JP4094219B2

JP4094219B2 - 車載用ナビゲーション装置の立体地図表示方法

Info

Publication number: JP4094219B2
Application number: JP2000340500A
Authority: JP
Inventors: 清純藤原; 浩之佐藤
Original assignee: Alpine Electronics Inc
Current assignee: Alpine Electronics Inc
Priority date: 2000-09-19
Filing date: 2000-11-08
Publication date: 2008-06-04
Anticipated expiration: 2020-11-08
Also published as: US20020123841A1; EP1189176A3; EP1189176A2; DE60133164D1; EP1189176B1; DE60133164T2; US6535812B2; JP2002168634A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示装置に地図を表示して車両を目的地に案内する車載用ナビゲーション装置の立体地図表示方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車載用ナビゲーション装置は、地図データを記録したＤＶＤ（Digital Versatile Disk）−ＲＯＭ等の地図データ記憶装置と、表示装置と、ジャイロ、ＧＰＳ（Global Positioning System ）受信機及び車速センサ等の車両の現在位置及び現在方位を検出する車両移動検出装置等を有している。そして、車両の現在位置を含む地図データを地図データ記憶装置から読み出し、該地図データに基づいて車両位置の周囲の地図画像を描画すると共に、車両位置マーク（ロケーション）を地図画像に重ね合わせて表示し、車両の移動に応じて地図画像をスクロール表示したり、地図画像を画面に固定し車両位置マークを移動させたりして、車両が現在どこを走行しているのかを一目で判るようにしている。
【０００３】
また、通常、車載用ナビゲーション装置には、ユーザが所望の目的地に向けて道路を間違うことなく容易に走行できるようにした経路誘導機能が搭載されている。この経路誘導機能によれば、地図データを用いて出発地から目的地までを結ぶ最もコストが低い経路を横型探索法又はダイクストラ法等のシミュレーション計算を行って自動探索し、その探索した経路を誘導経路として記憶しておき、走行中、地図画像上に誘導経路を他の道路とは色を変えて太く描画して画面表示したり、車両が誘導経路上の進路を変更すべき交差点に一定距離内に近づいたときに、地図画像上の進路を変更すべき交差点に進路を示す矢印を描画して画面表示したりすることで、ユーザを目的地まで案内する。
【０００４】
なお、コストとは、距離を基に、道路幅員、道路種別（一般道か高速道かなど）、右折及び左折等に応じた定数を乗じた値や車両の走行予測時間などであり、誘導経路としての適正の程度を数値化したものである。距離が同一の２つの経路があったとしても、ユーザが例えば有料道路を使用するか否か、距離を優先するか時間を優先するかなどを指定することによりコストは異なったものとなる。
【０００５】
ＤＶＤ−ＲＯＭ等の地図データ記憶装置に記憶されている地図は、1/12500 、1/25000 、1/50000 及び1/100000等の縮尺レベルに応じて適当な大きさの経度幅及び緯度幅に区切られており、道路等は経度及び緯度で表現された頂点（ノード）の座標集合として記憶されている。道路は２以上のノードの連結からなり、２つのノードを連結した部分はリンクといわれる。また、地図データは、（１）道路リスト、ノードテーブル及び交差点構成ノードリスト等からなる道路レイヤ、（２）地図画面上に道路、建築物、公園及び河川等を表示するための背景レイヤ、（３）市町村名などの行政区画名、道路名、交差点名及び建築物の名前等の文字や地図記号等を表示するための文字・記号レイヤなどから構成される。
【０００６】
近年、ＤＶＤ−ＲＯＭには地図データだけでなく、店舗、会社及び公共施設等の情報（業種、住所及び電話番号等）を記憶したいわゆるタウンページ情報（「タウンページ」は登録商標）が含まれているものがある。このタウンページ情報を使用して、所望の店舗等を容易に探索することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
車載用ナビゲーション装置の地図表示方法の一つに、地図を立体的に表示するいわゆる３Ｄ表示がある。３Ｄ表示では建築物や道路が立体的に表示され、ビルが乱立する中を実際に走行しているように表示される。
しかし、従来のナビゲーション装置の３Ｄ表示では、高い建築物の陰に低い建築物や道路が隠れてしまい、車両走行時の目印となる建築物がわかりにくいという欠点がある。また、従来のナビゲーション装置では、タウンページ情報が付加された建築物（以下、タウンページ物件という）とそれ以外の建築物（以下、一般建築物という）との違いが地図上で判別しにくいという欠点もある。
【０００８】
以上から本発明の目的は、視認性を向上させた車載用ナビゲーション装置の立体地図表示方法を提供することである。
本発明の他の目的は、タウンページ情報等の情報が付加された建築物と他の建築物とを容易に区別することができる車載用ナビゲーション装置の立体地図表示方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記した課題は、車両に搭載され、表示装置に地図画像を表示して車両を目的地に案内する車載用ナビゲーション装置の立体地図表示方法において、前記車載用ナビゲーション装置は地図の表示スケールが大きいほどしきい値を大きく設定し、前記しきい値よりも高い建築物を前記地図に立体表示し、前記しきい値よりも低い建築物を前記地図に平面的に表示することを特徴とする車載用ナビゲーション装置の立体地図表示方法により解決する。
【００１０】
表示スケールを小さくして地図を拡大したときは、表示範囲が狭くなるので、比較的低いビルを立体表示したとしても、視認性はそれほど低下しない。しかし、表示スケールを大きくして表示範囲を広くしたときは、立体表示されたビルが多いと視認性が低下する。
そこで、本発明においては、表示スケールに応じてしきい値を変化させ、しきい値よりも高い建築物を立体表示し、しきい値よりも低い建築物を平面的に表示する。これにより、表示スケールに応じて立体表示されるビルの数が変化し、視認性の低下が回避される。
【００１１】
地図を立体的に表示すると、建築物の陰に他の建築物や道路が隠れてしまう。これを回避するために、立体表示する建築物のうち、車両走行時の目印となりえる一定の高さ以上の建築物を不透過の画像で表示し、それよりも低い建築物は透過又は半透過の画像で表示することが好ましい。これにより、建築物の陰に隠れた他の建築物や道路の形状を把握することができる。
【００１２】
また、公共施設は、所定の色で塗りつぶしされた不透過の画像で表示することが好ましい。これにより、車両走行時の目印としてこれらの施設を利用することが容易になる。
更に、タウンページ情報等が付加された建築物と他の建築物とを区別するために、しきい値よりも高い建築物のうちタウンページ情報等の特定の情報が付加された建築物のみを立体表示するようにしてもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態の立体地図表示方法を実現する車載用ナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。
【００１７】
１は地図データ及びタウンページ情報を記憶したＤＶＤ−ＲＯＭ、２は後述するナビゲーション装置本体１０を操作するための操作部である。操作部２には、カーソルを移動するためのジョイスティックや「決定」ボタン及びその他の操作ボタンが設けられている。５はＧＰＳ衛星から送られてくるＧＰＳ信号を受信して車両の現在位置の経度及び緯度を検出するＧＰＳ受信機である。６は自立航法センサであり、この自立航法センサ６は、車両回転角度を検出するジャイロ等の角度センサ６ａと、一定の走行距離毎にパルスを発生する走行距離センサ６ｂとにより構成されている。７は液晶表示装置であり、ナビゲーション装置本体１０は、この表示装置７に車両の現在位置の周囲の地図を表示したり、出発地から目的地までの誘導経路や車両位置マーク及びその他の案内情報を表示する。８は音声によりユーザに案内を提供するためのスピーカーである。
【００１８】
ナビゲーション装置本体１０は以下のものから構成されている。１１はＤＶＤ−ＲＯＭ１から読み出された地図データを一時的に記憶するバッファメモリである。１２は操作部２と接続されるインターフェース、１５はＧＰＳ受信機５と接続されるインターフェース、１６は自立航法センサ６に接続されるインターフェースである。１７はマイクロコンピュータにより構成される制御部である。制御部１７は、インターフェース１５，１６から入力される情報を基に車両の現在位置を検出したり、ＤＶＤ−ＲＯＭ１から所定の地図データをバッファメモリ１１に読み出したり、バッファメモリ１１に読み出された地図データを用いて設定された探索条件で出発地から目的地までの誘導経路を探索するなど種々の処理を実行する。
【００１９】
１８はバッファメモリ１１に読み出された地図データを用いて地図画像を生成する地図描画部、１９は動作状況に応じた各種メニュー画面（操作画面）や車両位置マーク及びカーソル等の各種マークを生成する操作画面・マーク発生部である。
２０は制御部１７で探索した誘導経路を記憶する誘導経路記憶部、２１は誘導経路を描画する誘導経路描画部である。誘導経路記憶部２０には、制御部１７によって探索された誘導経路の全ノードが出発地から目的地まで記録される。誘導経路描画部２１は、地図を表示する際に、誘導経路記憶部２０から誘導経路情報（ノード列）を読み出して、誘導経路を他の道路とは異なる色及び線幅で描画する。
【００２０】
２２は音声出力部であり、制御部１７からの信号に基づいて音声信号をスピーカー８に供給する。
２４は画像合成部であり、地図描画部１８で描画された地図画像に、操作画面・マーク発生部１９で生成した各種マークや操作画面、誘導経路描画部２１で描画した誘導経路などを重ね合わせて表示装置７に表示させる。
【００２１】
このように構成されたナビゲーション装置において、制御部１７は、ＧＰＳ受信機５で受信したＧＰＳ信号と、自立航法センサ６から入力した信号とから車両の現在位置を検出する。そして、ＤＶＤ−ＲＯＭ１から車両の現在位置の周囲の地図データを読み出してバッファメモリ１１に格納する。地図描画部１８は、バッファメモリ１１に読み出された地図データに基づいて地図画像を生成し、表示装置７に車両の現在位置の周囲の地図画像を表示する。
【００２２】
また、制御部１７は、車両の移動に伴ってＧＰＳ受信機５及び自立航法センサ６から入力した信号により車両の現在位置を検出し、その検出結果に応じて、表示装置７に表示された地図画像に車両位置マークを重ね合わせ、車両の移動に伴って車両位置マークを移動させたり、地図画像をスクロール表示する。
更に、ユーザが操作部２を操作して目的地を設定すると、制御部１７は車両の現在位置を出発地とし、出発地から目的地までの最もコストが低い経路をＤＶＤ−ＲＯＭ１の地図データを使用して探索する。そして、探索により得られた経路を誘導経路として誘導経路記憶部２０に記憶し、地図画像に誘導経路を重ね合わせて表示させる。また、制御部１７は車両の走行に伴って適宜案内情報を出力し、車両を目的地まで誘導経路に沿って走行するように案内する。
【００２３】
本実施の形態の車載用ナビゲーション装置においては、市街地地図を立体表示するときの動作が異なること以外は基本的に従来の車載用ナビゲーション装置と同様に動作する。
図２は地図データに含まれるポリゴンデータのデータ構造を示す図である。この図は、地図上に建築物を描画するためのポリゴンデータのデータ構造を示している。
【００２４】
建築物を描画するためのポリゴンデータは、図２に示すように、複数のノード（この例ではＧ１〜Ｇ４）の集合として表現される。建築物を描画するためのポリゴンデータでは、終点（Ｇ４）が始点（Ｇ１）とつながって閉じた図形となる。このポリゴンデータには、属性データとして、種別（ポリゴン）、線（輪郭線）の色、線種（実線、破線及び線幅等）、ノードの数及び塗りつぶし色（ポリゴン内側の色）を示すデータが含まれ、タウンページ物件の場合は物件毎に固有の物件番号とビルの階数の情報が含まれている。すなわち、ポリゴンデータは物件番号を介してタウンページ情報とリンクしている。また、ポリゴンデータには、座標データとして各ノードの座標が含まれている。
【００２５】
本実施の形態においては、市街地地図を立体表示する際に、表示スケールによって立体的に表示する建築物の高さを変化させる。
例えば、表示スケールが１０〜２５ｍのときは、表示範囲が狭くなるので、低い建築物を立体表示しても視認性が低下しない。このため、本実施の形態では、表示スケールが１０〜２５ｍのときは、タウンページ物件のうち４階以上の建築物を立体表示し、それ以外の建築物を平面的に表示する。そして、図３に示すように、車両走行時に目印となる２０階以上のタウンページ物件及び特定の公共施設は、目立つように所定の色でテクスチャマッピングして、不透過の画像で表示する。また、１０〜１９階のタウンページ物件については、図４に示すように透過又は半透過の画像で表示し、建築物の後ろに位置する他の建築物や道路の形状が判るようにしている。
【００２６】
立体表示する特定の公共施設は、例えば都道府県の庁舎、市役所、区役所、警察署、消防署及び郵便局などである。これらの公共施設は、例えば薄紫色で描画し、他の建築物は例えば薄青色で描画して、色によって区別ができるようにしている。
表示スケールが５０〜１００ｍのときは、表示範囲が広くなるので低い建築物まで立体表示すると視認性が低下する。このため、本実施の形態では、表示スケールが５０〜１００ｍのときは、タウンページ物件のうち１０階以上の建築物を立体表示し、それ以外の建築物を平面的に表示する。この場合も、２０階以上のタウンページ物件及び特定の公共施設については所定の色で塗りつぶし、それ以外のタウンページ物件については透過又は半透過の画像で描画して、建築物の後ろに位置する他の建築物や道路の形状が判るようにしている。
【００２７】
下記表１に、本実施の形態において、表示スケールが１０〜２５ｍのときと、５０〜１００ｍのときの立体表示する建築物の基準を示す。また、図５に、本実施の形態における立体地図画像の表示例を示す。
【００２８】
【表１】

【００２９】
本実施の形態によれば、表示スケールに応じて立体表示する建築物の階数を変化させる。また、立体表示する建築物のうち、車両走行時の目印となる高さが高い建築物や、公共施設については不透過の画像で表示し、それ以外の建築物は透過又は半透過の画像で表示して、建築物の後方に位置する他の建築物や道路の形状が判るようにしているので、地図の視認性が向上する。これにより車載用ナビゲーション装置の３Ｄ地図表示の実用性が向上する。
【００３０】
なお、上記の実施の形態では、タウンページ物件と一般建築物とを区別するために、タウンページ情報が付加された建築物のみを立体表示する対象とした。しかし、タウンページ物件と一般建築物とを区別する必要がないのであれば、建築物の高さがしきい値を超えるか否かのみによって立体表示するか否かを決定するようにしてもよい。この場合も、３Ｄ表示された地図の視認性が向上するという効果がある。
【００３１】
また、上記の実施の形態では、１０〜２５ｍスケール及び５０〜１００ｍスケールのいずれの場合も２０階以上のタウンページ物件を不透過の画像で表示するものとしたが、表示スケールによって不透過にする建築物の高さを変化させるようにしてもよい。
（第２の実施の形態）
以下、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態が第１の実施の形態と異なる点は、高層建築物の表示方法が異なることにあり、ナビゲーション措置の構成及び地図データの構成は基本的に第１の実施の形態と同様であるので、ここではナビゲーション装置及び地図データの説明は省略する。
【００３２】
本実施の形態においては、表示装置に地図を表示するときに、９階以下の建築物を平面的に表示する。但し、３階以下の一般建築物は緑色で描画し、４階から９階までのタウンページ物件については青色で表示すると共に、その平面形状を若干ずらして２回描画することによって立体感をもたせ、両者を容易に区別できるようにしている。
【００３３】
また、１０階以上のタウンページ物件については、図６の地図画像の表示例に示すように、当該建築物によって投影される影を描画する。影の描画方法は、例えば図７に示すように、予め光源の位置（光の照射方向）を設定しておき、当該建築物のポリゴンデータに含まれる階数の情報を高さｈに変換して、影の頂点位置を演算する。そして、建築物の底面と影の頂点とを結んで影を描画する。
【００３４】
上述したように、本実施の形態においては、タウンページ情報が付加された１０階以上の高層建築物を地図上に立体表示するときに、当該建築物によって投影される影を描画する。これにより、走行時の目印となる高層建築物の高さを、直感的に把握することができるという効果が得られる。
（変形例）
上記した第２の実施の形態では光源の位置を一定の位置に固定して建築物の影を描画したが、実際の太陽の位置に応じて光源の位置を変更してもよい。例えば、位置情報と、ＧＰＳ信号に含まれる時間情報又はナビゲーション装置に内蔵された時計とから、現時点における太陽（光源）の位置を決定し、高層建築物によって投影される影を描画してもよい。これにより、高層建築物の影の形状及び向きが時間と共に変化し、地図上の景観が実際の景観に近づいて視認性が向上する。また、地図上の影の方向と実際の影の方向とを比較することにより、車両の走行方向を感覚的に把握することが可能になる。
【００３５】
この場合、ＧＰＳ信号に含まれる時間情報又はナビゲーション装置に内蔵されたカレンダー時計によって現在の月日及び時間における太陽の位置、日の出及び日の入りの時間を取得し、それらの情報に応じて建築物の影を描画してもよい。これにより、影の長さなどが実際の景観により一層近づき、車両の走行方向がより一層把握しやすくなる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の立体地図表示方法によれば、表示スケールに応じてしきい値を変化させ、しきい値よりも高い建築物を立体表示し、しきい値よりも低い建築物を平面的に表示するので、表示スケールに応じて立体表示されるビルの数が変化し、視認性の低下が回避される。
【００３７】
また、立体表示する建築物のうち車両走行時の目印となる一定高さ以上の建築物を不透過の画像で表示し、それよりも低い建築物を透過又は半透過の画像で表示することにより、建築物の陰に隠れた他の建築物又は道路の形状がわかるようになり、立体地図の視認性が更に向上する。
また、本発明の他の立体地図表示方法によれば、建築物により投影される影を描画するので、地図の視認性が向上する。また、太陽の現在位置に応じて影を変化させることにより、実際の景観に近い景観が地図上に再現され、車両の走行方向がより一層把握しやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施の形態の立体地図表示方法を実現する車載用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】図２は地図データに含まれるポリゴンデータのデータ構造を示す図である。
【図３】図３は立体表示された不透過の図形を示す図である。
【図４】図４は立体表示された透過又は半透過の図形を示す図である。
【図５】図５は第１の実施の形態における立体地図画像の表示例を示す図である。
【図６】図６は第２の実施の形態における立体地図画像の表示例を示す図である。
【図７】図７は影の描画方法を示す模式図である。
【符号の説明】
１…ＤＶＤ−ＲＯＭ、
２…操作部、
５…ＧＰＳ受信機、
６…自立航法センサ、
７…表示装置、
１０…ナビゲーション装置本体、
１１…バッファメモリ、
１７…制御部、
１８…地図描画部、
１９…操作画面・マーク発生部、
２０…誘導経路記憶部、
２１…誘導経路描画部。

Claims

車両に搭載され、表示装置に地図画像を表示して車両を目的地に案内する車載用ナビゲーション装置の立体地図表示方法において、
前記車載用ナビゲーション装置は地図の表示スケールが大きいほどしきい値を大きく設定し、前記しきい値よりも高い建築物を前記地図に立体表示し、前記しきい値よりも低い建築物を前記地図に平面的に表示することを特徴とする車載用ナビゲーション装置の立体地図表示方法。
前記しきい値よりも高い建築物のうち、特定の情報が付加された建築物のみを立体表示することを特徴とする請求項１に記載の車載用ナビゲーション装置の立体地図表示方法。
前記立体表示する建築物のうち、一定の高さ以上の建築物を不透過の画像で表示し、その他の建築物を透過又は半透過の画像で表示することを特徴とする請求項１に記載の車載用ナビゲーション装置の立体地図表示方法。
更に、特定の公共施設を不透過の画像で立体表示することを特徴とする請求項２又は３に記載の車載用ナビゲーション装置の立体地図表示方法。