JP2002195845A - 景色表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 任意の場所で任意の方向の景色を表示した
り、景色の最も良い場所を自動探索することができ、現
地に行く前にその場所の景色を事前に調査することがで
き、また、移動に合わせてどんな場所でも景色案内を見
ることができる景色表示装置を提供する。 【解決手段】 地図情報３あるいはデータベース４にあ
る高度情報を利用して、任意の位置からみた山岳の様子
を山岳形状表示機能８が行い、また、山名・標高表示機
能９、広面積表示機能１０、天空情報表示機能１１、目
標物表示機能１２がそれぞれ表示を行い景色を作成し、
また、あらかじめ設定した複数の場所に対して作成され
た景色の評価値を評価値計算機能２０が行い、もっとも
景色の良い場所を見つけだし、さらに、景色評価値の計
算方法はその目的によって異なり複数種類を有してお
り、また、切断面表示機能２１、高度目盛表示機２２、
伝搬軌跡表示機能２４は２点間の電波の伝搬状況も解析
可能な機能を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車載ナビゲーショ
ン装置、観光地の案内システム、無線業務補助装置など
における景色表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子地図と移動体の現在位置推定
装置を組み合わせて、地図上に現在位置を表示させるナ
ビゲーション装置が普及し始めている。ここで表示され
ている地図とは、自分の位置の上空から見おろした航空
写真のような風景を模式化したものであり、自分の位置
と目的地との位置関係が一目でわかるものであるが、平
面図であるため、任意の地点からみた景色はわかりにく
い。

【０００３】観光地の見晴らし台に、日時計と組み合わ
された景色案内を良く見かける。その地点から東西南北
の景色の説明が記されている物で、山々の形や、山の名
前、高さ、平野・盆地の名前、海・湖の名前などが実際
の景色と見比べながら分かるようになっている。

【０００４】不特定多数を相手とする無線の中継局ある
いは無線局そのものを設置する場所を選択するとき、設
置や用地確保の容易さなどの条件はもちろんだが、なる
べく多くの家に電波が届くように見晴らしの良い場所を
選ぶ。従来はそのために等高線が入った地図を見なが
ら、サービス範囲を推定して選択している。

【０００５】天体観測をする場合に星座早見盤というも
のがよく用いられる。これは、位置、時刻などから星空
の様子を簡単に表示するものである。構造は何枚かの円
形の厚紙を重ねて中心の１点で回転できるようにしてあ
り、位置、日付、時刻などの目盛りがふられており、そ
れにあわせて厚紙を回転させると最終的に半円形の窓に
星空が現れるというものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の技術では次のような問題点を有する。まず
第１に、観光地の見晴らし台のように固定の景色案内が
あればよいが、それ以外では景色の内容が分かりにくい
ことである。特に、移動体の場合は、固定の景色案内は
無意味であるので、地図を見て、景色を推定する方法し
かない。どんな場所でも景色案内が見れると便利であ
る。

【０００７】第２に、固定の景色案内の場合、実際にそ
の設置場所にいなければ見ることができない。任意の場
所の任意の方向の景色がその場所に行かなくてもわかる
ようになると便利である。

【０００８】第３に、地図を見て景色を推定する方法で
あると、景色の最も良い場所を探すのが困難である。何
らかの形で景色の良さを数値化して、自動で最良の場所
を探せるようにすると便利である。

【０００９】第４に星座早見盤を使用して星空を見る場
合に、雲が多かったりして星が余り見えなく、さらに方
角がはっきりしない場合は、星座早見盤の表示と実際の
星空の対応がよく取れない。星空の表示と同時に地上の
景色も表示されていると、非常に対応が取り易くなる。

【００１０】本発明は上記問題に鑑み、任意の場所で任
意の方向の景色を表示したり、現地に行く前にその場所
の景色を事前に調査することができ、また、移動に合わ
せてどんな場所でも景色案内を見ることができる景色表
示装置を提供する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明の景色表示装置は、地図データと、位置情報
を入力する第１および第２の位置入力装置と、前記第１
の位置入力装置から入力された第１の位置と前記第２の
位置入力装置から入力された第２の位置を結ぶ直線を含
む鉛直面で地球を切断した切断面の全部または一部を表
示する切断面表示手段とを備えた構成とし、前記切断面
表示手段は、前記切断面の全部または一部に前記第１お
よび第２の位置もあわせて表示する構成とし、前記切断
面表示手段は、前記切断面の全部または一部に前記第１
および第２の位置を結んだ線分をあわせて表示する構成
とした。この構成より、任意の第１の位置と第２の位置
との間の切断面を表示することができるので、その断面
での山岳などの形状を表示することができる。

【００１２】また、本発明の景色表示装置は、前記切断
面表示手段は、前記線分が第１の位置と第２の位置との
間にある山または丘の地中を通る場合に前記切断面の全
部または一部内で空中を通り最も線の長さが短くなる折
れ線をあわせて表示し、第１の位置から第２の位置へ電
波が山岳回折して伝搬する様子を表示する構成とし、前
記電波が山岳回折した角度や、前記第１の位置から見た
回折場所への仰角を表示する伝搬軌跡表示手段を備えた
構成とし、前記伝搬軌跡表示手段は、前記電波の伝搬コ
ースの距離を計算して表示する構成とし、前記断面図の
全部または一部に高度を表す目盛りを表示する高度目盛
表示手段を備えた構成とし、前記第１の位置からみた前
記第２の位置の方位および仰角を検出する方位仰角検出
手段と、指向性をもつアンテナと、前記方位および仰角
に前記アンテナのビーム方向を自動的に位置ぎめするア
ンテナ駆動手段とを備えた構成とし、前記アンテナのビ
ーム方向を手動または自動で変える手段と、前記ビーム
の水平または垂直の方向を検出する手段と、前記アンテ
ナで受信された周波数の受信出力レベルを測定する手段
と、前記ビーム方向と前記受信出力レベルとを表示する
手段とを備えた構成とした。この構成より、山岳などで
回折して伝搬する電波の様子を視覚的に表示することが
でき、それに応じてアンテナのビーム方向を決めること
ができる。

【００１３】また、本発明の景色表示装置は、前記伝搬
軌跡表示手段は、前記電波の伝搬コースの距離を計算し
て表示する構成とした。この構成より、任意の位置の切
断面における高度を目盛によって表示することができ
る。

【００１４】また、本発明の景色表示装置は、ＧＰＳを
含む自動位置検出装置を備えた構成としたので、位置を
入力しなくても自動的に現在位置からみた景色を表示す
ることができ、また移動している場合に景色表示もそれ
に追従させて変化させることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態の景
色表示装置について、図面を参照しながら説明する。図
１は、本発明の一実施の形態における景色表示装置の機
能ブロック図である。図１を用いてその構成を動作とと
もに説明する。ここで、本景色表示装置はそのハードウ
ェア構成が車載用ナビゲーション装置と共通部分が多
く、実使用時にナビゲーション機能もあると便利なの
で、ナビゲーション機能をも有せしめることとする。

【００１６】図１において、１はキーボードである。２
は位置入力装置の一例である自動位置検出装置としての
ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙ
ｓｔｅｍ） であり、ＧＰＳ衛星からの電波を利用して
地球上の絶対位置を得る。その現在位置情報と地図情報
３によりナビゲーション装置２４はディスプレイ２５に
地図と現在位置マークを表示する。このシステムの状態
切り換えや情報入力を人が行う場合は、キーボード１を
用いる。画面上でメニュー選択をする場合は、カーソル
表示機能３２によってディスプレイ２５に表示されてい
るカーソルを用いる。また、キーボード１は別にキーボ
ードに限るわけではなく、マウスや音声認識などコンピ
ュータ応用機器に使われる入力装置ならば何でもよい。

【００１７】次に、景色画面表示について述べる。キー
ボード１あるいはＧＰＳ２から得られた位置を第１の位
置とし、山岳形状表示機能８が地図情報３に入っている
高度（等高線）情報を使って、第１の位置からみた山岳
形状を作成する。作成にあたっての基本アルゴリズムは
コンピュータグラフィックスの世界では従来技術として
存在するのでここでは詳しく述べない。さらに、山名・
標高表示機能９がやはり地図情報３より山・丘の名前や
山・丘の標高を読みとり、ディスプレイ２５に表示す
る。同様に広面積表示機能１０が都市や湖・海・広い緑
地などの表示とその名前を表示し、目標物表示機能１２
が、高いビルやタワーや有名な寺院・学校など目標とな
る建物などの名前を表示する。場合によってはその建物
そのものを表示してもよい。絶対方位表示機能１５は、
表示されている景色の下部に目盛りを打ち、東西南北が
分かるように表示する。相対方位表示機能１６は絶対方
位表示機能１５と似ているが、ＧＰＳ２から得られた移
動方位を基準とした相対方位で方角を表示するところが
異なる。右何度・左何度あるいは、何時の方向という形
で目盛りを打つ。仰角方位表示機能１７は縦方向の方位
角を水平方向と同様に表示する機能であるが、絶対方位
のみで、水平を０度とする。このようにして景色を表示
した例を図２に示す。

【００１８】ディスプレイ２５に３６０度全方向の景色
を表示出来ない場合はその一部を表示することになる。
たとえば前方±４０度の範囲を表示するなどである。そ
のとき、キーボード１を操作するとパンニング表示がな
される。たとえば北の方角±４０度の表示であるとき右
回りの操作をすると表示角は±４０度のまま、中心が北
から北北東、北東、東北東、東とスムーズにスクロール
するのである。この機能は別に特殊なものではなく、３
６０度の景色データを作成したあと、表示ウインドウを
変えていくだけである。このパンニング操作指令をキー
ボード１でなくジャイロ５から得るとパンニング機能が
さらに有効に発揮される。ジャイロ５とは、通常、回転
角速度を検出するものであり、その出力を積分すると回
転角度となるものである。この出力をパンニング操作指
令として、すなわち景色表示方位中心とすると、見晴ら
し台でこの景色表示装置を手にもったまま体の向きを変
えるとそれに同期して景色表示がパンニングするように
なる。つまり、どの方向を向いても自分の実際に見てい
る景色と同じ景色が表示されているわけである。また、
ジャイロ５は方位を検出するものならば何でも良く、地
磁気検出器などでもよい。

【００１９】次に星空表示について説明する。地球上の
位置と日時が決まればどんな星がどの方向に存在するか
は一義的に決まることは周知である。この星空の様子を
表示するのがこの機能である。前述した景色表示機能で
は、任意の位置の任意の方向の地上の景色を作成し表示
した。それと同様にキーボード１によって星空表示を選
択すると、天空情報表示機能１１はデータベース４から
その日時における各星の等級・位置、どの星座に属して
いるか、その星座の名前などを読みだして、地上の景色
に重ねてディスプレイ２５に表示する。こうすることに
より、見える星が少ないときでも地上の景色との対応
で、その星が何の星かがわかりやすい。また、太陽の軌
道軌跡情報もデータベース４にいれておけば、日の出・
日の入りの時刻や景色中の場所も計算・表示できる。

【００２０】景色評価値計算について述べる。これは最
も景色のよい場所を見つけだしたいときに使用する機能
であり、次の３つのケースで考える。最初のケースは、
リアス式海岸のような断崖絶壁付近の海岸線に沿った曲
がりくねったドライブコースを走行中に、この先のどの
駐車場で休憩するかを決定するケースである。キーボー
ド１からなるべく広い視野角で海が見えることを景色が
よいとすること、すなわち景色中の海が直視できる視野
面積（単位は度の２乗）を景色評価値とすることを地域
判定機能１９に設定する。次に休憩ポイントの候補地の
位置を入力する。ディスプレイ２５上に地図を表示さ
せ、カーソル表示機能３２で表示されているカーソルを
各候補地に順次合わせてキーボード１の確認用キーを押
すことにより選択できるようになっている。ポイントで
なく、地図上の道路を選択することもできる。この場合
は、その道路上を２５ｍ毎に自動的に候補地とする。こ
うして認定された候補地を順次第１の位置として景色作
成をする。作成されたら、地域判定機能１９により海の
属性をもつ範囲を抽出し、視野角面積を計算する。ここ
でいう視野角面積とは、対象物が水平方向１５度の視野
角を占め、垂直方向１０度の視野角を占めるとき、１５
と１０の積である１５０［度・度］という意味である。
この視野角面積を景色評価値として評価値表示用メモリ
６に記憶する。全ての候補地について景色評価値を計算
し終わったら、景色評価値が高いポイントをサーチし、
そのポイントがディスプレイ２５上にナビゲーション機
能２４によって表示されている地図上に評価値表示機能
１３がマークをプロットするなどして表示する。このよ
うにして最も景色のよい場所を地図上で知ることができ
る。

【００２１】２番目のケースは山間部での景色のよい場
所を見つけるケースである。景色表示装置の使用方法は
前のケースとほぼ同様であり、異なる部分は景色評価値
の定義である。このケースでは、地表の見える視野角面
積において、単位視野角面積毎の見通し距離の平均を景
色評価値とする。すなわち、空を除いた景色の見通し平
均距離が遠いほど景色がよいとするのである。

【００２２】３番目のケースは超短波帯以上で運用する
無線局の設置場所を決定するケースである。テレビなど
の中継局の場合はサービス対象地域をなるべく完全にカ
バーするために、サービス対象地域を広く見渡せるポイ
ントに設置する。また、アマチュア無線局の移動運用場
所を決定する場合は、電波の山岳回折を利用した遠距離
通信を目的とする場合を除いて、通常は放送用中継局と
同様に人口密度の高い都市部が見渡せる場所を選ぶ。こ
のケースにおける景色表示装置の使用方法はやはり前の
ケースとほぼ同様で、景色評価値の定義のみが異なる。
すなわち、このケースの景色評価値は、見渡せる範囲の
総人口である。算出方法も前のケースと同様で、単位視
野角面積毎の人口の総和を求めている。また、このとき
特定の地域のみを対象とする場合、その内容をキーボー
ド１より地域判定機能１９に入力しておくことで総人口
計算をするときに特定地域以外の人口は加算しないよう
にすることもできる。

【００２３】次に第２の位置との相対方位表示機能につ
いて述べる。これは、キーボードより第２の位置を入力
すると、その情報が第２位置表示機能１８に入力され、
すでに表示している景色表示画面中に第２の位置を下向
き矢印などで示すものである。第２の位置が見通し範囲
に入っていないならば、その方角の上方の空中に矢印を
表示することで、可視かどうかを区別して表示される。
また、矢印表示とともに第１の位置と第２の位置との間
の直線距離も表示する。

【００２４】次に切断面表示機能について述べる。その
例を図３に示す。キーボード１により切断面表示が選択
されると、切断面表示機能２１は、地図情報３より高度
情報を参照しながら、第１の位置と第２の位置を含む鉛
直平面で地球を切断した図を表示する。同時に高度目盛
表示機能２２が標高目盛りを表示する。また、伝搬軌跡
表示機能２３が電波の伝搬軌跡と軌跡の長さなどを計算
して表示する。伝搬軌跡は第１の位置と第２の位置が見
通せるならば直線となるが、山岳回折する場合は折れ線
となる。

【００２５】次にビームアンテナ駆動装置について述べ
る。前述した第２の位置をキーボード１から入力し、第
１の位置に対する第２の位置の方位（仰角も同時に計算
する）が計算されたら、ビームアンテナ２８の向いてい
る方角を検出するビーム方位・仰角検出装置２９の出力
とその方位・仰角との比較を方位・仰角比較機能２６が
行い、その出力をアンテナ駆動装置２７に送り、計算さ
れた方位・仰角になるまでビームアンテナ２８を駆動す
る。こうして自動的にビームの方向が第２の位置に向く
ことになる。

【００２６】次にビームアンテナ受信パターン測定につ
いて述べる、スキャン出力３０の信号をアンテナ駆動装
置２７に送る。ビームアンテナ２８はその信号通りにス
キャンする。そのときのビーム方位・仰角検出装置２９
の出力と受信出力測定装置３１の出力を受信レベル表示
メモリ７に記憶する。受信出力測定装置３１とはビーム
アンテナ２８で第２の位置の相手局（送信側）の電波を
受信したレベルを測定するものである。もし、山による
反射などの影響がなければ、受信レベル表示メモリ７に
記憶されたパターンはビームアンテナ２８の指向性パタ
ーンとなる。実際には、山や建造物の影響があるので、
それとは異なる。

【００２７】スキャンが終了したら、受信レベル表示メ
モリ７の内容を受信レベル表示機能１４が読みだし、景
色と同時にディスプレイ２５に表示する。表示例を図４
に示す。図４の中では、受信レベルを３段階で表示して
いる。Ａ山の山腹にも検出されているのは、反射の影響
である。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明は、地図データ中の
高度情報を使用して景色を表示する装置を提供するもの
であり、以下のような効果を有している。

【００２９】すなわち、任意の場所で任意の方向の景色
を表示したり、現地に行く前にその場所の景色を事前に
調査することができ、また、移動に合わせてどんな場所
でも景色案内を見ることができる。

【００３０】また、切断面表示とすることにより、２つ
の位置間の山などの状況がわかりやすい。また、遠距離
の場合は地球の丸みの影響度もわかる。また、切断面表
示に２つの位置も表示するとさらに分かりやすい。

【００３１】また、切断面表示において２つの位置を直
線で結ぶと、位置関係がさらにわかりやすくなる。ま
た、電波の山岳回折の様子が図上で解析できるのでたい
へん有効である。

【００３２】また、電波の山岳の回折の様子がさらに詳
細に解析できる。また、電波の伝搬を解析する場合に送
受信間距離が重要であるが、地図上の２点間距離は実際
の伝搬距離ではない。この機能により計算された距離は
真の距離であるので伝搬解析にたいへん有効である。

【００３３】また、高度方向の縮尺表示によって、切断
面図が理解し易くなる。また、無線運用時に相手局の位
置を入力するだけで自局のビームアンテナの方向が相手
局の方向に向くので、手動でビーム合わせをする手間が
省ける。

【００３４】また、相手局の電波がどの方向から到来す
るかが図示されるので、反射して伝搬してきた電波に対
してもどこで反射してきたのかがはっきりとわかる。ま
た、自局のアンテナの指向性パターンの乱れも推定でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の景色表示装置のブロッ
ク図

【図２】同景色表示装置における景色表示画面の一例を
示した図

【図３】同景色表示装置における切断面表示画面の一例
を示した図

【図４】同景色表示装置における受信レベル状態表示画
面の一例を示した図

【符号の説明】

１ キーボード ２ ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ
Ｓｙｓｔｅｍ）受信機 ３ 地図情報 ４ データベース ５ ジャイロ ６ 評価値表示メモリ ７ 受信レベル表示メモリ ８ 山岳形状表示機能 ９ 山名・標高表示機能 １０ 広面積表示機能 １１ 天空情報表示機能 １２ 目標物表示機能 １３ 評価値表示機能 １４ 受信レベル表示機能 １５ 絶対方位表示機能 １６ 相対方位表示機能 １７ 仰角方位表示機能 １８ 第２位置表示機能 １９ 地域判定機能 ２０ 評価値計算機能 ２１ 切断面表示機能 ２２ 高度目盛表示機能 ２３ 伝搬軌跡表示機能 ２４ ナビゲーション機能 ２５ ディスプレイ ２６ 方位・仰角比較機能 ２７ アンテナ駆動装置 ２８ ビームアンテナ ２９ ビーム方位・仰角検出装置 ３０ スキャン出力 ３１ 受信レベル測定器 ３２ カーソル表示機能

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C032 HB05 HB22 HC08 HC13 HC23 HC27 HD03 2F029 AA02 AB01 AB07 AB12 AC02 AC09 AC16 5H180 AA01 CC12 FF04 FF05 FF22 FF27 FF32 FF36 FF38 5J062 AA03 BB01 CC07 HH05

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地図データと、位置情報を入力する第１
   および第２の位置入力装置と、前記第１の位置入力装置
   から入力された第１の位置と前記第２の位置入力装置か
   ら入力された第２の位置を結ぶ直線を含む鉛直面で地球
   を切断した切断面の全部または一部を表示する切断面表
   示手段とを備えたことを特徴とする景色表示装置。
2. 【請求項２】 前記切断面表示手段は、前記切断面の全
   部または一部に前記第１および第２の位置もあわせて表
   示することを特徴とする請求項１記載の景色表示装置。
3. 【請求項３】 前記切断面表示手段は、前記切断面の全
   部または一部に前記第１および第２の位置を結んだ線分
   をあわせて表示することを特徴とする請求項１または請
   求項２記載の景色表示装置。
4. 【請求項４】 前記切断面表示手段は、前記線分が第１
   の位置と第２の位置との間にある山または丘の地中を通
   る場合に前記切断面の全部または一部内で空中を通り最
   も線の長さが短くなる折れ線をあわせて表示し、第１の
   位置から第２の位置へ電波が山岳回折して伝搬する様子
   を表示することを特徴とする請求項１ないし請求項３の
   いずれかに記載の景色表示装置。
5. 【請求項５】 前記電波が山岳回折した角度や、前記第
   １の位置から見た回折場所への仰角を表示する伝搬軌跡
   表示手段を備えたことを特徴とする請求項４記載の景色
   表示装置。
6. 【請求項６】 前記伝搬軌跡表示手段は、前記電波の伝
   搬コースの距離を計算して表示することを特徴とする請
   求項５記載の景色表示装置。
7. 【請求項７】 前記断面図の全部または一部に高度を表
   す目盛りを表示する高度目盛表示手段を備えたことを特
   徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の景
   色表示装置。
8. 【請求項８】 前記第１の位置からみた前記第２の位置
   の方位および仰角を検出する方位仰角検出手段と、指向
   性をもつアンテナと、前記方位および仰角に前記アンテ
   ナのビーム方向を自動的に位置ぎめするアンテナ駆動手
   段とを備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項７
   のいずれかに記載の景色表示装置。
9. 【請求項９】 前記アンテナのビーム方向を手動または
   自動で変える手段と、前記ビームの水平または垂直の方
   向を検出する手段と、前記アンテナで受信された周波数
   の受信出力レベルを測定する手段と、前記ビーム方向と
   前記受信出力レベルとを表示する手段とを備えたことを
   特徴とする請求項８記載の景色表示装置。
10. 【請求項１０】 前記位置入力装置が、ＧＰＳを含む自
    動位置検出装置を備えたことを特徴とする請求項１ない
    し請求項９のいずれかに記載の景色表示装置。
11. 【請求項１１】 請求項１ないし請求項１０のいずれか
    に記載の景色表示装置を備えたことを特徴とするナビゲ
    ーション装置。