地図データ生成装置及びその方法
【課題】 地図の縮尺変更を伴うスケーリング処理を滑らかに表示可能な地図データを生成する。
【解決手段】 この発明は、異なる縮尺の地図データ間における同じ対象物の形状データの節点をそれぞれ対応させ、これらの節点を線形補間して生成される節点を求め、その節点から形成される形状データにより縮尺可変地図データを生成するので、縮尺の変更を伴うスケーリング処理を鮮明で滑らかに表示可能な地図を生成することができる。
【解決手段】 この発明は、異なる縮尺の地図データ間における同じ対象物の形状データの節点をそれぞれ対応させ、これらの節点を線形補間して生成される節点を求め、その節点から形成される形状データにより縮尺可変地図データを生成するので、縮尺の変更を伴うスケーリング処理を鮮明で滑らかに表示可能な地図を生成することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、縮尺の異なる地図データから中間縮尺地図を生成する地図データ生成装置及びその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カーナビゲーションシステムをはじめとする表示縮尺が変更可能な地図データの表示装置では、地図の表示縮尺を切替えた際に、連続的に縮尺を変更して表示するズーミング操作が行われ、小さく表示されていた建物がズーミング操作によってだんだん大きく表示されるようになり、建物形状もより詳細なものへと変化していく。例えば、大まかに四角形で記述されていた建物が、凸型の形状に変化する等である。
上記のズーミング操作では、地図の表示範囲も変わるため、ズーミング操作中は建物の位置が変わることになる。例えば、市内全域を表示しているときは自分の乗っている車のすぐ側に表示されていた建物が、ズーミング操作をすると自分の乗っている車から離れた位置に大きく表示されるようになる。
このようにズーミング操作では建物の形状と位置が同時に変化し、地図の表示内容が大きく変化することになる。
地図切替え時に、表示内容が大きく変化すると、人間は前に表示されていた地図と、今表示されている地図の相関を瞬時に判断することが出来ず、注視していた建物がどこに表示されるか分からなくなってしまう。
地図の表示縮尺を切替えた際に、表示範囲や建物などの形状がより詳細なものへと変化して変わり、自分の乗っている車の位置や周辺情報を見失ってしまうのはこのためである。
このような表示縮尺切り替えによる視覚上の不整合を防ぐため、データベースに保持された縮尺の地図データを拡大もしくは縮小することで、現縮尺と次に切り替えようとしている表示縮尺との中間縮尺の地図（任意倍率地図）を生成し、連続的に縮尺を変更して表示するズーミング処理が提案されている（例えば、特許文献１）。
また、指定した縮尺の値よりも大きな縮尺と小さな縮尺のふたつの画像を特定し、ふたつの画像を中間縮尺に拡大・縮小し、これらを合成する方法が提案されている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−６５４３０号公報
【特許文献２】特許第２７２６７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら前記特許文献１に示される中間地図生成方法では、データベースに保持された単一の縮尺地図データを拡大・縮小することで中間縮尺地図を生成しているため、ベースとなる地図データが切り替わる際に地図上の形状データが切り替わり中間縮尺地図間で不整合が生じる。形状データは、構造物や境界線等を記述するデータで、地図データは、地図データを構成する形状データの集合から構成される。例えば、高縮尺地図上で詳細に表現される形状データが、低縮尺地図において簡略化された形状データとなっている場合、拡大・縮小によって同一縮尺に変換した場合でも、形状データが異なるため表示の連続性が失われてしまう。
また、特許文献２に示される中間地図生成方法では、中間縮尺にスケーリングした2つの画像を画素単位でブレンドするものであり、中間縮尺地図画像がぼやけたものとなり不明瞭という問題がある。
【０００５】
本発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、基準となる２つの異なる縮尺地図間の形状データ対応情報を用いて、地図を構成する形状データを線形補間することで、連続的な形状変化が可能な中間縮尺地図を生成し、縮尺の変更を伴うスケーリング処理を滑らかに表示可能な地図データを生成するものである。
また基準となる２つの異なる縮尺地図間の線形補間では隣接する形状データが交差してしまう場合、形状データの交差部分に対してのみ交差回避可能な中間縮尺形状データを保持することで、形状データの交差しない自然な見栄えの中間縮尺地図データを生成するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る地図データ生成装置は、
異なる縮尺の地図データ間における同じ対象物を構成する形状データの複数の節点をそれぞれ対応させる形状データ対応手段と、
前記形状データ対応手段によって対応付けられた節点間を補間して中間節点を求める中間節点取得手段と
前記中間節点取得手段で求められた複数の中間節点から形成される中間形状データによって縮尺可変地図データを生成する縮尺可変地図データ生成手段と、
を備えることを特徴とする地図データ生成装置。
【発明の効果】
【０００７】
この発明は、異なる縮尺の地図データ間における同じ対象物の形状データの節点をそれぞれ対応させ、これらの節点を線形補間して生成される節点を求め、その節点から形成される形状データにより縮尺可変地図データを生成するので、縮尺の変更を伴うスケーリング処理を鮮明で滑らかに表示可能な地図を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１を示す地図データ生成装置及びその方法の構成図。
【図２】実施の形態１における形状データの例。
【図３】実施の形態１における形状データ対応情報を示す例。
【図４】実施の形態１における中間縮尺地図データの生成動作説明図。
【図５】実施の形態１における中間形状データの交差について説明する図。
【図６】実施の形態１における中間形状データの交差について説明する図。
【図７】実施の形態１における中間形状データの交差について説明する図。
【図８】実施の形態１における中間縮尺による形状データの変化を説明する図。
【図９】実施の形態１における交差を回避可能な形状データを示す図。
【図１０】実施の形態１における非交差中間形状データの変化例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１を示す地図データ生成装置１の構成図である。
地図データ生成装置１は、形状データ対応情報取得手段１０１と、形状データ対応情報取得手段１０１に接続された交差判定手段１０２と、交差判定手段１０２に接続された非交差中間形状データ生成手段１０３と、交差判定手段１０２に接続された縮尺可変地図データ生成手段１０４から構成される。
形状データ対応情報取得手段（形状データ対応手段）１０１は、異なる縮尺の地図データＡと地図データＢが入力されると地図データＡと地図データＢ間における形状データの対応関係を取得し、交差判定手段１０２に形状データ対応情報を出力する。
形状データとは、構造物や境界線等を記述するデータであり、地図データは、地図データを構成する形状データの集合から構成される。
【００１０】
交差判定手段１０２は、形状データ対応情報取得手段１０１から入力された異なる２つの縮尺地図の形状データを線形補間して作成する中間縮尺地図を生成し、その中間縮尺地図を構成する形状データについて、隣接する２つの形状データのそれぞれの節点もしくは位置の座標を線形補間した相互の直線に交差が発生するか否かを判定する。
非交差中間形状データ生成手段１０３は、交差判定手段１０２から入力された交差する形状データの節点を移動して形状を変更し、中間縮尺節点情報から成る非交差な中間形状データを生成し、交差判定手段１０２に出力する。
縮尺可変地図データ生成手段１０４は、非交差判定手段１０２から入力された縮尺可変地図を生成するための基準となる２つの異なる縮尺地図データ（地図データＡと地図データＢ）と非交差中間形状データから縮尺可変地図データを生成する。
【００１１】
図１において、地図データＡは縮尺Ａ１で記述された地図データであり、生成対象となる縮尺可変地図データの縮尺が上限値の時の地図データを表している。また地図データＢは縮尺Ｂ１で記述された地図データであり、生成対象となる縮尺可変地図データの縮尺が下限値の時の地図を表している。
ここで縮尺可変地図データとは、縮尺Ａ１と縮尺Ｂ１の間の任意の中間縮尺に対応可能な地図を生成する地図データである。
【００１２】
次に動作について説明する。
地図データＡと地図データＢが、形状データ対応情報取得手段１０１に入力されると、形状データ対応情報取得手段１０１は、地図データＡに含まれる形状データ群と、地図データＢに含まれる形状データ群を取得する。
図２に地図データＡの形状データの例を示す。図２の形状データは、構造物の位置座標を示す節点２０１と、節点２０２と、節点２０３と、節点２０４と、節点２０５と、節点２０６と、節点２０１と節点２０２を結ぶ接続関係２０７と、節点２０２と節点２０３を結ぶ接続関係２０８と、節点２０３と節点２０４を結ぶ接続関係２０９と、節点２０４と節点２０５を結ぶ接続関係２１０と、節点２０５と節点２０６を結ぶ接続関係２１１と、節点２０６と節点２０１を結ぶ接続関係２１２から構成される。
地図データは、このような節点と接続情報から構成される形状データを組み合わせて、構造物や、道路、境界線等の地図構成物形状を保持している。
【００１３】
図３を例として形状データ対応情報について説明する。
図３ａに示した形状データ３０１は、地図データＡの形状データであり、節点３０２と、節点３０３と、節点３０４と、節点３０５と、節点３０６と、節点３０２と節点３０３の接続関係３０７と、節点３０３と節点３０４の接続関係３０８と、節点３０４と節点３０６の接続関係３０９と、節点３０６と節点３０５の接続関係３１０と、節点３０５と節点３０２の接続関係３１１から構成される。
また、図３ｂに示した形状データ３２１は、地図データＢの形状データであり、地図データＡの形状データ３０１と同一の構造物を形状データ３０１とは異なる縮尺の地図上で表現したもので、節点３２２、節点３２３、節点３２４と、節点３２５と、節点３２２と節点３２３の接続関係３２７と、節点３２３と節点３２４の接続関係３２８と、節点３２４と節点３２５の接続関係３２９と、節点３２５と節点３２２の接続関係３３１から構成される。
【００１４】
ここで、形状データ３０１と形状データ３２１のように異なる縮尺で記述された形状データでは、異なる座標系における位置座標が記述されている場合がある。本実施の形態では、両者を同一の座標系に変換したもの、もしくは初めから同一の座標系上で記述されたものとして使用する。同一座標系への変換は、例えば地図縮尺に応じた係数を位置座標に乗ずることによって容易に取得可能である。
形状データ３０１と形状データ３２１は同じ構成物を示しているが、形状データ３０１は５つの節点で構成されているのに対し、形状データ３２１は４つの節点から構成されており、形状データ３２１は形状データ３０１に比べ簡略化されている。このように、同じ構造物でも縮尺の異なる地図上では異なる形状として記述されていることがあり、形状データ対応情報はこうした２つの異なる縮尺地図における形状データ３０１と形状データ３２１の対応関係を示す。
【００１５】
形状データ対応情報は、例えば節点３０２と節点３２２が対応関係にあるとみなす場合、「節点３０２と節点３１２が対応」と記述できる。
節点が対応関係にあると見なす方法としては、座標が近傍にあることや、同様の属性情報を備えることや、同一の構造物に含まれることや、同様の接続関係を備えることや、これら複数の情報を組み合わせること等が考えられる。例えば、異なる縮尺地図の２つの節点が属性情報として同じ交差点名称を持つ場合は、２つの節点を同一とみなして形状データ対応情報を記述できる。
節点３０２と節点３２２と同様に、節点３０３と節点３２３を対応関係にあるとみなす場合は「節点３０３と節点３２３が対応」との形状データ対応情報を記述し、節点３０４と節点３２４が対応関係にあるとみなす場合は「節点３０４と節点３２４が対応」との形状データ対応情報を記述し、節点３０５と節点３２５が対応関係にあるとみなす場合は「節点３０５と節点３２５が対応」との形状データ対応情報を記述できる。
【００１６】
ここで形状データ３０１の節点に対し、形状データ３２１に対応する節点が存在しないと見なした場合、接続関係から形状データ３０１と形状データ３２１の対応位置を導出し、形状データ対応情報を記述することも出来る。
例えば節点３０６に対応する形状データ３２１の形状データ対応情報を導出する場合、節点３０６は節点３０４との接続関係である接続３０９と、節点３０５との接続関係である接続３１０を持つことから、節点３０４に対応する節点３２４と、節点３０５に対応する節点３２５の接続関係である接続３２９上に節点３０６の対応位置が存在すると考えることが出来る。
【００１７】
この時、接続３２９上において節点３０６に対応する位置として位置３２６を定め、「節点３０６と位置３２６が対応」との形状データ対応情報を記述することが出来る。
ここで位置３２６を定める方法として、節点３０６に最も近い接続３２９上の位置を位置３２６とすることや、接続３０９と接続３１０の長さの比と同一の比を持つ接続３２９上の位置を求め、位置３２６とすることが考えられる。
【００１８】
ここで、形状データ対応情報取得手段１０１について述べる。
形状データ対応情報取得手段１０１は、地図データＡに含まれる節点と、地図データＢに含まれる節点間の同じ位置座標にある対応関係を導出し、形状データ対応情報として出力する。
ここで節点間の対応関係とは、地図データＡに含まれる節点が地図データＢにおいてどの節点に対応するか、また地図データＢに含まれる節点が地図データＡにおいてどの節点に対応するかを示すものである。
形状データ対応情報取得手段１０１は、このような異なる縮尺の地図間における形状データの対応関係を求め、形状データ対応情報として出力する。また、形状データ対応情報が予め生成されている場合には、これを取得して出力することも可能である。
【００１９】
次に、交差判定手段１０２の動作について述べる。
地図データＡと、地図データＢと、形状データ対応情報と、中間節点位置情報が交差判定手段１０２に入力されると、交差判定手段１０２は、地図データＡの縮尺と、地図データＢの縮尺の間の縮尺をもつ中間縮尺地図データを生成し、形状データの交差が発生するか否かを判定する。
ここで中間節点位置情報とは、特定の中間縮尺における節点の位置を記したもので、特定縮尺における形状データ情報である。
【００２０】
ここで図４を用いて中間縮尺地図データの生成動作について説明を行う。
図４において、地図データＡに含まれる形状データを形状データ４０１、地図データＢに含まれる形状データを形状データ４２１とする。
ここで形状データ４０１は、節点４０２と、節点４０３と、節点４０４と、節点４０５と、節点４０６と、節点４０２と節点４０３の接続関係４０７と、節点４０３と節点４０４の接続関係４０８と、節点４０４と節点４０６の接続関係４０９と、節点４０５と節点４０６の接続関係４１０と、節点４０５と節点４０２の接続関係４１１から構成される。
【００２１】
また形状データ４２１は、形状データ４０１と異なる縮尺で記述された形状データ４０１と同一の構造物を表しており、節点４２２と、節点４２３と、節点４２４と、節点４２５と、節点４２２と節点４２３の接続関係４２７と、節点４２３と節点４２４の接続関係４２８と、節点４２４と節点４２５の接続関係４２９と、節点４４５と節点４２２の接続関係４３１から構成される。
ここで交差判定手段１０２に入力された形状データ対応情報を、「節点４０２と節点４２２が対応」、「節点４０３と節点４２３が対応」、「節点４０４と節点４２４が対応」、「節点４０６と位置４２５が対応」、「節点４０５と節点４２５が対応」とする。
ここで位置４２６は、節点４０６に対応する地図データＢ上の位置であり、節点４２４と節点４２５の接続線上に定められる。
【００２２】
交差判定手段１０２は、形状データ４０１と、形状データ４２１と、形状データ対応情報が入力されると、形状データ対応情報に記述された対応する節点もしくは位置の座標を線形補間することで、中間縮尺時の節点である中間節点を生成する（中間節点取得手段であり、交差判定手段１０２に含まれる）。
また生成対象となる中間節点に対する中間縮尺節点情報が存在する場合は、中間縮尺節点情報に記述された縮尺と節点位置を、節点位置の線形補間における端点として使用する。
中間縮尺節点情報とは、隣接する形状データ間の衝突を回避可能な中間節点位置と、対応する中間縮尺値を合わせて中間縮尺節点情報と呼び、非交差中間形状データ生成手段１０３で生成される。
【００２３】
ここで生成対象となる中間節点に対して、中間縮尺節点情報が存在しない場合の中間節点導出について示す。
地図データＡの縮尺をＳａ１、地図データＢの縮尺をＳｂ１、生成対象となる中間縮尺をＳｃ１とすると、Ｓａ１＜Ｓｃ１＜Ｓｂ１の関係が成り立つとする。線形補間係数ｔはｔ＝（Ｓｂ１―Ｓｃ１）÷（Ｓｂ１−Ｓａ１）として求められる。
図４において、地図データＡ上の節点４０６のｘｙ座標を（ａｘ、ａｙ）とし、節点４０６に対応する地図データＢ上の位置４１２の座標を（ｂｘ、ｂｙ）とする。節点４０６と位置４２６を線形補間して生成される中間縮尺地図上の節点を中間節点４４６とし、中間節点４４６のｘｙ座標を（ｃｘ、ｃｙ）とすると、中間節点４４６は線形補間係数ｔを用いて以下の式で求められる。
ｃｘ＝ｔ×ａｘ＋（１−ｔ）×ｂｘ
ｃｙ＝ｔ×ａｙ＋（１−ｔ）×ｂｙ
【００２４】
同様に、対応する節点４０２と節点４２２の中間節点を４４２、対応する節点４０３と節点４２３の中間節点を４４３、対応する節点４０４と節点４２４の中間節点を４４４、対応する節点４０５と節点４２５の中間節点を４４５とする。
図４において、節点４０２と節点４２２は同一座標であり、中間節点４４２は節点４０２、節点４２２と同一の座標に存在する。同様に中間節点４４３は節点４０３、節点４２３と同一の座標であり、中間節点４４４は節点４０４、節点４２４と同一の座標であり、中間節点４４５は節点４０５、節点４２５と同一の座標に存在するものとする。
【００２５】
これら中間節点から構成される形状データが中間形状データ４４１であり、形状データ４０１と形状データ４２１から生成される中間形状データ４４１は、中間節点４４２と、中間節点４４３と、中間節点４４４と、中間節点４４６と、中間節点４４５と、中間節点４４２と中間節点４４３の接続関係４４７と、中間節点４４３と中間節点４４４の接続関係４４８と、中間節点４４４と中間節点４４６の接続関係４４９と、中間節点４４６と中間節点４４５の接続関係４５０と、中間節点４４５と中間節点４４２の接続関係４５１から構成される。
【００２６】
次に生成対象となる中間節点に対して、中間縮尺節点情報が存在する場合の中間節点導出について示す。ここで、地図データＡの縮尺をＳａ２とし対応する節点座標を（ａｘ２、ａｙ２）とする。また地図データＢの縮尺をＳｂ２、対応する節点座標を（ｂｘ２、ｂｙ２）とする。
また生成対象となる中間縮尺をＳｃ２とし、生成された中間節点座標を（ｃｘ２、ｃｙ２）とする。また中間縮尺節点情報に含まれる縮尺をＳｄ２とし、記述された中間縮尺節点座標を（ｄｘ、ｄｙ）とする。
中間縮尺節点座標は、形状データ間の衝突を回避可能な中間節点位置であり、後述する非交差中間形状データ生成手段１０３の説明でも述べるように、重心座標系における座標値の線形補間によって導く方法や操作者がインタラクティブに指定することで与えられる。
【００２７】
縮尺において、Ｓａ２＜Ｓｃ２＜Ｓｄ２＜Ｓｂ２の関係が成り立つ場合、中間縮尺Ｓｃ２における節点位置は、Ｓａ２とＳｄ２間で線形補間動作を行い導出する。このとき線形補間係数ｔはｔ＝（Ｓｄ２―Ｓｃ２）÷（Ｓｄ２−Ｓａ２）として求められ、中間節点は線形補間係数ｔを用いて以下の式で求められる。
ｃｘ２＝ｔ×ａｘ２＋（１−ｔ）×ｄｘ２
ｃｙ２＝ｔ×ａｙ２＋（１−ｔ）×ｄｙ２
【００２８】
またＳａ２≦Ｓｄ２＜Ｓｃ２≦Ｓｂ２の関係が成り立つ場合、中間縮尺Ｓｃ２における節点位置は、Ｓｄ２とＳｂ２間で線形補間動作を行い導出する。このとき線形補間係数ｔはｔ＝（Ｓｂ２―Ｓｃ２）÷（Ｓｂ２−Ｓｄ２）として求められ、中間節点は線形補間係数ｔを用いて以下の式で求められる。
ｃｘ２＝ｔ×ｄｘ２＋（１−ｔ）×ｂｘ２
ｃｙ２＝ｔ×ｄｙ２＋（１−ｔ）×ｂｙ２
【００２９】
交差判定手段１０２は、このような形状データ対応情報に記述された対応情報に基づく線形補間処理を形状データ内の各節点、位置に対して行うことで中間節点を求め、中間節点から構成される中間形状データ（図４の形状データ４４１）を生成する。また地図データＡ、地図データＢ内に含まれる全ての形状データから中間形状データを生成し、生成した全ての中間形状データから構成される中間縮尺地図データを生成する。
【００３０】
中間縮尺縮図データの生成後、交差判定手段１０２は隣接する中間形状データ間の交差判定を実施する。
図５、図６、図７を用いて中間形状データの交差について説明する。
図５と図６は異なる縮尺を持つ地図上の同一箇所を表しており、図５に地図データＡの形状データ５０１と形状データ５０２、図６に地図データＢの形状データ６０１と形状データ６０２が示されている。
図５に示す形状データ５０１と図６に示す形状データ６０１が同一の構造物であり、同様に図５に示す形状データ５０２と図６に示す形状データ６０２が同一の構造物であるとする。 ここで形状データ５０１と形状データ６０１は同一の構造物であるとすることから「節点５０３が節点６０３に対応」し、「節点５０４が節点６０４に対応」し、形状データ５０２と形状データ６０２は同一の構造物であることから「節点５０５が節点６０５に対応」し、「節点５０６が節点６０６に対応」するとの形状データ対応情報を持つものとする。
【００３１】
図５に示した形状データ５０１、５０２と、図６に示した形状データ６０１、６０２から生成される中間縮尺地図の例を図７に示す。
図７は、中間形状データ７０１と中間形状データ７０２から構成される。中間形状データ７０１は、形状データ５０１と形状データ６０１における対応する節点から得られる中間節点によって記述される中間形状データであり、中間形状データ７０２は、形状データ５０２と形状データ６０２における対応する節点から得られる中間節点によって記述される中間形状である。
ここで図５に示した形状データの縮尺をＳ０、図６に示した形状データの縮尺値をＳ１、図７に示した中間形状データの縮尺値を中間縮尺値Ｓ２とする。
【００３２】
図７において、中間節点７０３は、対応する節点５０３と節点６０３を線形補間することにより得られた座標値を持つため、中間縮尺値Ｓ２がＳ０からＳ１に向かって連続的に変化すると、中間節点７０３は節点５０３の座標から節点６０３の座標へと線形に移動する。
同様に中間縮尺値Ｓ２がＳ０からＳ１に向かって変化すると、節点７０４は節点５０４の座標から節点６０４の座標へと線形に移動し、節点７０５は節点５０５の座標から節点６０５の座標へと線形に移動し、節点７０６は節点５０６の座標から節点６０６の座標へと線形に移動する。
【００３３】
中間縮尺値による形状データの変化を、図８ａ、図８ｂ、図８ｃを用いて説明する。
図８ａは、地図Ａの形状データ、図８ｃは地図Ｂの形状データ、図８ｂは地図Ａと地図Ｂの中間縮尺地図の形状データを示し、ここでは図８ａの縮尺値をＳａ３、図８ｂの中間縮尺値をＳｂ３、図８ｃの縮尺値をＳｃ３とし、Ｓａ３＜Ｓｂ３＜Ｓｃ３として形状データの変化を示している。
ここで図８ｂに示した中間縮尺地図では、中間縮尺地図を構成する形状データ８０１と形状データ８０２の交差が発生しており、独立した構造物の形状としては不適切なものとなっている。
交差判定手段１０２は、このような中間縮尺地図における形状データ間の交差状況を検出する。
【００３４】
交差判定手段１０２は、生成した中間縮尺地図上の中間形状データの接続関係を比較し、中間形状データ間の交差を検出する。
このとき、交差が発生している場合は、地図データＡ、地図データＢ、中間縮尺節点情報と、交差が発生した縮尺値である交差発生中間縮尺値を非交差中間形状データ生成手段１０３へ出力する。
また、中間縮尺地図に交差が発生しない場合は、線形補間による縮尺値の変更が可能な地図データとして、入力された地図データＡ、地図データＢを縮尺可変地図データ生成手段１０４へ出力する。
【００３５】
次に非交差中間形状データ生成手段１０３の動作について説明する。
非交差中間形状データ生成手段１０３に、地図データＡ、地図データＢ、交差発生中間縮尺値が入力されると、非交差中間形状データ生成手段１０３は交差発生中間縮尺における形状データの節点位置を移動することで交差を回避可能な形状データを生成する。
図９は、交差を回避可能な形状データを示す図である。
図９は、図８ｂと同一縮尺の中間縮尺地図であるが、図８ｂに示した中間節点８０１を図９では中間節点９０３へ移動し、図８ｂに示した中間節点８０２を図９では中間節点９０４へ移動している。
【００３６】
この中間節点９０３、中間節点９０４を経由した形状データの変化例を図１０ａ、図１０ｂ、図１０ｃに示す。
図１０ａは、地図Ａの形状データ、図１０ｃは、地図Ｂの形状データを示し、図１０ａの縮尺値をＳａ４、図１０ｂの中間縮尺値をＳｂ４、図１０ｃの縮尺値をＳｃ４とし、Ｓａ４＜Ｓｂ４＜Ｓｃ４として形状データの変化を示している。
図９、図１０ａ、図１０ｂ、図１０ｃに示すように、対応する頂点間の線形補間によって衝突が発生した場合でも、中間縮尺における節点を形状データ間の衝突が回避可能な位置に移動することで、交差の無い中間縮尺地図に変換することが可能である。
【００３７】
このような交差を回避可能な節点位置（中間縮尺節点座標）は、重心座標系における座標値の線形補間によって導く方法がある。その方法を以下に述べる。
交差しない節点を求めるために、地図データＡ、地図データＢを構成する形状データ内の各点を線で接続された周りの節点との２点を結ぶ線分で表現する。ここで、節点piのまわりの点の集合をn(pi)とすると、節点pはn(p)との２点を結ぶ線分として、下記の式（１）で表現できる。pjはn(p)内の点の位置を表しλijは点piに対するpjの２点を結ぶ線分における係数である。
【００３８】
【数１】
【００３９】
形状データ内の各点と節点との２点を結ぶ線分で表現したときの係数を形状データ内の全ての点において並べると下記の式（２）に示すような行列Mで表現することができる。
【００４０】
【数２】
【００４１】
交差を回避可能な節点位置を求めるために、地図データＡ、地図データＢそれぞれの行列MA, MBに対して、線形補間により、中間縮尺地図の係数Mtを下記の式（３）に示すような式で求める。
【００４２】
【数３】
求められた係数から、中間縮尺地図の各点の位置を求めることができる。線形補間のときに与えるパラメータtは、地図データＡのときにはt=0、地図データＢのときにはt=1となる。(もしくは、その逆になる)。例えば、t=0.5を設定した場合に、中間の地図を求めることができる。
【００４３】
縮尺が変更される際には、このtの値を0から1までの間でH/Wの性能に合わせた分解能で順番に設定することにより交差回避可能な節点位置（中間縮尺節点座標）を求めることができる。
また、交差回避可能な節点位置（中間縮尺節点座標）を操作者がインタラクティブに指定することも可能である。
このように形状データ間の衝突を回避可能な中間節点位置と、対応する中間縮尺値を併せて中間縮尺節点情報と呼び、非交差中間形状データ生成手段１０３は中間縮尺節点情報を生成する。
【００４４】
非交差中間形状データ生成手段１０３は、中間縮尺における交差を回避可能な節点位置を導出した後、交差を回避可能な中間節点座標と対応する中間縮尺値を中間縮尺節点情報に追加し、地図データＡ、地図データＢと共に交差判定手段１０２へ出力する。
交差判定手段１０２は、非交差中間形状データ生成手段１０３から出力された地図データＡ、地図データＢ、中間縮尺節点情報を元に中間形状データ間の交差判定を実施し、交差が発生している場合は、地図データＡ、地図データＢ、中間縮尺節点情報と、交差が発生した縮尺値である交差発生中間縮尺値を非交差中間形状データ生成手段１０３へ出力する。
また、中間縮尺地図に交差が発生しない場合は線形補間による縮尺の変更が可能な地図データとして、入力された地図データＡ、地図データＢを縮尺可変地図データ生成手段１０４へ出力する。
【００４５】
このように交差判定手段１０２における中間縮尺地図の交差判定と、非交差中間形状データ生成手段１０３による非交差データへの変換作業を複数回繰り返すことで、最終的に地図データＡ〜地図データＢ間の任意の中間縮尺に対応可能であり、非交差な中間縮尺地図を生成可能な中間縮尺節点情報が縮尺可変地図データ生成手段１０４に出力される。
縮尺可変地図データ生成手段１０４は、入力された地図データＡ、地図データＢと、生成された中間縮尺節点情報から縮尺可変地図データを生成し、記憶装置に出力する。
また中間縮尺節点情報のみを縮尺可変地図データとして記憶装置に出力し、地図データＡ、地図データＢは共通のデータベースから取得する実施の形態も考えられる。
【００４６】
以上のように本実施の形態１によれば、基準となる２つの異なる縮尺地図間の形状データ対応情報を用いて地図を構成する形状データを線形補間することで、連続的な形状変化が可能な中間縮尺地図を生成し、縮尺の変更を伴うスケーリング処理を滑らかに表示可能な地図を生成する。
また、基準となる２つの異なる縮尺地図間の線形補間では隣接する形状データが交差してしまう場合、形状データの交差部分に対してのみ交差回避可能な中間縮尺形状データを保持することで、形状データの交差しない自然な見栄えの中間縮尺地図を記述できる。
また、中間形状データに交差が生じて、節点位置の移動、変更が必要な箇所だけに中間縮尺節点情報を追加するため、少ないデータ量で任意の中間縮尺地図を記述できる。
また本実施の形態１により出力される縮尺可変地図データは、中間縮尺地図を節点の線形補間処理によって生成できるため、高速に中間縮尺地図を生成できる。
【符号の説明】
【００４７】
１０１ 形状データ対応情報取得手段、１０２ 交差判定手段、１０３ 非交差中間形状データ生成手段、１０４ 縮尺可変地図データ生成手段、２０１〜２０６ 形状データの節点、２０７〜２１２ 節点を結ぶ接続関係、３０１ 形状データ、３０２〜３０６ 形状データの節点、３０７〜３１１ 節点を結ぶ接続関係、３２１ 形状データ、３２２〜３２５ 形状データの節点、３２６ 節点３０６に対応する位置、３２７〜３２９ 節点を結ぶ接続関係、３３１ 節点を結ぶ接続関係、４０１ 形状データ、４０２〜４０６ 形状データの節点、４０７〜４１１ 節点を結ぶ接続関係、４２１ 形状データ、４２２〜４２５ 形状データの節点、４２６ 節点４０６に対応する位置、４２７〜４２９ 節点を結ぶ接続関係、４３１ 節点を結ぶ接続関係、４４１ 形状データ、４４２〜４４６ 中間節点、４４７〜４５１ 節点を結ぶ接続関係、５０１ 形状データ、５０２ 形状データ、５０３〜５０６ 節点、６０１ 形状データ、６０２ 形状データ、６０３〜６０６節点、７０１ 形状データ、７０２ 形状データ、７０３〜７０６中間節点、８０１ 中間節点、８０２ 中間節点、９０１ 中間形状データ、９０２ 中間形状データ、９０３ 中間節点、９０４ 中間節点。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、縮尺の異なる地図データから中間縮尺地図を生成する地図データ生成装置及びその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カーナビゲーションシステムをはじめとする表示縮尺が変更可能な地図データの表示装置では、地図の表示縮尺を切替えた際に、連続的に縮尺を変更して表示するズーミング操作が行われ、小さく表示されていた建物がズーミング操作によってだんだん大きく表示されるようになり、建物形状もより詳細なものへと変化していく。例えば、大まかに四角形で記述されていた建物が、凸型の形状に変化する等である。
上記のズーミング操作では、地図の表示範囲も変わるため、ズーミング操作中は建物の位置が変わることになる。例えば、市内全域を表示しているときは自分の乗っている車のすぐ側に表示されていた建物が、ズーミング操作をすると自分の乗っている車から離れた位置に大きく表示されるようになる。
このようにズーミング操作では建物の形状と位置が同時に変化し、地図の表示内容が大きく変化することになる。
地図切替え時に、表示内容が大きく変化すると、人間は前に表示されていた地図と、今表示されている地図の相関を瞬時に判断することが出来ず、注視していた建物がどこに表示されるか分からなくなってしまう。
地図の表示縮尺を切替えた際に、表示範囲や建物などの形状がより詳細なものへと変化して変わり、自分の乗っている車の位置や周辺情報を見失ってしまうのはこのためである。
このような表示縮尺切り替えによる視覚上の不整合を防ぐため、データベースに保持された縮尺の地図データを拡大もしくは縮小することで、現縮尺と次に切り替えようとしている表示縮尺との中間縮尺の地図（任意倍率地図）を生成し、連続的に縮尺を変更して表示するズーミング処理が提案されている（例えば、特許文献１）。
また、指定した縮尺の値よりも大きな縮尺と小さな縮尺のふたつの画像を特定し、ふたつの画像を中間縮尺に拡大・縮小し、これらを合成する方法が提案されている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−６５４３０号公報
【特許文献２】特許第２７２６７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら前記特許文献１に示される中間地図生成方法では、データベースに保持された単一の縮尺地図データを拡大・縮小することで中間縮尺地図を生成しているため、ベースとなる地図データが切り替わる際に地図上の形状データが切り替わり中間縮尺地図間で不整合が生じる。形状データは、構造物や境界線等を記述するデータで、地図データは、地図データを構成する形状データの集合から構成される。例えば、高縮尺地図上で詳細に表現される形状データが、低縮尺地図において簡略化された形状データとなっている場合、拡大・縮小によって同一縮尺に変換した場合でも、形状データが異なるため表示の連続性が失われてしまう。
また、特許文献２に示される中間地図生成方法では、中間縮尺にスケーリングした2つの画像を画素単位でブレンドするものであり、中間縮尺地図画像がぼやけたものとなり不明瞭という問題がある。
【０００５】
本発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、基準となる２つの異なる縮尺地図間の形状データ対応情報を用いて、地図を構成する形状データを線形補間することで、連続的な形状変化が可能な中間縮尺地図を生成し、縮尺の変更を伴うスケーリング処理を滑らかに表示可能な地図データを生成するものである。
また基準となる２つの異なる縮尺地図間の線形補間では隣接する形状データが交差してしまう場合、形状データの交差部分に対してのみ交差回避可能な中間縮尺形状データを保持することで、形状データの交差しない自然な見栄えの中間縮尺地図データを生成するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る地図データ生成装置は、
異なる縮尺の地図データ間における同じ対象物を構成する形状データの複数の節点をそれぞれ対応させる形状データ対応手段と、
前記形状データ対応手段によって対応付けられた節点間を補間して中間節点を求める中間節点取得手段と
前記中間節点取得手段で求められた複数の中間節点から形成される中間形状データによって縮尺可変地図データを生成する縮尺可変地図データ生成手段と、
を備えることを特徴とする地図データ生成装置。
【発明の効果】
【０００７】
この発明は、異なる縮尺の地図データ間における同じ対象物の形状データの節点をそれぞれ対応させ、これらの節点を線形補間して生成される節点を求め、その節点から形成される形状データにより縮尺可変地図データを生成するので、縮尺の変更を伴うスケーリング処理を鮮明で滑らかに表示可能な地図を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１を示す地図データ生成装置及びその方法の構成図。
【図２】実施の形態１における形状データの例。
【図３】実施の形態１における形状データ対応情報を示す例。
【図４】実施の形態１における中間縮尺地図データの生成動作説明図。
【図５】実施の形態１における中間形状データの交差について説明する図。
【図６】実施の形態１における中間形状データの交差について説明する図。
【図７】実施の形態１における中間形状データの交差について説明する図。
【図８】実施の形態１における中間縮尺による形状データの変化を説明する図。
【図９】実施の形態１における交差を回避可能な形状データを示す図。
【図１０】実施の形態１における非交差中間形状データの変化例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１を示す地図データ生成装置１の構成図である。
地図データ生成装置１は、形状データ対応情報取得手段１０１と、形状データ対応情報取得手段１０１に接続された交差判定手段１０２と、交差判定手段１０２に接続された非交差中間形状データ生成手段１０３と、交差判定手段１０２に接続された縮尺可変地図データ生成手段１０４から構成される。
形状データ対応情報取得手段（形状データ対応手段）１０１は、異なる縮尺の地図データＡと地図データＢが入力されると地図データＡと地図データＢ間における形状データの対応関係を取得し、交差判定手段１０２に形状データ対応情報を出力する。
形状データとは、構造物や境界線等を記述するデータであり、地図データは、地図データを構成する形状データの集合から構成される。
【００１０】
交差判定手段１０２は、形状データ対応情報取得手段１０１から入力された異なる２つの縮尺地図の形状データを線形補間して作成する中間縮尺地図を生成し、その中間縮尺地図を構成する形状データについて、隣接する２つの形状データのそれぞれの節点もしくは位置の座標を線形補間した相互の直線に交差が発生するか否かを判定する。
非交差中間形状データ生成手段１０３は、交差判定手段１０２から入力された交差する形状データの節点を移動して形状を変更し、中間縮尺節点情報から成る非交差な中間形状データを生成し、交差判定手段１０２に出力する。
縮尺可変地図データ生成手段１０４は、非交差判定手段１０２から入力された縮尺可変地図を生成するための基準となる２つの異なる縮尺地図データ（地図データＡと地図データＢ）と非交差中間形状データから縮尺可変地図データを生成する。
【００１１】
図１において、地図データＡは縮尺Ａ１で記述された地図データであり、生成対象となる縮尺可変地図データの縮尺が上限値の時の地図データを表している。また地図データＢは縮尺Ｂ１で記述された地図データであり、生成対象となる縮尺可変地図データの縮尺が下限値の時の地図を表している。
ここで縮尺可変地図データとは、縮尺Ａ１と縮尺Ｂ１の間の任意の中間縮尺に対応可能な地図を生成する地図データである。
【００１２】
次に動作について説明する。
地図データＡと地図データＢが、形状データ対応情報取得手段１０１に入力されると、形状データ対応情報取得手段１０１は、地図データＡに含まれる形状データ群と、地図データＢに含まれる形状データ群を取得する。
図２に地図データＡの形状データの例を示す。図２の形状データは、構造物の位置座標を示す節点２０１と、節点２０２と、節点２０３と、節点２０４と、節点２０５と、節点２０６と、節点２０１と節点２０２を結ぶ接続関係２０７と、節点２０２と節点２０３を結ぶ接続関係２０８と、節点２０３と節点２０４を結ぶ接続関係２０９と、節点２０４と節点２０５を結ぶ接続関係２１０と、節点２０５と節点２０６を結ぶ接続関係２１１と、節点２０６と節点２０１を結ぶ接続関係２１２から構成される。
地図データは、このような節点と接続情報から構成される形状データを組み合わせて、構造物や、道路、境界線等の地図構成物形状を保持している。
【００１３】
図３を例として形状データ対応情報について説明する。
図３ａに示した形状データ３０１は、地図データＡの形状データであり、節点３０２と、節点３０３と、節点３０４と、節点３０５と、節点３０６と、節点３０２と節点３０３の接続関係３０７と、節点３０３と節点３０４の接続関係３０８と、節点３０４と節点３０６の接続関係３０９と、節点３０６と節点３０５の接続関係３１０と、節点３０５と節点３０２の接続関係３１１から構成される。
また、図３ｂに示した形状データ３２１は、地図データＢの形状データであり、地図データＡの形状データ３０１と同一の構造物を形状データ３０１とは異なる縮尺の地図上で表現したもので、節点３２２、節点３２３、節点３２４と、節点３２５と、節点３２２と節点３２３の接続関係３２７と、節点３２３と節点３２４の接続関係３２８と、節点３２４と節点３２５の接続関係３２９と、節点３２５と節点３２２の接続関係３３１から構成される。
【００１４】
ここで、形状データ３０１と形状データ３２１のように異なる縮尺で記述された形状データでは、異なる座標系における位置座標が記述されている場合がある。本実施の形態では、両者を同一の座標系に変換したもの、もしくは初めから同一の座標系上で記述されたものとして使用する。同一座標系への変換は、例えば地図縮尺に応じた係数を位置座標に乗ずることによって容易に取得可能である。
形状データ３０１と形状データ３２１は同じ構成物を示しているが、形状データ３０１は５つの節点で構成されているのに対し、形状データ３２１は４つの節点から構成されており、形状データ３２１は形状データ３０１に比べ簡略化されている。このように、同じ構造物でも縮尺の異なる地図上では異なる形状として記述されていることがあり、形状データ対応情報はこうした２つの異なる縮尺地図における形状データ３０１と形状データ３２１の対応関係を示す。
【００１５】
形状データ対応情報は、例えば節点３０２と節点３２２が対応関係にあるとみなす場合、「節点３０２と節点３１２が対応」と記述できる。
節点が対応関係にあると見なす方法としては、座標が近傍にあることや、同様の属性情報を備えることや、同一の構造物に含まれることや、同様の接続関係を備えることや、これら複数の情報を組み合わせること等が考えられる。例えば、異なる縮尺地図の２つの節点が属性情報として同じ交差点名称を持つ場合は、２つの節点を同一とみなして形状データ対応情報を記述できる。
節点３０２と節点３２２と同様に、節点３０３と節点３２３を対応関係にあるとみなす場合は「節点３０３と節点３２３が対応」との形状データ対応情報を記述し、節点３０４と節点３２４が対応関係にあるとみなす場合は「節点３０４と節点３２４が対応」との形状データ対応情報を記述し、節点３０５と節点３２５が対応関係にあるとみなす場合は「節点３０５と節点３２５が対応」との形状データ対応情報を記述できる。
【００１６】
ここで形状データ３０１の節点に対し、形状データ３２１に対応する節点が存在しないと見なした場合、接続関係から形状データ３０１と形状データ３２１の対応位置を導出し、形状データ対応情報を記述することも出来る。
例えば節点３０６に対応する形状データ３２１の形状データ対応情報を導出する場合、節点３０６は節点３０４との接続関係である接続３０９と、節点３０５との接続関係である接続３１０を持つことから、節点３０４に対応する節点３２４と、節点３０５に対応する節点３２５の接続関係である接続３２９上に節点３０６の対応位置が存在すると考えることが出来る。
【００１７】
この時、接続３２９上において節点３０６に対応する位置として位置３２６を定め、「節点３０６と位置３２６が対応」との形状データ対応情報を記述することが出来る。
ここで位置３２６を定める方法として、節点３０６に最も近い接続３２９上の位置を位置３２６とすることや、接続３０９と接続３１０の長さの比と同一の比を持つ接続３２９上の位置を求め、位置３２６とすることが考えられる。
【００１８】
ここで、形状データ対応情報取得手段１０１について述べる。
形状データ対応情報取得手段１０１は、地図データＡに含まれる節点と、地図データＢに含まれる節点間の同じ位置座標にある対応関係を導出し、形状データ対応情報として出力する。
ここで節点間の対応関係とは、地図データＡに含まれる節点が地図データＢにおいてどの節点に対応するか、また地図データＢに含まれる節点が地図データＡにおいてどの節点に対応するかを示すものである。
形状データ対応情報取得手段１０１は、このような異なる縮尺の地図間における形状データの対応関係を求め、形状データ対応情報として出力する。また、形状データ対応情報が予め生成されている場合には、これを取得して出力することも可能である。
【００１９】
次に、交差判定手段１０２の動作について述べる。
地図データＡと、地図データＢと、形状データ対応情報と、中間節点位置情報が交差判定手段１０２に入力されると、交差判定手段１０２は、地図データＡの縮尺と、地図データＢの縮尺の間の縮尺をもつ中間縮尺地図データを生成し、形状データの交差が発生するか否かを判定する。
ここで中間節点位置情報とは、特定の中間縮尺における節点の位置を記したもので、特定縮尺における形状データ情報である。
【００２０】
ここで図４を用いて中間縮尺地図データの生成動作について説明を行う。
図４において、地図データＡに含まれる形状データを形状データ４０１、地図データＢに含まれる形状データを形状データ４２１とする。
ここで形状データ４０１は、節点４０２と、節点４０３と、節点４０４と、節点４０５と、節点４０６と、節点４０２と節点４０３の接続関係４０７と、節点４０３と節点４０４の接続関係４０８と、節点４０４と節点４０６の接続関係４０９と、節点４０５と節点４０６の接続関係４１０と、節点４０５と節点４０２の接続関係４１１から構成される。
【００２１】
また形状データ４２１は、形状データ４０１と異なる縮尺で記述された形状データ４０１と同一の構造物を表しており、節点４２２と、節点４２３と、節点４２４と、節点４２５と、節点４２２と節点４２３の接続関係４２７と、節点４２３と節点４２４の接続関係４２８と、節点４２４と節点４２５の接続関係４２９と、節点４４５と節点４２２の接続関係４３１から構成される。
ここで交差判定手段１０２に入力された形状データ対応情報を、「節点４０２と節点４２２が対応」、「節点４０３と節点４２３が対応」、「節点４０４と節点４２４が対応」、「節点４０６と位置４２５が対応」、「節点４０５と節点４２５が対応」とする。
ここで位置４２６は、節点４０６に対応する地図データＢ上の位置であり、節点４２４と節点４２５の接続線上に定められる。
【００２２】
交差判定手段１０２は、形状データ４０１と、形状データ４２１と、形状データ対応情報が入力されると、形状データ対応情報に記述された対応する節点もしくは位置の座標を線形補間することで、中間縮尺時の節点である中間節点を生成する（中間節点取得手段であり、交差判定手段１０２に含まれる）。
また生成対象となる中間節点に対する中間縮尺節点情報が存在する場合は、中間縮尺節点情報に記述された縮尺と節点位置を、節点位置の線形補間における端点として使用する。
中間縮尺節点情報とは、隣接する形状データ間の衝突を回避可能な中間節点位置と、対応する中間縮尺値を合わせて中間縮尺節点情報と呼び、非交差中間形状データ生成手段１０３で生成される。
【００２３】
ここで生成対象となる中間節点に対して、中間縮尺節点情報が存在しない場合の中間節点導出について示す。
地図データＡの縮尺をＳａ１、地図データＢの縮尺をＳｂ１、生成対象となる中間縮尺をＳｃ１とすると、Ｓａ１＜Ｓｃ１＜Ｓｂ１の関係が成り立つとする。線形補間係数ｔはｔ＝（Ｓｂ１―Ｓｃ１）÷（Ｓｂ１−Ｓａ１）として求められる。
図４において、地図データＡ上の節点４０６のｘｙ座標を（ａｘ、ａｙ）とし、節点４０６に対応する地図データＢ上の位置４１２の座標を（ｂｘ、ｂｙ）とする。節点４０６と位置４２６を線形補間して生成される中間縮尺地図上の節点を中間節点４４６とし、中間節点４４６のｘｙ座標を（ｃｘ、ｃｙ）とすると、中間節点４４６は線形補間係数ｔを用いて以下の式で求められる。
ｃｘ＝ｔ×ａｘ＋（１−ｔ）×ｂｘ
ｃｙ＝ｔ×ａｙ＋（１−ｔ）×ｂｙ
【００２４】
同様に、対応する節点４０２と節点４２２の中間節点を４４２、対応する節点４０３と節点４２３の中間節点を４４３、対応する節点４０４と節点４２４の中間節点を４４４、対応する節点４０５と節点４２５の中間節点を４４５とする。
図４において、節点４０２と節点４２２は同一座標であり、中間節点４４２は節点４０２、節点４２２と同一の座標に存在する。同様に中間節点４４３は節点４０３、節点４２３と同一の座標であり、中間節点４４４は節点４０４、節点４２４と同一の座標であり、中間節点４４５は節点４０５、節点４２５と同一の座標に存在するものとする。
【００２５】
これら中間節点から構成される形状データが中間形状データ４４１であり、形状データ４０１と形状データ４２１から生成される中間形状データ４４１は、中間節点４４２と、中間節点４４３と、中間節点４４４と、中間節点４４６と、中間節点４４５と、中間節点４４２と中間節点４４３の接続関係４４７と、中間節点４４３と中間節点４４４の接続関係４４８と、中間節点４４４と中間節点４４６の接続関係４４９と、中間節点４４６と中間節点４４５の接続関係４５０と、中間節点４４５と中間節点４４２の接続関係４５１から構成される。
【００２６】
次に生成対象となる中間節点に対して、中間縮尺節点情報が存在する場合の中間節点導出について示す。ここで、地図データＡの縮尺をＳａ２とし対応する節点座標を（ａｘ２、ａｙ２）とする。また地図データＢの縮尺をＳｂ２、対応する節点座標を（ｂｘ２、ｂｙ２）とする。
また生成対象となる中間縮尺をＳｃ２とし、生成された中間節点座標を（ｃｘ２、ｃｙ２）とする。また中間縮尺節点情報に含まれる縮尺をＳｄ２とし、記述された中間縮尺節点座標を（ｄｘ、ｄｙ）とする。
中間縮尺節点座標は、形状データ間の衝突を回避可能な中間節点位置であり、後述する非交差中間形状データ生成手段１０３の説明でも述べるように、重心座標系における座標値の線形補間によって導く方法や操作者がインタラクティブに指定することで与えられる。
【００２７】
縮尺において、Ｓａ２＜Ｓｃ２＜Ｓｄ２＜Ｓｂ２の関係が成り立つ場合、中間縮尺Ｓｃ２における節点位置は、Ｓａ２とＳｄ２間で線形補間動作を行い導出する。このとき線形補間係数ｔはｔ＝（Ｓｄ２―Ｓｃ２）÷（Ｓｄ２−Ｓａ２）として求められ、中間節点は線形補間係数ｔを用いて以下の式で求められる。
ｃｘ２＝ｔ×ａｘ２＋（１−ｔ）×ｄｘ２
ｃｙ２＝ｔ×ａｙ２＋（１−ｔ）×ｄｙ２
【００２８】
またＳａ２≦Ｓｄ２＜Ｓｃ２≦Ｓｂ２の関係が成り立つ場合、中間縮尺Ｓｃ２における節点位置は、Ｓｄ２とＳｂ２間で線形補間動作を行い導出する。このとき線形補間係数ｔはｔ＝（Ｓｂ２―Ｓｃ２）÷（Ｓｂ２−Ｓｄ２）として求められ、中間節点は線形補間係数ｔを用いて以下の式で求められる。
ｃｘ２＝ｔ×ｄｘ２＋（１−ｔ）×ｂｘ２
ｃｙ２＝ｔ×ｄｙ２＋（１−ｔ）×ｂｙ２
【００２９】
交差判定手段１０２は、このような形状データ対応情報に記述された対応情報に基づく線形補間処理を形状データ内の各節点、位置に対して行うことで中間節点を求め、中間節点から構成される中間形状データ（図４の形状データ４４１）を生成する。また地図データＡ、地図データＢ内に含まれる全ての形状データから中間形状データを生成し、生成した全ての中間形状データから構成される中間縮尺地図データを生成する。
【００３０】
中間縮尺縮図データの生成後、交差判定手段１０２は隣接する中間形状データ間の交差判定を実施する。
図５、図６、図７を用いて中間形状データの交差について説明する。
図５と図６は異なる縮尺を持つ地図上の同一箇所を表しており、図５に地図データＡの形状データ５０１と形状データ５０２、図６に地図データＢの形状データ６０１と形状データ６０２が示されている。
図５に示す形状データ５０１と図６に示す形状データ６０１が同一の構造物であり、同様に図５に示す形状データ５０２と図６に示す形状データ６０２が同一の構造物であるとする。 ここで形状データ５０１と形状データ６０１は同一の構造物であるとすることから「節点５０３が節点６０３に対応」し、「節点５０４が節点６０４に対応」し、形状データ５０２と形状データ６０２は同一の構造物であることから「節点５０５が節点６０５に対応」し、「節点５０６が節点６０６に対応」するとの形状データ対応情報を持つものとする。
【００３１】
図５に示した形状データ５０１、５０２と、図６に示した形状データ６０１、６０２から生成される中間縮尺地図の例を図７に示す。
図７は、中間形状データ７０１と中間形状データ７０２から構成される。中間形状データ７０１は、形状データ５０１と形状データ６０１における対応する節点から得られる中間節点によって記述される中間形状データであり、中間形状データ７０２は、形状データ５０２と形状データ６０２における対応する節点から得られる中間節点によって記述される中間形状である。
ここで図５に示した形状データの縮尺をＳ０、図６に示した形状データの縮尺値をＳ１、図７に示した中間形状データの縮尺値を中間縮尺値Ｓ２とする。
【００３２】
図７において、中間節点７０３は、対応する節点５０３と節点６０３を線形補間することにより得られた座標値を持つため、中間縮尺値Ｓ２がＳ０からＳ１に向かって連続的に変化すると、中間節点７０３は節点５０３の座標から節点６０３の座標へと線形に移動する。
同様に中間縮尺値Ｓ２がＳ０からＳ１に向かって変化すると、節点７０４は節点５０４の座標から節点６０４の座標へと線形に移動し、節点７０５は節点５０５の座標から節点６０５の座標へと線形に移動し、節点７０６は節点５０６の座標から節点６０６の座標へと線形に移動する。
【００３３】
中間縮尺値による形状データの変化を、図８ａ、図８ｂ、図８ｃを用いて説明する。
図８ａは、地図Ａの形状データ、図８ｃは地図Ｂの形状データ、図８ｂは地図Ａと地図Ｂの中間縮尺地図の形状データを示し、ここでは図８ａの縮尺値をＳａ３、図８ｂの中間縮尺値をＳｂ３、図８ｃの縮尺値をＳｃ３とし、Ｓａ３＜Ｓｂ３＜Ｓｃ３として形状データの変化を示している。
ここで図８ｂに示した中間縮尺地図では、中間縮尺地図を構成する形状データ８０１と形状データ８０２の交差が発生しており、独立した構造物の形状としては不適切なものとなっている。
交差判定手段１０２は、このような中間縮尺地図における形状データ間の交差状況を検出する。
【００３４】
交差判定手段１０２は、生成した中間縮尺地図上の中間形状データの接続関係を比較し、中間形状データ間の交差を検出する。
このとき、交差が発生している場合は、地図データＡ、地図データＢ、中間縮尺節点情報と、交差が発生した縮尺値である交差発生中間縮尺値を非交差中間形状データ生成手段１０３へ出力する。
また、中間縮尺地図に交差が発生しない場合は、線形補間による縮尺値の変更が可能な地図データとして、入力された地図データＡ、地図データＢを縮尺可変地図データ生成手段１０４へ出力する。
【００３５】
次に非交差中間形状データ生成手段１０３の動作について説明する。
非交差中間形状データ生成手段１０３に、地図データＡ、地図データＢ、交差発生中間縮尺値が入力されると、非交差中間形状データ生成手段１０３は交差発生中間縮尺における形状データの節点位置を移動することで交差を回避可能な形状データを生成する。
図９は、交差を回避可能な形状データを示す図である。
図９は、図８ｂと同一縮尺の中間縮尺地図であるが、図８ｂに示した中間節点８０１を図９では中間節点９０３へ移動し、図８ｂに示した中間節点８０２を図９では中間節点９０４へ移動している。
【００３６】
この中間節点９０３、中間節点９０４を経由した形状データの変化例を図１０ａ、図１０ｂ、図１０ｃに示す。
図１０ａは、地図Ａの形状データ、図１０ｃは、地図Ｂの形状データを示し、図１０ａの縮尺値をＳａ４、図１０ｂの中間縮尺値をＳｂ４、図１０ｃの縮尺値をＳｃ４とし、Ｓａ４＜Ｓｂ４＜Ｓｃ４として形状データの変化を示している。
図９、図１０ａ、図１０ｂ、図１０ｃに示すように、対応する頂点間の線形補間によって衝突が発生した場合でも、中間縮尺における節点を形状データ間の衝突が回避可能な位置に移動することで、交差の無い中間縮尺地図に変換することが可能である。
【００３７】
このような交差を回避可能な節点位置（中間縮尺節点座標）は、重心座標系における座標値の線形補間によって導く方法がある。その方法を以下に述べる。
交差しない節点を求めるために、地図データＡ、地図データＢを構成する形状データ内の各点を線で接続された周りの節点との２点を結ぶ線分で表現する。ここで、節点piのまわりの点の集合をn(pi)とすると、節点pはn(p)との２点を結ぶ線分として、下記の式（１）で表現できる。pjはn(p)内の点の位置を表しλijは点piに対するpjの２点を結ぶ線分における係数である。
【００３８】
【数１】
【００３９】
形状データ内の各点と節点との２点を結ぶ線分で表現したときの係数を形状データ内の全ての点において並べると下記の式（２）に示すような行列Mで表現することができる。
【００４０】
【数２】
【００４１】
交差を回避可能な節点位置を求めるために、地図データＡ、地図データＢそれぞれの行列MA, MBに対して、線形補間により、中間縮尺地図の係数Mtを下記の式（３）に示すような式で求める。
【００４２】
【数３】
求められた係数から、中間縮尺地図の各点の位置を求めることができる。線形補間のときに与えるパラメータtは、地図データＡのときにはt=0、地図データＢのときにはt=1となる。(もしくは、その逆になる)。例えば、t=0.5を設定した場合に、中間の地図を求めることができる。
【００４３】
縮尺が変更される際には、このtの値を0から1までの間でH/Wの性能に合わせた分解能で順番に設定することにより交差回避可能な節点位置（中間縮尺節点座標）を求めることができる。
また、交差回避可能な節点位置（中間縮尺節点座標）を操作者がインタラクティブに指定することも可能である。
このように形状データ間の衝突を回避可能な中間節点位置と、対応する中間縮尺値を併せて中間縮尺節点情報と呼び、非交差中間形状データ生成手段１０３は中間縮尺節点情報を生成する。
【００４４】
非交差中間形状データ生成手段１０３は、中間縮尺における交差を回避可能な節点位置を導出した後、交差を回避可能な中間節点座標と対応する中間縮尺値を中間縮尺節点情報に追加し、地図データＡ、地図データＢと共に交差判定手段１０２へ出力する。
交差判定手段１０２は、非交差中間形状データ生成手段１０３から出力された地図データＡ、地図データＢ、中間縮尺節点情報を元に中間形状データ間の交差判定を実施し、交差が発生している場合は、地図データＡ、地図データＢ、中間縮尺節点情報と、交差が発生した縮尺値である交差発生中間縮尺値を非交差中間形状データ生成手段１０３へ出力する。
また、中間縮尺地図に交差が発生しない場合は線形補間による縮尺の変更が可能な地図データとして、入力された地図データＡ、地図データＢを縮尺可変地図データ生成手段１０４へ出力する。
【００４５】
このように交差判定手段１０２における中間縮尺地図の交差判定と、非交差中間形状データ生成手段１０３による非交差データへの変換作業を複数回繰り返すことで、最終的に地図データＡ〜地図データＢ間の任意の中間縮尺に対応可能であり、非交差な中間縮尺地図を生成可能な中間縮尺節点情報が縮尺可変地図データ生成手段１０４に出力される。
縮尺可変地図データ生成手段１０４は、入力された地図データＡ、地図データＢと、生成された中間縮尺節点情報から縮尺可変地図データを生成し、記憶装置に出力する。
また中間縮尺節点情報のみを縮尺可変地図データとして記憶装置に出力し、地図データＡ、地図データＢは共通のデータベースから取得する実施の形態も考えられる。
【００４６】
以上のように本実施の形態１によれば、基準となる２つの異なる縮尺地図間の形状データ対応情報を用いて地図を構成する形状データを線形補間することで、連続的な形状変化が可能な中間縮尺地図を生成し、縮尺の変更を伴うスケーリング処理を滑らかに表示可能な地図を生成する。
また、基準となる２つの異なる縮尺地図間の線形補間では隣接する形状データが交差してしまう場合、形状データの交差部分に対してのみ交差回避可能な中間縮尺形状データを保持することで、形状データの交差しない自然な見栄えの中間縮尺地図を記述できる。
また、中間形状データに交差が生じて、節点位置の移動、変更が必要な箇所だけに中間縮尺節点情報を追加するため、少ないデータ量で任意の中間縮尺地図を記述できる。
また本実施の形態１により出力される縮尺可変地図データは、中間縮尺地図を節点の線形補間処理によって生成できるため、高速に中間縮尺地図を生成できる。
【符号の説明】
【００４７】
１０１ 形状データ対応情報取得手段、１０２ 交差判定手段、１０３ 非交差中間形状データ生成手段、１０４ 縮尺可変地図データ生成手段、２０１〜２０６ 形状データの節点、２０７〜２１２ 節点を結ぶ接続関係、３０１ 形状データ、３０２〜３０６ 形状データの節点、３０７〜３１１ 節点を結ぶ接続関係、３２１ 形状データ、３２２〜３２５ 形状データの節点、３２６ 節点３０６に対応する位置、３２７〜３２９ 節点を結ぶ接続関係、３３１ 節点を結ぶ接続関係、４０１ 形状データ、４０２〜４０６ 形状データの節点、４０７〜４１１ 節点を結ぶ接続関係、４２１ 形状データ、４２２〜４２５ 形状データの節点、４２６ 節点４０６に対応する位置、４２７〜４２９ 節点を結ぶ接続関係、４３１ 節点を結ぶ接続関係、４４１ 形状データ、４４２〜４４６ 中間節点、４４７〜４５１ 節点を結ぶ接続関係、５０１ 形状データ、５０２ 形状データ、５０３〜５０６ 節点、６０１ 形状データ、６０２ 形状データ、６０３〜６０６節点、７０１ 形状データ、７０２ 形状データ、７０３〜７０６中間節点、８０１ 中間節点、８０２ 中間節点、９０１ 中間形状データ、９０２ 中間形状データ、９０３ 中間節点、９０４ 中間節点。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる縮尺の地図データ間における同じ対象物を構成する形状データの複数の節点をそれぞれ対応させる形状データ対応手段と、
前記形状データ対応手段によって対応付けられた節点間を補間して中間節点を求める中間節点取得手段と
前記中間節点取得手段で求められた複数の中間節点から形成される中間形状データによって縮尺可変地図データを生成する縮尺可変地図データ生成手段と、
を備えることを特徴とする地図データ生成装置。
【請求項２】
前記中間節点取得手段によって求められた第１の中間形状データの第１の中間節点と隣り合う第２の中間節点とを接続した第１の中間線分と、第２の中間形状データの第３の中間節点と隣り合う第４の中間節点とを接続した第２の中間線分とが交差するか否かを判定する交差判定手段と、
前記交差判定手段によって、前記第１の形状データの第１の中間線分と前記第２の中間形状データの第２の中間線分とが交差すると判定されたとき、交差した第１または第２の中間線分の一端である中間節点の位置を移動し、非交差な中間形状データを生成する非交差中間形状データ生成手段と、
を備えることを特徴とする請求項１記載の地図データ生成装置。
【請求項３】
前記縮尺可変地図データ生成手段は、
前記交差判定手段によって前記第１の中間形状データの第１の中間線分と前記第２の中間形状データの第２の中間線分とが交差すると判断されたとき、
前記非交差中間形状データ生成手段により生成された非交差な中間形状データによって縮尺可変地図データを生成すること
を特徴とする請求項２記載の地図データ生成装置。
【請求項４】
前記縮尺可変地図データ生成手段は、
前記交差判定手段によって前記第１の中間形状データの第１の中間線分と前記第２の中間形状データの第２の中間線分とが交差しないと判断されたとき、
前記中間節点取得手段で求められた複数の中間節点から形成される中間形状データによって縮尺可変地図データを生成すること
を特徴とする請求項２又は請求項３記載の地図データ生成装置。
【請求項５】
前記交差中間形状データ生成手段は、
前記第１の中間形状データの第１の中間線分、又は前記第２の中間形状データの第２の中間線分の一端の中間節点を、重心座標系の座標を線形補間して求めた中間縮尺節点に移動し、非交差な中間形状データを生成すること
を特徴とする請求項２又は請求項３記載の地図データ生成装置。
【請求項６】
異なる縮尺の地図データ間における同じ対象物を構成する形状データの複数の節点をそれぞれ対応させる形状データ対応ステップと、
前記形状データ対応ステップによって対応付けられた節点間を補間して中間節点を求める中間節点取得ステップと
前記中間節点取得ステップで求められた複数の中間節点から形成される中間形状データによって縮尺可変地図データを生成する縮尺可変地図データ生成ステップと、
を備えることを特徴とする地図データ生成方法。
【請求項７】
前記中間節点取得ステップによって求められた前記第１の中間形状データの第１の中間節点と隣り合う第２の中間節点とを接続した第１の中間線分と、前記第２の中間形状データの第３の中間節点と第４の中間節点とを接続した第２の中間線分とが交差するか否かを判定する交差判定ステップと、
前記交差判定ステップによって、前記第１の形状データの第１の中間線分と前記第２の中間形状データの第２の中間線分とが交差すると判定されたとき、交差した第１または第２の中間線分の一端である中間節点の位置を移動し、非交差な中間形状データを生成する非交差中間形状データ生成ステップと、
を備えることを特徴とする請求項６記載の地図データ生成方法。
【請求項８】
前記縮尺可変地図データ生成ステップは、
前記交差判定ステップによって前記第１の中間形状データの第１の中間線分と前記第２の中間形状データの第２の中間線分とが交差すると判断されたとき、
前記非交差中間形状データ生成ステップにより生成された非交差な中間形状データによって縮尺可変地図データを生成すること
を特徴とする請求項７記載の地図データ生成方法。
【請求項９】
前記縮尺可変地図データ生成ステップは、
前記交差判定ステップによって前記第１の中間形状データの第１の中間線分と前記第２の中間形状データの第２の中間線分とが交差しないと判断されたとき、
前記中間節点取得ステップで求められた複数の中間節点から形成される中間形状データによって縮尺可変地図データを生成すること
を特徴とする請求項７又は請求項８記載の地図データ生成方法。
【請求項１０】
前記交差中間形状データ生成ステップは、
前記第１の中間形状データの第１の中間線分、又は前記第２の中間形状データの第２の中間線分の一端の中間節点を、重心座標系の座標を線形補間して求めた中間縮尺節点に移動し、非交差な中間形状データを生成すること
を特徴とする請求項７又は請求項８記載の地図データ生成方法。
【請求項１】
異なる縮尺の地図データ間における同じ対象物を構成する形状データの複数の節点をそれぞれ対応させる形状データ対応手段と、
前記形状データ対応手段によって対応付けられた節点間を補間して中間節点を求める中間節点取得手段と
前記中間節点取得手段で求められた複数の中間節点から形成される中間形状データによって縮尺可変地図データを生成する縮尺可変地図データ生成手段と、
を備えることを特徴とする地図データ生成装置。
【請求項２】
前記中間節点取得手段によって求められた第１の中間形状データの第１の中間節点と隣り合う第２の中間節点とを接続した第１の中間線分と、第２の中間形状データの第３の中間節点と隣り合う第４の中間節点とを接続した第２の中間線分とが交差するか否かを判定する交差判定手段と、
前記交差判定手段によって、前記第１の形状データの第１の中間線分と前記第２の中間形状データの第２の中間線分とが交差すると判定されたとき、交差した第１または第２の中間線分の一端である中間節点の位置を移動し、非交差な中間形状データを生成する非交差中間形状データ生成手段と、
を備えることを特徴とする請求項１記載の地図データ生成装置。
【請求項３】
前記縮尺可変地図データ生成手段は、
前記交差判定手段によって前記第１の中間形状データの第１の中間線分と前記第２の中間形状データの第２の中間線分とが交差すると判断されたとき、
前記非交差中間形状データ生成手段により生成された非交差な中間形状データによって縮尺可変地図データを生成すること
を特徴とする請求項２記載の地図データ生成装置。
【請求項４】
前記縮尺可変地図データ生成手段は、
前記交差判定手段によって前記第１の中間形状データの第１の中間線分と前記第２の中間形状データの第２の中間線分とが交差しないと判断されたとき、
前記中間節点取得手段で求められた複数の中間節点から形成される中間形状データによって縮尺可変地図データを生成すること
を特徴とする請求項２又は請求項３記載の地図データ生成装置。
【請求項５】
前記交差中間形状データ生成手段は、
前記第１の中間形状データの第１の中間線分、又は前記第２の中間形状データの第２の中間線分の一端の中間節点を、重心座標系の座標を線形補間して求めた中間縮尺節点に移動し、非交差な中間形状データを生成すること
を特徴とする請求項２又は請求項３記載の地図データ生成装置。
【請求項６】
異なる縮尺の地図データ間における同じ対象物を構成する形状データの複数の節点をそれぞれ対応させる形状データ対応ステップと、
前記形状データ対応ステップによって対応付けられた節点間を補間して中間節点を求める中間節点取得ステップと
前記中間節点取得ステップで求められた複数の中間節点から形成される中間形状データによって縮尺可変地図データを生成する縮尺可変地図データ生成ステップと、
を備えることを特徴とする地図データ生成方法。
【請求項７】
前記中間節点取得ステップによって求められた前記第１の中間形状データの第１の中間節点と隣り合う第２の中間節点とを接続した第１の中間線分と、前記第２の中間形状データの第３の中間節点と第４の中間節点とを接続した第２の中間線分とが交差するか否かを判定する交差判定ステップと、
前記交差判定ステップによって、前記第１の形状データの第１の中間線分と前記第２の中間形状データの第２の中間線分とが交差すると判定されたとき、交差した第１または第２の中間線分の一端である中間節点の位置を移動し、非交差な中間形状データを生成する非交差中間形状データ生成ステップと、
を備えることを特徴とする請求項６記載の地図データ生成方法。
【請求項８】
前記縮尺可変地図データ生成ステップは、
前記交差判定ステップによって前記第１の中間形状データの第１の中間線分と前記第２の中間形状データの第２の中間線分とが交差すると判断されたとき、
前記非交差中間形状データ生成ステップにより生成された非交差な中間形状データによって縮尺可変地図データを生成すること
を特徴とする請求項７記載の地図データ生成方法。
【請求項９】
前記縮尺可変地図データ生成ステップは、
前記交差判定ステップによって前記第１の中間形状データの第１の中間線分と前記第２の中間形状データの第２の中間線分とが交差しないと判断されたとき、
前記中間節点取得ステップで求められた複数の中間節点から形成される中間形状データによって縮尺可変地図データを生成すること
を特徴とする請求項７又は請求項８記載の地図データ生成方法。
【請求項１０】
前記交差中間形状データ生成ステップは、
前記第１の中間形状データの第１の中間線分、又は前記第２の中間形状データの第２の中間線分の一端の中間節点を、重心座標系の座標を線形補間して求めた中間縮尺節点に移動し、非交差な中間形状データを生成すること
を特徴とする請求項７又は請求項８記載の地図データ生成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−２２１９７（Ｐ２０１１−２２１９７Ａ）
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６４６２６（Ｐ２００９−１６４６２６）
【出願日】平成２１年７月１３日（２００９．７．１３）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月１３日（２００９．７．１３）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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