JP3964099B2 - 地図表示装置、記録媒体及び地図表示方法 - Google Patents
地図表示装置、記録媒体及び地図表示方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3964099B2 JP3964099B2 JP2000126861A JP2000126861A JP3964099B2 JP 3964099 B2 JP3964099 B2 JP 3964099B2 JP 2000126861 A JP2000126861 A JP 2000126861A JP 2000126861 A JP2000126861 A JP 2000126861A JP 3964099 B2 JP3964099 B2 JP 3964099B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coordinate
- coordinates
- length
- converted
- dimensional
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Processing Or Creating Images (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
- Instructional Devices (AREA)
- Navigation (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地図データの座標を変換して変換した座標により地図を表示する地図表示装置、記録媒体及び地図表示方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
経路探索や経路案内の機能を有する車両用ナビゲーション装置では、進行方向の情報を判りやすく提供できるように走行イメージを立体的に表示する装置や車両の現在位置周辺の道路地図を遠方よりも拡大して表示する、いわゆる鳥瞰図表示方式により道路地図を表示する装置等が提案されている（特開平１−２６３６８８号公報、特開平８−１６０８５３号公報、特開平８−１６６２４９号公報、特開平８−２９２７２０号公報、特開平９−１２７８６１号公報等参照）。
【０００３】
従来提案されている装置のあるものは、例えば鳥瞰図上の一部にウインドウ表示領域を設けて広域地図を表示し、さらには鳥瞰図の範囲を枠で表示することにより、鳥瞰図の欠点である距離感が把握しにくくなるのを解消し、道路地図範囲の広さがわかりにくくなるのを解消している。また、あるものは、表示領域の上辺側所定範囲内に平面地図又は平面地図に近い鳥瞰図を表示することにより、遠方の道路状況が判りにくくなるのを解消し、遠方の道路情報を正確に把握できるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、鳥瞰図を表示する場合、三角関数を用いて２次元地図データから座標変換すると、処理が煩雑になり時間がかかるという不具合があり、地図データが多いとその不具合はさらに顕著になり、視点の高さのデータを用いて３次元的に座標計算を行う方式になると、さらに処理が遅くなるなどの不具合がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するものであって、三角関数や視点の高さを用いることなく簡単なパラメータの設定と加減乗除の簡単な演算で座標変換でき、処理負担の軽減、処理の高速化を可能にし、奥行きのある地図及び地図上に立体的な建造物を重ねて表示できるようにするものである。
【０００６】
そのために本発明の地図表示装置は、２次元座標及び高さ情報により構成される建造物データを格納する情報記憶手段と、該情報記憶手段に記憶された２次元座標（Ｘ，Ｙ）を遠近図の座標に座標変換する第１座標変換手段と、前記第１座標変換手段により座標変換された２次元座標のＹ座標値を、該座標変換された２次元座標のＹ座標値及び前記高さ情報とにより算出された値に基づいて座標変換する第２座標変換手段と、前記第１座標変換手段及び第２座標変換手段により座標変換された座標に基づいて建造物を表示する表示手段とを備え、前記第１座標変換手段は、横の長さｇ、縦の長さＬで規定される所定の四角形の２次元座標の上辺の一端と下辺の他端とを結ぶ対角線とｘ軸方向の適宜な分割位置にて交差するｙ軸に平行な直線により上下一対の三角形を規定し、前記所定の四角形を上辺の長さａ、下辺の長さｂ、縦の長さＬで規定される台形に変換した遠近図を仮定し、該仮定した遠近図における前記上下一対の三角形の縦の長さの比率及び辺の長さの比率に基づいて前記対角線の直線性を保持するように定めた変換式により遠近図の座標に座標変換することを特徴とするものである。
【０００７】
また、地図表示装置用記録媒体としては、２次元座標及び高さ情報により構成される建造物データと、２次元座標（Ｘ，Ｙ）を、横の長さｇ、縦の長さＬで規定される所定の四角形の２次元座標の上辺の一端と下辺の他端とを結ぶ対角線とｘ軸方向の適宜な分割位置にて交差するｙ軸に平行な直線により上下一対の三角形を規定し、前記所定の四角形を上辺の長さａ、下辺の長さｂ、縦の長さＬで規定される台形に変換した遠近図を仮定し、該仮定した遠近図における前記上下一対の三角形の縦の長さの比率及び辺の長さの比率に基づいて前記対角線の直線性を保持するように定めた変換式により遠近図の座標に座標変換し、該座標変換された２次元座標のＹ座標値を、該座標変換された２次元座標のＹ座標値及び前記高さ情報とにより算出された値に基づいて座標変換し表示するプログラムとを記録したことを特徴とし、地図表示方法としては、建造物の２次元座標（Ｘ，Ｙ）を、横の長さｇ、縦の長さＬで規定される所定の四角形の２次元座標の上辺の一端と下辺の他端とを結ぶ対角線とｘ軸方向の適宜な分割位置にて交差するｙ軸に平行な直線により上下一対の三角形を規定し、前記所定の四角形を上辺の長さａ、下辺の長さｂ、縦の長さＬで規定される台形に変換した遠近図を仮定し、該仮定した遠近図における前記上下一対の三角形の縦の長さの比率及び辺の長さの比率に基づいて前記対角線の直線性を保持するように定めた変換式により遠近図の座標に座標変換し、該座標変換された２次元座標のＹ座標値を、該座標変換された２次元座標のＹ座標値及び前記建造物の高さ情報とにより算出された値に基づいて座標変換して表示することを特徴とし、２次元座標（Ｘ，Ｙ）から座標変換されるＹ座標値ｓｙ及び前記Ｙ座標値ｓｙ上の高さ情報Ｈの建造物の頂点座標として座標変換されるＹ座標値ｓｙ′は、横の長さｇ、縦の長さＬの矩形を上辺の長さａ、下辺の長さｂ、縦の長さＬの台形に座標変換するとき、
ｂ・Ｌ・Ｙ
ｓｙ＝────────────
ａ・Ｌ＋（ｂ−ａ）Ｙ
ｂ−ａ ｓｙ
ｓｙ′＝ｓｙ＋（１−─────・────）Ｈ
ｂ Ｌ
であることを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る地図表示装置の実施の形態を示す図であり、２次元座標により構成される地図データから地図を展開して表示する場合の座標変換パラメータや経路案内に関する情報を入力する入力装置１、自車両の現在位置に関する情報を検出する現在位置検出装置２、２次元座標により構成される地図データ、経路の算出に必要なナビゲーション用データ、経路案内に必要な表示／音声の案内データ、さらに地図を表示、経路算出、案内を行うためのプログラム（アプリケーション及び／又はＯＳ）等が記録されている情報記憶装置３、ナビデータ処理手段として地図の表示処理、経路探索処理、経路案内に必要な表示／音声案内処理、さらにシステム全体の制御を行う中央処理装置４、車両の走行に関する情報である、例えば道路情報、交通情報を送受信したり、車両の現在位置に関する情報を検出したり、さらに現在位置に関する情報を送受信したりする情報送受信装置５、経路案内に関する情報を出力するディスプレイやスピーカその他の出力装置６から構成されている。つまり、本発明に係る地図表示装置をナビゲーション装置に適用した例を示している。
【０００９】
入力装置１は、地図を選択して目的地を入力したり、運転者の意志によりナビゲーション処理を中央処理装置４に指示する機能を備えている。その機能を実現するための手段として、目的地を電話番号や地図上の座標などにて入力したり、経路案内をリクエストしたりするタッチスイッチやジョグダイアル等のリモートコントローラ等を用いることができる。また、本発明では音声入力による対話を行うための装置を備えており、音声入力装置として機能する。また、ＩＣカードや磁気カードに記録されたデータを読み取るための記録カード読み取り装置を付加することもできる。また、ナビゲーションに必要なデータを蓄積し、運転者の要求により通信回線を介して情報提供する情報センターや、地図データや目的地データ、簡易地図、建造物形状地図などのデータを有する携帯型の電子装置等の情報源との間でデータのやりとりを行うためのデータ通信装置を付加することもできる。
【００１０】
現在位置検出装置２は、衛星航法システム（ＧＰＳ）を利用して車両の現在位置情報を入手するもの、車両の進行方位を、例えば地磁気を利用することにより絶対方位で検出する絶対方位センサ、車両の進行方位を、例えばステアリングセンサ、ジャイロセンサを利用することにより相対方位で検出する相対方位センサ、例えば車輪の回転数から車両の走行距離を検出する距離センサ等から構成される。
【００１１】
情報記憶装置３は、ナビゲーション用のプログラム及びデータを記憶した外部記憶装置で、例えばＣＤ−ＲＯＭ等からなっている。プログラムは、経路探索などの処理を行うためのプログラム、本実施例記載のフローチャートに示される処理プログラムや経路案内に必要な表示出力制御、音声入力により対話的に案内を行うためのプログラム及びそれに必要なデータ、音声案内に必要な音声出力制御を行うためのプログラム及びそれに必要なデータが格納されている。記憶されるデータとしては、地図データ、探索データ、案内データ、マップマッチングデータ、目的地データ、登録地点データ、道路データ、交差点等分岐点の画像データ、ジャンル別データ、ランドマークデータ等のファイルからなり、ナビゲーション装置に必要なすべてのデータが記憶されている。地図データは、所定単位毎のブロックに区分けされて矩形の形で記憶されている。なお、本発明は、ＣＤ−ＲＯＭにはデータのみ格納し、プログラムは中央処理装置に格納するタイプのものにも適用可能である。ここでは、情報記憶装置として、ＣＤ−ＲＡＭを例に挙げたが、ＤＶＤ−ＲＯＭ等の光ディスク、フロッピィディスク等の磁気ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスクでもよい。
【００１２】
中央処理装置４は、種々の演算処理を実行するＣＰＵ、情報記憶装置３のＣＤ−ＲＯＭからプログラムを読み込んで格納するフラッシュメモリ、フラッシュメモリのプログラムチェック、更新処理を行うプログラム（プログラム読み込み手段）を格納したＲＯＭ、設定された目的地の地点座標、道路名コードＮｏ．等の探索された経路案内情報や演算処理中のデータを一時的に格納するＲＡＭからなっている。また、この他にも図示は省略するが、ディスプレイ等の出力装置に表示するためのデータを格納するフレームメモリ、入力装置１からの音声入力による対話処理を行ったり、ＣＰＵからの音声出力制御信号に基づいて情報記憶装置３から読み出した音声、フレーズ、１つにまとまった文章、音等を合成してアナログ信号に変換してスピーカに出力する音声プロセッサ、通信による入出力データのやり取りを行う通信インタフェースおよび現在位置検出装置２のセンサ信号を取り込むためのセンサ入力インタフェース、内部ダイアグ情報に日付や時間を記入するための時計などを備えている。なお、前記した更新処理を行うプログラムを外部記憶装置に格納しておいてもよい。
【００１３】
プログラム、その他ナビゲーションを実行するためのプログラムは全て外部記憶媒体であるＣＤ−ＲＯＭに格納されてもよいし、それらプログラムの一部または全てが本体側のＲＯＭ４２に格納されていてもよい。この外部記憶媒体に記憶されたデータやプログラムが外部信号としてナビゲーション装置本体の中央処理装置に入力されて演算処理されることにより、種々のナビゲーション機能が実現される。
【００１４】
ナビゲーション装置は、上記のように外部記憶装置のＣＤ−ＲＯＭからプログラムを読み込むための比較的大容量のフラッシュメモリ、ＣＤの立ち上げ処理を行うプログラム（プログラム読み込み手段）を格納した小容量のＲＯＭを内蔵する。フラッシュメモリは、電源が切断しても記憶情報が保持される、つまり不揮発性の記憶手段である。そして、ＣＤの立ち上げ処理として、プログラム読み込み手段であるＲＯＭのプログラムを起動してフラッシュメモリに格納したプログラムチェックを行い、情報記憶装置３のＣＤ−ＲＯＭのディスク管理情報等を読み込む。プログラムのローディング処理（更新処理）は、この情報とフラッシュメモリの状態から判断して行われる。
【００１５】
情報送受信装置５は、衛星航法システム（ＧＰＳ）を利用して情報を入手するＧＰＳ受信装置、ＦＭ多重放送、電波ビーコン、光ビーコン等を利用して情報を入手するためのＶＩＣＳ情報受信装置、携帯電話、パソコン等を利用することにより、情報センター（例えばＡＴＩＳ）や他車両と情報を双方向に通信するためのデータ送受信装置等から構成される。
【００１６】
出力装置６は、運転者が必要な時に案内情報を音声および／または画面により出力したり、中央処理装置４でナビゲーション処理されたデータなどをプリント出力する機能を備えている。そのための手段として、中央処理装置４で処理したデータや情報記憶装置３に格納されたデータを画面表示するために展開、描画するメモリ、メモリに描画したイメージデータを表示するディスプレイ、中央処理装置４で処理したデータや情報記憶装置３に格納されたデータをプリント出力するプリンタ、経路案内を音声で出力するスピーカなどを備えている。
【００１７】
ディスプレイは、簡易型の液晶表示器等により構成されており、中央処理装置４が処理する地図の表示データや案内データに基づき展開、描画された交差点拡大図画面、目的地名、時刻、距離、進行方向矢印等を表示する。ディスプレイに表示する画像データは、２値画像データ（ビットマップデータ）であり、中央処理装置４が処理する地図の表示データや案内データをシリアル通信等で使用する通信線を使用し、また、他の通信線を兼用して受信し、出力装置６内でメモリに展開、描画した後、指示された表示範囲をディスプレイの画面に表示する。
【００１８】
このディスプレイは、運転席近傍のインストルメントパネル内に設けられており、運転者はこれを見ることにより自車両の現在地を確認したり、またこれからの経路についての情報を得ることができる。また、図示は省略するが、ディスプレイの表示画面にタッチパネル、タッチスクリーン等を含むタブレットを使用し、画面に触れる、或いは画面をなぞることにより、地点入力、道路入力等を行えるように構成してもよい。
【００１９】
次に、２次元座標系上において地図データの２次元座標を奥行きのある遠近図に座標変換して行う地図表示について説明する。図２は本発明に係る地図表示装置による台形座標変換アルゴリズムを説明するための図、図３は建造物の高さデータの座標変換アルゴリズムを説明するための図である。中央処理装置４の変換パラメータ１２は、地図の矩形座標を台形座標に変換する台形変換パラメータや曲面の座標を投影平面の座標に座標変換する曲面変換パラメータなどの座標変換パラメータを保持するものである。座標変換部１１は、２次元座標により構成される地図データを変換パラメータ１２に保持された座標変換パラメータに基づき座標変換を行うものであり、この座標変換した地図データを描画して出力装置６の画面に台形変換した地図（遠近図）が表示される。
【００２０】
まず、図２（Ａ）に示すような２次元地図データの座標空間を対象として、図２（Ｂ）に示すような台形への座標変換を行う場合の台形変換パラメータについて説明する。まず、２次元地図データの矩形に関しては、図２（Ａ）に示すように幅（Ｘ方向の長さの２分の１）ｇが設定され、台形に関しては、図２（Ｂ）に示すように上辺の長さ（Ｘ方向の長さの２分の１）ａ、及び下辺の長さ（Ｘ方向の長さの２分の１）ｂが設定され、そして、矩形及び台形に共通の縦の長さ（Ｙ方向の長さ）Ｌが設定される。
【００２１】
これらのパラメータに基づき地図データのＰ（Ｘ，Ｙ）から座標変換部３により変換される新たな座標がＰ１（ｓｘ，ｓｙ）であるとすると、まず、Ｙ座標値ｓｙは、台形の上辺の長さａと縦の長さＬの積及び台形の上下辺の長さの差（ｂ−ａ）とＹ座標値との積の和｛ａＬ＋（ｂ−ａ）Ｙ｝に対する台形の下辺の長さｂと縦の長さＬとＹ座標値との積ｂ・Ｌ・Ｙの比、つまり、
ただし、ｋ1 ＝ｂ・Ｌ ｋ2 ＝ａ・Ｌ ｋ3 ＝（ｂ−ａ）
により求められる。また、Ｘ座標値ｓｘは、台形の下辺の長さｂから台形の上下辺の長さの差（ｂ−ａ）にＹ座標値を乗じて台形の縦の長さＬで除した値（ｂ−ａ）ｓｙ／Ｌを減じ、矩形のＸ方向の長さｇに対するＸ座標値の比を乗じて、つまり、
ただし、ｋ4 ＝ｇ ｋ5 ＝ｂ ｋ6 ＝（ｂ−ａ）／Ｌ
により求められる。
【００２２】
以下に、まずＹ座標の変換について説明する。図２（Ａ）において斜めの直線の式は、
で表される。そこで、この斜めの直線が変換後も直線として保たれるように、且つＸ座標が等分割となるように変換後の地図を仮定し、この直線ともう１つの２次元地図データにおけるＸ座標値が一定の直線により図２（Ｂ）に示すメッシュの三角形を考える。これらは相似となるので、それぞれの三角形の辺の長さの比率を考える。まず、三角形の縦の長さの比が（Ｌ−ｓｙ）：ｓｙとなる。これに対し、三角形の底辺の長さは、上辺がａ−Ｘａ／ｇ、下辺がｂ＋Ｘｂ／ｇとなる。したがって、相似三角形の辺の長さの比が等しいことから、
〔数７〕
（Ｌ−ｓｙ）：ｓｙ＝（ａ−Ｘａ／ｇ）：（ｂ＋Ｘｂ／ｇ）
となる。この〔数７〕と上記〔数６〕からＸを消去すると、〔数４〕が求められる。また、上辺ａ、下辺ｂに変換される固定値ｇのＸ座標値を縦の長さｓｙに対応させると、（ｂ−ａ）ｓｙ／Ｌとなるから、任意のＸ座標値では、ｇとＸとの比を乗じることにより〔数５〕が求められる。
【００２３】
次に、ビル等の立体的な建造物について同様に台形変換を用いた２次元的な座標変換により立体的に表示する場合について説明する。例えばビルは、階数ｎのデータを有するときには、平均的な階高ｈを階数ｎに乗じてｎ×ｈ＝Ｈとして高さを求め、また、階数ｎではなく、タワーのように全体としての高さＨのデータを有するときにはその高さＨに基づき座標変換を行う。Ｙ座標値ｓｙにおける高さＨのＹ座標値ｓｙ′への座標変換は、２次元平面上で変換されたＸ座標値ｓｘとＹ座標値ｓｙの上に例えば〔数８〕を用いてＹ座標値の加算値ΔＹを求めることにより行うことができる。
【００２４】
ただし、ｋ7 ＝（ｂ−ａ）／ｂ・Ｌ＝ｋ3 ／ｋ1
したがって、図３（Ａ）に示すように（ｓｘ１，ｓｙ１）の地点で高さＨの建物の頂点座標値は、
となり、このようにして変換した各座標を線で結び、枠内を所定の色で塗りつぶし、奥の方から順にこの処理を行って重ね書きすることにより、図３（Ｂ）に示すような表示を行うことができる。
【００２５】
上記のように台形変換パラメータとして、ａ，ｂ，ｇ，Ｌから、或いはこれらからｋ1 〜ｋ7 を算出して、これらと座標値（Ｘ、Ｙ）、高さｈから立体的な建造物についての台形変換を簡単な加減乗除の計算により実行することができる。したがって、ビルに限らず、家屋や橋等立体的な建造物についても全て同様にして立体的に描画でき、例えば図６で後述するように建造物のデータとして、建造物の形状を表す座標列（ポリゴンデータ）と、建造物の階数情報（又は建造物の高さ）からなる場合、２次元座標からなる各点及び建造物の階数情報から上記のように座標変換して、現在位置から所定距離以内の建造物だけ描画することにより更に描画レスポンスの向上を図ることができ、現在位置が移動するに伴って、その現在位置から所定距離以内の建造物のみを立体表示することも簡単に行うことができる。
【００２６】
具体的には、現在位置検出装置により検出された現在位置と各建造物との距離を算出し、その距離が所定距離以内か否かを判断する。その判断結果が所定距離以内であれば上記座標変換を行って立体表示する。ここで、距離を算出する際、現在位置と建造物の中心点との距離でもよいし、現在位置と建造物の形状を表す座標列のうち１つの座標との距離でもよい。目的地までの案内において、ユーザが建造物の形状を参考にしながら運転できるようにするには、目的地までの経路沿いにのみ建造物を建てるようにしたり、現在位置から所定距離以内でかつ経路沿い、その他上記の表示態様を組み合わせてもよい。また、現在位置から所定距離以内でかつ現在位置からの距離に応じて建造物の高さＨを増減させてもよい。つまり、現在位置近傍では建造物の高さＨをそのまま用い、現在位置から遠ざかるに従い、高さＨの値を小さくする。また、建造物の表示を行う場合、所定の高さ以上の建造物や車両の現在位置より前方に位置する建造物のみ立体表示し、所定の高さに達しない建造物や車両の現在位置より後方に位置する建造物は同一の高さで立体表示もしくは立体表示ではなく平面表示したり、立体交差等においては正確な表示を行えるようにするために、高さの低いものから描画するなど、描画する建造物の順序や選択は自由に組み合わせ可能であることはいうまでもない。
【００２７】
また、上記〔数５〕では、Ｐ（Ｘ，Ｙ）からＰ′（Ｘ，ｓｙ）とした後、そのｓｙを用いてＰ１（ｓｘ，ｓｙ）を求めたが、ｓｙを用いずＸ，Ｙの座標値からｓｘを求めてもよい。例えば、〔数５〕において、ｓｙにＹを用いｓｘ′を求めると、Ｐ（Ｘ，Ｙ）は、図２（Ｂ）に示すＰ１′（ｓｘ′，ｓｙ）に変換されて台形から膨らむので、座標変換した結果はお椀形状になる。
【００２８】
次に、本発明の地図表示装置を備えた車両用ナビゲーション装置の例を説明する。図４は情報記憶装置に格納された主要なデータファイルの構成例を示す図、図５は現在位置中心の地図の表示処理の例を説明するための図、図６は建造物形状地図のデータ構造の例を示す図、図７は階数から高さ情報への変換テーブルの例を示す図である。
【００２９】
案内道路データファイルは、図４（Ａ）に示すように、道路数ｎのそれぞれに対して、道路番号、長さ、道路属性データ、形状データのアドレス、サイズおよび案内データのアドレス、サイズの各データからなり、経路探索部により経路を算出し経路案内を行うために必要なデータとして格納される。道路番号は、分岐点間の道路毎に方向（往路、復路）別に設定されている。道路属性データは、道路案内補助情報データであり、形状データは、図４（Ｂ）に示すように、各道路の複数のノード（節）で分割したとき、ノード数ｍのそれぞれに対して東経、北緯からなる座標データを有している。案内データは、図４（Ｃ）に示すように、交差点（または分岐点）名称、信号機データ、ランドマークデータ、注意点データ、道路名称データ、道路名称音声データ、行き先データのアドレス、サイズの各データからなる。
【００３０】
情報記憶装置３に記憶する建造物形状地図のデータ構造は、例えば図６（Ａ）に示すように建造物のデータ数Ｎの次にＮ個の各建造物のデータが記憶される。そして、各建造物のデータは、建造物の名称、番地（住所）、種別、建造物の形状、高さ、詳細の各情報からなる。名称は、ビルであればそのビル名、個人の家屋であればその居住者名、施設であればその施設名、道路であれば「中央通り」、「国道１号」のように道路種別や通り名であり、番地（住所）は、その建造物の番地である。建造物の形状は、形状を表す座標数ｎとその座標値（ｘ0 ，ｙ0 ）、（ｘ1 ，ｙ1 ）、………、（ｘn-1 ，ｙn-1 ）であり、種別は、一般の家屋、マンション、オフィスビル、公共施設、道路、公園等の情報である。高さは、階数や高さ（ｍ）の情報である。高さを階数で格納している場合には、図７に示すようなテーブルを用いて高さ（ｍ）の情報に変換する。そして詳細は、例えばテナントビルであれば各入居者に関する情報であり、名称数ｍと各テナントについて、名称、電話番号、部屋番号、分類（レストラン、コンビニ、……等の業種、事業内容）に関する情報である。したがって、図６（Ｂ）に示すように建造物の形状に関する情報として座標値を順に読み出して線で結び描画し表示することによって、例えばビルや家屋の平面形状や公園の地形を出力することができる。
【００３１】
車両用ナビゲーション装置では、中央処理装置４により、まずイニシャライズ処理を行ってＣＤ−ＲＯＭからナビゲーションプログラムを読み出し、フラッシュメモリに格納して起動すると、現在位置検出装置２により現在位置を検出する処理を行い、現在位置を中心としてその周辺地図を表示すると共に、現在位置の名称等を表示する。次に、電話番号や住所、施設名称、登録地点等を用いて目的地を設定する処理を行い、現在位置から目的地までの経路探索処理を行う。この経路探索の結果、目的地に到着するまでの経路は、案内する道路番号を並べた案内道路番号データとして設定される。経路が決まると、現在位置検出装置２による現在位置追跡を行いながら、目的地に到着するまで経路案内の表示出力・音声出力の処理を行う。本発明では、例えば上記現在位置検出処理や目的地設定処理、経路案内表示処理において、ディスプレイの地図の座標を変換して現在位置から遠くなるほど広域になる遠近図を表示し、現在位置等より方位によらず同じ距離感が得られるようにしている。
【００３２】
本発明に係る地図表示装置では、台形変換のパラメータを用いて現在位置に対応した遠近図を表示する場合、図５に示すようにまず遠近図表示のモードになっているか否かを判断し（ステップＳ１１）、遠近図表示のモードの場合には上述した〔数４〕及び〔数５〕における台形変換パラメータａ、ｂ、Ｌ等を設定する。即ち、どのような地図範囲を表示装置に表示するかを設定する（ステップＳ１２）。次にその地図範囲における４隅の東経・北緯座標を取得し（ステップＳ１３）、この東経・北緯座標を〔数４〕及び〔数５〕のｓｘ、ｓｙにそれぞれ代入、即ち、逆変換することにより、矩形地図上における表示すべき地図範囲が決定される（ステップＳ１４）。この地図範囲は逆台形の形となる。次に、この逆台形の領域に係る地図ブロックを選択してＣＤ−ＲＯＭより選択された地図ブロックを読み出し、ＲＡＭに格納する（ステップＳ１５）。そして、選択された地図ブロック内の２次元座標をそれぞれ〔数４〕及び〔数５〕に代入して座標変換を行い（ステップＳ１６）、再びＲＡＭに格納する。しかる後、変換された座標を表示装置の画面座標に変換してフレームメモリに描画することによりディスプレイ等の表示装置に表示する（ステップＳ１７）。上記ステップＳ１１において遠近図表示のモードになっていなければ、通常の平面地図を表示する。この図５における処理が本発明における座標変換手段による座標変換処理の１例である。
【００３３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、矩形と台形を対応させた簡単なパラメータの設定と計算で奥行きのある地図に座標変換でき、さらに高さを有する立体的な建造物を座標変換して地図上に重ねて表示することができる。したがって、三角関数や視点の高さを用いることなく加減乗除の簡単な演算で座標変換でき、処理負担の軽減、処理の高速化を可能にし、奥行きのある地図及び地図上に重ねて立体的な建造物を表示できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る地図表示装置の実施の形態を示す図である。
【図２】 本発明に係る地図表示装置による台形座標変換アルゴリズムを説明するための図である。
【図３】 建造物の高さデータの座標変換アルゴリズムを説明するための図である。
【図４】 案内道路データ等の構成例を示す図である。
【図５】 現在位置中心の地図の表示処理の例を説明するための図である。
【図６】 建造物形状地図のデータ構造の例を示す図である。
【図７】 階数から高さ情報への変換テーブルの例を示す図である。
【符号の説明】
１…入力装置、２…現在位置検出装置、３…情報記憶装置、４…中央処理装置、５…情報送受信装置、６…出力装置、１１…座標変換部、１２…変換パラメータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、地図データの座標を変換して変換した座標により地図を表示する地図表示装置、記録媒体及び地図表示方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
経路探索や経路案内の機能を有する車両用ナビゲーション装置では、進行方向の情報を判りやすく提供できるように走行イメージを立体的に表示する装置や車両の現在位置周辺の道路地図を遠方よりも拡大して表示する、いわゆる鳥瞰図表示方式により道路地図を表示する装置等が提案されている（特開平１−２６３６８８号公報、特開平８−１６０８５３号公報、特開平８−１６６２４９号公報、特開平８−２９２７２０号公報、特開平９−１２７８６１号公報等参照）。
【０００３】
従来提案されている装置のあるものは、例えば鳥瞰図上の一部にウインドウ表示領域を設けて広域地図を表示し、さらには鳥瞰図の範囲を枠で表示することにより、鳥瞰図の欠点である距離感が把握しにくくなるのを解消し、道路地図範囲の広さがわかりにくくなるのを解消している。また、あるものは、表示領域の上辺側所定範囲内に平面地図又は平面地図に近い鳥瞰図を表示することにより、遠方の道路状況が判りにくくなるのを解消し、遠方の道路情報を正確に把握できるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、鳥瞰図を表示する場合、三角関数を用いて２次元地図データから座標変換すると、処理が煩雑になり時間がかかるという不具合があり、地図データが多いとその不具合はさらに顕著になり、視点の高さのデータを用いて３次元的に座標計算を行う方式になると、さらに処理が遅くなるなどの不具合がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するものであって、三角関数や視点の高さを用いることなく簡単なパラメータの設定と加減乗除の簡単な演算で座標変換でき、処理負担の軽減、処理の高速化を可能にし、奥行きのある地図及び地図上に立体的な建造物を重ねて表示できるようにするものである。
【０００６】
そのために本発明の地図表示装置は、２次元座標及び高さ情報により構成される建造物データを格納する情報記憶手段と、該情報記憶手段に記憶された２次元座標（Ｘ，Ｙ）を遠近図の座標に座標変換する第１座標変換手段と、前記第１座標変換手段により座標変換された２次元座標のＹ座標値を、該座標変換された２次元座標のＹ座標値及び前記高さ情報とにより算出された値に基づいて座標変換する第２座標変換手段と、前記第１座標変換手段及び第２座標変換手段により座標変換された座標に基づいて建造物を表示する表示手段とを備え、前記第１座標変換手段は、横の長さｇ、縦の長さＬで規定される所定の四角形の２次元座標の上辺の一端と下辺の他端とを結ぶ対角線とｘ軸方向の適宜な分割位置にて交差するｙ軸に平行な直線により上下一対の三角形を規定し、前記所定の四角形を上辺の長さａ、下辺の長さｂ、縦の長さＬで規定される台形に変換した遠近図を仮定し、該仮定した遠近図における前記上下一対の三角形の縦の長さの比率及び辺の長さの比率に基づいて前記対角線の直線性を保持するように定めた変換式により遠近図の座標に座標変換することを特徴とするものである。
【０００７】
また、地図表示装置用記録媒体としては、２次元座標及び高さ情報により構成される建造物データと、２次元座標（Ｘ，Ｙ）を、横の長さｇ、縦の長さＬで規定される所定の四角形の２次元座標の上辺の一端と下辺の他端とを結ぶ対角線とｘ軸方向の適宜な分割位置にて交差するｙ軸に平行な直線により上下一対の三角形を規定し、前記所定の四角形を上辺の長さａ、下辺の長さｂ、縦の長さＬで規定される台形に変換した遠近図を仮定し、該仮定した遠近図における前記上下一対の三角形の縦の長さの比率及び辺の長さの比率に基づいて前記対角線の直線性を保持するように定めた変換式により遠近図の座標に座標変換し、該座標変換された２次元座標のＹ座標値を、該座標変換された２次元座標のＹ座標値及び前記高さ情報とにより算出された値に基づいて座標変換し表示するプログラムとを記録したことを特徴とし、地図表示方法としては、建造物の２次元座標（Ｘ，Ｙ）を、横の長さｇ、縦の長さＬで規定される所定の四角形の２次元座標の上辺の一端と下辺の他端とを結ぶ対角線とｘ軸方向の適宜な分割位置にて交差するｙ軸に平行な直線により上下一対の三角形を規定し、前記所定の四角形を上辺の長さａ、下辺の長さｂ、縦の長さＬで規定される台形に変換した遠近図を仮定し、該仮定した遠近図における前記上下一対の三角形の縦の長さの比率及び辺の長さの比率に基づいて前記対角線の直線性を保持するように定めた変換式により遠近図の座標に座標変換し、該座標変換された２次元座標のＹ座標値を、該座標変換された２次元座標のＹ座標値及び前記建造物の高さ情報とにより算出された値に基づいて座標変換して表示することを特徴とし、２次元座標（Ｘ，Ｙ）から座標変換されるＹ座標値ｓｙ及び前記Ｙ座標値ｓｙ上の高さ情報Ｈの建造物の頂点座標として座標変換されるＹ座標値ｓｙ′は、横の長さｇ、縦の長さＬの矩形を上辺の長さａ、下辺の長さｂ、縦の長さＬの台形に座標変換するとき、
ｂ・Ｌ・Ｙ
ｓｙ＝────────────
ａ・Ｌ＋（ｂ−ａ）Ｙ
ｂ−ａ ｓｙ
ｓｙ′＝ｓｙ＋（１−─────・────）Ｈ
ｂ Ｌ
であることを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る地図表示装置の実施の形態を示す図であり、２次元座標により構成される地図データから地図を展開して表示する場合の座標変換パラメータや経路案内に関する情報を入力する入力装置１、自車両の現在位置に関する情報を検出する現在位置検出装置２、２次元座標により構成される地図データ、経路の算出に必要なナビゲーション用データ、経路案内に必要な表示／音声の案内データ、さらに地図を表示、経路算出、案内を行うためのプログラム（アプリケーション及び／又はＯＳ）等が記録されている情報記憶装置３、ナビデータ処理手段として地図の表示処理、経路探索処理、経路案内に必要な表示／音声案内処理、さらにシステム全体の制御を行う中央処理装置４、車両の走行に関する情報である、例えば道路情報、交通情報を送受信したり、車両の現在位置に関する情報を検出したり、さらに現在位置に関する情報を送受信したりする情報送受信装置５、経路案内に関する情報を出力するディスプレイやスピーカその他の出力装置６から構成されている。つまり、本発明に係る地図表示装置をナビゲーション装置に適用した例を示している。
【０００９】
入力装置１は、地図を選択して目的地を入力したり、運転者の意志によりナビゲーション処理を中央処理装置４に指示する機能を備えている。その機能を実現するための手段として、目的地を電話番号や地図上の座標などにて入力したり、経路案内をリクエストしたりするタッチスイッチやジョグダイアル等のリモートコントローラ等を用いることができる。また、本発明では音声入力による対話を行うための装置を備えており、音声入力装置として機能する。また、ＩＣカードや磁気カードに記録されたデータを読み取るための記録カード読み取り装置を付加することもできる。また、ナビゲーションに必要なデータを蓄積し、運転者の要求により通信回線を介して情報提供する情報センターや、地図データや目的地データ、簡易地図、建造物形状地図などのデータを有する携帯型の電子装置等の情報源との間でデータのやりとりを行うためのデータ通信装置を付加することもできる。
【００１０】
現在位置検出装置２は、衛星航法システム（ＧＰＳ）を利用して車両の現在位置情報を入手するもの、車両の進行方位を、例えば地磁気を利用することにより絶対方位で検出する絶対方位センサ、車両の進行方位を、例えばステアリングセンサ、ジャイロセンサを利用することにより相対方位で検出する相対方位センサ、例えば車輪の回転数から車両の走行距離を検出する距離センサ等から構成される。
【００１１】
情報記憶装置３は、ナビゲーション用のプログラム及びデータを記憶した外部記憶装置で、例えばＣＤ−ＲＯＭ等からなっている。プログラムは、経路探索などの処理を行うためのプログラム、本実施例記載のフローチャートに示される処理プログラムや経路案内に必要な表示出力制御、音声入力により対話的に案内を行うためのプログラム及びそれに必要なデータ、音声案内に必要な音声出力制御を行うためのプログラム及びそれに必要なデータが格納されている。記憶されるデータとしては、地図データ、探索データ、案内データ、マップマッチングデータ、目的地データ、登録地点データ、道路データ、交差点等分岐点の画像データ、ジャンル別データ、ランドマークデータ等のファイルからなり、ナビゲーション装置に必要なすべてのデータが記憶されている。地図データは、所定単位毎のブロックに区分けされて矩形の形で記憶されている。なお、本発明は、ＣＤ−ＲＯＭにはデータのみ格納し、プログラムは中央処理装置に格納するタイプのものにも適用可能である。ここでは、情報記憶装置として、ＣＤ−ＲＡＭを例に挙げたが、ＤＶＤ−ＲＯＭ等の光ディスク、フロッピィディスク等の磁気ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスクでもよい。
【００１２】
中央処理装置４は、種々の演算処理を実行するＣＰＵ、情報記憶装置３のＣＤ−ＲＯＭからプログラムを読み込んで格納するフラッシュメモリ、フラッシュメモリのプログラムチェック、更新処理を行うプログラム（プログラム読み込み手段）を格納したＲＯＭ、設定された目的地の地点座標、道路名コードＮｏ．等の探索された経路案内情報や演算処理中のデータを一時的に格納するＲＡＭからなっている。また、この他にも図示は省略するが、ディスプレイ等の出力装置に表示するためのデータを格納するフレームメモリ、入力装置１からの音声入力による対話処理を行ったり、ＣＰＵからの音声出力制御信号に基づいて情報記憶装置３から読み出した音声、フレーズ、１つにまとまった文章、音等を合成してアナログ信号に変換してスピーカに出力する音声プロセッサ、通信による入出力データのやり取りを行う通信インタフェースおよび現在位置検出装置２のセンサ信号を取り込むためのセンサ入力インタフェース、内部ダイアグ情報に日付や時間を記入するための時計などを備えている。なお、前記した更新処理を行うプログラムを外部記憶装置に格納しておいてもよい。
【００１３】
プログラム、その他ナビゲーションを実行するためのプログラムは全て外部記憶媒体であるＣＤ−ＲＯＭに格納されてもよいし、それらプログラムの一部または全てが本体側のＲＯＭ４２に格納されていてもよい。この外部記憶媒体に記憶されたデータやプログラムが外部信号としてナビゲーション装置本体の中央処理装置に入力されて演算処理されることにより、種々のナビゲーション機能が実現される。
【００１４】
ナビゲーション装置は、上記のように外部記憶装置のＣＤ−ＲＯＭからプログラムを読み込むための比較的大容量のフラッシュメモリ、ＣＤの立ち上げ処理を行うプログラム（プログラム読み込み手段）を格納した小容量のＲＯＭを内蔵する。フラッシュメモリは、電源が切断しても記憶情報が保持される、つまり不揮発性の記憶手段である。そして、ＣＤの立ち上げ処理として、プログラム読み込み手段であるＲＯＭのプログラムを起動してフラッシュメモリに格納したプログラムチェックを行い、情報記憶装置３のＣＤ−ＲＯＭのディスク管理情報等を読み込む。プログラムのローディング処理（更新処理）は、この情報とフラッシュメモリの状態から判断して行われる。
【００１５】
情報送受信装置５は、衛星航法システム（ＧＰＳ）を利用して情報を入手するＧＰＳ受信装置、ＦＭ多重放送、電波ビーコン、光ビーコン等を利用して情報を入手するためのＶＩＣＳ情報受信装置、携帯電話、パソコン等を利用することにより、情報センター（例えばＡＴＩＳ）や他車両と情報を双方向に通信するためのデータ送受信装置等から構成される。
【００１６】
出力装置６は、運転者が必要な時に案内情報を音声および／または画面により出力したり、中央処理装置４でナビゲーション処理されたデータなどをプリント出力する機能を備えている。そのための手段として、中央処理装置４で処理したデータや情報記憶装置３に格納されたデータを画面表示するために展開、描画するメモリ、メモリに描画したイメージデータを表示するディスプレイ、中央処理装置４で処理したデータや情報記憶装置３に格納されたデータをプリント出力するプリンタ、経路案内を音声で出力するスピーカなどを備えている。
【００１７】
ディスプレイは、簡易型の液晶表示器等により構成されており、中央処理装置４が処理する地図の表示データや案内データに基づき展開、描画された交差点拡大図画面、目的地名、時刻、距離、進行方向矢印等を表示する。ディスプレイに表示する画像データは、２値画像データ（ビットマップデータ）であり、中央処理装置４が処理する地図の表示データや案内データをシリアル通信等で使用する通信線を使用し、また、他の通信線を兼用して受信し、出力装置６内でメモリに展開、描画した後、指示された表示範囲をディスプレイの画面に表示する。
【００１８】
このディスプレイは、運転席近傍のインストルメントパネル内に設けられており、運転者はこれを見ることにより自車両の現在地を確認したり、またこれからの経路についての情報を得ることができる。また、図示は省略するが、ディスプレイの表示画面にタッチパネル、タッチスクリーン等を含むタブレットを使用し、画面に触れる、或いは画面をなぞることにより、地点入力、道路入力等を行えるように構成してもよい。
【００１９】
次に、２次元座標系上において地図データの２次元座標を奥行きのある遠近図に座標変換して行う地図表示について説明する。図２は本発明に係る地図表示装置による台形座標変換アルゴリズムを説明するための図、図３は建造物の高さデータの座標変換アルゴリズムを説明するための図である。中央処理装置４の変換パラメータ１２は、地図の矩形座標を台形座標に変換する台形変換パラメータや曲面の座標を投影平面の座標に座標変換する曲面変換パラメータなどの座標変換パラメータを保持するものである。座標変換部１１は、２次元座標により構成される地図データを変換パラメータ１２に保持された座標変換パラメータに基づき座標変換を行うものであり、この座標変換した地図データを描画して出力装置６の画面に台形変換した地図（遠近図）が表示される。
【００２０】
まず、図２（Ａ）に示すような２次元地図データの座標空間を対象として、図２（Ｂ）に示すような台形への座標変換を行う場合の台形変換パラメータについて説明する。まず、２次元地図データの矩形に関しては、図２（Ａ）に示すように幅（Ｘ方向の長さの２分の１）ｇが設定され、台形に関しては、図２（Ｂ）に示すように上辺の長さ（Ｘ方向の長さの２分の１）ａ、及び下辺の長さ（Ｘ方向の長さの２分の１）ｂが設定され、そして、矩形及び台形に共通の縦の長さ（Ｙ方向の長さ）Ｌが設定される。
【００２１】
これらのパラメータに基づき地図データのＰ（Ｘ，Ｙ）から座標変換部３により変換される新たな座標がＰ１（ｓｘ，ｓｙ）であるとすると、まず、Ｙ座標値ｓｙは、台形の上辺の長さａと縦の長さＬの積及び台形の上下辺の長さの差（ｂ−ａ）とＹ座標値との積の和｛ａＬ＋（ｂ−ａ）Ｙ｝に対する台形の下辺の長さｂと縦の長さＬとＹ座標値との積ｂ・Ｌ・Ｙの比、つまり、
により求められる。また、Ｘ座標値ｓｘは、台形の下辺の長さｂから台形の上下辺の長さの差（ｂ−ａ）にＹ座標値を乗じて台形の縦の長さＬで除した値（ｂ−ａ）ｓｙ／Ｌを減じ、矩形のＸ方向の長さｇに対するＸ座標値の比を乗じて、つまり、
により求められる。
【００２２】
以下に、まずＹ座標の変換について説明する。図２（Ａ）において斜めの直線の式は、
〔数７〕
（Ｌ−ｓｙ）：ｓｙ＝（ａ−Ｘａ／ｇ）：（ｂ＋Ｘｂ／ｇ）
となる。この〔数７〕と上記〔数６〕からＸを消去すると、〔数４〕が求められる。また、上辺ａ、下辺ｂに変換される固定値ｇのＸ座標値を縦の長さｓｙに対応させると、（ｂ−ａ）ｓｙ／Ｌとなるから、任意のＸ座標値では、ｇとＸとの比を乗じることにより〔数５〕が求められる。
【００２３】
次に、ビル等の立体的な建造物について同様に台形変換を用いた２次元的な座標変換により立体的に表示する場合について説明する。例えばビルは、階数ｎのデータを有するときには、平均的な階高ｈを階数ｎに乗じてｎ×ｈ＝Ｈとして高さを求め、また、階数ｎではなく、タワーのように全体としての高さＨのデータを有するときにはその高さＨに基づき座標変換を行う。Ｙ座標値ｓｙにおける高さＨのＹ座標値ｓｙ′への座標変換は、２次元平面上で変換されたＸ座標値ｓｘとＹ座標値ｓｙの上に例えば〔数８〕を用いてＹ座標値の加算値ΔＹを求めることにより行うことができる。
【００２４】
したがって、図３（Ａ）に示すように（ｓｘ１，ｓｙ１）の地点で高さＨの建物の頂点座標値は、
【００２５】
上記のように台形変換パラメータとして、ａ，ｂ，ｇ，Ｌから、或いはこれらからｋ1 〜ｋ7 を算出して、これらと座標値（Ｘ、Ｙ）、高さｈから立体的な建造物についての台形変換を簡単な加減乗除の計算により実行することができる。したがって、ビルに限らず、家屋や橋等立体的な建造物についても全て同様にして立体的に描画でき、例えば図６で後述するように建造物のデータとして、建造物の形状を表す座標列（ポリゴンデータ）と、建造物の階数情報（又は建造物の高さ）からなる場合、２次元座標からなる各点及び建造物の階数情報から上記のように座標変換して、現在位置から所定距離以内の建造物だけ描画することにより更に描画レスポンスの向上を図ることができ、現在位置が移動するに伴って、その現在位置から所定距離以内の建造物のみを立体表示することも簡単に行うことができる。
【００２６】
具体的には、現在位置検出装置により検出された現在位置と各建造物との距離を算出し、その距離が所定距離以内か否かを判断する。その判断結果が所定距離以内であれば上記座標変換を行って立体表示する。ここで、距離を算出する際、現在位置と建造物の中心点との距離でもよいし、現在位置と建造物の形状を表す座標列のうち１つの座標との距離でもよい。目的地までの案内において、ユーザが建造物の形状を参考にしながら運転できるようにするには、目的地までの経路沿いにのみ建造物を建てるようにしたり、現在位置から所定距離以内でかつ経路沿い、その他上記の表示態様を組み合わせてもよい。また、現在位置から所定距離以内でかつ現在位置からの距離に応じて建造物の高さＨを増減させてもよい。つまり、現在位置近傍では建造物の高さＨをそのまま用い、現在位置から遠ざかるに従い、高さＨの値を小さくする。また、建造物の表示を行う場合、所定の高さ以上の建造物や車両の現在位置より前方に位置する建造物のみ立体表示し、所定の高さに達しない建造物や車両の現在位置より後方に位置する建造物は同一の高さで立体表示もしくは立体表示ではなく平面表示したり、立体交差等においては正確な表示を行えるようにするために、高さの低いものから描画するなど、描画する建造物の順序や選択は自由に組み合わせ可能であることはいうまでもない。
【００２７】
また、上記〔数５〕では、Ｐ（Ｘ，Ｙ）からＰ′（Ｘ，ｓｙ）とした後、そのｓｙを用いてＰ１（ｓｘ，ｓｙ）を求めたが、ｓｙを用いずＸ，Ｙの座標値からｓｘを求めてもよい。例えば、〔数５〕において、ｓｙにＹを用いｓｘ′を求めると、Ｐ（Ｘ，Ｙ）は、図２（Ｂ）に示すＰ１′（ｓｘ′，ｓｙ）に変換されて台形から膨らむので、座標変換した結果はお椀形状になる。
【００２８】
次に、本発明の地図表示装置を備えた車両用ナビゲーション装置の例を説明する。図４は情報記憶装置に格納された主要なデータファイルの構成例を示す図、図５は現在位置中心の地図の表示処理の例を説明するための図、図６は建造物形状地図のデータ構造の例を示す図、図７は階数から高さ情報への変換テーブルの例を示す図である。
【００２９】
案内道路データファイルは、図４（Ａ）に示すように、道路数ｎのそれぞれに対して、道路番号、長さ、道路属性データ、形状データのアドレス、サイズおよび案内データのアドレス、サイズの各データからなり、経路探索部により経路を算出し経路案内を行うために必要なデータとして格納される。道路番号は、分岐点間の道路毎に方向（往路、復路）別に設定されている。道路属性データは、道路案内補助情報データであり、形状データは、図４（Ｂ）に示すように、各道路の複数のノード（節）で分割したとき、ノード数ｍのそれぞれに対して東経、北緯からなる座標データを有している。案内データは、図４（Ｃ）に示すように、交差点（または分岐点）名称、信号機データ、ランドマークデータ、注意点データ、道路名称データ、道路名称音声データ、行き先データのアドレス、サイズの各データからなる。
【００３０】
情報記憶装置３に記憶する建造物形状地図のデータ構造は、例えば図６（Ａ）に示すように建造物のデータ数Ｎの次にＮ個の各建造物のデータが記憶される。そして、各建造物のデータは、建造物の名称、番地（住所）、種別、建造物の形状、高さ、詳細の各情報からなる。名称は、ビルであればそのビル名、個人の家屋であればその居住者名、施設であればその施設名、道路であれば「中央通り」、「国道１号」のように道路種別や通り名であり、番地（住所）は、その建造物の番地である。建造物の形状は、形状を表す座標数ｎとその座標値（ｘ0 ，ｙ0 ）、（ｘ1 ，ｙ1 ）、………、（ｘn-1 ，ｙn-1 ）であり、種別は、一般の家屋、マンション、オフィスビル、公共施設、道路、公園等の情報である。高さは、階数や高さ（ｍ）の情報である。高さを階数で格納している場合には、図７に示すようなテーブルを用いて高さ（ｍ）の情報に変換する。そして詳細は、例えばテナントビルであれば各入居者に関する情報であり、名称数ｍと各テナントについて、名称、電話番号、部屋番号、分類（レストラン、コンビニ、……等の業種、事業内容）に関する情報である。したがって、図６（Ｂ）に示すように建造物の形状に関する情報として座標値を順に読み出して線で結び描画し表示することによって、例えばビルや家屋の平面形状や公園の地形を出力することができる。
【００３１】
車両用ナビゲーション装置では、中央処理装置４により、まずイニシャライズ処理を行ってＣＤ−ＲＯＭからナビゲーションプログラムを読み出し、フラッシュメモリに格納して起動すると、現在位置検出装置２により現在位置を検出する処理を行い、現在位置を中心としてその周辺地図を表示すると共に、現在位置の名称等を表示する。次に、電話番号や住所、施設名称、登録地点等を用いて目的地を設定する処理を行い、現在位置から目的地までの経路探索処理を行う。この経路探索の結果、目的地に到着するまでの経路は、案内する道路番号を並べた案内道路番号データとして設定される。経路が決まると、現在位置検出装置２による現在位置追跡を行いながら、目的地に到着するまで経路案内の表示出力・音声出力の処理を行う。本発明では、例えば上記現在位置検出処理や目的地設定処理、経路案内表示処理において、ディスプレイの地図の座標を変換して現在位置から遠くなるほど広域になる遠近図を表示し、現在位置等より方位によらず同じ距離感が得られるようにしている。
【００３２】
本発明に係る地図表示装置では、台形変換のパラメータを用いて現在位置に対応した遠近図を表示する場合、図５に示すようにまず遠近図表示のモードになっているか否かを判断し（ステップＳ１１）、遠近図表示のモードの場合には上述した〔数４〕及び〔数５〕における台形変換パラメータａ、ｂ、Ｌ等を設定する。即ち、どのような地図範囲を表示装置に表示するかを設定する（ステップＳ１２）。次にその地図範囲における４隅の東経・北緯座標を取得し（ステップＳ１３）、この東経・北緯座標を〔数４〕及び〔数５〕のｓｘ、ｓｙにそれぞれ代入、即ち、逆変換することにより、矩形地図上における表示すべき地図範囲が決定される（ステップＳ１４）。この地図範囲は逆台形の形となる。次に、この逆台形の領域に係る地図ブロックを選択してＣＤ−ＲＯＭより選択された地図ブロックを読み出し、ＲＡＭに格納する（ステップＳ１５）。そして、選択された地図ブロック内の２次元座標をそれぞれ〔数４〕及び〔数５〕に代入して座標変換を行い（ステップＳ１６）、再びＲＡＭに格納する。しかる後、変換された座標を表示装置の画面座標に変換してフレームメモリに描画することによりディスプレイ等の表示装置に表示する（ステップＳ１７）。上記ステップＳ１１において遠近図表示のモードになっていなければ、通常の平面地図を表示する。この図５における処理が本発明における座標変換手段による座標変換処理の１例である。
【００３３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、矩形と台形を対応させた簡単なパラメータの設定と計算で奥行きのある地図に座標変換でき、さらに高さを有する立体的な建造物を座標変換して地図上に重ねて表示することができる。したがって、三角関数や視点の高さを用いることなく加減乗除の簡単な演算で座標変換でき、処理負担の軽減、処理の高速化を可能にし、奥行きのある地図及び地図上に重ねて立体的な建造物を表示できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る地図表示装置の実施の形態を示す図である。
【図２】 本発明に係る地図表示装置による台形座標変換アルゴリズムを説明するための図である。
【図３】 建造物の高さデータの座標変換アルゴリズムを説明するための図である。
【図４】 案内道路データ等の構成例を示す図である。
【図５】 現在位置中心の地図の表示処理の例を説明するための図である。
【図６】 建造物形状地図のデータ構造の例を示す図である。
【図７】 階数から高さ情報への変換テーブルの例を示す図である。
【符号の説明】
１…入力装置、２…現在位置検出装置、３…情報記憶装置、４…中央処理装置、５…情報送受信装置、６…出力装置、１１…座標変換部、１２…変換パラメータ
Claims (6)
- ２次元座標及び高さ情報により構成される建造物データを格納する情報記憶手段と、
該情報記憶手段に記憶された２次元座標（Ｘ，Ｙ）を遠近図の座標に座標変換する第１座標変換手段と、
前記第１座標変換手段により座標変換された２次元座標のＹ座標値を、該座標変換された２次元座標のＹ座標値及び前記高さ情報とにより算出された値に基づいて座標変換する第２座標変換手段と、
前記第１座標変換手段及び第２座標変換手段により座標変換された座標に基づいて建造物を表示する表示手段と
を備え、前記第１座標変換手段は、横の長さｇ、縦の長さＬで規定される所定の四角形の２次元座標の上辺の一端と下辺の他端とを結ぶ対角線とｘ軸方向の適宜な分割位置にて交差するｙ軸に平行な直線により上下一対の三角形を規定し、前記所定の四角形を上辺の長さａ、下辺の長さｂ、縦の長さＬで規定される台形に変換した遠近図を仮定し、該仮定した遠近図における前記上下一対の三角形の縦の長さの比率及び辺の長さの比率に基づいて前記対角線の直線性を保持するように定めた変換式により遠近図の座標に座標変換することを特徴とする地図表示装置。 - 前記高さ情報は、建造物の階数であることを特徴とする請求項１記載の地図表示装置。
- ２次元座標及び高さ情報により構成される建造物データと、２次元座標（Ｘ，Ｙ）を、横の長さｇ、縦の長さＬで規定される所定の四角形の２次元座標の上辺の一端と下辺の他端とを結ぶ対角線とｘ軸方向の適宜な分割位置にて交差するｙ軸に平行な直線により上下一対の三角形を規定し、前記所定の四角形を上辺の長さａ、下辺の長さｂ、縦の長さＬで規定される台形に変換した遠近図を仮定し、該仮定した遠近図における前記上下一対の三角形の縦の長さの比率及び辺の長さの比率に基づいて前記対角線の直線性を保持するように定めた変換式により遠近図の座標に座標変換し、該座標変換された２次元座標のＹ座標値を、該座標変換された２次元座標のＹ座標値及び前記高さ情報とにより算出された値に基づいて座標変換し表示するプログラムとを記録したことを特徴とする地図表示装置用記録媒体。
- 建造物の２次元座標（Ｘ，Ｙ）を、横の長さｇ、縦の長さＬで規定される所定の四角形の２次元座標の上辺の一端と下辺の他端とを結ぶ対角線とｘ軸方向の適宜な分割位置にて交差するｙ軸に平行な直線により上下一対の三角形を規定し、前記所定の四角形を上辺の長さａ、下辺の長さｂ、縦の長さＬで規定される台形に変換した遠近図を仮定し、該仮定した遠近図における前記上下一対の三角形の縦の長さの比率及び辺の長さの比率に基づいて前記対角線の直線性を保持するように定めた変換式により遠近図の座標に座標変換し、該座標変換された２次元座標のＹ座標値を、該座標変換された２次元座標のＹ座標値及び前記建造物の高さ情報とにより算出された値に基づいて座標変換して表示することを特徴とする地図表示方法。
- ２次元座標（Ｘ，Ｙ）から座標変換されるＹ座標値ｓｙは、横の長さｇ、縦の長さＬの矩形を上辺の長さａ、下辺の長さｂ、縦の長さＬの台形に座標変換するとき、
〔数１〕
ｂ・Ｌ・Ｙ
ｓｙ＝────────────
ａ・Ｌ＋（ｂ−ａ）Ｙ
であることを特徴とする請求項４記載の地図表示方法。 - 前記Ｙ座標値ｓｙ上の高さ情報Ｈの建造物の頂点座標として座標変換されるＹ座標値ｓｙ′は、
〔数２〕
ｂ−ａ ｓｙ
ｓｙ′＝ｓｙ＋（１−─────・────）Ｈ
ｂ Ｌ
であることを特徴とする請求項４記載の地図表示方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000126861A JP3964099B2 (ja) | 2000-04-27 | 2000-04-27 | 地図表示装置、記録媒体及び地図表示方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000126861A JP3964099B2 (ja) | 2000-04-27 | 2000-04-27 | 地図表示装置、記録媒体及び地図表示方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001307139A JP2001307139A (ja) | 2001-11-02 |
| JP3964099B2 true JP3964099B2 (ja) | 2007-08-22 |
Family
ID=18636554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000126861A Expired - Lifetime JP3964099B2 (ja) | 2000-04-27 | 2000-04-27 | 地図表示装置、記録媒体及び地図表示方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3964099B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111382225B (zh) * | 2020-03-18 | 2023-08-04 | 北京山维科技股份有限公司 | 一种建筑规划测量成果数据的存储方法及*** |
| CN112988742B (zh) * | 2021-02-19 | 2023-06-23 | 平安科技（深圳）有限公司 | 三维电子地图构建方法、装置、电子设备和存储介质 |
-
2000
- 2000-04-27 JP JP2000126861A patent/JP3964099B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001307139A (ja) | 2001-11-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4486175B2 (ja) | 立体地図表示装置および方法 | |
| JP4559555B2 (ja) | 立体地図表示方法およびナビゲーション装置 | |
| JP4834071B2 (ja) | ナビゲーションシステム、方法、コンピュータプログラム及び可読媒体 | |
| WO2006092853A1 (ja) | 地図表示装置および地図表示方法 | |
| JPH1130952A (ja) | 建造物形状地図による情報案内装置及び記憶媒体 | |
| JPH1089990A (ja) | ナビゲーション装置 | |
| JP3367523B2 (ja) | 道路地図表示装置 | |
| JP2001273526A (ja) | 立体地図表示装置 | |
| JP3760980B2 (ja) | 地図表示装置、記録媒体及び地図表示方法 | |
| JP2000207577A (ja) | 地図立体表示装置 | |
| JP4280930B2 (ja) | 地図表示装置、記録媒体及び地図表示方法 | |
| JP3687731B2 (ja) | 地図表示装置及び記録媒体 | |
| JP3964099B2 (ja) | 地図表示装置、記録媒体及び地図表示方法 | |
| JP3812634B2 (ja) | 道路地図表示装置 | |
| JP3582585B2 (ja) | 地図表示装置及び該地図表示装置用記録媒体 | |
| JP3812632B2 (ja) | 道路地図表示装置及び記録媒体 | |
| JP3865041B2 (ja) | 地図表示装置及びプログラム | |
| JPH1096649A (ja) | ナビゲーション装置 | |
| JP4092678B2 (ja) | 地図表示装置およびプログラム | |
| JP4547686B2 (ja) | 地図表示装置及びプログラム | |
| JP4254553B2 (ja) | 地図表示装置 | |
| JP3775470B2 (ja) | 道路地図表示装置及び記録媒体 | |
| JP2001083872A (ja) | ナビゲーション装置 | |
| JP3775459B2 (ja) | 地図表示装置及び記憶媒体 | |
| JP3582727B2 (ja) | 地図表示装置及びプログラム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040728 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040927 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041110 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050111 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20050128 |
|
| A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20050225 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070412 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070523 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 3964099 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110601 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110601 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120601 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120601 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130601 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140601 Year of fee payment: 7 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |