JP2002257562A

JP2002257562A - ナビゲーション装置

Info

Publication number: JP2002257562A
Application number: JP2001058548A
Authority: JP
Inventors: Hiromasa Hino; 浩正日野
Original assignee: Kenwood KK
Current assignee: Kenwood KK
Priority date: 2001-03-02
Filing date: 2001-03-02
Publication date: 2002-09-11

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の課題は、仮想水平線、及びその水平
線上の消点を利用した遠近法による地図描画方法を採用
することで、より実写に近い遠近画面表示が可能なナビ
ゲーション装置を提供することである。【解決手段】地図データベースから読み出された地図
データに基づいて、自車の進行方向にのびた直線道路ｆ
を遠近法によって描く場合、ＣＰＵ１は、まず、運転者
の目の高さに対応する仮想水平線を描画用平面の中央付
近に描き（図３（ａ））、自車の現在位置にみたてた描
画用平面下部に、道路ｆの道路幅両端の座標点を設定す
る（図３（ｂ））。次いで、ＣＰＵ１は、上記仮想水平
線上に、運転者の視線方向に対応する座標点ア（消点）
を求め、上記道路幅両端座標から座標点アに向けて直線
を引く（図３（ｃ））。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両に搭載されて
目的地までの道案内を行うナビゲーション装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近時、走行中の車などの目的地までの経
路を案内するための装置として、ナビゲーション装置が
実用化されている。これは、車などの移動体が、地上約
２万kmの宇宙空間に配置されたＧＰＳ（Global Positio
ning System）衛星から発信する電波を受信し、この受
信情報から算出された自車の位置情報に基づいて、車内
のＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）や
ＤＶＤ−ＲＯＭ（DigitalVersatile Disc ＲＯＭ）等に
記憶された地図データベースから対応する地域の地図デ
ータを読み出すことで、地図上の自車の現在位置等を表
示画面上に表示する仕組みになっている。

【０００３】このようなナビゲーション装置において、
表示画面の地図上における自車の現在位置と、実際の現
在位置との関係を、走行中に容易に把握できるようにす
るため、遠近法を用いて進行方向の道路を表示する方法
が提案されている。例えば、特公平６−９００４１号に
示された移動体の現在位置表示装置では、自車の移動設
定距離範囲内にある道路の２次元データに基づいて、進
行方向に真直ぐ伸びた道路の幅を、前方（表示画面上
方）に行くほど一定の割合で狭くし、該道路から分岐し
た道路間の間隔比率が一定値になるような演算処理をす
ることで、遠近法による表示を実現させている。

【０００４】具体的には、図８（ａ）に示すように、自
車Ｍの進行方向に伸びた道路Ａから、分岐路が等間隔
（１０ｍｍ）で道路Ａに対し垂直にのびている平面地図
を、上記特許公報による遠近法表示に変換すると、図８
（ｂ）に示すように、道路Ａの幅は前方にいくほど狭く
なり、隣り合った分岐路の間隔は、手前から、８ｍｍ、
６ｍｍ、４．５ｍｍ、３．４ｍｍ、２．６ｍｍ、１．９
ｍｍ、１．４ｍｍ、１．０ｍｍ、…のように一定の間隔
比率で狭くなる。ここでは、前方に行くほど各分岐路が
０．７５の間隔比率で狭くなっている例を示している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
許公報による遠近法描画法では、進行方向前方に行くほ
ど、進行方向の道路幅（横）と分岐路間隔（縦）が一定
の割合で狭くなるという技術であったため、碁盤の目の
ような道路には適用されるが、Ｙ字路や曲線道路等の複
雑な形状の道路や、道路沿いの建物等に対する描画に適
用すると不自然な遠近画像になってしまうという問題が
あった。

【０００６】本発明の課題は、仮想水平線、及びその水
平線上の消点を利用した遠近法による地図描画方法を採
用することで、より実写に近い遠近画面表示が可能なナ
ビゲーション装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
地図情報を記憶する地図情報記憶手段（例えば、図１の
記憶装置７）と、自車の現在位置を検出する位置検出手
段（例えば、図１の現在位置検出装置４）と、前記位置
検出手段により検出された自車の現在位置に基づいて、
前記地図情報記憶手段に記憶された地図情報の中から当
該現在位置に対応する地図データを読み出す地図情報読
出手段（例えば、図１のＣＰＵ１）と、を備え、前記地
図情報読出手段により読み出した地図データに基づい
て、現在位置から目的地までの経路を自車の表示手段
（例えば、図１の表示部２）に表示して、走行中の自車
の道案内を行うナビゲーション装置（例えば、図１のナ
ビゲーション装置１０）において、前記地図情報読出手
段により読み出した地図データに基づいて、自車進行方
向の地平線を表す仮想水平線を用いて、自車前方の地図
を遠近法により描画する地図描画手段（例えば、図１の
ＣＰＵ１）と、前記地図描画手段により描画された遠近
画像を自車の表示手段に表示する表示制御手段（例え
ば、図１のＣＰＵ１）と、を備えることを特徴としてい
る。

【０００８】この請求項１記載の発明によれば、地図情
報読出手段により読み出した地図データに基づいて、自
車進行方向の地平線を表す仮想水平線を用いて、自車前
方の地図を遠近法により描画する地図描画手段と、前記
地図描画手段により描画された遠近画像を自車の表示手
段に表示する表示制御手段と、を備えることにより、実
写に近い画像を表示手段に表示できることで、表示手段
に表示される自車の現在位置と、実際の自車の現在位置
との関係の把握が容易になる。

【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記地図描画手段は、前記地図情報読出手
段により読み出した地図内で描画されるべき平行線が、
前記仮想水平線上の一点で交わるように描画することを
特徴としている。

【００１０】この請求項２記載の発明によれば、地図描
画手段は、前記地図情報読出手段により読み出した地図
内で描画されるべき平行線が、前記仮想水平線上の一点
で交わるように描画することにより、様々な形状の道路
や建物等の遠近描画が容易になる。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記地図情報記憶手段に記憶される地図情
報は、道路データ、道路沿いに建つ建物の位置、高さ、
及び形状データを含むことを特徴としている。

【００１２】この請求項３記載の発明によれば、地図情
報記憶手段に記憶される地図情報は、道路データ、道路
沿いに建つ建物の位置、高さ、及び形状データを含むこ
とにより、地図描画手段により、道路沿いに建つ建物の
遠近描画が可能になることで、より実写に近い画像を表
示手段に表示することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の実施
の形態を詳細に説明する。まず、構成を説明する。

【００１４】図１は、本発明を適用したナビゲーション
装置１０内部の機能的構成を示すブロック図である。図
１に示すように、ナビゲーション装置１０は、ＣＰＵ
１、表示部２、入力部３、現在位置検出装置４、ＲＯＭ
５、ＲＡＭ６、記憶装置７により構成され、これら各部
はバスにより接続されている。

【００１５】ＣＰＵ（Central Processing Unit）１
は、現在位置検出装置４から入力される自車の現在位置
データや、入力部３から入力される入力データに応じ
て、ＲＯＭ５に格納されたナビゲーション用の制御プロ
グラムに従って、各種の制御動作を行う。

【００１６】例えば、ＣＰＵ１は、後述するＧＰＳ受信
部から入力されるＧＰＳデータに基づいて、少なくとも
３個のＧＰＳ衛星から発信された電波の位相を計算し、
ナビゲーション装置１０とＧＰＳ衛星の間の三角測量等
を行うことで、自車の現在位置（緯度、経度）を算出す
る。さらに、ＣＰＵ１は、後述する方位センサから検出
された自車の絶対方位や、角度センサから出力された角
速度信号、及び距離センサから出力されたパルス信号に
より、自車の相対的な位置変化を算出する。

【００１７】また、ＣＰＵ１は、記憶装置７内の地図デ
ータベースから読み出した地図情報に基づいて、後述す
る遠近法描画処理（図２〜図７）を実行し、その処理結
果を表示部２に表示させる。

【００１８】表示部２は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Dis
play）等により構成され、入力部３における入力内容
や、ＣＰＵ１から入力されるナビゲーション用の表示情
報を表示する。例えば、表示部２は、ＣＰＵ１から入力
される遠近法描画処理（図２〜図７参照）による処理結
果を表示する。

【００１９】入力部３は、文字キー、数字キー、検索キ
ーの他、ナビゲーション利用等の各種機能に対応付けら
れた各種キーを備え、キー操作による操作信号をＣＰＵ
１に出力する。また、入力部３は、タッチパネル等のポ
インティングデバイス、リモコン等の入力装置を備える
構成としてもよい。

【００２０】現在位置検出装置４は、ＧＰＳアンテナを
有するＧＰＳ受信部、方位センサ、角度センサ、距離セ
ンサ等を備えて構成される。

【００２１】ＧＰＳ受信部は、ＧＰＳアンテナにより、
例えば、地上約２万kmの宇宙空間内に配置されている２
４個のＧＰＳ衛星のうち、少なくとも３個から送信され
たＧＰＳ衛星波を受信して、その受信されたＧＰＳデー
タをＣＰＵ１に出力する。

【００２２】方位センサは、地磁気の検出を行い、検出
結果である自車の絶対方位データをＣＰＵ１に出力す
る。角度センサは、自車の走行に伴う角速度（単位時間
あたりの回転角度）を検出し、移動方位の変化量に比例
した角速度信号をＣＰＵ１に出力する。また、距離セン
サは、車輪の回転に応じて単位走行距離毎にパルス信号
を発生してＣＰＵ１に出力する。

【００２３】ＲＯＭ（Read Only Memory）５は、ＣＰＵ
１により実行されるナビゲーション装置１０の各種アプ
リケーション、及びこれらのプログラムに係るデータ等
を記憶する。例えば、ＲＯＭ５は、遠近法描画処理等の
各種プログラムや、過去に検索を行った経路、ナビゲー
ション装置１０の動作に関する各種設定内容が記録され
た設定データを記憶する。

【００２４】ＲＡＭ（Random Access Memory）６は、Ｃ
ＰＵ１が上記各種アプリケーションプログラムを実行す
る際に、この各種プログラムをＲＡＭ６内の図示しない
プログラム格納領域に展開するとともに、ＣＰＵ１が上
記各種処理プログラムを実行する際に、現在位置検出装
置４から入力される現在位置データ、及びこれらのデー
タに基づく処理結果等を、図示しないデータ格納領域に
一時的に格納する。

【００２５】記憶装置７は、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−Ｒ
ＯＭ等の記録媒体を有し、該記録媒体に、広域をカバー
する地図データベースを格納している。この地図データ
ベースには、道路や建物等を上空から見た２次元平面デ
ータだけではなく、この２次元平面上の各点（位置）に
おける標高値データ、全ての建物の高さや形状データ等
の地図情報が格納されている。

【００２６】次に、本実施の形態の動作を説明する。本
実施の形態のナビゲーション装置１０における遠近法に
よる地図の描画方法について、図２〜図７に基づいて説
明する。

【００２７】まず、Ｙ字路に対する遠近法による描画方
法について、図２〜図４に基づいて説明する。

【００２８】図２は、ＣＰＵ１により現在位置検出装置
４から検出された車の現在位置データと、記憶装置７内
の地図データベースから読み出された地図データに基づ
いた、Ｙ字路を含む平面地図（上空から見た地図）であ
る。図２の地図では、Ｙ字路を形成する道路ｆ、及びｇ
と、各道路沿いにそれぞれ建つ民家ｈ、ｉと、道路ｆ上
に現在位置している車Ｍと、が示されており、道路ｆと
道路ｇは同じ道路幅を有する。

【００２９】まず、ＣＰＵ１は、現在位置検出装置４か
ら車の現在位置データを検出し、記憶装置７内の地図デ
ータベースから該現在位置に対応する地図データを読み
出すと、運転者の目の高さに対応する仮想水平線を描画
用平面の中央付近に描き（図３（ａ））、車Ｍの現在位
置にみたてた描画用平面下部に、道路ｆの道路幅両端の
座標点を設定する（図３（ｂ））。この仮想水平線は、
運転者から見た地平線とみなしてよい。また、ここでＣ
ＰＵ１が設定する道路幅は、ユーザにより設定された表
示対象領域により変更可能である。

【００３０】次いで、ＣＰＵ１は、上記仮想水平線上
に、運転者の視線方向に対応する座標点アを求め、上記
道路幅両端座標から座標点アに向けて直線を引く（図３
（ｃ））。図３（ｃ）の描画図が、道路ｆの遠近図とな
る。ここで、仮想水平線上の点は、地平線のかなたの点
に対応することから、消点（又は消失点）と呼ばれてい
る。

【００３１】次いで、ＣＰＵ１は、図３（ｃ）における
消点アを利用して、図２に示した平面地図データから、
図３（ｃ）の道路ｆ上における道路ｇの道路幅両端座標
を求めて（図４（ｄ））、道路ｇに対応する消点イを仮
想水平線上に求め、該道路幅両端座標から消点イに向け
て直線を引く（図４（ｅ））。図４（ｅ）の描画図が、
Ｙ字路を形成する道路ｆ、及びｇの遠近図となる。

【００３２】次いで、ＣＰＵ１は、記憶装置７内の地図
データベースから、図２に示した道路ｆ沿いに建つ民家
ｈ、及び道路ｇ上に建つ民家ｉの、高さや形状等のデー
タを読み出し、これらのデータに基づいて、消点ア、消
点イから両民家の各辺に向けて直線を引く。例えば、民
家ｈ、ｉを形成する各辺のうち、道路ｆに平行な部分に
対しては、消点アから直線を引き、道路ｇに平行な部分
に対しては、消点イから直線を引く。また、ＣＰＵ１
は、民家ｈ、ｉを形成する各辺のうち、地面に垂直な部
分（高さ）に対しては、描画用平面の縦方向に、各民家
の高さに応じた垂線を引く（図４（ｆ））。

【００３３】次に、曲線道路に対する遠近法による描画
方法について、図５〜図７に基づいて説明する。

【００３４】図５（ａ）は、ＣＰＵ１により現在位置検
出装置４から検出された車の現在位置データと、記憶装
置７内の地図データベースから読み出された地図データ
に基づいた、曲線道路を含む平面地図である。図５の地
図では、曲線道路ｊと、この道路ｊ上に現在位置してい
る車Ｍと、が示されており、曲線道路ｊの道路幅は、道
路ｊ上はどこでも同一である。

【００３５】図５（ｂ）は、図５（ａ）の曲線道路ｊ
を、直線道路Ｌ₁、Ｌ₂、Ｌ₃、…の組み合わせで表した
図である。図５において、線分Ｋ₁、Ｋ₂、Ｋ₃、Ｋ₄、Ｋ
₅は、曲線道路ｊを垂直に切断する線分であり、直線道
路Ｌ₁は、線分Ｋ₁両端部における曲線道路ｊの接線によ
り形成される道路であり、直線道路Ｌ₂は、線分Ｋ₂両端
部における曲線道路ｊの接線により形成される道路であ
り、直線道路Ｌ₃は、線分Ｋ₃両端部における曲線道路ｊ
の接線により形成される道路であり、直線道路Ｌ₄は、
線分Ｋ₄両端部における曲線道路ｊの接線により形成さ
れる道路であり、直線道路Ｌ₅は、線分Ｋ₅両端部におけ
る曲線道路ｊの接線により形成される道路である。な
お、線分Ｋ₁は、車Ｍの現在位置に対応する。

【００３６】まず、ＣＰＵ１は、現在位置検出装置４か
ら車の現在位置データを検出し、記憶装置７内の地図デ
ータベースから該現在位置に対応する地図データを読み
出す。次に、ＣＰＵ１は、運転者の目の高さに対応する
仮想水平線を描画用平面の中央付近に描き（図６
（ａ））、図５（ｂ）に示す曲線道路ｊの平面データか
ら、車Ｍの現在位置に対応する線分Ｋ₁を抽出し、車Ｍ
の現在位置にみたてた描画用平面下部に、線分Ｋ₁に対
応する道路幅両端点の座標を設定する（図６（ｂ））。
次いで、ＣＰＵ１は、上記仮想水平線上に、運転者の視
線方向に対応する消点カを求め、上記道路幅両端座標か
ら消点カに向けて直線を引く（図６（ｃ））。

【００３７】次に、ＣＰＵ１は、図５（ｂ）に示す曲線
道路ｊの平面データから線分Ｋ₂を抽出し、図６（ｃ）
における消点カを利用して、描画用平面に、線分Ｋ₂に
対応する道路幅両端座標を求め、仮想水平線上に、図５
（ｂ）の直線道路Ｌ₂に対応する消点キを求めて、該道
路幅両端座標から消点キに向けて直線を引く（図７
（ｄ））。

【００３８】次いで、ＣＰＵ１は、図５（ｂ）に示す曲
線道路ｊの平面データから線分Ｋ₃を抽出し、図６
（ｃ）における消点カを利用して、描画用平面に、線分
Ｋ₃に対応する道路幅両端座標を求め、仮想水平線上
に、図５（ｂ）の直線道路Ｌ₃に対応する消点クを求
め、該道路幅両端座標から消点クに向けて直線を引く。
ＣＰＵ１は、同様の処理を図５（ｂ）の線分Ｋ₄、Ｋ₅に
対して行い、線分Ｋ₄、Ｋ₅に対応する直線道路Ｌ₄、Ｌ₅
に対する消点は、それぞれ、消点ケ、消点コとなる（図
７（ｅ））。

【００３９】図５（ｂ）における最前方部（線分Ｋ₅の
左部分）は、描画平面上において仮想水平線に平行であ
るため、対応する消点は、図７（ｅ）に示すように、仮
想水平線上の左無限遠方となる。

【００４０】ＣＰＵ１は、描画用平面上に求めた上記の
各道路幅両端点を、直線や曲線で、補間して、図７
（ｅ）の実線に示すように、図５（ａ）の曲線道路ｊに
対する遠近法による曲線道路を形成する。ここで、仮想
水平線上における各消点間間隔を細かくとればとるほ
ど、より実写に近い遠近図が得られるが、たとえ、消点
の数が少なくても、図７（ｅ）に示したように、曲線道
路として不自然とならない程度に補間すれば、多消点数
の場合と同様の遠近図が得られる。

【００４１】以上のように、本実施の形態におけるナビ
ゲーション装置１０によれば、描画用平面に、進行方向
前方の地平線に対応する仮想水平線を描き、該水平線上
に各直線道路に対する消点を求め、各道路幅両端と、消
点とを直線で結ぶことにより、碁盤の目状の道路だけで
なく、Ｙ字路など、直線道路を多数組み合わせた道路の
遠近図を描画することができる。

【００４２】また、曲線道路に対しては、曲線道路を構
成する各部分は、局所的に直線道路であることから（図
５（ｂ）の直線道路Ｌ₁、Ｌ₂、Ｌ₃、Ｌ₄、Ｌ₅）、１つ
の曲線道路を多数の直線道路の組み合わせとみなすこと
ができ、上記と同様の手法で、曲線道路の遠近法による
描画が可能になる。

【００４３】さらに、平面図における平行線は、遠近図
においては、地平線上の消点で交わるという性質を使用
すると、直線道路沿いに建つ建物において、該道路に平
行な部分は、該道路と同一の消点を有することから（図
４（ｆ））、遠近法による描画が容易になる。

【００４４】また、上記の描画法で、様々な形状の道路
や建物等の遠近法による描画が可能になることで、進行
方向前方の道路や建物等が実写に近い形で表示部２に表
示可能になり、不慣れな地域を走行中の運転者にとっ
て、表示画面上の現在位置と、実際の自車の現在位置と
の関係の把握が容易になる。

【００４５】なお、本実施の形態における記述内容は、
本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態の記憶装置７における地図データ
ベースには、建物情報として、目印となる建物だけでな
く民家等も含めた全ての建物の高さ、形状を記憶するも
のとしたが、目印となる建物（デパート、銀行、学校
等）に対しては、高さや形状を記憶し、それ以外の建物
（民家、アパート等）に対しては、建物の種類に応じて
特徴的な形状を記憶しておくものとしてもよい。

【００４６】

【発明の効果】請求項１記載の発明のナビゲーション装
置によれば、実写に近い画像を表示手段に表示できるこ
とで、表示手段に表示される自車の現在位置と、実際の
自車の現在位置との関係の把握が容易になる。

【００４７】請求項２記載の発明のナビゲーション装置
によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、様々な
形状の道路や建物等の遠近描画が容易になる。

【００４８】請求項３記載の発明のナビゲーション装置
によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、道路沿
いに建つ建物の遠近描画が可能になることで、より実写
に近い画像を表示手段に表示することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した実施の形態におけるナビゲー
ション装置１０内部の機能的構成を示すブロック図であ
る。

【図２】本発明を適用したナビゲーション装置１０にお
ける遠近法による描画方法を説明するためのＹ字路の平
面地図である。

【図３】図２の平面地図の遠近法による描画手順を説明
するための図である。

【図４】図２の平面地図の遠近法による描画手順を説明
するための図（同図（ｄ）及び（ｅ））と、遠近法によ
る建物の描画方法を説明するための図（同図（ｆ））で
ある。

【図５】本発明を適用したナビゲーション装置１０にお
ける遠近法による描画方法を説明するための曲線道路の
平面地図である。

【図６】図５の平面地図の遠近法による描画手順を説明
するための図である。

【図７】図５の平面地図の遠近法による描画手順を説明
するための図である。

【図８】従来のナビゲーション装置において、遠近法に
よる描画方法を説明するための道路地図を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ＣＰＵ２表示部３入力部４現在位置検出装置５ＲＯＭ６ＲＡＭ７記憶装置（地図データベース）１０ナビゲーション装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2C032 HB02 HB22 HC08 HC14 HC23 HD03 2F029 AA02 AB01 AB07 AC02 AC04 AC14 5B050 AA10 BA07 BA17 EA27 FA02 5H180 AA01 BB13 FF04 FF05 FF22 FF33

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】地図情報を記憶する地図情報記憶手段と、
自車の現在位置を検出する位置検出手段と、前記位置検
出手段により検出された自車の現在位置に基づいて、前
記地図情報記憶手段に記憶された地図情報の中から当該
現在位置に対応する地図データを読み出す地図情報読出
手段と、を備え、前記地図情報読出手段により読み出し
た地図データに基づいて、現在位置から目的地までの経
路を自車の表示手段に表示して、走行中の自車の道案内
を行うナビゲーション装置において、前記地図情報読出手段により読み出した地図データに基
づいて、自車進行方向の地平線を表す仮想水平線を用い
て、自車前方の地図を遠近法により描画する地図描画手
段と、前記地図描画手段により描画された遠近画像を自車の表
示手段に表示する表示制御手段と、を備えることを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項２】前記地図描画手段は、前記地図情報読出手
段により読み出した地図内で描画されるべき平行線が、
前記仮想水平線上の一点で交わるように描画することを
特徴とする請求項１記載のナビゲーション装置。
【請求項３】前記地図情報記憶手段に記憶される地図情
報は、道路データ、道路沿いに建つ建物の位置、高さ、
及び形状データを含むことを特徴とする請求項１記載の
ナビゲーション装置。