JPH05134600A - ビジユアル地図システム及びビジユアル地図の表示方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は地図データから景観データを作成し、
景観の中で地物の案内情報を含む属性を検索して表示す
るための使い勝手の良いビジュアル地図システム及びそ
の表示方法を提供することにある。 【構成】ユーザインタフェースとなるコンピュータ３０
１とユーザサービス用のプリンタ３０４，地図データや
地理情報を検索する地図データサーバ３０５，地図デー
タを基に景観表示データを作成するＣＧ・コンピューテ
ィングサーバ306をネットワークで結合することによっ
て、追従性，操作性の良いビジュアルな案内提示ができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は平面的な地図データと立
体的な景観データを用いて、通常時は観光案内，道案内
を行い、災害時には避難誘導を行うシステムに関し、特
にユーザによるシステムの操作性を向上させる方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】ベクトル地図から景観を表示すること、
また地図上で経路検索を行い経路付近の風景を写した写
真などのマルチメディア情報を表示するシステムについ
ては、機能図形情報シンポジウム講演論文集「グラフィ
ック・イメージメディアの高度利用に向けて」（１９９
０年 第４９項から第５４項）および情報処理学会研究
資料 グラフィックスとＣＡＤ ４９−３（１９９１年
第１項から第８項）において示されている。また景観
データの仮想現実表現におけるグラフィックイメージの
表示、インタフェースおよびシステムについては、自動
制御連合講演会資料（１９９０年 第１１項から第１４
項）および情報処理学会研究資料 グラフィックスとＣ
ＡＤ ４９−８（１９９１年 第１項から第８項）にお
いて提示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
技術においては、平面的な地図から立体的な景観への変
換および表示が主な目的であり、両者の特徴すなわち平
面地図では図形間のトポロジカルな配置関係の見やす
さ、立体地図では感覚的なわかりやすさを１つのシステ
ムの上で実現する方式については示されていない。また
仮想現実システムにおいては、グラフィック表示された
仮想世界の中の対象の動き、ヘッドマウント型センサデ
バイスやグローブ型センサデバイスを使ったユーザによ
る対象への接触方法およびその反応の表示については報
告されているが、景観によって表現された仮想世界の中
に新しい空間を生成し、その中に別の世界をウインドウ
を使って付加的な属性を表示する方法については示され
ていない。

【０００４】本発明の目的は地図データを使ってビジュ
アルに景観を作成していくものであり、ユーザの視点を
移動させることによって平面，立体両方のメディアに違
和感なく移り利用でき、ユーザの理解しやすいメディア
を選択できる方法と、景観の中に長方形、あるいは直方
体のウインドウを表示してその中に文書，図形，画像を
表示するためのユーザフレンドリなシステムと方法を提
供することにある。またこのシステムを仮想現実システ
ムとしても利用可能とし、キーボードやマウスのような
従来のデバイスを使わないユーザにとって使い勝手の良
いビジュアルなインタフェースを提供する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、視点が上方から下方へ向いている場合には、平面地
図で表示し、視点が水平方向へ移るに従って地図から３
次元の景観イメージを生成表示するようにした。

【０００６】より具体的な一実施形態として、景観の中
の属性の表示については、指示カーソルを表示し、その
指示カーソルの向きからその方向にある建物のような地
物を地図データの中を検索するというポインティング方
式と、３次元ウインドウを計算し、景観の中の地物との
干渉チェックを行ってウインドウを優先的に表示してそ
の中に図形や画像のようなメディアを表示するようにし
て、景観と違和感のない表示を行えるようにした。さら
にウインドウに表示する属性を持つ対象は別の地物によ
ってかくされていることもあるため、これを地図データ
から検索して隠蔽している対象の表示をソリッド表示か
らワイヤフレーム表示に切り換えることによって対象を
強調表示する。さらにワイヤフレーム表示の対象につい
ては干渉チェックを行わず通りぬけ可能とし、ソリッド
表示の対象については干渉チェックを行い通りぬけがで
きないようにしてユーザがより現実に近い感覚でシステ
ムを利用できるようにした。

【０００７】

【作用】視点の移動で平面地図と立体地図の間を滑らか
に移動することができるため、両者いずれの場合でも注
視点を見失なうことがない。またユーザの理解しやすい
メディアで表示でき印刷出力が容易になる。３次元ウイ
ンドウによって地物に付加された属性が景観と違和感な
く表示される。また地物を選択するために複雑な動作を
必要としない。さらにワイヤフレーム表示とソリッド表
示の形態の違いによって干渉チェック実行をスイッチす
るために通過可否の判定も容易であり、景観を表示中に
シーンが切り替わることによって感じる違和感を感じな
いようにすることが可能である。

【０００８】

【実施例】地図データを使った従来の案内システムは、
図２（ａ）に示すように、グラフィックディスプレイに
地図を表示し、自分の現在地と中継地および目的地を入
力することによって、現在地から中継地を経て目的地へ
向かう経路を検索し、図２（ｂ）のように地図上に表示
して経路を示したり、検索した経路を地図と重ねて印刷
出力することが主な目的であった。また図２（ｃ）に示
すように、計算して求めた経路あるいは設定した経路に
沿って、周辺にある建物のような地物データに付加され
た文書や写真画像のようなマルチメディア情報をウイン
ドウなどの表示手段によってユーザに提示していた。し
かしこのようなシステムにおいては、地図データは背景
として表示するだけであったため、地図だけでは現実の
自分の位置に対する確認が困難であり、また経路を示す
場合においても、実際どのような経路を通っていくのか
現実と対応が取りにくいという欠点があった。また従来
の地図案内システムは、単機能であり、観光案内や道案
内など限られた場合しか利用できなかった。そのため多
くの目的のために使用することはできなかった。本実施
例においては、前者の問題点においては、地図を３次元
に復元して行う方法、後者の問題点については、通常時
は道案内システム、災害が発生したような非常時におけ
る避難誘導への機能利用という多目的使用について説明
する。

【０００９】図３は多目的ビジュアル案内システムを実
現するためのシステム構成を示す。コンピュータ３０１
は、ユーザに対するインタフェース装置であり、ここに
地図データが表示される。地図データは座標列による多
角形形状の図形によって表現されるベクトルデータであ
る。ユーザはキーボード３０２やマウス３０３のような
入力デバイスを使って地図・地理属性検索のためのキー
ワードを入力し地図や景観のスクロールを行い、さらに
ディスプレイ３０９に表示した地図データや景観データ
を指定し、プリンタ３０４を用いて出力する。地図デー
タサーバ３０５は、コンピュータ３０１によって入力さ
れた座標や名称のキーを使ってディスプレイ３０９に表
示する地図データや地図データとリンクされている地物
データ（属性データ）を検索してネットワーク３０８を
介してコンピュータ３０１に転送する。地図データサー
バ３０５にない地図データは、ＬＡＮ（ローカルエリア
ネットワーク）のようなネットワーク３０７を介して他
の地図データサーバにアクセスし、必要とする地図デー
タを検索する。さらに地図データサーバ３０５は、地図
データを使った経路検索，属性検索や避難誘導のような
シミュレーションを行う。ＣＧ・コンピューティングサ
ーバ３０６は、地図を立体的かつ陰影をつけて表示する
ために必要な光線追跡や、複数の物体の干渉チェック，
隠蔽面消去などコンピュータグラフィックス（ＣＧ）固
有の処理を行い景観を作成する。このとき景観はソリッ
ド表示するものとする。

【００１０】図４は、通常のディスプレイを用いるので
はなく、ビジュアルな案内をユーザが仮想的に体験でき
るように構成したシステム図である。このような仮想体
験システムにおいてはユーザ４１２があたかもコンピュ
ータグラフィックスの作り出す世界の中にいるかのよう
に感じることができる。両眼視ディスプレイ４０１は右
目，左目用のサブディスプレイより構成されるヘッドマ
ウント型ディスプレイであり、さらに磁気センサなどを
使って頭の動きも検出する。サラウンドヘッドホン４０
２は聴覚デバイスであり、エコー機能を持たせるとドッ
プラー効果なども表現できる。またグローブ型指示デバ
イス４０３は、指と手首の動きを検出する。地図データ
サーバ４０８，ＣＧ・コンピューティングサーバ４０９
は、図３における３０５，３０６と同じ機能を持ってい
る。両眼視ディスプレイ４０１から得られた頭の動きの
信号とグローブ型指示デバイス４０３で得られた指，手
首の動きの信号は、両眼視ディスプレイコントローラ４
０４とポインティングデバイスコントローラ４０６を介
して、モーションアナライザ４０７に送られる。モーシ
ョンアナイライザ４０７の中では簡単な背景のデータ
（素背景データ）と、ユーザの動きを反映するデータ
（ユーザモーションデータ）が構築されており、モーシ
ョンアナライザ４０７に入ってくる信号をユーザモーシ
ョンデータに反映してその動きを生成する。このデータ
はＣＧ・コンピューティングサーバ４０９に送られ、よ
りリアルな背景データ、ユーザモーションデータが必要
ならば音声データが生成され、両眼視ディスプレイコン
トローラ４０４，サラウンドヘッドホンコントローラ４
０５に送られ、ユーザ４１２の装着した両眼視ディスプ
レイ４０１に表示され、サラウンドヘッドホン４０２に
おいて音が発せられる。尚、４１１はネットワークであ
る。

【００１１】図３に示すシステムを使って２次元の平面
地図と３次元の立体地図の間の違和感のない変換方法を
説明する。図５は地図表示の流れのイメージを表す。図
５（ａ）のように、ユーザの視点が地図に対して水平方
向にあるとする。このときは景観表示である。そしてユ
ーザの視点を上方から下方を見るように指示カーソル５
０１を操作して視点を移動する。このとき景観は図５
（ｂ）に示すように、地物の側面が狭くなったイメージ
になる。さらに視点を移動すると景観が図５（ｃ）に示
すように地図におきかわる。この表示形態の変換は景観
と地図がほとんど重なる状態で行われるためユーザが目
標物を見失うことはない。

【００１２】平面地図と立体地図である景観との変換の
アルゴリズムを図６及び図７に示す。このアルゴリズム
を図１に示す図３のシステムの機能詳細を用いて説明す
る。ユーザによって地図検索のためのキー(自分の位置
など)がコンピュータ３０１から入力され（図６のステ
ップ６０１）キー入力判定・コード化部１０１によって
地図データサーバ３０５が地図データを検索するための
コードデータ（緯度・経度など）に変換して、地図デー
タサーバ３０５に転送され、地図データ検索部１０５に
おいてコードデータに対応する地図が検索される（ステ
ップ６０２）。この地図データはベクトルデータであ
り、図８に示すような形式を持つ。この形式は２タイプ
による表現が可能であり、タイプフラグの１ビットで識
別される。タイプ１はそれぞれの点に高さの情報（Ｚ座
標）が付加されており、タイプ２では（Ｘ，Ｙ）座標の
列によって決まる多角形図形全体に一様にＺ座標が付加
されることを意味する。複雑な形状の建物などに対して
はタイプ１の形式が適し、ビルのような直方体や等高線
に対してはタイプ２の形式が適している。このとき視点
が水平方向を見るものであれば（ステップ６０３）、検
索された地図データ、又はシミュレーション計算部１０
７（後述）にてシミュレーション計算が施された地図デ
ータをデータ転送部１０８によってＣＧ・コンピューテ
ィングサーバ３０６に転送し、景観データ作成部１１１
にてコンピュータグラフィックスによる景観データを作
成する(ステップ６０４)。視点の方向によって表示の手
段を選択する機能はメディア選択部１０９である。この
とき、視点の方向については、最初はデフォルトの方向
を設定しておき、その方向に沿った３次元イメージを表
示する。景観データ作成部１１１は、この景観データを
作成するために陰面消去，光線追跡によるシェーディン
グを行う。作成した景観データまたは地図データはコン
ピュータ３０１に転送しデータ表示部１０４にて表示制
御する（ステップ６０５）。尚、ＣＧ・コンピューティ
ングサーバ３０６もデータ転送部１１４を持っている。
また、景観データはデータ表示部１０４にて視点の位置
と方向によって決まる２次元の平面に投影してディスプ
レイ３０９に表示する。

【００１３】次にこの景観データをスクロールするため
に視点または視方向を変更する（ステップ６０６）。視
点位置とその方向は指示カーソル用キー入力判定部１０
２又はスクロールキー入力判定部１０３によってコード
化される。スクロールの方法としては、２通りある。１
つは景観のスクロールと、もう一つは平面地図のスクロ
ールである。今地図を景観で見ているとき、視点を水平
方向に見るように変更するとする（ステップ６０７）。
このとき視方向と鉛直線が作る角度θが、指定範囲内｜
θ｜≦θthになったところで（図７のステップ６０
８）、メディア選択部１０９にて地図データを用いて表
示すべきと判定して地図データを転送しデータ表示部１
０４にて表示制御する（ステップ６０９）。このときθ
thは必ずしも０とする必要はない。｜θ｜≠０のとき地
図データは台形補正して表示することによって、人間の
視野にあるイメージにあわせることも可能である。次に
垂直方向から水平方向に景観を見るように変更するとす
る。このとき視点の指定範囲内｜θ｜＞Θthになったと
ころで（ステップ６１０）、メディア選択部１０９にて
景観データを用いて表示すべきと判定し、景観データ作
成部１１１によって地図データを景観データに変換する
（ステップ６１１，６１４）。こうして得られたデータ
を用いて視点変更に伴う視野変更スクロールを実行する
(ステップ６１２）。尚、データ表示方法判定部１１
０，干渉チェック部１１２，ウインドウ生成部１１３の
機能は後述する。

【００１４】これによって平面地図と立体地図の間の移
行が違和感なく行われる。もし水平方向の視点による景
観表示と垂直方向の視点による地図の間で急激に表示を
変更すると、自分の現在地や目標を見失うことがある
が、本方式によってこのような不具合は回避される。ま
た、印刷出力する場合でも、ユーザの好みにあった出力
が可能である。

【００１５】次に表示データを使った案内の方法につい
て示す。案内における重要な内容の１つは地物の詳細情
報の検索表示である。案内の仕方には２通りある１つは
ユーザが主体的に行う方法であり、もう１つはシステム
が自律的に行う方法である。まずユーザが景観を見なが
ら行う方法ついて説明する。すなわち立体的に表示され
た情景を見ながらスクロールおよび詳細情報の検索表示
を行う。スクロールは、以下に示す７個のキーを入力す
ることによって実施される。

【００１６】１．前進移動、２．後進移動、３．上へ移
動、４．下へ移動、５．θ（オイラー角）、６．ψ（オ
イラー角）、７．φ（オイラー角） 詳細情報を持つ地物を指定するために、図５（ａ）に示
すような指示カーソル５０１を表示する。このとき検索
の方向が分かりやすいような形状にしておくことが必要
である。スクロールをしながらこの指示カーソルによっ
て地物を指定してその詳細情報である属性を検索する。
属性検索表示アルゴリズムを図９及び図１０に示す。

【００１７】まず指示カーソルの向きを地物を選ぶよう
に設定する（ステップ８０１）。次に指示カーソルの方
向と一致する地物を検索する。コンピュータグラフィッ
クスにおけるＺバッファ法によって求めることができる
が、景観表示のための基礎データである地図データによ
って検出することも可能でありその方法について示す。
指示カーソルの向きに対して指示カーソルの位置９０１
から図１１の９０２に示すような検索ラインを設定する
（ステップ８０２）。そして検索ラインを始点９０１か
ら小部分ごとに刻みながら（ステップ８０４)線分と交
差する地物データを検索する。このとき図１２に示すよ
うに地物のワイヤフレームデータ１００１（図５の図形
データを意味する）、面データ１００２，属性データ１
００３に分けて管理するデータ構造を持っていると検索
は容易になる。

【００１８】まずワイヤフレームデータの中の(Ｘ，Ｙ)
座標を使って検索ライン９０２との交差をチェックす
る。そして交差した地物データの面データをリンク１０
０４をたどって検索する。このリンクをたどる動作は、
ワイヤフレームデータ１００１と面データ１００２に共
通なＩＤデータを探すことに対応する（図１２参照）。
そして高さを付加した検索ラインと面との交差をチェッ
クする(ステップ８０５)。もし交差する点があれば（ス
テップ８０６）その点の座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）値を求めて
指示棒のさきからその交差点まで線パターンをディスプ
レイの中に描画してその地物が選択されたことを示す
（ステップ８０７）。これは平面の４個の座標と線分の
２個の座標が分かっているため容易に求めることができ
る。図１１では交差の候補として地物データ９０３，９
０４がチェックの対象となる。選択された地物は色を変
えたりハイライト表示をするなど強調表示をすることに
よって選択されたことを示しておく（ステップ８０
８）。以後このような地物のポインティングの方法をビ
ームショットポインティングと呼ぶことにする。このよ
うなポインティング手法は特に仮想現実システムにおい
て有効となる。これはインタフェースとしてキーボード
やマウスのようなデバイスを持たず、手首や指の動きに
合わせて指示カーソルを動かすことになるからである。

【００１９】ビームショットポインティングによって検
索された地物データは、その他の地物データによってか
なりの部分が見えなくなっている可能性が十分にある。
そのため隠蔽の原因となっている地物をソリッド表示か
らワイヤフレーム表示に変える。このワイヤフレーム表
示の対象となる地物データの選択も地図データを用いる
ことによって行うことができる。この方法を図１３を用
いて示す。いま図１１で地物データ９０４が検索された
とする。

【００２０】まず指示カーソルの位置１１０１と検索さ
れた地物１１０２を構成する特徴点からカーソルの位置
１１０１まで線分を引き、その最も外側にある２本の線
分１１０３，１１０４によって囲まれる領域にある図形
を検索し(ステップ８０９)、その地物の面データを消去
しワイヤフレームだけ残して表示する（ステップ８１
０）。図１３では地物１１０５，１１０６がこれに対応
するためワイヤフレーム表示に変更される。このような
データ表示を高速に行うためには、ワイヤフレームデー
タ１００１と面１００２のデータについて異なる表示属
性を付けて表示しておけば面データのみを消去すること
によって実現できる。これによってビームショットで検
索された地物データが見やすくなる。これはデータ表示
方法判別部１１０によって実施される。

【００２１】次に地物データに付加された属性データを
検索することによってそれをディスプレイに表示する。
属性データの検索手順を示す。まずビームショットポイ
ンティングによって検索された地物データについてリン
ク１００５をたどり属性データ１００３を検索して（ス
テップ８１１）ディスプレイに表示する。この表示方法
は、２通りが可能である。１つは長方形による平面のウ
インドウを表示する方法であり、もう一つは直方体によ
る立体的なウインドウを表示する方法である。このよう
なウインドウは表示されている世界の中に表示する。２
次元の長方形のウインドウは文書データ，２次元の図形
データ，画像データを表示するために用いる。３次元の
直方体のウインドウは３次元の図形を表示するときに用
いる。ウインドウは、選ばれた対象が完全に隠れないよ
うに表示する。この領域をどのように計算するかを示
す。今ポイントされた地物データの（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を透
視変換式に通すことによって表示上の（Ｘ，Ｙ）座標に
変換する。この（Ｘ，Ｙ）データからこの地物に対する
外接四角形を計算する。そしてこの外接四角形の各辺を
通るように水平垂直の線分を考え表示領域を分割する。
もし外接四角形の辺が表示領域の境界に重なっていなけ
れば最大表示画面は９分割される。一辺が重なっていれ
ば６分割，２辺が重なっていれば４分割，３辺の場合は
２分割になる。分割して得られる領域の中でどの領域に
ウインドウを表示するかを次のステップによって決め
る。

【００２２】ｓｔｅｐ１：まず８個の領域の大きさとウ
インドウの大きさを比較し、そのなカのいずれかに属性
表示ウインドウが収まる場合には、その中の一個の領域
を選択する。 ｓｔｅｐ２：左上から順番に今注目しているウインドウ
に対して１×２の領域の大きさを比較し、その中のいず
れかに属性ウインドウが収まる場合には、その中で最大
となる１個の領域を選択する。 ｓｔｅｐ３：左上から順番に今注目しているウインドウ
に対して２×１の領域の大きさを比較し、その中のいず
れかに属性ウインドウが収まる場合には、その中で最大
となる１個の領域を選択する。 ｓｔｅｐ４：左上から順番に今注目しているウインドウ
に対して２×２の領域の大きさを比較し、その中のいず
れかに属性ウインドウが収まる場合には、その中で最大
となる１個の領域を選択する。 ｓｔｅｐ５：左上から順番に今注目しているウインドウ
に対して２×３の領域の大きさを比較し、その中のいず
れかに属性ウインドウが収まる場合には、その中で最大
となる１個の領域を選択する。 ｓｔｅｐ６：左上から順番に今注目しているウインドウ
に対して３×２の領域の大きさを比較し、その中のいず
れかに属性ウインドウが収まる場合には、その中で最大
となる１個の領域を選択する。 これによって属性を表示する最大の領域が検索される
（ステップ８１２）。

【００２３】３次元のウインドウについても同じように
計算するが、透視変換を用いて得られるウインドウ形状
の外接四角形について計算する。この３次元のウインド
ウの中は、優先的にアクセスできるようにすることがで
きる。これは属性データ1003に背景となっているからな
る景観データ（ワイヤフレームデータ１００１や面デー
タ１００２）よりもアクセス優先権を示すフラグをデー
タに設けることによって対応できる。３次元のウインド
ウを表示するときは背景と干渉チェックを行うことによ
ってウインドウの方を優先的に表示する。これは図１の
干渉チェック部１１２およびウインドウ表示部１１３に
よって実施される。図４に示すシステムを使用すれば、
ユーザの頭，手首や指の動きの信号と指示カーソルの動
きを連動させることができるため、手の動きにあわせて
表示画面の中の指示カーソルを移動させることができ
る。そして３次元ウインドウの中にある図形にアクセス
ができる。このようにしてウインドウを表示したあとそ
の中に属性データを表示する（ステップ８１３）。実際
に案内を行っているイメージを図１４に示す。図１４
（ａ）では指示カーソル１２０１からのビームショット
ポインティングによる線パターン１２０２によって建物
１２０３が指定されている。図１４（ｂ）では建物１２
０３の表示属性が変更され、さらにそれを隠蔽している
建物１２０４，１２０５がワイヤフレームに表示されて
いる。また属性情報として３次元の図形情報（ここでは
建物１２０３のなかにあるモニュメントを表示してい
る）が３次元ウィンドウ１２０７の中に表示されてい
る。ここでは複数のウインドウを１個の表示画面の中に
まとめて表示することも可能である。このときは上のｓ
ｔｅｐ１からｓｔｅｐ６までを２回続け、一回選択した
領域は二回目は対象としないようにすることによって実
現できる。

【００２４】景観データをスクロールすると、自分の視
点と情景を変えることができるだけでなく、ソリッド表
示時に干渉チェックを行うことによってそのデータを突
き抜けることができないようにしたりすることも可能で
ある。もちろんどのようなソリッド表示している地物に
対しても、干渉チェックを行わずに常に突き抜けること
もできるが、突き抜けた後自分がどこにいるのかわから
なくなることがある。このためもし突き抜けたいと考え
た地物については、それを前に表示したビームショット
ポインティングによって検索し、その表示データのワイ
ヤフレームデータだけ表示したまま残して面データを消
去する。こうしてワイヤフレーム管理されているデータ
はその中を通ることができるが、ソリッド表示されてい
るデータは干渉チェックによってその面以上に進むこと
ができなくなる。これによってより現実的で扱いやすい
システムになる。具体的には、干渉チェックは面データ
９０２に対してだけ実行する。

【００２５】次にシステムが自律的に案内をする方法に
ついて説明する。この時は自分の位置と目的地および中
継地を指定する。そして道路地図データを用いて経路の
検索を行う。これはダイクストラ法，ヒープ法，Ａスタ
ー法などを用いることによって求めることができる。経
路を求めたとき、その経路と交差する別の道に指示カー
ソルの形状を発生させることを示すタグデータを付加し
ておく。そして景観表示の範囲内にタグの位置を含むと
きに指示カーソルと同じ形状を表示する。この指示カー
ソルはポインティングされるまで動くことはできない。
そして実際の指示カーソルは最初に求めた経路に沿って
移動し、属性情報が付加された地物に近づいたときはビ
ームショットポインティングでその地物を選択し、属性
を検索して表示する。ポインティングするときのタイミ
ングは、自位置すなわち実際に可働する指示カーソルの
位置を（Ｘ，Ｙ）とすると、その位置から指定の距離の
内側にある座標を図形の特徴点として持つ地物データを
選択する。

【００２６】これは次のようにして行われる。地物デー
タの特徴点の座標（Ｘi，Ｙi）が一つでも

【００２７】

【数１】

【００２８】を満たすときはその地物が選ばれたものと
考え干渉チェックを行い、現在の指示カーソルの位置
（Ｘ，Ｙ）から交差点の座標（Ｘ，Ｙ）に向かって線パ
ターンを発生させる。そして図９及び図１０に示すアル
ゴリズムに従って属性情報を表示する。次に指示カーソ
ルの形状が現れてきたときには、その指示カーソルデー
タをビームショットポインティングすると、今までの動
いていた指示カーソルを消去し、新しく選択した指示カ
ーソル図形を新しく指示カーソルとして使う。そしてこ
の指示カーソルを使って自律的な処理による案内を再会
する。このとき選択した指示カーソルから新しい目的地
および通過していない経過地に対して再び経路検索を行
う。最初に検索した経路が選ばれないようにするため、
直前において求めた経路に対して指示カーソルデータか
ら折れ曲がりまで延びている部分線分に対応する道路は
存在しないように道路データをブロックしておいて経路
の再計算を行う。こうして直前に求めた同じ経路が選ば
れないようにできる。このとき新しい経過地を入れるこ
とも可能である。このような自律的な動作による案内の
イメージを図１５に示す。図１５（ａ）では指示カーソ
ル１３０１によるビームショットポインティングで地物
データ１３０２が選択され、その属性情報1303がウイン
ドウに表示されている。図１５（ｂ）は、指示カーソル
１３０１によるビームショットポインティングで別の指
示カーソル図形１３０４が検索されたことを示す。図１
５（ｃ）は、新しい指示カーソルを選ぶことによる案内
経路の変更を示す。

【００２９】このようなビジュアル案内システムはデパ
ートや旅行会社，交番などに置くことによって利用する
ことができる。特に交番に設置することによって、人の
説明では理解するのが難しい道案内などの業務をわかり
やすく行うことができる。

【００３０】さらにこのようなシステムは、他の目的へ
の使用が可能である。例えば通常時は道案内に使用する
が地震，火災などの災害による非常時には避難誘導シス
テムとして利用することが可能である。この利用は以下
の方式で行う。

【００３１】まず現在このシステムを設置している場所
から避難場所に対して経路の検索を行う。そして図１の
シミュレーション計算部１０７において災害シミュレー
ションを行う。災害シミュレーションとしては火災延
焼，浸水，地震シミュレーションが現在可能である。災
害シミュレーションの初期値はネットワークを通じて入
ってくる災害計測データを用いる。この初期値は時々刻
々リアルタイムで入ってくるが、シミュレーションの中
には時間がかかるものもあるため、初期値データは一回
のシミュレーションが終了するたび補正する。ここで重
要なことは、シミュレーションや避難有道路の表示を人
々にわかりやすい方式で行うことである。まず災害地域
を示すため、景観の中の災害が起こっている方向にある
地物の色をかえる。この色は目立ちやすい色で統一す
る。実際避難中の人は色を識別するだけの余裕はないと
考えられる。従って、人は色の違いによって災害の大き
さ，方向を知る余裕はないと考えられる。実際の避難誘
導路表示のイメージを図１６に示す。矢印１４０１は避
難の方向を示す。地物データ１４０２，１４０３は災害
の方向にあるため強調表示されている。

【００３２】このように以上示したビジュアル案内シス
テムは通常時と非常時というように目的を変えて機能を
使用することが可能であり、さらにユーザフレンドリな
インタフェースを持っているため、人は年齢層に関係な
くシステムを扱うことができる。

【００３３】

【発明の効果】本発明に示すシステムによれば、平面的
な地図データと立体的な景観データの間を自由に行き来
することができるため、ユーザが理解しやすいメディア
でシステムを利用し結果を出力することが可能である。
また２次元および３次元ウインドウによりユーザにとっ
てわかりやすい違和感のない形態で属性が表示できる。
また属性データを表示するときに、属性データとリンク
している地物データが極力かくれないようにするため、
両者は同時に見やすくなっている。さらに強調表示する
地物データをかくしている別の地物データをワイヤフレ
ーム表示に切り換えるため、強調表示がさらに有効にな
る。また通り抜けたい地物をワイヤフレーム表示するこ
とによって、目標を見失うことなく景観の中を移動でき
る。さらにシステム主導による自律的な動作による案内
を行っていてもユーザが対話的に介入して案内経路が変
更できるため使い易さが向上する。さらにこのシステム
は通常時は観光案内，交番における道案内業務，災害が
起きたような非常時には避難誘導路表示システムとして
機能が使えるため、多目的システムとして利用できる

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のビジュアル案内システムの機能図であ
る。

【図２】従来の案内システムの使用例を示す図である。

【図３】ビジュアル案内システムの装置構成図である。

【図４】システムユーザが仮想的に景観の中に入って案
内を体験できる仮想体験システムの装置構成図である。

【図５】地図データと景観データの間の移行を始点の変
更によって違和感なく行うことを示す図である。

【図６】平面地図と立体地図の間の移行を違和感なく行
うためのアルゴリズムである。

【図７】平面地図と立体地図の間の移行を違和感なく行
うためのアルゴリズムである。

【図８】地図データの構成図である。

【図９】景観の中に地物データに付加された属性情報を
表示するためのアルゴリズムである。

【図１０】景観の中に地物データに付加された属性情報
を表示するためのアルゴリズムである。

【図１１】ビームショットポインティングによる地物デ
ータの検索方式を示すための説明図である。

【図１２】景観および属性データの管理方式図である。

【図１３】検索した地物データを隠蔽する別の地物デー
タを検索する方式を示すための説明図である。

【図１４】属性情報の表示を具体的な画面イメージで示
した図である。

【図１５】システムが自律的な動作によって案内を行う
ことを具体的な画面イメージで示した図である。

【図１６】ビジュアル案内システムを災害時の避難誘導
にも使ったときの画面イメージである。

【符号の説明】

１０１…キー入力・コード化部、１０２…指示カーソル
用キー入力判定部、１０３…スクロールキー入力判定
部、１０４…データ表示部、１０５…地図データ検索
部、１０６…地理データ検索部、１０７…シミュレーシ
ョン計算部、108…データ転送部、１０９…メディア選
択部、１１０…データ表示方法判定部、１１１…景観デ
ータ作成部、１１２…干渉チェック部、１１３…ウイン
ドウ生成部、１１４…データ転送部。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ベクトル地図データを検索する手段と、検
   索されたベクトル地図データから景観データを作成する
   手段と、作成された景観データを視点の位置と方向によ
   って決まる２次元の平面に投影して表示する手段を備
   え、景観を表示するビジュアル地図システムであって、 視点の位置又は方向を変更する手段と、 上記視点変更手段を用いて視点を垂直方向から水平方向
   に変更したとき、変更した視点に基づき、上記景観デー
   タ作成手段を用いてベクトル地図データから景観データ
   を作成して表示し、上記視点変更手段を用いて視点を水
   平方向から垂直方向に変更したとき、景観データの代わ
   りにベクトル地図データを用いて表示するよう表示方法
   を選択する手段とを、備えたことを特徴とするビジュア
   ル地図システム。
2. 【請求項２】請求項１記載において、上記表示選択手段
   は、視点の方向と鉛直線が作る角度θが、指定範囲内｜
   θ｜＞Θthで、ベクトル地図データから景観データを作
   成して表示し、指定範囲内｜θ｜≦θthで、景観データ
   の代わりにベクトル地図データを用いて表示することを
   特徴とするビジュアル地図システム。
3. 【請求項３】請求項１記載において、景観中に指示カー
   ソルを表示させ、その方向を変更する手段と、上記ベク
   トル地図データを用いて上記指示カーソルの方向と最初
   に交差する地物データを検索することによって３次元空
   間での地物のポインティングを行う手段を備えことを特
   徴とするビジュアル地図システム。
4. 【請求項４】請求項３記載において、上記地物データに
   付加され、上記ベクトル地図データとリンクした属性デ
   ータを検索する手段と、２個の物体の干渉をチェックす
   る手段と、上記干渉チェック手段より背景となる景観よ
   りも長方形、又は直方体のウインドウを優先的に表示
   し、検索された属性データを用いて文書・画像のような
   ２次元のメディアの属性情報、及び３次元の図形のよう
   なメディアの属性情報のうち少なくとも一方を上記ウイ
   ンドウに表示する手段を備えたことを特徴とするビジュ
   アル地図システム。
5. 【請求項５】請求項４記載において、上記ウインドウを
   表示する領域を計算し、上記ウインドウ中に表示する属
   性情報を持つ地物データを、上記ウインドウが完全に隠
   蔽しないように上記ウインドウを表示する手段を備えた
   ことを特徴とするビジュアル地図システム。
6. 【請求項６】請求項５記載において、景観の中に表示す
   る属性を持った地物データを隠蔽している別の地物デー
   タを検索してその表示をソリッド表示からワイヤフレー
   ム表示に切り換え、景観の中の地物の表示方法を判定す
   る手段を備え、属性を持った地物データが見やすくする
   ことを特徴とするビジュアル地図システム。
7. 【請求項７】請求項６記載において、上記ソリッド表示
   している対象は干渉計算を行い、上記ワイヤフレーム表
   示している対象は干渉計算を行わないようにして、上記
   ソリッド表示している対象は指示カーソルが通過できな
   いが、ワイヤフレーム表示では通過可能であるように、
   ワイヤフレーム表示かソリッド表示かの表示形態によっ
   て指示カーソルとの干渉計算をスイッチする手段を備え
   たことを特徴とするビジュアル地図システム。
8. 【請求項８】請求項７記載において、道路地図データを
   使って経路を検索する手段と、あらかじめ与えられたピ
   ッチに従って景観の中を経路に対応する領域を移動し、
   属性情報を付加した地物データが上記指示カーソルを中
   心にしてあらかじめ決められた範囲に入ってきたとき
   は、その地物データの属性情報を検索して上記ウインド
   ウに表示し、景観の中で上記指示カーソルを得られた経
   路に沿って動かす手段とを備えたことを特徴とするビジ
   ュアル地図システム。
9. 【請求項９】請求項８記載において、上記計算した経路
   と他の道の分岐点に対応する景観の位置に上記指示カー
   ソルと同じ形状のパターンを発生させて、指示カーソル
   がその形状パターンをポインティングしたときに今まで
   使用していた指示カーソルを消去し、ポインティングさ
   れた形状パターンが新しい指示カーソルになり、直前に
   検索した経路をそのまま選ばないように新たに経路を検
   索して、新しく得られた経路に沿って新たな指示カーソ
   ルが移動し、案内を行う手段を備えたことを特徴とする
   ビジュアル地図システム。
10. 【請求項１０】請求項８記載において、災害が起きたと
    きにシミュレーションを実行してその結果得られる避難
    誘導路を上記指示カーソルで指示し、さらに災害の方向
    にある地物を他の地物とは異なる色などで強調表示する
    上記ベクトル地図データの上で火災延焼，浸水のような
    災害シミュレーションを行う手段を備えたことを特徴と
    するビジュアル地図システム。
11. 【請求項１１】ベクトル地図データを検索し、検索され
    たベクトル地図データから景観データを作成し、作成さ
    れた景観データを視点の位置と方向によって決まる２次
    元の平面に投影して表示するビジュアル地図の表示方法
    であって、 視点の位置又は方向を変更し、上記視点を垂直方向から
    水平方向に変更したとき、変更した視点に基づきベクト
    ル地図データから景観データを作成して表示し、上記視
    点を水平方向から垂直方向に変更したとき、景観データ
    の代わりにベクトル地図データを用いて表示するよう表
    示方法を選択することを特徴とするビジュアル地図の表
    示方法。