JPH09292830A - 電子地図表示方法及び電子地図表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】２次元地図表示と３次元地図表示を感覚的に円
滑に切り替える。 【解決手段】２次元地図１ａの表示から３次元地図１ｃ
の表示へ切り替えるときに、その間に、２次元地図を３
次元地図の目標点となる座標を中心として、拡大，回
転，傾斜させた局所的透視平面地図（疑似３次元地図）
１ｂを表示し、表示形態の変化に連続性をもたせるよう
にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カーナビゲーショ
ンに代表される電子地図表示方法及び電子地図表示装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子地図表示装置として代表的なカーナ
ビゲーション装置には、このカーナビゲーション装置を
搭載した自動車（自車）の位置を基準にした周囲の道路
地図を２次元図形で作成して表示し、この２次元地図上
に自車の位置と進行方向を示す矢印を表示する２次元地
図表示方法と、周囲の道路地図を３次元図形で作成して
表示する３次元地図表示方法が採用されている。

【０００３】初期のカーナビゲーション装置は、紙面地
図をビットマップイメージのデータに変換して地図情報
としてメモリに記憶しておき、該当領域を読み出してそ
のまま表示していた（ビットマップ方式）が、現在で
は、地図情報をベクトル方式で記憶しておき、マイクロ
プロセッサや専用の描画プロセッサなどで演算して得た
２次元図形データをビデオメモリ（フレームバッファ）
に展開描画して２次元地図として表示する方法が主流と
なっている。

【０００４】ベクトル方式の採用で地図の表示方法に大
きな自由度が与えられたために、様々な表示方式が開発
されて実用化されてきた。例えば、 （Ａ）自車の現在の進行方向が上になるように地図を逐
次回転させるへディングアップ表示方法 （Ｂ）縮尺レベルの異なる２つの地図を同じ画面に同時
に表示する２画面表示方法 （Ｃ）特定の交差点に注目して該交差点周辺の道路およ
び目標となる建物などを拡大表示する交差点拡大表示方
法 などがあり、更に新しい地図表現方法としては、 （Ｄ）通常の地図は上空から真下を向いて地面を見下ろ
した視点で描画されているのに対して、鳥の目の視点で
上空から斜めに地面を見下ろして遠近感を与えるように
描画した平面地図の透視変換表示（鳥瞰図表示）方法 （Ｅ）２次元の道路網地図データを基にして、仮想的な
３次元構造物データを付け加えて、透視変換処理，陰面
処理，陰影付け処理などの３次元処理を施し、運転者の
視点でみた風景に近い３次元画像を表示する仮想風景３
次元地図表示方法 などがある。鳥瞰図表示の技術は、例えば、特開平７−
２１８２８０号公報に開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】紙面に描画した普通の
地図の用途は、単に目的地の位置が判ればよいだけであ
る。これに対して、カーナビゲーションでは、時々刻々
と移り変わる自車の現在位置を示すと共に目的地への誘
導情報を提供することが必要であるために、前述したよ
うな特殊な表示方式が有効となっている。

【０００６】「へディングアップ表示方法」（Ａ）は、
自車の進行方向を基準として、相対的に見て前方の道路
形状を適確に把握するのに便利であり、道路網情報が密
で詳細な道路形状を表現する縮尺レベルの地図を表示す
るときに適している。通常の地図は北方位を上として見
る習慣から、日本全土が表示されるような縮尺レベルの
地図をへディングアップ表示した場合には、方位感覚に
混乱が生じ、知っている地形であってもその認識ができ
ず、極めて異質な感覚を覚えることになる。

【０００７】このへディングアップ表示方法の改良版が
「鳥瞰図表示方法」（Ｄ）である。この鳥瞰図表示方法
は、運転者が前方を見る視点に近い視点で描画（表現）
する相対的方位表示であることから理解し易く、その目
的とする情報、すなわち進行前方の道路網を優先的に遠
方まで表示できるという点で優れている。

【０００８】「２画面表示方法」（Ｂ）は、自車の走行
地点の部分的な拡大地図で道路網を詳細に表示しなが
ら、該拡大地図の地理的位置を把握できるように通常の
縮尺レベルの地図も同時に表示するものである。その表
示方法としては、画面を縦あるいは横に２分割して表示
する分割画面方式と、画面全体よりも小さい矩形枠を作
ってその中にもう１つの画面を形成する子画面方式があ
る。

【０００９】「交差点拡大表示方法」（Ｃ）は、交差点
の道路分岐を示す局所的な拡大図表示方法であり、単純
な２次元平面図であったり進行方向を見た透視変換平面
図であったりする。しかし、実際の交差点部分、例えば
首都高速道路の出入口ランプなどの道路は、傾斜があ
り、一般道路と高速道路が立体交差しているなどのよう
に立体的な変化も複雑であるので、平面的な地図での表
現が困難である。特に、運転者が瞬時に理解できるよう
に表現することに非常な困難が伴い実用的ではない。こ
のようなことから、見易くて正確な経路誘導を実現する
ために、３次元の立体地図表示をすることが求められて
いる。

【００１０】一方、このようなカーナビゲーションに特
有の経路誘導のための地図表示機能とは別に、電子地図
表示の機能として、情報サービスと検索の機能がある。
この機能は、ナビゲーションシステム研究会で提案して
いる統一フォーマットの規格において、ＩＩＳ（インテ
グレーテッド・インフォメーション・サービス）と呼ば
れている。これは、地図上の施設や店舗などの様々な情
報を文字や自然画像や音声によって提供するものであ
り、検索機能や地図表示機能とリンクし、ＩＩＳのメニ
ュー画面から検索して選択した地名，駅名，施設名，電
話番号などから、その地点を示す地図を表示したり、そ
の逆に、地図上に表示されている文字記号を選択するこ
とにより、それに関する情報が得られるなど、紙面地図
に比べて非常に便利なものとなっている。

【００１１】繁華街や歓楽街（アミューズメントスポッ
ト）などでは、通常の道路網地図情報よりも更に詳細な
街並レベルの地図、いわゆるタウンガイドマップの情報
を取り扱う必要性があり、現状では、局所的に特別な地
図縮尺レベルを設けたり、ＩＩＳの自然画像で表示した
りしている。このような詳細レベルでの地図表示におい
ては、ビルなどの建物の形状を記号化された平面的な２
次元地図よりも具体的に表示するように、店舗の個別名
称を看板などで示して実際の風景に近い地図表示を行う
ことができる３次元地図表示が適している。

【００１２】しかし、現在の地図情報は、２次元地図情
報を記憶しているだけであるので、３次元地図表示は、
「仮想風景３次元地図表示方法」（Ｅ）のように、実際
の風景ではない仮想風景を表示させる機能に留まってい
る。

【００１３】３次元地図表示方法は、詳細な地図表示方
法として有効な方法であり、３次元情報を含む地図デー
タの充実が期待されている。また、最近のコンピュータ
技術の進歩は目覚ましく、航空機のフライトシミュレー
タなどの特殊な用途に限られていた多大なる計算量を必
要とする複雑な３次元処理が、パーソナルコンピュータ
や家庭用ゲーム機のような安価なハードウェアにおいて
も実現できるようになってきたために、３次元地図表示
方法は、カーナビゲーション装置においても実用的な地
図表示方法になりつつある。

【００１４】このような技術的進歩の背景から、カーナ
ビゲーション装置または電子地図表示装置は、目的に応
じた２種類の表現方法、すなわち２次元地図表示と３次
元地図表示の２種類の表示機能を持たせる方向に進んで
いる。

【００１５】地図の用途を考慮すると、２次元地図は広
い範囲を記号化して（抽象的に）表示するのに適してお
り、３次元地図は狭い範囲を実写に近い風景的な画像を
（写実的に）表示するのに適している。例えば、２次元
地図では、高速道路や国道などの主要幹線道路は、一般
道路と区別して色分けされている。３次元地図では、道
路の種別は実際の道幅で示したり、国道番号看板で見易
く示すことができる。

【００１６】このような用途の違いから、２次元地図と
３次元地図では縮尺率に大きな隔たりがあり、また、２
次元地図は北上固定方位であるが３次元地図は進行方位
を基準とした相対方位表示であるというように、縮尺率
と方位の２点が異なっている。従って、電子地図表示装
置に２次元地図表示機能と３次元地図表示機能を併設
し、用途に応じて地図表示方式を切り替えると、縮尺率
の変化と方位の変化が大きいために、感覚的に位置と方
位を瞬時には把握し難いという問題が起こる。

【００１７】本発明の１つの目的は、２次元地図表示と
３次元地図表示を把握し易い形態で切り替えることがで
きる電子地図表示方法及び電子地図表示装置を提供する
ことにある。

【００１８】本発明の他の目的は、カーナビゲーション
において、運転者に理解し易い地図表示切り替えができ
る電子地図表示方法及び電子地図表示装置を提供するこ
とにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は、２次元地図と
３次元地図を選択的に表示する電子地図表示において、
２次元地図表示と３次元地図表示の切り替えの間に、３
次元地図の目標点となる座標を中心として、前記２次元
地図を拡大，回転，傾斜させて生成した局所的透視平面
地図（疑似３次元地図）を表示することにより、２種類
の地図表示の変化が連続的に見えるような移行表示を行
うものである。

【００２０】具体的には、２次元地図表示から３次元地
図表示への移行は、次のような手順で表示制御を行う。 （ａ）３次元地図の目標点となる座標を中心として２次
元地図を拡大表示する。 （ｂ）３次元の視線方位が上になるまで２次元地図を回
転表示する。 （ｃ）２次元地図の表示上の水平軸に対して奥行方向に
傾斜するような透視変換表示を行う。

【００２１】ここまでで疑似３次元地図表示が完了する
が、このときの縮尺率と視線方位は、３次元地図表示の
それと一致するような拡大率，回転角，傾斜角とする。

【００２２】（ｄ）疑似３次元地図に３次元地図を重ね
て表示する。 （ｅ）疑似３次元地図を消去して３次元地図のみが残る
ようにする。 ここで全ての移行過程が終了する。

【００２３】（ａ）から（ｅ）の変化の過程は、連続的
に拡大率や回転角や傾斜角を少しずつ変化させ、毎秒３
０コマ程度の表示速度で行うことが望ましいが、人の感
覚で連続しているように認識できるような範囲内であれ
ば、ある程度変化量を大きくして表示速度が遅く段階的
な表示となるようにしても構わない。

【００２４】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、この順番通り
に行う必然性はなく、例えば、（ｂ），（ａ），（ｃ）
の順に行ったり、あるいは（ａ）と（ｂ）同時に行うよ
うなことも可能である。また、（ｄ）と（ｅ）について
は、疑似３次元地図の輝度を下げると同時に３次元地図
の輝度を上げて行くクロスフェード法がより効果的であ
る。

【００２５】３次元地図表示から２次元地図表示への移
行では、上記の手順の逆の順で表示を行えばよい。

【００２６】

【発明の実施の形態】２次元地図表示機能は、地形，道
路網，地名，地図記号などの地図要素を線，多角形，文
字，記号などの図形要素として２次元位置座標と共にベ
クトル方式で記憶している地図情報記憶媒体から地図情
報として読み出し、図形要素を展開描画して平面地図と
して表示する機能である。

【００２７】３次元地図表示機能は、高度差を持つ地形
や立体道路や建物や街路樹などを多面体オブジェクトと
して３次元座標と共にベクトル方式で記憶している３次
元地図情報記憶媒体から地図情報として読み出し、３次
元座標系に展開し、透視変換や陰面処理や陰影付け等を
施して立体地図として表示する機能である。

【００２８】以上のような２つの地図表示の中間的な形
態として、仮想３次元地図表示機能がある。これは、２
次元地図情報を基にして、２次元の位置座標に対して建
物や街路樹などの３次元構造物の立体図形情報（仮想の
構造物データ）を加えて３次元的な地図として表示する
機能である。

【００２９】図１は、本発明になる電子地図表示の基本
概念図である。図の上段（ａ）に示した２次元地図１ａ
では、道路は太さを持った線で表現し、公園や川は多角
形の内部を模様で塗り潰すことによって表現している。
また、建物や施設（郵便局，病院）は、地図記号（〒，
＋）とその具体的な名称を文字列（○○郵便局，××病
院）によって表現している。そして、表示画面２は、自
車の現在地とその進行方向を示す矢印３を含めた範囲を
表示する。

【００３０】この２次元地図を、矢印３の位置と方位
で、前方の中央の交差点を目標点として拡大，回転，傾
斜させた透視変換平面図が、中段（ｂ）に示した疑似３
次元地図１ｂである。道路は線から面に変換して表現
し、透視変換によって手前は太く、奥は細くして遠近感
がある表現としている。地図記号と文字は、その表示開
始位置の地図座標を拡大，回転，傾斜の座標変換を行
い、透視変換で得られる表示画面座標を基準点として正
立で同サイズの文字記号のビットマップを展開して表示
する。これは、他の図形要素と扱いが異なる点である。

【００３１】下段（ｃ）は３次元地図１ｃであり、３次
元地図データを基に構築し、道路網はセンターライン等
を含み道路の質感を持ったテクスチャを貼り付けた四角
形の組み合わせで表現している。施設や建物は、その建
物の特徴を表すテクスチャと共に３次元座標で立体デー
タとしてモデリングしており、透視変換処理，陰影付け
処理，陰面処理などの３次元画像処理を施して、表示画
面２に風景画像として表示している。

【００３２】疑似３次元地図１ｂの表示から３次元地図
１ｃの表示への移行は、疑似３次元地図１ｂを消去して
３次元地図１ｃを表示するが、縮尺と視点が一致してい
るためにクロスフェードなどで連続的な移行が可能であ
る。

【００３３】図２は、本発明になる電子地図表示装置の
ハードウェア構成を示すブロック図である。本発明は、
特定の電子地図表示装置のハードウェアに依存するもの
ではなく、単純なビットマップ表示機能のみを有するハ
ードウェア構成であっても、十分な処理速度を備えてい
れば、全てをＣＰＵのソフトウェアによる情報処理によ
って実現することが可能である。図示説明の例は、リア
ルタイム（毎秒３０フレーム程度）で滑らかに２次元地
図表示から３次元地図表示へ移行することを想定し、現
在の技術水準で実現するのに好適なハードウェアの構成
例である。

【００３４】符号「ｐ」はプロセッサに属することを意
味し、符号「ｍ」はメモリに属することを意味し、白抜
きの矢印はデータの流れを意味し、実線の矢印は制御を
意味する。また、地図データの記憶再生部やＣＰＵに付
属するプログラムＲＯＭとワークＲＡＭやビデオ信号へ
の変換部などは省略している。

【００３５】この電子地図表示装置は、２つの専用描画
プロセッサｐ１（ＶＤＰ１），ｐ２（ＶＤＰ２）と汎用
のＣＰＵｐ０および各用途ごとに割り付けられたメモリ
ｍ１〜ｍ８を備える。

【００３６】専用描画プロセッサｐ１は、主に３次元地
図描画を補助するためのプロセッサであり、専用描画プ
ロセッサｐ２は、主に２次元地図表示と疑似３次元地図
表示を行うためのプロセッサであり、ＣＰＵｐ０は、主
に２次元地図の描画や３次元地図の演算処理を行うため
のプロセッサである。また、ＣＰＵｐ０は、全体のタイ
ミング調整や２つの専用描画プロセッサｐ１，ｐ２の制
御も行う。

【００３７】３種類のフレームバッファｍ５，ｍ６，ｍ
７のうちで、文字記号展開用フレームバッファｍ６と２
次元地図透視変換用フレームバッファｍ７は、２次元地
図描画用のフレームバッファであり、例えば、解像度３
６０（横方向）×２４０（縦方向）ドット，１６色のパ
レット形式・ビットマップ方式である。３次元地図展開
用フレームバッファｍ５は、３次元地図描画用のフレー
ムバッファであり、縦横解像度３６０×２４０ドット
で、３次元陰影付けのためＲＧＢ各５ビットで３２７６
８色のＲＧＢ形式・ビットマップ方式である。

【００３８】専用描画プロセッサｐ２は、複数のフレー
ムバッファｍ５，ｍ６，ｍ７を走査してデータを読み出
し、フレームバッファｍ５，ｍ６，ｍ７毎に付けられた
優先順位に従ってピクセルデータを選択し、パレット形
式の場合にはカラールックアップテーブルｍ８を参照し
てパレットコードから８ビットのＲＧＢ値へ変換し、Ｒ
ＧＢ形式の場合には各５ビットを３ビットシフトして８
ビットＲＧＢ値へ変換して出力する。

【００３９】これらのフレームバッファｍ５，ｍ６，ｍ
７のデータに従って表示する１画面分のデータをまとめ
て「面」と呼び、それぞれのフレームバッファｍ５，ｍ
６，ｍ７は、専用描画プロセッサｐ２の走査による読み
出しの対象となる表示面と、ＣＰＵｐ０や専用描画プロ
セッサｐ１によって地図の要素図形が展開描画される描
画面の２つの面から構成され、描画完了後の次の垂直帰
線のタイミングに同期して表示面と描画面が切り替えら
れる。文字記号展開用フレームバッファｍ６の表示面に
対しては、ピクセルデータの「０」は透明とする設定を
して、２次元地図透視変換用フレームバッファｍ７に重
ね合わせる。

【００４０】専用描画プロセッサｐ２は、フレームバッ
ファの走査方法を変えて、回転，拡縮，傾斜の表示を行
う機能を有する。これについては後で詳しく説明する。
更に、２つの面のＲＧＢ値を一定の比率で加算平均する
色演算機能を有しており、クロスフェードを行うことも
できる。

【００４１】専用描画プロセッサｐ１は、描画コマンド
と描画像データを与えることによって、図形を３次元地
図展開用フレームバッファｍ５上に展開描画する。３次
元地図表示に必要な機能として、矩形のビットマップデ
ータを４頂点座標データで与えられる不等辺四角形（以
下、ポリゴンと略す）に変形して描画する機能と、４つ
の頂点に対して輝度オフセットを設定し、変形四角形内
のピクセルデータの輝度が連続的に変化するように補間
して輝度オフセットを加えるグーローシーディング機能
がある。前者は、ポリゴンで３次元地図を表示する際の
基本機能であり、後者は、一定方向からの光線を当てた
ときにできる面の明るさの違いを表現する陰影付け処理
に関する機能である。陰面処理は、座標変換した奥行の
深い方のポリゴンから順に、専用描画プロセッサ（ＶＤ
Ｐ１）コマンド列バッファｍ３にポリゴン描画コマンド
を並べて専用描画プロセッサｐ１の描画順序を調整する
ことによって実現される。その他の３次元地図描画に必
要な座標変換演算などの処理は、ＣＰＵｐ０が行う。

【００４２】次に、データの流れに沿って説明する。

【００４３】漢字フォントビットマップと外字フォント
扱いとなる地図記号や特殊文字などのビットマップデー
タは、文字記号ビットマップデータテーブルｍ２に予め
設定し、また、地図表示に使用する色は、カラールック
アップテーブルｍ８に予め設定しておく。地図データ記
憶媒体（ＣＤ−ＲＯＭなど）から読み出して地図データ
バッファｍ１に蓄えた２次元地図データは、ＣＰＵｐ０
によって読み出して解析する。

【００４４】この地図データのうちで道路網や地形を表
す図形要素は、ベクトル方式のデータであり、地図座標
から画面座標へ座標変換し、線や多角形のビットマップ
に展開描画して２次元地図透視変換用フレームバッファ
ｍ７へ描画する。地図データのうちで文字列や地図記号
などは、データが表示開始地図座標と文字コードとから
なっており、地図座標は画面座標へ変換し、その表示開
始位置から１文字毎に文字コードに対応したビットマッ
プフォントデータを文字記号ビットマップデータテーブ
ルｍ２から取り出して色コードとなる４ビットのピクセ
ルデータに変換して文字記号展開用フレームバッファｍ
６へ展開描画する。これらの描画は、ＣＰＵｐ０によっ
て行う。

【００４５】文字記号展開用フレームバッファｍ６と２
次元地図透視変換用フレームバッファｍ７のビットマッ
プ地図は、専用描画プロセッサｐ２によって走査して読
み出され、文字記号が上になるように重ねて８ビットの
ＲＧＢ値に変換して後段のビデオ信号変換部（図示省
略）へ送られる。

【００４６】３次元地図の場合、地図データ記憶媒体か
ら読み出して地図データバッファｍ１に蓄えた３次元地
図データは、ＣＰＵｐ０によって読み出して解析する。
３次元地図のデータ形式に従ってワークＲＡＭ上で３次
元座標空間上の多数のポリゴンに展開する。グーローシ
ェーディングの輝度オフセット値は、このポリゴンの法
線ベクトルと光源ベクトルの角度から決定する。

【００４７】視点から見た透視変換により、ポリゴンの
頂点の３次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）を２次元の画面座標
（Ｘ，Ｙ）と奥行き座標（Ｚ）に変換する。このポリゴ
ンデータは、４頂点のうちで奥行き座標の最も大きい値
をポリゴン面の代表値として、大きさ順に並べ替え（Ｚ
ソート）、ＶＤＰ１コマンド列バッファｍ３へ描画コマ
ンドとして書き込む。各ポリゴンに貼り付けられるべき
テクスチャビットマップデータは、テクスチャーデータ
テーブルｍ４へまとめて置き、同時にポリゴン描画コマ
ンドには、どのテクスチャを使用するかを示す値（イン
デックス）を付け加える。グーローシェーディングの輝
度オフセット値も、描画コマンドに付け加えて設定す
る。

【００４８】ＶＤＰ１コマンド列バッファｍ３内のポリ
ゴン描画コマンドは、専用描画プロセッサｐ１で順に読
み出して、テクスチャーデータテーブルｍ４内のテクス
チャーデータとグーローシェーディング輝度オフセット
を参照しながら、ビットマップ面として３次元地図展開
用フレームバッファｍ５へ展開描画する。

【００４９】３次元地図展開用フレームバッファｍ５の
３次元地図ビットマップデータは、専用描画プロセッサ
ｐ２で走査して読み出し、８ビットＲＧＢ値に変換して
ビデオ信号変換部に送る。

【００５０】図３は、専用描画プロセッサｐ２における
ビットマップ平面図の拡縮，回転，傾斜表示機能の説明
図である。符号「ｆ」はフレームバッファを意味し、符
号「ｄ」はディスプレイ装置を意味する。

【００５１】１段目（ａ）は、フレームバッファｆ１に
対する通常の走査方法と、これによってディスプレイ装
置の表示画面ｄ１上に現れる図形の関係を示している。
テレビやコンピュータディスプレイなどの表示装置にお
いて、走査線は、上から下へ、各走査線内では左から右
へという順で走査して１画面を表示している。ビットマ
ップのピクセルデータは、通常はフレームバッファのメ
モリアドレスの昇順に並んでおり、この順に走査して読
み出すことで、メモリ上の画像イメージをそのまま画面
上に表示している。専用描画プロセッサｐ２は、この走
査順序（方向）を変えることによって、図形の回転，拡
大，縮小，傾斜などの表示制御を行う。

【００５２】２段目（ｂ）は、図形の回転表示の例であ
る。フレームバッファｆ２は、斜め方向に走査して読み
出す。フレームバッファｆ２内の図形はフレームバッフ
ァｆ１と同じであるが、斜めに走査して読み出すことに
より、水平状態の走査線で表示する表示画面ｄ２の図形
は斜めに回転して表示されることになる。走査の傾斜角
度を変えることによって、フレームバッファｆ２上のデ
ータを変更することなく、表示画面ｄ２上では、画面に
対して垂直な軸に関して種々に回転した図形を表示する
ことができる。

【００５３】３段目（ｃ）は、図形の拡大表示の例であ
る。フレームバッファｆ３に対する走査を縦横方向共に
密にして同じピクセルデータを重ねて（繰り返して）読
み出すようにする。例えば、図形を２倍に拡大して表示
画面ｄ３に表示するときは、横方向にはフレームバッフ
ァ上の１ピクセルを２度連続して読み出し、縦方向には
フレームバッファの同じラインを２度連続して読み出す
ようにする。１〜２倍の間の倍率の場合は、その比率に
応じて重ね読みをするピクセルと重ね読みをしないピク
セルとを混在させる。これとは逆に、ピクセルを間引い
て読み出すことによって、図形の縮小表示も可能とな
る。

【００５４】４段目（ｄ）は、図形を傾斜させて表示す
る例である。フレームバッファｆ４に対する走査方法に
おいて、各走査線毎に拡大縮小の倍率を設定することに
より、透視変換した表示と同じ傾斜平面図を表示画面ｄ
４に表示することができる。

【００５５】これらの各走査方法は組み合わせることも
可能であり、回転角，拡縮率，傾斜角を同時に設定した
画面表示を行うこともできる。

【００５６】図４は、ＣＰＵｐ０が専用描画プロセッサ
ｐ１，ｐ２と協働して実行する制御処理のフローチャー
トである。

【００５７】ステップｓ１，ｓ２は、２次元地図の描画
である。通常の２次元地図表示では方位と縮尺率は固定
であるので、文字や記号は、地形や道路網などの背景を
描くフレームバッファに重ねて描画してもよい。２次元
地図表示から疑似３次元地図表示への移行のために、ス
テップｓ１，ｓ２では、地形や道路網と文字や記号をフ
レームバッファｍ６，ｍ７に分離して描画する。この分
離描画を完了した後に、ステップｓ３において、２つの
フレームバッファｍ６，ｍ７のデータを重ねて表示する
ことを専用描画プロセッサｐ２に設定する。ここでは、
３次元地図表示用フレームバッファｍ５は非表示とす
る。この制御処理では、２次元地図表示状態となる。

【００５８】ここで、運転者の指示または自動的な経路
誘導制御機能によって３次元地図表示が指示されると、
ステップｓ４において、３次元地図表示の拡大率ｋＮ，
回転角θＮ，傾斜角φＮを決定する。拡大率ｋＮは、表
示している２次元地図の縮尺率と３次元地図の縮尺率と
の比である。回転角θＮは、２次元地図の北方位を
「０」とするとき、３次元地図の視線（視点と目標点を
結ぶ線）の水平成分方位がその角度になる。傾斜角φＮ
は、２次元平面図を表示画面に対してどれだけ傾けるか
を示す角度であり、３次元地図の視線の垂直成分である
俯角をδとすると（９０°−δ）である。

【００５９】ステップｓ５において、３次元地図を３次
元地図展開用フレームバッファｍ５に描画する。

【００６０】ステップｓ６において、２次元地図表示か
ら疑似３次元地図表示への移行時間を決めて、フレーム
毎の表示パラメータ（ｋｉ＝ｉフレーム目の拡大率，θ
ｉ＝ｉフレーム目の回転角，φｉ＝ｉフレーム目の傾斜
角）を計算する。例えば、移行時間を２秒としてフレー
ム時間が１／３０秒とすると、Ｎ＝６０であり、前半の
１秒間で拡大率ｋｉを変化させて、後半の１秒間で回転
角θｉと傾斜角φｉを変化させる。拡大率ｋｉは等比数
列的に変化させるようにし、回転角θｉと傾斜角φｉは
等差数列的に変化させるという設定ができる。

【００６１】ステップｓ７，ｓ１２，ｓ１３は、ｉを変
数とするループ構造である。

【００６２】ステップｓ８において、文字記号の表示開
始位置を（ｋｉ，θｉ，φｉ）のパラメータで画面座標
に座標変換してフレーム毎に文字記号展開用フレームバ
ッファｍ６に展開描画する。

【００６３】ステップｓ９は、フレーム切り替えタイミ
ングを待つ時間調整制御であり、例えば、垂直帰線期間
の開始タイミングを検出する。

【００６４】ステップｓ１０では、疑似３次元地図表示
面（透視変換面）を（ｋｉ，θｉ，φｉ）のパラメータ
で設定し、ステップｓ１１において、先に展開してある
文字記号表示用フレームバッファｍ６の表示面と描画面
を切り替えることにより、地図背景と文字記号を同期さ
せる。

【００６５】設定回数分ループした後に、ステップｓ１
４に移り、疑似３次元地図表示と３次元地図表示の面を
切り替える。

【００６６】３次元地図表示から２次元地図表示に切り
替えるときには、前記疑似３次元地図の形状変化は、逆
の形状変化を起こして移行するように制御処理ステップ
を構成する。

【００６７】このように、２次元地図表示から３次元地
図表示の切り替えの途中に疑似３次元地図表示を介在さ
せることにより、運転者に感覚的な混乱を与えることが
少なくなり、把握し易い切り替えを実現することができ
る。

【００６８】拡大率ｋＮが大きい（４倍以上程度）場合
は、ハードウェアによる透視変換表示では元の２次元地
図のピクセルがそのまま拡大して表示されるために、地
図の解像度が低くなって見難い図形表示になってしま
う。このため、一定倍率毎にベクトル方式の座標データ
の方で拡大して２次元地図を描画し直す処理を行うこと
が望ましい。また、このときには、道路などの線の図形
データは、幅を持った帯状の面に変換して描画すること
も必要である。この地図背景面の描画更新は、ループの
中で並列に処理することになる。ハードウェア（専用描
画プロセッサｐ２の機能）による拡大とソフトウェア
（再描画）による拡大の画面を切り替えるときには、解
像度が変化するために、２つの面を色演算機能でクロス
フェードすると滑らかな表示になって見易くなる。

【００６９】また、この実施形態では、３次元地図を先
に描画しているが、ループの中で並列処理するように構
成することも可能である。

【００７０】また、この実施形態は、地図データ記憶媒
体から３次元地図情報を読み出して３次元地図表示を行
う例で説明した。他の方法としては、地図データ記憶媒
体から２次元地図情報を読み出し、別の記憶媒体から読
み出した３次元の構造物データを追加する方法で３次元
地図表示を行うようにすることもできる。

【００７１】

【発明の効果】本発明は、地図の縮尺と方位の異なる２
次元地図表示と３次元地図表示を切り替えるときに、そ
の間に疑似３次元地図表示を行うことによって縮尺と方
位を連続的に変化させるようにしたので、２次元地図表
示と３次元地図表示を直接的に切り替える場合に比べ
て、位置と進行方位が把握し易い切り替え表示を実現す
ることができる。

【００７２】特に、カーナビゲーションにおいては、運
転者が理解し易い切り替え表示を実現し、運転者の負担
を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる電子地図表示の基本概念図であ
る。

【図２】本発明になる電子地図表示装置のハードウェア
構成を示すブロック図である。

【図３】本発明になる電子地図表示装置における専用描
画プロセッサのビットマップ平面図の拡縮，回転，傾斜
表示機能の説明図である。

【図４】本発明になる電子地図表示装置におけるＣＰＵ
が専用描画プロセッサと協働して実行する制御処理のフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１ａ…２次元地図、１ｂ…疑似３次元地図、１ｃ…３次
元地図、２…表示画面、３…自車を示す矢印、ｐ０…Ｃ
ＰＵ、ｐ１…ＶＤＰ１、ｐ２…ＶＤＰ２、ｍ１…地図デ
ータバッファ、ｍ２…文字記号ビットマップデータテー
ブル、ｍ３…専用描画プロセッサコマンド列バッファ、
ｍ４…テクスチャデータテーブル、ｍ５…３次元地図展
開用フレームバッファ、ｍ６…文字記号展開用フレーム
バッファ、ｍ７…２次元地図透視変換用フレームバッフ
ァ、ｍ８…カラールックアップテーブル。

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｇ０６Ｔ 3/40 Ｇ０６Ｆ 15/66 ３５０Ａ 15/20 ３５５Ｊ Ｇ０８Ｇ 1/0969 15/72 ４５５

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２次元地図と３次元地図を選択的に表示す
   る電子地図表示方法において、 ２次元地図表示と３次元地図表示の切り替えの間に、３
   次元地図の目標点となる座標を中心として、前記２次元
   地図を拡大，回転，傾斜させて生成した局所的透視平面
   地図を表示することを特徴とする電子地図表示方法。
2. 【請求項２】請求項１において、前記局所的透視平面地
   図は、拡大率，回転角，傾斜角を経時的に変えて表示す
   ることを特徴とする電子地図表示方法。
3. 【請求項３】請求項２において、２次元地図表示から３
   次元地図表示への切り替えるときには、前記局所的透視
   平面地図は、拡大率を変えて表示した後に回転角，傾斜
   角を変えて表示することを特徴とする電子地図表示方
   法。
4. 【請求項４】請求項２において、３次元地図表示から２
   次元地図表示への切り替えるときには、前記局所的透視
   平面地図は、回転角，傾斜角を変えて表示した後に拡大
   率を変えて表示することを特徴とする電子地図表示方
   法。
5. 【請求項５】請求項２において、前記局所的透視平面地
   図は、拡大率，回転角，傾斜角を同時に変えて表示する
   ことを特徴とする電子地図表示方法。
6. 【請求項６】２次元地図と３次元地図を選択的に表示す
   るカーナビゲーション装置における電子地図表示方法に
   おいて、 現在位置を表示する２次元地図表示と該現在位置を基準
   として進行方位を表示する３次元地図表示の切り替えの
   間に、３次元地図の目標点となる座標を中心として、前
   記２次元地図を拡大，回転，傾斜させて生成した局所的
   透視平面地図を表示することを特徴とするカーナビゲー
   ション装置における電子地図表示方法。
7. 【請求項７】２次元地図と３次元地図を選択的に表示す
   る電子地図表示装置において、 ２次元地図を生成する２次元地図生成手段と、３次元地
   図を生成する３次元地図生成手段と、３次元地図の目標
   点となる座標を中心として、前記２次元地図を拡大，回
   転，傾斜させて局所的透視平面地図を生成する透視平面
   地図生成手段と、２次元地図表示と３次元地図表示の切
   り替えの間に前記局所的透視平面地図を表示する表示切
   り替え手段を設けたことを特徴とする電子地図表示装
   置。
8. 【請求項８】請求項７において、前記透視平面地図生成
   手段は、前記拡大率，回転角，傾斜角を経時的に変えて
   局部的透視平面地図を生成することを特徴とする電子地
   図表示装置。
9. 【請求項９】２次元地図と３次元地図を選択的に表示す
   るカーナビゲーション用電子地図表示装置において、 ２次元地図を生成する２次元地図生成手段と、３次元地
   図を生成する３次元地図生成手段と、３次元地図の目標
   点となる座標を中心として、前記２次元地図を拡大，回
   転，傾斜させて局所的透視平面地図を生成する透視平面
   地図生成手段と、２次元地図表示と３次元地図表示の切
   り替えの間に前記局所的透視平面地図を表示する表示切
   り替え手段を設けたことを特徴とするカーナビゲーショ
   ン用電子地図表示装置。
10. 【請求項１０】請求項９において、前記透視平面地図生
    成手段は、前記拡大率，回転角，傾斜角を経時的に変え
    て局部的透視平面地図を生成することを特徴とするカー
    ナビゲーション用電子地図表示装置。