【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、３次元視点設定装置および３次元視点設定方法に関し、さらに詳しくは、例えば、走行中の車両を上空から見下ろす視点の位置を設定する３次元視点設定装置および３次元視点設定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の３次元視点設定装置は、ＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信機と、地図データが記憶されたＤＶＤ―ＲＯＭから地図データを読み出すＤＶＤドライブと、装置全体の動作を制御するマイコンと、所定の視点から見下ろした誘導経路を３次元で表示する表示パネルとを備え、車両と視点との間に遮蔽物がある場合は、車両が見える位置まで視点を移動することにより、視点から見下ろした車両を表示パネルに表示できるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１８１５６２号公報（第５頁、第５図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の３次元視点設定装置による視点の設定では、例えば、車両が走行している道路にトンネルがある場合、トンネル内を走行中の車両を捕らえることができず、表示パネルにはトンネルに進入する前の画像に続いて車両が現れない画像が表示され、トンネルを出たとき車両の画像が突然表示されるので、画像が不連続になり視認性が悪いという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、車両を視点から遮蔽する遮蔽物がある場合でも、視認性のよい連続した画像を表示することができる３次元視点設定装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の３次元視点設定装置は、移動体が移動する移動路のデータを含む地図データを記憶する地図データ記憶部と、前記移動体から所定の距離離れた位置に視点を設定する視点設定部と、前記地図データを前記視点から見下ろした３次元の鳥瞰図データに変換する鳥瞰図変換部と、前記移動体を前記視点より遮蔽する遮蔽物から前記移動体までの距離に応じて前記視点を所定の変化量で連続して変更する視点変更部とを備えたことを特徴とする構成を有している。
【０００７】
この構成により、視点設定部は、移動体から所定の距離離れた位置に視点を設定し、視点変更部は、移動体を視点より遮蔽する遮蔽物から移動体までの距離に応じて視点を所定の変化量で連続して変更するので、移動体を視点から遮蔽する遮蔽物がある場合でも、視認性のよい連続した画像を表示することができる。
【０００８】
また、本発明の３次元視点設定装置は、前記移動体の前方の前記移動路が前記視点からの視界に入るよう前記視点を変更するようにしたことを特徴とする構成を有している。
【０００９】
この構成により、移動路を視点から遮蔽する遮蔽物がある場合でも、視認性のよい連続した画像を表示することができる。
【００１０】
また、本発明の３次元視点設定装置は、前記視点変更部は、前記移動体の速度に応じて前記視点の変更速度を変更するようにしたことを特徴とする構成を有している。
【００１１】
この構成により、シミュレーション装置、ゲーム装置等において、移動体が高速で移動しているとき、視点の移動を高速にして迫力のある画像を表示することができる。
【００１２】
また、本発明の３次元視点設定装置は、前記地図データは、移動路網のリンクのデータおよび前記遮蔽物が存在する遮蔽物存在リンクのデータを含むことを特徴とする構成を有している。
【００１３】
この構成により、遮蔽物存在リンクにおいて、視点変更部は移動体を視点より遮蔽する遮蔽物から移動体までの距離に応じて視点を所定の変化量で連続して変更することができ、視認性のよい連続した画像を表示することができる。
【００１４】
また、本発明の３次元視点設定装置は、前記視点の高度を設定する視点高度設定部を備え、前記視点高度設定部は、前記遮蔽物存在リンクにおいて前記視点が上方および下方のいずれかの方向に移動するよう前記高度を設定するようにしたことを特徴とする構成を有している。
【００１５】
この構成により、視点高度設定部は、遮蔽物存在リンクおよび遮蔽物存在リンク以外のリンクにおいて、異なる視点の高度を設定することができる。
【００１６】
また、本発明の３次元視点設定装置は、前記視点の高度データを入力する視点高度入力部を備え、前記視点高度設定部は、前記高度データに基づいて前記視点の高度を設定するようにしたことを特徴とする構成を有している。
【００１７】
この構成により、使用者は、視点の高度データを入力し、所望の高度からの鳥瞰図を表示することができる。
【００１８】
本発明の３次元地図表示装置は、移動体が移動する移動路のデータを含む地図データを記憶する地図データ記憶部と、前記移動体から所定の距離離れた位置に視点を設定する視点設定部と、前記地図データを前記視点から見下ろした３次元の鳥瞰図データに変換する鳥瞰図変換部と、前記移動体を前記視点より遮蔽する遮蔽物から前記移動体までの距離に応じて前記視点を所定の変化量で連続して変更する視点変更部とを有する３次元視点設定装置を備えたことを特徴とする構成を有している。
【００１９】
この構成により、視点設定部は、移動体から所定の距離離れた位置に視点を設定し、視点変更部は、移動体を視点より遮蔽する遮蔽物から移動体までの距離に応じて視点を所定の変化量で連続して変更するので、移動体を視点から遮蔽する遮蔽物がある場合でも、視認性のよい３次元地図を表示することができる。
【００２０】
本発明のナビゲーション装置は、移動体が移動する移動路のデータを含む地図データを記憶する地図データ記憶部と、前記移動体から所定の距離離れた位置に視点を設定する視点設定部と、前記地図データを前記視点から見下ろした３次元の鳥瞰図データに変換する鳥瞰図変換部と、前記移動体を前記視点より遮蔽する遮蔽物から前記移動体までの距離に応じて前記視点を所定の変化量で連続して変更する視点変更部とを有する３次元視点設定装置を備えたことを特徴とする構成を有している。
【００２１】
この構成により、視点設定部は、移動体から所定の距離離れた位置に視点を設定し、視点変更部は、移動体を視点より遮蔽する遮蔽物から移動体までの距離に応じて視点を所定の変化量で連続して変更するので、移動体を視点から遮蔽する遮蔽物がある場合でも、視認性のよい３次元地図に基づいてナビゲーションを実行することができる。
【００２２】
本発明のシミュレーション装置は、移動体が移動する移動路のデータを含む地図データを記憶する地図データ記憶部と、前記移動体から所定の距離離れた位置に視点を設定する視点設定部と、前記地図データを前記視点から見下ろした３次元の鳥瞰図データに変換する鳥瞰図変換部と、前記移動体を前記視点より遮蔽する遮蔽物から前記移動体までの距離に応じて前記視点を所定の変化量で連続して変更する視点変更部とを有する３次元視点設定装置を備えたことを特徴とする構成を有している。
【００２３】
この構成により、視点設定部は、移動体から所定の距離離れた位置に視点を設定し、視点変更部は、移動体を視点より遮蔽する遮蔽物から移動体までの距離に応じて視点を所定の変化量で連続して変更するので、移動体を視点から遮蔽する遮蔽物がある場合でも、視認性のよい３次元地図に基づいてシミュレーションを実行することができる。
【００２４】
本発明の記憶媒体は、移動路を移動する移動体を所定の視点から見下ろすときの前記視点の高度データを前記移動路の属性データとして含む地図データを記憶したことを特徴とする構成を有している。
【００２５】
この構成により、移動路を移動する移動体を所定の視点から見下ろすときの視点の高度データをコンピュータに取得させ、視点の高度を設定させることができる。
【００２６】
また、本発明の記憶媒体は、前記移動体を前記視点より遮蔽する遮蔽物の情報を前記移動路の属性データとして含む地図データを記憶したことを特徴とする構成を有している。
【００２７】
この構成により、移動体を視点より遮蔽する遮蔽物の情報をコンピュータに取得させ、遮蔽物がある区間の高度を設定させることができる。
【００２８】
本発明の３次元視点設定方法は、移動体から所定の距離離れた位置に視点を設定し、前記移動体を前記視点より遮蔽する遮蔽物から前記移動体までの距離に応じて前記視点を所定の変化量で連続して変更することを特徴とする方法を有している。
【００２９】
この方法により、移動体を視点より遮蔽する遮蔽物から移動体までの距離に応じて視点を所定の変化量で連続して変更することができ、視認性のよい連続した画像を表示することができる。
【００３０】
また、本発明の３次元視点設定方法は、前記移動体が移動する移動路網のリンクのデータおよび前記遮蔽物が存在する遮蔽物存在リンクのデータを含む地図データを読み出し、前記遮蔽物存在リンクにおいて前記視点を上方および下方のいずれかの方向に移動することを特徴とする方法を有している。
【００３１】
この方法により、遮蔽物存在リンクにおいて視点を上方および下方のいずれかの方向に移動することができ、視認性のよい連続した画像を表示することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００３３】
まず、本実施の形態の３次元視点設定装置を備えたナビゲーション装置の構成について説明する。
【００３４】
図１に示すように、本実施の形態のナビゲーション装置１０は、装置全体の動作を制御する動作制御部１１と、移動体から所定の距離離れた位置に設定された視点の位置を制御する視点制御部１２と、移動体が移動する移動路のデータを含む地図データを記憶するディスク１３と、ディスク１３から地図データを読み出すディスク読出部１４と、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）からの電波を受信するＧＰＳ受信部１５と、速度センサおよびジャイロセンサを含むセンサ部１６と、利用者が操作するリモコン１７と、リモコン１７から発光される赤外線信号を受光する赤外線受光部１８と、ディスク読出部１４によって読み出された地図データを視点から見下ろした３次元の鳥瞰図データに変換し、３次元の描画処理を行う描画処理部１９と、画像信号および音声信号を出力する信号出力部２０と、画像を表示する表示部２１と、各信号を伝送するシステムバス２２とを備えている。
【００３５】
なお、移動体とは、自動車、二輪車、船舶、航空機、歩行者等をいう。また、移動路とは、移動体が移動する道路、航路等をいう。以下の説明において、移動体を車両、移動路を道路という。
【００３６】
動作制御部１１、視点制御部１２、および描画処理部１９は、マイクロプロセッサ、メモリ等により構成されている。
【００３７】
動作制御部１１は、ディスク１３に記憶された地図データに基づき車両を出発地から目的地まで誘導案内する案内経路を探索し、探索した案内経路を画像および音声によって誘導案内するようになっている。また、システムバス２２によって伝送された信号を所定のプログラムにより処理するようになっている。また、動作制御部１１は、地図データに記録された自車周辺の道路、建物等のオブジェクトの座標データに関する座標変換行列および３次元投影後のオブジェクトの座標を計算するようになっている。さらに、動作制御部１１は、Ｚバッファ法によるグラフィックス処理におけるＺ値を算出するようになっている。
【００３８】
視点制御部１２は、ディスク１３に記憶された地図データを３次元の鳥瞰図データに変換するための視点を設定するようになっている。具体的には、３次元空間における視点の座標と視点から見る方向とを所定の周期で設定するようになっている。また、車両と視点との間に車両を視点から遮蔽する遮蔽物、例えば山、建物、高架道路等があるとき、視点制御部１２は車両が見える位置に視点を所定の変化量で連続して変更するようになっている。さらに、車両と視点との間に車両が進行する道路を視点から遮蔽する遮蔽物があるとき、視点制御部１２は車両が進行する道路が見える位置に視点を所定の変化量で連続して変更するようになっている。
【００３９】
ディスク１３は、磁気ディスク、ＤＶＤ―ＲＯＭ、またはＣＤ−ＲＯＭ等の記録メディアによって構成され、地図データを記憶するようになっている。この地図データは、道路網のノードデータ、エッジデータ、リンクデータ、および遮蔽物の位置データを含んでいる。さらに、エッジデータは、予め設定された視点の標準高度データを有し、遮蔽物があるリンクにおいては標準高度データに代わる所定の高度データを有している。
【００４０】
ディスク１３に記憶された地図データは、例えば、図２に示すように構成されている。図２には、ノードＡからノードＤまでの経路が示され、ノードＢとノードＣとの間には遮蔽物のトンネルが示されている。
【００４１】
ノードＡのデータは、ノードデータとエッジデータとを含み、エッジデータには視点の標準高度が２０ｍに設定してある。ノードＡのデータが１つのエッジデータを持っていることは、ノードＡに接続されたリンクＡには遮蔽物がないことを示している。
【００４２】
また、ノードＢのデータは、ノードデータと第１エッジデータおよび第２エッジデータとを含み、第１エッジデータには２０ｍが設定され、第２エッジデータには５ｍが設定されている。ノードＢのデータが２つのエッジデータを持っていることは、ノードＢに接続されたリンクＡとリンクＢとでは視点の高度が異なることを示し、また、第２エッジデータが第１エッジデータよりも小さいので、リンクＢには遮蔽物があることを示している。
【００４３】
また、ノードＣのデータは、ノードデータと第１エッジデータおよび第２エッジデータとを含み、第１エッジデータには５ｍが設定され、第２エッジデータには２０ｍが設定されている。ノードＣのデータが２つのエッジデータを持っていることは、ノードＣに接続されたリンクＢとリンクＣとでは視点の高度が異なることを示し、また、第１エッジデータが第２エッジデータよりも小さいので、リンクＢには遮蔽物があることを示している。
【００４４】
また、ノードＤのデータは、ノードデータとエッジデータとを含み、エッジデータには視点の標準高度が２０ｍに設定してある。ノードＤのデータが１つのエッジデータを持っていることは、ノードＤに接続されたリンクＣには遮蔽物がないことを示している。
【００４５】
したがって、動作制御部１１が車両をノードＡからノードＤまで誘導する際、視点制御部１２は、ノードＡからノードＤまでのエッジデータを参照することによって、リンクＡとリンクＣにおいては視点の高度を標準高度の２０ｍに設定し、リンクＢにおいては視点の高度を５ｍに設定することができる。
【００４６】
ディスク読出部１４は、ディスク１３を駆動するディスク駆動ユニット、磁気ヘッドまたは光ピックアップ等の信号読出素子、および信号読出素子から出力される信号を処理する信号処理回路等によって構成されている。なお、ディスク読出部１４は、ディスク１３からデータを読み出すだけでなく、使用者が設定する視点の高度データおよび遮蔽物の位置データ等をディスク１３に記憶する構成としてもよい。
【００４７】
ＧＰＳ受信部１５は、ＧＰＳアンテナ、ＧＰＳ受信ユニット等によって構成され、ＧＰＳから受信した信号に基づいて自車の現在位置を検出するようになっている。
【００４８】
センサ部１６は、自車の速度を検出する速度センサ、加減速および旋回を検出するジャイロセンサ等を備えている。したがって、ＧＰＳからの電波が届かないトンネル内においても、センサ部１６からのデータに基づき、動作制御部１１によって自車の推定位置が算出されるようになっている。
【００４９】
リモコン１７は、発光ダイオードを含む赤外線発光ユニット、キーボード、ジョイスティック等で構成され、利用者の操作によって車両の出発地、目的地、視点の高度等のデータが設定されるようになっている。
【００５０】
赤外線受光部１８は、フォトダイオードを含む赤外線受光ユニットによって構成され、リモコン１７から送信された赤外線信号によるコマンドに応じた信号を動作制御部１１に出力するようになっている。
【００５１】
描画処理部１９は、例えばＺバッファ法によるグラフィックスの描画処理に関わる制御を行う描画制御部１９ａと、３次元画像を生成するレンダリング部１９ｂと、動作制御部１１から出力された描画コマンドをダウンロードするダウンロード用メモリ１９ｃ（以下、ＤＬ用メモリ１９ｃという。）と、描画データを記憶する描画用メモリ１９ｄとを備えている。
【００５２】
なお、描画処理部１９は、ハードウェアによって構成することもできる。例えば、ジオメトリエンジンと呼ばれる専用のハードウェアにより描画処理部１９を構成し、３次元画像の描画処理を行うようにしてもよい。
【００５３】
信号出力部２０は、描画処理部１９で描画処理された画像信号および動作制御部１１による誘導案内の音声信号を出力するようになっている。
【００５４】
表示部２１は、液晶ディスプレイ、スピーカ等によって構成され、画像および音声を出力するようになっている。
【００５５】
なお、動作制御部１１および描画処理部１９は、鳥瞰図変換部を構成している。また、視点制御部１２は、視点設定部、視点変更部、および視点高度設定部を構成している。さらに、ディスク１３は地図データ記憶部を構成し、リモコン１７および赤外線受光部１８は、視点高度入力部を構成している。そして、動作制御部１１、視点制御部１２、ディスク１３、および描画処理部１９は、３次元視点設定装置を構成している。
【００５６】
次に、本実施の形態のナビゲーション装置１０の動作について説明する。
【００５７】
図３において、まず、リモコン１７によって、車両の出発地および目的地のデータが入力される（ステップＳ３１）。次いで、ディスク読出部１４によって、ディスク１３から地図データが読み出される（ステップＳ３２）。そして、動作制御部１１によって、車両を出発地から目的地まで誘導案内する誘導案内経路の探索および決定が行われ（ステップＳ３３）、後述の鳥瞰図表示処理（ステップＳ３４）に進む。
【００５８】
引き続き、動作制御部１１によって、車両が目的地に到着したか否かが判断される（ステップＳ３５）。車両が目的地に到着したと判断された場合は処理を終了し、車両が目的地に到着したと判断されなかった場合は、動作制御部１１によって、遮蔽物区間が開始されたか否かが判断される（ステップＳ３６）。例えば、図２において、リンクＢは遮蔽物のトンネルがある遮蔽物区間であり、車両がノードＡからノードＢに移動した場合、ノードＢのデータは２つのエッジデータを持っているので、動作制御部１１によって遮蔽物区間が開始されたと判断される。
【００５９】
ステップＳ３６において、遮蔽物区間が開始されたと判断された場合は、後述の視点下降処理（ステップＳ３７）に進み、遮蔽物区間が開始されたと判断されなかった場合は、ステップＳ３４に戻る。
【００６０】
さらに、動作制御部１１によって、遮蔽物区間が終了したか否かが判断される（ステップＳ３８）。例えば、図２において、車両がノードＡからノードＣに移動する場合、ノードＢのデータが２つのエッジデータを持ち、さらにノードＣのデータが２つのエッジデータを持っているので、動作制御部１１によって、遮蔽物がノードＢからノードＣまでの間にあると判断され、ノードＣで遮蔽物区間が終了すると判断される。
【００６１】
ステップＳ３８において、遮蔽物区間が終了したと判断された場合は、後述の視点上昇処理（ステップＳ３９）に進み、遮蔽物区間が終了したと判断されなかった場合は、ステップＳ３７に戻る。
【００６２】
ここで、ステップＳ３４の鳥瞰図表示処理、ステップＳ３７の視点下降処理、およびステップＳ３９の視点上昇処理について説明する。
【００６３】
最初にステップＳ３４の鳥瞰図表示処理について図４を参照して説明する。
【００６４】
図４において、まず、視点制御部１２によって、３次元空間における視点の座標が設定される（ステップＳ４１）。例えば、自車位置の３次元空間の座標を（Ｘ，Ｙ，Ｚ）、自車位置に対する視点の平面的な相対位置を（Ｄｘ，Ｄｙ）、地図データに記憶された視点の高度をＨとするとき、３次元空間における視点の座標（Ｃｘ，Ｃｙ，Ｃｚ）は次式で表される。
【００６５】
（Ｃｘ，Ｃｙ，Ｃｚ）＝（Ｘ＋Ｄｘ，Ｙ＋Ｄｙ，Ｚ＋Ｈ） （１）
引き続き、描画処理部１９によって、３次元の描画処理が実行される（ステップＳ４２）。具体的には、まず、ＤＬ用メモリ１９ｃは、動作制御部１１によって発行された描画コマンドを記憶し、描画制御部１９ａは、ＤＬ用メモリ１９ｃから順次描画コマンドを取り出す。さらに、描画制御部１９ａは、取り出した描画コマンドをレンダリング部１９ｂが解釈することができるプリミティブな描画命令とレンダリングパラメータとに分解し、描画コマンドのパラメータとして与えられたモデリング座標を描画座標に座標変換し、描画コマンドの属性を反映させるようレンダリング部１９ｂに描画命令を発行する。レンダリング部１９ｂは、描画制御部１２ａが発行した描画命令とレンダリングパラメータとに従って描画用メモリ１９ｄに描画する。
【００６６】
続いて、信号出力部２０によって、描画用メモリ１９ｄに描画されたデータが画像信号として表示部２１に出力され（ステップＳ４３）、表示部２１によって、視点から見下ろした３次元の画像が表示される（ステップＳ４４）。
【００６７】
なお、前述のステップＳ４１において、ディスク１３に記憶された視点の高度データを使用者が設定する視点の高度に比例する相対高度データとして使用することもできる。使用者が設定する視点の標準高度および遮蔽物区間における視点の高度を、それぞれＵｍａｘ、Ｕｍｉｎとし、ディスク１３に記憶された視点の高度がＨｍｉｎからＨｍａｘの値をとるとする。ある自車位置においてディスク１３に記憶された視点の高度をＨ（Ｈｍｉｎ≦Ｈ≦Ｈｍａｘ）とするとき、自車からの視点の相対高さＵは次式で表される。
【００６８】
Ｕ＝Ｕｍｉｎ＋（Ｕｍａｘ−Ｕｍｉｎ）×（Ｈ−Ｈｍｉｎ）÷（Ｈｍａｘ−Ｈｍｉｎ） （２）
例えば、使用者が、標準の視点の高度を７ｍ、遮蔽物区間における視点の高度を２ｍに設定したとき、両者の高度差は５ｍである。ディスク１３に記憶された視点の高度の値が、Ｈｍｉｎ＝１ｍ、Ｈｍａｘ＝１１ｍのとき、両者の高度差１０ｍを前述の高度差５ｍに比例させる。すなわち、ディスク１３に記憶された視点の高度が９ｍの場合は、自車からの視点の相対高さは式（２）より６ｍに設定されることとなる。
【００６９】
この場合の視点の座標（Ｃｘ，Ｃｙ，Ｃｚ）は、自車位置に対する視点の平面的な相対位置を（Ｄｘ，Ｄｙ）とするとき、次式で表される。
【００７０】
（Ｃｘ，Ｃｙ，Ｃｚ）＝（Ｘ＋Ｄｘ，Ｙ＋Ｄｙ，Ｚ＋Ｕｍｉｎ＋（Ｕｍａｘ−Ｕｍｉｎ）×（Ｈ−Ｈｍｉｎ）÷（Ｈｍａｘ−Ｈｍｉｎ） （３）
なお、式（１）および式（３）において、視点の平面的な相対位置（Ｄｘ，Ｄｙ）を自車の進行方向を基準にした相対位置で表してもよい。
【００７１】
次に、ステップＳ３７の視点下降処理について図５および図６を参照して説明する。
【００７２】
図５に示すように、山５１に設けられたトンネル５２を含む経路を車両５３が地点Ｎ１から地点Ｎ７まで移動し、車両５３を見下ろす視点が、視点６１から視点６８まで移動する場合を例に挙げて説明する。
【００７３】
視点下降処理とは、視点を標準高度Ｈｃにある視点６２から遮蔽物内（以下、トンネル内という。）の設定高度Ｈｓの視点６４まで下降させ、視点の下降に応じた鳥瞰図を表示部２１に表示する処理をいう。
【００７４】
図６において、まず、標準高度Ｈｃの値が視点の高度を示す変数Ｈに代入される（ステップＳ７１）。標準高度Ｈｃの値は、図５における地点Ｎ２のノードデータに含まれている。
【００７５】
次いで、視点制御部１２によって、現在の視点の高度Ｈから視点の下降量△ｄが減算され、視点の新たな高度Ｈが算出される（ステップＳ７２）。図５において、視点６３から△ｄだけ下降させると視点６３となる。ここで視点の下降量△ｄは、例えば、予め設定された視点の下降速度に基づいて決定される。なお、車両５３の速度に応じて視点の下降速度を変化させ、下降量△ｄが車両５３の速度に応じて変化するよう構成してもよい。
【００７６】
引き続き、前述の鳥瞰図表示処理が実行される（ステップＳ７３）。そして、視点制御部１２によって、視点の高度Ｈがトンネル内の設定高度Ｈｓと一致するか否かが判断される（ステップＳ７４）。
【００７７】
ステップＳ７４において、視点の高度Ｈがトンネル内の設定高度Ｈｓと一致すると判断された場合は視点下降処理を終了し、視点の高度Ｈがトンネル内の設定高度Ｈｓと一致すると判断されなかった場合はステップＳ７２に戻る。
【００７８】
次に、ステップＳ３９の視点上昇処理について図５および図７を参照して説明する。図５において、視点上昇処理とは、視点をトンネル内の設定高度Ｈｓの視点６６から標準高度Ｈｃにある視点６８まで上昇させ、視点の上昇に応じた鳥瞰図を表示部２１に表示する処理をいう。
【００７９】
図７において、まず、トンネル内の設定高度Ｈｓの値が視点の高度を示す変数Ｈに代入される（ステップＳ８１）。トンネル内の設定高度Ｈｓは、図５における地点Ｎ２、地点Ｎ３、地点Ｎ６、地点Ｎ７のノードデータに含まれている。
【００８０】
次いで、視点制御部１２によって、現在の視点の高度Ｈに視点の上昇量△ｕが加算され、視点の新たな高度Ｈが算出される（ステップＳ８２）。図５において、視点６６から△ｕだけ上昇させると視点６７となる。ここで視点の上昇量△ｕは、例えば、予め設定された視点の上昇速度に基づいて決定される。なお、車両５３の速度に応じて視点の上昇速度を変化させ、上昇量△ｕが車両５３の速度に応じて変化するよう構成してもよい。
【００８１】
引き続き、前述の鳥瞰図表示処理が実行される（ステップＳ８３）。そして、視点制御部１２によって、視点の高度Ｈが標準高度Ｈｃと一致するか否かが判断される（ステップＳ８４）。
【００８２】
ステップＳ８４において、視点の高度Ｈが標準高度Ｈｃと一致すると判断された場合は視点上昇処理を終了し、視点の高度Ｈが標準高度Ｈｃと一致すると判断されなかった場合はステップＳ８２に戻る。
【００８３】
なお、視点制御部１２は、図６および図７に示すような視点の高度のみを制御するものに限定されない。例えば、車両が進行する前方の道路が建物で遮蔽される場合、前方の道路が見えるよう視点を水平方向に移動するようにしてもよい。
【００８４】
また、視点を移動する際、図５に示された視点６２から視点６４までの移動のように直線による移動のみでなく、例えば、視点の下降開始時から視点の下降終了時までにおいて下降速度を所定の関数で変化させるようにしてもよい。
【００８５】
また、遮蔽区間が短距離の場合、例えば、高架道路の下を車両が通過する場合は、視点が高架道路の上空を超えて移動するよう視点制御部１２が視点の位置を制御する構成としてもよい。
【００８６】
また、視点制御部１２は、視点を車両の後部の上空に設定するのみでなく、例えば、車両の前方の上空から車両を見下ろすよう視点を設定するようにしてもよい。この場合も遮蔽物区間において視点の位置を変更するように構成することができる。
【００８７】
また、視点制御部１２が視点の位置を変更する際、エッジデータを参照しない構成とすることができる。例えば、車両または視点の位置から遮蔽区間までの距離を算出する距離算出手段を設け、距離算出手段が算出した距離に応じて視点を変更するよう構成してもよい。また、例えば、遮蔽区間の位置を経度および緯度で定義し、リンクまたはノードとは無関係に設定する構成としてもよい。
【００８８】
次に、視点の高度データを道路の属性として含む地図データを作成する手順について説明する。
【００８９】
地図上の道路はノードおよびエッジの属性を有している。１つのノードは１つ以上のエッジデータを持っている。１つのノードが２つのエッジデータを持つとき、そのノードを挟んで何らかの属性に差がある２本の道路が直列に接続されていることを示している。また、１つのノードが３つのエッジデータを持つとき、そのノードは三叉路の交差点を示している。
【００９０】
道路を表すエッジデータに基づき、遮蔽物区間をマークした地図を作成する。この地図は電子データとして作成してもよいし、例えばカラーペンで紙の地図にマークして作成してもよい。電子データとして作成する場合は、遮蔽物区間の両端はノードになる。この電子データに基づく地図データの作成手順を、例えば、コンピュータに実行させる場合について、図８から図１１までのフローチャートを参照して説明する。
【００９１】
図８において、まず、作成する地図の全ノードの全エッジデータに対して視点の標準高度が設定され記録される（ステップＳ９１）。例えば、標準高度が２０ｍに設定され、このデータがエッジデータに記録される。次いで、すべての遮蔽物区間における視点の高度が設定される（ステップＳ９２）。この処理については後述する。
【００９２】
引き続き、任意のノードが選択され、ノード番号が１にセットされる（ステップＳ９３）。次いで、不連続フラグがゼロにセットされる（ステップＳ９４）。この不連続フラッグの不連続とは、あるノードの前後でエッジデータに含まれる視点の高度データが異なることを意味している。
【００９３】
次いで、後述のステップＳ９６からステップＳ９９までの処理が未処理のノードがあるか否かが判断される（ステップＳ９５）。未処理のノードがあると判断された場合は、ノード番号が１つインクリメントされ（ステップＳ９６）、処理対象のノードが次のノードに移される。そして、新たな処理対象のノードが持つエッジデータに含まれる視点の設定高度のデータが、そのノードの前後において一致するか否かが判断される（ステップＳ９７）。例えば、図２に示されたノードＢの場合は、ノードＢの前後における視点の設定高度は、２０ｍから５ｍになっており、一致すると判断されない。
【００９４】
ステップＳ９７において、ノードの前後で視点の設定高度のデータが一致すると判断されなかった場合は、後述の視点高度変更処理に進み（ステップＳ９８）、不連続フラグが１にセットされる（ステップＳ９９）。一方、ステップＳ９７において、ノードの前後で視点の設定高度のデータが一致すると判断された場合は、ステップＳ９５に戻る。
【００９５】
ステップＳ９５において、未処理のノードがあると判断されなかった場合は、不連続フラグがゼロか否かが判断される（ステップＳ１００）。ステップＳ１００において、不連続フラグがゼロと判断された場合は、視点の高度データを地図の道路の属性として保持する処理を終了し、不連続フラグがゼロと判断されなかった場合は、ステップＳ９３に戻る。
【００９６】
次に、ステップＳ９２における遮蔽物区間高度設定処理について図９を参照して説明する。
【００９７】
図９において、まず、遮蔽物区間の一方の端点を入口ノードと設定する処理が実行される（ステップＳ１０１）。さらに、遮蔽物区間の一方の端点を出口ノードと設定する処理が実行される（ステップＳ１０２）。ノード設定処理については後述する。
【００９８】
続いて、ノードのエッジデータに遮蔽物区間内における視点の高度データが設定される（ステップＳ１０３）。次いで、遮蔽区間内にノードがあるか否かが判断される（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４において、遮蔽区間内にノードがあると判断された場合は、遮蔽区間内における視点の高度データが該当するノードのエッジデータに設定される（ステップＳ１０５）。一方、ステップＳ１０４において、遮蔽区間内にノードがあると判断されなかった場合は、遮蔽物区間高度設定処理を終了する。
【００９９】
次に、ノード設定処理について図１０を参照して説明する。
【０１００】
図１０において、まず、対象ノードが既存のノードか否かが判断される（ステップＳ１１１）。ここで対象ノードが既存のノードと判断された場合は、ノード設定処理を終了し、対象ノードが既存のノードと判断されなかった場合は、新規のノード番号が設定される（ステップＳ１１２）。次いで、新規のノードの位置座標が設定される（ステップＳ１１３）。さらに、新規のノードのエッジデータが設定される（ステップＳ１１４）。
【０１０１】
次に、視点高度変更処理について図１１を参照して説明する。
【０１０２】
図１１において、まず、視点の高度変更を開始するノードから視点の高度変更を終了する位置までの距離が算出される（ステップＳ１２１）。この距離は、例えば、図５における地点Ｎ２から地点Ｎ３までの距離に相当し、ノードのエッジデータに記録されている視点の高度データの差、予め設定された視点の高度の変化量、および車両の速度から算出される。
【０１０３】
次いで、視点の高度変更を開始するノードからステップＳ１２１で算出された距離だけ離れた位置、すなわち視点の高度変更を終了する位置に新たにノードが設定される（ステップＳ１２２）。例えば、図５における地点Ｎ３に相当する位置にノードが設定される。
【０１０４】
さらに、新たなノードのエッジデータに視点の高度データが設定される（ステップＳ１２３）。例えば、遮蔽物が高さ７ｍのトンネルの場合、視点の高度として５ｍが設定される。この遮蔽物区間内の視点の高度は、遮蔽物区間毎に設定してもよいし、所定の１つの高度に統一して設定してもよい。なお、視点の高度変更の開始ノードおよび終了ノードに、それぞれ高度変更開始および高度変更終了の情報を記録してもよい。
【０１０５】
引き続き、視点の高度が変化する区間内にノードがあるか否かが判断される（ステップＳ１２４）。この区間は、例えば、図５における地点Ｎ２から地点Ｎ３までの区間をいう。ステップＳ１２４において、視点の高度が変化する区間内にノードがあると判断された場合は、該当ノードの視点の高度データを区間内の視点変化に合わせた値に設定する。一方、ステップＳ１２４において、視点の高度が変化する区間内にノードがあると判断されなかった場合は、視点高度変更処理を終了する。
【０１０６】
なお、前述した視点の高度データを道路の属性として含む地図データを磁気ディスク、ＤＶＤ―ＲＯＭ、またはＣＤ−ＲＯＭ等の記録メディアに記憶し、３次元地図表示装置、ナビゲーション装置、シミュレーション装置、ゲーム装置等で再生させることにより、進行中の道路に遮蔽物がある場合でも視点を連続して移動させることができ、視認性のよい連続した画像を表示させることができる。
【０１０７】
以上のように、本実施の形態のナビゲーション装置１０によれば、ディスク１３は、視点の高度データを道路の属性として含む地図データを記憶し、視点制御部１２は、車両から所定の距離離れた位置に設定された視点の位置を地図データに含まれる視点の高度データを参照して制御する構成としたので、遮蔽物がある場合でも視点を連続して移動させることができ、視認性のよい連続した画像を表示することができる。
【０１０８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、移動体を視点から遮蔽する遮蔽物がある場合でも、視認性のよい連続した画像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のナビゲーション装置のブロック図
【図２】地図データの構成例を示す図
【図３】本発明の実施の形態のナビゲーション装置の各ステップのフローチャート
【図４】鳥瞰図表示処理のフローチャート
【図５】トンネルを含む経路を車両が移動する場合の視点の変更例を示す図
【図６】視点下降処理のフローチャート
【図７】視点上昇処理のフローチャート
【図８】地図データの作成手順の一例を示すフローチャート
【図９】遮蔽物区間高度設定処理のフローチャート
【図１０】ノード設定処理のフローチャート
【図１１】視点高度変更処理のフローチャート
【符号の説明】
１０ ナビゲーション装置
１１ 動作制御部
１２ 視点制御部
１２ａ 描画制御部
１３ ディスク
１４ ディスク読出部
１５ ＧＰＳ受信部
１６ センサ部
１７ リモコン
１８ 赤外線受光部
１９ 描画処理部
１９ａ 描画制御部
１９ｂ レンダリング部
１９ｃ ダウンロード用メモリ
１９ｄ 描画用メモリ
２０ 信号出力部
２１ 表示部
２２ システムバス
５１ 山
５２ トンネル
５３ 車両
６１、６２、６３、６４、６６、６７、６８ 視点[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a three-dimensional viewpoint setting device and a three-dimensional viewpoint setting method, and more particularly to, for example, a three-dimensional viewpoint setting device and a three-dimensional viewpoint setting method for setting a position of a viewpoint at which a running vehicle is looked down from above.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this type of three-dimensional viewpoint setting device includes a GPS receiver that receives a GPS signal, a DVD drive that reads map data from a DVD-ROM in which map data is stored, a microcomputer that controls the operation of the entire device, A display panel for displaying a guidance route looked down from a predetermined viewpoint in a three-dimensional manner, and when there is an obstruction between the vehicle and the viewpoint, the viewpoint is moved to a position where the vehicle can be seen, thereby looking down from the viewpoint. The vehicle can be displayed on a display panel (for example, see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-181562 (page 5, FIG. 5)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the setting of the viewpoint by such a conventional three-dimensional viewpoint setting device, for example, when there is a tunnel on the road on which the vehicle is traveling, the vehicle traveling in the tunnel cannot be caught, and the display panel does not. There is a problem that the image where the vehicle does not appear is displayed following the image before entering the tunnel, and the image of the vehicle is suddenly displayed when leaving the tunnel, so the image is discontinuous and the visibility is poor .
[0005]
The present invention has been made in order to solve such a problem, and a three-dimensional viewpoint setting device capable of displaying a continuous image with good visibility even when there is a shield that shields the vehicle from the viewpoint. Is provided.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A three-dimensional viewpoint setting device according to the present invention includes a map data storage unit that stores map data including data of a moving path on which a moving object moves, and a viewpoint setting unit that sets a viewpoint at a position separated by a predetermined distance from the moving object. And a bird's-eye view conversion unit that converts the map data into three-dimensional bird's-eye view data looking down from the viewpoint, and sets the viewpoint to a predetermined value according to a distance from the obstruction that obstructs the moving object from the viewpoint to the moving object. And a viewpoint changing unit that changes continuously with the change amount.
[0007]
With this configuration, the viewpoint setting unit sets the viewpoint at a position away from the moving object by a predetermined distance, and the viewpoint changing unit sets the viewpoint according to the distance from the obstruction that blocks the moving object from the viewpoint to the moving object. , A continuous image with good visibility can be displayed even if there is a blocking object that blocks the moving object from the viewpoint.
[0008]
Further, the three-dimensional viewpoint setting device of the present invention has a configuration in which the viewpoint is changed such that the moving path ahead of the moving object enters the field of view from the viewpoint.
[0009]
With this configuration, even if there is a blocking object that blocks the moving path from the viewpoint, a continuous image with good visibility can be displayed.
[0010]
Further, in the three-dimensional viewpoint setting device of the present invention, the viewpoint changing unit changes the viewpoint changing speed in accordance with the speed of the moving object.
[0011]
With this configuration, in a simulation device, a game device, or the like, when the moving body is moving at a high speed, the viewpoint can be moved at a high speed to display a powerful image.
[0012]
Further, the three-dimensional viewpoint setting device of the present invention has a configuration in which the map data includes data of a link of a moving path network and data of a shield existing link where the obstacle exists. .
[0013]
With this configuration, in the shield existing link, the viewpoint changing unit can continuously change the viewpoint by a predetermined change amount according to the distance from the shield that blocks the moving object from the viewpoint to the moving object. A good continuous image can be displayed.
[0014]
Also, the three-dimensional viewpoint setting device of the present invention includes a viewpoint height setting unit that sets the height of the viewpoint, wherein the viewpoint height setting unit is configured such that the viewpoint is located in one of the upward and downward directions in the shield existing link. The altitude is set so as to move to.
[0015]
With this configuration, the viewpoint height setting unit can set the height of a different viewpoint in the shield existing link and the link other than the shield existing link.
[0016]
Further, the three-dimensional viewpoint setting device of the present invention includes a viewpoint height input unit for inputting the viewpoint height data, and the viewpoint height setting unit sets the viewpoint height based on the height data. It has a configuration characterized by the following.
[0017]
With this configuration, the user can input altitude data of the viewpoint and display a bird's-eye view from a desired altitude.
[0018]
A three-dimensional map display device according to the present invention includes a map data storage unit that stores map data including data of a moving path on which a moving object moves, and a viewpoint setting unit that sets a viewpoint at a predetermined distance from the moving object. And a bird's-eye view conversion unit that converts the map data into three-dimensional bird's-eye view data looking down from the viewpoint, and sets the viewpoint to a predetermined value according to a distance from the obstruction that obstructs the moving object from the viewpoint to the moving object. A three-dimensional viewpoint setting device including a viewpoint changing unit that continuously changes the amount of change is provided.
[0019]
With this configuration, the viewpoint setting unit sets the viewpoint at a position away from the moving object by a predetermined distance, and the viewpoint changing unit sets the viewpoint according to the distance from the obstruction that blocks the moving object from the viewpoint to the moving object. , The three-dimensional map with good visibility can be displayed even when there is a blocking object that blocks the moving object from the viewpoint.
[0020]
The navigation device of the present invention is a map data storage unit that stores map data including data of a traveling path on which a moving object moves, a viewpoint setting unit that sets a viewpoint at a position separated by a predetermined distance from the moving object, A bird's-eye view conversion unit that converts map data into three-dimensional bird's-eye view data looking down from the viewpoint, and the viewpoint is changed by a predetermined amount according to a distance from the obstruction that obstructs the moving object from the viewpoint to the moving object. A three-dimensional viewpoint setting device having a viewpoint changing unit that changes continuously is provided.
[0021]
With this configuration, the viewpoint setting unit sets the viewpoint at a position away from the moving object by a predetermined distance, and the viewpoint changing unit sets the viewpoint according to the distance from the obstruction that blocks the moving object from the viewpoint to the moving object. , The navigation can be executed based on a three-dimensional map with good visibility even when there is a blocking object that blocks the moving object from the viewpoint.
[0022]
The simulation device of the present invention is a map data storage unit that stores map data including data of a moving path on which the moving object moves, a viewpoint setting unit that sets a viewpoint at a position separated by a predetermined distance from the moving object, A bird's-eye view conversion unit that converts map data into three-dimensional bird's-eye view data looking down from the viewpoint, and the viewpoint is changed by a predetermined amount according to a distance from the obstruction that obstructs the moving object from the viewpoint to the moving object. A three-dimensional viewpoint setting device having a viewpoint changing unit that changes continuously is provided.
[0023]
With this configuration, the viewpoint setting unit sets the viewpoint at a position away from the moving object by a predetermined distance, and the viewpoint changing unit sets the viewpoint according to the distance from the obstruction that blocks the moving object from the viewpoint to the moving object. , The simulation can be executed based on a three-dimensional map with good visibility even when there is a blocking object that blocks the moving object from the viewpoint.
[0024]
The storage medium of the present invention has a configuration in which map data including altitude data of the viewpoint when looking down on a moving body moving on a moving path from a predetermined viewpoint as attribute data of the moving path is stored. ing.
[0025]
With this configuration, it is possible to cause the computer to acquire the altitude data of the viewpoint when the moving body moving on the moving path is looked down from a predetermined viewpoint, and set the altitude of the viewpoint.
[0026]
Further, the storage medium of the present invention has a configuration in which map data including information on a shielding object that shields the moving object from the viewpoint as attribute data of the moving path is stored.
[0027]
With this configuration, it is possible to cause the computer to acquire information on a shield that blocks the moving object from the viewpoint, and set the altitude of a section where the shield exists.
[0028]
In the three-dimensional viewpoint setting method according to the present invention, a viewpoint is set at a position separated by a predetermined distance from a moving object, and the viewpoint is determined in accordance with a distance from the obstruction that blocks the moving object from the viewpoint to the moving object. The method is characterized in that the change amount is continuously changed with the change amount.
[0029]
According to this method, the viewpoint can be continuously changed by a predetermined change amount according to the distance from the obstruction that blocks the moving object from the viewpoint to the moving object, and a continuous image with good visibility can be displayed. it can.
[0030]
Also, the three-dimensional viewpoint setting method of the present invention reads out map data including data of a link of a movement path network on which the moving object moves and data of a shielding existence link where the shielding exists. Wherein the viewpoint is moved in one of an upward direction and a downward direction.
[0031]
According to this method, the viewpoint can be moved in any of the upward and downward directions in the shield existing link, and a continuous image with good visibility can be displayed.
[0032]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0033]
First, a configuration of a navigation device including the three-dimensional viewpoint setting device of the present embodiment will be described.
[0034]
As shown in FIG. 1, a navigation device 10 according to the present embodiment includes an operation control unit 11 that controls the operation of the entire device, and a viewpoint that controls the position of a viewpoint set at a predetermined distance from the moving object. The control unit 12, a disk 13 for storing map data including data of a moving path on which the moving object moves, a disk reading unit 14 for reading map data from the disk 13, and a radio wave from a GPS (Global Positioning System). A GPS receiver 15, a sensor unit 16 including a speed sensor and a gyro sensor, a remote controller 17 operated by a user, an infrared receiver 18 for receiving an infrared signal emitted from the remote controller 17, and a disk reader 14 for reading. Converts the output map data to 3D bird's-eye view data looking down from the viewpoint, and 3D drawing Processing and drawing processing unit 19 for performing a signal output unit 20 for outputting image signals and audio signals, a display unit 21 for displaying an image, and a system bus 22 for transmitting signals.
[0035]
Note that a moving object refers to an automobile, a motorcycle, a ship, an aircraft, a pedestrian, and the like. In addition, the moving route refers to a road, a sea route, or the like on which the moving body moves. In the following description, a moving object is referred to as a vehicle, and a moving path is referred to as a road.
[0036]
The operation control unit 11, the viewpoint control unit 12, and the drawing processing unit 19 are configured by a microprocessor, a memory, and the like.
[0037]
The operation control unit 11 searches for a guidance route that guides the vehicle from the departure point to the destination based on the map data stored in the disk 13, and guides the searched guidance route by image and voice. . Further, the signal transmitted by the system bus 22 is processed by a predetermined program. Further, the operation control unit 11 calculates a coordinate conversion matrix relating to coordinate data of objects such as roads and buildings around the own vehicle recorded in the map data and coordinates of the object after three-dimensional projection. Further, the operation control unit 11 calculates a Z value in graphics processing by the Z buffer method.
[0038]
The viewpoint controller 12 sets a viewpoint for converting map data stored on the disk 13 into three-dimensional bird's-eye view data. Specifically, the coordinates of the viewpoint in the three-dimensional space and the direction viewed from the viewpoint are set at a predetermined cycle. In addition, when there is an obstacle between the vehicle and the viewpoint that shields the vehicle from the viewpoint, for example, a mountain, a building, an elevated road, or the like, the viewpoint control unit 12 continuously moves the viewpoint at a position where the vehicle can be seen with a predetermined change amount. It is supposed to change. Furthermore, when there is an obstacle between the vehicle and the viewpoint that blocks the road on which the vehicle travels from the viewpoint, the viewpoint controller 12 continuously changes the viewpoint by a predetermined amount to a position where the road on which the vehicle travels can be seen. It is supposed to.
[0039]
The disk 13 is composed of a recording medium such as a magnetic disk, DVD-ROM, or CD-ROM, and stores map data. The map data includes road network node data, edge data, link data, and shield position data. Further, the edge data has standard altitude data of a preset viewpoint, and has a predetermined altitude data instead of the standard altitude data in a link having an obstruction.
[0040]
The map data stored on the disk 13 is configured, for example, as shown in FIG. FIG. 2 shows a route from the node A to the node D, and shows a tunnel of a shield between the node B and the node C.
[0041]
The data of the node A includes the node data and the edge data, and the standard height of the viewpoint is set to 20 m in the edge data. The fact that the data of the node A has one edge data indicates that the link A connected to the node A has no obstruction.
[0042]
The data of the node B includes the node data, the first edge data, and the second edge data. The first edge data is set to 20 m, and the second edge data is set to 5 m. The fact that the data of the node B has two edge data indicates that the link A and the link B connected to the node B have different viewpoint altitudes, and the second edge data is different from the first edge data. Is also small, indicating that the link B has a shield.
[0043]
The data of the node C includes the node data, the first edge data, and the second edge data. 5 m is set to the first edge data, and 20 m is set to the second edge data. The fact that the data of the node C has two pieces of edge data indicates that the link B and the link C connected to the node C have different viewpoint heights, and the first edge data is different from the second edge data. Is also small, indicating that the link B has a shield.
[0044]
The data of the node D includes node data and edge data, and the standard height of the viewpoint is set to 20 m in the edge data. The fact that the data of the node D has one edge data indicates that the link C connected to the node D has no obstruction.
[0045]
Therefore, when the operation control unit 11 guides the vehicle from the node A to the node D, the viewpoint control unit 12 refers to the edge data from the node A to the node D, so that the link A and the link C have the viewpoint height. Can be set to the standard altitude of 20 m, and for link B, the altitude of the viewpoint can be set to 5 m.
[0046]
The disk reading unit 14 includes a disk drive unit that drives the disk 13, a signal reading element such as a magnetic head or an optical pickup, a signal processing circuit that processes signals output from the signal reading element, and the like. Note that the disk reading unit 14 may be configured not only to read data from the disk 13 but also store altitude data of a viewpoint set by a user, position data of a shield, and the like on the disk 13.
[0047]
The GPS receiving unit 15 includes a GPS antenna, a GPS receiving unit, and the like, and detects the current position of the vehicle based on a signal received from the GPS.
[0048]
The sensor unit 16 includes a speed sensor that detects the speed of the vehicle, a gyro sensor that detects acceleration / deceleration, and turning. Therefore, the estimated position of the own vehicle is calculated by the operation control unit 11 based on the data from the sensor unit 16 even in a tunnel where radio waves from the GPS do not reach.
[0049]
The remote controller 17 includes an infrared light emitting unit including a light emitting diode, a keyboard, a joystick, and the like, and data such as a departure place, a destination, and a height of a viewpoint are set by a user operation.
[0050]
The infrared light receiving unit 18 is constituted by an infrared light receiving unit including a photodiode, and outputs a signal corresponding to a command based on an infrared signal transmitted from the remote controller 17 to the operation control unit 11.
[0051]
The drawing processing unit 19 downloads drawing commands output from the operation control unit 11, for example, a drawing control unit 19 a that performs control related to graphics drawing processing by the Z-buffer method, a rendering unit 19 b that generates a three-dimensional image. Download memory 19c (hereinafter referred to as DL memory 19c), and a drawing memory 19d for storing drawing data.
[0052]
Note that the drawing processing unit 19 can be configured by hardware. For example, the drawing processing unit 19 may be configured by dedicated hardware called a geometry engine to perform a drawing process of a three-dimensional image.
[0053]
The signal output unit 20 outputs an image signal that has been subjected to the drawing processing by the drawing processing unit 19 and an audio signal for guidance provided by the operation control unit 11.
[0054]
The display unit 21 includes a liquid crystal display, a speaker, and the like, and outputs images and sounds.
[0055]
The operation control section 11 and the drawing processing section 19 constitute a bird's eye view conversion section. In addition, the viewpoint control unit 12 configures a viewpoint setting unit, a viewpoint changing unit, and a viewpoint height setting unit. Further, the disk 13 constitutes a map data storage unit, and the remote controller 17 and the infrared light receiving unit 18 constitute a viewpoint altitude input unit. Then, the operation control unit 11, the viewpoint control unit 12, the disc 13, and the drawing processing unit 19 constitute a three-dimensional viewpoint setting device.
[0056]
Next, the operation of the navigation device 10 of the present embodiment will be described.
[0057]
In FIG. 3, first, data of the departure place and the destination of the vehicle are input by the remote controller 17 (step S31). Next, map data is read from the disk 13 by the disk reading unit 14 (step S32). Then, the operation control unit 11 searches for and determines a guidance route for guiding the vehicle from the departure place to the destination (step S33), and proceeds to a bird's eye view display process (step S34) to be described later.
[0058]
Subsequently, the operation control unit 11 determines whether or not the vehicle has arrived at the destination (step S35). If it is determined that the vehicle has arrived at the destination, the process is terminated. If it is not determined that the vehicle has arrived at the destination, the operation control unit 11 determines whether or not the shielding section has been started. Is performed (step S36). For example, in FIG. 2, the link B is a shield section where a shield tunnel is located, and when the vehicle moves from the node A to the node B, the data of the node B has two edge data. It is determined that the shield section has been started by the unit 11.
[0059]
If it is determined in step S36 that the shielded section has been started, the process proceeds to a viewpoint lowering process (step S37) described below. If it is not determined that the shielded section has been started, the process returns to step S34.
[0060]
Further, the operation control unit 11 determines whether or not the shielding section has ended (step S38). For example, in FIG. 2, when the vehicle moves from the node A to the node C, the data of the node B has two pieces of edge data, and the data of the node C has two pieces of edge data. Thus, it is determined that the shield is between the node B and the node C, and it is determined that the shield section ends at the node C.
[0061]
If it is determined in step S38 that the shielded section has been completed, the process proceeds to the viewpoint raising process (step S39) described later. If it is not determined that the shielded section has been completed, the process returns to step S37.
[0062]
Here, the bird's-eye view display processing in step S34, the viewpoint lowering processing in step S37, and the viewpoint raising processing in step S39 will be described.
[0063]
First, the bird's-eye view display processing in step S34 will be described with reference to FIG.
[0064]
In FIG. 4, first, the viewpoint control unit 12 sets the coordinates of the viewpoint in a three-dimensional space (step S41). For example, the coordinates of the own vehicle position in the three-dimensional space are (X, Y, Z), the planar relative position of the viewpoint with respect to the own vehicle position is (Dx, Dy), and the altitude of the viewpoint stored in the map data is H. In this case, the coordinates (Cx, Cy, Cz) of the viewpoint in the three-dimensional space are represented by the following equations.
[0065]
(Cx, Cy, Cz) = (X + Dx, Y + Dy, Z + H) (1)
Subsequently, a three-dimensional drawing process is executed by the drawing processing unit 19 (step S42). Specifically, first, the DL memory 19c stores the drawing command issued by the operation control unit 11, and the drawing control unit 19a sequentially extracts the drawing command from the DL memory 19c. Further, the drawing control unit 19a decomposes the extracted drawing command into primitive drawing commands and rendering parameters that can be interpreted by the rendering unit 19b, and converts the modeling coordinates given as parameters of the drawing command into drawing coordinates. Then, a rendering command is issued to the rendering unit 19b so as to reflect the attribute of the rendering command. The rendering unit 19b renders on the rendering memory 19d according to the rendering command and the rendering parameter issued by the rendering control unit 12a.
[0066]
Subsequently, the signal output unit 20 outputs the data drawn in the drawing memory 19d to the display unit 21 as an image signal (step S43), and the display unit 21 displays a three-dimensional image looking down from the viewpoint. (Step S44).
[0067]
In step S41, the altitude data of the viewpoint stored in the disk 13 may be used as relative altitude data proportional to the altitude of the viewpoint set by the user. It is assumed that the standard altitude of the viewpoint set by the user and the altitude of the viewpoint in the shield section are Umax and Umin, respectively, and the altitude of the viewpoint stored in the disk 13 takes a value from Hmin to Hmax. Assuming that the height of the viewpoint stored in the disk 13 at a certain vehicle position is H (Hmin ≦ H ≦ Hmax), the relative height U of the viewpoint from the vehicle is expressed by the following equation.
[0068]
U = Umin + (Umax−Umin) × (H−Hmin) ÷ (Hmax−Hmin) (2)
For example, when the user sets the height of the standard viewpoint to 7 m and the height of the viewpoint in the shielded section to 2 m, the height difference between the two is 5 m. When the height value of the viewpoint stored in the disk 13 is Hmin = 1m and Hmax = 11m, the height difference 10m between the two is proportional to the above-mentioned height difference 5m. That is, when the altitude of the viewpoint stored in the disk 13 is 9 m, the relative height of the viewpoint from the own vehicle is set to 6 m according to Expression (2).
[0069]
In this case, the coordinates (Cx, Cy, Cz) of the viewpoint are represented by the following equation, where the planar relative position of the viewpoint to the own vehicle position is (Dx, Dy).
[0070]
(Cx, Cy, Cz) = (X + Dx, Y + Dy, Z + Umin + (Umax−Umin) × (H−Hmin) ÷ (Hmax−Hmin) (3)
In Expressions (1) and (3), the planar relative position (Dx, Dy) of the viewpoint may be represented by a relative position based on the traveling direction of the vehicle.
[0071]
Next, the viewpoint lowering process in step S37 will be described with reference to FIGS.
[0072]
As shown in FIG. 5, as an example, a case in which a vehicle 53 moves from a point N1 to a point N7 on a route including a tunnel 52 provided in a mountain 51 and a viewpoint looking down on the vehicle 53 moves from a viewpoint 61 to a viewpoint 68. I will explain it.
[0073]
The viewpoint lowering process is to lower the viewpoint from the viewpoint 62 at the standard altitude Hc to the viewpoint 64 at the set altitude Hs in the shield (hereinafter referred to as inside the tunnel), and display a bird's-eye view according to the lowering of the viewpoint on the display unit 21. Refers to the process of displaying.
[0074]
In FIG. 6, first, the value of the standard altitude Hc is substituted for a variable H indicating the altitude of the viewpoint (step S71). The value of the standard altitude Hc is included in the node data of the point N2 in FIG.
[0075]
Next, the viewpoint controller 12 subtracts the amount of descent of the viewpoint △ d from the current viewpoint height H, and calculates a new viewpoint H (step S72). In FIG. 5, the viewpoint 63 is obtained by descending from the viewpoint 63 by Δd. Here, the viewpoint descending amount △ d is determined based on, for example, a preset viewpoint descending speed. Note that the descent speed of the viewpoint may be changed according to the speed of the vehicle 53, and the descent amount Δd may be changed according to the speed of the vehicle 53.
[0076]
Subsequently, the above-described bird's-eye view display processing is executed (step S73). Then, the viewpoint controller 12 determines whether or not the altitude H of the viewpoint coincides with the set altitude Hs in the tunnel (step S74).
[0077]
In step S74, if it is determined that the height H of the viewpoint matches the set height Hs in the tunnel, the viewpoint descent process ends, and if it is not determined that the height H of the viewpoint matches the set height Hs in the tunnel, It returns to step S72.
[0078]
Next, the viewpoint raising process in step S39 will be described with reference to FIGS. In FIG. 5, the viewpoint ascending process is a process of increasing the viewpoint from the viewpoint 66 at the set altitude Hs in the tunnel to the viewpoint 68 at the standard altitude Hc, and displaying a bird's-eye view according to the elevation of the viewpoint on the display unit 21. .
[0079]
In FIG. 7, first, the value of the set altitude Hs in the tunnel is substituted into a variable H indicating the altitude of the viewpoint (step S81). The set altitude Hs in the tunnel is included in the node data of the point N2, the point N3, the point N6, and the point N7 in FIG.
[0080]
Next, the viewpoint control unit 12 adds the amount of elevation of the viewpoint Δu to the current viewpoint height H, and calculates a new viewpoint H (step S82). In FIG. 5, the viewpoint 67 is obtained by raising the distance from the viewpoint 66 by Δu. Here, the viewpoint elevation amount Δu is determined based on, for example, a preset viewpoint elevation speed. It should be noted that the rising speed of the viewpoint may be changed according to the speed of the vehicle 53 so that the rising amount Δu changes according to the speed of the vehicle 53.
[0081]
Subsequently, the above-described bird's-eye view display processing is executed (step S83). Then, the viewpoint controller 12 determines whether or not the altitude H of the viewpoint matches the standard altitude Hc (step S84).
[0082]
In step S84, if it is determined that the height H of the viewpoint matches the standard height Hc, the viewpoint ascending process ends, and if it is not determined that the height H of the viewpoint matches the standard height Hc, the process returns to step S82.
[0083]
Note that the viewpoint control unit 12 is not limited to the one that controls only the height of the viewpoint as shown in FIGS. 6 and 7. For example, when the road ahead in which the vehicle travels is shielded by a building, the viewpoint may be moved in the horizontal direction so that the road ahead can be seen.
[0084]
When the viewpoint is moved, not only the movement by a straight line as in the movement from the viewpoint 62 to the viewpoint 64 shown in FIG. 5, but also, for example, the descent speed from the start of the descent of the viewpoint to the end of the descent of the viewpoint. You may make it change with a predetermined function.
[0085]
Further, when the shielding section is a short distance, for example, when the vehicle passes under the elevated road, the viewpoint control unit 12 may control the position of the viewpoint such that the viewpoint moves over the elevated road. Good.
[0086]
Further, the viewpoint control unit 12 may not only set the viewpoint in the sky above the rear part of the vehicle, but also set the viewpoint so as to look down on the vehicle from the sky in front of the vehicle. Also in this case, it is possible to configure such that the position of the viewpoint is changed in the shielding section.
[0087]
In addition, when the viewpoint control unit 12 changes the position of the viewpoint, it may be configured not to refer to the edge data. For example, distance calculating means for calculating the distance from the position of the vehicle or the viewpoint to the shielded section may be provided, and the viewpoint may be changed according to the distance calculated by the distance calculating means. Further, for example, a configuration may be adopted in which the position of the shielding section is defined by longitude and latitude, and is set independently of a link or a node.
[0088]
Next, a procedure for creating map data including height data of a viewpoint as an attribute of a road will be described.
[0089]
Roads on the map have attributes of nodes and edges. One node has one or more edge data. When one node has two pieces of edge data, it indicates that two roads having a difference in some attribute across the node are connected in series. When one node has three pieces of edge data, the node indicates an intersection of a three-way intersection.
[0090]
On the basis of the edge data representing the road, a map is created in which a block section is marked. This map may be created as electronic data, or may be created by marking a paper map with, for example, a color pen. When it is created as electronic data, both ends of the shield section are nodes. A case where a computer executes the procedure for creating map data based on the electronic data will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
[0091]
In FIG. 8, first, a standard altitude of a viewpoint is set and recorded for all edge data of all nodes of a map to be created (step S91). For example, the standard altitude is set to 20 m, and this data is recorded as edge data. Next, the heights of the viewpoints in all the obstacle sections are set (step S92). This processing will be described later.
[0092]
Subsequently, an arbitrary node is selected, and the node number is set to 1 (step S93). Next, the discontinuity flag is set to zero (step S94). The discontinuity of the discontinuity flag means that the altitude data of the viewpoint included in the edge data differs before and after a certain node.
[0093]
Next, it is determined whether or not there is a node for which processing from step S96 to step S99 described below has not been processed (step S95). If it is determined that there is an unprocessed node, the node number is incremented by one (step S96), and the processing target node is moved to the next node. Then, it is determined whether or not the data of the set altitude of the viewpoint included in the edge data of the new node to be processed match before and after the node (step S97). For example, in the case of the node B shown in FIG. 2, the set altitude of the viewpoint before and after the node B is from 20 m to 5 m, and it is not determined that they match.
[0094]
If it is not determined in step S97 that the data of the set altitude of the viewpoint before and after the node match, the process proceeds to a viewpoint altitude change process described later (step S98), and the discontinuity flag is set to 1 (step S99). . On the other hand, if it is determined in step S97 that the data of the set altitude of the viewpoint before and after the node match, the process returns to step S95.
[0095]
If it is not determined in step S95 that there is an unprocessed node, it is determined whether or not the discontinuity flag is zero (step S100). If it is determined in step S100 that the discontinuity flag is zero, the process of retaining the height data of the viewpoint as the attribute of the road on the map ends, and if the discontinuity flag is not determined to be zero, the process proceeds to step S93. Return.
[0096]
Next, the shield section height setting processing in step S92 will be described with reference to FIG.
[0097]
In FIG. 9, first, a process of setting one end point of a shielded section as an entry node is executed (step S101). Further, a process of setting one end point of the shield section as an exit node is executed (step S102). The node setting processing will be described later.
[0098]
Subsequently, the height data of the viewpoint in the shield section is set as the edge data of the node (step S103). Next, it is determined whether or not there is a node in the shielding section (step S104). If it is determined in step S104 that there is a node in the occluded section, the altitude data of the viewpoint in the occluded section is set as the edge data of the corresponding node (step S105). On the other hand, if it is not determined in step S104 that there is a node in the occluded section, the occluder section altitude setting process ends.
[0099]
Next, the node setting process will be described with reference to FIG.
[0100]
In FIG. 10, first, it is determined whether or not the target node is an existing node (step S111). Here, if the target node is determined to be an existing node, the node setting process ends, and if the target node is not determined to be an existing node, a new node number is set (step S112). Next, the position coordinates of the new node are set (step S113). Further, edge data of a new node is set (step S114).
[0101]
Next, the viewpoint height changing process will be described with reference to FIG.
[0102]
In FIG. 11, first, a distance from a node which starts changing the height of the viewpoint to a position where the changing of the height of the viewpoint ends is calculated (step S121). This distance corresponds to, for example, the distance from the point N2 to the point N3 in FIG. 5, and includes a difference in the altitude data of the viewpoint recorded in the edge data of the node, a change amount of the altitude of the preset viewpoint, and a vehicle. Is calculated from the speed.
[0103]
Next, a new node is set at a position away from the node that starts changing the viewpoint altitude by the distance calculated in step S121, that is, at a position where the changing of the viewpoint altitude ends (step S122). For example, a node is set at a position corresponding to the point N3 in FIG.
[0104]
Further, the height data of the viewpoint is set to the edge data of the new node (step S123). For example, if the shield is a tunnel having a height of 7 m, 5 m is set as the height of the viewpoint. The height of the viewpoint in this shielded section may be set for each shielded section, or may be unified and set to one predetermined altitude. Note that information on the start and end of altitude change may be recorded at the start node and end node of the altitude change of the viewpoint, respectively.
[0105]
Subsequently, it is determined whether or not there is a node in the section where the height of the viewpoint changes (step S124). This section is, for example, a section from point N2 to point N3 in FIG. If it is determined in step S124 that there is a node in the section where the height of the viewpoint changes, the height data of the viewpoint of the corresponding node is set to a value corresponding to the change in viewpoint in the section. On the other hand, if it is not determined in step S124 that there is a node in the section where the height of the viewpoint changes, the viewpoint height changing process ends.
[0106]
Note that map data including the above-described viewpoint altitude data as road attributes is stored in a recording medium such as a magnetic disk, DVD-ROM, or CD-ROM, and is stored in a three-dimensional map display device, a navigation device, a simulation device, and a game device. Thus, even if there is a blocking object on the road in progress, the viewpoint can be continuously moved, and a continuous image with good visibility can be displayed.
[0107]
As described above, according to the navigation device 10 of the present embodiment, the disk 13 stores the map data including the altitude data of the viewpoint as the attribute of the road, and the viewpoint control unit 12 moves the vehicle at a predetermined distance from the vehicle. Since the position of the viewpoint set as the position is controlled with reference to the altitude data of the viewpoint included in the map data, the viewpoint can be continuously moved even when there is an obstruction, and the visibility is good. A continuous image can be displayed.
[0108]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a continuous image with good visibility can be displayed even when there is a blocking object that blocks a moving object from a viewpoint.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a navigation device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of map data.
FIG. 3 is a flowchart of each step of the navigation device according to the embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a flowchart of a bird's-eye view display process.
FIG. 5 is a diagram showing an example of changing a viewpoint when a vehicle moves on a route including a tunnel.
FIG. 6 is a flowchart of viewpoint lowering processing;
FIG. 7 is a flowchart of viewpoint raising processing;
FIG. 8 is a flowchart showing an example of a procedure for creating map data.
FIG. 9 is a flowchart of a shield section altitude setting process;
FIG. 10 is a flowchart of a node setting process.
FIG. 11 is a flowchart of a viewpoint height changing process.
[Explanation of symbols]
10 Navigation device
11 Operation control unit
12 viewpoint control unit
12a Drawing control unit
13 disks
14 Disk reading unit
15 GPS receiver
16 Sensor section
17 Remote control
18 infrared receiver
19 Drawing processing unit
19a Drawing control unit
19b rendering unit
19c Download memory
19d Drawing memory
20 signal output section
21 Display
22 System bus
51 mountains
52 Tunnel
53 vehicle
61, 62, 63, 64, 66, 67, 68 viewpoints
