CN107111892A - 三维地图显示系统 - Google Patents

Abstract

在显示区域全体以比较轻的负荷显示三维地图。解决方案是，准备用于精细地表现地物的精细模型数据库(17)和用于简易地表现地物的简易模型数据库(16)来作为地图数据库。在显示三维地图时，使用简易模型在全部显示区域中描画简易三维地图，并且针对离视点规定的距离内的精细模型描画范围，在其他的层使用精细模型来描画精细三维地图。然后，将精细三维地图重叠于简易三维地图的前表面而合成来显示三维地图。此时，在精细模型描画范围的边界附近，通过将精细三维地图描绘为半透明，从而在没有不谐调感的情况下使两者融合。此外，在视点存在于配备精细模型的边界附近的情况下，通过将精细模型全体描绘为半透明，从而能够渐渐地透射精细三维地图而在没有不谐调感的情况下转移到仅简易三维地图的显示。

Description

三维地图显示系统

技术领域

本发明涉及并用地物的正确性不同的多个地图模型来显示三维地图的三维地图显示系统。

背景技术

在导航装置、计算机的画面等中使用的电子地图中，有时使用三维地表现建筑物等地物的三维地图。三维地图通常通过用透视投影等三维地描绘三维模型来显示。

在此，在三维地图中包括许多地物，地表面也用多边形来表现，因此，三维模型的数量也变得多量，三维地图的描画处理的负荷有时非常高。特别地，在描绘从高视点观察的鸟瞰图的情况下，地图的显示范围变为广域，因此，显示的处理负荷有时非常高。

为了减轻这样的处理负荷，在三维地图特别是鸟瞰图的地图显示时，进行并用详细度不同的多个地图数据。例如，专利文献1、2都公开了如下技术：在显示立体鸟瞰地图时，将地图的显示区域分割为上下2个，使用详细的地图数据来显示靠近视点的下侧区域，使用比其粗略的广域地图数据来显示离视点远方的上侧区域。此外，专利文献3公开了利用二维的地图数据来描绘道路等的鸟瞰图并且叠覆地显示对建筑物的三维模型进行透视投影的立体图的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4422125号公报；

专利文献2：日本专利第3362533号公报；

专利文献3：日本特开2003-232639号公报。

发明内容

发明要解决的课题

但是，在以往技术中，均不能在显示区域全体中显示没有不谐调感的三维地图。

例如，在专利文献1、2中记载的技术中，有时在详细度不同的多个地图的边界部分中产生两个数据的不匹配、起因于由图形引擎（graphics engine）所造成的显示处理等的显示上的混乱，而损害地图的美观。此外，在如专利文献1、2中公开的技术那样将显示区域分割为上下的方法中，在边界附近存在立体地描绘的建筑物的情况下，建筑物被分割地显示，而产生不谐调感，并且损害地图的美观。在专利文献3的方法中，如果描绘为立体图的建筑物数量增加，则结果是用于描绘三维地图的负荷变得巨大。

这样的课题并不仅是鸟瞰图所特有，只要采用多个地图数据，即使在从低视点描绘三维地图的驾驶员视图（driver’s view）的情况下，也能共同地产生。此外，不限于地图数据必定以网格为单位储存的情况，在并用多个地图数据来显示地图的情况下也是共同的课题。

本发明鉴于这样的课题，目的在于以比较轻的负荷显示在显示区域全体没有不谐调感的三维地图。

用于解决课题的方案

本发明是显示三维地图的三维地图显示系统，所述三维地图显示系统能够构成为具备：

精细模型数据库，储存作为在地图中包括的地物的正确性高的地图数据的精细模型；

简易模型数据库，储存作为与所述精细模型相比在地图中包括的地物的正确性低的地图数据的简易模型；以及

地图显示部，参照所述精细模型数据库和简易模型数据库而显示从指定的视点、视线方向观察的三维地图，

所述地图显示部具备：

精细三维地图描画部，将从所述视点在所述视线方向上规定的距离以内的范围作为精细模型描画范围，在该精细模型描画范围内使用所述精细模型来描画作为所述地物的正确性高的三维地图的精细三维地图；

简易三维地图描画部，在包括未描绘所述精细三维地图的范围而设定的范围内使用所述简易模型来描画作为与所述精细三维地图相比所述地物的正确性低的三维地图的简易三维地图；以及

图像合成部，在使所述精细三维地图重叠于所述简易三维地图的前表面的状态下合成两者来显示。

如上所述，本发明具备精细模型和简易模型。

精细模型是地物的正确性高的地图数据，例如是针对建筑物配备形状、表面的纹理并且针对道路准备用于表现白线的数据等的、用于显示真实性的高的三维地图的数据。不过，真实性的程度可任意设定，未必需要针对全部的建筑物配备正确的形状的模型、纹理，也不需要针对道路配备白线。只要是相对于后述的简易模型而地物的正确性相对变高的地图数据就足够了。

相对于此，简易模型是地物的正确性相对低的地图数据。例如，针对建筑物，可以使用将表示平面形状的建筑物框与各建筑物的高度对应地在高度方向上平行移动的柱状的简易形状，其表面也可以贴附表示大楼的外观的典型的纹理。针对道路，也能够采用通过使仅呈折线状准备的数据具有与道路宽度对应的宽度的多边形来表现等的模型。此外，作为简易模型，也可以使用二维的地图数据库。简易模型只要为与精细模型相比地物的正确性相对低的模型即可，因此，不限于上述的方式，也能够采取用线框表现建筑物并省略纹理等各种方式。此外，也可以使得成为三维显示的对象的建筑物拉开距离。

在本发明中，针对靠近视点的精细模型描画范围，描画精细三维地图，针对其他的范围，描画简易三维地图，因此，与针对全体描画精细三维地图的情况相比，能够减轻用于显示三维地图的负荷。

此外，精细三维地图将在三维空间中划分在离视点规定的距离以内的范围作为对象来描绘，因此，针对在该范围内存在的建筑物，全体被恰当地描画。因此，还能够减轻精细三维地图与简易三维地图的边界附近的不谐调感。

像这样，在本发明中，在三维空间内区分使用精细模型和简易模型的范围，由此，能够并用多个模型来减轻描画的负荷，并实现没有不谐调感的三维地图的显示。

在本发明中，能够使用计算机、导航装置的画面、智能电话、便携式电话、平板等便携式终端的画面等来作为显示地图的设备。

视点、视线方向也可以通过用户以手动指定的方法、根据便携式终端的姿势、方向来指定的方法等各种方法来指定。此外，作为其他的方法，也可以在路径引导的过程中基于应引导的路径和现在位置来自动设定。

在本发明的三维地图显示系统中，

所述精细三维地图描画部在作为透射描画范围作为透射描画范围而设定在所述精细模型描画范围的边界附近的范围内，半透明地描画所述精细三维地图，

所述简易三维地图描画部也可以以还包括所述透射描画范围的方式描画所述简易三维地图。

通过这样做，从而在精细三维地图与简易三维地图的边界附近的透射描画范围内，在简易三维地图之上叠覆地描绘半透明的精细三维地图。因此，在显示的三维地图全体之中，两者以没有不谐调感而融合的方式被视觉辨认，能够提高三维地图的美观。

关于透射描画范围，其面积、形状都可依据上述的视觉的效果来任意设定。此外，透射描画范围的面积不需要在全部的地域中是固定的，例如，可以在建筑物多的都市中使半透明地描画的范围变窄而在建筑物少的农村中变广等根据地域来变化。此外，在路径引导等中使用本发明的三维地图显示的情况下，也可以根据本车位置的移动速度来使透射描画范围变化。

此外，半透明的透射率也可任意设定。既可以在半透明地描画的范围内采用一样的透射率，也可以在透射描画范围内使透射率变化。例如，如果采用在透射描画范围内越靠近精细模型描画范围的边界则提高透射率的方式，则能够提供更自然地从精细三维地图转移到简易三维地图的视觉的效果。

此外，在本发明的三维地图显示系统中，

所述简易三维地图描画部可以在所述三维地图的显示区域全体描画所述简易三维地图。

通过这样做，从而能够在不考虑描绘精细三维地图的范围的情况下描画简易三维地图就行，因此，能够减轻描画简易三维地图的范围的设定负荷。

在本发明的三维地图显示系统中，

准备所述精细模型的精细模型配备区域和未准备所述精细模型的精细模型非配备区域可以混合存在。

通过这样做，从而还能够减轻用于准备精细模型的负荷。精细模型配备区域可任意设定。例如，可以针对都市部等对针对建筑物等真实性高的显示的要求高的地域准备精细模型，而针对郊外、农村的地域等不准备精细模型而仅准备简易模型。

在如上述那样精细模型配备区域和精细模型非配备区域混合存在的情况下，

所述精细三维地图描画部或所述图像合成部可以在所述视线方向上的从所述视点到所述精细模型配备区域的边界为止的距离为第一规定值以下时，所述视点越靠近所述边界则越提高所述精细三维地图全体的透射率来显示。

在精细模型配备区域的边界附近，有时根据视点不能针对本来预定的精细模型描画范围全体显示精细三维地图。上述方式考虑这样的状态，在视点存在于精细模型配备区域的边界附近的情况下，提高精细三维地图全体的透射率来显示。通过这样做，从而在不能显示充分的范围的精细三维地图的情况下，也能够表现自然地转移到简易三维地图的样子。特别地，该方式在一边使视点移动一边显示三维地图的情况下有用性很高。

此外，所述精细三维地图描画部或所述图像合成部可以在所述视线方向上的从所述视点到所述精细模型配备区域的边界为止的距离为比第一规定值小的第二规定值以下时，使所述精细三维地图非显示。

在视点进一步接近精细模型配备区域的边界时，为使精细三维地图非显示的方式。通过这样做，从而能够更加没有不谐调感地实现从精细三维地图向简易三维地图的转移。

不管准备精细模型的地域是否分散存在，在本发明中，图像的合成都能够通过各种方法进行。

第一方法是如下的方法：

所述精细三维地图描画部和所述简易三维地图描画部在不同层描画所述精细三维地图和所述简易三维地图，

所述图像合成部将描绘所述精细三维地图的层配置在描绘所述简易三维地图的层的前表面来进行所述合成。

在该方式中，在不同层描画精细三维地图和简易三维地图，因此，能够容易地实现将精细三维地图描绘在简易三维地图的前表面的状态的合成。此外，还存在这样的优点，即能够容易地实现根据用户的操作而使精细三维地图为非显示等针对三维地图的各种操作。

第二方法是如下的方法：

所述图像合成部，

使所述简易三维地图描画部描画所述简易三维地图，

消去存储所述简易三维地图的各点的离视点的距离的深度缓冲器（depth buffer），

之后，使所述精细三维地图描画部描画所述精细三维地图。

一般，在三维的图形显示中，根据是否能够从视点视觉辨认来实现控制多边形的描画的隐线处理，因此，一边通过任何一种方法记录从视点到多边形上的各点为止的距离即深度（depth）一边执行显示处理是通常的。在上述方式中，在描画了简易三维地图之后，消去该深度缓冲器，因此，在该时间点，简易三维地图仅为二维图像。因此，如果在其上直接描画精细三维地图，则能够自然地实现将精细三维地图叠覆在简易三维地图的前表面的三维地图。

在本发明中，未必需要全部具备上述的各种特征，也可以适当省略其一部分或者组合其一部分来构成。

本发明另外既可以构成为通过计算机显示三维地图的三维地图显示方法，也可以构成为用于使计算机执行这样的显示的计算机程序。此外，还可以构成为记录有这样的计算机程序的计算机可读取记录介质。

附图说明

图1是示出导航装置的结构的说明图。

图2是路径引导处理的流程图。

图3是三维地图显示处理的流程图。

图4是示出合成条件的设定方法的说明图。

图5是示出图像的合成方法的说明图。

图6是示出简易三维地图的显示例的说明图。

图7是示出重叠了精细三维地图的三维地图的显示例的说明图。

图8是示出从配备精细模型的地域偏离时的转变画面的说明图。

图9是示出进入配备精细模型的地域时的转变画面的说明图。

图10是作为变形例的三维地图显示处理的流程图。

具体实施方式

[实施例1]

针对本发明，说明在导航装置中构成为在路径引导中在显示器上显示三维地图的三维地图显示系统的实施例。在实施例中，以车载用的导航装置为例来说明，但是，本发明的三维地图显示系统除此之外还能够构成为利用智能电话、便携式电话、平板终端等便携式终端的可便携的导航装置。此外，还能够构成为用于在计算机等的显示器中与路径探索、路径引导无关系地静态或动态显示三维地图的系统。

此外，在本实施例中，例示了独立地工作的系统，但是，也可以构成为在服务器中储存图中所示的各数据库等并且通过网络连接服务器和导航装置的系统。在采取导航装置以外的方式的情况下也是同样的。

A.系统结构：

图1是示出导航装置10的结构的说明图。导航装置10是引导从用户所指定的出发地到目的地为止的路径的车载用的装置。

导航装置10具有作为在内部具备CPU、RAM、ROM等的计算机的结构，具有图示的各种功能块。这些功能块能够通过安装实现每一个的功能的计算机程序而以软件方式构成，但是，也可以硬件方式构成其一部分或全部。以下，对各功能块的内容进行说明。

命令输入部12经由对导航装置10的操作而受理来自用户的指示。例如，包括用于路径探索的出发地、目的地的指定、用于显示地图的显示范围（比例尺）等的指示。

道路网络数据库15储存通过链路和节点表示道路的路径探索用的网络数据。

路径探索部14参照道路网络数据库15来探索从所指定的出发地到目的地为止的路径。能够采取狄克斯特拉法等公知的各种方法来作为路径探索的方法。

位置检测部11使用GPS（Global Positioning System，全球定位系统）等来检测装载导航装置10的车辆的位置。

地图显示参数设定部13基于各种信息来设定用于显示三维地图的参数。例如，能够基于由位置检测部11所检测的车辆的位置来设定透视投影用的视点。此外，能够基于由路径探索部14所探索的路径和车辆的位置来设定透视投影用的视线方向。进而，可以依照来自用户的指示使显示比例尺变化，或使视点的高度或俯角变化。这样做而设定的显示参数交付给地图显示部20。

作为用于显示三维地图的功能块，导航装置10具备简易模型数据库16、精细模型数据库17和地图显示部20。这些功能块成为相当于本发明中的三维地图显示系统的结构。

精细模型数据库17储存表示地物的三维形状的三维地图数据。关于该三维地图数据，针对主要的建筑物大致正确地表示三维形状，针对其表面也储存表示外观的纹理。此外，针对道路，也储存用于描绘白线的数据。不过，不需要针对全部的建筑物和道路存储像这样的精细的三维模型，可以在不损害真实性的程度下针对一部分的建筑物应用简易的形状、外观。在本实施例中，有时也将在精细模型数据库17中储存的三维地图数据称为精细模型。

精细模型不需要针对全部的地域而具备，可以缩小到都市部等而配备。在本实施例中，假设精细模型像这样分散存在而配备，在以下进行说明。将配备精细模型的地域称为精细模型配备区域，将未配备精细模型的地域称为精细模型非配备区域。

简易模型数据库16储存比精细模型简易的地图数据。在本实施例中，假设使用二维的地图数据。针对建筑物存储平面的形状即建筑物框，针对道路存储为折线的数据。在本实施例中，有时也将在简易模型数据库16中储存的地图数据称为简易模型。在本实施例中，虽然有如上述那样使用二维的地图数据作为简易模型，但是，如后述那样简易模型也是用于显示三维地图的数据。

可以使用储存了建筑物的三维形状等的三维的地图数据来作为简易模型。不过，由于简易模型为真实性比精细模型低的地图数据，所以在作为三维地图数据而配备的情况下，也能够以不是建筑物正确的形状而采用简略化的形状并且外观使用典型的纹理等的方式配备。省略道路的白线也无妨。简易模型不是如精细模型那样分散存在地配备，而是针对全部地域配备。

地图显示部20使用简易模型数据库16、精细模型数据库17的各数据来显示三维地图。在地图显示部20中还具备以下的功能块。

简易三维地图描画部22使用在简易模型数据库16中储存的简易模型来显示三维地图。在本实施例中，如先前说明的那样，储存二维地图数据来作为简易模型。使用这样的数据来显示三维地图的方法如以下那样。通过对二维地图数据进行透视投影，从而能够描画三维的鸟瞰图。为了提高该鸟瞰图的真实性，简易三维地图描画部22针对道路，不是以折线，而是使其具有与道路宽度对应的粗细来描绘。此外，针对主要的建筑物，通过使表示平面形状的建筑物框与每一个建筑物的高度对应地在高度方向上平行移动而生成的柱状的形状来三维描画。在建筑物的表面贴附表示典型的窗户、墙壁等的纹理。在本实施例中，将这样做而描画的三维地图称为简易三维地图。简易三维地图具有能够以轻的负荷来描画的特征。

在描画简易三维地图时，可以根据离视点的距离而使简略化的程度变化。例如，能够在比较靠近视点的区域中，如上述那样使道路具有粗细来描绘，在规定的距离以上的远方，以线描绘道路。此外，在这样的远方，可以省略立体化地描画建筑物。通过这样做，从而能够进一步减轻简易三维地图的描画负荷。在本实施例中，在简易三维地图中，也针对地表面的起伏而以反映三维的坐标的方式描绘。通过这样做，从而能够忠实地再现山等风景。

精细三维地图描画部23使用在精细模型数据库17中储存的精细模型通过透视投影来显示三维地图。在本实施例中，将这样做而显示的三维地图称为精细三维地图。

在简易三维地图、精细三维地图的任一个中，为了透视投影而使用的视点和视线方向都由地图显示参数设定部13设定。也可以根据用户的指示来使视点、视线方向变化。

在本实施例中，描画简易三维地图、精细三维地图的范围不同。简易三维地图从视点朝向视线方向针对导航装置10的显示器的全部显示区域而描画。相对于此，精细三维地图使用存在于从视点朝向视线方向到规定的距离（也将进深方向的距离称为深度）为止的范围（将其称为精细模型描画范围）内的精细模型来描画。也就是说，精细三维地图为仅在导航装置10的显示区域的一部分中描绘的状态。

针对简易三维地图，也能够缩小到未描绘精细三维地图的范围来描画，但是，通过针对全部显示区域进行描画，从而能够省略决定描画简易三维地图的范围的处理，此外，还存在如下的优点：即使使精细三维地图的透射率各种变化，也能够作为全体而维持作为三维地图的外观。

图像合成部21在简易三维地图的前表面合成精细三维地图来显示。通过这样做，从而能够显示在离视点相当于精细模型描画范围的深度的范围内以精细三维地图表示、在其更远方以简易三维地图表示的三维地图。

在本实施例中，使精细三维地图的一部分半透明来合成。合成条件设定部24起到基于视点、视线方向等来决定精细三维地图的透射率的功能。

利用在以上说明的功能，本实施例的导航装置10能够在显示范围全体显示三维地图。此外，通过将精细三维地图的描画限定在精细模型描画范围内，从而能够减轻描画所需的负荷。而且，通过使精细三维地图的一部分为半透明来与简易三维地图合成，从而能够减轻两者切换的部分的不谐调感，并且能够提高美观。

接着，对用于实现以上的功能的处理内容进行说明。

B.路径引导处理：

图2是路径引导处理的流程图。是由图1所示的功能块全体实现的处理，是硬件上由导航装置10的CPU执行的处理。

当开始处理时，导航装置10由用户输入出发地、目的地的指定（步骤S10）。然后，探索从所指定的出发地到目的地的路径（步骤S11）。路径探索能够使用道路网络数据利用狄克斯特拉法其他的公知的方法来进行。

当路径的探索完成时，导航装置10开始路径引导。

首先，检测车辆的现在位置（步骤S12），基于其来设定透视投影用的视点和视线方向（步骤S13）。设定能够采取各种方法。例如，能够将在应引导的路径上与现在位置相比以规定距离后方的位置作为视点。此外，能够使视线方向为路径上的前进方向。

导航装置10基于所设定的视点、视线方向来执行三维地图显示处理（步骤S14）。该处理是使用简易三维地图、精细三维地图来在显示器中显示从视点、视线方向的三维地图的处理。针对处理内容的细节进行后述。

导航装置10重复执行以上的步骤S12以后的处理，直到路径引导结束为止（步骤S15）。

C.三维地图显示处理：

图3是三维地图显示处理的流程图。是相当于路径引导处理（图2）的步骤S14的处理，是由组入在导航装置10内的作为三维地图显示系统的功能块即地图显示部20和简易模型数据库16、精细模型数据库17实现的处理。

当开始处理时，导航装置10输入视点、视线方向（步骤S20）。这些是在路径引导处理的步骤S13中设定的值。

然后，导航装置10利用简易模型来描画简易三维地图（步骤S21）。具体而言，基于视点、视线方向而读入应描画的范围内的简易模型，对其进行透视投影。此时，针对道路，以与道路宽度对应的粗细的线描绘。针对建筑物，使建筑物框与建筑物的高度对应地在高度方向上平行移动而形成柱状的立体，对其进行透视投影。在建筑物的表面贴附预先准备的窗户、墙壁等典型的纹理。本实施例的简易三维地图在比规定距离远方进一步简略化来显示，道路以线描绘并且建筑物不立体化而止于建筑物框的显示。简易三维地图的显示方式能够考虑显示负荷、美观而采取各种方式。

接着，导航装置10设定用于将精细三维地图合成到简易三维地图的合成条件（步骤S22）。

在此，暂且离开图3，对合成条件进行说明。

图4是示出合成条件的设定方法的说明图。左侧的上半部分是精细模型非配备区域即未配备精细模型的区域，下半部分是精细模型配备区域即配备精细模型的区域。离精细模型配备区域之中的与精细模型非配备区域的边界的距离L为相当于本发明的第一规定值的值，为成为对精细模型的透射率的设定进行切换的基准的距离。在该意义上，以下，将距离L称为模式转变基准。

在本实施例中，合成条件根据车辆位置及其前进方向而变化。

首先，情况A即为车辆位置处于精细模型配备区域内并朝向边界移动的状况。从车辆位置到边界为止的距离比模式转变基准L大。在这样的状况下，如右侧的表所示那样，进行精细模型的描画，并且透射模式被设定为“通常”。在“通常”模式下，半透明地描画精细三维地图之中的、处于边界附近的规定的范围（将其称为透射描画范围）的地物。也就是说，在精细三维地图中，在靠近视点的近景的部分中不透明地描绘，在远景的部分中半透明地描绘。在透射描画范围内，透射率既可以为一样，也可以以越靠近边界则越提高透射率等方式变化。

情况B即为车辆位置处于精细模型配备区域内并朝向边界移动并且从车辆位置到边界为止的距离比模式转变基准L小的状态。在这样的状况下，如右侧的表所示那样，进行精细模型的描画，并且透射模式被设定为“转变”。在“转变”模式下，半透明地描画精细三维地图全体。车辆位置越靠近边界，则精细三维地图的透射率越变高。“转变”模式也可以施行在“通常”模式的透射率之外还提高全体的透射率的处理。在该情况下，透射描画范围内的地物的透射率比处于精细三维地图内的其他范围的地物高。此外，也可以代替“通常”模式而应用“转变”模式。在该情况下，不管透射描画范围内外，精细三维地图全体的透射率都一样地变化。

只要车辆位置处于精细模型配备区域内，即使接近边界，也与情况B同样地处理。本来，精细三维地图将处于精细模型描画范围即从视点规定的距离内的范围的地物作为对象来描画，但是，当车辆位置接近边界时，位于其前方的精细模型变少，因此，变得仅能够针对针对精细模型描画范围内的一部分描画精细三维地图。于是，在情况B下，在从与精细模型非配备区域的边界到车辆位置为止的距离达到比模式转变基准L小的第二规定值时，可以提高精细三维地图的透射率而使其为非显示。有时也将像这样设定的第二规定值称为非显示基准。非显示基准能够在比模式转变基准L小的范围内任意设定，也可以为值0。在该情况下，在车辆位置达到边界时，精细三维地图变为做成非显示的设定。

情况C即为车辆位置处于精细模型非配备区域内并在离开边界的方向上移动的状态。在这样的状况下，在比车辆位置前方不存在精细模型，因此，如右侧的表所示那样，不描画精细模型。

情况D即为车辆位置处于精细模型非配备区域内并朝向边界移动的状态。在这样的状况下，在车辆位置的稍前，不存在精细模型，因此，如右侧的表所示那样，精细模型被做成非显示。

情况E为车辆位置处于边界并朝向精细模型配备区域内移动的状态。在这样的状况下，在车辆的前方，越能够在精细模型描画范围内描画精细三维地图，则越充分地准备精细模型。但是，在其稍前，精细三维地图为不显示的状态，因此，在情况E下，如右侧的表所示那样，透射模式被设定为“转变”。也就是说，虽然描画精细三维地图，但是全体为半透明的状态。精细三维地图的透射率能够设定为从边界到车辆位置为止的距离越远，则透射率越下降。从车辆位置到边界为止的距离与透射率的关系也可以与情况B相同地设定。

情况F为车辆位置处于精细模型配备区域内并且从车辆位置到边界为止的距离比模式转变基准L大的情况。在这样的情况下，如右侧的显示所示那样，进行精细模型的描画，并且透射模式被设定为“通常”。由于为“通常”，所以精细三维地图之中的透射描画范围内的地物被半透明地描绘。

当总结以上的设定时，精细三维地图的描画和透射模式的设定为以下那样。

如由情况A～C所表示那样，在车辆位置从精细模型配备区域向边界接近并且进入精细模型非配备区域时，精细三维地图为透射模式“通常”并且仅在远景中半透明地描绘，但是，向“转变”模式转移而全体开始透射，最后变为非显示。

相反，如由情况D～F所表示那样，在车辆位置从精细模型非配备区域向边界接近并且进入精细模型配备区域时，精细三维地图最初为非显示，但是，向“转变”模式转移并且全体被半透明地描绘，最后变为“通常”模式即仅在远景中半透明地描绘的状态。

再次返回到图3，对三维地图显示处理进行说明。

导航装置10基于所设定的合成条件来判断是否需要精细三维地图的描画（步骤S23）。在如图4中的情况A、B、E、F那样判断为需要精细三维地图的描画的情况下，对精细模型进行透视投影来描画精细三维地图（步骤S24）。在精细三维地图的描画时，由于已经准备详细的精细模型，所以如简易三维地图的描画时那样，不需要使道路具有宽度或者从建筑物框生成建筑物形状。不过，也能够针对建筑物等的一部分，省略精细模型，而利用与简易三维地图同样的方法生成形状。

在精细三维地图的描画时，反映了通过合成条件所设定的透射率。也就是说，在通常模式下，针对在精细模型描画范围的边界附近所设定的透射描画范围内的建筑物，半透明地进行描画。此外，在转变模式下，针对精细三维地图全体，通过根据视点位置等所设定的透射率进行描画。在转变模式下，也可以在描画精细三维地图之后，在合成时透射。

在如图4中的情况C、D那样不需要精细三维地图的描画的情况下，跳过步骤S24。不过，即使在这样的情况下，也可以描画精细三维地图，将透射率设定为相当于非显示。

导航装置10接着对简易三维地图和精细三维地图进行图像合成，并显示三维地图（步骤S25）。在不描画精细三维地图时即在跳过步骤S24时，在整个表面中显示简易三维地图。

图5是示出图像的合成方法的说明图。在本实施例中，在不同的层描画简易三维地图和精细三维地图。在图5的上段示出了简易三维地图的层。在该层，在显示区域全体描画从视点而透视投影的简易三维地图。在上段左侧所示的图中的阴影示出了描画简易三维地图的状态。

在中段示出了精细三维地图的层。在该层，描画精细三维地图。图中的离视点距离Z1+Z2的范围为精细模型描画范围。精细三维地图将该范围内的地物作为对象来描画。在图中比距离Z2更远方用虚线来描绘的是表示未成为描画对象的情况。此外，在离描画精细三维地图的边界距离Z2的透射描画范围内，以规定的透射率描画精细三维地图。中段左侧的图中的阴影的部分示出了在透射状态下描绘精细三维地图的部分。由于将精细三维地图的描画的范围限定为离视点距离Z1+Z2内，所以中央部分（以阴影所示的内侧的部分）是什么都不描绘的透明的状态。

在下段示出了所合成的图像。如所图示的那样，在精细三维地图的中央的透明部分显示简易三维地图。此外，在透射状态下描画精细三维地图的部分中，精细三维地图和简易三维地图在重叠的状态下显示。进而，在其周围的在不透射状态下描画精细三维地图的部分中，显示精细三维地图。不过，在转变模式下提高精细三维地图全体的透射率时，即使在上述的不透射的区域中，精细三维地图和简易三维地图也在重叠的状态下显示。

D.显示例和效果：

图6是示出简易三维地图的显示例的说明图。示出了精细三维地图为非显示并且在显示区域全体中显示简易三维地图的状态。在本实施例中，如先前说明的那样，也使简易三维地图的简略化在2个阶段中变化来描画。在从视点到规定的距离为止的近景中，如所图示的那样，关于道路RD1，使线具有宽度来描绘，关于建筑物BLD1，通过将建筑物框在高度方向上平行移动来生成形状，在表面贴附窗框等典型的纹理。另一方面，在离开视点超过规定的距离的远景中，道路以线描绘，省略立体地显示建筑物。即使像这样简略化，地表面的三维的起伏被反应在简易三维地图的描画中的结果是，远方的山等风景被忠实地描画。

近景和远景基于在三维空间内的离视点的距离来区分，因此，不仅是在描绘的地图中比边界BL1上方为远景并且下方为近景这样的二维的区分。通过在三维空间内区分，从而包括在近景中的建筑物即使在边界BL1附近，上部也不会被不自然地削除等而描绘。

图7是示出重叠了精细三维地图的三维地图的显示例的说明图。在精细模型描画范围内描绘的精细三维地图显示在图中的比边界BL2下方的部分中。比边界BL2上方的部分为简易三维地图。但是，精细模型描画范围由三维空间中的离视点的距离来定义，描画后的精细三维地图的边界BL2以下的部分并不是被修剪(trimming)而显示。例如，建筑物BLD4由比边界BL2下方的部分BLD4L（在图中附有阴影的部分）和上方的部分BLD4U构成，但是，上方的部分BLD4U还使用精细模型来描绘。像这样在三维空间内定义精细模型描画范围，描画在那里存在的地物，由此，能够实现如建筑物BLD4那样没有不谐调感的显示。

在精细三维地图中，如建筑物BLD2那样，建筑物形状被精度良好地表示，并且使用反映了实际的外观的纹理，因此，能够显示真实性高的三维地图。不过，并不是针对全部的建筑物进行真实性高的显示，也可以如建筑物BLD3那样针对在地图内不成为记号的程度的常见建筑与简易三维地图同样地以简易的形状、纹理显示。

精细三维地图在边界BL2的附近被描绘为半透明。

简易三维地图与在图6中说明的同样，在比边界BL1更近的近景中，使得具有道路宽度来描绘，在比边界BL1更远的远景中，道路以线描绘。

在像这样描绘的简易三维地图的前表面重叠地显示精细三维地图，由此，能够以比较轻的描画负荷在三维地图中表示全部显示区域。

图8是示出从配备精细模型的地域偏离时的转变画面的说明图。在上方的图中，示出了车辆位置接近精细模型配备区域的边界的状态的三维地图。以比边界BL2近的部分为精细三维地图、远的部分为简易三维地图的方式描绘。但是，透射模式被设定为“转变”模式，精细三维地图的全体被描绘为半透明。例如，关于建筑物BLD5，可透过地看见处于其背后的河RV。

在下方的图中，示出了车辆位置进一步接近边界的状态。根据道路RD3和河RV的位置关系，知晓了与上方的图相比车辆位置的变化仅为一点点，处于本来也能够将建筑物BLD5描绘为精细三维地图的位置。在本实施例中，在这样的状况下，即使不能得到尽可能靠近精细模型配备区域的边界而覆盖精细模型描画范围的精细模型，但是也充分地提高精细三维地图的透射率而成为非显示。因此，在下方的图的状态下，精细三维地图不显示，仅显示简易三维地图。

在本实施例中，一边对精细三维地图进行透射显示一边转移到下方的图，因此，能够在没有不谐调感的情况下使显示变化。

图9是示出进入配备精细模型的地域时的转变画面的说明图。上方的图示出了车辆位置从精细模型非配备区域进入到精细模型配备区域稍后的状态。在该状态下，精细三维地图重叠于简易三维地图而显示，透射状态为转变模式。即，精细三维地图的全体以半透明描画。例如，如果观察建筑物BLD6等，就知晓为半透明的。此外，关于道路，描绘白线WL的精细三维地图中的道路和未描绘白线的简易三维地图中的道路RD4重叠，白线WL以半透明显示。

下方的图示出了进一步进入精细模型配备区域的状态。如果观察建筑物BLD6的配置，就知晓从上方的图的移动仅为一点点。在该状态下，透射状态为通常模式。因此，在与边界BL2相比跟前的范围内，精细三维地图被描绘为不透明，在远方的范围内，描绘简易三维地图。关于道路RD4，与边界BL2相比，在跟前也描绘白线，在远方以省略白线的形式描绘。

与在图8中所示的同样，一边对精细三维地图进行透射显示一边转移到下方的图，因此，能够在没有不谐调感的情况下使显示变化。

如在以上说明的那样，根据本实施例的三维地图显示系统，重叠地显示简易三维地图和精细三维地图，由此，能够在显示区域全体以比较轻的负荷显示三维地图。

此外，此时，在精细模型描画范围的附近，将精细三维地图显示为半透明，由此，能够在没有不谐调感的情况下融合简易三维地图和精细三维地图。

进而，通过设置在精细三维模型配备区域的边界附近将精细三维地图全体显示为半透明的转变模式，从而能够在没有不谐调感的情况下进行并用简易三维地图和精细三维地图的显示与仅由简易三维地图的显示的转移。

在本实施例中，不需要具备全部上述的各种特征点，也能够适当省略一部分或者组合一部分来构成，还能够如以下所示那样采取各种变形例。

（1）图像的合成方法的变形例：

图10是作为变形例的三维地图显示处理的流程图。为代替实施例的图3的处理。

当开始处理时，与实施例同样，导航装置10输入视点、视线方向（步骤S20A），通过简易模型描画简易三维地图（步骤S21A）。此外，设定精细三维地图的合成条件（步骤S22A）。

然后，在判断为描画精细三维地图的情况下（步骤S23A），清除深度缓冲器（步骤S24A），之后，通过精细模型进行精细三维地图的描画（步骤S25A）。深度缓冲器是指存储从视点到所描画的简易三维地图的各点为止的距离即进深或深度的缓冲器。在三维图形中，像这样预先存储各点的深度，由此，能够判断三维的前后关系，能够实现隐线处理。

但是，在变形例中，是在描画精细三维地图之前暂且初始化深度缓冲器。通过这样做，描画完毕的简易三维地图仅是单纯的二维的背景图像。因此，之后，如果直接在简易三维地图上描画精细三维地图，则能够完成在前表面显示精细三维地图的三维地图。

在图中示出了精细三维地图的描画的样子。在左侧，示出了清除了深度缓冲器的简易三维地图。如果仅描绘精细三维地图，则为在右侧所示那样的图像，但是，在变形例中，不需要将其描画在与简易三维地图不同的层，能够直接写在上面。

利用这样的方法，也能够显示在本实施例中示出的三维地图。

（2）其他的变形例：

在实施例中示出了存在精细三维模型配备区域和精细三维模型非配备区域的例子。精细三维模型也可以在全部区域中配备。在这样的情况下，不存在精细三维模型配备区域的“边界”，因此，透射模式也可以总是使用“通常”模式。

在本实施例中说明的精细模型描画范围、透射描画范围的面积、形状不需要为固定的，也可以根据地域等而变化。

在实施例中，例示了并用简易模型、精细模型2种地图数据库的情况，但是，也可以使用3种以上的地图数据库。

在实施例中以硬件方式构成的部分也能够以软件方式构成，反之亦可。

产业上的可利用性

本发明能够利用于并用地物的正确性不同的多个地图模型来显示三维地图。

附图标记的说明

10…导航装置

11…位置检测部

12…命令输入部

13…地图显示参数设定部

14…路径探索部

15…道路网络数据库

16…简易模型数据库

17…精细模型数据库

20…地图显示部

21…图像合成部

22…简易三维地图描画部

23…精细三维地图描画部

24…合成条件设定部。

Claims (10)

1.一种三维地图显示系统，显示三维地图，其中，具备：

精细模型数据库，储存作为在地图中包括的地物的正确性高的地图数据的精细模型；

简易模型数据库，储存作为与所述精细模型相比在地图中包括的地物的正确性低的地图数据的简易模型；以及

地图显示部，参照所述精细模型数据库和简易模型数据库而显示从指定的视点、视线方向观察的三维地图，

所述地图显示部具备：

精细三维地图描画部，将从所述视点在所述视线方向上规定的距离以内的范围作为精细模型描画范围，在该精细模型描画范围内使用所述精细模型来描画作为所述地物的正确性高的三维地图的精细三维地图；

简易三维地图描画部，在包括未描绘所述精细三维地图的范围而设定的范围内使用所述简易模型来描画作为与所述精细三维地图相比所述地物的正确性低的三维地图的简易三维地图；以及

图像合成部，在使所述精细三维地图重叠于所述简易三维地图的前表面的状态下合成两者来显示。

2.根据权利要求1所述的三维地图显示系统，其中，

所述精细三维地图描画部在作为透射描画范围而设定在所述精细模型描画范围的边界附近的范围内，半透明地描画所述精细三维地图，

所述简易三维地图描画部以还包括所述透射描画范围的方式描画所述简易三维地图。

3.根据权利要求1或2所述的三维地图显示系统，其中，

所述简易三维地图描画部在所述三维地图的显示区域全体描画所述简易三维地图。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的三维地图显示系统，其中，

准备所述精细模型的精细模型配备区域和未准备所述精细模型的精细模型非配备区域混合存在。

5.根据权利要求4所述的三维地图显示系统，其中，

所述精细三维地图描画部或所述图像合成部在所述视线方向上的从所述视点到所述精细模型配备区域的边界为止的距离为第一规定值以下时，所述视点越靠近所述边界，则越提高所述精细三维地图全体的透射率来显示。

6.根据权利要求4或5所述的三维地图显示系统，其中，

所述精细三维地图描画部或所述图像合成部在所述视线方向上的从所述视点到所述精细模型配备区域的边界为止的距离为比第一规定值小的第二规定值以下时，使所述精细三维地图为非显示。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的三维地图显示系统，其中，

所述精细三维地图描画部和所述简易三维地图描画部在不同层描画所述精细三维地图和所述简易三维地图，

所述图像合成部将描绘所述精细三维地图的层配置在描绘所述简易三维地图的层的前表面来进行所述合成。

8. 根据权利要求1～6中任一项所述的三维地图显示系统，其中，

所述图像合成部

使所述简易三维地图描画部描画所述简易三维地图，

消去存储所述简易三维地图的各点的离视点的距离的深度缓冲器，

之后，使所述精细三维地图描画部描画所述精细三维地图。

9.一种三维地图显示方法，其通过计算机显示三维地图，其中，

作为所述计算机执行的步骤，具备：

（a）参照精细模型数据库的步骤，所述精细模型数据库储存作为在地图中包括的地物的正确性高的地图数据的精细模型；

（b）参照简易模型数据库的步骤，所述简易模型数据库储存作为与所述精细模型相比在地图中包括的地物的正确性低的地图数据的简易模型，

（c）参照所述精细模型数据库和简易模型数据库而显示从指定的视点、视线方向观察的三维地图的步骤，

所述步骤（c）具备：

（c1）将从所述视点在所述视线方向上规定的距离以内的范围作为精细模型描画范围并且在该精细模型描画范围内使用所述精细模型来描画作为所述地物的正确性高的三维地图的精细三维地图的步骤；

（c2）在包括未描绘所述精细三维地图的范围而设定的范围内使用所述简易模型来描画作为与所述精细三维地图相比所述地物的正确性低的三维地图的简易三维地图的步骤；以及

（c3）在使所述精细三维地图重叠于所述简易三维地图的前表面的状态下合成两者来显示的步骤。

10.一种计算机程序，其用于使计算机显示三维地图，其中，所述计算机程序使所述计算机实现：

参照精细模型数据库的功能，所述精细模型数据库储存作为在地图中包括的地物的正确性高的地图数据的精细模型；

参照简易模型数据库的功能，所述简易模型数据库储存作为与所述精细模型相比在地图中包括的地物的正确性低的地图数据的简易模型；

参照所述精细模型数据库和简易模型数据库而显示从指定的视点、视线方向观察的三维地图的显示功能，

作为所述显示功能，所述计算机程序使所述计算机实现：

将从所述视点在所述视线方向上规定的距离以内的范围作为精细模型描画范围并且在该精细模型描画范围内使用所述精细模型来描画作为所述地物的正确性高的三维地图的精细三维地图的功能；

在包括未描绘所述精细三维地图的范围而设定的范围内使用所述简易模型来描画作为与所述精细三维地图相比所述地物的正确性低的三维地图的简易三维地图的功能；以及

在使所述精细三维地图重叠于所述简易三维地图的前表面的状态下合成两者来显示的功能。