JP4777786B2 - 車載地図表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、立体的な地図を表示する車載の地図表示装置に関する。

建物の底面形状や高さ情報のデータを地図データに記憶しておき、その地図データを用いて建物の３次元形状を描画することにより、立体的でリアル感のある都市景観を再現した３次元地図画像を表示する装置が知られている（特許文献１参照）。

特開２００５−３１６７０２号公報

特許文献１に開示される装置では、設定された視点から見える景観を再現した３次元地図画像が表示されるため、視点から遠く離れている建物は表示されない。したがって、目的地に設定した場所が視点から遠く離れている場合、その目的地がどのようなものであるか分からない。

請求項１に記載の発明による車載地図表示装置は、目的地を設定する目的地設定手段と、地図データに基づいて、自車両周囲の所定の地図範囲について３次元地図画像を作成する地図画像作成手段と、地図画像作成手段により作成された３次元地図画像を表示モニタに表示する地図画像表示手段と、地図データに基づいて、目的地設定手段により設定された目的地に対応する構造物があるか否かを判定する対応構造物判定手段と、目的地設定手段により設定された目的地が地図範囲の外にある場合、その目的地の位置を示すための目的地マークを、その目的地の特徴を表す形状で３次元地図画像上に表示する目的地マーク表示手段とを備え、対応構造物判定手段は、目的地設定手段により設定された目的地が自然地域または自然地域を利用した施設である場合は、その目的地に対応する構造物がないと判定し、目的地マーク表示手段は、対応構造物判定手段が目的地設定手段により設定された目的地に対応する構造物があると判定したときは、その目的地に対応する構造物の形状を拡大し、目的地マークとして３次元地図画像上に表示し、対応構造物判定手段が目的地設定手段により設定された目的地に対応する構造物がないと判定したときは、その目的地の場所の種類に応じた形状のシンボルマークを、目的地マークとして３次元地図画像上に表示するものである。
請求項２の発明は、請求項１に記載の車載地図表示装置において、目的地マーク表示手段により目的地に対応する構造物の形状を拡大して表示するときの大きさと、その構造物が地図範囲内であって自車位置から最も遠くに位置する場合に３次元地図画像上に表示される大きさとが、同じ大きさであることとするものである。
請求項３の発明は、請求項２の車載地図表示装置において、目的地マーク表示手段は、目的地設定手段により設定された目的地に対応する構造物について、地図データに３次元形状データが記録されていない場合、その目的地の付近に存在する構造物のうち３次元形状データが地図データに含まれている構造物をその目的地に対応する構造物であるものとして、その形状を拡大し、目的地マークとして３次元地図画像上に表示するものである。
請求項４の発明は、請求項１〜３いずれか一項の車載地図表示装置において、目的地マークが前方に位置する他の構造物によって遮られてしまう場合、その構造物を半透明状に表示することとするものである。

本発明によれば、目的地が視点から遠く離れている場合であっても、その目的地がどのようなものであるかを知ることができる。

本発明の一実施形態によるナビゲーション装置の構成を図１に示す。図１のナビゲーション装置１は車両に搭載されており、自車両の周囲、たとえば自車両前方に見える景観を立体的にリアル感のある画像で模擬した３次元地図画像を表示して、設定された目的地まで自車両を案内する。これにより、臨場感のある分かりやすいナビゲーション情報を運転者に提供するものである。

ナビゲーション装置１は、制御回路１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、現在地検出装置１４、画像メモリ１５、表示モニタ１６、入力装置１７およびディスクドライブ１８を有している。ディスクドライブ１８には、地図データが記録されたＤＶＤ−ＲＯＭ１９が装填される。

制御回路１１は、マイクロプロセッサおよびその周辺回路からなり、ＲＡＭ１３を作業エリアとしてＲＯＭ１２に格納された制御プログラムを実行することにより、各種の処理や制御を行う。この制御回路１１において実行される処理により、ＤＶＤ−ＲＯＭ１９に記録された地図データに基づいて、目的地までの推奨経路が探索されるとともに、自車両周囲の景観を模擬した３次元地図画像が作成され、表示モニタ１６に表示される。

現在地検出装置１４は、自車両の現在地すなわち自車位置を検出する装置であり、たとえば、自車両の進行方向を検出する振動ジャイロ１４ａ、車速を検出する車速センサ１４ｂ、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を検出するＧＰＳセンサ１４ｃ等からなる。ナビゲーション装置１は、この現在地検出装置１４により検出された自車位置に基づいて、推奨経路を探索するときの経路探索開始点を決定するとともに、３次元地図画像の作成範囲を決定するときの視点位置を設定することができる。

画像メモリ１５は、表示モニタ１６に表示するための画像データを一時的に格納する。この画像データには、制御回路１１において作成された３次元地図画像の描画用データなどが含まれる。画像メモリ１５に格納された画像データを用いて、自車両周囲の景観を模擬した３次元地図画像などの各種画像が表示モニタ１６に表示される。

入力装置１７は、ユーザが目的地の設定などを行うための各種入力スイッチを有し、これは操作パネルやリモコンなどによって実現される。ユーザは、表示モニタ１６に表示される画面指示に従って入力装置１７を操作することにより、地名や地図上の位置、施設名などを指定して目的地を設定し、その目的地までの経路探索をナビゲーション装置１に開始させることができる。ユーザの入力装置１７の操作に応じて目的地が設定されると、現在地検出装置１４により検出された現在地を経路探索開始点として、設定された目的地までの経路演算が所定のアルゴリズムにより行われ、目的地までの推奨経路が求められる。こうして求められた推奨経路にしたがって、目的地までの案内が行われる。このとき、設定された目的地の位置を３次元地図画像上に示すための目的地マークが表示される。

ディスクドライブ１８は、推奨経路の探索や３次元地図画像の作成に用いられる地図データを、装填されたＤＶＤ−ＲＯＭ１９より読み出す。なお、ここではＤＶＤ−ＲＯＭを用いた例について説明しているが、ＤＶＤ−ＲＯＭ以外の他の記録メディア、たとえばＣＤ−ＲＯＭやハードディスクなどより、地図データを読み出すこととしてもよい。

ＤＶＤ−ＲＯＭ１９に記録された地図データには、推奨経路演算用の経路計算データ、推奨経路に従って自車両を目的地まで案内するときに用いられる交差点名称や道路名称などの経路誘導データ、道路を表す道路データ、３次元地図画像上に表示される建物や各種建造物などの構造物を表す構造物データ等が含まれる。

構造物データは、各構造物を３次元で表示するための３次元形状データによって構成され、これには底面データ、ポリゴンデータ、テクスチャデータなどの各種データが含まれる。底面データは、構造物の底面形状を表すためのデータである。ポリゴンデータは、構造物の壁面形状を複数の多角形（ポリゴン）によって表すためのデータである。テクスチャデータは、構造物の壁面の造形や模様、色彩等を表すために、ポリゴンに貼り付けられる画像のデータである。なお底面データは、その底面を構成する複数の頂点座標として表される。またポリゴンデータは、そのポリゴン数とそれぞれのポリゴンを形成する頂点座標列として表される。テクスチャデータには、実物に近い外観とするために、高解像度の画像や実物を撮影した写真から作成された画像などが用いられる。これらのデータを用いて各構造物の立体的な形状を表すことにより、各構造物の細かな形状を再現したリアルな３次元地図画像を作成し、表示モニタ１６に表示することができる。

上記のような構造物データによって表された構造物のうち、３次元地図画像の表示範囲すなわち地図範囲内に存在する構造物の形状が、３次元地図画像上に表示される。したがって、地図範囲内にない構造物については原則的に３次元地図画像上に表示されない。しかし、いずれかの構造物が目的地に設定されているときには、その構造物が地図範囲の外に位置している場合であっても、その構造物の形状は目的地マークとして例外的に３次元地図画像上に表示される。

上記の目的地マークは、目的地に設定された構造物を自車位置から見たときの本来の大きさよりも拡大されて３次元地図画像上に表示される。このようにすることで、目的地に設定された構造物が自車位置から遠く離れている場合であっても、その構造物の形状を強調して分かりやすく表した目的地マークとすることができる。なお、目的地に設定された構造物が地図範囲内にある場合は、他の構造物と同様に、自車位置から見たときの実際の様子を再現した大きさで、その構造物の形状が３次元地図画像上に表示される。

目的地に設定された構造物の形状を拡大して目的地マークとして表示する際には、他の構造物と同様に、３次元地図画像を作成するときに設定された視点からその構造物を見たときの本来の形状を構造物データに基づいて求めた後、その本来の形状を拡大して表示することができる。あるいは、３次元地図画像の視点とは別に、目的地マークとして表示する際の視点の位置を構造物ごとに予め設定しておき、その設定された視点から見たときの形状を構造物データに基づいて求め、表示することとしてもよい。このようにすれば、構造物の特徴的な形状を捉えることのできる視点を構造物ごとに予め設定しておくことにより、見やすく分かりやすい目的地マークとすることができる。

建物を目的地に設定した場合に表示モニタ１６に表示される３次元地図画像の例を図２に示す。図２（ａ）は、目的地に設定された建物が地図範囲外に位置する場合の３次元地図画像の例である。この３次元地図画像上に表示されている目的地マーク２０は、目的地に設定された建物を自車位置から見たときの本来の大きさよりも拡大された形状を有している。

図２（ａ）では、ユーザが目的地マーク２０を他の構造物と区別しやすいように、目的地マーク２０と他の構造物の表示形態を変えることが好ましい。たとえば、目的地マーク２０を点滅表示やフラッシュ表示させたり、あるいは目的地マーク２０の背後が光って見えるように明るく表示したりすることができる。

なお、目的地マーク２０の前方に位置する他の構造物によって目的地マーク２０が遮られてしまう場合、その構造物を表示しないか、あるいは半透明状に表示することが好ましい。これにより目的地マーク２０が見えなくなってしまうことを防止できるため、高い建物が密集している地域を自車両が走行している場合であっても、ユーザは目的地を見失わずに済む。

図２（ｂ）は、目的地に設定された建物が地図範囲内に位置する場合の３次元地図画像の例である。この場合の目的地マーク２０は、自車位置から見たときの実際の様子を再現した大きさで３次元地図画像上に表示されている。このように、目的地の建物が３次元地図画像の表示範囲内に入ってきたら、他の構造物と同様に、通常の大きさで３次元地図画像上に表示する。

上記の説明において、図２（ａ）の例のように、目的地に対応する構造物が地図範囲の外にある場合にその構造物の形状を目的地マークとして拡大表示するときの大きさと、図２（ｂ）の例のように、その構造物が地図範囲内であって自車位置から最も遠くに位置する場合に３次元地図画像上に表示される大きさとを、同じ大きさとしてもよい。このようにすれば、自車両が目的地である構造物に向かって走行し、その構造物が地図範囲外から地図範囲内に入ったときに、その前後において３次元地図画像上に表示される構造物の大きさを一致させることにより、違和感のない表示とすることができる。

なお、３次元地図画像の表示対象ではない構造物、たとえば一般家屋などが目的地に設定された場合は、その構造物を表す構造物データが地図データにおいて記録されていないため、その構造物を拡大した形状を目的地マークとして表示することができない。このような場合、設定された目的地の付近に存在する構造物のうち、地図データにおいて構造物データが記録されているものを目的地に対応する構造物として選び、その構造物の形状を拡大し目的地マークとして３次元地図画像上に表示することとしてもよい。この際、表示されている目的地マークが実際の目的地である構造物の形状と異なることが分かるような表示形態とすることが好ましい。たとえば、目的地マークとして表示される構造物の形状をぼかしたり、あるいは、「目的地はこの建物付近です」のような説明を付記したりすることが考えられる。

しかし、たとえば海岸、山、河川、湖、平原などの自然地域や、海水浴場、公園、ゴルフ場、スキー場などの自然地域を利用した施設などのように、特定の構造物が存在しない場所が目的地に設定された場合、上記のように構造物の拡大形状を目的地マークとして表示すると、ユーザにとっては却って分かりづらいことがある。そこでこのような場合は、目的地の場所の種類に応じた形状のシンボルマークを、構造物の拡大形状の代わりに目的地マークとして３次元地図画像上に表示する。このシンボルマークは、目的地に設定された場所がどんな場所であるかを連想させるような形状を有している。

図３は、海岸を目的地に設定した場合の３次元地図画像の例である。この３次元地図画像上に目的地マークとして表示されたシンボルマーク２１は、海岸を連想させるように波をかたどった形状を有している。なお、ここで例示したシンボルマーク２１はあくまで海岸を表すシンボルマークの一例であるため、これ以外の形状であってもよい。海岸以外の場所が目的地に設定された場合も同様に、その場所の種類を連想させるような形状のシンボルマークが目的地マークとして表示される。

以上説明したように、ナビゲーション装置１は、設定された目的地が地図範囲の外にある場合、その目的地に対応する構造物、すなわち目的地または目的地付近の構造物の形状を拡大し、目的地マークとして３次元地図画像上に表示する。あるいは、目的地の場所の種類に応じた形状のシンボルマークを、目的地マークとして３次元地図画像上に表示する。これにより、どのような目的地が設定された場合であっても、その目的地の特徴を表す形状で目的地マークを３次元地図画像上に表示することができる。

図２および図３のような３次元地図画像を表示モニタ１６に表示する際に制御回路１１において実行される処理のフローチャートを図４に示す。このフローチャートが所定の処理周期ごとに実行されることで３次元地図画像の内容が更新される。ステップＳ１０では、前述したような方法により目的地の設定を行う。目的地が設定されると、その目的地までの推奨経路が求められる。

ステップＳ２０では、３次元地図画像の作成範囲を設定する。このとき、現在地検出装置１４により検出される自車位置に基づいて視点位置を決定し、その視点位置から所定の方向および範囲内を３次元地図画像の作成範囲に設定する。

ステップＳ３０では、ディスクドライブ１８を用いて、ステップＳ２０において設定された３次元地図画像の作成範囲内の地図データをＤＶＤ−ＲＯＭ１９から読み込む。この地図データには、３次元地図画像の作成範囲内に存在する各構造物についての構造物データが含まれている。

ステップＳ４０では、ステップＳ３０において読み込まれた地図データに基づいて３次元地図画像を作成する。次のステップＳ５０では、ステップＳ４０において作成された３次元地図画像を表示モニタ１６に表示する。ここで表示される３次元地図画像には、ステップＳ２０において設定された３次元地図画像の作成範囲、すなわち地図範囲内にある構造物の立体形状が表されている。

ステップＳ６０では、ステップＳ１０において設定された目的地が、地図範囲すなわちステップＳ２０で設定された３次元地図画像の作成範囲内にあるか否かを判定する。目的地が地図範囲内にある場合は、以下に説明するステップＳ７０〜Ｓ９０を実行せずに図４のフローチャートを終了する。この場合、図２（ｂ）に示すような３次元地図画像が表示される。一方、目的地が地図範囲内にない場合はステップＳ７０へ進む。

ステップＳ７０では、ステップＳ１０において設定された目的地に対応する構造物があるか否かを判定する。構造物データが地図データ内に記録されている構造物が目的地に設定された場合や、目的地付近に存在する構造物のうち構造物データがあるものを目的地に対応する構造物として選択した場合には、目的地に対応する構造物があると判定してステップＳ８０へ進む。対して、特定の構造物が存在しない場所が目的地に設定された場合は、目的地に対応する構造物がないと判定してステップＳ９０へ進む。

ステップＳ８０では、ステップＳ１０において設定された目的地に対応する構造物、すなわち目的地または目的地付近の構造物の形状を拡大し、ステップＳ５０において表示モニタ１６に表示された３次元地図画像上に、目的地マークとして表示する。ステップＳ８０を実行したら図４のフローチャートを終了する。この場合、図２（ａ）に示すような３次元地図画像が表示される。

ステップＳ９０では、ステップＳ１０において設定された目的地の場所の種類に応じた形状を有するシンボルマークを、ステップＳ５０において表示された３次元地図画像上に目的地マークとして表示する。ステップＳ９０を実行したら図４のフローチャートを終了する。この場合、図３に示すような３次元地図画像が表示される。

以上説明したような処理により、図２および図３のような３次元地図画像が表示モニタ１６に表示される。

以上説明した実施の形態によれば、次の作用効果を奏することができる。
（１）目的地を設定し（ステップＳ１０）、地図データに基づいて自車両の周囲についての３次元地図画像を作成して（ステップＳ４０）、作成された３次元地図画像を表示モニタ１６に表示する（ステップＳ５０）。そして、設定された目的地が地図範囲の外にある場合、その目的地の特徴を表す形状で目的地マークを３次元地図画像上に表示する（ステップＳ８０、Ｓ９０）こととした。このようにしたので、設定された目的地が視点から遠く離れている場合であっても、ユーザはその目的地がどのようなものであるかを知ることができる。

（２）目的地に対応する構造物の形状を拡大し、目的地マークとして３次元地図画像上に表示する（ステップＳ８０）こととした。このようにしたので、目的地の特徴を構造物の形状によって分かりやすく表した目的地マークを表示することができる。

（３）目的地に対応する構造物の形状を拡大して目的地マークとして表示するときの大きさと、その構造物が地図範囲内であって自車位置から最も遠くに位置する場合に３次元地図画像上に表示される大きさとを、同じ大きさであることとすれば、自車両が目的地である構造物に向かって走行し、その構造物が地図範囲外から地図範囲内に入ったときに、その前後において３次元地図画像上に表示される構造物の大きさを一致させることにより、違和感のない表示とすることができる。

（４）目的地の場所の種類に応じた形状のシンボルマークを目的地マークとして３次元地図画像上に表示する（ステップＳ９０）こととした。このようにしたので、特定の構造物が存在しない場所が目的地に設定された場合でも、目的地の特徴を表す形状で目的地マークを表示することができる。

（５）目的地マークが前方に位置する他の構造物によって遮られてしまう場合、その構造物を半透明状に表示することとすれば、目的地マークが見えなくなってしまうことを防止し、高い建物が密集している地域を自車両が走行している場合であっても、ユーザが目的地を見失わないようにすることができる。

上記で説明したような地図の表示方法は、車両用のナビゲーション装置以外にも、３次元地図画像を表示する様々な車載装置について適用可能である。すなわち本発明は、目的地を設定し、その目的地の位置を示すための目的地マークを目的地にちなんだ形状で３次元地図画像上に表示する各種のものについて、適用することができる。

以上説明した各実施の形態や各種の変形例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されない。

上記の実施の形態では、本発明の各手段を制御回路１１の処理によって実現している。具体的には、目的地設定手段をステップＳ１０、地図画像作成手段をステップＳ４０、地図画像表示手段をステップＳ５０、目的地マーク表示手段をステップＳ８０およびＳ９０の処理によってそれぞれ実現している。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する際、上記の実施形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係には何ら限定も拘束もされない。

本発明の一実施形態によるナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。 建物を目的地に設定した場合の３次元地図画像の例である。 海岸を目的地に設定した場合の３次元地図画像の例である。 ３次元地図画像を表示するときに実行されるフローチャートである。

符号の説明

１ ナビゲーション装置
１１ 制御回路
１２ ＲＯＭ
１３ ＲＡＭ
１４ 現在地検出装置
１５ 画像メモリ
１６ 表示モニタ
１７ 入力装置
１８ ディスクドライブ
１９ ＤＶＤ−ＲＯＭ

Claims (4)

1. 目的地を設定する目的地設定手段と、
   地図データに基づいて、自車両周囲の所定の地図範囲について３次元地図画像を作成する地図画像作成手段と、
   前記地図画像作成手段により作成された３次元地図画像を表示モニタに表示する地図画像表示手段と、
   前記地図データに基づいて、前記目的地設定手段により設定された目的地に対応する構造物があるか否かを判定する対応構造物判定手段と、
   前記目的地設定手段により設定された目的地が前記地図範囲の外にある場合、その目的地の位置を示すための目的地マークを、その目的地の特徴を表す形状で前記３次元地図画像上に表示する目的地マーク表示手段とを備え、
   前記対応構造物判定手段は、前記目的地設定手段により設定された目的地が自然地域または自然地域を利用した施設である場合は、その目的地に対応する構造物がないと判定し、
   前記目的地マーク表示手段は、
   前記対応構造物判定手段が前記目的地設定手段により設定された目的地に対応する構造物があると判定したときは、その目的地に対応する構造物の形状を拡大し、前記目的地マークとして前記３次元地図画像上に表示し、
   前記対応構造物判定手段が前記目的地設定手段により設定された目的地に対応する構造物がないと判定したときは、その目的地の場所の種類に応じた形状のシンボルマークを、前記目的地マークとして前記３次元地図画像上に表示することを特徴とする車載地図表示装置。
2. 請求項１の車載地図表示装置において、
   前記目的地マーク表示手段により目的地に対応する構造物の形状を拡大して表示するときの大きさと、その構造物が前記地図範囲内であって前記自車位置から最も遠くに位置する場合に前記３次元地図画像上に表示される大きさとが、同じ大きさであることを特徴とする車載地図表示装置。
3. 請求項２の車載地図表示装置において、
   前記目的地マーク表示手段は、前記目的地設定手段により設定された目的地に対応する構造物について、前記地図データに前記３次元形状データが記録されていない場合、その目的地の付近に存在する構造物のうち３次元形状データが前記地図データに含まれている構造物をその目的地に対応する構造物であるものとして、その形状を拡大し、前記目的地マークとして前記３次元地図画像上に表示することを特徴とする車載地図表示装置。
4. 請求項１〜３いずれか一項の車載地図表示装置において、
   前記目的地マークが前方に位置する他の構造物によって遮られてしまう場合、その構造物を半透明状に表示することを特徴とする車載地図表示装置。
   

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