JP3642776B2 - ナビゲーション装置の地図表示方法およびナビゲーション装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
【０００２】
本発明は、表示装置の画面上に、３次元地図と当該三次元地図を構成する地図構成物の関連情報とを表示する地図表示装置及び地図表示方法に関するものである。
【従来の技術】
【０００３】
従来より、自動車走行の便宜を図るためのものとしてナビゲーション装置が知られている。このナビゲーション装置は、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に記録された地図データを読み出して、モニタ等の画面上に建物、道路等が描画された地図を表示する。そして、ＧＰＳ(Ground Positioning System)等のセンサにより検出した現在地（自車位置）から目的地へ向かう方向を画面上に表示する。
【０００４】
ところで、従来のナビゲーション装置では、地図の画面への表示尺度を切替えたり、画面上に地図を鳥瞰表示することにより、現在地周辺が、容易に把握できるように工夫している。
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような画面表示処理上の工夫は、二次元の地図データを基になされている。したがって、たとえば、立体交差点や坂道、あるいは、建物が立ち並ぶ道路の状況等は、二次元（平面）的に表示される。このため、近年、現在地周辺や目的地周辺の状況をより把握し易くするために、三次元地図（実際には、三次元地図の投影図）を画面上に表示するナビゲーション装置の実現が要望されている。
【０００６】
ところで、三次元地図表示のナビゲーション装置を実現した場合、二次元地図を画面上に表示する場合に比べて、建物、道路、地形等の地図構成物の関連情報（名称、案内等の情報）の視認性が低下するという問題が生じることが予測される。すなわち、二次元地図表示では、画面上に表示された地図構成物に単純に重ねて対応する関連情報を表示していた。しかし、三次元地図表示では、視線を変化させて斜めから眺めた風景を表示することもあるので、地図構成物が他の地図構成物に陰影されたり、眺める方向によって形状が変化したりする。このため、関連情報を常に見やすい位置に表示することができない。
【０００７】
本発明は上記事情に基づいてなされたものであり、地図構成物の関連情報の視認性が低下するのを防ぐことができる三次元地図表示装置及び三次元表示方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明のナビゲーション装置の地図表示方法は、前記ナビゲーション装置が、３次元地図を構成する複数の地図構成物のデータ（以下、３次元データという）を記憶する地図記憶装置から、表示装置への表示が要求される領域にある各地図構成物の３次元データを読み込む地図読込ステップと、外部から、前記地図読込ステップで読み込んだ３次元データにより特定される地図構成物に関連する外部情報を受信する外部情報受信ステップと、前記地図読込ステップで読み込んだ３次元データにより特定される各地図構成物をスクリーン座標系上に配置すると共に、前記外部情報受信ステップで受信した外部情報を前記スクリーン座標系上に配置し、前記スクリーン座標系上に配置した各地図構成物および外部情報を所定の視点から平面に表示することで、３次元地図を作成する３次元地図作成ステップと、前記地図作成ステップで作成した３次元地図を前記表示装置に表示する表示ステップと、を行なう。前記３次元地図作成ステップは、外部情報よりも視点側に位置する地図構成物を前記平面に表示することなく、あるいは、透過表示して、当該外部情報を表示するように、前記３次元地図を作成する。
【発明の実施の形態】
【０００９】
以下に、本発明の第一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１０】
先ず、本実施形態が適用されたナビゲーション装置の表示画面について説明する。
【００１１】
図１は本実施形態による処理が実行されたナビゲーション装置の表示画面のイメージを示す。図１において、符号２１は、モニタ等の表示画面、符号２２〜２６は、マンションやホテルなどの建物、符号２７は、道路を示す。尚、本実施形態では、上記の建物や道路の他、山、川等の地形をも含め、これ等の地図構成物を、一括してオブジェクトと称している。
【００１２】
本実施形態では、原則として、文字情報は、当該文字情報に対応するオブジェクト表示領域（実際にオブジェクトが表示画面上に表示されている領域）内に表示される。図１に示す例では、オブジェクト２２〜２５について、「○○ビル」、「△△マンション」等の文字情報が対応するオブジェクト表示領域内に表示されている。
【００１３】
本実施形態において、オブジェクト表示領域内に文字情報が表示できないと判断した場合、文字情報は、そのオブジェクト表示領域の近傍に表示される。図１に示す例では、オブジェクト２６について、文字情報「××医院」が引き出し線を用いてオブジェクト２６の表示領域近傍に表示されている。
【００１４】
このように、本実施形態の情報表示処理を実行することにより、図１に示すように、常時、文字情報を、当該文字情報に対応するオブジェクトとの関連が失われない位置に表示することができる。
【００１５】
次に、本実施形態の処理手順を説明する。
【００１６】
先ず、モニタ等の表示画面に表示する三次元地図（実際には、三次元地図の投影図）を作成するまでの処理について説明する。
【００１７】
オブジェクトの三次元情報が記憶された地図データベースを基に、オブジェクトをワールド座標系上に配置する。次に、ワールド座標系上のオブジェクトにアフィン変換処理を施して、オブジェクトを視点位置を原点とし、視線の方向をＺ軸に取った視点座標系上に配置する。ここで、視点位置は、使用者等の指示や、本実施形態が適用されたナビゲーション装置が搭載されている移動体の現在位置（自車位置）等に基づいて設定される。
【００１８】
次に、視点座標系上のオブジェクトに透視変換処理を施して、オブジェクトをスクリーン座標系上に配置する。
【００１９】
次に、Ｚバッファ法等の陰面消去処理を施して、上記のワールド座標系上に配置されたオブジェクトを、設定された視点位置から眺めたときに得られる投影図を作成する。そして、この投影図を画素データがマトリックス状に複数個配列されて構成された二次元の画像データとして、メモリ等に記憶する。この画素データには、当該画素データが表示するオブジェクトの識別情報が付加されている。
【００２０】
ここまでの処理は、コンピュータグラフィックスの様々な三次元処理技術を用いることにより、実現することができる。
【００２１】
次に、上記の処理で作成された投影図に文字情報を付記し、表示画面に表示する処理について説明する。
【００２２】
図２は本発明の第一実施形態の文字表示処理を説明するためのフロー図、図３は図１に示すフローを補足説明するための図である。
【００２３】
図３（ａ）に示すように、表示画面２１内に表示されるオブジェクトであって文字情報を有するオブジェクトを検出する（ステップ１１）。表示画面２１内に表示されるオブジェクトであるか否かは、メモリ等に記憶された各画素データのオブジェクトの識別情報を判断することにより可能である。また、オブジェクトが文字情報を有するか否かの判断は、各オブジェクトの三次元情報に文字情報の有無に関する情報を付加して地図データベースに記憶し、地図データベースからオブジェクトの三次元情報を読み出したときに、この三次元情報に付加されている文字情報の有無に関する情報を判別することにより可能である。
【００２４】
次に、ステップ１１で検出したオブジェクトの表示画面上における表示領域を求める（ステップ１２）。メモリ等に記憶された二次元画像データからステップ１１で検出したオブジェクトの画素データを検出し、この画素データの二次元画像データ上における位置に基づいて、このオブジェクトの表示領域を求める。図３（ｂ）では、ステップ１１で検出されたオブジェクト２２の表示領域Ｓを求めている。尚、表示領域Ｓは、表示画面上において、オブジェクト２２が占める画素位置を全て検出する必要はなく、例えばオブジェクト２２が占める画素位置の水平（Ｘ）方向の最大位置及び最小位置と、垂直（Ｙ）方向の最大位置及び最小位置を検出することにより、オブジェクト２２の表示領域Ｓを特定するようにしてもよい。
【００２５】
次に、文字情報が記憶された記憶手段からステップ１１で検出したオブジェクトに対応する文字情報を読み出す（ステップ１３）。地図データベースにオブジェクトの三次元情報の他に、オブジェクトの文字情報をも記憶させ、図３（ｃ）に示すように、地図データベースからオブジェクト２２の文字情報「○○ビル」を読み出す。
【００２６】
次に、オブジェクトの表示領域内に文字情報の表示領域を設定する（ステップ１４）。尚、文字情報の表示領域の設定については後述する。次に、ステップ１４で設定した文字情報の表示領域内に文字情報が収まるように、文字情報の表示レイアウトを決定する（ステップ１５）。図３（ｃ）では、地図データベースから読み出したオブジェクト２２の文字情報「○○ビル」の文字数と、ステップ１４で設定した文字情報の表示領域とに基づいて、文字情報「○○ビル」の文字サイズ、文字間隔、行数等を定めている。図３（ｄ）に、表示画面２１上にオブジェクト２２の文字情報「○○ビル」を表示したイメージを示す。文字情報「○○ビル」は、オブジェクト２２の表示領域上に表示される。
【００２７】
表示画面内の文字情報を有する全てのオブジェクトについてステップ１２〜ステップ１５に示す処理がなされた後、投影図上に文字情報を付記し、その後、この投影図を画面上に表示展開する（ステップ１６）。これにより、図１に示すフローが終了する。
【００２８】
次に、図２に示すステップ１４の処理（文字表示領域の設定）について説明する。
【００２９】
図４は文字情報表示領域の設定における処理の一例を説明するためのフロー図、図５は図４に示すフローを補足説明するための図である。
【００３０】
先ず、図２のステップ１２で求めたオブジェクトの表示領域Ｓの各頂点座標を参照し、表示画面において、オブジェクトが占める画素位置の水平（Ｘ）方向の最大位置ｘｍａｘ及び最小位置ｘｍｉｎと、垂直（Ｙ）方向の最大位置ｙｍａｘ及び最小位置ｙｍｉｎを検出する（ステップ４１）。図２のステップ１１において、図５（ａ）に示すようなオブジェクトが表示画面から検出された場合、図２のステップ１２において、図５（ｂ）に示すようなオブジェクトの表示領域Ｓが求められる。ステップ４１では、表示領域Ｓのｘｍａｘ、ｘｍｉｎ、ｙｍａｘ、ｙｍｉｎを求める。
【００３１】
次に、図５（ｃ）に示すように、ステップ４１で求めたｘｍａｘ、ｘｍｉｎ、ｙｍａｘ、ｙｍｉｎで囲まれる四角形ＡＢＣＤを想定し（ステップ４２）、表示領域Ｓ内に含まれない頂点Ａ、Ｃの対角線と、表示領域Ｓの枠を構成する辺であって対角線と交差する辺ｆａ，ｆｃとの交点Ａ′、Ｃ′を求める（ステップ４３）。そして、Ａ′、Ｃ′を対角に位置する頂点に含めた新たな四角形Ａ′Ｂ′Ｃ′Ｄ′を求め、四角形Ａ′Ｂ′Ｃ′Ｄ′で囲まれる領域を文字情報の表示領域Ｓｃとする（ステップ４４）。これにより、図４に示すフローが終了する。
【００３２】
尚、図４に示すフローは、文字情報表示領域の設定処理の一例に過ぎない。図２に示すステップ１４の処理は、オブジェクトの表示領域内に文字情報の表示領域を設定するものであれば、どのようなものでもよい。
【００３３】
次に、図２に示すステップ１５の処理（文字情報の表示レイアウトの設定）について説明する。
【００３４】
図６は文字情報のレイアウト設定方法の一例を説明するためのフロー図、図７は図６に示すフローを補足説明するための図である。図７（ａ）は、図４に示すフローで求めた文字情報の表示領域Ｓｃを示す。ここで、表示領域Ｓｃの横サイズ、縦サイズを各々Ｘｃ、Ｙｃとしておく。図７（ｂ）は、図１のステップ１３において、地図データベース等から読み出した文字情報「○○△△ビル」を示す。
【００３５】
図６に示す文字情報のレイアウト処理では、先ず、図７（ｂ）に示すように、文字情報の文字サイズｄｘ、ｄｙを設定する（ステップ６１）。文字サイズは、使用者が十分に認識できる程度の大きさに設定する。次に、文字情報の文字数ｎ、文字サイズｄｘ、ｄｙと、文字情報の表示領域Ｓｃに基づいて、文字情報の行数Ｍ１（＝Ｘ／ｄｘ）を求め（ステップ６２）、それから１行当たりの文字数Ｍ２（＝Ｙ／ｄｙ）を求める（ステップ６３）。次に、文字情報が文字表示領域Ｓｃ内に表示可能（ｎ≦Ｍ１・Ｍ２）であるかどうかを判断する（ステップ６４）。表示できると判断した場合は、文字情報をステップ６１〜ステップ６３で設定した文字情報の表示レイアウトで文字表示領域Ｓｃ内に展開するように設定する（ステップ６５）。一方、表示できないと判断した場合は、文字情報をステップ６１〜ステップ６３で設定した文字情報の表示レイアウトで、オブジェクトの表示領域の近傍に展開するように、再度文字情報の表示領域を設定する（ステップ６６）。図７（ｃ）は、文字表示領域Ｓｃ内に文字情報を展開した例で、文字表示領域Ｓｃの縦および横のサイズＸ、Ｙ内に、行当たり文字数Ｍ２でＭ１行にて文字情報を展開している。
【００３６】
尚、本実施形態では、オブジェクトの表示領域Ｓ内に文字情報の表示領域Ｓｃを設定し、文字情報を展開する方法について説明したが、この他、オブジェクトの表示領域Ｓの重心を算出し、この重心に文字情報の表示領域が重なるような位置に文字情報を展開する方法等により、表示位置をさらに制限することもできる。
【００３７】
図８は、図６に示す文字情報のレイアウト設定方法の変形例を説明するためのフロー図である。図８に示すフローでは、図２に示すステップ１５の処理（文字情報の表示レイアウトの設定）を拡張し、なるべくオブジェクトの表示領域内に文字情報を展開、表示するものである。尚、図８に示すフローにおいて、図６に示すフローと同じ処理を行うステップについては、同じ符号を付すことにより、その詳細な説明を省略する。
【００３８】
図８に示すフローでは、ステップ６４において、文字情報が文字表示領域Ｓｃ内に表示できないと判断した場合、文字サイズ／アスペクト／文字間隔／行間隔等の文字の表示属性を変更できるか否かを判定する（ステップ８１）。尚、文字の表示属性の変更には、文字が小さくて読みにくくなるなどの限界があるので、人間工学的な問題を考慮し、文字の表示属性の変更に一定の制限値を設定しておく。ステップ８１において、変更できると判断した場合、文字の表示属性を変更する（ステップ８２）。一方、変更できないと判断した場合、オブジェクトの表示領域内に文字情報を展開することをあきらめ、ステップ６７に移行する。
【００３９】
次に、図６及び図８に示すステップ６６の処理（オブジェクトの表示領域の近傍に再度文字情報の表示領域を設定する処理）について説明する。
【００４０】
図９はオブジェクト表示領域の近傍に文字情報を展開する処理の一例を説明するためのフロー図、図１０は図９に示すフローを補足説明するための図である。
【００４１】
先ず、図４に示すステップ４２で算出した四角形ＡＢＣＤの各頂点座標、つまり図１０で示すところの、Ａ点の座標（ｘｍｉｎ，ｙｍｉｎ）、点Ｂの座標（ｘｍａｘ，ｙｍａｘ）、点Ｃの座標（ｘｍａｘ，ｙｍｉｎ）、点Ｄの座標（ｘｍｉｎ，ｙｍｉｎ）を参照する（ステップ９１）。次に、図６又は図８のステップ６１〜ステップ６３で設定した表示レイアウトで文字情報を表示することができる表示領域（ｘ，ｙ）を、ｘ＜ｘｍｉｎ、ｘ＞ｘｍａｘ、ｙ＜ｙｍｉｎ、ｙ＞ｙｍａｘを満足する領域（図１０の斜線で示されている領域）に設定する（ステップ９２）。尚、文字情報の表示領域（ｘ，ｙ）は、対応するオブジェクトの表示領域の範囲外であれば、基本的にどこでもよい。次に、文字情報を上記の表示レイアウトで文字表示領域（ｘ，ｙ）内に展開するように設定し（ステップ９３）、これにより、図９に示すフローが終了する。尚、文字情報の表示領域を対応するオブジェクトの表示領域の範囲外に設定する場合は、文字情報と対応するオブジェクトとの関連を示すために、引き出し線や文字情報を囲む枠付きの引き出し線（漫画のふきだしのようなもの）を用いて文字情報を表示することが好ましい。
【００４２】
本発明の第一実施形態では、表示画面２１上におけるオブジェクトの表示領域に基づいて、当該オブジェクトの文字情報の表示領域を設定している。したがって、本実施形態が適用される装置（例えばナビゲーション装置）において、地図の表示尺度が変更されたり、表示画面に表示される三次元地図の投影図の視点が移動したり、現在地（自車位置）が変更されたりして、表示画面上のオブジェクトの表示位置や形状が変化したときでも、文字情報をオブジェクトの変化に追随させて常に見やすい位置に表示することができる。これにより、視認性が低下するのを防止することができ、したがって、三次元地図表示において良好な地図情報を提供することができる。
【００４３】
次に、本発明の第二実施形態について図面を参照して説明する。
【００４４】
図１１は本発明の第二実施形態の文字表示処理を説明するためのフロー図である。また、図１２は図１１に示すフローを補足説明するための図であり、図１２（ａ）はオブジェクト１２１を図１２（ｃ）の視点位置１２２から眺めた時の外観図、図１２（ｂ）は、オブジェクト１２１を視点位置１２３から眺めた時の外観図である。尚、視点位置１２３は、視点位置１２２にある視点をオブジェクト１２３の中心からの距離が略一定となるようにして移動した位置にある。
【００４５】
上述した本発明の第一実施形態では、図１２（ｃ）に示すように、視点が視点位置１２３から視点位置１２２へ移動すると、これに伴ってオブジェクト１２１の表示領域が図１２（ａ）から図１２（ｂ）へと変化するので、このオブジェクトの文字情報の表示領域も微妙に変化することになる。しかしながら、オブジェクト１２１は、視点がこのオブジェクト１２１を中心に移動していることから、使用者が注目しているオブジェクトであると考えられる。この場合、その文字情報の表示位置が変動すると、煩わしく感じられることもある。
【００４６】
そこで、本実施形態では、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、オブジェクト１２１の文字情報「○○ビル」の表示領域を視点の移動開始時の座標位置のまま維持するように設定している。本実施形態の文字表示処理は、図２に示すステップ１１〜ステップ１６の処理を実行する前に、視点が表示画面内のあるオブジェクトを中心にして、そのオブジェクトからの距離を略一定に保ちつつを移動しているかどうかを判断する（ステップ１１１）。尚、視点のオブジェクトからの距離が略一定であるか否かの判断は、例えば視点移動に伴って三次元地図を更新するときに、視点座標系における視点から各オブジェクトまでの距離を記憶しておき、前回記憶した距離と比較することにより行うことができる。ステップ１１１で移動していると判断した場合、そのオブジェクトの文字情報を、後に行われる文字表示処理（図２に示すステップ１１〜ステップ１６の処理）の更新の対象外に設定する（ステップ１１２）。
【００４７】
また、視点があるオブジェクトを中心に、そのオブジェクトからの距離を略一定に保ちつつ移動している場合以外であっても、視点移動によりオブジェクトの表示領域が徐々に移動している場合は、文字情報の表示領域を視点の移動開始時の座標位置のままを維持するように設定することも考えられる。たとえば、図１２（ｄ）に示すように、オブジェクトが１２１に示す位置に表示されていたときに設定した文字情報「○○ビル」が、視点移動によってオブジェクトの表示領域１２５から脱したときに、初めて図２に示すステップ１１〜１６を実行して文字表示処理を更新する（ステップ１１３）。
【００４８】
本発明の第二実施形態によれば、視点があるオブジェクトを中心に移動している場合は、当該オブジェクトの文字情報の表示領域が、更新の際に、移動開始時に設定された表示位置をそのまま維持するように再度設定される。このため、使用者が注目しているオブジェクトの文字情報の表示位置が微妙に変化するのを防止することができる。
【００４９】
次に、本発明の第三実施形態について図面を参照して説明する。
【００５０】
図１３は本発明の第三実施形態の処理を説明するためのフロー図、図１４は図１３に示すフローを補足説明するための図である。
【００５１】
上記の第一実施形態及び第二実施形態では、実際に画面上に表示されるオブジェクトの表示領域、即ち陰面消去処理が実行された投影図に基づいて、文字情報の表示領域を設定している。ところで、文字情報の表示領域の設定は、例えば陰面消去処理実行前（オブジェクト同士の重なりが考慮されていない状態）のスクリーン座標系上におけるオブジェクトのＸＹ平面の占有領域に基づいても、設定することができる。しかしながら、この場合、図１４（ａ）に示すように、オブジェクト１４２に付記する文字情報が、別のオブジェクト１４１に重なって、重なり合った部分が欠けたり、また別のオブジェクト１４１上に表示されたするという不具合が生じることがある。
【００５２】
そこで、本実施形態では、陰面消去処理実行前のスクリーン座標系上におけるオブジェクトのＸＹ平面の占有領域に基づいて、文字情報の表示領域を設定した場合、上記の不具合が生じた文字情報の表示領域については、実際に画面上に表示されるオブジェクトの表示領域に基づき、再度文字情報の表示領域を設定している。
【００５３】
本実施形態では、図１３に示すように、先ず、基本的に図２に示すステップ１１〜ステップ１６と同じ要領に従って、表示画面内の文字情報の表示領域を設定する（ステップ１３１）。但し、ステップ１２において、スクリーン座標系上におけるオブジェクトのＸＹ平面の占有領域を検出し、ステップ１３では、このオブジェクトの占有領域に基づいて、文字情報の表示領域を設定する。
【００５４】
次に、文字情報の表示領域を設定したオブジェクトが、表示画面２１において手前に位置する他のオブジェクトに陰影される位置にあるかどうかを判定する（ステップ１３２）。この判定は、オブジェクトのスクリーン座標系上におけるＺ座標値を参照することにより可能である。っこで、陰影されると判断した場合は、手前オブジェクトに陰影されない部分の占有領域、すなわち、画面上に実際に表示されるオブジェクトの表示領域Ｓｃ′を検出する（ステップ１３３）。
【００５５】
次に、オブジェクトの表示領域Ｓｃ′に基づいて、図２に示すステップ１４〜ステップ１５の処理と同じ要領で、文字情報の表示領域及び表示レイアウトを設定する（ステップ１３４）。これにより、たとえば、図１４（ｂ）に示すように、文字情報の他のオブジェクトとの重なりが回避される。以後、上記のステップ１３１〜１３４を表示画面２１内の全ての文字情報について繰り返し実行する（１３５）。
【００５６】
尚、文字情報が、ステップ１３４で設定した表示レイアウトでステップ１３４で設定した文字情報の表示領域内に表示できない場合は、図６又は図８に示すフローを実行して、たとえば、図１４（ｃ）に示すように、文字情報の表示位置をオブジェクト１４２の近傍に移動する。
【００５７】
次に、図１３のステップ１３３におけるオブジェクトの表示領域Ｓｃ′の算出方法について説明する。
【００５８】
図１５は図１３に示すステップ１３３の処理の一例を説明するためのフロー図、図１６は図１５のフローを補足説明するための図である。
【００５９】
先ず、図１６に示すように、オブジェクト１４１、１４２について、スクリーン座標系上におけるオブジェクトのＸＹ平面の占有領域１６１、１６２を求める（ステップ１５１）。次に、占有領域１６１、１６２の接点１６３、１６４を求め（ステップ１５２）、この接点１６３、１６４を頂点に含む領域をオブジェクト１４２の表示領域Ｓｃ′に設定する（ステップ１５３）。
【００６０】
次に、本発明の第四実施形態について図面を参照して説明する。
【００６１】
図１７は本発明の第四実施形態の処理を説明するためのフロー図である。
【００６２】
本実施形態は、上記の第一実施形態乃び第二実施形態において文字情報を対応するオブジェクトの近傍に配置したときに、他のオブジェクトや文字情報と重なる場合、また、上記の第三実施形態においてオブジェクト同士の重なりを検出した場合、どの文字情報又はオブジェクトを優先表示するかを判断し、どちらか一方の表示を削除したり、優先順位に従って重ねて表示したりするものである。
【００６３】
先ず、図２に示すステップ１１〜ステップ１６、または図１３のステップ１３１に従って、文字情報の表示領域及び表示レイアウトを設定する（ステップ１７１）。次に、文字表示領域が、表示画面上において、その文字情報に対応するオブジェクトの手前に位置する別のオブジェクト、またはその別のオブジェクトの文字情報の表示領域と重なり合う位置にあるか否かを検出する（ステップ１７２）。そして、重なりを検出した時、重なり合う文字情報又はオブジェクトに、優先表示する／しないの指定があるかどうかを判定する（ステップ１７３）。この指定については、ユーザが設定する場合もあるし、走行中の安全等を考慮し、本実施形態が適用されるシステム側で設定する場合もある。
【００６４】
ステップ１７３で優先表示の指定がある場合は、オブジェクトの属性（例えば建物の種類、道路の種類等）を参照する（ステップ１７４）。オブジェクトの属性は、例えばそのオブジェクトに付記される文字情報を参照することにより、判断することができる。次に、ステップ１７１及びステップ１７２に基づいて、優先順位を設定し、優先順位の低いものからネスティング管理して、優先順位の最も高い関連情報又はオブジェクトを画面上に表示し、使用者がマウス、ペン等のポインティングデバイスで表示画面上の関連情報又はオブジェクトを選択することにより、画面上に表示させる関連情報又はオブジェクトをトグル式に切り替える（ステップ１７５）。
【００６５】
一方、ステップ１７３で優先順位の指定がない場合、表示画面上において、その文字情報に対応するオブジェクトの手前に位置する別のオブジェクト、またはその別のオブジェクトの文字情報の表示領域と重ならない位置に、文字情報の表示領域を設定する（ステップ１７６）。そして、この設定した文字情報の表示領域に基づいて、文字情報の表示レイアウトを設定する（ステップ１７７）。
【００６６】
表示画面内のすべての文字情報について、ステップ１７２〜ステップ１７７に示す処理がなされた後、文字情報を表示画面上に表示展開する（ステップ１７９）。これにより、図１７に示すフローが終了する。
【００６７】
図１８乃至図２５は、図１７のフローに示す優先表示処理を実行した場合の表示画面のイメージを示している。いずれもビルが立ち並ぶ町中を鳥瞰表示した場合を想定している。図１８乃至図２５において、優先処理無の場合の表示画面例を（ａ）に、優先処理有の場合の表示画面例を（ｂ）に、それぞれ示す。また、各図において、符号１８１は本実施形態を適用したナビゲーション装置が搭載された車の自車位置（現在地）を、また符号１８２は道路を示している。符号１８３はビル等の建造物を示す。
【００６８】
図１８は、オブジェクト属性を基に、表示優先処理を実行した例を示す。優先処理を実行しない図１８（ａ）では、文字情報「○○ホテル」が、表示画面上において、対応するオブジェクトの手前に位置するオブジェクトの文字情報「××ビル」と互い重なり合って表示されている。もし、ユーザが何よりも自車近辺のホテル情報を知りたい時に、このような表示では問題がある。この場合、予めユーザが、「ホテル」という属性をもつ建物を優先して表示する旨の設定をしておき、この設定に従って優先処理を実行した図１８（ｂ）では、文字情報「××ビル」は消去されるので、上記問題は解消する。
【００６９】
図１９は、誘導道路沿いにある建物等のオブジェクトの案内を優先する例を示す。ここで、誘導道路とは、現在地と目的地とを結ぶ経路のうち、時間、距離又は料金等の関係からナビゲーション装置が推奨する経路のことである。図１９では、誘導道路を符号１９１で示している。優先処理をしない図１９（ａ）では、誘導道路上にある文字情報「○○ビル」が文字情報「□□ビル」が付記されたオブジェクトと重なり合ってしまう。これに対して、誘導道路沿いのオブジェクトの文字情報を優先処理する図１９（ｂ）では、文字情報「□□ビル」が付記されたオブジェクトが消去されるため、文字情報「○○ビル」が見えるようになる。尚、図１９に示す例のように、誘導道路を見やすくするため、誘導道路に重なって表示されるオブジェクトを透過表示する場合もある。
【００７０】
図２０は、ＶＩＣＳ（Vehicle Information ＆ Communication System）やＵＴＭＳ（Universal Traffic Management System）等のサービスにより取得した、通行止めや渋滞等の交通情報を優先して表示する例を示す。優先処理をしない図２０（ａ）では、渋滞開始地点の案内が文字情報「××ビル」と重なりあって表示されている。交通情報の表示を優先する図２０（ｂ）では、文字情報「××ビル」が消去されるため、渋滞開始地点の案内が見えるようになる。尚、図２０に示す例のように、渋滞状況を見やすくするため、渋滞路に重なって表示されるオブジェクトを透過表示する場合もある。
【００７１】
図２１は、上記のＶＩＣＳ、ＵＴＭＳ等のサービスにより取得した、駐車場案内等の文字情報を優先する例を示す。優先処理しない図２１（a）では、文字情報「Ｐ空」が文字情報「本」に重なり合って表示されてしまう。駐車上案内等の文字情報の表示を優先する図２１（ｂ）では、文字情報「本」消去され、文字情報「Ｐ空」が見やすくなる。
【００７２】
図２２は、交差点案内を優先する例を示す。優先処理しない図２２（ａ）では、右折予定の交差点の文字情報「◇交差点」が、文字情報「××屋」が付記されたオブジェクトに重なり合って表示される。交差点付近の表示を優先する図２２（ｂ）では、文字情報「◇交差点」が見えるようになる。尚、図２２に示す例のように、交差点付近を見やすくするため、交差点に重なって表示されるオブジェクトを透過表示する場合もある。
【００７３】
図２３及び図２４は、自車位置に基づいて、表示の優先処理を実行した例である。図２３は走行路上の情報を優先する例を示す。優先処理しない図２３（ａ）では、走行とは関係のない道路２３１の文字情報「○方面１０Ｋ渋滞」に、走行路上にあるオブジェクトの文字情報「▽▽ビル」が重なって表示される。走行路上の情報の表示を優先する図２３（ｂ）では、文字情報「○方面１０Ｋ渋滞」が省略されるため、走行路上のオブジェクトの文字情報「▽▽ビル」が見やすくなる。
【００７４】
図２４は、通過予定の道路脇にあるオブジェクトの文字情報を優先する例を示す。優先処理しない図２４（ａ）では、通過予定の道路脇にあるオブジェクトの文字情報「薬局」や「○○屋」が、通過予定の道路脇にないオブジェクトの文字情報「＊＊ビル」や「××旅館」と重なり合って見えにくい。文字情報「薬局」や「○○屋」が、走行時の目安とされる場合には、問題がある。通過予定の道路脇にあるオブジェクトの文字情報を優先して表示する図２４（ｂ）では、通過予定の道路脇にないオブジェクトの文字情報「＊＊ビル」や「××旅館」が消去され、オブジェクト自体も目立たないように表示処理することにより、文字情報「薬局」や「○○屋」が見やすくなる。
【００７５】
図２５は、優先表示により、省略した文字情報（重なり文字情報）があることをユーザに通知する例を示している。通知無しの図２５（ａ）では、当然、文字情報「××ホテル」を表示するために、消去した文字情報があることはわからない。通知有りの図２５（ｂ）では、文字情報「××ホテル」の表示をボールドといった文字飾りを付けて表示し、画面上に表示されていない情報があることを通知する。画面上に表示されていない情報は、これ等の情報をネスティング管理することにより、上記のボールド表示した文字情報「××ホテル」をマウス、ペン、指等の入力手段で選択させて表示することも可能である。この時、入力手段により選択したタイミングでトグル式に文字情報を切り替えて表示することも考えられる。また、ボールド表示といった文字飾りの他、表示色や表示パターンを変えて文字情報「××ホテル」を表示し、消去文字の有無を通知することも考えられる。
【００７６】
さらに、上述した図１８乃至図２５において、入力手段により、ユーザが任意オブジェクトを選択した時、優先順位を変更して、文字情報の表示を更新することも可能である。
【００７７】
次に、本発明の第五実施形態として、上記の第一乃至第四実施形態方法を車載ナビゲーション装置に適用した場合の構成例について図面を参照して説明する。
【００７８】
図２６は本発明の第五実施形態であるナビゲーション装置の各構成ユニットを示す図である。
【００７９】
図２６において、演算処理部２６１は、様々な処理を行う中心的ユニットである。たとえば、符号２６６〜符号２６９に示す各種センサから出力される情報を基にして現在位置を検出し、得られた現在位置情報に基づいて、表示に必要な地図情報を地図記憶装置２６３から読み込む。また、地図データをグラフィックス展開し、そこに現在地マークを重ねディスプレイ２６２へ表示したり、ユーザから指示された目的地と現在地を結ぶ最適な道路を選択し、音声入出力装置２６４やディスプレイ２６２を用いてユーザを誘導する。
【００８０】
ディスプレイ２６２は、演算処理部２６１で生成されたグラフィックス情報を表示するユニットで、ＣＲＴや液晶ディスプレイで構成される。また演算処理部２６１とディスプレイ２６２との間の信号Ｓ１は、ＲＧＢ信号やＮＴＳＣ（National Television System Committee）信号で接続するのが一般的である。
【００８１】
地図記憶装置２６３は、ＣＤ−ＲＯＭやＩＣカードといった大容量記憶媒体で構成され、必要とする地図データを読み出し／書き込む処理を行う。
【００８２】
音声入出力装置２６４は、演算処理部２６１で生成したユーザへのメッセージを音声信号に変換し出力すると共に、ユーザが発した声を認識し演算処理部２６１にその内容を転送する処理を行う。
【００８３】
入力装置２６５は、ユーザからの指示を受け付けるユニットで、スクロールキー、縮尺変更キーなどのハードスイッチ、ジョイスティック、ディスプレイ上に貼られたタッチパネルなどで構成される。
【００８４】
符号２６６〜符号２６９に示す各種センサは、車載ナビゲーション装置で自車位置を検出するために使用するものである。車輪速センサ２６６は、車輪の円周と計測される車輪の回転数の積から距離を測定し、さらに対となる車輪の回転数の差から移動体が曲がった角度を計測する。地磁気センサ２６７は、地球が保持している磁場を検知し、移動体が向いている方角を検出する。ジャイロ２６８は、光ファイバジャイロや振動ジャイロ等の移動体が回転した角度を検出するものである。ＧＰＳ受信装置２６９は、ＧＰＳ衛星からの信号を受信し移動体とＧＰＳ衛星間の距離と距離の変化率を３個以上の衛星に対して測定することで移動体の現在位置、進行方向及び進行方位を測定する。
【００８５】
交通情報受信装置２６１０は、道路の渋滞情報、工事、通行止めといった規制情報や駐車場情報といった交通情報を発するビーコン送信機やＦＭ多重放送からの信号を受信する。車内ＬＡＮ装置２６１１は、車両の様々な情報、例えばドアの開閉情報、点灯しているライトの種類と状況、エンジンの状況や故障診断結果などを受ける。
【００８６】
図２７は処理演算部２６１１のハードウェア構成の一例を示す図である。
【００８７】
演算処理部２６１は、図２７に示すように、各デバイス間をバスで接続した構成としてある。演算処理部２６１は、数値演算及び各デバイスを制御するといった様々な処理を実行するＣＰＵ(Central Prosessing Unit)２７２１と、地図や演算データを格納するＲＡＭ(Random Access Memory)２７２２と、プログラムやデータを格納するＲＯＭ(Read Only Memory)２７２３と、メモリ間及びメモリと各デバイス間のデータ転送を高速に実行するＤＭＡ（Direct Memory Access）２７２４と、ベクトルデータを画素情報に展開するといったグラフィックス描画を高速に実行し、かつ表示制御を行う描画コントローラ２７２５と、グラフィックスイメージデータを蓄えるＶＲＡＭ(Video Random Access Memory)２７２６と、イメージデータをＲＧＢ信号に変換するカラーパレット２７２７と、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２７２８と、シリアル信号をバスに同期したパラレル信号に変換するＳＣＩ(Serial Communication Interface)２７２９と、パラレル信号をバスに同期させてバス上にのせるＰＩＯ(Parallel Input/Output)２７３０と、パルス信号を積分するカウンタ２７３１と、備えて構成される。
【００８８】
図２８は処理演算部２６１の機能構成を示す図である。
【００８９】
図２８において、現在位置演算手段２８４６は、車輪速センサ２６６で計測される距離パルスデータＳ５及びジャイロ２６８で計測される角加速度データＳ７を各々積分した結果得られる距離データ及び角度データを用い、そのデータを時間軸で積分していくことにより、初期位置（Ｘ，Ｙ）から移動体走行後の位置（Ｘ’，Ｙ’）を演算する処理を行う。ここで、移動体の回転した角度と進む方位の関係を一致させるため、地磁気センサ２６７から得られる方位データＳ６と、ジャイロ２６８から得られる角加速度データＳ７を積分した角度データとを参照して、移動体が進行している方向の絶対方位を推定する。尚、車輪速センサ２６６のデータ及びジャイロ２６８のデータを各々積分してゆくと、誤差が蓄積するため、ある時間周期でＧＰＳ受信装置２６９から得られた位置データＳ８をもとに蓄積した誤差をキャンセルするという処理を施し現在位置情報を出力する。
【００９０】
このようにして得られた現在位置情報にはセンサの誤差が含まれているため、さらに位置精度を高めることを目的に、マップマッチ処理２８４７を行う。これは、データ読込処理手段２８４８によって読み込まれた現在地周辺の地図に含まれる道路データと、現在位置演算手段２８４６から得られた走行軌跡を互いに照らし合わせ、形状の相関が最も高い道路に現在地を合わせ込むという処理である。マップマッチ処理を施すことで現在地は多くの場合走行道路と一致するようになり、精度よく現在位置情報を出力することができる。そして、このようにして演算された現在位置情報は、所定距離走行する度に軌跡記憶手段２８４９に記憶される。尚、軌跡データは、これまで走行してきた道路につき、対応する地図上の道路に軌跡マークを描画するために用いられる。
【００９１】
ユーザ操作解析手段２８４１は、ユーザからの要求を入力装置２６５で受け、その要求内容を解析し、対応する処理が実行されるよう各ユニットを制御する。たとえば、ユーザが目的地までの経路誘導を要求したときは、目的地を設定するため地図を表示する処理を地図表示手段２８４５に要求し、さらに現在地から目的地までの経路を演算する処理を経路計算手段２８４２に要求する。経路計算手段２８４２は、ダイクストラ法等を用い指定された２地点間の結ぶ経路を地図データから検索し、その結果得られた経路を経路記憶手段２８４３に蓄える。ここで、ダイクストラ法を用いることにより、２地点間の距離が最短になる経路や、最も短い時間で到達可能な経路等をそれぞれ求めることも可能である。
【００９２】
経路誘導手段２８４４は、経路記憶手段２８４３に蓄えられた誘導経路のリンク情報と現在位置演算手段２８４６及びマップマッチ処理手段２８４７で求められる現在位置情報を比較し、交差点等を通過する前に直進すべきか、右左折すべきかを音声入出力装置２６４を用い音声でユーザに通知したり、ディスプレイ２６２に表示された地図上に進行すべき方向を表示し、ユーザに経路を通知する。
【００９３】
データ読込処理手段２８４８は、表示が要求された領域（表示に必要な地図情報）の地図データを地図記憶装置２６３から読み込み準備するように動作する。
【００９４】
地図表示手段２８４５は、表示が要求された地点周辺の地図データをデータ読込処理手段２８４８から受け取り、上記の第一実施形態乃至第四実施形態の文字表示処理を実行する。また、グラフィック処理手段２８５１が指定された縮尺、描画方位、描画方式で、指定されたオブジェクトを描画するようにコマンドを転送する。
【００９５】
メニュー表示手段２８５０は、ユーザ操作解析手段２８４１から出力される命令を受け、グラフィック処理手段２８５１が、様々な種類のメニューや地図に重ねて表示するマークを描画するようにコマンドを転送する。
【００９６】
グラフィックス処理手段２８５１は、地図表示手段２８４５及びメニュー表示手段２８５０から転送されたコマンドに基づいて、ＶＲＡＭ２７２６にイメージ展開する。
【００９７】
図２９は地図表示手段２８４５の機能構成例を示す図である。上記第一乃至第四実施形態の文字表示処理は、地図表示手段２８４５により実行される。
【００９８】
地図表示手段２８４５は、図２９に示すように、三次元地図表示手段２９５で生成した三次元地図描画コマンドと、文字表示手段２９４で生成した名称・案内情報等の描画コマンドとをグラフィックス処理手段２８５１に転送するように動作する。重なり判定手段２９１は、ユーザ操作解析手段２８４１、またはマップマッチ処理手段２８４７から出力される命令（示尺度変更／視点変更／現在位置更新等）に従って、画面に表示する文字情報が他オブジェクトや他のオブジェクトの文字情報と重なり合うか否かを判定する。文字表示位置算出手段２９２は、重なり判定手段２９１から出力される命令を受け、データ読み込み手段２８４８から地図データを受取り、文字情報を画面上にレイアウトする。文字属性変更手段２９３は、文字位置算出手段２９２からの命令に応じて、文字の表示属性（文字サイズ、文字間隔等）を変更する。ここで、文字属性変更手段２９３の出力により、文字位置算出手段２９２を再度実行する場合もある。
【００９９】
文字表示手段２９４は、文字属性変更手段２９３及び文字位置算出手段２９２から指示される文字属性、文字表示位置に従って文字表示コマンドを生成する。三次元地図表示手段２９５は、マップマッチ処理手段２８４７の出力に従って、データ読み込み手段２８４８から地図データを受取り、三次元地図描画コマンドを生成する。
【０１００】
尚、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で様々な変形が可能である。たとえば、上記の各実施形態では、オブジェクトに関連する情報として、文字列からなる文字情報を用いたものについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。オブジェクトの関連情報は、文字、記号、図形又はこれ等の任意の組み合わせからなるものであってもよい。
【発明の効果】
【０１０１】
以上説明したように本発明によれば、地図構成物の表示領域に基づいて、当該地図構成物の関連情報の表示領域を設定するので、関連情報を地図構成物の変化に追随させて常に見やすい位置に表示することができ、これにより、視認性が低下するのを防止することができ、したがって、三次元地図表示において良好な地図情報を提供することができる。
【０１０２】
また、関連情報と他の地図構成物や関連情報との重なりを検出し、重なりが検出された関連情報について、関連情報の表示領域を再度設定したり、優先順位を設定して優先順位の高い関連情報を表示したりすることにより、関連情報同士が重なるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の第一実施形態による処理が実行されたナビゲーション装置の表示画面のイメージを示す図である。
【図２】本発明の第一実施形態の文字表示処理を説明するためのフロー図である。
【図３】図１に示すフローを補足説明するための図である。
【図４】文字情報表示領域の設定における処理の一例を説明するためのフロー図である。
【図５】図４に示すフローを補足説明するための図である。
【図６】文字情報のレイアウト設定方法の一例を説明するためのフロー図である。
【図７】図６に示すフローを補足説明するための図である。
【図８】図６に示す文字情報のレイアウト設定方法の変形例を説明するためのフロー図である。
【図９】オブジェクト表示領域の近傍に文字情報を展開する処理の一例を説明するためのフロー図である。
【図１０】図９に示すフローを補足説明するための図である。
【図１１】本発明の第二実施形態の文字表示処理を説明するためのフロー図である。
【図１２】図１１に示すフローを補足説明するための図である。
【図１３】本発明の第三実施形態の処理を説明するためのフロー図である。
【図１４】図１３に示すフローを補足説明するための図である。
【図１５】図１３に示すステップ１３３の処理の一例を説明するためのフロー図である。
【図１６】図１５のフローを補足説明するための図である。
【図１７】本発明の第四実施形態の処理を説明するためのフロー図である。
【図１８】図１７のフローに示す優先表示処理をオブジェクト属性に基づいて実行した場合の表示画面のイメージを示す図である。
【図１９】図１７のフローに示す優先表示処理を誘導道路沿いの情報を優先させて実行した場合の表示画面のイメージを示す図である。
【図２０】図１７のフローに示す優先表示処理を交通情報を優先させて実行した場合の表示画面のイメージを示す図である。
【図２１】図１７のフローに示す優先表示処理をサービスセンタから送られてくる案内情報を優先させて実行した場合の表示画面のイメージを示す図である。
【図２２】図１７のフローに示す優先表示処理を交差点周辺の情報を優先させて実行した場合の表示画面のイメージを示す図である。
【図２３】図１７のフローに示す優先表示処理を走行中の道路情報を優先させて実行した場合の表示画面のイメージを示す図である。
【図２４】図１７のフローに示す優先表示処理を通過予定の道路情報を優先させて実行した場合の表示画面のイメージを示す図である。
【図２５】優先表示により、省略した文字情報（重なり文字情報）があることをユーザに通知する例を示す図である。
【図２６】本発明の第五実施形態である車載ナビゲーション装置の機能構成図である。
【図２７】図２６に示す車載ナビゲーションの演算処理部のハードウエア構成図である。
【図２８】図２６に示す車載ナビゲーションの演算処理部の機能構成図である。
【図２９】図２８に示す演算処理部の地図表示手段の機能構成図である。
【符号の説明】
【０１０４】
２１ 表示画面
２２、２３、２４、２５、２６、２７、１２１、１４１、１４２、１８２、１８３、２３１ オブジェクト
１２２、１２３ 視点
１２５ オブジェクト表示領域
１６１、１６２ オブジェクト占有領域
１６３、１６４ 交点
１８１ 自車表示カーソル
１９１ 誘導道路
２６１ 演算処理部
２６２ ディスプレイ
２６３ 地図記憶装置
２６４ 音声出入力装置
２６５ 入力装置
２６６ 車輪速センサ
２６７ 地磁気センサ
２６８ ジャイロ
２６９ ＧＰＳ受信装置
２６１０ 交通情報受信装置
２６１１ 車内ＬＡＮ装置
２７４１ ＣＰＵ
２７２２ ＲＡＭ
２７２３ ＲＯＭ
２７２４ ＤＭＡ
２７２５ 描画コントローラ
２７２６ ＶＲＡＭ
２７２７ カラーパレット
２７２８ Ａ／Ｄ変換器
２７２９ ＳＣＩ
２７３０ ＰＩＯ
２７３１ カウンタ
２８４１ ユーザ操作解析手段
２８４２ 経路計算手段
２８４３ 経路記憶手段
２８４４ 経路誘導手段
２８４５ 地図表示手段
２８４６ 現在位置演算手段
２８４７ マップマッチ処理手段
２８４８ データ読込手段
２８４９ 軌跡記憶手段
２８５０ メニュー表示手段
２８５１ グラフィックス処理手段
２９１ 重なり判定部
２９２ 文字表示位置算出部
２９３ 文字属性変更部
２９４ 文字表示部
２９５ 三次元地図表示部
【発明の属する技術分野】
【０００２】
本発明は、表示装置の画面上に、３次元地図と当該三次元地図を構成する地図構成物の関連情報とを表示する地図表示装置及び地図表示方法に関するものである。
【従来の技術】
【０００３】
従来より、自動車走行の便宜を図るためのものとしてナビゲーション装置が知られている。このナビゲーション装置は、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に記録された地図データを読み出して、モニタ等の画面上に建物、道路等が描画された地図を表示する。そして、ＧＰＳ(Ground Positioning System)等のセンサにより検出した現在地（自車位置）から目的地へ向かう方向を画面上に表示する。
【０００４】
ところで、従来のナビゲーション装置では、地図の画面への表示尺度を切替えたり、画面上に地図を鳥瞰表示することにより、現在地周辺が、容易に把握できるように工夫している。
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような画面表示処理上の工夫は、二次元の地図データを基になされている。したがって、たとえば、立体交差点や坂道、あるいは、建物が立ち並ぶ道路の状況等は、二次元（平面）的に表示される。このため、近年、現在地周辺や目的地周辺の状況をより把握し易くするために、三次元地図（実際には、三次元地図の投影図）を画面上に表示するナビゲーション装置の実現が要望されている。
【０００６】
ところで、三次元地図表示のナビゲーション装置を実現した場合、二次元地図を画面上に表示する場合に比べて、建物、道路、地形等の地図構成物の関連情報（名称、案内等の情報）の視認性が低下するという問題が生じることが予測される。すなわち、二次元地図表示では、画面上に表示された地図構成物に単純に重ねて対応する関連情報を表示していた。しかし、三次元地図表示では、視線を変化させて斜めから眺めた風景を表示することもあるので、地図構成物が他の地図構成物に陰影されたり、眺める方向によって形状が変化したりする。このため、関連情報を常に見やすい位置に表示することができない。
【０００７】
本発明は上記事情に基づいてなされたものであり、地図構成物の関連情報の視認性が低下するのを防ぐことができる三次元地図表示装置及び三次元表示方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明のナビゲーション装置の地図表示方法は、前記ナビゲーション装置が、３次元地図を構成する複数の地図構成物のデータ（以下、３次元データという）を記憶する地図記憶装置から、表示装置への表示が要求される領域にある各地図構成物の３次元データを読み込む地図読込ステップと、外部から、前記地図読込ステップで読み込んだ３次元データにより特定される地図構成物に関連する外部情報を受信する外部情報受信ステップと、前記地図読込ステップで読み込んだ３次元データにより特定される各地図構成物をスクリーン座標系上に配置すると共に、前記外部情報受信ステップで受信した外部情報を前記スクリーン座標系上に配置し、前記スクリーン座標系上に配置した各地図構成物および外部情報を所定の視点から平面に表示することで、３次元地図を作成する３次元地図作成ステップと、前記地図作成ステップで作成した３次元地図を前記表示装置に表示する表示ステップと、を行なう。前記３次元地図作成ステップは、外部情報よりも視点側に位置する地図構成物を前記平面に表示することなく、あるいは、透過表示して、当該外部情報を表示するように、前記３次元地図を作成する。
【発明の実施の形態】
【０００９】
以下に、本発明の第一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１０】
先ず、本実施形態が適用されたナビゲーション装置の表示画面について説明する。
【００１１】
図１は本実施形態による処理が実行されたナビゲーション装置の表示画面のイメージを示す。図１において、符号２１は、モニタ等の表示画面、符号２２〜２６は、マンションやホテルなどの建物、符号２７は、道路を示す。尚、本実施形態では、上記の建物や道路の他、山、川等の地形をも含め、これ等の地図構成物を、一括してオブジェクトと称している。
【００１２】
本実施形態では、原則として、文字情報は、当該文字情報に対応するオブジェクト表示領域（実際にオブジェクトが表示画面上に表示されている領域）内に表示される。図１に示す例では、オブジェクト２２〜２５について、「○○ビル」、「△△マンション」等の文字情報が対応するオブジェクト表示領域内に表示されている。
【００１３】
本実施形態において、オブジェクト表示領域内に文字情報が表示できないと判断した場合、文字情報は、そのオブジェクト表示領域の近傍に表示される。図１に示す例では、オブジェクト２６について、文字情報「××医院」が引き出し線を用いてオブジェクト２６の表示領域近傍に表示されている。
【００１４】
このように、本実施形態の情報表示処理を実行することにより、図１に示すように、常時、文字情報を、当該文字情報に対応するオブジェクトとの関連が失われない位置に表示することができる。
【００１５】
次に、本実施形態の処理手順を説明する。
【００１６】
先ず、モニタ等の表示画面に表示する三次元地図（実際には、三次元地図の投影図）を作成するまでの処理について説明する。
【００１７】
オブジェクトの三次元情報が記憶された地図データベースを基に、オブジェクトをワールド座標系上に配置する。次に、ワールド座標系上のオブジェクトにアフィン変換処理を施して、オブジェクトを視点位置を原点とし、視線の方向をＺ軸に取った視点座標系上に配置する。ここで、視点位置は、使用者等の指示や、本実施形態が適用されたナビゲーション装置が搭載されている移動体の現在位置（自車位置）等に基づいて設定される。
【００１８】
次に、視点座標系上のオブジェクトに透視変換処理を施して、オブジェクトをスクリーン座標系上に配置する。
【００１９】
次に、Ｚバッファ法等の陰面消去処理を施して、上記のワールド座標系上に配置されたオブジェクトを、設定された視点位置から眺めたときに得られる投影図を作成する。そして、この投影図を画素データがマトリックス状に複数個配列されて構成された二次元の画像データとして、メモリ等に記憶する。この画素データには、当該画素データが表示するオブジェクトの識別情報が付加されている。
【００２０】
ここまでの処理は、コンピュータグラフィックスの様々な三次元処理技術を用いることにより、実現することができる。
【００２１】
次に、上記の処理で作成された投影図に文字情報を付記し、表示画面に表示する処理について説明する。
【００２２】
図２は本発明の第一実施形態の文字表示処理を説明するためのフロー図、図３は図１に示すフローを補足説明するための図である。
【００２３】
図３（ａ）に示すように、表示画面２１内に表示されるオブジェクトであって文字情報を有するオブジェクトを検出する（ステップ１１）。表示画面２１内に表示されるオブジェクトであるか否かは、メモリ等に記憶された各画素データのオブジェクトの識別情報を判断することにより可能である。また、オブジェクトが文字情報を有するか否かの判断は、各オブジェクトの三次元情報に文字情報の有無に関する情報を付加して地図データベースに記憶し、地図データベースからオブジェクトの三次元情報を読み出したときに、この三次元情報に付加されている文字情報の有無に関する情報を判別することにより可能である。
【００２４】
次に、ステップ１１で検出したオブジェクトの表示画面上における表示領域を求める（ステップ１２）。メモリ等に記憶された二次元画像データからステップ１１で検出したオブジェクトの画素データを検出し、この画素データの二次元画像データ上における位置に基づいて、このオブジェクトの表示領域を求める。図３（ｂ）では、ステップ１１で検出されたオブジェクト２２の表示領域Ｓを求めている。尚、表示領域Ｓは、表示画面上において、オブジェクト２２が占める画素位置を全て検出する必要はなく、例えばオブジェクト２２が占める画素位置の水平（Ｘ）方向の最大位置及び最小位置と、垂直（Ｙ）方向の最大位置及び最小位置を検出することにより、オブジェクト２２の表示領域Ｓを特定するようにしてもよい。
【００２５】
次に、文字情報が記憶された記憶手段からステップ１１で検出したオブジェクトに対応する文字情報を読み出す（ステップ１３）。地図データベースにオブジェクトの三次元情報の他に、オブジェクトの文字情報をも記憶させ、図３（ｃ）に示すように、地図データベースからオブジェクト２２の文字情報「○○ビル」を読み出す。
【００２６】
次に、オブジェクトの表示領域内に文字情報の表示領域を設定する（ステップ１４）。尚、文字情報の表示領域の設定については後述する。次に、ステップ１４で設定した文字情報の表示領域内に文字情報が収まるように、文字情報の表示レイアウトを決定する（ステップ１５）。図３（ｃ）では、地図データベースから読み出したオブジェクト２２の文字情報「○○ビル」の文字数と、ステップ１４で設定した文字情報の表示領域とに基づいて、文字情報「○○ビル」の文字サイズ、文字間隔、行数等を定めている。図３（ｄ）に、表示画面２１上にオブジェクト２２の文字情報「○○ビル」を表示したイメージを示す。文字情報「○○ビル」は、オブジェクト２２の表示領域上に表示される。
【００２７】
表示画面内の文字情報を有する全てのオブジェクトについてステップ１２〜ステップ１５に示す処理がなされた後、投影図上に文字情報を付記し、その後、この投影図を画面上に表示展開する（ステップ１６）。これにより、図１に示すフローが終了する。
【００２８】
次に、図２に示すステップ１４の処理（文字表示領域の設定）について説明する。
【００２９】
図４は文字情報表示領域の設定における処理の一例を説明するためのフロー図、図５は図４に示すフローを補足説明するための図である。
【００３０】
先ず、図２のステップ１２で求めたオブジェクトの表示領域Ｓの各頂点座標を参照し、表示画面において、オブジェクトが占める画素位置の水平（Ｘ）方向の最大位置ｘｍａｘ及び最小位置ｘｍｉｎと、垂直（Ｙ）方向の最大位置ｙｍａｘ及び最小位置ｙｍｉｎを検出する（ステップ４１）。図２のステップ１１において、図５（ａ）に示すようなオブジェクトが表示画面から検出された場合、図２のステップ１２において、図５（ｂ）に示すようなオブジェクトの表示領域Ｓが求められる。ステップ４１では、表示領域Ｓのｘｍａｘ、ｘｍｉｎ、ｙｍａｘ、ｙｍｉｎを求める。
【００３１】
次に、図５（ｃ）に示すように、ステップ４１で求めたｘｍａｘ、ｘｍｉｎ、ｙｍａｘ、ｙｍｉｎで囲まれる四角形ＡＢＣＤを想定し（ステップ４２）、表示領域Ｓ内に含まれない頂点Ａ、Ｃの対角線と、表示領域Ｓの枠を構成する辺であって対角線と交差する辺ｆａ，ｆｃとの交点Ａ′、Ｃ′を求める（ステップ４３）。そして、Ａ′、Ｃ′を対角に位置する頂点に含めた新たな四角形Ａ′Ｂ′Ｃ′Ｄ′を求め、四角形Ａ′Ｂ′Ｃ′Ｄ′で囲まれる領域を文字情報の表示領域Ｓｃとする（ステップ４４）。これにより、図４に示すフローが終了する。
【００３２】
尚、図４に示すフローは、文字情報表示領域の設定処理の一例に過ぎない。図２に示すステップ１４の処理は、オブジェクトの表示領域内に文字情報の表示領域を設定するものであれば、どのようなものでもよい。
【００３３】
次に、図２に示すステップ１５の処理（文字情報の表示レイアウトの設定）について説明する。
【００３４】
図６は文字情報のレイアウト設定方法の一例を説明するためのフロー図、図７は図６に示すフローを補足説明するための図である。図７（ａ）は、図４に示すフローで求めた文字情報の表示領域Ｓｃを示す。ここで、表示領域Ｓｃの横サイズ、縦サイズを各々Ｘｃ、Ｙｃとしておく。図７（ｂ）は、図１のステップ１３において、地図データベース等から読み出した文字情報「○○△△ビル」を示す。
【００３５】
図６に示す文字情報のレイアウト処理では、先ず、図７（ｂ）に示すように、文字情報の文字サイズｄｘ、ｄｙを設定する（ステップ６１）。文字サイズは、使用者が十分に認識できる程度の大きさに設定する。次に、文字情報の文字数ｎ、文字サイズｄｘ、ｄｙと、文字情報の表示領域Ｓｃに基づいて、文字情報の行数Ｍ１（＝Ｘ／ｄｘ）を求め（ステップ６２）、それから１行当たりの文字数Ｍ２（＝Ｙ／ｄｙ）を求める（ステップ６３）。次に、文字情報が文字表示領域Ｓｃ内に表示可能（ｎ≦Ｍ１・Ｍ２）であるかどうかを判断する（ステップ６４）。表示できると判断した場合は、文字情報をステップ６１〜ステップ６３で設定した文字情報の表示レイアウトで文字表示領域Ｓｃ内に展開するように設定する（ステップ６５）。一方、表示できないと判断した場合は、文字情報をステップ６１〜ステップ６３で設定した文字情報の表示レイアウトで、オブジェクトの表示領域の近傍に展開するように、再度文字情報の表示領域を設定する（ステップ６６）。図７（ｃ）は、文字表示領域Ｓｃ内に文字情報を展開した例で、文字表示領域Ｓｃの縦および横のサイズＸ、Ｙ内に、行当たり文字数Ｍ２でＭ１行にて文字情報を展開している。
【００３６】
尚、本実施形態では、オブジェクトの表示領域Ｓ内に文字情報の表示領域Ｓｃを設定し、文字情報を展開する方法について説明したが、この他、オブジェクトの表示領域Ｓの重心を算出し、この重心に文字情報の表示領域が重なるような位置に文字情報を展開する方法等により、表示位置をさらに制限することもできる。
【００３７】
図８は、図６に示す文字情報のレイアウト設定方法の変形例を説明するためのフロー図である。図８に示すフローでは、図２に示すステップ１５の処理（文字情報の表示レイアウトの設定）を拡張し、なるべくオブジェクトの表示領域内に文字情報を展開、表示するものである。尚、図８に示すフローにおいて、図６に示すフローと同じ処理を行うステップについては、同じ符号を付すことにより、その詳細な説明を省略する。
【００３８】
図８に示すフローでは、ステップ６４において、文字情報が文字表示領域Ｓｃ内に表示できないと判断した場合、文字サイズ／アスペクト／文字間隔／行間隔等の文字の表示属性を変更できるか否かを判定する（ステップ８１）。尚、文字の表示属性の変更には、文字が小さくて読みにくくなるなどの限界があるので、人間工学的な問題を考慮し、文字の表示属性の変更に一定の制限値を設定しておく。ステップ８１において、変更できると判断した場合、文字の表示属性を変更する（ステップ８２）。一方、変更できないと判断した場合、オブジェクトの表示領域内に文字情報を展開することをあきらめ、ステップ６７に移行する。
【００３９】
次に、図６及び図８に示すステップ６６の処理（オブジェクトの表示領域の近傍に再度文字情報の表示領域を設定する処理）について説明する。
【００４０】
図９はオブジェクト表示領域の近傍に文字情報を展開する処理の一例を説明するためのフロー図、図１０は図９に示すフローを補足説明するための図である。
【００４１】
先ず、図４に示すステップ４２で算出した四角形ＡＢＣＤの各頂点座標、つまり図１０で示すところの、Ａ点の座標（ｘｍｉｎ，ｙｍｉｎ）、点Ｂの座標（ｘｍａｘ，ｙｍａｘ）、点Ｃの座標（ｘｍａｘ，ｙｍｉｎ）、点Ｄの座標（ｘｍｉｎ，ｙｍｉｎ）を参照する（ステップ９１）。次に、図６又は図８のステップ６１〜ステップ６３で設定した表示レイアウトで文字情報を表示することができる表示領域（ｘ，ｙ）を、ｘ＜ｘｍｉｎ、ｘ＞ｘｍａｘ、ｙ＜ｙｍｉｎ、ｙ＞ｙｍａｘを満足する領域（図１０の斜線で示されている領域）に設定する（ステップ９２）。尚、文字情報の表示領域（ｘ，ｙ）は、対応するオブジェクトの表示領域の範囲外であれば、基本的にどこでもよい。次に、文字情報を上記の表示レイアウトで文字表示領域（ｘ，ｙ）内に展開するように設定し（ステップ９３）、これにより、図９に示すフローが終了する。尚、文字情報の表示領域を対応するオブジェクトの表示領域の範囲外に設定する場合は、文字情報と対応するオブジェクトとの関連を示すために、引き出し線や文字情報を囲む枠付きの引き出し線（漫画のふきだしのようなもの）を用いて文字情報を表示することが好ましい。
【００４２】
本発明の第一実施形態では、表示画面２１上におけるオブジェクトの表示領域に基づいて、当該オブジェクトの文字情報の表示領域を設定している。したがって、本実施形態が適用される装置（例えばナビゲーション装置）において、地図の表示尺度が変更されたり、表示画面に表示される三次元地図の投影図の視点が移動したり、現在地（自車位置）が変更されたりして、表示画面上のオブジェクトの表示位置や形状が変化したときでも、文字情報をオブジェクトの変化に追随させて常に見やすい位置に表示することができる。これにより、視認性が低下するのを防止することができ、したがって、三次元地図表示において良好な地図情報を提供することができる。
【００４３】
次に、本発明の第二実施形態について図面を参照して説明する。
【００４４】
図１１は本発明の第二実施形態の文字表示処理を説明するためのフロー図である。また、図１２は図１１に示すフローを補足説明するための図であり、図１２（ａ）はオブジェクト１２１を図１２（ｃ）の視点位置１２２から眺めた時の外観図、図１２（ｂ）は、オブジェクト１２１を視点位置１２３から眺めた時の外観図である。尚、視点位置１２３は、視点位置１２２にある視点をオブジェクト１２３の中心からの距離が略一定となるようにして移動した位置にある。
【００４５】
上述した本発明の第一実施形態では、図１２（ｃ）に示すように、視点が視点位置１２３から視点位置１２２へ移動すると、これに伴ってオブジェクト１２１の表示領域が図１２（ａ）から図１２（ｂ）へと変化するので、このオブジェクトの文字情報の表示領域も微妙に変化することになる。しかしながら、オブジェクト１２１は、視点がこのオブジェクト１２１を中心に移動していることから、使用者が注目しているオブジェクトであると考えられる。この場合、その文字情報の表示位置が変動すると、煩わしく感じられることもある。
【００４６】
そこで、本実施形態では、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、オブジェクト１２１の文字情報「○○ビル」の表示領域を視点の移動開始時の座標位置のまま維持するように設定している。本実施形態の文字表示処理は、図２に示すステップ１１〜ステップ１６の処理を実行する前に、視点が表示画面内のあるオブジェクトを中心にして、そのオブジェクトからの距離を略一定に保ちつつを移動しているかどうかを判断する（ステップ１１１）。尚、視点のオブジェクトからの距離が略一定であるか否かの判断は、例えば視点移動に伴って三次元地図を更新するときに、視点座標系における視点から各オブジェクトまでの距離を記憶しておき、前回記憶した距離と比較することにより行うことができる。ステップ１１１で移動していると判断した場合、そのオブジェクトの文字情報を、後に行われる文字表示処理（図２に示すステップ１１〜ステップ１６の処理）の更新の対象外に設定する（ステップ１１２）。
【００４７】
また、視点があるオブジェクトを中心に、そのオブジェクトからの距離を略一定に保ちつつ移動している場合以外であっても、視点移動によりオブジェクトの表示領域が徐々に移動している場合は、文字情報の表示領域を視点の移動開始時の座標位置のままを維持するように設定することも考えられる。たとえば、図１２（ｄ）に示すように、オブジェクトが１２１に示す位置に表示されていたときに設定した文字情報「○○ビル」が、視点移動によってオブジェクトの表示領域１２５から脱したときに、初めて図２に示すステップ１１〜１６を実行して文字表示処理を更新する（ステップ１１３）。
【００４８】
本発明の第二実施形態によれば、視点があるオブジェクトを中心に移動している場合は、当該オブジェクトの文字情報の表示領域が、更新の際に、移動開始時に設定された表示位置をそのまま維持するように再度設定される。このため、使用者が注目しているオブジェクトの文字情報の表示位置が微妙に変化するのを防止することができる。
【００４９】
次に、本発明の第三実施形態について図面を参照して説明する。
【００５０】
図１３は本発明の第三実施形態の処理を説明するためのフロー図、図１４は図１３に示すフローを補足説明するための図である。
【００５１】
上記の第一実施形態及び第二実施形態では、実際に画面上に表示されるオブジェクトの表示領域、即ち陰面消去処理が実行された投影図に基づいて、文字情報の表示領域を設定している。ところで、文字情報の表示領域の設定は、例えば陰面消去処理実行前（オブジェクト同士の重なりが考慮されていない状態）のスクリーン座標系上におけるオブジェクトのＸＹ平面の占有領域に基づいても、設定することができる。しかしながら、この場合、図１４（ａ）に示すように、オブジェクト１４２に付記する文字情報が、別のオブジェクト１４１に重なって、重なり合った部分が欠けたり、また別のオブジェクト１４１上に表示されたするという不具合が生じることがある。
【００５２】
そこで、本実施形態では、陰面消去処理実行前のスクリーン座標系上におけるオブジェクトのＸＹ平面の占有領域に基づいて、文字情報の表示領域を設定した場合、上記の不具合が生じた文字情報の表示領域については、実際に画面上に表示されるオブジェクトの表示領域に基づき、再度文字情報の表示領域を設定している。
【００５３】
本実施形態では、図１３に示すように、先ず、基本的に図２に示すステップ１１〜ステップ１６と同じ要領に従って、表示画面内の文字情報の表示領域を設定する（ステップ１３１）。但し、ステップ１２において、スクリーン座標系上におけるオブジェクトのＸＹ平面の占有領域を検出し、ステップ１３では、このオブジェクトの占有領域に基づいて、文字情報の表示領域を設定する。
【００５４】
次に、文字情報の表示領域を設定したオブジェクトが、表示画面２１において手前に位置する他のオブジェクトに陰影される位置にあるかどうかを判定する（ステップ１３２）。この判定は、オブジェクトのスクリーン座標系上におけるＺ座標値を参照することにより可能である。っこで、陰影されると判断した場合は、手前オブジェクトに陰影されない部分の占有領域、すなわち、画面上に実際に表示されるオブジェクトの表示領域Ｓｃ′を検出する（ステップ１３３）。
【００５５】
次に、オブジェクトの表示領域Ｓｃ′に基づいて、図２に示すステップ１４〜ステップ１５の処理と同じ要領で、文字情報の表示領域及び表示レイアウトを設定する（ステップ１３４）。これにより、たとえば、図１４（ｂ）に示すように、文字情報の他のオブジェクトとの重なりが回避される。以後、上記のステップ１３１〜１３４を表示画面２１内の全ての文字情報について繰り返し実行する（１３５）。
【００５６】
尚、文字情報が、ステップ１３４で設定した表示レイアウトでステップ１３４で設定した文字情報の表示領域内に表示できない場合は、図６又は図８に示すフローを実行して、たとえば、図１４（ｃ）に示すように、文字情報の表示位置をオブジェクト１４２の近傍に移動する。
【００５７】
次に、図１３のステップ１３３におけるオブジェクトの表示領域Ｓｃ′の算出方法について説明する。
【００５８】
図１５は図１３に示すステップ１３３の処理の一例を説明するためのフロー図、図１６は図１５のフローを補足説明するための図である。
【００５９】
先ず、図１６に示すように、オブジェクト１４１、１４２について、スクリーン座標系上におけるオブジェクトのＸＹ平面の占有領域１６１、１６２を求める（ステップ１５１）。次に、占有領域１６１、１６２の接点１６３、１６４を求め（ステップ１５２）、この接点１６３、１６４を頂点に含む領域をオブジェクト１４２の表示領域Ｓｃ′に設定する（ステップ１５３）。
【００６０】
次に、本発明の第四実施形態について図面を参照して説明する。
【００６１】
図１７は本発明の第四実施形態の処理を説明するためのフロー図である。
【００６２】
本実施形態は、上記の第一実施形態乃び第二実施形態において文字情報を対応するオブジェクトの近傍に配置したときに、他のオブジェクトや文字情報と重なる場合、また、上記の第三実施形態においてオブジェクト同士の重なりを検出した場合、どの文字情報又はオブジェクトを優先表示するかを判断し、どちらか一方の表示を削除したり、優先順位に従って重ねて表示したりするものである。
【００６３】
先ず、図２に示すステップ１１〜ステップ１６、または図１３のステップ１３１に従って、文字情報の表示領域及び表示レイアウトを設定する（ステップ１７１）。次に、文字表示領域が、表示画面上において、その文字情報に対応するオブジェクトの手前に位置する別のオブジェクト、またはその別のオブジェクトの文字情報の表示領域と重なり合う位置にあるか否かを検出する（ステップ１７２）。そして、重なりを検出した時、重なり合う文字情報又はオブジェクトに、優先表示する／しないの指定があるかどうかを判定する（ステップ１７３）。この指定については、ユーザが設定する場合もあるし、走行中の安全等を考慮し、本実施形態が適用されるシステム側で設定する場合もある。
【００６４】
ステップ１７３で優先表示の指定がある場合は、オブジェクトの属性（例えば建物の種類、道路の種類等）を参照する（ステップ１７４）。オブジェクトの属性は、例えばそのオブジェクトに付記される文字情報を参照することにより、判断することができる。次に、ステップ１７１及びステップ１７２に基づいて、優先順位を設定し、優先順位の低いものからネスティング管理して、優先順位の最も高い関連情報又はオブジェクトを画面上に表示し、使用者がマウス、ペン等のポインティングデバイスで表示画面上の関連情報又はオブジェクトを選択することにより、画面上に表示させる関連情報又はオブジェクトをトグル式に切り替える（ステップ１７５）。
【００６５】
一方、ステップ１７３で優先順位の指定がない場合、表示画面上において、その文字情報に対応するオブジェクトの手前に位置する別のオブジェクト、またはその別のオブジェクトの文字情報の表示領域と重ならない位置に、文字情報の表示領域を設定する（ステップ１７６）。そして、この設定した文字情報の表示領域に基づいて、文字情報の表示レイアウトを設定する（ステップ１７７）。
【００６６】
表示画面内のすべての文字情報について、ステップ１７２〜ステップ１７７に示す処理がなされた後、文字情報を表示画面上に表示展開する（ステップ１７９）。これにより、図１７に示すフローが終了する。
【００６７】
図１８乃至図２５は、図１７のフローに示す優先表示処理を実行した場合の表示画面のイメージを示している。いずれもビルが立ち並ぶ町中を鳥瞰表示した場合を想定している。図１８乃至図２５において、優先処理無の場合の表示画面例を（ａ）に、優先処理有の場合の表示画面例を（ｂ）に、それぞれ示す。また、各図において、符号１８１は本実施形態を適用したナビゲーション装置が搭載された車の自車位置（現在地）を、また符号１８２は道路を示している。符号１８３はビル等の建造物を示す。
【００６８】
図１８は、オブジェクト属性を基に、表示優先処理を実行した例を示す。優先処理を実行しない図１８（ａ）では、文字情報「○○ホテル」が、表示画面上において、対応するオブジェクトの手前に位置するオブジェクトの文字情報「××ビル」と互い重なり合って表示されている。もし、ユーザが何よりも自車近辺のホテル情報を知りたい時に、このような表示では問題がある。この場合、予めユーザが、「ホテル」という属性をもつ建物を優先して表示する旨の設定をしておき、この設定に従って優先処理を実行した図１８（ｂ）では、文字情報「××ビル」は消去されるので、上記問題は解消する。
【００６９】
図１９は、誘導道路沿いにある建物等のオブジェクトの案内を優先する例を示す。ここで、誘導道路とは、現在地と目的地とを結ぶ経路のうち、時間、距離又は料金等の関係からナビゲーション装置が推奨する経路のことである。図１９では、誘導道路を符号１９１で示している。優先処理をしない図１９（ａ）では、誘導道路上にある文字情報「○○ビル」が文字情報「□□ビル」が付記されたオブジェクトと重なり合ってしまう。これに対して、誘導道路沿いのオブジェクトの文字情報を優先処理する図１９（ｂ）では、文字情報「□□ビル」が付記されたオブジェクトが消去されるため、文字情報「○○ビル」が見えるようになる。尚、図１９に示す例のように、誘導道路を見やすくするため、誘導道路に重なって表示されるオブジェクトを透過表示する場合もある。
【００７０】
図２０は、ＶＩＣＳ（Vehicle Information ＆ Communication System）やＵＴＭＳ（Universal Traffic Management System）等のサービスにより取得した、通行止めや渋滞等の交通情報を優先して表示する例を示す。優先処理をしない図２０（ａ）では、渋滞開始地点の案内が文字情報「××ビル」と重なりあって表示されている。交通情報の表示を優先する図２０（ｂ）では、文字情報「××ビル」が消去されるため、渋滞開始地点の案内が見えるようになる。尚、図２０に示す例のように、渋滞状況を見やすくするため、渋滞路に重なって表示されるオブジェクトを透過表示する場合もある。
【００７１】
図２１は、上記のＶＩＣＳ、ＵＴＭＳ等のサービスにより取得した、駐車場案内等の文字情報を優先する例を示す。優先処理しない図２１（a）では、文字情報「Ｐ空」が文字情報「本」に重なり合って表示されてしまう。駐車上案内等の文字情報の表示を優先する図２１（ｂ）では、文字情報「本」消去され、文字情報「Ｐ空」が見やすくなる。
【００７２】
図２２は、交差点案内を優先する例を示す。優先処理しない図２２（ａ）では、右折予定の交差点の文字情報「◇交差点」が、文字情報「××屋」が付記されたオブジェクトに重なり合って表示される。交差点付近の表示を優先する図２２（ｂ）では、文字情報「◇交差点」が見えるようになる。尚、図２２に示す例のように、交差点付近を見やすくするため、交差点に重なって表示されるオブジェクトを透過表示する場合もある。
【００７３】
図２３及び図２４は、自車位置に基づいて、表示の優先処理を実行した例である。図２３は走行路上の情報を優先する例を示す。優先処理しない図２３（ａ）では、走行とは関係のない道路２３１の文字情報「○方面１０Ｋ渋滞」に、走行路上にあるオブジェクトの文字情報「▽▽ビル」が重なって表示される。走行路上の情報の表示を優先する図２３（ｂ）では、文字情報「○方面１０Ｋ渋滞」が省略されるため、走行路上のオブジェクトの文字情報「▽▽ビル」が見やすくなる。
【００７４】
図２４は、通過予定の道路脇にあるオブジェクトの文字情報を優先する例を示す。優先処理しない図２４（ａ）では、通過予定の道路脇にあるオブジェクトの文字情報「薬局」や「○○屋」が、通過予定の道路脇にないオブジェクトの文字情報「＊＊ビル」や「××旅館」と重なり合って見えにくい。文字情報「薬局」や「○○屋」が、走行時の目安とされる場合には、問題がある。通過予定の道路脇にあるオブジェクトの文字情報を優先して表示する図２４（ｂ）では、通過予定の道路脇にないオブジェクトの文字情報「＊＊ビル」や「××旅館」が消去され、オブジェクト自体も目立たないように表示処理することにより、文字情報「薬局」や「○○屋」が見やすくなる。
【００７５】
図２５は、優先表示により、省略した文字情報（重なり文字情報）があることをユーザに通知する例を示している。通知無しの図２５（ａ）では、当然、文字情報「××ホテル」を表示するために、消去した文字情報があることはわからない。通知有りの図２５（ｂ）では、文字情報「××ホテル」の表示をボールドといった文字飾りを付けて表示し、画面上に表示されていない情報があることを通知する。画面上に表示されていない情報は、これ等の情報をネスティング管理することにより、上記のボールド表示した文字情報「××ホテル」をマウス、ペン、指等の入力手段で選択させて表示することも可能である。この時、入力手段により選択したタイミングでトグル式に文字情報を切り替えて表示することも考えられる。また、ボールド表示といった文字飾りの他、表示色や表示パターンを変えて文字情報「××ホテル」を表示し、消去文字の有無を通知することも考えられる。
【００７６】
さらに、上述した図１８乃至図２５において、入力手段により、ユーザが任意オブジェクトを選択した時、優先順位を変更して、文字情報の表示を更新することも可能である。
【００７７】
次に、本発明の第五実施形態として、上記の第一乃至第四実施形態方法を車載ナビゲーション装置に適用した場合の構成例について図面を参照して説明する。
【００７８】
図２６は本発明の第五実施形態であるナビゲーション装置の各構成ユニットを示す図である。
【００７９】
図２６において、演算処理部２６１は、様々な処理を行う中心的ユニットである。たとえば、符号２６６〜符号２６９に示す各種センサから出力される情報を基にして現在位置を検出し、得られた現在位置情報に基づいて、表示に必要な地図情報を地図記憶装置２６３から読み込む。また、地図データをグラフィックス展開し、そこに現在地マークを重ねディスプレイ２６２へ表示したり、ユーザから指示された目的地と現在地を結ぶ最適な道路を選択し、音声入出力装置２６４やディスプレイ２６２を用いてユーザを誘導する。
【００８０】
ディスプレイ２６２は、演算処理部２６１で生成されたグラフィックス情報を表示するユニットで、ＣＲＴや液晶ディスプレイで構成される。また演算処理部２６１とディスプレイ２６２との間の信号Ｓ１は、ＲＧＢ信号やＮＴＳＣ（National Television System Committee）信号で接続するのが一般的である。
【００８１】
地図記憶装置２６３は、ＣＤ−ＲＯＭやＩＣカードといった大容量記憶媒体で構成され、必要とする地図データを読み出し／書き込む処理を行う。
【００８２】
音声入出力装置２６４は、演算処理部２６１で生成したユーザへのメッセージを音声信号に変換し出力すると共に、ユーザが発した声を認識し演算処理部２６１にその内容を転送する処理を行う。
【００８３】
入力装置２６５は、ユーザからの指示を受け付けるユニットで、スクロールキー、縮尺変更キーなどのハードスイッチ、ジョイスティック、ディスプレイ上に貼られたタッチパネルなどで構成される。
【００８４】
符号２６６〜符号２６９に示す各種センサは、車載ナビゲーション装置で自車位置を検出するために使用するものである。車輪速センサ２６６は、車輪の円周と計測される車輪の回転数の積から距離を測定し、さらに対となる車輪の回転数の差から移動体が曲がった角度を計測する。地磁気センサ２６７は、地球が保持している磁場を検知し、移動体が向いている方角を検出する。ジャイロ２６８は、光ファイバジャイロや振動ジャイロ等の移動体が回転した角度を検出するものである。ＧＰＳ受信装置２６９は、ＧＰＳ衛星からの信号を受信し移動体とＧＰＳ衛星間の距離と距離の変化率を３個以上の衛星に対して測定することで移動体の現在位置、進行方向及び進行方位を測定する。
【００８５】
交通情報受信装置２６１０は、道路の渋滞情報、工事、通行止めといった規制情報や駐車場情報といった交通情報を発するビーコン送信機やＦＭ多重放送からの信号を受信する。車内ＬＡＮ装置２６１１は、車両の様々な情報、例えばドアの開閉情報、点灯しているライトの種類と状況、エンジンの状況や故障診断結果などを受ける。
【００８６】
図２７は処理演算部２６１１のハードウェア構成の一例を示す図である。
【００８７】
演算処理部２６１は、図２７に示すように、各デバイス間をバスで接続した構成としてある。演算処理部２６１は、数値演算及び各デバイスを制御するといった様々な処理を実行するＣＰＵ(Central Prosessing Unit)２７２１と、地図や演算データを格納するＲＡＭ(Random Access Memory)２７２２と、プログラムやデータを格納するＲＯＭ(Read Only Memory)２７２３と、メモリ間及びメモリと各デバイス間のデータ転送を高速に実行するＤＭＡ（Direct Memory Access）２７２４と、ベクトルデータを画素情報に展開するといったグラフィックス描画を高速に実行し、かつ表示制御を行う描画コントローラ２７２５と、グラフィックスイメージデータを蓄えるＶＲＡＭ(Video Random Access Memory)２７２６と、イメージデータをＲＧＢ信号に変換するカラーパレット２７２７と、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２７２８と、シリアル信号をバスに同期したパラレル信号に変換するＳＣＩ(Serial Communication Interface)２７２９と、パラレル信号をバスに同期させてバス上にのせるＰＩＯ(Parallel Input/Output)２７３０と、パルス信号を積分するカウンタ２７３１と、備えて構成される。
【００８８】
図２８は処理演算部２６１の機能構成を示す図である。
【００８９】
図２８において、現在位置演算手段２８４６は、車輪速センサ２６６で計測される距離パルスデータＳ５及びジャイロ２６８で計測される角加速度データＳ７を各々積分した結果得られる距離データ及び角度データを用い、そのデータを時間軸で積分していくことにより、初期位置（Ｘ，Ｙ）から移動体走行後の位置（Ｘ’，Ｙ’）を演算する処理を行う。ここで、移動体の回転した角度と進む方位の関係を一致させるため、地磁気センサ２６７から得られる方位データＳ６と、ジャイロ２６８から得られる角加速度データＳ７を積分した角度データとを参照して、移動体が進行している方向の絶対方位を推定する。尚、車輪速センサ２６６のデータ及びジャイロ２６８のデータを各々積分してゆくと、誤差が蓄積するため、ある時間周期でＧＰＳ受信装置２６９から得られた位置データＳ８をもとに蓄積した誤差をキャンセルするという処理を施し現在位置情報を出力する。
【００９０】
このようにして得られた現在位置情報にはセンサの誤差が含まれているため、さらに位置精度を高めることを目的に、マップマッチ処理２８４７を行う。これは、データ読込処理手段２８４８によって読み込まれた現在地周辺の地図に含まれる道路データと、現在位置演算手段２８４６から得られた走行軌跡を互いに照らし合わせ、形状の相関が最も高い道路に現在地を合わせ込むという処理である。マップマッチ処理を施すことで現在地は多くの場合走行道路と一致するようになり、精度よく現在位置情報を出力することができる。そして、このようにして演算された現在位置情報は、所定距離走行する度に軌跡記憶手段２８４９に記憶される。尚、軌跡データは、これまで走行してきた道路につき、対応する地図上の道路に軌跡マークを描画するために用いられる。
【００９１】
ユーザ操作解析手段２８４１は、ユーザからの要求を入力装置２６５で受け、その要求内容を解析し、対応する処理が実行されるよう各ユニットを制御する。たとえば、ユーザが目的地までの経路誘導を要求したときは、目的地を設定するため地図を表示する処理を地図表示手段２８４５に要求し、さらに現在地から目的地までの経路を演算する処理を経路計算手段２８４２に要求する。経路計算手段２８４２は、ダイクストラ法等を用い指定された２地点間の結ぶ経路を地図データから検索し、その結果得られた経路を経路記憶手段２８４３に蓄える。ここで、ダイクストラ法を用いることにより、２地点間の距離が最短になる経路や、最も短い時間で到達可能な経路等をそれぞれ求めることも可能である。
【００９２】
経路誘導手段２８４４は、経路記憶手段２８４３に蓄えられた誘導経路のリンク情報と現在位置演算手段２８４６及びマップマッチ処理手段２８４７で求められる現在位置情報を比較し、交差点等を通過する前に直進すべきか、右左折すべきかを音声入出力装置２６４を用い音声でユーザに通知したり、ディスプレイ２６２に表示された地図上に進行すべき方向を表示し、ユーザに経路を通知する。
【００９３】
データ読込処理手段２８４８は、表示が要求された領域（表示に必要な地図情報）の地図データを地図記憶装置２６３から読み込み準備するように動作する。
【００９４】
地図表示手段２８４５は、表示が要求された地点周辺の地図データをデータ読込処理手段２８４８から受け取り、上記の第一実施形態乃至第四実施形態の文字表示処理を実行する。また、グラフィック処理手段２８５１が指定された縮尺、描画方位、描画方式で、指定されたオブジェクトを描画するようにコマンドを転送する。
【００９５】
メニュー表示手段２８５０は、ユーザ操作解析手段２８４１から出力される命令を受け、グラフィック処理手段２８５１が、様々な種類のメニューや地図に重ねて表示するマークを描画するようにコマンドを転送する。
【００９６】
グラフィックス処理手段２８５１は、地図表示手段２８４５及びメニュー表示手段２８５０から転送されたコマンドに基づいて、ＶＲＡＭ２７２６にイメージ展開する。
【００９７】
図２９は地図表示手段２８４５の機能構成例を示す図である。上記第一乃至第四実施形態の文字表示処理は、地図表示手段２８４５により実行される。
【００９８】
地図表示手段２８４５は、図２９に示すように、三次元地図表示手段２９５で生成した三次元地図描画コマンドと、文字表示手段２９４で生成した名称・案内情報等の描画コマンドとをグラフィックス処理手段２８５１に転送するように動作する。重なり判定手段２９１は、ユーザ操作解析手段２８４１、またはマップマッチ処理手段２８４７から出力される命令（示尺度変更／視点変更／現在位置更新等）に従って、画面に表示する文字情報が他オブジェクトや他のオブジェクトの文字情報と重なり合うか否かを判定する。文字表示位置算出手段２９２は、重なり判定手段２９１から出力される命令を受け、データ読み込み手段２８４８から地図データを受取り、文字情報を画面上にレイアウトする。文字属性変更手段２９３は、文字位置算出手段２９２からの命令に応じて、文字の表示属性（文字サイズ、文字間隔等）を変更する。ここで、文字属性変更手段２９３の出力により、文字位置算出手段２９２を再度実行する場合もある。
【００９９】
文字表示手段２９４は、文字属性変更手段２９３及び文字位置算出手段２９２から指示される文字属性、文字表示位置に従って文字表示コマンドを生成する。三次元地図表示手段２９５は、マップマッチ処理手段２８４７の出力に従って、データ読み込み手段２８４８から地図データを受取り、三次元地図描画コマンドを生成する。
【０１００】
尚、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で様々な変形が可能である。たとえば、上記の各実施形態では、オブジェクトに関連する情報として、文字列からなる文字情報を用いたものについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。オブジェクトの関連情報は、文字、記号、図形又はこれ等の任意の組み合わせからなるものであってもよい。
【発明の効果】
【０１０１】
以上説明したように本発明によれば、地図構成物の表示領域に基づいて、当該地図構成物の関連情報の表示領域を設定するので、関連情報を地図構成物の変化に追随させて常に見やすい位置に表示することができ、これにより、視認性が低下するのを防止することができ、したがって、三次元地図表示において良好な地図情報を提供することができる。
【０１０２】
また、関連情報と他の地図構成物や関連情報との重なりを検出し、重なりが検出された関連情報について、関連情報の表示領域を再度設定したり、優先順位を設定して優先順位の高い関連情報を表示したりすることにより、関連情報同士が重なるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の第一実施形態による処理が実行されたナビゲーション装置の表示画面のイメージを示す図である。
【図２】本発明の第一実施形態の文字表示処理を説明するためのフロー図である。
【図３】図１に示すフローを補足説明するための図である。
【図４】文字情報表示領域の設定における処理の一例を説明するためのフロー図である。
【図５】図４に示すフローを補足説明するための図である。
【図６】文字情報のレイアウト設定方法の一例を説明するためのフロー図である。
【図７】図６に示すフローを補足説明するための図である。
【図８】図６に示す文字情報のレイアウト設定方法の変形例を説明するためのフロー図である。
【図９】オブジェクト表示領域の近傍に文字情報を展開する処理の一例を説明するためのフロー図である。
【図１０】図９に示すフローを補足説明するための図である。
【図１１】本発明の第二実施形態の文字表示処理を説明するためのフロー図である。
【図１２】図１１に示すフローを補足説明するための図である。
【図１３】本発明の第三実施形態の処理を説明するためのフロー図である。
【図１４】図１３に示すフローを補足説明するための図である。
【図１５】図１３に示すステップ１３３の処理の一例を説明するためのフロー図である。
【図１６】図１５のフローを補足説明するための図である。
【図１７】本発明の第四実施形態の処理を説明するためのフロー図である。
【図１８】図１７のフローに示す優先表示処理をオブジェクト属性に基づいて実行した場合の表示画面のイメージを示す図である。
【図１９】図１７のフローに示す優先表示処理を誘導道路沿いの情報を優先させて実行した場合の表示画面のイメージを示す図である。
【図２０】図１７のフローに示す優先表示処理を交通情報を優先させて実行した場合の表示画面のイメージを示す図である。
【図２１】図１７のフローに示す優先表示処理をサービスセンタから送られてくる案内情報を優先させて実行した場合の表示画面のイメージを示す図である。
【図２２】図１７のフローに示す優先表示処理を交差点周辺の情報を優先させて実行した場合の表示画面のイメージを示す図である。
【図２３】図１７のフローに示す優先表示処理を走行中の道路情報を優先させて実行した場合の表示画面のイメージを示す図である。
【図２４】図１７のフローに示す優先表示処理を通過予定の道路情報を優先させて実行した場合の表示画面のイメージを示す図である。
【図２５】優先表示により、省略した文字情報（重なり文字情報）があることをユーザに通知する例を示す図である。
【図２６】本発明の第五実施形態である車載ナビゲーション装置の機能構成図である。
【図２７】図２６に示す車載ナビゲーションの演算処理部のハードウエア構成図である。
【図２８】図２６に示す車載ナビゲーションの演算処理部の機能構成図である。
【図２９】図２８に示す演算処理部の地図表示手段の機能構成図である。
【符号の説明】
【０１０４】
２１ 表示画面
２２、２３、２４、２５、２６、２７、１２１、１４１、１４２、１８２、１８３、２３１ オブジェクト
１２２、１２３ 視点
１２５ オブジェクト表示領域
１６１、１６２ オブジェクト占有領域
１６３、１６４ 交点
１８１ 自車表示カーソル
１９１ 誘導道路
２６１ 演算処理部
２６２ ディスプレイ
２６３ 地図記憶装置
２６４ 音声出入力装置
２６５ 入力装置
２６６ 車輪速センサ
２６７ 地磁気センサ
２６８ ジャイロ
２６９ ＧＰＳ受信装置
２６１０ 交通情報受信装置
２６１１ 車内ＬＡＮ装置
２７４１ ＣＰＵ
２７２２ ＲＡＭ
２７２３ ＲＯＭ
２７２４ ＤＭＡ
２７２５ 描画コントローラ
２７２６ ＶＲＡＭ
２７２７ カラーパレット
２７２８ Ａ／Ｄ変換器
２７２９ ＳＣＩ
２７３０ ＰＩＯ
２７３１ カウンタ
２８４１ ユーザ操作解析手段
２８４２ 経路計算手段
２８４３ 経路記憶手段
２８４４ 経路誘導手段
２８４５ 地図表示手段
２８４６ 現在位置演算手段
２８４７ マップマッチ処理手段
２８４８ データ読込手段
２８４９ 軌跡記憶手段
２８５０ メニュー表示手段
２８５１ グラフィックス処理手段
２９１ 重なり判定部
２９２ 文字表示位置算出部
２９３ 文字属性変更部
２９４ 文字表示部
２９５ 三次元地図表示部
Claims (4)
- ナビゲーション装置の地図表示方法であって、
前記ナビゲーション装置は、
３次元地図を構成する複数の地図構成物のデータ（以下、３次元データという）を記憶する地図記憶装置から、表示装置への表示が要求される領域にある各地図構成物の３次元データを読み込む地図読込ステップと、
外部から、前記地図読込ステップで読み込んだ３次元データにより特定される地図構成物に関連する外部情報を受信する外部情報受信ステップと、
前記地図読込ステップで読み込んだ３次元データにより特定される各地図構成物をスクリーン座標系上に配置すると共に、前記外部情報受信ステップで受信した外部情報を前記スクリーン座標系上に配置し、前記スクリーン座標系上に配置した各地図構成物および外部情報を所定の視点から平面に表示することで、３次元地図を作成する３次元地図作成ステップと、
前記地図作成ステップで作成した３次元地図を前記表示装置に表示する表示ステップと、を行ない、
前記３次元地図作成ステップは、外部情報よりも視点側に位置する地図構成物を前記平面に表示することなく、あるいは、透過表示して、当該外部情報を表示するように、前記３次元地図を作成すること
を特徴とするナビゲーション装置の地図表示方法。 - ナビゲーション装置の地図表示方法であって、
前記ナビゲーション装置は、
３次元地図を構成する複数の地図構成物のデータ（以下、３次元データという）を記憶する地図記憶装置から、表示装置への表示が要求される領域にある各地図構成物の３次元データを読み込む地図読込ステップと、
前記地図記憶装置に３次元データが記憶されている地図構成物に関連する関連情報を記憶する関連情報記憶装置から、前記地図読込ステップで読み込んだ３次元データにより特定される各地図構成物に関連する前記関連情報を読込む関連情報読込ステップと、
外部から、前記地図読込ステップで読み込んだ３次元データにより特定される地図構成物に関連する外部情報を受信する外部情報受信ステップと、
前記地図読込ステップで読み込んだ３次元データにより特定される各地図構成物をスクリーン座標系上に配置すると共に、前記関連情報読込ステップで読み込んだ各関連情報および前記外部情報受信ステップで受信した外部情報を前記スクリーン座標系上に配置し、前記スクリーン座標系上に配置した各地図構成物、各関連情報および外部情報を所定の視点から平面に表示することで、３次元地図を作成する３次元地図作成ステップと、
前記地図作成ステップで作成した３次元地図を前記表示装置に表示する表示ステップと、を行ない、
前記３次元地図作成ステップは、外部情報よりも視点側に位置する地図構成物又は関連情報を前記平面に表示することなく、あるいは、透過表示して、当該外部情報を表示するように、前記３次元地図を作成すること
を特徴とするナビゲーション装置の地図表示方法。 - 請求項１記載のナビゲーション装置の地図表示方法であって、
前記外部情報は、道路を表す地図構成物の交通情報であること
を特徴とするナビゲーション装置の地図表示方法。 - ナビゲーション装置であって、
３次元地図を構成する複数の地図構成物のデータ（以下、３次元データという）を記憶する地図記憶装置から、表示装置への表示が要求される領域にある各地図構成物の３次元データを読み込む地図読込手段と、
外部から、前記地図読込手段で読み込んだ３次元データにより特定される地図構成物に関連する外部情報を受信する外部情報受信手段と、
前記地図読込手段で読み込んだ３次元データにより特定される各地図構成物をスクリーン座標系上に配置すると共に、前記外部情報受信手段で受信した外部情報を前記スクリーン座標系上に配置し、前記スクリーン座標系上に配置した各地図構成物および外部情報を所定の視点から平面に表示することで、３次元地図を作成する地図作成手段と、
前記地図作成手段で作成した３次元地図を前記表示装置に表示する表示手段と、を有し、
前記地図作成手段は、外部情報よりも前記視点側に位置する地図構成物を前記平面に表示することなく、あるいは、透過表示して、当該外部情報を表示するように、前記３次元地図を作成すること
を特徴とするナビゲーション装置。
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