベースなどを格納できる。
種々の実施形態において、前記メモリ要素24は、さらに、ソナーデータ、数値標高モデル(digital elevation model:DEM)データを格納できる。ソナーデータは、データベースの形態で示すことができ、複数の地理的位置の座標と、各地理的位置に伴う少なくとも1つの水深とを含むことができる。種々の実施形態において、このソナーデータは、音波による航行および測距すなわちソナー(sound navigation and ranging:sonar)要素を使って別個の海洋船舶により収集できる。通常、前記ソナー要素は、1若しくはそれ以上の周波数で水中に音波ビームまたは音波を生成し、その音波ビームが水域の底面または物体から反射してくるまでにかかる経過時間を測定する。諸実施形態において、水深、または前記ビームの経路上にある水中物体までの距離は、受信されるソナービームの時間遅延または他の特徴から決定できる。また、返ってきた音波ビームの後方散乱強度、振幅、エネルギーレベル、または同様な特徴は、前記ビーム経路上にある物体の密度を示す可能性がある。水底地形の場合、水底土壌の硬度値は、返ってきた音波ビームから決定できる。ソナーデータが水域中で実質的にすべての地理的位置を含むようソナーデータを収集するには水域全体をスイープでき、ここで「実質的にすべての」とは、海洋船舶または水上オートバイで航行可能な、水で覆われたすべての領域をいう。水域に関するソナーデータは、水域航行用に当該海洋航法装置10が利用される前に、前記メモリ要素24に格納できる。
前記DEMデータは、一般に、複数の地理的位置に関する位置情報、例えば座標を含む。諸実施形態において、この位置情報は、水域の特定領域に関連付けられた地理的グリッドの交差する点に位置決めされる。各地理的位置には、通常、地形の海抜高度(標高)である高度または高さに関する値が関連付けられている。前記海洋航法装置は、水域に対して決定された深度レベルに基づいて、地理的な位置がその水域に関連付けられていることを決定できる。DEMデータは、通常、実質的にすべての水域をカバーし、一般に、ソナーデータに含まれるものと実質的に同じ地理的位置を含む。また、DEMデータは、通常、水域航行用に当該海洋航法装置10が利用される前に、前記メモリ要素24に格納される。
前記メモリ要素24は、さらに、水域で覆われた地理的領域のほか、水域を取り囲む地理的領域を表す前記地図12のデータも格納できる。また、前記メモリ要素24は、図3Aおよび3Bに示すように、前記地図12にオーバーレイされる複数の等高線34に関する等高線データを格納できる。前記等高線34データは、外部源により生成して前記メモリ要素24に格納できる。各等高線34は、同じ水深に存在する地形の地理的位置をすべてつないだものである。例えば、前記メモリ要素24は、1フィート、2フィート、3フィートなどの深度にある全地理的位置に関する等高線データを格納できる。あるいは、このメモリ要素24は、他の深度範囲、例えば2フィートごと、5フィートごとなどにある全地理的位置に関する等高線データを格納できる。利用者は、前記ディスプレイ16に示す等高線34の深度範囲を選択することができる。一般に、ある水域の同じ深度について複数の等高線34が表示される可能性があり、これは、1つの領域が第1の深度で第1の等高線34を有すると同時に、地理的に離れた別の領域も、前記第1の深度で第2の等高線34を有する場合があるためである。例えば、水域の水底地形は、異なる深度を有する領域により離間された複数の高い部分および低い部分を有する場合がある。さらに、各等高線34は、互いにつながって等高線34を形成する複数の線分を含むこともある。
前記メモリ要素24に格納された前記等高線34データは、それらの等高線34の密度が低くなるよう構成でき、その場合、前記密度は、単位面積あたりの線数または隣接しあう線同士の間隔に関係する。前記等高線34の密度を下げるため、特定の等高線34の一部のセグメントまたは部分は、前記地図とそれにオーバーレイされた等高線34が前記ディスプレイ16に示されているとき、前記セグメントまたは部分が他の等高線34セグメントに近づきすぎて見える場合、データに含まれない。データから除外すべき等高線34の特定のセグメントは、前記ディスプレイ16の期待される特徴、パラメータ、または機能に基づいて決定される。これにより、等高線34とともに表示される地図12の一部について、等高線34の過多により前記ディスプレイ16に生じる混雑が軽減される。また、前記処理要素26は、後述するように、前記等高線34の密度を能動的に軽減できる。
前記メモリ要素24は、底部硬度シェーディング(色の濃淡)データも格納でき、このデータを使用すると、図3Aおよび3Bに示した画像のように、土壌硬度を示すシェーディング28により水域の底部における土壌の画像を作成することができる。前記底部硬度シェーディングデータは、外部源により生成でき、水域の各地理的位置について第1の色の単色濃淡値を含むことができる。例示的な実施形態において、前記第1の色は、前記単色濃淡値がグレースケール値になるよう、白色または黒色にできる。他の実施形態において、前記第1の色は別の色、例えば茶色にでき、前記単色濃淡は様々な濃淡の茶色とすることができる。前記単色濃淡値は、所与の地理的位置に関する土壌硬度値に基づいてよく、一例として0〜255の範囲にできる。前記土壌硬度値は、潜水調査記録から読み出し、または収集でき、あるいは浚渫具を使って取得できる。また、この土壌硬度データは、基質地図履歴から推定することもできる。例示的な一実施形態において、前記単色濃淡値は前記土壌硬度値に基づき、その場合、前記第1の色の濃淡が淡いほど硬質または高密度な土壌を表し、濃淡が濃いほど軟質または低密度な土壌を表す。また、前記処理要素26は、後述するように、前記底部硬度シェーディングデータを生成できる。
前記処理要素26には、プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ(DSPs)、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ(field−programmable gate arrays:FPGAs)、アナログおよび/またはデジタル式の特定用途向け集積回路(digital application−specific integrated circuits:ASICs)など、またはこれらの組み合わせを含めることができる。この処理要素26は、一般に、命令、コード、コードセグメント、ソフトウェア、ファームウェア、プログラム、アプリケーション、アプリ、工程、サービス、デーモンなどを実行し、処理し、または動作させることができ、または有限オートマトンの状態を進めることができ、あるいはこれらのアクションの組み合わせを実行し、処理し、または動作させることができる。この処理要素26は、アドレスバス、データバス、制御線などをを含む直列または並列接続を通じて、他の電子構成要素と通信することができる。
前記処理要素26は、前記ディスプレイ16に示される内容の機能を決定するよう構成できる。例えば、当該処理要素26は、前記ディスプレイ16の前記ユーザーインターフェース18の部分の位置およびサイズのほか、前記地図12の位置およびサイズを決定できる。この処理要素26は、要因、例えば海洋船舶の現在の地理的位置のほか、前記ズームレベルなど利用者により選択された設定に基づき、前記地図12の内容を決定するよう構成することもできる。
一部の実施形態では、前記メモリ要素24に格納された所定の底部硬度シェーディングデータを有する代わりに、前記処理要素26が底部硬度シェーディングデータを計算、計算処理、または決定して底部硬度シェーディング28の処理を行うよう構成可能である。前記処理要素26により生成される底部硬度シェーディングデータは、前記メモリ要素24に格納される底部硬度シェーディングデータと実質的に類似したものであってよい。前記処理要素26は、地理的位置ごとに、その位置の土壌硬度値に基づいて前記第1の色の単色濃淡値を割り当てることができる。前記土壌硬度値は、前記ソナーデータから導出できる。前記メモリ要素24に格納される底部硬度データと同様、前記処理要素26は、前記第1の色の濃淡が淡いほど硬質または高密度な土壌を表し、濃淡が濃いほど軟質または低密度な土壌を表すよう、前記単色濃淡値を生成することができる。前記底部硬度シェーディングデータにより示される単色濃淡は、図3Aおよび3Bに示したように、前記地図12にオーバーレイできる。
前記処理要素26は、深度シェーディングデータを計算、計算処理、または決定するよう構成することもできる。前記処理要素26は、前記メモリ要素24から前記ソナーデータ、前記DEMデータ、またはその双方を受信できる。前記DEMデータは高度データだけを提供するが、前記DEMデータから水深データを導出することができる。前記深度シェーディングデータには、水域の少なくとも一部の地理的位置―通常、水深が一定の基準を満たす地理的位置―について、色の濃淡値を含めることができる。例えば、前記処理要素26は、水域の浅水領域を強調するよう安全性シェーディング30を実施できる。このように、前記深度シェーディングデータには、第1の深度しきい値以下の深度を有する水域領域について、一定の増分ずつ変化する第2の色の濃淡値を含めることができる。例えば、前記第1の深度しきい値は20フィートとすることができる。適宜、前記処理要素26は、前記地図12に表示すべき深度1〜20フィート範囲の地理的位置用に、前記第2の色の濃淡値を決定できる。前記色の濃淡値は、間隔、例えば1フィートごと、2フィートごと等に応じて異なる。例示的な実施形態において、前記色の濃淡は、濃淡のうち最も濃い色が最も浅い水域に割り当てられるよう、水深の低下とともに徐々に濃くできる。また、例示的な色としては紫色または青色などがある。前記深度シェーディングデータにより示される前記安全性シェーディング30は、図3Aに見られるように、前記地図12にオーバーレイできる。図3Bも安全性シェーディング30を示しており、この場合は、浅水領域で前記安全性シェーディング30をより明瞭に強調するため、水平な網掛け線で示されている。
特定の実施形態において、前記処理要素26は、深度シェーディングデータを生成して、深度が所与の範囲の、または深度が所与の値を超える地理的位置について、単一色の値をさらに含むことができる。例示的な実施形態において、前記処理要素26は、深度シェーディングデータを生成して、深度が一定範囲である地理的位置について、マゼンタ色または類似色の値をさらに含むことができる。その色は、前記地図12にオーバーレイできる。そのため、深度が例えば50フィートを超える地理的位置がマゼンタ色の濃淡で前記地図12に表示されるようにできる。
前記処理要素26は、前記ソナーデータ、DEMデータ、またはその双方から3次元地形データを計算、計算処理、または決定するようさらに構成できる。その3次元地形データを利用すると、海洋船舶の後方で上方の視点から斜めに見た水域の3次元画像32を作成することができる。必要に応じて、前記3次元画像32には、ズームレベル設定および海洋船舶の陸地への近さに基づき、水域の海岸線における陸地の3次元斜視表現をさらに含めることができる。また、前記3次元地形データに起伏の陰影を含めて、自然または人工的な光源により生じるような水底地形の陰影を示すこともできる。前記処理要素26は、前記地図12を前記ディスプレイ16に送信する代わりに、図4に示すように、前記3次元地形データから得られた前記3次元画像32を前記ディスプレイ16に送信することができる。海洋船舶を表現したものは、当該海洋船舶の現在の地理的位置に対応する位置で、前記3次元画像32にオーバーレイできる。
前記処理要素26は、海洋船舶の現在の地理的位置から利用者指定の地理的位置までの水域上の経路を決定するよう構成することもできる。この処理要素26は、前記ソナーデータ、前記DEMデータ、またはその双方に基づいて経路を決定できる。例えば、その経路は、海洋船舶が十分安全に航行できる深い水域領域または比較的硬質な土壌を有する領域にプロット可能である。また、前記ディスプレイ16での表示中、水域の前記地図12または前記3次元画像32に経路をオーバーレイすることもできる。
一部の実施形態では、前記メモリ要素24に格納された所定の等高線34データを有する代わりに、前記処理要素26が、前記メモリ要素24に格納された前記等高線34と同様な等高線34用に、等高線データを決定するよう追加構成することもできる。前記ソナーデータ、前記DEMデータ、またはその双方を利用すると、前記等高線データを決定できる。
前記等高線34の密度は、前記ディスプレイ16での表示中、いくつかの要因、例えば前記ディスプレイ16での前記地図12のズームレベル、前記等高線34の深度範囲、および水底地形の表面形状などの要因に依存する。一部の実施形態において、前記等高線の密度は、前記地図12の種々のズームレベルについて同様である。他の実施形態において、前記等高線の密度は前記地図12のズームレベルに反比例し、その場合、ズームレベルが大きい(ズームインする)ほど、一般に等高線の密度が下がって隣接しあう等高線34間の空間が広がり、ズームレベルが小さい(ズームアウトする)ほど、等高線の密度が上がって隣接しあう等高線34間の空間が狭まる。また、前記等高線の密度は、深度範囲に反比例することもあり、その場合、深度範囲が大きくなるほど(例えば、10フィート)等高線の密度が下がり、深度範囲が小さくなるほど(例えば、1フィート)等高線の密度が上がる。
利用者は、前記ディスプレイ16上で前記地図12のズームレベルを調整し、前記等高線の深度範囲を調整し、またはその双方を行うことにより、ある程度、前記等高線の密度を制御できる。ただし、一部の状況では、前記ズームレベルおよび前記深度範囲を調整しても、前記等高線の密度が前記地図12の一定の領域で高くなることがある。通常、それら画面上の領域は、勾配の大きい水底地形領域に対応する。利用者は、後述するように、前記地図12における前記等高線34の見た目を変更しない選択をすることができ、または等高線34の密度を下げる選択肢を有することもできる。
諸実施形態において、前記処理要素26は、隣接しあう等高線34が前記地図12で示される前に、前記ディスプレイ16の現在のズームレベルまたは等高線深度範囲の設定に基づいて、線間距離を、隣接しあう等高線34間の距離として決定することができる。線間距離について等高線しきい値を使用すると、前記地図12に表示される等高線34の密度を下げることができる。この等高線しきい値は、水底地形に関連付けられた地理的位置間の距離とする(例えば、隣接しあう等高線34に関連付けられた地理座標間を10フィートとする)ことも、または等高線34間の表示距離とする(例えば、8インチのディスプレイ16上で表示される隣接しあう等高線34の点間を16分の1インチとする)こともでき、前記等高線34間の表示距離は、ディスプレイ16のサイズに応じて異なる。前記等高線しきい値は、前記海洋航法装置10の生産時、または利用者による当該装置10の使用中のどちらかの時点で確立できる。線間距離が前記等高線しきい値未満である前記等高線34の部分について、前記処理要素26は、1若しくはそれ以上の等高線34から1若しくはそれ以上のセグメントを取り除いて等高線の密度を下げる。当該処理要素26は、前記等高線34が前記地図12に示される前に、等高線データを更新できる。線間距離が前記等高線しきい値以上の場合、前記等高線34は、修正されずに前記地図12に表示される。
例示的な一実施形態において、前記処理要素26は、前記地図12に前記等高線34が表示される前に以下のアクションを行って、前記等高線の密度を軽減し、または示される等高線34を少なくすることができる。前記処理要素26は、3若しくはそれ以上の等高線34のグループを有する水域領域を決定して、図5に示すように、そのようなグループが2つある場合、隣接しあう各等高線34のペアの線間距離が等高線しきい値より小さくなるようにできる。この処理要素26は、領域を取り囲むウィンドウ36、例えば図5に示す2つのウィンドウを決定できる。(図5には2つのウィンドウ36が示されているが、当該ウィンドウ36は、実際は、前記ディスプレイ16に表示される前記地図12に描画されない。当該ウィンドウ36は、ディスプレイ16に表示する前記等高線34を減らす例示的工程の一部として図示するため図に示しているものである。)前記処理要素26は、前記ウィンドウ36を利用して、隣接しあう等高線34のうち、密度を下げることにより、利用者がディスプレイ16で前記地図12を見たときの体験を改善できるものをグループ化することができる。この処理要素26は、最も外側にある2本の等高線32を前記ウィンドウ36内で決定して、それら最も外側の等高線34を連続的に表示するよう識別する。それら2本の最外等高線34間にある等高線34について、前記処理要素26は、それら等高線34のセグメントのうち前記ウィンドウ36内に位置するものを、図6に示すように除外できる。これにより、水域の一部について示される等高線34の密度が下がって、等高線34による地図12の見づらさが軽減される。通常、各等高線34は、前記ウィンドウ36境界を超えて延長する少なくとも1つのセグメントまたは部分を含む。諸実施形態において、第1のウィンドウ36内で除去された部分を有する等高線34の残りの部分は、ディスプレイ16に表示可能であり、ディスプレイ16は、第1のウィンドウ36に隣接する第2のウィンドウを含む場合がある。前記処理要素26は、等高線34が前記ウィンドウ36内で開始および終了する場合、その等高線34をすべて取り除くこともある。前記等高線データが更新されると、前記処理要素26が前記等高線データを前記ディスプレイ16に送信し、そこで前記等高線データは、図3Aおよび3Bに示したように、前記地図12の水域部分の等高線34として示される。図6に示すように、前記減少された等高線34により、利用者は、元の等高線34が図5のように示された場合と比べ、ディスプレイ16に示された地図情報をより多く見ることができる。諸実施形態において、ウィンドウ36の数および位置は、現在のズームレベルに基づき自動的に決定される。例えば、地理的領域に関する等高線34のグループおよび他の情報は、ディスプレイ16が高いズームレベルで地図12を表示しているときは互いに近づいて示されなくても、ズームレベルが下がると(地図16のより広い部分が表示されるため)互いに近づいて示される場合がある。ディスプレイ16の現在のズームレベルに基づいた処理要素26によるこの等高線34の動的グループ化を用いると、直感的でユーザーフレンドリーな態様で、最も外側の等高線34がディスプレイ16に表示されるようにできる。
海洋船舶は水域内を動き回るが、その水域のうち前記地図12に表示される領域は変化する。それに合わせ、前記処理要素26は、前記地図12に表示される前記等高線34の線間距離を繰り返し評価する。必要であれば、当該処理要素26は、1若しくはそれ以上の等高線34から1若しくはそれ以上のセグメントを除去して等高線の密度を下げるよう、等高線データを更新できる。また、当該処理要素26は、利用者がズームレベルまたは等高線の深度範囲を変更した場合も、等高線データを更新することができる。
前記海洋航法装置10は、以下のように動作できる。この装置10は、水域を航行する海洋船舶と併用できる。この装置10は、現在の地理的位置を決定する利用者であって、一般に水域を航行する利用者などを支援できる。この装置10の前記ディスプレイ16は、図3Aおよび3Bに示したように、現在の地理的位置において前記地図12を示し、それに海洋船舶をオーバーレイできる。
希望する場合、利用者は、水域に関する情報を表示する際、複数の選択肢から任意の組み合わせを選択することができる。前記ユーザーインターフェース18を通じ、利用者は、底部硬度シェーディング28および安全性シェーディング30を前記地図12に適用できる。それに応答して、前記処理要素26は、前記底部硬度シェーディングデータ、前記深度シェーディングデータ、またはその双方を必要に応じて生成または調整できる。あるいは、当該処理要素26は、事前に格納された底部硬度シェーディングデータを読み出して利用でき、その底部硬度シェーディングデータは前記地図12にオーバーレイされる。また、利用者は、前記3次元画像32が図4のように前記ディスプレイ16に表示されるよう選択でき、前記処理要素26は、前記3次元地形データを生成または調整することができる。さらに、利用者は、現在の地理的位置から特定の目的地までのコースがプロットされるよう選択でき、前記処理要素26は、前記地図12または前記3次元画像32にオーバーレイされる経路を決定できる。また、利用者は、前記地図12に表示される前記等高線34を少なくするよう選択することもできる。前記等高線34の線間距離が前記等高線しきい値未満である(等高線の密度が高いことを示す)領域において、前記処理要素26は、前記等高線データを更新して等高線の密度を軽減することができる。あるいは、前記処理要素26は、すでに軽減された線密度を有する事前格納された等高線34データを読み出して利用でき、これにより当該処理要素26は前記等高線34データに関する計算を実行する必要がなくなる。利用者は、前記ユーザーインターフェース18を使って、前記地図12または前記3次元画像32をズームインまたはズームアウトできる。また、利用者は、前記地図12または前記3次元画像32をパンして、海洋船舶の現在の地理的位置から離れた水域領域を見ることができる。
前記海洋航法装置10は、シェーディング12および等高線34の形態で、前記地図12の水域に関する有用な情報を示すことができる。前記底部硬度シェーディング28および安全性シェーディング30とともに、前記等高線34は、利用者が水域で安全に海洋船舶を航行する上で役立つ。また、利用者が漁業および水泳を行える良好な領域を探索する上でも役立つ。前記処理要素26は、隣接しあう等高線34間の線間距離を前記等高線しきい値以上に保つことにより、前記地図12に表示される等高線34の混雑を排除することができる。前記ディスプレイ16は、前記地図12で前記等高線34と同じ領域にシェーディング情報を示し、高密度領域にある等高線34のセグメントを選択的に除去できるため、利用者は、より容易にシェーディングを見ることができる。
以上、添付の図面に例示した諸実施形態を参照して本技術を説明してきたが、請求項に記載した本技術の範囲を逸脱しない範囲で、本技術の均等物(等価物)を使用でき、また本技術の置換形態を作成できることに注意すべきである。
以上説明した本技術の種々の実施形態を鑑み、特許証により保護されることが望ましい新規性のある特許請求の範囲には以下が含まれる。



  1. 海洋航法装置であって、
    第1の水域にある海洋船舶の現在の地理的位置を決定するように構成された位置決定要素と、
    ディスプレイと、
    複数の水域について数値標高モデルデータおよびソナーデータを格納するように構成されたメモリ要素と、
    前記メモリ要素および前記ディスプレイと通信可能な処理要素であって、この処理要素は、
    前記第1の水域に対応する前記数値標高モデルデータまたは前記ソナーデータを前記メモリ要素から選択する工程と、
    前記第1の水域の少なくとも一部について前記数値標高モデルデータまたは前記ソナーデータを使って複数の等高線を決定するための等高線データを計算する工程であって、各等高線は一定の水深に存在する水底地形のすべての地理的位置(geolocation)を示すものである、前記計算する工程と、
    前記複数の等高線の少なくとも一部を選択的に除去することにより、前記等高線データを更新する工程と、
    前記現在の地理的位置に対応する前記第1の水域の少なくとも一部について、前記更新された等高線データから導出された等高線を含む地図表記を生成する工程と、
    前記ディスプレイを制御して前記地図表記を視覚的に提示する工程と
    を実行するように構成されるものである、前記処理要素と
    を有する海洋航法装置。

  2. 請求項1記載の海洋航法装置において、前記処理要素は、さらに、
    隣接しあう等高線の線間距離を決定する工程と、
    前記線間距離がしきい値未満である領域において、前記等高線の少なくとも一部を除去することにより、前記等高線データを更新する工程と
    を実行するように構成されるものである海洋航法装置。

  3. 請求項1記載の海洋航法装置において、前記処理要素は、さらに、
    隣接しあう少なくとも3本の等高線の隣接しあう各ペアについて線間距離が前記しきい値未満である領域を決定する工程と、
    前記領域を取り囲むウィンドウを決定する工程と、
    前記ウィンドウ内で最も外側にある2本の等高線を決定する工程と、
    前記最も外側にある2本の等高線の間にある等高線について、前記ウィンドウ内に位置する等高線のセグメントを除去する工程と
    を実行するように構成されるものである海洋航法装置。

  4. 請求項1記載の海洋航法装置において、隣接しあう等高線の線間距離は、前記地図表記のズームレベルおよび等高線の深度範囲に基づいて決定されるものである海洋航法装置。

  5. 請求項4記載の海洋航法装置において、前記ズームレベルは、前記地図表記に表示される前記第1の水域の領域のサイズに関係するものである海洋航法装置。

  6. 請求項4記載の海洋航法装置において、前記等高線の深度範囲は、前記地図表記に表示される等高線の深度の値により決定されるものである海洋航法装置。

  7. 請求項1記載の海洋航法装置において、前記数値標高モデルデータは複数の地理的位置を含み、各地理的位置は高度値に関連付けられているものである海洋航法装置。

  8. 請求項1記載の海洋航法装置において、前記ソナーデータは複数の地理的位置を含み、各地理的位置は深度値に関連付けられているものである海洋航法装置。

  9. 海洋航法装置であって、
    第1の水域にある海洋船舶の現在の地理的位置を決定するように構成された位置決定要素と、
    ディスプレイと、
    複数の水域について数値標高モデルデータおよびソナーデータを格納するように構成されたメモリ要素と、
    前記メモリ要素および前記ディスプレイと通信可能な処理要素であって、この処理要素は、
    前記第1の水域に対応する前記数値標高モデルデータまたは前記ソナーデータを前記メモリ要素から選択する工程と、
    前記第1の水域の少なくとも一部について前記数値標高モデルデータまたは前記ソナーデータを使って複数の等高線を決定するための等高線データを計算する工程であって、各等高線は一定の水深に存在する水底地形のすべての地理的位置を示すものである、前記計算する工程と、
    隣接しあう等高線について線間距離を決定する工程と、
    前記線間距離がしきい値未満である領域において、前記等高線の少なくとも一部を除去することにより、前記等高線データを更新する工程と、
    前記現在の地理的位置に対応する前記第1の水域の少なくとも一部について、前記更新された等高線データから導出された等高線を含む地図表記を生成する工程と、
    前記ディスプレイを制御して前記地図表記を視覚的に提示する工程と
    を実行するように構成されるものである、前記処理要素と
    を有する海洋航法装置。

  10. 請求項9記載の海洋航法装置において、前記処理要素は、さらに、
    隣接しあう少なくとも3本の等高線の隣接しあう各ペアについて線間距離が前記しきい値未満である領域を決定する工程と、
    前記領域を取り囲むウィンドウを決定する工程と、
    前記ウィンドウ内で最も外側の2本の等高線を決定し、
    前記最も外側にある2本の等高線の間にある等高線について、前記ウィンドウ内に位置する等高線のセグメントを除去する工程と
    を実行するように構成されるものである海洋航法装置。

  11. 請求項9記載の海洋航法装置において、隣接しあう等高線の線間距離は、前記地図表記のズームレベルおよび等高線の深度範囲に基づいて決定されるものである海洋航法装置。

  12. 請求項11記載の海洋航法装置において、前記ズームレベルは、前記地図表記に表示される前記第1の水域の領域のサイズに関係するものである海洋航法装置。

  13. 請求項11記載の海洋航法装置において、前記等高線の深度範囲は、前記地図表記に表示される等高線の深度の値により決定されるものである海洋航法装置。

  14. 請求項9記載の海洋航法装置において、前記数値標高モデルデータは複数の地理的位置を含み、各地理的位置は高度値に関連付けられているものである海洋航法装置。

  15. 請求項9記載の海洋航法装置において、前記ソナーデータは複数の地理的位置を含み、各地理的位置は深度値に関連付けられているものである海洋航法装置。

  16. 海洋航法装置であって、
    第1の水域にある海洋船舶の現在の地理的位置を決定するように構成された位置決定要素と、
    ディスプレイと、
    複数の水域について数値標高モデルデータおよびソナーデータを格納するように構成されたメモリ要素と、
    前記メモリ要素および前記ディスプレイと通信可能な処理要素であって、この処理要素は、
    前記第1の水域に対応する前記数値標高モデルデータまたは前記ソナーデータを前記メモリ要素から選択する工程と、
    前記第1の水域の少なくとも一部について前記数値標高モデルデータまたは前記ソナーデータを使って複数の等高線を決定するための等高線データを計算する工程であって、各等高線は一定の水深に存在する水底地形のすべての地理的位置を示すものである、前記計算する工程と、
    隣接しあう等高線について線間距離を決定する工程と、
    隣接しあう少なくとも3本の等高線の隣接しあう各ペアについて線間距離が前記しきい値未満である領域を決定する工程と、
    前記領域を取り囲むウィンドウを決定する工程と、
    前記ウィンドウ内で最も外側の2本の等高線を決定する工程と、
    前記最も外側にある2本の等高線間の等高線について、前記ウィンドウ内に位置する等高線のセグメントを除去することにより、前記等高線データを更新する工程と、
    前記現在の地理的位置に対応する前記第1の水域の少なくとも一部について、前記更新された等高線データから導出された等高線を含む地図表記を生成する工程と、
    前記ディスプレイを制御して前記地図表記を視覚的に提示する工程と
    を実行するように構成されるものである、前記処理要素と
    を有する海洋航法装置。

  17. 請求項16記載の海洋航法装置において、前記隣接しあう等高線の線間距離は、前記地図表記のズームレベルおよび等高線の深度範囲に基づいて決定されるものである海洋航法装置。

  18. 請求項17記載の海洋航法装置において、前記ズームレベルは、前記地図表記に表示される前記第1の水域の領域のサイズに関係するものである海洋航法装置。

  19. 請求項17記載の海洋航法装置において、前記等高線の深度範囲は、前記地図表記に表示される等高線の深度の値により決定されるものである海洋航法装置。

  20. 請求項16記載の海洋航法装置において、前記数値標高モデルデータは複数の地理的位置を含み、各地理的位置は高度値に関連付けられており、前記ソナーデータは複数の地理的位置を含み、各地理的位置は深度値に関連付けられているものである海洋航法装置。

 

 

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