JP4550756B2 - Navigation system, route search server, terminal device, and map display method - Google Patents

Navigation system, route search server, terminal device, and map display method Download PDF

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Description

本発明は、歩行者や自動車の運転者に出発地から目的地までの最適な経路を探索して案内する通信型のナビゲーションシステム、経路探索サーバ、端末装置および地図表示方法に関するものである。本発明は、特に、道路や周辺の建物を立体的に表示するために道路や建物をポリゴンで表現したポリゴンデータベースを備え、端末装置の視点位置を向いている面のポリゴンデータを経路探索サーバから端末装置に配信することにより、通信負荷を抑制しつつ地図を3次元的に表示できるようにしたナビゲーションシステム、経路探索サーバ、端末装置および地図表示方法に関するものである。   The present invention relates to a communication type navigation system, a route search server, a terminal device, and a map display method for searching and guiding an optimum route from a departure place to a destination for pedestrians and automobile drivers. In particular, the present invention includes a polygon database in which roads and buildings are represented by polygons in order to display roads and surrounding buildings in three dimensions, and polygon data of a surface facing the viewpoint position of a terminal device is obtained from a route search server. The present invention relates to a navigation system, a route search server, a terminal device, and a map display method capable of displaying a map three-dimensionally while suppressing communication load by distributing to a terminal device.

従来、見知らぬ土地において目的地となる場所を訪れる場合、地図帳等を頼りに当該地図に描かれた交通機関、道路やランドマーク及び住所を確認しながら到達していた。また、カーナビゲーションシステム(以後単にカーナビと言う)を搭載した自動車においては、該カーナビを起動して目的地を入力することによりナビゲーションシステムからモニタ画面に表示される案内や音声出力される案内(ナビゲーション情報)を得ながら目的地に到達していた。   Conventionally, when visiting a destination place on an unknown land, the user arrives while checking the transportation, road, landmark and address drawn on the map by using a map book or the like. In a car equipped with a car navigation system (hereinafter simply referred to as a car navigation system), a guidance displayed on a monitor screen or a voice output guidance (navigation) by starting the car navigation system and inputting a destination. Information) was reached.

上記カーナビは、GPS(Global Positioning System:全地球測位システム)を利用したものであり、地球上を周回している複数のGPS衛星から送信されるGPS信号をGPSアンテナで受信し、該GPS信号に含まれる衛星位置や時計情報等を解析して位置の特定を行うものである。該複数のGPS衛星の個数は少なくとも4個以上必要である。GPSの単独測位精度は一般的に10m強であるが、DGPS(Differential GPS:ディファレンシャルGPS)を採用することにより5m以下に向上する。特に、現在は一部の携帯電話にしか搭載されていないGPS受信機が、第三世代と称される携帯電話では全ての機種に搭載されるようになってきている。   The car navigation system uses a GPS (Global Positioning System), receives GPS signals transmitted from a plurality of GPS satellites orbiting the earth with a GPS antenna, and transmits the GPS signals to the GPS signals. The position is specified by analyzing the satellite position and clock information included. At least four GPS satellites are required. The single positioning accuracy of GPS is generally over 10 m, but it is improved to 5 m or less by adopting DGPS (Differential GPS). In particular, GPS receivers that are currently installed only in some mobile phones are now being installed in all models of mobile phones called third generation.

このような測位機能を有する携帯端末の利用技術としては、種々の分野の技術が提案されており、例えば、自動車用のナビゲーション装置(カーナビ)を発展させ、携帯電話を端末として地図・経路情報を情報配信サーバ(経路探索サーバ)から配信する歩行者用の通信型ナビゲーションシステムが提案されている。   Various technologies have been proposed for using mobile terminals having such a positioning function. For example, a navigation device (car navigation) for automobiles has been developed, and map / route information is obtained using a mobile phone as a terminal. A communication navigation system for pedestrians distributed from an information distribution server (route search server) has been proposed.

近年、携帯電話、PHS等の携帯通信端末機器の性能は飛躍的に向上し、また、多機能化が進んでいる。特に通話機能の他にデータ通信機能が強化され、ユーザに対してインターネットを介した種々のデータ通信サービスが提供されている。ナビゲーションサービスもその1つであり、自動車の運転者のみならず携帯電話ユーザに対して現在位置から目的地までの経路案内を提供する通信ナビゲーションシステムが実用化されている。   In recent years, the performance of mobile communication terminal devices such as mobile phones and PHS has been dramatically improved, and multi-functionalization has been progressing. In particular, the data communication function is strengthened in addition to the call function, and various data communication services are provided to the user via the Internet. A navigation service is one of them, and a communication navigation system that provides route guidance from a current position to a destination for not only a driver of a car but also a mobile phone user has been put into practical use.

一般的なナビゲーション装置、通信ナビゲーションシステムに使用される経路探索装置、経路探索方法は、例えば、下記の特許文献1(特開2001−165681号公報)に開示されている。このナビゲーションシステムは、携帯ナビゲーション端末から出発地と目的地の情報を情報配信サーバに送り、情報配信サーバで道路網や交通網のデータから探索条件に合致した経路を探索して案内するように構成されている。探索条件としては、出発地から目的地までの移動手段、例えば、徒歩、自動車、鉄道と徒歩の併用などがあり、これを探索条件の1つとして経路探索する。   A general navigation device, a route search device and a route search method used in a communication navigation system are disclosed in, for example, the following Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-165681). This navigation system is configured to send information on a departure point and a destination from a portable navigation terminal to an information distribution server, and the information distribution server searches and guides a route that matches a search condition from road network and traffic network data. Has been. As the search condition, there are means for moving from the departure place to the destination, for example, walking, automobile, combined use of railroad and walking, and the route is searched as one of the search conditions.

情報配信サーバは、地図データの道路(経路)をその結節点、屈曲点の位置をノードとし、各ノードを結ぶ経路をリンクとし、全てのリンクのコスト情報(距離や所要時間)をデータベースとして備えている。そして、情報配信サーバは、データベースを参照して、出発地のノードから目的地のノードに至るリンクを順次探索し、リンクのコスト情報が最小となるノード、リンクをたどって案内経路とすることによって最短の経路を携帯ナビゲーション端末に案内することができる。このような経路探索の手法としてはラベル確定法あるいはダイクストラ法と言われる手法が用いられる。上記特許文献1には、このダイクストラ法を用いた経路探索方法も開示されている。   The information distribution server has roads (routes) of map data as nodes and nodes as the positions of inflection points, links connecting the nodes as links, and cost information (distance and required time) of all links as a database. ing. Then, the information distribution server sequentially searches for a link from the departure node to the destination node with reference to the database, and traces the node and link with the smallest cost information of the link as a guide route. The shortest route can be guided to the portable navigation terminal. As such a route search method, a method called label determination method or Dijkstra method is used. Patent Document 1 also discloses a route search method using this Dijkstra method.

一般的に通信型のナビゲーションシステムにおいて、端末装置が表示する地図情報は、ネットワークを介して接続される経路探索サーバなどのサーバ装置からダウンロードする。例えば、下記の特許文献2(特開2003−247833号公報)や特許文献3(特開2003−232644号公報)には、このような通信型のカーナビゲーション装置、地図データのダウンロード方式の発明が開示されている。   Generally, in a communication type navigation system, map information displayed by a terminal device is downloaded from a server device such as a route search server connected via a network. For example, the following Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-247833) and Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-232644) disclose inventions of such communication type car navigation devices and map data download methods. It is disclosed.

上記特許文献2に開示されたナビゲーション装置は、車両に走行中にサーバからの地図情報のダウンロードを許可するか否かを、ユーザが選択設定できるようにしたものであり、次のように構成される。端末側が次の地図上を必要とするとき、これがメモリカードにダウンロードされているときには、これを用いて地図表示をする。次の地図情報がダウンロードされておらず、地図情報のダウンロードが許可されている場合には、サーバからこれをダウンロードし、メモリカードに書き込んで使用できる状態とする。しかし、ダウンロードが許可されていないときには、もともとメモリカードに格納されている広域地図を用い、その縮尺率を縮小することにより、拡大して表示するようにする。   The navigation device disclosed in Patent Document 2 allows a user to select and set whether or not to permit downloading of map information from a server while traveling in a vehicle, and is configured as follows. The When the terminal side needs the next map, if it is downloaded to the memory card, the map is displayed using this. If the next map information has not been downloaded and the map information is permitted to be downloaded, it is downloaded from the server and written into a memory card for use. However, when the download is not permitted, the wide area map originally stored in the memory card is used and the scale is reduced to reduce the display.

また、上記特許文献3に開示された地図データのダウンロード方式は、自動車の走行状態である、一般道路か、高速道路か、インターチェンジ付近か又は高速走行中か低速走行中か等の、自動車の走行状態に応じてダウンロードセンターから送信されダウンロードする地図データを選択してダウンロードするように構成したものである。これによりユーザが必ずしも必要としない多量の地図データがダウンロードセンター側から送信されることを抑制したものである。   In addition, the map data download method disclosed in the above-mentioned Patent Document 3 is the driving state of a car, such as whether it is a general road, a highway, near an interchange, high speed driving or low speed driving. According to the state, the map data transmitted from the download center is selected and downloaded. This suppresses a large amount of map data not necessarily required by the user from being transmitted from the download center side.

ところで、経路探索サーバなどの情報配信サーバから案内経路の配信を受けた端末装置は液晶表示装置などの表示手段を備えており、表示手段に地図および案内経路を表示するとともに歩行者や自動車の現在位置(端末装置の現在位置)を案内経路上に表示して歩行者や自動車を目的地まで案内する。一般的に表示手段に表示する地図は平面図、すなわち、2次元図形の表示であるが、表示画像に遠近感をもたせた平面鳥瞰図やランドマークや建物の様子を視認し易くするため建物を擬似的に3次元的表現した鳥瞰図を表示する方法や、道路や建物をZバッファ法により3次元ポリゴン画像として表示する方法も提案されている。   By the way, a terminal device that has received a guidance route from an information distribution server such as a route search server is provided with a display means such as a liquid crystal display device, and displays a map and a guidance route on the display means as well as the current state of pedestrians and cars The position (current position of the terminal device) is displayed on the guidance route to guide pedestrians and cars to the destination. Generally, the map displayed on the display means is a plan view, that is, a display of a two-dimensional figure, but the building is simulated in order to make it easy to see the state of the plane bird's-eye view, landmarks and buildings with a sense of perspective. In particular, a method of displaying a bird's eye view expressed three-dimensionally and a method of displaying roads and buildings as a three-dimensional polygon image by the Z buffer method have been proposed.

例えば、下記の特許文献4(特開2001−27535号公報)には、建物や道路を立体的に表示するようにした地図表示装置が開示されている。この特許文献2に開示された地図表示装置においては、3次元地図表示を行う際に、道路に経路案内線に影をつけて立体的に表示するように構成している。また、経路案内線が建物に隠れる位置関係となる場合、その経路案内線の重複部分について重複しない部分と色を変えて表示する。特に、VRAM(ビデオRAM)上で経路案内線の表示色と建物の表示色とを画素単位に互い違いに設定する半透過の手法で描画し、経路案内線と建物との相対的な位置関係を明確にして経路案内線の視認性を向上するようにしている。   For example, the following Patent Document 4 (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-27535) discloses a map display device that displays buildings and roads in three dimensions. In the map display device disclosed in Patent Document 2, when a three-dimensional map is displayed, the route guide line is shaded on the road and displayed three-dimensionally. When the route guide line is in a positional relationship hidden in the building, the overlapping portion of the route guide line is displayed in a different color from the non-overlapping portion. In particular, the display color of the route guide line and the display color of the building are drawn on a VRAM (video RAM) by a semi-transparent method in which pixels are alternately set, and the relative positional relationship between the route guide line and the building is shown. It is clarified to improve the visibility of the route guide line.

上記のような表示を行うため、特許文献4に開示された地図表示装置において、地図データには、建物の形状データと高さ情報が記憶され、また、立体交差なども道路の形状データが記憶されている。この地図データに基づいて、建物や道路の立体交差部を描画部に3次元的に描画し、車両が進行し経路案内すべき位置に来ると描画部に所望の画像を描画した、音声出力部に所定の音声を発声させて、使用者を目的地へ案内するように構成している。   In order to perform the display as described above, in the map display device disclosed in Patent Document 4, building shape data and height information are stored in the map data, and road shape data is also stored for three-dimensional intersections and the like. Has been. Based on this map data, a three-dimensional drawing of a three-dimensional intersection of a building or road is drawn on the drawing unit, and a desired image is drawn on the drawing unit when the vehicle travels and reaches a route guidance position. A predetermined voice is uttered to guide the user to the destination.

また、同様に、立体的な3次元の地図を表示する地図表示システムが、例えば、下記の特許文献5(特開2005−56075号公報)に開示されている。この特許文献5に開示された地図表示システムは、地図データ加工部は、オリジナルの3次元地図データを、3次元地図のデータ構造をツリー構造で表現したシーングラフデータと、3次元地図に含まれるオブジェクトを描画するための描画データとに分割して加工し、地図データ表示部は、シーングラフを参照して表示領域を特定し、特定された表示領域に応じた描画データを読み込み、表示処理を行うように構成したものである。   Similarly, a map display system for displaying a three-dimensional three-dimensional map is disclosed in, for example, the following Patent Document 5 (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-56075). In the map display system disclosed in Patent Document 5, the map data processing unit includes the original 3D map data, scene graph data expressing the data structure of the 3D map in a tree structure, and the 3D map. The map data display unit identifies the display area with reference to the scene graph, reads the drawing data corresponding to the specified display area, and performs display processing. It is configured to do.

この、地図表示システムにおいては、立体的な3次元地図表示を行うため、データ量が多くなる地図情報をDVDやHDDなどの外部記憶装置に記憶するように構成している。   This map display system is configured to store map information having a large amount of data in an external storage device such as a DVD or HDD in order to perform a three-dimensional three-dimensional map display.

特開2001−165681号公報(図1、図2)JP 2001-165681 A (FIGS. 1 and 2) 特開2003−247833号公報(図1、図6)Japanese Patent Laying-Open No. 2003-247833 (FIGS. 1 and 6) 特開2003−232644号公報(図1)Japanese Patent Laying-Open No. 2003-232644 (FIG. 1) 特開特開2001−27535号公報(図1、図4、段落[0054])Japanese Patent Laying-Open No. 2001-27535 (FIG. 1, FIG. 4, paragraph [0054]) 特開2005−56075号公報(図1、図2、図4、段落[0056]〜[0059])JP-A-2005-56075 (FIGS. 1, 2, and 4, paragraphs [0056] to [0059])

ナビゲーションシステムにおいては、地図データに基づいて所望の出発地から目的地までの最適経路を探索し案内経路を特定する。そしてGPS受信機等の測位手段により現在位置を測位し、地図や案内経路を表示する際に現在位置を示す現在位置マークや進行方向を示す方位マークなどを重ね合わせて表示し、利用者に現在位置や進行方向を知らせる。また、案内経路データに交差点などのガイダンスポイントが設定され、そのガイダンスポイントにおけるガイダンスとして音声ガイド(例えば、「この先、300m交差点です。左折して下さい」などの音声メッセージ)のデータが付加されている場合は、スピーカを介して音声メッセージを再生出力してユーザをガイドする。   In the navigation system, an optimum route from a desired departure point to a destination is searched based on map data, and a guidance route is specified. Then, the current position is measured by positioning means such as a GPS receiver, and when displaying a map or a guide route, the current position mark indicating the current position and the direction mark indicating the traveling direction are superimposed and displayed to the user. Inform location and direction of travel. In addition, guidance points such as intersections are set in the guide route data, and voice guidance data (for example, a voice message such as “This is a 300m intersection, please turn left”) is added as guidance at the guidance points. In this case, a voice message is reproduced and output through a speaker to guide the user.

一般に、自動車に搭載され自動車用による移動経路を専用に探索するナビゲーション装置は、プロセッサの演算処理能力も高く地図データや経路探索のための道路データを蓄積する記憶装置の容量も大きい。従って、上記特許文献4のように3次元表示のための大量の地図データを記憶することができ、立体的な表示を行うことができる。   In general, a navigation device mounted on a vehicle and dedicated to search for a moving route for the vehicle has a high processing capacity of a processor and a large capacity of a storage device that accumulates map data and road data for route search. Accordingly, a large amount of map data for three-dimensional display can be stored as in Patent Document 4, and three-dimensional display can be performed.

一方、携帯電話などの携帯端末装置をナビゲーションシステムの端末装置とする通信型のナビゲーションシステムにおいて、端末装置を構成するプロセッサの演算処理能力は車載用のナビゲーション装置のように高くなく、また、記憶装置の記憶容量も小さい。このプロセッサや記憶装置はナビゲーションの機能だけでなく、端末装置が備える他の機能の実行にも用いられる。例えば、携帯電話を端末装置とする場合、プロセッサは本来の携帯電話の機能である通話機能の実行にも使用される。   On the other hand, in a communication-type navigation system in which a mobile terminal device such as a mobile phone is used as a terminal device of the navigation system, the processing capacity of the processor constituting the terminal device is not as high as that of a vehicle-mounted navigation device, and a storage device The storage capacity is small. The processor and the storage device are used not only for the navigation function but also for executing other functions of the terminal device. For example, when a mobile phone is used as a terminal device, the processor is also used to execute a call function that is an original function of the mobile phone.

通信型ナビゲーションシステムにおいても、建物の立体表示を含むリアルな映像表現を要求する声があるが、通信型ナビゲーションの共通の課題として、通信データ量をいかに減らすかという課題がある。従来は端末装置の通信コストに重点が置かれていたが、定額制などの料金プランにより通信データの増大に関するコスト面の課題は解決しつつある。しかし、通信データの量が多いとトラフィック負荷の問題があり、利用者が増えればさらに深刻な問題となる。   Even in the communication type navigation system, there is a voice requesting a realistic video expression including a three-dimensional display of a building. However, as a common problem of the communication type navigation, there is a problem of how to reduce the amount of communication data. Conventionally, emphasis has been placed on communication costs of terminal devices, but cost issues related to the increase in communication data are being solved by rate plans such as a flat rate system. However, if the amount of communication data is large, there is a problem of traffic load, and if the number of users increases, it becomes a more serious problem.

しかしながら、地図を3次元的に立体表示する場合、平面地図に比べ圧倒的にデータ量が多くなるという問題点があり、通信トラフィックが増大し、サーバが過大になるという問題が生じる。例えば、建物を単純な直方体として3次元ポリゴンを用意するとしても、少なくとも平面ポリゴンに比べて6倍(6面)のデータ量になり、さらに壁面の描画にテクスチャを貼るなどすれば、データ量は格段に増加する。これは通信データ量の抑制に逆行する問題であり、通信型ナビゲーションで立体表示を行う障害になっている。   However, when a map is three-dimensionally displayed, there is a problem that the amount of data is overwhelmingly larger than that of a flat map, which causes a problem that communication traffic increases and the server becomes excessive. For example, even if a 3D polygon is prepared using a building as a simple rectangular parallelepiped, the data amount is at least 6 times (six sides) compared to a plane polygon, and if the texture is attached to the drawing of the wall surface, the data amount is Increase significantly. This is a problem that goes against the suppression of the amount of communication data, and is an obstacle to stereoscopic display in communication navigation.

本願の発明者は上記の問題点を解消すべく種々検討を重ねた結果、端末装置が建物を含む地図を3次元的に立体表示する場合、3次元ポリゴンデータは、建物などのオブジェクトを構成する各面のデータから構成されていることに着目し、端末装置の視点(利用者の位置)から見ることのできる面のポリゴンデータさえあれば、端末側で立体表示が可能であることに想到して本発明を完成するに至ったものである。   The inventor of the present application has conducted various studies to solve the above problems, and as a result, when the terminal device displays a three-dimensional map of a building including a building, the three-dimensional polygon data constitutes an object such as a building. Focusing on the fact that it is composed of data on each surface, we came up with the idea that stereoscopic display is possible on the terminal side as long as there is polygon data on the surface that can be viewed from the viewpoint (position of the user) of the terminal device. Thus, the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、上記の問題点を解消することを課題とし、端末装置と経路探索サーバとからなる通信型のナビゲーションシステムにおいて、地図を3次元的に立体表示するに際して、経路探索サーバから、表示に必要なポリゴンデータのみを配信して、通信データ量を抑制することが可能なナビゲーションシステム、経路探索サーバ、端末装置および地図表示方法を提供することを目的とするものである。   That is, the present invention aims to solve the above-mentioned problems, and in a communication-type navigation system including a terminal device and a route search server, when displaying a map three-dimensionally, from the route search server, An object of the present invention is to provide a navigation system, a route search server, a terminal device, and a map display method capable of distributing only polygon data necessary for display and suppressing the amount of communication data.

前記課題を解決するために、本願の請求項1にかかる発明は、
3次元の地図を表示する表示手段と、3次元表示のために各オブジェクトを、当該オブジェクトを構成する面ごとのポリゴンデータとして蓄積したポリゴンデータベースと、視点位置から見える各オブジェクトの面を選択するポリゴン選択手段と、視点位置を設定する視点位置設定手段と、経路探索のための探索用ネットワークデータと、経路探索手段と、を備えたナビゲーションシステムであって、
前記視点位置設定手段は、前記経路探索手段が探索した案内経路の所定の位置を視点位置とし、前記視点位置設定手段が設定した視点位置に基づいて、前記ポリゴン選択手段は、当該視点位置から所定の範囲内のポリゴンデータを対象に当該視点位置から見える各オブジェクトの面を選択し、該選択した面を、当該視点位置が設定されたリンクと関連付けて前記ポリゴンデータベースに蓄積し、案内経路探索手段が探索した案内経路を構成する各リンクに基づいて、当該リンクに関連付けられた面のポリゴンデータを前記ポリゴンデータベースから読み出し、前記表示手段は前記ポリゴンデータベースから読み出した面のポリゴンデータに基づいて地図を3次元表示することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 of the present application is
Display means for displaying a three-dimensional map, a polygon database storing each object as polygon data for each surface constituting the object, and a polygon for selecting the surface of each object visible from the viewpoint position A navigation system comprising selection means, viewpoint position setting means for setting a viewpoint position , search network data for route search, and route search means ,
The viewpoint position setting means sets a predetermined position on the guide route searched by the route search means as a viewpoint position, and based on the viewpoint position set by the viewpoint position setting means, the polygon selection means determines a predetermined position from the viewpoint position. A plane of each object that can be seen from the viewpoint position with respect to polygon data within the range, and the selected plane is stored in the polygon database in association with a link in which the viewpoint position is set, and guide route search means The polygon data of the surface associated with the link is read from the polygon database on the basis of each link constituting the guide route searched for, and the display means displays a map based on the polygon data of the surface read from the polygon database. It is characterized by three-dimensional display.

本願の請求項2にかかる発明は、請求項1にかかる発明において、
前記面ごとのポリゴンデータは、それぞれその表面方向を示す法線ベクトルを含み、前記ポリゴン選択手段は、前記視点位置から前記オブジェクトの各面を見込むベクトルを生成し、当該ベクトルと前記法線ベクトルとがなす角度を算出し、算出した角度が90°以下の面を選択することを特徴とする。
The invention according to claim 2 of the present application is the invention according to claim 1,
The polygon data for each surface includes a normal vector indicating the surface direction, and the polygon selection unit generates a vector for viewing each surface of the object from the viewpoint position, and the vector, the normal vector, Is calculated, and a surface having the calculated angle of 90 ° or less is selected.

本願の請求項にかかる発明は、請求項にかかる発明において、
前記視点位置設定手段は、前記経路探索手段が探索した案内経路を構成する各リンクの少なくとも両端の位置を視点位置とすることを特徴とする。
The invention according to claim 3 of the present application is the invention according to claim 1 ,
The viewpoint position setting means sets the positions of at least both ends of each link constituting the guide route searched by the route search means as viewpoint positions.

本願の請求項にかかる発明は、請求項にかかる発明において、
前記ポリゴン選択手段は、前記視点位置設定手段が案内経路上に設定した視点位置から前記オブジェクトの各面を見込むベクトルを生成し、当該ベクトルと前記視点位置における案内経路のリンクとのなす角度が所定値以下の場合に、前記オブジェクトの各面を見込むベクトルと前記法線ベクトルとがなす角度を算出し、算出した角度が90°以下の面を選択することを特徴とする。
The invention according to claim 4 of the present application is the invention according to claim 3 ,
The polygon selecting unit generates a vector for viewing each surface of the object from the viewpoint position set on the guide route by the viewpoint position setting unit, and an angle formed between the vector and the link of the guide route at the viewpoint position is predetermined. When the angle is equal to or smaller than the value, an angle formed by a vector that anticipates each surface of the object and the normal vector is calculated, and a surface having the calculated angle of 90 ° or less is selected.

また、本願の請求項にかかる発明は、
経路探索サーバから配信されるポリゴンデータに基づいて3次元の地図を表示する表示手段を有する端末装置とネットワークを介して接続される経路探索サーバであって、
前記経路探索サーバは、3次元表示のために各オブジェクトを、当該オブジェクトを構成する面ごとのポリゴンデータとして蓄積したポリゴンデータベースと、視点位置から見える各オブジェクトの面を選択するポリゴン選択手段と、視点位置を設定する視点位置設定手段と、経路探索のための探索用ネットワークデータと、経路探索手段と、を備え、
前記視点位置設定手段は、前記経路探索手段が探索した案内経路の所定の位置を視点位置とし、前記視点位置設定手段が設定した視点位置に基づいて、前記ポリゴン選択手段は、当該視点位置から所定の範囲内のポリゴンデータを対象に当該視点位置から見える各オブジェクトの面を選択し、該選択した面を、当該視点位置が設定されたリンクと関連付けて前記ポリゴンデータベースに蓄積し、案内経路探索手段が探索した案内経路を構成する各リンクに基づいて、当該リンクに関連付けられた面のポリゴンデータを前記ポリゴンデータベースから読み出し、前記ポリゴン選択手段が選択した面のポリゴンデータを3次元地図表示データとして前記端末装置に配信することを特徴とする。
The invention according to claim 5 of the present application is
A route search server connected via a network to a terminal device having a display means for displaying a three-dimensional map based on polygon data distributed from the route search server,
The path search server includes a polygon database that stores each object as polygon data for each surface constituting the object, a polygon selection unit that selects a surface of each object visible from the viewpoint position, and a viewpoint. Viewpoint position setting means for setting a position , network data for search for route search, and route search means ,
The viewpoint position setting means sets a predetermined position on the guide route searched by the route search means as a viewpoint position, and based on the viewpoint position set by the viewpoint position setting means, the polygon selection means determines a predetermined position from the viewpoint position. A plane of each object that can be seen from the viewpoint position with respect to polygon data within the range, and the selected plane is stored in the polygon database in association with a link in which the viewpoint position is set, and guide route search means The polygon data of the surface associated with the link is read from the polygon database based on each link constituting the guide route searched by the polygon, and the polygon data of the surface selected by the polygon selecting means is used as the three-dimensional map display data. It is distributed to a terminal device.

本願の請求項にかかる発明は、請求項にかかる発明において、
前記面ごとのポリゴンデータは、それぞれその表面方向を示す法線ベクトルを含み、前記ポリゴン選択手段は、前記視点位置から前記オブジェクトの各面を見込むベクトルを生成し、当該ベクトルと前記法線ベクトルとがなす角度を算出し、算出した角度が90°以下の面を選択することを特徴とする。
The invention according to claim 6 of the present application is the invention according to claim 5 ,
The polygon data for each surface includes a normal vector indicating the surface direction, and the polygon selection unit generates a vector for viewing each surface of the object from the viewpoint position, and the vector, the normal vector, Is calculated, and a surface having the calculated angle of 90 ° or less is selected.

本願の請求項にかかる発明は、請求項にかかる発明において、
前記視点位置設定手段は、前記経路探索手段が探索した案内経路を構成する各リンクの少なくとも両端の位置を視点位置とすることを特徴とする。
The invention according to claim 7 of the present application is the invention according to claim 5 ,
The viewpoint position setting means sets the positions of at least both ends of each link constituting the guide route searched by the route search means as viewpoint positions.

本願の請求項にかかる発明は、請求項にかかる発明において、
前記ポリゴン選択手段は、前記視点位置設定手段が案内経路上に設定した視点位置から前記オブジェクトの各面を見込むベクトルを生成し、当該ベクトルと前記視点位置における案内経路のリンクとのなす角度が所定値以下の場合に、前記オブジェクトの各面を見込むベクトルと前記法線ベクトルとがなす角度を算出し、算出した角度が90°以下の面を選択することを特徴とする。
The invention according to claim 8 of the present application is the invention according to claim 7 ,
The polygon selecting unit generates a vector for viewing each surface of the object from the viewpoint position set on the guide route by the viewpoint position setting unit, and an angle formed between the vector and the link of the guide route at the viewpoint position is predetermined. When the angle is equal to or smaller than the value, an angle formed by a vector that anticipates each surface of the object and the normal vector is calculated, and a surface having the calculated angle of 90 ° or less is selected.

また、本願の請求項にかかる発明は、
3次元表示のために各オブジェクトを、当該オブジェクトを構成する面ごとのポリゴンデータとして蓄積したポリゴンデータベースと、視点位置から見える各オブジェクトの面を選択するポリゴン選択手段と、視点位置を設定する視点位置設定手段と、経路探索のための探索用ネットワークデータと、経路探索手段と、を備え、前記視点位置設定手段は、前記経路探索手段が探索した案内経路の所定の位置を視点位置とし、前記視点位置設定手段が設定した視点位置に基づいて、前記ポリゴン選択手段は、当該視点位置から所定の範囲内のポリゴンデータを対象に当該視点位置から見える各オブジェクト面を選択し、該選択した面を、当該視点位置が設定されたリンクと関連付けて前記ポリゴンデータベースに蓄積し、案内経路探索手段が探索した案内経路を構成する各リンクに基づいて、当該リンクに関連付けられた面のポリゴンデータを前記ポリゴンデータベースから読み出し、選択した面のポリゴンデータを配信する経路探索サーバにネットワークを介して接続される端末装置であって、
前記端末装置は前記経路探索サーバから受信したポリゴンデータに基づいて地図を3次元表示する表示手段と、視点位置を検出する視点位置検出手段と、を備え、前記視点位置検出手段が検出した視点位置情報を前記経路探索サーバに送信し、前記経路探索サーバから受信した面のポリゴンデータに基づいて前記表示手段に地図を3次元表示することを特徴とする。
The invention according to claim 9 of the present application is
A polygon database in which each object is stored as polygon data for each surface constituting the object for 3D display, polygon selection means for selecting the surface of each object visible from the viewpoint position, and a viewpoint position for setting the viewpoint position Setting means, search network data for route search, and route search means , wherein the viewpoint position setting means uses a predetermined position of the guide route searched by the route search means as a viewpoint position, and the viewpoint Based on the viewpoint position set by the position setting means, the polygon selection means selects each object surface visible from the viewpoint position for polygon data within a predetermined range from the viewpoint position, and the selected surface is It is stored in the polygon database in association with the link where the viewpoint position is set, and the guide route search means searches for it. Terminals based on each link, reads the polygon data of the surface associated with the link from the polygon database are connected via a network to a route search server for distributing polygon data of the selected surfaces constituting the the guide route A device,
Is the terminal device and display means for displaying three-dimensional map based on the polygon data received from the route search server, a viewpoint detector for detecting a viewpoint position, with a view point position where the viewpoint position detecting means detects Information is transmitted to the route search server, and the map is three-dimensionally displayed on the display means based on the polygon data of the surface received from the route search server.

また、本願の請求項10にかかる発明は、
3次元の地図を表示する表示手段と、3次元表示のために各オブジェクトを、当該オブジェクトを構成する面ごとのポリゴンデータとして蓄積したポリゴンデータベースと、視点位置から見える各オブジェクトの面を選択するポリゴン選択手段と、視点位置を設定する視点位置設定手段と、経路探索のための探索用ネットワークデータと、経路探索手段と、を備えたナビゲーションシステムにおける地図表示方法であって、
前記地図表示方法は、
前記視点位置設定手段が、前記経路探索手段が探索した案内経路の所定の位置を視点位置とするステップと、前記視点位置設定手段が設定した視点位置に基づいて、前記ポリゴン選択手段が当該視点位置から所定の範囲内のポリゴンデータを対象に当該視点位置から見える各オブジェクトの面を選択するステップと、該選択した面を、当該視点位置が設定されたリンクと関連付けて前記ポリゴンデータベースに蓄積するステップと、案内経路探索手段が探索した案内経路を構成する各リンクに基づいて、当該リンクに関連付けられた面のポリゴンデータを前記ポリゴンデータベースから読み出すステップと、前記表示手段が、前記ポリゴンデータベースから読み出した面のポリゴンデータに基づいて地図を3次元表示するステップと、を有することを特徴とする。
The invention according to claim 10 of the present application is
Display means for displaying a three-dimensional map, a polygon database storing each object as polygon data for each surface constituting the object, and a polygon for selecting the surface of each object visible from the viewpoint position A map display method in a navigation system comprising: selection means; viewpoint position setting means for setting a viewpoint position ; search network data for route search; and route search means ,
The map display method is:
The viewpoint position setting means sets the viewpoint position to a predetermined position of the guide route searched by the route search means, and the polygon selection means sets the viewpoint position based on the viewpoint position set by the viewpoint position setting means. Selecting a surface of each object that can be seen from the viewpoint position for polygon data within a predetermined range, and storing the selected surface in the polygon database in association with a link in which the viewpoint position is set Reading the polygon data of the surface associated with the link from the polygon database based on each link constituting the guide route searched by the guide route searching means, and the display means reading from the polygon database. Yusuke and displaying three-dimensional map based on the polygon data of the surface, the It is characterized in.

本願の請求項11にかかる発明は、請求項10にかかる発明において、
前記面ごとのポリゴンデータは、それぞれその表面方向を示す法線ベクトルを含み、前記第1のステップは、前記ポリゴン選択手段が前記視点位置から前記オブジェクトの各面を見込むベクトルを生成し、当該ベクトルと前記法線ベクトルとがなす角度を算出し、算出した角度が90°以下の面を選択する処理を含むことを特徴とする。
The invention according to claim 11 of the present application is the invention according to claim 10 ,
The polygon data for each surface includes a normal vector indicating the surface direction, and the first step generates a vector for the polygon selection means to predict each surface of the object from the viewpoint position. And the normal vector, and a process of selecting a surface having the calculated angle of 90 ° or less is included.

本願の請求項12にかかる発明は、請求項10にかかる発明において、
前記視点位置設定手段が、前記経路探索手段が探索した案内経路の所定の位置を視点位置とするステップは、前記視点位置設定手段が、前記経路探索手段が探索した案内経路を構成する各リンクの少なくとも両端の位置を視点位置とする処理を含むことを特徴とする。
The invention according to claim 12 of the present application is the invention according to claim 10 ,
The step in which the viewpoint position setting means sets the predetermined position of the guide route searched by the route search means as the viewpoint position includes the step of setting the viewpoint position of each link constituting the guide route searched by the route search means. It includes a process of setting at least the positions of both ends as viewpoint positions.

本願の請求項13にかかる発明は、請求項12にかかる発明において、
前記第1のステップは、前記ポリゴン選択手段が、前記視点位置設定手段が案内経路上に設定した視点位置から前記オブジェクトの各面を見込むベクトルを生成し、当該ベクトルと前記視点位置における案内経路のリンクとのなす角度が所定値以下の場合に、前記オブジェクトの各面を見込むベクトルと前記法線ベクトルとがなす角度を算出し、算出した角度が90°以下の面を選択する処理を含むことを特徴とする。
The invention according to claim 13 of the present application is the invention according to claim 12 ,
In the first step, the polygon selection unit generates a vector for viewing each surface of the object from the viewpoint position set on the guidance route by the viewpoint position setting unit, and the vector and the guidance route at the viewpoint position are generated. Including a process of calculating an angle formed between a vector that anticipates each surface of the object and the normal vector when an angle formed with the link is equal to or less than a predetermined value, and selecting a surface with the calculated angle of 90 ° or less. It is characterized by.

請求項1にかかる発明においては、ナビゲーションシステムは、3次元の地図を表示する表示手段と、3次元表示のために各オブジェクトを、当該オブジェクトを構成する面ごとのポリゴンデータとして蓄積したポリゴンデータベースと、視点位置から見える各オブジェクトの面を選択するポリゴン選択手段と、視点位置を設定する視点位置設定手段と、経路探索のための探索用ネットワークデータと、経路探索手段と、を備えて構成されている。視点位置設定手段は、前記経路探索手段が探索した案内経路の所定の位置を視点位置とし、視点位置設定手段が設定した視点位置に基づいて、ポリゴン選択手段は、当該視点位置から所定の範囲内のポリゴンデータを対象に当該視点位置から見える各オブジェクトの面を選択し、該選択した面を、当該視点位置が設定されたリンクと関連付けて前記ポリゴンデータベースに蓄積し、案内経路探索手段が探索した案内経路を構成する各リンクに基づいて、当該リンクに関連付けられた面のポリゴンデータを前記ポリゴンデータベースから読み出し、表示手段はポリゴンデータベースから読み出した面のポリゴンデータに基づいて地図を3次元表示する。 In the invention according to claim 1, the navigation system includes display means for displaying a three-dimensional map, a polygon database storing each object as polygon data for each surface constituting the object for the three-dimensional display, A polygon selection means for selecting the surface of each object visible from the viewpoint position, a viewpoint position setting means for setting the viewpoint position , search network data for route search, and a route search means. Yes. The viewpoint position setting means sets a predetermined position on the guide route searched by the route search means as a viewpoint position, and based on the viewpoint position set by the viewpoint position setting means, the polygon selection means is within a predetermined range from the viewpoint position. The surface of each object that can be seen from the viewpoint position is selected for the polygon data of the object, the selected surface is stored in the polygon database in association with the link for which the viewpoint position is set, and searched by the guide route search means Based on each link constituting the guide route, the polygon data of the surface associated with the link is read from the polygon database, and the display means displays the map three-dimensionally based on the polygon data of the surface read from the polygon database .

このような構成によれば、目的地までの経路探索を行い、経路探索の結果得られた案内経路において、視点位置を設定して、視点位置から見えるオブジェクトの面選択し、この面のポリゴンデータに基づいて地図を3次元表示することができるから、表示手段と表示データを配信する手段との間の通信データ量を抑制することができるようになる。また、案内経路のリンクとリンクに設定された視点位置から見える各オブジェトクの面が関連付けてポリゴンゲータベースに蓄積されているから、経路探索の都度、視点位置設定手段が視点位置を設定したり、ポリゴン選択手段が演算したりする必要をなくすことができ、ナビゲーションシステムの処理能力を向上することができるようになる。 According to such a configuration, a route search to the destination is performed, a viewpoint position is set in the guide route obtained as a result of the route search, an object surface visible from the viewpoint position is selected, and a polygon on this surface is selected. Since the map can be three-dimensionally displayed based on the data, the amount of communication data between the display means and the means for distributing the display data can be suppressed. In addition, since the link of the guide route and the surface of each object visible from the viewpoint position set to the link are associated and accumulated in the polygon gater base, the viewpoint position setting means sets the viewpoint position each time the route is searched. Further, it is possible to eliminate the need for the polygon selection means to calculate, and the processing capacity of the navigation system can be improved.

請求項2にかかる発明においては、請求項1にかかる発明において、面ごとのポリゴンデータは、それぞれその表面方向を示す法線ベクトルを含み、前記ポリゴン選択手段は、前記視点位置から前記オブジェクトの各面を見込むベクトルを生成し、当該ベクトルと前記法線ベクトルとがなす角度を算出し、算出した角度が90°以下の面を選択する。   In the invention according to claim 2, in the invention according to claim 1, the polygon data for each surface includes a normal vector indicating the surface direction, and the polygon selection means A vector for generating a surface is generated, an angle formed by the vector and the normal vector is calculated, and a surface having the calculated angle of 90 ° or less is selected.

このような構成によれば、視点位置から見えるオブジェクトの面のみを容易に選択することができ、この面のポリゴンデータに基づいて地図を3次元表示することができるようになる。   According to such a configuration, only the surface of the object visible from the viewpoint position can be easily selected, and the map can be three-dimensionally displayed based on the polygon data of this surface.

請求項にかかる発明においては、請求項にかかる発明において、視点位置設定手段は、前記経路探索手段が探索した案内経路を構成する各リンクの少なくとも両端の位置を視点位置とする。 In the invention according to claim 3 , in the invention according to claim 1 , the viewpoint position setting means sets the positions of at least both ends of each link constituting the guide route searched by the route search means as the viewpoint positions.

このような構成によれば、案内経路の各リンクに視点を設定して、視点位置から見えるオブジェクトの面のみ選択し、この面のポリゴンデータに基づいて案内経路に沿った地図を3次元表示することができるようになる。   According to such a configuration, a viewpoint is set for each link of the guide route, only the surface of the object visible from the viewpoint position is selected, and a map along the guide route is three-dimensionally displayed based on the polygon data of this surface. Will be able to.

請求項にかかる発明においては、請求項にかかる発明において、ポリゴン選択手段は、前記視点位置設定手段が案内経路上に設定した視点位置から前記オブジェクトの各面を見込むベクトルを生成し、当該ベクトルと前記視点位置における案内経路のリンクとのなす角度が所定値以下の場合に、前記オブジェクトの各面を見込むベクトルと前記法線ベクトルとがなす角度を算出し、算出した角度が90°以下の面を選択する。 In the invention according to claim 4 , in the invention according to claim 3 , the polygon selection unit generates a vector for predicting each surface of the object from the viewpoint position set on the guide route by the viewpoint position setting unit, When the angle formed between the vector and the guide route link at the viewpoint position is less than or equal to a predetermined value, the angle formed between the vector that looks into each surface of the object and the normal vector is calculated, and the calculated angle is 90 ° or less. Select the face.

このような構成によれば、ポリゴン選択手段は、視点位置から前記オブジェクトの各面を見込むベクトルを生成し、当該ベクトルと前記視点位置における案内経路のリンクとのなす角度が所定値以下の場合に、オブジェクトの各面を見込むベクトルと前記法線ベクトルとがなす角度を算出するから、ポリゴン選択手段における演算処理の頻度を少なくすることができるようになる。   According to such a configuration, the polygon selection unit generates a vector for estimating each surface of the object from the viewpoint position, and the angle formed by the vector and the guide route link at the viewpoint position is equal to or smaller than a predetermined value. Since the angle formed by the normal vector and the vector that anticipates each surface of the object is calculated, the frequency of the arithmetic processing in the polygon selection means can be reduced.

請求項ないし請求項にかかる発明においては、それぞれ請求項1〜請求項にかかるナビゲーションシステムを構成する経路探索サーバを提供することができるようになり、請求項にかかる発明においては請求項1にかかる端末装置を提供することができるようになる。また、請求項10ないし請求項13にかかる発明においては、それぞれ請求項1ないし請求項にかかるナビゲーションシステムにおける地図表示方法を提供することきができるようになる。

In the invention according to claims 5 to 8 , it is possible to provide a route search server constituting the navigation system according to claims 1 to 4 , respectively. In the invention according to claim 9 , the invention is claimed. The terminal device according to item 1 can be provided. In the inventions according to claims 10 to 13 , it is possible to provide a map display method in the navigation system according to claims 1 to 4 , respectively.

以下、本発明の具体例を実施例及び図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の実施例においては、携帯電話を端末装置とし、地図等を2次元表示あるいは鳥瞰図を表示する表示モードと3次元表示する表示モードを選択的に使用することができるナビゲーションシステムを具体例として説明するが、本発明はこのような実施例に限ることなく、端末装置は車載型の端末装置のような移動端末であってもよい。本明細書においては、移動端末を含めて端末装置と総称する。   Hereinafter, specific examples of the present invention will be described in detail with reference to examples and drawings. In the following embodiments, a specific example is a navigation system that uses a mobile phone as a terminal device and can selectively use a display mode for displaying a map or the like in a two-dimensional display or a bird's eye view and a display mode in a three-dimensional display. However, the present invention is not limited to such an embodiment, and the terminal device may be a mobile terminal such as a vehicle-mounted terminal device. In this specification, the term “terminal device” including a mobile terminal is generically referred to.

図1は、本発明の実施例にかかるナビゲーションシステムの構成を示すブロック図である。ナビゲーションシステム10は、図1に示すようにインターネットなどのネットワーク12を介して接続される端末装置20と経路探索サーバ30を備えて構成されている。経路探索サーバ30は、経路探索手段316、探索用ネットワークデータ317、地図データを蓄積した地図データベース315、道路や建物の3次元ポリゴンを蓄積したポリゴンデータベース318を備えている。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a navigation system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the navigation system 10 includes a terminal device 20 and a route search server 30 connected via a network 12 such as the Internet. The route search server 30 includes route search means 316, search network data 317, a map database 315 storing map data, and a polygon database 318 storing three-dimensional polygons of roads and buildings.

端末装置20から現在位置、目的地、移動手段(自動車、徒歩、交通機関あるいは徒歩と交通機関併用など)などの経路探索条件を含む経路探索要求があると、探索用ネットワークデータ317を参照して経路探索条件に合致した最短の案内経路あるいは経路長順に複数の案内経路を探索する。探索の結果得られた案内経路のデータは、地図データベース315から選択した現在位置を含む複数の単位地図データ(緯度・経度で所定の大きさのエリアに区分された地図データ)やポリゴンデータベース318から選択した前記単位地図データ上の道路や建物の3次元ポリゴンのデータとともに端末装置20に配信される。   If there is a route search request from the terminal device 20 including a route search condition such as the current position, destination, moving means (automobile, walking, transportation or combined use of walking and transportation), the search network data 317 is referred to. A plurality of guide routes are searched in order of the shortest guide route or route length that matches the route search condition. Guide route data obtained as a result of the search is obtained from a plurality of unit map data (map data divided into areas of a predetermined size by latitude and longitude) including the current position selected from the map database 315 and from the polygon database 318. The data is distributed to the terminal device 20 together with the three-dimensional polygon data of the roads and buildings on the selected unit map data.

探索用ネットワークデータ317は、道路ネットワークデータ317A、交通ネットワークデータ317Bを備えており、徒歩や自動車あるいは交通機関を利用した経路を探索することができる。道路ネットワークデータ317A、交通ネットワークデータ317Bは、ノードの高度情報を持たない通常の平面地図に基づくネットワークデータである。従って、経路探索手段316によって探索された案内経路のデータは平面的な経路のデータであって、高度情報を持たない。   The search network data 317 includes road network data 317A and traffic network data 317B, and can search for routes using walking, automobiles, or transportation. The road network data 317A and the traffic network data 317B are network data based on a normal plane map having no node altitude information. Therefore, the guidance route data searched by the route search means 316 is planar route data and does not have altitude information.

端末装置20は、経路探索サーバ30から目的地までの案内経路を受信すると、表示手段に現在位置付近の地図を表示する。表示手段に表示される地図画像には、案内経路と現在位置を示す現在位置マークとが重ね合わせて表示される。一般的には現在位置マークを表示画面の中央にして、所定の大きさの単位地図が表示される。3次元の立体的な地図表示を行う場合は、経路探索サーバ30から現在位置周辺の道路、建物の3次元ポリゴンデータを受信して表示する。   When receiving the guidance route from the route search server 30 to the destination, the terminal device 20 displays a map near the current position on the display means. On the map image displayed on the display means, a guidance route and a current position mark indicating the current position are displayed superimposed. In general, a unit map of a predetermined size is displayed with the current position mark at the center of the display screen. When three-dimensional stereoscopic map display is performed, three-dimensional polygon data of roads and buildings around the current position are received from the route search server 30 and displayed.

3次元ポリゴンデータは、後述するように建物などのオブジェクトを構成する各面のデータからなる。本発明においては、端末装置20は視点位置検出手段により端末装置20における視点位置、視線の方向などを含む視点位置情報を経路探索サーバ30に送信する。経路探索サーバ30は端末装置20から受信した視点位置情報に基づいて、後述する方法により、端末装置20から見える面に該当するポリゴンデータのみを選択して端末装置に配信する。   As will be described later, the three-dimensional polygon data is data of each surface constituting an object such as a building. In the present invention, the terminal device 20 transmits viewpoint position information including the viewpoint position in the terminal device 20 and the direction of the line of sight to the route search server 30 by the viewpoint position detection means. Based on the viewpoint position information received from the terminal device 20, the route search server 30 selects only polygon data corresponding to the surface visible from the terminal device 20 and distributes it to the terminal device by a method described later.

端末装置20は経路探索サーバから受信した3次元ポリゴンデータに基づいて、3次元の地図、建物の画像を表示手段に表示する。この結果、経路探索サーバ30と端末装置20との間で送受信されるポリゴンデータは、端末装置20の視点位置に従って、当該視点位置から見ることのできる面のポリゴンデータのみとなるので、必要最小限度のデータ量で済ませることができるようになる。   The terminal device 20 displays a three-dimensional map and a building image on the display unit based on the three-dimensional polygon data received from the route search server. As a result, the polygon data transmitted / received between the route search server 30 and the terminal device 20 is only the polygon data of the surface that can be viewed from the viewpoint position according to the viewpoint position of the terminal device 20, so It will be possible to do with the amount of data.

経路探索サーバ30はまた、制御手段311、通信手段312、配信データ編集手段313、案内経路データ作成手段314、ポリゴン選択手段319、視点位置設定手段320を備えている。制御手段311は、図示してはいないがRAM、ROM、プロセッサを有するマイクロプロセッサであり、ROMに格納された制御プログラムにより各部の動作を制御する。通信手段312は、ネットワーク12を介して端末装置20と通信するためのインターフェースである。案内経路データ作成手段314は前述のようにして探索された案内経路のデータや地図データ、ガイダンスポイント、ガイダンスポイントにおけるガイダンスのデータなどを作成し、配信データ編集手段313が案内経路などのデータを端末装置20に配信するためのデータに編集する。   The route search server 30 also includes control means 311, communication means 312, distribution data editing means 313, guide route data creation means 314, polygon selection means 319, and viewpoint position setting means 320. Although not shown, the control unit 311 is a microprocessor having a RAM, a ROM, and a processor, and controls the operation of each unit by a control program stored in the ROM. The communication unit 312 is an interface for communicating with the terminal device 20 via the network 12. The guide route data creation means 314 creates guide route data, map data, guidance points, guidance data at guidance points, and the like searched as described above, and the distribution data editing means 313 stores the data such as the guide routes. Edit the data to be distributed to the device 20.

ポリゴン選択手段319は、端末装置20から受信した視点位置情報または視点位置設定手段320が設定した所定の視点位置の情報に基づいてポリゴンデータベース318に蓄積された3次元ポリゴンデータから、後述する方法により、端末装置20から見える面に該当するポリゴンデータのみを選択して端末装置に配信する。   The polygon selection means 319 uses the viewpoint position information received from the terminal device 20 or the information on the predetermined viewpoint position set by the viewpoint position setting means 320 based on the three-dimensional polygon data stored in the polygon database 318 by a method described later. Then, only polygon data corresponding to the surface visible from the terminal device 20 is selected and distributed to the terminal device.

道路ネットワークデータ317Aは以下のように構成されている。例えば、道路が図2に示すように道路A、B、Cからなる場合、道路A、B、Cの端点、交差点、屈曲点などをノードとし、各ノード間を結ぶ道路を有向性のリンクで表し、ノードデータ(ノードの緯度・経度)、リンクデータ(リンク番号)と各リンクのリンクコスト(リンクの距離またはリンクを走行するのに必要な所要時間)をデータとしたリンクコストデータとで構成される。   The road network data 317A is configured as follows. For example, when the road is composed of roads A, B, and C as shown in FIG. 2, the end points, intersections, and inflection points of the roads A, B, and C are used as nodes, and the roads connecting the nodes are directed links. Link cost data with node data (node latitude / longitude), link data (link number) and link cost of each link (link distance or time required to travel the link) as data Composed.

すなわち、図2において、Nn(○印)、Nm(◎印)がノードを示し、Nm(◎印)は道路の交差点を示している。各ノード間を結ぶ有向性のリンクを矢印線(実線、点線、2点鎖線)で示している。リンクは、道路の上り、下りそれぞれの方向を向いたリンクが存在するが、図2では図示を簡略化するため矢印の向きのリンクのみを図示している。   That is, in FIG. 2, Nn (◯ mark) and Nm (◎ mark) indicate nodes, and Nm (◎ mark) indicates a road intersection. Directional links connecting the nodes are indicated by arrow lines (solid line, dotted line, two-dot chain line). As for the links, there are links facing in the upward and downward directions of the road, but in FIG. 2, only the links in the direction of the arrows are shown for the sake of simplicity.

このような道路ネットワークのデータを経路探索用のデータベースとして経路探索を行う場合、出発地のノードから目的地のノードまで連結されたリンクをたどりそのリンクコストを累積し、累積リンクコストの最少になる経路を探索して案内する。すなわち、図2において出発地をノードAX、目的地をノードCYとして経路探索を行う場合、ノードAXから道路Aを走行して2つ目の交差点で右折して道路Cに入りノードCYにいたるリンクを順次たどりリンクコストを累積し、リンクコストの累積値が最少になる経路を探索して案内する。   When route search is performed using such road network data as a route search database, links linked from the starting node to the destination node are traced to accumulate the link cost, thereby minimizing the accumulated link cost. Search and guide the route. That is, in FIG. 2, when a route search is performed with the departure point as the node AX and the destination as the node CY, the road travels from the node AX to the road A, turns right at the second intersection, enters the road C, and reaches the node CY. The link cost is accumulated sequentially, and a route that minimizes the accumulated link cost is searched for and guided.

図2ではノードAXからノードCYに至る他の経路は図示されていないが、実際にはそのような経路が他にも存在するため、ノードAXからノードCYに至ることが可能な複数の経路を同様にして探索し、それらの経路のうちリンクコストが最少になる経路を最適経路として決定するものである。この手法は、例えば、ダイクストラ法と呼ばれる周知の手法によって行われる。   Although other routes from the node AX to the node CY are not shown in FIG. 2, there are actually other such routes, so that a plurality of routes that can be reached from the node AX to the node CY are displayed. A search is performed in the same manner, and a route with the lowest link cost is determined as the optimum route. This method is performed by, for example, a known method called the Dijkstra method.

交通ネットワークデータ317Bのデータも基本的には道路ネットワークデータと同様であるが、路線を運行する電車のそれぞれが各駅間のリンク(各駅がノード、駅間を結ぶリンク)を構成するものとしてネットワークデータが作成されている。従って案内経路はリンクである電車を特定したものとなる。このような交通ネットワークデータを用いて、ある出発地からある目的地までの経路を探索するためには、出発地から目的地まで到達する際に使用(乗車)できる全ての交通手段を探索して探索条件に合致する交通手段を特定して案内経路が特定される。   The data of the traffic network data 317B is basically the same as the road network data, but the network data assumes that each train operating on the route constitutes a link between stations (a link between each station is a node and a station). Has been created. Therefore, the guide route is a link specifying a train that is a link. In order to search for a route from a certain departure point to a certain destination using such traffic network data, all the means of transportation that can be used (ride) when arriving from the departure point to the destination are searched. A guide route is specified by specifying a means of transportation that matches the search conditions.

一方、端末装置20は、例えばGPS受信機などからなるGPS測位手段212を搭載した携帯電話機であり、制御手段211、GPS測位手段212、表示モード制御手段213、視点位置検出手段214、2次元表示制御手段215、3次元表示制御手段216、通信手段217、配信要求編集手段218、配信データ記憶手段219、VRAM220、表示手段221、操作・入力手段222などを備えて構成されている。利用者は、徒歩あるいは交通機関を移動手段として選択し、徒歩や交通機関を利用した経路案内を受けることができ、また、自動車の助手席に同乗した時には移動手段として自動車を選択して経路案内を受けることができる。   On the other hand, the terminal device 20 is a mobile phone equipped with a GPS positioning unit 212 such as a GPS receiver, and includes a control unit 211, a GPS positioning unit 212, a display mode control unit 213, a viewpoint position detection unit 214, and a two-dimensional display. A control unit 215, a three-dimensional display control unit 216, a communication unit 217, a distribution request editing unit 218, a distribution data storage unit 219, a VRAM 220, a display unit 221, an operation / input unit 222, and the like are configured. Users can select walking or transportation as a means of transportation and receive route guidance using walking or transportation, and when they are in the passenger seat of a car, they can select a car as the means of transportation and get directions. Can receive.

制御手段211は、図示してはいないがRAM、ROMを有するマイクロプロセッサ(CPU)を備えて構成され、ROMに格納された制御プログラムにより各部の動作を制御する。操作・入力手段222は、数字キーやアルファベットキー、その他の機能キー、選択キー、スクロールキーなどからなる操作・入力手段ためのものであり、出力手段である表示手段221に表示されるメニュー画面から所望のメニューを選択し、あるいは、キーを操作して種々の入力操作を行うものである。従って、表示手段221は操作・入力手段222の一部としても機能する。通信手段217は、ネットワーク12を介して経路探索サーバ30と通信するためのインターフェースである。   Although not shown, the control unit 211 includes a microprocessor (CPU) having a RAM and a ROM, and controls the operation of each unit by a control program stored in the ROM. The operation / input means 222 is for operation / input means consisting of numeric keys, alphabet keys, other function keys, selection keys, scroll keys, and the like. From the menu screen displayed on the display means 221 as output means Various input operations are performed by selecting a desired menu or operating keys. Accordingly, the display unit 221 also functions as a part of the operation / input unit 222. The communication unit 217 is an interface for communicating with the route search server 30 via the network 12.

利用者が経路探索サーバ30に経路探索を依頼しようとする場合、端末装置20において操作・入力手段222を操作し、表示手段221に表示されるサービスメニューから経路探索を選択し、現在位置、目的地、移動手段(自動車、徒歩、交通機関あるいは徒歩と交通機関併用など)などの経路探索条件を入力する。経路探索条件は配信要求編集手段218で経路探索サーバ30への配信要求に編集され、通信手段217を介して経路探索サーバ30に送信される。   When a user wants to request a route search from the route search server 30, the user operates the operation / input unit 222 on the terminal device 20, selects a route search from the service menu displayed on the display unit 221, Enter route search conditions such as location, means of transportation (car, walking, transportation, or a combination of walking and transportation). The route search condition is edited into a distribution request to the route search server 30 by the distribution request editing unit 218 and transmitted to the route search server 30 via the communication unit 217.

経路探索サーバ30からの配信データは配信データ記憶手段219に一時記憶され、必要に応じて配信データ記憶手段219から読み出され、表示手段221に表示される。端末装置20は、配信データに含まれる地図、案内経路、建物画像などを2次元表示あるいは鳥瞰図表示する第1の表示モード(以下、2次元表示モードという)と、3次元表示する3次元表示する第2の表示モード(以下、3次元表示モードという)と、を有しており、表示モード制御手段213が2次元表示制御手段215、3次元表示制御手段216の何れかを選択的に動作させ表示手段221への表示を行う。利用者は操作・入力手段222を用いて所望の表示モードを指定する。   Distribution data from the route search server 30 is temporarily stored in the distribution data storage unit 219, read out from the distribution data storage unit 219 as necessary, and displayed on the display unit 221. The terminal device 20 performs a first display mode (hereinafter referred to as a two-dimensional display mode) for two-dimensional display or bird's-eye view display of a map, guide route, building image, and the like included in the distribution data, and three-dimensional display for three-dimensional display. A second display mode (hereinafter referred to as a three-dimensional display mode), and the display mode control means 213 selectively operates one of the two-dimensional display control means 215 and the three-dimensional display control means 216. Display on the display means 221 is performed. The user designates a desired display mode using the operation / input means 222.

2次元表示制御手段215は経路探索サーバ30から配信される地図、道路、案内経路、建物などの平面データを用いてそれらを2次元の画像(平面画像)として表示する制御を行う。鳥瞰図表示をする場合、2次元表示制御手段215は、2次元の地図や道路を所定の高度の視点位置から見た鳥瞰図の画像を作成して表示する制御を行う。3次元表示制御手段216は経路探索サーバ30から配信される地図、道路、建物などの3次元ポリゴンのデータを用いて3次元画像に処理して表示する制御を行う。2次元表示制御手段215、3次元表示制御手段216により作成された画像データは、描画手段であるVRAM220にドット単位で展開され、表示手段221に所望の表示モードの画像が表示される。   The two-dimensional display control means 215 performs control to display them as a two-dimensional image (planar image) using plane data such as a map, road, guide route, and building delivered from the route search server 30. When displaying a bird's-eye view, the two-dimensional display control means 215 performs control to create and display a bird's-eye view image of a two-dimensional map or road viewed from a predetermined viewpoint position. The three-dimensional display control means 216 performs control to process and display a three-dimensional image using three-dimensional polygon data such as maps, roads, and buildings distributed from the route search server 30. The image data created by the two-dimensional display control means 215 and the three-dimensional display control means 216 is developed in dot units in the VRAM 220 that is a drawing means, and an image in a desired display mode is displayed on the display means 221.

GPS測位手段212は端末装置20の現在位置を周期的に測位し、現在位置(緯度・経度)を取得する。GPS測位手段212で測位したこの現在位置を示す現在位置マークが表示手段221に表示される地図や案内経路などの画像に重ね合わせられて表示される。   The GPS positioning means 212 periodically measures the current position of the terminal device 20 and acquires the current position (latitude / longitude). A current position mark indicating the current position measured by the GPS positioning means 212 is displayed superimposed on an image such as a map or a guide route displayed on the display means 221.

次に、本発明における3次元表示のためのポリゴンデータの選択方法について説明するが、それに先立って、3次元表示のための道路や建物の3次元ポリゴンについて説明する。道路RD1を3次元的に見た場合、道路は傾斜の異なる面の連続体で構成されている。すなわち、道路RD1は図3に示すように、傾斜の異なる面(a)〜面(d)のようになる。道路の3次元ポリゴンは、この連続する面(a)〜面(d)のそれぞれの形状データ、各頂点の位置データ(位置座標)と、各面が持つ向きを示す法線ベクトル(図3の各矢印)とで表されている。従って、面の形状データに従って面の画像データを生成し、各面を法線ベクトルに基づいて算出した向きに沿って配置してゆけば、図3に示すような道路の立体画像を表示することができる。   Next, a method for selecting polygon data for three-dimensional display according to the present invention will be described. Prior to that, a three-dimensional polygon for roads and buildings for three-dimensional display will be described. When the road RD1 is viewed three-dimensionally, the road is composed of a continuous body having different slopes. That is, as shown in FIG. 3, the road RD1 has surfaces (a) to (d) with different inclinations. The three-dimensional polygon of the road includes the shape data of each of the continuous surfaces (a) to (d), the position data (position coordinates) of each vertex, and a normal vector (in FIG. 3) indicating the direction of each surface. Each arrow). Therefore, if the surface image data is generated according to the surface shape data and each surface is arranged along the direction calculated based on the normal vector, a three-dimensional road image as shown in FIG. 3 is displayed. Can do.

ここで、各面の向きは、ポリゴンデータに法線ベクトルを含まなくても、一定の規則に従って面の各頂点の座標を並べておくことで算出可能である。例えば、各座標点を表側から見て左回りで並べるというような規則としておけば、法線ベクトルを持たなくても面の向きを算出することができる。   Here, the orientation of each surface can be calculated by arranging the coordinates of each vertex of the surface according to a certain rule, even if the normal vector is not included in the polygon data. For example, if the rules are such that the respective coordinate points are arranged counterclockwise when viewed from the front side, the orientation of the surface can be calculated without having a normal vector.

建物の3次元ポリゴンも同様であり、建物を、それを構成する面に分解して、それぞれの形状データ、各頂点の位置データ(位置座標)と、各面が持つ向きを示す法線ベクトルとで表すことができ、建物の各面がどちらの方位を向いているかを法線ベクトルによって知ることができる。このようなポリゴンを用いて、よく知られているZバッファ法により陰面処理して画像データを生成する。陰面処理とは視線方向からは陰になって見えない面を消去する処理をいい、これにより建物の立体画像を表示することができる。   The same applies to the three-dimensional polygons of buildings. The building is broken down into its constituent faces, and each shape data, position data (position coordinates) of each vertex, and a normal vector indicating the orientation of each face It can be expressed by the normal vector which direction each face of the building is facing. Using such polygons, image data is generated by performing hidden surface processing by a well-known Z buffer method. Hidden surface processing refers to processing for erasing a surface that is not visible from the direction of the line of sight, thereby displaying a three-dimensional image of the building.

例えば、建物のポリゴンは、図4に示すように建物を構成する面の図形データから構成されている。図4において、建物Aは面SA1、SA2、SA3などの面の図形データから構成され、各面の向きを示す法線ベクトルを有している。例えば、建物Aの面SA1は法線ベクトルA1を有している。また、図4では建物の裏側の面は見えていないが裏側の各面SA4、SA5、SA6のポリゴンデータが同じように用意されている。例えば、面SA1の裏側の面は面SA4であり、面SA1の法線ベクトルA1とは逆向きの法線ベクトルA4を有している。なお、この図4は空間の位置関係を説明するために作図したもので、端末装置20に表示される画面ではない。   For example, a building polygon is made up of graphic data of surfaces constituting the building as shown in FIG. In FIG. 4, a building A is composed of graphic data of surfaces such as surfaces SA1, SA2, and SA3, and has a normal vector indicating the direction of each surface. For example, the surface SA1 of the building A has a normal vector A1. In FIG. 4, the back side surface of the building is not visible, but polygon data of the back side surfaces SA4, SA5, and SA6 are prepared in the same manner. For example, the surface on the back side of the surface SA1 is the surface SA4, and has a normal vector A4 that is opposite to the normal vector A1 of the surface SA1. Note that FIG. 4 is drawn for explaining the positional relationship between the spaces, and is not a screen displayed on the terminal device 20.

建物Bについても同様であり、面SB1〜SB6の面の図形データから構成され、各面の向きを示す法線ベクトルを有している。このようなポリゴン図形を、図4の視点位置Pから各建物の面を見た場合、視点位置から注目する面を見込むベクトルとその面の法線ベクトルから当該面が視点位置から見えている面か否かと、面の向いている方向を知ることができる。   The same applies to the building B, which is composed of graphic data of the surfaces SB1 to SB6 and has a normal vector indicating the direction of each surface. When the surface of each building is viewed from the viewpoint position P of FIG. 4 in such a polygon figure, the surface in which the surface can be seen from the viewpoint position from the vector that expects the surface of interest from the viewpoint position and the normal vector of the surface. And whether or not the surface is facing.

例えば、視点位置Pから注目する面が建物Aの面SA1であるとすると、視点位置Pから面SA1を見込むベクトルVA1をとる。このベクトルVA1と法線ベクトルA1の成す角度θA1(両ベクトルの内積をとればよい)が直角未満であれば、この面の表面は視点方向に向いていることが分かる。従って、この面は表示手段に表示される面であることがわかる。ベクトルVB1と法線ベクトルB1のように両ベクトルの成す角度が直角以上ならば、視点位置からは見えていない面であり、この面を表示手段に表示されないことがわかる。図4においてEは視点位置の高さであり、歩行者が端末装置を使用している場合は、平均的な目の高さ(約1.5m)である。   For example, assuming that the surface of interest from the viewpoint position P is the surface SA1 of the building A, a vector VA1 that looks into the surface SA1 from the viewpoint position P is taken. If the angle θA1 formed by the vector VA1 and the normal vector A1 (the inner product of both vectors is less than a right angle) is less than a right angle, it can be seen that the surface of this surface faces the viewing direction. Therefore, it can be seen that this surface is a surface displayed on the display means. If the angle formed by both vectors is not less than a right angle, such as the vector VB1 and the normal vector B1, it can be seen that the surface is not visible from the viewpoint position, and this surface is not displayed on the display means. In FIG. 4, E is the height of the viewpoint position, and is the average eye height (about 1.5 m) when a pedestrian is using the terminal device.

このように、端末装置20が3次元の表示を行う場合、ポリゴンデータの全てが必要なわけではなく、視点位置から見えている面のポリゴンデータのみあれば足りるのである。そこで、本発明においては、端末装置20が3次元表示を行う場合、端末装置20から視点情報を経路探索サーバ30に送信し、経路探索サーバ30が当該視点情報に基づいて表示に必要な面のポリゴンデータを選択して端末装置20に配信するように構成している。端末装置20においては、受信した面のポリゴンデータを基に、周知のZバッファ法などを用いて、実際に視点から見える画像を描画していく。   As described above, when the terminal device 20 performs three-dimensional display, not all polygon data is required, and only polygon data of a surface visible from the viewpoint position is sufficient. Therefore, in the present invention, when the terminal device 20 performs three-dimensional display, viewpoint information is transmitted from the terminal device 20 to the route search server 30, and the route search server 30 determines a surface necessary for display based on the viewpoint information. The polygon data is selected and distributed to the terminal device 20. In the terminal device 20, based on the received polygon data of the surface, an image actually viewed from the viewpoint is drawn using a known Z buffer method or the like.

このため、端末装置20は視点位置検出手段214によって視点位置、視線方向を検出して視点情報として経路探索サーバ30に送信する。視点位置は一般にはGPS測位手段212が測位した現在位置(緯度・経度)であり、視線方向は端末装置20の進行方向であるが、ナビゲーションシステムによる経路案内においては、案内経路上の移動方向である。   For this reason, the terminal device 20 detects the viewpoint position and the line-of-sight direction by the viewpoint position detection unit 214 and transmits it to the route search server 30 as viewpoint information. The viewpoint position is generally the current position (latitude / longitude) measured by the GPS positioning means 212, and the line-of-sight direction is the traveling direction of the terminal device 20, but in the route guidance by the navigation system, it is the moving direction on the guidance route. is there.

一方、経路探索サーバ30はポリゴン選択手段319を備えており、経路探索サーバ30は端末装置20から視点情報を受信すると、視点位置周辺の所定範囲の3次元ポリゴンデータをポリゴンデータベース318から読み出し、ポリゴン選択手段319は、図4において説明したように、視点位置からオブジェクトである建物の各面を見込むベクトルを作成し、各面が持つ法線ベクトルとのなす角度を計算し、両ベクトルのなす角度が直角以下の面を選択し、その面のポリゴンデータを端末装置20に配信する。   On the other hand, the route search server 30 is provided with polygon selection means 319. When the route search server 30 receives the viewpoint information from the terminal device 20, the route search server 30 reads three-dimensional polygon data in a predetermined range around the viewpoint position from the polygon database 318, As described in FIG. 4, the selection unit 319 creates a vector that anticipates each surface of the building that is the object from the viewpoint position, calculates an angle formed with the normal vector that each surface has, and an angle formed by both vectors Selects a surface having a right angle or less, and distributes polygon data of the surface to the terminal device 20.

なお、ポリゴンデータが法線ベクトルを有していなくても、先に述べたように面の頂点の座標データが左周りに記録されているたりものとすれば、各頂点の座標から面が向いている方向を知ることができ、視点位置、視線方向との関係から、視点位置から見える面を選択することができる。   Even if the polygon data does not have a normal vector, if the coordinate data of the vertexes of the surface is recorded in the counterclockwise direction as described above, the surface faces from the coordinates of each vertex. The direction visible from the viewpoint position can be selected from the relationship between the viewpoint position and the line-of-sight direction.

ここで、端末装置20が案内経路上を移動して視点位置が変わった場合、端末装置20は適宜の間隔で再度サーバに視点位置情報を送信して、新たに面データを受信すればよい。端末装置は固有のIDを持ち、経路探索サーバ30と通信接続しているので、経路探索サーバ30はそのIDを認識して、当該端末装置20に送信していない面データのみ送るようにすることも出来る。   Here, when the terminal device 20 moves on the guide route and the viewpoint position changes, the terminal device 20 may transmit the viewpoint position information to the server again at an appropriate interval and newly receive the plane data. Since the terminal device has a unique ID and is communicatively connected to the route search server 30, the route search server 30 recognizes the ID and sends only surface data not transmitted to the terminal device 20. You can also.

以上の方法の他、端末装置20が経路探索サーバ30に経路探索を要求し、経路探索サーバ30が経路探索して得た案内経路のデータとともに、3次元表示のためのポリゴンデータを端末装置20に配信する方法をとることもできる。以下にその例を説明する。   In addition to the above method, the terminal device 20 requests the route search server 30 to search for a route, and along with the guidance route data obtained by the route search server 30 searching for the route, polygon data for three-dimensional display is provided to the terminal device 20. You can also take the method of delivering to. An example will be described below.

図5は、案内経路RTと視点位置および建物の面との関係を示す図である。図5に示すように経路探索サーバ30において探索して得た案内経路RTがリンクLKn、リンクLKn+1であった場合、各リンクの端点(ノード)上に視点Pn−1、Pn、Pn+1を設定する。リンクが長い場合はリンクの途中にも視点を設定して、経路周辺の所定の範囲を漏れなく対象とする。このような視点位置の設定を視点位置設定手段320が行う。なお、端末装置20から視点位置情報を受信する前述の場合、視点位置設定手段320は端末装置20から受信した視点位置情報に基づいて視点位置を決定する。   FIG. 5 is a diagram illustrating the relationship between the guide route RT, the viewpoint position, and the surface of the building. As shown in FIG. 5, when the guide route RT obtained by searching in the route search server 30 is the link LKn and the link LKn + 1, the viewpoints Pn−1, Pn, and Pn + 1 are set on the end points (nodes) of each link. . If the link is long, a viewpoint is set also in the middle of the link, and a predetermined range around the route is targeted without omission. The viewpoint position setting unit 320 performs such setting of the viewpoint position. In the above-described case where the viewpoint position information is received from the terminal device 20, the viewpoint position setting unit 320 determines the viewpoint position based on the viewpoint position information received from the terminal device 20.

図6はこの様子を模式的に示す図であり、リンクLKnの途中に視点位置Pn0を設定する。図6において各視点位置Pn−1、Pn、Pn0、Pn+1を中心とする円は3次元ポリゴンデータを配信するエリアを模式的に示している。リンクが長い場合、端点にのみ視点位置を設定しても、3次元ポリゴンを得られるエリアが途切れてしまうとその間の表示が飛んでしまうが、リンク途中に視点位置Pn0を設定することにより、これを防止することができる。このため、リンク途中に視点位置を設定する間隔は、3次元ポリゴンを抽出するエリアの半径によって定めることが好ましい。この場合、端末装置20は現在位置を経路探索サーバ30に送信すればよく、経路探索サーバ30は現在位置に基づいて視点位置における面データを配信する。   FIG. 6 is a diagram schematically showing this state, and the viewpoint position Pn0 is set in the middle of the link LKn. In FIG. 6, a circle centered at each viewpoint position Pn−1, Pn, Pn0, Pn + 1 schematically shows an area where 3D polygon data is distributed. When the link is long, even if the viewpoint position is set only at the end point, if the area where the three-dimensional polygon can be obtained is interrupted, the display in between will be skipped. However, by setting the viewpoint position Pn0 in the middle of the link, this Can be prevented. For this reason, the interval for setting the viewpoint position in the middle of the link is preferably determined by the radius of the area from which the three-dimensional polygon is extracted. In this case, the terminal device 20 may transmit the current position to the route search server 30, and the route search server 30 distributes the plane data at the viewpoint position based on the current position.

これらの各視点位置Pn−1、Pn、Pn0、Pn+1において、それぞれ前述したような方法により、各視点位置で見える面のポリゴンのみを選択して、案内経路のデータとともに端末装置20に配信する。なお、ポリゴンデータは、全案内経路のデータと一緒に送信してもよいし、案内経路のデータのみ配信しておき、ポリゴンデータは端末装置20が案内経路上を移動するに伴って視点位置に達する都度、分割して配信しても良い。   At each of these viewpoint positions Pn−1, Pn, Pn0, and Pn + 1, only the polygon of the surface that can be seen at each viewpoint position is selected by the method described above, and distributed to the terminal device 20 together with the guidance route data. The polygon data may be transmitted together with all the guidance route data, or only the guidance route data is distributed, and the polygon data is moved to the viewpoint position as the terminal device 20 moves on the guidance route. Each time it reaches, it may be divided and distributed.

また、案内経路が求められている場合は、その案内経路を進むのが前提であるから、視点位置における案内経路の進行方向に視線の方向を限定して面を抽出しても良い。図7はこの概念を示す模式図である。図7に示すように、まず視点位置Pn−1から対象の面を見込んだベクトルVB1が、経路に対して所定の角度範囲にある場合のみ演算を継続し、面の法線ベクトルB1とベクトルVB1とのなす角度が直角以下であるかを判別する。図7においては角度αB1が、直角未満の場合に演算を行うこととしている。なお、さらに狭い視野を想定するのであれば、判定する角度を狭めて良い。このようにすることで、さらに送信する面データを減らすことが出来る。   In addition, when a guidance route is obtained, it is assumed that the route travels along the guidance route. Therefore, the surface may be extracted by limiting the direction of the line of sight to the traveling direction of the guidance route at the viewpoint position. FIG. 7 is a schematic diagram showing this concept. As shown in FIG. 7, the calculation is continued only when the vector VB1 that looks at the target surface from the viewpoint position Pn−1 is within a predetermined angle range with respect to the path, and the normal vector B1 of the surface and the vector VB1 It is determined whether or not the angle formed by is less than a right angle. In FIG. 7, the calculation is performed when the angle αB1 is less than a right angle. If a narrower field of view is assumed, the determination angle may be narrowed. By doing so, it is possible to further reduce the surface data to be transmitted.

なお、図5、図7を参照して説明した案内経路とともに3次元表示のためのポリゴンデータを選択して端末装置20に配信する方法では、端末装置20が経路探索サーバ30に視点位置情報を送信する方法、あるいは、端末装置20が経路探索サーバ30に経路探索要求を出してから経路探索サーバ30が、端末装置20からの現在位置情報に基づいて視点位置を演算する方式であるが、経路探索サーバ30は面のポリゴンを配信するに際して視点位置ごとに上記の演算を毎回行う必要がある。   In the method of selecting polygon data for three-dimensional display together with the guide route described with reference to FIGS. 5 and 7 and delivering it to the terminal device 20, the terminal device 20 sends viewpoint position information to the route search server 30. The transmission method or the method in which the route search server 30 calculates the viewpoint position based on the current position information from the terminal device 20 after the terminal device 20 issues a route search request to the route search server 30. The search server 30 needs to perform the above calculation for each viewpoint position every time the surface polygon is distributed.

そこで、視点位置を設定するリンクに対して、当該視点位置から見える面のポリゴンを関連付けて記憶しておき、その道路のリンク(案内経路のリンク)を配信する際には、関連付けられている面のポリゴンを合わせて経路探索サーバ30から配信するように構成してもよい。この場合も、一般道は双方向に通行可能なので双方向のリンクに対して全周を対象として見える面を演算して選択し、一方通行の道路路では許可された進行方向に限定して見える面を演算して選択するようにしてもよい。   Therefore, when the link for setting the viewpoint position is stored in association with the polygon of the surface visible from the viewpoint position, when the link of the road (link of the guide route) is distributed, the associated surface is stored. These polygons may be combined and distributed from the route search server 30. In this case as well, general roads can pass in both directions, so it is possible to calculate and select the surface that can be seen around the entire circumference for bidirectional links, and on one-way roads, it seems to be limited to the permitted direction of travel. You may make it select a surface by calculating.

このように構成すれば、経路探索サーバ30は毎回視点位置から見える面を演算する必要が無く、端末装置20からの要求に対して直ちに結果を配信することが出来るので、端末装置20と経路探索サーバ30との間のネットワークのセッションを長い時間保持することもない。従って、経路探索サーバ30の処理能力を向上させることができる。   If comprised in this way, since the route search server 30 does not need to calculate the surface which can be seen from a viewpoint position each time, since a result can be immediately delivered with respect to the request | requirement from the terminal device 20, a route search with the terminal device 20 is possible. The network session with the server 30 is not held for a long time. Therefore, the processing capability of the route search server 30 can be improved.

以上、詳細に説明したように、本発明によれば、3次元の地図画像を表示する場合に、経路探索サーバ30が3次元表示のために蓄積しているポリゴンから、表示に必要な面を選択して端末装置20に配信することができ、通信のためのネットワーク負荷を軽減することができるようになる。   As described above in detail, according to the present invention, when a three-dimensional map image is displayed, a plane necessary for display can be obtained from the polygons accumulated by the route search server 30 for three-dimensional display. It can be selected and distributed to the terminal device 20, and the network load for communication can be reduced.

本発明は、端末装置20と経路探索サーバ30からなる通信型のナビゲーションシステムにおいて最も有効であるが、地図の3次元表示に対して必要なポリゴンを道路のリンクに関連付けて記憶しておくことにより、演算処理の負荷を軽減することができ、スタンドアロンで動作するナビゲーション装置においても装置の高速化に有効である。   The present invention is most effective in a communication-type navigation system including the terminal device 20 and the route search server 30. By storing polygons necessary for three-dimensional map display in association with road links. Therefore, it is possible to reduce the processing load, and it is effective for speeding up a navigation apparatus that operates stand-alone.

本発明の実施例にかかるナビゲーションシステムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the navigation system concerning the Example of this invention. 経路探索のための道路ネットワークデータの概念を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the concept of the road network data for a route search. 道路ポリゴンの構成を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the structure of a road polygon. 建物ポリゴンの構成と視点位置との関係を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the relationship between the structure of a building polygon, and a viewpoint position. 案内経路と視点位置および建物の面との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a guidance route | route, a viewpoint position, and the surface of a building. 案内経路のリンクの途中に視点位置を設定する概念を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the concept which sets a viewpoint position in the middle of the link of a guidance route. 案内経路に視点位置を設定し、視線方向を案内経路の進行方向とした場合の面ポリゴン選択の概念を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the concept of the surface polygon selection when a viewpoint position is set to the guide route and the line-of-sight direction is the traveling direction of the guide route.

符号の説明Explanation of symbols

10・・・・ナビゲーションシステム
12・・・・ネットワーク
20・・・・端末装置
211・・・制御手段
212・・・GPS測位手段
213・・・表示モード制御手段
214・・・視点位置検出手段
215・・・2次元表示制御手段
216・・・3次元表示制御手段
217・・・通信手段
218・・・配信要求編集手段
219・・・配信データ記憶手段
220・・・VRAM
221・・・表示手段
222・・・操作・入力手段
30・・・・経路探索サーバ
311・・・制御手段
312・・・通信手段
313・・・配信データ編集手段
314・・・案内経路データ作成手段
315・・・地図データベース
316・・・経路探索手段
317・・・探索用ネットワークデータ
317A・・・道路ネットワークデータ
317B・・・交通ネットワークデータ
318・・・ポリゴンデータベース
319・・・ポリゴン選択手段
320・・・視点位置設定手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Navigation system 12 ... Network 20 ... Terminal device 211 ... Control means 212 ... GPS positioning means 213 ... Display mode control means 214 ... Viewpoint position detection means 215 ... 2D display control means 216 ... 3D display control means 217 ... Communication means 218 ... Distribution request editing means 219 ... Distribution data storage means 220 ... VRAM
221 ... Display means 222 ... Operation / input means 30 ... Route search server 311 ... Control means 312 ... Communication means 313 ... Distribution data editing means 314 ... Guide route data creation Means 315 ... Map database 316 ... Route search means 317 ... Search network data 317A ... Road network data 317B ... Traffic network data 318 ... Polygon database 319 ... Polygon selection means 320 ... Viewpoint position setting means

Claims (13)

3次元の地図を表示する表示手段と、3次元表示のために各オブジェクトを、当該オブジェクトを構成する面ごとのポリゴンデータとして蓄積したポリゴンデータベースと、視点位置から見える各オブジェクトの面を選択するポリゴン選択手段と、視点位置を設定する視点位置設定手段と、経路探索のための探索用ネットワークデータと、経路探索手段と、を備えたナビゲーションシステムであって、
前記視点位置設定手段は、前記経路探索手段が探索した案内経路の所定の位置を視点位置とし、前記視点位置設定手段が設定した視点位置に基づいて、前記ポリゴン選択手段は、当該視点位置から所定の範囲内のポリゴンデータを対象に当該視点位置から見える各オブジェクトの面を選択し、該選択した面を、当該視点位置が設定されたリンクと関連付けて前記ポリゴンデータベースに蓄積し、案内経路探索手段が探索した案内経路を構成する各リンクに基づいて、当該リンクに関連付けられた面のポリゴンデータを前記ポリゴンデータベースから読み出し、前記表示手段は前記ポリゴンデータベースから読み出した面のポリゴンデータに基づいて地図を3次元表示することを特徴とするナビゲーションシステム。
Display means for displaying a three-dimensional map, a polygon database storing each object as polygon data for each surface constituting the object, and a polygon for selecting the surface of each object visible from the viewpoint position A navigation system comprising selection means, viewpoint position setting means for setting a viewpoint position , search network data for route search, and route search means ,
The viewpoint position setting means sets a predetermined position on the guide route searched by the route search means as a viewpoint position, and based on the viewpoint position set by the viewpoint position setting means, the polygon selection means determines a predetermined position from the viewpoint position. A plane of each object that can be seen from the viewpoint position with respect to polygon data within the range, and the selected plane is stored in the polygon database in association with a link in which the viewpoint position is set, and guide route search means The polygon data of the surface associated with the link is read from the polygon database on the basis of each link constituting the guide route searched for, and the display means displays a map based on the polygon data of the surface read from the polygon database. A navigation system characterized by three-dimensional display.
前記面ごとのポリゴンデータは、それぞれその表面方向を示す法線ベクトルを含み、前記ポリゴン選択手段は、前記視点位置から前記オブジェクトの各面を見込むベクトルを生成し、当該ベクトルと前記法線ベクトルとがなす角度を算出し、算出した角度が90°以下の面を選択することを特徴とする請求項1に記載のナビゲーションシステム。   The polygon data for each surface includes a normal vector indicating the surface direction, and the polygon selection unit generates a vector for viewing each surface of the object from the viewpoint position, and the vector, the normal vector, 2. The navigation system according to claim 1, wherein an angle formed by the first angle is calculated, and a plane whose calculated angle is 90 ° or less is selected. 前記視点位置設定手段は、前記経路探索手段が探索した案内経路を構成する各リンクの少なくとも両端の位置を視点位置とすることを特徴とする請求項に記載のナビゲーションシステム。 The navigation system according to claim 1 , wherein the viewpoint position setting means sets the positions of at least both ends of each link constituting the guide route searched by the route search means as viewpoint positions. 前記ポリゴン選択手段は、前記視点位置設定手段が案内経路上に設定した視点位置から前記オブジェクトの各面を見込むベクトルを生成し、当該ベクトルと前記視点位置における案内経路のリンクとのなす角度が所定値以下の場合に、前記オブジェクトの各面を見込むベクトルと前記法線ベクトルとがなす角度を算出し、算出した角度が90°以下の面を選択することを特徴とする請求項に記載のナビゲーションシステム。 The polygon selecting unit generates a vector for viewing each surface of the object from the viewpoint position set on the guide route by the viewpoint position setting unit, and an angle formed between the vector and the link of the guide route at the viewpoint position is predetermined. If the value below to calculate the vector to allow for each surface normal vector and the angle of the object, the calculated angle according to claim 3, characterized by selecting the following aspects 90 ° Navigation system. 経路探索サーバから配信されるポリゴンデータに基づいて3次元の地図を表示する表示手段を有する端末装置とネットワークを介して接続される経路探索サーバであって、
前記経路探索サーバは、3次元表示のために各オブジェクトを、当該オブジェクトを構成する面ごとのポリゴンデータとして蓄積したポリゴンデータベースと、視点位置から見える各オブジェクトの面を選択するポリゴン選択手段と、視点位置を設定する視点位置設定手段と、経路探索のための探索用ネットワークデータと、経路探索手段と、を備え、
前記視点位置設定手段は、前記経路探索手段が探索した案内経路の所定の位置を視点位置とし、前記視点位置設定手段が設定した視点位置に基づいて、前記ポリゴン選択手段は、当該視点位置から所定の範囲内のポリゴンデータを対象に当該視点位置から見える各オブジェクトの面を選択し、該選択した面を、当該視点位置が設定されたリンクと関連付けて前記ポリゴンデータベースに蓄積し、案内経路探索手段が探索した案内経路を構成する各リンクに基づいて、当該リンクに関連付けられた面のポリゴンデータを前記ポリゴンデータベースから読み出し、前記ポリゴン選択手段が選択した面のポリゴンデータを3次元地図表示データとして前記端末装置に配信することを特徴とする経路探索サーバ。
A route search server connected via a network to a terminal device having display means for displaying a three-dimensional map based on polygon data distributed from the route search server,
The path search server includes a polygon database that stores each object as polygon data for each surface constituting the object, a polygon selection unit that selects a surface of each object visible from the viewpoint position, and a viewpoint. Viewpoint position setting means for setting a position , network data for search for route search, and route search means ,
The viewpoint position setting means sets a predetermined position on the guide route searched by the route search means as a viewpoint position, and based on the viewpoint position set by the viewpoint position setting means, the polygon selection means determines a predetermined position from the viewpoint position. A plane of each object that can be seen from the viewpoint position with respect to polygon data within a range of, and the selected plane is stored in the polygon database in association with a link for which the viewpoint position is set. The polygon data of the surface associated with the link is read from the polygon database based on each link constituting the guide route searched by the polygon, and the polygon data of the surface selected by the polygon selection means is used as the three-dimensional map display data. A route search server that is distributed to a terminal device.
前記面ごとのポリゴンデータは、それぞれその表面方向を示す法線ベクトルを含み、前記ポリゴン選択手段は、前記視点位置から前記オブジェクトの各面を見込むベクトルを生成し、当該ベクトルと前記法線ベクトルとがなす角度を算出し、算出した角度が90°以下の面を選択することを特徴とする請求項に記載の経路探索サーバ。 The polygon data for each surface includes a normal vector indicating the surface direction, and the polygon selection unit generates a vector for viewing each surface of the object from the viewpoint position, and the vector, the normal vector, The route search server according to claim 5 , wherein an angle formed by the angle is calculated, and a surface having the calculated angle of 90 ° or less is selected. 前記視点位置設定手段は、前記経路探索手段が探索した案内経路を構成する各リンクの少なくとも両端の位置を視点位置とすることを特徴とする請求項に記載の経路探索サーバ。 6. The route search server according to claim 5 , wherein the viewpoint position setting means sets the positions of at least both ends of each link constituting the guide route searched by the route search means as viewpoint positions. 前記ポリゴン選択手段は、前記視点位置設定手段が案内経路上に設定した視点位置から前記オブジェクトの各面を見込むベクトルを生成し、当該ベクトルと前記視点位置における案内経路のリンクとのなす角度が所定値以下の場合に、前記オブジェクトの各面を見込むベクトルと前記法線ベクトルとがなす角度を算出し、算出した角度が90°以下の面を選択することを特徴とする請求項に記載の経路探索サーバ。 The polygon selecting unit generates a vector for viewing each surface of the object from the viewpoint position set on the guide route by the viewpoint position setting unit, and an angle formed between the vector and the link of the guide route at the viewpoint position is predetermined. If the value below to calculate the vector to allow for each surface normal vector and the angle formed by the object, the calculated angle according to claim 7, characterized by selecting the following aspects 90 ° Route search server. 3次元表示のために各オブジェクトを、当該オブジェクトを構成する面ごとのポリゴンデータとして蓄積したポリゴンデータベースと、視点位置から見える各オブジェクトの面を選択するポリゴン選択手段と、視点位置を設定する視点位置設定手段と、経路探索のための探索用ネットワークデータと、経路探索手段と、を備え、前記視点位置設定手段は、前記経路探索手段が探索した案内経路の所定の位置を視点位置とし、前記視点位置設定手段が設定した視点位置に基づいて、前記ポリゴン選択手段は、当該視点位置から所定の範囲内のポリゴンデータを対象に当該視点位置から見える各オブジェクト面を選択し、該選択した面を、当該視点位置が設定されたリンクと関連付けて前記ポリゴンデータベースに蓄積し、案内経路探索手段が探索した案内経路を構成する各リンクに基づいて、当該リンクに関連付けられた面のポリゴンデータを前記ポリゴンデータベースから読み出し、選択した面のポリゴンデータを配信する経路探索サーバにネットワークを介して接続される端末装置であって、
前記端末装置は前記経路探索サーバから受信したポリゴンデータに基づいて地図を3次元表示する表示手段と、視点位置を検出する視点位置検出手段と、を備え、前記視点位置検出手段が検出した視点位置情報を前記経路探索サーバに送信し、前記経路探索サーバから受信した面のポリゴンデータに基づいて前記表示手段に地図を3次元表示することを特徴とする端末装置。
A polygon database in which each object is stored as polygon data for each surface constituting the object for 3D display, polygon selection means for selecting the surface of each object visible from the viewpoint position, and a viewpoint position for setting the viewpoint position Setting means, search network data for route search, and route search means , wherein the viewpoint position setting means uses a predetermined position of the guide route searched by the route search means as a viewpoint position, and the viewpoint Based on the viewpoint position set by the position setting means, the polygon selection means selects each object surface visible from the viewpoint position for polygon data within a predetermined range from the viewpoint position, and the selected surface is It is stored in the polygon database in association with the link where the viewpoint position is set, and the guide route search means searches for it. Terminals based on each link, reads the polygon data of the surface associated with the link from the polygon database are connected via a network to a route search server for distributing polygon data of the selected surfaces constituting the the guide route A device,
It is the terminal device and display means for displaying three-dimensional map based on the polygon data received from the route search server, and the viewpoint position detecting means for detecting a viewpoint position, with a view point position where the viewpoint position detecting means detects A terminal device that transmits information to the route search server and three-dimensionally displays a map on the display means based on polygon data of a surface received from the route search server.
3次元の地図を表示する表示手段と、3次元表示のために各オブジェクトを、当該オブジェクトを構成する面ごとのポリゴンデータとして蓄積したポリゴンデータベースと、視点位置から見える各オブジェクトの面を選択するポリゴン選択手段と、視点位置を設定する視点位置設定手段と、経路探索のための探索用ネットワークデータと、経路探索手段と、を備えたナビゲーションシステムにおける地図表示方法であって、
前記地図表示方法は、
前記視点位置設定手段が、前記経路探索手段が探索した案内経路の所定の位置を視点位置とするステップと、前記視点位置設定手段が設定した視点位置に基づいて、前記ポリゴン選択手段が当該視点位置から所定の範囲内のポリゴンデータを対象に当該視点位置から見える各オブジェクトの面を選択するステップと、該選択した面を、当該視点位置が設定されたリンクと関連付けて前記ポリゴンデータベースに蓄積するステップと、案内経路探索手段が探索した案内経路を構成する各リンクに基づいて、当該リンクに関連付けられた面のポリゴンデータを前記ポリゴンデータベースから読み出すステップと、前記表示手段が、前記ポリゴンデータベースから読み出した面のポリゴンデータに基づいて地図を3次元表示するステップと、を有することを特徴とする地図表示方法。
Display means for displaying a three-dimensional map, a polygon database storing each object as polygon data for each surface constituting the object, and a polygon for selecting the surface of each object visible from the viewpoint position A map display method in a navigation system comprising selection means, viewpoint position setting means for setting a viewpoint position , search network data for route search, and route search means ,
The map display method is:
The viewpoint position setting means sets the viewpoint position to a predetermined position of the guide route searched by the route search means, and the polygon selection means sets the viewpoint position based on the viewpoint position set by the viewpoint position setting means. Selecting a surface of each object that can be seen from the viewpoint position for polygon data within a predetermined range, and storing the selected surface in the polygon database in association with a link in which the viewpoint position is set Reading the polygon data of the surface associated with the link from the polygon database based on each link constituting the guide route searched by the guide route searching means, and the display means reading from the polygon database. Yusuke and displaying three-dimensional map based on the polygon data of the surface, the Map display method, characterized in that.
前記面ごとのポリゴンデータは、それぞれその表面方向を示す法線ベクトルを含み、前記第1のステップは、前記ポリゴン選択手段が前記視点位置から前記オブジェクトの各面を見込むベクトルを生成し、当該ベクトルと前記法線ベクトルとがなす角度を算出し、算出した角度が90°以下の面を選択する処理を含むことを特徴とする請求項10に記載の地図表示方法。 The polygon data for each surface includes a normal vector indicating the surface direction, and the first step generates a vector for the polygon selection means to predict each surface of the object from the viewpoint position. The map display method according to claim 10 , further comprising: processing for calculating an angle formed by the normal vector and selecting a surface having the calculated angle of 90 ° or less. 前記視点位置設定手段が、前記経路探索手段が探索した案内経路の所定の位置を視点位置とするステップは、前記視点位置設定手段が、前記経路探索手段が探索した案内経路を構成する各リンクの少なくとも両端の位置を視点位置とする処理を含むことを特徴とする請求項10に記載の地図表示方法。 The step in which the viewpoint position setting means sets the predetermined position of the guide route searched by the route search means as the viewpoint position includes the step of setting the viewpoint position of each link constituting the guide route searched by the route search means. The map display method according to claim 10 , comprising a process of setting at least the positions of both ends as viewpoint positions. 前記第1のステップは、前記ポリゴン選択手段が、前記視点位置設定手段が案内経路上に設定した視点位置から前記オブジェクトの各面を見込むベクトルを生成し、当該ベクトルと前記視点位置における案内経路のリンクとのなす角度が所定値以下の場合に、前記オブジェクトの各面を見込むベクトルと前記法線ベクトルとがなす角度を算出し、算出した角度が90°以下の面を選択する処理を含むことを特徴とする請求項12に記載の地図表示方法。 In the first step, the polygon selection unit generates a vector for viewing each surface of the object from the viewpoint position set on the guidance route by the viewpoint position setting unit, and the vector and the guidance route at the viewpoint position are generated. Including a process of calculating an angle formed between a vector that anticipates each surface of the object and the normal vector when an angle formed with the link is equal to or less than a predetermined value, and selecting a surface with the calculated angle of 90 ° or less. The map display method according to claim 12 , wherein:
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