JP4551355B2 - 3-dimensional map display device - Google Patents

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JP4551355B2
JP4551355B2 JP2006133547A JP2006133547A JP4551355B2 JP 4551355 B2 JP4551355 B2 JP 4551355B2 JP 2006133547 A JP2006133547 A JP 2006133547A JP 2006133547 A JP2006133547 A JP 2006133547A JP 4551355 B2 JP4551355 B2 JP 4551355B2
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秀雄 廣重
芳則 遠藤
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クラリオン株式会社
株式会社日立製作所
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本発明は、3次元地形図に地図を重ねディスプレイなどに表示する3次元地図表示装置に関する。 The present invention relates to a three-dimensional map display device that displays the like superimposed on a map displayed on a 3-dimensional topographic.

従来、地図表示装置ではCD−ROMやDVD−ROM等の記憶媒体に記憶されたデジタル地図データを読み出し、構造物や道路,地名等を座標変換することで任意縮尺の平面図として描画し、ディスプレイ等の表示装置に地図を表示していた。 Conventionally, the map display device draws a plan view of an arbitrary scale by reading the digital map data stored in a storage medium such as a CD-ROM, DVD-ROM, coordinate transformation structures and roads, place names and the like, a display It was displaying a map on the display device and the like. さらに特開平8−292720号に記載されるように、平面地図を任意の高さの視点位置から俯瞰し、該平面地図と視点との間に設けた投影面に投影される俯瞰図を表示する疑似3次元表示もある。 As further described in JP-A-8-292720, and overhead planar map from the viewpoint position of any height, displaying the bird's eye view to be projected onto the projection surface provided between the said plane map and the viewpoint pseudo three-dimensional display is also there. 疑似3次元表示の特徴は、視点近傍の詳細地図情報及び視点遠方の概略情報を同一画面上で把握できることである。 Pseudo three-dimensional display feature is that the detailed summary information of the map information and viewpoint far viewpoint vicinity can be grasped on the same screen. さらに、これらの平面地図や疑似3次元表示された地図に、等高線や等高に応じた色を描画することにより地形の高低差を表現する方法もある。 Furthermore, in these planar maps and pseudo three-dimensional displayed map, a method of expressing the height difference of the terrain by drawing a color corresponding to the contours or contour.

疑似3次元地図表示では2次元の地図データをもとに全ての平面の高さが等しいと仮定し座標変換し描画する。 The pseudo three-dimensional map display height of all the planes based on the two-dimensional map data assuming coordinate transformation draws equal. 従って、山や谷の起伏といった立体的な形状等を表現することは困難であった。 Therefore, to express three-dimensional shape such as undulating peaks and valleys has been difficult. さらに、平面地図や疑似3次元地図に等高線や等高に応じた色を描画する方法においても、表示される地図画面は実際の地形とはかけ離れ、より実際的な俯瞰図を表示することは困難であった。 Further, in the method for drawing a color corresponding to the contours or contour in the plan view map and a pseudo 3-dimensional map, the map screen displayed is far from the actual terrain is difficult to display more realistic overhead view Met.

この課題を解決する方法として、標高データが記録された頂点座標を読み出し、各頂点を結ぶことにより形成される地形メッシュを最小単位として3次元モデルを作成し、そこに上記2次元的な地図データを重ねることで3次元的な地形表示を得る3次元地図表示がある。 As a method for solving this problem, the read vertex coordinates elevation data is recorded, the terrain mesh formed by connecting each vertex to create a three-dimensional model as a minimum unit, which on the two-dimensional map data there are three-dimensional map display to obtain a three-dimensional terrain display by overlapping. 3次元地図表示においては、俯瞰したい地点を含むように視点位置を設定し、投影面、即ちディスプレイ等の表示画面に3次元モデルで構成される地形形状や、それに重なる地図を投影するように動作する。 In the three-dimensional map display sets the viewpoint position to include a point to be overhead, projection surface, i.e. and terrain shape composed of three-dimensional model on a display screen such as a display, operative to project a map overlapping therewith to.
特開平8−292720号公報 JP-8-292720 discloses

3次元地図表示では、設定された視点位置から3次元的な地形形状を俯瞰するように動作する。 The three-dimensional map display, operative to overlook the three-dimensional terrain shape from the set viewpoint position. 従って特に山間部においては視点位置と反対側の山の斜面や、手前の山等で隠される地形面、即ち陰面が発生し、その陰面を消去する陰面消去が必須になる。 Therefore slopes and on the opposite side of the mountain and the viewpoint position, particularly in mountainous areas, the terrain surface hidden in front of a mountain or the like, i.e., hidden-surface occurs, hidden surface removal to delete the hidden surface is essential.

陰面消去方法には、表示画面の各画素に対し奥行き情報を持ち、各画素に対する描画の際に奥行き情報を判定し、手前側であれば描画するZバッファ法,3次元地形図を構成する地形メッシュや地図データを奥行き順に並び替え、視点遠方から手前方向に向かい順に描画するZソート法、及び3次元地形図を構成する地形メッシュや地図データを視点遠方から手前方向に向かい順に選択し描画するペインターアルゴリズムなどの方法がある。 The hidden surface removal method has the depth information for each pixel of the display screen, to determine the depth information during the drawing for each pixel, Z buffer method to draw if the front side, constitutes a 3-dimensional topographic terrain rearranges the mesh or map data in the depth order, Z sorting method to be drawn in order directed from the viewpoint far forward direction, and choose toward the front direction to draw terrain mesh or map data from the viewpoint far constituting a three-dimensional topographic map there is a method such as the painter algorithm.

ここで、Zバッファは各画素単位に奥行き判定を実行するための比較器を備えた描画プロセッサ、ないし奥行き判定しながら各画素を描画するレンダリングソフトが必要となる。 Here, Z buffer rendering software is required to draw the drawing processor, or depth determined while each pixel includes a comparator for performing a depth determination to each pixel. 従って、3次元地図表示における陰面消去が画素単位の描画に波及し、一般的に使用される2次元な平面を描画する描画プロセッサを用いて実現することは困難である。 Thus, hidden surface removal is spread to draw the pixel unit in the three-dimensional map display, it is difficult to realize with the drawing processor for drawing a two-dimensional plane, which is commonly used. そこで2次元平面を描画する描画プロセッサにおいても実現可能なZソート法、ないしペインターアルゴリズムを陰面消去に使用するケースに焦点を絞る。 Therefore Z sorting method feasible even drawing processor for drawing a two-dimensional plane, to focus on the case of using the Painter algorithm to hidden surface removal. Zソート法、及びペインターアルゴリズムを用い3次元地図表示を実施したとき、陰面消去において以下の課題が発生する。 Z sorting method, and when carrying out the three-dimensional map display using the Painter algorithm, the following problem arises in the hidden-surface removal.

すなわち、名称等の文字列や記号,アイコンなどは、地図データにおいてそれらを描画する位置を指定しているのみで、その文字列や記号,アイコンを表示する面積について考慮していない。 That is, a character string or a symbol such as a name, such as icons, only specifies where to draw them in the map data, no consideration is given to the area for displaying the character string or a symbol, an icon. 従って、上記陰面消去処理を実行したとき、文字列や記号,アイコンが正しく陰面消去されず、地形メッシュや地図データにより隠されてしまうという課題がある。 Accordingly, when executing the hidden surface removal process, a character string or a symbol, the icon is not properly hidden surface removal, there is a problem that is hidden by the terrain mesh or map data.

上記課題を解決するため、以下の手段を用いる。 To solve the above problems, using the following means.

上記課題を解決する手段として、文字列が含まれる地形メッシュの視点近傍側に隣接する地形メッシュを選択し、この選択された地形メッシュに重ねて文字列を描画する手段を用いる。 As means for solving the above problems, select the terrain mesh adjacent to the viewpoint near side of the terrain mesh containing the string, using a means for drawing a string superimposed on the selected terrain mesh. さらに、文字列が含まれる地形メッシュ位置により表示画面上で、画面の上方向に文字列の描画位置を変更する手段を用いる。 Further, on the display screen by the terrain mesh position contains a string, using a means for changing the drawing position of the string in the upward direction of the screen.

本発明の3次元地図表示装置では上記手段を適用することで、地形図に重ねて表示する地図データ、即ち道路データ,背景データ,文字・記号データ等の陰面消去を特殊なハードウェアなしに、完全かつ高速に処理できるようになる。 In three-dimensional map display device of the present invention by applying the aforementioned means, the map data to be displayed superimposed on the topographic, namely road data, background data, the hidden surface removal, such as letters and symbols data without special hardware, complete and will allow high-speed processing. さらに地形面のポリゴン抜けがなくなるように動作するため、表示品質を向上することができる。 To operate as further omission polygonal terrain surface eliminated, thereby improving the display quality.

以下図面を参照し、3次元地図表示装置をナビゲーション装置に適用した一実施例を説明する。 Hereinafter with reference to the accompanying drawings, a description will be given of an embodiment of applying the three-dimensional map display device to the navigation device.

図1に本発明の3次元地図表示の表示例を示す。 It shows a display example of a three-dimensional map display of the present invention in FIG. 地形及び道路,文字列などの地図データは、地形面を構成する地形メッシュ2001単位に分割し、地形メッシュ及び分割された地図データを視点遠方から視点近傍に向かい順に描画することで3次元地図を出力装置2に表示する。 Terrain and roads, map data such as a character string, divided terrain mesh 2001 units constituting the terrain surface, the three-dimensional map by drawing a terrain mesh and divided map data from the perspective distant in sequence toward the viewpoint vicinity It is displayed on the output device 2.

図2にナビゲーション装置の構成を示す。 It shows the configuration of the navigation device in FIG. 以下、ナビゲーション装置の各構成ユニットについて詳細を説明する。 Hereinafter, the details of each configuration unit of the navigation device.

演算処理部1は5〜8の各種センサから出力されるセンサ情報S5〜S8を基に現在位置を検出し、得られた現在位置情報から地図表示に必要な地図データを記憶手段3から読み込み、地図データをグラフィックス展開し、地図を出力装置2へ表示したり、ユーザから指示された目的地と現在地を結ぶ最適な経路を選択し、出力装置2上の地図に重ねて表示することでユーザを目的地に誘導するといった様々な処理を行う中心的なユニットである。 The arithmetic processing unit 1 detects the current position based on the sensor information S5~S8 output from various sensors 5-8, reads map data required for map display from the storage unit 3 from the obtained current position information, user by the map data and graphics expanded, to view a map to the output device 2, selects the optimum route connecting the destination and the current position instructed by the user, and displayed superimposed on the map on the output unit 2 which is a central unit for performing various processes such as guiding to the destination.

出力装置2は、演算処理部1で生成されたグラフィックス情報を表示するユニットで、CRTや液晶ディスプレイで構成される。 The output device 2 is a unit that displays graphics information generated by the arithmetic processing unit 1, and a CRT or a liquid crystal display. また演算処理部1と出力装置2の間の信号S1は、RGB信号やNTSC(National Television SystemCommittee)信号で接続するのが一般的である。 The signal S1 between the arithmetic processing unit 1 and the output device 2, it is common to connect the RGB signal or NTSC (National Television SystemCommittee) signal.

記憶手段3は、CD−ROMやDVD−ROM,ICカードといった大容量記憶媒体で構成され、地図表示で必要とする地図データ,標高データなどを格納する。 Storage means 3, CD-ROM or DVD-ROM, is composed of a large-capacity storage medium such as an IC card, stores map data required in the map display, such as altitude data.

入力装置4は、ユーザからの指示を受け付けるユニットで、スクロールキー,縮尺変更キーなどのハードスイッチ,ジョイスティック,ディスプレイ上に貼られたタッチパネルなどで構成される。 Input device 4, the unit for receiving an instruction from a user, scroll keys, hard switches such as scale change key, a joystick, a such a touch panel affixed on the display.

ナビゲーション装置で位置を検出するために使用するセンサは、車輪の円周と計測される車輪の回転数の積から距離を測定し、さらに対となる車輪の回転数の差から移動体が曲がった角度を計測する車輪速センサ5,地球が保持している磁場を検知し移動体が向いている方角を検出する地磁気センサ6,光ファイバジャイロや振動ジャイロといった移動体が回転した角度を検出するジャイロ7,GPS衛星からの信号を受信し移動体とGPS衛星間の距離と距離の変化率を3個以上の衛星に対して測定することで移動体の現在位置,進行速度及び進行方位を測定するGPS受信装置8で構成される。 Sensor used to detect the position in the navigation device, the distance from the wheel rotation speed of the product of which is measured with the circumference of the wheel is measured, the moving body is bent from the revolution speed difference of the wheel becomes more pairs wheel speed sensor 5 for measuring the angle, the gyro for detecting an angle of a geomagnetic sensor 6 for detecting the direction of earth is to the mobile detects the magnetic field has the opposite holds, the mobile such as an optical fiber gyro or a vibration gyro is rotated 7, the current position of the moving body by receiving signals from GPS satellites measure the distance and distance change rate between mobile and GPS satellite for three or more satellites, measures the moving speed and heading constituted by the GPS receiver 8. さらに、GPS受信装置8ではGPS衛星からの信号を解析することで、時刻情報や日付情報を得ることができる。 Furthermore, by analyzing the signals from the GPS satellites in the GPS receiver 8, it is possible to obtain time information and date information.

また、車両の様々な情報、例えばドアの開閉情報,点灯しているライトの種類と状況,エンジンの状況や故障診断結果などを受ける車内LAN装置9を備える。 Also comprises various information of the vehicle, for example, opening and closing information of a door, the type and status of lights lit, the vehicle LAN device 9 for receiving a like situation and the failure diagnosis result of the engine.

図3は演算処理部1のハードウェア構成について説明した図である。 Figure 3 is a diagram for explaining the hardware configuration of the arithmetic processing unit 1.

以下、各構成要素について説明する。 Hereinafter, each component will be described. 演算処理部1は、図中21〜31の各デバイス間をバスで接続し構成する。 The arithmetic processing unit 1 constitutes a connection between the devices in figure 21-31 by bus. 各構成要素は、数値演算及び各デバイスを制御するといった様々な処理を実行するCPU21,地図や検索データ,演算データを格納するRAM22,処理プログラムやデータを格納するROM23,高速にメモリとメモリ間及びメモリと各デバイス間のデータ転送を実行するDMA( Direct Memory Access )24,ユニファイドメモリ26に格納された描画命令や分岐命令を受け同ユニファイドメモリ内のフレームメモリ空間に画素情報に高速に展開するグラフィックス描画と表示制御を実行する描画プロセッサ25,描画結果や描画命令等を蓄えるユニファイドメモリ26,各色のパレットIDで構成されるイメージデータをRGBの輝度情報信号に変換するカラーパレット27,アナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器28,シ Each component, math and CPU21 that performs various processing such controls devices, maps and search data, RAM 22 for storing operation data, ROM 23 for storing processing programs and data, between memory and a high speed DMA (Direct memory Access) 24 for executing data transfer between the memory and each device, expanded into pixel information at a high speed in the frame memory space of unified memory 26 the stored drawing instructions and branch instructions receiving the unified memory color palette 27 for converting graphics drawing and drawing processor 25 for executing display control, unified memory 26 for storing the drawing results and drawing commands and the like, the image data in the RGB luminance information signal comprised of pallet ID of each color to be, a / D converter 28 for converting an analog signal into a digital signal, shea リアル信号をバスに同期したパラレル信号に変換するSCI29,パラレル信号と同期をとりバス上にのせるPIO30,パルス信号を積分するカウンター31で構成される。 SCI29 converting the real signal into a parallel signal synchronized with the bus, and a counter 31 for integrating PIO30 placed on the bus takes a parallel signal synchronized, the pulse signal.
図4は演算処理部1の機能構成について説明した図である。 Figure 4 is a diagram illustrating the functional configuration of the arithmetic processing unit 1. 以下各構成要素について詳細を説明する。 Hereinafter will be described the details of each component.

現在位置演算手段42は、車輪速センサ5で計測される距離パルスデータS5、及びジャイロ7で計測される角加速度データS7を各々積分した結果得られる距離データ及び角度データを用い、そのデータを時間軸で積分していくことにより、初期位置(X,Y)から移動体走行後の位置(X',Y')を演算する処理を行う。 Current position calculating means 42, the distance pulse data S5 measured by the wheel speed sensor 5, and each using distance data and angle data obtained by integrating the result of the angular acceleration data S7 measured by the gyro 7, the data time by going to the integral in the axial performs processing for calculating the initial position (X, Y) position after the moving body traveling from (X ', Y'). ここで、移動体の回転した角度と進む方位の関係を一致させるため、地磁気センサ6から得られる方位データS6と、ジャイロ7から得られる角加速度データS7を積分した角度データを1対1の関係にマッピングし、移動体が進行している方向の絶対方位を補正する。 Here, in order to match the relation between azimuth proceeds rotated angle of the moving object, the azimuth data S6 obtained from the geomagnetic sensor 6, integrating the angular data of a one-to-one relationship the angular acceleration data S7 obtained from the gyro 7 mapped to, to correct the absolute azimuth of the direction in which the moving body is in progress. また上述したセンサから得られたデータを積分してゆくとセンサの誤差が蓄積するため、ある時間周期でGPS受信装置8から得られた位置データS8をもとに蓄積した誤差をキャンセルするという処理を施し現在位置情報を出力する。 The process of the slide into integrating the data obtained from the sensors described above error of the sensor is to accumulate, to cancel the errors accumulated position data S8 obtained from the GPS receiver 8 in a certain time period based on alms and outputs the current position information.

上記現在位置情報にはセンサの誤差が含まれているため、さらに位置精度を高めることを目的に、マップマッチ手段43を行う。 Because it contains an error of the sensor in the current position information, in order to enhance further the positional accuracy, performs map matching means 43. これは、記憶手段3から現在地周辺の地図に含まれる道路データを地図データ読込手段44によって読み込み、現在位置演算手段42から得られた走行軌跡形状と道路形状を互いに照らし合わせ、形状の相関が最も高い道路に現在地を合わせ込むという処理である。 It reads the road data contained in the storage means 3 in the periphery of the current position map by the map data reading unit 44, a traveling locus shape and the road shape obtained from the current position calculating means 42 against each other, the correlation of the shape is the most it is a process that Komu match the current location to the high road. マップマッチ処理を施すことで現在地は多くの場合走行道路と一致するようになり、精度よく現在位置情報を出力することができる。 Current position by applying the map matching process is as consistent with often traveling road can be output accurately the current position information.

ユーザ操作解析手段41は、ユーザからの要求を入力装置4で受け、その要求内容を解析し、対応する処理を実行するよう各ユニットを制御する。 The user operation analysis unit 41 receives a request from the user input device 4 analyzes the content of the request, and controls each unit to perform the corresponding processing.

地図表示手段45は、記憶手段3から地図データ読込手段44が読み出す地図データと標高データを用い、視点位置から所定俯角かつ所定縮尺で地形を見下ろした3次元地図を描画する描画データを転送するように動作する。 Map display means 45, using the map data and the altitude data read by the map data reading unit 44 from the storage unit 3, so as to transfer the drawing data for drawing a three-dimensional map looked down terrain at a predetermined depression angle and a predetermined scale from the viewpoint position to work. なお視点位置は、地図上の現在位置または表示対象となる地点から視線方向と逆方向に所定距離離れた位置に設定するとよい。 Note viewpoint position may be set at a predetermined distance from the current position or the display subject to the point in the viewing direction and the opposite direction on the map.

メニュー表示手段46は、ユーザインタフェースとなるボタンやメニューリストなどを描画し、表示処理手段47に描画データを転送するように動作する。 Menu display means 46, such as to draw a button or menu list of a user interface, operative to transfer drawing data to the display processing unit 47.

表示処理手段47は、前記説明した地図表示手段45,メニュー表示手段46からの描画データに基づき、ユニファイドメモリ26内のフレームメモリに地図とメニュー画面を表現する線や面,イメージ,文字を画素展開する。 Display processing means 47, the description and map display means 45, based on the drawing data from the menu display section 46, a line or a plane in the frame memory representing a map and menu screens in the unified memory 26, an image, a pixel characters expand.

以下、3次元地図を表示するための描画データを生成する地図表示手段45につき詳細を説明する。 Hereinafter, the detail description regarding to the map display unit 45 for generating the drawing data for displaying a three-dimensional map.

図5は地図表示手段45の機能構成について説明した図である。 Figure 5 is a diagram illustrating the functional configuration of the map display unit 45.

地図データ要求手段50は、地図表示すべき領域に含まれる地図データ、即ち道路の属性とその形状で構成される道路データ,建物や緑地帯,河川等を表現するポリゴンの属性とその形状で構成される背景データ,地名や施設名称等の文字記号コードとそれらが位置する点の座標データで構成される文字記号データ、及び地図表示すべき領域においてx軸,y軸方向に所定間隔で分割した頂点の標高値で構成される標高データを記憶手段3から読み出す。 Map data request section 50 is configured map data included in the area to be displayed map, i.e. the road attributes and road data comprised of the shape, buildings and green areas, and its shape attributes of the polygon representing the rivers x-axis background data, character symbol data consisting of character symbol codes and coordinate data of a point which they are located, such as place names and facility names, and in the area to be displayed map that is, divided at predetermined intervals in the y-axis direction It reads the elevation data consists of elevation values ​​of the vertices from the storage unit 3.

地形メッシュ演算手段51は、視点位置と俯角より表示画面に表示する地図の可視領域を演算し、その可視領域内に存在する標高データから地形面を表現する矩形形状の地形メッシュを生成する。 Terrain mesh calculation means 51 calculates the visible region of the map displayed on the display screen from the viewpoint position and the depression, generates a terrain mesh rectangular shape representing the terrain surface from elevation data existing in the visible region.

座標変換手段52は、地図データ要求手段50で読み出した地図データ及び標高データを視線方向がy軸に一致し、かつ視点位置が原点になるように座標変換する。 Coordinate conversion means 52, the map data and the altitude data read out in the map data request means 50 viewing direction coincides with the y-axis, and the viewpoint position is the coordinate transformation to be the origin.

陰面有無判定手段53は、地形メッシュ演算手段51で生成した地形メッシュを投影変換手段57で投影変換し、その投影変換した結果から陰面になる地形メッシュが存在するか判定する。 Hidden surface presence determining unit 53 projection conversion terrain mesh generated terrain mesh computing means 51 by the projection conversion means 57 determines whether the terrain mesh of the hidden surface from results obtained by the projection transformation exists. 陰面となる地形メッシュが存在すれば地図データ分割手段54へ、存在しなければ地図データ記憶手段56に処理が遷移するように動作する。 If there is terrain mesh of the hidden surface to the map data dividing unit 54, the processing in the map data storage unit 56 if there is operated to transition.

地図データ分割手段54は、地形メッシュ単位に地図データに含まれる道路データ、及び背景データを分割する。 Map data dividing unit 54 divides the road data included in map data in the terrain mesh units, and the background data.

文字列処理手段55は、名称等の文字列及び記号を描画するタイミングと表示画面上での描画位置の補正を実行する。 String processing unit 55 executes the correction of the drawing position of the timing of drawing a character string and symbols on the display screen, such as a name.

地図データ記憶手段56は、陰面有無判定手段53で陰面が存在すると判定された場合は分割された地図データを、陰面有無判定手段53で陰面が存在しないと判定された場合は読み出した地図データを投影変換し、描画命令と分岐命令を組にして格納する。 Map data storage means 56, a map data divided if it is determined that the hidden surface with hidden surface existence determining unit 53 is present, the map data read when the hidden surface with hidden surface existence determining unit 53 is judged not to exist and projection transformation, and stores the drawing command and a branch instruction in the set.

投影変換手段57は、図6に記載した視点位置1005から任意俯角で、視点位置1005から規定距離離れた位置に存在する投射面(表示画面)に前記地図データを構成するベクトルデータやポイントデータ及び地形メッシュを構成する頂点座標を投影変換する。 Projection conversion means 57, optionally depression angle from the viewpoint position 1005 as described in FIG. 6, the viewpoint position 1005 projection surface present in the stipulated distance away from (the display screen) the and the vector data and point data constituting the map data projecting converts vertex coordinates constituting the terrain mesh.

描画手段58は、任意位置の地形メッシュ及び、その地形メッシュに重ねて描画する地図データを選択し描画する。 Drawing means 58, the terrain mesh and any position, select the map data to be rendered superimposed on the terrain mesh to draw. これら処理を視点遠方から視点近傍の順に実施することで地形図及び地図の陰面消去を実現する。 Topographic by performing these processes from the perspective distant in the order of viewpoint and near to realize hidden surface removal map.

次に、図6を用いて座標変換手段52の詳細を説明する。 Next, details of the coordinate transformation means 52 with reference to FIG.

座標変換手段52は、地図データ要求手段50において読み出した地図データ及び標高データを、図6に記載した視点位置1005が原点(0,0)で視線方向1006がy座標軸に一致し、かつ地図データと標高データの縮尺が一致するように座標変換する。 Coordinate conversion means 52, the map data and the altitude data read out in the map data request section 50, the viewpoint position 1005 gaze direction 1006 at the origin (0, 0) described in FIG. 6 matches the y axis, and the map data a coordinate transformation as scale elevation data match. ここで、視点位置は自車位置から視線方向と逆方向に所定距離離れた地点で、かつ自車位置より所定高さだけ高い位置に設定するとよい。 Here, the viewpoint position is may own the vehicle position to the line-of-sight direction and the reverse direction at a predetermined distance away point, and set to a predetermined by a height position higher than the vehicle position. さらに視線方向は、自車両の進行方向に設定するとよい。 Further line-of-sight direction, it is preferable to set the traveling direction of the vehicle. これにより、地形メッシュ2001と地図データが同一座標系となり、かつ各地形メッシュを構成する矩形がx軸及びy軸に平行になるため、後述する地図データを地形ポリゴン毎に分割する地図データ分割手段54を簡略化することができる。 Thus, the terrain mesh 2001 and the map data is the same coordinate system, and for rectangular constituting each terrain mesh is parallel to the x-axis and y-axis, the map data dividing means for dividing the map data to be described later for each terrain polygons 54 can be simplified.

次に、図7と図8を用い地形メッシュ演算手段51の詳細を説明する。 Next, details of the terrain mesh calculation unit 51 reference to FIGS. 7 and 8.

可視領域演算手段70は、図7に記載した視点位置1005を原点とし、視線方向1006を上(y軸)とする座標系で、自車位置又は表示対象となる地点における標高と、表示対象の全て地点の標高が等しいと仮定し、視点位置から視線方向に見下ろした場合に、表示画面に投影される2次元地図の範囲(可視領域)1004を演算する。 Visible region calculation means 70, an origin viewpoint position 1005 as described in Figure 7, the coordinate system of the upper (y-axis) line of sight 1006, and elevation at the point where the vehicle position or display object, the display target all assuming altitude point are equal, when looking down the viewing direction from the viewpoint position, and calculates the range of the two-dimensional map projected onto a display screen (visible region) 1004.

次に、地形メッシュサイズ演算71では地形面を構成する地形メッシュのサイズを決定するが、任意視点高さから俯瞰した3次元地図を表示する装置において視点位置が高くなると可視領域1004が広くなる。 Next, determine the size of the terrain mesh that constitutes the terrain surface in terrain mesh size calculation 71, the visible area 1004 is enlarged when the viewpoint position is high in the apparatus for displaying a three-dimensional map looking down from any point altitude. これにより、地形メッシュサイズdx,dyを固定とすると地形メッシュ数が2乗オーダーで増加し、処理負荷が増す。 Thus, the terrain mesh size dx, when fixing the dy number terrain mesh is increased by the square order, the processing load is increased. そこで、視点高さと俯角により地形メッシュサイズdx,dyを決定する処理を用いる。 Therefore, viewpoint height and depression angle by terrain mesh size dx, the process of determining the dy used. 例えば、基準となる視点高さと設定された視点高さとの比率を、基準となる地形メッシュサイズdx,dyに乗算しメッシュサイズを決定するとよい。 For example, the ratio between the viewpoint height and set point altitude as a reference, a primary terrain mesh size dx, may determine the mesh size by multiplying the dy. さらに、各視点高さに対応する地形メッシュサイズdx,dyをテーブルとして備え、このテーブルから任意視点高さに対応する地形メッシュサイズdx,dyを決定してもよい。 Furthermore, the terrain mesh size dx corresponding to each viewpoint height, comprises a dy as a table, the terrain mesh size dx corresponding to any point altitude from the table may be determined dy. ここでは視点高さをパラメータとする例を述べたが、俯角をパラメータとして同様の処理を行い地形メッシュのサイズを決定することもできる。 Here it has been described the example in which viewpoint height and parameters may also determine the size of the terrain mesh performs the same processing a depression angle as a parameter. また、視点高さと俯角の関係から地形メッシュのサイズを決定してもよい。 It is also possible to determine the size of the terrain mesh point altitude and depression angle relationship. これにより、描画する地形メッシュ数が著しく増加しないように制御され、可視領域が拡大した場合の処理負荷を低減することができる。 Thus, is controlled so as not to terrain mesh number is increased significantly to draw, it is possible to reduce the processing load when the visible region is enlarged.

地形メッシュ生成72は、地形メッシュサイズ演算71で得られた地形メッシュサイズdx,dy毎に可視領域1004を分割し、地形メッシュ2001を構成する各頂点2002の座標値を演算する。 Terrain mesh generation 72, the terrain mesh size dx obtained in terrain mesh size calculation 71, the visible area 1004 is divided for each dy, it calculates the coordinate values ​​of the vertices 2002 constituting the terrain mesh 2001. 本実施例では地形メッシュ形状を矩形としているが、地形メッシュ形状を三角形としてもよい。 In this embodiment, although the terrain mesh shape as a rectangle, a terrain mesh shape may be a triangle.

最低標高抽出73では、視点位置1005の標高が高く、かつ標高の低い地形領域を見下ろす場合に発生する地形ポリゴン抜けを防ぐために実施され、標高データにおける可視領域1004内に含まれる標高値のなかで最も低い標高値を抽出する。 In the lowest elevation extraction 73, high altitude viewpoint position 1005, and is performed in order to prevent loss terrain polygons occur when overlooking the lower terrain area altitude, among the elevation value contained within the visible region 1004 in elevation data to extract the lowest elevation value.

次に、可視領域補正74は視点位置の標高値と最低標高抽出73で抽出された標高値の差分を演算し、この差分値をパラメータとして図7に示すように視線方向と垂直方向に左右に右追加地形メッシュ2003,左追加地形メッシュ2004を追加する。 Next, the visible region correction 74 calculates the difference altitude value and the minimum altitude extract 73 altitude values ​​extracted by the viewpoint position, on the left and right of the differential value in the viewing direction and the vertical direction as shown in FIG. 7 as a parameter right add terrain mesh 2003, to add a left additional terrain mesh 2004. 追加する地形メッシュの演算方法には、前記差分値の所定高さ毎に追加するメッシュの数を設定する方法がある。 The calculation method of the terrain mesh to be added, there is a method of setting the number of mesh to be added to the predetermined height of the difference value. これは例えば差分値が100m単位で地形メッシュを左右に1メッシュずつ追加するという方法である。 This is a method of adding one mesh on the left and right terrain mesh 100m units for example the difference value. なお、視点位置標高の変わりに現在位置標高を用いて処理を行ってもよい。 Note that processing may be performed by using the current position altitude instead of the viewpoint position elevation.

上記処理により生成された地形メッシュの各頂点2002は2次元平面上の頂点であり、3次元地図表示を行うためには各頂点における標高値を得る必要がある。 Each vertex 2002 of the terrain mesh generated by the process is the vertices of a two-dimensional plane, in order to perform a three-dimensional map display, it is necessary to obtain the elevation values ​​at each vertex. そこで、標高値演算75では地図データ要求手段50により読み出した標高データから、地形メッシュを構成する頂点の標高値を演算する。 Therefore, the altitude data read by the altitude value calculation 75 map data request section 50, calculates the altitude value of the vertices of the terrain mesh. ここで、標高データに記録された頂点座標と地形メッシュを構成する頂点座標は一致しない。 Here, the vertex coordinate constituting the vertex coordinates and terrain mesh recorded in the elevation data do not match. そこで、例えば図6のように頂点2002を取り囲む頂点2040,2041,2042,2043の標高データを読み出し、頂点2002の標高値を演算する。 Therefore, for example, reads the elevation data of the vertex 2040,2041,2042,2043 surrounding the vertex 2002 as shown in Figure 6, it calculates the altitude value of the vertex 2002. ここで、標高2040の座標を(x1,y1,z1)、標高2041の座標を(x2,y1,z2)、標高2042の座標を(x2,y2,z3)、標高2043の座標を(x1,y2,z4)とすると、頂点2002の座標を(xp,yp)に対する標高値zpは数1,数2,数3を演算することで得られる。 Here, the coordinates of the elevation 2040 (x1, y1, z1), the coordinates of the elevation 2041 (x2, y1, z2), the coordinates of the elevation 2042 (x2, y2, z3), the coordinates of the elevation 2043 (x1, If y2, z4) to altitude value zp coordinates of the vertex 2002 for (xp, yp) is obtained by calculating the number 1, number 2, number 3.

Za=(yp−y1)×(Z4−Z1)/(y2−y1)+Z1…(数1) Za = (yp-y1) × (Z4-Z1) / (y2-y1) + Z1 ... (Equation 1)

Zb=(yp−y2)×(Z3−Z2)/(y2−y1)+Z2…(数2) Zb = (yp-y2) × (Z3-Z2) / (y2-y1) + Z2 ... (number 2)

Zp=(xp−x1)×(Zb−Za)/(x2−x1)+Za…(数3) Zp = (xp-x1) × (Zb-Za) / (x2-x1) + Za ... (number 3)
次に、図9を用いて陰面有無判定手段53の詳細を説明する。 Next, details of hidden surface presence determining unit 53 with reference to FIG.

表示する地図に陰面となる地形が存在しない場合、地図データを地形メッシュ単位に分割する処理を省略し、全ての地形面を描画した後、地図データを地形上に重ねて描画しても3次元地図が陰面により隠されるないしは、陰面が表示されるという現象は発生しない。 If there is no terrain to be hidden surface map to be displayed, omitting the process of dividing the map data into terrain mesh unit, after drawing all terrain surfaces, 3D be drawn superimposed on the terrain map data or map is hidden by the shadow plane, the phenomenon of hidden surface is displayed does not occur. また3次元地図表示において、山間部では陰面となる地形メッシュが発生するが、平野部では陰面となる地形メッシュの発生する確率は極端に低下するという特性を有する。 In three-dimensional map display, but the terrain mesh to be hidden surface in mountainous areas occur, in plains has the property that the probability of occurrence of the terrain mesh of the hidden surface decreases extremely. さらに、大都市などの地図データ量が多い地域は平野部に集中するという特性がある。 In addition, there is a characteristic that the map a large amount of data areas, such as large cities are concentrated in the plains.

そこで、陰面有無判定手段53では、投影変換手段57により可視領域内の地形メッシュを構成する全ての頂点を投影変換し、ある頂点2010と視点遠方側に隣接する頂点2011の投影面上でのy軸(投影面上方向)座標の大小関係を比較する。 Therefore, the hidden surface presence determining unit 53, y of the projection conversion means 57 all vertices of the terrain mesh in the visible region projection transformation on the projection plane of the vertex 2011 adjacent to a vertex 2010 and the viewpoint distal axis compares the magnitude relation between (on the projection plane direction) coordinates. この比較結果が図9における陰面メッシュ例b)に示すように、投影面上で頂点2010より視点遠方側の頂点2011のy座標が小さければ、その2頂点を含む地形メッシュは陰面であると判断する。 As a result of the comparison is shown in hidden surface mesh Example b) in FIG. 9, determines that if the y coordinate of the viewpoint distal apexes 2011 the apex 2010 is smaller on the projection surface, terrain mesh including the two vertices is hidden-surface to. その判定結果を基に、陰面となる地形メッシュが1つでも存在すれば地図データ分割手段54へ、存在しなければ地図データ記憶手段56に処理が遷移する。 Based on the determination result, if there terrain mesh of the hidden surface is even one to the map data dividing unit 54, the processing in the map data storage unit 56 is changed if there.

これにより、陰面となる地形メッシュが存在する場合のみ地図データを地形メッシュ単位に分割するため、平野部での地図データ分割処理に要する処理負荷を低減することができる。 Thus, to divide only the map data in the terrain mesh unit when there is a terrain mesh of the hidden surface, it is possible to reduce the processing load required for the map data division processing in the plains.

次に、図10を用い地図データ分割手段54の詳細を説明する。 Next, details of the map data dividing unit 54 using FIG.

地図データ取得手段80は、地図フォーマットに従い同一属性で連続する折れ線及び面データを構成する頂点データを取得する。 Map data acquisition means 80 acquires vertex data constituting a line and surface data continues in the same attribute in accordance with a map format. 地形メッシュ位置演算手段81では、この取得した頂点データのy座標(視線方向)の最大値と最小値を抽出し、この2つのy座標を含むカラム位置(y軸方向の地形メッシュ位置)を演算する。 In terrain mesh position calculating means 81, calculating the acquired y coordinate of the vertex data extracting maximum and minimum values ​​of (viewing direction), the column position (y-axis direction of the terrain mesh position) containing the two y coordinate to. この処理は、既に地形メッシュ及び地図データを、視線方向をy軸方向とする座標系に変換されているため、地形メッシュサイズでy座標を割れば容易に求まる。 This process is already terrain mesh and map data, since they are converted to line-of-sight direction in the coordinate system with the y-axis direction, easily obtained by dividing the y-coordinate terrain mesh size.

カラム判定手段82では、頂点データの最大値に対するカラム位置と、最小値に対するカラム位置が同一カラム位置か判定する。 The column determining means 82, and the column position with respect to the maximum value of the vertex data, the column position or the same column position with respect to the minimum value determined. 2つのカラム位置が同一である場合は、複数のカラム領域に頂点データがまたがらないため、領域分割する必要はないが、2つのカラム位置が異なる場合、頂点データが存在するカラム毎にデータを分割する必要がある。 If the two column position are identical, since does not extend over the vertex data into a plurality of column regions, it is not necessary to region division, if two columns positions are different, the data for each column vertex data is present it is necessary to divide. そのため補間点生成手段83により、頂点データと各カラムの境界との交点を演算し補間点を生成する。 By Therefore interpolation point generation unit 83 calculates the intersection of the vertex data and the boundary of each column to generate the interpolation point. 例えば、折れ線3001の場合、y座標の最大値はカラム4,最小値はカラム2に含まれる。 For example, in the case of polygonal line 3001, the maximum value of the y-coordinate column 4, minimum value is included in column 2. そのため、折れ線3001はカラム2,カラム3,カラム4に含まれる頂点データ毎に分割する。 Therefore, line 3001 column 2, column 3, is divided for each vertex data included in the column 4. よって、各カラムの境界と折れ線3001の交点を演算することで3つの頂点データA,B,Cに分割する。 Therefore, three vertices data A by calculating the intersection of the boundary and line 3001 of each column is divided B, and C. また面データ3003の場合、y座標の最大値はカラム3,最小値はカラム1に含まれる。 In the case of surface data 3003, the maximum value of the y-coordinate column 3, the minimum value is included in column 1. そのため、面データ3003はカラム1,カラム2,カラム3に含まれる領域毎に分割する。 Therefore, the surface data 3003 divides the column 1, column 2, for each region included in column 3. よって、各カラムの境界と面データ3003の交点を演算し、3つの面データE,F,Gをそれぞれ構成する頂点データに分割する。 Therefore, by calculating the intersection of the boundary and surface data 3003 for each column, three surface data E, F, divide the vertex data constituting each G. このように、全ての地図データをカラム毎に分割された頂点データに変換する。 Thus, to convert all the map data in the vertex data divided for each column. よって、地形メッシュと地形データの管理領域が同一となるため、循環的な重なりが発生することがなく、高品質な3次元地図を表示することができる。 Therefore, since the management area of ​​the terrain mesh and terrain data are the same, without cyclical overlap occurs, it is possible to display a high-quality three-dimensional map.

次に、図11,図12を用い文字列処理手段55を説明する。 Next, FIG. 11, illustrating a character string processing unit 55 reference to Figure 12.

図11に文字列の表示例を示す。 It shows a display example of a character string in FIG. 文字列や記号の位置を実際の地形に忠実に表現するため、文字列,記号の一部が手前側物体で隠される場合は、物体との重なり部分のみ陰面消去する。 To faithfully represent the position of a character string or a symbol to the actual terrain, if the string, a portion of the symbols are hidden by the front side object, it erases the overlapping portions only hidden surface of the object. そのため、文字列の陰面消去も、道路等のベクトルデータと同様に陰面消去処理を実施する。 Therefore, hidden surface removal string also be carried out in the same manner as in hidden surface removal process and vector data of a road or the like. しかし、ベクトルデータと違い文字列表示では矩形領域を占有するため、文字列の存在する地形メッシュと文字列の矩形領域が一致しないため、文字列4001が地形メッシュ4002によって隠されてしまう。 However, in order to occupy a rectangular area in the character string display Unlike vector data, since the rectangular areas of the terrain mesh and character string existing strings do not match, the string 4001 is being obscured by the terrain mesh 4002. このような重なりで不当に消去される文字列を防ぐため、文字列処理手段55では文字列,記号の描画タイミングの変更及び表示画面での文字列,記号の描画位置補正を行う。 To prevent such overlapping is unduly string to be erased, the character string processing unit 55 in the string, strings in change and a display screen of the drawing timing symbols, the drawing position correction symbols performed.

以下に図12を用い文字列処理手段55の詳細処理を説明する。 Describing the detailed processing of a character string processing unit 55 reference to Figure 12 below.

文字列データ取得91は、地図データに記録された文字列の描画座標位置,文字数及び文字コード、ないし記号の描画座標位置,記号コード及びシンボルイメージを読み出す。 String data acquisition 91, drawn coordinate position of the character string recorded in the map data, the number of characters and a character code, or symbols of the drawing coordinate position, reads the symbol codes and symbol image. さらに描画座標位置における標高値を標高データから演算する。 Further calculates the elevation values ​​at rendering coordinate position from the elevation data.

重なり判定92は、全ての文字列,記号の描画位置座標を投影変換し、文字列の表示画面上で占める矩形領域位置及びサイズを文字数と文字コードより演算する。 Overlap determination 92, all strings, the drawing position coordinates of the symbol and the projection conversion, is calculated from the number of characters and character codes rectangular area position and size occupied on the display screen of the string. 次に、全ての文字列,記号を表示対象と見なし視点位置からの距離が近い順にソートする。 Then, the distance from the viewpoint position regarded all strings, symbols and displayed to be sorted in order of proximity. さらに視点位置近傍の文字列,記号を表示優先とし、表示優先文字列,記号の矩形領域と重なりのある文字列,記号を表示対象の文字列,記号から削除する。 Further viewpoint position near the string, and the display priority symbol, display priority string, a text string that overlaps the rectangular area of ​​the symbol to be displayed symbol string is deleted from the symbol. これにより表示画面で文字列,記号の重なりが削減され、視認性が向上する。 Thus a string on the display screen, the overlapping symbols is reduced, visibility is improved.

文字列位置判定93は、重なり判定92により表示対象となった文字列,記号の描画位置座標のy座標(視線方向)を抽出し、このy座標が含まれるカラム位置(y軸方向の地形メッシュ位置)を演算する。 String position determination 93, the overlap string becomes the display target by determining 92 extracts the y coordinate of the symbol drawing position coordinates (viewing direction), the column position (y-axis direction of the terrain meshes included the y coordinate position) is calculated.

文字列位置補正94は、文字列位置判定93で得られた各文字列や記号に対するカラム位置から、視点位置近傍に隣接するカラム位置を求める。 String position correction 94, a column position for each string or a symbol obtained by the character string position determination 93 determines the column position adjacent to the vicinity of the viewpoint position. このカラム位置情報を用い、文字列,記号を描画するタイミングを決定する。 Using this column position information, determines the timing of drawing a character string, a symbol. 例えば、図11において文字列4001はカラム3に含まれるが、カラム2に含まれる文字列と補正する(描画位置を補正しない点に注意)。 For example, although character string 4001 in FIG. 11 are included in column 3, (note that it does not correct the drawing position) string to correct for the column 2. これにより、カラム2における地形メッシュを描画した後、カラム2に含まれる地図データを描画すると同時に文字列4001を描画するように動作する。 Thus, after drawing a terrain mesh in column 2, it operates to draw strings 4001 and at the same time drawing the map data contained in the column 2. これにより、文字列や記号が視点手前側の地形メッシュで隠される可能性が小さくなり、陰面消去が正常に行われるようになる。 Thus, character string or symbol could become small hidden perspective front terrain mesh, so hidden surface removal is performed normally.

文字列描画位置補正95は、文字列,記号の含まれるカラム位置により、表示画面上での描画オフセット4012を演算し、得られた描画オフセット分だけ表示画面の上方向に文字列や記号をシフトし描画する。 String drawing position correction 95, a character string, the column positions included a symbol, it calculates the drawing offset 4012 on the display screen, resulting shift strings and symbols direction only over the display screen drawing offset and to draw. これは、視野遠方の地形メッシュにおいて地形メッシュの高さが文字列や記号の高さより小さくなり、文字列位置補正94を用いても陰面消去が完全になされないという課題を解決するために実行される。 This is the height of the terrain mesh is smaller than the height of a character string or a symbol in the field distant terrain mesh, hidden surface removal even with the string position correction 94 is performed to solve the problem of not completely performed that. 描画オフセット量の演算方法は、例えば視点位置に最も近いカラムから文字列,記号の描画位置座標を含むカラムまでのカラム数をカウントし、このカラム数を描画オフセット4012とするとよい。 Method of calculating the rendering offset amount, for example, a character string from the closest column to the viewpoint position, counts the number of columns to a column containing drawing position coordinates of the symbols, may the number of the column and drawn offset 4012. ここで、文字列や記号の高さを規定値とすると、描画オフセット4012が規定値より小さければ規定値を描画オフセット4012として文字描画位置に加算し、描画オフセット4012が規定値より大きければ規定値を描画オフセット4012として文字や記号の描画位置に加算するとよい。 Here, when the height of the text and symbols a specified value, if the drawing offset 4012 is smaller than the specified value the prescribed value is added to the character drawing position as a drawing offset 4012, if the drawing offset 4012 is greater than the specified value specified value the may be added to the drawing position of a character or a symbol as a drawing offset 4012. このような処理を実施することにより、視点手前側の地形メッシュにより文字列,記号の一部又は全部が隠される可能性を最小限に止めることが可能になる。 By performing such processing, a character string by the viewpoint front of the terrain mesh, it is possible to minimize the possibility that some or all hidden symbols. これにより、不当に文字列,記号が地形メッシュに隠れることを防ぎ、文字列,記号の表示品質を向上することができる。 This makes it possible to unduly string, symbol prevents hidden terrain mesh, to improve the display quality of the text, symbols.

次に、各カラム単位に分割した地図データを記憶する地図データ記憶手段56につき詳細を説明する。 Next, the details will be described regarding the map data storage unit 56 for storing map data divided into each column unit. なお、陰面有無判定手段53で陰面が存在しないと判定されたときは、全てのデータが同一カラムに存在するものとして処理を行う。 Incidentally, when the hidden surface with hidden surface existence determining unit 53 is determined not to exist, it performs processing assuming that all the data are in the same column.

地図データ記憶手段56において地図データをメモリに記憶するフォーマットの一実施例を図13に示す。 In the map data storage unit 56 shows an example of a format for storing map data in the memory in FIG. 13. この実施例では、各カラム毎に分割された地図データを投影変換した結果得られる頂点座標列と頂点数等で構成される描画命令と分岐命令を組で格納する地図データ記憶メモリ101と、各カラムに対する描画データの格納位置を開始アドレスと終了アドレスで管理する管理テーブル100で構成する。 In this embodiment, a map data storage memory 101 for storing a set of drawing instructions and branch instructions composed of vertex coordinates columns and the number of vertices and the like obtained as a result of projection transformation of the map data divided for each column, each configuring the management table 100 for managing the storage location of the drawing data to the column at the start and end addresses.

図14を用い地図データ記憶手段56の詳細を説明する。 Describing the details of the map data storage unit 56 reference to Figure 14.

初期化110は、管理テーブル100の開始アドレス及び終了アドレスを所定アドレスに初期化する。 Initialization 110 initializes the start address and end address of the management table 100 at a predetermined address. 例えばここで設定する初期値はNULL値等にするとよい。 For example the initial values ​​set here may be NULL value or the like.

分割地図データ取得111は、地形メッシュ又はカラム毎に分割されたベクトルデータとカラム位置,頂点データの各頂点に対応する標高値を取得する。 Dividing map data acquisition 111, terrain mesh or divided vector data and column position for each column to obtain the altitude value for each vertex of the vertex data.

格納データ判定112は、分割地図データ取得111で取得した地図データのカラム位置から同カラムの管理テーブル100を参照し、開始アドレスが初期値か判定する。 Storing data determination 112 refers to the division map data acquisition 111 management table 100 in the same column from the column position of the map data acquired at determines the start address or initial value. 開始アドレスが初期値の場合は開始アドレス設定113に、開始アドレスに初期値以外のアドレスが設定されている場合は分岐アドレス修正114に分岐する。 For start address is an initial value to the starting address setting 113, when the address other than the initial value to the starting address is set to branch to the branch address modification 114.

開始アドレス設定113は、地図データ記憶メモリ101にこれから記憶すべき描画命令が格納されるアドレスを管理テーブル100の格納開始アドレスに設定する。 Start address setting 113 sets an address rendering instruction to be now stored in the map data storage memory 101 is stored in the storage start address of the management table 100. 例えば、地図データ記憶メモリ101のアドレス1に描画命令1(6001)をこれから記憶する場合は、この描画命令において描画するカラム4の開始アドレスにアドレス1を記憶する。 For example, if you now stored drawing command 1 (6001) to the address 1 of the map data storage memory 101 stores the address 1 to the start address of the column 4 to be drawn in this drawing command.

分岐アドレス修正114は、管理テーブル100に格納されている最終アドレスをもとに、同一カラムで前回格納した描画命令と組の分岐命令のアドレスを、これから記憶すべき描画命令の格納先頭アドレスに変更する。 Change branch address modification 114, based on the final address stored in the management table 100, the address of the rendering command and a set of branch instructions stored last time in the same column, the storage head address of the rendering command to be now stored to. 例えば、地図データ記憶メモリのアドレス7に描画命令4(6007)をこれから記憶する場合は、この描画命令において描画するカラム4の最終アドレス、即ちアドレス2を管理テーブル100から読み出し、描画データ記憶メモリ内のアドレス2の分岐命令1(6002)のアドレスにアドレス7を記憶する。 For example, if you now stored rendering instruction 4 (6007) to address 7 in the map data storage memory, the last address of the column 4 to be drawn in this drawing command, i.e., reads the address 2 from the management table 100, the drawing data stored in the memory stores the address 7 to the address of the branch instruction 1 (6002) of the address 2.

投影変換115は、投影変換手段57を呼び出すことで、与えられたベクトルデータを投影変換し、表示画面上の頂点座標列に変換する。 Projection transformation 115, by calling the projection conversion means 57, a given vector data projection transformation, converted to vertex coordinates columns on the display screen.

命令バッファ書込み116は、頂点データを投影変換した頂点座標列と頂点数等で構成される描画命令と分岐命令を組で順に、格納済の最終分岐命令の次の地図データ記憶メモリ101に格納する。 Instruction buffer write 116, sequentially a set of drawing instructions and branch instructions composed of vertex coordinates columns and number of vertices such that projection transformation vertex data is stored in the next map data storage memory 101 of the last branch instruction already stored . 例えば、既に分岐命令3(6006)まで格納済で、これから描画命令4(6007)を格納する場合は、アドレス7に描画命令4(6007)を、アドレス8に分岐命令(6008)を格納する。 For example, in already stored previously to the branch instruction 3 (6006), when storing the now drawing instruction 4 (6007), the drawing command to the address 7 4 (6007), and stores a branch instruction address 8 (6008).

終了アドレス設定117は、命令バッファ書込み116で書き込んだ描画命令に対応するカラム位置の管理テーブル100の終了アドレスを、地図データ記憶メモリ101に格納した分岐命令を格納したアドレスに更新する。 End address setting 117 updates the end address of the management table 100 of the column position corresponding to the written drawing instruction in the instruction buffer write 116, the address that stores the branch instruction stored in the map data storage memory 101. 例えば、描画命令4(6007)を格納した場合は、管理テーブル100内のカラム4に対応する最終アドレスをアドレス8に修正する(図13においては、この修正がなされる前の値を示す)。 For example, when storing the drawing command 4 (6007) modifies the last address corresponding to the column 4 in the management table 100 in the address 8 (in FIG. 13 shows the value before the correction is performed).

終了判定118では全地図データを格納終了か判定し、全データ格納終了となるまで初期化110を除く上記処理を繰り返し行う。 End determination 118 in all the map data storage or terminated determined to repeat the above process except for initialization 110 until all the data storage completion.

このような格納方法を用いれば、任意カラムに対応する地図データを、視点奥から手前の順に簡単に参照することができ、高速に任意カラムに対応する地図データを選択することができる。 The use of such a storage method, map data corresponding to an arbitrary column, from the viewpoint back for easy reference in this order on the front, it is possible to select map data corresponding to an arbitrary column at high speed. また、描画コマンドを解釈して線や面等を描画することのできる描画プロセッサを持つナビゲーション装置であれば、この描画命令及び分岐命令を描画コマンドで構成することで、地図データ記憶メモリ101と描画コマンド格納バファを一つのメモリ領域とすることができ、使用するメモリ領域を削減することができる。 Further, if the navigation apparatus having a drawing processor that can be used to draw interprets drawing commands lines and surfaces, etc., by configuring the rendering instruction and the branch instruction by the drawing command, drawing a map data storage memory 101 can be a command storage Buffers and one memory area, it is possible to reduce the memory area to be used.

次に図14及び図15を用い、描画手段58の詳細を説明する。 Next referring to FIGS. 14 and 15, illustrating the details of the drawing means 58.

陰面処理描画130は、まず視点最遠方に位置するカラムを選択し、選択したカラムに対応する地形メッシュを投影変換手段57を呼び出し投影変換して描画する。 Hidden surface process drawing 130 first selects the column located on the viewpoint farthest, to paint calling projection transformation projection conversion means 57 terrain mesh corresponding to the selected column. 次に管理テーブル100を参照し、選択したカラムに対応する開始アドレスを読み出し、かつ選択したカラムを描画することで、地形メッシュに地図が重なり表示される。 Then refers to the management table 100, reads out the start address corresponding to the selected column, and by drawing the selected column, the map is displayed overlapping the terrain mesh. さらに、選択したカラムに対応する文字列及び記号を選択し、描画することで地形メッシュ及び地図に重ねて文字列及び記号が表示される。 Additionally, select the text and symbols corresponding to the selected column, text and symbols are displayed over the terrain mesh and map by drawing. これらの処理を視点遠方のカラムから視点近傍のカラムの順に繰り返し実施する。 Repeat implementing these processes from the perspective distant column in order of column viewpoint vicinity. これにより陰面消去が実現される。 This hidden surface removal is achieved by.

なお、地形起伏により視点位置近傍に位置する地形メッシュの標高値が高い場合等は図15のように画面下に地形ポリゴン抜け5000が発生するという課題がある。 Incidentally, like the case altitude value of the terrain mesh located near the viewpoint position by terrain relief is high there is a problem that the terrain polygons omission 5000 at the bottom of the screen as shown in FIG. 15 is generated. この課題を解決するため、表示地形判定131は図15に示した可視領域1004内の最近傍地形メッシュ列5001を構成する頂点群を選択し、さらに視点に近い最近傍頂点列5002を抽出して投影変換し、投影変換した最近傍頂点列5002が表示画面下境界5003より上側に存在するか判定する。 To solve this problem, display terrain decision 131 selects a vertex that forms the closest terrain mesh column 5001 in the visible region 1004 shown in FIG. 15, and extracts the nearest vertex column 5002 close to more viewpoints determines whether to projection transformation, nearest neighbor vertices column 5002 projected translation exists above the display screen under the boundary 5003. 最近傍頂点列5002が表示画面下境界5003より上側に存在すると判定されたときは表示地形補正132に、存在しないと判定された場合は処理終了にそれぞれ分岐する。 To display the terrain correction 132 When nearest neighbor vertices column 5002 is determined to exist above the display screen under the boundary 5003, when it is determined nonexistent and branches respectively to the processing ends.

表示地形補正132は、投影変換した最近傍頂点列5002と、表示画面下境界5003で囲まれる領域を視点位置標高に応じた地形色で塗りつぶす命令を発行し、描画を実行する。 Display terrain correction 132 issues a nearest vertex sequence 5002 obtained by projecting conversion, an instruction to fill in terrain color space surrounded corresponding to the viewpoint position elevations display screen under boundary 5003, to draw or. これにより画面下に発生する地形ポリゴン抜けが発生しないようになるため、表示品質を改善することができる。 Thus for omission terrain polygons generated under the screen is not generated, it is possible to improve the display quality.

本発明における3次元地図表示例を表した図。 View showing a three-dimensional map display example of the present invention. ナビゲーション装置の各構成ユニットを表した図。 Diagram showing the respective configuration units of the navigation device. 演算処理部のハードウエア構成を表した図。 Diagram showing the hardware configuration of the arithmetic processing unit. 演算処理部の機能構成を表した図。 Diagram showing the functional configuration of the arithmetic processing unit. 地図表示手段の機能構成を表した図。 Diagram showing the functional configuration of the map display means. 座標変換手段を説明するための図。 Diagram for explaining the coordinate transformation means. 地形メッシュ演算手段を説明するための図。 Diagram for explaining the terrain mesh calculation means. 地形メッシュ演算手段を説明するためのフロー図。 Flow diagram for describing a terrain mesh calculation means. 陰面有無判定手段を説明するための図。 Diagram for explaining the hidden surface presence determining means. 地図データ分割手段を説明するための図。 Diagram for explaining map data dividing means. 文字列データの表示例を表した図。 Figure showing a display example of a character string data. 文字列処理手段を説明するためのフロー図。 Flowchart for explaining a character string processing unit. 地図データ記憶手段のメモリ構成例を表した図。 Diagram showing the memory configuration example of a map data storage unit. 地図データ記憶手段を説明するためのフロー図。 Flow diagram for explaining a map data storage means. 描画手段58を説明するためのフロー図。 Flowchart for explaining the drawing unit 58. 描画手段58を説明するための図。 Diagram for explaining a drawing unit 58.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 演算処理部2 出力装置3 記憶手段4 入力装置5 車輪速センサ6 地磁気センサ7 ジャイロ8 GPS受信装置9 車内LAN装置21 CPU 1 processing section 2 output device 3 storing means 4 input unit 5 wheel speed sensor 6 geomagnetic sensor 7 gyro 8 GPS receiving device 9 vehicle LAN device 21 CPU
22 RAM 22 RAM
23 ROM 23 ROM
24 DMA 24 DMA
25 描画プロセッサ26 ユニファイドメモリ27 カラーパレット28 A/D変換器29 SCI 25 drawing processor 26 unified memory 27 color palette 28 A / D converter 29 SCI
30 PIO 30 PIO
31 カウンター41 ユーザ操作解析手段42 現在位置演算手段43 マップマッチ手段44 地図データ読込手段45 地図表示手段46 メニュー表示手段47 表示処理手段50 地図データ要求手段51 地形メッシュ演算手段52 座標変換手段53 陰面有無判定手段54 地図データ分割手段55 文字列処理手段56 地図データ記憶手段57 投影変換手段58 描画手段70 可視領域演算手段71 地形メッシュサイズ演算72 地形メッシュ生成73 最低標高抽出74 可視領域補正75 標高値演算80 地図データ取得手段81 地形メッシュ位置演算手段82 カラム判定手段83 補間点生成手段91 文字列データ取得92 重なり判定93 文字列位置判定94 文字列位置補正95 文字列描画位置補正100 管理テーブル101 地図デー 31 Counter 41 user operation analysis unit 42 the current position calculating unit 43 the map matching means 44 map data reading means 45 the map display unit 46 menu display unit 47 display processing unit 50 the map data request section 51 terrain mesh computing unit 52 coordinate converting means 53 hidden surface whether determination means 54 map data dividing unit 55 character string processing unit 56 map data storage unit 57 projection conversion means 58 drawing means 70 visible region calculating unit 71 terrain mesh size calculation 72 terrain mesh generation 73 minimum elevation extraction 74 visible region correction 75 elevation value calculation 80 map data acquisition means 81 terrain mesh position calculating means 82 column determining means 83 interpolation point generation unit 91 character string data acquisition 92 overlap determination 93 string position determination 94 string position correction 95 string drawing position correction 100 management table 101 map data タ記憶メモリ110 初期化111 分割地図データ取得112 格納データ判定113 開始アドレス設定114 分岐アドレス修正115 投影変換116 命令バッファ書込み117 終了アドレス設定118 終了判定130 陰面処理描画131 表示地形判定132 表示地形補正 Data storage memory 110 initializes 111 divided map data acquisition 112 stores data determination 113 start address setting 114 branch address modification 115 projection transformation 116 instruction buffer write 117 the end address set 118 terminates the determination 130 hidden surface process drawing 131 displayed terrain determination 132 displays terrain correction

Claims (2)

  1. 標高データと地図データを備え、所定の視点から俯瞰する3次元地形図を前記標高データから生成し、前記視点より遠方から近傍の順に前記3次元地形図に前記地図データを重ねて表示する3次元地図表示装置において、 Includes elevation data and the map data to generate a three-dimensional topographic looking down from the elevation data from a predetermined viewpoint, and displays the overlaid map data on the three-dimensional topographic in order of proximity from a distance from the viewpoint three-dimensional in the map display device,
    前記標高データから地形面を構成する地形メッシュを演算する地形メッシュ演算手段と、 And terrain mesh calculating means for calculating a terrain mesh that constitutes the terrain surface from the elevation data,
    前記3次元地形図に重ねて表示する前記地図データにおける文字列が前記地形メッシュのいずれに含まれるか判定する文字列位置判定手段と、 And determining a character string position determining means or string is contained in any of the terrain mesh in the map data to be displayed superimposed on the three-dimensional topographic map,
    前記文字列位置判定手段により判定された前記地形メッシュから視点近傍側に向かって所定距離の位置にある前記地形メッシュを選択する地形メッシュ選択手段と、 And terrain mesh selection means for selecting the terrain mesh at a position a predetermined distance toward from the terrain mesh is determined by the character string position determining means on the viewpoint near side,
    前記地形メッシュ選択手段で選択された前記地形メッシュに重ねる前記地図データを描画するとき、前記文字列を前記文字列位置判定手段により判定された前記地形メッシュに描画する描画手段と、 When drawing the map data superimposed on the terrain mesh selected by the terrain mesh selection means, a drawing means for drawing the string to the terrain mesh is determined by the character string position determining means,
    を備えることを特徴とする3次元地図表示装置。 Three-dimensional map display apparatus comprising: a.
  2. 標高データと地図データを備え、所定の視点から俯瞰する3次元地形図を前記標高データから生成し、前記3次元地形図に前記地図データを重ねて表示する3次元地図表示装置において、 It includes elevation data and map data, a three-dimensional topographic looking down from a predetermined viewpoint generated from said altitude data, the three-dimensional map display device for displaying the overlaid map data on the three-dimensional topographic map,
    前記標高データから地形面を構成する地形メッシュを演算する地形メッシュ演算手段と、 And terrain mesh calculating means for calculating a terrain mesh that constitutes the terrain surface from the elevation data,
    前記3次元地形図に重ねて表示する前記地図データにおける文字列の描画位置を演算する文字列位置演算手段と、 And string position calculating means for calculating a drawing position of a character string in the map data to be displayed superimposed on the three-dimensional topographic map,
    前記3次元地形図に重ねて表示する前記地図データにおける文字列が前記地形メッシュのいずれに含まれるか判定する文字列位置判定手段と、 And determining a character string position determining means or string is contained in any of the terrain mesh in the map data to be displayed superimposed on the three-dimensional topographic map,
    前記文字列位置判定手段で判定された前記地形メッシュが属する地形メッシュの行から前記視点に最も近い前記地形メッシュの行までの間にある行数に基づいて、前記文字列の移動量を演算し、演算した前記移動量に応じて前記文字列の描画位置を表示画面の上方向に移動させる文字列描画位置補正手段とを備えることを特徴とする3次元地図表示装置。 On the basis of character the terrain mesh belongs terrain mesh lines is determined by the column position determination means to the number of lines between the up line nearest the terrain mesh to the viewpoint, and calculates the movement amount of the character string , three-dimensional map display device characterized in that it comprises a string drawing position correcting means for moving in the upward direction of the display screen drawing position of the character string in accordance with the movement amount calculated.
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