CN105190726B - 三维地图显示装置 - Google Patents

Abstract

一个目的是有效地将天空或背景的空间用于三维地图中的字符串的显示。终端10包括：发射器/接收器12，其从地图数据库20中得到用来以三维方式显示各特征的地图数据22和表示将要显示在三维地图中的字符串的字符数据26；特征图像生成器14，其生成以三维方式绘制各特征的特征图像；以及字符显示控制器16，其控制字符串在特征图像上的显示。字符显示控制器16相对于根据距为了生成特征图像所设置的视点的距离所指定的特征图像中的多个区域中的每一个来转换字符串的显示方向和显示行的数量中的至少一个，使得字符串在垂直方向的长度随着距视点的距离的减小而增加。

Description

三维地图显示装置

技术领域

本发明涉及在以三维方式来表达特征的三维地图上显示字符串的技术。

背景技术

以三维方式来表达诸如建筑物和道路之类的特征的三维地图已经按照惯例在导航系统和其他地图显示装置中变得普遍。三维地图包括从上方视点倾斜俯视的鸟瞰图以及从地面附近的视点仰望的仰视图。

与二维地图相似，表示例如地理名称和特征名称的字符串显示在三维地图中。但是，在地图中显示大量字符串增加所产生地图的复杂度。相应地提出了各种技术，以使地图显示装置防止多个字符串在鸟瞰图中相互重叠。例如，响应于多个字符串相互重叠的可能性的检测，以下给出的专利文献1和2所述的技术减少待显示字符串的数量或者减小字符的字体大小，以便避免多个字符串相互重叠。另一种技术使字符串的显示位置从所指定位置移位，以便避免多个字符串相互重叠。

[引文列表]

[专利文献]

PTL 1：JP 2003-3087A

PTL 2：JP H11-311527A

发明内容

[技术问题]

但是，只减少将要显示在三维地图中的整个区域上的字符串的数量减少了三维地图中的地图信息量。只减小字符的字体大小使得难以识别字符。字符串的显示位置从所指定位置的移位使得难以理解字符串与特征之间的关系。

另一方面，除了用于显示特征的空间之外，三维地图还包括用于显示作为背景的天空的相对大的空间。在常规三维地图中尚未完全考虑有效地使用这样的天空或背景的空间来显示字符串。鸟瞰图特别包括这种过剩空间的大区域。

为了解决上述问题，本发明的一个目的是将天空或背景的空间有效地用于三维地图中字符串的显示。

问题的解决方案

本发明可通过下列方面和实施例中的任一个来实现，以便至少解决部分上述问题。

根据一个方面，提供一种三维地图显示装置，其显示以三维方式来表达特征的三维地图。三维地图显示装置包括：地图数据库，其相对于表示将要在三维地图中显示的字符串的字符数据来存储用来以三维方式显示各特征的地图数据；特征图像生成器，其使用地图数据、通过各特征从所指定视点的透视投影来生成特征图像；以及字符显示控制器，其使用字符数据来控制字符串在特征图像上的显示。字符显示控制器相对于根据距视点的距离所指定的特征图像中的多个区域中的每一个，来转换字符串的显示方向和多个显示行中的至少一个，使得字符串在垂直方向的长度随着距视点的距离的减小而增加。

本文中的“三维地图中将要显示的字符串”包括表示与各特征有关的信息(例如，特征的名称)的字符串以及其他字符串(例如，地理名称、十字路口名称和行政区名称，所述行政区名称诸如为城市名称、选区名称、城镇名称和村庄名称)和表示交通限制的字符串。

多个区域可以是两个区域，即，按照距视点的距离是近区域和远区域，或者可以是三个或更多区域。

在三维地图中，更远离视点的地点在图像的上部区域中显示，而靠近视点的地点在图像的下部域中显示。用于显示字符串的空间因而在更近侧上在垂直方向延伸地更多。本发明增加在更近侧在垂直方向显示的字符串的长度，因而使可用空间能够更有效地用于显示字符串，并且改进字符信息的可见性。

本发明可在下列三种模式之间转换显示。

第一模式是在水平方向显示远字符串，并且在垂直方向显示近字符串。在垂直方向的显示表示用于字符串的在垂直方向上的长的显示区域。在英语字符串的情况下，字母可向上或向右书写。

第二模式被用在字符串在垂直方向的显示中，以通过多个垂直行来显示远字符串，并且通过一个垂直行来显示近字符串。替选地，这种模式可通过多个水平行来显示近字符串并通过一个水平行来显示远字符串。

第三模式是如上所述的第一模式和第二模式的组合。

本发明既可应用于鸟瞰图也可应用于仰视图，但是对鸟瞰图特别有效。在鸟瞰图中，相对大的区域常常为背景或天空所占据。因此，本发明有利地应用于鸟瞰图，以便有效地将这个区域用于显示字符。

根据三维地图显示装置的一个实施例，字符显示控制器可随着距视点的距离的减小而将字符串在特征图像上的的显示方向从水平方向改变成垂直方向。

这个实施例并不局限于在两阶段、即水平方向和垂直方向中改变显示方向的方面，而是包括从水平方向经过倾斜方向到垂直方向来逐渐改变显示方向的方面。这种逐渐变化允许了自然显示。

根据三维地图显示装置的另一个实施例，字符数据可包括用来显示与特征有关的信息的特征相关字符数据和其他一般字符数据，以及字符显示控制器可以仅相对特征相关字符数据来转换显示。

特征相关字符数据与特征密切相关，并且与一般字符数据相比，在显示位置方面具有相对有限的灵活性。因此，相对于特征相关字符数据将显示转换到易于识别的显示模式是特别有效的。仅相对于特征相关字符数据来转换显示使显示模式在特征相关字符数据与一般字符数据之间有所不同。这有利地促进了特征相关字符数据与一般字符数据之间的区别。

根据三维地图显示装置的另一个实施例，特征可以是建筑物，并且特征图像生成器可在根据各区域所指定的高度处绘制建筑物，而与建筑物的实际高度无关。

这避免了在从上方倾斜俯视的三维地图中远的建筑物被前面高的建筑物遮蔽，并且使所有建筑物的上部表面以可见方式来显示。这相应地使与所有建筑物有关的信息能够毫无困难地从近到远地被显示。

本发明可以不必包括上述所有特征，而是可以以部分省略或通过这些特征的组合来适当配置。本发明并不局限于如上所述的三维地图显示装置的配置，而是可配置为各个其他方面中的任一个：例如，三维地图显示方法；实现三维地图显示装置的功能或者三维地图显示方法的计算机程序；存储这种计算机程序的非暂时存储介质；以及包括这种计算机程序并且包含在载波中的数据信号。如上所述的各种附加组件中的任一种也可应用于相应方面中的任一个。

当本发明配置为计算机程序或者配置为存储这种计算机程序的非暂时存储介质时，配置可包括控制三维地图显示装置的操作的整个程序，或者可以仅包括实现本发明的功能的一部分。存储介质的可用示例包括软磁盘、CD-ROM、DVD-ROM、磁光盘、IC卡、ROM盒、穿孔卡、其上印制条形码或其他代码的印刷件、计算机的内部存储单元(存储器，诸如RAM和ROM)和外部存储单元以及各种其他计算机可读媒介。

附图说明

[图1]图1是示意根据一实施例的导航系统的一般配置的简图；

[图2]图2是示意地图数据库20的内容的简图；

[图3]图3是示意阴影图像和位置指示阴影图像的显示示例的简图；

[图4]图4是示意字符显示控制的概述的简图；

[图5]图5是示出路线引导过程的流程图；

[图6]图6是示出驾驶员视图显示过程的流程图；

[图7]图7是示意驾驶员视图的显示示例的简图；

[图8]图8是示出鸟瞰图显示过程的流程图(1)；

[图9]图9是示出鸟瞰图显示过程的流程图(2)；

[图10]图10是示意鸟瞰图的显示示例的简图；以及

[图11]图11是根据修改示出鸟瞰图显示过程的流程图。

具体实施方式

下面根据本发明的一个方面描述一实施例，在所述实施例中本发明的三维地图显示装置应用于导航系统。虽然本实施例描述导航系统的配置，但是本发明并不局限于这个配置，而是可通过显示三维地图的各种其他装置中的任一种来实现。

A.系统配置

图1是示意根据一实施例的导航系统的一般配置的简图。通过借助于网络NE将服务器100与终端10相连接来配置导航系统，其中，该终端10具有如三维地图显示装置的功能。替选地，可通过在终端10中包含由本实施例的服务器100所提供的功能将导航系统配置为独立装置。否则，可将导航系统配置为分布系统，所述分布系统包括比所示意的那些更多数量的服务器等。

如所示的那样，服务器100包括地图数据库20和功能块、发射器/接收器101、数据库管理部分102和路线搜索部分103。可通过安装用于实现服务器100中的相应功能的计算机程序来将这些功能块配置为软件配置。这些功能块中的至少部分替选地可配置为硬件配置。

地图数据库20存储地图数据22、字符数据26和网络数据29。

地图数据22是用来在例如路线引导期间显示三维地图，以及用来表示诸如高山、河流、道路和建筑物之类的各种特征的形状的数据。表示这些特征中的每一个的位置的代表点位置数据24被相对于特征存储。代表点可相对于各特征任意设置。例如，相对于各建筑物，其平面形状的重心的位置可指定为代表点。

字符数据26是表示在地图中将要显示的字符串的数据。根据这个实施例，各字符串被显示具有阴影，以便对字符串给予三维外观。用于这种显示的阴影图像数据28相应地相对于字符数据26来存储。

网络数据29是将道路作为一组链路和节点来表达的路线搜索的数据。

稍后将描述地图数据22和字符数据26的数据结构。

服务器100的相应功能块提供下列功能。

发射器/接收器101经由网络NE向和从终端10发送与接收各种命令和数据。根据本实施例，例如，与路线搜索和地图显示相关的命令以及地图数据库20中存储的各种数据由发射器/接收器101来发送和接收。

数据库管理部分102控制从地图数据库20中读取数据。

路线搜索部分103利用地图数据库20来搜索从出发位置到用户所指定目的地的路线。已知技术的任一种、诸如Dijkstra的算法可应用于路线搜索。

终端10包括CPU、ROM、RAM和硬盘驱动器。CPU读取和执行硬盘驱动器中存储的应用程序，以便用作发射器/接收器12和显示控制器13。显示控制器13包括特征图像生成器14和字符显示控制器16。这些组件中的至少部分可通过硬件来配置。

命令输入部分11输入与路线搜索和地图显示有关的用户指令。

发射器/接收器12经由网络NE向和从服务器100发送和接收各种命令与数据。

数据保持部分17暂时保持从服务器100所得到的数据。

位置信息获取部分15通过诸如GPS(全球定位系统)或电磁罗盘的传感器来得到用于路线搜索和路线引导的所需信息、例如终端10的当前位置和朝向。

特征图像生成器14使用地图数据22、通过透视投影以三维方式绘制特征，并且生成特征图像。字符显示控制器16使用字符数据26，并且控制表示与特征图像中的相关特征有关的信息的各字符串的显示。显示控制器13控制特征图像生成器14和字符显示控制器16的操作，并且叠加特征图像生成器14和字符显示控制器16所生成的图像，以在终端10的显示单元30上显示所产生地图。

B.地图数据库

图2是示意地图数据库20的内容的简图。这具体示意了地图数据22和字符数据26的结构。

在地图数据22中，对各特征指配唯一特征ID，并且相对于特征的各种数据在如所示意的特征ID下管理。

“名称”示出特征的名称。

“类型”示出特征的类型，例如“建筑物”、“道路”或“十字路口”。

“二维数据”是表示特征的平面形状的多边形数据。可相对于诸如道路的线性特征采取线数据形式来存储二维数据。在右边的“建筑物”的所示意的示例中，加阴影区域的形状数据是二维数据。

“三维模型”是用来以三维方式显示各特征的多边形数据。

代表点位置数据24是与特征的二维代表点的坐标值有关的数据。代表点可相对于各特征任意设置。根据这个实施例，特征的二维形状中的重心指定为该特征的代表点。

“属性”是根据特征类型来示出各特征的各种特性的数据。例如，相对于特征“道路”，属性包括道路类型(诸如国道或县道)和道路的车道数。作为另一个示例，相对于特征“建筑物”，属性包括建筑物的类型(诸如办公建筑物或住房)和商店的数量或者建筑物的高度。

“字符ID”是用于识别相对于特征将要显示的字符串的标识信息。如以下所述，将唯一字符ID指配给字符数据26中存储的各字符串的数据。在特征ID下指定字符ID如图示中的箭头A所示将各字符串的数据与特征数据相关。

在字符数据26中，向各字符串的数据指配唯一字符ID，并且在字符ID下管理相对于字符串的数据的各种数据。

“字符串”示出在地图上将要显示的字符串、例如特征的名称。

“显示等级”是用来根据距视点的距离来控制各字符串的显示的数据。在显示三维地图的情况下，用户一般需要视点附近的许多段信息，以便优选地显示许多字符串。但是，在距视点远些的距离处，优选仅显示非常重要的字符串。用来根据距视点的距离来控制各字符串的显示/不显示的数据称作显示等级。

“字体”是用来指定字符串的显示的字体类型的数据。

“绘图性质信息”是用来指定字符串的显示的字体大小和字符颜色的数据。

“属性”示出各字符串所表示的内容，例如“建筑物名称”、“十字路口名称”或“站名”。根据这个实施例，各字符串的显示模式如稍后所述的根据属性来改变。

“显示位置”示出将要显示各字符串的位置。相对于与例如建筑物名称的特征相关的字符串，特征ID作为显示位置来存储。这如图示中的箭头B所示的那样识别了关于各字符串的特征，并且使字符串的显示位置能够被根据特征的代表点的位置而确定。相对于不是与特征有关的字符串、例如十字路口名称或者表示交通管制的字符，将要显示字符串的坐标值作为显示位置来存储。

“阴影图像数据”是在显示字符串的过程中将要随字符串显示的阴影的纹理数据。阴影图像纹理数据用来绘制从高空视点倾斜俯视的三维地图。阴影图像Gsh2的示例在右边示意。在三维地图中显示“XX建筑物”的字符串时，还显示阴影图像Gsh2，好像字符串是三维对象一样。显示阴影图像Gsh2的一种可用方法生成其上施加了“XX建筑物”的字符串的板状三维模型，并且从倾斜方向照亮三维模型。但是，本实施例的过程预先提供作为表示来自倾斜方向的照明所产生的阴影的形状的纹理的二维图像，诸如阴影图像Gsh2，并且将纹理应用于字符串以便以简单方式来表达阴影。严格来说，改变照明方向改变了阴影图像Gsh2的形状。但是，为了对字符串给予三维外观而显示阴影图像Gsh2。因此，不要求这样的严格，并且对此目的而言，先前提供的纹理是足够的。

阴影图像Gsh2可以是所有字符串共同的。但是，根据本实施例，对各字符串单独提供阴影图像Gsh2，以便显示反应字符串长度和字符串内容的图像。

字符数据26另外相对于如图示中的箭头C所示意的各字符串的属性来存储指定显示模式和位置指示阴影图像的数据。在所示意的示例中，相对属性“建筑物名称”，字符串显示为“白边字符”，并且位置指示阴影图像连同字符串一起显示。位置指示阴影图像是表示三维地图中显示的字符串的二维位置的阴影图像。如所示意的，位置指示阴影图像是与当其上施加字符串的圆柱形状的三维模型放置在三维空间中并且从正上方照射时在正下方所产生的像阴影的图像。这个位置指示阴影图像是图1所示的阴影图像数据28的一种类型。但是，位置指示阴影图像除了对字符串给予三维外观之外还用来指示字符串的二维位置，并且相应地与上述阴影图像Gsh2加以区分。位置指示阴影图像可作为各字符串的单独纹理来提供。但是，本实施例将位置指示阴影图像作为共同纹理提供给属性“建筑物名称”，这有利地节省纹理的数据量。

位置指示阴影图像的使用或者不使用也根据字符串的属性来控制。在所示示例中，相对于属性“十字路口名称”，显示模式是加框字符，并且不使用位置指示阴影图像。相对于属性“站名”，显示模式是加气泡字符，并且不使用位置指示阴影图像。替选地，位置指示阴影图像也可相对于除了建筑物名称之外的属性来使用。用于除了建筑物名称之外的属性的位置指示阴影图像的纹理可不同于用于建筑物名称的纹理。

图3是示意阴影图像和位置指示阴影图像的显示示例的简图。该示意图是根据本实施例所显示的三维地图的放大部分。相对于图示的右下侧的字符串“警察博物馆”，椭圆形状的阴影图像Gsh1被显示以示出字符串的二维位置Pt、即警察博物馆建筑物的代表点。这是上述位置指示阴影图像的示例。平行四边形或梯形形状的阴影图像Gsh2沿字符串向下倾斜显示，好像字符串投影在地面上一样。这是上述阴影图像Gsh2的示例。相对于具有属性“建筑物名称”的字符串“警察博物馆”，这个实施例既显示阴影图像Gsh2也显示位置指示阴影图像Gsh1以对字符串给予三维外观，并且指示字符串的二维位置。

在三维地图中显示各字符串的情况下，常常难以理解字符串与哪一个特征相关以及字符串以二维方式与哪一点相关。这是因为三维地图中的投影图像中的每个点没有明确表示三维空间中的一个点。但是，这个实施例相对于各字符串显示位置指示阴影图像Gsh1，以便促进理解字符串与其相关的二维位置。这种方法利用了用户的感觉经验，即阴影就在对象下面产生。这种感觉经验使用户能够在没有任何引导线的情况下自动将位置指示阴影图像Gsh1与字符串相关。相应地，在避免了所产生地图的复杂度的情况下，本实施例使用位置指示阴影图像Gsh1来使用户能够易于理解字符串与二维位置之间的关系，并由此理解字符串与特征之间的关系。

本实施例在垂直方向显示字符串，连同如图3所示的位置指示阴影图像Gsh1。在水平方向显示字符串使用户想起板状对象，并且使对应的位置指示阴影图像Gsh1成为相对大的区域的在水平方向上长的图像。另一方面，在垂直方向显示字符串使用户想起圆柱三维对象，且由此减小位置指示阴影图像Gsh1的面积。与沿垂直方向所显示的字符串相结合地使用位置指示阴影图像Gsh1具有更清楚地指示字符串的二维位置的优点。

C.字符显示控制的概述

图4是示出字符显示控制的概述的简图。本实施例根据三维地图的显示中距视点位置的距离来转换各字符串的显示/不显示以及字符串的显示方向。在所示意的示例中，字符显示控制相对于根据距视点的距离以升序所划分的三个区域，即区域1、区域2和区域3中的每一个来执行。各区域距视点的距离可任意确定。划分区域的数量也可任意设置，并且例如可以是两个区域或者四个或更多区域。

根据本实施例，以下所述的显示控制仅应用于具有属性“建筑物名称”的字符串，但是也可应用于具有其他属性的字符串。

本描述首先考虑字符串的显示/不显示的控制。本实施例相对于各区域来设置字符串的显示/不显示。如先前参照图2所述，对于字符数据26中的各字符串的数据设置显示等级。本实施例在距视点的最远区域3中仅显示具有显示等级“3”的字符串。在区域2中，显示具有不小于“2”的显示等级的字符串，即具有显示等级“2”或显示等级“3”的字符串。在最接近视点的区域1中，显示具有不小于“1”的显示等级的字符串，即具有显示等级“1”至“3”的任一个的字符串。在所示意的示例中，如示意图的左列所示，对字符串“YY选区”设置显示等级“3”，以便这个字符串“YY选区”在所有区域1至3中显示。对字符串“ZZ站”设置显示等级“2”，以便这个字符串“ZZ站”在区域1和区域2中显示，但不在区域3中显示。对字符串“XX建筑物”设置显示等级“1”，以便这个字符串“XX建筑物”仅在区域1中显示。

较大值的显示等级表示字符串甚至在距视点的更远些的距离处显示，即，重要性更大的字符串。

本实施例相对于通过距视点的距离所划分的各区域来控制各字符串的显示方向和显示行数量。当建筑物名称、例如“XX建筑物”如示意图的中心列所示在区域1中显示时，建筑物名称在垂直方向连同位置指示阴影图像Gsh1一起显示。这对应于图3所示意的显示。

当建筑物名称、例如“QQ塔”在区域2中显示时，建筑物名称对于垂直方向以角“a”度倾斜来显示。位置指示阴影图像Gsh1如在区域a1中就在字符串下方显示。倾斜角“a”度可通过考虑字符串的可读性来任意确定。

当建筑物名称、例如“PP圆顶”在区域3中显示时，建筑物名称在水平方向显示。在如区域3中更远离视点的位置，常存位于特征上方的窄些的额外空间，并且该空间可能不足于在垂直方向显示字符串。在区域3中，不显示位置指示阴影图像Gsh1(示意图中的虚线区域G)。在更远离视点的区域3中，以较小尺寸来显示特征本身。相应地，显示位置指示阴影图像Gsh1没有清楚地将字符串与特征相关。相对于以小尺寸所显示的特征来显示位置指示阴影图像Gsh1甚至可使特征本身不可见。

如上所述，在更远离视点的位置在水平方向来显示各字符串，以及显示方向在更靠近视点的位置改变成足够在垂直方向使用空间的垂直方向。这有效地使用了三维地图的图像中的空间，并且允许字符串的清楚显示。

除了字符串的显示方向之外，这种字符显示控制还可改变字符串的显示行的数量。

例如，如示意图的右列所示，字符串“ABC PRINCE HOTEL”在区域1中在一行中显示，在区域2中作为“ABC PRINCE”“HOTEL”分两行显示，并且在区域3中作为“ABC”“PRINCE”“HOTEL”分三行显示。以这种方式改变显示行的数量使字符串在更远离视点的位置能够沿垂直方向以较短长度来显示，并且在更靠近视点的位置沿垂直方向以较长长度来显示。

显示控制可有选择地根据语言、例如英文书写或日文书写来改变各字符串的显示方向和显示行的数量。显示控制可以或者仅改变显示方向或者仅改变显示行的数量。

D.路线引导过程

下面根据实施例来描述三维地图的显示控制，在所述实施例中导航系统执行路线搜索和路线引导。

图5是示出路线引导过程的流程图。虽然没有明确示出，但终端10和服务器100合作执行这个路线引导过程。

当该过程开始时，导航系统输入与出发位置、目的地和显示模式有关的用户指定(步骤S10)。当前位置可指定为出发位置。根据本实施例，提供两种显示模式：从相对靠近地面的驾驶员视点仰望的向上视图显示模式(以下称作驾驶员视图)以及在高处从视点俯视的鸟瞰图显示模式(以下称作鸟瞰图)。

导航系统基于用户指定来执行路线搜索过程(步骤S12)。该过程使用地图数据库20中存储的网络数据29，并且可采用已知技术的任一种、诸如Dijkstra的算法。将所搜索的路线发送给终端10。

终端10接收路线搜索的结果，并且通过下列过程来执行路线引导，同时显示三维地图。

终端10输入来自诸如GPS的传感器的当前位置(步骤S14)，并且确定用于显示三维地图的视点位置和凝视方向(步骤S16)。凝视方向可以是例如注视从当前位置到目的地的路线上的未来位置的方向。视点位置可在当前位置后面的某个预定距离处。视点位置可相对于驾驶员视图设置在相对靠近地面的高度，并且可相对于鸟瞰图设置在俯视的高度。任一种显示模式的视点的高度以及鸟瞰图中的俯视角可由用户任意调整。

终端10识别用户所指定的显示模式(步骤S18)，并且基于驾驶员视图的指定来执行驾驶员视图显示过程(步骤S20)以及基于鸟瞰图的指定来执行鸟瞰图显示过程(步骤S30)。执行驾驶员视图显示过程和鸟瞰图显示过程，以在相应显示模式中显示三维地图。下面描述了驾驶员视图显示过程和鸟瞰图显示过程的细节。

终端10重复执行步骤S14至S30的处理，直至到达目的地(步骤S40)。

D1.驾驶员视图显示过程

图6是示出驾驶员视图显示过程的流程图。这个过程对应于路线引导过程中的步骤S20(图5)，并且由终端10来执行。

当该过程开始时，终端10输入视点位置和凝视方向(步骤S100)，并且从地图数据库20中读取三维模型(步骤S102)。终端10进而通过基于所输入视点位置和凝视方向的透视投影来执行渲染，并且生成其中以三维方式绘制特征的特征图像(步骤S103)。

终端10随后将过程流程转变到在特征图像上显示字符串的过程。终端10提取特征图像中显示的各特征、即从视点位置可见的各特征(步骤S104)，并且计算从视点位置到各特征的距离D(步骤S106)。

终端10随后基于距离D和显示等级来读作为显示对象的字符数据(步骤S108)。从视点位置到特征的距离D的计算识别特征属于图4所示区域的哪一个。参照对于与各特征相关的字符数据所设置的显示等级确定字符串的显示/不显示。随后进而提取将要显示的字符串的字符数据。

在作为显示对象的字符串的提取之后，终端10基于距离D、即区域分类来确定各字符串的显示方向(步骤S110)。如以上参照图4所述，本实施例仅改变与具有属性“建筑物名称”的字符串有关的显示方向。因此，相对于具有除了作为显示对象的“建筑物名称”之外的属性的字符串可跳过步骤S110的处理。相对于具有属性“建筑物名称”的各字符串，字符串的显示方向、即垂直方向、倾斜方向或水平方向根据距离D或区域分类来确定。显示行的数量也可相对各字符串来确定。

终端10确定各字符串的显示位置，并且将字符串显示为叠加于特征图像上(步骤S112)。各字符串的显示位置可通过各种方法中的任一种来确定。本实施例在步骤S103所生成的特征图像中，通过二维过程来确定各字符串的显示位置。更具体来说，过程基于字符串与特征区域的位置关系来识别在特征图像中显示与各字符串相关的特征的区域(以下称作“特征区域”)的位置，并且基于字符串对于特征区域的位置关系确定字符串在特征图像中的显示位置。例如，相对于在垂直方向所显示的字符串，显示位置可确定成具有字符串与特征区域之间的大片重叠。相对于在水平方向所显示的字符串，显示位置可确定为在特征区域上方。

图7是示意驾驶员视图的显示示例的简图。如所示意的，从相对低的视点以三维方式来绘制特征。相对于位于靠近视点位置的特征，在垂直方向来显示建筑物名称，例如“XX建筑物”和“ABC建筑物”。相对于位于更远离视点位置的特征，在水平方向显示建筑物名称，例如“QQ塔”和“TT酒店”。

除了建筑物名称之外的例如“CC十字路口”的字符串被从显示方向的控制对象中排除，并且甚至当十字路口位于靠近视点位置的区域时也相应地被显示在水平方向。

D2.鸟瞰图显示过程

图8和图9是示出鸟瞰图显示过程的流程图。这个过程对应于路线引导过程中的步骤S30(图5)，并且由终端10来执行。

当该过程开始时，终端10输入视点位置和凝视方向(步骤S200)，并且从地图数据库20中读二维数据(步骤S202)。鸟瞰图显示过程也可读三维模型并且通过透视投影来执行渲染。但是，本实施例将重要性置于如地图的功能之上且意在使用二维数据从而允许以有助于理解特征的位置关系的模式进行显示。

终端10进而使用二维数据来执行建筑物建立过程(步骤S204)。这个过程的概述被示意。左边绘图示出通过二维数据所表达的建筑物的多边形。终端10将这个多边形形状沿高度方向平移预定高度H，以生成如通过右边绘图所示的三维形状。高度H被预先确定，而与建筑物的实际高度无关。在鸟瞰图中，所有建筑物因而通过固定高度H以三维方式来显示。对于三维显示，高度H的三维模型可预先提供，代替二维数据的建立过程。

建筑物高度调整到固定值H归因于下列原因。在三维地图中，以三维方式显示建筑物可使一些道路和建筑物被高的建筑物遮蔽，并且导致作为地图而缺乏重要的地理信息。但是，以二维形状显示建筑物没有给予三维外观并且使用户难以直观地识别建筑物的存在。这降低了促进直观理解地理的三维地图的有益效果。为了避免这种潜在问题，本实施例通过将建筑物高度限制到没有遮蔽其他建筑物和道路的程度以三维方式显示各建筑物(图3)。

为此，高度H可在给予三维外观的下限值与不遮蔽其他建筑物和道路的上限值之间任意设置。通过考虑鸟瞰图中随着俯视角的增加(更靠近垂直方向)感受三维外观的困难度，高度H可在鸟瞰图中随着俯视角的增加而增加。

虽然根据本实施例，高度H在整个区域上固定到某个值，但是高度H可根据距视点的距离来改变。例如，高度H可随着距视点的距离的增加而减小，并且可在较大距离处设置为零。特征在较大距离处以小尺寸来显示，使得三维外观没那么重要。在大距离处将高度H设置为零有利地降低了处理负荷。

在建筑物建立过程完成时，终端10通过透视投影来执行渲染，并且生成在其中以三维方式绘制特征的特征图像(步骤S206)。

终端10进而将过程流程转变到在特征图像上显示字符串的过程。终端10基于距视点的距离D和显示等级来提取作为显示对象的字符数据(步骤S208)，并且基于距视点的距离、即区域分类来确定各字符串的显示方向(步骤S210)。这个过程与驾驶员视图显示过程中执行的过程是相同的。

该过程流程进而转到图9。终端10确定各字符串的三维位置以及其位置指示阴影图像Gsh1、即它们在三维空间中的显示位置(步骤S212)。示意了确定三维位置的过程。

相对于与例如十字路口的特征不相关的字符串，即，相对于具有作为显示位置存储在字符数据26中的坐标值的字符串(图2)，坐标值用作字符串的三维位置。位置指示阴影图像Gsh1相对于具有除了“建筑物名称”之外的属性的字符串并不显示，使得无需确定位置指示阴影图像Gsh1的三维位置。

另一方面，相对于具有属性“建筑物名称”的字符串，终端10将存储的特征ID称为字符数据26中的显示位置(图2)，并且得到与字符串相关的特征的代表点的位置。在所示意的示例中，建筑物代表点位置(LAT,LON,0)被获得。代表点位置通过二维坐标(LAT,LON)给出，并且通过添加设置成等于零的高度来改变成三维坐标。

根据本实施例，位置指示阴影图像Gsh1在特征的上部表面显示。通过将建筑物代表点位置(LAT,LON,0)的高度值增加建筑物建立过程中所使用的高度H，相应地指定了显示位置。相应地，位置指示阴影图像Gsh1的三维位置设置为(LAT,LON,H)。

好像在建筑物上方浮动一样地显示字符串。高于建筑物高度H某个增量H1的位置设置为字符串的下沿。字符串的三维位置相应地设置为(LAT,LON,H+H1)。增量H1可通过考虑外观任意地设置。

如上所述，本实施例确定位置指示阴影图像Gsh1和字符串的显示位置，以便直接在建筑物代表点位置上方显示位置指示阴影图像Gsh1和字符串。只要位置指示阴影图像Gsh1和字符串在允许用户易于识别与建筑物的关系的位置处显示，其显示位置就可从建筑物代表点位置略微移位。例如，位置指示阴影图像Gsh1和字符串的显示位置可在使得建筑物代表点位置包含在位置指示阴影图像Gsh1中的范围内移位。甚至当建筑物代表点设置成靠近建筑物的边界线时，这种位置移位也防止位置指示阴影图像Gsh1的显示从建筑物的上部表面突出，以便降低显示中的古怪的感觉。

在确定字符串和位置指示阴影图像Gsh1的三维位置之后，终端10使其三维位置按照与特征相同的方式通过透视投影经受坐标转变，并且确定其在投影图像中的二维位置、即作为投影图像中的二维坐标的显示位置(步骤S214)。

终端10随后确定阴影图像Gsh2的显示位置(步骤S216)。阴影图像Gsh2是纹理、即被显示以对字符串给予三维外观的二维图像。因此，阴影图像Gsh2的显示位置基于与字符串的二维位置的关系以二维方式来确定。确定阴影图像Gsh2的显示位置的过程被示意。在这里假定二维坐标在投影图像中表达为u和v。当字符串的显示位置通过二维位置(u,v)来指定时，阴影图像Gsh2的显示位置是从投影图像中的二维位置移位u1和v1的位置。阴影图像Gsh2的显示位置相应地设置为(u+u1,v+v1)。相对移位u1和v1可通过考虑外观任意地设置。根据本实施例，相对移位u1和v1是所有字符串共同的，但是可根据各字符串或者根据字符串的各属性来改变。

在确定字符串、位置指示阴影图像Gsh1和阴影图像Gsh2的显示位置之后，终端10将字符串、位置指示阴影图像Gsh1和阴影图像Gsh2显示为叠加于特征图像上，以完成三维地图(步骤S218)。

图10是示出鸟瞰图的显示示例的简图。在鸟瞰图中，相应建筑物以均匀高度来绘制，而与实际高度无关。在相对靠近视点的区域中，表示建筑物名称的字符串显示在垂直方向，就像字符串CH1和CH3。在垂直方向显示字符串允许了对天空区域的有效使用，并且使字符串能够以易于识别的方式显示，如同字符串CH3的情况中一样。

这些字符串的显示位置是在对应建筑物的上方。相对于字符串CH1，直接在建筑物的上部表面的代表点位置上方的位置Pt处显示位置指示阴影图像Gsh1，并且阴影图像Gsh2也被显示以对字符串给予三维外观。

根据本实施例，在距视点的较大距离处、在水平方向显示建筑物名称。在图10的所示意地图中，建筑物名称的显示模式在更远离视点的区域中改变成在水平方向显示，就像字符串CH4。位置指示阴影图像Gsh1不被显示。

相对于除了建筑物名称之外的字符串、例如站名(像字符串CH2)，字符串以与建筑物名称(图2)不同的加气泡和加框字符的显示模式来显示。相对于具有除了建筑物名称之外的属性的字符串，位置指示阴影图像Gsh1不被显示。但是，像阴影图像S2的阴影图像被显示以对字符串给予三维外观。

如上所述，在鸟瞰图中显示三维地图的情况下，本实施例的导航系统在相关特征上方连同指示字符串的位置的位置指示阴影图像Gsh1一起显示各字符串。这阐明了各字符串与相关特征之间的关系，并且在抑制三维地图的真实性的降低及避免地图的复杂度的情况下提供易识别的三维地图。

本实施例预先提供了作为纹理的位置指示阴影图像Gsh1和阴影图像Gsh2，并且相应地通过使用CG(计算机图形)中的照明技术的复杂计算来消除对生成位置指示阴影图像Gsh1和阴影图像Gsh2的需求。这在特征图像上对位置指示阴影图像Gsh1和阴影图像Gsh2的显示中增强了处理速度。位置指示阴影图像Gsh1和阴影图像Gsh2的显示尺寸和显示形状可根据相关字符串的长度和属性来改变。相对于诸如位置指示阴影图像Gsh1的相对简单的形状的阴影图像，位置指示阴影图像Gsh1可在显示时从诸如椭圆形形状的几何形状生成。

本实施例在鸟瞰图中以均匀高度绘制建筑物，而与建筑物的实际高度无关。在鸟瞰图中，这防止了更远离视点的建筑物和道路被靠近视点的建筑物遮蔽，从而抑制作为地图而缺失信息，同时对建筑物给予三维外观。

本实施例既在驾驶员视图中也在鸟瞰图中改变各字符串的显示方向，诸如各字符串将要在相对靠近视点的区域中在垂直方向显示以及在远区域中在水平方向显示。显示相应地控制成在更靠近视点的位置处在垂直方向增加字符串的长度。这允许在靠近视点的区域中在三维地图中有效使用例如像天空的背景区域的空间，并且由此使字符串能够按照易于识别的方式被显示。

E.修改

以上描述了本发明的一些方面。但是，本发明并不局限于这些方面，而是可通过本发明的范围之内的各种其他方面来实现。下面给出可能的修改的一些示例。

图11是示出根据修改的鸟瞰图显示过程的流程图。这个过程代替上述实施例的过程(图8)被执行。

在根据本修改的过程中，与该实施例的过程相似，终端10输入视点位置和凝视方向(步骤S300)，并且读二维数据，以及执行建筑物建立过程(步骤S302)。

终端10随后基于距视点的距离和显示等级来提取作为显示对象的字符串，并且确定各字符串的显示模式(步骤S304)。这个过程在具有属性“建筑物名称”的字符串之中识别将要通过位置指示阴影图像Gsh1来显示的字符串。

根据本修改，终端10将位置指示阴影图像Gsh1的纹理应用于各建筑物的上部表面(步骤S306)。示出这个过程的概述。与本实施例相似，位置指示阴影图像Gsh1的纹理存储在字符数据26中(图2)。本修改的过程在三维空间中将纹理应用于表示通过建筑物建立过程所生成的建筑物的三维多边形的上部表面上。应用纹理的位置直接在建筑物代表点位置(LAT,LON,0)上方，与上述实施例相似。换言之，纹理位置指定为(LAT,LON,H)，并应用纹理以便纹理图像的重心匹配纹理位置。

终端10在这种状态下通过透视投影来执行渲染以生成特征图像(步骤S308)。这生成了在其中已经显示位置指示显示图像Gsh1的特征图像。

在步骤S308之后，该过程流程跟随本实施例的过程(图9)来确定各字符串及其阴影图像Gsh2的显示位置，并且将字符和阴影图像Gsh2显示为叠加于特征图像上(图9的步骤S212到S218)。但是，本修改从本实施例的过程中省略了相对于位置指示阴影图像Gsh1的处理。

这个修改的过程显示了与通过本实施例的过程所显示的三维地图相似的三维地图。

根据另一修改，字符串和位置指示阴影图像Gsh1可在特征图像上显示以在相关特征的上部表面上以及上方摆动。

本实施例描述了本发明应用于导航系统，但是本发明可配置为显示三维地图的装置而与路线搜索和路线引导功能无关。

[工业适用性]

本发明可应用于在以三维方式表达特征的三维地图中连同表示与特征有关的信息的字符串一起显示特征的技术。参考标号列表

10 终端

11 命令输入部分

12 发射器/接收器

13 显示控制器

14 特征图像生成器

15 位置信息获取部分

16 字符显示控制器

17 数据保持部分

20 地图数据库

22 地图数据

24 代表点位置数据

26 字符数据

28 阴影图像数据

29 网络数据

30 显示单元

100 服务器

101 发射器/接收器

102 数据库管理部分

103 路线搜索部分

NE 网络

Gsh1 位置指示阴影图像

Gsh2 阴影图像

Claims (5)

1.一种显示三维地图的三维地图显示装置，在所述三维地图中以三维方式表达特征，所述三维地图显示装置包括：

地图数据库，其相对于表示将要显示在所述三维地图中的字符串的字符数据存储用来以三维方式显示各特征的地图数据；

特征图像生成器，其使用所述地图数据以通过各特征从指定视点的透视投影来生成特征图像；以及

字符显示控制器，其使用所述字符数据来控制所述字符串在所述特征图像上的显示，其中

所述字符显示控制器相对于根据距所述视点的距离所指定的所述特征图像中的多个区域中的每一个来转换所述字符串的显示方向和显示行的数量中的至少一个，以便所述字符串在垂直方向的长度随着距所述视点的距离的减小而增加。

2.根据权利要求1所述的三维地图显示装置，其中

所述字符显示控制器随着距所述视点的距离的减小而将所述字符串在所述特征图像上的所述显示方向从水平方向改变成所述垂直方向。

3.根据权利要求1或2所述的三维地图显示装置，其中

所述字符数据包括用来显示与所述特征有关的信息的特征相关字符数据和其他一般字符数据，并且

所述字符显示控制器仅相对于所述特征相关字符数据来转换所述显示。

4.根据权利要求1或2所述的三维地图显示装置，其中

所述特征是建筑物，并且

所述特征图像生成器以根据各区域所指定的高度来绘制所述建筑物，而与所述建筑物的实际高度无关。

5.一种由计算机所执行的、显示三维地图的三维地图显示方法，在所述三维地图中以三维方式表达特征，所述三维地图显示方法包括：

从地图数据库中得到地图数据和字符数据，所述地图数据库相对于表示所述三维地图中将要显示的字符串的所述字符数据存储用来以三维方式显示各特征的所述地图数据；

使用所述地图数据以通过各特征从所指定视点的透视投影来生成特征图像；并且

使用所述字符数据来控制所述字符串在所述特征图像上的显示，其中

所述使用所述字符数据来控制所述显示相对于根据距所述视点的距离所指定的所述特征图像中的多个区域中的每一个来转换所述字符串的显示方向和显示行的数量中的至少一个，以便所述字符串在垂直方向的长度随着离所述视点的距离的减小而增加。