(57)【要約】【課題】地図等のポリゴンデータを自動生成することが可能なポリゴンデータの生成方法を提供する。【解決手段】本発明に係る、地図等のポリゴンデータの生成方法は、以下のステップを有する。外側のポリゴンに包含される内側のポリゴンを識別するステップと、外側のポリゴンを描画するときの描画情報と内側のポリゴンを描画するときの描画情報を異ならせるステップと、内側のポリゴンの予め設定された位置から引き出された線によって、内側のポリゴンと外側のポリゴンとを連結するステップとを有する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地図等のポリゴンデータの生成方法であって、
外側のポリゴンに包含される内側のポリゴンを識別するステップと、
外側のポリゴンを描画するときの描画情報と内側のポリゴンを描画するときの描画情報を異ならせるステップと、
内側のポリゴンの予め設定された位置から引き出された線によって、内側のポリゴンと外側のポリゴンとを連結するステップと、
を有する地図等のポリゴンデータの生成方法。
【請求項２】
前記描画情報は、ポリゴンの始点から終点までを連結する方向に関する方向情報を含み、該方向情報は、ポリゴンの描画条件を決定する、請求項１に記載のポリゴンデータの生成方法。
【請求項３】
前記外側のポリゴンは、陸系または水系のいずれか一方のポリゴンであり、前記内側のポリゴンは、陸系または水系のいずれか他方のポリゴンである、請求項１または２に記載のポリゴンデータの生成方法。
【請求項４】
前記予め設定された位置は、内側のポリゴンの最も左側の位置もしくは最も右側の位置である、請求項１に記載のポリゴンデータの生成方法。
【請求項５】
請求項１ないし４いずれかに記載のポリゴンデータの生成方法を規定するプログラムを記憶するメモリと、
地図等の加工前のポリゴンデータを記憶する第１の記憶手段と、
前記第１の記憶手段から読み出されたポリゴンデータを、前記メモリのプログラムに従い処理する処理手段と、
前記処理手段によって処理されたポリゴンデータを記憶する第２の記憶手段と、を有するポリゴンデータの生成装置。
【請求項６】
請求項５に記載のポリゴンデータ生成装置によって生成されたポリゴンデータを記憶する記憶装置と、
表示部と、
前記記憶装置から読み出されたポリゴンデータを前記表示部に表示させる表示制御手段と、を有する表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ナビゲーション装置等において表示される地図等のポリゴンデータの生成方法およびその生成装置ならびにその表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ナビゲーション装置は、車両の現在位置を検出することで、ＤＶＤやハードディスク（ＨＤＤ）等の記憶媒体から車両位置周辺の地図データを読み出し、ディスプレイに地図を描画するとともに該地図上に車両マークを重ねて描画する。車両の移動により現在位置が変化すると、それに合わせて地図をスクロールさせたりあるいは地図上の車両マークを移動させ、ユーザーに車両位置周辺の地図情報を判りやすく提示している。
【０００３】
地図データには、道路、施設に加え、島などの陸系の地形や海洋、湖沼、河川などの水系の地形を表現するためのポリゴンデータが含まれている。このようなポリゴンデータを用いることで、地図の表示を立体的にしたり、地図画面のスクロール等を高速化させている。
【０００４】
水系の領域に陸系の領域が含まれたり、陸系の領域に水系の領域が含まれたり、地形が複雑に絡み合ってくると、ポリゴンデータの生成およびその描画方法も複雑化してくる。例えば、海の中に島を表示する場合には、次の２通りの方法がある。第１の方法は、図８（ａ）に示すように、海の領域を表す青系の色のポリゴン１００と、島の領域を表す陸地の色のポリゴン１１０とを独立して用意し、地図画面を表示するとき、最初に海のポリゴン１００を描画し、次に、島のポリゴン１１０をその上に重ねて描画する方法である。
【０００５】
第２の方法は、図８（ｂ）に示すように、海のポリゴン１２０から島のポリゴン１３０を中抜きするようなポリゴンデータを生成する。ポリゴンデータは、座標上の離散された要素点を連結させるベクトル情報と、座標上の始点（要素点）から終点（要素点）までを連結する時の方向情報と、ポリラインやポリゴンの色に関する色情報とを包含することができる。方向情報は、その方向によってポリゴンの描画条件を設定することができる。例えば、方向情報が始点から終点を連結する方向が進行方向に対して反時計回りのときに、ポリゴン内を上記色情報によって特定される色で描画するようにし、他方、時計回りのときにポリゴン内の描画を行わないようにする、といった取り決め（アルゴリズム）が可能である。図８（ｂ）の場合、島のポリゴン１３０の方向情報を時計方向に設定し、海のポリゴン１２０の方向情報を反時計方向に設定し、島のポリゴン１３０の始点（および終点）１４０と海のポリゴン１２０の始点（および終点）１５０とをポリライン１６０で連結するようなポリゴンデータを生成する。ポリゴンデータが描画されるとき、島のポリゴン１３０は中抜きされ、海のポリゴン１２０が青系の色で描画される。一般に、ナビゲーション装置による表示の大部分は陸系であるため、水系の色を描画しない場合には、陸系の色とすることが多い。島のポリゴン１３０は、水系の色で描画されないため、陸系の色で表される。このように、海のポリゴン１２０から島のポリゴン１３０を一筆書きでくり抜くポリゴンデータを生成することで、海系と陸系の地図表示を行っている。この方法は、例えば特許文献１に記載されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−２５８９８４号
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来のポリゴンデータの生成およびその描画方法には次のような課題がある。第１の方法により海のポリゴン１００と島のポリゴン１１０とを描画する場合には、１つの画面表示で２回の描画を必要とするため、地図表示や画面のスクロールが遅くなるという課題がある。さらに、海のポリゴン１００と島のポリゴン１１０のデータをそれぞれ必要とするため、メモリ容量も大きくなってしまう。さらに、海のポリゴン１００を島のポリゴン１１０より先に描画しなければならず、そのような描画順序の関連付けを各ポリゴンに行うことは非常に煩雑である。
【０００８】
他方、第２の方法は、メモリ容量を小さくし、かつ、地図表示等を高速化させる点では有効ではあるが、海のポリゴン１２０と島のポリゴン１３０をポリライン１６０によって連結させる作業は、すべて手作業で行われていたため、多大な時間と労力を必要としていた。特に、ポリゴンの形状、大きさ、数が多種多様になると、外側のポリゴンと内側のポリゴンを連結させるポリラインの位置もまちまちとなり、場合によっては、ポリライン１６０の線が表示されてしまい、検証にてエラーとなることもあった。
【０００９】
本発明は、上記従来の課題を解決し、地図等のポリゴンデータを自動生成することが可能なポリゴンデータの生成方法を提供することを目的とする。
さらに本発明は、ポリゴンデータを自動生成する生成装置およびそのポリゴンデータを表示する表示装置に関する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る、地図等のポリゴンデータの生成方法は、外側のポリゴンに包含される内側のポリゴンを識別するステップと、外側のポリゴンを描画するときの描画情報と内側のポリゴンを描画するときの描画情報を異ならせるステップと、内側のポリゴンの予め設定された位置から引き出された線によって、内側のポリゴンと外側のポリゴンとを連結するステップとを有する。このようなステップを用いることにより、包含関係にあるポリゴンについてのポリゴンデータを自動生成することが可能となる。このため、従来の手作業と比較して、大幅な労力および時間を削減することが可能となり、結果として、ポリゴンデータの製作コストを低減することができる。さらに、ポリゴンデータの検証に要する作業も低減することができる。
【００１１】
好ましくは、描画情報は、ポリゴンの始点から終点までを連結する方向に関する方向情報を含む。この方向情報は、ポリゴンの描画条件を決定する。例えば、方向情報が時計方向であればポリゴンの描画を行わず、反時計方向であればポリゴンの描画を行うようにすることができる。
【００１２】
外側のポリゴンは、陸系または水系のいずれか一方のポリゴンであり、内側のポリゴンは、陸系または水系のいずれか他方のポリゴンである。陸系および水系が複雑に入り組んだ地形であっても、用意にポリゴンデータの自動生成を行うことができる。
【００１３】
本発明に係るポリゴンデータの生成装置は、上記ポリゴンデータの生成方法を規定するプログラムを記憶するメモリと、地図等の加工前のポリゴンデータを記憶する第１の記憶手段と、前記第１の記憶手段から読み出されたポリゴンデータを、前記メモリのプログラムに従い処理する処理手段と、前記処理手段によって処理されたポリゴンデータを記憶する第２の記憶手段とを有する。
【００１４】
本発明に係る表示装置は、上記ポリゴンデータ生成装置によって生成されたポリゴンデータを記憶する記憶装置と、表示部と、前記記憶装置から読み出されたポリゴンデータを前記表示部に表示させる表示制御手段とを有する。本発明により自動生成されたポリゴンデータを用いることで、１つの画面表示を１回の描画で行うことができ、地図画面の表示やスクロールの高速性の維持も図れる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係るポリゴンデータの生成方法について、図１に示すフローチャートを参照して説明する。ここでは、地図表示装置として代表的であるナビゲーション装置を例に説明する。
【００１６】
先ず、処理対象となる図葉に含まれる加工前のオリジナルのポリゴンデータを抽出する（ステップＳ１０１）。ナビゲーション装置では、例えば図２に示すように、ディスプレイ２００の中心に自車位置２１０が表示されるとき、自車位置周辺の地図画面は、Ｍ行×Ｎ列の複数の図葉に分割される。各図葉２２０は、それらの頂点Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４に、緯度および経度の位置情報を含み、さらに図葉内部に配される地図、道路、施設等のポリゴンは、それらの各頂点からの相対的な位置情報によって特定される。ここでは、ポリゴンデータの生成を容易にするために、各図葉ごとのポリゴンを処理対象とする。
【００１７】
次に、各図葉に含まれるポリゴンの包含関係を求める（ステップＳ１０２）。ポリゴンの包含関係とは、例えば、図３に示すように、海、湖、沼などの水系のポリゴン（外側のポリゴンＰ１）内に、島などの陸系のポリゴン（内側のポリゴンＰ２）が包含されていること、これとは反対に、陸系のポリゴン内に水系のポリゴンが包含されていること、あるいは、水系のポリゴンと陸系のポリゴンとが複雑に入り組んでいるような関係等にあることである。
【００１８】
図３に示すように、Ｘ軸に等しい間隔で、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３・・・ＸｎからＹ軸に平行な線を引き、ポリゴンＰ１、Ｐ２の要素点との交点を求める（ステップＳ１０３）。交点の数は、必ず偶数個存在する（０，２，４，・・・ｎ）。交点のうち、Ｙの値の小さい方から順に番号を付す（ステップＳ１０４）。例えば、Ｘ１からの線はポリゴンＰ１と交差し、交点の数は２つであり、Ｘ２およびＸ３からの線はポリゴンＰ１、Ｐ２と交差し、交点の数は４つである。
【００１９】
次に、交点の数が２つより大きいか否かを判定する（ステップＳ１０５）。交点の数が２つ以下であれば、内側のポリゴンは存在しない（ステップＳ１０７）。つまり、線上には、複数のポリゴンは存在せず、従って、ポリゴンの内包関係は存在しない。その交点の数が２つより多ければ、その線上に複数のポリゴンが存在する。この場合、交点の奇数番号の直下の領域は内側のポリゴンとなる（ステップＳ１０８）。図３の例では、Ｘ２およびＸ３からの線は、交点の数が４つあり、その奇数番号“３”の直下の領域が内側のポリゴンＰ２となる。反対に、偶数番号“４”の直下の領域が外側のポリゴンＰ１となる。
【００２０】
次に、外側のポリゴンＰ１の要素点を連結するときの方向情報と、内側のポリゴンＰ２の要素点を連結するときの方向情報を逆向きに設定する（ステップＳ１０９）。例えば、進行方向に向かって反時計回りであるときにポリゴンを色情報で特定された色で描画するというアルゴリズムであるとき、仮に、外側のポリゴンＰ１が水系であれば、方向情報は反時計回りに設定され、内側のポリゴンＰ２が陸系であれば、方向情報は時計回りに設定される。
【００２１】
次に、図３（ｂ）に示すように、内側のポリゴンＰ２の最も左側の要素点Ｓ２から下方に向けて垂線Ｖを引き、最初に交わるポリゴンとの交点Ｓ１を求めて一筆書きをする（ステップＳ１１０）。要素点Ｓ２は、内側のポリゴンＰ２の始点および終点であり、交点Ｓ１は、外側のポリゴンＰ１の始点および終点となる。つまり、ポリゴンＰ２を包含するポリゴンＰ１のポリゴンデータは、始点Ｓ２から時計方向に回り終点Ｓ２に到達し、垂線Ｖから交点Ｓ１を起点として反時計方向に回り終点Ｓ１に到達するように一筆書きをすることができ、ポリゴンＰ１とポリゴンＰ２との方向情報を逆向きにすることで、ポリゴンＰ１の中に中抜きのポリゴンＰ２を形成することができる。このような処理手順により、包含関係にあるポリゴンデータの自動生成が可能となる。
【００２２】
図４（ａ）は、上記処理手順に従い自動生成されたポリゴンデータの表示例である。外側のポリゴンＰ１は、海等の水系であるため、ポリゴンデータの色情報には青系の色が設定される。内側のポリゴンＰ２は、中抜きされた状態であり、水系の色が表現されないため、陸系の色が表示される。また、外側のポリゴンＰ１と内側のポリゴンＰ２とを連結する垂線Ｖ（ポリライン）は、水系の色と同じ色にすることで実際の画面には表れない。
【００２３】
図４（ｂ）は、外側のポリゴンＰ１と内側のポリゴンＰ２との方向情報の設定を反転させたときの表示例である。例えば、外側のポリゴンＰ１が陸系であり、内側のポリゴンＰ２が水系であるときには、内側のポリゴンＰ２が青系の色で表示される。また、ポリゴンＰ１とＰ２を連結する垂線（ポリライン）は、陸系の色と同じ色であるため実際の画面には表れない。
【００２４】
次に、複数のポリゴンデータが包含される例を図５に示す。本例では、海のポリゴン３００の中に、島のポリゴン３１０が含まれ、さらに島のポリゴン３１０内に湖のポリゴン３２０が含まれているとする。上記した図１の処理手順に従い、ポリゴン３００、３１０、３２０の包含関係が求められる。すなわち、交点の数が２より大きいとき、その交点の奇数番号（ここでは、３と５）の直下の領域が内側のポリゴンと判定される。つまり、島のポリゴン３１０が内側のポリゴンとされる。交点の偶数番号（ここでは、４と６）の直下の領域は外側のポリゴンと判定される。つまり、湖のポリゴン３２０と海のポリゴン３００は外側のポリゴンとされる。次に、海のポリゴン３００、島のポリゴン３１０、湖のポリゴン３２０の要素点を連結するときの方向情報が互いに逆向きに設定される。海のポリゴン３００と湖のポリゴン３２０は、方向情報が反時計回りに設定され、島のポリゴン３１０は、方向情報が時計回りに設定される。
【００２５】
次に、湖のポリゴン３２０の最も左側の要素点３２１から垂線３２２が引かれ、ポリゴン３１０との交点３２３が求められ、同様に、島のポリゴン３１０の最も左側の要素点３１１から垂線３１２が引かれ、ポリゴン３００との交点３１３が求められる。こうして、海のポリゴン３００に、中抜きされた島のポリゴン３１０が形成され、島のポリゴン３１０の中に湖のポリゴン３２０が形成されるポリゴンデータが生成される。
【００２６】
図５（ｂ）は、図５（ａ）のポリゴンデータの描画例であり、斜線領域は、水系の色として表され、島の領域は、水系の色が施されていない状態、すなわち、陸系の色となる。ここで、ポリゴン３２０からポリゴン３１０を連結する垂線（ポリライン）３２２は、その色を陸系の色、即ち、水系の色を塗らなければ、島の領域と同じ色となる。また、ポリゴン３１０とポリゴン３００とを連結する垂線（ポリライン）３１２は、水系の色とすることで、海の領域と同じ色となる。
【００２７】
次に、本実施の形態によるポリゴンデータの生成方法を行うポリゴンデータ自動生成装置の構成例を図６に示す。自動生成装置４００は、画像処理プロセッサ４１０、ＲＯＭ４２０、ＲＡＭ４３０、および記憶装置４４０を含む。ＲＯＭ４２０には、図１に示すポリゴンデータの自動生成を行うための手順を規定するプログラムが格納されている。記憶装置４４０は、好ましくは、データの書き換えを行うことができるハードディスクであり、加工する前のオリジナルのポリゴンデータが記憶されている。画像処理プロセッサ４１０は、ＲＯＭ４２０のプログラムに従い、記憶装置４４０から対象となる図葉のポリゴンデータを読み出し、これをＲＡＭ４３０に格納する。そして、図１に示す処理手順によりポリゴンデータを自動生成し、これを記憶装置４４０に記憶する。従来、ポリゴンが包含関係にある場合には、ポリゴンのデータは人手によって作成されていたが、本発明により、そのようなポリゴンのポリゴンデータを自動生成することを可能とすることで、ポリゴンデータの作成時間の短縮およびコストの低減を図ることができる。
【００２８】
次に、本実施の形態により自動生成されたポリゴンデータを用いたナビゲーション装置の概略を図７に示す。ナビゲーション装置５００は、ナビゲーション機能部およびオーディオ機能部を有する処理本体５１０と、ＧＰＳ受信機等により自車両の位置を検出する位置検出部５２０と、ユーザーからの指示を入力する入力部５３０と、道路、地図、施設等のナビゲーション表示に必要な画像のポリゴンデータを記憶する記憶装置５４０と、スピーカー等を備えた音声出力部５５０と、ディスプレイ等を備えた画像出力部５６０とを有している。
【００２９】
自動生成されたポリゴンデータは、記憶装置５４０に記憶されている。ナビゲーション機能部によって、自車位置周辺の地図を表示させるとき、記憶装置５４０から各図葉毎のポリゴンデータが読み出され、ディスプレイ上に表示される。自車位置の移動に伴い、ディスプレイの地図表示がスクロールされ、必要な図葉のポリゴンデータが逐次読み出される。本実施の形態によって自動生成されたポリゴンデータは、陸系のポリゴンと水系のポリゴンが包含関係にある場合でも、例えば陸系のポリゴンを中抜きとすることで、１つの画面表示を１回の描画で行うことができ、スクロールや地図表示を高速化することができる。また、従来のように、陸系のポリゴンと水系のポリゴンとの描画順序を規定する必要はないため、それを関連つけるような煩雑な作業を省略することができ、しかも、水系と陸系のポリゴンのデータを個別に備える必要はないため、データ容量を削減することができ、その結果、記憶装置の容量も削減することができる。
【００３０】
本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば、上記実施の態様では、方向方法として反時計回りのときにポリゴンを描画するとしが、これに限らず、時計回りのときにポリゴンを描画するようにしてもよい。
【００３１】
さらに、上記実施の態様では、水系と陸系のポリゴンが包含関係にある例を示したが、これ以外にも、道路や施設、その他の地形の表示においても適用することが可能である。地図表示装置として、ナビゲーション装置を例示したが、これに限らず、地図等の表示機能を備えているコンピューター等であってもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、外側のポリゴンに包含される内側のポリゴンを識別するステップと、外側のポリゴンを描画するときの描画情報と内側のポリゴンを描画するときの描画情報を異ならせるステップと、内側のポリゴンの予め設定された位置から引き出された線によって内側のポリゴンと外側のポリゴンとを連結するステップとを有することにより、包含関係にあるポリゴンについてのポリゴンデータを自動生成することが可能となる。このため、従来の手作業と比較して、大幅な労力および時間を削減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るポリゴンデータの自動生成方法の処理フローを示すフローチャートである。
【図２】ディスプレイに表示される図葉を説明する図である。
【図３】図３（ａ）は、ポリゴンデータの包含関係の判別を説明する図であり、同図（ｂ）は、内側および外側のポリゴンデータの方向情報の設定を説明する図である。
【図４】自動生成されたポリゴンデータの表示例を示す図である。
【図５】水系のポリゴンデータと陸系のポリゴンデータとが包含関係にある他のポリゴンデータの例を示す図である。
【図６】ポリゴンデータの自動生成装置の一例を示すブロック図である。
【図７】自動生成されたポリゴンデータを表示するナビゲーション装置の構成を示す図である。
【図８】従来のポリゴンデータの生成およびその表示を説明する図である。
【符号の説明】
２００    ディスプレイ            ２１０    自車マーク
２２０    図葉                    Ｐ１      外側のポリゴン
Ｐ２      内側のポリゴン          ３００、３１０、３２０    ポリゴン
４００    ポリゴン自動生成装置    ５００    ナビゲーション装置
【図１】
2004354538.tif 000003
【図２】
2004354538.tif 000004
【図３】
2004354538.tif 000005
【図４】
2004354538.tif 000006
【図５】
2004354538.tif 000007
【図６】
2004354538.tif 000008
【図７】
2004354538.tif 000009
【図８】
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