JP4510773B2 - ナビゲーションシステム - Google Patents
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Description
紙媒体に印刷された地図としては、市販の地図帳や、インターネットを介して検索可能な地図配信サービスによる地図画像を印刷したものなどが利用されるケースが多いが、この場合、GPSシステム(人工衛星および位置表示装置を含む)によって現在地の座標を知りえたとしても、地図上の位置との整合を図ることはできない。すなわち、地図自体は容易に入手できたとしても、その地図中のどの位置に自分がいるかを知ることは困難である。
たとえば特許文献1の装置を使用する場合は、位置表示装置および地図の他に、マトリクスラインが記入された透明シートが必要であり、使用者は地図および透明シートを常に持ち運ぶ必要がある。さらに、表示部上の表示と地図上の点との対応付けは、使用者自身が行う必要があり、使用方法も複雑である。
位置情報テーブルは、第一基準点における第1のGPS部の実座標および第1の表示部上の座標と、第二基準点における第1のGPS部の実座標および第1の表示部上の座標とを含み、第2の演算部は、第一基準点の第1のGPS部の実座標、第二基準点の第1のGPS部の実座標、および第2のGPS部の現在地の実座標を頂点とする三角形と、第一基準点の第2の表示部上の座標、第二基準点の第2の表示部上の座標、および第2のGPS部の現在地の第2の表示部上の座標を頂点とする三角形とが相似となるように、第2のGPS部の現在地の表示部上の座標を算出してもよい。
第1の位置表示装置は、さらなる実座標を第2の位置表示装置に送信し、
第2の演算部は、対応関係と、さらなる実座標とに基づいて、第2の表示部上のさらなる座標を算出し、
第2の表示部は、第2のGPS部の現在地を第1のマークによって表示するとともに、第2の表示部上のさらなる座標に基づき、さらなる実座標に対応する位置を第2のマークによって表示してもよい。
実施の形態1.
図1は、本発明に係る位置表示装置であるGPS簡易地図上位置表示装置1を含む構成を示す。GPS簡易地図上位置表示装置1は、たとえば個人用の携帯情報端末、いわゆるPDA(Personal Digital Assistants)によって実現される。あるいは、GPS簡易地図上位置表示装置1は携帯電話によって実現されてもよい。
また、リーダ2は、無線によって送信されるデータ、たとえば電子メール等を受信し、これに含まれるデータをGPS簡易地図上位置表示装置1に送信する機能を有してもよい。
記憶部20は、フラッシュメモリ等の半導体メモリおよびハードディスク等の磁気ディスクを含み、画像を表すデータである地図画像データ21と、座標系の対応関係を表す座標データを含む位置情報テーブル22とを格納する。
図3は、記憶部20に格納される位置情報テーブル22の構成を示す。位置情報テーブル22は、実座標系すなわち緯度および経度によって表される位置のデータを含む行と、相対座標系すなわち画面上の画素の座標によって表される位置のデータを含む行とを有する。各行は、後述する第一基準点および第二基準点を示す位置と、現在地を示す位置とを表す列を含む。位置情報テーブル22は、実座標と相対座標との対応関係を表すものであり、この対応関係は、1つの実座標と1つの相対座標とが組となったものが複数含まれる。
表示部50は、地図画像と、地図画像上の点を表すマークとを表示する機能を有するものであり、たとえば液晶ディスプレイである。
まず、演算部10は、地図を表す画像データを地図画像データ21として記憶部20に格納する(ステップS1。これは、リーダ2が外部記憶媒体3からデータを読み取り、または、スキャナ4が紙地図5から画像を読み取り、その画像データを演算部10が受け取ることにより実行される。
ステップS2では、地図画像データ21として、たとえば図2に示すものが表示される。なお、ステップS2の時点では、地図画像は単なる画像データとして表示されており、GPSシステムによって扱われる実座標と関連する表示は行われない。また、ステップS2の時点では、位置情報テーブル22には、いずれの地点に関する座標データも格納されていない。
ここで、使用者は、第一基準点として、表示されている地図上で位置が特定できる地点を選び、その地点に立って演算部10への実座標取得の指示を行う。演算部10は、この指示に応じ、その地点の実座標データをGPS部30から取得する。さらに、演算部10は、取得した実座標データを位置情報テーブル22に格納する。
図5は、実際の地形と地図画像データ21との対応を表す図であり、(a)は実際の地形を、(b)は地図画像データ21を表す。ステップS4は、たとえば使用者が最寄り駅の改札口の地点A1に立った状態、すなわちGPS簡易地図上位置表示装置1が地点A1に位置する状態において実行される。
図6は、データが入力された位置情報テーブル22の例を示す図である。ステップS4の実行によって、第一基準点の実座標として、地点A1の実座標データである(AX1、AY1)が格納される。ここで、AX1は経度を表し、AY1は緯度を表す。
ここで、使用者は、表示されている地図画像において、第一基準点に対応する点を指示する。この指示は、たとえばタブレットを用いて、画面と一体に構成される検出装置上で、第一基準点に対応する点をペンで指示することによって行われる。演算部10は、指示された点の画面上における座標を、相対座標として取得し、これを位置情報テーブル22に格納する。
使用者は、たとえば、最寄り駅の改札口の地点A1に対応する地図画像上の点B1を指示する。これによって、第一基準点の相対座標データとして、点B1の画面上の座標データである(BX1、BY1)が格納される。ここで、BX1は画面上のX座標を表し、BY1は画面上のY座標を表す。
なお、ここで、表示部50は、画面上の相対座標(BX1、BY1)に、地図画像データ21に重ねて、第一基準点を示す丸印等のマークを表示してもよい。
ここで、使用者は、ステップS4における第一基準点と同様にして第二基準点を選び、その地点に立って演算部10への指示を行う。演算部10は、この指示に応じ、ステップS4と同様に、実座標データをGPS部30から取得し、位置情報テーブル22に格納する。
ステップS6は、たとえば使用者が市役所の入口の地点A2に立った状態、すなわちGPS簡易地図上位置表示装置1が地点A2に位置する状態において実行される。その結果、ステップS4と同様にして、図6に示すように、第二基準点の実座標として、地点A2の実座標データである(AX2、AY2)が位置情報テーブル22に格納される。
なお、第二基準点は、第一基準点からの距離が十分に大きい地点であることが好ましい。この距離が小さいと、後述のステップS8において算出される相対座標データの誤差が大きくなるからである。
ここで、使用者は、ステップS5と同様に、地図画像において第二基準点に対応する点、たとえば、市役所の入口の地点A2に対応する地図画像上の点B2を指示する。演算部10は、ステップS5と同様にして、点B2の相対座標(BX2、BY2)を取得し、これを位置情報テーブル22に格納する。
なお、ここで、表示部50は、画面上の相対座標(BX2、BY2)に、地図画像データ21に重ねて、第二基準点を示す丸印等のマークを表示してもよい。
ステップS7が実行されると、位置情報テーブル22には、実座標系の座標(AX1、AY1)および(AX2、AY2)のそれぞれと、相対座標系の座標(BX1、BY1)および(BX2、BY2)のそれぞれとの対応関係が格納される。これによって、二次元座標系である実座標系から、同じく二次元座標系である相対座標系への線形写像が一意に定まる。
ステップS8において、演算部10は、現在地Aの実座標データ(AX、AY)をGPS部30から取得し、位置情報テーブル22に格納する。さらに、演算部10は、座標(AX1、AY1)、座標(AX2、AY2)、および座標(AX、AY)からなる地形上の三角形△Aと、座標(BX1、BY1)、座標(BX2、BY2)、および座標(BX、BY)からなる画面上の三角形△Bとが相似となるように、地図画像上の点Bの座標(BX、BY)を算出し、位置情報テーブル22に格納する。
なお、ここで、上述のように、座標(AX1、AY1)、座標(AX2、AY2)、座標(AX、AY)、座標(BX1、BY1)、および座標(BX2、BY2)は既知であるので、地形上の三角形△Aと画面上の三角形△Bとが相似となる点Bの座標(BX、BY)は一意に定まる。実際に(BX、BY)を導出する具体的な三角法等のアルゴリズムは、当業者であれば適宜選択し得るものである。
演算部10は、このようにして算出された、地図画像データ21中の相対座標(BX、BY)に、現在地を表示するように、表示部50を制御する。表示部50は、算出された相対座標に基づいて、たとえば星型のマーク等をその相対座標に表示することにより、現在地を示す。
また、GPS簡易地図上位置表示装置1は、実座標上の三角形と相対座標上の三角形との相似関係に基づき、任意の地点の実座標からその相対座標を算出する。その後、GPS簡易地図上位置表示装置1は、算出された相対座標に基づき、外部から取り込んだ地図画像上に現在地を表示する。このため、使用者は特殊な器具を使用せず、かつ、表示部50上の表示と地図上の点との対応付けを自ら行わずに、任意に選択した地図上で自分の現在地を知ることができるので、使用者の利便性が向上する。
また、使用者は、位置情報テーブル22の作成においても、作成された位置情報テーブル22を使用した位置算出および表示においても、特殊な器具を使用せず、かつ、表示部50上の表示と地図上の点との対応付けを自ら行わずに、任意に選択した地図上で自分の現在地を知ることができるので、使用者の利便性がさらに向上する。
また、任意の地図画像が使用できるので、使用者は自分が普段使用している見慣れた地図を使用することができる。また、GPSシステムでは地図が準備されていない地域であっても、使用者が適切な地図を準備することにより位置表示を行うことができる。
さらに、地図画像データ21および位置情報テーブル22の組合せを蓄積保存しておくことで、一度位置情報テーブル22を作成した地域を再び訪問する際には、2つの基準点を入力する必要なく、作成済みの位置情報テーブル22を使用して現在地の表示を行うことができる。
なお、第一基準点および第二基準点としては、上述の地点の他に、ホテル、デパート、名所、ロータリーの中央、交差点の角、銅像前等が考えられる。
実施の形態2は、実施の形態1において、複数のGPS簡易地図上位置表示装置1の間での地図画像データ21および位置情報テーブル22の送受信を行う機能を追加するものである。その他の点については、GPS簡易地図上位置表示装置1の構成は実施の形態1と同様であるので、説明を省略する。
ある地域において、土地勘のある者200が、土地勘のない者300に地図を提供する状況を想定する。土地勘のある者200および土地勘のない者300は、それぞれGPS簡易地図上位置表示装置1を所持している。
土地勘のある者200は、あらかじめ地図画像データ21をGPS簡易地図上位置表示装置1に入力し、さらに位置情報テーブル22を作成しておく。すなわち、図4のステップS7までを実行しておく。
ここで、これらのデータの受け渡しには、電子データを送受信する方法であればどのようなものが用いられてもよいが、たとえばGPS簡易地図上位置表示装置1が電子メールを送受信する機能を有し、土地勘のある者200のGPS簡易地図上位置表示装置1から土地勘のない者300のGPS簡易地図上位置表示装置1へと電子メールまたはその添付ファイルの形式で送信されるものである。
Claims (4)
- 第1の位置表示装置と、第2の位置表示装置とを含むナビゲーションシステムであって、
前記第1の位置表示装置は、
第1のGPS部であって、外部と通信を行い、前記第1のGPS部の現在地の緯度および経度を含む実座標を算出して出力する、第1のGPS部と、
演算を行う第1の演算部と、
地図画像データを格納する第1の記憶部と、
前記地図画像データを表示する第1の表示部と、
前記第1の表示部上の座標を入力する入力部と
を備え、
前記第1の記憶部は、さらに、前記第1のGPS部の実座標と、前記第1の表示部上の座標との対応関係を含む位置情報テーブルを格納し、
前記第1の演算部は、前記第1のGPS部の実座標と、前記入力部から入力される前記第1の表示部上の座標とを、対応付けて前記位置情報テーブルに含め、
前記第1の位置表示装置は、前記地図画像データと前記位置情報テーブルとを前記第2の位置表示装置に送信し、
前記第2の位置表示装置は、
第2のGPS部であって、外部と通信を行い、前記第2のGPS部の現在地の緯度および経度を含む実座標を算出して出力する、第2のGPS部と、
演算を行う第2の演算部と、
前記第1の位置表示装置から送信された前記地図画像データを格納する第2の記憶部と、
前記第1の位置表示装置から送信された前記地図画像データを表示する第2の表示部と
を備え、
前記第2の記憶部は、さらに、前記第1の位置表示装置から送信された前記位置情報テーブルを格納し、
前記第2の演算部は、前記位置情報テーブルに含まれている前記第1のGPS部の実座標と、前記第1の表示部上の座標との前記対応関係と、前記第2のGPS部の実座標とに基づいて、前記第2のGPS部の前記現在地の、前記第2の表示部上の座標を算出し、
前記第2の表示部は、前記第2のGPS部の前記現在地の前記第2の表示部上の座標に基づき、前記第2のGPS部の現在地を表示する
ナビゲーションシステム。 - 前記位置情報テーブルは、1つの前記第1のGPS部の実座標と1つの前記第1の表示部上の座標とが対応付けられた組を複数含む、請求項1に記載のナビゲーションシステム。
- 前記位置情報テーブルは、第一基準点における前記第1のGPS部の前記実座標および前記第1の表示部上の座標と、第二基準点における前記第1のGPS部の前記実座標および前記第1の表示部上の座標とを含み、
前記第2の演算部は、第一基準点の前記第1のGPS部の前記実座標、第二基準点の前記第1のGPS部の前記実座標、および前記第2のGPS部の前記実座標を頂点とする三角形と、第一基準点の前記第2の表示部上の座標、第二基準点の前記第2の表示部上の座標、および前記第2のGPS部の現在地の前記第2の表示部上の座標を頂点とする三角形とが相似となるように、前記第2のGPS部の現在地の前記第2の表示部上の座標を算出する
請求項1または2に記載のナビゲーションシステム。 - 前記第1の位置表示装置は、さらなる実座標を前記第2の位置表示装置に送信し、
前記第2の演算部は、前記対応関係と、前記さらなる実座標とに基づいて、前記第2の表示部上のさらなる座標を算出し、
前記第2の表示部は、前記第2のGPS部の前記現在地を第1のマークによって表示するとともに、前記第2の表示部上の前記さらなる座標に基づき、前記さらなる実座標に対応する位置を第2のマークによって表示する
請求項1〜3のいずれか一項に記載のナビゲーションシステム。
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