CN103098114B - 道路描绘装置以及道路描绘方法 - Google Patents

Abstract

具备：道路节点数据获取部，从一个小区量的描绘数据获取表示与道路上的规定的地点相对应的节点的节点数据；普通道路倾斜度计算部，在通过起点·终点判定部判定为节点不位于道路的起点以及终点的情况下计算出该节点的倾斜度；起点·终点·非边界道路倾斜度计算部，在判定为节点位于道路的起点或者终点的情况下通过小区边界判定部判定为节点不位于小区的边界的情况下，计算出该节点的倾斜度；起点·终点·边界道路倾斜度数据获取部，在判定为节点位于小区的边界的情况下获取预先计算出的倾斜度数据；以及描绘数据处理部，根据计算出的倾斜度、或者所获取的倾斜度数据、和预先存储的道路宽度数据制作描绘数据并存储。

Description

道路描绘装置以及道路描绘方法

技术领域

本发明涉及一种制作三维显示用的地图信息的道路描绘装置及其方法。

背景技术

使用图13说明以往的三维显示用的道路描绘方法。在图13(a)中，表示了各道路节点O、P、Q和连接它们的连接路(road link)。另外，各道路节点按照被称为小区(parcel)的地区进行管理，对道路节点O、P在小区R中进行管理，对道路节点P、Q在小区S中进行管理。在图13(b)中，对各道路节点O、P、Q以规定的宽度进行宽度分配，新制作了两个宽度分配节点O′、O″、P′、P″、Q′、Q″。接着，如图13(c)所示，生成将新制作的宽度分配节点O′、O″、P′、P″、Q′、Q″连接的多边形，最后如图13(d)所示，在与多边形相当的位置描绘了道路。另外，道路的宽度分配是在由三个道路节点构成的三角形的角的二等分线方向上进行。

进而，为了将进行了宽度分配的道路显示设为使用者容易识别道路的结构、高度、当前地的三维显示，在专利文献1中公开了如下方法：附加高度信息，并使用该高度信息修正道路显示来制作地图信息。具体地说，根据包含在二维地图信息中的属性信息来生成高度信息，进而计算出道路的梯度来修正该高度信息。通过使用被修正的高度信息来制作地图信息，由此使立交、地下道路等的道路具有自然的梯度而三维地显示，并制作使用者容易识别的地图信息。

专利文献1：日本特开2001-305953号公报

发明内容

以往的道路描绘方法如以上那样构成，因此为了对道路节点进行宽度分配，需要进行宽度分配的道路节点和连接在该道路节点的道路节点。各道路节点按照小区进行管理，道路描绘也在每个小区中独立地进行，因此存在如下问题：在小区的边界部分中，成为道路节点的连接关系不清楚的道路显示。例如在图13中，道路节点O、P在小区R中进行管理，道路节点P、Q在小区S中进行管理，因此在小区R与小区S的边界部分中，道路节点的连接关系变得不清楚，导致成为如图14所示那样不连续的道路显示。

另外，在专利文献1所公开的地图信息制作方法中，能够制作使道路具有自然的梯度的容易识别的地图信息，但是没有公开实现道路节点彼此之间的匹配的方法，存在如下问题：在小区的边界部分，无法进行明确了连接关系的道路显示。

本发明是为了解决如上所述的课题而作出的，其目的在于实现小区的边界部分中的连接路彼此之间的匹配，进行以自然的连接关系进行描绘的道路的显示。

本发明涉及的道路描绘装置具备：小区数据存储部，将地图数据以与被规定的坐标所包围的范围相对应的小区进行分割，并针对每个该小区存储描绘数据；小区数据获取部，从小区数据存储部获取一个小区量的描绘数据；道路节点数据获取部，从小区数据获取部所获取的一个小区量的描绘数据中，获取表示与道路上的规定的地点相对应的节点的节点数据；起点终点判定部，参照道路节点数据获取部所获取的节点数据，判定节点是否位于道路的起点或者终点；普通道路倾斜度计算部，在起点终点判定部中判定为节点不位于起点以及终点的情况下，计算出该节点的倾斜度；边界判定部，在起点终点判定部中判定为节点位于道路的起点或者终点的情况下，判定该节点是否位于小区的边界；起点·终点·非边界道路倾斜度计算部，在边界判定部中判定为节点不位于小区的边界的情况下，计算出该节点的倾斜度；起点·终点·边界道路倾斜度数据获取部，在边界判定部中判定为节点位于小区的边界的情况下，获取预先计算出的倾斜度数据；以及描绘数据处理部，根据通过普通道路倾斜度计算部计算出的倾斜度、或者通过起点·终点·非边界道路倾斜度计算部计算出的倾斜度、或者通过起点·终点·边界道路倾斜度数据获取部所获取的倾斜度数据、以及预先存储的道路宽度数据，制作描绘数据，并进行存储。

根据本发明，构成为具备起点·终点·边界道路倾斜度数据获取部，该起点·终点·边界道路倾斜度数据获取部在边界判定部中判定为节点位于小区的边界的情况下获取预先计算出的倾斜度数据，因此能够在小区的边界部分实现连接路彼此之间的匹配，能够以自然的连接关系来描绘多个连接路。

附图说明

图1是表示实施方式1的道路描绘装置的结构的框图。

图2是表示实施方式1的道路描绘装置的倾斜度数据存储部中的倾斜度数据的一个例子的图。

图3是表示实施方式1的道路描绘装置的道路节点的关系的说明图。

图4是表示实施方式1的道路描绘装置的动作的流程图。

图5是表示实施方式1的道路描绘装置的小区、道路节点以及连接路的说明图。

图6是表示实施方式1的道路描绘装置的道路节点的特征与倾斜度计算部的关系的说明图。

图7是表示实施方式2的道路描绘装置的结构的框图。

图8是表示实施方式2的道路描绘装置的动作的流程图。

图9是表示实施方式2的道路描绘装置的小区、道路节点以及连接路的说明图。

图10是表示实施方式2的道路描绘装置的小区、道路节点以及连接路的说明图。

图11是表示实施方式2的道路描绘装置的道路节点的特征与倾斜度计算部的关系的说明图。

图12是表示实施方式2的道路描绘装置的倾斜度数据存储部中的倾斜度数据的一个例子的图。

图13是表示以往的道路描绘装置的描绘方法的说明图。

图14是表示以往的道路描绘装置的描绘结果的说明图。

具体实施方式

下面，为了更详细地说明本发明，根据附图说明用于实施本发明的方式。

实施方式1.

图1是表示本发明的实施方式1的道路描绘装置的结构的框图。

道路描绘装置10包括：数据获取部1、小区数据存储部2、起点·终点判定部3、小区边界判定部4、倾斜度计算部5、倾斜度数据存储部6、描绘数据处理部7、道路宽度数据存储部8以及描绘数据存储部9。

数据获取部1包括：小区数据获取部11、道路节点数据获取部12以及连接道路(connected road)节点数据获取部13。小区数据获取部11从保存了小区数据的小区数据存储部2获取规定的小区数据。道路节点数据获取部12从小区数据获取与规定的道路节点有关的数据。连接道路节点数据获取部13获取与和道路节点数据获取部12中的规定的道路节点所连接的道路节点有关的数据。小区数据存储部2将该地图数据以与规定的区域对应起来的小区进行分割，并存储针对每个该小区进行分割的数据的集合。

起点·终点判定部3进行成为对象的道路节点是否为起点或者终点的判定。该判定是通过成为对象的道路节点是否与同一小区内的其它两个道路节点相连接来进行判定。

小区边界判定部4在成为对象的道路节点符合下面的条件1～条件4中的任一个条件的情况下，判定为该道路节点位于小区的边界。

条件1：(道路节点的x坐标值)＝(小区的左上坐标的x坐标值)

条件2：(道路节点的y坐标值)＝(小区的左上坐标的y坐标值)

条件3：(道路节点的x坐标值)＝(小区的右下坐标的x坐标值)

条件4：(道路节点的y坐标值)＝(小区的右下坐标的y坐标值)

倾斜度计算部5包括：普通道路倾斜度计算部51、起点·终点·非边界道路倾斜度计算部52、以及起点·终点·边界道路倾斜度数据获取部53。

普通道路倾斜度计算部51在成为对象的道路节点不是起点以及终点、而且不位于小区的边界的情况下，计算出该成为对象的道路节点的倾斜度。起点·终点·非边界道路倾斜度计算部52在成为对象的道路节点是起点或者终点、但是不位于小区的边界的情况下，计算出该成为对象的道路节点的倾斜度。起点·终点·边界道路倾斜度数据获取部53在成为对象的道路节点是起点或者终点、而且位于小区的边界的情况下，从倾斜度数据存储部6获取该道路节点的倾斜度数据。普通道路倾斜度计算部51以及起点·终点·非边界道路倾斜度计算部52的详细的计算方法将后述。

倾斜度数据存储部6存储了与规定的道路节点有关的道路倾斜度数据。图2是表示实施方式1的道路描绘装置中的倾斜度数据存储部6所存储的道路倾斜度数据的一个例子的图。在图2所示的例子中，与道路节点C的x坐标值以及y坐标值一起，存储了道路倾斜度数据(e_CX，e_CY，e_CZ)。

描绘数据处理部7包括：道路宽度数据获取部71、描绘数据制作部72以及描绘数据登记部73。道路宽度数据获取部71从存储了各道路的道路宽度的道路宽度数据存储部8获取成为对象的道路节点的道路宽度。描绘数据制作部72根据从普通道路倾斜度计算部51、起点·终点·非边界道路倾斜度计算部52或者起点·终点·边界道路倾斜度数据获取部53所输入的道路倾斜度数据、以及从道路宽度数据获取部71所输入的道路宽度数据，制作道路描绘数据。此外，描绘数据制作部72的详细的描绘数据制作方法将后述。描绘数据登记部73将在描绘数据制作部72中制作出的道路描绘数据保存到描绘数据存储部9。

接着，说明倾斜度计算部5中的倾斜度计算方法。

图3是表示实施方式1的道路描绘装置中的道路节点的连接关系的说明图。

在图3中，示出了成为倾斜度计算的对象的道路节点i(X_i，Y_i，Z_i)、连接在该道路节点i的道路节点h(X_h，Y_h，Z_h)以及道路节点j(X_j，Y_j，Z_j)。道路节点i与在道路节点数据获取部12中进行数据获取的道路节点相当，道路节点h以及道路节点j是与道路节点i具有连接关系且在连接道路节点数据获取部13中进行数据获取的道路节点。当以道路节点i为例进行说明时，i表示道路节点的标号，(X_i，Y_i，Z_i)表示道路节点i的x、y、z坐标值。

接着，参照图3说明计算出成为对象的道路节点的倾斜度的方法。分为如下三个情况说明倾斜度的计算：(1)道路节点i不是起点以及终点的普通道路的情况；(2)道路节点i是起点或者终点、但不位于小区边界的情况；(3)道路节点i是起点或者终点、而且位于小区边界的情况。

(1)道路节点i不是起点以及终点的普通道路的情况

在普通道路倾斜度计算部51中计算出道路节点i的倾斜度。普通道路倾斜度计算部51求出由三个道路节点h、i、j构成的角的二等分线的单位向量，并设为道路节点i的倾斜度数据(e_iX，e_iY，e_iZ)。具体地说，首先从连接道路节点数据获取部13获取与连接在道路节点i的道路节点h以及道路节点j有关的数据。接着根据下面的式(a)计算出从道路节点i到h的单位向量ih、以及从道路节点i到j的单位向量ij。

$\stackrel{\→}{\mathrm{ih}}=\frac{\left(\begin{array}{c}{X}_h\\ Y_h\\ Z_h\end{array}\right)-\left(\begin{array}{c}{X}_i\\ Y_i\\ Z_i\end{array}\right)}{\left|\right|\left(\begin{array}{c}{X}_h\\ Y_h\\ Z_h\end{array}\right)-\left(\begin{array}{c}{X}_i\\ Y_i\\ Z_i\end{array}\right)\left|\right|}$   …式(a)-1

$\stackrel{\→}{\mathrm{ij}}=\frac{\left(\begin{array}{c}{X}_j\\ Y_j\\ Z_j\end{array}\right)-\left(\begin{array}{c}{X}_i\\ Y_i\\ Z_i\end{array}\right)}{\left|\right|\left(\begin{array}{c}{X}_j\\ Y_j\\ Z_j\end{array}\right)-\left(\begin{array}{c}{X}_i\\ Y_i\\ Z_i\end{array}\right)\left|\right|}$   …式(a)-2

接着，根据式(b)，通过求出单位向量ih与单位向量ij之和来求出由道路节点h、i、j构成的角的二等分线的单位向量，计算出道路节点i的倾斜度数据(e_iX，e_iY，e_iZ)。

$\left(\begin{array}{c}{e}_{\mathrm{iX}}\\ e_{\mathrm{iY}}\\ e_{\mathrm{iZ}}\end{array}\right)=\frac{\stackrel{\→}{\mathrm{ih}}+\stackrel{\→}{\mathrm{ij}}}{\left|\right|\stackrel{\→}{\mathrm{ih}}+\stackrel{\→}{\mathrm{ij}}\left|\right|}$   …式(b)

(2)道路节点i是起点或者终点、但不位于小区边界的情况

在起点·终点·非边界道路倾斜度计算部52中计算出道路节点i的倾斜度。在图3的例子中，道路节点i是起点，道路节点j连接到道路节点i。如果道路节点i的X坐标值X_i和与该道路节点i处于连接关系的道路节点j的X坐标值X_j不相同，则将倾斜度数据(e_iX，e_iY，e_iZ)设为(1，0，0)，如果坐标值X_i和坐标值X_j相同，则将倾斜度数据(e_iX，e_iY，e_iZ)设为(0，1，0)。

(3)道路节点i是起点或者终点、而且位于小区边界的情况

起点·终点·边界道路倾斜度数据获取部53从倾斜度数据存储部6获取道路节点i的倾斜度数据(e_iX，e_iY，e_iZ)。

接着，说明如下结构：描绘数据处理部7的描绘数据制作部72使用在倾斜度计算部5中计算出的道路的倾斜度数据(e_iX，e_iY，e_iZ)来进行道路的宽度分配。

对道路节点i进行了宽度分配的坐标Ri以及坐标Pi是根据式(c)来算出的。

  …式(c)

在上述式(c)中，R_i(R_iX，g_iY，g_iZ)表示坐标Ri的x、y、z坐标的值，P_i(P_iX，P_iY，P_iZ)表示坐标P_i的x、y、z坐标的值。另外，Rwidth表示道路的宽度。

接着，参照图4说明实施方式1的道路描绘装置10的动作。图4是表示实施方式1的道路描绘装置的动作的流程图。

小区数据获取部11参照小区数据存储部2进行应获取的小区数据是否存在的判定(步骤ST1)，在判定为有应获取的小区数据的情况下，获取一个小区量的小区数据，并输出给道路节点数据获取部12以及连接道路节点数据获取部13(步骤ST2)。此外，在步骤ST1中判定为不存在应获取的小区数据的情况下，结束处理。

道路节点数据获取部12参照在步骤ST2中输入的小区数据进行应获取的道路节点是否存在的判定(步骤ST3)，在判定为存在的情况下获取应获取的道路节点的数据(步骤ST4)。所获取的道路节点的数据作为倾斜度计算的对象而输出到起点·终点判定部3。此外，在步骤ST3中判定为应获取的道路节点不存在的情况下，返回到步骤ST1的处理。

起点·终点判定部3参照所输入的与成为倾斜度计算的对象的道路节点有关的数据，进行成为对象的道路节点是否为起点或者终点的判定(步骤ST5)。在步骤ST5中判定为是起点或者终点的情况下，小区边界判定部4参照与该道路节点有关的数据来判定成为对象的道路节点是否位于小区边界(步骤ST6)。

在步骤ST6中判定为成为对象的道路节点位于小区边界的情况下，起点·终点·边界道路倾斜度数据获取部53参照倾斜度数据存储部6来获取成为对象的道路节点的倾斜度数据(步骤ST7)，进入到步骤ST10的处理。另一方面，在步骤ST6中判定为成为对象的道路节点不位于小区边界的情况下，起点·终点·非边界道路倾斜度计算部52参照成为对象的道路节点的X坐标值和与该成为对象的道路节点处于连接关系的道路节点的X坐标值来计算出道路的倾斜度(步骤ST8)，进入到步骤ST10的处理。

另一方面，在步骤ST5中判定为不是起点以及终点的情况下，普通道路倾斜度计算部51通过连接道路节点数据获取部13获取与所连接的道路节点有关的数据，根据上述的式(a)以及(b)计算出道路的倾斜度(步骤ST9)，进入到步骤ST10的处理。

描绘数据处理部7的道路宽度数据获取部71从道路宽度数据存储部8获取成为对象的道路节点的道路宽度数据，并输出给描绘数据制作部72(步骤ST10)。描绘数据制作部72使用在步骤ST10中输入的道路宽度数据、和在步骤ST7、步骤ST8、或者步骤ST9的任一个步骤中输入的成为对象的道路节点的倾斜度数据，获取根据上述的式(c)对道路节点进行了宽度分配的坐标来制作描绘数据，并输出给描绘数据登记部73(步骤ST11)。描绘数据登记部73将在步骤ST11中输入的描绘数据登记在描绘数据存储部9(步骤ST12)。之后，流程图返回到步骤ST3的处理，重复上述的处理。

接着，沿着图4中所示的流程图，使用图5以及图6所示的具体的坐标值来进行说明。

首先说明图5以及图6的具体例。图5(a)表示x、y坐标中的道路节点与连接路的关系，图5(b)表示x、z坐标中的道路节点与连接路的关系。图6表示图5中所示的道路节点的特征与倾斜度计算部5的关系。

在图5以及图6所示的例子中，在以左上为原点的纵宽50×横宽100的矩形中包含小区F以及小区G，小区F管理道路节点A、B、C，小区G管理道路节点C、D、E。将小区F的小区边界设为连接(0，0)、(0，50)、(50，50)、(50，0)这4点的矩形，将小区G的小区边界设为连接(50，0)、(50，50)、(100，50)、(100，0)这4点的矩形。在这种情况下，将描绘数据存储部9设为能够分别将例如描绘用数据的道路节点以及连接路保存到100个为止的区域。另外，道路宽度设为“5”。

各道路节点的坐标成为道路节点A(30，30，10)、道路节点B(40，20，20)、道路节点C(50，30，10)、道路节点D(70，20，20)、道路节点E(80，30，10)。另外，将包含在小区F的连接路设为{A，B}、{B，C}、包含在小区G的连接路设为{C，D}、{D，E}。存储在倾斜度数据存储部6的道路节点与表示道路的倾斜度的单位向量的关系设为图2所示。在图2中，存储了表示道路节点C的倾斜度的单位向量，该单位向量是根据跨过小区F和小区G的道路节点的连接关系来计算出的数据。

接着，说明使用了图5以及图6的具体例的处理动作。

在步骤ST1中，小区数据获取部11判定为作为应获取的小区数据的小区F存在，作为步骤ST2，获取小区F的小区数据，并输出给道路节点数据获取部12以及连接道路节点数据获取部13。作为步骤ST3，道路节点数据获取部12参照在步骤ST2中输入的小区F的小区数据，判定为应获取的道路节点A存在，作为步骤ST4，获取与道路节点A有关的数据，并输出给起点·终点判定部3。

作为步骤ST5，起点·终点判定部3进行道路节点A是否为起点或者终点的判定。在该情况下，与道路节点A相连接的只是道路节点B，因此判定为道路节点A不与两个道路节点相连接、且道路节点A是起点或者终点。接着，作为步骤ST6，在小区边界判定部4中判定道路节点A是否位于小区边界。道路节点A不符合上述的条件1～条件4中的任一个条件，不位于小区边界，因此进入到步骤ST8。作为步骤ST8，在起点·终点·非边界道路倾斜度计算部52中计算出道路节点A的倾斜度，将该倾斜度数据输出给描绘数据制作部72，并进入到步骤ST10的处理。

这里，详细地说明步骤ST8中的道路节点A的倾斜度计算。道路节点A的倾斜度计算是由起点·终点·非边界道路倾斜度计算部52来进行的，通过将道路节点A和与该道路节点A处于连接关系的道路节点B的X坐标进行比较来算出。道路节点A的X坐标值是“30”，道路节点B的X坐标值是“40”。两者的X坐标值不相同，因此道路节点A的倾斜度数据被计算出为(e_AX，e_AY，e_AZ)＝(1，0，0)。计算出的该倾斜度数据(e_AX，e_AY，e_AZ)输出到描绘数据制作部72。

作为步骤ST10，道路宽度数据获取部71从道路宽度数据存储部8获取道路节点A的道路宽度数据，并输出给描绘数据制作部72。作为步骤ST11，描绘数据制作部72使用在步骤ST10中输入的道路节点A的道路宽度数据、和在步骤ST8中输入的道路节点A的倾斜度数据，计算出使用上述的式(c)进行了宽度分配的道路节点A的坐标RA(35，30，10)以及坐标PA(25，30，10)。计算出的坐标RA以及坐标PA作为描绘数据而输出到描绘数据登记部73。作为步骤ST12，描绘数据登记部73将描绘数据登记到描绘数据存储部9。之后，返回到步骤ST3的处理。

接着，说明道路节点B的处理。

作为步骤ST3以及步骤ST4，道路节点数据获取部12获取与小区F的道路节点B有关的数据，并输出给起点·终点判定部3。作为步骤ST5，起点终点判定部3进行道路节点B是否为起点或者终点的判定。在该情况下，道路节点B与道路节点A以及道路节点C相连接，因此判定为不是起点以及终点，进入到步骤ST9。

作为步骤ST9，普通道路倾斜度计算部51从连接道路节点数据获取部13获取与连接在道路节点B的道路节点A以及道路节点C有关的数据，根据上述的式(a)以及(b)计算出道路节点B的倾斜度。具体地说，首先计算出向量BA以及向量BC(参照结果(a)-1、(a)-2)。接着将作为向量BA以及向量BC之和的单位向量计算为道路节点B的倾斜度数据(e_BX，e_BY，e_BZ)(参照结果(b))。计算出的倾斜度数据输出到描绘数据制作部72。

$\stackrel{\→}{\mathrm{BA}}=\frac{\left(\begin{array}{c}30\\ 30\\ 10\end{array}\right)-\left(\begin{array}{c}40\\ 20\\ 20\end{array}\right)}{\left|\right|\left(\begin{array}{c}30\\ 30\\ 10\end{array}\right)-\left(\begin{array}{c}40\\ 20\\ 20\end{array}\right)\left|\right|}=\frac{\left(\begin{array}{c}-10\\ 10\\ -10\end{array}\right)}{\sqrt{300}}=\left(\begin{array}{c}-1/\sqrt{3}\\ 1/\sqrt{3}\\ -1/\sqrt{3}\end{array}\right)$   …结果(a)-1

$\stackrel{\→}{\mathrm{BC}}=\frac{\left(\begin{array}{c}50\\ 30\\ 10\end{array}\right)-\left(\begin{array}{c}40\\ 20\\ 20\end{array}\right)}{\left|\right|\left(\begin{array}{c}50\\ 30\\ 10\end{array}\right)-\left(\begin{array}{c}40\\ 20\\ 20\end{array}\right)\left|\right|}=\frac{\left(\begin{array}{c}10\\ 10\\ -10\end{array}\right)}{\sqrt{300}}=\left(\begin{array}{c}1/\sqrt{3}\\ 1/\sqrt{3}\\ -1/\sqrt{3}\end{array}\right)$   …结果(a)-2

…结果(b)

作为步骤ST10，道路宽度数据获取部71从道路宽度数据存储部8获取道路节点B的道路宽度数据，并输出给描绘数据制作部72。作为步骤ST11，描绘数据制作部72使用在步骤ST10中输入的道路节点B的道路宽度数据、和在步骤ST9中输入的道路节点B的倾斜度数据，来计算出使用上述的式(c)进行了宽度分配的道路节点B的坐标RB以及坐标PB。计算出的坐标RB以及坐标PB作为描绘数据而输出到描绘数据登记部73。作为步骤ST12，描绘数据登记部73将描绘数据登记到描绘数据存储部9。之后，返回到步骤ST3的处理。

接着，说明道路节点C的处理。

作为步骤ST3以及步骤ST4，道路节点数据获取部12获取与小区F的道路节点C有关的数据，并输出给起点·终点判定部3。作为步骤ST5，起点终点判定部3进行道路节点C是否为起点或者终点的判定。在该情况下，与道路节点C相连接的只是道路节点B，因此判定为道路节点C不与两个道路节点相连接、且道路节点C是起点或者终点。

接着，作为步骤ST6，在小区边界判定部4中进行道路节点C是否位于小区边界的判定。道路节点C符合上述的条件3(道路节点C的x坐标值＝小区F的右下坐标的x坐标值)，位于小区边界，因此进入到步骤ST7。作为步骤ST7，起点·终点·边界道路倾斜度数据获取部53从倾斜度数据存储部6获取道路节点C的倾斜度数据(e_CX，e_CY，e_CZ)，将该倾斜度数据输出给描绘数据制作部72，并进入到步骤ST10的处理。

作为步骤ST10，道路宽度数据获取部71从道路宽度数据存储部8获取道路节点C的道路宽度数据，并输出给描绘数据制作部72。作为步骤ST11，描绘数据制作部72使用在步骤ST10中输入的道路节点C的道路宽度数据、和在步骤ST7中输入的道路节点C的倾斜度数据，来计算出使用上述的式(c)进行了宽度分配的道路节点C的坐标RC以及坐标PC。计算出的坐标RC以及坐标PC作为描绘数据而输出到描绘数据登记部73。作为步骤ST12，描绘数据登记部73将描绘数据登记到描绘数据存储部9。之后，返回到步骤ST3的处理。

通过上述的处理，针对包含在小区F的全部的道路节点的处理结束，在步骤ST3中判定为要获取的道路节点不存在，返回到步骤ST1。通过步骤ST1以及步骤ST2来获取小区G的小区数据。对包含在小区G的道路节点C、D、E进行描绘数据制作的处理。道路节点C、D、E的描绘数据制作与上述的处理相同，因此省略说明。

如以上那样，根据该实施方式1，构成为具备存储位于小区边界的道路节点的倾斜度数据的倾斜度数据存储部6，并使用预先存储在倾斜度数据存储部6中的倾斜度数据来制作描绘数据，因此针对每个小区独立地描绘道路的情况下，即使某道路节点位于小区边界而无法计算出倾斜度时也能够实现小区边界中的连接路彼此之间的匹配，能够以自然的连接关系来描绘多个连接路。

实施方式2.

在上述的实施方式1中，示出了使用预先存储在倾斜度数据存储部6中的倾斜度数据来制作描绘数据的结构，但是在该实施方式2中示出如下结构：不使用所存储的倾斜度数据而使用预先统一的计算方法来计算出道路节点的倾斜度，并制作描绘数据。

图7是表示本发明的实施方式2的道路描绘装置的结构的框图。在该实施方式2中，对在实施方式1中示出的道路描绘装置10新追加设置了坐标变换部21以及在起点·终点·边界道路倾斜度数据获取部53内新追加设置了起点·终点·边界道路倾斜度计算部54。另外，在起点·终点·非边界道路倾斜度计算部52a中，使用了与实施方式1不同的倾斜度计算方法。此外，下面对于与实施方式1的道路描绘装置10的结构要素相同或者相当的部分附加与在实施方式1中使用的标记相同的标记来省略或者简化说明。

坐标变换部21将道路节点的坐标从作为用于管理小区内的数据的坐标系的小区坐标系变换为作为用于显示的坐标系的窗口坐标系。针对每个小区持有从小区坐标系变换为窗口坐标系的矩阵。

倾斜度计算部5包括：普通道路倾斜度计算部51；起点·终点·非边界道路倾斜度计算部52a；具有起点·终点·边界道路倾斜度计算部54的起点·终点·边界道路倾斜度数据获取部53。普通道路倾斜度计算部51与实施方式1同样地，在成为对象的道路节点不是起点以及终点、而且不位于小区边界的情况下，计算出该成为对象的道路节点的倾斜度。起点·终点·非边界道路倾斜度计算部52a在成为对象的道路节点是起点或者终点、但不位于小区边界的情况下，计算出该成为对象的道路节点的倾斜度。

起点·终点·非边界道路倾斜度计算部52a的倾斜度计算方法与实施方式1不同，因此在下面进行说明。此外，参照在实施方式1中示出的图3来进行说明。

起点·终点·非边界道路倾斜度计算部52a首先从连接道路节点数据获取部13获取与和成为倾斜度计算的对象的道路节点i处于连接关系的道路节点j有关的数据。接着，根据下面的式(d)求出与将道路节点j和道路节点i相连的向量ji的内积成为0的单位向量(e_iX，e_iY，e_iZ)。将该单位向量(e_iX，e_iY，e_iZ)作为道路节点i的倾斜度数据。

$\stackrel{\→}{\mathrm{ji}\·}\left(\begin{array}{c}{e}_{\mathrm{iX}}\\ e_{\mathrm{iY}}\\ e_{\mathrm{iz}}\end{array}\right)=0$   …式(d)

起点·终点·边界道路倾斜度数据获取部53在成为对象的道路节点是起点或者终点、而且位于小区边界的情况下，获取该道路节点的倾斜度数据。在倾斜度数据的获取中，首先判定道路节点的倾斜度数据是否存储在道路倾斜度数据存储部6，并在存储有的情况下，从道路倾斜度数据存储部6获取相应的道路倾斜度数据。另一方面，在没有存储在道路倾斜度数据存储部6的情况下，在起点·终点·边界道路倾斜度计算部54中计算出道路节点的倾斜度。起点·终点·边界道路倾斜度计算部54在道路节点满足下面的条件5的情况下，将倾斜度数据(e_iX，e_iY，e_iZ)设为(1，0，0)，在道路节点满足下面的条件6的情况下，将道路倾斜度数据(e_iX，e_iY，e_iZ)设为(0，1，0)。

条件5：(道路节点的x坐标值)＝(小区的左上坐标的x坐标值)、或者

(道路节点的x坐标值)＝(小区的右下坐标的x坐标值)

条件6：(道路节点的y坐标值)＝(小区的左上坐标的y坐标值)、或者

(道路节点的y坐标值)＝(小区的右下坐标的y坐标值)

接着，参照图8说明实施方式2的道路描绘装置10的动作。图8是表示实施方式2的道路描绘装置的动作的流程图。此外，对与实施方式1的道路描绘装置10相同的步骤附加与图4中使用的标记相同的标记并省略简化说明。

经由步骤ST1～步骤ST4的处理，获取成为对象的道路节点的数据。获取到的道路节点的数据输出到坐标变换部21，在坐标变换部21中将道路节点的坐标从小区坐标系变换为窗口坐标系(步骤ST21)。变换后的道路节点的数据输出到起点·终点判定部3。起点·终点判定部3以及小区边界判定部4与实施方式1同样地进行道路节点是否为起点以及终点、而且是否位于小区边界的判定(步骤ST5、ST6)。在步骤ST5中判定为不是起点以及终点的情况下，普通道路倾斜度计算部51计算出道路的倾斜度(步骤ST9)，进入到步骤ST10的处理。

在步骤ST5以及步骤ST6中，在判定为成为对象的道路节点是起点或者终点、而且位于小区边界的情况下，起点·终点·边界道路倾斜度数据获取部53进行相应的道路节点的倾斜度数据是否登记在倾斜度数据存储部6的判定(步骤ST22)。在步骤ST22中判定为登记有的情况下，从倾斜度数据存储部6获取相应的道路节点的倾斜度数据(步骤ST7)，进入到步骤ST10的处理。另一方面，在步骤ST22中判定为没有登记的情况下，在起点·终点·边界道路倾斜度计算部54中根据道路节点满足上述的条件5或者条件6中的哪个条件来计算出倾斜度(步骤ST23)，进入到步骤ST10的处理。

另一方面，在步骤ST5以及步骤ST6中，判定为成为对象的道路节点是起点或者终点、但不位于小区边界的情况下，在起点·终点·非边界道路倾斜度计算部52a中，根据上述的式(d)来计算出道路的倾斜度(步骤ST24)，进入到步骤ST10的处理。在步骤ST10～步骤ST12中，进行与实施方式1同样的处理，进行描绘数据的制作以及登记。

接着，沿着图8所示的流程图，使用图9、图10以及图11所示的具体的坐标值来进行说明。

首先说明图9、图10以及图11的具体例。

图9表示x、y坐标中的道路节点与连接路的关系，(a)表示坐标变换前的个别的小区数据，(b)表示坐标变换后的合并的小区数据。图10表示x、z坐标中的与道路节点的连接路的关系，(a)表示坐标变换前的个别的小区数据，(b)表示坐标变换后的合并的小区数据。另外，图11表示图9以及图10中所示的道路节点的特征与倾斜度计算部5的关系。

在图9所示的例子中，在以左上为原点的纵宽50×横宽100的矩形中包含两个小区F以及G，小区F管理道路节点A、B、C，小区G管理道路节点C、D、E、H。如图11所示，包含在小区F的小区坐标系的道路节点是A(30，30，10)、B(40，20，20)、C(50，30，10)，包含在小区G的小区坐标系的道路节点是C(0，30，10)、D(20，20，20)、E(30，30，10)、H(50，20，20)。

在坐标变换部21中，将从小区F的小区坐标系变换为窗口坐标系的矩阵设为MatF，将从小区G的小区坐标系变换为窗口坐标系的矩阵设为MatG。通过MatF将包含在小区F的道路节点变换为窗口坐标系而得到的坐标为A(30，30，10)、B(40，20，20)、C(50，30，10)，通过MatG将包含在小区G的道路节点变换为窗口坐标系而得到的坐标为C(50，30，10)、D(70，20，20)、E(80，30，10)、H(100，20，20)。另外，将包含在小区F的连接路设为{A，B}、{B，C}，将包含在小区G的连接路设为{C，D}、{D，E}、{E，H}。

将由窗口坐标系表示的小区F的小区边界设为连接(0，0)、(0，50)、(50，50)、(50，0)这4点的矩形，将由窗口系表示的小区G的小区边界设为连接(50，0)、(50，50)、(100，50)、(100，0)这4点的矩形。在该情况下，描绘数据存储部9设为例如能够将描绘用数据的道路节点以及连接路分别保存100个为止的区域。另外，存储在倾斜度数据存储部6的道路节点与表示道路的倾斜度的单位向量的关系设为图12所示，存储了表示道路节点H的倾斜度的单位向量(e_HX，e_HY，e_HZ)。

接着，说明使用了图9、图10、图11以及图12的具体例的处理动作。

在步骤ST1中，小区数据获取部11判定为应获取的小区数据的小区F存在，作为步骤ST2，获取小区F的小区数据，并输出给道路节点数据获取部12以及连接道路节点数据获取部13。作为步骤ST3，道路节点数据获取部12参照在步骤ST2中输入的小区F的小区数据，判定为应获取的道路节点A存在，作为步骤ST4，获取与道路节点A有关的数据，并输出给坐标变换部21。

作为步骤ST21，坐标变换部21将道路节点A的坐标通过矩阵MatF从小区坐标系变换为窗口坐标系。在道路节点A的情况下，坐标变换前后坐标值不发生变化。作为步骤ST5以及步骤ST6，在起点·终点判定部3以及小区边界判定部4中，判定为道路节点A是起点或者终点、但不位于小区边界。接着作为步骤ST24，在起点·终点·非边界道路倾斜度计算部52a中计算出道路节点A的倾斜度，将倾斜度数据输出给描绘数据制作部72，进入到步骤ST10的处理。

对步骤ST24中的道路节点A的倾斜度计算详细地进行说明。起点·终点·非边界道路倾斜度计算部52a从连接道路节点数据获取部13获取与和道路节点A处于连接关系的道路节点B有关的数据。接着，使用上述的式(d)计算出与将道路节点B和道路节点A相连的向量BA的内积成为0的单位向量(e_AX，e_AY，e_AZ)。如下面的结果(d)所示，从道路节点A以及道路节点B的坐标值计算出向量BA，对于道路倾斜度数据的单位向量(e_AX，e_AY，e_AZ)，为了设为与x、y平面平行，设为e_AZ＝0而设为(a，b，0)。向量BA与单位向量(e_AX，e_AY，e_AZ)的内积为0，因此倾斜度数据被计算出为 $(e_{\mathrm{AX}},e_{\mathrm{AY}},e_{\mathrm{AZ}})$

$=(1/\sqrt{2},1/\sqrt{2},0).$

由 $\stackrel{\→}{\mathrm{BA}}=\left(\begin{array}{c}-1/\sqrt{3}\\ 1/\sqrt{3}\\ -1/\sqrt{3}\end{array}\right)$ $\left|\right|\left(\begin{array}{c}{e}_{\mathrm{AX}}\\ e_{\mathrm{AY}}\\ e_{\mathrm{AZ}}\end{array}\right)\left|\right|=1$ $\left(\begin{array}{c}{e}_{\mathrm{AX}}\\ e_{\mathrm{AY}}\\ e_{\mathrm{AZ}}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}a\\ b\\ 0\end{array}\right)$ $\stackrel{\→}{\mathrm{BA}}\·\left(\begin{array}{c}{e}_{\mathrm{AX}}\\ e_{\mathrm{AY}}\\ e_{\mathrm{AZ}}\end{array}\right)=-\frac{1}{\sqrt{3}}a+\frac{1}{\sqrt{3}}b=0$

得到 $\left(\begin{array}{c}{e}_{\mathrm{AX}}\\ e_{\mathrm{AY}}\\ e_{\mathrm{AZ}}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}1/\sqrt{2}\\ 1/\sqrt{2}\\ 0\end{array}\right)$   …结果(d)

计算出的倾斜度数据(e_AX，e_AY，e_AZ)输出到描绘数据制作部72，经由步骤ST10～步骤ST12的处理进行描绘数据的制作以及登记。

接着，说明道路节点B的处理。

作为步骤ST3以及步骤ST4，道路节点数据获取部12获取与小区F的道路节点B有关的数据，并向坐标变换部21进行输出。作为步骤ST21，坐标变换部21将道路节点B的坐标通过矩阵MatF从小区坐标系变换为窗口坐标系。在道路节点B的情况下，坐标变换前后坐标值不发生变化。作为步骤ST5，在起点·终点判定部3中判定为道路节点B不是起点以及终点，进入到步骤ST9的处理。

作为步骤ST9，普通道路倾斜度计算部51从连接道路节点数据获取部13获取与连接在道路节点B的道路节点A以及道路节点C有关的数据，根据上述的式(a)以及(b)计算出道路节点B的倾斜度。计算结果成为与实施方式1所示的结果(a)-1以及结果(a)-2相同。计算出的倾斜度数据(e_BX，e_BY，e_BZ)输出到描绘数据制作部72。描绘数据处理部7使用计算出的倾斜度数据(e_BX，e_BY，e_BZ)，经由步骤ST10～步骤ST12的处理来制作描绘数据并进行登记。

接着，说明道路节点C的处理。

作为步骤ST3以及步骤ST4，道路节点数据获取部12获取与小区F的道路节点C有关的数据，并向坐标变换部21进行输出。作为步骤ST21，坐标变换部21将道路节点C的坐标通过MatF从小区坐标系变换为窗口坐标系。在道路节点C的情况下，在坐标变换前后坐标值不发生变化。作为步骤ST5以及步骤ST6，在起点·终点判定部3以及小区边界判定部4中判定为道路节点A是起点或者终点、且位于小区边界。接着作为步骤ST22，进行道路节点C的倾斜度数据是否登记在倾斜度数据存储部6的判定。如图12所示，在倾斜度数据存储部6中没有登记道路节点C的倾斜度数据，因此作为步骤ST23，在起点·终点·边界道路倾斜度计算部54中计算出道路节点C的倾斜度。

具体地说，道路节点C满足上述的条件5(道路节点C的x坐标值＝小区F的右下坐标的X坐标值)，因此道路倾斜度数据被计算出为(e_CX，e_CY，e_CZ)＝(1，0，0)。计算出的倾斜度数据输出到描绘数据制作部72。描绘数据处理部7使用计算出的倾斜度数据(e_CX，e_CY，e_CZ)，经由步骤ST10～步骤ST12的处理制作描绘数据并进行登记。

通过上述的处理，针对包含在小区F的全部的道路节点的处理结束，因此在步骤ST3中判定为要获取的道路节点不存在，返回到步骤ST1。通过步骤ST1以及步骤ST2获取小区G的小区数据。对包含在小区G的道路节点C、D、E、H进行描绘数据制作的处理。道路节点C、D、E的描绘数据制作与上述的处理相同，因此省略说明。

接着，说明小区G的道路节点H的处理。

作为步骤ST3以及步骤ST4，道路节点获取部12获取与小区G的道路节点H有关的数据，并向坐标变换部21进行输出。作为步骤ST21，坐标变换部21将道路节点H的坐标通过矩阵MatG从小区坐标系变换为窗口坐标系。具体地说，道路节点H的小区坐标(50，20，20)变换为窗口坐标(100，20，20)。

作为步骤ST5，起点·终点判定部3进行道路节点H是否为起点或者终点的判定。在该情况下，与道路节点H相连的只是道路节点E，因此判定为道路节点H不与两个道路节点相连、道路节点H是起点或者终点。接着作为步骤ST6，在小区边界判定部4中判定道路节点H是否位于小区边界。道路节点H符合如上述的条件3(道路节点H的x坐标值＝小区G的右下坐标的x坐标值)，位于小区边界，因此进入到步骤ST22的处理。

作为步骤ST22，进行道路节点H的倾斜度数据是否登记在倾斜度数据存储部6的判定。如图12所示，在倾斜度数据存储部6中没有登记道路节点H的倾斜度数据，因此作为步骤ST7，起点·终点·边界道路倾斜度数据获取部53从倾斜度数据存储部6获取道路节点H的倾斜度数据(e_HX，e_HY，e_HZ)，并将该倾斜度数据输出给描绘数据制作部72。描绘数据处理部7使用计算出的倾斜度数据(e_HX，e_HY，e_HZ)，经由步骤ST10～步骤ST12的处理制作描绘数据并进行登记。

通过上述的处理，针对包含在小区G的全部的道路节点的处理结束，因此在步骤ST3中判定为要获取的道路节点不存在，返回到步骤ST1。进而，在步骤ST1中判定为要获取的小区数据不存在，结束处理。

如以上那样，根据该实施方式2，构成为具备在位于小区边界的道路节点的倾斜度数据没有存储在倾斜度数据存储部6的情况下根据预先统一的计算方法来计算出道路节点的倾斜度的起点·终点·边界道路倾斜度计算部54，因此在道路节点位于小区边界并无法获取该道路节点的倾斜度数据的情况下，也能够实现小区边界中的连接路彼此之间的匹配，能够以自然的连接关系来描绘多个连接路。

另外，根据该实施方式2，构成为具备从小区坐标系向窗口坐标系进行坐标变换的坐标变换部，因此在使用需要坐标变换的道路数据的情况下也能够发挥同样的效果。

此外，在本申请发明的范围内能够将实施方式适当进行组合、变更、省略等。

产业上的可利用性

本发明的道路描绘装置以及道路描绘方法，在三维地描绘道路的情况下，能够以自然的连接关系来描绘多个连接路，因此能够利用于在导航装置等中对使用者提供容易视觉辨认的图像显示。

Claims (6)

1.一种道路描绘装置，具备：

小区数据存储部，将地图数据以与被规定的坐标所包围的范围相对应的小区进行分割，并针对每个该小区存储描绘数据；

小区数据获取部，从所述小区数据存储部获取一个小区量的描绘数据；

道路节点数据获取部，从所述小区数据获取部所获取的一个小区量的描绘数据中，获取表示与道路上的规定的地点相对应的节点的节点数据；

起点终点判定部，参照所述道路节点数据获取部所获取的所述节点数据，判定所述节点是否位于道路的起点或者终点；

普通道路倾斜度计算部，在所述起点终点判定部中判定为所述节点不位于起点以及终点的情况下，计算出该节点的倾斜度；

边界判定部，在所述起点终点判定部中判定为所述节点位于道路的起点或者终点的情况下，判定该节点是否位于小区的边界；

起点·终点·非边界道路倾斜度计算部，在所述边界判定部中判定为所述节点不位于小区的边界的情况下，计算出该节点的倾斜度；

起点·终点·边界道路倾斜度数据获取部，在所述边界判定部中判定为所述节点位于小区的边界的情况下，获取预先计算出的倾斜度数据；以及

描绘数据处理部，根据通过所述普通道路倾斜度计算部计算出的倾斜度、或者通过所述起点·终点·非边界道路倾斜度计算部计算出的倾斜度、或者通过所述起点·终点·边界道路倾斜度数据获取部所获取的倾斜度数据、以及预先存储的道路宽度数据，制作描绘数据，并进行存储。

2.根据权利要求1所述的道路描绘装置，其特征在于，

所述倾斜度数据是根据位于形成所述小区边界的多个小区内的节点且以跨过所述边界方式连接的节点之间的连接关系来预先算出的。

3.根据权利要求1所述的道路描绘装置，其特征在于，

普通道路倾斜度计算部将由判定为不位于所述起点以及终点的节点和连接在该节点的两个节点构成的角度的二等分线上的单位向量计算出为倾斜度。

4.根据权利要求1所述的道路描绘装置，其特征在于，

具备坐标变换部，该坐标变换部将所述道路节点数据获取部所获取的节点数据从在各小区中独立管理的坐标变换为用于作为结合所述各小区而制作出的描绘数据进行管理的坐标。

5.根据权利要求1所述的道路描绘装置，其特征在于，

所述起点·终点·边界道路倾斜度数据获取部具备起点·终点·边界道路倾斜度计算部，该起点·终点·边界道路倾斜度计算部在与规定的节点相应的倾斜度数据不存在的情况下，根据所述规定的道路节点位于小区边界的哪里来应用预先计算出的规定的倾斜度数据。

6.一种道路描绘方法，具备：

小区数据获取步骤，获取将地图数据与被规定的坐标所包围的范围相对应的小区中的一个小区量的描绘数据；

节点数据获取步骤，从所述一个小区量的描绘数据中获取表示与规定的地点相对应的节点的节点数据；

起点终点判定步骤，参照所述节点数据，判定所述节点是否位于道路的起点或者终点；

普通道路倾斜度计算步骤，在所述节点不位于起点以及终点的情况下计算出该节点的倾斜度；

边界判定步骤，在所述节点位于道路的起点或者终点的情况下，判定该节点是否位于小区的边界；

起点·终点·非边界道路倾斜度计算步骤，在所述节点不位于小区的边界的情况下，计算出该节点的倾斜度；

起点·终点·边界道路倾斜度数据获取步骤，在所述节点位于小区的边界的情况下，获取预先计算出的倾斜度数据；以及

描绘步骤，从所述计算出的倾斜度或者所获取的倾斜度数据和预先存储的道路宽度数据，制作描绘数据，并进行存储。