JP2004078193A - ナビゲーションシステムの地図画像表示方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示画面外の画像を、その寸法を大幅に縮小することなく画面上に見えるようにする。
【解決手段】地図画像を縮小の中心点０に対して放射方向に縮小率を変化させながら縮小し、すなわち、縮小率が縮小中心点に近い距離においては大きく、縮小中心点から離れた距離においては小さくなるように変化させながら地図画像を縮小して画面６６に表示する。あるいは、地図画像を、基準線に直交する方向に縮小率を変化させながら縮小し、すなわち、縮小率が基準線に近い距離においては大きく、基準線から離れた距離においては小さくなるように変化させながら地図画像を縮小して画面６６に表示する。
【選択図】　　　　図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ナビゲーションシステムの地図画像表示方法及び装置に関し、さらに詳しくは、一次もしくは非線形関数によって地図画像を縮小の中心点または基準線に対して縮小することにより、表示画面外の画像を、その寸法を実質的に縮小せずに画面上で見えるようにできる地図画像表示方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ナビゲーションシステムは、使用者が選択した目的地に容易に到達できるように走行誘導を行う。典型的な例は、車両用ナビゲーションシステムである。本発明は、車両用ナビゲーションシステムに限られるものではなく、ＰＤＡ（個人用携帯情報端末）、携帯電話、その他携帯用ナビゲーションデバイスなどのような、他のタイプのナビゲーションシステムにも適用できるものである。しかし、便宜上、以下においては、主に車両用ナビゲーションシステムに関して説明する。
【０００３】
この種のナビゲーションシステムは、車両の位置を検出し、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（読み取り専用コンパクトディスク）、ＤＶＤ（デジタル多用途ディスク）、またはＨＤＤ（ハードディスクドライブ）などのようなデータ保存媒体から車両の現在の位置を含む領域に関する地図データを読み出し、地図画像をモニタ画面（表示画面）上に表示すると共に、地図画像上に車両の現在位置を表すマークを重ねる。また、この地図データを、インターネットなどのような通信情報網を介して遠隔サーバから車両に供給することも可能である。
【０００４】
車両の位置は、車両に搭載した内蔵式ナビゲーションセンサ（例えば、走行距離センサや方位センサ）、もしくは人工衛星（衛星誘導システム）を含むＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ（ＧＰＳ）によって決定する。人工衛星は絶対位置検出が可能であると共に内蔵式ナビゲーションセンサより位置検出精度が高い。しかし、衛星誘導システムは、トンネルやビルの中などのような、衛星無線信号が妨害される場所においては位置を検出できないという問題を有していた。従って、最近のナビゲーションシステムは、内蔵式ナビゲーションと衛星誘導システムとの両方を利用して性能を高めている。
【０００５】
車両の現在位置は、車両の走行と共に変化するので、画面上の地図画像の中の車両の現在位置マークはそれに応じて移動する。あるいは、車両の現在位置マークを、例えば画像の中心など、ある所定の位置に固定して地図をスクロールする。いずれの方法においても、ナビゲーションシステムにより運転者が車両の位置の周辺の地図情報を一目で認識できる。
【０００６】
目的地を設定しないと、この種のナビゲーションシステムは、地図画像上に車両の現在位置を示す位置表示地図として機能する。目的地を設定すると、ナビゲーションシステムは、出発点から目的地までの誘導経路を設定する経路誘導機能を開始する。一般的に経路誘導機能は、誘導経路を地図上に表示しながらモニタ画面に拡大した交差点の図と車両が走行する方向を表示する交差点誘導過程を実行する。目的地を入力すると、ナビゲーションシステムのＣＰＵが現在の車両の位置から目的地までの最も適した誘導経路を決定し、メモリに誘導経路を構成するノード（緯度と経度で表示する）を連続して保存する。
【０００７】
実際の走行中、メモリに保存した一連のノードから、誘導経路のうち、モニタ画面の地図表示領域に表示する部分を検索して、誘導経路のその部分を強調表示し、他の経路から区別できるようにする。車両が近づいている交差点から所定の距離の範囲内に入ると、交差点誘導図（車両が交差点で曲がる方向を示す矢印を表示した拡大もしくは強調表示した交差点の図）を表示して、交差点で選択可能な道路または方向のうち望ましいものを運転者に知らせる。
【０００８】
図１Ａは、車両の現在位置マークＶＰを地図画像２１上に含む位置表示地図画面の例を示す。一般的に、ナビゲーションシステムは、地図画像２１内に車両が走行している走行道路を示すと共に、“Ｗ　１９０ＴＨ　ＳＴ（西１９０番街）”のような道路の名前をモニタ画面上の情報ボックス２３に表示する。また、北方向表示マークＮＰ、地図の縮尺、及び現在の時刻などのような他の情報も表示画面に表示される。このように、位置表示地図画面は、地図画像上の車両の現在位置を表すが、ナビゲーションシステムに目的地を設定していないため、経路誘導機能は果たさない。
【０００９】
図１Ｂは、経路誘導機能を実行する経路誘導表示の例を示す。経路誘導表示は、目的地を指定した後に起動する。この例では、現在走行中の道路“Ｗ　１９０ＴＨ　ＳＴ”と、次の走行道路“プレイリー通り”の左側が地図画像２１内で強調表示され、次の交差点で曲がる方向を示す。さらに、この例は、画面の上部の誘導情報ボックス２２の中に表示された交差点において車両が曲がる方向（左）を示す矢印も示している。また、誘導情報ボックス２２には、現在走行中の道路“Ｗ　１９０ＴＨ　ＳＴ”と交差する道路の名前“プレイリー通り”と、交差点までの距離も表示される。よって、ナビゲーションシステムは、車両が“プレイリー通り”との交差点で左に曲がらなければならないことを示す。
【００１０】
強調表示に加え、こうした経路誘導は音声指示によっても行われる。次の交差点での走行方向が左である場合、ナビゲーションシステムは、“次の交差点で左に曲がってください”といった音声による誘導を行う。この例では、表示画面の下の情報ボックス２４には、最終目的地までの残りの距離及び最終目的地への到着予想時間に関する情報が表示される。
【００１１】
図１Ａの地図画面モードもしくは図１Ｂの経路誘導モードの間に、使用者が現在画面上に表示されている地図の外側に相当する場所を見たい場合もある。例えば、経路誘導モードに入る前に、使用者が場所の名前を入力したり予め保存してある住所データから選択したりするより、地図画像上で目的地を指定したい場合もある。経路誘導モード中でも、使用者が一時的に誘導経路を離れてレストランや他のポイントオブインタレスト（Ｐｏｉｎｔ　ｏｆ　Ｉｎｔｅｒｅｓｔ　：ＰＯＩ）に行きたい場合もある。その他、使用者は、互いに離れているため現在の表示画面外に位置している二つの領域を、横に並べて表示することによって比較したい場合もある。
【００１２】
従来のナビゲーションシステムでは、このような現在の画面外の領域は画面をスクロールするか、もしくは縮尺を大きくすることによって表示することができる。図２Ａ及び２Ｂは、地図画面を表示画面上にシフトするためのスクロール機能を表示している例を示している。スクロールキーを上下及び左右方向に操作することによって、図２Ａの画面２１の表示範囲外にあったものが図２Ｂの画面の表示範囲内で見えるようになる。
【００１３】
図３Ａ及び３Ｂは、表示領域の寸法、すなわち画面２１の表示範囲内の地図の縮尺を変更するための表示ズーム機能を表示している例を示す。周知のように、ズームキーを押すと地図の縮尺が連続的に増減する。図３Ａ及び３Ｂの例では、ズームキーを操作して図３Ａの画面内に、図３Ａの画面よりもより広い領域を表示することにより、すなわちズームアウトすることにより、図３Ａの画面外の場所が図３Ｂの画面の表示範囲内に見えるようになる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の方法は、特に使用者が車両を運転している際には使用者にとってあまり便利とはいえない。たとえば、図２Ｂに示すように表示画像をスクロールする際、使用者は、希望の場所が画面に表れるまで画面上の地図画像を見ながらスクロールキーを左右、上下の方向に操作しなければならない。この過程は安全運転に悪影響を及ぼすと共に比較的長い時間がかかる。
【００１５】
ズーム機能を使用する場合には、使用者は、図３Ｂに示すようにズームキーを使って地図の縮尺を変更して一つの画面により広い領域を表示することによって希望の場所を画面内に移動することができる。しかし、こうしたズーム機能においては、図３Ｂに示すように一度により広い領域を表示すると、地図画像全体が小さくなる。従って、表示したい場所が現在地図画像に表示されている場所から比較的離れている場合は、使用者が表示したい場所の表示寸法は小さすぎるため、希望の場所もしくはその周囲の状況をはっきり認めるのが困難である。よって、最適な地図画像を表示するには、使用者は、通常、地図画像を縮尺変更する前に表示画面をスクロールしなくてはならない。この過程も安全運転に悪影響を与えると共に長い時間がかかる。
【００１６】
従って、ナビゲーションシステムでは、実質的に画像の寸法を縮小せずに現在の画面の表示範囲外にある画像を表示する容易で効果的な方法が必要となる。また、ナビゲーションシステムでは、二つの領域を比較するために、互いに離れて位置する二つの領域を横に並べて容易に表示できる必要がある。また、画面外の地図画像を運転に影響を与えずに表示画面内に移動させる効率のよい方法が必要となる。
【００１７】
従って、本発明の目的は、表示画面外に位置する地図画像を、画像の寸法を実質的に縮小することなく、容易に且つ迅速に表示するためのナビゲーションシステムの地図画像表示方法及び装置を提供することにある。
【００１８】
本発明のもう一つの目的は、従来のスクロール機能またはズーム機能を使わずに、中心点や基準線に対する非線形関数で画像を縮小させることによって、表示画面外に位置していた地図画像を容易に且つ迅速に表示することができるナビゲーションシステムの地図画像表示方法及び装置を提供することにある。
【００１９】
本発明のさらにもう一つの目的は、表示画面外に位置する、離れた二つの領域を横に並べて容易に且つ迅速に表示するナビゲーションシステムの地図画像表示方法及び装置を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明の地図画像表示においては、非線形関数または一次関数によって表示画面上の縮小中心点または基準線に対して地図画像を縮小し、その寸法を大きく縮めることなく画面外に位置していた画像を容易に且つ迅速に画面内に表示するように設計されている。
本発明の第１の地図画像表示方法は、地図画像を画面上に表示して地図画像の縮小の中心点を設定するステップと、非線形関数または一次関数に基づいて前記中心点に対して同心円状（放射方向）に地図画像を縮小し、該中心点に近い地図画像が中心点から遠い位置の地図画像より高い縮小率で縮小されるようにして画面外に位置していた画像を、その寸法を大幅に縮めることなく画面内に表示するステップを有している。
【００２１】
また、本発明の第１の地図画像表示方法において、地図画像を縮小するステップは、縮小率が前記中心点に近い距離において大きくなり、該中心点から離れた距離において小さくなる非線形関数を用いて該地図画像を縮小変換する。縮小率は、非線形関数の係数を変更することによって調整するのが好ましい。
【００２２】
本発明の第２の地図画像表示方法は、画面上に地図画像を表示して地図画像上に基準線を設定するステップと、非線形関数または一次関数に基づいて基準線に直交する方向に地図画像を縮小して、基準線に近い地図画像を、基準線から遠い位置の地図画像より大きい縮小率で縮小するステップ、該縮小した地図画像を画面上に表示するステップを有している。以上のように縮小することにより、画面外に位置していた基準線の両側の画像をその寸法を大幅に縮小することなく画面内に表示することができる。
【００２３】
第２の地図画像表示方法における地図画像を縮小するステップは、縮小率が基準線に近いほど大きくなり、基準線から離れるほど小さくなる非線形関数を用いて該地図画像を縮小変換する。縮小率は、非線形関数の係数を変更することによって調整するのが好ましい。また、基準線の角度は、基準線を回転させ、各回転位置における縮小画像を表示し、該縮小画像を参照して基準線の角度を決定するのが好ましい。
【００２４】
本発明の地図画像表示装置は、中心点または基準線に対して非線形関数により地図画像を縮小する上記のナビゲーション方法を実施するための様々な手段によって構成されている。
【００２５】
本発明によれば、表示画面外に位置していた地図画像を、従来のスクロール機能やズーム機能を使わずに容易に且つ迅速に画面内に表示するようにできる。また、本発明によれば、中心点または基準線に対して非線形関数又は一次関数によって画像を縮小するため、中心点または基準線の周囲の画像は他の部分の画像より縮小率が大きくなる。このため、その寸法を実質的に縮小することなく、表示画面外に位置していた地図画像を表示画面内に移動できる。さらに、本発明の地図画像表示によれば、二つの領域が離れて位置しており、しかも、画面表示範囲外に位置する場合でも、その二つの領域を横に並べて地図画像を表示して比較する際に有効である。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の表示方法と装置について、添付の図面を参照しながらさらに詳しく説明する。本発明は、車両用ナビゲーションシステムについて説明するが、本発明は、この特定の適用方法に限られるものではないことは理解できよう。例えば、本発明は、可搬（携帯）ナビゲーションシステム、個人用携帯情報端末（ＰＤＡ）のような可搬データ端末、ナビゲーション機能付きラップトップ型コンピュータなどにも適用できるものである。
【００２７】
本発明の地図画像表示方法及び装置は、画面表示範囲外に位置している画像を、非線形関数で画像を縮小することによって画面表示範囲内に移動させる。この画像の縮小は、非線形関数によって行った方がよりよい効果が得られるが、一次関数によって行うことも可能である。第１の実施形態では、画像を、表示画面の中心点に対して縮小している。そして第２の実施形態では、画像を、基準線（折れ線）に対して縮小している。非線形関数により、画像の縮小率は、外側の領域より、中心点または基準線の近傍領域における方が大きいので、外側の領域の画像の寸法を大幅に縮小せずに移動することができる。
【００２８】
一般的に、この非線形関数は、双曲線関数であり、関数の任意の定数（係数）を変更して、中心点または基準線からの距離に対する関数の曲線（縮尺の縮小率）を調整する。第２の実施形態では、キー操作により、基準線の角度を自由に変更できる、すなわち回転できるので、画像が非線形関数によって二つの選択した方向に縮小される。本発明では、画面の中心もしくは基準線の周囲において、画像はほとんど見えないと言っていいほど劇的に小さく縮小されるが、寸法をあまり縮小せずに画面外に位置する画像が画面の中に移動する。
【００２９】
本発明の地図画像表示方法について詳しい説明に入る前に、図４のブロック図を参照しながらナビゲーションシステムの基本的構造について簡単に説明すると共に、図５Ａ及び５Ｂを参照しながらナビゲーションシステム用のリモートコントローラの例について簡単に説明する。
【００３０】
図４のブロック図において、ナビゲーションシステムは、地図情報を保存するための、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ハードディスクもしくは他の保存手段（以後ＤＶＤと呼ぶ）のような地図保存媒体４１と、ＤＶＤから地図情報を読み取るための操作を制御するＤＶＤ制御装置４２と、現在の車両の位置を測定するための位置測定装置４３を備えている。位置測定装置４３は、移動距離を検出する車速センサと、移動方向を検出するジャイロスコープと、位置を計算するマイクロプロセッサと、ＧＰＳレシーバ等を有する。
【００３１】
図４のブロック図には、さらに、ＤＶＤ４１から読み出した地図情報を保存するための地図情報メモリ４４と、ＤＶＤ４１から読み出したポイントオブインタレスト（ＰＯＩ）情報のようなデータベース情報を保存するためのデータベースメモリ４５と、メニュー選択操作、拡大／縮小操作、目的地入力操作などを実行するためのリモートコントローラ４７と、リモートコントローラインターフェース４８を有する。
【００３２】
リモートコントローラ４７は、図５Ａに示すように様々な機能キーと図５Ｂに示すような数字キーを有している。数字キーは、図５Ａの下部の蓋を開けると現れる。リモートコントローラ４７は、ジョイスティック／入力キー４７ａと、ロータリエンコーダ４７ｂと、取り消しキー４７ｃと、ＭＰ／ＲＧキー４７ｄと、メニューキー４７ｅと、ズーム／スクロールキー４７ｑと、モニタＯＮ／ＯＦＦキー４７ｆと、遠隔操作送信機４７ｇと、プランキー４７ｈと、Ｎ／Ｈキー４７ｉと、音声キー４７ｊと、リストキー４７ｋと、迂回キー４７ｌと、目的地削除キー４７ｍと、削除キー４７ｎと、数字キー４７ｏと、ＯＫキー４７ｐを有する。
【００３３】
ジョイスティク／入力キー４７ａは、メニュー内の強調表示された項目を選択し、また地図表示をスクロールすると共に画面と車両位置アイコンを移動する。ロータリエンコーダ４７ｂはズーム縮尺の変更、リストページのスクロール、カーソル移動などを行う。取り消しキー４７ｃは、現在表示されている画面を取り消すか、あるいは前のメニュー画面に画面を戻すときに操作する。ＭＰ／ＲＧキー４７ｄは、誘導中に詳細地図表示画面と基本誘導表示画面（矢印画面）の間を切り替える。メニューキー４７ｅはメインメニューを表示する。プランキー４７ｈは、“本日のプラン機能”によって設定された経路への誘導を開始し、Ｎ／Ｈキー４７ｉは、北を上向きとした表示と、進行方向を上向きとした表示との間を変更し、音声キー４７ｊは、音声指示を開始する。
【００３４】
上記のようなリモートコントローラは、メニューの選択や、選択した機能の実行などを行う典型的な例であるが、ナビゲーションシステムは、リモートコントローラで行う操作と同じ、もしくは同様の操作を行うことができる他の様々な入力方法を有している。例えば、ナビゲーションシステムは、ダッシュボードに取り付けたナビゲーションシステムのヘッドユニット上に設けたハードキーとジョイスティック、表示パネルのタッチスクリーン、音声通信手段などを設けてもよい。
【００３５】
図４を参照すると、ナビゲーションシステムは、さらに、システム内の上記の機器とをつなぐバス４６と、ナビゲーションシステムの全体的な操作を制御するためのプロセッサ（ＣＰＵ）４９と、ナビゲーション制御に必要な経路検索プログラムやマップマッチングプログラムなどのようなさまざまな制御プログラムを保存するためのＲＯＭ５０と、誘導経路などのような処理結果を保存するためのＲＡＭ５１と、音声通信インターフェース機能や音声案内機能を備えた音声インターフェース／音声案内ユニット５２と、地図情報に基づいて地図画像（地図誘導画像及び矢印誘導画像）を生成するための表示コントローラ５３と、表示コントローラによって生成された画像を保存するためのＶＲＡＭ５４と、メニュー画像／各種リスト画像を生成するためのメニュー／リスト生成ユニット５５と、ＶＲＡＭ５４とメニュー／リスト生成ユニット５５からの画像を合成するための合成ユニット５６とモニタ（表示画面）５７と、計算などのようなデータを一時的に保存するためのバッファメモリ５８と、ナビゲーションシステムの表示パネル上のハードキーやジョイスティック、及びナビゲーションシステムのタッチスクリーンなどのような他の各種入力手段とを接続するためのキー及び画面インターフェース５９などを備えている。
【００３６】
ここで、本発明のナビゲーション方法及びシステムについて、図６〜１４を参照しながら説明する。図６Ａ及び６Ｂは、本発明の第１の実施形態の概念を示す図であり、地図画像が画面の中心点Ｏに対して縮小された様子を示す。つまり、地図画像が中心点Ｏに対して同軸に縮小されているのである。上記のように、本発明では、縮小率（縮尺）は全体的に均一ではなく、中心点に近い部分の地図画像の縮小率が、その外側の領域における地図画像よりもずっと高くなるように、非線形関数によって変化させるのが好ましい。よって、画面の外側に位置していた画像が、その寸法を大幅に縮小することなく画面内に移動し、画面の中心に近い部分の画像が著しく小さくなる。非線形関数の縮小率が好ましいが、本発明においては一次関数を使用して地図画像を全体的に一定の率で縮小することも可能である。
【００３７】
図６Ａ及び６Ｂにおいて、画面表示範囲６６は、表示領域（例えば図４のモニタ５７）内に地図画像を示す実際の表示画面を表している。画像データは、画面表示範囲６６より実質的に大きい領域を含むＶＲＡＭ領域６４（例えば図４に示すＶＲＡＭ５４）に取得される。この画像データは、一般的には図４に示すＤＶＤ４１またはインターネットなどの通信情報を介する遠隔ナビゲーションサーバなどのような、地図情報保存領域から検索される。
【００３８】
第１の実施形態では、図６Ａ及び６Ｂに示すように、地図画像が基準中心点Ｏ（０，０）に向かって非線形に縮小される（中央縮小スケーリング）。一般的に基準中心点Ｏ（０，０）は、表示画面の中心であるが、基準中心点の位置は、ナビゲーションシステムにおいては、例えばシステムセットアップ過程などを介して自由に変更が可能である。図６Ａにおいて、ｒは、中心点Ｏ（０，０）からノード点Ｐまでの距離を表し、θは、中心点Ｏからノード点Ｐまでの放射線の角度であり、（ｘ，ｙ）は、ノード点Ｐの座標である。距離ｒは実際の距離に表示されている地図の縮尺（現縮尺）を乗算して求まる。
【００３９】
図６Ｂの中央縮尺スケーリングを適用する場合、ノード点Ｐ（ｘ，ｙ）は、画面表示範囲６６内のポイントＰ′（ｘ′，ｙ′）に放射線ＥＬに沿って移動する。図６Ｂにおいて、ｒ′は、ノードＰ′（ｘ′，ｙ′）までの距離であり、ノード点Ｐ（ｘ，ｙ）までの距離ｒに逆放物線スケーリング（非線形縮小）を適用した後の放射線方向の距離を表す。
非線形関数ｆ（ｒ）は、ａを任意のパラメータ（係数）としたとき、
ｆ（ｒ）＝ｒ／［（１／ａｒ^２）＋１］
で定義される逆放物線スケーリング関数であり、ｒ′＝ｆ（ｒ）である。すなわち、
ｒ′＝ｒ／［（１／ａｒ^２）＋１］
である。
ｘ′＝ｒ′ｃｏｓθ
であるから、
ｘ′＝ｒｃｏｓθ／［（１／ａｒ^２）＋１］
となる。ｒｃｏｓθ＝ｘなので、
ｘ′＝（ａｒ^２）ｘ／［１＋ａｒ^２］
となる。ｒ＝ｘ^２＋ｙ^２であるから
ｘ′＝ａ（ｘ^２＋ｙ^２）ｘ／［１＋ａ（ｘ^２＋ｙ^２）］
となる。ここで、Ａ＝ａ（ｘ^２＋ｙ^２）とすると、
ｘ′＝Ａｘ／（１＋Ａ）
同様に、
ｙ′＝Ａｙ／（１＋Ａ）
となる。
【００４０】
縮小率η（ｒ）は、
η（ｒ）＝（ｒ−ｒ′）／ｒ＝１−（１／［（１／ａｒ^２）＋１］）
となり、ｒ→０ならη（ｒ）＝１、ｒ→∞ならη（ｒ）＝０となる。すなわち、ｒが小さい程、縮小率η（ｒ）は１に近づき、ｒが大きい程、縮小率η（ｒ）は０に近づく。これにより、中心点に近い部分の地図画像の縮小率が、その外側の領域における地図画像よりもずっと大きくなり、画面の外側に位置していた画像が、その寸法を大幅に縮小することなく画面内に移動し、画面の中心に近い部分の画像が著しく小さくなる。
上記のスケーリング関数を使用すると、中心点Ｏにより近いノード（画像）が中心により速く移動して隠れる。中心点Ｏから離れた位置にあったために画面表示範囲６６で以前は見えていなかったノード（画像）も、画面６６の表示領域に移動する。よって、この縮小法により、使用者はスクロールをしなくても表示画面の周りの領域をより広範囲に見ることができる。
【００４１】
図７Ａ及び７Ｂは、本発明の第１の実施形態における非線形関数による中心縮小スケーリングの概念を示す。地図画像は、上記の逆放物線関数のような非線形関数によって縮小される。この非線形関数を使用する際、図７Ａ及び７Ｂに示すように、地図画像の縮小率が中心に向かうほど大きくなっている。換言すれば、縮尺は中心点Ｏにおいて急激に変化し、中心点または中心点Ｏの近傍では地図画像が見えなくなる。逆に、中心Ｏからの距離ｒが大きくなるほど、縮尺の変化の度合いは小さくなり、ほとんど一定となる。非線形縮小により、以前は画面表示範囲６６の外側に位置していた地図画像が容易且つ迅速に画面表示範囲６６の中に移動する。すでに述べたように縮小率に非線形関数を使用する方が好ましいが、本発明においては一次関数を使用して地図画像を全体的に一定の率で縮小することもできる。
【００４２】
図８は、異なるパラメータ（係数）ａに呼応した逆放物線関数（縮尺対距離）の異なる曲線を示している。上記のように、逆放物線関数は、ｆ（ｒ）＝
ｒ／［（１／ａｒ^２）＋１］であるため、この非線形曲線は、任意のパラメータａをａ_１〜ａ_３、すなわちａ_１、ａ_２、ａ_３に変更することによって調整することができる。例えば、図８に示すように、パラメータ（係数）ａがａ_１のような大きい値であった場合、曲線は、直線により近くなり、一方、パラメータａがａ_３のように小さい値であった場合、曲線はより急になり、縮尺は中心点Ｏの周囲において急激に変化する。従って、ナビゲーションシステムは、使用者が入力キーを押し続けると任意のパラメータ（係数）をａ_１、ａ_２、ａ_３、．．．ａ_ｎと連続的に変化し、よって、地図縮小機能の最適な効果を得ることができる。
【００４３】
図９Ａ及び９Ｂは、本発明の第２の実施形態を示しており、地図画像が非線形関数または一次関数によって基準線（折りたたみ線）に対して縮小された様子を示す。後述するように、非線形関数の方がより有効である。縮小の結果、図９Ａに示す画面表示範囲６６の外に位置する地図画像が、画面をスクロールしなくても図９Ｂの画面表示範囲６６の中に移動する。図９Ｂの例では、基準線７０が中央で垂直に伸びているが、基準線７０の角度及び位置は後述するように自由に変更できる。
すなわち、第２実施例では、地図画像上に基準線７０を設定し、該基準線に直交する方向の地図画像を所定の縮小率で縮小し、該縮小した地図画像を画面上に表示する。この場合、縮小率の変化が基準線７０に近い距離においては大きく、基準線から離れた距離においては小さくなるように画像を縮小する。具体的には、縮小率の変化が基準線７０に近い距離においては大きくなり、基準線から離れた距離においては小さくなる非線形関数（たとえば逆放物線関数）を用いて地図画像を縮小変換する。非線形関数としては第１実施例のｆ（ｒ）を使用することができる。非線形関数の係数を変更することによって縮小率を調整することができる。
【００４４】
本発明の第２実施例の地図縮小機能は、使用者が二つの離れた領域を横に並べて見る際に有効である。図９Ａにおいて、地図上の二つの領域ＡＲ１，ＡＲ２が離れており、従って画面表示範囲６６外に位置している場合には、その二つの領域ＡＲ１，ＡＲ２を一緒に見ることができない。使用者が二つの領域、例えば街の二つの地域などを比較してどちらの地域により多くのＰＯＩ（ポイントオブインタレスト）があるかをスクロールしないで見たい場合にこうした問題が起きる。地図を基準線７０に対して非線形関数で縮小することにより、使用者は、折りたたみ可能な紙の地図のように二つの離れた領域ＡＲ１，ＡＲ２を画面上に横に並べ、その間の領域は小さくして見ることができる。図９Ｂの例において、左右の地図画像は、点線の矢印で示すように基準線７０に直交する方向（点線矢印方向）に、その基準線に向かって縮小変位する。基準線近傍の領域の縮小率を大きくし、所定距離以上の領域ＡＲ１，ＡＲ２の縮小率を０に近づけることにより図９Ｂに示すように領域ＡＲ１，ＡＲ２の画像を画面６６内に表示することができる。
【００４５】
図１０Ａ及び１０Ｂは、基準線７０が、水平軸Ｘに対して角度θで表されている場合を示す一般図である。本発明では、基準線７０を時計方向又は反時計方向に回転させ、該基準線７０の両側の地図画像を縮小変換して表示し、該縮小画像を参照することにより、所望の地図画像が縮小表示されているか判断して角度θを決定する。地図画像が上記の逆放物線関数のような非線形関数によって縮小されているので、画面表示範囲６６外の領域ＡＲ１，ＡＲ２に位置する地図画像であっても、表示画面をスクロールすることなく、画面表示範囲６６の中に移動させて表示することができる。
第２実施例の縮小シフトの原理は図６Ｂで説明した第１実施例の場合と同じである。第１実施例が縮小の中心点Ｏ（０，０）の全ての放射方向において縮小率を変化させながら地図画像を縮小変換しているのに対し、第２実施例は基準線７０に直交する方向において縮小率を変化させながら縮小シフトしている点が異なるだけである。すなわち、第２実施例において、基準線７０上の所定ポイントＱで直交する方向の地図画像に着目すると、該方向の直線ＥＬ′上のポイントＰ（ｘ，ｙ）は第１実施例と同じ原理でＰ′（ｘ′，ｙ′）に変換される。同様に、基準線７０上の別のポイントで直交する方向の地図画像も縮小変換される。
【００４６】
図１１〜１４は、本発明をナビゲーションシステムに適用する際の過程と表示画像の例を示す。ここに示す例は、もっぱら例示を目的としたものであり、本発明の実施はこれらの例に限定されるものではない。図１１Ａ〜１１Ｄは、ナビゲーションシステムで実施した本発明の縮小機能（非線形地図縮尺）の早期の段階における過程の例を示す。縮小機能は、図１１Ａのメインメニュー画面あるいは図１１Ｂの地図画面など、ナビゲーションシステムの様々な状態において起動することができる。
【００４７】
図１１Ａのメインメニュー画面において、“目的地”メニューを選択することによって、ナビゲーションシステムは、図１１Ｃに示すような“目的地選択”画面を表示する。“目的地選択”画面は、周知のように、“住所録”“ポイントオブインタレスト”“通りの住所”または“過去の目的地”などのような、さまざまな目的地を選択するための入力方法を提供する。この例では、入力方法には、本発明の縮小機能を起動する“縮小（Ｓｈｒｉｎｋ）”バーも含まれている。なお、図１１Ｃの“目的地選択”画面は、例えば入力キーを押すことによって、図１１Ｂの地図画面を通して確立することができる。すなわち、図１１Ｂにおいて入力キーを押下すると図１１Ｃの画面がナビゲーションシステム上に現れる（ポップアップ）。
【００４８】
図１１Ｃの“縮小（Ｓｈｒｉｎｋ）”バーを選択（強調表示）し、入力キーを押すと、ナビゲーションシステムは、図１１Ｄの“縮小方法選択”画面に移る。この例では、縮小方法は、“点”方式と“線”方式を含む。“点”方式は、本発明の第１の実施形態である、中心点に対して地図画像を同軸に、すなわち、放射線方向に縮小する方法である。“線”方式は、本発明の第２の実施形態である、基準線（折りたたみ線）に対して両側の画像を縮小する方法である。
【００４９】
図１２Ａ〜１２Ｃは、“点”方式を選択した際に図１１の過程を終えた後、ナビゲーションシステム上において縮小機能を操作するための過程と表示画像の例を示す。図１２Ａの画面は、“点”方式が選択された図１１Ｄの画面と同じものである。入力キーを押すことによって、ナビゲーションシステムは、地図画像が中心点Ｏに向かって同軸に縮小された図１２Ｂの地図画像を表示する。
【００５０】
上記のように、逆放物線関数のような非線形関数により、中央領域または中心点Ｏ近傍の画像は、中心点Ｏから離れた画像より大幅に高い縮小率で縮小される。よって、中心領域の地図画像が見えなくなり、それまで画面外に位置していた地図画像がその寸法を大幅に縮小することなく、画面表示範囲６６に表示される。よって、地図画像をスクロールせずに、前の地図画像から離れた場所を迅速且つ容易に見ることができる。
【００５１】
図８に関して先に説明したように、ナビゲーションシステムは、係数をａ_１からａ_ｎに変えることによって非線形の湾曲を変化させ最適な縮小率を見つけることができる。これには、例えば、図１２Ｂの中心縮小画面において入力キーを押せばよい。入力キーを押すたびに、ナビゲーションシステムは、図１２Ｃに示すように、画像がさらに中心点Ｏに向けて縮小されるように非線形曲線の係数を変える。逆に、縮小率を小さくしたい場合には、使用者は、例えば最適な縮小率を見つけるために取り消しキーを押せばよい。
【００５２】
図１３Ａ〜１３Ｃは、“線”方式を選択した際に図１１の過程を終えた後、ナビゲーションシステム上の縮小機能を操作するための過程と表示画像の例を示す。図１３Ａの画面は、“線”方式を選択している（強調表示している）ことを除けば図１１Ｄの画面と同じである。入力キーを押すことにより、ナビゲーションシステムは、画面表示範囲６６内において、基準線（折りたたみ線）７０に直交する方向に向かって左右両側の地図画像が縮小された、図１３Ｂの縮小地図画像を表示する。換言すれば、この実施形態において、基準線７０に対して直交する方向の縮尺のみが縮小され、基準線に平行な方向の縮尺は変化しないことになる。
【００５３】
上記のように逆放物線関数のような非線形関数により、基準線７０の位置もしくは基準線７０に近い位置の画像が、基準線７０から遠い画像より大幅に高い縮小率で縮小される。よって、基準線７０周辺の地図画像が見えなくなり、それまで画面外に位置していた地図画像が、その寸法を大幅に縮小することなく、画面表示範囲６６に表示される。そのため、地図画像をスクロールしなくても前の地図画像から離れた場所を迅速に且つ容易に見ることができる。
【００５４】
図８を参照しながら先に説明したように、ナビゲーションシステムは、ａ_１からａ_ｎに係数を変えることによって非線形曲線を変えて最適な縮小率を見つけ出すことができる。図１２Ｂ及び１２Ｃと同様に、これは、例えば、図１３Ｂの線縮小画面において入力キーを押すことによって実行できる。入力キーを押すたびに、ナビゲーションシステムは、非線形曲線の係数を変更して、基準線７０に直交する方向の縮尺を、図１３Ｃに示すように基準線７０に向かってさらに縮小する。逆に、縮小率を下げたい場合には、使用者は、取り消しキーを押して、例えば最適な縮小率を見つけることができる。
【００５５】
地図画像が基準線に対して縮小されている本発明の第２の実施形態において、ナビゲーションシステムは、基準線７０の角度を変更して地図画像の縮尺変更方向を希望の方向を選択することができる。基準線７０の角度を変更して（回転させて）基準線７０に直交する方向のいかなる地図画像も非線形関数によって基準線７０に向かって縮小することができる。図１４Ａ〜１４Ｆは、本発明のこのような機能を実行するための過程と表示画像の例を示すものである。
【００５６】
図１４Ａにおいて“線”方式を選択することによって、ナビゲーションシステムは、画面６６において基準線（折りたたみ線）７０に向かって左右両側の地図画像が縮小された図１４Ｂに示す縮小地図画像を表示する。つまり、左右方向の画像のみ、すなわち基準線７０に直交する方向の画像のみその方向のサイズが縮小される。図１４Ｂの例において、ナビゲーションシステムは、基準線７０を右（時計周り）または左（反時計回り）方向に回転させるための“右回転”キー７６と“左回転”キー７８も画面６６上に表示する。
【００５７】
図１４Ｂにおいて“右回転”キー７６を選択したとすると、ナビゲーションシステムは、基準線７０を回転させるための画面を表示する。図１４Ｃの画面において、入力キーを押すたびに、基準線７０は右（時計回り）方向に回転する。よって、入力キーを押し続けると、基準線７０は、図１４Ｄに示すようにさらに右方向に回転する。
【００５８】
逆に、図１４Ｂの線縮小画面において“左回転”キー７８を選択すると、基準線７０は、図１４Ｅに示すように左（反時計回り）方向に回転する。地図画像が基準線７０の回転と共に変わるが、分かりやすいようにその画像は図１４Ｃ〜１４Ｅにおいては省略している。よって、図１４Ｅの過程で設定した基準線７０の角度に関しては、基準線７０に垂直な方向の地図画像は、図１４Ｆに示したように縮小される。この縮小画像が望むものであれば基準線の角度設定を終了し、望むものでなければ更に回転する。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、表示画面外に位置していた地図画像を、従来のスクロール機能やズーム機能を使わずに容易に且つ迅速に画面内に表示するようにできる。また、本発明によれば、中心点または基準線に対して非線形関数又は一次関数によって画像を縮小するため、中心点または基準線の周囲の画像は他の部分の画像より縮小率が大きくなる。このため、その寸法を実質的に縮小することなく、表示画面外に位置していた地図画像を表示画面内に移動できる。さらに、本発明の地図画像表示によれば、二つの領域が離れて位置しており、しかも、画面表示範囲外に位置する場合でも、その二つの領域を横に並べて地図画像を表示して比較する際に有効である。
【００６０】
以上、本発明について、好ましい実施形態を参照しながら説明してきたが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく、様々な変形、変更が可能であることは、当業者にとって明らかであろう。これら変形、変更は、添付の請求の範囲及びそれと均等物に示した範囲内で可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１Ａ及び１Ｂは、ナビゲーションシステムの、位置表示地図の表示画面と経路誘導表示画面それぞれの例を示す略図である。
【図２】図２Ａ及び２Ｂは、ナビゲーションシステムのスクロール機能を使って地図画像をずらし、ナビゲーションシステムの画面外に位置していた地図画像を移動させている例を示す略図である。
【図３】図３Ａ及び３Ｂは、ナビゲーションシステムのズーム機能を使って画像の縮尺を変え、画面外に位置していた地図画像を表示する例を示す略図である。
【図４】本発明による車両用ナビゲーションシステムの構造の例を示すブロック図である。
【図５】図５Ａ及び５Ｂは、本発明の車両用ナビゲーションシステムに付随するリモートコントローラの例を示す図である。
【図６】図６Ａ及び６Ｂは、本発明の第１の実施形態による縮小機能の例を示す図であり、非線形関数によって表示の中心点に対して画像を縮小することにより、図６Ａの画面表示範囲外の地図画像を図６Ｂに示す画像表示範囲内に移動させた様子を示す。
【図７】図７Ａ及び７Ｂは、本発明の実施形態における概念を示す図であり、地図画像が、双曲線スケールのような非線形関数によって縮小されている様子を示す。
【図８】任意のパラメータを選択することによって、異なる縮小率で地図画像を縮小するための非線形関数曲線の例を示す図である。
【図９】図９Ａ及び９Ｂは、本発明の第２の実施形態の縮小関数の例を示す図であり、非線形関数によって基準線に対して画像を縮小することにより、図９Ａの画像表示範囲外の地図画像を図９Ｂに示す画面表示範囲内に移動させた様子を示す。
【図１０】図１０Ａ及び１０Ｂは、本発明の第２の実施形態における概念を示す図であり、表示画面上の基準線において地図画像を縮小している様子を、基準線の角度を変えて示している。
【図１１】図１１Ａ〜１１Ｄは、ナビゲーションシステムにおける本発明の縮小操作するための過程と表示画像の例を示す略図である。
【図１２】図１２Ａ〜１２Ｃは、ナビゲーションシステムにおける本発明の第１の実施形態による、縮小関数を操作するための過程と表示画像の例を示す略図であり、地図画像が中心点に対して縮小された様子を示す。
【図１３】図１３Ａ〜１３Ｃは、ナビゲーションシステムにおける本発明の第２の実施形態による、縮小関数を操作するための過程と表示画像の例を示す略図であり、地図画像が基準線に対して縮小された様子を示す。
【図１４】図１４Ａ〜１４Ｆは、ナビゲーションシステムにおける本発明の第２の実施形態による、縮小関数を操作するための過程と表示画像の例を示す略図であり、基準線を時計方向、反時計方向いずれかの方向に回転させた様子を示す。
【符号の説明】
６４　ＶＲＡＭ領域
６６　画面表示範囲
０　縮小中心点
ＥＬ　放射線
Ｐ（ｘ，ｙ）　縮小前のポイント
Ｐ′（ｘ′，ｙ′）　縮小シフト後のポイント

Claims (23)

1. 地図画像を画面上に表示するナビゲーションシステムの地図画像表示方法において、
   地図画像上の縮小の中心点を設定するステップ、
   前記縮小中心点に対して放射方向に所定の縮小率で地図画像を縮小するステップ、
   該縮小した地図画像を画面上に表示するステップ、
   とを備えたことを特徴とする地図画像表示方法。
2. 前記地図画像を縮小するステップは、縮小率が前記縮小中心点に近い距離においては大きく、縮小中心点から離れた距離においては小さくなるようにするステップ、
   を含むことを特徴とする請求項１記載の地図画像表示方法。
3. 前記地図画像を縮小するステップは、縮小率が前記縮小中心点に近い距離において大きくなり、縮小中心点から離れた距離において小さくなる非線形関数を用いて、前記地図画像を縮小変換するステップ、
   を含むことを特徴とする請求項１記載の地図画像表示方法。
4. 前記地図画像を縮小するステップは、前記非線形関数の係数を変更することにより前記縮小率を調整するステップ、
   を含むことを特徴とする請求項３記載の地図画像表示方法。
5. 前記非線形関数は画像の前記縮小中心点からの距離を変数とする逆放物線関数である、
   ことを特徴とする請求項３記載の地図画像表示方法。
6. 地図画像を画面上に表示するナビゲーションシステムの地図画像表示方法において、
   地図画像上に基準線を設定するステップ、
   前記基準線に直交する方向に所定の縮小率で地図画像を縮小するステップ、
   該縮小した地図画像を画面上に表示するステップ、
   を備えたことを特徴とする地図画像表示方法。
7. 前記地図画像を縮小するステップは、縮小率の変化が基準線に近い距離においては大きく、基準線から離れた距離においては小さくなるように画像を縮小するステップ、
   を含むことを特徴とする請求項６記載の地図画像表示方法。
8. 前記地図画像を縮小するステップは、縮小率の変化が前記基準線に近い距離において大きくなり、基準線から離れた距離において小さくなる非線形関数を用いて前記地図画像を縮小変換するステップ、
   を含むことを特徴とする請求項６記載の地図画像表示方法。
9. 前記地図画像を縮小するステップは、前記非線形関数の係数を変更することによって前記縮小率を調整するステップ、
   を含むことを特徴とする請求項８記載の地図画像表示方法。
10. 前記基準線を設定するステップは、前記基準線の角度を変更することによって、前記縮小対象となる基準線に直交する方向を選択するステップ、
    を含むことを特徴とする請求項８記載の地図画像表示方法。
11. 前記基準線を設定するステップは、基準線を時計回り方向または反時計回り方向に回転させ、かつ、該回転位置において前記縮小変換した地図画像を表示することにより基準線の角度を決定するステップ、
    を含むことを特徴とする請求項８記載の地図画像表示方法。
12. 前記非線形関数は、画像の前記基準線からの距離を変数とする逆放物線関数である、
    ことを特徴とする請求項８記載の地図画像表示方法。
13. 地図画像を画面上に表示するナビゲーションシステムの地図画像表示装置において、
    地図画像上に縮小の中心点を設定する手段、
    前記縮小中心点に近い地図画像が、該中心点から離れた地図画像より大きい縮小率で縮小されるように、該中心点に対して放射方向に地図画像を縮小する手段、
    該縮小した地図画像を画面上に表示する表示手段、
    を備えたことを特徴とする地図画像表示装置。
14. 前記地図画像を縮小する手段は、縮小率が前記縮小中心点に近い距離においては大きくなり、縮小中心点から離れた距離においては小さくなる非線形関数を用いて前記地図画像を縮小変換する手段、
    を含むことを特徴とする請求項１３記載の地図画像表示装置。
15. 前記地図画像を縮小する手段は、非線形関数の係数を変更することにより前記縮小率を調整する手段を含む、
    ことを特徴とする請求項１４記載の地図画像表示装置。
16. 前記非線形関数は画像の前記縮小中心点からの距離を変数とする逆放物線関数である、
    ことを特徴とする請求項１４記載の地図画像表示装置。
17. 地図画像を画面上に表示するナビゲーションシステムの地図画像表示装置において、
    地図画像上に基準線を設定する手段、
    前記基準線に直交する方向に地図画像を縮小する手段、
    該縮小した地図画像を画面上に表示する手段、
    を備えたことを特徴とする地図画像表示装置。
18. 前記地図画像を縮小する手段は、縮小率が前記基準線に近い距離においては大きくなり、基準線から離れた距離においては小さくなる非線形関数を用いて前記地図画像を縮小変換する手段を含む、
    ことを特徴とする請求項１７記載の地図画像表示装置。
19. 前記地図画像を縮小する手段は、前記非線形関数の係数を変更することによって前記縮小率を調整する手段、
    を含むことを特徴とする請求項１８に記載地図画像表示装置。
20. 前記基準線を設定する手段は、前記基準線の角度を変更することによって、前記縮小対象となる基準線に直交する方向を選択する、
    ことを特徴とする請求項１８記載の地図画像表示装置。
21. 前記基準線を設定する手段は、基準線を時計回り方向または反時計回り方向に回転させ、かつ、該回転位置において前記縮小変換した地図画像を表示することにより基準線の角度を決定する、
    ことを特徴とする請求項１８に記載の地図画像表示装置。
22. 前記非線形関数は画像の前記基準線からの距離を変数とする逆放物線関数である、
    ことを特徴とする請求項１８記載の地図画像表示装置。
23. 前記距離は、実際の距離に縮尺を乗算した距離である、
    ことを特徴とする請求項３，８，１４，１８いずれか記載の地図画像表示方法および装置。

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