(57)【要約】【課題】  ＧＰＳ衛星の位置を把握容易に表示する技術を提供する。【解決手段】  ナビゲーション装置は、現在位置からみた方位及び仰角を出力するＧＰＳ受信機を備えている。また、記憶装置には地図データを記憶している。そして、地図データを用いて、特定の視点（現在位置または、それより上空）からの現在位置周辺の投影図を作成する。前記ＧＰＳ受信機の方位及び仰角から、投影図上のＧＰＳ衛星の位置を求め、求めたＧＰＳ衛星の位置を投影図とともに表示する。ＧＰＳ衛星は、受信状態、距離に応じて表示態様を変える。また建物や山に隠れたＧＰＳ衛星は、他の衛星と表示態様を異ならせる。【選択図】図５
2006064414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現在位置からみた方位及び仰角を出力するＧＰＳ受信機を備えたナビゲーション装置の表示方法であって、
前記ナビゲーション装置は、
地図データを記憶する記憶装置を有し、
地図データを用いて、特定の視点からの現在位置周辺の投影図を作成するとともに、前記ＧＰＳ受信機の方位及び仰角から、前記投影図上のＧＰＳ衛星の位置を求め、求めたＧＰＳ衛星の位置を前記投影図とともに表示する
ことを特徴とするナビゲーション装置の表示方法。
【請求項２】
請求項１に記載のナビゲーション装置の表示方法であって、
前記特定の視点は、現在位置より高度が高い位置であり、前記投影図は、現在位置を含む鳥瞰図である
ことを特徴とするナビゲーション装置の表示方法。
【請求項３】
請求項１に記載のナビゲーション装置の表示方法であって、
前記特定の視点は、現在位置であり、前記投影図は、ナビゲーション装置が搭載された移動体の進行方向の投影図である。
ことを特徴とするナビゲーション装置の表示方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のナビゲーション装置の表示方法であって、
前記ＧＰＳ受信装置は、ＧＰＳ衛星ごとのＧＰＳ信号の受信状態を出力し、
前記ナビゲーション装置は、ＧＰＳ衛星の位置を表示する際、ＧＰＳ信号の受信状態に応じた表示態様で表示する
ことを特徴とするナビゲーション装置の表示方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のナビゲーション装置の表示方法であって、
前記ＧＰＳ受信装置は、ＧＰＳ衛星ごとの現在位置からの距離を出力し、
前記ナビゲーション装置は、ＧＰＳ衛星の位置を表示する際、現在位置からの距離に応じた表示態様で表示する
ことを特徴とするナビゲーション装置の表示方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のナビゲーション装置の表示方法であって、
前記地図データは、立体構造物のデータを含み、
前記投影図は、前記立体構造物の投影像を含み、
前記ナビゲーション装置は、前記立体構造物の背面に隠れないＧＰＳ衛星を表示する
ことを特徴とするナビゲーション装置の表示方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のナビゲーション装置の表示方法であって、
前記地図データは、立体構造物のデータを含み、
前記投影図は、前記立体構造物の投影像を含み、
前記ナビゲーション装置は、前記立体構造物の背面に隠れるＧＰＳ衛星の位置を他のＧＰＳ衛星と異なる態様で表示する
ことを特徴とするナビゲーション装置の表示方法。
【請求項８】
現在位置からみた方位及び仰角を出力するＧＰＳ受信機を備えたナビゲーション装置であって、
地図データを記憶する記憶装置と、
地図データを用いて、特定の視点からの現在位置周辺の投影図を作成するとともに、前記ＧＰＳ受信機の方位及び仰角から、前記投影図上のＧＰＳ衛星の位置を求め、求めたＧＰＳ衛星の位置を前記投影図とともに表示する手段と
を有することを特徴とするナビゲーション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナビゲーション装置に関し、特に車載用ナビゲーション装置の表示技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ＧＰＳにより求めた現在位置を、単に平面的な地図上に表示するのではなく、実際の風景を見るときのような鳥瞰図により表示するナビゲーション装置が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２８５６１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の技術では、ユーザに、ＧＰＳ衛星の位置を把握させることはできない。現在地の算出には複数のＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号が用いられるが、ＧＰＳ信号の受信状態は常に良好であるとは限らない。ＧＰＳ衛星が建物や山の背面に隠れてしまうと、ＧＰＳ受信機はＧＰＳ信号を良好に受信できない。かかる場合でも、ナビゲーション装置は、受信できたＧＰＳ信号や、方位センサ、距離センサ等の出力を用いて、マップマッチングを組み合わせることにより現在位置を算出する。しかし、ユーザは、ＧＰＳ信号が良好に受信できる状態にあるのかどうかを知る手がかりがないため、算出された現在位置の正確性を判断することができない。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、ＧＰＳ衛星の位置を把握容易に表示する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決すべく本発明のナビゲーション装置の表示方法は、地図の投影図上にＧＰＳ衛星の位置を表示する。具体的には、ナビゲーション装置に、現在位置からみた方位及び仰角を出力するＧＰＳ受信機を備えさせる。また、前記ナビゲーション装置の記憶装置には地図データを記憶させる。そして、前記ナビゲーション装置に、地図データを用いて、特定の視点からの現在位置周辺の投影図を作成するとともに、前記ＧＰＳ受信機の方位及び仰角から、前記投影図上のＧＰＳ衛星の位置を求め、求めたＧＰＳ衛星の位置を前記投影図とともに表示させる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ＧＰＳ衛星の位置、受信状態を把握容易に表示する技術が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【０００９】
図１は、本発明の一実施形態を適用した車載用ナビゲーション装置１０００の概略構成図である。図示するように、本実施形態の車載用ナビゲーション装置１０００は、演算処理部１と、ディスプレイ２と、データ記憶装置３と、音声入出力装置４と、入力装置５と、車輪速センサ６と、地磁気センサ７と、ジャイロセンサ８と、ＧＰＳ(Global Positioning System)受信装置９とを有する。
【００１０】
演算処理部１は、様々な処理を行う中心的ユニットである。例えば各種センサ６〜８やＧＰＳ受信装置９から出力される情報を基にして現在地を検出し、得られた現在地情報に基づいて、表示に必要な地図データをデータ記憶装置３から読み出す。また、読み出した地図データをグラフィックス展開し、そこに現在地を示すマークを重ねてディスプレイ２へ表示する。
【００１１】
ディスプレイ２は、演算処理部１で生成されたグラフィックス情報を表示するユニットで、ＣＲＴや液晶ディスプレイなどで構成される。
【００１２】
地図データ記憶装置３は、ＣＤ-ＲＯＭやＤＶＤ-ＲＯＭやＨＤＤやＩＣカードといった記憶媒体で構成されている。この記憶媒体には、地図データ等が記憶されている。
【００１３】
地図データは、メッシュ領域の識別コード（メッシュＩＤ）、および、そのメッシュ領域に含まれる道路を構成する各リンクのリンクデータを有する。リンクデータは、リンクの識別コード（リンクＩＤ）、リンクを構成する２つのノード（開始ノード、終了ノード）の座標情報、リンクを含む道路の種別情報などを有する。また、地図データには、建物、山、木等の立体構造物の位置、形、大きさ等のデータも含まれている。これらの立体構造物のデータは、鳥瞰図、投影図、立体図等を表示する際に用いられる。
【００１４】
音声入出力装置４は、演算処理部１で生成したユーザへのメッセージを音声信号に変換し出力すると共に、ユーザが発した声を認識し演算処理部１にその内容を転送する処理を行う。
【００１５】
入力装置５は、ユーザからの指示を受け付けるユニットで、スクロールキー、縮尺変更キーなどのハードスイッチ、ジョイスティック、ディスプレイ上に貼られたタッチパネルなどで構成される。
【００１６】
センサ６〜８およびＧＰＳ受信装置９は、車載用ナビゲーション装置で現在地（自車位置）を検出するために使用するものである。車輪速センサ６は、車輪の円周と計測される車輪の回転数の積から距離を測定し、さらに対となる車輪の回転数の差から移動体が曲がった角度を計測する。地磁気センサ７は、地球が保持している磁場を検知し、移動体が向いている方角を検出する。ジャイロ８は、光ファイバジャイロや振動ジャイロ等で構成され、移動体が回転した角度を検出するものである。
【００１７】
ＧＰＳ受信装置９は、ＧＰＳ衛星からの信号を受信し移動体とＧＰＳ衛星間の距離と距離の変化率を３個以上の衛星に対して測定することで移動体の現在地、進行速度および進行方位を測定する。また、ＧＰＳ受信装置９は、ＧＰＳ衛星ごとに、現在位置から見た位置（方位、仰角）を求める。また、ＧＰＳ衛星ごとの受信状態（受信感度）を求める。
【００１８】
図２は、演算処理部１のハードウェア構成例を示す図である。
【００１９】
図示するように、演算処理部１は、各デバイス間をバス３２で接続した構成としてある。演算処理部１は、数値演算及び各デバイスを制御するといった様々な処理を実行するＣＰＵ(Central Processing Unit)２１と、地図データ記憶装置３から読み出した地図データや演算データなどを格納するＲＡＭ(Random Access Memory)２２と、プログラムやデータを格納するＲＯＭ(Read Only Memory)２３と、メモリ間およびメモリと各デバイスとの間のデータ転送を実行するＤＭＡ（Direct Memory Access）２４と、グラフィックス描画を実行し且つ表示制御を行う描画コントローラ２５と、グラフィックスイメージデータを蓄えるＶＲＡＭ(Video Random Access Memory)２６と、イメージデータをＲＧＢ信号に変換するカラーパレット２７と、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ/Ｄ変換器２８と、シリアル信号をバスに同期したパラレル信号に変換するＳＣＩ(Serial Communication Interface)２９と、パラレル信号をバスに同期させてバス上にのせるＰＩＯ(Parallel Input/Output)３０と、パルス信号を積分するカウンタ３１と、を有する。
【００２０】
図３は、演算処理部１の機能構成を示す図である。
【００２１】
図示するように、演算処理部１は、ユーザ操作解析部４１と、経路探索部４２と、表示処理部４５と、現在位置演算部４６とを有する。
【００２２】
現在位置演算部４６は、各センサ６〜８およびＧＰＳ受信装置９からの出力をもとに、現在位置を定期的に演算する。
【００２３】
ユーザ操作解析部４１は、入力装置５に入力されたユーザからの要求を受け、その要求内容を解析して、その要求内容に対応する処理が実行されるように演算処理部１の各部を制御する。
【００２４】
経路探索部４２は、ダイクストラ法等を用いて、指定された２地点（現在地、目的地）間を結ぶ経路のコスト（例えば、旅行時間）が最少となる経路を探索する。
【００２５】
表示処理部４５は、ディスプレイ２への表示が要求される領域にある地図データをデータ記憶装置３から受け取り、ユーザ操作解析部４１等から指定された縮尺、描画方式で、道路、その他の地図構成物や、現在地、目的地、誘導経路のための矢印といったマークを描画するように地図描画コマンドを生成する。
【００２６】
［動作の説明］  次に、上記のように構成される車載用ナビゲーション装置１０００の動作を説明する。
【００２７】
上記のように構成される車載用ナビゲーション装置１０００は、現在位置の表示要求がなされると、現在位置周辺の地図をディスプレイ２に表示する。その際、ユーザからの要求に応じて、現在位置周辺の地図を、ある視点からの投影図（鳥瞰図）により表示する。そして、表示の範囲内に、ＧＰＳ衛星が位置する場合、現在位置周辺の地図を、ＧＰＳ衛星の位置、受信感度等が把握できるように表示する。
【００２８】
なお、本実施形態では、投影図として、図５に示すように現在位置を含めた投影図（鳥瞰図）を表示するモードと、図６に示すようにユーザの視線方向（車両の進行方向）の視野を投影図として表示するモードがある。前者の投影図は、図７に示すように、現在位置より後方かつ高い位置（例えば、１０ｍ後方の、１０ｍ高い位置）に視点を設定し、表示画面の大きさに応じて視野角を定め、地図平面を投影面（表示画面）に投影することで得ることができる。後者の投影図は、図８に示すように、現在位置に視点を設定し、表示画面の大きさに応じて視野角を定め、地図平面を投影面（表示画面）に投影することで得ることができる。これらの投影図を求める際は、地図データに含まれる立体構造物の存在も考慮する。すなわち、立体構造物の形、大きさから、その投影形状を求め、ディスプレイ２には、視点から最も手前にある構造物が表示されるようにする。これら投影図を求める処理は、表示処理部４５によりなされる。
【００２９】
図４は、ＧＰＳ衛星の位置を表示する処理の流れを示すフロー図である。このフローは、現在位置周辺を投影図により表示しているときに行われる。
【００３０】
まず、表示処理部４５は、ＧＰＳ受信装置９から出力されるＧＰＳ衛星の方位及び仰角情報に基づいて、ＧＰＳ衛星ごとに、投影面への投影位置を算出する（Ｓ１０２）。なお、鳥瞰図の場合、投影の視点は現在位置から多少ずれるが、ＧＰＳ衛星までの距離に比べれば微小である。したがって、鳥瞰図の場合の視点からのＧＰＳ衛星の方位及び仰角は、現在位置からのＧＰＳ衛星の方位及び仰角と同じであるとすることができる。
【００３１】
次に、表示処理部４５は、投影位置を求めたＧＰＳ衛星が、ディスプレイ２で表示されている範囲に含まれるか否か判定する（Ｓ１０４）。含まれない場合（Ｓ１０４でＮｏ）、表示処理部４５は、そのＧＰＳ衛星を表示しないで、Ｓ１０８の処理に移行する。
【００３２】
一方、ＧＰＳ衛星の投影位置が、ディスプレイ２に表示されている範囲に含まれる場合（Ｓ１０４でＹｅｓ）、表示処理部４５は、そのＧＰＳ衛星の投影位置に、ＧＰＳ衛星があること分かるように表示する。
【００３３】
図５は、現在位置を含む周辺の投影図（鳥瞰図）においてＧＰＳ衛星を表示した画面の例である。
【００３４】
図示するように、表示処理部４５は、表示画面５００に、現在位置８００周辺の鳥瞰図７１０、立体構造物７１２を表示する。また、ＧＰＳ衛星６０１〜６０５も、投影により求めた位置に表示する。
【００３５】
表示処理部４５は、ＧＰＳ受信装置９の出力からも止まるＧＰＳ衛星の受信状態に応じて、表示態様を異ならせるようにしてもよい。例えば、受信状態が良好なＧＰＳ衛星は緑色、ＧＰＳ信号が受信できるが測位には用いることができないＧＰＳ衛星は黄色、ＧＰＳ信号が受信できないＧＰＳ衛星は灰色で表示するなどしてもよい。このように表示態様を異ならせれば、ユーザは、容易に、受信状態を把握できる。
【００３６】
また、表示処理部４５は、ＧＰＳ衛星までの距離に応じて、表示態様を異ならせてもよい。例えば、遠い順にＧＰＳ衛星を小さく表示してもよい。
【００３７】
表示処理部４５は、立体構造物の背面に位置するＧＰＳ衛生の表示態様を他の衛星を異ならせてもよい。また、そのようなＧＰＳ衛星は表示しないようにしてもよい。
【００３８】
図６は、現在位置を投影の視点とした場合の投影図の表示画面である。図６では、立体構造物の山７２５に隠れたＧＰＳ衛星６０６を破線で表示し、他のＧＰＳ衛星と表示態様を異ならせている。
【００３９】
このようにすることで、ユーザは、ＧＰＳ信号を受信できないＧＰＳ衛星を把握することができる。また、位置が分かるので、現在位置から移動することにより、受信できる状態になる可能性、または、受信できなくなる可能性を容易に知ることができる。
【００４０】
図４に戻って説明する。このようにして、表示処理部４５は、すべてのＧＰＳ衛星について、Ｓ１０２〜Ｓ１０６の処理を行う（Ｓ１０８）と、現在位置演算部４６の出力から現在位置が変化したか否か判定する（Ｓ１２０）。現在位置が変化した場合、表示処理部４５は、Ｓ１０２に戻って、再びＧＰＳ衛星ごとに、Ｓ１０２〜Ｓ１０６の処理を行う。
【００４１】
以上、本発明が適用された一実施形態について説明した。
【００４２】
上記実施形態によれば、ＧＰＳ衛星の位置が把握容易に表示するナビゲーション装置が提供される。また、ＧＰＳ衛星ごとの受信状態が把握容易に表示されるナビゲーション装置が提供される。
【００４３】
これにより、ユーザは、現在位置を求めるにあたって、どのＧＰＳ衛星のＧＰＳ信号を利用したかを容易に把握できる。
【００４４】
また、風景のように表示される投影図上にＧＰＳ衛星が表示されるので、娯楽性の高いナビゲーション装置となる。
【００４５】
なお、本実施形態は、本発明の要旨の範囲内で、様々な変形が可能である。
【００４６】
例えば、本発明を車載用ナビゲーション装置に適用した例について説明したが、本発明は車載用以外のナビゲーション装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】図１は、車載用ナビゲーション装置１０００の概略構成図である。
【図２】図２は、演算処理部１のハードウェア構成を示す図である。
【図３】図３は、演算処理部１の機能構成を示す図である。
【図４】図４は、車載用ナビゲーション装置１０００の投影図表示中のＧＰＳ衛星表示処理の概略を示すフロー図である。
【図５】図５は、鳥瞰図の表示画面の一例を示す図である。
【図６】図６は、ユーザ視点の投影図の表示画面の一例を示す図である。
【図７】図７は、鳥瞰図の投影方法を説明するための図である。
【図８】図８は、ユーザ視点の投影図の投影方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４８】
１・・・演算処理部、２・・・ディスプレイ、３・・・データ記憶装置、４・・・音声出入力装置、５・・・入力装置、６・・・車輪速センサ、７・・・地磁気センサ、８・・・ジャイロ、９・・・ＧＰＳ受信機、２１・・・ＣＰＵ、２２・・・ＲＡＭ、２３・・・ＲＯＭ、２４・・・ＤＭＡ、２５・・・描画コントローラ、２６・・・ＶＲＡＭ、２７・・・カラーパレット、２８・・・Ａ/Ｄ変換器、２９・・・ＳＣＩ、３０・・・ＰＩＯ、３１・・・カウンタ、４１・・・ユーザ操作解析部、４２・・・経路探索部、４５・・・表示処理部、４６・・・現在位置演算部
【図１】
2006064414.tif 000003
【図２】
2006064414.tif 000004
【図３】
2006064414.tif 000005
【図４】
2006064414.tif 000006
【図５】
2006064414.tif 000007
【図６】
2006064414.tif 000008
【図７】
2006064414.tif 000009
【図８】
2006064414.tif 000010