JP4786842B2 - Map display device, map display method, and computer program used in the map display device - Google Patents

Description

により定義される９個の曲面を順次生成する。
【００３３】
曲面生成部１５０は、マッピング部１６０に対して、生成した曲面を表す曲面定義情報を順次出力し、最後に現曲面を表す曲面定義情報を出力する。
図７は、表示画面の下方部分に位置する注目点を運転者から指定されている状態において、新たに、表示画面の上方部分に位置する注目点を運転者から指定された場合に、曲面生成部１５０が出力する曲面を示す概念図である。
【００３４】
曲面生成部１５０は、表示画面の下方部分を拡大する曲面１４１を前曲面とし、表示画面の上方部分を拡大する曲面１４２を現曲面として、曲面１４１から曲面１４２に向かって、両者の中間的な形状を有する曲面１４３を順次生成し、当該生成した曲面を表す曲面定義情報をマッピング部１６０へ出力する。その後、曲面１４２を表す曲面定義情報をマッピング部１６０へ出力する。
【００３５】
＜自車位置受付部１５５＞
自車位置受付部１５５は、本地図表示装置外のＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）装置又は慣性航法装置等から、本地図表示装置が搭載された自動車の現在位置及び進行方向に関する情報を受け付け、当該位置及び方向を表す自車位置情報をマッピング部１６０に出力する。
【００３６】
図８は、自車位置情報の一例を示している。自車位置情報１５６は、自車位置及び進行方向からなる。自車位置はｓｔ座標系における座標、進行方向はｓ軸から反時計周りに測った角度により表される。
＜マッピング部１６０＞
マッピング部１６０は、自車位置受付部１５５から受け取った自車位置情報１５６に応じて地図上の表示対象となる領域を算出し、当該領域に含まれる画像情報を、曲面生成部１５０から入力される曲面毎にテクスチャマッピングする。以下、詳細に説明する。
【００３７】
マッピング部１６０は、自車位置を含む矩形領域を表示対象領域として算出する。ここでは、一例として、進行方向に向かって自車位置から前方９Ｋｍ、後方１Ｋｍ、左右それぞれ５Ｋｍの範囲の領域を算出するものとする。
図９は、当該算出された領域を示している。同図において、１５７が表示対象領域、１５８が自車位置、１５９が進行方向である。
【００３８】
次に、マッピング部１６０は、前記表示対象領域のｓｔ座標を、透視投影を行う仮想空間のｘｙ座標に対応付ける座標変換を求める。当該変換は、自車位置及び進行方向に応じた平行移動及び回転移動、並びに縮小により構成される。マッピング部１６０は、自車位置及び進行方向に応じた平行移動量、回転移動量及び縮小比に応じて当該変換ｆを算出する。
【００３９】
次に、マッピング部１６０は、前記領域に含まれる画像情報の位置を示す第１座標情報（ｓ０，ｔ０）に対して当該画像情報をテクスチャマッピングする基準となる前記曲面上の位置を示す第２座標情報（ｆ（ｓ０，ｔ０），ｚ０）を次のようにして算出する。
（１） ｘ、ｙ及びｚの関係式により曲面が定義される場合、当該関係式のｘ、ｙにｆ（ｓ０，ｔ０）を代入してｚについて解く。
【００４０】
（２） 面上の複数のサンプル点により曲面が定義される場合、ｘ、ｙ座標に関してｆ（ｓ０，ｔ０）の近隣にあるサンプル点の座標値を双線形補間してｚ０を得る。
（３） 媒介変数ｕ及びｖを用いて曲面上の点のｘ、ｙ及びｚ座標が定義される場合、ｘ、ｙにｆ（ｓ０，ｔ０）を代入してｕ０、ｖ０を求め、当該ｕ０、ｖ０からｚ０を求める。
【００４１】
マッピング部１６０は、当該求めた曲面上の位置（ｆ（ｓ０，ｔ０），ｚ０）に前記画像情報の各画素をテクスチャマッピングする。このマッピングは、従来実施されているテクスチャマッピングを用いて行う。
なお、エイリアシングを除去するために、面積寄与率に応じてテクスチャマッピングする方法及び双線形補間等を用いて画素を補間してテクスチャマッピングする方法が従来行われており、本テクスチャマッピング処理において当該方法を適用してもよい。
【００４２】
マッピング結果の一例として、図１０は、図４（ａ）の曲面１４１に図９の表示対象領域１５７に含まれる画像情報をテクスチャマッピングした結果を示している。図１１は図４（ｂ）の曲面１４２に図９の表示対象領域１５７に含まれる画像情報をテクスチャマッピングした結果を示している。なお、形状の理解を助けるため図１０、図１１の双方に測地線を表示した。
【００４３】
マッピング部１６０は、当該テクスチャマッピング処理を、曲面生成部１５０から入力される曲面毎に行う。
＜投影部１７０＞
投影部１７０は、前記曲面毎に、マッピング部１６０によりテクスチャマッピングされた画像情報を平面状の仮想スクリーンに透視投影する。以下、詳細に説明する。
【００４４】
図１２（ａ）は、図１０のテクスチャマッピング結果に対して投影部１７０が行う透視投影を示す概念図であり、曲面１７１、仮想スクリーン１７２、視点１７３、視線１７４の位置関係を示している。従来の遠近法を用いる場合と同様、投影部１７０は、視点１７３を進行方向に向かって曲面１７１の手前の適切な高さに仮想的に配置し、仮想スクリーン１７２を適切な視野が得られる位置に配置する。この配置において仮想スクリーン１７２に投影される像は現実の地域を上空から眺めた景色に相当するため、現実感のある地図を運転者に提示することができ、運転者の遠近把握を容易にする。
【００４５】
図１２（ｂ）は、同図（ａ）のｘ＝０における断面図であり、Ｌｓは仮想スクリーン１７２の高さ、Ｌ１は進行方向に向かって曲面１７１の手前半分が仮想スクリーン１７２に投影される長さを示している。地図の特定の部分を拡大しない場合と比較するため、ｘ、ｙ座標に関して曲面１７１と同じ範囲を有する平面の手前半分が仮想スクリーン１７２に投影される長さをＬ０により示している。
【００４６】
同図に示したように、曲面１７１は、進行方向に向かって手前部分において視線と大きな角度θ１で交わり遠方部分において小さな角度θ２で交わる。曲面上の同一面積の部分について、視線となす角度が小さいほど仮想スクリーン上に投影される面積が小さくなるため、曲面１７１にテクスチャマッピングされた地図を透視投影した像は、手前部分が拡大され遠方部分が縮小される。このことはＬ０＜Ｌ１であることからも確かめられる。
【００４７】
図１３（ａ）は、図１１のテクスチャマッピング結果に対する透視投影を示す概念図であり、１７６は曲面、１７７は仮想スクリーン、１７８は視点、１７９は視線である。これらの配置及びその効果は、前記と同様である。
図１３（ｂ）は、同図（ａ）のｘ＝０における断面図であり、Ｌｓは仮想スクリーン１７７の高さ、Ｌ１は進行方向に向かって曲面１７６の奥半分が仮想スクリーン１７７に投影される長さ、Ｌ０はｘ、ｙ座標に関して曲面１７６と同じ範囲を有する平面の奥半分が仮想スクリーン１７７に投影される長さである。
【００４８】
曲面１７６は、進行方向に向かって手前部分において視線と小さな角度θ１で交わり遠方部分において大きな角度θ２で交わるため、曲面１７６にテクスチャマッピングされた地図を透視投影した像は、手前部分が縮小され遠方部分が拡大される。このことはＬ０＜Ｌ１であることからも確かめられる。
このように、拡大すべき地図部分がテクスチャマッピングされる点において前記曲面と前記透視投影における視線とがなす角度が、前記曲面の他の部分と前記透視投影における視線とがなす角度よりも大きく、縮小すべき地図部分がテクスチャマッピングされる点において前記曲面と前記透視投影における視線とがなす角度が、前記曲面の他の部分と前記透視投影における視線とがなす角度よりも小さい形状を有する曲面にテクスチャマッピングした地図情報を透視投影することにより、道路の接続関係を保ったまま地図の所望の部分を拡大し、また縮小した像を得ることができる。
【００４９】
投影部１７０は、曲面生成部１５０が出力する曲面毎にマッピング部１６０がテクスチャマッピングした画像情報を、平面状の仮想スクリーンに透視投影する。例えば、運転者の操作に応じて、前曲面が図１２の曲面１７１であり、現曲面が図１３の曲面１７６となった場合、曲面生成部１５０は、曲面１７１から曲面１７６までの中間的な形状を有する曲面を順次出力し、マッピング部１６０は、当該曲面毎に画像情報をテクスチャマッピングし、投影部１７０は、当該テクスチャマッピングされた画像情報を透視投影する。これにより、投影部１７０は、地図の手前部分が拡大された投影像から、地図の遠方部分が拡大された投影像へと、徐々に変形する投影像を出力する。
【００５０】
＜表示部１８０＞
表示部１８０は、液晶パネル、ブラウン管、プラズマパネル、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）パネル等により実現される画面を備え、前記曲面毎に、投影部１７０により透視投影された像及び文字情報を当該画面に表示する。以下、詳細に説明する。
【００５１】
表示部１８０は、前記曲面毎に仮想スクリーンに透視投影された像を拡大または縮小して画面の全体に表示する。
次に表示部１８０は、表示対象領域に含まれる各文字情報の位置（ｓ０，ｔ０）に対して前記曲面毎に、曲面上の点（ｆ（ｓ０，ｔ０），ｚ０）を前記マッピング部１６０と同様にして算出し、点（ｆ（ｓ０，ｔ０），ｚ０）が前記透視投影される仮想スクリーン上の点を算出し、当該仮想スクリーン上の点に対応する画面上の点を中心として文字フォントを表示する。
【００５２】
このように、地図表示装置１０は、文字情報の表示に際して文字フォントをテクスチャマッピング及び透視投影の対象とせず、表示部１８０は、前記求めた画面上の位置に文字フォントを表示することにより、テクスチャマッピング及び透視投影により生じる文字フォントの変形を回避する。
図１４は、図１２の透視投影の結果について表示部１８０が行う画面表示例であり、図１５は、図１３の透視投影の結果について表示部１８０が行う画面表示例を示している。運転者の操作に応じて、前曲面が図１２に示した曲面１７１であり、現曲面が図１３に示した曲面１７６となった場合の例によれば、表示部１８０は、図１４の表示から図１５の表示まで、両表示間を徐々に変形する地図を表示する。
【００５３】
＜地図表示処理＞
以下、図１６及び図１７に示すフローチャートを参照しながら、地図表示装置１０が行う地図表示処理について説明する。
地図表示装置１０は、運転者の操作に応じて２つの形状の間を両者の中間的な形状を経由して徐々に変形する曲面を生成し、当該曲面毎に曲面定義情報を付してサブ処理を呼び出すメイン処理と、メイン処理から与えられた曲面定義情報によって表される曲面または平面に地図をテクスチャマッピングし透視投影して表示するサブ処理とを行うことにより、２つの表示形状の間を徐々に変形する地図を表示する。
【００５４】
＜メイン処理＞
注目点受付部１５１は、運転者が意図した注目点の画面上における位置を表す情報を取得し（ステップＳ０１０）、当該情報に応じて、曲面生成部１５０は、前注目点及び現注目点の位置情報を更新する（ステップＳ０１１）。更新された前注目点について、位置が指定されている場合には（ステップＳ０１２）、曲面生成部１５０は、当該位置を含む地図部分を拡大する曲面定義情報を曲面記憶部１４０から取得し（ステップＳ０１３）、位置が指定されていない場合には、平面を表す情報を取得する（ステップＳ０１４）。さらに、曲面生成部１５０は、更新された現注目点について、同様にして曲面記憶部１４０から情報を取得する（ステップＳ０１５〜ステップＳ０１７）。
【００５５】
曲面生成部１５０は、前注目点について取得した情報により表される前曲面から、現注目点について取得した情報により表される現曲面まで（ステップＳ０２０）、両者の中間的な形状を経由して徐々に変形する曲面を１つ生成し（ステップＳ０２１）、当該曲面を指定してサブ処理を実行する処理を（ステップＳ０２２）、順次繰り返す（ステップＳ０２３）。その後、曲面生成部１５０は、現曲面を指定してサブ処理を実行する（ステップＳ０２４）。
【００５６】
＜サブ処理＞
サブ処理において、地図表示装置１０は、メイン処理のステップＳ０２２及びステップＳ０２４から曲面定義情報を与えられ、以下の処理を行う。
自車位置受付部１５５は、自車位置及び進行方向をマッピング部１６０に出力する（ステップＳ１０１）。マッピング部１６０は、自車位置受付部１５５から入力された自車位置及び進行方向に応じて表示対象領域を算出する（ステップＳ１０２）。マッピング部１６０は、ｓｔ座標からｘｙ座標への変換ｆを算出する（ステップＳ１０３）。
【００５７】
マッピング部１６０は、表示対象領域に含まれる画像情報の位置を示す第１座標情報に対し（ステップＳ１０４）、変換ｆを用いて、メイン処理から与えられた情報により定義される曲面又は平面上の位置を示す第２座標情報を算出し（ステップＳ１０５）、算出された位置を基準として当該画像情報の各画素をマッピングする（ステップＳ１０６）。投影部１７０は、マッピング部１６０によりマッピングされた画像情報を仮想スクリーンに透視投影する（ステップＳ１０８）。
【００５８】
表示部１８０は、仮想スクリーンに透視投影された像を拡大または縮小して表示部１８０が備える画面の全体に表示する（ステップＳ１０９）。表示部１８０は、文字位置が表示対象領域に含まれる各文字情報について（ステップＳ１１０）、画面上の表示位置を算出し（ステップＳ１１１）、算出された位置に文字フォントを表示する（ステップＳ１１２）。
【００５９】
＜第１のまとめ＞
以上のように、地図表示装置１０は、運転者から指定された注目点の位置に応じて２つの形状の間を両者の中間的な形状を経由して徐々に変形する曲面を順次生成し、当該曲面毎に地図情報をテクスチャマッピングし、テクスチャマッピングされた地図情報を透視投影して得られる像を表示することにより、道路の接続関係を保ちつつ部分的に拡大又は縮小した地図であって、２つの表示形状の間を徐々に変形する地図を表示する。
【００６０】
地図表示装置１０は、前記注目点を含む地図部分がテクスチャマッピングされる点において曲面と前記透視投影における視線とがなす角度が、曲面の他の部分と前記透視投影における視線とがなす角度よりも大きい形状を有する曲面へ向かって前記各曲面を生成することにより、前記注目点の周辺部分を徐々に拡大表示する。
【００６１】
また、前記注目点を含む地図部分がテクスチャマッピングされる点において曲面と前記透視投影における視線とがなす角度が、曲面の他の部分と前記透視投影における視線とがなす角度よりも小さい形状を有する曲面へ向かって前記各曲面を生成することにより、前記注目点の周辺部分を徐々に縮小表示する。
地図表示装置１０は、何れの場合も文字情報をマッピング及び透視投影の対象とせず、文字情報に対応する画面上の位置にフォントを直接表示するため、マッピング及び透視投影により生じるフォントの変形が回避される。
【００６２】
＜第２の実施の形態＞
第２の実施の形態における地図表示装置２０について説明する。地図表示装置２０は、地図上において利用者から指定される注目点の位置に応じた所期の形状を有し、かつ時間的に徐々に変形する曲面を生成し、生成される曲面毎に標高に応じた起伏を施し、当該曲面に地図を示す座標情報をテクスチャマッピングし、テクスチャマッピングされた座標情報を透視投影して得られる像を表示することにより、道路の接続関係を保ったままで前記注目点を含む部分領域を拡大又は縮小し、かつ立体感のある地図を表示する装置である。以下、第１の実施の形態と同じ点は説明を省略して、異なる点を主に説明する。
【００６３】
＜全体構成＞
図１８に示すように、第２の実施の形態における地図表示装置２０は、前記第１の実施の形態における地図表示装置１０に対して、さらに標高記憶部１２０を備え、マッピング部１６０は曲面変形部１６１を備える。
＜標高記憶部１２０＞
標高記憶部１２０は、標高点の位置と標高値との組からなる標高情報を記憶している。
【００６４】
図１９は、標高記憶部１２０が記憶している標高情報の一例を示している。標高テーブル１２１は、各標高点について位置及び標高値を格納する。当該位置はｓｔ座標系により表される。
＜マッピング部１６０＞
第２の実施の形態において、マッピング部１６０は、自車位置受付部１５５から受け取った自車位置情報１５６に応じて地図上の表示対象となる領域を算出し、当該領域に含まれる画像情報を、曲面変形部１６１が変形した曲面にマッピングする。以下、詳細に説明する。
【００６５】
マッピング部１６０は、第１の実施の形態と同様にして、表示対象領域及び変換ｆを算出する。
マッピング部１６０は、曲面変形部１６１に対して前記表示対象領域及び変換ｆを通知し、曲面記憶部１４０が記憶している情報により定義される曲面を変形するよう指示し、曲面変形部１６１から変形された曲面の定義情報を取得する。
【００６６】
マッピング部１６０は、表示対象領域に含まれる画像情報の位置を示す第１座標情報（ｓ０，ｔ０）に対して曲面変形部１６１から取得した曲面上の位置を示す第２座標情報（ｆ（ｓ０，ｔ０），ｚ０）を算出する。当該算出は、曲面変形部１６１から取得した曲面定義情報について、ｘ、ｙ座標に関してｆ（ｓ０，ｔ０）の近隣にあるサンプル点の座標値を双線形補間することにより行う。マッピング部１６０は、第１の実施の形態と同様にして、当該求めた点（ｆ（ｓ０，ｔ０），ｚ０）を基準として前記画像情報の各画素をマッピングする。
【００６７】
＜曲面変形部１６１＞
曲面変形部１６１は、マッピング部１６０から表示対象領域及び変換ｆを通知され、曲面生成部１５０から入力される曲面を標高情報に応じて変形し、当該変形した曲面をマッピング部１６０へ出力する。以下、詳細に説明する。
曲面変形部１６１は、前記表示対象領域に含まれる各標高点について、標高点の位置（ｓ０，ｔ０）に対して前記曲面上の点（ｆ（ｓ０，ｔ０），ｚ０）を算出する。当該算出したｚ０に対して標高値ｈに定数ａを乗じた値を加えた点（ｆ（ｓ０，ｔ０），ｚ０＋ａｈ）を算出し、当該各点を、変形した曲面を定義するサンプル点としてマッピング部１６０に通知する。ここで、定数ａはｘｙｚ座標系における標高の縮尺であり、かつ起伏の強調度合いをも表す。すなわち、ａの値を大きくすることにより起伏が強調される。
【００６８】
図２０は、曲面変形部１６１が行う変形処理を示す概念図であり、１６５は曲面生成部１５０から入力される情報により表される曲面、１６６は標高点の位置に対応する当該曲面上の点の一例、１６７は点１６６を標高値ｈに応じてｚ軸方向に移動した点、１６８は変形された曲面を示している。
なお、表示対象領域に含まれる標高値の平均値又は最小値からの差分をｈとしてもよい。また、予め定められたｘｙ座標位置に変形された曲面を定義するサンプル点を設けるべき場合であって、当該位置に標高点がない場合は、近隣の標高点の標高値を双線形補間等により補間することにより当該サンプル点を算出すればよい。
【００６９】
図２１は、曲面変形部１６１により変形された曲面に対してマッピング部１６０が行うマッピング結果の例を示している。図２２は、図２１のマッピング結果を投影部１７０が透視投影した像について、表示部１８０が行う画面表示の例を示している。
＜地図表示処理＞
以下、図２３に示すフローチャートを参照しながら、地図表示装置２０が行う地図表示処理を説明する。
【００７０】
地図表示装置２０は、運転者の操作に応じて２つの形状の間を両者の中間的な形状を経由して徐々に変形する曲面を生成し、当該曲面毎に曲面定義情報を付してサブ処理を呼び出すメイン処理と、メイン処理から与えられた曲面定義情報によって表される曲面または平面を標高情報に応じて変形し、当該変形した曲面に地図をテクスチャマッピングし透視投影して表示するサブ処理とを行うことにより、２つの表示形状の間を徐々に変形する地図を表示する。
【００７１】
メイン処理は、第１の実施の形態におけるメイン処理と同様であり、ここでは説明を省略する。
サブ処理において、地図表示装置２０は、メイン処理のステップＳ０２２及びステップＳ０２４から曲面定義情報を与えられ、以下の処理を行う。
自車位置受付部１５５は、自車位置及び進行方向をマッピング部１６０に出力する（ステップＳ２０１）。マッピング部１６０は、自車位置受付部１５５から入力された自車位置及び進行方向に応じて表示対象領域を算出し（ステップＳ２０２）、さらに変換ｆを算出する（ステップＳ２０３）。
【００７２】
曲面変形部１６１は、表示対象領域に含まれる標高情報に応じて、メイン処理から与えられた情報により定義される曲面又は平面を変形する（ステップＳ２０４）。
マッピング部１６０は、表示対象領域に含まれる画像情報の位置を示す第１座標情報に対し（ステップＳ２０５）、曲面変形部１６１により変形された曲面上の位置を示す第２座標情報を算出し（ステップＳ２０６）、算出された位置を基準として当該画像情報の各画素をマッピングする（ステップＳ２０７）。投影部１７０は、マッピング部１６０によりマッピングされた画像情報を仮想スクリーンに透視投影する（ステップＳ２０９）。
【００７３】
表示部１８０は、仮想スクリーンに透視投影された像を拡大または縮小して表示部１８０が備える画面の全体に表示する（ステップＳ２１０）。表示部１８０は、文字位置が表示対象領域に含まれる各文字情報について（ステップＳ２１１）、画面上の表示位置を算出し（ステップＳ２１２）、算出された位置に文字フォントを表示する（ステップＳ２１３）。
【００７４】
＜第２のまとめ＞
以上のように、地図表示装置２０は、運転者の操作に応じて２つの形状の間を両者の中間的な形状を経由して徐々に変形する曲面を地図表示装置１０と同様にして生成し、当該曲面毎に標高に応じた起伏を施し、当該起伏を施した曲面にテクスチャマッピングした地図情報を透視投影することにより、運転者から指定された注目点の周辺部分を拡大し、かつ立体感のある地図を表示する。
【００７５】
地図表示装置２０は、文字フォントについて地図表示装置１０と同様にして、マッピング及び透視投影により生じる変形を回避する。
＜第３の実施の形態＞
第３の実施の形態における地図表示装置３０について説明する。地図表示装置３０は、地図上において利用者から指定される注目点の位置に応じた所期の形状を有し、かつ時間的に徐々に変形する曲面を生成し、生成される曲面毎に自車位置の周囲を除いて標高に応じた起伏を施し、当該曲面に地図を示す座標情報をテクスチャマッピングし、テクスチャマッピングされた座標情報を透視投影して得られる像を表示することにより、道路の接続関係を保ったままで所望の部分を拡大又は縮小し、かつ立体感のある地図を表示する装置である。地図表示装置３０は、自車位置の周辺において起伏による地図表示の隠蔽を回避する。以下、第２の実施の形態と同じ点は説明を省略して、異なる点を主に説明する。
【００７６】
＜全体構成＞
図２４に示すように、第３の実施の形態における地図表示装置３０における曲面変形部１６１は、前記第２の実施の形態における曲面変形部１６１に対して、さらに標高変更部１６２を備える。
＜曲面変形部１６１＞
曲面変形部１６１は、曲面生成部１５０から入力される曲面を、標高変更部１６２により変更された標高情報に応じて変形し、当該変形した曲面をマッピング部１６０へ出力する。
【００７７】
＜標高変更部１６２＞
標高変更部１６２は、自車位置の周囲に平坦領域を設け、当該領域において標高情報を均等値に変更し、その周辺において当該領域からの距離に応じて標高情報を変更する。以下、詳細に説明する。
標高変更部１６２は、表示対象領域の部分であって自車位置を含む矩形領域を平坦領域として算出する。ここでは、一例として、進行方向に向かって自車位置から前方５Ｋｍ、左右それぞれ１Ｋｍの範囲の領域を算出するものとする。
【００７８】
標高変更部１６２は、当該領域に含まれる全ての標高値を当該領域における標高の最低値ｈlow に変更する。
さらに、標高変更部１６２は、当該領域からの距離ｄの関数
ｑ（ｄ）＝ｄ（０＜ｄ≦１）、１（１＜ｄ）
を用いて、当該領域の周辺であって当該領域から距離ｄ0 における標高ｈを、
ｈlow ＋ｑ（ｄ0 ）×（ｈ−ｈlow ）
に変更する。
【００７９】
図２５に、変更された標高情報を用いて曲面変形部１６１が変形した曲面を示す。同図において斜線を施した領域が平坦領域である。当該領域内において標高値が均等値に変更されるため起伏が施されず、その周辺において当該領域からの距離に応じて起伏の抑制が滑らかに解除される。
図２６は、曲面変形部１６１により変形された曲面に対してマッピング部１６０が行うマッピング結果の例を示している。図２７は、図２６のマッピング結果を投影部１７０が透視投影した像について、表示部１８０が行う画面表示の例を示している。
【００８０】
このように、地図表示装置３０は、平坦領域において起伏の表示を抑制することにより、当該領域にある山等により遮られることなく道路を表示する。この効果は、図２２に示した第２の実施の形態における画面表示例と比較して顕著である。
＜地図表示処理＞
以下、図２８に示すフローチャートを参照しながら、地図表示装置３０が行う地図表示処理を説明する。
【００８１】
地図表示装置３０は、運転者の操作に応じて２つの形状の間を両者の中間的な形状を経由して徐々に変形する曲面を生成し、当該曲面毎に曲面定義情報を付してサブ処理を呼び出すメイン処理と、メイン処理から与えられた曲面定義情報によって表される曲面または平面を自車位置周辺が平坦になるよう変更した標高情報に応じて変形し、当該変形した曲面に地図をテクスチャマッピングし透視投影して表示するサブ処理とを行うことにより、２つの表示形状の間を徐々に変形する地図を表示する。
【００８２】
メイン処理は、第１の実施の形態におけるメイン処理と同様であり、ここでは説明を省略する。
サブ処理において、自車位置受付部１５５は、自車位置及び進行方向をマッピング部１６０に出力する（ステップＳ３０１）。マッピング部１６０は、自車位置受付部１５５から入力された自車位置及び進行方向に応じて表示対象領域を算出し（ステップＳ３０２）、さらに変換ｆを算出する（ステップＳ３０３）。
【００８３】
標高変更部１６２は、平坦領域において標高値を均等値に変更し、当該領域の周辺において領域からの距離に応じて標高値を変更する（ステップＳ３０４）。
曲面変形部１６１は、標高変更部１６２により変更された標高情報に応じて、メイン処理から与えられた情報により定義される曲面又は平面を変形する（ステップＳ３０５）。
【００８４】
マッピング部１６０は、表示対象領域に含まれる画像情報の位置を示す第１座標情報に対し（ステップＳ３０６）、曲面変形部１６１により変形された曲面上の位置を示す第２座標情報を算出し（ステップＳ３０７）、算出された位置を基準として当該画像情報の各画素をマッピングする（ステップＳ３０８）。投影部１７０は、マッピング部１６０によりマッピングされた画像情報を仮想スクリーンに透視投影する（ステップＳ３１０）。
【００８５】
表示部１８０は、仮想スクリーンに透視投影された像を拡大または縮小して表示部１８０が備える画面の全体に表示する（ステップＳ３１１）。表示部１８０は、文字位置が表示対象領域に含まれる各文字情報について（ステップＳ３１２）、画面上の表示位置を算出し（ステップＳ３１３）、算出された位置に文字フォントを表示する（ステップＳ３１４）。
【００８６】
＜第３のまとめ＞
以上のように、地図表示装置３０は、運転者の操作に応じて２つの形状の間を両者の中間的な形状を経由して徐々に変形する曲面を地図表示装置１０と同様にして生成し、当該曲面毎に自車位置の周囲を除いて標高に応じた起伏を施し、当該起伏を施した曲面にテクスチャマッピングした地図情報を透視投影することにより、運転者から指定された注目点の周辺部分を拡大し、かつ立体感のある地図を表示する。さらに、地図表示装置３０は、自車位置の周辺において起伏の表示を抑制することにより、起伏による地図の隠蔽を回避する。
【００８７】
地図表示装置３０は、文字フォントについて地図表示装置１０と同様にして、マッピング及び透視投影により生じる変形を回避する。
＜第４の実施の形態＞
第４の実施の形態における地図表示装置４０について説明する。地図表示装置４０は、地図上において利用者から指定される注目点の位置に応じた所期の形状を有し、かつ時間的に徐々に変形する曲面を生成し、生成される曲面毎に、当該曲面により表される仮想スクリーンに地図を示す座標情報を透視投影し、さらに当該透視投影により得られる像を表示画面に投影して表示することにより、道路の接続関係を保ったままで前記注目点を含む部分領域を拡大又は縮小した地図を表示する装置である。以下、第１の実施の形態と対比しつつ、同じ点は説明を省略して、異なる点を主に説明する。
【００８８】
＜全体構成＞
図２９に示すように、第４の実施の形態における地図表示装置４０は、地図記憶部２１０、自車位置受付部２５５、曲面記憶部２４０、曲面生成部２５０、投影部２７０及び表示部２８０から構成される。
＜地図記憶部２１０＞
地図記憶部２１０は、第１の実施の形態における地図記憶部１１０と同一であり、ビットマップデータにより表される画像情報、及び文字列と、それぞれの位置を示す第１座標情報と対応付けて記憶している。
【００８９】
＜曲面記憶部２４０＞
曲面記憶部２４０は、透視投影を行う仮想的な空間に存する曲面であって、透視投影において仮想的なスクリーンとなる曲面を定義する情報を記憶している。ここで、第１の実施の形態と同様、当該透視投影を行う仮想的な空間を３次元直交座標系を用いて表すものとし、当該座標系をｘｙｚ座標系と称する。
【００９０】
曲面記憶部２４０は、拡大すべき地図部分が透視投影される曲面部分において前記曲面と前記透視投影における視線とがなす角度が、前記曲面の他の部分と前記透視投影における視線とがなす角度よりも小さい曲面形状を定義する情報を、前記地図部分が表示される画面上の部分を示す情報と対応付けて記憶し、また、縮小すべき地図部分が透視投影される曲面部分において前記曲面と前記透視投影における視線とがなす角度が、前記曲面の他の部分と前記透視投影における視線とがなす角度よりも大きい曲面形状を定義する情報を、前記地図部分が表示される画面上の部分を示す情報と対応付けて記憶している。前記曲面の形状に応じて地図が拡大及び縮小される作用については、投影部２７０の説明において詳述する。
【００９１】
曲面記憶部２４０は、地図を拡大縮小する作用を有さない形状として、特に、平面を定義する情報を記憶している。以降、当該情報をも含めて、曲面記憶部２４０に記憶される曲面又は平面を定義する情報を、曲面定義情報と総称する。
曲面記憶部２４０は、第１の実施の形態と同様に、次の何れかの形態により前記曲面を定義する情報を記憶している。
【００９２】
（１） ｘ、ｙ及びｚの関係式により表される曲面
（２） 面上の複数のサンプル点を補間して得られる曲面
（３） 媒介変数ｕ及びｖを用いて面上の点のｘ、ｙ及びｚ座標を表した曲面図３０に、曲面記憶部２４０が記憶している情報により定義される曲面の一例を示す。同図（ａ）は、関係式
ｘ²＋（ｙ−１）²＋（ｚ−０．５）²＝１．２５
により表される曲面２４１を、同図（ｂ）は、関係式
ｘ²＋（ｙ＋１）²＋（ｚ−０．５）²＝１．２５
により表される曲面２４２を、それぞれ
−０．５≦ｘ≦０．５、０≦ｚ≦１
の範囲について示している。形状の理解を助けるため、同図においてｘ座標及びｚ座標について０．１刻みに測地線を表示した。曲面２４１、曲面２４２は、それぞれ、地図の表示範囲の手前部分、遠方部分を拡大する。両部分は、それぞれ、表示画面において、下方部分、上方部分に相当する。
【００９３】
曲面記憶部２４０は、図５に示した第１の実施の形態における曲面記憶部１４０と同様、曲面定義情報欄に前記曲面定義情報を記憶し、拡大部分欄に拡大すべき地図部分が表示される画面上の部分を示す情報を記憶している。
なお、曲面記憶部２４０は、前記（２）及び（３）の形態により表した曲面定義情報を記憶してもよい（図示省略）。
【００９４】
＜曲面生成部２５０＞
曲面生成部２５０は、運転者の操作に応じて２つの形状の間を両者の中間的な形状を経由して徐々に変形する曲面を生成して、当該曲面を表す曲面定義情報を投影部２７０に対して出力する。
曲面生成部２５０は、注目点受付部２５１及び注目点記憶部２５２を有する。
【００９５】
注目点受付部２５１は、第１の実施の形態における注目点受付部１５１と同様に構成され、運転者が意図した注目点の画面上における位置と拡大縮小の区別を示す情報を曲面生成部２５０に対して通知する。
注目点記憶部２５２は、図６に示した第１の実施の形態における注目点記憶部１５２と同様、前注目点欄及び現注目点欄を有しており、最初、双方の欄にはそれぞれの注目点の位置が指定されていないことを示す情報が記憶されている。
【００９６】
曲面生成部２５０は、注目点受付部２５１から画面上の位置を拡大縮小の区別とともに示す情報を通知され、注目点記憶部２５２の内容を更新し、前曲面から現曲面まで、両者の中間的な形状を経由して徐々に変形する曲面を生成する。
曲面生成部２５０は、投影部２７０に対して、生成した曲面を表す曲面定義情報を順次出力し、最後に現曲面を表す曲面定義情報を出力する。
【００９７】
曲面生成部２５０が行う前記動作は、第１の実施の形態において説明した曲面生成部１５０が行う動作と同様であり、詳細な説明を省略する。
図３１は、表示画面の下方部分に位置する注目点を運転者から指定されている状態において、新たに、表示画面の上方部分に位置する注目点を運転者から指定された場合に、曲面生成部２５０が出力する曲面を示す概念図である。
【００９８】
曲面生成部２５０は、表示画面の下方部分を拡大する曲面２４１を前曲面とし、表示画面の上方部分を拡大する曲面２４２を現曲面として、曲面２４１から曲面２４２に向かって、両者の中間的な形状を有する曲面２４３を順次生成し、当該生成した曲面を表す曲面定義情報を投影部２７０へ出力する。その後、曲面２４２を表す曲面定義情報を投影部２７０へ出力する。
【００９９】
＜自車位置受付部２５５＞
自車位置受付部２５５は、本地図表示装置外のＧＰＳ装置又は慣性航法装置等から本地図表示装置が搭載された自動車の現在位置及び進行方向に関する情報を受け付け、当該位置及び方向を表す自車位置情報を投影部２７０に出力する。自車位置情報の構成は、第１の実施の形態におけるものと同様である。
【０１００】
＜投影部２７０＞
投影部２７０は、自車位置受付部２５５から受け取った自車位置情報に応じて地図上の表示対象となる領域を算出し、当該領域に含まれる画像情報を、曲面生成部２５０から入力される曲面毎に、当該曲面により表される仮想スクリーンに透視投影する。以下、詳細に説明する。
【０１０１】
投影部２７０は、第１の実施の形態と同様にして、自車位置を含む矩形領域を表示対象領域として算出する。図９は、当該算出された領域の一例を示している。
次に投影部２７０は、前記表示対象領域に含まれる画像情報の位置を示す第１座標情報を、透視投影を行う仮想空間のｘｙ座標に対応付ける座標変換を求める。当該変換は、自車位置及び進行方向に応じた平行移動及び回転移動、並びに縮小により構成される。投影部２７０は、自車位置及び進行方向に応じた平行移動量、回転移動量及び縮小比に応じて当該変換ｆを算出する。
【０１０２】
図３２は、図９の表示対象領域に含まれる画像情報に対して変換ｆにより座標変換され、透視投影を行う仮想空間内に位置付けられた画像情報の一例を示している。
投影部２７０は、前記第１座標情報を（ｓ０，ｔ０）とすると、変換ｆを用いた座標変換により前記仮想空間内の位置（ｆ（ｓ０，ｔ０），０）を算出し、算出された位置を見通す視線と仮想スクリーンとの交点を示す第２座標情報を算出し、前記第２座標情報により示される位置を基準として前記画像情報を透視投影する。
【０１０３】
図３３（ａ）は、図３０（ａ）に示した仮想スクリーンに対して投影部２７０が行う透視投影を示す概念図であり、平面２７１、仮想スクリーン２７２、視点２７３、視線２７４の位置関係を示している。従来の遠近法を用いる場合と同様、投影部２７０は、視点２７３を進行方向に向かって平面２７１の手前の適切な高さに仮想的に配置し、仮想スクリーン２７２を適切な視野が得られる位置に配置する。この配置において仮想スクリーン２７２に投影される像は、現実の地域を上空から眺めた視界に相当するため、現実感のある地図を運転者に提示することができ、運転者の遠近把握を容易にする。
【０１０４】
図３３（ｂ）は、同図（ａ）のｘ＝０における断面図であり、Ｌｓは仮想スクリーン２７２の高さ、Ｌ１は進行方向に向かって平面２７１の手前半分が仮想スクリーン２７２に投影される長さを示している。地図の特定の部分を拡大しない場合と比較するため、ｘ、ｚ座標に関して仮想スクリーン２７２と同じ範囲を有する平面状の仮想スクリーンに同部分が投影される長さをＬ０により示している。
【０１０５】
同図に示したように、仮想スクリーン２７２は、進行方向に向かって手前部分を見通す視線と小さな角度θ１で交わり遠方部分を見通す視線と大きな角度θ２で交わる。平面上の同一面積の部分について、視線となす角度が小さいほど仮想スクリーン上に投影される面積が大きくなるため、平面２７１にマッピングされた地図を透視投影した像は、手前部分が拡大され遠方部分が縮小される。このことはＬ０＜Ｌ１であることからも確かめられる。
【０１０６】
図３４（ａ）は、図３０（ｂ）に示した仮想スクリーンに対して投影部２７０が行う透視投影を示す概念図であり、２７６は平面、２７７は仮想スクリーン、２７８は視点、２７９は視線である。これらの配置及びその効果は、前記と同様である。
図３４（ｂ）は、同図（ａ）のｘ＝０における断面図であり、Ｌｓは仮想スクリーン２７７の高さ、Ｌ１は進行方向に向かって平面２７６の奥半分が仮想スクリーン２７７に投影される長さ、Ｌ０はｘ、ｚ座標に関して仮想スクリーン２７７と同じ範囲を有する平面状の仮想スクリーンに同部分が投影される長さである。
【０１０７】
仮想スクリーン２７７は、進行方向に向かって手前部分を見通す視線と大きな角度θ１で交わり遠方部分を見通す視線と小さな角度θ２で交わるため、平面２７６にマッピングされた地図を透視投影した像は、手前部分が縮小され遠方部分が拡大される。このことはＬ０＜Ｌ１であることからも確かめられる。
このように、拡大すべき地図部分が透視投影される点において前記曲面と前記透視投影における視線とがなす角度が、前記曲面の他の部分と前記透視投影における視線とがなす角度よりも小さく、縮小すべき地図部分が透視投影される点において前記曲面と前記透視投影における視線とがなす角度が、前記曲面の他の部分と前記透視投影における視線とがなす角度よりも大きい形状を有する曲面に地図情報を透視投影することにより、道路の接続関係を保ったまま地図の所望の部分を拡大、縮小した像を得ることができる。
【０１０８】
投影部２７０は、曲面生成部２５０が出力する曲面毎に、当該曲面によって表される仮想スクリーンに透視投影する。例えば、運転者の操作に応じて、前曲面が図３３の仮想スクリーン２７２を表しており、現曲面が図３４の仮想スクリーン２７７を表すこととなった場合、曲面生成部２５０は、仮想スクリーン２７２から仮想スクリーン２７７までの中間的な形状を有する曲面を順次出力し、投影部２７０は、表示対象領域に含まれる画像情報を当該曲面により表される仮想スクリーンに透視投影する。これにより、投影部２７０は、地図の手前部分が拡大された投影像から、地図の遠方部分が拡大された投影像へと、徐々に変形する投影像を出力する。
【０１０９】
＜表示部２８０＞
表示部２８０は、液晶パネル、ブラウン管、プラズマパネル、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）パネル等により実現される画面を備え、前記曲面毎に、投影部２７０により透視投影された像及び文字情報を当該画面に表示する。以下、詳細に説明する。
【０１１０】
表示部２８０は、前記曲面毎に透視投影された像を画面に投影して表示する。
次に表示部２８０は、文字位置が表示対象領域に含まれる各文字情報について、文字位置（ｓ０，ｔ０）をｘｙｚ座標系で表した点（ｆ（ｓ０，ｔ０），０）が透視投影される仮想スクリーン上の点を算出し、当該仮想スクリーン上の点が投影される画面上の点を算出し、当該画面上の点を中心として文字フォントを表示する。
【０１１１】
このように、地図表示装置４０は、文字情報の表示に際して地図表示装置１０と同様の表示方法を用いることにより、マッピング及び透視投影により生じる文字フォントの変形を回避する。
＜地図表示処理＞
以下、図３５に示すフローチャートを参照しながら、地図表示装置４０が行う地図表示処理について説明する。
【０１１２】
地図表示装置４０は、運転者の操作に応じて２つの形状の間を両者の中間的な形状を経由して徐々に変形する曲面を生成し、当該曲面毎に曲面定義情報を付してサブ処理を呼び出すメイン処理と、メイン処理から与えられた曲面定義情報によって表される仮想スクリーンに地図情報を透視投影して表示するサブ処理とを行うことにより、２つの表示形状の間を徐々に変形する地図を表示する。
【０１１３】
メイン処理は、第１の実施の形態におけるメイン処理と同様であり、ここでは説明を省略する。
サブ処理において、自車位置受付部２５５は、自車位置及び進行方向を投影部２７０に出力する（ステップＳ４０１）。投影部２７０は、自車位置受付部２５５から入力された自車位置及び進行方向に応じて表示対象領域を算出する（ステップＳ４０２）。投影部２７０は、ｓｔ座標系から、透視投影を行う仮想空間のｘｙ座標への変換ｆを算出する（ステップＳ４０３）。
【０１１４】
投影部２７０は、表示対象領域に含まれる画像情報位置を示す第１座標情報から変換ｆにより透視投影を行う仮想空間内の位置を算出し、算出された位置を見通す視線と、メイン処理から与えられた情報により定義される仮想スクリーンとの交点を示す第２座標情報を算出し、前記第２座標情報により示される位置を基準として前記画像情報を透視投影する（ステップＳ４０８）。
【０１１５】
表示部２８０は、仮想スクリーンに透視投影された像を表示部２８０が備える画面に投影して表示する（ステップＳ４０９）。表示部２８０は、表示対象領域に含まれる各文字情報について（ステップＳ４１０）、画面上の表示位置を算出し（ステップＳ４１１）、算出された位置に文字フォントを表示する（ステップＳ４１２）。
【０１１６】
＜第４のまとめ＞
以上のように、地図表示装置４０は、運転者から指定された注目点の位置に応じて２つの形状の間を両者の中間的な形状を経由して徐々に変形する曲面を生成し、当該曲面毎に表される仮想スクリーンに地図を透視投影し、当該透視投影により得られる像を表示画面に投影して表示することにより、道路の接続関係を保ちつつ部分的に拡大又は縮小した地図であって、２つの表示形状の間を徐々に変形する地図を表示する。
【０１１７】
地図表示装置１０は、前記注目点を含む地図部分が透視投影される点において曲面と前記透視投影における視線とがなす角度が、曲面の他の部分と前記透視投影における視線とがなす角度よりも小さい形状を有する曲面へ向かって前記各曲面を生成することにより、前記注目点の周辺部分を徐々に拡大表示する。
また、前記注目点を含む地図部分が透視投影される点において曲面と前記透視投影における視線とがなす角度が、曲面の他の部分と前記透視投影における視線とがなす角度よりも大きい形状を有する曲面へ向かって前記各曲面を生成することにより、前記注目点の周辺部分を徐々に縮小表示する。
【０１１８】
地図表示装置４０は、何れの場合も文字フォントについて地図表示装置１０と同様にして、マッピング及び透視投影により生じる変形を回避する。
＜第５の実施の形態＞
第５の実施の形態における地図表示装置５０について説明する。地図表示装置５０は、地図上において利用者から指定される注目点の位置に応じた所期の形状を有し、かつ時間的に徐々に変形する曲面を生成し、標高に応じた起伏を施した地図情報を前記生成された曲面毎に表される仮想スクリーンに透視投影し、当該透視投影により得られる像を表示画面に投影して表示することにより、道路の接続関係を保ったままで所望の部分を拡大又は縮小し、かつ立体感のある地図を表示する装置である。以下、第１、第２及び第４の実施の形態と対比しつつ、同じ点は説明を省略して、異なる点を主に説明する。
【０１１９】
＜全体構成＞
図３６に示すように、第５の実施の形態における地図表示装置５０は、前記第４の実施の形態における地図表示装置４０に対して、さらに標高記憶部２２０を備え、投影部２７０は地図変形部２６１を備える。
＜標高記憶部２２０＞
標高記憶部２２０は、第１の実施の形態における標高記憶部１２０と同一であり、図１５に示した標高テーブル１２１を有し、各標高点について位置及び標高値を格納する。
【０１２０】
＜地図変形部２６１＞
地図変形部２６１は、投影部２７０から表示対象領域を通知され、表示対象領域内に含まれる画像情報の位置を示す第１座標情報に標高値を付加することにより変更して、投影部２７０へ出力する。以下、詳細に説明する。
地図変形部２６１は、前記第１座標情報を（ｓ０，ｔ０）とすると、前記第１座標情報に、標高点（ｓ０，ｔ０）の標高値ｈの定数ａを乗じた値を付加することにより（（ｓ０，ｔ０），ａｈ）と変更し、投影部２７０に通知する。ここで、定数ａはｘｙｚ座標系における標高の縮尺であり、かつ起伏の強調度合いをも表す。すなわち、ａの値を大きくすることにより起伏が強調される。
【０１２１】
なお、第２の実施の形態と同様、表示対象領域に含まれる標高値の平均値又は最小値からの差分をｈとしてもよい。また、前記第１座標情報（ｓ０，ｔ０）により示される位置に標高点がない場合は、近隣の標高点の標高値を双線形補間等により補間することにより標高値ｈを算出すればよい。
＜投影部２７０＞
第５の実施の形態において、投影部２７０は、自車位置受付部２５５から受け取った自車位置情報に応じて地図上の表示対象となる領域を算出し、当該領域に含まれる画像情報を、地図変形部２６１により変更された座標情報を用いて、曲面生成部２５０から入力される曲面毎に表される仮想スクリーンに透視投影する。以下、詳細に説明する。
【０１２２】
投影部２７０は、第４の実施の形態と同様にして、表示対象領域及び変換ｆを算出する。
投影部２７０は、地図変形部２６１に対して前記表示対象領域を通知し、表示対象領域内に含まれる画像情報の位置を示す第１座標情報に標高値を付加するよう指示し、地図変形部２６１から標高値が付加された座標情報（（ｓ０，ｔ０），ａｈ）を取得する。
【０１２３】
投影部２７０は、前記座標情報（（ｓ０，ｔ０），ａｈ）の第１及び第２要素を変換ｆにより座標変換することにより前記仮想空間内の位置（ｆ（ｓ０，ｔ０），ａｈ）を算出し、算出された位置を見通す視線と仮想スクリーンとの交点を示す第２座標情報を算出し、前記第２座標情報により示される位置を基準として前記画像情報を透視投影する。
【０１２４】
＜地図表示処理＞
以下、図３７に示すフローチャートを参照しながら、地図表示装置５０が行う地図表示処理を説明する。
地図表示装置５０は、運転者の操作に応じて２つの形状の間を両者の中間的な形状を経由して徐々に変形する曲面を生成し、当該曲面毎に曲面定義情報を付してサブ処理を呼び出すメイン処理と、標高情報に応じて変形した地図をメイン処理から与えられた曲面定義情報によって表される曲面または平面に透視投影して表示するサブ処理とを行うことにより、２つの表示形状の間を徐々に変形する地図を表示する。
【０１２５】
メイン処理は、第１の実施の形態におけるメイン処理と同様であり、ここでは説明を省略する。
サブ処理において、自車位置受付部２５５は、自車位置及び進行方向を投影部２７０に出力する（ステップＳ５０１）。投影部２７０は、自車位置受付部２５５から入力された自車位置及び進行方向に応じて表示対象領域を算出する（ステップＳ５０２）。投影部２７０は、ｓｔ座標系から、透視投影を行う仮想空間のｘｙ座標への変換ｆを算出する（ステップＳ５０３）。
【０１２６】
地図変形部２６１は、表示対象領域内に含まれる画像情報の位置を示す第１座標情報に対し標高値を付加する（ステップＳ５０５）。
投影部２７０は、当該標高値が付加された座標情報について、メイン処理から与えられた情報により定義される仮想スクリーン上の位置を示す第２座標情報を算出し、当該位置を基準として前記画像情報を透視投影する（ステップＳ５０９）。
【０１２７】
表示部２８０は、仮想スクリーンに透視投影された像を表示部２８０が備える画面に投影して表示する（ステップＳ５１０）。表示部２８０は、表示対象領域に含まれる各文字情報について（ステップＳ５１１）、画面上の表示位置を算出し（ステップＳ５１２）、算出された位置に文字フォントを表示する（ステップＳ５１３）。
【０１２８】
＜第５のまとめ＞
以上のように、地図表示装置５０は、運転者の操作に応じて２つの形状の間を両者の中間的な形状を経由して徐々に変形する曲面を生成し、当該曲面毎に表される仮想スクリーンに、標高に応じた起伏を施した地図情報を透視投影し、透視投影により得られる像を画面に投影して表示することにより、地図の所望の部分を拡大、縮小し、かつ立体感のある地図であって、２つの表示形状の間を徐々に変形する地図を表示する。
【０１２９】
地図表示装置５０は、文字フォントについて地図表示装置１０と同様にして、マッピング及び透視投影により生じる変形を回避する。
＜第６の実施の形態＞
第６の実施の形態における地図表示装置６０について説明する。地図表示装置６０は、地図上において利用者から指定される注目点の位置に応じた所期の形状を有し、かつ時間的に徐々に変形する曲面を生成し、自車位置の周囲を除いて標高に応じた起伏を施した地図情報を、前記生成された曲面毎に表される仮想スクリーンに透視投影し、当該透視投影により得られる像を表示画面に投影して表示することにより、道路の接続関係を保ったままで所望の部分を拡大又は縮小し、かつ立体感のある地図を表示する装置である。地図表示装置６０は、さらに、自車位置の周辺において起伏による地図表示の隠蔽を回避する。以下、第１、第３及び第５の実施の形態と対比しつつ、同じ点は説明を省略して、異なる点を主に説明する。
【０１３０】
＜全体構成＞
図３８に示すように、第６の実施の形態における地図表示装置６０における地図変形部２６１は、前記第５の実施の形態における地図変形部２６１に対して、さらに標高変更部２６２を備える。
＜地図変形部２６１＞
地図変形部２６１は、投影部２７０から表示対象領域を通知され、表示対象領域内に含まれる画像情報の位置を示す第１座標情報に標高変更部２６２により変更された標高値を付加して、投影部２７０へ出力する。
【０１３１】
＜標高変更部２６２＞
標高変更部２６２は、第３の実施の形態における標高変更部１６２と同一であり、自車位置の周囲に平坦領域を設け、当該領域において標高情報を均等値に変更し、その周辺において当該領域からの距離に応じて標高情報を変更する。
＜地図表示処理＞
以下、図３９に示すフローチャートを参照しながら、地図表示装置６０が行う地図表示処理を説明する。
【０１３２】
地図表示装置６０は、運転者の操作に応じて２つの形状の間を両者の中間的な形状を経由して徐々に変形する曲面を生成し、当該曲面毎に曲面定義情報を付してサブ処理を呼び出すメイン処理と、自車位置周辺が平坦になるよう変更した標高情報に応じて変形した地図を、メイン処理から与えられた曲面定義情報によって表される曲面または平面に透視投影して表示するサブ処理とを行うことにより、２つの表示形状の間を徐々に変形する地図を表示する。
【０１３３】
メイン処理は、第１の実施の形態におけるメイン処理と同様であり、ここでは説明を省略する。
サブ処理において、自車位置受付部２５５は、自車位置及び進行方向を投影部２７０に出力する（ステップＳ６０１）。投影部２７０は、自車位置受付部２５５から入力された自車位置及び進行方向に応じて表示対象領域を算出する（ステップＳ６０２）。投影部２７０は、ｓｔ座標系から、透視投影を行う仮想空間のｘｙ座標への変換ｆを算出する（ステップＳ６０３）。
【０１３４】
標高変更部２６２は、平坦領域において標高値を均等値に変更し、当該領域の周辺において領域からの距離に応じて標高値を変更する（ステップＳ６０４）。
地図変形部２６１は、表示対象領域内に含まれる画像情報の位置を示す第１座標情報に対し前記変更された標高値を付加する（ステップＳ６０５）。
投影部２７０は、当該変更された標高値が付加された座標情報について、メイン処理から与えられた情報により定義される仮想スクリーン上の位置を示す第２座標情報を算出し、当該位置を基準として前記画像情報を透視投影する（ステップＳ６１０）。
【０１３５】
表示部２８０は、仮想スクリーンに透視投影された像を表示部２８０が備える画面に投影して表示する（ステップＳ６１１）。表示部２８０は、表示対象領域に含まれる各文字情報について（ステップＳ６１２）、画面上の表示位置を算出し（ステップＳ６１３）、算出された位置に文字フォントを表示する（ステップＳ６１４）。
【０１３６】
＜第６のまとめ＞
以上のように、地図表示装置６０は、運転者の操作に応じて２つの形状の間を両者の中間的な形状を経由して徐々に変形する曲面を生成し、自車位置の周囲を除いて標高に応じた起伏を施した地図情報を、前記曲面毎に表される仮想スクリーンに透視投影し、透視投影により得られる像を画面に投影して表示することにより、地図の所望の部分を拡大、縮小し、かつ立体感のある地図を表示する。さらに、地図表示装置６０は、自車位置の周辺において起伏の表示を抑制することにより、起伏による地図の隠蔽を回避する。
【０１３７】
地図表示装置６０は、文字フォントについて地図表示装置１０と同様にして、マッピング及び透視投影により生じる変形を回避する。
＜変形例＞
なお、本発明を上記の実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記の実施の形態に限定されないのはもちろんである。以下のような場合も本発明に含まれる。
【０１３８】
（１） 本発明は、実施の形態で説明した各ステップを含む方法であるとしてもよい。また、これらの方法を、コンピュータシステムを用いて実現するためのコンピュータプログラムであるとしてもよいし、前記プログラムを表すデジタル信号であるとしてもよい。
また、本発明は、前記プログラム又は前記デジタル信号を記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体、例えば、フロッピーディスク、ハードディスク、ＣＤ―ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、半導体メモリ等であるとしてもよい。
【０１３９】
また、本発明は、電気通信回線、無線又は有線通信回線、若しくはインターネットに代表されるネットワーク等を経由して伝送される前記コンピュータプログラム又は前記デジタル信号であるとしてもよい。
また、本発明は、マイクロプロセッサ及びメモリを備えたコンピュータシステムであり、前記メモリは前記プログラムを記憶しており、前記マイクロプロセッサは前記メモリに記憶されている前記プログラムに従って動作することにより、前記方法を実現するとしてもよい。
【０１４０】
また、前記プログラム又は前記デジタル信号は、前記記録媒体に記録されて移送され、若しくは、前記ネットワーク等を経由して移送され、独立した他のコンピュータシステムにおいて実施されるとしてもよい。
（２） 前記曲面記憶部１４０及び曲面記憶部２４０が記憶している曲面は、前記説明のために例示した曲面に限定されるものではない。すなわち、前記説明したように、面上の複数のサンプル点、又は媒介変数ｕ及びｖを用いて曲面を定義すれば、より複雑な形状の曲面を定義することができる。
【０１４１】
こられの定義方法を用いて所期の形状の曲面を定義することにより、前記説明のために例示した曲面の形状により得られる効果に限定されることなく、地図の所望の部分を拡大、縮小することができる。
（３） 第１及び第４の実施の形態では、表示画面の下方部分に位置する注目点を運転者から指定されている状態において、新たに、表示画面の上方部分に位置する注目点を運転者から指定された場合に、それぞれ曲面生成部１５０及び曲面生成部２５０が出力する曲面を例示したが、同一部分を繰り返し指定された場合については、指定された部分の拡大率を引き上げて表示してもよい。
【０１４２】
当該表示を行うために、曲面記憶部１４０及び曲面記憶部２４０は、同一の地図部分を異なる率で拡大する２つの曲面を記憶し、曲面生成部１５０及び曲面生成部２５０は、表示画面の同一部分を連続して運転者から指定された場合に、低い拡大率を有する曲面から、高い拡大率を有する曲面に向かって両者の中間的な形状を有する曲面を順次生成すればよい。
【０１４３】
（４） 前記第１乃至第６の実施の形態において、地図表示装置１０乃至６０は、表示部の所定位置に文字情報を表すフォントを直接表示することにより、マッピング及び透視投影による前記フォントの変形を回避するとしたが、この表示方法が適用される対象は文字情報に限定されない。すなわち、例えば、目標物を示すランドマーク図形等が地図に含まれる場合、前記図形を、マッピング及び透視投影することなく表示部の所定位置に直接表示することにより、前記図形の変形が回避され、視認性が向上する。
【０１４４】
【発明の効果】
（１） 本発明の地図表示装置は、１つの面の曲率を時間的に徐々に変化させる過程で得られる、形状の異なる複数の面の各々に対し、地図に関する第１座標情報を前記各面上の第２座標情報に変換するとともに、前記各面毎に得られた前記第２座標情報に従って前記地図を表示することを特徴とする。
【０１４５】
この構成によれば、前記地図表示装置は、曲面の形状に応じて定まる目的部分を拡大及び縮小した地図を、道路の接続関係を保ったまま表示できるため、例えば、運転者が細部の情報を所望すると考えられる部分を拡大しながら、同じ地図の辺縁部を縮小して広域を表示することが可能となる。このような表示においても道路の接続関係は保たれ、運転者は画面に表示された地図情報を短時間の内に的確に把握できる。また、前記地図表示装置は、２つの表示形状の間を徐々に変形させて地図を表示するため、拡大、縮小箇所が変動した場合にも滑らかに表示が変形し、運転者は注目している地図上の点を見失うことがない。
【０１４６】
（２） 前記（１）の地図表示装置において、前記第１座標情報は前記地図上に表示されるべき目的物の位置を示し、前記地図表示装置は、前記第１座標情報を記憶している地図記憶手段と、１つの面を第１の形状から第２の形状まで両者の中間的な形状を経由して徐々に変形させる過程で得られる複数の面を生成する曲面生成手段と、前記第１座標情報を前記生成された各面上の第２座標情報に変換し、前記目的物を表す画像を、前記変換された第２座標情報により示される位置を基準として前記各面上にテクスチャマッピングすることにより前記各面毎にマップドイメージを生成するマッピング手段と、前記生成された各マップドイメージを平面状の仮想スクリーンに透視投影することにより得られた投影イメージを順次表示する投影表示手段とを備えてもよい。
【０１４７】
（３） 前記（２）の地図表示装置において、前記第１の形状と第２の形状とは、平面と曲面、曲面と曲面、及び曲面と平面のいずれかである。
こられの構成によれば、前記地図表示装置は、前記曲面にテクスチャマッピングされた地図を透視投影するので、前記投影イメージ上には、地図を単に透視投影した場合に比べて拡大及び縮小される部分が生じる。また、空間的に連続した形状の曲面を用いることにより、前記投影イメージに表される道路の接続関係が保たれる。前記地図表示装置は、この作用により、前述した効果を発揮する。
【０１４８】
（４） 前記（２）又は（３）の地図表示装置は、注目点を含む前記地図上の部分領域を、時間的に徐々に拡大表示又は縮小表示し、前記曲面生成手段は、前記部分領域が拡大表示される場合には、前記部分領域に含まれる目的物を表す画像がテクスチャマッピングされる前記面上の部分と前記透視投影における視線とがなす角度が、前記面の他の部分と前記透視投影における視線とがなす角度よりも大きい形状を前記第２の形状として、前記複数の面を生成し、前記部分領域が縮小表示される場合には、前記部分領域に含まれる目的物を表す画像がテクスチャマッピングされる前記面上の部分と前記透視投影における視線とがなす角度が、前記面の他の部分と前記透視投影における視線とがなす角度よりも小さい形状を前記第２の形状として、前記複数の面を生成してもよい。
【０１４９】
（５） 前記（４）の地図表示装置において、前記曲面生成手段は、前記注目点の位置、及び前記部分領域が拡大表示されるべきか縮小表示されるべきかの区別を示す情報を利用者から受け付ける注目点受付部を有し、前記受け付けた情報に応じて、前記複数の面を生成してもよい。
これらの構成によれば、前記地図表示装置は、利用者から注目点の位置を受け付け、当該注目点を含む地図部分を徐々に拡大又は縮小して表示するので、運転者は、例えば、交差点を指定して徐々に拡大表示させることにより詳細な地図を確認し、また、表示されている地図の周辺部を指定して徐々に縮小表示させることにより広域地図を確認することができる。何れの場合にも、表示の変形は徐々に行われるので、運転者は注目している地図上の点を見失うことがない。
【０１５０】
（６） 前記（５）の地図表示装置は、さらに、標高点の位置と標高とを対応付けて示す標高情報を記憶している標高記憶手段を備え、前記マッピング手段は、前記標高情報により示される標高点の位置を前記生成された各面上の位置に変換し、前記各面を、前記変換された位置において前記標高情報により示される標高に応じた大きさの起伏を設けることにより変形する曲面変形部を有し、前記第１座標情報を前記変形された各面上の第２座標情報に変換してもよい。
【０１５１】
この構成によれば、地図表示装置は標高に応じた立体的な地図を表示するため、実際の地形を上空から眺めた景色に相当する現実感のある地図を運転者に提示することができ、前述の効果に加えて、運転者による地形の把握を一層容易にする効果がある。
（７） 前記（６）の地図表示装置において、前記曲面変形部は、地図上の現在位置を含む領域において前記標高情報により示される標高を均等値に変更する標高変更部を有し、前記変更された標高に応じて前記曲面を変形してもよい。
【０１５２】
この構成によれば、地図表示装置は自車位置の周辺において地図を平面的に表示し、その他の部分において地図を立体的に表示するため、前述の効果を維持しつつ、自車位置の周辺においては起伏により地図が隠蔽される問題を回避する。
（８） 前記（２）乃至（７）の何れかの地図表示装置において、前記投影表示手段は、前記投影イメージを表示する際に、前記目的物を表す画像の表示位置を基準としてさらに前記目的物を表す文字列を表示してもよい。
【０１５３】
この構成によれば、地図表示装置は文字フォントをテクスチャマッピング及び透視投影の対象とせず、文字位置に対応する画面上の位置に文字フォントを直接表示するため、マッピング及び透視投影により生じる文字フォントの変形が回避され、文字の視認性が向上する。
（９） 前記（１）の地図表示装置において、前記第１座標情報は前記地図上に表示されるべき目的物の位置を示し、前記地図表示装置は、前記第１座標情報を記憶している地図記憶手段と、１つの面を第１の形状から第２の形状まで両者の中間的な形状を経由して徐々に変形させる過程で得られる複数の面を生成する曲面生成手段と、前記第１座標情報を前記生成された各面上の第２座標情報に変換し、前記目的物を表す画像を、前記変換された第２座標情報により示される位置を基準として、前記各面を仮想スクリーンとして透視投影することにより前記各面毎に得られた投影イメージを、順次表示する投影表示手段とを備えてもよい。
【０１５４】
（１０） 前記（９）の地図表示装置において、前記第１の形状と第２の形状とは、平面と曲面、曲面と曲面、及び曲面と平面のいずれかである。
こられの構成によれば、前記地図表示装置は、前記曲面に地図を透視投影するので、前記投影イメージ上には、地図を平面に透視投影した場合に比べて拡大及び縮小される部分が生じる。また、空間的に連続した形状の曲面を用いることにより、前記投影イメージに表される道路の接続関係が保たれる。前記地図表示装置は、この作用により、前述した効果を発揮する。
【０１５５】
（１１） 前記（９）又は（１０）の地図表示装置は、注目点を含む前記地図上の部分領域を、時間的に徐々に拡大表示又は縮小表示し、前記曲面生成手段は、前記部分領域が拡大表示される場合には、前記部分領域に含まれる目的物が透視投影される前記面上の部分と前記透視投影における視線とがなす角度が、前記面の他の部分と前記透視投影における視線とがなす角度よりも小さい形状を前記第２の形状として、前記複数の面を生成し、前記部分領域が縮小表示される場合には、前記部分領域に含まれる目的物が透視投影される前記面上の部分と前記透視投影における視線とがなす角度が、前記面の他の部分と前記透視投影における視線とがなす角度よりも大きい形状を前記第２の形状として、前記複数の面を生成してもよい。
【０１５６】
（１２） 前記（１１）の地図表示装置において、前記曲面生成手段は、前記注目点の位置、及び前記部分領域が拡大表示されるべきか縮小表示されるべきかの区別を示す情報を利用者から受け付ける注目点受付部を有し、前記受け付けた情報に応じて、前記複数の面を生成してもよい。
これらの構成によれば、前記地図表示装置は、利用者から注目点の位置を受け付け、当該注目点を含む地図部分を徐々に拡大又は縮小して表示するので、運転者は、例えば、交差点を指定して徐々に拡大表示させることにより詳細な地図を確認し、また、表示されている地図の周辺部を指定して徐々に縮小表示させることにより広域地図を確認することができる。何れの場合にも、表示の変形は徐々に行われるので、運転者は注目している地図上の点を見失うことがない。
【０１５７】
（１３） 前記（１２）の地図表示装置は、さらに、標高点の位置と標高とを対応付けて示す標高情報を記憶している標高記憶手段を有し、前記投影表示手段は、前記第１座標情報により示される位置における標高を前記標高情報に基づいて算出し、算出された標高に応じて、前記第１座標情報を変更する地図変形部を有し、前記変更された第１座標情報に従って前記投影イメージを順次表示してもよい。
【０１５８】
この構成によれば、地図表示装置は標高に応じた立体的な地図を表示するため、実際の地形を上空から眺めた景色に相当する現実感のある地図を運転者に提示することができ、前述の効果に加えて、運転者による地形の把握を一層容易にする。
（１４） 前記（１３）の地図表示装置において、前記地図変更部は、地図上の現在位置を含む領域において前記標高情報により示される標高を均等値に変更する標高変更部を有し、変更された標高に応じて前記第１座標情報を変更してもよい。
【０１５９】
この構成によれば、地図表示装置は自車位置の周辺において地図を平面的に表示し、その他の部分において地図を立体的に表示するため、前述の効果を維持しつつ、自車位置の周辺においては起伏により地図が隠蔽される問題を回避する。
（１５） 前記（９）乃至（１４）の何れかの地図表示装置において、前記投影表示手段は、前記投影イメージを表示する際に、前記目的物を表す画像の表示位置を基準としてさらに前記目的物を表す文字列を表示してもよい。
【０１６０】
この構成によれば、地図表示装置は文字フォントを透視投影の対象とせず、文字位置に対応する画面上の位置に文字フォントを直接表示するため、透視投影により生じる文字フォントの変形が回避され、文字の視認性が向上する。
（１６） 前記（７）又は（１４）の地図表示装置において、前記標高変更部は、さらに、前記領域の周辺において前記領域からの距離に応じて前記標高情報により示される標高を変更してもよい。
【０１６１】
この構成によれば、平面的に表示される部分と立体的に表示される部分との境界において表示が滑らかに連続するため、前記（７）又は（１４）の効果を維持しつつ、視覚上の不自然さを軽減する。
（１７） 本発明の地図表示装置は、注目点の位置を利用者から地図上において指定され、前記地図に関する第１座標情報を、前記指定された位置に応じた形状を有する曲面上の第２座標情報に変換し、変換された第２座標情報に従って前記地図を表示することを特徴とする。
【０１６２】
この構成によれば、地図表示装置は、地図上において利用者が注目する箇所を指示され、当該箇所を拡大又は縮小して表示することができる。
（１８） 本発明の地図表示方法は、１つの面を第１の形状から第２の形状まで両者の中間的な形状を経由して徐々に変形させる過程で得られる複数の面を示す定義情報を生成する曲面生成ステップと、地図上に表示されるべき目的物の位置を示す第１座標情報を前記定義情報により示される各面上の第２座標情報に変換し、前記目的物を表す画像を前記変換された第２座標情報により示される位置を基準として前記各面上にテクスチャマッピングすることにより、前記各面毎にマップドイメージを生成するマッピングステップと、前記各マップドイメージを平面状の仮想スクリーンに透視投影することにより得られる投影イメージを生成し、順次表示する投影表示ステップとを含む。
【０１６３】
（１９） 本発明の地図表示方法は、１つの面を第１の形状から第２の形状まで両者の中間的な形状を経由して徐々に変形させる過程で得られる複数の面を示す定義情報を生成する曲面生成ステップと、地図上に表示されるべき目的物の位置を示す第１座標情報を前記定義情報により示される各面上の第２座標情報に変換し、前記目的物を表す画像を前記変換された第２座標情報により示される位置を基準として前記各面を仮想スクリーンとして透視投影することにより得られる投影イメージを、前記各面毎に生成し、順次表示する投影表示ステップとを含む。
【０１６４】
これらの構成によれば、前記方法に従って表示された投影イメージにおいて、前記曲面の形状に応じて定まる地図の目的部分が拡大及び縮小され、かつ道路の接続関係が保たれるので、運転者は表示された投影イメージから地図情報を短時間の内に的確に把握できる。また、拡大、縮小箇所が変動した場合にも表示が滑らかに変形するので、運転者は注目している地図上の点を見失うことがない。
【０１６５】
（２０） 本発明のプログラムは、地図表示装置をコンピュータにより実現するためのコンピュータ実行可能なプログラムであって、１つの面を第１の形状から第２の形状まで両者の中間的な形状を経由して徐々に変形させる過程で得られる複数の面を示す定義情報を生成する曲面生成ステップと、地図上に表示されるべき目的物の位置を示す第１座標情報を前記定義情報により示される各面上の第２座標情報に変換し、前記目的物を表す画像を前記変換された第２座標情報により示される位置を基準として前記各面上にテクスチャマッピングすることにより、前記各面毎にマップドイメージを生成するマッピングステップと、前記各マップドイメージを平面状の仮想スクリーンに透視投影することにより得られる投影イメージを生成し、順次表示する投影表示ステップとを、前記コンピュータに実行させる。
【０１６６】
（２１） 本発明のプログラムは、地図表示装置をコンピュータにより実現するためのコンピュータ実行可能なプログラムであって、１つの面を第１の形状から第２の形状まで両者の中間的な形状を経由して徐々に変形させる過程で得られる複数の面を示す定義情報を生成する曲面生成ステップと、地図上に表示されるべき目的物の位置を示す第１座標情報を前記定義情報により示される各面上の第２座標情報に変換し、前記目的物を表す画像を前記変換された第２座標情報により示される位置を基準として前記各面を仮想スクリーンとして透視投影することにより得られる投影イメージを、前記各面毎に生成し、順次表示する投影表示ステップとを、前記コンピュータに実行させる。
【０１６７】
これらの構成によれば、前記プログラムを実行することにより、前記コンピュータは、前述した効果を有する地図を表示する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態における地図表示装置１０のブロック図である。
【図２】地図記憶部が記憶している画像情報の一例である。
【図３】地図記憶部が記憶している文字情報の一例である。
【図４】曲面記憶部が記憶する曲面の形状を示す一例である。
【図５】曲面記憶部が記憶する情報の一例である。
【図６】注目点記憶部が記憶する情報の一例である。
【図７】曲面生成部が出力する曲面の形状を示す一例である。
【図８】自車位置受付部が出力する自車位置情報の一例である。
【図９】自車位置情報に応じた地図のマッピング範囲を説明するための概念図である。
【図１０】マッピング部がマッピングした地図情報の一例である。
【図１１】マッピング部がマッピングした地図情報の一例である。
【図１２】（ａ）投影部が行う投影処理を説明するための概念図である。
（ｂ）図（ａ）のｘ＝０における断面図である。
【図１３】（ａ）投影部が行う投影処理を説明するための概念図である。
（ｂ）図（ａ）のｘ＝０における断面図である。
【図１４】表示部が表示する地図の一例である。
【図１５】表示部が表示する地図の一例である。
【図１６】地図表示処理のメイン処理を示すフローチャートである。
【図１７】第１の実施形態におけるサブ処理を示すフローチャートである。
【図１８】第２の実施形態における地図表示装置２０のブロック図である。
【図１９】標高記憶部が記憶している標高情報の一例である。
【図２０】曲面変形部が行う変形処理を説明するための概念図である。
【図２１】マッピング部がマッピングした地図情報の一例である。
【図２２】表示部が表示する地図の一例である。
【図２３】第２の実施形態におけるサブ処理を示すフローチャートである。
【図２４】第３の実施形態における地図表示装置３０のブロック図である。
【図２５】曲面変形部が変形した曲面の一例である。
【図２６】マッピング部がマッピングした地図情報の一例である。
【図２７】表示部が表示する地図の一例である。
【図２８】第３の実施形態におけるサブ処理を示すフローチャートである。
【図２９】第４の実施形態における地図表示装置４０のブロック図である。
【図３０】曲面記憶部が記憶する曲面の一例である。
【図３１】曲面生成部が出力する曲面の形状を示す一例である。
【図３２】透視投影を行う仮想空間内に位置付けられた画像情報の一例である。
【図３３】（ａ）投影部が行う投影処理を説明するための概念図である。（ｂ）図（ａ）のｘ＝０における断面図である。
【図３４】（ａ）投影部が行う投影処理を説明するための概念図である。（ｂ）図（ａ）のｘ＝０における断面図である。
【図３５】第４の実施形態におけるサブ処理を示すフローチャートである。
【図３６】第５の実施形態における地図表示装置５０のブロック図である。
【図３７】第５の実施形態におけるサブ処理を示すフローチャートである。
【図３８】第６の実施形態における地図表示装置６０のブロック図である。
【図３９】第６の実施形態におけるサブ処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０ 地図表示装置
２０ 地図表示装置
３０ 地図表示装置
４０ 地図表示装置
５０ 地図表示装置
６０ 地図表示装置
１１０ 地図記憶部
１１１ 文字情報テーブル
１２０ 標高記憶部
１２１ 標高テーブル
１４０ 曲面記憶部
１４１ 曲面
１４２ 曲面
１４３ 曲面
１５０ 曲面生成部
１５１ 注目点受付部
１５２ 注目点記憶部
１５５ 自車位置受付部
１５６ 自車位置情報
１５７ 表示対象領域
１５８ 自車位置
１５９ 進行方向
１６０ マッピング部
１６１ 曲面変形部
１６２ 標高変更部
１７０ 投影部
１７１ 曲面
１７２ 仮想スクリーン
１７３ 視点
１７４ 視線
１７６ 曲面
１７７ 仮想スクリーン
１７８ 視点
１７９ 視線
１８０ 表示部
２１０ 地図記憶部
２２０ 標高記憶部
２４０ 曲面記憶部
２４１ 曲面
２４２ 曲面
２４３ 曲面
２５０ 曲面生成部
２５１ 注目点受付部
２５２ 注目点記憶部
２５５ 自車位置受付部
２６１ 地図変形部
２６２ 標高変更部
２７０ 投影部
２７１ 平面
２７２ 仮想スクリーン
２７３ 視点
２７４ 視線
２７６ 平面
２７７ 仮想スクリーン
２８０ 表示部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a map display device, a map display method, and a computer program used in the map display device, and more particularly to a road map display technique used in a car navigation device.
[0002]
[Prior art]
One application example of a map display device is a car navigation device. In the map display device used in the car navigation device, in particular, it is necessary for the user, that is, the driver, to understand the displayed map at a glance, and the map display method allows the driver to grasp the information in a very short time. Various devices have been made. As an example of the device, there is a method of highlighting and displaying information considered to be desired by the driver.
[0003]
When driving a car, there are points where the driver is expected to pay particular attention, such as intersections and destinations. Here, this point is called a point of interest. A certain type of conventional map display device displays an enlarged view near a point of interest. For example, when a car approaches a major intersection, the map display device using this display method supports the driver's course determination by displaying an enlarged view near the intersection. There is also a map display device that does not display an enlarged view on the entire screen but displays it on a map in a part of the screen.
[0004]
There is also a map display device that displays a wide-area map that represents the periphery of the display range of the map at a larger scale so as to overlap the map on a part of the screen. According to this display method, the driver can confirm the map and also the roads around the map by using the wide area map.
As described above, the conventional map display device displays an enlarged view around the point of interest and displays a wide area map around the map, thereby highlighting and displaying information that the driver thinks is desired. Thus, the driver can grasp the information displayed on the screen in a short time.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the display method in the above-described prior art device, when an enlarged map near the point of interest is displayed on the full screen, the driver checks the road around the enlarged map while simultaneously viewing the enlarged map. There is a problem that it can not be done at all.
In addition, when an enlarged map near the point of interest or a wide area map around the map is displayed superimposed on the map in a part of the screen, the driver cannot check the map portion hidden by the display. In addition, since the enlarged map or the wide area map and the map with different scales are not drawn continuously, the driver can quickly understand the relationship between the two maps, especially the road connection between the two maps. There is a problem that is difficult.
[0006]
In addition, there is a problem that the driver may lose sight of the attention point when the driver moves his / her line of sight between the map and the enlarged view or the wide area map in order to confirm the enlarged view or the wide area view.
Conventionally, there is a technique for displaying a map using a perspective method. This display method makes it easier for the driver to grasp the perspective of the displayed map by displaying a small object close and a large object close to the person's visual characteristics. Or, when displaying the map periphery in a wide area, it has the same problem as described above.
[0007]
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a map display device that allows a driver to accurately grasp map information displayed on a screen within a short time.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
(1) In order to solve the above-described problem, the map display device of the present invention provides a map-related image for each of a plurality of surfaces having different shapes obtained in the process of gradually changing the curvature of one surface over time. One coordinate information is converted into second coordinate information on each surface, and the map is displayed according to the second coordinate information obtained for each surface.
[0009]
(2) In the map display device according to (1), the first coordinate information indicates a position of an object to be displayed on the map, and the map display device stores the first coordinate information. Map storage means; curved surface generation means for generating a plurality of faces obtained in the process of gradually deforming one face from a first shape to a second shape via an intermediate shape between the two; One coordinate information is converted into the generated second coordinate information on each surface, and an image representing the object is texture-mapped on each surface with reference to the position indicated by the converted second coordinate information. Mapping means for generating a mapped image for each of the surfaces, and a projection display for sequentially displaying the projection images obtained by perspective-projecting the generated mapped images on a planar virtual screen Means.
[0010]
(3) The map display device of (2) gradually enlarges or reduces the partial area on the map including the point of interest, and the curved surface generation means displays the partial area in an enlarged manner. The angle formed between the portion on the surface on which the image representing the target object included in the partial region is texture-mapped and the line of sight in the perspective projection is the line of sight in the other portion of the surface and the line of sight in the perspective projection. When the plurality of surfaces are generated with the shape larger than the angle formed by the second shape as the second shape and the partial area is displayed in a reduced size, an image representing the target object included in the partial area is texture mapped. The second shape is a shape in which an angle formed between a portion on the surface and a line of sight in the perspective projection is smaller than an angle formed between another portion of the surface and the line of sight in the perspective projection. The surface may be generated.
[0011]
(4) In the map display device according to (3), the curved surface generation unit uses information indicating a position of the attention point and information indicating whether the partial area should be enlarged or reduced. May receive an attention point receiving unit, and generate the plurality of surfaces according to the received information.
(5) In the map display device of (1), the first coordinate information indicates a position of an object to be displayed on the map, and the map display device stores the first coordinate information. Map storage means; curved surface generation means for generating a plurality of faces obtained in the process of gradually deforming one face from a first shape to a second shape via an intermediate shape between the two; 1 coordinate information is converted into the generated second coordinate information on each surface, and the image representing the object is converted into a virtual screen with the position indicated by the converted second coordinate information as a reference. And a projection display means for sequentially displaying the projection images obtained for each surface by perspective projection.
[0012]
(6) The map display device of (5) gradually enlarges or reduces the partial area on the map including the point of interest, and the curved surface generation means displays the partial area in an enlarged manner. In this case, the angle formed between the part on the surface on which the target object included in the partial area is perspectively projected and the line of sight in the perspective projection forms the other part of the surface and the line of sight in the perspective projection. When the plurality of surfaces are generated by using a shape smaller than an angle as the second shape and the partial region is displayed in a reduced size, the target object included in the partial region is projected on the surface Even if the plurality of surfaces are generated with the second shape being a shape in which an angle formed by a portion and a line of sight in the perspective projection is larger than an angle formed by another portion of the surface and the line of sight in the perspective projection Good.
[0013]
(7) In the map display device according to (6), the curved surface generation means uses information indicating a position of the attention point and information indicating whether the partial area should be enlarged or reduced. May receive an attention point receiving unit, and generate the plurality of surfaces according to the received information.
(8) The map display method of the present invention is a definition information indicating a plurality of surfaces obtained in the process of gradually deforming one surface from the first shape to the second shape via an intermediate shape between the two shapes. A curved surface generating step for generating the image, and the first coordinate information indicating the position of the object to be displayed on the map is converted into the second coordinate information on each surface indicated by the definition information, and the image representing the object A mapping step of generating a mapped image for each surface by texture-mapping on each surface with reference to the position indicated by the converted second coordinate information; and A projection display step of generating and sequentially displaying a projection image obtained by perspective projection on the virtual screen.
[0014]
(9) The map display method of the present invention is a definition information indicating a plurality of surfaces obtained in the process of gradually deforming one surface from the first shape to the second shape via an intermediate shape between the two shapes. A curved surface generating step for generating the image, and the first coordinate information indicating the position of the object to be displayed on the map is converted into the second coordinate information on each surface indicated by the definition information, and the image representing the object A projection display step of generating, for each of the surfaces, and sequentially displaying a projection image obtained by perspectively projecting each surface as a virtual screen using the position indicated by the converted second coordinate information as a reference. Including.
[0015]
(10) The program of the present invention is a computer-executable program for realizing a map display device by a computer, and one surface passes from the first shape to the second shape through an intermediate shape between the two. A curved surface generating step for generating definition information indicating a plurality of surfaces obtained in the process of gradually deforming, and first coordinate information indicating a position of an object to be displayed on the map is indicated by the definition information. Map to each second surface by converting the second coordinate information on the surface and texture-mapping the image representing the object on each surface with the position indicated by the converted second coordinate information as a reference A mapping step for generating a mapped image, and a projected image obtained by perspectively projecting each mapped image on a planar virtual screen, Causing the computer to execute a projection display step of displaying.
[0016]
(11) A program of the present invention is a computer-executable program for realizing a map display device by a computer, and one surface passes from the first shape to the second shape through an intermediate shape between the two. A curved surface generating step for generating definition information indicating a plurality of surfaces obtained in the process of gradually deforming, and first coordinate information indicating a position of an object to be displayed on the map is indicated by the definition information. A projection image obtained by converting into a second coordinate information on a surface, and perspectively projecting the image representing the object as a virtual screen on the basis of the position indicated by the converted second coordinate information. , Causing the computer to execute a projection display step for generating and sequentially displaying each surface.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
<First Embodiment>
The map display apparatus 10 in 1st Embodiment is demonstrated. The map display device 10 generates a curved surface having a desired shape according to the position of the point of interest specified by the user on the map and gradually deforms in time, and a map is generated for each generated curved surface. An apparatus for enlarging and displaying the partial area including the attention point while maintaining the road connection relationship by texture mapping the coordinate information indicating the texture and displaying an image obtained by perspective projection of the texture-mapped coordinate information is there.
[0018]
<Overall configuration>
As shown in FIG. 1, the map display device 10 according to the first embodiment includes a map storage unit 110, a vehicle position reception unit 155, a curved surface storage unit 140, a curved surface generation unit 150, a mapping unit 160, a projection unit 170, and The display unit 180 is configured.
Specifically, the map display device 10 is realized by software and hardware such as a processor, a ROM (Read Only Memory) storing a program, and a working RAM (Random Access Memory). The function of each unit is realized by the processor executing a program stored in the ROM. Data is exchanged between the units via hardware such as RAM.
[0019]
<Map storage unit 110>
The map storage unit 110 stores image information and character strings represented by bitmap data in association with first coordinate information indicating the respective positions. Here, the first coordinate information is represented by coordinates in a two-dimensional orthogonal coordinate system over the entire map information, and the coordinate system is referred to as a st coordinate system.
[0020]
FIG. 2 is an example of image information stored in the map storage unit 110, and shows image information corresponding to 0 ≦ s ≦ 1000 and 0 ≦ t ≦ 1000 of the first coordinate information.
FIG. 3 is an example of character information stored in the map storage unit 110, and 111 is a character information table. The character information table 111 stores characters and first coordinate information indicating character positions for character information.
[0021]
<Curved surface storage unit 140>
The curved surface storage unit 140 stores information that defines a plurality of different curved surfaces that exist in a virtual space in which perspective projection is performed, and on which the map information is mapped. Here, the space is represented using a three-dimensional orthogonal coordinate system, and the coordinate system is referred to as an xyz coordinate system.
[0022]
The curved surface storage unit 140 is configured such that an angle formed between the curved surface and the line of sight in the perspective projection in a curved surface portion where the map portion to be enlarged is texture-mapped is an angle formed between another portion of the curved surface and the line of sight in the perspective projection. Information defining a larger curved surface shape is stored in association with information indicating a portion on the screen on which the map portion is displayed, and the curved surface and the surface in the curved surface portion where the map portion to be reduced is texture-mapped. Information defining a curved surface shape in which an angle formed by a line of sight in perspective projection is smaller than an angle formed by another part of the curved surface and a line of sight in perspective projection indicates a portion on the screen on which the map portion is displayed. It is stored in association with information. The operation of enlarging and reducing the map according to the shape of the curved surface will be described in detail in the description of the projection unit 170.
[0023]
The curved surface storage unit 140 stores, in particular, information defining a plane as a shape that does not have an effect of enlarging or reducing the map. Hereinafter, the information defining the curved surface or plane stored in the curved surface storage unit 140 including the information is collectively referred to as curved surface definition information.
The curved surface storage unit 140 stores the information in any of the following forms.
(1) A curved surface represented by a relational expression of x, y, and z
(2) Curved surface obtained by interpolating multiple sample points on the surface
(3) A curved surface representing x, y and z coordinates of points on the surface using parameters u and v
FIG. 4 shows an example of a curved surface. Figure (a) shows the relational expression.
x ² + (Y-0.5) ² + (Z + 1) ² = 1.25
(B) is a relational expression of the curved surface 141 represented by
x ² + (Y-0.5) ² + (Z-1) ² = 1.25
Each of the curved surfaces 142 represented by
−0.5 ≦ x ≦ 0.5, 0 ≦ y ≦ 1
The range is shown. In order to help understanding the shape, geodesic lines are displayed in increments of 0.1 for the x and y coordinates in the figure. The curved surface 141 and the curved surface 142 expand the front portion and the far portion of the map display range, respectively. Each part corresponds to a lower part and an upper part on the display screen, respectively.
[0024]
FIG. 5 shows an example of information stored in the curved surface storage unit 140 for the curved surface and the flat surface. The curved surface storage unit 140 stores the curved surface definition information in a curved surface definition information column, and stores information indicating a portion on the screen where a map portion to be enlarged or reduced is displayed in an enlarged / reduced portion column.
The curved surface storage unit 140 may store curved surface definition information represented by the forms (2) and (3) (not shown).
[0025]
<Curved surface generation unit 150>
The curved surface generation unit 150 generates a curved surface that gradually deforms between two shapes via an intermediate shape between the two shapes according to a driver's operation, and maps the curved surface definition information representing the curved surface to the mapping unit 160. Output for. Details will be described below.
The curved surface generation unit 150 includes an attention point receiving unit 151 and an attention point storage unit 152.
[0026]
The attention point receiving unit 151 is realized by, for example, a touch panel installed on the front surface of the screen of the display unit 180, and the driver intended the driver by touching the touch panel and the like while distinguishing between enlarged display and reduced display. The position of the target point on the screen is recognized, and information indicating the position is notified to the curved surface generation unit 150 together with the distinction between enlarged display and reduced display.
[0027]
The attention point storage unit 152 stores information indicating the position on the screen and the distinction between enlarged display and reduced display. As shown in FIG. 6, the attention point storage unit 152 has a previous attention point field and a current attention point field, and both fields hold the distinction between the position of the attention point and the enlargement / reduction, respectively, Both columns store information indicating that the position of the target point is not designated.
[0028]
The curved surface generation unit 150 is notified of the information indicating the position on the screen together with the enlargement / reduction distinction from the attention point receiving unit 151, transfers the contents of the current attention point column to the previous attention point column, and displays the notified information as the current information. Record in the field of interest. Next, when a position is specified for the previous attention point, the curved surface generation unit 150 acquires curved surface definition information including the previous attention point in the enlargement / reduction portion from the curved surface storage unit 140, and the position is specified. If not, information defining a plane is acquired from the curved surface storage unit 140. Information about the current attention point is acquired from the curved surface storage unit 140 in the same manner. The curved surface generation unit 150 uses a curved surface or plane having a shape represented by the information acquired about the current attention point from a curved surface or plane having a shape represented by the information acquired about the previous attention point (hereinafter referred to as a previous curved surface) (hereinafter referred to as the current attention point). (Referred to as a curved surface), a curved surface that is gradually deformed via an intermediate shape between the two is sequentially generated.
[0029]
As a specific example of generating the curved surface, a method in which the curved surface generation unit 150 generates nine curved surfaces having an intermediate shape between the two shapes by dividing the two shapes into 10 equal parts will be described.
(1) When a curved surface is defined by a relational expression of x, y, and z, a plurality of points having common x, y coordinate values on the front curved surface and the current curved surface are obtained. The n points obtained for the front surface are
P1: (x1, y1, zp1) ... Pn: (xn, yn, zpn)
The n points obtained for the current curved surface are
C1: (x1, y1, zc1) ... Cn: (xn, yn, zcn)
, The curved surface generation unit 150 sets n sample points for each of i = 1.
S1i: (x1, y1, zp1 + i (zc1-zp1) / 10)
Sni: (xn, yn, zpn + i (zcn-zpn) / 10) (i = 1... 9)
Nine curved surfaces defined by are sequentially generated.
[0030]
(2) When a curved surface is defined by a plurality of sample points on a surface, m sample points defining the front curved surface are
P1: (x1, y1, zp1) ... Pm: (xm, ym, zpm)
And m sample points defining the current surface are
C1: (x1, y1, zc1) ... Cm: (xm, ym, zcm)
, The curved surface generation unit 150 sets m sample points for each of i = 1.
S1i: (x1, y1, zp1 + i (zc1-zp1) / 10)
Smi: (xm, ym, zpm + i (zcm-zpm) / 10) (i = 1... 9)
Nine curved surfaces defined by are sequentially generated.
[0031]
The above example shows the case where the front curved surface and the current curved surface are defined by sample points having a common xy coordinate value, but when both are defined by sample points having different xy coordinate values, A point having the same xy coordinates as the sample point defining the other curved surface may be calculated by bilinear interpolation of the coordinate value of the sample point defining one curved surface, and that point may be used as the sample point.
[0032]
(3) The x, y, and z coordinates of a point on the curved surface are defined using parameters u and v, and the front curved surface is
P: (xp (u, v), yp (u, v), zp (u, v))
Current surface is
C: (xc (u, v), yc (u, v), zc (u, v))
Is defined for each of i = 1... 9

Nine curved surfaces defined by are sequentially generated.
[0033]
The curved surface generation unit 150 sequentially outputs curved surface definition information representing the generated curved surface to the mapping unit 160, and finally outputs curved surface definition information representing the current curved surface.
FIG. 7 shows a curved surface generated when a driver has designated a point of interest located in the upper part of the display screen in a state where the point of interest located in the lower part of the display screen has been designated by the driver. It is a conceptual diagram which shows the curved surface which the part 150 outputs.
[0034]
The curved surface generation unit 150 sets the curved surface 141 that expands the lower part of the display screen as the front curved surface, and the curved surface 142 that expands the upper part of the display screen as the current curved surface. A curved surface 143 having a shape is sequentially generated, and curved surface definition information representing the generated curved surface is output to the mapping unit 160. Thereafter, curved surface definition information representing the curved surface 142 is output to the mapping unit 160.
[0035]
<Vehicle position reception unit 155>
The own vehicle position receiving unit 155 receives information on the current position and the traveling direction of the vehicle on which the map display device is mounted from a GPS (Global Positioning System) device or an inertial navigation device outside the map display device. And the vehicle position information indicating the direction is output to the mapping unit 160.
[0036]
FIG. 8 shows an example of the vehicle position information. The own vehicle position information 156 includes the own vehicle position and the traveling direction. The own vehicle position is represented by coordinates in the st coordinate system, and the traveling direction is represented by an angle measured counterclockwise from the s axis.
<Mapping unit 160>
The mapping unit 160 calculates an area to be displayed on the map according to the vehicle position information 156 received from the vehicle position reception unit 155, and image information included in the area is input from the curved surface generation unit 150. Texture mapping for each curved surface. Details will be described below.
[0037]
The mapping unit 160 calculates a rectangular area including the vehicle position as a display target area. Here, as an example, it is assumed that areas in the range of 9 km forward, 1 km backward, and 5 km left and right from the position of the vehicle toward the traveling direction are calculated.
FIG. 9 shows the calculated area. In the figure, 157 is a display target area, 158 is a vehicle position, and 159 is a traveling direction.
[0038]
Next, the mapping unit 160 obtains coordinate transformation that associates the st coordinate of the display target region with the xy coordinate of the virtual space for performing perspective projection. The conversion is configured by parallel movement, rotational movement, and reduction according to the vehicle position and traveling direction. The mapping unit 160 calculates the conversion f according to the parallel movement amount, the rotational movement amount, and the reduction ratio according to the vehicle position and the traveling direction.
[0039]
Next, the mapping unit 160 has a second position indicating the position on the curved surface that serves as a reference for texture mapping the image information with respect to the first coordinate information (s0, t0) indicating the position of the image information included in the region. The coordinate information (f (s0, t0), z0) is calculated as follows.
(1) When a curved surface is defined by a relational expression of x, y, and z, f (s0, t0) is substituted into x, y of the relational expression to solve for z.
[0040]
(2) When a curved surface is defined by a plurality of sample points on the surface, z0 is obtained by bilinear interpolation of the coordinate values of sample points in the vicinity of f (s0, t0) with respect to the x and y coordinates.
(3) When x, y, and z coordinates of a point on a curved surface are defined using parameters u and v, u0 and v0 are obtained by substituting f (s0, t0) for x and y, and u0 , V0 is obtained from z0.
[0041]
The mapping unit 160 texture maps each pixel of the image information to the obtained position (f (s0, t0), z0) on the curved surface. This mapping is performed using texture mapping that has been conventionally performed.
In order to remove aliasing, a texture mapping method according to the area contribution ratio and a texture mapping method by interpolating pixels using bilinear interpolation or the like have been conventionally performed. May be applied.
[0042]
As an example of the mapping result, FIG. 10 shows a result of texture mapping the image information included in the display target area 157 of FIG. 9 on the curved surface 141 of FIG. FIG. 11 shows the result of texture mapping the image information included in the display target area 157 of FIG. 9 on the curved surface 142 of FIG. In addition, geodesic lines are displayed in both FIG. 10 and FIG. 11 to help understanding the shape.
[0043]
The mapping unit 160 performs the texture mapping process for each curved surface input from the curved surface generation unit 150.
<Projector 170>
The projection unit 170 perspectively projects the image information texture-mapped by the mapping unit 160 on a flat virtual screen for each curved surface. Details will be described below.
[0044]
FIG. 12A is a conceptual diagram showing perspective projection performed by the projection unit 170 on the texture mapping result of FIG. 10, and shows the positional relationship between the curved surface 171, the virtual screen 172, the viewpoint 173, and the line of sight 174. As in the case of using the conventional perspective method, the projection unit 170 virtually arranges the viewpoint 173 at an appropriate height in front of the curved surface 171 in the traveling direction, and the virtual screen 172 is a position where an appropriate field of view can be obtained. To place. In this arrangement, the image projected on the virtual screen 172 corresponds to a view of the real area viewed from the sky, so that a realistic map can be presented to the driver and the driver can easily grasp the perspective. .
[0045]
12B is a cross-sectional view at x = 0 in FIG. 12A, where Ls is the height of the virtual screen 172, L1 is the front half of the curved surface 171 projected onto the virtual screen 172 in the traveling direction. The length is shown. In order to compare with the case where a specific part of the map is not enlarged, the length that the front half of the plane having the same range as the curved surface 171 with respect to the x and y coordinates is projected onto the virtual screen 172 is indicated by L0.
[0046]
As shown in the figure, the curved surface 171 intersects with the line of sight at a large angle θ1 in the front portion in the traveling direction, and intersects at a small angle θ2 in the far portion. Since the area projected onto the virtual screen is smaller as the angle formed with the line of sight is smaller with respect to a portion having the same area on the curved surface, the front portion of the image obtained by perspective projection of the map texture-mapped on the curved surface 171 is enlarged. The part is reduced. This can be confirmed from L0 <L1.
[0047]
FIG. 13A is a conceptual diagram showing perspective projection for the texture mapping result of FIG. 11, where 176 is a curved surface, 177 is a virtual screen, 178 is a viewpoint, and 179 is a line of sight. These arrangements and the effects thereof are the same as described above.
13B is a cross-sectional view at x = 0 in FIG. 13A, where Ls is the height of the virtual screen 177, and L1 is the back half of the curved surface 176 projected onto the virtual screen 177 in the direction of travel. L0 is the length by which the back half of a plane having the same range as the curved surface 176 with respect to the x and y coordinates is projected onto the virtual screen 177.
[0048]
Since the curved surface 176 intersects with the line of sight at a small angle θ1 in the front portion toward the traveling direction and intersects at a large angle θ2 in the far portion, the image obtained by perspective projection of the map texture-mapped on the curved surface 176 is reduced in the front portion. The part is enlarged. This can be confirmed from L0 <L1.
Thus, the angle formed by the curved surface and the line of sight in the perspective projection at the point where the map portion to be enlarged is texture-mapped is larger than the angle formed by the other portion of the curved surface and the line of sight in the perspective projection, A curved surface having a shape in which an angle formed between the curved surface and the line of sight in the perspective projection at a point where the map portion to be reduced is texture-mapped is smaller than an angle formed between another portion of the curved surface and the line of sight in the perspective projection. By perspective-projecting the map information subjected to texture mapping, a desired portion of the map can be enlarged and a reduced image can be obtained while maintaining the road connection relationship.
[0049]
The projection unit 170 perspectively projects the image information texture-mapped by the mapping unit 160 for each curved surface output from the curved surface generation unit 150 onto a planar virtual screen. For example, when the front curved surface is the curved surface 171 in FIG. 12 and the current curved surface is the curved surface 176 in FIG. 13 according to the driver's operation, the curved surface generation unit 150 performs intermediate processing from the curved surface 171 to the curved surface 176. The curved surface having the shape is sequentially output, the mapping unit 160 texture-maps the image information for each curved surface, and the projecting unit 170 perspectively projects the texture-mapped image information. Thereby, the projection unit 170 outputs a projection image that gradually deforms from a projection image in which the front portion of the map is enlarged to a projection image in which the distant portion of the map is enlarged.
[0050]
<Display unit 180>
The display unit 180 includes a screen realized by a liquid crystal panel, a cathode ray tube, a plasma panel, an EL (Electro Luminescence) panel, or the like, and displays the image and character information that are perspectively projected by the projection unit 170 for each curved surface. To do. Details will be described below.
[0051]
The display unit 180 enlarges or reduces the image projected on the virtual screen for each curved surface and displays the image on the entire screen.
Next, the display unit 180 assigns a point (f (s0, t0), z0) on the curved surface to the mapping unit 160 for each curved surface with respect to the position (s0, t0) of each character information included in the display target area. The point on the virtual screen on which the point (f (s0, t0), z0) is perspective-projected is calculated, and the character on the screen corresponding to the point on the virtual screen is the center. Display the font.
[0052]
As described above, the map display device 10 does not set the character font for texture mapping and perspective projection when displaying the character information, and the display unit 180 displays the character font at the obtained position on the screen. Avoid character font deformation caused by mapping and perspective projection.
FIG. 14 shows a screen display example performed by the display unit 180 for the result of the perspective projection in FIG. 12, and FIG. 15 shows a screen display example performed by the display unit 180 for the result of the perspective projection in FIG. According to the example of the case where the front curved surface is the curved surface 171 shown in FIG. 12 and the current curved surface is the curved surface 176 shown in FIG. 13 according to the driver's operation, the display unit 180 displays the display shown in FIG. From the display of FIG. 15 to the display of FIG. 15, the map which changes gradually between both displays is displayed.
[0053]
<Map display processing>
Hereinafter, map display processing performed by the map display device 10 will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. 16 and 17.
The map display device 10 generates a curved surface that gradually deforms between two shapes via an intermediate shape between the two shapes in accordance with a driver's operation, and attaches curved surface definition information to each curved surface. By performing a main process that invokes the process and a sub-process that performs texture mapping, perspective projection, and display of the map on the curved surface or plane represented by the curved surface definition information given from the main process, the two display shapes are displayed. Display a gradually deforming map.
[0054]
<Main processing>
The point-of-interest receiving unit 151 acquires information indicating the position of the point of interest intended by the driver on the screen (step S010), and according to the information, the curved surface generation unit 150 determines the previous point of interest and the current point of interest. The position information is updated (step S011). When a position is specified for the updated previous attention point (step S012), the curved surface generation unit 150 acquires curved surface definition information for enlarging the map portion including the position from the curved surface storage unit 140 (step S012). S013) If the position is not designated, information representing a plane is acquired (step S014). Furthermore, the curved surface generation unit 150 acquires information from the curved surface storage unit 140 in the same manner for the updated current attention point (steps S015 to S017).
[0055]
The curved surface generation unit 150 proceeds from the previous curved surface represented by the information acquired about the previous attention point to the current curved surface represented by the information acquired about the current attention point (step S020) via an intermediate shape between the two. One curved surface that is gradually deformed is generated (step S021), and the process of designating the curved surface and executing the sub-process (step S022) is sequentially repeated (step S023). Thereafter, the curved surface generation unit 150 designates the current curved surface and executes sub-processing (step S024).
[0056]
<Sub processing>
In the sub-process, the map display device 10 is given the curved surface definition information from step S022 and step S024 of the main process, and performs the following process.
The own vehicle position receiving unit 155 outputs the own vehicle position and the traveling direction to the mapping unit 160 (step S101). The mapping unit 160 calculates a display target area according to the vehicle position and the traveling direction input from the vehicle position receiving unit 155 (step S102). The mapping unit 160 calculates a conversion f from the st coordinate to the xy coordinate (step S103).
[0057]
The mapping unit 160 uses the transformation f for the first coordinate information indicating the position of the image information included in the display target area (step S104), on the curved surface or plane defined by the information given from the main process. Second coordinate information indicating the position is calculated (step S105), and each pixel of the image information is mapped using the calculated position as a reference (step S106). The projecting unit 170 perspectively projects the image information mapped by the mapping unit 160 on the virtual screen (step S108).
[0058]
The display unit 180 enlarges or reduces the image projected on the virtual screen and displays the image on the entire screen of the display unit 180 (step S109). The display unit 180 calculates the display position on the screen (step S111) for each character information whose character position is included in the display target area (step S111), and displays the character font at the calculated position (step S112). .
[0059]
<First Summary>
As described above, the map display device 10 sequentially generates a curved surface that gradually deforms between two shapes via an intermediate shape between the two shapes according to the position of the point of interest designated by the driver, By mapping the map information for each curved surface and displaying an image obtained by perspective projection of the map information subjected to texture mapping, the map is partially enlarged or reduced while maintaining the road connection relationship, A map that gradually deforms between two display shapes is displayed.
[0060]
The map display device 10 is configured such that the angle formed between the curved surface and the line of sight in the perspective projection at a point where the map portion including the target point is texture-mapped is larger than the angle formed between the other part of the curved surface and the line of sight in the perspective projection By generating each curved surface toward a curved surface having a large shape, the peripheral portion of the attention point is gradually enlarged and displayed.
[0061]
In addition, the angle formed between the curved surface and the line of sight in the perspective projection at a point where the map portion including the attention point is texture-mapped has a shape smaller than the angle formed between the other part of the curved surface and the line of sight in the perspective projection. By generating each curved surface toward the curved surface, the peripheral portion of the attention point is gradually reduced and displayed.
Since the map display device 10 does not target character information for mapping and perspective projection in any case and directly displays the font at a position on the screen corresponding to the character information, the font deformation caused by mapping and perspective projection is avoided. Is done.
[0062]
<Second Embodiment>
A map display device 20 according to the second embodiment will be described. The map display device 20 generates a curved surface having a desired shape according to the position of the point of interest designated by the user on the map and gradually deforms in time, and the altitude for each generated curved surface The coordinate information indicating the map is texture mapped on the curved surface, and the image obtained by perspective projection of the coordinate information subjected to the texture mapping is displayed, thereby maintaining the road connection relationship and maintaining the attention. This is an apparatus for enlarging or reducing a partial area including a point and displaying a map with a three-dimensional effect. Hereinafter, the same points as in the first embodiment will not be described, and different points will be mainly described.
[0063]
<Overall configuration>
As shown in FIG. 18, the map display device 20 in the second embodiment further includes an altitude storage unit 120 with respect to the map display device 10 in the first embodiment, and the mapping unit 160 has a curved surface deformation. Part 161.
<Altitude storage unit 120>
The altitude storage unit 120 stores altitude information including a set of altitude point positions and altitude values.
[0064]
FIG. 19 shows an example of the altitude information stored in the altitude storage unit 120. The elevation table 121 stores a position and an elevation value for each elevation point. The position is represented by the st coordinate system.
<Mapping unit 160>
In the second embodiment, the mapping unit 160 calculates an area to be displayed on the map in accordance with the own vehicle position information 156 received from the own vehicle position receiving unit 155, and calculates image information included in the area. The curved surface deforming unit 161 maps the deformed curved surface. Details will be described below.
[0065]
The mapping unit 160 calculates the display target region and the conversion f in the same manner as in the first embodiment.
The mapping unit 160 notifies the curved surface deformation unit 161 of the display target region and the conversion f, instructs the curved surface deformation unit 161 to deform the curved surface defined by the information stored in the curved surface storage unit 140, and Get the definition information of the deformed curved surface.
[0066]
The mapping unit 160 uses the second coordinate information (f (s0) indicating the position on the curved surface acquired from the curved surface deformation unit 161 with respect to the first coordinate information (s0, t0) indicating the position of the image information included in the display target region. , T0), z0). The calculation is performed by bilinearly interpolating the coordinate values of sample points in the vicinity of f (s0, t0) with respect to the x and y coordinates of the curved surface definition information acquired from the curved surface deformation unit 161. The mapping unit 160 maps each pixel of the image information on the basis of the obtained point (f (s0, t0), z0) in the same manner as in the first embodiment.
[0067]
<Curved surface deformation unit 161>
The curved surface deforming unit 161 is notified of the display target region and the conversion f from the mapping unit 160, deforms the curved surface input from the curved surface generating unit 150 according to the altitude information, and outputs the deformed curved surface to the mapping unit 160. Details will be described below.
The curved surface deformation unit 161 calculates a point (f (s0, t0), z0) on the curved surface with respect to the position of the elevation point (s0, t0) for each elevation point included in the display target area. A point (f (s0, t0), z0 + ah) obtained by adding the value obtained by multiplying the calculated z0 to the altitude value h by a constant a is calculated, and each point is mapped as a sample point defining a deformed curved surface. To the unit 160. Here, the constant a is the scale of the altitude in the xyz coordinate system and also represents the degree of emphasis on the relief. That is, undulations are emphasized by increasing the value of a.
[0068]
FIG. 20 is a conceptual diagram illustrating a deformation process performed by the curved surface deformation unit 161, in which 165 is a curved surface represented by information input from the curved surface generation unit 150, and 166 is a point on the curved surface corresponding to the position of the altitude point. As an example, reference numeral 167 denotes a point where the point 166 is moved in the z-axis direction according to the altitude value h, and 168 denotes a deformed curved surface.
The difference from the average value or the minimum value of the elevation values included in the display target area may be h. In addition, when a sample point that defines a curved surface deformed at a predetermined xy coordinate position is to be provided and there is no elevation point at the position, the elevation value of a neighboring elevation point is obtained by bilinear interpolation or the like. What is necessary is just to calculate the said sample point by interpolating.
[0069]
FIG. 21 illustrates an example of a mapping result performed by the mapping unit 160 on the curved surface deformed by the curved surface deformation unit 161. FIG. 22 shows an example of screen display performed by the display unit 180 for an image obtained by perspective projection of the mapping result of FIG. 21 by the projection unit 170.
<Map display processing>
Hereinafter, map display processing performed by the map display device 20 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0070]
The map display device 20 generates a curved surface that gradually deforms between two shapes via an intermediate shape between the two shapes according to a driver's operation, and attaches surface definition information to each curved surface. The main process that invokes the process, and the sub-process that transforms the curved surface or plane represented by the curved surface definition information given from the main process according to the altitude information, texture-maps the map onto the deformed curved surface, and displays it by perspective projection To display a map that gradually deforms between the two display shapes.
[0071]
The main process is the same as the main process in the first embodiment, and a description thereof is omitted here.
In the sub-process, the map display device 20 is given the curved surface definition information from steps S022 and S024 of the main process, and performs the following process.
The own vehicle position receiving unit 155 outputs the own vehicle position and the traveling direction to the mapping unit 160 (step S201). The mapping unit 160 calculates a display target area according to the host vehicle position and the traveling direction input from the host vehicle position receiving unit 155 (step S202), and further calculates a conversion f (step S203).
[0072]
The curved surface deforming unit 161 deforms the curved surface or the plane defined by the information given from the main process according to the altitude information included in the display target area (step S204).
The mapping unit 160 calculates second coordinate information indicating the position on the curved surface deformed by the curved surface deforming unit 161 with respect to the first coordinate information indicating the position of the image information included in the display target region (step S205). In step S206), each pixel of the image information is mapped on the basis of the calculated position (step S207). The projection unit 170 perspectively projects the image information mapped by the mapping unit 160 on the virtual screen (step S209).
[0073]
The display unit 180 enlarges or reduces the image projected on the virtual screen and displays the image on the entire screen of the display unit 180 (step S210). The display unit 180 calculates the display position on the screen (step S212) for each character information whose character position is included in the display target area (step S212), and displays the character font at the calculated position (step S213). .
[0074]
<Second summary>
As described above, the map display device 20 generates a curved surface that gradually deforms between two shapes via an intermediate shape between the two shapes in accordance with the operation of the driver in the same manner as the map display device 10. The surface of the curved surface is undulated according to the elevation, and the map information texture-mapped onto the curved surface with the undulation is projected in perspective to enlarge the area around the point of interest specified by the driver. Display a map with
[0075]
The map display device 20 avoids deformation caused by mapping and perspective projection in the same manner as the map display device 10 for character fonts.
<Third Embodiment>
A map display device 30 according to the third embodiment will be described. The map display device 30 generates a curved surface having a desired shape according to the position of the point of interest specified by the user on the map and gradually deforms in time, and automatically generates a curved surface for each generated curved surface. By applying relief according to the altitude excluding the surroundings of the vehicle position, texture mapping the coordinate information indicating the map on the curved surface, and displaying the image obtained by perspective projection of the coordinate information mapped texture, This is an apparatus that enlarges or reduces a desired portion while maintaining a connection relationship, and displays a map with a three-dimensional effect. The map display device 30 avoids hiding the map display due to undulations around the vehicle position. Hereinafter, description of the same points as those of the second embodiment will be omitted, and different points will be mainly described.
[0076]
<Overall configuration>
As shown in FIG. 24, the curved surface deforming unit 161 in the map display device 30 in the third embodiment further includes an altitude changing unit 162 compared to the curved surface deforming unit 161 in the second embodiment.
<Curved surface deformation unit 161>
The curved surface deforming unit 161 deforms the curved surface input from the curved surface generating unit 150 according to the altitude information changed by the altitude changing unit 162, and outputs the deformed curved surface to the mapping unit 160.
[0077]
<Altitude change unit 162>
The altitude changing unit 162 provides a flat area around the vehicle position, changes the altitude information to an equal value in the area, and changes the altitude information in the vicinity according to the distance from the area. Details will be described below.
The elevation changing unit 162 calculates a rectangular area that is a part of the display target area and includes the vehicle position as a flat area. Here, as an example, it is assumed that an area in the range of 5 km forward and 1 km left and right from the vehicle position toward the traveling direction is calculated.
[0078]
The altitude changing unit 162 changes all the altitude values included in the area to the lowest altitude value hlow in the area.
Further, the altitude changing unit 162 is a function of the distance d from the area.
q (d) = d (0 <d ≦ 1), 1 (1 <d)
Is used to calculate the altitude h around the area and at a distance d0 from the area.
hlow + q (d0) × (h−hlow)
Change to
[0079]
FIG. 25 shows a curved surface deformed by the curved surface deforming unit 161 using the changed elevation information. In the figure, the shaded area is a flat area. Since the elevation value is changed to an equal value in the area, the undulation is not performed, and the suppression of the undulation is smoothly released in the vicinity according to the distance from the area.
FIG. 26 illustrates an example of a mapping result performed by the mapping unit 160 on the curved surface deformed by the curved surface deformation unit 161. FIG. 27 shows an example of screen display performed by the display unit 180 for an image obtained by perspective projection of the mapping result of FIG. 26 by the projection unit 170.
[0080]
As described above, the map display device 30 displays the road without being blocked by mountains or the like in the area by suppressing the display of undulations in the flat area. This effect is remarkable as compared with the screen display example in the second embodiment shown in FIG.
<Map display processing>
Hereinafter, the map display process performed by the map display device 30 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0081]
The map display device 30 generates a curved surface that gradually deforms between two shapes via an intermediate shape between the two shapes in accordance with the driver's operation, and attaches curved surface definition information to each curved surface. The main process that calls the process, and the curved surface or plane represented by the curved surface definition information given from the main process is deformed according to the altitude information changed so that the periphery of the vehicle position is flat, and the map is applied to the deformed curved surface. A map that gradually deforms between two display shapes is displayed by performing texture mapping, perspective projection, and sub-processing for display.
[0082]
The main process is the same as the main process in the first embodiment, and a description thereof is omitted here.
In the sub-process, the own vehicle position receiving unit 155 outputs the own vehicle position and the traveling direction to the mapping unit 160 (step S301). The mapping unit 160 calculates a display target area according to the host vehicle position and the traveling direction input from the host vehicle position receiving unit 155 (step S302), and further calculates a conversion f (step S303).
[0083]
The altitude changing unit 162 changes the altitude value to a uniform value in the flat area, and changes the altitude value in accordance with the distance from the area around the area (step S304).
The curved surface deforming unit 161 deforms the curved surface or plane defined by the information given from the main process in accordance with the altitude information changed by the altitude changing unit 162 (step S305).
[0084]
The mapping unit 160 calculates second coordinate information indicating the position on the curved surface deformed by the curved surface deforming unit 161 with respect to the first coordinate information indicating the position of the image information included in the display target region (step S306) ( In step S307, each pixel of the image information is mapped on the basis of the calculated position (step S308). The projection unit 170 perspectively projects the image information mapped by the mapping unit 160 on the virtual screen (step S310).
[0085]
The display unit 180 enlarges or reduces the image projected on the virtual screen and displays the image on the entire screen of the display unit 180 (step S311). The display unit 180 calculates the display position on the screen for each character information whose character position is included in the display target area (step S312) (step S313), and displays the character font at the calculated position (step S314). .
[0086]
<Third Summary>
As described above, the map display device 30 generates a curved surface that gradually deforms between two shapes via an intermediate shape between the two shapes in accordance with the operation of the driver in the same manner as the map display device 10. The area around the point of interest specified by the driver is projected for each curved surface, except for the surroundings of the vehicle position, according to the altitude, and by perspective projection of the map information texture mapped onto the curved surface The map is enlarged and a three-dimensional map is displayed. Furthermore, the map display device 30 avoids hiding the map due to undulations by suppressing the display of undulations around the vehicle position.
[0087]
The map display device 30 avoids deformation caused by mapping and perspective projection in the same manner as the map display device 10 for character fonts.
<Fourth embodiment>
A map display device 40 according to the fourth embodiment will be described. The map display device 40 generates a curved surface having a desired shape according to the position of the point of interest designated by the user on the map and gradually deforms in time, and for each generated curved surface, Perspective projection of coordinate information indicating a map on a virtual screen represented by the curved surface, and further projecting and displaying an image obtained by the perspective projection on a display screen, the point of interest while maintaining the road connection relationship This is a device for displaying a map in which a partial area including is enlarged or reduced. Hereinafter, while comparing with the first embodiment, description of the same points is omitted, and different points are mainly described.
[0088]
<Overall configuration>
As shown in FIG. 29, the map display device 40 according to the fourth embodiment includes a map storage unit 210, a vehicle position reception unit 255, a curved surface storage unit 240, a curved surface generation unit 250, a projection unit 270, and a display unit 280. Composed.
<Map storage unit 210>
The map storage unit 210 is the same as the map storage unit 110 in the first embodiment, and is associated with image information and character strings represented by bitmap data, and first coordinate information indicating each position. I remember it.
[0089]
<Curved surface storage unit 240>
The curved surface storage unit 240 stores information that defines a curved surface that exists in a virtual space for performing perspective projection and that serves as a virtual screen in perspective projection. Here, as in the first embodiment, a virtual space in which the perspective projection is performed is represented using a three-dimensional orthogonal coordinate system, and the coordinate system is referred to as an xyz coordinate system.
[0090]
The curved surface storage unit 240 has an angle formed between the curved surface and the line of sight in the perspective projection in a curved surface portion where the map portion to be enlarged is perspectively projected from an angle formed between another portion of the curved surface and the line of sight in the perspective projection. Information defining a smaller curved surface shape is stored in association with information indicating a portion on the screen on which the map portion is displayed, and the curved surface and the surface in the curved surface portion where the map portion to be reduced is perspectively projected. Information defining a curved surface shape in which an angle formed by a line of sight in perspective projection is larger than an angle formed by another part of the curved surface and a line of sight in perspective projection indicates a portion on the screen on which the map portion is displayed. It is stored in association with information. The operation of enlarging and reducing the map according to the shape of the curved surface will be described in detail in the description of the projection unit 270.
[0091]
The curved surface storage unit 240 stores, in particular, information defining a plane as a shape that does not have an effect of enlarging or reducing the map. Hereinafter, the information defining the curved surface or plane stored in the curved surface storage unit 240 including the information is collectively referred to as curved surface definition information.
Similar to the first embodiment, the curved surface storage unit 240 stores information defining the curved surface in any of the following forms.
[0092]
(1) A curved surface represented by a relational expression of x, y, and z
(2) Curved surface obtained by interpolating multiple sample points on the surface
(3) An example of a curved surface defined by information stored in the curved surface storage unit 240 is shown in a curved surface diagram 30 representing x, y, and z coordinates of points on a surface using parameters u and v. Figure (a) shows the relational expression.
x ² + (Y-1) ² + (Z-0.5) ² = 1.25
(B) is a relational expression of the curved surface 241 represented by
x ² + (Y + 1) ² + (Z-0.5) ² = 1.25
Each of the curved surfaces 242 represented by
−0.5 ≦ x ≦ 0.5, 0 ≦ z ≦ 1
The range is shown. In order to facilitate understanding of the shape, geodesic lines are displayed in increments of 0.1 with respect to the x and z coordinates in the figure. The curved surface 241 and the curved surface 242 expand the front portion and the far portion of the map display range, respectively. Both parts correspond to a lower part and an upper part on the display screen, respectively.
[0093]
Similar to the curved surface storage unit 140 in the first embodiment shown in FIG. 5, the curved surface storage unit 240 stores the curved surface definition information in the curved surface definition information column, and the map portion to be enlarged is displayed in the enlarged portion column. Information indicating the part on the screen is stored.
The curved surface storage unit 240 may store curved surface definition information represented by the forms (2) and (3) (not shown).
[0094]
<Curved surface generation unit 250>
The curved surface generation unit 250 generates a curved surface that gradually deforms between two shapes via an intermediate shape between the two shapes in accordance with the operation of the driver, and projects the curved surface definition information representing the curved surface into the projection unit 270. Output for.
The curved surface generation unit 250 includes an attention point receiving unit 251 and an attention point storage unit 252.
[0095]
The point-of-interest receiving unit 251 is configured in the same manner as the point-of-interest receiving unit 151 in the first embodiment, and the curved surface generation unit 250 stores information indicating the position of the point of interest on the screen and the enlargement / reduction distinction intended by the driver. To notify.
The attention point storage unit 252 has a previous attention point column and a current attention point column, like the attention point storage unit 152 in the first embodiment shown in FIG. Information indicating that the position of the attention point is not designated is stored.
[0096]
The curved surface generation unit 250 is notified of the information indicating the position on the screen together with the enlargement / reduction distinction from the attention point receiving unit 251, updates the content of the attention point storage unit 252, and intermediates between the previous curved surface and the current curved surface. A curved surface that gradually deforms via a simple shape.
The curved surface generation unit 250 sequentially outputs curved surface definition information representing the generated curved surface to the projection unit 270, and finally outputs curved surface definition information representing the current curved surface.
[0097]
The operation performed by the curved surface generation unit 250 is the same as the operation performed by the curved surface generation unit 150 described in the first embodiment, and detailed description thereof is omitted.
FIG. 31 shows a curved surface generated when a driver has designated a point of interest located in the upper part of the display screen in a state where the point of interest located in the lower part of the display screen has been designated by the driver. It is a conceptual diagram which shows the curved surface which the part 250 outputs.
[0098]
The curved surface generation unit 250 uses the curved surface 241 that expands the lower part of the display screen as the front curved surface, and the curved surface 242 that expands the upper part of the display screen as the current curved surface. A curved surface 243 having a shape is sequentially generated, and curved surface definition information representing the generated curved surface is output to the projection unit 270. Thereafter, curved surface definition information representing the curved surface 242 is output to the projection unit 270.
[0099]
<Vehicle position reception unit 255>
The own vehicle position accepting unit 255 accepts information on the current position and the traveling direction of the vehicle on which the map display device is mounted from a GPS device or an inertial navigation device outside the map display device, and the own vehicle representing the position and direction The position information is output to the projection unit 270. The configuration of the vehicle position information is the same as that in the first embodiment.
[0100]
<Projection unit 270>
The projection unit 270 calculates a region to be displayed on the map according to the vehicle position information received from the vehicle position reception unit 255, and image information included in the region is input from the curved surface generation unit 250. For each curved surface, perspective projection is performed on a virtual screen represented by the curved surface. Details will be described below.
[0101]
The projection unit 270 calculates a rectangular area including the vehicle position as a display target area in the same manner as in the first embodiment. FIG. 9 shows an example of the calculated area.
Next, the projection unit 270 obtains a coordinate transformation that associates the first coordinate information indicating the position of the image information included in the display target area with the xy coordinates of the virtual space for performing perspective projection. The conversion is configured by parallel movement, rotational movement, and reduction according to the vehicle position and traveling direction. The projection unit 270 calculates the conversion f according to the parallel movement amount, the rotational movement amount, and the reduction ratio according to the vehicle position and the traveling direction.
[0102]
FIG. 32 shows an example of image information that is coordinate-transformed by the transformation f with respect to the image information included in the display target region of FIG.
When the first coordinate information is (s0, t0), the projecting unit 270 calculates the position (f (s0, t0), 0) in the virtual space by coordinate conversion using the conversion f. Second coordinate information indicating an intersection between the line of sight that predicts the position and the virtual screen is calculated, and the image information is perspectively projected with reference to the position indicated by the second coordinate information.
[0103]
FIG. 33A is a conceptual diagram showing perspective projection performed by the projection unit 270 on the virtual screen shown in FIG. 30A. The positional relationship among the plane 271, the virtual screen 272, the viewpoint 273, and the line of sight 274 is shown. Show. As in the case of using the conventional perspective method, the projection unit 270 virtually arranges the viewpoint 273 at an appropriate height in front of the plane 271 in the traveling direction, and the virtual screen 272 is a position where an appropriate field of view can be obtained. To place. In this arrangement, the image projected on the virtual screen 272 corresponds to the field of view of the real area viewed from above, so that a realistic map can be presented to the driver, and the driver can easily grasp the perspective. To do.
[0104]
FIG. 33B is a cross-sectional view at x = 0 in FIG. 33A, where Ls is the height of the virtual screen 272 and L1 is the front half of the plane 271 projected onto the virtual screen 272 in the direction of travel. The length is shown. In order to compare with a case where a specific part of the map is not enlarged, the length of the same part projected on a planar virtual screen having the same range as the virtual screen 272 with respect to the x and z coordinates is indicated by L0.
[0105]
As shown in the figure, the virtual screen 272 intersects with a line of sight looking through the front portion in the traveling direction at a small angle θ1 and intersects with a line of sight looking through a distant portion with a large angle θ2. Since the area projected onto the virtual screen increases as the angle formed with the line of sight decreases with respect to a portion having the same area on the plane, the front portion of the image projected through the map mapped on the plane 271 is enlarged and the distant portion Is reduced. This can be confirmed from L0 <L1.
[0106]
FIG. 34A is a conceptual diagram showing perspective projection performed by the projection unit 270 on the virtual screen shown in FIG. 30B. 276 is a plane, 277 is a virtual screen, 278 is a viewpoint, and 279 is a line of sight. It is. These arrangements and the effects thereof are the same as described above.
FIG. 34B is a cross-sectional view at x = 0 in FIG. 34A, where Ls is the height of the virtual screen 277, and L1 is the back half of the plane 276 projected onto the virtual screen 277 in the direction of travel. The length L0 is the length by which the same portion is projected onto a planar virtual screen having the same range as the virtual screen 277 with respect to the x and z coordinates.
[0107]
Since the virtual screen 277 intersects with a line of sight looking through the front part toward the traveling direction at a large angle θ1 and intersects with a line of sight looking through a distant part at a small angle θ2, the image projected through the map mapped on the plane 276 is the front part Is reduced and the distant part is enlarged. This can be confirmed from L0 <L1.
In this way, the angle formed by the curved surface and the line of sight in the perspective projection at a point where the map portion to be enlarged is perspectively projected is smaller than the angle formed by the other part of the curved surface and the line of sight in the perspective projection, A curved surface having a shape in which an angle formed between the curved surface and a line of sight in the perspective projection at a point where the map portion to be reduced is perspectively projected is larger than an angle formed between another portion of the curved surface and the line of sight in the perspective projection. By projecting the map information in perspective, it is possible to obtain an image in which a desired portion of the map is enlarged or reduced while maintaining the road connection relationship.
[0108]
The projection unit 270 perspective-projects each curved surface output by the curved surface generation unit 250 on a virtual screen represented by the curved surface. For example, when the front curved surface represents the virtual screen 272 in FIG. 33 and the current curved surface represents the virtual screen 277 in FIG. 34 according to the driver's operation, the curved surface generation unit 250 displays the virtual screen 272. Sequentially output a curved surface having an intermediate shape from the virtual screen 277 to the virtual screen 277, and the projection unit 270 perspectively projects the image information included in the display target area onto the virtual screen represented by the curved surface. Thereby, the projection unit 270 outputs a projection image that gradually deforms from a projection image in which the front portion of the map is enlarged to a projection image in which the distant portion of the map is enlarged.
[0109]
<Display unit 280>
The display unit 280 includes a screen realized by a liquid crystal panel, a cathode ray tube, a plasma panel, an EL (Electro Luminescence) panel, or the like, and displays the image and character information that are perspectively projected by the projection unit 270 for each curved surface. To do. Details will be described below.
[0110]
The display unit 280 projects and displays the image projected through the curved surface on the screen.
Next, the display unit 280 perspectively projects a point (f (s0, t0), 0) representing the character position (s0, t0) in the xyz coordinate system for each character information whose character position is included in the display target area. A point on the virtual screen is calculated, a point on the screen on which the point on the virtual screen is projected is calculated, and a character font is displayed around the point on the screen.
[0111]
Thus, the map display device 40 avoids deformation of the character font caused by mapping and perspective projection by using a display method similar to that of the map display device 10 when displaying character information.
<Map display processing>
Hereinafter, the map display process performed by the map display device 40 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0112]
The map display device 40 generates a curved surface that gradually deforms between two shapes via an intermediate shape between the two shapes in accordance with the driver's operation, and attaches surface definition information to each curved surface. Gradually deforming between two display shapes by performing a main process that invokes the process and a sub-process that displays the map information on the virtual screen represented by the curved surface definition information given by the main process. To display the map.
[0113]
The main process is the same as the main process in the first embodiment, and a description thereof is omitted here.
In the sub-process, the host vehicle position receiving unit 255 outputs the host vehicle position and the traveling direction to the projection unit 270 (step S401). The projection unit 270 calculates a display target area according to the vehicle position and the traveling direction input from the vehicle position receiving unit 255 (step S402). The projection unit 270 calculates the transformation f from the st coordinate system to the xy coordinates of the virtual space where the perspective projection is performed (step S403).
[0114]
The projection unit 270 calculates the position in the virtual space where the perspective projection is performed by the conversion f from the first coordinate information indicating the image information position included in the display target region, and gives the line of sight through the calculated position and the main processing. Second coordinate information indicating an intersection with the virtual screen defined by the obtained information is calculated, and the image information is perspective-projected with reference to the position indicated by the second coordinate information (step S408).
[0115]
The display unit 280 projects and displays the image projected on the virtual screen on the screen included in the display unit 280 (step S409). The display unit 280 calculates the display position on the screen for each character information included in the display target area (step S410) (step S411), and displays the character font at the calculated position (step S412).
[0116]
<Fourth Summary>
As described above, the map display device 40 generates a curved surface that gradually deforms between two shapes via an intermediate shape between the two shapes according to the position of the attention point designated by the driver, A map that is partially enlarged or reduced while maintaining road connection relations by perspectively projecting a map on a virtual screen represented for each curved surface and projecting and displaying an image obtained by the perspective projection on a display screen A map that gradually deforms between two display shapes is displayed.
[0117]
The map display device 10 is configured such that an angle formed between a curved surface and a line of sight in the perspective projection is larger than an angle formed between another portion of the curved surface and the line of sight in the perspective projection at a point where the map portion including the attention point is perspectively projected. By generating each curved surface toward a curved surface having a small shape, the peripheral portion of the attention point is gradually enlarged and displayed.
In addition, an angle formed between the curved surface and the line of sight in the perspective projection at a point where the map portion including the attention point is perspectively projected is larger than an angle formed between another part of the curved surface and the line of sight in the perspective projection. By generating each curved surface toward the curved surface, the peripheral portion of the attention point is gradually reduced and displayed.
[0118]
In any case, the map display device 40 avoids deformation caused by mapping and perspective projection in the same manner as the map display device 10 for character fonts.
<Fifth embodiment>
A map display device 50 according to the fifth embodiment will be described. The map display device 50 generates a curved surface having a desired shape according to the position of the point of interest specified by the user on the map and gradually deforming in time, and performs undulations according to the altitude. The map information is perspectively projected on the generated virtual screen for each curved surface, and an image obtained by the perspective projection is projected and displayed on the display screen, so that a desired connection can be maintained while maintaining the road connection relationship. It is an apparatus that enlarges or reduces a portion and displays a map with a stereoscopic effect. Hereinafter, while comparing with the first, second, and fourth embodiments, the description of the same points is omitted, and different points are mainly described.
[0119]
<Overall configuration>
As shown in FIG. 36, the map display device 50 in the fifth embodiment is further provided with an altitude storage unit 220 with respect to the map display device 40 in the fourth embodiment, and the projection unit 270 has a map deformation. Part 261.
<Altitude storage unit 220>
The elevation storage unit 220 is the same as the elevation storage unit 120 in the first embodiment, has the elevation table 121 shown in FIG. 15, and stores the position and elevation value for each elevation point.
[0120]
<Map transformation unit 261>
The map transformation unit 261 is notified of the display target area from the projection unit 270, and changes the first coordinate information indicating the position of the image information included in the display target area by adding an elevation value to the projection unit 270. Output. Details will be described below.
When the first coordinate information is (s0, t0), the map transformation unit 261 adds a value obtained by multiplying the first coordinate information by a constant a of the elevation value h of the elevation point (s0, t0). ((S0, t0), ah), and notifies the projection unit 270. Here, the constant a is the scale of the altitude in the xyz coordinate system and also represents the degree of emphasis on the relief. That is, undulations are emphasized by increasing the value of a.
[0121]
As in the second embodiment, h may be the difference from the average value or minimum value of the elevation values included in the display target area. If there is no elevation point at the position indicated by the first coordinate information (s0, t0), the elevation value h may be calculated by interpolating the elevation values of neighboring elevation points by bilinear interpolation or the like.
<Projection unit 270>
In the fifth embodiment, the projection unit 270 calculates a region to be displayed on the map according to the vehicle position information received from the vehicle position reception unit 255, and the image information included in the region is Using the coordinate information changed by the map deforming unit 261, the projected information is projected onto a virtual screen represented for each curved surface input from the curved surface generating unit 250. Details will be described below.
[0122]
The projection unit 270 calculates the display target area and the conversion f in the same manner as in the fourth embodiment.
The projection unit 270 notifies the map deformation unit 261 of the display target region, instructs the map deformation unit 261 to add an elevation value to the first coordinate information indicating the position of the image information included in the display target region, and From 261, the coordinate information ((s0, t0), ah) to which the elevation value is added is acquired.
[0123]
The projection unit 270 performs coordinate transformation of the first and second elements of the coordinate information ((s0, t0), ah) by transformation f to obtain the position (f (s0, t0), ah) in the virtual space. The second coordinate information indicating the intersection between the line of sight that looks through the calculated position and the virtual screen is calculated, and the image information is perspective-projected using the position indicated by the second coordinate information as a reference.
[0124]
<Map display processing>
Hereinafter, map display processing performed by the map display device 50 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
The map display device 50 generates a curved surface that gradually deforms between two shapes via an intermediate shape between the two shapes in accordance with a driver's operation, and attaches curved surface definition information to each curved surface. Two displays are performed by performing a main process for invoking the process and a sub-process for perspectively projecting and displaying a map deformed according to the altitude information on the curved surface or plane represented by the curved surface definition information given from the main process. Display a map that gradually deforms between shapes.
[0125]
The main process is the same as the main process in the first embodiment, and a description thereof is omitted here.
In the sub-process, the host vehicle position receiving unit 255 outputs the host vehicle position and the traveling direction to the projection unit 270 (step S501). The projection unit 270 calculates a display target area according to the vehicle position and the traveling direction input from the vehicle position receiving unit 255 (step S502). The projection unit 270 calculates the transformation f from the st coordinate system to the xy coordinates of the virtual space for performing perspective projection (step S503).
[0126]
The map transformation unit 261 adds an altitude value to the first coordinate information indicating the position of the image information included in the display target area (step S505).
The projection unit 270 calculates second coordinate information indicating the position on the virtual screen defined by the information given from the main process for the coordinate information to which the elevation value is added, and uses the position as a reference for the image information. Is perspective-projected (step S509).
[0127]
The display unit 280 projects and displays the image projected on the virtual screen on the screen included in the display unit 280 (step S510). The display unit 280 calculates a display position on the screen (step S512) for each character information included in the display target area (step S511), and displays a character font at the calculated position (step S513).
[0128]
<Fifth Summary>
As described above, the map display device 50 generates a curved surface that gradually deforms between two shapes via an intermediate shape between the two shapes according to the operation of the driver, and is represented for each curved surface. By projecting the map information with relief according to the altitude on the virtual screen, and projecting and displaying the image obtained by the perspective projection on the screen, the desired part of the map can be enlarged and reduced, and the stereoscopic effect A map that is gradually deformed between two display shapes is displayed.
[0129]
The map display device 50 avoids deformation caused by mapping and perspective projection in the same manner as the map display device 10 for character fonts.
<Sixth Embodiment>
A map display device 60 according to the sixth embodiment will be described. The map display device 60 generates a curved surface having an expected shape according to the position of the point of interest specified by the user on the map and gradually deforming in time, and removes the surroundings of the own vehicle position. By projecting the map information undulating according to the altitude onto the virtual screen represented for each of the generated curved surfaces, and projecting and displaying the image obtained by the perspective projection on the display screen, the road This is a device that enlarges or reduces a desired portion and maintains a three-dimensional map while maintaining the connection relationship. Further, the map display device 60 avoids concealing the map display due to undulations around the vehicle position. Hereinafter, while comparing with the first, third, and fifth embodiments, the description of the same points will be omitted, and different points will be mainly described.
[0130]
<Overall configuration>
As shown in FIG. 38, the map deforming unit 261 in the map display device 60 in the sixth embodiment further includes an altitude changing unit 262 with respect to the map deforming unit 261 in the fifth embodiment.
<Map transformation unit 261>
The map transformation unit 261 is notified of the display target area from the projection unit 270, adds the elevation value changed by the elevation change unit 262 to the first coordinate information indicating the position of the image information included in the display target area, Output to the projection unit 270.
[0131]
<Elevation change unit 262>
The altitude changing unit 262 is the same as the altitude changing unit 162 in the third embodiment, provides a flat area around the vehicle position, changes the altitude information to an equal value in the area, and the area around the area. Change the altitude information according to the distance from.
<Map display processing>
Hereinafter, the map display processing performed by the map display device 60 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0132]
The map display device 60 generates a curved surface that gradually deforms between two shapes via an intermediate shape between the two shapes according to a driver's operation, and attaches surface definition information to each curved surface and adds a sub-surface. A map that is deformed according to the main process that calls the process and the elevation information that has been changed so that the area around the host vehicle is flat is projected and displayed on the curved surface or plane that is represented by the curved surface definition information given by the main process. By performing the sub-processing, the map that gradually deforms between the two display shapes is displayed.
[0133]
The main process is the same as the main process in the first embodiment, and a description thereof is omitted here.
In the sub-process, the own vehicle position receiving unit 255 outputs the own vehicle position and the traveling direction to the projection unit 270 (step S601). The projection unit 270 calculates a display target area according to the own vehicle position and the traveling direction input from the own vehicle position receiving unit 255 (step S602). The projection unit 270 calculates the transformation f from the st coordinate system to the xy coordinates of the virtual space for performing perspective projection (step S603).
[0134]
The elevation changing unit 262 changes the elevation value to a uniform value in the flat region, and changes the elevation value according to the distance from the region around the region (step S604).
The map transformation unit 261 adds the changed elevation value to the first coordinate information indicating the position of the image information included in the display target area (step S605).
The projection unit 270 calculates second coordinate information indicating the position on the virtual screen defined by the information given from the main process for the coordinate information to which the changed elevation value is added, and uses the position as a reference. The image information is perspective-projected (step S610).
[0135]
The display unit 280 projects and displays the image projected on the virtual screen on the screen included in the display unit 280 (step S611). The display unit 280 calculates the display position on the screen for each character information included in the display target area (step S612) (step S613), and displays the character font at the calculated position (step S614).
[0136]
<Sixth summary>
As described above, the map display device 60 generates a curved surface that gradually deforms between two shapes via an intermediate shape between the two shapes according to the driver's operation, and excludes the periphery of the vehicle position. The map information that has been undulated according to the altitude is perspective projected onto the virtual screen represented for each curved surface, and an image obtained by perspective projection is projected and displayed on the screen, thereby displaying a desired portion of the map. Display a map that is enlarged, reduced, and three-dimensional. Further, the map display device 60 avoids hiding the map due to undulations by suppressing the display of undulations around the vehicle position.
[0137]
The map display device 60 avoids deformation caused by mapping and perspective projection in the same manner as the map display device 10 for character fonts.
<Modification>
Although the present invention has been described based on the above embodiment, it is needless to say that the present invention is not limited to the above embodiment. The following cases are also included in the present invention.
[0138]
(1) The present invention may be a method including each step described in the embodiment. Further, these methods may be a computer program for realizing the method using a computer system, or may be a digital signal representing the program.
Further, the present invention is a computer-readable recording medium in which the program or the digital signal is recorded, for example, a floppy disk, a hard disk, a CD-ROM, an MO, a DVD, a DVD-ROM, a DVD-RAM, a semiconductor memory, or the like. It is good.
[0139]
The present invention may be the computer program or the digital signal transmitted via an electric communication line, a wireless or wired communication line, a network represented by the Internet, or the like.
The present invention is also a computer system including a microprocessor and a memory, wherein the memory stores the program, and the microprocessor operates according to the program stored in the memory, so that the method is performed. May be realized.
[0140]
Further, the program or the digital signal may be recorded on the recording medium and transferred, or transferred via the network or the like, and executed in another independent computer system.
(2) The curved surfaces stored in the curved surface storage unit 140 and the curved surface storage unit 240 are not limited to the curved surfaces exemplified for the above description. That is, as described above, a curved surface having a more complicated shape can be defined by defining a curved surface using a plurality of sample points on the surface or parameters u and v.
[0141]
By defining the curved surface of the desired shape using these definition methods, the desired portion of the map is enlarged or reduced without being limited to the effect obtained by the curved surface shape exemplified for the above explanation. can do.
(3) In the first and fourth embodiments, in the state where the driver has specified the target point located in the lower part of the display screen, the driver newly operates the target point positioned in the upper part of the display screen. The curved surfaces generated by the curved surface generation unit 150 and the curved surface generation unit 250 are respectively illustrated when designated by the user. However, when the same part is repeatedly designated, the enlargement ratio of the designated part is increased and displayed. May be.
[0142]
In order to perform the display, the curved surface storage unit 140 and the curved surface storage unit 240 store two curved surfaces that enlarge the same map portion at different rates, and the curved surface generation unit 150 and the curved surface generation unit 250 have the same display screen. When a part is continuously designated by the driver, a curved surface having a shape intermediate between the two may be sequentially generated from a curved surface having a low magnification to a curved surface having a high magnification.
[0143]
(4) In the first to sixth embodiments, the map display devices 10 to 60 directly display a font representing character information at a predetermined position of the display unit, thereby deforming the font by mapping and perspective projection. However, the target to which this display method is applied is not limited to character information. That is, for example, when a landmark figure or the like indicating a target is included in a map, deformation of the figure is avoided by directly displaying the figure at a predetermined position on the display unit without mapping and perspective projection, Visibility is improved.
[0144]
【The invention's effect】
(1) The map display device of the present invention provides first coordinate information on a map for each of a plurality of surfaces having different shapes obtained in a process of gradually changing the curvature of one surface over time. The map is displayed in accordance with the second coordinate information obtained for each surface while being converted into the second coordinate information.
[0145]
According to this configuration, the map display device can display a map obtained by enlarging and reducing the target portion determined according to the shape of the curved surface while maintaining the road connection relationship. For example, the driver can display detailed information. It is possible to display a wide area by reducing the marginal part of the same map while enlarging a portion considered to be desired. Even in such a display, the road connection relationship is maintained, and the driver can accurately grasp the map information displayed on the screen within a short time. Further, since the map display device displays the map by gradually deforming between the two display shapes, the display is smoothly deformed even when the enlarged / reduced portion changes, and the driver is paying attention. Never lose sight of points on the map.
[0146]
(2) In the map display device according to (1), the first coordinate information indicates a position of an object to be displayed on the map, and the map display device stores the first coordinate information. Map storage means; curved surface generation means for generating a plurality of faces obtained in the process of gradually deforming one face from a first shape to a second shape via an intermediate shape between the two; One coordinate information is converted into the generated second coordinate information on each surface, and an image representing the object is texture-mapped on each surface with reference to the position indicated by the converted second coordinate information. Mapping means for generating a mapped image for each of the surfaces, and a projection display for sequentially displaying the projection images obtained by perspective-projecting the generated mapped images on a planar virtual screen Means.
[0147]
(3) In the map display device of (2), the first shape and the second shape are any one of a plane and a curved surface, a curved surface and a curved surface, and a curved surface and a plane.
According to these configurations, since the map display device perspectively projects the map texture-mapped on the curved surface, the map image is enlarged and reduced on the projected image as compared with the case where the map is simply perspectively projected. A part arises. Further, by using a curved surface having a spatially continuous shape, the connection relationship of the roads represented in the projected image is maintained. The map display device exhibits the effects described above by this action.
[0148]
(4) The map display device according to (2) or (3) displays a partial area on the map including a point of interest in an enlarged or reduced display gradually over time, and the curved surface generation means includes the partial area Is displayed in an enlarged manner, the angle formed by the portion on the surface on which the image representing the target object included in the partial region is texture-mapped and the line of sight in the perspective projection is different from that on the other portion of the surface. When the plurality of surfaces are generated with a shape larger than the angle formed by the line of sight in perspective projection as the second shape, and the partial region is displayed in a reduced size, the target object included in the partial region is represented. A shape in which an angle formed between a portion on the surface where the image is texture-mapped and the line of sight in the perspective projection is smaller than an angle formed between another portion of the surface and the line of sight in the perspective projection is defined as the second shape. The plurality of surfaces may be generated.
[0149]
(5) In the map display device according to (4), the curved surface generation unit uses information indicating a position of the attention point and information indicating whether the partial area should be enlarged or reduced. May receive an attention point receiving unit, and generate the plurality of surfaces according to the received information.
According to these configurations, the map display device receives the position of the attention point from the user, and displays the map portion including the attention point gradually enlarged or reduced, so that the driver can, for example, A detailed map can be confirmed by designating and gradually expanding the display, and a wide area map can be confirmed by designating a peripheral portion of the displayed map and gradually reducing the display. In either case, the display is gradually deformed, so that the driver does not lose sight of the point on the map that he is paying attention to.
[0150]
(6) The map display device of (5) further includes elevation storage means for storing elevation information indicating the position of the elevation point and the elevation in association with each other, and the mapping means is indicated by the elevation information. The position of the altitude point to be generated is converted into a position on each generated surface, and each surface is deformed by providing undulations of a size corresponding to the altitude indicated by the altitude information at the converted position. A curved surface deformation unit may be provided, and the first coordinate information may be converted into second coordinate information on each of the deformed surfaces.
[0151]
According to this configuration, since the map display device displays a three-dimensional map corresponding to the altitude, it is possible to present the driver with a realistic map corresponding to the scenery of the actual terrain viewed from above, In addition to the effects described above, there is an effect that makes it easier for the driver to grasp the terrain.
(7) In the map display device of (6), the curved surface deforming unit includes an altitude changing unit that changes an altitude indicated by the altitude information to an equal value in an area including a current position on a map, and the change The curved surface may be deformed according to the altitude.
[0152]
According to this configuration, the map display device displays the map planarly around the vehicle position, and displays the map three-dimensionally in other parts, so that the periphery of the vehicle position is maintained while maintaining the above-described effects. Avoids the problem of hiding maps due to undulations.
(8) In the map display device according to any one of (2) to (7), when the projection display unit displays the projection image, the object is further displayed with reference to a display position of an image representing the object. A character string representing an object may be displayed.
[0153]
According to this configuration, the map display device does not use the character font for texture mapping and perspective projection, and directly displays the character font at a position on the screen corresponding to the character position. Deformation is avoided and the visibility of characters is improved.
(9) In the map display device according to (1), the first coordinate information indicates a position of an object to be displayed on the map, and the map display device stores the first coordinate information. Map storage means; curved surface generation means for generating a plurality of faces obtained in the process of gradually deforming one face from a first shape to a second shape via an intermediate shape between the two; 1 coordinate information is converted into the generated second coordinate information on each surface, and the image representing the object is converted into a virtual screen with the position indicated by the converted second coordinate information as a reference. And a projection display means for sequentially displaying the projection images obtained for each surface by perspective projection.
[0154]
(10) In the map display device of (9), the first shape and the second shape are any one of a plane and a curved surface, a curved surface and a curved surface, and a curved surface and a plane.
According to these configurations, since the map display device perspectively projects the map on the curved surface, a portion that is enlarged and reduced is generated on the projection image as compared with a case where the map is perspectively projected onto a plane. . Further, by using a curved surface having a spatially continuous shape, the connection relationship of the roads represented in the projected image is maintained. The map display device exhibits the effects described above by this action.
[0155]
(11) The map display device according to (9) or (10) displays a partial area on the map including a point of interest in an enlarged or reduced display gradually with time, and the curved surface generation means includes the partial area Is displayed in an enlarged manner, an angle formed by a portion on the surface on which the target object included in the partial region is perspectively projected and a line of sight in the perspective projection is different from that on the other portion of the surface and the perspective projection. When the plurality of surfaces are generated with the shape smaller than the angle formed by the line of sight as the second shape, and the partial area is reduced and displayed, the target object included in the partial area is perspectively projected. A shape in which an angle formed by a portion on the surface and a line of sight in the perspective projection is larger than an angle formed by another portion of the surface and the line of sight in the perspective projection is defined as the second shape, and the plurality of surfaces are defined. It may be generated.
[0156]
(12) In the map display device of (11), the curved surface generation unit uses information indicating a position of the attention point and information indicating whether the partial area should be enlarged or reduced. May receive an attention point receiving unit, and generate the plurality of surfaces according to the received information.
According to these configurations, the map display device receives the position of the attention point from the user, and displays the map portion including the attention point gradually enlarged or reduced, so that the driver can, for example, A detailed map can be confirmed by designating and gradually expanding the display, and a wide area map can be confirmed by designating a peripheral portion of the displayed map and gradually reducing the display. In either case, the display is gradually deformed, so that the driver does not lose sight of the point on the map that he is paying attention to.
[0157]
(13) The map display device of (12) further includes elevation storage means for storing elevation information indicating the position of the elevation point and the elevation in association with each other, and the projection display means includes the first display An altitude at a position indicated by the coordinate information is calculated based on the altitude information, and has a map deformation unit that changes the first coordinate information according to the calculated altitude, and according to the changed first coordinate information The projected images may be displayed sequentially.
[0158]
According to this configuration, since the map display device displays a three-dimensional map corresponding to the altitude, it is possible to present the driver with a realistic map corresponding to the scenery of the actual terrain viewed from above, In addition to the above effects, the driver can more easily understand the terrain.
(14) In the map display device according to (13), the map changing unit includes an altitude changing unit that changes an altitude indicated by the altitude information to an equal value in an area including a current position on a map. The first coordinate information may be changed according to the altitude.
[0159]
According to this configuration, the map display device displays the map planarly around the vehicle position, and displays the map three-dimensionally in other parts, so that the periphery of the vehicle position is maintained while maintaining the above-described effects. Avoids the problem of hiding maps due to undulations.
(15) In the map display device according to any one of (9) to (14), when the projection display unit displays the projection image, the object is further displayed with reference to a display position of an image representing the object. A character string representing an object may be displayed.
[0160]
According to this configuration, the map display device does not target the character font for perspective projection, and directly displays the character font at a position on the screen corresponding to the character position, so that deformation of the character font caused by perspective projection is avoided, Visibility of characters is improved.
(16) In the map display device according to (7) or (14), the altitude changing unit may further change the altitude indicated by the altitude information according to the distance from the area around the area. Good.
[0161]
According to this configuration, since the display smoothly continues at the boundary between the two-dimensionally displayed portion and the three-dimensionally displayed portion, the above-mentioned (7) or (14) is maintained while visually maintaining the effect. To reduce the unnaturalness of
(17) In the map display device of the present invention, the position of the point of interest is designated on the map by the user, and the first coordinate information related to the map is displayed on the second curved surface having a shape corresponding to the designated position. It converts into coordinate information, The said map is displayed according to the converted 2nd coordinate information, It is characterized by the above-mentioned.
[0162]
According to this configuration, the map display device is instructed on the map on the location that the user pays attention to, and can display the location in an enlarged or reduced manner.
(18) The map display method of the present invention is a definition information indicating a plurality of surfaces obtained in the process of gradually deforming one surface from the first shape to the second shape via an intermediate shape between the two shapes. A curved surface generating step for generating the image, and the first coordinate information indicating the position of the object to be displayed on the map is converted into the second coordinate information on each surface indicated by the definition information, and the image representing the object A mapping step of generating a mapped image for each surface by texture-mapping on each surface with reference to the position indicated by the converted second coordinate information; and A projection display step of generating and sequentially displaying a projection image obtained by perspective projection on the virtual screen.
[0163]
(19) In the map display method of the present invention, definition information indicating a plurality of surfaces obtained in the process of gradually deforming one surface from the first shape to the second shape via an intermediate shape between the two shapes. A curved surface generating step for generating the image, and the first coordinate information indicating the position of the object to be displayed on the map is converted into the second coordinate information on each surface indicated by the definition information, and the image representing the object A projection display step of generating, for each of the surfaces, and sequentially displaying a projection image obtained by perspectively projecting each surface as a virtual screen using the position indicated by the converted second coordinate information as a reference. Including.
[0164]
According to these configurations, in the projected image displayed according to the method, the target portion of the map determined according to the shape of the curved surface is enlarged and reduced, and the road connection relationship is maintained, so that the driver can display Map information can be accurately grasped in a short time from the projected image. In addition, since the display is smoothly deformed even when the enlargement / reduction location fluctuates, the driver does not lose sight of the point on the map of interest.
[0165]
(20) The program of the present invention is a computer-executable program for realizing a map display device by a computer, and one surface passes from the first shape to the second shape through an intermediate shape between the two. A curved surface generating step for generating definition information indicating a plurality of surfaces obtained in the process of gradually deforming, and first coordinate information indicating a position of an object to be displayed on the map is indicated by the definition information. Map to each second surface by converting the second coordinate information on the surface and texture-mapping the image representing the object on each surface with the position indicated by the converted second coordinate information as a reference A mapping step for generating a mapped image, and a projected image obtained by perspectively projecting each mapped image on a planar virtual screen, Causing the computer to execute a projection display step of displaying.
[0166]
(21) The program of the present invention is a computer-executable program for realizing a map display device by a computer, and one surface passes from the first shape to the second shape through an intermediate shape between the two. A curved surface generating step for generating definition information indicating a plurality of surfaces obtained in the process of gradually deforming, and first coordinate information indicating a position of an object to be displayed on the map is indicated by the definition information. A projection image obtained by converting into a second coordinate information on a surface, and perspectively projecting the image representing the object as a virtual screen on the basis of the position indicated by the converted second coordinate information. , Causing the computer to execute a projection display step for generating and sequentially displaying each surface.
[0167]
According to these structures, the said computer displays the map which has the effect mentioned above by running the said program.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a map display device 10 according to a first embodiment.
FIG. 2 is an example of image information stored in a map storage unit.
FIG. 3 is an example of character information stored in a map storage unit.
FIG. 4 is an example showing the shape of a curved surface stored by a curved surface storage unit.
FIG. 5 is an example of information stored in a curved surface storage unit.
FIG. 6 is an example of information stored in an attention point storage unit;
FIG. 7 is an example showing the shape of a curved surface output by a curved surface generation unit.
FIG. 8 is an example of host vehicle position information output by a host vehicle position receiving unit.
FIG. 9 is a conceptual diagram for explaining a mapping range of a map according to own vehicle position information.
FIG. 10 is an example of map information mapped by a mapping unit.
FIG. 11 is an example of map information mapped by a mapping unit.
FIG. 12A is a conceptual diagram for explaining a projection process performed by a projection unit.
(B) It is sectional drawing in x = 0 of Fig.1 (a).
FIG. 13A is a conceptual diagram for explaining a projection process performed by a projection unit.
(B) It is sectional drawing in x = 0 of Fig.1 (a).
FIG. 14 is an example of a map displayed by the display unit.
FIG. 15 is an example of a map displayed by the display unit.
FIG. 16 is a flowchart showing main processing of map display processing;
FIG. 17 is a flowchart showing sub-processing in the first embodiment.
FIG. 18 is a block diagram of a map display device 20 according to the second embodiment.
FIG. 19 is an example of elevation information stored in an elevation storage unit.
FIG. 20 is a conceptual diagram for explaining a deformation process performed by a curved surface deformation unit.
FIG. 21 is an example of map information mapped by a mapping unit.
FIG. 22 is an example of a map displayed by the display unit.
FIG. 23 is a flowchart showing sub-processing in the second embodiment.
FIG. 24 is a block diagram of a map display device 30 according to a third embodiment.
FIG. 25 is an example of a curved surface deformed by a curved surface deforming unit.
FIG. 26 is an example of map information mapped by the mapping unit.
FIG. 27 is an example of a map displayed by the display unit.
FIG. 28 is a flowchart showing sub-processing in the third embodiment.
FIG. 29 is a block diagram of a map display device 40 in a fourth embodiment.
FIG. 30 is an example of a curved surface stored in a curved surface storage unit;
FIG. 31 is an example showing the shape of a curved surface output by a curved surface generation unit.
FIG. 32 is an example of image information positioned in a virtual space for performing perspective projection.
FIG. 33A is a conceptual diagram for explaining a projection process performed by a projection unit. (B) It is sectional drawing in x = 0 of Fig.1 (a).
FIG. 34A is a conceptual diagram for explaining a projection process performed by a projection unit. (B) It is sectional drawing in x = 0 of Fig.1 (a).
FIG. 35 is a flowchart showing sub-processing in the fourth embodiment.
FIG. 36 is a block diagram of a map display device 50 according to a fifth embodiment.
FIG. 37 is a flowchart showing sub-processing in the fifth embodiment.
FIG. 38 is a block diagram of a map display device 60 in a sixth embodiment.
FIG. 39 is a flowchart showing sub-processing in the sixth embodiment.
[Explanation of symbols]
10 Map display device
20 Map display device
30 Map display device
40 Map display device
50 Map display device
60 Map display device
110 Map storage
111 Character information table
120 Altitude storage unit
121 Elevation table
140 Curved surface storage
141 curved surface
142 Curved surface
143 curved surface
150 Curved surface generator
151 Point of Interest Reception
152 Attention Point Storage Unit
155 Own vehicle position reception
156 Vehicle location information
157 Display target area
158 Own car position
159 Direction of travel
160 Mapping part
161 Curved surface deformation part
162 Altitude change part
170 Projection unit
171 Curved surface
172 virtual screen
173 perspective
174 eyes
176 curved surface
177 Virtual screen
178 viewpoints
179 eyes
180 display unit
210 Map storage
220 Altitude storage unit
240 Curved surface storage
241 curved surface
242 Curved surface
243 curved surface
250 Curved surface generator
251 Attention point reception
252 Attention point storage unit
255 Own vehicle position reception
261 Map transformation part
262 Altitude change part
270 Projector
271 plane
272 virtual screen
273 perspective
274 line of sight
276 plane
277 Virtual screen
280 display

Claims (20)

Curved surface generating means for generating a plurality of surfaces having different shapes obtained in a process of gradually changing the curvature of one surface over time ;
Map storage means for storing first coordinate information indicating the position of the object to be displayed on the map;
For each of the generated plurality of different surface shapes, a mapping means for converting the first coordinate information to the second coordinate information on the each side,
Display means for displaying the map on a screen according to the second coordinate information obtained for each surface ;
Map display apparatus comprising: a. The curved surface generating means generates a plurality of surfaces obtained in the process of gradually deforming one surface from a first shape to a second shape via an intermediate shape between the two ,
The mapping means converts the first coordinate information into the generated second coordinate information on each surface, and an image representing the target object is based on a position indicated by the converted second coordinate information. Generate a mapped image for each surface by texture mapping on each surface ,
The display means, according to claim, characterized in that the projection display means for sequentially displaying a projection image obtained by perspective projection of each mapped image the generated into flat virtual screen <br/> The map display device according to 1. Wherein the first shape and the second shape, the plane and the curved surface, the curved surface and the curved surface, and the map display device according to claim 2, wherein the one der Turkey curved and flat.   The map display device gradually enlarges or reduces a partial area on the map including a point of interest, and the curved surface generating means displays the partial area when the partial area is enlarged and displayed. The angle formed between the portion on the surface where the image representing the object included in the region is texture-mapped and the line of sight in the perspective projection is larger than the angle formed between the other portion of the surface and the line of sight in the perspective projection. When the plurality of surfaces are generated with the shape as the second shape and the partial area is displayed in a reduced size, the part on the surface on which the image representing the target object included in the partial area is texture-mapped The plurality of surfaces are generated with the second shape being a shape in which an angle formed between the line of sight and the line of sight in the perspective projection is smaller than an angle formed between another part of the surface and the line of sight in the perspective projection Preparative map display device according to claim 2 or 3, wherein the.   The curved surface generation means includes a point-of-interest receiving unit that receives information indicating a position of the point of interest and information indicating whether the partial area should be enlarged or reduced and received from a user. The map display device according to claim 4, wherein the plurality of surfaces are generated according to information.   The map display device further includes altitude storage means for storing altitude information indicating the position of the altitude point and the altitude in association with each other, and the mapping means indicates the position of the altitude point indicated by the altitude information. Converted into a position on each generated surface, and each surface has a curved surface deformation portion that deforms by providing undulations of a size corresponding to the altitude indicated by the altitude information at the converted position, The map display device according to claim 5, wherein the first coordinate information is converted into second coordinate information on each of the deformed surfaces.   The curved surface deforming unit includes an altitude changing unit that changes an altitude indicated by the altitude information to an equal value in an area including a current position on a map, and deforms the curved surface according to the changed altitude. The map display device according to claim 6, wherein   8. The projection display unit, when displaying the projection image, further displays a character string representing the object on the basis of a display position of an image representing the object. The map display device according to crab. The curved surface generating means generates a plurality of surfaces obtained in the process of gradually deforming one surface from a first shape to a second shape via an intermediate shape between the two,
The mapping means converts the first coordinate information into second coordinate information on each generated surface,
The display means obtains an image representing the object by perspectively projecting each surface as a virtual screen on the basis of the position indicated by the converted second coordinate information. The map display device according to claim 1, wherein the map display device is a projection display means for sequentially displaying images.   The map display device according to claim 9, wherein the first shape and the second shape are any one of a plane and a curved surface, a curved surface and a curved surface, and a curved surface and a plane.   The map display device gradually enlarges or reduces a partial area on the map including a point of interest, and the curved surface generating means displays the partial area when the partial area is enlarged and displayed. A shape in which an angle formed between a portion on the surface on which the object included in the region is perspectively projected and a line of sight in the perspective projection is smaller than an angle formed between another portion of the surface and the line of sight in the perspective projection When the plurality of surfaces are generated as the second shape and the partial area is displayed in a reduced size, the part on the surface on which the target object included in the partial area is perspectively projected and the line of sight in the perspective projection 10. The plurality of surfaces are generated by setting the second shape as a shape in which an angle formed between the second surface and an angle formed between another portion of the surface and a line of sight in the perspective projection is larger. Map of 10 Display devices.   The curved surface generation means includes a point-of-interest receiving unit that receives information indicating a position of the point of interest and information indicating whether the partial area should be enlarged or reduced and received from a user. The map display device according to claim 11, wherein the plurality of planes are generated according to information.   The map display device further includes altitude storage means for storing altitude information indicating the position of the altitude point and the altitude in association with each other, and the projection display means is located at the position indicated by the first coordinate information. An altitude is calculated based on the altitude information, and has a map deformation unit that changes the first coordinate information according to the calculated altitude, and sequentially displays the projection images according to the changed first coordinate information. The map display device according to claim 12. Has a altitude changing unit for changing the altitude indicated by the altitude information in the area including the current position of the on maps evenly value comprises a map changing unit that changes the first coordinate information according to the changed altitude The map display device according to claim 13.   15. The projection display unit further displays a character string representing the object on the basis of a display position of an image representing the object when displaying the projection image. The map display device according to crab.   The map display device according to claim 7 or 14, wherein the altitude changing unit further changes an altitude indicated by the altitude information according to a distance from the area around the area. A method of displaying a map on a screen in a map display device comprising a curved surface generation means, a map storage means, a mapping means, and a projection display means ,
Curved surface generation means for generating definition information indicating a plurality of surfaces obtained in the process of gradually deforming one surface from a first shape to a second shape via an intermediate shape between the two surfaces. Steps,
The mapping means is first coordinate information stored in the map storage means, and the first coordinate information indicating the position of the target object to be displayed on the map is the first coordinate information on each surface indicated by the definition information. A map image is generated for each surface by converting to two coordinate information, and texture-mapping the image representing the object on each surface with reference to the position indicated by the converted second coordinate information Mapping step to
Map display method wherein the projection display unit, said generating a projection image obtained by each mapped image perspectively projected on the planar virtual screen, characterized in that it comprises a projection display step of sequentially displaying. A method of displaying a map on a screen in a map display device comprising a curved surface generation means, a map storage means, and a projection display means ,
Curved surface generation means for generating definition information indicating a plurality of surfaces obtained in the process of gradually deforming one surface from a first shape to a second shape via an intermediate shape between the two surfaces. Steps,
The projection display means is first coordinate information stored in the map storage means, and the first coordinate information indicating the position of the object to be displayed on the map is displayed on each surface indicated by the definition information. A projection image obtained by converting the image into the second coordinate information and perspectively projecting each surface as a virtual screen on the basis of the position indicated by the converted second coordinate information. A map display method comprising: a projection display step of generating and sequentially displaying each surface. A program for causing a map display device comprising a curved surface generation means, a map storage means, a mapping means, and a projection display means to execute a process including a map display step ,
The map display step includes:
Curved surface generation that generates definition information indicating a plurality of surfaces obtained in the process of gradually deforming one surface from the first shape to the second shape via an intermediate shape between the two surfaces by the curved surface generation means Steps,
The first coordinate information stored in the map storage unit by the mapping unit, the first coordinate information indicating the position of the object to be displayed on the map, is displayed on each surface indicated by the definition information. A map image is generated for each surface by converting to two coordinate information, and texture-mapping the image representing the object on each surface with reference to the position indicated by the converted second coordinate information Mapping step to
A projection display step of generating and sequentially displaying projection images obtained by perspective projection of the mapped images on a planar virtual screen by the projection display means;
A program comprising the steps of: The MAP display device Ru provided with a curved surface generating means and the map storage means and projection display means, a program for executing the processing including a map displaying step,
The map display step includes:
Curved surface generation for generating definition information indicating a plurality of surfaces obtained in the process of gradually deforming one surface from the first shape to the second shape via an intermediate shape between the two surfaces by the curved surface generation means Steps,
The first coordinate information stored in the map storage means by the projection display means, the first coordinate information indicating the position of the object to be displayed on the map, on each surface indicated by the definition information A projection image obtained by converting the image into the second coordinate information and perspectively projecting each surface as a virtual screen on the basis of the position indicated by the converted second coordinate information. A program comprising: a projection display step for generating and sequentially displaying each surface.

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