JP2002333830A

JP2002333830A - 電子地図の３次元表示

Info

Publication number: JP2002333830A
Application number: JP2001136292A
Authority: JP
Inventors: Masanori Saito; 正典斎藤; Junya Amita; 純也網田; Kenji Shono; 謙二正野
Original assignee: Zenrin Co Ltd
Current assignee: Zenrin Co Ltd
Priority date: 2001-05-07
Filing date: 2001-05-07
Publication date: 2002-11-22

Abstract

(57)【要約】【課題】電子地図データについて簡易な３次元表示を
実現する。【解決手段】電子地図データにおいて、道路１，３お
よびスロープ２を表す閉図形を定義するデータを用意す
る。各データには、閉図形の頂点位置を表す２次元座
標、および高さを表すレベル情報が含まれる。レベル情
報は、量子化された高さ情報であり、例えば、高架道路
に対しては、現実の高さに関わらず「レベル１０」のよ
うに付与される。３次元のグラフィックス表示は、レベ
ル情報に基づいて予め設定された一定の高さを割り当て
ることで行う。こうすることにより、道路の高低関係を
正確に反映した３次元表示を簡易なデータに基づいて実
現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子地図データを
用いた３次元表示技術および該表示に適した電子地図デ
ータの生成技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピュータで利用可能に電子化
された地図データ（以下、「電子地図データ」と呼ぶ）
の利用が広まっている。電子地図データは、いわゆるパ
ーソナルコンピュータでの地図表示、車載用のナビゲー
ションシステム、インターネットを介した地図提供およ
び印刷物としての地図の版下作成などに利用される。

【０００３】ナビゲーションシステムでは、運転者が進
路を直感的に判断することができるよう、３次元表示が
用いられつつある。例えば、高速道路入口のスロープな
ど３次元的に構成された道路では、３次元表示を行うこ
とにより、現在位置および進路の把握が容易になる利点
がある。

【０００４】通常、電子地図データは、道路について、
２次元で位置情報を有するに過ぎなかった。高さデータ
を含まない電子地図データに基づいて３次元表示を行う
方法としては、道路種別によって一定の高さを割り当て
る方法が挙げられる。かかる方法では、例えば、道路種
別が「高速道路」であれば、一定高さの高架であるもの
と仮定して３次元表示を行う。

【０００５】また、別の方法として、３次元表示が要求
される領域について、２次元的な地図データとは別に３
次元表示用のデータを備える方法も採られていた。かか
る方法では、特定の視点から見た３次元画像データを用
いることが多い。

【０００６】コンピュータグラフィックス技術を用いて
３次元表示画像を動的に生成する方法も提案されてい
る。例えば、特開平９−３３００２２記載の技術では、
各ノード、即ち交差点で道路の高さデータを有する電子
地図データを用意し、これに基づいて３次元表示を実現
する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらのいず
れの方法によっても、実用性のある３次元表示を行うに
は不十分であった。

【０００８】例えば、道路種別によって高さを仮定する
方法では、地下に建設された高速道路を正確に３次元表
示することができない。３次元表示用のデータを別途備
える方法では、固定的な視点での表示になりがちであ
り、現在位置との不整合が生じる可能性があった。ま
た、近年では、３次元的に構成された道路は非常に多
く、３次元表示が要望される全ての地域において、３次
元表示用のデータを備えることは現実的には不可能であ
った。各ノードにおける高さ情報を利用する方法は、動
的な３次元表示を行うことができる点で有用性が高い
が、国内全域においてかかるデータを用意することは現
実的には不可能であった。

【０００９】本発明は、かかる課題に鑑みてなされたも
のであり、実用性を考慮した電子地図データの３次元表
示およびこの３次元表示に適した電子地図データの生成
方法に関する技術を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
記課題の少なくとも一部を解決するために、本発明では
コンピュータが利用可能な電子地図データとして、次の
データ構造を用いるものとした。本発明の電子地図デー
タは、少なくとも道路データとスロープデータとを備え
ている。道路データは、道路の２次元的な位置を特定す
る道路位置情報と、道路の高さを所定の規則で量子化し
たレベル情報とを含んでいる。スロープデータは、レベ
ル情報の異なる複数の道路間を接続するスロープについ
て、スロープの位置を特定するスロープ位置情報と、ス
ロープと道路との接続関係を特定可能な接続規定情報と
を含んでいる。

【００１１】本発明の電子地図データには、道路の高さ
に関する情報がレベル情報の形で含まれる。レベル情報
とは、現実の道路の高さを表すデータではなく、少なく
とも道路の高低関係を特定可能な程度に量子化されて定
義された高さ情報である。レベル情報は、例えば、高架
の道路に対しては、その高さに関わらず「高架」である
ことを示す情報を設定とすることができる。かかるレベ
ル情報を備えた地図データを用いることにより、少なく
とも道路の高低関係を正確に反映した３次元表示を実現
することができる。

【００１２】また、本発明の電子地図データには、レベ
ル情報の異なる道路間を接続するスロープを定義するス
ロープデータが含まれている。接続規定情報によって、
スロープと道路との接続関係が特定されているため、各
スロープは、高さ情報が間接的または直接的に定義され
ることになる。従って、スロープに関しても、少なくと
も高さの異なる道路間の接続関係を正確に反映した３次
元表示を実現することができる。

【００１３】レベル情報は、道路の高さを正確に表すも
のではないため、実現された３次元表示は、厳密には高
さが不正確な表示である。しかしながら、電子地図デー
タの３次元表示は、主として地形の直感的理解を助ける
ために行われるものであるから、少なくとも道路の高低
関係が正確に反映されていれば、この目的はほぼ達成さ
れる。

【００１４】本発明において用いられるレベル情報に
は、データ構造上、次に示す種々の利点を有する。第１
に、高さを量子化した情報であるため、レベル情報は非
常にデータ量を抑制することができる利点がある。例え
ば、道路の高さを表すためには有効数字に応じて複数の
ビットが必要となるが、道路が「高架」であるか否かを
レベル情報として示す場合には最低で１ビットあれば十
分である。

【００１５】第２に、レベル情報は道路の高低関係に基
づいて設定できるため、全国的に膨大な箇所のデータを
揃えるのが比較的容易であるという利点がある。各箇所
で、高さの精密な測定を行う必要がないからである。

【００１６】本発明の電子地図データにおいて、道路位
置情報は、閉図形で定義することが望ましい。こうする
ことにより、より直感的に理解しやすい３次元表示時に
要する演算量を低減することができる。もちろん、この
ことは、道路を線分として定義しておき、３次元表示を
行う際に閉図形を生成する態様を排除するものではな
い。さらには、３次元表示も道路を線分として行うもの
としても構わない。

【００１７】本発明の電子地図データにおいて、接続規
定情報は、種々の態様で設定可能である。例えば、スロ
ープと道路との接続点においてレベル情報を含めた構造
でスロープデータを構成し、そのレベル情報を接続され
る道路のレベル情報と同じ値に設定してもよい。こうす
ることで、スロープと道路の接続点では、両者が同じレ
ベル情報を有することになるから、両者の接続関係が明
確になるとともに、両者の高さを一致させた状態での３
次元表示を実現することができる。

【００１８】別の態様として、道路データに対して個別
の識別データを付与し、スロープに道路が接続される接
続点において、それぞれ接続される道路を識別データで
特定する態様を採ることもできる。この場合は、接続点
でスロープに対して設定された識別データが接続規定情
報として作用することになる。この場合、スロープデー
タ中にはレベル情報を含める必要はない。この態様によ
れば、設定ミス等でスロープと道路のレベル情報に不一
致が生じることを回避でき、両者の高さが一致した３次
元表示を安定的に実現することができる。また、道路側
のレベル情報に変更が生じた場合には、スロープデータ
を修正するまでなく、変更されたレベル情報に応じた３
次元表示を実現することができる。

【００１９】本発明において、レベル情報は例えば、地
表面、高架、地下の少なくとも３段階に量子化すること
ができる。こうすることにより、少ないデータ量で実用
的な量子化を行うことができる。

【００２０】また、レベル情報は、高架または地下の少
なくとも一方について、複数層に量子化してもよい。例
えば、高架１、高架２のごとくレベル情報を設定しても
よい。こうすることにより、複数層に構成された高架道
路についても高低関係を正確に反映させることができ
る。また、一本の道路が複数回のループを描いて高架道
路に繋がっている場合でも、レベル情報を複数層で有す
ることにより、３次元表示に反映させることが可能とな
る。ここでは、高架を例にとって説明したが、地下につ
いても同様である。

【００２１】本発明は、上述した電子地図データおよび
該電子地図データを記録したコンピュータ読みとり可能
な記録媒体として構成することができる。また、上述し
た電子地図データをそれぞれ構成する生成装置として構
成することもできる。

【００２２】本発明は、上述した電子地図データのサブ
コンビネーションに相当する態様として、上記電子地図
データに基づいて表示部に地図を表示させる表示制御装
置として構成することもできる。表示部は、コンピュー
タやナビゲーションシステムのディスプレイ、プロジェ
クタなどを用いることができる。もちろん、本発明は、
これらの表示部との組み合わせにより、電子地図データ
の表示装置として構成することも可能である。

【００２３】本発明の表示制御装置は、先に説明した電
子地図データを入力する入力部と、表示部に、道路およ
びスロープの３次元画像の表示を行わせるための表示デ
ータを生成する生成部とを備えることにより構成され
る。表示データは、レベル情報および接続規定情報に応
じた高低関係で３次元表示を行わせるよう生成される。
高架または地下の道路については、レベル情報に応じ
て、予め設定された所定の高さをそれぞれ対応づけて表
示データが生成される。

【００２４】スロープについては、異なるレベル情報に
対応付けられた２点間において高さを徐々に変化させた
状態で３次元表示を行う。高さの変化は種々の方法で行
うことができるが、例えば、いずれか一方の点からの距
離に対し線形に変化させることができる。つまり、レベ
ル情報の異なる道路が接続された２点間では、一定の勾
配でスロープが形成されることになる。こうすることに
より、スロープの３次元表示データ作成時の演算量を低
減することができる利点がある。

【００２５】また、レベル情報が、高架または地下の少
なくとも一方について、複数層に量子化されて設定され
ている時には、表示制御部は、レベル情報に応じて複数
種類の高さを対応付けることが望ましい。こうすること
により複数層の高架または地下を表す表示データを生成
することが可能となる。例えば、複数回のループを描く
スロープについても３次元表示を実現することができ
る。

【００２６】本発明の表示装置では、高架を表す道路デ
ータおよびスロープデータの少なくとも一方について
は、道路またはスロープの幅にそって、一定高さの壁を
表示させることも望ましい。こうすることにより、更に
現実に近い３次元表示を実現することができる。

【００２７】本発明は、上述の電子地図データの生成装
置、表示装置および表示制御装置の機能を実現するプロ
グラムとして構成してもよい。また、これらのプログラ
ムおよび電子地図データを記録した記録媒体として構成
してもよい。なお、記録媒体としては、フレキシブルデ
ィスクやＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク、ＩＣカード、
ＲＯＭカートリッジ、パンチカード、バーコードなどの
符号が印刷された印刷物、コンピュータの内部記憶装置
（ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリ）および外部記憶装置等
の、コンピュータが読取り可能な種々の媒体を利用でき
る。

【００２８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、以
下の項目に分けて説明する。Ａ．地図データ生成装置の構成：Ｂ．道路データの生成：Ｂ１．データ構造Ａについて：Ｂ２．データ構造Ｂについて：Ｂ３．データ構造Ｃについて：Ｂ４．データ構造Ｄについて：Ｃ．地図表示装置の構成：Ｄ．３Ｄ処理：Ｅ．変形例：

【００２９】Ａ．地図データ生成装置の構成：図１は地
図データ生成装置のシステム構成を示す説明図である。
地図データ生成装置２０は、コンピュータでの地図表示
に使用される地図データベース１４を生成する装置であ
る。本実施例では、地図データ生成装置２０は、パーソ
ナルコンピュータ内に地図データ生成用のソフトウェア
をインストールすることによって構築した。地図データ
ベース１４は、地図データ生成装置２０とネットワーク
で接続されたサーバ内に構成される。地図データベース
１４は、地図データ生成装置２０と一体的に構成しても
よい。

【００３０】地図データ生成装置２０には、図示する機
能ブロックがソフトウェア的に用意されている。オペレ
ータからのコマンド入力、パーソナルコンピュータへの
表示制御などの基本的な機能については、図示を省略し
た。各機能ブロックは、それぞれ地図データベース１４
に格納すべき地図データを生成する機能を奏する。

【００３１】道路データ生成部２１は、道路データを生
成する。道路データは、位置および形状に関する情報、
属性情報を含んだデータ構造を有しており、前者は位置
情報生成部２１ａ、後者は属性情報生成部２１ｂによっ
て生成される。属性情報とは、高速道路、国道、県道な
どの道路種別に関する情報、道路の高さに関する情報、
スロープであるか否かを示す情報などが含まれる。

【００３２】道路以外の背景、即ち鉄道、建物、河川な
どのデータは背景データ生成部２２により生成される。
目的地データ生成部２３は、地図データを用いた経路探
索において目的地として選択可能な建物等を含む目的地
データベースを生成する。目的地データ生成部２３と背
景データ生成部２２とは互いに連携し、目的地の名称等
から背景データが特定できるよう両者の関連付けを行
う。文字データ生成部２４は地名等の文字データを生成
し、記号データ生成部２５は一方通行その他の交通規制
情報などを表示するための記号データを生成する。文字
データおよび記号データは、標記内容が地図の表示スケ
ールに応じた多段階に分けられて設定される。

【００３３】統合部３０は、上述した各機能ブロックで
生成されたデータを一つの地図データとして統合し、地
図データベース１４に出力する機能を奏する。地図デー
タは、ＤＶＤ−ＲＯＭその他の記録媒体ＭＥに記録する
ものとしてもよい。

【００３４】Ｂ．道路データの生成：図２は道路データ
の内容を示す説明図である。道路はいわゆる平坦な道路
とスロープに大別される。本明細書では、以下、特に断
らない限り、「道路」という用語は狭義、即ち平坦な道
路を意味するものとする。

【００３５】ここでは、図２下部の斜視図に示す通り、
平坦な道路１、高架道路３、両者を接続するスロープ２
を対象として道路データの内容を説明する。説明の便宜
上、各道路は矩形の閉図形で定義できるものとし、各頂
点をそれぞれ図中の点ａ〜ｈで表す。また道路１、スロ
ープ２の中央線は、図中に点Ｌ，Ｍ，Ｎで示す線分で表
されるものとする。

【００３６】本実施例においては、高さ情報は、道路の
正確な高さを表すものではなく、量子化されたレベル情
報として設定されている。例えば、高架の道路について
は、地図表示上は現実の高さが既知である必要はなく、
高架であることが認識できれば足りる。かかる観点か
ら、高架の道路に対しては、現実の高さに関わらず値
「１０」がレベル情報として与えられる。地表面の道路
についてはレベル０が与えられる。また、レベル情報に
負値（例えば、ー１０）を与えることによって、地下道
路も定義することができる。

【００３７】道路データの構造は、種々の態様を採り得
る。図２中には、代表的な構造としてケースＡ〜Ｄの４
通りを例示した。

【００３８】Ｂ１．データ構造Ａについて：データ構造
Ａは、道路とスロープでデータ構造の共通化を図った構
造例である。図中には、道路１を定義するデータを右側
に、スロープ２を定義するデータを左側に示した。

【００３９】各データには「ポリゴンＮｏ」、即ちデー
タ管理上の識別情報が付される。道路１は「ポリゴンＮ
ｏ＝１」、スロープ２は「ポリゴンＮｏ＝２」とする。
各データには、道路またはスロープの閉図形を定義する
各点について、２次元的な座標およびレベル情報が含ま
れる。例えば、道路１は点ｃ、ｄ、ｅ、ｆの４点で定義
されるから、データ中には、点ｃの座標（Ｘｃ，Ｙ
ｃ）、レベル情報「Ｌｅｖｅｌ＝０」が含まれ、その他
の３点についても同様の形式のデータが含まれる。スロ
ープ２は点ｂ、ｃ、ｆ、ｇの４点で定義されるから、デ
ータ中には、これらの４点について座標およびレベル情
報が含まれる。スロープの場合には、必然的にレベル情
報の異なる点が混在することになる。図２の例では、地
表面に存在する点ｃ、ｆはレベル０であり、高架道路と
の接続点に対応する点ｂ、ｇはレベル１０となってい
る。なお、図２では、図示を省略したが、座標およびレ
ベル情報に加えて、高速道路、国道などの種別、車線数
その他の情報を属性情報に含めてもよい。

【００４０】図２の例では、スロープ２および道路１
で、点ｃ、ｆが共通である。従って、両者のデータにお
いても、点ｃ、ｆに関するデータが共通に含まれる。こ
れらのデータは、座標およびレベル情報がそれぞれ等し
い。このように共通に含まれる点についてのデータは、
スロープ２と道路１との接続関係を間接的に規定する情
報となる。

【００４１】図示は省略したが、高架道路３についても
同様の形式でデータが備えられる。高架道路について
は、点ａ、ｂ、ｇ、ｈの４点のデータが含まれ、各点の
レベル情報は「Ｌｅｖｅｌ＝１０」となる。スロープ２
と高架道路３とでは、点ｂ、ｇが共通しているから、こ
れらの点が両者の接続関係を間接的に規定する情報とな
る。

【００４２】データ構造Ａによれば、道路とスロープの
データ構造が共通化されているため、データ生成および
このデータを用いた地図表示の処理の共通化を図ること
ができる利点がある。

【００４３】Ｂ２．データ構造Ｂについて：データ構造
Ｂは、道路とスロープで異なる構造を用いる場合の例で
ある。道路については、データ構造Ａとほぼ同じ構造を
用いるものとした。例えば、道路１は、ポリゴンＮｏ＝
１という識別情報の他、種別、レベル情報、形状のデー
タが含まれる。種別データには、少なくとも「道路」で
あることを示す情報が含まれる。高速道路、国道などの
種別を併せて含めても良い。レベル情報は、道路全体に
ついて与えられる。形状データには、道路を定義する４
点の座標が含まれる。なお、データ構造Ａと同じ形式
で、各点につき、個別の座標およびレベル情報を与える
ものとしてもよい。高架道路３についても同様の形式で
データが与えられる。高架道路３では、レベル情報の値
が道路１と相違する。

【００４４】一方、スロープ２については、種別および
レベル情報の内容が道路１と相違する。種別データに
は、少なくとも「スロープ」であることを示す情報が含
まれる。スロープとは、異なるレベルの道路を接続する
斜面を意味する。従って、種別が「スロープ」である場
合には、レベル情報が少なくとも２つ必要となる。デー
タ構造Ｂでは、スロープ２については、始点レベル情報
と終点レベル情報を含めるものとした。この例では、始
点レベルに０、終点レベルに１０が与えられる。スロー
プ２の始点、終点は、形状データの点の並びによって定
義される。形状データにおいて最初に定義される点ｃが
始点、次に定義される点ｂが終点に対応付けられるもの
とした。始点、終点の定義はかかる方法によらず、形状
データとレベル情報との対応付けが可能であれば、いか
なる方法を用いてもよい。

【００４５】データ構造Ｂでは、スロープ２、道路１、
３のデータ中に含まれる形状データおよびレベル情報の
共通性によって、これらの接続関係が間接的に規定され
る。データ構造Ｂによれば、レベル情報について、デー
タの生成および表示時の処理が簡素化できる利点があ
る。

【００４６】Ｂ３．データ構造Ｃについて：データ構造
Ｃは、スロープについてレベル情報を与えない構造例で
ある。スロープはレベルの異なる道路を接続する斜面で
あるから、道路との接続点においてスロープと道路のレ
ベル情報は一致すべきである。かかる観点から、データ
構造Ｃでは、スロープと道路との接続関係を直接的に規
定することにより、スロープデータにおけるレベル情報
の付与を省略した。

【００４７】図示する通り、道路１，３についてのデー
タ内容は、データ構造Ｂと共通である。スロープ２のデ
ータについても、種別および形状データについては、デ
ータ構造Ｂと共通である。データ構造Ｃでは、レベル情
報の付与に代えて、隣接ポリゴン情報、即ちスロープ２
が接続されるポリゴンを特定するデータを含めた。図２
の例では、スロープ２は、道路１、３と接続される。従
って、隣接ポリゴン情報は、これらの道路１，３に対応
するポリゴンＮｏが与えられる。隣接ポリゴン情報によ
って、スロープ２と道路１，３との接続関係が規定され
るため、これらの道路のレベル情報を適用してスロープ
２のレベル情報を特定することができる。

【００４８】データ構造Ｃによれば、スロープ２にレベ
ル情報を含まないため、データの設定が容易となる利点
がある。スロープ２と道路１、３との高さがずれるなど
のデータ設定に起因するミスを回避することができる。

【００４９】Ｂ４．データ構造Ｄについて：データ構造
Ｄは、形状の定義を簡素化した構造例である。データ構
造Ａ〜Ｃでは、道路およびスロープが、それぞれ閉図形
で定義される場合を例示した。これに対し、データ構造
Ｄでは、道路およびスロープが線分で定義される場合を
示す。

【００５０】基本的なデータ構造は、データ構造Ａと同
じである。道路１およびスロープ２について、それぞれ
形状およびレベル情報が定義される。データ構造Ｄで
は、道路１およびスロープ２は線分で定義されるから、
形状データには、それぞれ中央線を定義する点Ｌ，Ｍ，
Ｎのいずれか２点のデータが含まれる。また、３次元表
示時に、道路およびスロープ等を閉図形として表示する
ため、それぞれについて幅Ｗｄが設定される。図２の例
では、道路１スロープ２とが同じ幅Ｗｄで表されている
が、必ずしも一致させる必要はない。

【００５１】データ構造Ｄによれば、道路およびスロー
プを線分で定義できるため、データ量の抑制、データ生
成処理の簡素化を図ることができる。なお、データ構造
Ｂ，Ｃについて、データ構造Ｄと同じように道路および
スロープを線分で定義したデータ構造を用いることも可
能である。

【００５２】以上の例では、地表面の道路１と高架道路
３とを結ぶスロープ２を例にとって、データ構造を説明
したが、地下の道路についても同様に種々のデータ構造
で道路データを生成することができる。

【００５３】Ｃ．地図表示装置の構成：次に、上述の地
図データ生成装置２０によって生成された電子地図デー
タの利用について例示する。図３は地図表示装置の概略
構成を示す説明図である。車載用のナビゲーションシス
テムとしての構成を例示した。

【００５４】実施例の地図表示装置は、本体１００、制
御部１１０、ディスクドライブ１０３から構成される。
本体１００は、地図、メニュー等を表示させるためのデ
ィスプレイ１０１、コマンドの入力を行うための操作部
１０２を備えている。操作部１０２は、その操作によっ
て、地図上に表示されたカーソルを移動させたり、地図
の表示スケールを変更したりすることができる。

【００５５】ディスクドライブ１０３には、地図データ
が記録された記録媒体ＭＥを挿入することができる。本
実施例では、記録媒体ＭＥとしてＤＶＤ（Digital Vide
o Disk）ーＲＯＭを用いるものとした。記録媒体ＭＥに
は、先に説明した地図データが記憶されている。記録媒
体ＭＥには、この他、経路探索に使用する目的地データ
ベースも登録されている。

【００５６】制御部１１０は、内部にＣＰＵ、メモリを
有するマイクロコンピュータとして構成されている。制
御部１１０は、図示する各機能ブロックの機能により、
操作部１０２からのコマンド入力、車両の現在位置など
に基づいてディスプレイ１０１への地図表示を制御す
る。操作部１０２からのコマンドは、コマンド入力部１
１６によって取得され、参照部１１４に受け渡される。
コマンドには、地図表示のスケールに関する指示、３Ｄ
表示を行うか否かの指示などが含まれる。

【００５７】車両の現在位置は、ＧＰＳ（Global Posit
ioning System）アンテナ１０４により受信した電波の
解析などに基づき、位置検出部１１２によって特定され
る。現在位置の特定方法は、ＧＰＳの受信結果と地図デ
ータとの照合を含むハイブリッド方式など周知の種々の
技術を適用可能であり、ここでは詳細な説明を省略す
る。

【００５８】参照部１１４は、コマンドおよび現在位置
に基づいて、表示に用いる地図データを特定し、現在位
置周辺の必要なデータを記録媒体ＭＥから読み出す。読
み出されたデータは、３Ｄ処理部１１９によって３次元
表示用のグラフィックスデータの生成が行われた後、表
示制御部１１８に受け渡され、ディスプレイ１０１への
表示が行われる。

【００５９】地図の表示には、種々のモードを設けるこ
とができる。例えば、２次元表示および３次元表示のい
ずれか一方のみを表示するモード、両者を混在して表示
するモードなどが考えられる。両者を混在する場合に
は、例えば、ディスプレイ１０１の画面内にウィンドウ
１０１Ａを設ける方法を採ることができる。

【００６０】Ｄ．３Ｄ処理：図４は３Ｄ処理のフローチ
ャートである。先に説明した地図データを用いて３次元
表示を行うための処理である。図３に示した機能ブロッ
ク３Ｄ処理部１１９が実行する処理に相当し、ハードウ
ェア的には制御部１１０のＣＰＵが実行する処理であ
る。

【００６１】この処理では、ＣＰＵはまず地図データを
入力する（ステップＳ１０）。地図データは、位置検出
部１１２によって検出された現在位置、およびコマンド
入力部１１６で入力した表示スケールなどに基づいて入
力される。

【００６２】次に、ＣＰＵは入力した地図データに基づ
いて、道路に関する３Ｄデータ生成処理を実行する（ス
テップＳ１２）。この処理は、道路について、各点ごと
に位置、高さを特定した閉図形データを設定する処理で
ある。先に説明した通り、本実施例の地図データにおい
ては、道路の高さがレベル情報によって定義されてい
る。レベル情報は、高さに関連した情報ではあるが、実
際の高さを明示する情報ではない。従って、ＣＰＵはレ
ベル情報を高さ情報、即ち座標と同じ次元を有するデー
タに変換する。つまり、各レベル情報に対して予め設定
された高さを割り当てる。また、図２に示したデータ構
造Ｄのように道路が線分で定義されている場合には、こ
のステップにおいて、閉図形化を行う。

【００６３】その後、ＣＰＵはスロープに関する３Ｄデ
ータ生成処理を実行する（ステップＳ１４）。この処理
は、スロープについて、各点ごとに位置、高さを特定し
た閉図形データを設定する処理である。先に示したデー
タ構造Ａの場合、スロープを定義する閉図形の各点につ
いてレベル情報が定義されているから、このステップで
の処理は、ステップＳ１２と同様にして、レベル情報を
高さデータに変換する処理となる。従って、データ構造
Ａの場合には、ステップＳ１２，Ｓ１４を統合した一つ
のステップで、道路およびスロープについての３Ｄデー
タ生成処理を行うものとしてもよい。

【００６４】データ構造Ｂの場合には、まず、スロープ
の形状を定義する各点に対し、始点、終点で与えられた
レベル情報を、割り当てる処理を行う。レベル情報の割
り当ては、各点と始点、終点とを対応づける規則に基づ
いて行うことができる。例えば、図２の例では、奇数番
目の点ｃ、ｇを始点、偶数番目の点ｂ、ｆを終点に割り
当てるものとすればよい。対応付けの規則は任意に設定
可能であるが、データは設定された対応付けの規則に従
って生成される必要がある。各点にレベル情報が割り当
てられた後の処理は、データ構造Ａの場合と同じであ
る。

【００６５】データ構造Ｃの場合には、ＣＰＵは、隣接
ポリゴンで指定された道路から、レベル情報を取得した
上で、各点に割り当てる処理を行う。各点への割り当て
は、スロープの形状データ中に含まれる各点の座標が、
指定されたいずれの隣接ポリゴンに含まれるかの判断に
基づいて行われる。各点にレベル情報が割り当てられた
後の処理は、データ構造Ａの場合と同じである。

【００６６】データ構造Ｄの場合には、スロープが線分
で定義されているため、ステップＳ１４の処理におい
て、幅情報に基づく閉図形化が行われる。

【００６７】次に、ＣＰＵは、道路およびスロープにつ
いて、側壁設定処理を行う（ステップＳ１６）。この処
理は、道路およびスロープの両脇に一定高さの壁を生成
する処理である。本実施例では、スロープおよび高架の
道路、即ちレベル１０の道路についてこの処理を行う。
これらの道路については、ステップＳ１２，Ｓ１４で生
成された３Ｄデータに基づいて、道路の両側を定義する
線分を特定し、その線分に一定高さを加えることによ
り、壁に相当する閉図形を定義する。

【００６８】こうして３Ｄデータの準備が完了すると、
ＣＰＵは３Ｄグラフィックスデータ生成処理を行い、こ
れをディスプレイ１０１に表示する（ステップＳ１８、
２０）。準備された３Ｄデータに基づいて、立体的な表
示用データを生成するのである。このステップにおける
グラフィックス処理については、既存の種々の技術を適
用可能であるため、詳細な説明を省略する。

【００６９】本実施例では、スロープの高さ情報は、形
状を規定する各点で与えられる。グラフィックス処理時
には、この点間で高さを直線的に変化するように、即ち
一方の点からの距離に応じて高さが線形に変わるように
設定して、スロープを表示する。

【００７０】なお、３Ｄ表示では、道路と併せて建物等
の背景も立体的に表示するのが通常である。背景につい
ては、３Ｄグラフィックス処理に供することができる３
Ｄデータを予め地図データとして用意するものとしても
よいし、道路と同様に３Ｄ処理ルーチン内で生成するも
のとしてもよい。後者の場合には、地図データとして用
意された２次元的な形状、属性情報として用意された高
さ情報に基づき、３次元データを生成する方法を適用で
きる。

【００７１】図５は３Ｄ表示例を示す説明図である。地
表面の道路、高架、およびスロープが３次元的に表示さ
れた状態を示している。高架およびスロープに関して
は、それぞれ一定高さの側壁が付されている。道路には
側壁は付されない。先に図２の下部に示した例では、道
路１、スロープ２、高架道路３が一直線につながった状
態を示したが、それぞれの形状データの定義次第で、図
５に示すような位置関係も表示可能である。

【００７２】以上で説明した本実施例の電子地図データ
および表示装置によれば、道路等の３次元表示を比較的
容易に実現することができる。電子地図データを用いた
３次元表示は、地形の直感的な把握を助けるために行わ
れるものであり、高さに関する誤差は相当の範囲で許容
されるのが通常である。従って、本実施例のように量子
化されたレベル情報を用いても、３Ｄ表示のこうした目
的、利点を損なうものではない。もちろん、３Ｄ表示
は、レベル情報に対して一定の高さを割り当てて行うも
のであるから（図４のステップＳ１２，Ｓ１４参照）、
割り当てられる高さは、現実の高架道路に近い値とする
ことが望ましいことは言うまでもない。

【００７３】本実施例の電子地図データによれば、高さ
をレベル情報で表すため、データを比較的用意に準備で
きる利点がある。レベル情報の設定につき、高さの正確
な測定が不要となるからである。

【００７４】Ｅ．変形例：実施例では、高架道路に対し
レベル１０を与える場合を例示した（図２参照）。レベ
ル情報は、高架道路につき複数層で設定してもよい。図
６は変形例としてのレベル情報の設定例を示す説明図で
ある。ここでは、地表面の道路についてレベル０、高架
の道路についてレベル１０、２０、３０の３層でレベル
情報を設定する場合を例示した。レベル１０、２０、３
０の高さ間隔は、均等でなくてもよい。

【００７５】このように複数層でレベル情報を定義する
ことにより、複数層の高架道路の３Ｄ表示を実現するこ
とができる。図６に示すような１回転半のループを描い
て高架道路と地表面とを接続するスロープの表示も可能
となる。この例では、高架道路の形状を定義する点ｐ
１，ｐ２についてはレベル３０が与えられる。スロープ
については、点ｐ２に対しレベル３０、点ｐ３に対しレ
ベル２０、点ｐ７に対しレベル１０、点ｐ８に対しレベ
ル０が与えられる。スロープは、点ｐ２−ｐ３間、点ｐ
３−ｐ７間、点ｐ７−ｐ８間に分けてデータを用意する
ものとしてもよい。道路およびスロープのデータ構造に
ついては、先に図２で説明した種々の構造が選択可能で
ある。

【００７６】図６では、高架道路についてレベル情報を
複数層で設ける場合を例示したが、地下道路についてレ
ベル情報を複数層で設けるものとしてもよい。

【００７７】実施例では、車載用のナビゲーションシス
テムを例にとって、電子地図データの活用例を示した。
本実施例で生成された電子地図データは、コンピュータ
のアプリケーションソフトウェアとして提供される地図
表示ソフトウェアにおいても同様に活用可能である。

【００７８】実施例（図３参照）では、記録媒体ＭＥか
ら地図データを読みとって表示させる態様を例示した。
これに対し、ネットワークを介して地図データを受信
し、表示する態様を採ってもよい。

【００７９】以上、本発明の種々の実施例について説明
したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その趣
旨を逸脱しない範囲で種々の構成を採ることができるこ
とはいうまでもない。例えば、以上の各処理はソフトウ
ェアで実現する他、ハードウェア的に実現するものとし
てもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】地図データ生成装置のシステム構成を示す説明
図である。

【図２】道路データの内容を示す説明図である。

【図３】地図表示装置の概略構成を示す説明図である。

【図４】３Ｄ処理のフローチャートである。

【図５】３Ｄ表示例を示す説明図である。

【図６】変形例としてのレベル情報の設定例を示す説明
図である。

【符号の説明】

１…道路２…スロープ３…高架道路１４…地図データベース２０…地図データ生成装置２１ｂ…属性情報生成部２１ａ…位置情報生成部２１…道路データ生成部２２…背景データ生成部２３…目的地データ生成部２４…文字データ生成部２５…記号データ生成部３０…統合部１００…本体１０１Ａ…ウィンドウ１０１…ディスプレイ１０２…操作部１０３…ディスクドライブ１１０…制御部１１２…位置検出部１１４…参照部１１６…コマンド入力部１１８…表示制御部１１９…３Ｄ処理部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者正野謙二福岡県北九州市小倉北区下到津１丁目１番 10号株式会社ゼンリン内Ｆターム(参考） 2C032 HB02 HB05 HB22 HC23 HD12 2F029 AA02 AB07 AB12 AC03 AC17 5B050 BA07 BA09 BA11 BA17 EA28 FA02 FA19 5H180 AA01 FF05 FF22 FF32 FF38

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子地図データ生成装置であって、道路の２次元的な位置を特定する道路位置情報および高
さの異なる複数の道路間を接続するスロープの位置を特
定するスロープ位置情報を生成する位置情報生成部と、道路についてはその高さを所定の規則で量子化したレベ
ル情報を生成し、前記スロープについては該スロープと
前記道路との接続関係を特定する接続規定情報を生成す
る属性情報生成部とを含む電子地図データ生成装置。
【請求項２】コンピュータが利用可能な電子地図デー
タであって、道路の２次元的な位置を特定する道路位置情報と、道路
の高さを所定の規則で量子化したレベル情報とを含む構
造の道路データと、前記レベル情報の異なる複数の道路間を接続するスロー
プについて、該スロープの位置を特定するスロープ位置
情報と、該スロープと前記道路との接続関係を特定可能
な接続規定情報とを含む構造のスロープデータとを含む
電子地図データ。
【請求項３】請求項２記載の電子地図データであっ
て、前記道路位置情報は、閉図形で定義されている電子地図
データ。
【請求項４】請求項２記載の電子地図データであっ
て、前記接続規定情報として、前記スロープに関し、前記道
路との接続点において該道路のレベル情報と同じ値に設
定されたレベル情報を含む電子地図データ。
【請求項５】請求項２記載の電子地図データであっ
て、前記道路データは、個別の識別データを備えており、前記接続規定情報は、前記スロープと前記道路との接続
点にそれぞれ関連づけて設定された、該道路の識別デー
タである電子地図データ。
【請求項６】請求項２記載の電子地図データであっ
て、前記レベル情報は、地表面、高架、地下の少なくとも３
段階に量子化された電子地図データ。
【請求項７】請求項２記載の電子地図データであっ
て、前記レベル情報は、高架または地下の少なくとも一方に
ついて、複数層に量子化されている電子地図データ。
【請求項８】電子地図データに基づいて表示部に地図
を表示させる表示制御装置であって、前記電子地図データは、道路の２次元的な位置を特定する道路位置情報と、道路
の高さを所定の規則で量子化したレベル情報とを含む構
造の道路データと、前記レベル情報の異なる複数の道路間を接続するスロー
プについて、該スロープの位置を特定するスロープ位置
情報と、該スロープと前記道路との接続関係を特定可能
な接続規定情報とを含む構造のスロープデータとを含む
データであり、前記表示制御装置は、前記電子地図データを入力する入力部と、前記表示部に、道路およびスロープの３次元画像の表示
を、前記レベル情報および接続規定情報に応じた高低関
係で行わせるための表示データを生成する生成部とを備
える表示制御装置。
【請求項９】請求項８記載の表示制御装置であって、前記表示制御部は、前記スロープにつき、異なるレベル
情報に対応付けられた２点間において、いずれか一方の
点からの距離に対し高さを線形に変化させて前記表示デ
ータを生成する表示制御装置。
【請求項１０】請求項８記載の表示制御装置であっ
て、前記レベル情報は、高架または地下の少なくとも一方に
ついて、複数層に量子化されており、前記表示制御部は、該レベル情報に応じて複数種類の高
さを対応付けることにより複数層の高架または地下を表
す表示データを生成する表示制御装置。
【請求項１１】請求項８記載の表示装置であって、前記表示制御部は、高架を表す道路データおよびスロー
プデータの少なくとも一方については、該道路またはス
ロープの幅にそって、一定高さの壁を表示させるよう前
記表示データを生成する表示制御装置。
【請求項１２】電子地図データに基づいて表示部に地
図を表示させるための機能をコンピュータによって実現
させるコンピュータプログラムであって、前記電子地図データは、道路の２次元的な位置を特定する道路位置情報と、道路
の高さを所定の規則で量子化したレベル情報とを含む構
造の道路データと、前記レベル情報の異なる複数の道路間を接続するスロー
プについて、該スロープの位置を特定するスロープ位置
情報と、該スロープと前記道路との接続関係を特定可能
な接続規定情報とを含む構造のスロープデータとを含む
データであり、前記コンピュータプログラムは、前記電子地図データを入力する機能と、前記表示部に、道路およびスロープの３次元画像の表示
を、前記レベル情報および接続規定情報に応じた高低関
係で行わせるための表示データを生成する機能とをコン
ピュータによって実現させるコンピュータプログラム。