JP3865041B2

JP3865041B2 - Map display device and program

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Publication number: JP3865041B2
Application number: JP2001045369A
Authority: JP
Inventors: 孝一牛田; 清英加藤
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2001-02-21
Filing date: 2001-02-21
Publication date: 2007-01-10
Anticipated expiration: 2021-02-21
Also published as: JP2002243470A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建造物を立体的に表示する地図表示装置及びプログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
経路探索や経路案内の機能を有する車両用ナビゲーション装置では、進行方向の情報を判りやすく提供できるように道路やビル等の建造物を鳥瞰図表示し、建造物を立体的に表示するものが提案されている（特開平２０００−３２１９７４号公報）。
【０００３】
従来提案されている建造物を立体的に表示するものにあっては、現在走行している道路の高さに関係なく立体表示しているため、車両が多層道路の上下いずれを走行している場合でも、建造物が同じ高さで表示されてしまう。また、高架上を走行している場合でも、平地上の道路を走行しているときと同じ見た目の建造物を地図上に表示している。そのため、建造物が立体表示された案内地図は、実際に見える景観とは異なってしまう。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するものであって、平地上の道路より高いところを走行中において実際に見える景観に合うように建造物を立体的に表示できるようにするものである。
【０００５】
そのために本発明は、建造物を立体的に表示する地図表示装置において、車両の現在位置を決定する現在位置決定手段と、２次元座標及び高さ情報を有する建造物データを格納する情報記憶手段と、該情報記憶手段に記憶された２次元座標及び高さ情報に基づいて建造物を立体的に描画する描画制御手段と、該描画制御手段により描画された建造物を表示する表示手段とを備え、前記描画制御手段は、前記現在位置決定手段で決定した現在位置の高さに基づいて建造物高さを調整して描画することを特徴とする。
また、本発明は、建造物を立体的に表示する地図表示装置において、車両の現在位置を決定する現在位置決定手段と、２次元座標及び高さ情報を有する建造物データと、道路の属性情報を有する道路データを格納する情報記憶手段と、該情報記憶手段に記憶された２次元座標及び高さ情報に基づいて建造物を立体的に描画する描画制御手段と、該描画制御手段により描画された建造物を表示する表示手段とを備え、前記描画制御手段は、車両が現在走行している道路の属性に応じて建造物高さを調整して描画することを特徴とする。
また、本発明は、建造物を立体的に表示する地図表示用プログラムにおいて、２次元座標及び高さ情報を有する建造物データと車両の現在位置の高さに基づいて建造物高さを調整して描画することを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る地図表示装置の実施の形態を示す図であり、２次元座標及び高さ情報を有する地図データから地図を展開して表示する場合の表示条件や座標変換パラメータ、経路案内に関する情報を入力する入力装置１、自車両の現在位置に関する情報を検出する現在位置検出装置２、２次元座標及び高さ情報を有する地図データ、経路の算出に必要なナビゲーション用データ、経路案内に必要な表示／音声の案内データ、さらに地図を表示、経路算出、案内を行うためのプログラム（アプリケーション及び／又はＯＳ）等が記録されている情報記憶装置３、ナビゲータ処理手段として地図の表示処理、経路探索処理、経路案内に必要な表示／音声案内処理、さらにシステム全体の制御を行う中央処理装置４、車両の走行に関する情報である、例えば道路情報、交通情報を送受信したり、車両の現在位置に関する情報を検出したり、さらに現在位置に関する情報を送受信したりする情報送受信装置５、経路案内に関する情報を出力するディスプレイやスピーカその他の出力装置６から構成されている。つまり、本発明に係る地図表示装置をナビゲーション装置に適用した例を示している。
【０００７】
入力装置１は、地図を選択して目的地を入力したり、運転者の意志によりナビゲーション処理を中央処理装置４に指示する機能を備えている。その機能を実現するための手段として、目的地を電話番号や地図上の座標などにて入力したり、経路案内をリクエストしたりするタッチスイッチやジョグダイアル等のリモートコントローラ等を用いることができる。また、本発明では音声入力による対話を行うための装置を備えており、音声入力装置として機能する。また、ＩＣカードや磁気カードに記録されたデータを読み取るための記録カード読み取り装置を付加することもできる。また、ナビゲーションに必要なデータを蓄積し、運転者の要求により通信回線を介して情報提供する情報センターや、地図データや目的地データ、簡易地図、建造物形状地図などのデータを有する携帯型の電子装置等の情報源との間でデータのやりとりを行うためのデータ通信装置を付加することもできる。
【０００８】
現在位置検出装置２は、衛星航法システム（ＧＰＳ）を利用して高さ情報を含む車両の現在位置情報を入手するもの、車両の進行方位を、例えば地磁気を利用することにより絶対方位で検出する絶対方位センサ、車両の進行方位を、例えばステアリングセンサ、ジャイロセンサを利用することにより相対方位で検出する相対方位センサ、例えば車輪の回転数から車両の走行距離を検出する距離センサ、車両の加速度を検出して高さ情報を含む現在位置情報を検出するセンサ等から構成される。
【０００９】
情報記憶装置３は、ナビゲーション用のプログラム及びデータを記憶した外部記憶装置で、例えばＣＤ−ＲＯＭ等からなっている。プログラムは、経路探索などの処理を行うためのプログラム、本実施例記載のフローチャートに示される処理プログラムや経路案内に必要な表示出力制御、音声入力により対話的に案内を行うためのプログラム及びそれに必要なデータ、音声案内に必要な音声出力制御を行うためのプログラム及びそれに必要なデータが格納されている。記憶されるデータとしては、建造物形状地図データを含む地図データ、探索データ、案内データ、マップマッチングデータ、目的地データ、登録地点データ、道路データ、交差点等分岐点の画像データ、ジャンル別データ、ランドマークデータ等のファイルからなり、ナビゲーション装置に必要なすべてのデータが記憶されている。地図データは、所定単位毎のブロックに区分けされて矩形の形で記憶されている。なお、本発明は、ＣＤ−ＲＯＭにはデータのみ格納し、プログラムは中央処理装置に格納するタイプのものにも適用可能である。ここでは、情報記憶装置として、ＣＤ−ＲＯＭだけでなくＤＶＤ−ＲＯＭ等の光ディスク、フロッピィディスク等の磁気ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスクでもよい。
【００１０】
中央処理装置４は、建造物を立体的に表示するための制御を行う遠近表示制御部１１、建造物を含む地図を遠近地図で表示するときにそのための座標変換を行う座標変換部１２、遠近地図に座標を変換するための変換パラメータ１３からなる描画制御部１４を備えるものであり、種々の演算処理を実行するＣＰＵ、情報記憶装置３のＣＤ−ＲＯＭからプログラムを読み込んで格納するフラッシュメモリ、フラッシュメモリのプログラムチェック、更新処理を行うプログラム（プログラム読み込み手段）を格納したＲＯＭ、設定された目的地の地点座標、道路名コードＮｏ．等の探索された経路案内情報や演算処理中のデータを一時的に格納するＲＡＭからなっている。また、この他にも図示は省略するが、ディスプレイ等の出力装置に表示するためのデータを格納するフレームメモリ、入力装置１からの音声入力による対話処理を行ったり、ＣＰＵからの音声出力制御信号に基づいて情報記憶装置３から読み出した音声、フレーズ、１つにまとまった文章、音等を合成してアナログ信号に変換してスピーカに出力する音声プロセッサ、通信による入出力データのやり取りを行う通信インタフェースおよび現在位置検出装置２のセンサ信号を取り込むためのセンサ入力インタフェース、内部ダイアグ情報に日付や時間を記入するための時計などを備えている。なお、前記した更新処理を行うプログラムを外部記憶装置に格納しておいてもよい。
【００１１】
本発明に係るプログラム、その他ナビゲーションを実行するためのプログラムは全て外部記憶媒体であるＣＤ−ＲＯＭに格納されてもよいし、それらプログラムの一部または全てが本体側のＲＯＭ４２に格納されていてもよい。この外部記憶媒体に記憶されたデータやプログラムが外部信号としてナビゲーション装置本体の中央処理装置に入力されて演算処理されることにより、種々のナビゲーション機能が実現される。
【００１２】
また、本発明に係るプログラム、その他ナビゲーションを実行するためのプログラム、地図データの一部または全ては情報センター（インターネットサーバー、ナビゲーション用サーバー）から複数の基地局（インターネットのプロバイダー端末や車両と通信で繋がる通信局）に送信される。そして、端末側の中央処理装置４は基地局から送られてくる情報を情報送受信装置によって受信し、中央処理装置４内の読み書き可能なメモリ（例えばＲＡＭやフラッシュメモリやハードディスク）にダウンロードしてプログラムを実行することにより、種々のナビゲーション機能を実現させるようにしてもよい。ここで、プログラムはフラッシュメモリに格納し、地図データはＲＡＭに格納する如くプログラムと地図データを別の読み書き可能なメモリに格納するようにしてもよいし、同じ読み書き可能なメモリに格納するようにしてもよい。あるいは、家庭内のパソコンで情報センターからプログラム、地図データの一部または全てを取り外し可能な記憶媒体（例えばメモリースティックやフロッピーディスク）へダウンロードし、その記憶媒体を中央処理装置４につなげて、記憶媒体内のプログラムを実行することにより、種々のナビゲーション機能を実現させるようにしてもよい。
【００１３】
本発明のナビゲーション装置は、上記のように外部記憶装置のＣＤ−ＲＯＭからプログラムを読み込んだり、情報センター等からダウンロードしたプログラムを読み込むための比較的大容量のフラッシュメモリ、ＣＤの立ち上げ処理を行うプログラム（プログラム読み込み手段）を格納した小容量のＲＯＭを内蔵する。フラッシュメモリは、電源が切断しても記憶情報が保持される、つまり不揮発性の記憶手段である。そして、ＣＤの立ち上げ処理として、プログラム読み込み手段であるＲＯＭのプログラムを起動してフラッシュメモリに格納したプログラムチェックを行い、情報記憶装置３のＣＤ−ＲＯＭのディスク管理情報等を読み込む。プログラムのローディング処理（更新処理）は、この情報とフラッシュメモリの状態から判断して行われる。
【００１４】
情報送受信装置５は、衛星航法システム（ＧＰＳ）を利用して情報を入手するＧＰＳ受信装置、ＦＭ多重放送、電波ビーコン、光ビーコン等を利用して情報を入手するためのＶＩＣＳ情報受信装置、携帯電話、パソコン等を利用することにより、情報センター（例えばＡＴＩＳ）や他車両と情報を双方向に通信するためのデータ送受信装置等から構成される。
【００１５】
出力装置６は、運転者が必要な時に案内情報を音声および／または画面により出力したり、中央処理装置４でナビゲーション処理されたデータなどをプリント出力する機能を備えている。そのための手段として、中央処理装置４で処理したデータや情報記憶装置３に格納されたデータを画面表示するために展開、描画するメモリ、メモリに描画したイメージデータを表示するディスプレイ、中央処理装置４で処理したデータや情報記憶装置３に格納されたデータをプリント出力するプリンタ、経路案内を音声で出力するスピーカなどを備えている。
【００１６】
ディスプレイは、簡易型の液晶表示器等により構成されており、中央処理装置４が処理する地図の表示データや案内データに基づき展開、描画された交差点拡大図画面、目的地名、時刻、距離、進行方向矢印等を表示する。ディスプレイに表示する画像データは、２値画像データ（ビットマップデータ）であり、中央処理装置４が処理する地図の表示データや案内データをシリアル通信等で使用する通信線を使用し、また、他の通信線を兼用して受信し、出力装置６内でメモリに展開、描画した後、指示された表示範囲をディスプレイの画面に表示する。
【００１７】
このディスプレイは、運転席近傍のインストルメントパネル内に設けられており、運転者はこれを見ることにより自車両の現在地を確認したり、またこれからの経路についての情報を得ることができる。また、図示は省略するが、ディスプレイの表示画面にタッチパネル、タッチスクリーン等を含むタブレットを使用し、画面に触れる、或いは画面をなぞることにより、地点入力、道路入力等を行えるように構成してもよい。
【００１８】
次に、本発明の地図表示装置を備えた車両用ナビゲーション装置で使用されるデータの構成例を説明する。図２、図３は情報記憶装置に格納された主要なデータファイルの構成例を示す図、図４は建造物形状地図のデータ構造の例を示す図である。
図２（Ａ）は道路地図データファイルの一部を示し、道路数ｎのそれぞれに対して、道路番号、長さ、道路属性データ、形状データのアドレス、サイズおよび案内データのアドレス、サイズ、道路の形状を表すノードの高さの各データからなる。前記道路番号は、分岐点間の道路毎に方向（往路、復路）別に設定されている。道路案内補助情報データとしての前記道路属性データは、図３（Ａ）に示すように、その道路が高架か、高架の横か、地下道か、地下道の横か、車線数の情報を示すデータである。前記形状データは、図２（Ｂ）に示すように、各道路を複数のノード（節）で分割したとき、ノード数ｍのそれぞれに対して東経、北緯からなる座標データを有している。前記案内データは、図２（Ｃ）に示すように、交差点（または分岐点）名称、注意点データ、道路名称データ、道路名称音声データのアドレス、サイズおよび行き先データのアドレス、サイズの各データからなっている。前記道路名称データは、図３（Ｂ）に示すように、高速道路、都市高速道路、有料道路、一般道（国道、県道、その他）の道路種別の情報と、高速道路、都市高速道路、有料道路について本線か取付道かを示す情報を示すデータで、道路種別データと、さらに各道路種別毎での個別番号データである種別内番号から構成される。前記ノードの高さデータは、例えば、ノード番号１〜ｉは高さ○○ｍ、ノード番号ｉ〜ｋは高さ××ｍ、ノード番号ｋ〜ｍは高さ△△ｍのように案内道路データにもたせるようにしている。これは形状データにもたせた場合は、各ノードに対してそれぞれ高さデータを持たせなければならず、データ量が増えてしまうからである。また、この高さデータは、周囲の道路や平地に対する高さや標高のデータからなっている。
【００１９】
情報記憶装置３に記憶する建造物形状地図のデータ構造は、例えば図４（Ａ）に示すように建造物のデータ数Ｎの次にＮ個の各建造物のデータが記憶される。そして、各建造物のデータは、建造物の名称、番地（住所）、種別、建造物の形状、高さ、詳細の各情報からなる。名称は、ビルであればそのビル名、個人の家屋であればその居住者名、施設であればその施設名、道路であれば「中央通り」、「国道１号」のように道路種別や通り名であり、番地（住所）は、その建造物の番地である。建造物の形状は、形状を表す座標数ｎとその座標値（ｘ₀，ｙ₀）、（ｘ₁，ｙ₁）、………、（ｘ_n-1，ｙ_n-1）であり、種別は、一般の家屋、マンション、オフィスビル、公共施設、道路、公園等の情報である。高さは、階数や高さ（ｍ）の情報である。高さを階数で格納している場合には、テーブルを用いて高さ（ｍ）の情報に変換する。そして詳細は、例えばテナントビルであれば各入居者に関する情報であり、名称数ｍと各テナントについて、名称、電話番号、部屋番号、分類（レストラン、コンビニ、……等の業種、事業内容）に関する情報である。したがって、図４（Ｂ）に示すように建造物の形状に関する情報として座標値を順に読み出して線で結び描画し表示することによって、例えばビルや家屋の平面形状や公園の地形を出力することができる。
【００２０】
本発明は、２次元座標及び高さ情報を有する建造物データに基づき遠近地図上に建造物を立体的に表示する場合、高架上のように地上より高い位置の道路を走行中においては建造物の高さを調整して描画することにより、見た目により近い建造物の立体表示を可能にするものである。
【００２１】
まず、２次元座標系上において地図データの２次元座標を奥行きのある遠近地図に座標変換して行う地図表示について説明する。図５は台形座標変換アルゴリズムを説明するための図、図６は建造物の高さデータの座標変換アルゴリズムを説明するための図である。中央処理装置４の変換パラメータ１３は、地図の矩形座標を台形座標に変換する台形変換パラメータや曲面の座標を投影平面の座標に座標変換する曲面変換パラメータなどの座標変換パラメータを保持するものである。座標変換部１２は、２次元座標により構成される地図データを変換パラメータ１３に保持された座標変換パラメータに基づき座標変換を行うものであり、この座標変換した地図データを描画して出力装置６の画面に遠近地図が表示される。
【００２２】
まず、図５（Ａ）に示すような２次元地図データの座標空間を対象として、図５（Ｂ）に示すような台形への座標変換を行う場合の台形変換パラメータについて説明する。まず、２次元地図データの矩形に関しては、図５（Ａ）に示すように幅（Ｘ方向の長さの２分の１）ｇが設定され、台形に関しては、図５（Ｂ）に示すように上辺の長さ（Ｘ方向の長さの２分の１）ａ、及び下辺の長さ（Ｘ方向の長さの２分の１）ｂが設定され、そして、矩形及び台形に共通の縦の長さ（Ｙ方向の長さ）Ｌが設定される。
【００２３】
これらのパラメータに基づき地図データのＰ（Ｘ，Ｙ）から座標変換部１２により変換される新たな座標がＰ１（ｓｘ，ｓｙ）であるとすると、まず、Ｙ座標値ｓｙは、台形の上辺の長さａと縦の長さＬの積及び台形の上下辺の長さの差（ｂ−ａ）とＹ座標値との積の和｛ａＬ＋（ｂ−ａ）Ｙ｝に対する台形の下辺の長さｂと縦の長さＬとＹ座標値との積ｂ・Ｌ・Ｙの比、つまり、

により求められる。また、Ｘ座標値ｓｘは、台形の下辺の長さｂから台形の上下辺の長さの差（ｂ−ａ）にＹ座標値を乗じて台形の縦の長さＬで除した値（ｂ−ａ）ｓｙ／Ｌを減じ、矩形のＸ方向の長さｇに対するＸ座標値の比を乗じて、つまり、

により求められる。
【００２４】
以下に、まずＹ座標の変換について説明する。図５（Ａ）において斜めの直線の式は、
〔数３〕
Ｙ＝Ｌ・Ｘ／２ｇ＋Ｌ／２
で表される。そこで、この斜めの直線が変換後も直線として保たれるように、且つＸ座標が等分割となるように変換後の地図を仮定し、この直線ともう１つの２次元地図データにおけるＸ座標値が一定の直線により図５（Ｂ）に示すメッシュの三角形を考える。これらは相似となるので、それぞれの三角形の辺の長さの比率を考える。まず、三角形の縦の長さの比が（Ｌ−ｓｙ）：ｓｙとなる。これに対し、三角形の底辺の長さは、上辺がａ−Ｘａ／ｇ、下辺がｂ＋Ｘｂ／ｇとなる。したがって、相似三角形の辺の長さの比が等しいことから、
〔数４〕
（Ｌ−ｓｙ）：ｓｙ＝（ａ−Ｘａ／ｇ）：（ｂ＋Ｘｂ／ｇ）
となる。この〔数４〕と上記〔数３〕からＸを消去すると、〔数１〕が求められる。また、上辺ａ、下辺ｂに変換される固定値ｇのＸ座標値を縦の長さｓｙに対応させると、（ｂ−ａ）ｓｙ／Ｌとなるから、任意のＸ座標値では、ｇとＸとの比を乗じることにより〔数２〕が求められる。
【００２５】
次に、ビル等の立体的な建造物について同様に台形変換パラメータを用いた２次元的な座標変換により立体的に表示する場合について説明する。例えばビルは、階数ｎのデータを有するときには、平均的な階高ｈを階数ｎに乗じてｎ×ｈ＝Ｈとして高さを求め、また、階数ｎではなく、タワーのように全体としての高さＨのデータを有するときにはその高さＨに基づき座標変換を行う。Ｙ座標値ｓｙにおける高さＨのＹ座標値ｓｙ′への座標変換は、２次元平面上で変換されたＸ座標値ｓｘとＹ座標値ｓｙの上に例えば〔数５〕を用いてＹ座標値の加算値ΔＹを求めることにより行うことができる。
【００２６】

したがって、図６（Ａ）に示すように（ｓｘ１，ｓｙ１）の地点で高さＨの建物の頂点座標値は、

となり、このようにして変換した各座標を線で結び、枠内を所定の色で塗りつぶし、奥の方から順にこの処理を行って重ね書きすることにより、図６（Ｂ）に示すような表示を行うことができる。
【００２７】
上記のように台形変換パラメータとして、ａ，ｂ，ｇ，Ｌから、或いはこれらからｋ₁〜ｋ₇を算出して、これらと座標値（Ｘ、Ｙ）、高さｈから立体的な建造物についての座標変換を簡単な加減乗除の計算により実行することができる。したがって、ビルに限らず、家屋や橋等立体的な建造物についても全て同様にして立体的に描画でき、例えば図４で示したように建造物のデータとして、建造物の形状を表す座標列（ポリゴンデータ）と、建造物の階数情報（又は建造物の高さ）からなる場合、２次元座標からなる各点及び建造物の階数情報から上記のように座標変換して、現在位置から所定距離以内の建造物だけ描画することにより更に描画レスポンスの向上を図ることができ、現在位置が移動するに伴って、その現在位置から所定距離以内の建造物のみを立体表示することも簡単に行うことができる。
【００２８】
また、上記〔数２〕では、Ｐ（Ｘ，Ｙ）からＰ′（Ｘ，ｓｙ）とした後、そのｓｙを用いてＰ１（ｓｘ，ｓｙ）を求めたが、ｓｙを用いずＸ，Ｙの座標値からｓｘを求めてもよい。例えば、〔数２〕において、ｓｙにＹを用いｓｘ′を求めると、Ｐ（Ｘ，Ｙ）は、図５（Ｂ）に示すＰ１′（ｓｘ′，ｓｙ）に変換されて台形から膨らむので、座標変換した結果はお椀形状になる。
【００２９】
ところで、建造物を立体表示する場合、例えば、高架上を走行している場合にも、平地上の道路を走行しているときと同じ見た目の建造物を地図上に表示したのでは、立体表示された案内地図は、実際に見える景観とは異なってしまう。そこで、高架や上層道路を走行時には道路データを参照して平地に対する自車位置高さを読み取り、読み取った高さ情報により描画建造物の高さを調整する処理フローを図７により説明する。
まず、現在走行位置が高架上を走行しているか否か判断する（ステップＳ１）。高架上を走行しているか否かの判断は、例えば、道路が有料道路か否か等により判断する。一般的に有料道路は一般道路より高いところにあるので、有料道路を走行していると認識できれば、建造物の高さを調整して立体表示する。高架上を走行していなければ、高さ調整値＝０とする。高架上を走行している場合、道路データから下層道路または平地に対する高さ情報の取得処理を行う（ステップＳ３）。次いで、高さ情報を取得できたか否か判断し（ステップＳ４）、取得できた場合、高さ調整値を取得した平地に対する高さとし（ステップＳ５）、高さ情報を取得できなかった場合は高さ調整値＝デフォルト値（一定値）とする（ステップＳ６）。こうして高さ調整値を設定した後、ステップＳ７〜Ｓ１３の建物数分の描画処理ループに入る。すなわち、建物ポリゴン座標と建物高さを取得し（ステップＳ８、Ｓ９）、取得した建物高さから設定した調整値を減算する建物高さ調整を行い（ステップＳ１０）、前述した座標演算を行って（ステップＳ１１）、描画処理して立体表示を行う（ステップＳ１２）。以上の処理を建物数分ループさせて処理を終了する。
【００３０】
このように、高架のような地上よりも高い位置を走行中の場合、その高さに応じて表示する建物の高さを低く表示することができ、実際に見える景観により近い立体表示を行うことができる。また、一般的に高速道路が上層、一般道路が下層であるので、高速道路を走行していると認識できれば、建造物の高さを調整して立体表示することが可能である。車両には、衛星が発信する現在位置情報を得るためのＧＰＳ測位装置、車両速度に応じた車速パルスを検出する装置、一般道において光ビーコン情報を受信可能な光ビーコン受信装置、主として高速道路において電波ビーコン情報を受信可能な電波ビーコン受信装置等が搭載されており、これらの測定装置による測定結果を組み合わせることにより上層、下層のいずれを走行しているか判断可能である。例えば、高速道路を下りて一般道へ移った可能性が高いことをＧＰＳと車速の変化を検出して認識し、光ビーコンの受信が一般道でのみ可能であることで光ビーコンの受信があったとき一般道を走行していると認識できる。また、一般道から高速道路へ移った可能性が高いことをＧＰＳと車速の変化を検出して認識し、高速が連続したことを示す車速の履歴から高速道路を走行中と認識し、ＧＰＳ受信数の変化を検出してＧＰＳ受信が上道（高速道路）で受信し易いことを利用して高速道路走行中と認識し、電波ビーコンが主として高速道路で受信されることを利用して上層と認識することが可能である。こうして、上層と判定できた場合には、道路データの高さ情報を参照して高さに応じて建物の描画高さを調整する。
【００３１】
なお、図７の実施例では現在走行している道路が高架や上層道路である場合に、高さ情報を取得して現在位置の高さを決定し描画する建物の高さ調整を行うようにしたが、高架や上層道路に関係なく道路データから現在走行している道路の高さを取得して現在位置の高さを決定し描画する建物の高さ調整を行う例を図８、図９により説明する。
図８は現在走行している道路の平地に対する高さより建造物の高さを調整して表示する例の処理フローを示す図である。
現在走行しているノードに対して付与されている下層道路や周りの平地に対する高さデータを道路データから取得し（ステップＳ２１）、次いで高さデータが取得できたか否か判断し（ステップＳ２２）、取得できた場合は調整値を取得した周りに対する高さとし（ステップＳ２３）、取得できなかった場合は調整値＝０とする（ステップＳ２４）。こうして高さ調整値を設定した後、ステップＳ２５〜Ｓ３１の建物数分の描画処理ループに入る。すなわち、建物ポリゴン座標と建物高さを取得し（ステップＳ２６、Ｓ２７）、取得した建物高さから設定した調整値を減算する建物高さ調整を行い（ステップＳ２８）、前述した座標演算を行って（ステップＳ２９）、描画処理して立体表示を行う（ステップＳ３０）。以上の処理を建物数分ループさせて処理を終了する。
【００３２】
図９は現在走行している道路の周辺の道路に対する相対高さを算出し、建造物の高さを調整して表示する例の処理フローを示す図である。
道路データにおけるノードに対して付与されている高さデータが標高である場合、現在走行しているノードに対して付与されている標高データＡを道路データから取得し（ステップＳ４１）、現在走行しているノードを基準に、所定範囲のノードを抽出し、抽出したノードの中で標高データの最も小さいノードの標高データＢを道路データから取得する（ステップＳ４２）。次いで両方とも標高データが取得できたか否か判断し（ステップＳ４３）、取得できた場合は調整値＝Ａ−Ｂとし（ステップＳ４４）、取得できなかった場合は調整値＝０とする（ステップＳ４５）。こうして高さ調整値を設定した後、ステップＳ４６〜Ｓ５２の建物数分の描画処理ループに入る。すなわち、建物ポリゴン座標と建物高さを取得し（ステップＳ４７、Ｓ４８）、取得した建物高さから設定した調整値を減算する建物高さ調整を行い（ステップＳ４９）、前述した座標演算を行って（ステップＳ５０）、描画処理して立体表示を行う（ステップＳ５１）。以上の処理を建物数分ループさせて処理を終了する。
【００３３】
上記実施例では道路データに付与されている高さデータに基づいて建造物の高さを調整して表示するようにしたが、現在走行している道路の属性を道路データにより参照し、その属性に応じて建造物高さを調整して描画するようにしてもよい。例えば、現在走行している道路の属性をみると、高速道路や有料道路であると判定された場合には、通常、一般道路に比して高い位置を走行しているので、一般道路を走行中である場合に比して建造物高さをより低く描画するようにしてもよい。
【００３４】
なお、本発明は上記の例に限定されるものではなく、いろいろな変形が可能である。例えば、現在位置から所定範囲内（描画範囲）に存在する高さ情報をもつすべての建造物に対して、現在位置と建造物の位置に基づき低くする度合いを決定してもよい。すなわち、遠い建造物は、車両が高い位置を走行しても地表面を走行している場合に比べあまり変わらないように見える。そこで、例えば、現在位置から遠い建造物になるに従い低く描画する程度を下げてもよいし、車両の現在位置から表示画面のＹ軸方向に遠くなるに従い、低く描画する程度を下げてもよい。
【００３５】
また、現在位置検出装置が現在位置の高さを検出できる機能を有する装置、例えばＧＰＳを利用する装置、或いは、加速度センサの検出情報を積分するタイプの装置においては、精度は十分ではないものの現在位置の高さを検出可能であり、建造物の高さから検出した現在位置の高さを差し引いた高さで建造物を描画するようにしてもよい。道路データの高さデータが完備していない場合に適用することが可能である。
【００３６】
また、例えば、車両の走行している道路が有料道路か一般道路かを判定し、有料道路である場合は多層道路の上層であると認識し、建造物の高さを下層の場合の建造物の高さより低く表示する以外に、車両が走行している道路が都市間高速か都市高速かを判定し、都市高速を走行中のみ高さ調整して描画するようにしてもよい。都市間高速道路では多層道路になっている場合が少なく、建造物が少ないため、建造物の高さを調整して描画する効果が少ないためである。
【００３７】
また、一般道路同士で多層道路を形成している場合は、目視や現在位置検出装置で多層道路の上層、下層のどちらかを検出し、上層の場合に高さデータを取得して建造物の高さを調整し描画するようにしてもよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、車両の現在位置を決定する現在位置決定手段と、２次元座標を有する地図データ、及び２次元座標及び高さ情報を有する建造物データを格納する情報記憶手段と、情報記憶手段に記憶された地図データの２次元座標に基づいて遠近地図を描画するとともに、建造物データの２次元座標及び高さ情報に基づいて建造物を立体的に描画する描画制御手段と、描画制御手段により描画された遠近地図及び建造物を表示する表示手段とを備え、描画制御手段が、現在位置決定手段で決定した現在位置の高さに基づいて建造物高さを調整して遠近地図上に描画するようにしたので、高架上や上層道路のような平地上より高いところを走行中においても、実際に見える景観に合うように建造物を立体的に表示することができる。
また、一般的に、有料道路や高速道路は一般道路より高いところに設置されている。したがって、請求項６によれば、実際に見える景観に合うように建造物を立体的に表示することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る地図表示装置の実施の形態を示す図である。
【図２】情報記憶装置に格納された主要なデータファイルの構成例を示す図である。
【図３】情報記憶装置に格納された主要なデータファイルの構成例を示す図である。
【図４】建造物形状地図のデータ構造の例を示す図である。
【図５】台形座標変換アルゴリズムを説明するための図である。
【図６】建造物の高さデータの座標変換アルゴリズムを説明するための図である。
【図７】描画建造物の高さ調整する処理フローを示す図である。
【図８】描画建造物の高さ調整する他の例の処理フローを示す図である。
【図９】描画建造物の高さ調整する他の例の処理フローを示す図である。
【符号の説明】
１…入力装置、２…現在位置検出装置、３…情報記憶装置、４…中央処理装置、５…情報送受信装置、６…出力装置、１１…遠近表示制御部、１２…座標変換部、１３…変換パラメータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a map display device and a program for stereoscopically displaying a building.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
A vehicle navigation apparatus having a route search function and a route guidance function has been proposed in which a building such as a road or a building is displayed in a bird's eye view so that information on the direction of travel can be provided in an easy-to-understand manner, and the building is displayed three-dimensionally. (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-321974).
[0003]
In the three-dimensional display of the buildings that have been proposed in the past, the three-dimensional display is performed regardless of the height of the road on which the vehicle is currently traveling. Even if the building is displayed at the same height. In addition, even when traveling on an elevated road, a building that looks the same as when traveling on a flat road is displayed on the map. Therefore, the guidance map in which the building is three-dimensionally displayed is different from the actually visible landscape.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
This invention solves the said subject, Comprising: A building can be displayed in three dimensions so that it may match with the scenery actually seen in the place where it is higher than the road on a flat ground.
[0005]
For this purpose, the present invention provides a map display device for three-dimensionally displaying a building, a current position determining means for determining the current position of the vehicle, and an information storage means for storing building data having two-dimensional coordinates and height information. A drawing control means for drawing a building three-dimensionally based on the two-dimensional coordinates and height information stored in the information storage means, and a display means for displaying the building drawn by the drawing control means. And the drawing control means adjusts the building height based on the height of the current position determined by the current position determination means and draws.
Further, the present invention provides a map display device for stereoscopically displaying a building, current position determining means for determining the current position of the vehicle, building data having two-dimensional coordinates and height information, and road attribute information. Information storage means for storing road data including: a drawing control means for drawing a building three-dimensionally based on two-dimensional coordinates and height information stored in the information storage means; and the drawing control means for drawing Display means for displaying the building, and the drawing control means draws the building by adjusting the height of the building according to the attribute of the road on which the vehicle is currently traveling.
The present invention also provides a map display program for displaying a building three-dimensionally by adjusting the building height based on building data having two-dimensional coordinates and height information and the height of the current position of the vehicle. It is characterized by drawing.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a map display device according to the present invention. Display conditions, coordinate conversion parameters, and route guidance when a map is developed from map data having two-dimensional coordinates and height information are displayed. An input device 1 for inputting information on the current position, a current position detection device 2 for detecting information on the current position of the host vehicle, map data having two-dimensional coordinates and height information, navigation data necessary for route calculation, route guidance Necessary display / speech guidance data, information storage device 3 in which a program (application and / or OS) for displaying a map, calculating a route, and performing guidance is recorded, a map display process as a navigator processing unit, In the route search process, the display / voice guidance process necessary for route guidance, the central processing unit 4 that controls the entire system, and information on vehicle travel For example, an information transmission / reception device 5 that transmits / receives road information, traffic information, detects information about the current position of the vehicle, and transmits / receives information about the current position, a display or speaker that outputs information about route guidance, etc. Output device 6. That is, an example in which the map display device according to the present invention is applied to a navigation device is shown.
[0007]
The input device 1 has a function of selecting a map and inputting a destination, or instructing the central processing device 4 to perform navigation processing at the driver's will. As means for realizing the function, a remote controller such as a touch switch or a jog dial for inputting a destination by a telephone number or coordinates on a map or requesting route guidance can be used. Further, the present invention includes a device for performing dialogue by voice input, and functions as a voice input device. A recording card reader for reading data recorded on an IC card or a magnetic card can also be added. In addition, an information center that stores data necessary for navigation and provides information via a communication line at the request of the driver, and a portable type having data such as map data, destination data, simple maps, and building shape maps A data communication device for exchanging data with an information source such as an electronic device can be added.
[0008]
The current position detection device 2 obtains the current position information of the vehicle including height information using a satellite navigation system (GPS), and detects the traveling direction of the vehicle in absolute direction by using, for example, geomagnetism. An absolute azimuth sensor, a relative azimuth sensor that detects the traveling azimuth of the vehicle in a relative azimuth using, for example, a steering sensor or a gyro sensor, for example, a distance sensor that detects a mileage of a vehicle from the number of rotations of a wheel, and an acceleration of a vehicle. It is comprised from the sensor etc. which detect and detect present position information containing height information.
[0009]
The information storage device 3 is an external storage device that stores a navigation program and data, and includes, for example, a CD-ROM. The program includes a program for performing processing such as route search, a processing program shown in the flowchart described in the present embodiment, a display output control necessary for route guidance, a program for performing interactive guidance by voice input, and necessary for it A program for performing voice output control necessary for voice guidance and necessary data for voice guidance are stored. Data to be stored include map data including building shape map data, search data, guidance data, map matching data, destination data, registration point data, road data, image data of intersections such as intersections, data by genre, It consists of files such as landmark data and stores all data necessary for the navigation device. The map data is divided into blocks for each predetermined unit and stored in a rectangular shape. The present invention can also be applied to a type in which only data is stored in a CD-ROM and the program is stored in a central processing unit. Here, the information storage device may be not only a CD-ROM but also an optical disk such as a DVD-ROM, a magnetic disk such as a floppy disk, and a magneto-optical disk such as MO.
[0010]
The central processing unit 4 includes a perspective display control unit 11 that performs control for displaying a building three-dimensionally, a coordinate conversion unit 12 that performs coordinate conversion for displaying a map including the building as a perspective map, and perspective. A drawing control unit 14 including conversion parameters 13 for converting coordinates to a map; a CPU that executes various arithmetic processes; a flash memory that reads and stores a program from a CD-ROM of the information storage device 3; ROM that stores a program (program reading means) for performing program check and update processing of flash memory, point coordinates of a set destination, road name code No. The RAM is a RAM that temporarily stores searched route guidance information and the like and data being processed. In addition, although not shown in the drawings, a frame memory for storing data to be displayed on an output device such as a display, interactive processing by voice input from the input device 1, or a voice output control signal from the CPU A speech processor that synthesizes speech, phrases, single sentences, sounds, etc. read out from the information storage device 3 based on the above, converts them into analog signals and outputs them to a speaker, and communication that exchanges input and output data by communication The interface and the sensor input interface for taking in the sensor signal of the current position detection device 2 and the clock for entering the date and time in the internal diagnosis information are provided. Note that a program for performing the above-described update processing may be stored in an external storage device.
[0011]
The program according to the present invention and other programs for executing navigation may all be stored in a CD-ROM which is an external storage medium, or a part or all of these programs may be stored in the ROM 42 on the main body side. Good. Various navigation functions are realized by inputting data and programs stored in the external storage medium as external signals to the central processing unit of the navigation apparatus main body and performing arithmetic processing.
[0012]
In addition, the program according to the present invention, other programs for executing navigation, and part or all of the map data are transmitted from an information center (Internet server, navigation server) to a plurality of base stations (Internet provider terminals and vehicles). To the connected communication station). Then, the central processing unit 4 on the terminal side receives information transmitted from the base station by the information transmitting / receiving device, downloads it to a readable / writable memory (for example, RAM, flash memory, hard disk) in the central processing unit 4 and programs By executing the above, various navigation functions may be realized. Here, the program may be stored in a flash memory, and the map data may be stored in a separate readable / writable memory so that the map data is stored in a RAM, or may be stored in the same readable / writable memory. May be. Alternatively, a part or all of the program and map data can be downloaded from an information center to a removable storage medium (for example, a memory stick or a floppy disk) from a home personal computer, and the storage medium is connected to the central processing unit 4 to store the storage medium. Various navigation functions may be realized by executing the program.
[0013]
The navigation device of the present invention reads a program from a CD-ROM of an external storage device as described above, or performs a startup process of a relatively large-capacity flash memory and CD for reading a program downloaded from an information center or the like. A small-capacity ROM storing a program (program reading means) is incorporated. The flash memory is a non-volatile storage means that retains stored information even when the power is turned off. Then, as a CD start-up process, a program of ROM that is a program reading means is activated and the program stored in the flash memory is checked, and the CD management information of the CD-ROM of the information storage device 3 is read. The program loading process (update process) is performed based on this information and the state of the flash memory.
[0014]
The information transmitter / receiver 5 is a GPS receiver that acquires information using a satellite navigation system (GPS), a VICS information receiver that acquires information using FM multiplex broadcasting, radio wave beacons, optical beacons, etc. By using a telephone, a personal computer, etc., it is composed of an information center (for example, ATIS) and a data transmitting / receiving device for bidirectionally communicating information with other vehicles.
[0015]
The output device 6 has a function of outputting guidance information by voice and / or a screen when the driver needs it, and printing out data subjected to navigation processing by the central processing unit 4. As means for this, a memory for expanding and rendering data processed by the central processing unit 4 and data stored in the information storage unit 3 on a screen, a display for displaying image data rendered in the memory, and the central processing unit 4 A printer that prints out the data processed in step 1 and data stored in the information storage device 3, a speaker that outputs route guidance by voice, and the like.
[0016]
The display is composed of a simple liquid crystal display or the like, and is expanded and drawn based on map display data and guide data processed by the central processing unit 4 and drawn intersection enlarged view screen, destination name, time, distance, progress Display directional arrows, etc. The image data to be displayed on the display is binary image data (bitmap data), using a communication line that uses map display data and guide data processed by the central processing unit 4 in serial communication, etc. The communication line is also received, developed in the memory in the output device 6 and rendered, and then the designated display range is displayed on the display screen.
[0017]
This display is provided in an instrument panel in the vicinity of the driver's seat, and the driver can check the current location of the host vehicle and obtain information on the route from now on by looking at the display. Although not shown in the figure, a tablet including a touch panel, a touch screen, etc. may be used as the display screen of the display so that point input, road input, etc. can be performed by touching the screen or tracing the screen. Good.
[0018]
Next, a configuration example of data used in the vehicle navigation apparatus provided with the map display device of the present invention will be described. 2 and 3 are diagrams showing examples of the structure of main data files stored in the information storage device, and FIG. 4 is a diagram showing an example of the data structure of a building shape map.
FIG. 2A shows a part of a road map data file. For each n road number, road number, length, road attribute data, shape data address, size and guidance data address, size, road It consists of each data of the height of the node representing the shape of. The road number is set for each direction (outbound path, return path) for each road between branch points. As shown in FIG. 3 (A), the road attribute data as road guidance auxiliary information data is data indicating information on the number of lanes, whether the road is elevated, next to the elevated, underpass, next to the underpass or not. is there. As shown in FIG. 2B, the shape data has coordinate data including east longitude and north latitude for each of the number of nodes m when each road is divided into a plurality of nodes (nodes). As shown in FIG. 2 (C), the guidance data includes intersection (or branch point) name, attention point data, road name data, road name voice data address, size and destination data address, and size data. It has become. As shown in FIG. 3B, the road name data includes road type information such as highways, urban highways, toll roads, and general roads (national roads, prefectural roads, etc.), highways, urban highways, and tolls. Data indicating information indicating whether a road is a main line or an attachment road, and is composed of road type data and an intra-class number that is individual number data for each road type. The height data of the nodes are, for example, guide roads such that node numbers 1 to i are height OOm, node numbers i to k are height xxm, and node numbers k to m are height ΔΔm. I try to give it to the data. This is because when the shape data is used, the height data must be given to each node, which increases the amount of data. The height data includes height and altitude data with respect to surrounding roads and flat ground.
[0019]
As for the data structure of the building shape map stored in the information storage device 3, for example, as shown in FIG. 4A, data of each of N buildings is stored after the number N of building data. The data of each building includes information on the name, address (address), type, shape, height, and details of the building. The name is the name of the building if it is a building, the resident name if it is a private house, the name of the facility if it is a facility, the name of the facility such as “Chuo-dori” or “National Highway 1” if it is a road. It is a street name, and the address (address) is the address of the building. The shape of the building is the coordinate number n representing the shape and its coordinate value (x ₀ , Y ₀ ), (X ₁ , Y ₁ ) ......... (x _n-1 , Y _n-1 The type is information on general houses, condominiums, office buildings, public facilities, roads, parks, and the like. The height is information on the floor number and the height (m). When the height is stored in the number of floors, it is converted into height (m) information using a table. For example, in the case of a tenant building, the details are information about each resident, and for the number of names and each tenant, the name, telephone number, room number, classification (restaurant, convenience store, etc., business type, business description). Information. Therefore, as shown in FIG. 4B, coordinate values are sequentially read out as information related to the shape of the building, and are connected and drawn with lines to display, for example, the planar shape of a building or a house or the topography of a park. it can.
[0020]
In the present invention, when a building is three-dimensionally displayed on a perspective map on the basis of building data having two-dimensional coordinates and height information, the building is being traveled on a road at a position higher than the ground, such as on an elevated road. By drawing the image by adjusting the height of the object, a three-dimensional display of the building closer to the appearance is made possible.
[0021]
First, a map display performed by converting the two-dimensional coordinates of map data into a perspective map having a depth on the two-dimensional coordinate system will be described. FIG. 5 is a diagram for explaining a trapezoidal coordinate transformation algorithm, and FIG. 6 is a diagram for explaining a coordinate transformation algorithm for building height data. The conversion parameter 13 of the central processing unit 4 holds coordinate conversion parameters such as a trapezoid conversion parameter for converting the rectangular coordinates of the map into trapezoid coordinates and a curved surface conversion parameter for converting the coordinates of the curved surface into the coordinates of the projection plane. . The coordinate conversion unit 12 performs coordinate conversion on the map data composed of two-dimensional coordinates based on the coordinate conversion parameter held in the conversion parameter 13, and draws the coordinate-converted map data to output data from the output device 6. A perspective map is displayed on the screen.
[0022]
First, trapezoid conversion parameters in the case where coordinate conversion to a trapezoid as shown in FIG. 5B is performed on the coordinate space of two-dimensional map data as shown in FIG. 5A will be described. First, as shown in FIG. 5A, the width (1/2 of the length in the X direction) g is set for the rectangle of the two-dimensional map data, and the trapezoid is shown in FIG. 5B. Is set with the length of the upper side (1/2 of the length in the X direction) a and the length of the lower side (1/2 of the length in the X direction) b, and the vertical length common to the rectangle and trapezoid (Length in the Y direction) L is set.
[0023]
If the new coordinate converted by the coordinate conversion unit 12 from P (X, Y) of the map data based on these parameters is P1 (sx, sy), first, the Y coordinate value sy is the upper side of the trapezoid. The length of the lower side of the trapezoid with respect to the product {aL + (b−a) Y} of the product of the length a and the vertical length L and the difference between the lengths of the upper and lower sides of the trapezoid (b−a) and the Y coordinate value The ratio of the product b · L · Y of the length b, the vertical length L and the Y coordinate value, that is,

Is required. Further, the X coordinate value sx is a value obtained by multiplying the difference (ba) between the length b of the lower side of the trapezoid and the length of the upper and lower sides of the trapezoid by the Y coordinate value and dividing it by the vertical length L of the trapezoid (b -A) Subtract sy / L and multiply by the ratio of the X coordinate value to the length g of the rectangle in the X direction, i.e.

Is required.
[0024]
Hereinafter, the conversion of the Y coordinate will be described first. In FIG. 5 (A), the oblique straight line equation is
[Equation 3]
Y = L · X / 2g + L / 2
It is represented by Therefore, the converted map is assumed so that the oblique straight line is kept as a straight line after the conversion and the X coordinate is equally divided, and the X coordinate value in the straight line and another two-dimensional map data is assumed. Consider a mesh triangle shown in FIG. 5B by a straight line. Since these are similar, consider the ratio of the lengths of the sides of each triangle. First, the ratio of the vertical lengths of the triangles is (L-sy): sy. On the other hand, the length of the base of the triangle is a−Xa / g on the upper side and b + Xb / g on the lower side. Therefore, since the ratio of side lengths of similar triangles is equal,
[Equation 4]
(L-sy): sy = (a-Xa / g): (b + Xb / g)
It becomes. If X is deleted from this [Equation 4] and [Equation 3], [Equation 1] is obtained. Further, if the X coordinate value of the fixed value g converted to the upper side a and the lower side b is associated with the vertical length sy, (b−a) sy / L is obtained. [Equation 2] is obtained by multiplying the ratio with X.
[0025]
Next, a case where a three-dimensional building such as a building is displayed in a three-dimensional manner by two-dimensional coordinate conversion using trapezoid conversion parameters will be described. For example, when a building has data of a floor number n, the average floor height h is multiplied by the floor number n to obtain the height as n × h = H, and the height as a whole is not a floor n but a tower. When there is data of height H, coordinate conversion is performed based on the height H. The coordinate conversion of the height H to the Y coordinate value sy ′ in the Y coordinate value sy is performed by using, for example, [Equation 5] on the X coordinate value sx and the Y coordinate value sy converted on the two-dimensional plane. This can be done by obtaining the added value ΔY of the values.
[0026]

Therefore, as shown in FIG. 6A, the vertex coordinate value of the building having the height H at the point of (sx1, sy1) is

The coordinates converted in this way are connected by lines, the inside of the frame is filled with a predetermined color, and this processing is performed in order from the back to overwrite the display, as shown in FIG. It can be performed.
[0027]
As described above, the trapezoid conversion parameters are a, b, g, L, or k ₁ ~ K ₇ And coordinate conversion of the three-dimensional building from these, coordinate values (X, Y), and height h can be executed by simple addition / subtraction / division / division calculation. Therefore, not only buildings but also three-dimensional buildings such as houses and bridges can be drawn three-dimensionally in the same way. For example, as shown in FIG. 4, a coordinate sequence representing the shape of a building as building data (Polygon data) and building floor information (or building height), coordinate conversion is performed as described above from each point consisting of two-dimensional coordinates and building floor information, and predetermined from the current position. The drawing response can be further improved by drawing only the buildings within the distance, and as the current position moves, only the buildings within a predetermined distance from the current position can be easily displayed in 3D. be able to.
[0028]
In the above [Expression 2], P (X, sy) is obtained from P (X, Y) and then P1 (sx, sy) is obtained by using the sy. Sx may be obtained from the coordinate values of. For example, in [Equation 2], when sx 'is obtained by using Y for sy, P (X, Y) is converted to P1' (sx ', sy) shown in FIG. The result of coordinate conversion becomes bowl shape.
[0029]
By the way, when a building is displayed in 3D, for example, even when traveling on an elevated road, if the same appearance building as when traveling on a flat road is displayed on the map, 3D display The guide map made will be different from the actual view. A processing flow for reading the vehicle position height with respect to the flat ground with reference to the road data when traveling on an overpass or an upper level road and adjusting the height of the drawn building based on the read height information will be described with reference to FIG.
First, it is determined whether or not the current traveling position is traveling on an elevated (step S1). Whether or not the vehicle is traveling on an overpass is determined based on, for example, whether or not the road is a toll road. Since the toll road is generally higher than the ordinary road, if it can be recognized that the car is traveling on the toll road, the height of the building is adjusted and displayed in a three-dimensional manner. If the vehicle is not traveling on an elevated road, the height adjustment value = 0. When traveling on an elevated road, the height data for the lower road or flat land is acquired from the road data (step S3). Next, it is determined whether or not the height information can be acquired (step S4). If the height information can be acquired, the height adjustment value is set as the height with respect to the acquired flat ground (step S5), and the height information cannot be acquired. Adjustment value = default value (constant value) (step S6). After setting the height adjustment value in this way, the drawing processing loop for the number of buildings in steps S7 to S13 is entered. That is, the building polygon coordinates and the building height are acquired (steps S8 and S9), the building height adjustment is performed by subtracting the set adjustment value from the acquired building height (step S10), and the coordinate calculation described above is performed. (Step S11), a rendering process is performed to perform stereoscopic display (Step S12). The above processing is looped for the number of buildings, and the processing is terminated.
[0030]
In this way, when traveling on a position higher than the ground, such as an overpass, the height of the building to be displayed can be reduced according to the height, and a stereoscopic display that is closer to the scenery that can be actually seen should be performed Can do. In general, since the expressway is an upper layer and the ordinary road is a lower layer, if it can be recognized that the vehicle is traveling on the expressway, the height of the building can be adjusted to display in three dimensions. Vehicles include GPS positioning devices for obtaining current position information transmitted by satellites, devices for detecting vehicle speed pulses according to vehicle speed, optical beacon receivers capable of receiving optical beacon information on ordinary roads, mainly on highways A radio beacon receiving device or the like capable of receiving radio beacon information is mounted, and it is possible to determine which of the upper layer and the lower layer is traveling by combining the measurement results obtained by these measurement devices. For example, it is possible to detect a change in GPS and vehicle speed by recognizing that there is a high possibility that the vehicle has moved down an expressway and moved to a general road, and optical beacons can be received only on ordinary roads. It can be recognized that it is driving on a general road. In addition, it is recognized that the possibility of moving from a general road to an expressway is high by detecting changes in GPS and vehicle speed, and it recognizes that the car is traveling on the expressway from the history of vehicle speed indicating that the highway has continued. Recognizing that the GPS reception is easy to receive on the upper road (highway) by detecting the change in the number and recognizing that it is traveling on the highway, and using the fact that the radio beacon is mainly received on the highway, It is possible to recognize. In this way, when it can be determined that it is an upper layer, the drawing height of the building is adjusted according to the height by referring to the height information of the road data.
[0031]
In the embodiment of FIG. 7, when the currently running road is an overpass or an upper road, the height information is acquired, the height of the current position is determined, and the height of the building to be drawn is adjusted. However, an example of obtaining the height of a road that is currently running from road data regardless of an overpass or an upper road, determining the height of the current position, and adjusting the height of the building to be drawn is shown in FIGS. Will be described.
FIG. 8 is a diagram showing a processing flow of an example in which the height of the building is adjusted and displayed based on the height of the road that is currently traveling with respect to the flat ground.
From the road data, the height data for the lower road and the surrounding flat land assigned to the currently traveling node is acquired (step S21), and then it is determined whether the height data has been acquired (step S22). If it can be acquired, it is set as the height with respect to the acquired adjustment value (step S23), and if it cannot be acquired, the adjustment value = 0 (step S24). After setting the height adjustment value in this way, the drawing processing loop for the number of buildings in steps S25 to S31 is entered. That is, the building polygon coordinates and the building height are acquired (steps S26 and S27), the building height adjustment is performed by subtracting the set adjustment value from the acquired building height (step S28), and the coordinate calculation described above is performed. (Step S29), a rendering process is performed to perform stereoscopic display (Step S30). The above processing is looped for the number of buildings, and the processing is terminated.
[0032]
FIG. 9 is a diagram showing a processing flow of an example in which the relative height of a road that is currently running is calculated with respect to the surrounding roads, and the height of the building is adjusted and displayed.
When the height data given to the node in the road data is the altitude, the elevation data A given to the currently running node is acquired from the road data (step S41), and the current running The nodes within a predetermined range are extracted with reference to the existing nodes, and the elevation data B of the node with the smallest elevation data among the extracted nodes is acquired from the road data (step S42). Next, it is determined whether or not the altitude data has been acquired for both (step S43). If acquisition is possible, the adjustment value = A−B (step S44). If not, the adjustment value = 0 (step S45). ). After setting the height adjustment value in this way, the drawing processing loop for the number of buildings in steps S46 to S52 is entered. That is, the building polygon coordinates and the building height are acquired (steps S47 and S48), the building height adjustment is performed by subtracting the set adjustment value from the acquired building height (step S49), and the coordinate calculation described above is performed. (Step S50), a rendering process is performed to perform stereoscopic display (Step S51). The above processing is looped for the number of buildings, and the processing is terminated.
[0033]
In the above embodiment, the height of the building is adjusted and displayed based on the height data given to the road data. However, the attribute of the road that is currently running is referred to by the road data, and the attribute The height of the building may be adjusted according to the drawing. For example, looking at the attributes of the road that is currently running, if it is determined that the road is a highway or a toll road, it is usually traveling higher on the road than a general road. You may make it draw a building height lower than the case where it is inside.
[0034]
In addition, this invention is not limited to said example, A various deformation | transformation is possible. For example, the degree of lowering may be determined for all buildings having height information existing within a predetermined range (drawing range) from the current position based on the current position and the position of the building. That is, it seems that a distant building does not change much even when the vehicle travels on a high position as compared with the case where the vehicle travels on the ground surface. Thus, for example, the degree of drawing may be lowered as the building is farther from the current position, or the degree of drawing may be lowered as the building is further away from the current position of the vehicle in the Y-axis direction of the display screen.
[0035]
In addition, in a device having a function that the current position detection device can detect the height of the current position, for example, a device using GPS or a device that integrates detection information of an acceleration sensor, the accuracy is not sufficient. The height of the position can be detected, and the building may be drawn at a height obtained by subtracting the detected height of the current position from the height of the building. It can be applied when the height data of the road data is not complete.
[0036]
Also, for example, it is determined whether the road on which the vehicle is traveling is a toll road or a general road, and if it is a toll road, it is recognized as an upper layer of a multilayer road, and the height of the building is a lower level building. In addition to displaying lower than the height of the vehicle, it may be determined whether the road on which the vehicle is traveling is an intercity highway or an urban highway, and the height may be adjusted and drawn only while the urban highway is traveling. This is because the intercity expressway is often a multi-layered road and there are few buildings, so there is little effect of drawing by adjusting the height of the building.
[0037]
In addition, when a multi-layer road is formed between ordinary roads, either the upper or lower layer of the multi-layer road is detected by visual inspection or a current position detection device, and height data is acquired in the upper layer to obtain the building data. You may make it draw by adjusting height.
[0038]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, current position determining means for determining the current position of the vehicle, information storage means for storing map data having two-dimensional coordinates, and building data having two-dimensional coordinates and height information, A drawing control means for drawing a perspective map based on the two-dimensional coordinates of the map data stored in the information storage means and three-dimensionally drawing the building based on the two-dimensional coordinates and height information of the building data; A perspective map drawn by the drawing control means and a display means for displaying the building, and the drawing control means adjusts the building height based on the height of the current position determined by the current position determining means. Since it is drawn on a perspective map, even when driving on a high ground, such as an elevated or high-rise road, it is possible to display the building in a three-dimensional manner so that it fits the actual view. That.
In general, toll roads and expressways are installed higher than ordinary roads. Therefore, according to Claim 6, it becomes possible to display a building in three dimensions so that the scenery which can be actually seen fits.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a map display device according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of main data files stored in an information storage device.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of main data files stored in an information storage device.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a data structure of a building shape map.
FIG. 5 is a diagram for explaining a trapezoidal coordinate conversion algorithm;
FIG. 6 is a diagram for explaining a coordinate conversion algorithm for building height data;
FIG. 7 is a diagram showing a processing flow for adjusting the height of a drawing building.
FIG. 8 is a diagram showing a processing flow of another example for adjusting the height of a drawing building.
FIG. 9 is a diagram illustrating a processing flow of another example of adjusting the height of a drawing building.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Input device, 2 ... Current position detection device, 3 ... Information storage device, 4 ... Central processing unit, 5 ... Information transmission / reception device, 6 ... Output device, 11 ... Perspective display control part, 12 ... Coordinate conversion part, 13 ... Conversion parameter

Claims

In a map display device that displays buildings three-dimensionally,
Current position determining means for determining the current position of the vehicle;
Information storage means for storing map data having two-dimensional coordinates, and building data having two-dimensional coordinates and height information;
A drawing control means for drawing a perspective map based on the two-dimensional coordinates of the map data stored in the information storage means and three-dimensionally drawing the building based on the two-dimensional coordinates and height information of the building data ; ,
Display means for displaying a perspective map and a building drawn by the drawing control means,
The drawing display means adjusts the height of a building based on the height of the current position determined by the current position determination means and draws the map on the perspective map .

The map display device according to claim 1, wherein the drawing control unit determines an adjustment amount of the building height based on a current position and a position of the building.

The current position determining means has a function of detecting the height of the current position, and the drawing control means draws by adjusting the building height based on the height detected by the current position determining means. The map display device according to claim 1.

2. The map display device according to claim 1, wherein the current position determining means determines the height of the current position based on road height data.

When the road height data is elevation data, the drawing control means calculates a relative height with respect to a road around the currently running road, and draws the building by adjusting the building height. Item 5. The map display device according to item 4.

In a map display device that displays buildings three-dimensionally,
Current position determining means for determining the current position of the vehicle;
Information storage means for storing map data having two-dimensional coordinates, building data having two-dimensional coordinates and height information, and road data having road attribute information;
A drawing control means for drawing a perspective map based on the two-dimensional coordinates of the map data stored in the information storage means and three-dimensionally drawing the building based on the two-dimensional coordinates and height information of the building data ; ,
Display means for displaying a perspective map and a building drawn by the drawing control means,
The map display device, wherein the drawing control means draws on the perspective map by adjusting a building height according to an attribute of a road on which the vehicle is currently traveling.

The said drawing control means draws a building height lower than the case where it is drive | working on a general road when the road currently drive | working is a toll road. Map display device.