JP4358009B2 - ナビゲーション装置、方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、自車位置が道路外の場合は少なくとも一部の建物について立体表示を中止することにより、矛盾のない適切な表示を行うナビゲーションの技術に関する。

近年、デジタル技術の進歩に伴いナビゲーション装置の普及が目覚しい。ナビゲーション装置では、地図上の道路や地名、建物などを数値化した道路地図データをＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体にデータベースなどの形で保持させ、それに基づいて目的地の指定を受け付け、目的地への最適な誘導路を探索計算して設定する。また、道路地図データを用いて、ジャイロスコープや車速パルスを用いた自立航法及びＧＰＳやＦＭ多重を用いた電波航法から推定計算した自車位置をマップマッチングし、誘導路とともに周辺地図上に画面表示しながら、進行方向等の誘導案内を合成音声出力などにより出力する。

このようなナビゲーション装置における表示機能は近年特に多様化し、ハイウェイモード（高速走行中の表示）、交差点拡大のほか、建物の立体（３Ｄ）表示が多用されている。
特開２０００−１１２３４３ 特開２００２−３２３３２８

ところで従来、上記のような立体表示では、自車位置周辺の建物については、道路の確認しやすさという観点から、透過色で半透明表示したり（例えば特許文献１）、一律に立体表示の対象外としており、また、建物の立体表示を手動でオフできるようにした提案もあった（例えば特許文献２）。

しかしながら、実際の景色と同様に、立体でリアルに建物などを表現しようとした場合、透過色では実際との違いが大きく表現が困難であり、また表示の一律停止では実際にドライバーが車窓から見る景色と表示の食い違いが大きくなる問題があった。また、駐車場等に入る為に道路から意図的に外れたり、実際は道路上の車両が誤検出などで、道路外や建物内と判断されているような場合、そのまま建物の立体表示で表現すると、矛盾した不適切な表示となり状況が把握しづらくなる問題もあった。同じ問題は、自車がトンネルや地下道などの遮蔽構造区間に差し掛かった場合も発生する。

本発明は、上記のような従来技術の課題を解決するもので、その目的は、自車位置が道路外の場合は少なくとも一部の建物について立体表示を中止することにより、矛盾のない適切な表示を行うナビゲーションの技術を提供することである。また、本発明の他の目的は、自車位置が遮蔽構造区間の場合に建物の立体表示を中止することにより、矛盾のない適切な表示を行うナビゲーションの技術を提供することである。

上記の目的を達成するため、本発明では、少なくとも、道路の平面位置と、建物の平面位置及び立体形状と、を表す道路地図データを用いるナビゲーション装置、方法又はプログラムにおいて、コンピュータが、自車位置を検出し、前記道路地図データに基づいて建物を画面に立体表示し、前記道路地図データとの照合により自車位置が道路外か判定し、前記判定の結果が道路外のとき、自車位置周辺所定範囲の建物のみの立体表示を中止することを特徴とする。

これらの態様では、自車位置が道路外のとき、自車位置周辺については建物の立体表示を中止して表示の適切さを確保しながら、それ以外の部分については建物の立体表示を続けてリアルな判りやすさを維持できる。

以上のように、本発明では、自車位置が道路外の場合は少なくとも一部の建物について立体表示を中止することにより、矛盾のない適切な表示を行うナビゲーションの技術すなわちナビゲーション装置、方法及びプログラムを提供することができる。

次に、本発明を実施するための最良の実施形態である車載用のナビゲーション装置（「本装置」と呼ぶ）について図面に沿って説明する。なお、本装置は、周辺回路及び周辺装置を備えたコンピュータをナビゲーションプログラムが制御することによって実現でき、装置だけでなく、方法、プログラムとしても把握できる。また、従来と共通の事柄は再言しない。

〔１．構成〕
まず、本装置の構成を図１に示す。すなわち、ＧＰＳを用いる絶対位置・方位検出部１と、ジャイロ等を用いる相対方位検出部２と、車速パルスをＣＰＵ用に処理する車速検出部３は、自車の位置、方位（向き）、速度などに関する航法データを提供するセンサ群である。また、メインＣＰＵ及びその周辺回路（「ＣＰＵ」と呼ぶ）４は、本装置全体を制御する手段で、メモリ群Ｍを利用する。メモリ群Ｍは、ＢＩＯＳや起動ルーチン等の基本的プログラムを格納したＲＯＭ５、プログラムエリアやワークエリア用のダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）６、電源オフの間メモリ内容をバックアップするスタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）７、表示部１０用のビデオＲＡＭ（ＶＲＡＭ）８を含む。

また、本装置は、地図やメニューなどの情報を表示する液晶パネル等の表示部１０と、ユーザが各種情報を入力するためのタッチパネル、リモコンユニット、スイッチパネルなどの入力部１１と、これら表示部１０及び入力部１１とＣＰＵ４を結ぶユーザインターフェース部９と、を備える。また、ディスク制御部１２は、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）やＣＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体を用いた補助記憶装置で、記憶媒体内の各種のデータベースから、例えば道路地図データを読み取る手段である。前記道路地図データは、少なくとも、道路の平面位置と、建物（橋梁やモニュメントなどの立体構造物を含む）の平面位置及び立体形状と、トンネルや地下道など道路上の運転者から外部の風景や地上の建物を見ることができない遮蔽構造区間の平面位置と、を表す座標等の情報を含む。

また、ＦＭ多重放送受信及び処理部１３及び光／電波ビーコン受信及び処理部１４は、それぞれ、ＦＭ放送波、路側ビーコンからＶＩＣＳなどのデータを受信しＣＰＵ４に提供する部分である。また、ＣＰＵ４は、前記プログラムにしたがって図１に示す各機能要素（符号４０〜４６）を実現するが、それら各機能要素は本装置の上記各ハードウェア部分を利用することにより、以下の機能作用を果たす手段、処理を実現、実行するものである。

〔２．作用〕
〔２−１．ナビゲーション処理〕
すなわち、現在位置計算部４０は、センサ群（１〜３）からの航法データから自車位置を計算し、描画部４４は、この自車位置と、ディスク制御部１２から読み出す道路地図データを用いて、従来からのマップマッチング法により現在走行中の道路区間を特定するとともに、周辺地図とその道路区間上の自車位置を表示部１０に画面表示する。また、目的地指定受付部４１は施設検索や地図上のカーソル指定などで目的地の指定を受け付け、経路探索部４２が、その目的地への最適な経路を前記道路地図データに基づいて双方向探索などのアルゴリズムにより探索・設定し、案内部４３は、その経路に沿った進行方向等の誘導案内を描画部４４を通じた画面表示や合成音声などにより出力する。描画部４４は、地図の平面表示のほか、道路地図データに基づいた建物の立体表示も行う。

〔２−２．判定と立体表示の中止〕
そして、図２のフローチャートに示すように、判定部４５は、前記道路地図データとの照合により、走行中／停車中を問わず、自車位置が道路内か道路外か判定する（ステップ１１）。そして、この判定結果が道路外のとき（ステップ１２）、切替制御部４６は、描画部４４に少なくとも自車位置に対応する建物の立体表示を中止させる。例えば、立体表示をする設定の場合に（ステップ１３）全ての建物の立体表示を止めて２次元など別な表示に切替えてもよい（ステップ１４）。このように、自車位置が道路外のとき、少なくとも自車位置とかぶる（重複する）位置の建物の立体表示を中止することにより、矛盾のない適切な表示となり状況を把握しやすくなる。

この場合、立体表示を中止する範囲は自由であり、また、道路地図データに基づく道路外かの判定については、自車位置が各道路区間の平面位置や幅と一致するかで行ってもよいが、建物の平面位置に基づいて行ってもよい。

例えば、図３のフローチャートに示す例では、ディスク制御部１２から読み出す道路地図データに含まれる建物の平面位置や立体形状のデータに基づいて、自車位置が建物の座標範囲内か判定し（ステップ２１）、この結果が建物内のとき（ステップ２２）道路外と判定し、立体表示をする設定であれば（ステップ２３）自車位置周辺所定範囲の建物のみの立体表示を中止する（ステップ２４）。このように、自車位置周辺についてのみ建物の立体表示を中止することにより、表示の適切さを確保しながら、それ以外の部分については建物の立体表示を続けてリアルな判りやすさを維持することもできる。

さらに、図３の例では、建物内と判定した場合（ステップ２１，２２）、周辺建物の立体表示中止に加え（ステップ２３，２４）、各建物に対応して予めディスク制御部１２の記憶媒体などに用意された建物名称等の情報のデータのなかに該当するものがあれば、その情報とその建物の内部である旨を画面表示や合成音声などで出力する（ステップ２５）。このようにすれば、例えば、多目的オフィスビル、ホテル、公共建築物、社屋等の駐車場などに車両を乗り入れる際、その建物の名称等が出力されるので、不慣れな場所で目的の建物と紛らわしい建物が多くても、確認等の便宜に優れ使い勝手が向上する。

〔２−３．建物内かの判定手法〕
自車位置が建物内か否かの判定は、例えば、以下のように行う。まず図４に、建物の３Ｄ（立体形状）データの一例を示す。この例に示すように、建物の立体形状はポリゴンで表すことが一般であり、この場合のデータにある底面のポリゴン情報（２次元情報）を用いて、自車位置座標が建物内かの判定を行う。なお、ここでは、自車位置が２次元座標点であるから２次元ポリゴンである底面ポリゴンに基づく建物の内外判定について説明するが、応用としては、３次元座標点が、３次元ポリゴン内に存在するかの内外判定も可能である。

以下、２次元座標点が、指定された２次元ポリゴン内にあるか判定する処理概要を述べるが、以下の処理を、全建物データあるいは自車位置から所定距離内の建物データの各底面ポリゴンに適用することで、建物内を走行中かの判定が可能である。この処理の前提となる底面ポリゴン作成の条件としては、底面となる多角形の各頂点間を一筆書き状に順次結ぶ各ベクトルが、２次元座標に基づき反時計回りに格納されているものとし、交差ポリゴン（例えば図５）ではなく、交差していない通常のポリゴン（例えば図６）であること条件とする。なお、通常の３Ｄポリゴン（面データ）も反時計回り又は時計回りのいずれかに統一して頂点が設定され、交差していないように作成される。

２次元座標において任意の座標点が上記のようなポリゴン内かどうかは、座標点からｘ軸、ｙ軸に平行に引いた補助線が、ポリゴンを構成するベクトルと最初に交差する交点のパターンにより判定可能である。この点は従来からの幾何学分野の手法を用いればよく、ここでは一例のみを示す。例えば、図７の場合、ｘ軸（図７左右方向）に着目し、黒丸で示す座標点からｘ座標の−方向、＋方向に沿って破線で示す線を延ばし、それが初めて交差する点を確認すると、マイナス（左）方向ではベクトルＧ→Ａと、プラス（右）方向ではベクトルＡ→Ｂと交差する。また、座標点は、ベクトルＧ→Ａからみて左方向、ベクトルＡ→Ｂからみても左方向にあるため、ｘ方向では、指定ポリゴン内にあると判定できる。すなわち、反時計回りのベクトルは常に左側がポリゴン内側であり、あるベクトルから見て座標点が右方向か左方向かは、ベクトルに対応する一次関数とベクトルの向きから判定できる。

同様にｙ軸に平行な（図７上下方向の）線に基づいて、最初に交差するベクトルＦ→Ｇ、Ａ→Ｂの両ベクトルから見て座標点が左方向となるため、ｙ方向でも指定ポリゴン内にあると判定できる。このように、図７に例示した座標点は、ｘ，ｙ両方向とも指定ポリゴン内にあると判定できた。これに対し、図８のような場合には上記条件が成り立たず、各ベクトルから見てポリゴン外側を意味する右側に座標点が位置する。

〔３．効果〕
以上のように本実施形態では、自車位置が道路外のとき、少なくとも自車位置とかぶる（重複する）位置の建物の立体表示を中止するので、矛盾のない適切な表示となり状況を把握しやすくなる。特に本実施形態では、自車位置が単に道路外の場合に立体表示を中止するだけではなく、自車位置が建物内の場合に立体表示を中止することにより、建物の少ない場所では、自車位置が誤差などで道路から多少ずれたり戻ったりしても、立体表示が中止されたり再開されて画面が見づらくなることはない。

〔４．他の実施形態〕
なお、本発明は上記実施形態には限定されず、以下に例示するような他の実施形態も含む。例えば、上記実施形態は、立体表示の中止を道路外、或いは、建物内との判定に基づいて適用した例であるが、それ以外に、図９のフローチャートに例示するように、走行中／停車中を問わず前記道路地図データとの照合により、自車位置が、トンネルや地下道など道路上の運転者から外部の風景や地上の建物を見ることができない遮蔽構造区間か判定し（ステップ３１）、前記判定の結果が遮蔽構造区間のとき（ステップ３２）、建物の前記立体表示を（ステップ３３）中止して２次元など別な表示に切替えてもよい（ステップ３４）。このように、自車位置が道路内であっても、トンネルや地下道など外の建物等が見えないような遮蔽構造区間のときは、建物等の立体表示を中止することにより、矛盾のない適切な表示となり状況を把握しやすくなる。

本発明の実施形態の構成を示す機能ブロック図。 本発明の実施形態における処理手順の一例を示すフローチャート。 本発明の実施形態において処理手順の他の一例を示すフローチャート。 本発明の実施形態において、建物の立体形状を表す３次元のポリゴンを表す概念図。 本発明の実施形態において、交差ポリゴンを例示する概念図。 本発明の実施形態において、通常のポリゴンを例示する概念図。 本発明の実施形態において座標がポリゴンの内側である場合の判定を示す概念図。 本発明の実施形態において座標がポリゴンの外側である場合の判定を示す概念図。 本発明の他の実施形態における処理手順の一例を示すフローチャート。

符号の説明

１…絶対位置・方位検出部
２…相対方位検出部
３…車速検出部
４…メインＣＰＵ及びその周辺回路
Ｍ…メモリ
５…ＲＯＭ
６…ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）
７…スタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）
８…ビデオＲＡＭ（ＶＲＡＭ）
９…ユーザインターフェイス
１０…表示部
１１…入力部
１２…ＣＤ−ＲＯＭ制御部
１３…ＦＭ多重放送受信及び処理部
１４…光／電波ビーコン受信及び処理部
４１…目的地指定受付部
４２…経路探索部
４３…案内部
４４…描画部
４５…判定部
４６…切替制御部

Claims (3)

1. 少なくとも、道路の平面位置と、建物の平面位置及び立体形状と、を表す道路地図データを用いるナビゲーション装置において、
   自車位置を検出する手段と、
   前記道路地図データに基づいて建物を画面に立体表示する手段と、
   前記道路地図データとの照合により自車位置が道路外か判定する判定手段と、
   前記判定の結果が道路外のとき、自車位置周辺所定範囲の建物のみの立体表示を中止する制御手段と、
   をコンピュータが実現することを特徴とするナビゲーション装置。
2. 少なくとも、道路の平面位置と、建物の平面位置及び立体形状と、を表す道路地図データを用いるナビゲーション方法において、
   自車位置を検出する処理と、
   前記道路地図データに基づいて建物を画面に立体表示する処理と、
   前記道路地図データとの照合により自車位置が道路外か判定する判定処理と、
   前記判定の結果が道路外のとき、自車位置周辺所定範囲の建物のみの立体表示を中止する制御処理と、
   をコンピュータが実行することを特徴とするナビゲーション方法。
3. 少なくとも、道路の平面位置と、建物の平面位置及び立体形状と、を表す道路地図データを用いるコンピュータを制御することにより、
   自車位置を検出させ、
   前記道路地図データに基づいて建物を画面に立体表示させ、
   前記道路地図データとの照合により自車位置が道路外か判定させ、
   前記判定の結果が道路外のとき、自車位置周辺所定範囲の建物のみの立体表示を中止させる、
   ことを特徴とするナビゲーションプログラム。

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