JPH09138136A - 車載用ナビゲーション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 計算負荷の小さい処理で地図を三次元的に表
示することができる車載用ナビゲーション装置を提供す
ることである。 【解決手段】 地図検索装置６は、位置算出装置１によ
って算出された車両の現在位置付近の地図データ、また
は入力装置２によって指定された表示する地図の範囲の
地図データを、地図記憶装置５から読み出す。そして、
演算処理装置４は、読み出された地図データの四頂点
を、入力装置２から入力された視点および注視点座標に
基づいて透視変換し、変換した座標に地図データをマッ
ピングし、さらにクリッピングを行った後、出力装置７
においてマッピング後の地図を表示させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車載用ナビゲーシ
ョン装置に関し、より特定的には、車両の現在地周辺の
地図を表示すると共に、現在地から目的地までの経路を
ドライバーに対して提供する車載用のナビゲーション装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の車載用ナビゲーション装置は、地
図を画面上に二次元的に表示するものが一般的であっ
た。しかしながら、地図を二次元的に表示する従来の車
載用ナビゲーション装置においては、ドライバーが取得
することができるのは二次元的な情報だけであり、地形
の起伏によって生じる道路の高低差など三次元的な情報
を把握することが出来ないといった問題点を有してい
た。また、車載するモニターの大きさには限界があり、
詳細な情報を表示しようとすると、現在地周辺の極限ら
れた範囲の地図しか表示することが出来ないという問題
点を有していた。

【０００３】そこで、地図を三次元的に表示し得るよう
なナビゲーション装置が種々提案されている。例えば、
特開平３−２６９１７号公報には、移動体の現在位置か
らみた道路地図上における前方道路を、遠近法によって
表示することが記載されている。また、特開平５−２０
３４５７号公報には、地図にリンクした山や建物の形状
データと高度データとを用いて、地図上の任意の位置か
ら眺めた景観を三次元画像として表示することが記載さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
３−２６９１７号公報に記載されているように、遠近法
を用いて地図を表示する車載用ナビゲーション装置にお
いては、画面に映し出される道路地図と実際の道路形状
との対応がとり易くなるという利点はあるものの、二次
元表示を行う従来の車載用ナビゲーション装置と同様の
問題点を有していた。

【０００５】また、特開平５−２０３４５７号公報に記
載されているように、山や建物の形状データと高度情報
とを用いて等高線を高さ方向に積み上げていくことによ
って、地図を立体的に表示する車載用ナビゲーション装
置においては、データ構造が複雑な上、地形を滑らかに
表示するためには膨大な量のデータが必要になるといっ
た問題点を有していた。

【０００６】また、従来の車載用ナビゲーション装置で
は、道路網の入り組んだ地図上に文字情報を平面的に表
示するため、視認性が悪いといった問題点を有してい
た。

【０００７】さらに、任意区間の経路を求める機能を有
した従来の車載用ナビゲーション装置では、目的地の設
定方法や道路の選択方法が複雑であるといった問題点を
有していた。

【０００８】それ故に、本発明の目的は、計算負荷の小
さい処理で、前方の道路を広く見渡すことのできる地図
表示が可能な車載用ナビゲーション装置を提供すること
である。

【０００９】本発明の他の目的は、表示された地図上
に、各種文字記号情報を、オペレータが認識し易い形式
で表示することができる車載用ナビゲーション装置を提
供することである。

【００１０】本発明のさらに他の目的は、３次元表示し
た地図上において、出発地点から目的地点までの経路を
簡単に設定することができると共に、設定した経路をオ
ペレータに対して分かり易く提示することができる車載
用ナビゲーション装置を提供することである。

【００１１】本発明の別の目的は、簡単な処理で地形を
立体的に表示することができる車載用ナビゲーション装
置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段および発明の効果】第１の
発明は、地図データを記憶する地図記憶手段と、地図記
憶手段に記憶されている地図データを取得する地図取得
手段と、地図取得手段で取得した地図データを眺める視
点座標および注視点座標を入力する視点入力手段と、地
図取得手段で取得した地図データの特定点に関して、視
点入力手段で入力した視点座標および注視点座標に基づ
く３次元座標変換を行う座標変換手段と、座標変換手段
で変換した座標に地図取得手段で取得した地図データを
変形してマッピングするマッピング手段と、マッピング
手段でマッピングした地図データをクリッピングするク
リッピング手段と、クリッピング手段でクリッピングさ
れた地図領域を出力する出力手段とを備えている。

【００１３】上記のように、第１の発明では、表示に使
用する地図データの特定点（例えば、四頂点）の座標を
３次元座標変換し、その結果に対して地図をマッピング
するようにしているので、計算負荷の小さい処理で、前
方の道路を広く見渡すことができる地図表示を行うこと
ができる。

【００１４】第２の発明は、第１の発明において、座標
変換手段は、地図取得手段で取得した地図データの特定
点に関して、視点入力手段で入力した視点座標および注
視点座標に基づく３次元座標変換を行うと共に、地図デ
ータに含まれる所定のマークの基準点座標を３次元座標
変換し、さらに変換後の地図背景と前記基準点座標との
ずれを補正し、出力手段は、地図上に座標の補正を行な
った所定のマークを重畳させて表示することを特徴とす
る。

【００１５】上記のように、第２の発明では、３次元表
示した地図上に、地名や交差点名等の名称看板や建物等
のランドマークを表示する際に、３次元座標変換後の地
図背景と座標変換後の基準点座標とのずれを補正するよ
うにしているので、常に適切な位置にマークを表示する
ことができる。

【００１６】第３の発明は、第２の発明において、出力
手段は、視点入力手段で入力した注視点位置と、所定の
マークの基準点座標との相対的な位置関係に基づいて、
当該所定のマークの大きさを変化させて出力することを
特徴とする。

【００１７】上記のように、第３の発明では、３次元表
示した地図上に所定のマークを表示する際に、当該マー
クの大きさを、注視点位置からの距離に応じて変えるよ
うにしているので、表示地図の立体感を強調することが
できる。

【００１８】第４の発明は、第２の発明において、出力
手段は、視点入力手段で入力した注視点位置と、所定の
マークの基準点座標との相対的な位置関係に基づいて、
当該所定のマークの形状パターンを変化させて出力する
ことを特徴とする。

【００１９】上記のように、第４の発明では、地図の注
視点位置と所定のマークの基準点座標との相対的な位置
関係に応じて、表示すべきマークの形状パターンを変化
させることができる。これによって、例えば、３次元表
示した地図上の地名や交差点名等の名称看板を、注視点
位置の左右に振り分け、画面中央付近の道路を隠さない
ように表示することが可能となる。

【００２０】第５の発明は、第１の発明において、座標
変換手段は、地図取得手段で取得した地図データに関し
て、視点入力手段で入力した視点座標および注視点座標
に基づく３次元座標変換を行うと共に、地図データに含
まれる３次元形状マークを３次元座標変換することを特
徴とする。

【００２１】上記のように、第５の発明では、３次元表
示した地図上に３次元のランドマークを表示することが
できるので、さらに奥行き感のある地図表示を行うこと
ができる。

【００２２】第６の発明は、第１の発明において、任意
地点間の経路を求める経路設定手段をさらに備えてい
る。

【００２３】上記のように、第６の発明では、３次元表
示した地図上において経路を設定することにより、経路
の設定を簡単に行うことができる。

【００２４】第７の発明は、第１の発明において、交通
情報を受信し、交通情報を地図上に３次元的に重畳表示
する交通情報表示手段をさらに備えている。

【００２５】上記のように、第７の発明では、３次元表
示した地図上で、渋滞度や交通規制等を示す交通情報を
３次元表示するようにしているので、視認性の高い交通
情報表示を行うことができる。

【００２６】第８の発明は、第１〜第７の発明におい
て、車両の現在位置を検出する位置算出手段をさらに備
え、位置算出手段によって検出した車両位置を地図上に
重畳させて表示することを特徴とする。

【００２７】上記のように、第８の発明では、３次元表
示した地図上に車両の現在位置を重畳させて表示するよ
うにしているので、視認性の高い現在位置表示を行なう
ことが出来る。

【００２８】第９の発明は、第１の発明において、標高
値データを記憶する標高値記憶手段と、地図取得手段で
取得した地図データに対応する標高値データを標高値記
憶手段から取得する標高値取得手段と、地図取得手段で
取得した地図データを微小ブロックに分割する地図分割
手段とをさらに備え、座標変換手段は、標高値取得手段
によって取得した標高値データを用いて３次元座標変換
を行い、マッピング手段は、座標変換手段で変換した座
標に地図分割手段で分割した微小ブロックを変形してマ
ッピングし、マッピング手段でマッピングする微小ブロ
ックの隠面処理を行う隠面処理手段をさらに備えてい
る。

【００２９】上記のように、第９の発明では、平面地図
と標高値のみを用いた簡単な処理で、地形を立体的に表
示することができる。

【００３０】第１０の発明は、第９の発明において、車
両の現在位置を検出する位置算出手段をさらに備え、位
置算出手段によって検出した車両位置を地図上に重畳さ
せて表示することを特徴とする。

【００３１】上記のように、第１０の発明では、地形を
立体的に表示した地図上に車両の現在位置を重畳させて
表示するようにしているので、視認性の高い現在位置表
示を行なうことが出来る。

【００３２】第１１の発明は、第９または第１０の発明
において、隠面処理手段は、地図分割手段で分割した各
微小ブロックを、一定方向に走査しながら重ね描きする
ことを特徴とする。

【００３３】上記のように、第１１の発明では、地形を
立体的に表示する処理において、表示する全ての面をソ
ーティングすることなく、簡単かつ高速に隠面処理を行
うことができる。

【００３４】第１２の発明は、第１１の発明において、
隠面処理手段は、地図取得手段で取得した地図データの
四頂点を座標変換手段で視点変換し、当該座標変換手段
で視点変換した四頂点の内、視点入力手段で入力した視
点に対して最も遠い点から次に遠い点に向けて座標変換
した地図データを走査して出力することを特徴とする。

【００３５】上記のように、第１２の発明では、地形を
立体的に表示する処理において、表示する全ての面をソ
ーティングすることなく、簡単かつ高速に隠面処理を行
うことができる。

【００３６】第１３の発明は、第９または第１０の発明
において、任意地点間の経路を求める経路設定手段と、
経路設定手段で設定した経路上の標高値を断面図として
出力する断面図表示手段とをさらに備えている。

【００３７】上記のように、第１３の発明では、経路設
定手段で設定した経路上の標高値を断面図として表示す
ることにより、経路の起伏変化をドライバーに対して事
前に提供することができる。従って、ドライバーは、走
り易い経路を選定する作業が容易になる。

【００３８】第１４の発明は、第９または第１０の発明
において、マッピング手段は、地図取得手段で取得した
地図データのトンネル区間を認識し、当該トンネル区間
を消去してマッピングすることを特徴とする。

【００３９】上記のように、第１４の発明では、地図デ
ータからトンネル区間を消去してマッピングするように
しているので、特に山間部などにおいてより立体間のあ
る表示を実現することができる。

【００４０】第１５の発明は、第１０の発明において、
位置算出手段は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信すること
によって車両位置を検出する機能を備えており、視点入
力手段は、位置算出手段で受信したＧＰＳ衛星の座標を
視点位置として得ることを特徴とする。

【００４１】上記のように、第１５の発明では、ＧＰＳ
衛星の位置を視点座標とした立体地形地図に、車両の現
在位置を重畳して表示するようにしているので、ＧＰＳ
衛星からの電波の受信状況をドライバーに対して視覚的
に与えることができる。

【００４２】第１６の発明は、第９または第１０の発明
において、座標変換手段は、地図取得手段で取得した地
図データの階層、または視点入力手段で入力した視点位
置に基づいて、標高値取得手段で取得した標高値を変化
させて座標変換を行うことを特徴とする。

【００４３】上記のように、第１６の発明では、表示す
る地図の階層に応じて標高値データを切り替えるように
している。これによって、例えば、詳細地図では前方ま
でを見渡しやすい表現を主眼とした地図表示を行ない、
広域地図では地形を立体的に表現することを主眼とした
地図表示を行うことも可能となる。

【００４４】

【発明の他の態様】本発明は、以下のような他の態様も
含んでいる。すなわち、第１の態様は、地図データ記憶
手段には、予め地図データが記憶されており、地図デー
タ記憶手段から地図データを取得する第１のステップ
と、第１のステップで取得した地図データを眺める視点
座標および注視点座標を入力する第２のステップと、第
１のステップで取得した地図データの特定点に関して、
第２のステップで入力した視点座標および注視点座標に
基づく３次元座標変換を行う第３のステップと、第３の
ステップで変換した座標に第１のステップで取得した地
図データを変形してマッピングする第４のステップと、
第４のステップでマッピングした地図データをクリッピ
ングする第５のステップと、第５のステップでクリッピ
ングされた地図領域を出力する第６のステップとを備え
る方法を実行するソフトウェアプログラムを格納した記
録媒体である。

【００４５】第２の態様は、上記第１の態様において、
標高値記憶手段には、予め標高値データが記憶されてお
り、第１のステップで取得した地図データに対応する標
高値データを標高値記憶手段から取得する第７のステッ
プと、地図取得手段で取得した地図データを微小ブロッ
クに分割する第８のステップとをさらに備え、第３のス
テップは、第７のステップで取得した標高値データを用
いて３次元座標変換を行い、第４のステップは、第３の
ステップで変換した座標に第８のステップで分割した微
小ブロックを変形してマッピングし、第４のステップで
マッピングする微小ブロックの隠面処理を行う第９のス
テップをさらに備える方法を実行するソフトウェアプロ
グラムを格納した記憶媒体である。

【００４６】

【発明の実施の形態】

（第１の実施形態）図１は、本発明の第１の実施形態に
係る車載用ナビゲーション装置の基本構成を示すブロッ
ク図である。図１において、本実施形態の車載用ナビゲ
ーション装置は、位置算出装置１と、入力装置２と、Ｒ
ＯＭ３と、演算処理装置４と、地図記憶装置５と、地図
検索装置６と、出力装置７とを備えている。

【００４７】位置算出装置１は、地図上における車両現
在地を算出するものである。これは、車速センサによっ
て車両の走行距離を検出したり、ジャイロセンサによっ
て車両の進行方向を検出したり、車両の走行軌跡と地図
上の道路形状との相関をとったり、あるいはＧＰＳ衛星
からの電波を受信することによって地球上における絶対
位置を検出する等の各手法によって、あるいはこれらの
各センサを組み合わせることによって実現される。入力
装置２は、オペレータの操作に基づく情報、およびその
他の外部情報をナビゲーションシステム本体に入力する
ための装置である。ＲＯＭ３は、システム全体の制御を
行なうためのプログラムを記憶している。このようなＲ
ＯＭ３に代えて、ハードディスク等の書き換え可能な記
憶媒体を設け、オンラインまたはオフラインの形式で提
供されたプログラムを格納するようにしても良い。演算
処理装置４は、ＲＯＭ３に記憶されているプログラムに
従ってナビゲーションシステム本体の制御を行うもので
ある。地図検索装置６は、表示あるいはデータ処理に必
要な地図データを地図記憶装置５から検索するものであ
る。地図記憶装置５は、地図データを記憶したＣＤ−Ｒ
ＯＭなどの記録メディアと、その駆動装置とによって構
成される。出力装置７は、地図記憶装置５に記憶されて
いる地図データ、および演算処理装置４における処理結
果を、オペレータに提示するためのものである。

【００４８】以上のように構成された第１の実施形態の
車載用ナビゲーション装置について、以下にその動作を
説明する。なお、本実施形態で示す各処理は、コンピュ
ータを用いてソフトウェア的に実現し、あるいはそれら
各機能を有する専用のハードウェア回路を用いて実現す
ることができる。

【００４９】本実施形態は、表示に使用する地図データ
の四頂点の座標を３次元座標変換し、その変換座標に対
して地図をテクスチャーとしてマッピングすることによ
り、計算負荷の小さい処理で前方の道路を広く見渡すこ
とができる鳥瞰地図表示を行うと共に、その地図上に各
種文字記号情報をオペレータが認識し易い形式で表示す
ることを特徴としている。

【００５０】まず、図３を参照して、地図データの構成
を説明する。一般的に、地図は所定の範囲毎にユニット
として分割され、また表示範囲に応じて地図の詳細度を
変化させるために複数の階層（縮尺）から構成されてい
る。従って、任意の地点を中心に任意の範囲の地図を表
示するためには、表示に適した縮尺で、表示中心を含む
地図とその周辺の複数枚の地図を用意する必要がある。
なお本実施形態では、同階層の地図に関しては、各ユニ
ットの収録範囲は一定とする。

【００５１】図２は、本発明の第１の実施形態における
処理手順を記述したフローチャートである。以下には、
このフローチャートに従って、第１の実施形態の処理内
容を説明する。

【００５２】まず、演算処理装置４は、入力装置２を介
したオペレータの操作、あるいは位置算出装置１で求め
た車両の現在地に基づいて、表示する地図の範囲を入力
する（ステップＳ１０１）。地図の表示範囲は、表示中
心と表示縮尺から決定しても良いし、表示範囲を例えば
左上と右下の座標で指定した後、その範囲に適した表示
縮尺を決定しても良い。いずれの方法にせよ、このステ
ップＳ１０１において、表示の中心座標と表示縮尺とが
決定される。

【００５３】次に、演算処理装置４は、ステップＳ１０
１で決定された表示縮尺において、表示中心を含む地図
と、その周辺の地図とを、地図検索装置６を用いて検索
し、該当する地図を地図記憶装置５から読み出す（ステ
ップＳ１０２）。周辺地図は何枚用意しても良いが、本
実施形態では、表示中心を含む地図ユニットと、それに
隣接する８枚の地図ユニットとを読み出すものとし、図
４に示すようなＸＹＺ座標系のＸＹ平面上に９枚の地図
ユニットを配置する。この図４において、中央の網のか
かった部分が表示中心を含む地図ユニットである。

【００５４】次に、ステップＳ１０３では、地図を眺め
る視点と、注視点の座標とを入力する。なお、注視点
は、地図の表示中心を表し、入力装置２を介してオペレ
ータによって入力された位置でも構わないし、位置算出
装置１で求めた車両の現在地でも構わない。また、視点
は、注視点の後方上空に設定する。従って、注視点は、
地図平面上に存在するため、そのＺ座標は０である。ま
た、視点は、正のＺ座標を持つ。

【００５５】次に、演算処理装置４は、視点座標への変
換行列を、次式（１）で示される３×３の行列式として
算出する（ステップＳ１０４）。

【数１】

【００５６】ただし、上式（１）において、視点をＰｖ
（ｘｖ，ｙｖ，ｚｖ）とし、注視点をＰｆ（ｘｆ，ｙ
ｆ，ｚｆ）としたとき、 ｓｉｎθ＝（ｙｖ−ｙｆ）／ｒ ｃｏｓψ＝（ｘｖ−ｘｆ）／ｒ ｓｉｎψ＝（ｚｖ−ｚｆ）／ｒ１ ｃｏｓ＝ｒ１／ｒ ｒ＝√｛ｒ１² ＋（ｚｖ−ｚｆ）² ｝ ｒ１＝√｛（ｘｖ−ｘｆ）² ＋（ｙｖ−ｙｆ）² ｝ とする。

【００５７】次に、演算処理装置４は、上式（１）を用
いて各地図ユニットの四頂点の視点座標［ｘ”，ｙ”，
ｚ”］を算出すると共に、次式（２）を用いて透視変換
を行う（ステップＳ１０５）。

【数２】

【００５８】なお、上式（２）において、［ｘ’，
ｙ’］は、画面中心が座標の原点となっている。また、
上式（２）のｄｉｓｔは、視点からの奥行きを示すパラ
メータであり、今回は３００〜１０００の範囲で設定し
た。このようにして、図４のＣ１〜Ｃ１６に示すような
各地図ユニットの四頂点の座標に対して視点・透視変換
を行ない、図５に示すようなＣ１’〜Ｃ１６’を求め
る。

【００５９】また、ナビゲーション装置では、地図背景
だけでなく様々な文字記号情報を表示する必要がある。
表示する文字記号情報としては、交差点や道路、市町村
名などの文字列を吹き出し状の看板で表現したもの、あ
るいは地図記号や主な建造物をマークで表現したもの等
がある。なお、以降の説明では、これらの表示すべき文
字記号情報を、総称してマークと呼ぶことにする。

【００６０】通常、地図上に表示するマークは、図８
（ａ）に示すようなマーク座標テーブルと、図８（ｂ）
に示すようなマーク形状テーブルとを利用して生成され
る。地図ユニット毎に設けられるマーク座標テーブル
は、その地図範囲に存在するマークの座標（経緯度）
と、マークの種別番号とを記録したものであり、例えば
日本全国をカバーする場合には、そのデータサイズとデ
ータ作成工数は、膨大なものになる。一方、各種別毎に
表示すべきマークの形状データを記憶するマーク形状テ
ーブルは、全ユニットに共通であり、各ユニット毎に形
状データまで記録するよりは、データ量を小さくできる
ため、マーク座標テーブルとは別に用意するのが一般的
である。また、通常、このマーク形状テーブルのサイズ
と作成工数は、マーク座標テーブルと比べると非常に小
さい。そこで、ステップＳ１０５では、表示するマーク
の地図内での座標を、上式（１）および（２）に基づい
て座標変換する。なお、通常、このようなマークの表示
位置は、各地図の四頂点の内の一つを原点とした座標を
持つため、その原点に各マークの座標を加えることで、
地図背景上にマークを表示することができる。

【００６１】また、地図上に表示するマークとしては、
２次元モデルだけでなく、図８（ｃ）に示すような３次
元形状のものでも構わない。この場合、ステップＳ１０
５で、各地図ユニットの四頂点と各マークの表示位置の
座標変換を行うと同時に、各マークの３Ｄ形状を、例え
ば図８（ｃ）のような３Ｄマーク形状テーブルから得
て、このマークの形状を構成する各点の座標変換を行
う。３Ｄマーク形状テーブルは、２次元のマーク形状テ
ーブルの形状を、自動的あるいは手作業で３次元データ
に変換して作成する。

【００６２】なお、通常のマーク形状はマークを構成す
る点列のパターンを記録したものであり、３Ｄマーク形
状は構成する点の数とそれぞれの３次元座標を記録した
ものであるが、図８では分かりやすくするために形状の
イメージそのものを示している。

【００６３】次に、演算処理装置４は、各地図ユニット
を、座標変換された四頂点の座標に従って変形する（ス
テップＳ１０６）。変形の方法は、線形補間でもその他
の方法でも構わない。９枚の地図ユニットを変形し、図
５のグリッドにマッピングすることで、疑似的に地図の
表示内容全体に対して視点・透視変換を施したような効
果が得られる。

【００６４】次に、演算処理装置４は、ステップＳ１０
６でマッピングした地図背景上に、文字列・記号等のマ
ークをマッピングする（ステップＳ１０７）。この場
合、各マークをステップＳ１０５で変換した座標に従っ
てそのまま表示すると、マークの表示位置と地図背景上
の対象物との位置ずれが起きる。これは、ステップＳ１
０５およびＳ１０６に示したように、地図背景の四頂点
の座標のみを視点・透視変換し、その内部領域に関して
は線形補間等の手法によって変形しているため、地図ユ
ニットの中央に近付くにつれて、地図内の道路等の座標
が正確に３次元座標変換したものから微妙にずれるため
である。このため、ステップＳ１０５において正確に３
次元変換したマーク座標と、ステップＳ１０６で変形し
た地図背景内の道路等との位置関係がずれ、特に視点の
移動に伴う地図の回転時には、マークが本来あるべき位
置の周辺に楕円を描くようにずれてしまうことになる。

【００６５】上記の問題に対応するため、マークの表示
位置が、マッピングされた地図背景上の対象物と合うよ
うに、次式（３）に従って座標の補正を行う。

【数３】

【００６６】なお、図６は、地図ユニット内のマークＰ
の位置と視線の方向とを示した図である。この図６にお
いて、Ｘｍａｘ，Ｙｍａｘは、それぞれ、地図ユニット
内のｘ座標，ｙ座標の最大値、Ｃ（Ｘｈ，Ｙｈ）はユニ
ットの中心である。また、上式（３）において、ｖｒ
ｘ，ｖｒｙは、それぞれ、Ｘｈ，Ｙｈからｘ−Ｘｈ，ｙ
−Ｙｈの絶対値を引き、定数ｖ（パースによって決定さ
れ、例えば０．１２）を掛けたものであり、正数であ
る。

【００６７】そして、上式（３）で得られたｄｘ，ｄｙ
を、３次元座標変換後のｘ’，ｙ’にそれぞれ加算する
ことで、座標の補正ができる。

【００６８】また、本実施形態では、こうして表示する
マークを注視点位置からの距離に応じて大きさを変えて
表示することにより、表示地図の立体感を強調する。視
点座標変換のｚ”座標は、視点からの距離であるため、
例えば次式（４）によりマークの拡大率Ｅを算出する。

【数４】 なお、上式（４）において、Ａは拡大率を調整するため
の定数である。次に、各マークをＥ倍に拡大して地図上
に表示する。

【００６９】また、このように３次元変換した地図背景
上にマークを表示した場合には、マークが進行方向の道
路を隠すことによって視界が妨げられる可能性がある。
そこで、本実施形態では、３次元表示した地図上のマー
クを注視点位置の左右に振り分け、画面中央付近の道路
を隠さないようにすることで、表示地図上での進行方向
前方を見通すことができるようにしている。透視座標変
換後のｙ’座標は絶対値が表示画面の中心からの左右方
向の距離を示し、符号が画面の右側か左側かを示してい
る。本実施形態では、符号が正の時は画面の右側であ
り、負の時は左側である。この符号に従って、例えば図
７のａ，ｂのような吹き出しの左右の形状を選択した
り、あるいは３次元マークの場合には座標変換する視点
位置を左右にシフトする等の処理の後、地図背景上にマ
ッピングする。

【００７０】また、位置算出装置１で算出した車両現在
地が、読み込んでいる地図データ上に存在する場合は、
車両現在地マークを地図背景上にマッピングする。

【００７１】次に、演算処理装置４は、図５に示す破線
の表示領域をクリッピングし（ステップＳ１０８）、図
５の破線内の表示領域を出力装置７に表示させる（ステ
ップＳ１０９）。これによって、任意の位置の地図を任
意の範囲で３次元表示することができる。

【００７２】次に、演算処理装置４は、視点あるいは注
視点を変更するか否かを判断し（ステップＳ１１０）、
変更する場合にはステップＳ１０３へ戻り、ステップＳ
１０９までの処理を繰り返す。

【００７３】地図の視点あるいは注視点を変更するとい
うことは、車両が移動して車両現在地が変化した場合
か、あるいは入力装置２を介したオペレータの入力操作
によって、地図をスクロールさせた場合に該当する。い
ずれの場合においても、注視点位置を中心として地図を
表示することになる。但し、後者の場合には、車両現在
地と画面中心とが異なるため、車両の現在地の方向を示
す現在位置指示マークを画面中心に表示する。図２７に
現在位置マークおよび現在位置指示マークの例を示す。
これによって、地図スクロール中、特に車両現在地が地
図の表示範囲外にある場合においても、表示されている
地図と車両現在地との関係を容易に把握することが出来
る。

【００７４】さらに、演算処理装置４は、表示範囲を変
更するか否かを判断し（ステップＳ１１１）、表示範囲
を変更する時にはステップＳ１０１へ戻り、ステップＳ
１０９までの処理を繰り返す。

【００７５】以上のように、地図ユニットの四頂点に対
してのみ３次元座標変換を行い、その変換座標に対して
地図を変形してマッピングすることにより、少ない計算
量で３次元地図表示を行うことができる。また、視点を
注視点の後方上空に設定することで進行方向の地図を広
く表示することができる。

【００７６】また、３次元変換された地図上に表示する
文字記号情報の座標を補間してマッピングすることによ
り、地図の回転時等でも違和感なく文字記号情報を表示
することができる。

【００７７】また、３次元表示された地図上の地名やマ
ークの大きさを、注視点位置からの距離に応じて変化さ
せることにより、地図の立体感を強調することができる
と共に、遠くのマークについては一覧性が増し、一方で
近くのマークについては詳細な表示を行える利点もあ
る。

【００７８】また、地名や交差点名称等の看板およびそ
の他のマークを注視点位置の左右に振り分けて表示する
ことにより、表示地図上での進行方向の視界を妨げるこ
となく、オペレータに文字記号情報を提示することがで
きる。

【００７９】さらに、比較的サイズの小さいマーク形状
を記述するテーブルのみを３次元表示用に作成すること
で、３次元表示した地図上に３次元のマークを表示する
ことが可能になり、表示地図の実用性が大きく向上す
る。

【００８０】なお、上記第１の実施形態では、表示する
マークとして２次元および３次元の静止画を使用した
が、アニメーション等による動画を用いても構わない。

【００８１】また、拡大率の算出時に視点座標変換後の
視点からの距離であるｚ”を使用したが、同様の効果を
もたらすものならこれに限らない。例えば、ｚ”の代わ
りに透視変換後のｙ’を使っても、定数を変えることで
同様の効果を得ることができる。

【００８２】また、各マークの左右判定に透視座標変換
後のｙ’座標の符号を利用したが、同様の効果をもたら
すものならこれに限らない。例えば、ｙ’の符号の代わ
りに視点座標変換後のｙ”の符号を使っても、同様の効
果を得ることができる。

【００８３】また、各マークの形状を構成する各点の座
標変換を行ったが、各マークの表示位置のみを座標変換
し、３次元形状データは変換せずに表示しても構わな
い。

【００８４】また、入力装置２としてＦＭ多重受信機の
ように交通情報を取得することができる装置を備え、取
得した交通情報を３次元変換した地図上に重畳して表示
するようにしても構わない。具体的には、まず入力装置
２から交通情報を取得し、地図上に重畳して表示するこ
とができるように渋滞情報や規制情報の座標を表示地図
の座標に整合させる。これは、交通情報のフォーマット
で定義された座標の基準を地図ユニット内の座標値に変
換することで行える。また、渋滞情報は道路に付随する
属性であるため、各渋滞情報が従属する道路を表示用の
地図から選出する。これも交通情報のフォーマットによ
りその方法は様々だが、一般的に緯度・経度の情報から
対応する道路を特定できる。次に、この特定した道路の
ベクトルデータを、地図ユニットの四頂点の座標と同時
に座標変換を行う。この時、各道路ベクトルの始点・終
点の座標値は、マーク座標と同様に補正を必要とする。
本実施形態では、渋滞している道路を明確に表示するた
めに、渋滞している道路ベクトルを幅付けした後、やや
浮かせて表示する。そこで、各道路ベクトルのｚ座標を
所定の値（例えば２０ｍ）に設定した後に座標変換を行
うものとする。一方、通行止めなどの規制情報は地点に
従属する情報であるため、前述のマークと全く同一の処
理で３Ｄの規制情報マークを表示することができる。こ
の表示例を図１４に示す。図１４において、ａは渋滞区
間を示しており、ｂは通行止めを表す規制情報マークで
ある。このような表示を行うことにより、３次元表示地
図において渋滞情報や交通規制を分かり易く表示するこ
とができる。

【００８５】また、入力装置に圧電素子を組合せ、図２
８のグラフに示すように、スイッチを押す強さに対応し
た電気信号が装置に入力されるように構成し、この電気
信号に従って、スクロールの速度を調整出来るようにし
てもよい。これによって、スイッチを押す強さに対応し
てスクロールの速度を微調整することが可能になり、微
小なスクロールについても容易に行なうことが出来る。

【００８６】（第２の実施形態）次に、本発明の第２の
実施形態に係る車載用ナビゲーション装置について説明
する。この第２の実施形態の車載用ナビゲーション装置
の基本構成は、図１に示す第１の実施形態のそれと同様
である。すなわち、第２の実施形態は、図１のＲＯＭ３
に記憶されているプログラムが第１の実施形態と異なっ
ている。従って、以下には、図１を援用して第２の実施
形態を説明することとする。第２の実施形態では、第１
の実施形態に記述したような３次元表示した地図上にお
いて、出発地点から目的地点までの経路を簡単に設定す
ることができると共に、設定した経路をオペレータに対
して分かり易く提示することを主な特徴としている。

【００８７】図９〜図１３は、本発明の第２の実施形態
における処理手順を記述したフローチャートである。以
下には、これらフローチャートに従って第２の実施形態
の処理内容を説明する。

【００８８】まず、演算処理装置４は、地図表示ルーチ
ンを呼び出す（図９のステップＳ２０１）。なお、地図
表示ルーチンの処理手順は、図１０のフローチャートに
示す通りである。なお、図１０のステップＳ３０１から
ステップＳ３１１までの処理は、第１の実施形態に示し
た図２のステップＳ１０１からステップＳ１１１までの
処理に対応しており、それぞれ同様の処理を行う。

【００８９】次に、演算処理装置４は、経路の設定を行
うかどうかの判断を行う（図９のステップＳ２０２）。
経路の設定を行なわない場合には、ステップＳ２０１に
戻って地図の表示を行う。経路の設定を行う場合には、
ステップＳ２０３に進んで経路設定ルーチンを呼び出
す。

【００９０】図１１に経路設定ルーチンの処理手順を示
す。経路設定ルーチンでは、地図をスクロールあるいは
回転させて表示しながら、出発地点から目的地点までの
経路を設定する。

【００９１】図１１の経路設定ルーチンでは、まず入力
装置２から注視点位置が指定され、その付近の地図が出
力装置７に表示される（ステップＳ４０１）。次に、地
図の注視点近傍の道路が選出される（ステップＳ４０
２）。これは、注視点から周辺の道路に垂線を下ろし、
その距離の最も近い道路として選出できる。この処理
を、注視点を更新する（地図をスクロールさせる）毎に
行うことで、連続した道路を選出することができる。な
お、経路の出発地点は、ステップＳ４０２で最初に選出
した地点とする。

【００９２】次に、演算処理装置４は、注視点が目的地
に到達したかどうかを操作スイッチ（入力装置２内に含
まれている）からの入力により判定する（ステップＳ４
０３）。まだ目的地に到達していない時には、ステップ
Ｓ４０１に遷移する。一方、注視点が目的地である場合
には、図９のステップＳ２０４に遷移して、ステップＳ
２０３で設定した経路の表示を行うかどうかの判断を行
う。経路の表示を行なう場合には、ステップＳ２０５に
進んで経路表示ルーチンを呼び出す。経路の表示を行な
わない場合には、ステップＳ２０６に進んで、経路案内
を行うかどうかの判断を行う。

【００９３】図１２に経路表示ルーチンの処理手順を示
す。この経路表示ルーチンでは、図９のステップＳ２０
３で設定した経路を、出発地点から目的地点までトレー
スしながら、地図を自動的にスクロールあるいは回転さ
せてオペレータに提示する。

【００９４】まず、演算処理装置４は、経路の出発地点
の座標を読み出す（ステップＳ５０１）。次に、演算処
理装置４は、ステップＳ５０１で読み出した出発地点を
注視点として、３次元地図を出力装置７に表示させる
（ステップＳ５０２）。そして、演算処理装置４は、ス
テップＳ５０１に戻って経路上を一定距離進めた地点を
新たな注視点とし、ステップＳ５０２で再び地図を表示
させる。

【００９５】演算処理装置４は、上記ステップＳ５０１
およびステップＳ５０２の処理を、ステップＳ５０３に
おいて目的地点と判断されるまで繰り返すことにより、
地図を自動的にスクロールしながら出発地点から目的地
点までの経路をオペレータに提示する。

【００９６】次に、ステップＳ２０６では、ステップＳ
２０３で設定した経路に従って、経路案内を行なうかど
うかの判断を行なう。経路案内を行なわない場合には、
ステップＳ２０１に戻って地図の表示を行なう。逆に、
経路案内を行なう場合には、ステップＳ２０７に進んで
経路案内ルーチンを呼び出す。

【００９７】図１３に経路案内ルーチンの処理手順を示
す。この経路案内ルーチンでは、ステップＳ２０３で設
定した経路に従って、オペレータに経路案内を行なう。

【００９８】まず、ステップＳ７０１では、既に経路が
算出されているかどうかの判断を行なう。経路が算出さ
れていない場合には、ステップＳ７０２において「設定
された経路がありません」等のメッセージを出力する。
また経路が算出されている場合には、ステップＳ７０３
へと進む。ステップＳ７０３では、動画案内画面構成処
理を行う。画面の構成は、次に曲がるべき交差点の名称
や交差点までの距離とともに表示される交差点拡大図上
に、矢印等のグラフィックによる動画を生成することに
よって行なわれる。図２９に、生成される動画案内画面
の一例を示す。次に、ステップＳ７０４では、ステップ
Ｓ７０３で生成された画面データを動画表示する。

【００９９】以上のような処理により、オペレータは、
実際にドライブするような感覚で操作スイッチを操作す
ることにより、出発点から目的地点までの経路を簡単に
設定することができる。また、設定した経路に従って、
動画を用いて交差点における右左折情報を表示すること
により、ユーザに実際の車両の動きを連想させ、交差点
における進行方向を容易に把握させることができる。

【０１００】なお、上記第２の実施形態では、処理開始
時の注視点を経路の出発地としているが、任意の注視点
を出発地として設定する処理を追加してもよい。

【０１０１】また、本実施形態の経路案内処理では、次
に曲がるべき交差点に対する動画情報を生成するように
しているが、ユーザによって選択された任意の経路上の
交差点の情報を動画で生成するようにしてもよい。

【０１０２】また、本実施形態の経路案内処理では、交
差点拡大図上に案内方向の矢印を動画表示するとした
が、矢印の代わりに先導車両が案内方向へと移動する様
子を動画表示するようにしてもよい。

【０１０３】また、前方経路全体の交差点に関する情報
を順次生成表示することにより、予めユーザに全経路上
の交差点イメージを与えるようにしてもよい。

【０１０４】さらに、上記第２の実施形態では、３次元
地図表示処理の間、視点を注視点の後方上空に固定した
が、使用者の操作や自動により視点座標を変化させても
構わない。

【０１０５】また、上記第２の実施形態では、出発地点
から目的地点までの経路を、オペレータが地図を回転、
スクロールさせて道路をトレースすることによって設定
するものとしたが、オペレータが目的地付近の地図を表
示し、表示した地図上に目的地マークを設定することに
よって、出発地点から目的地までの最適経路をダイクス
トラ法などによって自動的に求めるものでもよい。ま
た、目的地の設定方法は、電話番号やキーワードによっ
て、地図データベースから目的地点を自動的に検索する
ものであってもよい。

【０１０６】また、上記第２の実施形態では、設定した
経路をトレースしながら出発地点から目的地点までの地
図を自動的にスクロールするものとしたが、出発地点か
ら目的地点までを直線的にスクロールすることによって
経路の概略をオペレータに提示するものであってもよ
い。

【０１０７】（第３の実施形態）次に、本発明の第３の
実施形態に係る車載用ナビゲーション装置について説明
する。この第３の実施形態の車載用ナビゲーション装置
の基本構成は、図１に示す第１の実施形態のそれと同様
である。すなわち、第３の実施形態は、図１のＲＯＭ３
に記憶されているプログラムが第１の実施形態と異なっ
ている。従って、以下には、図１を援用して第３の実施
形態を説明することとする。

【０１０８】第３の実施形態は、地図ユニットを微小ブ
ロックに分割し、これら各微小ブロックの四頂点に対し
て標高値を割り当てて３次元座標変換し、変換した座標
上に当該微小ブロックを変形してマッピングすることに
より、平面地図と標高値のみを用いた簡単な処理で地形
を立体的に表示することを主な特徴としている。

【０１０９】図１５は、本発明の第３の実施形態におけ
る処理手順を記述したフローチャートである。以下に
は、このフローチャートに従って第３の実施形態の処理
内容を説明する。

【０１１０】まず、演算処理装置４は、入力装置２を介
したオペレータの操作、あるいは位置算出装置１で求め
た車両の現在地に基づいて、表示する地図の範囲と縮尺
とを入力する（ステップＳ６０１）。

【０１１１】次に、演算処理装置４は、ステップ６０１
で決定した縮尺と範囲に該当する地図を、地図検索装置
６を用いて検索し、該当する地図データを地図記憶装置
５から読み出す（ステップＳ６０２）。なお、地図デー
タは、第１の実施形態に記述したように、所定の範囲毎
にユニットとして分割されており、さらに詳細度の異な
る複数の階層（縮尺）から構成されている。従って、任
意の地点を中心に任意の範囲の地図を表示するために
は、該当する縮尺で、表示中心を含む地図ユニットとそ
の周辺に隣接する８枚の地図ユニットを読み込む必要が
ある。読み込んだ各地図ユニットは、図１６に示すよう
に経度、緯度方向にそれぞれ８分割され、１ユニットに
つき合計６４の微小ブロックに分けられる。次に、分割
した微小ブロックの各頂点に対して、それぞれ該当する
地点の標高値を割り当てる。そして、これらの９枚の地
図ユニットは、図１７（ａ）に示すように配置され、そ
の左上を原点、経度方向をｘ軸、緯度方向をｙ軸、標高
値方向をｚ軸として、各地図ユニットの各微小ブロック
の頂点をＰ（ｘ，ｙ，ｚ）で表す。図１７（ｂ）は、こ
の９枚の地図ユニットの内、中心の地図ユニットのみを
抜き出して示したものである。

【０１１２】次に、演算処理装置４は、視点Ｐｖ（ｘ
ｖ，ｙｖ，ｚｖ）と、注視点Ｐｆ（ｘｆ，ｙｆ，ｚｆ）
とを入力する（ステップＳ６０３）。次に、演算処理装
置４は、ワールド座標系から視点座標系への変換行列
を、前述の式（１）の３×３の行列式として算出する
（ステップＳ６０４）。次に、演算処理装置４は、式
（１）に従って、地図ユニットの各微小ブロックの頂点
に関して、その視点座標［ｘ”，ｙ”，ｚ”］への変換
を行うと共に、前述の式（２）に従って、透視変換を行
う（ステップＳ６０５）。なお、式（２）において、
［ｘ’，ｙ’］は、画面中心が座標の原点となってい
る。また式（２）のｄｉｓｔは、視点からの奥行きを示
し、今回は３００〜１０００の範囲で設定した。図１８
は、図１７（ｂ）の地図ユニットの各微小ブロックの頂
点に対して、以上のような座標変換を行なった結果であ
る。

【０１１３】次に、演算処理装置４は、地図背景を図１
９に示すように８×８の微小ブロックに分割する（ステ
ップＳ６０６）。こうして分割した微小ブロックは、後
述するステップＳ６０８において、テクスチャーマッピ
ングに用いる。

【０１１４】次に、演算処理装置４は、ステップＳ６０
６で分割した微小ブロックを表示する順序を判定する
（ステップＳ６０７）。これは、設定した視点位置から
は見えない面を隠す隠面処理を行なうためである。通
常、隠面処理は、描画する全ての面を視点から遠い順に
ソートし、遠いものから近いものへと順番に上書きして
表示することにより実現しているものが多い。しかしな
がら、このような手法では、立体図形の分解能を上げよ
うとして表示する面の数を増やすに従って、ソーティン
グに費やす時間が増加してしまうため、簡易的に隠面処
理を行うことで、描画処理に対する負荷を低減する。そ
こで、この簡易的な隠面処理について詳細に説明する。
まず、ステップＳ６０２で読み込んだ９枚の地図ユニッ
トに関して、その読み込み範囲を決定する４頂点を視点
変換する。ここで、読み込み範囲を決定する４頂点と
は、読み込んだ９枚の地図ユニットを図４のように配置
した場合、Ｃ１、Ｃ４、Ｃ１３、Ｃ１６に該当する４つ
の点のことである。なお、この場合、これら４頂点のｚ
座標には０を設定する。次に、透視変換を行なったこれ
ら４頂点に関して、視点から遠い順にソーティングを行
なう。そして、ソーティングを行なった結果、視点から
最も遠い点をＡ、二番目に遠い点をＢとする。さらに、
図２１に示すように、点Ａから点Ｂへと向けて走査方向
を決定する。そして、後述の通り、描画する際には、こ
の走査方向に各微小ブロックを順に重ね描きしていくこ
とにより、隠面処理を行なう。

【０１１５】次に、演算処理装置４は、ステップＳ６０
５で透視変換した座標に対し、ステップＳ６０６で分割
した地図背景の微小ブロックを、ステップＳ６０７で決
定した順番に従ってマッピングする（ステップＳ６０
８）。これにはまず、ステップＳ６０６で分割した地図
背景の微小ブロックを、ステップＳ６０５で透視変換し
た座標に従って変形する。変形の方法は、線形補間でも
その他の方法でも構わない。そして、変形した各微小ブ
ロックを、ステップＳ６０７で決定した描画順序に従っ
て、順に重ね描きしていく。このようにして、微小ブロ
ックに分割した地図背景を、標高値データに基づいて透
視変換した座標に対してマッピングした結果を図２０に
示す。

【０１１６】次に、演算処理装置４は、上記のようにし
てテクスチャーマッピングした画像をクリッピングし
（ステップＳ６０９）、描画ウィンドウ内の領域を出力
装置７に表示させる（ステップＳ６１０）。次に、演算
処理装置４は、視点あるいは注視点を変更するか否かを
判断し（ステップＳ６１１）、変更する場合にはステッ
プＳ６０３へ戻り、ステップＳ６１０までの処理を繰り
返す。一方、視点あるいは注視点を変更しない場合、演
算処理装置４は、表示範囲を変更するか否かを判断し
（ステップＳ６１２）、表示範囲を変更する時にはステ
ップＳ６０１へ戻り、ステップＳ６１０までの処理を繰
り返す。

【０１１７】以上述べたように第３の実施形態によれ
ば、平面地図と標高値データとのみを用いた簡単な処理
によって、地形の起伏を立体的に表現した地図表示を行
うことができる。

【０１１８】但し、一般的に道路は、地図データ上で実
線で表現され、それら各道路中におけるトンネル区間
は、図２４に示すような破線として表現されることが多
いため、このような地図データをそのままテクスチャー
としてマッピングした場合、山間部にトンネルが通って
いる部分では、山の尾根づたいに破線が表示されたよう
な不自然な表示になる。そこで、このような地図背景を
テクスチャーとして、ステップＳ６０８に示すようにマ
ッピングする場合には、各地図ユニットの道路網の中か
ら、トンネルに相当する区間を抽出し、消去した後にマ
ッピングするようにすると良い。具体的には、地図デー
タがビットマップや航空写真のような画像データの場合
は、テンプレート・マッチング等の画像処理手法を用い
ることによって破線部分を抽出することができる。ま
た、地図データが道路種別や道路の接続情報等のベクト
ルデータを含んでいる場合には、トンネル区間を直接抽
出することができる。そして、抽出したトンネル区間に
ついては、背景色を張り付けるなどの手法によって消去
する。このようにして、図２４に示す地図背景からトン
ネル区間を消去した後、テクスチャーとしてマッピング
した結果を図２５に示す。

【０１１９】また、出発地点から目的地点までの経路を
設定する場合には、第２の実施形態に示すような方法に
より、地形が立体的に表示された地図上を実際にドライ
ブするような感覚で地図を回転あるいはスクロールしな
がら行うことができる。さらに、こうして経路を設定す
る際に、各道路を構成する点列の視点座標系における三
次元座標を記憶しておき、最終的に全経路が決定された
時点で、記憶している点列について表示する道路の色お
よび線幅を変更して表示することにより、図２２に示す
ように地形を立体的に表示した地図上に経路を表示する
ことができる。同時に、設定した経路における出発地点
からの距離をｘ軸、標高値をｙ軸として、図２３に示す
ような経路断面図を表示する。これは、前述のように記
憶した経路を構成する点列の三次元座標を、図２３に示
す２次元座標系に展開することによって容易に実現する
ことができる。

【０１２０】また、視点座標としてＧＰＳ衛星の位置を
入力すれば、ＧＰＳ衛星から見た地形表示を行うことが
できる。ＧＰＳ衛星から送信される電波には、衛星の軌
道上の位置を示す軌道信号と、信号発信時の時刻を示す
信号との二つが含まれている。従って、この軌道信号か
らＧＰＳ衛星の位置を検出し、視点座標として入力す
る。同時に、算出された車両現在位置を注視点座標とし
て入力する。この時、ＧＰＳからの電波を受信すること
が出来ない場合には、他のセンサから検出された車両位
置を注視点座標として入力することとする。こうして入
力した視点座標と注視点座標とに基づいて、前述のよう
な地形表示を行ない、同時に車両の現在位置を地図上に
表示する。その結果、図２６に示すように、車両位置を
地図上に表示することができる場合、すなわちＧＰＳ衛
星から車両を見渡すことができる場合には、ＧＰＳ衛星
からの電波を受信し易い状態にあると判断することがで
きる。逆に、車両位置がトンネル区間上に表示されるよ
うな場合や、山影に隠れて表示することが出来ないよう
な場合、すなわちＧＰＳ衛星から車両を見渡すことが出
来ない場合には、ＧＰＳ衛星からの電波の受信状態が良
くないと判断することができる。このように、ＧＰＳ衛
星の位置を視点として地形を立体的に表示し、同時に車
両位置を地図上に表示することにより、ＧＰＳ衛星から
の電波の受信状況をドライバーに対して視覚的に与える
ことができる。

【０１２１】また、地図の縮尺が小さい場合には、１枚
の地図がカバーする範囲が広いため、地形を立体的に表
示すると、山や谷などの起伏の変化が表現され、リアリ
ティーのある地図表示を行うことができる。一方、縮尺
の大きな地図の場合、１枚の地図がカバーする範囲が狭
いため、地形の起伏を立体的に表現することは、その効
果が小さいと共に、山間部などではかえって見づらい地
図になってしまう。そこで、表示する地図の階層間で、
座標変換に用いる標高値データの尺度を可変にし、地形
の起伏の度合を調整することが出来るようにしてもよ
い。

【０１２２】また、上記第３の実施形態では、１枚の地
図ユニットを８×８のブロックに分割し、これら６４ブ
ロックの各頂点に対して標高値を割り当てたが、この分
割数は用意することができる標高値データの分解能に従
って設定しても良い。

【０１２３】また、上記第３の実施形態では、テクスチ
ャーとして地図データをマッピングしたが、航空写真な
どの画像データを用いても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る車載用ナビゲー
ション装置の基本構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の第１の実施形態の動作を示すフローチ
ャートである。

【図３】地図の階層構造を示す図である。

【図４】読み込んだ地図ユニットの配置を示す図であ
る。

【図５】図４の地図ユニットを透視変換した結果を示す
図である。

【図６】地図上に配置するマークの位置と視線の方向と
を示す図である。

【図７】地図上への名称看板の配置の一例を示す図であ
る。

【図８】地図上に配置するマークを生成するために用い
られる各種テーブルを示す図である。

【図９】本発明の第２の実施形態の動作を示すフローチ
ャートである。

【図１０】図９における地図表示ルーチンの詳細を示す
フローチャートである。

【図１１】図９における経路設定ルーチンの詳細を示す
フローチャートである。

【図１２】図９における経路表示ルーチンの詳細を示す
フローチャートである。

【図１３】図９における経路案内ルーチンの詳細を示す
フローチャートである。

【図１４】地図上への交通情報の表示例を示す図であ
る。

【図１５】本発明の第３の実施形態の動作を示すフロー
チャートである。

【図１６】地図ユニットと標高値データとの対応関係を
示す図である。

【図１７】標高値を割り当てた地図ユニットの座標系を
示す図である。

【図１８】地図ユニットを座標変換した結果を示す図で
ある。

【図１９】地図ユニットの分割状態の一例を示す図であ
る。

【図２０】図１８に図１９の地図ユニットをマッピング
した結果を示す図である。

【図２１】簡易隠面処理の概念を示す図である。

【図２２】図２０に経路を表示した結果を示す図であ
る。

【図２３】経路の標高値断面を示す図である。

【図２４】地図ユニットにおけるトンネル区間の表示例
を示す図である。

【図２５】図２０にトンネル区間を消去した地図ユニッ
トをマッピングした結果を示す図である。

【図２６】ＧＰＳ衛星の位置を視点とした地形立体表示
の概念を示す図である。

【図２７】現在位置マークと現在位置指示マークとの一
例を示す図である。

【図２８】スクロール速度と電流値との関係を示す図で
ある。

【図２９】経路案内で用いる動画データの一例を示す図
である。

【符号の説明】

１…位置算出装置 ２…入力装置 ３…ＲＯＭ ４…演算処理装置 ５…地図記憶装置 ６…地図検索装置 ７…出力装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福田 久哉 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地図データを記憶する地図記憶手段と、 前記地図記憶手段に記憶されている地図データを取得す
   る地図取得手段と、 前記地図取得手段で取得した地図データを眺める視点座
   標および注視点座標を入力する視点入力手段と、 前記地図取得手段で取得した地図データの特定点に関し
   て、前記視点入力手段で入力した視点座標および注視点
   座標に基づく３次元座標変換を行う座標変換手段と、 前記座標変換手段で変換した座標に前記地図取得手段で
   取得した地図データを変形してマッピングするマッピン
   グ手段と、 前記マッピング手段でマッピングした地図データをクリ
   ッピングするクリッピング手段と、 前記クリッピング手段でクリッピングされた地図領域を
   出力する出力手段とを備える、車載用ナビゲーション装
   置。
2. 【請求項２】 前記座標変換手段は、前記地図取得手段
   で取得した地図データの特定点に関して、前記視点入力
   手段で入力した視点座標および注視点座標に基づく３次
   元座標変換を行うと共に、前記地図データに含まれる所
   定のマークの基準点座標を３次元座標変換し、さらに変
   換後の地図背景と前記基準点座標とのずれを補正し、 前記出力手段は、地図上に座標の補正を行なった所定の
   マークを重畳させて表示することを特徴とする、請求項
   １に記載の車載用ナビゲーション装置。
3. 【請求項３】 前記出力手段は、前記視点入力手段で入
   力した注視点位置と、前記所定のマークの基準点座標と
   の相対的な位置関係に基づいて、当該所定のマークの大
   きさを変化させて出力することを特徴とする、請求項２
   に記載の車載用ナビゲーション装置。
4. 【請求項４】 前記出力手段は、前記視点入力手段で入
   力した注視点位置と、前記所定のマークの基準点座標と
   の相対的な位置関係に基づいて、当該所定のマークの形
   状パターンを変化させて出力することを特徴とする、請
   求項２に記載の車載用ナビゲーション装置。
5. 【請求項５】 前記座標変換手段は、前記地図取得手段
   で取得した地図データに関して、前記視点入力手段で入
   力した視点座標および注視点座標に基づく３次元座標変
   換を行うと共に、前記地図データに含まれる３次元形状
   マークを３次元座標変換することを特徴とする、請求項
   １に記載の車載用ナビゲーション装置。
6. 【請求項６】 任意地点間の経路を求める経路設定手段
   をさらに備える、請求項１に記載の車載用ナビゲーショ
   ン装置。
7. 【請求項７】 交通情報を受信し、当該交通情報を地図
   上に３次元的に重畳表示する交通情報表示手段をさらに
   備える、請求項１に記載の車載用ナビゲーション装置。
8. 【請求項８】 車両の現在位置を検出する位置算出手段
   をさらに備え、 前記位置算出手段によって検出した車両位置を地図上に
   重畳させて表示することを特徴とする、請求項１〜７に
   記載の車載用ナビゲーション装置。
9. 【請求項９】 標高値データを記憶する標高値記憶手段
   と、 前記地図取得手段で取得した地図データに対応する標高
   値データを前記標高値記憶手段から取得する標高値取得
   手段と、 前記地図取得手段で取得した地図データを微小ブロック
   に分割する地図分割手段とをさらに備え、 前記座標変換手段は、前記標高値取得手段によって取得
   した標高値データを用いて３次元座標変換を行い、 前記マッピング手段は、前記座標変換手段で変換した座
   標に前記地図分割手段で分割した微小ブロックを変形し
   てマッピングし、 前記マッピング手段でマッピングする微小ブロックの隠
   面処理を行う隠面処理手段をさらに備える、請求項１に
   記載の車載用ナビゲーション装置。
10. 【請求項１０】 車両の現在位置を検出する位置算出手
    段をさらに備え、 前記位置算出手段によって検出した車両位置を地図上に
    重畳させて表示することを特徴とする請求項９に記載の
    車載用ナビゲーション装置。
11. 【請求項１１】 前記隠面処理手段は、前記地図分割手
    段で分割した各微小ブロックを、一定方向に走査しなが
    ら重ね描きすることを特徴とする、請求項９または１０
    に記載の車載用ナビゲーション装置。
12. 【請求項１２】 前記隠面処理手段は、前記地図取得手
    段で取得した地図データの四頂点を前記座標変換手段で
    視点変換し、当該座標変換手段で視点変換した四頂点の
    内、前記視点入力手段で入力した視点に対して最も遠い
    点から次に遠い点に向けて前記座標変換した地図データ
    を走査して出力することを特徴とする、請求項１１に記
    載の車載用ナビゲーション装置。
13. 【請求項１３】 任意地点間の経路を求める経路設定手
    段と、 前記経路設定手段で設定した経路上の標高値を断面図と
    して出力する断面図表示手段とをさらに備える、請求項
    ９または１０に記載の車載用ナビゲーション装置。
14. 【請求項１４】 前記マッピング手段は、前記地図取得
    手段で取得した地図データのトンネル区間を認識し、さ
    らに当該トンネル区間を消去してマッピングすることを
    特徴とする、請求項９または１０に記載の車載用ナビゲ
    ーション装置。
15. 【請求項１５】 前記位置算出手段は、ＧＰＳ衛星から
    の電波を受信することによって車両位置を検出する機能
    を備えており、 前記視点入力手段は、前記位置算出手段で受信したＧＰ
    Ｓ衛星の座標を視点位置として得ることを特徴とする、
    請求項１０に記載の車載用ナビゲーション装置。
16. 【請求項１６】 前記座標変換手段は、前記地図取得手
    段で取得した地図データの階層、または前記視点入力手
    段で入力した視点位置に基づいて、前記標高値取得手段
    で取得した標高値の尺度を変化させて座標変換を行うこ
    とを特徴とする、請求項９または１０に記載の車載用ナ
    ビゲーション装置。