JP5070421B2 - 地図表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、地図を３次元表示する技術に関する。

近年、コンピュータに地図を表示させる技術が利用されつつある。例えば、いわゆるカーナビゲーションシステムは、現在位置など所望の位置における地図を表示する機能を備える。また、パーソナルコンピュータや携帯デバイスにおける地図表示技術も実用とされつつある。

また、地図表示に３次元表示を利用する技術も利用されつつあった。ここに３次元表示は、リアリティの高い表現が可能であり、地図の直感的な把握が容易であるなどの利点がある。コンピュータなどにおける３次元表示は、従来、一定領域の建造物全体を３次元的に表示する態様が取られていた。

しかし、地図を３次元表示することは非常に複雑かつ煩雑な処理を要していた。特に、カーナビゲーションシステムや携帯デバイスにおいて３次元表示を行うことは困難であった。パーソナルコンピュータや携帯デバイス、カーナビゲーションシステムのそれぞれについて、ハードウェア資源による限界が存在する。このため、地図の３次元表示については、制限的・部分的なものに止まらざるを得なかった。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、地図を３次元表示する技術の実用性の向上を目的とする。

上記課題の少なくとも一部を解決するために、本発明では、次の構成を適用した。

本発明の地図表示装置は、
地図を３次元表示する地図表示装置であって、
建造物に対応付けられた３次元モデルを複数記憶する地図データを入力する地図データ入力部と、
前記複数の３次元モデルから表示対象となる３次元モデルを抽出する抽出部と、
該抽出された３次元モデルを用いて、地図の３次元表示を行う表示部とを備え、
前記抽出部は、前記３次元表示時に前方に表示すべき道路の周辺の所定範囲内に位置する３次元モデルを表示対象として抽出する
ことを要旨とする。

このようにすることで、３次元表示の対象とする３次元モデルを表示画面に現れる範囲に絞り込むことができるため、処理負荷を低減することができる。

例えば、現在位置にある道路について、道路周辺の建造物を抽出し、３次元表示の対象を限定することで、処理における複雑さや煩雑さを低減することができる。

なお、抽出に係る所定範囲は、例えば表示すべき道路に沿って所定幅を持たせた範囲とすることができる。また、道路前方の所定距離の範囲としてもよい。このとき、所定の幅及び距離は変更し得るものとしてもよい。例えば、徒歩、自動車、高速道路を走行する自動車その他移動手段に応じたものとすることが考えられる。また、移動手段における一般的な移動速度のみならず、実際の移動速度に応じた範囲としてもよい。

また、抽出に係る所定範囲は、距離又は幅に代えて交差点の数で規定されているものとしても良い。例えば、前方の最も近い交差点までの範囲を利用するものとしても良い。

なお、地図データ入力部は、ネットワークを介して地図データを入力するものとしてもよい。また、表示部は、ネットワークを介して画像表示制御データを送付することで、外部にある装置に地図を３次元表示させるものとしてもよい。

ここで３次元表示には、人の立体形状を認識する作用を促す表示であれば種々のものが考えられる。例えば、３次元モデルは、ワイヤーフレーム（ｗｉｒｅ ｆｒａｍｅ）モデルであっても、サーフィス（ｓｕｒｆａｃｅ）モデルであっても、ソリッド（ｓｏｌｉｄ）モデルであってもよい。シェーディング（Ｓｈａｄｉｎｇ）やテクスチャマッピング（ｔｅｘｔｕｒｅ ｍａｐｐｉｎｇ）の手法についても種々のものが適用可能である。また、３次元表示は、歩行者や車両運転者の視点からなる３次元表示や、鳥瞰図的なものの利用が考えられる。さらに、全体としては二次元表示を行いつつ、一部において３次元表示を利用する場合も考えられる。

本発明の地図表示装置において、
３次元表示を行うべき一連の経路を入力する経路入力部と、
前記経路周辺の３次元モデルを、前記表示対象候補として予め抽出しておく予備抽出部とを備え、
前記抽出部は、前記予備抽出部による結果を参照して前記抽出を行う
ものとしてもよい。

このようにすることで、抽出処理の少なくとも一部を実際の表示に先立って行い、地図を３次元表示する際の処理を更に軽減することができる。３次元モデルは、例えば、経路の緯度、経度と、各建造物の緯度、経度とを用いて抽出することができる。

なお、経路は、ユーザが直接入力してもよいし、経路探索結果を入力してもよい。また、入力はネットワークを介して行われるものとしてもよい。

また、予備抽出は、表示の対象とすべき建造物を直接指定するものであってもよいし、表示の対象とすべきでない建造物を排除するものであってもよい。

本発明の地図表示装置において、
前記地図データには、前記道路の周辺の所定範囲内に属する３次元モデルと、該道路とを関連付けるための関連情報が含まれており、
前記抽出部は、該関連情報を参照して前記抽出を行うものとしてもよい。

このようにすることで、予め記憶した関連情報を参照することで、地図を３次元表示する際の処理を低減することができる。

例えば、視点位置及び視点方向等を基礎として道路を選択し、選択道路と関連付けられた３次元モデルを表示対象とする方法が考えられる。

関連情報は、道路とその周辺の建造物の対応に関するものを含むことが考えられる。また、３次元表示における建造物の重なり具合を基準にすることも可能である。ここで、関連情報は、道路ごとに複数の３次元モデルを関連付けたものであってもよいし、３次元モデルごとに複数の道路を関連付けたものであってもよい。また、関連情報は、３次元モデルと道路の端点その他の一点とを関連付けるための関連情報であってもよい。

本発明の第２の地図表示装置は、
近距離表示用の近距離３次元モデルと、遠距離表示用の遠距離３次元モデルとを建造物ごとに記憶する地図データを入力する地図データ入力部と、
地図の３次元表示の視点位置から所定距離内の建造物については前記近距離３次元モデルを用い、所定距離外の建造物については前記遠距離３次元モデルを用いて、３次元表示を行う表示部とを備え、
前記近距離３次元モデルは、建造物の平面形状を反映して設定された建造物に固有の３次元モデルであり、
前記遠距離３次元モデルは、複数の建造物に兼用可能に予め用意された既定形状の中から１つを選択するとともに、そのサイズを指定することにより、該建造物の平面形状との不一致を許容して設定された３次元モデルである
ことを要旨とする。

このようにすれば、視点から遠距離にある詳細な表示を必要としない建造物に簡略表示を適用することで、地図を３次元表示する際の処理を軽減することができる。このとき、建造物の平面形状を反映して設定された３次元モデルと、その建造物の平面形状との不一致を許容して設定される３次元モデルとを併用することで、地図表示の実質的な品質を維持しつつ、処理の複雑さや煩雑さを低減することができる。また、複数の建造物に兼用可能に予め用意された形状とその表示サイズの指定による３次元モデルを利用することで、モデル記憶機構及びその処理の複雑さを低減することができる。

なお、本発明の第２の地図表示装置は、地図データ入力部や表示部、３次元表示の態様において、第１の地図表示装置と同様に、ネットワークを利用する場合など、種々の構成をとることができる。ここで、利用可能な既定形状は、地図表示装置に固有のものであってもよいし、地図データに固有のものであってもよい。

本発明の第２の地図表示装置において、
前記既定形状は、直方体、円柱、円錐、半球を含むものとしてもよい。

本発明は、地図表示装置としての態様の他、コンピュータに地図の表示を行わせるためのコンピュータプログラムや、コンピュータを用いて地図表示を行う方法など種々の態様で構成することが可能である。また、コンピュータに地図表示を行わせるためのコンピュータプログラムと同視し得る信号として構成してもよい。さらに、これらのコンピュータプログラムを記録した記録媒体として構成してもよい。

ここで記憶媒体としては、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク、ＩＣカード、ＲＯＭカートリッジ、パンチカード、バーコードなどの符号が印刷された印刷物、コンピュータの内部記憶装置（ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリ）および外部記憶装置などコンピュータが読取り可能な種々の媒体を利用できる。

本発明は、以下に示す態様を採ることもできる。
第１の態様は、所定の処理手順に基づいて３次元モデルデータを処理して現在位置に関わる３次元表示を行う地図表示装置であって、
現在位置と進行方向とを決定する視野決定部と、
該視野決定部により決定された現在位置と進行方向とから表示対象とすべき前記３次元モデルデータが存在する地図表示領域を決定する領域決定部と、
該領域決定部により決定された地図表示領域内の３次元モデルデータを３次元表示する３次元表示部とを備えた地図表示装置である。

なお、視野決定部は、現在位置等を各種センサ等の出力に基づいて決定しても良いし、ユーザ等が入力するものとしてもよい。また、進行方向は、ユーザ等によって入力された視線方向としてもよい。なお、前記３次元表示は所定の経路に基づいて行うものとしても良い。例えば、視野決定部が所定の経路に基づいて現在位置と進行方向とを決定するものとしても良い。また、領域決定部が所定の経路に基づいて地図表示領域を決定するものとしても良い。

第２の態様として、発明の他の態様１に記載の地図表示装置において、
この所定の経路に経路探索結果を用いるものとしてもよい。

第３の態様は、発明の他の態様１〜２に記載の地図表示装置であって、
前記領域決定部は、現在位置が道路上であるときに該道路の縁から所定量だけ奥まった領域を地図表示領域として決定する地図表示装置である。

第４の態様は、発明の他の態様１〜３に記載の地図表示装置であって、
前記領域決定部は、現在位置が道路上であるときに該道路前方の所定距離までの前方領域を地図表示領域として決定する地図表示装置である。

なお、発明の他の態様４に記載の地図表示装置おいて、
前記道路前方の所定距離を、移動手段に応じて決定する移動手段反映部を備えるものとしてもよい。

第５の態様は、発明の他の態様１〜４に記載の地図表示装置であって、
前記領域決定部は、現在位置が道路上であるときに、該道路前方の交差点の数に基づいて前記地図表示領域を決定する地図表示装置である。

第６の態様は、発明の他の態様１〜５に記載の地図表示装置であって、
前記領域決定部は、現在位置が道路上であるときに、最も近い交差点までの距離が所定範囲となったときに、該交差点の周辺の所定領域を地図表示領域として決定する地図表示装置である。

なお、領域決定部は、最も近い右折交差点や左折交差点までの距離を利用するものとしてもよい。

以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき以下の順序で説明する。
Ａ．第１実施例：
Ｂ．第２実施例：
Ｃ．第３実施例：
Ｄ．第４実施例：

Ａ．第１実施例：
図１は、地図表示装置の概略構成図である。地図表示装置１００は、ネットワークＩＮＴを介して、地図サーバＳＲＶから、表示対象とする地図データを取得する。また、地図表示装置１００は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）その他のセンシング機能を利用して地図データと自らの位置を対比することが可能である。ユーザは、リモコン１０３又は操作パネル１０１等を利用して地図表示装置１００に地図表示を行わせることができる。地図表示装置１００は、ユーザの指示に基づいて地図を３次元表示するための処理を行う。ここで、地図表示装置１００は表示デバイス１０２を備えており、３次元表示を少なくとも一部に含みつつ、地図表示をユーザに提供することができる。

図１には地図表示装置１００の機能ブロック構成を併せて示した。地図表示装置１００は、ＣＰＵおよびメモリ等を備えたマイクロコンピュータとして構成された制御ユニット２００を備えており、図示する機能ブロックは、それぞれ制御ユニット２００の機能としてソフトウェア的に構成されている。もっとも、各機能ブロックは、ハードウェア的に構成しても構わない。

なお、図１では、カーナビゲーションシステムとしての構成を例示したが、ネットワークに接続されたパーソナルコンピュータ等を用いて地図表示装置１００を構成することもできる。かかる場合に、制御ユニット２００の機能ブロックは、必ずしも単体のコンピュータ内に全てを構築する必要はない。互いに通信する複数の装置が全体として制御ユニット２００を構成するものとしてもよい。例えば、ローカル接続する２つの装置に物理的に分離する場合や、その他ネットワークを利用して構成する場合が考えられる。

地図データ入力部３１０は、地図表示装置１００は、ネットワークＩＮＴを介して、地図サーバＳＲＶから、３次元表示の対象とする地図データを取得する。地図データには、道路や道路間の接続に関する情報、それらの緯度・経度等の座標情報の他、３次元表示を行う建造物についての３次元モデルデータを含む。地図サーバＳＲＶは、地図表示装置１００の外部にある装置であり、ネットワークを介して地図表示装置１００と接続し、地図データを送付する機能を備える。

なお、ネットワークＩＮＴは、インターネットのような広域的なネットワーク、およびローカルエリアネットワーク、イントラネットなどの限定的なネットワークの双方を含む。またネットワークＩＮＴは、無線ＬＡＮや携帯無線電話通信技術を利用したネットワークであってもよい。

また、地図データの取得は、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ）やＤＶＤ（Ｄｉｓｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｄｉｓｋ）等の情報記憶媒体を利用して行うものとしてもよい。

地図記憶部３００は、地図データ入力部３１０が入力する地図データを記憶する。地図記憶部３００は、その一部を通路記憶部４００及び表示記憶部５００として構成している。

通路記憶部４００は、道路とその接続関係の情報を、緯度・経度情報と関連付けつつ記憶する。すなわち、通路記憶部４００は、道路を、緯度・経度を有するノードとノード間を接続するリンクとの集合で記憶する。通路記憶部４００は、かかるノードとリンクとの抽象的な構造（以下グラフと呼ぶ）を記憶する。ノードとリンクとはそれぞれ交差点と道路とにそれぞれ対応するものである。

他方、表示記憶部５００は、地図の３次元表示用の３次元モデルを記憶する。例えば、ポリゴンデータやボリュームデータ、テクスチャデータなどを記憶する。本実施例で３次元表示は、建造物ごとに管理して行う。建造物は、建築物に加えて、道路、橋梁、標識、その他地図に表示すべき人工物であって、表示を一体的に管理すべき要素単位である。表示記憶部５００は、建造物ごとに、緯度・経度・高度を付した代表点を有する立体形状を記憶している。なお、以下の説明では、主として、建築物を例にとって説明を行うが、かかる場合に限定されるものではない。

位置情報入力部２１１は、現在の位置の情報を入力する。位置情報は、ＧＰＳの機能によって生成される。また、その他のセンシングシステムの機能によっても生成される。後者の機能については、例えば、車両に搭載するカーナビゲーションシステムの場合、車両の車軸やハンドル等に備えられた回転センサを基礎とした位置情報を、位置情報入力部２０２が入力する。

ユーザ入力部２１２は、リモコン１０３を介したユーザ入力を入力する。また、ユーザ入力部２２０は、操作パネル１０１に基づいたユーザ入力も入力する（図中には明示せず）。ユーザは、リモコン１０３や操作パネル１０１を利用することで、地図の３次元表示を実行させることができる。例えば、地図表示の視点について、位置情報入力部２０２が入力する位置情報が示す現在位置を採用することを指定することができる。なお、ユーザ入力部２１２は、ネットワークＩＮＴその他のネットワークを介したユーザ入力を入力するものとしてもよい。

表示制御部２１０は、位置情報及びユーザ入力に基づいて、地図表示を制御する。

抽出部６００は、地図画像の３次元表示の対象とすべき建造物を抽出する機能を奏する。かかる抽出処理は、３次元表示を行う視点情報に基づき、通路記憶部４００及び表示記憶部５００を参照しつつ行う。例えば、現在の位置情報からして、明らかに表示の対象となるべくない遠方の建造物を、３次元表示処理の対象から除外する機能を奏する。

本実施例では、具体的には、抽出部６００の抽出処理において、現在位置等の視点位置にあるリンクに応じて建造物を抽出する。このために、基準とするリンクを位置情報等に基づいて選択する機能を持つ。抽出部６００は、選択リンクと建造物との距離を計算して、所定の範囲内にあるもののみを取り出すことで、抽出処理を実現する。なお、その他の抽出処理の態様について、後述の実施例で説明する。

生成部７００は、抽出部６００の抽出結果に基づいて、３次元表示のための画像データ生成処理を行う。例えば、ポリゴンデータを利用しつつ、視点に応じて２次元画像データを生成する。このとき、ポリゴンを奥行き方向にソートして陰線消去を施したり、物体に当たる光を計算しながら表面の色や輝度、陰影、光沢などを決めたりする処理を行う。

出力部７０１は、生成部７００の処理結果に基づいて、表示デバイス１０２に表示を行う機能を奏する。なお、出力部７０１は、ネットワークを介して画像表示制御データを送付することで、外部の装置に地図表示を行わせるものとしてもよい。

図２は、地図表示装置で利用するデータの概略構成図である。図２では、地図におけるノードとリンクを示し、通路記憶部４００と表示記憶部５００が利用するデータの概略構成の一例を模式的に示している。

図２に示すグラフは、２次元座標で緯度・経度を有するノードと、ノード間を接続するリンクとからなる。図２のグラフは、ノードＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ及びリンクｐ，ｑ，ｒ，ｓから構成される。さらに、図２には、グラフとあわせて、建造物ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ，ｋ，ｍを示した。これらの建造物は、地図上にあって３次元の形状を占めるものである。

通路記憶部４００はグラフを記憶する。通路記憶部４００は、その一部を、ノード記憶部４１０とリンク記憶部４２０を内部として構成している。

ノード記憶部４１０はノードを記憶する。ノードは、そのノードの地図上の位置を、ｘ−ｙ２次元座標情報として記憶する。また、ノード記憶部４１０は、各ノードに対応して、そのノードの属性情報を記憶する。例えば、そのノードに接続するリンクや、地図上でノードに対応する立体交差の属性を記憶する。なお、記憶する座標情報は、緯度・経度・高度による３次元座標であってもよい。

リンク記憶部４２０はリンクを記憶する。リンクは、両端のノード名に対応付けて記憶する。リンクの地図上の位置は、両端ノードの地図上の位置により特定される。また、リンク記憶部４２０は、リンクの属性情報も併せて記憶する。例えば、リンク属性情報は、国道、高速道路、有料道路、一方通行などの情報が挙げられる。

表示記憶部５００は、３次元表示に利用する３次元モデルについて、建造物ごとに記憶を行う。ここでは、その建造物の３次元モデルデータと、建造物の代表点の地図上座標との組を記憶する。建造物の３次元表示に利用する３次元モデルデータの種類には、種々のものが考えられる。例えば、ワイヤーフレームモデルであっても、サーフィスモデルであっても、ソリッドモデルであってもよい。また、シェーディングやテクスチャマッピングの処理に関するデータを含むものであってもよい。

図３と図４とは、それぞれ、地図を表示する処理のフローチャートと、建造物を抽出する処理を示す説明図とである。以下では、地図表示装置１００における地図表示処理を示すために、図４の説明図を参照しつつ、図３に示す処理の説明を行う。なお、説明に利用する地図として図２に示したものを図４に再掲している。

ステップＳａ０１では、視点データを準備する。視点データは３次元表示を行う基礎となるデータである。表示制御部２１０は、位置情報入力部２１１とユーザ入力部２１２との指示に応じて、視点データの生成を行う。すなわち表示制御部２１０は、ユーザ入力に基づいて、位置情報を利用しつつ、視点データを生成する。図４に示すように、視点データには地図上の３次元座標データに加えて、視点方向のデータ（方角データや仰角データ等）を含む。表示制御部２１０は視点データを抽出部６００に渡す。建造物の抽出処理を行わせるためである。

ステップＳａ０２では、抽出部６００が、抽出を行うための条件設定を行う。ここでは、視点データに基づき現在位置のリンクを選択し、選択リンクと建造物間の距離計算を行い、制限距離内か否かを調べる。ステップＳａ０３では、かかる設定処理に基づいて実際の抽出処理を実行する。抽出部６００は、抽出結果を生成部７００に渡す。

例えば図４で、抽出部６００は、視点データに基づいてリンクｐを選択し、リンクｐと建造物ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ，ｋ，ｍとの距離をそれぞれ計算し、所定の制限距離との大小を比較する（ステップＳａ０２）。この処理に基づき、所定の制限範囲内の距離にある、建造物ｈ，ｉ，ｊ，ｋを抽出することができる（ステップＳａ０３）。

なお、図４では、リンクｐに対して垂直な方向の距離についての処理を示したが、道路に沿った方向の距離に関しても同様に行うことができる。また、視点後方の建造物を考慮の対象に含めてもよい。ここに制限距離は、３次元表示時の処理負担を考慮して、任意に設定可能である。

ここで、道路に沿った方向の距離については、移動手段に応じてその制限距離を変更してもよい。例えば、徒歩ならば１０ｍ、自動車ならば１００ｍ、高速道路を走行する自動車ならば５００ｍまでの制限距離としてもよい。かかる前方の制限距離内ににある建造物について抽出を行う。図４の場合であれば、徒歩の時には制限距離１０ｍ内にある建造物ｉのみを抽出し、自動車の時には制限距離１００ｍ内にある建造物ｉ，ｈ，ｊを抽出する。さらに、リンクｐの属性が高速道路であるなどにより、移動手段が高速道路を走行する自動車であると特定される場合、制限距離を５００ｍとして建造物ｋの抽出が加わる。

また、道路に沿った方向の距離については、視点位置前方の交差点の数を考慮してもよい。例えば、最も近い交差点に基づいた制限距離内について抽出を行うことが考えられる。図４の場合であれば、最も近い交差点となるノードＢを若干越える距離までの範囲を抽出対象として、建造物ｉ，ｈ，ｊ，ｋの抽出を行うことが考えられる。

ステップＳａ０４では、画像データを生成する処理を行う。ここで生成する画像データは、少なくとも一部に、人の立体認識作用を促す３次元表示を含む画像データである。かかる画像を生成するため、視点データに基づいて、表示記憶部５００に記憶された３次元モデルを２次元座標に写像する処理を行う。ただし、３次元表示の対象とする建造物は、ステップＳａ０２及びＳａ０３の抽出処理に基づいて、表示記憶部５００に記憶される建造物中の一部に限定されている。

ステップＳａ０５では、画像データ出力処理を実行する。ここでは、表示デバイス１０２に画像を出力することにより、地図の３次元表示画像をユーザに提供する。なお、ネットワークを介して表示制御データを送付して表示を行わせる場合も考えられるが、かかる場合には、ステップＳａ０５で通信処理を行う。

図５は、地図を３次元表示する態様を例示する説明図である。これは、図４を利用して説明した処理の結果の一例を示したものである。表示デバイス１０２には、ステップＳａ０２，Ｓａ０３の抽出処理により、建造物ｈ，ｉ，ｊ，ｋに対応する３次元表示Ｙｈ，Ｙｉ，Ｙｊ，Ｙｋのみが含まれており、建造物ｆ，ｇ，ｍに対応すべき３次元表示（点線で図示するＹｆ，Ｙｇ，Ｙｍ）は含まれない。なお、図１では、同様の場合について、異なる態様で表示したものを変形例として示している。

本実施例における地図表示装置によれば、３次元表示の対象とする３次元モデルを表示画面に現れる範囲や、建造物の有用性に応じて絞り込むことができるため、処理負荷を低減することができる。

なお、本実施例では、道路ｐの周囲を表示対象として抽出したが、前方に表示される道路ｓも選択して、建造物の抽出に併せて利用してもよい。この場合、図５では、建造物ｇに対応する表示Ｙｇが併せて付されることとなる。

Ｂ．第２実施例：
第１実施例では、視点位置を基礎とした建造物の抽出処理の結果に応じて、地図の３次元表示を行う場合を説明した。ここでは、第２実施例として、経路探索の結果に基づく抽出処理に応じて地図表示を行う場合を説明する。

図６は、本実施例における地図表示装置の機能ブロックを示す説明図である。本実施例で、地図表示装置１００ａの概略構成、及び通路記憶部及び表示記憶部で利用するデータ構成とは、第１実施例の場合と同様である（図１，２参照）。

本実施例における機能ブロック構成は、図６で示したように、経路探索部２１３ａおよび予備抽出記憶部６１０ａを備える点で第１実施例の場合と大きく相違する。経路探索部２１３は、ユーザ入力等に基づいてユーザが所望する経路を探索する。地図表示装置１００ａは、探索結果の経路に応じて、建造物の予備的抽出処理を行う。予備抽出記憶部６１０ａは、かかる予備的抽出処理の処理結果を、実際の表示に利用するタイミングまで保存する機能を奏する。なお、本実施例で抽出部６００は予備抽出部としての機能を併せ持つ。

図７と図８とは、それぞれ、経路に応じた表示の処理を示すフローチャートと経路に応じた表示の処理を示す説明図とである。以下では、第２実施例における地図表示装置１００ａの処理を示すために、図８の説明図を参照しつつ、第１実施例の場合（図３）との対比の下で、図７のフローチャートで示す処理の流れを説明する。なお、図４で先に示した地図を、図８に再掲して説明に利用する。

ステップＳｃ０１では、経路データを準備する。経路データは、ユーザ入力等に基づく経路探索部２１３ａの経路探索に基づき表示制御部２１０ａが生成する（図６参照）。経路データはリンク列として構成することができる。図８では、リンクｐ、リンクｑなるリンク列による経路データを利用する場合を例示している。

ステップＳｃ０２では、経路データに含むリンクごとに、建造物の抽出処理を行う。この抽出処理については、第１実施例における図３のフローチャート中ステップＳａ０２，０３で説明した通りである。もっとも、抽出の基礎とするリンクは経路データに含まれたリンクである点で、視点データに基づいて選択するリンクである第１実施例の場合と相違する。また、視点位置後方を抽出対象から除外する処理を行うこともない。図８では、リンクｐに応じて建造物ｈ，ｉ，ｊ，ｋを抽出し、リンクｑに応じて建造物ｆ，ｋを抽出する場合について示している。

ステップＳｃ０３では、ステップＳｃ０２における抽出処理の結果を、予備抽出データとして、基礎としたリンクごとに保存する処理を行う。図８の場合では、２つのリンクに応じて、２つの予備抽出データを予備抽出記憶部６１０ａに保存する場合を示している。

以上により、経路データが特定する経路周辺の建造物を、３次元表示の対象候補として、予備抽出記憶部６１０ａに予め抽出しておく処理が完了する。以下、ステップＳｂ０４〜０７では、視点を探索結果の経路にしたがって移動しつつ、地図の３次元表示を行う処理について説明する。

ステップＳｃ０４、ステップＳｃ０５及びＳｃ０７、ステップＳｃ０８における処理は、それぞれ、第１実施例の図３におけるステップＳａ０１、ステップＳａ０２〜０３、ステップＳａ０４〜０５における処理に相当する。ステップＳｃ０４で視点データの準備を行い、ステップＳｃ０５とＳｃ０７で３次元表示の対象とする建造物を決定し、ステップＳｃ０８における処理で画像データの生成と出力とを行う。

もっとも、表示対象の建造物を決定する処理は、ステップＳｃ０５で現在位置のリンクを特定すれば、ステップＳｃ０７で対応する予備抽出データを参照するのみで足りる。予めステップＳｃ０３で、探索結果経路について、建造物の抽出が済んでいるためである。なお、このとき、現在位置のリンクにかかる予備抽出データのみを利用するものとしてもよいし、経路前方のリンクにかかる幾つかのものも併せて利用するものとしてもよい。また、予備抽出データを利用して処理を軽減しつつ、視点位置等を考慮して改めて抽出処理を行うものとしてもよい。

また、ステップＳｃ０６では、現在位置が探索結果経路の終端に達した場合の終了処理を行う。すなわち、ステップＳｃ０５において特定するリンクが経路の最終リンクから外れたことを検知すれば、終了処理を行う。

ここで、先の実施例の図５における３次元表示の態様の例示の場合、図８で説明する処理によって、建造物ｈ，ｉ，ｊ，ｋに対応する３次元表示Ｙｈ，Ｙｉ，Ｙｊ，Ｙｋに加えて、探索結果経路上のリンクｑに応じて、建造物ｆに応じた３次元表示Ｙｆ（図５中では点線で表示）の表示も行うこととなる。

本実施例における地図表示装置によれば、抽出処理の一部を実際の表示に先立って行うことで、地図を３次元表示する際の処理を更に軽減することができる。

なお、本実施例では、抽出処理に利用する経路データが経路探索の結果である場合を例示したが、かかる場合には限定されない。例えば、ユーザが直接入力する経路データであってもよいし、ネットワークを介して取得する経路探索結果その他の経路データであってもよい。

経路周辺の建造物の表示範囲は、移動とともに変化させても良い。例えば、最も近い交差点までの距離が所定範囲となってから、その交差点の先の建造物を表示させるものとしてもよい。

かかる場合には、ステップＳｃ０５で現在位置がリンクｐであるときにはノードＢまでの距離を計算する。ステップＳｃ０７においては、この距離が所定の範囲以上のとき、現在位置が交差点Ｂ近傍に至っていないと判断し、リンクｐ周辺の建造物ｈ，ｉ，ｊを表示する。この距離が所定の範囲であれば、交差点Ｂの先のリンクｑ周辺の建造物ｋ，ｆも表示する。

なお、交差点に応じた予備抽出を行っておき、最も近い交差点までの距離が所定範囲となったときには、その交差点に係る当該予備抽出データを利用するものとしてもよい。

Ｃ．第３実施例：
先に説明した実施例における建造物の抽出は、リンクと建造物との距離を所定の基準に基づいて計算し、特定のリンクと距離が一定範囲内にある建造物を抽出するものであった。本実施例では、リンク及びノードと建造物との所定の関連についての情報を予め地図記憶部に用意しておき、かかる関連情報を特定のリンクについて参照することで抽出を行う場合について示す。

ここで関連情報は、先の実施例で利用したように、距離に基づくものであってもよいし、その他の条件を基礎とするものであってもよい。例えば、特定のノード位置を視点位置とした建造物の重なり具合を考慮した関連であってもよい。

なお、本実施例で、地図表示装置の概略構成と機能ブロックとは、第１実施例の場合と同様である（図１，２参照）。

図９は、関連情報を記録するデータの概略構成図である。本実施例で利用するデータ構成は、関連情報を含む点で、図２に示した先の実施例の場合と相違する。すなわち、表示記憶部５００ｄは、建造物に応じて、その建造物と関連するノード及びリンクの情報を記憶している。

本実施例における地図表示装置が行う処理は、先の実施例で説明したものと同様であるが、図３のステップＳａ０２〜０３における建造物の抽出処理（又は図７のステップＳｃ０２の処理）で関連情報を参照して利用する点で相違する。すなわち、ステップＳａ０２の条件設定処理では、現在位置のリンクを選択するとともに、そのリンク及びその両端ノードを関連情報に含む建造物を検索する。また、ステップＳａ０３では、かかる検索結果に応じて、表示の対象とする建造物を生成部に伝える。図９の場合においては、リンクｐに応じて建造物ｈ，ｉ，ｊ，ｍを、リンクｑに応じて建造物ｍ，ｋ，ｆをそれぞれ抽出することとなる。

ここで、先の実施例の図５における３次元表示の態様の例示の場合、図９で説明する処理によって、建造物ｈ，ｉ，ｊ，ｋに対応する３次元表示Ｙｈ，Ｙｉ，Ｙｊ，Ｙｋの他、リンクｑとノードＢに応じた建造物ｆ，ｍについて、３次元表示Ｙｆ，Ｙｍ（図５中では点線で表示）の表示も行うこととなる。

本実施例における地図表示装置によれば、予め記憶した関連情報を参照することで、地図を３次元表示する際の処理を軽減することができる。視点位置等を基礎として特定するリンクやノードに基づいて、容易に、有用な建造物を抽出することができる。

図１０は、関連情報を記録するデータの概略構成に係る変形例を示す説明図である。ここでは、関連情報は通路記憶部４００ｅに記憶する。ただし、建造物とノードとの関連情報はノード記憶部４１０ｅに、リンクとのものはリンク記憶部４２０ｅにそれぞれ記憶する。関連情報を利用した抽出処理は、特定のリンク及びその両端ノードについて、それぞれリンク記憶部４２０ｅ及びノード記憶部４１０ｅを参照することで行う。

本変形例におけるデータ構成によれば、経路におけるノードやリンクを基礎とした関連情報の管理が容易となる。また、ノードやリンクをキーとした検索処理も容易に行うことができる。

Ｄ．第４実施例：
本実施例における地図表示装置では、複数の３次元モデルを特定の１つの建造物に対応付けて記憶する地図データを利用する点で、先に説明した実施例における地図表示装置と相違する。すなわち、本実施例では、建造物に対応付けて記憶された複数の３次元モデルから、条件に従って有用なものを選択して３次元表示に利用する。なお、以下で説明する地図表示装置は、第１実施例の場合と同様の概略構成及び機能ブロック構成（図１を参照）を備え、同様のデータ構成を利用して、同様の処理が可能であるものとする。

図１１は、一つの建造物に対応して複数の３次元モデルを記録するデータの概略構成図である。本実施例で表示記憶部５００ｆは、１つの建造物に対応付けて複数の３次元モデルを記憶する。図１１ではモデル１〜３を記憶する態様を模式的に示している。

図１１の表示記憶部５００ｆは、一部を基本３次元モデル記憶部５０１ｆとして構成しており、基本３次元モデルを記憶している。基本３次元モデルは、複数の建造物に兼用可能に予め用意されており、サイズを指定して利用することができる３次元モデルである。かかる基本３次元モデルは、直方体、円柱、円錐、半球などの形状を有する。基本３次元モデル記憶部５０１ｆを利用することで、基本３次元モデルの１つの指定とサイズ指定とによって３次元モデルを特定して、本来の３次元モデルと併用することが可能である。基本３次元モデルは、建造物の実際の平面形状との不一致を許容して選択し、建造物の簡易な表示のために利用する。

なお、サイズ指定は、例えば直方体ならば、全ての辺の長さを指定できるものであってもよいし、辺の間の長さの比は既定のもので高さのみを指定できるものであってもよい。また、既定形状は平面形状のみであって、その高さをサイズ指定するものとしてもよい。

図１１に示した建造物ｆに対する３次元モデルについて、モデル１においては、およそ２つの直方体が一部を共有する立体形状を有し、さらに、その表面には窓や看板を有する。モデル２においては、２つの直方体が一部を共有する立体形状は保持しているものの、表面に有していた窓等の形状は省略されている。モデル１と２とは、建造物ｆに固有の３次元モデルである。

ここで、建造物ｆの平面形状は、およそ２つの長方形が一部を共有する形状である。このとき、建造部ｆのかかる平面形状に応じて、単純長方形を平面形状とする直方体である基本３次元モデルＷを、建造物ｆに対する簡易な表示に利用することができる。ここでは、建造物ｆの実際の平面形状との不一致を許容する。そこで、モデル３として、基本３次元モデルＷの指定と、実際の建造物ｆに大きさがおよそ同一となるサイズ指定とを利用する。モデル３は、複数の建造物に兼用可能な既定形状から、建造物ｆの平面形状との不一致を許容しつつ選択するものである。

図１２は、３次元モデルを選択して表示する処理のフローチャートである。以下では、本実施例における表示処理を示すために、第１実施例における図３のフローチャートとの対比の下で、図１２のフローチャートにおける処理を示す。

ここで図１２のステップＳｄ０１、ステップＳｄ０２〜０３、ステップＳｄ０６〜０７における処理は、それぞれ、図３におけるステップＳａ０１、ステップＳａ０２〜０３、ステップＳａ０４〜０５における処理と同様のものである。すなわち、Ｓｄ０１で視点データの準備を行い、ステップＳｄ０２〜０３で３次元表示の対象とする建造物を抽出し、ステップＳｄ０６〜０７では画像データを生成・出力する。

本実施例における処理は、ステップＳｄ０４〜０５において３次元モデル選択処理を行い、ステップＳｄ０６〜０７においては係る選択に基づいて生成・出力処理を行う点で、第１実施例の場合と相違する。

図１３は、３次元モデルを選択する処理を示す説明図である。以下では、ステップＳｄ０４〜０５における処理を、図１３の説明図を参照しつつ説明する。

図１３では、ノードＡ，Ｂ、リンクｐ、及び建造物ｈ，ｉ，ｊを示している。ステップＳｄ０４では、視点データが示す視点位置から、各建造物ｈ，ｉ，ｊまでの距離Ｌｈ，Ｌｉ，Ｌｊをそれぞれ計算する。次に、ステップＳｄ０５では、それぞれ建造物までの距離が、モデル１〜３のいずれを利用すべき範囲にあるかを特定する。図１３に示すように、最近距離用のモデルとしてモデル１を利用し、最遠距離用のモデルとしてモデル３を利用し、モデル２はその中間の距離の場合に利用する。図１３の建造物ｈ，ｉ，ｊの場合、距離Ｌｈ，Ｌｉ，Ｌｊがモデル２，１，３をそれぞれ選択すべき範囲にあり、ステップＳｄ０５では、かかるモデル選択を行う。このためステップＳｄ０６における画像データ生成処理では、建造物ｈ，ｉ，ｊは、それぞれモデル２，１，３を利用して表示する。

なお、モデル１，２，３を使い分ける範囲は、任意に設定可能である。図中では、モデル１を選択する範囲とモデル２を選択する範囲がほぼ等しい場合を例示したが、等間隔にする必要はない。３次元表示時の処理負担を考慮して、任意に設定可能である。

また、１つの建造物に対応付けて記憶する３次元モデルの数は３個に限られない。このときも距離の範囲をモデルの個数だけに分割して、表示に利用すべき３次元モデルを選択することが可能である。

本実施例における地図表示装置によれば、地図表示の品質を維持しつつ、モデル記憶機構及びその処理の複雑さを過大にすることなく、地図の３次元表示における処理負担を低減することができる。

なお、上記の説明で地図表示装置は、ネットワークを介して地図データの取得を行い、自ら一体的に備える表示デバイスに表示を行うものとしたが、かかる場合に限定されるわけではない。例えば、第一に、ＣＤ−ＲＯＭ等の地図データ記憶媒体を一体的に備える形態であるものとしてもよい。第二に、画像表示制御データを外部にある表示装置にネットワークを介して送付することで地図を３次元表示させるものとしてもよい。第三に、一体的に備える記憶媒体の地図データを利用しつつ、画像処理制御データの送付によって外部表示装置に３次元表示をさせるものとしてもよい。

以上、実施例に基づき本発明にかかる地図表示装置を説明してきたが、上述した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得る。例えば、以上に説明した処理はソフトウェアで実現する他、ハードウェア的に実現するものとしてもよい。

地図表示装置の概略構成図である。 地図表示装置で用いるデータの概略構成図である。 地図を表示する処理のフローチャートである。 建造物を抽出する処理を示す説明図である。 地図を３次元表示する態様を例示する説明図である。 経路に応じた表示を行う地図表示装置の機能ブロックを示す説明図である。 経路に応じた表示の処理を示すフローチャートである。 経路に応じた表示の処理を示す説明図である。 関連情報を記録するデータの概略構成図である。 関連情報を記録するデータの概略構成に係る変形例を示す説明図である。 一つの建造物に対応して複数の３次元モデルを記録するデータの概略構成図である。 ３次元モデルを選択して表示を行う処理のフローチャートである。 ３次元モデルを選択する処理を示す説明図である。

符号の説明

１００...地図表示装置
１０１...操作パネル
１０２...表示デバイス
１０３...リモコン
２００...制御ユニット
２０２...位置情報入力部
２１０...表示制御部
２１１...位置情報入力部
２１２...ユーザ入力部
２１３...経路探索部
２２０...ユーザ入力部
３００...地図記憶部
３１０...地図データ入力部
４００...通路記憶部
４１０...ノード記憶部
４２０...リンク記憶部
５００...表示記憶部
６００...抽出部
７００...生成部
７０１...出力部
１００ａ...地図表示装置
２１０ａ...表示制御部
２１３ａ...経路探索部
６１０ａ...予備抽出記憶部
６００ａ...抽出部
５００ｄ...表示記憶部
４００ｅ...通路記憶部
４１０ｅ...ノード記憶部
４２０ｅ...リンク記憶部
５００ｆ...表示記憶部
５０１ｆ...基本３次元モデル記憶部

Claims (5)

1. 地図を３次元表示する地図表示装置であって、
   複数のノードの各々の位置を表す情報を含むノード情報と、前記複数のノード間を接続する各リンクを表す情報を含むリンク情報と、建造物の各々に対応付けられた３次元モデルと、前記リンクと前記３次元モデルとの間の所定の関連を表す関連情報とを含む地図データを取得するデータ取得部と、
   前記複数のリンクの中から進行すべき経路として探索された一連のリンク列に含まれる複数のリンクに関連する３次元モデルを、前記関連情報に基づいて予め前記３次元表示の表示対象候補として予備的に抽出する予備抽出部と、
   前記表示対象候補として抽出された３次元モデルの中から、視点位置に応じて、前記３次元表示の表示対象として３次元モデルを抽出する抽出部と、を備え、
   前記地図データは、前記３次元モデルとして、近距離表示用の近距離３次元モデルと、遠距離表示用の遠距離３次元モデルとを建造物ごとに含み、
   前記抽出部は、前記視点位置からの距離に応じて、前記視点位置から所定距離内の建造物については前記近距離３次元モデルを用い、前記所定距離の外側の建造物については前記遠距離３次元モデルを抽出し、
   前記近距離３次元モデルは、建造物の平面形状を反映して設定された建造物に固有の３次元モデルであり、
   前記遠距離３次元モデルは、予め用意された複数の既定形状の中から１つを選択するとともに、前記建造物の平面形状のサイズとほぼ同一となるように前記既定形状のサイズを指定することを想定して設定された複数の建造物に兼用可能な３次元モデルである、地図表示装置。
2. 請求項１に記載の地図表示装置であって、
   前記関連情報は、前記複数のリンクの各々の周辺の所定範囲内の３次元モデルであることを表す情報を含む、地図表示装置。
3. 制御ユニットを備える地図表示装置が地図を３次元表示する地図表示方法であって、
   前記制御ユニットが、複数のノードの各々の位置を表す情報を含むノード情報と、前記複数のノード間を接続する各リンクを表す情報を含むリンク情報と、建造物の各々に対応付けられた３次元モデルと、前記リンクと前記３次元モデルとの間の所定の関連を表す関連情報とを含む地図データを取得するデータ取得工程と、
   前記制御ユニットが、前記複数のリンクの中から進行すべき経路として探索された一連のリンク列に含まれる複数のリンクに関連する３次元モデルを、前記関連情報に基づいて予め前記３次元表示の表示対象候補として予備的に抽出して予備抽出記憶部に格納する予備抽出工程と、
   前記制御ユニットが、前記予備抽出記憶部に格納されている前記表示対象候補として抽出された３次元モデルの中から、視点位置に応じて、前記３次元表示の表示対象として３次元モデルを抽出する抽出工程と、を備え、
   前記地図データは、前記３次元モデルとして、近距離表示用の近距離３次元モデルと、遠距離表示用の遠距離３次元モデルとを建造物ごとに含み、
   前記抽出工程は、前記視点位置からの距離に応じて、前記視点位置から所定距離内の建造物については前記近距離３次元モデルを用い、前記所定距離の外側の建造物については前記遠距離３次元モデルを抽出し、
   前記近距離３次元モデルは、建造物の平面形状を反映して設定された建造物に固有の３次元モデルであり、
   前記遠距離３次元モデルは、予め用意された複数の既定形状の中から１つを選択するとともに、前記建造物の平面形状のサイズとほぼ同一となるように前記既定形状のサイズを指定することを想定して設定された複数の建造物に兼用可能な３次元モデルである、地図表示方法。
4. 制御ユニットを備える地図表示装置に地図を３次元表示させるためのコンピュータプログラムであって、
   複数のノードの各々の位置を表す情報を含むノード情報と、前記複数のノード間を接続する各リンクを表す情報を含むリンク情報と、建造物の各々に対応付けられた３次元モデルと、前記リンクと前記３次元モデルとの間の所定の関連を表す関連情報とを含む地図データを取得するデータ取得機能と、
   前記複数のリンクの中から進行すべき経路として探索された一連のリンク列に含まれる複数のリンクに関連する３次元モデルを、前記関連情報に基づいて予め前記３次元表示の表示対象候補として予備的に抽出して予備抽出記憶部に格納する予備抽出機能と、
   前記予備抽出記憶部に格納されている前記表示対象候補として抽出された３次元モデルの中から、視点位置に応じて、前記３次元表示の表示対象として３次元モデルを抽出する抽出機能と、を前記制御ユニットに実現させ、
   前記地図データは、前記３次元モデルとして、近距離表示用の近距離３次元モデルと、遠距離表示用の遠距離３次元モデルとを建造物ごとに含み、
   前記抽出機能は、前記視点位置からの距離に応じて、前記視点位置から所定距離内の建造物については前記近距離３次元モデルを用い、前記所定距離の外側の建造物については前記遠距離３次元モデルを抽出し、
   前記近距離３次元モデルは、建造物の平面形状を反映して設定された建造物に固有の３次元モデルであり、
   前記遠距離３次元モデルは、予め用意された複数の既定形状の中から１つを選択するとともに、前記建造物の平面形状のサイズとほぼ同一となるように前記既定形状のサイズを指定することを想定して設定された複数の建造物に兼用可能な３次元モデルである、コンピュータプログラム。
5. 請求項４記載のコンピュータプログラムを記載したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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