JP3952937B2

JP3952937B2 - 地図データ、地図データ記憶装置、地図データ利用装置、プログラム

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Publication number: JP3952937B2
Application number: JP2002339599A
Authority: JP
Inventors: 貴士石嵜
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-11-22
Filing date: 2002-11-22
Publication date: 2007-08-01
Anticipated expiration: 2022-11-22
Also published as: JP2004170370A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
地図データ及び地図データを利用する装置等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、図６に示すように、地図を碁盤目状に分割し、この分割した地図上のそれぞれの領域毎の地図データである領域地図データ５０を生成し、生成した各領域の領域地図データ５０を組み合わせて地図データ１００を構成して記録媒体等に記録しておき、この地図データ１００から描画範囲６０に含まれる領域地図データ５０を取得して、描画し、地図表示を行うナビゲーション装置が知られている（例えば非特許文献１参照。）。
【０００３】
例えば、ナビゲーション装置は、図６（ａ）に示す描画範囲６０の地図を描画する場合には、地図データ１００から領域地図データ５０ａを取得する（以下、特定の地図データを示す場合には、領域地図データ５０ａのように、添え字を付し、特に区別しない場合には領域地図データ５０のように表記する。）また、ナビゲーション装置が描画する描画範囲６０が、図６（ｂ）の範囲であれば、領域地図データ５０ａ〜５０ｄを取得する。
【０００４】
そして、取得した単数または複数の領域地図データ５０中で、描画範囲６０に相当する領域の地図データを描画して表示装置に表示させる。
【０００５】
【非特許文献１】
Ｋｉｗｉ−Ｗコンソーシアム、”ＫｉｗｉフォーマットＶｅｒ１．２２”、第３章、［online］、２０００年２月２４日、Ｋｉｗｉ−Ｗコンソーシアム、［２００２年１０月１日検索］、インターネット＜URL：http://kiwi-w.mapmaster.co.jp/format/format_kihon.html＞
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように地図を碁盤目状に分割して生成された領域地図データからなる地図データを利用する場合、データアクセス回数のばらつきが大きいという問題がある。すなわち、描画範囲６０よりも領域地図データ５０のサイズが十分に大きい場合には、１〜４枚の領域地図データ５０が必要となる。例えば、図６（ａ）の場合には領域地図データ５０ａの１枚であるのに対し、図６（ｂ）の場合には、領域地図データ５０ａ〜５０ｄの４枚が必要となる。
【０００７】
このように、ある場所では、１回の地図記憶装置へのアクセスで処理が完了するが、他の場所では４回のアクセスが必要となり、処理完了までの時間に関する性能保証が困難であるという問題があった。
そこで本発明は、上述した問題を解決し、領域地図データのデータアクセス回数のばらつきを抑制することのできる地図データ、及び当該地図データを利用するナビゲーション装置等を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上述した問題点を解決するためになされた地図データは、地図を分割線によって複数の領域に分割し、当該分割領域毎の地図データである領域地図データを組み合わせて構成される地図データである。そして、分割線のすべての交点について、各交点からは最大で３本の分割線が引き出されるように領域を分割して構成されている。このように交点から３本の分割線が引き出されて分割される領域は、３つとなるため、従来の碁盤目状の分割の場合のように交点から４本の分割線が引き出されることによって分割される４つの領域に比べ１つ少ない。したがって、この地図データを利用する地図データ利用装置では、領域地図データの最悪読み込み枚数を１枚減らして３枚にすることが可能となる。
【０００９】
なお、分割線の交わる角度は任意に設定することができるが、特に、分割線はＴ字型に交わるようにするとよい。特に、地図をレンガ状の領域に分割するとよい。
例えば図２に示すように分割したものとするとよく、例えば縦方向に所定間隔ｙ１の分割線で分割し、横方向に所定間隔ｘ１の分割線で分割し、前記横方向に分割する際に、隣接する縦方向の領域について、横方向の分割の開始位置をｘ１／２だけずらすようにして分割することにより、レンガ状の領域に分割することができる。なお、縦方向、横方向は、地図内の任意の方向に採ることができる。例えば、縦方向を地図の南北方向とすることも、東西方向とすることもできる。
【００１０】
こうした地図データは、その地図に含まれる道路に関するデータまたは地図の画像データの少なくともいずれか一方を含むとよい。
そして、こうした地図データは、記録媒体や、地図データ記憶装置に記憶することができる。例えば地図データベースに記憶するとよい。
【００１１】
そして、地図データを利用する地図データ利用装置において利用することができる。こうした、地図データを利用する地図データ利用装置では、地図記憶装置へのアクセス回数の最悪値が抑えられるため、地図利用処理の完了までの性能保証が容易となる。
【００１２】
特に、地図データを利用する地図データ利用装置において、地図データを利用するために読み込む読み込み範囲の縦方向の幅をｙ１／２より小さく、横方向の幅をｘ１／２より小さくするとよい。このようにすれば、領域地図データの最悪読み込み枚数を３枚とすることができる。
【００１３】
また、地図データ利用装置は地図データを通信等で取得するようにすることもできるが、地図データ記憶装置を備え、この地図データ記憶装置に記憶された前記地図データを利用するように構成することもできる。
特に、ナビゲーション機能を備えた地図データ利用装置では、現在位置付近の地図を描画して表示する処理を行う場合に、その描画範囲の位置は連続的に変化することが多いのであるが、このような地図データを利用することで、移動に伴って新たに読み込みが必要な地図の枚数も抑えることができる。
【００１４】
なお、上述したいずれかの地図データ利用装置としての機能をコンピュータシステムにて実現する場合、例えば、コンピュータシステム側で起動するプログラムとして備えることができる。このようなプログラムの場合、例えば、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、必要に応じてコンピュータシステムにロードして起動することにより用いることができ、また、ネットワークを介してロードして起動することにより用いることもできる。また、地図データの請求項内に記載の方法（生成方法）によって当該請求項に記載の地図データを生成することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明が適用された実施例について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施例に何ら限定されることなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうることは言うまでもない。
【００１６】
図１は実施例の地図データ利用装置としてのナビゲーション装置１の構成を示すブロック図である。ナビゲーション装置１は、車両の現在位置を検出する位置検出器２１と、ユーザーからの各種指示を入力するための操作スイッチ群２２と、操作スイッチ群２２と同様に各種指示を入力可能なリモートコントロール端末（以下、リモコンと称す。）２３ａと、リモコン２３ａからの信号を入力するリモコンセンサ２３ｂと、外部情報入出力装置２４と、地図データや各種の情報を記録した外部記憶媒体から地図データ等を入力する地図データ入力器２５と、地図表示画面やＴＶ画面等の各種表示を行うための表示装置２６と、各種のガイド音声等を出力するための音声出力装置２７と、各種のデータを記憶するための外部メモリ２８と、上述した位置検出器２１，操作スイッチ群２２，リモコン２３ａ，外部情報入出力装置２４，地図データ入力器２５，外部メモリ２８からの入力に応じて各種処理を実行し、位置検出器２１，操作スイッチ群２２，リモコンセンサ２３ｂ，外部情報入出力装置２４，地図データ入力器２５，表示装置２６，音声出力装置２７，外部メモリ２８を制御する制御回路２９とを備えている。
【００１７】
位置検出器２１は、ＧＰＳ(Global Positioning System）用の人工衛星からの送信電波をＧＰＳアンテナを介して受信し、車両の位置，方位，速度等を検出するＧＰＳ受信機２１ａと、車両に加えられる回転運動の大きさを検出するジャイロスコープ２１ｂと、車両の前後方向の加速度等から走行した距離を検出するための距離センサ２１ｃと、地磁気から進行方位を検出するための地磁気センサ２１ｄとを備えている。そして、これら各センサ等２１ａ〜２１ｄは、各々が性質の異なる誤差を有しているため、互いに補完しながら使用するように構成されている。なお、精度によっては、上述したうちの一部のセンサで構成してもよく、またステアリングの回転センサや各転動輪の車輪センサ等を用いてもよい。
【００１８】
操作スイッチ群２２としては、表示装置２６と一体に構成され、表示画面上に設置されるタッチパネル及び表示装置２６の周囲に設けられたメカニカルなキースイッチ等が用いられる。なおタッチパネルと表示装置２６とは積層一体化されており、タッチパネルには、感圧方式，電磁誘導方式，静電容量方式，あるいはこれらを組み合わせた方式など各種の方式があるが、いずれを用いてもよい。
【００１９】
外部情報入出力装置２４は、図示しないラジオアンテナを介してＦＭ放送信号を受信したり、道路近傍に配置されたＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System：道路交通情報システム）サービス用の固定局から、電波ビーコン信号及び光ビーコン信号を受信する。この受信した情報は制御回路２９へ送られて処理される。また、図示しない携帯電話と接続され、情報センターから情報を取得したり、インターネットに接続しインターネット上のサーバから情報を取得する機能を備える。
【００２０】
地図データ入力器２５は、道路データ、位置特定の精度向上のためのいわゆるマップマッチング用データ等の地図データ、施設を示すマークデータ、案内用の画像や音声データ等を含む各種のデータを入力するための装置である。これらのデータの記録媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ハードディスク、メモリ、メモリカード等を用いることができる。
【００２１】
地図データ１００は、図２に示すように、地図を、縦ｙ１，横ｘ１の幅の矩形領域に分割した領域地図データ５０の組み合わせとして構成される。上下方向に隣接する領域地図データ５０の収録範囲は、幅（ｘ１／２）だけ左右方向（横方向）にずらして設定されている。すなわち、図２に示すようにレンガ状に領域地図データ５０の収録範囲を設定している。
【００２２】
各領域地図データ５０は、それぞれの領域地図データ５０の位置を特定するため左下座標と右上座標とを収録範囲として記録しており、制御回路２９は、この収録範囲を検索キーとして、読み込み対象の領域地図データ５０を特定することができる。
【００２３】
なお、地図データ１００は、図３に示すように、詳細度別に、レベル５からレベル０までの各レベル毎に生成され、記録されている。レベル５は、各領域地図データ５０の収録範囲が地図上で最も広い（すなわちｘ１とｙ１の値が最も大きい）レベルであり、地形データのみを格納している。レベル４は、レベル５に続いて各領域地図データ５０の収録範囲が広く設定されたものであり、地形データと高速道の道路データを格納している。レベル３は、レベル４に続く広さで各領域地図データ５０の収録範囲が設定されたものであり、地形データと高速道の道路データに加え国道の道路データを格納している。レベル２は、レベル３に続く広さで各領域地図データ５０の収録範囲が設定されたものであり、地形データと高速道・国道の道路データに加え、県道の道路データを格納している。レベル１は、レベル２に続く広さで各領域地図データ５０の収録範囲が設定されたものであり、地形データと高速道・国道・県道の道路データに加え、市道の道路データを格納している。レベル０は、レベル１に続く広さで各領域地図データ５０の収録範囲が設定されたものであり、地形データと高速道・国道・県道・市道の道路データに加え、細街路の道路データを格納している。すなわち、レベル５が最も広域のデータを格納したものであり、レベル０が最も詳細なデータを格納したものである。
【００２４】
この地図データ中の道路データは、交差点等の複数のノード間をリンクにより接続して地図を構成したものであって、それぞれのリンクに対し、リンクを特定する固有番号（リンクＩＤ）、リンクの長さを示すリンク長、リンクの始端と終端とのｘ，ｙ座標、リンクの道路幅、および道路種別（有料道路等の道路情報を示すもの）、道路を特定するための道路ＩＤのデータからなるリンク情報を備える。また地図データ中には、地名情報、交通情報、施設情報がその座標（ｘ，ｙ座標）とともに記憶されている。また地形データは、例えば画像データで構成することができる。
【００２５】
表示装置２６は、カラー表示装置であり、液晶ディスプレイ，プラズマディスプレイ，ＣＲＴなどがあるが、そのいずれを用いてもよい。表示装置２６の表示画面には、位置検出器２１にて検出した車両の現在位置と地図データ入力器２５より入力された地図データとから特定した現在地を示すマーク、目的地までの誘導経路、名称、目印、各種施設のマーク等の付加データとを重ねて表示することができる。また、施設のガイド等も表示できる。そして、音声出力装置２７は、地図データ入力器２５より入力した施設のガイドや各種案内の音声や、外部情報入出力装置２４を介して取得した情報の読み上げ音声を出力することができる。
【００２６】
制御回路２９は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏ及びこれらの構成を接続するバスラインなどからなる周知のマイクロコンピュータを中心に構成されており、ＲＯＭ及びＲＡＭに記憶されたプログラムに基づいて、位置検出器２１からの各検出信号に基づき座標及び進行方向の組として車両の現在位置を算出し、地図データ入力器２５を介して読み込んだ現在位置付近の地図等を表示装置２６に表示する地図表示処理や、地図データ入力器２５に格納された地点データに基づき、操作スイッチ群２２やリモコン２３ａ等の操作に従って目的地となる施設を選択し、現在位置から目的地までの最適な経路を自動的に求める経路計算を行って経路案内を行う経路案内処理を行う。このように自動的に最適な経路を設定する手法は、ダイクストラ法等の手法が知られている。
【００２７】
この地図表示処理の流れを図４に示して説明する。
Ｓ１１０では、位置検出器２１で検出した情報に基づき現在位置を算出し、現在の地図レベルを地図レベルが記憶された制御回路２９のメモリから取得する。そして、取得した現在位置と地図レベルに基づいて表示装置２６に表示する地図の描画中心座標を算出する。なお、地図レベルは、操作スイッチ群２２、リモコン２３ａからの信号に基づいてメモリに設定可能に構成されている。
【００２８】
Ｓ１２０では、Ｓ１１０で算出した描画中心座標と現在の地図レベルに基づいて描画範囲の座標を算出する。
Ｓ１３０では、地図データ入力器２５の記録媒体に記録された地図データから現在の地図レベルに対応する地図データ１００内の各領域地図データ５０に含まれる収録範囲（左下座標と右上座標）を読み出して、Ｓ１２０で算出された描画範囲の座標と比較し、収録範囲に描画範囲の少なくとも一部を含む領域地図データ５０を、読み込み対象の領域地図データとして特定する。例えば、図５（ａ）に示すように、描画範囲６０が領域地図データ５０ａ内に含まれる場合には、領域地図データ５０ａを読み込み対象の領域地図データ５０として特定する。また例えば、図５（ｂ）に示すように、描画範囲６０が領域地図データ５０ａ，５０ｂ，５０ｃにまたがる場合には、領域地図データ５０ａ〜５０ｃを読み込み対象の領域地図データ５０として特定する。
【００２９】
Ｓ１４０では、Ｓ１３０で特定された読み込み対象の領域地図データ５０のうち、現在、制御回路２９のメモリに読み込まれていない領域地図データ５０を、地図データ入力器２５を制御して記録媒体から読み込んで、メモリに記憶する。Ｓ１５０では、メモリに記憶された領域地図データ５０の中で描画範囲６０に相当する範囲の地図を描画し、表示装置２６に表示させる。
【００３０】
このようにして、設定された地図レベルで、現在位置周辺の地図を表示装置２６に表示させることができる。
車両が移動するにつれ、検出される現在位置は移動し、描画範囲６０も移動する。例えば、図５（ａ）の描画範囲６０から図５（ｂ）の描画範囲６０へと描画範囲が変化した場合、図５（ａ）の状態で読み込まれている領域地図データ５０ａに加え、新たに領域地図データ５０ｂ，５０ｃの２枚分をを読み込むこととなる。また、同時に読み込まれる領域地図データ５０は、領域地図データ５０ａ〜ｃの合計３枚分となる。したがって、図６に示して説明した従来の地図データ１００に比べ、領域地図データ５０の最悪読み込み枚数を減らすことができ、同時に読み込む必要のある領域地図データ５０の枚数も減らすことができる。
【００３１】
例えば、図５（ａ）に示すように、描画範囲６０を縦ｙ２，横ｘ２の幅の矩形領域とし、ｙ２＜ｙ１／２，ｘ２＜ｘ１／２とすれば、最大で同時に３枚の領域地図データ５０を読み込むだけで済む。図６に示した従来のデータ構造では、最大で同時に４枚の領域地図データ５０を読み込む必要があったため、１枚分、読み込むべきデータを減らすことができる。したがって処理に要する時間を約２５％短縮することができ、表示にかかる時間を高速化できる。また、地図データ入力器２５へのアクセス回数最悪値が抑えられるため、ばらつきが少なくなり、地図描画完了までの性能保証が容易となる。
【００３２】
なお、本実施例では、各領域地図データ５０に収録範囲を記録しておき、この収録範囲に基づいて読み込み対象の領域地図データ５０を特定することとしたが、これに代えて、あるいは、これに加えて、例えば、緯度経度、通し番号、縦横配置位置などを記憶し、これによって読み込み対象の領域地図データを特定するように構成してもよい。
【００３３】
また、こうした領域地図データ５０を特定する情報は、予め制御回路２９のメモリに取り込んでおき、この取り込んだ内容に基づいてＳ１３０で特定するようにするとよい。このようにすれば、地図データ入力器２５へのアクセス回数を抑えることができる。
【００３４】
また、本実施例では、記録媒体に地図データ１００を記録し、この記録媒体を地図データ入力器２５が読み取って入力することとしたが、例えば外部情報入出力装置２４を介して地図データ１００を、外部から入力するようにしてもよい。この場合、情報センターやインターネット上のサーバに、上述した地図データ１００を記憶し、制御回路２９は、地図データ入力器２５からの読み込みに代えて、外部情報入出力装置２４を制御して、情報センターやインターネット上のサーバなどの地図記憶装置に、読み込み対象の領域地図データ５０を要求し、このサーバ（地図記憶装置）から領域地図データ５０を取得して、利用するようにすればよい。
【００３５】
また、記録媒体等に記憶される上述した地図データ１００は、自動的に生成したものを用いることができる。例えば、地図から地図データ１００を生成する場合に、まず元となる地図データを用意し、この地図データをコンピュータによる処理で、図２に示すレンガ状の領域に分割するようにしてもよい。例えば、レベル５の地形データが画像データで構成される場合、航空写真等による元となる画像データを用意し、それを図２に示すようにレンガ状の領域に分割して、分割した領域毎の画像データにその収録範囲を付加して、各領域地図データ５０を生成して、地図データ１００を生成するとよい。例えば図５に示すように、縦方向に一定間隔（幅ｙ１）の分割線で分割し、横方向に一定間隔（幅ｘ１）の分割線で分割する。この時、分割線のすべての交点について最大で３本の前記分割線が引き出されるように分割する。例えば隣接する縦方向の領域について、図５（ａ）に示すように、横方向の分割の開始位置をｘ１／２だけずらすようにして分割する。こうすることで、分割線はＴ字型に交わる。こうして元となる地図データをレンガ状に分割することができる。
【００３６】
なお、本実施例では、ナビゲーション装置の例で説明したが、種々の地図を利用する地図利用装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例のナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。
【図２】地図データの構成を示す説明図である。
【図３】地図データのレベルの説明図である。
【図４】地図表示処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】地図データと描画範囲を示す説明図である。
【図６】従来の地図データの構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１…ナビゲーション装置
２１…位置検出器
２１ａ…ＧＰＳ受信機
２１ｂ…ジャイロスコープ
２１ｃ…距離センサ
２１ｄ…地磁気センサ
２２…操作スイッチ群
２３ａ…リモコン
２３ｂ…リモコンセンサ
２４…外部情報入出力装置
２５…地図データ入力器
２６…表示装置
２７…音声出力装置
２８…外部メモリ
２９…制御回路
５０…領域地図データ
６０…描画範囲
１００…地図データ

Claims

地図を分割線によって複数の領域に分割し、当該分割領域毎の地図データである領域地図データを組み合わせて構成される地図データであって、
縦方向に所定間隔ｙ１の分割線で分割し、横方向に所定間隔ｘ１の分割線で分割し、前記横方向に分割する際に、隣接する縦方向の領域について、横方向の分割の開始位置をｘ１／２だけずらすようにして分割していること
を特徴とする地図データ。
請求項１に記載の地図データおいて、
前記地図データは、当該地図に含まれる道路に関するデータまたは地図の画像データの少なくともいずれか一方を含むこと
を特徴とする地図データ。
請求項１または請求項２に記載の地図データを記憶する地図データ記憶装置。
請求項１または請求項２に記載の地図データを利用する地図データ利用装置。
請求項１に記載の地図データを利用する地図データ利用装置において、
地図データを利用するために読み込む読み込み範囲の縦方向の幅がｙ１／２より小さく、横方向の幅がｘ１／２より小さいこと
を特徴とする地図データ利用装置。
請求項４または５に記載の地図データ利用装置において、前記地図データを記憶する地図データ記憶装置を備え、当該地図データ記憶装置に記憶された地図データを利用すること
を特徴とする地図データ利用装置。
請求項４〜６に記載の地図データ利用装置において、前記地図データを利用してナビゲーション機能を実現することを特徴とする地図データ利用装置。
請求項４〜７のいずれかに記載の地図データ利用装置としての機能をコンピュータに実現させるためのプログラム。