(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
着目している第１の道路に対して少なくとも一部が異なる高さを有して重なっている第２の道路についての高さ情報を含む地図データを格納する地図データ格納手段と、
前記地図データ格納手段に格納された前記地図データに基づいて、所定の視点位置から車両の進行方向前方を見た地図画像を、前記第２の道路に対応する第２の画像を前記第１の道路に対応する第１の画像に対して水平に対する角度を異ならせて作成する地図画像作成手段と、
前記地図画像作成手段によって作成された前記地図画像を表示する画像表示手段と、
を備え、前記視点位置は前記車両の運転者の視点位置に、前記第１の道路は前記車両の走行道路にそれぞれ対応しており、前記地図画像作成手段は、前記車両の走行位置よりも高い位置に前記第２の道路が存在する場合に、前記第２の道路を下側から見上げる位置関係を有する前記第２の画像を描画することを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記地図画像には空に対応する領域が含まれており、
前記地図画像作成手段は、前記地図画像の空に対応した領域に前記第２の画像を描画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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自車位置周辺の地図画像を表示するナビゲーション装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車載用のナビゲーション装置は、車両の現在位置を検出し、その近傍の地図データをＤＶＤ、ＣＤ等のデータ蓄積媒体から読み出して画面上に表示する。また、画面の所定位置には自車位置を示す車両位置マークが表示されており、この車両位置マークを中心に車両の進行にしたがって近傍の地図データがスクロールされ、常時自車位置周辺の地図情報が分かるようになっている。
【０００３】
また、最近では、自車位置上空の所定位置、あるいは運転者の視点に対応する位置を視点位置とし、車両の進行方向の地図画像を鳥瞰図として表示する方法が汎用されている。このように、鳥瞰図として表示を行った場合には、地図画像を平面的（二次元的）に表示する場合に比べて、運転者が実際に見る風景に近い地図画像が表示されることとなるので、自車位置や進行方向を確認しやすくなるという利点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のナビゲーション装置では、地図画像を鳥瞰図により表現する場合に、複数の道路、例えば、一般道路と高速道路等が立体的に重なって併走したり交差している場所について、各道路間での高さ方向の位置関係を考慮した表示は行われていなかった。なお、本明細書では、以降の説明において、各道路が上下方向に立体的に重なって併走したり、交差する場合を総称して「立体的に重なっている」と表現するものとする。
【０００５】
例えば、一般道路の上を高速道路が立体的に重なっており、自車が下の一般道路を走行する場合を考えると、実際に運転者の視点から見える風景としては、自車が走行している一般道路の表面（路面）が見え、さらに視点位置より高い位置に高速道路の裏面（天井面）側が見えることとなる。
【０００６】
しかし、従来のナビゲーション装置によって表示される地図画像においては、立体的に重なっている複数の道路について、その高さ方向の位置関係を考慮した表現がなされないため、実際に運転者の視点から見える風景とナビゲーション装置で表示される地図画像との間で違いを生じ、この表示を見た運転者が自車位置や進行方向を確認しずらいという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、自車位置や進行方向の確認のしやすさを向上させることができるナビゲーション装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明のナビゲーション装置は、着目している第１の道路に対して少なくとも一部が異なる高さを有して重なっている第２の道路についての高さ情報を含む地図データを地図データ格納手段に格納し、この地図データに基づいて、地図画像作成手段により、所定の視点位置から車両の進行方向前方を見た地図画像を、第２の道路に対応する第２の画像を第１の道路に対応する第１の画像に対して異ならせて作成し、作成された地図画像を画像表示手段により表示している。第２の道路に対応する第２の画像が着目している第１の道路に対応する第１の画像に対して異なって表示されるので、これら第１の道路と第２の道路との位置関係を的確に把握することができ、自車位置や進行方向の確認のしやすさを向上させることができる。
【０００９】
また、上述した地図画像作成手段は、高さ情報を考慮せずに作成した第２の道路に対応した第３の画像の傾斜を、高さ情報に応じて変更することにより第２の画像を描画することが望ましい。第３の画像の傾斜を、高さ情報を考慮して座標変換処理等を行って変更するだけで、第１の道路に対応した第１の画像とは異なる第２の画像を容易に作成することができる。
【００１０】
また、上述した視点位置は車両の運転者の視点位置に対応し、上述した第１の道路は車両の走行道路に対応しており、地図画像作成手段は、車両の走行位置よりも高い位置に第２の道路が存在する場合に、第２の道路を下側から見上げる位置関係を有する第２の画像を描画することが望ましい。このように、下側から見上げる位置関係を有する第２の画像を描画することにより、車両内から実際に見る風景により近い地図画像を表現することができ、第１の道路と第２の道路との立体的な位置関係を視覚的に容易に把握することができるようになる。
【００１１】
また、上述した地図画像には空に対応する領域が含まれており、地図画像作成手段は、地図画像の空に対応した領域に第２の画像を描画することが望ましい。一般に、地図画像として重要なのは道路や隣接する施設等の情報であるため、空に対応する領域に第２の道路に対応した第２の画像を重ねて表示することにより、本来重要である自車の走行道路やその周辺の情報が視覚的に遮られることを防止することができるとともに、表示領域を有効利用することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した一実施形態のナビゲーション装置について、図面を参照しながら説明する。
（１）ナビゲーション装置の全体構成
図１は、本発明を適用した一実施形態の車載用ナビゲーション装置の全体構成を示す図である。図１に示すナビゲーション装置は、全体を制御するナビゲーションコントローラ１と、地図表示や経路探索等に必要な各種の地図データを記録したＤＶＤ２と、このＤＶＤ２に記録された地図データを読み出すディスク読取装置３と、利用者が各種の指示を入力する操作部としてのリモートコントロール（リモコン）ユニット４と、自車位置と自車方位の検出を行うＧＰＳ受信機５および自律航法センサ６と、地図画像やこれに重ねて交差点に関する情報等を表示するディスプレイ装置７とを備えている。
【００１３】
上述したディスク読取装置３は、１枚あるいは複数枚のＤＶＤ２が装填可能であり、ナビゲーションコントローラ１の制御によっていずれかのＤＶＤ２から地図データの読み出しを行う。なお、装填されるディスクは必ずしもＤＶＤでなくてもよく、ＣＤでもよい。また、ＤＶＤとＣＤの双方を選択的に装填可能としてもよい。
【００１４】
リモコンユニット４は、経路探索指示を与えるための探索キー、経路誘導モードの設定に用いる経路誘導モードキー、目的地入力キー、左右上下のカーソルキー、地図の縮小／拡大キー、表示画面上のカーソル位置にある項目の確定を行う設定キー等の各種操作キーを備えており、キーの操作状態に応じた赤外線信号をナビゲーションコントローラ１に向けて送信する。
【００１５】
ＧＰＳ受信機５は、複数のＧＰＳ衛星から送られてくる電波を受信して、３次元測位処理あるいは２次元測位処理を行って車両の絶対位置および方位を計算し（車両方位は現時点における自車位置と１サンプリング時間ΔＴ前の自車位置とに基づいて計算する）、これらを測位時刻とともに出力する。また、自律航法センサ６は、車両回転角度を相対方位として検出する振動ジャイロ等の角度センサと、所定走行距離毎に１個のパルスを出力する距離センサとを備えており、車両の相対位置および方位を検出する。
【００１６】
ディスプレイ装置７は、ナビゲーションコントローラ１から出力される描画データに基づいて、自車周辺の地図情報を出発地マーク、目的地マーク等とともに表示したり、この地図上に誘導経路を表示する。
（２）地図データの詳細内容
次に、ＤＶＤ２に記録された地図データの詳細について説明する。ＤＶＤ２に記録された地図データは、所定の経度および緯度で区切られた矩形形状の図葉を単位としており、各図葉の地図データは、図葉番号を指定することにより特定され、読み出すことが可能となる。各図葉毎の地図データには、地図表示に必要な各種のデータからなる「描画ユニット」と、マップマッチングや経路探索、経路誘導等の各種の処理に必要なデータからなる「道路ユニット」と、交差点等の詳細データからなる「交差点ユニット」が含まれている。
【００１７】
また、上述した描画ユニットには、建物あるいは河川等を表示するために必要な背景レイヤのデータと、市町村名や道路名等を表示するために必要な文字レイヤのデータが含まれている。
また、上述した道路ユニットにおいて、道路上の任意の２点間を結ぶ線をリンクといい、２本以上のリンクを結ぶ隣接点をノードという。また、道路ユニットには、道路ユニットであることを識別するためのユニットヘッダと、全ノードの詳細データを納めた接続ノードテーブルと、接続ノードテーブルの格納位置を示すノードテーブルと、隣接する２つのノードによって特定されるリンクの詳細データを納めたリンクテーブルとが含まれている。
【００１８】
図２は、道路ユニットに含まれる各種のテーブルの詳細な内容を示す図である。ノードテーブルは、図２（Ａ）に示すように、着目している図葉に含まれる全ノードに対応したノードレコード＃０、＃１、…を格納している。各ノードレコードは、その並び順に＃０から順にノード番号が与えられており、各ノードに対応する接続ノードテーブルの格納位置を示す。
【００１９】
また、接続ノードテーブルは、図２（Ｂ）に示すように、存在するノードのそれぞれ毎に、
ａ．正規化経度・緯度、
ｂ．このノードが交差点ノードであるか否かを示す交差点ノードフラグ、他の図葉との境界にあるノードであるか否かを示す隣接ノードフラグ、このノードにおいてリンクが分岐しているか否か、分岐しているとしたら分岐の形状がＴ字路あるいはＹ字路に該当するか否かを示す分岐路情報などからなる「ノードの属性フラグ」、
ｃ．このノードをリンクの一方端とするリンクがある場合に各リンクの他方端を構成するノードの数を示す「接続しているノードの数」、
ｄ．このノードに接続されているリンクに右折禁止やＵターン禁止等の交通規制が存在する場合にはその「交通規制の数」、
ｅ．このノードが一方端となっている各リンクのリンク番号を示すリンク本数分の接続ノードレコード、
ｆ．上述した交通規制が存在する場合にはその数に対応した交通規制の具体的な内容を示す交通規制レコード、
ｇ．このノードが他の図葉との境界にあるノードである場合には、隣接する図葉の対応するノードの接続ノードテーブルの位置を示す「隣接ノードレコード」、
ｈ．このノードが交差点ノードである場合には、交差点ユニットにおける対応する交差点レコードの格納位置およびサイズ、
等が含まれる。
【００２０】
また、リンクテーブルは、図２（Ｃ）に示すように、着目している図葉に含まれる全てのリンクに対応したリンク番号順に複数のリンクレコードを含んでいる。これらの各リンクレコードは、
ａ．主に探索経路表示用に各リンクに付されたコードであるリンクＩＤ、
ｂ．リンクの両端に位置する２つのノードを特定するノード番号１およびノード番号２、
ｃ．リンクの距離、
ｄ．このリンクを走行する場合のコスト、
ｅ．このリンクに付随した道路の属性情報、例えば、一方通行の有無や、この道路が他の道路と立体的に重なっている場合に上下方向の位置関係を示す高さ情報等を含む各種の道路属性フラグ、
ｆ．このリンクに対応した実際の道路が高速道路であるか一般道であるかといった道路の種類や、道路の幅が何メートルあるかといった道路の幅員を示す道路種別フラグ、
ｇ．このリンクに対応した道路に付された路線番号、
等が含まれる。
【００２１】
（３）ナビゲーションコントローラの詳細構成および動作
次に、図１に示したナビゲーションコントローラ１の詳細構成について説明する。ナビゲーションコントローラ１は、ディスプレイ装置７に所定の地図画像等を表示するためのデータバッファ１０、地図読出制御部１２、地図描画部１４、ＶＲＡＭ１６、画像合成部１８と、自車位置の計算やマップマッチング処理、経路探索処理、経路誘導処理を行うとともにその結果を表示するための車両位置計算部３０、経路探索処理部３２、誘導経路描画部３４と、利用者に対する各種の操作画面を表示したりリモコンユニット４からの操作指示を各部に伝えるためのリモコン制御部６０、カーソル位置計算部６２、操作画面発生部６４とを備えている。
【００２２】
データバッファ１０は、ディスク読取装置３によってＤＶＤ２から読み出された地図データを一時的に格納するためのものである。地図読出制御部１２は、車両位置計算部３０によって自車位置が算出されると、この自車位置を含む所定範囲の地図データの読み出し要求をディスク読取装置３に送り、地図表示に必要な地図データをＤＶＤ２から読み出してデータバッファ１０に格納する。
【００２３】
地図描画部１４は、データバッファ１０に格納された地図データに基づいて、所定の視点位置から車両の走行方向前方を見た場合の擬似的な立体表示を行うための地図描画データを作成するものであり、レイヤ設定部２０と投影変換処理部２２を備えている。本実施形態における地図描画データは、自車の運転席に搭乗した利用者が所定の運転姿勢を取り前方を見た場合に対応して設定された視点位置に基づいて作成される。このため、地図描画部１４によって作成されてディスプレイ装置７によって表示される地図画像は、自車の運転席から見た風景が擬似的に表現されたものとなる。具体的な表示例については後述する。
【００２４】
ところで、本実施形態の地図描画部１４は、立体的に重なっている道路がある場合にその様子を表現するために、各道路をその高さ情報に応じて複数のレイヤに分けて描画している。レイヤ設定部２０は、地図データに含まれる道路ユニットを調べて、各道路の高さ情報を取得し、各道路を複数のレイヤのいずれに描画するかを設定する。道路を描画するためのレイヤの詳細については後述する。投影変換処理部２２は、平面的な地図描画データに対して所定の投影変換処理を行って、擬似的な立体表示を行うための地図描画データを作成する。
【００２５】
地図描画部１４によって作成された地図描画データは、ＶＲＡＭ１６に格納されて、画像合成部１８によって読み出される。画像合成部１８は、ＶＲＡＭ１６から読み出した地図描画データや、操作画面発生部６４等から出力される描画データを重ねて画像合成を行う。画像合成部１８によって合成された画像は、ディスプレイ装置７の画面上に表示される。
【００２６】
車両位置計算部３０は、ＧＰＳ受信機５および自律航法センサ６の各検出データに基づいて自車位置を計算するとともに、計算した自車位置が地図データの道路上にない場合には、自車位置を修正するマップマッチング処理を行う。
経路探索処理部３２は、あらかじめ設定された目的地と出発地との間を所定の条件下で結ぶ走行経路を探索する。例えば、距離最短、時間最短等の各種の条件下で、コストが最小となる誘導経路が設定される。経路探索の代表的な手法としてはダイクストラ法や横型探索法が知られている。誘導経路描画部３４は、経路探索処理部３２によって設定された誘導経路を地図画像上に重ねて描画する。
【００２７】
上述したデータバッファ１０が地図データ格納手段に、地図描画部１４が地図画像作成手段に、ＶＲＡＭ１６、画像合成部１８、ディスプレイ装置７が画像表示手段にそれぞれ対応している。
本実施形態のナビゲーション装置はこのような構成を有しており、次にその動作を説明する。初めに、立体的に重なっている道路を複数のレイヤに分けて地図を表現する方法について概念的に説明する。
【００２８】
図３は、地図中に含まれる道路をレイヤ分けして地図を表現する方法を概念的に説明する図である。図３（ａ）に示すように、本実施形態では、レイヤ設定部２０は、道路をその高さ情報に応じて複数のレイヤ（図３に示す例では５つのレイヤ）のいずれかに対応付けている。
【００２９】
具体的には、自車が走行中の道路が自車走行レイヤに設定され、この道路やその周辺を含む地図画像がこの自車走行レイヤに描画される。また、自車が走行中の道路よりも高い位置に高速道路等の高架道路が通っている場合には、この高架道路が高架レイヤ１に設定され、この高架道路を示す地図画像がこの高架レイヤ１に描画される。同様に、高架レイヤ１に描画された高架道路よりもさらに高い位置にある高架道路については、高架レイヤ２や高架レイヤ３に描画される。また、自車走行レイヤよりも低い位置を通っている道路等については、地下レイヤに設定され、これらの道路を示す地図画像がこの地下レイヤに描画される。
【００３０】
なお、一般道路と立体的に重なっている高速道路上を自車が走行しているような場合等では、自車が走行中の高速道路が自車走行レイヤに描画され、その下の一般道路が地下レイヤに描画されるため、地下レイヤに設定される道路が必ずしも地下を通っている訳ではないが、本実施形態では、便宜上、自車走行レイヤよりも低い位置のレイヤを「地下レイヤ」を称している。
【００３１】
また、図３（ｂ）に示すように、各レイヤは、描画の際に下のレイヤになるほど水平方向からの傾き角度が大きくなるように、各レイヤ毎に異なる所定の角度が付けられる。さらに、図３（ｃ）に示すように、視点位置よりも高い位置にある高架レイヤ１〜３については、そのレイヤに描画される道路は、裏面が見えるように座標変換が行われる。図３（ｃ）では、高架レイヤ１〜３の裏面が見えている様子がハッチングを付すことにより表現されている。このように、視点位置よりも高い位置にあるレイヤについては、その裏面が見えるように座標変換を行うことにより、現実に見える風景と同様に、視点位置より低い位置の道路は表面（路面）が見え、視点より高い位置の高架道路はその裏面（実際の道路の天井面）が見えるように各道路が配置された地図画像を表現することができ、地図画像の臨場感を高めることができる。具体的な表示例については後述する。
【００３２】
図４は、レイヤ分けが行われた地図画像に対する立体描画処理について説明する図であり、各レイヤを真横から見た図が表されている。なお、図４では、説明を簡略化するために、視点位置より低い位置にあるレイヤとして自車走行レイヤのみを考え、視点位置より高い位置にあるレイヤとして高架レイヤ１のみを考えるものとする。
【００３３】
図４に示すように、投影変換処理部２２は、運転席に搭乗した利用者の視点に対応して視点位置Ｐが設定されると、自車走行レイヤの地図画像を仮想画面Ｓに対して透視変換する処理を行う。また、高架レイヤ１の地図画像については、視点位置Ｐと高架レイヤ１との位置関係から、地図画像の裏面側から仮想画面Ｓに対して透視変換がなされる。
【００３４】
なお、実際の処理において、上述したような裏面側からの透視変換を実現する方法としては、種々の方法が考えられる。以下にその一例を説明する。図５は、裏面側からの透視変換を実現する方法の一例について説明する図である。初めに、図５（ａ）に示すように、視点位置Ｐを通る水平線を境として線対称な位置に、高架レイヤ１を座標変換する処理を行う。このようにすると、視点位置Ｐから高架レイヤ１の表面側が見えるようになる。
【００３５】
次に、視点位置Ｐに対応して、高架レイヤ１に描画されている地図画像に対して透視変換を行う。この結果、図５（ｂ）に示す例のように、高架レイヤ１の表面側に描画された道路を視点位置Ｐから見た画像が得られる。次に、得られた画像を上下方向に反転させ、裏面側であることを表現するために、道路画像の全体を灰色等の暗めな色（図中ではハッチングで表現されている）を付加するとともに、図５（ｂ）では描かれていた道路上のセンターライン等の不要な画像を削除することにより、図５（ｃ）に示すように、裏面側から透視変換を行うのとほぼ等価な地図画像が得られる。
【００３６】
次に、本実施形態のナビゲーション装置において、自車位置周辺の地図画像を表示する際の動作手順について説明する。図６は、地図画像を表示する際の動作手順を示す流れ図である。まず、地図読出制御部１２は、車両位置計算部３０によって求められた自車位置を中心として、所定枚数分の図葉に対応する地図データを読み出す指示をディスク読取装置３に送る。ディスク読取装置３は、この指示に従って、ＤＶＤ２から地図データを読み出され、この読み出された地図データがデータバッファ１０に格納される（ステップ１００）。
【００３７】
次に、地図描画部１４内のレイヤ設定部２０は、データバッファ１０に格納された地図データの中から道路ユニットを読み出して、自車位置に基づいて設定される地図画像の描画範囲内に、立体的に重なっている道路があるか否かを判定する（ステップ１０１）。具体的には、上述したように、図葉内に含まれる各道路に対応して道路ユニット内のリンクレコードが用意されており、これらのリンクレコードを調べることにより、立体的に重なっている道路があるか否かを判定することができる。
【００３８】
立体的に重なっている道路がある場合には、ステップ１０１において肯定判断がなされ、レイヤ設定部２０は、立体的に重なっている各道路の上下方向の位置関係を表す高さ情報を各道路に対応するリンクレコード内の道路属性フラグから取得する（ステップ１０２）。
【００３９】
高さ情報を取得すると、レイヤ設定部２０は、この高さ情報に基づいて、各道路画像を描画するレイヤを設定する（ステップ１０３）。具体的には、上述したように、自車が現在走行している道路に対応する道路画像は自車走行レイヤに設定され、それより上を通っている高架道路は、その高さが低い順（自車が走行している道路に近い順）に高架レイヤ１〜３のそれぞれに設定される。例えば、自車が現在走行している道路より高い位置に通っている高架道路が１つしかない場合には、この高架道路は高架レイヤ１に設定され、それより高い位置に対応する高架レイヤ２、３には何も設定されないことになる。同様に、自車が現在走行している道路よりも下を通っている道路がある場合には、この道路は地下レイヤに設定される。
【００４０】
次に、地図描画部１４内の投影変換処理部２２は、視点位置を所定位置に設定し、各レイヤ毎に立体処理を行う（ステップ１０４）。各レイヤ毎に得られた立体画像（擬似的な三次元画像）は、地図描画部１４において１つに合成される（ステップ１０５）。
【００４１】
具体的には、上述したように、自車の走行道路に対応した自車走行レイヤとそれより低い位置に対応した地下レイヤについては、設定された視点位置に基づいて投影変換を行うことにより、この視点位置に対応した立体画像がそれぞれ作成される。また、各高架レイヤ１〜３については、上述した図５で説明したように、視点位置を通る水平線を境として、各高架レイヤを線対称に移動して視点位置から各高架レイヤの表面側が見えるようにしてから透視変換を行い、得られた地図画像を上下方向に反転させ、道路画像の全体に灰色等の暗めな色を付加して、道路上のセンターライン等の不要な画像は削除することにより、下から見上げるような道路画像が得られる。そして、各レイヤに対応して得られた立体画像をその高さ情報を考慮して合成することにより、自車の運転席を視点位置とした場合の地図表示を行うための描画データが得られる。
【００４２】
なお、本実施形態の地図描画部１４では、自車走行レイヤに対応した地図画像よりも高い位置に所定の空画像が表示されるように、空の描画データを付加しており、高架レイヤ１〜３に対応した描画データがある場合には、この空の描画データの上に各高架レイヤに対応する描画データを上書きするようにしている。
【００４３】
地図描画部１４において１つに合成された地図描画データは、画像合成部１８に出力され、操作画面発生部６４によって作成された描画データとともに合成され、この合成によって得られた画像がディスプレイ装置７の画面上に表示される（ステップ１０６）。その後、ステップ１００に戻って、地図データの読み出し動作以降の処理が繰り返される。
【００４４】
また、立体的に重なっている道路がない場合には、上述したステップ１０１において否定判断がなされ、地図描画部１４は、通常の地図画像の描画処理を行い（ステップ１０７）、その後、ステップ１０６に移って自車位置周辺の地図画像の表示を行う。
【００４５】
図７は、本実施形態のナビゲーション装置において表示される地図画像の一例を示す図であり、自車位置（運転席）を視点位置に設定して作成された地図画像の表示例が示されている。同図において、車両位置マーク１００で示されているように、自車が交差点１１０に進入する場合の地図画像が表示されており、自車が走行中の道路と並行して、この走行道路よりも高い位置に高架道路１２０が通っており、交差点１１０の位置で走行道路と高架道路が立体的に重なっている様子が示されている。高架道路１２０は、その裏面を自車位置から見上げた様子を擬似的に表現するために、暗めの表示色（図中では、ハッチングで示されている）が付加されている。このように、自車位置から裏面を見た様子が表現された高架道路１２０を表示することにより、実際に運転者の視点から見える風景により近い地図画像を表現することができるので、この表示内容を見た運転者は、自車位置や進行方向を確認しやすくなる。また、このような高架道路１２０の表示と同時に、高さ情報を生かした音声案内（例えば「高架道路をくぐって、左折です」等）を行うようにすれば、自車位置や進行方向をより容易に確認することができるようになる。
【００４６】
ところで、一般的に、自車位置（運転席）に設定された視点位置に基づいて作成される地図画像では、利用者が実際に見る風景に近い地図画像を作成しようとすると、地図画像中において空に対応する領域の占める割合が多くなるが、地図画像を「情報」という観点から考えるとこの空に対応する領域は利用者に対して何ら情報を与えないため無駄な領域となる。しかし、本実施形態では、このような空に対応する領域を利用して、高架道路１２０を表示しているので、従来であれば何ら情報を与えなかった領域を使って、利用者にとって有用な情報を与えることができ、しかも、従来から行われている地図画像の表示領域はほぼそのままに保つことができるという利点もある。
【００４７】
このように、本実施形態のナビゲーション装置では、地図画像の表示範囲内に立体的に重なっている道路がある場合には、自車が走行している道路とそれ以外の高架道路等とをその高さ情報を考慮して地図画像を描画しているので、利用者が実際に見る風景に近い臨場感ある地図画像を表示するができる。このため、各道路の間の上下関係を容易に把握することができ、自車位置や進行方向の確認のしやすさを向上させることができる。特に、本実施形態では、自車の走行道路よりも高い位置にある高架道路を表示する際に、この高架道路を下側から見上げる様子が表現されるので、自車の走行道路と高架道路との立体的な位置関係を視覚的に容易に把握することができる。
【００４８】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、地図画像を作成する際の視点位置は自車位置（運転席）に設定されていたが、視点位置はこれに限定されるものではなく、例えば、自車位置上空の所定位置に視点位置を設定するようにしてもよい。
【００４９】
また、上述した実施形態では、地図中に含まれる道路をレイヤ分けして地図を表現する場合に、複数のレイヤを用意し、各レイヤに対して異なる角度を持たせるようにしていたが、各レイヤを湾曲させるようにしてもよい。図８は、各レイヤを湾曲させる場合の変形例について説明する図である。同図に示すように、各レイヤ上に描画される地図画像に対して、視点位置Ｐより高いレイヤの手前側（視点位置Ｐが設定される側）から見て各レイヤの裏面側が見えるように湾曲させる座標変換を行うとよい。なお、湾曲の度合いについては、レイヤの位置が高いほど湾曲の曲率半径が小さくなるように設定される。このように、視点位置より高いレイヤを湾曲させることによっても、視点位置より低い位置の道路は表面が見え、視点より高い位置の高架道路はその裏面が見えるように各道路が配置された地図画像を表現することができる。
【００５０】
図９は、各レイヤを湾曲させる場合の地図画像の表示例を示す図である。同図において、車両位置マーク１００で示されているように、自車が交差点１１０に進入する場合の地図画像が表示されており、自車が走行中の道路と並行して、この走行道路よりも高い位置に高架道路１２０Ａが通っており、交差点１１０の位置で走行道路と高架道路が立体的に重なっている様子が示されている。高架道路１２０Ａは、その裏面を自車位置から見上げた様子を擬似的に表現するために、上述した図７の場合と同様に暗めの表示色（図中では、ハッチングで示されている）が付加されている。高架道路１２０Ａに対応した高架レイヤを湾曲させることで、特に高架道路１２０Ａの手前側、すなわち、視点位置に近い側の裏面が強調して表示されることとなり、高架道路を認識しやすくなる。
【００５１】
また、上述した実施形態では、道路の高さ情報については、立体的に重なっている各道路の上下関係のみを格納するようにしていたが、地表面からの高さを具体的な数値で示すことにより高さ情報を格納するようにしてもよい。この場合には、高さ情報に格納された地表からの高さの具体的な数値に応じて、上述した地図画像を描画するレイヤに持たせる角度を設定するようにすれば、実際の道路の高さを反映した、より臨場感のある地図画像を表示することができる。
【００５２】
また、上述した実施形態では、地図画像を描画する際のレイヤとして５つのレイヤを用いた場合について説明したが、レイヤの数はこれに限定されるものではなく、任意に設定することができる。例えば、より多くの数のレイヤを用いるようにすれば、多数の道路が立体的に重なっているような場所においても、対応する地図画像を描画することができる。
【００５３】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、着目している第１の道路に対して少なくとも一部が異なる高さを有して重なっている第２の道路に対応する第２の画像が、第１の道路に対応する第１の画像に対して異なって表示されるので、これら第１の道路と第２の道路との上下関係を的確に表現することができ、自車位置や進行方向の確認のしやすさを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の車載用ナビゲーション装置の全体構成を示す図である。
【図２】道路ユニットに含まれる各種のテーブルの詳細な内容を示す図である。
【図３】地図中に含まれる道路をレイヤ分けして地図を表現する方法を概念的に説明する図である。
【図４】レイヤ分けが行われた地図画像に対する立体描画処理について説明する図である。
【図５】裏面側からの透視変換を実現する方法の一例について説明する図である。
【図６】地図画像を表示する際の動作手順を示す流れ図である。
【図７】ナビゲーション装置において表示される地図画像の一例を示す図である。
【図８】各レイヤを湾曲させる場合の変形例について説明する図である。
【図９】各レイヤを湾曲させる場合の地図画像の表示例を示す図である。
【符号の説明】
１  ナビゲーションコントローラ
４  リモートコントロール（リモコン）ユニット
５  ＧＰＳ受信機
６  自律航法センサ
７  ディスプレイ装置
１０  データバッファ
１２  地図読出制御部
１４  地図描画部
１６  ＶＲＡＭ
１８  画像合成部
２０  レイヤ設定部
２２  投影変換処理部
３０  自車位置計算部
３２  経路探索処理部
３４  誘導経路描画部
６０  リモコン制御部
６２  カーソル位置計算部
６４  操作画面発生部
【図１】
0003942796.tif 000002
【図２】
0003942796.tif 000003
【図３】
0003942796.tif 000004
【図４】
0003942796.tif 000005
【図５】
0003942796.tif 000006
【図６】
0003942796.tif 000007
【図７】
0003942796.tif 000008
【図８】
0003942796.tif 000009
【図９】
0003942796.tif 000010