WO2005098793A1 - 地図生成装置及びナビゲーション装置 - Google Patents

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WO2005098793A1
WO2005098793A1 PCT/JP2005/005419 JP2005005419W WO2005098793A1 WO 2005098793 A1 WO2005098793 A1 WO 2005098793A1 JP 2005005419 W JP2005005419 W JP 2005005419W WO 2005098793 A1 WO2005098793 A1 WO 2005098793A1
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information
dimensional
ground
map
dimensional ground
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PCT/JP2005/005419
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English (en)
French (fr)
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Shunichi Kumagai
Hajime Adachi
Reiji Matsumoto
Takuya Hirose
Masayoshi Suzuki
Original Assignee
Pioneer Corporation
Pioneer System Technologies Corporation
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
    • G06T17/05—Geographic models
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/38—Electronic maps specially adapted for navigation; Updating thereof
    • G01C21/3804—Creation or updating of map data
    • G01C21/3807—Creation or updating of map data characterised by the type of data
    • G01C21/3815—Road data
    • G01C21/3819—Road shape data, e.g. outline of a route
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/38—Electronic maps specially adapted for navigation; Updating thereof
    • G01C21/3863—Structures of map data
    • G01C21/3867—Geometry of map features, e.g. shape points, polygons or for simplified maps

Definitions

  • the present invention relates to a map generation device, a navigation device, a map generation method, a map generation program, and a recording medium.
  • an in-vehicle navigation device capable of displaying a map three-dimensionally.
  • the map search device converts the map data near the current position of the vehicle calculated by the position calculation device or the map data in the range of the map to be displayed specified by the input device into the map data. Read out the memory capacity. Then, the arithmetic processing unit performs perspective transformation on the four vertices of the read map data based on the viewpoint and gazing point coordinates input from the input device, maps the map data to the transformed coordinates, and performs clipping. After that, the map after the mapping is displayed on the output device (for example, see Patent Document 1 below).
  • Patent Document 1 JP-A-9138136
  • a map generation device includes a three-dimensional ground information storage unit that stores three-dimensional ground information indicating a three-dimensional shape of the ground, and the three-dimensional ground information storage unit.
  • a simple 3D ground information generating means for generating simple 3D ground information with a smaller amount of information than the 3D ground information using the 3D ground information, and a simple 3D ground information generating means generated by the simple 3D ground information generating means.
  • three-dimensional ground information Using the three-dimensional ground information, height information is added to the two-dimensional surface information that indicates the two-dimensional shape of the surface object existing on the surface of the ground, and the three-dimensional surface that indicates the three-dimensional shape of the ground object
  • Three-dimensional surface information generating means for generating object information three-dimensional ground information stored by the three-dimensional ground information storage means; and three-dimensional surface information generated by the three-dimensional surface information generating means.
  • a three-dimensional map information generating means for generating information characterized in that it comprises a.
  • a navigation device is a navigation device that stores three-dimensional ground information indicating a three-dimensional shape of the ground, and inputs point information indicating an arbitrary point.
  • the three-dimensional shape of the ground within a predetermined range including the point information input by the point information input means from the received point information input means and the three-dimensional ground information stored by the three-dimensional ground information storage means.
  • the three-dimensional ground information extraction means for extracting three-dimensional ground information indicating the three-dimensional ground information extracted by the three-dimensional ground information extraction means, and a simple three-dimensional Using the simplified 3D ground information generating means for generating ground information and the simplified 3D ground information generated by the simplified 3D ground information generating means, the surface of the ground within the range including the point information
  • a three-dimensional terrestrial object information generating means for generating three-dimensional terrestrial object information indicating the three-dimensional shape of the terrestrial object by adding height information to the two-dimensional terrestrial object information indicating the two-dimensional shape of the existing terrestrial object;
  • a three-dimensional map information generating unit that generates three-dimensional map information based on the three-dimensional ground information extracted by the three-dimensional ground information extracting unit and the three-dimensional ground object information generated by the three-dimensional ground object information generating unit
  • Map information generating means map display information generating means for generating map display information viewed from a viewpoint position corresponding to the position of the point information using the three-dimensional map information, display means having a display
  • the three-dimensional ground information input step of inputting three-dimensional ground information indicating a three-dimensional shape of the ground and the three-dimensional ground information input step Using the obtained three-dimensional ground information, a simple three-dimensional ground information generation step of generating simple three-dimensional ground information with a smaller amount of information than the three-dimensional ground information, and a simple three-dimensional ground information generation step Using the three-dimensional ground information, height information is added to the two-dimensional surface information indicating the two-dimensional shape of the surface object existing on the surface of the ground, and the three-dimensional information indicating the three-dimensional shape of the ground object is added.
  • a map generation program according to the invention of claim 13 causes a computer to execute the map generation method.
  • a computer-readable recording medium according to the invention of claim 14 records the program according to claim 13.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration of a map generation device according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a three-dimensional ground object.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a two-dimensional terrestrial object.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing road link data.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing a three-dimensional ground object existing on rectangular two-dimensional information corresponding to a generation range.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state before and after deformation of rectangular two-dimensional information.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing the divided three-dimensional rectangular data shown in FIG. 6.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of generating a two-dimensional terrestrial object using two-dimensional shape information.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of complementation of connection points of rectangular polygons.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of three-dimensional map information generated by the three-dimensional map information generating unit shown in FIG.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing another example of the three-dimensional map information generated by the three-dimensional map information generation unit shown in FIG. 1.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram showing a hardware configuration of the map generation device shown in FIG. 1.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a procedure of a three-dimensional map information generation process of the map generation device according to the first embodiment.
  • FIG. 14 is a flowchart showing a processing procedure for generating a simple three-dimensional ground object.
  • FIG. 15 is a flowchart showing a processing procedure for generating a three-dimensional terrestrial object.
  • FIG. 16 is a flowchart showing a processing procedure for generating three-dimensional map information.
  • FIG. 17 is a flowchart of a simplified three-dimensional terrestrial feature object generation processing procedure according to the second embodiment.
  • FIG. 18 is a flowchart showing a processing procedure for generating three-dimensional map information according to the third embodiment.
  • FIG. 19 is a block diagram showing a hardware configuration of a navigation device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a block diagram showing a functional configuration of a navigation device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 is a flowchart showing a navigation processing procedure by the navigation device shown in FIG. 20. Explanation of symbols
  • Embodiment 1 describes a map generation device, a map generation method, a map generation program, and a recording medium.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a functional configuration of the map generation device according to the first embodiment.
  • a map generation device 100 includes a storage unit 101, an extraction unit 103, a simple three-dimensional ground information generation unit 104, a three-dimensional surface information generation unit 105, a three-dimensional map information generation unit 106, A display unit 107 and a display control unit 108 are provided.
  • the storage unit 101 includes a three-dimensional ground information storage unit 111, a two-dimensional surface information storage unit 112, a two-dimensional shape information storage unit 113, and a thickness information storage unit 114.
  • the three-dimensional ground information storage unit 111 stores three-dimensional ground information.
  • the three-dimensional ground information is a three-dimensional object for displaying a three-dimensional image of the ground showing the three-dimensional shape of the ground on a display screen in a simulated manner.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an example of a three-dimensional ground object.
  • This third order The original ground object 200 is composed of mesh data in which a plurality of polygons 201 are connected.
  • Each vertex 202 of the polygon 201 has height information representing the height of the ground, and each polygon 201 represents the surface of the ground inclined with a horizontal plane force.
  • the two-dimensional terrestrial feature information storage unit 112 stores two-dimensional terrestrial feature information.
  • the two-dimensional terrestrial object information is a planar object (hereinafter, referred to as a “two-dimensional terrestrial object”) indicating the two-dimensional shape of the terrestrial object existing on the surface of the ground.
  • surface features include roads such as roads, sidewalks, and bridges or traffic routes including railroad tracks and railway bridges, as well as laying objects laid on the ground such as lanes, town blocks, and green spaces on these traffic routes. Can be included.
  • the term "surface features” also includes naturally formed structures such as roads and rivers formed on the surface of the ground.
  • the two-dimensional terrestrial object is a two-dimensional terrestrial object for pseudo-two-dimensionally displaying an image of the terrestrial object on a display screen.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a two-dimensional terrestrial object.
  • the two-dimensional terrestrial object 300 exists within an arbitrary range 301.
  • the two-dimensional terrestrial object 300 indicates a road object.
  • the two-dimensional ground object 300 also has position information (for example, latitude and longitude information), and the position information is associated with the three-dimensional ground object 200.
  • the two-dimensional shape information storage unit 113 stores two-dimensional shape information.
  • the two-dimensional shape information is information from which the above-described two-dimensional terrestrial feature information is generated.
  • the two-dimensional shape information is, specifically, reference line information indicating the reference line of the two-dimensional shape of the terrestrial object described above and a width indicating the width of the two-dimensional shape of the terrestrial object in a direction perpendicular to the reference line.
  • This reference line information is, for example, road link data that also has a link power with a node.
  • the node includes a shape complement point that complements the link shape in the middle of the link.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing road link data.
  • the road link data 400 exists within an arbitrary range 301.
  • road link data 400 including five nodes 401 to 405 and four links 411 to 414 is shown.
  • the width information is the width of the road.
  • the two-dimensional shape information also has position information (for example, latitude and longitude information), and the position information is associated with three-dimensional ground information.
  • thickness information storage section 114 stores thickness information.
  • the thickness information is information indicating the thickness of the two-dimensional shape of the terrestrial object in the height direction, and specifically, is data for extending the two-dimensional terrestrial object 300 in parallel in the height direction.
  • one reference value may be set for all roads, or any number of reference values may be set depending on the region. For example, in areas where the amount of ground data is large, the thickness information is made larger than the reference value, and in areas with severe undulation, the thickness information is made larger than the reference value, so that the 2D surface object 300 becomes thicker. Can be adjusted as follows.
  • the extraction unit 103 includes a three-dimensional ground information extraction unit 131, a two-dimensional surface feature information extraction unit 132, a two-dimensional shape information extraction unit 133, a thickness information extraction unit 134, and a force. I have.
  • the three-dimensional ground information extraction unit 131 extracts the three-dimensional ground object 200 from the three-dimensional ground object stored in the three-dimensional ground information storage unit 111.
  • the two-dimensional terrestrial feature information extraction unit 132 extracts the two-dimensional terrestrial feature object 300 from the two-dimensional terrestrial feature objects stored in the two-dimensional terrestrial feature information storage unit 112.
  • the two-dimensional shape information extracting unit 133 extracts two-dimensional shape information from the two-dimensional shape information stored in the two-dimensional shape information storage unit 113.
  • the thickness information extracting unit 134 extracts the thickness information corresponding to the two-dimensional terrain information from the thickness information stored in the thickness information storage unit 114.
  • the simple three-dimensional ground information generating unit 104 uses the three-dimensional ground information stored in the three-dimensional ground information storage unit 111 to generate simple three-dimensional ground information having a smaller amount of information than the three-dimensional ground information. I do. Further, the simple three-dimensional ground information generation unit 104 uses the three-dimensional ground information for a polygon, for example, a rectangular two-dimensional plane divided into rectangles, using the three-dimensional ground information to generate a polygon, for example, a rectangular vertex. Generates rectangular 3D information to which height information is added as simplified 3D ground information.
  • the simple three-dimensional ground information generation unit 104 easily calculates the average value of the height information of the three-dimensional ground information existing near the vertices of the polygon, for example, the rectangle as the height information of the vertices of the rectangle.
  • Three-dimensional ground information may be generated.
  • calculation for obtaining height information other than the vertices can be easily performed.
  • the simple three-dimensional ground information is a three-dimensional object (hereinafter, referred to as a “simple three-dimensional ground object”) having a smaller amount of information than the three-dimensional ground object 200 stored in the three-dimensional ground information storage unit 111. is there.
  • a simple three-dimensional ground object having a smaller amount of information than the three-dimensional ground object 200 stored in the three-dimensional ground information storage unit 111.
  • the three-dimensional ground object 200 stored in the three-dimensional ground information storage unit 111 is represented by mesh data in which a plurality of polygons 201 are connected
  • mesh data having a smaller number of vertices than the number of vertices of the polygon 201 is obtained. It can be generated as a simple 3D ground object.
  • the three-dimensional terrestrial object information generation unit 105 uses the simple three-dimensional ground information generated by the simple three-dimensional ground information generation unit 104 to convert the two-dimensional shape of the terrestrial object existing on the surface of the ground.
  • the height information is added to the two-dimensional terrestrial feature information shown to generate three-dimensional terrestrial feature information indicating the three-dimensional shape of the terrestrial feature. For example, by adding height information obtained from simple three-dimensional ground information to the bending position or end of two-dimensional ground information such as the two-dimensional ground object 300 shown in Fig. 3, The object 300 can be converted into a three-dimensional terrestrial object representing three-dimensionally.
  • the three-dimensional terrestrial object information generation unit 105 includes the two-dimensional shape information stored in the two-dimensional shape information storage unit 113 and the simple three-dimensional ground information generated by the simple three-dimensional ground information generation unit 104. May be used to generate three-dimensional terrestrial object information. Specifically, when the reference line information included in the two-dimensional shape information is the road link data 400 shown in FIG. 4, the nodes forming the road link data 400 are obtained using a simple three-dimensional ground object. Is calculated and added to the node.
  • the node 202 to which the height information has been added is located on the surface of a polygon serving as a simple three-dimensional ground surface constituting the simple three-dimensional ground object. Then, by linking the nodes on the simple three-dimensional ground surface and adding width information, the road link data 400 is formed on the simple three-dimensional ground surface. This converts 2D shape information into 3D surface object be able to.
  • the 3D terrain feature information generation unit 105 creates a 2D road object from the link and the node before adding the height information of the node to the node, and adds the height to the node of the created 2D road object. Information may be added.
  • the height information obtained from the simple three-dimensional ground object may be increased by a predetermined amount in advance.
  • the three-dimensional ground object becomes the same height or more as the ground surface of the three-dimensional ground object 200, and the three-dimensional ground object can be superimposed on the three-dimensional ground object 200.
  • the thickness information stored in the thickness information storage unit 114 is used to give the three-dimensional surface object a thickness. Can be.
  • the three-dimensional ground object becomes the same height or more as the ground surface of the three-dimensional ground object 200, and the three-dimensional ground object can be superimposed on the three-dimensional ground object 200. Further, the gap between the 3D surface object and the 3D ground object 200 can be hidden by the thickness.
  • the three-dimensional map information generating unit 106 includes the three-dimensional ground information stored in the three-dimensional ground information storage unit 111 and the three-dimensional ground information generated by the three-dimensional ground information generating unit 105. Generate 3D map information based on. Specifically, the three-dimensional ground object 200 is drawn, and the three-dimensional ground object is drawn on the drawn three-dimensional ground object 200. From this, it is possible to generate 3D map information in which the 3D ground object is superimposed on the 3D ground object 200.
  • the three-dimensional map information generating unit 106 can determine whether the three-dimensional terrestrial feature information is superimposed on the three-dimensional ground information. Specifically, the determination is made by comparing the coordinates in the height direction of the point of the three-dimensional ground object and the point of the three-dimensional ground object 200 in which only the two-dimensional plane coordinates are the same coordinates.
  • the difference information (height difference information) of the coordinate of the point in the height direction is calculated. Then, the calculated height difference information is added to the height information of the points of the three-dimensional terrestrial object. With this, the 3D ground object along the ground plane of the 3D ground object 200 is superimposed and displayed can do.
  • the display unit 107 has a display screen.
  • the display control unit 108 controls the display screen to display the three-dimensional map information generated by the three-dimensional map information generation unit 106.
  • three-dimensional map information in an arbitrary range 301 is coordinate-converted into map display information that also looks at a predetermined viewpoint force, and is displayed on a display screen.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing a three-dimensional ground object 200 existing on the rectangular two-dimensional information 500 corresponding to an arbitrary range 301.
  • a three-dimensional ground object 200 is composed of 26 triangular polygons 201.
  • the number of vertices 202 is 18.
  • the rectangular two-dimensional information 500 is equally divided into nine parts in a rectangular shape.
  • the two-dimensional information of each divided rectangle is referred to as divided rectangle data 501-509.
  • the simplified three-dimensional ground information generation unit 104 uses, for each vertex of each of the divided rectangular data 501-509, the height information of the vertex 202 of the polygon 201 of the three-dimensional ground object 200 existing near the vertex, The height information of the vertices of each of the divided rectangle data 501-509 is calculated.
  • the vertex 507a among the four vertices 507a to 507d of the lower left divided rectangular data 507 will be described as an example.
  • the range data 510 including the vertex 507a represents a rectangular range centered on the vertex 507a (the hatched range in FIG. 5), in which the vertex 202a, the vertex 202b, and the vertex 202c is included.
  • the height information of the vertex 507a can be calculated as an average value of the height information of the vertices 202a, 202b, and 202c. Alternatively, the median of the height information of the vertices 202a, 202b, and 202c may be extracted.
  • the shape of the range data 510 need not be a rectangle, and may be, for example, a circle centered on the vertex 507a.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing the state of the rectangular two-dimensional information 500 before and after deformation.
  • the dotted line figure is the rectangular two-dimensional information 500 in a state before the height information is given to each vertex of the divided rectangular data 501-509 (before deformation)
  • the solid line figure is Rectangle two-dimensional information that is transformed by giving height information to each vertex of the divided rectangle data 501-509, that is, rectangle three-dimensional information.
  • This rectangular three-dimensional information becomes the simple three-dimensional ground object 600.
  • the rectangular data obtained by giving height information to the divided rectangular data 501 to 509 are referred to as divided three-dimensional rectangular data 601 to 609.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing the divided three-dimensional rectangular data 608 shown in FIG. 6 and 7, four vertices RU of the divided three-dimensional rectangular data 608 have coordinates in the X direction, the y direction, and the z direction, respectively.
  • the coordinates of the vertex R are (Rx, Ry, Rz)
  • the coordinates of the vertex S are (Sx, Sy, Sz)
  • the coordinates of the vertex are (Tx, Ty, Tz)
  • the coordinates of the vertex U are (Ux, Uy, Uz). Since the height direction is the y direction, the coordinate values Ry-Uy of the four vertices RU in the height direction are height information given by the method described with reference to FIG.
  • a point N in the divided three-dimensional rectangular data 608 is a node 401 of the road link data 400 to be drawn on the divided three-dimensional rectangular data 608.
  • the height information of the four vertices R—U of the divided three-dimensional rectangular data 608 is strong, the height information Ny of the point N (coordinates are (Nx, Ny, Nz)) at node 401 is calculated by the ratio. Can be issued.
  • a point P intersects a line segment parallel to the x direction passing through the point N and the diagonal RT
  • a point Q intersects a line segment parallel to the X direction passing through the point N and the side ST.
  • the coordinates of the intersection P are (Px, Py, Pz)
  • the coordinates of the intersection Q are (Qx, Qy, Qz)
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of generating a two-dimensional terrestrial object using two-dimensional shape information.
  • the road link data 400 shown in FIG. 4 is used as the reference line information included in the two-dimensional shape information.
  • the road link data 400 is expanded in a direction orthogonal to each of the links 411 and 414.
  • This expansion width matches or is proportional to the width information (width length), for example. If the width information is for a four-lane road, it is twice as large as the width information for a two-lane road.
  • a two-dimensional terrestrial feature object 800 including the rectangular polygons 801 to 804 can be generated.
  • the heights of the nodes 401 to 405 of the road link data 400 and the heights of the nodes 401 to 405 calculated in advance by the method described in FIG. Information may be added.
  • a three-dimensional terrestrial object 900 in which the height information of each of the nodes 401 to 405 is added to the two-dimensional terrestrial object 800 can be generated.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of complementation of the connection points of rectangular polygons.
  • the vertex 801a of the rectangular polygon 801 is separated from the vertex 802a of the rectangular polygon 802, and the vertex 801a, the vertex 802a, and the node 402 A triangular space 810 is formed.
  • a complementary triangle polygon 820 having the same shape as the space triangle 810 is generated from the coordinates of the vertex 801a, the vertex 802a, and the node 402 of the triangle, as shown in FIG.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of the three-dimensional map information generated by the three-dimensional map information generation unit 106 shown in FIG.
  • the three-dimensional map information 1000 is drawn such that the three-dimensional ground object 900 is superimposed on the three-dimensional ground object 200.
  • FIG. 11 shows the three-dimensional map information generation unit shown in FIG.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing another example of the three-dimensional map information generated by the above.
  • a three-dimensional ground object 910 obtained by adding thickness information to the three-dimensional ground object 900 shown in FIG.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram showing a hardware configuration of the map generation device 100 shown in FIG.
  • the map generation device 100 includes a CPU 1201, a ROM 1202, a RAM 1203, a HDD (node disk drive) 1204, an HD (node disk) 1205, and a CDZDVD drive 1206.
  • CDZDVD1207 as an example of a removable recording medium
  • the components 1201 to 1214 are connected to each other by a bus 1200.
  • the CPU 1201 controls overall control of the map generation device 100.
  • the ROM 1202 stores a program such as a boot program.
  • the RAM 1203 is used as a work area of the CPU 1201.
  • the HDD 1204 controls read / write of data to / from the HD 1205 under the control of the CPU 1201.
  • the HD 1205 stores the data written under the control of the HDD 1204.
  • the CD / DVD drive 1206 controls read / write of data from / to the CD / DVD 1207 under the control of the CPU 1201.
  • the CDZDVD 1207 is a removable recording medium from which data recorded under the control of the CDZDVD drive 1206 is read.
  • a writable recording medium can be used as the CDZDVD 1207.
  • the removable recording medium may be a CDZDVD1207, a CD-ROM (CD-R, CD-RW), an MO, a memory card, or the like.
  • the video Z audio IZF 1208 is connected to a display 1209 for displaying video and a headphone (speaker) 1210 for outputting audio.
  • the display 1209 displays icons, cursors, menus, windows, or various data such as characters and images.
  • a CRT, a TFT liquid crystal display, a plasma display, or the like can be employed.
  • the input IZF 1211 inputs data transmitted from a remote controller 1212 provided with a plurality of keys for inputting characters, numerical values, various instructions, and the like, and input keys (including a keyboard and a mouse) 1213.
  • a remote controller 1212 provided with a plurality of keys for inputting characters, numerical values, various instructions, and the like, and input keys (including a keyboard and a mouse) 1213.
  • an output IZF can be provided as necessary, and a scanner for optically reading characters and images and a printer for printing characters and images can be connected via the output IZF.
  • the communication IZF 1214 is connected to a network 1215 wirelessly or via a communication cable, and functions as an interface between the network 1215 and the CPU 1201.
  • the network 1215 includes a LAN, a WAN, a public line network, a mobile phone network, and the like.
  • the recording medium such as the ROM 1202, the RAM 1203, the HD 1205, and the CDZDVD 1207 can constitute the storage unit 101 shown in FIG.
  • the CPU 1201 executes the program stored in the ROM 1202, and the extracting unit 103, the simple three-dimensional ground information generating unit 104, the three-dimensional surface object information generating unit 105, and the three-dimensional map information generating unit shown in FIG.
  • the functions of the unit 106 and the display control unit 108 can be realized.
  • the display 1209 can constitute the display unit 107 shown in FIG.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a procedure of a three-dimensional map information generation process of the map generation device 100 according to the first embodiment.
  • a three-dimensional ground object 200 is extracted (step S1301).
  • a simple three-dimensional ground object 600 is generated using the extracted three-dimensional ground object 200 (step S1302).
  • a three-dimensional surface object 900 is generated using the generated simple three-dimensional ground object 600 (step S1303).
  • three-dimensional map information 1000 is generated (step S1304).
  • FIG. 14 is a flowchart showing a procedure for generating a simple three-dimensional ground object 600.
  • rectangular two-dimensional information 500 is generated (step S1401).
  • the rectangular two-dimensional information has been preliminarily stored, the stored rectangular two-dimensional information 500 is extracted.
  • the three-dimensional ground object 200 is superimposed on the rectangular two-dimensional information 500 (step S1402).
  • the rectangular two-dimensional information 500 is divided to generate a plurality (nine in FIG. 5) of rectangular data 501 to 509 having the same shape (step S1403).
  • the height information of each vertex of the rectangular data 501-509 is calculated (step S1404), and as shown in FIG. 6, the height coordinate information of each vertex of the rectangular data 501-509 is calculated. Height information is added (step S1405). As a result, a simple three-dimensional ground object 600 as shown in FIG. 6 can be generated.
  • FIG. 15 is a flowchart showing a procedure for generating a three-dimensional terrestrial object 900.
  • step S1501 road link data within an arbitrary range 301 is extracted.
  • step S1502 the height information of the nodes 401-405 existing in the rectangular data 501-509 of the rectangular two-dimensional information 500 corresponding to each of the divided three-dimensional rectangular data 601-609 is obtained.
  • the height information is calculated and added to the nodes 401-405 (step S1502). At this time, a predetermined amount of height is further added to the height information.
  • step S1503 the connection between the rectangular polygons 801 and 804 is complemented (step S1504).
  • step S1504 a three-dimensional terrestrial object 900 as shown in FIG. 10 can be generated.
  • the generated three-dimensional surface object 900 is output to the three-dimensional map information generation unit 106 (step S1505).
  • FIG. 16 is a flowchart illustrating a procedure of a process of generating three-dimensional map information.
  • a three-dimensional ground object 200 is drawn (step S1601).
  • the three-dimensional terrestrial feature object 900 generated in step S1303 is drawn (step S1602). From this, it is possible to generate three-dimensional map information 1000 in which a three-dimensional ground object 900 is drawn on the three-dimensional ground object 200.
  • a three-dimensional ground object 900 representing the undulating state of a two-dimensional ground object 800 representing a ground such as a road laid on the ground surface is obtained from the three-dimensional ground object 200.
  • the arithmetic processing can be simplified, and the processing capability can be improved.
  • a 2D surface object 800 such as a road is pseudo-fused onto a 3D ground object 200 that realistically reproduces the state of the ground. It is possible to generate realistic 3D map information while reducing the amount of information.
  • Example 2 of Embodiment 1 will be described.
  • the second embodiment is a processing procedure in the case where the rectangular polygons 801 to 804 have a thickness in the flowchart (see FIG. 15) showing the procedure for generating the three-dimensional terrestrial object 900 shown in the first embodiment.
  • FIG. 17 is a flowchart of a simplified three-dimensional terrestrial feature object generation processing procedure according to the second embodiment. Note that the same steps as those shown in FIG. 15 are denoted by the same step numbers, and description thereof will be omitted.
  • step 1504 the connected rectangular polygons 801 to 804 are extended in the height direction by the thickness information (step S1701). Then, a three-dimensional terrestrial object 910 in which the thickness is added to the rectangular polygons 801 to 804 is output (step S1702).
  • the three-dimensional ground object 910 is at a height equal to or higher than the ground surface of the three-dimensional ground object 200, and the three-dimensional ground object 910 is placed on the three-dimensional ground object 200. It can be superimposed.
  • the 3D surface object 910 The gap between the three-dimensional ground object 200 and the three-dimensional ground object 200 can be hidden by the thickness.
  • FIG. 16 shows the procedure for generating the three-dimensional map information shown in the first embodiment (see FIG. 16)
  • the drawing state of the three-dimensional terrestrial object is fed back to perform automatic correction.
  • FIG. 18 is a flowchart of a procedure of generating three-dimensional map information according to the third embodiment. Note that the same steps as those shown in FIG. 16 are denoted by the same step numbers, and description thereof will be omitted.
  • step S1602 the height information Ny of the point N indicating the node 401—405 of the three-dimensional terrestrial object 900 (or 910) and the three-dimensional ground object 200 having the same plane coordinates as the point N
  • step S1803 or step S1802 it is determined whether or not all the nodes 401 to 405 of the three-dimensional on-ground-structure object 900 have been compared (step S1804). If all nodes 401 to 405 of the three-dimensional terrestrial object 900 (or 910) have been compared with each other! / ⁇ / ⁇ (Step S 1804: No), go to Step S 1801 I do. On the other hand, if the comparison has been performed for all nodes 401 to 405 (step S1804: Yes), it is determined whether or not there is high / low difference information D (step S1805).
  • the three-dimensional map information is corrected using the computed elevation difference information D (step S1806). Specifically, by adding the height difference information D to the node determined to be lower than the height information Gy in step S1802, and redrawing the three-dimensional surface object 900 (or 910), Modify the dimensional map information 1 000 (or 1100). On the other hand, if there is no height difference information D (step S 1805: No), the process ends. According to the third embodiment, by feeding back the drawing state of the three-dimensional map information 1000 (or 1100), the three-dimensional map information 1000 (or 1100) can be automatically corrected, and can be realistically expressed. it can.
  • This navigation device is a navigation device equipped with each functional configuration 101-108, 111-114, 131-134 of the map generating device 100 according to the first embodiment.
  • FIG. 19 is a block diagram illustrating a hardware configuration of the navigation device according to the second embodiment of the present invention. Note that the same components as those shown in FIG. 12 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • the communication IZF1901 inputs various data output from a GPS (Global Positioning System) receiver 1902, an angular velocity sensor 1903, a mileage sensor 1904, and an inclination sensor 1905. .
  • GPS Global Positioning System
  • the GPS Recino 1902 receives a radio wave from a GPS satellite and obtains a geometrical position with the GPS satellite, and can measure anywhere on the earth.
  • the radio wave is carried out using a carrier wave of 1,575.42 MHz and an L1 radio wave carrying a CZA (Coarse and Access) code and a navigation message.
  • Angular velocity sensor 1903 detects the angular velocity during rotation of the vehicle, and outputs angular velocity data and relative position data.
  • the mileage sensor 1904 calculates the number of pulses per rotation of the wheel by counting the number of pulses of a pulse signal of a predetermined cycle output with the rotation of the wheel, and calculates the number of pulses per rotation. And outputs the mileage data based on the mileage.
  • Inclination The inclination sensor 1905 detects the inclination angle of the road surface and outputs inclination angle data.
  • FIG. 20 is a block diagram showing a functional configuration of a navigation device 1900 according to the second embodiment of the present invention.
  • the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • the navigation device 1900 is provided with a point information input unit 2001 and a route search unit 2002.
  • the point information input unit 2001 receives input of point information indicating an arbitrary point.
  • This arbitrary point may be a point operated and input by the user, or may be a current point of the apparatus main body by arithmetic processing. More specifically, in the case of a user's operation input, for example, the name, address, etc. of an arbitrary point are input from remote controller 1212 or input key 1213 shown in FIG.
  • the self-standing navigation apparatus 1900 When inputting the current position of the apparatus main body by arithmetic processing, the self-standing navigation apparatus 1900 receives the angular velocity data and the angular velocity data output from the angular velocity sensor 1903 shown in FIG. Based on the relative azimuth data, the traveling distance data output from the traveling distance sensor 1904, and the inclination angle data output from the inclination sensor 1905, the moving direction and the moving distance of the main body of the device are calculated. Add to the reference point to calculate the current position.
  • the GPS-type navigation device 1900 receives radio waves of a plurality of GPS satellites launched in space and receives signals based on the reception results.
  • the current position of the moving object is calculated by a two-dimensional survey method. Then, based on the calculated current position, a position mark of the apparatus main body and a map around the current position are displayed on the display screen.
  • both the above-mentioned self-standing type and GPS type functions may be provided. In any case, a range for generating a map is set by the point information input by the point information input unit 1901.
  • route search section 2002 searches for a route between two points based on point information indicating two arbitrary points input by point information input section 2001. Specifically, when a route search input is received, a search for a route (route) from the device body to the destination is performed. Execute. More specifically, a route search is performed based on the point information (latitude information and longitude information) of the apparatus body and the destination input by the point information input unit 2001 and the three-dimensional map information corresponding to the point information. Perform The route search is performed by a known method.
  • the display control unit 2003 controls the display screen to display the three-dimensional map information generated by the three-dimensional map information generation unit 106. Specifically, the 3D map object is displayed on the display screen by clipping the generation range. Further, the display control unit 2003 highlights an object corresponding to the route searched by the route search unit 2002 among the three-dimensional surface object 900 (or the three-dimensional surface object 910).
  • the point information input unit 2001, the route search unit 2002, and the display control unit 2003 are specifically configured to record, for example, the ROM 1202, the RAM 1203, the HD 1205, and the CD / D VD1207 shown in FIG.
  • the functions are realized by the CPU 1201 executing the program stored in the medium.
  • FIG. 21 is a flowchart showing a navigation processing procedure by the navigation device 1900 shown in FIG.
  • the same steps as those in the flowchart shown in FIG. 13 are denoted by the same step numbers, and description thereof will be omitted.
  • step S2101 when the mode is not the route search mode (step S2101: No), point information indicating an arbitrary point is input (step S2102).
  • step S2101: Yes point information of two points, for example, a current point and a destination point is input (step S2103). Then, a route search between these two points is executed (step S2104).
  • Step S2102 No or after step S2104, a map generation range including point information is set (step S2105). Thereafter, the processing from step S1302 to S1305 shown in FIG. 13 is executed. Then, when the route search is executed (Step S2106: Yes), the 3D map information (or 3D surface object 910) generated in Step S1305 is used. Along with the display, a 3D surface object for guidance (or 3D surface object 910) for the searched route is generated (step S2107).
  • the 3D surface object for guidance is a guide line (a line indicating a road to be driven) along a road.
  • the 3D map information of the generation range including the point information is converted into map display information (step S2108). Specifically, coordinate conversion is performed from three-dimensional map information to map display information viewed from a predetermined viewpoint position. This viewpoint position may be a position where height information is added to the input point information or a position where the positional force has been moved by a predetermined amount. Then, a map screen is displayed based on the guide three-dimensional terrestrial object and the converted map display information (step S2109). On the other hand, when the route search has not been executed (step S2106: No), the process proceeds to step S2108.
  • map information near an arbitrary point can be displayed in three dimensions, and a two-dimensional terrestrial object 800 such as a road can be three-dimensionally arranged along the three-dimensional ground object 200. Can be displayed. Therefore, by looking at the three-dimensional map information displayed on the display unit 107, it is possible to visually recognize the undulation of the passage. In addition, it can be used as a material for determining whether or not to pass by checking the undulation of the passage. If it is determined that the user does not want to pass, a detour route can be set.
  • a detailed three-dimensional ground object 200 with a large amount of information is drawn, and the two-dimensional ground object 800 is more informational than the three-dimensional ground object 200.
  • a simple 3D ground object 600 with a small amount is generated. Then, using the simple three-dimensional ground object 600, the two-dimensional ground object 800 is converted into the three-dimensional ground object 900, and is drawn on the three-dimensional ground object 200.
  • the two-dimensional surface object 800 can be artificially fused.
  • the simple three-dimensional ground object 600 is used only for generating the three-dimensional ground object 900 from the two-dimensional ground object 800, and the actually displayed ground object is the three-dimensional ground object 200. is there. Therefore, surface features such as roads with a width corresponding to the actual terrain must be realistically represented on the three-dimensional ground object 200. This has the effect that it can be performed.
  • the three-dimensional ground object 900 can be generated by using the simple three-dimensional ground object 600. There is no need to brute force 200 polygons. Therefore, the effect of suppressing the amount of calculation when drawing the two-dimensional ground object 800 on the three-dimensional ground object 200 is achieved. This also provides an effect that an inexpensive navigation device 1900 that does not need to be equipped with a high-performance CPU can be provided.
  • the map generation method and the navigation method described in each embodiment of the present embodiment can be realized by executing a prepared program on a computer such as a personal computer or a workstation.
  • This program is recorded on a computer-readable recording medium such as a hard disk, a flexible disk, a CD-ROM, an MO, and a DVD, and is executed by reading out the recording medium power by the computer.
  • the program may be a transmission medium that can be distributed via a network such as the Internet.

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Abstract

　地図生成装置（１００）では、簡易３次元地盤情報生成部（１０４）は、地盤の３次元形状を示す３次元地盤オブジェクトを用いて、３次元地盤オブジェクトより情報量の少ない簡易３次元地盤オブジェクトを生成する。３次元地表物情報生成部（１０５）は、生成された簡易３次元地盤オブジェクトを用いて、地盤の表面に存在する地表物の２次元形状を示す２次元地表物オブジェクトに高さ情報を付加する。そして、地表物の３次元形状を示す３次元地表物オブジェクトを生成する。３次元地図情報生成部（１０６）は、３次元地盤オブジェクトと、３次元地表物オブジェクトとに基づいて、３次元地図情報を生成する。

Description

明 細 書
地図生成装置及びナビゲーシヨン装置
技術分野
[0001] この発明は、地図生成装置、ナビゲーシヨン装置、地図生成方法、地図生成プログ ラム、および記録媒体に関する。
背景技術
[0002] 従来から、地図を 3次元的に表示することができる車載用ナビゲーシヨン装置が提 供されている。この車載用ナビゲーシヨン装置において、地図検索装置は、位置算 出装置によって算出された車両の現在位置付近の地図データ、または入力装置によ つて指定された表示する地図の範囲の地図データを、地図記憶装置力 読み出す。 そして、演算処理装置は、読み出された地図データの四頂点を、入力装置から入力 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、出力装置においてマッピング後の地図 を表示させる（たとえば、下記特許文献 1を参照。 ) o
[0003] 特許文献 1 :特開平 9 138136号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] し力しながら、上述した特許文献 1の車載用ナビゲーシヨン装置では、描画する道 路の幅にかかわらず、道路をリンクデータで表現して、 3次元地盤情報のポリゴン面 にテクスチャとして貼り付けていた。したがって、実際の地形に応じた幅のある道路を 3次元地盤情報上にリアルに表現することができないという問題があった。
[0005] 一方、実際の地形に応じた幅のある道路オブジェクトのような地盤面に沿ったォブ ジェタトを 3次元地盤オブジェクトに描画する場合、 3次元地盤オブジェクトのポリゴン 面を総当りしなければならず、計算量が膨大になるという問題があった。また、これに より、高性能の CPUを搭載しなければならず、ナビゲーシヨン装置が高価になるとい う問題があった。
課題を解決するための手段 [0006] 請求項 1の発明にかかる地図生成装置は、地盤の 3次元形状を示す 3次元地盤情 報を記憶する 3次元地盤情報記憶手段と、前記 3次元地盤情報記憶手段によって記 憶されている 3次元地盤情報を用いて、当該 3次元地盤情報より情報量の少ない簡 易 3次元地盤情報を生成する簡易 3次元地盤情報生成手段と、前記簡易 3次元地盤 情報生成手段によって生成された簡易 3次元地盤情報を用いて、前記地盤の表面 に存在する地表物の 2次元形状を示す 2次元地表物情報に高さ情報を付加して、前 記地表物の 3次元形状を示す 3次元地表物情報を生成する 3次元地表物情報生成 手段と、前記 3次元地盤情報記憶手段によって記憶されている 3次元地盤情報と、前 記 3次元地表物情報生成手段によって生成された 3次元地表物情報とに基づいて、 3次元地図情報を生成する 3次元地図情報生成手段と、を備えることを特徴とする。
[0007] また、請求項 10の発明に力かるナビゲーシヨン装置は、地盤の 3次元形状を示す 3 次元地盤情報を記憶する 3次元地盤情報記憶手段と、任意の地点を示す地点情報 の入力を受け付ける地点情報入力手段と、前記 3次元地盤情報記憶手段によって記 憶されている 3次元地盤情報の中から、前記地点情報入力手段によって入力された 地点情報を含む所定範囲内の地盤の 3次元形状を示す 3次元地盤情報を抽出する 3次元地盤情報抽出手段と、前記 3次元地盤情報抽出手段によって抽出された 3次 元地盤情報を用いて、当該 3次元地盤情報より情報量の少ない簡易 3次元地盤情報 を生成する簡易 3次元地盤情報生成手段と、前記簡易 3次元地盤情報生成手段に よって生成された簡易 3次元地盤情報を用いて、前記地点情報を含む範囲内の地 盤の表面に存在する地表物の 2次元形状を示す 2次元地表物情報に高さ情報を付 加して、前記地表物の 3次元形状を示す 3次元地表物情報を生成する 3次元地表物 情報生成手段と、前記 3次元地盤情報抽出手段によって抽出された 3次元地盤情報 と、前記 3次元地表物情報生成手段によって生成された 3次元地表物情報とに基づ いて、 3次元地図情報を生成する 3次元地図情報生成手段と、前記 3次元地図情報 を用いて前記地点情報の位置に対応した視点位置から見た地図表示情報を生成す る地図表示情報生成手段と、表示画面を有する表示手段と、前記表示画面を制御し て、前記地図表示情報生成手段によって生成された地図表示情報を用いて地図画 面を表示する表示制御手段と、を備えることを特徴とする。 [0008] また、請求項 12の発明にかかる地図生成方法は、前記地盤の 3次元形状を示す 3 次元地盤情報を入力する 3次元地盤情報入力工程と、前記 3次元地盤情報入力ェ 程によって入力された 3次元地盤情報を用いて、当該 3次元地盤情報より情報量の 少ない簡易 3次元地盤情報を生成する簡易 3次元地盤情報生成工程と、前記簡易 3 次元地盤情報生成工程によって生成された簡易 3次元地盤情報を用いて、前記地 盤の表面に存在する地表物の 2次元形状を示す 2次元地表物情報に高さ情報を付 加して、前記地表物の 3次元形状を示す 3次元地表物情報を生成する 3次元地表物 情報生成工程と、前記 3次元地盤情報入力工程によって入力された 3次元地盤情報 と、前記 3次元地表物情報生成工程によって生成された 3次元地表物情報とに基づ いて、 3次元地図情報を生成する 3次元地図情報生成工程と、を含んだことを特徴と する。
[0009] また、請求項 13の発明に力かる地図生成プログラムは、前記地図生成方法をコン ピュータに実行させることを特徴とする。
[0010] また、請求項 14の発明にかかるコンピュータに読み取り可能な記録媒体は、請求 項 13に記載のプログラムを記録したことを特徴とする。
図面の簡単な説明
[0011] [図 1]図 1は、実施の形態 1にかかる地図生成装置の機能的構成を示すブロック図で ある。
[図 2]図 2は、 3次元地盤オブジェクトの一例を示す説明図である。
[図 3]図 3は、 2次元地表物オブジェクトの一例を示す説明図である。
[図 4]図 4は、道路リンクデータを示す説明図である。
[図 5]図 5は、生成範囲に対応する矩形 2次元情報上に存在する 3次元地盤オブジェ タトを示す説明図である。
[図 6]図 6は、矩形 2次元情報の変形前後の状態を示す説明図である。
[図 7]図 7は、図 6に示した分割 3次元矩形データを示す説明図である。
[図 8]図 8は、 2次元形状情報を用いて 2次元地表物オブジェクトを生成する例を示す 説明図である。
[図 9]図 9は、矩形ポリゴンの接続箇所についての補完例を示す説明図である。 [図 10]図 10は、図 1に示した 3次元地図情報生成部によって生成された 3次元地図 情報の一例を示す説明図である。
[図 11]図 11は、図 1に示した 3次元地図情報生成部によって生成された 3次元地図 情報の他の例を示す説明図である。
[図 12]図 12は、図 1に示した地図生成装置のハードウェア構成を示す説明図である
[図 13]図 13は、実施の形態 1にかかる地図生成装置の 3次元地図情報生成処理手 順を示すフローチャートである。
[図 14]図 14は、簡易 3次元地盤オブジェクトの生成処理手順を示すフローチャートで ある。
[図 15]図 15は、 3次元地表物オブジェクトの生成処理手順を示すフローチャートであ る。
[図 16]図 16は、 3次元地図情報の生成処理手順を示すフローチャートである。
[図 17]図 17は、実施例 2にかかる簡易 3次元地表物オブジェクトの生成処理手順を 示すフローチャートである。
[図 18]図 18は、実施例 3にかかる 3次元地図情報の生成処理手順を示すフローチヤ ートである。
[図 19]図 19は、この発明の実施の形態 2にかかるナビゲーシヨン装置のハードウェア 構成を示すブロック図である。
[図 20]図 20は、この発明の実施の形態 2にかかるナビゲーシヨン装置の機能的構成 を示すブロック図である。
[図 21]図 21は、図 20に示したナビゲーシヨン装置によるナビゲーシヨン処理手順を 示すフローチャートである。 符号の説明
100 地図生成装置
101 記憶部
104 簡易 3次元地盤情報生成部
105 3次元地表物情報生成部 106 3次元地図情報生成部
107 表示部
108 表示制御部
200 3次元地盤オブジェクト
300、 800 2次元地表物オブジェクト
400 道路リンクデータ
600 簡易 3次元地盤オブジェクト
900、 910 3次元地表物オブジェクト
1000、 1100 3次元地図情報
発明を実施するための最良の形態
[0013] 以下に添付図面を参照して、この発明の実施の形態に力かる地図生成装置、ナビ ゲーシヨン装置、地図生成方法、地図生成プログラム、および記録媒体の好適な実 施の形態を詳細に説明する。
[0014] (実施の形態 1)
まず、実施の形態 1では、地図生成装置、地図生成方法、地図生成プログラム、お よび記録媒体について説明する。
[0015] (地図生成装置の機能的構成）
まず、実施の形態 1にかかる地図生成装置の機能的構成について説明する。図 1 は、実施の形態 1にかかる地図生成装置の機能的構成を示すブロック図である。図 1 において、地図生成装置 100は、記憶部 101と、抽出部 103と、簡易 3次元地盤情 報生成部 104と、 3次元地表物情報生成部 105と、 3次元地図情報生成部 106と、表 示部 107と、表示制御部 108と、力 構成されている。
[0016] 記憶部 101は、 3次元地盤情報記憶部 111と、 2次元地表物情報記憶部 112と、 2 次元形状情報記憶部 113と、厚さ情報記憶部 114と、から構成されている。 3次元地 盤情報記憶部 111は、 3次元地盤情報を記憶する。 3次元地盤情報は、地盤の 3次 元形状を示した地盤の画像を表示画面に擬似的に 3次元表示するための立体ォブ ジェタト（以下、「3次元地盤オブジェクト」という。）である。
[0017] 図 2は、 3次元地盤オブジェクトの一例を示す説明図である。図 2において、この 3次 元地盤オブジェクト 200は、複数のポリゴン 201が連結されたメッシュデータによって 構成されている。また、このポリゴン 201の各頂点 202は、地盤の高さをあらわす高さ 情報を有しており、各ポリゴン 201は、水平面力 傾斜した地盤の表面をあらわして いる。
[0018] また、図 1において、 2次元地表物情報記憶部 112は、 2次元地表物情報を記憶す る。 2次元地表物情報は、地盤の表面に存在する地表物の 2次元形状を示す平面ォ ブジェクト（以下、「2次元地表物オブジェクト」という。）である。ここで、「地表物」には 、車道、歩道、橋などの道路または鉄道の線路や鉄橋などを含む交通路、この交通 路上の車線、街区、または緑地など、地盤に敷設される敷設物を含むことができる。 また、「地表物」には、地盤の表面に形成された道や河川などの自然形成物も含むこ とちでさる。
[0019] この 2次元地表物オブジェクトは、具体的には、地表物の画像を表示画面に擬似的 に 2次元表示するための 2次元地表物オブジェクトである。図 3は、 2次元地表物ォブ ジェタトの一例を示す説明図である。 2次元地表物オブジェクト 300は、任意の範囲 3 01内に存在する。 2次元地表物オブジェクト 300は、ここでは道路オブジェクトを示し ている。なお、 2次元地表物オブジェクト 300は位置情報 (例えば緯度経度情報)も有 しており、その位置情報は 3次元地盤オブジェクト 200に対応付けされている。
[0020] 2次元形状情報記憶部 113は、 2次元形状情報を記憶する。 2次元形状情報は、 上述した 2次元地表物情報の生成元となる情報である。 2次元形状情報は、具体的 には、上述した地表物の 2次元形状の基準線を示す基準線情報と、この基準線に直 角な方向における、地表物の 2次元形状の幅を示す幅情報と、を含むことができる。 この基準線情報は、たとえば、ノードとリンク力もなる道路リンクデータである。なお、ノ ードには、リンク端点のノードのほか、リンクの中途部にもリンクの形状を補完する形 状補完点が含まれている。
[0021] 図 4は、道路リンクデータを示す説明図である。図 4において、道路リンクデータ 40 0は、任意の範囲 301内に存在する。図 4では、一例として、 5個のノード 401— 405 と 4本のリンク 411一 414からなる道路リンクデータ 400が示されている。また、幅情報 は、道路の幅である。実際の道路の幅情報を全ての道路に対して設定するとデータ 量が膨大になるため、実際の幅ではなく道路種別ごとに幅を設定したり、車線数に対 応する幅を設定したりすることもできる。なお、 2次元形状情報は位置情報 (例えば緯 度経度情報)も有しており、その位置情報は 3次元地盤情報に対応付けされている。
[0022] また、図 1において、厚さ情報記憶部 114は、厚さ情報を記憶する。厚さ情報は、高 さ方向における、地表物の 2次元形状の厚さを示す情報であり、具体的には、 2次元 地表物オブジェクト 300を高さ方向に平行に伸張するデータである。この厚さ情報は 、すべての道路に対して 1つの基準値を設定してもよぐまた、地域などによって基準 値をいくつ力設定してもよい。例えば、地盤データ量が多い地域については、基準値 より厚さ情報を大きくしたり、起伏の激しい地域は、基準値より厚さ情報を大きくしたり して、 2次元地表物オブジェクト 300が厚くなるように調整することができる。
[0023] また、抽出部 103は、 3次元地盤情報抽出部 131と、 2次元地表物情報抽出部 132 と、 2次元形状情報抽出部 133と、厚さ情報抽出部 134と、力も構成されている。 3次 元地盤情報抽出部 131は、 3次元地盤情報記憶部 111に記憶された 3次元地盤ォ ブジエタトの中から、 3次元地盤オブジェクト 200を抽出する。
[0024] 2次元地表物情報抽出部 132は、 2次元地表物情報記憶部 112に記憶された 2次 元地表物オブジェクトの中から、 2次元地表物オブジェクト 300を抽出する。 2次元形 状情報抽出部 133は、 2次元形状情報記憶部 113に記憶された 2次元形状情報の 中から、 2次元形状情報を抽出する。厚さ情報抽出部 134は、厚さ情報記憶部 114 に記憶された厚さ情報の中から、 2次元地形情報に対応する厚さ情報を抽出する。
[0025] 簡易 3次元地盤情報生成部 104は、 3次元地盤情報記憶部 111に記憶された 3次 元地盤情報を用いて、この 3次元地盤情報より情報量の少ない簡易 3次元地盤情報 を生成する。また、簡易 3次元地盤情報生成部 104は、多角形、たとえば矩形に分割 された 2次元平面を示す矩形 2次元情報に対して、 3次元地盤情報を用いて、多角 形、たとえば矩形の頂点に高さ情報を付加した矩形 3次元情報を、簡易 3次元地盤 情報として生成する。
[0026] さらに、簡易 3次元地盤情報生成部 104は、多角形、たとえば矩形の頂点近傍に 存在する 3次元地盤情報の高さ情報の平均値を、矩形の頂点の高さ情報として、簡 易 3次元地盤情報を生成することとしてもよい。 2次元平面の形状を矩形にすることに より、頂点以外の高さ情報を求めるときの計算を簡単におこなうことができる。また、 2 次元平面の形状が多角形以外の形状であっても、情報量の少な!、2次元平面であ ればよい。なお、簡易 3次元地盤情報の具体的な生成例については後述する。
[0027] 簡易 3次元地盤情報は、 3次元地盤情報記憶部 111に記憶された 3次元地盤ォブ ジェタト 200より情報量の少ない立体オブジェクト（以下、「簡易 3次元地盤オブジェク ト」という。）である。たとえば、 3次元地盤情報記憶部 111に記憶された 3次元地盤ォ ブジェクト 200力 複数のポリゴン 201が連結されたメッシュデータによってあらわれる 場合、このポリゴン 201の頂点数よりも少ない頂点数のメッシュデータを、簡易 3次元 地盤オブジェクトとして生成することができる。また、メッシュデータの面数 (ポリゴン数 )よりも少な 、面数のメッシュデータを、簡易 3次元地盤オブジェクトとして生成するこ とがでさる。
[0028] また、 3次元地表物情報生成部 105は、簡易 3次元地盤情報生成部 104によって 生成された簡易 3次元地盤情報を用いて、地盤の表面に存在する地表物の 2次元形 状を示す 2次元地表物情報に高さ情報を付加して、地表物の 3次元形状を示す 3次 元地表物情報を生成する。たとえば、図 3に示した 2次元地表物オブジェクト 300など の 2次元地表物情報の屈曲位置や端部に、簡易 3次元地盤情報から得られる高さ情 報を付加することにより、 2次元地表物オブジェクト 300を 3次元的に表現した 3次元 地表物オブジェクトに変換することができる。
[0029] また、 3次元地表物情報生成部 105は、 2次元形状情報記憶部 113に記憶された 2 次元形状情報と、簡易 3次元地盤情報生成部 104によって生成された簡易 3次元地 盤情報とを用いて、 3次元地表物情報を生成することとしてもよい。具体的には、 2次 元形状情報に含まれている基準線情報を、図 4に示した道路リンクデータ 400とした 場合、簡易 3次元地盤オブジェクトを用いて、道路リンクデータ 400を構成するノード の高さ情報を算出し、ノードに付加する。
[0030] 高さ情報が付加されたノード 202は、簡易 3次元地盤オブジェクトを構成する簡易 3 次元地盤面となるポリゴンの面上に位置する。そして、簡易 3次元地盤面上のノード を連結して幅情報を付加することによって、簡易 3次元地盤面上に道路リンクデータ 400を形成する。これにより、 2次元形状情報を 3次元地表物オブジェクトに変換する ことができる。また、 3次元地表物情報生成部 105は、ノードの高さ情報をノードに付 加する前にリンクとノードから 2次元道路オブジェクトを作成して、作成された 2次元道 路オブジェクトのノードに高さ情報を付加することとしてもよい。
[0031] また、上記いずれの 3次元地表物オブジェクトを 3次元地盤オブジェクト 200上に描 画する場合、あらかじめ簡易 3次元地盤オブジェクトから得られる高さ情報を所定量 増加しておくこととしてもよい。これにより、 3次元地表物オブジェクトが、 3次元地盤ォ ブジェクト 200の地盤面と同一高さ以上となり、 3次元地表物オブジェクトを 3次元地 盤オブジェクト 200上に重畳表示することができる。
[0032] また、この所定量の増加に替えて、または所定量の増加とともに、厚さ情報記憶部 1 14に記憶された厚さ情報を用いて、 3次元地表物オブジェクトに厚みを持たせること ができる。これにより、 3次元地表物オブジェクトが、 3次元地盤オブジェクト 200の地 盤面と同一高さ以上となり、 3次元地表物オブジェクトを 3次元地盤オブジェクト 200 上に重畳表示することができる。さらに、 3次元地表物オブジェクトと 3次元地盤ォブ ジェタト 200との間に間隙を厚みにより非表示とすることができる。
[0033] また、 3次元地図情報生成部 106は、 3次元地盤情報記憶部 111に記憶された 3次 元地盤情報と、 3次元地表物情報生成部 105によって生成された 3次元地表物情報 とに基づいて、 3次元地図情報を生成する。具体的には、 3次元地盤オブジェクト 20 0を描画し、描画された 3次元地盤オブジェクト 200に 3次元地表物オブジェクトを描 画する。これ〖こより、 3次元地盤オブジェクト 200上に 3次元地表物オブジェクトが重 畳された 3次元地図情報を生成することができる。
[0034] また、 3次元地図情報生成部 106は、 3次元地表物情報が 3次元地盤情報に重畳 されているかどうかを判定することができる。具体的には、 2次元平面座標のみが同 一座標となる 3次元地表物オブジェクトの点および 3次元地盤オブジェクト 200の点 の高さ方向の座標同士を比較することによって判定する。
[0035] この判定により、 3次元地表物オブジェクトの点の高さが低いと判定された場合、こ の点の高さ方向の座標の差分情報 (高低差分情報)を算出する。そして、算出された 高低差分情報を、 3次元地表物オブジェクトの点の高さ情報に付加する。これにより、 3次元地盤オブジェクト 200の地盤面に沿った 3次元地表物オブジェクトを重畳表示 することができる。
[0036] また、表示部 107は表示画面を有する。表示制御部 108は、表示画面を制御して、 3次元地図情報生成部 106によって生成された 3次元地図情報を表示する。具体的 には、任意の範囲 301の 3次元地図情報を所定の視点位置力も見た地図表示情報 に座標変換して表示画面に表示させる。
[0037] つぎに、上述したメッシュデータ力もなる 3次元地盤オブジェクト 200から、簡易 3次 元地盤オブジェクトを生成する例について説明する。図 5は、任意の範囲 301に対応 する矩形 2次元情報 500上に存在する 3次元地盤オブジェクト 200を示す説明図で ある。図 5にお!/ヽて、 3次元地盤才ブジェク卜 200は、 26枚の 3角形のポリゴン 201に よって構成されている。頂点 202の数は、 18個である。矩形 2次元情報 500は、矩形 状に均等に 9分割されている。分割された各々の矩形 2次元情報を、分割矩形デー タ 501— 509と呼ぶ。
[0038] 簡易 3次元地盤情報生成部 104では、各分割矩形データ 501— 509の頂点ごとに 、その頂点近傍に存在する 3次元地盤オブジェクト 200のポリゴン 201の頂点 202の 高さ情報を用いて、各分割矩形データ 501— 509の頂点の高さ情報を算出する。こ こで、図 5中、左下の分割矩形データ 507の 4つの頂点 507a— 507dのうち頂点 507 aを例に挙げて説明する。
[0039] この頂点 507aを含む範囲データ 510は、頂点 507aを中心とした矩形範囲（図 5中 、ハッチングの範囲）をあらわしており、その中に、ポリゴン 201の頂点 202a、頂点 20 2bおよび頂点 202cが含まれている。頂点 507aの高さ情報は、この頂点 202a、頂点 202bおよび頂点 202cの高さ情報の平均値として算出することができる。また、頂点 202a,頂点 202bおよび頂点 202cの高さ情報の中央値を抽出することとしてもよい 。なお、範囲データ 510の形状は、矩形でなくてもよぐたとえば、頂点 507aを中心と した円であってもよい。
[0040] そして、分割矩形データ 501— 509のすベての頂点の高さ情報が得られた場合、 分割矩形データ 501— 509の各頂点に、その高さ情報を与えて、矩形 2次元情報 50 0を変形し、矩形 3次元情報を生成する。図 6は、矩形 2次元情報 500の変形前後の 状態を示す説明図である。 [0041] 図 5中、点線の図形は、分割矩形データ 501— 509の各頂点に、その高さ情報を 与える前 (変形前)の状態の矩形 2次元情報 500であり、実線の図形は、分割矩形デ ータ 501— 509の各頂点に、その高さ情報を与えたことにより変形された状態の矩形 2次元情報、すなわち、矩形 3次元情報である。この矩形 3次元情報が、簡易 3次元 地盤オブジェクト 600となる。また、分割矩形データ 501— 509に高さ情報を与えた 矩形データを、分割 3次元矩形データ 601— 609と呼ぶ。
[0042] ここで、図 4に示した道路リンクデータ 400と図 6に示した簡易 3次元地盤オブジェク ト 600とを用いた 3次元地表物オブジェクトの生成例について説明する。図 7は、図 6 に示した分割 3次元矩形データ 608を示す説明図である。図 6および図 7において、 分割 3次元矩形データ 608の 4頂点 R— Uは、それぞれ X方向、 y方向および z方向の 座標を有する。
[0043] ここで、頂点 Rの座標は（Rx、 Ry、 Rz)、頂点 Sの座標は（Sx、 Sy、 Sz)、頂点丁の 座標は (Tx、 Ty、 Tz)、頂点 Uの座標は (Ux、 Uy、 Uz)である。高さ方向は、 y方向 であるため、 4頂点 R— Uの高さ方向の座標値 Ry— Uyは、図 5において説明した手 法によって与えられた高さ情報である。また、分割 3次元矩形データ 608内の点 Nは 、この分割 3次元矩形データ 608上に描画されるべき道路リンクデータ 400のノード 4 01である。分割 3次元矩形データ 608の 4頂点 R— Uの高さ情報がわ力つているため 、ノード 401である点 N (座標は (Nx、 Ny、 Nz) )の高さ情報 Nyは、比率によって算 出することができる。
[0044] ここで、点 Nの高さ情報 Nyの算出手法の一例を説明する。たとえば、点 Nを通る x 方向に平行な線分と、対角線 RTとが交わる点を点 Pとし、点 Nを通る X方向に平行な 線分と、辺 STとが交わる点を点 Qとする。交点 Pの座標を (Px、 Py、 Pz)、交点 Qの座 標を (Qx、 Qy、 Qz)とすると、点 Nの高さ情報 Nyは、以下のように求めることができる
[0045] 対角線 RT上で点 Nの z座標が同一の点 Pと、辺 ST上で点 Nの z座標が同一の点 Q を求める。点 Pの X, y座標については頂点 Rと頂点 Tの座標力 求め、点 Qの X, y座 標については頂点 Sと頂点 Tの座標から求める。これにより、点 Pと点 Qの座標から点 Nを求めることができる。 [0046] つぎに、 2次元形状情報記憶部 113によって記憶された 2次元形状情報を用いて、 2次元地表物オブジェクトを生成する例について説明する。図 8は、 2次元形状情報 を用いて 2次元地表物オブジェクトを生成する例を示す説明図である。ここで、 2次元 形状情報に含まれている基準線情報として、図 4に示した道路リンクデータ 400を用 いる。
[0047] そして、 2次元形状情報に含まれて 、る幅情報を用いて、道路リンクデータ 400を、 各リンク 411一 414に直交する方向に膨張させる。この膨張幅は、たとえば、幅情報（ 幅長）と一致または比例する。幅情報が 4車線道路に関する幅情報である場合、 2車 線道路に関する幅情報の 2倍となる。
[0048] これにより、矩形ポリゴン 801— 804からなる 2次元地表物オブジェクト 800を生成 することができる。なお、ここでは、 2次元地表物オブジェクト 800の生成例について 説明したが、道路リンクデータ 400の各ノード 401— 405〖こ、あらかじめ図 7において 説明した手法によって算出した各ノード 401— 405の高さ情報を付加していくこととし てもよい。これによれば、 2次元地表物オブジェクト 800に、各ノード 401— 405の高 さ情報が付加された 3次元地表物オブジェクト 900を生成することができる。
[0049] つぎに、また、 2次元地表物オブジェクト 800 (または 3次元地表物オブジェクト 900 )を構成する矩形ポリゴン 801— 804の接続箇所についての補完例について説明す る。図 9は、矩形ポリゴンの接続箇所についての補完例を示す説明図である。図 8に おいて、互いに接続されるリンク 411、 412同士が平行でない場合、その矩形ポリゴ ン 801の頂点 801aと矩形ポリゴン 802の頂点 802aとが離間し、頂点 801a、頂点 80 2aおよびノード 402からなる 3角形の空間 810が形成される。この場合、この 3角形の 頂点 801a、頂点 802aおよびノード 402の座標から、図 9に示したように、空間 3角形 810と同一形状の補完 3角形ポリゴン 820を生成する。
[0050] つぎに、図 1に示した 3次元地図情報生成部 106によって生成された 3次元地図情 報について説明する。図 10は、図 1に示した 3次元地図情報生成部 106によって生 成された 3次元地図情報の一例を示す説明図である。図 10において、 3次元地図情 報 1000は、 3次元地盤オブジェクト 200に、 3次元地表物オブジェクト 900が重畳さ れたように描画されている。また、図 11は、図 1に示した 3次元地図情報生成部 106 によって生成された 3次元地図情報の他の例を示す説明図である。図 11に示した 3 次元地図情報 1100では、図 10に示した 3次元地表物オブジェクト 900に厚み情報 が付加された 3次元地表物オブジェクト 910を、 3次元地盤オブジェクト 200に描画し ている。
[0051] (地図生成装置のハードウェア構成）
つぎに、図 1に示した地図生成装置 100のハードウェア構成について説明する。図 12は、図 1に示した地図生成装置 100のハードウェア構成を示す説明図である。図 1 2にお!/、て、地図生成装置 100は、 CPU1201と、 ROM1202と、 RAM1203と、 H DD (ノヽードディスクドライブ） 1204と、 HD (ノヽードディスク） 1205と、 CDZDVDドラ イブ 1206と、着脱可能な記録媒体の一例としての CDZDVD1207と、映像 Z音声 I ZF (インターフェース） 1208と、ディスプレイ 1209と、スピーカ（ヘッドホン） 1210と、 入力 IZF (インターフェース） 1211と、リモコン 1212と、入力キー 1213と、通信 iZF (インターフェース） 1214と、を備えている。また、各構成部 1201— 1214はバス 120 0によってそれぞれ接続されて 、る。
[0052] ここで、 CPU1201は、地図生成装置 100の全体の制御を司る。 ROM1202は、ブ ートプログラムなどのプログラムを記憶している。 RAM1203は、 CPU1201のワーク エリアとして使用される。 HDD1204は、 CPU1201の制御にしたがって HD1205に 対するデータのリード Zライトを制御する。 HD1205は、 HDD1204の制御で書き込 まれたデータを記憶する。
[0053] CD/DVDドライブ 1206は、 CPU1201の制御にしたがって CD/DVD1207に 対するデータのリード Zライトを制御する。 CDZDVD1207は、 CDZDVDドライブ 1206の制御にしたがって記録されたデータの読み出される着脱自在な記録媒体で ある。 CDZDVD 1207として、書き込み可能な記録媒体を利用することもできる。ま た、この着脱可能な記録媒体として、 CDZDVD1207のほカゝ、 CD— ROM (CD— R 、 CD-RW) , MO,メモリーカードなどであってもよい。
[0054] また、映像 Z音声 IZF1208は、映像表示用のディスプレイ 1209および音声出力 用にヘッドホン (スピーカ） 1210と接続される。ディスプレイ 1209には、アイコン、力 一ソル、メニュー、ウィンドウ、あるいは文字や画像等の各種データが表示される。こ のディスプレイ 1209は、たとえば、 CRT, TFT液晶ディスプレイ、プラズマディスプレ ィなどを採用することができる。
[0055] また、入力 IZF1211は、文字、数値、各種指示等の入力のための複数のキーを備 えたリモコン 1212や入力キー（キーボード、マウスを含む） 1213から送信されてくる データを入力する。また、不図示であるが必要に応じて出力 IZFを設け、この出力 I ZFを介して文字や画像を光学的に読み取るスキャナや、文字や画像を印刷するプ リンタを接続することができる。
[0056] また、通信 IZF1214は、無線、あるいは通信ケーブルを介してネットワーク 1215 に接続され、このネットワーク 1215と CPU1201とのインターフェースとして機能する 。ネットワーク 1215は、 LAN、 WAN,公衆回線網や携帯電話網等がある。
[0057] この ROM1202、 RAM1203, HD1205, CDZDVD1207などの記録媒体は、 図 1に示した記憶部 101を構成することができる。また、 ROM1202に記憶されたプ ログラムを CPU1201が実行することにより、図 1に示した抽出部 103、簡易 3次元地 盤情報生成部 104、 3次元地表物情報生成部 105、 3次元地図情報生成部 106、お よび表示制御部 108の機能を実現することができる。また、ディスプレイ 1209は、図 1に示した表示部 107を構成することができる。
実施例 1
[0058] つぎに、上述した実施の形態 1の実施例 1について説明する。この実施例 1では、 地図生成装置 100の 3次元地図情報生成処理手順を示している。図 13は、実施の 形態 1にかかる地図生成装置 100の 3次元地図情報生成処理手順を示すフローチヤ ートである。図 13において、まず、 3次元地盤オブジェクト 200を抽出する（ステップ S 1301)。
[0059] つぎに、抽出された 3次元地盤オブジェクト 200を用いて、簡易 3次元地盤オブジェ タト 600を生成する (ステップ S1302)。そして、生成された簡易 3次元地盤オブジェク ト 600を用いて 3次元地表物オブジェクト 900を生成する（ステップ S1303)。つぎに 、ステップ S1301で抽出された 3次元地盤オブジェクト 200と、生成された 3次元地表 物オブジェクト 900とを用いて、 3次元地図情報 1000を生成する（ステップ S1304)。
[0060] ここで、ステップ S1302に示した簡易 3次元地盤オブジェクト 600の生成処理手順 について説明する。図 14は、簡易 3次元地盤オブジェクト 600の生成処理手順を示 すフローチャートである。図 14において、まず、矩形 2次元情報 500を生成する（ステ ップ S 1401)。なお、この処理では、矩形 2次元情報があら力じめ記憶されている場 合は、記憶されている矩形 2次元情報 500を抽出することとなる。つぎに、図 5に示し たように、矩形 2次元情報 500に、 3次元地盤オブジェクト 200を重畳する (ステップ S 1402)。
[0061] そして、矩形 2次元情報 500を分割し、同一形状となる複数（図 5では 9個）の矩形 データ 501— 509を生成する（ステップ S1403)。つぎに、矩形データ 501— 509の 各頂点の高さ情報を算出し (ステップ S1404)、図 6に示したように、矩形データ 501 一 509の各頂点の高さ方向の座標値に、算出された高さ情報を付加する (ステップ S 1405)。これにより、図 6に示したような簡易 3次元地盤オブジェクト 600を生成するこ とがでさる。
[0062] つぎに、図 13のステップ S 1303に示した 3次元地表物オブジェクト 900の生成処理 手順について説明する。図 15は、 3次元地表物オブジェクト 900の生成処理手順を 示すフローチャートである。図 15において、まず、図 3に示したように任意の範囲 301 内の道路リンクデータを抽出する (ステップ S1501)。つぎに、図 7に示した手法によ り、各分割 3次元矩形データ 601— 609に対応する矩形 2次元情報 500の矩形デー タ 501— 509内に存在するノード 401— 405の高さ情報を算出し、ノード 401— 405 に高さ情報を付加する (ステップ S1502)。このときの高さ情報に、さらに所定量の高 さを付カロすることとしてちょ 、。
[0063] そして、元の道路リンクデータ 400を参照して、高さ情報が付加されたノード 401— 405を連結して 3次元道路リンクデータを生成し、道路リンクデータ 400の幅情報から 3次元道路リンクデータを広げて矩形ポリゴン 801— 804を生成する (ステップ S150 3)。つぎに、図 9に示したように、矩形ポリゴン 801— 804間の接続部を補完する (ス テツプ S1504)。これにより、図 10に示したような 3次元地表物オブジェクト 900を生 成することができる。そして、 3次元地図情報生成部 106に、この生成された 3次元地 表物オブジェクト 900を出力する（ステップ S 1505)。
[0064] つぎに、図 13のステップ S1304に示した 3次元地図情報の生成処理手順について 説明する。図 16は、 3次元地図情報の生成処理手順を示すフローチャートである。 図 16において、まず、 3次元地盤オブジェクト 200を描画する（ステップ S1601)。そ して、ステップ S 1303において生成された 3次元地表物オブジェクト 900を描画する（ ステップ S1602)。これ〖こより、 3次元地盤オブジェクト 200上に 3次元地表物ォブジ ェクト 900が描画された 3次元地図情報 1000を生成することができる。
[0065] この実施例 1によれば、地表面に敷設される道路などの地表物を示す 2次元地表 物オブジェクト 800の起伏状態をあらわした 3次元地表物オブジェクト 900を、 3次元 地盤オブジェクト 200よりも情報量の少ない簡易 3次元地盤オブジェクト 600を用いて 生成することができる。
[0066] したがって、 3次元地盤オブジェクト 200を用いて 3次元地表物オブジェクトを生成 した場合に比べて、演算処理を簡素化することができ、処理能力の向上を図ることが できる。また、この簡易 3次元地盤オブジェクト 600道路などの 2次元データを用いる ことにより、地盤の様子をリアルに再現した 3次元地盤オブジェクト 200上に、道路な どの 2次元地表物オブジェクト 800を擬似的に融合することができ、情報量を少なくし ながらリアルな 3次元地図情報を生成することができる。
実施例 2
[0067] つぎに、この実施の形態 1の実施例 2について説明する。この実施例 2は、実施例 1 において示した 3次元地表物オブジェクト 900の生成処理手順を示すフローチャート (図 15を参照）において、矩形ポリゴン 801— 804に厚みを持たせる場合の処理手 順である。図 17は、実施例 2にかかる簡易 3次元地表物オブジェクトの生成処理手順 を示すフローチャートである。なお、図 15に示したステップと同一ステップについては 同一ステップ番号を付し、その説明を省略する。
[0068] 図 17において、ステップ 1504の後、接続された矩形ポリゴン 801— 804を、厚さ情 報分、高さ方向に伸張する (ステップ S1701)。そして、矩形ポリゴン 801— 804に厚 みが加わった 3次元地表物オブジェクト 910を出力する（ステップ S 1702)。
[0069] この実施例 2によれば、 3次元地表物オブジェクト 910力 3次元地盤オブジェクト 2 00の地盤面と同一高さ以上となり、 3次元地表物オブジェクト 910を 3次元地盤ォブ ジェタト 200上に重畳表示することができる。さらに、 3次元地表物オブジェクト 910と 3次元地盤オブジェクト 200との間に間隙を厚みにより非表示とすることができる。ま た、あら力じめ記憶されている 2次元地表物オブジェクトについても厚み情報を付カロ することができる。
実施例 3
[0070] つぎに、この実施の形態 1の実施例 3について説明する。この実施例 3は、実施例 1 において示した 3次元地図情報の生成処理手順を示すフローチャート（図 16を参照 )において、 3次元地表物オブジェクトの描画状態をフィードバックして自動修正をお こなう処理手順である。図 18は、実施例 3にかかる 3次元地図情報の生成処理手順 を示すフローチャートである。なお、図 16に示したステップと同一ステップについては 同一ステップ番号を付し、その説明を省略する。
[0071] ステップ S1602の後、 3次元地表物オブジェクト 900 (または 910)のノード 401— 4 05を示す点 Nの高さ情報 Nyと、点 Nと同一平面座標となる 3次元地盤オブジェクト 2 00の点 Gの高さ情報 Gyと、を比較する (ステップ S 1801)。高さ情報 Gyが高さ情報 N yよりも大き 、場合 (ステップ S 1802： Yes)、その部分の 3次元地表物オブジェクト 90 0が 3次元地盤オブジェクト 200によって覆われて、一部非表示となる。したがって、こ の場合は、高低差分情報 D (D = Gy-Ny)を算出する (ステップ S1803)。
[0072] そして、ステップ S1803またはステップ S1802 :Noの後、 3次元地表物オブジェクト 900のすベてのノード 401— 405について比較がおこなわれたかどうかを判定する（ ステップ S1804)。 3次元地表物オブジェクト 900 (または 910)のすベてのノード 401 一 405につ!/、て比較がおこなわれて!/ヽな 、場合 (ステップ S 1804： No)、ステップ S 1 801に移行する。一方、すべてのノード 401— 405について比較がおこなわれた場 合 (ステップ S 1804 : Yes)、高低差分情報 Dがあるかどうかを判定する (ステップ S18 05)。
[0073] 高低差分情報 Dがある場合 (ステップ S1805 :Yes)、算出された高低差分情報 Dを 用いて 3次元地図情報を修正する（ステップ S1806)。具体的には、ステップ S1802 で高さ情報 Gyよりも低いと判定されたノードに、その高低差分情報 Dを付加して、 3 次元地表物オブジェクト 900 (または 910)を再描画することにより、 3次元地図情報 1 000 (または 1100)の修正をおこなう。一方、高低差分情報 Dがない場合 (ステップ S 1805 : No)、処理を終了する。この実施例 3によれば、 3次元地図情報 1000 (または 1100)の描画状態をフィードバックすることにより、 3次元地図情報 1000 (または 110 0)を自動修正することができ、リアルに表現することができる。
[0074] (実施の形態 2)
つぎに、この発明の実施の形態 2にかかるナビゲーシヨン装置について説明する。 このナビゲーシヨン装置は、実施の形態 1にかかる地図生成装置 100の各機能構成 101— 108、 111一 114、 131— 134を搭載したナビゲーシヨン装置である。
[0075] (ナビゲーシヨン装置のハードウェア構成）
まず、この発明の実施の形態 2にかかるナビゲーシヨン装置のハードウェア構成に ついて説明する。図 19は、この発明の実施の形態 2にかかるナビゲーシヨン装置の ハードウェア構成を示すブロック図である。なお、図 12に示した構成と同一構成につ いては同一符号を付し、その説明を省略する。
[0076] 図 19に示したナビゲーシヨン装置 1900において、通信 IZF1901は、 GPS (Glob al Positioning System)レシーバ 1902、角速度センサ 1903、走行距離センサ 1 904および傾斜センサ 1905から出力される各種データを入力する。
[0077] GPSレシーノ 1902は、 GPS衛星からの電波を受信し、 GPS衛星との幾何学的位 置を求めるものであり、地球上どこでも計測可能である。電波としては、 1, 575. 42 MHzの搬送波で、 CZA (Coarse and Access)コードおよび航法メッセージが乗 つている L1電波を用いておこなわれる。 CZAコードはビット率 1. 023Mbpsで、コー ドの長さは 1023bit= lmsである。また、航法メッセージはビット率 50bpsで、コード の長さは、サブフレームが 300bit=6sであり、メインフレームが 1500bit= 30sであり 、 5サブフレームが 1メインフレームであり、 25メインフレームが 1マスターフレームであ る。すなわち、 GPS衛星力もの電波を受信して GPS測位データを出力するとともに、 自車の進行方向の絶対方位データを出力する。
[0078] 角速度センサ 1903は、自車の回転時の角速度を検出し、角速度データと相対方 位データとを出力する。走行距離センサ 1904は、車輪の回転に伴って出力される所 定周期のパルス信号のパルス数をカウントすることによって車輪一回転当たりのパル ス数を算出し、その一回転当たりのノ ルス数に基づく走行距離データを出力する。傾 斜センサ 1905は、路面の傾斜角度を検出し、傾斜角データを出力する。
[0079] (ナビゲーシヨン装置の機能的構成）
まず、この発明の実施の形態 2にかかるナビゲーシヨン装置 1900の機能的構成に ついて説明する。図 20は、この発明の実施の形態 2にかかるナビゲーシヨン装置 19 00の機能的構成を示すブロック図である。なお、図 1に示した構成と同一構成につい ては同一符号を付し、その説明を省略する。
[0080] 図 20において、ナビゲーシヨン装置 1900には、地点情報入力部 2001およびルー ト探索部 2002が設けられている。地点情報入力部 2001は、任意の地点を示す地点 情報の入力を受け付ける。この任意の地点は、ユーザが操作入力した地点でもよぐ 演算処理による装置本体の現在地点でもよい。より具体的には、たとえば、ユーザの 操作入力の場合、図 19に示したリモコン 1212または入力キー 1213から任意の地点 の名称、住所などを入力する。
[0081] また、演算処理によって装置本体の現在地点を入力する場合、自立型のナビゲー シヨン装置 1900にお!/、ては、図 19に示した角速度センサ 1903から出力された角速 度データおよび相対方位データと、走行距離センサ 1904から出力されてくる走行距 離データと、傾斜センサ 1905から出力されてくる傾斜角データと、によって、装置本 体の移動方向と移動距離を算出し、それを基準地点に加算して現在位置を算出す る。
[0082] また、 GPS型のナビゲーシヨン装置 1900においては、宇宙空間に打ち上げられて V、る複数個の GPS衛星力 の電波を受信し、受信結果に基づ!/、て 3次元測量法ま たは 2次元測量法により移動体の現在位置を算出する。そして、算出した現在位置 に基づいて、表示画面上に装置本体の位置マークおよび現在位置周辺の地図を表 示する。また、上述の自立型と GPS型の双方の機能を備えることとしてもよい。いず れの場合も、この地点情報入力部 1901によって入力された地点情報によって、地図 を生成する範囲が設定される。
[0083] また、ルート探索部 2002は、地点情報入力部 2001によって入力された任意の 2つ の地点を示す地点情報に基づいて、 2つの地点間のルートを探索する。具体的には 、ルート探索入力があった場合、装置本体から目的地までのルート (経路)の探索を 実行する。より具体的には、地点情報入力部 2001によって入力された装置本体およ び目的地の地点情報 (緯度情報および経度情報）と、その地点情報に対応する 3次 元地図情報と、によってルート探索をおこなう。なお、ルート探索は周知の方法で行う
[0084] 表示制御部 2003は、表示画面を制御して、 3次元地図情報生成部 106によって生 成された 3次元地図情報を表示する。具体的には、生成範囲をクリッピングすることに より 3次元地図オブジェクトを表示画面に表示させる。また、表示制御部 2003は、 3 次元地表物オブジェクト 900 (または 3次元地表物オブジェクト 910)のうち、ルート探 索部 2002によって探索されたルートに該当するオブジェクトを強調表示する。
[0085] また、地点情報入力部 2001、ルート探索部 2002および表示制御部 2003は、具 体的には、たとえば、、図 19に示した ROM 1202、 RAM1203, HD1205, CD/D VD1207などの記録媒体に格納されているプログラムを、 CPU1201が実行すること によってその機能を実現する。
実施例 4
[0086] つぎに、この実施の形態 2にかかる実施例 4について説明する。この実施例 4は、図 20に示したナビゲーシヨン装置 1900によるナビゲーシヨン処理手順について示して いる。図 21は、図 20に示したナビゲーシヨン装置 1900によるナビゲーシヨン処理手 順を示すフローチャートである。なお、図 13に示したフローチャートと同一ステップに は同一ステップ番号を付し、その説明を省略する。
[0087] 図 21において、ルート探索モードでない場合 (ステップ S2101 :No)、任意の地点 を示す地点情報を入力する (ステップ S2102)。一方、ルート探索モードの場合 (ステ ップ S2101 :Yes)、 2つの地点、たとえば、現在地点および目的地点の地点情報を 入力する (ステップ S2103)。そして、この 2つの地点間のルート探索を実行する (ステ ップ S 2104)。
[0088] ステップ S2102 :Noまたはステップ S2104の後、地点情報を含む地図生成範囲を 設定する（ステップ S2105)。この後、図 13に示したステップ S 1302— S1305までの 処理が実行される。そして、ルート探索が実行された場合 (ステップ S2106 : Yes)、ス テツプ S 1305で生成された 3次元地図情報（または 3次元地表物オブジェクト 910)を 表示するとともに、探索されたルートに関する案内用 3次元地表物オブジェクト (また は 3次元地表物オブジェクト 910)を生成する（ステップ S2107)。ここで、案内用 3次 元地表物オブジェクトとは、道路に沿った誘導線 (走行すべき道路を示した線)を示し ている。
[0089] そして、地点情報を含む生成範囲の 3次元地図情報を地図表示情報に変換する（ ステップ S2108)。具体的には、 3次元地図情報から所定の視点位置から見た地図 表示情報に座標変換する。この視点位置は、入力された地点情報に高さ情報を付加 した位置やその位置力も所定量移動させた位置としてもよい。そして、案内用 3次元 地表物オブジェクトと、変換された地図表示情報とに基づいて地図画面を表示する（ ステップ S2109)。一方、ルート探索が実行されていない場合 (ステップ S2106 : No) 、ステップ S 2108に移行する。
[0090] この実施例によれば、任意の地点近傍の地図情報を、 3次元で表示することができ るとともに、道路などの 2次元地表物オブジェクト 800を 3次元地盤オブジェクト 200に 沿わせて立体的に表示することができる。したがって、表示部 107に表示された 3次 元地図情報を見ることにより、通行路の起伏を視覚的に認識することができる。また、 これにより、通行路の起伏を見て、通行するかどうかの判断材料とすることができる。 また、通行したくないと判断した場合には、迂回ルートの設定をおこなうこともできる。
[0091] 以上、この実施の形態 1および 2によれば、情報量の多い詳細な 3次元地盤ォブジ ェクト 200を描画するとともに、 2次元地表物オブジェクト 800については、 3次元地盤 オブジェクト 200よりも情報量の少ない簡易 3次元地盤オブジェクト 600を生成する。 そして、この簡易 3次元地盤オブジェクト 600を用いて 2次元地表物オブジェクト 800 を 3次元地表物オブジェクト 900に変換して、 3次元地盤オブジェクト 200に描画する こと〖こより、 3次元地盤オブジェクト 200に対して、 2次元地表物オブジェクト 800を擬 似的に融合することができる。
[0092] すなわち、簡易 3次元地盤オブジェクト 600は、 2次元地表物オブジェクト 800から 3 次元地表物オブジェクト 900を生成するためだけに用いられ、実際に表示される地盤 オブジェクトは、 3次元地盤オブジェクト 200である。したがって、実際の地形に応じた 幅のある道路などの地表物を 3次元地盤オブジェクト 200上にリアルに表現すること ができるという効果を奏する。
[0093] また、 2次元地表物オブジェクト 800を 3次元地盤オブジェクト 200に描画する場合 、簡易 3次元地盤オブジェクト 600を用いることにより 3次元地表物オブジェクト 900を 生成することができるため、 3次元地盤オブジェクト 200のポリゴンを総当りする必要 はない。したがって、 3次元地盤オブジェクト 200に 2次元地表物オブジェクト 800を 描画する際の計算量を抑制することができるという効果を奏する。またこれにより、高 性能の CPUを搭載する必要もなぐ安価なナビゲーシヨン装置 1900を提供すること ができるという効果を奏する。
[0094] このように、この実施の形態 1および 2によれば、簡易かつリアルな 3次元地図情報 を生成することができるという効果を奏する。なお、本実施の形態の各実施例で説明 した地図生成方法およびナビゲーシヨン方法は、あら力じめ用意されたプログラムを パーソナル.コンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することにより 実現することができる。このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、 CD -ROM, MO、 DVD等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コン ピュータによって記録媒体力も読み出されることによって実行される。また、このプロ グラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することが可能な伝送媒体で あってもよい。

Claims

請求の範囲
[1] 地盤の 3次元形状を示す 3次元地盤情報を記憶する 3次元地盤情報記憶手段と、 前記 3次元地盤情報記憶手段によって記憶されている 3次元地盤情報を用いて、 当該 3次元地盤情報より情報量の少ない簡易 3次元地盤情報を生成する簡易 3次元 地盤情報生成手段と、
前記簡易 3次元地盤情報生成手段によって生成された簡易 3次元地盤情報を用い て、前記地盤の表面に存在する地表物の 2次元形状を示す 2次元地表物情報に高 さ情報を付加して、前記地表物の 3次元形状を示す 3次元地表物情報を生成する 3 次元地表物情報生成手段と、
前記 3次元地盤情報記憶手段によって記憶されて ヽる 3次元地盤情報と、前記 3次 元地表物情報生成手段によって生成された 3次元地表物情報とに基づいて、 3次元 地図情報を生成する 3次元地図情報生成手段と、
を備えることを特徴とする地図生成装置。
[2] 前記地盤の表面に存在する地表物の 2次元形状の基準線を示す基準線情報、お よび前記基準線に直角な方向における前記地表物の 2次元形状の幅を示す幅情報 を含む 2次元形状情報を記憶する 2次元形状情報記憶手段を備え、
前記 3次元地表物情報生成手段は、
前記 2次元形状情報記憶手段によって記憶されて 、る 2次元形状情報と、前記簡 易 3次元地盤情報生成手段によって生成された簡易 3次元地盤情報とを用いて、前 記 3次元地表物情報を生成することを特徴とする請求項 1に記載の地図生成装置。
[3] 前記簡易 3次元地盤情報生成手段は、
多角形に分割された 2次元平面を示す多角形 2次元情報に対して、前記 3次元地 盤情報を用いて前記多角形の頂点に高さ情報を付加した多角形 3次元情報を、前 記簡易 3次元地盤情報として生成することを特徴とする請求項 1または 2に記載の地 図生成装置。
[4] 前記簡易 3次元地盤情報生成手段は、
前記多角形の頂点近傍に存在する前記 3次元地盤情報の高さ情報の平均値を前 記多角形の頂点の高さ情報とすることを特徴とする請求項 3に記載の地図生成装置
[5] 前記 3次元地表物情報生成手段は、
前記多角形の頂点の高さ情報を用いて前記 2次元地表物情報に高さ情報を付カロ することにより、前記 3次元地表物情報を生成することを特徴とする請求項 3に記載の 地図生成装置。
[6] 前記 3次元地表物情報生成手段は、
前記地表物の 2次元形状の特定位置における高さ情報を前記簡易 3次元地盤情 報力 抽出し、抽出された高さ情報を前記特定位置に付加することにより、前記 3次 元地表物情報を生成することを特徴とする請求項 1または 2に記載の地図生成装置。
[7] 前記 3次元地図情報生成手段は、
前記簡易 3次元地盤情報から抽出された高さ情報を調整して前記特定位置に付加 することを特徴とする請求項 6に記載の地図生成装置。
[8] 高さ方向における前記地表物の 2次元形状の厚さを示す厚さ情報を記憶する厚さ 情報記憶手段を備え、
前記 3次元地表物情報生成手段は、
前記 2次元地表物情報に、前記厚さ情報記憶手段によって記憶されて!、る厚さ情 報をさらに付加して、前記 3次元地表物情報を生成することを特徴とする請求項 1ま たは 2に記載の地図生成装置。
[9] 前記 3次元地図情報生成手段は、
前記厚さ情報記憶手段によって記憶されている厚さ情報を調整して、前記 2次元地 表物情報に付加することを特徴とする請求項 8に記載の地図生成装置。
[10] 地盤の 3次元形状を示す 3次元地盤情報を記憶する 3次元地盤情報記憶手段と、 任意の地点を示す地点情報の入力を受け付ける地点情報入力手段と、 前記 3次元地盤情報記憶手段によって記憶されている 3次元地盤情報の中から、 前記地点情報入力手段によって入力された地点情報を含む所定範囲内の地盤の 3 次元形状を示す 3次元地盤情報を抽出する 3次元地盤情報抽出手段と、
前記 3次元地盤情報抽出手段によって抽出された 3次元地盤情報を用いて、当該 3次元地盤情報より情報量の少ない簡易 3次元地盤情報を生成する簡易 3次元地盤 情報生成手段と、
前記簡易 3次元地盤情報生成手段によって生成された簡易 3次元地盤情報を用い て、前記地点情報を含む範囲内の地盤の表面に存在する地表物の 2次元形状を示 す 2次元地表物情報に高さ情報を付加して、前記地表物の 3次元形状を示す 3次元 地表物情報を生成する 3次元地表物情報生成手段と、
前記 3次元地盤情報抽出手段によって抽出された 3次元地盤情報と、前記 3次元 地表物情報生成手段によって生成された 3次元地表物情報とに基づいて、 3次元地 図情報を生成する 3次元地図情報生成手段と、
前記 3次元地図情報を用いて前記地点情報の位置に対応した視点位置から見た 地図表示情報を生成する地図表示情報生成手段と、
表示画面を有する表示手段と、
前記表示画面を制御して、前記地図表示情報生成手段によって生成された地図 表示情報を用いて地図画面を表示する表示制御手段と、
を備えることを特徴とするナビゲーシヨン装置。
[11] 前記地点情報入力手段によって入力された任意の 2つの地点を示す地点情報に 基づいて、前記 2つの地点間のルートを探索するルート探索手段をさらに備え、 前記 3次元地表物情報生成手段は、前記ルート探索手段によって探索されたルー トに対応する 3次元地表物情報を強調するように生成することを特徴とする請求項 10 に記載のナビゲーシヨン装置。
[12] 前記地盤の 3次元形状を示す 3次元地盤情報を入力する 3次元地盤情報入力ェ 程と、
前記 3次元地盤情報入力工程によって入力された 3次元地盤情報を用いて、当該 3次元地盤情報より情報量の少ない簡易 3次元地盤情報を生成する簡易 3次元地盤 情報生成工程と、
前記簡易 3次元地盤情報生成工程によって生成された簡易 3次元地盤情報を用い て、前記地盤の表面に存在する地表物の 2次元形状を示す 2次元地表物情報に高 さ情報を付加して、前記地表物の 3次元形状を示す 3次元地表物情報を生成する 3 次元地表物情報生成工程と、 前記 3次元地盤情報入力工程によって入力された 3次元地盤情報と、前記 3次元 地表物情報生成工程によって生成された 3次元地表物情報とに基づ 、て、 3次元地 図情報を生成する 3次元地図情報生成工程と、
を含んだことを特徴とする地図生成方法。
[13] 前記地図生成方法をコンピュータに実行させることを特徴とする地図生成プロダラ ム。
[14] 請求項 13に記載のプログラムを記録していることを特徴とするコンピュータに読み取 り可能な記録媒体。
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