三次元地図表示方法、三次元地図表示プログラムおよび三次元地図表示装置
【課題】 ドライバーの視点に近い描画視点から描画される三次元地図において、交差点等を曲がる際の視野狭窄感を解消することができ、現在位置や通過予定地点を特定の直線上の固定位置に表示させることで、わかりやすさを向上させることができる三次元地図表示方法、三次元地図表示プログラムおよび三次元地図表示装置を提供する。
【解決手段】 経路上において現在位置Ｐから一定の描画距離ｎ先までの経路情報を取得するとともに、描画視点Ｆを通過予定地点Ｑから現在位置Ｐの方向に描画距離ｎ以上の一定距離ｒを隔てた位置に定め、かつ、描画視点Ｆを中心に張る画角の下限が現在位置Ｐに一致するように描画視点Ｆを上下に移動させて画像処理を行うことにより、現在位置Ｐおよび通過予定地点Ｑを画像表示手段５における縦方向の同一直線上の定点位置として表示するとともに、現在位置Ｐと描画視点Ｆとの間隔の変化に応じて俯角を変動させて三次元道路を表示する。
【解決手段】 経路上において現在位置Ｐから一定の描画距離ｎ先までの経路情報を取得するとともに、描画視点Ｆを通過予定地点Ｑから現在位置Ｐの方向に描画距離ｎ以上の一定距離ｒを隔てた位置に定め、かつ、描画視点Ｆを中心に張る画角の下限が現在位置Ｐに一致するように描画視点Ｆを上下に移動させて画像処理を行うことにより、現在位置Ｐおよび通過予定地点Ｑを画像表示手段５における縦方向の同一直線上の定点位置として表示するとともに、現在位置Ｐと描画視点Ｆとの間隔の変化に応じて俯角を変動させて三次元道路を表示する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カーナビゲーション等の地図表示技術に関し、特に、三次元的に表示する地図における視野狭窄感を解消するとともに、一見して多くのナビゲーション情報を取得するための三次元地図表示方法、三次元地図表示プログラムおよび三次元地図表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来からカーナビゲーション装置では、現在位置周辺の経路情報を三次元地図で表示する三次元地図表示装置が知られている。この三次元地図表示装置は、予め定められた表示範囲内の道路地図情報を取得し、ドライバーの視点や上空からの視点等から道路や建物などを三次元的に描画するものである。このため、ドライバーの視点から描画した場合には、ドライバーが実際に見る景観に近い三次元地図が表示されるし、上空の視点から描画した場合には、遠方まで見渡すようないわゆる鳥瞰図が表示される。
【０００３】
このような三次元地図の表示技術として、例えば、特開２００４−２１９１８２号公報に記載のナビゲーション装置が提案されている（特許文献１）。このナビゲーション装置は、走行経路に沿って必要となるテクスチャデータのみを先行して読み出すことにより、各テクスチャデータのデータ量を大きくし、ドライバーの視点から見る光景と同様の三次元地図を表示するようになっている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２１９１８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載された発明を含め、従来の三次元地図表示装置においては、三次元で表示される道路画像は、描画時点における車両の進行方向を中心に画角が設定されている。このため、車両がカーブや曲がり角を走行する場合、ドライバーの視線とは関係なく、曲がっている最中にその車両の向きに合わせて道路画像が目まぐるしく更新されることになる。換言すれば、車両が交差点に差し掛かっても、図５に示すように、車両が完全に曲がりきるまでは曲がった先の道路が表示されない。通常、ドライバーの視線は車両の動きに先立って前方に置かれており、特に交差点などではカーブの大きさを早めに知りたいところであるが、従来のカーナビゲーションでは、車両の進行方向を中心に描画されるため、交差点やカーブの表示が遅れてしまう。また、交差点内に入った後やカーブの走行中は視線とは異なる方向を描画してしまうため、ドライバーに視野狭窄感を与える要因となっている。
【０００６】
また、通常の三次元表示では、現在位置から離れるほど小さく狭く描画されるため、曲率の大きいカーブやＳ字のように複雑なカーブを描画してもその道路形状を理解することは極めて難しい。一方、鳥瞰図による三次元表示が考えられるが、カーブの曲がり具合とは無関係に俯角が定められているので、必ずしも走行時に欲しい情報が一見して得られるとは限らない。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、ドライバーの視点に近い描画視点から描画される三次元地図において、交差点やカーブ等を曲がる際の視野狭窄感を解消することができ、また、現在位置や通過予定地点を特定の直線上の固定位置に表示させることで、わかりやすさを向上させることができる三次元地図表示方法、三次元地図表示プログラムおよび三次元地図表示装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る三次元地図表示方法の特徴は、画像処理手段が現在位置から所定距離先にある通過予定地点までの経路情報を記憶手段から取得して三次元的に画像処理して画像表示手段に表示する三次元地図表示方法であって、目的地までの経路上において前記現在位置から一定の描画距離ｎだけ先までの経路情報を三次元表示を行う領域として取得するとともに、三次元画像を描く視点である描画視点を前記通過予定地点から前記現在位置の方向に前記描画距離ｎ以上の一定距離ｒを隔てた位置に定め、かつ、前記描画視点を中心に張る画角の下限が前記現在位置に一致するように前記描画視点を上下に移動させて画像処理を行うことにより、前記現在位置および前記通過予定地点を前記画像表示手段における縦方向の同一直線上の定点位置として表示するとともに、前記現在位置と前記描画視点との間隔の変化に応じて俯角を変動させて三次元道路を表示する点にある。
【０００９】
また、本発明に係る三次元地図表示プログラムの特徴は、コンピュータを、道路地図情報を記憶する記憶手段と、現在位置を検出する位置検出手段と、目的地までの経路情報を検索する経路検索手段と、前記現在位置から所定距離先の通過予定地点までの経路情報を前記記憶手段から取得して三次元画像処理する画像処理手段と、三次元化された道路画像を表示する画像表示手段として実行させるとともに、前記画像処理手段は、前記通過予定地点を取得する場合、目的地までの誘導経路上であって、かつ、前記現在位置から一定の描画距離ｎだけ先の位置を取得し、前記現在位置から前記通過予定地点までの道路を三次元画像処理することにより、常に、一定の描画距離ｎ先までの誘導経路上の道路を表示するとともに、前記現在位置と前記通過予定地点とを前記画像表示手段における縦方向の特定の直線上に表示するようにコンピュータを実行させる点にある。
【００１０】
また、本発明において、前記画像処理手段は、前記通過予定地点から前記現在位置を経て結ぶ直線上に三次元画像を描く視点である描画視点を定めるとともに、前記通過予定地点から前記描画視点までの距離を被写界深度ｒとして前記描画距離ｎ以上の一定値に設定することにより、前記通過予定地点を前記画像表示手段の定位置に表示するようにコンピュータを実行させることが好ましい。
【００１１】
さらに、本発明において、前記画像処理手段は、前記描画視点を中心に張る画角の下限が現在位置に一致するように、前記描画視点を半径が被写界深度ｒとなる鉛直面内の円周軌道上で上下に移動させて俯角を決定することにより、前記現在位置を前記画像表示手段の下部に定位置として表示するとともに、前記現在位置から前記描画視点までの距離の変化に応じて俯角を変化させる鳥瞰図として表示するようにコンピュータを実行させることが好ましい。
【００１２】
また、本発明に係る三次元地図表示装置の特徴は、道路地図情報を記憶する記憶手段と、現在位置を検出する位置検出手段と、目的地までの経路情報を検索する経路検索手段と、前記現在位置から所定距離先の通過予定地点までの経路情報を前記記憶手段から取得して三次元画像処理する画像処理手段と、三次元化された道路画像を表示する画像表示手段とを有しており、前記画像処理手段は、前記通過予定地点を取得する場合、目的地までの経路上であって、かつ、前記現在位置から一定の描画距離ｎだけ先の位置を取得し、前記現在位置から前記通過予定地点までの道路を三次元画像処理することにより、常に、一定の描画距離ｎ先までの経路上の道路を表示するとともに、前記現在位置と前記通過予定地点とを前記画像表示手段における縦方向の同一直線上に表示する点にある。
【００１３】
また、本発明において、前記画像処理手段は、前記通過予定地点から前記現在位置を経て結ぶ直線上に三次元画像を描く視点である描画視点を定めるとともに、前記通過予定地点から前記描画視点までの距離を被写界深度ｒとして前記描画距離ｎ以上の一定値に設定することにより、前記通過予定地点を前記画像表示手段の定位置に表示することが好ましい。
【００１４】
さらに、本発明において、前記画像処理手段は、前記描画視点を中心に張る画角の下限が現在位置に一致するように、前記描画視点を半径が被写界深度ｒとなる鉛直面内の円周軌道上で上下に移動して俯角を決定することにより、前記現在位置を前記画像表示手段の下部に定位置として表示するとともに、前記現在位置から前記描画視点までの距離の変化に応じて俯角を変化させる鳥瞰図として表示することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ドライバーの視点に近い描画視点から描画される三次元地図において、交差点やカーブ等を曲がる際の視野狭窄感を解消することができ、現在位置や通過予定地点を特定の直線上の固定位置に表示させることで、必要な情報を見やすく、かつ把握しやすくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明に係る地図表示方法、地図表示プログラムおよび地図表示装置は、主として以下に示す２つの特徴を備えている。
（１）現在位置から目的地までの経路を距離に応じて近景、中景、遠景に相当する表示エリアを設け、各表示エリアに応じて必要な情報や道程を見やすく表示する地図表示機能
（２）三次元地図におけるカーブや曲がり角等での視野狭窄感を解消する三次元地図表示機能
そして、これら各機能を単独あるいは組み合わせて地図表示装置に搭載することにより、ユーザが見やすく、ナビゲーションとして利用価値の高い道路地図情報を提供するものである。
【００１７】
以下、上記各表示機能を有する地図表示装置１の一実施形態について図面を用いて説明する。図１は、本実施形態における地図表示装置１の各構成部を示すブロック図である。なお、本実施形態はカーナビゲーション装置を例に説明するが、ユーザが携行する携帯型ナビゲーション装置等、様々なナビゲーション装置に適用できる。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態の地図表示装置１は、主として、現在位置Ｐを検出するための位置検出手段２と、目的地Ｓ等を入力するための入力手段３と、道路地図情報や各種のプログラムを記憶するための記憶手段４と、道路地図を表示するための画像表示手段５と、この画像表示手段５に表示する画像データを格納するための画像メモリ６と、これら各構成部を制御するとともに各種の演算処理を行う演算処理手段７とから構成されている。
【００１９】
各構成手段についてより詳細に説明すると、位置検出手段２は、車両の現在位置Ｐを検出するものであり、車両の走行速度を検出する車速センサや車両の進行方向を検出する方位センサ、あるいはＧＰＳ（Global Positioning System）衛星から受信した緯度・経度情報に基づいて現在位置Ｐを特定するＧＰＳセンサ等により構成されている。入力手段３は、プッシュボタンや表示画面上のタッチセンサ等により構成されており、目的地Ｓ等の入力や表示設定の変更等に使用される。
【００２０】
記憶手段４は、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）やハードディスク等から構成されており、道路情報の他、建物等の目標物情報や右左折指示等の交通情報を含む道路地図情報が記憶されている。また、本実施形態の地図表示装置１の表示処理を実行するための各種の表示プログラムが格納されている。
【００２１】
画像表示手段５は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等から構成されており、画像メモリ６に格納された画像データに基づいて道路地図や目標物等を表示する。画像メモリ６は、ＲＡＭ（Random Access Memory）等により構成されており、演算処理手段７により適宜加工処理された画像データを格納する。演算処理手段７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等により構成されており、記憶手段４に格納されている各種の表示プログラムに基づいて各構成部を制御するとともに、各種のデータや設定情報を取得して、画像データを適宜加工処理するようになっている。
【００２２】
つぎに、本実施形態の特徴的な構成部である画像表示手段５および演算処理手段７について、より詳細な構成およびその作用について説明する。
【００２３】
図２は、本実施形態における画像表示手段５を示す模式図であり、図３は、本実施形態において、車両が実際に走行する経路を示す模式的な地図である。
【００２４】
図２に示すように、本実施形態の地図表示装置１における画像表示手段５は、下方から順に、三次元表示エリア５１と、二次元固定縮尺表示エリア５２と、二次元可変縮尺表示エリア５３とから構成されている。そして、現在位置Ｐから目的地Ｓまでの全経路を現在位置Ｐからの適当な距離に応じて区分けして表示する。各表示エリアの境界では、道路の末端が一連に繋ぎ合わされており、現在位置Ｐから目的地Ｓまでの誘導経路Ｕが連続的に表示される。以下、本実施形態では、図３に示すように、現在位置Ｐから第１通過地点Ｑおよび第２通過地点Ｒを経て、目的地Ｓまでの誘導経路Ｕを表示する場合について説明する。
【００２５】
三次元表示エリア５１は、現在位置Ｐから５０〜１００ｍ程度の比較的近距離にある第１通過地点Ｑまでの経路情報を表示するものであり、後述する三次元処理部７２により生成される三次元地図を表示するエリアである。二次元固定縮尺表示エリア５２は、前記第１通過地点Ｑから数ｋｍ先の第２通過地点Ｒまでの経路情報を表示するものであり、後述する二次元固定縮尺処理部７３により生成される二次元地図を表示するエリアである。また、二次元可変縮尺表示エリア５３は、前記第２通過地点Ｒから目的地Ｓまでの経路情報を表示するものであり、後述する二次元可変縮尺処理部７４により生成される二次元地図を表示するようになっている。
【００２６】
本実施形態では、上述した３つの表示エリア５１，５２，５３によって表示するようになっているが、これに限られるものではなく、いずれか２以上の表示エリアを組み合わせて各道路の末端を連続的に繋ぎ合わせる構成としてもよい。例えば、目的地Ｓが近距離の地点に設定された場合、三次元表示エリア５１と、二次元固定縮尺表示エリア５２または二次元可変縮尺表示エリア５３のみの２つを組み合わせて表示してもよい。また、三次元地図が不要な場合には、二次元固定縮尺表示エリア５２と二次元可変縮尺表示エリア５３のみの２つを組み合わせて表示してもよい。なお、前記表示エリアを組み合わせる選択手段は、目的地Ｓまでの走行距離に基づいて自動的に設定・変更される構成にしてもよいし、入力手段３を使ってユーザが手動で設定するようにしてもよい。
【００２７】
つづいて、図４は、本実施形態の地図表示装置１における演算処理手段７を示す機能ブロック図である。図４に示すように、本実施形態の演算処理手段７は、主として、経路探索部７１と、三次元処理部７２と、二次元固定縮尺処理部７３と、二次元可変縮尺処理部７４とを有している。
【００２８】
経路探索部７１は、位置検出手段２から車の現在位置Ｐを取得するとともに、入力手段３により設定された目的地Ｓを取得し、図３に示すような現在位置Ｐから目的地Ｓまでの誘導経路Ｕを算出するものである。なお、目的地Ｓが設定されていない場合には、図示しない目的地予測部により目的地Ｓを予測し自動的に設定するようにしてもよい。この目的地予測部は、例えばドライバーの走行頻度が高いルートを記憶しておいたり、あるいは一般的な統計から走行頻度の高いルートを記憶しておき、現在の走行ルートと照合することにより自動的に目的地Ｓを予測設定するようになっている。
【００２９】
三次元処理部７２は、算出された誘導経路Ｕのうち、現在位置Ｐから第１通過地点Ｑまでの道路地図情報を記憶手段４から取得し三次元地図を生成するものである。三次元処理部７２は、現在位置Ｐおよび第１通過地点Ｑを画像表示手段５の特定の直線上、ここでは表示画面の左右中央線Ｏ上に乗せられるように画像処理する。このとき、第１通過地点Ｑは三次元表示エリア５１の上端位置に配置されるように画像処理する。そして、上記機能（１）のみの場合、現在位置Ｐは、左右中央線Ｏ上を上下動するが、上記機能（２）をさらに発揮させることにより、現在位置Ｐは三次元表示エリア５１の下端位置に配置するように画像処理される。
【００３０】
また、本実施形態の三次元処理部７２は、ドライバーをナビゲーションするために必要な情報およびドライバーの視界の表現範囲を絞り、建物や空等の景観に関する表示を削減あるいは省略する一方、道路に関する表示については、道路の高低、立体交差、立体分岐、車線などを正確に表現することでドライバーの視界に広がる現実の景観に近い描画を追求している。換言すれば、景観のリアルさを捨てる代わりに、道路に関するリアルさを追求した表示を行う。このため、建物等はワイヤフレームなどの非常に着目度の低い表現手法により表示して、チラッと見ただけでも走行道路を的確に認知できるようにしている。
【００３１】
以下、三次元処理部７２による誘導経路Ｕの具体的な描画処理方法について説明する。
（イ）注視点の設定
本実施形態の三次元処理では、描画する視界の中心（注視点）の位置が従来と異なる。つまり、従来の描画処理方法では、図５に示すように、注視点を車両の進行方向上に置いて画角を設定しているため、車両の向きの変化に連動して視界（画像）も変動する（「ヘッドアップ」ともいう）。このため、ドライバーの視界とは関係なく画像が変化する。
【００３２】
一方、本実施形態では、ドライバーの視線が基本的に数十ｍ先の走行道路上に置かれることに合わせ、図６に示すように、注視点を進行予定の経路上に置いている。つまり、現在位置Ｐから誘導経路Ｕに沿った一定の描画距離ｎだけ先の第１通過地点Ｑを注視点に定めて画角を設定している（「アイポイントアップ」ともいう）。したがって、本実施形態の画像であればドライバーの視界とも合致することが多くて見易くなるし、従来のように画面が目まぐるしく変化するのを抑え、視野狭窄感を抑制できる。特に、図５および図６に示すような交差点では、ドライバーは常に自動車の方向よりも曲がった先の道路を見ているため、見やすさの違いが歴然となる。
【００３３】
以上のように描画する視界の中心点である注視点を常に誘導経路Ｕ上に設定しているため、常に、道路の第１通過地点Ｑを三次元表示エリア５１の左右中央線Ｏ上に表示することができる。
【００３４】
（ロ）描画視点の設定
また、本実施形態では、図７に示すように、三次元処理部７２の描画視点Ｆを、常に、第１通過地点Ｑから現在位置Ｐの方向に被写界深度ｒの距離だけ隔てた位置に定める。前記被写界深度ｒの長さは現在位置Ｐから第１通過地点Ｑを結ぶ線分長さ以上の大きさに設定される。例えば、図７（ａ）に示すように、現在位置Ｐから第１通過地点Ｑまでの誘導経路Ｕが直線道路の場合、描画視点Ｆは直線道路の延長線上に配置され、現在位置Ｐに最も近接する。また、図７（ｂ）および図７（ｃ）に示すように、誘導経路Ｕが曲がり角や曲線カーブを伴う場合、描画視点Ｆは直線ＰＱの延長線上に配置され、複雑な曲線ほど現在位置Ｐから後方に離れて設定される。このため、直線道路のように単純な経路であれば描画視点Ｆを現在位置Ｐのすぐ真後ろに置いて描画しても理解できるが、Ｓ字カーブなどを伴う複雑な経路の場合には描画視点Ｆを現在位置Ｐから後方に少し離して配置し、遠くから望むように表示して誘導経路Ｕの全体像を把握し易くしている。
【００３５】
以上の処理により、誘導経路Ｕが直線道路の場合には、ドライバーの視点からみた道路とほぼ同等の三次元地図が作成される。一方、誘導経路Ｕが複雑なほど描画視点Ｆが後方に設定されるため、ドライバーよりも後方に引いた視点からみた道路の三次元地図が作成される。
【００３６】
また、描画視点Ｆを第１通過地点Ｑから一定距離である被写界深度ｒだけ後方位置に設定するため、常に、第１通過地点Ｑを表示画面において一定の高さに表示することができる。したがって、前述のように、描画視界の中心である注視点を一定の描画距離ｎ先の経路上に設定し、かつ、描画視点Ｆを被写界深度ｒだけ後方位置に設定することにより、第１通過地点Ｑを図２に示すように常に、三次元表示エリア５１における左右中央の上端位置に定点として表示することが可能となる。これにより、ドライバーの視界中の道路と、三次元表示エリア５１内の道路画像とが多くの共通点を有するだけでなく、常に特定の場所に表示されるため、見やすいし様々な情報を把握しやすい。
【００３７】
（ハ）鳥瞰図における俯角の設定
一方、上記処理により描画された三次元地図においては、図８に示すように、描画視点Ｆを中心に定められる上下方向の画角が現在位置Ｐを中心に設定されている。これは俯角が０°であることを意味しており、三次元画像がドライバーの視線の高さで形成される。このため、直線道路を理解するには問題ないが、複雑なカーブや曲がり角は奥行きが狭く描画されるために曲線形状等を把握するのが難しい。また、三次元表示エリア５１において、描画視点Ｆは下端に、第１通過地点Ｑは上端にそれぞれ配置され、現在位置Ｐは道路の曲率の大小に応じて左右中央線Ｏ上を上下方向に移動する状態にある。これではカーブに応じて三次元画像の変動が大きすぎて好ましくないため、現在位置Ｐを下端若しくは下端近傍に固定するのが好ましい。
【００３８】
そこで、本実施形態の三次元処理部７２は、三次元画像を鳥瞰図的に描画するとともに、図９に示すように、その鳥瞰図を表示する上下方向の画角の下端位置に現在位置Ｐを配置するような俯角に設定する。つまり、鳥瞰図を表示するには描画視点Ｆを中心として高さ方向の画角を設定するが、その画角の下端線上に現在位置Ｐを配置するようにする。
【００３９】
具体的には、第１通過地点Ｑを回転中心とし、半径が被写界深度ｒとなる鉛直面内の円周軌道上において描画視点Ｆを回転移動させ、画角の下端が現在位置Ｐに到達した時点の俯角を取得する。
【００４０】
以上の描画処理により、現在位置Ｐと描画視点Ｆとの間隔の変化に応じて俯角が変動されるため、常に、現在位置Ｐは画像表示手段５の左右中央線Ｏの下端若しくは下端近傍に表示される。これにより、図７（ａ）に示した直線道路においては、図１０に示すように、ドライバーの視点と同等若しくは若干高い位置から見た三次元地図が表示される。一方、図７（ｂ）に示すようなＬ字状の道路では、図１１に示すように、やや上方から見下ろした鳥瞰図としての三次元地図が表示される。また、図７（ｃ）に示すようなより複雑な道路においては、さらに俯角が大きくなるため、図１２に示すように、二次元地図に近い道路地図が表示されるようになっている。
【００４１】
このように交差点やＳ字カーブ等のように複雑な道路ほど描画視点Ｆが上方に移動して二次元地図の良さを加味した鳥瞰図表示を行って近景の道路形状が確実に把握されやすい表示処理が施される。
【００４２】
なお、被写界深度ｒが描画距離ｎと同じ値に設定されている場合、直線道路では俯角が０°となる。このため、本実施形態では、被写界深度ｒを描画距離ｎの約１１０％の値に設定している。これにより、直線道路においても若干の俯角が付与された鳥瞰図的な三次元地図が描画されるため、周囲の状況をより把握しやすくなるし、曲線道路を鳥瞰図で表示する場合との違和感が解消される。
【００４３】
また、三次元表示エリア５１を表示画面の１／２に設定している場合、描画視点Ｆを決定するための俯角は以下の数式（１）により算出される。
【数１】
ただし、θは直線ＱＦと直線ＰＦとがなす角度（∠ＱＦＰ）である。
【００４４】
なお、第１通過地点Ｑを規定するための描画距離ｎは適宜設定可能であり、例えば５０〜１００ｍ程度に設定することにより、ドライバーが実際に見ている風景に近い三次元地図が生成される。また、被写界深度ｒとは、三次元地図を描画する際の表示可能範囲を設定するものであり、描画視点Ｆから描画対象における最も離れた地点までの距離で表される。
【００４５】
つぎに、二次元固定縮尺処理部７３について説明する。二次元固定縮尺処理部７３は、誘導経路Ｕのうち、第１通過地点Ｑから第２通過地点Ｒまでの道路地図情報を記憶手段４から取得し、固定縮尺により二次元地図を生成するものである。その固定縮尺値は、予め固定された値でもよいし、ドライバーによって適宜設定されるようにしてもよい。
【００４６】
また、二次元可変縮尺処理部７４は、誘導経路Ｕのうち、第２通過地点Ｒから目的地Ｓまでの道路地図情報を記憶手段４から取得し、適宜変更される可変縮尺により二次元地図を生成するものである。その可変縮尺値は、目的地Ｓまでの距離によって定まり、目的地Ｓを二次元可変縮尺エリアの上端に定点として設定し、長距離であれば縮尺を小さくし、近距離に近づくと縮尺が大きくなるように設定されている。なお、第２通過地点Ｒも第１通過地点Ｑと同様、適宜設定可能であり、例えば５〜１０ｋｍ程度先の地点に設定することにより、時速６０ｋｍの自動車が５分〜１０分程度走行する先までの経路を二次元の固定縮尺地図として表示する。
【００４７】
以下、二次元固定縮尺処理部７３および二次元可変縮尺処理部７４による誘導経路Ｕの具体的な描画方法について説明する。まず、二次元固定縮尺処理部７３による固定縮尺をｃ、二次元可変縮尺処理部７４による可変縮尺をｔ、二次元固定縮尺表示エリア５２および二次元可変縮尺表示エリア５３の表示画面上における縦方向長さの合計をＬとすると、以下の数式（２）が成立する。
【数２】
この数式（２）をｔについて整理すると、以下の数式（３）が導出される。
【数３】
ただし、「ＸＱＲ」は、第１通過地点Ｑと第２通過地点Ｒとの間のＸ座標の差を示すものとする。ＸＲＳ，ＹＱＲ，ＹＲＳについても同様。
したがって、二次元可変縮尺処理部７４は、上記数式（３）の解のうち、ｔ＞０となるｔを可変縮尺として取得する。
【００４８】
可変縮尺ｔが決定すると、第１通過地点Ｑから目的地ＳまでのベクトルＱＳは、以下の数式（４）により求められる。
【数４】
この数式（４）により、第１通過地点Ｑから目的地Ｓまでのベクトルの傾きがわかるため、この傾きが画像表示手段５において垂直方向上方となるような回転成分を持ったアフィン行列を作成することで回転行列を算出する。
【００４９】
そして、二次元固定縮尺処理部７３は、第１通過地点Ｑから目的地Ｓまでのベクトルに上記回転行列を適用した上で、第１通過地点Ｑから第２通過地点Ｒまでの誘導経路Ｕを固定縮尺ｃにより描画する。同様にして、二次元可変縮尺処理部７４は、第１通過地点Ｑから目的地Ｓまでのベクトルに上記回転行列を適用した上で、第２通過地点Ｒから目的地Ｓまでの誘導経路Ｕを可変縮尺ｔにより描画する。これにより、図２に示すように、第１通過地点Ｑが常に左右方向の中心線上であって、かつ、二次元固定縮尺表示エリア５２の下端に位置するとともに、目的地Ｓが常に左右方向の中心線上であって、かつ、二次元可変縮尺表示エリア５３の上端に位置するように描画される。
【００５０】
また、本実施形態では、描画された第１通過地点Ｑから第２通過地点Ｒまでの誘導経路Ｕと、第２通過地点Ｒから目的地Ｓまでの誘導経路Ｕとは、実際の道路の形状を考慮して第２通過地点Ｒにおいて滑らかに連結されるようになっている。具体的には、それぞれの誘導経路Ｕの第２通過地点Ｒにおける接線を算出し、この接線が一致するように接続する。一方、第１通過地点Ｑから第２通過地点Ｒまでの誘導経路Ｕと、現在位置Ｐから第１通過地点Ｑまでの誘導経路Ｕとは、第１通過地点Ｑにおいて、実際の道路の形状を考慮することなく単に連結されるようになっている。
【００５１】
以上のように連続的に結合された現在位置Ｐから目的地Ｓまでの誘導経路Ｕを表す道路地図は、画像データとして画像メモリ６に格納される。上記三つの表示エリアを組み合わせて表示する場合、現在位置Ｐ、第一通過地点Ｑおよび目的地Ｓが常に、特定の同一直線上に配置される。本実施形態では各点が常に表示画面の中央線上に配置される。また、三次元表示エリア５１と二次元固定縮尺表示エリア５２との境界線は地平線として表示される。以上のような画像表示よってドライバーは最終目的地Ｓまでの距離感、経路の複雑性、近景、中景、遠景等の状況を容易に把握できる。
【００５２】
なお、本実施形態では、３つの表示エリアを組み合わせて一つの表示画面を構成しているが、いずれか２つの表示エリアを抽出して組み合わせてもよい。例えば、目的地Ｓが中距離地点に存在する場合には、三次元表示エリア５１と二次元固定縮尺表示エリア５２の２つの表示エリアのみで表示してもよい。もちろん、目的地Ｓが極めて遠方に存在する場合などには表示画面に目的地Ｓが表示されないケースもあり得る。三次元表示エリア５１と二次元固定縮尺表示エリア５２とを組み合わせて表示する場合、第２通過地点Ｒは設定されず、二次元固定縮尺処理部７３が、第１通過地点Ｑから目的地Ｓまでのベクトルを真上方向に回転させた後、第１通過地点Ｑから目的地Ｓまでの誘導経路Ｕを固定縮尺ｃにより描画する。そして、三次元処理部７２により描画された現在位置Ｐから第１通過地点Ｑまでの三次元地図と第１通過地点Ｑを境界として連続的に結合される。このとき、現在位置Ｐ、第１通過地点Ｑおよび目的地Ｓが表示画面の中央線上に表示される。
【００５３】
また、三次元表示エリア５１と二次元可変縮尺表示エリア５３の２つの表示エリアのみで表示する場合、第２通過地点Ｒは設定されず、二次元可変縮尺処理部７４が、第１通過地点Ｑから目的地Ｓまでのベクトルを真上方向に回転させた後、第１通過地点Ｑから目的地Ｓまでの誘導経路Ｕを可変縮尺ｔにより描画する。そして、三次元処理部７２により描画された現在位置Ｐから第１通過地点Ｑまでの三次元地図と第１通過地点Ｑを境界として連続的に結合される。このとき、現在位置Ｐ、第１通過地点Ｑおよび目的地Ｓが表示画面の中央線上に表示される。
【００５４】
さらに、二次元固定縮尺表示エリア５２と二次元可変縮尺表示エリア５３の２つの表示エリアのみで表示する場合、第１通過地点Ｑを設定しない場合と、現在位置Ｐを設定しない場合とが考えられる。まず、第１通過地点Ｑを設定しない場合、二次元固定縮尺処理部７３が、現在位置Ｐから第２通過地点Ｒまでの誘導経路Ｕを固定縮尺ｃで描画する。そして、二次元可変縮尺処理部７４により描画された第２通過地点Ｒから目的地Ｓまでの二次元地図と連続的に結合される。このとき、現在位置Ｐおよび目的地Ｓが同一の左右中央線Ｏ上に表示される。
【００５５】
一方、現在位置Ｐを設定しない場合、二次元固定縮尺処理部７３および二次元可変縮尺処理部７４は、本実施形態と同様に、第１通過地点Ｑから目的地Ｓまでの誘導経路Ｕを描画する。そして、現在位置Ｐから第１通過地点Ｑまでの誘導経路Ｕは、ドライバーが実際に見ている光景で補うようになっている。このとき、例えば、車両のフロントガラスを有機ＥＬ（ElectroLuminescence）ディスプレイとして構成したものを画像表示手段５として使用し、この有機ＥＬディスプレイに第１通過地点Ｑから目的地Ｓまでの誘導経路Ｕを半透過状態で表示することが考えられる。この構成により、ドライバーが実際に見ている誘導経路Ｕと連続するように描画地図が表示されるため、ドライバーは両者が連続的に結合された状態をイメージし易くなる。
【００５６】
以上、説明したように、ドライバーをナビゲーションする場合に最低限必要な情報として、誘導経路Ｕを示す道路地図のみを表示するようにしてもよい。これにより、ドライバーは、第１通過地点Ｑ以降の誘導経路Ｕがワインディングロードであるとか、ほぼ直線である等の道程情報を容易に理解することができる。一方、本実施形態では、二次元固定縮尺処理部７３が、記憶手段４に記憶されている道路地図情報から走行中の目印になる情報をも抽出し、誘導経路Ｕに組み込んで簡易な表現によって表示するようになっている。例えば、図２に示すように、第１通過地点Ｑから第２通過地点Ｒまでの誘導経路Ｕに交差する道路情報や信号機の設置情報等を抽出し、その交差道路の一部や信号機マークを合わせて描画する。この場合、交差点情報としては詳細な道路幅等は無視し、十字路か丁字路かわかる程度に髭のように表示するだけで、ドライバーの理解には十分である。
【００５７】
また、本実施形態では、二次元固定縮尺処理部７３および二次元可変縮尺処理部７４は、誘導経路Ｕが市街地を通っているのか、山間部を通っているのか等の道路種別を示すエリアマークを表示するようになっている。例えば、図２に示すように、市街地を通る誘導経路Ｕの背景には碁盤目状のエリアマークを描画したり、山間部を通る誘導経路Ｕの背景には鋸歯状のエリアマークを描画するようにしてもよい。また、市街地は赤色、山間部は緑色というように、色分けするようにしてもよい。これによって経路途中の景観を容易に認識することができ、予めイメージを持って運転することができるため、所定エリアを通過した際に頭の中で描いた地図情報と照合して間違っていないことを確認できれば安心して走行できるし、間違っていれば早めに気づく助けにもなる。
【００５８】
さらに、二次元固定縮尺処理部７３および二次元可変縮尺処理部７４は、目的地Ｓまでの走行距離の長さに応じて誘導経路Ｕを示すラインの太さを変えるようにしてもよい。例えば、５ｋｍ間隔で誘導経路Ｕの太さを徐々に細く描き、５ｋｍ走行して目的地Ｓが近づけば各ラインの太さが太くなるように変更すれば、目的地Ｓまでの距離感を視覚を通じて感覚的に把握できる。
【００５９】
つぎに、本実施形態の地図表示プログラムにより実行される地図表示装置１の作用および本実施形態の地図表示方法について、図１３のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００６０】
まず、ドライバーが本実施形態の地図表示装置１を利用する場合、演算処理手段７により記憶手段４に格納されている地図表示プログラムを起動する（ステップＳ１）。これにより、画像表示手段５に図示しないメニュー画面が表示されるので、ドライバーは入力手段３を用いて所望の目的地Ｓを入力する（ステップＳ２）。このとき、上述した各表示エリアの組み合わせや第１通過地点Ｑの位置、固定縮尺ｃ等の各種の設定を行うようにしてもよい。つづいて、演算処理手段７は、位置検出手段２がＧＰＳ信号に基づいて検出した車両の現在位置Ｐを取得する（ステップＳ３）。本実施形態では、位置検出手段２が所定時間毎に車両の位置を検出しているため、その周期に合わせて演算処理手段７によって車両が移動したかどうか判定される（ステップＳ４）。
【００６１】
ステップＳ４において、車両が移動していないものと演算処理手段７によって判定されると（ステップＳ４：ＮＯ）、後述するステップＳ１４へと進み、車両の移動が検出されるまで、同じ道路地図を画像表示手段５に表示する。一方、演算処理手段７が車両の移動を認識すると（ステップＳ４：ＹＥＳ）、ステップＳ５へと進み、経路探索部７１が、ステップＳ２で入力された目的地Ｓと、ステップＳ３で検出された現在位置Ｐとを取得し、この現在位置Ｐから目的地Ｓまでの誘導経路Ｕを探索する（ステップＳ５）。
【００６２】
つづいて、三次元処理部７２は、第１通過地点Ｑを定める描画距離ｎを読み出し、前記誘導経路Ｕにおいて、現在位置Ｐから第１通過地点Ｑまでの道路地図情報を記憶手段４から取得する（ステップＳ６）。この道路地図情報に基づいて、三次元処理部７２は、現在位置Ｐが画角の下端に位置するような描画視点Ｆの俯角を算出し、この俯角を適用した上で、第１通過地点Ｑから現在位置Ｐ方向に被写界深度ｒだけ離れた位置を描画視点Ｆとして取得する（ステップＳ７）。なお、本ステップＳ７は、上記機能（１）および（２）を合わせて地図を表示するときに行われる処理であり、上記機能（１）のみで本地図表示装置１を利用する場合、本ステップＳ７の処理は行われず、ステップＳ８へと進む。
【００６３】
三次元処理部７２は、取得した描画視点Ｆと道路地図情報に基づいて、現在位置Ｐから第１通過地点Ｑまでの範囲における三次元地図を描画する（ステップＳ８）。このとき、図２に示すように、現在位置Ｐおよび第１通過地点Ｑを左右中央線上に配置するとともに、前記第１通過地点Ｑを三次元表示エリア５１の上端に固定するように表示処理し、三次元地図を描画する。さらに、上記機能（２）を発揮させた場合には、現在位置Ｐを三次元表示エリア５１の下端に固定するように表示処理する。
【００６４】
つづいて、二次元固定縮尺処理部７３および二次元可変縮尺処理部７４は、ステップＳ５で探索された誘導経路Ｕに基づいて、第１通過地点Ｑから目的地Ｓまでの道路地図情報を記憶手段４から取得する（ステップＳ９）。そして、上述した計算式により可変縮尺ｔおよび回転行列を算出する（ステップＳ１０）。
【００６５】
可変縮尺ｔおよび回転行列が算出されると、二次元固定縮尺処理部７３は、誘導経路Ｕのうち、第１通過地点Ｑから第２通過地点Ｒまでの道路地図情報を記憶手段４から取得し、固定縮尺ｃにより二次元地図を描画する（ステップＳ１１）。このとき、二次元固定縮尺処理部７３は、取得した道路地図情報から誘導経路Ｕに交差する道路情報や信号機の設置情報等を抽出し、その交差道路の簡易表示や信号機マークを合わせて描画する。また、二次元固定縮尺処理部７３は、取得した道路地図情報から誘導経路Ｕ上に存在する市街地や山間部に関する情報を抽出し、当該エリアマークを組み込んで描画するようにしてもよい。さらに、距離が遠くなるにつれて誘導経路Ｕのラインの太さを細くする処理を加えてもよい。
【００６６】
つづいて、二次元可変縮尺処理部７４は、誘導経路Ｕのうち、第２通過地点Ｒから目的地Ｓまでの道路地図情報を記憶手段４から取得し、可変縮尺ｔにより二次元地図を描画する（ステップＳ１２）。このとき、二次元可変縮尺処理部７４は、二次元固定縮尺処理部７３と同様に、誘導経路Ｕに加えてエリアマークを描画するようにしてもよいし、さらに、目的地Ｓまでの距離に応じて誘導経路Ｕのラインの太さを適当間隔で細く描画してもよい。
【００６７】
演算処理手段７は、ステップＳ８で生成された三次元地図と、ステップＳ１１で生成された固定縮尺二次元地図と、ステップＳ１２で生成された可変縮尺二次元地図とを連結することにより、現在位置Ｐから目的地Ｓまでの道路地図を取得し、画像データとして画像メモリ６に格納する（ステップＳ１３）。このとき、三次元地図および固定縮尺二次元地図においては、第１通過地点Ｑが左右中央線Ｏ上に描画されているため、誘導経路Ｕが連続して繋がるようになっている。ただし、実際の道路の形状は考慮していない。一方、固定縮尺二次元地図および可変縮尺二次元地図を連結する際には、実際の道路形状を考慮して第２通過地点Ｒにおいて滑らかに連結するように接線を一致させる画像処理を施している。
【００６８】
画像表示手段５は、画像メモリ６内に格納された画像データに基づいて現在位置Ｐから目的地Ｓまでの道路地図を表示する（ステップＳ１４）。本実施形態では、三次元表示エリア５１に現在位置Ｐから第１通過地点Ｑまでの三次元地図が表示され、二次元固定縮尺表示エリア５２に第１通過地点Ｑから第２通過地点Ｒまでの二次元地図が表示され、二次元可変縮尺表示エリア５３に第２通過地点Ｒから目的地Ｓまでの二次元地図が表示される。これにより、図２に示すように、現在位置Ｐ、第１通過地点Ｑおよび目的地Ｓが、画像表示手段５の左右方向における中心線上に配置された誘導経路Ｕが描画される。そして、上記機能（１）のみの場合、第１通過地点Ｑおよび目的地Ｓが、常に中心線上の定点に固定された状態で表示され、上記機能（２）を組み合わせた場合には、さらに、現在位置Ｐが中心線上の定点に固定された状態で表示される。一方、第２通過地点Ｒは二次元固定縮尺表示エリア５２と二次元可変縮尺表示エリア５３との境界線上で高さを変えずに道路の形状に従って左右に移動して表示される。
【００６９】
演算処理手段７は、図示しない計時手段を有しており、地図表示プログラムが実行されている間は、常に、所定時間が経過したか否かを判別している（ステップＳ１５）。そして、所定時間が経過していないときは（ステップＳ１５：ＮＯ）、所定時間が経過するまで待機する。一方、所定時間が経過したことを判別すると（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、ステップＳ３へと戻り、再び位置検出手段２から車両の現在位置Ｐを取得する。なお、画像表示手段５に表示される道路地図は、前記所定時間を短時間に設定するほど車両の移動に合わせて円滑に更新される。
【００７０】
そして、演算処理手段７は、新たに取得した現在位置Ｐと前回の現在位置Ｐとを比較して、車両が移動したかどうか判定する（ステップＳ４）。この結果、車両が移動していないと判定されると（ステップＳ４：ＮＯ）、ステップＳ１４へと進み、車両の移動が検出されるまで同じ道路地図を表示する。一方、車両の移動が検出されると（ステップＳ４：ＹＥＳ）、上述したステップＳ５〜ステップＳ１４の処理が繰り返し行われ、新たな現在位置Ｐから目的地Ｓまでの誘導経路Ｕの道路地図を表示するようになっている。これにより、画像表示手段５においては、車両の移動に合わせてリアルタイムで道路地図が更新される。
【００７１】
以上のような本実施形態の地図表示装置１によれば、
１．現在位置Ｐ、第１通過地点Ｑ、および目的地Ｓを特定の直線上に表示するため位置関係が明確となり必要な情報が探しやすい。ドライバーはその直線上に沿って必要な情報を探せばよいし、従来のように頭の中で描く経路イメージをその都度大きく変更するような事態を回避できる。
２．また、現在位置Ｐ、第１通過地点Ｑ、および目的地Ｓを特定の位置に固定表示されるため、より把握しやすくなる。
３．ナビゲーションに必要な誘導経路Ｕや道順、道程を見易く表示し、ナビゲーションに不要と思われる情報を極力省略または排除しているため、効率的で確実にナビゲーションすることができる。
４．第１通過地点Ｑから第２通過地点Ｒまでの中距離経路を固定縮尺ｃで描画するため、ドライバーは距離感をつかみやすく、数分〜十数分後の経路をイメージしやすい。
５．第２通過地点Ｒから目的地Ｓまでの遠距離経路を可変縮尺ｔで描画するため、目的地Ｓが遠くても、その目的地Ｓまでの誘導経路Ｕを表示することができ、経路の全行程を理解することができる。
６．第１通過地点Ｑから目的地Ｓまでの誘導経路Ｕの背景には、市街地や山間部などの地域的な特色を示すエリアマークを表示するため、食事やトイレ、休憩のタイミング等の簡単なドライブ計画を走行しながらでも立案できる助けとなる。
７．第１通過地点Ｑから第２通過地点Ｒまでの誘導経路Ｕには、交差する道路の一部や信号機マーク等を簡易的に表示するため、頭の中で数キロ先の景観がイメージしやすくなり、実際の景観ともイメージを合致しやすくなり、経路を確認しながら安心して運転できる等の効果を奏する。
８．交差点やＳ字カーブ等のように複雑な道路ほど、描画視点Ｆが上方に移動して二次元の良さを加味した鳥瞰図表示を行うため、近景の道路形状を確実に把握することができ、ドライバーの視野狭窄感を解消することができる。
９．現在位置Ｐと描画視点Ｆとの距離の変化に応じて描画視点Ｆが自動的に移動するため、ドライバーは、表示を切り換えるための操作を一切する必要がない。
【００７２】
なお、本発明に係る地図表示装置１は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更することができる。
【００７３】
例えば、上述した実施形態では、本発明に係る地図表示装置１をカーナビゲーション装置に適用した例について説明したが、これに限られるものではなく、携帯電話等の携帯端末に実装される歩行者用のナビゲーション装置に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明に係る地図表示装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】本実施形態の画像表示手段を示す模式図である。
【図３】本実施形態において、車両が実際に走行する経路を示す模式図である。
【図４】本実施形態の演算処理手段を示すブロック図である。
【図５】従来の地図表示装置における画角の設定方法を説明する模式図である。
【図６】本実施形態における画角の設定方法を説明する模式図である。
【図７】本実施形態における描画視点の設定方法を説明する模式図である。
【図８】本実施形態における描画視点および画角の状態を示す模式図である。
【図９】本実施形態において、俯角を設定したときの描画視点および画角を示す模式図である。
【図１０】本実施形態における三次元表示エリアで直線道路を表示した模式図である。
【図１１】本実施形態における三次元表示エリアでＬ字状道路を表示した模式図である。
【図１２】本実施形態における三次元表示エリアで複雑な道路を表示した模式図である。
【図１３】本実施形態の地図表示装置の動作を説明するフローチャート図である。
【符号の説明】
【００７５】
１ 地図表示装置
２ 位置検出手段
３ 入力手段
４ 記憶手段
５ 画像表示手段
６ 画像メモリ
７ 演算処理手段
５１ 三次元表示エリア
５２ 二次元固定縮尺表示エリア
５３ 二次元可変縮尺表示エリア
７１ 経路探索部
７２ 三次元処理部
７３ 二次元固定縮尺処理部
７４ 二次元可変縮尺処理部
Ｆ 描画視点
Ｏ 左右中央線
Ｐ 現在位置
Ｑ 第１通過地点
Ｒ 第２通過地点
Ｓ 目的地
Ｕ 誘導経路
ｎ 描画距離
ｒ 被写界深度
ｃ 固定縮尺
ｔ 可変縮尺
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カーナビゲーション等の地図表示技術に関し、特に、三次元的に表示する地図における視野狭窄感を解消するとともに、一見して多くのナビゲーション情報を取得するための三次元地図表示方法、三次元地図表示プログラムおよび三次元地図表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来からカーナビゲーション装置では、現在位置周辺の経路情報を三次元地図で表示する三次元地図表示装置が知られている。この三次元地図表示装置は、予め定められた表示範囲内の道路地図情報を取得し、ドライバーの視点や上空からの視点等から道路や建物などを三次元的に描画するものである。このため、ドライバーの視点から描画した場合には、ドライバーが実際に見る景観に近い三次元地図が表示されるし、上空の視点から描画した場合には、遠方まで見渡すようないわゆる鳥瞰図が表示される。
【０００３】
このような三次元地図の表示技術として、例えば、特開２００４−２１９１８２号公報に記載のナビゲーション装置が提案されている（特許文献１）。このナビゲーション装置は、走行経路に沿って必要となるテクスチャデータのみを先行して読み出すことにより、各テクスチャデータのデータ量を大きくし、ドライバーの視点から見る光景と同様の三次元地図を表示するようになっている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２１９１８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載された発明を含め、従来の三次元地図表示装置においては、三次元で表示される道路画像は、描画時点における車両の進行方向を中心に画角が設定されている。このため、車両がカーブや曲がり角を走行する場合、ドライバーの視線とは関係なく、曲がっている最中にその車両の向きに合わせて道路画像が目まぐるしく更新されることになる。換言すれば、車両が交差点に差し掛かっても、図５に示すように、車両が完全に曲がりきるまでは曲がった先の道路が表示されない。通常、ドライバーの視線は車両の動きに先立って前方に置かれており、特に交差点などではカーブの大きさを早めに知りたいところであるが、従来のカーナビゲーションでは、車両の進行方向を中心に描画されるため、交差点やカーブの表示が遅れてしまう。また、交差点内に入った後やカーブの走行中は視線とは異なる方向を描画してしまうため、ドライバーに視野狭窄感を与える要因となっている。
【０００６】
また、通常の三次元表示では、現在位置から離れるほど小さく狭く描画されるため、曲率の大きいカーブやＳ字のように複雑なカーブを描画してもその道路形状を理解することは極めて難しい。一方、鳥瞰図による三次元表示が考えられるが、カーブの曲がり具合とは無関係に俯角が定められているので、必ずしも走行時に欲しい情報が一見して得られるとは限らない。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、ドライバーの視点に近い描画視点から描画される三次元地図において、交差点やカーブ等を曲がる際の視野狭窄感を解消することができ、また、現在位置や通過予定地点を特定の直線上の固定位置に表示させることで、わかりやすさを向上させることができる三次元地図表示方法、三次元地図表示プログラムおよび三次元地図表示装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る三次元地図表示方法の特徴は、画像処理手段が現在位置から所定距離先にある通過予定地点までの経路情報を記憶手段から取得して三次元的に画像処理して画像表示手段に表示する三次元地図表示方法であって、目的地までの経路上において前記現在位置から一定の描画距離ｎだけ先までの経路情報を三次元表示を行う領域として取得するとともに、三次元画像を描く視点である描画視点を前記通過予定地点から前記現在位置の方向に前記描画距離ｎ以上の一定距離ｒを隔てた位置に定め、かつ、前記描画視点を中心に張る画角の下限が前記現在位置に一致するように前記描画視点を上下に移動させて画像処理を行うことにより、前記現在位置および前記通過予定地点を前記画像表示手段における縦方向の同一直線上の定点位置として表示するとともに、前記現在位置と前記描画視点との間隔の変化に応じて俯角を変動させて三次元道路を表示する点にある。
【０００９】
また、本発明に係る三次元地図表示プログラムの特徴は、コンピュータを、道路地図情報を記憶する記憶手段と、現在位置を検出する位置検出手段と、目的地までの経路情報を検索する経路検索手段と、前記現在位置から所定距離先の通過予定地点までの経路情報を前記記憶手段から取得して三次元画像処理する画像処理手段と、三次元化された道路画像を表示する画像表示手段として実行させるとともに、前記画像処理手段は、前記通過予定地点を取得する場合、目的地までの誘導経路上であって、かつ、前記現在位置から一定の描画距離ｎだけ先の位置を取得し、前記現在位置から前記通過予定地点までの道路を三次元画像処理することにより、常に、一定の描画距離ｎ先までの誘導経路上の道路を表示するとともに、前記現在位置と前記通過予定地点とを前記画像表示手段における縦方向の特定の直線上に表示するようにコンピュータを実行させる点にある。
【００１０】
また、本発明において、前記画像処理手段は、前記通過予定地点から前記現在位置を経て結ぶ直線上に三次元画像を描く視点である描画視点を定めるとともに、前記通過予定地点から前記描画視点までの距離を被写界深度ｒとして前記描画距離ｎ以上の一定値に設定することにより、前記通過予定地点を前記画像表示手段の定位置に表示するようにコンピュータを実行させることが好ましい。
【００１１】
さらに、本発明において、前記画像処理手段は、前記描画視点を中心に張る画角の下限が現在位置に一致するように、前記描画視点を半径が被写界深度ｒとなる鉛直面内の円周軌道上で上下に移動させて俯角を決定することにより、前記現在位置を前記画像表示手段の下部に定位置として表示するとともに、前記現在位置から前記描画視点までの距離の変化に応じて俯角を変化させる鳥瞰図として表示するようにコンピュータを実行させることが好ましい。
【００１２】
また、本発明に係る三次元地図表示装置の特徴は、道路地図情報を記憶する記憶手段と、現在位置を検出する位置検出手段と、目的地までの経路情報を検索する経路検索手段と、前記現在位置から所定距離先の通過予定地点までの経路情報を前記記憶手段から取得して三次元画像処理する画像処理手段と、三次元化された道路画像を表示する画像表示手段とを有しており、前記画像処理手段は、前記通過予定地点を取得する場合、目的地までの経路上であって、かつ、前記現在位置から一定の描画距離ｎだけ先の位置を取得し、前記現在位置から前記通過予定地点までの道路を三次元画像処理することにより、常に、一定の描画距離ｎ先までの経路上の道路を表示するとともに、前記現在位置と前記通過予定地点とを前記画像表示手段における縦方向の同一直線上に表示する点にある。
【００１３】
また、本発明において、前記画像処理手段は、前記通過予定地点から前記現在位置を経て結ぶ直線上に三次元画像を描く視点である描画視点を定めるとともに、前記通過予定地点から前記描画視点までの距離を被写界深度ｒとして前記描画距離ｎ以上の一定値に設定することにより、前記通過予定地点を前記画像表示手段の定位置に表示することが好ましい。
【００１４】
さらに、本発明において、前記画像処理手段は、前記描画視点を中心に張る画角の下限が現在位置に一致するように、前記描画視点を半径が被写界深度ｒとなる鉛直面内の円周軌道上で上下に移動して俯角を決定することにより、前記現在位置を前記画像表示手段の下部に定位置として表示するとともに、前記現在位置から前記描画視点までの距離の変化に応じて俯角を変化させる鳥瞰図として表示することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ドライバーの視点に近い描画視点から描画される三次元地図において、交差点やカーブ等を曲がる際の視野狭窄感を解消することができ、現在位置や通過予定地点を特定の直線上の固定位置に表示させることで、必要な情報を見やすく、かつ把握しやすくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明に係る地図表示方法、地図表示プログラムおよび地図表示装置は、主として以下に示す２つの特徴を備えている。
（１）現在位置から目的地までの経路を距離に応じて近景、中景、遠景に相当する表示エリアを設け、各表示エリアに応じて必要な情報や道程を見やすく表示する地図表示機能
（２）三次元地図におけるカーブや曲がり角等での視野狭窄感を解消する三次元地図表示機能
そして、これら各機能を単独あるいは組み合わせて地図表示装置に搭載することにより、ユーザが見やすく、ナビゲーションとして利用価値の高い道路地図情報を提供するものである。
【００１７】
以下、上記各表示機能を有する地図表示装置１の一実施形態について図面を用いて説明する。図１は、本実施形態における地図表示装置１の各構成部を示すブロック図である。なお、本実施形態はカーナビゲーション装置を例に説明するが、ユーザが携行する携帯型ナビゲーション装置等、様々なナビゲーション装置に適用できる。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態の地図表示装置１は、主として、現在位置Ｐを検出するための位置検出手段２と、目的地Ｓ等を入力するための入力手段３と、道路地図情報や各種のプログラムを記憶するための記憶手段４と、道路地図を表示するための画像表示手段５と、この画像表示手段５に表示する画像データを格納するための画像メモリ６と、これら各構成部を制御するとともに各種の演算処理を行う演算処理手段７とから構成されている。
【００１９】
各構成手段についてより詳細に説明すると、位置検出手段２は、車両の現在位置Ｐを検出するものであり、車両の走行速度を検出する車速センサや車両の進行方向を検出する方位センサ、あるいはＧＰＳ（Global Positioning System）衛星から受信した緯度・経度情報に基づいて現在位置Ｐを特定するＧＰＳセンサ等により構成されている。入力手段３は、プッシュボタンや表示画面上のタッチセンサ等により構成されており、目的地Ｓ等の入力や表示設定の変更等に使用される。
【００２０】
記憶手段４は、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）やハードディスク等から構成されており、道路情報の他、建物等の目標物情報や右左折指示等の交通情報を含む道路地図情報が記憶されている。また、本実施形態の地図表示装置１の表示処理を実行するための各種の表示プログラムが格納されている。
【００２１】
画像表示手段５は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等から構成されており、画像メモリ６に格納された画像データに基づいて道路地図や目標物等を表示する。画像メモリ６は、ＲＡＭ（Random Access Memory）等により構成されており、演算処理手段７により適宜加工処理された画像データを格納する。演算処理手段７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等により構成されており、記憶手段４に格納されている各種の表示プログラムに基づいて各構成部を制御するとともに、各種のデータや設定情報を取得して、画像データを適宜加工処理するようになっている。
【００２２】
つぎに、本実施形態の特徴的な構成部である画像表示手段５および演算処理手段７について、より詳細な構成およびその作用について説明する。
【００２３】
図２は、本実施形態における画像表示手段５を示す模式図であり、図３は、本実施形態において、車両が実際に走行する経路を示す模式的な地図である。
【００２４】
図２に示すように、本実施形態の地図表示装置１における画像表示手段５は、下方から順に、三次元表示エリア５１と、二次元固定縮尺表示エリア５２と、二次元可変縮尺表示エリア５３とから構成されている。そして、現在位置Ｐから目的地Ｓまでの全経路を現在位置Ｐからの適当な距離に応じて区分けして表示する。各表示エリアの境界では、道路の末端が一連に繋ぎ合わされており、現在位置Ｐから目的地Ｓまでの誘導経路Ｕが連続的に表示される。以下、本実施形態では、図３に示すように、現在位置Ｐから第１通過地点Ｑおよび第２通過地点Ｒを経て、目的地Ｓまでの誘導経路Ｕを表示する場合について説明する。
【００２５】
三次元表示エリア５１は、現在位置Ｐから５０〜１００ｍ程度の比較的近距離にある第１通過地点Ｑまでの経路情報を表示するものであり、後述する三次元処理部７２により生成される三次元地図を表示するエリアである。二次元固定縮尺表示エリア５２は、前記第１通過地点Ｑから数ｋｍ先の第２通過地点Ｒまでの経路情報を表示するものであり、後述する二次元固定縮尺処理部７３により生成される二次元地図を表示するエリアである。また、二次元可変縮尺表示エリア５３は、前記第２通過地点Ｒから目的地Ｓまでの経路情報を表示するものであり、後述する二次元可変縮尺処理部７４により生成される二次元地図を表示するようになっている。
【００２６】
本実施形態では、上述した３つの表示エリア５１，５２，５３によって表示するようになっているが、これに限られるものではなく、いずれか２以上の表示エリアを組み合わせて各道路の末端を連続的に繋ぎ合わせる構成としてもよい。例えば、目的地Ｓが近距離の地点に設定された場合、三次元表示エリア５１と、二次元固定縮尺表示エリア５２または二次元可変縮尺表示エリア５３のみの２つを組み合わせて表示してもよい。また、三次元地図が不要な場合には、二次元固定縮尺表示エリア５２と二次元可変縮尺表示エリア５３のみの２つを組み合わせて表示してもよい。なお、前記表示エリアを組み合わせる選択手段は、目的地Ｓまでの走行距離に基づいて自動的に設定・変更される構成にしてもよいし、入力手段３を使ってユーザが手動で設定するようにしてもよい。
【００２７】
つづいて、図４は、本実施形態の地図表示装置１における演算処理手段７を示す機能ブロック図である。図４に示すように、本実施形態の演算処理手段７は、主として、経路探索部７１と、三次元処理部７２と、二次元固定縮尺処理部７３と、二次元可変縮尺処理部７４とを有している。
【００２８】
経路探索部７１は、位置検出手段２から車の現在位置Ｐを取得するとともに、入力手段３により設定された目的地Ｓを取得し、図３に示すような現在位置Ｐから目的地Ｓまでの誘導経路Ｕを算出するものである。なお、目的地Ｓが設定されていない場合には、図示しない目的地予測部により目的地Ｓを予測し自動的に設定するようにしてもよい。この目的地予測部は、例えばドライバーの走行頻度が高いルートを記憶しておいたり、あるいは一般的な統計から走行頻度の高いルートを記憶しておき、現在の走行ルートと照合することにより自動的に目的地Ｓを予測設定するようになっている。
【００２９】
三次元処理部７２は、算出された誘導経路Ｕのうち、現在位置Ｐから第１通過地点Ｑまでの道路地図情報を記憶手段４から取得し三次元地図を生成するものである。三次元処理部７２は、現在位置Ｐおよび第１通過地点Ｑを画像表示手段５の特定の直線上、ここでは表示画面の左右中央線Ｏ上に乗せられるように画像処理する。このとき、第１通過地点Ｑは三次元表示エリア５１の上端位置に配置されるように画像処理する。そして、上記機能（１）のみの場合、現在位置Ｐは、左右中央線Ｏ上を上下動するが、上記機能（２）をさらに発揮させることにより、現在位置Ｐは三次元表示エリア５１の下端位置に配置するように画像処理される。
【００３０】
また、本実施形態の三次元処理部７２は、ドライバーをナビゲーションするために必要な情報およびドライバーの視界の表現範囲を絞り、建物や空等の景観に関する表示を削減あるいは省略する一方、道路に関する表示については、道路の高低、立体交差、立体分岐、車線などを正確に表現することでドライバーの視界に広がる現実の景観に近い描画を追求している。換言すれば、景観のリアルさを捨てる代わりに、道路に関するリアルさを追求した表示を行う。このため、建物等はワイヤフレームなどの非常に着目度の低い表現手法により表示して、チラッと見ただけでも走行道路を的確に認知できるようにしている。
【００３１】
以下、三次元処理部７２による誘導経路Ｕの具体的な描画処理方法について説明する。
（イ）注視点の設定
本実施形態の三次元処理では、描画する視界の中心（注視点）の位置が従来と異なる。つまり、従来の描画処理方法では、図５に示すように、注視点を車両の進行方向上に置いて画角を設定しているため、車両の向きの変化に連動して視界（画像）も変動する（「ヘッドアップ」ともいう）。このため、ドライバーの視界とは関係なく画像が変化する。
【００３２】
一方、本実施形態では、ドライバーの視線が基本的に数十ｍ先の走行道路上に置かれることに合わせ、図６に示すように、注視点を進行予定の経路上に置いている。つまり、現在位置Ｐから誘導経路Ｕに沿った一定の描画距離ｎだけ先の第１通過地点Ｑを注視点に定めて画角を設定している（「アイポイントアップ」ともいう）。したがって、本実施形態の画像であればドライバーの視界とも合致することが多くて見易くなるし、従来のように画面が目まぐるしく変化するのを抑え、視野狭窄感を抑制できる。特に、図５および図６に示すような交差点では、ドライバーは常に自動車の方向よりも曲がった先の道路を見ているため、見やすさの違いが歴然となる。
【００３３】
以上のように描画する視界の中心点である注視点を常に誘導経路Ｕ上に設定しているため、常に、道路の第１通過地点Ｑを三次元表示エリア５１の左右中央線Ｏ上に表示することができる。
【００３４】
（ロ）描画視点の設定
また、本実施形態では、図７に示すように、三次元処理部７２の描画視点Ｆを、常に、第１通過地点Ｑから現在位置Ｐの方向に被写界深度ｒの距離だけ隔てた位置に定める。前記被写界深度ｒの長さは現在位置Ｐから第１通過地点Ｑを結ぶ線分長さ以上の大きさに設定される。例えば、図７（ａ）に示すように、現在位置Ｐから第１通過地点Ｑまでの誘導経路Ｕが直線道路の場合、描画視点Ｆは直線道路の延長線上に配置され、現在位置Ｐに最も近接する。また、図７（ｂ）および図７（ｃ）に示すように、誘導経路Ｕが曲がり角や曲線カーブを伴う場合、描画視点Ｆは直線ＰＱの延長線上に配置され、複雑な曲線ほど現在位置Ｐから後方に離れて設定される。このため、直線道路のように単純な経路であれば描画視点Ｆを現在位置Ｐのすぐ真後ろに置いて描画しても理解できるが、Ｓ字カーブなどを伴う複雑な経路の場合には描画視点Ｆを現在位置Ｐから後方に少し離して配置し、遠くから望むように表示して誘導経路Ｕの全体像を把握し易くしている。
【００３５】
以上の処理により、誘導経路Ｕが直線道路の場合には、ドライバーの視点からみた道路とほぼ同等の三次元地図が作成される。一方、誘導経路Ｕが複雑なほど描画視点Ｆが後方に設定されるため、ドライバーよりも後方に引いた視点からみた道路の三次元地図が作成される。
【００３６】
また、描画視点Ｆを第１通過地点Ｑから一定距離である被写界深度ｒだけ後方位置に設定するため、常に、第１通過地点Ｑを表示画面において一定の高さに表示することができる。したがって、前述のように、描画視界の中心である注視点を一定の描画距離ｎ先の経路上に設定し、かつ、描画視点Ｆを被写界深度ｒだけ後方位置に設定することにより、第１通過地点Ｑを図２に示すように常に、三次元表示エリア５１における左右中央の上端位置に定点として表示することが可能となる。これにより、ドライバーの視界中の道路と、三次元表示エリア５１内の道路画像とが多くの共通点を有するだけでなく、常に特定の場所に表示されるため、見やすいし様々な情報を把握しやすい。
【００３７】
（ハ）鳥瞰図における俯角の設定
一方、上記処理により描画された三次元地図においては、図８に示すように、描画視点Ｆを中心に定められる上下方向の画角が現在位置Ｐを中心に設定されている。これは俯角が０°であることを意味しており、三次元画像がドライバーの視線の高さで形成される。このため、直線道路を理解するには問題ないが、複雑なカーブや曲がり角は奥行きが狭く描画されるために曲線形状等を把握するのが難しい。また、三次元表示エリア５１において、描画視点Ｆは下端に、第１通過地点Ｑは上端にそれぞれ配置され、現在位置Ｐは道路の曲率の大小に応じて左右中央線Ｏ上を上下方向に移動する状態にある。これではカーブに応じて三次元画像の変動が大きすぎて好ましくないため、現在位置Ｐを下端若しくは下端近傍に固定するのが好ましい。
【００３８】
そこで、本実施形態の三次元処理部７２は、三次元画像を鳥瞰図的に描画するとともに、図９に示すように、その鳥瞰図を表示する上下方向の画角の下端位置に現在位置Ｐを配置するような俯角に設定する。つまり、鳥瞰図を表示するには描画視点Ｆを中心として高さ方向の画角を設定するが、その画角の下端線上に現在位置Ｐを配置するようにする。
【００３９】
具体的には、第１通過地点Ｑを回転中心とし、半径が被写界深度ｒとなる鉛直面内の円周軌道上において描画視点Ｆを回転移動させ、画角の下端が現在位置Ｐに到達した時点の俯角を取得する。
【００４０】
以上の描画処理により、現在位置Ｐと描画視点Ｆとの間隔の変化に応じて俯角が変動されるため、常に、現在位置Ｐは画像表示手段５の左右中央線Ｏの下端若しくは下端近傍に表示される。これにより、図７（ａ）に示した直線道路においては、図１０に示すように、ドライバーの視点と同等若しくは若干高い位置から見た三次元地図が表示される。一方、図７（ｂ）に示すようなＬ字状の道路では、図１１に示すように、やや上方から見下ろした鳥瞰図としての三次元地図が表示される。また、図７（ｃ）に示すようなより複雑な道路においては、さらに俯角が大きくなるため、図１２に示すように、二次元地図に近い道路地図が表示されるようになっている。
【００４１】
このように交差点やＳ字カーブ等のように複雑な道路ほど描画視点Ｆが上方に移動して二次元地図の良さを加味した鳥瞰図表示を行って近景の道路形状が確実に把握されやすい表示処理が施される。
【００４２】
なお、被写界深度ｒが描画距離ｎと同じ値に設定されている場合、直線道路では俯角が０°となる。このため、本実施形態では、被写界深度ｒを描画距離ｎの約１１０％の値に設定している。これにより、直線道路においても若干の俯角が付与された鳥瞰図的な三次元地図が描画されるため、周囲の状況をより把握しやすくなるし、曲線道路を鳥瞰図で表示する場合との違和感が解消される。
【００４３】
また、三次元表示エリア５１を表示画面の１／２に設定している場合、描画視点Ｆを決定するための俯角は以下の数式（１）により算出される。
【数１】
ただし、θは直線ＱＦと直線ＰＦとがなす角度（∠ＱＦＰ）である。
【００４４】
なお、第１通過地点Ｑを規定するための描画距離ｎは適宜設定可能であり、例えば５０〜１００ｍ程度に設定することにより、ドライバーが実際に見ている風景に近い三次元地図が生成される。また、被写界深度ｒとは、三次元地図を描画する際の表示可能範囲を設定するものであり、描画視点Ｆから描画対象における最も離れた地点までの距離で表される。
【００４５】
つぎに、二次元固定縮尺処理部７３について説明する。二次元固定縮尺処理部７３は、誘導経路Ｕのうち、第１通過地点Ｑから第２通過地点Ｒまでの道路地図情報を記憶手段４から取得し、固定縮尺により二次元地図を生成するものである。その固定縮尺値は、予め固定された値でもよいし、ドライバーによって適宜設定されるようにしてもよい。
【００４６】
また、二次元可変縮尺処理部７４は、誘導経路Ｕのうち、第２通過地点Ｒから目的地Ｓまでの道路地図情報を記憶手段４から取得し、適宜変更される可変縮尺により二次元地図を生成するものである。その可変縮尺値は、目的地Ｓまでの距離によって定まり、目的地Ｓを二次元可変縮尺エリアの上端に定点として設定し、長距離であれば縮尺を小さくし、近距離に近づくと縮尺が大きくなるように設定されている。なお、第２通過地点Ｒも第１通過地点Ｑと同様、適宜設定可能であり、例えば５〜１０ｋｍ程度先の地点に設定することにより、時速６０ｋｍの自動車が５分〜１０分程度走行する先までの経路を二次元の固定縮尺地図として表示する。
【００４７】
以下、二次元固定縮尺処理部７３および二次元可変縮尺処理部７４による誘導経路Ｕの具体的な描画方法について説明する。まず、二次元固定縮尺処理部７３による固定縮尺をｃ、二次元可変縮尺処理部７４による可変縮尺をｔ、二次元固定縮尺表示エリア５２および二次元可変縮尺表示エリア５３の表示画面上における縦方向長さの合計をＬとすると、以下の数式（２）が成立する。
【数２】
この数式（２）をｔについて整理すると、以下の数式（３）が導出される。
【数３】
ただし、「ＸＱＲ」は、第１通過地点Ｑと第２通過地点Ｒとの間のＸ座標の差を示すものとする。ＸＲＳ，ＹＱＲ，ＹＲＳについても同様。
したがって、二次元可変縮尺処理部７４は、上記数式（３）の解のうち、ｔ＞０となるｔを可変縮尺として取得する。
【００４８】
可変縮尺ｔが決定すると、第１通過地点Ｑから目的地ＳまでのベクトルＱＳは、以下の数式（４）により求められる。
【数４】
この数式（４）により、第１通過地点Ｑから目的地Ｓまでのベクトルの傾きがわかるため、この傾きが画像表示手段５において垂直方向上方となるような回転成分を持ったアフィン行列を作成することで回転行列を算出する。
【００４９】
そして、二次元固定縮尺処理部７３は、第１通過地点Ｑから目的地Ｓまでのベクトルに上記回転行列を適用した上で、第１通過地点Ｑから第２通過地点Ｒまでの誘導経路Ｕを固定縮尺ｃにより描画する。同様にして、二次元可変縮尺処理部７４は、第１通過地点Ｑから目的地Ｓまでのベクトルに上記回転行列を適用した上で、第２通過地点Ｒから目的地Ｓまでの誘導経路Ｕを可変縮尺ｔにより描画する。これにより、図２に示すように、第１通過地点Ｑが常に左右方向の中心線上であって、かつ、二次元固定縮尺表示エリア５２の下端に位置するとともに、目的地Ｓが常に左右方向の中心線上であって、かつ、二次元可変縮尺表示エリア５３の上端に位置するように描画される。
【００５０】
また、本実施形態では、描画された第１通過地点Ｑから第２通過地点Ｒまでの誘導経路Ｕと、第２通過地点Ｒから目的地Ｓまでの誘導経路Ｕとは、実際の道路の形状を考慮して第２通過地点Ｒにおいて滑らかに連結されるようになっている。具体的には、それぞれの誘導経路Ｕの第２通過地点Ｒにおける接線を算出し、この接線が一致するように接続する。一方、第１通過地点Ｑから第２通過地点Ｒまでの誘導経路Ｕと、現在位置Ｐから第１通過地点Ｑまでの誘導経路Ｕとは、第１通過地点Ｑにおいて、実際の道路の形状を考慮することなく単に連結されるようになっている。
【００５１】
以上のように連続的に結合された現在位置Ｐから目的地Ｓまでの誘導経路Ｕを表す道路地図は、画像データとして画像メモリ６に格納される。上記三つの表示エリアを組み合わせて表示する場合、現在位置Ｐ、第一通過地点Ｑおよび目的地Ｓが常に、特定の同一直線上に配置される。本実施形態では各点が常に表示画面の中央線上に配置される。また、三次元表示エリア５１と二次元固定縮尺表示エリア５２との境界線は地平線として表示される。以上のような画像表示よってドライバーは最終目的地Ｓまでの距離感、経路の複雑性、近景、中景、遠景等の状況を容易に把握できる。
【００５２】
なお、本実施形態では、３つの表示エリアを組み合わせて一つの表示画面を構成しているが、いずれか２つの表示エリアを抽出して組み合わせてもよい。例えば、目的地Ｓが中距離地点に存在する場合には、三次元表示エリア５１と二次元固定縮尺表示エリア５２の２つの表示エリアのみで表示してもよい。もちろん、目的地Ｓが極めて遠方に存在する場合などには表示画面に目的地Ｓが表示されないケースもあり得る。三次元表示エリア５１と二次元固定縮尺表示エリア５２とを組み合わせて表示する場合、第２通過地点Ｒは設定されず、二次元固定縮尺処理部７３が、第１通過地点Ｑから目的地Ｓまでのベクトルを真上方向に回転させた後、第１通過地点Ｑから目的地Ｓまでの誘導経路Ｕを固定縮尺ｃにより描画する。そして、三次元処理部７２により描画された現在位置Ｐから第１通過地点Ｑまでの三次元地図と第１通過地点Ｑを境界として連続的に結合される。このとき、現在位置Ｐ、第１通過地点Ｑおよび目的地Ｓが表示画面の中央線上に表示される。
【００５３】
また、三次元表示エリア５１と二次元可変縮尺表示エリア５３の２つの表示エリアのみで表示する場合、第２通過地点Ｒは設定されず、二次元可変縮尺処理部７４が、第１通過地点Ｑから目的地Ｓまでのベクトルを真上方向に回転させた後、第１通過地点Ｑから目的地Ｓまでの誘導経路Ｕを可変縮尺ｔにより描画する。そして、三次元処理部７２により描画された現在位置Ｐから第１通過地点Ｑまでの三次元地図と第１通過地点Ｑを境界として連続的に結合される。このとき、現在位置Ｐ、第１通過地点Ｑおよび目的地Ｓが表示画面の中央線上に表示される。
【００５４】
さらに、二次元固定縮尺表示エリア５２と二次元可変縮尺表示エリア５３の２つの表示エリアのみで表示する場合、第１通過地点Ｑを設定しない場合と、現在位置Ｐを設定しない場合とが考えられる。まず、第１通過地点Ｑを設定しない場合、二次元固定縮尺処理部７３が、現在位置Ｐから第２通過地点Ｒまでの誘導経路Ｕを固定縮尺ｃで描画する。そして、二次元可変縮尺処理部７４により描画された第２通過地点Ｒから目的地Ｓまでの二次元地図と連続的に結合される。このとき、現在位置Ｐおよび目的地Ｓが同一の左右中央線Ｏ上に表示される。
【００５５】
一方、現在位置Ｐを設定しない場合、二次元固定縮尺処理部７３および二次元可変縮尺処理部７４は、本実施形態と同様に、第１通過地点Ｑから目的地Ｓまでの誘導経路Ｕを描画する。そして、現在位置Ｐから第１通過地点Ｑまでの誘導経路Ｕは、ドライバーが実際に見ている光景で補うようになっている。このとき、例えば、車両のフロントガラスを有機ＥＬ（ElectroLuminescence）ディスプレイとして構成したものを画像表示手段５として使用し、この有機ＥＬディスプレイに第１通過地点Ｑから目的地Ｓまでの誘導経路Ｕを半透過状態で表示することが考えられる。この構成により、ドライバーが実際に見ている誘導経路Ｕと連続するように描画地図が表示されるため、ドライバーは両者が連続的に結合された状態をイメージし易くなる。
【００５６】
以上、説明したように、ドライバーをナビゲーションする場合に最低限必要な情報として、誘導経路Ｕを示す道路地図のみを表示するようにしてもよい。これにより、ドライバーは、第１通過地点Ｑ以降の誘導経路Ｕがワインディングロードであるとか、ほぼ直線である等の道程情報を容易に理解することができる。一方、本実施形態では、二次元固定縮尺処理部７３が、記憶手段４に記憶されている道路地図情報から走行中の目印になる情報をも抽出し、誘導経路Ｕに組み込んで簡易な表現によって表示するようになっている。例えば、図２に示すように、第１通過地点Ｑから第２通過地点Ｒまでの誘導経路Ｕに交差する道路情報や信号機の設置情報等を抽出し、その交差道路の一部や信号機マークを合わせて描画する。この場合、交差点情報としては詳細な道路幅等は無視し、十字路か丁字路かわかる程度に髭のように表示するだけで、ドライバーの理解には十分である。
【００５７】
また、本実施形態では、二次元固定縮尺処理部７３および二次元可変縮尺処理部７４は、誘導経路Ｕが市街地を通っているのか、山間部を通っているのか等の道路種別を示すエリアマークを表示するようになっている。例えば、図２に示すように、市街地を通る誘導経路Ｕの背景には碁盤目状のエリアマークを描画したり、山間部を通る誘導経路Ｕの背景には鋸歯状のエリアマークを描画するようにしてもよい。また、市街地は赤色、山間部は緑色というように、色分けするようにしてもよい。これによって経路途中の景観を容易に認識することができ、予めイメージを持って運転することができるため、所定エリアを通過した際に頭の中で描いた地図情報と照合して間違っていないことを確認できれば安心して走行できるし、間違っていれば早めに気づく助けにもなる。
【００５８】
さらに、二次元固定縮尺処理部７３および二次元可変縮尺処理部７４は、目的地Ｓまでの走行距離の長さに応じて誘導経路Ｕを示すラインの太さを変えるようにしてもよい。例えば、５ｋｍ間隔で誘導経路Ｕの太さを徐々に細く描き、５ｋｍ走行して目的地Ｓが近づけば各ラインの太さが太くなるように変更すれば、目的地Ｓまでの距離感を視覚を通じて感覚的に把握できる。
【００５９】
つぎに、本実施形態の地図表示プログラムにより実行される地図表示装置１の作用および本実施形態の地図表示方法について、図１３のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００６０】
まず、ドライバーが本実施形態の地図表示装置１を利用する場合、演算処理手段７により記憶手段４に格納されている地図表示プログラムを起動する（ステップＳ１）。これにより、画像表示手段５に図示しないメニュー画面が表示されるので、ドライバーは入力手段３を用いて所望の目的地Ｓを入力する（ステップＳ２）。このとき、上述した各表示エリアの組み合わせや第１通過地点Ｑの位置、固定縮尺ｃ等の各種の設定を行うようにしてもよい。つづいて、演算処理手段７は、位置検出手段２がＧＰＳ信号に基づいて検出した車両の現在位置Ｐを取得する（ステップＳ３）。本実施形態では、位置検出手段２が所定時間毎に車両の位置を検出しているため、その周期に合わせて演算処理手段７によって車両が移動したかどうか判定される（ステップＳ４）。
【００６１】
ステップＳ４において、車両が移動していないものと演算処理手段７によって判定されると（ステップＳ４：ＮＯ）、後述するステップＳ１４へと進み、車両の移動が検出されるまで、同じ道路地図を画像表示手段５に表示する。一方、演算処理手段７が車両の移動を認識すると（ステップＳ４：ＹＥＳ）、ステップＳ５へと進み、経路探索部７１が、ステップＳ２で入力された目的地Ｓと、ステップＳ３で検出された現在位置Ｐとを取得し、この現在位置Ｐから目的地Ｓまでの誘導経路Ｕを探索する（ステップＳ５）。
【００６２】
つづいて、三次元処理部７２は、第１通過地点Ｑを定める描画距離ｎを読み出し、前記誘導経路Ｕにおいて、現在位置Ｐから第１通過地点Ｑまでの道路地図情報を記憶手段４から取得する（ステップＳ６）。この道路地図情報に基づいて、三次元処理部７２は、現在位置Ｐが画角の下端に位置するような描画視点Ｆの俯角を算出し、この俯角を適用した上で、第１通過地点Ｑから現在位置Ｐ方向に被写界深度ｒだけ離れた位置を描画視点Ｆとして取得する（ステップＳ７）。なお、本ステップＳ７は、上記機能（１）および（２）を合わせて地図を表示するときに行われる処理であり、上記機能（１）のみで本地図表示装置１を利用する場合、本ステップＳ７の処理は行われず、ステップＳ８へと進む。
【００６３】
三次元処理部７２は、取得した描画視点Ｆと道路地図情報に基づいて、現在位置Ｐから第１通過地点Ｑまでの範囲における三次元地図を描画する（ステップＳ８）。このとき、図２に示すように、現在位置Ｐおよび第１通過地点Ｑを左右中央線上に配置するとともに、前記第１通過地点Ｑを三次元表示エリア５１の上端に固定するように表示処理し、三次元地図を描画する。さらに、上記機能（２）を発揮させた場合には、現在位置Ｐを三次元表示エリア５１の下端に固定するように表示処理する。
【００６４】
つづいて、二次元固定縮尺処理部７３および二次元可変縮尺処理部７４は、ステップＳ５で探索された誘導経路Ｕに基づいて、第１通過地点Ｑから目的地Ｓまでの道路地図情報を記憶手段４から取得する（ステップＳ９）。そして、上述した計算式により可変縮尺ｔおよび回転行列を算出する（ステップＳ１０）。
【００６５】
可変縮尺ｔおよび回転行列が算出されると、二次元固定縮尺処理部７３は、誘導経路Ｕのうち、第１通過地点Ｑから第２通過地点Ｒまでの道路地図情報を記憶手段４から取得し、固定縮尺ｃにより二次元地図を描画する（ステップＳ１１）。このとき、二次元固定縮尺処理部７３は、取得した道路地図情報から誘導経路Ｕに交差する道路情報や信号機の設置情報等を抽出し、その交差道路の簡易表示や信号機マークを合わせて描画する。また、二次元固定縮尺処理部７３は、取得した道路地図情報から誘導経路Ｕ上に存在する市街地や山間部に関する情報を抽出し、当該エリアマークを組み込んで描画するようにしてもよい。さらに、距離が遠くなるにつれて誘導経路Ｕのラインの太さを細くする処理を加えてもよい。
【００６６】
つづいて、二次元可変縮尺処理部７４は、誘導経路Ｕのうち、第２通過地点Ｒから目的地Ｓまでの道路地図情報を記憶手段４から取得し、可変縮尺ｔにより二次元地図を描画する（ステップＳ１２）。このとき、二次元可変縮尺処理部７４は、二次元固定縮尺処理部７３と同様に、誘導経路Ｕに加えてエリアマークを描画するようにしてもよいし、さらに、目的地Ｓまでの距離に応じて誘導経路Ｕのラインの太さを適当間隔で細く描画してもよい。
【００６７】
演算処理手段７は、ステップＳ８で生成された三次元地図と、ステップＳ１１で生成された固定縮尺二次元地図と、ステップＳ１２で生成された可変縮尺二次元地図とを連結することにより、現在位置Ｐから目的地Ｓまでの道路地図を取得し、画像データとして画像メモリ６に格納する（ステップＳ１３）。このとき、三次元地図および固定縮尺二次元地図においては、第１通過地点Ｑが左右中央線Ｏ上に描画されているため、誘導経路Ｕが連続して繋がるようになっている。ただし、実際の道路の形状は考慮していない。一方、固定縮尺二次元地図および可変縮尺二次元地図を連結する際には、実際の道路形状を考慮して第２通過地点Ｒにおいて滑らかに連結するように接線を一致させる画像処理を施している。
【００６８】
画像表示手段５は、画像メモリ６内に格納された画像データに基づいて現在位置Ｐから目的地Ｓまでの道路地図を表示する（ステップＳ１４）。本実施形態では、三次元表示エリア５１に現在位置Ｐから第１通過地点Ｑまでの三次元地図が表示され、二次元固定縮尺表示エリア５２に第１通過地点Ｑから第２通過地点Ｒまでの二次元地図が表示され、二次元可変縮尺表示エリア５３に第２通過地点Ｒから目的地Ｓまでの二次元地図が表示される。これにより、図２に示すように、現在位置Ｐ、第１通過地点Ｑおよび目的地Ｓが、画像表示手段５の左右方向における中心線上に配置された誘導経路Ｕが描画される。そして、上記機能（１）のみの場合、第１通過地点Ｑおよび目的地Ｓが、常に中心線上の定点に固定された状態で表示され、上記機能（２）を組み合わせた場合には、さらに、現在位置Ｐが中心線上の定点に固定された状態で表示される。一方、第２通過地点Ｒは二次元固定縮尺表示エリア５２と二次元可変縮尺表示エリア５３との境界線上で高さを変えずに道路の形状に従って左右に移動して表示される。
【００６９】
演算処理手段７は、図示しない計時手段を有しており、地図表示プログラムが実行されている間は、常に、所定時間が経過したか否かを判別している（ステップＳ１５）。そして、所定時間が経過していないときは（ステップＳ１５：ＮＯ）、所定時間が経過するまで待機する。一方、所定時間が経過したことを判別すると（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、ステップＳ３へと戻り、再び位置検出手段２から車両の現在位置Ｐを取得する。なお、画像表示手段５に表示される道路地図は、前記所定時間を短時間に設定するほど車両の移動に合わせて円滑に更新される。
【００７０】
そして、演算処理手段７は、新たに取得した現在位置Ｐと前回の現在位置Ｐとを比較して、車両が移動したかどうか判定する（ステップＳ４）。この結果、車両が移動していないと判定されると（ステップＳ４：ＮＯ）、ステップＳ１４へと進み、車両の移動が検出されるまで同じ道路地図を表示する。一方、車両の移動が検出されると（ステップＳ４：ＹＥＳ）、上述したステップＳ５〜ステップＳ１４の処理が繰り返し行われ、新たな現在位置Ｐから目的地Ｓまでの誘導経路Ｕの道路地図を表示するようになっている。これにより、画像表示手段５においては、車両の移動に合わせてリアルタイムで道路地図が更新される。
【００７１】
以上のような本実施形態の地図表示装置１によれば、
１．現在位置Ｐ、第１通過地点Ｑ、および目的地Ｓを特定の直線上に表示するため位置関係が明確となり必要な情報が探しやすい。ドライバーはその直線上に沿って必要な情報を探せばよいし、従来のように頭の中で描く経路イメージをその都度大きく変更するような事態を回避できる。
２．また、現在位置Ｐ、第１通過地点Ｑ、および目的地Ｓを特定の位置に固定表示されるため、より把握しやすくなる。
３．ナビゲーションに必要な誘導経路Ｕや道順、道程を見易く表示し、ナビゲーションに不要と思われる情報を極力省略または排除しているため、効率的で確実にナビゲーションすることができる。
４．第１通過地点Ｑから第２通過地点Ｒまでの中距離経路を固定縮尺ｃで描画するため、ドライバーは距離感をつかみやすく、数分〜十数分後の経路をイメージしやすい。
５．第２通過地点Ｒから目的地Ｓまでの遠距離経路を可変縮尺ｔで描画するため、目的地Ｓが遠くても、その目的地Ｓまでの誘導経路Ｕを表示することができ、経路の全行程を理解することができる。
６．第１通過地点Ｑから目的地Ｓまでの誘導経路Ｕの背景には、市街地や山間部などの地域的な特色を示すエリアマークを表示するため、食事やトイレ、休憩のタイミング等の簡単なドライブ計画を走行しながらでも立案できる助けとなる。
７．第１通過地点Ｑから第２通過地点Ｒまでの誘導経路Ｕには、交差する道路の一部や信号機マーク等を簡易的に表示するため、頭の中で数キロ先の景観がイメージしやすくなり、実際の景観ともイメージを合致しやすくなり、経路を確認しながら安心して運転できる等の効果を奏する。
８．交差点やＳ字カーブ等のように複雑な道路ほど、描画視点Ｆが上方に移動して二次元の良さを加味した鳥瞰図表示を行うため、近景の道路形状を確実に把握することができ、ドライバーの視野狭窄感を解消することができる。
９．現在位置Ｐと描画視点Ｆとの距離の変化に応じて描画視点Ｆが自動的に移動するため、ドライバーは、表示を切り換えるための操作を一切する必要がない。
【００７２】
なお、本発明に係る地図表示装置１は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更することができる。
【００７３】
例えば、上述した実施形態では、本発明に係る地図表示装置１をカーナビゲーション装置に適用した例について説明したが、これに限られるものではなく、携帯電話等の携帯端末に実装される歩行者用のナビゲーション装置に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明に係る地図表示装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】本実施形態の画像表示手段を示す模式図である。
【図３】本実施形態において、車両が実際に走行する経路を示す模式図である。
【図４】本実施形態の演算処理手段を示すブロック図である。
【図５】従来の地図表示装置における画角の設定方法を説明する模式図である。
【図６】本実施形態における画角の設定方法を説明する模式図である。
【図７】本実施形態における描画視点の設定方法を説明する模式図である。
【図８】本実施形態における描画視点および画角の状態を示す模式図である。
【図９】本実施形態において、俯角を設定したときの描画視点および画角を示す模式図である。
【図１０】本実施形態における三次元表示エリアで直線道路を表示した模式図である。
【図１１】本実施形態における三次元表示エリアでＬ字状道路を表示した模式図である。
【図１２】本実施形態における三次元表示エリアで複雑な道路を表示した模式図である。
【図１３】本実施形態の地図表示装置の動作を説明するフローチャート図である。
【符号の説明】
【００７５】
１ 地図表示装置
２ 位置検出手段
３ 入力手段
４ 記憶手段
５ 画像表示手段
６ 画像メモリ
７ 演算処理手段
５１ 三次元表示エリア
５２ 二次元固定縮尺表示エリア
５３ 二次元可変縮尺表示エリア
７１ 経路探索部
７２ 三次元処理部
７３ 二次元固定縮尺処理部
７４ 二次元可変縮尺処理部
Ｆ 描画視点
Ｏ 左右中央線
Ｐ 現在位置
Ｑ 第１通過地点
Ｒ 第２通過地点
Ｓ 目的地
Ｕ 誘導経路
ｎ 描画距離
ｒ 被写界深度
ｃ 固定縮尺
ｔ 可変縮尺
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像処理手段が現在位置から所定距離先にある通過予定地点までの経路情報を記憶手段から取得して三次元的に画像処理して画像表示手段に表示する三次元地図表示方法であって、
目的地までの経路上において前記現在位置から一定の描画距離ｎだけ先までの経路情報を三次元表示を行う領域として取得するとともに、三次元画像を描く視点である描画視点を前記通過予定地点から前記現在位置の方向に前記描画距離ｎ以上の一定距離ｒを隔てた位置に定め、かつ、前記描画視点を中心に張る画角の下限が前記現在位置に一致するように前記描画視点を上下に移動させて画像処理を行うことにより、
前記現在位置および前記通過予定地点を前記画像表示手段における縦方向の同一直線上の定点位置として表示するとともに、前記現在位置と前記描画視点との間隔の変化に応じて俯角を変動させて三次元道路を表示することを特徴とする三次元地図表示方法。
【請求項２】
コンピュータを、
道路地図情報を記憶する記憶手段と、
現在位置を検出する位置検出手段と、
目的地までの経路情報を検索する経路検索手段と、
前記現在位置から所定距離先の通過予定地点までの経路情報を前記記憶手段から取得して三次元画像処理する画像処理手段と、
三次元化された道路画像を表示する画像表示手段として実行させるとともに、
前記画像処理手段は、前記通過予定地点を取得する場合、目的地までの誘導経路上であって、かつ、前記現在位置から一定の描画距離ｎだけ先の位置を取得し、前記現在位置から前記通過予定地点までの道路を三次元画像処理することにより、常に、一定の描画距離ｎ先までの誘導経路上の道路を表示するとともに、前記現在位置と前記通過予定地点とを前記画像表示手段における縦方向の特定の直線上に表示するようにコンピュータを実行させることを特徴とする三次元地図表示プログラム。
【請求項３】
請求項２において、前記画像処理手段は、前記通過予定地点から前記現在位置を経て結ぶ直線上に三次元画像を描く視点である描画視点を定めるとともに、前記通過予定地点から前記描画視点までの距離を被写界深度ｒとして前記描画距離ｎ以上の一定値に設定することにより、前記通過予定地点を前記画像表示手段の定位置に表示するようにコンピュータを実行させることを特徴とする三次元地図表示プログラム。
【請求項４】
請求項３において、前記画像処理手段は、前記描画視点を中心に張る画角の下限が現在位置に一致するように、前記描画視点を半径が被写界深度ｒとなる鉛直面内の円周軌道上で上下に移動させて俯角を決定することにより、前記現在位置を前記画像表示手段の下部に定位置として表示するとともに、前記現在位置から前記描画視点までの距離の変化に応じて俯角を変化させる鳥瞰図として表示するようにコンピュータを実行させることを特徴とする三次元地図表示プログラム。
【請求項５】
道路地図情報を記憶する記憶手段と、
現在位置を検出する位置検出手段と、
目的地までの経路情報を検索する経路検索手段と、
前記現在位置から所定距離先の通過予定地点までの経路情報を前記記憶手段から取得して三次元画像処理する画像処理手段と、
三次元化された道路画像を表示する画像表示手段
とを有しており、
前記画像処理手段は、前記通過予定地点を取得する場合、目的地までの経路上であって、かつ、前記現在位置から一定の描画距離ｎだけ先の位置を取得し、前記現在位置から前記通過予定地点までの道路を三次元画像処理することにより、常に、一定の描画距離ｎ先までの経路上の道路を表示するとともに、前記現在位置と前記通過予定地点とを前記画像表示手段における縦方向の同一直線上に表示することを特徴とする三次元地図表示装置。
【請求項６】
請求項５において、前記画像処理手段は、前記通過予定地点から前記現在位置を経て結ぶ直線上に三次元画像を描く視点である描画視点を定めるとともに、前記通過予定地点から前記描画視点までの距離を被写界深度ｒとして前記描画距離ｎ以上の一定値に設定することにより、前記通過予定地点を前記画像表示手段の定位置に表示することを特徴とする三次元地図表示装置。
【請求項７】
請求項６において、前記画像処理手段は、前記描画視点を中心に張る画角の下限が現在位置に一致するように、前記描画視点を半径が被写界深度ｒとなる鉛直面内の円周軌道上で上下に移動して俯角を決定することにより、前記現在位置を前記画像表示手段の下部に定位置として表示するとともに、前記現在位置から前記描画視点までの距離の変化に応じて俯角を変化させる鳥瞰図として表示することを特徴とする三次元地図表示装置。
【請求項１】
画像処理手段が現在位置から所定距離先にある通過予定地点までの経路情報を記憶手段から取得して三次元的に画像処理して画像表示手段に表示する三次元地図表示方法であって、
目的地までの経路上において前記現在位置から一定の描画距離ｎだけ先までの経路情報を三次元表示を行う領域として取得するとともに、三次元画像を描く視点である描画視点を前記通過予定地点から前記現在位置の方向に前記描画距離ｎ以上の一定距離ｒを隔てた位置に定め、かつ、前記描画視点を中心に張る画角の下限が前記現在位置に一致するように前記描画視点を上下に移動させて画像処理を行うことにより、
前記現在位置および前記通過予定地点を前記画像表示手段における縦方向の同一直線上の定点位置として表示するとともに、前記現在位置と前記描画視点との間隔の変化に応じて俯角を変動させて三次元道路を表示することを特徴とする三次元地図表示方法。
【請求項２】
コンピュータを、
道路地図情報を記憶する記憶手段と、
現在位置を検出する位置検出手段と、
目的地までの経路情報を検索する経路検索手段と、
前記現在位置から所定距離先の通過予定地点までの経路情報を前記記憶手段から取得して三次元画像処理する画像処理手段と、
三次元化された道路画像を表示する画像表示手段として実行させるとともに、
前記画像処理手段は、前記通過予定地点を取得する場合、目的地までの誘導経路上であって、かつ、前記現在位置から一定の描画距離ｎだけ先の位置を取得し、前記現在位置から前記通過予定地点までの道路を三次元画像処理することにより、常に、一定の描画距離ｎ先までの誘導経路上の道路を表示するとともに、前記現在位置と前記通過予定地点とを前記画像表示手段における縦方向の特定の直線上に表示するようにコンピュータを実行させることを特徴とする三次元地図表示プログラム。
【請求項３】
請求項２において、前記画像処理手段は、前記通過予定地点から前記現在位置を経て結ぶ直線上に三次元画像を描く視点である描画視点を定めるとともに、前記通過予定地点から前記描画視点までの距離を被写界深度ｒとして前記描画距離ｎ以上の一定値に設定することにより、前記通過予定地点を前記画像表示手段の定位置に表示するようにコンピュータを実行させることを特徴とする三次元地図表示プログラム。
【請求項４】
請求項３において、前記画像処理手段は、前記描画視点を中心に張る画角の下限が現在位置に一致するように、前記描画視点を半径が被写界深度ｒとなる鉛直面内の円周軌道上で上下に移動させて俯角を決定することにより、前記現在位置を前記画像表示手段の下部に定位置として表示するとともに、前記現在位置から前記描画視点までの距離の変化に応じて俯角を変化させる鳥瞰図として表示するようにコンピュータを実行させることを特徴とする三次元地図表示プログラム。
【請求項５】
道路地図情報を記憶する記憶手段と、
現在位置を検出する位置検出手段と、
目的地までの経路情報を検索する経路検索手段と、
前記現在位置から所定距離先の通過予定地点までの経路情報を前記記憶手段から取得して三次元画像処理する画像処理手段と、
三次元化された道路画像を表示する画像表示手段
とを有しており、
前記画像処理手段は、前記通過予定地点を取得する場合、目的地までの経路上であって、かつ、前記現在位置から一定の描画距離ｎだけ先の位置を取得し、前記現在位置から前記通過予定地点までの道路を三次元画像処理することにより、常に、一定の描画距離ｎ先までの経路上の道路を表示するとともに、前記現在位置と前記通過予定地点とを前記画像表示手段における縦方向の同一直線上に表示することを特徴とする三次元地図表示装置。
【請求項６】
請求項５において、前記画像処理手段は、前記通過予定地点から前記現在位置を経て結ぶ直線上に三次元画像を描く視点である描画視点を定めるとともに、前記通過予定地点から前記描画視点までの距離を被写界深度ｒとして前記描画距離ｎ以上の一定値に設定することにより、前記通過予定地点を前記画像表示手段の定位置に表示することを特徴とする三次元地図表示装置。
【請求項７】
請求項６において、前記画像処理手段は、前記描画視点を中心に張る画角の下限が現在位置に一致するように、前記描画視点を半径が被写界深度ｒとなる鉛直面内の円周軌道上で上下に移動して俯角を決定することにより、前記現在位置を前記画像表示手段の下部に定位置として表示するとともに、前記現在位置から前記描画視点までの距離の変化に応じて俯角を変化させる鳥瞰図として表示することを特徴とする三次元地図表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００６−２４４２１７（Ｐ２００６−２４４２１７Ａ）
【公開日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−６０２９２（Ｐ２００５−６０２９２）
【出願日】平成１７年３月４日（２００５．３．４）
【出願人】（３９９０６３５５２）株式会社シーズ・ラボ (5)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月４日（２００５．３．４）
【出願人】（３９９０６３５５２）株式会社シーズ・ラボ (5)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]