(57)【要約】【課題】  表示領域を狭くすることなく、２次元地図画像と３次元地図画像との両方を表示することができ、自車の現在位置を一目で容易に把握することが可能なカーナビゲーション装置を提供すること。【解決手段】  ２次元地図画像及び３次元地図画像を表示する表示部を備えたカーナビゲーション装置であって、自車の現在位置を検出する自車位置検出手段と、自車位置検出手段が検出した自車位置を示す位置データと、予め記憶された又は外部から受信した地図情報とに基づいて、地図画像を表示部に表示する制御を行う表示制御手段とを備え、表示制御手段は、表示部に３次元地図画像を表示するとともに、表示部の上部における、３次元地図画像上の構造物が表示されていない部分に、２次元地図画像を表示する制御を行うことを特徴とするカーナビゲーション装置。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元地図画像及び３次元地図画像を表示する表示部を備えたカーナビゲーション装置であって、
自車の現在位置を検出する自車位置検出手段と、
前記自車位置検出手段が検出した自車位置を示す位置データと、予め記憶された又は外部から受信した地図情報とに基づいて、地図画像を前記表示部に表示する制御を行う表示制御手段と
を備え、
前記表示制御手段は、前記表示部に３次元地図画像を表示するとともに、前記表示部の上部における、前記３次元地図画像上の構造物が表示されていない部分に、２次元地図画像を表示する制御を行うことを特徴とするカーナビゲーション装置。
【請求項２】
前記表示制御手段は、前記３次元地図画像と前記２次元地図画像とを同一の縮尺で表示する制御を行うことを特徴とする請求項１に記載のカーナビゲーション装置。
【請求項３】
前記表示制御手段は、前記表示部の上部における、前記３次元地図画像上の構造物が表示されている部分には、前記２次元地図画像を表示しない制御を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のカーナビゲーション装置。
【請求項４】
前記表示制御手段は、前記表示部の上部における、前記３次元地図画像上の構造物が表示されている部分には、表示色を半透明にした前記２次元地図画像を、前記３次元地図画像よりも手前に表示する制御を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のカー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、カーナビゲーション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自車を所定の目的地まで誘導する装置として、カーナビゲーション装置がある。カーナビゲーション装置では、ＧＰＳ受信機等によって得られる自車の現在位置に基づいて、ＤＶＤ−ＲＯＭ等に記憶された地図情報を読み出し、現在位置付近の地図を液晶モニタ等の表示部に表示するとともに、所定の出発地から所定の目的地までの走行経路を、音声や画面表示により案内する。
【０００３】
一般的に、このようなカーナビゲーション装置は、運転者が見易いように、車室内の前方中央に位置するセンターパネル部に設置されるが、センターパネル部には、空調装置の操作パネル、空調装置の吹出口、ステレオ装置の操作パネル等も配置されるため、カーナビゲーション装置の表示部の面積は、ある程度制限されたものとなっている。
【０００４】
一方、近年、現在位置付近の地図表示として、表示部に２次元地図画像を表示するだけではなく、運転者から見た景観を３次元的に表示することで、表示した地図と走行中の実際の道路との対応をとりやすく工夫したカーナビゲーション装置が存在する（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１５６２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のカーナビゲーション装置では、２次元地図画像が表示部の左側に表示され、３次元地図画像が表示部の右側に表示されるため、夫々の地図画像が表示される領域は、２次元地図画像又は３次元地図画像のみを表示する場合に比べて狭くなるといった問題があった。そのため、表示される地図画像に含まれる周囲の情報が不足することとなり、自車の現在位置が周囲との関係においてどのような位置にあるのかが分かり難いといった問題があった。
また、２次元地図画像と３次元地図画像とを表示部の夫々左右に表示するため、表示部に表示される進行方向は、左画面における上方向且つ右画面における上方向となり、夫々の画像を、別画像として認識してしまいがちになり、自車の現在位置を一目で把握し難い場合があるといった問題があった。
【０００７】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、表示領域を狭くすることなく、２次元地図画像と３次元地図画像との両方を表示することができ、自車の現在位置を一目で容易に把握することが可能なカーナビゲーション装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上のような目的を達成するために、本発明は、以下のようなものを提供する。
（１）  ２次元地図画像及び３次元地図画像を表示する表示部を備えたカーナビゲーション装置であって、
自車の現在位置を検出する自車位置検出手段と、
上記自車位置検出手段が検出した自車位置を示す位置データと、予め記憶された又は外部から受信した地図情報とに基づいて、地図画像を上記表示部に表示する制御を行う表示制御手段と
を備え、
上記表示制御手段は、上記表示部に３次元地図画像を表示するとともに、上記表示部の上部における、上記３次元地図画像上の構造物が表示されていない部分に、２次元地図画像を表示する制御を行うことを特徴とするカーナビゲーション装置。
【０００９】
（１）の発明によれば、表示部に３次元地図画像を表示するとともに、上記表示部の上部における、上記３次元地図画像上の構造物が表示されていない部分、すなわち、上空の部分に、２次元地図画像を表示するため、３次元地図として機能する表示領域を狭くすることなく、３次元地図画像と２次元地図画像との両方を表示することができる。従って、両方の地図画像において、広い表示領域を確保することができ、自車の現在位置が、周囲との関係においてどのような位置にあるのかを容易に把握することができる。
また、表示部には、通常、自車位置が中心となるように表示されるが、このとき、２次元地図画像と３次元地図画像とが上下に表示されるため、自車の位置は、両方の地図において、表示部の横方向中心位置に上下に表示される。従って、運転中に現在位置を確認する場合にも、表示部の中心付近さえを眺めればよいため、自車の位置を一目で把握することができる。
【００１０】
さらに、本発明は、以下のようなものを提供する。
（２）  上記（１）に記載のカーナビゲーション装置であって、
上記表示制御手段は、上記３次元地図画像と上記２次元地図画像とを同一の縮尺で表示する制御を行うことを特徴とする。
【００１１】
（２）の発明によれば、３次元地図画像と２次元地図画像とを同一の縮尺で表示するため、より直感的に自車の位置を把握することが可能となる。
なお、本発明において、同一の縮尺とは、表示部に表示されている両方の地図の表示範囲が、同一であることをいう。
【００１２】
さらに、本発明は、以下のようなものを提供する。
（３）  上記（１）又は（２）に記載のカーナビゲーション装置であって、
上記表示制御手段は、上記表示部の上部における、上記３次元地図画像上の構造物が表示されている部分には、上記２次元地図画像を表示しない制御を行うことを特徴とする。
【００１３】
（３）の発明によれば、表示部の上部における、３次元地図画像上の構造物（例えば、ビルや歩道橋等）が表示されている部分には、２次元地図画像を表示しないため、３次元地図画像をより見易くすることができる。
【００１４】
さらに、本発明は、以下のようなものを提供する。
（４）  上記（１）又は（２）に記載のカーナビゲーション装置であって、
上記表示制御手段は、上記表示部の上部における、上記３次元地図画像上の構造物が表示されている部分には、表示色を半透明にした上記２次元地図画像を、上記３次元地図画像よりも手前に表示する制御を行うことを特徴とする。
【００１５】
（４）の発明によれば、表示部の上部における、３次元地図画像上の構造物が表示されている部分には、表示色を半透明にした２次元地図画像を、上記３次元地図画像よりも手前に表示するため、２次元地図画像と３次元地図画像とが重なる部分については、双方を表示することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、表示領域を狭くすることなく、２次元地図画像と３次元地図画像との両方を表示することができ、自車の位置現在位置を一目で容易に把握することが可能なカーナビゲーション装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、本実施形態に係るカーナビゲーション装置の構成を説明するための図である。
カーナビゲーション装置１００は、演算処理部１、表示部としてのディスプレイ２、地図記憶装置３、音声入出力装置４、入力装置５、車輪速センサ６、地磁気センサ７、ジャイロセンサ８、ＧＰＳ受信装置９、交通情報受信装置１０、及び、車内ＬＡＮ装置１１を備えている。
【００１８】
演算処理部１は、車輪速センサ６、地磁気センサ７、ジャイロセンサ８及びＧＰＳ受信装置９の各種センサから出力されるセンサ情報を基に現在位置を検出し、得られた位置データに基づいた地図情報を地図記憶装置３から読み込み、地図情報に基づいて生成した地図データ（画像データ）を、経路案内に係る画像と重ねてディスプレイ２へ表示したり、ユーザから指示された目的地と現在地を結ぶ最適な経路を選択し、ディスプレイ２上の地図に重ねて表示することでユーザを目的地に案内するといった様々な処理を行う。
【００１９】
ディスプレイ２は、ＣＲＴや液晶ディスプレイ等で構成されるものであり、演算処理部１で生成された地図データ等に基づいた２次元地図画像や３次元地図画像等を表示することができる。
【００２０】
地図記憶装置３には、地図メッシュデータ、標高データ、３次元地形データ、構造物データ等を含む地図情報が格納されている。地図記憶装置３は、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、ＩＣカードといった大容量記憶媒体で構成されるものである。
地図メッシュデータは、平面的に地点を示すデータであり、経度及び緯度に基づいて決定されたデータである。地図メッシュデータには、道路（リンク）を構成するリンクデータと、道路と道路の交差点を示すノードデータが含まれている。標高データは、各地図メッシュデータが示す地点における標高を示すデータである。３次元地形データは、緑地帯、河川等を表現するデータであり、構造物データは、道路、建物等の構造物の形状等を表現するデータである。なお、３次元地形データ及び構造物データは、ベクトルデータや、ポリゴンデータ等から構成されるデータである。
【００２１】
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にその内容を入力する処理を行う。
【００２２】
入力装置５は、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ており、ユーザからの指示を受け付ける。
【００２３】
カーナビゲーション装置１００において、自車位置を検出するために使用するセンサは、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自車が曲がった角度を計測する車輪速センサ６、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位を検出する地磁気センサ７、光ファイバジャイロや振動ジャイロといった移動体が回転した角度を検出するジャイロ８、及び、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位置、進行速度及び進行方位を測定するＧＰＳ受信装置９で構成されている。
【００２４】
交通情報受信装置１０は、道路の渋滞情報、工事、通行止めといった規制情報や駐車場情報といった交通情報を発するビーコン送信機やＦＭ多重放送からの信号を受信する。
【００２５】
車内ＬＡＮ装置１１は、ドアの開閉情報、点灯しているライトの種類と状況、エンジンの状況や故障診断結果等の車両の様々な情報を伝達する。
【００２６】
図２（ａ）、（ｂ）は、図１に示したカーナビゲーション装置が備えるディスプレイに表示される画像の一例を示す図である。
図２（ａ）に示すように、ディスプレイ２には、運転者の視点から見える景観と略同様の景観を再現した３次元地図画像５０が表示されている。３次元地図画像５０上には、右側方向を指す誘導矢印５１が表示されている。さらに、ディスプレイ２の上部には、２次元地図画像５５が表示されている。この２次元地図画像５５には、３次元地図画像５０として表示されている地図と略同一の範囲の地図が示されている。また、２次元地図画像５５には、現在位置マーク５６と誘導経路５７とが示されている。
なお、本実施形態では、３次元地図画像として、緑地帯、河川等の地形に関する画像や、道路、建物等の構造物に関する画像が表示され、上空部分に相当する箇所には、３次元地図画像としての画像（上空を示す画像）が表示されない場合について説明する。
【００２７】
このように、ディスプレイ２には、３次元地図画像５０が表示されるとともに、ディスプレイ２の上部における、３次元地図画像５０上の構造物（例えば、建物等）が表示されていない部分、すなわち、上空の部分に２次元地図画像５５が表示されている。運転者は、両方の画像を略同時に眺め、瞬時に現状を把握する必要があるのであるが、ディスプレイ２では、２次元地図画像５５と３次元地図画像５０とが上下に表示されており、自車の位置が、両方の地図において、ディスプレイ２の横方向中心位置に上下に表示されている。従って、運転中に現在位置を確認する場合に、ディスプレイ２の中心付近を眺めればよいため、自車の位置を一目で把握することができる。
【００２８】
また、上空部分５２に２次元地図画像５５を表示するため、３次元地図として機能する表示領域を狭くすることなく、３次元地図画像５０と２次元地図画像５５との両方を表示することができる。従って、両方の地図画像において、広い表示領域を確保することができ、自車の現在位置が、周囲との関係においてどのような位置にあるのかを容易に把握することができる。
また、３次元地図画像５０と２次元地図画像５５とが、同一の縮尺で表示されているため、運転者は、より直感的に自車の位置を把握することが可能である。
【００２９】
さらに、運転者は、３次元地図画像５０と２次元地図画像５５とを略同時に見ることにより、右折後の経路がどのようになっているのか、すなわち、３次元地図画像５０において建物５２等に隠れて見えない部分がどのようになっているのかを知ることができる。
【００３０】
図２（ｂ）は、２次元地図画像が３次元地図画像上の構造物と重なる場合に、ディスプレイに表示される画像の一例を示す図である。
図２（ｂ）に示すように、ディスプレイ２には、３次元地図画像６０と２次元地図画像６５とが表示されている。ディスプレイ２の右上部では、３次元地図画像６０として表示されている建物６２（構造物）と、２次元地図画像６５として表示されている道路６８及び誘導経路６７とが重なっている。
重なっている部分については、ディスプレイ２に対して、２次元地図画像６５が後側、３次元地図画像６０が前側に表示されており、３次元地図画像６０のみが視認可能になっている。従って、３次元地図画像６０として表示されている画像がより現実の景観に近く、見易くなっている。
【００３１】
図３は、図１に示したカーナビゲーション装置が備える演算処理部の構成を示すブロック図である。
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種々の処理を実行するＣＰＵ２１、地図記憶装置３から読み取った地図情報、地図情報に基づいて生成した地図データ、経路検索に基づいた検索データ、各種演算データ等を一時的に格納するＲＡＭ２２、処理プログラムやデータを格納するＲＯＭ２３、高速にメモリとメモリ間及びメモリと各デバイス間のデータ転送を実行するＤＭＡ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｍｅｍｏｒｙ  Ａｃｃｅｓｓ）２４、地図データを画素情報に高速に展開して、グラフィックスイメージデータを生成するグラフィックス描画処理を実行する描画コントローラ２５、グラフィックスイメージデータを記憶するＶＲＡＭ２６、各色のＩＤコードで構成されるグラフィックイメージデータをＲＧＢの輝度情報信号に変換するカラーパレット２７、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２８、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ＳＣＩ２９、パラレル信号と同期をとりバス上にのせるＰＩＯ３０、パルス信号を積分するカウンター３１で構成される。
【００３２】
ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２３に記憶された所定のプログラムに従って、自車位置を演算する処理、ユーザの操作を解析する処理、経路演算に関する処理、案内に関する処理、地図表示に関する処理等を実行する。
【００３３】
ＣＰＵ２１は、自車位置を演算する処理として、車輪速センサ６で計測された距離パルスデータと、ジャイロ８で計測された角加速度データとを各々積分した結果得られる角度データを用い、そのデータを時間軸で積分していくことにより、初期位置（Ｘ，Ｙ）から自車走行後の位置（Ｘ’，Ｙ’）を演算する処理を行う。ここで、自車の回転した角度と進む方位の関係を一致させるため、地磁気センサ７から得られる方位データと、ジャイロ８から得られる角加速度データを積分した角度データを１対１の関係にマッピングし、自車が進行している方向の絶対方位を補正する。また、上述したセンサから得られたデータを積分してゆくとセンサの誤差が蓄積するため、ＣＰＵ２１は、所定の時間周期でＧＰＳ受信装置９から得られた位置データをもとに、蓄積した誤差をキャンセルする処理を実行し、正確な位置データをＲＡＭ２２に記憶する。ＣＰＵ２１は、自車の現在位置を検出する自車位置検出手段として機能するものである。
【００３４】
また、ＣＰＵ２１は、ユーザの操作を解析する処理として、入力装置５を介してユーザからの要求を受け付けると、その要求内容を解析し、対応する処理が実行されるよう各ユニットを制御する処理を行う。例えば、ＣＰＵ２１は、ユーザが現在地から目的地まで所定の複数経由地を経由し誘導するよう要求したときは、目的地や経由地を設定するための地図を表示する処理を行うように、各ユニットを制御する。
【００３５】
また、ＣＰＵ２１は、経路演算に関する処理として、ダイキストラ法等を用い、現在地から経由地を経て目的地へ向かうリンク／ノードを地図情報から検索し、その結果得られた経路を経路データとしてＲＡＭ２２に記憶する。このときノードの重み付けを変化させることで、２地点間の距離が最短になる経路、もしくは最も短い時間で到達可能な経路、あるいは最もコストが安くなる経路等をそれぞれ求めることも可能である。
【００３６】
また、ＣＰＵ２１は、経路案内に関する処理として、ＲＡＭ２２に蓄えられた誘導経路のリンク／ノード情報と自車位置を示す位置データを比較し、交差点等を通過する前に直進すべきか、右左折すべきかを音声入出力装置４を用い音声でユーザに通知したり、誘導矢印を表示することでユーザに経路を通知する。
【００３７】
また、ＣＰＵ２１は、地図表示に関する処理として、表示が要求された地点周辺の地図情報を地図記憶装置３から読み出し、指定された縮尺、描画方式で、指定されたオブジェクト等を描画するコマンドを描画コントローラ２５に出力する。ＣＰＵ２１は、地図記憶装置３に記憶された地図情報に基づいて、地図画像をディスプレイ２に表示する制御を行う表示制御手段として機能するものである。
【００３８】
以下においては、カーナビゲーション装置１００は起動しており、一定のデータについては、前回に電源を切断した際の値が読み出されているものとする。
【００３９】
図４は、カーナビゲーション装置において行われる自車位置検出処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
まず、ＣＰＵ２１は、回転パルス信号を車輪速センサ６から受信したか否かを判断する（ステップＳ１０）。回転パルス信号を車輪速センサ６から受信していないと判断した場合、本サブルーチンを終了する。一方、回転パルス信号を車輪速センサ６から受信したと判断した場合、処理をステップＳ１１に移す。
【００４０】
ステップＳ１１において、ＣＰＵ２１は、単位時間内に受けた回転パルス数と１パルスに相当する走行距離と掛け合わせることで自車の走行距離を算出する。次に、ステップＳ１２において、ＣＰＵ２１は、ジャイロ８からの信号に基づいて、単位時間当たりに自車が回転した角度を算出する。そして、前回の演算で得られた方位情報に、求めた回転角度を加算して、自車の進行方位を求める。次に、ステップＳ１３において、ＣＰＵ２１は、得られた方位情報を地磁気センサ７から得られる方位情報と比較して補正する。このように、方位情報を適宜補正することで精度を維持することができる。
【００４１】
次に、ステップＳ１４において、ＣＰＵ２１は、単位時間当たりに自車が進んだ距離と方位情報とから得られる進行方位ベクトルに基づいて現在位置（位置データ）を算出する。次に、ステップＳ１５において、ＣＰＵ２１は、ＧＰＳ受信装置９から絶対位置データを受信する。
【００４２】
次に、ステップＳ１６において、ＣＰＵ２１は、得られた絶対位置データ（ステップＳ１５参照）と、ステップＳ１４において算出した位置データを比較し、両者の間隔が所定距離以上であるか否かを判断する。両者の間隔が所定距離以上であると判断した場合、ＣＰＵ２１は、ＧＰＳ受信装置９から受信した絶対位置データを、現在位置を示す位置データと判定する（ステップＳ１７）。一方、両者の間隔が所定距離以上ではないと判断した場合、ＣＰＵ２１は、ステップＳ１４において算出した位置データを、現在位置を示す位置データと判定する（ステップＳ１８）。
【００４３】
ステップＳ１７又はステップＳ１８の処理の後、ＣＰＵ２１は、判定結果に基づいて位置データを更新してＲＡＭ２２に記憶し（ステップＳ１９）、本サブルーチンを終了する。ステップＳ１０〜ステップＳ１９の処理を実行するとき、ＣＰＵ２１は、自車位置検出手段として機能する。
なお、ステップＳ１５の処理を実行するとき、所定期間、ＧＰＳ受信装置９から絶対位置データを受信できないときは、この処理を行うことなく、ステップＳ１９へ処理を移すこととしてもよい。この場合、ステップＳ１４において算出された位置データを、現在位置を示す位置データとして更新記憶すればよい。
【００４４】
図５は、カーナビゲーション装置において行われる経路演算処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
まず、ＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２２に記憶された位置データと、入力装置５から入力された目的地、経由地とに基づいて、地図情報を読み出し（ステップＳ３０）、現在地から経由地を経て目的地を誘導する経路のノード／リンクデータを抽出する（ステップＳ３１）。
【００４５】
次に、ステップＳ３２において、ＣＰＵ２１は、誘導経路を構成する各ノードが交差点を形成しているか否かを判断する。この処理において、ＣＰＵ２１は、ノードが３つ以上のリンクから構成されている場合に、そのノードが交差点を示していると判断する。なお、各ノードが２つのリンクから構成されている場合には、当該ノードは、道路の折れ曲がりを示していると判断される。ノードが交差点を形成していると判断した場合（ステップＳ３２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、誘導経路で交差点を構成するノードに接続したリンクがなす角度を参照し（ステップＳ３３）、処理をステップＳ３４に移す。一方、ノードが交差点を形成していないと判断した場合（ステップＳ３２：ＮＯ）、処理をステップＳ３６に移す。
【００４６】
ステップＳ３４において、ＣＰＵ２１は、ノードに接続したリンクがなす角度が、所定値（例えば、１２０度）以下であるか否かを判断する。ステップＳ３４の処理は、誘導経路が、対象ノードで右折又は左折するか否かを判断するためものであり、１８０度以下の角度を成している角度側について、当該角度が所定値以下であるか否かを判断する。所定値以下であると判断した場合、その交差点は右折又は左折すべき交差点であるため、ＣＰＵ２１は、当該ノードを誘導交差点として登録し（ステップＳ３５）、処理をステップＳ３６に移す。一方、ノードに接続したリンクがなす角度が所定値以下ではないと判断した場合、処理をステップＳ３６に移す。
【００４７】
ステップＳ３６において、ＣＰＵ２１は、交差点の探索が終了したか否かを判断する。すなわち、すべてのノード及びリンクについて誘導交差点である否かの探索を行ったかを判断する。交差点の探索が終了したと判断した場合、処理をステップＳ３７に移す。一方、交差点の探索が終了していない場合、ステップＳ３２に処理を戻し、誘導交差点の探索を引き続き行う。
【００４８】
ステップＳ３７において、ＣＰＵ２１は、ステップＳ３０〜ステップＳ３６の処理により候補として設定された経路が、入力装置５の操作により案内経路として確定されたか否かを判断する。候補として設定された経路が、案内経路として確定されなかったと判断した場合、すなわち、所定期間、確定入力がされない、又は、キャンセルの入力があった場合には、候補として設定した経路をクリアし、本サブルーチンを終了する。一方、候補として設定された経路が、案内経路として確定されたと判断した場合、当該経路について、経路案内処理を実行する（ステップＳ３８）。ステップＳ３８の処理の後、本サブルーチンを終了する。
【００４９】
図６は、図５に示したサブルーチンのステップＳ３８において呼び出されて実行される経路案内処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【００５０】
まず、ＣＰＵ２１は、位置データと誘導交差点に関する情報（ノードデータ）とに基づいて、自車の位置が誘導交差点から所定距離内（例えば、１００ｍ内）に入ったか否かを判断する（ステップＳ５０）。自車の位置が誘導交差点から所定距離内に入っていないと判断した場合、処理をステップＳ５４に移す。一方、自車の位置が誘導交差点から所定距離内に入ったと判断した場合、ＣＰＵ２１は、音声入出力装置４から誘導音声を出力させる（ステップＳ５１）。例えば、設定距離が１００ｍの場合には、その距離となった時点で、「１００ｍ先、右折して下さい」といった誘導音声を音声入出力装置４から出力させる。次に、ステップＳ５２において、ＣＰＵ２１は、誘導矢印に関するデータをＲＡＭ２２の所定領域にセットする。その結果、例えば、設定距離が１００ｍの場合には、その距離となった時点で、図２に示したような誘導矢印５１がディスプレイ２に表示されることとなる。
【００５１】
次に、ＣＰＵ２１は、当該誘導交差点を通過したか否かを判断する（ステップＳ５３）。当該誘導交差点を通過していないと判断した場合、処理をステップＳ５３に戻す。一方、当該誘導交差点を通過したと判断した場合、処理をステップＳ５４に移す。
【００５２】
ステップＳ５４において、ＣＰＵ２１は、位置データと目的地に関する情報とに基づいて、目的地に到着したか否かを判断する。目的地に到着した場合、すなわち、目的地から所定距離内（例えば、１０ｍ内）に到着した場合、経路案内処理に係るデータをクリアする等の案内終了処理を行い（ステップＳ５５）、本サブルーチンを終了する。一方、目的地に到着していないと判断した場合、処理をステップＳ５０に戻す。
【００５３】
図７は、カーナビゲーション装置において行われる地図表示処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
以下においては、カーナビゲーション装置１００における地図の表示方法に関する設定として、３次元地図画像を表示するとともに、２次元地図画像を、３次元地図画像の上空部分に表示する設定がされている場合について説明する。なお、カーナビゲーション装置１００では、入力装置５からのユーザの入力により、複数種類のなかから地図の表示方法に関する設定を選択することが可能である。
【００５４】
まず、ＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２２に記憶された位置データに基づいて、地図記憶装置３から対応する地図情報を読み出す（ステップＳ７０）。
次に、ステップＳ７１において、ＣＰＵ２１は、地図情報に含まれる地図メッシュデータと標高データとを抽出し、仮想３次元空間を設定する。次に、ステップＳ７２において、ＣＰＵ２１は、読み出した地図情報から、３次元地形データ及び構造物データを抽出し、３次元地形データ及び構造物データに含まれるベクトルデータやポリゴンデータに基づいて、道路、建物、緑地帯、河川等のオブジェクトを仮想３次元空間に配置する。ステップＳ７２における処理は、オブジェクト（道路、建物、緑地帯、河川等）ごとに設定されたモデル空間を仮想３次元空間に変換する処理である。
【００５５】
次に、ステップＳ７３において、ＣＰＵ２１は、ステップＳ７２において生成した仮想３次元空間に基づいて、３次元地図データに変換する処理を行う。この処理については、後に図８を用いて詳述することにする。次に、ステップＳ７４において、ＣＰＵ２１は、ステップＳ７２において生成した仮想３次元空間に基づいて、２次元地図データに変換する処理を行う。この処理については、後に図９を用いて詳述することにする。次に、ステップＳ７５において、ＣＰＵ２１は、ステップＳ７４において生成した２次元地図データと、ステップＳ７３において生成した３次元地図データを後方から順に重ね合わせて合成し、さらに、誘導矢印等の画像データを適宜重ね合わせてバッファに記憶することにより、合成画像データを生成する。
次に、ステップＳ７６において、合成データに基づいたグラフィックス描画コマンドを描画コントローラ２５に出力する。描画コントローラ２５では、受信したグラフィックス描画コマンドに基づいて描画を実行し、２次元地図画像、３次元地図画像、経路案内に関する画像をディスプレイ２に表示することになる（例えば、図２参照）。ステップＳ７０〜ステップＳ７６の処理を実行するとき、ＣＰＵ２１は、位置データと、地図記憶装置３に記憶された地図情報とに基づいて、地図画像をディスプレイ２に表示する制御を行う表示制御手段として機能する。
【００５６】
図８は、図７に示したサブルーチンのステップＳ７３において呼び出されて実行される３次元地図生成処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【００５７】
まず、ＣＰＵ２１は、オブジェクトが配置された仮想３次元空間（図７、ステップＳ７２参照）を、運転者の視点を原点としたカメラ空間に変換する（ステップＳ８０）。次に、ステップＳ８１において、ＣＰＵ２１は、上記カメラ空間を、視点からの視野（視野角）に対応する立体空間に変換する。その結果、視野内のオブジェクトを抽出することができ、さらに、視点に近いオブジェクトを拡大するとともに、視点から遠いオブジェクトを縮小することができる。
【００５８】
次に、ステップＳ８２において、ＣＰＵ２１は、視点からの視野に対応した立体空間内のオブジェクト（ポリゴンデータ）を、ディスプレイ２のスクリーン座標に対応する空間にクリッピングする。
【００５９】
次に、ステップＳ８３において、ＣＰＵ２１は、各ポリゴンの表面に所定のテクスチャデータを貼り付けるテクスチャマッピングを行い、３次元地図データに変換する。なお、テクスチャマッピングを行うことにより、オブジェクトの外観が決定される。このテクスチャマッピングには、単なるテクスチャデータの貼り付けのみならず、ライトマッピングや環境マッピング、バンプマッピング、透明度マッピング等のテクスチャに対する各種の操作も含まれる。ステップＳ８３の処理の後、本サブルーチンを終了する。
【００６０】
図９は、図７に示したサブルーチンのステップＳ７４において呼び出されて実行される２次元地図生成処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
まず、ＣＰＵ２１は、オブジェクトが配置された仮想３次元空間（図７、ステップＳ７２参照）を、運転者の真上を原点とした擬似２次元空間に変換する（ステップＳ９０）。次に、ステップＳ９１において、ＣＰＵ２１は、上記擬似２次元空間を、道路データのみを残し、経路演算処理（図７参照）により確定した誘導経路に係る画像データを付加して、２次元地図データに変換する。次に、ステップＳ９２において、ＣＰＵ２１は、ディスプレイ２の所定のスクリーン座標（ＸＤ，ＹＤ）が自車位置となるように、２次元地図データを配置する。従って、図２（ａ）に示す現在位置マーク５６が常にディスプレイ２の同じ座標（ＸＤ，ＹＤ）に表示されることとなる。ステップＳ９２の処理の後、本サブルーチンを終了する。
【００６１】
上述した実施形態では、２次元地図画像と３次元地図画像とが重なる部分については、３次元地図画像を表示する（２次元地図画像を表示しない）場合について発明したが、本発明においてはこの例に限定されず、表示色を半透明にした２次元地図画像を、３次元地図画像よりも手前に表示することとしてもよい。２次元地図画像を半透明にして表示する場合、例えば、以下の処理を上述した実施形態に追加すればよい。
ステップＳ９２（図９参照）の処理の後、３次元地図データ（図８、ステップＳ８３参照）を参照して、３次元地図データにおける構造物の位置座標（スクリーン座標上での構造物が表示される位置座標）を特定する。構造物の位置座標は、スクリーン座標に対応する空間にクリッピングされた構造物データに基づいて特定することができる。次に、２次元地図データにおける上記構造物の存在する位置座標部分に相当する画像データに対して、半透明にする処理を行う。その結果、図１０に示すような画像がディスプレイ２に表示される。
半透明にする方法としては、例えば、３次元地図データの色（色情報）と、２次元地図データの色（色情報）との中間色をピクセルごとに決定し、決定した中間色を３次元地図画像の色（色情報）とする方法を用いることができる。また、例えば、両者の画像を所定の係数（アルファ値）を用いて半透明合成する方法（所謂アルファブレンド）を用いることも可能である。このとき、アルファ値は、予め指定されていてもよく、半透明合成する際に指定することとしてもよい。
【００６２】
図１０は、カーナビゲーション装置が備えるディスプレイに表示される画像の他の一例を示す図である。
図１０に示すように、ディスプレイ２には、３次元地図画像７０と２次元地図画像７５とが表示されている。ディスプレイ２の右上部では、３次元地図画像７０として表示されている建物７２（構造物）と、２次元地図画像７５として表示されている道路７８及び誘導経路７７が重なっている。
両画像は、ディスプレイ２に対して、２次元地図画像７５が後側、３次元地図画像７０が前側に表示されており、且つ、両画像が重なる部分については、２次元地図画像７５が、半透明で表示されている。従って、２次元地図画像７５と３次元地図画像７０とが重なる部分については、双方を視認可能に表示することができる。
【００６３】
上述した実施形態では、地図記憶装置３に地図情報が記憶されている場合について説明したが、本発明における地図情報はこの例に限定されず、例えば、情報提供センター等の外部から受信し、ＲＡＭ等の一時記憶手段に記憶することとしてもよい。
【００６４】
本発明においては、２次元地図画像に事故地点、交通取締情報、交通渋滞情報等に関する画像を合わせて表示することとしてもよい。これらの情報は、情報提供センター、交通情報センター等から受信することができる。なお、交通渋滞情報等の受信、表示等に係る処理は、従来公知の技術を採用することができる。
【００６５】
また、上述した本実施形態では、３次元地図画像と２次元地図画像とを同一の縮尺で表示する場合について説明したが、本発明においてはこの例に限定されず、３次元地図画像と２次元地図画像とは、夫々異なる縮尺で表示されてもよい。所定距離以上、曲がるべき交差点等のノードが存在しない場合には、例えば、片方の画像を広域表示する等して、行程の全容を把握することができるからである。
【００６６】
また、上述した本実施形態では、２次元地図画像と３次元地図画像とが重なる場合がある場合について説明したが、本発明において両画像は重ならないこととしてもよく、例えば、２次元地図画像が表示される領域と３次元地図画像が表示される領域とを重ならないように予め設定しておき、各領域に夫々２次元地図画像又は３次元地図画像を表示することとしてもよい。このような方法においても、表示部の上部を有効に利用することができるからである。
【００６７】
また、上述した本実施形態では、３次元地図画像の上空部分に相当する箇所には、上空を示す画像が表示されない場合について説明したが、本発明においては上空を示す画像が表示されてもよい。このようにする場合、例えば、上空を示す画像、２次元地図画像、３次元地図画像の順に後方から重ね合わせた画像を表示部に表示すればよい。
【００６８】
また、上述した本実施形態では、同一の地図情報を用いて３次元地図画像及び２次元地図画像を生成する場合について説明したが、本発明においてはこれに限定されず、例えば、３次元地図画像用の地図情報と、２次元地図画像用の地図情報を別個に記憶、又は、外部から受信することとしてもよい。
【００６９】
以上、本発明の実施形態を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、各手段等の具体的構成は、適宜設計変更可能である。また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本実施形態に係るカーナビゲーション装置の構成を説明するための図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は、図１に示したカーナビゲーション装置が備えるディスプレイに表示される画像の一例を示す図である。
【図３】図１に示したカーナビゲーション装置が備える演算処理部の構成を示すブロックズである。
【図４】カーナビゲーション装置において行われる自車位置検出処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図５】カーナビゲーション装置において行われる経路演算処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図６】図５に示したサブルーチンのステップＳ３８において呼び出されて実行される経路案内処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図７】カーナビゲーション装置において行われる地図表示処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図８】図７に示したサブルーチンのステップＳ７３において呼び出されて実行される３次元地図生成処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図９】図７に示したサブルーチンのステップＳ７４において呼び出されて実行される２次元地図生成処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】カーナビゲーション装置が備えるディスプレイに表示される画像の他の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
１  演算処理部
２  ディスプレイ
３  地図記憶装置
６  車輪速センサ
７  地磁気センサ
８  ジャイロセンサ
９  ＧＰＳ受信装置
２１  ＣＰＵ
２２  ＲＡＭ
２３  ＲＯＭ
２５  描画コントローラ
５０、６０、７０  ３次元地図画像
５５、６５、７５  ２次元地図画像
１００  カーナビゲーション装置
【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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