JP4711818B2 - ナビゲーション装置及び地図表示方法 - Google Patents
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Description
しかしながら、ナビゲーション装置の地図データに基づいて地図を表示する処理、特に三次元表現の地図画像を表示する処理は処理量が比較的大きく、品質向上のために、精緻に表現された地図を高解像度に表示したり、表示する地図の更新の頻度を大きくすると、地図表示のための処理負荷が過大となる場合がある。
また、前記課題達成のために、本発明は、地図データに基づいて地図を表示する地図表示方法として、地図を表示する地理的範囲に含まれる領域であって、表示する地図の画像の描画に用いるデータである表示地図データを格納するメモリに当該領域についての表示地図データが格納されていない領域を判定するステップと、判定した表示地図データが前記メモリに格納されていない領域についての前記表示地図データを生成し、前記メモリに格納するステップと、前記メモリに格納された前記表示地図データを用いて前記地図表示範囲の地図を描画し表示するステップとを備えた地図表示方法を提供する。
図1に、本実施形態に係るナビゲーションシステムの構成を示す。なお、本実施形態に係るナビゲーションシステムは、自動車に搭載されるものである。
図示するように、ナビゲーションシステムは、ナビゲーション装置1と、表示装置2と、車両状態センサ3と、GPS受信機4と、操作部5と、地図を表す地図データを記憶したDVDドライブやHDDなどの記憶装置である地図データ記憶部6とを備えて構成される。ここで、車両状態センサ3は、角加速度センサや地磁気センサなどである方位センサや、車速パルスセンサなどである車速センサなどの車両状態を検出するセンサ群である。
図示するように、地図データは、地図データの製作日時などを記述した管理データ、地図を表す地図基本データ、リソースデータとを含んで構成される。
そして、地図基本データは、区画毎に対応して設けた区画データと、各区画の地理的範囲と区画データの対応や、各区画と区画の識別子となる区画番号の対応などを記述した区画管理データを含む。
そして、各区画データは、対応する区画内の二次元の地図を表す2D地図ユニットと、対応する区画内の三次元の地図を表す3D地図ユニットと、対応する区画内の二次元または三次元の地図上に配置する地名や路線名称などのテキストを表すテキストユニットと、対応する区画内の二次元または三次元の地図上に配置するアイコンを表すアイコンユニットとを含んでいる。なお、ここで言うアイコンは、予め選定した、ユーザが興味を持つであろう地点(POI)の位置と種別を地図上で表すものであり、個々のアイコンとしては、そのアイコンが表す地点の種別を表す図形を用いる。
さて、このような構成において、ナビゲーション処理部13は、I/Oマネージャ11を介して取得した車両状態センサ3やGPS受信機4の出力と、地図データ記憶部6から読み出した地図データの地図基本データが地図を用いて、マップマッチング処理などにより、現在位置として最も確からしい座標と、現在の進行方向として最も確からしい方向とを、それぞれ現在位置、現在進行方位として算定する処理を繰り返し行う。また、ナビゲーション処理部13は、I/Oマネージャ11を介して操作部5からユーザの目的地設定操作が入力されたならば、操作に従って目的地の設定を受け付け、算定した現在位置から目的地までの、最小コストの経路を、距離最小などの所定のコストモデルに基づいて推奨ルートとして、地図データ記憶部6から読み出した地図基本データに基づいて算出し、算出した推奨ルートを設定した目的地と共に保持する。
ここで、ナビゲーション装置1は、ユーザが選択的に設定可能な、三次元地図表示モードと二次元地図表示モードとの二つの表示モードを有する。
そして、ナビゲーション処理部13は、二次元地図表示モードが設定されている場合には、2Dグラフィックエンジン141を利用して、図3aに示すように、二次元地図を表す2D地図画像301上に、二次元地図上で地名などを表すテキスト302や、前述したPOIを二次元地図上で表すアイコン303や、二次元地図上で算定した現在位置を表す現在位置図形304などを表した案内画像300を表示する。また、2D地図画像301として表す二次元地図の地理的範囲である地図表示範囲に含まれる推奨ルートを保持している場合には、案内画像300を、2D地図画像301上に、保持している推奨ルートの現在位置より目的地側の部分を二次元地図上で表す推奨ルート図形305を、さらに表したものとする。また、同様に、地図表示範囲に含まれる目的地を保持している場合には、案内画像300を、2D地図画像301上に、保持している目的地を二次元地図上で表す目的地図形を、さらに表したものとする。
さて、図4aに示すようにVRAM15の記憶空間は、所定容量の複数のブロックに分割されており、各ブロックには、ブロック番号BL#が割り振られている。
また、図4bに示すように、VRAM15の記憶空間は、複数のブロックよりなるワンユースDL領域と、複数のブロックよりなるリーユーザブルDL領域とに分割されており、テキスト描画用のDLとアイコン描画用のDLと案内図形描画用のDLは、ナビゲーション処理部13によってワンユースDL領域に書き込まれ、2D地図画像描画用のDLと3D地図画像描画用のDLは、ナビゲーション処理部13によってリーユーザブルDL領域に書き込まれる。
すなわち、VRAMマネージャ16は、DLの書き込みをナビゲーション処理部13から要求されると、書き込みを要求されたDLのデータ容量分の空きブロックを集めた領域を当該DLの領域に割当て、割り当てた領域に書き込みを要求されたDLを書き込む。なお、書き込みを要求されたDLがテキスト描画用のDLとアイコン描画用のDLと案内図形描画用のDLとのいずれかである場合には、書き込みを要求されたDLのデータ容量分の、ワンユースDL領域の空きブロックを集めた領域を当該DLの領域に割当てる。また、書き込みを要求されたDLが2D地図画像または3D地図画像描画用のDLである場合には、書き込みを要求されたDLのデータ容量分の、リユーザブルDL領域の空きブロックを集めた領域を当該DLの領域に割当てる。なお、一つのDLの領域に割当てる複数の空きブロックは、VRAM15中において連続していない複数のブロックであってもよい。また、空きブロックとは、いずれのDLの領域にも割当てられていないブロックである。
図示するように、VRAMマッピングテーブルは、VRAM15に保持されているDL毎のエントリを有し、各エントリにはDLの識別子であるDL番号と、当該DLの領域として割当てられたブロックのブロック番号の一覧である割当ブロックが記述される。
一方、ナビゲーション処理部13も、VRAM15に書き込んだDLを管理するためのDL管理テーブルを保持している。
そして、DL管理テーブルは、ナビゲーション処理部13がVRAM15に書き込みかつVRAM15から消去していないDL毎のエントリを有し、各エントリにはDLの識別子であるDL番号と、テキスト描画用のDL/アイコン描画用のDL/案内図形描画用のDL/2D地図画像のDL/3D地図画像描画用のDLのいずれかとなるDLの種別を表すDL種別と、DLに対応する区画の区画番号を表す対応区画番号と、DLのバイト数を表すデータ容量と、DLを最後に使用した日時を表す最終使用日時が記述される。なお、区画番号は、当該DLが案内図形描画用のDLでない場合にのみ記述される。また、最終使用日時に記述されるDLを最後に使用した日時は、そのDLの描画を要求するシステムコールを最後に発行した日時である。
まず、図6aに示すように2D地図画像描画用のDLは、描画属性データと表示二次元地図描画コマンド群より構成される。また、描画属性データには、要と否のいずれかの値をとる表示範囲外描画要否を含む。
次に、この2D地図画像描画用のDLの描画を要求するシステムコールは、図6bに示すように、2D地図画像描画用のDLの描画を要求するオペコードである2D地図描画用DL描画命令の他、オペランドとして、描画する2D地図描画用DLのDL番号の一覧である描画DL番号リストと、描画画像表示範囲と、縮尺と、回転角と、オフセット座標リストとを含む。
また、DL-Bの表示二次元地図描画コマンドによって規定される区画Bの二次元地図と、DL-Dの表示二次元地図描画コマンドによって規定される区画Dの二次元地図は、それぞれ、DL毎に独立した座標空間MX-MY上に規定される。また、DL-Bの表示二次元地図描画コマンドによって規定される区画Bの二次元地図と、DL-Dの表示二次元地図描画コマンドによって規定される区画Dの二次元地図とが、同じ方位を上とする同じ縮尺の二次元地図となるように、DL-Bの表示二次元地図描画コマンドと、DL-Dの表示二次元地図描画コマンドは、それぞれ生成される。
次に、3D地図画像描画用のDLを用いた図3bに示す3D地図画像311の描画手順の概要を説明する。
まず、図6cに示すように3D地図画像描画用のDLは、描画属性データと表示三次元地図データより構成される。また、描画属性データには、要と否のいずれかの値をとる表示範囲外描画要否と、要と否のいずれかの値をとる現在位置手前オブジェクト描画要否を含む。
次に、このようなシステムコールを受け取った3Dグラフィックエンジン142は、システムコールのオペランドのオフセット座標リストに従って、図8dに示すように、描画対象座標空間TX-TY-TZ上に、描画DL番号リストで指定されたDL-BとDL-Dの表示三次元地図データが表す三次元モデルを配置する。そして、システムコールのオペランドの描画視点位置と描画視線方向と描画視野角を用いて、描画視点位置811から描画視線方向に描画視野角で、図8dに示すように配置した三次元モデルが表す区画B、Dの三次元地図を観測した場合に観測される二次元画像を描画(レンダリング)し、その上部に空を模擬する空画像を配置して図3bに示す3D地図画像311とする。
さて、ナビゲーション処理部13は、二次元地図表示モードが設定されている場合には、2D案内画像描画処理を行って図3aに示した案内画像300を表示し、三次元地図表示モードが設定されている場合には、3D案内画像描画処理を行って図3bに示した案内画像310を表示する。
図9に、この2D案内画像描画処理の手順を示す。
図示するように、この処理では、まず、案内画像300の表示の更新時間間隔(リフレッシュレート)を定めるタイマを設定する(ステップ902)。そして、前述のように設定される地図表示範囲内に少なくとも一部が含まれる区画を算定する(ステップ904)。
次に、VRAM15のワンユースDL領域のテキスト描画用のDLとアイコン描画用のDLと案内図形描画用のDLの全ての消去を、VRAMマネージャ16に要求する(ステップ906)。VRAMマネージャ16は、ワンユースDL領域のテキスト描画用のDLとアイコン描画用のDLと案内図形描画用のDLの全てを消去し、VRAMマッピングテーブルの消去したDLのエントリを消去し、当該DLのDL領域に割り当てていたブロックを解放する。また、ナビゲーション処理部13も、DL管理テーブルの消去したDLのエントリを消去する。
そして、各通常描画区画について(ステップ918、928、940)、以下の処理を行う。
すなわち、まず、その区画の区画データのテキストユニットと、地図表示範囲と地図表示方位と地図表示縮尺とに応じて、案内画像に含めるテキスト302を描画するためのテキスト描画用のDLを生成し、生成したテキスト描画用のDLのVRAM15への書き込みを、VRAMマネージャ16に要求する(ステップ920)。また、その区画の区画データのアイコンユニットと、地図表示範囲と地図表示方位と地図表示縮尺とに応じて、案内画像に含めるアイコン303を描画するためのアイコン描画用のDLを生成し、生成したアイコン描画用のDLのVRAM15への書き込みを、VRAMマネージャ16に要求する(ステップ922)。
ここで、VRAMマネージャ16は、2D地図画像描画用のDLの書き込みを要求されると、書き込みを要求されたDLのDL領域をリユーザブルDL領域中に確保し、DL領域を確保できたならば、確保したDL領域に当該DLを書き込むと共に、書き込んだDLのエントリをVRAMマッピングテーブルに作成し、書き込んだDLのDL番号と、書き込んだDLのDL領域に割り当てたブロックのブロック番号とを作成したエントリに登録し、書き込み成功をナビゲーション処理部13に応答する。また、書き込み成功を応答された場合、ナビゲーション処理部13は、書き込んだDLのエントリをDL管理テーブルに作成し、作成したエントリに、書き込んだDLのDL番号と、DLの種別と、書き込んだDLに対応する区画の区画番号と、書き込んだ案内図形描画用のDLのデータ容量とを、それぞれDL番号、DL種別、対応区画番号、データ容量として登録する。一方、VRAMマネージャ16は、空きブロック不足のために、書き込みを要求されたDLのDL領域をリユーザブルDL領域中に確保できなかった場合には、空き領域不足をナビゲーション処理部13に応答する。
一方、2D地図画像描画用のDLの書き込み要求に対して、空き領域不足が応答された場合には(ステップ926)、DL管理テーブルに登録されているDL種別が2D地図画像描画用のエントリのうちの、最終使用日時が最古のエントリのDL番号が示すDLの消去をVRAMマネージャ16に要求し(ステップ938)、ステップ924からの処理に戻る。ただし、ここでは、DL管理テーブルに登録されているDL種別が2D地図画像描画用のエントリのうちの、書き込み要求を発行したDLのデータ容量以上のデータ容量が登録されているエントリのうちで最終使用日時が最古のエントリのDL番号が示すDLの消去をVRAMマネージャ16に要求するようにしてもよい。
さて、ナビゲーション処理部13は、以上のように各DLの描画を要求するシステムコールを2Dグラフィックエンジン141に発行したならば、タイマのタイムアウトを待って、ステップ902からの処理を繰り返す。
以上、2D案内画像描画処理について説明した。
以上のように、この2D案内画像描画処理によれば、過去にVRAM15に書き込んだ2D地図画像描画用のDLが、今回表示しようとする案内画像300の2D地図画像301の描画に用いることのできるものである場合には、この過去にVRAM15に書き込んだ2D地図画像描画用のDLを流用して、2D地図画像301を描画する。したがって、ナビゲーション処理部13の、2D地図画像描画用のDLの生成の負荷を軽減することができるようになる。
3D案内画像描画処理は、2D地図画像描画用のDLに代えて3D地図画像描画用のDLを対象として処理を行う点を除き図9に示した2D案内画像描画処理と同様の処理となる。なお、3D案内画像描画処理では、システムコールは2Dグラフィックエンジン141に代えて、3Dグラフィックエンジン142に対して発行されることになる。
Claims (5)
- 地図を表す地図画像を表示するナビゲーション装置であって、
図形要素の描画を要求する描画コマンドを含むディスプレイリストを格納するディスプレイリスト格納手段と、
前記ディスプレイリスト格納手段に格納された前記ディスプレイリストを用いて、当該ディスプレイリストに含まれる描画コマンドが描画を要求する図形要素を描画した画像である描画像を生成するグラフィックエンジンと、
前記グラフィックエンジンが生成した描画像を前記地図画像として表示する地図表示手段と、
複数の区画の各区画毎に対応して設けられた対応する区画内の地図を定義する区画地図データを含む地図データを記憶した地図データ記憶手段と、
前記区画毎に生成された、当該区画の地図を表す画像を構成する各図形要素の描画を要求する描画コマンドを含む前記ディスプレイリストを、当該区画の前記ディスプレイリストとして生成し、前記ディスプレイリスト格納手段に格納するディスプレイリスト生成手段と、
前記グラフィックエンジンの前記ディスプレイリストを用いた前記描画像の生成を制御する描画像生成制御手段とを有し、
前記ディスプレイリスト生成手段は、地図を表示する地理的範囲である地図表示範囲に少なくとも一部が含まれる各区画について、当該区画の前記ディスプレイリストが、前記ディスプレイリスト格納手段に格納されていない場合に、前記地図データ記憶手段に記憶されている地図データに含まれる当該区画の区画地図データに基づいて、当該区画の前記ディスプレイリストを生成して、前記ディスプレイリスト格納手段に格納し、
前記描画像生成制御手段は、前記グラフィックエンジンの、前記ディスプレイリスト格納手段に格納された、前記地図表示範囲に少なくとも一部が含まれる各区画の前記ディスプレイリストを用いた前記地図表示範囲の地図の画像の、前記描画像としての生成を制御することを特徴とするナビゲーション装置。 - 請求項1記載のナビゲーション装置であって、
前記描画像生成制御手段は、前記グラフィックエンジンに、前記ディスプレイリスト格納手段に格納された、前記地図表示範囲に少なくとも一部が含まれる各区画の前記ディスプレイリストに含まれる各描画コマンドが表す図形要素を、前記地図表示範囲の地図を構成する図形要素となるように座標変換して描画させることにより、前記グラフィックエンジンに、前記地図表示範囲の地図の画像を、前記描画像として生成させることを特徴とするナビゲーション装置。 - 請求項1、2または3記載のナビゲーション装置であって、
前記ディスプレイリスト生成手段は、前記生成したディスプレイリストを格納できるだけの空き容量が前記ディスプレイリスト格納手段に存在しない場合に、当該ディスプレイリスト格納手段に格納されている、所定の基準に従って選定した前記ディスプレイリストを当該ディスプレイリスト格納手段から消去することを特徴とするナビゲーション装置。 - 請求項1、2、または3記載のナビゲーション装置であって、
前記描画像生成制御手段は、前記グラフィックエンジンに、前記ディスプレイリスト格納手段に格納された前記地図表示範囲に少なくとも一部が含まれる各区画の前記ディスプレイリストを用いた地図の画像の描画を、前記地図表示範囲外の領域については行わせないことを特徴とするナビゲーション装置。 - 図形要素の描画を要求する描画コマンドを含むディスプレイリストを格納するディスプレイリスト格納手段と、前記ディスプレイリスト格納手段に格納された前記ディスプレイリストを用いて、当該ディスプレイリストに含まれる描画コマンドが描画を要求する図形要素を描画した画像である描画像を生成するグラフィックエンジンと、前記グラフィックエンジンが生成した描画像を前記地図画像として表示する表示手段と、複数の区画の各区画毎に対応して設けられた対応する区画内の地図を定義する区画地図データを含む地図データを記憶した地図データ記憶手段とを備えたナビゲーション装置において、地図を表す地図画像を表示する地図表示方法であって、
前記ナビゲーション装置が、前記区画毎に生成された、当該区画の地図を表す画像を構成する各図形要素の描画を要求する描画コマンドを含む前記ディスプレイリストを、当該区画の前記ディスプレイリストとして生成し、前記ディスプレイリスト格納手段に格納するディスプレイリスト生成ステップと、
前記ナビゲーション装置が、前記グラフィックエンジンの前記ディスプレイリストを用いた前記描画像の生成を制御する描画像生成制御ステップとを有し、
前記ディスプレイリスト生成ステップにおいて、地図を表示する地理的範囲である地図表示範囲に少なくとも一部が含まれる各区画について、当該区画の前記ディスプレイリストが、前記ディスプレイリスト格納手段に格納されていない場合に、前記地図データ記憶手段に記憶されている地図データに含まれる当該区画の区画地図データに基づいて、当該区画の前記ディスプレイリストを生成して、前記ディスプレイリスト格納手段に格納し、
前記描画像生成制御ステップにおいて、前記グラフィックエンジンの、前記ディスプレイリスト格納手段に格納された、前記地図表示範囲に少なくとも一部が含まれる各区画の前記ディスプレイリストを用いた前記地図表示範囲の地図の画像の、前記描画像としての生成を制御することを特徴とする地図表示方法。
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