JP2001034161A - 地図表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一定の経緯度で囲まれた領域を長方形又は正
方形と仮定して作成された地図データを用いて描画する
場合に、地図の描画速度の低下を防止しながら緯度の違
いによる歪みを適切に補正する。 【解決手段】検出した現在地の緯度における歪み補正係
数Ｈｓを決定し（S140）、その歪み補正係数Ｈｓと回転
角のｓｉｎ値を乗算した座標変換用補正係数Ｈｔのテー
ブルを作成する（S150）。地図描画時には、その座標変
換用補正係数Ｈｔを用いて地図データの座標変換を行う
（S170）。つまり、地図の回転角θのｓｉｎ値に対応す
る座標変換用補正係数α、ｃｏｓ値に対応する座標変換
用補正係数βを用いて、変換後の座標値Ｘ，ＹがＸ＝β
ｘ−αｙ，Ｙ＝αｘ＋βｙという簡素な式にて算出でき
る。従来手法のように、描画時に歪み補正係数Ｈｓを決
定し、その歪み補正係数Ｈｓと地図の回転角の乗算処理
を行うのに比べて描画速度の向上が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地図表示装置に関
し、特に一定の経緯度で囲まれた領域を長方形又は正方
形と仮定して作成された地図データを用いて表示する場
合の歪みを補正する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来よ
り、例えば車載用のナビゲーションシステムなどにおい
ては、例えば現在地や指定した他の地点を含む地図を表
示する機能を備えていることが多い。この場合に用いる
地図データは、地図データの管理上の都合などから、一
定の経緯度で囲まれた領域を、台形ではなく長方形又は
正方形と仮定して作成されているのが一般的である。具
体的には、一定の緯度経度幅でデータが管理されてお
り、同じ大きさの区画に正規化されて記憶されている。

【０００３】この場合は、所定の基準緯度地点での実長
が正しくなるようにデータが正規化されているため、そ
の基準緯度地点よりも低緯度地域では実長よりも短く正
規化されていることとなり、逆に、基準緯度地点よりも
高緯度地域では実長よりも長く正規化されていることと
なる。したがって、基準緯度から離れるに従って区画の
歪みが大きくなってしまう。そのため、表示する地域の
区画の経度幅と緯度幅に相当する実距離の比となるよう
な固定値を補正係数として変換した描画座標データで地
図を表示する方法があった。しかしながら、これは固定
値で変換するため、例えば東京付近では歪まなくても北
海道付近では縦横比が適正でなくなり、地図が歪むとい
う問題がある。

【０００４】この問題を解決する手法が、例えば特開平
８−３２８４６２号公報に開示されている。当該公報記
載の手法では、描画時に描画中心の地図の緯度に合わせ
て近似する長方形を算出して補正係数を決定するため、
地図の表示向きを種々変更できるようにする前提の場合
には、基準向きから見た描画地図の回転角と補正係数の
乗算処理が発生する。すなわち、描画するごとに描画す
べき領域の全ての形状点データを変換するのであるが、
補正係数の乗算による描画、地図の引き延ばし（又は圧
縮）処理と、回転角の乗算による描画地図の回転処理と
いった２つの演算処理が必要であり、時間がかかってい
た。そして、これらの処理は描画する度に描画すべき領
域の全ての座標点に対して行う必要があるため、地図を
描画する処理が遅くなってしまう。

【０００５】そこで本発明は、このような問題を解決
し、一定の経緯度で囲まれた領域を台形ではなく長方形
又は正方形と仮定して作成された地図データを用いて描
画する場合に、地図の描画速度の低下を防止しながら緯
度の違いによる歪みを適切に補正できる地図表示装置を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記目的
を達成するためになされた請求項１記載の地図表示装置
は、一定の経緯度で囲まれた領域を長方形又は正方形と
仮定して作成された地図データを記憶しており、その記
憶された地図データを用いて地図を描画する際には、描
画すべき領域の地図データを、緯度線に沿った地図デー
タに基づく相当距離と実距離との比が緯度によって相違
して生じる歪みを補正するために設定された歪み補正係
数に基づいて描画し、その描画した地図を地図表示手段
へ表示することを前提とする。

【０００７】そして、歪み補正係数記憶手段には、所定
の緯度範囲毎に歪み補正係数が予め記憶されており、地
図表示手段は、地図を描画する際、描画すべき領域の所
定点の緯度に対応する歪み補正係数を読み出し、その歪
み補正係数を用いて地図データを座標変換する。

【０００８】また、一般には、地図が表示された場合
に、常に北向が表示面の上にしかできないような北向き
固定（ノースアップ）は不便であるため、例えば５ｄｅ
ｇ（＝π／３６ラジアン）といった所定角度毎に向きを
回転して表示できるようにされていることが多い。例え
ば車載用のナビゲーションシステムに採用した場合に
は、車両の進行方向を表示面の上向きにすること（ヘデ
ィングアップ）が利用者にとって便利である場合も多い
ので、そのような要求に応えるためには、元々は北向き
に設定してある地図を回転表示させる必要がある。

【０００９】したがって、このような回転処理も行う場
合には請求項２に示すような地図表示装置を採用する。
この地図表示装置は、一定の経緯度で囲まれた領域を長
方形又は正方形と仮定して作成された地図データを記憶
しており、その記憶された地図データを用いて地図を描
画する際には、描画すべき領域の地図データを、緯度線
に沿った地図データに基づく相当距離と実距離との比が
緯度によって相違して生じる歪みを補正するために設定
された歪み補正係数に基づくと共に、基準方位からどの
程度回転させて描画するかを決める回転角に基づいて座
標変換し、地図表示を行うことを前提とする。

【００１０】そして、描画対象の地図を基準方位から回
転させて描画する場合の回転角が所定の角度単位で複数
設定されていることを前提として、座標変換用補正係数
記憶手段は、その各回転角に対応する回転補正係数に対
して歪み補正係数を乗算した座標変換用補正係数を、所
定の緯度範囲毎に記憶している。そして地図表示手段
は、地図を描画する際、描画すべき領域の所定点の緯度
に対応する座標変換用補正係数を座標変換用補正係数記
憶手段から読み出し、その座標変換用補正係数を用いて
地図データを座標変換するのである。

【００１１】従来は、描画時に、描画中心の地図の緯度
に合わせて近似する長方形を算出して歪み補正係数を決
定し、その歪み補正係数と地図の回転角の乗算処理を行
う。この回転角の乗算に際しては予め回転角に応じた定
数を準備しておくこともできるので、角度計算自体は行
わなくてよいが、補正係数の乗算処理は必ず実行しなく
てはならない。つまり、描画する度に描画すべき領域の
全ての座標点に対して行う必要があるため、地図を描画
する処理が遅くなってしまう。

【００１２】それに対して請求項１あるいは請求項２の
地図表示装置の場合には、描画時に歪み補正係数の決定
を行わない。予め記憶されている歪み補正係数を読み出
して使用するだけであるため、描画時毎に歪み補正係数
を算出する処理が不要となる。これによって、地図の描
画速度の低下を防止しながら緯度の違いによる歪みを適
切に補正できることとなる。

【００１３】さらに、請求項２の場合には、歪み補正係
数を回転角補正係数に乗算した座標変換用補正係数を準
備しているので、その座標変換用補正係数を用いて座標
変換を行えば、実質的に補正係数の乗算処理も同時に行
ったこととなる。したがって、描画時において、回転角
補正係数に歪み補正係数を乗算する処理が不要となる。
つまり、回転角補正係数を別途準備しておいただけで
は、地図の描画時に回転角補正係数と歪み補正係数とを
乗算して座標変換用補正係数を算出しなくてはならな
い。それに対して、本発明の場合には、予め両者が乗算
された状態の座標変換用補正係数から該当するものを選
ぶだけでよく、地図の描画速度の低下を防止しながら緯
度の違いによる歪みを適切に補正できることとなる。

【００１４】上述の発明は、予め決定しておいた歪み補
正係数、あるいは座標変換用補正係数を常に記憶してお
く手法であったが、これらは所定の緯度範囲毎に記憶し
ておく必要があるため、利用が想定される全ての地域が
カバーできるだけの緯度範囲分の補正係数を記憶させて
おかなくてはならない。もちろん、記憶容量に余裕があ
れば問題ないが、現実的には、極力少ないデータ量に抑
えることが好ましい。

【００１５】そのような観点からは、請求項１の地図表
示装置に代えて請求項３の地図表示装置を採用しても良
い。すなわち、歪み補正係数決定手段が、装置への電源
供給が開始された以降において検出された現在地の緯度
における歪み補正係数を決定し、その決定された歪み補
正係数を補正係数記憶手段が記憶しておく。そして、地
図を描画する際には、歪み補正係数記憶手段に記憶され
た歪み補正係数を用いて地図データを座標変換するので
ある。

【００１６】同様に、請求項２の地図表示装置に代えて
請求項４の地図表示装置を採用しても良い。すなわち、
歪み補正係数決定手段が、装置への電源供給が開始され
た以降において検出された現在地の緯度における歪み補
正係数を決定する。そして、描画対象の地図を基準方位
から回転させて描画する場合の回転角が所定の角度単位
で複数設定されていることを前提とし、座標変換用補正
係数作成手段が、その各回転角に対して歪み補正係数を
乗算した座標変換用補正係数を作成する。このように作
成された座標変換用補正係数は座標変換用補正係数記憶
手段に記憶される。そして、地図を描画する際には、座
標変換用補正係数記憶手段に記憶されている座標変換用
補正係数を用いて地図データを座標変換するのである。

【００１７】なお、座標変換用補正係数の作成タイミン
グとしては、例えば請求項５に示すように、装置への電
源供給が開始された時点とすることが考えられる。この
ようにすれば、その後に地図を描画する場合に、適切に
歪み補正された状態での地図表示が可能となる。

【００１８】このように、現在地を検出し、現在地の緯
度に応じた補正係数（歪み補正係数あるいは座標変換用
補正係数）を決定して記憶しておき、その後はその記憶
された補正係数を用いることで、上述した請求項１，２
の場合と同様に、地図の描画速度の低下を防止しながら
緯度の違いによる歪みを適切に補正できる。それでい
て、記憶しておくのは現在地の緯度に応じた補正係数の
みでよくなるので、記憶しておくデータ量が少なくて済
む。

【００１９】但し、このようにすると、現在地が含まれ
る緯度範囲以外の緯度の地図を表示する際には適切に歪
み補正ができなくなる。しかしながら、実用上はこのよ
うに限定しても不都合が生じない場合の方が多いと考え
られる。もちろん、緯度範囲をどの程度に設定するかに
よっても変わってくるが、実際には５ｄｅｇ程度の単位
でも十分である。例えばナビゲーションシステムに用い
た場合を想定すると、経路案内機能を使うために目的地
を設定したりする場合に、現在地からあまりに遠い場所
を目的地として設定することは少ない。また、経路設定
をしない場合であっても、目的の場所の地図を見ようと
考える場合に現在地からあまりに遠い場所の地図を見る
ことも少ないと考えられる。そのため、５ｄｅｇ程度の
緯度範囲内の地域でも十分にまかなえる。また、目的地
設定で地図を表示する場合は、現在地走行時とは異な
り、縦・横の歪みはそれほど気にならない。

【００２０】但し、所定の緯度範囲毎に補正係数が決ま
っているので、別の緯度範囲へ移動した場合には、その
範囲に応じた補正係数に変更する必要がある。そのた
め、例えば請求項６に示すように、現在地の緯度に基づ
いて歪み補正係数の決定を行う所定タイミングを、装置
への電源供給が開始された時点から所定時間経過後とす
ることが考えられる。また、装置が車両に搭載されてい
ることを前提とするならば、請求項７に示すように、所
定タイミングを、車両が所定距離走行した後とすること
も考えられる。

【００２１】そして、請求項８に示すように、所定タイ
ミングを、装置への電源供給が開始された時点に一度発
生させると共に、その後、所定時間の経過、あるいは当
該装置が搭載された車両の所定距離の走行という２条件
の少なくともいずれか一方が成立する毎に複数回発生さ
せるようにしてもよい。このようにすれば、移動によっ
て現在地が変わっていった場合に対応できる。但し、同
じ緯度範囲内に存在する限りは、同じ歪み補正係数が決
定され、それを用いた前記座標変換用補正係数が作成さ
れるので、新たに作成する必要はない。そこで、請求項
９に示すように、所定タイミングが複数回発生する場合
の２回目以降の所定タイミングにおいては、直前の所定
タイミングにて検出した現在地の属する緯度範囲外とな
っている場合に限り、歪み補正係数の決定及びそれを用
いた前記座標変換用補正係数の作成を行い、その作成さ
れた座標変換用補正係数を座標変換用補正係数記憶手段
へ更新記憶させるようにすればよい。こうすれば、不要
な処理を実行せずに済む。

【００２２】また、請求項１０に示すように、補正係数
作成指示を利用者が入力するための指示入力手段を備
え、その指示入力手段を介して補正係数作成指示が入力
された場合に座標変換用補正係数を作成するようにして
もよい。これは利用者の意図に従い、任意のタイミング
で座標変換用補正係数を作成できるようにしたものであ
るが、実際には、例えば利用者自身が地図の表示状態を
見て歪みが気になり、歪み補正をしたいと考えた場合な
どに指示することとなると思われる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明が適用された実施例
について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施の
形態は、下記の実施例に何ら限定されることなく、本発
明の技術的範囲に属する限り、種々の形態を採り得るこ
とは言うまでもない。

【００２４】図１は、実施例としての地図表示装置を備
えた車載用のナビゲーションシステム１の概略的な構成
を示すブロック図である。本ナビゲーションシステム１
は、位置検出部１１、地図データ格納部１２、スイッチ
情報入力部１３、表示部１４、メモリ部１５、音声出力
部１６、描画メモリ部１７、制御部２０などを備えてい
る。

【００２５】前記位置検出部１１は、周知のジャイロス
コープ、距離センサ、衛星からの電波に基づいて車両の
位置を検出するＧＰＳ（GlobalPositioning System）の
ためのＧＰＳ受信機などを有している。これらのセンサ
等は各々が性質の異なる誤差を持っているため、複数の
センサにより各々補間しながら使用するように構成され
ている。なお、精度によっては上述した内の一部で構成
してもよく、さらに、地磁気センサ、ステアリングの回
転センサや各転動輪の車輪センサ等を用いてもよい。

【００２６】また、前記地図データ格納部２は、位置検
出の精度向上のためのいわゆるマップマッチング用デー
タ、地図データを含む各種データを格納しておく部分で
ある。道路データは、交差点等の複数のノード間をリン
クにより接続して地図を構成したものであって、それぞ
れのリンクに対し、リンクを特定する固有番号（リンク
ＩＤ）、リンクの長さを示すリンク長、リンクの始端と
終端とのｘ，ｙ座標、リンクの道路幅、および道路種別
（有料道路等の道路情報を示すもの）のデータからなる
リンク情報を記憶している。記憶媒体としては、ＣＤ−
ＲＯＭ、ＤＶＤ又はハードディスクなどを用いるのが一
般的であるが、メモリカード等の他の媒体を用いても良
い。なお、当然ではあるが、これらの記憶媒体からデー
タを読み出す必要があるので、ＣＤプレーヤやＤＶＤプ
レーヤも備えられている。

【００２７】スイッチ情報入力部１３は、例えば表示部
１４のディスプレイ装置と一体になったタッチスイッチ
や、ディスプレイ装置の周囲に取り付けられたメカニカ
ルなスイッチなどで構成され、各種入力に使用される。
タッチスイッチは、表示画面上に縦横無尽に配置された
赤外線センサより構成されており、例えば指やタッチペ
ンなどでその赤外線を遮断すると、その遮断した位置が
２次元座標値（Ｘ，Ｙ）として検出される。なお、図示
しないリモコンによって各種入力を行うようにしてもよ
く、その場合にはリモコンセンサを準備すればよい。

【００２８】また、表示部１４は、その表示画面に、位
置検出部１１から入力された車両現在位置マークと、地
図データ格納部１２から入力された地図データと、さら
に地図上に表示する誘導経路や後述する設定地点の目印
等の付加データとを重ねて表示することができる。

【００２９】また、音声出力部１６は、スピーカを介
し、音声にて走行案内をドライバーに報知するように構
成されている。したがって、表示部１４による表示と音
声出力部１６からの音声出力との両方で、ドライバーに
走行案内することができる。一方、メモリ部１５は、ナ
ビゲーション機能に係る各種処理を実行するためのプロ
グラムを記憶しており、またプログラムを実行する際の
ワークメモリとしても用いられる。さらに、地図データ
格納部１２から取得した地図データなどを一時的に格納
しておくためにも用いられる。

【００３０】次に、制御部２０について説明する。制御
部２０は通常のコンピュータとして構成されており、内
部には、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏおよび
これらの構成を接続するバスラインが備えられているの
であるが、ここでは、図１に示すように、機能ブロック
として示してある。すなわち、制御部２０は、地図デー
タ取得部２１、マップマッチング部２２、経路計算部２
３、経路案内部２４、描画部２５、画面制御管理部２６
を備えている。

【００３１】マップマッチング部２２は、位置検出部１
１で検出した現在地情報と、地図データ格納部１２に格
納されている地図データの道路形状データなどを使っ
て、現在位置がどの道路上に存在するかを特定する。ま
た、利用者はスイッチ情報入力部１３を使って所望の地
図を表示させるなどの指示を入力し、さらに目的地を設
定したりする。

【００３２】経路計算部２３では、マップマッチング部
２２で算出された現在位置の情報や利用者が設定した出
発地と上記目的地までの経路を計算する。このような自
動的に最適な経路を設定する手法は、ダイクストラ法等
の手法が知られている。そして、経路案内部２４は、上
記経路計算部２３による計算結果と地図データ内に格納
されている道路の形状データや、交差点の位置情報や踏
切の位置情報などから経路案内に必要なポイントを算出
したり、どのような案内（例えば右に曲がるのか左に曲
がるのかなど）が必要であるのかを決定する。

【００３３】描画部２５は、現在位置の地図や高速道路
の略図、交差点付近では交差点拡大図などを、画面制御
管理部２６の指示に従ってＶＲＡＭなどで構成された描
画メモリ部１７に描画する。この描画された地図など
は、画面制御管理部２６の指示によって表示部１４へ表
示される。

【００３４】地図データ取得部２１は、上記各処理部で
必要となる地図データを地図データ格納部１２から取得
して、各処理部へ供給する。なお、上記各処理は、メモ
リ部１５内のプログラムに基づき実行され、同じくメモ
リ部１５内のワークメモリを用いて実行される。

【００３５】ここで、地図が描画メモリ部１７にどのよ
うに描画されるかを説明する。地図データ格納部１２に
は、小エリア単位（ここでは図画と称す）で地図データ
が格納されている。これはＪＩＳ（日本工業規格）にお
いて規定される１次メッシュや２次メッシュの単位であ
り、表示する地図の尺度によってさらに細かいエリアや
広いエリアを採用しても良い。図画内には、道路データ
の場合には道路の形状点の座標列とし、領域で特定され
る川や施設などの場合にはポリゴンの座標列として、例
えば図画の左下を原点とした座標系で格納されている。
また、図画に格納されている道路や川などのデータは、
北向きを上にして表示する場合に対応して作成されたデ
ータである。そのため、地図を描画メモリ部１７に描画
する場合には、まず、図画の原点が描画メモリ部１７上
のどこのアドレスに当たるかを描画したい地点の緯度経
度と図画原点の緯度経度の差から決定する。また、車両
の進行方向に合わせて北向き以外を上にして表示する場
合には、基準方位である北向きからの回転角に応じた回
転処理を行って、描画メモリ部１７上への描画位置を変
える。

【００３６】次に、制御部２０が実行する処理について
図２のフローチャートに従って説明する。ナビゲーショ
ンシステム１の電源がＯＮされると（Ｓ１１０）、マッ
プマッチング部２２は、位置検出部１１で検出した現在
地情報と、地図データ格納部１２に格納されている地図
データの道路形状データなどを使って、より確からしい
現在地の緯度及び経度を算出する（Ｓ１２０）。

【００３７】続くＳ１３０では、今回算出した現在地の
緯度の属する緯度範囲が、前回算出した現在地の緯度の
属する緯度範囲から変更されているか否かを判断する。
そして、緯度範囲の変更があれば（Ｓ１３０：ＹＥ
Ｓ）、Ｓ１４０，Ｓ１５０の処理を行って座標変換用補
正係数テーブルを作成するが、前回算出した緯度範囲か
ら変更していなければ（Ｓ１３０：ＮＯ）、前回の処理
において作成した座標変換用補正係数テーブルをそのま
ま用いることができるので、Ｓ１４０，Ｓ１５０の処理
を行うことなくＳ１６０へ移行する。

【００３８】Ｓ１４０では、Ｓ１２０で算出した現在地
の緯度に基づいて歪み補正係数を決定する。ここで歪み
補正係数について説明する。地図データ格納部１２に格
納されている地図データは、一定の緯度経度幅でデータ
が管理されており、同じ大きさの区画に正規化されてい
る。つまり、一定の経緯度で囲まれた領域を台形ではな
く長方形又は正方形と仮定して地図データが作成されて
おり、所定の基準緯度地点での実長が正しくなるように
データが正規化されていれば、その基準緯度地点よりも
低緯度地域では実長よりも短く正規化されていることと
なり、逆に、基準緯度地点よりも高緯度地域では実長よ
りも長く正規化されていることとなる。したがって、基
準緯度から離れるに従って区画の歪みが大きくなってし
まう。

【００３９】このような歪みを補正するためには、図３
に示すように、基準の緯度における地点（基準点）ａで
の区画の緯度線方向の実長Ｌａと、補正対象の緯度にお
ける地点（補正点）ｂでの区画の緯度線方向の実長Ｌｂ
との比を求めて、その比の分だけ座標点を移動させてや
ることが必要である。

【００４０】ここで、両者の実長Ｌａ，Ｌｂの比は、図
３（ｃ）に示すｒａ，ｒｂの比と同一である。このｒ
ａ，ｒｂは、それぞれ基準点ａ，補正点ｂから南北極軸
へ下した垂線の長さであるが、Ｌａ：Ｌｂ＝ｒａ：ｒｂ
となるのは次の理由からである。つまり、ｒａ，ｒｂを
それぞれ半径として赤道面に平行な円を考えると、Ｌａ
はｒａを半径とする円の周長（２πｒａ）の所定数ｎ分
の１の長さである。一方、Ｌｂはｒｂを半径とする円の
周長（２πｒｂ）の所定数ｎ分の１の長さである。した
がって、Ｌａ：Ｌｂ＝２πｒａ／ｎ：２πｒｂ／ｎ＝ｒ
ａ，ｒｂとなる。

【００４１】そのため、基準点ａでの実長Ｌａに対する
補正点ｂでの実長Ｌｂの歪み補正係数を考える場合に、
ｒａとｒｂを用いて考えて良い。ここで、以下の関係式
が成立する。 ｒａ＝ｒｓｉｎθａ， ｒｂ＝ｒｓｉｎθｂ なお、図３（ｃ）にも示すように、ｒは地球中心から基
準点ａ，補正点ｂまでの距離であり、これは共に地球半
径に等しい。また、θａは基準点ａと地球中心とを結ぶ
直線と赤道面とのなす角であり、θｂは補正点ｂと地球
中心とを結ぶ直線と赤道面とのなす角である。つまり、
図３（ｃ）の場合には「北緯」を示している。

【００４２】したがって、基準点ａに対する補正点ｂに
おける歪み補正係数Ｈｓは以下のように表せる。 Ｈｓ＝ｒｂ／ｒａ＝ｓｉｎθｂ／ｓｉｎθａ そして、この補正係数Ｈｓは所定の緯度範囲毎に設定し
ておく。例えば補正分解能を０．０５として日本地図に
当てはめる場合を考えると、次のような緯度範囲毎の設
定が一例として挙げられる。

【００４３】 ［緯度範囲］ ［補正係数］ 北緯２４，００００°〜２７．０３７８° ： Ｈｓ＝１ 北緯２７．０３７９°〜３２．３２４９° ： Ｈｓ＝０．９５ 北緯３２．３２５０°〜３６．９３１７° ： Ｈｓ＝０．９０ 北緯３６．９３１８°〜４１．０９０３° ： Ｈｓ＝０．８５ 北緯４１．０９０４°〜４６．７５１９° ： Ｈｓ＝０．８０ なお、上述の具体例は、あくまで一例であるので、この
ような数値に限定されることはない。例えば緯度範囲を
もっと細かく設定し、補正係数Ｈｓの分解能を高くして
もよい。

【００４４】図２のフローチャートにおける続くＳ１５
０では、Ｓ１４０で決定した歪み補正係数Ｈｓと回転角
の正弦値（ｓｉｎ値）を乗算した座標変換用補正係数Ｈ
ｔのテーブルを作成する。ここで、座標変換用補正係数
Ｈｔについて説明する。一般に、ナビゲーションシステ
ム１において地図を表示する際、常に北向が表示面の上
にしかできないような北向き固定（ノースアップ）は不
便である。そのため、例えば５ｄｅｇ（＝π／３６ラジ
アン）といった所定角度毎に向きを回転して表示できる
ようにされている。このようにすれば、車両の進行方向
を表示面の上向きにする「ヘディングアップ表示」を実
現できる。

【００４５】そして、この回転処理に際しては、回転角
θに対してｓｉｎθ及びｃｏｓθの値を用いる必要があ
る。そこで、高速に処理するため近似値を予め計算して
記憶しておき、Ｓ１４０で決定した歪み補正係数Ｈｓを
回転角のｓｉｎ値に乗算した近似値を座標変換用補正係
数Ｈｔとして計算し、テーブル化してメモリ部１５へ記
憶しておく。つまり、Ｈｔ＝Ｈｓ×ｓｉｎθとなる。具
体的な座標変換用補正係数テーブルを図４に示す。これ
は、歪み補正係数Ｈｓ＝０．９の場合の具体例であり、
回転角θを０〜９０［ｄｅｇ］の範囲を５ｄｅｇ間隔で
設定したものである。補正係数自体は近似値であり、さ
らに処理上の都合から整数化するための計算を施してい
る。具体的には、Ｈｔ＝Ｈｓ×ｓｉｎθ（近似値）×２
¹⁶としている。したがって、例えばθ＝５［ｄｅｇ］の
場合には、以下のように算出される。

【００４６】 Ｈｔ＝Ｈｓ×ｓｉｎθ（近似値）×２¹⁶ ＝０．９×０．０８７１５５７４２７４×２¹⁶ ＝５１４１ ところで、図４のテーブルにおいてはｓｉｎ値を用いた
座標変換用補正係数しか示されていなかったが、ｃｏｓ
値を用いた場合は、テーブルを逆から参照すればよい。
つまり、ｃｏｓθ＝ｓｉｎ（９０°−θ）の関係が成立
することを用いれば、例えばｃｏｓ１５°に対応する座
標変換用補正係数は、ｓｉｎ７５°に対応する座標変換
用補正係数と等しくなることが判る。

【００４７】また、図４のテーブルにおいては回転角θ
が０〜９０［ｄｅｇ］の範囲の場合のみ示してあるが、
それ以外の角度については、回転角θが０〜９０［ｄｅ
ｇ］の範囲の場合の値を用いて算出できる。例えば９０
〜１８０［ｄｅｇ］の範囲の場合には、ｓｉｎ（９０°
＋θ）＝ｃｏｓθの関係式を用いればよく、１８０〜２
７０［ｄｅｇ］の範囲の場合には、ｓｉｎ（１８０°＋
θ）＝−ｓｉｎθの関係式を用いればよい。さらに、２
７０〜３６０［ｄｅｇ］の範囲の場合には、ｓｉｎ（２
７０°＋θ）＝−ｃｏｓθの関係式を用いるか、０〜−
９０［ｄｅｇ］の範囲と考えて、ｓｉｎ（−θ）＝−ｓ
ｉｎθの関係式を用いればよい。いずれにしても、図４
のテーブルがあれば、全回転角について対応可能であ
る。

【００４８】なお、０〜３６０［ｄｅｇ］をカバーする
ようなテーブルを作成し、さらにｃｏｓ値に対応するテ
ーブルも別途作成して記憶しておいても良い。但し、メ
モリ部１５内にて占有するデータ量をより少なくするた
めには、上述したような返還式を利用する手法が好まし
い。

【００４９】したがって、図２のＳ１５０においては、
図４に示したような座標変換用補正係数テーブルが、歪
み補正係数Ｈｓ＝１，０．９５，０．９，０．８５，
０．８のそれぞれについて作成し、記憶しておくことと
なる。続くＳ１６０では、現在地又は指定された地点の
地図を描画するために、必要な地図データを地図データ
格納部１２より取得する。そして、Ｓ１７０では、地図
データ中の所定の座標列、すなわち道路データの場合に
は道路の形状点の座標列、川や施設などの場合にはポリ
ゴンの座標列に対して、座標変換を行う。

【００５０】この場合の座標変換処理は、概念的に示す
と下記の式１の通りである。

【００５１】

【数１】 ここで、Ｓ１５０にて作成したテーブル内の座標変換用
補正係数を用いれば、下記の式２のように簡素化でき
る。但し、地図の回転角θのｓｉｎ値に対応する座標変
換用補正係数をα、ｃｏｓ値に対応する座標変換用補正
係数をβとする。

【００５２】 Ｘ＝βｘ−αｙ， Ｙ＝αｘ＋βｙ …（式２） 続くＳ１８０では、Ｓ１７０での座標変換後の座標値に
合わせて描画メモリ部１７上に線やポリゴンを描画す
る。これにより、道路の形状を示す線や、川や施設など
を示すポリゴンが描画されることとなる。

【００５３】そして、Ｓ１９０では、描画すべき全ての
データに対して座標変換及び描画処理を施したか否かを
判断し、処理が施されていない場合には（Ｓ１９０：Ｎ
Ｏ）、Ｓ１７０での座標変換処理及びＳ１８０での描画
処理を繰り返す。一方、処理が施された場合には（Ｓ１
９０：ＹＥＳ）、描画した地図を表示部１４に表示する
（Ｓ２００）。

【００５４】続くＳ２１０では、新たに地図を描画する
必要が生じたか否かを判断する。例えば車両が走行して
現在地が移動した場合に、地図をスクロールする場合に
は、新たに地図を描画する必要が生じたと判断される。
また、地図表示すべき地点として指定された地点が現在
表示している地図の範囲以外の場合も、同様に新たに地
図を描画する必要が生じたと判断される。

【００５５】したがって、新たに地図を描画する必要が
あれば（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、Ｓ１６０へ戻り、新たな
地図を描画及び表示する処理（Ｓ１６０〜Ｓ２００）を
実行する。一方、その必要がなければ（Ｓ２１０：Ｎ
Ｏ）、Ｓ２２０へ移行し、前回の座標変換用補正係数テ
ーブルの作成時点から所定時間経過したか否かを判断す
る。所定時間が経過していなければ（Ｓ２２０：Ｎ
Ｏ）、Ｓ２１０へ戻る。それに対して、所定時間が経過
していれば（Ｓ２２０：ＹＥＳ）、Ｓ１２０へ戻る。つ
まり、本実施例の場合には、電源ＯＮ（Ｓ１１０）の直
後に座標変換用補正係数テーブルを作成する機会が付与
されると共に、テーブル作成後から所定時間経過する度
に、座標変換用補正係数テーブルを再度作成する機会が
付与されることとなる。

【００５６】なお、以上の説明から判るように、本実施
例においては、地図データ格納部１２が「地図データ記
憶手段」に相当し、表示部１４が「地図表示手段」に相
当する。また、制御部２０が「地図表示制御手段」、
「歪み補正係数決定手段」、「座標変換用補正係数作成
手段」に相当し、位置検出部１１が「現在地検出手段」
に相当する。さらに、メモリ部１５が「歪み補正係数記
憶手段」及び「座標変換用補正係数記憶手段」に相当
し、スイッチ情報入力部１３が「指示入力手段」に相当
する。

【００５７】以上説明したように、本実施例のナビゲー
ションシステム１においては、地図を描画する際、現在
地又は指定された地点の地図を描画するために、必要な
地図データを地図データ格納部１２より取得し（Ｓ１６
０）、地図データ中の所定の座標列、すなわち道路デー
タの場合には道路の形状点の座標列、川や施設などの場
合にはポリゴンの座標列に対して、座標変換を行う（Ｓ
１７０）。この座標変換処理に際して、Ｓ１５０にて作
成したテーブル内の座標変換用補正係数を用いること
で、上述した式２のように変換処理を簡素化できる。地
図の回転角θのｓｉｎ値に対応する座標変換用補正係数
α、ｃｏｓ値に対応する座標変換用補正係数βを用い
て、変換後の座標値Ｘ，ＹがＸ＝βｘ−αｙ，Ｙ＝αｘ
＋βｙという式にて算出できるのである。

【００５８】ここで、従来手法と比べてみる。ｓｉｎ値
及びｃｏｓ値の近似値テーブルを用いること自体は従来
も行っていたが、従来は、描画時に、描画中心の地図の
緯度に合わせて近似する長方形を算出して歪み補正係数
Ｈｓを決定し、その歪み補正係数Ｈｓと地図の回転角の
乗算処理を行っていた。つまり、ｘ座標用の歪み補正係
数をａ、ｙ座標用の歪み補正係数をｂとし、描画しよう
とする地図の回転角θに対応するｓｉｎ値（の近似値）
をγ、ｃｏｓ値（の近似値）をδとすると、変換後の座
標値Ｘ，Ｙは下記の式３のようになる。

【００５９】 Ｘ＝ａδｘ−ａγｙ， Ｙ＝ｂγｘ＋ｂδｙ …（式３） したがって、この式３と比べると、上述した本実施例の
式２の場合には掛け算が４回少ないことが判る。このよ
うな変換処理は各座標毎に実行されるため、全体として
の処理負荷の減少は相当期待できる。そして、歪み補正
係数も描画時に行うのではなく、描画前に決定しておい
たものを用いるだけである。このように、描画時に歪み
補正係数Ｈｓの決定を行わず、さらに回転角を補正する
ための係数に歪み補正係数Ｈｓを乗算する処理も不要と
なるため、地図の描画速度の低下を防止しながら緯度の
違いによる歪みを適切に補正できることとなる。

【００６０】但し、このようにすると、現在地が含まれ
る緯度範囲以外の緯度の地図を表示する際には適切に歪
み補正ができなくなる。しかしながら、実用上はこのよ
うに限定しても不都合が生じない場合の方が多い。もち
ろん、緯度範囲をどの程度に設定するかによっても変わ
ってくるが、実際には５ｄｅｇ程度の単位でも十分であ
る。本実施例の緯度範囲は一応３ｄｅｇ〜５ｄｅｇ程度
であるが、このような緯度範囲でも実際の地域としては
相当の範囲をカバーできるからである。例えばナビゲー
ションシステムに用いた場合には、経路案内機能を使う
ために目的地を設定したりする場合に、現在地からあま
りに遠い場所を目的地として設定することは少ない。ま
た、経路設定をしない場合であっても、目的の場所の地
図を見ようと考える場合に現在地からあまりに遠い場所
の地図を見ることも少ないと考えられる。そのため、本
実施例のような３〜５ｄｅｇ程度の緯度範囲内の地域で
も十分にまかなえる。

【００６１】また、本実施例の場合には、電源ＯＮ（Ｓ
１１０）の直後に座標変換用補正係数テーブルを作成す
る機会が付与されるだけでなく、テーブル作成後から所
定時間経過する度に（Ｓ２２０：ＹＥＳ）、座標変換用
補正係数テーブルを再度作成する機会が付与される。し
たがって、別の緯度範囲へ移動した場合であっても、そ
の範囲に応じた補正係数に変更することができる。

【００６２】また、本実施例の場合には、今回算出した
現在地の緯度の属する緯度範囲が、前回算出した現在地
の緯度の属する緯度範囲から変更されている場合に限り
（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、Ｓ１４０，Ｓ１５０の処理を行
って座標変換用補正係数テーブルを作成している。つま
り、緯度範囲から変更していなければ（Ｓ１３０：Ｎ
Ｏ）、前回の処理において作成した座標変換用補正係数
テーブルをそのまま用いることで、不要な処理を実行し
ないようにしている。

【００６３】［別実施例］ （１）座標変換用補正係数テーブルの作成タイミングに
関して 上記実施例の場合には、電源ＯＮ直後に加え、テーブル
作成後から所定時間経過する度に座標変換用補正係数テ
ーブルを作成する機会を付与したが、「所定時間経過す
る度」ではなく、「車両が所定距離走行する度」に座標
変換用補正係数テーブルを作成する機会を付与してもよ
い。あるいは、これらを併用し、所定時間経過するか、
車両が所定距離走行する度に座標変換用補正係数テーブ
ルの作成機会を付与しても良い。

【００６４】さらに、このようにシステム側で自動的に
座標変換用補正係数テーブルを作成する機会を付与する
だけでなく、利用者が任意タイミングで作成を指示する
ようにしても良い。例えば利用者自身が地図の表示状態
を見て、歪みが気になり歪み補正をしたいと考えた場合
などにこの指示をすることが考えられる。

【００６５】（２）座標変換用補正係数テーブルの作成
自体に関して 上記実施例では、電源ＯＮ後であって、実際に地図を描
画する以前に座標変換用補正係数テーブルを作成してお
くことにより、描画時に座標変換用補正係数の作成をし
なくてもよいこととしたが、予め作成したテーブルを記
憶しておき、テーブル自体の作成を不要とすることもで
きる。つまり、上述した所定の緯度範囲毎に対応する全
ての座標変換用補正係数テーブルを予め作成してメモリ
部１５に記憶しておく。そして、地図を描画する際、描
画すべき領域の緯度に対応する座標変換用補正係数テー
ブルを読み出し、テーブル中の座標変換用補正係数を用
いて地図データを座標変換するのである。このようにす
れば、現在地が存在する緯度範囲以外の地点の地図表示
にも対応できる。

【００６６】但し、複数の緯度範囲分のテーブルを全て
記憶しておかなくてはならないためデータ量が相対的に
多くなる。したがって、メモリ部１５の記憶容量に余裕
があれば問題ないが、現実的には、メモリ部１５の記憶
容量を考慮して、座標変換用補正係数テーブルのデータ
量をより少なくすることが好ましい。その観点からは、
上述した実施例の手法が好ましい。

【００６７】（３）その他 上記実施例は、車載用のナビゲーションシステムに適用
したが、車載用ではないナビゲーションシステムであっ
ても適用できるし、さらにはナビゲーションシステム以
外のシステムへの適用も可能である。

【００６８】また、上記実施例では日本における地図を
一具体例として説明しているが、本発明は全世界におい
て適用され得る。そして、その場合も上述した日本地図
の場合と同様の効果を発揮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例としての地図表示装置を備えた車載用
のナビゲーションシステムの概略構成を示すブロック図
である。

【図２】 制御部が実行する処理を示すフローチャート
である。

【図３】 歪み補正係数についての説明図である。

【図４】 座標変換用補正係数テーブルの具体例を示す
説明図である。

【符号の説明】

１…ナビゲーションシステム １１…位置検出部 １２…地図データ格納部 １３…スイッチ情
報入力部 １４…表示部 １５…メモリ部 １６…音声出力部 １７…描画メモリ
部 ２０…制御部 ２１…地図データ
取得部 ２２…マップマッチング部 ２３…経路計算部 ２４…経路案内部 ２５…描画部 ２６…画面制御管理部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C032 HB05 HC21 HD03 2F029 AA02 AB07 AC02 AC14 AC18 AD02 AD04 5B050 AA01 BA17 EA07 EA12 EA13 FA02 FA03 FA10 5H180 BB13 FF05 FF07 FF22 FF25 FF27

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一定の経緯度で囲まれた領域を長方形又は
   正方形と仮定して作成された地図データを記憶している
   地図データ記憶手段と、 地図を表示するための地図表示手段と、 前記地図データ記憶手段に記憶された地図データを用い
   て地図を描画する際には、描画すべき領域の地図データ
   を、前記緯度線に沿った地図データに基づく相当距離と
   実距離との比が緯度によって相違して生じる歪みを補正
   するために設定された歪み補正係数に基づいて描画を行
   い、その描画した地図を前記地図表示手段へ表示させる
   制御を行う地図表示制御手段と、 を備えた地図表示装置において、 所定の緯度範囲毎に前記歪み補正係数を記憶している歪
   み補正係数記憶手段を備え、 前記地図表示制御手段は、地図を描画する際、描画すべ
   き領域の所定点の緯度に対応する歪み補正係数を前記歪
   み補正係数記憶手段から読み出し、その歪み補正係数を
   用いて地図データを座標変換することを特徴とする地図
   表示装置。
2. 【請求項２】一定の経緯度で囲まれた領域を長方形又は
   正方形と仮定して作成された地図データを記憶している
   地図データ記憶手段と、 地図を表示するための地図表示手段と、 前記地図データ記憶手段に記憶された地図データを用い
   て地図を描画する際には、描画すべき領域の地図データ
   を、前記緯度線に沿った地図データに基づく相当距離と
   実距離との比が緯度によって相違して生じる歪みを補正
   するために設定された歪み補正係数に基づくと共に、基
   準方位からどの程度回転させて描画するかを決める回転
   角に基づいて座標変換して描画を行い、その描画した地
   図を前記地図表示手段へ表示させる制御を行う地図表示
   制御手段と、 を備えた地図表示装置において、 描画対象の地図を前記基準方位から回転させて描画する
   場合の回転角を所定の角度単位で複数設定しておくこと
   を前提とし、その各回転角に対応する回転補正係数に対
   して前記歪み補正係数を乗算した座標変換用補正係数
   を、所定の緯度範囲毎に記憶している座標変換用補正係
   数記憶手段を備え、 前記地図表示制御手段は、地図を描画する際、描画すべ
   き領域の所定点の緯度に対応する座標変換用補正係数を
   前記座標変換用補正係数記憶手段から読み出し、その座
   標変換用補正係数を用いて地図データを座標変換するこ
   とを特徴とする地図表示装置。
3. 【請求項３】一定の経緯度で囲まれた領域を長方形又は
   正方形と仮定して作成された地図データを記憶している
   地図データ記憶手段と、 地図を表示するための地図表示手段と、 前記地図データ記憶手段に記憶された地図データを用い
   て地図を描画する際には、描画すべき領域の地図データ
   を、前記緯度線に沿った地図データに基づく相当距離と
   実距離との比が緯度によって相違して生じる歪みを補正
   するために設定された歪み補正係数に基づいて描画を行
   い、その描画した地図を前記地図表示手段へ表示させる
   制御を行う地図表示制御手段と、 を備えた地図表示装置において、 現在地検出手段と、 装置への電源供給が開始された以降において、前記現在
   地検出手段によって検出された現在地の緯度における前
   記歪み補正係数を決定する歪み補正係数決定手段と、 その歪み補正係数決定手段によって決定された歪み補正
   係数を記憶しておく歪み補正係数記憶手段と、を備え、 前記地図表示制御手段は、地図を描画する際、前記歪み
   補正係数記憶手段にて記憶されている前記歪み補正係数
   を用いて地図データを座標変換することを特徴とする地
   図表示装置。
4. 【請求項４】一定の経緯度で囲まれた領域を長方形又は
   正方形と仮定して作成された地図データを記憶している
   地図データ記憶手段と、 地図を表示するための地図表示手段と、 前記地図データ記憶手段に記憶された地図データを用い
   て地図を描画する際には、描画すべき領域の地図データ
   を、前記緯度線に沿った地図データに基づく相当距離と
   実距離との比が緯度によって相違して生じる歪みを補正
   するために設定された歪み補正係数に基づくと共に、基
   準方位からどの程度回転させて描画するかを決める回転
   角に基づいて座標変換して描画を行い、その描画した地
   図を前記地図表示手段へ表示させる制御を行う地図表示
   制御手段と、 を備えた地図表示装置において、 現在地検出手段と、 装置への電源供給が開始された時点以降の所定タイミン
   グにおいて、前記現在地検出手段によって検出された現
   在地の緯度における前記歪み補正係数を決定する歪み補
   正係数決定手段と、 描画対象の地図を前記基準方位から回転させて描画する
   場合の回転角を所定の角度単位で複数設定しておくこと
   を前提とし、 その各回転角に対して前記歪み補正係数を乗算した座標
   変換用補正係数を作成する座標変換用補正係数作成手段
   と、 その座標変換用補正係数作成手段によって作成された座
   標変換用補正係数を記憶しておく座標変換用補正係数記
   憶手段と、を備え、 前記地図表示制御手段は、地図を描画する際、前記座標
   変換用補正係数記憶手段に記憶された座標変換用補正係
   数を用いて地図データを座標変換することを特徴とする
   地図表示装置。
5. 【請求項５】請求項４記載の地図表示装置において、 前記所定タイミングは、装置への電源供給が開始された
   時点であることを特徴とする地図表示装置。
6. 【請求項６】請求項４記載の地図表示装置において、 前記所定タイミングは、装置への電源供給が開始された
   時点から所定時間経過後であることを特徴とする地図表
   示装置。
7. 【請求項７】請求項４記載の地図表示装置において、 当該装置が車両に搭載されていることを前提とし、 前記所定タイミングは、装置への電源供給が開始された
   時点から車両が所定距離走行した時点であることを特徴
   とする地図表示装置。
8. 【請求項８】請求項４記載の地図表示装置において、 前記所定タイミングは、装置への電源供給が開始された
   時点に一度発生すると共に、その後、所定時間の経過、
   あるいは当該装置が搭載された車両の所定距離の走行と
   いう２条件の少なくともいずれか一方が成立する毎に複
   数回発生することを特徴とする地図表示装置。
9. 【請求項９】請求項８記載の地図表示装置において、 前記所定タイミングが複数回発生する場合の２回目以降
   の所定タイミングにおいては、直前の所定タイミングに
   て検出した現在地の属する緯度範囲外となっている場合
   に限り、前記歪み補正係数の決定及びそれを用いた前記
   座標変換用補正係数の作成を行い、その作成された座標
   変換用補正係数を座標変換用補正係数記憶手段へ更新記
   憶することを特徴とする地図表示装置。
10. 【請求項１０】請求項４，８，９のいずれか記載の地図
    表示装置において、 補正係数作成指示を利用者が入力するための指示入力手
    段を備え、 前記所定タイミングは、前記指示入力手段を介して補正
    係数作成指示が入力された時点で発生することを特徴と
    する地図表示装置。