JP4506862B2 - ナビゲーション装置、およびデータ処理方法、並びにコンピュータ・プログラム - Google Patents

Description

本発明は、ユーザに進路や目的地などへの誘導情報を提示するナビゲーション装置、およびデータ処理方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。

さらに詳しくは、本発明は、３次元グラフィックスデータを適用したナビゲーション・システムにおいて、地形の高度変化を考慮したデータ処理を実行することによりルート情報や自車の位置情報などのデータ表示処理、さらにカメラ位置の設定などの各処理を３次元表示情報に対応する整合した処理として実行することを可能としたナビゲーション装置、およびデータ処理方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。

ナビゲーション・システムは、比較的広範囲の地図情報をあらかじめ蓄積しておき、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）やその他の位置検出装置から得られる現在位置情報に基づいて該当する地図情報を読み出し、誘導情報としてユーザに提示する。

多くのナビゲーション・システムは、車両用に開発され、車載型として利用に供されている。この場合、時々刻々と変わる現在位置に応じて画面に表示される誘導情報は逐次、更新される。また、ユーザ（運転者）から入力された目的地やその他の運転情報に応じて、目的地までの進路に従った地図情報の表示を行なう。

さらに最近では、ナビゲーション・システムに３Ｄコンピュータ・グラフィックス技術を融合することにより、建物や道路などの構造物の３次元イメージをレンダリングして地図上の該当場所に配置し、３次元地図として誘導情報を提示するシステムも広く普及している。

さらに、目的地に至るルート情報を、３次元イメージデータ上にアニメーション表示したり、自車の位置情報をマーカーとして示す自車シンボルを表示したりする構成も提案されている。

また、ディスプレイに表示する３次元イメージデータの表示態様をドライバーの視線位置に設定したり、あるいはバードビューポジションといわれる高い位置からのイメージデータとするなどのモード設定を可能とし、３次元イメージデータの撮影カメラ位置であるカメラ視点を変更可能としたシステムも提案されている。カメラ視点位置の変更構成を開示した従来技術として例えば特許文献１がある。

しかしながら、これまでの３Ｄコンピュータ・グラフィックス技術を利用したナビゲーション・システムは、基本とする地図データ自体は２次元データを利用しており、２次元地図データに表示する建物などのグラフィックス表現として３次元データを適用するといった構成を用いているものがほとんどである。

自車の位置情報は、例えばＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）情報などによって外部入力する位置情報を適用して取得するものであり、３次元イメージデータ上にアニメーション表示する自車シンボルは、この取得情報に基づいてディスプレイに表示され、さらに、その自車シンボルを起点とした目的地に至るルート情報が表示される。これまでのナビゲーション・システムでは、ルート情報や、自車シンボルの表示データは２次元データに基づいて生成され、このデータを建物などの３次元グラフィック表示データに併せて描画するといった処理が行なわれている。

建物などの表示には３次元データを適用し、その３次元データ上に２次元データに基づいて生成したルート情報や自車シンボルの表示を行なうと、ルート情報や、自車の位置情報が地面内部にめり込んでしまったり、あるいは地面から離れた空中に設定されてしまうといった現象が起こり、ディスプレイに表示されるこれらの情報が実際の状態とは全く異なってしまうといった事態が発生する。カメラ位置の設定も同様であり、高度情報を考慮しないカメラ設定を行うと、カメラ位置が道路内部にめり込んでしまったり、あるいは極端に高い位置に設定されてしまうといった現象が起こり、ユーザに提示される情報が適切な情報とならない場合が発生する。
特開２００２−２４８６２号公報

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、３次元グラフィックスデータを適用したナビゲーション・システムにおいて、地形の高度変化を考慮したデータ処理を行なうことにより、ルート情報や、自車の位置情報などのデータ表示、カメラ位置などの設定を正確に実行し、正確な情報提示を可能とするナビゲーション装置、およびデータ処理方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することを目的とするものである。

本発明の第１の側面は、
地図情報に基づくナビゲーション情報を生成し提示するナビゲーション装置であり、
位置情報の取得処理を実行する位置情報取得手段と、
２次元地図データと、３次元グラフィックデータ、および経路としてのリンク上に設定されたノード各々の高度データを記録したノード対応高度データを格納した記憶手段と、
前記位置情報取得手段の取得した位置情報を入力するとともに、該入力位置情報に基づいて前記記憶手段からデータを取得し、ガイド領域の３次元表示情報を生成して表示段に出力するデータ処理部と、
前記データ処理部からの出力データを表示する表示手段とを有し、
前記記憶手段は、
前記ノード対応高度データに加えて、さらに、
隣接する２つのノード間に設定した補間点の高度データ中、高度差が予め定めた閾値以下である隣接補間点の一方を除外して残存する補間点に対応する高度データである補間点対応高度データを保持し、
前記データ処理部は、
前記記憶手段に格納されたノード対応高度データおよび補間点対応高度データに基づいてルートの各ポイントの高度を算出し、該算出した高度データをパラメータとして設定した３次元ルート情報または自車シンボル情報を含む３次元ルート情報を生成して表示手段に出力する構成を有することを特徴とするナビゲーション装置にある。

さらに、本発明のナビゲーション装置の一実施態様において、前記データ処理部は、さらに、前記位置情報取得手段の取得した位置情報と、前記ノード対応高度データとに基づいて、ナビゲーション装置またはナビゲーション装置を搭載した車の高さを算出し、該算出した高さ情報を３次元表示情報のパラメータとして設定した自己のシンボルデータを生成して前記表示手段に出力する構成であることを特徴とする。

さらに、本発明のナビゲーション装置の一実施態様において、前記データ処理部は、さらに、前記位置情報取得手段の取得した位置情報と、前記ノード対応高度データとに基づいて、ナビゲーション装置またはナビゲーション装置を搭載した車の高さを算出し、該算出した高さ以上の高度をカメラ視点の設定許容位置とし、該設定許容位置内に設定したカメラ視点から観察した３次元データを生成して前記表示手段に出力する構成であることを特徴とする。

さらに、本発明のナビゲーション装置の一実施態様において、前記記憶手段に格納されたノード対応高度データは、識別子の設定された経路であるリンク各々に含まれるノード毎の高度データを記録したデータであり、前記データ処理部は、目的地に至る特定のリンク識別子シーケンス情報を入力し、該リンク識別子に基づいて選択されるリンクに含まれる各ノードの高度データに基づいて高さ情報を反映した３次元ルート情報を生成して表示手段に出力する構成であることを特徴とする。

さらに、本発明のナビゲーション装置の一実施態様において、前記データ処理部は、前記位置情報取得手段の取得した位置情報を入力し、進行方向に存在するガイド地点の３次元データが前記記憶手段に格納されている場合には、ガイド地点の３次元データを生成して表示手段に出力し、ガイド地点の３次元データが前記記憶手段に格納されていない場合には、前記記憶手段から２次元地図データを取得して表示手段に出力する処理を実行する構成であることを特徴とする。

さらに、本発明の第２の側面は、
地図情報に基づくナビゲーション情報を生成し提示するデータ処理方法であり、
位置情報の取得処理を実行する位置情報取得ステップと、
前記位置情報取得手段の取得した位置情報を入力し、該入力位置情報に基づいて記憶手段から３次元表示情報の生成に適用するデータを取得して、ガイド領域の３次元表示情報を生成して表示手段に出力するデータ処理ステップと、
前記データ処理ステップにおいて生成したデータを表示する表示ステップとを有し、
前記データ処理ステップは、
前記記憶手段の格納データであるノード対応高度データ、すなわち、経路としてのリンク上に設定されたノード各々の高度データを記録したノード対応高度データと、隣接する２つのノード間に設定した補間点の高度データ中、高度差が予め定めた閾値以下である隣接補間点の一方を除外して残存する補間点に対応する高度データである補間点対応高度データとに基づいてルートの各ポイントの高度を算出し、該算出した高度データをパラメータとして設定した３次元ルート情報または自車シンボル情報を含む３次元ルート情報を生成して表示手段に出力するステップを含むことを特徴とするデータ処理方法にある。

さらに、本発明のデータ処理方法の一実施態様において、前記データ処理ステップは、さらに、前記位置情報取得ステップにおいて取得した位置情報と、前記ノード対応高度データとに基づいて、ナビゲーション装置またはナビゲーション装置を搭載した車の高さを算出し、該算出した高さ情報を３次元表示情報のパラメータとして設定した自己のシンボルデータを生成して前記表示手段に出力するステップを含むことを特徴とする。

さらに、本発明のデータ処理方法の一実施態様において、前記データ処理ステップは、さらに、前記位置情報取得ステップにおいて取得した位置情報と、前記ノード対応高度データとに基づいて、ナビゲーション装置またはナビゲーション装置を搭載した車の高さを算出し、該算出した高さ以上の高度をカメラ視点の設定許容位置とし、該設定許容位置内に設定したカメラ視点から観察した３次元データを生成して前記表示手段に出力するステップを含むことを特徴とする。

さらに、本発明のデータ処理方法の一実施態様において、前記記憶手段に格納されたノード対応高度データは、識別子の設定された経路であるリンク各々に含まれるノード毎の高度データを記録したデータであり、前記データ処理ステップは、目的地に至る特定のリンク識別子シーケンス情報を入力し、該リンク識別子に基づいて選択されるリンクに含まれる各ノードの高度データに基づいて高さ情報を反映した３次元ルート情報を生成して表示手段に出力するステップを含むことを特徴とする。

さらに、本発明のデータ処理方法の一実施態様において、前記データ処理ステップは、前記位置情報取得ステップにおいて取得した位置情報を入力し、進行方向に存在するガイド地点の３次元データが前記記憶手段に格納されている場合には、ガイド地点の３次元データを生成して表示手段に出力し、ガイド地点の３次元データが前記記憶手段に格納されていない場合には、前記記憶手段から２次元地図データを取得して表示手段に出力する処理を実行することを特徴とする。

さらに、本発明の第３の側面は、
地図情報に基づくナビゲーション情報を生成し提示する処理を実行するコンピュータ・プログラムであり、
位置情報の取得処理を実行する位置情報取得ステップと、
前記位置情報取得手段の取得した位置情報を入力し、該入力位置情報に基づいて記憶手段から３次元表示情報の生成に適用するデータを取得して、ガイド領域の３次元表示情報を生成して表示手段に出力するデータ処理ステップと、
前記データ処理ステップにおいて生成したデータを表示する表示ステップとを有し、
前記データ処理ステップは、
前記記憶手段の格納データであるノード対応高度データ、すなわち、経路としてのリンク上に設定されたノード各々の高度データを記録したノード対応高度データと、隣接する２つのノード間に設定した補間点の高度データ中、高度差が予め定めた閾値以下である隣接補間点の一方を除外して残存する補間点に対応する高度データである補間点対応高度データとに基づいてルートの各ポイントの高度を算出し、該算出した高度データをパラメータとして設定した３次元ルート情報または自車シンボル情報を含む３次元ルート情報を生成して表示手段に出力するステップを含むことを特徴とするコンピュータ・プログラムにある。

さらに、本発明のコンピュータ・プログラムの一実施態様において、前記データ処理ステップは、ノード間に設定した補間点の高度情報としての補間点対応高度データを前記記憶手段から取得し、該補間点対応高度データに基づいてルートの各ポイントの高度を算出し、該算出した高度データをパラメータとして設定した３次元ルート情報または自車シンボル情報を生成して表示手段に出力するステップを含むことを特徴とする。

なお、本発明のコンピュータ・プログラムは、例えば、様々なプログラム・コードを実行可能なコンピュータ・システムに対して、コンピュータ可読な形式で提供する記憶媒体、通信媒体、例えば、ＣＤやＦＤ、ＭＯなどの記録媒体、あるいは、ネットワークなどの通信媒体によって提供可能なコンピュータ・プログラムである。このようなプログラムをコンピュータ可読な形式で提供することにより、コンピュータ・システム上でプログラムに応じた処理が実現される。

本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施例や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。なお、本明細書においてシステムとは、複数の装置の論理的集合構成であり、各構成の装置が同一筐体内にあるものには限らない。

本発明の構成によれば、ナビゲーション装置において、例えば目的地までの経路情報として表示するルート情報を表示する際、経路を構成するリンク上のノード対応高度データに基づいてルートの各ポイントの高度を算出し、算出した高度データをパラメータとして設定した３次元ルート情報を生成して表示する構成としたので、３次元描写されるデータと整合したルート表示が可能となり、ルート情報が空中に描写されたり、あるいは地中を貫通したりといった不自然な描写が行なわれることなく、背景データとしての３次元描写データと整合し、また高低差の認識可能なルート表示が実行可能となる。

さらに、本発明の構成によれば、ナビゲーション装置における自車シンボルの表示処理において、ＧＰＳの取得した位置情報と、ノード対応高度データとに基づいて、ナビゲーション装置またはナビゲーション装置を搭載した車の高さを算出し、算出した高さ情報を３次元表示情報のパラメータとして設定した自車シンボルデータを生成してディスプレイに出力する処理を実行する構成としたので、自車シンボル表示位置が空中に表示されたり、地中に表示されてしまうということがなく、３次元描写データと整合し、道路に沿って表示することが可能となる。

さらに、本発明の構成によれば、ナビゲーション装置を搭載した車の高さ以上の高度をカメラ視点の設定許容位置とし、その設定許容位置内に設定したカメラ視点から観察した３次元データを生成してディスプレイに出力する処理を実行する構成としたので、カメラ視点位置設定高度は、かならず、自車の高度以上の位置に設定されることになり、カメラ視点位置が地中にめり込むといった不自然な設定状態が防止され、自然な位置から観察した３次元描写データを表示することが可能となる。

さらに、本発明の構成によれば、記憶手段にノードの間に設定した補間点の高度情報を補間点対応高度データとして保持し、補間点対応高度データに基づいてルートの各ポイントの高度を算出し、該算出した高度データをパラメータとして設定した３次元ルート情報または自車シンボル情報を生成して表示手段に出力する構成としたので、ノード間の高さが変化する場合においても、実際の高さ情報を反映した３次元地図グラフィックデータ上に表示されるルート情報や自車シンボル位置が、地中に埋まってしまったり、あるいは地上に浮いてしまうといった不自然な描画処理が防止され、道路上の適切な位置に表示することが可能となる。

さらに、本発明の構成によれば、記憶手段には、ノードの間に設定した補間点の高度情報中、隣接する補間点の高度が、予め定めた差分閾値以下の補間点の組の一方のみを、補間点対応高度データとして記憶する構成としたので、記憶データの削減が可能となる。

以下、図面を参照しながら本発明のナビゲーション装置、およびデータ処理方法、並びにコンピュータ・プログラムの詳細について説明する。

まず、図１を参照して本発明のナビゲーション装置の概要について説明する。本発明のナビゲーション装置は、例えば自動車１２０に搭載したカーナビゲーション装置１２１として適用可能であり、また、ＰＤＡや携帯電話、携帯ＰＣなどの携帯端末１３１において実現可能である。

カーナビゲーション装置１２１、携帯端末１３１には、位置情報取得手段としてのＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）１２２，１３２が構成され、外部からの入力情報に基づいて位置情報を取得する。

カーナビゲーション装置１２１、携帯端末１３１のディスプレイには、図１に示すような３Ｄ情報が表示される。図１に示す３次元表示情報１５０は、本発明のナビゲーション装置を搭載した自動車が、ある交差点に向かう際の表示データ例を示したものである。

ディスプレイには、３次元グラフィックとして交差点近辺のビル群などが表示されるとともに、自車の位置を示す自己のシンボルデータ、すなわち自車シンボル１５１がアニメーション表示され、さらに、予めユーザが入力した目的地情報に従って生成されたルート情報１５２が道路に沿って表示される。なお、ここでは、自動車のカーナビゲーション装置を例にして説明するが、歩行者の持つ携帯端末においても、本発明は適用可能であり、この場合、自車シンボル１５１は、携帯端末１３１を保持するユーザの位置情報としてのユーザシンボルとして設定される。

自動車やユーザの位置情報は、例えばＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）情報などによって外部入力する３次元位置情報を適用して取得する。３次元表示情報１５０上にアニメーション表示される自己のシンボルデータとしての自車シンボル１５１は、この取得情報に基づいて表示される。さらに、その自車シンボルを起点として目的地に至るルートを算出して、ルート情報１５２が表示される。

なお、図１に示す３次元表示情報１５０は、あるカメラ視点から見たイメージを３次元データとして表示しているが、カメラ視点は、例えばドライバーの位置に対応する視点であるドライバー視点や、上空からの視点に対応するバードビュー視点など、複数の視点位置に切り替え可能であり、設定された視点位置からみた３次元イメージデータが表示されることになる。

次に、図２を参照して本発明のナビゲーション装置のハードウェア構成について説明する。本発明のナビゲーション装置は、ＧＰＳ２１１、車速パルス情報入力部２１２、データ処理部２００、記憶手段２１３、入力手段２１４、表示デバイス２２１を有する。

データ処理部２００は、３Ｄグラフィック描画エンジン２０１、ＲＡＭ（Random Access Memory）２０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０３、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０４、インターフェース２０５を含む。

ＧＰＳ２１１は、現在位置情報を取得し、取得情報をデータ処理部２００に入力する。車速パルス情報入力部２１２は車速を算出し、車速パルス情報をデータ処理部２００に入力する。

データ処理部２００は、これらの情報をインタフェース２０５を介して入力し、記憶手段２１３に格納された各種情報、および入力手段２１４を介して例えばユーザの入力した目的地情報などに基づいてデータ処理を実行し、表示データを生成する。

データ処理部２００は、装置全体の動作を統括的に制御するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２０４と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２０２と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２０３と、３Ｄグラフィック描画エンジン２０１と、外部デバイスとのインターフェース２０５とで構成される。

ＣＰＵ２０４は、オペレーティング・システムが提供する実行環境下で、ナビゲーション・プログラムやその他のコンピュータ・プログラムを実行する。ＣＰＵ２０４は、インターフェース２０５経由でＧＰＳ２１１から位置情報を取得し、車速パルス情報入力部２１２から車速パルス情報を取得し、さらに記憶手段２１３から地図情報や構造物の３次元幾何情報を読み出し、入力手段２１４を介したユーザ入力を取得し、これらの取得データに基づくデータ処理を実行する。

ＲＡＭ２０２は、書き込み可能な半導体メモリ装置であり、ＣＰＵ２０４の実行プログラム・コードをロードしたり、実行プログラムの作業データを一時格納したりするために使用される。ＲＯＭ２０３は、読み出し専用の半導体メモリ装置であり、始動時プログラムや各ハードウェア操作用プログラム、製造情報などを恒久的に格納する。

３Ｄグラフィック描画エンジン２０１は、ＣＰＵ２０４からの指示に従って、地図情報並びに構造物の３次元幾何情報を基に、レンダリングやその他の３次元グラフィック処理を行ない、生成された描画情報を表示デバイス２２１で画面出力するようになっている。

データ処理部２００は、ＧＰＳ２１１からの信号により、現在位置の緯度経度を把握し、その位置、あるいは進行方向のガイド領域に対応する地図情報、３次元グラフィックデータなどを記憶手段２１３から取得する。ユーザは入力手段２１４を介して描画モードなどのモード指定情報や、目的地情報などを指定する。データ処理部２００は、地図情報などの各種情報を、一旦インターフェース２０５を介してＲＡＭ２０２に格納し、ＣＰＵ２０４の実行するプログラムに従って、３次元データ表示に必要な各種のデータを生成し、この生成情報を３Ｄグラフィック描画エンジン２０１に送って描画させ、その結果が表示デバイス２１２に出力される。

ＣＰＵ２０４の制御の下に生成されるデータは、図１を参照して説明したルート情報や自車シンボルの位置情報、さらにカメラの視点位置情報も含む。

次に、図３を参照して記憶手段に格納される情報の詳細について説明する。図３に示すように、例えばＨＤＤなどによって構成される記憶手段２１３に格納される情報には、下記情報が含まれる。すなわち、
（ａ）２次元地図データ
（ｂ）ルート探索用道路ネットワークデータ
（ｃ）ノード対応高度データ
（ｄ）ルート案内データ（道路案内板、お店アイコンなど）
（ｅ）３次元グラフィックデータ（ビル壁面データを含む）
の各データが格納される。

（ａ）２次元地図データは、図に示すように一般的な２次元地図データ３０１であり、例えば地図製作会社の製作した地図情報である。
（ｂ）ルート探索用道路ネットワークデータは、図に示すネットワークデータ３０２のように、道路の２次元形状のみからなるデータである。各ルート（道路）は、所定のノード（図中黒丸印）によって区切られたデータ単位から構成される。

（ｃ）ノード対応高度データは、（ｂ）ルート探索用道路ネットワークデータにおけるノードの高度データを記録したデータである。図に示すノード対応高度データ３０４は、（ｂ）ルート探索用道路ネットワークデータ３０２の１つのルート３０３に対応する高度データを示している。（ｃ）ルート対応高度データは、（ｂ）ルート探索用道路ネットワークデータに含まれる全てのルート上のノードの高度データを保持している。ノード対応コードデータの詳細については、さらに後段で説明する。

（ｄ）ルート案内データは、例えば道路案内板、標識、お店アイコンなどのデータである。

（ｅ）３次元グラフィックデータは、ビルの形状、ビルの壁面情報などを含む３次元情報を持つ３次元グラフィックデータであり、図に示すような３次元グラフィクデータ３０５を描画するために使用される。

次に、（ｃ）ノード対応高度データの詳細について、図４、図５を参照して説明する。図４は、ノード対応高度データの生成処理について説明する図である。ノード対応高度データは、高度データを含む３次元データ３２１と、高度データを含まない２次元データとして生成されているルート探索用道路ネットワークデータ３２２とに基づいて、ノード対応高度データ生成手段３２３が生成する。

生成されるノード対応高度データは図４（Ａ）に示されるように、ルート探索用道路ネットワークデータ３２２に含まれるルート上の各ノードの高度データが対応付けられたデータである。

ルート探索用道路ネットワークデータ３２２に含まれるルートは、所定の単位のリンクによって区分される。リンクは、例えば図４（Ｂ）に示すように交差点Ａから交差点Ｂまでのルート（道路）を１つのリンクとするなど、識別可能な区間毎に設定され、各リンクには識別子（リンクＩＤ）が設定される。図４（Ａ）に示すノード対応高度データには、リンクＩＤ＝１０６，１１２，１１３，１１４，１１６，１１７，１１８の各リンクが含まれ、これら各リンクに設定されたノードの高度データからなるデータである。

各リンクは、ノードによって区分される。ノードは、例えばリンクを構成する複数の直線部の連結部に対応して設定される。なお、ノード点の設定は、データの構成によって様々な設定が可能である。

高度データは、リンク上の各ノードに対応付けて記録される。例えば図４に示すリンクＩＤ１０６のノードａ，ｂ，ｃ，ｄに対応して、それぞれ、
ノードａ＝高さ３９ｍ
ノードｂ＝高さ４２ｍ
ノードｃ＝高さ４３ｍ
ノードａ＝高さ４５ｍ
の各データが記録される。

具体的なノード対応高度データのデータ構成について、図５を参照して説明する。リンク数格納部４０１は、ある特定のデータに含まれるリンクの数が格納される。各リンクにはそれぞれリンク識別子としてのリンクＩＤが格納され、リンクＩＤ情報と、各リンクＩＤの設定されたリンク上のノードの高度データが格納されたメモリ位置までのオフセット情報がデータ格納部４０２に格納される。

データ格納部４０３は、リンクＩＤ−１に対応するリンクの情報であり、データ格納部４０４は、リンクＩＤ−２に対応するリンクの情報である。以下、各リンクに対応するデータが格納される。

データ格納部４０３には、リンクＩＤ−１に対応するリンクに含まれるノード数格納部４１１、さらに、リンクＩＤ−１のリンクから選択された１つの基準ノード情報格納部４１２が格納される。基準ノード情報格納部４１２は、
基準ノードの経度情報
基準ノードの緯度情報
基準ノードの高さ情報
を含む情報として設定される。

基準ノードの高さ情報は、例えば海抜＝−１０００ｍを基準（０）として設定し、１０ｃｍ単位の情報として設定される。例えば海抜５ｍのノードであれば、
高さ情報＝１００５００（ｃｍ）となる。

データ格納部４１３は、リンクＩＤ−１のリンク上の基準ノード以外の位置情報および高さ情報が格納される。このデータ各の部に格納される情報は、基準ノード情報格納部４１２に格納された基準ノードのデータに対するオフセット情報となる。

この図５に示すデータが記憶手段２１３に格納されるノード対応高度データの詳細である。前述したように、記憶手段２１３には、
（ａ）２次元地図データ
（ｂ）ルート探索用道路ネットワークデータ
（ｃ）ノード対応高度データ
（ｄ）ルート案内データ
（ｅ）３次元グラフィックデータ
の各データが格納され、本発明のナビゲーション装置は、これらのデータに基づいて、表示デバイス２２１に表示するデータを生成する。

図６以下を参照して、ナビゲーション装置の実行する表示データ生成処理の詳細について説明する。

図６は、本発明のナビゲーション装置の記憶手段２１３の格納データと、データ処理部２００におけるデータ処理を説明する図である。

データ処理部２００は、記憶手段２１３の格納データを必要に応じて入力し、さらにＧＰＳ２１１から入力される位置情報、車速パルス情報入力部２１２から入力される車速情報、入力手段２１４から入力される目的地情報などのユーザ入力情報に基づくデータ処理を実行して表示データ生成処理を行なう。

データ処理部２００は、位置情報取得手段としてのＧＰＳ２１１の取得した位置情報を入力するとともに、入力位置情報に基づいて記憶手段から必要データを取得し、ガイド領域の３次元表示情報を生成してディスプレイに出力する。データ処理部２００は、例えば記憶手段２１３の格納データであるノード対応高度データに基づいてルートの各ポイントの高度を算出し、算出した高度データをパラメータとして設定した３次元ルート情報を生成してディスプレイに出力する。

さらに、データ処理部２００は、ＧＰＳ２１１の取得した位置情報と、ノード対応高度データとに基づいて、ナビゲーション装置またはナビゲーション装置を搭載した車の高さを算出し、該算出した高さ情報を３次元表示情報のパラメータとして設定した自己のシンボルデータである自車シンボルを生成してディスプレイに出力する処理を実行する。さらに、データ処理部２００は、ナビゲーション装置を搭載した車の高さ以上の高度をカメラ視点の設定許容位置とし、その設定許容位置内に設定したカメラ視点から観察した３次元データを生成してディスプレイに出力する処理を実行する。

図６は、データ処理部２００のＣＰＵ２０４の実行する処理を機能毎に区分して示してある。ＣＰＵ２０４は、データ制御部５０１と、３Ｄグラフィック構成データ生成部５０４を有し、入出力制御部５０２において、記憶手段２１３の格納データ、ＧＰＳ２１１からの位置情報、車速パルス情報入力部２１２からの車速情報、入力手段２１４からのユーザ入力情報を受領し、これらのデータを３Ｄグラフィック制御部５０３を介して３Ｄグラフィック構成データ生成部５０４に入力し、３Ｄグラフィック構成データ生成部５０４において３Ｄグラフィック構成データが生成される。さらに、このデータは３Ｄグラフィックエンジン５０５に出力されて、３次元データの描画処理がなされディスプレイに出力される。

データ処理部２００は、ＧＰＳ２１１からの信号により、現在位置の緯度経度を把握し、その位置を含む各種のデータ、すなわち、
（ａ）２次元地図データ
（ｂ）ルート探索用道路ネットワークデータ
（ｃ）ノード対応高度データ
（ｄ）ルート案内データ
（ｅ）３次元グラフィックデータ
を記憶手段２１３から取得し、車速パルス情報入力部２１２からの車速情報、入力手段２１４からのユーザ入力情報に基づいて目的地に至るルートを算出し、さらに、ルートに対応するノードの高度情報を取得し、これらの情報を３Ｄグラフィック構成データ生成部５０４に出力する。

３Ｄグラフィック構成データ生成部５０４は、データ制御部５０１から受領したデータに基づいて、描画処理に必要なデータ、すなわち３Ｄグラフィック構成データを生成する。この生成データには、カメラの視点位置情報、ルート情報、自車シンボル情報が含まれ、これらのデータはすべて高度情報を考慮したデータとして生成される。

図７、図８を参照して、高度情報を考慮してデータ処理部２００において実行されるカメラ視点位置の設定処理、ルート情報の描画処理、自車シンボル情報の描画処理の詳細について説明する。

図７は、データ処理部２００において実行するルート表示３次元データの描画処理プロセスを説明する図である。

データ処理部２００は記憶手段２１３からノード対応高度データ５２１と、ルート情報５２２を取得する。ノード対応高度データ５２１は、ＧＰＳ２１１の計測した現在位置を含む領域に対応する情報であり、このデータは、図４（Ａ）に示すデータに相当する。ルート情報５２２はユーザの入力した目的地に至るルートに対応する情報でありリンクＩＤのシーケンスデータである。

データ処理部２００は、これらのデータに基づいて、ルート表示３次元データ５２４を生成し、ディスプレイに対する表示データとして出力する。

例えば、図に示す例では、ルート情報５２２として入力されるリンクＩＤのシーケンスは、
［ＩＤ：１１３］→［ＩＤ：１１４］→［ＩＤ：１１７］
である。データ処理部２００は、このリンクＩＤのシーケンスによって設定されるルート上のノードの高度情報を取得する。

図の例では、［ＩＤ：１１３］→［ＩＤ：１１４］→［ＩＤ：１１７］のルートに存在するノードａ〜ｅの高度情報を取得する。具体的には、図５に示すノード対応高度データに基づいて、各ノードの高度を算出する。図の例では、
ノードａ＝高度：３３ｍ
ノードｂ＝高度：３６ｍ
ノードｃ＝高度：３３ｍ
ノードｄ＝高度：３７ｍ
ノードｅ＝高度：４０ｍ
となる。

データ処理部２００は、これらの各ノードの高度データに基づいて、３次元グラフィック構成データを生成する。図７においては、これらの高度データに基づいて、３次元データ中にルート情報５２５を描画した例を示している。データ処理部２００は、記憶手段２１３の格納データであるノード対応高度データに基づいて、ルート情報に高さデータを対応付け、高さ情報をパラメータとして持つ３次元ルート情報を生成してディスプレイに出力する。

ルート情報５２５は、図に示すように、ルート（道路）の高低変化に応じて高低変化をさせた形状で描画される。これは、ルート情報５２５の描画用構成データとして、ノードａ〜ｅの高度情報を適用したことによるものである。従来は、ルート情報５２５の描画は２次元データによって実行していたため、３次元描写されるデータと整合させることができず、ルート情報が空中に描写されたり、あるいは地中を貫通したりといった不自然な描写が行なわれることがあったが、本発明の構成においては、ルート情報５２５を高度データ保持データとして構成したので、背景データとしての３次元描写データと整合し、３次元データとして高低差の認識可能なルート表示が実行されることになる。

次に、図８を参照して、データ処理部２００において実行するカメラ視点位置の設定処理、自車シンボル情報の描画処理について説明する。これらの処理も、高度情報を考慮して実行される。カメラ６１２は仮想的な視点位置を意味し、設定した位置にあるカメラ６１２から観察した３次元データを生成して表示するものである。

本発明のナビゲーション装置においては、まず、自車の高度を算出する。図に示す自車シンボル６１１が自車に対応する。自車の高度は、ルートに沿って変化する。ルート高度６２１はルート上の２つのノードの高度を結ぶ直線に従って遷移する。すなわち、図８においてノードＡからノードＢに向かっているとき、自車の高度は、ノードＡの高度［Ｈａ］からノードＢの高度［Ｈｂ］に変化することになる。

車の高度を［Ｈｃａｒ］
ノードＡの高度を［Ｈａ］
ノードＢの高度を［Ｈｂ］
ノードＡとノードＢ間の距離を［Ｌａｂ］
ノードＡと車の距離を［Ｌａｃ］
としたとき、
車の高度：［Ｈｃａｒ］は、下記式によって算出される。
Ｈｃａｒ＝Ｈａ＋（Ｈｂ−Ｈａ）×（Ｌａｃ／Ｌａｂ）
である。

ノードＡの高度［Ｈａ］、ノードＢの高度［Ｈｂ］は、先に説明したように記憶手段に格納されており既知であり、ノードＡとノードＢ間の距離を［Ｌａｂ］は地図データに基づいて取得可能であり、ノードＡと車の距離を［Ｌａｃ］は地図データおよびＧＰＳから取得される車の現在位置情報に基づいて算出可能な値であり、上記式に従って、自車高度を算出することができる。

上記式に従って算出された自車高度データが、自車シンボル情報の描画処理に適用される。すなわち、データ処理部２００は、上記式に従って算出した高さ情報を３次元表示情報のパラメータとして設定した自車シンボルデータを生成してディスプレイに出力する処理を実行する。

この結果として、図８（Ｂ）に示すように、自車シンボルが、背景データとしての３次元描写データと整合し、ルート（道路）上に沿った表示が実行される。すなわち、自車シンボル表示位置が空中に表示されたり、地中に表示されてしまうということがなく、道路に沿って表示される。

一方、カメラ位置は、図に示すカメラ視点位置設定高度［Ｈｃａｍｅｒａ］６２３が、自車高度［Ｈｃａｒ］６２２以上となるように設定する。すなわち、下記式、
Ｈｃａｍｅｒａ≧Ｈｃａｒ
を満足する高度をカメラ視点の設定許容位置とし、この設定許容位置内に設定したカメラ視点から観察した３次元データを生成してディスプレイに出力する

この設定により、カメラ視点位置設定高度は、かならず、自車高度［Ｈｃａｒ］６２２以上の位置に設定されることになり、カメラ視点位置が地中にめり込むといった不自然な設定状態が防止される。

結果として、図８（Ａ）に示すように、カメラ視点位置は、自車高度以上の位置に設定され、その設定位置から観察した３次元データが生成され表示されることになる。

次に、図９に示すフローチャートを参照して本発明のナビゲーション装置の実行する処理シーケンスについて説明する。

図９のフローは、すでにユーザにより目的地情報が入力され、定期的な車速情報の入力、ＧＰＳ情報の入力があるナビゲーション装置において実行するデータ処理フローを示すものである。

まず、ステップＳ１０１で、ＧＰＳからの現在位置情報を取得する。ステップＳ１０２では、車の進行方向にガイドポイントがあるか否かを判定する。ここでガイドポイントとは、ディスプレイに新たに表示すべきデータが対応付けられた地図上の特定地点であり、例えば交差点などである。車の進行方向にガイドポイントがない場合は、ステップＳ１０１に戻り現在位置情報の取得を継続する。

車の進行方向にガイドポイントがあると判定すると、ステップＳ１０３に進み、ガイドポイント（例えば交差点）までの距離が予め設定された閾値距離以下となったか否かを判定する。これは、車の現在位置から閾値距離、例えば前方３００ｍにガイドポイント（例えば交差点）が近づいたか否かを判定する処理である。閾値以下にガイドポイントが近づいていない場合は、ステップＳ１０１に戻り現在位置情報の取得を継続する。

ガイドポイントが閾値以下になったと判定すると、ステップＳ１０４に進み、ガイドポイントが３次元データ表示可能領域であるか否かを判定する。すなわち、３次元グラフィックデータが記憶部に格納されているガイドポイントであるか否かを判定する。

ガイドポイントが３次元データ表示可能領域でない場合には、ステップＳ１１１に進み、記憶手段に格納されている２次元データをディスプレイに表示する。

ガイドポイントが３次元データ表示可能領域である場合には、ステップＳ１０５に進み、ガイドポイント対応の３次元データの生成を開始する。３次元データの生成においては、ステップＳ１０６〜Ｓ１１０を実行する。

ステップＳ１０６〜Ｓ１１０の処理について、図１０を参照して説明する。ステップＳ１０６は、自車位置の高度データに基づいてカメラ視点位置を設定する処理である。これは、先に図８を参照して説明したように、ノードの高度情報に基づいて自車の高度を算出し、自車の高度以上の地点にカメラ位置を設定する処理として実行する。図１０（ａ）に示すように、カメラ７２１の位置が決定される。

次にステップＳ１０７において、設定したカメラ位置から観察したガイドポイント、例えば交差点の３次元データを生成し、表示する処理を実行する。図１０（ｂ）に示すようなガイドポイント（交差点）の３次元データがディスプレイに表示される。

次にステップＳ１０８において、３次元表示情報にルート情報をアニメーション表示する。これは、先に図７を参照して説明したように、ノード対応高度データとルート情報とに基づいてルート情報に対して高度情報をパラメータとして設定したルート情報の３次元データを生成して表示するものである。

すなわち、ノード対応高度データに基づいてルートの各ポイントの高度を算出し、算出した高度データをパラメータとして設定した３次元ルート情報を生成して表示手段に出力する。この処理によって図１０（ｃ）に示すようなルート情報７２２が表示される。ルート情報７２２は、ディスプレイに表示される３次元データに整合したデータとなり、進行方向の昇り下りを正確に示したデータとして表示される。

次にステップＳ１０９において、３次元表示情報中に自車シンボルの表示を行なう。自車シンボルの表示は、先に図８を参照して説明した手順に従って実行される。すなわちノードの高度情報に基づいて自車の高度を算出し、算出した高さ情報を３次元表示情報のパラメータとして設定した３次元表示情報としての自車シンボルデータを生成して、表示する。この結果、図１０（ｄ）に示すように３次元表示情報中のルート（道路）設定位置に整合した自車シンボル７２３の表示が実行される。

次に、ステップＳ１１０において、３次元データ中にお店アイコンや道路標識などの付属情報を表示する処理を実行する。図１０（ｅ）に示すようなアイコン７２４が表示される。

以上の処理によって、ルート情報、自車シンボルを含む３次元データの表示処理が終了する。なお、ステップＳ１０６〜Ｓ１１０の処理順序は、必ずしもこの順番である必要はなく、異なるシーケンスで実行してもよく、また並列処理として実行してもよい。

［ノード間に補間点を設定した構成例］
次に、ノード間に補間点を設定した構成例について説明する。上述した実施例では、リンクはノードによって区分され、ノードは、例えばリンクを構成する複数の直線部の連結部に対応して設定され、２次元地図データにおいて、折れ曲がりや、交差点などを抽出して、これらをノードとして設定し、設定ノードに対応する高度データを適用して処理を行なう例として説明した。

このようなノードの設定手法における問題点として、２つの隣接ノード間のルート内で大きな高さの変化がある場合、ディスプレイに表示されるルート情報や自車シンボル位置が、地上に浮いてしまったり、あるいは地中にもぐってしまう場合が発生するという問題がある。このような問題が発生する具体例について、図１１を参照して説明する。

図１１（ａ）は、２次元地図を示し、交差点、あるいは直線の変化点をノード（黒丸）として示している。例えばＡＢ間は直線であり、その間に交差点等が存在しないので、ＡＢの中間点にはノードが設定されない。高さ情報としては、ノードＡの３６ｍとノードＢの３６ｍが記録され、これらのノード情報に基づいて、３次元情報を表示したディスプレイにルート情報や自車シンボル位置が表示されることになる。

しかし、ＡＢ間の中央部が高くなった構成、例えば高さ方向に湾曲した橋である場合がある。図１１（ｂ）には、ノードＡＢ間の高さの変化を示している。ノードの位置Ａ，Ｂは双方とも３６ｍの高さであるが、その中央部では、たとえば４０ｍといったように、中央部が盛り上がった橋であるルートである場合がある。あるいはその逆の構成として、ＡＢ間が、地下のトンネルである場合などは、ＡＢの中央部が端点Ａ，Ｂより低い位置にあるルートとなる。

このような場合、ノードとして設定したＡ，Ｂの高さ情報、すなわち３６ｍを適用して、ルート情報や自車シンボル位置を表示すると、ＡＢ間はすべて３６ｍとして描画することになり、実際の高さ情報を反映した３次元地図グラフィックデータ上に表示されるルート情報や自車シンボル位置は地中に埋まってしまったり、あるいは地上に浮いてしまうといった不自然な描画処理がなされることになる。

このような不自然な描画処理を防止するための構成について、図１２を参照して説明する。図１２（ａ）は、リンクＩＤ２１８のノードＡＢを含む２次元平面図を示している。
ノードＡは、高さ３４ｍ
ノードＢは、高さ２８ｍ
である。

ノードＡＢ間の高さ情報を示すのが図１２（ｂ）のグラフである。この高さ情報は、３次元地図データから取得する。本実施例では、ノードＡＢ間をある距離：Ｌで分割し、各分割点を補間点：ｘとして設定し、各補間点の高さ情報を保持する。図の例では、ノードＡＢ間に９個の補間点が設定され、高さ情報は、Ａ，Ｂの高さ情報２つと、補間点の高さ情報９個の計１１個の高さ情報が保持されることになる。この補間点の高さ情報は、図２の記憶手段２１３に格納される。図３の構成においては、（ｃ）ノード対応高度データに付随する補間点対応高度データとして、ノードの高度データに対応付けられて格納される。

実際の高さ情報を反映した３次元地図グラフィックデータ上に、ルート情報や自車シンボルを表示する場合は、ノードの高さ情報のみならず、補間点の高さ情報、すなわち、補間点対応高度データに基づいて表示位置を決定し表示する。この処理によって、実際の高さ情報を反映した３次元地図グラフィックデータ上に表示されるルート情報や自車シンボル位置が、地中に埋まってしまったり、あるいは地上に浮いてしまうといった不自然な描画処理が防止され、道路上の適切な位置に表示することが可能となる。

図１２に示す例では、ノード間をある距離：Ｌで分割し、各分割点を補間点：ｘとして設定し、すべての補間点の高さ情報を記憶手段２１３（図２参照）に保持する例として説明した。記憶手段２１３に十分な容量がある場合には、このようなデータ記憶構成も可能であるが、記憶手段２１３の記憶容量には限りがあり、できる限り記憶データを削減することが望ましい。

データ削減構成について、図１３を参照して説明する。図１３（ａ）は、図１２（ｂ）を参照して説明したノードＡＢ間に補間点を設定した例である。このデータの場合２つのノードＡＢの高さ情報と９個の補間点の高さ情報、計１１個の高さ情報を保持することになる。

図１３（ｂ）は、第１のデータ削減例を説明する図である。図１３（ｂ）では、１つの補間点（ｈ８）の高さ情報Ｈ：４３ｍを記憶対象から排除する。記憶対象から排除する高さ情報は、以下の基準によって選択される。補間点を２次元位置に沿ってシーケンシャルに並べて番号：ｎを設定する。ここでは、図に示すように、補間点Ｎｏ．を、［ｈｎ］とする。図の例では補間点Ｎｏ．は、ｈ２〜ｈ１０である。

このとき、
｜高さ（ｎ＋１）−高さ（ｎ）｜＝０
を満足する２つの連続する補間点を抽出し、その一方、すなわち、ｎまたはｎ＋１の番号の設定された補間点の高さ情報を記憶対象から除外する。すなわち、同一の高さ情報を持つ連続する補間点の一方を高さ情報の保持対象から除外する処理を実行する。

図１３（ｂ）に示す例では、ｈ７とｈ８が上記式の条件、すなわち、同一の高さ情報を持つ連続する補間点であり、補間点ｈ７または補間点ｈ８のいずれかを高さ情報を保持する補間点対象から除外する。この処理によって、図１３（ａ）では９個の補間点高さ情報を保持する必要があったが、図１３（ｂ）ではｈ８の補間点が高さ情報の記憶対象から除外され、８個の補間点高さ情報を保持するのみでよく記憶データの削減が実現される。

さらに、データ削減を実現する構成例について、図１３（ｃ）を参照して説明する。図１３（ｃ）の例は、
｜高さ（ｎ＋１）−高さ（ｎ）｜≦ａ
を満足する２つの連続する補間点を抽出し、その一方、すなわち、ｎまたはｎ＋１の番号の設定された補間点の高さ情報を記憶対象から除外する構成としたものである。ａの値は予め定めた差分閾値であり、０以上の値に設定する。例えば１ｍとして設定した場合の高さ情報の削減例が図１３（ｃ）の例である。なお、図１３（ｃ）は、図１３（ｂ）の処理後の補間点のみを示しており、図１３（ｂ）の処理で削除された補間点（ｈ８）の位置には補間点は設定されていない。

｜高さ（ｎ＋１）−高さ（ｎ）｜≦１
を満足する２つの連続する補間点の一方を記憶対象から除外する処理とは、すなわち、１ｍ以下の差分を持つ高さ情報を有している連続する補間点の一方を記憶対象から除外する処理に相当する。

図１３（ｃ）の例では、補間点ｈ３＝Ｈ：４８ｍと、補間点ｈ４＝Ｈ：４９ｍの連続する補間点が、差分１ｍであり、上記式を満足している。さらに、補間点ｈ７＝Ｈ：４３ｍと、補間点ｈ８＝Ｈ：４２ｍの連続する補間点が、差分１ｍであり、上記式を満足している。従って、補間点ｈ３またはｈ４のいずれか一方の補間点と、補間点ｈ７またはｈ８のいずれか一方の補間点の高さ情報を記憶対象から排除することが可能となる。

この処理の結果として、高さ情報を保持すべき補間点の数は６個に削減される。このようなデータ削減処理を行った場合は、残された補間点の高さ情報に基づいてルート情報や自車シンボル位置の表示位置が算出される。しかし、図１３を参照した説明から理解されるように、記憶対象から削除される補間点は、隣接する補間点との高さの差分の小さい補間点であるため、表示データを生成するための高さ算出において、大きな誤差が発生することがなく、実際の高さ情報を反映した３次元地図グラフィックデータ上に表示されるルート情報や自車シンボル位置が大きくずれて地中に埋まってしまったり、あるいは地上に浮いてしまうといった不自然な描画処理がなされることは防止される。

以上、特定の実施例を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施例の修正や代用を成し得ることは自明である。すなわち、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、限定的に解釈されるべきではない。本発明の要旨を判断するためには、冒頭に記載した特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。

なお、明細書中において説明した一連の処理はハードウェア、またはソフトウェア、あるいは両者の複合構成によって実行することが可能である。ソフトウェアによる処理を実行する場合は、処理シーケンスを記録したプログラムを、専用のハードウェアに組み込まれたコンピュータ内のメモリにインストールして実行させるか、あるいは、各種処理が実行可能な汎用コンピュータにプログラムをインストールして実行させることが可能である。

例えば、プログラムは記録媒体としてのハードディスクやＲＯＭ（Read Only Memory)に予め記録しておくことができる。あるいは、プログラムはフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ(Compact Disc Read Only Memory)，ＭＯ(Magneto optical)ディスク，ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)、磁気ディスク、半導体メモリなどのリムーバブル記録媒体に、一時的あるいは永続的に格納（記録）しておくことができる。このようなリムーバブル記録媒体は、いわゆるパッケージソフトウエアとして提供することができる。

なお、プログラムは、上述したようなリムーバブル記録媒体からコンピュータにインストールする他、ダウンロードサイトから、コンピュータに無線転送したり、ＬＡＮ(Local Area Network)、インターネットといったネットワークを介して、コンピュータに有線で転送し、コンピュータでは、そのようにして転送されてくるプログラムを受信し、内蔵するハードディスク等の記録媒体にインストールすることができる。

なお、明細書に記載された各種の処理は、記載に従って時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されてもよい。また、本明細書においてシステムとは、複数の装置の論理的集合構成であり、各構成の装置が同一筐体内にあるものには限らない。

以上、説明したように、本発明の構成によれば、ナビゲーション装置において、例えば目的地までの経路情報として表示するルート情報を表示する際、経路を構成するリンク上のノード対応高度データに基づいて、ルートの各ポイントの高度を算出し、該算出した高度データをパラメータとして設定した３次元ルート情報を生成して表示する構成としたので、３次元描写されるデータと整合したルート表示が可能となり、ルート情報が空中に描写されたり、あるいは地中を貫通したりといった不自然な描写が行なわれることなく、背景データとしての３次元描写データと整合し、また高低差の認識可能なルート表示が実行される。

さらに、本発明の構成によれば、ナビゲーション装置における自車シンボルの表示処理において、ＧＰＳの取得した位置情報と、ノード対応高度データとに基づいて、ナビゲーション装置またはナビゲーション装置を搭載した車の高さを算出し、算出した高さ情報を３次元表示情報のパラメータとして設定した自車シンボルデータを生成してディスプレイに出力する処理を実行する構成としたので、自車シンボル表示位置が空中に表示されたり、地中に表示されてしまうということがなく、３次元描写データと整合し、道路に沿って表示することが可能となる。

さらに、本発明の構成によれば、ナビゲーション装置を搭載した車の高さ以上の高度をカメラ視点の設定許容位置とし、その設定許容位置内に設定したカメラ視点から観察した３次元データを生成してディスプレイに出力する処理を実行する構成としたので、カメラ視点位置設定高度は、かならず、自車の高度以上の位置に設定されることになり、カメラ視点位置が地中にめり込むといった不自然な設定状態が防止され、自然な位置から観察した３次元描写データを表示することが可能となる。

さらに、本発明の構成によれば、記憶手段にノードの間に設定した補間点の高度情報を補間点対応高度データとして保持し、補間点対応高度データに基づいてルートの各ポイントの高度を算出し、該算出した高度データをパラメータとして設定した３次元ルート情報または自車シンボル情報を生成して表示手段に出力する構成としたので、ノード間の高さが変化する場合においても、実際の高さ情報を反映した３次元地図グラフィックデータ上に表示されるルート情報や自車シンボル位置が、地中に埋まってしまったり、あるいは地上に浮いてしまうといった不自然な描画処理が防止され、道路上の適切な位置に表示することが可能となる。

さらに、本発明の構成によれば、記憶手段には、ノードの間に設定した補間点の高度情報中、隣接する補間点の高度が、予め定めた差分閾値以下の補間点の組の一方のみを、補間点対応高度データとして記憶する構成としたので、記憶データの削減が可能となる。

本発明のナビゲーション装置の概要および表示データ例について説明する図である。 本発明のナビゲーション装置のハードウェア構成例について説明する図である。 本発明のナビゲーション装置の記憶手段の格納データについて説明する図である。 本発明のナビゲーション装置において適用するノード対応高度データの生成処理について説明する図である。 本発明のナビゲーション装置が保持する高度データの詳細構成について説明する図である。 本発明のナビゲーション装置が実行するデータ処理について説明する図である。 本発明のナビゲーション装置が実行するルート情報表示処理の詳細について説明する図である。 本発明のナビゲーション装置が実行するカメラ位置の設定処理および自車シンボルの表示処理の詳細について説明する図である。 本発明のナビゲーション装置が実行する処理シーケンスを説明するフローチャートである。 本発明のナビゲーション装置が実行する処理によって生成される表示データ例を示す図である。 ノード間の高さ変化に起因する問題点について説明する図である。 ノード間に補間点を設定し、補間点の高さ情報を保持する構成例について説明する図である。 ノード間に補間点を設定し、補間点の高さ情報を保持する構成における、データ削減例について説明する図である。

符号の説明

１２０ 自動車
１２１ カーナビゲーション装置
１２２ ＧＰＳ
１３１ 携帯端末
１３２ ＧＰＳ
１５０ ３次元表示情報
１５１ 自車シンボル
１５２ ルート情報
２００ データ処理部
２０１ ３Ｄグラフィック描画エンジン
２０２ ＲＡＭ（Random Access Memory）
２０３ ＲＯＭ（Read Only Memory）
２０４ ＣＰＵ（Central Processing Unit）
２０５ インターフェース
２１１ ＧＰＳ
２１２ 車速パルス情報入力部
２１３ 記憶手段
２１４ 入力手段
２２１ 表示デバイス
３０１ ２次元地図データ
３０２ ルート探索用道路ネットワークデータ
３０３ ルート
３０４ ノード対応高度データ
３０５ ３次元表示情報
３２１ ３次元データ
３２２ ルート探索用道路ネットワークデータ
３２３ ノード対応高度データ生成手段
４０１ リンク数格納部
４０２ データ格納部
４０３ データ格納部
４０４ データ格納部
４１１ ノード数格納部
４１２ 基準ノード情報格納部
４１３ データ格納部
５０１ データ制御部
５０２ 入出力制御部
５０３ ３Ｄグラフィック制御部
５０４ ３Ｄグラフィック構成データ生成部
５０５ ３Ｄグラフィックエンジン
５２１ ノード対応高度データ
５２２ ルート情報
５２４ ルート表示３次元データ
５２５ ルート情報
６１１ 自車シンボル
６１２ カメラ
６２１ ルート高度
６２２ 自車高度
６２３ カメラ視点位置設定高度
７２１ カメラ
７２２ ルート情報
７２３ 自車シンボル
７２４ お店アイコン

Claims (11)

1. 地図情報に基づくナビゲーション情報を生成し提示するナビゲーション装置であり、
   位置情報の取得処理を実行する位置情報取得手段と、
   ２次元地図データと、３次元グラフィックデータ、および経路としてのリンク上に設定されたノード各々の高度データを記録したノード対応高度データを格納した記憶手段と、
   前記位置情報取得手段の取得した位置情報を入力するとともに、該入力位置情報に基づいて前記記憶手段からデータを取得し、ガイド領域の３次元表示情報を生成して表示段に出力するデータ処理部と、
   前記データ処理部からの出力データを表示する表示手段とを有し、
   前記記憶手段は、
   前記ノード対応高度データに加えて、さらに、
   隣接する２つのノード間に設定した補間点の高度データ中、高度差が予め定めた閾値以下である隣接補間点の一方を除外して残存する補間点に対応する高度データである補間点対応高度データを保持し、
   前記データ処理部は、
   前記記憶手段に格納されたノード対応高度データおよび補間点対応高度データに基づいてルートの各ポイントの高度を算出し、該算出した高度データをパラメータとして設定した３次元ルート情報または自車シンボル情報を含む３次元ルート情報を生成して表示手段に出力する構成を有することを特徴とするナビゲーション装置。
2. 前記データ処理部は、さらに、
   前記位置情報取得手段の取得した位置情報と、前記ノード対応高度データとに基づいて、ナビゲーション装置またはナビゲーション装置を搭載した車の高さを算出し、該算出した高さ情報を３次元表示情報のパラメータとして設定した自己のシンボルデータを生成して前記表示手段に出力する構成であることを特徴とする請求項１に記載のナビゲーション装置。
3. 前記データ処理部は、さらに、
   前記位置情報取得手段の取得した位置情報と、前記ノード対応高度データとに基づいて、ナビゲーション装置またはナビゲーション装置を搭載した車の高さを算出し、該算出した高さ以上の高度をカメラ視点の設定許容位置とし、該設定許容位置内に設定したカメラ視点から観察した３次元データを生成して前記表示手段に出力する構成であることを特徴とする請求項１に記載のナビゲーション装置。
4. 前記記憶手段に格納されたノード対応高度データは、
   識別子の設定された経路であるリンク各々に含まれるノード毎の高度データを記録したデータであり、
   前記データ処理部は、
   目的地に至る特定のリンク識別子シーケンス情報を入力し、該リンク識別子に基づいて選択されるリンクに含まれる各ノードの高度データに基づいて高さ情報を反映した３次元ルート情報を生成して表示手段に出力する構成であることを特徴とする請求項１に記載のナビゲーション装置。
5. 前記データ処理部は、
   前記位置情報取得手段の取得した位置情報を入力し、進行方向に存在するガイド地点の３次元データが前記記憶手段に格納されている場合には、ガイド地点の３次元データを生成して表示手段に出力し、ガイド地点の３次元データが前記記憶手段に格納されていない場合には、前記記憶手段から２次元地図データを取得して表示手段に出力する処理を実行する構成であることを特徴とする請求項１に記載のナビゲーション装置。
6. 地図情報に基づくナビゲーション情報を生成し提示するデータ処理方法であり、
   位置情報の取得処理を実行する位置情報取得ステップと、
   前記位置情報取得手段の取得した位置情報を入力し、該入力位置情報に基づいて記憶手段から３次元表示情報の生成に適用するデータを取得して、ガイド領域の３次元表示情報を生成して表示手段に出力するデータ処理ステップと、
   前記データ処理ステップにおいて生成したデータを表示する表示ステップとを有し、
   前記データ処理ステップは、
   前記記憶手段の格納データであるノード対応高度データ、すなわち、経路としてのリンク上に設定されたノード各々の高度データを記録したノード対応高度データと、隣接する２つのノード間に設定した補間点の高度データ中、高度差が予め定めた閾値以下である隣接補間点の一方を除外して残存する補間点に対応する高度データである補間点対応高度データとに基づいてルートの各ポイントの高度を算出し、該算出した高度データをパラメータとして設定した３次元ルート情報または自車シンボル情報を含む３次元ルート情報を生成して表示手段に出力するステップを含むことを特徴とするデータ処理方法。
7. 前記データ処理ステップは、さらに、
   前記位置情報取得ステップにおいて取得した位置情報と、前記ノード対応高度データとに基づいて、ナビゲーション装置またはナビゲーション装置を搭載した車の高さを算出し、該算出した高さ情報を３次元表示情報のパラメータとして設定した自己のシンボルデータを生成して前記表示手段に出力するステップを含むことを特徴とする請求項６に記載のデータ処理方法。
8. 前記データ処理ステップは、さらに、
   前記位置情報取得ステップにおいて取得した位置情報と、前記ノード対応高度データとに基づいて、ナビゲーション装置またはナビゲーション装置を搭載した車の高さを算出し、該算出した高さ以上の高度をカメラ視点の設定許容位置とし、該設定許容位置内に設定したカメラ視点から観察した３次元データを生成して前記表示手段に出力するステップを含むことを特徴とする請求項６に記載のデータ処理方法。
9. 前記記憶手段に格納されたノード対応高度データは、
   識別子の設定された経路であるリンク各々に含まれるノード毎の高度データを記録したデータであり、
   前記データ処理ステップは、
   目的地に至る特定のリンク識別子シーケンス情報を入力し、該リンク識別子に基づいて選択されるリンクに含まれる各ノードの高度データに基づいて高さ情報を反映した３次元ルート情報を生成して表示手段に出力するステップを含むことを特徴とする請求項６に記載のデータ処理方法。
10. 前記データ処理ステップは、
    前記位置情報取得ステップにおいて取得した位置情報を入力し、進行方向に存在するガイド地点の３次元データが前記記憶手段に格納されている場合には、ガイド地点の３次元データを生成して表示手段に出力し、ガイド地点の３次元データが前記記憶手段に格納されていない場合には、前記記憶手段から２次元地図データを取得して表示手段に出力する処理を実行することを特徴とする請求項６に記載のデータ処理方法。
11. 地図情報に基づくナビゲーション情報を生成し提示する処理を実行するコンピュータ・プログラムであり、
    位置情報の取得処理を実行する位置情報取得ステップと、
    前記位置情報取得手段の取得した位置情報を入力し、該入力位置情報に基づいて記憶手段から３次元表示情報の生成に適用するデータを取得して、ガイド領域の３次元表示情報を生成して表示手段に出力するデータ処理ステップと、
    前記データ処理ステップにおいて生成したデータを表示する表示ステップとを有し、
    前記データ処理ステップは、
    前記記憶手段の格納データであるノード対応高度データ、すなわち、経路としてのリンク上に設定されたノード各々の高度データを記録したノード対応高度データと、隣接する２つのノード間に設定した補間点の高度データ中、高度差が予め定めた閾値以下である隣接補間点の一方を除外して残存する補間点に対応する高度データである補間点対応高度データとに基づいてルートの各ポイントの高度を算出し、該算出した高度データをパラメータとして設定した３次元ルート情報または自車シンボル情報を含む３次元ルート情報を生成して表示手段に出力するステップを含むことを特徴とするコンピュータ・プログラム。