JP5098737B2

JP5098737B2 - 地図表示装置

Info

Publication number: JP5098737B2
Application number: JP2008077281A
Authority: JP
Inventors: 奈津子坂口; 憲志辻
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2008-03-25
Filing date: 2008-03-25
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2028-03-25
Also published as: JP2009229354A

Description

本発明は、出発地から目的地に至る案内経路を表示画面に表示する地図表示装置に関するものである。

従来、各地図構成物の３次元データが記憶された地図記憶部を備え、当該地図記憶部に記憶された３次元地図データにより特定される各地図構成物を、所定視点から平面に投影することにより得られる３次元地図鳥瞰図を作成し、ユーザが表示を要求する情報（例えば、案内経路）が、当該情報の視点側にある地図構成物によって隠れて３次元地図鳥瞰図上に表示されない場合に、上記情報が表示画面に表示されるように、上記情報又はたの地図構成物の平面への投影形態を変更するようにした地図表示装置がある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−２３２６３９号公報

上記したような地図表示装置は、３次元地図鳥瞰図上にユーザが表示を要求する情報（例えば、案内経路）が表示されるようになっているので、案内経路のおおよその起伏状態を認識することは可能であるが、案内経路の起伏状態をイメージしにくいといった問題がある。

本発明は上記問題に鑑みたもので、案内経路の起伏状態をよりイメージしやすく表示できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、出発地から目的地に至る案内経路を表示画面に表示する地図表示装置であって、案内経路上の予め定められた各地点の高さを表す高さ情報を取得し、案内経路上の予め定められた各地点の高さに応じて案内経路を高さ方向の変位量を表す表示データを作成する表示データ作成手段と、案内経路を含む平面地図を視点変換して斜め上方向から見た地図画像を生成するとともに、表示データに基づいて、案内経路の変位量が大きくなるほど高さ方向の幅が広がるように見える案内経路を示す線を地図画像に重ね合わせて案内経路全体を起伏表現した立体地図画像を生成する立体地図画像生成手段と、立体地図画像生成手段により生成された立体地図画像を表示画面に表示させる表示制御手段と、を備えたことを特徴としている。

このような構成によれば、案内経路とともに、案内経路上の予め定められた各地点の高さに応じて案内経路を高さ方向の変位量を表す表示データを作成し、表示データに基づいて、案内経路の変位量が大きくなるほど高さ方向の幅が広がるように見える案内経路を示す線を地図画像に重ね合わせて案内経路全体を起伏表現した立体地図画像を生成案内経路を含む平面地図上に案内経路を高さ方向に変位させて案内経路全体を起伏表現した立体地図画像を生成し、この立体地図画像が表示画面に表示されるので、案内経路の起伏状態をよりイメージしやすく表示することができる。

また、請求項２に記載の発明は、表示データ作成手段は、案内経路とともに、案内経路に隣接する施設および案内経路に関する道路情報の少なくとも１つの高さ方向の変位量を表す表示データを作成し、立体地図画像生成手段は、表示データに基づいて、高さ方向の変位量が大きくなるほど案内経路に隣接する施設および案内経路に関する道路情報の少なくとも１つを高さ方向に大きく変位させるようにした画像を地図画像に重ね合わせて案内経路全体を起伏表現した立体地図画像を生成することを特徴としている。

このような構成によれば、高さ方向の変位量が大きくなるほど案内経路に隣接する施設および案内経路に関する道路情報の少なくとも１つを高さ方向に大きく変位させるようにした画像を案内経路全体を起伏表現した立体地図画像が生成され、この立体地図画像が表示画面に表示されるので、案内経路だけでなく、案内経路に隣接する施設および案内経路に関する道路情報もイメージしやすく表示することができる。なお、案内経路に関する道路情報としては、信号機などの交差点情報、渋滞情報などの交通情報などがある。

また、請求項３に記載の発明は、表示データ作成手段は、案内経路上の各地点の標高情報を取得し、当該案内経路上の各地点の標高に変換比率を乗算した値を用いて案内経路を高さ方向に変位させて表示するための表示データを作成するようになっており、案内経路上の各地点の最高値と最低値の差分が予め定められた値よりも大きい場合には変換比率が小さくなるようにして案内経路を高さ方向に変位させる変位量を決定することを特徴としている。

このような構成によれば、案内経路上の各地点の最高値と最低値の差分が予め定められた値よりも大きい場合には変換比率が小さくなるようにして案内経路を高さ方向に変位させる変位量が決定されるので、案内経路上の各地点の最高値と最低値の差分に応じて案内経路を高さ方向に変位させる変位量を適度な値に決定することが可能であり、例えば、案内経路上の各地点の最高値と最低値の差分が大きい場合に、案内経路が高さ方向に過剰に変位して画面からはみ出してしまうことのないようにすることが可能である。

本発明の一実施形態に係る地図表示装置の構成を図１に示す。本地図表示装置は、出発地から目的地に至る案内経路を表示画面に表示するナビゲーション装置１として構成されている。本ナビゲーション装置１は、位置検出器１０、地図データ入力器１５、操作スイッチ群１６、外部メモリ１８、表示装置１９、送受信機２０、音声コントローラ２１、スピーカ２２、音声認識装置２３、マイク２４、リモコンセンサ２５と、これら各装置が接続された制御装置１７を備えている。

位置検出器１０は、いずれも周知の地磁気センサ１１、ジャイロスコープ１２、距離センサ１３およびＧＰＳ受信機１４等のセンサを有しており、これらセンサの各々の性質に基づいた自車位置を特定するための情報を制御装置１７に出力する。

地図データ入力器１５は、地図表示や経路探索用の地図データを制御装置１７へ入力するための装置である。地図データ入力器１５は、制御装置１７の要求に応じて、地図データが記憶されたＣＤ、ＤＶＤ、ハードディスクドライブ等の不揮発性記憶媒体から必要な地図データの読み出しを行う。

地図データには、交差点を表すノードデータおよび交差点間を結ぶ道路区間を表すリンクデータを有する道路地図データ、位置検出精度を向上するためのいわゆるマップマッチングデータ、川、湖、海、鉄道、施設などの位置、形状、名称を表す背景データ、各地の施設の名称、所在位置、施設種類等を示す施設データ等が含まれる。

ノードデータには、ノードの識別番号、ノードの座標、接続リンク等の情報が含まれ、リンクデータには、リンクの識別番号、始点と終点の各座標、リンクの長さ、リンクの勾配等の情報が含まれる。

また、道路地図データには、リンク内の道路形状を表すための形状点を表す形状点データおよび形状点を結ぶセグメントを表すセグメントデータが含まれる。なお、形状点データには、形状点の識別番号、形状点の座標等の情報が含まれ、セグメントデータには、セグメントの識別番号、セグメントの長さ、セグメントの勾配等の情報が含まれる。

本実施形態における道路地図データにおいては、各ノードおよび各形状点について各標高情報が規定されている。

操作スイッチ群１６は、表示装置１９のディスプレイに重ねて設けられたタッチスイッチおよび表示装置１９のディスプレイの周囲に設けられたメカニカルなスイッチ等によって構成され、ユーザの操作に応じた信号を出力する。

外部メモリ１８は、制御装置１７の内部とは別に設けられたメモリである。なお、外部メモリ１８としては、ハードディスクやメモリカード等の記憶媒体を用いるとよい。

表示装置１９は、液晶等のディスプレイを有し、制御装置１７から入力される映像信号に応じた映像をディスプレイに表示させる。

送受信機２０は、ＶＩＣＳセンタ５とデータの送受信を行うための装置である。送受信機２０は、ＶＩＣＳセンタ５から渋滞情報や規制情報等の交通情報を受信し、ＶＩＣＳセンタ５へ車両情報、ユーザ情報等を送信する。

音声認識装置２３は、マイク２４を介して入力される音声信号と、内部に記憶する認識辞書（図示せず）中の語彙データ（比較対象パターン）とを照合して音声認識を行い、音声認識の結果を音声コントローラ２１に入力する。

音声コントローラ２１は、音声認識装置２３の認識結果を制御装置１７へ出力するとともに、制御装置１７から入力される音声信号をスピーカ２２へ出力する。また、音声コントローラ２１は、マイク２４から入力される音声信号に応じた音声をスピーカ２２からトークバック出力（音声出力）させる。

リモコンセンサ２５は、ユーザの操作に基づいて赤外線等による無線信号を送信するリモコン２５ａから受信した信号を制御装置１７へ出力する。

制御装置１７は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ等を備えたコンピュータとして構成されている。制御装置１７のＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されたプログラムに従って各種処理を実行する。制御装置１７のＣＰＵが実行する処理としては、位置検出器１０より入力される自車位置を特定するための情報に基づいて自車位置を特定する自車位置特定処理、自車位置周辺に地図上に自車位置マークを重ねて表示する地図表示処理、ユーザの操作に応じて目的位置を設定する目的地設定処理、出発地から目的地に至る最適な案内経路を探索する経路探索処理、探索した案内経路に従って経路案内を行う経路案内処理等がある。

本実施形態における制御装置１７は、経路探索処理により出発地から目的地に至る案内経路を探索すると、案内経路を含む平面地図上に案内経路を高さ方向に変位させて案内経路を立体的に描画した立体地図画像を表示装置１９のディスプレイに表示させる処理を実施する。

図２に、この処理のフローチャートを示す。ユーザ操作に応じて車両のイグニッションスイッチがオンすると、本ナビゲーション装置１は動作状態となる。そして、ユーザ操作に応じて経路探索処理を実施し、出発地から目的地に至る案内経路が探索されると、制御装置１７は、図２に示す処理を実施する。

まず、案内経路を含む平面地図を斜め上方向から見た平面地図画像を生成する（Ｓ１００）。具体的には、地図データ入力器１５を介して地図データの読み出しを行い、図３に示すような案内経路を含む平面地図を視点変換した平面地図画像を生成する。

次に、案内経路、案内経路沿いに存在する施設および案内経路に関する道路情報を収集する（Ｓ１０２）。具体的には、案内経路上の全形状点の座標および標高情報、案内経路に隣接する施設（構造物等）の座標や施設の種別および標高情報、案内経路に関する交差点情報（信号機など）や交通情報（渋滞情報など）等の案内経路に関する道路情報を収集し、収集した各情報をＲＡＭに記憶させる。例えば、案内経路上に信号機が存在する場合には、その信号機が存在する地点の座標および標高情報を収集し、案内経路に隣接する位置に飲食店が存在する場合には、その飲食店の存在する地点の座標、飲食店の種別および標高情報を収集する。なお、本実施形態では、案内経路に隣接する施設および案内経路に関する道路情報の標高情報について、最も近い形状点の標高情報を用いる。

次に、案内経路上の形状点の最高値および最低値を特定する（Ｓ１０４）。具体的には、案内経路上の全形状点の標高情報の中から形状点の最高値および最低値を特定する。

次に、変換比率を決定する（Ｓ１０６）。この変換比率は、後述する案内経路を高さ方向に変位させる変位量を算出する際に用いられる係数である。本実施形態では、案内経路上の形状点の最高値および最低値の差分に対応する変換比率を規定したテーブルがＲＯＭに記憶されており、このテーブルを参照して変換比率を決定する。なお、このテーブルには、案内経路上の形状点の最高値および最低値の差分が大きくなるに従い変換比率が段階的に小さくなるように変換比率が規定されている。

次に、全形状点に対してＳ１０８、Ｓ１１０の各ステップを繰り返し実施して案内経路を高さ方向に変位させて表示するための表示データを生成する処理を行う。

なお、Ｓ１０８では、ＲＡＭより案内経路上の特定の形状点の標高情報を抽出し、Ｓ１１０では、この標高情報に基づいて案内経路を高さ方向に変位させる変位量を決定する。

ここで、図４を参照して、案内経路を高さ方向に変位させる変位量の算出手法について説明する。

特定の形状点の標高をｈ、形状点の最低値をα、変換比率をＫとすると、特定の形状点の表示高さＨすなわち特定の形状点を高さ方向に変位させる変位量Ｈは、Ｈ＝ｈ・Ｋ＋αとして算出することができる。

なお、形状点の最高値および最低値の差分が大きくなるに従い変換比率が段階的に小さくなるように変換比率が規定されており、形状点の最高値および最低値の差分が大きい場合には、特定の形状点を高さ方向に変位させる変位量Ｈが小さくなり、案内経路が高さ方向に過剰に変位して画面からはみ出すことのないようになっている。

次に、案内経路沿いに存在する施設等に対してＳ１１２のステップを繰り返し実施して案内経路沿いに存在する施設等を高さ方向に変位させて表示するための表示データを生成する処理を行う。

Ｓ１１２では、案内経路に隣接する施設および案内経路に関する道路情報の標高情報を抽出し、Ｓ１１０にて案内経路を高さ方向に変位させる変位量を算出した場合と同様に、案内経路に隣接する施設および案内経路に関する道路情報を高さ方向に変位させる変位量を算出する。

次に、案内経路を含む平面地図上に案内経路、案内経路沿いに存在する施設および案内経路に関する道路情報を高さ方向に変位させて案内経路、案内経路沿いに存在する施設および案内経路に関する道路情報を立体的に描画した立体地図画像を生成する（Ｓ１１４）。すなわち、Ｓ１１０およびＳ１１２にて算出した表示データに基づいて、図３に示した平面地図画像上に案内経路、案内経路沿いに存在する施設および案内経路に関する道路情報を高さ方向に変位させた画像を重ね合わせ、図５に示すような案内経路を含む平面地図上に案内経路および案内経路沿いに存在する施設を立体的に描画した立体地図画像を生成する。

なお、上記平面地図画像上に案内経路、案内経路沿いに存在する施設および案内経路に関する道路情報を高さ方向に変位させた画像を生成する際においても、図３に示したような平面地図画像を生成したときと同様の視点変換を実施して、図５に示したような立体地図画像を生成する。

図３と図５を比較すると、図３では、信号機Ｓおよび施設Ｃ１〜Ｃ４信号機Ｓが平面地図上の位置に表示されているのに対し、図５では、案内経路Ｒ、信号機Ｓ、施設Ｃ１、Ｃ２が案内経路と同様に高さ方向に変位した位置に表示され、施設Ｃ３、Ｃ４は平面地図上の位置に表示されている。

次に、この案内経路を含む平面地図上に案内経路、案内経路沿いに存在する施設および案内経路に関する道路情報を立体的に描画した立体地図画像を表示装置１９のディスプレイに表示させる（Ｓ１１６）。

このようにして、図５に示したような立体地図画像が表示装置１９のディスプレイに表示される。

上記した構成によれば、案内経路上の予め定められた各地点の高さに応じて案内経路を高さ方向に変位させて表示するための表示データを作成し、表示データに基づいて案内経路を含む平面地図上に案内経路を高さ方向に変位させて案内経路を立体的に描画した立体地図画像を生成し、この立体地図画像が表示画面に表示されるので、案内経路の起伏状態をよりイメージしやすく表示することができる。なお、案内経路の起伏状態をイメージしやすいので、例えば、起伏の大きな案内経路を避けて平坦な経路を再探索するといったことも可能である。また、平面地図上に案内経路を高さ方向に変位させて案内経路が立体的に表示されるので、案内経路と案内経路以外の道路の判別も容易である。

また、案内経路とともに、案内経路に隣接する施設および案内経路に関する道路情報の少なくとも１つを高さ方向に変位させて案内経路とともに立体的に描画した立体地図画像が生成され、この立体地図画像が表示画面に表示されるので、案内経路だけでなく、案内経路に隣接する施設および案内経路に関する道路情報もイメージしやすく表示することができる。なお、案内経路に関する道路情報としては、信号機などの交差点情報、渋滞情報などの交通情報などがある。

なお、案内経路と交差する道路は平面地図として表示されるが、道路情報（信号機、渋滞情報など）は案内経路と同様に高さ方向に変位した位置に表示される。例えば、案内経路と立体交差しているような道路が存在する場合であっても、案内経路と立体交差しているような道路を容易に区別することができる。

また、案内経路上の各地点の最高値と最低値の差分が大きくなるに従い変換比率が段階的に小さくなるように案内経路を高さ方向に変位させる変位量が決定されるので、案内経路上の各地点の最高値と最低値の差分に応じて案内経路を高さ方向に変位させる変位量を適度な値に決定することが可能であり、例えば、案内経路上の各地点の最高値と最低値の差分が大きい場合に、案内経路が高さ方向に過剰に変位して画面からはみ出してしまうことのないようにすることが可能である。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々なる形態で実施することができる。

例えば、上記実施形態では、案内経路上の各地点の標高情報を高さ情報として取得し、標高情報に基づいて案内経路を高さ方向に変位させて表示するための表示データを作成したが、例えば、案内経路上の各地点間の勾配情報を高さ情報として取得し、勾配情報に基づいて案内経路を高さ方向に変位させて表示するための表示データを作成してもよい。

また、上記実施形態では、形状点の表示高さＨを、Ｈ＝ｈ・Ｋ＋αとして算出したが、このような算出式に限定されるものではなく、他の算出式を用いて算出してもよい。

また、上記実施形態では、案内経路上の各形状点の標高情報を高さ情報として取得し、標高情報に基づいて案内経路を高さ方向に変位させて表示するための表示データを作成したが、例えば、案内経路上の各形状点に限定されるものではなく、例えば、案内経路上の一定間隔毎の地点における標高情報や、案内経路上の各ノードにおける標高情報を高さ情報として取得するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、案内経路上の形状点の最高値および最低値の差分に対応する変換比率を規定したテーブルがＲＯＭに記憶されており、このテーブルを参照して案内経路上の形状点の最高値および最低値の差分が大きくなるに従い変換比率が段階的に小さくなるように変換比率を決定したが、このような手法に限定されるものではく、例えば、案内経路上の各地点の最高値と最低値の差分が予め定められた値よりも大きい場合には変換比率が小さくなるように変換比率を決定するようにしてもよい。

なお、上記実施形態における構成と特許請求の範囲の構成との対応関係について説明すると、Ｓ１０２、Ｓ１０６、Ｓ１０８、Ｓ１１０、Ｓ１１２が表示データ作成手段に相当し、Ｓ１１４が立体地図画像生成手段に相当し、Ｓ１１６が表示制御手段に相当する。

本発明の一実施形態に係る地図表示装置の構成を示す図である。制御装置の処理を示すフローチャートである。案内経路を含む平面地図を視点変換した平面地図画像について説明するための図である。案内経路を高さ方向に変位させる変位量の算出手法について説明するための図である。案内経路を含む平面地図上に案内経路および案内経路沿いに存在する施設を立体的に描画した立体地図画像について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
１０位置検出器
１１地磁気センサ
１２ジャイロスコープ
１３距離センサ
１４ＧＰＳ受信機
１５地図データ入力器
１６操作スイッチ群
１７制御装置
１８外部メモリ
１９表示装置
２０送受信機
２１音声コントローラ
２２スピーカ
２３音声認識装置
２４マイク
２５リモコンセンサ
２５ａリモコン

Claims

出発地から目的地に至る案内経路を表示画面に表示する地図表示装置であって、
前記案内経路上の予め定められた各地点の高さを表す高さ情報を取得し、前記案内経路上の予め定められた各地点の高さに応じて前記案内経路の高さ方向の変位量を表す表示データを作成する表示データ作成手段と、
前記案内経路を含む平面地図を視点変換して斜め上方向から見た地図画像を生成するとともに、前記表示データに基づいて、前記案内経路の前記変位量が大きくなるほど高さ方向の幅が広がるように見える前記案内経路を示す線を前記地図画像に重ね合わせて前記案内経路全体を起伏表現した立体地図画像を生成する立体地図画像生成手段と、
前記立体地図画像生成手段により生成された前記立体地図画像を前記表示画面に表示させる表示制御手段と、を備えたことを特徴とする地図表示装置。
前記表示データ作成手段は、前記案内経路とともに、前記案内経路に隣接する施設および前記案内経路に関する道路情報の少なくとも１つの高さ方向の変位量を表す表示データを作成し、
前記立体地図画像生成手段は、前記表示データに基づいて、前記高さ方向の変位量が大きくなるほど前記案内経路に隣接する施設および前記案内経路に関する道路情報の少なくとも１つを高さ方向に大きく変位させるようにした画像を前記地図画像に重ね合わせて前記案内経路全体を起伏表現した前記立体地図画像を生成することを特徴とする請求項１に記載の地図表示装置。
前記表示データ作成手段は、前記案内経路上の各地点の標高情報を取得し、当該案内経路上の各地点の標高に変換比率を乗算した値を用いて前記案内経路を高さ方向に変位させて表示するための表示データを作成するようになっており、
前記案内経路上の各地点の最高値と最低値の差分が予め定められた値よりも大きい場合には前記変換比率が小さくなるようにして前記案内経路を高さ方向に変位させる変位量を決定することを特徴とする請求項１または２に記載の地図表示装置。