JP4105609B2 - ナビゲーション用立体表示方法およびナビゲーション装置 - Google Patents

Description

本発明はナビゲーション用立体表示方法およびナビゲーション装置に関し、特に、地図上に建物を立体表示する機能を備えたナビゲーション装置に用いて好適なものである。

一般に、車両の走行案内を行うナビゲーション装置は、単に現在地周辺の地図を表示するのみでなく、目的地を指定することにより、現在地から目的地までの誘導経路を自動設定して案内する機能を備えている。この経路誘導機能では、地図データを用いて現在地から目的地までを結ぶ最もコストが小さな経路を、幅優先探索（ＢＦＳ）法あるいはダイクストラ法などのシミュレーションを行って自動探索し、その探索した経路を誘導経路として設定する。

誘導経路の設定後は、車両の走行中に地図画像上で誘導経路を他の道路と識別可能なように色を変えて太く描画する。そして、その誘導経路に沿って、特に交差点において右左折を指示する（交差点拡大図を表示したり、進行方向を音声で案内したりする）ことにより、運転者を目的地まで速く、安全に、また確実に誘導することができるようになされている。

この種のナビゲーション装置では、利用者がより使用しやすく、目的地までより確実に案内することができるように、種々の研究開発が行われている。そのための技術の１つとして、遠近感を出すために自車位置の後方上空から見下ろした状態で地図を表示するようにした鳥瞰図表示や、建物等の３次元的な立体画像を鳥瞰図の地図上に表示するようにした立体表示の機能が存在する。後者の立体表示機能を利用すれば、運転者が現在目視している風景と、ナビゲーション画面に表示された立体画像とを比較し、これを確かめながら走行することができる。

近年では、大きな記憶容量を持つＤＶＤ−ＲＯＭやハードディスクが発達し、極めて多くの画像データを保存できるようになっている。しかも、ナビゲーション装置の性能向上によって、画像の処理速度も向上している。そのため、多くの建物等の立体画像データをＤＶＤ−ＲＯＭ等に記憶させ、車両の走行に合わせてこれを読み出して表示することができるようになっている。

ところで、一般的にナビゲーション装置では、上述したように車両の走行中は自車位置を起点とした現在地周辺の地図を表示するようになっており、目的地と自車位置との関係をリアルタイムに表示するものにはなっていない。目的地と現在地との位置関係を知るために、現在地から目的地までの誘導経路が全て入るように表示する全ルート表示機能や、リスト化された詳細な誘導経路情報を表示するルート情報提供機能などを利用することが可能であるが、これらの機能を実行するためにはリモコン等のユーザ操作が必要となり、手順も煩雑である。

ユーザにとっては目的地に到着するのが最も重要なことであるため、目的地に近づけば近づくほど、現在地と目的地との位置関係は重要になる。そのため、目的地から見て自車がどの辺りにいるのかを走行中にリアルタイムに知る手段がないというのは不便である。なお、ユーザが目的地周辺の状況を確認したいという要求に対応するため、目的地周辺の地図を表示するようにしたナビゲーション装置もいくつか提案されている（例えば、特許文献１〜４参照）。

特開平９−１３４１２３号公報 特開２００１−７４４８０号公報 特開２０００−２４１１７５号公報 特開平８−２０１０７７号公報

特許文献１は、車両が目的地付近に近づいたときに、目的地付近の詳細な住宅地図等を格納した、異なるデータベースの表示に自動的に変更するようにしたものである。特許文献２は、経路案内終了地点と目的地との間を細街路表示し、経路案内が終了した後も目的地までの走行をアシストするようにしたものである。特許文献３は、現在地周辺の地図と目的地周辺の地図とを２画面で表示するようにしたものである。特許文献４は、目的地と目的地周辺の道路とを平面図で表示するようにしたものである。

しかしながら、上記特許文献１〜４は何れも、目的地周辺の地図を平面図で表示するものである。これに対して、目的地周辺の地図を立体表示すると、建物が多い都市部などでは目的地が建物の陰に隠れて表示されなくなり、その目的地周辺の状況が非常に分かりづらいという問題が生じる。このことを次の図１４を用いて説明する。

図１４は、立体表示モード時において自車が目的地間近に接近したときの地図表示例を示す図である。図１４において、ＣＭは現在の自車位置を示す車両位置マーク、ＡＷは目的地であることを示す矢印、ＢＬ１，ＢＬ２は立体表示された建物である。この地図表示においては、矢印ＡＷによって目的地の所在地をユーザに提供している。

この地図表示によれば、建物ＢＬ１の後ろ側に目的地があるということは分かるが、目的地の正確な位置（交差点からどれだけ離れているか等）や、目的地周囲の状況（道路幅、駐車場の有無等）については一切分からない。そのため、自車が目的地に近づいてもその周辺の詳細な様子が分からず、運転者に不安感を抱かせるという欠点があった。

本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、地図を立体表示した場合でも、目的地の正確な位置や周囲の状況、目的地と現在地との位置関係等を分かりやすく表示できるようにすることを目的とする。

上記した課題を解決するために、本発明では、自車位置から見て目的地より後方の上空から目的地を見下ろした状態で地図を鳥瞰図表示するとともに、当該鳥瞰図の地図上に建物を立体表示するようにしている。

本発明の好ましい態様では、目的地が画面下方部に位置するような形態にて地図を表示する。本発明の更に好ましい態様では、目的地を画面下方部に配置してもどうしても目的地の手前に建物が存在するような場合などに、当該手前にある建物を非表示にする。

本発明の好ましい態様では、目的地と自車位置との双方を一画面内に同時に表示可能な最適なスケールで地図を鳥瞰図表示する。本発明の更に好ましい態様では、目的地が画面下方部に位置し、自車位置が画面上方部に位置するような最適なスケールで地図を鳥瞰図表示する。目的地と自車位置との距離に応じて、鳥瞰図表示する際の視点の高さを徐々に変更するのが更に好ましい。

上記のように構成した本発明によれば、目的地を基準として、当該目的地を後方上空から見た視点に基づき建物が立体表示されるので、目的地の手前に建物の立体表示がされにくくなり、目的地が手前の建物の陰に隠れて見えなくなる不都合をなくすことができる。これによりユーザは、目的地の正確な位置や周囲の状況等を明瞭に確認することができるようになる。

また、目的地が画面下方部に位置するような形態にて地図を表示するようにした場合は、目的地の手前に建物の立体表示がなされることが殆どなくなる。さらに、目的地の手前にある建物を非表示にするようにした場合は、目的地の手前には常に建物の立体表示がされないようにすることが可能となり、目的地周辺の様子を確実に確認することができるようになる。

また、目的地と自車位置とを一画面内に同時に表示可能なスケールで地図を表示するようにした場合は、目的地と現在地との位置関係を分かりやすい形で提供することができる。目的地が画面下方部、自車位置が画面上方部に位置するような最適なスケールで地図を表示するようにした場合は、現在地から目的地までの情報を、画面全体をフルに使って大きく表示することができる。このとき、目的地と自車位置との距離に応じて視点の高さを徐々に変更しながら地図を表示することにより、同じスケールの地図上でも自車位置を画面上方部にほぼ固定して見せることができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、第１の実施形態によるナビゲーション装置の構成例を示すブロック図である。

図１において、１００はナビゲーション制御装置であり、ナビゲーション装置の全体を制御する。１１はＤＶＤ−ＲＯＭ等の記録媒体であり、地図表示や経路探索等に必要な各種の地図データを記憶している。ここでは地図データを記憶する記録媒体としてＤＶＤ−ＲＯＭ１１を用いているが、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク等の他の記録媒体を用いても良い。

ＤＶＤ−ＲＯＭ１１に記録された地図データには、地図表示に必要な描画ユニットのデータ（地図上に存在する道路や建物、施設に関する各種のデータ）の他に、マップマッチングや経路探索等の各種の処理に必要な道路ユニットのデータと、交差点の詳細を表す交差点ユニットのデータとが含まれている。上述の描画ユニットのデータには、建物等の位置データ、建物の立体表示に必要なポリゴンデータ等が含まれる。

以下では、単に地図データと言うときは、建物等の位置データおよびポリゴンデータを除いたものを言うものとする。また、建物等の位置データとポリゴンデータとを合わせて建物データと呼ぶことにする。

１２はＶＩＣＳ受信機であり、主に高速道路上に設置された電波ビーコン送受信機との間で電波を介して双方向通信を行うとともに、主に一般道上に設置された光ビーコン送受信機との間で光を介して双方向通信を行うことにより、ＶＩＣＳセンタから送られてくるＶＩＣＳ道路交通情報を受信する。そして、この受信したＶＩＣＳ道路交通情報をナビゲーション制御装置１００に出力する。

１３はリモコン、タッチパネル、操作スイッチ等の操作部であり、ユーザがナビゲーション制御装置１００に対して各種の情報（例えば、経路誘導の目的地や経由地）を設定したり、各種の操作（例えば、メニュー選択操作、拡大／縮小操作、手動地図スクロール、数値入力など）を行ったりするためのものである。平面表示と立体表示とのモード切替操作等も、この操作部１３により行うことができる。

１４は車両の現在位置を測定するための自立航法センサであり、所定走行距離毎に１個のパルスを出力して車両の移動距離を検出する距離センサ（車速センサ）１４ａと、車両の回転角度（移動方位）を検出する振動ジャイロ等の角速度センサ（相対方位センサ）１４ｂとを含んでいる。自立航法センサ１４は、これらの距離センサ１４ａおよび角速度センサ１４ｂによって車両の相対位置および方位を検出し、その情報をナビゲーション制御装置１００に出力する。

１５は車両の現在位置を測定するためのＧＰＳ受信機であり、複数のＧＰＳ衛星から送られてくる電波をＧＰＳアンテナ１６で受信し、３次元測位処理あるいは２次元測位処理を行って車両の絶対位置および方位を計算する（車両方位は、現時点における自車位置と１サンプリング時間ΔＴ前の自車位置とに基づいて計算する）。そして、これらの計算した車両の絶対位置および方位の情報を、測位時刻と共にナビゲーション制御装置１００に出力する。

１７は画像表示装置であり、ナビゲーション制御装置１００の制御によって生成された画像を表示する。この画像表示装置１７の画面上には、自車位置と目的地とを含む範囲の地図情報が車両位置マーク、目的地マーク等と共に表示される。また、この地図上に誘導経路が表示されるとともに、車両の位置が案内交差点近傍に近づいたときに交差点拡大図が表示される。さらに、立体表示の機能を選択しているときは、道路沿いの建物が立体表示される。

次いで、ナビゲーション制御装置１００の内部構成において、２１は地図バッファであり、ＤＶＤ−ＲＯＭ１１から読み出された地図データを一時的に格納する。２２は立体画像バッファであり、ＤＶＤ−ＲＯＭ１１から読み出された建物データを一時的に格納する。２３はＲＯＭ読出制御部であり、ＤＶＤ−ＲＯＭ１１からの地図データおよび建物データの読み出しを制御する。

このＲＯＭ読出制御部２３は、後述するマップマッチング制御部２８からマップマッチング処理後の車両現在位置情報や、後述する誘導経路制御部２９から目的地の位置情報等を入力する。そして、その車両現在位置や目的地を含む所定範囲の地図データおよび建物データの読み出し指示を出力する。これにより、地図表示や建物の立体表示に必要な地図データおよび建物データをＤＶＤ−ＲＯＭ１１から読み出して、地図バッファ２１および立体画像バッファ２２に格納する。

２４はＶＩＣＳ情報バッファであり、ＶＩＣＳ受信機１２から出力されるＶＩＣＳ道路交通情報を順次格納する。２５は外部信号入力部であり、操作部１３からその操作状態に応じた操作信号を入力する。２６は車両位置・方位計算部であり、自立航法センサ１４から出力される自車の相対的な位置および方位のデータに基づいて、絶対的な自車位置（推定車両位置）および車両方位を計算する。２７はデータ記憶部であり、ＧＰＳ受信機１５から出力される自車の絶対的な位置および方位のデータを順次格納する。

上述のマップマッチング制御部２８は、地図バッファ２１に読み出されている地図データと、車両位置・方位計算部２６により計算された自立航法センサ１４に基づく推定車両位置および車両方位のデータと、データ記憶部２７に格納されたＧＰＳ受信機１５による自車位置および車両方位のデータとを用いて、車両走行距離毎に投影法等によるマップマッチング処理を行って、自車の走行位置を地図データの道路上に位置修正する。

上述の誘導経路制御部２９は、地図バッファ２１に格納された地図データを用いて、現在地から目的地までを結ぶ最もコストが小さな誘導経路を探索する。３０は誘導経路メモリであり、誘導経路制御部２９によって設定された誘導経路のデータ（現在地から目的地までのノードの集合）を記憶する。

すなわち、誘導経路制御部２９は、操作部１３の操作によって経路探索の目的地が設定されると、その目的地データを誘導経路メモリ３０に格納する。また、操作部１３の操作によって経路探索の指示が出されると、マップマッチング制御部２８によって修正された後の自車位置を出発地データとして設定して誘導経路メモリ３０に格納する。そして、誘導経路メモリ３０に格納された出発地および目的地を所定の条件下で結ぶ走行経路を探索し、その結果を誘導経路メモリ３０に更に格納する。

３１は地図描画部であり、地図バッファ２１に格納された地図データに基づいて、画像表示装置１７への地図（平面図）表示に必要な地図画像データを生成する。３２はＶＲＡＭ（ビデオＲＡＭ）であり、地図描画部３１により生成された地図画像データを一時的に格納する。３３は読出制御部であり、ＶＲＡＭ３２からの地図画像データの読み出しを制御する。すなわち、地図描画部３１によって生成された地図画像データは、ＶＲＡＭ３２に一時的に格納され、読出制御部３３によって１画面分の地図画像データが読み出される。

３４は立体画像描画部であり、地図バッファ２１に格納された地図データと立体画像バッファ２２に格納された建物データとに基づいて、鳥瞰図による地図および当該鳥瞰図上の建物（ビルディング、橋、タワー等）の立体表示に必要な立体画像データを生成する。３５は立体画像位置検出部であり、立体画像描画部３４により描画される建物の地図上での位置を検出する。

３６は立体画像調整部であり、立体画像位置検出部３５より入力される建物の位置情報と、誘導経路メモリ３０から読み出される目的地の位置情報とに基づいて、目的地の後方上空から見て当該目的地の手前に建物があるか否かを判別し、そのような建物があるときには、立体画像描画部３４により描画されたその建物の立体画像データを消去する。

上述の立体画像描画部３４、立体画像位置検出部３５および立体画像調整部３６によって本発明の目的地基準画像描画手段が構成される。なお、ここでは鳥瞰図を立体画像描画部３４が描画する例について説明したが、これを地図描画部３１が描画するようにしても良い。

３７は交差点案内部であり、マップマッチング制御部２８からの自車位置情報と、誘導経路制御部２９で演算した案内交差点情報と、地図バッフア２１からの地図データとに基づいて交差点案内を行う。例えば、自車が誘導経路前方にある案内交差点から所定距離内に接近したときに、地図バッファ２１に格納された交差点拡大図データに基づいて、接近中である交差点の案内図の平面拡大画像を生成して出力する。また、「次の信号を右折してください。」等の音声案内を行うために、案内音声信号を外部のオーディオ部（図示せず）に出力する。

３８はＶＩＣＳ情報表示部であり、ＶＩＣＳ情報バッファ２４に格納されたＶＩＣＳ道路交通情報を画像表示装置１７に表示するために、当該ＶＩＣＳ道路交通情報を画像合成部４２に出力する。３９は操作画面発生部であり、操作部１３を用いて各種の操作を行う際に必要な操作画面を生成して出力する。４０は各種マーク発生部であり、マップマッチング処理された後の自車位置に表示する車両位置マークや、ガソリンスタンドやコンビニエンスストア等を表示する各種ランドマーク等を生成して出力する。

４１は誘導経路描画部であり、誘導経路メモリ３０に記憶された経路探索処理の結果を使用して、誘導経路の描画データを発生する。すなわち、誘導経路メモリ３０に記憶された誘導経路データの中から、その時点でＶＲＡＭ３２に描画された地図エリアに含まれるものを選択的に読み出し、地図画像に重ねて他の道路と異なる所定色で太く強調した誘導経路を描画する。

上述の画像合成部４２は、読出制御部３３によって読み出された地図画像データに、立体画像調整部３６、交差点案内部３７、ＶＩＣＳ情報表示部３８、操作画面発生部３９、各種マーク発生部４０および誘導経路描画部４１のそれぞれから出力される各画像データを重ねて画像合成を行い、画像表示装置１７に出力する。これにより、合成された画像が画像表示装置１７の画面上に表示される。

図２は、上記のように構成したナビゲーション装置により立体表示モード時に表示されるナビゲーション画面の例を示す図である。図２において、ＣＭは現在の自車位置を示す車両位置マーク、ＴＭは誘導経路を示す矢印、ＰＭは目的地を示す目的地マーク、ＴＭＬは目的地に至る最終経路、ＢＬ１，ＢＬ２，ＢＬ３，・・・・は立体表示された建物である。

図２に示すように、本実施形態では、自車位置ＣＭから見て目的地ＰＭより後方の上空から目的地ＰＭを見下ろした状態で、鳥瞰図による地図を表示するとともに、その鳥瞰図の地図上に複数の建物ＢＬ１，ＢＬ２，ＢＬ３，・・・・を立体表示する。

ここで、目的地ＰＭを後方上空から見下ろす視点は、例えば図３（ａ）に示すように、自車位置ＣＭから目的地ＰＭへの方向に対してｘ度（反時計回りを正方向として−９０≦ｘ≦９０を満たす任意の角度）を成す方向に設定する。図２の例は、ｘ≒４５の場合に相当する。

また、図３（ｂ）に示すように、目的地ＰＭを後方上空から見下ろす視点を、目的地ＰＭへの最終経路ＴＭＬに対してｘ度（反時計回りを正方向として０≦ｘ≦１８０を満たす任意の角度）を成す方向に設定するようにしても良い。このような条件の場合、図２の例は、ｘ≒１３５の場合に相当する。

図３（ａ）の例において、立体画像描画部３４は、車両が所定距離あるいは所定時間だけ移動する毎に、移動後の自車位置から目的地への方向に対してｘ度を成す視点を検出し、その視点から見た立体地図画像を逐次描画する。これにより、ナビゲーション画面上では、車両の移動に伴って、立体地図が少しずつ回転していくように見える。このとき、車両位置マークＣＭと目的地マークＰＭとの相対方向は殆ど変わらず、その間の距離のみが車両の移動に伴って近づいていく。

一方、図３（ｂ）の例の場合は、目的地を後方上空から見下ろす視点は自車位置と関係がないので、車両の移動にかかわらず、ナビゲーション画面上で立体地図を見ている方向は固定のままである。その代わり、車両の移動に伴って車両位置マークＣＭが地図上を少しずつ動いていくように見える。

また、図２の例で目的地ＰＭは、ナビゲーション画面の下方部（画面中央より下側、好ましくは画面最下部近傍）に配置する。このようにすれば、目的地ＰＭの後方から見て当該目的地ＰＭの手前に建物の立体表示がされることが少なくなる。さらに、本実施形態では、目的地ＰＭの手間に建物があるかどうかを判別し、ある場合にはその建物を非表示にしている。これにより、目的地ＰＭを画面下方部に配置してもどうしても目的地ＰＭの手前に建物が存在するような場合があっても、目的地ＰＭの手前には常に建物の立体表示がされないようにすることができる。

このように、自車位置ＣＭの後方上空ではなく、目的地ＰＭの後方上空から見下ろした状態で地図を立体表示することにより、図１４に示した従来例のように目的地が手前の建物の陰に隠れて見えなくなる不都合をなくすことができる。これにより、図２のように、自車位置ＣＭから見て目的地ＰＭの手前にある建物ＢＬ１に邪魔されることなく、目的地ＰＭの周辺の様子（目的地ＰＭの正確な位置や、その周囲の道路幅あるいは駐車場の有無等）を明瞭に確認することができるようになる。

なお、上記の例では、車両位置マークＣＭは、図２に示す地図エリアの外に自車位置があるときにはナビゲーション画面上に表示されず、当該地図エリアの中に自車位置が入った時点からナビゲーション画面上に表示されることとなる。そこで、図４に示すように、ナビゲーション画面を複数の領域（図４の例では縦方向２つ）に分割し、第１の領域に縮尺の大きな広域地図を表示するとともに、第２の領域（目的地周辺）に縮尺の小さな詳細地図を表示するようにしても良い。

この図４に示す立体地図は、目的地ＰＭの後方上空から見た立体地図であって、現在位置ＣＭから目的地ＰＭまでの経路が全て画面内に入るように、分割領域毎に表示縮尺を変えて生成したものである。なお、ここでは画面を２つの領域に分割しているが、更に多くの領域に分割して、表示縮尺を段階的に変えて地図表示するようにしても良い。

また、ナビゲーション画面を２画面に分割して、第１の画面に現在地周辺の地図（自車位置を後方から見た状態で表した平面地図もしくは立体地図）を表示するとともに、第２の画面に目的地周辺の立体地図（目的地を後方上空から見下ろした状態で地図および建物を表した立体地図）を表示するようにしても良い。

図５〜図８は、２画面表示の例を示す図である。このうち図５は、自車位置ＣＭから目的地ＰＭまでが遠距離の場合（例えば、あらかじめ定めた所定距離以上の場合）に表示される画面例を示す。図５において、第１の画面５１には自車位置周辺の平面地図が、ユーザにより指定された縮尺に従って表示される。また、第２の画面５２には図４と同様の立体地図が表示される。

図６は、自車位置ＣＭから目的地ＰＭまでが近距離の場合（例えば、あらかじめ定めた所定距離以下の場合）に表示される画面例を示す。車両の走行に伴って自車位置ＣＭが目的地ＰＭから所定距離以内に近づくと、図５の画面から図６の画面に自動的に切り替えられ、第２の画面５２には目的地周辺の立体地図が図２と同様に詳細に表示される。

図７および図８は、元々設定されている誘導経路からそれて目的地ＰＭまでの経路が大きく変わった場合（誘導経路制御部２９のリルート機能により目的地ＰＭまでの誘導経路が再探索された場合）に表示される画面例を示す。

このうち図７は、図３（ａ）のように立体表示の視点を設定した場合における表示例を示している。この例によれば、リルートした後も、目的地ＰＭから自車位置ＣＭの見える方向がリルート前と殆ど変わらないように目的地周辺の立体地図が回転する。これに対して図８は、図３（ｂ）のように立体表示の視点を設定した場合における表示例を示している。この例によれば、リルートした後も立体地図は回転せず、自車位置ＣＭから目的地ＰＭに至る誘導経路がＴＭ１からＴＭ２に変化する。

以上詳しく説明したように、本実施形態によれば、自車位置から見て目的地より後方の上空から目的地を見下ろした状態で地図および建物を立体表示するようにしたので、目的地が手前の建物の陰に隠れて見えなくなる不都合をなくすことができる。これによりユーザは、目的地周辺の様子を明瞭に確認することができるようになる。

なお、上記実施形態では、目的地を後方上空から見下ろす視点の条件として、図３（ａ）（ｂ）の例を挙げて説明した。これらは両方とも角度ｘの値が固定であるが、これを可変の値としても良い。例えば、立体画像位置検出部３５により検出される建物の位置情報と、誘導経路メモリ３０から読み出される目的地の位置情報とに基づいて、目的地の後方上空から見て当該目的地の手前に建物がない角度ｘを探し出し、その角度ｘを成す後方上空から見下ろした状態で立体画像を描画するようにしても良い。このような角度が１つも存在しない場合には、図３（ａ）あるいは図３（ｂ）のような固定の角度ｘを採用し、目的地の手前にある建物を非表示とすれば良い。

また、上記実施形態では、目的地の手前に建物が存在する場合にはその建物を非表示にする例について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、当該手前の建物を半透化（建物をフレームのみで表し、その後ろにある道路や建物も見えるように表示）するようにしても良い。

また、目的地の手前にある建物を普通に表示するとともに、当該目的地の手前にある建物の高さ情報と、当該建物と目的地との相対位置関係情報（例えば、建物と目的地との間にある道路の幅情報など）に基づいて、目的地の手前にある建物の更に上方から目的地が見えるように視点の高さを変えて地図表示するようにしても良い。

図９は、この場合のナビゲーション装置の構成例を示すブロック図である。なお、図９において、図１に示した符号と同一の符号を付したものは同一の機能を有するものであるので、ここでは重複する説明を省略する。図９に示す例では、図１に示した立体画像描画部３４の代わりに、これと異なる機能を有する立体画像描画部４５を備えている。また、テーブル情報記憶部４６を更に備えている。

テーブル情報記憶部４６は、目的地とその手前の建物との間がどれだけ離れていて、その建物の高さがどれくらいのときに、どの程度まで視点を高くすれば目的地が見えるかを表したテーブル情報をあらかじめ記憶している。立体画像描画部４５は、目的地の手前にある建物の高さ情報（立体画像バッファ２２に格納される建物データ中に含まれる）と、当該建物と目的地との間にある道路幅情報（地図バッファ２１に格納される地図データ中に含まれる）とに基づいて上述のテーブル情報を参照し、目的地が見える視点の高さを求める。そして、その求めた視点の高さから目的地を見下ろした状態の立体画像を描画する。

なお、目的地の手前にある建物の高さ情報と、目的地とその手前の建物との間にある道路の幅情報とが、テーブル情報に記憶されている何れの条件にも合致しない場合は、どんなに視点を高くしても目的地を見ることができないと判断する。この場合は、立体画像描画部４５は規定の高さから立体画像を描画し、立体画像調整部３６が当該手間の建物を非表示とするべく、該当する建物の画像データを消去する。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図１０は、第２の実施形態によるナビゲーション装置の構成例を示すブロック図である。なお、図１０において、図１に示した符号と同一の符号を付したものは同一の機能を有するものであるので、ここでは重複する説明を省略する。

図１０に示す第２の実施形態では、図１に示したＲＯＭ読出制御部２３、立体画像描画部３４の代わりに、これと異なる機能を有するＲＯＭ読出制御部５１、立体画像描画部５２を備えている。

ＲＯＭ読出制御部５１は、誘導経路制御部２９から入力される目的地と自車位置との距離情報（マップマッチング制御部２８から入力される車両現在位置情報と、誘導経路メモリ３０に設定された目的地の位置情報とから求められる）に基づいて、目的地と自車位置との双方が一画面内に同時に入るスケールの地図データおよび建物データをＤＶＤ−ＲＯＭ１１から読み出す。このときＲＯＭ読出制御部５１は、目的地が画面下方部、車両現在位置が画面上方部に位置するような最適なスケールを選択する。

ＤＶＤ−ＲＯＭ１１に記録された地図データは、広い地域を一望するための上位レベル（広域スケール）の地図から、狭い地域を詳細に記述した下位レベル（狭域スケール）の地図まで、レベルと呼ばれる単位に階層化して管理されている。各レベルは、所定の経度および緯度で区切られた区画と呼ばれる矩形領域を単位として分割されている。各区画の地図データは、ＲＯＭ読出制御部５１が区画番号を指定することによって読み出すことが可能となっている。

立体画像描画部５２は、地図バッファ２１に格納された地図データと立体画像バッファ２２に格納された建物データとに基づいて、目的地と自車位置とが一画面内に同時に入るスケールで鳥瞰図による地図および当該鳥瞰図上の建物の立体表示に必要な立体画像データを生成する。このとき立体画像描画部５２は、車両の走行に伴って逐次変化する目的地と自車位置との距離に応じて、鳥瞰図表示する際の視点の高さを徐々に変更しながら立体画像データを逐次再描画する。

次に、上記のように構成した第２の実施形態によるナビゲーション装置の動作を説明する。図１１は、第２の実施形態による地図スケールの切り替えおよび視点高さの変更に関する動作例を示す図である。また、図１２は、地図スケールの切り替えによる画面表示例を示す図である。

図１１に示すように、本実施形態においても第１の実施形態と同様に、目的地ＰＭを起点としてその上空に設定した視点から目的地ＰＭおよび自車位置ＣＭ１〜ＣＭ３を投影する状態で、鳥瞰図による地図を表示するとともに、その鳥瞰図の地図上に複数の建物を立体表示する。

このとき、目的地ＰＭが画面下方部、自車位置ＣＭ１〜ＣＭ３が画面上方部に位置するような最適なスケールに適宜切り替えながら地図を表示する。すなわち、図１１の例において、ＤＶＤ−ＲＯＭ１１内の地図データとして、２０[ｋｍ]スケールの地図データＭＰ１、１[ｋｍ]スケールの地図データＭＰ２、１０[ｍ]スケールの地図データＭＰ３が用意されていたとする。

この場合に、目的地ＰＭとの距離Ｄが２０[ｋｍ]≧Ｄ＞１[ｋｍ]の範囲内に自車位置ＣＭ１があるときには２０[ｋｍ]スケールの地図ＭＰ１を表示し、目的地ＰＭとの距離Ｄが１[ｋｍ]≧Ｄ＞１０[ｍ]の範囲内に自車位置ＣＭ２があるときには１[ｋｍ]スケールの地図ＭＰ２を表示し、目的地ＰＭとの距離Ｄが１０[ｍ]≧Ｄの範囲内に自車位置ＣＭ３があるときには１０[ｍ]スケールの地図ＭＰ３を表示する。

すなわち、例えば２０[ｋｍ]スケールの地図ＭＰ１上で自車位置ＣＭ１が目的地ＰＭに向かって移動していき、目的地ＰＭと自車位置ＣＭ１との間の距離が次の１[ｋｍ]スケールの値まで小さくなったときに、２０[ｋｍ]スケールの地図ＭＰ１から次の１[ｋｍ]スケールの地図ＭＰ２へと切り替えを行って表示する。１[ｋｍ]スケールの地図ＭＰ２から１０[ｍ]スケールの地図ＭＰ３への切り替えも同様にして行う。

このように、目的地ＰＭと自車位置ＣＭ１〜ＣＭ３との距離に応じて地図スケールを適宜切り替えながら表示することにより、図１２に示すように、自車位置が目的地にどの程度近づいても、目的地ＰＭを画面下方部（好ましくは、画面最下部の中央付近）に固定して表示するとともに、自車位置ＣＭ１〜ＣＭ３を画面上方部（好ましくは、画面最上部の中央付近）に表示することができる。

さらに、本実施形態では、逐次変化する目的地ＰＭと自車位置ＣＭ１〜ＣＭ３との距離に応じて、視点の高さを徐々に変更しながら地図を表示している。すなわち、図１１の例において、２０[ｋｍ]スケールの地図ＭＰ１に切り替えた直後では、視点ＶＷ１の位置から投影した立体地図データを描画する。その後、自車位置ＣＭ１が所定距離あるいは所定角度だけ進む毎に、視点ＶＷ１の高さを徐々に下げながら立体地図データを逐次描画していく。

そして、２０[ｋｍ]スケールの地図ＭＰ１から１[ｋｍ]スケールの地図ＭＰ２に切り替えられた直後では、視点ＶＷ２の位置から投影した立体地図データを描画する。同様にして、その後自車位置ＣＭ２が所定距離あるいは所定角度だけ進む毎に、視点ＶＷ２の高さを徐々に下げながら立体地図データを再描画していく。そして、１０[ｍ]スケールの地図ＭＰ３に切り替えられた直後には、視点ＶＷ３の位置から投影した立体地図データを描画する。

最小スケール（１０[ｍ]スケール）の地図ＭＰ３に切り替えた後は、車両の走行に伴い自車位置ＣＭ３が目的地ＰＭに向かって徐々に移動していくように描画する。その間も視点ＶＷ３の高さを徐々に下げて、実際の目的地ＰＭの高さに近づけていく。そして、最終的に目的地ＰＭに到着した時点で、当該目的地ＰＭの高さから見た状態の立体地図データを描画するようにする。

図１３は、目的地周辺における地図画像の画面表示例を示す図である。目的地ＰＭがビルの中の上位階にある場合には、図１３（ａ）のように、目的地ＰＭの上位階から自車を覗き込むような視点で地図が表示される。一方、目的地ＰＭが地上にある場合には、図１３（ｂ）のように、地上の目線位置から自車を見るような視点で地図が表示される。

このように、目的地ＰＭと自車位置ＣＭ１〜ＣＭ３との距離に応じて単に地図スケールを切り替えるだけでなく、視点ＶＷ１〜ＶＷ３の高さを徐々に低く変更していくようにして地図を逐次再描画することにより、自車位置ＣＭ１〜ＣＭ３を画面上方部（画面最上部の中央付近）にほぼ固定して表示することができる。

すなわち、単に地図スケールを切り替えるだけでは、切り替えが行われる間の同じスケールの地図を使用中は、自車位置ＣＭ１〜ＣＭ３が画面上方部で目的地ＰＭに向かって多少移動する。これに対して、視点ＶＷ１〜ＶＷ３の高さを徐々に低くすることにより、より低い位置から鳥瞰した場合に得られる距離の圧縮効果によって、同じスケールの地図を使用中でも自車位置ＣＭ１〜ＣＭ３が画面上方部で殆ど動かないように見せることが可能となる。

目的地ＰＭを画面下方部、自車位置ＣＭ１〜ＣＭ３を画面上方部にほぼ固定して表示できることにより、目的地ＰＭと自車位置ＣＭ１〜ＣＭ３との位置関係を分かりやすい形でユーザに提供することができる。また、画面内で自車位置ＣＭ１〜ＣＭ３から目的地ＰＭまでの距離をできるだけ大きくとることができ、その間の誘導経路を画面全体にわたってフルに表示することができる。

以上詳しく説明したように、第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に自車位置から見て目的地より後方の上空から目的地を見下ろした状態で地図および建物を立体表示するようにしたので、目的地が手前の建物の陰に隠れて見えなくなる不都合をなくすことができる。これによりユーザは、目的地周辺の様子を明瞭に確認することができるようになる。

また、上記第２の実施形態では、目的地と自車位置とを一画面内に同時に表示可能となるように地図スケールを適宜切り替えながら地図を表示するようにしたので、ユーザは目的地周辺の様子だけでなく、目的地と現在地との位置関係も直感的に理解することができる。また、目的地と自車位置との距離に応じて視点の高さを徐々に変更するようにしたので、画面を有効利用して、現在地から目的地までの情報を画面上にフルに表示することができる。

なお、上記第２の実施形態では、自車位置ＣＭ１〜ＣＭ３と目的地ＰＭとが一画面内に入る地図スケールを選択する例について説明したが、これに限定されない。例えば、誘導経路が大きく屈曲している場合、比較的遠方に経由地が設定されているような場合などには、自車位置ＣＭ１〜ＣＭ３と目的地ＰＭとが一画面内に入っていても、その間における誘導経路の一部が一画面内に入りきらないケースもある。このような場合に対応するために、自車位置ＣＭ１〜ＣＭ３と目的地ＰＭ、更にその間における誘導経路の全てが一画面内に入るような地図スケールを適宜選択するようにしても良い。

また、上記実施形態では、あらかじめ用意された離散的なスケールの地図を単に切り替えて表示する例について説明したが、これに限定されない。例えば、車両が所定距離あるいは所定角度だけ移動する毎に、そのときの自車位置ＣＭ１〜ＣＭ３と目的地ＰＭとの距離に応じたスケールの地図を補間演算によって生成して、逐次再描画するようにしても良い。

例えば、目的地ＰＭとの距離Ｄが２０[ｋｍ]≧Ｄ＞１[ｋｍ]の範囲内に自車位置ＣＭ１があるときに、当該自車位置ＣＭ１の位置に応じて、２０[ｋｍ]スケールの地図と１[ｋｍ]スケールの地図とを用いて補間演算を行うことにより、そのときの距離Ｄに応じたスケールの地図を逐次生成して再描画するようにする。このようにした場合も、自車位置ＣＭ１〜ＣＭ３が画面上方部で殆ど動かないように見せることができる。

以上に説明した第１および第２の実施形態による立体表示の手法は、ハードウェア構成、ＤＳＰ、ソフトウェアの何れによっても実現することが可能である。例えばソフトウェアによって実現する場合、各実施形態のナビゲーション制御装置１００は、実際にはコンピュータのＣＰＵあるいはＭＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを備えて構成され、ＲＡＭやＲＯＭに記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。

したがって、コンピュータが各実施形態の機能を果たすように動作させるプログラムを例えばＣＤ−ＲＯＭのような記録媒体に記録し、コンピュータに読み込ませることによって実現できるものである。上記プログラムを記録する記録媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ以外に、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、光ディスク、光磁気ディスク、ＤＶＤ、不揮発性メモリカード等を用いることができる。

また、最近のナビゲーション装置は通信機能を備えるものや、通信機能を備えた携帯電話等に接続して使用できるものが存在する。この種のナビゲーション装置の場合は、上記プログラムをインターネット等のネットワークを介してコンピュータにダウンロードすることによっても上述した各実施形態の機能を実現することができる。

また、各実施形態によるナビゲーション制御装置１００の機能をネットワーク環境で実現するべく、全部あるいは一部のプログラムが他のコンピュータで実行されるようになっていても良い。

また、コンピュータが供給されたプログラムを実行することにより各実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）あるいは他のアプリケーションソフト等と共同して各実施形態の機能が実現される場合や、供給されたプログラムの処理の全てあるいは一部がコンピュータの機能拡張ボードや機能拡張ユニットにより行われて各実施形態の機能が実現される場合も、かかるプログラムは本発明の実施形態に含まれる。

その他、上記第１および第２の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその精神、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

本発明は、地図上に建物を立体表示する機能を備えたナビゲーション装置において、目的地の正確な位置や周囲の状況、目的地と現在地との位置関係等を分かりやすく立体表示できるようにするのに有用である。

第１の実施形態によるナビゲーション装置の構成例を示すブロック図である。 第１の実施形態のナビゲーション装置により立体表示モード時に表示されるナビゲーション画面の例を示す図である。 目的地を後方上空から見下ろす視点のとり方の例を示す図である。 第１の実施形態のナビゲーション装置により立体表示モード時に表示されるナビゲーション画面の他の例を示す図である。 ナビゲーション画面を２画面に分割した表示例を示す図であり、自車位置から目的地までが遠距離の場合に表示される画面例を示す図である。 ナビゲーション画面を２画面に分割した表示例を示す図であり、自車位置から目的地までが近距離の場合に表示される画面例を示す図である。 ナビゲーション画面を２画面に分割した表示例を示す図であり、リルートが行われた場合に表示される画面例を示す図である。 ナビゲーション画面を２画面に分割した表示例を示す図であり、リルートが行われた場合に表示される他の画面例を示す図である。 第１の実施形態によるナビゲーション装置の他の構成例を示すブロック図である。 第２の実施形態によるナビゲーション装置の構成例を示すブロック図である。 第２の実施形態による地図スケールの切り替えおよび視点高さの変更に関する動作例を示す図である。 地図スケールの切り替えによる画面表示例を示す図である。 第２の実施形態による目的地周辺の地図画像の画面表示例を示す図である。 従来の画面表示例を示す図である。

符号の説明

２１ 地図バッファ
２２ 立体画像バッファ
３１ 地図描画部
３２ ＶＲＡＭ
３３ 読出制御部
３４ 立体画像描画部
３５ 立体画像位置検出部
３６ 立体画像調整部
４５ 立体画像描画部
４６ テーブル情報記憶部
５１ ＲＯＭ読出制御部
５２ 立体画像描画部

Claims (17)

1. 建物を地図上に立体表示するナビゲーション用立体表示方法において、
   自車位置から見て目的地より後方上空から上記目的地を見下ろした状態で地図を鳥瞰図表示するとともに、当該鳥瞰図の地図上に建物を立体表示するようにしたことを特徴とするナビゲーション用立体表示方法。
2. 上記目的地を後方上空から見下ろす視点は、上記目的地への最終経路に対して水平面内でｘ度（０≦ｘ≦１８０）を成す方向の上空に設定することを特徴とする請求項１に記載のナビゲーション用立体表示方法。
3. 上記目的地を後方上空から見下ろす視点は、上記自車位置から上記目的地への方向に対して水平面内でｘ度（−９０≦ｘ≦９０）を成す方向の上空に設定することを特徴とする請求項１に記載のナビゲーション用立体表示方法。
4. 上記目的地が画面下方部に位置するような形態にて地図表示を行うようにしたことを特徴とする請求項１に記載のナビゲーション用立体表示方法。
5. 上記目的地を上記後方上空から見た場合に上記目的地の手前にある建物を非表示にすることを特徴とする請求項４に記載のナビゲーション用立体表示方法。
6. 上記目的地を上記後方上空から見た場合に上記目的地の手前にある建物も表示するとともに、上記目的地の手前にある建物の高さ情報および当該建物と上記目的地との相対位置関係情報に基づいて、上記目的地の手前にある建物の上方から上記目的地が見えるように視点の高さを変えて地図表示を行うようにしたことを特徴とする請求項１に記載のナビゲーション用立体表示方法。
7. 画面を複数に分割して、第１の画面には上記自車位置を後方から見た状態で地図を表示し、第２の画面には上記目的地を後方上空から見下ろした状態で地図を鳥瞰図表示するとともに、当該鳥瞰図の地図上に建物を立体表示するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のナビゲーション用立体表示方法。
8. 上記目的地と上記自車位置との間の距離情報に基づいて、少なくとも上記目的地と上記自車位置との双方を一画面内に同時に表示可能なスケールに適宜切り替えながら地図表示を行うようにしたことを特徴とする請求項１に記載のナビゲーション用立体表示方法。
9. 上記目的地が画面下方部に位置し、かつ、上記自車位置が画面上方部に位置するように上記スケールの切り替えを行うことを特徴とする請求項８に記載のナビゲーション用立体表示方法。
10. 上記目的地と上記自車位置との間の距離情報に基づいて、上記目的地を見下ろす視点の高さを変えながら地図表示を行うようにしたことを特徴とする請求項８または９に記載のナビゲーション用立体表示方法。
11. 自車位置から見て目的地より後方上空から上記目的地を見下ろした状態の鳥瞰図によって地図を描画するとともに、当該鳥瞰図の地図上に建物を立体的に描画する目的地基準画像描画手段と、
    上記目的地基準画像描画手段により描画された目的地基準の立体画像を表示装置に表示するように制御する表示制御手段とを備えたことを特徴とするナビゲーション装置。
12. 上記目的地基準画像描画手段は、上記目的地が画面下方部に位置するような形態にて地図を描画することを特徴とする請求項１１に記載のナビゲーション装置。
13. 上記目的地基準画像描画手段は、上記目的地を上記後方上空から見た場合に上記目的地の手前にある建物を描画しないようにして上記目的地が見えるような形態にて他の建物を描画することを特徴とする請求項１２に記載のナビゲーション装置。
14. 上記自車位置を後方から見た状態で地図を描画する現在地基準画像描画手段を備え、
    上記表示制御手段は、上記表示装置の画面を複数に分割し、第１の画面に対して上記現在地基準画像描画手段により描画された現在地基準の画像を表示するとともに、第２の画面に対して上記目的地基準画像描画手段により描画された目的地基準の立体画像を表示するように制御することを特徴とする請求項１１に記載のナビゲーション装置。
15. 上記目的地基準画像描画手段は、上記目的地と上記自車位置との間の距離情報に基づいて、少なくとも上記目的地と上記自車位置との双方を一画面内に同時に表示可能なスケールに適宜切り替えながら地図を描画することを特徴とする請求項１１に記載のナビゲーション装置。
16. 上記目的地基準画像描画手段は、あるスケールの地図上で上記自車位置が上記目的地に向かって移動していき、上記目的地と上記自車位置との間の距離が次のスケールの値まで小さくなったときに、上記あるスケールから上記次のスケールへの切り替えを行って地図を描画することを特徴とする請求項１５に記載のナビゲーション装置。
17. 上記目的地基準画像描画手段は、上記目的地と上記自車位置との間の距離情報に基づいて、上記目的地を見下ろす視点の高さを変えながら地図を描画することを特徴とする請求項１５または１６に記載のナビゲーション装置。

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