JP2001307119A - 地図表示装置及び記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 地図の縮尺率を変えることなく遠くの地域の
表示範囲を調整できるようにする。 【解決手段】 ２次元座標により構成される地図データ
を格納する情報記憶手段３と、該情報記憶手段に記憶さ
れた地図データに基づき地図を表示する表示手段６と、
曲面の曲率を設定する曲率設定手段１、２と、地図デー
タの座標を曲面の座標に対応させて該曲面の座標を投影
平面の座標に座標変換する座標変換手段１１を有し情報
記憶手段３より地図データを読み出して表示手段６に地
図を表示する制御を行う表示制御手段４とを備え、曲率
設定手段１、２により曲率の設定を変えることにより、
曲率を小さく（球の半径を大きく）して遠くの地域ま
で、曲率を大きく（球の半径を小さく）して近くの地域
のみを表示するように曲面の座標を投影平面の座標に座
標変換する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地図データの座標
を変換して変換した座標により地図を表示する地図表示
装置、記録媒体及び地図表示方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】経路探索や経路案内の機能を有する車両
用ナビゲーション装置では、進行方向の情報を判りやす
く提供できるように走行イメージを立体的に表示する装
置や車両の現在位置周辺の道路地図を遠方よりも拡大し
て表示する、いわゆる鳥瞰図表示方式により道路地図を
表示する装置等が提案されている（特開平８−１６０８
５３号公報、特開平８−１６６２４９号公報、特開平９
−１２７８６１号公報等参照）。

【０００３】従来提案されている装置のあるものは、例
えば鳥瞰図上の一部にウインドウ表示領域を設けて広域
地図を表示し、さらには鳥瞰図の範囲を枠で表示するこ
とにより、鳥瞰図の欠点である距離感が把握しにくくな
るのを解消し、道路地図範囲の広さがわかりにくくなる
のを解消している。また、あるものは、表示領域の上辺
側所定範囲内に平面地図又は平面地図に近い鳥瞰図を表
示することにより、遠方の道路状況が判りにくくなるの
を解消し、遠方の道路情報を正確に把握できるようにし
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の鳥瞰図を表
示する装置では、方位によって圧縮の比率が変わってし
まうため、走行時において距離感が把握しにくいという
問題があった。そこで、本出願人は、方位によらず同じ
距離感が得られ前方の地図を広域に表示できるようにす
る装置を提案した（特開平１１−５２８４５号公報参
照）。以下に座標変換のパラメータ、座標変換の方法に
ついて説明する。図１０は曲面を球とした場合の変換パ
ラメータの設定を説明するための図、図１１は変換後の
地図の表示レイアウトの例を示す図、図１２は半球のイ
メージで変換座標の関係を説明するための図である。

【０００５】まず、変換パラメータが現在位置からの距
離ｄに応じて、距離ｄがＤ1 より短い現在位置周辺、そ
の外側の距離ｄがＤ1 より長くＤ2 より短い範囲等に応
じて距離ｄの関数ｆ1 （ｄ）、ｆ2 （ｄ）、……が設定
される。例えば距離ｄがＤ1より短い現在位置周辺を従
来の平面地図で表示しようとする場合にはｆ1 （ｄ）＝
１となり、距離ｄがＤn より長い領域は表示しないよう
にしようとする場合にはｆn （ｄ）＝無視或いは無限大
とする。

【０００６】例えば曲面を球とした場合には、図１０に
示すように球面に地図データの座標があるとして、それ
を平面投影した座標（表示座標系）に変換する。したが
って、現在位置からの距離ｄは、ｄ′に変換されるの
で、その変換パラメータｆ（ｄ）は、球の半径をｒ、立
体角をθ（rad)とすると、 ｆ（ｄ）＝（ｒ sinθ）／ｄ θ＝ｄ／ｒ ただしθ≦π／２ となり、ｄ≦πｒ／２を範囲として使用される。上記変
換パラメータｆ（ｄ）によれば、θが０に近い現在位置
周辺で sinθがほぼｄ／ｒになるので、ｆ（ｄ）はほぼ
１であり、θがπ／２になるとｆ（ｄ）はｒ／ｄとな
る。この変換パラメータｆ（ｄ）を使って距離ｄの地点
Ｐの座標（Ｘ，Ｙ）から求められる平面投影の地点Ｐ′
の座標（Ｘ′，Ｙ′）は、 Ｘ′＝Ｘ・ｆ（ｄ）＝Ｘ・（ｒ sinθ）／ｄ ＝（Ｘ・ｒ／ｄ） sin（ｄ／ｒ） Ｙ′＝Ｙ・ｆ（ｄ）＝Ｙ・（ｒ sinθ）／ｄ ＝（Ｙ・ｒ／ｄ） sin（ｄ／ｒ） となる。

【０００７】上記座標変換を行って現在位置中心の地図
を表示した場合の画面のレイアウトの例を示したのが図
１１の現在位置マークより上方である。図１１に示す画
面では、現在位置マークの位置を表示画面の中央より下
方とし、現在位置マークより下側の地図の座標はＸ座標
（図１０の左右方向）のみに曲面としての座標変換を行
った例を示している。すなわち、現在位置マークより下
側の地図の座標では、地図データの座標が円筒上にある
ものとして、それを平面投影しているので、画面の上下
方向には座標が圧縮されない。また、現在位置の座標を
球面の中心座標として座標変換を行った場合の変換座標
の関係を半球のイメージで示したのが図１２であり、地
図データの座標による座標系を絶対座標系、これを上記
変換パラメータを用いた平面投影した座標系を変換後座
標系として示している。

【０００８】しかし、上記のような座標変換を行った地
図においても、ユーザがより遠くの地域を見たいという
要望があった場合に、地図の縮尺率を大きく（広域）に
しなければならず、地図の詳細度が低くなるという不具
合が生じている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するものであって、地図の縮尺率を変えることなく遠
くの地域の表示範囲を調整できるようにするものであ
る。

【００１０】そのために本発明の地図表示装置は、２次
元座標により構成される地図データを格納する情報記憶
手段と、該情報記憶手段に記憶された地図データに基づ
き地図を表示する表示手段と、曲面の曲率を設定する曲
率設定手段と、前記地図データの座標を曲面の座標に対
応させて該曲面の座標を投影平面の座標に座標変換する
座標変換手段を有し前記情報記憶手段より地図データを
読み出して前記表示手段に地図を表示する制御を行う表
示制御手段とを備え、前記曲率設定手段により設定され
た曲率の曲面の座標を投影平面の座標に座標変換した地
図を表示することを特徴とするものである。

【００１１】また、前記曲率設定手段は、楕円の縦軸の
長さと横軸の長さ、球の半径の大きさをマニュアルで設
定し、車両の現在位置と特定の地点との距離に応じて曲
率を変え、走行条件、周囲の環境に応じて曲率を変え、
現在位置からの距離に応じて範囲を分割しそれぞれの範
囲で曲率を設定し、前記座標変換手段は、曲面の座標に
対応させて該曲面の座標を投影平面の座標に座標変換す
る変換パラメータを用いて前記地図データの座標を座標
変換することを特徴とするものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る地図表示装
置の実施の形態を示す図であり、２次元座標により構成
される地図データから地図を展開して表示する場合の座
標変換パラメータや経路案内に関する情報を入力する入
力装置１、自車両の現在位置に関する情報を検出する現
在位置検出装置２、２次元座標により構成される地図デ
ータ、経路の算出に必要なナビゲーション用データ、経
路案内に必要な表示／音声の案内データ、さらに地図を
表示、経路算出、案内を行うためのプログラム（アプリ
ケーション及び／又はＯＳ）等が記録されている情報記
憶装置３、ナビデータ処理手段として地図の表示処理、
経路探索処理、経路案内に必要な表示／音声案内処理、
さらにシステム全体の制御を行う中央処理装置４、車両
の走行に関する情報である、例えば道路情報、交通情報
を送受信したり、車両の現在位置に関する情報を検出し
たり、さらに現在位置に関する情報を送受信したりする
情報送受信装置５、経路案内に関する情報を出力するデ
ィスプレイやスピーカその他の出力装置６から構成され
ている。つまり、本発明に係る地図表示装置をナビゲー
ション装置に適用した例を示している。

【００１３】入力装置１は、地図を選択して目的地を入
力したり、運転者の意志によりナビゲーション処理を中
央処理装置４に指示する機能を備えている。その機能を
実現するための手段として、目的地を電話番号や地図上
の座標などにて入力したり、経路案内をリクエストした
りするタッチスイッチやジョグダイアル等のリモートコ
ントローラ等を用いることができる。また、本発明では
音声入力による対話を行うための装置を備えており、音
声入力装置として機能する。また、ＩＣカードや磁気カ
ードに記録されたデータを読み取るための記録カード読
み取り装置を付加することもできる。また、ナビゲーシ
ョンに必要なデータを蓄積し、運転者の要求により通信
回線を介して情報提供する情報センターや、地図データ
や目的地データ、簡易地図、建造物形状地図などのデー
タを有する携帯型の電子装置等の情報源との間でデータ
のやりとりを行うためのデータ通信装置を付加すること
もできる。

【００１４】現在位置検出装置２は、衛星航法システム
（ＧＰＳ）を利用して車両の現在位置情報を入手するも
の、車両の進行方位を、例えば地磁気を利用することに
より絶対方位で検出する絶対方位センサ、車両の進行方
位を、例えばステアリングセンサ、ジャイロセンサを利
用することにより相対方位で検出する相対方位センサ、
例えば車輪の回転数から車両の走行距離を検出する距離
センサ等から構成される。

【００１５】情報記憶装置３は、ナビゲーション用のプ
ログラム及びデータを記憶した外部記憶装置で、例えば
ＣＤ−ＲＯＭ等からなっている。プログラムは、経路探
索などの処理を行うためのプログラム、本実施例記載の
フローチャートに示される処理プログラムや経路案内に
必要な表示出力制御、音声入力により対話的に案内を行
うためのプログラム及びそれに必要なデータ、音声案内
に必要な音声出力制御を行うためのプログラム及びそれ
に必要なデータが格納されている。記憶されるデータと
しては、地図データ、探索データ、案内データ、マップ
マッチングデータ、目的地データ、登録地点データ、道
路データ、交差点等分岐点の画像データ、ジャンル別デ
ータ、ランドマークデータ等のファイルからなり、ナビ
ゲーション装置に必要なすべてのデータが記憶されてい
る。地図データは、所定単位毎のブロックに区分けされ
て矩形の形で記憶されている。なお、本発明は、ＣＤ−
ＲＯＭにはデータのみ格納し、プログラムは中央処理装
置に格納するタイプのものにも適用可能である。ここで
は、情報記憶装置として、ＣＤ−ＲＯＭを例に挙げた
が、ＤＶＤ−ＲＯＭ等の光ディスク、フロッピィディス
ク等の磁気ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスクでもよ
い。

【００１６】中央処理装置４は、種々の演算処理を実行
するＣＰＵ、情報記憶装置３のＣＤ−ＲＯＭからプログ
ラムを読み込んで格納するフラッシュメモリ、フラッシ
ュメモリのプログラムチェック、更新処理を行うプログ
ラム（プログラム読み込み手段）を格納したＲＯＭ、設
定された目的地の地点座標、道路名コードＮｏ．等の探
索された経路案内情報や演算処理中のデータを一時的に
格納するＲＡＭからなっている。また、この他にも図示
は省略するが、ディスプレイ等の出力装置に表示するた
めのデータを格納するフレームメモリ、入力装置１から
の音声入力による対話処理を行ったり、ＣＰＵからの音
声出力制御信号に基づいて情報記憶装置３から読み出し
た音声、フレーズ、１つにまとまった文章、音等を合成
してアナログ信号に変換してスピーカに出力する音声プ
ロセッサ、通信による入出力データのやり取りを行う通
信インタフェースおよび現在位置検出装置２のセンサ信
号を取り込むためのセンサ入力インタフェース、内部ダ
イアグ情報に日付や時間を記入するための時計などを備
えている。なお、前記した更新処理を行うプログラムを
外部記憶装置に格納しておいてもよい。

【００１７】プログラム、その他ナビゲーションを実行
するためのプログラムは全て外部記憶媒体であるＣＤ−
ＲＯＭに格納されてもよいし、それらプログラムの一部
または全てが本体側のＲＯＭ４２に格納されていてもよ
い。この外部記憶媒体に記憶されたデータやプログラム
が外部信号としてナビゲーション装置本体の中央処理装
置に入力されて演算処理されることにより、種々のナビ
ゲーション機能が実現される。

【００１８】ナビゲーション装置は、上記のように外部
記憶装置のＣＤ−ＲＯＭからプログラムを読み込むため
の比較的大容量のフラッシュメモリ、ＣＤの立ち上げ処
理を行うプログラム（プログラム読み込み手段）を格納
した小容量のＲＯＭを内蔵する。フラッシュメモリは、
電源が切断しても記憶情報が保持される、つまり不揮発
性の記憶手段である。そして、ＣＤの立ち上げ処理とし
て、プログラム読み込み手段であるＲＯＭのプログラム
を起動してフラッシュメモリに格納したプログラムチェ
ックを行い、情報記憶装置３のＣＤ−ＲＯＭのディスク
管理情報等を読み込む。プログラムのローディング処理
（更新処理）は、この情報とフラッシュメモリの状態か
ら判断して行われる。

【００１９】情報送受信装置５は、衛星航法システム
（ＧＰＳ）を利用して情報を入手するＧＰＳ受信装置、
ＦＭ多重放送、電波ビーコン、光ビーコン等を利用して
情報を入手するためのＶＩＣＳ（登録商標）情報受信装
置、携帯電話、パソコン等を利用することにより、情報
センター（例えばＡＴＩＳ）や他車両と情報を双方向に
通信するためのデータ送受信装置等から構成される。

【００２０】出力装置６は、運転者が必要な時に案内情
報を音声および／または画面により出力したり、中央処
理装置４でナビゲーション処理されたデータなどをプリ
ント出力する機能を備えている。そのための手段とし
て、中央処理装置４で処理したデータや情報記憶装置３
に格納されたデータを画面表示するために展開、描画す
るメモリ、メモリに描画したイメージデータを表示する
ディスプレイ、中央処理装置４で処理したデータや情報
記憶装置３に格納されたデータをプリント出力するプリ
ンタ、経路案内を音声で出力するスピーカなどを備えて
いる。

【００２１】ディスプレイは、簡易型の液晶表示器等に
より構成されており、中央処理装置４が処理する地図の
表示データや案内データに基づき展開、描画された交差
点拡大図画面、目的地名、時刻、距離、進行方向矢印等
を表示する。ディスプレイに表示する画像データは、２
値画像データ（ビットマップデータ）であり、中央処理
装置４が処理する地図の表示データや案内データをシリ
アル通信等で使用する通信線を使用し、また、他の通信
線を兼用して受信し、出力装置６内でメモリに展開、描
画した後、指示された表示範囲をディスプレイの画面に
表示する。

【００２２】このディスプレイは、運転席近傍のインス
トルメントパネル内に設けられており、運転者はこれを
見ることにより自車両の現在地を確認したり、またこれ
からの経路についての情報を得ることができる。また、
図示は省略するが、ディスプレイの表示画面にタッチパ
ネル、タッチスクリーン等を含むタブレットを使用し、
画面に触れる、或いは画面をなぞることにより、地点入
力、道路入力等を行えるように構成してもよい。

【００２３】車両用ナビゲーション装置では、中央処理
装置４により例えば次のような処理を行う。まずイニシ
ャライズ処理を行ってＣＤ−ＲＯＭからナビゲーション
プログラムを読み出し、フラッシュメモリに格納して起
動すると、現在位置検出装置２により現在位置を検出す
る処理を行い、現在位置を中心としてその周辺地図を表
示すると共に、現在位置の名称等を表示する。次に、電
話番号や住所、施設名称、登録地点等を用いて目的地を
設定する処理を行い、現在位置から目的地までの経路探
索処理を行う。この経路探索の結果、目的地に到着する
までの経路は、案内する道路番号を並べた案内道路番号
データとして設定される。経路が決まると、現在位置検
出装置２による現在位置追跡を行いながら、目的地に到
着するまで経路案内の表示出力・音声出力の処理を行
う。

【００２４】本発明は、例えば上記現在位置検出処理や
目的地設定処理、経路案内表示処理において、ディスプ
レイに地図を表示する場合、その地図を先に図１０〜図
１２で説明したように曲面の座標に対応させ、その曲面
の座標から平面の座標に変換して現在位置から遠くなる
ほど広域に表示するものであり、その座標変換をする場
合に、曲面の曲率を縦横で個別に設定できるようにして
遠近での表示範囲を変えられるようにするものである。
図２は本発明に係る現在位置中心の地図の表示処理の例
を説明するための図、図３は球面の曲率変更処理の例を
説明するための図、図４は球面から楕円への変更処理の
例を説明するための図、図５は球面の曲率及び楕円の軸
長と画面枠の設定例を示す図、図６及び図７は図５の設
定に対応する画面の表示例を示す図である。図２〜図４
における処理が本発明における座標変換部１１による座
標変換処理の１例である。

【００２５】本発明に係る地図表示装置では、現在位置
中心の地図を表示する場合、図２に示すようにまず現在
位置を取得し（ステップＳ１１）、現在位置を中心とし
縮尺に応じて表示範囲の地図データを読み込んで（ステ
ップＳ１２）、その地図データの座標を現在位置中心の
座標に変換する（ステップＳ１３）。ここで、表示範囲
の地図データをＣＤ−ＲＯＭから読み込み、一旦ＲＡＭ
に格納して座標変換を行い描画処理を行うが、表示範囲
より広い範囲の地図データを予めＲＡＭに格納してお
き、表示に必要な分のデータを取り出して描画処理を行
うようにしてもよい。次に、通常の平面地図ではなく、
曲面の投影地図を表示するための地図の座標の変換設定
があるか否かを調べ（ステップＳ１４）、その設定があ
れば、現在位置中心の座標に対応する変換パラメータ１
２を取得し（ステップＳ１５）、取得した変換パラメー
タ１２に基づき座標変換部１１により座標変換を行う
（ステップＳ１６）。しかる後、設定された座標系の地
図をフレームメモリに描画することによりディスプレイ
１２の画面に表示する（ステップＳ１７）。他画面表示
モードへの切り換え指示がなければ、ステップＳ１１に
戻り、現在位置を追跡しながら同様の処理を繰り返し実
行する。

【００２６】上記のように座標変換して遠くを広域に表
示する場合、曲率を大きくすれば遠くをより広域に表示
できる。球面の曲率を変更する場合の処理は、図３に示
すように半径拡大キー、半径縮小キーのいずれが操作さ
れたかにより（ステップＳ２１〜Ｓ２３）、半径拡大キ
ーが操作された場合には現在の半径を大きくし（ステッ
プＳ２４）、半径縮小キーが操作された場合には現在の
半径を小さくして（ステップＳ２５）、地図を描画する
（ステップＳ２６）。

【００２７】また、球面から楕円へ変更する処理は、図
４に示すように縦軸キー、横軸キーのいずれが操作され
たかにより（ステップＳ３１〜Ｓ３３）、縦軸キーが操
作された場合には、さらに縦軸の拡大か否かを判定して
（ステップＳ３４）、縦軸を大きくし（ステップＳ３
６）、又は縦軸を小さくし（ステップＳ３７）、また、
横軸キーが操作された場合には、さらに横軸の拡大か否
かを判定して（ステップＳ３５）、横軸を大きくし（ス
テップＳ３８）、又は横軸を小さくして（ステップＳ３
９）、地図を描画する（ステップＳ４０）。

【００２８】上記のように変換パラメータである曲率の
変更は半径拡大キー、半径縮小キーのマニュアル操作に
より行い、球面から楕円への変更は縦軸キー、横軸キー
のマニュアル操作により行う。Ｘ、Ｙとも４００、つま
り半径４００の球面として、現在位置を球面の中心より
やや上方、画面の中央下方になり、画面の上辺近くに球
面の上輪郭線がくるように画面枠を設定した例を示した
のが図５（Ａ）であり、その具体的な表示画面の例を示
したのが図６（Ａ）である。そして、図５（Ａ）の設定
に対し縦軸キーが操作され図４のステップＳ３６の処理
により縦軸を４００から８００に大きくした設定例を示
したのが図５（Ｂ）であり、その具体的な表示画面の例
を示したのが図６（Ｂ）である。また、図５（Ａ）の設
定に対し横軸キーが操作され図４のステップＳ３８の処
理により横軸を４００から８００に大きくした設定例を
示したのが図５（Ｃ）であり、その具体的な表示画面の
例を示したのが図７（Ａ）である。さらに、図５（Ａ）
の設定に対し半径拡大キーが操作され図３のステップＳ
２４の処理により半径を４００から８００に大きくした
設定例を示したのが図５（Ｄ）であり、その具体的な表
示画面の例を示したのが図７（Ｂ）である。

【００２９】上記実施の形態では、地図データの座標が
球面にあるものとして、それを平面投影する座標変換を
変換パラメータｆ（ｄ）を使って一度に行ったが、変換
パラメータを使わずに実際に座標変換してもよい。つま
り、地図データの座標を球面上の座標に変換する座標変
換と、その変換された座標をさらに平面投影する座標変
換を別々に行ってもよい。

【００３０】さらに、２次元の地図データを２次元座標
系上において奥行きのある遠近図となるように座標変換
する台形変換を組み合わせてもよい。つまり、地図デー
タの座標から球面上の座標への座標変換を第１の座標変
換、その変換された座標をさらに平面投影する座標変換
を第２の座標変換、台形変換を第３の座標変換とする
と、地図データの座標をまず第３の座標変換で奥行きの
ある遠近図に変換し、その変換された遠近図を第１の座
標変換、第２の座標変換を使って変換するものである。
このように、台形変換による座標変換を組み合わせるこ
とにより、近くのものがより大きく、遠くのものがより
小さく表示される。また、これらの座標変換の順序は入
れ替えることができる。つまり、地図データをまず第１
の座標変換により球面上の座標に変換し、変換された球
面上の座標を第３の座標変換により台形変換し、最後に
第の２座標変換により平面投影するといった変換順序
や、地図データをまず第１の座標変換により球面上の座
標に変換し、変換された座標を第２の座標変換により平
面投影し、最後に平面投影された座標を台形変換する変
換順序をとることができる。

【００３１】以下に台形変換による座標変換について説
明する。図８は本発明に係る地図表示装置による台形座
標変換アルゴリズムを説明するための図、図９は建造物
の高さデータの座標変換アルゴリズムを説明するための
図である。中央処理装置４の変換パラメータ１２は、地
図の矩形座標を台形座標に変換する台形変換パラメータ
や曲面の座標を投影平面の座標に座標変換する曲面変換
パラメータなどの座標変換パラメータを保持するもので
ある。座標変換部１１は、２次元座標により構成される
地図データを変換パラメータ１２に保持された座標変換
パラメータに基づき座標変換を行うものであり、この座
標変換した地図データを描画して出力装置６の画面に台
形変換した地図（遠近図）が表示される。

【００３２】まず、図８（Ａ）に示すような２次元地図
データの座標空間を対象として、図８（Ｂ）に示すよう
な台形への座標変換を行う場合の台形変換パラメータに
ついて説明する。まず、２次元地図データの矩形に関し
ては、図８（Ａ）に示すように幅（Ｘ方向の長さの２分
の１）ｇが設定され、台形に関しては、図８（Ｂ）に示
すように上辺の長さ（Ｘ方向の長さの２分の１）ａ、及
び下辺の長さ（Ｘ方向の長さの２分の１）ｂが設定さ
れ、そして、矩形及び台形に共通の縦の長さ（Ｙ方向の
長さ）Ｌが設定される。

【００３３】これらのパラメータに基づき地図データの
Ｐ（Ｘ，Ｙ）から座標変換部３により変換される新たな
座標がＰ１（ｓｘ，ｓｙ）であるとすると、まず、Ｙ座
標値ｓｙは、台形の上辺の長さａと縦の長さＬの積及び
台形の上下辺の長さの差（ｂ−ａ）とＹ座標値との積の
和｛ａＬ＋（ｂ−ａ）Ｙ｝に対する台形の下辺の長さｂ
と縦の長さＬとＹ座標値との積ｂ・Ｌ・Ｙの比、つま
り、 ただし、ｋ₁ ＝ｂ・Ｌ ｋ₂ ＝ａ・Ｌ ｋ₃ ＝
（ｂ−ａ）により求められる。また、Ｘ座標値ｓｘは、
台形の下辺の長さｂから台形の上下辺の長さの差（ｂ−
ａ）にＹ座標値を乗じて台形の縦の長さＬで除した値
（ｂ−ａ）ｓｙ／Ｌを減じ、矩形のＸ方向の長さｇに対
するＸ座標値の比を乗じて、つまり、 ただし、ｋ₄ ＝ｇ ｋ₅ ＝ｂ ｋ₆ ＝（ｂ−
ａ）／Ｌにより求められる。

【００３４】以下に、まずＹ座標の変換について説明す
る。図８（Ａ）において斜めの直線の式は、 で表される。そこで、この斜めの直線が変換後も直線と
して保たれるように、且つＸ座標が等分割となるように
変換後の地図を仮定し、この直線ともう１つの２次元地
図データにおけるＸ座標値が一定の直線により図８
（Ｂ）に示すメッシュの三角形を考える。これらは相似
となるので、それぞれの三角形の辺の長さの比率を考え
る。まず、三角形の縦の長さの比が（Ｌ−ｓｙ）：ｓｙ
となる。これに対し、三角形の底辺の長さは、上辺がａ
−Ｘａ／ｇ、下辺がｂ＋Ｘｂ／ｇとなる。したがって、
相似三角形の辺の長さの比が等しいことから、 〔数４〕 （Ｌ−ｓｙ）：ｓｙ＝（ａ−Ｘａ／ｇ）：（ｂ＋Ｘｂ／
ｇ） となる。この〔数４〕と上記〔数３〕からＸを消去する
と、〔数１〕が求められる。また、上辺ａ、下辺ｂに変
換される固定値ｇのＸ座標値を縦の長さｓｙに対応させ
ると、（ｂ−ａ）ｓｙ／Ｌとなるから、任意のＸ座標値
では、ｇとＸとの比を乗じることにより〔数２〕が求め
られる。

【００３５】次に、ビル等の立体的な建造物について同
様に台形変換を用いた２次元的な座標変換により立体的
に表示する場合について説明する。例えばビルは、階数
ｎのデータを有するときには、平均的な階高ｈを階数ｎ
に乗じてｎ×ｈ＝Ｈとして高さを求め、また、階数ｎで
はなく、タワーのように全体としての高さＨのデータを
有するときにはその高さＨに基づき座標変換を行う。Ｙ
座標値ｓｙにおける高さＨのＹ座標値ｓｙ′への座標変
換は、２次元平面上で変換されたＸ座標値ｓｘとＹ座標
値ｓｙの上に例えば〔数５〕を用いてＹ座標値の加算値
ΔＹを求めることにより行うことができる。

【００３６】 ただし、ｋ₇ ＝（ｂ−ａ）／ｂ・Ｌ＝ｋ₃ ／ｋ₁ したがって、図９（Ａ）に示すように（ｓｘ１，ｓｙ
１）の地点で高さＨの建物の頂点座標値は、 〔数６〕 （ｓｘ１，ｓｙ１＋ΔＹ）＝｛ｓｘ１，ｓｙ１＋（１−
ｋ₇ ｓｙ）Ｈ｝ となり、このようにして変換した各座標を線で結び、枠
内を所定の色で塗りつぶし、奥の方から順にこの処理を
行って重ね書きすることにより、図９（Ｂ）に示すよう
な表示を行うことができる。

【００３７】上記のように台形変換パラメータとして、
ａ，ｂ，ｇ，Ｌから、或いはこれらからｋ₁ 〜ｋ₇ を算
出して、これらと座標値（Ｘ、Ｙ）、高さｈから立体的
な建造物についての台形変換を簡単な加減乗除の計算に
より実行することができる。したがって、ビルに限ら
ず、家屋や橋等立体的な建造物についても全て同様にし
て立体的に描画でき、例えば建造物のデータとして、建
造物の形状を表す座標列（ポリゴンデータ）と、建造物
の階数情報（又は建造物の高さ）からなる場合、３次元
座標からなる各点を上記のように座標変換して、現在位
置から所定距離以内の建造物だけ描画することにより更
に描画レスポンスの向上を図ることができ、現在位置が
移動するに伴って、その現在位置から所定距離以内の建
造物のみを立体表示することも簡単に行うことができ
る。

【００３８】具体的には、現在位置検出装置により検出
された現在位置と各建造物との距離を算出し、その距離
が所定距離以内か否かを判断する。その判断結果が所定
距離以内であれば上記座標変換を行って立体表示する。
ここで、距離を算出する際、現在位置と建造物の中心点
との距離でもよいし、現在位置と建造物の形状を表す座
標列のうち１つの座標との距離でもよい。目的地までの
案内において、ユーザが建造物の形状を参考にしながら
運転できるようにするには、目的地までの経路沿いにの
み建造物を建てるようにしたり、現在位置から所定距離
以内でかつ経路沿い、その他上記の表示態様を組み合わ
せてもよい。また、現在位置から所定距離以内でかつ現
在位置からの距離に応じて建造物の高さＨを増減させて
もよい。つまり、現在位置近傍では建造物の高さＨをそ
のまま用い、現在位置から遠ざかるに従い、高さＨの値
を小さくする。また、建造物の表示を行う場合、所定の
高さ以上の建造物や車両の現在位置より前方に位置する
建造物のみ立体表示し、所定の高さに達しない建造物や
車両の現在位置より後方に位置する建造物は同一の高さ
で立体表示もしくは立体表示ではなく平面表示したり、
立体交差等においては正確な表示を行えるようにするた
めに、高さの低いものから描画するなど、描画する建造
物の順序や選択は自由に組み合わせ可能であることはい
うまでもない。

【００３９】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上
記実施の形態では、マニュアル設定により球の半径や楕
円の縦軸、横軸の長さを設定したが、目的地等の所定の
地点に近づくと自動的に球の半径を小さくし、近くの地
域のみを表示できるようにしてもよいし、走行速度や昼
夜の明るさ、天候に左右される見通し具合等、車両の走
行条件や周囲の環境に応じて球の半径や楕円の縦軸、横
軸の長さを変えるようにしてもよい。また、球面の上輪
郭線と画面の上辺との間は、空のポリゴンを作成しても
よいし、球の半径や楕円の縦軸、横軸の長さに応じた空
のポリゴンを予め格納しておいて、読み出すようにして
もよい。さらには、台形変換の地図と組み合わせてもよ
い。

【００４０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、２次元座標により構成される地図データを格
納する情報記憶手段と、該情報記憶手段に記憶された地
図データに基づき地図を表示する表示手段と、曲面の曲
率を設定する曲率設定手段と、前記地図データの座標を
曲面の座標に対応させて該曲面の座標を投影平面の座標
に座標変換する座標変換手段を有し情報記憶手段より地
図データを読み出して表示手段に地図を表示する制御を
行う表示制御手段とを備え、曲率設定手段により設定さ
れた曲率の曲面の座標を投影平面の座標に座標変換した
地図を表示するので、曲率の設定を変えることにより、
曲率を小さく（球の半径を大きく）して遠くの地域まで
表示できるようにし、曲率を大きくする（球の半径を小
さく）して近くの地域のみを表示することができ、地図
の縮尺率を変えることなく遠くの地域の表示範囲を調整
できる。

【００４１】また、曲率設定手段は、楕円の縦軸の長さ
と横軸の長さ、球の半径の大きさをマニュアルで設定す
るキーであり、車両の現在位置と特定の地点との距離に
応じて曲率を変えたり、走行条件、周囲の環境に応じて
曲率を変えるものであり、座標変換手段は、曲面の座標
に対応させて該曲面の座標を投影平面の座標に座標変換
する変換パラメータを用いて前記地図データの座標を座
標変換するので、ユーザの要求に応じて、また車両の走
行条件に応じて遠くの地域の表示範囲を調整できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る地図表示装置の実施の形態を示
す図である。

【図２】 本発明に係る現在位置中心の地図の表示処理
の例を説明するための図である。

【図３】 球面の曲率変更処理の例を説明するための図
である。

【図４】 球面から楕円への変更処理の例を説明するた
めの図である。

【図５】 球面の曲率及び楕円の軸長と画面枠の設定例
を示す図である。

【図６】 図５の設定に対応する画面の表示例を示す図
である。

【図７】 図５の設定に対応する画面の表示例を示す図
である。

【図８】 本発明に係る地図表示装置による台形座標変
換アルゴリズムを説明するための図である。

【図９】 建造物の高さデータの座標変換アルゴリズム
を説明するための図である。

【図１０】 曲面を球とした場合の変換パラメータの設
定を説明するための図である。

【図１１】 変換後の地図の表示レイアウトの例を示す
図である。

【図１２】 半球のイメージで変換座標の関係を説明す
るための図である。

【符号の説明】

１…入力装置、２…現在位置検出装置、３…情報記憶装
置、４…中央処理装置、５…情報送受信装置、６…出力
装置、１１…座標変換部、１２…変換パラメータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 二村 光宏 愛知県岡崎市岡町原山６番地18 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者 枡田 浩義 愛知県岡崎市岡町原山６番地18 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者 長坂 秀則 愛知県岡崎市岡町原山６番地18 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 Ｆターム(参考） 2C032 HB05 HB08 HB22 HB23 HB24 HB25 HC14 HC21 HC23 HC24 HC31 HD16 2F029 AA02 AB01 AB07 AB09 AC02 AC04 AC13 AC14 AC18 AD07 5B050 BA17 EA13 FA02 5H180 AA01 BB02 BB04 BB12 BB13 EE18 FF04 FF05 FF12 FF13 FF22 FF25 FF27 FF33 9A001 BB03 FF03 GG03 GG04 JJ11 JJ77 KK54 KK56

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２次元座標により構成される地図データ
   を格納する情報記憶手段と、該情報記憶手段に記憶され
   た地図データに基づき地図を表示する表示手段と、曲面
   の曲率を設定する曲率設定手段と、前記地図データの座
   標を曲面の座標に対応させて該曲面の座標を投影平面の
   座標に座標変換する座標変換手段を有し前記情報記憶手
   段より地図データを読み出して前記表示手段に地図を表
   示する制御を行う表示制御手段とを備え、前記曲率設定
   手段により設定された曲率の曲面の座標を投影平面の座
   標に座標変換した地図を表示することを特徴とする地図
   表示装置。
2. 【請求項２】 前記曲率設定手段は、楕円の縦軸の長さ
   と横軸の長さをマニュアルで設定することを特徴とする
   請求項１記載の地図表示装置。
3. 【請求項３】 前記曲率設定手段は、球の半径の大きさ
   をマニュアルで設定することを特徴とする請求項１記載
   の地図表示装置。
4. 【請求項４】 前記曲率設定手段は、車両の現在位置と
   特定の地点との距離に応じて曲率を変えることを特徴と
   する請求項１記載の地図表示装置。
5. 【請求項５】 前記曲率設定手段は、走行条件、周囲の
   環境に応じて曲率を変えることを特徴とする請求項１記
   載の地図表示装置。
6. 【請求項６】 前記曲率設定手段は、現在位置からの距
   離に応じて範囲を分割しそれぞれの範囲で曲率を設定す
   ることを特徴とする請求項１記載の地図表示装置。
7. 【請求項７】 前記座標変換手段は、曲面の座標に対応
   させて該曲面の座標を投影平面の座標に座標変換する変
   換パラメータを用いて前記地図データの座標を座標変換
   することを特徴とする請求項１記載の地図表示装置。
8. 【請求項８】 ２次元座標により構成される地図データ
   と、前記地図データの座標を曲面の座標に対応させて該
   曲面の曲率の設定に基づき前記地図データの曲面の座標
   を投影平面の座標に座標変換した地図を表示するプログ
   ラムとを記録したことを特徴とする地図表示用記録媒
   体。