JP5266715B2 - 地図表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、道路地図を表示する地図表示装置に関し、カーナビゲーション装置に適用して有効である。

カーナビゲーション装置では、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を利用することにより道路の勾配を算出し、この算出結果に基づいて、二次元の道路地図を三次元化して表示するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−１１１１３７号公報

しかし、特許文献１に記載の発明では、道路以外の領域についても、道路の領域と同様に上記算出結果（道路の勾配）に基づいて三次元化するので、道路の勾配に合わせて道路以外の領域も傾斜して表示される。

このため、一目見ただけでは道路の領域と道路以外の領域とを区別しにくく、この道路地図は道路の形状という観点において、ユーザにとって理解しにくいものであった。また、ユーザには、運転する上で、道路以外の領域は三次元化される必要はなく、かえって道路の形状を判断しにくい状態になる。

また、道路以外の領域が三次元化されていると、余分な情報を運転者に与えることにより、注意が散漫になる可能性がある。
以上のことにより、運転者にとって道路以外の領域を三次元化することは、快適な運転や安全性の高い運転を阻害する可能性がある。

本発明は、上記点に鑑み、ユーザにとって理解しやすい道路地図を表示可能な道路地図表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、車両が走行可能な道路の領域、及び道路以外の領域からなる道路地図を表示する地図表示装置であって、三次元位置取得手段が、道路の緯度、経度及び高さを表す三次元位置情報を取得し、地図作成手段が、三次元位置取得手段により取得された三次元位置情報に基づいて、道路の領域及び道路以外の領域のうち、道路の領域を三次元化させた道路地図を作成し、表示手段が、地図作成手段により作成された道路地図を表示する。

このような請求項１に記載の発明では、道路の領域及び道路以外の領域のうち、道路の領域だけが三次元化されて表示されるので、ユーザは、道路の領域と道路以外の領域とを簡単に区別することができ、道路の三次元形状を容易に理解することができる。運転者にとって、走行中の道路の形状を容易に理解することができれば、運転を前もって制御することができ、より安全で、スムーズな走行をすることができる。また、三次元位置情報を地図に反映させることにより、運転の安全性を高めることができる。

したがって、請求項１に記載の発明によれば、ユーザにとって理解しやすい道路地図を表示することができる。
また、地図作成手段は、請求項２に記載のように、道路地図を作成する際に、道路に対して所定の幅を持たせるようにすれば、道路が線状に作成される道路地図に比べて、現実に近い道路地図を作成することができる。

ところで、道路地図は、道路の領域が道路以外の領域に対して窪むように作成されていてもよいが、請求項３に記載のように、道路の領域が道路以外の領域に対して浮かび上がっているとよい。

つまり、請求項３に記載の発明では、道路の領域が道路以外の領域に対して浮かび上がった状態で表示されるので、道路の領域が道路以外の領域に対して窪むように作成された道路地図に比べて、道路の領域が道路以外の領域よりも強調されるとともに、基準となる部分からの高さ（道路以外の領域からの高さ）がわかりやすくなり、より道路の形状を容易に理解しやすくなる。したがって、請求項３に記載の発明によれば、ユーザにとってより運転しやすく、理解しやすい道路地図を表示することができる。

また、道路の領域と道路以外の領域との境界には、垂直な面が施されていてもよいが、請求項４に記載のように、所定の傾斜面が施されていれば、道路地図の見栄えを向上させることができる。また、道路の領域が道路以外の領域よりも強調されるとともに、基準となる部分からの高さ（道路以外の領域からの高さ）がわかりやすくなり、より道路の形状を容易に理解しやすくなる。したがって、運転者にとってより運転しやすく、かつ、理解しやすい道路地図を表示することができる。

また、請求項５に記載の発明では、道路の上空から撮影された地表の画像が記憶された地表画像記憶手段を備え、地図作成手段は、三次元位置情報に基づき作成した道路地図と、地表画像記憶手段に記憶されている画像とを合成し、さらに、表示手段は、地図作成手段により合成された道路地図を表示することを特徴とする。

これによれば、現実の画像が加味された道路地図が表示されるので、道路地図の見栄えが向上し、より現実に近い道路地図を表示することができ、わかりやすさが向上する。
また、三次元位置取得手段は、請求項６に記載のように、三次元位置検出手段により検出された三次元位置情報を取得するようにしてもよいし、請求項７に記載のように、三次元位置記憶手段に記憶されている三次元位置情報を取得するようにしてもよい。

これにより、より正確な道路の形状を作成することができる。また、正確な道路の形状により、運転者に適切な道路の形状を提供することができ、運転しやすい状況を提供することができるので、運転者は、より安全に運転することができる。

また、請求項８に記載の発明では、三次元位置取得手段により取得された三次元位置情報を、車両を制御する車両制御手段に対して送信する送信手段を備えたことを特徴とする。

これによれば、車両制御手段が例えば三次元位置情報の高さ情報に基づいてトルク制御やトランスミッションのギア比の制御を変更する等、車両側での運転制御の際にも、三次元位置情報を有効に活用することができ、運転者による運転の支援をすることができる。

本実施形態は、本発明に係る地図表示装置を、車両に搭載されるカーナビゲーション装置に適用したものであり、以下に実施形態を図面と共に説明する。なお、カーナビゲーション装置は、車両に搭載され、車両の走行に伴って移動していく現在位置を表示画面上に道路地図と共に表示したり、現在位置から車両乗員の設定した目的地までの経路を案内したりするためのものである。

１．カーナビゲーション装置１の構成
図１は、本実施形態に係るカーナビゲーション装置１の構成を表すブロック図である。
カーナビゲーション装置１は、図１に示すように、車両の現在位置を検出する位置検出部１２、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１４、表示部１６、及びこれら各部を含むカーナビゲーション装置１を統括制御する制御部１８等を有して構成されている。

位置検出部１２は、ＧＰＳ、ジャイロセンサ、車速センサ、Ｇセンサなどにより構成され、車両の現在位置を、緯度、経度及び高さで表される三次元位置情報として検出（特定）する。

ＨＤＤ１４は、データの書き換えが可能な不揮発性の記憶媒体であり、このＨＤＤ１８には、道路地図を表す地図情報、及び人工衛星によって地表よりも上空から撮影された地表の写真（図４参照）等が記憶されている。なお、以下の説明では、人工衛星によって上空から撮影された地表の写真のことを、「地表画像」という。

ここで、地図情報とは、車両が走行可能な道路上の各地点における緯度及び経度からなる座標にて表された情報である。また、地表画像は、全国の地域を複数に分割した領域毎に撮影されている。そして、地表画像には、特定の位置（本実施形態では、地表画像の四隅の位置）に対して、その位置の緯度及び経度（座標）が関連付けられている。

表示部１６は、各種情報を表示するものであり、本実施形態では、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）にて構成されている。
制御部１８は、位置検出部１２により特定される車両の現在位置を、車両周辺の地図画面上に重ねて表示部１６に表示すると共に、目的地が設定されている場合には、更に目的地までの経路案内を行う、といった一般的な案内処理を行う。

また、制御部１８は、位置検出部１２にて取得された三次元位置情報をＨＤＤ１４に記憶する。そして、制御部１８は、ＨＤＤ１４に記憶された三次元位置情報、地図情報、及び地表画像に基づいて、道路の領域及び道路以外の領域のうち、道路の領域を三次元化させた道路地図を作成し、その作成した道路地図を表示部１６に表示させる。

２．カーナビゲーション装置１の特徴的作動
以下、カーナビゲーション装置１の制御部１８が実行する地図表示処理について、図２〜図５を用いて説明する。なお、図２は、制御部１８が実行する地図表示処理を表すフローチャートであり、図３は、地図表示処理にて作成される道路地図を説明する説明図であり、図４は、地表画像を説明する説明図であり、図５は、地図表示処理にて表示部１６に表示される表示画面（道路地図）を説明する説明図である。

図２に示す地図表示処理は、カーナビゲーション装置１が起動しているときに実行される処理であり、この地図表示処理が開始されると、まず位置検出部１２により検出された三次元位置情報が取得され、その取得された三次元位置情報がＨＤＤ１４に記憶される（Ｓ１１０）。

そして、Ｓ１１０にてＨＤＤ１４に三次元位置情報が記憶されると、ＨＤＤ１４に記憶されている三次元位置情報、すなわちＳ１１０にて位置検出部１２から取得された三次元位置情報に基づいて、車両前方の道路の軌跡を表す軌跡情報が作成される（Ｓ１２０）。

具体的に説明すると、Ｓ１２０では、ＨＤＤ１４に記憶されている三次元位置情報のうち、車両の現在位置を表す三次元位置情報（Ｓ１１０にて記憶（取得）された三次元位置情報）から、車両前方へ所定長離れた位置までの三次元位置情報がＨＤＤ１４から読み込まれる。

そして、ＨＤＤ１４から読み込まれた三次元位置情報（座標）の各々が連続的に並べられることによって、車両前方の道路（三次元位置情報）の軌跡を表す線状の軌跡情報が作成される。

なお、本実施形態において、車両前方の三次元位置情報がＨＤＤ１４に記憶されていない場合には、処理がＳ１１０へ戻る。
そして、Ｓ１２０にて軌跡情報が作成されると、その軌跡情報（道路の軌跡）に対して一定の道路幅ｗ１（図３参照）が持たせられる（Ｓ１３０）。これにより、線状の軌跡情報（道路の軌跡）が、図３に示す如く帯状の立体道路面２０となる。

続いて、図３に示すように、ある一定の高さを基準とした平面２２（本実施形態では、地平面）に対して、Ｓ１３０にて作成された立体道路面２０が載せられ、立体道路面２０と平面２２とが一定の傾斜角を持った傾斜面２４でつながれる（Ｓ１４０）。つまり、Ｓ１４０では、道路の領域である立体道路面２０と、道路以外の領域である平面２２との境界に、傾斜面２４が施される。

これにより、図３に示すように、立体道路面２０（道路の領域）が平面２２（道路以外の領域）に対して浮かび上がった立体道路地図３０が作成される。
そして、Ｓ１４０にて立体道路地図３０が作成されると、ＨＤＤ１４に記憶されている地表画像のうち、Ｓ１２０にて作成された軌跡情報に対応する図４の地表画像４０がＨＤＤ１４から読み込まれる（Ｓ１５０）。

続いて、Ｓ１４０にて作成された立体道路地図３０と、Ｓ１５０にて読み込まれた地表画像４０との位置関係が対応するように、この立体道路地図３０と地表画像４０とが合成される（Ｓ１６０）。

なお、本実施形態のＳ１６０では、立体道路地図３０と地表画像とを合成する際、道路の盛り上がりがユーザによって容易に識別可能となるように、傾斜面２４が、立体道路面２０（道路の領域）及び平面２２（道路以外の領域）とは異なる色が施される。

そして、Ｓ１６０にて立体道路地図３０と地表画像４０とが合成されると、その合成画像は、図５に示すように、特定の位置（本実施形態では、Ｓ１１０にて位置検出部１２から取得された三次元位置情報により表される位置）を視点とした表示用道路地図５０へ変換される（Ｓ１７０）。

続いて、Ｓ１７０にて変換された表示用道路地図５０が表示部１６に表示され（Ｓ１８０）、処理がＳ１１０へ戻る。
３．本実施形態に係るカーナビゲーション装置１の特徴
本実施形態では、道路の領域（立体道路面２０）及び道路以外の領域（平面２２）のうち、道路の領域だけが三次元化されて表示されるので、ユーザは、道路の領域と道路以外の領域とを簡単に区別することができ、道路の三次元形状を容易に理解することができる。

したがって、本実施形態によれば、ユーザにとって理解しやすい道路地図（図５に示す表示用道路地図５０）を表示することができる。
また、本実施形態では、道路地図を作成する際に、道路に対して所定の幅ｗ１を持たせているので、道路が線状に作成される道路地図に比べて、現実に近い道路地図を作成することができる。

また、本実施形態では、道路の領域（立体道路面２０）が道路以外の領域（平面２２）に対して浮かび上がった状態で表示されるので、道路の領域が道路以外の領域よりも強調されるとともに、基準となる部分からの高さ（道路以外の領域からの高さ）がわかりやすくなる。したがって、本実施形態によれば、ユーザにとってより理解しやすい道路地図を表示することができる。

また、本実施形態では、立体道路面２０（道路の領域）と平面（道路以外の領域）との境界に、傾斜面２４が施されているのであれば、道路地図の見栄えを向上させることができる。

また、本実施形態は、立体道路地図３０と地表画像４０とを合成した上で道路地図を表示部１６に表示するので、現実の画像が加味された道路地図が表示される。このため、道路地図の見栄えが向上し、より現実に近い道路地図を表示することができる。

４．発明特定事項と実施形態との対応関係
本実施形態では、Ｓ１１０の処理が特許請求の範囲に記載された三次元位置取得手段に相当し、Ｓ１２０〜Ｓ１７０の処理が特許請求の範囲に記載された地図作成手段に相当する。また、Ｓ１８０の処理が特許請求の範囲に記載された表示手段に相当し、ＨＤＤ１４が特許請求の範囲に記載された地表画像記憶手段に相当し、位置検出部１２が特許請求の範囲に記載された三次元位置検出手段に相当する。

（その他の実施形態）
上記実施形態では、位置検出部１２により検出された三次元位置情報を取得するようにしていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、三次元位置情報はＨＤＤ１４に予め記憶されていてもよい。つまり、この変形例では、ＨＤＤ１４に記憶されている三次元位置情報を取得する。

この変形例によれば、三次元位置情報が予めＨＤＤ１４に記憶されているので、車両が過去に走行したか否かに関わらず、表示用道路地図５０を作成することができる。なお、この変形例の場合では、ＨＤＤ１４が特許請求の範囲に記載された三次元位置記憶手段に相当する。

また、上記実施形態では、人工衛星によって撮影された地表画像を利用していたが、本発明はこれに限定されるものではなく、飛行機によって撮影された地表画像を利用してもよい。

また、上記実施形態では、本発明をカーナビゲーション装置１に適用したものを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
また、上記実施形態では、地表画像が予めＨＤＤ１４に記憶されていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば地表画像を通信にて取得するようにしてもよい。

また、上記実施形態にて取得した緯度、経度及び高さで表される三次元位置情報は、道路の表示に用いるだけにとどまらず、車両を制御する車両制御装置へ送信してもよい。
すなわち、カーナビゲーション装置１から車両制御装置へ三次元位置情報を送信することによって、車両制御装置では、例えば、三次元位置情報のうち高さ情報に基づいて、トルク制御やトランスミッションのギア比の制御を変更することが可能となる。

ここで、ユーザは、カーナビゲーション装置１にて立体的に表示された道路表示によって、勾配等の道路形状を予め容易に把握できるため、前述したような車両制御装置の制御内容の変更も容易に予測することが可能である。

したがって、この実施形態によれば、車両制御装置により制御内容を変更する場合であっても、ユーザに対して違和感を与えることがない。
また、三次元位置情報は、緯度、経度及び高さという指標に限定されるものではなく、三次元の形状を表現できる指標であればよい。例えば、緯度、経度、勾配という指標でもよいし、地球重心を原点とした直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）からなる座標系でもよい。

また、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。

本実施形態に係るカーナビゲーション装置の構成を表すブロック図である。 制御部が実行する地図表示処理を表すフローチャートである。 地図表示処理にて作成される道路地図を説明する説明図である。 地表画像を説明する説明図である。 地図表示処理にて表示部１６に表示される表示画面（道路地図）を説明する説明図である。

符号の説明

１…カーナビゲーション装置、１２…位置検出部、１４…ＨＤＤ、１６…表示部、１８…制御部、２０…立体道路面、２２…平面、２４…傾斜面、３０…立体道路地図、４０…地表画像、５０…表示用道路地図、ｗ１…道路幅。

Claims (8)

1. 車両が走行可能な道路の領域、及び道路以外の領域からなる道路地図を表示する地図表示装置であって、
   前記道路の緯度、経度及び高さを表す三次元位置情報を取得する三次元位置取得手段と、
   前記三次元位置取得手段により取得された三次元位置情報に基づいて、前記道路の領域及び前記道路以外の領域のうち、前記道路の領域を三次元化させた道路地図を作成する地図作成手段と、
   前記地図作成手段により作成された道路地図を表示する表示手段と
   を備えたことを特徴とする地図表示装置。
2. 前記地図作成手段は、前記道路地図を作成する際に、前記道路に対して所定の幅を持たせることを特徴とする請求項１に記載の地図表示装置。
3. 前記地図作成手段により作成される道路地図は、前記道路の領域が前記道路以外の領域に対して浮かび上がっていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の地図表示装置。
4. 前記道路の領域と前記道路以外の領域との境界には、所定の傾斜面が施されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の地図表示装置。
5. 道路の上空から撮影された地表の画像が記憶された地表画像記憶手段を備え、
   前記地図作成手段は、前記三次元位置情報に基づき作成した道路地図と、前記地表画像記憶手段に記憶されている画像とを合成し、
   さらに、前記表示手段は、前記地図作成手段により合成された道路地図を表示することを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載の地図表示装置。
6. 前記三次元位置情報を検出する三次元位置検出手段を備え、
   さらに、前記三次元位置取得手段は、前記三次元位置検出手段により検出された三次元位置情報を取得することを特徴とする請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載の地図表示装置。
7. 前記三次元位置情報が記憶された三次元位置記憶手段を備え、
   さらに、前記三次元位置取得手段は、前記三次元位置記憶手段に記憶されている三次元位置情報を取得することを特徴とする請求項１ないし請求項６の何れか１項に記載の地図表示装置。
8. 前記三次元位置取得手段により取得された三次元位置情報を、車両を制御する車両制御手段に対して送信する送信手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項７の何れか１項に記載の地図表示装置。