(57)【要約】【課題】地図表示を行う際にオブジェクトの周囲の画像が隠れることなく簡単な処理によってオブジェクトに陰影を付加することができるナビゲーション装置および地図描画方法を提供すること。【解決手段】ナビゲーション装置は、オブジェクトの描画に必要な地図データを取得する地図データ記憶装置３、地図バッファ１０と、地図データに基づいて、背景画像に含まれるオブジェクトに対応する画像情報を生成してフレームバッファ５２に格納する地図描画部１４と、フレームバッファ５２に格納された画像情報を読み出して表示装置６に地図画像を表示する表示処理部４０とを備えている。地図描画部１４は、水系のオブジェクトの外形と、このオブジェクトを所定方向にずらした後の外形とで挟まれた領域であってこのオブジェクトに含まれる領域を、このオブジェクトの陰影領域として陰影を示す画像情報を生成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オブジェクトの描画に必要な地図データを取得する地図データ取得手段と、
前記地図データに基づいて、前記オブジェクトに対応する画像情報を生成してフレームバッファに格納する描画手段と、
前記フレームバッファに格納された画像情報を読み出して表示装置に地図画像を表示する表示処理手段と、
を備え、前記描画手段は、前記オブジェクトの外形と、前記オブジェクトを所定方向にずらした後の外形とで挟まれた領域であって前記オブジェクトに含まれる領域を、前記オブジェクトの陰影領域として陰影を示す画像情報を生成することを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記オブジェクトは、背景画像に含まれる水系のオブジェクトであることを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記フレームバッファと同じ大きさの作業領域を有する作業領域格納手段をさらに備え、
前記描画手段は、前記オブジェクトに対応する第１の画像を影色で生成するとともに、前記オブジェクトの位置を所定方向にずらした第２の画像を透明色で生成して前記第１の画像に上書きすることにより、前記オブジェクトに対応する陰影の画像を生成することを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記所定方向は、表示画面における右下の方向であることを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項５】
請求項３または４において、
前記描画手段は、前記オブジェクトを示す描画処理を行った後、この描画結果に前記陰影の画像を上書きすることを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項６】
オブジェクトの描画に必要な地図データを地図データ取得手段によって取得する地図データ取得ステップと、
前記地図データに基づいて、前記オブジェクトに対応する画像情報を生成してフレームバッファに格納する動作を描画手段によって行う描画ステップと、
前記フレームバッファに格納された画像情報を読み出して表示装置に地図画像を表示する動作を表示処理手段によって行う表示処理ステップと、
を有し、前記描画ステップにおいて、前記描画手段は、前記オブジェクトの外形と、前記オブジェクトを所定方向にずらした後の外形とで挟まれた領域であって前記オブジェクトに含まれる領域を、前記オブジェクトの陰影領域として陰影を示す画像情報を生成することを特徴とする地図描画方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両位置周辺の地図画像等を表示するナビゲーション装置および地図描画方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、水域を表す特定背景ポリゴンを立体的に表示するために、特定背景ポリゴンをその重心位置を中心として縮小変換して表示するとともに、その縮小変換後のポリゴンと縮小変換前の特定背景ポリゴンとに挟まれた領域を枠ポリゴンとして表示するようにしたナビゲーション装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。このナビゲーション装置では、特定背景ポリゴンの上面と枠ポリゴンで示す側面に、所定位置の光源の下で特定背景ポリゴンの見え方を想定して、陰影を表す色が付加される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−５８５３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、最も簡単には、建物等の図形を斜め方向にずらして陰影を付加することができるが、この方法では水系の特定形状、例えば海に細長い桟橋が突き出したような場合の海の形状を斜め方向にずらすと細長い桟橋が陰影で上書きされて隠れてしまうという問題があった。これに対し、特許文献１に開示されたナビゲーション装置では、海の形状に対して縮小して陰影を生成することになるためこのような不都合はないが、陰影を付加するために縮小処理を行う必要があり、処理が複雑になるという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、地図表示を行う際にオブジェクトの周囲の画像が隠れることなく簡単な処理によってオブジェクトに陰影を付加することができるナビゲーション装置および地図描画方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本発明のナビゲーション装置は、オブジェクトの描画に必要な地図データを取得する地図データ取得手段と、地図データに基づいて、オブジェクトに対応する画像情報を生成してフレームバッファに格納する描画手段と、フレームバッファに格納された画像情報を読み出して表示装置に地図画像を表示する表示処理手段とを備え、描画手段は、オブジェクトの外形と、オブジェクトを所定方向にずらした後の外形とで挟まれた領域であってオブジェクトに含まれる領域を、オブジェクトの陰影領域として陰影を示す画像情報を生成している。
【０００７】
また、本発明の地図描画方法は、オブジェクトの描画に必要な地図データを地図データ取得手段によって取得する地図データ取得ステップと、地図データに基づいて、オブジェクトに対応する画像情報を生成してフレームバッファに格納する動作を描画手段によって行う描画ステップと、フレームバッファに格納された画像情報を読み出して表示装置に地図画像を表示する動作を表示処理手段によって行う表示処理ステップとを有し、描画ステップにおいて、描画手段は、オブジェクトの外形と、オブジェクトを所定方向にずらした後の外形とで挟まれた領域であってオブジェクトに含まれる領域を、オブジェクトの陰影領域として陰影を示す画像情報を生成している。特に、上述したオブジェクトは、背景画像に含まれる水系のオブジェクトであることが望ましい。
【０００８】
これにより、細い桟橋等の陸地部分に対応する形状が一部に含まれる水系のオブジェクトであっても、この陸地部分を遮蔽することなく、オブジェクトに陰影を付加することが可能となる。また、オブジェクトを所定方向にずらして陰影を示す画像情報を生成しているため、画像の縮小を行う場合に比べて簡単な処理による陰影の生成が可能となる。
【０００９】
また、上述したフレームバッファと同じ大きさの作業領域を有する作業領域格納手段をさらに備え、描画手段は、オブジェクトに対応する第１の画像を影色で生成するとともに、オブジェクトの位置を所定方向にずらした第２の画像を透明色で生成して第１の画像に上書きすることにより、オブジェクトに対応する陰影の画像を生成することが望ましい。これにより、陰影を付加するオブジェクトが複数の図葉にわたって存在する場合であっても、図葉の境界位置に関係なく陰影部分のみを正確に生成することができるため、図葉が分かれることにより、境界部分で表示が不自然になることを防止することができる。
【００１０】
上述した所定方向は、表示画面における右下の方向であることが望ましい。これにより、水系のオブジェクトが地面よりも窪んだ状態をオブジェクトの左上に陰影を付加することで表現することができる。
【００１１】
また、上述した描画手段は、オブジェクトを示す描画処理を行った後、この描画結果に陰影の画像を上書きすることが望ましい。これにより、陰影付加の対象となるオブジェクトだけでなく、それ以外のオブジェクトについても並行して描画処理を行い、その後で陰影画像を付加することができるため、処理手順を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態のナビゲーション装置の詳細構成を示す図である。
【図２】水系のオブジェクトに陰影を付加する動作手順を示す流れ図である。
【図３】図２に示した動作手順にしたがった描画状態の説明図である。
【図４】図２に示した動作手順にしたがった描画状態の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態のナビゲーション装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、一実施形態のナビゲーション装置の構成を示す図である。図１に示すナビゲーション装置は、ナビゲーションコントローラ１、地図データ記憶装置３、操作部４、車両位置検出部５、表示装置６、オーディオ部７を含んで構成されている。このナビゲーション装置は、車両に搭載されている。
【００１４】
ナビゲーションコントローラ１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を用いて所定の動作プログラムを実行することにより、自車位置周辺の地図画像表示動作や施設検索動作、経路探索・誘導動作などの各種機能を実現する。ナビゲーションコントローラ１の詳細構成については後述する。
【００１５】
地図データ記憶装置３は、地図表示、施設検索、経路探索などに必要な地図データが格納されている記憶媒体およびその読み取り装置である。この地図データ記憶装置３には、経度および緯度で適当な大きさに区切られた矩形形状の図葉を単位とした地図データが格納されている。各図葉の地図データは、図葉番号を指定することにより特定され、読み出すことが可能となる。
【００１６】
この地図データは、経緯度で表現された点（ノード）の座標集合で表されており、また、道路は２以上のノードの連結からなり、２つのノードを連結した部分はリンクと呼ばれる。地図データは、道路リスト、ノードテーブル、交差点構成ノードリスト、交差点ネットリスト等からなるマップマッチング用及び経路探索用の道路データ、地図画面上に道路、公園、河川、目印となる建物や施設等の各種物件を表示するための背景データ、市町村名などの行政区画名、道路名、交差点名、建物の名前等の文字や地図記号等を表示するための文字・記号データなどから構成されている。
【００１７】
地図データを構成する各種データのうち本発明に関連するのは背景データであり、そのデータ構造について特に図示はしないが、背景データには、海や湖などの水系ポリゴンや、森林、田、畑、建物密集地などの土地利用ポリゴン、行政界を表す住所ポリゴン、建物を表す建物ポリゴンや施設の敷地を表す敷地ポリゴンなどの多種多様な形状データが含まれる。
【００１８】
地図データ記憶装置３は、ハードディスク装置や半導体メモリによって、あるいは、ＤＶＤとその読み取り装置によって実現される。また、地図データ記憶装置３を通信装置に置き換えて、外部の地図配信サーバ（図示せず）から地図データを取得するようにしてもよい。
【００１９】
操作部４は、利用者の指示（操作）を受け付けるためのものであり、各種の操作ボタンや操作つまみ類を備えている。また、操作部４は、表示装置６の画面に取り付けられたタッチパネルを含んでおり、画面上の一部を直接利用者が指等で指し示すことにより、操作指示を行うことができるようになっている。車両位置検出部５は、例えば、ＧＰＳ受信機、方位センサ、距離センサなどを備えており、所定のタイミングで車両位置（経度、緯度）の検出を行い、検出結果を出力する。
【００２０】
表示装置６は、例えばＬＣＤ（液晶表示装置）によって構成されており、ナビゲーションコントローラ１から出力される映像信号に基づいて自車位置周辺の地図画像や交差点案内画像、あるいは、施設検索によって得られた施設やその周辺駐車場が含まれる検索結果画像などを表示する。例えば、この表示装置６は、ダッシュボード中央あるいはダッシュボード上に配置されたナビゲーション装置の筐体と一体になっている。なお、表示装置６は、ナビゲーション装置の筐体とは分離し、運転者の見やすい位置に離して配置するようにしてもよい。オーディオ部７は、ナビゲーションコントローラ１から入力される音声信号に基づいて生成した案内音声等を車室内に出力する。
【００２１】
次に、ナビゲーションコントローラ１の詳細構成について説明する。図１に示すナビゲーションコントローラ１は、地図バッファ１０、地図読出制御部１２、地図描画部１４、車両位置計算部２０、目的地設定部２２、経路探索処理部２４、経路誘導処理部２６、入力処理部３０、表示処理部４０を含んで構成されている。
【００２２】
地図バッファ１０は、地図データ記憶装置３から読み出された地図データを一時的に格納する。地図読出制御部１２は、車両位置計算部２０により算出される車両位置や利用者が操作部４を操作して指定した位置に応じて、所定範囲の地図データの読み出し要求を地図データ記憶装置３に出力する。地図描画部１４は、地図バッファ１０に格納された地図データに基づいて、表示装置６に地図画像を表示するために必要な描画処理を行って地図画像描画データを作成する。地図描画部１４の詳細については後述する。
【００２３】
車両位置計算部２０は、車両位置検出部５から出力される検出データに基づいて自車位置を計算するとともに、計算した自車位置が地図データの道路上にない場合には、自車位置を修正するマップマッチング処理を行う。
【００２４】
目的地設定部２２は、経路探索処理の目的地を設定する。例えば、目的地設定部２２は、利用者によって指定される検索条件を満足する施設を検索して目的地として設定する。経路探索処理部２４は、出発地と目的地（あるいは経由地）との間を所定の探索条件にしたがって結ぶ走行経路（誘導経路）を探索する。経路誘導処理部２６は、経路探索処理部２４による探索処理によって得られた誘導経路を地図上に重ねて表示したり、右左折交差点の拡大図を表示するための誘導経路描画データを作成するとともに、誘導経路に沿って車両を誘導するために必要な交差点案内等の音声信号を生成する。
【００２５】
入力処理部３０は、操作部４から入力される各種の操作指示に対応する動作を行うための命令をナビゲーションコントローラ１内の各部に向けて出力する。表示処理部４０は、地図描画部１４によって作成される地図画像描画データが入力されており、この描画データに基づいて所定範囲の地図画像を表示装置６の画面に表示する。
【００２６】
次に、地図描画部１４の詳細について説明する。図１に示すように、地図描画部１４は、ポリゴン演算部５０、５３、テクスチャ処理部５１、５５、フレームメモリ５２、描画位置オフセット部５４、作業用メモリ５６、影上書き処理部５７、初期化処理部５８、文字・記号情報描画部５９、アイコン描画部６０を備えている。本実施形態では、表示対象となる地図画像は、背景画像とその上に表示される文字・記号情報およびアイコンによって構成されているものとする。また、背景画像には、海や湖等の水系と、道路や建物、森林等の陸系とが含まれている。これらの領域の各構成要素はポリゴンによって表現され、各ポリゴンに対してテクスチャ画像を貼り付けるテクスチャマッピングの処理を行うことによって背景画像が生成される。また、この背景画像上に、地名や地図記号等の文字・記号情報と、表示が指示された特定施設を示すアイコン画像とが重ねて合成されて、地図画像が生成される。
【００２７】
ポリゴン演算部５０は、背景画像の水系と陸系のそれぞれのオブジェクトを構成する各ポリゴンの頂点座標を計算する。テクスチャ処理部５１は、計算されたポリゴンの頂点座標に基づいて、各ポリゴンにテクスチャ画像を貼り付けるテクスチャマッピング処理を行う。例えば、背景画像の一部に海を表す水系のオブジェクトが含まれる場合には、テクスチャ処理部５１は、この水系のオブジェクトを構成するポリゴンに対して、海をイメージする色彩のテクスチャ画像（青色の画像）を貼り付ける処理を行って、背景画像に対応する地図画像描画データを生成する。この地図画像描画データは、フレームメモリ５２に格納される。フレームメモリ５２は、現在の表示縮尺に対応する複数の図葉について地図画像描画データを格納する。例えば、自車位置周辺の地図画像表示を行う際には、自車位置が含まれる図葉と、その周囲に配置される８枚の図葉の合計９枚分の図葉について生成された地図画像描画データが格納される。
【００２８】
ポリゴン演算部５３は、背景画像に水系のオブジェクトが含まれる場合に、この水系のオブジェクトを構成するポリゴンの頂点座標を計算する。水系のオブジェクトの場合のポリゴンの頂点座標の計算自体はポリゴン演算部５０と同じなので、その計算結果を用いることによりポリゴン演算部５３を省略してもよい。描画位置オフセット部５４は、ポリゴン演算部５３によって計算された水系のオブジェクトのポリゴンの頂点座標を右下（表示画面における右下）にオフセット、すなわち頂点位置を右下にシフトする。テクスチャ処理部５５は、ポリゴン演算部５３によって計算されたポリゴンの頂点座標に基づいて、各ポリゴンに影色のテクスチャ画像を貼り付けるテクスチャマッピング処理を行う。また、テクスチャ処理部５５は、描画位置オフセット部５４によるオフセット後の頂点座標に基づいて、各ポリゴンに透明色のテクスチャ画像を貼り付けるテクスチャマッピング処理を行う。作業用メモリ５６は、フレームメモリ５２と同じ大きさおよび格納位置を有し、テクスチャ処理部５５によって生成された影色あるいは透明色の描画データを格納する。影上書き処理部５７は、作業用メモリ５６に格納された描画データをフレームメモリ５２に格納された描画データに上書きする処理を行う。初期化処理部５８は、作業用メモリ５６を透明色で初期化する。具体的には、全ての格納領域に透明色の画像データが書き込まれて初期化が行われる。
【００２９】
文字・記号情報描画部５９は、描画範囲の地図画像上に重ねて表示される地名や建物名称等の各種の文字情報画像を描画する。アイコン描画部６０は、表示が指示された特定施設のアイコン画像（例えば、コンビニエンスストアのアイコン表示が指示されている場合にはコンビニエンスストアの種類に応じた各種形状を有するアイコン画像）を描画する。これらの文字情報画像やアイコン画像は、フレームメモリ５２に格納された背景画像に対応する地図画像描画データに重ねられる。
【００３０】
上述した地図データ記憶装置３、地図バッファ１０が地図データ取得手段に、地図描画部１４が描画手段に、表示処理部４０が表示処理手段にそれぞれ対応する。また、地図データ記憶装置３および地図バッファ１０を用いて地図データを取得する動作が地図データ取得ステップの動作に、地図描画部１４による描画処理（具体的には、後述する図２に示された動作）が描画ステップの動作に、表示処理部４０を用いて地図画像を表示する動作が表示処理ステップの動作にそれぞれ対応する。
【００３１】
本実施形態のナビゲーション装置はこのような構成を有しており、次に、水系のオブジェクトに陰影を付加する描画処理について説明する。図２は、水系のオブジェクトに陰影を付加する動作手順を示す流れ図である。また、図３および図４は、図２に示した動作手順にしたがった描画状態の説明図である。
【００３２】
まず、ポリゴン演算部５０は、背景画像の水系のオブジェクトを構成する各ポリゴンの頂点座標を計算する。また、テクスチャ処理部５１は、計算されたポリゴンの頂点座標に基づいて、各ポリゴンに水系であることを示すテクスチャ画像を貼り付けるテクスチャマッピング処理を行う。このようにして、水系のオブジェクトに対応する描画処理が行われ、その描画結果がフレームメモリ５２に書き込まれる（ステップ１００）。なお、水系以外のオブジェクトが含まれる場合には、水系以外のオブジェクトについても並行して描画処理が行われ、描画結果がフレームメモリ５２に書き込まれる。
【００３３】
次に、初期化処理部５８は、作業用メモリ５６（作業領域）を透明色の画像データで初期化する（ステップ１０２）。また、ポリゴン演算部５３は、水系のオブジェクトを構成する各ポリゴンの頂点座標を計算し、テクスチャ処理部５５は、計算されたポリゴンの頂点座標に基づいて、各ポリゴンに影色を示すテクスチャ画像を貼り付けるテクスチャマッピング処理を行う。これにより、水系のオブジェクトが影色で描画され（ステップ１０４）、描画結果が作業用メモリ５６に格納される。
【００３４】
次に、描画位置オフセット部５４は、ポリゴン演算部５３によって計算された水系のオブジェクトのポリゴンの頂点座標を右下にオフセットする（ステップ１０６）。また、テクスチャ処理部５５は、オフセット後の頂点座標に基づいて、各ポリゴンに透明色のテクスチャ画像を貼り付けるテクスチャマッピング処理を行う。これにより、右下に位置がずらされた水系のオブジェクトが透明色で描画され（ステップ１０８）、描画結果が作業用メモリ５６に上書きされて格納される。
【００３５】
ステップ１０４、１０８の２回の描画処理によって、水系のオブジェクトの左上の内側に沿って影を示す画像が生成される。影上書き処理部５７は、生成された影画像を作業用メモリ５６から読み出し、フレームメモリ５２の対応位置に上書きする（ステップ１１０）。
【００３６】
このように、本実施形態のナビゲーション装置では、細い桟橋等の陸地部分に対応する形状が一部に含まれる水系のオブジェクトであっても、この陸地部分を遮蔽することなく、オブジェクトに陰影を付加することが可能となる。また、オブジェクトを所定方向にずらして陰影を示す画像情報を生成しているため、画像の縮小を行う場合に比べて簡単な処理による陰影の生成が可能となる。
【００３７】
また、陰影を付加するオブジェクトが複数の図葉にわたって存在する場合であっても、図葉の境界位置に関係なく陰影部分のみを正確に生成することができるため、図葉が分かれることにより、境界部分で表示が不自然になることを防止することができる。
【００３８】
また、表示画面における右下の方向に、陰影を生成するためにオブジェクトをずらしている。これにより、水系のオブジェクトが地面よりも窪んだ状態をオブジェクトの左上に陰影を付加することで表現することができる。
【００３９】
また、陰影付加の対象となるオブジェクトだけでなく、それ以外のオブジェクトについても並行して描画処理を行い、その後で陰影画像を付加することができるため、処理手順を簡略化することができる。
【００４０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、ポリゴンで表された水系のオブジェクトの画像に陰影を付加する場合について説明したが、ポリゴン以外で表されたオブジェクト画像に陰影を付加する場合にも本発明を適用することができる。また、水系以外のオブジェクトに陰影を付加するようにしてもよい。
【００４１】
また、上述した実施形態では、フレームメモリ５２とは別に作業用メモリ５６を備えるようにしたが、フレームメモリ５２の一部を作業用メモリ５６として用いるようにしてもよい。
【００４２】
また、上述した実施形態では、太陽が地図画像の左上上空に存在する場合を想定して水系のオブジェクトの陰影をこのオブジェクトの左上に生成したが、太陽の想定位置が変更される場合には陰影の位置を適宜変更すればよい。また、水系以外の地面より高いオブジェクト（例えば、建物）については、同じ手法でオブジェクトの右上に生成された陰影を明るい色にすることにより、地面よりも高いオブジェクトの一方の面に光が当たった様子を表すことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
上述したように、本発明によれば、細い桟橋等の陸地部分に対応する形状が一部に含まれる水系のオブジェクトであっても、この陸地部分を遮蔽することなく、オブジェクトに陰影を付加することが可能となる。また、オブジェクトを所定方向にずらして陰影を示す画像情報を生成しているため、画像の縮小を行う場合に比べて簡単な処理による陰影の生成が可能となる。
【符号の説明】
【００４４】
１  ナビゲーションコントローラ
３  地図データ記憶装置
６  表示装置
１０  地図バッファ
１２  地図読出制御部
１４  地図描画部
２０  車両位置計算部
４０  表示処理部
、５０、５３  ポリゴン演算部
５１、５５  テクスチャ処理部
５２  フレームメモリ
５４  描画位置オフセット部
５６  作業用メモリ
５７  影上書き処理部
５８  初期化処理部
５９  文字・記号情報描画部
６０  アイコン描画部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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