JP2005241332A

JP2005241332A - 立体地図描画装置及び方法

Info

Publication number: JP2005241332A
Application number: JP2004049304A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Murata; 弘志村田
Original assignee: NEC Electronics Corp
Current assignee: NEC Electronics Corp
Priority date: 2004-02-25
Filing date: 2004-02-25
Publication date: 2005-09-08

Abstract

【課題】高速のグラフィック処理能力及び大容量のメモリを必要としない安価な立体地図描画装置を提供する。
【解決手段】道路データ座標変換部１１０は、ビューデータに基づいてディスプレイ３００に表示すべき道路を特定する。描画データ選択処理部１２０は、特定された道路に隣接する建物及び強制描画すべき建物を選択し、これら選択した建物が所定の範囲内に存在する場合にそれらの建物を表す建物モデルデータを建物データ変換部１３０へ出力する。これにより、座標変換処理をしなければならない建物データが大幅に削減される。
【選択図】図１

Description

本発明は、立体地図描画装置及び方法に関し、特に、カーナビゲーションシステムに用いられる立体地図描画装置及び方法に関する。

立体地図描画装置は、視点の位置及び視線の方向を表すビューデータの入力に応じて、３次元地図データが格納された外部記憶装置等から表示に必要な地図データを読み出し、表示器に立体地図を表示させる装置である。

ここで、３次元地図データの量は、表示器に表示される風景を実際の風景に近づけようとすればするぼど膨大なものとなる。それゆえ、外部記憶装置等から読み出した地図データ全てに対して座標変換処理、隠面消去処理、及びレンダリング処理を行うには、立体地図描画装置に高速のグラフィック処理能力と大容量のメモリとが必要とされ、立体地図描画装置の高価格化を招いてしまう。

そこで、従来の立体地図描画装置は、仮想的な視点位置からの視野に入らない領域のデータの入力を省略するとともに、視野に入る領域の一部を除いて入力するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００１−２２９４０２号公報

従来の立体地図描画装置は、視点が建物の外に位置している場合には、建物内部のデータ入力を省略するようにして、データ量を削減している。このため、カーナビゲーションシステムのように元々建物内部等のデータを必要としない立体地図描画装置に用いたとしても、データ処理量の削減及び描画データの削減に結びつかないという問題点がある。

また、従来の立体地図描画装置は、処理すべきデータ量を削減するために、オブジェクトを一つ置きに間引いたり、或いは、属性や大きさ又は上部面積等に基づいて、目立たないオブジェクトを間引いたりしている。このため、道路案内上、重要なオブジェクトが間引かれてしまう恐れがあるという問題点がある。

そこで、本発明は、カーナビゲーションシステムへの利用に特に適し、データ処理量の削減と、描画データの削減とを実現できる立体地図描画装置及び方法を提供することを目的とする。

また、本発明は、高速のグラフィック処理能力及び大容量のメモリを必要とせず、安価な立体地図描画装置及び方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の特徴によれば、３次元地図データと、視点の位置及び視線の方向を表すビューデータとに基づいて、表示器に地図を立体的に表示させる立体地図描画装置において、前記ビューデータに基づいて前記視点の移動速度を求め、求めた移動速度に応じて建物を表示すべき範囲を決定する移動速度計算手段と、前記建物を表示すべき範囲に含まれる建物を表す建物モデルデータを前記３次元地図データから選択するカリング手段とを設け、前記視点の移動速度に応じて前記建物を表示すべき範囲を変更するようにしたことを特徴とする立体地図描画装置が得られる。

また、本発明の第２の特徴によれば、３次元地図データと、視点の位置及び視線の方向を表すビューデータとに基づいて、表示器に地図を立体的に表示させる立体地図描画装置において、前記ビューデータに基づいて前記３次元地図データの一部を部分地図データとして選択し、該部分地図データに含まれる道路モデルデータが表す道路の中から前記表示器に表示すべき道路を特定する道路特定手段と、前記部分地図データに含まれる建物モデルデータが表す建物が、前記特定された道路に隣接しているか否かを判定する接道判定手段とを備え、該接道判定手段により前記道路に隣接していると判定された建物を表す建物モデルデータを前記部分地図データから抽出するようにしたことを特徴とする立体地図描画装置が得られる。

さらに、本発明の第３の特徴によれば、立体地図描画方法において、速度に応じて視線方向の手前側及び奥側の表示を省略するようにしたことを特徴とする立体地図描画方法が得られる。

さらにまた、本発明の第４の特徴によれば、入力されるビューデータに基づいて記憶装置に記憶された３次元地図データの一部を選択的に読み出すステップと、前記ビューデータに基づいて視点の移動速度を求めるステップと、前記視点の移動速度に基づいて描画対象となる視線方向の範囲を決定するステップと、前記記憶装置から選択的に読み出されたデータの中から、前記範囲に含まれる建物を表す建物モデルデータを抽出するステップと、抽出された建物モデルデータに対して前記ビューデータに基づく座標変換を施して、描画データを生成するステップと、を含むことを特徴とする立体地図描画方法が得られる。

また、本発明の第５の特徴によれば、立体地図描画方法において、描画すべき道路を特定し、特定された道路に隣接している建物を選択的に描画するようにしたことを特徴とする立体地図描画方法が得られる。

また、本発明の第６の特徴によれば、入力されるビューデータに基づいて、記憶装置に記憶された３次元地図データの一部を選択的に読み出すステップと、選択的に読み出されたデータに含まれる道路モデルデータを前記ビューデータに基づいて座標変換し、描画対象となる道路を特定するステップと、前記選択的に読み出されたデータに含まれる建物モデルデータから、特定された道路に隣接する建物を表す建物モデルデータを抽出するステップと、抽出された建物モデルデータに対して前記ビューデータに基づく座標変換を施して、描画データを生成するステップとを含むことを特徴とする立体地図描画方法が得られる。

さらに、本発明の第７の特徴によれば、入力されるビューデータに基づいて記憶装置に記憶された３次元地図データの一部を選択的に読み出すステップと、前記ビューデータに基づいて視点の移動速度を求めるステップと、前記視点の移動速度に基づいて描画対象となる視線方向の範囲を決定するステップと、前記記憶装置から選択的に読み出されたデータの中から、前記範囲に含まれる建物を表す建物モデルデータを抽出するステップと、抽出された建物モデルデータに対して前記ビューデータに基づく座標変換を施して、描画データを生成するステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラムが得られる。

さらにまた、本発明の第８の特徴によれば、入力されるビューデータに基づいて記憶装置に記憶された３次元地図データの一部を選択的に読み出すステップと、選択的に読み出されたデータに含まれる道路モデルデータを前記ビューデータに基づいて座標変換し、描画対象となる道路を特定するステップと、前記選択的に読み出されたデータに含まれる建物モデルデータから、特定された道路に隣接する建物を表す建物モデルデータを抽出するステップと、抽出された建物モデルデータに対して前記ビューデータに基づく座標変換を施して、描画データを生成するステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラムが得られる。

本発明によれば、視点の移動速度に応じて視線方向奥側だけでなく手前側のオブジェクトの描画を省略するようにしたことで、処理データの削減及び描画データの削減を効果的に実現できる。

また、本発明によれば、視野内の道路に隣接している建物を選択的に描画するようにしたことで、処理データの削減及び描画データの大幅な削減を実現することができる。

以上により、本発明は、高速な処理能力及び大容量のメモリを必要としない安価な立体地図描画装置及び方法を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

図１に本発明の一実施の形態に係る立体地図描画装置１００を含むカーナビゲーションシステム１０を示す。

図１のカーナビゲーションシステム１０は、立体地図描画装置１００のほか、ビューデータを生成するためのセンサ（図示せず）やアプリケーションソフトウェアと、３次元地図データを格納する記憶装置２００、及びディスプレイ（表示器）３００を備えている。

センサには、ＧＰＳ受信機や、カーナビゲーションシステム１０が搭載される車両の挙動を検出する加速度センサ等が含まれる。アプリケーションソフトウエアは、これらセンサからの出力信号に基づいて、視点の位置及び視線の方向を表すビューデータを生成する。通常、ビューデータが表す視点の位置は、車両の運転手の目の位置に相当するように定められる（ドライバーズビューモード）が、鳥瞰図モード（バードビューモード）等の特殊な表示モード用に、車両の運転手の目の位置とは異なる位置とすることができる。

記憶装置２００に格納される３次元地図データは、例えば緯度及び経度により決まる所定の大きさの領域を一単位（以下、領域データと呼ぶ。）として構成されている。各領域データは、道路や建物等のオブジェクトをそれぞれモデル化して３次元データで表現した多数のモデルデータ（道路モデルデータ及び建物モデルデータ）を含む。各モデルデータは、各建物等の壁面の色や模様などを表すテクスチャデータが関連付けされており、これらテクスチャデータもまた、記憶装置２００に格納されている。モデルデータは、予め定められた座標（例えば緯度及び経度）上の位置を示す情報を含むが、他のモデルデータとの位置関係を示す情報は持たない。また、道路モデルデータは、後述する接触判定（隣接又は接道判定）を可能にするため、略直線状の部分に分割された道路をそれぞれ一つのオブジェクトとして構成されている。なお、記憶装置２００としては、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等に書き込まれた地図データを読み出すための光ディスクドライブや、地図データが書き込まれたハードディスクを含むハードディスクドライブ、あるいは外部から送信される３次元地図データを受信して記憶する受信記憶装置などがある。

立体地図描画装置１００は、道路データ座標変換部１１０、描画データ選択処理部１２０、建物データ座標変換部１３０、隠面消去処理部１４０、レンダリング処理部１５０、及び出力制御部１６０を有している。

道路データ座標変換部１１０は、入力されるビューデータに応じて、立体地図の描画に必要と思われる範囲の地図データ（モデルデータ）を、記憶装置２００から読み出す。すなわち、道路データ座標変換部１１０は、入力されるビューデータが表す視点の位置から所定の距離の範囲内に含まれる１以上の領域に対応する領域データに含まれるモデルデータを読み出す。換言すると、道路データ座標変換部１１０は、入力されるビューデータに基づいて、記憶装置２００から必要な領域データを部分地図データとして選択的に読み出す部分地図データ選択手段として働く。

道路データ座標変換部１１０は、また、ビューデータに基づいて道路モデルデータの座標変換を行う。この座標変換は、ビューデータが示す視点の位置から視線の方向を見たときの視界が、ディスプレイ３００に表示される範囲となるように行われる。換言すると、道路データ座標変換部１１０は、ビューデータが示す視点の位置から視線の方向を見たときの視界が、ディスプレイ３００に表示されるように道路モデルデータをマッピングする。例えば、視点の位置及び視線の方向が夫々車両の運転手の目の位置及び車両の進行方向である場合には、車両の進行方向にある道路が、ディスプレイ３００の画面下側中央から画面中央下部に向かって（略真直ぐに）伸びるよう表示されるように座標変換が行われる。この変換の結果、視点の位置から視線の方向に存在する道路（視野内の道路）が特定される。なお、建物モデルデータに対する座標変換は、ここでは行わない。以上のように、道路データ変化部１１０は、道路特定手段としても働く。道路データ座標変換部１１０は、座標変換された道路モデルデータと、先に記憶装置２００より読み出した元のモデルデータとを、描画データ選択処理部１２０へ出力する。

描画データ選択処理部１２０は、道路データ座標変換部１１０から出力された元のモデルデータの中からディスプレイ３００に表示すべき建物を表す建物モデルデータを抽出する。これにより、建物データ座標変換部１３０において座標変換処理しなければならないデータを大幅に減らすことができる。なお、抽出方法の詳細については、図２を参照して後述する。描画データ選択処理部１２０は、抽出した建物モデルデータと、道路データ座標変換部１１０からの座標変換された道路モデルデータとを建物データ座標変換部１３０へ出力する。

建物データ座標変換部１３０は、ビューデータが表す視点の位置及び視線の方向に基づき、描画データ選択処理部１２０にて抽出された建物モデルデータの座標変換を行う。この座標変換も道路データ座標変換部１１０における座標変換と同様、ディスプレイ３００に表示される範囲が、ビューデータが示す視点の位置から視線の方向を見たときの視界と一致するように行われる。建物データ座標変換部１３０は、座標変換された道路モデルデータ及び建物モデルデータを隠面消去処理部１４０へ出力する。

隠面消去処理部１４０は、座標変換された道路モデルデータ及び建物モデルデータが夫々表す道路及び建物の位置関係を判断する。すなわち、隠面消去処理部１４０は、視点の位置から見た場合に、これらモデルデータが表すオブジェクトのどの部分が見えるのかを判断する。隠面消去処理部１４０は、ディスプレイに表示すべき範囲（視点の位置から見える範囲）を特定したモデルデータをレンダリング処理部１５０へ出力する。

レンダリング処理部１５０は、隠面消去処理部１４０からの表示すべき範囲を特定したモデルデータに基づいて、記憶装置２００から表示に必要なテクスチャデータを読み出す。そして、モデルデータが表す道路及び建物に対し、読み出したテクスチャデータに基づいてテクスチャ処理や色付け処理を行い、描画データを生成する。生成された描画データは、出力制御部１６０へ出力される。なお、隠面消去処理部１４０と処理とレンダリング処理部１５０の処理とは、同時並行的に行われる。

出力制御部１６０は、レンダリング処理部１５０からの描画データを、ピクセルデータとしてディスプレイ３００へ出力する。また、出力制御部１６０は、描画フレームレートを表す信号を生成して、描画データ選択処理部１２０へ出力する。

ディスプレイ３００は、出力制御部１６０からのピクセルデータに基づいて地図を立体的に表示する。

以上の構成により、図１のカーナビゲーションシステム１０は、図２に示すように動作する。

まず、アプリケーションソフトウェア等は、センサ等からの検出信号に基づいて視点の位置及び視線の方向を表すビューデータを生成する（ステップＳ２０１）。次に、道路データ座標変換部１１０は、ビューデータに基づいて１以上の領域データを記憶装置２００から読み出し（ステップＳ２０２）、道路モデルデータの座標変換を行って描画すべき道路を特定する（ステップＳ２０３）。建物データ座標変換部１３０は、道路データ座標変換部１１０において特定された道路とともに表示すべき建物を特定し、領域データからその建物を表す建物モデルデータを選択・抽出する（ステップＳ２０４）。建物データ座標変換部１３０は、描画データ選択処理部１２０により抽出された建物モデルデータの座標変換を行う（ステップＳ２０５）。隠面消去処理部１４０は、道路データ座標変換部１１０で変換された道路モデルデータと建物データ座標変換部１３０で変換された建物モデルデータとの隠面消去処理を行う（ステップＳ２０６）。また、レンダリング処理部１５０は、隠面消去処理部１４０において隠面処理された道路及び建物モデルデータに対してレンダリング処理を行う（ステップＳ２０７）。出力処理部１６０は、レンダリングからの描画データに基づいて、所定のフレームレートでディスプレイ３００上に３次元地図を描画させる（ステップＳ２０８）。

本実施の形態にかかるナビゲーションシステム１０は、道路データ座標変換部１１０が読み出した建物モデルデータの全てに対して座標変換及び隠面処理を行うのではなく、描画データ選択処理部１２０において選択・抽出された建物モデルデータのみに対してこれらの処理を行うようにしたことで、高速のグラフィック処理能力や大容量のメモリを不要にできる。

次に、図３を参照して、描画データ選択処理部１２０の構成について詳細に説明する。

図３に示すように、描画データ選択処理部１２０は、描画データ選択部１２１、接道判定部１２２、Ｚカリング部１２３、強制描画対象判定部１２４、前フレーム視点座標記憶部１２５、視点移動速度計算部１２６、及び出力部１２７を有している。

描画データ選択部１２１は、道路座標変換部１４０から入力されたデータのうち、座標変換された道路モデルデータを出力部１２７へ出力する。また、描画データ選択部１２１は、同じく道路座標変換部１４０から入力された元のモデルデータのうち、座標変換された道路モデルデータに対応する（即ち、道路座標変換部１４０において特定された道路を表す）道路モデルデータと、すべての建物モデルデータとをそれぞれ接道判定部１２２へ出力する。

接道判定部１２２は、描画データ選択部１２１からの道路モデルデータが表す道路と建物モデルデータが表す建物とが隣接するから否か判定し、隣接すると判定した建物モデルデータをＺカリング部１２３へ出力し、隣接していないと判定した建物モデルデータを強制描画対象判定部１２４へ出力する。

強制描画対象判定部１２４は、接道判定部１２２からの建物モデルデータの中から、強制的に描画すべき建物を表す建物モデルデータを抽出し、Ｚカリング部１２３へ出力する。

Ｚカリング部１２３は、Ｚ方向（ディスプレイ３００の画面上で奥行き方向、即ち視線方向）に関して、入力された建物モデルデータが表す建物が所定の範囲（最小Ｚ値＜建物位置＜最大Ｚ値）内に存在するか否か判定し、所定の範囲内に存在すると判定した建物のモデルデータのみを出力部１２７へ出力する。

前フレーム視点座標記憶部１２５は、前フレームの視点座標を記憶する。

視点移動速度計算部１２６は、前フレーム視点座標記憶部１２５からの視点座標と現フレームの視点座標との距離に基づいて、Ｚカリング部１２３において判定基準に用いられる最大Ｚ値及び最低Ｚ値を計算する。

以下、描画データ選択処理部１２０の動作について説明する。

描画データ選択部１２１は、座標変換された道路モデルデータを出力部１２７へ出力し、特定された道路を表す道路モデルデータと建物モデルデータとを接道判定部１２２へ出力する。

接道判定部１２２は、まず、入力された道路モデルデータ及び建物モデルデータのそれぞれについてバウンディングエリアを生成する。ここで、バウンディングエリアとは、各データが表すオブジェクトを含む接触（衝突）判定領域を意味する。バウンディングエリアの形状としては様々な形状があり得るが、ここでは、単純な形状である四角形とする。例えば、オブジェクトの特徴点の位置がＸＹＺ座標系（例えば、（経度，高さ，緯度））で表されている場合、各オブジェクトのモデルデータに含まれるＸ座標及びZ座標の最小値Ｘmin及びＺminと、最大値Ｘmax及びＺmaxとを用いて、（Ｘmin，Ｚmin），（Ｘmin，Ｚmax），（Ｘmax，Ｚmin）及び（Ｘmax，Ｚmax）で表される４つの点で囲まれた領域とする。なお、Ｙ方向（高さ方向）について接触判定を行う必要がないのは、道路と建物とはいずれも地表に接しているからである。なお、単一の道路オブジェクトが湾曲部や分岐部を有していると、そのモデルデータが表す道路とバウンディングエリアとの間に大きな差異が生じるので、上述したように、道路は略直線状の部分が一つのオブジェクトを構成する。

次に、接道判定部１２２は、道路に関するバウンディングエリアと、建物に関するバウンディングエリアとの接触判定を行う。例えば、道路のバウンディングエリアを（ＲＸmin，ＲＺmin），（ＲＸmin，ＲＺmax），（ＲＸmax，ＲＺmin）及び（ＲＸmax，ＲＺmax）で囲まれた領域とし、建物のバウンディングエリアを（ＢＸmin，ＢＺmin），（ＢＸmin，ＢＺmax），（ＢＸmax，ＢＺmin）及び（ＢＸmax，ＢＺmax）で囲まれた領域とした場合、ＢＸmax≧ＲＸmin，ＢＸmin≦ＲＸmax，ＢＺmax≧ＲＺmin，かつＢＺmin≦ＲＺmaxのとき、２つのバウンディングエリアは接触していると判定される。

接道判定部１２２は、道路のバウンディングエリアと建物のバウンディングエリアとのすべての組み合わせについて接触判定を行い、いずれかの道路に接していると判定した建物のモデルデータを、描画対象候補としてＺカリング部１２３へ出力する。また、接道判定部１２２は、いずれの道路にも接していないと判定して建物のモデルデータを、描画対象外として強制描画対象判定部１２４へ出力する。

強制描画対象判定部１２４は、接道判定部１２２から入力された描画対象外の建物モデルデータの中から、所定の判定基準に基づいて強制的に描画すべき建物を表す建物モデルデータを抽出する。つまり、強制描画対象判定部１２４は、高層建築物のようにランドマークとなり得る建物を表す建物モデルデータを、描画対象外とされた建物モデルデータの中から抽出する。判定の基準としては、高さが所定の高さ以上であること、及び／又は、上述したバウンディングエリアが所定の大きさ以上であること、などとすることができる。あるいは、予め建物モデルデータに強制描画の対象となることを示す付随情報を付与しておくようにしてもよい。強制描画対象判定部１２４は、強制的に描画すべきであると判定した建物を表す建物モデルデータをＺカリング部１２３へ出力する。

Ｚカリング部１２３は、接道判定部１２２からの建物モデルデータ及び強制描画対象判定部１２４からの建物モデルデータの位置（例えば、重心位置）が、ディスプレイ３００の表裏方向（画面上の奥行き方向）に関して所定の範囲内（最小Ｚ値＜位置＜最大Ｚ値）にあるか否かを判定する。所定の範囲については後述する。そして、Ｚカリング部１２３は、所定の範囲内に位置すると判定された建物を表す建物モデルデータを出力部１２７へ出力する。

出力部１２７は、描画データ選択部１２１からの座標変換された道路モデルデータと、Ｚカリング部１２３からの建物モデルデータとを、建物データ座標変換部１３０へ出力する。

上述した接道判定部１２２、Ｚカリング部１２３及び強制描画対象判定部１２４の動作をまとめると、図４のフローチャートのようになる。即ち、建物モデルデータが入力されると（ステップＳ４０１）、そのモデルデータが表す建物が特定された道路に隣接しているか否か判定される（ステップＳ４０２）。特定された道路に隣接していないと判定された建物のモデルデータは、次に、強制描画の対象か否か判定される（ステップＳ４０３）。ステップＳ４０２において接道していると判定された建物及びステップＳ４０３で強制描画の対象と判定された建物は、次に所定範囲に位置するか否か判定され（ステップＳ４０４）、所定範囲内に位置すると判定され建物のモデルデータが建物座標変換部１３０へ出力される。

次に、Ｚカリング部１２３において用いられる最小Ｚ値及び最大Ｚ値について説明する。これらの値は、視点移動速度計算部１２６により決定される。

図５は、視点移動速度計算部１２６の動作を説明するためのフローチャートである。図５に示すように、視点移動速度計算部１２６は、新たにビューデータが入力されると（ステップＳ５０１）、入力されたビューデータが表す視点座標（現フレームの視点座標）と、前フレーム視点座標記憶部１２５に記憶されている視点座標（前フレームの視点座標）との距離を求める（ステップＳ５０２）。そして求めた距離と、出力制御部１６０からのフレームレートとに基づいて、視点の移動速度を求める（ステップＳ５０３）。例えば、フレームレートをＲframe、第ｎフレームの視点位置情報をＰ（ｎ），第ｎ＋１フレームの位置情報をＰ（ｎ＋１）とすると、視点の移動速度Ｖは、Ｖ＝（Ｐ（ｎ）−Ｐ（ｎ＋１））×Ｒframe、で求められる。

次に、視点移動速度計算部１２６は、視点の移動速度Ｖ（ｋｍ／ｈ）に応じて、最小Ｚ値Ｌf（遠距離（又は画面奥）側の境界距離）及び最大Ｚ値Ｌn（近距離（又は画面手前）側の境界距離）を決定する（ステップＳ５０４）。例えば、Ｖ＞１００ｋｍ／ｈのとき、Ｌn＝１００ｍ、Ｌf＝５００ｍとし、１００ｋｍ／ｈ≧Ｖ＞５０ｋｍ／ｈのとき、Ｌn＝７０ｍ、Ｌf＝３００ｍとし、５０ｋｍ／ｈ≧Ｖのとき、Ｌn＝３０ｍ、Ｌf＝２００ｍ、とするように、最小Ｚ値及び最大Ｚ値を段階的に定めることができる。あるいは、Ｌn＝０．５×Ｖ、Ｌf＝Ｖ＋１００ｍ、とするように連続的に変化させるようにしてもよい。

こうして視点移動速度計算部１２６は、ビューデータが入力されるたびに新たな最小Ｚ値及び最大Ｚ値を求めてＺカリング部１２３へ出力する（ステップＳ５０５）。

以上のようにして、描画データ選択処理部１２０は、入力されたデータに比べて出力データを大幅に削減することができる。これにより、建物データ座標変換部１３０及び隠面消去処理部１４０における処理負担が大幅に軽減されるとともに、ディスプレイ３００に表示しなければならないオブジェクト数（描画データ量）も削減できる。一方、描画データ選択処理部１２０は、道路に面した建物については省略せずに描画の対象とし、また、ランドマークとなる建物も描画の対象とするので、地図としての機能を損なうことはない。また、Ｚカリング部によって選択される範囲を、視点の移動速度に応じて変化させるようにしたことにより、視点の速度に応じた実際の視界と同様の表示が行えるとともに、視点が高速移動している場合における建物データ座標変換部１３０等の処理負担をさらに軽減することができる。

このようにして、本実施の形態によれば、高速な処理能力及び大容量のメモリを必要としない安価な立体地図描画装置を提供することができる。

以上、本発明について位置実施の形態に即して説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上記実施の形態では、接道判定と移動速度に応じたＺカリングとの両方を行うようにしたが、いずれか一方のみを行うようにしてもよい。即ち、接道判定と移動速度に応じたＺカリングのいずれか一方を行うだけでも、建物データ座標変換処理部及び隠面消去処理部での処理対象となるデータを従来よりも削減することができる。また、本発明の立体地図描画装置は、上述した動作をコンピュータに実行させるためのプログラムにより実現することもできる。

本発明の一実施の形態に係るカーナビゲーションシステムの概略構成を示すブロック図である。図１のカーナビゲーションシステムの動作を説明するためのフローチャートである。図１のカーナビゲーションシステムに含まれる立体描画装置に用いられる描画データ選択処理部の概略構成を示すブロック図である。図３の描画データ選択部に含まれる接道判定部、Ｚカリング部及び強制描画対象判定部の動作を説明するためのフローチャートである。図３の描画データ選択部に含まれる視点移動速度計算部の動作を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１０カーナビゲーションシステム
１００立体地図描画装置
１１０道路データ座標変換部
１２０描画データ選択処理部
１２１描画データ選択部
１２２接道判定部
１２３Ｚカリング部
１２４強制描画対象判定部
１２５前フレーム視点座標記憶部
１２６視点移動速度計算部
１２７出力部
１３０建物データ座標変換部
１４０隠面消去処理部
１５０レンダリング処理部
１６０出力制御部
２００記憶装置
３００ディスプレイ

Claims

３次元地図データと、視点の位置及び視線の方向を表すビューデータとに基づいて、表示器に地図を立体的に表示させる立体地図描画装置において、
前記ビューデータに基づいて前記視点の移動速度を求め、求めた移動速度に応じて建物を表示すべき範囲を決定する移動速度計算手段と、
前記建物を表示すべき範囲に含まれる建物を表す建物モデルデータを前記３次元地図データから選択するカリング手段と、を設け、
前記視点の移動速度に応じて前記建物を表示すべき範囲を変更するようにしたことを特徴とする立体地図描画装置。
請求項１に記載の立体地図描画装置において、
前記建物を表示すべき範囲が、視点からの距離を表す最小値と最大値とによって規定されることを特徴とする立体地図描画装置。
請求項１又は２に記載の立体地図描画装置において、
前記ビューデータに基づいて、前記３次元地図データの一部を部分地図データとして選択する部分地図データ選択手段をさらに有し、
前記カリング手段が、前記部分地図データの中から前記建物を表示すべき範囲に含まれる建物を表す建物モデルデータを選択するようにしたことを特徴とする立体地図描画装置。
請求項３に記載の立体地図描画装置において、
前記３次元地図データが、複数の領域に夫々対応する複数の領域データからなり、
前記データ選択手段が、前記領域データを一単位として前記３次元地図データの一部を選択して前記部分地図データを構成するようにしたことを特徴とする立体地図描画装置。
請求項３又は４に記載の立体地図描画装置において、
前記部分地図データに含まれる建物モデルデータが表す建物が、当該部分地図データに含まれる道路モデルデータが表す道路に隣接しているか否かの判定を行う接道判定手段をさらに有し、
前記カリング手段が、前記接道判定手段により前記道路に隣接している建物を表していると判定された建物モデルデータの中から、前記建物を表示すべき範囲に含まれる建物を表す建物モデルデータを選択するようにしたことを特徴とする立体地図描画装置。
請求項５に記載の立体地図描画装置において、
前記接道判定手段により前記道路に隣接していない建物を表していると判定された建物モデルデータの中から特定の建物を表す建物モデルデータを抽出する強制描画対象判定手段をさらに有し、
前記カリング手段が、前記強制描画対象判定手段により抽出された前記特定の建物を表す建物モデルデータの中から、前記建物を表示すべき範囲に含まれる建物を表す建物モデルデータをさらに選択するようにしたことを特徴とする立体地図描画装置。
３次元地図データと、視点の位置及び視線の方向を表すビューデータとに基づいて、表示器に地図を立体的に表示させる立体地図描画装置において、
前記ビューデータに基づいて前記３次元地図データの一部を部分地図データとして選択し、該部分地図データに含まれる道路モデルデータが表す道路の中から前記表示器に表示すべき道路を特定する道路特定手段と、
前記部分地図データに含まれる建物モデルデータが表す建物が、前記特定された道路に隣接しているか否かを判定する接道判定手段と、を備え、
該接道判定手段により前記道路に隣接していると判定された建物を表す建物モデルデータを前記部分地図データから抽出するようにしたことを特徴とする立体地図描画装置。
請求項７に記載の立体地図描画装置において、
前記３次元地図データが、複数の領域に夫々対応する複数の領域データからなり、
前記道路特定手段が、前記領域データを一単位として前記３次元地図データの一部を選択して前記部分地図データを構成するようにしたことを特徴とする立体地図描画装置。
請求項７又は８に記載の立体地図描画装置において、
前記接道判定手段により抽出された建物モデルデータが前記視線の方向に関して所定の範囲内にあるか否か判定し、所定範囲内に存在する建物を表す建物モデルデータを抽出するカリング手段をさらに有していることを特徴とする立体地図描画装置。
請求項９に記載の立体地図描画装置において、
前記所定範囲を前記視点の移動速度に応じて変更するようにしたことを特徴とする立体地図描画装置。
請求項７乃至１０に記載の立体地図描画装置において、
前記接道判定手段により前記特定された道路には隣接していないと判定された建物を表す建物モデルデータの中から特定の建物モデルデータを抽出するようにしたことを特徴とする立体地図描画装置。
立体地図描画方法において、速度に応じて視線方向の手前側及び奥側の表示を省略するようにしたことを特徴とする立体地図描画方法。
入力されるビューデータに基づいて記憶装置に記憶された３次元地図データの一部を選択的に読み出すステップと、
前記ビューデータに基づいて視点の移動速度を求めるステップと、
前記視点の移動速度に基づいて描画対象となる視線方向の範囲を決定するステップと、
前記記憶装置から選択的に読み出されたデータの中から、前記範囲に含まれる建物を表す建物モデルデータを抽出するステップと、
抽出された建物モデルデータに対して前記ビューデータに基づく座標変換を施して、描画データを生成するステップと、
を含むことを特徴とする立体地図描画方法。
立体地図描画方法において、描画すべき道路を特定し、特定された道路に隣接している建物を選択的に描画するようにしたことを特徴とする立体地図描画方法。
入力されるビューデータに基づいて記憶装置に記憶された３次元地図データの一部を選択的に読み出すステップと、
選択的に読み出されたデータに含まれる道路モデルデータを前記ビューデータに基づいて座標変換し、描画対象となる道路を特定するステップと、
前記選択的に読み出されたデータに含まれる建物モデルデータから、特定された道路に隣接する建物を表す建物モデルデータを抽出するステップと、
抽出された建物モデルデータに対して前記ビューデータに基づく座標変換を施して、描画データを生成するステップと、
を含むことを特徴とする立体地図描画方法。
入力されるビューデータに基づいて記憶装置に記憶された３次元地図データの一部を選択的に読み出すステップと、
前記ビューデータに基づいて視点の移動速度を求めるステップと、
前記視点の移動速度に基づいて描画対象となる視線方向の範囲を決定するステップと、
前記記憶装置から選択的に読み出されたデータの中から、前記範囲に含まれる建物を表す建物モデルデータを抽出するステップと、
抽出された建物モデルデータに対して前記ビューデータに基づく座標変換を施して、描画データを生成するステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
入力されるビューデータに基づいて記憶装置に記憶された３次元地図データの一部を選択的に読み出すステップと、
選択的に読み出されたデータに含まれる道路モデルデータを前記ビューデータに基づいて座標変換し、描画対象となる道路を特定するステップと、
前記選択的に読み出されたデータに含まれる建物モデルデータから、特定された道路に隣接する建物を表す建物モデルデータを抽出するステップと、
抽出された建物モデルデータに対して前記ビューデータに基づく座標変換を施して、描画データを生成するステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。