JP4559555B2

JP4559555B2 - 立体地図表示方法およびナビゲーション装置

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Publication number: JP4559555B2
Application number: JP06995999A
Authority: JP
Inventors: 真理子奥出; 芳則遠藤; 秀雄廣重; 浩三中村
Original assignee: Clarion Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Faurecia Clarion Electronics Co Ltd
Priority date: 1999-03-16
Filing date: 1999-03-16
Publication date: 2010-10-06
Anticipated expiration: 2019-03-16
Also published as: JP2000267562A; DE60028109D1; EP1037188B1; DE60028109T2; US6324469B1; EP1037188A2; EP1037188A3

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は地図表示技術に関し、特に、地表面に対して所定の角度を成す方向から眺めた透視地図で、自車周辺や交差点付近等の道路や建物を、立体的に表示するナビゲーション装置に用いて有益な立体地図表示方法に関する。
【０００２】
なお、本発明において構造物とは、地図を構成する建造物、建物、道路、鉄道などを指すものとする。また、分割構造物とは、地図データベースの複数のメッシュ領域にわたって存在する単一の構造物を各メッシュ領域毎に分割した構造物を指すものとし、非分割構造物とは、単一のメッシュ領域にのみ存在する構造物を指すものとする。
【０００３】
【従来の技術】
ＣＤーＲＯＭやＤＶＤ等の記憶媒体に記憶されたディジタル地図データを読み出して画面上に建物や道路などの地図を表示し、ＧＰＳ等の位置検出センサにより検出した現在位置と目的地への方向を該地図上に表示して走行の便宜を図るナビゲーション装置が知られている。
【０００４】
最近の地図データは市街地図を記憶し、一般家屋やビル等の形状、位置や階数等の詳細な情報をナビゲーション装置に表示できるようになっている。さらに、自車付近や目的地付近、通過予定の交差点付近等をよりわかりやすく通知する目的で、前記詳細地図情報の中で、特に進路上の目印となる建物を立体的に表示する方法が用いられているものもある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記地図データは、通常、道路や建物等の地図情報を所定間隔の緯度経度でメッシュに分割して記憶している。このような地図データにおいて、メッシュ境界上に存在する道路や建物等の地図情報は、メッシュ境界で複数に分割し記憶しているので、前記地図データをメッシュ毎に読込んでは地図を描画するという従来の方法では、メッシュ境界に渡り存在する前記一般家屋やビル等の構造物の形状にメッシュ境界線が表示されるという問題がある。
【０００６】
さらに、前記分割された構造物の側面に窓などの模様のテクスチャを貼り付ける場合、メッシュ境界付近で該テクスチャが不連続に表示されるので、平面地図を表示した場合よりもメッシュ境界が目立ち、実際の構造物と違うイメージを利用者に与えることになり、立体地図により周辺地図をよりわかりやすく通知するという本来の目的から外れてしまうという問題も考えられる。
【０００７】
以上から、本発明の目的は、メッシュ境界により分割された道路や建物等の地図情報を地図データベースから読み込み、所定の視点位置から眺めた立体的な景観を表示するナビゲーション装置において、メッシュ境界による構造物の不連続描画を防止し、実物に近い印象を与える表示方法、および該方法を実行するナビゲーション装置、並びに該方法に好適な形態を備えた地図データを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために本発明は、予め定めた広さのメッシュ領域に分割された地図データを用いて立体地図を表示する立体地図表示方法であって、記憶媒体に格納されている前記地図データには、各メッシュ領域上に存在する構造物を示す構造物データが含まれており、前記構造物データには、複数のメッシュ領域にわたって存在する単一の構造物である分割構造物か、複数のメッシュ領域にわたって存在しない構造物である非分割構造物か、を識別するための識別データが対応付けられており、処理装置が、前記記憶媒体から前記識別データを参照し、描画対象の構造物が分割構造物であるか非分割構造物であるかを識別する識別手順と、描画対象の構造物が分割構造物であると識別された場合には、前記記憶媒体から前記地図データを読み出して、識別された分割構造物を含むメッシュ領域に隣接する複数のメッシュ領域の、同じ構造物に由来する分割構造物の構造物データを抽出して単一構造物を復元し、前記記憶媒体から読み出された前記地図データから、地表面に対して予め定めた角度を成す方向で眺めた立体地図を展開し、前記復元された単一構造物を用いて、前記展開された立体地図の道路に沿った構造物を立体図形として立体地図上に描画し、当該立体図形の側面に、当該立体図形に対応する構造物壁面のテクスチャを所定の記憶手段から読み出して描画する分割構造物描画手順と、を行う、ことを特徴とする。
【０００９】
ここで、前記分割構造物描画手順においては、例えば、（ａ）構造物側面の枠線の中で、メッシュ領域境界上の枠線（以下では接線と称す）以外の枠線を描画する、あるいは、（ｂ）前記メッシュ領域境界上の接線を、透過色、該側面と同一色、薄線、点線等、境界線が目立たない色ないし線種で描画する、あるいは、（ｃ）分割構造物を構成する頂点や補間点等の中で、メッシュ領域境界上にない点と、メッシュ領域境界上の点でかつ該構造物の端点であれば該点とで、構造物データを復元し、描画する、あるいは、（ｄ）構造物側面に描く窓などの模様が、メッシュ境界で連続になるように、模様の描画開始位置および終了位置を更新する構成としてもよい。
【００１０】
また、上記目的を達成するために本発明は、構造物の地図情報を予め定めた大きさのメッシュに分割して記憶した地図データベースから、地図情報を読込んで立体的に表示する手段を少なくとも備えるナビゲーション装置において、複数のメッシュにわたって存在する単一の構造物をメッシュ毎に分割して形成された分割構造物と、複数のメッシュには分割されていない非分割構造物をそれぞれ描画する二つの描画手段と、前記読込んだ地図情報に含まれている構造物データが、前記分割構造物に対応するかどうかを識別する識別手段とを有し、前記分割構造物の描画手段は、前記識別手段で前記分割構造物に対応すると判断された構造物データのうち、分割前の同じ単一構造物に由来する複数の構造物データを用いて、該単一構造物を復元するように、該複数の構造物データに対応する複数の分割構造物を一体的に描画することを特徴とする。
【００１１】
また、上記目的を達成するために本発明は、コンピュータにより地図を表示するために用いられる、ある特定の大きさのメッシュ領域毎に分割された地図情報を含む地図データを記憶した記憶媒体において、前記地図データは、複数のメッシュ領域にわたり存在する元来は単一の構造物を各メッシュ領域毎に分割して形成された分割構造物に対応する構造物データと、単一のメッシュ領域上に存在する非分割構造物に対応する構造物データと、前記構造物データの各々が前記分割構造物に対応するかどうかを識別するために用いる識別データとを格納したものであることを特徴とする。
【００１２】
前記地図データには、例えば、分割前の同じ単一構造物に由来する複数の分割構造物に対応する複数の構造物データ間のリンクデータや、前記分割構造物の形状を定義づけるための一群の点の各々が、前記メッシュ領域毎の分割処理により新たに定義づけられた分割点かどうかを識別するための分割点識別データを格納する構成としてもよい。また、地図データに、当該メッシュ領域外に存在する分割前の同じ単一構造物に由来する分割構造物の構造物データを、当該メッシュ領域のデータ中に記憶する構成としてもよい。
【００１３】
なお、上述した本発明の各態様では、地図データのメッシュ領域間の境界で分割された分割構造物に対して本発明が適用された場合を説明したが、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。例えば、元来は単一の構造物が、それを構成する補間点で分割された場合に形成される分割構造物についても、上記したメッシュ境界で分割された分割構造物の場合と同様に本発明を適用することによって、補間点で分割された分割構造物を描画する際に、補間点での境界による構造物の不連続描画を防止し、実物に近い印象を与える表示方法、および該方法を実行するナビゲーション装置、並びに該方法に好適な形態を備えた地図データを提供することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
本実施形態によるナビゲーション装置の構成ユニットを図１に示す。
【００１６】
演算処理部（１）は（８）〜（１１）の各種センサから出力される情報を基に現在位置を検出し、得られた現在位置情報から、表示に必要な地図情報を地図データベース（３）から読み込んでグラフィックス展開し、該グラフィックス展開した地図上にセンサ（８）〜（１１）から検出した自車の現在位置を現在地マークとして重ねてディスプレイ（２）に表示したり、現在地と入力装置（５）によりユーザが指定した地点（例えば目的地）を結ぶ最適な道路を算出し、音声入出力装置（４）やディスプレイ（２）を介してユーザに通知し経路を誘導する、等といった様々な処理を行う中心的なユニットである。
【００１７】
ディスプレイ（２）は、演算処理部（１）で生成したグラフィックス情報を表示するユニットで、一般にＣＲＴや液晶ディスプレイ等が用いられる。演算処理部（１）とディスプレイ（２）間の信号Ｓ１は、ＲＧＢ信号やＮＴＳＣ（National Television System Committee）信号で接続するのが一般的である。
【００１８】
地図データベース（３）はＣＤーＲＯＭやＩＣカード、ＤＶＤ（Digital Video Disk）等の大容量記憶媒体で構成され、必要とする地図データを読み出し／書き込む処理を行う。
【００１９】
また、音声入出力装置（４）は、演算処理部（１）が生成したユーザへのメッセージを音声信号に変換し出力すると共に、ユーザが発した声を認識し演算処理部（１）にその内容を転送する処理を行う。
【００２０】
入力装置（５）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ンドスイッチ、ジョイスティック、タッチパネル等により構成されている。
【００２１】
移動体ナビゲーションにおいて位置を検出するセンサは、車両の円周と計測される車輪の回転数の積から距離を測定する車輪センサ（８）、地球が保持している磁場を検出し移動体が向いている方向を検出する方位センサ（９）、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（１０）、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、進行方向及び進行方位を測定するＧＰＳ受信装置（１１）がある。
【００２２】
さらに、道路の渋滞情報、工事や通行止めといった規制情報、駐車場情報等のリアルタイム情報を発信するビーコン送信機やＦＭ多重放送から送られる信号を受信する交通情報受信装置（１２）を備える。
【００２３】
また、車両の様々な情報、例えばドアの開閉情報、ライトの点灯状況、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（６）と、携帯電話やＰＨＳ等の接続により、ユーザが入手したい情報、例えば任意地点のレストランやホテル等の情報を希望し、情報センタから受信するための通信装置（７）とを備える。
【００２４】
演算処理部（１）のハードウエア構成を図２に示す。以下、各構成要素について説明する。
【００２５】
演算処理部（１）は、各デバイス間がバスで接続された構成になる。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CPU（２０１）、地図や演算データを一時的に格納するRAM（２０２）、プログラムやデータを格納するROM（２０３）、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）（２０４）、ベクトルデータを画素情報に展開したグラフィックスイメージデータを蓄えるVRAM（２０６）、VRAM（２０６）への書き込みをコントロールする描画コントローラ（２０５）、イメージデータをRGB信号に変換するカラーパレット（２０７）、アナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器（２０８）、シリアル信号をバスに同期したパラレル信号に変換するSCI（２０９）、パラレル信号と同期をとりバス上にのせるPIO（２１０）、パルス信号を積分するカウンター（２１１）で構成される。
【００２６】
演算処理部（１）の機能構成を図３に示す。以下、各構成要素について説明する。
【００２７】
現在位置算出部（３０６）は、車輪速センサ（８）で計測される距離パルスデータS5、及びジャイロ（１０）で計測される角速度データS7を各々積分した結果得られる距離データ及び角速度データを用い、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。
【００２８】
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、方位センサ（９）から得られる方位データS6と、ジャイロ（１０）から得られる角速度データS7を積分した角度データで、移動体が進行している方向の絶対方位を補正する。また上述したセンサから得られたデータを積分してい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（１１）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、現在位置データを出力する。
【００２９】
このようにして得られた現在位置データにはセンサの誤差が含まれているため、さらに位置情報を高めることを目的に、マップマッチ処理部（３０７）でマップマッチ処理を実施する。これは、データ読込部（３０８）によって読み込まれた現在位置周辺の地図に含まれる道路データと、現在位置算出部（３０６）から得られた走行軌跡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位置を合わせ込むという処理である。アップマッチ処理を施すことで、現在位置は大抵の場合、走行道路と一致することになり、精度良く現在位置情報を出力することができる。
【００３０】
このようにして得られた現在位置情報は、所定距離走行する度に軌跡記憶部（３０９）に記憶される。軌跡データは、これまで走行してきた道路につき、対応する地図上の道路に軌跡マークを描画するために用いられる。
【００３１】
一方、コマンド解析部（３０１）は、ユーザからの要求を入力装置（５）で受け、その要求を解析し、対応する処理が実行されるよう各ユニットを制御する。
例えば、ユーザが目的地までの経路誘導を要求したときは、目的地を設定するため地図を表示する処理を表示処理部（３１１）に要求し、さらに現在位置から目的地までの経路を演算する処理を経路計算部（３０２）に要求する。
【００３２】
経路計算部（３０２）は、ダイクストラ法等の演算手法を用いて指定された地点間の経路を地図データから検索し、経路記憶部（３０３）に蓄える。このとき、指定された地点間の距離が最短になる経路、もしくは最短時間で到達可能な経路、あるいは最もコストが安くなる径路などをそれぞれ求めることが可能である。
【００３３】
経路誘導部（３０４）は、経路記憶部（３０３）に蓄えられた誘導経路のリンク情報と現在位置算出部（３０６）及びマップマッチ処理部（３０７）で求められる自車の現在位置情報を比較し、交差点などを通過する所定時間前に直進すべきか、右左折すべきかを音声入出力装置（４）を用い音声でユーザに通知したり、ディスプレイ（２）上に表示された地図上に進行すべき方向を表示し、ユーザに経路を通知する。
【００３４】
データ読込部（３０８）は、要求された領域の地図データを地図データベース（３）から読み込み準備するように動作する。視点設定部（３０５）は、地表面に対して所定の角度を成す方向で眺めた透視地図を展開するための視点、視線、視野角を設定する。
【００３５】
表示処理部（３１１）は、本実施形態の方法により、所定の位置から眺めた構造物等の立体形状を描画する処理部で、表示が要求された地点周辺の地図データをデータ読込部（３０８）から受け取り、視点設定部（３０５）で指定された視点、視線方向、視野角と、コマンド解析部（３０１）等で指定された縮尺、描画方法、描画方位とでグラフィック展開しVRAM(２０６）に転送する。
【００３６】
メニュー表示部（３１０）は、コマンド解析部（３０１）から出力させる命令を受け、要求される様々な種類のメニューやマークを表示処理部（３１１）に転送し、地図に重ねて表示する。
【００３７】
表示処理部（３１１）によりVRAM（２０６）に転送され、ディスプレイ（２）に表示する、建物や道路などの地図情報の一部を、所定の視点から眺めるように展開した立体地図の表示例を図４に示す。
【００３８】
（４０１）は、地図データベース（３）から読込んだビルや家屋等の構造物の二次元データ（底面データ）と、該構造物の高さ（あるいは階数から高さを算出）とから、構造物の三次元データを作成し、描画展開した立体構造物である。立体構造物（４０１）の側面に、窓などのテクスチャをマッピングすることで、より建物らしさを表現する。（４０２）は、道路である。本表示例では、道路の高さを地表面と一致させているが、立体交差点など、道路データに高さデータが付加されている場合は、該道路高から三次元道路データを作成し、立体構造物として描画する。
【００３９】
本発明の描画方法によれば、地図データベース（３）のメッシュ境界により、立体構造物（４０１）が複数に分割されて記憶していても、分割された立体構造物をメッシュ境界でスムーズにつなぎあわせ、立体構造物（４０１）を表示することが可能となる。
【００４０】
図５に、本発明で用いる地図データベース（３）のデータ構成例を示す。
【００４１】
通常、地図データベース（３）に記憶される道路や建物等の地図データは膨大な量であるため、所定間隔の緯経により地域を分割した「標準地域メッシュ」で管理される。
【００４２】
地域メッシュにはメッシュコードといわれる識別番号が付けられている。地図データはデータ管理部（５０１）とデータ部（５０２）とで構成され、データ管理部（５０１）では、地域メッシュ単位に管理テーブルを持ち、各々の管理テーブルには、メッシュコード（５１０）、属性情報（５１１）、構造物データ管理部（５１２）、道路データ管理部（５１３）、鉄道データ管理部（５１４）等の地図情報を記憶している。
【００４３】
属性情報（５１１）には、地図尺度や地図データの作成年月、図葉名等を記憶する。構造物データ管理部（５１２）には、構造物データ（５３０）へのリンクデータおよび構造物データサイズ等を記憶し、同様に道路データ（５１３）には道路データ（５３１）へのリンクデータおよび道路データサイズ、鉄道データ（５１４）には鉄道データ（５３２）へのリンクデータおよび鉄道データサイズを記憶する。
【００４４】
構造物データ（５３０）は、構造物を構成する頂点数ｍ（５２０）、一般家屋、ガソリンスタンド、ホテル等の構造物種別や階数（あるいは高さ）、名称等の構造物属性（５２１）、頂点座標（５２２）、該構造物がメッシュ境界で分割された分割構造物かどうかを識別するための分割有無識別フラグ（５２３）、メッシュ境界で分割された残りの分割データへのリンクデータ（５２４）等を記憶する。
【００４５】
本実施形態では、分割前の同じ構造物に由来する分割データ間のリンクデータを地図データベースに記憶するものとしたが、本願発明における分割構造物のデータ記憶方法はこれに限定されるものではない。例えば、あるメッシュ領域において分割構造物が存在する場合は、該分割構造物と同じ単一構造物に由来し他のメッシュ領域上に記憶されている分割構造物のデータのすべてあるいは一部をまとめて、当該メッシュ領域上に記憶する構成としてもよい。
【００４６】
頂点座標（５２２）は、メッシュ内に正規化したXおよびY座標（５４０〜５４１）、さらに該頂点がメッシュ境界で発生した頂点かどうかを識別する分割点識別フラグ（５４２）を記憶する。
【００４７】
ここで、本明細書において構造物を構成する頂点とは、図形上の頂点の他に、頂点間を補間するために設定された補間点が存在する場合には、この補間点も含むものとする。
【００４８】
また、道路データ（５３１）は、交差点（以下、ノード）を結ぶリンク情報、ノード座標、有料道路、国道などの道路種別、道路の高さ等を記憶する。鉄道データ（５３２）は、分岐点を結ぶリンク情報、分岐点座標、線路名、駅名等を記憶する。
【００４９】
表示処理部（３１１）における構造物の描画する手順の一例を、図６のフローチャートおよび図７を参照して説明する。図７は、本手順を説明するための補足図である。以下、描画手順について説明する。
【００５０】
まず、データ読込部（３０８）を介して地図データベース（３）から構造物データを読み込む(ステップ６０１）。読み込んだ構造物データの分割有無識別フラグ（５２３）を参照し、該構造物データが分割データかどうかを識別する（ステップ６０２）。
【００５１】
非分割構造物の場合（ステップ６０２でＮｏ）は、該構造物の頂点座標と階数（あるいは高さ）から三次元形状を作成する（ステップ６０３）。作成した三次元形状を視点座標変換、投影変換することにより、所定の視点から眺めた形状に展開し（ステップ６０４）、展開した構造物側面に、壁や窓等の模様のテクスチャを貼り付け（ステップ６０５）、処理を終了する。
【００５２】
一方、ステップ６０２において分割構造物と判断した場合は、上記ステップ６０３と同様の方法で構造物の三次元データを作成し、作成する過程でメッシュ境界上の接線を抽出する（ステップ６０６）。
【００５３】
このメッシュ境界線上の接線抽出処理（ステップ６０６）を図７を用いて説明する。図７は、４枚のメッシュ（７２０〜７２３）にまたがって存在する構造物（７００）を示している。構造物（７００）は、メッシュ境界線（７０１）および（７０２）によって、４つの構造物（７１０）〜（７１３）に分割され、分割構造物（７１０）はメッシュ（７２０）のデータとして、同様に構造物（７１１）はメッシュ（７２１）、構造物（７１２）はメッシュ（７２２）、構造物（７１３）はメッシュ（７２３）のデータとして、地図データベース（３）に管理記憶されている。
【００５４】
図６におけるステップ６０６の処理では、メッシュ境界線で分割された構造物（７００）の分割面の枠線（７３０）をメッシュ境界線上の接線として抽出する。抽出した接線の描画属性を、透明色、該構造物の側面と同一色、薄線、点線等、該接線が目立たないような色、線種、模様に設定し（ステップ６０７）、設定した描画属性に従って該構造物を描画展開する（ステップ６０８）。また、上記ステップ６０７において、抽出した接線の描画属性にペンアップを指定し、ペンアップが指定された接線は描かないようにする方法を用いてもよい。
【００５５】
最後に、展開した分割構造物の側面に壁や窓等の模様のテクスチャを張り付け（ステップ６０９）、処理を終了する。
【００５６】
上記ステップ６０９では、メッシュ境界付近でテクスチャが不連続にならないように処理する必要がある。この処理の詳細については図１０および図１２を参照して後述する。
【００５７】
表示処理部（３１１）における構造物の描画する手順の他の例を、図８のフローチャートおよび図９を参照して説明する。図９は、本手順を説明するための補足図である。
【００５８】
地図データベースから読み込んだ構造物データが非分割構造物であった場合は、上記図６と同様の処理（ステップ６０１）〜（ステップ６０５）を実行する。
一方、図８のステップ６０２において、分割構造物であると判断した場合は、該分割構造物データをRAM（２０２）に一旦記憶する（ステップ８０１）。該分割構造物と同一の属性を有する分割構造物が全て読み込まれるまで、分割構造物データを記憶し、残りの分割データがすべて読み込まれたら（ステップ８０２）、記憶しておいた分割構造物データから分割される以前の構造物データを復元する（ステップ８０３）。
【００５９】
上記復元処理（ステップ８０３）を図９を用いて説明する。図９は構造物（７００）の底面データである。構造物（７００）はメッシュ境界線（７０１）および（７０２）で分割され、地図データベース（３）に記憶されている。通常、地図はメッシュ毎に読み込み描画するので、メッシュA（９１４）を描画展開するときに頂点「（９０９）、（９１０）、（９０７）、（９０８）」を読み込み、同様にメッシュB（９１１）を描画展開するときに頂点「（９１０）、（９０５）、（９０６）、（９０７）」を、メッシュC（９１２）のときには頂点「（９０２）、（９０３）、（９０４）、（９１０）」を、メッシュD（９１３）のときに頂点「（９０１）、（９０２）、（９１０）、（９０９）」を順次読み込んで描画する。
【００６０】
上記復元処理（ステップ８０３）では、メッシュA（９１４）の描画処理において、地図データの分割有無識別フラグ（５２３）により該構造物を構成する頂点データ「（９０９）、（９１０）、（９０７）、（９０８）」が分割構造物と判断したら、該頂点データを記憶する。分割データへのリンク（５２４）により、メッシュB〜Dの分割データを読み、頂点「（９０９）、（９１０）、（９０７）、（９０８）」と、頂点「（９１０）、（９０５）、（９０６）、（９０７）」と、頂点「（９０２）、（９０３）、（９０４）、（９１０）」と、頂点「（９０１）、（９０２）、（９１０）、（９０９）」から、分割前の構造物（７００）の形状データ頂点「（９０１）、（９０３）、（９０４）、（９０５）、（９０６）、（９０８）」を作成する。
【００６１】
ここで、頂点（９０２）と（９１０）と（９０７）と（９０９）は、地図データの分割点識別フラグ（５４２）によりメッシュ境界上に存在する分割点と判断し、描画対象としない。頂点（９０４）と（９０５）はメッシュ境界上に存在しているが、分割点識別フラグ（５４２）により、分割点ではなく構造物の端点と判断し描画対象とする。
【００６２】
なお、本例では、構造物の端点として、分割される以前の構造物を構成する頂点だけを例としているが、構造物を構成する点として、頂点および補間点の両方が含まれている場合には、これら頂点および補間点のうち分割点となっていないものを分割点識別フラグにより識別する構成としてもよい。
【００６３】
最後に、作成した構造物（７００）の底面形状「（９０１）、（９０３）、（９０４）、（９０５）、（９０６）、（９０８）」と該構造物の高さ（あるいは階数）から、三次元形状データを作成する。
【００６４】
上記図８のステップ８０４では、上記ステップ８０３で作成した構造物の三次元形状データを視点座標変換、投影変換することにより、所定の視点から眺めた形状に変換し、描画する。展開した構造物の側面に窓などの模様を張り付け（ステップ８０５）、本処理を終了する。
【００６５】
上記図６のステップ６０９で実施される、描画展開した分割構造物の側面にテクスチャを貼り付ける処理の一例を図１０、図１１を用いて説明する。図１１は、本手順を補足説明する補足図である。
【００６６】
本処理（ステップ６０９）では、メッシュAの描画展開処理で読み込んだ側面A(１１０１）が、窓などのテクスチャを貼り付ける側面であれば記憶し（ステップ１００１）、側面B（１１０２）を読み込んだときに（ステップ１００２）、上記図８の手順と同じ方法で側面Aと側面Bとから分割以前の側面（１１０３）を復元し（ステップ１００３）、復元した側面（１１０３）に窓などのテクスチャを貼り付ける（ステップ１００４）。
【００６７】
本例では、１階立ての建物について示しているが、階数や部屋数に応じ、高さおよび幅方向にテクスチャを繰り返し貼り付ける構成としてもよい。また、投影により、視点に近い建物は大きく、遠い建物は小さく描かれるので、建物の大きさに応じてテクスチャをスケール変換する構成としてもよい。また、スケールの異なるテクスチャを複数準備しておき、建物の大きさに応じて選択することにより、テクスチャのスケール変換による歪みを解消する方法も用いてもよい。前記テクスチャのスケール変換および複数テクスチャからの選択方法は、ＣＧ（Computer Graphics）等の分野で一般的に利用されている。
【００６８】
上記図６のステップ６０９における分割構造物の側面にテクスチャを貼り付ける処理の他の例を、図１２、図１３を参照して説明する。図１３は、本手順を細く説明する補足図である。また、側面（１３０２）に貼り付けるテクスチャの展開開始位置をP1、終了位置をP2とする。あらかじめP1およびP2はいずれもテクスチャの先頭にセットしておく。該側面（１３０２）は、メッシュ境界線や補間点に対応した分割線（１３００）で分割された側面Ａ（１１０１）、側面Ｂ（１１０２）で構成される。このような分割側面に、連続的にテクスチャマッピングし、単一構造を表現するための手順を以下に説明する。
【００６９】
まず、当該構造物の１階当たりの描画スケールＳがすでに求められているかどうかを判断し（ステップ１２０１）、求められていなければ、該側面（１３０２）の高さHと、該構造物の階数とから、スケールＳを求める（ステップ１２０２）。
【００７０】
次に、スケールＳに応じてテクスチャ（１３０１）をスケール変換、あるいはあらかじめ地図データに記憶したスケールの異なるテクスチャの中から最もサイズの近いテクスチャ（１３０１）を選択する（ステップ１２０３）。該側面（１３０２）の分割された側面Ａ（１１０１）の幅Ｗからテクスチャ（１３０１）の貼り付け終了位置Ｐ２をセットする（ステップ１２０４）。
【００７１】
Ｐ２がテクスチャ（１３０１）の幅ＴＷを超えるかどうか判断し（ステップ１２０５）、超えないようにＰ２を調整する（ステップ１２０６）。該側面にＰ１からＰ２までのテクスチャを貼り付ける（ステップ１２０７）。貼り付けたテクスチャは例えば処理イメージ（１３０３）のようになる。
【００７２】
該側面の端位置までテクスチャを張り付けたかどうかを判断し（ステップ１２０８）、端位置まで終了していたら、さらに残りの分割データがあるかどうかを判断し（ステップ１２１２）、あれば上記処理（ステップ６０１）において該側面の分割データ（側面Ｂ（１１０２））を読み込み、該読み込んだ分割データについて同じテクスチャデータを用いた本処理を繰り返すことにより、メッシュ境界における分割構造物間の不連続性を抑制することができる。
【００７３】
上記ステップ１２０８において、該側面の端位置まで終了していない場合（処理イメージ（１３０４））は、まず、Ｐ２がテクスチャ（１３０１）の端位置かどうかを判断し（ステップ１２０９）、端位置であればＰ１を該テクスチャの先頭位置とし（ステップ１２１１）、端位置でなければ、開始位置Ｐ１をＰ２に置き換え（ステップ１２１０）、ステップ１２０４以降を実行し、繰り返しテクスチャを貼っていく。
【００７４】
処理イメージ（１３０５）に示すように、側面の端位置で、貼り付けるテクスチャが途中で切れると判断した場合は、処理を終了する。処理を終了した段階でのイメージは（１３０６）のようになる。
【００７５】
【発明の効果】
本発明の立体描画方法によれば、分割構造物非分割構造物を描画する二つの描画手順と、分割構造物かどうかを識別する手順により、分割構造物の場合は、分割境界線の描画属性を変更したり、分割データに基づいて構造物データを復元したり、境界付近で連続性を保つように構造物側面にテクスチャをマッピングすることで、メッシュ境界での不連続描画を防止し、実際の建物の印象により近い景観を表示するナビゲーション装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ナビゲーション装置の構成の一例を示すブロック図。
【図２】演算処理部のハードウエア構成の一例を示すブロック図。
【図３】演算処理部の機能構成の一例を示すブロック図。
【図４】本発明の描画処理を適用した立体地図表示例を示す説明図。
【図５】地図データベースのデータフォーマットの一例を示す説明図。
【図６】本発明の構造物描画処理手順の一例を示すフローチャート。
【図７】図６に示す処理手順を補足説明するための説明図。
【図８】本発明の構造物描画処理手順の一例を示すフローチャート。
【図９】図６に示す処理手順を補足説明するための説明図。
【図１０】分割構造物の側面にテクスチャを貼る処理手順の一例を示すフローチャート。
【図１１】図１０に示す処理手順を補足説明するための説明図。
【図１２】分割構造物の側面にテクスチャを貼る処理手順の他の例を示すフローチャート。
【図１３】図１２に示す処理手順を補足説明するための説明図。
【符号の説明】
４０１…立体表示された構造物、４０２…立体表示された道路、７００…分割前の構造物、７０１〜７０２…メッシュ境界線、７１０〜７１３…分割構造物、７２０〜７２３…メッシュ、７３０…分割面での枠線、９０１〜９１０…頂点、９１１〜９１４…メッシュ、１１０１〜１１０２…分割構造物の側面、１１０３…復元した分割前構造物の側面、１３０１…テクスチャ、１３０２…分割構造物の側面。

Claims

予め定めた広さのメッシュ領域に分割された地図データを用いて立体地図を表示する立体地図表示方法であって、
記憶媒体に格納されている前記地図データには、
各メッシュ領域上に存在する構造物を示す構造物データが含まれており、
前記構造物データには、
複数のメッシュ領域にわたって存在する単一の構造物である分割構造物か、複数のメッシュ領域にわたって存在しない構造物である非分割構造物か、を識別するための識別データが対応付けられており、
処理装置が、
前記記憶媒体から前記識別データを参照し、描画対象の構造物が分割構造物であるか非分割構造物であるかを識別する識別手順と、
描画対象の構造物が分割構造物であると識別された場合には、前記記憶媒体から前記地図データを読み出して、識別された分割構造物を含むメッシュ領域に隣接する複数のメッシュ領域の、同じ構造物に由来する分割構造物の構造物データを抽出して単一構造物を復元し、
前記記憶媒体から読み出された前記地図データから、地表面に対して予め定めた角度を成す方向で眺めた立体地図を展開し、
前記復元された単一構造物を用いて、前記展開された立体地図の道路に沿った構造物を立体図形として立体地図上に描画し、当該立体図形の側面に、当該立体図形に対応する構造物壁面のテクスチャを所定の記憶手段から読み出して描画する分割構造物描画手順と、を行う、
ことを特徴とする立体地図表示方法。
請求項１に記載の立体地図表示方法において、
前記分割構造物の構造物データには、当該分割構造物を構成する頂点を示す情報が少なくとも含まれており、
前記分割構造物描画手順では、
前記分割構造物を構成する頂点が、前記メッシュ領域間の境界上に存在するかどうかを判断し、
前記メッシュ境界上の頂点であると判断された場合には、該頂点が当該分割構造物の端点かどうかを判断し、
前記メッシュ境界上の分割構造物の端点であると判断された頂点と、前記メッシュ境界上にない頂点とを用いて、当該分割構造物が由来している分割前の単一構造物の描画処理を実施すること特徴とする立体地図表示方法。
請求項１に記載の立体地図表示方法において、
前記分割構造物描画手順では、
前記分割前の同じ単一構造物に由来する複数の分割構造物の各側面を示す情報を用いて、該単一構造物の側面を示す情報を復元し、
前記復元した単一構造物の側面に、予め定めたテクスチャをマッピングすることを特徴とする立体地図表示方法。
請求項１に記載の立体地図表示方法において、
前記分割構造物描画手順では、
前記分割前の同じ単一構造物に由来する複数の分割構造物の各々の側面に、予め定めた大きさに切り出したテクスチャを連続的にマッピングすることを特徴とする立体地図表示方法。
予め定めた広さのメッシュ領域に分割された地図データを用いて立体地図を表示するナビゲーション装置であって、
記憶媒体に格納されている前記地図データには、
各メッシュ領域上に存在する構造物を示す構造物データが含まれており、
前記構造物データには、
複数のメッシュ領域にわたって存在する単一の構造物である分割構造物か、複数のメッシュ領域にわたって存在しない構造物である非分割構造物か、を識別するための識別データが対応付けられており、
当該ナビゲーション装置は、
前記記憶媒体から前記識別データを参照し、描画対象の構造物が分割構造物であるか非分割構造物であるかを識別する識別手段と、
描画対象の構造物が分割構造物であると識別された場合には、前記記憶媒体から前記地図データを読み出して、識別された分割構造物を含むメッシュ領域に隣接する複数のメッシュ領域の、同じ構造物に由来する分割構造物の構造物データを抽出して単一構造物を復元し、
前記記憶媒体から読み出された前記地図データから、地表面に対して予め定めた角度を成す方向で眺めた立体地図を展開し、
前記復元された単一構造物を用いて、前記展開された立体地図の道路に沿った構造物を立体図形として立体地図上に描画し、当該立体図形の側面に、当該立体図形に対応する構造物壁面のテクスチャを所定の記憶手段から読み出して描画する分割構造物描画手段と、を備える、
ことを特徴とするナビゲーション装置。
請求項５に記載のナビゲーション装置において、
前記構造物データには、前記分割構造物の一つに対応することを識別するためのデータが対応付けられている、
ことを特徴とするナビゲーション装置。