JP4871033B2

JP4871033B2 - 地図表示装置

Info

Publication number: JP4871033B2
Application number: JP2006159422A
Authority: JP
Inventors: 健司宇佐美; 貴博室井; 光一石井
Original assignee: Clarion Co Ltd
Current assignee: Faurecia Clarion Electronics Co Ltd
Priority date: 2006-06-08
Filing date: 2006-06-08
Publication date: 2012-02-08
Anticipated expiration: 2026-06-08
Also published as: JP2007328570A

Description

本発明は、地図に建物などの構造物を立体的に表示する地図表示装置に関する。

目的地が手前の建物の陰に隠れて見えなくなる不都合をなくすために、目的地を後方上空から見た視点に基づき建物を立体表示するナビゲーション装置が従来技術として知られている（たとえば、特許文献１）。
特開２００４−２３３３３３号公報

従来のナビゲーション装置では、目的地後方上空の鳥瞰図表示で建物を立体表示しても、目的とする建物がさらに別の建物の陰に隠れてしまうことがある。

本発明に係る地図表示装置は、構造物を立体表示した鳥瞰図表示の立体地図を表示モニタに表示する地図表示装置において、前記鳥瞰図表示の立体地図と同時に、鳥瞰図表示の視点を切替操作するための視点切替マークを前記表示モニタに表示させ、且つ、前記鳥瞰図表示の視点位置を表す視点位置点を前記視点切替マークと共に表示させる視点位置表示制御手段と、車両進行方向前方の地図上の所定位置を基準点とし、前記視点位置点が移動操作されることに応答して、その基準点を天球中心とした天球面上を鳥瞰図表示するための視点が移動し、その移動した視点から見下ろした鳥瞰図表示の立体地図を表示させる鳥瞰図表示制御手段とを備えている。

本発明によれば、車両進行方向前方の地図上の所定位置を基準点とし、その基準点を天球中心とした天球面上を鳥瞰図表示するための視点が移動し、その移動した視点から見下ろした鳥瞰図表示の立体地図を表示モニタに表示する。したがって、ほかの構造物の陰に隠れて見えない構造物を様々な方向から表示でき、陰に隠れて見えない構造物をどのような構造物か認識することができる。

本発明の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、鳥瞰図法により地図を表示する表示モニタを有し、地図上に表示される建物などの構造物を立体的に表示する。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、ディスクドライブ１８およびタッチパネル１１０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ていたＤＶＤ−ＲＯＭ１９が装填される。

制御回路１１は、様々な制御を行う回路である。ＣＰＵ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して各種の制御を行う。また、ＤＶＤ−ＲＯＭ１９に記憶された地図データに基づいて所定の経路探索処理を行い、その処理結果を推奨経路として表示モニタ１６に表示する。さらに、地図データから道路地図の画像データを生成し、それを画像メモリ１５に格納し、画像メモリ１５に格納した画像データを用いて表示モニタ１６に地図を表示する。

現在地検出装置１４は車両の現在地を検出する装置である。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（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）衛星からのＧＰＳ信号を検出するＧＰＳセンサ１４ｃなどから構成される。ナビゲーション装置１は、この現在地検出装置１４により検出された現在地に基づいて、地図の表示範囲や経路探索開始点などを決定し、地図上に現在地を表示する。

画像メモリ１５は、表示モニタ１６に画像を表示する画像データを格納する。この画像データは地図描画用データや各種の図形データからなる。上述したようにこの画像データは、制御回路１１によって生成される。地図描画用データは、後述する鳥瞰図法で描画される地図を表示するデータであり、図表データは、後述する建物などの構造物を地図に重ねて表示するデータである。

表示モニタ１６は、自車位置付近の道路地図などの各種情報を表示する表示装置である。液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイなどから構成される。入力装置１７は、ナビゲーション装置１を操作するためのボタンやジョイスティックなどの入力スイッチである。操作パネルやリモコンなどに設けられる。

ユーザが入力装置１７を操作して目的地を設定すると、ナビゲーション装置１は、現在地検出装置１４により検出された現在地を出発地として目的地までの経路演算を行う。このようにして求められたルート（以下、探索ルートという）は、表示形態、たとえば表示色などを他の道路と変えて画面表示される。これにより、地図上の探索ルートを画面上で認識することができる。また、ナビゲーション装置１は、探索ルートにしたがって車両が走行できるように、画面や音声などによって進行方向指示を行い、車両を誘導する。

ディスクドライブ１８は、装填されたＤＶＤ−ＲＯＭ１９から地図データを読み出す。なお、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してもよい。

ＤＶＤ−ＲＯＭ１９に記録されている地図データは、地図表示用データ、経路探索用データなどを含む。地図表示用データは、広域から詳細まで複数の縮尺の地図データを有し、この地図データを使用することによって表示地図の縮尺を変更することができる。

地図表示用データは立体物データを有しており、このデータを使用して構造物を立体物として描画できる。立体物データ２０は、図２に示すように、各構造物について構造物属性データ２１、底面データ２２、ポリゴンデータ２３およびテクスチャデータ２４を有している。

構造物属性データ２１は、構造物の属性に関するデータであり、構造物の種別２１１、構造物の名称２１２、構造物の説明２１３などから構成される。

底面データ２２は、構造物と関連付けられた２次元領域データであり、たとえば、構造物が含まれる敷地や構造物の底面などのデータである。底面データ２２には、図３に示すように、２次元領域を構成する頂点の座標データ２２１〜２２４が含まれる。

ポリゴンデータ２３は、構造物を立体的に描画するために使用されるポリゴンのデータである。図４に示すように、ポリゴンデータ２３には、構造物を構成するポリゴン数２３１、構造物を構成するポリゴン２３２ａ，２３２ｂおよび各ポリゴンを構成する頂点の座標データ２３３ａ〜２３３ｈが含まれる。

テクスチャデータ２４は、ポリゴンに貼り付ける画像の画像データである。ポリゴンに画像を貼り付けることによって構造物をより実物に近く描画できる。図５に示すように、テクスチャデータ２４には、各ポリゴン２３２ａ，２３２ｂに対応して画像データ２４１，２４２が含まれる。

図１のタッチパネル１１０は、表示モニタ１６の表面に積層される透明のタッチスイッチであり、表示モニタ１６に表示される画像はタッチパネル１１０を通して表示される。タッチパネル１１０は、タッチパネル１１０上の操作位置に応じた信号をタッチパネルコントロール部１１１に送出し、タッチパネルコントロール部１１１はタッチパネル１１０の押圧位置を算出する。タッチパネル１１０は、入力装置１７と同様に入力機能を有する。表示モニタ１６に表示された各種ボタンや表示メニューなどを指で押圧して選択するとタッチパネル１１０が押圧され、各種ボタンや表示メニューに定義された処理が実行される。

次に、構造物を立体表示した鳥瞰図表示の地図について図６〜９を参照して説明する。構造物を立体的に表示した地図を以下、立体地図と呼ぶ。また、構造物を平面的に表示した地図を平面地図と呼ぶ。

図６は、鳥瞰図表示したときに表示モニタ１６に表示される表示範囲を平面地図上で表した図である。ここで、平面地図をＸＹ平面とし、ＸＹ平面に直交するＺ軸上の高さＺの位置、つまり自車位置６１の後方上空に鳥瞰図表示するための視点Ｍを設定する。図６の点ａ，ｂ，ｃ，ｄで囲まれる矩形は表示モニタ１６の表示画面１６ａを仮想的に示す。図６に示すように、視点Ｍから見下ろし角をθとして、表示モニタ１６の表示画面１６ａに表示される範囲、つまり立体表示領域は台形ＡＢＣＤとして特定される。ここで、ＸＹ平面上の点Ｏは表示画面１６ａの中心に相当する点であり、直線ＯＭは表示画面１６ａに対して垂直に交わる。

図７は、立体表示する構造物を特定する方法を説明する図である。底面データ２２の中から台形ＡＢＣＤに含まれる底面データ７１ａ〜７１ｄを抽出する。上述したように、底面データ２２は構造物が含まれる敷地や構造物の底面などの位置や形状を表すデータであるので、底面データ２２の中から台形ＡＢＣＤに含まれる底面データを抽出することができる。そして、抽出した底面データ７１ａ〜７１ｄに係る構造物が立体表示する構造物として特定される。

平面地図の台形ＡＢＣＤの範囲を矩形形状に変形し、鳥瞰図表示の平面地図が作成される。そして、その鳥瞰図表示の平面地図に重ねて上記特定された構造物を立体描画することによって鳥瞰図表示の立体地図が作成される。

底面データ２２に関連付けられた構造物は次のようにして立体描画される。図８（ａ）に示すように、台形ＡＢＣＤに含まれる底面データ２２の領域８１を描画する。底面データ２２に関連付けられているポリゴンデータ２３を読み込んで、図８（ｂ）に示すように、領域８１上にポリゴン８２，８３，８４を描画する。そして、図８（ｃ）に示すように、テクスチャデータ２４の画像をポリゴンに貼り付けて、立体描画処理は終了する。

立体表示する全ての構造物について立体描画処理が終了すると、立体描画した画像データは画像メモリ１５に格納される。そして、図９に示すように、構造物を立体表示した鳥瞰図表示の地図９０が表示モニタ１６に表示される。ここで、ビル９１は領域７１ａの底面データ２２に関連付けられて描画され、ビル９２は領域７１ｂの底面データ２２に関連付けられて描画された。また、ビル９３は領域７１ｃの底面データ２２に関連付けられて描画され、ビル９４は領域７１ｄの底面データに関連付けられて描画された。地図９０に対して臨場感を表現するため、表示画面１６ａの上部の領域には雲が描かれた空が表示される。

次に、本発明の実施形態における地図鳥瞰図表示の視点切替操作について、図９〜図１４を参照して説明する。

図９に示すように、構造物を立体表示した鳥瞰図表示の立体地図９０には、視点切替マーク９５が表示され、視点切替マーク９５には視点位置点９６が表示される。視点位置点９６を押圧しながら押圧位置を変えると、その押圧位置と一緒に視点位置点９６が移動する。そして、移動した視点位置点９６の位置にしたがって、鳥瞰図表示するための視点の位置が図６の点Ｍの位置から変わり、視点を変えた鳥瞰図表示の立体地図９０が表示モニタ１６の表示画面１６ａに表示される。

次に、図１０を参照して、視点切替マーク９５による視点切替操作を詳細に説明する。図１０（ａ）は、視点切替マーク９５の拡大図であり、５つの視点位置９６ａ〜９６ｅを示している。実際は、いずれか一の視点位置点が表示される。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の視点位置点９６ａ〜９６ｅに対応する鳥瞰図表示するための視点位置１０１ａ〜１０１ｄを説明するための図である。視点位置１０１ａ〜１０１ｄは、図６の点Ｏを中心とした天球１００の天球面上を移動する。最初に視点位置点９６は、符号９６ａの位置にあるものとする。この視点位置点９６ａに対応する視点位置は、図６の点Ｍ、つまり図１０（ｂ）の視点位置１０１ａである。この視点位置１０１ａより、図９に示す鳥瞰図表示の立体地図９０が表示画面１６ａに表示される。

図１０（ａ）の視点位置点９６を押圧しながら矢印９７ａにしたがって視点位置点９６ａから視点位置点９６ｂに移動すると、視線を点Ｏの方向に向けた状態で、鳥瞰図表示するための視点位置が、視点位置１０１ａから視点位置１０１ｂに移動する。その結果、図１１に示すように、表示画面１６ａには、上方上空から見下ろした鳥瞰図表示の立体地図９０が表示される。

さらに、図１０（ａ）の視点位置点９６を押圧しながら矢印９７ｂにしたがって視点位置点９６ｃに移動すると、視線を点Ｏの方向に向けた状態で、鳥瞰図表示するための視点位置が、視点位置１０１ｂから視点位置１０１ｃに移動する。その結果、図１２に示すように、表示画面１６ａには、車両進行方向上空から見下ろした鳥瞰図表示の立体地図９０を天地逆さましたものが表示される。このとき、地図９０に対して臨場感を表現するために表示された空は、表示画面１６ａの下部の領域において逆さまに表示される。

図１０（ａ）の視点位置点９６を押圧しながら矢印９７ｃにしたがって視点位置点９６ａから視点位置点９６ｄに移動すると、視線を点Ｏの方向に向けた状態で、鳥瞰図表示するための視点位置が、視点位置１０１ａから視点位置１０１ｄに移動する。その結果、図１３に示すように、表示画面１６ａには、車両進行方向に向かって右方向上空から見下ろした鳥瞰図表示の立体地図９０が表示される。

図１０（ａ）の視点位置点９６を押圧しながら矢印９７ｄにしたがって視点位置点９６ａから視点位置点９６ｅに移動すると、視線を点Ｏの方向に向けた状態で、鳥瞰図表示するための視点位置が、視点位置１０１ａから視点位置１０１ｅに移動する。その結果、図１４に示すように、表示画面１６ａには、車両進行方向に向かって左方向上空から見下ろした鳥瞰図表示の立体地図９０が表示される。

以上の実施の形態によるナビゲーション装置は次のような作用効果を奏する。
（１）自車位置６１の後方上空に視点を置いて鳥瞰図表示の地図を表示したとき、視点切替マークを表示し、この視点位置点９６を押圧操作することにより、に表示画面１６ａの中心に対応する点Ｏを中心とした天球１００の天球面上を鳥瞰図表示の視点位置１０１ａ〜１０１ｅを移動させ、移動した視点位置１０１ａ〜１０１ｅからの鳥瞰図表示の立体地図９０を表示画面１６ａに表示した。したがって、図９に示すように、ほかのビル９２の陰に隠れて見えないビル９３を、図１１〜図１４に示すように様々な方向から表示でき、陰に隠れて見えないビル９３をどのようなビルであるか認識することができる。

（２）図１２に示すように、車両進行方向上空の視点位置１０１ｃから表示する立体地図９０を、車両進行方向を表示画面１６ａの上に、つまり天地逆さまに表示した。したがって、表示画面１６ａに表示されている地図がユーザに対して左右反対にならないので、左右判断の混乱を防止できる。

（３）表示モニタ１６に表示された視点切替マーク９５の押圧操作によって、簡単に視点位置１０１ａ〜１０１ｅを移動することができる。したがって、簡単に、ほかのビル９２の陰に隠れて見えないビル９３を、様々な方向から表示でき、利便性が向上する。

（４）視点切替マーク９５は天球１００を平面上に投影した図形にし、視点位置点９６ａ〜９６ｅは視点位置１０１ａ〜１０１ｅを平面に投影したものとして表示した。したがって、視点切替マーク９５内をなぞる操作によって、鳥瞰図表示するための視点位置１０１ａ〜１０１ｅを所望の位置に、直感的に移動することができる。たとえば、視点位置点９６ｂが視点位置１０１ｂに対応することが直感的にわかる。

以上の実施の形態を次のように変形することができる。
（１）地図を鳥瞰図表示するための視点位置１０１ａ〜１０１ｅを、自車位置６１の後方上空の視点位置１０１ａから大きく異ならせると、ユーザが混乱する可能性はあるので、天球１００の中心Ｏより車両進行方向側、つまり、図１０（ａ）の直線９８より前方（矢印９７ｂ側）における視点位置点９６の視点からの鳥瞰図表示の立体地図９０の表示を禁止するようにしてもよい。

（２）視点位置１０１ａ〜１０１ｅが移動するときの視線の方向を定める基準点を、図６に示した、表示画面１６ａの中心に相当するＸＹ平面上の点Ｏとしたが、この基準点は、自車位置６１の進行方向前方であればとくに限定されない。さらに、基準点を任意に指定できるようにしてもよい。この場合、表示画面１６ａに表示されている立体地図９０を押圧して、押圧した地点を基準点として指定する。たとえば、ほかの構造物の陰に隠れて見えない構造物付近を押圧して、基準点を指定してもよい。

（３）自車位置６１の後方上空の視点位置１０１ａから視点位置１０１ａ〜１０１ｅを変えて立体地図９０を表示し、所定時間（たとえば、３０秒）経過後に元の表示、つまり自車位置６１の後方上空の視点位置１０１ａからの立体地図９０の表示に戻るようにしてもよい。元の表示に戻す操作が省略でき、ユーザの利便性が向上する。

（４）視点位置点を符号９６ｃの位置に移動すると、表示画面１６ａには、立体地図９０を車両の進行方向上空から逆さまに眺めたものが表示されたが、見易さを優先して、逆さまにしなくてもよい。

（５）天球１００上を移動することによって視点位置１０１ａ〜１０１ｅを変えたが、任意に指定した地点の垂直軸（立体地図９０の地面と直交する軸）を中心軸とした円筒面上を回転して視点位置を移動できるようにしてもよい。たとえば、図１５では、ビル９１を押圧して、視点位置が移動する中心軸をビル９１の位置（ビル９１の底面７１ａの中心位置）に指定する。そして、ビル９１を押圧した状態で、別の指で視点位置の回転方向１５１を指定する。そうすると、図１６に示すように、見下ろし角を一定に保った状態で、視点位置１０１ａがビル９１に位置する中心軸１６１を中心とした円筒面１６０上を矢印１６２の方向に移動し、視点位置１０１ｆとなる。その結果、図１７に示すように、視点位置１０１ｆからの鳥瞰図表示の立体地図９０が表示画面１６ａに表示され、立体地図９０には表示位置は変わらずに表示方向のみ変えたビル９１が表示される。このようにすることによって、ビル９１の表示の大きさを変えることなく、自車位置６１の後方上空を視点位置１０１ａとした立体地図９０から見えない部分を表示することができる。一方、図１３では、ビル９１の表示の大きさが小さくなる。

（６）視点位置点９６ａ〜９６ｅは５点の位置に限定されず、視点位置点９６ａから連続的に移動することができる。それに伴い、視点位置１０１ａ〜１０１ｅも５点の位置に限定されず、連続的に移動することができる。

（７）地図表示装置であれば、ナビゲーション装置１に限定されない。

本発明のナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。立体物データに含まれている構造物属性データを説明するための図である。立体物データに含まれている底面データを説明するための図である。立体物データに含まれているポリゴンデータを説明するための図である。立体物データに含まれているテクスチャデータを説明するための図である。表示モニタに表示される平面地図上の範囲を説明するための図である。表示モニタの表示範囲に含まれる底面データを説明するための図である。構造物の立体描画を説明するための図である。構造物が立体描画された鳥瞰図表示の地図を説明するための図である。図１０（ａ）は視点切替マークの拡大図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の視点位置点に対応する鳥瞰図表示するための視点位置を説明するための図である。視点位置１０１ｂのときの鳥瞰図表示の立体地図を説明するための図である。視点位置１０１ｃのときの鳥瞰図表示の立体地図を説明するための図である。視点位置１０１ｄのときの鳥瞰図表示の立体地図を説明するための図である。視点位置１０１ｅのときの鳥瞰図表示の立体地図を説明するための図である。他の実施形態における視点位置の切替操作を説明するための図である。他の実施形態における視点位置の移動を説明するための図である。他の実施形態における視点位置の切り替えによって表示された立体地図を説明するための図である。

符号の説明

１ナビゲーション装置
１１制御回路
１３ＲＡＭ
１４現在地検出装置
１５画像メモリ
１６表示モニタ
１９ＤＶＤ−ＲＯＭ
２０立体物データ
６１自車位置
７１ａ〜７１ｄ，８１底面データ
８２〜８４ポリゴン
９０立体地図
９１〜９４ビル
９５視点切替マーク
９６，９６ａ〜９６ｅ視点位置点
１００天球
１０１ａ〜１０１ｆ視点位置
１６０円筒面

Claims

構造物を立体表示した鳥瞰図表示の立体地図を表示モニタに表示する地図表示装置において、
前記鳥瞰図表示の立体地図と同時に、鳥瞰図表示の視点を切替操作するための視点切替マークを前記表示モニタに表示させ、且つ、前記鳥瞰図表示の視点位置を表す視点位置点を前記視点切替マークと共に表示させる視点位置表示制御手段と、
車両進行方向前方の地図上の所定位置を基準点とし、前記視点位置点が移動操作されることに応答して、その基準点を天球中心とした天球面上を鳥瞰図表示するための視点が移動し、その移動した視点から見下ろした鳥瞰図表示の立体地図を表示させる鳥瞰図表示制御手段とを備えることを特徴とする地図表示装置。
請求項１に記載の地図表示装置において、
前記視点位置点は、前記視点切替マークにより規定された領域内において移動操作されることを特徴とする地図表示装置。
請求項１または２に記載の地図表示装置において、
前記基準点を指定する基準点指定手段を備えることを特徴とする地図表示装置。
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の地図表示装置において、
前記表示モニタに装着されているタッチパネルの押圧操作により、前記視点位置点を、前記視点切替マーク内に予め設定されている複数の視点位置間で移動させること、または、連続的に移動操作させることを特徴とする地図表示装置。
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の地図表示装置において、
前記表示制御手段は、前記基準点より前記車両進行方向側への視点からの鳥瞰図表示の立体地図の表示を禁止することを特徴とする地図表示装置。
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の地図表示装置において、さらに加えて、
前記立体地図の任意位置を指定する任意位置指定手段と、
前記任意位置を通過し、前記立体地図における地面と直交する回転軸を中心とした円筒の円筒面上を前記視点が移動し、その移動した視点位置より鳥瞰図表示の立体地図を表示させる表示制御手段とを備えることを特徴とする地図表示装置。