(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地図を表示して移動体の移動を補助するナビゲーション装置における地図情報表示装置であって、
地図データを、当該地図データに対応する地形を空中の一視点から該地形の所定の基準点に対して所定の俯角で透視して、該一視点から所定間隔を有して視線方向に対して垂直に設けられた視平面に投影させた描画データに変換する地図データ変換手段と、
前記視平面上に設けられた表示領域の第１領域においては、前記俯角を所定の鋭角とする点に複数の視点で構成された第１視点を設定するものであって当該第１領域を複数の連続した領域に分割し、表示方向遠方側の領域ほど、前記俯角を小さくする点に対応する視点を設定し、前記第１領域に連続する第２領域においては、前記俯角を直角とする点に第２視点を設定する視点設定手段と、
前記地図データ変換手段と前記視点設定手段により、前記第１領域と第２の領域の各領域における前記描画データを取得する描画データ取得手段と、
前記描画データ取得手段より取得した前記表示領域の前記描画データに対応する地図を表示する表示手段と、を備えたことを特徴とするナビゲーション装置における地図情報表示装置。
【請求項２】
前記視点設定手段は、隣り合う領域の境界線における縮尺が一致するように各領域の視点を設定することを特徴とする請求項１に記載のナビゲーション装置における地図情報表示装置。
【請求項３】
地図を表示して移動体の移動を補助するナビゲーション装置における地図情報表示方法であって、
地図データに対応する地形を透視する空中の一視点から、所定間隔を有して視線方向に対して垂直に設けられた視平面上に、表示領域を設け、該表示領域の第１領域においては、前記地形の所定の基準点に対して俯角が所定の鋭角となる点に複数の視点で構成された第１視点を設定するものであって当該第１領域を複数の連続した領域に分割し、表示方向遠方側の領域ほど、前記俯角を小さくする点に対応する視点を設定し、前記第１領域に連続する第２領域においては、前記俯角を直角とする点に第２視点を設定する視点設定工程と、
地図データを、前記視点設定工程により設定された各視点から前記俯角で透視して、前記視平面上の前記第１領域及び第２領域に投影させて描画データに変換する地図データ変換工程と、
前記地図データ変換工程より得られた前記第１領域及び第２領域の描画データに対応する地図を表示する表示工程と、を備えたことを特徴とするナビゲーション装置における地図情報表示方法。
【請求項４】
隣り合う領域の境界線における縮尺が一致するように各領域の視点を設定する工程を更に備えたことを特徴とする請求項３に記載のナビゲーション装置における地図情報表示方法。
【請求項５】
地図を表示して移動体の移動を補助するナビゲーション装置における地図情報表示制御プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
地図データに対応する地形を透視する空中の一視点から、所定間隔を有して視線方向に対して垂直に設けられた視平面上に、表示領域を設け、該表示領域の第１領域においては、前記地形の所定の基準点に対して俯角が所定の鋭角となる点に複数の視点で構成された第１視点を設定するものであって当該第１領域を複数の連続した領域に分割し、表示方向遠方側の領域ほど、前記俯角を小さくする点に対応する視点を設定し、前記第１領域に連続する第２領域においては、前記俯角を直角とする点に第２視点を設定する視点設定工程と、
地図データを、前記視点設定工程により設定された各視点から前記俯角で透視して、前記視平面上の前記第１領域及び第２領域に投影させて描画データに変換する地図データ変換工程と、
前記地図データ変換工程より得られた前記第１領域及び第２領域の描画データに対応する地図を表示する表示工程とを、
コンピュータに実行させることを特徴とするナビゲーション装置における地図情報表示制御プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項６】
地図を表示して移動体の移動を補助するナビゲーション装置における地図情報表示制御プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、隣り合う領域の境界線における縮尺が一致するように各領域の視点を設定する工程を、更にコンピュータに実行させることを特徴とする請求項５に記載のナビゲーション装置における地図情報表示制御プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両等の移動体の移動における経路や当該経路近辺の著名地物の名称等を地図と共に表示して当該移動体の移動を補助するナビゲーション装置における当該地図表示の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、車両、航空機、船舶等の各種の移動体のための測位装置として、移動体が現在存在している地点を含む地図を、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）表示装置やＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）装置などの画面に表示し、更に地図上の当該地点に移動体の位置を示す位置マークを重畳して表示し、これに基づいて目的地までの経路誘導等を行う、いわゆるナビゲーション装置が知られている。
【０００３】
これらのナビゲーション装置のうち、車両に搭載されている車両ナビゲーション装置には、大別して自立型ナビゲーション装置とＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）型ナビゲーション装置がある。
【０００４】
前者は、移動体に備えられた速度センサ、角速度センサ、方位センサ等により移動体の移動方向及び移動距離を求め、それを基準地点に加算して現在位置を算出し、算出した現在位置に基づいて、表示画面上に位置マーク及び該当する地図を表示するものである。
【０００５】
また、後者は、宇宙空間に打ち上げられている複数個のＧＰＳ衛星からの電波を受信し、受信結果に基づいて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し、算出した現在位置に基づいて、表示画面上に位置マーク及び該当する地図を表示するものである。
【０００６】
更に最近では、上述の自立型とＧＰＳ型の双方の機能を備えた車両ナビゲーション装置が一般化しつつある。
【０００７】
このようなナビゲーション装置では、使用者が初めて通過する地域であっても迷うことなく目的地まで到達できるように、使用者の自己の現在位置と当該現在位置付近の地図とを関連付けて把握するできるように、地図表示を行っている。
【０００８】
近年においては、この地図表示として一度に表示できる範囲が拡大されており、更により臨場感のある地図表示を行うことを目的として、いわゆる鳥瞰図により地図を表示することが行われている。
【０００９】
ここで、前記鳥瞰図による地図表示とは、例えば、道路地図を上空から斜めに見下ろしたように、即ち、地図に対応する地形を空中の一点から透視した一点透視投影図により地図を表示させるものであり、一般には、例えばフライトシュミレータ等で広く用いられている。
【００１０】
この鳥瞰図表示について図９及び図１０を用いて概要を説明する。図９において、平面Ｐは地図を、長方形ａｂｃｄは地図を表示するディスプレイの表示範囲を示している。そして、視点を図９に示す位置に設定すると、この視点から長方形ａｂｃｄを通して見ることのできる地図範囲は、図９における平面Ｐ上の台形ＡＢＣＤである。即ち、視点位置からは長方形ａｂｃｄの範囲よりもはるかに広い範囲の地図を見ることができる。そこで、図９の視点の位置からあたかも台形ＡＢＣＤを見ているかのような画像をディスプレイ上に表示させるのが鳥瞰図表示である。
【００１１】
より具体的に図１０を用いて説明すると、図１０は車両の現在位置から目的地までの経路周辺の道路地図を、ディスプレイ上に鳥瞰図表示させた例を示している。この図１０は、現在位置を基準として目的地と反対方向の上空に視点を置き、そこから目的地方向を見下ろしたものである。このような位置に視点を置くと、図１０に示すように、目的地から現在位置に近付くにつれて地図の縮尺率が連続的に増加する画像が表示される。即ち、地図を平面的に見る場合に比して現在位置周辺が拡大表示されると共に、経路を目的地近くまでの広い範囲にわたって表示することができる。
【００１２】
上述の鳥瞰図表示を用いれば、地図を平面的に表示する場合に比して、格段に広い範囲を一度に表示できると共に、より実際の運転に近い臨場感のある地図表示が可能となる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の鳥瞰図表示は、平面的に表示された地図に比べてより広範囲の地図を表示することは可能であるが、正確な道路形状や距離感が認識しずらいといった問題点がある。
【００１４】
また、平面的な地図表示は、鳥瞰図表示とは逆に正確な道路形状や距離感が認識し易いが、広範囲の地図を表示することはできない。
【００１５】
そこで、本発明は、前記問題点を解決し、正確な道路形状や距離感を認識させることができ、かつ、広範囲の地図を表示することのできるナビゲーション装置における地図表示装置、地図表示方法、及びナビゲーション装置における地図表示制御プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することを課題としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の地図表示装置は、前記課題を解決するために、地図を表示して移動体の移動を補助するナビゲーション装置における地図情報表示装置であって、地図データを、当該地図データに対応する地形を空中の一視点から該地形の所定の基準点に対して所定の俯角で透視して、該一視点から所定間隔を有して視線方向に対して垂直に設けられた視平面に投影させた描画データに変換する地図データ変換手段と、前記視平面上に設けられた表示領域の第１領域においては、前記俯角を所定の鋭角とする点に複数の視点で構成された第１視点を設定するものであって当該第１領域を複数の連続した領域に分割し、表示方向遠方側の領域ほど、前記俯角を小さくする点に対応する視点を設定し、前記第１領域に連続する第２領域においては、前記俯角を直角とする点に第２視点を設定する視点設定手段と、前記地図データ変換手段と前記視点設定手段により、前記第１領域と第２の領域の各領域における前記描画データを取得する描画データ取得手段と、前記描画データ取得手段より取得した前記表示領域の前記描画データに対応する地図を表示する表示手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１７】
請求項１に記載の地図情報表示装置によれば、視点設定手段により、地図データに対応する地形を透視する空中の一視点から、所定間隔を有して視線方向に対して垂直に設けられた視平面上に、表示領域が設けられる。この表示領域中の第１領域においては、前記地形の所定の基準点に対する俯角が所定の鋭角となる点に第１視点が設定され、前記第１領域に連続する第２領域においては、前記俯角を直角とする点に第２視点が設定される。次に、地図データは、地図データ変換手段により、前記のように設定された各視点から前記俯角で透視され、前記視平面上の前記第１領域及び第２領域に投影されて描画データに変換される。そして、描画データ取得手段により、前記第１領域と第２の領域の各領域における描画データが取得され、表示手段により、前記取得した前記表示領域の前記描画データに対応する地図が表示される。その結果、表示された地図は、表示方向遠方の第１領域においては、前記俯角が鋭角となるいわゆる鳥瞰図表示となり、該第１領域に連続する第２領域においては、前記俯角が直角となる平面図表示となる。従って、表示方向遠方においては、経路が目的地近くまで広い範囲にわたって表示されると共に、移動体の現在位置周辺においては、道路形状が正確に表示され、かつ、距離感の認識が容易となる。
また、前記第１領域が複数の連続した領域に分割され、複数の視点で構成される前記第１視点の中から、表示方向遠方側の領域ほど、前記俯角を小さくする点に対応する視点が設定されるので、表示方向遠方側ほど、広い範囲にわたって経路の表示が行われる。
【００２０】
請求項２に記載のナビゲーション装置における地図情報表示装置は、前記請求項１に記載のナビゲーション装置における地図情報表示装置において、前記視点設定手段は、隣り合う領域の境界線における縮尺が一致するように、各領域の視点を設定することを特徴とする。
【００２１】
請求項２に記載のナビゲーション装置における地図情報表示装置によれば、前記視点設定手段により、隣り合う領域の境界線における縮尺が一致するように、各領域の視点が設定されるので、隣り合う領域の連続性が確保される。
【００２２】
請求項３に記載の地図表示方法は、前記課題を解決するために、地図を表示して移動体の移動を補助するナビゲーション装置における地図情報表示方法であって、地図データに対応する地形を透視する空中の一視点から、所定間隔を有して視線方向に対して垂直に設けられた視平面上に、表示領域を設け、該表示領域の第１領域においては、前記地形の所定の基準点に対して俯角が所定の鋭角となる点に複数の視点で構成された第１視点を設定するものであって当該第１領域を複数の連続した領域に分割し、表示方向遠方側の領域ほど、前記俯角を小さくする点に対応する視点を設定し、前記第１領域に連続する第２領域においては、前記俯角を直角とする点に第２視点を設定する視点設定工程と、地図データを、前記視点設定工程により設定された各視点から前記俯角で透視して、前記視平面上の前記第１領域及び第２領域に投影させて描画データに変換する地図データ変換工程と、前記地図データ変換工程より得られた前記第１領域及び第２領域の描画データに対応する地図を表示する表示工程と、を備えたことを特徴とする。
【００２３】
請求項３に記載の地図情報表示方法によれば、まず、地図データに対応する地形を透視する空中の一視点から、所定間隔を有して視線方向に対して垂直に設けられた視平面上に、表示領域が設けられる。次に、この表示領域の第１領域においては、前記地形の所定の基準点に対して俯角が所定の鋭角となる点に第１視点が設定され、前記第１領域に連続する第２領域においては、前記俯角を直角とする点に第２視点が設定される。そして、地図データが、前記のように設定された各視点から前記俯角で透視され、前記視平面上の前記第１領域及び第２領域に投影されて描画データに変換される。このようにして得られた前記第１領域と第２の領域の各領域における描画データが表示されることにより、前記表示領域に前記描画データに対応する地図が表示される。その結果、表示された地図は、表示方向遠方の第１領域においては、前記俯角が鋭角となるいわゆる鳥瞰図表示となり、該第１領域に連続する第２領域においては、前記俯角が直角となる平面図表示となる。従って、表示方向遠方においては、経路が目的地近くまで広い範囲にわたって表示されると共に、移動体の現在位置周辺においては、道路形状が正確に表示され、かつ、距離感の認識が容易となる。
また、前記第１視点の設定が行われる際に、前記第１領域が複数の連続した領域に分割され、複数の視点で構成される前記第１視点の中から、表示方向遠方側の領域ほど、前記俯角を小さくする点に対応する視点が設定される。従って、移動体の進行方向である表示方向前方側ほど、広い範囲にわたって経路の表示が行われる。
【００２６】
請求項４に記載のナビゲーション装置における地図情報表示方法は、前記請求項３に記載のナビゲーション装置における地図情報表示方法において、隣り合う領域の境界線における縮尺が一致するように各領域の視点を設定する工程を更に備えたことを特徴とする。
【００２７】
請求項４に記載のナビゲーション装置における地図情報表示方法によれば、隣り合う領域の境界線における縮尺が一致するように各領域の視点が設定されるので、隣り合う領域の連続性が確保される。
【００２８】
請求項５に記載の地図情報表示制御プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、前記課題を解決するために、地図を表示して移動体の移動を補助するナビゲーション装置における地図情報表示制御プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、地図データに対応する地形を透視する空中の一視点から、所定間隔を有して視線方向に対して垂直に設けられた視平面上に、表示領域を設け、該表示領域の第１領域においては、前記地形の所定の基準点に対して俯角が所定の鋭角となる点に複数の視点で構成された第１視点を設定するものであって当該第１領域を複数の連続した領域に分割し、表示方向遠方側の領域ほど、前記俯角を小さくする点に対応する視点を設定し、前記第１領域に連続する第２領域においては、前記俯角を直角とする点に第２視点を設定する視点設定工程と、地図データを、前記視点設定工程により設定された各視点から前記俯角で透視して、前記視平面上の前記第１領域及び第２領域に投影させて描画データに変換する地図データ変換工程と、前記地図データ変換工程より得られた前記第１領域及び第２領域の描画データに対応する地図を表示する表示工程とをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００２９】
請求項５に記載の地図情報表示制御プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体を、コンピュータに読み取らせることにより、まず、地図データに対応する地形を透視する空中の一視点から、所定間隔を有して視線方向に対して垂直に設けられた視平面上に、表示領域が設けられる。次に、この表示領域の第１領域においては、前記地形の所定の基準点に対して俯角が所定の鋭角となる点に第１視点が設定され、前記第１領域に連続する第２領域においては、前記俯角を直角とする点に第２視点が設定される。そして、地図データが、前記のように設定された各視点から前記俯角で透視され、前記視平面上の前記第１領域及び第２領域に投影されて描画データに変換される。このようにして得られた前記第１領域と第２の領域の各領域における描画データが表示されることにより、前記表示領域に前記描画データに対応する地図が表示される。その結果、表示された地図は、表示方向遠方の第１領域においては、前記俯角が鋭角となるいわゆる鳥瞰図表示となり、該第１領域に連続する第２領域においては、前記俯角が直角となる平面図表示となる。従って、表示方向遠方においては、経路が目的地近くまで広い範囲にわたって表示されると共に、移動体の現在位置周辺においては、道路形状が正確に表示され、かつ、距離感の認識が容易となる。
また、当該記録媒体を、コンピュータに読み取らせることにより、前記一視点の設定が行われる際に、前記第１領域が複数の連続した領域に分割され、複数の視点で構成される前記第１視点の中から、表示方向遠方側の領域ほど、前記俯角を小さくする点に対応する視点が設定される。従って、表示方向遠方側ほど、広い範囲にわたって経路の表示が行われる。
【００３２】
請求項６に記載のナビゲーション装置における地図情報表示制御プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、前記請求項５に記載のナビゲーション装置における地図情報表示制御プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体において、地図を表示して移動体の移動を補助するナビゲーション装置における地図情報表示制御プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、隣り合う領域の境界線における縮尺が一致するように各視点を設定する工程を、更にコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００３３】
請求項６に記載のナビゲーション装置における地図情報表示制御プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体を、コンピュータに読み取らせることにより、隣り合う領域の境界線における縮尺が一致するように各視点が設定されるので、隣り合う領域の連続性が確保される。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態においては、本発明を自動車等における車両ナビゲーション装置に適用した場合について説明する。
【００３５】
まず、本実施形態の車両ナビゲーション装置の全体構成について図１を用いて説明する。
【００３６】
図１に示すように、本実施形態の車両ナビゲーション装置Ｓは、自車の方向変換時の角速度を検出し、角速度データ及び相対方位データを出力する角速度センサ１と、車輪の回転に伴って出力される所定周期のパルス信号におけるパルス数をカウントすることにより車輪一回転当たりのパルス数を算出し、当該一回転当たりのパルス数に基づく走行距離データを出力する走行距離センサ２と、ＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ測位データを出力すると共に、自車の進行方向の絶対方位データを出力するＧＰＳレシーバ３と、相対方位データ、角速度データ、走行距離データ、ＧＰＳ測位データ及び絶対方位データに基づいて、ナビゲーション装置全体の制御を行うシステムコントローラ４と、各種データを入力するためのリモコン装置等の入力装置１０と、システムコントローラ４による制御の下、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）ディスクＤＫから車線数、道幅等を示す道路データを含む地図データや各施設の名称あるいは詳細情報を示すデータ等の各種データ、並びに後述する地図情報表示制御プログラムを読み出し、出力するＣＤ−ＲＯＭドライブ１１と、システムコントローラ４による制御の下、各種表示データを表示する表示ユニット１２と、システムコントローラ４による制御の下、各種音声データを再生し、出力する音響再生ユニット１７とを備えて構成されている。
【００３７】
また、システムコントローラ４は、ＧＰＳレシーバ３等の外部センサとのインターフェース動作を行うインターフェース部５と、システムコントローラ４全体を制御するＣＰＵ６と、システムコントローラ４を制御する制御プログラム等が格納されたＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）７と、図示しない不揮発性メモリ等を有し、入力装置１０を介して使用者により予め設定された経路データ等の各種データを読み出し可能に格納するＲＡＭ８とを備えており、入力装置１０、ＣＤ−ＲＯＭドライブ１１、表示ユニット１２及び音響再生ユニット１７とは、バスライン９を介して接続されている。
【００３８】
表示ユニット１２は、バスライン９を介してＣＰＵ６から送られる制御データに基づいて表示ユニット１２全体の制御を行うグラフィックコントローラ１３と、ＶＲＡＭ（Ｖｉｄｅｏ  ＲＡＭ）等のメモリからなり、即時表示可能な画像情報を一時的に記憶するバッファメモリ１４と、グラフィックコントローラ１３から出力される画像データに基づいて、ＬＣＤ装置、ＣＲＴ表示装置等のディスプレイ１６を表示制御する表示制御部１５とを備えて構成されている。
【００３９】
音響再生ユニット１７は、ＣＤ−ＲＯＭドライブ１１またはＲＡＭ８からバスライン９を介して送られる音声ディジタルデータのＤ／Ａ変換を行うＤ／Ａコンバータ１８と、Ｄ／Ａコンバータ１８から出力される音声アナログ信号を増幅する増幅器１９と、増幅された音声アナログ信号を音声に変換して外部出力するスピーカ２０とを備えて構成されている。
【００４０】
本実施形態のナビゲーション装置は、以上のような構成により、使用者が入力装置１０により目的地点等を入力すると、この入力情報を基にシステムコントローラ４によりＣＤ−ＲＯＭディスクＤＫ内に記憶された地図データ等が読み出され、表示ユニット１２に表示するようになっている。
【００４１】
そして、この地図表示の方法には、道路地図を上空から斜めに見下ろしたように、地図に対応する地形を空中の一点から透視した３次元表示による方法と、平面的に表示する２次元表示による方法がある。
【００４２】
前者は広範囲の地図を表示できるが、道路形状や距離感が認識しにくく、後者は道路形状や距離感の認識は容易であるが、広範囲の地図を表示できないという、互いに長所と短所を補い合う関係にある。
【００４３】
そこで、本実施形態においては、地図の描画領域を、２次元描画領域と、３次元描画領域とに分け、ディスプレイ１６上に２次元表示と３次元表示とを同時に行うように構成したものである。
【００４４】
前記２次元描画領域と３次元描画領域の分割は、それぞれの地図表示の特質をふまえて行われる。つまり、広範囲の地図表示が可能な３次元表示地図を自車前方方向の領域に表示し、道路形状や距離感を認識し易い２次元表示地図を自車位置周辺の領域に表示するようにした。
【００４５】
以下、本実施形態における地図表示処理について説明する。
【００４６】
まず、図２のフローチャートを用いて、本実施形態における地図表示処理の全体を説明する。なお、以下に説明する地図表示処理は、地図データ変換手段、視点設定手段、描画データ取得手段として機能するＣＰＵ６またはグラフィックコントローラ１３等において実行されるものであり、車両ナビゲーション装置Ｓ全体を制御してナビゲーション動作を実行するメインナビゲーションプログラムの一部として実行される。従って、メインナビゲーションプログラム実行中に所定の指定操作が入力装置１０において行われたとき、以下の地図表示処理が行われることになる。
【００４７】
また、以下の処理を実現するための制御プログラムは、記録媒体としてのＣＤ−ＲＯＭディスクＤＫに予め格納されており、必要に応じてＣＤ−ＲＯＭドライブ１１を介して読み出されるものである。
【００４８】
まず、入力装置１０において、地図表示を２次元表示と３次元表示の合成表示にする旨の指示が入力されたとき、所定のメインナビゲーションプログラムから次の処理が実行される。
【００４９】
始めに、現在地から目的地までの通過予定経路としての設定経路が設定され、ＲＡＭ８に記憶されているか否かが判定される。そして、設定経路が設定されている場合には、当該設定経路がより遠方まで表示されるように３次元地図変換における視線の方位（以下、表示方位という）が当該設定経路を含むように算出される（ステップＳ１）。次に、当該算出された表示方位と車両の現在位置を考慮して、当該現在位位置を含み、かつ、表示方位で示される方向の表示位置周辺の地図データ（地点名称等の名称データを含む）がＣＤ−ＲＯＭディスクＤＫからＣＤ−ＲＯＭディスクドライブ１１を介して読み出され、ＲＡＭ８に一時的に記憶される（ステップＳ２）。
【００５０】
また、設定経路が設定されていない場合には、車両の現在位置及び現在の進行方向を考慮して当該進行方向が前記表示方位として算出され、上述と同様に表示位置周辺の地図データの読み込みが行われる。
【００５１】
必要な地図データがＲＡＭ８に記憶されると、次に、記憶されている地図データから当該地図データに含まれる道路データ、背景データ、及び名称データ（地点名称、著名施設名、道路名等を表す文字そのもの及び学校、警察署、工場等の地図記号を表す図形並びにコンビニエンスストア、ガソリンスタンド等を示す指標（ランドマーク）を表す図形を含む）が抽出され、前記合成表示に必要な基本地図データの座標変換処理が行われる（ステップＳ３）。具体的には境界線より前方の領域については３次元地図データを生成し、また、境界線より後方の領域については２次元地図データを生成し、更に３次元描画領域については、名称データについても３次元表示データを生成して、一時的にＲＡＭ８に格納する。この処理の詳細については、後述する。
【００５２】
次に、ＲＡＭ８に格納されている前記それぞれの地図データを、ディスプレイ２０に表示すべき一枚の地図画像データに変換し（ステップＳ４）、次に、ＣＰＵ６により算出された車両の現在位置に対応する現在位置指標並びに設定経路上の目的地までの距離等の付加情報に対応する画像の画像データを作成し（ステップＳ５）、最後にこれらの地図画像データ及び車両・付加情報画像データを画像メモリに格納し（ステップＳ６）、ナビゲーションプログラムに戻る。
【００５３】
その後は、表示制御部１５により制御されるタイミングで地図画像データ及び車両・付加情報画像データが画像メモリから読み出され、対応する表示地図がディスプレイ１６に表示されることとなる。
【００５４】
次に、前記ステップＳ３の基本地図データ座標変換処理について説明する。この処理は、図３のフローチャートに表されており、まず、ステップＳ２でＲＡＭ８に記憶された道路データ、川などの背景データ、名称データの描画要素数ｎを取得する（ステップＳ１０）。そして、以下の処理を描画要素数ｎが０になるまで、つまり全描画要素について行う。つまり、描画要素数ｎが０でなければ（ステップＳ１１；ＮＯ）、一つの描画要素を構成する座標点数ｍを取得し（ステップＳ１２）、座標点数ｍが０になるまで（ステップＳ１３；ＮＯ）、即ち全座標点について２次元地図描画領域と３次元地図描画領域のそれぞれの地図用座標変換処理が行われる。なお、これらの座標変換処理の詳細については後述する。
【００５５】
まず、最初の座標点について２次元地図用に座標変換を行い（ステップＳ１４）、座標変換後の描画座標が２次元地図描画領域内であれば（ステップＳ１５；ＮＯ）、その座標変換後の描画座標をＲＡＭ８に格納する（ステップＳ１８）。しかし、その座標変換後の描画座標が２次元地図描画領域外である場合は（ステップＳ１５；ＹＥＳ）、３次元地図用の座標変換を行う（ステップＳ１６）。
【００５６】
そして、その座標変換後の描画座標が、３次元地図描画領域内であれば（ステップＳ１７；ＮＯ）、その座標変換後の描画座標をＲＡＭ８に格納する（ステップＳ１８）。しかし、３次元地図描画領域を超えた場合には（ステップＳ１７；ＹＥＳ）、本実施形態における地図の描画領域外となるので、その描画座標については採用せず、座標点数Ｍをディクリメントして（ステップＳ１９）、次の座標点について同様の処理を行う（ステップＳ１４〜ステップＳ１９）。
【００５７】
そして、全座標点について上述の座標変換処理を行った後は（ステップＳ１３；ＹＥＳ）、ＲＡＭ８に格納済みの描画座標を使用して、描画要素を描画するための描画記述データを作成する（ステップＳ２０）。次に、描画要素数ｎをディクリメントして（ステップＳ２１）、上述した処理を繰り返す（ステップＳ１１〜ステップＳ２０）。
【００５８】
以上のような処理により、表示位置周辺の道路データ、背景データ、及び名称データのそれぞれについて、２次元地図用描画記述データ及び３次元地図用描画記述データが作成され、図２のステップＳ４においてこれらの描画地図データが展開されて地図画像データへの変換が行われる。
【００５９】
次に、上述の座標変換処理における２次元地図用座標変換処理及び３次元地図用座標変換処理について詳しく説明する。
【００６０】
まず、２次元地図用座標変換処理を図４に基づいて詳しく説明する。この２次元地図用座標変換が行われる際には、２次元地図は、図４に示すＸＹＺ座標軸におけるＸＹ平面上に表現される。図４はＺ軸上の点からＸＹ平面を見た図である。このＸＹ平面上の地図領域を、ＸＹ平面上の所定の視点からＸＹ平面に対して垂直な方向に見下ろした映像を、その視線方向に対して垂直に配置された視平面に投影させることにより２次元地図用の座標変換が行われる。図４に示す例では、説明を簡単にするために、Ｚ軸上に視点Ｅ（０，０，Ｚ０）を設け、この視点ＥからＺ軸方向に前記地図領域を見下ろした映像を、Ｚ軸に垂直に配置された視平面Ｓに投影させることとする。すると、図４に示すように、視点Ｅと視平面Ｓとの距離はｄ、また、視点ＥのＸＹ平面からの高さはｈ１と、それぞれ初期設定あるいは使用者の設定により既知の値なので、前記距離ｄと高さｈ１との比を求めることにより、ＸＹ平面上の任意の点の視平面Ｓへの座標変換、即ち２次元地図用座標変換が行われる。
【００６１】
次に、３次元地図用座標変換処理を図５に基づいて詳しく説明する。図５は図４と同様にＺ軸上の点からＸＹ平面を見た図であるが、ＸＹ平面は視点Ｅからの視線に対してθの角度を有して傾けられているところが図４と異なる。
【００６２】
３次元地図用座標変換が行われる際にも、３次元地図は、図５に示すＸＹ平面上に表現されている。そして、３次元地図用座標変換においては、ＸＹ平面上の地図領域に対して垂直ではなく、地図領域に対して角度θの視線の方向から見下ろした映像を、その視線方向に対して垂直に配置された視平面Ｓに投影させる。
【００６３】
このことは、２次元地図用座標変換時の視点Ｅと同じ位置に３次元地図用座標変換の視点Ｅを固定したとすると、視点Ｅからの視線に対してθの角度をもって傾けたＸＹ平面の視平面Ｓへの投影を行うことと等価である。
【００６４】
従って、例えば点Ａを例にとると、点Ａから視点Ｅまでの前記視線方向の高さｈ２が既知であるから、前記２次元地図用座標変換と同様に視点Ｅから視平面Ｓまでの距離ｄと前記高さｈ２との比を求めることにより、ＸＹ平面上の任意の点Ａについての視平面Ｓへの座標変換が行われることになる。
【００６５】
前記高さｈ２は、まず、視点Ｅの視線とＸＹ平面との交点ＹからＸＹ平面上の点Ａまでの距離ＹＡ、及び角度θを用いて奥行き成分ＹＢを求め、次に、この奥行き成分ＹＢと前記高さｈ１とを加えることにより求められる。そして、前記距離ｄとこの高さｈ２（＝ｈ１＋ＹＢ）の比を求めることにより、点Ａの視平面Ｓへの投影が行われる。
【００６６】
以上それぞれ説明した手法により、２次元地図用座標変換と３次元地図用座標変換が行われるが、本実施形態においては、図６のように、表示方向（例えば進行方向）前方に３次元地図用座標変換を施し、広範囲の領域の表示を行うと共に、自車周辺においては、２次元地図用座標変換を施して、形状と距離感を重視した表示を行うようにした。
【００６７】
また、図６におけるＹ軸は、２次元地図表示と３次元地図表示の表示切り換えの境界線となり、この境界線の前後では、それぞれの表示領域における縮尺が一致するので、表示の連続性が確保されている。
【００６８】
以上のような３次元座標変換及び２次元座標変換を行って、地図表示を行うことにより、図８に示すように、現在の車両位置の周辺は２次元地図表示が行われ、車両の進行方向前方側においては３次元表示が行われる。
【００６９】
これにより、車両位置の周辺においては、道路形状及び距離感を正確に認識することができ、進行方向前方においては目的地近くまでの広い範囲にわたって経路を認識することができる。
【００７０】
また、本実施形態においては、３次元表示領域にグリッドＧを表示させるようにしたので、３次元地図上における距離感等を認識し易くしている。
【００７１】
なお、３次元表示領域における俯角θは、固定された値でなくても良く、多段階に設定することもできる。例えば図７に示す例では、俯角θ１、θ２（θ１＜θ２）により３次元地図の座標変換を行っている。点Ａ’を例にとると、視線とＸＹ平面の交点Ｙ２を求め、まず、高さｈ３を求める。次に、線分Ｙ２Ａ’と俯角θ１と先に求めた高さｈ３より高さｈ４を求める。これにより、上述した方法と同様の方法で３次元地図の座標変換を行うことができる。そして、このように複数の俯角を用いることにより、遠方方向を更に広範囲に表示することができる。
【００７２】
更に、θ＜…＜θｎ＜９０°としたｎ個の俯角により３次元地図の座標変換を行うことも可能である。
【００７３】
【発明の効果】
請求項１に記載の地図表示装置によれば、視平面上に設けられた表示領域を、第１領域と第２領域に分割し、第１領域では一点透視投影法における俯角を所定の鋭角とする点に第１視点を設定し、前記第１領域に連続する第２領域では前記俯角を直角とする点に第２視点を設定して、第１領域では３次元地図表示を、第２領域では２次元地図表示を行うようにしたので、表示方向遠方においては、経路が目的地近くまで広い範囲にわたって表示することができると共に、移動体の現在位置周辺においては、道路形状が正確に表示することができ、かつ、距離感の認識を容易にすることができる。
また、前記第１領域を更に複数の連続した領域に分割し、複数の視点で構成される前記第１視点の中から、前記表示方向遠方側の領域ほど、前記俯角を小さくする点に対応する視点を設定するようにしたので、表示方向遠方側ほど、より一層広い範囲にわたって経路の表示を行うことができ、２次元地図表示領域に近いほど２次元地図と同様に正確な情報の認識が可能となる。
【００７５】
請求項２に記載の地図情報表示装置によれば、前記視点設定手段により、隣り合う領域の境界線における縮尺が一致するように各領域の視点が設定されるので、隣り合う領域の連続性を確保することができ、２次元地図と３次元地図とを一体として把握することができるので、経路をより一層的確に認識することができる。
【００７６】
請求項３に記載の地図表示方法によれば、視平面上に設けられた表示領域を、第１領域と第２領域に分割し、第１領域では一点透視投影法における俯角を所定の鋭角とする点に第１視点を設定し、前記第１領域に連続する第２領域では前記俯角を直角とする点に第２視点を設定して、第１領域では３次元地図表示を、第２領域では２次元地図表示を行うようにしたので、表示方向遠方においては、経路が目的地近くまで広い範囲にわたって表示することができると共に、移動体の現在位置周辺においては、道路形状が正確に表示することができ、かつ、距離感の認識を容易にすることができる。
また、前記第１領域を更に複数の連続した領域に分割し、複数の視点で構成される前記第１視点の中から、表示方向遠方側の領域ほど、前記俯角を小さくする点に対応する視点を設定するようにしたので、移動体の進行方向である表示方向前方側ほど、より一層広い範囲にわたって経路の表示を行うことができ、２次元地図表示領域に近いほど２次元地図と同様に正確な情報の認識が可能となる。
【００７８】
請求項４に記載の地図情報表示方法によれば、隣り合う領域の境界線における縮尺が一致するように各領域の視点が設定されるので、隣り合う領域の連続性を確保することができ、２次元地図と３次元地図とを一体として把握することができるので、経路をより一層的確に認識することができる。
【００７９】
請求項５に記載の地図情報表示制御プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体によれば、前記制御プログラムをコンピュータに読み取らせることにより、視平面上に設けられた表示領域を、第１領域と第２領域に分割させ、第１領域では一点透視投影法における俯角を所定の鋭角とする点に第１視点を設定させ、前記第１領域に連続する第２領域では前記俯角を直角とする点に第２視点を設定させて、第１領域では３次元地図表示を、第２領域では２次元地図表示を行わせるようにしたので、表示方向遠方においては、経路が目的地近くまで広い範囲にわたって表示することができると共に、移動体の現在位置周辺においては、道路形状が正確に表示することができ、かつ、距離感の認識を容易にすることができる。
また、当該記録媒体を、コンピュータに読み取らせることにより、前記第１領域を更に複数の連続した領域に分割させ、複数の視点で構成される前記第１視点の中から、表示方向遠方側の領域ほど、前記俯角を小さくする点に対応する視点を設定させるようにしたので、表示方向遠方側ほど、より一層広い範囲にわたって経路の表示を行うことができ、２次元地図表示領域に近いほど２次元地図と同様に正確な情報の認識が可能となる。
【００８１】
請求項６に記載の地図情報表示制御プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体を、コンピュータに読み取らせることにより、隣り合う領域の境界線における縮尺が一致するように各領域の視点が設定されるので、隣り合う領域の連続性を確保することができ、２次元地図と３次元地図とを一体として把握することができるので、経路をより一層的確に認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるナビゲーション装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態における地図情報表示制御処理の全体を示すフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態における地図情報表示制御処理中の基本地図データ座標変換処理の詳細を示すフローチャートである。
【図４】２次元地図用座標変換を説明する図である。
【図５】３次元地図用座標変換を説明する図である。
【図６】本発明の一実施形態における２次元地図用座標変換と３次元地図用座標変換との併用例を説明する図である。
【図７】３次元地図用座標変換を複数の俯角により行う例を説明する図である。
【図８】本発明の一実施形態における地図表示例を示す図である。
【図９】３次元地図用座標変換の概要を示す図である。
【図１０】３次元地図表示の一例を示す図である。
【符号の説明】
１…角速度センサ
２…走行距離センサ
３…ＧＰＳセンサ
４…システムコントローラ
５…インターフェース
６…ＣＰＵ
７…ＲＯＭ
８…ＲＡＭ
９…バスライン
１０…入力装置
１１…ＣＤ−ＲＯＭドライブ
１２…表示ユニット
１３…グラフィックコントローラ
１４…バッファメモリ
１５…表示制御部
１６…ディスプレイ
１７…音響再生ユニット
１８…Ｄ／Ａコンバータ
１９…増幅器
２０…スピーカ
Ｓ…ナビゲーション装置
ＤＫ…ＣＤ−ＲＯＭディスク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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