KR20170107432A - 3차원 지도 표시 시스템 - Google Patents

Abstract

표시영역 전체에 비교적 가벼운 부하로 3차원 지도를 표시한다. 지도 데이터베이스로서, 지물을 정밀하고 상세하게 표현하기 위한 정밀표현 모델 데이터베이스(17)와, 간이하게 표현하기 위한 간이 모델 데이터베이스(16)를 마련한다. 3차원 지도를 표시할 때에는 간이 모델을 이용하여 전 표시영역에 간이 3차원 지도를 형상화함과 동시에, 시점으로부터 소정 거리 내의 정밀표현 모델 형상화 범위에 대해서는 별도의 레이어에 정밀표현 모델을 이용하여 정밀표현 3차원 지도를 형상화한다. 그리고 간이 3차원 지도의 앞면에 정밀표현 3차원 지도를 중첩시키고 합성하여 3차원 지도를 표시시킨다. 이때 정밀표현 모델 형상화 범위의 경계 부근은 정밀표현 3차원 지도를 반투명하게 그림으로써, 양자를 위화감 없이 융합시킨다. 또한 정밀표현 모델이 정비되어 있는 경계 부근에 시점이 있는 경우에는 정밀표현 모델 전체를 반투명하게 그림으로써, 정밀표현 3차원 지도를 서서히 투과시켜서 위화감 없이 간이 3차원 지도만의 표시로 이행시키는 것이 가능해진다.

Description

3차원 지도 표시 시스템{THREE-DIMENSIONAL MAP DISPLAY SYSTEM}

본 발명은 지물의 정확성이 서로 다른 복수의 지도 모델을 병용하여 3차원 지도를 표시하는 3차원 지도 표시 시스템에 관한 것이다.

네비게이션 장치나 컴퓨터의 화면 등에 이용되는 전자 지도에서는 건물 등의 지물을 3차원적으로 표현한 3차원 지도가 이용되는 경우가 있다. 3차원 지도는 통상적으로 3차원 모델을 투시 투영 등으로 3차원적으로 그림으로써 표시된다.

여기서, 3차원 지도에는 다수의 지물이 포함되고, 지표면도 폴리곤으로 표현하기 때문에 3차원 모델의 수도 다량이 되며, 3차원 지도의 형상화 처리에 걸리는 부하는 상당히 높아지는 경우가 있다. 특히 높은 시점으로부터 본 조감도를 그릴 때, 지도의 표시 범위가 광역이 되기 때문에, 표시에 걸리는 처리 부하는 상당히 높아지는 경우가 있다.

이러한 처리 부하를 경감시키기 위해서, 3차원 지도, 특히 조감도의 지도 표시 시에 상세도가 다른 복수의 지도 데이터를 병용하는 것이 행해지고 있다. 예를 들어, 특허문헌 1, 2는 모두 입체 조감 지도를 표시할 때에 지도의 표시 영역을 상하로 2분할하고, 상세한 지도 데이터를 이용하여 시점에 가까운 하측 영역을 표시하고, 그보다 성긴 광역 지도 데이터를 이용하여 시점으로부터 먼 쪽의 상측 영역을 표시하는 기술을 개시한다.

또한, 특허문헌 3은 2차원 지도 데이터를 이용하여 도로 등의 조감도를 그림과 동시에, 건물의 3차원 모델을 투시 투영한 입체도를 겹쳐서 표시하는 기술을 개시하고 있다.

특허 제4422125호 공보 특허 제3362533호 공보 특개2003-232639호 공보

그러나 종래 기술에서는 어느 것이나 표시 영역 전체에서 위화감이 없는 3차원 지도를 표시할 수가 없었다.

예를 들어, 특허문헌 1, 2에 기재한 기술에서는 상세도가 다른 복수의 지도의 경계 부분에서 양 데이터의 부정합이나 그래픽스 엔진에 의한 표시 처리 등으로 기인하는 표시상의 흐트러짐이 발생하여, 지도의 외관을 손상시키는 경우가 있었다.

또한, 특허문헌 1, 2에 개시된 기술과 같이 표시 영역을 상하로 분할하는 방법에서는 경계 부근에 입체적으로 그려진 건물이 존재하는 경우, 건물이 분할되어 표시되게 되어, 위화감이 발생함과 동시에 지도의 외관이 손상된다. 특허문헌 3의 방법에서는 입체도로서 그리는 건물 수가 증가되면, 결국 3차원 지도를 그리기 위한 부하가 커지게 된다.

이러한 과제는 조감도 특유의 것이 아니며, 복수의 지도 데이터를 이용하는 한, 3차원 지도를 낮은 시점으로부터 그린 드라이버즈 뷰의 경우에도 공통적으로 발생할 수 있는 것이다. 또한, 지도 데이터가 반드시 메쉬 단위로 저장되어 있는 경우에 한정되지 않으며, 복수의 지도 데이터를 병용하여 지도를 표시하는 경우에 공통적인 과제이다.

본 발명은 이러한 과제를 감안하여, 표시 영역 전체에서 위화감이 없는 3차원 지도를 비교적 가벼운 부하로 표시시키는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 3차원 지도를 표시하는 3차원 지도 표시 시스템이며, 지도에 포함되는 지물의 정확성이 높은 지도 데이터인 정밀표현 모델을 저장하는 정밀표현 모델 데이터베이스와, 상기 정밀표현 모델보다 지도에 포함되는 지물의 정확성이 낮은 지도 데이터인 간이(簡易) 모델을 저장하는 간이 모델 데이터베이스와, 상기 정밀표현 모델 데이터베이스 및 간이 모델 데이터베이스를 참조하여, 지정된 시점, 시선 방향으로부터 본 3차원 지도를 표시하는 지도 표시부를 구비한다.

상기 지도 표시부는, 상기 시점으로부터 상기 시선 방향으로 소정 거리 이내의 범위를 정밀표현 모델 형상화 범위로 하고, 상기 정밀표현 모델 형상화 범위에서 상기 정밀표현 모델을 이용하여 상기 지물의 정확성이 높은 3차원 지도인 정밀표현 3차원 지도를 형상화하는 정밀표현 3차원 지도 형상화부와, 상기 정밀표현 3차원 지도가 그려지지 않는 범위를 포함하여 설정된 범위에서, 상기 간이 모델을 이용하여 상기 정밀표현 3차원 지도보다 상기 지물의 정확성이 낮은 3차원 지도인 간이 3차원 지도를 형상화하는 간이 3차원 지도 형상화부와, 상기 간이 3차원 지도의 앞면에 상기 정밀표현 3차원 지도를 중첩시킨 상태에서 양자를 합성하여 표시하는 화상 합성부를 구비하는 3차원 지도 표시 시스템으로 구성할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 정밀표현 모델과 간이 모델을 구비하고 있다.

정밀표현 모델은 지물의 정확성이 높은 지도 데이터이며, 예를 들어 건물에 대해서는 형상, 표면의 텍스처가 정비되고, 도로에 대해서는 하얀 선을 표현하기 위한 데이터가 마련되어 있는 등, 현실감이 높은 3차원 지도를 표시하기 위한 데이터이다. 그러나, 현실감의 정도는 임의로 설정 가능하고, 반드시 모든 건물에 대해서 정확한 형상의 모델이나 텍스처가 정비되어 있을 필요는 없으며, 도로에 대해서 하얀 선이 정비되어 있을 필요도 없다. 후술하는 간이 모델에 대해서 상대적으로 지물의 정확성이 높아져 있는 지도 데이터이면 충분하다.

이에 반해, 간이 모델은 상대적으로 지물의 정확성이 낮은 지도 데이터이다. 예를 들어, 건물에 대해서 평면 형상을 나타내는 건물 틀을 각 건물의 높이에 따라서 높이 방향으로 평행 이동한 기둥 형상의 간이 형상을 이용하도록 해도 되며, 그 표면은 빌딩의 외관을 나타내는 전형적인 텍스처를 붙이도록 해도 된다. 도로에 대해서도 단순히 꺾은 선 형상으로 마련된 데이터에, 도포 폭에 따른 폭을 부여한 폴리곤으로 표현하는 등의 모델을 채용할 수 있다. ㄴ

또한, 간이 모델로서는 2차원 지도 데이터베이스를 이용해도 된다. 간이 모델은 정밀표현 모델보다 상대적으로 지물의 정확성이 낮은 것이면 되기 때문에 상술한 양태에 한정되지 않으며, 건물을 와이어 프레임으로 표현하고, 텍스처를 생략하는 등 다양한 양태를 취할 수 있다. 또한 3차원 표시의 대상이 되는 건물을 솎아 내도록 해도 된다.

본 발명에서는 시점에 가까운 정밀표현 모델 형상화 범위에 대해서는 정밀표현 3차원 지도를 형상화하고, 그 외의 범위에 대해서는 간이 3차원 지도를 형상화하기 때문에, 전체에 대해서 정밀표현 3차원 지도를 형상화하는 경우에 비해서 3차원 지도를 표시시키기 위한 부하를 경감시킬 수 있다.

또한 정밀표현 3차원 지도는 3차원 공간에서 시점으로부터 소정 거리 이내에서 구분된 범위를 대상으로 하여 그리고 있기 때문에, 그 범위 내에 존재하는 건물에 대해서는 전체가 정확하게 형상화되게 된다. 따라서, 정밀표현 3차원 지도와 간이 3차원 지도의 경계 부근의 위화감도 경감시킬 수 있다.

이와 같이, 본 발명에서는 정밀표현 모델과 간이 모델을 이용하는 범위를 3차원 공간 내에서 구분함으로써, 복수의 모델을 병용하여 형상화의 부하를 경감시키면서, 위화감이 없는 3차원 지도의 표시를 실현할 수 있다.

본 발명에 있어서, 지도를 표시하는 디바이스로서는 컴퓨터, 네비게이션 장치의 화면, 스마트폰, 휴대전화, 태블릿 등의 휴대단말의 화면 등을 이용할 수 있다.

시점, 시선 방향은 사용자가 수동으로 지정하는 방법, 휴대단말의 자세나 방향에 의해 지정하는 방법 등 다양한 방법으로 지정해도 된다. 또한 다른 방법으로서, 경로 안내의 과정에서는 안내해야 하는 경로와 현재 위치에 기초하여 자동적으로 설정되도록 해도 된다.

본 발명의 3차원 지도 표시 시스템에 있어서는, 상기 정밀표현 3차원 지도 형상화부는 투과 형상화 범위로서 상기 정밀표현 모델 형상화 범위의 경계 근방에 설정된 범위 내에서는 상기 정밀표현 3차원 지도를 반투명으로 형상화하고,상기 간이 3차원 지도 형상화부는 상기 투과 형상화 범위도 포함하도록 상기 간이 3차원 지도를 형상화하도록 해도 된다.

이렇게 함으로써, 정밀표현 3차원 지도와 간이 3차원 지도의 경계 부근의 투과 형상화 범위에서는 간이 3차원 지도 상에 반투명의 정밀표현 3차원 지도가 겹쳐져서 그려진다. 따라서, 표시되어 있는 3차원 지도 전체 중에서 양자가 위화감 없이 융합되어 있는 것처럼 시인되어, 3차원 지도의 외관을 향상시킬 수 있다.

투과 형상화 범위는 그 넓이, 형상 모두 상술한 시각적인 효과를 기초로 하여 임의로 설정 가능하다. 또한, 투과 형상화 범위의 넓이는 전체 지역에서 고정일 필요는 없으며, 예를 들어 건물이 많은 도시에서는 반투명으로 형상화하는 범위를 좁히고, 건물이 적은 시골에서는 넓히는 등, 지역에 따라서 변화시켜도 된다. 또한 본 발명의 3차원 지도 표시를 경로 안내 등에서 이용하는 경우에는 자동차 위치의 이동속도에 따라서 투과 형상화 범위를 변화시켜도 된다.

또한, 반투명의 투과율도 임의로 설정 가능하다. 반투명으로 형상화하는 범위 내에서 일률적인 투과율로 해도 되고, 투과 형상화 범위 내에서 투과율을 변화시켜도 된다. 예를 들어, 투과 형상화 범위 내에서 정밀표현 모델 형상화 범위의 경계에 가까울수록 투과율을 높이는 양태로 하면, 정밀표현 3차원 지도로부터 간이 3차원 지도로 보다 자연스럽게 이행하는 시각적 효과를 부여할 수 있다.

또한, 본 발명의 3차원 지도 표시 시스템에 있어서는, 상기 간이 3차원 지도 형상화부는 상기 3차원 지도의 표시 영역 전체에 상기 간이 3차원 지도를 형상화해도 된다.

이렇게 함으로써, 정밀표현 3차원 지도가 그려지는 범위를 고려하지 않고, 간이 3차원 지도를 형상화하면 되기 때문에, 간이 3차원 지도를 형상화하는 범위의 설정 부하를 경감시킬 수 있다.

본 발명의 3차원 지도 표시 시스템에 있어서는, 상기 정밀표현 모델이 마련되어 있는 정밀표현 모델 정비 영역과, 마련되어 있지 않은 정밀표현 모델 비정비 영역이 혼재되어 있는 것으로 해도 된다.

이렇게 함으로써, 정밀표현 모델을 마련하기 위한 부하도 경감시킬 수 있다. 정밀표현 모델 정비 영역은 임의로 설정 가능하다. 예를 들어, 도시부와 같이 건물 등에 대해서 리얼리티가 높은 표시에 대한 요청이 높은 지역에 대해서 정밀표현 모델을 마련하고, 교외나 시골의 지역 등에 대해서는 정밀표현 모델은 마련하지 않고 간이 모델만을 마련하도록 해도 된다.

상술한 바와 같이 정밀표현 모델 정비 영역과 정밀표현 모델 비정비 영역이 혼재되는 경우, 상기 정밀표현 3차원 지도 형상화부 또는 상기 화상 합성부는 상기 시선 방향에서의 상기 시점으로부터 상기 정밀표현 모델 정비 영역의 경계까지의 거리가 제1 소정 값 이하가 되었을 때에는 상기 경계에 상기 시점이 가까울수록 상기 정밀표현 3차원 지도 전체의 투과율을 높여서 표시하는 것으로 해도 된다.

정밀표현 모델 정비 영역의 경계 부근에서는 시점에 의해서는 본래 예정되어 있는 정밀표현 모델 형상화 범위 전체에 대해서 정밀표현 3차원 지도를 표시할 수 없는 경우가 있다. 상기 양태는 이러한 상태를 고려하여, 정밀표현 모델 정비 영역의 경계 부근에 시점이 있는 경우에는 정밀표현 3차원 지도 전체의 투과율을 높여서 표시시킨다. 이렇게 함으로써, 충분한 범위의 정밀표현 3차원 지도가 표시될 수 없게 된 경우에도 자연스럽게 간이 3차원 지도로 이행하는 모습을 표현할 수 있다.

특히 이 양태는 시점을 이동시키면서 3차원 지도를 표시하는 경우에 유용성이 높다.

또한, 상기 정밀표현 3차원 지도 형상화부 또는 상기 화상 합성부는 상기 시선 방향에서의 상기 시점으로부터 상기 정밀표현 모델 정비 영역의 경계까지의 거리가 제1 소정 값보다 작은 제2 소정 값 이하가 되었을 때에는 상기 정밀표현 3차원 지도를 비표시로 하는 것으로 해도 된다.

정밀표현 모델 정비 영역의 경계에 시점이 더 접근했을 때에는 정밀표현 3차원 지도를 비표시로 하는 양태이다. 이렇게 함으로써, 정밀표현 3차원 지도로부터 간이 3차원 지도로의 이행을 보다 위화감 없이 실현할 수 있다.

정밀표현 모델이 마련되어 있는 지역의 산재 여부와 상관없이, 본 발명에서 화상의 합성은 다양한 방법으로 행할 수 있다.

제1 방법은, 상기 정밀표현 3차원 지도 형상화부 및 상기 간이 3차원 지도 형상화부는 상기 정밀표현 3차원 지도와 상기 간이 3차원 지도를 다른 레이어에 형상화하고, 상기 화상 합성부는 상기 정밀표현 3차원 지도가 그려진 레이어를 상기 간이 3차원 지도가 그려진 레이어의 앞면에 배치하여 상기 합성을 행하는 방법이다.

이 양태에서는 정밀표현 3차원 지도와 간이 3차원 지도를 별도의 레이어에 형상화하기 때문에, 정밀표현 3차원 지도를 간이 3차원 지도의 앞면에 그린 상태의 합성을 용이하게 실현할 수 있다. 또한 사용자의 조작에 따라서 정밀표현 3차원 지도를 비표시로 하는 등, 3차원 지도에 대한 다양한 조작도 용이하게 실현할 수 있는 이점도 있다.

제2 방법은, 상기 화상 합성부는, 상기 간이 3차원 지도 형상화부에 상기 간이 3차원 지도를 형상화시키고, 상기 간이 3차원 지도의 각 점의 시점으로부터의 거리를 기억하고 있는 뎁스 버퍼를 소거하고, 그 후 상기 정밀표현 3차원 지도 형상화부에 상기 정밀표현 3차원 지도를 형상화시키는 방법이다.

일반적으로 3차원 그래픽스 표시에 있어서는, 시점으로부터 시인 가능 여부에 따라서 폴리곤의 형상화를 제어하는 숨은 선 처리를 실현하기 때문에, 시점으로부터 폴리곤 상의 각 점까지의 거리, 즉 심도(뎁스)를 임의의 방법으로 기록하면서 표시 처리를 실행하고 있는 것이 통상적이다. 상기 양태에서는 간이 3차원 지도를 형상화한 후 이 뎁스 버퍼를 소거하기 때문에, 이 시점에서 간이 3차원 지도는 단순한 2차원 화상이 된다. 따라서 정밀표현 3차원 지도를 이 위에 직접 형상화시키면, 자연히 정밀표현 3차원 지도를 간이 3차원 지도의 앞면에 겹친 3차원 지도를 실현할 수 있다.

본 발명에 있어서는, 상술한 다양한 특징을 반드시 모두 구비하고 있을 필요는 없으며, 적절히 그 일부를 생략하거나 조합시켜서 구성해도 된다.

본 발명은 그 외 컴퓨터에 의해 3차원 지도를 표시하는 3차원 지도 표시 방법으로 구성해도 되고, 이러한 표시를 컴퓨터에 실행시키기 위한 컴퓨터 프로그램으로서 구성해도 된다. 또한, 이러한 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터 독출 가능한 기록매체로서 구성해도 된다.

도 1은 네비게이션 장치의 구성을 도시하는 설명도이다.
도 2는 경로 안내 처리의 플로우차트이다.
도 3은 3차원 지도 표시 처리의 플로우차트이다.
도 4는 합성 조건의 설정 방법을 도시하는 설명도이다.
도 5는 화상의 합성 방법을 도시하는 설명도이다.
도 6은 간이 3차원 지도의 표시 예를 도시하는 설명도이다.
도 7은 정밀표현 3차원 지도를 중첩시킨 3차원 지도의 표시 예를 도시하는 설명도이다.
도 8은 정밀표현 모델이 정비되어 있는 지역으로부터 벗어날 때의 천이 화면을 도시하는 설명도이다.
도 9는 정밀표현 모델이 정비되어 있는 지역에 들어갈 때의 천이 화면을 도시하는 설명도이다.
도 10은 변형예로서의 3차원 지도 표시 처리의 플로우차트이다.

실시예 1

본 발명에 대해서, 네비게이션 장치에서 경로 안내 중에 디스플레이 상에 3차원 지도를 표시하는 3차원 지도 표시 시스템으로서 구성한 실시예를 설명한다. 실시예에서는 차재용 네비게이션 장치를 예로 들어 설명하는데, 본 발명의 3차원 지도 표시 시스템은 그 외에 스마트폰, 휴대전화, 태블릿 단말 등의 휴대단말을 이용한 휴대 가능한 네비게이션 장치로서 구성할 수도 있다. 또한 컴퓨터 등의 디스플레이에 경로 탐색, 경로 안내와는 관계없이 정적 또는 동적으로 3차원 지도를 표시하기 위한 시스템으로서 구성하는 것도 가능하다.

또한 본 실시예에서는 스탠드 알론으로 가동하는 시스템을 예시하는데, 도면 중에 도시하는 각 데이터베이스 등을 서버에 저장하고, 서버와 네비게이션 장치를 네트워크로 접속한 시스템으로서 구성해도 된다. 네비게이션 장치 이외의 양태를 취하는 경우에도 마찬가지이다.

A. 시스템 구성 :

도 1은 네비게이션 장치(10)의 구성을 도시하는 설명도이다. 네비게이션 장치(10)는 사용자에 지정된 출발지로부터 목적지까지의 경로를 안내하는 차재용 장치이다.

네비게이션 장치(10)는 내부에 CPU, RAM, ROM 등을 구비한 컴퓨터로서의 구성을 가지고 있으며, 도시하는 다양한 기능 블록을 가지고 있다. 이들 기능 블록은 각각의 기능을 실현하는 컴퓨터 프로그램을 설치함으로써 소프트웨어적으로 실현된다.

구성할 수 있는데, 그 일부 또는 전부를 하드웨어적으로 구성해도 된다. 이하, 각 기능 블록의 내용에 대해서 설명한다.

커맨드 입력부(12)는 네비게이션 장치(10)에 대한 조작을 통해서 사용자로부터 지시를 받는다. 예를 들어, 경로 탐색을 위한 출발지, 목적지의 지정, 지도를 표시하기 위한 표시 범위(스케일) 등의 지시가 포함된다.

도로 네트워크 데이터베이스(15)는 도로를 링크 및 노드로 나타낸 경로 탐색용 네트워크 데이터를 저장하고 있다. 경로 탐색부(14)는 도로 네트워크 데이터베이스(15)를 참조하여, 지정된 출발지로부터 목적지까지의 경로를 탐색한다. 경로 탐색의 방법으로서는 다이크스트라법 등 주지의 다양한 방법을 취할 수 있다. 위치 검출부(11)는 GPS(Global Positioning System) 등을 이용하여 네비게이션 장치(10)가 탑재된 챠량의 위치를 검출한다.

지도 표시 파라미터 설정부(13)는 다양한 정보에 기초하여 3차원 지도를 표시하기 위한 파라미터를 설정한다. 예를 들어, 위치 검출부(11)에서 검출된 차량의 위치에 기초하여 투시 투영을 위한 시점을 설정할 수 있다. 또한 경로 탐색부(14)에서 탐색된 경로 및 차량의 위치에 기초하여 투시 투영을 위한 시선 방향을 설정할 수 있다. 나아가 사용자로부터의 지시에 따라서 표시 스케일을 변화시키거나, 또는 시점의 높이 또는 부각(俯角)을 변화시킬 수 있도록 해도 된다. 이렇게 하여 설정된 표시 파라미터는 지도 표시부(20)에 전달된다.

3차원 지도를 표시하기 위한 기능 블록으로서, 네비게이션 장치(10)는 간이 모델 데이터베이스(16), 정밀표현 모델 데이터베이스(17), 및 지도 표시부(20)를 구비하고 있다. 이들 기능 블록이 본 발명에서의 3차원 지도 표시 시스템에 상당하는 구성이 된다.

정밀표현 모델 데이터베이스(17)에는 지물의 3차원 형상을 나타내는 3차원 지도 데이터가 저장되어 있다. 이 3차원 지도 데이터는 주요 건물에 대해서는 3차원 형상을 거의 정확하게 나타내고, 그 표면도 외관을 나타낸 텍스처를 저장하고 있다.

또한, 도로에 대해서는, 하얀 선을 그리기 위한 데이터도 저장되어 있다. 하지만 모든 건물 및 도로에 대해서 이와 같은 정밀표현 3차원 모델을 기억해둘 필요는 없으며, 현실감을 손상시키지 않을 정도로 일부의 건물에 대해서 간이한 형상, 외관을 적용해도 된다. 정밀표현 모델 데이터베이스(17)에 저장된 3차원 지도 데이터를 본 실시예에서는 정밀표현 모델이라고 부르기도 한다.

정밀표현 모델은 모든 지역에 대해서 구비되어 있을 필요는 없으며, 도시부 등으로 좁혀서 정비되어 있어도 된다. 이하 본 실시예에서는 정밀표현 모델이 이와 같이 산재되어 정비되어 있는 것으로서 설명한다. 정밀표현 모델이 정비되어 있는 지역을 정밀표현 모델 정비 영역이라고 칭하고, 정비되어 있지 않은 지역을 정밀표현 모델 비정비 영역이라고 칭한다.

간이 모델 데이터베이스(16)에는 정밀표현 모델보다 간이한 지도 데이터가 저장되어 있다. 본 실시예에서는 2차원 지도 데이터를 이용하는 것으로 했다. 건물에 대해서는 평면적인 형상, 즉 건물 틀이 기억되어 있으며, 도로에 대해서는 꺾은 선의 데이터로서 기억되어 있다. 본 실시예에서는 간이 모델 데이터베이스(16)에 저장된 지도 데이터를 간이 모델이라고 부르기도 한다. 본 실시예에서는 상술한 바와 같이 간이 모델로서 2차원 지도 데이터를 이용하고는 있으나, 후술하는 바와 같이 간이 모델도 3차원 지도를 표시하기 위한 데이터이다.

간이 모델로서, 건물의 3차원 형상 등을 저장한 3차원 지도 데이터를 이용해도 된다. 하지만 간이 모델은 정밀표현 모델보다 리얼리티가 낮은 지도 데이터이므로, 3차원 지도 데이터로서 정비하는 경우라 해도, 건물은 정확한 형상이 아니라 간략화된 형상으로 하고, 외관은 전형적인 텍스처를 이용하여 정비할 수 있다. 도로의 하얀 선은 생략해도 상관없다. 간이 모델은 정밀표현 모델과 같이 산재적으로 정비되어 있는 것이 아니라 전 지역에 대해서 정비되어 있다.

지도 표시부(20)는 간이 모델 데이터베이스(16), 정밀표현 모델 데이터베이스(17)의 각 데이터를 이용하여 3차원 지도를 표시한다. 나아가 지도 표시부(20)에는 이하의 기능 블록이 구비되어 있다.

간이 3차원 지도 형상화부(22)는 간이 모델 데이터베이스(16)에 저장된 간이 모델을 이용하여 3차원 지도를 표시한다. 본 실시예에서는 앞서 설명한 바와 같이, 간이 모델로서 2차원 지도 데이터가 저장되어 있다. 이러한 데이터를 이용하여 3차원 지도를 표시하는 방법은 다음과 같다. 2차원 지도 데이터를 투시 투영함으로써, 3차원적인 조감도를 형상화하는 것이 가능하다. 간이 3차원 지도 형상화부(22)는 이 조감도의 리얼리티를 향상시키기 위해서, 도로에 대해서는 꺾은 선이 아니라 도로 폭에 따른 굵기를 부여하여 그린다. 또한 주요 건물에 대해서는 평면 형상을 나타내는 건물 틀을 각각의 건물의 높이에 따라서 높이 방향으로 평행 이동하여 생성되는 기둥 형상에 의해 3차원적으로 형상화한다. 건물의 표면에는 전형적인 창이나 벽 등을 나타내는 텍스처를 붙인다. 이렇게 하여 형상화된 3차원 지도를 본 실시예에서는 간이 3차원 지도라고 칭한다. 간이 3차원 지도는 가벼운 부하로 형상화할 수 있는 특징이 있다.

간이 3차원 지도를 형상화할 때에는 시점으로부터의 거리에 따라서 간략화의 정도를 변화시켜도 된다. 예를 들어, 시점에 비교적 가까운 영역에서는 상술한 바와 같이 도로에 굵기를 부여하여 그리고, 소정 거리 이상의 먼 쪽에서는 도로를 선으로 그리도록 할 수 있다.

또한, 이러한 먼 쪽에서는 건물을 입체화하여 형상화하는 것을 생략해도 된다. 이렇게 함으로써, 간이 3차원 지도의 형상화 부하를 더 경감시킬 수 있다. 본 실시예에서는, 간이 3차원 지도에서도 지표면의 기복에 대해서는 3차원 좌표를 반영하여 그리는 것으로 하고 있다. 이렇게 함으로써, 산 등의 풍경을 충실히 재현하는 것이 가능해진다.

정밀표현 3차원 지도 형상화부(23)는 정밀표현 모델 데이터베이스(17)에 저장된 정밀표현 모델을 이용하여 투시 투영에 의해 3차원 지도를 표시한다. 이렇게 하여 표시된 3차원 지도를 본 실시예에서는 정밀표현 3차원 지도라고 칭한다.

간이 3차원 지도, 정밀표현 3차원 지도의 어느 것에 있어서도, 투시 투영을 위해서 이용되는 시점 및 시선 방향은 지도 표시 파라미터 설정부(13)에 의해 설정된다. 시점, 시선 방향을 사용자의 지시에 의해 변화시킬 수 있도록 해도 된다.

본 실시예에서는 간이 3차원 지도, 정밀표현 3차원 지도를 형상화하는 범위가 다르다. 간이 3차원 지도는 시점으로부터 시선 방향을 향해서 네비게이션 장치(10)의 디스플레이의 전 표시영역에 대해서 형상화된다. 이에 반해서, 정밀표현 3차원 지도는 시점으로부터 시선 방향을 향해서 소정 거리(깊이 방향의 거리를 깊이라고도 한다)까지의 범위(이것을 정밀표현 모델 형상화 범위라고 부른다)에 존재하는 정밀표현 모델을 이용하여 형상화된다. 즉 정밀표현 3차원 지도는 네비게이션 장치(10)의 표시 영역의 일부에만 그려지는 상태가 된다.

간이 3차원 지도에 대해서도 정밀표현 3차원 지도가 그려지지 않는 범위로 좁혀서 형상화하도록 하는 것도 가능하나, 전 표시 영역에 대해서 형상화함으로써, 간이 3차원 지도를 형상화하는 범위를 결정하는 처리를 생략할 수 있고, 또한 정밀표현 3차원 지도의 투과율을 다양하게 변화시켜도 전체적으로 3차원 지도로서의 외관을 유지할 수 있는 이점이 있다.

화상 합성부(21)는 간이 3차원 지도의 앞면에 정밀표현 3차원 지도를 합성하여 표시한다. 이렇게 함으로써, 시점으로부터 정밀표현 모델 형상화 범위에 상당하는 깊이의 범위 내에는 정밀표현 3차원 지도, 그것보다도 먼 쪽은 간이 3차원 지도로 나타난 3차원 지도를 표시할 수 있다.

본 실시예에서는, 정밀표현 3차원 지도를 일부 반투명으로 하여 합성하고 있다. 합성 조건 설정부(24)는 시점, 시선 방향 등에 기초하여 정밀표현 3차원 지도의 투과율을 결정하는 기능을 이룬다.

이상에서 설명한 기능에 의해, 본 실시예의 네비게이션 장치(10)는 표시범위 전체에 3차원 지도를 표시시킬 수 있다. 또한, 정밀표현 3차원 지도의 형상화를 정밀표현 모델 형상화 범위 내로 한정함으로써, 형상화에 필요한 부하를 경감시킬 수 있다. 그리고 정밀표현 3차원 지도의 일부를 반투명으로 하여 간이 3차원 지도와 합성함으로써, 양자가 전환되는 부분의 위화감을 경감시킬 수 있고, 외관을 향상시킬 수 있다.

다음에, 이상의 기능을 실현하기 위한 처리 내용에 대해서 설명한다.

B. 경로 안내 처리 :

도 2는 경로 안내 처리의 플로우차트이다. 도 1에 도시한 기능 블록 전체에 의해 실현되는 처리이며, 하드웨어적으로는 네비게이션 장치(10)의 CPU에 의해 실행되는 처리이다.

처리를 시작하면, 네비게이션 장치(10)는 사용자에 의한 출발지, 목적지의 지정을 입력한다(스텝 S10). 그리고 지정된 출발지로부터 목적지에 이르는 경로를 탐색한다(스텝 S11). 경로 탐색은 도로 네트워크 데이터를 이용하여 다이크스트라법 및 그 외의 주지의 방법에 의해 행할 수 있다.

경로의 탐색이 완료되면, 네비게이션 장치(10)는 경로 안내를 시작한다.

우선 차량의 현재 위치를 검색하고(스텝 S12), 이것에 기초하여 투시 투영을 위한 시점 및 시선 방향을 설정한다(스텝 S13). 설정은 다양한 방법을 취할 수 있다. 예를 들어, 안내해야 하는 경로 상에서 현재 위치보다 소정 거리만큼 후방의 위치를 시점으로 할 수 있다. 또한 시선 방향은 경로 상의 진행방향으로 할 수 있다.

네비게이션 장치(10)는 설정된 시점, 시선 방향에 기초하여 3차원 지도 표시 처리를 실행한다(스텝 S14). 이 처리는 간이 3차원 지도, 정밀표현 3차원 지도를 이용하여 시점, 시선 방향으로부터의 3차원 지도를 디스플레이에 표시하는 처리이다. 처리 내용의 상세에 대해서는 후술한다.

이상의 스텝 S12 이후의 처리를, 네비게이션 장치(10)는 경로 안내가 종료될 때까지(스텝 S15) 반복적으로 실행한다.

C. 3차원 지도 표시 처리 :

도 3은 3차원 지도 표시 처리의 플로우차트이다. 경로 안내 처리(도 2)의 스텝 S14에 상당하는 처리이며, 네비게이션 장치(10) 내에 조합된 3차원 지도 표시 시스템으로서의 기능 블록, 즉 지도 표시부(20) 및 간이 모델 데이터베이스(16), 정밀표현 모델 데이터베이스(17)에 의해 실현되는 처리이다.

처리를 시작하면, 네비게이션 장치(10)는 시점, 시선 방향을 입력한다(스텝 S20). 이들은 경로 안내 처리의 스텝 S13에서 설정된 값이다.

그리고 네비게이션 장치(10)는 간이 모델에 의해 간이 3차원 지도를 형상화한다(스텝 S21). 구체적으로는, 시점, 시선 방향에 기초하여 형상화해야 하는 범위 내의 간이 모델을 읽어들이고, 이것을 투시 투영한다. 이때, 도로에 대해서는 도로 폭에 따른 굵기의 선으로 그린다. 건물에 대해서는, 건물 틀을 건물의 높이에 따라서 높이 방향으로 평행 이동하여 기둥 형상의 입체를 형성하고, 이것을 투시 투영한다. 건물의 표면에는 미리 마련된 창, 벽 등의 전형적인 텍스처를 붙인다. 본 실시예의 간이 3차원 지도는 소정 거리보다 먼 쪽에서는 더 간략화하여 표시하고 있으며, 도로는 선으로 그림과 동시에, 건물은 입체화시키지 않고 건물 틀의 표시에 멈추도록 하고 있다. 간이 3차원 지도의 표시 양태는 표시 부하나 외관을 고려하여 다양한 양태를 취하는 것이 가능하다.

다음에, 네비게이션 장치(10)는 정밀표현 3차원 지도를 간이 3차원 지도에 합성하기 위한 합성 조건을 설정한다(스텝 S22).

여기서, 일단 도 3에서 벗어나서 합성 조건에 대해서 설명한다.

도 4는 합성 조건의 설정 방법을 도시하는 설명도이다. 좌측의 상반은 정밀표현 모델 비정비 영역, 즉 정밀표현 모델이 정비되어 있지 않은 영역이며, 하반은 정밀표현 모델 정비 영역, 즉 정밀표현 모델이 정비되어 있는 영역이다. 정밀표현 모델 정비 영역 중 정밀표현 모델 비정비 영역과의 경계로부터의 거리(L)가 본 발명의 제1 소정 값에 상당하는 값이며, 정밀표현 모델의 투과율의 설정을 전환하는 기준이 되는 거리이다. 이런 의미에서, 이하 거리(L)를 모드 천이 기준이라고 부른다.

본 실시예에서는 차량 위치와 그 진행방향에 의해서 합성 조건이 변화된다.

우선, 케이스 A는 즉 차량 위치가 정밀표현 모델 정비 영역 내에 있으며, 경계를 향해서 이동하고 있는 상황이다. 챠량 위치로부터 경계까지의 거리는 모드 천이 기준(L)보다 크다. 이러한 상황에서는 우측의 표에 나타내는 바와 같이, 정밀표현 모델의 형상화를 행함과 동시에 투과 모드는 "통상"으로 설정된다. "통상" 모드에서는 정밀표현 3차원 지도 중 경계 부근의 소정 범위(이것을 투과 형상화 범위라고 한다)에 있는 지물을 반투명으로 형상화한다. 즉 정밀표현 3차원 지도는 시점에 가까운 근경의 부분에서는 불투명으로 그려지고, 원경의 부분에서는 반투명으로 그려지게 된다. 투과 형상화 범위 내에서 투과율은 동일하게 해도 되고, 경계에 가까울수록 투과율을 높이는 양태로 변화시켜도 된다.

케이스 B는 즉 차량 위치가 정밀표현 모델 정비 영역 내에 있으며, 경계를 향해서 이동하고 있으며, 차량 위치로부터 경계까지의 거리가 모드 천이 기준(L)보다 작아져 있는 상태이다. 이러한 상황에서는 우측의 표에 나타내는 바와 같이, 정밀표현 모델의 형상화를 행함과 동시에 투과 모드는 "천이"로 설정된다. "천이" 모드에서는 정밀표현 3차원 지도 전체가 반투명으로 형상화된다. 정밀표현 3차원 지도의 투과율은 차량 위치가 경계에 가까워질수록 높아진다. "천이" 모드는 "통상" 모드의 투과율과 더불어 전체 투과율을 높이는 처리를 행하도록 해도 된다. 이 경우에는 투과 형상화 범위 내의 지물의 투과율은 정밀표현 3차원 지도 내의 다른 범위에 있는 지물보다 높아진다. 또한 "천이" 모드는 "통상" 모드 대신에 적용하도록 해도 된다. 이 경우에는 투과 형상화 범위 내외와 상관없이, 정밀표현 3차원 지도 전체의 투과율이 동일하게 변화되게 된다.

차량 위치가 정밀표현 모델 정비 영역 내에 있는 한, 경계에 접근해도 케이스 B와 동일하게 취급된다. 본래 정밀표현 3차원 지도는 정밀표현 모델 형상화 범위, 즉 시점으로부터 소정 거리 내의 범위에 있는 지물을 대상으로 하여 형상화되는데, 차량 위치가 경계에 접근하면, 그 전방에 위치하는 정밀표현 모델이 적어지기 때문에 정밀표현 모델 형상화 범위 내의 일부에 대해서만 정밀표현 3차원 지도를 형상화할 수 있게 된다. 이에, 케이스 B에서는 정밀표현 모델 비정비 영역과의 경계로부터 차량 위치까지의 거리가 모드 천이 기준(L)보다 작은 제2 소정 값에 도달했을 때에는 정밀표현 3차원 지도의 투과율을 높이고, 이것을 비표시로 해도 된다. 이와 같이 설정되는 제2 소정 값을 비표시 기준이라고 칭하기도 한다. 비표시 기준은 모드 천이 기준(L)보다 작은 범위에서 임의로 설정 가능하며, 값 0으로 해도 된다. 이 경우에는 차량 위치가 경계에 도달했을 때에 정밀표현 3차원 지도는 비표시가 되는 설정이 된다.

케이스 C는 즉 차량 위치가 정밀표현 모델 비정비 영역 내에 있으며, 경계로부터 이격되는 방향으로 이동하고 있는 상태이다. 이러한 상황에서는 차량 위치보다 앞쪽에는 정밀표현 모델이 존재하지 않게 되므로, 우측의 표에 나타내는 바와 같이, 정밀표현 모델은 형상화되지 않는다.

케이스 D는 즉 차량 위치가 정밀표현 모델 비정비 영역 내에 있으며, 경계를 향해서 이동하고 있는 상태이다. 이러한 상황에서는 차량 위치의 바로 앞에는 정밀표현 모델이 존재하지 않게 되므로, 우측의 표에 나타내는 바와 같이, 정밀표현 모델은 비표시가 된다.

케이스 E는 차량 위치가 경계에 있으며, 정밀표현 모델 정비 영역 내를 향해서 이동하고 있는 상태이다. 이러한 상황에서는 차량의 앞쪽에는 정밀표현 모델 형상화 범위 내에서 정밀표현 3차원 지도를 형상화할 수 있을 정도로 충분히 정밀표현 모델이 마련되어 있게 된다. 단 그 바로 앞까지는 정밀표현 3차원 지도는 표시되어 있지 않은 상태이므로, 케이스 E에서는 우측의 표에 나타내는 바와 같이, 투과 모드는 "천이"로 설정된다. 즉 정밀표현 3차원 지도는 형상화되나, 전체가 반투명의 상태가 된다. 정밀표현 3차원 지도의 투과율은 경계로부터 차량 위치까지의 거리가 멀수록 투과율이 낮아지도록 설정할 수 있다. 차량 위치로부터 경계까지의 거리와 투과율의 관계는 케이스 B와 동일하게 설정해도 된다.

케이스 F는 차량 위치가 정밀표현 모델 정비 영역 내이며, 차량 위치로부터 경계까지의 거리가 모드 천이 기준(L)보다 큰 경우이다. 이러한 경우에는 우측의 표시에 나타내는 바와 같이, 정밀표현 모델의 형상화를 행함과 동시에 투과 모드는 "통상"으로 설정된다. "통상"이므로, 정밀표현 3차원 지도 중 투과 형상화 범위 내의 지물은 반투명으로 그려진다.

이상의 설정을 정리하면, 정밀표현 3차원 지도의 형상화 및 투과 모드의 설정은 다음과 같이 된다.

케이스 A~C에 나타나는 바와 같이, 차량 위치가 정밀표현 모델 정비 영역으로부터 경계에 접근하여 정밀표현 모델 비정비 영역으로 진입해나갈 때, 정밀표현 3차원 지도는 투과 모드 "통상"에서 원경에서만 반투명으로 그려지고 있었던 것이, "천이" 모드로 이행하여 전체가 투과되기 시작하여, 최종적으로는 비표시가 된다.

반대로 케이스 D~F에서 나타나는 바와 같이, 차량 위치가 정밀표현 모델 비정비 영역으로부터 경계에 접근하여 정밀표현 모델 정비 영역으로 진입해나갈 때, 정밀표현 3차원 지도는 처음에는 비표시이었던 것이 "천이" 모드로 이행하여 전체가 반투명으로 그려지고 되고, 최종적으로는 "통상" 모드, 즉 원경에서만 반투명으로 그려지는 상태가 된다.

다시 도 3으로 되돌아가서, 3차원 지도 표시 처리에 대해서 설명한다.

네비게이션 장치(10)는 설정된 합성 조건에 기초하여 정밀표현 3차원 지도의 형상화의 필요 여부를 판단한다(스텝 S23). 도 4에서의 케이스 A, B, E, F와 같이, 정밀표현 3차원 지도의 형상화가 필요하다고 판단되는 경우에는 정밀표현 모델을 투시 투영하여 정밀표현 3차원 지도를 형상화한다(스텝 S24). 정밀표현 3차원 지도의 형상화 시에는 이미 상세한 정밀표현 모델이 마련되어 있기 때문에, 간이 3차원 지도의 형상화 시와 같이 도로에 폭을 부여하거나, 건물 틀로부터 건물 형상을 생성할 필요는 없다. 하지만 건물 등의 일부에 대해서 정밀표현 모델을 생략하고, 간이 3차원 지도와 동일한 방법에 의해 형성을 생성하도록 하는 것도 가능하다.

정밀표현 3차원 지도의 형상화 시에는 합성 조건으로 설정된 투과율이 반영된다. 즉, 통상 모드에서는 정밀표현 모델 형상화 범위의 경계 부근에 설정된 투과 형상화 범위 내의 건물에 대해서는 반투명으로 형상화가 행해진다. 또한 천이 모드에서는 정밀표현 3차원 지도 전체에 대해서 시점 위치 등에 따라서 설정된 투과율로 형상화가 행해진다. 천이 모드에서는 정밀표현 3차원 지도를 형상화한 후 합성할 때에 투과하도록 해도 된다.

도 4에서의 케이스 C, D와 같이 정밀표현 3차원 지도의 형상화가 불필요한 경우에는 스텝 S24는 스킵 된다. 하지만 이러한 경우에도 정밀표현 3차원 지도를 형상화하고, 투과율을 비표시 상당으로 설정하도록 해도 상관없다.

다음에, 네비게이션 정치(10)는 간이 3차원 지도와 정밀표현 3차원 지도를 화상 합성하여 3차원 지도를 표시한다(스텝 S25). 정밀표현 3차원 지도가 형상화되어 있지 않을 때, 즉 스텝 S24가 스킵 되어 있을 때에는 간이 3차원 지도가 전면에 표시되게 된다.

도 5는 화상의 합성 방법을 도시하는 설명도이다. 본 실시예에서는 간이 3차원 지도와 정밀표현 3차원 지도를 별도의 레이어에 형상화하고 있다. 도 5의 상단에는 간이 3차원 지도의 레이어를 도시했다. 이 레이어에는 표시 영역 전체에 시점으로부터 투시 투영한 간이 3차원 지도가 형상화되어 있다. 상단 좌측에 도시한 도면 중의 해칭은 간이 3차원 지도가 형상화되어 있는 상태를 나타내고 있다.

중단에는 정밀표현 3차원 지도의 레이어를 도시했다. 이 레이어에는 정밀표현 3차원 지도가 형상화된다. 도면 중의 시점으로부터 거리(Z1+Z2)의 범위가 정밀표현 모델 형상화 범위이다. 정밀표현 3차원 지도는 이 범위 내의 지물을 대상으로 하여 형상화된다. 도면 중에서 거리(Z2)보다 먼 쪽이 파선으로 그려져 있는 것은, 형상화 대상으로 되어 있지 않은 것을 나타내고 있다. 또한, 정밀표현 3차원 지도가 형상화되는 경계로부터 거리(Z2)의 투과 형상화 범위에서는 정밀표현 3차원 지도는 소정 투과율로 형상화된다. 중단 좌측의 도면 중의 해칭의 부분은 정밀표현 3차원 지도가 투과 상태로 그려져 있는 부분을 나타내고 있다. 정밀표현 3차원 지도는 형상화하는 범위를 시점으로부터 거리(Z1+Z2) 내에 한정하고 있기 때문에, 중앙부분(해칭으로 나타낸 내측의 부분)은 어떠한 것도 그려져 있지 않은 투명한 상태로 되어 있다.

하단에는 합성된 화상을 도시했다. 도시하는 바와 같이, 정밀표현 3차원 지도의 중앙 투명부분에는 간이 3차원 지도가 표시된다. 또한 정밀표현 3차원 지도가 투과 상태에서 형상화되어 있는 부분에서는 정밀표현 3차원 지도와 간이 3차원 지도가 중첩된 상태로 표시된다. 나아가 그 주위의 정밀표현 3차원 지도가 불투과 상태로 형상화되어 있는 부분에는 정밀표현 3차원 지도가 표시된다. 하지만 천이 모드에서 정밀표현 3차원 지도 전체의 투과율이 높여져 있을 때에는 상술한 불투과의 영역에서도 정밀표현 3차원 지도와 간이 3차원 지도가 중첩된 상태로 표시되게 된다.

D. 표시 예 및 효과 :

도 6은 간이 3차원 지도의 표시 예를 도시하는 설명도이다. 정밀표현 3차원 지도가 비표시로 되어 있으며, 표시 영역 전체에 간이 3차원 지도가 표시되어 있는 상태를 도시했다. 본 실시예에서는 이전에 설명한 바와 같이, 간이 3차원 지도의 간략화도 2단계로 변화시켜서 형상화하고 있다. 시점으로부터 소정 거리까지의 근경에서는 도시하는 바와 같이 도로(RD1)는 선에 폭을 부여하여 그려지고, 건물(BLD1)은 건물 틀을 높이 방향으로 평행 이동함으로써 형상을 생성하고, 표면에는 창틀 등의 전형적인 텍스처를 붙이고 있다. 한편, 시점으로부터 소정 거리를 초과하는 원경에서는 도로는 선으로 그리고, 건물을 입체적으로 표시하는 것은 생략하고 있다. 이와 같이 간략화해도, 지표면의 3차원 기복이 간이 3차원 지도의 형상화에 반영되는 결과, 먼 쪽의 산 등의 풍경은 충실히 형상화되어 있다.

근경과 원경은 3차원 공간 내에서의 시점으로부터의 거리에 기초하여 구분되는 것이며, 단순히 그려진 지도에서 경계(BL1)보다 위쪽이 원경, 아래쪽이 근경이라고 하는 2차원적인 구분이 아니다. 3차원 공간 내에서 구분함으로써, 근경에 포함되는 건물은 경계(BL1) 부근이라고 해도, 상부가 부자연스럽게 삭제되는 일 없이 그려지게 된다.

도 7은 정밀표현 3차원 지도를 중첩시킨 3차원 지도의 표시 예를 도시하는 설명도이다. 정밀표현 모델 형상화 범위 내에서 그려진 정밀표현 3차원 지도는 도면 중의 경계(BL2)보다 아래 부분에 표시되고, 경계(BL2)보다 위 부분이 간이 3차원 지도가 된다. 단, 정밀표현 모델 형상화 범위는 3차원 공간에서의 시점으로부터의 거리에 의해 정의되어 있으며, 형상화 후의 정밀표현 3차원 지도의 경계(BL2) 이하의 부분이 트리밍 되어 표시되는 것은 아니다. 예를 들어, 건물(BLD4)은 경계(BL2)보다 아래 부분(BLD4L)(도면 중에서 해칭을 부여한 부분)과 위 부분(BLD4U)으로 이루어지는데, 위 부분(BLD4U)도 정밀표현 모델을 이용하여 그려져 있다. 이와 같이 3차원 공간 내에서 정밀표현 모델 형상화 범위를 정의하고, 거기에 존재하는 지물을 형상화함으로써, 건물(BLD4)과 같이 위화감이 없는 표시를 실현할 수 있다.

정밀표현 3차원 지도에서는 건물(BLD2)과 같이, 건물 형상이 정밀도 좋게 나타남과 동시에, 실제의 외관을 반영시킨 텍스처가 이용되기 때문에, 리얼리티가 높은 3차원 지도를 표시할 수 있다. 하지만 모든 건물에 대해서 리얼리티가 높은 표시를 행하는 것은 아니며, 건물(BLD3)과 같이 지도 내에서 표적이 되지 않을 정도의 흔한 건물에 대해서는 간이 3차원 지도와 동일하게, 간이한 형상, 텍스처로 표시시켜도 된다.

정밀표현 3차원 지도는 경계(BL2) 부근에서는 반투명으로 그려져 있다.

간이 3차원 지도는 도 6에서 설명한 것과 마찬가지로, 경계(BL1)보다 근경에서는 도로 폭을 부여하여 그려져 있으며, 경계(BL1)보다 원경에서는 도로는 선으로 그려진다.

이와 같이 그려진 간이 3차원 지도의 앞면에 정밀표현 3차원 지도를 중첩시켜서 표시함으로써, 비교적 가벼운 형상화 부하로 전 표시 영역을 3차원 지도로 나타낼 수 있다.

도 8은 정밀표현 모델이 정비되어 있는 지역으로부터 벗어날 때의 천이 화면을 도시하는 설명도이다. 위 도면에는 차량 위치가 정밀표현 모델 정비 영역의 경계에 접근하고 있는 상태의 3차원 지도를 도시했다. 경계(BL2)보다 가까운 부분이 정밀표현 3차원 지도, 먼 부분이 간이 3차원 지도로 그려져 있다. 단, 투과 모드는 "천이" 모드로 설정되어 있으며, 정밀표현 3차원 지도는 전체가 반투명으로 그려져 있다. 예를 들어, 건물(BLD5)은 그 배후에 있는 강(RV)이 비쳐서 보이고 있다.

아래 도면에는 차량 위치가 경계에 더 접근한 상태를 도시했다. 도로(RD3) 및 강(RV)의 위치 관계로부터 위 도면에 비하여 차량 위치의 변화는 작으며, 본래에는 건물(BLD5)을 정밀표현 3차원 지도로서 그리는 것도 가능한 위치인 것을 알 수 있다. 본 실시예에서는 이러한 상황이라고 해도, 정밀표현 모델 정비 영역의 경계에 접근하여, 정밀표현 모델 형상화 범위를 커버할 수 있을 만큼의 정밀표현 모델이 얻어질 수 없게 되었으므로, 정밀표현 3차원 지도의 투과율을 충분히 높여서 비표시가 되도록 한다. 따라서, 아래 도면의 상태에서는 정밀표현 3차원 지도는 표시되지 않고, 간이 3차원 지도만이 표시된다.

본 실시예에서는 정밀표현 3차원 지도를 투과 표시하면서 아래 도면으로 이행하기 때문에, 위화감 없이 표시를 변화시킬 수 있다.

도 9는 정밀표현 모델이 정비되어 있는 지역에 들어갈 때의 천이 화면을 도시하는 설명도이다. 위 도면은 차량 위치가 정밀표현 모델 비정비 영역으로부터 정밀표현 모델 정비 영역으로 진입한 직후의 상태를 도시했다. 이 상태에서는 간이 3차원 지도에 정밀표현 3차원 지도가 중첩되어 표시되어 있으며, 투과 상태는 천이 모드이다. 즉, 정밀표현 3차원 지도는 전체가 반투명으로 형상화되어 있다. 예를 들어, 건물(BLD6) 등을 보면 반투명인 것을 알 수 있다. 또한 도로는 하얀 선(WL)이 그려진 정밀표현 3차원 지도에서의 도로와, 하얀 선이 그려져 있지 않은 간이 3차원 지도에서의 도로(RD4)가 중첩되어 있으며, 하얀 선(WL)은 반투명으로 표시되어 있다.

아래 도면은 정밀표현 모델 정비 영역에 더 진입한 상태를 도시한다. 건물(BLD6)의 배치를 보면, 위 도면으로부터의 이동은 작은 것을 알 수 있다. 이 상태에서는 투과 상태는 통상 모드로 되어 있다. 따라서 경계(BL2)보다 바로 앞의 범위에서는 정밀표현 3차원 지도가 불투명하게 그려지고, 먼 쪽의 범위에서는 간이 3차원 지도가 그려져 있다. 도로(RD4)는 경계(BL2)보다 바로 앞에서는 하얀 선도 그려지고, 먼 쪽에서는 하얀 선이 생략된 형태로 그려지게 된다.

도 8에서 도시한 것과 마찬가지로, 정밀표현 3차원 지도를 투과 표시하면서 아래 도면으로 이행하기 때문에, 위화감 없이 표시를 변화시킬 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예의 3차원 지도 표시 시스템에 의하면, 간이 3차원 지도와 정밀표현 3차원 지도를 중첩시켜서 표시함으로써, 표시 영역 전체에 3차원 지도를 비교적 가벼운 부하로 표시시키는 것이 가능해진다.

또한, 이때 정밀표현 모델 형상화 범위의 근방에서는 정밀표현 3차원 지도를 반투명으로 표시함으로써, 간이 3차원 지도와 정밀표현 3차원 지도를 위화감 없이 융합시킬 수 있다.

또한, 정밀표현 3차원 모델 정비 영역의 경계 부근에서는 정밀표현 3차원 지도 전체를 반투명으로 표시하는 천이 모드를 마련함으로써, 간이 3차원 지도와 정밀표현 3차원 지도를 병용한 표시와, 간이 3차원 지도만으로 인한 표시의 이행을 위화감 없이 행할 수 있다.

본 실시예에서는, 상술한 다양한 특징점을 모두 구비하고 있을 필요는 없고, 적절히 일부를 생략하거나 조합시켜서 구성하는 것도 가능하며, 이하에 도시하는 바와 같이 다양한 변형례를 취할 수도 있다.

(1) 화상의 합성방법의 변형례 :

도 10은 변형례로서의 3차원 지도 표시 처리의 플로우차트이다. 실시예의 도 3 대신에 행하는 처리이다.

처리를 시작하면, 실시예와 동일하게, 네비게이션 장치(10)는 시점, 시선 방향으로 입력하고(스텝 S20A), 간이 모델에 의해 간이 3차원 지도를 형상화한다(스텝 S21A). 또한 정밀표현 3차원 지도의 합성조건을 설정한다(스텝 S22A).

그리고 정밀표현 3차원 지도를 형상화하는 것으로 판단되는 경우에는(스텝 S23A), 텝스 버퍼를 클리어 하고(스텝 S24A), 그 후 정밀표현 모델에 의해 정밀표현 3차원 지도의 형상화를 행한다(스텝 S25A). 뎁스 버퍼란, 형상화된 간이 3차원 지도의 각 점까지의 시점으로부터의 거리, 즉 깊이를 기억하는 버퍼이다. 3차원 그래픽스에 있어서는 이와 같이 각 점의 깊이를 기억해 둠으로써 3차원적인 전후 관계를 판단할 수 있으며, 숨은 선 처리를 실현할 수 있다.

그러나 변형례에서는 정밀표현 3차원 지도를 형상화하기 전에, 일단 뎁스 버퍼를 초기화하는 것이다. 이렇게 함으로써, 형상화가 끝난 간이 3차원 지도는 단순한 2차원의 배경 화상에 지나지 않게 된다. 따라서, 그 후 정밀표현 3차원 지도를 직접 간이 3차원 지도 상에 형상화하면, 정밀표현 3차원 지도를 앞면에 표시한 3차원 지도를 완성시킬 수 있다.

도면 중에 정밀표현 3차원 지도의 형상화의 모습을 도시했다. 좌측에는 뎁스 버퍼를 클리어 한 간이 3차원 지도를 도시하고 있다. 정밀표현 3차원 지도만을 그리면, 우측에 도시한 바와 같은 화상이 되는데, 변형례에서는 이것을 간이 3차원 지도와 별도의 레이어에 형상화할 필요는 없으며, 직접 그 위에 쓸 수 있다.

이러한 방법에 의해서도, 본 실시예에서 도시한 3차원 지도를 표시하는 것은 가능하다.

(2) 그 외의 변형례 :

실시예에서는 정밀표현 3차원 모델 정비 영역과 정밀표현 3차원 모델 비정비 영역이 있는 예를 도시했다. 정밀표현 3차원 모델은 전 영역에서 정비되어 있는 것으로 해도 된다. 이러한 경우에는 정밀표현 3차원 모델 정비 영역의 "경계"는 존재하지 않으므로, 투과 모드는 항상 "통상" 모드를 이용하는 것으로 해도 된다.

본 실시예에서 설명한 정밀표현 모델 형상화 범위, 투과 형상화 범위의 넓이나 형상은 일정할 필요는 없으며, 지역 등에 따라서 변화시켜도 된다.

실시예에서는 간이 모델, 정밀표현 모델의 2종류의 지도 데이터베이스를 병용하는 경우를 예시했으나, 3종류 이상의 지도 데이터베이스를 이용하는 것으로 해도 된다.

실시예에서 하드웨어적으로 구성되어 있는 부분은 소프트웨어적으로 구성할 수도 있고, 그 반대의 경우도 가능하다.

본 발명은 지물의 정확성이 다른 복수의 지도 모델을 병용하여 3차원 지도를 표시하기 위해서 이용할 수 있다.

10 : 네비게이션 장치 11: 위치 검출부
12 : 커맨드 입력부 13 : 지도 표시 파라미터 설정부
14 : 경로 탐색부 15 : 도로 네트워크 데이터베이스
16 : 간이 모델 데이터베이스 17 : 정밀표현 모델 데이터베이스
20 : 지도 표시부 21 : 화상 합성부
22 : 간이 3차원 지도 형상화부 23 : 정밀표현 3차원 지도 형상화부
24 : 합성조건 설정부

Claims (10)

1. .3차원 지도를 표시하는 3차원 지도 표시 시스템이며,
   지도에 포함되는 지물의 정확성이 높은 지도 데이터인 정밀표현 모델을 저장하는 정밀표현 모델 데이터베이스와,
   상기 정밀표현 모델보다 지도에 포함되는 지물의 정확성이 낮은 지도 데이터인 간이 모델을 저장하는 간이 모델 데이터베이스와,
   상기 정밀표현 모델 데이터베이스 및 간이 모델 데이터베이스를 참조하여, 지정된 시점, 시선 방향으로부터 본 3차원 지도를 표시하는 지도 표시부를 구비하고,
   상기 지도 표시부는
   상기 시점으로부터 상기 시선 방향으로 소정 거리 이내의 범위를 정밀표현 모델 형상화 범위로 하고, 상기 정밀표현 모델 형상화 범위에서 상기 정밀표현 모델을 이용하여 상기 지물의 정확성이 높은 3차원 지도인 정밀표현 3차원 지도를 형상화하는 정밀표현 3차원 지도 형상화부와,
   상기 정밀표현 3차원 지도가 그려지지 않는 범위를 포함하여 설정된 범위에서, 상기 간이 모델을 이용하여 상기 정밀표현 3차원 지도보다 상기 지물의 정확성이 낮은 3차원 지도인 간이 3차원 지도를 형상화하는 간이 3차원 지도 형상화부와,
   상기 간이 3차원 지도의 앞면에 상기 정밀표현 3차원 지도를 중첩시킨 상태에서 양자를 합성하여 표시하는 화상 합성부를 구비하는 3차원 지도 표시 시스템.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 정밀표현 3차원 지도 형상화부는 투과 형상화 범위로서 상기 정밀표현 모델 형상화 범위의 경계 근방에 설정된 범위 내에서는 상기 정밀표현 3차원 지도를 반투명으로 형상화하고,
   상기 간이 3차원 지도 형상화부는 상기 투과 형상화 범위도 포함하도록 상기 간이 3차원 지도를 형상화하는 3차원 지도 표시 시스템.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 간이 3차원 지도 형상화부는 상기 3차원 지도의 표시 영역 전체에 상기 간이 3차원 지도를 형상화하는 3차원 지도 표시 시스템.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 정밀표현 모델이 마련되어 있는 정밀표현 모델 정비 영역과, 마련되어 있지 않은 정밀표현 모델 비정비 영역이 혼재되어 있는 3차원 지도 표시 시스템.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 정밀표현 3차원 지도 형상화부 또는 상기 화상 합성부는 상기 시선 방향에서의 상기 시점으로부터 상기 정밀표현 모델 정비 영역의 경계까지의 거리가 제1 소정 값 이하가 되었을 때에는 상기 경계에 상기 시점이 가까울수록 상기 정밀표현 3차원 지도 전체의 투과율을 높여서 표시하는 3차원 지도 표시 시스템.
6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서,
   상기 정밀표현 3차원 지도 형상화부 또는 상기 화상 합성부는 상기 시선 방향에서의 상기 시점으로부터 상기 정밀표현 모델 정비 영역의 경계까지의 거리가 제1 소정 값보다 작은 제2 소정 값 이하가 되었을 때에는 상기 정밀표현 3차원 지도를 비표시로 하는 3차원 지도 표시 시스템.
7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 정밀표현 3차원 지도 형상화부 및 상기 간이 3차원 지도 형상화부는 상기 정밀표현 3차원 지도와 상기 간이 3차원 지도를 다른 레이어에 형상화하고,
   상기 화상 합성부는 상기 정밀표현 3차원 지도가 그려진 레이어를, 상기 간이 3차원 지도가 그려진 레이어의 앞면에 배치하여 상기 합성을 행하는 3차원 지도 표시 시스템.
8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 화상 합성부는
   상기 간이 3차원 지도 형상화부에 상기 간이 3차원 지도를 형상화시키고,
   상기 간이 3차원 지도의 각 점의 시점으로부터의 거리를 기억하고 있는 뎁스 버퍼를 소거하고,
   그 후 상기 정밀표현 3차원 지도 형상화부에 상기 정밀표현 3차원 지도를 형상화시키는 3차원 지도 표시 시스템.
9. 컴퓨터에 의해 3차원 지도를 표시하는 3차원 지도 표시 방법이며,
   상기 컴퓨터가 실행하는 스텝으로서,
   (a) 지도에 포함되는 지물의 정확성이 높은 지도 데이터인 정밀표현 모델을 저장하는 정밀표현 모델 데이터베이스를 참조하는 스텝과,
   (b) 상기 정밀표현 모델보다 지도에 포함되는 지물의 정확성이 낮은 지도 데이터인 간이 모델을 저장하는 간이 모델 데이터베이스를 참조하는 스텝과,
   (c) 상기 정밀표현 모델 데이터베이스 및 간이 모델 데이터베이스를 참조하여, 지정된 시점, 시선 방향으로부터 본 3차원 지도를 표시하는 스텝을 구비하고,
   상기 스텝(c)은
   (c1) 상기 시점으로부터 상기 시선 방향으로 소정 거리 이내의 범위를 정밀표현 모델 형상화 범위로 하고, 상기 정밀표현 모델 형상화 범위에서 상기 정밀표현 모델을 이용하여 상기 지물의 정확성이 높은 3차원 지도인 정밀표현 3차원 지도를 형상화하는 스텝과,
   (c2) 상기 정밀표현 3차원 지도가 그려지지 않는 범위를 포함하여 설정된 범위에서, 상기 간이 모델을 이용하여 상기 정밀표현 3차원 지도보다 상기 지물의 정확성이 낮은 3차원 지도인 간이 3차원 지도를 형상화하는 스텝과,
   (c3) 상기 간이 3차원 지도의 앞면에 상기 정밀표현 3차원 지도를 중첩시킨 상태에서 양자를 합성하여 표시하는 스텝을 구비하는 3차원 지도 표시방법.
10. 컴퓨터에 3차원 지도를 표시시키기 위한 컴퓨터 프로그램이며,
    지도에 포함되는 지물의 정확성이 높은 지도 데이터인 정밀표현 모델을 저장하는 정밀표현 모델 데이터베이스를 참조하는 기능과,
    상기 정밀표현 모델보다 지도에 포함되는 지물의 정확성이 낮은 지도 데이터인 간이 모델을 저장하는 간이 모델 데이터베이스를 참조하는 기능과,
    상기 정밀표현 모델 데이터베이스 및 간이 모델 데이터베이스를 참조하여, 지정된 시점, 시선 방향으로부터 본 3차원 지도를 표시하는 표시 기능을 상기 컴퓨터에 실현시키고,
    상기 표시 기능으로서,
    상기 시점으로부터 상기 시선 방향으로 소정 거리 이내의 범위를 정밀표현 모델 형상화 범위로 하고, 상기 정밀표현 모델 형상화 범위에서 상기 정밀표현 모델을 이용하여 상기 지물의 정확성이 높은 3차원 지도인 정밀표현 3차원 지도를 형상화하는 기능과,
    상기 정밀표현 3차원 지도가 그려지지 않는 범위를 포함하여 설정된 범위에서, 상기 간이 모델을 이용하여 상기 정밀표현 3차원 지도보다 상기 지물의 정확성이 낮은 3차원 지도인 간이 3차원 지도를 형상화하는 기능과,
    상기 간이 3차원 지도의 앞면에 상기 정밀표현 3차원 지도를 중첩시킨 상태에서 양자를 합성하여 표시하는 기능을 상기 컴퓨터에 실현시키는 컴퓨터 프로그램.

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