JPH07220055A

JPH07220055A - 鳥瞰図表示機能付ナビゲーションシステム

Info

Publication number: JPH07220055A
Application number: JP6034202A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Watabe; 眞幸渡部; Norimasa Kishi; 則政岸; Yoshitaka Yatsugi; 義考矢次
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1994-02-07
Filing date: 1994-02-07
Publication date: 1995-08-18
Anticipated expiration: 2018-09-29
Also published as: JP3451699B2

Abstract

(57)【要約】【目的】表示基準点付近の地図情報を拡大して見るこ
とができると同時に遠方の領域も表示して広域情報全体
を把握できるようにし，また，運転中の表示切り換え頻
度を低減させ，操作性を向上させる。【構成】外部記憶装置１０１に格納され，一定の正方
形区画領域（メッシュ）ごとに分割されている地図情報
を，表示基準点決定装置１０２により決定された地図上
の表示基準点に基づいて鳥瞰図表示に必要な演算処理を
演算処理装置１０３が実行し，該演算結果である地図情
報を画像表示装置１０４に表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は，地図を斜め方向から
見下ろしたような視覚効果を与える鳥瞰図表示機能を有
するナビゲーションシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来におけるナビゲーションシステムと
しては，例えば，図１５に示すような構成のものがあ
る。このナビゲーションシステムにあっては，各種地図
情報を格納する外部記憶装置１５０１と，表示領域を決
定するための基準となる点（表示基準点）を決定する表
示基準点決定装置１５０２と，表示縮尺情報を入力する
表示縮尺入力装置１５０３と，上記外部記憶装置１５０
１，表示基準点決定装置１５０２，表示縮尺入力装置１
５０３からの情報を入力して所定の演算処理を実行する
演算処理装置１５０４と，演算処理装置１５０４の演算
処理結果を表示する画像表示装置１５０５とから構成さ
れている。

【０００３】さらに，上記演算処理装置１５０４を機能
別に分解すると，地図情報を保持しておく内部記憶部１
５０４−２と，外部記憶装置１５０１に蓄積された地図
情報から現在の表示に必要な部分を表示基準点および表
示縮尺に基づき選択し，内部記憶部１５０４−２に取り
込むデータアクセス部１５０４−１と，表示縮尺入力装
置１５０３により与えられた縮尺情報に応じて地図情報
から画像データを作成し，画像表示装置１５０５に対し
て出力する画像データ出力部１５０４−３とから構成さ
れている。

【０００４】次に，動作について説明する。外部記憶装
置１５０１には地図情報が一定区画領域ごとに分割され
て収められている（図５参照）。この一定区画とは，例
えば経線または緯線に平行な直線で区切られた１０ｋｍ
四方の正方形区画領域である。以後，この一定の正方形
区画領域をメッシュと呼ぶことにする。

【０００５】表示対象となる地図上の領域は，例えば，
自車両の現在位置を中心として一定範囲に限定される。
この自車両位置のような表示領域を決定する基準となる
点を以後，表示基準点と呼ぶことにする。演算処理装置
１５０４のデータアクセス部１５０４−１は，外部記憶
装置１５０１から表示基準点および表示縮尺に応じて表
示に必要なメッシュを選択する。

【０００６】図１６は，図１５に示したナビゲーション
システムの処理動作を示すフローチャートであり，ま
ず，データアクセス部１５０４−１は，表示基準点決定
装置１５０２により表示基準点（ＣＸ，ＣＹ）をセット
し（Ｓ１６０１），表示縮尺入力装置１５０３により表
示縮尺（Ｋ）をセットする（Ｓ１６０２）。次に，上記
表示基準点決定装置１５０２および表示縮尺入力装置１
５０３からの出力にしたがって表示対象となる地図上の
領域を逆算する（Ｓ１６０３）。画像表示装置１５０５
の画面サイズを横ＤＸ，縦ＤＹ，表示縮尺をＫとし，表
示基準点（ＣＸ，ＣＹ）を画面中心として表示すること
とすれば，表示対象領域は，横座標ｘ，縦座標ｙとし
て，下記の数１により表される。ここで，表示領域は常
に画像表示装置１５０５の画面に相似な矩形領域とな
る。

【０００７】

【数１】

【０００８】次に，この表示対象領域を被覆する最少数
のメッシュを選択し，決定する（Ｓ１６０４）。上記数
１により定めた表示対象領域の横座標上下限および縦座
標上下限をそれぞれＸ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２とし，メッ
シュ格子点を（Ｘｎ，Ｙｍ）により表すことにすれば，
下記の数２のとき，必要なメッシュは閉領域〔Ｘｎ，Ｘ
ｎ＋ｉ〕×〔Ｙｍ，Ｙｍ＋ｊ〕に相当するｉ×ｊ枚であ
る。

【０００９】

【数２】

【００１０】次に，選択された各メッシュの情報が既に
内部記憶部１５０４−２に取り込まれて（存在して）い
るか否かを判断し（Ｓ１６０５），内部記憶部１５０４
−２上に存在しないと判断した場合には，相当する内部
記憶部１５０４−２にないメッシュの地図情報のみを取
り込む（Ｓ１６０６）。

【００１１】反対に，内部記憶部１５０４−２上に存在
すると判断した場合，あるいは上記ステップＳ１６０６
の処理終了後，画像データ出力部１５０４−３が，内部
記憶部１５０４−２上の各地図情報に対して表示縮尺入
力装置１５０３より入力された表示縮尺に応じた相似変
換を実行し，図形データとして画像表示装置１５０５に
出力する（１６０７）。その後，一連の処理が終了した
か否かを判断して（Ｓ１６０８），一連の処理が終了し
たと判断した場合には，処理を終了させる。反対に，処
理が終了していないと判断した場合には，上記ステップ
Ｓ１６０１に戻って同様の処理を繰り返す。以上の処理
動作により，このナビゲーションシステムは，表示基準
点の真上から鉛直下方に地上を見下ろした地図画像を画
像表示装置１５０５に出力することができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，このよ
うな従来におけるナビゲーションシステムにあっては，
縮尺率の高い（Ｋ小）広域表示においては，地図図形が
圧縮されるため，表示基準点付近の地図情報を読み取る
ことが困難になり，反対に，縮尺率の低い（Ｋ大）拡大
表示においては，表示領域が狭くなるため，推奨経路な
どの広域にわたる情報を全体的に見ることができない。
その結果，利用者が必要に応じて広域表示と拡大表示を
切り換えなければならないため，操作性が悪いという問
題点があった。

【００１３】また，その際，従来におけるナビゲーショ
ンシステムにあっては，常に画面に相似な矩形であった
地図上の表示対象領域が，鳥瞰図表示機能では台形領域
となるため，従来のナビゲーションシステムと同様の構
成で鳥瞰図表示機能を実現しようとした場合，表示に必
要な外部記憶装置上のメッシュの選択が複雑となり，表
示基準点の移動に伴う画面の更新の処理時間が長くなる
という新たな問題点が発生する。

【００１４】この発明は，上記に鑑みてなされたもので
あって，地図を斜めから見下ろした視覚効果を与える鳥
瞰図表示機能により，表示基準点付近の地図情報を拡大
して見ることができると同時に遠方の領域も表示して広
域情報全体を把握できるようにし，また，運転中の表示
切り換え頻度を低減させ，操作性を向上させることを第
１の目的とする。

【００１５】また，この発明は，上記に鑑みてなされた
ものであって，外部記憶装置のメッシュ選択手順を単純
化し，表示基準点の移動に伴う画面の更新の処理時間を
短縮することを第２の目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに，請求項１に係る鳥瞰図表示機能付ナビゲーション
システムは，一定の正方形区画領域（メッシュ）ごとに
分割されている地図情報を格納する外部記憶手段と，地
図上の表示基準点を決定する表示基準点決定手段と，前
記外部記憶手段および表示基準点決定手段からの情報に
基づいて鳥瞰図表示に必要な演算処理を行う演算処理手
段と，前記演算処理手段による演算結果である地図情報
を表示する画像表示手段とを具備するものである。

【００１７】また，請求項２に係る鳥瞰図表示機能付ナ
ビゲーションシステムは，一定の正方形区画領域（メッ
シュ）ごとに分割されている地図情報を格納する外部記
憶手段と，地図上の表示基準点を決定する表示基準点決
定手段と，視野角その他の表示パラメータを入力して，
該表示パラメータの値を任意に設定変更する表示パラメ
ータ入力手段と，前記外部記憶手段と表示基準点決定手
段からの情報および表示パラメータ入力手段により入力
された表示パラメータに基づいて鳥瞰図表示に必要な演
算処理を行う演算処理手段と，前記演算処理手段による
演算結果である地図情報を表示する画像表示手段とを具
備するものである。

【００１８】また，請求項３に係る鳥瞰図表示機能付ナ
ビゲーションシステムは，前記演算処理手段が，前記表
示基準点決定手段からの情報に基づき視点位置，表示対
象領域を決定する視点位置／表示対象領域決定手段と，
前記外部記憶手段に格納されている地図情報にアクセス
するデータアクセス手段と，所定の記憶容量を有し前記
データアクセス手段によりアクセスされた情報を格納す
る内部記憶手段と，前記内部記憶手段に格納された地図
情報を前記視点位置／表示対象領域決定手段により決定
された情報に基づいて座標変換し，鳥瞰図データを生成
する図形データ座標変換手段と，前記図形データ座標変
換手段により生成された鳥瞰図データを前記画像表示手
段に出力する画像データ出力手段とから構成されている
ものである。

【００１９】また，請求項４に係る鳥瞰図表示機能付ナ
ビゲーションシステムは，前記正方形区画領域（メッシ
ュ）の１辺長の整数倍と表示対象領域の外接円の直径を
等しくするものである。

【００２０】また，請求項５に係る鳥瞰図表示機能付ナ
ビゲーションシステムは，前記整数倍の値が，前記内部
記憶手段の前記記憶容量に応じて予め設定されているも
のである。

【００２１】また，請求項６に係る鳥瞰図表示機能付ナ
ビゲーションシステムは，前記演算処理手段が，前記表
示基準点の移動に従い前記画像表示手段の表示画像を更
新する際に，前記視点位置／表示対象領域決定手段によ
り決定された表示領域に対応する前記外部記憶手段のメ
ッシュを前記外接円の中心座標に基づいて決定すること
により，前記外部記憶手段に対するデータアクセスを低
減するものである。

【００２２】また，請求項７に係る鳥瞰図表示機能付ナ
ビゲーションシステムは，前記演算処理手段が，あらか
じめ個々の地図情報に定められた詳細度と視点からの距
離に応じて段階的に前記画像表示手段に地図表示を行う
ものである。

【００２３】また，請求項８に係る鳥瞰図表示機能付ナ
ビゲーションシステムは，前記演算処理手段が，前記画
像表示手段の限定された範囲に地図情報を表示し，地図
情報表示範囲外に地図情報以外の情報を表示するもので
ある。

【００２４】

【作用】この発明に係る鳥瞰図表示機能付ナビゲーショ
ンシステム（請求項１）は，一定の正方形区画領域（メ
ッシュ）ごとに分割されている地図情報を地図上の表示
基準点に基づいて鳥瞰図表示に必要な演算処理を行い，
該演算結果である地図情報を表示するので，該鳥瞰図表
示により表示基準点付近の詳細情報と広域情報全体の両
方を把握でき，また，表示切換え頻度が低減して，操作
性が向上する。

【００２５】この発明に係る鳥瞰図表示機能付ナビゲー
ションシステム（請求項２）は，一定の正方形区画領域
（メッシュ）ごとに分割されている地図情報を地図上の
表示基準点と，視野角その他の表示パラメータに基づい
て鳥瞰図表示に必要な演算処理を行い，該演算結果であ
る地図情報を表示するので，利用者の用途や嗜好に合わ
せて視野／視点位置を自由に選択できる。

【００２６】この発明に係る鳥瞰図表示機能付ナビゲー
ションシステム（請求項３）は，演算処理手段による演
算処理に関して，視点位置，表示対象領域を決定し，外
部記憶手段に格納されている地図情報にアクセスし，該
アクセスした情報を格納し，該格納された地図情報を決
定された視点位置，表示対象領域に基づいて座標変換
し，鳥瞰図データを生成し，該生成された鳥瞰図データ
を画像表示手段に出力するので，外部記憶手段上のメッ
シュ選択に必要なパラメータの値を容易に求めることが
できる。

【００２７】この発明に係る鳥瞰図表示機能付ナビゲー
ションシステム（請求項４）は，正方形区画領域（メッ
シュ）の１辺長の整数倍と表示対象領域の外接円の直径
を等しくするので，外部記憶手段の地図情報に対するア
クセスが容易となる。

【００２８】この発明に係る鳥瞰図表示機能付ナビゲー
ションシステム（請求項５）は，整数倍の値が，内部記
憶手段の前記記憶容量に応じて予め設定されているの
で，与えられたハードウェア上の制約に対して，これを
可能な限り有効に利用することができ，処理時間が短縮
される。

【００２９】この発明に係る鳥瞰図表示機能付ナビゲー
ションシステム（請求項６）は，表示基準点の移動に従
い表示画像を更新する際に，前記視点位置／表示対象領
域決定手段により決定された表示領域を前記外部記憶手
段のメッシュを外接円の中心座標に基づいて決定するこ
とにより，外部記憶手段に対するデータアクセスを低減
するので，処理時間の短縮化が実現する。

【００３０】この発明に係る鳥瞰図表示機能付ナビゲー
ションシステム（請求項７）は，あらかじめ個々の地図
情報に定められた詳細度と視点からの距離に応じて段階
的に地図表示を行うので，情報可読性を向上させる。

【００３１】この発明に係る鳥瞰図表示機能付ナビゲー
ションシステム（請求項８）は，画像表示手段の限定さ
れた範囲に地図情報を表示し，地図情報表示範囲外に地
図情報以外の情報を表示するので，鳥瞰図としての視覚
効果を強調し，かつ，より多くの情報を利用者に供給す
ることができる。

【００３２】

【実施例】

〔実施例１〕以下，この発明に係る鳥瞰図表示機能付ナ
ビゲーションシステムの実施例を図面に基づいて説明す
る。図１は，この発明に係る鳥瞰図表示機能付ナビゲー
ションシステムの概略構成を示すブロック図であり，図
において，地図情報を格納する外部記憶装置１０１（特
許請求の範囲における外部記憶手段）と，地図上におけ
る表示基準点を決定する表示基準点決定装置１０２（特
許請求の範囲における表示基準点決定手段）と，外部記
憶装置１０１，表示基準点決定装置１０２から入力され
る情報に基づいて各種演算処理を実行する演算処理装置
１０３（特許請求の範囲における演算処理手段）と，演
算処理装置１０３による演算処理結果である地図情報を
表示する画像表示装置１０４（特許請求の範囲における
画像表示手段）とから構成されている。

【００３３】また，上記演算処理装置１０３は，視点位
置，表示対象領域を決定する視点位置／表示対象領域決
定部１０３−１（特許請求の範囲における視点位置／表
示対象領域決定手段），上記外部記憶装置１０１とデー
タアクセスを行うデータアクセス部１０３−２（特許請
求の範囲におけるデータアクセス手段），データアクセ
ス部１０３−２を介して入力された情報を格納する内部
記憶部１０３−３（特許請求の範囲における内部記憶手
段），視点位置／表示対象領域決定部１０３−１および
内部記憶部１０３−３からの情報に基づいて図形データ
を座標変換する図形データ座標変換部１０３−４（特許
請求の範囲における図形データ座標変換手段），図形デ
ータ座標変換部１０３−４により座標変換された図形デ
ータを画像表示装置１０４に対して出力する画像データ
出力部１０３−５（特許請求の範囲における画像データ
出力手段）から構成されている。

【００３４】次に，動作について説明する。図２は，図
１に示したナビゲーションシステムの処理動作を示すフ
ローチャートであり，まず，視点位置／表示対象領域決
定部１０３−１が与えられた表示パラメータから視線俯
角と視点高さを決定する（Ｓ２０１）。これらの数値
は，外部記憶装置１０１に格納されているメッシュ選択
手順の単純化に必要な条件を満足しなければならない。
この必要条件とそれに基づく計算方法について，以下に
説明する。

【００３５】図６において，視点は３次元直交座標系
（ｘ，ｙ，ｚ）内の点（０，０，ｈ）にあり，方位＋ｙ
方向，俯角θをもって地上を見下ろしているものとす
る。θを垂直方向の半視野角（図６に示したβ）よりも
大きくとると，表示対象領域は等脚台形ＡＢＣＤの内部
となる。ここで，台形ＡＢＣＤに外接する円形領域を考
える。外接円半径をＲとするとき，直径２Ｒがメッシュ
１枚の１辺の長さと等しければ，図７に示すように円形
領域が地図上をどのように移動してもこれを被覆するの
に必要なメッシュは高々４枚であり，この円形領域に内
接する表示対象台形領域も同じメッシュで十分に被覆さ
れる。

【００３６】より一般的に，外接円直径２Ｒをメッシュ
１辺長のＮ倍（Ｎは自然数）に等しくとれば，この円形
領域の被覆に必要なメッシュの枚数は高々（Ｎ＋１）²
枚である。したがって，メッシュ選択手順単純化の必要
条件は，表示対象領域である台形の外接直径をメッシュ
の１辺長の整数倍と等しくすることである。倍数Ｎは，
内部記憶部１０３−３の記憶容量に応じてあらかじめ定
めておけばよい。図６において，水平方向の半視野角を
α，画像表示装置の画面の縦／横比をＳとする。垂直方
向の半視野角βおよび画面上下端における水平方向片側
見込角γは，下記の数３により求められる。

【００３７】

【数３】

【００３８】その結果，４点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの座標を
（−Ｗ１，Ｄ１），（Ｗ１，Ｄ１），（Ｗ２，Ｄ２），
（−Ｗ２，Ｄ２）とおくと，下記の数４となる。したが
って，外接円の中心のｙ座標ｙ０，および半径Ｒは，下
記の数５，数６により表される。なお，数５，数６およ
びこれ以降の数式においては，表記を簡略化するため，
ｔａｎα≡Ａ，ｔａｎθ≡ｔと置き換えている。

【００３９】

【数４】

【００４０】

【数５】

【００４１】

【数６】

【００４２】表示パラメータとして，外接円半径Ｒ，水
平方向視野角２α，画面縦／横比Ｓを与えれば，２つの
未知変数ｈ，ｔの関係が上記数６に示したように定まる
が，これだけでは変数の値が決定しないので，さらに表
示パラメータを導入する必要がある。一例として本実施
例では，表示画面下辺の実寸（線分ＡＢの長さ，すなわ
ち，２Ｗ１）を採用する。これは視点に最も近い領域の
おおよその表示縮尺を示す指標である。Ｗ１の計算式を
上述の簡略記法を用いて説明すると，下記の数７とな
る。

【００４３】

【数７】

【００４４】したがって，上記数数６，数７より，下記
の数８に表示パラメータＲ，Ａ，Ｓ，Ｗ１を代入して，
ｔ＞ＳＡ（すなわちθ＞β）なるｔの実根を求め，数６
または数７に代入してｈの値を得る。

【００４５】

【数８】

【００４６】ここで，ｔを求めるにはニュートン法など
の近似解法を用いてもよいし，厳密解を求めることもで
きる。上記数８のｔ＞ＳＡなるｔの実根は，下記の数９
において，下記の数１０となり，これを上記数７に代入
してｈを求める。

【００４７】

【数９】

【００４８】

【数１０】

【００４９】例えば，メッシュの１辺長を１０ｋｍ（外
接円直径を１辺長の１倍に等しいとおいてＲ＝５０００
ｍ），画面下辺実寸を５００ｍ（Ｗ１＝２５０），水平
方向視野角を４０°（Ａ＝ｔａｎ２０°），画面の縦／
横比を３／４（Ｓ＝０．７５）として，上記数９，数１
０によりｔを求めると，ｔ＝０．３１７８９６（θ＝１
７．６°）となり，これを上記数７に代入してｈ＝３８
６．７８ｍを得る。

【００５０】図２に示したフローチャートに戻り，表示
基準点決定装置１０２を介して表示基準点（ＣＸ，Ｃ
Ｙ）および視線の向く方角（φ）をセットし（Ｓ２０
２），次に，視点位置／表示対象領域決定部１０３−１
は，表示基準点決定装置１０２から出力される表示基準
点に従い視点位置を決定する（Ｓ２０３）。表示基準点
決定装置１０２の例としては，ＧＰＳセンサ等により自
車両の現在位置を計測し，これを表示基準点として出力
する自車両位置計測装置，あらかじめ登録された登録地
点リストから利用者入力により１つを選択して表示基準
点として出力する登録地点呼出装置，前回の表示基準点
に利用者入力により定められる変位を加えて新しい表示
基準点として出力するスクロール変位入力装置等が考え
られる。

【００５１】図８において，表示基準点は点（ＣＸ，Ｃ
Ｙ）であるとする。これを画面上のどこに表示するかに
より視点位置の計算方法は異なるが，ここでは一例とし
て，画面縦方向中心線に沿って下辺から実寸ＤＣの距離
に表示するものとする。また視点の向く方角についても
様々な定め方が考えられるが，ここでは，表示基準点の
座標と共に表示基準点決定装置１０２の出力として＋ｘ
方向からの角度φで与えられるものとする。視点位置を
（ＶＸ，ＶＹ，ＶＺ）とすると，これらのパラメータよ
り，ＶＸ＝ＣＸ−（ＤＣ＋Ｄ１）ｃｏｓφ，ＶＹ＝ＣＹ−（ＤＣ＋Ｄ１）ｓｉｎφ と求まる。また，すでに述べたようにＶＺに関しては，
ＶＺ＝ｈとなる。

【００５２】図２に示したフローチャートにおいて，次
に，データアクセス部１０３−２が外接円の中心座標を
求め（Ｓ２０４），画面表示に必要な（Ｎ＋１）²枚の
メッシュを選択する（Ｓ２０５）。表示対象領域の外接
円の中心を（ＲＸ，ＲＹ）とすると，図８に示すよう
に，ＲＸ＝ＶＸ＋ｙ０ｃｏｓφ，ＲＹ＝ＶＹ＋ｙ０ｓｉｎφ であるから，図９にしたがって，下記の数１１のとき必
要なメッシュは〔Ｘ_n，Ｘ_n+N+1〕×〔Ｙ_m，
Ｙ_n+N+1〕に相当する（Ｎ＋１）²枚である。

【００５３】

【数１１】

【００５４】次に，データアクセス部１０３−２は，選
択された各メッシュの情報が既に内部記憶部１０３−３
に取り込まれて（存在して）いるか否かを判断し（Ｓ２
０６），取り込まれていないと判断した場合には，相当
するメッシュ情報を取り込む（Ｓ２０７）。すなわち，
内部記憶部１０３−３にないメッシュのみ地図情報を取
り込む。こうして演算処理装置１０３の内部記憶部１０
３−３には，常時，メッシュ（Ｎ＋１）²枚までの地図
情報が保持されることになる。

【００５５】内部記憶部１０３−３の地図情報が確定す
ると，図形データ座標変換部１０３−４が各地図情報に
対して座標変換を実行し，画像データ出力部１０３−５
に変換データを出力する（Ｓ２０８）。地図情報は，例
えば３次元空間中の点の集合｛（ＭＸｉ，ＭＹｉ，ＭＺ
ｉ）｜ｉ＝１，２，・・・｝として内部記憶部１０３−
３に蓄積されており，図形データ座標変換部１０３−４
は以下に説明する手順により，これを画像表示装置１０
４の画面に固定された２次元座標値｛（ＳＸｉ，ＳＹ
ｉ）｜ｉ＝１，２，・・・｝に変換する。

【００５６】図１０（ａ）〜（ｄ）に示すように，ま
ず，地図空間座標系（ｘ，ｙ，ｚ）により記述された点
（ＭＸｉ，ＭＹｉ，ＭＺｉ）が，２次元画面座標系を３
次元に拡大した空間座標系（ｘｅ，ｙｅ，ｚｅ）中の点
（ＥＸｉ，ＥＹｉ，ＥＺｉ）に変換される。（ｘｅ，ｙ
ｅ，ｚｅ）は視点を原点とし，画像表示装置１０４の画
面の右方向を＋ｘｅ，上方向を＋ｙｅとする右手座標系
である。両座標系中の２点の関係は，下記の数１２とな
る。

【００５７】

【数１２】

【００５８】こうして得られた点（ＥＸｉ，ＥＹｉ，Ｅ
Ｚｉ）に対して，これを画面上に透視射影した点（ＳＸ
ｉ，ＳＹｉ）を相似変換により求める。視点（原点）か
ら画面までの距離ＤＳは，画面の横幅をＤＸ，水平方向
半視野角をαとすれば，ＤＳ＝ＤＸ／（２ｔａｎα）に
より与えられ，これを用いて点（ＳＸｉ，ＳＹｉ）は，
下記の数１３により求められる。

【００５９】

【数１３】

【００６０】再び，図２に示したフローチャートに戻っ
て，最後に画像データ出力部１０３−５が，求められた
画面座標（ＳＸｉ，ＳＹｉ）に対して，例えば，クリッ
ピング等の処理を実行し，画像データとして画像表示装
置１０４に出力する（Ｓ２０９）。その後，内部記憶部
１０３−３上の各地図情報に対して上記ステップＳ２０
８とＳ２０９の処理を繰り返した後，処理が終了したか
否かを判断し（Ｓ２１０），処理が終了していないと判
断した場合には，上記ステップＳ２０２における視点位
置／表示対象領域決定部１０３−１の処理に戻り，新し
い表示基準点に基づいて視点位置を更新して，以下メッ
シュ選択，（必要ならば）内部記憶部１０３−３の更
新，座標変換と描画を繰り返す。

【００６１】〔実施例２〕次に，実施例２について説明
する。この実施例２に係る鳥瞰図表示機能付ナビゲーシ
ョンシステムは，図１に示した実施例１の構成に，各種
表示パラメータを入力するための表示パラメータ入力装
置３００（特許請求の範囲における表示パラメータ入力
手段）を追加した構成である。図４は，図３に示した鳥
瞰図表示機能付ナビゲーションシステムの処理動作を示
すフローチャートである。上記実施例１においては，定
数として与えられていた表示パラメータのうち，水平方
向視野角２α，画面下辺実寸２Ｗ１を利用者が表示パラ
メータ入力装置３００を介して適宜入力できるものとし
（Ｓ４０１），これらの表示パラメータの値に変化があ
ったか否かを判断する（Ｓ４０２）。その結果，表示パ
ラメータの値に変化があったと判断した場合には，視点
位置／表示対象領域決定部１０３−１は俯角（θ）と，
視点高さ（ｈ）を再計算する（Ｓ４０３）。このとき，
本実施例２では，画面の縦／横比Ｓを画面サイズ縦Ｄ
Ｙ，横ＤＸに対して，Ｓ＝Ｇ・ＤＹ／ＤＸ（０＜Ｇ＜１）として画面上の地図表示範囲を図１１に示すように限定
し，境界線として疑似的な地平線をおいて，それより上
には，例えば，現在時間などの情報を表示するものとす
る。

【００６２】さらに，本実施例２にあっては，表示画面
の地図表示範囲を複数領域に分割し，視点からの距離に
応じて表示する地図情報の詳細度を変化させる段階表示
処理を行う。例えば，図１１に示したように表示範囲を
２分割し，上部（遠景）を概略地図表示範囲，下部（近
景）を詳細地図表示範囲とする。外部記憶装置１０１上
に記憶されている個々の地図情報にはあらかじめ詳細度
のレベル付けが施されているものとする。例えば，高速
道路や国道のような主要道路については詳細度１，地方
道やその他の小規模道路については詳細度２などとし，
概略地図表示範囲には詳細度１の道路のみ表示し，詳細
地図表示範囲には詳細度に関わらず全ての道路を表示す
る。

【００６３】これらの地図情報は，先の実施例と同様に
共通のメッシュごとに記憶管理されていてもよいし，あ
るいは，詳細度ごとに異なる大きさのメッシュ単位で記
憶されていてもよい（一般に，詳細度の高いデータほど
その量は多くなるので，メッシュは細かく設定する）。
ここでは，後者の場合をとって１辺長Ｌ１のメッシュご
とに主要道路が，１辺長Ｌ２のメッシュごとに詳細道路
が記憶されているものとする（ここで，Ｌ１＞Ｌ２，例
えば，Ｌ１＝１０ｋｍ，Ｌ２＝２ｋｍ）。

【００６４】再び，図４に示したフローチャートにおい
て，俯角・高さの算出後，表示基準点決定装置１０２に
よる表示基準点等の設定（Ｓ４０４），視点位置の算出
（Ｓ４０５）は，上記実施例１と同様に実行される。こ
こで，外接円の直径２Ｒは主要道路メッシュ１辺長Ｌ１
の整数Ｎ倍に等しくなるようにあらかじめ定めた値であ
る。すなわち，Ｒ＝Ｎ・Ｌ１／２（例えば，Ｎ＝１，ｌ
１＝１０ｋｍとすればＲ＝５０００ｍ）となる。

【００６５】次に，データアクセス部１０３−２は主要
道路メッシュの選択に必要な外接円中心（ＲＸ，ＲＹ）
と共に，詳細道路メッシュの選択に必要な小円の中心座
標（ｒｘ，ｒｙ）を求める（Ｓ４０６）。ここに，小円
の直径２ｒは詳細道路メッシュ１辺長Ｌ２の整数Ｍ倍に
等しくなるようにあらかじめ定めた値である。すなわ
ち，ｒ＝Ｍ・Ｌ２／２（例えば，Ｍ＝１，Ｌ２＝２ｋｍ
とすればｒ＝１０００ｍ）となる。

【００６６】図１２において，ｙ軸上に中心を持ち２点
Ａ，Ｂを通る半径ｒの小円を考えると，その中心点のｙ
座標ｙ１は，下記の数１４により表される。

【００６７】

【数１４】

【００６８】このとき，小円が表示対象領域の外郭線と
交わる２点をＣ’，Ｄ’とすれば台形ＡＢＣ’Ｄ’は，
２ｒ＝Ｍ・Ｌ２（Ｍは自然数）の条件が満足されている
限り常に高々（Ｍ＋１）²枚の詳細道路メッシュで十分
に被覆される。上記数１４により，ｙ１が与えられれば
小円の中心座標は，ｒｘ＝ＶＸ＋ｙ１ｃｏｓφ，ｒｙ＝ＶＹ＋ｙ１ｓｉｎφ により求められる。

【００６９】図４に示したフローチャートにおいて，次
に，データアクセス部１０３−２は外部記憶装置１０１
上のメッシュの選択を実行する（Ｓ４０７）。主要道路
メッシュについては，上記数１１が成立するとき，〔Ｘ
_n，Ｘ_n+N+1〕×〔Ｙ_m，Ｙ_n+N+1〕に相当する（Ｎ＋
１）²枚を選択する。詳細道路メッシュについても同様
に，下記の数１５のとき，〔Ｘ_P，Ｘ_p+M+1〕×
〔Ｙ_q，Ｙ_q+M+1〕に相当する（Ｍ＋１）²枚のメッシ
ュを選択する。

【００７０】

【数１５】

【００７１】また，選択メッシュと内部記憶部１０３−
３との対照（Ｓ４０８）と，内部記憶部１０３−３上へ
の取り込み（Ｓ４０９）は，上記実施例１と同様に実行
される。内部記憶部１０３−３には，常時（Ｎ＋１）²
枚分の概略地図情報と（Ｍ＋１）²枚分の詳細地図情報
が保持される。

【００７２】次に，内部記憶部１０３−３上の地図情報
が確定すると，図形データ座標変換部１０３−４が各地
図情報（ＭＸｉ，ＭＹｉ，ＭＺｉ）に対して，上記数１
２，ＤＳ＝ＤＸ／（２ｔａｎα），数１３により座標変
換を実行し，画像表示装置１０４の２次元画面座標（Ｓ
Ｘｉ，ＳＹｉ）を得る（Ｓ４１０）。最後に，画像デー
タ出力部１０３−５がこれを画像データとして画像表示
装置１０４に出力する。このとき，画像データ出力部１
０３−５は個々の地図情報に付随する詳細度にしたがっ
て異なるクリッピング処理を行う（Ｓ４１１）。例え
ば，詳細度１をもつ主要道路データに対しては，図１１
にしたがって画面座標（ＳＸｉ，ＳＹｉ）が，下記の数
１６を満足するデータのみを表示対象とし，これ以外の
領域にあるデータをクリッピングする。

【００７３】

【数１６】

【００７４】また，これに対して詳細度２をもつ詳細道
路データにおいては，下記の数１７を表示対象範囲とす
る。下記の数１７において，Ｆは図１１における概略地
図表示範囲と詳細地図表示範囲との境界線のｙ値（縦座
標値）を疑似地平線のｙ値に対する比で表したものであ
る。

【００７５】

【数１７】

【００７６】図１２において，点Ｃ’の座標を（Ｗ３，
Ｄ３），直線ＢＣ’の傾きをＭとおけば，下記の数１
８，数１９が得られる。

【００７７】

【数１８】

【００７８】

【数１９】

【００７９】これを解いて，下記の数２０とする。

【００８０】

【数２０】

【００８１】また，図１３にしたがって，上記Ｆは，下
記の数２１のように求まる。

【００８２】

【数２１】

【００８３】先の数値例を用い，さらに１辺２ｋｍの詳
細道路メッシュ４枚で小円を被覆するものとして，ｒ＝
１０００とすれば，Ｆ＝０．４８４６，したがって，詳
細道路の表示に際しては地図表示範囲の中央から上辺に
向かって４８．５％のところでクリッピングを行えばよ
い。

【００８４】全ての画像データの出力を終了し，なお地
図表示処理を続行するのであれば，視点位置／表示対象
領域決定部１０３に処理（ステップＳ４０１）を戻し
（Ｓ４１２），表示パラメータの更新のチェックから繰
り返し，処理を行う。

【００８５】本実施例２では道路情報の詳細度とそれに
伴う表示範囲の分割を２段階として説明したが，任意の
段階数の場合も同様に実施可能である。また，本実施例
２により得られた鳥瞰図表示画面の例を図１４に示す。
詳細地図表示範囲には詳細道路が表示されているが，概
略地図表示範囲ではクリップアウトされている。また疑
似地平線より上には，目的地の方向を示す三角形のマー
クを表示している。

【００８６】

【発明の効果】以上説明してきたように，この発明に係
る鳥瞰図表示機能付ナビゲーションシステム（請求項
１）によれば，一定の正方形区画領域（メッシュ）ごと
に分割されている地図情報を地図上の表示基準点に基づ
いて鳥瞰図表示に必要な演算処理を行い，該演算結果で
ある地図情報を表示するため，該鳥瞰図表示により表示
基準点付近の詳細情報と広域情報全体の両方を把握で
き，また，表示切換え頻度を低減させて，操作性を向上
させることができる。

【００８７】また，この発明に係る鳥瞰図表示機能付ナ
ビゲーションシステム（請求項２）によれば，一定の正
方形区画領域（メッシュ）ごとに分割されている地図情
報を地図上の表示基準点と，視野角その他の表示パラメ
ータに基づいて鳥瞰図表示に必要な演算処理を行い，該
演算結果である地図情報を表示するため，利用者の用途
や嗜好に合わせて視野／視点位置を自由に選択すること
ができる。

【００８８】また，この発明に係る鳥瞰図表示機能付ナ
ビゲーションシステム（請求項３）によれば，演算処理
手段による演算処理に関して，視点位置，表示対象領域
を決定し，外部記憶手段に格納されている地図情報にア
クセスし，該アクセスした情報を格納し，該格納された
地図情報を決定された視点位置，表示対象領域に基づい
て座標変換し，鳥瞰図データを生成し，該生成された鳥
瞰図データを画像表示手段に出力するため，外部記憶手
段上のメッシュ選択に必要なパラメータの値を容易に求
めることができる。

【００８９】また，この発明に係る鳥瞰図表示機能付ナ
ビゲーションシステム（請求項４）によれば，正方形区
画領域（メッシュ）の１辺長の整数倍と表示対象領域の
外接円の直径を等しくするため，外部記憶手段の地図情
報に対するアクセスが容易となる。

【００９０】また，この発明に係る鳥瞰図表示機能付ナ
ビゲーションシステム（請求項５）によれば，整数倍の
値が，内部記憶手段の記憶容量に応じて予め設定されて
いるため，与えられたハードウェア上の制約に対して，
これを可能な限り有効に利用することができる。

【００９１】また，この発明に係る鳥瞰図表示機能付ナ
ビゲーションシステム（請求項６）によれば，表示基準
点の移動に従い表示画像を更新する際に，地図上の表示
領域を被覆する外部記憶手段上のメッシュを外接円の中
心座標に基づいて決定することにより，外部記憶手段に
対するデータアクセスを低減するため，処理時間の短縮
化を実現できる。

【００９２】また，この発明に係る鳥瞰図表示機能付ナ
ビゲーションシステム（請求項７）によれば，あらかじ
め個々の地図情報に定められた詳細度と視点からの距離
に応じて段階的に地図表示を行うため，情報可読性を向
上させることができる。

【００９３】また，この発明に係る鳥瞰図表示機能付ナ
ビゲーションシステム（請求項８）によれば，画像表示
手段の限定された範囲に地図情報を表示し，地図情報表
示範囲外に地図情報以外の情報を表示するため，鳥瞰図
としての視覚効果を強調し，かつ，より多くの情報を利
用者に供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る実施例１の概略構成を示すブロ
ック図である。

【図２】図１に示したナビゲーションシステムの処理動
作を示すフローチャートである。

【図３】この発明に係る実施例２の概略構成を示すブロ
ック図である。

【図４】図３に示したナビゲーションシステムの処理動
作を示すフローチャートである。

【図５】外部記憶装置の地図情報の蓄積形態を示す説明
図である。

【図６】視点位置と表示画面と表示対象領域との関係を
示す説明図である。

【図７】表示対象領域と外接円が地図上を移動する状態
を示す説明図である。

【図８】視点と表示基準点と外接円中心との位置関係を
示す説明図である。

【図９】外接円中心から必要なメッシュを選択する方法
を示す説明図である。

【図１０】地図情報の座標変換法を示す説明図である。

【図１１】地図表示範囲の限定・分割と疑似地平線を示
す説明図である。

【図１２】表示対象領域と外接円，小円との関係を示す
説明図である。

【図１３】地図表示範囲の分割境界線の位置を示す説明
図である。

【図１４】本発明に係る鳥瞰図表示画面の例を示す説明
図である。

【図１５】従来におけるナビゲーションシステムの概略
構成を示すブロック図である。

【図１６】図１５に示したナビゲーションシステムの処
理動作を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０１外部記憶装置１０２表示基準点決定装置１０３演算処理装置１０３−１視点位置／表示対象領域決定部１０３−２データアクセス部１０３−３内部記憶部１０３−４図形データ座標変換部１０３−５画像データ出力部１０４画像表示装置３００表示パラメータ入力装置

【手続補正書】

【提出日】平成７年４月２８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６１】〔実施例２〕次に，実施例２について説明
する。この実施例２に係る鳥瞰図表示機能付ナビゲーシ
ョンシステムは，図１に示した実施例１の構成に，各種
表示パラメータを入力するための表示パラメータ入力装
置３００（特許請求の範囲における表示パラメータ入力
手段）を追加した構成である。図４は，図３に示した鳥
瞰図表示機能付ナビゲーションシステムの処理動作を示
すフローチャートである。上記実施例１においては，定
数として与えられていた表示パラメータのうち，水平方
向視野角２α，画面下辺実寸２Ｗ１を利用者が表示パラ
メータ入力装置３００を介して適宜入力できるものとし
（Ｓ４０１），これらの表示パラメータの値に変化があ
ったか否かを判断する（Ｓ４０２）。その結果，表示パ
ラメータの値に変化があったと判断した場合には，視点
位置／表示対象領域決定部１０３−１は俯角（θ）と，
視点高さ（ｈ）を再計算する（Ｓ４０３）。このとき，
本実施例２では，画面の縦／横比Ｓを画面サイズ縦Ｄ
Ｙ，横ＤＸに対して，Ｓ＝Ｇ・ＤＹ／ＤＸ（０＜Ｇ＜１）として画面上の地図表示範囲を図１１に示すように限定
し，境界線として疑似的な地平線をおいて，それより上
の疑似的な空の部分には，例えば，現在時間などの情報
を表示するものとする。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００８５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００８５】本実施例２では道路情報の詳細度とそれに
伴う表示範囲の分割を２段階として説明したが，任意の
段階数の場合も同様に実施可能である。また，本実施例
２により得られた鳥瞰図表示画面の例を図１４に示す。
詳細地図表示範囲には詳細道路が表示されているが，概
略地図表示範囲ではクリップアウトされている。また，
境界線としての疑似地平線より上の疑似的な空の部分に
は，目的地の方向を示す三角形のマークを表示してい
る。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００９３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００９３】また，この発明に係る鳥瞰図表示機能付ナ
ビゲーションシステム（請求項８）によれば，画像表示
手段の限定された範囲に地図情報を表示し，地図情報表
示範囲外に地図情報以外の情報，例えば，空，現在時
間，目的地方向を示すマークを表示するため，鳥瞰図と
しての視覚効果を強調し，かつ，より多くの情報を利用
者に供給することができる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１４】

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０８Ｇ 1/0969 7740−3Ｈ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一定の正方形区画領域（メッシュ）ごと
に分割されている地図情報を格納する外部記憶手段と，
地図上の表示基準点を決定する表示基準点決定手段と，
前記外部記憶手段および表示基準点決定手段からの情報
に基づいて鳥瞰図表示に必要な演算処理を行う演算処理
手段と，前記演算処理手段による演算結果である地図情
報を表示する画像表示手段とを具備することを特徴とす
る鳥瞰図表示機能付ナビゲーションシステム。
【請求項２】一定の正方形区画領域（メッシュ）ごと
に分割されている地図情報を格納する外部記憶手段と，
地図上の表示基準点を決定する表示基準点決定手段と，
視野角その他の表示パラメータを入力して，該表示パラ
メータの値を任意に設定変更する表示パラメータ入力手
段と，前記外部記憶手段と表示基準点決定手段からの情
報および表示パラメータ入力手段により入力された表示
パラメータに基づいて鳥瞰図表示に必要な演算処理を行
う演算処理手段と，前記演算処理手段による演算結果で
ある地図情報を表示する画像表示手段とを具備すること
を特徴とする鳥瞰図表示機能付ナビゲーションシステ
ム。
【請求項３】前記演算処理手段は，前記表示基準点決
定手段からの情報に基づき視点位置，表示対象領域を決
定する視点位置／表示対象領域決定手段と，前記外部記
憶手段に格納されている地図情報にアクセスするデータ
アクセス手段と，所定の記憶容量を有し前記データアク
セス手段によりアクセスされた情報を格納する内部記憶
手段と，前記内部記憶手段に格納された地図情報を前記
視点位置／表示対象領域決定手段により決定された情報
に基づいて座標変換し，鳥瞰図データを生成する図形デ
ータ座標変換手段と，前記図形データ座標変換手段によ
り生成された鳥瞰図データを前記画像表示手段に出力す
る画像データ出力手段とから構成されていることを特徴
とする請求項１または２記載の鳥瞰図表示機能付ナビゲ
ーションシステム。
【請求項４】前記正方形区画領域（メッシュ）の１辺
長の整数倍と表示対象領域の外接円の直径を等しくする
ことを特徴とする請求項３記載の鳥瞰図表示機能付ナビ
ゲーションシステム。
【請求項５】前記整数倍の値は，前記内部記憶手段の
前記記憶容量に応じて予め設定されていることを特徴と
する請求項４記載の鳥瞰図表示機能付ナビゲーションシ
ステム。
【請求項６】前記演算処理手段は，前記表示基準点の
移動に従い前記画像表示手段の表示画像を更新する際
に，前記視点位置／表示対象領域決定手段により決定さ
れた表示領域に対応する前記外部記憶手段のメッシュを
前記外接円の中心座標に基づいて決定することにより，
前記外部記憶手段に対するデータアクセスを低減するこ
とを特徴とする請求項４または５記載の鳥瞰図表示機能
付ナビゲーションシステム。
【請求項７】前記演算処理手段は，あらかじめ個々の
地図情報に定められた詳細度と視点からの距離に応じて
段階的に前記画像表示手段に地図表示を行うことを特徴
とする請求項１または２記載の鳥瞰図表示機能付ナビゲ
ーションシステム。
【請求項８】前記演算処理手段は，前記画像表示手段
の限定された範囲に地図情報を表示し，地図情報表示範
囲外に地図情報以外の情報を表示することを特徴とする
請求項１または２記載の鳥瞰図表示機能付ナビゲーショ
ンシステム。