JP2002543412A - ３次元マップ表示の獲得方法及びナビゲーションシステム - Google Patents
３次元マップ表示の獲得方法及びナビゲーションシステムInfo
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Abstract
(57)【要約】
ディジタル２次元道路マップデータから、ナビゲーションシステム（１）用の３次元マップ表示を獲得するための方法では、予め決まった視界距離（ｒ１）を有する表示されるべき視界（α）用の道路マップデータが、仮想現在地（Ｓ）を中心に放射状に対称に、多項式変換によって曲げられている。そのようなマップ表示を形成するために適したナビゲーションシステムは、２次元の道路マップデータを放射状に対称に曲げられた外観に変えることが可能である変換ユニット（１８）において傑出している。
Description
【０００１】 本発明は、２次元の道路マップデータからナビゲーションシステム用の３次元
の表示を獲得する方法、及びそのような３次元の表示を形成することが可能なナ
ビゲーションシステムに関する。
の表示を獲得する方法、及びそのような３次元の表示を形成することが可能なナ
ビゲーションシステムに関する。
【０００２】 ナビゲーションシステム用のディジタル道路マップは、複数の道路セグメント
から成る２次元のネットワークから形成されている。例えばマップを大きな縮尺
において表示する場合、より良く位置を確認するために３次元のマップを出力す
ることは好ましい。
から成る２次元のネットワークから形成されている。例えばマップを大きな縮尺
において表示する場合、より良く位置を確認するために３次元のマップを出力す
ることは好ましい。
【０００３】 US 5,757,290により道路マップを鳥瞰図において表示するナビゲーションシス
テムが公知である。３次元の効果は、距離に依存した色の推移を利用することに
よって支援される。
テムが公知である。３次元の効果は、距離に依存した色の推移を利用することに
よって支援される。
【０００４】 EP 0 660 290 A1は鳥瞰図から成る３次元の表示に関し、近距離領域及び遠距
離領域に対して異なる縮尺が利用される。
離領域に対して異なる縮尺が利用される。
【０００５】 EP 0 752 687 A2からナビゲーションシステム用の鳥瞰図から成る３次元（３
Ｄ）の表示が公知であり、ここではディジタル道路マップデータから鳥瞰図への
変換が、変換テーブルによって最適化される。
Ｄ）の表示が公知であり、ここではディジタル道路マップデータから鳥瞰図への
変換が、変換テーブルによって最適化される。
【０００６】 道路マップを遠近法による投影によって鳥瞰図に表示し、この投影は仮想的に
、高くされた現在地から行われる。したがって、平面を消点に向かって一緒に延
ばす疑似３Ｄ効果が発生する。すなわち現実の３Ｄ情報が利用されるのではなく
、平面は常に平坦である。
、高くされた現在地から行われる。したがって、平面を消点に向かって一緒に延
ばす疑似３Ｄ効果が発生する。すなわち現実の３Ｄ情報が利用されるのではなく
、平面は常に平坦である。
【０００７】 DE 198 35 874 A1によりマップ表示装置が公知であり、このマップ表示装置は
マップの縁を同時にダイナミックに圧縮した場合には、広域マップ上で方向に依
存せずに距離を知覚することが可能とされる。このために平面において横方向の
変換が行われる。３次元への変換は行われない。
マップの縁を同時にダイナミックに圧縮した場合には、広域マップ上で方向に依
存せずに距離を知覚することが可能とされる。このために平面において横方向の
変換が行われる。３次元への変換は行われない。
【０００８】 本発明の目的は、改善された３次元のマップ表示を可能にする、ナビゲーショ
ンシステム用の３次元表示の獲得方法及びナビゲーションシステムを提供するこ
とである。
ンシステム用の３次元表示の獲得方法及びナビゲーションシステムを提供するこ
とである。
【０００９】 この目的は、独立請求項に規定されているような方法及びナビゲーションシス
テムによって達成される。本発明の有利な実施形態は従属請求項に記載されてい
る。
テムによって達成される。本発明の有利な実施形態は従属請求項に記載されてい
る。
【００１０】 ２次元の道路マップデータによって張られた平面が多項式変換によって３次元
に変えられることによって、殊に自然に映る３次元のマップ表示が形成される。
仮想現在地の周りで放射状に対称に変換される。これによって本来は単に２次元
として設けられていた道路マップデータが３次元に歪められる。
に変えられることによって、殊に自然に映る３次元のマップ表示が形成される。
仮想現在地の周りで放射状に対称に変換される。これによって本来は単に２次元
として設けられていた道路マップデータが３次元に歪められる。
【００１１】 非直線的な変換によって、及び任意の仮想現在地、有利には目下の車両位置か
らの遠近法による表示によって、２次元の道路マップデータ、また例えば道路網
を人工的に曲げたり歪めたりする。
らの遠近法による表示によって、２次元の道路マップデータ、また例えば道路網
を人工的に曲げたり歪めたりする。
【００１２】 視界距離または地平線を例えば環状の線によって区切ることができる。これに
よって実質的には、純粋な遠近法による投影よりも少ない道路マップデータを３
次元にマッピングしさえすればよい。視界を区切ることによって、明瞭な表示及
び好ましいダイナミックな３Ｄの印象が生じる。
よって実質的には、純粋な遠近法による投影よりも少ない道路マップデータを３
次元にマッピングしさえすればよい。視界を区切ることによって、明瞭な表示及
び好ましいダイナミックな３Ｄの印象が生じる。
【００１３】 殊に有利な実施形態においては、グラフィック表示に対してNURBS（Non-Unifo
rm Rational B-Spline）面が使用される。これらのサブ面または部分面はいかな
る形状、例えばマップ表示において道路や交差点を成すポリゴンを含む変形され
た３次元の面に使用することができる。
rm Rational B-Spline）面が使用される。これらのサブ面または部分面はいかな
る形状、例えばマップ表示において道路や交差点を成すポリゴンを含む変形され
た３次元の面に使用することができる。
【００１４】 有利には車両、建造物または物体のような３次元のオブジェクトがマップに組
み込まれて表示される。これらのオブジェクトは、ディジタルの２次元道路マッ
プデータのような同じ媒体には記憶されていない外部のオブジェクトであっても
よい。通常ディジタル道路マップは単なる地理情報システムデータバンクであっ
て、このデータバンクには道路セグメント、水域及び同様に２次元である物の地
理座標が記憶されている。
み込まれて表示される。これらのオブジェクトは、ディジタルの２次元道路マッ
プデータのような同じ媒体には記憶されていない外部のオブジェクトであっても
よい。通常ディジタル道路マップは単なる地理情報システムデータバンクであっ
て、このデータバンクには道路セグメント、水域及び同様に２次元である物の地
理座標が記憶されている。
【００１５】 そのようなオブジェクトは例えば３次元の幾何学の立体物または構造物として
記憶することができる。これらの立体物は、自然な印象を呼び起こすためにテク
スチャが設けられている。さらにオブジェクトは、例えばオブジェクトを通過す
ると向きを変えることが可能である。
記憶することができる。これらの立体物は、自然な印象を呼び起こすためにテク
スチャが設けられている。さらにオブジェクトは、例えばオブジェクトを通過す
ると向きを変えることが可能である。
【００１６】 有利には、表示されるべき視界及び視界距離は仮想の現在地と同時に移動され
る。
る。
【００１７】 従前ナビゲーションシステムのマップ表示では面を描写するために通常３角形
が使用されているが、３次元の面を表すために好適にはいわゆるＮＵＲＢＳ面が
使用される。これらはごく僅かなパラメータを用いるだけで描写することが可能
である。つまりこのことは、例えば500*500の点の３次元の面をｘ、ｙそしてｚ
平面に三角形によって表示する代わりに、典型的に僅かなパラメータで十分であ
る。これらは補間されて面の縁（ベジエ曲線）及び詳細には本来のデータの面の
曲折を描写する。すなわちＮＵＲＢＳ面を用いることによって、形成された３次
元の道路マップデータまたは道路網データを非常に効率的に処理することができ
る。
が使用されているが、３次元の面を表すために好適にはいわゆるＮＵＲＢＳ面が
使用される。これらはごく僅かなパラメータを用いるだけで描写することが可能
である。つまりこのことは、例えば500*500の点の３次元の面をｘ、ｙそしてｚ
平面に三角形によって表示する代わりに、典型的に僅かなパラメータで十分であ
る。これらは補間されて面の縁（ベジエ曲線）及び詳細には本来のデータの面の
曲折を描写する。すなわちＮＵＲＢＳ面を用いることによって、形成された３次
元の道路マップデータまたは道路網データを非常に効率的に処理することができ
る。
【００１８】 有利には、ディジタル道路マップデータに規則的に単に線として記憶されてい
る道路セグメントに境界線が設けられる。ここで境界線を道路セグメントが互い
にぶつかり合う領域において１つの曲げられた経過に歪めることによって、殊に
現実的な道路の外観が形成される。したがってぶつかり合う道路が不自然に角張
って表示されることは避けられる。有利には、道路セグメントは差し当たりこの
やり方で処理され、続けてようやく多項式変換によって３次元の外観に歪められ
る。
る道路セグメントに境界線が設けられる。ここで境界線を道路セグメントが互い
にぶつかり合う領域において１つの曲げられた経過に歪めることによって、殊に
現実的な道路の外観が形成される。したがってぶつかり合う道路が不自然に角張
って表示されることは避けられる。有利には、道路セグメントは差し当たりこの
やり方で処理され、続けてようやく多項式変換によって３次元の外観に歪められ
る。
【００１９】 互いにぶつかり合う道路セグメントの角を平滑化するために適した方法は、非
直線的な補間法である。ここで有利には、道路セグメント又はノード間の交点で
は、２つの道路セグメントの交点の近くにある境界線の点は、ディジタル道路マ
ップデータによって決定された位置から一層離れており、それは交点からさらに
離れている点よりも遠くにある。これらを実行する公知の関数は、例えばベジエ
曲線や多項式補間である。
直線的な補間法である。ここで有利には、道路セグメント又はノード間の交点で
は、２つの道路セグメントの交点の近くにある境界線の点は、ディジタル道路マ
ップデータによって決定された位置から一層離れており、それは交点からさらに
離れている点よりも遠くにある。これらを実行する公知の関数は、例えばベジエ
曲線や多項式補間である。
【００２０】 相応のやり方において、形状点によってカーブ状の道路の経過を有するべきで
ある道路セグメントを処理することができる。形状点において互いにぶつかり合
う道路セグメントまたはその境界線は、これらの形状点の周りの領域において非
直線的に補間することによって歪められる。ノード点において互いにぶつかり合
う道路セグメントとは異なり、歪められた境界線は実質的に形状点上に存在する
べきである。すなわち、境界線は直接には形状点では歪められない。有利にはス
プライン補間法を用いて形状点の周りで歪められる。
ある道路セグメントを処理することができる。形状点において互いにぶつかり合
う道路セグメントまたはその境界線は、これらの形状点の周りの領域において非
直線的に補間することによって歪められる。ノード点において互いにぶつかり合
う道路セグメントとは異なり、歪められた境界線は実質的に形状点上に存在する
べきである。すなわち、境界線は直接には形状点では歪められない。有利にはス
プライン補間法を用いて形状点の周りで歪められる。
【００２１】 本発明の別の利点、特徴及び使用可能性を図面の実施例に基づき以下説明する
。ここで、図１はナビゲーションシステムを表す。図２は、３次元のマップ表示
を獲得するための出発点である仮想現在地を表す。図３は、図１の現在地に対し
て形成された視界である。図４は、３次元のマップ表示に含まれるべきである種
々異なる３次元のオブジェクトである。図５は、２次元の道路マップデータバン
クの線状の道路セグメントである。図６は、境界線を有する道路に変換し、また
道路の輪郭を平滑にした後の道路セグメント間の道路セグメント及び交点を表す
。図７は、道路の輪郭を平滑にするためのプロセスを示す。図８は、テクスチャ
を与える前のオブジェクトである。図９は、テクスチャを備えた図８のオブジェ
クトである。図１０は、道路マップに組み込まれた図９のオブジェクトを示す。
図１１は、３Ｄ画像出力を形成するための経過ダイアグラムである。
。ここで、図１はナビゲーションシステムを表す。図２は、３次元のマップ表示
を獲得するための出発点である仮想現在地を表す。図３は、図１の現在地に対し
て形成された視界である。図４は、３次元のマップ表示に含まれるべきである種
々異なる３次元のオブジェクトである。図５は、２次元の道路マップデータバン
クの線状の道路セグメントである。図６は、境界線を有する道路に変換し、また
道路の輪郭を平滑にした後の道路セグメント間の道路セグメント及び交点を表す
。図７は、道路の輪郭を平滑にするためのプロセスを示す。図８は、テクスチャ
を与える前のオブジェクトである。図９は、テクスチャを備えた図８のオブジェ
クトである。図１０は、道路マップに組み込まれた図９のオブジェクトを示す。
図１１は、３Ｄ画像出力を形成するための経過ダイアグラムである。
【００２２】 図１は、ワークメモリ１１及びマイクロプロセッサとして形成された変換ユニ
ット１２を備えたナビゲーションシステム１を具体的に説明するものである。距
離測定器１３及び方向測定器１４が推測航法ナビゲーションによる位置決定に使
用される。図示されていないＧＰＳセンサは、距離測定器１３、方向測定器１４
及び記憶媒体１６１のためのドライブ１６と同様に、システムバス１５を介して
マイクロプロセッサに接続されている。
ット１２を備えたナビゲーションシステム１を具体的に説明するものである。距
離測定器１３及び方向測定器１４が推測航法ナビゲーションによる位置決定に使
用される。図示されていないＧＰＳセンサは、距離測定器１３、方向測定器１４
及び記憶媒体１６１のためのドライブ１６と同様に、システムバス１５を介して
マイクロプロセッサに接続されている。
【００２３】 記憶媒体１６１はＤＶＤ（digital versatile disc）である。
【００２４】 表示装置１７は、画像制御ユニット１８を介して、画像情報を出力するために
又例えば道路マップを表示するために制御される。画像制御ユニット１８もやは
りシステムバス１５を介してマイクロプロセッサに接続されている。
又例えば道路マップを表示するために制御される。画像制御ユニット１８もやは
りシステムバス１５を介してマイクロプロセッサに接続されている。
【００２５】 図２は、車両位置または現在地Ｓ０を具体的に説明するものであり、この現在
地Ｓ０はナビゲーションシステムによって求められた目下の車両位置である。測
定された車両位置を前提として、ナビゲーションシステムのユーザに、高さｈで
もって現在地Ｓ０上に投影されている仮想現在地Ｓから、高さｔの人工的な地平
線までのマップが表示される。
地Ｓ０はナビゲーションシステムによって求められた目下の車両位置である。測
定された車両位置を前提として、ナビゲーションシステムのユーザに、高さｈで
もって現在地Ｓ０上に投影されている仮想現在地Ｓから、高さｔの人工的な地平
線までのマップが表示される。
【００２６】 視角または視界αは仮想現在地Ｓから開かれ、そして人工的な地平線にまで達
する。地平線までの距離ｒ１、すなわち視界距離は平面が反るかまたは曲がるこ
とによって、また反りｒ０が開始することによって決定される。現在地Ｓ０から
ある距離ｒを有する点のみを平面に基づいて歪め、この点はｒ０とｒ１との間に
ある。
する。地平線までの距離ｒ１、すなわち視界距離は平面が反るかまたは曲がるこ
とによって、また反りｒ０が開始することによって決定される。現在地Ｓ０から
ある距離ｒを有する点のみを平面に基づいて歪め、この点はｒ０とｒ１との間に
ある。
【００２７】 現在地Ｓの高さｈ及び視界αの勾配βは任意に選択することができる。図にお
いてはγが注視方向を表す。これは視界αの方向を決定する。
いてはγが注視方向を表す。これは視界αの方向を決定する。
【００２８】 表示に対して必要とされる道路マップデータは、地平線及びそれに接合された
、付属する最大の視界距離ｒ１によってはっきりと限定されている。
、付属する最大の視界距離ｒ１によってはっきりと限定されている。
【００２９】 中心が現在地Ｓ０である道路セグメントを有する平面は、現在地Ｓ０の周りで
放射状に対称に曲げられるかまたは歪められる。この場合、２次元の平面を３次
元に非直線的に補間する。変換には多項式関数を使用する。
放射状に対称に曲げられるかまたは歪められる。この場合、２次元の平面を３次
元に非直線的に補間する。変換には多項式関数を使用する。
【００３０】 平面のデカルト座標ｘ、ｙを有する任意の点に対しては、次式を用いてｚ座標
が求められる。すなわち、
が求められる。すなわち、
【００３１】
【数１】
【００３２】 ここでデカルト座標ｘｐ及びｙｐは、ナビゲーションシステムによって求めら
れた車両位置Ｓ０を再現する。ａｉはｉ∈［1...n］である適切な係数である。
れた車両位置Ｓ０を再現する。ａｉはｉ∈［1...n］である適切な係数である。
【００３３】 ３次元の表示を達成するために次数p=6を用いて段階的に規定する適切な多項
式変換は、以下のように再現される。すなわち
式変換は、以下のように再現される。すなわち
【００３４】
【数２】
【００３５】 ３次元に変換された点の色は変わらずそのままであり、またテクスチャ、すな
わち道路の標示は保持されたままである。
わち道路の標示は保持されたままである。
【００３６】 規定された、調整可能な視界距離ｒ１を有する視界αが、多項式変換によって
鉢状に反らされてまたは曲げられて表示される。この視界距離ｒは、現在地Ｓ０ の変化と同期して移動する地平線に対応する。
鉢状に反らされてまたは曲げられて表示される。この視界距離ｒは、現在地Ｓ０ の変化と同期して移動する地平線に対応する。
【００３７】 図３は視界αを具体的に説明する。これは仮想現在地Ｓを前提として、単に道
路マップデータの部分的断面または断片を有し、この道路マップデータは仮想現
在地Ｓの周りにおいて半径または視界距離ｒ１を有する円の中にある。表示を走
行方向にある視界に限定し、この視界は運転手の自然な観察方法に対応する。
路マップデータの部分的断面または断片を有し、この道路マップデータは仮想現
在地Ｓの周りにおいて半径または視界距離ｒ１を有する円の中にある。表示を走
行方向にある視界に限定し、この視界は運転手の自然な観察方法に対応する。
【００３８】 再現する視界αの観察者に距離及び縮尺に関する正確な情報を提供するために
、仮想現在地から視界距離ｒ１または地平線までの視界にはメッシュが設けられ
ている。
、仮想現在地から視界距離ｒ１または地平線までの視界にはメッシュが設けられ
ている。
【００３９】 ここで、面状に表示された道路セグメント２ならびに３次元の背景は、テクス
チャが設けられているＮＵＲＢＳ面によって表示することができる。
チャが設けられているＮＵＲＢＳ面によって表示することができる。
【００４０】 視界αの左側の部分では、太陽の照射方向を時間区分に依存して再現するため
に、道路マップがはっきり明るく再現されている。さらに一番大きく曲がってい
る領域は最も明るく再現されている。この曲折に依存した照明によって、殊に現
実的な３次元の外観が形成される。
に、道路マップがはっきり明るく再現されている。さらに一番大きく曲がってい
る領域は最も明るく再現されている。この曲折に依存した照明によって、殊に現
実的な３次元の外観が形成される。
【００４１】 図４は特徴的なオブジェクト３１及び車両３３を具体的に説明し、これらは地
理情報データバンクの２次元の道路マップデータとは別個に記憶されている。オ
ブジェクト３１は、図３に描写されているようなマップ表示に組み込まれるよう
に決定されている。
理情報データバンクの２次元の道路マップデータとは別個に記憶されている。オ
ブジェクト３１は、図３に描写されているようなマップ表示に組み込まれるよう
に決定されている。
【００４２】 特徴的なオブジェクト３１は、正確な地理データでのマップ表示に組み込まれ
る。ナビゲーションシステム、ないしはナビゲーションシステムが設けられてい
る車両が接近すると、オブジェクトも接近に応じて大きくなる。
る。ナビゲーションシステム、ないしはナビゲーションシステムが設けられてい
る車両が接近すると、オブジェクトも接近に応じて大きくなる。
【００４３】 マップ表示に収められるオブジェクトは例えば、特徴的な建物、塔、家屋、橋
、柱状物、アーチ、城、教会、博物館、信号、交通標識または同様のものである
。特徴的なオブジェクトはナビゲーションシステムのワークメモリに、ベクトル
グラフィックの形式において３次元の幾何学像として記憶されている。
、柱状物、アーチ、城、教会、博物館、信号、交通標識または同様のものである
。特徴的なオブジェクトはナビゲーションシステムのワークメモリに、ベクトル
グラフィックの形式において３次元の幾何学像として記憶されている。
【００４４】 オブジェクトを殊に現実的に現すために、これらにはテクスチャ３２が設けら
れている。テクスチャは例えば該当するオブジェクトをスキャンした画像である
。テクスチャ３２はそれに対応する３次元のオブジェクト３１の上に置かれる。
例えば建物の窓やバルコニーなどの３次元の詳細な情報は、既にテクスチャに含
まれており、その結果３次元の幾何学的立体物は基礎的な幾何学的形状または輪
郭だけを有しさえすればよい。
れている。テクスチャは例えば該当するオブジェクトをスキャンした画像である
。テクスチャ３２はそれに対応する３次元のオブジェクト３１の上に置かれる。
例えば建物の窓やバルコニーなどの３次元の詳細な情報は、既にテクスチャに含
まれており、その結果３次元の幾何学的立体物は基礎的な幾何学的形状または輪
郭だけを有しさえすればよい。
【００４５】 オブジェクト３１は向きを変えることができ、その結果オブジェクトに沿って
移動するとオブジェクトへの視角は現実的なやり方で変化する。
移動するとオブジェクトへの視角は現実的なやり方で変化する。
【００４６】 車両３３は、走行方向において仮想現在地の直ぐ前で視界にマッピングされる
。マッピングされた車両タイプ及びそのテクスチャ３２は、ナビゲーションシス
テムにおいて自由に選択することが可能である。したがって視界にマッピングさ
れた車両３２は、ナビゲーションシステムが搭載された実際の車両と同一のタイ
プのものとすることができる。テクスチャ３２上には付加的に、正確な車両の色
を選択することができる。
。マッピングされた車両タイプ及びそのテクスチャ３２は、ナビゲーションシス
テムにおいて自由に選択することが可能である。したがって視界にマッピングさ
れた車両３２は、ナビゲーションシステムが搭載された実際の車両と同一のタイ
プのものとすることができる。テクスチャ３２上には付加的に、正確な車両の色
を選択することができる。
【００４７】 図５は、道路セグメント２のネットワークを備えた２次元の道路マップデータ
からなる、ディジタル道路マップの部分図である。複数の互いにぶつかり合う道
路セグメントはノードまたは交点２３を有する。道路の経過におけるカーブは形
状点によって設定されている。
からなる、ディジタル道路マップの部分図である。複数の互いにぶつかり合う道
路セグメントはノードまたは交点２３を有する。道路の経過におけるカーブは形
状点によって設定されている。
【００４８】 これら２次元の道路マップデータは市販のデータ担体に記憶されており、３次
元のマップ表示の基礎となるものである。
元のマップ表示の基礎となるものである。
【００４９】 図６は、変換ユニットによって道路セグメント２に境界線２１が設けられた後
の、ディジタル道路マップの同一の部分図である。境界線２１は道路セグメント
２が互いにぶつかり合う領域または交点２３の領域において非直線的に補間され
ているか、または歪められている。道路の経過を、例えばベジエ曲線または多項
式の補間によって歪めたり、曲げたりすることができる。
の、ディジタル道路マップの同一の部分図である。境界線２１は道路セグメント
２が互いにぶつかり合う領域または交点２３の領域において非直線的に補間され
ているか、または歪められている。道路の経過を、例えばベジエ曲線または多項
式の補間によって歪めたり、曲げたりすることができる。
【００５０】 ディジタル道路マップに記憶されている、線または破線状の道路セグメント２
は、車道の中央線として再現されている。
は、車道の中央線として再現されている。
【００５１】 図５とは反対に、境界線は交点２３及び形成点２２では所定の角度において直
線的に互いにぶつかり合うことはなく、曲折またはカーブ２４を有する。道路に
囲まれている占有面も同様に処理され、その結果道路の経過は平滑にされており
、また角は丸められている。
線的に互いにぶつかり合うことはなく、曲折またはカーブ２４を有する。道路に
囲まれている占有面も同様に処理され、その結果道路の経過は平滑にされており
、また角は丸められている。
【００５２】 図７では、ディジタル道路マップからなる別の部分図に基づいた非直線的な補
間を用いる、角張った道路の輪郭の平滑化が具体的に説明されている。出力すべ
き道路セグメント２にはやはり境界線２１が設けられている。これによって互い
にぶつかり合う道路セグメント２は、その境界線２１の間の交点Ｘにおいて角張
った輪郭を有する。
間を用いる、角張った道路の輪郭の平滑化が具体的に説明されている。出力すべ
き道路セグメント２にはやはり境界線２１が設けられている。これによって互い
にぶつかり合う道路セグメント２は、その境界線２１の間の交点Ｘにおいて角張
った輪郭を有する。
【００５３】 これを避けるために、境界線２１を互いにぶつかり合う道路セグメント２の領
域においてベジエ曲線を用いて平滑にする。ベジエ曲線の表示はde Casteljauの
アルゴリズムを用いて行われた。ベジエ曲線の点ｂｎ(t)は以下の式から生じる
。
域においてベジエ曲線を用いて平滑にする。ベジエ曲線の表示はde Casteljauの
アルゴリズムを用いて行われた。ベジエ曲線の点ｂｎ(t)は以下の式から生じる
。
【００５４】
【数３】
【００５５】 ここで｛r=1,...,n;i=0,...,n-r｝は、ベジエポリゴンのベジエ点としての連
続する点bｉ(i=0,...,n)によって与えられている。点bｉ(i=0,...,n)は、道路セ
グメントの地理座標によって設定された制御点であり、交点Ｘでの境界線の補間
された線の延びを規定する。ベジエ曲線上の点はパラメータ値ｔ∈［０．．．１
］に対応する。
続する点bｉ(i=0,...,n)によって与えられている。点bｉ(i=0,...,n)は、道路セ
グメントの地理座標によって設定された制御点であり、交点Ｘでの境界線の補間
された線の延びを規定する。ベジエ曲線上の点はパラメータ値ｔ∈［０．．．１
］に対応する。
【００５６】 表示された点Ａ１、Ａ２、Ｂ１及びＢ２は、地理座標によって設定された制御
点ｂｉである。正確には、Ａ１及びＡ２は表示されたベジエ曲線の終点である。
Ｂ１及びＢ２はベジェ構造点である。さらに設定可能なパラメータｗ１及びｗ２
は、それぞれ終点Ａ１及びＡ２の位置を決定するための距離を意味し、ここでそ
れぞれは対応する交点Ｘから出発する。
点ｂｉである。正確には、Ａ１及びＡ２は表示されたベジエ曲線の終点である。
Ｂ１及びＢ２はベジェ構造点である。さらに設定可能なパラメータｗ１及びｗ２
は、それぞれ終点Ａ１及びＡ２の位置を決定するための距離を意味し、ここでそ
れぞれは対応する交点Ｘから出発する。
【００５７】 図８は、教会である３次元の幾何学オブジェクト３１を示している。
【００５８】 図９では３次元のオブジェクト３１に、このオブジェクトの写真をスキャンす
ることによって獲得したテクスチャ３２が設けられている。テクスチャは、ドア
、窓、張り出しまた同様の物のようなオブジェクトの詳細な情報を有する。この
詳細な情報は単に２次元として存在し、３次元構造には変わらない。３次元に処
理されたオブジェクト３１にテクスチャを設けることによって、既に確かな３次
元効果が生じる。
ることによって獲得したテクスチャ３２が設けられている。テクスチャは、ドア
、窓、張り出しまた同様の物のようなオブジェクトの詳細な情報を有する。この
詳細な情報は単に２次元として存在し、３次元構造には変わらない。３次元に処
理されたオブジェクト３１にテクスチャを設けることによって、既に確かな３次
元効果が生じる。
【００５９】 図１０は、３次元のオブジェクト３１を組み込んだ後の、また表示すべき平面
を３次元の外観に変換する前の、出力された道路マップの部分図を示す。
を３次元の外観に変換する前の、出力された道路マップの部分図を示す。
【００６０】 オブジェクト３１には既に対応するテクスチャが設けられている。道路セグメ
ント２には、境界線２１及び平滑化された縁が与えられている。
ント２には、境界線２１及び平滑化された縁が与えられている。
【００６１】 図１１により、道路マップの外観の出力データを３Ｄ表示に変換する経過が明
らかになる。
らかになる。
【００６２】 曲げられた３次元の面を形成するために、ナビゲーションシステムによって求
められたルートにおける画像シーケンスの各表示に対して、定められたステップ
が実施される。
められたルートにおける画像シーケンスの各表示に対して、定められたステップ
が実施される。
【００６３】 最初に第１の表示に対して、画像背景が発生する。
【００６４】 続けて、表示されるべき全ての道路セグメントに対して、左右の道路境界線（
ポリゴン縁）がスプライン補間を利用して決定される。スプライン補間は道路の
経過における縁を処理する。
ポリゴン縁）がスプライン補間を利用して決定される。スプライン補間は道路の
経過における縁を処理する。
【００６５】 次に道路セグメントの交点（ノード）を求める。互いにぶつかり合う道路の交
点では、互いにぶつかり合う道路セグメントの道路の角を丸めるかまたは平滑に
するために、道路境界線がベジエ補間を用いて歪められる。
点では、互いにぶつかり合う道路セグメントの道路の角を丸めるかまたは平滑に
するために、道路境界線がベジエ補間を用いて歪められる。
【００６６】 次に、画像背景及び道路セグメントを成す複数のポリゴン面からなる、そのよ
うにして獲得された平面を３次元の表示に変える。ポリゴン面の代わりに若干の
ＮＵＲＢＳ面を使用することもできる。ポリゴン面の境界線における全ての点の
３次元の座標ないしはＮＵＲＢＳは、平面を多項式変換によって変形することに
よって求められる。獲得された結果は、遠近法による投影によって表示装置上に
出力される。
うにして獲得された平面を３次元の表示に変える。ポリゴン面の代わりに若干の
ＮＵＲＢＳ面を使用することもできる。ポリゴン面の境界線における全ての点の
３次元の座標ないしはＮＵＲＢＳは、平面を多項式変換によって変形することに
よって求められる。獲得された結果は、遠近法による投影によって表示装置上に
出力される。
【図１】 ナビゲーションシステムである。
【図２】 ３次元のマップ表示を獲得するための出発点である仮想現在地である。
【図３】 図１の現在地に対し形成された視界である。
【図４】 ３次元のマップ表示に含まれるべきである種々異なる３次元のオブジェクトで
ある。
ある。
【図５】 ２次元の道路マップデータバンクの線状の道路セグメントである。
【図６】 境界線を有する道路に変換し、また道路の輪郭を平滑化した後の、道路セグメ
ント間の道路セグメント及び交点である。
ント間の道路セグメント及び交点である。
【図７】 道路の輪郭を平滑にするためのプロセスである。
【図８】 テクスチャを与える前のオブジェクトである。
【図９】 テクスチャを備えた図８のオブジェクトである。
【図１０】 道路マップに組み込まれた図９のオブジェクトである。
【図１１】 ３Ｄ画像出力を形成するための経過ダイアグラムである。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年４月１７日（２００１．４．１７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｚ 29/10 29/10 Ａ Ｆターム(参考） 2C032 HB02 HB05 HB22 HC08 HC13 HC23 HC24 HD03 2F029 AA02 AB01 AB07 AB12 AC03 AC09 AC16 5B050 BA07 BA09 BA10 DA10 EA13 EA28 FA02 5H180 AA01 BB13 CC12 FF04 FF05 FF22 FF32 FF38 FF40
Claims (9)
- 【請求項１】 道路セグメント（２）から成るネットワークを有するディジ
タルの２次元道路マップデータに基づいた、ナビゲーションシステム（１）用の
３次元マップ表示の獲得方法において、 予め設定された視界距離（ｒ１）を有する表示されるべき視界（α）用の道路
マップデータを、仮想現在地（Ｓ）の周りで放射状に対称に、多項式変換によっ
て３次元に曲げることを特徴とする、ナビゲーションシステム用の３次元マップ
表示の獲得方法。 - 【請求項２】 前記仮想現在地（Ｓ）を継続的に、ナビゲーションシステム
（１）によって求め、 表示された視界（α）を仮想現在地（Ｓ）と同期して移動させる、請求項１記
載の方法。 - 【請求項３】 オブジェクト（３１）を、３次元の幾何学的な立体物として
視界（ａ）に配置する、請求項１または２記載の方法。 - 【請求項４】 前記オブジェクト（３１）にテクスチャ（３２）を設ける、
請求項１から３のいずれか１項記載の方法。 - 【請求項５】 車両（３３）を前記視界（ａ）に表示する、請求項１から４
のいずれか１項記載の方法。 - 【請求項６】 前記視界（ａ）を、時間区分及び／又は表示されたセクショ
ンの曲折に依存して照明する、請求項１から５のいずれか１項記載の方法。 - 【請求項７】 メッシュ（２５）を表示する。請求項１から６のいずれか１
項記載の方法。 - 【請求項８】 ディジタル道路マップデータの前記道路セグメント（２）に
境界線（２１）を設け、 該境界線（２１）を道路セグメント（２）が互いにぶつかり合う領域において
、１つの曲げられた経過に歪める、請求項１から７のいずれか１項記載の方法。 - 【請求項９】 表示装置（１７）、位置決定ユニット（１５）及び記憶媒体
（１６１）を備え、 該記憶媒体（１６１）に、道路セグメント（２）のネットワークを備えた２次
元のディジタル道路マップデータが記憶されているかまたは記憶可能であるナビ
ゲーションシステムにおいて、 予め定められた視界距離（ｒ１）を有する表示されるべき視界（α）の２次元
の道路マップデータを、鉢状に曲げられた外観に変換する変換ユニット（１８）
を備えていることを特徴とする、ナビゲーションシステム。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19920709.7 | 1999-05-05 | ||
| DE19920709A DE19920709A1 (de) | 1999-05-05 | 1999-05-05 | Verfahren zum Gewinnen einer dreidimensionalen Kartendarstellung und Navigationssystem |
| PCT/DE2000/001422 WO2000066977A1 (de) | 1999-05-05 | 2000-05-05 | Verfahren zum gewinnen einer dreidimensionalen kartendarstellung und navigationssystem |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002543412A true JP2002543412A (ja) | 2002-12-17 |
Family
ID=7907074
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000615566A Pending JP2002543412A (ja) | 1999-05-05 | 2000-05-05 | ３次元マップ表示の獲得方法及びナビゲーションシステム |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7002578B1 (ja) |
| EP (1) | EP1175595B1 (ja) |
| JP (1) | JP2002543412A (ja) |
| DE (2) | DE19920709A1 (ja) |
| WO (1) | WO2000066977A1 (ja) |
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070309 |
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