KR101157581B1

KR101157581B1 - 지도표시 시스템, 지도데이터 가공장치, 지도표시 장치 및 지도표시 방법

Info

Publication number: KR101157581B1
Application number: KR1020040060252A
Authority: KR
Inventors: 카메다켄지; 코오다나츠오; 이토준페이; 나가타히사노리
Original assignee: 소니 가부시키가이샤
Priority date: 2003-08-01
Filing date: 2004-07-30
Publication date: 2012-06-19
Also published as: US20050035883A1; CN1297945C; KR20050016058A; US8115764B2; JP2005056075A; JP4447865B2; EP1503347A2; EP1503347A3; CN1619596A

Abstract

3차원 지도를 고속으로 묘화 가능한 지도표시 시스템을 제공한다.

지도데이터 가공부(1Oa)는 오리지널의 3차원 지도데이터를, 3차원 지도의 데이터 구조를 트리 구조로 표현한 신 그래프 데이터와 3차원 지도에 포함되는 오브젝트를 묘화하기 위한 묘화 데이터로 분할하여 가공하고, 지도데이터 표시부(10b)는 신 그래프를 참조하여 표시 영역을 특정하며, 특정된 표시 영역에 따른 묘화 데이터를 판독입력하여 표시 처리를 행한다.

Description

지도표시 시스템, 지도데이터 가공장치, 지도표시 장치 및 지도표시 방법{MAP DISPLAY SYSTEM, MAP DATA WORKING DEVICE, MAP DISPLAYING DEVICE, AND MAP DISPLAYING METHOD}

도 1은 본 발명의 실시예의 지도표시 시스템의 기능을 나타내는 기능 블록도.

도 2는 지도 가공부에서 분할된 데이터 구조의 예.

도 3은 본 발명의 실시예의 네비게이션 시스템의 개략 구성도.

도 4는 본 발명의 실시예의 네비게이션 시스템의 하드웨어 구성예.

도 5는 신 그래프의 구조를 도시하는 도면.

도 6은 오브젝트의 데이터 구조의 예.

도 7은 오브젝트의 POIID를 설명하는 설명도.

도 8은 오브젝트의 태그를 설명하는 도면.

도 9는 오브젝트의 바운딩 박스 정보를 설명하는 도면.

도 10은 신 그래프로 기술하는 대상의 지도.

도 11은 신 그래프의 XML 기술의 예.

도 12는 3차원 지도의 묘화 데이터의 구성을 도시하는 도면.

도 13은 지도 정보 세그먼트의 내용을 설명하는 도면.

도 14는 로딩 정보 세그먼트의 내용을 설명하는 도면.

도 15는 런타임 정보 세그먼트의 내용을 설명하는 도면.

도 16은 프리미티브의 예를 도시하는 도면.

도 17은 매트릭스ㆍ트랜스폼 명령군을 설명하는 도면.

도 18은 법선 지정 명령을 설명하는 도면.

도 19는 텍스처와 텍스처 좌표를 설명하는 도면.

도 20은 바이너리 형식의 묘화 명령의 예.

도 21은 3차원 지도의 묘화 데이터의 판독출력시에 있어서의 처리의 흐름을 설명하는 플로우차트.

도 22는 통상의 3차원 지도의 묘화의 처리의 흐름을 설명하는 플로우차트.

도 23은 통상의 3차원 지도의 묘화의 처리의 흐름을 설명하는 플로우차트.

도 24는 네비게이션 시스템의 처리의 흐름을 설명하는 도면.

도 25는 네비게이션 시스템의 처리의 흐름을 설명하는 도면.

도 26은 거리 평가 계산에 필요한 요소를 열거한 도면.

도 27은 거리 평가 판정 처리의 상세를 설명하는 플로우차트.

도 28은 높이의 요소를 더한 4분목을 설명하는 도면.

도 29는 유저가 지정한 건조물을 특정할 때의 처리를 설명하는 도면.

도 30은 유저 지정에 의한 건조물 특정 때의 처리의 흐름을 설명하는 플로우차트.

도 31은 탐색하는 레벨을 한정한 경우의 오브젝트 탐색을 설명하는 도면.

도 32는 탐색하는 레벨을 한정한 경우의 오브젝트 탐색을 설명하는 도면.

도 33은 신 그래프로 구축되는 오브젝트의 예로, (A)는 구축되는 오브젝트로서 입체의 로봇을 도시한 도면이고, (B)는 오브젝트를 구성하는 파츠(parts)의 일람.

도 34는 도 33의 오브젝트의 구조를 도시하는 신 그래프의 예.

도 35는 신 그래프에 의해 표현된 오브젝트의 파츠의 배치의 모습을 도시하는 도면.

도 36은 LOD의 예를 설명하는 도면.

도 37은 LOD의 예를 설명하는 도면.

도 38은 LOD의 예를 설명하는 도면.

도 39는 4분목을 설명하는 도면.

도 40은 4분목을 설명하는 도면.

도 41은 4분목을 설명하는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 지도표시 시스템 10a : 지도데이터 가공부

1Ob : 지도데이터 표시부 11 : 오리지널 3차원 지도 DB

12 : 지도 가공부 13 : 신 그래프 DB

14 : 3차원 지도 DB 15 : 현재 위치 특정부

16 : 신 그래프 관리부 17 : 카메라 위치 설정부

18 : 표시 영역 특정부 19 : 데이터 판독입력부

20 : 표시 처리부 21 : 오리지널 POI 정보 DB

22 : POI 정보 가공부 23 : POI 정보 DB

본 발명은 네비게이션 시스템 및 보행자에게 목적지까지의 도정(道程)을 도시하는 보행자 네비게이션 시스템 등과 같은 네비게이션 시스템 일반의 지도표시 시스템, 지도데이터 가공장치, 지도표시 장치 및 지도표시 방법에 관한 것으로, 특히 3차원 지도표시 기능을 가지는 지도표시 시스템, 지도데이터 가공장치, 지도표시 장치 및 지도표시 방법에 관한 것이다.

근래, 카네비게이션 시스템(이하 「카네비」 라고 약칭한다)에 지도를 3차원으로 표시하는 기술이 발달되어, 카네비의 화면상에 3차원 지도를 표시하는 것이 가능하게 되었다. 이것에 의해, 카네비로 현재 위치와 주위의 건물이나 입체 교차점 등과 같은 입체 구조물의 위치 관계를 유저가 3차원적으로 파악하는 것이 가능하게 되었다.

또한, PDA(개인용 휴대단말)나 휴대전화에 현재 위치를 파악하기 위한 GPS(Global Positioning System)가 탑재되거나, 옵션으로 탑재할 수 있도록 되어 있다. 이것에 의해, 그들 단말을 가지는 유저를 현재 위치를 기초로 하여 목적지까지 유도하는 보행자 네비게이션이 실용화되게 되었다.

더욱이, 그들 휴대단말장치가 화면상에 3차원 그래픽스를 리얼 타임으로 고 속으로 묘화할 수 있는, 하드웨어에 의한 3차원 그래픽 묘화 엔진이 근래 실용화되어 휴대단말장치에서도 고속의 그래픽 묘화가 가능하게 되었다.

또한, 카네비에도 하드디스크가 탑재되며, 더욱이 PDA와 같은 휴대단말장치에도 Memory Stick(Memory Stick은 소니 주식회사의 등록상표이다) 등과 같은 대용량의 외부기억장치를 장착할 수 있게 되었고, 이 속에 3차원 지도 데이터와 같은 대용량의 데이터를 격납하여, 고속으로 그 데이터에 액세스할 수 있도록 되어 있다.

3차원 그래픽의 표시 기술 중, 복잡한 구조를 가지는 대상을 그릴 때의 기술로서 이용되고 있는 것에 신 그래프(scene graph)가 있다.

도 33은 신 그래프로 구축되는 오브젝트의 예로, (A)는 구축되는 오브젝트로서 입체의 로봇을 도시한 도면이고, (B)는 오브젝트를 구성하는 파츠의 일람이다.

또한, 도 34는 도 33의 오브젝트의 구조를 도시하는 신 그래프의 예이다.

또한, 도 35는 신 그래프에 의해 표현된 오브젝트의 파츠의 배치의 모습을 도시한 도면이다.

예를 들면, 도 33의 (A)의 로봇(14)과 같은 것을 표현하는 경우, 도 33의 (B)와 같이 머리 또는 동체가 되는 파츠(141), 손이 되는 파츠(142), 발이 되는 파츠(143)를 미리 정의하고, 부품 ID를 도면과 같이 “1”, “2”, “3” 등으로 할당하여 관리한다. 그 조합을 도 34와 같은 신 그래프로 정의되어 있는 바와 같이, 루트로부터 시작되어 각 파츠의 스케일의 변환ㆍ회전ㆍ트랜스레이트의 순으로 각 파츠에 변환을 걸어 서로의 파츠끼리의 위치 관계를 기술한다.

이것에 의해, 도 35와 같이 예를 들면 로봇의 두부(頭部)(141a), 동체 (141b), 좌완(左腕)(142a), 우완(右腕)(142b), 좌각(左脚)(143a), 우각(右脚) (143b)이 표현되어 묘화된다.

일반적으로, 이와 같은 신 그래프를 기술하는 포맷, 및 그것을 취급하는 API (Application Program Interface)는 복수 존재하고, 대표적인 포맷으로서는 VRML (Virtual Reality Modeling language), SoftImage사(社)의 XSI 파일이, 그리고 신 그래프를 취급하는 것이 가능한 API로서는, Java3D(등록상표), OpenInventor (상표) 등이 알려져 있다.

이와 같이 3차원 구조물을 정의한 신 그래프에서, k-d 트리(k dimensional tree)(구체적으로는 6-d 트리)를 이용하여 검색을 용이하게 하기 위해 데이터 보존유지의 방법을 고안한 것도 있었다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

한편, 3차원 오브젝트의 개관을 가능한 한 손상하는 일 없이 고속 묘화를 실현하는 방법으로서, LOD(Level Of Detail : 상세도 레벨)가 있다.

도 36, 도 37 및 도 38은 LOD의 예를 설명하는 도면이다.

LOD 에서는, 예를 들면 미리 묘화하는 1개의 오브젝트의 구성요소를 도 36과 같이 상세도(詳細度)의 레벨 별로, 레벨 1의 오브젝트(150), 레벨 2의 오브젝트 (151), 레벨 3의 오브젝트(152)와 같이 복수 준비해 둔다. 그리고, 묘화할 때에는 도 37과 같이 시점{카메라(155)의 위치}으로부터의 거리에 따라, 복수의 상세도의 오브젝트 중에서 가장 적합한 것을 선택하여 묘화한다.

예를 들면, 가장 가까운 거리에 있는 경우, 레벨 1의 오브젝트(150)를 묘화 하고, 그것보다 먼 거리에 있는 경우에는 레벨 2의 오브젝트(151), 더욱 먼 거리에 있는 경우에는 레벨 3의 오브젝트(152)를 묘화한다. 이것에 의해, 도 38과 같이 통상이라면 어디에 있더라도 모든 데이터를 묘화하지 않으면 안되지만, LOD를 도입하는 것에 의해 카메라로부터 멀리 있을 때에는 생략된 데이터를, 가까이에 있을 때에는 상세한 데이터를 묘화하는 것이 가능하게 되고, 외관을 손상하는 일 없이 그래픽 묘화 엔진의 부담을 경감할 수가 있기 때문에, 묘화 스피드를 향상시킬 수가 있다는 효과가 얻어진다.

또한, 특허문헌 2에는 통신을 이용하여 3차원 데이터 리얼타임으로 송신ㆍ렌더링할 때에, 프레임 결락(dropping frames) 등을 막기 위한 방법으로서 LOD에 의해 상세도의 레벨 나누기를 하고, 상세한 부분의 묘화를 후에 하는 것에 의해, 프레임 레이트의 결락을 회피하는 것이 개시되어 있다.

LOD에는 여러가지 방법이 존재하지만, 그 중에서 잘 이용되고 또한 3차원 지도와 같은 구조를 가지는 오브젝트 데이터에 상응하는 기법으로서 4분목(分木)이 있다.

이 방법은, 3차원 지도와 같은 어느 특정의 평면에서 광역으로 퍼지는 3차원 데이터를 오브젝트의 상세도에 의해 복수 계층의 노드로 나누어 기록하고, 계층마다 노드를 4분할해 둔다는 것이다.

도 39, 도 40 및 도 41은 4분목을 설명하는 도면이다.

도 39에서는 오리지널인 데이터(160)를 3계층의 노드, 즉 레벨 1: 큰 오브젝트를 가지는 노드(161), 레벨 2: 중간 정도의 오브젝트를 가지는 노드(162), 레벨 3: 작은 오브젝트를 가지는 노드(163)로 나누고, 계층마다 4분할해 나간다. 이것에 의해, 묘화시에는 묘화의 단위를 이 노드마다로 하고, 시점에 가까운 위치에서는 상세도가 높은 계층까지를 묘화하며, 시점으로부터 먼 위치는 상세도가 낮은 계층까지 밖에 묘화하지 않는다는 방법을 이용하는 것에 의해, LOD를 실현할 수 있다.

예를 들면, 도 40과 같이 카메라(170)로부터의 거리가 임계값 171(FAR PLANE)을 넘는 경우에는 묘화하지 않고, 임계값 171에서 임계값 172 사이의 경우에는 상세도가 가장 낮은 계층을 묘화하며, 임계값 172에서 임계값 173 사이의 경우에는 그 아래의 계층까지, 임계값 173에서 임계값 174까지의 경우에는, 더한층 그 아래의 계층까지, 임계값 174에서 임계값 175(NEAR PLANE)까지의 경우에는 모든 계층까지를 묘화한다. 또한, 임계값 175 이하의 경우에는, 묘화하지 않도록 한다.

4분목에 의한 LOD의 트리의 실현 방법은 도 41과 같이 된다. 우선, 지표면과 같은 광범위한 2차원 평면 형상으로 구성되어 있는 데이터의 공간 전체를 감싸는 정사각형(180)의 존재를 가정한다. 그리고 그 정사각형을 4개로 등분하는 분할면 (180a, 180b, 180c, 180d)을 생각했을 때, 이 분할면(180a, 180b, 180c, 180d)과 교차하는 구성 요소(181, 182)는 광범위하게 걸치는 거대한 구성 요소라고 생각되기 때문에, 상위의 노드로서 노드 190에 격납하고, 그 하위에 4개의 각 분할 영역에 상당하는 노드(191a, 191b, 191c, 191d)를 자(子) 노드로서 부속시키고, 각각의 구성 요소를 그 위치에 상응하는 장소에 귀속시킨다.

필요에 따라 수회 이 처리를 반복하는 것에 의해, 지도는 상세도에 따라 계층화된다. 구체적으로 이 방법을 3차원 지도에 적용하면, 산이나 바다, 나아가서는 도로 등과 같은 광범위하게 걸치는 것은 상위 계층의 노드에 기술할 수 있고, 더욱이 그 아래에 빌딩 등의 거대 건조물이 격납되는 노드, 더욱이 그 아래에 주택이나 신호ㆍ도로표식 등이 격납되는 노드 등과 같이, 자동적으로 지도가 거의 계층화된다(계층을 규정하기 위한 경계면과 교차하는 것은 예외). 이 방법에 의해 효과적으로 3차원 지도를 LOD 에 의해 묘화할 수 있다.

특허문헌 1 : 일본 특개평 10-293862호 공보(도 14)

특허문헌 2 : 일본 특개 2002-279449호 공보(단락 번호 [0072]～[0077])

그러나, 근래 일반적이 되어 온 3차원 카네비게이션 시스템을 비롯한 각종 3차원 네비게이션 시스템 상에서는 리얼타임으로 고속이고 또한 고정밀의 3차원 지도의 묘화를 할 필요가 있다. 종래의 신 그래프를 이용하여 3차원 지도를 표현한 경우, 처리해야 할 데이터량이 방대한 것으로 되고 말아, 고속 처리를 행하는 것이 곤란하다는 문제가 있었다.

또한, 종래의 4분목을 이용한 분류에서는, 경계 표지가 되는 고층 건축은 세세한 부분의 노드로 분류될 가능성이 높다. 이것에 의해, 멀리 있는 고층 건축은 예를 들어 시계(視界)에 들어있는 위치에 있어도 생략될 가능성이 높아진다는 문제가 있었다. 이것을 회피하기 위해서는 묘화시에, 만약 그 노드가 고층 건축을 포함하면 생략하지 않고 묘화한다고 하는 처리가 필요하지만, 매회 그 판단을 행하면 묘화가 지연되거나, 데이터 생략을 행하는 의미가 없어져 버리거나 하는 문제가 있었다.

또한, 고속으로 묘화할 수 있을 뿐 아니라, 유저가 표시된 지도 상의 빌딩 등의 랜드마크(landmark)를 지정했을 때에, 그 랜드마크의 적절한 POI(Point Of Interest) 정보를 표시할 수가 있을 필요가 있다.

본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 이루어진 것으로, 3차원 지도를 고속으로 묘화 가능한 지도표시 시스템, 지도데이터 가공장치, 지도표시 장치 및 지도표시 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에서는 상기 과제를 해결하기 위해, 3차원 지도표시 기능을 가지는 지도표시 시스템에 있어서, 3차원 지도데이터를, 3차원 지도의 데이터 구조를 트리 구조로 표현한 신 그래프 데이터와, 상기 3차원 지도에 포함되는 오브젝트를 묘화하기 위한 묘화 데이터로 분할하여 가공하는 지도데이터 가공부와, 상기 신 그래프 데이터를 참조하여 표시 영역을 특정하고, 특정된 상기 표시 영역에 따른 상기 묘화 데이터를 판독입력하여 표시 처리를 행하는 지도데이터 표시부를 가지는 것을 특징으로 하는 지도표시 시스템이 제공된다.

상기 구성에 의하면, 지도데이터 가공부는 3차원 지도데이터를, 3차원 지도의 데이터 구조를 트리 구조로 표현한 신 그래프 데이터와, 3차원 지도에 포함되는 오브젝트를 묘화하기 위한 묘화데이터로 분할하여 가공하고, 지도데이터 표시부는 신 그래프를 참조하여 표시 영역을 특정하고, 특정된 표시 영역에 따른 묘화 데이터를 판독입력하여 표시 처리를 행한다.

또한, 3차원 지도데이터를 가공하는 지도데이터 가공장치에 있어서, 상기 3 차원 지도 데이터를 격납하는 기억부와, 상기 3차원 지도데이터를 3차원 지도의 데이터 구조를 트리 구조로 표현한 신 그래프 데이터와, 상기 3차원 지도에 포함되는 오브젝트를 묘화하기 위한 묘화 데이터로 분할하여 가공하는 지도데이터 가공부를 가지는 것을 특징으로 하는 지도 데이터 가공장치가 제공된다.

상기의 구성에 의하면, 지도데이터 가공부는 기억부에 격납된 3차원 지도데이터를 3차원 지도의 데이터 구조를 트리 구조로 표현한 신 그래프 데이터와, 상기 3차원 지도에 포함되는 오브젝트를 묘화하기 위한 묘화 데이터로 분할하여 가공한다.

또한, 3차원 지도표시 기능을 가지는 지도표시 장치에 있어서, 3차원 지도의 데이터 구조를 트리 구조로 표현한 신 그래프 데이터를 격납하는 신 그래프 데이터 기억부와, 상기 3차원 지도에 포함되는 오브젝트를 묘화하기 위한 묘화 데이터를 격납하는 묘화 데이터 기억부와, 상기 신 그래프 데이터를 참조하여 표시 영역을 특정하는 표시 영역 특정부와, 특정된 상기 표시 영역에 따른 상기 묘화 데이터를 판독입력하는 데이터 판독입력부와, 판독입력한 상기 묘화 데이터를 기초로 표시 처리를 행하는 표시 처리부를 가지는 것을 특징으로 하는 지도표시 장치가 제공된다.

상기의 구성에 의하면, 표시 영역 특정부는 신 그래프 데이터 기억부에 격납된 신 그래프 데이터를 참조하여 표시 영역을 특정하고, 데이터 판독입력부는 특정된 표시 영역에 따른 데이터를 판독입력하며, 표시 처리부는 판독입력한 묘화 데이터를 기초로 표시 처리를 행한다.

또한, 3차원 지도를 표시하는 지도표시 방법에 있어서, 상기 3차원 지도 중에서의 시점 및 시선을 설정하고, 3차원 지도의 데이터 구조를 상세도에 따라 복수 계층의 노드에 의한 트리 구조로 표현한 신 그래프 데이터를 탐색하며, 상기 시점 및 시선을 기초로 상기 노드가 나타내는 상기 3차원 지도의 지표면과 상기 시점과의 거리에 따라, 상기 노드가 나타내는 상기 3차원 지도를 표시할지 여부를 결정하고, 상기 노드가 나타내는 상기 3차원 지도를 표시하는 경우에는, 상기 노드의 상기 3차원 지도에 포함되는 오브젝트를 묘화하기 위한 묘화 데이터를 판독입력하고, 판독입력한 상기 묘화 데이터를 기초로 표시 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 지도표시 방법이 제공된다.

상기의 방법에 의하면, 우선 표시해야 할 3차원 지도 중에서의 시점 및 시선을 설정하고, 신 그래프 데이터를 탐색하며, 시점 및 시선을 기초로 신 그래프의 노드가 나타내는 3차원 지도의 지표면과 시점과의 거리에 따라, 그 노드가 나타내는 3차원 지도를 표시할지 여부를 결정하고, 그 노드가 나타내는 3차원 지도를 표시하는 경우에는, 그 노드의 3차원 지도에 포함되는 오브젝트를 묘화하기 위한 묘화 데이터를 판독입력하고, 판독입력한 묘화 데이터를 기초로 표시 처리를 행한다.

(실시예)

이하 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은, 본 발명의 실시예의 지도표시 시스템의 기능을 나타내는 기능 블록도이다.

본 발명의 실시예의 지도표시 시스템(10)은 지도 회사 등으로부터 제공되는 오리지널 지도데이터나, 지도 내의 특정 POI의 정보를 기록한, 지도 회사나 각종 정보 회사로부터 제공되는 오리지널 POI 정보를 가공하는 지도데이터 가공부(10a)와, 가공한 정보를 기초로 표시 처리를 행하는 지도데이터 표시부(1Ob)로 이루어진다.

지도데이터 가공부(10a)는 오리지널 3차원 지도데이터를 격납하고 있는 오리지널 3차원 지도 DB(데이터베이스)(11)와, 오리지널 3차원 지도를 3차원 지도의 데이터 구조를 트리 구조로 표현한 신 그래프 데이터(이하, 간단히 신 그래프라 부른다)와, 3차원 지도에 포함되는 오브젝트를 묘화하기 위한 묘화 데이터로 분할하여 가공하는 지도 가공부(12)와, 오리지널 POI 정보를 격납하는 오리지널 POI 정보 DB (데이터베이스)(21)와, 오리지널 POI 정보를 가공하는 POI 정보 가공부(22)로 이루어진다.

또한, 지도데이터 표시부(10b)는, 지도 가공부(12)에서 분할된 신 그래프를 격납하는 신 그래프 DB(13)와, 3차원 지도의 묘화에 필요한 묘화 데이터를 격납하는 3차원 지도 DB(14)와, 현재 위치를 특정하는 현재 위치 특정부(15)와, 신 그래프를 관리하는 신 그래프 관리부(16)와, 3차원 지도 중에서의 시점 및 시선을 설정하는 카메라 위치 설정부(17)와, 카메라 위치 설정부(17)로부터 묘화하는 3차원 공간의 시점ㆍ시선 데이터를 기초로 신 그래프를 참조하여 표시 영역을 특정하는 표시 영역 특정부(18)와, 특정한 표시 영역에 따른 묘화 데이터를 3차원 지도 DB(14) 로부터 판독입력하는 데이터 판독입력부(19)와, 판독입력한 묘화 데이터를 기초로 표시 처리를 행하는 표시 처리부(20)와, POI 정보 가공부(22)에서 가공된 POI 정보 를 격납하는 POI 정보 DB(23)로 이루어진다.

도 2는 지도 가공부에서 분할된 데이터 구조의 예이다.

신 그래프 DB(13)에 격납되는 신 그래프에는 오리지널 3차원 지도 DB(11)에 있는 광역의 지도 전체의 데이터 구조가 트리 구조로 기술되어 있다. 일반적으로, 신 그래프는 여러가지 트리 구조를 취급할 수 있는 것을 의미하지만, 여기서 이용하는 신 그래프는 지도의 기능으로 특화하는 것에 의해, 데이터 구조를 심플하게 하는 것에 의해 처리 스피드를 향상시킬 수가 있다.

여기서의 트리 구조는, 3차원 지도의 상세도에 따른 복수 계층의 노드를 가지고 있고, 최상위 계층의 노드가 가장 상세도가 낮아도 좋은 경우에 표시하는 노드, 계층이 내려감에 따라 상세도를 높게 하는 경우에 표시하는 노드가 배치된다.

또한, 도 2와 같이 본 발명의 실시예에 있어서 신 그래프의 구조는 4분목 구조로 특화하는 것으로 한다. 즉, 임의의 넓은 영역의 3차원 지도를 계층마다 4분할한 구조로 기술한다.

또, 이와 같은 트리 구조를 XML(eXtensible Markup Language)로 기술하는 것에 의해 편집이나 열람을 용이하게 할 수가 있다.,

한편, 3차원 지도에 포함되는 건물, 지형 등(이하 오브젝트라고 부른다)을 묘화하기 위한 묘화 데이터는, 일반적으로 이용되고 있는 머티리얼ㆍ지오메트리 등과 같은 구조 데이터가 아니라, 축차(逐次) 실행형의 데이터 형식, 특히 3차원 지도의 묘화에 필요한 3차원 묘화 API의 묘화 명령과 거의 1 대 1로 대응하는 바이너리 데이터로 기술한다. 이것에 의해, 데이터를 묘화 명령으로 변환하는 시간이 단 축되기 때문에 묘화 스피드를 빠르게 할 수 있는 것과, 바이너리 데이터로 기술하는 것에 의해, 데이터 사이즈를 작게 하는 것이 가능해진다.

묘화 데이터는 신 그래프 DB(13)에 등록된, 4분목에 의해 분할된 지도의 에리어와 관련지어져 있고(상세한 것은 후술한다), 3차원 지도 DB(14)에 다수 기록되어 있다.

이하, 도 1의 지도표시 시스템(10)의 동작을 설명한다.

우선, 지도데이터 가공부(10a)에 있어서, 오리지널의 3차원 지도 데이터를 오리지널 3차원 지도 DB(11)로부터 취출하여, 지도 가공부(12)에서 신 그래프와 묘화 데이터로 나누고, 각각을 신 그래프 DB(13)와 3차원 지도 DB(14)에 격납한다. 또한, 오리지널의 POI 정보도 오리지널 POI 정보 DB(21)로부터 취출하여, POI 정보 가공부(22)에서 가공하고, POI 정보 DB(23)에 격납한다.

다음에, 지도데이터 표시부(1Ob)에 있어서, 우선, 현재 위치 특정부(15)에 의해 지도 상의 주목되는 현재 위치를 특정한다. 이 정보를 기초로 신 그래프 관리부(16)는 신 그래프 DB(13)로부터 신 그래프의 구조를 판독한다.

신 그래프 관리부(16)는 판독한 신 그래프의 구조 정보를 표시 영역 특정부 (18)로 보낸다. 더욱이, 표시 영역 특정부(18)는 카메라 위치 설정부(17)로부터 묘화하는 3차원 공간의 시점ㆍ시선 데이터를 얻고, 특정된 현재 위치, 시점ㆍ시선 데이터를 기초로 신 그래프를 참조하여 표시 영역을 특정한다. 이 때, 도 2에 도시한 바와 같이, 신 그래프를 4분목으로 구축한 경우, 카메라 위치와 신 그래프의 각 노드의 공간 상의 위치를 감안하여 표시 영역을 특정한다(상세한 것은 후술한다). 데 이터 판독입력부(19)는 3차원 지도 DB(14) 중에서 특정된 표시 영역에 따라 묘화 데이터를 판독출력하고, 표시 처리부(20)에 의해 표시 처리를 행하여 화면에 묘화 한다.

또한, 유저가 화면에 표시되어 있는 특정의 빌딩 등과 같은 POI의 정보 제시를 요구한 경우, POI 정보 DB(23)로부터 유저가 지정한 오브젝트에 대응한 적절한 P0I 정보가 데이터 판독입력부(19)로 보내어져 지도와 함께 표시된다.

다음에, 본 발명의 실시예를 보다 구체적으로 또한 상세하게 설명한다.

여기서는, 이하와 같은 네비게이션 시스템을 가정하여, 본 발명의 실시예의 지도표시 장치를 설명한다.

도 3 은, 본 발명의 실시예의 네비게이션 시스템의 개략 구성도이다.

이와 같은 네비게이션 시스템은 카네비(30)와 GPS(31), 보행자 네비게이션이 탑재되어 있는 PDA나 휴대전화 등의 휴대단말(40)과 GPS(41) 등의 조합으로 이루어지며, CRT(Cathode Ray Tube)나 액정 디스플레이 등의 표시 디바이스 상의 화면 (50)에 도 3과 같은 입체 지도를 표시한다.

이 시스템의 사용법으로서는 GPS(31, 41)의 위치를 기초로, 현재지를 중심으로 한 거리 모습을 표시하거나, 유저를 지정한 출발점에서 목적지까지 네비게이팅 하기 위해 코스 이동 시뮬레이션의 애니메이션을 하거나 한다는 사용법이 상정된다.

다음에, 이 시스템을 실현시키는 일반적인 네비게이션 시스템의 하드웨어 구성예를 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예의 네비게이션 시스템의 하드웨어 구성예이다.

네비게이션 시스템은 GPS(60)와 3D 그래픽 묘화 엔진(61a), RAM(Random Access Memory)(61b), ROM(Read Only Memory)(61c), CPU(Central Processing Unit) (61d), 외부 디바이스와의 인터페이스(61e)로 이루어지는 정보처리장치(61), 표시 디바이스(62), 외부기억장치(63), 외부입력장치(64)로 구성된다.

GPS(60)는 현재 위치를 파악하기 위해 이용된다.

3D 그래픽 묘화 엔진(61a)은 CPU(61d)로부터의 명령을 기초로 3차원 그래픽스를 비롯한 각종 그래픽ㆍ텍스트 등을 표시 디바이스(62)에 표시하는 것이 가능한 하드웨어이다.

RAM(61b)은, CPU(61d)가 실행 도중의 프로그램이나 연산 도중의 데이터를 일시적으로 격납한다.

ROM(61c)은, CPU(61d)가 실행하는 기본적인 프로그램이나 데이터를 격납한다.

또, RAM(61b) 또는 ROM(61c)에는 3D 그래픽 묘화 엔진(61a)에 묘화 명령을 보내고, 3차원 그래픽의 묘화를 실현하기 위해 필요한 OPEN-GL(등록상표) 등의 3차원 그래픽 API 가 내장되어 있다.

CPU(61d)는, RAM(61b) 또는 ROM(61c)에 격납되어 있는 프로그램에 따라 정보처리장치(61)의 각부의 동작을 제어한다.

인터페이스(61e)는 GPS(60)나 외부기억장치(63), 외부입력장치(64), CPU(61d)와의 정보의 입출력을 담당한다.

표시 디바이스(62)는, 예를 들면 CRT나 액정 디스플레이 등이고, 3D 그래픽 묘화 엔진(61a)에서 처리된 영상 신호를 화면에 표시한다.

외부기억장치(63)는, 예를 들면 CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory), DVD(Digital Versatile Disk), HDD(Hard Disk Drive), Memory Stick 등이고, 지도 등 여러 가지 정보를 격납한다.

외부입력장치(64)는 카네비의 리모트컨트롤러나 PDA 화면의 터치 패널, 각종 버튼 등이고, 유저가 네비게이션 시스템을 조작하기 위해 필요한 정보를 CPU(61d)에 송신한다.

이와 같은 네비게이션 시스템의 개략의 동작을 설명한다.

RAM(61b) 또는 ROM(61c)에 기록되어 있는 네비게이션 프로그램을 CPU(61d)가 실행하면, 외부 디바이스와의 인터페이스(61e)를 거쳐, GPS(60) 혹은 외부입력장치 (64)로부터 얻은 정보를 기초로, 외부기억장치(63)로부터 해당되는 지구(地區)의 지도 정보를 판독입력하고, 일단 RAM(61b)에 기록입력한다. CPU(61d)가 지도 묘화 프로그램을 실행하면, 이 정보를 기초로 지도의 묘화 명령이 3차원 그래픽 API에 발행되고, 그것에 의해 3D 그래픽 묘화 엔진(61a)에 묘화 신호가 보내어져, 지도가 표시 디바이스(62)에 표시된다.

도 4에 도시하는 네비게이션 시스템에 있어서, 외부기억장치(63)에 기록된 지도 정보가, 도 1에 도시하는 신 그래프 DB(13), 3차원 지도 DB(14), POI 정보 DB (23)에 상당한다. 더욱이, 도 1의 현재 위치 특정부(15), 신 그래프 관리부(16), 카메라 위치 설정부(17), 표시 영역 특정부(18), 데이터 판독입력부(19), 표시 처 리부(2O)는 도 4의 RAM(61b) 및 ROM(61c)에 CPU(61d)가 실행하는 명령군으로서 기록되어 있다.

또, 도 1에 도시한 지도데이터 가공부(10a)는 도시를 생략하였지만, 예를 들면 PC(퍼스널컴퓨터)이고, 오리지널 3차원 지도 DB(11) 및 오리지널 POI 정보 DB (21)를 기록하는 기억장치를 가진다. 더욱이, 예를 들면 CPU를 가지고, CPU 제어 하에서, 오리지널 3차원 지도데이터를 신 그래프와 묘화 데이터로 분할하여 가공한다.

다음에, 지도데이터 가공부(10a)에 의해 분할되어 가공되는 신 그래프의 상세한 것 및 3차원 지도의 묘화 데이터의 상세한 것을 설명한다.

도 5는 신 그래프의 구조를 도시하는 도면이다.

여기서는, 신 그래프를 4분목으로 특화시킨 것으로 하고 있다.

신 그래프는 전체의 지도(Map)(70)를 복수의 에리어(Area)(71)로 나누고 있다. 그리고 각 에리어는 위도 경도의 형태로 에리어가 나타내는 영역이 기술되어 있다. 도 5의 예에서는 NorthWest 72a로 표현되는 북서단의 위도 경도와, SouthEast 72b로 표현되는 남동단의 위도 경도에 의해 지정된 영역으로서 에리어가 기술된다. 그리고, 그 영역을 도시하는 지도의 구조가 4분목 구조의 노드(Node) (73)의 트리에 의해 기술되어 있다. 1개의 노드는 4개의 자(子) 노드(76)를 가진다고 하는 구조가, 설정되어 있는 4분목의 계층의 깊이까지 반복되고 있다. 이하, 그 노드 트리의 계층을, 레벨이라는 말로 표현하는 것으로 한다. 루트의 노드(73)의 레벨을 1, 그 4개의 자 노드(76)는 한결같이 레벨 2, 더욱이 그 자 노드는 레벨 3, …과 같이 정의한다.

이들 노드를 구성하는 성분은, 노드 이외에 그 노드를 구성하는 3차원 지도데이터의 파일명(File 3D)(74)과, 그 지도 내에 존재하는 건물이나 도로 등, 지도를 구성하는 복수의 오브젝트(0bject)(75)로 이루어진다.

도 6은 오브젝트의 데이터 구조의 예이다.

도면과 같이, 오브젝트명(Name)(77), 오브젝트의 POI로서의 ID(POIID)(78), 오브젝트를 지시하는 태그(Tag)(79)와, 그 오브젝트의 바운딩 박스 정보(Bounding Box)(80)로 이루어진다.

도 7은 오브젝트의 POIID를 설명하는 설명도이다.

오브젝트(75)의 POIID(78)는 POI 정보 DB(23) 내에서의 POI 정보(23a)의 ID 를 가리킨다. 예를 들면, 이 오브젝트(75)가 동경(東京) 타워를 가리키는 것이면, 이 POIID(78)는 POI 정보 DB(23) 내의 동경 타워에 관한 POI 정보(23a)의 ID를 가리킨다.

도 8은 오브젝트의 태그를 설명하는 도면이다.

오브젝트(75)를 지시하는 태그(79)란, 이 영역의 3차원 지도의 묘화 데이터 중에서, 그 오브젝트(75)의 데이터가 기재되어 있는 영역에 기록되어 있는 태그의 ID를 가리키는 것이다. 예를 들면, 도 5에 도시한 에리어(71)의 3차원 지도의 묘화 데이터가, 도 8과 같이 3차원 지도 DB(14)에 격납된 File3D(74)에서 지정된 3차원 지도의 묘화 데이터(14a)라고 한다면, 묘화 데이터(14a) 내에서 오브젝트(75)의 데이터에 상당하는 묘화 영역(14a-1)에 미리 태그가 기술되어 있고, 그 태그의 ID를 신 그래프의 태그(79)로 지정한다.

도 9는 오브젝트의 바운딩 박스 정보를 설명하는 도면이다.

바운딩 박스 정보(80)는 도면과 같이, 그 오브젝트(75a, 75b)가 존재하는 영역을 감싸는 입방체의 좌표군(81a, 81b)이다. 이 좌표군(81a, 81b)은 오브젝트 (75a, 75b)끼리의 공간 내의 위치 관계의 파악을 하기 위한 데이터이다.

이상의 내용을 근거로 하여, 신 그래프를 XML 형식으로 기술하면 이하와 같이 된다.

도 10은 신 그래프에서 기술하는 대상의 지도이다.

또한, 도 11은 신 그래프의 XML 기술의 예이다.

도 10에서는, 전 동경권의 지도(82)를 도시하고 있지만, 지도(82)는 복수의 영역(83)으로 분할되어 있다. 이것은 도 5의 Map(70)이 복수의 Area(71)로 나뉘어져 있는 것에 상당한다. 여기서, 예로서 오오타쿠 북서부가 되는 영역(83)을 XML 기술한 것이 도 11이 된다.

이하, 도 11을 도 5의 신 그래프에 대응시켜서 설명한다.

우선, Area(71)로서 “오오타구 북서부”라고 기술하고, 그 후 NorthWest72 a, SouthEast72b의 위도 경도를 지정한다. 더욱이, 그 3차원 지도의 묘화 데이터가 기술되어 있는 파일명(74)으로서 “0taku_NW_root”를 기술한다. 그 다음에, 복수의 오브젝트(75)를 지정한다.

오브젝트의 데이터 구조는 도 6에 도시한 바와 같이 기술한다. 도 11의 예에서는 오브젝트명(77)으로서 “JR 오오모리역”, “오오모리 경찰서” 등이 있고, 이하 각각에 대해, POIID(78), 태그(79), 바운딩 박스 정보(80)를 기술한다. 예를 들면, 오브젝트명(77) “JR 오오모리역”의 오브젝트(75)의 경우에는 ＜Object Name=“JR 오오모리역”POIID=“JR_OmoriStation”Tag=“1”Bbox=“12,100,5,30, 5,40,…”/＞ 등으로 기술한다. 이와 같이 기술한 경우, “JR 오오모리역”의 묘화 데이터는 “otaku_NW_root” 내의 태그 1이 할당된 영역에 기록되어 있게 된다.

상기와 같은 에리어(71)는 도 5의 4개의 자 노드(76)에 대응하고, 더욱이 세분화되어 4개의 영역으로 분할된다. 그리고, 각각에 대해서 전술한 바와 같은 파일명, 오브젝트가 기술된다. 도 11의 예에서는, 파일명은 “Otaku_NW_01”, “otaku_NW_02”, “otaku_NW_03”, “otaku_NW_04”라고 기술하고, 각각의 자 노드(76)의 영역의 3차원의 묘화 데이터의 소재를 관리하고 있다.

이상으로 신 그래프의 설명을 끝내고, 이어서 3차원 지도의 묘화 데이터의 상세를 설명한다.

도 12는 3차원 지도의 묘화 데이터의 구성을 도시하는 도면이다.

묘화 데이터는, 지도데이터 가공부(10a)에 있어서, 예를 들면 CPU의 제어 하에, 바이널 형식으로 된다. 그 내용은 크게 나누어, 지도정보 세그먼트(84), 로딩 정보 세그먼트(85), 랜덤정보 세그먼트(86)의 3개의 세그먼트로 이루어진다.

이하, 각각의 세그먼트의 내용에 대해서 설명한다.

도 13은, 지도정보 세그먼트의 내용을 설명하는 도면이다.

지도정보 세그먼트(84)에는, 도면과 같이 3차원 그래픽스가 묘화되는 오른손 좌표계에 의한 3차원 공간과, 위도 경도로 표현된 지도가 표현하는 실 공간의 스케 일 변환 정보가 들어 있다. 구체적으로는, X축, Y축, Z축으로 구성되는 일반적인 3차원의 오른손 좌표계로 나타낸 경우, 지표면은 XZ 평면(87) 상에서 표현되어 있다. 지도정보 세그먼트(84)에는 이 공간에 전개되는 지도 영역의 3차원 지도의 묘화 데이터의 좌상단점(88), 우하단점(89)의 좌표와, 그것에 상당하는 실제의 에리어(90)의 북서단의 좌표(91), 남동단의 좌표(92)의 위도 경도가 들어 있고, 묘화 시에는 이 정보를 기초로 스케일 변환을 행한다.

도 14는 로딩 정보 세그먼트의 내용을 설명하는 도면이다.

로딩 정보 세그먼트(85)에는, 오브젝트의 묘화에 실제로 필요하게 되는, 오브젝트의 질감을 나타내는 머티리얼, 텍스처, 컬러와 같은 정보의 리스트에 의해 구성되어 있다. 여기에는 각각 복수의 머티리얼, 텍스처, 컬러가 정의되어 있고, 정의된 순서대로 정의된 수까지 번호가 부여되어 있다.

머티리얼이란, 재질의 질감을 나타내는 환경, 확산, 경면, 방사의 각 컬러가, RGB 혹은 RGBA의 형식으로 지정되어 있고, 더욱이 광(光)의 반사를 나타내는 경면 계수에 의해 형성되어 있으며, 머티리얼의 리스트 중에 이것을 복수 정의할 수가 있다.

텍스처의 리스트는 빌딩의 벽면과 같이 3차원의 오브젝트에 첩부(貼付; attach)하기 위한 화상의 리스트이다. 실제의 텍스처는 JPEG(Joint Photographic Coding Experts Group) 형식이나 GIF(Graphic Interchange Format) 형식과 같은 기존, 또는 오리지널의 화상 포맷으로 기록된 화상 데이터로서, 도 1에 도시한 3차원 지도 DB(14)에 기록되어 있고, 텍스처의 리스트에서는 그 화상의 파일명의 일람이 기술되어 있다.

컬러의 리스트에는, 오브젝트의 컬러의 일람이 RGB 혹은 RGBA 형식으로 기록되어 있다.

도 15는, 런타임 정보 세그먼트의 내용을 설명하는 도면이다.

도 12의 런타임 정보 세그먼트(86)에는, 실제로 3차원 지도를 묘화하는 묘화 명령과, 묘화 명령이 있는 범위에 ID 를 부여하기 위한 태그 명령이 존재한다. 태그 명령은, 지도 중의 특정 빌딩이나 도로 등과 같은 지도 중에 메워 넣어져 있는 오브젝트의 묘화 범위를 지정하기 위해 지정되는 것이며, 태그의 ID와 범위를 지정하는 명령이고, 세그먼트 내에 복수 메워 넣을 수가 있다. 이 태그의 ID가 전술한 신 그래프 중에서 ID 지정된 오브젝트의 태그에 상당한다.

묘화 명령은 크게 나누어, 1. 묘화 개시 명령, 2. 매트릭스ㆍ트랜스폼 명령군, 3. 행렬의 푸쉬ㆍ팝 명령, 4. 머티리얼 지정 명령, 5. 텍스처 지정 명령, 6. 컬러 지정 명령, 7. 법선 지정 명령, 8. 텍스처 정점 지정 명령, 9. 정점 묘화 명령, 10. 묘화 종료 선언 명령으로 이루어진다. 이들 명령은, OPEN-GL 등과 같은 일반적인 3차원 그래픽 라이브러리의 기본적인 묘화 명령과 일치하고 있다.

이하, 상기의 묘화 명령에 대해서 각각 설명한다.

묘화 개시 명령은, 3차원 그래픽의 묘화의 개시 선언과, 사용하는 프리미티브의 타입을 선언한다.

도 16은 프리미티브의 예를 도시하는 도면이다.

프리미티브란 도 16과 같이, 묘화하는 폴리곤의 타입을 가리키고, 각각 정점 v0, v1, v2, …로 지정된 포인트, 라인, 라인 스트립, 라인 루프, 트라이앵글, 트라이앵글 스트립, 트라이앵글 팬, 쿼드, 쿼드 스트립, 폴리곤(N각형) 등이 있다.

묘화 개시 명령은, OPEN-GL의 glBegin () 명령에 상당한다. 또한, 묘화 종료 선언 명령은, 마찬가지로 OPEN-GL의 glEnd () 에 상당한다. 이 2개의 명령에 협지된 정점 묘화 명령에 의해 3차원 공간 상에 다각형이 묘화되어 있다.

도 17은 매트릭스ㆍ트랜스폼 명령군을 설명하는 도면이다.

매트릭스ㆍ트랜스폼 명령군은 도 17과 같이, 공간 상에 그리는 오브젝트의 원점으로의 이동, 평행이동, 회전, 스케일의 변환 등과 같은 3차원 공간 상의 행렬 처리를 행하는 명령군이다. 이들 명령을 실행하면, 그 지정한 파라미터 대로 오브젝트를 그리는 위치나, 축에 대한 회전각, 배율 등의 커런트의 파라미터가 설정된다. 또한, 이들을 조합하여 사용할 수도 있다.

OPEN-GL이라면, 이들은 glLoadIdentity (), glTranSlate (), glRotate (), g lScale () 명령에 상당한다.

행렬의 푸쉬ㆍ팝 명령은 커런트의 매트릭스ㆍ트랜스폼 명령의 파라미터를 보존 또는 복귀시킬 수 있는 명령이고, OPEN-GL이라면 glPushMatrix (), glPopMatrix ()가 이것에 상당한다. 이들을 조합하는 것에 의해, 트리 형상의 신 그래프 구조를 묘화하는 것이 가능해진다.

머티리얼 지정 명령, 텍스처 지정 명령, 컬러 지정 명령은 전술한 로딩 정보에서 지정한 머티리얼, 텍스처, 컬러의 ID를 지정하여 오브젝트의 커런트의 질감ㆍ텍스처ㆍ및ㆍ컬러로 한다.

법선 지정 명령, 텍스처 정점 지정 명령, 정점 묘화 명령은 전술한 묘화 개시 명령과 묘화 종료 선언 명령 사이에서 라이딩의 계산을 하기 위한 법선, 텍스처 정점의 좌표, 지정된 프리미티브의 공간 상의 정점을 나타낸다.

도 18은 법선 지정 명령을 설명하는 도면이다.

법선 nO, n1, n2는 묘화하는 면(93)이나 정점(vO, v1, v2)에 대해서 지정된다.

도 19는 텍스처와 텍스처 좌표를 설명하는 도면이다.

텍스처 정점은, 미리 로딩 정보 세그먼트(85)로 지정되어 있는 텍스처 화상(94) 중, 미리 텍스처 지정 명령으로 지정되어 있는 커런트의 화상으로부터, 면 (95)에 첩부하는 부분의 좌표(t0, t1, t2, t3)를 지정하고, 그 화상을 첩부하도록 지정한다.

컬러에 관해서도 마찬가지이며, 컬러 지정 명령으로 지정한 커런트의 컬러로 지정된 정점이나 면을 지정한다.

또한, 정점 묘화 명령은 커런트의 프리미티브의 정점 좌표를 지정한다.

이와 같은 각 묘화 명령을 실행하는 바이너리 형식의 묘화 명령은 이하와 같이 된다.

도 20은 바이너리 형식의 묘화 명령의 예이다.

명령의 기본적인 길이는, 기본 세그먼트 길이에 따라 바이트수가 결정되어 있다. 예를 들면, 이 세그먼트 길이가 2 바이트라면, 명령을 구성하는 기본적인 세그먼트(명령 단위 세그먼트)(96)의 단위는 2 바이트가 된다. 또한 동시에, 명령에 필요한 각종 파라미터를 표현하기 위해, 명령 단위 세그먼트(96)는 별도로, 파라미터 단위 세그먼트(97)가 정의된다. 이들을 나누는 이유는, 묘화 명령과 같이 종류가 한정되어 있는 것과 달리, 공간 좌표 등의 실수(實數)를 표현하기 위해서는 4 바이트 이상의 데이터와 같은 길이를 필요로 하는 것이 일반적이기 때문이다.

묘화 명령의 종류는, 도 20에 도시하는 바와 같이, 그 성질에 따라 1 세그먼트의 명령, 또는 복수 세그먼트의 것으로 나뉘어진다. 복수 세그먼트의 명령은, 명령 단위 세그먼트＋복수의 파라미터 세그먼트 라는 구성으로 된다.

예를 들면, 묘화 종료 선언 명령과 같이 파라미터를 필요로 하지 않는 명령군은 1 세그먼트 명령으로 된다. 그리고 프리미티브의 종류를 파라미터로 하는 묘화 개시 명령, 로딩 정보 세그먼트(85)에서 설정한 머티리얼ㆍ텍스처ㆍ컬러의 인덱스를 파라미터로 하는 머티리얼 지정 명령, 텍스처 지정 명령, 컬러 지정 명령은 2 세그먼트 명령으로 된다.

마찬가지로, 텍스처 화상의 좌표(2차원, XY 좌표)라는 2개의 파라미터로 하는 텍스처 정점 지정 명령이나 묘화 명령은 아니지만, 태그의 ID와 길이를 파라미터로 하는 태그 명령은 3 세그먼트 명령으로 된다. 그리고, 정점 지정 명령과 같이 3차원 공간 좌표와 같은 3개의 파라미터를 필요로 하는 명령군은 4 세그먼트 명령으로 된다. 이하, 마찬가지로 명령의 종류와 필요성에 따라 파라미터수가 결정된다.

이상으로 3차원 지도의 묘화 데이터의 설명을 끝낸다.

한편, 오리지널 POI 정보도, 전술한 도 6에 도시한 바와 같이 오브젝트(75) 에 관련지어진 POIID(78)에 따른 ID를 부가하도록 가공이 행해진다.

이상과 같이 하여, 지도데이터 가공부(10a)에 의해 가공된 신 그래프, 묘화데이터 및 POI 정보 등의 데이터는, 도 4의 네비게이션 시스템에 제공되고 외부기억장치(63)에 기록된다. 제공의 방법으로서는, 지도데이터 가공부(10a)에서 가공한 이들 데이터를 CD-ROM, DVD 등에 기록하여 제공하거나, 인터넷 등의 네트워크를 거쳐 제공하도록 해도 좋다.

또, 네트워크를 거쳐서, 리얼타임으로 프레임 누락이 없도록, 축차 텍스처 화상을 다운로드하면서 네비게이션 시스템에서 표시 처리에 사용하도록 해도 좋지만, 처리 속도 등의 점으로부터 미리 네비게이션 시스템의 외부기억장치(63)에 기록하고 나서 이용하는 바와 같은 전술한 방법이 바람직하다고 말할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 실시예에서는, 도 4에 도시한 바와 같은 네비게이션 시스템에서 이용되는 CPU(61d) 등의 처리가 늦은 정보처리장치(61)를 향해, 미리 연산 처리를 줄이기 위한 데이터 가공을 행하기 때문에, 네비게이션 시스템의 처리 부담을 감소시킬 수 있다.

다음에, 도 4의 네비게이션 시스템에 있어서의 처리의 상세를 설명한다.

우선, 3차원 지도의 묘화 데이터의 판독출력시에 있어서의 처리의 흐름을 설명한다.

신 그래프를 이용한 전체의 처리에 관해서는 후술한다.

도 21은, 3차원 지도의 묘화 데이터의 판독출력시에 있어서의 처리의 흐름을 설명하는 플로우차트이다.

3차원 지도의 묘화 데이터의 판독출력 처리가 개시되면, CPU(61d)의 제어 하에, 인터페이스(61e)를 거쳐서, 외부기억장치(63)에 기록되어 있는 3차원 지도 DB (14)에 기술되어 있는 묘화 데이터로부터, 지도 정보 세그먼트(84)가 판독출력되고, 지도를 표화하는 에리어의 범위가 취득되며, RAM(61b)에 기록된다(스텝 S1).

이어서, 로딩 정보 세그먼트(85)의 판독출력ㆍ기록 처리를 행한다. 여기서는, CPU(61d)의 제어 하에, 도 14에 도시한 바와 같은 머티리얼 데이터를 판독출력하여 RAM(61b)에 기록하고(스텝 S2), 이어서, 텍스처 데이터로부터 필요로 되는 텍스처의 파일명을 판독출력하고, 그것을 로드하여 RAM(61b)에 기록한다(스텝 S3). 계속해서 컬러 데이터를 판독출력하고 RAM(61b)에 기록한다(스텝 S4).

마지막으로, 런타임 정보 세그먼트(86)를 판독출력하고(스텝 S5), 태그 명령이 출현하는지 여부를 판단하고(스텝 S6), 태그 명령이 출현한 경우에는 그 태그의 위치와 ID와 길이를 RAM(61b)에 기록한 후에 스텝 S8의 처리로 이동하여(스텝 S7), 태그 명령이 출현하지 않은 경우에는, 판독입력한 런타임 정보를 RAM(61b)에 기록하고(스텝 S8), CPU(61d)는 런타임 정보 세그먼트(86)의 판독입력이 모두 종료했는지 여부의 판단을 행하여(스텝 S9), 판독이 모두 끝날 때까지 스텝 S6 으로부터의 처리를 반복한다. 판독이 모두 끝난 경우에는, 3차원 지도의 묘화 데이터의 판독출력 처리를 종료한다.

다음에, 통상의 3차원 지도의 묘화 처리의 흐름을 설명한다

도 22 및 도 23은 통상의 3차원 지도의 묘화 처리의 흐름을 설명하는 플로우차트이다.

3차원 지도 묘화 처리가 개시되면, CPU(61d)의 제어 하에 RAM(61b) 중으로부터 런타임 정보 세그먼트(86)의 선두 어드레스에 액세스하여 런타임 정보를 취득하고(스텝 S10), 선두 부분의 묘화 명령 세그먼트를 판독출력한다(스텝 S11). 이어서 매트릭스ㆍ트랜스폼 명령 및 푸쉬ㆍ팝 명령 등과 같은 매트릭스 관련 명령이 설정되어 있는지 여부를 판단한다(스텝 S12). 매트릭스 관련 명령이 설정되어 있는 경우에는, 필요하다면 그 파라미터를 취득하고(스텝 S13), 그 명령을 실행하며(스텝 S14), 다음의 명령 세그먼트의 판독입력을 행하여(스텝 S15) 스텝 S16로 진행된다. 이것에 의해, 지금부터 묘화하는 프리미티브군의 커런트의 위치ㆍ스케일ㆍ회전 등을 미리 정의한다. 매트릭스 관련 명령이 설정되어 있지 않은 경우에는 그대로 스텝 S16의 처리로 진행된다.

스텝 S16의 처리에서는, 프리미티브 개시 명령이 이루어져 있는지 여부를 판단한다. 여기서, 프리미티브 개시 명령이 이루어져 있는 경우, 그 지정된 프리미티브의 타입을 나타내는 파라미터를 취득하고(스텝 S17), 커런트의 프리미티브로 설정한다(스텝 S18). 그 후, 도 23의 스텝 S19의 처리로 이동한다. 프리미티브 개시 명령이 이루어져 있지 않은 경우, 스텝 S12의 처리로 되돌아간다.

스텝 S18의 처리에서 커런트의 프리미티브가 설정되면, 이 이후, 묘화 종료 명령이 발행될 때까지, 지정되는 정점군은, 지정된 프리미티브군의 정점으로 된다. 예를 들면, 도 16에 도시한 바와 같은 프리미티브의 타입이 트라이앵글이라면, 그 후 지정되는 정점군은 지정된 순서대로 삼각형의 각 정점으로 된다.

더욱이, 컬러ㆍ머티리얼ㆍ텍스처 지정 명령이 판독입력되었는지 여부를 스텝 S19, S22, S25의 처리에서 판단하고, 각각 판독입력된 경우, 그 ID를 나타내는 파라미터를 취득하여(스텝 S20, S23, S26), 그 로딩 정보 세그먼트(85)에서 설정한 것 중에서, 해당하는 컬러ㆍ머티리얼ㆍ텍스처를 커런트 텍스처로서 지정한다(스텝 S21, S24, S27). 지정이 종료되면 다음의 명령 세그먼트의 판독입력을 행하고(스텝 S38), 스텝 S19의 처리로 되돌아간다.

스텝 S19, S22, S25의 처리에서 컬러ㆍ머티리얼ㆍ텍스처 지정 명령의 어느 것도 아닌 경우에는, 법선 지정 명령이 판독입력되었는지 여부를 판단하고(스텝 S28), 이것이 판독입력된 경우, 법선 벡터의 파라미터를 취득하며(스텝 S29), 커런트의 정점의 법선으로 한다(스텝 S30). 그 후 스텝 S38의 처리로 진행된다.

법선 지정 명령이 아닌 경우, 마찬가지로, 텍스처 정점 지정 명령이 판독입력되었는지 여부를 판단하고(스텝 S31), 이것이 판독입력된 경우, 텍스처 정점 좌표를 파라미터로서 취득하며(스텝 S32), 커런트의 법선 좌표로 한다(스텝 S33). 그후 스텝 S38의 처리로 진행된다.

텍스처 정점 지정 명령이 아닌 경우, 마지막에 프리미티브의 정점 묘화 명령이 판독입력되었는지 여부를 판단하고(스텝 S34), 이것이 판독입력된 경우, 정점 좌표의 파라미터를 취득하며(스텝 S35), 프리미티브의 정점을 설정한다(스텝 S36). 그 후 스텝 S38의 처리로 진행된다. 예를 들면, 프리미티브의 타입이 트라이앵글이라면 정점이 3개 지정된 단계에서 커런트의 텍스처, 커런트의 머티리얼, 또는 커런트의 컬러의 삼각형이 그려지게 된다.

이상의 처리가, 묘화 종료 선언 명령의 출현까지 반복된다. 즉, 묘화 종료 선언 명령의 출현을 판단하고(스텝 S37), 묘화 종료 선언 명령이 출현되지 않은 경우에는 스텝 S38의 처리에서 다음의 명령 세그먼트의 판독입력이 행해지고, 스텝 S19 의 처리로 되돌아간다. 묘화 종료 선언 명령이 나타나면, 대응하는 3차원 그래픽 API가 콜 되고, 도 4에 도시한 바와 같은 3D 그래픽 묘화 엔진(61a)에 묘화 명령이 발행된다(스텝 S39).

이와 같은 처리가, 모든 런타임 정보 세그먼트(86)의 데이터가 판독입력될 때까지 반복된다. 즉, 런타임 정보 세그먼트(86)의 판독입력이 종료되었는지 여부를 판단하고(스텝 S40), 모든 런타임 정보 세그먼트(86)의 데이터의 판독입력이 완료된 경우에는 묘화 처리를 종료하고, 판독입력이 종료되어 있지 않은 데이터가 있으면, 스텝 S12 부터의 처리를 반복한다.

다음에, 신 그래프의 구조와 전술한 바와 같은 처리로 표시되는 3차원 지도의 묘화 데이터를 이용한 네비게이션 시스템의 처리의 흐름을 설명한다.

도 24 및 도 25는 네비게이션 시스템의 처리의 흐름을 설명하는 도면이다.

우선, CPU(61d)의 제어 하에 필요한 시스템 기동시의 처리를 행한다(스텝 S50). 이 스텝 S50의 처리의 구체적 내용에 관해서는 후술한다.

다음에, 예를 들면 유저에 의해 외부입력장치(64)에서 설정된 시점의 정보를 인터페이스(61e)에서 받고, CPU(61d)의 제어 하에 시점의 확정을 행한다(스텝 S51). 그 후, CPU(61d)는 도 5에서 설명한 바와 같은 신 그래프의 노드 트리 중, 조사하는 노드의 레벨 L을 우선 1(=루트 노드)로 설정하고(스텝 S52), 계속해서 그 레벨 L에 있는 노드 수를 노드수 N 에 대입한다(스텝 S53). 루트 노드라면 이 값은 1, 그 자 노드라면 4, …, 와 같이 된다.

다음에, 정수 I＝0 으로 한 후(스텝 S54), 레벨 L 의 I 번째의 노드를 커런트 노드로 지정한다(스텝 S55). 그 후, 커런트 노드의 거리 평가 계산을 행한다(스텝 S56). 거리 평가 계산의 상세한 것은 후술한다.

다음에, 커런트 노드의 거리 평가 계산의 결과가 묘화 가능 범위 내인지 여부를 판단한다(스텝 S57). 즉, 그 평가의 결과, 그 평가값이 레벨마다 설정된 임계값 이내, 즉, 도 40에 도시한 바와 같은 경계의 거리보다도 앞에 있으면, 그 에리어에 대응된 노드의 지도의 묘화 데이터를 판독입력한다(스텝 S58). 다음에, 정수 I를 증가시키고(스텝 S59), 스텝 S60의 처리에서 정수 I가 레벨 L의 노드수 N에 도달했다고 판단될 때까지, 스텝 S55 부터의 처리를 반복한다. 레벨 L의 노드수 N에 도달한 경우, 레벨 L을 증가시키고(스텝 S61), 스텝 S62의 처리에서 모든 레벨의 평가가 종료되었다고 판단될 때까지, 스텝 S53 부터의 처리를 반복한다. 모든 레벨의 평가가 종료된 경우, 스텝 S58의 처리에서 판독입력한 3차원 지도의 묘화 데이터를 기초로, 전술한 도 21, 도 22, 도 23에 도시한 바와 같은 처리에 의해, 3차원 지도를 3D 그래픽 묘화 엔진(61a)에서 묘화시키고, 표시 디바이스(62)에 표시한다(스텝 S63).

다음에, 도 24의 스텝 S56에 있어서의 거리 평가 계산의 상세한 것에 관하여 설명한다.

상기와 같은 처리에 필요한 거리 평가 계산은, 수많이 반복되기 때문에, 가능한 한 고속으로 행할 필요가 있다. 그래서, 이하와 같은 방법을 이용한다.

도 26은 거리 평가 계산에 필요한 요소를 열거한 도면이다.

커런트의 레벨을 m, 거리를 평가해야 할 커런트의 지표면(100)의 중심점(C)의 좌표를 (CO, C1, C2)라 정의하는 것으로 한다. 다음에, 카메라의 위치를 P： (P0, P1, P2), 카메라의 시선 벡터(V)를 (VO, V1, V2)로 한다.

더욱이, 시선 벡터(V)와 동일한 X, Z 성분을 가지고, XZ 평면과 평행한 벡터를 V′；(VO, 0, V2)로 하고, V′를 수선(垂線)으로 하며, 점 P를 지나는 평면 (101)을 정의한다. 또한, LOD의 거리 평가의 기준이 되는 평면을 특히 기준 평면 (S)이라 부르는 것으로 한다.

또한, 기준 평면(S)으로부터 커런트의 지표면(100)까지의 거리를 d, 커런트의 레벨 m의 지표면 묘화를 실행하는지 여부를 결정하는 기준선과의 거리를 1m로 한다.

이상의 정의를 기초로 거리 평가 계산을 이하와 같이 정의한다.

수학식(1)

lm ＞ d = ｜VO (CO-PO) + V2 (C2-P2)｜/ (V02 + V22) 1/2

즉, 상기 수학식을 만족시키고 있는 경우, 그 평면의 지도를 묘화하는 것으로 한다. 상기 수학식(1)은 기준 평면(S)으로부터 커런트의 지표면(100)의 중심점 (C)까지의 거리를 의미한다. 통상, LOD의 계산은 시점으로부터의 위치에만 의존하지만, 네비게이션의 3차원 지도의 경우에는, 시점{카메라 위치(P)}은 물론, 화면에 가까운 부분의 지도를 정교하게 묘화하는 편이 유효하다고 하는 점과, 시점{카메라 위치(P)}의 위치가 지표면(100)에 가깝고, 그 방향도 지표면(100)에 평행이거나, 지표면(100)과 시선 벡터(V)가 이루는 각도가 예각인 조감(鳥瞰) 시점을 이용하기 때문에, 상기 수학식(1)에 의한 평가 방법이 가장 유효하게 된다.

더욱이 상기 수학식(1)에 의한 거리 계산에서는, 계산의 차원을 2차원으로 한정할 수 있고, 통상의 거리 평가 계산의 경우보다도 1차원 낮게 할 수가 있어, 계산량을 줄일 수가 있다.

또, CPU(61d)에서 행하는 계산의 코스트는, 일반적으로 덧셈ㆍ뺄셈의 것이 부담이 가볍고, 곱셈이 이것에 이어지고, 상기 수학식(1)에서 취급하는 나눗셈이나 평방근과 같이 특수한 계산은 부담이 무거운 것으로 된다. 그래서, 상기 수학식(1)은 단순한 계산에 의해, 이와 같은 무거운 부담을 제거한 동등한 의미를 가지는 평가식을 이하와 같이 하여 도출한다.

수학식(2)

lm ＞ d

⇔ lm2 ＞ d2 (lm, d＞0 부터)

⇔ lm2 - d2 ＞ 0

⇔ lm2 - (V0 (C0 - P0) + V2 (C2 - P2)) 2 / (V02 + V22)

⇔ lm2 (V02 + V22) - (V0 (C0 - P0) + V2 (C2 - P2)) 2 ＞ 0

다음에, 상기 수학식(2) 중에 있는, 반복 계산이 불필요한 파라미터를 미리 고정한 정수로서 정의한다. 거리 평가 계산은 시점 확정(도 24의 스텝 S51) 후, 한 번에 많은 지표면을 나타내는 노드에 대해서 행한다. 따라서, 그 동안에 시점{카메라 위치(P)}과 시선 벡터(V)는 고정되기 때문에, 좌표값인 VO와 V2는 고정이 된다. 따라서, (V02+V22)도 고정되기 때문에, 이 단계에서 이 값을 정수 W 로 해 두는 것으로 한다.

더욱이, lm도 미리 고정된 정수이기 때문에, lm2도, 레벨 m 마다 고정된 정수로 된다. 따라서, 이것을 Lm이라 정의하고, 이 값은 항상 고정되어야 하는 것이기 때문에, 시스템 기동 처리(도 24의 스텝 S50) 내에서 미리 정의해 둔다. 마찬가지로 하여 VO(CO-PO)+V2(C2-P2)에 대해서도 이것을 정수 D 라고 정의하면, 이하의 평가식이 얻어진다.

수학식(3)

LmW - D2 ＞ 0

도 27은 거리 평가 판정 처리의 상세한 것을 설명하는 플로우차트이다.

여기서 나타내는 거리 평가 판정 처리는 묘화 처리 전체를 통해 분산해서 존재하고 있는 처리이고, 크게 나누어 3단계로 나뉘어진다.

우선, 제 1 단계로서 시스템 기동시의 처리(도 24의 스텝 S50의 처리에 대응하고 있다)로서 Lm을 도출한다. 여기서의 처리에서는, 우선 레벨 m=1(스텝 S70)으로서 미리 설정되어 있는 레벨 m마다의 임계값 lm의 2승을 Lm에 대입한다(스텝 S71). 다음에 스텝 S73의 처리에서 레벨 m이 미리 준비되어 있는 4분목의 최고 레벨에 도달했다고 판단될 때까지, 레벨 m을 증가시키고(스텝 S72), 스텝 S71의 처리를 반복한다.

제 2 단계는, 시점이 결정되었을 때에 행하는 처리이다. 이것은, 도 24의 스텝 S51의 처리의 내부에 상당한다. 여기서의 처리에서는 카메라의 위치를 설정하는 (스텝 S74) 것으로 시점{카메라 위치(P)}과 시선 벡터(V)는 고정되기 때문에 V0, V2, P0, P2가 고정값으로 되고, W를 도출할 수 있다(스텝 S75).

제 3 단계는 각 노드에의 거리 평가 계산 처리를 행한다. 이것은, 도 24의 스텝 S56의 처리의 내부에 상당한다. 여기서의 처리에서는, 우선 묘화 에리어의 노드를 결정한다(스텝 S76). 이것에 의해, 커런트의 지표면(100)의 중심점(C)이 결정된다. 이어서, D를 도출하고(스텝 S77), 평가식인 상기 수학식(3)을 실행한다(스텝 S78). 그리고, 그 결과가 참인지 거짓인지를 판단하고(스텝 S79), 참이면 그 노드의 지도를 묘화시킨다(스텝 S80). 그 후 스텝 S81의 처리에서 묘화가 종료했다고 판단될 때까지 스텝 S76 부터의 처리를 반복한다. 스텝 S79에서 거짓이라고 판단된 경우에는 스텝 S81의 처리를 행한다.

상기와 같이 하여, 상기 수학식(3)의 평가식을 이용하여 거리 평가 계산을 행하는 것에 의해, 매회의 평가식이 곱셈 2회, 뺄셈 1회와 같이 CPU(61d)에의 부담이 상기 수학식(1)을 이용한 경우보다 훨씬 가볍고, 그 때문에 고속으로 행할 수가 있다.

전술한 바와 같은 신 그래프에서 4분목을 사용하여 LOD를 행한 경우, 이하와 같은 문제가 있다

통상 이용되는 4분목의 LOD는, 도 41과 같이, 평가하는 대상의 에리어를 기계적으로 4분할하고, 그 에리어의 범위 내에 들어가지 않는 것과 들어가는 것으로, 노드의 트리의 상하 관계를 구축하는 바와 같은 방법을 이용한다. 그러나, 3차원 지도에서 이와 같은 방법을 이용하면, 예를 들면 동경 타워나 고층 빌딩 등과 같 이, 멀리서 보이는 랜드마크의 역할을 하는 오브젝트임에도 불구하고, 지표면에 점하는 면적이 작기 때문에, 이 기계적인 데이터 분할을 이용했기 때문에, 본래 시야에 들어가야 할 장소에 있음에도 불구하고 LOD 처리의 관계상, 화면에서 사라져 버리는 경우가 있을 수 있다.

그래서, 전술한 신 그래프의 4분목에 높이의 요소를 더한 경우에 관하여 이하에 설명한다.

도 28은 높이의 요소를 더한 4분목을 설명하는 도면이다.

임의의 오브젝트(110)가 4분목을 형성하는 경계에 들어가 있는 경우, 통상 하위 노드로 분류되지만, 임의의 임계값을 넘은 경우에는 상위의 노드로 분류된다.

이와 같이 함으로써, 본래 그 위치에 보여야 할 하층 건축물이 화면에서 사라져 버리는 것을 방지할 수가 있다.

다음에, 이상과 같은 3차원 지도의 데이터 구조에 있어서, 유저가 지정한 지점 POI 정보를 표시하는 방법에 관하여 설명한다.

도 29는, 유저가 지정한 건조물을 특정할 때의 처리를 설명하는 도면이다.

유저가 예를 들면, 표시 디바이스(62)에 표시되는 화면상의 임의의 부분을 손가락이나 첨필(stylus) 등과 같은 방법으로 가리키면, 유저가 포인팅하고 있는 점(121)의 화면(120) 상에서의 좌표를 (x, y)로 하는 것으로 한다. 이 때, 도 6에 도시한 바와 같은 신 그래프에 기록되어 있는 건조물 등을 나타내는 각 오브젝트의 바운딩 박스의 사영(射影)이, 이 점에 겹쳐지는 오브젝트 중 가장 화면의 앞쪽에 있는 것을 그 건물로 특정할 수가 있다. 도 29의 경우에는, 오브젝트(126, 127, 128) 중, 오브젝트(126, 128)의 바운딩 박스(126a, 128a)가 화면(120) 상에서 겹쳐져 있지만, 이 중 바운딩 박스(126a) 쪽이 앞쪽에 있기 때문에, 이 경우에는 오브젝트(A)가 지정된 것으로 된다.

유저 지정에 의한 건조물 특정 때의 처리를 이하에 플로우차트로 정리한다.

도 30은 유저 지정에 의한 건조물 특정 때의 처리의 흐름을 설명하는 플로우차트이다.

CPU(61d)는, 우선 외부입력장치(64) 등으로부터 입력된 유저가 지정한 포인트에 관한 정보를 기초로, 도 29에 도시한 바와 같이 화면 상의 점의 좌표(x, y)를 특정한다(스텝 S90). 이어서, 특정한 좌표(x, y)를 기초로 신 그래프를 탐색한다. 우선, 커런트의 레벨을 1 로 설정하고(스텝 S91), 커런트의 레벨로 설정되어 있는 오브젝트의 바운딩 박스를 취득한다(스텝 S92). 그리고, 취득한 바운딩 박스를 화면의 3차원 좌표 상에 사영하고(스텝 S93), 그 도형이 유저가 지정한 점(x, y)과 겹쳐져 있는지 여부를 판단하며(스텝 S94), 겹쳐져 있으면 그 오브젝트의 ID 와 좌표를 리스트 업하고, 일시 RAM(61b)에 격납한 후 스텝 S96의 처리로 진행된다(스텝 S95). 겹쳐져 있지 않으면 그대로 스텝 S96의 처리로 진행된다.

스텝 S96의 처리에서는, 전 오브젝트가 종료했는지 여부를 판단하고, 종료되어 있지 않으면 다음 오브젝트의 바운딩 박스를 커런트로 설정하고(스텝 S97), 스텝 S93 부터의 처리를 반복한다. 전 오브젝트가 종료되어 있으면, 스텝 S98의 처리로 진행된다.

스텝 S98의 처리에서는, 전 레벨의 탐색이 종료했는지 여부를 판단하고, 종 료되어 있지 않으면 커런트의 레벨을 플러스 1 하고(스텝 S99), 스텝 S92 부터의 처리를 반복한다. 전 레벨의 탐색이 종료되어 있으면, 스텝 S95의 처리에서 리스트업 된 오브젝트의 바운딩 박스의 좌표 중으로부터 3차원 공간 상에서 가장 앞쪽에 있는 것이 선택된 것이라고 판단하고, 그 오브젝트를 추출한다(스텝 S100).

또한, 선택된 오브젝트의 ID는, 3차원 지도 상의 태그에 대응되어 있기 때문에, 이것에 의해 선택한 오브젝트만을 추출하여 화면에 확대 표시하거나, 색을 바꾸는 등 특수 효과를 실시한 묘화를 행하는 것이 가능해진다.

3차원 지도의 상호 작용(interaction)을 이와 같이 이용하고자 한 경우 문제가 되는 것은, 광역의 지도를 표시한 경우, 도시권 등에는 너무나도 많은 건물이 있기 때문에, 특정의 건물을 지정하는 등과 같은 작업을 하기 어려운 경우가 있다. 예를 들면, 유저가 화면 상에 나와 있는 고층 빌딩을 가리키고자 함에도 불구하고, 주변에 중소의 건조물이 많이 존재하기 때문에, 도 30과 같은 처리를 기계적으로 적용한 경우, 의중(意中)의 건물을 지정했다고 판정되는 것이 어렵다. 그래서, 도 30의 처리의 스텝 98에 있어서, 탐색의 한계로 하는 신 그래프의 깊이의 레벨을 실제로 모여 있는 데이터의 레벨보다도 낮게 설정하면, 그 탐색 범위에 있는 건물이 임의의 일정 이상의 넓이, 혹은 임의의 일정 이상의 높이의 건물이 대부분이 되고, 유저에 있어서도 탐색이 용이해짐과 동시에, 탐색하는 오브젝트 수를 줄일 수 있기 때문에, 탐색 시간 그 자체도 짧게 할 수가 있다. 그 하나의 예를 이하에 나타낸다.

도 31 및 도 32는, 탐색하는 레벨을 한정한 경우의 오브젝트 탐색을 설명하 는 도면이다.

도 31과 같은 화면 상에서, 유저가 공원(130)을 지정하려고 한 경우, 주위를 빌딩(131, 132, 133) 등과 같은 여러 가지 건조물에 둘러싸여 있기 때문에, 지정이 어렵다. 이와 같은 경우 도 32와 같이, 공원(130)과 빌딩(131, 132, 133) 사이에 명백하게 크기의 차가 있으면 신 그래프에서는 다른 계층에 속하기 때문에, 신 그래프를 탐색의 대상으로 하는 레벨과 그 이외의 레벨로 나누면, 유저는 용이하게 공원(130)을 지정할 수 있다. 즉, 임의의 일정 이상의 레벨의 신 그래프를 탐색하지 않도록 하면, 목적의 포인트를 용이하게 지정할 수가 있다.

산업상의 이용 가능성

카네비게이션 시스템 및 보행자에게 목적지까지의 도정을 도시하는 보행자 네비게이션 시스템 등과 같은 네비게이션 시스템에 적용할 수 있다.

본 발명은 오리지널의 3차원 지도데이터를, 3차원 지도의 데이터 구조를 트리 구조로 표현한 신 그래프와, 3차원 지도에 포함되는 오브젝트를 묘화하기 위한 묘화 데이터로 나누고, 그 신 그래프 데이터를 참조하여 표시 영역을 특정하며, 그 영역의 묘화 데이터를 판독입력하여 표시 처리를 행하도록 하였기 때문에, 3차원 지도를 고속으로 묘화할 수가 있다.

또한, 지도의 상세도에 따른 복수 계층의 노드로 트리 구조를 표현하고, 오브젝트가 소정의 높이 이상이라면, 상세도가 낮은 계층의 노드에 있어서도 그 오브젝트를 표시하도록 하였기 때문에, 랜드마크가 되는 오브젝트가 생략되어 버리는 것을 방지할 수가 있다.

또한, 화면상에 표시 처리된 3차원 지도에 있어서 유저에 의한 입력에 의해 지정된 오브젝트를 신 그래프로부터 탐색하고, 탐색한 오브젝트의 POI 정보를 판독입력하며, 적절한 POI 정보를 화면상에 표시할 수가 있다.

Claims

3차원 지도표시 기능을 가지는 지도표시 시스템에 있어서,

3차원 지도데이터를, 3차원 지도의 데이터 구조를 트리 구조로 표현한 신 그래프(scene graph) 데이터와, 상기 3차원 지도에 포함되는 오브젝트를 묘화하기 위한 묘화 데이터로 분할하여 가공하는 지도데이터 가공부와,

상기 신 그래프 데이터를 참조하여 표시 영역을 특정하고, 특정된 상기 표시 영역에 따른 상기 묘화 데이터를 판독입력{讀入; read}하여 표시 처리를 행하는 지도데이터 표시부를

가지는 것을 특징으로 하는 지도표시 시스템.
3차원 지도데이터를 가공하는 지도데이터 가공장치에 있어서,

상기 3차원 지도데이터를 격납{格納; store}하는 기억부와,

상기 3차원 지도데이터를, 3차원 지도의 데이터 구조를 트리 구조로 표현한 신 그래프 데이터와, 상기 3차원 지도에 포함되는 오브젝트를 묘화하기 위한 묘화 데이터로 분할하여 가공하는 지도데이터 가공부를

가지는 것을 특징으로 하는 지도데이터 가공장치.
제 2항에 있어서,

상기 트리 구조는, 상기 3차원 지도의 상세도(詳細度)에 따른 복수 계층의 노드를 가지는 것을 특징으로 하는 지도데이터 가공장치.
제 3항에 있어서,

상기 트리 구조는, 상기 계층마다 상기 노드를 4분할한 구조인 것을 특징으로 하는 지도데이터 가공장치.
제 3항에 있어서,

상기 지도데이터 가공부는, 상기 오브젝트의 높이가 소정의 높이 이상일 때, 복수의 계층의 노드중, 상세도가 낮은 계층의 노드에 있어서도 소정의 높이 이상인 상기 오브젝트가 표시되도록 상기 신 그래프 데이터를 가공하는 것을 특징으로 하는 지도데이터 가공장치.
제 2항에 있어서,

상기 트리 구조는 XML 형식으로 기술되어 있는 것을 특징으로 하는 지도데이터 가공장치.
제 2항에 있어서,

상기 묘화 데이터는 축차(逐次; sequential) 실행형의 데이터 형식인 것을 특징으로 하는 지도데이터 가공장치.
제 2항에 있어서,

상기 지도데이터 가공부는, 상기 신 그래프 데이터와 상기 묘화 데이터를 관련짓기 위한 태그 정보를 각각에 부가하는 것을 특징으로 하는 지도데이터 가공장치.
3차원 지도표시 기능을 가지는 지도표시 장치에 있어서,

3차원 지도의 데이터 구조를 트리 구조로 표현한 신 그래프 데이터를 격납하는 신 그래프 데이터 기억부와,

상기 3차원 지도에 포함되는 오브젝트를 묘화하기 위한 묘화 데이터를 격납하는 묘화 데이터 기억부와,

상기 신 그래프 데이터를 참조하여 표시 영역을 특정하는 표시 영역 특정부와,

특정된 상기 표시 영역에 따른 상기 묘화 데이터를 판독입력하는 데이터 판독입력부와,

판독입력한 상기 묘화 데이터를 기초로 표시 처리를 행하는 표시 처리부를

가지는 것을 특징으로 하는 지도표시 장치.
제 9항에 있어서,

현재 위치를 특정하는 현재 위치 특정부와, 상기 3차원 지도 중에 있어서의 시점 및 시선(視線)을 설정하는 카메라 위치 설정부를 더 가지고, 상기 표시 영역 특정부는, 특정된 상기 현재 위치, 상기 시점 및 시선을 기초로, 상기 신 그래프 데이터를 참조하여 상기 표시 영역을 특정하는 것을 특징으로 하는 지도표시 장치.
제 10항에 있어서,

상기 트리 구조는, 상기 3차원 지도의 상세도에 따른 복수 계층의 노드를 가지고, 상기 표시 영역 특정부는 상기 시점 및 시선을 기초로, 상기 시점과 상기 노드가 나타내는 상기 3차원 지도의 지표면과의 거리에 따라 상기 상세도를 결정하고 상기 표시 영역을 특정하는 것을 특징으로 하는 지도표시 장치.
제 9항에 있어서,

상기 오브젝트마다의 POI 정보를 격납하는 POI 정보 기억부를 더 가지고,

상기 데이터 판독입력부는, 상기 표시 처리부에서 표시 처리된 상기 3차원 지도에 있어서 유저에 의한 입력에 의해 지정된 상기 오브젝트를 상기 신 그래프 데이터로부터 탐색하고, 탐색한 상기 오브젝트의 상기 POI 정보를 판독입력하며,

상기 표시 처리부는, 상기 POI 정보를 화면상에 표시하는 것을 특징으로 하는 지도표시 장치.
제 12항에 있어서,

상기 트리 구조는, 상기 3차원 지도의 상세도에 따른 복수 계층의 노드를 가지고,

상기 데이터 판독입력부는, 탐색할 상기 신 그래프 데이터의 계층을 한정하는 것을 특징으로 하는 지도표시 장치.
3차원 지도를 표시하는 지도표시 방법에 있어서,

상기 3차원 지도 중에 있어서의 시점 및 시선을 설정하고,

상기 3차원 지도의 데이터 구조를 상세도에 따라 복수 계층의 노드에 의한 트리 구조로 표현한 신 그래프 데이터를 탐색하여, 상기 시점 및 시선을 기초로, 상기 노드가 나타내는 상기 3차원 지도의 지표면과, 상기 시점과의 거리에 따라, 상기 노드가 나타내는 상기 3차원 지도를 표시할지 여부를 결정하고,

상기 노드가 나타내는 상기 3차원 지도를 표시하는 경우에는, 상기 노드의 상기 3차원 지도에 포함되는 오브젝트를 묘화하기 위한 묘화 데이터를 판독입력하며,

판독입력한 상기 묘화 데이터를 기초로 표시 처리를 행하는

것을 특징으로 하는 지도표시 방법.