(57)【要約】【課題】任意の位置に存在する道路または走行予定経路を隠さないようなオブジェクトを容易に配置することが可能な技術の提供。【解決手段】３次元仮想空間内に存在する道路と走行予定経路とオブジェクトとを俯瞰図でディスプレイに表示させる表示制御部と、前記道路または前記走行予定経路に前記オブジェクトと同じ高さを与えたポリゴンを仮想的に生成し、視点位置に光源がある場合に前記ポリゴンによって地面に形成される影を取得する影取得部と、前記視点位置を通り前記オブジェクトの上方の縁に接する仮想線が、前記道路または前記走行予定経路と、前記影とに、含まれない位置に前記オブジェクトを描画させるオブジェクト位置制御部と、を備える表示制御システムが構成される。【選択図】図４
2019079222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元仮想空間内に存在する道路と走行予定経路とオブジェクトとを俯瞰図でディスプレイに表示させる表示制御部と、
前記道路または前記走行予定経路に前記オブジェクトと同じ高さを与えたポリゴンを仮想的に生成し、視点位置に光源がある場合に前記ポリゴンによって地面に形成される影を取得する影取得部と、
前記視点位置を通り前記オブジェクトの上方の縁に接する仮想線が、前記道路または前記走行予定経路と、前記影とに、含まれない位置に前記オブジェクトを描画させるオブジェクト位置制御部と、
を備える表示制御システム。
【請求項２】
前記ポリゴンの幅は、
前記道路または前記走行予定経路が前記俯瞰図に描画される幅と同一の幅である、
請求項１に記載の表示制御システム。
【請求項３】
前記ポリゴンは、
前記道路または前記走行予定経路における前記視点位置側の端部に前記オブジェクトと同じ高さを与えて生成される、
請求項１または請求項２に記載の表示制御システム。
【請求項４】
前記ポリゴンは、
前記道路と前記走行予定経路との中で、前記俯瞰図に描画される幅が太い方によって生成される、
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の表示制御システム。
【請求項５】
コンピュータを、
３次元仮想空間内に存在する道路と走行予定経路とオブジェクトとを俯瞰図でディスプレイに表示させる表示制御部、
前記道路または前記走行予定経路に前記オブジェクトと同じ高さを与えたポリゴンを仮想的に生成し、視点位置に光源がある場合に前記ポリゴンによって地面に形成される影を取得する影取得部、
前記視点位置を通り前記オブジェクトの上方の縁に接する仮想線が、前記道路または前記走行予定経路と、前記影とに、含まれない位置に前記オブジェクトを描画させるオブジェクト位置制御部、
として機能させる表示制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示制御システムおよび表示制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、道路等を含む地図を俯瞰図などによって立体的に表示する技術が知られている。俯瞰図においては、道路や走行予定経路を示す場合、道路や走行予定経路の周辺に存在する建造物によって視界が遮られ、道路や走行予定経路が表示されない場合がある。そこで、道路や走行予定経路を視認しやすくする技術が開発されており、例えば、特許文献１には、交差点で非直進方向に曲がる経路に基づいて建造物に遮られる領域を設定し、建造物を透過させる技術が開示されている。また、特許文献２においては、車両の前方の一定範囲内の建造物を半透明の画像で表示する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１４９７５号公報
【特許文献２】特許４４８９４４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来技術においては、特定の領域内のオブジェクトのみが透過されるため、透過が行われない領域において、視認したい走行予定経路等が隠れてしまう場合があった。すなわち、特許文献１においては、経路が曲がる交差点において建造物が透過されるため、直進する経路の周辺では建造物が透過されず、直進する経路が隠れてしまう場合があった。また、特許文献２においては、車両の前方の一定範囲内に存在する建造物が透過されるため、車両の前方の一定範囲外に存在するオブジェクトは透過されない。
本発明は、前記課題にかんがみてなされたもので、任意の位置に存在する道路または走行予定経路を隠さないようなオブジェクトを容易に配置することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために、表示制御システムは、３次元仮想空間内に存在する道路と走行予定経路とオブジェクトとを俯瞰図でディスプレイに表示させる表示制御部と、道路または走行予定経路にオブジェクトと同じ高さを与えたポリゴンを仮想的に生成し、視点位置に光源がある場合にポリゴンによって地面に形成される影を取得する影取得部と、視点位置を通りオブジェクトの上方の縁に接する仮想線が、道路または走行予定経路と、影とに、含まれない位置にオブジェクトを描画させるオブジェクト位置制御部と、を備える。
【０００６】
また、上記の目的を達成するために、表示制御プログラムは、コンピュータを、３次元仮想空間内に存在する道路と走行予定経路とオブジェクトとを俯瞰図でディスプレイに表示させる表示制御部、道路または走行予定経路にオブジェクトと同じ高さを与えたポリゴンを仮想的に生成し、視点位置に光源がある場合にポリゴンによって地面に形成される影を取得する影取得部、視点位置を通りオブジェクトの上方の縁に接する仮想線が、道路または走行予定経路と、影とに、含まれない位置にオブジェクトを描画させるオブジェクト位置制御部、として機能させる。
【０００７】
すなわち、道路または走行予定経路にオブジェクトと同じ高さを与えたポリゴンの影は、道路または走行予定経路に最も近い位置に配置されたオブジェクトによって遮られる範囲を含む範囲である。また、視点位置を通りオブジェクトの上方の縁に接する仮想線を設定すると、当該仮想線の下方はオブジェクトに遮られ得る範囲であり、仮想線の上方はオブジェクトに遮られない範囲となる。従って、仮想線が道路または前記走行予定経路と、ポリゴンの影とに、含まれない位置にオブジェクトを描画すれば、当該オブジェクトが道路または走行予定経路を遮らないようにオブジェクトを描画することができる。この結果、任意の位置に存在する道路または走行予定経路を隠さないようなオブジェクトを容易に配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】表示制御システムを含むナビゲーションシステムを示すブロック図である。
【図２】図２Ａは描画位置が修正されていない俯瞰図の例を示す図であり、図２Ｂはポリゴンによる影の生成を説明する図であり、図２Ｃはオブジェクトと視点位置と仮想線を説明する図である。
【図３】表示制御処理のフローチャートである。
【図４】図４Ａは描画位置が修正された場合の俯瞰図の例を示す図であり、図４Ｂ，図４Ｃ，図４Ｄは描画位置を段階的に修正する例を示す図である。
【図５】図５Ａはオブジェクトの例を示す図であり、図５Ｂは他の例にかかるポリゴンで生成される影を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）ナビゲーションシステムの構成：
（２）表示制御処理：
（３）他の実施形態：
【００１０】
（１）ナビゲーションシステムの構成：
図１は、本発明にかかる表示制御システムを含むナビゲーションシステム１０の構成を示すブロック図である。ナビゲーションシステム１０は、移動体としての車両に備えられており、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit），ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ等を備える制御部２０、記録媒体３０を備えている。ナビゲーションシステム１０は、記録媒体３０やＲＯＭに記憶されたナビゲーションプログラム等のプログラムを制御部２０で実行することができる。
【００１１】
本実施形態において制御部２０は、ＧＰＵを備えており、画像表示等における定型的な処理をパイプライン処理するためのプロセッサを備えている。制御部２０においては、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭによってプログラムを実行可能であるとともに、地図等の画像を後述するディスプレイに表示させるために適宜ＧＰＵを利用して演算を行うことができる。制御部２０は、既定のＡＰＩ（例えば、ＯｐｅｎＧＬ等）による命令によってＧＰＵに各種の演算処理を行わせることができ、当該演算結果に基づいて各種の画像をディスプレイに表示させることができる。
【００１２】
記録媒体３０には、予め地図情報３０ａが記録されている。地図情報３０ａは、車両の位置や案内対象の施設の特定に利用される情報であり、車両が走行する道路上に設定されたノードの位置等を示すノードデータ，ノード間の道路の形状を特定するための形状補間点の位置等を示す形状補間点データ，ノード同士の連結を示すリンクデータ，道路やその周辺に存在する地物の位置等を示すデータ等を含んでいる。また、地図情報３０ａには、地図の背景（施設や道路等の地物以外の部分）となる地面の属性が定義され、各属性である範囲を示す位置情報に対応づけられて記録されている。例えば、森や海である範囲には、これらの範囲を示す位置情報に対して森や海であることを示す情報が対応づけられて地図情報３０ａに記録されている。
【００１３】
オブジェクト情報３０ｂは、ディスプレイに俯瞰図による地図を表示する際に、当該俯瞰図内の地物や走行予定経路等を描画するための情報である。本実施形態において、俯瞰図は、３次元仮想空間内に仮想的に設定された道路や走行予定経路、オブジェクトを視点位置から眺めた状態として描画される。オブジェクト情報３０ｂは、これらの俯瞰図内に表示される道路や走行予定経路、建造物、自然物等のオブジェクトの３次元形状を示す情報である。建造物や自然物など、形状が固定的であるオブジェクトは、予めその３次元形状やテクスチャ等が定義されてオブジェクト情報３０ｂとして記録される。道路や走行予定経路など、動的に形状が変化し得るオブジェクトは、形状以外の情報（例えばテクスチャ等）が定義されてオブジェクト情報３０ｂとして記録される。
【００１４】
本実施形態における車両は、ＧＮＳＳ受信部４１と車速センサ４２とジャイロセンサ４３とユーザＩ／Ｆ部４４とを備えている。ＧＮＳＳ受信部４１は、Global Navigation Satellite Systemの信号を受信する装置であり、航法衛星からの電波を受信し、図示しないインタフェースを介して車両の現在位置を算出するための信号を出力する。制御部２０は、この信号を取得して車両の現在位置を取得する。車速センサ４２は、車両が備える車輪の回転速度に対応した信号を出力する。制御部２０は、図示しないインタフェースを介してこの信号を取得し、車速を取得する。ジャイロセンサ４３は、車両の水平面内の旋回についての角加速度を検出し、車両の向きに対応した信号を出力する。制御部２０は、この信号を取得して車両の進行方向を取得する。車速センサ４２およびジャイロセンサ４３等は、車両の走行軌跡を特定するために利用され、本実施形態においては、車両の出発位置と走行軌跡とに基づいて現在位置が特定され、当該出発位置と走行軌跡とに基づいて特定された車両の現在位置がＧＮＳＳ受信部４１の出力信号に基づいて補正される。
【００１５】
ユーザＩ／Ｆ部４４は、運転者の指示を入力し、また、運転者に各種の情報を提供するためのインタフェース部であり、ディスプレイやスピーカー、スイッチ、ディスプレイに組み込まれたタッチパネル等を備えている。すなわち、ユーザＩ／Ｆ部４４は画像や音声の出力部および利用者指示の入力部を備えている。
【００１６】
ナビゲーションプログラムは、現在位置から目的地までの走行予定経路を探索し、車両を走行予定経路に沿って誘導する機能を制御部２０に実現させることができる。すなわち、制御部２０は、ユーザＩ／Ｆ部４４の入力部を介して利用者が入力した目的地を取得する。また、制御部２０は、ナビゲーションプログラムの機能により、ＧＮＳＳ受信部４１，車速センサ４２，ジャイロセンサ４３の出力信号に基づいて車両の現在位置を取得する。そして、制御部２０は、地図情報３０ａを参照し、現在位置を出発位置とし、目的地まで到達する経路を探索し、走行予定経路として取得する。
【００１７】
走行予定経路が取得されると、制御部２０は、地図上に走行予定経路を表示して経路案内を行う。本実施形態において、制御部２０は、鉛直方向に地図を眺めた２次元の地図と、３次元仮想空間内で地物等が立体的に描画された俯瞰図とをユーザＩ／Ｆ部４４のディスプレイに表示することができる。
【００１８】
以下においては、主に俯瞰図による地図の表示を説明する。俯瞰図を表示するため、ナビゲーションプログラムは、表示制御プログラム２１を備えている。表示制御プログラム２１は、表示制御部２１ａと影取得部２１ｂとオブジェクト位置制御部２１ｃとを備えている。表示制御部２１ａは、３次元仮想空間内に存在する道路と走行予定経路とオブジェクトとを俯瞰図でディスプレイに表示させる機能を制御部２０に実行させるプログラムモジュールである。
【００１９】
本実施形態において、制御部２０は、ＧＮＳＳ受信部４１，車速センサ４２，ジャイロセンサ４３の出力信号に基づいて車両の現在位置を取得する。現在位置が取得されると、制御部２０は、現在位置に基づいて視点位置および視線方向を決定する。本実施形態において、視点位置は現在位置から進行方向後方に既定距離移動し、所定距離上方に移動した位置である。また、視線方向は、視点位置から前方下方をみた場合の方向である。
【００２０】
制御部２０は、地図情報３０ａを参照し、現在位置の周辺の道路や地物の位置を３次元仮想空間内で特定する。また、制御部２０は、走行予定経路に基づいて、走行予定経路の３次元空間内での位置を道路上で特定する。さらに、制御部２０は、オブジェクト情報３０ｂが示す、道路や走行予定経路、地物のテクスチャ等に基づいて、視点位置から視線方向を眺めた場合の俯瞰図を描画する。
【００２１】
本実施形態においては、当該俯瞰図の描画の過程において、背景部分に同一のオブジェクトを大量に表示する処理を行うことが可能である。この際に、道路が隠されないようにオブジェクトの位置を調整する。本実施形態においては、背景部分に同一のオブジェクトを配置することによって背景を模式的に表示する構成が採用されている。このような描画は、各種の手法で行われて良く、本実施形態においては、インスタンス描画といわれる手法が採用されている。
【００２２】
すなわち、制御部２０は、各描画位置に、オブジェクト情報３０ｂが示す３次元形状のポリゴンを生成し、当該ポリゴンにテクスチャを貼り付けた状態に基づいて俯瞰図を描画する。そして、インスタンス描画においては、各ポリゴンのオフセット位置、回転、スケールを行列で指定することによって異なる描画位置に異なる姿勢および大きさのポリゴンを描画することができる。
【００２３】
そこで、本実施形態において制御部２０は、背景部分を一定間隔で埋める複数の描画位置を生成し、各描画位置における行列を指定することにより、同一のオブジェクトを背景部分に大量に描画する。図２Ａは、道路Ｒｄと走行予定経路Ｒｔと木を示すオブジェクトＯｔが含まれる俯瞰図の例を示す図である。図２Ａにおいて、走行予定経路Ｒｔは道路上に黒く着色されたポリゴンが配置されることによって示されている。この例において背景は森であり、木を示すオブジェクトＯｔが背景部分に大量に描画されることによって森が表現される。
【００２４】
ただし、背景部分を一定間隔で埋める描画位置にオブジェクトを配置すると、オブジェクトによって道路や走行予定経路が隠されてしまうことがある。図２Ａにおいては、車両の前方において前後方向に延びる道路Ｒｄと当該道路Ｒｄに対して垂直に交わる道路Ｒｄ2とが存在するが、当該垂直に交わる道路Ｒｄ2の大半はオブジェクトＯｔで隠されている。また、この例において走行予定経路Ｒｔは、前方の交差点で右折する経路であるが、右折後の走行予定経路も大半がオブジェクトＯｔで隠されている。
【００２５】
そこで、本実施形態において制御部２０は、オブジェクトＯｔによって走行予定経路が隠されないようにオブジェクトＯｔの描画位置を調整する。なお、オブジェクトＯｔによって道路が隠されないようにオブジェクトＯｔに描画位置が調整されても良いが、本実施形態においては、利用者にとって走行予定経路が重要な情報であると見なし、オブジェクトＯｔによって走行予定経路が隠されないようにする処理を説明する。本実施形態において、走行予定経路と道路とは同一の幅であるため、走行予定経路がオブジェクトＯｔによって隠されなければ、走行予定経路となっている道路も隠されない状態となる。
【００２６】
オブジェクトＯｔによって走行予定経路が隠されないようにするために、制御部２０は、影取得部２１ｂおよびオブジェクト位置制御部２１ｃの機能により、表示制御部２１ａが設定した描画位置を修正することができる。影取得部２１ｂは、走行予定経路にオブジェクトと同じ高さを与えたポリゴンを仮想的に生成し、視点位置に光源がある場合にポリゴンによって地面に形成される影を取得する機能を制御部２０に実現させるプログラムモジュールである。すなわち、制御部２０は、表示制御部２１ａの機能によってポリゴン等が配置される空間に対して描画対象とならない仮想的なポリゴンを配置することができる。
【００２７】
制御部２０は、オブジェクト情報３０ｂを参照して描画対象のオブジェクトの高さを特定する。図２Ａに示す例であれば、制御部２０は、オブジェクトＯｔの高さを取得する。さらに、制御部２０は、３次元仮想空間内で位置を設定済の各走行予定経路に対してオブジェクトＯｔの高さと同一であり、かつ、走行予定経路が俯瞰図に描画される幅と同一の幅であるポリゴンを仮想的に生成する。すなわち、表示制御部２１ａの機能により、走行予定経路は高さが０（またはほぼ０）であり既定の幅であるポリゴンとして描画されているため、制御部２０は、当該ポリゴンにオブジェクトの高さを与え、走行予定経路の幅と同一の幅を与える。図２Ｂは、図２Ａに示す例において生成されるポリゴンＲｔｐを模式的に示す図である。同図２Ｂに示すように、制御部２０は、走行予定経路Ｒｔに対してオブジェクトＯｔの高さＨｔと同一の高さであり、走行予定経路Ｒｔと同一の幅Ｗｒを与えたポリゴンＲｔｐを生成する。
【００２８】
そして、制御部２０は、光源の位置を視点位置とした場合に当該ポリゴンによって生成される影を取得する。すなわち、制御部２０は、視点位置から延びる光がポリゴンによって遮蔽されて影となる部分の位置（座標）を３次元仮想空間内で取得する。当該影は種々の手法で生成されて良く、例えば、既定のＡＰＩ等を利用してＧＰＵに演算を行わせることで影が取得される構成等を採用可能である。図２Ｂにおいては、光源の位置が視点位置ＶＰである場合に生成される影Ｓを黒く着色して示している。制御部２０は、以上のようにして影を取得する処理を、少なくとも視点位置から視認可能な視野範囲（ユーザＩ／Ｆ部４４のディスプレイ上での表示範囲）に存在する走行予定経路の全てについて実施する。
【００２９】
オブジェクト位置制御部２１ｃは、視点位置を通りオブジェクトの上方の縁に接する仮想線が、走行予定経路と、影とに、含まれない位置にオブジェクトを描画させる機能を制御部２０に実行させるプログラムモジュールである。すなわち、視点位置を通りオブジェクトの上方の縁に接する仮想線を設定すれば、当該仮想線がオブジェクトによって視認される部分と視認されない部分の境界と見なすことができる。図２Ｃは、走行予定経路の周辺に描画されたオブジェクトＯｔと視点位置ＶＰから延びる仮想線Ｌｖとを示している。同図２Ｃに示すように、制御部２０は、視点位置ＶＰを通り、オブジェクトＯｔの上方の縁に接する仮想線Ｌｖ（オブジェクトＯｔの縁に接する線の中で最も上方に位置する（俯角が小さい）仮想線）を生成する。当該仮想線によれば、仮想線Ｌｖよりも上方の領域はオブジェクトＯｔに隠されずに視認可能であり、仮想線Ｌｖよりも下方の領域はオブジェクトＯｔに隠されて視認不可能であると見なすことができる。
【００３０】
そこで、制御部２０は、表示制御部２１ａの機能によって設定された各描画位置において、オブジェクトが描画位置に配置された場合における仮想線を設定し、仮想線が走行予定経路または影に含まれるか否か判定する。そして、仮想線が走行予定経路または影に含まれる（仮想線が走行予定経路または影に交差する）場合、制御部２０は、仮想線が走行予定経路または影に含まれないようにオブジェクトの描画位置を変更する。
【００３１】
制御部２０は、少なくとも視点位置から視認可能な視野範囲（ユーザＩ／Ｆ部４４のディスプレイ上での表示範囲）に存在するオブジェクトの全てについて仮想線による判定を実施し、必要に応じて描画位置を変更した後に、表示制御部２１ａの機能により、各オブジェクトを描画する。この結果、オブジェクトによって走行予定経路が隠されないように俯瞰図を描画することができる。以上の構成によれば、任意の位置に存在する走行予定経路を隠さないようなオブジェクトを容易に配置することができる。
【００３２】
（２）表示制御処理：
次に、表示制御プログラム２１が実行する表示制御処理を詳細に説明する。本実施形態においては、一定期間毎（例えば、１００ｍｓや１フレーム期間：１／３０秒等）にユーザＩ／Ｆ部４４のディスプレイ上での俯瞰図を更新する処理を行う。俯瞰図を更新する際、制御部２０は、表示制御部２１ａの機能により、３次元仮想空間内に道路および走行予定経路を描画する。すなわち、制御部２０は、ＧＮＳＳ受信部４１，車速センサ４２，ジャイロセンサ４３の出力に基づいて車両の現在位置を取得し、車両の現在位置を含み、車両の前方に広がる既定の範囲を道路等の描画範囲とする。
【００３３】
そして、制御部２０は、地図情報３０ａを参照し、当該範囲に存在する道路および走行予定経路を３次元仮想空間内に描画する。すなわち、制御部２０は、当該範囲内に存在する道路と走行予定経路の位置を特定し、テクスチャを貼り付ける。この状態において３次元仮想空間内でのオブジェクトの描画を行うために、制御部２０は、表示制御処理を実行する。ここでは、描画対象のオブジェクトが図２Ａに示す木のオブジェクトＯｔのみである状態を想定して説明を行うが、オブジェクトの種類は複数であっても良い。
【００３４】
表示制御処理が開始されると、制御部２０は、表示制御部２１ａの機能により、地面の全面に描画位置を仮設定する（ステップＳ１００）。すなわち、制御部２０は、背景部分と背景以外の部分とを区別することなく、地面の全面に一定間隔毎に描画位置を仮設定する。なお、地面とされる範囲は車両の現在位置を含む既定の範囲である。なお、描画対象のオブジェクトが２種類以上存在する場合、ステップＳ１００は、各種類のオブジェクトについて実行されてもよいし、１種類のオブジェクトにおいてステップＳ１００が実行された後、仮設定された描画位置が他のオブジェクトに対して適用されても良い。
【００３５】
次に、制御部２０は、オブジェクト位置制御部２１ｃの機能により、未処理の病害位置を選択する（ステップＳ１０５）。すなわち、ステップＳ１０５〜Ｓ１４５はループ処理になっており、ステップＳ１００で仮設定された描画位置のいずれか１個を処理対象として処理が行われる。そこで、制御部２０は、ループ処理の処理対象となっていない描画位置を１個選択し、処理対象等する。
【００３６】
次に、制御部２０は、オブジェクト位置制御部２１ｃの機能により、選択された描画位置の背景が描画対象のオブジェクトと一致するか否かを判定する（ステップＳ１１０）。すなわち、制御部２０は、選択された描画位置にオブジェクトを描画して良いか否かを判定する。具体的には、制御部２０は、地図情報３０ａを参照し、ステップＳ１０５で選択された描画位置における地面の属性を特定する。そして、当該地面の属性が、描画対象のオブジェクトと一致するか否かを判定する。例えば、図２Ａに示すように、木（森の構成要素）のオブジェクトＯｔが描画対象である場合、描画位置の地面の属性が森であれば、制御部２０は、地面の属性が、描画対象のオブジェクトと一致すると判定する。
【００３７】
ステップＳ１１０において、選択された描画位置の背景が描画対象のオブジェクトと一致すると判定されない場合、すなわち、選択された描画位置にオブジェクトを描画すべきではない場合、オブジェクトが表示されない位置に描画位置を修正する（ステップＳ１１５）。本実施形態においては、特定の描画位置のみについて例外的な処理をするのではなく、全ての描画位置について描画を行うが、オブジェクトを描画すべきではない場合には、表示されないように描画位置を修正する。
【００３８】
例えば、地面の上方にオブジェクトがはみ出さない位置まで地面の下方に描画位置を修正すれば、当該描画位置にオブジェクトが描画されたとしても（ポリゴンの配置やテクスチャの貼り付け等が実施されたとしても）、ディスプレイに表示すべき俯瞰図が生成される段階において、当該オブジェクトは俯瞰図に表示されない。そこで、本実施形態においては、描画位置を削除するのではなく、オブジェクトが表示されない位置になるように描画位置を修正する。なお、表示されないオブジェクトの描画位置が削除されることによってオブジェクトが表示されないように構成されてもよい。
【００３９】
一方、ステップＳ１１０において、選択された描画位置の背景が描画対象のオブジェクトと一致すると判定された場合、制御部２０は、オブジェクト位置制御部２１ｃの機能により、視点位置を通りオブジェクトの上方の縁に接する仮想線を生成する（ステップＳ１２０）。すなわち、制御部２０は、地図情報３０ａに基づいて、ステップＳ１０５で選択された描画位置にオブジェクトを配置した場合におけるオブジェクトの縁部分を特定する。本実施形態において、オブジェクトはポリゴンによって構成されるため、当該オブジェクトを示すポリゴンの頂点や辺等によって縁部分を特定することができる。そして、制御部２０は、当該縁部分と視点位置とを通る線のうち、最も上方に位置する線（俯角が最小の線）を仮想線として取得する。
【００４０】
次に、制御部２０は、走行予定経路にオブジェクトと同じ高さを与えたポリゴンを仮想的に生成する（ステップＳ１２５）。すなわち、制御部２０は、地図情報３０ａを参照して描画対象のオブジェクトの形状から当該オブジェクトの高さを特定する。また、制御部２０は、影取得部２１ｂの機能により、道路および走行予定経路の位置が特定された３次元仮想空間内において、走行予定経路の位置を特定し、走行予定経路の位置に存在し、高さがオブジェクトの高さと同一、幅が走行予定経路の幅と同一のポリゴンを仮想的に生成する。この結果、例えば、図２Ｂに模式的に示すポリゴンＲｔｐのようなポリゴンが仮生成される。
【００４１】
次に、制御部２０は、影取得部２１ｂの機能により、ポリゴンの影の領域を取得する（ステップＳ１３０）。すなわち、制御部２０は、光源の位置を視点位置に仮想的に設定し、当該光源によってポリゴンが形成する影を仮想的に生成し、影の位置、すなわち、影の領域を取得する。この結果、俯瞰図において視野に含まれ得る走行予定経路の全てについて仮想的なポリゴンで形成される影の位置が取得される。
【００４２】
次に、制御部２０は、オブジェクト位置制御部２１ｃの機能により、走行予定経路または影と仮想線が交差するか否かを判定する（ステップＳ１３５）。すなわち、制御部２０は、ステップＳ１２０で取得された仮想線の延長上に、３次元仮想空間内の走行予定経路または影が存在する場合に、走行予定経路または影と仮想線が交差すると判定する。
【００４３】
図２Ｃは、走行予定経路Ｒｔと仮想線Ｌｖとが交差する例を示している。仮想線Ｌｖは、オブジェクトＯｔによって隠される範囲と隠されない範囲との境界であり、仮想線Ｌｖより下方はオブジェクトＯｔによって隠される。従って、図２Ｃに示すように、仮想線Ｌｖが走行予定経路Ｒｔと交差する場合、走行予定経路Ｒｔの一部が視点位置ＶＰから視認されず、隠された状態となり得る。本実施形態においては、図２Ｂに示すように、影の生成元のポリゴンＲｔｐがオブジェクトＯｔと同一の高さＨｔであり、幅Ｗｒが走行予定経路Ｒｔ（図２Ａ等参照）の幅と同一である。
【００４４】
オブジェクトＯｔが走行予定経路Ｒｔ上に存在しない場合、走行予定経路Ｒｔにおける視点位置ＶＰ側の端部（図２Ｃに示す端部Ｅ）にオブジェクトＯｔが存在すると、視点位置ＶＰから見て走行予定経路が隠される範囲が最も広い。また、端部ＥからオブジェクトＯｔが視点位置ＶＰ側に離れるほど、視点位置ＶＰから見て走行予定経路が隠される範囲が狭くなる。そして、走行予定経路の位置に仮生成されたポリゴンＲｔｐは、走行予定経路と同一の幅であるため、ポリゴンＲｔｐの影を生成すれば、当該影は、大半の形状のオブジェクトＯｔについて、オブジェクトＯｔで遮られる範囲よりも広いと考えることができる。
【００４５】
従って、制御部２０が、走行予定経路または影と仮想線とが交差するか否かを判定することにより、オブジェクトによって走行予定経路が遮られるか否かを容易に判定することができる。また、本実施形態においては、オブジェクトで遮られるか否かを判定するための領域をポリゴンＲｔｐの影によって定義しているが、当該影は、３次元仮想空間内に渡って存在する走行予定経路について一気に演算することができる。従って、多数のオブジェクトのそれぞれについて判定を行うための領域である影を簡易な処理によって生成することができる。
【００４６】
ステップＳ１３５において、走行予定経路および影と仮想線が交差すると判定された場合、制御部２０は、オブジェクト位置制御部２１ｃの機能により、走行予定経路および影と仮想線が交差しない位置に描画位置を修正する（ステップＳ１４０）。すなわち、制御部２０は、図２Ｃに示す視点位置ＶＰと端部Ｅとを結ぶ線が、オブジェクトＯｔに交わらないようにオブジェクトＯｔの描画位置を特定する。
【００４７】
なお、図２Ｃに示す例において、制御部２０は、オブジェクトＯｔを視点位置ＶＰ側に水平に移動させても良いし、オブジェクトＯｔを下方に移動（地面に埋まるような状態）させても良く、種々の構成を採用可能である。また、描画位置の移動量や移動方向は、種々の手法で特定されて良く、制御部２０は、オブジェクトの形状に基づいて、移動量や移動方向を特定しても良いし、既定距離の移動と移動後の仮想線が走行予定経路または影と交差するか否かの判定を繰り返すことで移動量や移動方向を特定しても良いし、視点位置ＶＰと端部Ｅとを結ぶ線が、オブジェクトＯｔに交わらないように移動量や移動方向を特定しても良く、種々の構成を採用可能である。
【００４８】
ステップＳ１３５において、走行予定経路または影と仮想線が交差すると判定されない場合、ステップＳ１４０はスキップされ、描画位置の修正は行われない。ステップＳ１０５において選択された描画位置について、ステップＳ１１５またはステップＳ１４０が実行されるか、または、ステップＳ１４０がスキップされると、制御部２０は、オブジェクト位置制御部２１ｃの機能により、全描画位置について処理済みであるか否かを判定する（ステップＳ１４５）。すなわち、ステップＳ１００で仮設定された描画位置の全てがステップＳ１０５で選択されてステップＳ１１０〜Ｓ１４５の処理が実行された場合、制御部２０は、全描画位置について処理済みであると判定する。
【００４９】
ステップＳ１４５において、全描画位置について処理済みであると判定されない場合、制御部２０は、ステップＳ１０５以降の処理を繰り返す。一方、ステップＳ１４５において、全描画位置について処理済みであると判定された場合、制御部２０は、表示制御部２１ａの機能により、インスタンス描画によって全描画位置（ステップＳ１１５，Ｓ１４０で修正された場合は修正後の位置）にオブジェクトを描画する（ステップＳ１５０）。すなわち、制御部２０は、描画位置の１カ所に、オブジェクト情報３０ｂが示す３次元形状のポリゴンを生成し、当該ポリゴンにテクスチャを貼り付ける。さらに、他の描画位置について制御部２０は、当該１カ所での描画情報を利用し、ポリゴンのオフセット位置、回転、スケールによって位置を指定し、当該位置にポリゴンを生成し、当該ポリゴンにテクスチャを貼り付ける。
【００５０】
以上の結果、３次元仮想空間内では、道路および走行予定経路とオブジェクトのポリゴンにテクスチャが貼り付けられた状態となる。そこで、制御部２０は、当該３次元仮想空間内の描画内容（ポリゴンやテクスチャ等）に基づいて、視点位置から視線方向を眺めた状態で視認される画像を生成する。そして、制御部２０は、当該画像をユーザＩ／Ｆ部４４のディスプレイに表示させる。この結果、俯瞰図がディスプレイに表示されるため、制御部２０が、一定期間毎に表示制御処理を実行することより、車両の現在位置に同期して描画内容が変化する俯瞰図によって地図を表示することが可能になる。
【００５１】
図４Ａは、図２Ａに示す例に、表示制御処理を適用した結果を示す図である。図２Ａにおいては、車両の前方に延びる道路Ｒｄに直交する道路Ｒｄ2上の走行予定経路ＲｔがオブジェクトＯｔで隠されていたが、図４Ａでは道路Ｒｄ2上の走行予定経路Ｒｔを隠すオブジェクトＯｔの描画位置は手前側に移動されているため、走行予定経路Ｒｔおよび道路Ｒｄ2上の走行予定経路ＲｔがオブジェクトＯｔによって隠されていない。視点位置は現在位置から進行方向後方に既定距離移動し、既定距離上方に移動した位置であり、車両の現在位置の変化に伴って移動するが、俯瞰図はこの移動に同期して更新される。従って、どのような視点位置であっても走行予定経路がオブジェクトに隠されることはない。なお、仮想線が走行予定経路および影に交差しない位置であり、かつ、移動量が最小になるように描画位置を移動させれば、図４Ａに示すように、走行予定経路の縁の部分までオブジェクトＯｔが存在し、オブジェクトＯｔが背景に敷き詰められているように視認される俯瞰図とすることができる。
【００５２】
（３）他の実施形態：
以上の実施形態は本発明を実施するための一例であり、道路または走行予定経路にオブジェクトと同じ高さを与えたポリゴンの影に基づいてオブジェクトが道路または走行予定経路を隠すか否か判定する限りにおいて、他にも種々の実施形態を採用可能である。例えば、ナビゲーションシステム１０は、車両に固定的に搭載されていても良いし、持ち運び可能なナビゲーションシステム１０が車両内に持ち込まれて利用される態様であっても良い。また、表示制御システムの適用対象は、ナビゲーションシステムに限定されず、他の任意の装置に適用可能である。
【００５３】
さらに、表示制御システムの利用者が移動する手段は車両に限定されず、徒歩であっても良いし、４輪車以外の種々の車両で利用されても良い。さらに、表示制御システムが複数の装置によって構成されていても良いし、表示制御部２１ａ、影取得部２１ｂ、オブジェクト位置制御部２１ｃの少なくとも一部が上述の実施形態と異なる装置（他のＥＣＵ等）によって実現されても良く、種々の構成を採用可能である。
【００５４】
表示制御部は、３次元仮想空間内に存在する道路と走行予定経路とオブジェクトとを俯瞰図でディスプレイに表示させることができればよい。すなわち、表示制御部は、俯瞰図によってディスプレイに地図を表示させる。地図は種々の要素で構成されていて良いが、少なくとも道路と道路以外のオブジェクトが含まれる。走行予定経路は、走行予定経路が設定済である場合に表示され、設定されていない場合には表示されない構成であっても良いし、設定されていない場合には推定された走行予定経路が表示される構成であっても良い。
【００５５】
俯瞰図は、種々の描画法で描画されて良く、少なくとも、道路や走行予定経路、オブジェクト等の地物の位置が仮想的な３次元空間内において決定され、各地物の形状を示すポリゴン情報と各地物のテクスチャ情報により、地物の形状および模様が表現されれば良い。地物を表現するためのポリゴン情報やテクスチャ情報は、種々の情報が利用されて良い。
【００５６】
オブジェクトは、俯瞰図に表示され得る種々の地物であって良く、上述の実施形態のような自然物であっても良いし、人工物であっても良い。また、オブジェクトは同一の地物のコピーであっても良いし、特定の地物を示していてもよい。オブジェクトの形状は、現実の地物の形状を模した形状であればよい。地物の形状を模した形状は、一般的にその地物として認識され得る形状であっても良いし、現実の地物を再現した形状であても良い。
【００５７】
前者は、例えば、上述の実施形態のような森や木など、俯瞰図内で形状よりも存在を示すことが重要である地物に適用されることが好ましい。後者は、例えば、道路周辺の建造物など、形状の特徴を再現しなければ俯瞰図と現実の地物との差異によって混乱を招いてしまうような地物に適用されることが好ましい。そして、本発明の実施形態においては、オブジェクトの配置を容易に決定でき、高速に大量の処理が実施できるため、同一のオブジェクトのコピーが大量に表示される構成に適用されることが好ましい。
【００５８】
俯瞰図は、３次元仮想空間内で道路等の上空に設置された視点位置から斜め下方向に視線を向けた状態で視認される道路等が描画された図であれば良く、視点位置は、利用者の移動（車両等の移動）に伴って移動することが好ましい。むろん、２次元の地図が俯瞰図とともに表示されても良い。
【００５９】
影取得部は、道路または走行予定経路にオブジェクトと同じ高さを与えたポリゴンを仮想的に生成し、視点位置に光源がある場合にポリゴンによって地面に形成される影を取得することができればよい。すなわち、影取得部は、３次元仮想空間に描画される道路等の形状を修正し、その影を仮想的に形成することによって、視点位置とオブジェクトとを結ぶ仮想線によってオブジェクトが道路または走行予定経路を隠すか否かを判定するための領域を生成することができればよい。
【００６０】
オブジェクトと同じ高さを与えるポリゴンは、当該ポリゴンの影が、当該判定を行うための領域になるように生成されれば良い。すなわち、道路または走行予定経路の位置を変更せず、高さをオブジェクトと同じにすれば、オブジェクトが道路または走行予定経路上に存在する場合にオブジェクトで隠される領域が影となる。そこで、判定のための領域が形成できるようにポリゴンを生成することができればよい。
【００６１】
また、ポリゴンは、道路または走行予定経路の少なくとも一方について生成されれば良い。すなわち、オブジェクトによって道路が隠れることを防止したいのであれば、道路についてポリゴンを生成すれば良く、オブジェクトによって走行予定経路が隠れることを防止したいのであれば、道路についてポリゴンを生成すれば良い。
【００６２】
影は、仮想線と交差する場合に、その仮想線が生成されるオブジェクトの位置が道路または走行予定経路を隠す可能性があるように設定されていれば良く、少なくとも、道路または走行予定経路を隠すオブジェクトによる仮想線が道路または走行予定経路と、影とのいずれかに含まれればよい。従って、道路または走行予定経路を隠さないオブジェクトによる仮想線が一部の影に含まれることが許容されても良い。
【００６３】
オブジェクト位置制御部は、視点位置を通りオブジェクトの上方の縁に接する仮想線が、道路または走行予定経路と、影とに、含まれない位置にオブジェクトを描画させることができればよい。すなわち、オブジェクト位置制御部は、道路または走行予定経路を隠さないように配置すべきオブジェクトのそれぞれについて、オブジェクトに隠されない範囲の境界を示す仮想線を設定し、仮想線が道路または走行予定経路と、影とに含まれないように、オブジェクトの位置を決定することができればよい。
【００６４】
上述の実施形態において、ポリゴンの幅は、道路または走行予定経路が俯瞰図に描画される幅と同一の幅であったが、他の構成であても良い。例えば、道路または走行予定経路における視点位置側の端部にオブジェクトと同じ高さを与えることでポリゴンが生成される構成であっても良い。すなわち、道路または走行予定経路における視点位置側の端部よりも内側（例えば道路上等）にオブジェクトが配置されないのであれば、当該端部の高さをオブジェクトと同じ高さにすることにより、大半のオブジェクトについての判定が可能な大きさの影を生成可能である。この場合、ポリゴンの幅は、影を生成できる限り任意に設定することができる。
図５Ｂは道路または走行予定経路Ｒｔにおける視点位置ＶＰ側の端部ＥにオブジェクトＯｔと同じ高さを与えたポリゴンＲｔｐを生成した例を示す図である。このようなポリゴンＲｔｐで生成された影であっても、オブジェクトＯｔによって隠されない範囲を判定するための影を生成することができる。この構成によれば、小さいポリゴンＲｔｐによって判定のための影を生成することができる。
【００６５】
さらに、ポリゴンは、オブジェクトによって隠されることを防止すべき対象について生成されれば良く、道路と走行予定経路との中で、俯瞰図に描画される幅が太い方によって生成される構成であっても良い。すなわち、道路と走行予定経路とが重ねられた状態で俯瞰図に表示される構成においては、道路と走行予定経路との中で、幅が太い方に着目すれば細い方も隠れないようにオブジェクトを配置することができる。
【００６６】
オブジェクト位置制御部による描画位置の調整は、段階的に行われてもよい。図４Ｂ〜図４Ｄは、描画位置の調整が段階的に行われる場合の例を示す図である。これらの例においては、オブジェクトＯｔの描画位置が下方に移動される様子を示している。なお、図４Ｂは、修正前の描画位置にオブジェクトＯｔが描画された状態を模式的に示し、図４Ｃ、図４Ｄの順で段階的に描画位置が修正されている。
【００６７】
図４Ｂに示すように、視点位置ＶＰを通りオブジェクトの上方の縁に接する仮想線は走行予定経路Ｒｔと交差する。従って、オブジェクトＯｔは走行予定経路Ｒｔを隠す。このオブジェクトＯｔについてステップＳ１４０が実行される際に、制御部２０は、走行予定経路または影と仮想線が交差しない位置まで一度に描画位置を移動させるのではなく、当該位置まで段階的に移動させる。この結果、更新の過程では図４Ｃに示すように、オブジェクトＯｔによって走行予定経路Ｒｔが隠されるが、隠される量が徐々に減り、やがて図４Ｄに示すように、オブジェクトＯｔによって走行予定経路Ｒｔが隠されない状態となる。表示制御処理は、一定期間ごとに実施されるため、隠されていた走行予定経路に車両が近づく頃には当該走行予定経路がオブジェクトＯｔによって隠されない状態となる。
【００６８】
さらに、仮想線は、視点位置を通り、オブジェクトの上方の縁に接する線であれば良く、オブジェクトの形状が単純な形状である場合に、上方の縁をより単純な点とすることも可能である。図５Ａは、上述の実施形態と形状が異なる木のオブジェクトＯｔが描画される場合における例における走行予定経路Ｒｔと影Ｓと視点位置ＶＰと仮想線Ｌｖとを示す図である。
【００６９】
図５Ａに示すオブジェクトは、縦方向に長く、水平方向におけるオブジェクトＯｔの中心付近にオブジェクトＯｔの高さが最も高い上端Ｕｅが存在する。このようなオブジェクトＯｔが描画され、視点位置ＶＰからオブジェクトＯｔを視認する場合の俯角が過度に大きくならないように視点位置ＶＰからの視線方向が決まっている場合、視点位置ＶＰとオブジェクトＯｔの上端Ｕｅとを結ぶ仮想線が利用されてもよい。すなわち、制御部２０が、視点位置ＶＰとオブジェクトＯｔの上端Ｕｅとを結ぶ仮想線を設定し、当該仮想線が走行予定経路Ｒｔまたは影Ｓと交差しないようにオブジェクトのＯｔの描画位置を決定しても良い。この構成によれば、仮想線を容易に決定することが可能である。
【００７０】
さらに、本発明のように、道路または走行予定経路にオブジェクトと同じ高さを与えたポリゴンの影に基づいてオブジェクトが道路または走行予定経路を隠すか否か判定する手法は、プログラムや方法としても適用可能である。また、以上のようなシステム、プログラム、方法は、単独の装置として実現される場合や、複数の装置によって実現される場合、車両に備えられる各部と共有の部品を利用して実現される場合が想定可能であり、各種の態様を含むものである。例えば、以上のような装置を備えたナビゲーションシステムや方法、プログラムを提供することが可能である。また、一部がソフトウェアであり一部がハードウェアであったりするなど、適宜、変更可能である。さらに、システムを制御するプログラムの記録媒体としても発明は成立する。むろん、そのソフトウェアの記録媒体は、磁気記録媒体であってもよいし光磁気記録媒体であってもよいし、今後開発されるいかなる記録媒体においても全く同様に考えることができる。
【符号の説明】
【００７１】
１０…ナビゲーションシステム、２０…制御部、２１…表示制御プログラム、２１ａ…表示制御部、２１ｂ…影取得部、２１ｃ…オブジェクト位置制御部、３０…記録媒体、３０ａ…地図情報、３０ｂ…オブジェクト情報、４１…ＧＮＳＳ受信部、４２…車速センサ、４３…ジャイロセンサ、４４…ユーザＩ／Ｆ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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