JP4640011B2 - 画像処理装置、遠景画像表示方法および遠景画像表示プログラム - Google Patents
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Description
本発明は、カーナビゲーション装置等に適用可能な画像処理装置、遠景画像表示方法および遠景画像表示プログラムに関する。
自動車内において自車の位置や進行方向等をディスプレイ画面の地図上に表示するカーナビゲーション装置が普及してきているが、昨今の描画技術の目覚しい発展により、カーナビゲーション用の地図も３Ｄ（３次元：３-Dimension）による立体化を迫られてきている。ここで、カーナビゲーションにおける地図の３Ｄ化とは、主役である「道」を表示しつつ、３Ｄ化された建造物も同時に描画するものである。
ところで、カーナビゲーション用の地図では自車を中心とした一定距離範囲を描画するものであるが、最近では高い視点から広範囲の地図領域を表示することが主流になってきており、この場合、ディスプレイ画面上方の描画の途切れた部分は地平線もしくは水平線のような表現になってしまう。従来、この地平線もしくは水平線の先の描画エリアには、特別な絵を用意することなく、一般的な空の画像を描画することが多く行われている。なお、特許文献１には、山、雲、空等を含む遠景画像を地平線の上側に配置する旨の記載があるが、そのメカニズムについては何ら開示されていない。
特開２００１−８３８７２号公報
上述したように、従来のカーナビゲーション装置においては、地平線もしくは水平線の先の描画エリアについては特に配慮がなされていなかったが、地図の３Ｄ化により建造物のリアルさが向上することとのバランス上、背景画像にも質の高いものが求められる。
この場合、固定の山並み等の遠景画像を用意して地平線もしくは水平線の先に描画することが考えられるが、例えば山に囲まれていない海沿いの土地等でも水平線の向こう側に山並みが常に表示されることになり、非常に違和感のある遠景画像になってしまう恐れがある。とはいえ、どんな地点でも矛盾のない完璧な遠景画像をデータベース化して再現するのは、処理も作業も膨大になってしまい非常に大変であり、ナビゲーション用にそこまで正確な遠景はそれほど重要ではない。
本発明は上記の点に鑑み提案されたものであり、その目的とするところは、比較的少ない処理量で各地点の実態に合った遠景画像を描画することのできる画像処理装置、遠景画像表示方法および遠景画像表示プログラムを提供することにある。
上記の課題を解決するため、本発明にあっては、請求項１に記載されるように、道および立体的な建造物の表示を含む３次元地図を表示手段に表示する画像処理装置であって、地域領域の識別情報と、上記地域領域から東西南北を見渡す全方位領域を所定数に分割した方位領域毎の遠景パターンの識別情報とを遠景パターン管理情報として管理する手段と、現在位置から地図情報を参照して上記現在位置の存在する地域領域の識別情報を取得する手段と、取得した地域領域の識別情報に対応付けられた方位領域毎の遠景パターンの識別情報を上記遠景パターン管理情報から取得する手段と、取得した方位領域毎の遠景パターンの識別情報に対応する遠景パターンの画像情報に基づいて、道および建造物の表示領域の背景画像として、地図表示の視点を基準とした上記表示領域の属する方位領域に遠景パターンの方位領域を一致させて遠景パターンを描画する手段とを備えるカーナビゲーション装置を要旨としている。
また、請求項２に記載されるように、請求項１に記載の画像処理装置において、上記遠景パターンは外円遠景パターンおよび内円遠景パターンの２重構成からなるものとすることができる。
また、請求項３に記載されるように、請求項２に記載の画像処理装置において、上記外円遠景パターンの全方位領域における分割数と上記内円遠景パターンの全方位領域における分割数とを異ならせることができる。
また、請求項４に記載されるように、請求項２に記載の画像処理装置において、上記外円遠景パターンは山並みの画像とし、上記内円遠景パターンは町並みの画像とすることができる。
また、請求項５に記載されるように、請求項２に記載の画像処理装置において、上記外円遠景パターンは現在位置の属する広域地域に対応する画像とし、上記内円遠景パターンは現在位置の属する地域に対応する画像とすることができる。
また、請求項６に記載されるように、道および立体的な建造物の表示を含む３次元地図を表示手段に表示する画像処理装置における遠景画像表示方法であって、上記画像処理装置の制御部が、地域領域の識別情報と、上記地域領域から東西南北を見渡す全方位領域を所定数に分割した方位領域毎の遠景パターンの識別情報とを遠景パターン管理情報として管理し、上記制御部が、現在位置から地図情報を参照して上記現在位置の存在する地域領域の識別情報を取得し、上記制御部が、取得した地域領域の識別情報に対応付けられた方位領域毎の遠景パターンの識別情報を上記遠景パターン管理情報から取得し、上記制御部が、取得した方位領域毎の遠景パターンの識別情報に対応する遠景パターンの画像情報に基づいて、道および建造物の表示領域の背景画像として、地図表示の視点を基準とした上記表示領域の属する方位領域に遠景パターンの方位領域を一致させて遠景パターンを描画する遠景画像表示方法として構成することができる。
また、請求項７に記載されるように、道および立体的な建造物の表示を含む３次元地図を表示手段に表示する画像処理装置における遠景画像表示プログラムであって、地域領域の識別情報と、上記地域領域から東西南北を見渡す全方位領域を所定数に分割した方位領域毎の遠景パターンの識別情報とを遠景パターン管理情報として管理する手段と、現在位置から地図情報を参照して上記現在位置の存在する地域領域の識別情報を取得する手段と、取得した地域領域の識別情報に対応付けられた方位領域毎の遠景パターンの識別情報を上記遠景パターン管理情報から取得する手段と、取得した方位領域毎の遠景パターンの識別情報に対応する遠景パターンの画像情報に基づいて、道および建造物の表示領域の背景画像として、地図表示の視点を基準とした上記表示領域の属する方位領域に遠景パターンの方位領域を一致させて遠景パターンを描画する手段として、上記画像処理装置の制御部を構成するコンピュータを機能させる遠景画像表示プログラムとして構成することができる。
本発明の画像処理装置、遠景画像表示方法および遠景画像表示プログラムにあっては、比較的少ない処理量で各地点の実態に合った遠景画像を描画することができる。
以下、本発明の好適な実施形態につき図面を参照して説明する。なお、本発明をカーナビゲーション装置に適用した場合について説明する。
図１は本発明の一実施形態にかかるカーナビゲーション装置の構成例を示す図である。図１において、カーナビゲーション装置１００は、３Ｄ地図情報（アイコン等の表示物の情報を含む）を格納するハードディスク装置１０１と、ハードディスク装置１０１から地図情報を読み出すディスク読取装置１０２と、読み出した地図情報をバッファリングするデータバッファ１０３と、ディスク読取装置１０２における地図情報の読み出しを制御する地図読出制御部１０４とを備えている。なお、ハードディスク装置１０１とともに、あるいはハードディスク装置１０１に代え、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）装置、ＣＤ（Compact Disk）装置等を用いることができる。また、カーナビゲーション装置１００は、当該装置の搭載される車輌の位置情報を取得するＧＰＳ受信機１０５と、車輌の進行方向、加速度、速度、走行距離等を検出する自律航法センサ１０６と、これらから車輌位置を算出する車輌位置計算部１０７とを備え、算出された車輌位置の情報は地図読出制御部１０４に与えられ、地図読出制御部１０４は車輌位置の属する範囲の地図情報を読み出すようディスク読取装置１０２を制御する。
一方、カーナビゲーション装置１００は、データバッファ１０３から取得した地図情報および車輌位置計算部１０７から取得した車輌位置情報に基づいて遠景をＶＲＡＭ（Video Random Access Memory）１１５に描画する遠景描画部１０８と、データバッファ１０３から取得した地図情報に基づいて道および立体的な建造物をＶＲＡＭ１１５に描画する地図描画部１０９と、データバッファ１０３から取得した地図情報に基づいてアイコン等の表示物をＶＲＡＭ１１５に描画するマーク画像描画部１１１と、データバッファ１０３から取得した地図情報に基づいて操作画面をＶＲＡＭ１１５に描画する操作画面描画部１１２と、データバッファ１０３から取得した地図情報および車輌位置計算部１０７から取得した車輌位置情報に基づいて、別途ユーザから指定された目的地までの最適な経路を検索する経路検索処理部１１３と、経路の検索結果に基づいて誘導経路をＶＲＡＭ１１５に描画する誘導経路描画部１１４とを備えている。また、ＶＲＡＭ１１５に描画された遠景画像、地図画像、表示物画像、操作画面画像、誘導経路画像を出力する画像出力部１１６と、画像合成された画像をユーザに向けて表示するディスプレイ装置１１７とを備えている。
図２は図１における遠景描画部１０８での遠景描画に用いられる外円遠景パターン管理テーブルＴ１の例を示す図であり、図３は同様に遠景描画に用いられる内円遠景パターン管理テーブルＴ２の例を示す図である。図２において、外円遠景パターン管理テーブルＴ１は、テーブル項目を識別する「ＩＤ（都道府県ＩＤ）」フィールドと、「都道府県」フィールドと、後述するように全方位を所定数に分割した方位領域毎に対応する外円遠景パターンのＩＤ（識別子）が設定された「ＥＢ（遠景バック）パターン」フィールドとを有している。図３において、内円遠景パターン管理テーブルＴ２は、テーブル項目を識別する「ＩＤ（市区町村ＩＤ）」フィールドと、「市区町村」フィールドと、後述するように全方位を所定数に分割した方位領域毎に対応する内円遠景パターンのＩＤ（識別子）が設定された「ＥＦ（遠景フロント）パターン」フィールドとを有している。なお、「都道府県」は「広域地域」の一例として用いており、「市区町村」は「地域」の一例として用いている。「広域地域」は、例えば都道府県、郡、州、国などの広域自治体、上層自治体である。「地域」とは、例えば市区町村などの基礎的自治体、下層自治体である。隣接しあう複数の「地域」の組み合わせにより、「広域地域」が構成される。「地域」、「広域地域」は階層構造でさえあればよく、必ずしも自治体と一致しなくてもよい。
図４は外円遠景パターンと内円遠景パターンの２重構成による遠景パターンの例を示す図であり、主として山並みの画像からなる外円遠景パターンＥＢと、主として町並み（シルエット）の画像からなる内円遠景パターンＥＦの２重構成となっている。
図５は外円遠景パターンＥＢと内円遠景パターンＥＦの方位との関係を示す図であり、外円遠景パターンＥＢについては全方位を方位領域Ａ１を単位として複数に分割し、内円遠景パターンＥＦについては全方位を方位領域Ａ２を単位として複数に分割するようにしている。
図６は遠景パターンの分割の例を示す図であり、外円遠景パターンＥＢについては山並み等の方位に対して比較的変化が緩やかなものであるため、（ａ）に示すように例えば８分割とし、内円遠景パターンＥＦについては町並み等の方位に対して比較的変化が激しいものであるため、（ｂ）に示すように外円遠景パターンよりも多い例えば１６分割としている。なお、分割数については図示したものに限られるものではない。
図７は遠景パターンの配置の例を示す図であり、各地点における外円遠景パターンＥＢと内円遠景パターンＥＦを、北（Ｎ）→東（Ｅ）→南（Ｓ）→西（Ｗ）の順に並べる。前述した図２および図３のＥＢパターンおよびＥＦパターンは図７に示した順に外円遠景パターンＥＢと内円遠景パターンＥＦのＩＤを設定したものである。
図８は外円遠景パターンの例を示す図であり、分割した方位領域に収まるパーツとして、例えば、「高い山脈」、「低い山脈」といった共通に使用できるもののほか、「富士山」のような有名な山の画像をランドマークのように用意するものとする。これにより現実の背景に近い遠景を実現することが可能である。なお、その方位領域が、海や大平原等のように山が全くない地形の場合、山の全くないパーツを使用するか、外円遠景パターンを表示しないようにする。
図９は内円遠景パターンの例を示す図であり、分割した方位領域に収まるパーツとして、「町並み影１（都市系）」、「町並み影２（工場系）」、「森林影１（針葉樹系）」、「森林影２（広葉樹系）」といった画像を用意するものとする。
図１０は遠景画像表示の処理例を示すフローチャートであり、図１における遠景描画部１０８においてソフトウェア（コンピュータプログラム）により実現される処理を示している。図１０において、先ずデータバッファ１０３（図１）から地図データの読み出しを行い（ステップＳ１）、続いて車輌位置計算部１０７から車輌位置を取得して領域の判定を行う（ステップＳ２）。そして、都道府県ＩＤが変化したか否かを判断し（ステップＳ３）、変化していない場合は何もせず、変化している場合は都道府県ＩＤ毎に設定されたＥＢパターン（外円パターン）を外円遠景パターン管理テーブルＴ１から読み込み（ステップＳ４）、描画用の外円パターンの再設定を行う（ステップＳ５）。
同様に、市区町村ＩＤが変化したか否かを判断し（ステップＳ６）、変化していない場合は何もせず、変化している場合は市区町村ＩＤ毎に設定されたＥＦパターン（内円パターン）を内円遠景パターン管理テーブルＴ２から読み込み（ステップＳ７）、描画用の内円パターンの再設定を行う（ステップＳ８）。そして、現時点の外円パターンの描画（ステップＳ９）および内円パターンの描画（ステップＳ１０）を行い、車輌位置の判定（ステップＳ２）に戻る。
図１１は遠景パターンの切り替えの例を示す図であり、車輌がＡ県ａ町からＢ県ｂ町に向かって進行しているものとすると、Ａ県ａ町にいる場合はＡ県に対応する外円パターンとａ町に対応する内円パターンとで遠景画像が描画され、Ｂ県ｂ町に入った場合はＢ県に対応する外円パターンとｂ町に対応する内円パターンとに切り替わる。
図１２は遠景パターンに重ねられる空および雲の画像ならびに地面画像の例を示す図であり、主として山並みの画像からなる外円遠景パターンＥＢと、主として町並みの画像からなる内円遠景パターンＥＦとに加え、地面の状態（草、土、水など）を表す地面画像（テクスチャ）Ｇと、空および雲の画像Ｓを描画し、更に季節および時間帯に応じてこれらの画像を切り替えることで、より現実感のある画面表示とすることができる。
なお、上記の実施形態では外円遠景パターンと内円遠景パターンの２重構成とする場合について説明したが、そこまで厳密に遠景を表示する必要がない場合には外円遠景パターンのみとすることもできる。反対に、３重以上の多重構成とし、より厳密な遠景とすることもできる。３重以上の多重構成の場合でも、外側のパターンの分割数より内側のパターンの分割数を多くすると好適である。
このように、本発明では分割された遠景パターンをパーツとして用意し、現在位置に応じて都道府県等を単位に切り替えるようにしているため、軽量化された処理と作業のもと、より現実に即した遠景の表現が可能になる。これにより、カーナビゲーションの３Ｄ地図において、自車を中心とした描画エリアの外側が地平線のように途切れた地図描画ではなくなり、より現実の背景に近い地図描画が可能となる。
なお、上記の実施形態では本発明をカーナビゲーション装置に適用した場合について説明したが、車輌以外の手持ちのナビゲーション装置のほか、シミュレータ、ゲーム等にも本発明を適用することが可能である。
以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範な趣旨および範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正および変更を加えることができることは明らかである。すなわち、具体例の詳細および添付の図面により本発明が限定されるものと解釈してはならない。
１００ カーナビゲーション装置
１０１ ハードディスク装置
１０２ ディスク読取装置
１０３ データバッファ
１０４ 地図読出制御部
１０５ ＧＰＳ受信機
１０６ 自律航法センサ
１０７ 車輌位置計算部
１０８ 遠景描画部
１０９ 地図描画部
１１１ マーク画像描画部
１１２ 操作画面描画部
１１３ 経路検索処理部
１１４ 誘導経路描画部
１１５ ＶＲＡＭ
１１６ 画像出力部
１１７ ディスプレイ装置
Ｔ１ 外円遠景パターン管理テーブル
Ｔ２ 内円遠景パターン管理テーブル
１０１ ハードディスク装置
１０２ ディスク読取装置
１０３ データバッファ
１０４ 地図読出制御部
１０５ ＧＰＳ受信機
１０６ 自律航法センサ
１０７ 車輌位置計算部
１０８ 遠景描画部
１０９ 地図描画部
１１１ マーク画像描画部
１１２ 操作画面描画部
１１３ 経路検索処理部
１１４ 誘導経路描画部
１１５ ＶＲＡＭ
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１１７ ディスプレイ装置
Ｔ１ 外円遠景パターン管理テーブル
Ｔ２ 内円遠景パターン管理テーブル
Claims (7)
- 道および立体的な建造物の表示を含む３次元地図を表示手段に表示する画像処理装置であって、
地域領域の識別情報と、上記地域領域から東西南北を見渡す全方位領域を所定数に分割した方位領域毎の遠景パターンの識別情報とを遠景パターン管理情報として管理する手段と、
現在位置から地図情報を参照して上記現在位置の存在する地域領域の識別情報を取得する手段と、
取得した地域領域の識別情報に対応付けられた方位領域毎の遠景パターンの識別情報を上記遠景パターン管理情報から取得する手段と、
取得した方位領域毎の遠景パターンの識別情報に対応する遠景パターンの画像情報に基づいて、道および建造物の表示領域の背景画像として、地図表示の視点を基準とした上記表示領域の属する方位領域に遠景パターンの方位領域を一致させて遠景パターンを描画する手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項１に記載の画像処理装置において、
上記遠景パターンは外円遠景パターンおよび内円遠景パターンの２重構成からなることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項２に記載の画像処理装置において、
上記外円遠景パターンの全方位領域における分割数と上記内円遠景パターンの全方位領域における分割数とを異ならせることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項２に記載の画像処理装置において、
上記外円遠景パターンは山並みの画像とし、上記内円遠景パターンは町並みの画像とすることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項２に記載の画像処理装置において、
上記外円遠景パターンは現在位置の属する広域地域に対応する画像とし、上記内円遠景パターンは現在位置の属する地域に対応する画像とすることを特徴とする画像処理装置。 - 道および立体的な建造物の表示を含む３次元地図を表示手段に表示する画像処理装置における遠景画像表示方法であって、
上記画像処理装置の制御部が、地域領域の識別情報と、上記地域領域から東西南北を見渡す全方位領域を所定数に分割した方位領域毎の遠景パターンの識別情報とを遠景パターン管理情報として管理し、
上記制御部が、現在位置から地図情報を参照して上記現在位置の存在する地域領域の識別情報を取得し、
上記制御部が、取得した地域領域の識別情報に対応付けられた方位領域毎の遠景パターンの識別情報を上記遠景パターン管理情報から取得し、
上記制御部が、取得した方位領域毎の遠景パターンの識別情報に対応する遠景パターンの画像情報に基づいて、道および建造物の表示領域の背景画像として、地図表示の視点を基準とした上記表示領域の属する方位領域に遠景パターンの方位領域を一致させて遠景パターンを描画することを特徴とする遠景画像表示方法。 - 道および立体的な建造物の表示を含む３次元地図を表示手段に表示する画像処理装置における遠景画像表示プログラムであって、
地域領域の識別情報と、上記地域領域から東西南北を見渡す全方位領域を所定数に分割した方位領域毎の遠景パターンの識別情報とを遠景パターン管理情報として管理する手段と、
現在位置から地図情報を参照して上記現在位置の存在する地域領域の識別情報を取得する手段と、
取得した地域領域の識別情報に対応付けられた方位領域毎の遠景パターンの識別情報を上記遠景パターン管理情報から取得する手段と、
取得した方位領域毎の遠景パターンの識別情報に対応する遠景パターンの画像情報に基づいて、道および建造物の表示領域の背景画像として、地図表示の視点を基準とした上記表示領域の属する方位領域に遠景パターンの方位領域を一致させて遠景パターンを描画する手段として、上記画像処理装置の制御部を構成するコンピュータを機能させることを特徴とする遠景画像表示プログラム。
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