JP3376781B2 - 鳥瞰図表示ナビゲーションシステム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ナビゲーションシ
ステムに関し、特に、鳥瞰図画像を画面横方向に圧縮ま
たは伸張して表示することができる鳥瞰図表示ナビゲー
ションシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の鳥瞰図表示ナビゲーションシステ
ムとしては、例えば図７に示すようなものが知られてい
る。

【０００３】このシステムは、地図情報を格納する外部
記憶部１０１と、地図上の表示領域を決定するための基
準となる基準点を決定する表示基準点決定部１０２と、
画面全体の表示縮尺を決定する表示縮尺決定部１０３
と、鳥瞰図表示に必要な所定の演算処理を行う演算処理
部１０４と、地図画像を表示する画像表示部１０５から
構成される。さらに、演算処理部１０４は、表示基準点
決定部１０２および表示縮尺決定手部１０３の出力に従
い表示対象となる地図上の領域や透視投影変換に必要な
座標変換式を決定する表示領域等決定部１０６と、決定
された表示領域に基づいて表示に必要な地図情報を外部
記憶部１０１から選択して読み込むデータアクセス部１
０７と、読み込まれた地図データを保持しておく内部記
憶部１０８と、保持された地図データに対して透視投影
変換を施す地図データ座標変換部１０９と、変換後の地
図データを画像表示部１０５に出力する画像データ出力
部１１０とから構成される。

【０００４】次に、従来の鳥瞰図表示ナビゲーションシ
ステムの動作を説明する。

【０００５】一般に、鳥瞰図表示ナビゲーションシステ
ムでは、まず、表示領域等決定部１０６は表示対象とな
る地図平面上領域を決定し、透視投影変換に必要な座標
変換式を算出する。

【０００６】一般に、鳥瞰図表示においては表示対象領
域は図８に示すような台形領域（イ）となる。表示対象
となる地図平面上の領域を決定することは、この台形の
位置・大きさを決定することである。位置については、
表示基準点決定部１０２が自車両の現在位置や利用者の
操作により呼び出された登録地点などを出力する。この
点を表示基準点（ロ）と呼び、表示領域等決定部１０６
はこれが画面上の所定の位置として、例えば図８の点
（０，−ｙｃ）に表示されるように台形の位置を決定す
る。また、方向については、表示基準点決定部１０２が
自車両の現在の進行方向や利用者が入力した所望の方向
を視線の方位角として出力し、表示領域等決定部１０６
はこれが台形の対称軸と一致するように台形の方向を定
める。

【０００７】さらに、大きさについては、表示縮尺決定
部１０３の決定する縮尺値に応じて、図９に示すよう
に、表示領域等決定部１０６が台形領域を表示基準点
（イ）を中心に相似変換することにより定められる。

【０００８】以上のようにして、台形の位置・方向・大
きさが決定すれば視点（ロ）座標も定まるので、表示領
域等決定部１０６は図９に示すような透視投影法に基づ
いて座標変換式を決定する。なお、ここでは簡単のため
俯角（ハ）や視野角（ニ）は固定値としたが、これらの
パラメータは台形の形状より決定することができる。

【０００９】次に、データアクセス部１０７が決定され
た表示対象領域に基づいて必要な地図情報を外部記憶部
１０１から読み込み内部記憶部１０８に記憶する。ここ
で、既に、必要な情報の一部または全部が内部記憶部１
０８に記憶されている場合には、重複分を改めて読み込
む必要はない。

【００１０】さらに、地図データ座標変換部１０９は、
内部記憶部１０８に保存されている地図データに対して
先に求めた座標変換式により透視投影変換を施す。な
お、透視投影変換の詳細についてはここでは省略する。
次に、変換された個々の地図データ対して画像データ出
力部１１０は必要に応じてクリッピング等の処理を行
い、画像表示部１０５に出力する。最後に、表示手続き
を終了するか否かを判断し、終了しない場合には、再び
動作の始めに戻って同様の動作を繰り返すというもので
ある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の鳥瞰図表示ナビゲーションシステムにあって
は、表示縮尺の切り替えを行う場合、画面全体の縮尺を
相似関係を保ったまま一様に変更するような構成になっ
ていたので、特に、表示対象領域を拡大して広域を表示
するときには、図１０に示すように、元々圧縮されて表
示されている遠方の表示がさらに圧縮されてしまう。こ
のため遠方情報の視認性が悪なり、実用上の表示情報量
が増えてないにもかかわらず、座標変換計算の対象とな
る地図データの量は増大してしまうという問題点があっ
た。

【００１２】本発明は上記に鑑みてなされたもので、そ
の目的は、鳥瞰図画像を画面横方向に圧縮または伸張し
て表示することができる鳥瞰図表示ナビゲーションシス
テムを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記課題を解決するため、地図情報を格納する外部記憶
手段と、地図上の表示領域を決定するための基準となる
基準点を決定する表示基準点決定手段と、画面横方向の
圧縮・伸張率を決定する横圧縮率決定手段と、鳥瞰図表
示に必要な所定の演算処理を行う演算処理手段と、地図
画像を表示する画像表示手段とを有する鳥瞰図表示ナビ
ゲーションシステムにおいて、前記演算処理手段は、拡
大又は縮小されていない台形の表示対象領域の位置を前
記表示基準点決定手段にて決定された基準点に従って設
定し、前記横圧縮率決定手段にて決定された横圧縮率に
応じて台形の表示対象領域の対称軸を中心として画面横
方向に拡大又は縮小して表示対象領域を決定し、決定し
た表示対象領域の横座標のみを前記横圧縮率に応じて拡
大又は縮小する座標変換式を決定する表示領域等決定手
段と、前記表示対象領域に基づいて表示に必要な地図情
報を前記外部記憶手段から選択して読み込むデータアク
セス手段と、読み込まれた地図データを保持しておく内
部記憶手段と、内部記憶手段に保持された地図データに
対して前記表示領域等決定手段が決定した座標変換式に
基づいて座標変換を施す地図データ座標変換手段と、変
換後の地図データを前記画像表示手段に出力する画像デ
ータ出力手段と、を有することを要旨とする。

【００１４】請求項１記載の発明にあっては、拡大又は
縮小されていない台形の表示対象領域の位置を表示基準
点決定手段にて決定された基準点に従って設定し、横圧
縮率決定手段にて決定された横圧縮率に応じて台形の表
示対象領域の対称軸を中心として画面横方向に拡大又は
縮小して表示対象領域を決定し、決定した表示対象領域
の横座標のみを横圧縮率に応じて拡大又は縮小する座標
変換式を決定し、表示対象領域に基づいて表示に必要な
地図情報を外部記憶手段から選択して読み込み、読み込
まれた地図データを保持しておき、保持された地図デー
タに対して決定された座標変換式に基づいて座標変換を
施し、変換後の地図データを画像表示手段に出力するこ
とで、画面の奥行き方向の縮尺を一定に保ったまま横方
向を圧縮・伸張した鳥瞰図地図表示が可能になり、実用
上有効な情報量に見合った計算量で広域画面や詳細画面
を作成して表示することができる。

【００１５】請求項２記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記横圧縮率決定手段は、入力された縮尺変更
指示に基づいて画面横方向の圧縮・伸張率を決定し、前
記表示領域等決定手段に出力することを要旨とする。

【００１６】請求項２記載の発明にあっては、横圧縮率
決定手段をユーザが入力した縮尺変更指示に基づいて画
面横方向の圧縮・伸張率を決定し、前記表示領域等決定
手段に出力することで、ユーザが用途に応じて必要な詳
細度の鳥瞰図を表示画面を選択することができる。

【００１７】請求項３記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記横圧縮率決定手段は、自車両の移動速度に
応じて自動的に画面横方向の圧縮・伸張率を決定し、前
記表示領域等決定手段にすることを要旨とする。

【００１８】請求項３記載の発明にあっては、横圧縮率
決定手段を自車両の移動速度に応じて自動的に画面横方
向の圧縮・伸張率を決定し、表示領域等決定手段に出力
することで、例えば高速走行時には広域表示、低速走行
時には詳細表示となるような自動的に表示画面を切り替
えていく、走行速度に応じた画像情報を利用者に提供す
ることができる。

【００１９】請求項４記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記横圧縮率決定手段は、自車両が現在走行し
ている路線の属性に応じて自動的に画面横方向の圧縮・
伸張率を決定し、前記表示領域等決定手段に出力するこ
とを要旨とする。

【００２０】請求項４記載の発明にあっては、横圧縮率
決定手段を自車両が現在走行している路線の属性に応じ
て自動的に画面横方向の圧縮・伸張率を決定し、表示領
域等決定手段に出力することで、例えば主要道走行時に
は広域表示、細街路走行時には詳細表示、あるいは、例
えば各路線の法定速度にしたがって高速路走行時には広
域表示、低速路走行時には詳細表示となるように自動的
に表示画面を切り替えて、走行環境に応じた画像情報を
利用者に提供することができる。

【００２１】

【発明の実態の形態】以下、本発明を図面を用いて説明
する。図１は、本発明の実施の形態に係る鳥瞰図表示ナ
ビゲーションシステムを示す図である。同図に示すよう
に、鳥瞰図表示ナビゲーションシステムは、地図情報を
格納する外部記憶部１と、地図上の表示基準点を決定す
る表示基準点決定部２と、画面横方向の圧縮・伸張率を
決定する横圧縮率決定部３と、鳥瞰図表示に必要な所定
の演算処理を行う演算処理部４と、地図画像を表示する
画像表示部５とから構成される。

【００２２】ここで、横圧縮率決定部３は、ユーザから
入力される縮尺更指示に基づいて圧縮率を決定するため
のスイッチ等の操作入力装置や、自車両の移動速度に応
じて例えば高速移動時には高圧縮率、低速移動時には、
定圧縮率というように自動的に値を決定するための車速
計測装置や、自車両が現在走行している路線の種別や法
定速度などの属性に応じて、例えば主要幹線道路や高速
路を走行している時には高圧縮率、細街路・過密路や低
速路を走行している時には低圧縮率というように自動的
に縮尺値を決定するための演算装置であってもよい。こ
の場合には、表示基準点決定部２から出力される自車両
位置情報と後述する内部記憶部８に保持された道路情報
とを照合して、現在走行中の路線の属性を決定する演算
処理を行うため、この横圧縮率決定部３は演算処理部４
の内部に含まれる構成としてもよい。

【００２３】さらに、演算処理部４は、前記表示基準点
決定部２および前記横圧縮率決定部３の出力に基づいて
表示対象となる地図上の領域や鳥瞰図画面作成に必要な
座標変換式を決定する表示領域決定部６と、表示対象領
域に基づいて表示に必要な地図情報を前記外部記憶部１
から選択して読み込むデータアクセス部７と、読み込ま
れた地図データを保持しておく内部記憶部８と、前記内
部記憶部８に保持された地図データに対して前記表示領
域等決定部６が座標変換式に基づいて座標変換を施す地
図データ座標変換部９と、変換後地図データを前記画像
表示部５に出力する画像データ出力部１０とから構成さ
れる。

【００２４】次に、図２に示すフローチャートを用いて
鳥瞰図表示ナビゲーションシステムの動作を説明する。
ナビゲーションシステムの地図表示は、図２に示すよう
な一連の手続の繰り返しにより実行される。まず、ステ
ップＳ１０では、表示領域等決定部６は、表示対象とな
る地図平面上領域を決定し、透視投影変換に必要な座標
変換式を算出する。

【００２５】一般に、鳥瞰図表示においては表示対象領
域は図３に示すような台形領域（イ）となる。表示対象
となる地図平面上の領域を決定することは、即ち、この
台形の位置・大きさを決定することである。位置につい
ては、表示基準点決定部２が自車両の現在位置や利用者
の操作により呼び出された登録地点などを出力する。こ
の点を表示基準点（ロ）と呼び、表示領域等決定部６は
これが画面上の所定の位置として、例えば図３の点
（０，−ｙｃ）に表示されるように台形の位置を決定す
る。また、方向については、表示基準点決定部２が自車
両の現在の進行方向や利用者が入力した所望の方向を視
線（ハ）の方位角（ニ）として出力し、表示領域等決定
部６はこれが台形の対称軸と一致するように台形の方向
を定める。

【００２６】このように、圧縮率１の場合の台形領域を
定めた後、台形の大きさを決定する。即ち、横圧縮率決
定部３の出力する圧縮率Ｎに対して、図４に示すよう
に、圧縮率Ｎ＝１の台形領域（イ）を対象軸を中心とし
て横方向にＮ倍に拡大または縮小する。ここでは、圧縮
率Ｎは１より大きい値であっても小さい値であってもよ
く、圧縮率Ｎ＞１の場合は拡大、圧縮率Ｎ＜１の場合は
縮小になる。なお、図４には、圧縮率Ｎ＝３で台形領域
（ロ）を拡大した例を示す。

【００２７】さらに、座標変換式の決定においては、透
視投影法（Perspective)による座標変換によって求めら
れた２次元画面座標に対して、その横座標のみを１／Ｎ
に圧縮（Ｎ＜１の場合は伸張）するように変換式を定め
る。即ち、地図データ中の地図座標を（ｘｍ，ｙｍ，ｚ
ｍ）、これに対応する画面上の点の座標（ｘｓ，ｙｘ）
とすると圧縮率１の場合の透視投影変換式

【数１】

【数２】 に対し、一般の圧縮率Ｎについて

【数３】

【数４】 と定める。

【００２８】次に、図２に示すフローチャートに戻っ
て、ステップＳ２０では、データアクセス部７が決定さ
れた表示対象領域に基づいて必要な地図情報を外部記憶
部１から読み込み内部記憶部８に記憶する。ここで、既
に、必要な情報の一部または全部が内部記憶部８に記憶
されている場合には、重複分を改めて読み込む必要はな
い。

【００２９】さらに、ステップＳ３０では、地図データ
座標変換部９は、内部記憶部８に保存されている地図デ
ータに対して先に求めた座標変換式により透視投影変換
を施す。なお、透視投影変換の詳細についてはここでは
省略する。次に、ステップＳ４０では、変換された個々
の地図データ対して画像データ出力部１０は必要に応じ
てクリッピング等の処理を行い、画像表示部５に出力す
る。

【００３０】最後に、ステップＳ５０では、表示手続き
を終了するか否かを判断し、終了しない場合には、再び
ステップＳ１０から同様の手続きを繰り返すというもの
である。このように決定された透視投影変換式に基づい
て、ステップＳ３０で、座標変換を行えば、図５に示し
た圧縮率１の鳥瞰図に対して、その奥行き方向の縮尺を
変えずに横方向のみに３倍に圧縮した図６のような横圧
縮鳥瞰図を得ることができる。また、図５及び図６を比
較すると、元々圧縮率の高い遠方（画面上方）の表示に
ついては、無意味に表示データ量を増やすことなく、自
車両の現在位置近辺が効果的に圧縮表示されていること
がわかる。

【００３１】以上、説明したように、演算処理部４にお
いて、表示基準点決定部２および横圧縮率決定部３の出
力に基づいて表示対象となる地図上の領域や鳥瞰図画面
作成に必要な座標変換式を表示領域等決定部６で決定
し、さらに表示対象領域に基づいて表示に必要な地図情
報をデータアクセス部７で外部記憶部７から選択して読
み込み、読み込まれた地図データを内部記憶部８に保持
しておき、内部記憶部８に保持された地図データに対し
て表示領域等決定部６が決定した座標変換式に基づいて
座標変換を地図データ座標変換部９で施し、変換後の地
図データを画像データ出力部１０から画像表示部５に出
力するので、画面の奥行き方向の縮尺を一定に保ったま
ま横方向を圧縮・伸張した鳥瞰図地図表示が可能とな
り、実用上有効な情報量に見合った計算量で広域画面や
詳細画面を作成して表示することができる。

【００３２】また、横圧縮率決定部３をユーザが入力し
た縮尺変更指示に基づいて画面横方向の圧縮・伸張率を
決定し、表示領域等決定部６に出力するようにしたの
で、ユーザ用途に応じて必要な詳細度の鳥瞰図表示画面
を選択することができる。さらに、横圧縮率決定部３を
自車両の移動速度に応じて自動的に画面横方向の圧縮・
伸張率を決定し、表示領域等決定部６に出力するように
したので、例えば高速走行時には広域標準、低速走行時
には詳細表示となるように自動的に表示画面を切り替え
て、走行速度に応じた画像情報を利用者に提供すること
ができる。

【００３３】さらにまた、横圧縮率決定部３を自車両が
現在走行している路線の属性に応じて自動的に画面横方
向の圧縮・伸張率を決定し、表示領域等決定部６に出力
するようにしたので、例えば主要道路走行時には広域表
示、細街路走行時には詳細表示あるいは、例えば各路線
の法定速度に従って高速路走行時には広域表示、低速路
走行時には詳細表示となるよう自動的に表示画面を切り
替えて、走行環境に応じた画像情報を利用者に提供する
ことができる。

【００３４】

【発明の効果】以上、説明したように、請求項１記載の
本発明によれば、拡大又は縮小されていない台形の表示
対象領域の位置を表示基準点決定手段にて決定された基
準点に従って設定し、横圧縮率決定手段にて決定された
横圧縮率に応じて台形の表示対象領域の対称軸を中心と
して画面横方向に拡大又は縮小して表示対象領域を決定
し、決定した表示対象領域の横座標のみを前記横圧縮率
に応じて拡大又は縮小する座標変換式を決定し、表示対
象領域に基づいて表示に必要な地図情報を外部記憶手段
から選択して読み込み、読み込まれた地図データを保持
しておき、保持された地図データに対して決定された座
標変換式に基づいて座標変換を施し、変換後の地図デー
タを画像表示手段に出力することで、画面の奥行き方向
の縮尺を一定に保ったまま横方向を圧縮・伸張した鳥瞰
図地図表示が可能になり、実用上有効な情報量に見合っ
た計算量で広域画面や詳細画面を作成して表示すること
ができる。

【００３５】また、請求項２記載の本発明によれば、横
圧縮率決定手段をユーザが入力した縮尺変更指示に基づ
いて画面横方向の圧縮・伸張率を決定し、前記表示領域
等決定手段に出力することで、ユーザが用途に応じて必
要な詳細度の鳥瞰図を表示画面を選択することができ
る。

【００３６】また、請求項３記載の本発明によれば、横
圧縮率決定手段を自車両の移動速度に応じて自動的に画
面横方向の圧縮・伸張率を決定し、表示領域等決定手段
に出力することで、例えば高速走行時には広域表示、低
速走行時には詳細表示となるような自動的に表示画面を
切り替えていく、走行速度に応じた画像情報を利用者に
提供することができる。

【００３７】また、請求項４記載の本発明によれば、横
圧縮率決定手段を自車両が現在走行している路線の属性
に応じて自動的に画面横方向の圧縮・伸張率を決定し、
表示領域等決定手段に出力することで、例えば主要道走
行時には広域表示、細街路走行時には詳細表示、あるい
は、例えば各路線の法定速度にしたがって高速路走行時
には広域表示、低速路走行時には詳細表示となるように
自動的に表示画面を切り替えて、走行環境に応じた画像
情報を利用者に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る鳥瞰図表示ナビゲー
ションシステムを示す図である。

【図２】鳥瞰図表示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３】視点、視線、表示画面、表示対象領域および表
示基準点の関係を説明するための図である。

【図４】表示対象領域の横方向の拡大を示す図である。

【図５】圧縮率１の場合の画面表示例である。

【図６】圧縮率３の場合の画面表示例である。

【図７】従来の鳥瞰図表示ナビゲーションシステムを示
す図である

【図８】視点、視線、表示画面、表示対象領域および表
示基準点の関係を説明するための図である。

【図９】従来の鳥瞰図表示ナビゲーションシステムでの
縮尺変化と表示領域・視点の変化との関係を説明するた
めの図である。

【図１０】従来の鳥瞰図表示ナビゲーションシステムで
の縮尺変化時の画面表示例である。

【符号の説明】

１ 外部記憶部 ２ 表示基準点決定部 ３ 横圧縮率決定部 ４ 演算処理部 ５ 画像表示部 ６ 表示領域等決定部 ７ データアクセス部 ８ 内部記憶部 ９ 地図データ座標変換部 １０ 画像データ出力部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−257212（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−146645（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−49236（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−223308（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−218279（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−202557（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−267583（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−101706（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G09B 29/00 - 29/14

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地図情報を格納する外部記憶手段と、地
   図上の表示領域を決定するための基準となる基準点を決
   定する表示基準点決定手段と、画面横方向の圧縮・伸張
   率を決定する横圧縮率決定手段と、鳥瞰図表示に必要な
   所定の演算処理を行う演算処理手段と、地図画像を表示
   する画像表示手段とを有する鳥瞰図表示ナビゲーション
   システムにおいて、 前記演算処理手段は、拡大又は縮小されていない台形の表示対象領域の位置を
   前記表示基準点決定手段にて決定された基準点に従って
   設定し、台形の表示対象領域の対称軸を中心として前記
   横圧縮率決定手段にて決定された横圧縮率に応じて画面
   横方向に拡大又は縮小して表示対象領域を決定し、決定
   した表示対象領域の横座標のみを前記横圧縮率に応じて
   拡大又は縮小する座標変換式を決定する表示領域等決定
   手段と、 前記表示対象領域に基づいて表示に必要な地図情報を前
   記外部記憶手段から選択して読み込むデータアクセス手
   段と、読み込まれた地図データを保持しておく内部記憶
   手段と、 内部記憶手段に保持された地図データに対して前記表示
   領域等決定手段が決定した座標変換式に基づいて座標変
   換を施す地図データ座標変換手段と、 変換後の地図データを前記画像表示手段に出力する画像
   データ出力手段と、を有することを特徴とする鳥瞰図表
   示ナビゲーションシステム。
2. 【請求項２】 前記横圧縮率決定手段は、 入力された縮尺変更指示に基づいて画面横方向の圧縮・
   伸張率を決定し、前記表示領域等決定手段に出力するこ
   とを特徴とする請求項１記載の鳥瞰図表示ナビゲーショ
   ンシステム。
3. 【請求項３】 前記横圧縮率決定手段は、 自車両の移動速度に応じて自動的に画面横方向の圧縮・
   伸張率を決定し、前記表示領域等決定手段にすることを
   特徴とする請求項１記載の鳥瞰図表示ナビゲーションシ
   ステム。
4. 【請求項４】 前記横圧縮率決定手段は、 自車両が現在走行している路線の属性に応じて自動的に
   画面横方向の圧縮・伸張率を決定し、前記表示領域等決
   定手段に出力することを特徴とする請求項１記載の鳥瞰
   図表示ナビゲーションシステム。