JP2001343245A - ナビゲーション装置及び記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単なパラメータの設定と加減乗除の簡単な
演算で座標変換でき、処理負担の軽減、処理の高速化を
可能にし、奥行きのある地図を表示できるようにする。 【解決手段】 ２次元座標により構成される地図データ
及び経路案内情報に関するデータを格納する情報記憶手
段３と、現在位置を検出する現在位置検出手段２と、地
図及び該地図上に経路案内情報を表示する表示手段６
と、表示手段に表示する地図の表示範囲及び経路案内情
報の制御及び地図の表示切り換え制御を行う表示制御手
段４と、表示制御手段により制御され２次元矩形を台形
に変換する台形変換パラメータを設定して表示手段に地
図及び経路案内情報を表示する情報記憶手段に記憶され
た２次元座標を２次元座標上に座標変換する座標変換手
段４とを備え、地図上に経路案内情報を表示して経路案
内を行う。

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２次
元座標を２次元座標上に座標変換して地図を表示するナ
ビゲーション装置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１−２６３６
８８号公報、特開平８−１６０８５３号公報、特開平８
−１６６２４９号公報、特開平８−２９２７２０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】しかし、鳥瞰図を表示
する場合、三角関数を用いて２次元地図データから座標
変換すると、処理が煩雑になり時間がかかるという不具
合があり、地図データが多いとその不具合はさらに顕著
になり、視点の高さのデータを用いて３次元的に座標計
算を行う方式になると、さらに処理が遅くなるなどの不
具合がある。

【０００５】

【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、三角関数や視点の高さを用いるこ
となく簡単なパラメータの設定と加減乗除の簡単な演算
で座標変換でき、処理負担の軽減、処理の高速化を可能
にし、奥行きのある地図を高速に切り換え表示できるよ
うにするものである。

【０００６】そのために本発明は、地図上に経路案内情
報を表示して経路案内を行うナビゲーション装置におい
て、２次元座標により構成される地図データ及び経路案
内情報に関するデータを格納する情報記憶手段と、現在
位置を検出する現在位置検出手段と、前記地図及び該地
図上に経路案内情報を表示する表示手段と、前記表示手
段に表示する地図の表示切り換え制御を行う表示制御手
段と、前記表示制御手段により制御され２次元矩形を台
形に変換する台形変換パラメータを設定して前記情報記
憶手段に記憶された２次元座標を２次元座標上に座標変
換する座標変換手段とを備えたことを特徴とするもので
ある。

【０００７】前記表示制御手段は、現在位置検出手段に
より検出された現在位置が経路外れか否かを判定する判
定手段を有し、該判定手段が経路外れを判定したことを
条件に、前記現在位置から最も近い経路の地点の方向や
目的地の方向を経路復帰方向として求めて前記台形変換
パラメータを設定し遠近図の表示切り換え制御を行うこ
とを特徴とし、車両の車両の走行状態を検出する検出手
段を有し、前記表示制御手段は、前記走行状態に応じて
前記台形変換パラメータを設定し遠近図の表示切り換え
制御を行い、前記表示制御手段は、１画面表示と２画面
表示との切り換えを可能とし、前記２画面表示では、少
なくとも一方の画面に前記台形変換パラメータを設定し
た遠近図を表示し、他方の画面に座標変換を行わない平
面図を表示することを特徴とするものである。

【０００８】

【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。

【０００９】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。

【００１０】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。

【００１１】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、立体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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】次に、２次元座標系上において地図データ
の２次元座標を奥行きのある遠近図に座標変換して行う
地図表示について説明する。図２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３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。

【００２０】まず、図２（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２（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２（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２（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。

【００２１】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）ｓ
ｙ／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。

【００２２】以下に、まずＹ座標の変換について説明す
る。図２（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２
（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７〕 （Ｌ−ｓｙ）：ｓｙ＝（ａ−Ｘａ／ｇ）：（ｂ＋Ｘｂ／
ｇ） となる。この〔数７〕と上記〔数６〕からＸを消去する
と、〔数４〕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５〕が求め
られる。

【００２３】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８〕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。

【００２４】 ただし、ｋ₇ ＝（ｂ−ａ）／ｂ・Ｌ＝ｋ₃ ／ｋ₁ したがって、図３（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９〕 （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３（Ｂ）に示すよう
な表示を行うことができる。

【００２５】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。

【００２６】また、上記〔数５〕では、Ｐ（Ｘ，Ｙ）か
らＰ′（Ｘ，ｓｙ）とした後、そのｓｙを用いてＰ１
（ｓｘ，ｓｙ）を求めたが、ｓｙを用いずＸ，Ｙの座標
値からｓｘを求めてもよい。例えば、〔数５〕におい
て、ｓｙにＹを用いｓｘ′を求めると、Ｐ（Ｘ，Ｙ）
は、図２（Ｂ）に示すＰ１′（ｓｘ′，ｓｙ）に変換さ
れて台形から膨らむので、座標変換した結果はお椀形状
になる。

【００２７】次に、本発明の地図表示装置を備えた車両
用ナビゲーション装置の例を説明する。図４は情報記憶
装置に格納された主要なデータファイルの構成例を示す
図、図５は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。

【００２８】案内道路データファイルは、図４（Ａ）に
示すように、道路数ｎのそれぞれに対して、道路番号、
長さ、道路属性データ、形状データのアドレス、サイズ
および案内データのアドレス、サイズの各データからな
り、経路探索部により経路を算出し経路案内を行うため
に必要なデータとして格納される。道路番号は、分岐点
間の道路毎に方向（往路、復路）別に設定されている。
道路属性データは、道路案内補助情報データであり、形
状データは、図４（Ｂ）に示すように、各道路の複数の
ノード（節）で分割したとき、ノード数ｍのそれぞれに
対して東経、北緯からなる座標データを有している。案
内データは、図４（Ｃ）に示すように、交差点（または
分岐点）名称、信号機データ、ランドマークデータ、注
意点データ、道路名称データ、道路名称音声データ、行
き先データのアドレス、サイズの各データからなる。

【００２９】車両用ナビゲーション装置では、中央処理
装置４により、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。本発明では、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、ディスプレイの地図の座標を変換して現在位置
から遠くなるほど広域になる遠近図を表示するようにし
ている。

【００３０】本発明に係る地図表示装置では、台形変換
のパラメータを用いて現在位置に対応した遠近図を表示
する場合、図５に示すようにまず遠近図表示のモードに
なっているか否かを判断し（ステップＳ１１）、遠近図
表示のモードの場合には上述した〔数４〕及び〔数５〕
における台形変換パラメータａ、ｂ、Ｌ等を設定する。
即ち、どのような地図範囲を表示装置に表示するかを設
定する（ステップＳ１２）。次にその地図範囲における
４隅の東経・北緯座標を取得し（ステップＳ１３）、こ
の東経・北緯座標を〔数４〕及び〔数５〕のｓｘ、ｓｙ
にそれぞれ代入、即ち、逆変換することにより、矩形地
図上における表示すべき地図範囲が決定される（ステッ
プＳ１４）。この地図範囲は逆台形の形となる。次に、
この逆台形の領域に係る地図ブロックを選択してＣＤ−
ＲＯＭより選択された地図ブロックを読み出し、ＲＡＭ
に格納する（ステップＳ１５）。そして、選択された地
図ブロック内の２次元座標をそれぞれ〔数４〕及び〔数
５〕に代入して座標変換を行い（ステップＳ１６）、再
びＲＡＭに格納する。しかる後、変換された座標を表示
装置の画面座標に変換してフレームメモリに描画するこ
とによりディスプレイ等の表示装置に表示する（ステッ
プＳ１７）。上記ステップＳ１１において遠近図表示の
モードになっていなければ、通常の平面地図を表示す
る。この図５における処理が本発明における座標変換手
段による座標変換処理の１例である。

【００３１】さらに、上記遠近図を表示して経路案内を
行うナビゲーション装置の具体的な処理、表示の形態に
ついて説明する。図６は目的地の表示や目的地方向の表
示を行う処理の例を説明するための図、図７は経路外れ
の場合の地図の表示切り換え制御の例を説明するための
図、図８は経路を重視した表示制御の例を説明するため
の図である。

【００３２】上記のようにして座標変換され表示される
遠近図上に、目的地に到着するまで経路案内として現在
位置マークと目的地マークを重ねて表示する場合には、
例えば図６に示すようにまず、現在位置を取得し（ステ
ップＳ２１）、現在位置を画面の中央下寄りの位置とし
て台形変換パラメータを用いて遠近図で表示する地図の
表示範囲を設定する（ステップＳ２２）。そして、その
表示範囲内に目的地が入るか否かを判定し（ステップＳ
２３）、目的地が表示範囲内にある場合には、遠近図と
その遠近図上に現在位置マークとともに目的地マークを
表示し（ステップＳ２４）、目的地が表示範囲内にない
場合には、例えば画面の右上方向、左横方向、上左方向
など、目的地方向を判定して（ステップＳ２５）、遠近
図とその遠近図上に現在位置マークとともに対応する画
面の端部に目的地方向マークを表示する（ステップＳ２
６）。画面上部に空を描画する場合には、目的地方向マ
ークを空領域に表示してもよい。以上のステップＳ２１
〜Ｓ２６の処理を目的地に到着するまで繰り返し実行す
る（ステップＳ２７）。このとき、現在位置から目的地
までの経路も適宜遠近図上に重ねて表示される。

【００３３】また、ステップＳ２３で目的地が表示範囲
内に入らない場合に、目的地が表示範囲内に入るように
するには、例えば図６（Ｂ）に示すように目的地方向を
判定した後（ステップＳ３１）、さらにその目的地方向
の表示領域の変換パラメータを変更してさらに広域化し
て（ステップＳ３２）、その表示範囲内に目的地が入る
か否かを判定し（ステップＳ３３）、目的地が表示範囲
内にある場合には、遠近図とその遠近図上に現在位置マ
ークとともに目的地マークを表示し（ステップＳ３
４）、それでも、目的地が表示範囲内にない場合には、
遠近図とその遠近図上に現在位置マークとともに対応す
る画面の端部に目的地方向マークを表示する（ステップ
Ｓ３５）。つまり、目的地が入るまで無制限に広域化し
ても、表示する意味がなくなってしまうので、一定の変
換パラメータで固定し、目的地方向マークを表示するに
とどめる。この場合、目的地方向マークと共に目的地ま
での距離を併せて表示すると、表示範囲内に入らない目
的地がさらにどの程度先になるのかを知る情報として有
用である。

【００３４】なお、この場合、画面を縦方向に領域分割
し、目的地方向となる画面上方の領域を段階的に広域化
するように変換パラメータを設定してもよい。勿論、通
常は、別の表示モードによる経路案内を行い、例えばマ
ニュアル操作により運転者により切り換え要求があった
時点、経路探索を行った時点など、所定の条件でこれら
の表示モードに切り換えるようにしてもよい。

【００３５】また、走行中に現在位置が案内経路から外
れたとき（経路外れ）に遠近図で経路復帰方向を表示し
ようとする場合には、例えば一定時間毎に図７に示すよ
うに現在位置を取得し（ステップＳ４１）、その現在位
置を案内経路と照合することにより経路外れが発生した
か否かを判定し（ステップＳ４２）、経路外れが発生す
ると、現在位置から経路への復帰方向を判定する（ステ
ップＳ４３）。この場合の復帰方向としては、例えば現
在位置から座標値による直線距離で最も近い経路上の地
点を求め、あるいは現在位置から経路上の交差点までの
経路探索を行って、経路に復帰する最適経路を求め、現
在位置から目的地までの経路探索を行って、最適経路を
求めるなどにより判定する。そして、その経路復帰方向
が表示画面の上方向に一致するように変換パラメータを
設定して遠近図を表示する（ステップＳ４４）。その後
は、現在位置が経路に復帰したか否かを判定し（ステッ
プＳ４５）、経路に復帰すれば通常の経路案内として行
っていた元の地図表示に戻す（ステップＳ４６）。同様
に、現在位置が案内経路から外れたときに目的地方向が
表示画面の上方向に一致するように変換パラメータを設
定してもよい。

【００３６】また、上記遠近図上に重ねて経路を表示す
る場合に、変換パラメータを目的地方向、経路復帰方向
に設定し、その方向を上にして遠近図を表示すると、経
路が画面の左右の端で切れてしまうことがある。そこ
で、できるだけ経路を連続して表示できるようにしよう
とすると、表示方向や広域化する範囲、つまり変換パラ
メータを変更する必要がある。このような場合の処理と
しては、例えば図８に示すように現在位置を取得し（ス
テップＳ５１）、変換パラメータとともに地図表示範囲
を設定したとき（ステップＳ５２）、経路が連続して表
示範囲内に入るか否かを判定し（ステップＳ５３）、経
路が画面の左や右の端で切れてしまい連続して表示範囲
内に入らない場合には、変換パラメータとともに地図表
示範囲を変更して（ステップＳ５５）、遠近図と地図を
表示する（ステップＳ５４）。また、変換パラメータと
ともに地図表示範囲を変更する処理を繰り返し、表示範
囲内に入る経路の長さが最も長くなる変換パラメータ、
表示範囲を選択して設定するような処理を行うようにし
てもよい。

【００３７】本発明の座標変換を使用すると、遠近図上
に重ねて経路を表示する場合、経路をベタで道路上に重
ねるのではなく、道路から少し浮かせて経路を表示する
ことも簡単に実現できる。それは、経路の座標に一定の
高さ情報を付加し、先に図２で説明した座標変換した後
のＹ座標値をさらに図３で説明したように高さ情報に基
づいて座標変換、つまりＹ軸方向に座標を移動すること
によって可能となる。また、経路を描画する場合、座標
値間を線で連結して描画するが、このとき、座標変換す
ることにより連結する座標値間の長さが変換する領域に
よって大きく変わる。そこで、座標値間が長い場合に
は、その中間を１乃至複数の座標値で補間し、逆に座標
値間が短い場合には、座標値を間引きして経路を描画す
る。

【００３８】次に、遠近図の表示情報の制御や画面の切
り換え、走行軌跡の表示について説明する。図９は複数
の階層に分けたデータの構造例を説明するための図、図
１０は表示領域及び画面の切り換え例を説明するための
図、図１１は画面の回転処理の例を説明するための図、
図１２は走行軌跡データの構成例を説明するための図で
ある。

【００３９】本発明のように２次元矩形を台形に変換す
る台形変換パラメータを設定し、現在位置を中心として
座標変換を行い遠近図を表示する場合、現在位置から前
方へ遠くなるほど広域化し、つまり情報が圧縮されるた
め、表示情報の量を適切に提供するには領域により制限
しなければならない。そこで、表示情報をその密度に応
じて間引くなどの処理が必要となるが、情報記憶装置に
格納する道路データや経路案内情報のファイルについ
て、例えば図９に示すように複数の階層に分けたデータ
の構造を採用してもよい。例えば縮尺率の大きい地図を
レベル１、縮尺率の小さい地図をレベルｎとすると、レ
ベル１、２、……、ｎとなるにしたがって、詳細で多く
の情報を有する。すなわち、レベル１では、道路種別の
場合、高速道路や国道などの主要幹線道路だけの情報を
有し、文字やランドマークによる施設などの経路沿いの
特徴情報を案内するための経路案内情報の場合、都道府
県、市区町村名、面積の大きな施設や大規模な施設、建
造物だけの情報を有する。これに対してレベルｎでは、
道路種別の場合、細街路等の最も低い情報を有し、経路
案内情報の場合、コンビニや交差点近傍の詳細な情報を
有する。

【００４０】上記構造のデータを用いることにより、例
えば図１０（Ａ）に示す遠近図を表示する場合、画面上
方の領域には、レベル値の大きい方のデータを選択し、
画面下方の領域には、レベル値の小さい方のデータを選
択することにより、上下それぞれの表示領域で適切な情
報量にして提供できる。また、現在位置マークや立体ラ
ンドマークを表示する場合には、変換パラメータに応じ
たマークの形状を予め用意してその中から選択し、さら
に、経路の表示、道路の表示、線の太さ、文字の大き
さ、マークの大きさについても、変換パラメータ、表示
領域に対応して変えることにより遠近図と違和感のない
表示を行うことができる。図１０（Ｂ）に示すように画
面上方の表示領域と下方の表示領域で変換パラメータを
変えて遠近図を表示する場合も同様であり、図１０
（Ｃ）に示すように表示画面を２つに分割して地図を表
示する場合も同様である。ここで、分割された２つの画
面に表示される地図とは、「遠近図と座標変換を行わな
い平面図」、「表示範囲の異なる２つの遠近図」、「車
両の進行方向を画面の上方向に一致させた地図と、目的
地方向を画面の上方向に一致させた地図」等様々なパタ
ーンが考えられる。

【００４１】表示モードとして、例えば図１０（Ａ）、
（Ｂ）、（Ｃ）に示すそれぞれの画面への切り換えは、
例えばマニュアル操作スイッチにより運転者の要求に応
じてマニュアル切り換えを行う場合や、先に説明したよ
うに目的地が表示範囲内に入るように画面の領域を複数
に分割し画面上方の領域をより広域化するように変換パ
ラメータを変えて設定する場合、高速走行になると前方
がより広域になるように走行速度に応じて変換パラメー
タを変える場合、現在位置が案内交差点など特定の地点
に接近してその特徴情報を表示する場合などに行われ
る。

【００４２】遠近図を現在位置を追跡しながら表示する
場合、高速走行やカーブの旋回など単位時間の車両の進
行方向変化が大きいと、表示の追従性が低下するという
不都合が生じる。例えば現在位置検出装置により車両の
現在位置、走行方向を１秒毎に検出し、そのタイミング
で表示する地図範囲を書き換える場合、車両の進行方向
が短時間の間に急激に変化すると、急に表示される地図
の方向が変更されてしまい、ユーザにとっては前地図と
の関係がわかりづらくなる。そこで、このような場合に
は、前地図と現地図との間にオフセット地図を挿入する
ことにより、連続的に回転表示するようにしてもよい。
オフセット地図は、例えば図１１に示すようにα＝５
°、１０°、２０°……と数段階に分ける。そして、例
えば走行方向が３０°変わった場合には、５°、１０
°、２０°の３つのオフセット地図を前地図と現地図と
の間に挿入して表示する。また、地図の書き換えは、単
位時間の車両の進行方向変化量に応じて制御し、進行方
向変化量が多い場合には、遠近図の表示方向を変更し、
少ない場合には、遠近図の表示方向は変更せず現在位置
マークの方向のみを変更してもよい。また、目的地まで
の経路の情報や車両が現在走行している道路と接続する
道路との関係から車両が次に曲がる方向を予測し、その
予測した方向に基づいて表示方向を決定してもよい。こ
のような構成により、車両の運転者は、曲がった先の道
路地図を予め知ることができる。また、このような予測
を運転者が操作したウインカーに基づいて行ってもよ
い。

【００４３】また、遠近図上に走行軌跡を重ねて表示す
る場合、走行軌跡点は、図１２に示すように所定時間又
は所定距離毎に記憶されるので、各座標を変換パラメー
タと表示領域により、先に説明した経路の表示と同様に
走行軌跡点の間隔が長い場合には補間を行い、逆に走行
軌跡点の間隔が短い場合には間引きを行う。

【００４４】

【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、地図上に経路案内情報を表示して経路案内を
行うナビゲーション装置において、２次元座標により構
成される地図データ及び経路案内情報に関するデータを
格納する情報記憶手段と、現在位置を検出する現在位置
検出手段と、地図及び該地図上に経路案内情報を表示す
る表示手段と、表示手段に表示する地図の表示範囲及び
経路案内情報の制御及び地図の表示切り換え制御を行う
表示制御手段と、表示制御手段により制御され２次元矩
形を台形に変換する台形変換パラメータを設定して表示
手段に地図及び経路案内情報を表示する情報記憶手段に
記憶された２次元座標を２次元座標上に座標変換する座
標変換手段とを備えたので、矩形と台形を対応させた簡
単なパラメータの設定と計算で奥行きのある地図に座標
変換できる。したがって、三角関数や視点の高さを用い
ることなく加減乗除の簡単な演算で座標変換できるた
め、処理負担の軽減、処理の高速化が可能となり、奥行
きのある地図の表示切り換えを高速に行うことができ
る。

【００４５】表示制御手段は、現在位置検出手段により
検出された現在位置が経路外れか否かを判定する判定手
段を有し、該判定手段が経路外れを判定したことを条件
に、現在位置から最も近い経路の地点の方向や目的地の
方向を経路復帰方向として求めて台形変換パラメータを
設定し遠近図の表示切り換え制御を行うことを特徴と
し、表示制御手段は、マニュアル操作手段を有し、マニ
ュアル操作により台形変換パラメータを設定し遠近図の
表示切り換え制御を行うことを特徴とし、車両の走行速
度や車両の走行状態を検出する検出手段を有し、表示制
御手段は、走行状態に応じて台形変換パラメータを設定
し遠近図の表示切り換え制御を行うので、遠近図と他の
地図を要求に応じて或いは状況に応じて見やすい方を選
択することができる。

【００４６】また、表示制御手段は、１画面表示と２画
面表示との切り換えを可能とし、２画面表示では、少な
くとも一方の画面に台形変換パラメータを設定した遠近
図を表示し、他方の画面に座標変換を行わない平面図を
表示し、他方の画面に一方の画面と表示範囲が異なる地
図を表示し、あるいは一方の画面に進行方向の地図を表
示し、他方の画面に目的地方向の画面を表示するので、
遠近図と他の地図や案内図を同時に観ることができ、経
路前方の確認を行いながら現在位置近傍の情報の確認を
容易に行うことができる。

【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３】 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４】 案内道路データ等の構成例を示す図である。

【図５】 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６】 目的地の表示や目的地方向の表示を行う処理
の例を説明するための図である。

【図７】 経路外れの場合の地図の表示切り換え制御の
例を説明するための図である。

【図８】 経路を重視した表示制御の例を説明するため
の図である。

【図９】 複数の階層に分けたデータの構造例を説明す
るための図である。

【図１０】 表示領域及び画面の切り換え例を説明する
ための図である。

【図１１】 画面の回転処理の例を説明するための図で
ある。

【図１２】 走行軌跡データの構成例を説明するための
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 (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｂ 29/00 Ｇ０９Ｂ 29/00 Ａ 29/10 29/10 Ａ (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 HB02 HB22 HB23 HB24 HB25 HC08 HC14 HC16 HC23 HC24 HC26 HC31 HD03 HD16 HD30 2F029 AA02 AB01 AB05 AB07 AB13 AC02 AC09 AC13 AC16 AC20 5B050 BA07 BA08 BA17 EA13 EA27 FA13 FA14 5B075 ND08 NK10 PP12 PQ02 PQ12 PQ62 UU13 5H180 AA01 BB05 BB13 BB15 CC01 CC12 EE18 FF04 FF05 FF13 FF22 FF25 FF33

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地図上に経路案内情報を表示して経路案
   内を行うナビゲーション装置において、２次元座標によ
   り構成される地図データ及び経路案内情報に関するデー
   タを格納する情報記憶手段と、現在位置を検出する現在
   位置検出手段と、前記地図及び該地図上に経路案内情報
   を表示する表示手段と、前記表示手段に表示する地図の
   表示切り換え制御を行う表示制御手段と、前記表示制御
   手段により制御され２次元矩形を台形に変換する台形変
   換パラメータを設定して前記情報記憶手段に記憶された
   ２次元座標を２次元座標上に座標変換する座標変換手段
   とを備えたことを特徴とするナビゲーション装置。
2. 【請求項２】 前記表示制御手段は、現在位置検出手段
   により検出された現在位置が経路外れか否かを判定する
   判定手段を有し、該判定手段が経路外れを判定したこと
   を条件に経路復帰方向を求めて前記台形変換パラメータ
   を設定し遠近図の表示切り換え制御を行うことを特徴と
   する請求項１記載のナビゲーション装置。
3. 【請求項３】 前記経路復帰方向は、前記現在位置から
   最も近い経路の地点の方向であることを特徴とする請求
   項２記載のナビゲーション装置。
4. 【請求項４】 前記経路復帰方向は、目的地の方向であ
   ることを特徴とする請求項２記載のナビゲーション装
   置。
5. 【請求項５】 車両の走行状態を検出する走行状態検出
   手段を有し、前記表示制御手段は、前記走行状態に応じ
   て前記台形変換パラメータを設定し遠近図の書き換えを
   行い表示切り換え制御を行うことを特徴とする請求項１
   記載のナビゲーション装置。
6. 【請求項６】 前記走行状態として進行方向を検出し、
   該進行方向の変化量に応じて表示方向を変更することを
   特徴とする請求項５記載のナビゲーション装置。
7. 【請求項７】 前記表示制御手段は、１画面表示と２画
   面表示との切り換えを可能とし、前記２画面表示では、
   少なくとも一方の画面に前記台形変換パラメータを設定
   した遠近図を表示することを特徴とする請求項１記載の
   ナビゲーション装置。
8. 【請求項８】 地図上に経路案内情報を表示して経路案
   内を行うナビゲーション装置用記録媒体であって、２次
   元座標により構成される地図データ及び経路案内情報に
   関するデータと、表示手段に表示する地図の表示範囲及
   び経路案内情報の制御及び地図の表示切り換え制御を行
   う表示制御プログラムと、前記表示制御プログラムによ
   り制御され２次元矩形を台形に変換する台形変換パラメ
   ータを設定して前記表示手段に地図及び経路案内情報を
   表示する前記２次元座標を２次元座標上に座標変換する
   座標変換プログラムとを記録したことを特徴とするナビ
   ゲーション装置用記録媒体。