JP3460488B2 - Navigation system - Google Patents

Navigation system

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JP3460488B2
JP3460488B2 JP784597A JP784597A JP3460488B2 JP 3460488 B2 JP3460488 B2 JP 3460488B2 JP 784597 A JP784597 A JP 784597A JP 784597 A JP784597 A JP 784597A JP 3460488 B2 JP3460488 B2 JP 3460488B2
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elevation
terrain
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眞幸 渡部
雅行 高田
則政 岸
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Nissan Motor Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は車載用または携帯用
のナビゲーションシステムに関し、特に地形情報と地図
情報を立体鳥瞰図表示するナビゲーションシステムに関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle-mounted or portable navigation system, and more particularly to a navigation system for displaying topographical information and map information in a stereoscopic bird's-eye view.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、車載用または携帯用のナビゲーシ
ョンシステムとして、本願出願人の出願にかかる発明を
記載した特開平7−220055号公報に記載されたも
のが知られている。この従来のナビゲーションシステム
は、GPS(Grobal Posistiong S
ystem)や自立航法システムによって利用者の現在
位置を検出してその検出現在位置を指定し、あるいはキ
ーボードやリモコン操作器を用いて特定の位置を指定し
て表示基準点に決め、この表示基準点と進行方向に基づ
いて視点座標、視線方向を算定し、外部記憶装置に登録
されている地図データに透視投影変換を施して図25に
示すような鳥瞰図にしてディスプレイに表示するもので
ある。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a vehicle-mounted or portable navigation system, one described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-220055, which describes the invention of the applicant of the present application, is known. This conventional navigation system uses a GPS (Global Positioning S).
system) or the self-contained navigation system to detect the current position of the user and specify the detected current position, or specify a specific position using the keyboard or remote controller to determine the display reference point The viewpoint coordinates and the line-of-sight direction are calculated based on the traveling direction, and perspective projection conversion is performed on the map data registered in the external storage device to display the bird's-eye view as shown in FIG. 25 on the display.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このような従来のナビ
ゲーションシステムでは、使用者の現在位置等のある定
められた表示基準点に近い領域は詳細な(縮尺が大き
い)地図情報を表示し、表示基準点から遠くなるにした
がって表示領域が広がる(縮尺が小さい)地図情報を表
示し、遠方までの道路状況を直感的に把握することがで
きる利点がある。
In such a conventional navigation system, detailed (large-scale) map information is displayed and displayed in an area near a certain display reference point such as the current position of the user. There is an advantage that it is possible to intuitively grasp the road condition up to a distant place by displaying the map information in which the display area expands (the scale is small) as the distance from the reference point increases.

【0004】しかしながら、このような従来の経路誘導
では、利用する地図データが原則として2次元座標系で
記述されたものであり、地図の背景となる地面について
は単に平坦面と見なして表示していたために、実際の地
面は起伏に富んだ地形の場所を表示する場合にも平坦面
として表示されてしまい、特に使用者の現在位置を表示
基準点として表示するときに周囲の現実の景観と符合せ
ず、現在位置を地図上で確認したり周囲環境との関連を
把握したりする上で違和感があるという問題点があっ
た。
However, in such conventional route guidance, the map data to be used is basically described in a two-dimensional coordinate system, and the ground that is the background of the map is regarded as a flat surface and displayed. Therefore, the actual ground will be displayed as a flat surface even when displaying the location of terrain with a lot of undulations, especially when displaying the user's current position as the display reference point, which is in agreement with the surrounding real landscape. Without doing so, there was a problem that there was a sense of discomfort in checking the current position on the map and grasping the relationship with the surrounding environment.

【0005】地形を3次元モデル化して表示するアプリ
ケーションソフトウェアとして、各種シミュレーション
ソフトやゲームソフトが存在するが、経路誘導に必要な
道路情報や地名等の情報を表示することはない、表示さ
れる地形領域が限定された範囲である、あるいは現実の
地形とは無関係な架空世界を表示しているにすぎない等
の理由によりナビゲーションシステムに利用することが
できるものではない。
Various types of simulation software and game software exist as application software for displaying a three-dimensional model of the terrain, but the displayed terrain does not display information such as road information and place names necessary for route guidance. It cannot be used for a navigation system because the area is limited, or because it only displays a fictitious world unrelated to the actual topography.

【0006】このような従来の問題点に鑑みて、現実の
地形に基づいた標高値データを用いて立体的に地形を表
示し、さらに道路や地名等の地図表示要素をその地形上
に配して立体地図を作成して表示することにより、現実
の地勢によく近似した立体道路地図表示ができるナビゲ
ーションシステムが本願発明者らによって開発された。
In view of such conventional problems, three-dimensional terrain is displayed using elevation data based on the actual terrain, and map display elements such as roads and place names are arranged on the terrain. The present inventors have developed a navigation system capable of displaying a three-dimensional road map that closely resembles the actual terrain by creating and displaying a three-dimensional map.

【0007】本発明のこの一連の立体地図表示機能を備
えたナビゲーションシステムに関連するもので、その目
的は、自車両位置のような表示基準点が視点から見て手
前側の高い山に隠されるような深い山間部を走行するよ
うな場合にも、表示基準点が隠されずに常に明示できる
ようにして常に自車両位置を正確に把握できるようにし
たナビゲーションシステムを提供することにある。
The present invention relates to a navigation system having a series of three-dimensional map display functions of the present invention, the purpose of which is to hide a display reference point such as the position of a vehicle in a high mountain on the front side from the viewpoint. It is an object of the present invention to provide a navigation system in which the display reference point can be always displayed without being hidden and the position of the own vehicle can always be accurately grasped even when traveling in such a deep mountain area.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明のナビゲ
ーションシステムは、地形平面座標に対して標高値を与
えることのできる地形形状データを記憶する地形データ
記憶手段と、道路、地名等の地図上に表示する地図表示
要素の位置情報及び付帯情報を記憶する地図データ記憶
手段と、表示される地図の位置、方向を決定するための
表示基準点位置座標及び視線方向角を入力する表示基準
点等入力手段と、前記表示基準点等入力手段から入力さ
れた表示基準点位置座標及び視線方向角にしたがって画
面上に表示される地図上の対象領域(表示対象領域)を
決定する表示対象領域決定手段と、前記表示対象領域決
定手段によって決定された前記表示対象領域に対して、
前記入力された表示基準点と視線方向角との関係であら
かじめ設定されているルールにしたがって標高変更領域
を決定する標高変更領域決定手段と、前記表示対象領域
決定手段によって決定された表示対象領域に属するサン
プリング点の地形形状データを前記地形データ記憶手段
から読込み、この地形形状データを用いて地形の形状モ
デル化を行う地形形状モデリング手段と、前記表示基準
点等入力手段から入力された表示基準点位置座標と前記
地形形状モデリング手段によって得られた地形形状モデ
ルとから前記表示基準点の標高値を決定する表示基準点
標高決定手段と、前記標高変更領域決定手段によって決
定された標高変更領域に属するサンプリング点につい
て、前記地形形状モデリング手段によってモデル化され
た地形形状の該当する地点の標高値を前記表示基準点標
高決定手段によって決定された表示基準点の標高値に近
づける変更を行い、前記地形形状の再モデル化を行う地
形形状標高変更手段と、前記表示基準点等入力手段から
入力された表示基準点位置座標及び視線方向角と、前記
表示基準点標高決定手段によって決定された表示基準点
標高値とから透視投影変換の視点座標を決定する視点座
標決定手段と、前記地図データ記憶手段から前記表示対
象領域に相当する地図表示要素を読込み、必要に応じて
前記地形形状標高変更手段によって再モデル化された地
形形状モデルに基づいて各地図表示要素の標高値を決定
し、表示用図形データを作成する地図要素標高決定手段
と、前記視点座標決定手段によって決定された視点座標
と前記表示基準点等入力手段から入力された視線方向角
とに基づいて前記地形形状モデルと前記標高値の決定さ
れた地図表示要素とを透視投影変換する座標変換手段
と、前記座標変換手段によって透視投影変換されたデー
タに基づいて前記表示対象領域の立体地図画像を描画す
る描画処理手段と、前記立体地図画像を表示する画像表
示手段とを備えたものである。
A navigation system according to a first aspect of the present invention comprises a terrain data storage means for storing terrain shape data capable of giving elevation values to terrain plane coordinates, and a map such as roads and place names. Map data storage means for storing position information and incidental information of map display elements displayed above, and display reference points for inputting position coordinates and line-of-sight direction angles for determining the position and direction of the displayed map. Etc. input means and display target area determination for determining a target area (display target area) on the map displayed on the screen according to the display reference point position coordinates and the line-of-sight direction angle input from the display reference point etc. input means Means and the display target area determined by the display target area determining means,
The altitude change area determining means for determining an altitude change area according to a preset rule in the relationship between the input display reference point and the line-of-sight angle, and the display target area determined by the display target area determining means. The terrain shape data of the sampling point to which it belongs is read from the terrain data storage means, and the terrain shape modeling means for modeling the terrain shape using the terrain shape data, and the display reference points input from the input means such as the display reference points. It belongs to a display reference point elevation determining means for determining the elevation value of the display reference point from the position coordinates and the topographic shape model obtained by the topographic shape modeling means, and belongs to the elevation changing area determined by the elevation changing area determining means. Regarding the sampling points, the corresponding topographic shapes modeled by the topographical modeling means are applicable. Input the above-mentioned display reference point and the topographic shape elevation changing means for changing the elevation value of the point closer to the elevation value of the display reference point determined by the display reference point elevation determining means and remodeling the topographic shape. Viewpoint coordinate determining means for determining the viewpoint coordinates of perspective projection conversion from the display reference point position coordinates and the line-of-sight direction angle input from the means, and the display reference point elevation value determined by the display reference point elevation determining means; The map display element corresponding to the display target area is read from the map data storage means, and if necessary, the elevation value of each map display element is determined based on the topographic shape model remodeled by the topographic shape elevation changing means. , Map element elevation determining means for creating display graphic data, viewpoint coordinates determined by the viewpoint coordinate determining means, and input from the display reference point etc. input means Coordinate conversion means for performing perspective projection conversion of the terrain shape model and the map display element for which the elevation value is determined based on the line-of-sight direction angle, and the data based on the perspective projection conversion data by the coordinate conversion means. It is provided with drawing processing means for drawing a stereoscopic map image of the display target area and image display means for displaying the stereoscopic map image.

【0009】請求項2の発明は、請求項1のナビゲーシ
ョンシステムにおいて、前記描画処理手段が、前記座標
変換手段の透視投影変換したデータを隠面消去を実行し
ながら描画するようにしたものである。
According to a second aspect of the present invention, in the navigation system according to the first aspect, the drawing processing means draws the data obtained by perspective projection conversion of the coordinate conversion means while performing hidden surface removal. .

【0010】請求項3の発明は、請求項1または2のナ
ビゲーションシステムにおいて、前記描画処理手段が、
誘導経路を通常の道路と異なった描画色若しくは線種に
よって描画するようにしたものである。
According to a third aspect of the present invention, in the navigation system according to the first or second aspect, the drawing processing means includes:
The guide route is drawn in a drawing color or line type different from that of an ordinary road.

【0011】請求項4の発明は、請求項1〜3のナビゲ
ーションシステムにおいて、前記描画処理手段が、前記
地形形状を描画する場合にその地形の標高値に応じて描
画色を変化させ、かつ地形形状が標高値を変更して再モ
デル化された場合にも変更前の標高値に応じて描画色を
変化させるようにしたものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the navigation system according to the first to third aspects, when the drawing processing means draws the terrain shape, the drawing color is changed according to the elevation value of the terrain, and the terrain is also changed. Even when the shape is remodeled by changing the elevation value, the drawing color is changed according to the elevation value before the change.

【0012】請求項5の発明のナビゲーションシステム
は、地形平面座標に対して標高値を与えることのできる
地形形状データを記憶する地形データ記憶手段と、道
路、地名等の地図上に表示する地図表示要素の位置情報
及び付帯情報を記憶する地図データ記憶手段と、表示さ
れる地図の位置、方向を決定するための表示基準点位置
座標及び視線方向角を入力する表示基準点等入力手段
と、前記表示基準点等入力手段から入力された表示基準
点位置座標及び視線方向角にしたがって画面上に表示さ
れる地図上の対象領域(表示対象領域)を決定する表示
対象領域決定手段と、前記表示対象領域決定手段によっ
て決定された前記表示対象領域に対して、前記入力され
た表示基準点と視線方向角との関係であらかじめ設定さ
れているルールにしたがって標高変更領域を決定する標
高変更領域決定手段と、前記表示対象領域決定手段が決
定した表示対象領域内に所定密度のサンプリング点群を
設定し、各サンプリング点の平面座標(x,y)に対し
て相当する標高値zを前記地形データ記憶手段より読込
んで3次元サンプリング点(x,y,z)群を生成し、
この3次元サンプリング点群を所定のルールにしたがっ
て稜線で接続することによって開いた多面体形状の地形
形状モデルを作成する地形形状モデリング手段と、前記
表示基準点等入力手段から入力された表示基準点位置座
標と前記地形形状モデリング手段によって得られた地形
形状モデルとから前記表示基準点の標高値を決定する表
示基準点標高決定手段と、前記表示基準点等入力手段か
ら入力された表示基準点位置座標及び視線方向角と、前
記表示基準点標高決定手段によって決定された表示基準
点標高値とから透視投影変換の視点座標を決定する視点
座標決定手段と、前記標高変更領域決定手段によって決
定された標高変更領域に属するサンプリング点につい
て、前記地形形状モデリング手段によってモデル化され
た地形形状の該当する地点の標高値を前記表示基準点標
高決定手段によって決定された表示基準点の標高値に近
づける変更を行い、前記地形形状の再モデル化を行う地
形形状標高変更手段と、前記表示基準点等入力手段から
入力された表示基準点位置座標及び視線方向角と、前記
地図データ記憶手段から前記表示対象領域に相当する地
図表示要素を読込み、必要に応じて前記地形形状標高変
更手段によって再モデル化された前記地形形状モデルに
基づいて各地図表示要素の標高値を決定し、表示用図形
データを作成する地図要素標高決定手段と、前記視点座
標決定手段によって決定された視点座標と前記表示基準
点等入力手段から入力された視線方向角とに基づいて前
記地形形状モデルと前記標高値の決定された地図表示要
素とを透視投影変換する座標変換手段と、前記座標変換
手段によって透視投影変換された地形形状を示す多面体
を、前記視点に対して奥の方の面から上書きにより描画
し、立体地図画像を出力する地形形状描画処理手段と、
前記地図要素標高決定手段によって決定された地図表示
要素それぞれの表示位置の標高値と相応する地形形状の
標高値とを比較する地図要素標高比較手段と、前記地図
要素標高比較手段の比較結果に基づき、前記地図表示要
素の方が相応する地形形状と標高値が等しいものまたは
より大きいものについて前記地形形状に上書きにより描
画する地図要素描画処理手段と、前記地形形状描画処理
手段からの立体地図画像と前記地図要素描画処理手段か
らの地図要素画像とを合成して表示する画像表示手段と
を備えたものである。
A navigation system according to a fifth aspect of the present invention is a terrain data storage means for storing terrain shape data capable of giving elevation values to terrain plane coordinates, and a map display for displaying on a map such as roads and place names. Map data storage means for storing position information and auxiliary information of elements, display reference point position input means for inputting position coordinates and line-of-sight direction angle for determining position and direction of displayed map, and Display target area determining means for determining a target area (display target area) on the map displayed on the screen according to the display reference point position coordinates and the line-of-sight direction angle input from the display reference point etc. input means, and the display target. For the display target area determined by the area determination means, a rule set in advance in accordance with the relationship between the input display reference point and the viewing direction angle is adopted. And an elevation change area determining means for determining an elevation change area, and a sampling point group of a predetermined density is set in the display target area determined by the display target area determining means, and plane coordinates (x, y) of each sampling point are set. , The corresponding elevation value z is read from the topographical data storage means to generate a three-dimensional sampling point (x, y, z) group,
Terrain shape modeling means for creating a polyhedral shape terrain shape model by connecting the three-dimensional sampling point groups with ridges according to a predetermined rule, and display reference point position input from the display reference point input means. Display reference point elevation determining means for determining the elevation value of the display reference point from the coordinates and the topographic shape model obtained by the topographic shape modeling means, and display reference point position coordinates input from the display reference point input means. And a viewpoint coordinate determining means for determining viewpoint coordinates for perspective projection conversion from the line-of-sight direction angle and the display reference point elevation value determined by the display reference point elevation determining means, and the altitude determined by the altitude changing area determining means. The sampling points belonging to the changed area are the corresponding topographic shapes modeled by the topographical modeling means. Input the above-mentioned display reference point and the topographic shape elevation changing means for changing the elevation value of the point closer to the elevation value of the display reference point determined by the display reference point elevation determining means and remodeling the topographic shape. The display reference point position coordinates and the line-of-sight direction angle input from the means, and the map display element corresponding to the display target area are read from the map data storage means, and remodeled by the topographical shape elevation changing means as necessary. The map element elevation determining means for determining the elevation value of each map display element based on the topographical shape model and creating display graphic data, the viewpoint coordinates determined by the viewpoint coordinate determining means, the display reference point, etc. Coordinate conversion means for performing perspective projection conversion of the terrain shape model and the map display element for which the elevation value has been determined based on the line-of-sight direction angle input from the input means. The polyhedron showing a perspective projection converted terrain shape by the coordinate transformation means, and drawn by overwriting from the plane of the inner part relative to the viewpoint, and terrain shape drawing processing means for outputting a stereoscopic map image,
Based on the comparison result of the map element elevation comparison means for comparing the elevation value of the display position of each map display element determined by the map element elevation determination means and the elevation value of the corresponding terrain shape, and the map element elevation comparison means A map element drawing processing unit that draws the map display element by overwriting the corresponding topographic shape with an altitude value equal to or larger than the corresponding topographic shape; and a stereoscopic map image from the topographic shape drawing processing unit. An image display unit for displaying a composite image with the map element image from the map element drawing processing unit.

【0013】請求項6の発明は、請求項5のナビゲーシ
ョンシステムにおいて、前記地図要素標高比較手段が、
前記地図表示要素それぞれの表示位置の標高値と相応す
る地形形状の標高値を地形描画色に基づいて比較するよ
うにしたものである。
According to a sixth aspect of the present invention, in the navigation system according to the fifth aspect, the map element elevation comparing means comprises:
The elevation value of each display position of the map display elements and the elevation value of the corresponding terrain shape are compared based on the terrain drawing color.

【0014】請求項7の発明は、請求項5または6のナ
ビゲーションシステムにおいて、前記地図要素描画処理
手段が、前記地図表示要素が誘導経路である場合に前記
地図表示要素が通常の道路である場合と異なった描画色
若しくは線種によって描画するようにしたものである。
According to a seventh aspect of the present invention, in the navigation system according to the fifth or sixth aspect, when the map element drawing processing means is a guide route and the map display element is a normal road. The drawing color or line type is different from the drawing color.

【0015】請求項8の発明は、請求項5〜7のナビゲ
ーションシステムにおいて、前記地形形状描画処理手段
が、前記地形形状を描画する場合にその地形の標高値に
応じて描画色を変化させ、かつ地形形状が標高値を変更
して再モデル化された場合にも変更前の標高値に応じて
描画色を変化させるようにしたものである。
According to an eighth aspect of the present invention, in the navigation system according to the fifth to seventh aspects, when the terrain shape drawing processing unit draws the terrain shape, the drawing color is changed according to an elevation value of the terrain, Moreover, even when the terrain shape is remodeled by changing the elevation value, the drawing color is changed according to the elevation value before the change.

【0016】請求項9の発明のナビゲーションシステム
は、地形平面座標に対して標高値を与えることのできる
地形形状データを記憶する地形データ記憶手段と、道
路、河川、鉄道のような線図形を地図上に表示する位置
情報及び付帯情報を記憶する線図形データ記憶手段と、
地名のような文字列等を表示する位置情報と付帯情報、
または背景のような多角形で表現される面図形を表示す
る位置情報と付帯情報を記憶する地名、背景データ記憶
手段と、表示される地図の位置、方向を決定するための
表示基準点位置座標及び視線方向角を入力する表示基準
点等入力手段と、前記表示基準点等入力手段から入力さ
れた表示基準点位置座標及び視線方向角にしたがって画
面上に表示される地図上の対象領域(表示対象領域)を
決定する表示対象領域決定手段と、前記表示対象領域決
定手段によって決定された前記表示対象領域に対して、
前記入力された表示基準点と視線方向角との関係であら
かじめ設定されているルールにしたがって標高変更領域
を決定する標高変更領域決定手段と、前記表示対象領域
決定手段が決定した表示対象領域内に所定密度のサンプ
リング点群を設定し、各サンプリング点の平面座標
(x,y)に対して相当する標高値zを前記地形データ
記憶手段より読込んで3次元サンプリング点(x,y,
z)群を生成し、この3次元サンプリング点群を所定の
ルールにしたがって稜線で接続することによって開いた
多面体形状の地形形状モデルを作成する地形形状モデリ
ング手段と、前記表示基準点等入力手段から入力された
表示基準点位置座標と前記地形形状モデリング手段によ
って得られた地形形状モデルとから前記表示基準点の標
高値を決定する表示基準点標高決定手段と、前記標高変
更領域決定手段によって決定された標高変更領域に属す
るサンプリング点について、前記地形形状モデリング手
段によってモデル化された地形形状の該当する地点の標
高値を前記表示基準点標高決定手段によって決定された
表示基準点の標高値に近づける変更を行い、前記地形形
状の再モデル化を行う地形形状標高変更手段と、前記表
示基準点等入力手段から入力された表示基準点位置座標
及び視線方向角と、前記表示基準点標高決定手段によっ
て決定された表示基準点標高値とから透視投影変換の視
点座標を決定する視点座標決定手段と、前記線図形デー
タ記憶手段から前記表示対象領域に相当する線図形デー
タを読込み、前記地名、背景データ記憶手段から前記地
名、背景データを読込み、必要に応じて前記地形形状標
高変更手段によって再モデル化された前記地形形状モデ
ルに基づいて各線図形、地名等の表示点及び各面図形の
標高値を決定し、表示用図形データを作成する地図要素
標高決定手段と、前記視点座標決定手段によって決定さ
れた視点座標と前記表示基準点等入力手段から入力され
た視線方向角とに基づいて前記地形形状モデルと前記標
高値の決定された各地図表示要素の表示用図形データと
を透視投影変換する座標変換手段と、前記座標変換手段
によって透視投影変換されたデータのうち、地形データ
及び地名、背景データを隠面消去を実行しながら描画
し、立体地図画像を出力する隠面消去描画処理手段と、
前記地図要素標高決定手段によって決定された線図形デ
ータの各線素の端点の標高値と相応する地形形状の標高
値とを比較する線図形データ標高比較手段と、前記線図
形データ標高比較手段の比較結果に基づき、前記線図形
の前記線素の端点の標高値の方が相応する地形形状と標
高値が等しいものまたはより大きいものについて前記地
形形状に上書きにより描画する線図形データ描画処理手
段と、前記隠面消去描画処理手段からの立体地図画像と
前記線図形データ描画処理手段からの線図形画像とを合
成して表示する画像表示手段とを備えたものである。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a navigation system in which a terrain data storage means for storing terrain shape data capable of giving an elevation value to a terrain plane coordinate and a line figure such as a road, a river or a railroad map. Line graphic data storage means for storing position information and incidental information displayed above,
Location information and incidental information that displays character strings such as place names,
Or, a position name for storing position information and additional information for displaying a surface figure represented by a polygon such as a background, background data storage means, and display reference point position coordinates for determining the position and direction of the displayed map. And a display reference point etc. inputting means for inputting the line-of-sight direction angle, and a target area on the map displayed on the screen in accordance with the display reference point position coordinates and the line-of-sight direction angle inputted from the display reference point etc. Display target area determining means for determining (target area), and the display target area determined by the display target area determining means,
Within the display target area determined by the altitude change area determining means for determining the altitude change area according to a rule set in advance in the relationship between the input display reference point and the line-of-sight direction angle, and the display target area determining means. A sampling point group having a predetermined density is set, and the elevation value z corresponding to the plane coordinates (x, y) of each sampling point is read from the topographical data storage means and the three-dimensional sampling point (x, y,
z) A group of terrain shape modeling means for creating a group and creating a terrain shape model of a polyhedron shape opened by connecting the group of three-dimensional sampling points with ridge lines according to a predetermined rule, and the input means such as the display reference points. Display reference point elevation determining means for determining the elevation value of the display reference point from the input display reference point position coordinates and the topographic shape model obtained by the topographic shape modeling means, and the elevation change area determining means. For the sampling points belonging to the altitude change area, the altitude value of the corresponding point of the terrain shape modeled by the terrain shape modeling means is brought closer to the altitude value of the display reference point determined by the display reference point altitude determination means. Topography changing means for remodeling the topography, and inputting the display reference points, etc. Viewpoint coordinates determining means for determining viewpoint coordinates for perspective projection transformation from the display reference point position coordinates and line-of-sight direction angles input from the display reference point elevation value determined by the display reference point elevation determining means, and the line. The line graphic data corresponding to the display target area is read from the graphic data storage means, the place name and the background data are read from the place name and background data storage means, and remodeled by the topography shape elevation changing means as necessary. A map element elevation determining means for determining the elevation value of each line figure, a display point such as a place name and each surface figure based on the topographical shape model, and creating display figure data, and the viewpoint determined by the viewpoint coordinate determining means. Based on the coordinates and the line-of-sight direction angle input from the input means such as the display reference point, the terrain shape model and each map display element of which the altitude value is determined Coordinate conversion means for performing perspective projection conversion with the figure data for display, and of the data perspective-transformed by the coordinate conversion means, topographical data, place names, and background data are drawn while performing hidden surface removal, and a three-dimensional map image is drawn. A hidden surface removal drawing processing means for outputting
Comparison between the line figure data elevation comparing means for comparing the elevation value of the end point of each line element of the line figure data determined by the map element elevation determining means with the elevation value of the corresponding topographical shape, and the line figure data elevation comparing means Based on the result, line figure data drawing processing means for drawing by overwriting on the terrain shape for those where the elevation value of the end point of the line element of the line figure is equal to or higher than the corresponding terrain shape. Image display means for combining and displaying the stereoscopic map image from the hidden surface removal drawing processing means and the line figure image from the line figure data drawing processing means is provided.

【0017】請求項10の発明は、請求項9のナビゲー
ションシステムにおいて、前記地図要素標高比較手段
が、前記地図表示要素それぞれの表示位置の標高値と相
応する地形形状の標高値を地形描画色に基づいて比較す
るようにしたものである。
According to a tenth aspect of the present invention, in the navigation system according to the ninth aspect, the map element elevation comparing means uses the elevation value of the terrain shape corresponding to the elevation value of the display position of each of the map display elements as the terrain drawing color. The comparison is based on this.

【0018】請求項11の発明は、請求項9または10
のナビゲーションシステムにおいて、線図形データ描画
処理手段が、前記線図形が誘導経路である場合に、前記
線図形が通常の道路である場合と異なった描画色、若し
くは異なった線種で描画するようにしたものである。
The invention of claim 11 relates to claim 9 or 10.
In the navigation system described above, when the line figure is a guide route, the line figure data drawing processing means draws with a different drawing color or a different line type than when the line figure is a normal road. It was done.

【0019】請求項12の発明は、請求項1〜11のナ
ビゲーションシステムにおいて、前記視点座標決定手段
が、前記表示基準点標高決定手段が決定した表示基準点
標高値にしたがって前記視点座標の標高座標値を変化さ
せるようにしたものである。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the navigation system according to any one of the first to eleventh aspects, the viewpoint coordinate determining means determines the elevation coordinate of the viewpoint coordinate according to the display reference point elevation value determined by the display reference point elevation determining means. The value is changed.

【0020】請求項13の発明は、請求項1〜12のナ
ビゲーションシステムにおいて、前記標高変更領域決定
手段が、前記表示対象領域決定手段が決定した表示対象
領域に対して、前記視点から見て前記表示基準点を含む
一定の手前側領域を標高変更領域と決定するようにした
ものである。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the navigation system according to the first to the twelfth aspects, the elevation change area determining means sees the display target area determined by the display target area determining means from the viewpoint. A certain area on the near side including the display reference point is determined as the altitude change area.

【0021】請求項14の発明は、請求項1〜12のナ
ビゲーションシステムにおいて、前記標高変更領域決定
手段が、前記表示対象領域決定手段が決定した表示対象
領域に対して、前記表示基準点を囲む一定円形領域を標
高変更領域と決定するようにしたものである。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the navigation system according to any one of the first to twelfth aspects, the elevation change area determining means surrounds the display reference point with respect to the display target area determined by the display target area determining means. The constant circular area is determined as the altitude changing area.

【0022】請求項15の発明は、請求項1〜14のナ
ビゲーションシステムにおいて、前記地形形状標高変更
手段が、前記表示基準点標高決定手段が決定した前記表
示基準点の標高値(hpとする)に対して、前記地形形
状モデリング手段が割り出した前記標高変更領域に属す
る各サンプリング点の標高値(hとする)を、次の式に
基づいて変更して新たに標高値hとするようにしたもの
である。
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the navigation system according to the first to fourteenth aspects, the terrain shape elevation changing means sets the elevation value (hp) of the display reference point determined by the display reference point elevation determining means. On the other hand, the elevation value (denoted as h) of each sampling point belonging to the elevation change area calculated by the terrain shape modeling means is changed based on the following equation to obtain a new elevation value h. It is a thing.

【0023】h←(h−hp)×α+hp ただし、
1>α≧0とする。
H ← (h-hp) × α + hp where
1> α ≧ 0.

【0024】請求項16の発明は、請求項9〜15のナ
ビゲーションシステムにおいて、前記隠面消去描画処理
手段が、前記地形形状を描画する場合にその地形の標高
値に応じて描画色を変化させ、かつ地形形状が標高値を
変更して再モデル化された場合にも変更前の標高値に応
じて描画色を変化させるようにしたものである。
According to a sixteenth aspect of the present invention, in the navigation system according to the ninth to fifteenth aspects, when the hidden surface erasing drawing processing means draws the terrain shape, the drawing color is changed according to an elevation value of the terrain. Moreover, even when the terrain shape is remodeled by changing the elevation value, the drawing color is changed according to the elevation value before the change.

【0025】請求項17の発明のナビゲーションシステ
ムは、地形平面座標に対して標高値を与えることのでき
る地形形状データを記憶する地形データ記憶手段と、道
路、地名等の地図上に表示する地図表示要素の位置情報
及び付帯情報を記憶する地図データ記憶手段と、表示さ
れる地図の位置、方向を決定するための表示基準点位置
座標及び視線方向角を入力する表示基準点等入力手段
と、前記表示基準点等入力手段から入力された表示基準
点位置座標及び視線方向角にしたがって画面上に表示さ
れる地図上の対象領域(表示対象領域)を決定する表示
対象領域決定手段と、前記表示対象領域決定手段によっ
て決定された前記表示対象領域に対して、前記入力され
た表示基準点と視線方向角との関係であらかじめ設定さ
れているルールにしたがって平面表示領域と立体表示領
域とを決定する平面・立体表示領域決定手段と、前記表
示対象領域決定手段によって決定された表示対象領域に
属するサンプリング点の地形形状データを前記地形デー
タ記憶手段から読込み、この地形形状データを用いて地
形の形状モデル化を行う地形形状モデリング手段と、前
記表示基準点等入力手段から入力された表示基準点位置
座標と前記地形形状モデリング手段によって得られた地
形形状モデルとから前記表示基準点の標高値を決定する
表示基準点標高決定手段と、前記表示基準点等入力手段
から入力された表示基準点位置座標及び視線方向角と、
前記表示基準点標高決定手段によって決定された表示基
準点標高値とから透視投影変換の視点座標を決定する視
点座標決定手段と、前記地図データ記憶手段から前記平
面・立体表示領域決定手段によって決定された立体表示
領域に相当する地図表示要素を読込み、必要に応じて前
記地形形状モデリング手段によってモデル化された地形
形状モデルに基づいて各地図表示要素の標高値を決定
し、立体表示用図形データを作成する地図要素標高決定
手段と、前記地図データ記憶手段から前記平面・立体表
示領域決定手段によって決定された平面表示領域に相当
する地図要素を読込み、前記表示基準点標高決定手段に
よって決定された表示基準点標高値にほぼ等しい標高値
を当該地図表示要素の標高値に設定し、平面表示用図形
データを作成する一定標高値設定手段と、前記視点座標
決定手段によって決定された視点座標と前記表示基準点
等入力手段から入力された視線方向角とに基づいて前記
地形形状モデルと前記標高値の決定された立体表示用図
形データとを透視投影変換する座標変換手段と、前記座
標変換手段によって透視投影変換されたデータに基づい
て前記表示対象領域の立体地図画像を描画する立体地図
描画処理手段と、前記一定標高値設定手段によって作成
された平面表示用図形データについて、前記一定標高値
において平面鳥瞰図表示すべく、前記立体地図描画処理
手段による描画像に上書きする平面鳥瞰図描画処理手段
と、前記立体地図描画処理手段による立体地図画像と前
記平面鳥瞰図描画処理手段による平面鳥瞰地図画像とを
表示する画像表示手段とを備えたものである。
According to a seventeenth aspect of the present invention, in the navigation system, a terrain data storage means for storing terrain shape data capable of giving elevation values to the terrain plane coordinates and a map display for displaying on a map such as roads and place names. Map data storage means for storing position information and auxiliary information of elements, display reference point position input means for inputting position coordinates and line-of-sight direction angle for determining position and direction of displayed map, and Display target area determining means for determining a target area (display target area) on the map displayed on the screen according to the display reference point position coordinates and the line-of-sight direction angle input from the display reference point etc. input means, and the display target. For the display target area determined by the area determining means, a rule set in advance is set in accordance with the relationship between the input display reference point and the line-of-sight direction angle. Therefore, the plane / stereoscopic display area determining means for determining the plane display area and the stereoscopic display area, and the topographical data storage means for storing the topographical shape data of the sampling points belonging to the display target area determined by the display target area determining means. Topographical shape modeling means that reads from the topographical shape data and models the topography using this topographical shape data, display reference point position coordinates input from the display reference point input means, and the topography obtained by the topographical shape modeling means. Display reference point elevation determining means for determining the elevation value of the display reference point from the shape model, the display reference point position coordinates and the line-of-sight direction angle input from the display reference point input means,
Viewpoint coordinate determining means for determining perspective coordinates for perspective projection conversion from the display reference point elevation value determined by the display reference point elevation determining means, and the plane / stereoscopic display area determining means from the map data storage means. The map display element corresponding to the stereoscopic display area is read, and if necessary, the elevation value of each map display element is determined based on the terrain shape model modeled by the terrain shape modeling means, and the graphic data for stereoscopic display is obtained. The map element elevation determining means to be created and the map element corresponding to the flat display area determined by the flat / stereoscopic display area determining means are read from the map data storing means, and the display determined by the display reference point elevation determining means. Set the elevation value that is almost equal to the reference point elevation value to the elevation value of the map display element to create the plane display graphic data. Stereoscopic display in which the terrain shape model and the elevation value are determined based on the elevation value setting means, the viewpoint coordinates determined by the viewpoint coordinate determination means, and the line-of-sight direction angle input from the display reference point etc. input means. Coordinate transformation means for performing perspective projection transformation of the graphic data for use, three-dimensional map drawing processing means for rendering a three-dimensional map image of the display target area based on the data subjected to perspective projection transformation by the coordinate transformation means, and the constant elevation value. With respect to the plane display graphic data created by the setting means, the plane bird's-eye view drawing processing means for overwriting the drawn image by the three-dimensional map drawing processing means and the three-dimensional map drawing processing means to display the plane bird's-eye view at the constant elevation value. Image display means for displaying a stereoscopic map image and the plane bird's-eye view map image by the plane bird's-eye view drawing processing means A.

【0026】請求項18の発明は、請求項17のナビゲ
ーションシステムにおいてさらに、前記立体地図描画処
理手段による立体地図画像と前記平面鳥瞰図描画処理手
段による平面鳥瞰地図画像との境界部分の画像クリッピ
ングを行う画像クリッピング手段を備えたものである。
According to the eighteenth aspect of the present invention, in the navigation system of the seventeenth aspect, image clipping of a boundary portion between the stereoscopic map image by the stereoscopic map drawing processing means and the plane bird's-eye view map image by the plane bird's-eye view drawing processing means is further performed. An image clipping means is provided.

【0027】請求項19の発明は、請求項17または1
8のナビゲーションシステムにおいて、前記立体地図描
画処理手段と平面鳥瞰図描画処理手段とが共に、誘導経
路を通常の道路と異なった描画色若しくは線種によって
描画するようにしたものである。
The invention of claim 19 relates to claim 17 or 1.
In the navigation system of No. 8, both the three-dimensional map drawing processing means and the plan bird's-eye view drawing processing means draw the guide route in a drawing color or line type different from that of an ordinary road.

【0028】請求項20の発明は、請求項17〜19の
ナビゲーションシステムにおいて、前記平面・立体表示
領域決定手段が、前記表示対象領域決定手段の決定した
表示対象領域に対して、前記視点から見て前記表示基準
点を含む一定の手前側領域を平面表示領域、それよりも
奥側の領域を立体表示領域と決定するようにしたもので
ある。
According to a twentieth aspect of the present invention, in the navigation system according to the seventeenth to nineteenth aspects, the plane / stereoscopic display area determining unit views the display target area determined by the display target area determining unit from the viewpoint. The fixed front side area including the display reference point is determined as a flat display area, and the area on the rear side is determined as a stereoscopic display area.

【0029】請求項21の発明は、請求項17〜19の
ナビゲーションシステムにおいて、前記平面・立体表示
領域決定手段が、前記表示対象領域決定手段の決定した
表示対象領域に対して、前記表示基準点を囲む一定円形
領域を平面表示領域、それ以外の領域を立体表示領域と
決定するようにしたものである。
According to a twenty-first aspect of the present invention, in the navigation system according to the seventeenth to nineteenth aspects, the plane / stereoscopic display area determining means determines the display reference point with respect to the display target area determined by the display target area determining means. The constant circular area surrounding the area is determined as the flat display area, and the other areas are determined as the stereoscopic display area.

【0030】請求項22の発明は、請求項17〜21の
ナビゲーションシステムにおいて、前記平面鳥瞰図描画
処理手段が、前記平面表示領域を描画する際に、元の地
形形状の標高値に応じて相応する領域の描画色を変化さ
せるようにしたものである。
According to a twenty-second aspect of the invention, in the navigation system according to the seventeenth to twenty-first aspects, the plane bird's-eye view drawing processing means draws the plane display area according to the elevation value of the original topographical shape. The drawing color of the area is changed.

【0031】[0031]

【0032】[0032]

【0033】[0033]

【0034】[0034]

【0035】請求項1及び2の発明のナビゲーションシ
ステムでは、外部の記憶手段に地形平面座標に対して標
高値を与えることのできる地形形状データと、道路、地
名等の地図上に表示する地図表示要素の位置情報及び付
帯情報を記憶する地図データとをあらかじめ記憶させて
おく。
In the navigation system according to the first and second aspects of the present invention, the topographical shape data capable of giving elevation values to the topographical plane coordinates to the external storage means and the map display to be displayed on the map such as roads and place names. The map data storing the positional information and the incidental information of the elements is stored in advance.

【0036】そして経路誘導のために道路地図を表示さ
せる必要が生じたときには、表示基準点等入力手段によ
って表示基準点位置座標及び視線方向角を入力すること
により、表示対象領域決定手段が画面上に表示すべき地
図上の対象領域(表示対象領域)を決定し、さらに標高
変更領域決定手段が、この決定された表示対象領域に対
して、入力された表示基準点と視線方向角との関係であ
らかじめ設定されているルールにしたがって標高変更領
域を決定する。
When it becomes necessary to display a road map for route guidance, the display reference point position coordinates and the line-of-sight direction angle are input by the display reference point input means, and the display target area determination means is displayed on the screen. The target area on the map to be displayed (display target area) is determined, and the altitude change area determination means further determines the relationship between the input display reference point and the line-of-sight direction angle with respect to the determined display target area. The altitude change area is determined according to the rule set in advance.

【0037】そして地形形状モデリング手段が、表示対
象領域に相当する地形形状データを地形データ記憶手段
から読込み、地形形状のモデル化を行う。
The terrain shape modeling means reads the terrain shape data corresponding to the display target area from the terrain data storage means and models the terrain shape.

【0038】さらに表示基準点標高決定手段が、入力さ
れた表示基準点位置座標と地形形状モデルとから表示基
準点の標高値を決定し、視点座標決定手段が、表示基準
点位置座標及び視線方向角と、表示基準点標高値とから
透視投影変換の視点座標を決定する。また地形形状標高
変更手段が、標高変更領域決定手段による標高変更領域
に属するサンプリング点について、地形形状モデルのう
ちの該当する地点の標高値を表示基準点の標高値に近づ
ける変更を行い、地形形状モデルの再モデル化を行う。
Further, the display reference point elevation determining means determines the elevation value of the display reference point from the input display reference point position coordinates and the terrain shape model, and the viewpoint coordinate determining means determines the display reference point position coordinates and the line-of-sight direction. The viewpoint coordinates of perspective projection conversion are determined from the angle and the display reference point elevation value. Further, the terrain shape elevation changing means changes the elevation value of the corresponding point in the terrain shape model to the elevation value of the display reference point for the sampling points belonging to the elevation changing area determined by the elevation changing area determining means, and changes the terrain shape. Remodel the model.

【0039】さらにまた地図要素標高決定手段が、地図
データ記憶手段から表示対象領域に相当する地図表示要
素を読込み、必要に応じて地形形状標高変更手段により
再モデル化された地形形状モデルに基づいて各地図表示
要素の標高値を決定し、表示用図形データを作成する。
そして座標変換手段が、地形形状モデルと標高値の決定
された地図表示要素とを視点座標と視線方向角とに基づ
いて透視投影変換し、さらに描画処理手段がこの透視投
影変換されたデータを隠面消去を実行しながら描画して
立体地図画像を出力し、この立体地図画像を画像表示手
段に表示する。
Furthermore, the map element elevation determining means reads the map display element corresponding to the display target area from the map data storing means, and if necessary, based on the terrain shape model remodeled by the terrain shape elevation changing means. Determine the elevation value of each map display element and create display graphic data.
Then, the coordinate conversion means performs perspective projection conversion of the terrain shape model and the map display element for which the elevation value has been determined based on the viewpoint coordinates and the line-of-sight direction angle, and the drawing processing means further hides this perspective projection converted data. The three-dimensional map image is output by drawing while executing the surface deletion, and the three-dimensional map image is displayed on the image display means.

【0040】これによってこのナビゲーションシステム
では、道路地図を立体的鳥瞰図表示し、利用者にとって
現実感の高い道路地図表示をなし、誘導経路や現在位置
等を利用者に直感的に把握させるようになる。加えて、
表示基準点を含む標高変更領域については地形データの
標高を表示基準点の標高に近づける変更をして立体地図
表示を行うことにより、表示基準点よりも視点側に高い
山等が存在する場合でもそれに視線を遮られることなく
表示基準点を常に明示するようになる。
As a result, in this navigation system, the road map is displayed in a three-dimensional bird's-eye view view, the road map display is highly realistic for the user, and the guide route and the current position can be intuitively grasped by the user. . in addition,
Even if there are mountains higher than the display reference point on the viewpoint side by changing the elevation of the topographical data closer to the altitude of the display reference point for the elevation change area including the display reference point, In addition, the display reference point is always specified without obstructing the line of sight.

【0041】請求項3の発明のナビゲーションシステム
では、描画処理手段が誘導経路を通常の道路と異なった
描画色若しくは線種で描画することにより、誘導経路を
通常の道路と明確に識別させる。
In the navigation system according to the third aspect of the present invention, the drawing processing means draws the guide route in a drawing color or line type different from that of the normal road to clearly distinguish the guide route from the normal road.

【0042】請求項4の発明のナビゲーションシステム
では、描画処理手段が地形形状を描画する場合にその地
形の標高値に応じて描画色を変化させ、かつ地形形状が
標高値を変更して再モデル化された場合にも変更前の標
高値に応じて描画色を変化させることにより、比較的緩
やかな起伏に変形された表示基準点を含む標高変更領域
についても表示色の変化によって本来の起伏状態を視覚
的に分かりやすく表示するようになる。
In the navigation system according to the fourth aspect of the present invention, when the drawing processing means draws the terrain shape, the drawing color is changed according to the altitude value of the terrain, and the terrain shape changes the altitude value to remodel. Even if it is changed, the drawing color is changed according to the elevation value before the change, so that the original undulation state is also changed by the display color change in the elevation change area including the display reference point deformed to a relatively gentle undulation. Will be displayed in a visually easy-to-understand manner.

【0043】請求項5の発明のナビゲーションシステム
では、外部の記憶手段に地形平面座標に対して標高値を
与えることのできる地形形状データと、道路、地名等の
地図上に表示する地図表示要素の位置情報及び付帯情報
を記憶する地図データとをあらかじめ記憶させておく。
In the navigation system of the fifth aspect of the present invention, the topographical data that can give elevation values to the topographical plane coordinates to the external storage means and the map display elements to be displayed on the map such as roads and place names. Map data that stores position information and incidental information is stored in advance.

【0044】そして表示される地図の位置、方向を決定
するための表示基準点位置座標及び視線方向角を表示基
準点等入力手段から入力することにより、表示対象領域
決定手段が、表示基準点位置座標及び視線方向角にした
がって画面上に表示される地図上の対象領域(表示対象
領域)を決定し、地形形状モデリング手段が、この表示
対象領域内に所定密度のサンプリング点群を設定し、各
サンプリング点の平面座標(x,y)に対して相当する
標高値zを地形データ記憶手段より読込んで3次元サン
プリング点(x,y,z)群を生成し、この3次元サン
プリング点群を所定のルールにしたがって稜線で接続す
ることによって開いた多面体形状の地形形状モデルを作
成する。
By inputting the display reference point position coordinates and the line-of-sight direction angle for determining the position and direction of the displayed map from the input means such as the display reference point, the display target area determining means causes the display reference point position to be changed. The target area (display target area) on the map displayed on the screen is determined according to the coordinates and the line-of-sight angle, and the terrain shape modeling means sets a sampling point group of a predetermined density in the display target area. The elevation value z corresponding to the plane coordinates (x, y) of the sampling points is read from the terrain data storage means to generate a three-dimensional sampling point (x, y, z) group, and this three-dimensional sampling point group is predetermined. Create a polyhedral shape terrain shape model that is opened by connecting with ridgelines according to the rule.

【0045】そして表示基準点標高決定手段が、入力さ
れた表示基準点位置座標と地形形状モデルとから表示基
準点の標高値を決定し、視点座標決定手段が、表示基準
点位置座標及び視線方向角と、表示基準点標高値とから
透視投影変換の視点座標を決定する。
The display reference point elevation determining means determines the elevation value of the display reference point from the input display reference point position coordinates and the terrain shape model, and the viewpoint coordinate determining means determines the display reference point position coordinates and the line-of-sight direction. The viewpoint coordinates of perspective projection conversion are determined from the angle and the display reference point elevation value.

【0046】また標高変更領域決定手段が表示対象領域
決定手段の決定した表示対象領域に対して、表示基準点
と視線方向角との関係であらかじめ設定されているルー
ルにしたがって標高変更領域を決定し、地形形状標高変
更手段が、この標高変更領域に属するサンプリング点に
ついて、地形形状モデリング手段による地形形状モデル
の該当する地点の標高値を表示基準点の標高値に近づけ
る変更を行い、地形形状モデルの再モデル化を行う。
Further, the altitude change area determining means determines the altitude change area for the display target area determined by the display target area determining means according to a preset rule in relation to the display reference point and the line-of-sight direction angle. For the sampling points belonging to this altitude change area, the terrain shape elevation changing means changes the elevation value of the corresponding point of the terrain shape model by the terrain shape modeling means to bring it closer to the elevation value of the display reference point. Remodel.

【0047】さらに地図要素標高決定手段が、地図デー
タ記憶手段から表示対象領域に相当する地図表示要素を
読込み、必要に応じて地形形状モデルに基づいて各地図
表示要素の標高値を決定し、表示用図形データを作成す
る。
Further, the map element elevation determining means reads the map display element corresponding to the display target area from the map data storing means, determines the elevation value of each map display element based on the topographical shape model as necessary, and displays it. Create graphic data for use.

【0048】そして座標変換手段が、地形形状モデルと
標高値の決定された地図表示要素とを視点座標と視線方
向角とに基づいて透視投影変換し、地形形状描画処理手
段が、この透視投影変換された地形形状を示す多面体
を、視点に対して奥の方の面から上書きにより描画し、
立体地図画像を出力する。これと共に、地図要素標高比
較手段が、地図表示要素それぞれの表示位置の標高値と
相応する地形形状の標高値とを比較し、この比較結果に
基づき、地図要素描画処理手段が地図表示要素の方が相
応する地形形状と標高値が等しいものまたはより大きい
ものについて地形形状に上書きにより描画する指令を出
力する。そして画像表示手段が、地形形状描画処理手段
からの立体地図画像に地図要素描画処理手段からの地図
要素画像を上書き合成して立体地図画像を表示する。
Then, the coordinate conversion means performs perspective projection conversion of the terrain shape model and the map display element for which the elevation value has been determined based on the viewpoint coordinates and the line-of-sight direction angle, and the terrain shape drawing processing means performs the perspective projection conversion. Draw a polyhedron showing the terrain shape that was created by overwriting from the back side to the viewpoint,
Output a 3D map image. At the same time, the map element elevation comparing means compares the elevation value of the display position of each map display element with the elevation value of the corresponding terrain shape, and based on the comparison result, the map element drawing processing means determines that the map display element is the map display element. Outputs a command for overwriting the terrain shape with respect to the terrain shape corresponding to or higher than the corresponding terrain shape. Then, the image display means displays the three-dimensional map image by overwriting and combining the three-dimensional map image from the topographic shape drawing processing means with the map element image from the map element drawing processing means.

【0049】これによってこのナビゲーションシステム
では、道路地図を立体的鳥瞰図表示し、利用者にとって
現実感の高い道路地図表をなし、誘導経路や現在位置等
を利用者に直感的に把握させるようになる。しかもこの
ナビゲーションシステムの場合、隠面消去処理をしない
分、演算処理に係るCPUの負担を軽減して、高速描画
を可能とする。加えて、表示基準点を含む標高変更領域
については地形データの標高を表示基準点の標高に近づ
ける変更をして立体地図表示を行うことにより、表示基
準点よりも視点側に高い山等が存在する場合でもそれに
視線を遮られることなく表示基準点を常に明示するよう
になる。
As a result, in this navigation system, a road map is displayed in a three-dimensional bird's-eye view, a road map table that is highly realistic for the user is created, and the user can intuitively grasp the guide route, the current position, and the like. . Moreover, in the case of this navigation system, since the hidden surface elimination processing is not performed, the burden on the CPU for the arithmetic processing is reduced, and high-speed drawing is possible. In addition, regarding the elevation change area including the display reference point, the elevation of the topographical data is changed to be closer to the elevation of the display reference point, and the 3D map display is performed, so that there are mountains higher than the display reference point on the viewpoint side. Even if you do, you will always be able to clearly specify the display reference point without blocking your line of sight.

【0050】請求項6の発明のナビゲーションシステム
では、地図要素標高比較手段が、地図表示要素それぞれ
の表示位置の標高値と相応する地形形状の標高値とを地
形描画色に基づいて比較し、この比較結果に基づき、地
図要素描画処理手段が地図表示要素の方が相応する地形
形状と標高値が等しいものまたはより大きいものについ
て地形形状に上書きにより描画する指令を出力すること
により、標高値の高い地図表示要素をその標高値に対応
した描画色で上書き描画することができる。
In the navigation system of the sixth aspect of the present invention, the map element elevation comparing means compares the elevation value of each display position of the map display elements with the elevation value of the corresponding terrain shape based on the terrain drawing color, and On the basis of the comparison result, the map element drawing processing means outputs a command for overwriting the terrain shape with respect to the terrain shape corresponding to or larger than the corresponding terrain shape of the map display element, so that the altitude value is higher. The map display element can be overwritten with the drawing color corresponding to the elevation value.

【0051】請求項7の発明のナビゲーションシステム
では、地図要素描画処理手段が地図表示要素が誘導経路
である場合に通常の道路である場合と異なった描画色若
しくは異なって線種にして描画することにより、誘導経
路を明確に識別させる。
In the navigation system according to the seventh aspect of the present invention, the map element drawing processing means draws when the map display element is a guide route, a drawing color different from that of an ordinary road or a different line type. Clearly identifies the guide route.

【0052】請求項8の発明のナビゲーションシステム
では、地形形状描画処理手段が地形形状を描画する場合
にその地形の標高値に応じて描画色を変化させ、かつ地
形形状が標高値を変更して再モデル化された場合にも変
更前の標高値に応じて描画色を変化させることにより、
比較的緩やかな起伏に変形された表示基準点を含む標高
変更領域についても表示色の変化によって本来の起伏状
態を視覚的に分かりやすく表示するようになる。
In the navigation system according to the present invention, when the terrain shape drawing processing means draws the terrain shape, the drawing color is changed according to the altitude value of the terrain, and the terrain shape changes the altitude value. Even when remodeled, by changing the drawing color according to the altitude value before change,
With respect to the elevation change area including the display reference point which is deformed into a relatively gentle undulation, the original undulation state can be displayed in a visually easy-to-understand manner by changing the display color.

【0053】請求項9の発明のナビゲーションシステム
では、地形データ記憶手段に地形平面座標に対して標高
値を与えることのできる地形形状データを記憶させ、線
図形データ記憶手段に道路、河川、鉄道のような線図形
を地図上に表示する位置情報及び付帯情報を記憶させ、
地名、背景データ記憶手段に地名のような文字列等を表
示する位置情報と付帯情報、または背景のような多角形
で表現される面図形を表示する位置情報と付帯情報を記
憶させておく。
In the navigation system of the ninth aspect of the present invention, the terrain data storage means stores terrain shape data capable of giving elevation values to the terrain plane coordinates, and the line graphic data storage means stores roads, rivers, and railways. Store the positional information and incidental information to display such a line figure on the map,
Position information and incidental information for displaying a character string such as a place name in the place name and background data storage means, or position information and incidental information for displaying a surface figure represented by a polygon such as a background are stored.

【0054】そして表示される地図の位置、方向を決定
するための表示基準点位置座標及び視線方向角を表示基
準点等入力手段から入力することにより、表示対象領域
決定手段が、表示基準点位置座標及び視線方向角にした
がって画面上に表示される地図上の対象領域(表示対象
領域)を決定し、さらに地形形状モデリング手段が、こ
の表示対象領域内に所定密度のサンプリング点群を設定
し、各サンプリング点の平面座標(x,y)に対して相
当する標高値zを地形データ記憶手段より読込んで3次
元サンプリング点(x,y,z)群を生成し、この3次
元サンプリング点群を所定のルールにしたがって稜線で
接続することによって開いた多面体形状の地形形状モデ
ルを作成する。
By inputting the display reference point position coordinates for determining the position and direction of the displayed map and the line-of-sight direction angle from the input means such as the display reference point, the display target area determining means determines the display reference point position. The target area on the map (display target area) displayed on the screen is determined according to the coordinates and the line-of-sight angle, and the terrain shape modeling means sets a sampling point group of a predetermined density in the display target area, The elevation value z corresponding to the plane coordinates (x, y) of each sampling point is read from the terrain data storage means to generate a three-dimensional sampling point (x, y, z) group, and this three-dimensional sampling point group is A terrain shape model of a polyhedron shape opened by connecting with ridge lines according to a predetermined rule is created.

【0055】また表示基準点標高決定手段が、入力され
た表示基準点位置座標と地形形状モデリング手段による
地形形状モデルとから表示基準点の標高値を決定し、視
点座標決定手段が、入力された表示基準点位置座標及び
視線方向角と、表示基準点標高決定手段による表示基準
点標高値とから透視投影変換の視点座標を決定する。
Further, the display reference point elevation determining means determines the elevation value of the display reference point from the input display reference point position coordinates and the terrain shape model by the terrain shape modeling means, and the viewpoint coordinate determining means inputs. The viewpoint coordinates for perspective projection conversion are determined from the display reference point position coordinates and the line-of-sight direction angle, and the display reference point elevation value by the display reference point elevation determining means.

【0056】さらにまた標高変更領域決定手段が表示対
象領域決定手段による表示対象領域に対して、表示基準
点と視線方向角との関係であらかじめ設定されているル
ールにしたがって標高変更領域を決定し、地形形状標高
変更手段が、この標高変更領域に属するサンプリング点
について、地形形状モデリング手段による地形形状モデ
ルの該当する地点の標高値を表示基準点の標高値に近づ
ける変更を行い、地形形状モデルの再モデル化を実行す
る。
Furthermore, the altitude change area determining means determines the altitude change area in accordance with a preset rule for the display target area by the display target area determining means in relation to the display reference point and the line-of-sight direction angle. The terrain shape elevation changing means changes the elevation value of the corresponding point of the terrain shape model by the terrain shape modeling means so that it approaches the elevation value of the display reference point for the sampling points belonging to this elevation changing area. Perform modeling.

【0057】そして、地図要素標高決定手段が、線図形
データ記憶手段から表示対象領域に相当する線図形デー
タを読込み、地名、背景データ記憶手段から地名、背景
データを読込み、必要に応じて地形形状モデルに基づい
て各線図形、地名等の表示点及び各面図形の標高値を決
定し、表示用図形データを作成し、座標変換手段が、視
点座標と視線方向角とに基づいて地形形状モデルと標高
値の決定された各地図表示要素の表示用図形データとを
透視投影変換し、さらに隠面消去描画処理手段が、この
透視投影変換されたデータのうち、地形データ及び地
名、背景データを隠面消去を実行しながら描画し、立体
地図画像を出力する。これと共に線図形データ標高比較
手段が、線図形データの各線素の端点の標高値と相応す
る地形形状の標高値とを比較し、この比較結果に基づ
き、線図形データ描画処理手段が、線図形の線素の端点
の標高値の方が相応する地形形状と標高値が等しいもの
またはより大きいものについて地形形状に上書きにより
描画する指令を出力する。そして画像表示手段が、隠面
消去描画処理手段からの立体地図画像に線図形データ描
画処理手段からの線図形画像を上書き合成して立体道路
地図を表示する。
Then, the map element elevation determining means reads the line figure data corresponding to the display target area from the line figure data storing means, the place name and the place name and background data from the background data storing means, and if necessary, the terrain shape. Based on the model, the display points of each line figure, place name, etc. and the elevation value of each surface figure are determined, and the display figure data is created. Perspective projection conversion is performed on the display graphic data of each map display element for which the elevation value has been determined, and the hidden surface removal drawing processing unit hides the topographic data, the place name, and the background data from the perspective projection converted data. It draws while erasing the surface and outputs a 3D map image. At the same time, the line figure data elevation comparing means compares the elevation value of the end point of each line element of the line figure data with the elevation value of the corresponding topographical shape, and based on the comparison result, the line figure data drawing processing means Outputs a command to draw by overwriting the terrain shape when the elevation value at the end point of the line element is equal to or higher than the corresponding terrain shape. Then, the image display means displays the three-dimensional road map by superimposing the line figure image from the line figure data drawing processing means on the three-dimensional map image from the hidden surface elimination drawing processing means.

【0058】これによってこのナビゲーションシステム
では、道路地図を立体的鳥瞰図表示し、利用者にとって
現実感の高い道路地図表示をなし、誘導経路や現在位置
等を利用者に直感的に把握させるようになる。加えて、
表示基準点を含む標高変更領域については地形データの
標高を表示基準点の標高に近づける変更をして立体地図
表示を行うことにより、表示基準点よりも視点側に高い
山等が存在する場合でもそれに視線を遮られることなく
表示基準点を常に明示するようになる。
As a result, in this navigation system, the road map is displayed in a three-dimensional bird's-eye view view, the road map is displayed highly realistic to the user, and the user can intuitively grasp the guide route, the current position, and the like. . in addition,
Even if there are mountains higher than the display reference point on the viewpoint side by changing the elevation of the topographical data closer to the altitude of the display reference point for the elevation change area including the display reference point, In addition, the display reference point is always specified without obstructing the line of sight.

【0059】請求項10の発明のナビゲーションシステ
ムでは、地図要素標高比較手段が地図表示要素それぞれ
の表示位置の標高値と相応する地形形状の標高値を地形
描画色に基づいて比較することにより、表示用に作成し
た画像をそのまま用いることができて処理速度を高める
ことができる。
In the navigation system according to the tenth aspect of the present invention, the map element altitude comparing means compares the altitude value of the display position of each map display element with the corresponding altitude value of the terrain shape based on the terrain drawing color to display the map. The image created for use can be used as it is, and the processing speed can be increased.

【0060】請求項11の発明のナビゲーションシステ
ムでは、線図形データ描画処理手段が線図形が誘導経路
である場合に通常の道路である場合と異なった描画色、
若しくは異なった線種で描画することにより、誘導経路
を明確に識別させる。
According to the eleventh aspect of the present invention, in the line graphic data drawing processing means, when the line graphic is a guide route, a drawing color different from that of an ordinary road,
Alternatively, the guide route can be clearly identified by drawing with different line types.

【0061】請求項12の発明のナビゲーションシステ
ムでは、視点座標決定手段が、表示基準点標決定手段の
決定した表示基準点標高値にしたがって視点座標の標高
座標値を変化させることにより、表示基準点の標高値が
変化してもその表示基準点の標高を基準平面にした立体
鳥瞰図表示をなし、車両現在位置を表示基準点とする場
合に視点が地表面の下に潜って正しい表示ができなくな
る不具合を避けることができる。
According to the twelfth aspect of the present invention, the viewpoint coordinate determining means changes the altitude coordinate value of the viewpoint coordinates in accordance with the display reference point altitude value determined by the display reference point determining means, whereby the display reference point is changed. Even if the altitude value of changes, the bird's-eye view is displayed with the altitude of the display reference point as the reference plane, and when the current vehicle position is used as the display reference point, the viewpoint dives below the ground surface and correct display cannot be performed. You can avoid troubles.

【0062】請求項13の発明のナビゲーションシステ
ムでは、標高変更領域決定手段が、表示基準点標高決定
手段の決定した表示基準点標高値に対して、視点から見
て表示基準点を含む一定の手前側領域を標高変更領域と
決定することにより、視点から見て表示基準点を含む手
前側の領域に含まれる地点についてその本来の標高が表
示基準点を隠すほどの高さであっても表示基準点に近い
標高に変更して表示し、表示基準点よりも視点側に高い
山等が存在する場合でもそれに視線を遮られることなく
表示基準点を常に明示するようになる。
In the navigation system of the thirteenth aspect of the present invention, the altitude change area determining means has a certain front side including the display reference point from the viewpoint with respect to the display reference point elevation value determined by the display reference point elevation determining means. By determining the side area as the elevation change area, even if the original elevation is high enough to hide the display reference point for the point included in the front side area including the display reference point from the viewpoint, the display reference point is displayed. Even if there is a mountain or the like higher than the display reference point on the viewpoint side, the display reference point is always displayed without being obstructed by the line of sight.

【0063】請求項14の発明のナビゲーションシステ
ムでは、標高変更領域決定手段が、表示基準点標高決定
手段の決定した表示基準点標高値に対して、表示基準点
を含む一定円形領域を標高変更領域と決定することによ
り、表示基準点を含むその周囲の領域に含まれる地点に
ついてその本来の標高が表示基準点を隠すほどの高さで
あっても表示基準点に近い標高に変更して表示し、表示
基準点の近くに高い山が存在するような場合でもそれに
視線を遮られることなく表示基準点を常に明示するよう
になる。
In the navigation system of the fourteenth aspect of the present invention, the altitude changing area determining means sets a constant circular area including the display reference point to the altitude changing area with respect to the display reference point altitude value determined by the display reference point altitude determining means. By deciding that, even if the original elevation of the points included in the surrounding area including the display reference point is high enough to hide the display reference point, the display is changed to an elevation close to the display reference point. Even if there is a high mountain near the display reference point, the display reference point is always displayed without obstructing the line of sight.

【0064】請求項15の発明のナビゲーションシステ
ムでは、地形形状標高変更手段が、表示基準点標高決定
手段の決定した表示基準点の標高値(hpとする)に対
して、標高変更領域に属する各サンプリング点の標高値
(hとする)を、 h←(h−hp)×α+hp ただし、1>α≧0と
する の式に基づいて変更して新たに標高値hとすることによ
り、視点から見て表示基準点を含む手前側の領域または
表示基準点周囲の領域に含まれる地点についてその本来
の標高が表示基準点を隠すほどの高さであっても表示基
準点に近い標高に変更して表示するようになる。
In the navigation system of the fifteenth aspect of the present invention, the terrain shape elevation changing means belongs to each of the elevation changing areas with respect to the elevation value (hp) of the display reference point determined by the display reference point elevation determining means. By changing the elevation value (denoted as h) of the sampling point by h ← (h-hp) × α + hp, where 1> α ≧ 0, and setting a new elevation value h, from the viewpoint, Even if the original elevation of a point included in the area on the near side including the display reference point or the area around the display reference point is such that the original reference elevation is high enough to hide the display reference point, the elevation is changed to a height close to the display reference point. Will be displayed.

【0065】請求項16の発明のナビゲーションシステ
ムでは、隠面消去描画処理手段が地形形状を描画する場
合にその地形の標高値に応じて描画色を変化させ、かつ
地形形状が標高値を変更して再モデル化された場合にも
変更前の標高値に応じて描画色を変化させることによ
り、比較的緩やかな起伏または平面的に変形された表示
基準点を含む標高変更領域についても表示色の変化によ
って本来の起伏状態を視覚的に分かりやすく表示するよ
うになる。
In the navigation system of the sixteenth aspect of the present invention, when the hidden surface removal drawing processing means draws the terrain shape, the drawing color is changed according to the elevation value of the terrain, and the terrain shape changes the elevation value. Even when remodeled by changing the drawing color according to the elevation value before change, the display color of the elevation change area including the display reference point that is relatively gently undulated or deformed in a plane Due to the change, the original undulation state will be displayed in a visually easy-to-understand manner.

【0066】請求項17の発明のナビゲーションシステ
ムでは、地形データ記憶手段に地形平面座標に対して標
高値を与えることのできる地形形状データを記憶し、地
図データ記憶手段に道路、地名等の地図上に表示する地
図表示要素の位置情報及び付帯情報を記憶させておく。
そして誘導経路の表示が必要になったときには、表示基
準点等入力手段により表示される地図の位置、方向を決
定するための表示基準点位置座標及び視線方向角を入力
する。
In the navigation system of the seventeenth aspect of the present invention, the terrain data storage means stores the terrain shape data capable of giving elevation values to the terrain plane coordinates, and the map data storage means stores the map of roads, place names, etc. The position information and the incidental information of the map display element displayed in are stored.
When it becomes necessary to display the guide route, the display reference point position coordinates and the line-of-sight direction angle for determining the position and direction of the map displayed by the display reference point input means are input.

【0067】これによって、表示対象領域決定手段が入
力された表示基準点位置座標及び視線方向角にしたがっ
て画面上に表示される地図上の対象領域(表示対象領
域)を決定し、平面・立体表示領域決定手段がこの表示
対象領域に対して、表示基準点と視線方向角との関係で
あらかじめ設定されているルールにしたがって平面表示
領域と立体表示領域とを決定する。
In this way, the display target area determining means determines the target area on the map (display target area) displayed on the screen according to the input display reference point position coordinates and the line-of-sight direction angle, and the plane / stereoscopic display is performed. The area determination means determines a flat display area and a stereoscopic display area for the display target area according to a preset rule in relation to the display reference point and the viewing direction angle.

【0068】そして地形形状モデリング手段が、表示対
象領域に属するサンプリング点の地形形状データを地形
データ記憶手段から読込み、この地形形状データを用い
て地形形状のモデル化を行い、表示基準点標高決定手段
が表示基準点位置座標とこの地形形状モデリング手段に
よる地形形状モデルとから表示基準点の標高値を決定
し、視点座標決定手段が表示基準点位置座標及び視線方
向角とこの表示基準点標高値とから透視投影変換の視点
座標を決定する。
Then, the terrain shape modeling means reads the terrain shape data of the sampling points belonging to the display target area from the terrain data storage means, models the terrain shape using the terrain shape data, and displays reference point elevation determining means. Determines the elevation value of the display reference point from the display reference point position coordinates and the terrain shape model by the terrain shape modeling means, and the viewpoint coordinate determination means determines the display reference point position coordinates and the line-of-sight direction angle and the display reference point elevation value. From, the viewpoint coordinates of perspective projection transformation are determined.

【0069】さらに地図要素標高決定手段が、地図デー
タ記憶手段から立体表示領域に相当する地図表示要素を
読込み、必要に応じて地形形状モデリング手段による地
形形状モデルに基づいて各地図表示要素の標高値を決定
し、立体表示用図形データを作成し、また一定標高値設
定手段が、地図データ記憶手段から平面表示領域に相当
する地図表示要素を読込み、表示基準点標高値にほぼ等
しい標高値を当該地図表示要素の標高値に設定し、平面
表示用図形データを作成する。
Further, the map element elevation determining means reads the map display element corresponding to the stereoscopic display area from the map data storage means, and if necessary, the elevation value of each map display element based on the topographic shape model by the topographic shape modeling means. Determine the 3D display graphic data, and the constant altitude value setting means reads the map display element corresponding to the flat display area from the map data storage means, and sets the altitude value almost equal to the display reference point altitude value. Set the elevation value of the map display element and create the graphic data for plane display.

【0070】そして座標変換手段が、視点座標決定手段
によって決定された視点座標と表示基準点等入力手段か
ら入力された視線方向角とに基づいて地形形状モデルと
地図表示要素の立体表示用図形データとを透視投影変換
し、立体地図描画処理手段が、この透視投影変換された
データのうち、地形データ及び地名、背景データに基づ
いて表示対象領域の立体地図画像を描画し、さらに、平
面鳥瞰図描画処理手段が一定標高値設定手段によって作
成された平面表示用図形データについて、一定標高値に
おいて平面鳥瞰図表示すべく、立体地図画像に上書き描
画処理を行い、画像表示手段がこれらの立体地図描画処
理手段による立体地図画像と平面鳥瞰図描画処理手段に
よる平面鳥瞰地図画像とを合成表示する。
Then, the coordinate conversion means uses the viewpoint coordinates determined by the viewpoint coordinate determination means and the line-of-sight direction angle input from the display reference point input means to input the topographical shape model and the stereoscopic display graphic data of the map display element. And perspective projection conversion, and the stereo map drawing processing means draws a stereo map image of the display target area based on the topographic data, the place name, and the background data in the perspective projection converted data, and further draws a plane bird's eye view. With respect to the plane display graphic data created by the constant elevation value setting means, the processing means performs an overwriting drawing process on the stereoscopic map image in order to display the plane bird's-eye view at the constant altitude value, and the image display means performs the stereoscopic map drawing processing means. The three-dimensional map image by the above and the two-dimensional bird's-eye view map image by the plane bird's-eye view drawing processing means are combined and displayed.

【0071】これによってこのナビゲーションシステム
では、表示対象領域のうち立体表示領域については道路
地図を立体的鳥瞰図表示し、利用者にとって現実感の高
い道路地図表示をなし、誘導経路や現在位置等を利用者
に直感的に把握させる。加えて、表示基準点を含む平面
表示領域については地形データの標高を表示基準点の標
高に一致させて平面鳥瞰図の形で立体地図画像に上書き
表示することにより、表示基準点よりも視点側に高い山
等が存在する場合でもそれに視線を遮られることなく表
示基準点の周囲を常に明示する。
As a result, in this navigation system, a three-dimensional bird's-eye view of the road map is displayed in the three-dimensional display area of the display target area, the road map is displayed with a high sense of reality for the user, and the guide route and the current position are used. Make the person intuitively understand. In addition, for the plane display area including the display reference point, the elevation of the terrain data is made to match the elevation of the display reference point and is overwritten and displayed on the stereoscopic map image in the form of a plane bird's-eye view so that it is closer to the viewpoint than the display reference point. Even if there are high mountains, the surroundings of the display reference point are always clearly displayed without obstructing the line of sight.

【0072】請求項18の発明は、請求項13のナビゲ
ーションシステムにおいてさらに、画像クリッピング手
段によって立体地図描画処理手段による立体地図画像と
平面鳥瞰図描画処理手段による平面鳥瞰地図画像との境
界部分の画像クリッピングを行うことにより、立体地図
画像と平面鳥瞰地図画像との接続部分をなめらかにして
見やすい立体道路地図を表示するようにする。
According to the eighteenth aspect of the present invention, in the navigation system according to the thirteenth aspect, image clipping is performed on a boundary portion between the stereoscopic map image by the stereoscopic map drawing processing means by the image clipping means and the plane bird's-eye view map image by the plane bird's-eye view drawing processing means. By doing so, the connection portion between the three-dimensional map image and the two-dimensional bird's-eye view image is smoothed to display an easily viewable three-dimensional road map.

【0073】請求項19の発明のナビゲーションシステ
ムでは、立体地図描画処理手段と平面鳥瞰図描画処理手
段とが共に、誘導経路を通常の道路と異なった描画色若
しくは線種によって描画することにより、誘導経路を明
確に識別させる。
In the navigation system according to the nineteenth aspect of the present invention, both the three-dimensional map drawing processing means and the plan bird's-eye view drawing processing means draw the guide route in a drawing color or line type different from that of the normal road, so that the guide route is drawn. Clearly identify.

【0074】請求項20の発明のナビゲーションシステ
ムでは、平面・立体表示領域決定手段が、表示対象領域
決定手段の決定した表示対象領域に対して、視点から見
て表示基準点を含む一定の手前側領域を平面表示領域、
それよりも奥側の領域を立体表示領域と決定することに
より、視点から見て表示基準点を含む手前側の領域に含
まれる地点についてその本来の標高が表示基準点を隠す
ほどの高さであっても表示基準点に近い標高に変更して
表示し、表示基準点よりも視点側に高い山等が存在する
場合でもそれに視線を遮られることなく表示基準点を常
に明示するようになる。
In the navigation system of the twentieth aspect of the invention, the plane / stereoscopic display area determining means has a certain front side including the display reference point with respect to the display target area determined by the display target area determining means. Area is the plane display area,
By determining the area on the back side as a stereoscopic display area, the original elevation of the point included in the area on the front side including the display reference point from the viewpoint is high enough to hide the display reference point. Even if there is, the display is changed to an altitude close to the display reference point, and even if there is a mountain or the like higher than the display reference point on the viewpoint side, the display reference point is always displayed without obstructing the line of sight.

【0075】請求項21の発明のナビゲーションシステ
ムでは、平面・立体表示領域決定手段が、表示対象領域
決定手段の決定した表示対象領域に対して、表示基準点
を囲む一定円形領域を平面表示領域、それ以外の領域を
立体表示領域と決定することにより、表示基準点を含む
その周囲の領域に含まれる地点についてその本来の標高
が表示基準点を隠すほどの高さであっても表示基準点に
近い標高に変更して表示し、表示基準点の近くに高い山
が存在するような場合でもそれに視線を遮られることな
く表示基準点を常に明示するようになる。
In the navigation system according to the twenty-first aspect of the present invention, the plane / stereoscopic display area determining means defines a fixed circular area surrounding the display reference point with respect to the display target area determined by the display target area determining means. By determining the other area as the stereoscopic display area, even if the original elevation is high enough to hide the display reference point, it becomes the display reference point for the points included in the surrounding area including the display reference point. Even if there is a high mountain near the display reference point, the display reference point will not be obstructed and the display reference point will always be clearly displayed.

【0076】請求項22の発明のナビゲーションシステ
ムでは、平面鳥瞰図描画処理手段が平面表示領域を描画
する際に、元の地形形状の標高値に応じて相応する領域
の描画色を変化させることにより、平面的に変形された
表示基準点を含む標高変更領域についても表示色の変化
によって本来の起伏状態を視覚的に分かりやすく表示す
るようになる。
In the navigation system according to the twenty-second aspect of the invention, when the plane bird's-eye view drawing processing means draws the plane display area, by changing the drawing color of the area corresponding to the elevation value of the original topographical shape, With respect to the elevation change region including the display reference point which is deformed in a plane, the original undulation state can be displayed in a visually easy-to-understand manner by changing the display color.

【0077】[0077]

【0078】[0078]

【0079】[0079]

【0080】[0080]

【0081】[0081]

【発明の効果】請求項1及び2の発明によれば、道路地
図を立体的鳥瞰図表示し、利用者にとって現実感の高い
道路地図表示をなし、誘導経路や現在位置等を利用者に
直感的に把握させることができ、加えて、表示基準点を
含む標高変更領域については地形データの標高を表示基
準点の標高に近づける変更をして立体地図表示を行うこ
とにより、表示基準点よりも視点側に高い山等が存在す
る場合でもそれに視線を遮られることなく表示基準点を
常に明示することができる。
According to the first and second aspects of the present invention, the road map is displayed in a three-dimensional bird's-eye view, the road map is displayed in a highly realistic manner for the user, and the guide route and the current position are intuitive to the user. In addition, regarding the elevation change area including the display reference point, the elevation of the topographical data is changed to approach the elevation of the display reference point, and the 3D map display is performed, so that Even if there is a high mountain or the like on the side, the display reference point can always be clearly indicated without obstructing the line of sight.

【0082】請求項3の発明によれば、誘導経路を通常
の道路と異なった描画色若しくは線種で描画することに
より、誘導経路を通常の道路と明確に識別させることが
できる。
According to the third aspect of the present invention, the guide route can be clearly distinguished from the normal road by drawing the guide route in a drawing color or line type different from that of the normal road.

【0083】請求項4の発明によれば、比較的緩やかな
起伏に変形された表示基準点を含む標高変更領域につい
ても表示色の変化によって本来の起伏状態を視覚的に分
かりやすく表示することができる。
According to the fourth aspect of the present invention, the original undulation state can be displayed in a visually easy-to-understand manner by changing the display color even in the elevation change area including the display reference point which is deformed into a relatively gentle undulation. it can.

【0084】請求項5の発明によれば、道路地図を立体
的鳥瞰図表示し、利用者にとって現実感の高い道路地図
表をなし、誘導経路や現在位置等を利用者に直感的に把
握させることができ、しかも隠面消去処理をしない分、
演算処理に係るCPUの負担を軽減して高速描画が可能
であり、加えて、表示基準点を含む標高変更領域につい
ては地形データの標高を表示基準点の標高に近づける変
更をして立体地図表示を行うことにより、表示基準点よ
りも視点側に高い山等が存在する場合でもそれに視線を
遮られることなく表示基準点を常に明示することができ
る。
According to the invention of claim 5, the road map is displayed in a three-dimensional bird's-eye view, the road map table is highly realistic for the user, and the guide route and the current position are intuitively grasped by the user. Can be done, and because the hidden surface removal processing is not performed,
High-speed drawing is possible by reducing the load on the CPU related to arithmetic processing. In addition, for the elevation change area including the display reference point, the elevation of the topographical data is changed to be close to the elevation of the display reference point, and a three-dimensional map display By performing the above, even if there is a mountain or the like higher than the display reference point on the viewpoint side, the display reference point can always be clearly displayed without obstructing the line of sight.

【0085】請求項6の発明によれば、地図表示要素そ
れぞれの表示位置の標高値と相応する地形形状の標高値
とを地形描画色に基づいて比較し、この比較結果に基づ
き、地図表示要素の方が相応する地形形状と標高値が等
しいものまたはより大きいものについて地形形状に上書
きにより描画する指令を出力するので、標高値の高い地
図表示要素をその標高値に対応した描画色で地形形状に
上書き描画して分かりやすく表示することができる。
According to the invention of claim 6, the elevation value of the display position of each map display element is compared with the elevation value of the corresponding terrain shape based on the terrain drawing color, and based on the comparison result, the map display element is compared. Will output the command to draw the terrain shape by overwriting the terrain shape for which the corresponding terrain shape is equal to or greater than the terrain shape, so the map display element with a high elevation value is drawn with the drawing color corresponding to the elevation value. It can be overwritten and displayed in an easy-to-understand manner.

【0086】請求項7の発明によれば、地図表示要素が
誘導経路である場合に通常の道路である場合と異なった
描画色若しくは異なって線種にして描画することによ
り、誘導経路を明確に識別させることができる。
According to the seventh aspect of the present invention, when the map display element is a guide route, the guide route is clarified by drawing with a drawing color different from that of a normal road or with a different line type. Can be identified.

【0087】請求項8の発明によれば、比較的緩やかな
起伏に変形された表示基準点を含む標高変更領域につい
て、表示色の変化によって本来の起伏状態を認識させる
ことができる。 請求項9の発明によれば、道路地図を
立体的鳥瞰図表示し、利用者にとって現実感の高い道路
地図表示をなし、誘導経路や現在位置等を利用者に直感
的に把握させることができ、加えて、表示基準点を含む
標高変更領域については地形データの標高を表示基準点
の標高に近づける変更をして立体地図表示を行うことに
より、表示基準点よりも視点側に高い山等が存在する場
合でもそれに視線を遮られることなく表示基準点を常に
明示することができる。
According to the eighth aspect of the present invention, the original undulation state can be recognized by the change of the display color in the elevation change region including the display reference point which is deformed to a relatively gentle undulation. According to the invention of claim 9, the road map is displayed in a three-dimensional bird's-eye view view, the road map is highly realistic for the user, and the user can intuitively grasp the guide route, the current position, and the like. In addition, regarding the elevation change area including the display reference point, the elevation of the topographical data is changed to be closer to the elevation of the display reference point, and the 3D map display is performed, so that there are mountains higher than the display reference point on the viewpoint side. Even when doing so, the display reference point can always be specified without obstructing the line of sight.

【0088】請求項10の発明によれば、地図表示要素
それぞれの表示位置の標高値と相応する地形形状の標高
値を地形描画色に基づいて比較するので、表示用に作成
した画像をそのまま用いることができて処理速度を高め
ることができる。
According to the tenth aspect of the present invention, the elevation value of the display position of each map display element and the elevation value of the corresponding terrain shape are compared based on the terrain drawing color, so the image created for display is used as it is. Therefore, the processing speed can be increased.

【0089】請求項11の発明によれば、線図形が誘導
経路である場合に通常の道路である場合と異なった描画
色、若しくは異なった線種で描画することにより、誘導
経路を明確に識別させることができる。
According to the eleventh aspect of the present invention, when the line figure is a guide route, the guide route is clearly identified by drawing with a different drawing color or a different line type from that of a normal road. Can be made.

【0090】請求項12の発明によれば、表示基準点標
高値にしたがって視点座標の標高座標値を変化させるこ
とにより、表示基準点の標高値が変化してもその表示基
準点の標高を基準平面にした立体鳥瞰図表示をなし、車
両現在位置を表示基準点とする場合に視点が地表面の下
に潜って正しい表示ができなくなる不具合を避けること
ができる。
According to the twelfth aspect of the present invention, by changing the elevation coordinate value of the viewpoint coordinate according to the display reference point elevation value, even if the elevation value of the display reference point changes, the elevation of the display reference point becomes the reference. When a three-dimensional bird's-eye view display is made flat and the current position of the vehicle is used as the display reference point, it is possible to avoid the problem that the viewpoint dives below the ground surface and correct display cannot be performed.

【0091】請求項13の発明によれば、表示基準点標
高値に対して、視点から見て表示基準点を含む一定の手
前側領域を標高変更領域と決定することにより、視点か
ら見て表示基準点を含む手前側の領域に含まれる地点に
ついてその本来の標高が表示基準点を隠すほどの高さで
あっても表示基準点に近い標高に変更して表示し、表示
基準点よりも視点側に高い山等が存在する場合でもそれ
に視線を遮られることなく表示基準点を常に明示するこ
とができる。
According to the thirteenth aspect of the present invention, with respect to the display reference point elevation value, a certain front side area including the display reference point from the viewpoint is determined as the elevation change area, and the display is seen from the viewpoint. Even if the original elevation of a point included in the front side area including the reference point is high enough to hide the display reference point, the display is changed to an altitude close to the display reference point, and the point of view rather than the display reference point is displayed. Even if there is a high mountain or the like on the side, the display reference point can always be clearly indicated without obstructing the line of sight.

【0092】請求項14の発明によれば、表示基準点標
高値に対して、表示基準点を含む一定円形領域を標高変
更領域と決定することにより、表示基準点を含むその周
囲の領域に含まれる地点についてその本来の標高が表示
基準点を隠すほどの高さであっても表示基準点に近い標
高に変更して表示し、表示基準点の近くに高い山が存在
するような場合でもそれに視線を遮られることなく表示
基準点を常に明示することができる。
According to the fourteenth aspect of the invention, for the display reference point elevation value, a constant circular area including the display reference point is determined as the elevation change area, so that it is included in the surrounding area including the display reference point. About the point to be displayed, even if the original altitude is high enough to hide the display reference point, it is changed to an altitude close to the display reference point and displayed, and even if there are high mountains near the display reference point The display reference point can always be specified without obstructing the line of sight.

【0093】請求項15の発明によれば、表示基準点の
標高値に対して、標高変更領域に属する各サンプリング
点の標高値を所定の式に基づいて変更して新たに標高値
とすることにより、視点から見て表示基準点を含む手前
側の領域または表示基準点周囲の領域に含まれる地点に
ついてその本来の標高が表示基準点を隠すほどの高さで
あっても表示基準点に近い標高に変更して表示すること
ができる。
According to the fifteenth aspect of the present invention, the elevation value of each sampling point belonging to the elevation change area is changed to a new elevation value with respect to the elevation value of the display reference point. Therefore, even if the original elevation of a point included in the area on the near side including the display reference point from the viewpoint or the area around the display reference point is close to the display reference point even if the original elevation is high enough to hide the display reference point. The altitude can be changed and displayed.

【0094】請求項16の発明によれば、地形形状を描
画する場合にその地形の標高値に応じて描画色を変化さ
せ、かつ地形形状が標高値を変更して再モデル化された
場合にも変更前の標高値に応じて描画色を変化させるの
で、比較的緩やかな起伏または平面的に変形された表示
基準点を含む標高変更領域についても表示色の変化によ
って本来の起伏状態を視覚的に分かりやすく表示するこ
とができる。
According to the sixteenth aspect of the present invention, when the terrain shape is drawn, the drawing color is changed according to the elevation value of the terrain, and the terrain shape is remodeled by changing the elevation value. Also changes the drawing color according to the elevation value before the change, so the original undulation state can be visually visualized by changing the display color even in the elevation change area that includes the display reference point that is relatively gentle undulation or is planarly deformed. Can be displayed in an easy-to-understand manner.

【0095】請求項17の発明によれば、表示対象領域
のうち立体表示領域については道路地図を立体的鳥瞰図
表示し、利用者にとって現実感の高い道路地図表示をな
し、誘導経路や現在位置等を利用者に直感的に把握させ
ることができ、加えて、表示基準点を含む平面表示領域
については地形データの標高を表示基準点の標高に一致
させて平面鳥瞰図の形で立体地図画像に上書き表示する
ことにより、表示基準点よりも視点側に高い山等が存在
する場合でもそれに視線を遮られることなく表示基準点
の周囲を常に明示することができる。
According to the seventeenth aspect of the present invention, the road map is displayed as a three-dimensional bird's-eye view for the three-dimensional display area in the display target area, and the road map is displayed with a high sense of reality for the user. In addition, the user can intuitively understand, and, in addition, for the plane display area including the display reference point, the elevation of the topographical data matches the elevation of the display reference point and overwrites it on the 3D map image in the form of a plane bird's-eye view. By displaying, even when there is a mountain or the like higher than the display reference point on the viewpoint side, the periphery of the display reference point can be always clearly displayed without obstructing the line of sight.

【0096】請求項18の発明によれば、立体地図画像
と平面鳥瞰地図画像との境界部分の画像クリッピングを
行うことにより、立体地図画像と平面鳥瞰地図画像との
接続部分をなめらかにして見やすい立体道路地図を表示
することができる。
According to the eighteenth aspect of the present invention, by performing image clipping of the boundary portion between the three-dimensional map image and the two-dimensional bird's-eye view map image, the connection portion between the three-dimensional map image and the two-dimensional bird's-eye view image is smoothed and is easy to see. A road map can be displayed.

【0097】請求項19の発明によれば、立体地図画像
と平面鳥瞰地図画像とにおいて誘導経路を通常の道路と
異なった描画色若しくは線種によって描画することによ
り、誘導経路を明確に識別させることができる。
According to the nineteenth aspect of the present invention, the guide route is clearly identified by drawing the guide route in the three-dimensional map image and the planar bird's-eye view map image with a drawing color or line type different from that of a normal road. You can

【0098】請求項20の発明によれば、表示対象領域
に対して、視点から見て表示基準点を含む一定の手前側
領域を平面表示領域、それよりも奥側の領域を立体表示
領域と決定することにより、視点から見て表示基準点を
含む手前側の領域に含まれる地点についてその本来の標
高が表示基準点を隠すほどの高さであっても表示基準点
に近い標高に変更して表示し、表示基準点よりも視点側
に高い山等が存在する場合でもそれに視線を遮られるこ
となく表示基準点を常に明示することができる。
According to the twentieth aspect of the invention, with respect to the display target area, a fixed front side area including the display reference point from the viewpoint is a flat display area, and an area on the back side is a stereoscopic display area. By making a decision, the point included in the area on the front side including the display reference point from the viewpoint is changed to an altitude close to the display reference point even if the original altitude is high enough to hide the display reference point. Even if there are mountains or the like higher than the display reference point on the viewpoint side, the display reference point can always be clearly displayed without obstructing the line of sight.

【0099】請求項21の発明によれば、表示対象領域
に対して、表示基準点を囲む一定円形領域を平面表示領
域、それ以外の領域を立体表示領域と決定することによ
り、表示基準点を含むその周囲の領域に含まれる地点に
ついてその本来の標高が表示基準点を隠すほどの高さで
あっても表示基準点に近い標高に変更して表示し、表示
基準点の近くに高い山が存在するような場合でもそれに
視線を遮られることなく表示基準点を常に明示すること
ができる。
According to the twenty-first aspect of the invention, with respect to the display target area, the constant circular area surrounding the display reference point is determined as the flat display area, and the other areas are determined as the stereoscopic display area. Including the points included in the surrounding area, even if the original altitude is high enough to hide the display reference point, the display is changed to an altitude close to the display reference point, and a high mountain is displayed near the display reference point. Even if it exists, the display reference point can be always specified without obstructing the line of sight.

【0100】請求項22の発明によれば、平面表示領域
を描画する際に、元の地形形状の標高値に応じて相応す
る領域の描画色を変化させるので、平面的に変形された
表示基準点を含む標高変更領域についても表示色の変化
によって本来の起伏状態を視覚的に分かりやすく表示す
るようになる。
According to the twenty-second aspect of the present invention, when the plane display area is drawn, the drawing color of the corresponding area is changed according to the elevation value of the original topographical shape, so that the display reference deformed in a plane is used. With respect to the elevation change area including points, the original undulation state can be displayed in a visually easy-to-understand manner by changing the display color.

【0101】[0101]

【0102】[0102]

【0103】[0103]

【0104】[0104]

【0105】[0105]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて詳説する。図1は本発明の1つの実施の形態の
システム構成を示しており、ハードウェア的には従来か
ら知られているGPSセンサにより若しくは車速セン
サ、方位センサ及びジャイロセンサの信号に基づき自立
航法によって検出する車両の現在位置と進行方向を指定
し、あるいはリモコン操作器やキーボードによって任意
の地点と進行方向を指定することによって表示基準点位
置座標と視線方向角を算出する表示基準点等入力装置1
と、各地点の標高値データで成る地形データ2aと道路
や地名の情報を含む地図データ2bとを記憶する外部記
憶装置2と、高速演算処理が可能なCPU、内部記憶装
置、入出力インタフェースを備えたコンピュータで成る
演算処理装置3、そしてこの演算処理装置3から出力さ
れる画像信号によって表示を行う画像表示装置4から構
成されている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a system configuration according to one embodiment of the present invention. In terms of hardware, it is detected by a conventionally known GPS sensor or by self-contained navigation based on signals from a vehicle speed sensor, a direction sensor and a gyro sensor. Display reference point position input device 1 for calculating display reference point position coordinates and line-of-sight direction angle by designating a current position and traveling direction of a vehicle to be operated, or by designating an arbitrary point and traveling direction by a remote controller or a keyboard.
And an external storage device 2 for storing topographical data 2a composed of elevation value data of each point and map data 2b including road and place name information, a CPU capable of high-speed arithmetic processing, an internal storage device, and an input / output interface. It comprises an arithmetic processing unit 3 which is provided with a computer, and an image display unit 4 which displays an image signal output from the arithmetic processing unit 3.

【0106】地形データ2aは図3(a)に示すような
実際の経度・緯度座標点ごとの標高値データを同図
(b)に示すようなマトリクステーブル形式のデータに
して記憶している。すなわち、水平面方向に一定密度、
たとえば、経線(y)・緯線(x)各方向に一定間隔で
格子点状に配置された各点(サンプリング点)に対して
その点における実際の標高値をマトリクステーブル形式
で記憶している。
As the topographical data 2a, the altitude value data for each actual longitude / latitude coordinate point as shown in FIG. 3A is stored in the form of a matrix table as shown in FIG. 3B. That is, a constant density in the horizontal direction,
For example, for each point (sampling point) arranged in a grid pattern at regular intervals in each of the meridian (y) and latitude (x) directions, the actual elevation value at that point is stored in a matrix table format.

【0107】さらに、外部記憶装置2にはこのような地
形データ2aを複数種の密度のサンプリング点に対して
記述された標高値データを、それぞれ異なる精度の地形
データとして、若しくは異なる精度と見なして記憶させ
ておくことができる。たとえば、100mごと、500
mごと、5kmごとに配置されたサンプリング点の標高
値データを3種類の精度の地形データ2aとして別々に
記憶させておくのである。またこの場合、物理的に最高
精度である100mごとのサンプリング点の標高値デー
タを地形データとして1種類だけ記憶させておき、地図
表示時の縮尺指定に応じてそのまま用いたり、5点おき
に存在するものを中精度の地形データとして抽出し、さ
らに50点おきに存在するものを低精度の地形データと
して抽出して用いるようにしておくこともできる。
Further, in the external storage device 2, the elevation value data in which such topographical data 2a is described for sampling points of plural kinds of density are regarded as different topographical data or different accuracy. Can be remembered. For example, every 100m, 500
The altitude data of the sampling points arranged every m and every 5 km are separately stored as the terrain data 2a of three kinds of accuracy. In this case, only one type of altitude data of 100 m sampling points, which is physically the highest accuracy, is stored as topographical data and used as it is according to the scale designation at the time of map display, or every 5 points exist. It is also possible to extract what is done as medium-precision terrain data, and to extract what is present at every 50 points as low-precision terrain data for use.

【0108】なお、この地形データ2aそのもののデー
タ形式はこれに限定されず、図4に示すように実際の等
高線表現されているデータであってもよく、またたとえ
ば、緯度x、経度yとしてz=f(x,y)で与えられ
る曲面方程式の形式で登録しておくこともでき、特にデ
ータ形式が制限されることはない。 地図データ2b
は、道路や地名等の地図上に表示される表示要素とその
位置情報及び必要な場合には属性等の付帯情報も含めて
記憶している。たとえば、道路については、稜線または
連続する稜線群の形式で表示するものとして各端点を示
す一連の点列の位置座標を当該道路の位置情報とし、ま
た湖沼や流域の広い河川、ゴルフ場や駅構内等の面図形
については、多角形の形式で表示するものとして各頂点
や内部の分割点を示す一連の点列の位置座標を当該水
系、施設の位置情報とし、各点の接続形態を属性として
備えている。
The data format of the topographical data 2a itself is not limited to this, and may be data represented by actual contour lines as shown in FIG. 4, and for example, z as latitude x and longitude y. It is also possible to register in the form of the curved surface equation given by = f (x, y), and the data form is not particularly limited. Map data 2b
Stores the display elements such as roads and place names displayed on the map and their position information and, if necessary, supplementary information such as attributes. For example, regarding a road, the position coordinates of a series of points indicating each end point are displayed as ridges or a series of ridges as position information of the road, and lakes, rivers, golf courses, and stations with wide basins are used. For area figures such as premises, the position coordinates of a series of points indicating each vertex and internal division points are displayed as polygons and used as the positional information of the relevant water system and facility, and the connection form of each point is an attribute. Is equipped with.

【0109】つまり、図5(a)に示すような水系又は
施設が頂点1〜5と内部点6,7で定義されている場
合、分割される小多角形(ここでは三角形であるが、こ
れに限定されることはない)を構成する頂点の組、つま
り同図(b)に示す頂点の組を属性として備えているの
である。そこで、この水系又は施設を表すときには、7
つの相接する小多角形(ここでは小三角形)を属性であ
る接続形態にしたがって描くことにより、水系又は施設
のような面図形の全体を表示するのである。
That is, when the water system or facility as shown in FIG. 5A is defined by the vertices 1 to 5 and the internal points 6 and 7, a small polygon to be divided (here, a triangle, (Not limited to the above), that is, a set of vertices constituting the same, that is, a set of vertices shown in FIG. Therefore, when describing this water system or facility, 7
By drawing two adjacent small polygons (here, small triangles) according to the connection form that is an attribute, the entire surface figure such as a water system or facility is displayed.

【0110】加えて、地名や道路名については、地図上
に文字列を表示する位置の座標を位置情報とし、文字列
を属性として備えているものとする。さらに道路リンク
に対して付加される属性情報には、その道路の種別(高
速道路か、国道か、県道かによって表示色を変える必要
があるので)や形態(通常路かトンネルか高架か等)が
ある。そしてこれらの位置情報は経度、緯度に相当する
2次元座標で記述して記憶しておくことができ、また標
高値データも含む3次元座標として記憶させておくこと
もできる。
In addition, regarding the place name and the road name, the coordinates of the position where the character string is displayed on the map are used as the position information, and the character string is provided as the attribute. Further, the attribute information added to the road link includes the type of the road (because it is necessary to change the display color depending on whether it is a highway, national road, or prefectural road) and form (whether it is a normal road, a tunnel, or an overpass). There is. These pieces of position information can be described and stored as two-dimensional coordinates corresponding to longitude and latitude, and can also be stored as three-dimensional coordinates including altitude value data.

【0111】さらに、CPUが別のプログラムの実行に
よって得た目的地までの誘導経路あるいは使用者自らが
設定した誘導経路については、該当する道路データの各
リンク(線素)において、それが誘導経路であることを
示すフラグを設定することによって通常の道路と識別で
きるようにして内部記憶上に記憶している。たとえば、
道路データを短い直線(線素)の接続によって表現して
いる場合、その道路データは(x0,y0),(x1,
y1),(x2,y2),(x3,y3),…の各座標
を直線で結ぶように指定することになるが、このような
道路データに対して、それが誘導経路に指定された場合
には、(x0,y0;1),(x1,y1;1),(x
2,y2;1),…というようにフラグを設定してこれ
らが誘導経路の線素(リンク)であることを識別するの
である。
Further, regarding the guide route to the destination obtained by the execution of another program by the CPU or the guide route set by the user himself, it is the guide route at each link (line element) of the corresponding road data. It is stored in the internal memory so that it can be distinguished from a normal road by setting a flag indicating that For example,
When the road data is represented by connecting short straight lines (line elements), the road data is (x0, y0), (x1,
When it is specified that each coordinate of y1), (x2, y2), (x3, y3), ... Is connected by a straight line, it is specified as a guide route for such road data. , (X0, y0; 1), (x1, y1; 1), (x
2, y2; 1), ... Flags are set to identify these as line elements (links) of the guide route.

【0112】演算処理装置3が実行する各種演算処理機
能の構成を説明すると、表示対象領域決定部3−1、地
形形状モデリング部3−2、表示基準点標高決定部3−
3、視点座標決定部3−4、標高変更決定部3−5、地
形形状標高変更部3−6、地図要素標高決定部3−7、
座標変換部3−8及び描画処理部3−9から成る。
The structure of various arithmetic processing functions executed by the arithmetic processing unit 3 will be described. A display target area determining section 3-1, a terrain shape modeling section 3-2, and a display reference point elevation determining section 3-.
3, viewpoint coordinate determination unit 3-4, altitude change determination unit 3-5, terrain shape altitude change unit 3-6, map element altitude determination unit 3-7,
The coordinate conversion unit 3-8 and the drawing processing unit 3-9 are included.

【0113】表示対象領域決定部3−1は、表示基準点
等入力装置1から入力される表示基準点座標、視線方向
角に基づいて、図6に示すようにして表示される地図上
の対象領域を表示基準点と同じ標高に仮想的に置かれた
水平面上で決定する部分である。地形形状モデリング部
3−2は、表示対象領域決定部3−1が決定した表示対
象領域内に図7に示すようにして適当に分布する点群を
設定し、各点の平面座標(x,y)に対して相当する標
高値zを地形データ2bから読込んで(x,y,z)の
3次元データを生成し、この(x,y,z)を頂点とし
て各頂点間を適当な稜線で接続して地形形状を示す多面
体を作成する部分である。
The display target area determining unit 3-1 is a target on the map displayed as shown in FIG. 6 based on the display reference point coordinates and the line-of-sight direction angle input from the input device 1 such as the display reference point. This is a part that determines the area on a horizontal plane virtually placed at the same altitude as the display reference point. The terrain shape modeling unit 3-2 sets a point group appropriately distributed as shown in FIG. 7 in the display target area determined by the display target area determination unit 3-1 and sets the plane coordinates (x, The elevation value z corresponding to y) is read from the topographical data 2b to generate three-dimensional data of (x, y, z), and this (x, y, z) is used as an apex, and an appropriate ridge line is provided between each apex. It is a part that connects with to create a polyhedron showing the topographical shape.

【0114】表示基準点標高決定部3−3は、図8に示
すようにして表示基準点等入力装置1から入力される表
示基準点のx,y座標値(Px,Py)と、地形形状モ
デリング部3−2で求められた地形形状から表示基準点
の高さ方向z座標値Pzを内挿によって求める部分であ
り、視点座標決定部3−4は、表示基準点標高決定部3
−3で求めた表示基準点の位置座標(Px,Py,P
z)に基づいて視点の座標(Vx,Vy,Vz)を求め
る部分である。
The display reference point elevation determining unit 3-3, as shown in FIG. 8, displays the x and y coordinate values (Px, Py) of the display reference point input from the display reference point input device 1 and the terrain shape. This is a part for interpolating the height direction z coordinate value Pz of the display reference point from the topographical shape obtained by the modeling part 3-2, and the viewpoint coordinate determination part 3-4 is the display reference point elevation determination part 3.
Position coordinates of the display reference point (Px, Py, P
This is a part for obtaining the coordinates (Vx, Vy, Vz) of the viewpoint based on z).

【0115】標高変更領域決定部3−5は、図10に示
すように表示対象領域決定部3−1が決定した表示対象
領域に対して、表示基準点を基準にその周囲の一定の領
域、たとえば、同図(a)に示すように視点から見て手
前側に視線方向に直交する領域を標高変更領域として決
定し、あるいは同図(b)に示すように表示基準点を囲
む一定の領域を標高変更領域として決定する部分であ
る。以下の説明では、図10(a)に示すように視点か
ら見て手前側の視線方向に直交する領域を標高変更領域
としたものとする。
As shown in FIG. 10, the altitude change area determination unit 3-5 sets a constant area around the display target area determined by the display target area determination unit 3-1 with reference to the display reference point. For example, as shown in FIG. 7A, a region orthogonal to the viewing direction on the near side from the viewpoint is determined as the altitude change region, or a constant region surrounding the display reference point as shown in FIG. Is a portion for determining the altitude change area. In the following description, it is assumed that a region orthogonal to the sight line direction on the front side as viewed from the viewpoint as shown in FIG.

【0116】地形形状標高変更部3−6は、地形形状モ
デリング部3−2がモデル化した地形形状モデルに対し
て、図9に示すようにして標高変更領域決定部3−5が
決定した標高変更領域に属するサンプリング点各々の標
高値を、表示基準点標高決定部3−3が求めた表示基準
点の標高値に強制的に近づける変更を行って再モデル化
する部分である。
The terrain shape elevation changing unit 3-6 determines the elevation determined by the elevation changing area determining unit 3-5 as shown in FIG. 9 with respect to the terrain shape model modeled by the terrain shape modeling unit 3-2. This is a part in which the elevation value of each sampling point belonging to the changed area is forcibly brought closer to the elevation value of the display reference point obtained by the display reference point elevation determination unit 3-3 and remodeling is performed.

【0117】地図要素標高決定部3−7は、表示対象領
域内の地図要素データを地図データ2bから読込み、標
高値がなければ表示基準点標高決定部3−3の演算処理
と同じ手順によって内挿によって相当する標高値を求め
る処理を行う部分である。
The map element altitude determining unit 3-7 reads the map element data in the display target area from the map data 2b, and if there is no altitude value, the map reference point altitude determining unit 3-3 uses the same procedure as the calculation process. This is a part for performing a process for obtaining a corresponding altitude value by insertion.

【0118】座標変換部3−8は、透視投影変換によっ
て表示画面上の2次元座標(Sx,Sy)と奥行き座標
Szを求める部分であり、描画処理部3−9は、画素ご
とに奥行き座標を比較し、すでに描画した画素よりも奥
行きの小さいものだけを更新描画することにより隠面消
去を有効にした立体地図描画信号を生成し、この立体地
図描画信号を画像表示装置4に出力して立体道路地図を
表示させる部分である。描画色は標高値によって異なる
ものを割り付け、また道路、河川、地名等についても別
の描画色を割り付ける。さらに誘導経路については通常
の道路と異なる描画色で、特に目立つ色、たとえば、
赤、黄、青のような色を割り付ける。
The coordinate conversion section 3-8 is a section for obtaining two-dimensional coordinates (Sx, Sy) and depth coordinates Sz on the display screen by perspective projection conversion, and the drawing processing section 3-9 has a depth coordinate for each pixel. Are compared with each other, and only the pixels having a depth smaller than the already drawn pixels are updated and drawn to generate a stereoscopic map drawing signal with hidden surface removal enabled, and the stereoscopic map drawing signal is output to the image display device 4. This is a part for displaying a three-dimensional road map. Different drawing colors are assigned depending on the altitude value, and different drawing colors are assigned to roads, rivers, place names, etc. Furthermore, for the guide route, a drawing color different from that of a normal road, especially a prominent color, for example,
Assign colors such as red, yellow, and blue.

【0119】次に、上記構成のナビゲーションシステム
の動作について、図2のフローチャートに基づいて説明
する。演算処理装置3による画像表示装置4の表示画面
への立体地図の表示処理は、表示基準点等入力装置1か
ら入力される表示基準点の更新ごとに、表示対象領域の
決定、地形及び地図データの読込み、視点座標の決定、
表示用図形データの作成、透視投影法による座標変換、
クリッピング等の描画処理という一連の演算処理を繰り
返すことによって実行する。
Next, the operation of the navigation system having the above configuration will be described with reference to the flowchart of FIG. The display processing of the three-dimensional map on the display screen of the image display device 4 by the arithmetic processing device 3 includes determination of the display target area, topography and map data every time the display reference point input from the input device 1 such as the display reference point is updated. Reading, determination of viewpoint coordinates,
Creation of display graphic data, coordinate conversion by perspective projection method,
It is executed by repeating a series of arithmetic processing such as drawing processing such as clipping.

【0120】表示基準点等入力装置1から表示基準点の
位置座標及び視線方向角が入力されると、演算処理装置
3の表示対象領域決定部3−1が、これらの表示基準点
の位置座標と視線方向角に基づいて画面上に表示される
地図上の対象領域を決定する。そしてさらに標高変更領
域決定部3−5が、この表示対象領域に対して標高変更
領域を設定する(ステップS1)。
When the position coordinates and the line-of-sight direction angle of the display reference points are input from the display reference point input device 1, the display target area determining unit 3-1 of the arithmetic processing device 3 causes the display target point determining unit 3-1 to display the position coordinates of these display reference points. And the target area on the map displayed on the screen is determined based on the line-of-sight direction angle. Then, the altitude change area determination unit 3-5 sets an altitude change area for this display target area (step S1).

【0121】ここで表示基準点とは、表示される地図の
位置を決定するための表示画面内における代表点のこと
であり、また視線方向角とは視線の水平面上への正射影
の方位角のことである。そしてこの表示基準点の入力に
は、たとえば、車載型のナビゲーションシステムでは、
自車両の現在位置を中心入力装置の近辺の地図を表示す
る場合には、GPSセンサや車速センサ、ジャイロセン
サにより現在位置と進行方向を計測して出力する自車両
位置計測装置を表示基準点等入力装置1として用いるこ
とができる。またあるいは利用者が地図上の任意の地点
を指定してその近辺の地図を所望の視線方向で表示する
場合には、表示基準点等出力装置1としてリモコン操作
器やキーボードのような地点指定手段を用いることもで
きる。
Here, the display reference point is a representative point in the display screen for determining the position of the displayed map, and the line-of-sight direction angle is the azimuth angle of the orthogonal projection of the line-of-sight on the horizontal plane. That is. And to input this display reference point, for example, in a car navigation system,
When displaying the map of the current position of the host vehicle in the vicinity of the center input device, the host vehicle position measuring device that measures and outputs the current position and the traveling direction by the GPS sensor, the vehicle speed sensor, and the gyro sensor is displayed as a reference point. It can be used as the input device 1. Alternatively, when the user designates an arbitrary point on the map and displays the map in the vicinity in the desired line-of-sight direction, a point designating means such as a remote controller or a keyboard as the display reference point output device 1. Can also be used.

【0122】ここで図6に基づいて視点、表示基準点と
表示対象領域との位置関係を説明する。表示対象領域は
標高値にかかわらず、経度・緯度に相当する2次元座標
系(x,y)で特定するものとし、ここでは表示基準点
と同じ標高の水平面を地図平面と仮定する。さらに視点
座標の高さを表示基準点の標高値からのオフセットhで
記述することとすれば、図6に示した位置関係は標高の
いかにかかわらず常に成立し、従来の鳥瞰図表示のナビ
ゲーションシステムと同様に表示対象領域を特定するこ
とができる。すなわち、表示基準点の標高を除く2次元
位置座標(Px,Py)及び視線方向角φが表示基準点
等入力装置1から与えられると、あらかじめ定められた
視点高さオフセットh、視線俯角θ、視野角β、表示基
準点表示位置δ等を用いて表示対象領域を求めることが
できる。
Here, the positional relationship between the viewpoint, the display reference point, and the display target area will be described with reference to FIG. The display target area is specified by the two-dimensional coordinate system (x, y) corresponding to longitude and latitude regardless of the altitude value, and here, the horizontal plane having the same altitude as the display reference point is assumed to be the map plane. Further, if the height of the viewpoint coordinates is described by the offset h from the altitude value of the display reference point, the positional relationship shown in FIG. 6 is always established regardless of the altitude, and the conventional bird's-eye view display navigation system is used. Similarly, the display target area can be specified. That is, when the two-dimensional position coordinates (Px, Py) excluding the altitude of the display reference point and the line-of-sight direction angle φ are given from the display reference point input device 1, a predetermined viewpoint height offset h, a line-of-sight depression angle θ, The display target area can be obtained using the viewing angle β, the display reference point display position δ, and the like.

【0123】標高変更領域決定部3−5はこの表示対象
領域決定部3−1が決定した表示対象領域に対して、図
10(a)に示すようにあらかじめ設定したルールにし
たがって表示基準点を含む視点の手前に標高変更領域を
設定する。
The altitude change area determination unit 3-5 sets display reference points for the display target area determined by the display target area determination unit 3-1 according to a preset rule as shown in FIG. Set the elevation change area in front of the included viewpoint.

【0124】次に、地形形状モデリング部3−2におい
て、図7に示すようにステップS1で求めた表示対象領
域を十分カバーできる範囲の地形データを外部記憶装置
2から読込み、地形形状のモデル化を行う(ステップS
2)。なお、この地形データの読込みに際して、必要な
データの一部または全部が前回の表示処理にも使われて
いてすでに演算処理装置3の内部記憶装置(図示せず)
に記憶されている場合には、重複部分のデータはその内
部記憶データを用い、外部記憶装置2からは必要なデー
タだけを読込むようにしてデータ転送時間を短縮する。
Next, as shown in FIG. 7, the terrain shape modeling section 3-2 reads the terrain data in the range that can sufficiently cover the display target area obtained in step S1 from the external storage device 2 to model the terrain shape. (Step S
2). When reading this topographical data, some or all of the necessary data has been used for the previous display processing, and the internal storage device (not shown) of the arithmetic processing unit 3 has already been used.
When the data is stored in the memory, the internal storage data is used as the data of the overlapping portion, and only the necessary data is read from the external storage device 2 to shorten the data transfer time.

【0125】地形形状のモデル化処理では、図7(a)
に示すように表示対象領域決定部3−1が求めた表示対
象領域に対して、それを十分にカバーする範囲に含まれ
るサンプリング点(つまり、地形データが登録されてい
る(x,y)点群)を設定し、それらの各サンプリング
点ごとに標高値データzを読込み、同図(b)に示すよ
うにサンプリング点ごとに(x.y,z)座標で頂点を
発生させ、さらに同図(c)に示すようにこれらの頂点
を緯度、経度が隣接するもの同士を接続して小四辺形
(必ずしも平面になるとは限らない)を生成し、さらに
これらの各小四辺形においてたとえば、南東・北西方向
の頂点同士を結んだ対角線によって2つの小三角形(平
面となる)に分割するようにして開いた多面体形状を作
成するのである。
In the terrain shape modeling process, the process shown in FIG.
As shown in, the sampling points included in a range that sufficiently covers the display target area determined by the display target area determination unit 3-1 (that is, (x, y) points at which topographical data is registered). Group) is set, the elevation value data z is read for each sampling point, a vertex is generated at the (x, y, z) coordinates for each sampling point as shown in FIG. As shown in (c), these vertices are connected to each other with adjacent latitudes and longitudes to generate a small quadrilateral (not necessarily a plane), and further, in each of these small quadrilaterals, for example, southeast -An open polyhedron shape is created by dividing it into two small triangles (which become a plane) by a diagonal line connecting the northwest vertices.

【0126】次に、表示基準点標高決定部3−3におい
て表示基準点(Px,Py)の標高値Pzを決定する
(ステップS3)。これには、表示基準点等入力装置1
が十分な精度の標高値Pzを入力することができる場合
には直接その値を用いることができる。しかしながら、
十分な精度が保証されないシステムの場合や標高値Pz
そのものを計測しないシステムの場合、表示基準点の2
次元位置座標(Px,Py)と前ステップS2で読込ま
れた地形データから相当する標高値Pzを近似演算す
る。この方法について図8に基づいて説明する。まず地
形データの標高値を与えるサンプリング点の中でxy2
次元座標系において表示基準点(Px,Py)に近接す
る3点を求める。次に、これらの3点に各々の標高値を
与えた3次元空間内の点A,B,Cとして、これらの空
間3点A,B,Cを通る平面の方程式を求める。この平
面の方程式に(x,y)=(Px,Py)を代入して得
られるz値を表示基準点の標高値Pzとする。すなわ
ち、空間3点A,B,Cの位置ベクトルをA,B,Cと
すれば、Pzは、次の(1)式によって求められる。
Next, the display reference point elevation determining section 3-3 determines the elevation value Pz of the display reference point (Px, Py) (step S3). This includes an input device 1 such as a display reference point.
Can input the elevation value Pz with sufficient accuracy, the value can be directly used. However,
In the case of a system where sufficient accuracy is not guaranteed, or the elevation value Pz
In the case of a system that does not measure itself, the display reference point is 2
A corresponding altitude value Pz is approximately calculated from the dimensional position coordinates (Px, Py) and the terrain data read in the previous step S2. This method will be described with reference to FIG. First, among the sampling points that give the elevation value of the topographic data, xy2
Three points that are close to the display reference point (Px, Py) in the dimensional coordinate system are obtained. Next, as the points A, B, and C in the three-dimensional space in which the elevation values are given to these three points, the equation of the plane passing through these three points A, B, and C is obtained. The z value obtained by substituting (x, y) = (Px, Py) into the equation of this plane is taken as the elevation value Pz of the display reference point. That is, if the position vectors of the three spatial points A, B, and C are A, B, and C, Pz can be calculated by the following equation (1).

【0127】[0127]

【数1】 ただし、ここでは、[Equation 1] However, here

【数2】 であり、(Dx,Dy,Dz)は3点A,B,Cによる
平面に垂直なベクトルを表わすものである。
[Equation 2] And (Dx, Dy, Dz) represents a vector perpendicular to the plane defined by the three points A, B, and C.

【0128】次に、視点座標決定部3−4では、このよ
うにして求めた表示基準点の標高値Pzに対して、あら
かじめ定められた視点高さオフセットhを加えることに
よって視点座標の高さ方向の座標値Vz(=Pz+h)
を求める。また視点のxy座標(Vx,Vy)も、視線
方向角等に基づいて求める(ステップS4)。すなわ
ち、図6を参照して次の(3)式に基づいて視点座標
(Vx,Vy,Vz)を算出するのである。
Next, the viewpoint coordinate determining unit 3-4 adds the predetermined viewpoint height offset h to the altitude value Pz of the display reference point thus obtained, thereby increasing the height of the viewpoint coordinates. Directional coordinate value Vz (= Pz + h)
Ask for. The xy coordinates (Vx, Vy) of the viewpoint are also obtained based on the line-of-sight direction angle and the like (step S4). That is, the viewpoint coordinates (Vx, Vy, Vz) are calculated based on the following equation (3) with reference to FIG.

【0129】[0129]

【数3】 次に、地形形状標高変更部3−6は地形形状モデリング
部3−2がモデル化した図7(c)及び図9(b)に示
すような開いた多面体形状の地形形状モデルにおいて、
標高変更領域決定部3−5で決定した標高変更領域に属
するサンプリング点各々の標高値データhiを図9
(c)に示すように、表示基準点標高決定部3−3で決
定した表示基準点標高値Pzに基づいて、次の式(4)
に基づいて変更する。
[Equation 3] Next, the terrain shape elevation changing unit 3-6 uses the open polyhedral terrain shape model as shown in FIGS. 7C and 9B modeled by the terrain shape modeling unit 3-2.
The altitude value data hi of each sampling point belonging to the altitude change region determined by the altitude change region determination unit 3-5 is shown in FIG.
As shown in (c), based on the display reference point elevation value Pz determined by the display reference point elevation determination unit 3-3, the following equation (4)
Change based on.

【0130】 hi←(hi−Pz)×α+Pz …(4)ここで、
1>α≧0であり、あらかじめ設定しておく。
Hi ← (hi−Pz) × α + Pz (4) Here,
1> α ≧ 0, which is set in advance.

【0131】そして標高変更領域に属するサンプリング
点i(x,y)についてはこの(4)式によって算出し
た標高値データを用い、つまり、(x,y,hi)を用
い、表示対象領域の残りの部分についてはもとの地形デ
ータ(x,y,z)を用いて地形形状モデルの再モデル
化を実行し、図9(d)に示すような開いた多面体形状
を得る(ステップS5)。なお、この例ではα=0とお
き、標高変更領域のサンプリング点すべての標高hiを
表示基準点の標高Pzと等しくする標高変更処理を行っ
ている。
For the sampling point i (x, y) belonging to the altitude change area, the altitude value data calculated by the equation (4) is used, that is, (x, y, hi) is used, and the remaining area of the display target area is used. With respect to the part (1), the original topographical data (x, y, z) is used to re-model the topographical shape model to obtain an open polyhedral shape as shown in FIG. 9D (step S5). In this example, α = 0 is set, and the altitude changing process is performed to make the altitudes hi of all sampling points in the altitude changing region equal to the altitude Pz of the display reference point.

【0132】次に、地図要素標高決定部3−7は、表示
対象領域に基づき、外部記憶装置2の地図データ2bか
らその表示対象領域内の道路、地名等の地図要素データ
を読込み、また標高値データがない場合には表示基準点
標高値の算出手順と同様に内挿によって相当する標高値
を決定する処理を行う(ステップS6)。
Next, the map element elevation determining unit 3-7 reads the map element data such as roads and place names in the display target area from the map data 2b of the external storage device 2 based on the display target area, and also changes the altitude. If there is no value data, the process of determining the corresponding elevation value by interpolation is performed as in the procedure of calculating the display reference point elevation value (step S6).

【0133】すなわち、地図データ2bには各地図表示
要素の位置座標を位置情報として持っているが、これが
2次元座標(x,y)で記述されている場合には、表示
基準点の場合と同様に各地図表示要素ごとにその位置座
標を内部に含む3つのサンプリング点を特定し、ステッ
プS5において得た地形形状データからこれらの3つの
サンプリング点ごとの標高値データを求め、前述の
(1)式に基づいて各地図表示要素の標高値を求めるの
である。
That is, the map data 2b has the position coordinates of each map display element as position information. If this is described by the two-dimensional coordinates (x, y), it means that it is a display reference point. Similarly, for each map display element, three sampling points including the position coordinates thereof are specified, and the elevation value data for each of these three sampling points is obtained from the topographical shape data obtained in step S5. ) The elevation value of each map display element is calculated based on the equation.

【0134】こうしてすべての地図表示要素について標
高値の決定処理が完了すると、座標変換部3−8によっ
て図2のフローチャートにおけるステップS7の処理、
つまり、透視投影変換を実行することになる。この透視
投影変換では、地形形状、地図表示要素、表示基準点等
の表示用図形データに対して透視投影変換を施し、表示
画面上の座標値を算出する。この変換式を同次座標系で
表すと、次の(5)式のようになる。
When the altitude value determination processing for all map display elements is completed in this way, the coordinate conversion unit 3-8 executes the processing of step S7 in the flowchart of FIG.
That is, the perspective projection conversion is executed. In this perspective projection transformation, the perspective projection transformation is performed on the display graphic data such as the terrain shape, the map display element, and the display reference point, and the coordinate value on the display screen is calculated. When this conversion formula is expressed in the homogeneous coordinate system, the following formula (5) is obtained.

【0135】[0135]

【数4】 ここに、ベクトルMは変換される表示用図形データの地
図空間座標(Mx,My,Mz)に第4成分として1を
加えたもの、Vx,Vy,Vzは(3)式で求められる
視点座標、φ,θは視線方向角及び俯角、f,nは奥行
き座標におけるクリッピング範囲を指定する上限及び下
限値、Dsは視点から表示画面までの理論的距離を画素
単位で表したものである。
[Equation 4] Here, the vector M is the map space coordinates (Mx, My, Mz) of the display graphic data to be converted, and 1 is added as the fourth component, and Vx, Vy, Vz are the viewpoint coordinates obtained by the equation (3). , Φ, θ are gaze direction angles and depression angles, f, n are upper and lower limit values that specify the clipping range in the depth coordinates, and Ds is a theoretical distance from the viewpoint to the display screen in pixel units.

【0136】変換の結果として得られる同次座標T=
(Tx,Ty,Tz,Tw)に対して、描画に用いられ
る2次元座標(Sx,Sy)は、Sx=Tx/Tw,S
y=Ty/Twにより求められる。また奥行き座標はS
z=Tz/Twとなる。
Homogeneous coordinates obtained as a result of the conversion T =
For (Tx, Ty, Tz, Tw), the two-dimensional coordinates (Sx, Sy) used for drawing are Sx = Tx / Tw, S
It is calculated by y = Ty / Tw. The depth coordinate is S
z = Tz / Tw.

【0137】この透視投影変換処理の後、描画処理部3
−9は隠面消去を含む描画処理を実行して画像表示装置
4に出力し、道路地図の立体的鳥瞰図表示を行わせる
(ステップS8)。
After this perspective projection conversion processing, the drawing processing unit 3
-9 executes a drawing process including hidden surface removal and outputs it to the image display device 4 to display a stereoscopic bird's-eye view of the road map (step S8).

【0138】この処理では、座標変換後の各描画要素に
クリッピング処理等を施して描画する。x及びy方向の
クリッピングについては、表示画面の大きさによりあら
かじめ定められた描画範囲に基づき、(Sx,Sy)が
この範囲内にあるもののみを描画対象とし、それ以外の
部分は描画しない。また奥行き方向については、n≦S
z≦fの範囲内にあるもののみを描画対象とする。さら
に描画対象となった画素については、画素ごとに奥行き
座標を比較し、すでに描画した画素より奥行きの小さい
ものだけ更新描画することにより、隠面消去を有効にし
た立体地図の描画を行うのである。
In this processing, each drawing element after coordinate conversion is subjected to clipping processing or the like for drawing. Regarding the clipping in the x and y directions, based on the drawing range determined in advance by the size of the display screen, only those in which (Sx, Sy) are within this range are drawn, and other parts are not drawn. In the depth direction, n ≦ S
Only objects within the range of z ≦ f are to be drawn. Further, for pixels to be rendered, depth coordinates are compared for each pixel, and only those with a depth smaller than the already rendered pixels are updated and rendered, thereby rendering a three-dimensional map with hidden surface removal enabled. .

【0139】描画対象となる各描画要素はあらかじめ定
められた描画色を用いて表示する。この場合、たとえば
地形形状については、図11に示すようにその標高値に
応じて連続的に変化する描画色を用いて描画することに
する。そしてこの場合、標高値とそれに割り付ける描画
色との対応関係をあらかじめ定めておき、たとえば、標
高値0〜50m、50〜100m、100〜200m、
200〜400mと標高値に幅を持たせ、その範囲に入
る標高値に対しては同一色を割り付けることによって図
11に示すように描画することができる。
Each drawing element to be drawn is displayed using a predetermined drawing color. In this case, for example, the terrain shape is drawn by using a drawing color that continuously changes according to the altitude value as shown in FIG. In this case, the correspondence between the altitude value and the drawing color to be assigned to the altitude value is determined in advance, and for example, the altitude value 0 to 50 m, 50 to 100 m, 100 to 200 m,
It is possible to draw as shown in FIG. 11 by giving the altitude value a width of 200 to 400 m and assigning the same color to the altitude values falling within the range.

【0140】また地形形状を表す多面体の面を描画する
と同時にその稜線も描画するようにしてもよい。そして
この場合に、図12に示すように全稜線のうち、緯線・
経線方向に対応するもののみを描画する(破線の稜線は
描画しない)ことにより、単に稜線を明確に表示して3
次元形状として地形を認識させる効果を高めることがで
きるだけでなく、立体地図において東西南北の方位をも
明確に認識させることができるようになる。
It is also possible to draw the ridgeline at the same time as drawing the surface of the polyhedron representing the terrain shape. Then, in this case, as shown in FIG.
By drawing only those that correspond to the meridian direction (do not draw the dashed ridgelines), simply display the ridgelines clearly and 3
Not only can the effect of recognizing the topography as a dimensional shape be enhanced, but also the directions of north, south, east, and west can be clearly recognized on the three-dimensional map.

【0141】また各描画要素については表示画面上の相
当する画素を定められた描画色で画素ごとに塗りつぶす
ことにより実行されるが、画面座標(Sx,Sy)に位
置する画素を塗りつぶす際に、相当する奥行き座標Sz
を(Sx,Sy)に相当するレジスタに記憶しておき、
次に別の描画要素について同じ画素(Sx,Sy)を塗
ろうとする場合に、新たな奥行き座標Sz1をすでに相当
するレジスタに記憶されている値Sz0と比較して、Sz1
の方が小さい場合、すなわち、後から描画しようとする
要素の方が視点に近い場合にのみ相当する画素の描画色
とレジスタ内の奥行き座標とを更新し、そうでない場合
には更新を行わない。この処理はZバッファリングと呼
ばれる隠面消去の一手法であり、各描画要素を描画する
順序に関係なく、常に視点に対して近いものが画素ごと
に表示される。
Each drawing element is executed by filling the corresponding pixel on the display screen with a predetermined drawing color for each pixel. When filling the pixel located at the screen coordinates (Sx, Sy), Corresponding depth coordinate Sz
Is stored in the register corresponding to (Sx, Sy),
Next, when trying to paint the same pixel (Sx, Sy) for another drawing element, the new depth coordinate Sz1 is compared with the value Sz0 already stored in the corresponding register, and Sz1
Is smaller, that is, only when the element to be drawn later is closer to the viewpoint, the drawing color of the corresponding pixel and the depth coordinate in the register are updated. If not, it is not updated. . This process is a method of hidden surface removal called Z buffering, and a pixel close to the viewpoint is always displayed for each pixel regardless of the order in which the drawing elements are drawn.

【0142】このようなZバッファリングを有効にして
おくことにより、図13に示すように向こう側に存在す
る描画要素は同一視線上で重なる部分だけが隠されて表
示され、視点の移動に応じてその可視範囲が徐々に変化
するように表示され、より現実的な表現ができることに
なる。
By enabling such Z buffering, as shown in FIG. 13, the drawing elements existing on the other side are displayed in such a manner that only the overlapping portions on the same line of sight are hidden, and the drawing elements are changed according to the movement of the viewpoint. The visible range is gradually changed, and a more realistic expression can be made.

【0143】こうしてステップS8までの描画処理の実
行により1枚の立体地図画面を作成して画像表示装置4
に表示させることができ、さらにステップS9において
地図表示を続けるか否かが判断され、続ける場合にはス
テップS1に戻って次の画面の作成、表示のための手続
を繰り返す。なお、継続しない場合には以上の一連の処
理手続を終了し、自車位置検出や経路計算等のナビゲー
ションシステムの別処理に移る。
In this way, by executing the drawing processing up to step S8, one stereoscopic map screen is created and the image display device 4
It is determined whether or not to continue the map display in step S9, and if it continues, the procedure returns to step S1 and the procedure for creating and displaying the next screen is repeated. If the process is not continued, the above-described series of processing procedures are ended, and the process is moved to another process of the navigation system such as vehicle position detection and route calculation.

【0144】このようにして本発明の第1の実施の形態
による立体鳥瞰図による地図画面は、実際の地形形状の
標高値データ及び地図データに基づいて立体的に表現さ
れた地形形状の上に地図表示要素を配した立体地図を作
成して表示することができ、現実感を利用者に与える地
図表示ができ、現在位置の確認や周囲環境との関連性を
直感的に認識させることができる。加えて、表示基準点
の近くの標高変更領域に属するサンプリング点の標高を
表示基準点に近づける変更補正を行うようにしたので、
図14に示すように本来ならば表示基準点よりもさらに
視点側に高い山等が存在して視点から見てその山に隠れ
て表示基準点が見えないような状況であっても、本発明
によれば表示基準点の周囲を常に表示させることができ
るようになり、特に自車両位置を表示基準点とする場
合、自車の存在地点を常に把握することができるように
なり、実用性が向上する。
As described above, the map screen based on the stereoscopic bird's-eye view according to the first embodiment of the present invention displays the map on the topographical shape three-dimensionally expressed based on the elevation value data of the actual topographical shape and the map data. A 3D map with display elements can be created and displayed, a map display that gives the user a sense of reality can be displayed, and the current position can be confirmed and the relationship with the surrounding environment can be intuitively recognized. In addition, since the altitude of the sampling points belonging to the elevation change area near the display reference point is adjusted to be closer to the display reference point, change correction is performed.
As shown in FIG. 14, even if there is a mountain or the like which is originally higher than the display reference point on the viewpoint side and the display reference point cannot be seen because it is hidden by the mountain from the viewpoint, the present invention According to this, it becomes possible to always display the periphery of the display reference point, and particularly when the position of the own vehicle is used as the display reference point, it becomes possible to always grasp the existing point of the own vehicle, which is not practical. improves.

【0145】なお、この第1の実施の形態において描画
処理部3−9が、地形形状を標高値に応じて異なった描
画色で描画するが、地形形状を変更した部分について
も、相当する範囲の本来の地形標高値に応じた描画色を
用いることにしてもよい。これによって、背景は緩やか
な起伏に変形されていても、描画色によって視覚的に地
形の起伏の様子を把握させることができるようになる。
In the first embodiment, the drawing processing unit 3-9 draws the terrain shape in different drawing colors according to the altitude value, but the area in which the terrain shape is changed corresponds to the corresponding range. It is also possible to use a drawing color according to the original topographical elevation value of. As a result, even if the background is deformed into gentle undulations, it becomes possible to visually grasp the undulations of the terrain by the drawing color.

【0146】次に、本発明の第2の実施の形態を図15
〜図19に基づいて説明する。この第2の実施の形態の
特徴とするところは、演算処理装置3における座標変換
部3−8が実行した透視投影変換処理結果のデータに対
して、第1の実施の形態のように描画処理部3−9が行
う隠面消去処理を省略し、代わりに、表示対象領域にお
ける視点に対して奥の方の面から順次上書き形式で手前
側まで描画する処理を行うことによって第1の実施の形
態と同様に立体地図の描画ができるようにした点にあ
る。
Next, FIG. 15 shows a second embodiment of the present invention.
~ It demonstrates based on FIG. The feature of the second embodiment is that the drawing processing as in the first embodiment is performed on the data of the perspective projection conversion processing result executed by the coordinate conversion unit 3-8 in the arithmetic processing device 3. By omitting the hidden surface removal processing performed by the unit 3-9, instead performing the processing of sequentially drawing from the back surface to the front side in the display target area from the back surface to the front side in the first embodiment. The point is that the 3D map can be drawn as in the case of the form.

【0147】この第2の実施の形態の構成について、図
15に基づいて説明する。ハードウェア構成は図1に示
した第1の実施の形態と同じであるが、演算処理装置3
における演算処理機能の構成に変更が加えられている。
演算処理装置3は、第1の実施の形態と同様の表示対象
領域決定部3−1〜地形形状標高変更部3−6を備えて
いる。そして第1の実施の形態と異なる構成要素として
地図要素標高決定部3−7′、座標変換部3−8′、地
形形状描画処理部3−10、地図要素標高比較部3−1
1及び地図要素描画処理部3−12を備えている。
The structure of the second embodiment will be described with reference to FIG. The hardware configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIG.
The configuration of the arithmetic processing function in is changed.
The arithmetic processing unit 3 includes a display target area determination unit 3-1 to a terrain shape elevation change unit 3-6 similar to those in the first embodiment. The map element elevation determining unit 3-7 ', the coordinate converting unit 3-8', the terrain shape drawing processing unit 3-10, and the map element elevation comparing unit 3-1 are constituent elements different from those of the first embodiment.
1 and a map element drawing processing unit 3-12.

【0148】新たな構成要素のうち、地図要素標高決定
部3−7′は、表示対象領域内の地図要素データを地図
データ2bから読込み、標高値が登録されていなければ
表示基準点標高決定部3−3と同じようにその代表点を
囲むサンプリング点3点を用いて(1),(2)式に基
づく内挿によって相当する標高値を算定する部分であ
る。
Of the new components, the map element elevation determining unit 3-7 'reads the map element data in the display target area from the map data 2b, and if the elevation value is not registered, the display reference point elevation determining unit. Similar to 3-3, this is a part for calculating a corresponding elevation value by interpolation based on the equations (1) and (2) using three sampling points surrounding the representative point.

【0149】座標変換部3−8′は、透視投影変換によ
り表示画面上の2次元座標(Sx,Sy)を求める部分
であるが、第1の実施の形態と異なり、奥行き座標Sz
は求めない。
The coordinate transformation unit 3-8 'is a portion for obtaining the two-dimensional coordinates (Sx, Sy) on the display screen by perspective projection transformation, but unlike the first embodiment, the depth coordinate Sz.
Does not ask.

【0150】地形形状描画処理部3−10は、地形形状
を示す多面体を視点に対して奥の方の面から順次上書き
により描画する部分である。この地形形状の描画処理で
も、標高値に応じて描画色を変化させる。地図要素標高
比較部3−11は、各地図表示要素に対して、道路、水
系、施設等の場合には各構成点の端点、地名の場合には
代表点のみについてその標高値と画面上の同じ位置にす
でに描画されている地形標高値とを比較する部分であ
る。ここで地図表示要素の標高値の方が小さくなければ
地表面よりも手前にあるとする。図16(a),(b)
に示すように、鳥瞰図上で点Pの位置に地図表示要素を
描画しようとした場合、地形形状がすでに標高値に応じ
た描画色で描画されているならば、点Pの画素の色は視
線上、視点にもっとも近い点Aの標高値h1を示してい
る。したがって、描画しようとする地図要素の標高値が
これよりも小さいならば、この地図要素は同図では山の
裏側の点Bに存在することになり、隠れて見えないこと
になる。
The terrain shape drawing processing unit 3-10 is a part for drawing the polyhedron indicating the terrain shape by sequentially overwriting from the surface toward the back. Even in the drawing process of the terrain shape, the drawing color is changed according to the altitude value. The map element elevation comparison unit 3-11, for each map display element, in the case of a road, a water system, a facility, etc., an endpoint of each constituent point, and in the case of a place name, only the representative point thereof and the elevation value on the screen. This is the part to compare with the terrain elevation value already drawn at the same position. Here, if the elevation value of the map display element is not smaller, it is assumed to be in front of the ground surface. 16 (a), 16 (b)
As shown in, when it is attempted to draw a map display element at the position of the point P on the bird's-eye view, if the terrain shape is already drawn in the drawing color according to the elevation value, the color of the pixel at the point P is On the line, the altitude value h1 of the point A closest to the viewpoint is shown. Therefore, if the elevation value of the map element to be drawn is smaller than this, this map element will be present at the point B on the back side of the mountain in the figure, and will be hidden and invisible.

【0151】地図要素描画処理部3−12は、道路等の
場合、各線素について両端点共に地表面よりも標高値が
小さくなければ通常通り描画し、さらに地名等の場合に
は代表点の標高値が小さくなければ描画し、小さければ
描画しないという処理を実行し、その指示を画像表示装
置4に出力する部分である。すなわち、図17に示すよ
うに、地形形状を多面体に近似してモデル化しているの
で、道路の標高値を構成点ごとに求めても、構成点間の
地形形状が凸であれば道路を見えなくなる。第1の実施
の形態で実行する隠面消去処理では画素ごとに見えてい
るか隠れているかを判別するために、両端点が見えてい
ても部分的に道路が消えてしまうことが起こり得る。し
かしこの第2の実施の形態では、両端点のみの見え隠れ
を判別することによって線分全体を描画するか否かを決
定することにより、演算処理の単純化ができ、またトン
ネルでもないところで道路が途切れる現象を避けること
ができる。
In the case of a road, the map element drawing processor 3-12 draws the line elements as usual if both end points of both line elements are smaller than the ground surface. This is a part for performing a process of drawing if the value is small and not drawing if the value is small and outputting the instruction to the image display device 4. That is, as shown in FIG. 17, since the terrain shape is modeled by approximating a polyhedron, even if the elevation value of the road is obtained for each constituent point, if the terrain shape between the constituent points is convex, the road can be seen. Disappear. In the hidden surface removal processing executed in the first embodiment, in order to determine whether each pixel is visible or hidden, the road may partially disappear even if both end points are visible. However, in the second embodiment, it is possible to simplify the arithmetic processing by determining whether or not to draw the entire line segment by determining the visibility of only the end points. It is possible to avoid the phenomenon of interruption.

【0152】以上の構成の第2の実施の形態のナビゲー
ションシステムの動作について、図18及び図19のフ
ローチャートに基づいて説明する。演算処理装置3にお
ける表示対象領域決定部3−1により表示対象領域の決
定し、また標高変更領域決定部3−5により標高変更領
域を決定し(ステップS1)、地形形状モデリング部3
−2により地形データを読込んで地形形状のモデル化を
行い(ステップS2)、表示基準点標高決定部3−3に
より表示基準点標高値を決定し(ステップS3)、視点
座標決定部3−4により視点座標を決定し(ステップS
4)、さらに地形形状標高変更部3−6により地形形状
モデリング部3−2がモデル化した地形形状モデルに対
して表示基準点周囲の標高変更領域の標高値を変更して
地形形状を再モデル化する(ステップS5)までの手順
は図2のフローチャートに示した第1の実施の形態の手
順と共通する。
The operation of the navigation system of the second embodiment having the above configuration will be described based on the flowcharts of FIGS. 18 and 19. The display target area determination unit 3-1 in the arithmetic processing device 3 determines the display target area, and the altitude change area determination unit 3-5 determines the altitude change area (step S1).
-2 reads the terrain data to model the terrain shape (step S2), the display reference point elevation determination unit 3-3 determines the display reference point elevation value (step S3), and the viewpoint coordinate determination unit 3-4. The viewpoint coordinates are determined by (step S
4) Furthermore, the terrain shape is re-modeled by changing the elevation value of the elevation change area around the display reference point with respect to the terrain shape model modeled by the terrain shape modeling section 3-2 by the terrain shape elevation changing section 3-6. The procedure until conversion (step S5) is the same as the procedure of the first embodiment shown in the flowchart of FIG.

【0153】そしてこれらの処理の後、地図要素標高決
定部3−7′は第1の実施の形態の地図要素標高決定部
3−7と同様に表示対象領域決定部3−1が決定した表
示対象領域に基づき、外部記憶装置2の地図データ2b
からその表示対象領域内の道路、地名等の地図要素デー
タを読込み、また標高値データがない場合には表示基準
点標高値の算出手順と同様に内挿によって相当する標高
値を決定する(ステップS6′)。
After these processes, the map element elevation determining unit 3-7 'displays the display determined by the display target area determining unit 3-1 like the map element elevation determining unit 3-7 of the first embodiment. Map data 2b in the external storage device 2 based on the target area
The map element data such as roads and place names in the display target area is read from, and if there is no elevation value data, the corresponding elevation value is determined by interpolation similarly to the calculation procedure of the display reference point elevation value (step. S6 ').

【0154】続いて座標変換部3−8′により、第1の
実施の形態の座標変換部3−8と同様に透視投影変換を
実行し、変換の結果として得られる前述の同次座標T=
(Tx,Ty,Tz,Tw)に対して、描画に用いられ
る2次元座標(Sx,Sy)をSx=Tx/Tw,Sy
=Ty/Twにより求める。ただし、この実施の形態の
場合には奥行き座標Szは求めない(ステップS
7′)。
Subsequently, the coordinate transformation unit 3-8 'executes perspective projection transformation in the same manner as the coordinate transformation unit 3-8 of the first embodiment, and the above-mentioned homogeneous coordinate T = obtained as a result of the transformation.
For (Tx, Ty, Tz, Tw), the two-dimensional coordinates (Sx, Sy) used for drawing are Sx = Tx / Tw, Sy
= Ty / Tw. However, in the case of this embodiment, the depth coordinate Sz is not obtained (step S
7 ').

【0155】続いて、地形形状描画処理部3−10は地
形形状標高変更部3−6が再モデル化した地形形状を表
す多面体を、視点に対して奥の方の面から順に上書きモ
ードで描画処理して画像表示装置4に表示させる。この
際、標高値に応じて描画色を変化させる(ステップS1
0)。
Next, the terrain shape drawing processing unit 3-10 draws the polyhedron representing the terrain shape remodeled by the terrain shape elevation changing unit 3-6 in the overwrite mode in order from the back side to the viewpoint. The image is processed and displayed on the image display device 4. At this time, the drawing color is changed according to the altitude value (step S1).
0).

【0156】さらに地図要素標高比較部3−11と地図
要素描画処理部3−12とが連携し、表示対象領域内の
各地図表示要素に対してそれが地名等であるかどうか判
断し(ステップS11)、それが地名のような代表点と
文字列を含むデータであれば代表点の標高値をその代表
点の2次元座標における地形の標高値と比較し(ステッ
プS12)、そして代表点の標高値の方が大きい場合に
は代表点に割り付けられている文字列のような地図要素
を地形形状に上書きする(ステップS13)。
Further, the map element elevation comparison unit 3-11 and the map element drawing processing unit 3-12 cooperate with each other to judge whether or not each map display element in the display target area is a place name or the like (step S11), if it is data including a representative point such as a place name and a character string, the elevation value of the representative point is compared with the elevation value of the terrain in the two-dimensional coordinates of the representative point (step S12), and the representative point When the altitude value is larger, the map element such as the character string assigned to the representative point is overwritten on the topographical shape (step S13).

【0157】ステップS11の判断で、地図要素が地名
等でなければ、次に地図要素が道路、河川、鉄道のよう
な線図形であるかどうか判断する(ステップS14)。
そして線図形の場合には、各リンクの端点1(一方の端
点)、端点2(他方の端点)それぞれの標高値を該当す
る2次元座標の地形の標高値と比較し(ステップS1
5,S16)、両端点が地形の標高値と等しいかより大
きいときにはこの線図形の地図表示要素を地形表示上に
上書きする(ステップS17)。
If it is determined in step S11 that the map element is not a place name or the like, then it is determined whether the map element is a line figure such as a road, river, or railway (step S14).
In the case of a line figure, the elevation value of each of the end points 1 (one end point) and the end point 2 (the other end point) of each link is compared with the elevation value of the terrain of the corresponding two-dimensional coordinate (step S1
5, S16), when both end points are equal to or greater than the elevation value of the terrain, the map display element of this line figure is overwritten on the terrain display (step S17).

【0158】さらにステップS14の判断で、地図要素
が線図形でもなければ、湖沼、流域の広い河川あるいは
駅施設、ゴルフ場その他の水系、施設を表す面図形であ
るので、その面図形を図5に示す方法で分割した小多角
形の各頂点1〜nのすべてが地形の標高値と等しいかそ
れよりも大きいかどうか判断し(ステップS18−1〜
18−n)、いずれの頂点1〜nも地形の標高値と等し
いかより大きい場合にはその面図形の地図表示要素を地
形表示上に上書きする(ステップS19)。
Further, if it is determined in step S14 that the map element is not a line figure, it is a plane figure representing a lake, river or station facility with a wide basin, golf course or other water system, facility. It is determined whether or not all of the vertices 1 to n of the small polygon divided by the method shown in (4) are equal to or higher than the elevation value of the terrain (steps S18-1 to S18-1).
18-n), if any of the vertices 1 to n is equal to or larger than the elevation value of the terrain, the map display element of the surface figure is overwritten on the terrain display (step S19).

【0159】そして以上のステップS11〜S19の処
理を表示対象領域に含まれるすべての地図要素について
繰り返し実行する。また自車両位置マークのような表示
基準点マークの表示もこの地図要素の表示に準じて行う
(ステップS110)。これによって画像表示装置4の
画面には第1の実施の形態と同様に、道路地図の立体鳥
瞰図表示が行えることになる。
Then, the above steps S11 to S19 are repeatedly executed for all the map elements included in the display target area. Also, the display reference point mark such as the own vehicle position mark is displayed in accordance with the display of this map element (step S110). As a result, a three-dimensional bird's-eye view display of a road map can be displayed on the screen of the image display device 4 as in the first embodiment.

【0160】さらにステップS111において地図表示
を続けるか否かが判断され、続ける場合にはステップS
1に戻って次の画面の作成、表示のための手続を繰り返
す。なお、継続しない場合には以上の一連の処理手続を
終了し、自車位置検出や経路計算等のナビゲーションシ
ステムの別処理に移る。
Further, in step S111, it is determined whether or not to continue the map display.
Return to step 1 and repeat the procedure for creating and displaying the next screen. If the process is not continued, the above-described series of processing procedures are ended, and the process is moved to another process of the navigation system such as vehicle position detection and route calculation.

【0161】このようにして本発明の第2の実施の形態
によれば、第1の実施の形態と同様に実際の地形形状の
標高値データ及び地図データに基づいて立体的に表現さ
れた地形形状の上に地図表示要素を配した立体地図を作
成して表示することができ、強い現実感を利用者に与え
る地図表示ができ、現在位置の確認や周囲環境との関連
性を直感的に認識させることができ、加えて、表示基準
点の近くの標高変更領域に属するサンプリング点の標高
を表示基準点に近づける変更補正を行うようにしたの
で、本来ならば表示基準点よりもさらに視点側に高い山
等が存在して視点から見てその山に隠れて表示基準点が
見えないような状況であっても表示基準点の周囲を常に
表示させることができるようになり、特に自車両位置を
表示基準点とする場合、自車の存在地点を常に把握する
ことができるようになり、実用性が向上する。
As described above, according to the second embodiment of the present invention, the terrain three-dimensionally represented based on the elevation value data and the map data of the actual terrain shape as in the first embodiment. It is possible to create and display a 3D map with map display elements on top of the shape, display a map that gives the user a strong sense of reality, and intuitively check the current position and the relationship with the surrounding environment. In addition to this, since the change correction is performed so that the altitude of the sampling points that belong to the altitude change area near the display reference point is closer to the display reference point, it should be closer to the viewpoint than the display reference point. Even in the situation where there is a high mountain in the sky and the display reference point is hidden from the view point and the display reference point cannot be seen, it becomes possible to always display the area around the display reference point. When using as a display reference point , Will be able to keep track of presence point of the vehicle, utility is improved.

【0162】しかも第2の実施の形態の場合、CPUに
大きな負担をかける隠面消去処理をする必要がないため
にCPUの負担が軽減し、実用化するためにシステムに
搭載すべきCPUに要求される性能を低くすることがで
き、その分コストの低廉化が図れる。また逆に、システ
ムが高性能CPUを搭載している場合には描画処理がそ
れだけ高速化できることにもなる。さらに、第2の実施
の形態の場合、地形形状の近似誤差による道路等の線図
形の途切れをなくすことができ、正しく表示することが
できるようになる。
Further, in the case of the second embodiment, since it is not necessary to perform the hidden surface erasing processing which puts a large burden on the CPU, the burden on the CPU is reduced, and the CPU to be mounted on the system is required for practical use. The required performance can be reduced, and the cost can be reduced accordingly. On the contrary, if the system is equipped with a high-performance CPU, the drawing process can be speeded up accordingly. Further, in the case of the second embodiment, it is possible to eliminate the interruption of the line figure of the road or the like due to the approximation error of the terrain shape, and the correct display can be achieved.

【0163】なお、この第2の実施の形態において地形
形状描画処理部3−10が、地形形状を標高値に応じて
異なった描画色で描画するが、地形形状を変更した部分
についても、相当する範囲の本来の地形標高値に応じた
描画色を用いることにしてもよい。これによって、背景
は緩やかな起伏に変形されていても、描画色によって視
覚的に地形の起伏の様子を把握させることができるよう
になる。
In the second embodiment, the terrain shape drawing processing unit 3-10 draws the terrain shape in different drawing colors according to the altitude value, but the terrain shape is also changed. It is also possible to use a drawing color according to the original topographical elevation value of the range. As a result, even if the background is deformed into gentle undulations, it becomes possible to visually grasp the undulations of the terrain by the drawing color.

【0164】次に、本発明の第3の実施の形態を図20
に基づいて説明する。この第3の実施の形態のナビゲー
ションシステムのハードウェア構成は図1に示した第1
の実施の形態、図15に示した第2の実施の形態それぞ
れと同じであるが、外部記憶装置2に記憶されているデ
ータ種別、また演算処理装置3における演算処理機能の
構成に変更が加えられている。
Next, FIG. 20 shows a third embodiment of the present invention.
It will be described based on. The hardware configuration of the navigation system of the third embodiment is the same as that of the first embodiment shown in FIG.
15 and the second embodiment shown in FIG. 15, except that the data type stored in the external storage device 2 and the configuration of the arithmetic processing function in the arithmetic processing device 3 are changed. Has been.

【0165】外部記憶装置2には第1の実施の形態と同
様の地形データ2aを記憶しているが、地図データは地
形、アイコン等の代表点位置情報と地名文字列等の付帯
情報、さらに水系、施設等の面図形で表わされる地図要
素の位置情報と接続形態等の付帯情報とを記憶する地
名、背景データ2b1と、道路、鉄道、河川等の線図形
で表わされる地図要素の位置情報と各属性等の付帯情報
とを記憶する線図形データ2b2に分けて記憶してい
る。
The external storage device 2 stores the terrain data 2a similar to that of the first embodiment, but the map data includes the terrain, representative point position information such as icons, and incidental information such as place name character strings, and the like. Place name and background data 2b1 for storing position information of map elements represented by surface figures such as water systems and facilities and incidental information such as connection forms, and position information of map elements represented by line figures such as roads, railways, rivers, etc. And additional information such as each attribute and the like are separately stored in the line figure data 2b2.

【0166】演算処理装置3は、第1の実施の形態と同
様の表示対象領域決定部3−1〜地形形状標高変更部3
−6を備えている。そして第1の実施の形態と異なる構
成要素として地図要素標高決定部3−7″、座標変換部
3−8″、描画処理部3−9′、線図形データ標高比較
部3−13及び線図形データ描画処理部3−14を備え
ている。
The arithmetic processing unit 3 has the same display target area determining section 3-1 to topographical shape elevation changing section 3 as in the first embodiment.
-6 is provided. The map element altitude determining unit 3-7 ", the coordinate converting unit 3-8", the drawing processing unit 3-9 ', the line graphic data altitude comparing unit 3-13, and the line graphic are constituent elements different from those of the first embodiment. The data drawing processing unit 3-14 is provided.

【0167】新たな構成要素のうち、地図要素標高決定
部3−7″は、表示対象領域内の地図要素データを外部
記憶装置2の地名、背景データ2b1と線図形データ2
b2から読込み、標高値が登録されていなければ表示基
準点標高決定部3−3と同じようにその代表点を囲むサ
ンプリング点3点を用いて(1),(2)式に基づく内
挿によって相当する標高値を算定する部分である。
Among the new constituent elements, the map element elevation determining unit 3-7 ″ sets the map element data in the display target area to the place name of the external storage device 2, the background data 2b1 and the line graphic data 2.
By reading from b2, if the elevation value is not registered, by using the three sampling points surrounding the representative point as in the display reference point elevation determination unit 3-3, interpolation based on the equations (1) and (2) is performed. This is the part to calculate the corresponding elevation value.

【0168】座標変換部3−8″は、第1の実施の形態
と同様に透視投影変換により表示画面上の2次元座標
(Sx,Sy)を求め、また線図形データ2b2以外の
地図表示要素、つまり地名、背景データ2b1と地形デ
ータ2aについては奥行き座標Szも求める部分であ
る。
The coordinate conversion unit 3-8 ″ obtains the two-dimensional coordinates (Sx, Sy) on the display screen by perspective projection conversion as in the first embodiment, and the map display elements other than the line graphic data 2b2. That is, the depth coordinate Sz is also obtained for the place name, background data 2b1 and topographical data 2a.

【0169】描画処理部3−9′は、第1の実施の形態
と同様の処理によって線図形データ以外のデータ、つま
り地形データ、地名、背景データに対して隠面消去を有
効にして画像表示装置4に表示させる部分である。
The drawing processing unit 3-9 'displays the image by enabling the hidden surface removal for the data other than the line graphic data, that is, the terrain data, the place name, and the background data by the same processing as that of the first embodiment. This is a part to be displayed on the device 4.

【0170】線図形データ標高比較部3−13は、第2
の実施の形態の地図要素標高比較部3−11と同様に線
図形データの各線素の端点の標高値と画面上の同じ位置
にすでに描画されている地形標高値(描画色により与え
られている)とを比較する部分である。
The line figure data altitude comparing section 3-13 uses the second
Similar to the map element elevation comparing unit 3-11 in the embodiment, the elevation value of the end point of each line element of the line graphic data and the terrain elevation value already drawn at the same position on the screen (given by the drawing color) ) Is the part to compare with.

【0171】そして線図形データ描画処理部3−14
は、第2の実施の形態の地図要素描画処理部3−12と
同様に線図形データの各線素について、両端点共に地表
面よりも標高値が小さくなければ通常通り描画する部分
である。
Then, the line graphic data drawing processing unit 3-14
Similarly to the map element drawing processing unit 3-12 of the second embodiment, is a portion for drawing each line element of the line graphic data as usual unless both end points have an elevation value smaller than the ground surface.

【0172】次に、上記の第3の実施の形態のナビゲー
ションシステムの動作について、図21のフローチャー
トに基づいて説明する。演算処理装置3における表示対
象領域決定部3−1により表示対象領域の決定し、標高
変更領域決定部3−5により表示基準点の周囲に標高変
更領域を決定し(ステップS1)、地形形状モデリング
部3−2により地形データを読込んで地形形状のモデル
化を行い(ステップS2)、表示基準点標高決定部3−
3により表示基準点標高値を決定し(ステップS3)、
視点座標決定部3−4により視点座標を決定し、さらに
地形形状標高変更部3−6により地形形状モデリング部
3−2がモデル化した地形形状モデルに対して表示基準
点周囲の標高変更領域の標高値を変更して地形形状を再
モデル化する(ステップS5)までの手順は図2のフロ
ーチャートに示した第1の実施の形態の手順と共通す
る。
Next, the operation of the navigation system of the above-mentioned third embodiment will be described based on the flowchart of FIG. The display target area determination unit 3-1 in the arithmetic processing device 3 determines the display target area, and the altitude change area determination unit 3-5 determines the altitude change area around the display reference point (step S1), and the terrain shape modeling is performed. The terrain data is read by the section 3-2 to model the terrain shape (step S2), and the display reference point elevation determining section 3-
The display reference point elevation value is determined by 3 (step S3),
The viewpoint coordinate determining unit 3-4 determines the viewpoint coordinates, and the terrain shape altitude changing unit 3-6 models the altitude changing area around the display reference point with respect to the terrain shape model modeled by the terrain shape modeling unit 3-2. The procedure up to remodeling the terrain shape by changing the altitude value (step S5) is the same as the procedure of the first embodiment shown in the flowchart of FIG.

【0173】そしてこれらの処理の後、地図要素標高決
定部3−7″は第1の実施の形態の地図要素標高決定部
3−7と同様に表示対象領域決定部3−1が決定した表
示対象領域に基づき、地図要素データを外部記憶装置2
の地名、背景データ2b1、線図形データ2b2からそ
の表示対象領域内の道路、地名等の地図要素データを読
込み、また標高値データがない場合には表示基準点標高
値の算出手順と同様に内挿によって相当する標高値を決
定する(ステップS6″)。
After these processes, the map element elevation determining unit 3-7 ″ displays the display determined by the display target area determining unit 3-1 like the map element elevation determining unit 3-7 of the first embodiment. The map element data is stored in the external storage device 2 based on the target area.
The map element data such as roads, place names, etc. in the display target area is read from the place name, background data 2b1 and line figure data 2b2, and if there is no altitude value data, the same as the procedure for calculating the display reference point altitude value. The corresponding elevation value is determined by insertion (step S6 ″).

【0174】続いて座標変換部3−8″により、第1の
実施の形態の座標変換部3−8と同様に透視投影変換を
実行し、変換の結果として得られる前述の同次座標T=
(Tx,Ty,Tz,Tw)に対して、描画に用いられ
る2次元座標(Sx,Sy)をSx=Tx/Tw,Sy
=Ty/Twにより求め、また線図形データ以外のデー
タ(つまり、地形データ及び地名、背景データ)につい
て、奥行き座標Sz(=Tz/Tw)を求める(ステッ
プS7″)。
Subsequently, the coordinate transformation unit 3-8 ″ executes perspective projection transformation in the same manner as the coordinate transformation unit 3-8 of the first embodiment, and the above-mentioned homogeneous coordinates T = obtained as a result of the transformation.
For (Tx, Ty, Tz, Tw), the two-dimensional coordinates (Sx, Sy) used for drawing are Sx = Tx / Tw, Sy
= Ty / Tw, and depth coordinates Sz (= Tz / Tw) are obtained for data other than line figure data (that is, topographic data, place names, background data) (step S7 ″).

【0175】続いて、描画処理部3−9′は、地形デー
タ、地名、背景データ等の線図形データ以外のデータに
ついて第1の実施の形態の描画処理部3−9と同様に隠
面消去を有効にして画像表示装置4に表示させる(ステ
ップS8′)。
Subsequently, the drawing processing unit 3-9 'erases hidden surfaces for data other than line figure data such as topographical data, place names, and background data, as in the drawing processing unit 3-9 of the first embodiment. Is enabled and displayed on the image display device 4 (step S8 ').

【0176】そしてさらに、線図形データ標高比較部3
−13と線図形データ描画処理部3−14とが連携し、
表示対象領域内の各線図形に対して、各リンクの端点1
(一方の端点)、端点2(他方の端点)それぞれの標高
値を該当する2次元座標の地形の標高値と比較し(ステ
ップS20〜S22)、両端点が共にそれぞれの座標の
地形の標高値よりも大きいときにはこの線図形を地形及
び地名、アイコン等の表示上に上書きする(ステップS
23)。
Further, the line figure data altitude comparing section 3
-13 cooperates with the line graphic data drawing processing unit 3-14,
End point 1 of each link for each line figure in the display area
The elevation value of each of the end points (one end point) and the end point 2 (the other end point) is compared with the elevation value of the terrain having the corresponding two-dimensional coordinates (steps S20 to S22), and the elevation values of the terrain having both end points are the respective coordinates. If it is larger than this, this line figure is overwritten on the topography, place name, icon, etc. (step S
23).

【0177】以上のステップS20〜S23の処理を表
示対象領域に含まれるすべての線図形について繰り返し
実行する(ステップS24)。
The above steps S20 to S23 are repeated for all the line figures included in the display target area (step S24).

【0178】これによって画像表示装置4の画面には第
1の実施の形態と同様に、道路地図の立体鳥瞰図表示が
行えることになる。
As a result, a stereoscopic bird's-eye view display of a road map can be displayed on the screen of the image display device 4 as in the first embodiment.

【0179】さらにステップS25において地図表示を
続けるか否かが判断され、続ける場合にはステップS1
に戻って次の画面の作成、表示のための手続を繰り返
す。なお、継続しない場合には以上の一連の処理手続を
終了し、自車位置検出や経路計算等のナビゲーションシ
ステムの別処理に移る。
Further, in step S25, it is determined whether or not the map display is continued, and if it is continued, step S1
Return to and repeat the procedure for creating and displaying the next screen. If the process is not continued, the above-described series of processing procedures are ended, and the process is moved to another process of the navigation system such as vehicle position detection and route calculation.

【0180】このようにして本発明の第3の実施の形態
によれば、第1の実施の形態と同様に実際の地形形状の
標高値データ及び地図データに基づいて立体的に表現さ
れた地形形状の上に地図表示要素を配した立体地図を作
成して表示することができ、強い現実感を利用者に与え
る地図表示ができ、現在位置の確認や周囲環境との関連
性を直感的に認識させることができ、加えて、表示基準
点の近くの標高変更領域に属するサンプリング点の標高
を表示基準点に近づける変更補正を行うようにしたの
で、本来ならば表示基準点よりもさらに視点側に高い山
等が存在して視点から見てその山に隠れて表示基準点が
見えないような状況であっても表示基準点の周囲を常に
表示させることができるようになり、特に自車両位置を
表示基準点とする場合、自車の存在地点を常に把握する
ことができるようになり、実用性が向上する。
As described above, according to the third embodiment of the present invention, the terrain three-dimensionally represented based on the elevation value data and the map data of the actual terrain shape as in the first embodiment. It is possible to create and display a 3D map with map display elements on top of the shape, display a map that gives the user a strong sense of reality, and intuitively check the current position and the relationship with the surrounding environment. In addition to this, since the change correction is performed so that the altitude of the sampling points that belong to the altitude change area near the display reference point is closer to the display reference point, it should be closer to the viewpoint than the display reference point. Even in the situation where there is a high mountain in the sky and the display reference point is hidden from the view point and the display reference point cannot be seen, it becomes possible to always display the area around the display reference point. When using as a display reference point , Will be able to keep track of presence point of the vehicle, utility is improved.

【0181】しかも第3の実施の形態の場合、道路等の
線図形は端点のみにより見え隠れを判別するために、地
形形状の近似誤差による途切れをなくすことができ、ま
た地名、アイコン等の隠面消去による描画処理を行うた
めに代表点が隠れていても部分的に表示することがで
き、立体感をさらに高めることができる。
Further, in the case of the third embodiment, since the line figure of a road or the like can be seen or hidden only by the end points, it is possible to eliminate the discontinuity due to the approximation error of the terrain shape, and the hidden surface of the place name, the icon, etc. Since the drawing process is performed by erasing, even if the representative point is hidden, it can be partially displayed, and the stereoscopic effect can be further enhanced.

【0182】なお、この第3の実施の形態においても、
第1の実施の形態と同様に描画処理部3−9′が、地形
形状を標高値に応じて異なった描画色で描画するが、地
形形状を変更した部分について、相当する範囲の本来の
地形標高値に応じた描画色を用いることにしてもよい。
これによって、背景は緩やかな起伏に変形されていて
も、描画色によって視覚的に地形の起伏の様子を把握さ
せることができるようになる。
Incidentally, also in the third embodiment,
Similar to the first embodiment, the drawing processing unit 3-9 ′ draws the terrain shape in different drawing colors according to the elevation value. However, regarding the portion where the terrain shape is changed, the original terrain in a corresponding range is drawn. A drawing color according to the altitude value may be used.
As a result, even if the background is deformed into gentle undulations, it becomes possible to visually grasp the undulations of the terrain by the drawing color.

【0183】次に、本発明の第4の実施の形態を図22
〜図24に基づいて説明する。この第4の実施の形態の
ナビゲーションシステムのハードウェア構成は図1に示
した第1の実施の形態と同じであるが、演算処理装置3
における演算処理機能の構成に変更が加えられている。
Next, FIG. 22 shows a fourth embodiment of the present invention.
~ It demonstrates based on FIG. The hardware configuration of the navigation system of the fourth embodiment is the same as that of the first embodiment shown in FIG.
The configuration of the arithmetic processing function in is changed.

【0184】演算処理装置3は、第1の実施の形態と同
様の表示対象領域決定部3−1〜視点座標決定部3−4
を備えている。そして第1の実施の形態と異なる構成要
素として平面表示領域決定部3−1aと立体表示領域決
定部3−1b、地図要素標高決定部3−70、座標変換
部3−80、立体地図描画処理部3−91、平面鳥瞰図
描画処理部3−92及び画像クリッピング部3−93を
備えている。
The arithmetic processing unit 3 has the same display target area determining section 3-1 to viewpoint coordinate determining section 3-4 as in the first embodiment.
Is equipped with. The plane display area determination unit 3-1a, the stereoscopic display area determination unit 3-1b, the map element elevation determination unit 3-70, the coordinate conversion unit 3-80, and the stereoscopic map drawing process are constituent elements different from those of the first embodiment. A unit 3-91, a plane bird's-eye view drawing processing unit 3-92, and an image clipping unit 3-93 are provided.

【0185】新たな構成要素のうち、平面表示領域決定
部3−1aは表示対象領域決定部3−1が決定した表示
対象領域に対して、表示基準点を含む所定の領域(第1
の実施の形態において図10に示した標高変更領域と同
じ領域)を平面鳥瞰図表示領域と決定し、また立体表示
領域決定部3−1bは表示対象領域のうち、平面鳥瞰図
表示領域を除いた領域を立体地図表示領域と決定する部
分である。
Among the new components, the plane display area determining unit 3-1a sets a predetermined area (first area) including the display reference point for the display area determined by the display area determining unit 3-1.
In the embodiment of the present invention, the same area as the altitude change area shown in FIG. 10) is determined as the plane bird's-eye view display area, and the stereoscopic display area determination unit 3-1b excludes the plane bird's-eye view display area from the display target area. Is a portion for determining the 3D map display area.

【0186】そして一定標高値設定部3−60は地図デ
ータ2bから平面表示領域決定部3−1aが決定した平
面鳥瞰図表示領域内の地図表示要素を読出し、表示基準
点標高決定部3−3が決定して表示基準点の標高値をそ
れらの地図表示要素の代表点の標高値に設定する部分で
ある。
Then, the constant altitude value setting unit 3-60 reads out the map display elements within the plane bird's-eye view display area determined by the plane display area determination unit 3-1a from the map data 2b, and the display reference point altitude determination unit 3-3 This is a part for determining and setting the elevation value of the display reference point to the elevation value of the representative point of those map display elements.

【0187】地図要素標高決定部3−70は第1の実施
の形態の地図要素標高決定部3−7と同じ演算処理を実
行し、地図データ2bから立体地図表示領域内の地図表
示要素を読込み、標高値が登録されていなければ表示基
準点標高決定部3−3と同じようにその代表点を囲むサ
ンプリング点3点を用いて(1),(2)式に基づく内
挿によって相当する標高値を算定する部分である。
The map element elevation determining unit 3-70 executes the same arithmetic processing as the map element elevation determining unit 3-7 of the first embodiment, and reads the map display element in the three-dimensional map display area from the map data 2b. If the elevation value is not registered, the corresponding elevation is obtained by interpolation based on the equations (1) and (2) by using the three sampling points surrounding the representative point as in the display reference point elevation determination unit 3-3. This is the part that calculates the value.

【0188】座標変換部3−80は、第1の実施の形態
と同様に透視投影変換によって表示画面上の2次元座標
(Sx,Sy)と奥行き座標Szを求める部分である。
The coordinate conversion section 3-80 is a section for obtaining the two-dimensional coordinates (Sx, Sy) and depth coordinate Sz on the display screen by perspective projection conversion as in the first embodiment.

【0189】立体地図描画処理部3−91は、画素ごと
に奥行き座標を比較し、すでに描画した画素よりも奥行
きの小さいものだけを更新描画することにより隠面消去
を有効にした立体地図描画信号を生成する部分であり、
平面鳥瞰図描画処理部3−92は平面鳥瞰図表示領域の
地図表示要素について一定標高値設定部3−60で設定
した表示基準点と同じ標高値において平面鳥瞰図を描画
し、立体地図描画処理部3−91が作成した立体地図に
対して該当する部分を上書きする部分であり、画像クリ
ッピング部3−93は立体地図画像と平面鳥瞰図画像と
の境界部分のクリッピングを行い、最終的な画像信号を
画像表示装置4に出力して合成画像を表示させる部分で
ある。ここで描画色は標高値によって異なるものを割り
付け、また道路、河川、地名等についても別の描画色を
割り付ける。さらに誘導経路については通常の道路と異
なる描画色で、特に目立つ色、たとえば、赤、黄、青の
ような色を割り付ける。
The three-dimensional map drawing processing unit 3-91 compares depth coordinates for each pixel and updates and draws only those having a depth smaller than the already drawn pixels to enable hidden surface erasing. Is the part that produces
The plane bird's-eye view drawing processing unit 3-92 draws the plane bird's-eye view map at the same altitude value as the display reference point set by the constant altitude value setting unit 3-60 for the map display elements in the plane bird's-eye view display area, and the three-dimensional map drawing processing unit 3-92. The image clipping unit 3-93 is a portion for overwriting the corresponding portion on the created three-dimensional map by 91, and the image clipping unit 3-93 clips the boundary portion between the three-dimensional map image and the plane bird's-eye view image to display the final image signal as an image. This is a part for outputting the composite image to the device 4. Here, different drawing colors are assigned depending on the altitude value, and different drawing colors are also assigned to roads, rivers, place names, and the like. Further, the guide route is assigned a drawing color different from that of a normal road, and a particularly noticeable color such as red, yellow, or blue is assigned.

【0190】次に、上記の第4の実施の形態のナビゲー
ションシステムの動作を説明する。図23(a)に示す
ように、表示対象領域決定部3−1において入力された
表示基準点座標と視線方向角とから地形データ2aの表
示対象領域を決定し、さらに平面表示領域決定部3−1
aと立体表示領域決定部3−1bによって表示対象領域
の中で平面鳥瞰図表示領域と立体地図表示領域とを決定
する。
Next, the operation of the navigation system of the above-mentioned fourth embodiment will be described. As shown in FIG. 23A, the display target area of the terrain data 2a is determined from the display reference point coordinates and the line-of-sight direction angle input by the display target area determination unit 3-1, and the flat display region determination unit 3 is further determined. -1
The plane bird's-eye view display area and the stereoscopic map display area are determined in the display target area by a and the stereoscopic display area determination unit 3-1b.

【0191】そして地形形状モデリング部3−2により
表示対象領域に相当する地形データを読込んで地形形状
のモデル化を行い、表示基準点標高決定部3−3により
表示基準点標高値を決定し、視点座標決定部3−4によ
り視点座標を決定する。
Then, the terrain shape modeling unit 3-2 reads the terrain data corresponding to the display target area to model the terrain shape, and the display reference point elevation determination unit 3-3 determines the display reference point elevation value. The viewpoint coordinates determining unit 3-4 determines the viewpoint coordinates.

【0192】さらに地図要素標高決定部3−70が第1
の実施の形態における地図要素標高決定部3−7と同様
の演算処理を行い、立体表示領域決定部3−1bが決定
した立体地図表示領域内に存在する地図表示要素を外部
記憶装置2の地図データ2bから読込み、また標高値デ
ータがない場合には表示基準点標高値の算出手順と同様
に内挿によって相当する標高値を決定して座標変換部3
−80に渡す。また一定標高値設定部3−60が平面表
示領域決定部3−1aの決定した平面鳥瞰図表示領域に
属する地図表示要素を地図データ2bから読込み、各地
図表示要素の代表点の標高値として表示基準点標高決定
部3−3が決定した表示基準点標高値を設定して座標変
換部3−80に渡す。
Further, the map element elevation determining unit 3-70 is the first
The same calculation processing as the map element elevation determination unit 3-7 in the embodiment of the present invention is performed, and the map display elements existing in the stereoscopic map display area determined by the stereoscopic display area determination unit 3-1b are stored in the map of the external storage device 2. If there is no elevation value data read from the data 2b, the corresponding elevation value is determined by interpolation similarly to the procedure for calculating the display reference point elevation value, and the coordinate conversion unit 3
Give it to -80. Further, the constant altitude value setting unit 3-60 reads the map display elements belonging to the plane bird's-eye view display area determined by the plane display area determination unit 3-1a from the map data 2b, and displays them as the elevation value of the representative point of each map display element. The display reference point elevation value determined by the point elevation determination unit 3-3 is set and passed to the coordinate conversion unit 3-80.

【0193】座標変換部3−80では透視投影変換を実
行し、変換の結果として得られる前述の同次座標T=
(Tx,Ty,Tz,Tw)に対して、描画に用いられ
る2次元座標(Sx,Sy)をSx=Tx/Tw,Sy
=Ty/Twにより求め、また奥行き座標Sz(=Tz
/Tw)を求める。そして立体地図描画処理部3−91
がこの座標変換された表示用地図データについて隠面消
去を有効にして図23(b)に示すような立体地図画像
を生成する。
The coordinate transformation unit 3-80 executes perspective projection transformation, and the above-mentioned homogeneous coordinate T = obtained as a result of the transformation.
For (Tx, Ty, Tz, Tw), the two-dimensional coordinates (Sx, Sy) used for drawing are Sx = Tx / Tw, Sy
= Ty / Tw, and the depth coordinate Sz (= Tz
/ Tw). Then, the three-dimensional map drawing processing unit 3-91
Generates a stereoscopic map image as shown in FIG. 23 (b) with hidden surface removal enabled for the coordinate-converted display map data.

【0194】さらに平面鳥瞰図描画処理部3−92が、
図23(c)に示すように表示基準点標高値に準じた描
画色で背景を塗りつぶして平面地形を表現し、一定標高
値設定部3−60によって表示基準点標高値に設定され
た地図表示要素について座標変換部3−80で座標変換
されたデータに基づいて該当する部分に上書きして平面
鳥瞰図を描画する。さらにこれらの立体地図画像と平面
鳥瞰図画像とに対して画像クリッピング部3−93が両
者の境界部分をクリッピングして最終出力画像に合成
し、同図(d)及び図24に示すような立体地図−平面
鳥瞰図合成道路地図にして画像表示装置4に表示させ
る。
Further, the plane bird's-eye view drawing processing unit 3-92
As shown in FIG. 23 (c), the background is filled with a drawing color conforming to the display reference point elevation value to represent the flat terrain, and the map display is set to the display reference point elevation value by the constant elevation value setting unit 3-60. The plane bird's-eye view is drawn by overwriting the corresponding portion of the element based on the coordinate-converted data by the coordinate conversion unit 3-80. Further, the image clipping unit 3-93 clips the boundary portion between the stereoscopic map image and the plane bird's-eye view image and synthesizes them into the final output image, and the stereoscopic map as shown in FIG. A plane bird's-eye view synthetic road map is displayed on the image display device 4.

【0195】こうしてこの第4の実施の形態のナビゲー
ションシステムによれば、第1の実施の形態と同様に実
際の地形形状の標高値データ及び地図データに基づいて
立体的に表現された地形形状の上に地図表示要素を配し
た立体地図を作成して表示することができ、強い現実感
を利用者に与える地図表示ができ、現在位置の確認や周
囲環境との関連性を直感的に認識させることができ、加
えて、表示基準点の近くの領域については平面鳥瞰図表
示するようにしたので、本来ならば表示基準点よりもさ
らに視点側に高い山等が存在して視点から見てその山に
隠れて表示基準点が見えないような状況であっても表示
基準点の周囲を常に表示させることができるようにな
り、特に自車両位置を表示基準点とする場合、自車の存
在地点を常に把握することができるようになり、実用性
が向上する。
As described above, according to the navigation system of the fourth embodiment, similarly to the first embodiment, the terrain shape represented three-dimensionally based on the elevation value data and the map data of the actual terrain shape is displayed. It is possible to create and display a 3D map with map display elements on top, and to display a map that gives the user a strong sense of reality, and to intuitively recognize the current position and the relationship with the surrounding environment. In addition, a plane bird's-eye view is displayed for the area near the display reference point.Therefore, if there is a mountain higher than the display reference point on the viewpoint side, there is a mountain that is higher than the display reference point. Even if the display reference point is hidden behind the display reference point, it is possible to display the area around the display reference point at all times, especially when the position of the own vehicle is set as the display reference point. Always grasp Will be able, utility is improved.

【0196】また表示基準点の標高が変化しても、立体
地図表示領域のデータ(地形形状モデル、地図表示要素
の標高値等)は不変であるために計算量を減らすことが
でき、描画処理速度が向上する。
Even if the elevation of the display reference point changes, the amount of calculation can be reduced because the data (terrain shape model, elevation values of map display elements, etc.) in the three-dimensional map display area remains unchanged, and the drawing process Speed is improved.

【0197】なお、この第4の実施の形態では立体地図
描画処理部3−91が立体地図について隠面消去処理に
よって描画するようにしたが、これに代えて第2の実施
の形態のように上書き処理によって描画するようにして
もよい。
In the fourth embodiment, the three-dimensional map drawing processing unit 3-91 draws the three-dimensional map by the hidden surface removal processing, but instead of this, as in the second embodiment. You may make it draw by overwrite processing.

【0198】また、平面鳥瞰図描画処理部3−92は、
背景を表示基準点標高値に準じた描画色で塗りつぶす代
わりに、相当する範囲の本来の地形標高値に応じて変化
する描画色で塗ることにしてもよい。そしてこの場合に
は、背景は平坦面であるにもかかわらず、描画色によっ
て視覚的に地形の起伏の様子を把握させることができる
ようになる。 さらになお、上記の第1〜第4の実施の
形態ではナビゲーションシステムについて説明したが、
これらのナビゲーションシステムの演算処理装置3に組
み込まれた各種処理機能部についてはソフトウェアプロ
グラムにして内部記憶装置に組み込み、あるいはアプリ
ケーションソフトウェアプログラムとして適当な記憶媒
体に記憶させて、使用に際して演算処理装置3の内部記
憶装置に読み込ませて実行する方式とすることができ
る。
Further, the plane bird's-eye view drawing processing unit 3-92
Instead of filling the background with the drawing color according to the display reference point elevation value, the background may be painted with a drawing color that changes according to the original topographical elevation value in the corresponding range. In this case, even though the background is a flat surface, it is possible to visually grasp the appearance of the terrain by the drawing color. Furthermore, although the navigation system has been described in the above first to fourth embodiments,
Various processing function units incorporated in the arithmetic processing unit 3 of these navigation systems are incorporated into the internal storage device as software programs, or stored as an application software program in an appropriate storage medium to be used by the arithmetic processing unit 3 at the time of use. It is possible to adopt a method in which it is read into an internal storage device and executed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態の機能ブロック図。FIG. 1 is a functional block diagram of a first embodiment of the present invention.

【図2】上記の実施の形態による地図表示処理のフロー
チャート。
FIG. 2 is a flowchart of map display processing according to the above embodiment.

【図3】上記の実施の形態における地形データ構造の一
例を示す説明図。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a terrain data structure in the above embodiment.

【図4】上記の実施の形態における地形データ構造の他
の例を示す説明図。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing another example of the terrain data structure in the above embodiment.

【図5】上記の実施の形態における面図形データの構造
を示す説明図。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a structure of surface graphic data in the above embodiment.

【図6】上記の実施の形態における視点、表示対象領域
の決定原理を示す説明図。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a principle of determining a viewpoint and a display target area in the above embodiment.

【図7】上記の実施の形態における地形形状のモデリン
グを示す説明図。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing modeling of a terrain shape in the above embodiment.

【図8】上記の実施の形態における表示基準点の標高値
算定方法を示す説明図。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a method of calculating an elevation value of a display reference point in the above embodiment.

【図9】上記の実施の形態における標高変更領域の設定
例を示す説明図。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of setting an altitude change area in the above embodiment.

【図10】上記の実施の形態における地形形状標高変更
部による地形形状モデルの再モデル化処理を示す説明
図。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a remodeling process of a terrain shape model by a terrain shape elevation changing unit in the above embodiment.

【図11】上記の実施の形態における地形データに基づ
いて作成した多面体形状の一表示例を示す説明図。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a display example of a polyhedron shape created based on the terrain data in the above embodiment.

【図12】上記の実施の形態における地形データに基づ
いて作成した多面体形状の他の表示例を示す説明図。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing another display example of the polyhedral shape created based on the terrain data in the above embodiment.

【図13】上記の実施の形態における視点の移動による
地名表示の変化を示す説明図。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a change in place name display due to movement of a viewpoint in the above embodiment.

【図14】立体鳥瞰地図描画処理によって標高変更領域
を設定しないために、表示基準点がその周囲の高い地形
によって隠されてしまった例を示す説明図。
FIG. 14 is an explanatory diagram showing an example in which the display reference point is hidden by the high terrain around it because the elevation change area is not set by the stereoscopic bird's-eye view map drawing process.

【図15】本発明の第2の実施の形態の機能ブロック
図。
FIG. 15 is a functional block diagram of a second embodiment of the present invention.

【図16】上記の実施の形態における立体鳥瞰図表示の
原理を示す説明図。
FIG. 16 is an explanatory diagram showing the principle of stereoscopic bird's eye view display in the above embodiment.

【図17】上記の実施の形態における道路の隠れた部分
の表示処理を示す説明図。
FIG. 17 is an explanatory diagram showing a display process of a hidden portion of a road in the above embodiment.

【図18】上記の実施の形態による地図表示処理の前段
のフローチャート。
FIG. 18 is a flowchart of the former stage of the map display processing according to the above embodiment.

【図19】上記の実施の形態による地図表示処理の後段
のフローチャート。
FIG. 19 is a flowchart of a latter stage of the map display process according to the above embodiment.

【図20】本発明の第3の実施の形態の機能ブロック
図。
FIG. 20 is a functional block diagram of a third embodiment of the present invention.

【図21】上記の実施の形態による地図表示処理のフロ
ーチャート。
FIG. 21 is a flowchart of map display processing according to the above embodiment.

【図22】本発明の第4の実施の形態の機能ブロック
図。
FIG. 22 is a functional block diagram of a fourth embodiment of the present invention.

【図23】上記の実施の形態による描画処理の説明図。FIG. 23 is an explanatory diagram of drawing processing according to the above-described embodiment.

【図24】上記の実施の形態によって得られた立体道路
地図の表示例の説明図。
FIG. 24 is an explanatory diagram of a display example of a three-dimensional road map obtained by the above embodiment.

【図25】従来の鳥瞰図表示を示す説明図。FIG. 25 is an explanatory diagram showing a conventional bird's-eye view display.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 表示基準点等入力装置 2 外部記憶装置 2a 地形データ 2b 地図データ 3 演算処理装置 4 画像表示装置 3−1 表示対象領域決定部 3−1a 平面表示領域決定部 3−1b 立体表示領域決定部 3−2 地形形状モデリング部 3−3 表示基準点標高決定部 3−4 視点座標決定部 3−5 標高変更領域決定部 3−6 地形形状標高変更部 3−7,3−7′,3−7″ 地図要素標高決定部 3−8,3−8′,3−8″ 座標変換部 3−9,3−9′ 描画処理部 3−10 地形形状描画処理部 3−11 地図要素標高比較部 3−12 地図要素描画処理部 3−13 線図形データ標高比較部 3−14 線図形データ描画処理部 3−60 一定標高値設定部 3−70 地図要素標高決定部 3−80 座標変換部 3−91 立体地図描画処理部 3−92 平面鳥瞰図描画処理部 3−93 画像クリッピング部 1 Display reference point input device 2 External storage device 2a Topographic data 2b Map data 3 arithmetic processing unit 4 Image display device 3-1 Display target area determination unit 3-1a Flat display area determination unit 3-1b Stereoscopic display area determination unit 3-2 Terrain shape modeling section 3-3 Display reference point altitude determination unit 3-4 Viewpoint coordinate determination unit 3-5 Elevation change area determination unit 3-6 Terrain shape elevation change section 3-7, 3-7 ', 3-7 "Map element elevation determination unit 3-8, 3-8 ', 3-8 "coordinate conversion unit 3-9, 3-9 'Drawing processing unit 3-10 Terrain shape drawing processing unit 3-11 Map element elevation comparison section 3-12 Map element drawing processor 3-13 Line figure data altitude comparison section 3-14 Line graphic data drawing processing unit 3-60 Constant elevation value setting section 3-70 Map element elevation determination unit 3-80 Coordinate conversion unit 3-91 3D map drawing processing unit 3-92 Plane bird's-eye view drawing processing unit 3-93 Image clipping unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−138136(JP,A) 特開 平4−133183(JP,A) 特開 平5−203457(JP,A) 特開 平8−44996(JP,A) 特開 平5−101163(JP,A) 特開 平6−195436(JP,A) 特開 平8−189838(JP,A) 特開 平7−249114(JP,A) 特開 平3−75682(JP,A) 特開 平5−120410(JP,A) 特開 平8−179688(JP,A) 特開 平5−46080(JP,A) 特開 平7−190792(JP,A) 特開 平8−124095(JP,A) 特開 平7−220055(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G09B 29/00 - 29/14 G01C 21/00 G06T 17/50 G08G 1/0969 ─────────────────────────────────────────────────── --Continued from the front page (56) References JP-A-9-138136 (JP, A) JP-A-4-133183 (JP, A) JP-A-5-203457 (JP, A) JP-A-8- 44996 (JP, A) JP 5-101163 (JP, A) JP 6-195436 (JP, A) JP 8-189838 (JP, A) JP 7-249114 (JP, A) JP-A-3-75682 (JP, A) JP-A-5-120410 (JP, A) JP-A-8-179688 (JP, A) JP-A-5-46080 (JP, A) JP-A-7-190792 (JP, A) JP-A-8-124095 (JP, A) JP-A-7-220055 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G09B 29/00-29 / 14 G01C 21/00 G06T 17/50 G08G 1/0969

Claims (22)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 地形平面座標に対して標高値を与えるこ
とのできる地形形状データを記憶する地形データ記憶手
段と、 道路、地名等の地図上に表示する地図表示要素の位置情
報及び付帯情報を記憶する地図データ記憶手段と、 表示される地図の位置、方向を決定するための表示基準
点位置座標及び視線方向角を入力する表示基準点等入力
手段と、 前記表示基準点等入力手段から入力された表示基準点位
置座標及び視線方向角にしたがって画面上に表示される
地図上の対象領域(表示対象領域)を決定する表示対象
領域決定手段と、 前記表示対象領域決定手段によって決定された前記表示
対象領域に対して、前記入力された表示基準点と視線方
向角との関係であらかじめ設定されているルールにした
がって標高変更領域を決定する標高変更領域決定手段
と、 前記表示対象領域決定手段によって決定された表示対象
領域に属するサンプリング点の地形形状データを前記地
形データ記憶手段から読込み、この地形形状データを用
いて地形の形状モデル化を行う地形形状モデリング手段
と、 前記表示基準点等入力手段から入力された表示基準点位
置座標と前記地形形状モデリング手段によって得られた
地形形状モデルとから前記表示基準点の標高値を決定す
る表示基準点標高決定手段と、 前記標高変更領域決定手段によって決定された標高変更
領域に属するサンプリング点について、前記地形形状モ
デリング手段によってモデル化された地形形状の該当す
る地点の標高値を前記表示基準点標高決定手段によって
決定された表示基準点の標高値に近づける変更を行い、
前記地形形状の再モデル化を行う地形形状標高変更手段
と、 前記表示基準点等入力手段から入力された表示基準点位
置座標及び視線方向角と、前記表示基準点標高決定手段
によって決定された表示基準点標高値とから透視投影変
換の視点座標を決定する視点座標決定手段と、 前記地図データ記憶手段から前記表示対象領域に相当す
る地図表示要素を読込み、必要に応じて前記地形形状標
高変更手段によって再モデル化された地形形状モデルに
基づいて各地図表示要素の標高値を決定し、表示用図形
データを作成する地図要素標高決定手段と、 前記視点座標決定手段によって決定された視点座標と前
記表示基準点等入力手段から入力された視線方向角とに
基づいて前記地形形状モデルと前記標高値の決定された
地図表示要素とを透視投影変換する座標変換手段と、 前記座標変換手段によって透視投影変換されたデータに
基づいて前記表示対象領域の立体地図画像を描画する描
画処理手段と、 前記立体地図画像を表示する画像表示手段とを備えて成
るナビゲーションシステム。
1. A terrain data storage means for storing terrain shape data capable of giving elevation values to terrain plane coordinates, and position information and incidental information of map display elements such as roads and place names displayed on a map. Map data storage means to be stored, display reference point position coordinates for determining the position and direction of the displayed map, display reference point etc. input means, and input from the display reference point etc. input means Display target area determination means for determining a target area (display target area) on the map displayed on the screen in accordance with the displayed reference point position coordinates and the line-of-sight direction angle, and the display target area determined by the display target area determination means. Elevation change region for the display target region, which determines the altitude change region according to a preset rule based on the relationship between the input display reference point and the line-of-sight direction angle. A terrain shape that determines the terrain shape data of the sampling points belonging to the display target area determined by the display target area determining means from the terrain data storage means, and uses the terrain shape data to model the shape of the terrain. Display reference point elevation determination for determining the elevation value of the display reference point from the modeling means, the display reference point position coordinates input from the display reference point etc. input means, and the terrain shape model obtained by the terrain shape modeling means. Means and sampling points belonging to the altitude change area determined by the altitude change area determination means, the altitude value of the corresponding point of the topographical shape modeled by the topographical shape modeling means by the display reference point altitude determination means Make a change to approach the altitude value of the determined display reference point,
Topographic shape elevation changing means for remodeling the topographic shape, display reference point position coordinates and line-of-sight direction angles input from the display reference point input means, and display determined by the display reference point elevation determining means Viewpoint coordinate determining means for determining perspective coordinates for perspective projection conversion from the reference point elevation value, and a map display element corresponding to the display target area is read from the map data storage means, and the topographical shape elevation changing means as necessary. Map element elevation determining means for determining the elevation value of each map display element based on the terrain shape model remodeled by, and the viewpoint coordinates determined by the viewpoint coordinate determining means and the map coordinates Perspective projection conversion of the terrain shape model and the map display element for which the elevation value has been determined based on the line-of-sight direction angle input from input means such as a display reference point. Coordinate conversion means, a drawing processing means for drawing a stereoscopic map image of the display target area based on the data perspective-transformed by the coordinate conversion means, and an image display means for displaying the stereoscopic map image. Consisting of a navigation system.
【請求項2】 前記描画処理手段は、前記座標変換手段
が透視投影変換したデータを隠面消去を実行しながら描
画することを特徴とする請求項1に記載のナビゲーショ
ンシステム。
2. The navigation system according to claim 1, wherein the drawing processing unit draws the data that has been perspective-projection converted by the coordinate conversion unit while performing hidden surface removal.
【請求項3】 前記描画処理手段は、誘導経路を通常の
道路と異なった描画色若しくは線種によって描画するこ
とを特徴とする請求項1または2に記載のナビゲーショ
ンシステム。
3. The navigation system according to claim 1, wherein the drawing processing unit draws the guide route in a drawing color or line type different from that of an ordinary road.
【請求項4】 前記描画処理手段は、前記地形形状を描
画する場合にその地形の標高値に応じて描画色を変化さ
せ、かつ地形形状が標高値を変更して再モデル化された
場合にも変更前の標高値に応じて描画色を変化させるこ
とを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のナビゲ
ーションシステム。
4. The drawing processing means, when drawing the terrain shape, changes the drawing color according to the elevation value of the terrain, and when the terrain shape is remodeled by changing the elevation value. The navigation system according to any one of claims 1 to 3, wherein the drawing color is changed according to the altitude value before the change.
【請求項5】 地形平面座標に対して標高値を与えるこ
とのできる地形形状データを記憶する地形データ記憶手
段と、 道路、地名等の地図上に表示する地図表示要素の位置情
報及び付帯情報を記憶する地図データ記憶手段と、 表示される地図の位置、方向を決定するための表示基準
点位置座標及び視線方向角を入力する表示基準点等入力
手段と、 前記表示基準点等入力手段から入力された表示基準点位
置座標及び視線方向角にしたがって画面上に表示される
地図上の対象領域(表示対象領域)を決定する表示対象
領域決定手段と、 前記表示対象領域決定手段によって決定された前記表示
対象領域に対して、前記入力された表示基準点と視線方
向角との関係であらかじめ設定されているルールにした
がって標高変更領域を決定する標高変更領域決定手段
と、 前記表示対象領域決定手段が決定した表示対象領域内に
所定密度のサンプリング点群を設定し、各サンプリング
点の平面座標(x,y)に対して相当する標高値zを前
記地形データ記憶手段より読込んで3次元サンプリング
点(x,y,z)群を生成し、この3次元サンプリング
点群を所定のルールにしたがって稜線で接続することに
よって開いた多面体形状の地形形状モデルを作成する地
形形状モデリング手段と、 前記表示基準点等入力手段から入力された表示基準点位
置座標と前記地形形状モデリング手段によって得られた
地形形状モデルとから前記表示基準点の標高値を決定す
る表示基準点標高決定手段と、 前記表示基準点等入力手段から入力された表示基準点位
置座標及び視線方向角と、前記表示基準点標高決定手段
によって決定された表示基準点標高値とから透視投影変
換の視点座標を決定する視点座標決定手段と、 前記標高変更領域決定手段によって決定された標高変更
領域に属するサンプリング点について、前記地形形状モ
デリング手段によってモデル化された地形形状の該当す
る地点の標高値を前記表示基準点標高決定手段によって
決定された表示基準点の標高値に近づける変更を行い、
前記地形形状の再モデル化を行う地形形状標高変更手段
と、 前記地図データ記憶手段から前記表示対象領域に相当す
る地図表示要素を読込み、必要に応じて前記地形形状標
高変更手段によって再モデル化された前記地形形状モデ
ルに基づいて各地図表示要素の標高値を決定し、表示用
図形データを作成する地図要素標高決定手段と、 前記視点座標決定手段によって決定された視点座標と前
記表示基準点等入力手段から入力された視線方向角とに
基づいて前記地形形状モデルと前記標高値の決定された
地図表示要素とを透視投影変換する座標変換手段と、 前記座標変換手段によって透視投影変換された地形形状
を示す多面体を、前記視点に対して奥の方の面から上書
きにより描画し、立体地図画像を出力する地形形状描画
処理手段と、 前記地図要素標高決定手段によって決定された地図表示
要素それぞれの表示位置の標高値と相応する地形形状の
標高値とを比較する地図要素標高比較手段と、 前記地図要素標高比較手段の比較結果に基づき、前記地
図表示要素の方が相応する地形形状と標高値が等しいも
のまたはより大きいものについて前記地形形状に上書き
により描画する地図要素描画処理手段と、 前記地形形状描画処理手段からの立体地図画像と前記地
図要素描画処理手段からの地図要素画像とを合成して表
示する画像表示手段とを備えて成るナビゲーションシス
テム。
5. Topographical data storage means for storing topographical shape data capable of giving elevation values to topographical plane coordinates, and position information and incidental information of map display elements such as roads and place names displayed on a map. Map data storage means to be stored, display reference point position coordinates for determining the position and direction of the displayed map, display reference point etc. input means, and input from the display reference point etc. input means Display target area determination means for determining a target area (display target area) on the map displayed on the screen in accordance with the displayed reference point position coordinates and the line-of-sight direction angle, and the display target area determined by the display target area determination means. Elevation change region for the display target region, which determines the altitude change region according to a preset rule based on the relationship between the input display reference point and the line-of-sight direction angle. Determining means, and a sampling point group having a predetermined density is set in the display target area determined by the display target area determining means, and the elevation value z corresponding to the plane coordinates (x, y) of each sampling point is set to the topography. A three-dimensional sampling point (x, y, z) group is read from the data storage means, and the three-dimensional sampling point group is connected by ridge lines according to a predetermined rule to create an open polyhedral terrain shape model. And a display reference for determining the elevation value of the display reference point from the display reference point position coordinates input from the display reference point input means and the topographic shape model obtained by the topography shape modeling means. Point elevation determining means, display reference point position coordinates and line-of-sight direction angles input from the display reference point input means, and display reference point elevation determining means Viewpoint coordinate determining means for determining viewpoint coordinates for perspective projection conversion from the display reference point altitude value determined by the above, and the terrain shape modeling means for sampling points belonging to the altitude changing area determined by the altitude changing area determining means. The elevation value of the corresponding point of the topographical shape modeled by is changed to approach the elevation value of the display reference point determined by the display reference point elevation determining means,
Topographic shape elevation changing means for remodeling the topographic shape, and a map display element corresponding to the display target area is read from the map data storage means, and remodeled by the topographic shape elevation changing means as necessary. The map element elevation determining means for determining the elevation value of each map display element based on the terrain shape model and creating display graphic data, the viewpoint coordinates determined by the viewpoint coordinate determining means, the display reference point, etc. Coordinate conversion means for performing perspective projection conversion between the terrain shape model and the map display element for which the elevation value has been determined based on the line-of-sight direction angle input from the input means, and terrain subjected to perspective projection conversion by the coordinate conversion means. Topographical shape drawing processing means for drawing a polyhedron indicating a shape by overwriting from the surface on the back side with respect to the viewpoint and outputting a stereoscopic map image; Map element elevation comparison means for comparing the elevation value of the display position of each map display element determined by the map element elevation determination means and the elevation value of the corresponding terrain shape, based on the comparison result of the map element elevation comparison means, Map element drawing processing means for drawing the map display element by overwriting on the terrain shape with respect to the terrain shape corresponding to or higher than the corresponding terrain shape, and a stereoscopic map image from the terrain shape drawing processing means, and A navigation system comprising: an image display unit for displaying a composite with a map element image from a map element drawing processing unit.
【請求項6】 前記地図要素標高比較手段は、前記地図
表示要素それぞれの表示位置の標高値と相応する地形形
状の標高値を地形描画色に基づいて比較することを特徴
とする請求項5に記載のナビゲーションシステム。
6. The map element elevation comparing means compares the elevation value of the display position of each of the map display elements with the elevation value of the corresponding terrain shape based on the terrain drawing color. The described navigation system.
【請求項7】 前記地図要素描画処理手段は、前記地図
表示要素が誘導経路である場合に前記地図表示要素が通
常の道路である場合と異なった描画色若しくは線種によ
って描画することを特徴とする請求項5または6に記載
のナビゲーションシステム。
7. The map element drawing processing means draws when the map display element is a guide route, with a drawing color or line type different from that when the map display element is a normal road. The navigation system according to claim 5 or 6.
【請求項8】 前記地形形状描画処理手段は、前記地形
形状を描画する場合にその地形の標高値に応じて描画色
を変化させ、かつ地形形状が標高値を変更して再モデル
化された場合にも変更前の標高値に応じて描画色を変化
させることを特徴とする請求項5〜7のいずれかに記載
のナビゲーションシステム。
8. The terrain shape drawing processing means changes the drawing color according to the elevation value of the terrain when the terrain shape is drawn, and the terrain shape is remodeled by changing the elevation value. The navigation system according to any one of claims 5 to 7, wherein the drawing color is changed according to the altitude value before the change.
【請求項9】 地形平面座標に対して標高値を与えるこ
とのできる地形形状データを記憶する地形データ記憶手
段と、 道路、河川、鉄道のような線図形を地図上に表示する位
置情報及び付帯情報を記憶する線図形データ記憶手段
と、 地名のような文字列等を表示する位置情報と付帯情報、
または背景のような多角形で表現される面図形を表示す
る位置情報と付帯情報を記憶する地名、背景データ記憶
手段と、 表示される地図の位置、方向を決定するための表示基準
点位置座標及び視線方向角を入力する表示基準点等入力
手段と、 前記表示基準点等入力手段から入力された表示基準点位
置座標及び視線方向角にしたがって画面上に表示される
地図上の対象領域(表示対象領域)を決定する表示対象
領域決定手段と、 前記表示対象領域決定手段によって決定された前記表示
対象領域に対して、前記入力された表示基準点と視線方
向角との関係であらかじめ設定されているルールにした
がって標高変更領域を決定する標高変更領域決定手段
と、 前記表示対象領域決定手段が決定した表示対象領域内に
所定密度のサンプリング点群を設定し、各サンプリング
点の平面座標(x,y)に対して相当する標高値zを前
記地形データ記憶手段より読込んで3次元サンプリング
点(x,y,z)群を生成し、この3次元サンプリング
点群を所定のルールにしたがって稜線で接続することに
よって開いた多面体形状の地形形状モデルを作成する地
形形状モデリング手段と、 前記表示基準点等入力手段から入力された表示基準点位
置座標と前記地形形状モデリング手段によって得られた
地形形状モデルとから前記表示基準点の標高値を決定す
る表示基準点標高決定手段と、 前記標高変更領域決定手段によって決定された標高変更
領域に属するサンプリング点について、前記地形形状モ
デリング手段によってモデル化された地形形状の該当す
る地点の標高値を前記表示基準点標高決定手段によって
決定された表示基準点の標高値に近づける変更を行い、
前記地形形状の再モデル化を行う地形形状標高変更手段
と、 前記表示基準点等入力手段から入力された表示基準点位
置座標及び視線方向角と、前記表示基準点標高決定手段
によって決定された表示基準点標高値とから透視投影変
換の視点座標を決定する視点座標決定手段と、 前記線図形データ記憶手段から前記表示対象領域に相当
する線図形データを読込み、前記地名、背景データ記憶
手段から前記地名、背景データを読込み、必要に応じて
前記地形形状標高変更手段によって再モデル化された前
記地形形状モデルに基づいて各線図形、地名等の表示点
及び各面図形の標高値を決定し、表示用図形データを作
成する地図要素標高決定手段と、 前記視点座標決定手段によって決定された視点座標と前
記表示基準点等入力手段から入力された視線方向角とに
基づいて前記地形形状モデルと前記標高値の決定された
各地図表示要素の表示用図形データとを透視投影変換す
る座標変換手段と、 前記座標変換手段によって透視投影変換されたデータの
うち、地形データ及び地名、背景データを隠面消去を実
行しながら描画し、立体地図画像を出力する隠面消去描
画処理手段と、 前記地図要素標高決定手段によって決定された線図形デ
ータの各線素の端点の標高値と相応する地形形状の標高
値とを比較する線図形データ標高比較手段と、 前記線図形データ標高比較手段の比較結果に基づき、前
記線図形の前記線素の端点の標高値の方が相応する地形
形状と標高値が等しいものまたはより大きいものについ
て前記地形形状に上書きにより描画する線図形データ描
画処理手段と、 前記隠面消去描画処理手段からの立体地図画像と前記線
図形データ描画処理手段からの線図形画像とを合成して
表示する画像表示手段とを備えて成るナビゲーションシ
ステム。
9. A terrain data storage means for storing terrain shape data capable of giving an elevation value to a terrain plane coordinate, and position information and ancillary information for displaying line figures such as roads, rivers and railways on a map. Line graphic data storage means for storing information, position information and additional information for displaying character strings such as place names,
Or, the location name for storing the positional information and the additional information for displaying the surface figure expressed by a polygon such as the background, the background data storage means, and the display reference point position coordinates for determining the position and direction of the displayed map. And a display reference point etc. inputting means for inputting the line-of-sight direction angle, and a target area on the map displayed on the screen according to the display reference point position coordinates and the line-of-sight direction angle inputted from the display reference point etc. input means (display Display target area determining means for determining a target area), and the display target area determined by the display target area determining means is set in advance in the relationship between the input display reference point and the viewing direction angle. The altitude change area determining means for determining the altitude change area according to the rule, and a sampling point group of a predetermined density is set in the display target area determined by the display target area determining means. Then, the elevation value z corresponding to the plane coordinates (x, y) of each sampling point is read from the topographical data storage means to generate a three-dimensional sampling point (x, y, z) group, and this three-dimensional Terrain shape modeling means for creating a polyhedral shape terrain shape model by connecting sampling points by ridgelines according to a predetermined rule, and display reference point position coordinates input from the display reference point input means and the above Display reference point elevation determining means for determining the elevation value of the display reference point from the topographic shape model obtained by the topographic shape modeling means, and sampling points belonging to the elevation changing area determined by the elevation changing area determining means, The elevation value of the corresponding point of the terrain shape modeled by the terrain shape modeling means is the display reference point elevation determining means. Therefore make changes to approach the altitude value of the determined display reference point,
Topographic shape elevation changing means for remodeling the topographic shape, display reference point position coordinates and line-of-sight direction angles input from the display reference point input means, and display determined by the display reference point elevation determining means Viewpoint coordinate determination means for determining perspective coordinates for perspective projection conversion from the reference point elevation value, line graphic data corresponding to the display target area is read from the line graphic data storage means, and the place name and background data storage means are used to read the line graphic data. Read the place name and background data, and determine the display value of each line figure, place name, etc. and the elevation value of each surface figure based on the topographic shape model remodeled by the topographic shape elevation changing means, and display it. Map element elevation determining means for creating graphic data for use, viewpoint coordinates determined by the viewpoint coordinate determining means, and visual point input from the display reference point input means. Coordinate conversion means for performing perspective projection conversion of the topographic shape model and the display graphic data of each map display element for which the elevation value has been determined based on the direction angle, and data for perspective projection conversion by the coordinate conversion means. Of these, topographic data, place names, and background data are drawn while performing hidden surface removal, and a hidden surface removal drawing processing unit that outputs a stereoscopic map image, and each line element of the line graphic data determined by the map element elevation determination unit Based on the comparison result of the line figure data elevation comparing means for comparing the elevation value of the end point of the with the elevation value of the corresponding topographical shape, the elevation value of the end point of the line element of the line figure Is a line figure data drawing processing unit that draws by overwriting on the terrain shape with respect to the terrain shape having the same or larger elevation value than the corresponding terrain shape; Navigation system comprising an image display means for displaying by synthesizing the line drawing image from three-dimensional map image and the line graphic data drawing processing means from the processing means.
【請求項10】 前記地図要素標高比較手段は、前記地
図表示要素それぞれの表示位置の標高値と相応する地形
形状の標高値を地形描画色に基づいて比較することを特
徴とする請求項9に記載のナビゲーションシステム。
10. The map element elevation comparing means compares the elevation value of the display position of each of the map display elements with the elevation value of the corresponding terrain shape based on the terrain drawing color. The described navigation system.
【請求項11】 前記線図形データ描画処理手段は、前
記線図形が誘導経路である場合に、前記線図形が通常の
道路である場合と異なった描画色、若しくは異なった線
種で描画することを特徴とする請求項9または10に記
載のナビゲーションシステム。
11. The line graphic data drawing processing means, when the line graphic is a guide route, draws with a drawing color different from that when the line graphic is an ordinary road, or with a different line type. The navigation system according to claim 9 or 10, characterized in that.
【請求項12】 前記視点座標決定手段は、前記表示基
準点標高決定手段が決定した表示基準点標高値にしたが
って前記視点座標の標高座標値を変化させることを特徴
とする請求項1〜11のいずれかに記載のナビゲーショ
ンシステム。
12. The viewpoint coordinate determining means changes the altitude coordinate value of the viewpoint coordinates according to the display reference point altitude value determined by the display reference point altitude determining means. Navigation system according to any one.
【請求項13】 前記標高変更領域決定手段は、前記表
示対象領域決定手段が決定した表示対象領域に対して、
前記視点から見て前記表示基準点を含む一定の手前側領
域を標高変更領域と決定することを特徴とする請求項1
〜12のいずれかに記載のナビゲーションシステム。
13. The elevation change area determining means sets the display target area determined by the display target area determining means,
The fixed front side area including the display reference point when viewed from the viewpoint is determined as an elevation change area.
The navigation system according to any one of 1 to 12.
【請求項14】 前記標高変更領域決定手段は、前記表
示対象領域決定手段が決定した表示対象領域に対して、
前記表示基準点を囲む一定円形領域を標高変更領域と決
定することを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記
載のナビゲーションシステム。
14. The elevation change area determining means sets the display target area determined by the display target area determining means,
14. The navigation system according to claim 1, wherein a constant circular area surrounding the display reference point is determined as an elevation change area.
【請求項15】 前記地形形状標高変更手段は、前記表
示基準点標高決定手段が決定した前記表示基準点の標高
値(hpとする)に対して、前記地形形状モデリング手
段が割り出した前記標高変更領域に属する各サンプリン
グ点の標高値(hとする)を、次の式に基づいて変更し
て新たに標高値hとすることを特徴とする請求項1〜1
3のいずれかに記載のナビゲーションシステム。 h←(h−hp)×α+hp ただし、1>α≧0とす
る。
15. The topographic shape elevation changing means determines the elevation calculated by the topographical modeling means with respect to the elevation value (hp) of the display reference point determined by the display reference point elevation determining means. The elevation value (denoted as h) of each sampling point belonging to the area is changed based on the following equation to obtain a new elevation value h.
The navigation system according to any one of 3 above. h ← (h-hp) × α + hp However, 1> α ≧ 0.
【請求項16】 前記隠面消去描画処理手段は、前記地
形形状を描画する場合にその地形の標高値に応じて描画
色を変化させ、かつ地形形状が標高値を変更して再モデ
ル化された場合にも変更前の標高値に応じて描画色を変
化させることを特徴とする請求項9〜15のいずれかに
記載のナビゲーションシステム。
16. The hidden surface removal drawing processing means changes a drawing color in accordance with an elevation value of the terrain when drawing the terrain shape, and the terrain shape is remodeled by changing the elevation value. The navigation system according to any one of claims 9 to 15, wherein the drawing color is changed depending on the altitude value before the change.
【請求項17】 地形平面座標に対して標高値を与える
ことのできる地形形状データを記憶する地形データ記憶
手段と、 道路、地名等の地図上に表示する地図表示要素の位置情
報及び付帯情報を記憶する地図データ記憶手段と、 表示される地図の位置、方向を決定するための表示基準
点位置座標及び視線方向角を入力する表示基準点等入力
手段と、 前記表示基準点等入力手段から入力された表示基準点位
置座標及び視線方向角にしたがって画面上に表示される
地図上の対象領域(表示対象領域)を決定する表示対象
領域決定手段と、 前記表示対象領域決定手段によって決定された前記表示
対象領域に対して、前記入力された表示基準点と視線方
向角との関係であらかじめ設定されているルールにした
がって平面表示領域と立体表示領域とを決定する平面・
立体表示領域決定手段と、 前記表示対象領域決定手段によって決定された表示対象
領域に属するサンプリング点の地形形状データを前記地
形データ記憶手段から読込み、この地形形状データを用
いて地形の形状モデル化を行う地形形状モデリング手段
と、 前記表示基準点等入力手段から入力された表示基準点位
置座標と前記地形形状モデリング手段によって得られた
地形形状モデルとから前記表示基準点の標高値を決定す
る表示基準点標高決定手段と、 前記表示基準点等入力手段から入力された表示基準点位
置座標及び視線方向角と、前記表示基準点標高決定手段
によって決定された表示基準点標高値とから透視投影変
換の視点座標を決定する視点座標決定手段と、 前記地図データ記憶手段から前記平面・立体表示領域決
定手段によって決定された立体表示領域に相当する地図
表示要素を読込み、必要に応じて前記地形形状モデリン
グ手段によってモデル化された地形形状モデルに基づい
て各地図表示要素の標高値を決定し、立体表示用図形デ
ータを作成する地図要素標高決定手段と、 前記地図データ記憶手段から前記平面・立体表示領域決
定手段によって決定された平面表示領域に相当する地図
要素を読込み、前記表示基準点標高決定手段によって決
定された表示基準点標高値にほぼ等しい標高値を当該地
図表示要素の標高値に設定し、平面表示用図形データを
作成する一定標高値設定手段と、 前記視点座標決定手段によって決定された視点座標と前
記表示基準点等入力手段から入力された視線方向角とに
基づいて前記地形形状モデルと前記標高値の決定された
立体表示用図形データとを透視投影変換する座標変換手
段と、 前記座標変換手段によって透視投影変換されたデータに
基づいて前記表示対象領域の立体地図画像を描画する立
体地図描画処理手段と、 前記一定標高値設定手段によって作成された平面表示用
図形データについて、前記一定標高値において平面鳥瞰
図表示すべく、前記立体地図描画処理手段による描画像
に上書きする平面鳥瞰図描画処理手段と、 前記立体地図描画処理手段による立体地図画像と前記平
面鳥瞰図描画処理手段による平面鳥瞰地図画像とを表示
する画像表示手段とを備えて成るナビゲーションシステ
ム。
17. A terrain data storage means for storing terrain shape data capable of giving elevation values to terrain plane coordinates, and position information and incidental information of map display elements such as roads and place names displayed on a map. Map data storage means to be stored, display reference point position coordinates for determining the position and direction of the displayed map, display reference point etc. input means, and input from the display reference point etc. input means Display target area determination means for determining a target area (display target area) on the map displayed on the screen in accordance with the displayed reference point position coordinates and the line-of-sight direction angle, and the display target area determined by the display target area determination means. With respect to the display target area, a flat display area and a stereoscopic display area are set according to a rule preset in relation to the input display reference point and the line-of-sight direction angle. Plane constant to -
The stereoscopic display area determining means and the topographical shape data of the sampling points belonging to the display target area determined by the display target area determining means are read from the topographical data storage means, and the topographical shape data is used to model the shape of the topography. A display reference for determining the elevation value of the display reference point from the terrain shape modeling means to perform, the display reference point position coordinates input from the display reference point input means, and the terrain shape model obtained by the terrain shape modeling means. Point elevation determining means, the display reference point position coordinates and line-of-sight direction angle input from the display reference point etc. inputting means, and the display reference point elevation value determined by the display reference point elevation determining means for perspective projection conversion. Viewpoint coordinate determining means for determining viewpoint coordinates, and determination by the plane / stereoscopic display area determining means from the map data storage means. A map display element corresponding to the determined stereoscopic display area is read, and if necessary, the elevation value of each map display element is determined based on the terrain shape model modeled by the terrain shape modeling means, and a stereoscopic display figure is displayed. Map element elevation determining means for creating data, and a map element corresponding to the flat display area determined by the flat / stereoscopic display area determining means is read from the map data storage means, and determined by the display reference point elevation determining means. A constant elevation value setting means for setting the elevation value substantially equal to the display reference point elevation value to the elevation value of the map display element to create the plane display graphic data, and the viewpoint coordinates determined by the viewpoint coordinate determining means. A stereoscopic display diagram in which the terrain shape model and the elevation value are determined based on the line-of-sight direction angle input from the display reference point and other input means. Coordinate conversion means for performing perspective projection conversion of the data, stereoscopic map drawing processing means for drawing a stereoscopic map image of the display target region based on the data subjected to perspective projection conversion by the coordinate conversion means, and the constant elevation value setting means With regard to the plane display graphic data created by the above, the plane bird's-eye view drawing processing unit that overwrites the drawn image by the three-dimensional map drawing processing unit to display the plane bird's-eye view at the constant elevation value, and the three-dimensional map by the three-dimensional map drawing processing unit. A navigation system comprising: an image and image display means for displaying the plane bird's-eye view map image by the plane bird's-eye view drawing processing means.
【請求項18】 前記立体地図描画処理手段による立体
地図画像と前記平面鳥瞰図描画処理手段による平面鳥瞰
地図画像との境界部分の画像クリッピングを行う画像ク
リッピング手段を備えて成る請求項17に記載のナビゲ
ーションシステム。
18. The navigation according to claim 17, further comprising image clipping means for performing image clipping of a boundary portion between the three-dimensional map image by the three-dimensional map drawing processing means and the two-dimensional bird's-eye view map image by the two-dimensional bird's-eye view drawing processing means. system.
【請求項19】 前記立体地図描画処理手段と平面鳥瞰
図描画処理手段とが共に、誘導経路を通常の道路と異な
った描画色若しくは線種によって描画することを特徴と
する請求項17または18に記載のナビゲーションシス
テム。
19. The method according to claim 17, wherein both the three-dimensional map drawing processing means and the plan bird's-eye view drawing processing means draw the guide route in a drawing color or line type different from that of an ordinary road. Navigation system.
【請求項20】 前記平面・立体表示領域決定手段は、
前記表示対象領域決定手段が決定した表示対象領域に対
して、前記視点から見て前記表示基準点を含む一定の手
前側領域を平面表示領域、それよりも奥側の領域を立体
表示領域と決定することを特徴とする請求項17〜19
のいずれかに記載のナビゲーションシステム。
20. The plane / stereoscopic display area determining unit includes:
With respect to the display target area determined by the display target area determination means, a certain front side area including the display reference point from the viewpoint is determined as a flat display area, and a rear side area is determined as a stereoscopic display area. The method according to claim 17, wherein
Navigation system according to any one of.
【請求項21】 前記平面・立体表示領域決定手段は、
前記表示対象領域決定手段が決定した表示対象領域に対
して、前記表示基準点を囲む一定円形領域を平面表示領
域、それ以外の領域を立体表示領域と決定することを特
徴とする請求項17〜19のいずれかに記載のナビゲー
ションシステム。
21. The plane / stereoscopic display area determining means
The constant circular area surrounding the display reference point is determined as a flat display area and the other areas are determined as stereoscopic display areas with respect to the display target area determined by the display target area determination means. 19. The navigation system according to any one of 19.
【請求項22】 前記平面鳥瞰図描画処理手段は、前記
平面表示領域を描画する際に、元の地形形状の標高値に
応じて相応する領域の描画色を変化させることを特徴と
する請求項17〜21のいずれかに記載のナビゲーショ
ンシステム。
22. The plane bird's-eye view drawing processing means, when drawing the plane display area, changes a drawing color of a corresponding area according to an elevation value of an original topographical shape. 21. The navigation system according to any one of 21 to 21.
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