JP3419648B2

JP3419648B2 - ナビゲーション装置

Info

Publication number: JP3419648B2
Application number: JP13666997A
Authority: JP
Inventors: 真理子奥出; 芳則遠藤; 浩三中村
Original assignee: Hitachi Ltd; Xanavi Informatics Corp
Current assignee: Hitachi Ltd; Xanavi Informatics Corp
Priority date: 1997-05-27
Filing date: 1997-05-27
Publication date: 2003-06-23
Anticipated expiration: 2017-05-27
Also published as: JPH10332393A; KR100266882B1; US6157342A; KR19980087403A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の現在位置を
表示するナビゲーション装置に関し、より詳細には、立
体的に表示された地図中に車両の現在位置を整合させる
ナビゲーション装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自動車走行の便宜を図るため
のナビゲーション装置が知られている。このナビゲーシ
ョン装置は、ＣＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体に記録された
ディジタル地図データを読み出して液晶ディスプレイな
ど表示装置の画面上に、建物、道路等の地図を表示する
とともに、ＧＰＳ（Global Positioning System)受信装
置など測位システムにより検出された車両の現在位置
（自車位置）と目的地へ向かう方向とを表示する。

【０００３】このようなナビゲーション装置において
は、平面的な地図（二次元地図）を画面に表示するのが
一般的であるが、より視認性を高める目的で、二次元地
図に基づいて擬似的な三次元地図を作成して表示する手
法も用いられている。この手法は、「類似三次元表示」
と称され、二次元地図を表現する地図データに基づき、
自車上空の所定の位置に設定された視点から、地表に対
して鋭角をなす方向に見た透視図を展開して、遠近感を
与える。

【０００４】一方、自車位置を画面に表示するにあた
り、マップマッチングなる処理が併用される場合があ
る。マップマッチングは、記録媒体から読み出した地図
データにしたがった二次元の道路座標に基づき、測位シ
ステムにより検出された自車位置を補正する処理であ
る。このようなマップマッチングを併用することによ
り、自車位置が、画面に表示された道路から極端に逸脱
することを防止できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな画面表示処理上の工夫は、二次元の地図を表現する
ようなデータに基づきなされている。したがって、たと
えば、立体交差点、坂道或いは建物が立ち並ぶ道路の状
況などが、二次元（平面的）に表示される。このため、
近年、二次元では表現しきれない自車周辺或いは目的地
周辺の状況をより把握しやすくするために、立体的な地
図を表示するナビゲーション装置の実現が要望されてい
る。

【０００６】ところが、立体的な地図を表示するナビゲ
ーション装置を実現した場合に、従来のマップマッチン
グを併用しても、自車の表示位置が道路に沿わずに、た
とえば、道路上空を走行するなどの異常な表示が発生す
るという問題が予測される。これは、測位システムから
の自車の高度データの検出誤差がそのまま表示処理に用
いられることに起因する。

【０００７】したがって、本発明の目的は、地形、道路
などの三次元の地図情報に基づいて立体的な地図を表示
し、高さ方向の測位精度が低くても立体的に描かれた道
路に沿って車両の現在位置を表示する車両位置表示装置
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、車両の
現在位置を測位する測位手段と、表示装置とを備え、複
数の地点の高度を示す高度データを含む地図データを格
納した地図データベースから読み出された地形を示すデ
ータおよび道路を示す道路データに基づき、三次元的な
地表面に対して所定の角度をなす方向から眺めた透視地
図と、測位手段により得られた車両の現在位置とを重畳
した画像を生成して、表示装置の画面上に表示するナビ
ゲーション装置であって、前記測位手段により測位され
た車両の現在位置に対応する地図上の位置の高度を、前
記高度データに基づき算出して、車両の現在位置の高度
を決定する位置補正手段を備えたことを特徴とするナビ
ゲーション装置により達成される。

【０００９】本発明によれば、車両の現在位置に対応す
る地図上の位置の高度、地図データ中の高度データに基
づき算出して、これを車両の現在位置の高度と決定する
ため、車両の高度の測位精度にかかわらず、地図中の地
表面に沿って車両の現在位置が配置された画像を得るこ
とが可能となる。

【００１０】本発明の別の実施態様においては、車両の
現在位置を測位する測位手段と、表示装置とを備え、地
図データおよび道路を示す道路データを格納した地図デ
ータベースから読み出されたデータに基づき、地表面に
対して所定の角度をなす方向から眺めた透視地図と、測
位手段により得られた車両の現在位置とを重畳した画像
を生成して、表示装置の画面上に表示するナビゲーショ
ン装置は、前記地図データが複数の地点の高度を示す高
度データを含む場合に、前記測位手段により測位された
車両の現在位置に対応する地図上の位置の高度を、前記
高度データから算出して、車両の現在位置の高度を決定
するように構成された位置補正手段を備えている。

【００１１】本発明の好ましい実施態様においては、前
記位置補正手段が、前記測位手段により測位された車両
の現在位置を示すデータと、道路データとを用いてマッ
プマッチングを実行し、前記マップマッチングにより得
られた補正された二次元上の車両位置に対応する道路上
の位置の高度を、前記高度データから算出して、車両の
現在位置の高度を決定するように構成されている。これ
により、車両の現在位置が、道路に沿って適切に配置さ
れ得る。

【００１２】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、さらに、車両の水平面に対する傾きを検出する勾配
センサと、車両の移動量を検出する移動量センサとを備
え、前記位置補正手段が、車両の停止中に、高度データ
に基づき車両の現在位置の高度を決定し、その一方、車
両の走行中に、前記勾配センサおよび前記移動センサに
より得られた車両の垂直方向の移動量に基づき、現在位
置の高度を決定するように構成されている。

【００１３】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記地図データがある地点の高度を示す高度データ
を含まない場合に、前記位置補正手段が、車両の現在位
置の高度を海抜０メートルと決定するように構成されて
いる。

【００１４】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記地図データが、緯度線および経度線によりメッ
シュ状に画定された領域ごとのデータからなり、表示装
置の画面上に表示すべき表示領域が複数の前記領域にわ
たる場合に、表示領域を構成する何れかの領域のデータ
に高度データが含まれないときに、前記位置補正手段
が、車両の現在位置の高度を海抜０メートルと決定し、
表示装置の画面上に、二次元地図に対して所定の角度を
なす方向から眺めた透視地図と、車両の現在位置とを重
畳した画像が得られるように構成されている。

【００１５】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、さらに、二次元地図を表示する第１のモード、二次
元地図に対して所定の角度をなす方向から眺めた透視地
図を表示する第２のモード、および、三次元的な地表面
に対して所定の角度をなす方向から眺めた透視地図を表
示する第３のモードのうち、何れかのモードを選択する
選択手段を備え、前記位置補正手段が、前記第２のモー
ドが選択された場合に、車両の現在位置の高度を海抜０
メートルと決定し、前記第３のモードが選択された場合
に、前記測位手段により測位された車両の現在位置に対
応する地図上の位置の高度を、前記高度データから算出
して、車両の現在位置の高度を決定するように構成され
ている。

【００１６】また、本発明のさらに好ましい実施態様に
おいては、前記位置補正手段が、車両の現在位置が存在
する道路が、地表面に沿って位置していない場合に、前
記道路の地表面に沿って位置していない区間の始点およ
び終点の少なくとも一方の高度に基づき、車両の現在位
置の高度を決定するように構成されている。

【００１７】前記位置補正手段は、前記始点および終点
における高度と、前記始点から車両の現在位置までの移
動距離とに基づき、車両の現在位置の高度を算出するよ
うに構成され、或いは、前記始点と終点との間に、車両
の現在位置が存在する場合に、前記車両の現在位置の高
度を、前記始点および終点のうちの一方における高度に
維持するように構成されているのが好ましい。

【００１８】また、前記位置補正手段は、前記道路デー
タに、該道路の高度を示す道路高度データが含まれる場
合に、前記車両の現在位置が存在する道路の道路高度デ
ータに基づき、前記車両の現在位置の高度を算出するよ
うに構成されていても良い。この道路高度データは、前
記道路が位置する地表面からのオフセット値に対応して
いても良い。

【００１９】これら実施態様によれば、車両の現在位置
が橋、トンネル、或いは、高架線などに存在する場合で
あっても、車両の現在位置が道路に沿って配置されたよ
うな画像を得ることが可能となる。

【００２０】また、前記位置補正手段により得られた現
在位置の高度が変化するのにしたがって、前記表示装置
の画面上の画像に含まれる車両を示すマークが変化する
のが好ましく、さらに、前記表示装置の画面上の画像中
に、前記位置補正手段により得られた現在位置の高度が
表示されるのがより好ましい。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の実施の形態につき、詳細に説明を加える。図１は、
本発明の第１の実施の形態にかかるナビゲーション装置
の構成を示すブロックダイヤグラムである。図１に示す
ように、このナビゲーション装置１０は、ＣＲＴや液晶
ディスプレイからなる表示装置１２と、ＣＤ−ＲＯＭ、
ＤＶＤ(Digital Video Disc)、ＩＣカードなどの記録媒
体およびその読み出し／書き込み装置からなる地図デー
タベース１４と、与えられた信号を、ユーザへの音声信
号に変換して出力するとともに、ユーザが発した音声を
認識して、これに基づく信号を生成する音声入出力装置
１６と、スクロールキー、縮尺変更キーなどのハードス
イッチ、ジョイスティック、および、表示装置１２の画
面上に配置されたタッチパネルなどから構成される入力
装置１８と、車輪の円周と計測される車輪の回転数との
積に基づき車両の走行距離を測定する車輪速センサ２０
と、地球が保持している磁場を検知し車両の向き（車両
方向）を検出する方位センサ２２と、光ファイバジャイ
ロや振動ジャイロなど、車両が回転したことを検出する
角度ジャイロ２４と、車両の高さ方向（地表面に対する
垂直方向）の傾き角を検出する勾配センサ２６と、ＧＰ
Ｓ（Grobal Positioning System)衛星からの信号を受信
して、車両とＧＰＳ衛星との間の距離と距離の変化率
を、３個以上の衛星に対して測定することにより、車両
の現在位置、進行方向および進行方位を測定するＧＰＳ
受信装置２８と、道路の渋滞情報、工事或いは通行止め
などの規制情報、若しくは、駐車場情報などの交通情報
を発するビーコン送信機やＦＭ多重放送から送られる信
号を受信する交通情報受信装置３０と、車両の様々な情
報を通信するための車内ＬＡＮ装置３２とを備えてい
る。

【００２２】この実施の形態において、地図データベー
ス１４中に記憶された地図データに含まれる道路データ
は、道路の交差点に対応する位置の座標を示すノードデ
ータと、ノードを接続するリンクを示すリンクデータと
を含んでいる。

【００２３】これら各種センサ２０ないし２６、受信装
置２８，３０など、装置の構成部品は、演算処理部３４
と接続されている。演算処理部３４は、ＲＯＭ（図２の
符号４２参照）などに記憶されたプログラムにしたがっ
て、各種センサ２０ないし２６から出力されたデータに
基づき、車両の現在位置を検出し、得られた現在位置情
報に基づき、必要な地図データを地図データベース１４
から読み出して、読み出した地図データに対応する画像
を生成し、その画像に、検出された車両の現在位置を現
在地マークとして重畳して、表示装置１２に出力する。
また、ユーザが入力装置１８を操作することにより指定
した地点（たとえば、現在位置および目的地）を結ぶ最
適な経路を算出し、この経路を、表示装置１２に出力
し、或いは、音声入出力装置１６を介して、音声にて経
路を誘導する処理を実行する。なお、本実施の形態にお
いて、演算処理部３４と表示装置１２との間の信号Ｓ１
は、ＲＧＢ信号或いはＮＴＳＣ(National Television S
ystem Committee)信号となっている。

【００２４】図２は、演算処理部３４のハードウェア構
成を示すブロックダイヤグラムである。図２に示すよう
に、演算処理部３４は、数値演算および以下に述べる各
デバイスを制御するＣＰＵ４０と、地図データや演算に
より得られたデータを一時的に記憶するＲＡＭ４１と、
ＣＰＵ４０により実行されるプログラムやプログラムの
実行に必要なデータを記憶したＲＯＭ４２と、メモリと
メモリとの間およびメモリと各デバイスとの間の高速な
データ転送を実行するＤＭＡ(Direct Memory Access)４
３と、ベクトルデータを画素データに展開することなど
のグラフィックス描画を高速に実行し、かつ表示制御を
実行する描画コントローラ４４と、グラフィックスイメ
ージデータを一時的に記憶するＶＲＡＭ４５と、イメー
ジデータをＲＧＢ信号に変換するカラーパレット４６
と、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
器４７と、シリアル信号をバスに同期したパラレル信号
に変換するシリアルパラレル変換器（ＳＣＩ）４８と、
パラレル信号と同期をとりバス上にのせるＰＩＯ４９
と、パルス信号を積分するカウンタ５０とを有してい
る。

【００２５】これらのデバイスから構成される演算処理
部３４を機能的に表わした機能ブロック図を図３に示
す。すなわち、この演算処理部３４は、機能的には、現
在位置算出部５１、位置補正部５２、データ読込部５
３、軌跡記憶部５４、メニュー表示部５５、コマンド解
析部５６、経路計算部５７、経路記憶部５８、経路誘導
部５９、視点設定部６０および表示処理部６１から構成
されている。

【００２６】現在位置算出部５１は、図２の、ＣＰＵ４
０、Ａ／Ｄ変換器４７、ＳＣＩ４８などからその機能が
実現される。この現在位置算出部５１は、車輪速センサ
２０の計測により得られた距離パルスデータＳ５、およ
び、ジャイロ２４の計測により得られた角加速度データ
Ｓ７を各々積分することにより得られた距離データおよ
び角度データを用いて、これらを時間で積分することに
より、初期位置（Ｘ，Ｙ）から車両走行後の位置
（Ｘ’，Ｙ’）を演算する。

【００２７】ここに、車両の回転した角度と進行する方
位とを一致させるため、方位センサ２２により得られる
方位データＳ６と、ジャイロ２４により得られる角加速
度データＳ７を積分した角度データとにより、車両が進
行している方向の絶対方位が補正される。また、上述し
たセンサにより得られたデータを積分していくと、セン
サの誤差が蓄積されるため、ある時間周期で、ＧＰＳ受
信装置２８により得られた位置データＳ８に基づき、蓄
積された誤差をキャンセルする処理を実行して、現在位
置情報が出力される。

【００２８】位置補正部５２は、主として、図２のＣＰ
Ｕ４０により実現されている。この位置補正部５２は、
現在位置算出部５１により算出された車両の現在位置に
含まれるセンサの誤差を補正し、さらに位置精度を高め
るために設けられており、後述するような車両の位置す
る高度の補正処理を実施して、三次元的な車両位置（三
次元車両位置）を出力する。なお、位置補正部５２は、
平面地図上の車両位置（二次元車両位置）を出力する場
合には、従来の二次元的なマップマッチングを実行す
る。

【００２９】本実施の形態にかかるマップマッチング
は、主としてその機能がＣＰＵ４０、ＰＩＯ４９により
実現されるデータ読込部５３によって地図データベース
１４から読み出された車両の現在位置周辺の地図に含ま
れる道路と、現在位置算出部５１により得られた車両の
走行軌跡とを照らし合わせ、形状の相関が最も高い道路
に現在位置を合わせ込むことにより実現される。位置補
正部５２におけるマップマッチングにより、多くの場合
に、算出された車両の現在位置が、実際に車両が走行す
る道路と一致するようになり、これにより、現在位置デ
ータをより精度良く得ることが可能となる。

【００３０】このように算出された現在位置データは、
車両が所定距離だけ走行する度に軌跡記憶部５４に記憶
される。この軌跡記憶部５４の機能は、主としてＲＡＭ
４１、ＤＭＡ４３などにより実現される。車両の走行軌
跡を示す軌跡データは、車両が走行してきた道路につ
き、対応する地図上の道路に軌跡マークを描画するため
に用いられる。

【００３１】その一方、コマンド解析部５６は、入力装
置１８により受け入れられたユーザからの要求を受け入
れ、その内容を解析し、対応する処理が実行されるよう
各ユニットを制御する。このコマンド解析部５６の機能
は、主として、ＣＰＵ４０、ＰＩＯ４９、ＲＯＭ４２な
どにより実現される。

【００３２】たとえば、ユーザが目的地までの経路誘導
を要求した場合には、目的地を設定するため地図を表示
する処理を表示処理部６１に指示し、かつ、車両の現在
位置から目的地までの経路を演算する処理を経路計算部
５７に指示する。

【００３３】経路計算部５７は、ダイクストラ法などを
用いて、地図データに基づき、指定された地点間の経路
を検索し、得られた経路に関するデータを、経路記憶部
５８に記憶する。この経路に関するデータは、該経路を
構成するノードおよびリンクを示すデータからなる。ま
た、このときに、指定された地点間の距離が最短になる
経路、最短時間で到達可能な経路、或いは、最もコスト
が安くなる経路などをそれぞれ求めてもよい。

【００３４】その機能が主としてＣＰＵ４０、ＰＩＯ４
９などにより実現される経路誘導部５９は、経路記憶部
５８に記憶された誘導経路のリンクデータと、現在位置
算出部５１および位置補正部５２により算出された車両
の現在位置を示す現在位置データとを比較し、車両が交
差点（データ中、ノードに対応する）を通過するときよ
り所定時間前に、車両が直進すべきか或いは右左折すべ
きかを判断し、この判断に基づく音声データを生成し
て、これを音声出入力装置１６に出力し、或いは、当該
判断に基づき、表示処理部６１を介して画面上に表示さ
れた地図中に、車両の進行すべき方向を示して、ユーザ
に経路を通知する。

【００３５】データ読込部５３は、種々の構成部から要
求された地図中の領域に対応する地図データを、地図デ
ータベース１４から読み込むための動作を実行する。ま
た、視点設定部６０は、主としてその機能がＣＰＵ４０
により実現され、後述するように三次元表示や擬似三次
元表示のための視点、視線および視野角を決定する。

【００３６】表示処理部６１は、描画コントローラ４
４、ＶＲＡＭ４５およびカラーパレット４６により主と
してその機能が実現され、ディスプレイ１２の画面上に
表示すべき地点周辺の地図データを、データ読込部５３
から受け入れ、視点設定部６０により指定された視点、
視線および視野角と、コマンド解析部５６などにより指
定された縮尺、描画方法および描画方位とに基づき、画
像をグラフィック展開してＶＲＡＭ４５に一時的に記憶
する。ＶＲＡＭ４５に一時的に保存された画像データ
は、カラーパレット４６により色彩を付加されて、ディ
スプレイ１２に伝達され、これにより、ディスプレイ１
２の画面上に所望の地図が表示される。

【００３７】メニュー表示部５５は、コマンド解析部５
６から出力される指示を受け入れ、要求される様々な種
類のメニューやマークを表示処理部６１に転送する。こ
れにより、ディスプレイ１２の画面上には所望のメニュ
ーやマークが重ね合わされた地図が表示され得る。

【００３８】次に、本実施の形態にかかる位置補正部５
２にて実行される処理につきより詳細に説明を加える。
この処理の説明に先立ち、地図データベース１４に記憶
されたデータの構成につき説明する。

【００３９】図４は、本実施の形態にかかる地図データ
ベース１４のデータ構成を示す図である。図４に示すよ
うに、地図データベースは、データ管理部４０１および
データ部４０２から構成される。この実施の形態におい
て、地図は、一定間隔の経度線および緯度線により画定
される複数の標準地域メッシュからなり、データ管理部
４０１には、標準地域メッシュの各々に対応する管理テ
ーブル４１０−１ないし４１０−ｎが設けられている。
これら管理テーブルの各々は、メッシュコード４１１、
属性情報４１２、標高データ管理部４１３、道路データ
管理部４１４、建物データ管理部４１５を含んでいる。

【００４０】メッシュコード４１１は、標準地域メッシ
ュごとに一意的に定められた識別番号である。属性情報
４１２は、地図尺度、地図データの作成年月日、図葉名
などが含まれる。標高データ管理部４１３は、後述する
標高データのリンク先を特定するデータから構成され
る。また、道路データ管理部４１４および建物データ管
理部４１５は、それぞれ、後述する道路データおよび建
物データのリンク先を特定するデータから構成される。

【００４１】次に、データ部４０２の構成につき説明を
加える。データ部４０２は、メッシュの各々の標高値を
示す標高データの群４２１と、交差点に対応するノード
を結ぶリンクなどを示す道路データの群４２２と、建物
を示す建物データの群４２３とから構成されている。

【００４２】標高データは、等間隔にサンプリングされ
たメッシュ内の標高値を示すデータから構成される。し
たがって、これに基づき、メッシュの地形を特定するこ
とが可能となる。道路データは、ノードを結ぶリンク、
ノードの座標、有料道路や国道、県道など道路の属性、
および、道路の地表面からの高度（オフセット値）を示
すデータなどから構成される。また、建物データは、建
物の名称、形状、高さなどを示すデータから構成されて
いる。

【００４３】標高データ管理部４１３、道路データ管理
部４１４および建物データ管理部４１５に含まれるリン
ク情報により、それぞれ、標高データの群４２１、道路
データの群４２２および建物データの群４２３に含まれ
るいずれかの標高データ、道路データおよび建物データ
が特定される。これにより、あるメッシュ内の標高デー
タなどが特定され得る。

【００４４】さて、図５および図６を参照して、本実施
の形態にかかる位置補正部にて実行される処理を説明す
る。ここに、図５は、位置補正部にて実行される処理を
示すフローチャート、図６は、図５の処理を説明するた
めの図である。

【００４５】図６に示し、且つ、図４を参照して説明し
たように、この実施の形態においては、経度方向をｘ、
緯度方向をｙ、および、高さ方向をｚとする三次元の座
標系を用いて、地図を表わしている。図６において、符
号６５，６６など（以下、「地表面」と称す）は、図４
に関連して説明した標準地域メッシュに対応している。
また、符号７０−１ないし７０−４は、地表面６７を構
成する単位ポリゴンであり、車両位置（ｘｉ，ｙｉ，ｈ
ｐ）６８が存在するポリゴン面（地表面）の頂点に対応
している。また、図６において、符号６９は道路であ
る。これらは、図４に示す地図データベース１４に記憶
された種々のデータから得られる。

【００４６】さて、図５においては、まず、位置補正部
５２は、車両の現在位置が更新されると、現在位置算出
部５１により得られた車両の現在位置を受け入れ、か
つ、現在位置周辺の地図データをデータ読込部５３を介
して受け入れる。位置補正部５２は、受け入れたデータ
に基づき、車両の走行軌跡と道路形状の相関の最も高い
道路に現在位置を合わせ込み、二次元上の車両の現在位
置（ｘｉ，ｙｉ）を算出する（ステップ５０１）。

【００４７】次いで、位置補正部５２は、現在位置（ｘ
ｉ，ｙｉ）が存在するポリゴン面の頂点７０−１ないし
７０−４（図６参照）の高度ｈ１ないしｈ４を地図デー
タベース１４から、データ読込部５３を介して読みだす
（ステップ５０２）。

【００４８】その後、高度ｈ１ないしｈ４を補間して、
車両の高度ｈｐを算出し（ステップ５０３）、得られた
車両の現在位置を示す三次元座標（ｘｉ，ｙｉ，ｈｐ）
を、一時的に記憶する（ステップ５０４）。これは、実
際には、ＲＡＭ４１（図２参照）の所定の領域に記憶す
ることにより実現される。

【００４９】ここに、本実施の形態における車両の高度
ｈｐの算出の一例につき簡単に説明する。この実施の形
態においては、たとえば、高度ｈｐは、線形補間の手法
を用いて得ることができる。図７は、高度ｈｐの算出を
説明するための図であり、図６のポリゴン面（地表面）
６７の略平面図に対応する。

【００５０】まず、車両の現在位置６８を通る、頂点７
０−１および７０−２を結ぶ直線と平行な直線と、頂点
７０−１および７０−４を結ぶ直線との交点Ａにおける
ｚ方向の値（高度）ｈａを、以下の式（１）にしたがっ
て算出する。

【００５１】ｈａ＝（ｙａ−ｙ１）／（ｙ４−ｙ１）×（ｈ４−ｈ１）＋ｈ１ …（１）次に、上述した平行な直線と、頂点７０−２および７０
−３を結ぶ直線との交点Ｂにおけるｚ方向の値（高度）
ｈｂを、以下の式（２）にしたがって算出する。

【００５２】ｈｂ＝（ｙｂ−ｙ２）／（ｙ３−ｙ２）×（ｈ３−ｈ２）＋ｈ２ …（２）最後に、得られたｈａおよびｈｂを用いて、以下の式
（３）にしたがって、求める高度ｈｐを算出する。

【００５３】ｈｐ＝（ｘｉ−ｘ１）／（ｘ２−ｘ１）×（ｈｂ−ｈａ）＋ｈａ …（３）車両の現在位置の算出が終了すると、得られた現在位置
データが、軌跡記憶部５４に記憶される。現在位置デー
タは、表示処理部６１に与えられる。表示処理部６１
は、視点設定部６０にて設定された視点、視点および視
野角にしたがって、データ読込部５３により読み出され
た地図データに基づく地図の上に、車両の位置を示す矢
印が重畳された画像を得る。これにより、ディスプレイ
１２の画面上に、三次元表示の地図および車両の現在位
置を示す矢印を含む画像を得ることが可能となる。

【００５４】本実施の形態によれば、車両の現在位置が
存在するポリゴン面（地表面）の所定の座標から、車両
の現在位置でのｚ方向の値（高度）を算出するため、高
さ方向の測位精度が低い場合であっても、車両を示すマ
ークが、画面上の地図や道路から逸脱することなく表示
することが可能となる。

【００５５】次に、本発明の第２の実施の形態につき説
明を加える。この実施の形態において、ナビゲーション
装置１０の構成は、位置補正部５２（図３参照）で実行
される処理を除き、図１ないし図３に示すものと同様で
ある。

【００５６】この実施の形態にかかる位置補正部５２の
処理につき、図８および図９を参照して説明する。ここ
に、図８は、第２の実施の形態にかかる位置補正部５２
にて実行される処理を示すフローチャート、図９は、勾
配センサを用いた高さ検出を説明するための図である。

【００５７】図８に示すように、この処理においては、
まず、車両が停車中か否かが判断される（ステップ８０
１）。これは、現在位置算出部５１により受け入れられ
た車輪速センサのセンサ値を受け入れることにより実現
される。このステップ８０１でイエス（Ｙ）と判断され
た場合には、ステップ８０２ないし８０５の処理を実行
する。これらステップの処理は、図５のステップ５０１
ないし５０４の処理に、それぞれ対応する。その一方、
ステップ８０１でノー（Ｎ）と判断された場合には、現
在位置算出部５１に与えられた車輪速センサ２０のセン
サ値を受け入れ、これに基づき、所定時間Δｔ内の移動
距離Δ１を検出する（ステップ８０６）。次いで、現在
位置算出部５１に与えられた勾配センサ２６のセンサ値
を受け入れ、これに基づき、この所定時間内の勾配θを
検出する（ステップ８０７）。これは、所定の時刻ｔで
の勾配値と、所定時間Δｔ経過後の時刻ｔ＋Δｔでの勾
配値との差であっても良いし、所定時間Δｔの間のある
時刻での勾配値であってもよい。

【００５８】その後に、移動距離Δ１および勾配θを用
いて、高さの変化分Δｈ＝Δ１・ｓｉｎθを算出する
（ステップ８０８）。次いで、前回得られた高度ｈｐ’
に得られた変化分Δｈを加えることにより、車両の高度
ｈｐを得ることができる（ステップ８０９）。図９にお
いて、車両９１の高度が、前回得られた高度ｈｐ’であ
る。所定時間Δｔ経過後の車両９２の高度は、車両９１
の高度よりもΔｈだけ変化している。このため、車両９
１の高度ｈｐは、ｈｐ＝ｈｐ’＋Δｈと求めることがで
きる。車両の高度が得られると、ステップ８０５に進
み、車両の現在位置の座標（ｘｉ，ｙｉ，ｈｐ）が、軌
跡記憶部５４に記憶される。

【００５９】この実施の形態によれば、車両の走行中
は、勾配センサのセンサ値を利用して、比較的簡単な計
算にて車両の高度の変化を算出し、これに基づき、車両
の現在位置の高度を得て、処理の高速化を図ることがで
きる。その一方、車両の停車中は、地図中のポリゴン面
（地表面）上に車両の座標が位置するような補間演算を
実行して、勾配センサの誤差をキャンセルすることがで
きる。

【００６０】次に、本発明の第３の実施の形態につき説
明を加える。この実施の形態においては、特に、道路が
地形に沿っていないときに、車両の高度をより正確に算
出する処理が含まれている。また、第２の実施の形態と
同様に、第３の実施の形態においても、ナビゲーション
装置の構成は、位置補正部５２にて実行される処理を除
き、図１ないし図３に示すものと同様である。

【００６１】図１０および図１１を参照して、第３の実
施の形態にかかる位置補正部にて実行される処理につき
説明を加える。まず、図５のステップ５０１と同様に、
位置補正部５２は、車両の現在位置および現在位置周辺
の地図データをデータ読込部５３を介して受け入れ、こ
れらに基づき、車両の走行軌跡と道路形状の相関の最も
高い道路に現在位置を合わせ込み、二次元上の車両の現
在位置（ｘｉ，ｙｉ）を算出する（ステップ１００
１）。次いで、車両の現在位置を合わせ込んだ道路（ノ
ード）が、橋或いはトンネル上に位置しているか否かが
判断される（ステップ１００２）。このステップ１００
２においてノー（Ｎ）と判断された場合には、図５のス
テップ５０２ないし５０４と対応する処理（ステップ１
００３ないし１００５）が実行される。

【００６２】その一方、ステップ１００２においてイエ
ス（Ｙ）と判断された場合には、道路データを参照し
て、橋或いはトンネルの入口の高度ｈｉおよび出口の高
度ｈｏを得る（ステップ１００６）。たとえば、図１１
において、橋１１１を車両１１０が走行中の場合に、橋
１１１の入口１１２の高度ｈｉおよび出口１１３の高度
ｈｏが算出される。

【００６３】次いで、入口および出口の高度ｈｉおよび
ｈｏと、入口から出口までの二次元上の距離ｌｏおよび
入口から車両の現在位置までの二次元上の移動距離ｌｐ
とに基づき、車両の現在位置の高度ｈｐを得る（ステッ
プ１００７）。高度ｈｐが得られると、ステップ１００
５に進み、車両の現在位置の座標（ｘｉ，ｙｉ，ｈｐ）
が、軌跡記憶部５４に記憶される。

【００６４】この実施の形態によれば、橋やトンネルな
ど、実際の地形の高度と異なる高度を有する道路を車両
が走行する場合にも、車両の現在位置の高度を適切に算
出することが可能となる。

【００６５】次に、本発明の第４の実施の形態につき説
明を加える。この実施の形態においては、特に、高架線
など地表面からオフセットされた位置の道路を車両が走
行する際に、車両の高度をより正確に算出する処理が含
まれている。第２および第３の実施の形態と同様に、第
４の実施の形態においても、ナビゲーション装置の構成
は、位置補正部５２にて実行される処理を除き、図１な
いし図３に示すものと同様である。

【００６６】次に、図１２を参照して、第４の実施の形
態にかかる位置補正部にて実行される処理につき説明を
加える。まず、図５のステップ５０１ないしステップ５
０３と同様の処理が実行される。すなわち、位置補正部
５２は、車両の現在位置および現在位置周辺の地図デー
タをデータ読込部５３を介して受け入れ、これらに基づ
き、車両の走行軌跡と道路形状の相関の最も高い道路に
現在位置を合わせ込み、二次元上の車両の現在位置（ｘ
ｉ，ｙｉ）を算出する（ステップ１２０１）。次いで、
現在位置の存在するポリゴン面（地表面）の頂点座標に
基づき、補間演算により車両の高度ｈｐ’を算出する
（ステップ１２０２，１２０３）。

【００６７】ステップ１２０３の処理が終了すると、現
在位置の存在するポリゴン面（地表面）に対応する標準
地域メッシュの道路管理部４１４に基づき、対応する道
路データを参照して、現在位置が存在している道路（ノ
ード）の地表面からの高度（オフセット値）が０（ゼ
ロ）以外か否かを参照する（ステップ１２０４）。

【００６８】ステップ１２０４においてノー（Ｎ）、す
なわち、オフセット値が０（ゼロ）である場合には、ス
テップ１２０５において、図５のステップ５０４と同様
の処理が実行される。その一方、ステップ１２０４にお
いてイエス（Ｙ）、すなわち、オフセット値が０（ゼ
ロ）以外である場合には、道路データ中のオフセット値
を道路高度にｈｄと設定し（ステップ１２０６）、ステ
ップ１２０３で求められた高度ｈｐ’に道路高度ｈｄを
加え、加算により得られた値を高度ｈｐとする（ステッ
プ１２０７）。高度ｈｐが得られると、ステップ１２０
５に進み、車両の現在位置の座標（ｘｉ，ｙｉ，ｈｐ）
が、軌跡記憶部５４に記憶される。

【００６９】この実施の形態によれば、高速道路の高架
線など、道路が地表面からオフセットされて配置された
道路を車両が走行する場合にも、車両の現在位置の高度
を適切に算出することが可能となる。

【００７０】次に、本発明の第５の実施の形態につき説
明を加える。この実施の形態において、地図データベー
スが、第１ないし第４の実施の形態において説明したよ
うな、三次元の地図表示を可能とするデータを格納して
いない場合を想定して、位置補正部５２が処理を実行す
るように構成されている。なお、この実施の形態におい
ては、地図データのデータ形式が異なる場合があるこ
と、および、位置補正部５２での処理を除き、図１ない
し図３に示すものと同様の構成を備えている。

【００７１】図１３を参照して、第４の実施の形態にか
かる位置補正部の処理につき説明を加える。この処理に
おいては、まず、位置補正部５２は、車両の現在位置お
よび現在位置周辺の地図データをデータ読込部５３を介
して受け入れ、これらに基づき、車両の走行軌跡と道路
形状の相関の最も高い道路に現在位置を合わせ込み、二
次元上の車両の現在位置（ｘｉ，ｙｉ）を算出する（ス
テップ１３０１）。次に、位置補正部５３は、地図デー
タを参照し、地図データに標高を示すデータが含まれて
いるか否かを判断する（ステップ１３０２）。ステップ
１３０２においてイエス（Ｙ）と判断された場合には、
図５のステップ５０２ないし５０４と同様の処理が実行
される（ステップ１３０３ないし１３０５）。なお、上
述したステップ１３０２においては、車両が位置する領
域メッシュに対応するデータ部（図４の符号４０２）中
の標高データが存在するか否かを判断してもよい。

【００７２】その一方、ステップ１３０２においてノー
（Ｎ）と判断された場合には、車両の現在位置の高度ｈ
ｐを０（ゼロ）にして（ステップ１３０６）、その後
に、ステップ１３０５に進む。すなわち、軌跡記憶部５
４には、座標（ｘｉ，ｙｉ，ｈｐ＝０）が記憶される。

【００７３】このように地図データのデータ形式が、高
度を含むものとは限らない場合には、ディスプレイ１２
の画面上に画像を表示するための表示処理部６１におけ
る処理も、第１ないし第４の実施例のものとは若干異な
る。より詳細には、地図データのデータ形式が、高度を
含むものである場合には、第１ないし第４の実施の形態
と同様の処理が実行され、その一方、高度を含むもので
ない場合には、二次元の地図の上に、車両の現在位置を
示す矢印を重畳した画像を生成し、これをディスプレイ
１２の画面上に表示する。

【００７４】或いは、ディスプレイ１２の画面上に表示
すべき領域メッシュのうち、少なくとも一つの領域メッ
シュに対応する標高データが存在しないときに、二次元
の地図に基づく画像をディスプレイ１２の画面上に表示
するように構成してもよい。図１４は、領域メッシュ１
４１ないし１４４の部分からなる領域１４５をディスプ
レイ１２の画面上に表示する場合を説明するための図で
ある。図１４において、車両の現在位置は、道路１４６
上にある（図１４の矢印参照）。このような場合に、表
示処理部６１は、領域メッシュ１４１ないし１４４に対
応する標高データが存在するか否かを調べ、何れかの領
域メッシュに対応する標高データが存在しない場合に
は、二次元の地図上に車両の位置する矢印が重畳された
画像を生成する。

【００７５】次に、本発明の第６の実施の形態につき説
明を加える。この実施の形態においては、操作者が入力
装置１８を操作することにより、三次元表示、擬似三次
元表示或いは平面表示（二次元表示）の何れかにて地図
がディスプレイの画面上に表示されるようになってい
る。図１５は、第６の実施の形態にかかる位置補正部５
２の処理を示すフローチャートである。この処理におい
ては、まず、位置補正部５２は、車両の現在位置および
現在位置周辺の地図データをデータ読込部５３を介して
受け入れ、これらに基づき、車両の走行軌跡と道路形状
の相関の最も高い道路に現在位置を合わせ込み、二次元
上の車両の現在位置（ｘｉ，ｙｉ）を算出する（ステッ
プ１５０１）。

【００７６】次いで、入力装置１８からコマンド解析装
置５６に与えられた情報を参照して、三次元表示、擬似
三次元表示或いは平面表示（二次元表示）の何れが選択
されているかを判断する（ステップ１５０２）。ステッ
プ１５０２において、平面表示が選択されていると判断
された場合には、処理を終了する。また、三次元表示が
選択されていた場合には、図５のステップ５０２ないし
５０４と同様の処理が実行される（ステップ１５０３な
いし１５０５）。その一方、擬似三次元表示が選択され
ていた場合には、車両の高度ｈｐを０（ゼロ）にして
（ステップ１５０６）、ステップ１５０５に進む。この
場合には、車両の現在位置の座標（ｘｉ，ｙｉ，ｈｐ＝
０）が軌跡記憶部５４に記憶される。

【００７７】この後に、三次元表示或いは擬似三次元表
示にて地図を表示する場合には、表示処理部６１は、視
点設定部６０にて設定された視点、視点および視野角に
したがって、データ読込部５３により読み出された地図
データに基づく地図の上に、車両の位置を示す矢印が重
畳された画像を生成する。これにより、ディスプレイ１
２の画面上に、三次元表示の地図および車両の現在位置
を示す矢印を含む画像、或いは、平面地図をある視点か
ら見たような地図および車両の現在位置を含む画像を得
ることが可能となる。図１６は、三次元表示の地図およ
び車両の現在位置を示すマークを含む画像の一例を示す
図である。図１６においては、車両の現在位置を示すマ
ーク１６１は、矢印ではなく、自動車の形状のシンボル
となっている。このように、立体的に表わされた地図の
道路にマーク１６１が位置することにより、運転者は、
車両の位置を、より容易に把握することが可能となる。

【００７８】また、図１６においては、標高が変化する
のにしたがって、背景の色が変化するようになっている
（符号１６４および１６５参照）。これは、標高データ
を参照して、ポリゴン面（地表面）の色彩を決定すれば
よい。この例では、標高が高くなるのにしたがって、よ
り濃い色彩となるように設定されている。その一方、マ
ークが標高が高い地点に位置するのにしたがって、より
薄い色で塗られるように構成されている（マーク１６１
およびマーク１６２参照）。このように、背景色とのコ
ントラストを確保することにより、運転者がマークを、
より容易に確認することが可能となる。さらに、図１７
に示すように、画面１７０の一部に標高を示すバー１７
１を表示し、車両の現在位置の高度を矢印１７２により
示すのが、より好ましい。

【００７９】その一方、平面表示（二次元表示）にて地
図を表示する場合には、地図データに基づく二次元的な
地図の上に車両の位置を示す矢印が重畳された画像を生
成すれば良い。

【００８０】この実施の形態によれば、運転者の操作に
より所望のように地図および車両の現在位置を示すマー
クをディスプレイの画面上に得ることが可能となる。

【００８１】上述したように、これら実施の形態によれ
ば、高さ方向の測位精度が低くても、立体的に描かれた
道路に沿って車両の現在位置を表示するナビゲーション
装置を提供することが可能となる。

【００８２】本発明は、以上の実施の形態に限定される
ことなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内
で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内
に包含されるものであることは言うまでもない。

【００８３】たとえば、前記実施の形態において、位置
補正部は、現在位置算出部５１により得られた車両の現
在位置および地図データに基づき、車両の走行軌跡と道
路形状の相関の最も高い道路に現在位置を合わせ込み、
二次元上の車両の現在位置を得ているが、これに限定さ
れるものではなく、たとえば、ＧＰＳによる測位精度が
高く、マップマッチングが不要の場合などには、このよ
うな走行軌跡と道路形状との相関を得て二次元上の車両
の現在位置を補正する必要はない。

【００８４】また、前記実施の形態のうち、第１の実施
の形態と、第３の実施の形態および／または第４の実施
の形態とを組合わせても良いし、第２の実施の形態と、
第３の実施の形態および／または第４の実施の形態とを
組合わせてもよい。たとえば、前者においては、位置補
正部による図５の処理と図１０および／または図１２の
処理を組合わせれば良いし、後者においては、図８の処
理と図１０および／または図１２の処理を組合わせれば
よい。さらに、上述した組合わせと、第５の実施の形態
とを組合わせても良いし、上述した組合わせと、第６の
実施の形態とを組合わせてもよい。

【００８５】さらに、前記第３の実施の形態において、
車両が橋やトンネル内に位置するときに、入口および出
口の高度と、入口からの走行距離などに基づき、車両の
高度ｈｐを算出している（図１０のステップ１００６お
よび１００７参照）が、これに限定されるものではな
い。たとえば、橋やトンネルの入口の高度ｈｉを、橋の
上或いはトンネル内での車両の高度と設定しても良い。

【００８６】また、前記第４の実施の形態において、車
両の現在位置の高度を算出する場合に、道路データ中の
高度（オフセット値）をそのまま利用する（図１２のス
テップ１２０６，１２０７参照）のではなく、道路（リ
ンク）の始点の高度および終点の高度と、始点から車両
の位置までの距離とを利用して、補間演算を実行するこ
とにより高度ｈｐを求めても良いことは明らかである。

【００８７】さらに、前記実施の形態においては、ナビ
ゲーション装置は、各種センサおよびＧＰＳ受信機から
のデータに基づき、測位を実行しているが、センサ或い
はＧＰＳの何れかのみを用いて測位を実行しても良いこ
とは明らかである。

【００８８】また、本明細書において、手段とは必ずし
も物理的手段を意味するものではなく、各手段の機能
が、ソフトウェアによって実現される場合も包含する。
さらに、一つの手段或いは部材の機能が、二つ以上の物
理的手段或いは部材により実現されても、若しくは、二
つ以上の手段或いは部材の機能が、一つの手段或いは部
材により実現されてもよい。

【００８９】

【発明の効果】本発明によれば、地形、道路などの三次
元の地図情報に基づいて立体的な地図を表示し、高さ方
向の測位精度が低くても立体的に描かれた道路に沿って
車両の現在位置を表示するナビゲーション装置を提供す
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態にかかるナ
ビゲーション装置の構成を示すブロックダイヤグラムで
ある。

【図２】図２は、第１の実施の形態にかかる演算処理部
のハードウェア構成を示すブロックダイヤグラムであ
る。

【図３】図３は、第１の実施の形態にかかる演算処理部
を機能的に表わしたブロックダイヤグラムである。

【図４】図４は、本実施の形態にかかる地図データベー
スのデータ構成を示す図である。

【図５】図５は、第１の実施の態様にかかる位置補正部
にて実行される処理を示すフローチャートである。

【図６】図６は、図５の処理を説明するための図であ
る。

【図７】図７は、第１の実施の形態にかかる位置補正部
による高度の算出を説明するための図である。

【図８】図８は、第２の実施の態様にかかる位置補正部
にて実行される処理を示すフローチャートである。

【図９】図９は、勾配センサを用いた高さ検出を説明す
るための図である。

【図１０】図１０は、第３の実施の態様にかかる位置補
正部にて実行される処理を示すフローチャートである。

【図１１】図１１は、図１０の処理を説明するための図
である。

【図１２】図１２は、第４の実施の態様にかかる位置補
正部にて実行される処理を示すフローチャートである。

【図１３】図１３は、第５の実施の態様にかかる位置補
正部にて実行される処理を示すフローチャートである。

【図１４】図１４は、複数の領域メッシュの部分からな
る領域をディスプレイの画面上に表示する場合を説明す
るための図である。

【図１５】図１５は、第６の実施の形態にかかる位置補
正部５２の処理を示すフローチャートである。

【図１６】図１６は、三次元表示の地図および車両の現
在位置を示すマークを含む画像の一例を示す図である。

【図１７】図１７は、三次元表示の地図および車両の現
在位置を示すマークを含む画像の他の例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１０ナビゲーション装置１２ディスプレイ１４地図データベース１６音声出入力装置１８入力装置２０車輪速センサ２２方位センサ２４ジャイロ２６勾配センサ２８ＧＰＳ受信装置３０交通情報受信装置５１現在位置算出部５２位置補正部５３データ読込部５４軌跡記憶部５５メニュー表示部５６コマンド解析部５７経路計算部５８経路記憶部５９経路誘導部６０現在位置算出部６１表示処理部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中村浩三茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (56)参考文献特開平９−134122（ＪＰ，Ａ) 特開平５−26678（ＪＰ，Ａ) 特開平５−99680（ＪＰ，Ａ) 特開平４−125679（ＪＰ，Ａ) 特開平９−50538（ＪＰ，Ａ) 特開平９−138136（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01C 21/00 - 21/36 G08G 1/0969 G09B 29/00 - 29/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の現在位置を測位する測位手段と、表
示装置とを備え、複数の地点の高度を示す高度データを
含む地図データを格納した地図データベースから読み出
された地形を示すデータおよび道路を示す道路データに
基づき、三次元的な地表面に対して所定の角度をなす方
向から眺めた透視地図と、測位手段により得られた車両
の現在位置とを重畳した画像を生成して、表示装置の画
面上に表示するナビゲーション装置であって、前記測位手段により測位された車両の現在位置を示すデ
ータと、道路データとを用いてマップマッチングを実行
し、前記マップマッチングにより得られた補正された二
次元上の車両位置に対応する道路上の位置の高度を、前
記高度データから算出して、車両の現在位置の高度を決
定する位置補正手段を備えることを特徴とするナビゲー
ション装置。
【請求項２】請求項１記載のナビゲーション装置であっ
て、車両の水平面に対する傾きを検出する勾配センサと、車
両の移動量を検出する移動量センサとを、さらに備え、前記位置補正手段は、車両の停止中に、高度データに基
づき車両の現在位置の高度を決定し、その一方、車両の
走行中に、前記勾配センサおよび前記移動センサにより
得られた車両の垂直方向の移動量に基づき、現在位置の
高度を決定することを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項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、前記地図データは、緯度線および経度線によりメッシュ
状に画定されたメッシュ領域ごとのデータからなり、表示装置の画面上に表示すべき表示領域が複数のメッシ
ュ領域にわたる場合であって、且つ、この複数のメッシ
ュ領域の何れかのデータに高度データが含まれていない
場合に、前記位置補正手段が車両の現在位置の高度を海
抜０メートルと決定すると共に、二次元地図に対して所
定の角度をなす方向から眺めた透視地図と、車両の現在
位置とを重畳した画像を生成して、表示装置の画面上に
表示することを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項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、二次元地図を表示する第１のモード、二次元地図に対し
て所定の角度をなす方向から眺めた透視地図を表示する
第２のモード、および、三次元的な地表面に対して所定
の角度をなす方向から眺めた透視地図を表示する第３の
モードのうち、何れかのモードを選択する選択手段をさ
らに備え、前記位置補正手段は、前記選択手段により前記第２のモ
ードが選択された場合に、車両の現在位置の高度を海抜
０メートルと決定し、前記選択手段により第３のモード
が選択された場合に、前記測位手段により測位された車
両の現在位置に対応する地図上の位置の高度を、前記高
度データから算出して、車両の現在位置の高度を決定す
ることを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項５】車両の現在位置を表示するナビゲーション
装置であって、車両の現在位置を測位する測位手段と、少なくとも一部の領域に所在する地図構成要素の高度デ
ータが含まれている地図データが格納された地図データ
ベースから地図データを読み込む読込手段と、前記測位手段により測位された車両の現在位置に対応す
る地図上の位置の高度を、前記読込手段により読み込ん
だ地図データに含まれる地図構成要素の高度データを基
に算出して、これを車両の現在位置の高度に決定する高
度決定手段と、前記読込手段により読み込んだ地図データに基づいて、
三次元的な地表面に対して所定の角度をなす方向から眺
めた透視地図を作成すると共に、前記測位手段が測位し
た車両の現在位置および前記高度決定手段が決定した車
両の現在位置の高度に基づいて、前記透視地図上での車
両の表示位置を決定し、これを前記透視地図に重ねて表
示する表示手段と、を有することを特徴とするナビゲー
ション装置。
【請求項６】請求項５記載のナビゲーション装置であっ
て、前記高度決定手段は、前記測位手段により測位された車
両の現在位置と、前記読込手段により読み込んだ地図デ
ータに含まれる道路データとを用いてマップマッチング
を実行し、前記マップマッチングにより得られた車両位
置に対応する地図上の位置の高度を、前記読込手段によ
り読み込んだ地図データに含まれる地図構成要素の高度
データを基に算出して、これを車両の現在位置の高度に
決定することを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項７】請求項５または６記載のナビゲーション装
置であって、車両の水平面に対する傾きを検出する勾配センサと、車
両の移動量を検出する移動量センサとを、さらに有し、前記高度決定手段は、車両の停止中に、前記読込手段に
より読み込んだ地図データに含まれる地図構成要素の高
度データを基に車両の現在位置の高度を決定し、車両の
走行中に、前記勾配センサおよび前記移動センサにより
得られた車両の垂直方向の移動量を基に車両の現在位置
の高度を決定することを特徴とするナビゲーション装
置。
【請求項８】請求項５、６または７記載のナビゲーショ
ン装置であって、前記地図データは、緯度線および経度線によりメッシュ
状に画定されたメッシュ領域ごとのデータからなり、表示装置の画面上に表示すべき表示領域が複数のメッシ
ュ領域にわたる場合であって、且つ、この複数のメッシ
ュ領域の何れかのデータに地図構成要素の高度データが
含まれていない場合に、前記高度決定手段は、車両の現
在位置の高度を海抜０メートルと決定し、前記表示手段
は、二次元地図に対して所定の角度をなす方向から眺め
た透視地図と、車両の現在位置とを重畳した画像を生成
して、表示装置の画面上に表示することを特徴とするナ
ビゲーション装置。
【請求項９】請求項５、６、７または８記載のナビゲー
ション装置であって、前記表示手段は、二次元地図を表示する第１のモード、
二次元地図に対して所定の角度をなす方向から眺めた透
視地図を表示する第２のモード、および、三次元的な地
表面に対して所定の角度をなす方向から眺めた透視地図
を表示する第３のモードのうちの何れかのモードで、表
示装置の画面上に表示を行ない、前記高度決定手段は、前記表示手段により前記第２のモ
ードで表示が行なわれる場合に、車両の現在位置の高度
を海抜０メートルと決定し、前記表示手段により前記第
３のモードで表示が行なわれる場合に、前記測位手段に
より測位された車両の現在位置に対応する地図上の位置
の高度を、前記読込手段により読み込んだ地図データに
含まれる地図構成要素の高度データから算出して、車両
の現在位置の高度を決定することを特徴とするナビゲー
ション装置。
【請求項１０】請求項５、６、７、８または９記載のナ
ビゲーション装置であって、前記高度決定手段は、前記測位手段により測位された車
両の現在位置に対応する地図上の位置がある道路区間が
地表面に沿っていない場合に、当該道路区間の始点およ
び終点の高度データに基づいて、車両の現在位置の高度
を決定することを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項１１】請求項５、６、７、８または９記載のナ
ビゲーション装置であって、前記高度決定手段は、前記測位手段により測位された車
両の現在位置に対応する地図上の位置がある道路区間が
地表面に沿っていない場合に、当該道路区間の始点の高
度データと、前記始点から車両の現在位置までの移動距
離とに基づいて、車両の現在位置の高度を決定すること
を特徴とするナビゲーション装置。
【請求項１２】請求項５、６、７、８または９記載のナ
ビゲーション装置であって、前記高度決定手段は、前記測位手段により測位された車
両の現在位置に対応する地図上の位置がある道路区間が
地表面に沿っていない場合に、当該道路区間の始点およ
び終点の高度データにより特定される高度を、車両の現
在位置の高度に決定することを特徴とするナビゲーショ
ン装置。
【請求項１３】請求項５、６、７、８、９、１０、１１
または１２記載のナビゲーション装置であって、前記高度決定手段は、前記読込手段により読み込んだ地
図データに、地形の高度データおよび道路の高度データ
が含まれている場合に、前記地形の高度データと、前記
測位手段により測位された車両の現在位置に対応する地
図上の位置がある道路の高度データとに基づいて、車両
の現在位置の高度を決定することを特徴とするナビゲー
ション装置。
【請求項１４】請求項５、６、７、８、９、１０、１
１、１２または１３記載のナビゲーション装置であっ
て、前記表示手段は、前記高度決定手段により決定された車
両の現在位置の高度の変化に従って、画面に表示する車
両の表示位置を表すマークを変化させることを特徴とす
るナビゲーション装置。
【請求項１５】請求項５、６、７、８、９、１０、１
１、１２または１３記載のナビゲーション装置であっ
て、前記表示手段は、前記高度決定手段により決定された車
両の現在位置の高度を表示することを特徴とするナビゲ
ーション装置。