(57)【要約】【課題】移動体を視点から遮蔽する遮蔽物がある場合でも、視認性のよい連続した画像を表示することができる３次元視点設定装置を提供すること。【解決手段】装置全体の動作を制御する動作制御部１１と、視点の位置を制御する視点制御部１２と、地図データを記憶するディスク１３と、地図データを読み出すディスク読出部１４と、ディスク読出部１４によって読み出された地図データを視点から見下ろした３次元の鳥瞰図データに変換し、３次元の描画処理を行う描画処理部１９とを備える構成とすることにより、視認性のよい連続した画像を表示させるようにした。【選択図】          図１
2004361112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体が移動する移動路のデータを含む地図データを記憶する地図データ記憶部と、前記移動体から所定の距離離れた位置に視点を設定する視点設定部と、前記地図データを前記視点から見下ろした３次元の鳥瞰図データに変換する鳥瞰図変換部と、前記移動体を前記視点より遮蔽する遮蔽物から前記移動体までの距離に応じて前記視点を所定の変化量で連続して変更する視点変更部とを備えたことを特徴とする３次元視点設定装置。
【請求項２】
前記視点変更部は、前記移動体の前方の前記移動路が前記視点からの視界に入るよう前記視点を変更するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の３次元視点設定装置。
【請求項３】
前記視点変更部は、前記移動体の速度に応じて前記視点の変更速度を変更するようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の３次元視点設定装置。
【請求項４】
前記地図データは、移動路網のリンクのデータおよび前記遮蔽物が存在する遮蔽物存在リンクのデータを含むことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の３次元視点設定装置。
【請求項５】
前記視点の高度を設定する視点高度設定部を備え、前記視点高度設定部は、前記遮蔽物存在リンクにおいて前記視点が上方および下方のいずれかの方向に移動するよう前記高度を設定するようにしたことを特徴とする請求項４に記載の３次元視点設定装置。
【請求項６】
前記視点の高度データを入力する視点高度入力部を備え、前記視点高度設定部は、前記高度データに基づいて前記視点の高度を設定するようにしたことを特徴とする請求項５に記載の３次元視点設定装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれかに記載の３次元視点設定装置を備えたことを特徴とする３次元地図表示装置。
【請求項８】
請求項１から請求項６までのいずれかに記載の３次元視点設定装置を備えたことを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項９】
請求項１から請求項６までのいずれかに記載の３次元視点設定装置を備えたことを特徴とするシミュレーション装置。
【請求項１０】
移動路を移動する移動体を所定の視点から見下ろすときの前記視点の高度データを前記移動路の属性データとして含む地図データを記憶したことを特徴とする記憶媒体。
【請求項１１】
前記移動体を前記視点より遮蔽する遮蔽物の情報を前記移動路の属性データとして含む地図データを記憶したことを特徴とする請求項１０に記載の記憶媒体。
【請求項１２】
移動体から所定の距離離れた位置に視点を設定し、前記移動体を前記視点より遮蔽する遮蔽物から前記移動体までの距離に応じて前記視点を所定の変化量で連続して変更することを特徴とする３次元視点設定方法。
【請求項１３】
前記移動体が移動する移動路網のリンクのデータおよび前記遮蔽物が存在する遮蔽物存在リンクのデータを含む地図データを読み出し、前記遮蔽物存在リンクにおいて前記視点を上方および下方のいずれかの方向に移動することを特徴とする請求項１２に記載の３次元視点設定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、３次元視点設定装置および３次元視点設定方法に関し、さらに詳しくは、例えば、走行中の車両を上空から見下ろす視点の位置を設定する３次元視点設定装置および３次元視点設定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の３次元視点設定装置は、ＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信機と、地図データが記憶されたＤＶＤ―ＲＯＭから地図データを読み出すＤＶＤドライブと、装置全体の動作を制御するマイコンと、所定の視点から見下ろした誘導経路を３次元で表示する表示パネルとを備え、車両と視点との間に遮蔽物がある場合は、車両が見える位置まで視点を移動することにより、視点から見下ろした車両を表示パネルに表示できるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１８１５６２号公報（第５頁、第５図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の３次元視点設定装置による視点の設定では、例えば、車両が走行している道路にトンネルがある場合、トンネル内を走行中の車両を捕らえることができず、表示パネルにはトンネルに進入する前の画像に続いて車両が現れない画像が表示され、トンネルを出たとき車両の画像が突然表示されるので、画像が不連続になり視認性が悪いという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、車両を視点から遮蔽する遮蔽物がある場合でも、視認性のよい連続した画像を表示することができる３次元視点設定装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の３次元視点設定装置は、移動体が移動する移動路のデータを含む地図データを記憶する地図データ記憶部と、前記移動体から所定の距離離れた位置に視点を設定する視点設定部と、前記地図データを前記視点から見下ろした３次元の鳥瞰図データに変換する鳥瞰図変換部と、前記移動体を前記視点より遮蔽する遮蔽物から前記移動体までの距離に応じて前記視点を所定の変化量で連続して変更する視点変更部とを備えたことを特徴とする構成を有している。
【０００７】
この構成により、視点設定部は、移動体から所定の距離離れた位置に視点を設定し、視点変更部は、移動体を視点より遮蔽する遮蔽物から移動体までの距離に応じて視点を所定の変化量で連続して変更するので、移動体を視点から遮蔽する遮蔽物がある場合でも、視認性のよい連続した画像を表示することができる。
【０００８】
また、本発明の３次元視点設定装置は、前記移動体の前方の前記移動路が前記視点からの視界に入るよう前記視点を変更するようにしたことを特徴とする構成を有している。
【０００９】
この構成により、移動路を視点から遮蔽する遮蔽物がある場合でも、視認性のよい連続した画像を表示することができる。
【００１０】
また、本発明の３次元視点設定装置は、前記視点変更部は、前記移動体の速度に応じて前記視点の変更速度を変更するようにしたことを特徴とする構成を有している。
【００１１】
この構成により、シミュレーション装置、ゲーム装置等において、移動体が高速で移動しているとき、視点の移動を高速にして迫力のある画像を表示することができる。
【００１２】
また、本発明の３次元視点設定装置は、前記地図データは、移動路網のリンクのデータおよび前記遮蔽物が存在する遮蔽物存在リンクのデータを含むことを特徴とする構成を有している。
【００１３】
この構成により、遮蔽物存在リンクにおいて、視点変更部は移動体を視点より遮蔽する遮蔽物から移動体までの距離に応じて視点を所定の変化量で連続して変更することができ、視認性のよい連続した画像を表示することができる。
【００１４】
また、本発明の３次元視点設定装置は、前記視点の高度を設定する視点高度設定部を備え、前記視点高度設定部は、前記遮蔽物存在リンクにおいて前記視点が上方および下方のいずれかの方向に移動するよう前記高度を設定するようにしたことを特徴とする構成を有している。
【００１５】
この構成により、視点高度設定部は、遮蔽物存在リンクおよび遮蔽物存在リンク以外のリンクにおいて、異なる視点の高度を設定することができる。
【００１６】
また、本発明の３次元視点設定装置は、前記視点の高度データを入力する視点高度入力部を備え、前記視点高度設定部は、前記高度データに基づいて前記視点の高度を設定するようにしたことを特徴とする構成を有している。
【００１７】
この構成により、使用者は、視点の高度データを入力し、所望の高度からの鳥瞰図を表示することができる。
【００１８】
本発明の３次元地図表示装置は、移動体が移動する移動路のデータを含む地図データを記憶する地図データ記憶部と、前記移動体から所定の距離離れた位置に視点を設定する視点設定部と、前記地図データを前記視点から見下ろした３次元の鳥瞰図データに変換する鳥瞰図変換部と、前記移動体を前記視点より遮蔽する遮蔽物から前記移動体までの距離に応じて前記視点を所定の変化量で連続して変更する視点変更部とを有する３次元視点設定装置を備えたことを特徴とする構成を有している。
【００１９】
この構成により、視点設定部は、移動体から所定の距離離れた位置に視点を設定し、視点変更部は、移動体を視点より遮蔽する遮蔽物から移動体までの距離に応じて視点を所定の変化量で連続して変更するので、移動体を視点から遮蔽する遮蔽物がある場合でも、視認性のよい３次元地図を表示することができる。
【００２０】
本発明のナビゲーション装置は、移動体が移動する移動路のデータを含む地図データを記憶する地図データ記憶部と、前記移動体から所定の距離離れた位置に視点を設定する視点設定部と、前記地図データを前記視点から見下ろした３次元の鳥瞰図データに変換する鳥瞰図変換部と、前記移動体を前記視点より遮蔽する遮蔽物から前記移動体までの距離に応じて前記視点を所定の変化量で連続して変更する視点変更部とを有する３次元視点設定装置を備えたことを特徴とする構成を有している。
【００２１】
この構成により、視点設定部は、移動体から所定の距離離れた位置に視点を設定し、視点変更部は、移動体を視点より遮蔽する遮蔽物から移動体までの距離に応じて視点を所定の変化量で連続して変更するので、移動体を視点から遮蔽する遮蔽物がある場合でも、視認性のよい３次元地図に基づいてナビゲーションを実行することができる。
【００２２】
本発明のシミュレーション装置は、移動体が移動する移動路のデータを含む地図データを記憶する地図データ記憶部と、前記移動体から所定の距離離れた位置に視点を設定する視点設定部と、前記地図データを前記視点から見下ろした３次元の鳥瞰図データに変換する鳥瞰図変換部と、前記移動体を前記視点より遮蔽する遮蔽物から前記移動体までの距離に応じて前記視点を所定の変化量で連続して変更する視点変更部とを有する３次元視点設定装置を備えたことを特徴とする構成を有している。
【００２３】
この構成により、視点設定部は、移動体から所定の距離離れた位置に視点を設定し、視点変更部は、移動体を視点より遮蔽する遮蔽物から移動体までの距離に応じて視点を所定の変化量で連続して変更するので、移動体を視点から遮蔽する遮蔽物がある場合でも、視認性のよい３次元地図に基づいてシミュレーションを実行することができる。
【００２４】
本発明の記憶媒体は、移動路を移動する移動体を所定の視点から見下ろすときの前記視点の高度データを前記移動路の属性データとして含む地図データを記憶したことを特徴とする構成を有している。
【００２５】
この構成により、移動路を移動する移動体を所定の視点から見下ろすときの視点の高度データをコンピュータに取得させ、視点の高度を設定させることができる。
【００２６】
また、本発明の記憶媒体は、前記移動体を前記視点より遮蔽する遮蔽物の情報を前記移動路の属性データとして含む地図データを記憶したことを特徴とする構成を有している。
【００２７】
この構成により、移動体を視点より遮蔽する遮蔽物の情報をコンピュータに取得させ、遮蔽物がある区間の高度を設定させることができる。
【００２８】
本発明の３次元視点設定方法は、移動体から所定の距離離れた位置に視点を設定し、前記移動体を前記視点より遮蔽する遮蔽物から前記移動体までの距離に応じて前記視点を所定の変化量で連続して変更することを特徴とする方法を有している。
【００２９】
この方法により、移動体を視点より遮蔽する遮蔽物から移動体までの距離に応じて視点を所定の変化量で連続して変更することができ、視認性のよい連続した画像を表示することができる。
【００３０】
また、本発明の３次元視点設定方法は、前記移動体が移動する移動路網のリンクのデータおよび前記遮蔽物が存在する遮蔽物存在リンクのデータを含む地図データを読み出し、前記遮蔽物存在リンクにおいて前記視点を上方および下方のいずれかの方向に移動することを特徴とする方法を有している。
【００３１】
この方法により、遮蔽物存在リンクにおいて視点を上方および下方のいずれかの方向に移動することができ、視認性のよい連続した画像を表示することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００３３】
まず、本実施の形態の３次元視点設定装置を備えたナビゲーション装置の構成について説明する。
【００３４】
図１に示すように、本実施の形態のナビゲーション装置１０は、装置全体の動作を制御する動作制御部１１と、移動体から所定の距離離れた位置に設定された視点の位置を制御する視点制御部１２と、移動体が移動する移動路のデータを含む地図データを記憶するディスク１３と、ディスク１３から地図データを読み出すディスク読出部１４と、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）からの電波を受信するＧＰＳ受信部１５と、速度センサおよびジャイロセンサを含むセンサ部１６と、利用者が操作するリモコン１７と、リモコン１７から発光される赤外線信号を受光する赤外線受光部１８と、ディスク読出部１４によって読み出された地図データを視点から見下ろした３次元の鳥瞰図データに変換し、３次元の描画処理を行う描画処理部１９と、画像信号および音声信号を出力する信号出力部２０と、画像を表示する表示部２１と、各信号を伝送するシステムバス２２とを備えている。
【００３５】
なお、移動体とは、自動車、二輪車、船舶、航空機、歩行者等をいう。また、移動路とは、移動体が移動する道路、航路等をいう。以下の説明において、移動体を車両、移動路を道路という。
【００３６】
動作制御部１１、視点制御部１２、および描画処理部１９は、マイクロプロセッサ、メモリ等により構成されている。
【００３７】
動作制御部１１は、ディスク１３に記憶された地図データに基づき車両を出発地から目的地まで誘導案内する案内経路を探索し、探索した案内経路を画像および音声によって誘導案内するようになっている。また、システムバス２２によって伝送された信号を所定のプログラムにより処理するようになっている。また、動作制御部１１は、地図データに記録された自車周辺の道路、建物等のオブジェクトの座標データに関する座標変換行列および３次元投影後のオブジェクトの座標を計算するようになっている。さらに、動作制御部１１は、Ｚバッファ法によるグラフィックス処理におけるＺ値を算出するようになっている。
【００３８】
視点制御部１２は、ディスク１３に記憶された地図データを３次元の鳥瞰図データに変換するための視点を設定するようになっている。具体的には、３次元空間における視点の座標と視点から見る方向とを所定の周期で設定するようになっている。また、車両と視点との間に車両を視点から遮蔽する遮蔽物、例えば山、建物、高架道路等があるとき、視点制御部１２は車両が見える位置に視点を所定の変化量で連続して変更するようになっている。さらに、車両と視点との間に車両が進行する道路を視点から遮蔽する遮蔽物があるとき、視点制御部１２は車両が進行する道路が見える位置に視点を所定の変化量で連続して変更するようになっている。
【００３９】
ディスク１３は、磁気ディスク、ＤＶＤ―ＲＯＭ、またはＣＤ−ＲＯＭ等の記録メディアによって構成され、地図データを記憶するようになっている。この地図データは、道路網のノードデータ、エッジデータ、リンクデータ、および遮蔽物の位置データを含んでいる。さらに、エッジデータは、予め設定された視点の標準高度データを有し、遮蔽物があるリンクにおいては標準高度データに代わる所定の高度データを有している。
【００４０】
ディスク１３に記憶された地図データは、例えば、図２に示すように構成されている。図２には、ノードＡからノードＤまでの経路が示され、ノードＢとノードＣとの間には遮蔽物のトンネルが示されている。
【００４１】
ノードＡのデータは、ノードデータとエッジデータとを含み、エッジデータには視点の標準高度が２０ｍに設定してある。ノードＡのデータが１つのエッジデータを持っていることは、ノードＡに接続されたリンクＡには遮蔽物がないことを示している。
【００４２】
また、ノードＢのデータは、ノードデータと第１エッジデータおよび第２エッジデータとを含み、第１エッジデータには２０ｍが設定され、第２エッジデータには５ｍが設定されている。ノードＢのデータが２つのエッジデータを持っていることは、ノードＢに接続されたリンクＡとリンクＢとでは視点の高度が異なることを示し、また、第２エッジデータが第１エッジデータよりも小さいので、リンクＢには遮蔽物があることを示している。
【００４３】
また、ノードＣのデータは、ノードデータと第１エッジデータおよび第２エッジデータとを含み、第１エッジデータには５ｍが設定され、第２エッジデータには２０ｍが設定されている。ノードＣのデータが２つのエッジデータを持っていることは、ノードＣに接続されたリンクＢとリンクＣとでは視点の高度が異なることを示し、また、第１エッジデータが第２エッジデータよりも小さいので、リンクＢには遮蔽物があることを示している。
【００４４】
また、ノードＤのデータは、ノードデータとエッジデータとを含み、エッジデータには視点の標準高度が２０ｍに設定してある。ノードＤのデータが１つのエッジデータを持っていることは、ノードＤに接続されたリンクＣには遮蔽物がないことを示している。
【００４５】
したがって、動作制御部１１が車両をノードＡからノードＤまで誘導する際、視点制御部１２は、ノードＡからノードＤまでのエッジデータを参照することによって、リンクＡとリンクＣにおいては視点の高度を標準高度の２０ｍに設定し、リンクＢにおいては視点の高度を５ｍに設定することができる。
【００４６】
ディスク読出部１４は、ディスク１３を駆動するディスク駆動ユニット、磁気ヘッドまたは光ピックアップ等の信号読出素子、および信号読出素子から出力される信号を処理する信号処理回路等によって構成されている。なお、ディスク読出部１４は、ディスク１３からデータを読み出すだけでなく、使用者が設定する視点の高度データおよび遮蔽物の位置データ等をディスク１３に記憶する構成としてもよい。
【００４７】
ＧＰＳ受信部１５は、ＧＰＳアンテナ、ＧＰＳ受信ユニット等によって構成され、ＧＰＳから受信した信号に基づいて自車の現在位置を検出するようになっている。
【００４８】
センサ部１６は、自車の速度を検出する速度センサ、加減速および旋回を検出するジャイロセンサ等を備えている。したがって、ＧＰＳからの電波が届かないトンネル内においても、センサ部１６からのデータに基づき、動作制御部１１によって自車の推定位置が算出されるようになっている。
【００４９】
リモコン１７は、発光ダイオードを含む赤外線発光ユニット、キーボード、ジョイスティック等で構成され、利用者の操作によって車両の出発地、目的地、視点の高度等のデータが設定されるようになっている。
【００５０】
赤外線受光部１８は、フォトダイオードを含む赤外線受光ユニットによって構成され、リモコン１７から送信された赤外線信号によるコマンドに応じた信号を動作制御部１１に出力するようになっている。
【００５１】
描画処理部１９は、例えばＺバッファ法によるグラフィックスの描画処理に関わる制御を行う描画制御部１９ａと、３次元画像を生成するレンダリング部１９ｂと、動作制御部１１から出力された描画コマンドをダウンロードするダウンロード用メモリ１９ｃ（以下、ＤＬ用メモリ１９ｃという。）と、描画データを記憶する描画用メモリ１９ｄとを備えている。
【００５２】
なお、描画処理部１９は、ハードウェアによって構成することもできる。例えば、ジオメトリエンジンと呼ばれる専用のハードウェアにより描画処理部１９を構成し、３次元画像の描画処理を行うようにしてもよい。
【００５３】
信号出力部２０は、描画処理部１９で描画処理された画像信号および動作制御部１１による誘導案内の音声信号を出力するようになっている。
【００５４】
表示部２１は、液晶ディスプレイ、スピーカ等によって構成され、画像および音声を出力するようになっている。
【００５５】
なお、動作制御部１１および描画処理部１９は、鳥瞰図変換部を構成している。また、視点制御部１２は、視点設定部、視点変更部、および視点高度設定部を構成している。さらに、ディスク１３は地図データ記憶部を構成し、リモコン１７および赤外線受光部１８は、視点高度入力部を構成している。そして、動作制御部１１、視点制御部１２、ディスク１３、および描画処理部１９は、３次元視点設定装置を構成している。
【００５６】
次に、本実施の形態のナビゲーション装置１０の動作について説明する。
【００５７】
図３において、まず、リモコン１７によって、車両の出発地および目的地のデータが入力される（ステップＳ３１）。次いで、ディスク読出部１４によって、ディスク１３から地図データが読み出される（ステップＳ３２）。そして、動作制御部１１によって、車両を出発地から目的地まで誘導案内する誘導案内経路の探索および決定が行われ（ステップＳ３３）、後述の鳥瞰図表示処理（ステップＳ３４）に進む。
【００５８】
引き続き、動作制御部１１によって、車両が目的地に到着したか否かが判断される（ステップＳ３５）。車両が目的地に到着したと判断された場合は処理を終了し、車両が目的地に到着したと判断されなかった場合は、動作制御部１１によって、遮蔽物区間が開始されたか否かが判断される（ステップＳ３６）。例えば、図２において、リンクＢは遮蔽物のトンネルがある遮蔽物区間であり、車両がノードＡからノードＢに移動した場合、ノードＢのデータは２つのエッジデータを持っているので、動作制御部１１によって遮蔽物区間が開始されたと判断される。
【００５９】
ステップＳ３６において、遮蔽物区間が開始されたと判断された場合は、後述の視点下降処理（ステップＳ３７）に進み、遮蔽物区間が開始されたと判断されなかった場合は、ステップＳ３４に戻る。
【００６０】
さらに、動作制御部１１によって、遮蔽物区間が終了したか否かが判断される（ステップＳ３８）。例えば、図２において、車両がノードＡからノードＣに移動する場合、ノードＢのデータが２つのエッジデータを持ち、さらにノードＣのデータが２つのエッジデータを持っているので、動作制御部１１によって、遮蔽物がノードＢからノードＣまでの間にあると判断され、ノードＣで遮蔽物区間が終了すると判断される。
【００６１】
ステップＳ３８において、遮蔽物区間が終了したと判断された場合は、後述の視点上昇処理（ステップＳ３９）に進み、遮蔽物区間が終了したと判断されなかった場合は、ステップＳ３７に戻る。
【００６２】
ここで、ステップＳ３４の鳥瞰図表示処理、ステップＳ３７の視点下降処理、およびステップＳ３９の視点上昇処理について説明する。
【００６３】
最初にステップＳ３４の鳥瞰図表示処理について図４を参照して説明する。
【００６４】
図４において、まず、視点制御部１２によって、３次元空間における視点の座標が設定される（ステップＳ４１）。例えば、自車位置の３次元空間の座標を（Ｘ，Ｙ，Ｚ）、自車位置に対する視点の平面的な相対位置を（Ｄｘ，Ｄｙ）、地図データに記憶された視点の高度をＨとするとき、３次元空間における視点の座標（Ｃｘ，Ｃｙ，Ｃｚ）は次式で表される。
【００６５】
（Ｃｘ，Ｃｙ，Ｃｚ）＝（Ｘ＋Ｄｘ，Ｙ＋Ｄｙ，Ｚ＋Ｈ）            （１）
引き続き、描画処理部１９によって、３次元の描画処理が実行される（ステップＳ４２）。具体的には、まず、ＤＬ用メモリ１９ｃは、動作制御部１１によって発行された描画コマンドを記憶し、描画制御部１９ａは、ＤＬ用メモリ１９ｃから順次描画コマンドを取り出す。さらに、描画制御部１９ａは、取り出した描画コマンドをレンダリング部１９ｂが解釈することができるプリミティブな描画命令とレンダリングパラメータとに分解し、描画コマンドのパラメータとして与えられたモデリング座標を描画座標に座標変換し、描画コマンドの属性を反映させるようレンダリング部１９ｂに描画命令を発行する。レンダリング部１９ｂは、描画制御部１２ａが発行した描画命令とレンダリングパラメータとに従って描画用メモリ１９ｄに描画する。
【００６６】
続いて、信号出力部２０によって、描画用メモリ１９ｄに描画されたデータが画像信号として表示部２１に出力され（ステップＳ４３）、表示部２１によって、視点から見下ろした３次元の画像が表示される（ステップＳ４４）。
【００６７】
なお、前述のステップＳ４１において、ディスク１３に記憶された視点の高度データを使用者が設定する視点の高度に比例する相対高度データとして使用することもできる。使用者が設定する視点の標準高度および遮蔽物区間における視点の高度を、それぞれＵｍａｘ、Ｕｍｉｎとし、ディスク１３に記憶された視点の高度がＨｍｉｎからＨｍａｘの値をとるとする。ある自車位置においてディスク１３に記憶された視点の高度をＨ（Ｈｍｉｎ≦Ｈ≦Ｈｍａｘ）とするとき、自車からの視点の相対高さＵは次式で表される。
【００６８】
Ｕ＝Ｕｍｉｎ＋（Ｕｍａｘ−Ｕｍｉｎ）×（Ｈ−Ｈｍｉｎ）÷（Ｈｍａｘ−Ｈｍｉｎ）    （２）
例えば、使用者が、標準の視点の高度を７ｍ、遮蔽物区間における視点の高度を２ｍに設定したとき、両者の高度差は５ｍである。ディスク１３に記憶された視点の高度の値が、Ｈｍｉｎ＝１ｍ、Ｈｍａｘ＝１１ｍのとき、両者の高度差１０ｍを前述の高度差５ｍに比例させる。すなわち、ディスク１３に記憶された視点の高度が９ｍの場合は、自車からの視点の相対高さは式（２）より６ｍに設定されることとなる。
【００６９】
この場合の視点の座標（Ｃｘ，Ｃｙ，Ｃｚ）は、自車位置に対する視点の平面的な相対位置を（Ｄｘ，Ｄｙ）とするとき、次式で表される。
【００７０】
（Ｃｘ，Ｃｙ，Ｃｚ）＝（Ｘ＋Ｄｘ，Ｙ＋Ｄｙ，Ｚ＋Ｕｍｉｎ＋（Ｕｍａｘ−Ｕｍｉｎ）×（Ｈ−Ｈｍｉｎ）÷（Ｈｍａｘ−Ｈｍｉｎ）                                （３）
なお、式（１）および式（３）において、視点の平面的な相対位置（Ｄｘ，Ｄｙ）を自車の進行方向を基準にした相対位置で表してもよい。
【００７１】
次に、ステップＳ３７の視点下降処理について図５および図６を参照して説明する。
【００７２】
図５に示すように、山５１に設けられたトンネル５２を含む経路を車両５３が地点Ｎ１から地点Ｎ７まで移動し、車両５３を見下ろす視点が、視点６１から視点６８まで移動する場合を例に挙げて説明する。
【００７３】
視点下降処理とは、視点を標準高度Ｈｃにある視点６２から遮蔽物内（以下、トンネル内という。）の設定高度Ｈｓの視点６４まで下降させ、視点の下降に応じた鳥瞰図を表示部２１に表示する処理をいう。
【００７４】
図６において、まず、標準高度Ｈｃの値が視点の高度を示す変数Ｈに代入される（ステップＳ７１）。標準高度Ｈｃの値は、図５における地点Ｎ２のノードデータに含まれている。
【００７５】
次いで、視点制御部１２によって、現在の視点の高度Ｈから視点の下降量△ｄが減算され、視点の新たな高度Ｈが算出される（ステップＳ７２）。図５において、視点６３から△ｄだけ下降させると視点６３となる。ここで視点の下降量△ｄは、例えば、予め設定された視点の下降速度に基づいて決定される。なお、車両５３の速度に応じて視点の下降速度を変化させ、下降量△ｄが車両５３の速度に応じて変化するよう構成してもよい。
【００７６】
引き続き、前述の鳥瞰図表示処理が実行される（ステップＳ７３）。そして、視点制御部１２によって、視点の高度Ｈがトンネル内の設定高度Ｈｓと一致するか否かが判断される（ステップＳ７４）。
【００７７】
ステップＳ７４において、視点の高度Ｈがトンネル内の設定高度Ｈｓと一致すると判断された場合は視点下降処理を終了し、視点の高度Ｈがトンネル内の設定高度Ｈｓと一致すると判断されなかった場合はステップＳ７２に戻る。
【００７８】
次に、ステップＳ３９の視点上昇処理について図５および図７を参照して説明する。図５において、視点上昇処理とは、視点をトンネル内の設定高度Ｈｓの視点６６から標準高度Ｈｃにある視点６８まで上昇させ、視点の上昇に応じた鳥瞰図を表示部２１に表示する処理をいう。
【００７９】
図７において、まず、トンネル内の設定高度Ｈｓの値が視点の高度を示す変数Ｈに代入される（ステップＳ８１）。トンネル内の設定高度Ｈｓは、図５における地点Ｎ２、地点Ｎ３、地点Ｎ６、地点Ｎ７のノードデータに含まれている。
【００８０】
次いで、視点制御部１２によって、現在の視点の高度Ｈに視点の上昇量△ｕが加算され、視点の新たな高度Ｈが算出される（ステップＳ８２）。図５において、視点６６から△ｕだけ上昇させると視点６７となる。ここで視点の上昇量△ｕは、例えば、予め設定された視点の上昇速度に基づいて決定される。なお、車両５３の速度に応じて視点の上昇速度を変化させ、上昇量△ｕが車両５３の速度に応じて変化するよう構成してもよい。
【００８１】
引き続き、前述の鳥瞰図表示処理が実行される（ステップＳ８３）。そして、視点制御部１２によって、視点の高度Ｈが標準高度Ｈｃと一致するか否かが判断される（ステップＳ８４）。
【００８２】
ステップＳ８４において、視点の高度Ｈが標準高度Ｈｃと一致すると判断された場合は視点上昇処理を終了し、視点の高度Ｈが標準高度Ｈｃと一致すると判断されなかった場合はステップＳ８２に戻る。
【００８３】
なお、視点制御部１２は、図６および図７に示すような視点の高度のみを制御するものに限定されない。例えば、車両が進行する前方の道路が建物で遮蔽される場合、前方の道路が見えるよう視点を水平方向に移動するようにしてもよい。
【００８４】
また、視点を移動する際、図５に示された視点６２から視点６４までの移動のように直線による移動のみでなく、例えば、視点の下降開始時から視点の下降終了時までにおいて下降速度を所定の関数で変化させるようにしてもよい。
【００８５】
また、遮蔽区間が短距離の場合、例えば、高架道路の下を車両が通過する場合は、視点が高架道路の上空を超えて移動するよう視点制御部１２が視点の位置を制御する構成としてもよい。
【００８６】
また、視点制御部１２は、視点を車両の後部の上空に設定するのみでなく、例えば、車両の前方の上空から車両を見下ろすよう視点を設定するようにしてもよい。この場合も遮蔽物区間において視点の位置を変更するように構成することができる。
【００８７】
また、視点制御部１２が視点の位置を変更する際、エッジデータを参照しない構成とすることができる。例えば、車両または視点の位置から遮蔽区間までの距離を算出する距離算出手段を設け、距離算出手段が算出した距離に応じて視点を変更するよう構成してもよい。また、例えば、遮蔽区間の位置を経度および緯度で定義し、リンクまたはノードとは無関係に設定する構成としてもよい。
【００８８】
次に、視点の高度データを道路の属性として含む地図データを作成する手順について説明する。
【００８９】
地図上の道路はノードおよびエッジの属性を有している。１つのノードは１つ以上のエッジデータを持っている。１つのノードが２つのエッジデータを持つとき、そのノードを挟んで何らかの属性に差がある２本の道路が直列に接続されていることを示している。また、１つのノードが３つのエッジデータを持つとき、そのノードは三叉路の交差点を示している。
【００９０】
道路を表すエッジデータに基づき、遮蔽物区間をマークした地図を作成する。この地図は電子データとして作成してもよいし、例えばカラーペンで紙の地図にマークして作成してもよい。電子データとして作成する場合は、遮蔽物区間の両端はノードになる。この電子データに基づく地図データの作成手順を、例えば、コンピュータに実行させる場合について、図８から図１１までのフローチャートを参照して説明する。
【００９１】
図８において、まず、作成する地図の全ノードの全エッジデータに対して視点の標準高度が設定され記録される（ステップＳ９１）。例えば、標準高度が２０ｍに設定され、このデータがエッジデータに記録される。次いで、すべての遮蔽物区間における視点の高度が設定される（ステップＳ９２）。この処理については後述する。
【００９２】
引き続き、任意のノードが選択され、ノード番号が１にセットされる（ステップＳ９３）。次いで、不連続フラグがゼロにセットされる（ステップＳ９４）。この不連続フラッグの不連続とは、あるノードの前後でエッジデータに含まれる視点の高度データが異なることを意味している。
【００９３】
次いで、後述のステップＳ９６からステップＳ９９までの処理が未処理のノードがあるか否かが判断される（ステップＳ９５）。未処理のノードがあると判断された場合は、ノード番号が１つインクリメントされ（ステップＳ９６）、処理対象のノードが次のノードに移される。そして、新たな処理対象のノードが持つエッジデータに含まれる視点の設定高度のデータが、そのノードの前後において一致するか否かが判断される（ステップＳ９７）。例えば、図２に示されたノードＢの場合は、ノードＢの前後における視点の設定高度は、２０ｍから５ｍになっており、一致すると判断されない。
【００９４】
ステップＳ９７において、ノードの前後で視点の設定高度のデータが一致すると判断されなかった場合は、後述の視点高度変更処理に進み（ステップＳ９８）、不連続フラグが１にセットされる（ステップＳ９９）。一方、ステップＳ９７において、ノードの前後で視点の設定高度のデータが一致すると判断された場合は、ステップＳ９５に戻る。
【００９５】
ステップＳ９５において、未処理のノードがあると判断されなかった場合は、不連続フラグがゼロか否かが判断される（ステップＳ１００）。ステップＳ１００において、不連続フラグがゼロと判断された場合は、視点の高度データを地図の道路の属性として保持する処理を終了し、不連続フラグがゼロと判断されなかった場合は、ステップＳ９３に戻る。
【００９６】
次に、ステップＳ９２における遮蔽物区間高度設定処理について図９を参照して説明する。
【００９７】
図９において、まず、遮蔽物区間の一方の端点を入口ノードと設定する処理が実行される（ステップＳ１０１）。さらに、遮蔽物区間の一方の端点を出口ノードと設定する処理が実行される（ステップＳ１０２）。ノード設定処理については後述する。
【００９８】
続いて、ノードのエッジデータに遮蔽物区間内における視点の高度データが設定される（ステップＳ１０３）。次いで、遮蔽区間内にノードがあるか否かが判断される（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４において、遮蔽区間内にノードがあると判断された場合は、遮蔽区間内における視点の高度データが該当するノードのエッジデータに設定される（ステップＳ１０５）。一方、ステップＳ１０４において、遮蔽区間内にノードがあると判断されなかった場合は、遮蔽物区間高度設定処理を終了する。
【００９９】
次に、ノード設定処理について図１０を参照して説明する。
【０１００】
図１０において、まず、対象ノードが既存のノードか否かが判断される（ステップＳ１１１）。ここで対象ノードが既存のノードと判断された場合は、ノード設定処理を終了し、対象ノードが既存のノードと判断されなかった場合は、新規のノード番号が設定される（ステップＳ１１２）。次いで、新規のノードの位置座標が設定される（ステップＳ１１３）。さらに、新規のノードのエッジデータが設定される（ステップＳ１１４）。
【０１０１】
次に、視点高度変更処理について図１１を参照して説明する。
【０１０２】
図１１において、まず、視点の高度変更を開始するノードから視点の高度変更を終了する位置までの距離が算出される（ステップＳ１２１）。この距離は、例えば、図５における地点Ｎ２から地点Ｎ３までの距離に相当し、ノードのエッジデータに記録されている視点の高度データの差、予め設定された視点の高度の変化量、および車両の速度から算出される。
【０１０３】
次いで、視点の高度変更を開始するノードからステップＳ１２１で算出された距離だけ離れた位置、すなわち視点の高度変更を終了する位置に新たにノードが設定される（ステップＳ１２２）。例えば、図５における地点Ｎ３に相当する位置にノードが設定される。
【０１０４】
さらに、新たなノードのエッジデータに視点の高度データが設定される（ステップＳ１２３）。例えば、遮蔽物が高さ７ｍのトンネルの場合、視点の高度として５ｍが設定される。この遮蔽物区間内の視点の高度は、遮蔽物区間毎に設定してもよいし、所定の１つの高度に統一して設定してもよい。なお、視点の高度変更の開始ノードおよび終了ノードに、それぞれ高度変更開始および高度変更終了の情報を記録してもよい。
【０１０５】
引き続き、視点の高度が変化する区間内にノードがあるか否かが判断される（ステップＳ１２４）。この区間は、例えば、図５における地点Ｎ２から地点Ｎ３までの区間をいう。ステップＳ１２４において、視点の高度が変化する区間内にノードがあると判断された場合は、該当ノードの視点の高度データを区間内の視点変化に合わせた値に設定する。一方、ステップＳ１２４において、視点の高度が変化する区間内にノードがあると判断されなかった場合は、視点高度変更処理を終了する。
【０１０６】
なお、前述した視点の高度データを道路の属性として含む地図データを磁気ディスク、ＤＶＤ―ＲＯＭ、またはＣＤ−ＲＯＭ等の記録メディアに記憶し、３次元地図表示装置、ナビゲーション装置、シミュレーション装置、ゲーム装置等で再生させることにより、進行中の道路に遮蔽物がある場合でも視点を連続して移動させることができ、視認性のよい連続した画像を表示させることができる。
【０１０７】
以上のように、本実施の形態のナビゲーション装置１０によれば、ディスク１３は、視点の高度データを道路の属性として含む地図データを記憶し、視点制御部１２は、車両から所定の距離離れた位置に設定された視点の位置を地図データに含まれる視点の高度データを参照して制御する構成としたので、遮蔽物がある場合でも視点を連続して移動させることができ、視認性のよい連続した画像を表示することができる。
【０１０８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、移動体を視点から遮蔽する遮蔽物がある場合でも、視認性のよい連続した画像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のナビゲーション装置のブロック図
【図２】地図データの構成例を示す図
【図３】本発明の実施の形態のナビゲーション装置の各ステップのフローチャート
【図４】鳥瞰図表示処理のフローチャート
【図５】トンネルを含む経路を車両が移動する場合の視点の変更例を示す図
【図６】視点下降処理のフローチャート
【図７】視点上昇処理のフローチャート
【図８】地図データの作成手順の一例を示すフローチャート
【図９】遮蔽物区間高度設定処理のフローチャート
【図１０】ノード設定処理のフローチャート
【図１１】視点高度変更処理のフローチャート
【符号の説明】
１０  ナビゲーション装置
１１  動作制御部
１２  視点制御部
１２ａ  描画制御部
１３  ディスク
１４  ディスク読出部
１５  ＧＰＳ受信部
１６  センサ部
１７  リモコン
１８  赤外線受光部
１９  描画処理部
１９ａ  描画制御部
１９ｂ  レンダリング部
１９ｃ  ダウンロード用メモリ
１９ｄ  描画用メモリ
２０  信号出力部
２１  表示部
２２  システムバス
５１  山
５２  トンネル
５３  車両
６１、６２、６３、６４、６６、６７、６８  視点
【図１】
2004361112.tif 000003
【図２】
2004361112.tif 000004
【図３】
2004361112.tif 000005
【図４】
2004361112.tif 000006
【図５】
2004361112.tif 000007
【図６】
2004361112.tif 000008
【図７】
2004361112.tif 000009
【図８】
2004361112.tif 000010
【図９】
2004361112.tif 000011
【図１０】
2004361112.tif 000012
【図１１】
2004361112.tif 000013