JP2859568B2

JP2859568B2 - 地図処理装置及び地図表示方法

Info

Publication number: JP2859568B2
Application number: JP23213295A
Authority: JP
Inventors: 道裕清水
Original assignee: Hitachi Software Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Software Engineering Co Ltd
Priority date: 1995-09-11
Filing date: 1995-09-11
Publication date: 1999-02-17
Anticipated expiration: 2015-09-11
Also published as: JPH0981031A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地図の可視画像を表示
装置画面に表示する地図処理装置に係わり、特に地図を
斜め上方から見た状態で表示する場合に用いて好適な地
図処理装置および地図報じ方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】地図を斜め上方から見た状態で表示する
場合、例えば特開平２−２６７５８３号公報に示されて
いるように、地図上にある道路等の図形の各座標点に対
して、視点及び注視点とから得られる座標変換を施し、
表示位置及び表示形状を決定するという方法が従来から
実施されている。

【０００３】この方法によれば、例えば図１５に示すよ
うに道路１２１や家枠１２２だけでなく、地図上の施設
等を表すシンボル１２３、１２４等に対しても同様な座
標変換が施される。

【０００４】このため、図１６に示す座標変換結果の表
示例におけるシンボル１３３や１３４のように、シンボ
ル形状が変形されて表示されるため誤認され易い、ま
た、視点及び注視点の位置によっては、シンボル自体が
画面上でつぶれて認識できないといった問題が発生す
る。

【０００５】この問題を解決する方法として、図１７に
示すように、シンボルの形状をデバイス座標系で表示す
る方法が考えられるが、この方法によれば、シンボル１
４３、１４４等の形状や大きさは、常に画面上で一定と
なる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法で
は、道路や家枠等が透視変換されているのに対して、シ
ンボルの大きさが一定であるため、視点から遠方にあ
る、すなわち画面上方にあるシンボルが必要以上に大き
く表示される。また、道路や家枠等が三次元的に表現さ
れているのに対して、シンボルが二次元的に表現されて
いるため、シンボルの配置位置を正確に把握しずらいと
いった問題がある。

【０００７】シンボルの視認性が失われるという問題
は、シンボルを三次元的に見せる表示方法を用いた場合
にも存在する。例えば、図１８のシンボル１５３や１５
４のように、地図上のシンボルの配置位置にシンボルを
３次元的に表現する仮想的な「旗」を立て、「旗」の中
にシンボルの形状を表示する表示方法が考えられる。

【０００８】しかし、地図を記述した地図座標系のＸＹ
平面に垂直に「旗」を立て、この「旗」に対しても道路
や家枠と同様の座標変換を施した結果、「旗」の地図座
標系での位置と角度は厳密に表現されるが、「旗」の立
つ方向が画面上で一定でなく、また、「旗」の面が視線
方向に対して斜めになるため、シンボルの視認性が失わ
れてしまう。

【０００９】本発明の目的は、上記の問題を解決し、地
図を透視変換して表示したときに、視点及び注視点の位
置に影響されず、地図上の各種シンボルの位置及び形状
の視認性を保つことができる地図処理装置および地図表
示方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、地図座標系
から視点座標系へ座標変換を行う第１の座標変換手段
と、視点座標系での透視変換を行う第２の座標変換手段
とを設け、さらに、両者の間に視点座標系において、３
次元表示する目印を地図上に生成させる３次元シンボル
生成手段を設けることによって達成することができる。

【００１１】

【作用】上記手段によれば、例えば、表示手段に表示さ
れた地図に対して、外部から所望の透視変換指令を与え
ると、座標変換手段は表示された地図を指令された視点
及び注視点に従い、透視変換した状態で表示させる。

【００１２】この際、道路や家枠等に対しては第１の座
標変換手段により視点座標系に変換した後、第２の座標
変換手段により透視変換を行う。

【００１３】一方、シンボルについては、シンボルの配
置位置を第１の座標変換手段により視点座標系に変換し
た後、視点座標系のＸＺ平面に垂直で、ＸＹ平面に平行
になるように「旗」を生成させ、この「旗」上にシンボ
ルの形状を展開する。そして、これらに対して第２の座
標変換手段により透視変換を行う。

【００１４】これによって、指定された視点及び注視点
の座標に従ってその都度シンボルの表示形状が決定さ
れ、表示手段に表示される。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて具体
的に説明する。

【００１６】図１は、本発明の一実施例を示す地図処理
システムの全体構成図である。

【００１７】本システムは、地図データを格納するため
の外部記憶装置１０と、地図を表示するためのグラフィ
ックディスプレイ２０と、画面上のメニューなどを指示
するためのマウス（ポインティングデバイス）３０と、
視点や注視点の座標値等を入力するためのキーボード４
０と、地図の表示処理を実行するための処理装置５０
と、地図の表示処理に必要な各種データを一時的に保持
しておくためのメモリ６０とで構成される。

【００１８】図２は、外部記憶装置１０内に格納されて
いるデータの概要を示すものであり、地図データ１０
０、シンボル定義データ１１０から成っている。

【００１９】地図データ１００は、地図を構成する線分
データ、折線データ、面データ、文字データ、シンボル
データなどがそれぞれのレコード形式で格納されてい
る。

【００２０】なお、これらの地図データは道路、家枠や
施設種別毎にレイヤ単位で格納されていてもよい。

【００２１】シンボル定義データ１１０は、各シンボル
種別に対応したシンボルの名称と形状定義とから成って
いる。

【００２２】図３は、地図データ内の各レコードの概要
を示すものである。

【００２３】図３（ａ）に示す線分レコードは、地図上
の各図形に対してシステムで一意に付与される要素番号
３００と、線分を表す図形ＩＤ３０１、線分の始点座標
３０２、終点座標３０３から成っている。

【００２４】同図（ｂ）に示す折線レコードは、要素番
号３０４と、折線を表す図形ＩＤ３０５、構成点数３０
６、構成点数分の座標データ（３０７〜３０９）から成
っている。

【００２５】同図（ｃ）に示す面レコードは、要素番号
３１０と、面を表す図形ＩＤ３１１、構成点数３１２、
構成点数分の座標データ（３１３〜３１５）から成って
いる。

【００２６】また、同図（ｄ）に示す文字レコードは、
要素番号３１６と、文字を表す図形ＩＤ３１７、文字を
配置する基準点座標３１８、文字数３１９、文字数分の
文字コード（３２０〜３２２）から成っている。

【００２７】さらに、同図（ｅ）に示すシンボルレコー
ドは、要素番号３２３と、シンボルを表す図形ＩＤ３２
４、シンボルを配置する基準点座標３２５、シンボル名
称３２６から成っている。

【００２８】図４は、シンボル定義データ中のシンボル
定義レコードの概要を示すものであり、シンボル名称４
００と、シンボルの形状種別４０１、シンボルの表示色
４０２とから成っている。なお、本実施例では、シンボ
ルの形状は四角形、三角形、円の３種類とする。

【００２９】図５は、地図の表示処理において、図３及
び図４の形式の各レコードの内容と、別途指示された視
点及び注視点の座標とから、地図データを画面上に表示
する処理のフローチャートである。

【００３０】まず、指示された視点及び注視点の座標か
ら、地図座標系から視点座標系へ座標変換を行うための
変換マトリクスＭ１と、視点座標系での透視変換を行う
ための変換マトリクスＭ２を求める（ステップ５００、
５０１）。

【００３１】視点座標を（Ｘf,Ｙf,Ｚf）、注視点座標
を（Ｘa,Ｙa,Ｚa）とすると、変換マトリクスＭ１とＭ
２は、『コンピュータディスプレイによる図形処理工
学』（山口富士夫著、日刊工業新聞社）に示されている
ように、図６に示すような同次座標による表現で表すこ
とができる。

【００３２】図６において、

【００３３】

【数１】

【００３４】

【数２】

【００３５】すなわち、地図座標系での座標（ｘ，ｙ，
ｚ）を視点座標系に変換した座標（ｘe，ｙe，ｚe）
は、

【００３６】

【数３】［ｘｙｚ１］Ｍ１＝［ｘe ｙe ｚe １］ ……（３）の変換式によって求められる。

【００３７】さらに、視点座標系での座標（ｘe，ｙe，
ｚe）に対して透視変換を施した座標（ｚe*，ｙe*，ｚe
*）は、

【００３８】

【数４】［ｘe ｙe ｚe １］Ｍ２＝［Ｘe* Ｙe* Ｚe* ｗe*］、ｘe*＝Ｘe*／ｗe*、ｙe*＝Ｙe*／ｗe*、ｚe*＝Ｚe*／ｗe* ……（４）によって求められる。

【００３９】ここで、Ｍ１及びＭ２は図６に示したマト
リクスであり、ステップ５００ではＭ１、ステップ５０
１ではＭ２の各成分の値をそれぞれ計算し、それぞれ図
１のメモリ上の配列に格納しておく。

【００４０】次に、地図データ中のレコードを１レコー
ド取り出す（ステップ５０２）。

【００４１】取り出したレコードが線分レコードの場合
には、始点座標及び終点座標に対して変換マトリクスＭ
１を作用させ、視点座標系の座標に変換した後、変換マ
トリクスＭ２を作用させる（ステップ５０３、５０
４）。この結果得られた座標値が透視変換後の線分の始
終点座標となる。

【００４２】折線レコードに対しては、各構成点の座標
に対して変換マトリクスＭ１を作用させた後、変換マト
リクスＭ２を作用させる（ステップ５０５、５０６）。

【００４３】面レコードに対しては、各構成点の座標に
対して変換マトリクスＭ１を作用させた後、変換マトリ
クスＭ２を作用させる（ステップ５０７、５０８）。

【００４４】文字レコードに対しては、基準点座標に対
して変換マトリクスＭ１を作用させた後、変換マトリク
スＭ２を作用させる（ステップ５０９、５１０）。

【００４５】シンボルレコードに対しては、基準点座標
に対して変換マトリクスＭ１を作用させ、視点座標系に
おいて「旗」の生成処理を行った後、この結果得られた
各座標点に対して変換マトリクスＭ２を作用させる（ス
テップ５１１、５１２、５１３、５１４）。

【００４６】最後に、以上の処理で求められた座標値を
用いて各図形や文字を画面に描画する（ステップ５１
５）。地図データの終了であれば、処理を終了する（ス
テップ５１６）。

【００４７】図７は、視点座標系に「旗」及びシンボル
を生成させる処理（図５のステップ５１３）の詳細を示
すフローチャートである。

【００４８】まず、図５のステップ５１２の結果求めら
れた視点座標系におけるシンボルの基準点をＰ０とする
（ステップ７００）。

【００４９】次に、図８に示すように、視点座標系のＸ
Ｚ平面に垂直で、ＸＹ平面に平行な状態に「旗」が立つ
ように、図の点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４を求める（ステ
ップ７０１）。なお、「旗」の高さや大きさは視点座標
系で一定になるように適当に決めておけばよい。

【００５０】いま、Ｐ０の座標を（ｘe0, Ｙe0, ｚe
0）、「旗」の高さ（Ｐ０Ｐ１の長さ）をｈ、「旗」の
大きさ（Ｐ１Ｐ２及びＰ２Ｐ３の長さ）をｓとすると、
点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の座標は、

【００５１】

【数５】Ｐ１：（ｘe1, Ｙe1, ｚe1）＝（ｘe0, Ｙe0＋ｈ, ｚe0）Ｐ２：（ｘe2, Ｙe2, ｚe2）＝（ｘe0＋ｓ, Ｙe0＋ｈ, ｚe0）Ｐ３：（ｘe3, Ｙe3, ｚe3）＝（ｘe0＋ｓ, Ｙe0＋ｈ−ｓ, ｚe0）Ｐ４：（ｘe4, Ｙe4, ｚe4）＝（ｘe0, Ｙe0＋ｈ−ｓ, ｚe0） ……（５）で求められる。

【００５２】ステップ７０１ではこれらの座標値を計算
し、線分Ｐ０Ｐ１及び四角形Ｐ１Ｐ２Ｐ３Ｐ４のデータ
を作成して、メモリ６０上に格納する。

【００５３】更に、シンボルレコード中に格納されてい
るシンボル名称に対応するシンボル定義レコードを取り
出し（ステップ７０２）、シンボルの形状種別に応じ
て、図９〜図１１に示すとおり、点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，
Ｐ４で囲まれる矩形内にその形状が収まるように、視点
座標系の座標点を決定する（ステップ７０３〜７０
８）。

【００５４】例えば、四角形の頂点Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、
Ｑ４を、Ｑ１：（ｘe1＋ｓ／１０, Ｙe1−ｓ／１０, ｚe0) Ｑ２：（ｘe2−ｓ／１０, Ｙe2−ｓ／１０, ｚe0) Ｑ３：（ｘe3−ｓ／１０, Ｙe3＋ｓ／１０, ｚe0) Ｑ４：（ｘe4＋ｓ／１０, Ｙe4＋ｓ／１０, ｚe0) のように決定し、四角形Ｑ１Ｑ２Ｑ３Ｑ４のデータをメ
モリ６０上に格納する。

【００５５】最終的に、これらの視点座標系の座標Ｐ１
〜Ｐ４、Ｑ１〜Ｑ４が図５のステップ５１４によって透
視変換された後、ステップ５１５によって「旗」の形状
が表示手段に表示される。

【００５６】図１２は、本実施例によって透視変換表示
した例を示すものである。図の１６３や１６４のよう
に、シンボルを表示するための「旗」は、視点座標系の
ＸＺ平面に垂直になるように生成した結果、常に画面上
で垂直方向を向いている。また、「旗」の面は、視点座
標系のＸＹ平面に平行になるように生成した結果、常に
正面を向いている。また、「旗」の大きさは透視変換に
よって遠くへ行くほど小さく表示されている。更に、こ
れらの性質は視点の方向に依らず、どの方向から見ても
保たれる（図１３）。

【００５７】このように、本実施例の表示方法によれ
ば、透視変換された地図上においても、シンボルの位置
と形状を正確に表現でき、誤認を防止できると共に、三
次元的な臨場感のある画像として表示することができ
る。

【００５８】なお、上記実施例では、シンボルの表示方
法として「旗」を用いた例を示したが、シンボルの配置
位置を特定でき、シンボル形状をその内部に表示できる
ものであれば、「吹き出し」など他の形状でも構わない
（図１４の１８１）。

【００５９】更に、シンボルの種類としては、四角形・
三角形・円以外の形状でもよく、また、文字についても
同様な表示方法を取ることが可能である（図１４の１８
２、１８３）。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
地図座標系から視点座標系への座標変換手段と、視点座
標系における透視変換手段と、視点座標系における
「旗」生成手段とにより、指定された視点と注視点に従
い表示手段に表示された地図上に、視点及び注視点の位
置に影響されず、地図上の各種シンボルの位置及び形状
の視認性を保ちならがシンボル表示用の「旗」とシンボ
ル形状を表示することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す全体構成図である。

【図２】外部記憶装置内にあるデータの概要構成図であ
る。

【図３】地図データ内の各レコードの概要構成図であ
る。

【図４】シンボル定義データ内のシンボル定義レコード
の概要構成図である。

【図５】地図表示処理のフローチャートである。

【図６】地図座標系から視点座標系への座標変換の概要
を示す説明図である。

【図７】「旗」生成処理のフローチャートである。

【図８】視点座標系おける「旗」の形状を示す説明図で
ある。

【図９】「旗」内に収められた四角形シンボルを示す説
明図である。

【図１０】「旗」内に収められた三角形シンボルを示す
説明図である。

【図１１】「旗」内に収められた円形シンボルを示す説
明図である。

【図１２】本発明による地図の表示例を示す説明図であ
る。

【図１３】本発明による地図の表示例を示す説明図であ
る。

【図１４】本発明による地図の表示例を示す説明図であ
る。

【図１５】地図を真上から見た表示例を示す説明図であ
る。

【図１６】従来方法による地図の表示例を示す説明図で
ある。

【図１７】従来方法による地図の表示例を示す説明図で
ある。

【図１８】地図座標系に「旗」を立てた場合の表示例を
示す説明図である。

【符号の説明】

１０…外部記憶装置、２０…グラフィックディスプレ
イ、３０…マウス、４０…キーボード、５０…処理装置
５０、６０…メモリ。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G09B 29/00 G06T 1/00 G06T 15/20

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】所望の地図データを記憶した第１の記憶
手段と、前記地図データに対応した地図を表示する表示
手段とを有する地図処理装置において、外部から指示される座標変換表示指令により、前記表示
手段に表示されている地図上にある道路や家枠などの図
形の各座標点に対し、視点及び注視点座標をもとに地図
座標系から視点座標系へ座標変換を行う第１の座標変換
手段と、前記表示された地図を前記視点及び注視点座標に従い、
透視変換する第２の座標変換処理手段と、前記地図上に配置するシンボルの形状を定義したシンボ
ル定義データを記憶した第２の記憶手段と、シンボル形状を前記表示手段に表示するための３次元表
示する目印を地図上に生成させる３次元シンボル生成手
段とを備えることを特徴とする地図処理装置。
【請求項２】所望の地図データを記憶した第１の記憶
手段と、前記地図データに対応した地図を表示する表示
手段とを有する地図処理装置において、外部から指定される透視変換表示指令に対し、前記表示
手段に表示された地図を該透視変換表示指令で指定され
た視点及び注視点座標に従い、透視変換し、前記地図上
に配置するシンボルの形状を定義したシンボル定義デー
タを記憶し、該記憶されたシンボル定義データから地図
上にシンボル形状を３次元的に生成し、表示することを
特徴とする地図表示方法。