JP2005338748A - ナビゲーション装置及び地図表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】都会地域及び田舎地域のそれぞれの特性に適した形態で地図表示を行う「ナビゲーション装置及び地図表示方法」を提供する。
【解決手段】地図上においてビルや家屋などを示す建物図形のうち、地図表示領域に対応する地域内にある建物図形の数から、地図表示領域が都会地域か田舎地域かを判定する。そして、田舎地域と判定した場合には、昼間田舎用カラーパレットに従った色セットで建物図形その他の地図を構成する各図形を描画して地図画像を生成する（ａ）。昼間田舎用カラーパレットで各色番号に割り当てる色のセットは、たとえば暖色系の色のセットとする。一方、都会地域と判定した場合には、昼間都会用カラーパレットに従った色セットで各図形を描画して地図画像を生成する（ｂ）。昼間田舎用カラーパレットで各色番号に割り当てる色のセットは、たとえば寒色系の色のセットとする。
【選択図】図５

Description

本発明は、車両に搭載され、ユーザの走行を案内するナビゲーション装置において、地図情報を提示する技術に関するものである。

自動車に搭載されるナビゲーション装置において、ユーザの走行を案内する技術としては、従来より、ユーザから目的地の設定を受付け、受け付けた目的地までの間に推奨ルートを設定し、現在位置を含む範囲の地図上に、設定した推奨ルートを地図上で表す推奨ルート図形を、現在位置を示すマークと共に表示する技術が広く用いられている。

また、このようなナビゲーション装置における地図表示に関する技術としては、地図表示の縮尺が小さい場合には、道路を表す図形やビルなど建物の形状を表す図形を含めた地図を表示し、地図表示の縮尺が大きい場合には、道路を表す図形を衛星写真による地形写真上に描画した地図を表示する技術が知られている（たとえば、特許文献１）。
特開２０００−２８３７８４号公報

都会と山間部等の田舎では、同じ表現形態によって地図表示を行ったのでは、必ずしもユーザにとっての利便性や美観に優れた地図表示を行うことができない。
たとえば、前記特許文献１の技術によれば、夜間走行時に地図上で夜間を表現するために夜間に撮影した衛星写真を使用すると、都会地域では街の明かりが多いために写真の全面明かりで埋めつくされて真っ白な地図表示となってしまい、かえって視認性やリアル感に欠ける表示となってしまう。一方、山間部などでの田舎では、街の明かりが少ないために、ほぼ真っ暗な、さびしい地図表示となってしまうこととなる。

なお、特許文献１の技術によれば、大きな縮尺においても衛星写真を用いたリアルな表示を行うためには、予め膨大なデータ量を有する衛星写真をナビゲーション装置に記憶しておかなければならないという問題もある。
そこで、本発明は、都会地域及び田舎地域のそれぞれについて、その特性に適した表現形態による地図表示を行うことを課題とする。

前記課題達成のために、本発明は、地図を表示するナビゲーション装置に、地図上で建物を表すために用いる建物図形の形状と表示位置とのデータを含む地図データに基づいて、表示対象となった範囲の地図を描画する地図描画手段と、前記地図描画手段が描画した地図を表示する表示手段と、前記地図データに基づいて、前記表示対象となった地図の範囲の少なくとも一部を含む所定の区域内に表示位置を持つ前記建物図形の数または密度または面積または面積の前記区域に対する比率が所定のレベル以上であるか否かを判定する判定手段とを備え、前記地図描画手段において、前記判定手段が前記所定のレベル以上であると判定した場合と所定レベル以上でないと判定した場合で、異なる表現形態で表現された地図が生成されるよう、前記地図データに基づいて、表示対象となった範囲の地図を描画するようにしたものである。

より具体的には、たとえば、前記地図描画手段において、前記判定手段が前記所定のレベル以上であると判定した場合と所定レベル以上でないと判定した場合で、異なる配色の前記地図が生成されるよう地図の描画を行うようにする。
または、前記地図描画手段において、前記判定手段が前記所定のレベル以上であると判定した場合に、山間部内の高度の表現を含む地図を生成し、所定レベル以上でないと判定した場合に、山間部内の高度の表現を含まない地図が生成されるよう地図の描画を行うようにしてもよい。

または、前記地図描画手段において、夜間用の地図を描画するときに、前記建物図形の少なくとも一部を高輝度色で描画し、かつ、前記判定手段が前記所定のレベル以上でないと判定した場合に前記建物図形の高輝度色で描画される部分が、前記判定手段が所定レベル以上であると判定した場合に前記建物図形の高輝度色で描画される部分よりも大きくなるように、前記建物図形の描画を行うようにしてもよい。すなわち、たとえば、夜間用の地図を描画するときに、前記判定手段が前記所定のレベル以上でないと判定した場合に、前記建物図形を高輝度色で描画し、所定レベル以上であると判定した場合に、前記建物図形の一部のみを高輝度色で描画するなどして地図を生成してもよい。

また、このようなナビゲーション装置は、判定手段において、地図データに基づいて、前記表示対象となった地図の範囲に含まれる行政界毎に、当該行政界に対応する領域内に表示位置を持つ前記建物図形の数または密度または面積または面積の前記区域に対する比率が所定のレベル以上であるか否かを判定し、前記地図描画手段において、前記表示対象となった地図の各行政界に対応する部分が、当該行政界について前記判定手段が前記所定のレベル以上であると判定した場合と所定レベル以上でないと判定した場合で、異なる表現形態で表現されるように、各行政界に対応する地図の部分を描画するようにしてもよい。

このようなナビゲーション装置によれば、表示する地図に対応する地域が都会（市街地）に対応する地域か田舎に対応する地域かを、地図データに含まれる地図中でビルや家屋といった建物を表すための建物図形の数や密度や面積や面積の比率より判定することができる。また、このような判定結果に従って、地図の表現を、それぞれの地域の特性に応じた表現に切り替えることができる。

より、具体的には、地図表現の配色を変化させたり、山間部の高度の表現を変化させることにより、田舎に対応する地域と都会に対応した地域のそれぞれについて、それぞれに相応しい印象を与える表現による地図の表示を行うことができる。また、夜間用の建物図形を高輝度色で表示して建物の明かりを表現する際に、都会に対応する地域と田舎に対応する地域において、各建物図形の高輝度色で表示する部分の大きさを、都会に対応する地域において当該部分の大きさが小さくなるようにすることにより、都会に対応する地域においては、街明かりによって地図が埋め尽くされて真っ白な地図表示となってしまうことを防ぎつつ、田舎に対応する地域については、街の明かりが少ないためさびしい地図表示となってしまうことを防ぐことができる。
また、行政界毎にこのような地図の表現法を変化させるようにすれば、各行政界毎に、その地域的な特性に応じた表現に切り替えることができる。

または、このようなナビゲーション装置は、前記地図描画手段において、前記判定手段が前記所定のレベル以上であると判定した場合に、前記地図データに基づいて、地形が経緯度方向のみの二次元の形状を持つ地図である二次元地形表現地図を当該二次元地形表現地図上方の視点から観測した場合に得られる画像を前記表示手段が表示する地図として描画し、前記判定手段が前記所定のレベル以上でないと判定した場合に、前記地図データに基づいて、地形が経緯度標高方向の三次元の形状を持つ地図である三次元地形表現地図を当該三次元地形表現地図上方の視点から観測した場合に得られる画像を前記表示手段が表示する地図として描画するようにしてもよい。

このようにすることにより、建物の少ない地域では、地形の三次元形状を反映したリアルな地図表示を行うことができると共に、建物の地図上への表示と共に地形の三次元形状の地図表示への反映を行った場合などに生じる、建物の多い地域において生じる、地図の煩雑化と視認性の劣化を排除することができる。

また、この場合には、前記二次元地形表現地図は、前記二次元の形状を持つ地形上に配置された、建物を表す三次元形状の図形を含み、前記三次元地形表現地図は、前記建物を表す三次元の形状の図形を含まないものとしてよい。
このようにすることにより、建物が多いために、進路や現在位置の目印となる建物を識別しがたい地域では、建物を三次元形状としてリアルに表すことにより建物の識別性を高めた地図表示を行うことができるようになる。一方で、そのような識別上の問題の生じることの少ない建物の数が少ない地域では、このような建物の三次元形状の表示を行わないことにより、地図表示の煩雑化の抑制や地図表示のための処理量の低減を図ることができる。

また、さらには、前記地図描画手段において、前記判定手段が前記所定のレベル以上であると判定した場合と、前記判定手段が前記所定のレベル以上でないと判定した場合とで、前記視点からの観測の視線の方向の仰角を異ならせるようにしてもよい。
このようにすることにより、たとえば、前記判定手段が前記所定のレベル以上でないと判定した場合に仰角をより大きく設定することにより、地形の三次元形状を反映した地図表示を行う場合に、視点の近くの丘などによって、その奥の地形が視点に対して隠されてしまうことを抑制して、奥行きのある視認性に優れた地図表現を行うことができるようになる。一方で、地形の三次元形状を反映した地図表示を行わない場合には、よりユーザの視線に近い視線を用いて表した地図表示を行うことができる。

なお、以上のナビゲーション装置には、地図の表現が頻繁に切り替わってしまうことを防止するために、前記判定手段の判定結果が頻繁に変化することを抑制する抑制手段を設けることが好ましい。

以上のように、本発明によれば、都会地域及び田舎地域のそれぞれについて、その特性に適した表現形態による地図表示を行うことができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。
まず、第１の実施形態について説明する。
図１に本第１実施形態に係るナビゲーション装置の構成を示す。
図示するように、本ナビゲーション装置は、制御装置１、地図データを格納したＤＶＤ−ＲＯＭやハードディスク等の記録媒体２１にアクセスするための記録媒体ドライブ２、ＧＰＳ受信機３、角加速度センサや車速センサや走行距離計などの車両の走行状態を検知する走行状態センサ４、ユーザよりの入力を受け付けるリモコン５（リモートコントローラ）、表示装置６を備えている。

また、制御装置１は、地図データバッファ１０１、地図データ読出処理部１０２、現在状態算出部１０３、ルート探索部１０４、ナビゲーション画像生成部１０５、メモリ１０６、主制御部１０７、ＧＵＩ制御部１０８を備えている。ここで、図１における制御装置１の内部の点線１２１は地図データバッファ１０１に格納される地図データへの各部のアクセス経路を示し、太線１２２は各部間の制御情報や各種データの各部の経路を示し、ＧＵＩ制御部１０８に接続する細線はユーザとの間でリモコン５や表示装置６を用いて入出力する操作情報や画像情報の経路を示す。

但し、以上の制御装置１は、ハードウエア的には、マイクロプロセッサや、メモリや、その他のグラフィックプロセッサやジオメトリックプロセッサ等の周辺デバイスを有する一般的な構成を備えたＣＰＵ回路であって良く、この場合、以上に示した制御装置１の各部は、マイクロプロセッサが予め用意されたプログラムを実行することにより具現化するプロセスとして実現されるものであって良い。また、この場合、このようなプログラムは、記録媒体２１や適当な通信路を介して、制御装置１に提供されるものであって良い。

次に、記録媒体２１に記憶される地図データの構成を示す。
ここで、地図データは、所定の地理的区域毎に図葉と呼ばれる単位で管理されており、各図葉は地図の詳細度に応じた複数のレベルで構成されている。そして、各図葉の各レベルの地図は、１つまたは複数のユニットよりなり、各ユニットは、自身が属する図葉の地理的区域またはこれを分割した区域に対応し、対応する区域の地図を、自身が属するレベルで表現したものである。

そして、図２に示すように、地図データは、各ユニットと図葉や対応区域やレベルとの関係や、地図データの製作日時などを記述した管理データ、地図を表す基本地図データ、路線データ、カラーパレットデータを含んで構成される。
ここで、基本地図データは、前述したユニット毎のユニットデータと、各ユニットデータと図葉や対応区域やレベルとの関係を記述したユニット管理データを含む。そして、各ユニットデータはユニット内の道路ネットワークを表す道路ユニットと、ユニット内の表示地図を規定する描画ユニットと等高線データとを有する。

そして、等高線データはユニットに対応する地域内の等高線情報を示すものである。
また、道路ユニットは道路網を表すデータであり、ノードリストと、リンクテーブルと、他ユニットとのノードやリンクの接続、対応関係を記述した接続データとを有する。
ここで、道路ユニットでは、道路を直線であるリンクの集合として表現しており、この各リンクの端点がノードである。そして、ノードリストは、各ノードの座標や、交差点に相当するノードであるか等のノードの属性などを示すデータである。また、リンクテーブルは、各リンクの両端のノードの識別や、各リンクの距離や方位や、各リンクに与えた経路探索用のコストであるリンクコストや、リンクの属する路線の路線番号等を示すデータである。

次に、描画ユニットには、山間部や河川といった地形上の区域の形状を表す区域図形や道路形状を表す道路図形やビルや家屋などの形状を表す建物図形などの、地図の表示要素となる各図形についての情報を表す背景ユニットと、建物名称や道路名称や交差点名称などの地図上に表示する文字情報についての情報を表す文字列ユニットと、地図上にガソリンスタンド等の建物の存在を表すために表示するマークであるアイコンについて情報を表すアイコンユニットとを有する。

そして、背景ユニットは、地理的な表示要素となる各図形毎に設けられた図形レコードを有し、各図形レコードには、図形の識別子である図形オブジェクト番号、図形オブジェクトの河川区域図形や道路図形や建物図形といった種別を表す図形オブジェクト種別、図形の形状データである図形形状データ、図形を表示する地図上の位置を表す図形表示位置、その図形の描画に用いる色を色番号によって指定する表示色番号などを含む。

そして、地図データに含まれる路線データは、各道路毎に設けられた路線レコードを有し、各路線レコードには、道路の識別子である路線番号や、各道路の高速道路、国道、県道などの路線種別や、各道路の道路名称が記述される。
また、地図データに含まれるカラーパレットデータは、複数のカラーパレットを有し、各カラーパレットには、カラーパレットの識別子となるパレット番号が記述される。また、各カラーパレットには、色番号と、色番号に対応づける色の実際の値（ＲＧＢ値など）との対応が、前述した図形レコードで用いることのできる各色番号について記述される。

ここで、本実施形態では、カラーパレットとして、昼間都会用カラーパレットと、昼間田舎用カラーパレットと、夜間都会用カラーパレットと、夜間田舎用カラーパレットの４つのカラーパレットを設けている。
さて、このような構成において、制御装置１の現在状態算出部１０３は、以下の処理を繰り返し行う。
すなわち、現在状態算出部１０３は、走行状態センサ４やＧＰＳ受信機３の出力から推定される現在位置に対して、地図データバッファ１０１から読み出した前回決定した現在位置の周辺の地図とのマップマッチング処理などを施して、現在位置として最も確からしい座標と、現在の進行方向として最も確からしい方向と、現在の走行中のリンクとして最も確からしいリンクとを、それぞれ現在位置、現在進行方位、走行中リンクとして決定し、メモリ１０６に設定する。

また、主制御部１０７は、ユーザの目的地設定要求に応じて、ユーザからリモコン５、ＧＵＩ制御部１０８を介して目的地の設定を受付け、これをメモリ１０６にセットする。また、主制御部１０７は、目的地までの推奨ルートをルート探索部１０４に探索させる。ルート探索部１０４は、必要地理的範囲の道路ユニットの道路データを地図データバッファ１０１から読み出し、メモリ１０６に設定されている現在位置から目的地までの、走行中リンクを最初に辿る最小コストの経路を、リンクレコードのリンクコストなどを用いた所定のコストモデルに基づいて推奨ルートとして算出し、算出した推奨ルートの経路データを、メモリ１０６にセットする。

また、主制御部１０７は、メモリ１０６にセットされた現在位置が目的地近傍となったならば、目的地到着と判定し、メモリ１０６にセットされている目的地と推奨ルートをクリアする処理も行う。
そして、主制御部１０７は、メモリ１０６にセットされた現在位置や現在進行方位と、ユーザ操作などにより設定されている現在の地図の表示縮尺に応じて、地図を表示すべき地理的領域を算出して地図表示領域とし、ナビゲーション画像生成部１０５に地図表示領域についてのナビゲーション画像の生成を指示する処理を繰り返す。また、ユーザのスクロール操作などに応じて、前記地図表示領域を変更する処理も行う。

そして、ナビゲーション画像の生成を指示されたナビゲーション画像生成部１０５は、地図データバッファ１０１から読み出した地図データに基づいて行う地図描画処理によって生成した地図画像上に、メモリ１０６にセットされている現在位置や推奨ルートや目的地を表したナビゲーション画像を生成し、ＧＵＩ制御部１０８を介して表示装置６に表示する処理を繰り返す。

以下、このナビゲーション画像生成部１０５が行う地図画像描画処理について説明する。
図３に、地図描画処理の手順について示す。
図示するように、この処理では、まず、現在が昼間であるか夜間であるかを、ナビゲーション装置に備えた時計が示す時刻や、車両のヘッドランプや車幅灯などの灯火装置の点灯状態などに応じて判定する（ステップ３０２）。
次に、背景ユニットを参照して判定領域内の建物図形の数を取得する（ステップ３０４）。ここで、判定領域は、地図表示領域としてもよいし、地図表示領域が属する所定の大きさの区域（図葉またはユニットデータに対応する区域）としてもよい。また、建物図形の数は、図形オブジェクト種別が建物図形であり、図形表示位置が判定領域内である図形レコードの数として求まる。なお、建物図形とは、前述のように、ビルや家屋や工場などを地図上で表す図形である。

そして、求まった建物図形の数から、地図表示領域に対応する地域が都会地域であるか田舎地域であるかどうかを判定する（ステップ３０６）。すなわち、求めた建物図形の数または判定領域における建物図形の密度が所定のしきい値より大きければ地図を表示する地域を都会地域とし、少ない場合には現在走行中の地図を表示する地域を田舎地域と判定する。ただし、求めた建物図形の面積の総和や、当該面積の総和の判定領域の面積に対する比率が、所定のしきい値より大きければ地図を表示する地域を都会地域とし、少ない場合には現在走行中の地図を表示する地域を田舎地域と判定するようにしてもよい。

そして、ステップ３０２で判定した昼間／夜間と、ステップ３０６で判定した都会地域／田舎地域の組み合わせに応じてカラーパレットを一つ使用カラーパレットとして設定する（ステップ３０８）。すなわち、昼間かつ都会地域と判定された場合には昼間都会用カラーパレットを使用カラーパレットして設定し、夜間かつ都会地域と判定された場合には夜間都会用カラーパレットを使用カラーパレットして設定し、昼間かつ田舎地域と判定された場合には昼間田舎用カラーパレットを使用カラーパレットして設定し、夜間かつ田舎地域と判定された場合には夜間田舎用カラーパレットを使用カラーパレットして設定する。

また、ステップ３０６で都会地域と判定した場合には等高線使用描画無しを設定し、ステップ３０６で田舎地域と判定した場合には等高線使用描画有りを設定する（ステップ３１０）。この等高線使用描画については後述する。
次に、ステップ３０２で夜間と判定したかどうかを調べ（ステップ３１２）、昼間と判定している場合にはステップ３１６に進み、夜間と判定した場合には、ステップ３１４に進む。そして、ステップ３１４では、ステップ３０６で都会地域と判定した場合には光点描画形態として光点間引描画形態を設定し、ステップ３０６で田舎地域と判定した場合には光点描画形態として光点通常描画形態を設定する。ここで、この光点描画形態についても後述する。

そして、ステップ３１６では、地図表示領域内の図形表示位置を持つ図形レコードを抽出して、抽出した各図形レコードが示す図形を描画する。ここで、この図形の描画においては、図形レコードの表示色番号が示す色の値として、使用カラーパレットとして設定されているカラーパレットに当該表示色番号に対応して記述されている色値を用いる。また、ステップ３０２で夜間と判定されている場合には、建物図形については、建物図形として建物を表す光点をステップ３１４で設定された光点描画形態によって描画する。また、図形オブジェクト種別が山間部図形である図形、すなわち、山を表す図形については、ステップ３１０で等高線使用描画有りが設定されている場合には表示色番号と等高線データに基づく描画を行い、ステップ３１０で等高線使用描画無しが設定されている場合には等高線データに基づく描画を行わず、表示色番号に基づいた描画のみを行う。

そして、次に、アイコンユニットに基づいて地図表示領域内の表示位置を持つアイコンを抽出して、抽出した各アイコンを描画する（ステップ３１８）。また、文字列ユニットに基づいて、地図表示領域内の表示位置を持つ文字列を抽出して、抽出した各文字列を描画し（ステップ３２０）、地図画像を完成させる。

そして、ステップ３０２からの処理に戻る。
ここで、前述した光点描画形態について説明する。
いま、図形レコードにおいて図形オブジェクト種別として建物図形が設定されている建物図形の図形形状データが示す図形形状が図４ａに示すものであった場合に、図４ｂに示すように図形輪郭線と図形内部を高輝度色として描画するのが、光点通常描画形態である。一方、光点間引描画形態は、光点通常描画形態よりも、図形の高輝度部分が減じるように建物図を描画する形態である。この光点間引き描画形態としては、たとえば、図４ｃに示すように、図形輪郭線を高輝度色とし図形内部を部分的に高輝度色とする描画形態や、図４ｄに示すように図形輪郭線のみを高輝度色とし図形内部は低輝度色とする描画形態を用いることができる。または、この光点間引き描画形態としては、たとえば、図４ｅ１に示す形の頂点のみに、図４ｅ２に示すように高輝度色の点を配置し他は低輝度色とする描画形態や、図４ｆ１に示すように図形重心などの図形内部の一点のみに、図４ｆ２に示すように高輝度色の点を配置し他は低輝度色とする描画形態を用いることができる。

さて、ここで、図５に、本実施形態において表示するナビゲーション画像の例を示す。
図５ａは、ステップ３０２の判定が昼間でステップ３０６の判定が田舎地域であった場合の例である。
図示するように、この例では、以上の地図画像生成処理で生成した地図画像５０１上に、メモリ１０６にセットされている現在位置を表す現在位置マーク５０２や、メモリ１０６にセットされている推奨ルートを表す推奨ルート図形５０３が描画されたものとなっている。また、地図図形は、文字列ユニットが示す文字列５０４や、アイコンユニットが示すアイコン５０５を、背景ユニットが示す図形を背景として描画されたものとなっている。そして、この背景は、昼間田舎用カラーパレットに従った色セットで各区域図形や建物図形などが描画されたものとなっている。なお、昼間田舎用カラーパレットで各色番号に割り当てる色のセットは、たとえば暖色系の色のセットとする。すなわち、便宜上、図ではグレースケールでナビゲーション画像や地図画像を表したが、地図画像は実際にはカラー表示する。

また、この場合の地図画像において、背景中の山間部を表す図形オブジェクト種別が山間部図形である図形５１０は、等高線使用描画有りが設定されているために、表示色番号と等高線データに基づく描画が行われている。すなわち、等高線データが示す高度範囲毎に、山間部図形内部を複数の領域に分割し、分割した各領域を、表示色番号と昼間田舎用カラーパレットで示される色の輝度を、その領域に対応する高度範囲に応じて変化させた色で描画している。

さて、図５ｂは、図５ａと同じ地域について、ステップ３０２の判定が昼間でステップ３０６の判定が都会地域であった場合の例である。
図は便宜上グレースケールで表されているが、この場合、背景ユニットが示す図形による背景は、実際には、昼間都会用カラーパレットに従った色セットで各区域図形や建物図形などが描画されたものとなっている。ここで、昼間都会用カラーパレットで各色番号に割り当てる色のセットは、たとえば寒色系の色のセットとする。

また、この場合、図形オブジェクト種別が山間部図形である図形５１１は、等高線使用描画無しが設定されているために、表示色番号に基づき単色で描画されている。
次に、図５ｃは、図５ａと同じ地域について、ステップ３０２の判定が夜間でステップ３０６の判定が田舎地域であった場合の例である。
図示するように、この場合、背景ユニットが示す図形による背景は、夜間田舎用カラーパレットに従った色セットで各区域図形などが描画されたものとなっている。また、この場合の地図画像において、背景中の山間部を表す図形オブジェクト種別が山間部図形である図形５２０は、等高線使用描画有りが設定されているために、表示色番号と等高線データに基づく描画が行われている。

そして、図形オブジェクト種別が建物である建物図形は、光点描画形態として光点通常描画形態が設定されているので、図４ｂに示したように図形輪郭線及び図形内部を高輝度色で塗りつぶした画像として描画されている。
次に、図５ｄは、図５ａと同じ地域について、ステップ３０２の判定が夜間でステップ３０６の判定が都会地域であった場合の例である。
この場合、背景ユニットが示す図形による背景は、実際には、夜間都会用カラーパレットに従った色セットで各区域図形などが描画されたものとなっている。また、この場合、図形オブジェクト種別が山間部図形である図形５２１は、等高線使用描画無しが設定されているために、表示色番号に基づき単色で描画されている。

そして、図形オブジェクト種別が建物である建物図形は、光点描画形態として光点間引描画形態が設定されているので、図４ｃ、ｄ、ｅ１、ｆ１のいずれかに示したように、高輝度色部分を有しつつ、光点描画形態として光点通常描画形態が設定されている場合よりも、高輝度色部分の面積が少ない画像として描画されている。

したがって、図５ｃと図５ｄとの比較より理解されるように、夜間において、都会地域と判定された場合、建物図形を表す光点領域は、田舎地域と判定された場合よりも小さいものとされる。
以上、本発明の実施形態について説明した。
ところで、以上の実施形態では、地図画像の全体に対して、同じ使用カラーパレットの設定や同じ等高線使用描画の有無や同じ光点描画形態の設定を用いるようにしたが、これは、生成する地図画像に対応する領域を、たとえば、市や町といった行政界毎に複数の領域に分割し、分割した各領域に対して田舎地域／都会地域の判定を行うと共に、判定結果に応じて分割した各領域にそれぞれ使用カラーパレットや等高線使用描画の有無や光点描画形態の設定を行って、その描画を行うようにしてもよい。なお、生成する地図画像に対応する領域を行政界毎に分割する場合には、各行政界に対応する領域の識別のために、予め地図データに市や町といった行政界の領域を表す情報を含めておくようにする。

以上のように本実施形態によれば、表示する地図画像に対応する地域が都会地域か田舎地域かを地図データに含まれる地図上でビルや家屋といった建物を表す建物図形の数より判定することができる。また、このようにした判定した都会地域か田舎地域かの区別に応じて、地図の表現を、それぞれの地域の特性に応じた表現に切り替えることができる。より、具体的には、地図表現の配色を変化させたり、山間部の表現を変化させることにより、田舎地域と都会地域のそれぞれについて、それぞれに相応しい印象を与える表現による地図画像の表示を行うことができる。また、夜間においてビルや家屋といった建物を表す建物図形を高輝度色で表示して街明かりを表現する際に、都会地域において各建物図形の高輝度色で表示する部分の大きさを、田舎地域において高輝度色で表示する部分よりも小さくなるようにすることにより、都会においては、街明かりによって地図が埋め尽くされて真っ白な地図表示となってしまうことを防ぎつつ、田舎地域については、街の明かりが少ないためさびしい地図表示となってしまうことを防ぐことができる。

以下、本発明の第２の実施形態について説明する。
本第２実施形態は、以上の第１実施形態で示したナビゲーション装置において、さらに、三次元表現による地図画像を用いたナビゲーション画像の表示を行う場合についてのものである。
図６に、本第２実施形態において記録媒体２１に記憶される地図データの構成を示す。
図示するように、本実施形態に係る地図データは、図２に示した第１実施形態に係る地図データにおいて、各ユニットデータに三次元地形データを加えると共に、背景ユニットの図形レコードのうちの、図形オブジェクト種別が建物図形である図形レコードの一部または全部に、建物の形状を三次元図形として表すための三次元図形データを追加したものである。なお、図示するように三次元図形データは、建物の三次元図形の形状を表す三次元形状データと、当該三次元図形を表示する地図上の位置を表す三次元図形表示基準座標とを含む。

ここで、ユニットデータに含めた三次元データは、経緯度標高により表した地形地図であり、このような三次元地形地図のデータ形式としては、ＤＥＭ(Digital Elevation Model)やＴＩＮ(Triangulated Irregular Network)などが広く用いられている。

次に、本第２実施形態において、三次元表現による地図画像を用いたナビゲーション画像の表示を行う場合の動作について説明する。
ユーザ操作などによりナビゲーション画像の三次元表示が設定されると、以下の動作を行う。
すなわち、主制御部１０７は、メモリ１０６にセットされた現在位置及び現在進行方位や、ユーザの所定の地図操作などに応じて地図表示基準位置と地図表示方位を求め、これをユーザ操作などにより設定されている現在の地図の表示縮尺と共にナビゲーション画像生成部１０５に通知し、ナビゲーション画像の生成を指示する処理を繰り返す。

そして、ナビゲーション画像の生成を指示されたナビゲーション画像生成部１０５は、地図データバッファ１０１から読み出した地図データに基づいて行う三次元地図描画処理によって生成した地図画像上に、メモリ１０６にセットされている現在位置や推奨ルートや目的地を表したナビゲーション画像を生成し、ＧＵＩ制御部１０８を介して表示装置６に表示する処理を繰り返す。

図７に、このナビゲーション画像生成部１０５が行う三次元地図描画処理の手順を示す。
図示するように、この処理では、まず、走行距離カウンタをリセットする（ステップ７０２）。ここで、走行距離カウンタは、走行状態センサ４の出力を参照してリセット後の走行距離をカウントするカウンタである。
次に、判定領域の建物図形数を取得し（ステップ７０４）、都会地域／田舎地域の判定を行う（ステップ７０６）。ここで、建物図形の数は、図形オブジェクト種別が建物図形であり、図形表示位置が判定領域内である図形レコードの数として求める。また、本第２実施形態では、判定領域は、現在位置が属するユニットに対応する地理的範囲とする。また、各ユニットに対応する地理的範囲の大きさは全て同じ（たとえば、１ｋｍ×１ｋｍ）であるものとする。そして、求めた建物図形の数が所定のしきい値（たとえば、５０）より大きければ地図を表示する地域を都会地域とし、少ない場合には現在走行中の地図を表示する地域を田舎地域と判定する。ただし、この都会地域、田舎地域の判定は、前記第１実施形態と同様に行うようにしてよい。

次に、ステップ７０６に判定結果に応じて、三次元表現の地図を生成するための視点位置と視線方向と視野角を、主制御部１０７から通知されている地図表示基準位置と地図表示方位と地図の表示縮尺に基づいて定める（ステップ７０８）。
ここで、三次元表現の地図の生成法について説明する。
三次元表現の地図は、図８ａに示すように、地図の上空に設定した視点８００の位置から視線方向８０１に、ある視野角をもって、地図を観測した場合に得られる地図画像として生成される。図８ｃ１に示すように、視線方向８０１を地図上に投影した方位は、車両走行方位などである地図表示方位８０２と一致しており、地図画像は、以上のように観測した場合に視野内に入る地図８１０を、図８ｂに示すように、視点から遠いほど縮小されて表されるように座標変換した地図８１１として得られる。なお、視野角は、図８ｃ１、ｃ２に示すように座標変換後の地図８１１が所定の縦横サイズを有する四角形の地図となるように、座標変換後の地図８１１の縦方向に対応する視野角θ１と、座標変換後の地図８１１の横方向に対応する視野角θ２それぞれについて定める。そして、これら視点８００の位置、視線方向８０１、視野角θ１、θ２は、図８の各図中にＸで示した現在位置などである地図表示基準位置が、座標変換後の地図８１１の下部の左右方向中央の所定の位置に位置するように定める。また、視点８００の位置、視線方向８０１、視野角θ１、θ２は、座標変換後の地図８１１において、地図表示基準位置周辺の縮尺が略地図表示縮尺となるように定める。

さて、本実施形態では、ステップ７０６で都会地域と判定された場合には、図８ｄ１に示すように視線方向８０１の仰角をθａとし、ステップ７０６で田舎地域と判定された場合には、図８ｄ２に示すように視線方向の仰角をθｂとする。ただし、θａ＜θｂである。ここでたとえば、θａは３度、θｂは５度である。

そして、このように定めた視線方向８０１の仰角を前提として、以上のような条件を満たすように視点位置８００、視線方向８０１、視野角θ１、θ２を定める。
さて、図７に戻り、このようにして視点位置、視線方向、視野角を定めたならば、次に、田舎地域／都会地域の判定結果に応じた三次元表現の地図の描画を行う。
ここで、都会地域と判定されている場合には（ステップ７１０）、三次元地形を考慮せず、建物図形の三次元形状を考慮した三次元表現の地図の描画を行う（ステップ７１２）。
すなわち、この都会地域の三次元表現の地図の描画は、地図データの三次元図形データを含んでいない各図形レコードが示す図形によって形成される二次元の地図上に、図８ｄ１に示すように、三次元図形データを含んでいる図形レコードの当該三次元図形データが示す三次元形状８２１を配置して三次元観測対象地図を形成し、この三次元観測対象地図を、先に決定した視点位置８００、視線方向８０１、視野角によって観測した地図を描画することにより行う。

一方、田舎地域と判定されている場合には（ステップ７１０）、三次元地形を考慮し、建物図形の三次元形状を考慮しない三次元表現の地図の描画を行う（ステップ７２０）。
すなわち、この田舎地域の三次元表現の地図の描画は、地図データの三次元図形データを含んでいない各図形レコードが示す図形によって形成される二次元の地図上の各位置に、図８ｄ２に示すように、地図データの三次元地形データが示す当該位置の標高を与えて三次元観測対象地図８２２を形成し、この三次元観測対象地図を、先に決定した視点位置、視線方向、視野角によって観測した地図を描画することにより行う。ただし、田舎地域の三次元表現の地図の描画においては、図形レコードのうちの、ビルや家屋などの形状を表す建物図形の図形レコードについては、これを描画の対象から除外し、山間部や河川といった地形上の区域の形状を表す区域図形や道路形状を表す道路図形のみを描画するようにしてもよい。

なお、三次元地形データがＤＥＭなどの、経緯度方向に関して離散的に標高を示すデータである場合には、補間などにより各経緯度座標の標高を算出する。
さて、このようにして、三次元表現の地図の描画を行ったならば、アイコンユニットに基づいて地図表示領域内の表示位置を持つアイコンを抽出して、抽出した各アイコンを描画する（ステップ７１４）。また、文字列ユニットに基づいて、地図表示領域内の表示位置を持つ文字列を抽出して、抽出した各文字列を描画し（ステップ７１６）、地図画像を完成させる。

そして、走行距離カウンタが所定の距離Ｔｈｄ（たとえば、１ｋｍ）を超えたかどうかを判定し（ステップ７１８）、超えてなければステップ７１０からの処理を行う。そして、走行距離カウンタが所定の距離Ｔｈｄを超えたならば、ステップ７０２に戻り、以上の処理を行う。ここで、走行距離カウンタが所定の距離Ｔｈｄを超えた場合にのみステップ７０２に戻って、都会地域／田舎地域の判定を行うのは、この判定結果が頻繁に切り替わり、この結果、地図表現の切替が頻発してしまうことを避けるためである。

さて、ここで、図９に、本第２実施形態において表示されるナビゲーション画像の例を示す。
図９ａは、ステップ７０６の判定が田舎地域であった場合の例である。
図示するように、このナビゲーション画像は、以上の三次元表現地図描画処理で生成した地図画像９０１上に、メモリ１０６にセットされている現在位置を表す現在位置マーク９０２や、メモリ１０６にセットされている推奨ルートを表す推奨ルート図形９０３が描画されたものとなっている。

また、地図画像９０１は、透視図法による遠近間をもって、地形の起伏が三次元的に表現されたものとなっている。
次に、図９ｂは、ステップ７０６の判定が都会地域であった場合の例である。
図示するように、このナビゲーション画像は、以上の三次元表現地図描画処理で生成した地図画像９０１上に、メモリ１０６にセットされている現在位置を表す現在位置マーク９０２や、メモリ１０６にセットされている推奨ルートを表す推奨ルート図形９０３が描画されたものとなっている。

また、地図画像９０１は、透視図法による遠近間をもって、ビルなどの建物形状が三次元的に表現されたものとなっている。
ここで、前述のように、本実施形態では、三次元表現の地図の描画に用いる視線方向の仰角は、地形の起伏の表現を含む地図画像を生成する田舎地域において、地形の起伏の表現を含まない地図画像を生成する都会地域よりも大きく設定している。したがって、田舎地域における地形の起伏の表現において、視点の近くの丘などによって、その奥の地形が視点に対して隠されてしまうことを抑制して、奥行きのある視認性に優れた地図表現を行うことができるようになる。

一方で、多数の建物が存在する都会地域では、このような地形の起伏の表現を行わない地図画像を生成することにより、建物図形と地形の起伏の表示との双方によって、煩雑な表示となってしまうことを抑制することができる。
ただし、三次元表現の地図の描画に用いる視線方向の仰角は、ユーザの好みや、その用途などに応じて、地形の起伏の表現を含む地図画像を生成する田舎地域において、地形の起伏の表現を含まない地図画像を生成する都会地域よりも小さくなるように設定するようにしてもよい。

以上、本発明の第２の実施形態について説明した。
なお、以上の実施形態は、建物図形の数、すなわち、図形オブジェクト種別が建物図形である図形レコードの数に応じて都会地域／田舎地域の判定を行う代わりに、その他の、都会／田舎を判定可能な任意の情報を用いて、都会地域／田舎地域の判定を行うようにしてもよい。たとえば、図形オブジェクト種別が建物図形であって三次元図形データを持つ図形レコードの数（三次元表現可能な建物の数）や、道路密度や、地図データに各種情報が登録されている地点の数などに応じて都会地域／田舎地域の判定を行うようにしてよい。
ところで、以上の第１、第２実施形態における都会地域／田舎地域に応じた地図画像の切替は、図１０に示す処理によって表示地図切替処理によって行うようにしてもよい。
すなわち、まず、しきい値Ｔｈｎを予め定めた値Ｓｔｄに設定する（ステップ１００２）。そして、判定領域内の建物図形の数を、図形オブジェクト種別が建物図形であり、図形表示位置が判定領域内である図形レコードの数として求める（ステップ１００４）。
そして、求めた建物図形の数がしきい値Ｔｈｎより大きければ（ステップ１００６）、都会地域と判定し（ステップ１０１４）、しきい値ＴｈｎをＳｔｄ-ＯＳとすることによりしきい値Ｔｈｎの値を減少させ、より田舎地域と判定され難くする（ステップ１０１６）。そして、前記第１、第２実施形態のように都会地域に応じた地図画像の生成を行い（ステップ１０１２）、ステップ１００４に戻る。

一方、求めた建物図形の数がしきい値Ｔｈｎより小さければ（ステップ１００６）、田舎地域と判定し（ステップ１００８）、しきい値ＴｈｎをＳｔｄ＋ＯＳとすることによりしきい値Ｔｈｎの値を増加させて、より都会地域と判定され難くする（ステップ１０１０）。そして、前記第１、第２実施形態のように都会地域に応じた地図画像の生成を行い（ステップ１０１２）、ステップ１００４に戻る。

このような処理によっても、求められる判定領域の建物の数がしきい値Ｔｈｎとなる境界上を、車両が出入りする場合などに、都会地域／田舎地域の判定が頻繁に切り替わり、この結果、地図表現の切替が頻繁に起こってしまうことを抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係るナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態に係るナビゲーション装置が備える地図データを示す図である。 本発明の第１実施形態に係る地図画像描画処理を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係る光点描画形態を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る表示画面例を示す図である。 本発明の第２実施形態に係るナビゲーション装置が備える地図データを示す図である。 本発明の第２実施形態に係る三次元地図描画処理を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態で行う三次元表現の地図画像の生成法を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る表示画面例を示す図である。 本発明の実施形態に係る表示地図切替処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１…制御装置、３…ＧＰＳ受信機、４…走行状態センサ、５…リモコン、６…表示装置、２１…記録媒体、１０１…地図データバッファ、１０２…地図データ読出処理部、１０３…現在状態算出部、１０４…ルート探索部、１０５…ナビゲーション画像生成部、１０６…メモリ、１０７…主制御部、１０８…ＧＵＩ制御部。

Claims (13)

1. 地図を表示するナビゲーション装置であって、
   地図上で建物を表すために用いる建物図形の形状と表示位置とのデータを含む地図データに基づいて、表示対象となった範囲の地図を描画する地図描画手段と、
   前記地図描画手段が描画した地図を表示する表示手段と、
   前記地図データに基づいて、前記表示対象となった地図の範囲の少なくとも一部を含む所定の区域内に表示位置を持つ前記建物図形の数または密度または面積または面積の前記区域に対する比率が所定のレベル以上であるか否かを判定する判定手段とを有し、
   前記地図描画手段は、前記判定手段が前記所定のレベル以上であると判定した場合と所定レベル以上でないと判定した場合で、異なる表現形態で表現された地図が生成されるよう、前記地図データに基づいて、表示対象となった範囲の地図を描画することを特徴とするナビゲーション装置。
2. 請求項１記載のナビゲーション装置であって、
   前記地図描画手段は、前記判定手段が前記所定のレベル以上であると判定した場合と所定レベル以上でないと判定した場合で、異なる配色の前記地図が生成されるよう地図の描画を行うことを特徴とするナビゲーション装置。
3. 請求項１または２記載のナビゲーション装置であって、
   前記地図描画手段は、前記判定手段が前記所定のレベル以上であると判定した場合に、山間部内の高度の表現を含む地図を生成し、所定レベル以上でないと判定した場合に、山間部内の高度の表現を含まない地図が生成されるよう地図の描画を行うことを特徴とするナビゲーション装置。
4. 請求項１、２または３記載のナビゲーション装置であって、
   前記地図描画手段は、夜間用の地図を描画するときに、前記建物図形の少なくとも一部を高輝度色で描画し、かつ、前記判定手段が前記所定のレベル以上でないと判定した場合に前記建物図形の高輝度色で描画される部分が、前記判定手段が所定レベル以上であると判定した場合に前記建物図形の高輝度色で描画される部分よりも大きくなるように、前記建物図形の描画を行うことを特徴とするナビゲーション装置。
5. 請求項１、２、３または４記載のナビゲーション装置であって、
   前記判定手段は、地図データに基づいて、前記表示対象となった地図の範囲に含まれる行政界毎に、当該行政界に対応する領域内に表示位置を持つ前記建物図形の数または密度または面積または面積の前記区域に対する比率が所定のレベル以上であるか否かを判定し、
   前記地図描画手段は、前記表示対象となった地図の各行政界に対応する部分が、当該行政界について前記判定手段が前記所定のレベル以上であると判定した場合と所定レベル以上でないと判定した場合で、異なる表現形態で表現されるように、各行政界に対応する地図の部分を描画することを特徴とするナビゲーション装置。
6. 請求項１記載のナビゲーション装置であって、
   前記地図描画手段は、前記判定手段が前記所定のレベル以上であると判定した場合に、前記地図データに基づいて、地形が経緯度方向のみの二次元の形状を持つ地図である二次元地形表現地図を当該二次元地形表現地図上方の視点から観測した場合に得られる画像を前記表示手段が表示する地図として描画し、前記判定手段が前記所定のレベル以上でないと判定した場合に、前記地図データに基づいて、地形が経緯度標高方向の三次元の形状を持つ地図である三次元地形表現地図を当該三次元地形表現地図上方の視点から観測した場合に得られる画像を前記表示手段が表示する地図として描画することを特徴とするナビゲーション装置。
7. 請求項６記載のナビゲーション装置であって、
   前記二次元地形表現地図は、前記二次元の形状を持つ地形上に配置された、建物を表す三次元形状の図形を含み、前記三次元地形表現地図は、前記建物を表す三次元の形状の図形を含まないことを特徴とするナビゲーション装置。
8. 請求項６または７記載のナビゲーション装置であって、
   前記地図描画手段は、前記判定手段が前記所定のレベル以上であると判定した場合と、前記判定手段が前記所定のレベル以上でないと判定した場合とで、前記視点からの観測の視線の方向の仰角を異ならせることを特徴とするナビゲーション装置。
9. 請求項１、２、３、４、５、６、７または８記載のナビゲーション装置であって、
   前記判定手段の判定結果が頻繁に変化することを抑制する抑制手段を有することを特徴とするナビゲーション装置。
10. ナビゲーション装置において地図を表示する地図表示方法であって、
    地図上で建物を表すために用いる建物図形の形状と表示位置とのデータを含む地図データに基づいて、前記表示対象となった地図の範囲の少なくとも一部を含む所定の区域内に表示位置を持つ前記建物図形の数または密度または面積または面積の前記区域に対する比率が所定のレベル以上であるか否かを判定するステップと、
    前記所定のレベル以上であると判定した場合と前記所定レベル以上でないと判定した場合で、異なる表現形態で表現された地図が生成されるよう、前記地図データに基づいて表示対象となった範囲の地図を描画するステップと、
    描画された地図を表示するステップとを有することを特徴とする地図表示方法。
11. ナビゲーション装置において、地図データに基づいて地図を表示する地図表示方法であって、
    地図データに基づいて、前記地図を表示する対象となる地域が市街地であるか否かを判定するステップと、
    前記地図を表示する対象となる地域が市街地であると判定した場合に、前記地図データに基づいて、地形が経緯度方向のみの二次元の形状を持つ地図である二次元地形表現地図を当該二次元地形表現地図上方の視点から観測した場合に得られる画像を前記地図として描画し、前記地図を表示する対象となる地域が市街地でないと判定した場合に、前記地図データに基づいて、地形が経緯度標高方向の三次元の形状を持つ地図である三次元地形表現地図を当該三次元地形表現地図上方の視点から観測した場合に得られる画像を前記地図として描画するステップと、
    描画された地図を表示するステップとを有することを特徴とする地図表示法補。
12. コンピュータによって読み取られ実行されるコンピュータプログラムであって、
    前記コンピュータに、
    地図上で建物を表すために用いる建物図形の形状と表示位置とのデータを含む地図データに基づいて、前記表示対象となった地図の範囲の少なくとも一部を含む所定の区域内に表示位置を持つ前記建物図形の数または密度または面積または面積の前記区域に対する比率が所定のレベル以上であるか否かを判定するステップと、
    前記所定のレベル以上であると判定した場合と前記所定レベル以上でないと判定した場合で、異なる表現形態で表現された地図が生成されるよう、前記地図データに基づいて表示対象となった範囲の地図を描画するステップと、
    描画された地図を表示するステップとを実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
13. コンピュータによって読み取られ実行されるコンピュータプログラムであって、
    前記コンピュータに、
    地図を表示する対象となる地域を選定するステップと、
    地図データに基づいて、前記地図を表示する対象となる地域が市街地であるか否かを判定するステップと、
    前記地図を表示する対象となる地域が市街地であると判定した場合に、前記地図データに基づいて、地形が経緯度方向のみの二次元の形状を持つ地図である二次元地形表現地図を当該二次元地形表現地図上方の視点から観測した場合に得られる画像を前記地図として描画し、前記地図を表示する対象となる地域が市街地でないと判定した場合に、前記地図データに基づいて、地形が経緯度標高方向の三次元の形状を持つ地図である三次元地形表現地図を当該三次元地形表現地図上方の視点から観測した場合に得られる画像を前記地図として描画するステップと、
    描画された地図を表示するステップとを実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。