JPH0310279A - 自動車ナビゲーションシステムの描画方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業」二の利用分野〉 本発明は自動車ナビゲーションの地図描画方法に係わり
、特に自動車の軌跡を地図上に描画する際に適用して好
適な地図描画方法に関する。

〈従来技術〉 地図データを記憶する記憶手段としてＣＤ−ＲＯＭを利
用した自動車用ナビゲーション・システムがある。かか
る自動車用ナビゲーション・システムは、ＣＤ−ＲＯＭ
に大量の地図データを記憶させておくと共に、ディスプ
レイ装置や車両の現在位置を測定する位置測定装置等を
設け、車両の現在位置を示すマーク（ロケーションカー
ソル）をディスプレイ画面の一定位置に固定表示すると
共に、車両位置に応した地図データをＣＤ−ＲＯＭから
読み出して地図をナイスプレイ画面に描画し、該地図を
車両の移動に応してスクロール表示する。

ＣＤ−ＲＯＭに記憶されている地図は縮尺レベルに応じ
て適当な大きさの経度幅、緯度１Ｉａ（例えば、経度＠
７．５分、緯度幅５分）の地域に区切られており、道路
、川、鉄道等は経緯度で表現された頂点の座標集合で示
され、これらの描画は各頂点を順に直線で接続すること
により行われる。

第４図及び第５図は地図データの説明図であり、第４図
は左下位ｉＰｂが東経１３９°７’　３０″北緯３５°
Ｏ′Ｏ“、右上位置Ｐａが東経１３９゜１５’Ｏ’、北
緯３５°５′　Ｏ″の地域の地図を示し、第５図は該地
図上の道路ＲＤＩ、２の地図データを示し、それぞれ頂
点の数と各頂点の経緯度で表現されている。尚、各点の
経緯度は実際には、左下位置ｐｂの経緯度を（０，０）
、右上位置Ｐａの経緯度を（１，，１）とした正規化Ｘ
ｒ　ｙ座標として表現されている。

さて、自動車ナビゲーションには、自分の車の走行軌跡
を地図と一緒に表示する機能がある。かかる軌跡表示に
おいては、自動車の方位とタイヤの回転数から実距離で
ある軌跡データを求め、該軌跡データを用いて地図に軌
跡を重ねて描画している。しかし、地図は前述のように
経緯度で表現されているため、軌跡を正しく地図上に重
ねて描画するには、該経緯度で表現された地図を距離が
正しく表示されるように変換しなければならない。

すなわち、描画地図」二の任意の２点間の長さが実距離
に応じた長さとなるように変換しなければならない。第
６図は、所定経度幅、所定緯度幅の地図を距離が正確に
描画される平面地図に変換した際の変換図形であり、説
明の都合上矩形（点線）からの変形を強調して示してお
り、緯度が大きくなるにつれ矩形からのずれがおおきく
なっている。

さて、従来は以下に示す計算式により経緯度の地図デー
タを距離が正確に表現されるように平面地図データに変
換している。すなわち、次式％式％（１） （２） により、経緯度地図の各ポイントにおける経緯度データ
　（Ｘｍａｐ、Ｙｍａｐ）を、自動車位置をディスプレ
イ画面（スクリーン）の中心とする平面地図の位置デー
タ（Ｘｓ、Ｙｓ）に変換している。尚、（１）　、　（
２）式において、 （Ｘｓ、Ｙｓ）・・投影されたスクリーン上の座標値、
（Ｘｃ、Ｙｃ）・・スクリーン中心（自動車位置）の経
度、緯度 Ｒ・・地球の半径 Ｓ・・縮尺 （Ｘｍａｐ、Ｙｍａｐ）・・経緯度地図上の頂点（ポイ
ント）の経度、緯度 であり、前述の正規化ｘｙ座標でｌｊ、えられた頂点Ｐ
　ｍ　ａ　ｐの座標を（Ｘｎ、Ｙｎ）、地図の左下位置
の経緯度を（ｘｂ、ｙｂ）　、地図の経度幅、緯度幅を
（Ｘｔｉ、Ｙｗ）’ｔ’表すと、（Ｘｍａｐ、Ｙｍａｐ
）は次式％式％ で与えられる。第７図は地球を球形と考えてＸｓ。

Ｙｓを算出する（１）、（２）式の説明図であり、（２
）式における２πＲは地球の円周長、　（’ｉ’ｍａｐ
　−Ｙｃ）は自動車位置Ｐｃ（Ｘｃ、Ｙｃ）と着目ポイ
ントＰｍａｐ　（ＸＩＩ＋ａｐ　。

Ｙｍａｐ）間の緯度方向角度であり（第７図（ａ）参照
）、（２）式により自動車位置から頂点までの緯度方向
距離が算出されることは明らかである。又、（１）式に
おけるＲ−ｃｏｓ　（Ｙｍａｐ）は着目ポイントＰｍａ
ｐ（Ｘｍａｐ。

’／ｍａｐ）を含む地軸ＦＡＸに垂直な平面で地球を切
断した時の切断円ＣＩＲ（第７図（ｂ）参照）の半径、
２７ＣＲ−ｃｏｓ（Ｙｍａｐ）は切断円ＣＩＲの円周長
、（Ｘｍａｐ　−Ｘｃ）は自動車位置Ｐｃ（Ｘｃ、Ｙｃ
）と着目ポインｈ　Ｐｍａｐ　（Ｘｍａｐ、Ｙｍａｐ）
間の経度方向角度であり（第７図（ｂ）参照）、（１）
式により自動車位置から着目ポイン１〜までの経度方向
距離が算出される。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかし、従来の経緯度の地図を実距離表示が可能な平面
地図に変換する変換式（（１）式）にはｃｏｓが含まれ
ているため各経緯度ポイン１への変換にｃ。

Ｓ演算が必要となり高速に経緯度−平面変換ができず地
図描画を短時間で高速表示することができないという問
題がある。特に、地図には何方ポイントというポイント
データが含まれ、これら全ポイントに対して（］）　、
　（２）式の変換を行わなければならず、ｃｏｓを含む
従来方法では地図の高速描画が不可能である。

以上から本発明の目的は、三角関数演算を１回行うだけ
で経緯度地図データを実距離表示可能な平面地図データ
に変換できる自動車ナビゲーションの地図描画方法を提
供することである。

本発明に別の目的は地図及び軌跡の高速表示が可能な自
動車ナビゲーションの地図描画方法を提供することであ
る。

く課題を解決するための手段〉 上記課題は本発明においては、所定経度幅、所定緯度幅
の地域の地図を平面台形地図に変換する手段と、自動車
の現在位置を経緯度で求める手段と、変換により得られ
た地図をディスプレイ画面に描画するする手段により達
成される。

く作用〉 自動車位置がスクリーン中心となるように、所定経度幅
、所定緯度幅の地域の地図を平面台形地図に変換し、該
変換により得られた実際の距離に即した地図をスクリー
ンに描画する。

〈実施例〉 第１図は本発明を実現できる自動車用ナビゲーション・
システムのブロック構成図である。

図において、１は地図データ記憶手段となるＣＤ−ＲＯ
Ｍ、２はＣＤ−ＲＯＭの地図検索、拡大／縮小用等の各
種キーを備えた操作部、３は絶対方位を検出する方位セ
ンサであり、地磁気センサやステアリングセンサを有し
ている。４は移動量センサで、走行距離を検出する車速
センサ、前後進を検出する変速機センサなどがある。５
は位置計算用ＣＰＵで、方位センサ３．移動量センサ４
から人力されるそれぞれの値により、自分の車両の現在
位置（経度、緯度）を算出する。

６は処理装置で、システムコン１−ローラ（ＣＰＵ）７
．地図データバッファメモリ８等を有している。システ
ムコントローラ７は、操作部２からのＣＤ−ＲＯＭアク
セス指令や、位置計算用ｃｐＵ５から入力される自動車
の現在位置等に基いて、ＣＤ−ＲＯＭＩをアクセスし、
必要とする地図データを読み出す。又、システムコント
ローラ７は、読み出された経緯度表現の球面地図データ
を実距離表示可能な台形平面地図データに変換して後段
のディスプレイ装置に出力すると共に、自動車が所定距
離移動する毎に地図面像読み出しアドレス（ウィンドー
位置データ）をディスプレイ装置に入力して地図をスク
ロール表示させる。

地図データバッファメモリ８は、ＣＤ−ＲＯＭ１から読
み出された地図データを記憶する。尚、地図データはス
クリーン複数枚分の大きさの地図を表示できるものとす
る。

１０はディスプレイ装置であり、ＣＲＴコントローラ１
１、ビデオＲＡＭ　（ＶＲＡＭ）１２、読み出し制御部
１３、ブラウン管（ＣＲＴ）１４等を有し、ＣＲＴに所
望の地図及びカーソルを表示するようになっている。

第２図は所定経度幅ｘ１１、所定緯度幅Ｙｔｉの地図を
実距離表示に即した台形平面地図データに変換する変換
式の説明図である。

さて、（１）、（２）式の従来方式では前述のように、
所定経度幅、所定緯度幅の地図はスクリーン上で第６図
に示すように表示される。この従来方式はスクリーン全
体で正確な実距離に即した地図表示ができるが、その分
ｃｏｓ演算を必要とする。しかし、自動車ナビゲーショ
ンの場合には、スクリン全体で実距離を正確に表示する
必要はなく、走行軌跡の表示をする場合であっても、自
動車の付近で距離が正しく描画されていれば十分である
。

そこで、本発明では、所定経度幅、所定緯度幅の地図を
第２図に示すように経緯度地図−平面台形地図変換する
。

この経緯度地図−平面台形地図変換は以下に示すＨ１算
式によりおこなわれる。すなわち、次式１、’　　＝］
　−［ｃｏｓ（’／ｃ　＋　Ｙｕ／２）　／　ｃｏｓ（
Ｙｃ　−Ｙｕ／２）］・・・（３） Ｐ２＝　ｃｏｓ（Ｙｃ）　　　　　　　　　　　　　・
・・（４）Ｘｓ　＝Ｐ２（１−Ｐ、・（Ｙｎ−Ｙｅｎ）
］・２πＲ・［（ＸｍａＰ−Ｘｃ）／３６０］・Ｓ・・
・（５）Ｙｓ　＝　２πＲ・［（Ｙｍａｐ−Ｙｃ）／３
６０］・Ｓ　　　　　・・・（６）Ｙｃｎ−（Ｙｃ−Ｙ
ｂ）／Ｙ１１・・・（７）１／ｎ−（’／ｍａｐ　−Ｙ
ｂ）／’／ｌｙ　　　　　　　　　・・・（８）により
、経緯度データ　（Ｘｍａｐ、Ｙｍａｐ）を、自動車位
Ｈ（Ｘｃ、Ｙｃ）をスクリーンの中心とする平面台形地
図の位置データ（ｘｓ、ｙｓ）に変換している。尚、」
二式において、 （Ｘｓ、Ｙｓ）・・投影されたスクリーン」二の座標値
、（Ｘｃ、Ｙｃ）・・自動車位置の経度、緯度、Ｘｗ　
、　Ｙｗ・・経緯度地図における地域の経度幅、緯度幅 Ｒ・・地球の半径 Ｓ・・縮尺 （Ｘｍａｐ、Ｙｍａｐ）・・経緯度地図における着目ポ
イントの経度、緯度 ’／ｃｎ・・自動車位置の緯度を正規化ｘｙ座標で表現
した値、 Ｖｎ・・着目ポイントの緯度Ｙｍａｐを正規化ｘｙ座標
で表現した値 である。

（３）式のパラメータＰ１は台形」二辺長と台形上辺長
の差分の、台形上辺長に対する割合、（４）式は自動車
位置（Ｘｃ、Ｙｃ）における台形の正規化した経度方向
長である。又、（５）式における（Ｙｎ−Ｙｅｎ）は着
目ポイントと自動車位置間の緯度方向の正規化距離、Ｐ
、・（Ｙｎ−Ｙｃｎ）は着目ポイン１−における台形幅
の減少の割合であり、従って（５）式により自動重信Ｍ
、　Ｐｃ（Ｘｃ、Ｙｃ）と着目ポイントＰｍａｐ（Ｘｍ
ａｐ、Ｙｍａｐ）間の経度方向距離が表現される。尚、
（６）式により自動車位置からの緯度方向距離が算出さ
れることは明らかである。

従って、自動車が第３図（ａ）に示すように中心位置か
ら移動すると、第３図（ｂ）に示すように移動した先の
自動車位置がスクリーンの中心となるように（３）〜（
８）式により経緯度地図が平面台形地図に変換され、ス
クリーンに表示される。

第３図は本発明の処理のながれ図である。予め地図面像
をビデオＲＡＭ　（ＶＲＡＭ）に展開（記憶）しておき
、車両の移動に応して該ＶＲＡＭから地図データを読み
出す範囲（ウィンドウ、−点鎖線で示す）ＷＤを移動さ
せて地図をディスプレイ画面上でスクロールさせる。尚
、描画地図に応じた経緯度地図データはバッファメモリ
８に記憶されている。

かかるスクロール表示処理と並行して自動車が１ ２− 所定距離移動したかチエツクしくステップ］０１）、車
両が所定距離移動すると、自動車の現在位置データ（経
緯度）を位置計算用ＣＰ　Ｕ　５から受領し、自動車位
置データ　（Ｘｃ、Ｙｃ）を用いて（３）。

（４）式の三角関数計算を１回行ってパラメータＩ）１
、Ｐ２を算出する（ステップ１０２）。

しかる後、パラメータｐ１．ｐ２を用いて（５）、（６
）式によりバッファメモリに記憶されている経緯度地図
データ、ならびに別途記憶しである走行軌跡の点列ポイ
ントの経緯度データを平面台形地図データに変換してデ
ィスプレイ装置＆ｉｏに入力する（ステップ１０３）。

ディスプレイ装置１０は入力された平面台形地図データ
を用いて地図面像を生成してＶＲＡＭに記憶し、指定ウ
ィンドーから地図面像を読み出しＣＲＴにスクロール表
示する（ステップ１０４）。

以後、新たに所定量移動する毎に経緯度−平面台形変換
した地図データに基づいた画像をＶＲＡＭに記憶して地
図をスクロール表示する。

尚、本発明の地図表示による誤差は、１／２０万の縮尺
、緯度３５°の場合で従来方式に対して０．００４％で
あり、実用上何等問題はない。

〈発明の効果〉 以」二本発明によれば、自動車位置がスクリーン中心と
なるように、所定経度幅、所定緯度幅の地域の地図を平
面台形地図に変換し、該変換により得られたデータで実
際の距離に即した地図をスクリーンに描画するように構
成したから、地図面像発生の際に】回のみＣＯ５計算す
るだけで、すべての経緯度のポイントデータを単純な計
算と、乗算により平面台形の地図データに変換すること
ができ、実距離に即した地図の高速描画が可能となる。

しかも、本発明においては実距離に即した地図を描画す
るから、実距離に従って検出される走行軌跡を該地図」
二に正確に描画できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実現する自動車ナビゲーションの
ブロック図、 第２図は経緯度地図−平面台形変換説明図、第３図は本
発明の処理の流れ図、 第４図及び第５図は経緯度地図データの説明図、第６図
は従来方式による平面地図外形説明図、第７図は従来の
経緯度地図−平面変換方法説明図である。 １・・ＣＤ−ＲＯＭ、 ５・・位置計算用ＣＰＵ、 ７・・システムコントローラ、 ８・・地図データバッファメモリ、 １０・・ディスプレイ装置、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）経緯度で表現された地図を実距離の平面地図に変
   換してディスプレイ画面上に描画すると共に、車両の現
   在位置を示すマークをディスプレイ画面の一定位置に固
   定表示し、車両の移動に応じて前記地図をスクロールす
   る自動車ナビゲーションの地図描画方法において、所定
   経度幅、所定緯度幅の地域の地図を平面台形地図に変換
   する手段を設け、自動車の現在位置を経緯度で求め、該
   自動車現在位置を用いて前記変換手段により経緯度で表
   現された前記地図を実距離の平面台形地図に変換し、該
   変換により得られた地図をディスプレイ画面に描画する
   ことを特徴とする自動車ナビゲーションの描画方法。
2. （２）自動車の軌跡を示す位置データを前記変換手段に
   より変換して地図と共に描画することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の自動車ナビゲーションの地図描
   画方法。