(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビル等の地物を含む地図データを蓄積する地図データ蓄積手段と、
前記地図データとリンクされている地物データを蓄積する地物データ蓄積手段と、
前記地図データから地物を含む平面地図及び３次元形状で該地物を表示する立体地図を作成する地図作成手段と、
前記地図作成手段により作成された前記平面地図及び前記立体地図を選択的に表示する表示手段と、
前記表示手段に選択されて表示された前記立体地図中の３次元形状の地物を構成する面を前記表示手段の画面上に表示されるカーソルで指定することにより任意の地物を指定する地物指定手段と、
前記指定手段で指定された前記地物の前記地図データと関連づけられた地物データを前記地物データ蓄積手段から検索する地物データ検索手段と、
前記表示手段に前記立体地図を表示させ、かつ地物データ検索手段で検索された地物データを前記立体地図で指定された前記地物と共にウインドウとして表示させる地物データ表示制御手段とを有することを特徴とする地図データ表示装置。
【請求項２】
前記地物データ表示制御手段は、前記立体地図上の前記指定された地物が前記ウインドウによって隠れない位置に前記地物データを表示するウインドウを表示させることを特徴とする請求項１に記載の地図データ表示装置。
【請求項３】
前記地物データ表示制御手段は、前記立体地図上の前記指定された地物では無い地物についてその表示をソリッド表示からワイヤフレーム表示に切り換えて表示させることを特徴とする請求項１又は２に記載の地図データ表示装置。
【請求項４】
前記地物データ表示制御手段は、前記指定された地物を強調表示することにより、選択されたことを表示させることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の地図データ表示装置。
【請求項５】
地図データ及び該地図データに関連づけられた地物データを記録する記憶部と、
前記記憶部に記憶されたデータに基づき地図や地物等の表示を制御する表示制御手段と、
前記表示制御手段によって必要な地図や地物等を表示するディスプレイとを有する地図データ表示装置において、
前記表示制御手段は、
前記記憶部に記憶されている地図データからビル等の３次元形状の地物を含む立体地図を作成して前記ディスプレイに表示し、
前記ディスプレイに表示されているカーソルを介して前記ディスプレイに表示されている立体地図上の前記３次元形状の地物を構成している面の一つが選択されたことを検出し、
前記記憶部に記憶されている地物データから、前記選択された面が構成する３次元形状の地物の地図データに関連づけられる地物データの検索を行い、
前記ディスプレイに表示されている前記立体地図上に前記選択された面が構成する３次元形状の地物とともに前記検索された地物データを表示することを特徴とする地図データ表示方法。
【請求項６】
記憶手段に記憶されている地物データを含む地図データを検索する手段と、
地図データに基づき地図を表示する表示手段と、
前記表示手段に地図を表示する際の視点位置又は視方向を指定する入力手段と、
前記立体地図が表示された状態で前記入力手段によって視点位置又は視方向の変更が入力された場合には前記立体地図を前記変更された視点位置又は視方向まで前記表示手段にスクロール表示する地図作成手段と、
前記表示手段の画面上に表示され、該画面上の前記立体地図上の対象物をその壁面を指定することにより指定する指定手段と、
前記指定された対象物の地物データを検索する検索手段とを備え、
前記地図作成手段は前記表示手段に表示しようとする地図についての視方向に応じて前記地図データから平面地図又は立体地図を作成して表示を行い、かつ前記表示手段に最初に立体地図を表示する場合に初期設定された視点位置からの立体地図を表示し、
前記検索手段は前記指定された対象物の前記地図データに関連づけられた地物データを検索し、
前記表示手段は前記検索された地物データを前記立体地図と共にウインドウとして表示することを特徴とする地図データ表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は平面的な地図データと立体的な景観データを用いて、通常時は観光案内，道案内を行い、災害時には避難誘導を行うシステムに関し、特にユーザによるシステムの操作性を向上させる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ベクトル地図から景観を表示すること、また地図上で経路検索を行い経路付近の風景を写した写真などのマルチメディア情報を表示するシステムについては、機能図形情報シンポジウム講演論文集「グラフィック・イメージメディアの高度利用に向けて」（１９９０年  第４９項から第５４項）および情報処理学会研究資料  グラフィックスとＣＡＤ  ４９−３（１９９１年  第１項から第８項）において示されている。また景観データの仮想現実表現におけるグラフィックイメージの表示、インタフェースおよびシステムについては、自動制御連合講演会資料（１９９０年  第１１項から第１４項）および情報処理学会研究資料  グラフィックスとＣＡＤ  ４９−８（１９９１年  第１項から第８項）において提示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来技術においては、平面的な地図から立体的な景観への変換および表示が主な目的であり、両者の特徴すなわち平面地図では図形間のトポロジカルな配置関係の見やすさ、立体地図では感覚的なわかりやすさを１つのシステムの上で実現する方式については示されていない。また仮想現実システムにおいては、グラフィック表示された仮想世界の中の対象の動き、ヘッドマウント型センサデバイスやグローブ型センサデバイスを使ったユーザによる対象への接触方法およびその反応の表示については報告されているが、景観によって表現された仮想世界の中に新しい空間を生成し、その中に別の世界をウインドウを使って付加的な属性を表示する方法については示されていない。
【０００４】
本発明の目的は地図データを使ってビジュアルに景観を作成していくものであり、ユーザの視点を移動させることによって平面，立体両方のメディアに違和感なく移り利用でき、ユーザの理解しやすいメディアを選択できる方法と、景観の中に長方形、あるいは直方体のウインドウを表示してその中に文書，図形，画像を表示するためのユーザフレンドリなシステムと方法を提供することにある。またこのシステムを仮想現実システムとしても利用可能とし、キーボードやマウスのような従来のデバイスを使わないユーザにとって使い勝手の良いビジュアルなインタフェースを提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、視点が上方から下方へ向いている場合には、平面地図で表示し、視点が水平方向へ移るに従って地図から３次元の景観イメージを生成表示するようにした。
【０００６】
より具体的な一実施形態として、景観の中の属性の表示については、指示カーソルを表示し、その指示カーソルの向きからその方向にある建物のような地物を地図データの中を検索するというポインティング方式と、３次元ウインドウを計算し、景観の中の地物との干渉チェックを行ってウインドウを優先的に表示してその中に図形や画像のようなメディアを表示するようにして、景観と違和感のない表示を行えるようにした。さらにウインドウに表示する属性を持つ対象は別の地物によってかくされていることもあるため、これを地図データから検索して隠蔽している対象の表示をソリッド表示からワイヤフレーム表示に切り換えることによって対象を強調表示する。さらにワイヤフレーム表示の対象については干渉チェックを行わず通りぬけ可能とし、ソリッド表示の対象については干渉チェックを行い通りぬけができないようにしてユーザがより現実に近い感覚でシステムを利用できるようにした。
【０００７】
視点の移動で平面地図と立体地図の間を滑らかに移動することができるため、両者いずれの場合でも注視点を見失なうことがない。またユーザの理解しやすいメディアで表示でき印刷出力が容易になる。
３次元ウインドウによって地物に付加された属性が景観と違和感なく表示される。また地物を選択するために複雑な動作を必要としない。
さらにワイヤフレーム表示とソリッド表示の形態の違いによって干渉チェック実行をスイッチするために通過可否の判定も容易であり、景観を表示中にシーンが切り替わることによって感じる違和感を感じないようにすることが可能である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
地図データを使った従来の案内システムは、図２（ａ）に示すように、グラフィックディスプレイに地図を表示し、自分の現在地と中継地および目的地を入力することによって、現在地から中継地を経て目的地へ向かう経路を検索し、図２（ｂ）のように地図上に表示して経路を示したり、検索した経路を地図と重ねて印刷出力することが主な目的であった。また図２（ｃ）に示すように、計算して求めた経路あるいは設定した経路に沿って、周辺にある建物のような地物データに付加された文書や写真画像のようなマルチメディア情報をウインドウなどの表示手段によってユーザに提示していた。しかしこのようなシステムにおいては、地図データは背景として表示するだけであったため、地図だけでは現実の自分の位置に対する確認が困難であり、また経路を示す場合においても、実際どのような経路を通っていくのか現実と対応が取りにくいという欠点があった。また従来の地図案内システムは、単機能であり、観光案内や道案内など限られた場合しか利用できなかった。そのため多くの目的のために使用することはできなかった。本実施例においては、前者の問題点においては、地図を３次元に復元して行う方法、後者の問題点については、通常時は道案内システム、災害が発生したような非常時における避難誘導への機能利用という多目的使用について説明する。
【０００９】
図３は多目的ビジュアル案内システムを実現するためのシステム構成を示す。コンピュータ３０１は、ユーザに対するインタフェース装置であり、ここに地図データが表示される。地図データは座標列による多角形形状の図形によって表現されるベクトルデータである。ユーザはキーボード３０２やマウス３０３のような入力デバイスを使って地図・地理属性検索のためのキーワードを入力し地図や景観のスクロールを行い、さらにディスプレイ３０９に表示した地図データや景観データを指定し、プリンタ３０４を用いて出力する。地図データサーバ３０５は、コンピュータ３０１によって入力された座標や名称のキーを使ってディスプレイ３０９に表示する地図データや地図データとリンクされている地物データ（属性データ）を検索してネットワーク３０８を介してコンピュータ３０１に転送する。地図データサーバ３０５にない地図データは、ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）のようなネットワーク３０７を介して他の地図データサーバにアクセスし、必要とする地図データを検索する。さらに地図データサーバ３０５は、地図データを使った経路検索，属性検索や避難誘導のようなシミュレーションを行う。ＣＧ・コンピューティングサーバ３０６は、地図を立体的かつ陰影をつけて表示するために必要な光線追跡や、複数の物体の干渉チェック，隠蔽面消去などコンピュータグラフィックス（ＣＧ）固有の処理を行い景観を作成する。このとき景観はソリッド表示するものとする。
【００１０】
図４は、通常のディスプレイを用いるのではなく、ビジュアルな案内をユーザが仮想的に体験できるように構成したシステム図である。このような仮想体験システムにおいてはユーザ４１２があたかもコンピュータグラフィックスの作り出す世界の中にいるかのように感じることができる。両眼視ディスプレイ４０１は右目，左目用のサブディスプレイより構成されるヘッドマウント型ディスプレイであり、さらに磁気センサなどを使って頭の動きも検出する。サラウンドヘッドホン４０２は聴覚デバイスであり、エコー機能を持たせるとドップラー効果なども表現できる。またグローブ型指示デバイス４０３は、指と手首の動きを検出する。地図データサーバ４０８，ＣＧ・コンピューティングサーバ４０９は、図３における３０５，３０６と同じ機能を持っている。両眼視ディスプレイ４０１から得られた頭の動きの信号とグローブ型指示デバイス４０３で得られた指，手首の動きの信号は、両眼視ディスプレイコントローラ４０４とポインティングデバイスコントローラ４０６を介して、モーションアナライザ４０７に送られる。モーションアナイライザ４０７の中では簡単な背景のデータ（素背景データ）と、ユーザの動きを反映するデータ（ユーザモーションデータ）が構築されており、モーションアナライザ４０７に入ってくる信号をユーザモーションデータに反映してその動きを生成する。このデータはＣＧ・コンピューティングサーバ４０９に送られ、よりリアルな背景データ、ユーザモーションデータが必要ならば音声データが生成され、両眼視ディスプレイコントローラ４０４，サラウンドヘッドホンコントローラ４０５に送られ、ユーザ４１２の装着した両眼視ディスプレイ４０１に表示され、サラウンドヘッドホン４０２において音が発せられる。尚、４１１はネットワークである。
【００１１】
図３に示すシステムを使って２次元の平面地図と３次元の立体地図の間の違和感のない変換方法を説明する。図５は地図表示の流れのイメージを表す。図５（ａ）のように、ユーザの視点が地図に対して水平方向にあるとする。このときは景観表示である。そしてユーザの視点を上方から下方を見るように指示カーソル５０１を操作して視点を移動する。このとき景観は図５（ｂ）に示すように、地物の側面が狭くなったイメージになる。さらに視点を移動すると景観が図５（ｃ）に示すように地図におきかわる。この表示形態の変換は景観と地図がほとんど重なる状態で行われるためユーザが目標物を見失うことはない。
【００１２】
平面地図と立体地図である景観との変換のアルゴリズムを図６及び図７に示す。このアルゴリズムを図１に示す図３のシステムの機能詳細を用いて説明する。ユーザによって地図検索のためのキー（自分の位置など）がコンピュータ３０１から入力され（図６のステップ６０１）キー入力判定・コード化部１０１によって地図データサーバ３０５が地図データを検索するためのコードデータ（緯度・経度など）に変換して、地図データサーバ３０５に転送され、地図データ検索部１０５においてコードデータに対応する地図が検索される（ステップ６０２）。この地図データはベクトルデータであり、図８に示すような形式を持つ。この形式は２タイプによる表現が可能であり、タイプフラグの１ビットで識別される。タイプ１はそれぞれの点に高さの情報（Ｚ座標）が付加されており、タイプ２では（Ｘ，Ｙ）座標の列によって決まる多角形図形全体に一様にＺ座標が付加されることを意味する。複雑な形状の建物などに対してはタイプ１の形式が適し、ビルのような直方体や等高線に対してはタイプ２の形式が適している。このとき視点が水平方向を見るものであれば（ステップ６０３）、検索された地図データ、又はシミュレーション計算部１０７（後述）にてシミュレーション計算が施された地図データをデータ転送部１０８によってＣＧ・コンピューティングサーバ３０６に転送し、景観データ作成部１１１にてコンピュータグラフィックスによる景観データを作成する（ステップ６０４）。視点の方向によって表示の手段を選択する機能はメディア選択部１０９である。このとき、視点の方向については、最初はデフォルトの方向を設定しておき、その方向に沿った３次元イメージを表示する。景観データ作成部１１１は、この景観データを作成するために陰面消去，光線追跡によるシェーディングを行う。作成した景観データまたは地図データはコンピュータ３０１に転送しデータ表示部１０４にて表示制御する（ステップ６０５）。尚、ＣＧ・コンピューティングサーバ３０６もデータ転送部１１４を持っている。また、景観データはデータ表示部１０４にて視点の位置と方向によって決まる２次元の平面に投影してディスプレイ３０９に表示する。
【００１３】
次にこの景観データをスクロールするために視点または視方向を変更する（ステップ６０６）。視点位置とその方向は指示カーソル用キー入力判定部１０２又はスクロールキー入力判定部１０３によってコード化される。スクロールの方法としては、２通りある。１つは景観のスクロールと、もう一つは平面地図のスクロールである。今地図を景観で見ているとき、視点を水平方向に見るように変更するとする（ステップ６０７）。このとき視方向と鉛直線が作る角度θが、指定範囲内｜θ｜≦θｔｈになったところで（図７のステップ６０８）、メディア選択部１０９にて地図データを用いて表示すべきと判定して地図データを転送しデータ表示部１０４にて表示制御する（ステップ６０９）。このときθｔｈは必ずしも０とする必要はない。｜θ｜≠０のとき地図データは台形補正して表示することによって、人間の視野にあるイメージにあわせることも可能である。次に垂直方向から水平方向に景観を見るように変更するとする。このとき視点の指定範囲内｜θ｜＞Θｔｈになったところで（ステップ６１０）、メディア選択部１０９にて景観データを用いて表示すべきと判定し、景観データ作成部１１１によって地図データを景観データに変換する（ステップ６１１，６１４）。こうして得られたデータを用いて視点変更に伴う視野変更スクロールを実行する（ステップ６１２）。尚、データ表示方法判定部１１０，干渉チェック部１１２，ウインドウ生成部１１３の機能は後述する。
【００１４】
これによって平面地図と立体地図の間の移行が違和感なく行われる。もし水平方向の視点による景観表示と垂直方向の視点による地図の間で急激に表示を変更すると、自分の現在地や目標を見失うことがあるが、本方式によってこのような不具合は回避される。また、印刷出力する場合でも、ユーザの好みにあった出力が可能である。
【００１５】
次に表示データを使った案内の方法について示す。案内における重要な内容の１つは地物の詳細情報の検索表示である。案内の仕方には２通りある１つはユーザが主体的に行う方法であり、もう１つはシステムが自律的に行う方法である。まずユーザが景観を見ながら行う方法ついて説明する。すなわち立体的に表示された情景を見ながらスクロールおよび詳細情報の検索表示を行う。スクロールは、以下に示す７個のキーを入力することによって実施される。
【００１６】
１．前進移動、２．後進移動、３．上へ移動、４．下へ移動、５．θ（オイラー角）、６．ψ（オイラー角）、７．φ（オイラー角）
詳細情報を持つ地物を指定するために、図５（ａ）に示すような指示カーソル５０１を表示する。このとき検索の方向が分かりやすいような形状にしておくことが必要である。スクロールをしながらこの指示カーソルによって地物を指定してその詳細情報である属性を検索する。属性検索表示アルゴリズムを図９及び図１０に示す。
【００１７】
まず指示カーソルの向きを地物を選ぶように設定する（ステップ８０１）。次に指示カーソルの方向と一致する地物を検索する。コンピュータグラフィックスにおけるＺバッファ法によって求めることができるが、景観表示のための基礎データである地図データによって検出することも可能でありその方法について示す。指示カーソルの向きに対して指示カーソルの位置９０１から図１１の９０２に示すような検索ラインを設定する（ステップ８０２）。そして検索ラインを始点９０１から小部分ごとに刻みながら（ステップ８０４）線分と交差する地物データを検索する。このとき図１２に示すように地物のワイヤフレームデータ１００１（図５の図形データを意味する）、面データ１００２，属性データ１００３に分けて管理するデータ構造を持っていると検索は容易になる。
【００１８】
まずワイヤフレームデータの中の（Ｘ，Ｙ）座標を使って検索ライン９０２との交差をチェックする。そして交差した地物データの面データをリンク１００４をたどって検索する。このリンクをたどる動作は、ワイヤフレームデータ１００１と面データ１００２に共通なＩＤデータを探すことに対応する（図１２参照）。そして高さを付加した検索ラインと面との交差をチェックする（ステップ８０５）。もし交差する点があれば（ステップ８０６）その点の座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）値を求めて指示棒のさきからその交差点まで線パターンをディスプレイの中に描画してその地物が選択されたことを示す（ステップ８０７）。これは平面の４個の座標と線分の２個の座標が分かっているため容易に求めることができる。図１１では交差の候補として地物データ９０３，９０４がチェックの対象となる。選択された地物は色を変えたりハイライト表示をするなど強調表示をすることによって選択されたことを示しておく（ステップ８０８）。以後このような地物のポインティングの方法をビームショットポインティングと呼ぶことにする。このようなポインティング手法は特に仮想現実システムにおいて有効となる。これはインタフェースとしてキーボードやマウスのようなデバイスを持たず、手首や指の動きに合わせて指示カーソルを動かすことになるからである。
【００１９】
ビームショットポインティングによって検索された地物データは、その他の地物データによってかなりの部分が見えなくなっている可能性が十分にある。そのため隠蔽の原因となっている地物をソリッド表示からワイヤフレーム表示に変える。このワイヤフレーム表示の対象となる地物データの選択も地図データを用いることによって行うことができる。この方法を図１３を用いて示す。いま図１１で地物データ９０４が検索されたとする。
【００２０】
まず指示カーソルの位置１１０１と検索された地物１１０２を構成する特徴点からカーソルの位置１１０１まで線分を引き、その最も外側にある２本の線分１１０３，１１０４によって囲まれる領域にある図形を検索し（ステップ８０９）、その地物の面データを消去しワイヤフレームだけ残して表示する（ステップ８１０）。図１３では地物１１０５，１１０６がこれに対応するためワイヤフレーム表示に変更される。このようなデータ表示を高速に行うためには、ワイヤフレームデータ１００１と面１００２のデータについて異なる表示属性を付けて表示しておけば面データのみを消去することによって実現できる。これによってビームショットで検索された地物データが見やすくなる。これはデータ表示方法判別部１１０によって実施される。
【００２１】
次に地物データに付加された属性データを検索することによってそれをディスプレイに表示する。属性データの検索手順を示す。まずビームショットポインティングによって検索された地物データについてリンク１００５をたどり属性データ１００３を検索して（ステップ８１１）ディスプレイに表示する。この表示方法は、２通りが可能である。１つは長方形による平面のウインドウを表示する方法であり、もう一つは直方体による立体的なウインドウを表示する方法である。このようなウインドウは表示されている世界の中に表示する。２次元の長方形のウインドウは文書データ，２次元の図形データ，画像データを表示するために用いる。３次元の直方体のウインドウは３次元の図形を表示するときに用いる。ウインドウは、選ばれた対象が完全に隠れないように表示する。この領域をどのように計算するかを示す。今ポイントされた地物データの（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を透視変換式に通すことによって表示上の（Ｘ，Ｙ）座標に変換する。この（Ｘ，Ｙ）データからこの地物に対する外接四角形を計算する。そしてこの外接四角形の各辺を通るように水平垂直の線分を考え表示領域を分割する。もし外接四角形の辺が表示領域の境界に重なっていなければ最大表示画面は９分割される。一辺が重なっていれば６分割，２辺が重なっていれば４分割，３辺の場合は２分割になる。分割して得られる領域の中でどの領域にウインドウを表示するかを次のステップによって決める。
【００２２】
ｓｔｅｐ１：まず８個の領域の大きさとウインドウの大きさを比較し、そのなカのいずれかに属性表示ウインドウが収まる場合には、その中の一個の領域を選択する。
ｓｔｅｐ２：左上から順番に今注目しているウインドウに対して１×２の領域の大きさを比較し、その中のいずれかに属性ウインドウが収まる場合には、その中で最大となる１個の領域を選択する。
ｓｔｅｐ３：左上から順番に今注目しているウインドウに対して２×１の領域の大きさを比較し、その中のいずれかに属性ウインドウが収まる場合には、その中で最大となる１個の領域を選択する。
ｓｔｅｐ４：左上から順番に今注目しているウインドウに対して２×２の領域の大きさを比較し、その中のいずれかに属性ウインドウが収まる場合には、その中で最大となる１個の領域を選択する。
ｓｔｅｐ５：左上から順番に今注目しているウインドウに対して２×３の領域の大きさを比較し、その中のいずれかに属性ウインドウが収まる場合には、その中で最大となる１個の領域を選択する。
ｓｔｅｐ６：左上から順番に今注目しているウインドウに対して３×２の領域の大きさを比較し、その中のいずれかに属性ウインドウが収まる場合には、その中で最大となる１個の領域を選択する。
これによって属性を表示する最大の領域が検索される（ステップ８１２）。
【００２３】
３次元のウインドウについても同じように計算するが、透視変換を用いて得られるウインドウ形状の外接四角形について計算する。この３次元のウインドウの中は、優先的にアクセスできるようにすることができる。これは属性データ１００３に背景となっているからなる景観データ（ワイヤフレームデータ１００１や面データ１００２）よりもアクセス優先権を示すフラグをデータに設けることによって対応できる。３次元のウインドウを表示するときは背景と干渉チェックを行うことによってウインドウの方を優先的に表示する。これは図１の干渉チェック部１１２およびウインドウ表示部１１３によって実施される。図４に示すシステムを使用すれば、ユーザの頭，手首や指の動きの信号と指示カーソルの動きを連動させることができるため、手の動きにあわせて表示画面の中の指示カーソルを移動させることができる。そして３次元ウインドウの中にある図形にアクセスができる。このようにしてウインドウを表示したあとその中に属性データを表示する（ステップ８１３）。実際に案内を行っているイメージを図１４に示す。図１４（ａ）では指示カーソル１２０１からのビームショットポインティングによる線パターン１２０２によって建物１２０３が指定されている。図１４（ｂ）では建物１２０３の表示属性が変更され、さらにそれを隠蔽している建物１２０４，
１２０５がワイヤフレームに表示されている。また属性情報として３次元の図形情報（ここでは建物１２０３のなかにあるモニュメントを表示している）が３次元ウィンドウ１２０７の中に表示されている。ここでは複数のウインドウを１個の表示画面の中にまとめて表示することも可能である。このときは上のｓｔｅｐ１からｓｔｅｐ６までを２回続け、一回選択した領域は二回目は対象としないようにすることによって実現できる。
【００２４】
景観データをスクロールすると、自分の視点と情景を変えることができるだけでなく、ソリッド表示時に干渉チェックを行うことによってそのデータを突き抜けることができないようにしたりすることも可能である。もちろんどのようなソリッド表示している地物に対しても、干渉チェックを行わずに常に突き抜けることもできるが、突き抜けた後自分がどこにいるのかわからなくなることがある。このためもし突き抜けたいと考えた地物については、それを前に表示したビームショットポインティングによって検索し、その表示データのワイヤフレームデータだけ表示したまま残して面データを消去する。こうしてワイヤフレーム管理されているデータはその中を通ることができるが、ソリッド表示されているデータは干渉チェックによってその面以上に進むことができなくなる。これによってより現実的で扱いやすいシステムになる。具体的には、干渉チェックは面データ
９０２に対してだけ実行する。
【００２５】
次にシステムが自律的に案内をする方法について説明する。この時は自分の位置と目的地および中継地を指定する。そして道路地図データを用いて経路の検索を行う。これはダイクストラ法，ヒープ法，Ａスター法などを用いることによって求めることができる。経路を求めたとき、その経路と交差する別の道に指示カーソルの形状を発生させることを示すタグデータを付加しておく。そして景観表示の範囲内にタグの位置を含むときに指示カーソルと同じ形状を表示する。この指示カーソルはポインティングされるまで動くことはできない。そして実際の指示カーソルは最初に求めた経路に沿って移動し、属性情報が付加された地物に近づいたときはビームショットポインティングでその地物を選択し、属性を検索して表示する。ポインティングするときのタイミングは、自位置すなわち実際に可働する指示カーソルの位置を（Ｘ，Ｙ）とすると、その位置から指定の距離の内側にある座標を図形の特徴点として持つ地物データを選択する。
【００２６】
これは次のようにして行われる。地物データの特徴点の座標（Ｘｉ，Ｙｉ）が一つでも
【００２７】
【数１】
0003551185.tif 000002
【００２８】
を満たすときはその地物が選ばれたものと考え干渉チェックを行い、現在の指示カーソルの位置（Ｘ，Ｙ）から交差点の座標（Ｘ，Ｙ）に向かって線パターンを発生させる。そして図９及び図１０に示すアルゴリズムに従って属性情報を表示する。次に指示カーソルの形状が現れてきたときには、その指示カーソルデータをビームショットポインティングすると、今までの動いていた指示カーソルを消去し、新しく選択した指示カーソル図形を新しく指示カーソルとして使う。そしてこの指示カーソルを使って自律的な処理による案内を再開する。このとき選択した指示カーソルから新しい目的地および通過していない経過地に対して再び経路検索を行う。最初に検索した経路が選ばれないようにするため、直前において求めた経路に対して指示カーソルデータから折れ曲がりまで延びている部分線分に対応する道路は存在しないように道路データをブロックしておいて経路の再計算を行う。こうして直前に求めた同じ経路が選ばれないようにできる。このとき新しい経過地を入れることも可能である。このような自律的な動作による案内のイメージを図１５に示す。図１５（ａ）では指示カーソル１３０１によるビームショットポインティングで地物データ１３０２が選択され、その属性情報１３０３がウインドウに表示されている。図１５（ｂ）は、指示カーソル１３０１によるビームショットポインティングで別の指示カーソル図形１３０４が検索されたことを示す。図１５（ｃ）は、新しい指示カーソルを選ぶことによる案内経路の変更を示す。
【００２９】
このようなビジュアル案内システムはデパートや旅行会社，交番などに置くことによって利用することができる。特に交番に設置することによって、人の説明では理解するのが難しい道案内などの業務をわかりやすく行うことができる。
【００３０】
さらにこのようなシステムは、他の目的への使用が可能である。例えば通常時は道案内に使用するが地震，火災などの災害による非常時には避難誘導システムとして利用することが可能である。この利用は以下の方式で行う。
【００３１】
まず現在このシステムを設置している場所から避難場所に対して経路の検索を行う。そして図１のシミュレーション計算部１０７において災害シミュレーションを行う。災害シミュレーションとしては火災延焼，浸水，地震シミュレーションが現在可能である。災害シミュレーションの初期値はネットワークを通じて入ってくる災害計測データを用いる。この初期値は時々刻々リアルタイムで入ってくるが、シミュレーションの中には時間がかかるものもあるため、初期値データは一回のシミュレーションが終了するたび補正する。ここで重要なことは、シミュレーションや避難誘導路の表示を人々にわかりやすい方式で行うことである。まず災害地域を示すため、景観の中の災害が起こっている方向にある地物の色をかえる。この色は目立ちやすい色で統一する。実際避難中の人は色を識別するだけの余裕はないと考えられる。従って、人は色の違いによって災害の大きさ，方向を知る余裕はないと考えられる。実際の避難誘導路表示のイメージを図１６に示す。矢印１４０１は避難の方向を示す。地物データ１４０２，１４０３は災害の方向にあるため強調表示されている。
【００３２】
このように以上示したビジュアル案内システムは通常時と非常時というように目的を変えて機能を使用することが可能であり、さらにユーザフレンドリなインタフェースを持っているため、人は年齢層に関係なくシステムを扱うことができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明に示すシステムによれば、平面的な地図データと立体的な景観データの間を自由に行き来することができるため、ユーザが理解しやすいメディアでシステムを利用し結果を出力することが可能である。また２次元および３次元ウインドウによりユーザにとってわかりやすい違和感のない形態で属性が表示できる。また属性データを表示するときに、属性データとリンクしている地物データが極力かくれないようにするため、両者は同時に見やすくなっている。さらに強調表示する地物データをかくしている別の地物データをワイヤフレーム表示に切り換えるため、強調表示がさらに有効になる。また通り抜けたい地物をワイヤフレーム表示することによって、目標を見失うことなく景観の中を移動できる。さらにシステム主導による自律的な動作による案内を行っていてもユーザが対話的に介入して案内経路が変更できるため使い易さが向上する。さらにこのシステムは通常時は観光案内，交番における道案内業務，災害が起きたような非常時には避難誘導路表示システムとして機能が使えるため、多目的システムとして利用できる
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のビジュアル案内システムの機能図である。
【図２】従来の案内システムの使用例を示す図である。
【図３】ビジュアル案内システムの装置構成図である。
【図４】システムユーザが仮想的に景観の中に入って案内を体験できる仮想体験システムの装置構成図である。
【図５】地図データと景観データの間の移行を始点の変更によって違和感なく行うことを示す図である。
【図６】平面地図と立体地図の間の移行を違和感なく行うためのアルゴリズムである。
【図７】平面地図と立体地図の間の移行を違和感なく行うためのアルゴリズムである。
【図８】地図データの構成図である。
【図９】景観の中に地物データに付加された属性情報を表示するためのアルゴリズムである。
【図１０】景観の中に地物データに付加された属性情報を表示するためのアルゴリズムである。
【図１１】ビームショットポインティングによる地物データの検索方式を示すための説明図である。
【図１２】景観および属性データの管理方式図である。
【図１３】検索した地物データを隠蔽する別の地物データを検索する方式を示すための説明図である。
【図１４】属性情報の表示を具体的な画面イメージで示した図である。
【図１５】システムが自律的な動作によって案内を行うことを具体的な画面イメージで示した図である。
【図１６】ビジュアル案内システムを災害時の避難誘導にも使ったときの画面イメージである。
【符号の説明】
１０１…キー入力・コード化部、１０２…指示カーソル用キー入力判定部、
１０３…スクロールキー入力判定部、１０４…データ表示部、１０５…地図データ検索部、１０６…地理データ検索部、１０７…シミュレーション計算部、１０８…データ転送部、１０９…メディア選択部、１１０…データ表示方法判定部、
１１１…景観データ作成部、１１２…干渉チェック部、１１３…ウインドウ生成部、１１４…データ転送部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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