JPH0962179A

JPH0962179A - 移動体ナビゲーション装置

Info

Publication number: JPH0962179A
Application number: JP21700395A
Authority: JP
Inventors: Hirofumi Tsujimura; 宏文辻村; Shinji Otsuka; 伸二大塚
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-08-25
Filing date: 1995-08-25
Publication date: 1997-03-07

Abstract

(57)【要約】【目的】一つないしは複数種類の仮想３次元画像を、実
際の道路網に準じた３次元道路描画の周囲に表示すると
ともに、昼夜感，四季感，天候，効果音等の画像，音声
を付加する．【構成】情報記憶媒体に記憶された地図情報を読み取る
情報記憶媒体読み出し手段と、前記地図情報を表示する
画像表示手段と、移動体の現在位置を検出する現在位置
検出手段と、移動体の進行方位を検出する進行方位検出
手段と、移動体の速度を検出する速度検出手段と、３次
元仮想風景画像を記憶した画像情報記憶部から構成さ
れ、現在位置検出手段と進行方位検出手段と速度検出手
段から得られる移動体の移動情報により、前記地図情報
から移動体の位置に応じた道路網情報と、前記画像情報
記憶部から３次元仮想風景画像を読みだし、該道路網情
報をもとに道路を描画するとともに、道路周囲の仮想風
景画像を３次元描画，表示し、３次元仮想風景画像の移
動速度を該速度検出手段から得られた速度情報にリンク
して可変表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、情報記憶媒体に記憶さ
れた道路情報を利用した移動体ナビゲーション装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】第一に従来の車両ナビゲーション装置
は、図８に示すような構成で移動体の現在位置及び地図
表示をしていた。この場合の地図表示は、情報記憶媒体
１にベクトル座標形式、あるいは直交座標形式で格納さ
れた地図データを、情報記憶媒体読み出し制御部２によ
りバッファメモリであるＲＡＭ４に格納した後、中央演
算処理部７により２次元多面体に変換、着色処理し、画
像表示部３で表示していた。

【０００３】この場合の表示される地図画面は、一般の
２次元地図帳と同じく実際の地形を上空から投影したも
のと同じイメージであった。

【０００４】さらに、ＧＰＳ受信機等を用いた測位検出
部６から得られる絶対位置情報に基づいて移動***置を
把握するとともに、情報記憶媒体１から現在位置の地図
情報を読み出し、現在位置の地図を表示していた。

【０００５】第二の従来技術として、特開平５−２０３
４５７号公報に記載されているように、地図上に存在す
る建物，山等の３次元形状データを記録した記録部を設
け、実際の景観表示を行えるようにしたものもある。

【０００６】あるいは第三の従来技術として、特開平４
−１７１４７８号公報に記載されているように、現在位
置に応じて運転手が前方を眺めた光景の画像データを表
示したものもある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た第一のナビゲーション装置は、地図を二次元的に表示
したもので、実際に移動している場合の風景における臨
場感がなく、現在位置を把握するためのデータベース的
な表示しか考慮されていない。

【０００８】また、第二，第三のナビゲーション装置に
おいては、三次元的な表示方法が可能であるが、実景が
記憶された記憶媒体として専用に地図情報記憶媒体を作
成する必要がある。この場合には、既存の汎用的な地図
情報記憶媒体として市販されている地図ディスクにおい
ては使用できない。また、全ての実景データを画像デー
タとして記録するにも膨大なデータ量と作業量が必要と
なる。

【０００９】さらに、いずれの技術も運転手のための走
行補助装置であり、同乗者に対するドライブの快適性は
考慮されていない。

【００１０】本発明の目的は、一つないしは複数種類の
仮想三次元風景画像を、実際の道路網に準じた３次元道
路網描画とともに表示し、さらに同乗者に対するドライ
ブの快適さを供給するために、三次元画像上に昼夜感，
四季感，天候，効果音等の画像を付加することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、情報記憶媒体に記憶された地図情報を読み取
る情報記憶媒体読み出し手段と、前記地図情報を表示す
る画像表示手段を具備する移動体ナビゲーション装置に
おいて、移動体の現在位置を検出する現在位置検出手段
と、移動体の進行方位を検出する進行方位検出手段と、
移動体の速度を検出する速度検出手段と、３次元仮想風
景画像を記憶した画像情報記憶部を設け、現在位置検出
手段と進行方位検出手段と速度検出手段から得られる移
動体の移動情報により、前記地図情報から移動体の位置
に応じた道路網情報と、前記画像情報記憶部から３次元
仮想風景画像を読みだし、該道路網情報をもとに道路を
描画するとともに、道路周囲の仮想風景画像を３次元描
画，表示し、さらに３次元仮想風景画像の移動速度を該
速度検出手段から得られた速度情報にリンクして可変す
るものである。

【００１２】また、時刻情報発生部、湿度検出手段を設
けることにより、時刻情報，降雨情報とリンクして風景
画像に太陽光による陰影を付けたり、四季折々の風景を
反映したり、また降雨情報を表示することができる。

【００１３】さらに、３次元仮想風景画像に、地図情報
からあるいは別に準備記憶された記憶媒体から選択抽出
した学校，市役所等の目印となる建造物を、該３次元風
景画像の一部に付加したり、交差点近傍に交差点名称文
字列を付加することができる。

【００１４】

【作用】本発明は、移動体の現在位置を検出する現在位
置検出手段から、現在の位置を求めるとともに、該現在
位置にリンクした道路情報を情報記録媒体から読みだし
て道路を３次元的に描画，表示し、さらに道路周囲の仮
想風景画像を３次元描画，表示し、さらに速度検出手段
から得られた速度情報にリンクして、該３次元仮想風景
画像を移動するので、特別に実際の地形データを収集，
編集する作業がかからないばかりでなく、同乗者のドラ
イブにたいする快適さ，楽しさを供給することができ
る。

【００１５】また、仮想風景画像には、該地図情報から
交差点名称や目印となる建物を付加することができるの
で、現在移動している場所の把握が容易に可能である。

【００１６】さらに、３次元仮想風景には、昼夜の区
別、四季折々の風景を反映するので、年間をとおして、
快適なドライブを楽しむことが可能である。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。

【００１８】図１は、本発明の移動体ナビゲーション装
置の一実施例を示すブロック図である。

【００１９】図１において、１０１は地図情報が格納さ
れている情報記憶媒体、１０２は前記情報記憶媒体を読
みだすための情報記憶媒体読みだし制御部、１０３は３
次元画像生成部、１０４は画像表示部、１０５は３次元
仮想風景画像記憶部、１０６は中央演算処理部、１０７
はＲＡＭ、１０８はＲＯＭ、１０９は現在位置検出部、
１１０は進行方位検出部、１１１は速度検出部である。

【００２０】移動体（例えば車両）が移動している状態
では、現在位置検出部１０９、進行方位検出部１１０及
び速度検出部１１１から自車の移動情報に関する情報と
して緯度，経度，方位及び移動速度が中央演算処理１０
６により読み取られる。

【００２１】この現在位置に対応する道路情報は、情報
記憶媒体１０１より情報記憶媒体読みだし制御部１０２
を介して、ＲＡＭ１０７に読みだされる。

【００２２】読みだされた道路情報から、３次元仮想風
景の道路描画のために必要なデータを抽出する。

【００２３】同時に３次元仮想風景画像記憶部１０５か
ら、風景画像の要素データ（建物の各座標値や建物の面
に配色するためのカラーデータなど）を取り出し、３次
元画像生成部１０３にて３次元描画され、画像表示部１
０４にて最終表示される。

【００２４】図２は、地図情報から読みだした道路情報
より、現在位置周辺の道路構成図を示したものである。

【００２５】ここで、各道路は節（以下ノードと呼ぶ）
の接続で構成され（図中丸印）、交差点や道路の曲がり
具合が表現される。また、現在位置検出部より得られた
自車位置を図中三角印で表現する。

【００２６】図２において、道路描画のために必要なノ
ードは地図情報から読みだした道路情報のうち、実際に
表示するものだけでよいので、その情報のみを抽出す
る。本実施例の場合には、図中矩形の斜線部がそれに相
当する。

【００２７】自車位置周辺だけでなく、左右前方のノー
ド情報を抽出するのは、車両が右左折した場合でも道路
描画が途切れたりしないように、あらかじめ一定の冗長
度を持たせて道路描画処理を行っておくためである。も
ちろん、この矩形抽出領域は、自車位置を中心とした進
行方向にたいして扇型の領域でもかまわない。

【００２８】さらに、現在走行している道路を主幹とし
て、その延長線に並ぶノードを結んだ直線を主幹道路と
する（図２の場合には、ノードｎ０とｎ１，ｎ２，ｎ
３，ｎ４を結ぶ道路を主幹道路とする）。この主幹道路
に対して、周辺に３次元仮想風景画像を構成する。

【００２９】以上のノードを、リストとして一定の数だ
け準備して、道路描画および３次元仮想風景描画処理実
行時に参照することにより、実際の道路に類似した３次
元道路を表示することが可能である。

【００３０】表１にノードｎ１の情報を示したリストを
示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】経度ｘ，緯度ｙ情報は、ノードｎ１の位置
情報を、分岐ノード数ｂｎはノードｎ１での交差点情報
をあらわし、この実施例の場合には、左折有りなので２
とする。

【００３３】道路情報ｒｄは、ｎ０とｎ１を結ぶ道路情
報を示す。例えば、国道，地方道，高速道等の道路種別
を記載し、道路描画時に前記情報をもとに道路形状表示
をかえることができる。

【００３４】相対角度ｒａは、現在走行中の道路（図２
の場合には、ｎ０とｎ１を結ぶ道路）にたいして、次の
道路（図２の場合には、ｎ１とｎ５を結ぶ道路及びｎ１
とｎ２を結ぶ道路）がどのくらいの角度かを示す情報で
ある。この相対角度により、各道路の曲がり具合を決め
る。

【００３５】図３に相対角度の表現方法を示す。ｒａ１
は、ノードｎ１とｎ２を結ぶ道路にたいする相対角度
を、ｒａ２は、同じくノードｎ１とｎ５を結ぶ道路にた
いする相対角度を示す。

【００３６】ポインタｐ０は、主幹道路にたいする次の
リストへのポインタを示し、ポインタｐ１からｐｎは主
幹道路にたいする分岐道路のノードリストへのポインタ
を示す。このポインタの数は、前記分岐ノード数ｂｎの
数だけ存在する。

【００３７】このポインタを利用したノードリストの検
索方法を図４に示す。

【００３８】この例では、１０個のリストしか示してい
ないが、ＲＡＭ容量及び前述した地図情報からの道路情
報抽出量に応じて増やすことも可能である。

【００３９】表２に自車位置情報を示す。

【００４０】

【表２】

【００４１】この情報は、３次元仮想風景画面の描画処
理の補助的な情報を与える。

【００４２】表示位置は、自車位置が道路上のどの位置
にいるかを示し、視点から前方に見える交差点までの距
離を決定する。

【００４３】速度は、自車位置の移動速度を表し、この
情報により道路周囲の３次元仮想風景画面の移動速度を
可変する。

【００４４】進行方向は、自車の進行方向を表し、図２
で示した道路上をどの方向に進んでいるかを検出する。

【００４５】スケールは、全体の表示スケールを決定す
るものであり、このスケールにより図２で与えられた道
路情報のどこまでを表示するかを決定する。例えば、１
画素あたりの長さを１ｍ、画面表示サイズを３５２×２
４０画素とすると、３５２ｍ×２４０ｍの範囲の道路情
報を表示することになる。

【００４６】開始ノードリストは、図４のリスト構造の
最初のリストを指定する。このリストをたどっていくこ
とにより、順次道路網を生成する。

【００４７】視点俯角は、視点から見下ろした角度を決
定する。

【００４８】視点高さは、視点の高さを決定する。

【００４９】視点方位は、視野を進行方向以外にすると
きに有効である。例えば進行方向が真北の場合、視点方
位を９０°にすると、右の画面、１８０°にすると後方
画面を表示できる。

【００５０】図５に、以上の処理フローチャートを示
す。

【００５１】（ステップ１）表示画面の更新を１フレー
ム（１／３０秒）毎に行う。

【００５２】（ステップ２）現在位置情報を、現在位置
検出部、進行方位検出部、速度検出部から得る。

【００５３】（ステップ３）現在位置に応じた道路情報
を、情報記録媒体から読みだす。

【００５４】（ステップ４）読みだした道路情報から、
ノードリストに必要な情報のみ抽出しノードリストを作
成する。

【００５５】（ステップ５）自車位置情報のリストを作
成する。

【００５６】（ステップ６）速度情報より、３次元表示
の座標位置の変更位置を設定して、風景画面を移動させ
る。

【００５７】（ステップ７）ポリゴンにより道路網描
画。

【００５８】（ステップ８）ポリゴンにより仮想風景描
画。

【００５９】（ステップ９）表示を更新する。

【００６０】図６に、本実施例の一表示例を示す。

【００６１】この表示例の場合には、都市空間の仮想風
景を表示しているが、自然風景や宇宙空間などの３次元
仮想風景を描画することも可能である。

【００６２】また、上述の自車位置情報のほかに、環境
情報として移動体走行音，時刻，天候情報等を付加すれ
ば、仮想風景画像に速度に応じた車両の走行音や、太陽
の位置に対応した建物の陰影、降雨の描画等を表示する
ことが可能であり、さらに現実に近い風景画像が可能で
ある。

【００６３】そして、交差点情報，建物の名称等を文字
列、イメージ画像として付加すれば実際の風景を動画で
表示したかのごとく風景画像の表示が可能である。

【００６４】図７に、交差点名称を文字列で表示した場
合の一例を示す。

【００６５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、道路情
報は地図ディスクから読みだした情報をもとに３次元的
に描画するので、実際の道路に準じた道路網を描画可能
でありまた、周囲の風景画は仮想風景とするので、実写
による風景画像を記憶しなくともよい。従って、特別な
地形データを収集，編集する作業が不要なばかりでな
く、汎用的な地図ディスクを利用して、臨場感のある走
行表示を得ることが可能なので、運転者のみならず同乗
者にたいする快適さ，楽しさを供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】移動体ナビゲーション装置の一実施例を示すブ
ロック図である。

【図２】現在位置周辺の道路構成図である。

【図３】道路相対角度の表現方法を示した図である。

【図４】ノードリスト検索方法を示した図である。

【図５】本実施例を示したフローチャートである。

【図６】本実施例の一表示例を示した図である。

【図７】交差点文字列を追加表示した一実施例を示した
図である。

【図８】従来技術を示したブロック図である。

【符号の説明】

１０１…情報記憶媒体、１０２…情報記憶媒体読みだし
制御部、１０３…３次元画像生成部、１０４…画像表示
部、１０５…３次元仮想風景画像記憶部、１０６…中央
演算処理部、１０７…ＲＡＭ、１０８…ＲＯＭ、１０９
…現在位置検出部、１１０…進行方位検出部、１１１…
速度検出部、１…情報記憶媒体、２…情報記憶媒体読み
だし制御部、３…画像表示部、４…ＲＡＭ、５…ＲＯ
Ｍ、６…測位検出部、７…中央演算処理部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】情報記憶媒体に記憶された地図情報を読み
取る情報記憶媒体読み出し手段と、前記地図情報を表示
する画像表示手段を具備する移動体ナビゲーション装置
において、移動体の現在位置を検出する現在位置検出手段と、移動
体の進行方位を検出する進行方位検出手段と、移動体の
速度を検出する速度検出手段と、３次元仮想風景画像を
記憶した画像情報記憶部を設け、現在位置検出手段と進行方位検出手段と速度検出手段か
ら得られる移動体の移動情報により、前記地図情報から
移動体の位置に応じた道路網情報と、前記画像情報記憶
部から３次元仮想風景画像を読みだし、該道路網情報を
もとに道路を描画するとともに、道路周囲の仮想風景画
像を３次元描画，表示し、３次元仮想風景画像の移動速
度を該速度検出手段から得られた速度情報にリンクして
可変することを特徴とする移動体ナビゲーション装置。
【請求項２】請求項１記載の移動体ナビゲーション装置
において、時刻情報発生部を付加し、該時刻情報発生部からの時刻情報を風景画像描画の可変
パラメータとし、太陽位置により該仮想風景内の構造物
の陰影度を可変したこと、あるいは風景の四季感を該仮
想風景に付加したことを特徴とする移動体ナビゲーショ
ン装置。
【請求項３】請求項１又は２記載の移動体ナビゲーショ
ン装置において、操作入力装置を付加し、仮想風景画像は複数の風景画像を選択可能にしたことを
特徴とする移動体ナビゲーション装置。
【請求項４】前記請求項１，２及び３記載の移動体ナビ
ゲーション装置において、道路網情報をもとに描画され
た道路における交差点近傍に、該地図情報からあるいは
別に準備記憶された記憶媒体から選択抽出した交差点名
称文字列を付加したことを特徴とする移動体ナビゲーシ
ョン装置。
【請求項５】請求項１〜４の何れかに記載の移動体ナビ
ゲーション装置において、３次元仮想風景画像上に、該
地図情報からあるいは別に準備記憶された記憶媒体から
選択抽出した地名，建物名称等の目印となる文字列ある
いはイメージ画像情報を付加したことを特徴とする移動
体ナビゲーション装置。
【請求項６】請求項１〜５の何れかに記載の移動体ナビ
ゲーション装置において、３次元仮想風景画像上に、該
地図情報からあるいは別に準備記憶された記憶媒体から
選択抽出した学校，市役所等の目印となる建造物を該３
次元風景画像の一部として付加したことを特徴とする移
動体ナビゲーション装置。
【請求項７】請求項１〜６の何れかに記載の移動体ナビ
ゲーション装置において、視点を任意位置及び方向に設
定可能にしたことを特徴とする移動体ナビゲーション装
置。
【請求項８】請求項１〜７の何れかに記載の移動体ナビ
ゲーション装置において、別に準備した３次元仮想風景
画像情報を記憶した画像情報記憶媒体から該情報を読み
だすことにより、３次元仮想風景画像を更新置換可能に
したことを特徴とする移動体ナビゲーション装置。
【請求項９】請求項１〜８の何れかに記載の移動体ナビ
ゲーション装置において、音声出力手段を設け、移動体の速度情報に同期した移動体走行音を付加したこ
とを特徴とする移動体ナビゲーション装置。
【請求項１０】請求項１〜９の何れかに記載の移動体ナ
ビゲーション装置において、湿度検出手段を設け、降雨
情報を検出することにより該仮想風景に降雨表示を付加
したことを特徴とする移動体ナビゲーション装置。