JP3301420B2 - 地図表示装置 - Google Patents
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Description
元表示する地図表示装置に関する。
ョン装置に用いられている地図表示装置においては、使
用者が地図を直観的に理解できるように、画面に地図を
3次元的に表示することが行われている。そして、3次
元地図表示を行う際、地図表示の視認性を向上させるた
めにその視点高度を可変できるようにしたものがある。
その一例として、図9(a)に示すように、使用者が鳥
瞰図の視点高度を予め定められた数段階(例えば低、
中、高の3段階)の高度の中から選択して設定できるよ
うに構成されたカーナビゲーション装置がある。
される3次元地図表示においては、設定した視点高度が
低いと、使用者が見たい道路や建物がその手前側に位置
する高い建物などに隠れて表示されなかったり、逆に設
定した視点高度が高いと、建物相互間の重なり具合など
によって得られる立体感や遠近感が損なわれるといった
事情がある。こうした事情は、画面に表示されている建
物や道路およびそれらの配置、地形、使用者が見たい地
図部分などによって様々に変化する。しかし、上述した
カーナビゲーション装置では、使用者は3段階の視点高
度しか選択することができないため、こうした様々な事
情に応じた最適な視点設定ができない場合があった。ま
た、視点高度を切り替えると、画面表示が一度に大きく
変化してしまうので、使用者は切り替え前の画面表示と
切り替え後の画面表示との対応関係が把握しづらくなっ
ていた。
点高度を一定高度ずつ多数段階に増減可能としたカーナ
ビゲーション装置がある。このカーナビゲーション装置
によれば、使用者は、上述した地図表示上の事情や目的
などに合わせて、所望する高度に視点を設定することが
できる。しかし、視点を低い高度から高い高度に変更す
る場合、使用者がスイッチなどを操作して視点高度を一
定高度ずつ順次上昇させても目的とする視点高度になか
なか設定できないという操作上の不都合があった。ま
た、比較的高い視点高度にあっては、視点高度を一定高
度ずつ順次上昇または下降させても画面に表示される地
図の変化が小さいので、使用者はスイッチを操作しても
視点の上昇感や下降感を得づらかった。
で、その目的は、3次元地図表示した場合に、所望する
視点高度に操作性良く設定でき、且つ視点高度の変更操
作に伴って画面表示がスムーズに変化する地図表示装置
を提供することにある。
ために請求項1に記載した手段を採用できる。この手段
によれば、画面制御管理手段は、視点高度が高く(低
く)なり地図が広域(詳細)表示されるにつれて俯角の
変化率が大きく(小さく)なるように俯角を設定すると
共に地図上の車両の現在位置を示すカーソルの表示位置
を次第に画面上方(下方)側に移動させた表示位置にカ
ーソルを設定された視点高度における視点位置からみた
3次元地図表示と共に表示し、車両の現在位置と視点位
置とが略一致する場合には、3次元表示する地図をドラ
イバーズビューとして表示しカーソルを非表示とする。
従って、視点高度に応じて俯角が変化した場合でも、地
図上の現在位置を適切に表示することが可能となり、ま
た、視点高度が高い場合と低い場合との何れにおいて
も、自車両の現在位置付近の領域とその現在位置から遠
方の領域とが画面内にバランス良く表示されるようにな
り、使用者にとって視点からの遠近にわたる全体把握が
容易となるように表示を行うことができると共に、視点
高度の変化に伴い地図表示がスムーズに変化するように
感じさせることができる。
表示する地図において、視点から地図上にカーソルで示
される現在位置までの視線距離Lは、俯角をθ、視点高
度をHとすると、 L=H・cosecθ を満たす値とする ことができる。
御管理手段は、視点高度の設定とは独立して視線方向を
上方または下方に設定可能なので、設定された視点高度
に関わらず遠方や視点直下に近い位置の3次元地図を表
示でき、また、建物や高架道路などを視点位置から見上
げた状態に表示することもできる。これにより、使用者
は、3次元地図表示からより多くの情報を得ることがで
きる。
の俯角を上記のように自動的に設定することで、視点高
度が高い場合と低い場合との何れにおいても、視点位置
直下付近の領域と視点位置から遠方の領域とが画面内に
バランス良く表示されるようになり、使用者にとって視
点位置からの遠近にわたる領域全体の把握が容易となる
ように表示を行うことができる。
御管理手段は、視線方向を示す俯角θを、 θ=N×(最大俯角−最小俯角)+最小俯角 N=log2(視点高度/最小視点高度) /log2(最大視点高度/最小視点高度) に基づいて設定するので、対数関数を用いることで、視
点高度の高低変化に応じて視線方向の変化幅が異なるよ
うに適切な設定を行うことができる。
向先にある地図上の特定地点を地図上の現在位置若しく
はその現在位置の前方とするので、例えば、車両のナビ
ゲーションに使用する場合のように、画面の地図表示が
時々刻々と変化する状態でも画面が車両の現在位置を俯
瞰した視線で描かれることで、当該車両の乗員は、その
画面に表示された地図内における自車両の現在位置を容
易に把握することができる。
御管理手段は、画面の表示中心を示す座標を(X,Y)
とし、変化率Nを N=log2(視点高度/最小視点高度) /log2(最大視点高度/最小視点高度) として、カーソルの表示位置を(X,N・Y)により設
定するので、請求項8と同様に視点高度の変化に応じて
設定される変化率に基づいて、画面内におけるカーソル
の表示位置が適切となるように設定することができる。
の地図表示装置をカーナビゲーション装置に適用した第
1の実施形態について図1ないし図3を参照しながら説
明する。図1には、カーナビゲーション装置1の全体構
成についての概略的な機能ブロック図が示されている。
この図1において、位置検出部2は、GPS(Global P
ositioning System )受信機、ジャイロセンサ、車速セ
ンサなどから構成され、現在の車両位置を算出する部分
である。この位置検出部2は、上記各センサが性質の異
なる誤差を有しているため、各々補間しながら使用可能
なように構成されている。この場合、現在地が算出でき
れば、これらのセンサ全部を備える必要はなく、どれか
一つ以上のセンサを備えていれば良い。
上のための所謂マップマッチング用データ、地図デー
タ、および目的データを含む各種データを入力するため
の装置であり、DVDプレーヤ、ハードディスク装置、
CDプレーヤなどから構成されている。
力手段に相当)は、後述するディスプレイ装置の左右や
上下に取り付けられたスイッチ類であって、例えば視点
高度を上昇、下降させるための視点高度変更スイッチ
や、視線方向を上方、下方に変更するための視線変更ス
イッチなどから構成されている。この視点高度変更スイ
ッチおよび視線変更スイッチが単発的に操作されると、
それぞれ視点高度および視線方向を1段階だけ変更する
視点高度変更指令および視線変更指令が出力され、操作
状態が継続するとその間視点高度変更指令および視線変
更指令が所定の時間間隔を有して連続して出力されるよ
うになっている。
構成されており、ROMにはカーナビゲーション装置1
を動作させるための実行プログラムが格納され、RAM
にはプログラム実行時の一時データや地図データ格納部
から取得した地図データなどが一時的に格納されるよう
になっている。
表示するもので、例えば液晶のディスプレイ装置から構
成されている。その画面には、位置検出部2から入力さ
れた車両の現在位置マークと、地図データ格納部3から
入力された地図データと、さらに地図上に重ねた状態で
経路案内線や目標設定地点の目印などの付加データとが
表示されるようになっている。音声出力部7は、案内の
ための音声や画面操作の説明を出力する。
に構成されており、スイッチ情報入力部4に対する操作
に応じて、現在位置から目的地までの最適な経路を自動
的に選択して経路案内線を表示する経路案内機能を実行
したり、マップマッチング処理,案内音声の合成、設定
された視点高度と視線方向とに応じた地図の描画などを
行うようになっている。
ップマッチング部10、経路計算部11、経路案内部1
2、描画部13、画面制御管理部14などから構成され
ている。
で検出した車両の位置情報と地図データ格納部3から取
得した地図データの道路形状データなどを使って、車両
の現在位置がどの道路上に存在するかを特定する。この
際、地図データ取得部9が必要な地図データを地図デー
タ格納部3より取得する。また、使用者は、スイッチ情
報入力部4を操作して所望の地図を表示させるなどを行
い、目的地をセットする。経路計算部11では、マップ
マッチング部10で算出された現在位置の情報や、使用
者が指定した出発地と上記目的地までの最適な経路を計
算する。
と地図データ内に格納されている道路の形状データや、
交差点の位置情報や踏み切りの位置情報などから経路案
内に必要なポイントを算出したり、どのような経路案内
(右に曲がるのか左に曲がるのかなど)が必要なのかを
算出する。
路の略図や交差点付近では交差点付近の拡大図などを画
面制御管理部14からの指示に従って描画し、表示部6
に表示する。その画面制御管理部14(本発明における
画面制御管理手段に相当)は、視点高度変更スイッチか
ら入力された視点高度変更指令に基づいて視点高度を設
定するようになっている。また、画面制御管理部14
は、視線変更スイッチから入力された視線変更指令に基
づいて、視点高度とは独立して視線方向を設定するよう
になっている。
要となる地図データを地図データ格納部3より取得し、
各処理部に提供する。また、上述した各処理は、メモリ
部5のROMやRAMを使って実行される。
図(例えば鳥瞰図や立体地図)であり、地図データ内に
格納される建物の形状データ、建物の高さ情報、道路の
形状データ、および設定された視点高度と視線方向に基
づいて、建物や立体交差などが3次元的に描画される。
また、経路案内部12で算出された情報に基づき、車両
が進行し経路案内すべき位置に来ると描画部13に所望
の画像を描画したり、音声出力部7に所定の音声を出力
させて、使用者を目的地へ案内する。
図3を参照して説明する。使用者は、視点高度変更スイ
ッチを操作することにより、地図を表示部6に3次元表
示する際の視点高度を変更することができる。図2に
は、画面制御管理部14による視点高度の設定処理のフ
ローチャートが示されている。この図2において、画面
制御管理部14は、まず視点高度変更スイッチが操作さ
れたかどうかを判断し(ステップS1)、操作されてい
ない場合(NO)には視点高度の設定処理を終了する。
一方、画面制御管理部14は、視点高度変更スイッチが
操作されて視点高度変更指令が与えられた場合(YE
S)には、以下のようにして視点高度を設定する。
(視点高度変更スイッチの操作前)に設定されていた視
点高度に基づいて、視点高度変更スイッチの単発的な操
作によって増減する視点高度の変更量(高度変更量)
を、以下に示す(1)式のように計算する(ステップS
2)。 高度変更量=変更前視点高度×変化比率+最小変化高度 …(1) この(1)式において、(変更前視点高度×変化比率)
の項が本発明における比率変化高度に相当し、最小変化
高度が本発明における定値変化高度に相当する。そし
て、画面制御管理部14は、視点高度変更スイッチが
「高度上昇側」、「高度下降側」の何れに操作されたか
を判断し(ステップS3)、「高度上昇側」に操作され
た場合(YES)には(2)式に従って視点高度を設定
し(ステップS4)、「高度下降側」に操作された場合
(NO)には(3)式に従って視点高度を設定する(ス
テップS5)。 視点高度=変更前視点高度+高度変更量 …(2) 視点高度=変更前視点高度−高度変更量 …(3) 面制御管理部14は、描画部13に対して上記(1)式
ないし(3)式により求めた視点高度を出力し、表示部
6に当該視点高度から見た3次元地図の描画を指示して
(ステップS6)当該視点高度の設定処理を終了する。
上昇側」に操作された場合の操作回数と設定される視点
高度との関係、および操作回数と高度変更量との関係が
それぞれ実線および破線により示されている。ここで、
変化比率は1/16、最小変化高度は0.5m、初期視
点高度は0mに設定されている。
ッチの操作回数に対する視点高度は、全体として指数関
数的に増加し、0mであった初期視点高度は71回の高
度上昇操作によってほぼ600mの視点高度になる。そ
して、視点高度が高いほど(1)式における比率変化高
度(変更前視点高度×変化比率)が大きくなって、視点
高度変更スイッチの操作による高度変更量が大きくな
る。また、視点高度が低い場合には、比率変化高度は小
さくなるものの(1)式において最小変化高度(定値変
化高度)が加算されているので、視点高度変更スイッチ
の操作によって少なくとも0.5mだけ視点高度が上昇
する。なお、視点高度変更スイッチを操作し続けると、
その操作継続中において、視点高度は図3に示す曲線に
従って所定の時間間隔毎に1段階ずつ上昇していく。
画面制御管理部14は、視点高度変更スイッチが操作さ
れる毎に、現在の視点高度に変化比率を乗じて得た比率
変化高度と最小変化高度つまり定値変化高度とを加算し
て高度変更量を計算し、その高度変更量を現在の視点高
度に加減算して新たな視点高度を設定するので、使用者
は多数(本実施形態では72段階)の視点高度を設定可
能になる。
更量が大きくなるので、使用者は、視点を低い高度から
高い高度に変更する場合であっても操作性良く視点の設
定が可能となる。また、比較的高い視点高度において、
高度変更量は現在の視点高度に対してほぼ一定の割合と
なるので、使用者は視点高度変更スイッチを操作するこ
とによって3次元地図表示における視点の上昇感または
下降感を得ることができる。そして、使用者は、視点高
度変更スイッチを操作状態に維持し続けることにより、
3次元地図表示をほぼ連続的な動きを伴ってスムーズに
変化させることができる。
度変更量は比率変化高度よりも定値変化高度が支配的と
なるので、使用者は、視点高度変更スイッチを操作する
ことにより視点高度を少なくとも最小変化高度だけ変更
でき、3次元地図表示の視点の上昇感または下降感を得
ることができる。また、高い視点の場合と同様に、3次
元地図表示をスムーズに変化させることができる。
作することにより、視点高度の設定とは独立して視線方
向を上方または下方に設定可能なので、例えば視点高度
を高く設定するとともに視線方向を水平面よりやや下方
に設定することにより街並全体を表示させたり、立体的
に表示された高いビルを越えてさらに遠方側を表示させ
たりすることができる。また、使用者は、視線方向を上
方に設定することにより、例えば現在の視点位置から建
物や高架道路などを見上げた状態に表示することもでき
る。こうした視線方向の設定によって、使用者は、3次
元地図表示からより多くの情報を得ることができる。
発明の第2の実施形態を示すものであり、第1の実施形
態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下
異なる部分についてのみ説明する。図4は、画面制御管
理部14による視点高度の設定処理のフローチャートで
あるが、ステップS4及びS5とステップS6との間に
は、処理ステップS7及びS8が挿入されている。
4は、ステップS4またはS5で設定された視点高度、
即ち地図の表示縮尺に応じて視線方向における俯角を変
化させる。先ず、俯角θの変化率N(0<N<1)を
(4)式に基づいて設定する。 N= log2(視点高度/最小視点高度) /log2(最大視点高度/最小視点高度) …(4) ここで、最小視点高度及び最大視点高度は、例えば第1
の実施形態と同様に0m及び600mなどに設定する。
また、対数関数を用いているのは、第1の実施形態と同
様に、視点高度が高くなり地図が広域表示されるにつれ
て俯角θの変化率が大きくなるように設定し、視点高度
が低くなり地図が詳細表示されるにつれて俯角θの変化
率が小さくなるように設定するためであり、(4)式
は、図5に示す視点位置の変化軌跡Cの曲線を決定する
ものである。
よって決定する。 θ=N×(最大俯角−最小俯角)+最小俯角 …(5) ここで、最大俯角は例えば90°,最小俯角は例えば1
5°などに設定される。尚、図5に示すように、3次元
地図表示において視点から地図上にカーソル15で示さ
れる現在位置(特定地点)までの視線距離Lは、視点高
度をHとすれば、 L=H・cosecθ …(6) となり、地図を同じ縮尺で2次元表示する場合は、θ=
90°であるからL=Hとなる。
図5の現在位置と視点との位置関係で図の視点から見た
場合の表示とは異なる。
部14は、俯角θの変化率Nを用いて地図上の現在位置
を表示するためのカーソル15の表示位置Pc を次のよ
うにして設定する。 Pc =(画面中心位置のY座標)×N 斯様にカーソル15の表示位置Pc を設定すると、視点
高度に応じて俯角が変化した場合でも、地図上の現在位
置を適切に表示することが可能となる。
決定された俯角θに基づいてステップS6aで描画され
る表示部6における画面表示の変化例を示すものであ
り、夫々視点位置A〜Dに対応した画面表示である。こ
れらの図6(a)〜(d)から明らかなように、地図の
表示縮尺が小さくなるにつれて俯角θが小さくなるた
め、進行方向の遠方にわたって地図が広く表示されるよ
うになる。
5の表示位置も、視点位置の変化に応じて次第に画面下
方側に移動している。そして、図6(d)においては、
視点位置Dに示すように現在位置と視点位置が略一致す
るドライバーズビューであるため、表示部6の画面にカ
ーソル15は表示されないようになっている。この場
合、画面にカーソル15が表示されなくても、周囲の建
物の形状や進行方向の道路形状などから自車位置の把握
は十分可能である。
技術に基づく画面表示例を示すものである。例えば、図
7は、3次元表示における視線方向の俯角は一定であ
り、視点高度が低く(縮尺が小さく)なるにつれて、視
点位置が視線先にある現在位置に近付いて行く方式であ
る。この場合、図7(a)に示す視点Aでは図6(a)
と同様に問題はないが、視点Bから視点Dにかけて視点
高度が低下して行くと進行方向の表示領域が次第に狭く
なり、周囲の建物なども表示されなくなって行く。そし
て、図7(d)においては、進行方向及び周囲の建物な
どは殆ど表示されず、道路の表示のみが拡大されてしま
うため、運転者は、自車両の現在位置の把握が困難とな
ってしまう。
向の俯角は図7の場合と同様一定であるが、視点位置は
常に現在位置の垂直上方にあり、視点高度が低くなるに
つれて視点位置が垂直に下降する方式である。この場
合、図8(a)に示す視点Aでは、表示領域が自車両の
位置からかなり離れているため、現在の自車位置との関
係が把握しづらい状態にある。その状態から、視点B〜
視点Dにかけて視点高度が低下して行った場合でも、表
示されている地図と現在の自車との位置関係は次第に近
付くが把握し難く、図8(d)においては、図7(d)
と同様に、進行方向及び周囲の建物などは殆ど表示され
ず、道路の表示のみが拡大されてしまう。これに対し
て、図6では、視点高度が高い場合と低い場合との何れ
においても、自車両の現在位置近傍の領域とその現在位
置から進行方向に向かって遠方の領域とがバランス良く
表示されている。
面制御管理部14は、視線高度の設定に応じて俯角θの
変化率Nを(4)式により設定し、俯角θを(5)式に
よって設定することで、視点高度が低く設定されると俯
角θを小さく設定すると共にその変化幅も相対的に小さ
く設定し、視点高度が高く設定されると俯角θを大きく
設定すると共にその変化幅も相対的に大きく設定するよ
うにした。
の何れにおいても、自車両の現在位置付近の領域とその
現在位置から遠方の領域とが表示部6の画面内にバラン
ス良く表示されるようになり、使用者にとって視点位置
からの遠近にわたる領域全体の把握が容易となるように
表示を行うことができると共に、視線高度の変化に伴い
地図表示がスムーズに変化するように感じさせることが
できる。
を自車両の現在位置としたので、カーナビゲーションに
使用する場合のように、画面の地図表示が時々刻々と変
化する状態でも画面が自車両の現在位置を俯瞰した視線
で描かれるので、使用者は、画面に表示された地図内に
おける自車両の現在位置を容易に把握することができ
る。
ーソル15の表示位置を、俯角θの変化率Nに基づい
て、画面の表示中心座標(X,Y)に対して(X,N・
Y)により設定するようにした。
ば画面のY座標において上方から3:1の位置に表示す
るなど、表示位置の割合が固定であった。そのため、例
えば図6(d)のように俯角が極めて小さい場合には、
画面内の手前側には既に自車両が通過した位置にある道
路及びその周辺の建物などが表示されてしまう。これに
対して、第2の実施形態によれば、ドライバーズビュー
に近い視点であっても、画面内における現在位置の表示
を適切に設定することができる。
るものではなく、次のように変形または拡張が可能であ
る。画面制御管理部14は、現在設定されている視点高
度が所定の高度以下の場合には、視点高度変更スイッチ
が操作される毎の高度変更量を定値変化高度(最小変化
高度)のみとし、現在設定されている視点高度が前記所
定の高度を超える場合には、現在の視点高度に変化比率
を乗じて得た比率変化高度を高度変更量とするように構
成しても良い。この場合にも、上述した実施形態と同様
の効果を得ることができる。
視線方向先たる特定地点は、車両の現在位置に限ること
なく、その現在位置の前方などに設定しても良い。俯角
θ等の変化率Nは、(4)式に限ることはない。例え
ば、 N=(視点高度)/(最大視点高度) のように変化率Nを決定することで、視点高度の変化に
対して俯角が線形に変化するようにしても良い。車両用
ナビゲーション装置に限ることなく、地図を3次元表示
するものであれば適用が可能である。
示すブロック図
よび高度変更量との関係図
示す図
表示の一例を示す図
の1)
の2)
イッチ情報入力部(入力手段)、14は画面制御管理部
(画面制御管理手段)、15はカーソルである。
Claims (6)
- 【請求項1】 画面に地図を3次元表示すると共に該地
図上に車両の現在位置を示すカーソルを表示する機能を
有する地図表示装置において、 前記地図を3次元表示する際の視点高度を上昇または下
降させるための視点高度変更指令を入力操作する入力手
段と、 この入力手段から入力操作された視点高度変更指令に基
づいて前記視点高度を設定し、該設定された視点高度に
応じて視点位置での視線方向における俯角を変化させる
ものであって、前記入力手段が高度上昇側に操作されて
前記視点高度が高くなり前記地図が広域表示されるにつ
れて前記俯角の変化率が大きくなるように前記俯角を設
定すると共に前記地図上の前記車両の現在位置を示す前
記カーソルの表示位置を次第に前記画面上方側に移動さ
せた表示位置に前記カーソルを前記設定された視点高度
における前記視点位置からみた3次元地図と共に表示
し、前記入力手段が高度下降側に操作されて前記視点高
度が低くなり前記地図が詳細表示されるにつれて前記俯
角の変化率が小さくなるように前記俯角を設定すると共
に前記地図上の前記車両の現在位置を示す前記カーソル
の表示位置を次第に前記画面下方側に移動させた表示位
置に前記カーソルを前記設定された視点高度における前
記視点位置からみた3次元地図と共に表示し、前記入力
手段が操作されて前記車両の現在位置と前記視点位置と
が略一致する場合には前記3次元表示する地図をドライ
バーズビューとして表示し前記カーソルを非表示とする
画面制御管理手段とを備えたことを特徴とする地図表示
装置。 - 【請求項2】 前記3次元表示する地図において、視点
から地図上に前記カーソルで示される現在位置までの視
線距離Lは、前記俯角をθ、視点高度をHとすると、 L=H・cosecθ を満たす値とされる ことを特徴とする請求項1に記載の
地図表示装置。 - 【請求項3】 前記画面制御管理手段は、前記視点高度
の設定とは独立して、視線方向を上方または下方に設定
可能であることを特徴とする請求項1または2記載の地
図表示装置。 - 【請求項4】 前記画面制御管理手段は、前記視線方向
を示す俯角θを、 θ=N×(最大俯角−最小俯角)+最小俯角 N=log2(視点高度/最小視点高度) /log2(最大視点高度/最小視点高度) に基づいて設定することを特徴とする請求項1ないし3
の何れかに記載の地図表示装置。 - 【請求項5】 前記視線方向先にある地図上の特定地点
は、地図上の現在位置若しくはその現在位置の前方であ
ることを特徴とする請求項1ないし4の何れかに記載の
地図表示装置。 - 【請求項6】 前記画面制御管理手段は、前記画面の表
示中心を示す座標を(X,Y)とし、変化率Nを N=log2(視点高度/最小視点高度) /log2(最大視点高度/最小視点高度) とすると、前記カーソルの表示位置を(X,N・Y)に
より設定することを特徴とする請求項1ないし5の何れ
かに記載の地図表示装置。
Priority Applications (3)
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JP28734699A JP3301420B2 (ja) | 1999-05-12 | 1999-10-07 | 地図表示装置 |
US09/563,243 US6710774B1 (en) | 1999-05-12 | 2000-05-01 | Map display device |
DE10023160A DE10023160A1 (de) | 1999-05-12 | 2000-05-11 | Kartenanzeigevorrichtung |
Applications Claiming Priority (3)
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JP13170199 | 1999-05-12 | ||
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Publications (2)
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JP3301420B2 true JP3301420B2 (ja) | 2002-07-15 |
Family
ID=26466458
Family Applications (1)
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