(57)【要約】【課題】動的な法線マップの生成を時系列に分散させ、計算負荷を大幅に低減しながら高精度な３次元表示を行う。【解決手段】データ取得部１４は、ＧＰＳ部２から現在地情報、速度センサ４から車速データ、情報センタＣからの波を表示する地点の天気情報を取得する。車両移動時間計算処理部１５は、データ取得部１４が取得した現在地情報、および車速データから、車両が波を表示する地点までの移動時間（時間Ｍ）を算出する。天候情報更新時間計算処理部１６は、情報センタＣが更新する天気情報の更新周期から、次回の更新時間（時間Ｎ）を算出する。分散判定部１７は、時間Ｍ＜時間Ｎの場合、分散処理部１８が、取得した天気情報から得られた風速に基づいて、波動シミュレーションの計算し、法線マップを生成する。また、時間Ｍ＞＝時間Ｎの場合、計算が無駄になるため処理を終了する。【選択図】図１
2009252059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の速度を検出する速度センサと、
車両の現在位置を算出する位置検出部と、
天気情報を取得する天気情報取得部と、
前記速度センサが検出した車両の速度、および前記位置検出部が検出した車両の現在地情報データから算出した車両が表示対称となる３Ｄオブジェクトを表示する地点に到達するまでの移動時間と、前記天気情報取得部が取得する次回に更新される更新時間とを比較し、車両が表示対称となる３Ｄオブジェクトに到達するまでの移動時間が、次回に更新される更新時間より短い場合に、前記天気情報に基づいて、波動シミュレーションを計算し、法線マップを生成する３Ｄオブジェクト描画部と、
前記３Ｄオブジェクト描画部が生成した法線マップに基づいて、前記３Ｄオブジェクトの描画処理を行う描画部とを備えたことを特徴とする描画表示処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の描画表示処理装置において、
前記３Ｄオブジェクト描画部は、
前記速度センサが検出した車両の速度、および前記位置検出部が検出した車両の現在地情報データから、車両が表示対称となる３Ｄオブジェクトを表示する地点に到達するまでの移動時間を算出する車両移動時間計算処理部と、
前記天気情報取得部が取得した天気情報の更新周期を算出し、更新される次回の更新時間を算出する天候情報更新時間計算処理部と、
前記車両移動時間計算処理部が算出した時間が、前記天候情報更新時間計算処理部が算出した時間よりも短いか否かを比較する分散判定部と、
前記分散判定部が、前記車両移動時間計算処理部が算出した時間が、前記天候情報更新時間計算処理部が算出した時間よりも短いと判定した際に、前記天気情報に基づいて、波動シミュレーションを計算し、法線マップを生成する分散処理部とを備えたことを特徴とする描画表示処理装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の描画表示処理装置において、
前記３Ｄオブジェクト描画部が生成する法線マップは、
海、川、あるいは池などの水面における波の表示に用いられることを特徴とする描画表示処理装置。
【請求項４】
請求項１または２記載の描画表示処理装置において、
前記天気情報取得部が取得する天気情報は、
表示対称となる３Ｄオブジェクトの地点の風速、または波の高さ情報であることを特徴とする描画表示処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、描画処理技術に関し、特に、カーナビゲーションシステムなどにおける法線マップを用いた３次元（３Ｄ）描画に有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などに搭載されるカーナビゲーションシステムなどに用いられる描画表示処理装置では、３次元表示を行う場合、高精度の３次元（３Ｄ）表示を行うとリアルタイム性が確保できないために、簡易な３次元による表現が一般的に用いられている。
【０００３】
しかしながら、近年、自動車などに搭載されるカーナビゲーションシステムなどの描画表示処理装置では、主な機能である地図表示において、たとえば、３次元表示のように、より見やすくリアルな地図表示など高度で多彩な表示を行う傾向にある。
【０００４】
たとえば、海面や川などの波をよりリアルに表示する技術として、インタラクティブ３Ｄによる表現では、法線マップを使ったバンプマッピングがよく使用されている。これは波動をシミュレートし、波の高さ情報などを法線マップに落とし込み、これを用いたアニメーションを行う技法である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記のような描画表示処理装置による３次元表示技術では、次のような問題点があることが本発明者により見い出された。
【０００６】
上述した法線マップを使ったバンプマッピングによる技法で動く波を表現するためには、１枚の法線マップだけでなく、複数の法線マップを生成する必要がある。そのために、表示中は法線マップを生成し続ける必要があり、これがカーナビゲーションシステムなどの描画表示処理装置では、高い負荷となってしまい、リアルタイム性を損ねてしまうという問題が発生してしまうことになる。
【０００７】
また、この計算は、波の高さ、周波数、風速などの多くのパラメータが必要になり、組み合わせ数が膨大になるため、事前計算ですべての計算結果を法線マップとして持つことは非現実的であるという問題もある。
【０００８】
本発明の目的は、動的な法線マップの生成を時系列に分散させ、計算負荷を大幅に低減しながら高精度な３次元表示を行うことのできる技術を提供することにある。
【０００９】
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴については、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１１】
本発明は、車両の速度を検出する速度センサと、車両の現在位置を算出する位置検出部と、天気情報を取得する天気情報取得部と、速度センサが検出した車両の速度、および位置検出部が検出した車両の現在地情報データから算出した車両が表示対称となる３Ｄオブジェクトを表示する地点に到達するまでの移動時間と天気情報取得部が取得する次回に更新される更新時間とを比較し、車両が表示対称となる３Ｄオブジェクトに到達するまでの移動時間が、次回に更新される更新時間より短い場合に、天気情報に基づいて、波動シミュレーションを計算し、法線マップを生成する３Ｄオブジェクト描画部と、該３Ｄオブジェクト描画部が生成した法線マップに基づいて、３Ｄオブジェクトの描画処理を行う描画部とを備えたものである。
【００１２】
また、本願のその他の発明の概要を簡単に示す。
【００１３】
本発明は、前記３Ｄオブジェクト描画部が、速度センサが検出した車両の速度、および位置検出部が検出した車両の現在地情報データから、車両が表示対称となる３Ｄオブジェクトを表示する地点に到達するまでの移動時間を算出する車両移動時間計算処理部と、天気情報取得部が取得した天気情報の更新周期を算出し、更新される次回の更新時間を算出する天候情報更新時間計算処理部と、車両移動時間計算処理部が算出した時間が、天候情報更新時間計算処理部が算出した時間よりも短いか否かを比較する分散判定部と、該分散判定部が、車両移動時間計算処理部が算出した時間が、天候情報更新時間計算処理部が算出した時間よりも短いと判定した際に、天気情報に基づいて、波動シミュレーションを計算し、法線マップを生成する分散処理部とを備えたものである。
【００１４】
また、本発明は、前記３Ｄオブジェクト描画部が生成する法線マップが、海、川、あるいは池などの水面における波の表示に用いられるものである。
【００１５】
さらに、本発明は、前記天気情報取得部が取得する天気情報が、表示対称となる３Ｄオブジェクトの地点の風速、または波の高さ情報よりなるものである。
【発明の効果】
【００１６】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００１７】
（１）動的な法線マップ生成を時系列に分散させることにより、動的法線マップを利用した高品質な３Ｄ表現を低負荷で実現することができる。
【００１８】
（２）また、上記（１）により、高精度でリアリティのある波をリアルタイム性を損なうことなく、表示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態によるナビゲーションシステムの構成例を示すブロック図、図２は、図１のナビゲーションシステムによる波の描画処理のフローチャート、図３は、図２の描画処理における説明図である。
【００２１】
本実施の形態において、たとえば、自動車などに用いられるナビゲーションシステム１は、図１に示すように、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）部２、ハードディスクドライブ３、速度センサ４、ディスプレイ５、フレームバッファ６、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）７、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）８、ディスプレイ制御部９、および描画処理部１０から構成されている。
【００２２】
また、これらフレームバッファ６、ＧＰＵ７、ＣＰＵ８、ディスプレイ制御部９、ならびに描画処理部１０は、バスＢを介して相互に接続されている。
【００２３】
この描画表示処理装置となるナビゲーションシステム１には、たとえば、携帯電話などの通信端末機ＨＦが接続されており、無線通信によってネットワークＮＴを介して情報センタＣと通信が行われ、天気情報などが取得される。ここで、通信端末機ＨＦは、携帯電話以外でもよく、たとえば、道路交通情報などをリアルタイムに送信する情報通信システムであるＶＩＣＳ（Ｖｅｈｉｃｌｅ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）の情報を受信する受信ユニットなどであってもよい。また、ナビゲーションシステム１、および通信端末機ＨＦは、たとえば、自動車などの車両に搭載されている。
【００２４】
位置検出部であるＧＰＳ部２は、ＧＰＵ衛星からの電波を受信し、自車の現在位置などを算出する。ハードディスクドライブ３は、ナビゲーションシステム１において使用される地図情報からなる地図データベース、情報センタＣから取得した天気情報、および描画処理部１０が処理した中間データなどの様々なデータを格納する。
【００２５】
速度センサ４は、自動車の車速を検出する。ディスプレイ５は、たとえば、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）などのモニタからなり、ディスプレイ制御部９の制御に基づいて、画像データを映像として表示する。
【００２６】
フレームバッファ６は、描画演算処理された描画結果を一時的に格納する。ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）７は、ＣＰＵ８の命令に基づいて３次元の描画処理を実行する。
【００２７】
ＣＰＵ８は、アプリケーションに基づいて、ナビゲーションシステム１における全体の制御を司る。ディスプレイ制御部９は、ＧＰＵ７、または後述する描画部１３によって描画される内容を実際にディスプレイ５に表示する処理を行う。
【００２８】
描画処理部１０は、ディスプレイ制御部９の命令に基づいて地図などのディスプレイに表示される描画処理を実行する。この描画処理部１０は、テレマティクス部１１、波描画処理部１２、ならびに描画部１３から構成されている。
【００２９】
テレマティクス部１１は、通信端末機ＨＦが接続され、情報センタＣから天候情報を取得する。３Ｄオブジェクト描写部となる波描画処理部１２は、海面や川などの波の描画を、実際の天候などの条件に合わせて高精度に３次元表示する処理を行う。
【００３０】
描画部１３は、ハードディスクドライブ３に格納されている地図データベースに基づいて、２次元の地図の表示処理などを行うとともに、ハードディスクドライブ３に格納された中間データを適宜読み取り、動的法線マップを使ったバンプマッピング法で、波を描画する処理を行う。
【００３１】
また、波描画処理部１２は、データ取得部１４、車両移動時間計算処理部１５、天候情報更新時間計算処理部１６、分散判定部１７、ならびに分散処理部１８から構成されている。
【００３２】
データ取得部１４は、速度センサ４からの情報の取得やハードディスクドライブ３から分散処理部１８が必要な情報の取得などを行う。車両移動時間計算処理部１５は、データ取得部１４が取得した情報に基づいて、表示対処となる波である３Ｄオブジェクト周辺への移動時間を算出する処理を行う。
【００３３】
天候情報更新時間計算処理部１６は、天候情報更新時間計算処理を行う。分散判定部１７は、車両が表示対称となる波の周辺へ移動する時間と、次回の天候情報を取得する時間とを比較し、分散処理を行う効果の有無を判定する。
【００３４】
分散処理部１８は、車両の移動時間の間に波動のシミュレート計算を行い、法線マップに落とし込み、結果を中間データとしてハードディスクドライブ３へ格納する。
【００３５】
次に、本実施の形態におけるナビゲーションシステム１における波の描画処理について説明する。
【００３６】
図２は、ナビゲーションシステム１による波の描画処理時のフローチャートであり、図３は、図２の描画処理時における説明図である。
【００３７】
この図２では、車両の３Ｄオブジェクト周辺への移動時間を求めるため、ナビゲーションシステム１での目的地の設定を前提としている。本処理中に自車がルートから外れた場合は直ちにこれを中断するものとする。
【００３８】
まず、ナビゲーションシステム１に目的地が設定されて経路探索が終了すると、ＣＰＵ８は、設定された経路上に、海面や川などの波をディスプレイ５に表示する地点が含まれているかを判断する（たとえば、図３では、川ＲＶ）。そして、波を表示する地点が含まれている判断すると、ＣＰＵ８は、データ取得部１４にデータを取得するコマンドを出力する。
【００３９】
これを受けて、データ取得部１４は、ＧＰＳ部２が取得した現在地情報、速度センサ４が取得した車速などのデータ、ならびに情報センタＣからの波を表示する地点の天気情報を取得する。
【００４０】
続いて、車両移動時間計算処理部１５は、データ取得部１４が現在地情報（図３、時間ｔ１）、および車速データから、車両が波を表示する地点（図３、時間ｔ２）周辺に到達までの移動時間を算出する（ステップＳ１０１）。この時間をＭとする。
【００４１】
そして、天候情報更新時間計算処理部１６は、情報センタＣが更新する天気情報の更新周期や天候情報の有効時間から、次回の更新時間を算出する（ステップＳ１０２）。この時間をＮとする。
【００４２】
続いて、分散判定部１７は、ステップＳ１０１の処理、およびステップＳ１０２の処理で算出された２つの時間を比較する（ステップＳ１０３，Ｓ１０４）。
【００４３】
ステップＳ１０１で算出された時間ＭがステップＳ１０２の処理で算出された時間Ｎよりも小さい（Ｍ＜Ｎ）場合には、分散処理部１８が、車両の３Ｄオブジェクトまでの移動時間を利用して、取得した天気情報から得られた風速（または波の高さ）などに基づいて、波動シミュレーションの計算を法線マップに落とし込み、中間データとしてハードディスクドライブ３へ格納し（ステップＳ１０５）、処理を終了する。
【００４４】
そして、車両が、ディスプレイ５に表示する橋ＢＧや川ＲＶの地点に近づいてくると、ハードディスクドライブ３の中間データを取り出して、現実の波の高さに近い波の高さを３Ｄ表示した川ＲＶをディスプレイ５に表示する処理を行う。
【００４５】
また、ステップＳ１０１で算出された時間ＭがステップＳ１０２の処理で算出された時間Ｎ以上（Ｍ＞＝Ｎ）の場合には、ステップＳ１０５の処理の途中で、天候情報が更新（図３、更新時間ｔｂ）されることになり、計算が無駄になるため処理を終了し、再び、ステップＳ１０１からの処理を時間Ｍが時間Ｎよりも小さくなるまで繰り返し実行する。
【００４６】
そして、時間Ｍが時間Ｎよりも小さい（Ｍ＜Ｎ）となると、分散処理部１８は、ステップＳ１０５の処理を実行する。ここで、分散処理部１８は、時間Ｍの時間が余りに短く、ステップＳ１０５の計算終了までに表示対象の波を描画しなければ間に合わないと判断した場合には、計算を中止し、ハードディスクドライブ３の地図データベースから該当する川や海などの簡易３Ｄを表示させる処理を行う。
【００４７】
このように、天候情報の更新周期から定まる次回の天候情報の取得時間Ｎと車両の３Ｄオブジェクト周辺への移動時間Ｍを比較し、移動が先に終了する場合に分散処理を開始することにより、動的な法線マップ生成を時系列に分散させることができるので、高品質な３Ｄの波を軽負荷で表現することができる。
【００４８】
それにより、本実施の形態によれば、動的な法線マップ生成を時系列に分散させて生成することにより、リアルタイム性を損なうことなく、高精度でリアリティのある波を、ナビゲーションシステム１に大きな負荷をかけることなく表示することができる。
【００４９】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００５０】
たとえば、前記実施の形態では、ナビゲーションシステム１にルート探索が設定されている場合について記載したが、ナビゲーションシステム１にルート検索が設定されていない場合は、自車進行方向に限定して、動的な法線マップ技法を使用する対象の３Ｄオブジェクト（海面や川などの波を表示する地点）を検索するようにしてもよい。見つかった３Ｄオブジェクト（波の３Ｄ表示）に対して、図２の処理を行う。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、高精度でリアリティのある３次元の波の表示をリアルタイム性を損なうことなく、地図上に表示する技術に適している。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態によるナビゲーションシステムの構成例を示すブロック図である。
【図２】図１のナビゲーションシステムによる波の描画処理のフローチャートである。
【図３】図２の描画処理における説明図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  ナビゲーションシステム
２  ＧＰＳ部
３  ハードディスクドライブ
４  速度センサ
５  ディスプレイ
６  フレームバッファ
７  ＧＰＵ
８  ＣＰＵ
９  ディスプレイ制御部
１０  描画処理部
１１  テレマティクス部
１２  波描画処理部
１３  描画部
１４  データ取得部
１５  車両移動時間計算処理部
１６  天候情報更新時間計算処理部
１７  分散判定部
１８  分散処理部
Ｂ  バス
ＨＦ  通信端末機
ＮＴ  ネットワーク
Ｃ  情報センタ
【図１】
2009252059.tif 000003
【図２】
2009252059.tif 000004
【図３】
2009252059.tif 000005