JP3606805B2 - MAP INFORMATION CREATION DEVICE AND MAP INFORMATION DISPLAY DEVICE USING THE SAME - Google Patents

MAP INFORMATION CREATION DEVICE AND MAP INFORMATION DISPLAY DEVICE USING THE SAME Download PDF

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【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２次元表示用の地図情報に基づき３次元表示用の地図情報を作成する地図情報作成装置および地図情報作成方法に関し、より特定的には、２次元表示用の地図情報に含まれる道路網情報に対して高さ情報を付加し、水平座標を修正することにより、３次元表示用の地図情報を作成する地図情報作成装置および地図情報作成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用ナビゲーション装置は、ＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体に格納された地図情報を画面に表示することにより、利用者に行先案内情報を提供する。従来の車両用ナビゲーション装置の多くは、平面的に地図情報を画面に表示する２次元表示を採用する。２次元表示を採用した車両用ナビゲーション装置は、立体交差や地下道などのように上下関係を有する道路を表示する場合でも、上下関係を考慮することなく、単に道路の重ね描きを行う。このため、利用者は表示された画面を見ても道路が立体交差や地下道であることを認識できないという問題点があった。
【０００３】
この問題点を解決するため、車両用ナビゲーション装置では、高さ情報を付けて道路を表示することが必要とされる。しかし、高さ情報のみを付加して道路を表示すると、利用者は、かえって道路の形状を認識しにくくなる。一方、道路の３次元形状を忠実に再現した地図情報に基づき道路を３次元的に表示する方法は、地図情報を作成することが極めて困難であるため、現実的な方法ではない。
【０００４】
そこで、既存の２次元表示用の地図情報に高さ情報を付加し、ポリゴンを用いて道路を３次元的に表示する方法（以下、「３次元表示」という）を考えることができる。この方法によっても、利用者は立体交差や地下道などを容易に認識できるので、車両用ナビゲーション装置の利便性を向上させることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この３次元表示にも、以下のような問題点がある。第１の問題点は、利用者にとって道路の高さを認識しやすい表示を行う必要があることである。車両用ナビゲーション装置における表示装置の表示領域は小さい。このため、利用者が表示内容を瞬時に判断するには、道路の高さを認識しやすい表示を行う必要がある。
【０００６】
第２の問題点は、３次元表示用に新たな地図情報を作成する必要があることである。２次元表示用には、従来公知のように、ノードとリンクの組み合わせによって表現された道路網情報が、既に存在する。３次元表示用の地図情報（以下、「３次元地図情報」という）を作成するには、２次元表示用の地図情報（以下、「２次元地図情報」という）に基づき、道路網情報に対して高さ情報や道幅情報を付加する必要がある。この場合、地図情報は膨大な量に及ぶので、既存の２次元地図情報を用いて効率的に３次元地図情報を作成する必要がある。
【０００７】
第３の問題点は、２次元地図情報に基づき３次元地図情報を作成する場合、道路網情報に含まれる水平座標を修正する必要が生じることである。２次元地図情報に含まれる道路網情報は、道幅を考慮せずに作成されている。このため、単に道路に道幅を付けて表示しただけでは、実際には２本ある道路が、リンク間の距離が近すぎるために重なって表示され、１本の道路に見えることがある。逆に、実際には１本しかない道路が、距離の離れた２本のリンクで表現されているために、２本の道路であるかのように離れた位置に表示されることもある。このような不自然な道路を表示することは、正確な行先案内情報を提供することを目的とする車両用ナビゲーション装置にとって大きな問題である。
【０００８】
第４の問題点は、現実には運転者には見えない道路が表示されることである。例えば、山を貫くトンネル内を走る道路と山肌を走る道路とが存在する場合、前者の道路上を進行する運転者には後者の道路を見ることはできず、後者の道路上を進行する運転者には前者の道路を見ることはできないので、２本の道路が同時に表示されることは不自然である。このような不自然な道路が表示されることも、車両用ナビゲーション装置にとって問題となっている。
【０００９】
それ故に、本発明の第１の目的は、２次元道路網情報に基づき、利用者が道路の構造や高さや現在地を認識しやすい３次元道路網情報を作成する地図情報作成装置および地図情報作成方法を提供することである。また、本発明の第２の目的は、利用者が道路の構造や高さや現在地を認識しやすい３次元表示を行う地図情報表示装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
第１の発明は、リンクおよびノードを用いて表現される２次元道路網情報に基づき、３次元道路網情報を作成する地図情報作成装置であって、
少なくともリンクおよびノードの位置情報と、それらの属性情報とを含む２次元道路網情報を格納する地図情報格納手段と、
属性情報に含まれる道路の立体構造を表す属性値と交差する道路の上下関係を表す属性値とに基づいて高さ情報を生成し、生成した高さ情報を道路網情報に対して新たな属性情報として付加する高さ情報付加手段と、
位置情報を用いて、高さ情報を修正する高さ情報修正手段と、
修正後の高さ情報を付加した道路網情報を格納する修正地図情報格納手段とを備え、
高さ情報修正手段は、高さ情報と位置情報とにより導かれる道路の立体的な形状が所定の条件を満たさない場合に、高さ情報を修正し、さらに新たなノードを生成して道路網情報に追加することを特徴とする。
【００１１】
このような第１の発明によれば、２次元道路網情報に含まれる属性情報に含まれる道路の立体構造を表す属性値と交差する道路の上下関係を表す属性値とに基づいて高さ情報が生成されるので、各道路ごとに個別の高さ情報を指定することなく、道路に一括して高さ情報を付加することができる。また、生成した高さ情報は道路の位置情報を用いて修正されるので、得られた道路網情報を３次元的に表示した場合に、立体交差や地下道などの道路を自然な高さで表示することができる。これにより、利用者は、道路の構造や高さや現在地を容易に認識することができる。また、必要に応じて新たなノードが道路網情報に追加されるので、大きな自由度をもって高さ情報を修正することができる。このため、得られた道路網情報を３次元的に表示した場合に、道路をより好ましい態様で表示することができる。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明において、高さ情報修正手段は、位置情報と高さ情報とに基づき道路網情報に含まれる各道路の勾配を算出し、算出した勾配が所定の範囲内に入らない場合に、新たなノードを生成して道路網情報に追加することを特徴とする。
【００１５】
このような第２の発明によれば、生成した高さ情報は道路の勾配を用いて修正されるので、得られた道路網情報を３次元的に表示した場合に、自然な勾配を持たせて道路を表示することができる。
【００１６】
第３の発明は、第１の発明において、高さ情報修正手段は、ノードについての高さに関する属性情報と、当該ノードに接続されるリンクについての高さに関する属性情報とが一致しない場合に、新たなノードを生成して道路網情報に追加することを特徴とする。
【００１７】
このような第３の発明によれば、得られた道路網情報を３次元的に表示した場合に、道路をより好ましい態様で表示することができる。
【００１８】
第４の発明は、第１の発明において、属性情報に基づき、高さ情報を付加した道路網情報に含まれる各道路の道幅を算出し、道幅を付けた２本の道路について道路間の距離を算出し、算出した距離が属性情報に基づき決定される道路間の距離の許容範囲内に入らない場合に、道路網情報に含まれる当該道路の水平座標を修正する水平座標修正手段をさらに備える。
【００１９】
このような第４の発明によれば、道路を道幅を付けて３次元的に表示した場合に、道路間の距離が許容範囲に入るように表示される。このため、道路が重ねて、あるいは、離れて表示される不具合が解消される。よって、利用者は、道路の構造や高さや現在地を容易に認識することができる。
【００２２】
第５の発明は、第４の発明において、水平座標修正手段は、高さ情報を付加した道路網情報に含まれる各交差点について、２本の道路の重なり領域を求め、求めた重なり領域の大きさが属性情報に基づき決定される重なり領域の大きさの許容範囲内に入らない場合に、新たなノードを生成して道路網情報に追加することを特徴とする。
【００２３】
このような第５の発明によれば、道路を道幅を付けて３次元的に表示した場合に、道路の重なり領域の大きさが許容範囲に入るように表示される。このため、交差点において道路が長い範囲に亘って重ねて表示される不具合が解消される。
【００２４】
第６の発明は、第４の発明において、水平座標修正手段は、高さ情報に基づき、道路網情報に含まれる水平座標を修正するか否かを切り替えることを特徴とする。
【００２５】
このような第６の発明によれば、道路の高さが異なる時には、道路の水平座標だけでは水平座標を修正する必要があると判断される場合でも、水平座標の修正は行われない。これにより、３次元的に表示した場合に不具合を生じる道路についてのみ水平座標を修正し、できるだけ元の位置を保って道路を表示することができる。
【００３８】
第７の発明は、第１の発明において、修正地図情報格納手段に格納された道路網情報に基づき、多角形を用いて道路を３次元的に表示する地図表示手段をさらに備える。
【００３９】
このような第７の発明によれば、修正された高さ情報を付加した道路網情報に基づき、立体交差や地下道などの道路が多角形を用いて３次元的に表示される。修正地図情報格納手段に格納された道路網情報は、修正された高さ情報を付加されているので、利用者は、道路の構造や高さや現在地を容易に認識することができる。
【００４２】
第８の発明は、第７の発明の地図情報作成装置を備えたナビゲーション装置である。
【００４３】
このような第８の発明によれば、道路を３次元的に表示するナビゲーション装置において、利用者は、道路の構造や高さや現在地を容易に認識することができる。
【００４４】
第９の発明は、コンピュータを用いて、リンクおよびノードを用いて表現される２次元道路網情報に基づき、３次元道路網情報を作成する地図情報作成方法であって、
少なくともリンクおよびノードの位置情報と、それらの属性情報とを含む２次元道路網情報をコンピュータに供給するステップと、
コンピュータが、属性情報に含まれる道路の立体構造を表す属性値と交差する道路の上下関係を表す属性値とに基づいて高さ情報を生成する高さ情報生成ステップと、
コンピュータが、生成した高さ情報を道路網情報に対して新たな属性情報として付加する高さ情報付加ステップと、
コンピュータが、位置情報を用いて、高さ情報を修正する高さ情報修正ステップと、
コンピュータが、修正後の高さ情報を付加した道路網情報を格納する修正地図情報格納ステップとを備え、
高さ情報修正ステップは、高さ情報と位置情報とにより導かれる道路の立体的な形状が所定の条件を満たさない場合に、高さ情報を修正し、さらに新たなノードを生成して道路網情報に追加することを特徴とする。
【００４５】
このような第９の発明によれば、２次元道路網情報に含まれる属性情報に含まれる道路の立体構造を表す属性値と交差する道路の上下関係を表す属性値とに基づいて高さ情報が生成されるので、各道路ごとに個別の高さ情報を指定することなく、道路に一括して高さ情報を付加することができる。また、生成した高さ情報は道路の位置情報を用いて修正されるので、得られた道路網情報を３次元的に表示した場合に、立体交差や地下道などの道路を自然な高さで表示することができる。これにより、利用者は、道路の構造や高さや現在地を容易に認識することができる。また、必要に応じて新たなノードが道路網情報に追加されるので、大きな自由度をもって高さ情報を修正することができる。このため、得られた道路網情報を３次元的に表示した場合に、道路をより好ましい態様で表示することができる。
【００４８】
第１０の発明は、第９の発明において、高さ情報修正ステップは、位置情報と高さ情報とに基づき道路網情報に含まれる各道路の勾配を算出し、算出した勾配が所定の範囲内に入らない場合に、新たなノードを生成して道路網情報に追加することを特徴とする。
【００４９】
このような第１０の発明によれば、生成した高さ情報は道路の勾配を用いて修正されるので、得られた道路網情報を３次元的に表示した場合に、自然な勾配を持たせて道路を表示することができる。
【００５０】
第１１の発明は、第９の発明において、高さ情報修正ステップは、ノードについての高さに関する属性情報と、当該ノードに接続されるリンクについての高さに関する属性情報とが一致しない場合に、新たなノードを生成して道路網情報に追加することを特徴とする。
【００５１】
このような第１１の発明によれば、得られた道路網情報を３次元的に表示した場合に、道路をより好ましい態様で表示することができる。
【００５２】
第１２の発明は、第９の発明において、コンピュータが、属性情報に基づき、高さ情報を付加した道路網情報に含まれる各道路の道幅を算出し、道幅を付けた２本の道路について道路間の距離を算出し、算出した距離が属性情報に基づき決定される道路間の距離の許容範囲内に入らない場合に、道路網情報に含まれる水平座標を修正する水平座標修正ステップをさらに備える。
【００５３】
このような第１２の発明によれば、道路を道幅を付けて３次元的に表示した場合に、道路間の距離が許容範囲に入るように表示される。このため、道路が重ねて、あるいは、離れて表示される不具合が解消される。よって、利用者は、道路の構造や高さや現在地を容易に認識することができる。
【００５６】
第１３の発明は、第１２の発明において、水平座標修正ステップは、高さ情報を付加した道路網情報に含まれる各交差点について、２本の道路の重なり領域を求め、求めた重なり領域の大きさが属性情報に基づき決定される重なり領域の大きさの許容範囲内に入らない場合に、新たなノードを生成して道路網情報に追加することを特徴とする。
【００５７】
このような第１３の発明によれば、道路を道幅を付けて３次元的に表示した場合に、道路の重なり領域の大きさが許容範囲に入るように表示される。このため、交差点において道路が長い範囲に亘って重ねて表示される不具合が解消される。
【００５８】
第１４の発明は、第１２の発明において、水平座標修正ステップは、高さ情報に基づき、道路網情報に含まれる水平座標を修正するか否かを切り替えることを特徴とする。
【００５９】
このような第１４の発明によれば、道路の高さが異なる時には、道路の水平座標だけでは水平座標を修正する必要があると判断される場合でも、水平座標の修正は行われない。これにより、３次元的に表示した場合に不具合を生じる道路についてのみ水平座標を修正し、できるだけ元の位置を保って道路を表示することができる。
【００７２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る３次元地図作成装置および３次元地図表示装置について説明する。
【００７３】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る３次元地図作成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。３次元地図作成装置は、ＣＰＵ４１、メモリ４２、外部記憶装置４３、キーボード４４、ディスプレイ４５、および、通信部４６を備えたコンピュータシステムである。３次元地図作成装置は、２次元地図情報に対して高さ情報の付加と水平座標の修正とを行い、３次元地図情報を作成する。
【００７４】
外部記憶装置４３は、２次元地図情報と３次元地図作成プログラムとを予め格納している。ＣＰＵ４１は、外部記憶装置４３から２次元地図情報と３次元地図作成プログラムとをメモリ４２に読み出し、３次元地図作成プログラムを実行する。ＣＰＵ４１は、求めた３次元地図情報を外部記憶装置４３に記録する。ＣＰＵ４１は、通信部４６を用いて、インターネットなどを介して接続された遠隔地の記憶装置から２次元地図情報を読み出してもよい。キーボード４４は、３次元地図作成プログラムにコマンドを入力する入力装置として使用される。ディスプレイ４５は、３次元地図作成プログラムの実行状況や実行結果を表示する出力装置として使用される。
【００７５】
３次元地図作成装置の詳細を説明するに先立ち、この装置によって処理される地図情報について説明する。２次元地図情報には、従来公知のごとくノードとリンクとの組み合わせにより表現された所定範囲の道路網、交差点、鉄道交通網などの情報や、ランドマークや境界線の位置情報や属性情報などが含まれる。地図情報を格納するためには、任意の記録媒体、例えば、カセットテープ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＡＴ、ＤＶＤ、半導体メモリ、あるいは、ＩＣメモリなどが使用される。また、この地図情報には、利用者の便宜のために、１／１２，５００、１／２５，０００、１／１００，０００、１／４００，０００などの各種縮尺の地図情報が含まれていてもよい。
【００７６】
２次元地図情報に含まれる道路網情報は、図２に示すように、リンクとノードとの組み合わせにより表現される。図２（ａ）において、黒丸は各交差点に対応したノードを表し、線分は交差点間を接続する道路に対応したリンクを表す。なお、図２（ａ）では、図面の簡略化のために、一部のリンクのみが描かれている。また、交差点間の細かな道路の形状を表現するために、図２（ｂ）に示すように、交差点ａ、ｂ以外の箇所に屈曲点ｐないしｗが挿入される場合がある。本実施形態では、屈曲点は、すべてノードと同様に扱われる。
【００７７】
道路網情報には、少なくともリンクおよびノードの位置情報と、リンクおよびノードの属性情報とが含まれる。リンクの属性情報には、リンクが高架や地下であることを示す絶対的高さ属性が含まれる。絶対的高さ属性は、例えば、「地表」、「第１層めの高架」、「第１層めの地下」、「第２層めの高架」などの値をとる。以下では特に示さない限り、「第１層めの高架」を「高架」、「第１層めの地下」を「地下」という。
【００７８】
また、道路網情報では、図３に示すリンクｂｃとｆｇとのように、２本のリンクが交点にノードを持たずに交差する場合がある。以下では、このようなリンクの対を「交差リンク対」という。交差リンク対に属するリンクの属性情報には、いずれのリンクが上側にあるかを示す相対的高さ属性が含まれる。上側にあるリンクの相対的高さ属性の値は「オーバーパス」となり、下側にあるリンクの相対的高さ属性の値は「アンダーパス」となる。なお、絶対的高さ属性と相対的高さ属性とは独立した属性であるので、交差リンク対に属するリンクの属性情報には、絶対的高さ属性と相対的高さ属性との両方が含まれることになる。
【００７９】
図４は、２次元地図情報のフォーマットの例を示す図である。２次元地図情報には、ノード数ｎ、リンク数ｍ、第１から第ｎのノード情報、および、第１から第ｍのリンク情報などが含まれる。ノード数およびリンク数は、それぞれ、２次元地図情報に含まれるノードおよびリンクの個数を表す。各ノード情報には、ノード番号と２次元座標とノード属性情報とが含まれる。各リンク情報には、始点ノード番号と終点ノード番号とリンク属性情報とが含まれる。ノード番号は、各ノードに割り当てられた番号を表す。２次元座標は、ノードの２次元位置を緯度と経度とを用いて表したものである。始点ノード番号および終点ノード番号は、リンクに接続されたノードのノード番号を表す。リンクの位置情報は、ノードの２次元座標と始点ノード番号と終点ノード番号とを用いて求めることができる。
【００８０】
ノード属性情報には、ノード高さ属性やノード種別などが含まれる。リンク属性情報には、リンク高さ属性、リンク種別、車線数および道路幅などが含まれる。ノード高さ属性とリンク高さ属性は、いずれも、絶対的高さ属性と相対的高さ属性とからなる。ノード種別とリンク種別とは、「交差点」、「高速道路」、「国道」などの値を取る。車線数はリンクの車線数を表し、道路幅は道路の幅を表す。ノード属性情報とリンク属性情報とは、ノードまたはリンクがその属性を有することが知られている場合にのみ付加されるので、これらの属性値が未定義である場合もある。この場合、例えば、絶対的高さ属性や相対的高さ属性の値は「高さ属性なし」となり、車線数や道幅は「未調査」となる。
【００８１】
図５は、本実施形態に係る３次元地図作成装置の動作を示すメインフローチャートである。ＣＰＵ４１は、まず、外部記憶装置４３などに格納された２次元地図情報を読み出す（ステップＳ１１）。次に、ＣＰＵ４１は、高さ情報付加処理（ステップＳ１２）において、２次元地図情報に含まれる道路網情報の属性情報の一部を用いて高さ情報を生成し、生成した高さ情報を道路網情報に対して新たな属性情報として付加する。次に、ＣＰＵ４１は、高さ情報修正処理（ステップＳ１３）において、道路網情報に含まれる位置情報を用いて、高さ情報付加処理によって付加された高さ情報を修正する。次に、ＣＰＵ４１は、水平座標修正処理（ステップＳ１４）において、道路網情報に含まれる道路の道幅を算出し、道路網情報に含まれる水平座標を修正する。これら３つの処理の詳細は後述する。
【００８２】
２次元地図情報に対して上記３つの処理を適用した結果、図６に示す３次元地図情報が求められる。この３次元地図情報は、ノード情報に３次元座標が含まれる点で、ノード情報に２次元座標が含まれる２次元地図情報と相違する。３次元座標は、２次元座標に地表面からの高さを表す「高さ情報」を追加したものである。３次元地図情報は元の２次元地図情報よりも多くのノードとリンクを含むため、ノード数Ｎおよびリンク数Ｍは、２次元地図情報のノード数ｎおよびリンク数ｍよりも大きな値を取る。
【００８３】
ＣＰＵ４１は、求めた３次元地図情報を外部記憶装置４３などに記録する（ステップＳ１５）。地図情報を記録するためには、任意の記録媒体、例えば、カセットテープ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＡＴ、ＤＶＤ、半導体メモリ、あるいは、ＩＣメモリなどが使用される。また、３次元地図作成装置は、インターネットなどに接続された遠隔の記憶媒体にアクセスしてもよい。
【００８４】
このようにして得られた３次元地図情報は、３次元表示を採用した車両用ナビゲーション装置などの地図情報表示装置における地図情報として使用される。図７は、図６に示す３次元地図情報を使用する車両用ナビゲーションシステムのハードウェア構成を示すブロック図である。このシステムは、ＣＰＵ５１、メモリ５２、記録媒体制御装置５３、コマンド入力部５４、ディスプレイ５５、および、現在地検出部５６を備える。記録媒体制御装置５３には、３次元地図情報を記録した記録媒体５７が挿入される。ＣＰＵ５１は、コマンド入力部５４から入力されたコマンドと現在地検出部５６から受け取った現在地情報とに従って、記録媒体５７から３次元地図情報を読み出し、ディスプレイ５５に３次元表示画面を表示させる。
【００８５】
この３次元地図情報に含まれる道路網情報には、高さ情報付加処理により生成された高さ情報が付加されている。また、この道路網情報に付加された高さ情報は、高さ情報修正処理により３次元表示に適した高さに修正されている。さらに、この道路網情報に含まれる水平座標は、水平座標修正処理により３次元表示に適した位置に修正されている。このため、この３次元地図情報を使用する車両用ナビゲーション装置などは、利用者にとって道路の構造や高さや現在地を認識しやすい３次元表示を行うことができる。
【００８６】
図８ないし図１６を参照して、高さ情報付加処理（ステップＳ１２）の詳細を説明する。高さ情報付加処理では、図８に示すように、リンク高さ属性生成処理（ステップＳ１２１）、ノード高さ属性生成処理（ステップＳ１２２）、ノード挿入処理（ステップＳ１２３）、および、ノード高さ情報生成処理（ステップＳ１２４）が順に実行される。これにより、リンクの絶対的高さ属性に基づき、ノードの高さ情報が生成される。
【００８７】
図９に示すリンク高さ属性生成処理（ステップＳ１２１）では、与えられたリンクの絶対的高さ属性に基づき、すべてのリンクの絶対的高さ属性が求められる。ＣＰＵ４１は、絶対的高さ属性が「高さ属性なし」であるリンクの絶対的高さ属性の値を「地表属性」に設定する（ステップＳ１２１１）。次に、ＣＰＵ４１は、２次元地図情報から未処理の交差リンク対を取り出す（ステップＳ１２１２）。次に、ＣＰＵ４１は、２つのリンクの絶対的高さ属性値が一致し（ステップＳ１２１３）、かつ、相対的高さ属性値が一致しない場合には（ステップＳ１２１４）、高さ属性修正処理（ステップＳ１２１５）を行う。ＣＰＵ４１は、すべての交差リンク対について、ステップＳ１２１２からＳ１２１５までの処理を行う（ステップＳ１２１６）。
【００８８】
高さ属性修正処理（ステップＳ１２１５）では、図１０に示すテーブルからリンクの絶対的高さ属性と相対的高さ属性との値に基づき選択した処理が行われる。例えば、２つのリンクの絶対的高さ属性がいずれも「地下」で、リンク１の相対的高さ属性が「高さ属性なし」で、かつ、リンク２の相対的高さ属性が「アンダーパス」である場合には、リンク２はリンク１よりも下にあると判断される。このため、リンク２の絶対的高さ属性の値は、リンク１の絶対的高さ属性の値より１つ下の地下属性に修正される。
【００８９】
図１１に示すノード高さ属性生成処理（ステップＳ１２２）では、リンクの絶対的高さ属性に基づき、すべてのノードの絶対的高さ属性が求められる。ＣＰＵ４１は、２次元地図情報から未処理のノードを取り出す（ステップＳ１２２１）。次に、ＣＰＵ４１は、取り出したノードの絶対的高さ属性が「高さ属性なし」である場合には（ステップＳ１２２２）、そのノードに接続されたすべてのリンクの絶対的高さ属性を求め（ステップＳ１２２３）、求めた値の最頻値をノードの絶対的高さ属性に設定する（ステップＳ１２２４）。ＣＰＵ４１は、すべてのノードについて、ステップＳ１２２１からＳ１２２４までの処理を行う（ステップＳ１２２５）。なお、ステップＳ１２２４において、絶対的高さ属性の再頻値が２つ以上ある場合には、ＣＰＵ４１は、例えば、そのうちで地表面に最も近い絶対的高さ属性を設定する。
【００９０】
図１２に示すノード挿入処理（ステップＳ１２３）では、不自然な絶対的高さ属性を有するリンク上に、新たなノードが挿入される。上述したリンク高さ属性生成処理とノード高さ属性生成処理とは互いに独立して行われるので、リンクに対して不自然な絶対的高さ属性が付加される場合がある。例えば、図１３（ａ）に示すように、リンクの絶対的高さ属性が「高架」であるのに、そのリンクに接続された２つのノードの絶対的高さ属性が「地表」および「地下」である場合がある。このような不自然なリンクの存在を解消するため、ノード挿入処理では、図１３（ｂ）に示すように、リンクと同じ絶対的高さ属性を有する２つのノードが、リンク上に新たに挿入される。
【００９１】
図１２に示すように、ＣＰＵ４１は、２次元地図情報から未処理のリンクを取り出す（ステップＳ１２３１）。次に、ＣＰＵ４１は、取り出したリンクの絶対的高さ属性がそのリンクに接続されたノードの絶対的高さ属性のいずれとも一致しない場合には（ステップＳ１２３２）、リンク上の所定の位置に２つのノードを新たに挿入する（ステップＳ１２３３）。ノードの挿入位置は、リンク上の任意の位置でよく、例えば、リンク上で２つのノードからそれぞれ所定の距離だけ離れた位置としてもよい。新たなノードの２次元座標は、元のノードの２次元座標を用いて容易に求めることができる。次に、ＣＰＵ４１は、挿入した２つのノードの絶対的高さ属性をリンクの絶対的高さ属性と同じ値に設定する（ステップＳ１２３４）。ＣＰＵ４１は、すべてのリンクについて、ステップＳ１２３１からステップＳ１２３４までの処理を行う（ステップＳ１２３５）。
【００９２】
ノード高さ情報生成処理（ステップＳ１２４）では、図１４に示すテーブルを参照して、すべてのノードの絶対的高さ属性が、高さ情報に変換される。例えば、絶対的高さ属性が「高架」であるノードの高さ情報は、７ｍとなる。
【００９３】
図１５および図１６は、ノード高さ情報生成処理の実行例を説明する図である。ここでは、リンクｂｃ以外のリンクおよびすべてのノードの絶対的高さ属性は、２次元地図情報ではいずれも「高さ属性なし」であったと仮定する。図１５に示す例において、リンクｂｃの絶対的高さ属性が「高さ属性なし」である場合には、ノードｂおよびｃには、０ｍの高さ情報が付加される（図１５（ａ））。リンクｂｃの絶対的高さ属性が「高架」である場合には、ノードｂおよびｃには、７ｍの高さ情報が付加される（図１５（ｂ））。リンクｂｃの絶対的高さ属性が「地下」である場合には、ノードｂおよびｃには、−７ｍの高さ情報が付加される（図１５（ｃ））。
【００９４】
また、図１６に示す例において、リンクｂｃの絶対的高さ属性が「高架」である場合、リンクｂｃおよびリンクｆｇの絶対的高さ情報は、それぞれ「高架」および「地表」となる。このため、ノードｂとｃとには７ｍ、ノードｆとｇとには０ｍの高さ情報が、それぞれ付加される。このように道路網情報に対して高さ情報を付加することにより、図１６に示すように、２つの道路が立体交差することを３次元的に表現することができる。
【００９５】
なお、図１０に示す高さ属性修正処理では、例えば、２つのリンクの絶対的高さ属性がいずれも「高架」で、リンク２がリンク１の上にある場合には、リンク２の絶対的高さ属性は、「第２層めの高架」に修正される。このため、リンク１に接続された２つのノードには、７ｍの高さ情報が付加され、リンク２に接続された２つのノードには、１４ｍの高さ情報が付加される。このように、高さ情報付加処理において付加される高さ情報は、１階層分の高さだけでなく、複数階層分の高架または地下の高さとなる場合がある。また、ノードの高さ情報が０ｍである場合には、ノードに対して０ｍの高さ情報を付加するかわりに、ノードに対して高さ情報を付加しないこととしてもよい。
【００９６】
図１７ないし図１９を参照して、高さ情報修正処理（ステップＳ１３）の詳細を説明する。高さ情報修正処理が必要とされる理由は、次のとおりである。高さ情報が付加された道路網情報において、図１８（ａ）に示すリンクｅｆのように、一端のノードのみに７ｍの高さ情報が付加された短いリンクが生じた場合を考える。この道路を３次元的に表示すると、不自然に急な勾配を持った道路として表示される。逆に、図１９（ａ）に示すリンクａｂのように、一端のノードのみに７ｍの高さ情報が付加された長いリンクが生じた場合を考える。この道路を３次元的に表示した場合には、道路の勾配が緩すぎるために、利用者が、道路の勾配を認識しにくくなる。そこで、高さ情報修正処理では、道路網情報に含まれる位置情報を用いて、高さ情報付加処理によって付加された高さ情報が修正される。より具体的には、高さ情報は、道路の勾配が所定の範囲内に入るように修正される。
【００９７】
図１７に示すように、ＣＰＵ４１は、道路網情報から未処理の傾斜したリンクを取り出す（ステップＳ１３１）。次に、ＣＰＵ４１は、リンクに接続された２つのノードの３次元座標を用いて、リンクの勾配を求める（ステップＳ１３２）。リンクの勾配は、地図上の両ノード間の距離と、高さ情報付加処理により付加された２つのノードの高さ情報を用いて算出される。次に、ＣＰＵ４１は、リンクの勾配によって場合分けを行う（ステップＳ１３３）。ＣＰＵ４１は、リンクの勾配が第１の所定の値以上（例えば、４度以上）であるときには高さ変化範囲拡大処理を行い（ステップＳ１３４）、リンクの勾配が第２の所定の値未満（例えば、２度未満）であるときには高さ変化範囲制限処理を行う（ステップＳ１３５）。ＣＰＵ４１は、すべての傾斜したリンクについて、ステップＳ１３１からスＳ１３５までの処理を行う（ステップＳ１３６）。
【００９８】
高さ変化範囲拡大処理では、高さ情報を付加する範囲が拡大され、新たに適切な高さ情報がノードに付加される。例えば、図１８（ａ）に示す例において、リンクｅｆの長さが５ｍであり、ノードｅには０ｍ、ノードｆには７ｍの高さ情報が付加されているとする。この場合、リンクｅｆの勾配が急であると判断され、高さ情報を付加する範囲が、図１８（ｂ）に示すように、ノードｂとｆとの間にまでに拡大される。この際、ノードｂとｆとの間にある各ノードには、ノードｂからの距離に応じた適切な高さ情報が付加される。
【００９９】
高さ変化範囲制限処理では、リンク上に新たなノードが設けられ、高さ情報を付加する範囲が縮められる。例えば、図１９（ａ）に示す例において、リンクａｂの長さが１０００ｍであり、ノードａには０ｍ、ノードｂには７ｍの高さ情報が付加されているとする。この場合、リンクａｂの勾配が緩いと判断され、図１９（ｂ）に示すように、０ｍの高さ情報を有する新たなノードｃが、リンクａｂの途中でリンクの勾配が適切な値となる位置に追加される。
【０１００】
なお、高さ情報修正処理では、リンクの勾配が第２の所定の値より小さい場合に、複数のノードを追加することとしてもよい。また、リンクやノードの海抜などの属性情報を用いて、地形変化に合わせて高さ情報を修正することとしてもよい。
【０１０１】
図２０ないし図２６を参照して、水平座標修正処理（ステップＳ１４）の詳細を説明する。高さ情報修正処理によって求めた３次元地図情報を道幅をつけて表示すると、不自然な３次元表示画面が得られる場合がある。水平座標修正処理では、図２０に示すように、交差点付近のノード挿入処理（ステップＳ１４１）、道路間の距離を狭める処理（ステップＳ１４２）、および、道路間の距離を広げる処理（ステップＳ１４３）が順に実行される。このように３次元地図情報に含まれる水平座標を修正することにより、３次元表示画面の不自然さが解消される。なお、道路間の距離を狭める処理（ステップＳ１４２）と道路間の距離を広げる処理（ステップＳ１４３）との実行順序を逆にしても、３次元表示画面の不自然さは同様に解消される。
【０１０２】
道路網情報に含まれる各道路の道幅は、次のようにして算出される。リンク属性情報の車線数に値が与えられている場合には、道幅は、車線数に１車線あたりの幅を乗じて算出される。車線数に値が与えられていない場合には、道幅は、他のリンク属性情報を用いて、例えば、高速道路は２車線、私道は１車線として、その値に１車線あたりの幅を乗じて算出される。
【０１０３】
図２１に示す交差点付近のノード挿入処理（ステップＳ１４１）では、交差点付近での道路の重なりを解消するために、道路網情報に新たなノードが追加される。例えば、図２２（ａ）に示すように、道路が小さな角度で交差する交差点を道幅を付けて表示した場合、交差点付近の道路は、図２２（ｂ）に示すように、長い距離に亘って重ねて表示される。このため、利用者は、交差点を認識しににくなる。この場合、図２２（ｃ）に示すように、新たにノードｐとｑとを追加することにより、交差点付近での道路の重なりを解消することができる。
【０１０４】
以下では、１つのノードに接続されたリンクの集合から２本のリンクを選択したときに、２本のリンクがなす角の間に他のリンクが存在しないときに、そのリンクの対を「隣接リンク対」という。例えば、図２２に示す例では、リンクｂｃとリンクｂｄとは隣接リンク対であるが、リンクｂｃとリンクｂｅは隣接リンク対ではない。
【０１０５】
図２１に示すように、ＣＰＵ４１は、道路網情報から未処理の隣接リンク対を取り出す（ステップＳ１４１１）。次に、ＣＰＵ４１は、隣接リンク対を道幅を付けて表示した場合に２本の道路が重なる領域を求める（ステップＳ１４１２）。例えば、図２１に示した例では、隣接リンク対ｂｃおよびｂｄについて、斜線を付した領域が求められる。次に、ＣＰＵ４１は、求めた領域内で交差点から最も遠い点と交差点との間の距離を求める（ステップＳ１４１３）。上述した例では、交差点ｂと点ｇとの間の距離が求められる。求めた距離が所定の値を越えている場合には（ステップＳ１４１４）、ＣＰＵ４１は、隣接リンク対の一方のリンク上の所定の位置に新たなノードを挿入する（ステップＳ１４１５）。ノードの挿入位置は、例えば、リンク上で交差点から所定の距離となる位置とする。次に、ＣＰＵ４１は、挿入したノードと他方のリンクとの距離Ｌが２本の道路の道幅の和（Ｗ１ ＋Ｗ２ ）より大きくなる位置に、挿入したノードを移動させる（ステップＳ１４１６）。ＣＰＵ４１は、すべての隣接リンク対について、ステップＳ１４１１からステップＳ１４１６までの処理を行う（ステップＳ１４１７）。
【０１０６】
図２３に示す道路間の距離を狭める処理（ステップＳ１４２）では、リンク属性情報に基づき近くに位置すべきリンクの組が求められ、道路間の距離が狭められる。例えば、高架道路と高架下道路とは本来近くに位置すべきであるが、２本のリンクが離れた位置に置かれる場合がある。道路間の距離を狭める処理では、このような道路間の距離が狭められる。
【０１０７】
ＣＰＵ４１は、リンク属性情報などを用いて、近くに位置すべきリンクの対の集合を求める（ステップＳ１４２１）。次に、ＣＰＵ４１は、求めた集合から未処理のリンクの対を取り出す（ステップＳ１４２２）。次に、ＣＰＵ４１は、２本のリンク間の距離が所定の値以下となるように、各リンクに接続されたノードの水平座標を修正する（ステップＳ１４２３）。例えば、図２４（ａ）に示すように、２本のリンクａｂとｃｄとの距離がＬ１ であり、リンクａｂとリンクｃｄの道路の道幅が、それぞれＷ１ 、Ｗ２ であるとする。ステップＳ１４２３では、２本のリンク間の距離が（Ｗ１ ＋Ｗ２ ＋α）以下になるように、リンクａｂおよびリンクｃｄの水平座標が修正される（図２４（ｂ）を参照）。ＣＰＵ４１は、ステップＳ１４２１で求めたすべてのリンクの組について、ステップＳ１４２２およびＳ１４２３の処理を行う（ステップＳ１４２４）。
【０１０８】
図２５に示す道路間の距離を広げる処理（ステップＳ１４３）では、道路の重なり表示を解消するため、道路間の距離が広げられる。ＣＰＵ４１は、リンクの水平座標を用いて、重なっているリンクの対の集合を求める（ステップＳ１４３１）。次に、ＣＰＵ４１は、求めた集合から未処理のリンクの対を取り出す（ステップＳ１４３２）。次に、ＣＰＵ４１は、２本のリンク間の距離が所定の値以上となるように、各リンクに接続されたノードの水平座標を修正する（ステップＳ１４３３）。例えば、図２６（ａ）に示すように、２本のリンクａｂとｃｄとの距離がＬ１ であり、リンクａｂとリンクｃｄの道路の道幅が、それぞれＷ１ 、Ｗ２ であるとする。ステップＳ１４３３では、２本のリンク間の距離が（Ｗ１ ＋Ｗ２ ＋β）以上になるように、リンクａｂおよびリンクｃｄの水平座標が修正される（図２６（ｂ）を参照）。ＣＰＵ４１は、ステップＳ１４３１で求めたすべてのリンクの組について、ステップＳ１４３２およびＳ１４３３の処理を行う（ステップＳ１４３４）。
【０１０９】
水平座標修正処理における上記の３つの処理では、高さ情報を用いて、これらの処理を行うか否かを切り替えることとしてよい。例えば、図２６に示す例において、リンクａｂにより表現される道路が高架道路で、リンクｃｄにより表現される道路が地表面上の道路である場合に、ＣＰＵ４１は、道路の高さが異なるので水平座標を修正する必要がないと判断してもよい。これにより、３次元表示した場合に不具合を生じる道路についてのみ水平座標を修正し、できるだけ元の位置を保って道路を表示することができる。
【０１１０】
以上に示すように、本実施形態によれば、高さ情報が、２次元道路網情報の属性情報の一部を用いて生成され、道路の勾配を用いて修正された後に、道路網情報に付加される。このように属性情報に基づき高さ情報が生成されるので、各道路ごとに個別に高さ情報を指定することなく、道路に一括して高さ情報を付加することができる。また、道路の勾配が所定の範囲内に入るように高さ情報が修正されるので、得られた道路網情報に基づき、立体交差や地下道などの道路を自然な勾配を持たせて３次元的に表示することができる。
【０１１１】
また、本実施形態によれば、属性情報に基づき道路の道幅が算出され、道幅を付けた道路の位置情報を用いて、道路網情報に含まれる水平座標が修正される。これにより、得られた道路網情報に基づき道路を道幅を付けて３次元的に表示した場合に、道路が重ねて表示されるなどの不具合が解消される。
【０１１２】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る３次元地図情報作成装置は、第１の実施形態と同様に図１に示すハードウエア構成を備え、標高情報を含んだ３次元地図情報を作成することを特徴とする。標高情報とは、各地点の標高を海抜で表現したものいい、高さ情報とは、第１の実施形態と同様に、各地点における地表面からの高さをいう。
【０１１３】
図２７は、本実施形態に係る３次元地図作成装置の動作を示すメインフローチャートである。ＣＰＵ４１は、２次元地図情報と地形情報とを読み出した後に（ステップＳ２１、Ｓ２２）、屈曲点追加処理（ステップＳ２３）、高さ情報付加処理（ステップＳ２４）、高さ情報修正処理（ステップＳ２５）、標高算出処理（ステップＳ２６）、標高／高さ合成処理（ステップＳ２７）、水平座標修正処理（ステップＳ２８）を順次行い、求めた３次元地図情報を記録する（ステップＳ２９）。このフローチャートは、図５に示したフローチャートに、地形情報読み出し処理、屈曲点追加処理、標高算出処理、および、標高／高さ合成処理を追加したものである。これら４つ以外の処理は、第１の実施形態と同一であるので、説明を省略する。
【０１１４】
図１に示す外部記憶装置４３には、２次元地図情報に加えて、所定の地点の標高値を含んだ地形情報が予め格納されている。地形情報読み出し処理（ステップＳ２２）では、ＣＰＵ４１は、外部記憶装置４３に格納された地形情報を読み出す。地形情報の表現方法は任意であるが、本実施形態に係る地形情報は、図２８（ａ）に示すように、地図のＸ軸方向とＹ軸方向とにそれぞれ等間隔に設けた格子点の標高値を有しているものとする。以下では、各格子点を接続して得られる矩形領域を「正方形領域」といい、その辺を「境界線」という。この地形情報を用いれば、図２８（ｂ）に示すように、地形を３次元的に表示することができる。
【０１１５】
図２９は、本実施形態に係る３次元地図作成装置によって作成される３次元地図情報のフォーマットの例を示す図である。この３次元地図情報は、ノードの３次元座標に新たな要素を含んでいる点で、図６に示した３次元地図情報と相違する。このフォーマットにおけるノードのＺ座標は、高さ情報、第２の高さ情報、標高情報、および、合成結果からなる。標高情報は、このノードの標高を海抜で表したものである。高さ情報は、第１の実施形態に係る高さ情報と同じである。第２の高さ情報は、標高／高さ合成処理により求めた高さ情報である。合成結果は、標高情報と第２の高さ情報との和である。
【０１１６】
図３０を参照して、屈曲点追加処理（ステップＳ２３）の詳細を説明する。屈曲点追加処理では、リンクと正方形領域の境界線とが交わる点に新たな屈曲点が追加される。例えば、図３０（ａ）に示すように、道路網情報に正方形領域にまたがるリンクａｂが含まれている場合、リンクａｂと正方形領域の境界線とが交わる点ｐに屈曲点が追加される。この処理を行った道路網情報を３次元的に表示すると、リンクは、図３０（ｂ）に示すように、地形の折れ曲がり部分で地形に沿って曲げて表示される。追加された屈曲点には、ノードと同じ処理が適用される。
【０１１７】
ＣＰＵ４１は、屈曲点を追加した２次元地図情報に対して、第１の実施形態と同じく、高さ情報付加処理（ステップＳ２４）と高さ情報修正処理（ステップＳ２５）とを行い、３次元地図情報を求める。
【０１１８】
図３１ないし図３４を参照して、標高算出処理（ステップＳ２６）の詳細を説明する。標高算出処理では、読み出した地形情報を用いて、ノードの標高情報が算出される。図３１に示すように、ＣＰＵ４１は、道路網情報から未処理のノードを取り出し（ステップＳ２６１）、そのノードに接続されたすべてのリンクのリンク属性情報を求める（ステップＳ２６２）。次に、ＣＰＵ４１は、求めたリンク属性情報に基づき、そのノードがトンネル内または橋の上にあるか否かを判断する（ステップＳ２６３、Ｓ２６４）。例えば、ＣＰＵ４１は、すべてのリンク種別が「トンネル」であれば、ノードはトンネル内にあると判断し、すべてのリンク種別が「橋」であれば、ノードは橋の上にあると判断する。次に、ＣＰＵ４１は、ノードがトンネル内または橋の上にあると判断したときは第２の算出方法で（ステップＳ２６６）、それ以外のときは第１の算出方法で（ステップＳ２６５）、そのノードの標高値を求める。ＣＰＵ４１は、すべてのノードについて、ステップＳ２６１からＳ２６６までの処理を行う（ステップＳ２６７）。
【０１１９】
第１の算出方法を用いてノードａの標高情報を求める場合、ＣＰＵ４１は、まずノードａを含む正方形領域を求める（図３２を参照）。このためには、ノードａのＸ座標およびＹ座標をそれぞれ格子点の間隔ｗで除算すればよい。求めた正方形領域の格子点の１つを原点としたとき、正方形領域の４つの格子点の座標はｇ１ （０、０）、ｇ２ （ｗ、０）、ｇ３ （ｗ、ｗ）およびｇ４ （０、ｗ）と表すことができる。正方形領域の対角線の交点をｇ０ とする。
【０１２０】
次に、ＣＰＵ４１は、正方形領域を対角線によって４つの三角形領域に分割し、ノードａを含む三角形領域を求める。次に、ＣＰＵ４１は、求めた三角形領域の各頂点にそれぞれ標高値を与えることにより、３次元三角形領域を求める。例えば、ノードａが三角形領域ｇ０ ｇ２ ｇ３ に含まれる場合、３次元三角形領域Ｇ０ Ｇ２ Ｇ３ の各頂点の座標は、
Ｇ０ ：（ｗ／２、ｗ／２、ｈ０ ）
Ｇ２ ：（ｗ、０、ｈ２ ）
Ｇ３ ：（ｗ、ｗ、ｈ３ ）
となる。ここで、ｈｉ （ｉ＝１〜４）は地形情報に含まれる各格子点ｇｉ の標高値であり、ｈ０ はｈｉ （ｉ＝１〜４）の平均値である。
【０１２１】
ノードａを通りＺ軸に平行な直線と求めた３次元三角形領域との交点をＡとしたとき、ＣＰＵ４１は、点ＡのＺ座標ｈａ をノードａの標高情報に設定する。この第１の算出方法によれば、任意の地点の標高情報を求めることができる。
【０１２２】
一方、トンネル内や橋の上では道路の勾配はほぼ一定であるので、ＣＰＵ４１は、トンネル内または橋の上にあるノードについては、第１の算出方法とは異なる第２の算出方法で標高情報を求める。仮に第１の算出方法で標高情報を求めると、トンネル内や橋の上で道路の勾配が大きく変化し、道路の表示が不自然となるからである。
【０１２３】
トンネルまたは橋の両端に位置するノードをｐ０ およびｐｎ 、トンネル内または橋の上に位置するノードをｐ１ 〜ｐｎ−１ とし、第１の算出方法で求めたノードｐ０ とノードｐｎ の標高情報をそれぞれｈ０ とｈｎ とする。ＣＰＵ４１は、ノードｐｉ （ｉ＝１〜ｎ−１）の標高情報ｈｉ を
ｈｉ ＝（ｈｎ −ｈ０ ）×Ｌｉ ／Ｌｎ ＋ｈ０
により求める。ここで、Ｌｉ （ｉ＝１〜ｎ）は、
Ｌｉ ＝Σ｜ｐｊ −ｐｊ−１ ｜ （ただし、ｊ＝１〜ｉ）
によって定義される、ノードｐ０ からノードｐｉ までに至るリンクの距離の和である。
【０１２４】
図３３および図３４は、それぞれ、ノードａからノードｃに至るトンネルおよび橋を３次元的に表した図である。ノードｂの標高情報は第２の算出方法で求められるので、トンネル内や橋の上で道路の勾配が大きく変化することなく、自然な道路表示を行うことができる。
【０１２５】
図３５ないし図４０を参照して、標高／高さ合成処理（ステップＳ２７）の詳細を説明する。標高／高さ合成処理では、標高情報と高さ情報とに基づき、ノードの３次元座標に含まれる第２の高さ情報と合成結果とが求められる。この処理を行う前の時点では、ノードの高さ情報と標高情報とは、それぞれ、高さ情報生成処理（ステップＳ２４）と標高算出処理（ステップＳ２６）とによって算出されている。図３５（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、高さ情報および標高情報を有するノードを３次元的に表した図である。ＣＰＵ４１は、標高／高さ合成処理では、多くの場合、第２の高さ情報に高さ情報の値を設定し、高さ情報と標高情報との和を合成結果に設定する。図３５（ｃ）は、合成結果を有するノードを３次元的に表した図である。このように、標高情報と高さ情報との和を用いて道路を３次元的に表示することにより、より現実感のある表示を行うことができる。
【０１２６】
図３６は、標高／高さ合成処理のフローチャートである。ＣＰＵ４１は、道路網情報から未処理のノードを取り出し（ステップＳ２７１）、そのノードに接続されたすべてのリンクのリンク属性情報を求める（ステップＳ２７２）。次に、ＣＰＵ４１は、求めたリンク属性情報に基づき、ノードがトンネル内にあると判断したときにはステップＳ２７５へ、ノードが橋の上にあると判断したときにはステップＳ２７６へ、それ以外のときはステップＳ２７７へ進む（ステップＳ２７３、Ｓ２７４）。
【０１２７】
次に、ＣＰＵ４１は、ノードが「山を貫くトンネル」内または「谷を渡る橋」の上に位置すると判断したときはステップＳ２７８へ進み、それ以外のときはステップＳ２７７へ進む（ステップＳ２７５、Ｓ２７６）。ＣＰＵ４１は、ステップＳ２７７では、高さ情報を第２の高さ情報に設定し、標高情報と高さ情報との和を合成結果に設定する。また、ＣＰＵ４１は、ステップＳ２７８では、第２の高さ情報を値０に設定し、標高情報をそのまま合成結果に設定する。ＣＰＵ４１は、すべてのノードについて、ステップＳ２７１からＳ２７８までの処理を行う（ステップＳ２７９）。
【０１２８】
ノードが「山を貫くトンネル」内に位置する場合に異なる処理を行う理由は、次のとおりである。ノードが「山を貫くトンネル」内に位置しない場合、地表面は、図３７（ａ）に示すように、ほぼ水平であると考えられる。このため、合成結果として標高情報と高さ情報との和を用いても、道路の３次元表示に支障を与えない。これに対し、ノードが「山を貫くトンネル」内に位置する場合、地表面は、図３７（ｂ）に示すように、水平ではないと考えられる。このため、合成結果として標高情報と高さ情報との和を用いると、トンネル内で不自然な勾配を有するリンクが発生する可能性がある。例えば、図３７（ｂ）において、リンクａｂおよびｂｃのリンク種別が「トンネル」であるとし、合成結果として標高情報と高さ情報との和を用いると、４本のリンクＡＰ１ 、Ｐ１ Ｂ１ 、Ｂ１ Ｑ１ およびＱ１ Ｃが表示され、リンクＱ１ Ｃの勾配はトンネル内の勾配として不自然な値となる。したがって、ＣＰＵ４１は、ノードが「山を貫くトンネル」内に位置する場合には、標高情報をそのまま合成結果とする。このように処理すれば、リンクＡＢ２ およびＢ２ Ｃが表示されるので、不自然な勾配を有する道路が表示されることがなくなる。
【０１２９】
ＣＰＵ４１は、ステップＳ２７５では、２次元地図情報に含まれる属性情報に基づき、ノードが「山を貫くトンネル」内に位置するか否かを判断する。また、属性情報が与えられていない場合には、ＣＰＵ４１は、図３８に示す２つの面積Ｓ１ およびＳ２ を求め、Ｓ１ がＳ２ より小さい場合にノードが「山を貫くトンネル」内に位置すると判断してもよい。面積Ｓ１ およびＳ２ は、次のように定義される。２次元地図上をトンネルの一端から他端まで点Ｘが移動するときに、点Ｘの真上を３つの点が移動すると考える。第１の点Ｘ１ は標高情報と高さ情報との和を与えたリンク上を、第２の点Ｘ２ は標高情報のみを与えたリンク上を、第３の点Ｘ３ は地表面に沿ってそれぞれ移動するとしたとき、線分Ｘ１ Ｘ２ が掃く面積を面積Ｓ１ と、線分Ｘ２ Ｘ３ が掃く面積を面積Ｓ２ と定義する。
【０１３０】
ノードが「谷を渡る橋」の上に位置する場合も、ノードが「山を貫くトンネル」内に位置する場合と同様に、異なる処理が必要とされるが、その説明は同じであるので省略する。図３９および図４０は、それぞれ、図３７および図３８に対応した図である。なお、図面の簡略化のため、図３７および図３９では、ステップＳ２３で追加した屈曲点は、省略されている。
【０１３１】
以上に示すように、本実施形態によれば、地表面に対する高さ情報と標高情報とを反映した３次地図情報を作成することができる。このため、得られた３次元地図情報を３次元的に表示した場合に、地形の変化を反映して道路を表示することができる。また、山を貫くトンネル内や谷を渡る橋の上に位置するノードの高さ情報にはその地点の標高情報が用いられるので、自然な勾配を持った道路を表示することができる。
【０１３２】
なお、第１の実施形態に係る水平座標修正処理（ステップＳ１４）で、高さ情報を用いて３つの処理を行うか否かを切り替えてもよいとしたのと同様に、本実施形態に係る水平座標修正処理（ステップＳ２８）でも、高さ情報と標高情報とを用いて３つの処理を行うか否かを切り替えてもよい。具体的には、標高／高さ合成処理（ステップＳ２７）によって求めた合成結果を用いて、３つの処理を行うか否かを切り替えることとしてもよい。
【０１３３】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る３次元地図表示装置は、図７に示すハードウェア構成を備え、２次元地図情報に対して高さ情報の追加と水平座標の修正とを行って３次元地図情報を作成し、作成した３次元地図情報を画面に表示する。この装置は、車両用ナビゲーションシステムとして使用される。
【０１３４】
図４１は、本実施形態に係る３次元地図表示装置の動作を示すメインフローチャートである。記録媒体５７には、図４２に示す２次元地図情報が予め記録されている。この２次元地図情報は、図４に示した２次元地図情報に、表示付属物数Ｌと第１から第Ｌの表示付属物情報とを追加したものである。各表示付属物情報には、表示付属物種別と２次元座標とが含まれる。表示付属物種別は、「信号機」、「街灯」、「街路樹」、「ランドマーク」など表示付属物の種類を表す。２次元座標は、表示付属物の平面上の位置を緯度と経度とを用いて表したものである。
【０１３５】
ＣＰＵ５１は、コマンド入力部５４から入力されたコマンドと現在地検出部５６から受け取った現在地情報とに従って、記録媒体５７から２次元地図情報を読み出す（ステップＳ３１）。その後、ＣＰＵ５１は、第１の実施形態と同様に、高さ情報付加処理（ステップＳ３２）、高さ情報修正処理（ステップＳ３３）、および、水平座標修正処理（ステップＳ３４）を順次行う。この際、表示付属物情報の３次元座標も算出される。
【０１３６】
２次元地図情報に対して上記３つの処理を適用した結果、図４３に示す３次元地図情報が求められる。この３次元地図情報は、ノード情報と表示付属物情報とに３次元座標が含まれる点で、元の２次元地図情報と相違する。３次元座標は、元の２次元座標に地表面からの高さを示す「高さ情報」を追加したものである。ＣＰＵ５１は、求めた３次元地図情報をメモリ５２に格納する（ステップＳ３５）。
【０１３７】
次に、ＣＰＵ５１は、道幅情報付加処理（ステップＳ３６）において、メモリ５２に格納した３次元地図情報に対して、さらに道路の道幅情報を追加する。図４４は、道幅情報付加処理の説明図である。例えば、記録媒体５７に、図４４（ａ）に示す２次元地図情報が予め記録されていた場合、道幅情報付加処理を行う前の時点でメモリ５２には、図４４（ｂ）に示す３次元地図情報が格納されている。ＣＰＵ５１は、道幅情報付加処理を行うことにより、図４４（ｃ）に示す３次元地図情報を求める。
【０１３８】
次に、ＣＰＵ５１は、表示画面作成処理（ステップＳ３７）において、道幅情報付加処理を行った３次元地図情報に基づき、３次元表示画面を作成する。この際、ＣＰＵ５１は、より良い３次元表示を行うために、各種の表示付属物を追加して表示する。表示付属物とは、３次元地図情報を表示した際に利用者が道路の高低を容易に認識できるように、地表面からの高さを示すものである。表示付属物には、例えば、高架柱、信号機、街路樹、街灯、高架影、地下道表現、案内板、ガードレール、路肩、防音壁、ビル、家屋、ランドマーク、トンネル、橋、橋脚、歩道橋、料金所、ＥＴＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｏｌｌ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ；自動料金収受）レーン、あるいは、ＩＴＳ（ＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＴｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ：高度道路交通システム）設備などがある。
【０１３９】
次に、ＣＰＵ５１は、作成した３次元表示画面をディスプレイ５５に対して出力する（ステップＳ３８）。ディスプレイ５５は、ＣＲＴ、液晶モニタ、プラズマディスプレイなどの表示装置である。ディスプレイ５５には、３次元地図情報が表示付属物とともに表示される。この際、道路は、多角形を用いて３次元的に表示される。
【０１４０】
図４５ないし図４８は、道路と表示付属物とを同時に表示した画面の例を示す図である。図４５において、高架道路２０は、表示付属物である高架柱２１と高架影２２と街路樹２３とを伴って表示される。これにより、利用者は、道路が高架であることを認識することができる。図４６において、道路２４は、表示付属物である路肩２５を伴って表示される。これにより、利用者は、道路が地表面上にあることを認識することができる。図４７において、道路２６は、表示付属物である防音壁２７と街灯２８とを伴って表示される。これにより、利用者は、防音壁２７や街灯２８の高さと道路の勾配とを比較して、道路の勾配を認識することができる。図４８において、地下道２９は、表示付属物である地下道表現３０を伴って表示される。これにより、利用者は、道路が地下道であることを認識することができる。
【０１４１】
以上に示すように、本実施形態によれば、２次元地図情報に基づき作成された３次元地図情報に基づき、道路が、多角形を用いて３次元的に表示される。これにより、利用者は、道路の構造や高さや現在地を容易に認識することができる。特に、道路が地表面からの高さを示す表示付属物を伴って表示されるので、利用者は、道路の高さを容易に認識することができる。本実施形態に係る地図情報表示装置は、上記の特徴を備えるので、車両用ナビゲーション装置として使用された場合に有効な効果を奏する。また、本実施形態においても、第２の実施形態と同様に、地表面に対する高さ情報と標高情報とを反映した３次元地図情報を作成し、作成した３次元地図情報に基づき道路を３次元的に表示してもよい。
【０１４２】
なお、第１ないし第３の実施形態では、いずれも、道路網情報に付加された高さ情報と道路網情報に含まれる水平座標とは、それぞれ、高さ情報修正処理と水平座標修正処理とにより修正されるものとした。しかしながら、本発明はこれに限るものでなく、高さ情報付加処理を行い、高さ情報修正処理および水平座標修正処理の両方または一方を行わないこととしてもよい。このような地図情報作成装置または地図情報表示装置であっても、道路表示の一部に不自然な箇所が発生するものの、道路ごとに個別に高さ情報を指定することなく、道路に一括して高さ情報を付加することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る３次元地図作成装置の構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態に係る３次元地図作成装置における道路網情報を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係る３次元地図作成装置における立体交差する道路を表す道路網情報を示す図である。
【図４】第１の実施形態に係る３次元地図作成装置における２次元地図情報のフォーマットの例を示す図である。
【図５】第１の実施形態に係る３次元地図作成装置の動作を示すメインフローチャートである。
【図６】第１の実施形態に係る３次元地図作成装置における３次元地図情報のフォーマットの例を示す図である。
【図７】第１の実施形態に係る３次元地図作成装置によって作成された３次元地図情報を用いる車両用ナビゲーションシステムの構成を示すブロック図である。
【図８】第１の実施形態に係る３次元地図作成装置における高さ情報付加処理のフローチャートである。
【図９】第１の実施形態に係る３次元地図作成装置におけるリンク高さ属性生成処理のフローチャートである。
【図１０】第１の実施形態に係る３次元地図作成装置における高さ属性修正処理の内容を示すテーブルである。
【図１１】第１の実施形態に係る３次元地図作成装置におけるノード高さ属性生成処理のフローチャートである。
【図１２】第１の実施形態に係る３次元地図作成装置におけるノード挿入処理のフローチャートである。
【図１３】第１の実施形態に係る３次元地図作成装置におけるノード挿入処理の説明図である。
【図１４】第１の実施形態に係る３次元地図作成装置におけるノードの高さ情報を求めるためのテーブルである。
【図１５】第１の実施形態に係る３次元地図作成装置により、高さ情報が付加される様子を示す図である。
【図１６】第１の実施形態に係る３次元地図作成装置により、立体交差する道路に高さ情報が付加される様子を示す図である。
【図１７】第１の実施形態に係る３次元地図作成装置における高さ情報修正処理のフローチャートである。
【図１８】第１の実施形態に係る３次元地図作成装置における高さ変化範囲拡大処理の説明図である。
【図１９】第１の実施形態に係る３次元地図作成装置における高さ変化範囲制限処理の説明図である。
【図２０】第１の実施形態に係る３次元地図作成装置における水平座標修正処理のフローチャートである。
【図２１】第１の実施形態に係る３次元地図作成装置における交差点付近のノード挿入処理のフローチャートである。
【図２２】第１の実施形態に係る３次元地図作成装置における交差点付近のノード挿入処理の説明図である。
【図２３】第１の実施形態に係る３次元地図作成装置における道路間の距離を狭める処理のフローチャートである。
【図２４】第１の実施形態に係る３次元地図作成装置における道路間の距離を狭める処理の説明図である。
【図２５】第１の実施形態に係る３次元地図作成装置における道路間の距離を広げる処理のフローチャートである。
【図２６】第１に実施形態に係る３次元地図作成装置における道路間の距離を広げる処理の説明図である。
【図２７】本発明の第２の実施形態に係る３次元地図作成装置の動作を示すメインフローチャートである。
【図２８】第２の実施形態に係る３次元地図作成装置における地形情報を示す図である。
【図２９】第２の実施形態に係る３次元地図作成装置における３次元地図情報のフォーマットの例を示す図である。
【図３０】第２の実施形態に係る３次元地図作成装置における屈曲点追加処理の説明図である。
【図３１】第２の実施形態に係る３次元地図作成装置における標高算出処理のフローチャートである。
【図３２】第２の実施形態に係る３次元地図作成装置における第１の標高算出方法の説明図である。
【図３３】第２の実施形態に係る３次元地図作成装置における、トンネル内のノードに対する第２の標高算出方法の説明図である。
【図３４】第２の実施形態に係る３次元地図作成装置における、橋の上のノードに対する第２の標高算出方法の説明図である。
【図３５】第２の実施形態に係る３次元地図作成装置における標高／高さ合成処理の説明図である。
【図３６】第２の実施形態に係る３次元地図作成装置における標高／高さ合成処理のフローチャートである。
【図３７】第２の実施形態に係る３次元地図作成装置における、山を貫くトンネルに対する標高／高さ合成処理の説明図である。
【図３８】第２の実施形態に係る３次元地図作成装置における、山を貫くトンネルの判断方法の説明図である。
【図３９】第２の実施形態に係る３次元地図作成装置における、谷を渡る橋に対する標高／高さ合成処理の説明図である。
【図４０】第２の実施形態に係る３次元地図作成装置における、谷を渡る橋の判断方法の説明図である。
【図４１】本発明の第３の実施形態に係る３次元地図表示装置の動作を示すフローチャートである。
【図４２】第３の実施形態に係る３次元地図表示装置における２次元地図情報のフォーマットの例を示す図である。
【図４３】第３の実施形態に係る３次元地図表示装置における３次元地図情報のフォーマットの例を示す図である。
【図４４】第３の実施形態に係る３次元地図表示装置における道幅付加処理の説明図である。
【図４５】第３の実施形態に係る３次元地図表示装置による、高架道路、高架橋、高架影および街路樹の表示例を示す図である。
【図４６】第３の実施形態に係る３次元地図表示装置による、路肩の表示例を示す図である。
【図４７】第３の実施形態に係る３次元地図表示装置による、街灯と防音壁との表示例を示す図である。
【図４８】第３の実施形態に係る３次元地図表示装置による、地下道の表示例を示す図である。
【符号の説明】
４１、５１…ＣＰＵ
４２、５２…メモリ
４３…外部記憶装置
４４…キーボード
４５、５５…ディスプレイ
４６…通信部
５３…記録媒体制御装置
５４…コマンド入力部
５６…現在地検出部
５７…記録媒体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a map information creation apparatus and map information creation method for creating map information for 3D display based on map information for 2D display, and more specifically, included in map information for 2D display. The present invention relates to a map information creating apparatus and a map information creating method for creating map information for three-dimensional display by adding height information to road network information and correcting horizontal coordinates.
[0002]
[Prior art]
The vehicular navigation device provides destination guidance information to the user by displaying map information stored in a recording medium such as a CD-ROM on a screen. Many conventional vehicle navigation apparatuses employ a two-dimensional display that displays map information on a screen in a planar manner. A vehicular navigation device adopting two-dimensional display simply overlays roads without considering the vertical relationship even when displaying a road having a vertical relationship such as a three-dimensional intersection or an underground passage. For this reason, there is a problem that the user cannot recognize that the road is a three-dimensional intersection or an underpass even when viewing the displayed screen.
[0003]
In order to solve this problem, the vehicle navigation apparatus needs to display a road with height information. However, if only the height information is added to display the road, the user becomes difficult to recognize the shape of the road. On the other hand, a method for displaying a road three-dimensionally based on map information faithfully reproducing the three-dimensional shape of the road is not a realistic method because it is extremely difficult to create map information.
[0004]
Accordingly, a method of adding height information to existing map information for two-dimensional display and displaying a road three-dimensionally using polygons (hereinafter referred to as “three-dimensional display”) can be considered. Also by this method, the user can easily recognize a three-dimensional intersection, an underground passage, etc., so that the convenience of the vehicle navigation device can be improved.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, this three-dimensional display also has the following problems. The first problem is that it is necessary to perform a display that allows the user to easily recognize the height of the road. The display area of the display device in the vehicle navigation device is small. For this reason, in order for the user to determine the display contents instantaneously, it is necessary to perform a display that makes it easy to recognize the height of the road.
[0006]
The second problem is that it is necessary to create new map information for three-dimensional display. For two-dimensional display, as is conventionally known, road network information expressed by a combination of nodes and links already exists. To create map information for 3D display (hereinafter referred to as “3D map information”), based on map information for 2D display (hereinafter referred to as “2D map information”) It is necessary to add height information and road width information. In this case, since the map information is enormous, it is necessary to efficiently create the 3D map information using the existing 2D map information.
[0007]
The third problem is that when the 3D map information is created based on the 2D map information, it is necessary to correct the horizontal coordinates included in the road network information. The road network information included in the two-dimensional map information is created without considering the road width. For this reason, if the road is simply displayed with a road width, two roads are actually displayed because they are overlapped because the distance between the links is too close, and may appear as one road. On the other hand, since there is actually only one road represented by two links that are separated from each other, the road may be displayed at a distant position as if it were two roads. Displaying such an unnatural road is a big problem for a vehicular navigation device that aims to provide accurate destination guidance information.
[0008]
The fourth problem is that a road that is not actually visible to the driver is displayed. For example, if there are roads that run in tunnels that penetrate mountains and roads that run on the mountain surface, drivers traveling on the former road cannot see the latter road and drive traveling on the latter road Since the former cannot see the former road, it is unnatural to display two roads at the same time. The display of such an unnatural road is also a problem for the vehicle navigation apparatus.
[0009]
Therefore, a first object of the present invention is to provide a map information creation apparatus and map information creation for creating 3D road network information that allows a user to easily recognize the structure, height and current location of a road based on 2D road network information. Is to provide a method. A second object of the present invention is to provide a map information display device that performs three-dimensional display in which a user can easily recognize the structure, height, and current location of a road.
[0010]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
1st invention is the map information creation apparatus which produces 3D road network information based on 2D road network information expressed using a link and a node,
Map information storage means for storing two-dimensional road network information including at least link and node position information and attribute information thereof;
Attribute informationBased on the attribute value representing the three-dimensional structure of the road and the attribute value representing the vertical relationship of the intersecting roadHeight information adding means for generating height information and adding the generated height information as new attribute information to the road network information;
Height information correcting means for correcting height information using position information;
Correction map information storage means for storing road network information to which the height information after correction is added,
Height information correction meansWhen the three-dimensional shape of the road guided by the height information and the position information does not satisfy the predetermined condition, the height information is corrected, andA new node is generated and added to road network information.
[0011]
According to such a first invention, the attribute information included in the two-dimensional road network informationBased on the attribute value representing the three-dimensional structure of the road and the attribute value representing the vertical relationship of the intersecting roadSince the height information is generated, the height information can be collectively added to the roads without specifying the individual height information for each road. In addition, since the generated height information is corrected using road position information, when the obtained road network information is displayed three-dimensionally, roads such as three-dimensional intersections and underpasses are displayed at a natural height. can do. Thereby, the user can easily recognize the structure and height of the road and the current location. If necessary, new nodes can benetworkSince it is added to the information, the height information can be corrected with a large degree of freedom. For this reason, when the obtained road network information is displayed three-dimensionally, the road can be displayed in a more preferable mode.
[0014]
First2The invention of the1In this invention, the height information correcting means calculates the gradient of each road included in the road network information based on the position information and the height information, and the calculated gradient falls within a predetermined range.If not, create a new node and add it to the road network informationIt is characterized by doing.
[0015]
Like this2According to the invention, since the generated height information is corrected using the road gradient, when the obtained road network information is displayed three-dimensionally, the road is displayed with a natural gradient. be able to.
[0016]
First3The invention of the1In the invention ofThe height information correction means generates a new node and adds it to the road network information when the attribute information about the height of the node does not match the attribute information about the height of the link connected to the node. It is characterized by doing.
[0017]
Like this3According to the invention ofWhen the obtained road network information is displayed three-dimensionally, the road can be displayed in a more preferable manner.
[0018]
First4The invention of the1Based on attribute information, Height information addedThe road width of each road included in the road network information is calculated and the road width is added.When the distance between roads is calculated for two roads and the calculated distance does not fall within the allowable distance between roads determined based on attribute informationIncluded in road network informationOf the roadHorizontal coordinate correcting means for correcting the horizontal coordinate is further provided.
[0019]
Like this4According to the invention,roadWhen the road is displayed three-dimensionally with a width,The distance between the roads is displayed within the allowable range. For this reason, the problem that roads overlap or are displayed apart is solved.Therefore, the user can easily recognize the structure and height of the road and the current location.
[0022]
First5The invention of the4In the present invention, the horizontal coordinate correcting means is:Added height informationFor each intersection included in the road network information,TwoRoadOverlapAreaSought and found overlapThe size of the area is based on attribute informationThe size of the overlap area to be determinedWithin toleranceIf notA new node is generated and added to road network information.
[0023]
Like this5According to the invention, when a road is displayed three-dimensionally with a road width,OverlapThe size of the area is displayed so as to fall within the allowable range. For this reason, the problem that the road is displayed over the long range at the intersection is solved.
[0024]
First6The invention of the4In the invention, the horizontal coordinate correcting means switches whether or not to correct the horizontal coordinates included in the road network information based on the height information.
[0025]
Like this6According to this invention, when the height of the road is different, even if it is determined that the horizontal coordinate needs to be corrected only by the horizontal coordinate of the road, the horizontal coordinate is not corrected. As a result, it is possible to correct the horizontal coordinates only for roads that cause problems when displayed three-dimensionally, and display the roads while maintaining the original position as much as possible.
[0038]
First7According to the present invention, in the first invention, map display means for three-dimensionally displaying roads using polygons based on road network information stored in the corrected map information storage means is further provided.
[0039]
Like this7According to this invention, based on the road network information to which the corrected height information is added, roads such as three-dimensional intersections and underground passages are three-dimensionally displayed using polygons. Since the road network information stored in the corrected map information storage means is added with the corrected height information, the user can easily recognize the structure, height and current location of the road.
[0042]
First8The invention of the7It is a navigation apparatus provided with the map information preparation apparatus of invention of this invention.
[0043]
Like this8According to the invention, in the navigation device that three-dimensionally displays the road, the user can easily recognize the structure, height, and current location of the road.
[0044]
A ninth invention is a map information creation method for creating 3D road network information based on 2D road network information expressed using links and nodes using a computer,
Supplying two-dimensional road network information including at least link and node position information and attribute information thereof to a computer;
The computer has attribute informationBased on the attribute value representing the three-dimensional structure of the road and the attribute value representing the vertical relationship of the intersecting roadA height information generation step for generating height information;
A height information adding step in which the computer adds the generated height information as new attribute information to the road network information;
A height information correcting step in which the computer corrects the height information using the position information;
A computer comprising a corrected map information storage step for storing road network information to which the corrected height information is added;
The height information correction stepWhen the three-dimensional shape of the road guided by the height information and the position information does not satisfy the predetermined condition, the height information is corrected, andA new node is generated and added to road network information.
[0045]
According to such a ninth invention, the attribute information included in the two-dimensional road network informationBased on the attribute value representing the three-dimensional structure of the road and the attribute value representing the vertical relationship of the intersecting roadSince the height information is generated, the height information can be added to the roads in a lump without designating individual height information for each road. In addition, since the generated height information is corrected using road position information, when the obtained road network information is displayed in three dimensions, roads such as three-dimensional intersections and underpasses are displayed at a natural height. can do. Thereby, the user can easily recognize the structure and height of the road and the current location. If necessary, new nodes can benetworkSince it is added to the information, the height information can be corrected with a large degree of freedom. For this reason, when the obtained road network information is displayed three-dimensionally, the road can be displayed in a more preferable mode.
[0048]
First10The invention of the9In the present invention, the height information correction step calculates a gradient of each road included in the road network information based on the position information and the height information, and the calculated gradient falls within a predetermined range.If not, create a new node and add it to the road network informationIt is characterized by doing.
[0049]
Like this10According to the invention, since the generated height information is corrected using the road gradient, when the obtained road network information is displayed three-dimensionally, the road is displayed with a natural gradient. be able to.
[0050]
First11The invention of the9In the invention ofThe height information correction step generates a new node and adds it to the road network information when the attribute information about the height of the node does not match the attribute information about the height of the link connected to the node. It is characterized by doing.
[0051]
Like this11According to the invention ofWhen the obtained road network information is displayed three-dimensionally, the road can be displayed in a more preferable manner.
[0052]
First12The invention of the9In the invention ofComputerBased on attribute information,Added height informationCalculate the road width of each road included in the road network information, and attach the road widthWhen the distance between roads is calculated for two roads and the calculated distance does not fall within the allowable distance between roads determined based on attribute informationAnd a horizontal coordinate correcting step of correcting the horizontal coordinates included in the road network information.
[0053]
Like this12According to the invention,roadWhen the road is displayed three-dimensionally with a width,The distance between the roads is displayed within the allowable range. For this reason, the problem that roads overlap or are displayed apart is solved.Therefore, the user can easily recognize the structure and height of the road and the current location.
[0056]
First13The invention of the12In the present invention, the horizontal coordinate correcting step includes:Added height informationFor each intersection included in the road network information,TwoRoadOverlapAreaSought and found overlapThe size of the area is based on attribute informationThe size of the overlap area to be determinedWithin toleranceIf notA new node is generated and added to the road network information.
[0057]
Like this13According to the invention, when a road is displayed three-dimensionally with a road width,OverlapThe size of the area is displayed so as to fall within the allowable range. For this reason, the problem that the road is displayed over the long range at the intersection is solved.
[0058]
First14The invention of the12In the invention, the horizontal coordinate correcting step is characterized by switching whether or not to correct the horizontal coordinate included in the road network information based on the height information.
[0059]
Like this14According to this invention, when the height of the road is different, the horizontal coordinate is not corrected even when it is determined that the horizontal coordinate needs to be corrected only by the horizontal coordinate of the road. As a result, it is possible to correct the horizontal coordinates only for roads that cause problems when displayed three-dimensionally, and display the roads while maintaining the original position as much as possible.
[0072]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a 3D map creation device and a 3D map display device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0073]
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a hardware configuration of a three-dimensional map creation device according to the first embodiment of the present invention. The three-dimensional map creation device is a computer system that includes a CPU 41, a memory 42, an external storage device 43, a keyboard 44, a display 45, and a communication unit 46. The 3D map creation device adds height information to the 2D map information and corrects the horizontal coordinates to create 3D map information.
[0074]
The external storage device 43 stores 2D map information and a 3D map creation program in advance. The CPU 41 reads the 2D map information and the 3D map creation program from the external storage device 43 into the memory 42 and executes the 3D map creation program. The CPU 41 records the obtained 3D map information in the external storage device 43. The CPU 41 may read the two-dimensional map information from a remote storage device connected via the Internet or the like using the communication unit 46. The keyboard 44 is used as an input device for inputting commands to the three-dimensional map creation program. The display 45 is used as an output device that displays the execution status and execution results of the 3D map creation program.
[0075]
Prior to describing the details of the three-dimensional map creation device, map information processed by this device will be described. The two-dimensional map information includes information on road networks, intersections, railway traffic networks, etc. within a predetermined range expressed by a combination of nodes and links as well known, as well as location information and attribute information of landmarks and boundaries. included. In order to store the map information, an arbitrary recording medium such as a cassette tape, CD-ROM, DAT, DVD, semiconductor memory, or IC memory is used. Further, this map information includes map information of various scales such as 1 / 12,500, 1 / 25,000, 1 / 100,000, 1 / 4000,000 for the convenience of the user. May be.
[0076]
As shown in FIG. 2, the road network information included in the two-dimensional map information is expressed by a combination of a link and a node. In FIG. 2A, a black circle represents a node corresponding to each intersection, and a line segment represents a link corresponding to a road connecting the intersections. In FIG. 2A, only some links are drawn for the sake of simplicity. In addition, in order to express a fine road shape between intersections, bending points p to w may be inserted at locations other than the intersections a and b as shown in FIG. In this embodiment, all bending points are handled in the same way as nodes.
[0077]
The road network information includes at least link and node position information and link and node attribute information. The link attribute information includes an absolute height attribute indicating that the link is elevated or underground. The absolute height attribute takes, for example, values such as “ground surface”, “first level elevated”, “first level underground”, “second level elevated”. In the following, unless otherwise indicated, “the first level elevated” is referred to as “overpass” and “the first level underground” is referred to as “underground”.
[0078]
In the road network information, there are cases where two links intersect without having a node at the intersection, such as links bc and fg shown in FIG. Hereinafter, such a link pair is referred to as a “crossing link pair”. The attribute information of the link belonging to the cross link pair includes a relative height attribute indicating which link is on the upper side. The value of the relative height attribute of the upper link is “overpass”, and the value of the relative height attribute of the lower link is “underpass”. Since the absolute height attribute and the relative height attribute are independent attributes, the attribute information of the link belonging to the cross link pair includes both the absolute height attribute and the relative height attribute. Will be.
[0079]
FIG. 4 is a diagram showing an example of the format of 2D map information. The two-dimensional map information includes the number of nodes n, the number of links m, the first to n-th node information, the first to m-th link information, and the like. The number of nodes and the number of links represent the number of nodes and links included in the two-dimensional map information, respectively. Each node information includes a node number, two-dimensional coordinates, and node attribute information. Each link information includes a start point node number, an end point node number, and link attribute information. The node number represents a number assigned to each node. The two-dimensional coordinates represent the two-dimensional position of the node using latitude and longitude. The start node number and the end node number represent the node numbers of the nodes connected to the link. The link position information can be obtained by using the two-dimensional coordinates of the node, the start node number, and the end node number.
[0080]
The node attribute information includes a node height attribute and a node type. The link attribute information includes a link height attribute, a link type, the number of lanes, a road width, and the like. Each of the node height attribute and the link height attribute includes an absolute height attribute and a relative height attribute. The node type and link type take values such as “intersection”, “highway”, and “national road”. The number of lanes represents the number of lanes of the link, and the road width represents the width of the road. Since node attribute information and link attribute information are added only when a node or link is known to have that attribute, these attribute values may be undefined. In this case, for example, the values of the absolute height attribute and the relative height attribute are “no height attribute”, and the number of lanes and the road width are “uninvestigated”.
[0081]
FIG. 5 is a main flowchart showing the operation of the 3D map creating apparatus according to the present embodiment. The CPU 41 first reads 2D map information stored in the external storage device 43 or the like (step S11). Next, the CPU 41 generates height information using a part of the attribute information of the road network information included in the two-dimensional map information in the height information addition process (step S12), and the generated height information is used as the road information. It is added as new attribute information to the network information. Next, in the height information correction process (step S13), the CPU 41 corrects the height information added by the height information addition process using the position information included in the road network information. Next, in the horizontal coordinate correction process (step S14), the CPU 41 calculates the road width of the road included in the road network information, and corrects the horizontal coordinates included in the road network information. Details of these three processes will be described later.
[0082]
As a result of applying the above three processes to the two-dimensional map information, the three-dimensional map information shown in FIG. 6 is obtained. This 3D map information is different from 2D map information in which node information includes 2D coordinates in that node information includes 3D coordinates. The three-dimensional coordinates are obtained by adding “height information” representing the height from the ground surface to the two-dimensional coordinates. Since the 3D map information includes more nodes and links than the original 2D map information, the number of nodes N and the number of links M are larger than the number of nodes n and the number of links m of the 2D map information.
[0083]
The CPU 41 records the obtained three-dimensional map information in the external storage device 43 or the like (step S15). In order to record the map information, an arbitrary recording medium such as a cassette tape, CD-ROM, DAT, DVD, semiconductor memory, or IC memory is used. The three-dimensional map creation device may access a remote storage medium connected to the Internet or the like.
[0084]
The three-dimensional map information obtained in this way is used as map information in a map information display device such as a vehicle navigation device adopting a three-dimensional display. FIG. 7 is a block diagram showing a hardware configuration of the vehicle navigation system using the three-dimensional map information shown in FIG. This system includes a CPU 51, a memory 52, a recording medium control device 53, a command input unit 54, a display 55, and a current location detection unit 56. A recording medium 57 in which 3D map information is recorded is inserted into the recording medium control device 53. The CPU 51 reads out the 3D map information from the recording medium 57 according to the command input from the command input unit 54 and the current location information received from the current location detection unit 56 and causes the display 55 to display a 3D display screen.
[0085]
Height information generated by height information addition processing is added to the road network information included in the three-dimensional map information. Further, the height information added to the road network information is corrected to a height suitable for three-dimensional display by the height information correction processing. Further, the horizontal coordinate included in the road network information is corrected to a position suitable for three-dimensional display by the horizontal coordinate correction processing. For this reason, the vehicle navigation apparatus using the 3D map information can perform a 3D display in which the user can easily recognize the structure, height, and current location of the road.
[0086]
Details of the height information addition processing (step S12) will be described with reference to FIGS. In the height information addition process, as shown in FIG. 8, the link height attribute generation process (step S121), the node height attribute generation process (step S122), the node insertion process (step S123), and the node height information The generation process (step S124) is executed in order. Thereby, node height information is generated based on the absolute height attribute of the link.
[0087]
In the link height attribute generation process (step S121) shown in FIG. 9, the absolute height attribute of all links is obtained based on the absolute height attribute of the given link. The CPU 41 sets the value of the absolute height attribute of the link whose absolute height attribute is “no height attribute” to “ground attribute” (step S1211). Next, the CPU 41 extracts an unprocessed cross link pair from the two-dimensional map information (step S1212). Next, when the absolute height attribute values of the two links match (step S1213) and the relative height attribute values do not match (step S1214), the CPU 41 corrects the height attribute (step S1214). S1215) is performed. CPU41 performs the process from step S1212 to S1215 about all the cross link pairs (step S1216).
[0088]
In the height attribute correction process (step S1215), the process selected based on the absolute height attribute and the relative height attribute of the link from the table shown in FIG. 10 is performed. For example, the absolute height attribute of two links is “underground”, the relative height attribute of link 1 is “no height attribute”, and the relative height attribute of link 2 is “underpass” ”, It is determined that the link 2 is below the link 1. For this reason, the value of the absolute height attribute of the link 2 is corrected to the underground attribute one lower than the value of the absolute height attribute of the link 1.
[0089]
In the node height attribute generation process (step S122) shown in FIG. 11, the absolute height attribute of all nodes is obtained based on the absolute height attribute of the link. The CPU 41 extracts an unprocessed node from the two-dimensional map information (step S1221). Next, when the absolute height attribute of the extracted node is “no height attribute” (step S1222), the CPU 41 obtains the absolute height attribute of all the links connected to the node ( In step S1223, the mode value of the obtained value is set in the absolute height attribute of the node (step S1224). CPU41 performs the process from step S1221 to S1224 about all the nodes (step S1225). In step S1224, when there are two or more repeat values of the absolute height attribute, the CPU 41 sets the absolute height attribute closest to the ground surface, for example.
[0090]
In the node insertion process (step S123) shown in FIG. 12, a new node is inserted on a link having an unnatural absolute height attribute. Since the link height attribute generation process and the node height attribute generation process described above are performed independently of each other, an unnatural absolute height attribute may be added to the link. For example, as shown in FIG. 13A, although the absolute height attribute of a link is “elevated”, the absolute height attributes of two nodes connected to the link are “ground surface” and “underground”. May be. In order to eliminate the existence of such an unnatural link, in the node insertion process, as shown in FIG. 13B, two nodes having the same absolute height attribute as the link are newly inserted on the link. Is done.
[0091]
As shown in FIG. 12, the CPU 41 extracts an unprocessed link from the two-dimensional map information (step S1231). Next, when the absolute height attribute of the extracted link does not match any of the absolute height attributes of the nodes connected to the link (step S1232), the CPU 41 sets 2 to a predetermined position on the link. One node is newly inserted (step S1233). The node insertion position may be an arbitrary position on the link. For example, the node may be inserted at a predetermined distance from two nodes on the link. The two-dimensional coordinates of the new node can be easily obtained using the two-dimensional coordinates of the original node. Next, the CPU 41 sets the absolute height attribute of the two inserted nodes to the same value as the absolute height attribute of the link (step S1234). CPU41 performs the process from step S1231 to step S1234 about all the links (step S1235).
[0092]
In the node height information generation process (step S124), the absolute height attribute of all nodes is converted into height information with reference to the table shown in FIG. For example, the height information of a node whose absolute height attribute is “elevated” is 7 m.
[0093]
15 and 16 are diagrams for explaining an execution example of the node height information generation process. Here, it is assumed that the absolute height attributes of links other than the link bc and all nodes are “no height attribute” in the two-dimensional map information. In the example shown in FIG. 15, when the absolute height attribute of the link bc is “no height attribute”, height information of 0 m is added to the nodes b and c (FIG. 15A). ). When the absolute height attribute of the link bc is “elevated”, height information of 7 m is added to the nodes b and c (FIG. 15B). When the absolute height attribute of the link bc is “underground”, −7 m height information is added to the nodes b and c (FIG. 15C).
[0094]
In the example shown in FIG. 16, when the absolute height attribute of the link bc is “elevated”, the absolute height information of the link bc and the link fg is “elevated” and “ground surface”, respectively. Therefore, height information of 7 m is added to nodes b and c, and height information of 0 m is added to nodes f and g, respectively. By adding the height information to the road network information in this way, it is possible to three-dimensionally represent that two roads are three-dimensionally intersected as shown in FIG.
[0095]
In the height attribute correction process shown in FIG. 10, for example, when the absolute height attributes of two links are both “elevated” and the link 2 is above the link 1, the absolute link 2 The height attribute is modified to “second level elevated”. For this reason, height information of 7 m is added to the two nodes connected to link 1, and height information of 14 m is added to the two nodes connected to link 2. As described above, the height information added in the height information addition process may be not only the height of one level but also the height of the elevated or underground level for a plurality of levels. If the height information of the node is 0 m, the height information may not be added to the node instead of adding the height information of 0 m to the node.
[0096]
Details of the height information correction process (step S13) will be described with reference to FIGS. The reason why the height information correction processing is required is as follows. In the road network information to which height information is added, consider a case in which a short link with height information of 7 m is generated only at one end node, such as a link ef shown in FIG. When this road is displayed three-dimensionally, it is displayed as an unnaturally steep road. Conversely, let us consider a case in which a long link in which height information of 7 m is added to only one node is generated, as in a link ab shown in FIG. When this road is displayed three-dimensionally, the slope of the road is too gentle, and it becomes difficult for the user to recognize the slope of the road. Therefore, in the height information correction process, the height information added by the height information addition process is corrected using the position information included in the road network information. More specifically, the height information is corrected so that the road gradient falls within a predetermined range.
[0097]
As shown in FIG. 17, the CPU 41 extracts an unprocessed inclined link from the road network information (step S131). Next, CPU41 calculates | requires the gradient of a link using the three-dimensional coordinate of two nodes connected to the link (step S132). The link gradient is calculated using the distance between both nodes on the map and the height information of the two nodes added by the height information adding process. Next, the CPU 41 classifies cases according to the gradient of the link (step S133). The CPU 41 performs a height change range expansion process when the link gradient is greater than or equal to a first predetermined value (for example, 4 degrees or more) (step S134), and the link gradient is less than a second predetermined value (for example, If it is less than 2 degrees, a height change range restriction process is performed (step S135). The CPU 41 performs the processing from step S131 to step S135 for all the inclined links (step S136).
[0098]
In the height change range expansion process, the range to which the height information is added is expanded, and new appropriate height information is added to the node. For example, in the example shown in FIG. 18A, it is assumed that the length of the link ef is 5 m, height information of 0 m is added to the node e, and height information of 7 m is added to the node f. In this case, it is determined that the gradient of the link ef is steep, and the range to which the height information is added is expanded to between the nodes b and f as shown in FIG. At this time, appropriate height information corresponding to the distance from the node b is added to each node between the nodes b and f.
[0099]
In the height change range restriction process, a new node is provided on the link, and the range to which the height information is added is shortened. For example, in the example shown in FIG. 19A, it is assumed that the length of the link ab is 1000 m, and height information of 0 m is added to the node a and 7 m is added to the node b. In this case, it is determined that the gradient of the link ab is gentle, and as shown in FIG. 19B, the new node c having the height information of 0 m has an appropriate value for the link gradient in the middle of the link ab. Added to the position.
[0100]
In the height information correction process, a plurality of nodes may be added when the link gradient is smaller than the second predetermined value. Further, the height information may be corrected in accordance with the change in topography using attribute information such as the sea level of the link or node.
[0101]
The details of the horizontal coordinate correction process (step S14) will be described with reference to FIGS. When the 3D map information obtained by the height information correction process is displayed with a road width, an unnatural 3D display screen may be obtained. In the horizontal coordinate correction processing, as shown in FIG. 20, node insertion processing near an intersection (step S141), processing for narrowing the distance between roads (step S142), and processing for widening the distance between roads (step S143). It is executed in order. Thus, the unnaturalness of the three-dimensional display screen is eliminated by correcting the horizontal coordinates included in the three-dimensional map information. Note that even if the execution order of the process for narrowing the distance between roads (step S142) and the process for widening the distance between roads (step S143) are reversed, the unnaturalness of the three-dimensional display screen is similarly eliminated.
[0102]
The road width of each road included in the road network information is calculated as follows. When a value is given to the number of lanes in the link attribute information, the road width is calculated by multiplying the number of lanes by the width per lane. If no value is given for the number of lanes, the road width is calculated using other link attribute information, for example, two lanes for highways and one lane for private roads, and the value is multiplied by the width per lane. Calculated.
[0103]
In the node insertion process in the vicinity of the intersection shown in FIG. 21 (step S141), a new node is added to the road network information in order to eliminate road overlap in the vicinity of the intersection. For example, as shown in FIG. 22 (a), when an intersection where roads intersect at a small angle is displayed with a road width, the road near the intersection has a long distance as shown in FIG. 22 (b). Overlaid. This makes it difficult for the user to recognize the intersection. In this case, as shown in FIG. 22C, the overlapping of roads near the intersection can be eliminated by newly adding nodes p and q.
[0104]
In the following, when two links are selected from a set of links connected to one node, when there are no other links between the corners of the two links, This is called “link pair”. For example, in the example shown in FIG. 22, the link bc and the link bd are adjacent link pairs, but the link bc and the link be are not adjacent link pairs.
[0105]
As shown in FIG. 21, the CPU 41 extracts an unprocessed adjacent link pair from the road network information (step S1411). Next, the CPU 41 obtains an area where two roads overlap when adjacent link pairs are displayed with road widths (step S1412). For example, in the example shown in FIG. 21, a hatched area is obtained for the adjacent link pair bc and bd. Next, the CPU 41 obtains a distance between a point farthest from the intersection in the obtained area and the intersection (step S1413). In the example described above, the distance between the intersection b and the point g is obtained. When the obtained distance exceeds the predetermined value (step S1414), the CPU 41 inserts a new node at a predetermined position on one link of the adjacent link pair (step S1415). The node insertion position is, for example, a position that is a predetermined distance from the intersection on the link. Next, the CPU 41 determines that the distance L between the inserted node and the other link is the sum of the road widths of the two roads (W1  + W2  ) The inserted node is moved to a larger position (step S1416). The CPU 41 performs the processing from step S1411 to step S1416 for all adjacent link pairs (step S1417).
[0106]
In the process of narrowing the distance between roads shown in FIG. 23 (step S142), a set of links to be located nearby is obtained based on the link attribute information, and the distance between roads is narrowed. For example, the elevated road and the elevated road should originally be located close to each other, but there are cases where two links are placed apart from each other. In the process of narrowing the distance between the roads, such a distance between the roads is narrowed.
[0107]
The CPU 41 obtains a set of link pairs that should be located nearby by using the link attribute information or the like (step S1421). Next, the CPU 41 extracts an unprocessed link pair from the obtained set (step S1422). Next, the CPU 41 corrects the horizontal coordinates of the nodes connected to each link so that the distance between the two links is equal to or less than a predetermined value (step S1423). For example, as shown in FIG. 24A, the distance between two links ab and cd is L.1  And the road widths of the links ab and cd are respectively W1  , W2  Suppose that In step S1423, the distance between the two links is (W1  + W2  The horizontal coordinates of the link ab and the link cd are corrected so as to be equal to or less than + α) (see FIG. 24B). The CPU 41 performs the processes of steps S1422 and S1423 for all the link pairs obtained in step S1421 (step S1424).
[0108]
In the process of widening the distance between roads shown in FIG. 25 (step S143), the distance between the roads is widened in order to eliminate the road overlap display. The CPU 41 obtains a set of overlapping link pairs using the horizontal coordinates of the links (step S1431). Next, the CPU 41 extracts an unprocessed link pair from the obtained set (step S1432). Next, the CPU 41 modifies the horizontal coordinates of the nodes connected to each link so that the distance between the two links becomes a predetermined value or more (step S1433). For example, as shown in FIG. 26A, the distance between the two links ab and cd is L.1  And the road widths of the links ab and cd are W1  , W2  Suppose that In step S1433, the distance between the two links is (W1  + W2  The horizontal coordinates of the link ab and the link cd are corrected so as to be equal to or larger than + β) (see FIG. 26B). The CPU 41 performs the processes of steps S1432 and S1433 for all the link pairs obtained in step S1431 (step S1434).
[0109]
In the above three processes in the horizontal coordinate correction process, whether or not to perform these processes may be switched using the height information. For example, in the example shown in FIG. 26, when the road represented by the link ab is an elevated road and the road represented by the link cd is a road on the ground surface, the CPU 41 is horizontal because the road height is different. It may be determined that there is no need to correct the coordinates. As a result, it is possible to correct the horizontal coordinates only for roads that cause problems when displayed three-dimensionally, and display the roads while maintaining the original position as much as possible.
[0110]
As described above, according to the present embodiment, after the height information is generated using a part of the attribute information of the two-dimensional road network information and corrected using the road gradient, Added. Since the height information is generated based on the attribute information as described above, the height information can be added to the roads in a lump without designating the height information individually for each road. In addition, since the height information is corrected so that the road gradient falls within a predetermined range, roads such as three-dimensional intersections and underpasses are given a natural gradient based on the obtained road network information. Can be displayed.
[0111]
Further, according to the present embodiment, the road width of the road is calculated based on the attribute information, and the horizontal coordinates included in the road network information are corrected using the position information of the road with the road width. Thereby, when a road is displayed three-dimensionally with a road width based on the obtained road network information, problems such as roads being displayed in an overlapping manner are solved.
[0112]
(Second Embodiment)
The 3D map information creation device according to the second embodiment of the present invention has the hardware configuration shown in FIG. 1 as in the first embodiment, and creates 3D map information including altitude information. Features. The altitude information refers to the altitude of each point expressed above sea level, and the height information refers to the height from the ground surface at each point, as in the first embodiment.
[0113]
FIG. 27 is a main flowchart showing the operation of the 3D map creating apparatus according to the present embodiment. After reading the two-dimensional map information and the terrain information (steps S21 and S22), the CPU 41 adds a bending point (step S23), height information addition processing (step S24), and height information correction processing (step S25). The altitude calculation process (step S26), the altitude / height composition process (step S27), and the horizontal coordinate correction process (step S28) are sequentially performed, and the obtained three-dimensional map information is recorded (step S29). This flowchart is obtained by adding terrain information reading processing, bending point addition processing, elevation calculation processing, and elevation / height synthesis processing to the flowchart shown in FIG. Since the processes other than these four are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.
[0114]
In addition to the two-dimensional map information, the external storage device 43 shown in FIG. 1 stores terrain information including elevation values at predetermined points. In the terrain information reading process (step S22), the CPU 41 reads the terrain information stored in the external storage device 43. The method of expressing the terrain information is arbitrary, but the terrain information according to the present embodiment is obtained from lattice points provided at equal intervals in the X-axis direction and the Y-axis direction of the map as shown in FIG. It shall have an altitude value. Hereinafter, a rectangular area obtained by connecting the lattice points is referred to as a “square area”, and its side is referred to as a “boundary line”. Using this terrain information, the terrain can be displayed three-dimensionally as shown in FIG.
[0115]
FIG. 29 is a diagram illustrating an example of a format of 3D map information created by the 3D map creation apparatus according to the present embodiment. This 3D map information differs from the 3D map information shown in FIG. 6 in that a new element is included in the 3D coordinates of the node. The Z coordinate of the node in this format consists of height information, second height information, elevation information, and a synthesis result. The altitude information is the altitude of this node expressed above sea level. The height information is the same as the height information according to the first embodiment. The second height information is height information obtained by the altitude / height combining process. The synthesis result is the sum of the altitude information and the second height information.
[0116]
Details of the bending point addition process (step S23) will be described with reference to FIG. In the bending point addition process, a new bending point is added at the point where the link and the boundary line of the square area intersect. For example, as shown in FIG. 30A, when the road network information includes a link ab extending over a square area, a bending point is added at a point p where the link ab and the boundary line of the square area intersect. When the road network information subjected to this processing is displayed three-dimensionally, the link is displayed by being bent along the terrain at the bent portion of the terrain, as shown in FIG. The same processing as that of the node is applied to the added bending point.
[0117]
The CPU 41 performs a height information addition process (step S24) and a height information correction process (step S25) on the two-dimensional map information to which the inflection point is added, as in the first embodiment. Ask for information.
[0118]
Details of the altitude calculation process (step S26) will be described with reference to FIGS. In the altitude calculation process, the altitude information of the node is calculated using the read terrain information. As shown in FIG. 31, the CPU 41 extracts an unprocessed node from the road network information (step S261), and obtains link attribute information of all links connected to the node (step S262). Next, the CPU 41 determines whether the node is in the tunnel or on the bridge based on the obtained link attribute information (steps S263, S264). For example, if all link types are “tunnel”, the CPU 41 determines that the node is in the tunnel, and if all link types are “bridge”, the CPU 41 determines that the node is on the bridge. Next, when the CPU 41 determines that the node is in the tunnel or on the bridge, the CPU 41 uses the second calculation method (step S266). Otherwise, the CPU 41 uses the first calculation method (step S265). Find the elevation value of. CPU41 performs the process from step S261 to S266 about all the nodes (step S267).
[0119]
When obtaining the altitude information of the node a using the first calculation method, the CPU 41 first obtains a square area including the node a (see FIG. 32). For this purpose, the X coordinate and Y coordinate of the node a may be divided by the grid point interval w. When one of the obtained grid points of the square area is set as the origin, the coordinates of the four grid points of the square area are g1  (0, 0), g2  (W, 0), g3  (W, w) and g4  (0, w). G of the intersection of diagonal lines of a square area0  And
[0120]
Next, the CPU 41 divides the square area into four triangular areas by diagonal lines, and obtains a triangular area including the node a. Next, the CPU 41 obtains an elevation value for each vertex of the obtained triangular area, thereby obtaining a three-dimensional triangular area. For example, node a is a triangular region g0  g2  g3  3D triangular region G0  G2  G3  The coordinates of each vertex of
G0  : (W / 2, w / 2, h0  )
G2  : (W, 0, h2  )
G3  : (W, w, h3  )
It becomes. Where hi  (I = 1 to 4) is each grid point g included in the terrain informationi  Is the altitude value of h0  Is hi  It is an average value of (i = 1 to 4).
[0121]
When the intersection of the straight line passing through the node a and parallel to the Z axis and the obtained three-dimensional triangular area is A, the CPU 41 determines the Z coordinate h of the point A.a  To the altitude information of node a. According to the first calculation method, altitude information at an arbitrary point can be obtained.
[0122]
On the other hand, since the road gradient is almost constant in the tunnel or on the bridge, the CPU 41 uses the second calculation method different from the first calculation method for the altitude information for the nodes in the tunnel or on the bridge. Ask for. This is because if the elevation information is obtained by the first calculation method, the road gradient changes greatly in the tunnel or on the bridge, and the road display becomes unnatural.
[0123]
P nodes at both ends of the tunnel or bridge0  And pn  P, a node located in the tunnel or on the bridge1  ~ Pn-1  And the node p obtained by the first calculation method0  And node pn  For each altitude information0  And hn  And CPU41 is the node pi  Elevation information h (i = 1 to n-1)i  The
hi  = (Hn  -H0  ) X Li  / Ln  + H0
Ask for. Where Li  (I = 1 to n)
Li  = Σ | pj  -Pj-1  (However, j = 1 to i)
Defined by the node p0  To node pi  It is the sum of the distances of links up to.
[0124]
FIGS. 33 and 34 are three-dimensional representations of tunnels and bridges from node a to node c, respectively. Since the altitude information of the node b is obtained by the second calculation method, natural road display can be performed without greatly changing the road gradient in the tunnel or on the bridge.
[0125]
The details of the altitude / height synthesis process (step S27) will be described with reference to FIGS. In the altitude / height synthesis process, second height information included in the three-dimensional coordinates of the node and the synthesis result are obtained based on the altitude information and the height information. At the time before this processing is performed, the height information and elevation information of the node are calculated by the height information generation processing (step S24) and the elevation calculation processing (step S26), respectively. FIGS. 35 (a) and (b) are three-dimensional representations of nodes having height information and elevation information, respectively. In many cases, the CPU 41 sets the value of the height information in the second height information and sets the sum of the height information and the altitude information as the combined result in the altitude / height combining process. FIG. 35 (c) is a diagram three-dimensionally representing the nodes having the synthesis result. Thus, a more realistic display can be performed by displaying the road three-dimensionally using the sum of the altitude information and the height information.
[0126]
FIG. 36 is a flowchart of the altitude / height composition process. The CPU 41 extracts an unprocessed node from the road network information (step S271), and obtains link attribute information of all links connected to the node (step S272). Next, based on the obtained link attribute information, the CPU 41 proceeds to step S275 when determining that the node is in the tunnel, to step S276 when determining that the node is on the bridge, and to step S277 otherwise. (Steps S273 and S274).
[0127]
Next, the CPU 41 proceeds to step S278 when determining that the node is located in the “tunnel passing through the mountain” or “on the bridge across the valley”, and proceeds to step S277 otherwise (steps S275 and S276). ). In step S277, the CPU 41 sets the height information as the second height information, and sets the sum of the altitude information and the height information as the composite result. Further, in step S278, the CPU 41 sets the second height information to the value 0, and sets the altitude information as it is to the synthesis result. CPU41 performs the process from step S271 to S278 about all the nodes (step S279).
[0128]
The reason why the different processing is performed when the node is located in the “tunnel through the mountain” is as follows. If the node is not located within the “tunnel through the mountain”, the ground surface is considered to be substantially horizontal, as shown in FIG. For this reason, even if the sum of the altitude information and the height information is used as the synthesis result, the three-dimensional display of the road is not hindered. On the other hand, when the node is located in the “tunnel passing through the mountain”, it is considered that the ground surface is not horizontal as shown in FIG. For this reason, if the sum of the altitude information and the height information is used as the synthesis result, a link having an unnatural gradient may occur in the tunnel. For example, in FIG. 37B, if the link type of the links ab and bc is “tunnel”, and the sum of the altitude information and the height information is used as the synthesis result, four links AP1  , P1  B1  , B1  Q1  And Q1  C is displayed and link Q1  The gradient of C becomes an unnatural value as the gradient in the tunnel. Therefore, when the node is located in the “tunnel passing through the mountain”, the CPU 41 uses the altitude information as a combined result as it is. With this processing, link AB2  And B2  Since C is displayed, a road having an unnatural gradient is not displayed.
[0129]
In step S275, the CPU 41 determines whether or not the node is located in the “tunnel through the mountain” based on the attribute information included in the two-dimensional map information. If no attribute information is given, the CPU 41 determines that the two areas S shown in FIG.1  And S2  Seeking S1  Is S2  If it is smaller, it may be determined that the node is located in the “tunnel through the mountain”. Area S1  And S2  Is defined as follows: When the point X moves from one end of the tunnel to the other end on the two-dimensional map, it is considered that three points move immediately above the point X. First point X1  Is the second point X on the link giving the sum of the elevation information and the height information.2  Is the third point X on the link given only elevation information3  Are moving along the ground surface, the line segment X1  X2  Is the area S1  And line segment X2  X3  Is the area S2  It is defined as
[0130]
When the node is located on the “bridge across the valley”, different processing is required as in the case where the node is located in the “tunnel through the mountain”. To do. 39 and 40 correspond to FIGS. 37 and 38, respectively. For simplification of the drawings, the bending point added in step S23 is omitted in FIGS.
[0131]
As described above, according to the present embodiment, it is possible to create tertiary map information reflecting height information and altitude information with respect to the ground surface. For this reason, when the obtained three-dimensional map information is displayed three-dimensionally, a road can be displayed reflecting the change in topography. Moreover, since the altitude information of the point is used for the height information of the node located in the tunnel passing through the mountain or on the bridge across the valley, it is possible to display a road having a natural gradient.
[0132]
Note that, in the horizontal coordinate correction process (step S14) according to the first embodiment, it is possible to switch whether or not three processes are performed using the height information. In the horizontal coordinate correction process (step S28), whether or not three processes are performed using the height information and the altitude information may be switched. Specifically, whether or not to perform the three processes may be switched using the synthesis result obtained by the altitude / height synthesis process (step S27).
[0133]
(Third embodiment)
A three-dimensional map display apparatus according to the third embodiment of the present invention has the hardware configuration shown in FIG. 7, and adds three-dimensional information to the two-dimensional map information and corrects the horizontal coordinates to obtain a three-dimensional map. Map information is created and the created 3D map information is displayed on the screen. This device is used as a vehicle navigation system.
[0134]
FIG. 41 is a main flowchart showing the operation of the 3D map display apparatus according to the present embodiment. In the recording medium 57, the two-dimensional map information shown in FIG. 42 is recorded in advance. The two-dimensional map information is obtained by adding the display accessory number L and the first to Lth display accessory information to the two-dimensional map information shown in FIG. Each display accessory information includes a display accessory type and two-dimensional coordinates. The display accessory type represents the type of display accessory such as “traffic light”, “streetlight”, “street tree”, and “landmark”. The two-dimensional coordinates represent the position of the display accessory on the plane using latitude and longitude.
[0135]
The CPU 51 reads the two-dimensional map information from the recording medium 57 in accordance with the command input from the command input unit 54 and the current location information received from the current location detection unit 56 (step S31). Thereafter, as in the first embodiment, the CPU 51 sequentially performs a height information adding process (step S32), a height information correcting process (step S33), and a horizontal coordinate correcting process (step S34). At this time, the three-dimensional coordinates of the display accessory information are also calculated.
[0136]
As a result of applying the above three processes to the two-dimensional map information, the three-dimensional map information shown in FIG. 43 is obtained. This 3D map information is different from the original 2D map information in that 3D coordinates are included in node information and display accessory information. The three-dimensional coordinates are obtained by adding “height information” indicating the height from the ground surface to the original two-dimensional coordinates. The CPU 51 stores the obtained three-dimensional map information in the memory 52 (step S35).
[0137]
Next, the CPU 51 adds road width information of the road to the three-dimensional map information stored in the memory 52 in the road width information addition process (step S36). FIG. 44 is an explanatory diagram of the road width information adding process. For example, when the two-dimensional map information shown in FIG. 44A is recorded in the recording medium 57 in advance, the memory 52 stores the three-dimensional information shown in FIG. 44B before the road width information addition processing is performed. Stores map information. CPU51 calculates | requires the three-dimensional map information shown in FIG.44 (c) by performing a road width information addition process.
[0138]
Next, the CPU 51 creates a three-dimensional display screen based on the three-dimensional map information subjected to the road width information addition processing in the display screen creation processing (step S37). At this time, the CPU 51 additionally displays various display accessories in order to perform better three-dimensional display. The display accessory indicates the height from the ground surface so that the user can easily recognize the height of the road when displaying the three-dimensional map information. Display accessories include, for example, elevated pillars, traffic lights, street trees, street lamps, elevated shadows, underpass expressions, information boards, guardrails, shoulders, noise barriers, buildings, houses, landmarks, tunnels, bridges, piers, pedestrian bridges, charges There are ETC (Electronic Toll Collection) lanes or ITS (Intelligent Transport Systems) facilities.
[0139]
Next, the CPU 51 outputs the created three-dimensional display screen to the display 55 (step S38). The display 55 is a display device such as a CRT, a liquid crystal monitor, or a plasma display. The display 55 displays 3D map information together with display accessories. At this time, the road is three-dimensionally displayed using a polygon.
[0140]
45 to 48 are diagrams showing examples of screens on which roads and display accessories are displayed simultaneously. In FIG. 45, the elevated road 20 is displayed with an elevated column 21, an elevated shadow 22, and a roadside tree 23 that are display accessories. Thereby, the user can recognize that the road is elevated. In FIG. 46, the road 24 is displayed with a road shoulder 25 as a display accessory. Thereby, the user can recognize that the road is on the ground surface. In FIG. 47, a road 26 is displayed with a soundproof wall 27 and a streetlight 28 as display accessories. Thereby, the user can recognize the gradient of the road by comparing the height of the soundproof wall 27 and the street lamp 28 with the gradient of the road. In FIG. 48, an underground passage 29 is displayed with an underground passage representation 30 that is a display accessory. Thereby, the user can recognize that the road is an underpass.
[0141]
As described above, according to the present embodiment, roads are three-dimensionally displayed using polygons based on three-dimensional map information created based on two-dimensional map information. Thereby, the user can easily recognize the structure and height of the road and the current location. In particular, since the road is displayed with a display accessory indicating the height from the ground surface, the user can easily recognize the height of the road. Since the map information display device according to the present embodiment has the above-described characteristics, it has an effective effect when used as a vehicle navigation device. Also in this embodiment, as in the second embodiment, three-dimensional map information reflecting height information and altitude information with respect to the ground surface is created, and roads are three-dimensionally created based on the created three-dimensional map information. May be displayed automatically.
[0142]
In each of the first to third embodiments, the height information added to the road network information and the horizontal coordinates included in the road network information are respectively a height information correction process and a horizontal coordinate correction process. It was supposed to be corrected by However, the present invention is not limited to this, and the height information addition process may be performed, and the height information correction process and / or the horizontal coordinate correction process may not be performed. Even with such a map information creation device or map information display device, although an unnatural part occurs in a part of the road display, it is not necessary to specify height information individually for each road, Thus, the height information can be added.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a three-dimensional map creation apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing road network information in the three-dimensional map creating apparatus according to the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing road network information representing a road that intersects three-dimensionally in the three-dimensional map creating apparatus according to the first embodiment.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a format of 2D map information in the 3D map creation apparatus according to the first embodiment.
FIG. 5 is a main flowchart showing the operation of the 3D map creating apparatus according to the first embodiment.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a format of 3D map information in the 3D map creating apparatus according to the first embodiment.
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a vehicle navigation system using 3D map information created by the 3D map creating apparatus according to the first embodiment.
FIG. 8 is a flowchart of height information addition processing in the three-dimensional map creation apparatus according to the first embodiment.
FIG. 9 is a flowchart of link height attribute generation processing in the three-dimensional map creation apparatus according to the first embodiment.
FIG. 10 is a table showing the contents of height attribute correction processing in the three-dimensional map creation apparatus according to the first embodiment.
FIG. 11 is a flowchart of node height attribute generation processing in the three-dimensional map creation apparatus according to the first embodiment.
FIG. 12 is a flowchart of node insertion processing in the three-dimensional map creation apparatus according to the first embodiment.
FIG. 13 is an explanatory diagram of a node insertion process in the 3D map creation device according to the first embodiment.
FIG. 14 is a table for obtaining node height information in the 3D map creating apparatus according to the first embodiment;
FIG. 15 is a diagram illustrating a state in which height information is added by the three-dimensional map creation device according to the first embodiment.
FIG. 16 is a diagram illustrating a state in which height information is added to a road that intersects three-dimensionally by the three-dimensional map creation device according to the first embodiment.
FIG. 17 is a flowchart of height information correction processing in the 3D map creation apparatus according to the first embodiment;
FIG. 18 is an explanatory diagram of a height change range expansion process in the 3D map creation device according to the first embodiment;
FIG. 19 is an explanatory diagram of a height change range restriction process in the 3D map creation device according to the first embodiment;
FIG. 20 is a flowchart of horizontal coordinate correction processing in the three-dimensional map creation apparatus according to the first embodiment.
FIG. 21 is a flowchart of node insertion processing near an intersection in the 3D map creation apparatus according to the first embodiment;
FIG. 22 is an explanatory diagram of a node insertion process near an intersection in the 3D map creation device according to the first embodiment;
FIG. 23 is a flowchart of processing for narrowing the distance between roads in the three-dimensional map creating apparatus according to the first embodiment.
FIG. 24 is an explanatory diagram of a process of narrowing the distance between roads in the three-dimensional map creation device according to the first embodiment.
FIG. 25 is a flowchart of processing for increasing the distance between roads in the three-dimensional map creating apparatus according to the first embodiment.
FIG. 26 is an explanatory diagram of a process of increasing the distance between roads in the three-dimensional map creating apparatus according to the first embodiment.
FIG. 27 is a main flowchart showing the operation of the 3D map creating apparatus according to the second embodiment of the present invention;
FIG. 28 is a diagram showing terrain information in the three-dimensional map creating apparatus according to the second embodiment.
FIG. 29 is a diagram showing an example of a format of 3D map information in the 3D map creating apparatus according to the second embodiment.
FIG. 30 is an explanatory diagram of an inflection point addition process in the 3D map creation device according to the second embodiment.
FIG. 31 is a flowchart of elevation calculation processing in the three-dimensional map creation apparatus according to the second embodiment.
FIG. 32 is an explanatory diagram of a first elevation calculation method in the 3D map creation device according to the second embodiment.
FIG. 33 is an explanatory diagram of a second elevation calculation method for a node in a tunnel in the 3D map creation device according to the second embodiment.
FIG. 34 is an explanatory diagram of a second elevation calculation method for a node on a bridge in the 3D map creation device according to the second embodiment.
FIG. 35 is an explanatory diagram of an altitude / height synthesis process in the three-dimensional map creation apparatus according to the second embodiment.
FIG. 36 is a flowchart of elevation / height synthesis processing in the three-dimensional map creation apparatus according to the second embodiment.
FIG. 37 is an explanatory diagram of altitude / height composition processing for a tunnel that penetrates a mountain in the three-dimensional map creation device according to the second embodiment.
FIG. 38 is an explanatory diagram of a method for determining a tunnel through a mountain in the 3D map creation device according to the second embodiment.
FIG. 39 is an explanatory diagram of altitude / height synthesis processing for a bridge across a valley in the 3D map creation device according to the second embodiment.
FIG. 40 is an explanatory diagram of a method for determining a bridge across a valley in the three-dimensional map creation device according to the second embodiment.
FIG. 41 is a flowchart showing the operation of the three-dimensional map display device according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 42 is a diagram showing an example of a format of 2D map information in the 3D map display device according to the third embodiment.
FIG. 43 is a diagram showing an example of a format of 3D map information in the 3D map display apparatus according to the third embodiment.
FIG. 44 is an explanatory diagram of a road width addition process in the three-dimensional map display device according to the third embodiment.
FIG. 45 is a diagram illustrating a display example of an elevated road, a viaduct, an elevated shadow, and a roadside tree by the three-dimensional map display device according to the third embodiment.
FIG. 46 is a diagram showing a display example of a road shoulder by the three-dimensional map display device according to the third embodiment.
FIG. 47 is a diagram showing a display example of street lamps and soundproof walls by the three-dimensional map display device according to the third embodiment.
FIG. 48 is a diagram showing a display example of an underground passage by the three-dimensional map display device according to the third embodiment.
[Explanation of symbols]
41, 51 ... CPU
42, 52 ... Memory
43. External storage device
44 ... Keyboard
45, 55 ... display
46 ... Communication Department
53. Recording medium control device
54 ... Command input section
56 ... Current location detection unit
57 ... Recording medium

Claims (14)

リンクおよびノードを用いて表現される２次元道路網情報に基づき、３次元道路網情報を作成する地図情報作成装置であって、
少なくともリンクおよびノードの位置情報と、それらの属性情報とを含む２次元道路網情報を格納する地図情報格納手段と、
前記属性情報に含まれる道路の立体構造を表す属性値と交差する道路の上下関係を表す属性値とに基づいて高さ情報を生成し、生成した高さ情報を前記道路網情報に対して新たな属性情報として付加する高さ情報付加手段と、
前記位置情報を用いて、前記高さ情報を修正する高さ情報修正手段と、
修正後の前記高さ情報を付加した道路網情報を格納する修正地図情報格納手段とを備え、
前記高さ情報修正手段は、前記高さ情報と前記位置情報とにより導かれる道路の立体的な形状が所定の条件を満たさない場合に、前記高さ情報を修正し、さらに新たなノードを生成して前記道路網情報に追加することを特徴とする、地図情報作成装置。A map information creation device for creating 3D road network information based on 2D road network information expressed using links and nodes,
Map information storage means for storing two-dimensional road network information including at least link and node position information and attribute information thereof;
Height information is generated based on an attribute value that represents the three-dimensional structure of the road included in the attribute information and an attribute value that represents the vertical relationship of the intersecting road, and the generated height information is updated with respect to the road network information. Height information adding means for adding as attribute information,
Height information correcting means for correcting the height information using the position information;
Correction map information storage means for storing road network information to which the height information after correction is added,
The height information correction means corrects the height information and generates a new node when the three-dimensional shape of the road guided by the height information and the position information does not satisfy a predetermined condition. And adding it to the road network information. 前記高さ情報修正手段は、前記位置情報と前記高さ情報とに基づき前記道路網情報に含まれる各道路の勾配を算出し、算出した勾配が所定の範囲内に入らない場合に、前記新たなノードを生成して前記道路網情報に追加することを特徴とする、請求項１に記載の地図情報作成装置。Said height information correcting means calculates the gradient of each road included in the road network information on the basis of said height information and the position information, when the calculated slope is not entering al within a predetermined range, the The map information creating apparatus according to claim 1 , wherein a new node is generated and added to the road network information . 前記高さ情報修正手段は、ノードについての高さに関する属性情報と、当該ノードに接続されるリンクについての高さに関する属性情報とが一致しない場合に、前記新たなノードを生成して前記道路網情報に追加することを特徴とする、請求項１に記載の地図情報作成装置。The height information correction means generates the new node and generates the new node when the attribute information regarding the height of the node does not match the attribute information regarding the height of the link connected to the node. The map information creating apparatus according to claim 1, wherein the map information creating apparatus is added to information. 前記属性情報に基づき、前記高さ情報を付加した前記道路網情報に含まれる各道路の道幅を算出し、道幅を付けた２本の道路について道路間の距離を算出し、算出した距離が前記属性情報に基づき決定される道路間の距離の許容範囲内に入らない場合に、前記道路網情報に含まれる当該道路の水平座標を修正する水平座標修正手段をさらに備えた、請求項１に記載の地図情報作成装置。Based on the attribute information, the road width of each road included in the road network information with the height information added is calculated, the distance between the roads is calculated for two roads with road widths, and the calculated distance is The horizontal coordinate correction means which corrects the horizontal coordinate of the said road contained in the said road network information, when it does not enter into the tolerance | permissible_range of the distance between the roads determined based on attribute information. Map information creation device. 前記水平座標修正手段は、前記高さ情報を付加した前記道路網情報に含まれる各交差点について、２本の道路の重なり領域を求め、求めた重なり領域の大きさが前記属性情報に基づき決定される重なり領域の大きさの許容範囲内に入らない場合に、前記新たなノードを生成して前記道路網情報に追加することを特徴とする、請求項４に記載の地図情報作成装置。The horizontal coordinate correcting unit, for each intersection included in said road network information added to the height information, obtains the overlapping area of the two roads,-out size of the obtained overlapping area based on the attribute information If within the allowable range of the size of the overlapping area is determined not enter al, the generates a new node, characterized in that added to the road network information, the map information creating device according to claim 4 . 前記水平座標修正手段は、前記高さ情報に基づき、前記道路網情報に含まれる水平座標を修正するか否かを切り替えることを特徴とする、請求項４に記載の地図情報作成装置。The map information creating apparatus according to claim 4 , wherein the horizontal coordinate correcting unit switches whether to correct a horizontal coordinate included in the road network information based on the height information. 前記修正地図情報格納手段に格納された道路網情報に基づき、多角形を用いて道路を３次元的に表示する地図表示手段をさらに備えた、請求項１に記載の地図情報作成装置。2. The map information creating apparatus according to claim 1, further comprising map display means for three-dimensionally displaying roads using polygons based on road network information stored in the corrected map information storage means. 請求項７に記載の地図情報作成装置を備えたナビゲーション装置。A navigation device comprising the map information creation device according to claim 7 . コンピュータを用いて、リンクおよびノードを用いて表現される２次元道路網情報に基づき、３次元道路網情報を作成する地図情報作成方法であって、
少なくともリンクおよびノードの位置情報と、それらの属性情報とを含む２次元道路網情報をコンピュータに供給するステップと、
前記コンピュータが、前記属性情報に含まれる道路の立体構造を表す属性値と交差する道路の上下関係を表す属性値とに基づいて高さ情報を生成する高さ情報生成ステップと、
前記コンピュータが、生成した前記高さ情報を前記道路網情報に対して新たな属性情報として付加する高さ情報付加ステップと、
前記コンピュータが、前記位置情報を用いて、前記高さ情報を修正する高さ情報修正ステップと、
前記コンピュータが、修正後の前記高さ情報を付加した道路網情報を格納する修正地図情報格納ステップとを備え、
前記高さ情報修正ステップは、前記高さ情報と前記位置情報とにより導かれる道路の立体的な形状が所定の条件を満たさない場合に、前記高さ情報を修正し、さらに新たなノードを生成して前記道路網情報に追加することを特徴とする、地図情報作成方法。A map information creation method for creating 3D road network information based on 2D road network information expressed using links and nodes using a computer,
Supplying two-dimensional road network information including at least link and node position information and attribute information thereof to a computer;
A height information generating step in which the computer generates height information based on an attribute value representing a three-dimensional structure of a road included in the attribute information and an attribute value representing a vertical relationship of the intersecting road ;
A height information adding step in which the computer adds the generated height information as new attribute information to the road network information;
A height information correcting step in which the computer corrects the height information using the position information;
The computer comprises a corrected map information storage step for storing road network information to which the height information after correction is added,
The height information correction step corrects the height information and generates a new node when a three-dimensional shape of a road guided by the height information and the position information does not satisfy a predetermined condition. And adding the information to the road network information. 前記高さ情報修正ステップは、前記位置情報と前記高さ情報とに基づき前記道路網情報に含まれる各道路の勾配を算出し、算出した勾配が所定の範囲内に入らない場合に、前記新たなノードを生成して前記道路網情報に追加することを特徴とする、請求項９に記載の地図情報作成方法。The height information correction step calculates the gradient of each road included in the road network information on the basis of said height information and the position information, when the calculated slope is not entering al within a predetermined range, the The map information creation method according to claim 9 , wherein a new node is generated and added to the road network information . 前記高さ情報修正ステップは、ノードについての高さに関する属性情報と、当該ノードに接続されるリンクについての高さに関する属性情報とが一致しない場合に、前記新たなノードを生成して前記道路網情報に追加することを特徴とする、請求項９に記載の地図情報作成方法。The height information correcting step generates the new node when the attribute information related to the height of the node and the attribute information related to the height of the link connected to the node do not coincide with each other. The map information creating method according to claim 9, wherein the map information creating method is added to the information. 前記コンピュータが、前記属性情報に基づき、前記高さ情報を付加した前記道路網情報に含まれる各道路の道幅を算出し、道幅を付けた２本の道路について道路間の距離を算出し、算出した距離が前記属性情報に基づき決定される道路間の距離の許容範囲内に入らない場合に、前記道路網情報に含まれる当該道路の水平座標を修正する水平座標修正ステップをさらに備えた、請求項９に記載の地図情報作成方法。 The computer calculates a road width of each road included in the road network information with the height information added based on the attribute information, calculates a distance between the roads for the two roads with the road width , and calculates A horizontal coordinate correction step of correcting a horizontal coordinate of the road included in the road network information when the calculated distance does not fall within an allowable range of the distance between roads determined based on the attribute information. Item 10. The map information creation method according to item 9 . 前記水平座標修正ステップは、前記高さ情報を付加した前記道路網情報に含まれる各交差点について、２本の道路の重なり領域を求め、求めた重なり領域の大きさが前記属性情報に基づき決定される重なり領域の大きさの許容範囲内に入らない場合に、前記新たなノードを生成して前記道路網情報に追加することを特徴とする、請求項１２に記載の地図情報作成装置。The horizontal coordinate correcting step, for each intersection included in said road network information added to the height information, obtains the overlapping area of the two roads,-out size of the obtained overlapping area based on the attribute information If within the allowable range of the size of the overlapping area is determined not enter al, the generates a new node, characterized in that added to the road network information, the map information creating device according to claim 12 . 前記水平座標修正ステップは、前記高さ情報に基づき、前記道路網情報に含まれる水平座標を修正するか否かを切り替えることを特徴とする、請求項１２に記載の地図情報作成方法。The map information creating method according to claim 12 , wherein the horizontal coordinate correcting step switches whether or not to correct a horizontal coordinate included in the road network information based on the height information.
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