JP2014182671A - 3次元地図表示装置、3次元地図表示方法、および、コンピュータプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】端末10は、地図データベース20から、地物を3次元的に表示するための地図データ22と、地物の2次元的な代表点の位置を表す代表点位置データ24と、地物に関する情報を表示するための文字データ26とを取得する送受信部12と、地物を3次元的に描画した地物画像を生成する地物画像生成部14と、地物に関する情報を表す文字の地物画像上への表示を制御する文字表示制御部16と、を備える。文字表示制御部16は、地物画像において、地物の上空に文字を表示するとともに、代表点位置データ24に基づいて、地物の上面において代表点に対応する位置に、文字の影を表す影画像を表示する。
【選択図】図1
Description
本発明の装置は、地物を3次元的に表現する3次元地図を表示する3次元地図表示装置であって、
前記地物を3次元的に表示するための地図データと、前記地物の2次元的な代表点の位置を表す代表点位置データと、前記地物に関する情報を表示するための文字データと、を対応付けて格納した地図データベースから、前記地図データと、前記代表点位置データと、前記文字データと、を取得するデータ取得部と、
前記地図データを用いて、前記地物を3次元的に描画した地物画像を生成する地物画像生成部と、
前記文字データを用いて、前記地物に関する情報を表す文字の前記地物画像上への表示を制御する文字表示制御部と、を備え、
前記文字表示制御部は、
前記地物画像において、前記地物の上空に前記文字を表示するとともに、
前記代表点位置データに基づいて、前記地物の上面において前記代表点に対応する位置に、前記文字の影を表す影画像を表示することを要旨とする。
前記文字表示制御部は、予め用意された前記影画像のテクスチャを表示するようにすることが好ましい。
前記地物は、建物であり、
前記地物画像生成部は、前記建物の高さに依らず、3次元地図上の領域に応じて予め設定された高さで、前記建物を描画するようにしてもよい。
前記文字表示制御部は、さらに、
前記文字データに基づいて、前記影画像とは異なる形状を有する第2の影画像を生成し、
前記地物画像において、前記文字の表示位置に基づいて、前記第2の影画像を表示するようにしてもよい。
また、本発明において、影画像は、3次元地図の全ての領域で表示するものとしてもよいし、比較的視点に近い手前側においてのみ表示するようにしてもよい。透視投影法によって描画された3次元地図の場合、視点から遠方に行くほど地物が小さく表示されることになるため、影画像自体が認識しづらくなり、地物と文字との対応関係を明確にする効果も小さくなる。逆に、影画像を表示することによって、かえって地物形状が把握しづらくなる弊害も生じ得る。比較的視点に近い手前側においてのみ影画像を表示するようにすれば、こうした弊害を回避しつつ、影画像の有用性を十分に活用することが可能となる。
図1は、実施例におけるナビゲーションシステムの概略構成を示す説明図である。ナビゲーションシステムは、サーバ100と、3次元地図表示装置としての機能を有する端末10とを、ネットワークNEで接続して構成されている。この他、本実施例のサーバ100が提供する機能を、端末10に組み込んでスタンドアロンの装置として構成してもよいし、さらに多くのサーバ等を備える分散システムとして構成することもできる。
地図データ22は、経路案内時などに3次元地図を表示するためのデータであり、山、河川、道路、建物などの種々の地物の形状を表すデータである。これらの地物には、その位置を表すための代表点位置データ24が併せて設定されている。代表点は、地物ごとに任意に設定可能な点であるが、例えば、建物については、平面形状の重心位置などを代表点とすることができる。
文字データ26は、地図中に表示される文字を表すデータである。本実施例では、文字を立体的に表現するため、文字に影を付して表示する。従って、文字データ26には、かかる表示を行うための影画像データ28も併せて格納されている。
ネットワークデータ29は、道路をリンクおよびノードの集合で表した経路探索用のデータである。
地図データ22および文字データ26のデータ構造については、後述する。
送受信部101は、ネットワークNEを介して、端末10と種々のコマンドやデータ等の授受を行う。本実施例においては、例えば、経路探索や地図表示に関するコマンド、地図データベース20に格納された各種データなどが授受されることになる。
データベース管理部102は、地図データベース20からのデータの読み出しを制御する。
経路探索部103は、地図データベース20を利用して、ユーザから指定された出発地から目的地までの経路探索を実行する。経路探索には、ダイクストラ法などの周知の方法を適用することができる。
送受信部12は、ネットワークNEを介して、サーバ100と種々のコマンドやデータ等の授受を行う。送受信部12は、地図データベース20から地図表示に必要なデータを取得するデータ取得部としての機能も奏することになる。
データ保持部17は、サーバ100から取得されたデータを一時的に保持する。
位置情報取得部15は、GPS(Global Positioning System)や電磁コンパスなどのセンサによって、端末10の現在位置および方位など、経路探索、経路案内に必要な情報を取得する。
地物画像生成部14は、地図データ22を用いて、透視投影法によって地物を3次元的に描画した地物画像を生成する。文字表示制御部16は、文字データ26を用いて、地物に関する情報を表す文字の地物画像上への表示を制御する。表示制御部13は、地物画像生成部14および文字表示制御部16の動作を制御するとともに、これらによって生成された画像を重畳して、端末10の表示装置30に地図等を表示する。
図2は、地図データベース20の内容を示す説明図である。ここでは、特に地図データ22および文字データ26の構造を例示した。
「名称」は、地物の名称である。
「種別」は、「建物」、「道路」、「交差点」等、地物の種類を表している。
「2次元データ」は、地物の平面的な形状を表すポリゴンデータである。道路などの線状の地物に対しては、ラインデータとして格納してもよい。図の右側に示した「建物」の例では、ハッチングを付した部分の形状データが、2次元データとなる。
「3次元モデル」は、各地物を3次元的に表示するためのポリゴンデータである。
代表点位置データ24は、地物の2次元的な代表点の座標値を表すデータである。代表点は地物ごとに任意に設定可能であるが、本実施例では、代表点は、地物の2次元形状における重心であるものとした。
「属性」とは、地物の種別に応じて、地物の種々の性質を表すデータである。例えば、「道路」であれば、国道、県道などの道路種別や、道路の車線数などが属性に含まれる。また、「建物」であれば、ビル、家屋など建物の種別や、建物の階数または高さなどが属性に含まれる。
「文字ID」は、地物との関係で表示される文字を特定するための識別情報である。後述する通り、文字データ26に格納された各データには、固有の文字IDが付されているため、地物IDにおいて、この文字IDを指定することにより、図中に矢印Aで示したように、地物データに対して文字データを紐づけることができる。
「文字列」は、地物の名称など地図に表示される文字列である。
「表示レベル」は、視点からの距離に応じて文字の表示を制御するためのデータである。3次元地図を表示する場合、ユーザは、視点付近では多くの情報を望むため、多くの文字を表示することが好ましいが、視点から遠方では、重要性の高い文字に絞って表示することが好ましい。このように、視点からの距離に応じて文字の表示/非表示を制御するためのデータを表示レベルと呼ぶ。
「フォント」は、文字を表示する際のフォントの種類を指定するデータである。
「描画プロパティ情報」は、文字を表示する際のフォントサイズや、文字色などを指定するデータである。
「属性」は、「建物」、「交差点」、「駅名」など、文字が表す内容を表している。本実施例では、後述する通り、この属性に応じて、文字の表示態様を変えている。
「表示位置」は、文字を表示する位置である。建物の名称のように、地物に関連する文字については、標示位置として地物IDを格納する。こうすることにより、図中に矢印Bで示したように、文字データに対応する地物を特定することができ、地物の代表点位置に基づいて、文字の表示位置を決定することができる。これに対し、地物に関連しない文字、例えば、交差点名称、交通規制を表す文字などについては、文字を表示する座標値をそのまま格納することができる。
影画像Gsh2は、全ての文字で共通とすることも可能であるが、文字列の長さや、内容を反映した画像とするため、本実施例では、文字列ごとに個別に影画像Gsh2を用意するものとした。
位置表示影画像の有無も、文字の属性に応じて制御される。図示した例では、「交差点名」については、枠囲みの文字の表示態様をとるとともに、位置表示影画像は用いないものと設定されている。また、「駅名」については、吹出し文字の表示態様をとるとともに、位置表示影画像は用いないものと設定されている。もちろん、建物名以外の属性に対して、位置表示影画像を用いる設定としてもよい。その際に用いる位置表示影画像のテクスチャは、建物名用とは異なるテクスチャとしてもよい。
図4は、文字の表示制御の概要を示す説明図である。本実施例では、3次元地図を表示する際の視点位置からの距離に応じて、文字の表示/非表示や文字の表示方向等を切り換えている。図示した例では、視点からの距離が近い手前側から、エリア1、エリア2、エリア3と3つのエリアに区分して、文字の表示制御を行う例を示した。視点から、どの程度の距離を各エリアに割り当てるかは、任意に決定可能である。また、区分するエリアの数も任意に設定可能であり、2つ、または4つ以上のエリアとしてもよい。
以下で説明する表示の制御は、本実施例においては、「建物名」の属性についてのみ適用しているが、他の属性の文字に適用することも可能である。
このように表示レベルは、値が大きいほど、視点からより遠方でも表示される文字、それだけ重要性の高い文字であることを表している。
次に、「○○タワー」のように、エリア2において建物名を表示する際には、縦書きからα度だけ斜めに傾けた状態で表示する。位置表示影画像Gsh1は、エリア1と同様、文字列の直下に表示する。傾ける角度αは、文字の読みやすさなどを踏まえて、任意に設定可能である。
そして、「○○ドーム」のように、エリア3において建物名を表示する際には、横書きで表示する。エリア3のように視点から遠く離れた位置では、地物の上方向の余剰なスペースが狭くなり、縦書きにするには、スペースが不足することがあるからである。また、エリア3では、位置表示影画像Gsh1は表示しない(図中の破線領域G参照)。視点から遠方にあるエリア3では、地物自体が比較的小さく表示されることになるため、位置表示影画像Gsh1を表示したとしても、文字と地物との対応関係は、それほど明確にならないからである。また、このような小さな地物に対して、位置表示影画像Gsh1を表示すると、地物すら認識できなくなるおそれがあるからである。
このように視点から遠方では横書き、視点に近い手前側に来るほど上下方向のスペースを十分に活用した縦書き、というように表示方向を変えることによって、3次元地図の画像内のスペースを有効活用し、文字を見やすく表示することができる。
例えば、図の右側の列に示すように、エリア1では、「ABC PRINCE HOTEL」という文字列を1行で示し、エリア2では、「ABC PRINCE」「HOTEL」というように2行に分けて表示し、エリア3では、「ABC」「PRINCE」「HOTEL」というように3行に分けて表示するのである。このように表示行数を変えることによっても、視点から遠方ほど縦方向の幅が狭く、手前側ほど縦方向の幅を広くとって文字を表示することが可能となる。
表示方向、表示行数の制御は、日本語表記、英文表記で使い分けるようにしてもよいし、いずれか一方のみを使うようにしてもよい。
以下、実施例のナビゲーションシステムで経路探索および経路案内を行う場合の処理を例にとって、実施例における3次元地図の表示制御について説明する。
図5は、経路案内処理のフローチャートである。端末10とサーバ100の処理内容を区別して記載してはいないが、この処理は、両者が連携して実行するものである。
処理を開始すると、ナビゲーションシステムは、出発地、目的地、および表示モードの指示を入力する(ステップS10)。出発地は、現在位置をそのまま用いるものとしてもよい。表示モードとしては、比較的地面に近い運転者の視点からの仰瞰図を表示する表示モード(以下、「ドライバーズビュー」と呼ぶ)、および、高い視点から地物を見下ろした鳥瞰図を表示する表示モード(以下、「バーズビュー」と呼ぶ)が用意されている。
まず、端末10はGPS等のセンサから現在位置を入力し(ステップS14)、3次元地図を表示する際の視点位置、視線方向を決定する(ステップS16)。視線方向は、例えば、現在位置から目的地へ向かう経路上の将来位置を見た方向とすることができる。視点位置は、現在位置から所定距離だけ後ろとすることができ、ドライバーズビューでは比較的地面に近い高さに、バーズビューでは上空から見下ろす高さに設定することができる。いずれの表示モードにおいても、視点の高さ、バーズビューにおける見下ろし角度などをユーザが任意に調整可能としてもよい。
端末10は、ステップS14〜S30までの以上の処理を、目的地に到達するまで(ステップS40)、繰り返し実行する。
図6は、ドライバーズビュー表示処理のフローチャートである。この処理は、経路案内処理(図5)におけるステップS20に相当する処理であり、端末10が実行する処理である。
処理を開始すると、端末10は、視点位置、視線方向を入力し(ステップS100)、地図データベース20から、3次元モデルを読み込む(ステップS102)。そして、端末10は、設定された視点位置、視線方向に基づいて透視投影法によってレンダリングして地物を3次元的に描画した地物画像を生成する(ステップS103)。
次に、端末10は、距離D、表示レベルに基づき、表示対象となる文字データを読み込む(ステップS108)。視点から地物までの距離Dが決まれば、その地物が図4に示したいずれのエリアに属するものであるかを特定することができる。そして、その地物に紐づけられた文字データに設定された表示レベルを参照すれば、その文字の表示/非表示を決定することができる。こうして、表示対象とする文字のみを順次、抽出すればよい。
また、「××交差点」のように、建物名以外の文字については、表示方向の制御の対象外であるから、視点に近いエリアに存在する場合でも、横書きで表示される。
図8、図9は、バーズビュー表示処理のフローチャートである。経路案内処理(図5)におけるステップS30に相当する処理であり、端末10が実行する処理である。
処理を開始すると、端末10は、視点位置および視線方向を入力し(ステップS200)、地図データベース20から、2次元データを読み込む(ステップS202)。バーズビューにおいても、3次元モデルを読込み、透視投影することは可能であるが、本実施例では、地図としての機能を重視し、地物の位置関係が把握しやすい態様での表示を実現するため、敢えて2次元データを用いるものとしている。
そして、端末10は、2次元データを用いて、建物立ち上げ処理を行う(ステップS204)。図中にこの処理の概要を示した。左側に示したのが、建物の2次元データで表されるポリゴンである。端末10は、このポリゴン形状を、高さ方向に所定の高さHだけ平行移動し、図の右側に示すように、3次元形状化するのである。この高さHは、建物の実際の高さとは無関係に、予め設定された値である。すなわち、バーズビューでは、全ての建物を一定の高さHで立体的に表示するのである。かかる表示を実現するため、2次元データからの立ち上げ処理に代えて、予め高さHの3次元モデルを用意しておくものとしてもよい。
高さHは、こうした趣旨に基づき、立体感を付与できる程度の下限値と、かつ、他の道路や建物を隠さない程度の上限値の間で、任意に設定できる。バーズビューの見下ろし角が大きく(鉛直に近く)なるほど、立体感が感じづらくなることを考慮して、バーズビューの見下ろし角が大きくなるほど高さHが大きくなるように変化させてもよい。
こうして建物立ち上げ処理が完了すると、端末10は、透視投影法によってレンダリングを行い、地物を3次元的に描画した地物画像を生成する(ステップS206)。
交差点などのように、地物に紐づけられていない文字の場合、すなわち、文字データ26において表示位置として座標値が与えられている文字の場合(図2参照)には、その表示座標値を、そのまま文字の3次元位置として用いる。「建物名」以外の文字では、位置表示影画像Gsh1の表示は行わないから、これに対する3次元位置は設定する必要はない。
そして、位置表示影画像Gsh1は、本実施例では、この地物の上表面に表示する。従って、その表示位置は、建物代表点位置(LAT,LON,0)の高さ値を、建物立ち上げ処理で用いた高さHだけ増やした値となり、位置表示影画像Gsh1の3次元位置は(LAT,LON,H)と設定される。
さらに、文字については、建物の上空に浮遊しているかのように表示するから、建物の高さHよりもさらにΔHだけ上方の位置が文字の下端となるように設定する。従って、文字3次元位置は(LAT,LON,H+ΔH)と設定される。ΔHは、見栄えを考慮しながら、任意に設定可能である。
これらの文字の表示位置は、対応する建物の上空である。そして、建物の上面には、文字列CH1について示すように、代表点位置の真上の位置Ptに位置表示影画像Gsh1が表示され、立体感を付与するための影画像Gsh2も表示される。
建物名以外の文字、例えば、駅名については、文字列CH2に示すように、建物名とは異なり、吹出しの枠囲みとした表示態様で表示される(図2参照)。建物名以外の属性では、位置表示影画像Gsh1は表示しないが、影画像S2のように、立体感を付すための影画像は表示される。
以上、本発明のいくつかの実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態になんら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様での実施が可能である。例えば、以下のような変形が可能である。
変形例の処理では、端末10は、実施例と同様、視点位置、視線方向を入力し(ステップS300)、2次元データの読込、および建物立ち上げ処理を行う(ステップS302)。
そして、視点からの距離および表示レベルに基づき、表示対象となる文字を抽出し、各文字の表示態様を決定する(ステップS304)。この処理によって、「建物名」を表す文字のうち、位置表示影画像Gsh1を表示すべきものが特定されることになる。
そして、変形例においては、端末10は、位置表示影画像Gsh1のテクスチャを、建物の上面に貼り付ける(ステップS306)。図中にこの処理概要を示した。位置表示影画像Gsh1のテクスチャは、実施例と同様、文字データ26において格納されている(図2参照)。変形例では、このテクスチャを、3次元空間において、建物立ち上げ処理によって生成された建物の3次元ポリゴンの上面に貼り付けるのである。テクスチャの貼り付け位置は、実施例と同様、建物代表点位置(LAT,LON,0)の直上とした。すなわち、テクスチャ位置を(LAT,LON,H)とし、ここにテクスチャ画像の重心が一致するように貼り付けるのである。
ステップS308の処理以降は、実施例と同様(図9)、文字および影画像Gsh2の表示位置を設定し、地物画像に重畳して表示すればよい(図9のステップS212〜S218)。ただし、変形例では、これらの処理において、位置表示影画像Gsh1に対する処理は、省略することができる。
かかる方法によっても、実施例と同様の3次元地図表示を実現することができる。
また、本実施例では、ナビゲーションシステムとしての例を示したが、経路探索・経路案内機能とは無関係に、3次元地図を表示するための装置として構成することも可能である。
11…コマンド入力部
12…送受信部
13…表示制御部
14…地物画像生成部
15…位置情報取得部
16…文字表示制御部
17…データ保持部
20…地図データベース
22…地図データ
24…代表点位置データ
26…文字データ
28…影画像データ
29…ネットワークデータ
30…表示装置
100…サーバ
101…送受信部
102…データベース管理部
103…経路探索部
NE…ネットワーク
Gsh1…位置表示影画像
Gsh2…影画像
Claims (6)
- 地物を3次元的に表現する3次元地図を表示する3次元地図表示装置であって、
前記地物を3次元的に表示するための地図データと、前記地物の2次元的な代表点の位置を表す代表点位置データと、前記地物に関する情報を表示するための文字データと、を対応付けて格納した地図データベースから、前記地図データと、前記代表点位置データと、前記文字データと、を取得するデータ取得部と、
前記地図データを用いて、前記地物を3次元的に描画した地物画像を生成する地物画像生成部と、
前記文字データを用いて、前記地物に関する情報を表す文字の前記地物画像上への表示を制御する文字表示制御部と、を備え、
前記文字表示制御部は、
前記地物画像において、前記地物の上空に前記文字を表示するとともに、
前記代表点位置データに基づいて、前記地物の上面において前記代表点に対応する位置に、前記文字の影を表す影画像を表示する、
3次元地図表示装置。 - 請求項1記載の3次元地図表示装置であって、
前記文字表示制御部は、予め用意された前記影画像のテクスチャを表示する、
3次元地図表示装置。 - 請求項1または2記載の3次元地図表示装置であって、
前記地物は、建物であり、
前記地物画像生成部は、前記建物の高さに依らず、3次元地図上の領域に応じて予め設定された高さで、前記建物を描画する、
3次元地図表示装置。 - 請求項1ないし3のいずれかに記載の3次元地図表示装置であって、
前記文字表示制御部は、さらに、
前記文字データに基づいて、前記文字の第2の影を表す第2の影画像であって、前記影画像とは異なる形状を有する第2の影画像を生成し、
前記地物画像において、前記文字の表示位置に基づいて定められた位置であって、前記影画像の表示位置とは異なる位置に、前記第2の影画像を表示する、
3次元地図表示装置。 - コンピュータによって、地物を3次元的に表現する3次元地図を表示する3次元地図表示方法であって、
前記コンピュータが、前記地物を3次元的に表示するための地図データと、前記地物の2次元的な代表点の位置を表す代表点位置データと、前記地物に関する情報を表示するため文字データと、を対応付けて格納した地図データベースから、前記地図データと、前記代表点位置データと、前記文字データと、を取得するデータ取得工程と、
前記コンピュータが、前記地図データを用いて、前記地物を3次元的に描画した地物画像を生成する地物画像生成工程と、
前記コンピュータが、前記文字データを用いて、前記地物に関する情報を表す文字の前記地物画像上への表示を制御する文字表示制御工程と、を備え、
前記文字表示制御工程は、
前記地物画像において、前記地物の上空に前記文字を表示するとともに、
前記代表点位置データに基づいて、前記地物の上面において前記代表点に対応する位置に、前記文字の影を表す影画像を表示する影画像表示工程を含む、
3次元地図表示方法。 - コンピュータによって、地物を3次元的に表現する3次元地図を表示するためのコンピュータプログラムであって、
前記地物を3次元的に表示するための地図データと、前記地物の2次元的な代表点の位置を表す代表点位置データと、前記地物に関する情報を表示するための文字データと、を対応付けて格納した地図データベースから、前記地図データと、前記代表点位置データと、前記文字データと、を取得するデータ取得機能と、
前記地図データを用いて、前記地物を3次元的に描画した地物画像を生成する地物画像生成機能と、
前記文字データを用いて、前記地物に関する情報を表す文字の前記地物画像上への表示を制御する文字表示制御機能と、
をコンピュータに実現させるためのコンピュータプログラムであり、
前記文字表示制御機能は、
前記地物画像において、前記地物の上空に前記文字を表示するとともに、
前記代表点位置データに基づいて、前記地物の上面において前記代表点に対応する位置に、前記文字の影を表す影画像を表示する影画像表示機能を含む、
コンピュータプログラム。
Priority Applications (2)
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