KR0180813B1

KR0180813B1 - 차량 장착용 항법장치 및 그의 프로그램을 내장한 기록매체

Info

Publication number: KR0180813B1
Application number: KR1019960021748A
Authority: KR
Inventors: 노부유키 나카노; 아키히로 스즈키; 야스히로 이하라; 히사야 후쿠다
Original assignee: 모리시타 요이치; 마츠시타 덴키 산교 가부시키가이샤
Priority date: 1995-06-13
Filing date: 1996-06-12
Publication date: 1999-04-01
Also published as: US5913918A; DE69635426T2; EP1174843A1; EP1174843B1; DE69635426D1; EP0749103A1; EP0749103B1; DE69628091T2; KR970002794A; DE69628091D1

Abstract

본 발명은 차량 장착용 항법장치에 관한것으로서, 특히 차량의 현재위치주변의 지도를 표시함과 동시에 현재위치로부터 목적지까지의 경로를 운전자에게 대해 제공하는 차량장착용 항법장치 및 그를 위한 프로그램을 내장한 기록매체에 관한 것으로서, 지도검색장치(6)는 위치산출장치(1)에 의해 산출된 차량의 현재위치부근의 지도데이터, 또는 입력장치(2)에 의해 지정, 표시하는 지도의 범위의 지도데이터를 지도기억장치(5)로부터 판독하고 연산처리장치(4)는 출력된 지도데이터의4개의 꼭지점을 입력장치(2)로부터 입력된 시점 및 주시점좌표에 의거 투시변환하고, 변환된 좌표에 지도데이터를 매핑하고 또한 클리핑을 실시한 후, 출력장치(7)에서 매핑한후의 지도를 표시시키는 것을 특징으로 한다.

Description

차량장착용 항법장치 및 그의 프로그램을 내장한 기록매체

제1도는 본 발명의 실시예 1에 따른 차량 장착용 항법장치의 기본구성을 나타낸 블록도.

제2도는 본 발명의 실시예 1의 동작을 나타낸 플로우챠트.

제3도는 지도의 계층구조를 나타낸 도면.

제4도는 판독된 지도유니트의 배치를 나타낸 도면.

제5도는 제4도의 지도유니트를 투시변환한 결과를 나타낸 도면.

제6도는 지도상에 배치하는 마크위치와 시선방향을 나타낸 도면.

제7도는 지도상으로의 명칭표지판의 배치의 한 예를 나타낸 도면.

제8도는 지도상에 배치하는 마크를 생성하기 위해서 사용되는 각종 테이블을 나타낸 도면.

제9도는 본 발명의 실시예 2의 동작을 나타낸 플로우챠트.

제10도는 제9도의 지도표시과정을 상세하게 나타낸 플로우챠트.

제11도는 제9도의 경로설정과정을 상세하게 나타낸 플로우챠트.

재12도는 제9도의 경로표시과정을 상세하게 나타낸 플로우챠트.

제13도는 제9도의 경로안내과정을 상세하게 나타낸 플로우챠트.

제14도는 지도상으로의 교통정보의 표시예를 나타낸 도면.

제15도는 본 발명의 실시예 3의 동작을 나타낸 플로우챠트.

제16도는 지도유니트와 표고치 데이터와의 대응관계를 다타낸 도면.

제17도는 표고치를 할당한 지도유니트의 좌표계를 나타낸 도면.

제18도는 지도유니트를 좌표변환한 결과를 나타낸 도면 .

제19도는 지도유니트의 분할상대의 한 예를 타낸 도면.

제20도는 제18도에 제19도의 지도유니트를 매핑한 결과를 나타낸 도면.

제21도는 간이 숨겨진 면처리의 개념을 나타낸 도면.

제22도는 제20도네 경로를 표시한 결과를 나타낸 도면.

제23도는 경로의 표고치 단면을 나타낸 도면.

제24도는 지도유니트에 있어서 터널구간의 표시예를 나타낸 도면.

제25도는 제20도에 터냘구간을 제거한 지도유니트를 매핑한 결과를 나타낸 도면.

제26도는 GPS위성의 위치를 시점으로 한 지형 입체표시의 개념을 나타낸 도면.

제27도는 현재위치마크와 현재위치 지시마크와의 한예를 나타낸 도면.

제28도는 스크롤속도와 전류값과의 관계를 나타낸 도면.

제29도는 경로안내에서 사용하는 동화상 데이터의 한예를 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 위치산출장치 2 : 입력장치

3 : ROM 4 : 연산처리장치

5 : 지도기억장치 6 : 지도검색장치

7 : 출력장치

본 발명은 차량 장착용 항법장치에 관한 것으로, 구체적으로는 차량의 현재위치주변의 지도를 표시함과 동시에 현재위치로부터 목적지까지의 경로를 운전자에게 제공하는 차량 장착용 항법장치 및 그를 위한 프로그램을 내장한 기록매체에 관한 것이다.

종래의 차량장착용 항법장치는 지도를 화면상에 2차원적으로 표시하는 것이 일반적이었다. 그러나 지도를 2차원적으로 표시하는 종래의 차량장착용 항법장치에 있어서는 운전자가 취득할수 있는 것은 2차원적인 정보뿐이고, 지형의 굴곡부에 의해 발생하는 도로의 도저차 등 3차원적인 정보를 파악할 수 없다는 문제점을 가지고 있었다. 또한 차량 장착용 모니터의 크기에는 한계가 있고 상세한 정보를 표시하고자 하면 현재위치 주변으로 한정된 범위의 지도밖에 표시할 수 없다는 문제점을 가지고 있다.

그래서 지도를 3차원적으로 표시할 수 있는 항법장치가 여러 가지 제안되고 있다. 예를들면 일본국 특개평91-26917호 공보에는 이동체의 현재위치에서 본 도로지도상에 있어서 전방도로를 원근법에 의해 표시하는 것이 기재되어 있다. 또한 일본국 특개평93-203457호 공보에는 지도에 링크(Link)된 산과 건물의 현상데이터와 고도데이터를 사용해서 지도상의 임의위치에서 바라본 경관을 3차원 화상으로서 표시하는 것이 기재되어 있다.

그러나 일본국 특개평91-26917호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 원근법을 사용해서 지도를 표시하는 차량 장착용 항법장치에 있어서는 화면에 나타난 도로지도와 실제의 도로형상과의 대응이 용이하다는 이점은 있지만, 2차원 표시를 실시하는 종래의 차량 장착용 항법장치와 같은 문제점을 가지고 있다.

또한, 일본국 특개평92-203457호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 산과 건물의 형상데이터와 고도정보를 사용해서 등고선을 높이방향으로 쌓아 올려 감으로써 지도를 입체적으로 표시하는 차량 장착용 항법장치에 있어서는 데이터구조가 복잡하고, 지형을 평탄하게 표현하기 때문에 방대한 양의 데이터가 필요하게 된다는 문제점을 가지고 있다.

또한, 종래의 차량 장착용 항법장치에서는 도로망이 들어간 지도상에 문자정보를 평면적으로 표시하기 때문에 시각인식성이 나쁘다는 문제점을 가지고 있다.

또한, 임의구간의 경로를 구하는 기능을 가진 종래의 차량 장착용 항법장치에서는 목적지의 설정방법과 도로의 선택방법이 복잡하다는 문제점을 가지고 있다.

따라서 본 발명의 목적은 계산부하가 작은 처리로 전방의 도로를 넓게 볼 수 있는 지도표시가 가능한 차량 장착용 항법장치 및 그를 위한 프로그램을 내장한 기록매체를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 표시된 지도상에 각종 문자기호정보를 조작자가 인식할 수 있는 형식으로 표시할 수 있는 차량 장차용 항법장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 3차원으로 표시한 지도상에 있어서 출발지점에서 목적지점까지의 경로를 간단하게 설정할 수 있음과 동시에 설정한 경로를 조작자에게 대해 알기 쉽게 표시할 수 있는 차량 장착용 항법장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 간단한 처리로 지형을 입체적으로 표시할 수 있는 차량 장착용 항법장치 및 그를 위한 프로그램을 내장한 기록매체를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 이하와 같은 특징을 가지고 있다.

본 발명의 제1관점에 있어서, 차량 장착용 항법장치는,

지도데이터를 기억하는 지도기억부와,

지도기억부에 기억되어 있는 지도데이터를 취득하는 지도취득부와,

지도취득부에서 취득한 지도데이터로부터 바라보는 시점좌표 및 주시점좌표를 입력하는 시점입력부와,

지도취득부에서 취득한 지도데이터의 특꼭지점에 관해, 시점입력부에서 입력한 시점좌표 및 주시점좌표를 기초로 하여 3차원 좌표변환을 실시하는 좌표변환부와,

좌표변환부에서 변환한 좌표에 지도취득부에서 취득한 지도데이터를 변형해서 매핑하는 매핑부와,

매핑부에서 매핑한 지도데이터를 클리핑하는 클리핑(Cliping)부 및 클리핑부에서 클리핑된 지도영역을 출력하는 출력부를 구비하고 있다.

상기한 바와 같이 제1관점에서는 표시에 사용하는 지도데이터의 특꼭지점(예를들면, 4개의 꼭지점)의 좌표를 3차원 좌표로 변환하고, 그 결과에 대해 지도를 매핑하도록 하고 있기 때문에 계산부하가 작은 처리로 전방의 도로를 넓게 볼 수 있는 지도표시를 실시할 수 있다.

상기 제1관점에 있어서 3차원으로 표시한 지도상에 지명, 교차지명 등의 표지판이나 건물의 마크를 표시할 때 3차원 좌표변환후의 지도배경과 좌표변환후의 기준점 좌표와의 어긋남을 보정하도록 해도 좋다. 이것에 의해 항상 적절한 위치에 마크를 표시할 수 있다. 이 경우 마크의 크기를 주시점위치로부터의 거리에 따라 변화시켜도 좋다. 이에 의해 표시지도의 입체감을 강조할 수 있다. 또한 지도의 주시점위치와 소정의 마크기준점 좌표와의 상대적인 위치관계에 따라 표시할 수 있는 마크의 형상패턴을 변화시켜도 좋다. 이에 따라 예를들면 3차원으로 표시한 지도상의 지명이나 교차점명 등의 표지판을 주시점위치의 좌우로 양분하여 화면중앙부근에 인접한 도로를 숨기지 않도록 표시하는 것이 가능하게 된다.

또한, 상기 제1관점에 있어서 지도데이터에 포함되는 3차원 형상마크를 3차원 좌표로 변환해서 표시하도록 해도 좋다. 이에 의해 더욱 입체감 있는 지도표시를 할 수 있다.

또한 상기 제1관점에 있어서 수신된 교통정보에 의거 정체상황이나 교통규제 등을 나타낸 교통정보를 3차원으로 표시하도록 해도 좋다. 이에 의해 시각 인식성이 높은 교통정보표시를 실시할 수 있다.

또한, 상기 제1관점에 있어서 바람직한 실시예에서는,

표고치 데이터를 기억하는 표고치기억부와,

지도취득부에서 취득하는 지도데이터에 대응하는 표고치 데이터를 표고치 기억부로부터 취득된 표고치 취득부 및,

지도취득부에서 취득한 지도데이터를 세분한 블록으로 분할하는 지도분할부를 구비하고,

좌표변환부는 표고치 취득부에 의해 취득한 표고치 데이터를 사용해서 3차원 좌표변환을 실시하고,

매핑부는 좌표변환부에서 변환한 좌표에 지도분할부에서 분할된 세분블럭을 변형해서 매핑하고,

매핑부에서 매핑하는 세분블럭의 숨겨져 있는 면을 처리하는 숨겨진 면처리부를 더 구비하고 있다.

상기한 바와 같은 구성에 의해 평면지도와 표고치만을 사용한 간단한 처리로 지형을 입체적으로 표시할 수 있다.

또한 상기 숨겨진 면 처리부는 바람직하게는 지도분할부애서 분할한 각세분블럭을 일정방향으로 주사하면서 겹쳐 그린다. 이에 의해 표시하는 모든 면을 정열하지 않고 간단하게 고속으로 숨겨진 면 처리를 실시할 수 있다. 이 경우 숨겨진 면 처리부는 지도취득부에서 취득한 지도데이터의 4개의 꼭지점을 좌표변환부에서 시점변환하고, 상기 좌표변환부에서 시점변환한 4개의 꼭지점중, 시점입력부에서 입력한 시점에 대해 가장 먼 점으로부터 다음으로 떨어진 점을 향애 좌표변환한 지도데이터를 주사해서 출력해도 좋다.

상기 바람지한 실시예에 있어서, 임의의 지점간의 경로를 구하는 경로설정부를 설치하고, 이 경로설정부에서 설정한 경로상의 표고치를 단면도로서 표시하도록 헤도 좋다. 이에 의해 경로의 기복변화를 운전자에게 사전에 제공할 수 있다. 따라서, 운전자는 주행하기 쉬운 경로를 선정하는 작업이 용이하게 된다.

상기 바람직한 실시예에 있어서, 매핑부는 바람직하게는 지도취득부에서 취즉한 지도데이터의 터널구간을 인식하고 상기 터널구간을 소거해서 매핑한다. 이에 따라 특히 산악지역 등에 있어서 보다 입체감이 있는 표시를 실현할 수 있다.

상기 바람직한 실시예에 있어서 GPS위성의 위치를 시점좌표로 한 입체지형지도에 차량의 현재위치를 중첩해서 표시하도록 해도 좋다. 이것에 따라 GPS위성으로부터의 전파 수신상황을 운전자에게 시각적으로 부여할 수 있다.

상기 바람직한 실시예에 있어서, 표시하는 지도의 계층에 따라 표고치데이터로 변환하도록 해도 좋다. 이에 의해 예를들면 상세한 지도에서는 주로 전방까지 보기 쉬운 표현을 한 지도표시를 실시하고, 광역지도에서는 지형을 입체적으로 표현하는 것을 주안으로 한 지도표시를 실시하는 것도 가능하게 된다.

본 발명의 제2관점은, 차량에 탑재되어 차량의 진로를 안내, 지시하는 항법장치에 관한 것으로,

지도데이터를 기억하는 지도기억부와,

차량의 현재위치를 산출하는 위치산출부와

출력지도의 스크롤(SCROLL)을 지시하는 스크롤 지시부와,

위치산출부에 의해 산출된 차량의 현재위치 또는 스크롤 지시부에 의해 지정된 위치를 기준으로 하여 출력하는 지도의 기준위치를 결정하는 기준위치 결정부와,

출력하는 지도의 범위를 지정하는 출력범위 지정부와,

위치산출부에 의해 산출된 차량의 현재위치와 기준위치결정부에 의해 결정된 출력지도의 기준위치에 기초하여 현재위치마크와 기준위치에 대한 현재위치마크의 위치관계를 나타낸 현재위치표지마크를 생성하는 마크생성부와,

기준위치 결정부에 의해 결정된 출력지도의 기준위치와 출력범위 지정부에 의해 지정된 지도의 출력범위에 기초하여 지도기억부로부터 대응하는 범위의 지도데이터를 판독하고, 마크 생선부에 의해 생성된 현재 위치마크 및 현재위치지시 마크와 함께 출력화면 생성부 및,

출력화면 생성부에 의해 생성된 화면을 출력하는 출력부를 구비하고 있다.

상기 제2관점에 의하면 지도스크롤중에 현재위치표지마크를 표시함으로써 기준위치에 대한 현재위치마크의 위치를 나타내도록 하고 있기 때문에 현재위치마크가 표시화면에서 벗어난 경우에도 사용자는 표시중의 지도와 현재위치와의 관계를 용이하게 파악할 수 있다.

본 발명의 제3관점은 차량에 탑재되어 차량의 진로를 안내, 지식하는 항법장치에 관한 것으로,

지도데이터를 기억하는 지도기억부와,

자신의 차량의 현재위치를 산출하는 위치산출부와,

출력지도의 스크롤을 표시하는 스크롤표시부와,

위치산출부에 의해 산출된 차량의 현재위치를 기준으로 하여 출력하는 지도의 기준범위를 결정하는 기준위치 결정부와,

출력하는 지도의 범위를 지정하는 출력범위 지정부와,

위치산출부에 의해 산출된 차량의 현재위치에 기초하여 현재위치마크를 생성하는 마크생성부와,

지도기억부에서 필요한 지도데이터를 판독하여 2점간의 경로를 산출하는 경로탐색부와,

경로탐색부에 의해 산출된 경로를 바탕으로 경로안내를 위한 동화상 화면을 생성하는 동화상 안내화면 생성부와,

기준위치 결정부에 의해 결정된 출력지도의 기준위치와, 출력범위 지정부에 의해 지정된 지도의 출력범위에 기초하여 지도기억부로부터 대응하는 범위의 지도데이터를 판독하고, 마크생성부에 의해 생성된 현재위치마크 및 동화상 안내화면 생성부에 의해 생성된 동화상 안내화면과 함께 출력화면을 생성하는 출력화면 생성부 및

상기 제3관점에 의하면 동화상을 사용해서 안내화면을 표시하도록 하고 있기 때문에 교차점에서의 좌·우회전 정보 등을 알기 쉽게 표시할 수 있다.

본 발명의 제4관점은

미리 지도데이터를 기억한 지도데이터 기억부로부터 지도데이터를 취득하는 제1스텝과,

제1스텝에서 취득한 지도데이터를 바라보는 시점좌표 및 주시점좌표에 입력하는 제2스탭과, 제1스텝에서 취득한 지도데이터의 특정점에 관하여 제2단계에서 입력한 시점좌표 및 주시점좌표에 기초하여 3차원 좌표변환을 실시하는 제3스텝과,

제3스텝에서 변환한 좌표에 제1스텝에서 취득한 지도데이터를 변형해서 매핑하는 제4스텝과,

제4스텝에서 매핑한 지도데이터를 클리핑하는 제5스텝 및,

제5스텝에서 클리핑된 지도영역을 출력하는 제6스텝을 구비하는 방법을 실행하는 소프트웨어프로그램을 내장한 기록매체이다.

상기 제4관점에 있어서, 바람직한 실시예에 대한 기억매체는

제1스텝에서 취득한 지도데이터에 대응하는 표고치 데이터를 표고치기억부로부터 취득하는 제7스텝과,

지도취득부에서 취득한 지도데이터를 세분한 블록으로 분할하는 제8스텝을 더 구비하여,

제3스텝은 제7스텝에서 취득한 표고치 데이터를 사용해서 3차원 좌표변환을 실시하고,

제4스텝은 제3스텝에서 변환한 좌표에 제8스텝에서 분할한 세분블럭을 변형해서 매핑하고,

제4스텝에서 매핑하는 세분블럭을 숨겨진 면 처리를 실시하는 제9스텝을 더 구비하는 방법을 실행하는 소프트웨어프로그램을 내장하고 있다.

[실시예 1]

제1도는 본 발명의 실시예 1에 따른 차량 장착용 항법장치의 기본 구성을 나태낸 블록도이다. 제1도에 있어서 본 실시예의 차량 장착용 항법장치는 위치산출장치(1), 입력장치(2), ROM(3), 연산처리장치(4), 지도기억장치(5), 지도검색장치(6) 및 출력장치(7)를 구비하고 있다.

위치검출장치(1)는 지도상에 있어서 차량현재위치를 산출하는 것이다.

이것은 차량 속도센서에 의해 차량의 주행거리를 검출하거나 자이로센서(gyroscopis)에 의해 차량의 진행방행을 검출하거나 차량의 주행궤적과 지도상의 지도형상과의 상관관계를 취하거나, 또는 GPS위성으로부터의 전파를 수신함으로써 지구상에 있어 절대위치를 검출하는 등의 각 수법에 의해, 또는 이들의 각 센서를 조합함으로써 실현된다. 입력장치(2)는 조작자의 조작에 의거한 정보 및 그밖의 외부정보를 항법시스템에 입력하기 위한 장치이다.

ROM(3)은 시스템전체의 제어를 실시하기 위한 프로그램으로 기억하고 있다. 이와 같은 ROM(3)대신에 하드디스크 등의 재기록 가능한 기록매체를 설치하고 온라인 또는 오프라인의 형식으로 제공된 프로그램을 내장하도록 해도 좋다. 연산처리장치(4)는 ROM(3)에 기억되어 있는 프로그램에 따라 항법시스템 본체의 제어를 실시하는 것이다. 지도검색장치(6)는 표시 또는 데이터처리에 필요한 지도데이터를 지도기억장치(5)로부터 검색하는 것이다. 지도기억장치(5)는 지도데이터를 기억한 CD-ROM 등의 기록매체와 그 구동장치에 의해 구성된다. 출력장치(7)는 지도기억장치(5)에 기억되어 있는 지도데이터 및 연산처리장치(4)에 있어서의 처리결과를 조작자에게 제공하기 위한 것이다.

이상과 같이 구성된 실시예 1의 차량 장착용 항법장치에 대해 이하에 그 동작을 설명한다. 또한, 본 실시예에 나타난 각 처리는 컴퓨터를 사용해서 소프트웨어적으로 실현하고 또는 그들 각 기능을 가지는 전용의 하드웨어회로를 사용해서 실현할 수 있다.

본 실시예는 표시에 사용하는 지도데이터의 4개의 꼭지점의 좌표를 3차원 좌표로 변환하고 그 변환좌표에 대해 지도를 텍스처(texture)로 매핑함으로써 계산부하가 작은 처리로 전방을 도로를 넓게 알 수 있는 조감도 표시를 실시함과 동시에 그 지도상에 각종 문자기호 정보를 조작자가 인식하기 쉬운 형식으로 표시하는 것을 특징으로 하고 있다.

우선 제3도를 참조해서 지도데이터의 구성을 설명한다. 일반적으로 지도는 소정의 범위마다 유니트로서 분할되고 또한 표시범위에 따라 지도의 상세도를 변화시키기 위한 복수의 계층(축척)으로 구성되어 있다.

따라서 임의의 지점을 중심으로 임의의 범위의 지도를 표시하기 위해서는 표시에 적합한 축소된 치수로 표시중심을 포함하는 지도와 그 주변의 복수장의 지도를 준비할 필요가 있다. 또한 본 실시예에서는 동일 계층의 지도에 관해서는 각 유니트의 수록범위는 일정하게 한다.

제2도는 본 발명의 실시예 2에 있어서 처리순서를 기술한 플로우챠트이다. 이하에서는 이 플로우챠트에 따라 실시예 1의 처리내용을 설명한다.

우선, 연산처리장치(4)는 입력장치(2)를 통한 조작자의 조작 또는 위치 검출장치(1)에서 구한 차량의 현재위치에 기초하여 표시하는 지도의 범위를 입력한다.(스텝 S101). 지도의 표시범위는 표시중심과 표시축척에서 결정해도 좋고 표시범위를 예를들면 좌상과 우하의 좌표로 지정한후, 그 범위에 적합한 표시축적을 결정해도 좋다. 어떤방법으로 하든 이 스텝 S101에 있어서 표시의 중심좌표와 표시축적이 결정된다.

다음으로 연산처리장치(4)는 스텝 S101에서 결정된 표시축적에 있어서 표시중심을 포함하는 지도와, 그 주변의 지도를 지도검색장치(6)를 사용해서 검색하고, 해당하는 지도를 지도기억장치(5)에서 판독한다(스텝 S102). 주변지도는 몇장 준비해도 좋지만 본 실시예에서는 표시중심을 포함하는 지도유니트와, 이에 인접하는 8장의 지도유니트를 판독하는 것으로 하고 제4도에 나타난 바와 같은 XYZ좌표계의 XY평면상에 9장의 지도유니트를 배치한다. 제4도에 있어서 중앙의 망이 걸린 부분이 표시중심을 포함하는 지도유니트이다.

다음으로 스텝 S103에서는 지도를 바라보는 시점과 주시점의 좌표를 입력한다. 또한 주시점은 지도의 표시중심을 나타내고 입력장치(2)를 통해 조작자에 의해 입력된 위치라도 상관없고, 위치산출장치(1)에서 구한 차량의 현재위치라도 상관없다. 또한 시점은 주시점의 후방상공에 설정한다. 따라서 주시점은 지도 평면상에 존재하기 때문에 그 Z좌표는 0이다. 또한 시점은 정의 Z좌표를 가진다.

다음으로 연산처리장치(4)는 시점좌표로의 변환행렬을 다음 식(1)에 나타낸 3×3의 행렬식으로 산출한다(스탭S104).

단, 상기 식(1)에 있어서 시점을 pv(xv, yv, zv)로 하고 주시점을 Pf(xf, yf, zf)로 했을때,

으로한다.

다음으로 연산처리장치(4)는 상기 식(1)을 이용해서 각 지도유니트의 4개의 고지점의 지점좌표[x, y, z]을 연산함과 동시에 하기 식(2)을 사용해사ㅓ 투시변환을 실시한다(스텝S105).

[x', y']=[(x/z)dist, (y/z)dist] … (2)

또한, 상기 식(2)에 있어서 [x',y']는 화면중심이 좌표의 원점으로 되어 있다. 또한 상기식(2)의 dist는 시점으로부터의 깊이를 나타낸 파라메터로 본 실시예에서는 다음은 300~1000의 범위에서 설정했다. 이와 같이 해서 제4도의 C1~C16에 나타난 바와 같이 각 지도유니트의 4개의 꼭지점의 죄표에 대해 시점·투시변환을 실시하고 제5도에 나타낸 바와 같은 C1'~C16'을 구한다.

또한 항법장치에서는 지도배경뿐만 아니라 여러가지의 문자기호정보를 표시할 필요가 있다. 표시하는 문자기호정보로서는 교차점, 도로, 시이름 들의 문자열을 풍선 형 표지판으로 표현한 것 등이 있다. 또한 이후의 설명에서는 이들 표시해야 할 문자기호정보를 총칭해서 마크로 부르기로 한다.

통상, 지도상에 펴시하는 마크는 제8(a)도에 나타낸 바와 같은 마크좌표 테이블과, 제8(b)도에 나타낸 바와 같은 마크 형상 테이블을 이용해서 생성된다. 지도유니트마다 설정되는 마크좌표 테이블은 그 지도범위에 존재하는 마크의 좌표(경, 위도)와, 미크의 종별번호를 기록한 것이고, 예를들면 일본전국을 커버할 경우에는 그 데이터크기와 데이터 작성 공정수는 방대한 것이 된다. 한편, 종별마다 표시해야할 마크형상데이터를 기억하는 마크형상 테이블은 전체 유니트에 공통이고, 걱 유니트마다 형상데이터까지 기록하기 보다는 데이터 양을 작게할 수 있기 때문에 마크좌표 테이블과는 별도로 준비하는 것이 일반적이다. 또한, 통상 이 마크 형상 테이븐의 크기와 작성공정수는 마크좌표 테이블과 비교하면 상당히 작다. 그래서 스텝 S105 에서는 표시하는 마크의 지도 내에서의 좌표를 상기 식(1) 및 (2)에 의거해 좌표변환한다. 또한 통상 이와 같은 마크의 표시위치는 각 지도의 4개 꼭지점내의 하나를 원점으로 한 좌표를 가지고 있기 때문에 그 원점에 각 마크의 좌표를 부가함으로써 지도배경상 마크를 표시할 수 있다.

또한, 지도상에 표시하는 마크로서는 2차원 모델뿐만 아니라 제8(c)도에 나타낸 바와 같은 3차원 형상의 것이라도 좋다. 이 경우 스텝 S105에서 각 지도 유니트의 4개의 꼭지점과 각 마크의 표시위치를 좌표변환을 실시함과 동시에 각 마크의 3D형상을 예를 들면 제 8(c)도와 같은 3D마크형상 테이블로부터 얻고 이 마크 형상을 구성하는 각 점의 좌표변환을 실시한다. 3D마크형상 테이블은 2차원의 마크형상 테이블의 형상을 자동적으로 또는 수작업으로 3차원 데이터로 변환해서 작성한다.

또한 통상의 마크형상은 마크를 구성하는 점열의 패턴을 기록하는 것으로 3D마크형상은 구성하는 점의 수와 각각의 3차원 좌표를 기록하는 것이지만 제8(c)도에서는 알기 쉽게 하기 위해서 형상의 이미지 그 자체를 나타내고 있다.

다음으로 연산처리장치(4)는 각 지도유니트를 좌표변환된 4개의 꼭지점의 좌표에 따라 변형한다.(스텝 S106). 변형의 방법은 선형삽입이나 그 밖의 방법이라도 좋다. 9장의 지도유니트를 변형하고 제5도의 그리드(grid)에 매핑함으로써 일시적으로 지도의 표시내용 전체에 대해 시점·투시변환을 실시하는 효과가 얻어진다.

다음으로 연산처리장치(4)는 스텝 S106에서 매핑한 지도배경상 문자열·기호 등의 마크를 매핑한다(스텝 S107). 이 경우 각 마크를 스텝S105에서 변환한 좌표에 따라 그대로 표시하면 마크의 표시위치와 지도배경상의 대상물과의 위치 어긋남이 막생한다. 이것은 스텝 S105 및 S106에 나타낸 바와 같이 지도배경의 4개의 꼭지점의 좌표만을 시점·투시변환하고 그 내부영역에 관해서는 선형삽입 등의 수법에 의해 변형되어 있기 때문에 지도유니트의 중앙에 근접함에 따라 지도내의 도로 등의 좌표가 정확하게 3차원 좌표변환한 것으로 부터 미묘하게 벗어나기 때문이다. 이 때문에 스텝S105에 있어서 정확하게 3차원 변환한 마크좌표와 스텝(S106에서 변형한 지도배경내의 도로 등과의 위치관계가 벗어나고, 특히 시점의 이동에 따른 지도의 회전시에는 마크가 본래 있어야 할 위치의 주면에 타원을 그리면서 벗어나게 된다.

전술한 문제점이 대응하기 위해 마크의 표시위치가 매핑된 지도배경상의 대상물과 일치하도록 다음의 식(3)에 따라 좌표의 보정을 실시한다.

또한, 제6도는 지도유니트내의 마크 P의 위치와 시선방향을 나타낸 도면이다. 이 제6도에 있어서 Xmas, Ymas는 각각 지도유니트내의 x좌표, y좌표의 최대값, c(Xh, Yh)는 유니트의 중심이다. 또한, 상기 식(3)에 있어서 vrx, vry는 각각 Xh, Yh로부터 x-Xh, y-Yh의 절대값을 빼고 정수 v(패스에 의해 결정되는 예를들면 0.12)를 곱한 것으로 정수이다.

그리고 상기 식(3)에서 얻어진 dx, dy를 좌표변환후의 x',y'에 각각 가산함으로써 좌표의 보정을 할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 이렇게 해서 표시하는 마크를 주시점 위치로부터의 거리에 따라 크기를 바꾸어 표시함으로써 표시지도의 입체감을 강조한다. 시점좌표변환의 z좌표응 시점으로부터의 거리이기 때문에 예를들면 다음식(4)에 의해 마크의 확대율 E를 산출한다.

E=(A/Z)+1.0 …(4)

또한, 상기 식(4)에 있어서 A는 확대율을 조정하기 위한 정수이다. 다음으로 각 마크를 E배로 확대해서 지도상에 표시한다.

또한, 이와 같이 3차원 변환한 지도배경상에 마크를 표시한 경우에는 마크가 진행방향의 도로를 숨김으로써 시계가 방해받을 가능성이 있다. 그래서 본 실시예에서는 3차원 표시한 지도상의 마크를 주시점 위치의 좌우로 나누고 화면중앙 부근의 도로를 숨기지 않게 함으로써 표지지도상에서는 진행방향 전방을 볼 수 있도록 하고 있다. 투시좌표 변환후의 y좌표는 절대값이 표시화면의 중앙으로부터의 좌우방향의 거리를 나타내고, 부호가 화면의 우측인지, 좌측인지를 나타내고 있다. 본 실시예에서는 부호가 정일 때는 화면의 우측이고, 부일 때는 좌측이다. 이 부호에 따라 예를들면 제7a, 7b도와 같은 말풍선 좌우의 형상을 선택하거나 또는 3차원 마크의 경우에는 좌표변환하는 시점위치를 좌우로 이동하는 등의 처리후, 지도배경상에 매핑한다.

또한, 위치검출장치(1)에서 산출한 차량현재 위치가 읽어 들인 지도데이터상에 존재할 경우는 차량현재마크를 지도배경상에 매핑한다.

다음으로 연산처리장치(4)는 제5도에 나타낸 파선의 표시영역을 클리핑하고(스텝S108), 제5도의 파선내의 표시영역을 출력장치(7)에 표시시킨다. (스텝S109). 이것에 의해 임의의 위치의 지도를 임의의 범위에서 3차원 표시할 수 있다.

다음으로 연산처리장치(4)는 시점 또는 주시점을 변경할 것인지 아닌지를 판단하고(스텝 S110). 변경할 경우에는 스텝 S103으로 돌아가고, 스텝 S109까지의 처리를 반복한다.

지도의 시점 또는 주시점을 변경한다는 것은 차량이 이동해서 차량현재 위치가 변한 경우이거나, 또는 입력장치(2)를 통한 조작자의 입력조작에 의해 지도를 스크롤시킨 경우에 해당한다. 어떤 경우라도 주시점 위치를 중심으로 하여 지도를 표시하게 된다. 단, 후자의 경우에는 차량현재위치와 화면중심이 다르기때문에 차량이 현재위치 방향을 나타낸 현대위치표시마크를 화면 중심에 표시한다. 제27도에 현재위치 마크 및 현재위치 지시마크의 예를 나타낸다. 이에 따라 지도스크롤중, 특히 차량현재위치가 지도의 표시범위외에 있는 경우에 있어서도 표시되어 있는 지도와 차량현재지와의 관계를 용이하게 파악할 수 있다.

또한, 연산처리장치(4)는 표시범위를 변경할지 안할지를 판단하고(스텝 S111), 표시범위를 변경할 때 스텝 S101로 돌아가고, 스텝 S109까지 처리를 반복한다.

이상과 같이 지도유니트의 4개의 꼭지점에 대해서만 3차원 좌표변환을 실시하고, 그 변환좌표에 대해서 지도를 변형해서 매핑함으로써 적은 계산량으로 3차원 지도표시를 실시할 수 있다. 또한 시점을 주시점의 후방상공으로 설정함으로써 진행방향의 지도를 넓게 표시할 수 있다.

또한, 3차원 변환된 지도상에 표시하는 문자기억정보의 좌표를 삽입해서 매핑함으로써 지도의 회전시 등에도 위화감 없이 문자기호정보를 표시할 수 있다.

또한, 3차원 표시된 지도상의 지명과 미크의 크기를 주시점위치로부터의 거리에 따라 변화시킴으로써 지도의 입체감을 강조할 수 있음과 동시에 멀리 있는 마크는 한눈에 쉽게 보이게 되고 한쪽에 가까운 마크에 대해서는 상세한 표시를 하는 이점도 있다.

또한, 지명, 교차점 명칭 등의 표지판 및 그밖의 마크를 주시점 위치의 좌우로 나누어 표시함으로써 표시함으로써 표시지도상에서의 진행방향의 시계를 방해하지 않고 조작자에게 문자기호정보를 제시할 수 있다.

또한, 비교적 사이즈가 작은 마크형상을 기술하는 테이블만을 3차원 표시용으로 작성함으로써, 3차원 표시한 지도상에 3차원마크를 표시하는 것이 가능하게 되고 표시지도의 실용성이 크게 향상한다.

또한, 상기 실시예 1에서는 표시할 마크로서 2차원 및 3차원의 정지화면을 사용햇지만 애니메이션 등에 의한 동화상을 사용해도 좋다.

또한, 확대율의 산출시에 시점좌표 변환후의 시점으로부터의 거리인 Z를 사용하였지만 동일한 효과를 초래한다면 이것에 국한되지 않는다. 예를들면 Z대신에 투시변환후의 y'를 사용해도 정수를 바꿈으로써 같은 효과를 얻을 수 있다.

또한, 각 마크의 좌우판정에 투시좌표 변환후의 y'부호를 이용했지만, 같은 효과를 초래한다면 이것에 국한되지 않는다. 예를들면 y'의 부호대신에 시점좌표 변환후의y의 부호를 사용해도 같은 효과를 얻을 수 있다.

또한, 각 마크형상을 구성하는 각 점의 좌표변환을 실시했지만 각 마크의 표시위치만을 좌표변환하고, 3차원 형상데이터는 변환하지 않고 표시해도 좋다.

또한, 입력장치(2)로서 FM다중수신기와 같은 교통정보를 취득할 수 있는 장치를 구비하고, 취득한 교통정보를 3차원 변환한 지도상에 중첩해서 표시하도록 해도 좋다. 그체적으로는 우선 입력장치(2)로부터 교통정보를 취득하여, 지도상에 중첩해서 표시할 수 있도록 정체정보와 규제정보의 좌표를 표시지도의 좌표에 정합시킨다. 이것은 교통정보의 포맷으로 정의된 좌표의 기준을 지도유니트내의 좌표값으로 변환함으로써 실시할 수 있다. 또한 정체정보는 도로에 수반하는 속성이 있기 때문에 각정체정보가 종속하는 도로를 표시용의 지도로부터 선택할 수 있다. 이것도 교통정보의 포맷에 의해 그 방법은 여러 가지지이지만 일반적으로 위도·경도의 정보로부터 도로를 파악할 수 있다. 다음으로 파악된 도로의 백터데이터를 지도유니트의 4개의 꼭지점의 좌표와 동시에 좌표변환을 실시한다. 이때 각 도로백터의 시점·종점의 좌표값은 마크좌표와 같이 보정을 필요로 한다. 본 실시예에서는 정체되어 있는 도로를 명확하게 표시하기 위해서 정체되어 있는 도로백터를 폭을 가한 후, 조금 띄워 표시한다. 그래서 각 도로벡터의 z좌표를 소정값(예를들면 20m)으로 설정한 후에 좌표변환을 실시하는 것으로 한다. 한편, 통행금지 등의 규제정보는 지점에 종속하는 정보이기 때문에 전술한 마크와 완전히 동일한 처리로 3D의 규정정보마크를 표시할 수 있다. 이 표시예를 제14도에 나태낸다. 제14도에 있어서 a는 정체구간을 나타내고, b는 통행금지를 나타낸 규제정보마크이다. 이와 같은 표시를 실시함으로써 3차원 표시지도에 있어서 정체정보가 교통규제를 알기 쉽게 표시할 수 있다.

또한, 입력장치에 압전소자를 조합하여 스위치를 누르는 강도에 대응한 전기신호가 입력장치에 입력되도록 구성하고 이 전기신호에 따라 스크롤의 속도를 조정할 수 있도록 해도 좋다. 이에 따라 스위치를 누르는 강도에 대응해서 스크롤의 속도를 미세조정할 수 있게 되고 세분한 스크롤에 대해서도 용이하게 실시할 수 있다.

[실시예 2]

다음에, 본 발명의 실시예 2에 관한 차량장착용 항법장치에 대해서 설명한다. 이 실시예 2의 차량장착용 항법장치의 기본구성은 제1도에 나타내는 실시예 1와 동일하다. 즉, 실시예 2는 제1도의 ROM(3)에 기억되어 있는 프로그램이 실시예 1와 다르다. 따라서 이하에는 제1도를 원용하여 실시예 2를 설명하기로 한다.

실시예 2는 실시예 1에 기술한 바와 같은 3차원 표시한 지도상에 있어서 출발지점에서 목적지점까지의 경로를 간단하게 설정할 수 있고, 또 설정한 경로를 조작자에게 알기 쉽게 제시하는 것을 주된 특징으로 하고 있다.

제9도~제13도는 본 발명의 실시예 2에 있어서의 처리과정을 기술한 프로우챠트이다. 이하에는 이플로우챠트에 따라서 실시예 2의 처리내용을 설명한다.

우선, 연산처리장치(4)는 지도표시루틴을 불러낸다. (제9도의 스텝 S201). 또한, 지도표시루틴의 처리과정은 제10도의 프로우챠트에 나타내는 바와 같다. 또한, 제10도의 스텝 S301에서 스텝 S311에서 스텝S311까지의 처리는 실시예 1에 나타낸 제 제2스텝S101에서 스텝S111까지의 처리에 대응하고 있으며, 각각 동일한 처리를 실시한다.

다음에, 연산처리장치(4)는 경로를 설정하는지 안 하는지의 판단을 실시한다. (제9도의 스텝S202). 경로를 설정하지 않는 경우에는 스텝S201로 되돌아가 지도의 표시를 실시한다. 경로를 설정하는 경우에는 스텝S203으로 나아가 경로설정루틴을 불러낸다.

제11도에 경로설정루틴의 처리과정을 나타낸다. 경로설정루틴은 지도를 스크롤 또는 회전시켜 표시하면서 출발지점에서 목적지점까지의 경로를 설정한다.

제11도의 경로설정루틴은 우선 입력장치(2)에서 주시점 위치가 지정되고, 그 부근의 지도가 출력장치(7)에 표시된다(스텝S401). 다음에 지도의 주시점 근방의 도로가 선택된다(스텝S402). 이것은 주시점에서 주변 도로에 수직선을 내려, 그 거리가 가장 가까운 도로를 선택할 수 있다. 이 처리는 주시점을 갱신할 (지도를 스크롤시킬)때마다 실시하는 것으로, 연속한 도로를 선택할 수 있다. 또한, 경로의 출발지점은 스텝S402에서 최초로 선택한 지점으로 한다.

다음에, 연산처리장치(4)는 주시점이 목적지에 도달했는지 안했는지를 조작 스위치(입력장치(2)내에 포함되어 있음)에 의한 압력에 의해 판정한다(스텝S403). 아직 목적지에 도달하고 있지 않은 때에는 스텝S401,로 천이한다. 한편, 주시점이 목적지인 경우에는 제9도의 스텝S204로 천이하고, 스텝S203에서 설정한 경로의 표시를 실시하는지 안하는지를 판단한다. 경로의 표시를 실시하는 경우에는 스텝S205로 나아가 경로표시루틴을 불러낸다. 경로의 표시를 실시하지 않는 경우에는 스텝S206으로 나아가고, 경로 안내를 실시하는지 안 하는지를 판단한다.

제12도에 경로 표시루틴의 처리과정을 나타낸다. 이 경로표시루틴은 제9도의 스텝S201에서 설정한 경로를 출발지점에서 목적지점까지 따라가면서 지도를 자동적으로 스크롤 또는 회전시켜 조작자에게 제시한다.

우선, 연산처리장치(4)는 경로의 출발지점의 좌표를 출력한다 (스텝S501). 다음에 연산처리장치(4)는 스텝S501에서 출력한 출발지점을 주시점으로 하고, 3차원 지도를 출력장치(7)에 표시시킨다(스텝S502). 그리고 연산처리장치(4)는 스텝S501로 되돌아가서 경로상을 일정거리 나아간 지점을 새로운 주시점으로 하여, 스텝S502에서 다시 지도를 표시시킨다.

연산처리장치(4)는 상기 스텝S502의 처리를 스텝S503에 있어서 목적지점이라고 판단되기 까지 반복하는 것에 의해 지도를 자동적으로 스크롤하면서 출발지점에서 목적지점까지의 경로를 조작자에게 제시한다.

다음에 스텝S502에서는 스텝S203에사 설정한 경로에 따라 경로안내를 하는지 안 하는디를 판단한다. 경로안내를 하지 않는 경우에는 스텝S201로 되돌아가 지도의 표시를 실시한다. 반대로 경로안내를 실시하는 경우에는 스텝S207로 나아가 경로안내루틴을 불러낸다.

제13도에 경로루틴의 처리과정을 나태낸다. 이 경로안내루틴은 스텝S203에서 설정한 경로에 따라 조작자에게 경로안내를 한다.

우선, 스텝S701에서는 이미 경로가 산출되어 있는지 안되어 있는지를 판단한다. 경로가 산출되어 있지 않은 경우에는 스텝S702에 있어서 「설정된 경로가 없습니다 」등의 메세지가 출력한다. 또한, 경로가 산출되어 있는 경우에는 스텝S703으로 나아간다. 스텝S703에서는 동화상 안내화면구성처리를 한다. 화면의 구성은 다음에 방향을 바꾸어야 하는 교차지점과 교차지점까지의 거리, 둘다 표시되는 교차점 확대도면상에 화살표 등의 그래픽에 의한 동화상을 생성하는 것에 의해 실시된다. 제29도에 생성되는 동화상 안내화면의 일례를 나타낸다. 다음에 스텝S704에서는 스텝S703에서 생성된 화면데이터를 동화상 표시한다.

이상과 같은 처리에 의해 조작자는 실제로 운전하는 것과 같은 감각으로 조작 스위치를 조작하는 것에 의해 출발점에서 목적지점까지의 경로를 간단하게 설정할 수 있다. 또한, 설정한 경로에 따라서, 동화상을 사용하여 교차점에 있어서의 우, 좌회전정보를 표시하는 것에 의해 사용자에게 실제의 차량 움직임을 연상시키고, 교차점에 있어서의 진행방향을 용이하게 파악할 수 있다.

또한, 상기 실시예 2에서는 처리개시시의 주시점을 경로의 출발지로하고 있지만, 임의의 주시점을 출발지로 설정하는 처리를 추가해도 좋다.

또한, 본 실시예의 경로안내처리에서는 다음에 방향을 바꾸어야 하는 교차점에 대한 동화상 정보를 생성하도록 하고 있지만, 사용자에 의해 선택된 임의의 경로상의 교차점의 정보를 동화상으로 생성하도록 해도 좋다.

또한, 본 실시예의 경로안내처리에서는 교차점 확대도면상에 안내방향의 화살표를 동화상표시하려고 했지만, 화살표 대신에 선도차량이 안내방향으로 이동하는 모습을 동화상표시하도록 해도 좋다.

또한, 전방경로전체의 교차점에 관한 정보를 순차 생성표시하는 것에 의해 미리 사용자에게 전체 경로상의 교차점 이미지를 주도록 해도 좋다.

또한, 상기 실시예 2에서는 3차원지도표시처리를 하는 동안 시점을 주시점의 후방 상공에 고정했지만, 사용자의 조작이나 자동에 의해 시점좌표를 변화시켜도 무방하다.

또한, 상기 실시예 2에서는 출발지점에서 목적지점까지의 경로를 조작자가 지도를 회전, 스크롤시켜 도로를 따라 가는 것에 의해 설정하는 것으로 했지만, 조작자가 목적지 부근의 지도를 표시하고, 표시한 지도상에 목적지 마크를 설정하는 것에 의해 출발지점에서 목적지까지의 최적경로를 다이크스트아법(Disktra method)등에 의해 자동적으로 구하는 것이어도 좋다. 또한, 목적지의 설정방법은 전화번호부나 키워드에 의해 지도 데이터 베이스에서 목적지점을 자동적으로 검색하는 것이어도 좋다.

또한, 상기 실시예 2에서는 설정한 경로를 따라 가면서 출발지점에서 목적지점까지의 지도를 자동적으로 스크롤하는 것으로 했지만, 출발지점에서 목적지점까지의 진석적으로 스크롤하는 것에 의해 경로의 개략을 조작자에게 제시하는 것이어도 좋다.

[실시예 3]

다음에, 본 발명의 실시예 3에 관한 차량장착용 항법장치에 대해서 설명한다. 이 실시예 3의 차량장착용 항법장치의 기본구성은 제1도에 나타내는 실시예 1와 동일한다. 즉 실시예 3는 제1도의 ROM(3)에 기억되어 있는 프로그램이 실시예 1와 다르다. 따라서 이하에는 제1도를 원용하여 실시예 3를 설명하는 것으로 한다.

실시예 3는 지도 유니트을 세분 블럭으로 분할하고, 이 각 세분 블럭의 4꼭지점에 대해서 표고치를 할당하여 3차원 좌표변환하고, 변환한 좌표상에 상기 세분 블럭을 변형하여 미핑하는 것에 의해 평면지도와 표고치만을 사용한 간단한 처리로 지형을 입체적으로 표시하는 것을 주된 특징으로 하고 있다.

제15도는 본 발명의 실시예 3에 있어서 처리과정을 기술한 플로우챠트이다. 이하에는 이 플로우챠트에 따라서 실시예 3의 처리내용을 설명한다.

우선, 연산처리장치(4)는 입력장치(2)를 통한 조작자의 조작 또는 위치 산출장치(2)에서 구한 차량의 현재위치에 기초하여, 표시하는 지도의 범위와 축적을 입력한다(스텝S601).

다음에, 연산처리장치(4)는 스텝601에서 결정한 범위에 해당하는 지도를 지도검색장치(6)를 사용하여 검색하고, 해당하는 지도 데이터를 지도기억장치(5)에서 판독한다(스텝S602). 또한 지도 데이터는 실시예 1에 기술한 바와 같이 소정의 범위마나 유니트으로 분할 되어 있으며, 또 상세도가 다른 복수의 계층(축척)으로 구성되어 있다. 따라서 임의의 지점을 중심으로 임의의 범위의 지도를 표시하기 위해서는 해당하는 축척으로 표시중심을 포함하는 지도 유니트와 그 주변에 인접하는 8장의 지도 유니트을 판독할 필요가 있다. 판독한 각 지도 유니트은 제16도에 나타내는 바와 같이 경도, 위도방향으로 각각8분할되고, 1유니트마다 합계64의 세분블럭으로 나누어진다. 다음에 분할한 세분 블럭의 각 꼭지점에 대해서 각각 해당하는 지점의 표고치를 할당한다. 그리고 이9장의 지도 유니트은 제17(a)도에 나나내는 바와 같이 배치되고, 이 좌상을 원점, 경도방양을 x축, 위도방향을 y축, 표고치 방향을 z축으로 하고, 각 지도 유니트의 각 세분블럭의 꼭지점을 P(x,y,z)로 나태낸다. 제17(a)도는 이 9장의 지도 유니트 가운데, 중심의 지도유니트을 뽑아 나나낸 것이다.

다음에, 연산처리장치(4)는 시점Pv(xv,yv,zv)와 주시점Pf(xf,yf,zf)를 입력한다(스텝S603). 다음에 연산처리장치(4)는 월드 좌표계에서 시점좌표계로의 변환행렬을 상기 식(1)의 3×3의 행렬식으로 산출한다(스텝S604). 다음에 연산처리장치(4)는 식(1)에 따라 지도 유니트의 각세분 블럭의 꼭지점에 관해서 그 시점좌표[x,y,z]로의 변환을 하며, 또 상기한 식(2)에 따라서 투시변환을 실시한다(스텝S605). 또한, 식(2)에 있어서, [x',y']은 화면중심이 좌표의 원점이 되고 있다. 또한, 식(2)의 dist는 시점으로부터의 깊이를 나타내며 실시예에서는 이번에는 300~1000의 범위로 설정했다. 제18도는 제17(b)도의 지도 유니트의 각 세분 블럭의 꼭지점에 대해서 전술한 바와 같은 좌표변환을 실시한 결과이다.

다음에, 연산처리장치(4)는 지도배경을 제19도에 나타낸 바와 같이 8×8의 세분블럭으로 분할한다(스텝S606).이렇게 해서 분할한 세분 블럭은 후술하는 스텝S608에 있어서 테스크쳐 매핑에 사용한다.

다음, 연산처리장치(4)는 스텝S606에서 분할한 세분 블럭을 표시하는 순서를 판정한다(스텝S607). 이것은 설정한 시점위치에서는 보이지 않는 면을 숨기는 순겨진 면처리를 시리하기 위해서이다. 통상, 숨겨진 면처리는 묘사하는 모든 면을 시점에서부터 먼 순서로 정열하고, 먼 것에서부터 가까운 것의 순서로 겉에 써서 표시하는 것에 의해 실현하는 것이 많다. 그런데 이와 같은 수법에서는 입체도형의 분해능을 상승시키려고 표시하는 면의 수를 증가함에 따라서 정열에 드는 시간이 증가해 버리기 때문에 간단하고 쉽게 숨겨진 면처리를 실시하는 것으로 묘사처리에 대한 부하를 저감한다. 그래서 이 간단하고 쉬운 굼겨진 면처리에 대해서 상세하게 설명한다. 우선 스텝S602에서 판독한 9장의 지도 유니트에 관해서, 그 출력범위를 결정하는 4개의 꼭지점을 시점 변환한다. 여기서 판독범위를 결정하는 4개의 꼭지점이란 판독한 9장의 지도 유니트을 제4도와 같이 배치한 경우, C1,C4,C13,C16에 해당하는 4개의 점을 말한다. 또한, 이 경우 이4꼭지점의 Z좌표에는 0을 설정한다. 다음에 투시변환을 실시한 이4개의 꼭지점에 관해서 시점에서부터 먼 순서를 정열을 실시한다. 그리고 정열을 실시한 결과, 시점에서부터 면 순서롤 정열을 실시한다. 그리고 정열을 실시한 결과, 시점에서 가장 먼 점을 A, 두번째로 먼 점을 B로 한다. 또 제21도에 나타내는 바와 같이 점A에서 점B를 행하여 주사방향을 결정한다. 그리고 후술하는 바와 같이 묘사할 때에는 이 주사방향에 각 세분 블력을 차례로 겹쳐 그려가는 것에 의해 숨겨진 면처리를 실시한다.

다음에 연산처리장치(4)는 스텝S605에서 투시변환한 좌표에 대해서 스텝S606에서 분할한 지도배경의 세분 블럭을 스텝S607에서 결정한 순서에 따라서 매핑한다(스텝S608). 이것에는 우선 스텝S606에서 분할한 지도 배경의 세분 블럭을 스텝605에서 투시변환한 좌표에 따라서 변형한다. 변형 방법은 선형삽입, 또는 그 밖의 방법도 무방하다. 그리고 변형한 각 세분 블럭을 스텝S607에서 결정한 묘사순서에 따라서 차례로 겹쳐 그린다. 이와 같이 하여 세분 블럭으로 분할한 지도배경을 표고치 데이터에 기초하여 투시변환한 좌표에 대해서 매핑한 결과를 제20도에 나타낸다.

다음에 연산처리장치(4)는 상기한 바와 같이 하여 텍스쳐 매핑한 화상을 클리핑하고(스탭S609), 묘사 윈도우내의 영역을 출력장치(7)에 표시시킨다(스텝S601).다음에 연산처리장치(4)는 시점 또는 주시점을 변경하는지 안하는지를 판단하고(스텝S611), 변경하는 경우에는 스텝S603으로 되돌리고, 스텝S601 까지의 처리를 반복한다. 한편, 시점 또는 주시점을 변경하지 않는 경우 연산처리장치(4)는 표시범위를 변경하는지 안하는지를 판독하고(스텝S610), 표시범위를 변경할 때에는 스텝S601로 되돌아가며, 스텝S610까지의 처리를 반복한다.

이상 서술한 바와같이 실시예 3에 의하면 평면지도와 표고치 데이터만을 사용한 간단한 처리에 의헤 지형의 기복을 입체적으로 표현한 지도표시를 실시할 수 있다.

다만, 일반적으로는 도로는 지도 데이터상에서 실선으로 표현되고, 그 각 도로중에 있어서의 터널구간을 제24도에 나타내는 바와 같은 파선으로 표현하는 일이 많기 때문에 이와 같은 지도 데이터를 그대로 텍스처로 매핑한 경우 산악부에 터널이 통과하고 있는 부분은 산등성이를 따라 파선이 표시되는 것과 같은 부자연스러운 표시가 된다. 그래서 이와 같은 지도배경을 텍스처로 스텝S608에 나타내는 바와 같이 매핑하는 경우에는 각 지도유니트의 도로망 중에서 터널에 상당하는 구간을 추출하고, 제거한 후에 매팅하도록 하면 좋다. 구체적으로는 지도 데이터가 비트맵이나 항공사진과 같은 화상 데이터의 경우는 템플릿조회(template matching)등의 화상처리수법을 사용하는 것에 의해 파선부분을 추출할 수 있다. 또한, 지도 데이터가 도로종별과 도로의 접속정보 등의 벡터데이터를 포함하고 있는 경우에는 터널 구간을 직접 추출할 수 있다. 그리고 추출한 터널구간에 대해서는 배경색을 붙이는 등의 수법에 의해 제거한다. 이와 같이 하여 제24도에 나타내는 지도배경으로부터 터널구간을 소거한 후, 텍스처로 매핑한 결과를 제25도에 나타낸다.

또한, 출발지점에서 목적지점까지의 경로를 설정하는 경우에는 실시예 2에 나타내는 바와 같은 방법에 의해 지형이 입체적으로 표시된 지도상을 실제로 운전하는 감각으로 지도를 회전 또는 스크롤하면서 실시할 수 있다. 또한 이와같이 하여 경로를 설정할 때에 각 도로를 구성하는 점열의 시점 좌표계에서의 3차원 좌표를 기억해두고, 최종적으로 모든 경로가 결정된 시점에서 기억되어 있는 점열에 대해서 표시하는 도로의 색 및 선폭을 변경하여 표시하는 것에 의해 제22도에 나타내는 바와 같이 지형을 입체적으로 표시한 지도상에 경로를 표시할 수 있다. 동시에 설정한 경로에서의 출발지점으로부터의 거리를 x축, 표고치를 y축으로 하고, 제23도에 나타내는 바와 같은 경로단면도를 표시한다. 이것은 상기한 바와 같이 기억한 경로를 구성하는 점열의 3차원 좌표를 제23도에 다타내는 2차원 좌표에 전개하는것에 의해 용이하게 실현할 수 있다.

또한, 시점좌표로서 GPS위성의 위치를 입력하면 GPS위성에서 본 지형표시를 실시할 수 있다. GPS위성에서 송신되는 전파에는 위성의 궤도상의 위치를 나타내는 궤도신호와, 신호발생시의 시각을 나태내는 신호가 포함되어 있다. 따라서 이 궤도신호로부터 GPS위성의 위치를 검출하고, 시점좌표로 입력한다. 동시에 산출된 차량 현재위치를 주시점 좌표로 입력한다. 이 때 GPS로부터의 전파를 수신할 수 없는 경우에는 다른 센서에서 검출된 차량위치를 주시점 좌표로 입력하는 것으로 한다. 이렇게 입력된 시점 좌표와 주시점 좌표에 지초하여 상기한 바와 같은 지형표시를 실시하고, 동시에 차량의 현재위치를 지도상에 표시한다. 그 결과 제26도에 나타내는 바와 같이 차량 위치를 지도상에 표시할 수 있는 경우, 즉 GPS위성에서 차량을 바라볼 수 있는 경우에는 GPS위성으로부터의 전파를 수신하기 쉬운 상태에 있다고 판단할 수 있다. 반대로, 차량 위치가 터널 구간상에 표시되는 바와 같은 경우나 산그림자에 가려져 표시할 수 없는 경우, 즉 GPS위성에서 차량을 볼 수 없는 경우에는 GPS위성에서 나오는 전파의 수신상태가 좋지 않다고 판단할 수 있다. 이와 같이 GPS위성의 위치를 시점으로서 지형을 입체적으로 표시하고, 동시에 차량위치를 지도상에 표시하는 것에 의해 GPS위성으로부터의 전파의 수신상황을 운전자에게 시각적으로 전해줄 수 있다.

또한, 지도의 축척은 작은 경우에는 1장의 지도가 커버하는 범위가 넓기 때문에 지형을 입체적으로 표시하면, 산이나 계곡 등의 기복의 변화가 표현되어 사실성이 있는 지도 표시를 실시할 수 있다. 한편, 축척이 큰 지도의 경우 1장의 지도가 커버하는 범위가 좁기 때문에 지형의 기복을 입체적으로 표현하는 점에 있어서는 그 효과가 작고, 또 산악지역 등은 오히려 잘 보이지 않는 지도가 되어 버린다. 그래서 표시하는 지도의 계층간에서 좌표변환에 사용하는 표고치 데이터의 척도를 가변으로 하고, 지형의 기복의 정도를 조정할수 있도록 해도 좋다.

또한, 상기 실시예 3에서는 1장의 지도 유니트을 8×8블럭으로 분할하고, 이 64블럭의 각 꼭지점에 대해서 표고치을 할당했지만, 이 분할수는 준비할 수 있는 표고치 데이터의 분해능에 따라서 설정해도 좋다.

또한, 상기 실시예 3에서는 텍스처로 지도 데이터를 매핑했지만, 항공사진 등의 화상 데이터를 사용해도 좋다.

Claims

지도데이터를 기억하는 지도기억수단; 상기 지도기억수단에 기억되어 있는 지도데이터를 취득하는 지도취득수단; 상기지도취득수단에서 취득한 지도데이터로부터 바라보는 시점좌표 및 주시점좌표를 입력하는 시점입력수단; 상기 지도취득수단에서 취득한 지도데이터의 특꼭지점에 관해서 상기 시점입력수단에서 입력한 시점좌표 및 주시점 좌표에 기초하여 3차원 좌표변환을 실시하는 좌표변환수단; 상기 좌표변환수단에서 변환한 좌표에 상기 지도취득수단에서 취득한 지도데이터를 변형해서 매핑하는 매핑수단; 상기 매핑수단에서 매핑한 지도데이터를 클리핑하는 클리핑수단; 및 상기 클리핑수단에서 클리핑된 지도영역을 출력하는 출력수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량장착용 항법장치.
제1항에 있어서, 상기 좌표변환수단은 상기지도 취득수단에서 취득한 지도데이터의 특꼭지점에 관해 상기 시점입력수단에서 입력한 시점좌표 및 주시점 좌표에 기초하여 3차원 좌표변환을 실시함과 동시에 상기 지도데이터에 포함되는 소정의 마크의 기준점 좌표를 3차원 좌표변환하고, 다시 변환한 후의 지도배경과 상기 기준점 좌표와의 벗어남을 보정하여, 상기 출력수단은 지도상에 좌표의 보정을 실시한 소정의 마크를 중첩시켜 표시하는 것을 특징으로 하는 차량 장착용 항법장치.
제2항에 있어서, 상기 출력수단은 상기 시점입력수단에서 입력한 주시점위치와, 상기소정의 마크의 기준점 좌표와의 상대적인 위치관계에 기초하여 상기소정 마크의 크기를 변환시켜서 출력하는 것을 특징으로 하는 차량장착용 항법장치.
상기출력수단은 상기 시점입력수단에서 입력한 주시점위치와, 상기 소정의 마크의 기준점 좌표와의 상대적인 위치관계에 기초하여 상기소정의 마크형상 패턴을 변화시켜 출력하는 것을 특징으로 하는 차량장착용 항법장치.
제1항에 있어서, 상기 좌표변환수단은 상기 지도 취득수단에서 취득한 지도데이터에 관해서, 상기 시점입력수단에서 입력한 시점 좌표 및 주시점좌표에 기초하여 3차원 좌표변환을 실시함과 동시에 상기 지도데이터에 포함되는 3차원 형상마크를 3차원 좌표변환하는 것을 특징으로 하는 차량 장착용 항법장치.
제1항에 있어서, 임의의 지점간의 경로를 구하는 경로결정수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 차량 장착용 항법장치.
제1항에 있엇, 교통정보를 수신하고, 상기 교통정보를 지도상에 3차원적으로 중첩표시하는교통정보 표시수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 차량장착용 항법장치.
제1항에 있어서, 차량의 현재위치를 검출하는 위치산출수단을 더 구비하고, 상기 위치산출수단에 의해 검출된 차량위치를 지도상에 중첩시켜 표시하는 것을 특징으로 하는 차량장착용 항법장치.
제1항에 있어서, 표고치 데이터를 기억하는 표고치 기억수단; 상기 지도취득수단에서 취득한 지도데이터에 대응하는 표고치 데이터를 상기 표고치 기억수단에서 취득하는 표고치 취득수단; 상기지도취득수단에서 취득한 지도데이터를 세분블럭으로 분할하는 제도분할수단을 더 구비하여, 상기 좌표변환수단은 상기 표고치 취득수단에 의해 취득한 표고치 데이터를 사용해서 3차원 좌표변환을 실시하고, 상기 매핑수단은 상기 좌표변환수단으로 변환한 좌표에 상기 지도분할수단으로 분할한 세분블럭을 변형해서 매핑하고, 상기 매핑수단으로 매핑하는 세분블럭의 숨겨진 면의 처리를 실시하는 숨겨진 면 처리수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 차량 장착용 항법장치.
제9항에 있어서, 차량의 현재위치를 검출하는 위치산출수단을 더 구비하고, 상기 위치산출수단에 의해 검출한 차량위치를 지도상에 중첩시켜 표시하는 것을 특징으로하는 차량장착용 항법장치.
제9항에 있어서, 상기 숨겨진 면 처리수단은 상기 지도분할수단으로 분할한 각 세분블럭을 일정방향으로 주사하면서 겹쳐 묘사하는 것을 특징으로 하는 차량장착용 항법장치.
제11항에 있어서, 상기 숨겨진 면 처리수단은 상기 지도 취득수단에서 취득한 지도데이터의 4개의 꼭지점을 상기 변환수단으로 시점변환하고, 상기 좌표변환수단에서 시점변환한 4개의 꼭지점중, 상기 시점입력수단에서 입력한 시점에 대해 가장 먼 점에서 다음으로 먼 점을 행해 상기 좌표변환한 지도데이터를 주사해서 출력하는 것을 특징으로하는 차량장착용 항법장치.
제9항에 있어서, 임의의 지점간의 경로를 구하는 경로설정수단과, 상기 경로설정수단에서 설정한 경로상의 표고치를 단면도로서 출력하는 단면도 표시수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 차량 장착용 항법장치.
제9항에 있어서, 상기 매핑수단은 상기 지도취득수단에서 취득한 지도데이터의 터널구간을 인식하고 또한 상기 터널구간을 제거해서 매핑하는 것을 특징으로 하는 차량장착용 항법장치.
제10항에 있어서, 상기 위치산출수단은 GPS위성으로부터의 전파를 수신함으로써 차량위치를 검출하는 기능을 구비하고 있고, 상기 시점입력수단은 상기 위치산출수단에서 수신한 GPS위성의 좌표를 시점위치로서 얻는 것을 특징으로 하는 차량장착용 항법장치.
제9항에 있어서, 상기 좌표수단은 상기 지도취득수단에 취득한 지도데이터의 계층또는 상기 시점입력수단에서 입력한 시점위치에 기초하여 상기 표고치 취득수단에서 취득한 표고치의 척도를 변화시켜 좌표변환을 실시하는 것을 특징으로 하는 차량장착용 항법장치.
지도데이터를 기억하는 지도기억수단; 차량의 현재위치를 산출하는 위치산출수단; 출력지도의 스크롤을 지시하는 스크롤 지시수단; 상기 위치산출수단에 의해 산출된 차량의 현재위치 또는 상기 스크롤 지시수단에 의해 지정된 위치를 기준으로 해서 출력하는 지도의 기준위치를 결정하는 기준위치 결정수단; 출력하는 지도의 범위를 지정하는 출력범위 지정수단; 상기 위치산출수단에의해 산출된 차량의 현재위치와, 상기 기준위치결정수단에의해 결정된 출력지도의 기준위치에 기초하여 현재위치마크와 기준위치에 대한 현재위치마크의 위치관계를 나타낸 현재위치지시마크를 생성하는 마크생성수단; 상기기준위치 결정수단에 의해 결정된 출력지도의 기준위치와 상기 출력범위 지정수단에 의해 지정된 지도의 출력범위에 기초하여, 상기 지도기억수단으로부터 대응하는 범위의 지도데이터를 출력하고, 마크생성수단에 의해 생성된 현재위치마크 및 현재위치 지시마크와 함께 출력화면을 생성하는 출력화면 생성수단; 및 상기 출력화면 생성수단에 의해 생성된 화면을 출력하는 출력수단을 구비하는것을 특징으로 하는 차량장착용 항법장치.
지도데이터를 기억하는 지도기억수단; 차량의 현재위치를 산출하는 위치산출수단; 출력지도의 스크롤을 지시하는 스크롤 지시수단; 상기 위치산출수단에 의해 산출된 차량의 현재위치를 기준으로 하여 출력하는 지도의 기준위치를 결정하는 기준위치 결정수단; 출력하는 지도의 범위를 지정하는 출력범위 지정수단; 상기위치산출수단에 의해 산출된 차량의 현재위치에 기초하여 현재 위치마크를 생성하는 마크생성수단; 상기 지도기억수단으로부터 필요한 지도데이터를 출력해서 2점간의 경로를 산출하는 경로탐색수단; 경로탐색수단에 의해 산출된 경로를 바탕으로 경로안내를 위한 동화상 화면을 생성하는 동화상 안내화면 생성수단; 상기 기준위치 결정수단에 의해 결정된 출력지도의 기준위치와 상기 출력범위 지정수단에 의해 지정된 지도의 출력범위에 기초하여 상기 지도기억수단으로부터 대응하는 범위의 지도데이터를 출력하고, 상기 마크생성수단에 의해 생성된 현재위치마크 및 상기 동화상 안내화면 생성수단에 의해 생성된 동화상 안내화면과 함께 출력화면을 생성하는 출력화면 생성수단; 및 상기 출력화면에 의해 생성된 화면을 출력하는 출력수단을 구비하는것을 특징으로 하는 차량장착용 항법장치.
지도데이터 기억수단에는 미리 지도데이터가 기억되어 있고, 상기 지도데이터 기억수단으로부터 지도데이터를 취득하는 제1스텝; 상기 제1스텝에서 취득한 지도데이터로부터 바라보는 시점좌표 및 주시점 좌표를 입력하는 제2스텝; 상기 제1스텝에서 취득한 지도데이터의 특꼭지점에 관해 상기 제2스텝에서 입력한 시점좌표 및 주시점좌표에 기초하여 3차원 좌표변환을 실시하는 제3스텝; 상기 제3스텝에서 변환한 좌표에 상기 제1스텝에서 취득한 지도데이터를 변형해서 매핑하는 제4스텝; 상기 제4스텝에서 매핑한 지도데이터를 클리핑하는 제5스텝; 및 상기 제5스텝에서 클리핑된 지도영역을 출력하는 제6스텝으로 이루어지는것을 특징으로 하는 차량장착용 항법장치를 위한 프로그램을 내장한 기록매체.
제19항에 있어서, 표고치 기억수단에는 미리 표고치 데이터가 기억되어 있고, 상기 제1스텝에서 취득한 지도데이터에 대응하는 표고치 데이터를 상기 표고치 기억수단으로부터 취득하는 제7스텝; 상기 지도취득수단에서 취득한 지도데이터를 세분블럭으로 분할하는 제8스텝을 더 구비하여; 상기 제3스텝을 상기 제7스텝에서 취득한 표고치 데이터를 사용해서 3차원 좌표변환을 실시하고, 상기 제4스텝은 상기 제3스텝에서 변환한 좌표에 상기 제8스텝에서 분할한 세분블럭을 변형해서 매핑하고, 상기 제4스텝에서 매핑하는 세분블럭의 숨겨진 면 처리를 실시하는 제9스텝을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기억매체.