(57)【要約】【課題】鳥瞰図変換により鳥瞰図を描画すると、本来は交わっていない道路が交差することがある。【解決手段】地図情報Ｍは、複数の補間点により補間されるラインに関する情報を含む。逆鳥瞰図変換部６８は、所定の視点位置から２次元地図を見下ろした場合の鳥瞰図を表示する画面の表示枠を逆鳥瞰図変換することにより、鳥瞰図として表示される２次元地図上の矩形領域を求める。補間点追加部７０は、求めた矩形領域の辺上または内部に存在し、かつ、既存の隣接する補間点の間にあってラインを補間する点を当該ラインの新たな補間点として追加する。鳥瞰図変換部６２は、追加された補間点を含め、ラインを補間するための補間点を鳥瞰図変換することにより、視点位置から２次元地図を見下ろした場合の鳥瞰図を生成する。【選択図】図２
2010049244.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラインを形成するための複数の補間点に関する情報を含む地図情報を記憶する地図情報記憶部と、
前記地図情報に基づき描画される２次元地図を所定の視点位置から見下ろしたと仮定した場合の鳥瞰図を表示する画面の表示枠に対して、鳥瞰図生成のための補間点の変換処理とは逆の逆変換処理を行うことにより、鳥瞰図として表示される２次元地図上の矩形領域を求める逆変換処理部と、
前記矩形領域の辺上または内部に存在し、かつ、既存の隣接する補間点の間にあってラインを形成するための点を当該ラインの新たな補間点として追加する補間点追加部と、
追加された補間点を含め、ラインを形成するための補間点を前記変換処理することにより、前記鳥瞰図を生成する鳥瞰図生成部と
を含むことを特徴とする描画処理装置。
【請求項２】
前記補間点追加部は、既存の補間点を順次つないで形成される線分と前記矩形領域のいずれかの辺とが交わる場合、その交点を当該ラインの新たな補間点として追加することを特徴とする請求項１に記載の描画処理装置。
【請求項３】
前記補間点追加部は、既存の補間点を順次つないで形成される線分と前記矩形領域の前記画面に対して上側の辺とが交わる場合、その上側の辺との交点を当該ラインの新たな補間点として追加することを特徴とする請求項２に記載の描画処理装置。
【請求項４】
前記補間点追加部は、既存の補間点を順次つないで形成される線分と前記矩形領域の前記画面に対して下側の辺とが交わる場合、その下側の辺との交点を当該ラインの新たな補間点として追加することを特徴とする請求項２または３に記載の描画処理装置。
【請求項５】
前記補間点追加部は、前記矩形領域内に存在する複数のラインについて補間点の密度を求め、補間点の密度が所定の閾値よりも高いラインについては新たな補間点を追加する処理をスキップすることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の描画処理装置。
【請求項６】
ラインを形成するための複数の補間点に関する情報を含む地図情報をメモリから参照するステップと、
前記地図情報に基づき描画される２次元地図を所定の視点位置から見下ろしたと仮定した場合の鳥瞰図を表示する画面の表示枠に対して、鳥瞰図生成のための補間点の変換処理とは逆の逆変換処理を行うことにより、鳥瞰図として表示される２次元地図上の矩形領域を求めるステップと、
前記矩形領域の辺上または内部に存在し、かつ、既存の隣接する補間点の間にあってラインを形成するための点を当該ラインの新たな補間点として追加するステップと、
追加された補間点を含め、ラインを形成するための補間点を前記変換処理することにより、前記鳥瞰図を生成するステップと
を含むことを特徴とする描画処理方法。
【請求項７】
ラインを形成するための複数の補間点に関する情報を含む地図情報をメモリから参照する機能と、
前記地図情報に基づき描画される２次元地図を所定の視点位置から見下ろしたと仮定した場合の鳥瞰図を表示する画面の表示枠に対して、鳥瞰図生成のための補間点の変換処理とは逆の逆変換処理を行うことにより、鳥瞰図として表示される２次元地図上の矩形領域を求める機能と、
前記矩形領域の辺上または内部に存在し、かつ、既存の隣接する補間点の間にあってラインを形成するための点を当該ラインの新たな補間点として追加する機能と、
追加された補間点を含め、ラインを形成するための補間点を前記変換処理することにより、前記鳥瞰図を生成する機能と
をコンピュータに実現させることを特徴とする描画処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地図情報を描画する描画処理装置、描画処理方法、及び描画処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
地図を表示する描画処理装置の一例であるナビゲーション装置は様々な分野で用いられており、主に車両等に搭載され、現在地から目的地までの経路を案内するために用いられる。ナビゲーション装置は、自車位置の真上から視線方向を真下に見下ろした２次元地図を表示するヘディングアップモードやノースアップモードを備える他、自車位置の上空の進行方向後ろから視線方向を進行方向先に見下ろした鳥瞰図を表示する３次元モードも備える。
【０００３】
鳥瞰図に関して、表示画面領域に対応する台形の道路地図領域を算出して、地図情報から道路地図領域内にある補間点を選出して射影変換するナビゲーション装置が一般的に知られている（たとえば、特許文献１参照）。また、鳥瞰図の作成を高速化するために、道路の補間点を画面表示位置や表示優先度に応じて間引いて、鳥瞰図を表示するナビゲーション装置も提案されている（たとえば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１６０８５２号公報
【特許文献２】特開平８―１５９７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１や特許文献２に記載された一般的な鳥瞰図の生成技術では、道路を表す連続する複数の補間点を射影変換して、補間点の調整を行い、補間点と補間点を結ぶラインで道路を描画すると、道路を補間する補間点の精度の違いから、本来は交わっていない二つの道路が交差することがある。
【０００６】
地図情報内にある道路の補間点は、真上から見た２次元の緯度・経度の座標で構成されている。そのため、鳥瞰図中心位置から離れた２次元地図の補間点は、鳥瞰図変換すると大きく座標が移動する。全道路に対して、１メートル間隔で補間点を格納している地図情報であれば、全補間点を鳥瞰図変換して道路描画するだけで、特許文献１や特許文献２に記載の技術でも正確な鳥瞰図を表示することができる。しかし、実際の地図情報は、１メートル間隔の補間点で構成される道路もあれば、１００メートル間隔の補間点で構成される道路もある。特に、道路を表す連続する補間点の距離間隔が互いに異なる２本の道路が近接しており、かつ平行して存在している場合は、鳥瞰図にするために道路の全補間点に対して鳥瞰図変換し、算出した点と点をラインで結ぶと、意図せず交わってしまうことがある。
【０００７】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、２次元地図情報から正確な位置関係をもつ鳥瞰図を作成することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の描画処理装置は、ラインを形成するための複数の補間点に関する情報を含む地図情報を記憶する地図情報記憶部と、前記地図情報に基づき描画される２次元地図を所定の視点位置から見下ろしたと仮定した場合の鳥瞰図を表示する画面の表示枠に対して、鳥瞰図生成のための補間点の変換処理とは逆の逆変換処理を行うことにより、鳥瞰図として表示される２次元地図上の矩形領域を求める逆変換処理部と、前記矩形領域の辺上または内部に存在し、かつ、既存の隣接する補間点の間にあってラインを形成するための点を当該ラインの新たな補間点として追加する補間点追加部と、追加された補間点を含め、ラインを形成するための補間点を前記変換処理することにより、前記鳥瞰図を生成する鳥瞰図生成部とを含む。
【０００９】
本発明の別の態様は、描画処理方法である。この方法は、ラインを形成するための複数の補間点に関する情報を含む地図情報をメモリから参照するステップと、前記地図情報に基づき描画される２次元地図を所定の視点位置から見下ろしたと仮定した場合の鳥瞰図を表示する画面の表示枠に対して、鳥瞰図生成のための補間点の変換処理とは逆の逆変換処理を行うことにより、鳥瞰図として表示される２次元地図上の矩形領域を求めるステップと、前記矩形領域の辺上または内部に存在し、かつ、既存の隣接する補間点の間にあってラインを形成するための点を当該ラインの新たな補間点として追加するステップと、追加された補間点を含め、ラインを形成するための補間点を前記変換処理することにより、前記鳥瞰図を生成するステップとを含む。
【００１０】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、２次元地図情報をもとに正確な位置関係をもつ鳥瞰図を作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係るナビゲーション装置の機能を概略的に示すブロック図である。
【図２】図１の演算装置の構成図である。
【図３】画面に２次元地図を表示する場合の２次元ウィンドウ座標系を説明する図である。
【図４】２次元ウィンドウ座標系の補間点により表示された２次元地図の例を示す図である。
【図５】画面に鳥瞰図を表示する場合の３次元ウィンドウ座標系を説明する図である。
【図６】３次元ウィンドウ座標系の補間点により表示された鳥瞰図の例を示す図である。
【図７】図４の２次元地図を描画するための２次元ウィンドウ座標系の補間点を説明する図である。
【図８】図７に図示された２次元ウィンドウ座標系の補間点を鳥瞰図変換して描画された鳥瞰図を説明する図である。
【図９】鳥瞰図が表示される画面の表示枠を逆鳥瞰図変換して２次元地図内に表示した図である。
【図１０】新たに追加された補間点を用いて鳥瞰図変換することにより描画される鳥瞰図を示す図である。
【図１１】本実施の形態に係る鳥瞰図生成方法を説明するフローチャートである。
【図１２】二つの道路とその補間点を３次元ウィンドウ座標系で示した鳥瞰図である。
【図１３】鳥瞰図が表示される図１２の画面の表示枠を逆鳥瞰図変換して２次元地図内に表示した図である。
【図１４】新たに追加された補間点を用いて鳥瞰図変換することにより描画される鳥瞰図を示す図である。
【図１５】二つの道路とその補間点を３次元ウィンドウ座標系で示した鳥瞰図である。
【図１６】鳥瞰図が表示される図１５の画面の表示枠を逆鳥瞰図変換して２次元地図内に表示した図である。
【図１７】新たに追加された補間点を用いて鳥瞰図変換することにより描画される鳥瞰図を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態に係るナビゲーション装置１の機能を概略的に示すブロック図である。
【００１４】
ナビゲーション装置１は、ユーザであるドライバの現在地を検出する位置検出装置２、補間点と補間点をラインで結ぶ道路地図や道路法規、背景、アイコン、名称に関する地図情報Ｍなど地図表示に必要な情報を記憶する情報記憶部３、ドライバとのインタフェイスとして機能するユーザインタフェイス部４、及び地図情報Mなどの情報の各種変換処理を行う情報処理部５等を備えている。このようなナビゲーション装置１はドライバが運転する車両等に搭載されて用いられ、そのドライバに出発地から目的地までの最適経路を案内する。
【００１５】
位置検出装置２は、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からのＧＰＳ信号を受信するＧＰＳセンサ２１、ジャイロセンサ２２、ビーコンやＦＭ多重放送等からの道路交通情報を受信する道路情報受信センサ２３、及び速度センサ２４等を備えている。このような位置検出装置２は、外部からの電波や情報を受信し、それらの電波や情報を情報処理部５に送信する。
【００１６】
情報記憶部３は、地図情報Ｍも含め情報処理部５が必要とする各種の情報を記憶し、各種の情報を情報処理部５との間で送受信する。
【００１７】
ユーザインタフェイス部４は、音声入力及び音声出力を行うための音声入出力装置４１、各種の画面を表示するＬＣＤ（液晶ディスプレイ）等のディスプレイ４２、ドライバからの操作を受け付けるコントロール装置４３等を備えている。このようなユーザインタフェイス部４は、音声情報や画像情報等を情報処理部５との間で送受信する。なお、音声入出力装置４１は、情報処理部５により検索された経路を音声案内する。また、音声入出力装置４１は音声入力機能を有するため、音声によるドライバからの指示を受け付ける。ここで、音声入出力装置４１及びコントロール装置４３は入力部として機能し、ディスプレイ４２は表示部として機能する。
【００１８】
情報処理部５は、各種の演算を行う演算装置５１、センサインタフェイス５２、通信インタフェイス５３及び画像音声処理装置５４等を備えている。
【００１９】
演算装置５１は、各部を集中的に制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵが実行する各種プログラム等を格納するＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＰＵのワークエリア等として機能するＲＡＭ（Random Access Memory）、タイマ及び画像メモリ等（いずれも図示せず）から構成されており、各種の演算処理を実行する。たとえば、演算装置５１は、後述のアフィン変換部、鳥瞰図変換部、逆鳥瞰図変換部、補間点追加部などの処理を行う。
【００２０】
センサインタフェイス５２は、位置検出装置２の各センサ２１，２２，２３，２４で検出された位置情報を受信し、その位置情報を演算装置５１に送信する。また、演算装置５１は、その位置情報に基づいて、現在地情報、渋滞情報及び事故情報等の道路情報を求め、さらに、その現在地情報及び目的地情報に基づいて最適経路情報と別経路情報とを求める。
【００２１】
なお、目的地情報は、コントロール装置４３に対するドライバの操作や音声入出力装置４１に対する音声によるドライバの指示により設定される。すなわち、演算装置５１は、コントロール装置４３に対するドライバの操作や音声入出力装置４１に対する音声によるドライバの指示に応じて目的地を設定する。
【００２２】
通信インタフェイス５３は、情報記憶部３から地図情報Ｍを取得し、演算装置５１に送信する。また、通信インタフェイス５３は、ユーザインタフェイス部４のコントロール装置４３からの信号を受信する。
【００２３】
画像音声処理装置５４は、ユーザインタフェイス部４の音声入出力装置４１やディスプレイ４２にそれぞれ音声情報や画像情報を送信し、外部（例えばドライバ）からの音声情報を受信する。
【００２４】
図２は、演算装置５１の構成図である。ここでは、演算装置５１の機能の内、鳥瞰図を生成するための機能を図示している。
【００２５】
地図情報Ｍは、道路、川、鉄道などのノード情報を含み、各ノード情報は複数の補間点を有する。たとえば、道路の場合、補間点は、緯度・経度の２次元座標と車線数などの道路属性で構成される。車線数により道路の幅が決まる。本明細書では、補間点により補間して表示される道路、川、鉄道などのノードを総称して「ライン」と呼び、ラインを補間するための補間点とラインの属性を含む情報を「ライン情報」と呼ぶ。「ライン」は、ラインの属性に応じた太さをもつ。
【００２６】
アフィン変換部６０は、情報記憶部３に記憶された地図情報Ｍに含まれるライン情報をもとにディスプレイ４２の画面に２次元地図を描画するため、ラインの補間点の緯度・経度で表された一般座標を縮尺や回転角に応じて、ディスプレイ４２の画面に対応した２次元ウィンドウ座標系にアフィン変換する。アフィン変換後の２次元ウィンドウ座標系の補間点７２の情報はメモリに記憶される。
【００２７】
逆鳥瞰図変換部６８は、鳥瞰図が表示されるディスプレイ４２の画面の表示枠を逆鳥瞰図変換することにより、鳥瞰図として画面に表示される領域を２次元地図上に射影する。これにより、２次元地図内には鳥瞰図として表示される台形領域が求まる。より具体的には、逆鳥瞰図変換部６８は、鳥瞰図が表示される画面の表示枠の頂点（後述の「３次元ウィンドウ座標系」で表される）を逆鳥瞰図変換して、２次元地図上の台形領域の頂点（後述の「２次元ウィンドウ座標系」で表される）を求める。
【００２８】
補間点追加部７０は、ラインの既存の隣接する補間点の間に、ラインを補間する点を新たな補間点として追加する。この新たな補間点は、鳥瞰図として表示される台形領域の返上または内部に設ける。
【００２９】
特に、補間点追加部７０は、補間点を順次つないで形成される線分と鳥瞰図として表示される台形領域のいずれかの辺が交わる場合、その交点を当該道路の新たな補間点として追加してもよい。あるいは、補間点追加部７０は、台形領域内部において、ラインの補間点の間隔が、他と比べて粗である区間に新たな補間点を追加するようにしてもよい。
【００３０】
補間点追加部７０は、鳥瞰図として表示される台形領域内に存在する複数のラインについて補間点の密度を求め、補間点の密度が粗であるラインについて優先的に新たな補間点を追加する処理を行ってもよい。あるいは、補間点の密度が所定の閾値よりも高いラインについては新たな補間点を追加する処理をスキップしてもよい。これにより、必要以上に補間点の追加処理を行うのを避けて計算効率を高めることができる。
【００３１】
補間点追加部７０は、新しい補間点の座標や属性を追加することで、メモリに記憶された２次元ウィンドウ座標系の補間点７２の情報を更新する。これにより、道路などのラインは、もともと地図情報Ｍとして存在していた補間点の他、新たな補間点を加えて補間されることになり、補間精度が高まる。
【００３２】
鳥瞰図変換部６２は、所定の視点から視線方向に地図を見た場合の鳥瞰図を生成するために、メモリに記憶された２次元ウィンドウ座標系の補間点７２を射影変換する。射影変換した補間点に対して、更に奥行き感を出すために調整を行い、３次元ウィンドウ座標系に鳥瞰図変換する。画面中心となる視点位置より画面上部にある補間点データは視点位置方向へ、画面下部にある補間点データは視点位置と反対方向へ移動する。移動量は、視点位置から離れた補間点ほど大きく、画面に対して、視点位置からの縦の成分に比例する。鳥瞰図変換後の３次元ウィンドウ座標系の補間点７４の情報はメモリに記憶される。
【００３３】
ライン描画部６４は、メモリに記憶された３次元ウィンドウ座標系の補間点７４をつなぐことで道路などのラインを描画する。ラインの太さは道路の車線数などのライン属性にもとづいて決められる。
【００３４】
表示部６６は、背景画像にライン描画部６４により描画された道路などのラインを合成して得られる鳥瞰図の画像をディスプレイ４２に表示する。
【００３５】
図３は、画面に２次元地図を表示する場合の２次元ウィンドウ座標系を説明する図である。
【００３６】
ヘディングアップモードやノースアップモードでは、道路を真上から見た２次元地図が画面に表示される。ラインの補間点が緯度・経度で与えられる地図情報をＸＹ平面上に表し、ＸＹ平面と垂直なＺ軸を想定する。ディスプレイ４２の画面に表示させる領域がＸＹ平面上の矩形領域ＡＢＣＤ（符号２００）であるとすると、矩形ＡＢＣＤの中心Ｆが、ディスプレイ４２の画面の表示枠ａｂｃｄ（符号２１０）の中央に表示されるように、矩形ＡＢＣＤの中心Ｆの真上に視点Ｅが設定され、矩形領域ＡＢＣＤが画面の表示枠ａｂｃｄにアフィン変換される。具体的には、自車の進行方向や方位に応じた回転角で矩形領域ＡＢＣＤを回転させた上で、視点高度に応じた縮尺で矩形領域ＡＢＣＤを表示枠ａｂｃｄに縮小すればよい。
【００３７】
２次元地図を表示する場合、ディスプレイ４２の画面の表示枠ａｂｃｄはＸＹ平面と平行に置かれる。ＸＹ平面上の矩形領域ＡＢＣＤ内の補間点をアフィン変換により画面の表示枠ａｂｃｄ内に変換した後の補間点の座標系を「２次元ウィンドウ座標系」と呼ぶ。
【００３８】
図４は、２次元ウィンドウ座標系の補間点により表示された２次元地図の例を示す図である。ここでは、真上から見た場合の二本の道路Ｒ０、Ｒ１と自車Ａが２次元で表示されている。
【００３９】
情報処理部５は、センサインタフェイス５２で受信した位置情報をもとに自車位置を算出する。演算装置５１は、自車位置周辺の領域内にある道路などのラインの補間点を地図情報Ｍから取得し、アフィン変換後の２次元ウィンドウ座標系の補間点をラインで結んで道路などのラインを描画する。ラインのポイント（太さ）は、縮尺と車線数などのライン属性によって算出される。自車位置についても演算装置５１がアフィン変換を行い、対応する画面位置に自車位置アイコンＡをアイコン描画する。ここで、二つの道路Ｒ０と道路Ｒ１は途中から平行している。
【００４０】
図５は、画面に鳥瞰図を表示する場合の３次元ウィンドウ座標系を説明する図である。
【００４１】
視点Ｅから視線ＥＦに沿ってＸＹ平面上の地図を見下ろすとする。ＸＹ平面上の台形領域ＡＢＣＤ（符号３００）は、鳥瞰図変換によってディスプレイ４２の画面の表示枠ａｂｃｄ（符号３１０）に変換され、鳥瞰図として表示される。逆に言えば、ディスプレイ４２の画面に鳥瞰図が表示される表示枠ａｂｃｄは、逆鳥瞰図変換によって２次元地図上の台形領域ＡＢＣＤに変換される。
【００４２】
車両の後方からではなく、車両の斜め後方から見た鳥瞰図を生成する場合は、鳥瞰図として表示される領域ＡＢＣＤは台形ではなく、一般には矩形になることに留意する。いずれの場合でも、鳥瞰図は、車両から遠方に行くほど縮小され、手前ほど拡大されるため、鳥瞰図として表示される２次元地図上の領域ＡＢＣＤは、画面に対して上側の辺が下側の辺よりも広がりをもつ形状になる。
【００４３】
鳥瞰図を表示する場合、ディスプレイ４２の画面の表示枠ａｂｃｄは、３次元空間ＸＹＺ内に置かれる。ＸＹ平面上の台形領域ＡＢＣＤ内の補間点を鳥瞰図変換により画面の表示枠ａｂｃｄ内に変換した後の補間点の座標系を「３次元ウィンドウ座標系」と呼ぶ。
【００４４】
図６は、３次元ウィンドウ座標系の補間点により表示された鳥瞰図の例を示す図である。ここでは、図４の例に対応して、車両の後方から前方を見下ろした見た場合の二本の道路Ｒ０、Ｒ１と自車Ａが立体的に表示されている。
【００４５】
二本の道路Ｒ０とＲ１は本来は交わることがないが、単純に二本の道路の補間点を鳥瞰図変換すると、図６のように、鳥瞰図において二本の道路が交差することがある。本実施の形態では、このような不都合が生じないように、逆鳥瞰図変換部６８および補間点追加部７０の働きにより、道路の補間点が追加され、補間精度が補強される。以下、図６のような不都合が起きる原因を説明した上で、本実施の形態による解決手段について詳しく説明する。
【００４６】
図７は、図４の２次元地図を描画するための２次元ウィンドウ座標系の補間点を説明する図である。道路Ｒ０は、２次元ウィンドウ座標系の１５個の補間点を順につないでライン描画されている。一方、道路Ｒ１は、２次元ウィンドウ座標系の４個の補間点Ｈ０、Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３を順につないでライン描画されている。最初の３つの隣接する補間点Ｈ０、Ｈ１、Ｈ２の間隔に比べて、３番目の補間点Ｈ２と４番目の補間点Ｈ３の間隔は大きい。また、道路Ｒ０と道路Ｒ１では、補間点の数に開きがあり、補間精度が大きく異なる。
【００４７】
図８は、図７に図示された２次元ウィンドウ座標系の補間点を鳥瞰図変換して描画された鳥瞰図を説明する図である。
【００４８】
演算装置５１の鳥瞰図変換部６２は、視点位置が自車位置の進路後方上空で、視線方向が車両進行方向前方になるように、図７の補間点を鳥瞰図変換する。ライン描画部６４は、鳥瞰図変換された３次元ウィンドウ座標系の補間点を順につなぐことで道路を描画する。
【００４９】
図８の鳥瞰図において、道路Ｒ１の３次元ウィンドウ座標系の４個の補間点Ｈ１０、Ｈ１１、Ｈ１２、Ｈ１３は、それぞれ、図７の２次元ウィンドウ座標系の４個の補間点Ｈ０、Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３を鳥瞰図変換して画面に表示したものである。これらの３次元ウィンドウ座標系の４個の補間点Ｈ１０、Ｈ１１、Ｈ１２、Ｈ１３の隣接する２点をラインで順に結んでいくことで、道路が描画される。
【００５０】
図７と図８を見比べればわかるように、道路Ｒ１の４番目の補間点Ｈ３のＸ方向（横方向）の座標は、鳥瞰図変換により大きく変化し、画面の中央に移動している。３次元ウィンドウ座標系において、３番目の補間点Ｈ１２と４番目の補間点Ｈ１３を結んで道路Ｒ１を描画すると、道路Ｒ０と交わってしまい、正確な鳥瞰図が得られない。これは、道路Ｒ０の補間点の密度が粗であり、鳥瞰図変換により補間誤差が増大するからである。
【００５１】
正確な鳥瞰図を表示するために、演算装置５１の逆鳥瞰図変換部６８および補間点追加部７０が実行する補間点の追加処理について、図９を参照して説明する。
【００５２】
図９は、鳥瞰図が表示される画面の表示枠を逆鳥瞰図変換して２次元地図内に表示した図である。逆鳥瞰図変換部６８は、図８の鳥瞰図が表示される画面の表示枠を逆鳥瞰図変換して２次元地図内の台形領域Ｔを求める。具体的には、２次元地図内の自車の位置を原点とするＸＹ座標を定めると、台形領域Ｔの頂点、特に台形領域Ｔの上辺のＹ座標値Ｙ２、下辺のＹ座標値Ｙ１を求める。
【００５３】
道路Ｒ１の２次元ウィンドウ座標系の４つの補間点Ｈ０、Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３の内、最初の３つの補間点Ｈ０、Ｈ１、Ｈ２は台形領域Ｔの内部にあるが、４番目の補間点Ｈ３は台形領域Ｔの外部にある。補間点追加部７０は、道路Ｒ１の４つの補間点Ｈ０、Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３を順につないで形成される線分が台形領域Ｔの上辺または下辺と交わるかどうかを調べる。ここでは、３番目の補間点Ｈ２と４番目の補間点Ｈ３をつなぐ線分が台形領域Ｔの上辺と交点Ｈ４において交わる。この交点Ｈ４を道路Ｒ１を補間するための新たな補間点として追加する。
【００５４】
道路Ｒ０の補間点についても、補間点を結ぶ線分が同様に台形領域Ｔの上辺または下辺と交点をもつかどうか調べてもよいが、道路Ｒ０については補間点の密度が道路Ｒ１に比べて高いことから、道路Ｒ０については補間点の追加処理をスキップしてもよい。
【００５５】
台形領域Ｔの上辺において、道路Ｒ１の新たな補間点Ｈ４と道路Ｒ０の補間点は離れた位置にあることから、新たな補間点Ｈ４を含む道路Ｒ１について、補間点を鳥瞰図変換して鳥瞰図を求めても二つの道路Ｒ１とＲ０が交わることはない。
【００５６】
図１０は、新たに追加された補間点を用いて鳥瞰図変換することにより描画される鳥瞰図を示す図である。二つの道路Ｒ０とＲ１は鳥瞰図において交わることがなく、正確に描画されている。
【００５７】
図１１は、本実施の形態に係る鳥瞰図生成方法を説明するフローチャートである。
【００５８】
アフィン変換部６０は、地図情報Mから取得した表示対象の道路を表す補間点の緯度・経度座標を２次元ウィンドウ座標系にアフィン変換する（ステップＳ１）。
【００５９】
変換した２次元ウィンドウ座標系の補間点は、図９の例で言えば、道路Ｒ０の１５個の補間点と道路Ｒ１の４個の補間点Ｈ０、Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３である。アフィン変換部６０は、アフィン変換の際、各道路の車線数と２次元地図の縮尺率にもとづいてラインのポイント（太さ）を算出して、２次元ウィンドウ座標系の補間点情報として格納する（ステップＳ２）。
【００６０】
次に、逆鳥瞰図変換部６８は、鳥瞰図として画面表示する矩形領域を２次元地図上に逆鳥瞰図変換する（ステップＳ３）。図９に示すように、逆鳥瞰図変換した領域が台形領域Ｔであり、具体的に求める必要があるのは、台形領域Ｔの上辺のＹ座標Ｙ２と下辺のＹ座標Ｙ１である。よって、鳥瞰図として画面表示する矩形領域の上辺および下辺のＹ座標のみを逆鳥瞰図変換して、２次元地図上の台形領域Ｔの上辺および下辺のＹ座標値Ｙ２およびＹ１を算出する。
【００６１】
補間点追加部７０は、２次元ウィンドウ座標系において道路の隣接する二つの補間点を順に結んでラインを形成し、台形領域Ｔの上辺または下辺と交わるかどうかか検出する（ステップＳ４）。具体的には、道路の補間点のＹ座標値と、台形領域Ｔの上辺、下辺のＹ座標値Ｙ２、Ｙ１との大小関係を比較することで上辺または下辺と交わるかどうかを判定することができる。
【００６２】
図９の例で言えば、２次元ウィンドウ座標系において道路Ｒ１の第１補間点Ｈ０と第２補間点Ｈ１を結ぶラインは、台形領域Ｔの上辺、下辺のいずれとも交わらない。第２補間点Ｈ１と第３補間点Ｈ２を結ぶラインも台形領域Ｔの上辺、下辺のいずれとも交わらない。第３補間点Ｈ２と第４補間点Ｈ３を結ぶラインは、台形領域Ｔの上辺と交わる。道路のラインが台形領域Ｔの辺と交わる場合（ステップＳ４のＹ）は、その交点の座標とラインのポイント（太さ）を算出し、交点の情報を第３補間点Ｈ２と第４補間点Ｈ３の間に新たな補間点Ｈ４として追加する（ステップＳ５）。道路のラインが台形領域Ｔの辺と交わらない場合（ステップＳ４のＮ）、ステップＳ５を飛ばして、ステップＳ６に進む。
【００６３】
同様に道路Ｒ０の１５個の補間点についても、隣接する補間点をつなぐラインが台形領域Ｔの上辺または下辺と交わるかどうかを調べるが、台形領域Ｔの下辺とは交わりがなく、台形領域Ｔの上辺またはその近傍に補間点が存在するため、新たに設定すべき補間点はない。
【００６４】
次に、鳥瞰図変換部６２は、新たに設定された補間点Ｈ４を含むすべての２次元ウィンドウ座標系の補間点を鳥瞰図変換する（ステップＳ６）。ライン描画部６４は、鳥瞰図変換して算出されたすべての３次元ウィンドウ座標系の補間点をラインで結び、ラインの太さを調整し、道路を描画する（ステップＳ７）。これにより、図８のように二つの道路Ｒ０と道路Ｒ１が交わることなく、図１０に示すような正確な鳥瞰図を描画することができる。
【００６５】
上記の説明では、道路のラインが台形領域Ｔの上辺、下辺のいずれかと交わる場合に、その交点を新たな補間点として設定することで道路の補間精度を高めるようにした。ここで、台形領域Ｔの上辺は、鳥瞰図変換により画面上に縮小されて表示されるのに対して、台形領域Ｔの下辺は鳥瞰図変換により画面上に拡大されて表示される。この点を考慮すると、台形領域Ｔの上辺に補間点を追加することは、台形領域Ｔの下辺に補間点を追加することに比べて、道路の意図しない交差を防ぐ意味で、より重要性が高い。そこで、鳥瞰図において縮小表示される台形領域Ｔの上辺における交点を優先して、補間点として追加し、台形領域Ｔの下辺における交点は求めないようにしてもよい。これにより、計算効率を高めることができる。
【００６６】
上記の説明では、道路が台形領域Ｔの上辺または下辺と交わる場合を考え、台形領域Ｔの左辺や右辺と交わる場合は考慮していなかった。これは、ナビゲーション装置のディスプレイ画面は通常、横長であるため、鳥瞰図を表示した場合、特に画面の表示枠の上辺において補間誤差が鳥瞰図変換によって増大する傾向があるからである。しかしながら、道路の補間点の数が十分でない場合は、画面の左右において補間誤差のために道路が意図せず交差してしまうことも起こりうる。このような場合も考慮して、鳥瞰図の精度を一層高めるために、道路と台形領域Ｔの左辺や右辺との交点を求めて補間点として追加してもよい。これにより、台形領域Ｔの上辺または下辺とは交わらない道路についても、補間点の数が十分でない場合に補間点を追加して補間精度を高めることができる。
【００６７】
以下、台形領域の上辺以外の辺で交点を求めて補間点を設定して鳥瞰図を描画した例を説明する。
【００６８】
図１２〜図１４を参照して、台形領域の下辺に補間点を設定する場合を説明する。図１２は、二つの道路Ｒ２０、Ｒ２１とその補間点を３次元ウィンドウ座標系で示した鳥瞰図である。道路Ｒ２１の３つの補間点Ｊ１０、Ｊ１１、Ｊ１２は画面内にあるが、４番目の補間点Ｊ１３は画面外にある。そのため、補間誤差によって、図１２の鳥瞰図では二つの道路Ｒ２０とＲ２１は意図せず交わってしまう。
【００６９】
図１３は、鳥瞰図が表示される図１２の画面の表示枠を逆鳥瞰図変換して２次元地図内に表示した図である。鳥瞰図として表示される台形領域Ｔと、二つの道路Ｒ２０、Ｒ２１、およびその補間点が２次元ウィンドウ座標系で表示されている。台形領域Ｔの上辺のＹ座標はＹ２、下辺のＹ座標はＹ１である。
【００７０】
道路Ｒ２１の３つの補間点Ｊ０、Ｊ１、Ｊ２（それぞれ、図１２の３次元ウィンドウ座標系の３つの補間点Ｊ１０、Ｊ１１、Ｊ１２に対応する）は、台形領域Ｔ内に存在するが、４番目の補間点Ｊ３（図１２の補間点Ｊ１３に対応する）は、台形領域Ｔ外に存在する。
【００７１】
第３補間点Ｊ２と第４補間点Ｊ３を結ぶ線分が台形領域Ｔの下辺と交点Ｊ４で交わることから、補間点追加部７０はこの交点Ｊ４を道路Ｒ２１の新たな補間点として追加する。
【００７２】
図１４は、新たに追加された補間点を用いて鳥瞰図変換することにより描画される鳥瞰図を示す図である。台形領域Ｔの下辺において道路Ｒ２１に新たな補間点Ｊ４が追加されたことから、鳥瞰図変換しても画面の下側で道路Ｒ２１が道路Ｒ２０と交わることはなく、鳥瞰図が正確に描画される。
【００７３】
図１５〜図１７を参照して、台形領域の右辺に補間点を設定する場合を説明する。図１５は、二つの道路Ｒ３０、Ｒ３１とその補間点を３次元ウィンドウ座標系で示した鳥瞰図である。道路Ｒ３１の３つの補間点Ｋ１０、Ｋ１１、Ｋ１２は画面内にあるが、４番目の補間点Ｋ１３は画面外にある。そのため、補間誤差によって、図１５の鳥瞰図では二つの道路Ｒ３０とＲ３１は意図せず交わる。
【００７４】
図１６は、鳥瞰図が表示される図１５の画面の表示枠を逆鳥瞰図変換して２次元地図内に表示した図である。鳥瞰図として表示される台形領域Ｔと、二つの道路Ｒ３０、Ｒ３１、およびその補間点が２次元ウィンドウ座標系で表示されている。
【００７５】
道路Ｒ３１の３つの補間点Ｋ０、Ｋ１、Ｋ２（それぞれ、図１５の３次元ウィンドウ座標系の３つの補間点Ｋ１０、Ｋ１１、Ｋ１２に対応する）は、台形領域Ｔ内に存在するが、４番目の補間点Ｋ３（図１５の補間点Ｋ１３に対応する）は、台形領域Ｔ外に存在する。
【００７６】
第３補間点Ｋ２と第４補間点Ｋ３を結ぶ線分が台形領域Ｔの右辺と交点Ｋ４で交わることから、補間点追加部７０はこの交点Ｋ４を道路Ｒ３１の新たな補間点として追加する。
【００７７】
図１７は、新たに追加された補間点を用いて鳥瞰図変換することにより描画される鳥瞰図を示す図である。台形領域Ｔの右辺において道路Ｒ３１に新たな補間点Ｋ４が追加されたことから、鳥瞰図変換しても画面右側で道路Ｒ３１が道路Ｒ３０と交わることはなく、鳥瞰図が正確に描画される。
【００７８】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００７９】
本実施の形態で説明した補間点を追加して鳥瞰図を作成する方法は、道路描画にかかわらず、補間点と補間点を結びライン描画する川や鉄道などの他のノード情報を鳥瞰図変換する場合にも適用することができる。
また、本実施の形態で説明した鳥瞰図変換以外の変換方法による鳥瞰図生成にも当然本発明は適用可能である。
【符号の説明】
【００８０】
１  ナビゲーション装置、  ２  位置検出装置、  ３  情報記憶部、  ４  ユーザインタフェイス部、  ５  情報処理部、  ５１  演算装置、  ６０  アフィン変換部、  ６２  鳥瞰図変換部、  ６４  ライン描画部、  ６６  表示部、  ６８  逆鳥瞰図変換部、  ７０  補間点追加部。
【図１】
2010049244.tif 000003
【図２】
2010049244.tif 000004
【図３】
2010049244.tif 000005
【図４】
2010049244.tif 000006
【図５】
2010049244.tif 000007
【図６】
2010049244.tif 000008
【図７】
2010049244.tif 000009
【図８】
2010049244.tif 000010
【図９】
2010049244.tif 000011
【図１０】
2010049244.tif 000012
【図１１】
2010049244.tif 000013
【図１２】
2010049244.tif 000014
【図１３】
2010049244.tif 000015
【図１４】
2010049244.tif 000016
【図１５】
2010049244.tif 000017
【図１６】
2010049244.tif 000018
【図１７】
2010049244.tif 000019