JPH10177638A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】各地図要素の高さ情報の有無に依らず、違和感
のない立体地図を表示する。 【解決手段】データベースに登録された地図情報に含ま
れる標高データに基づいて地形の３次元モデルを作成し
（ステップ４００）、データベースに登録された属性情
報に各地図要素の形状データに高さ情報が含まれるか否
かを判定する（ステップ４０１）。そして、形状データ
が高さ情報を含む場合には、当該形状データを用いて地
図要素の３次元形状のモデルを作成し（ステップ４０
２）、形状データが高さ情報を含まない場合には、当該
形状データと、データベースに登録された地図情報に含
まれる標高データから算出した高さ情報を用いて当該地
図要素の３次元モデルを作成する

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地図情報処理シス
テムに係り、特に、ドライバーに違和感を与えない立体
的な地図を表示することができるナビゲーション装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】都市開発や土地管理等に利用される地図
情報システムにおいては、データベースに登録された地
図情報（地形の標高データ等）と属性情報（各地図要素
（建造物や道路等）毎に、形状データや名称等を含むデ
ータが登録された情報）と等に基づいて、建造物等と背
景との整合の取れた三次元画像（以下、景観画像と呼
ぶ）を再現することが要求されている。そこで、こうし
た要求に対応するための方法として、以下に説明する特
開昭６２-２７４４６９号公報記載の景観画像合成処理
方式等が提案されている。

【０００３】特開昭６２-２７４４６９号公報記載の景
観画像合成処理方式は、地図情報に基づいて作成した地
形の３次元画像と、属性情報に基づいて作成した各地図
要素の３次元画像とを合成することによって、より自然
な景観画像を作成する方法である。本方法によれば、地
図を一見しただけでは把握しにくい地上付近から眺めた
景観等を、よりリアルに表示することができる。即ち、
本方法をナビゲーションシステムに適用すれば、ドライ
バーは、ディスプレイ等に表示された立体地図から、実
際の車両の走行位置の周辺の状況を違和感なく把握する
ことができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】さて、上記特開昭６２
-２７４４６９号公報記載の景観画像合成処理方式にお
いては、全地図要素についての高さ情報がデータベース
に登録されていることが前提とされている。従って、既
存の地図情報システムのデータベースや、将来的に提供
される各種の地図情報システムのデータベースをそのま
ま利用できる可能性は少ない。

【０００５】また、上記特開昭６２-２７４４６９号公
報記載の景観画像合成処理方式においては、道路整備等
による交通環境が変化してもデータベースは更新されな
い。従って、本方法を適用したナビゲーションシステム
においては、人為的にデータベースの更新が定期的に行
われない限り、過去の或る時点における地図情報がデー
タベースに登録されているので、現在の交通環境に合っ
た立体地図が表示されない。つまり、最新の交通情報を
ドライバに提供するために、定期的なデータベースのメ
ンテナンスが必要とされる。

【０００６】そこで、本発明は、各地図要素の高さ情報
の有無に依らず、違和感のない立体地図を表示すること
ができる画像表示装置を提供し、各種の地図情報システ
ムのデータベースを効率的に利用することを目的とす
る。また、こうした画像表示装置を利用したナビゲーシ
ョンシステムにおいて、現在の交通環境に合った最新の
立体地図表示を可能とすることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本目的は、地図情報に基づいて当該地図情報が表す
地図の画像を表示する画像表示装置であって、地表面の
三次元形状を表す地形データと、当該地表面上に位置し
ている構造物の構造物の高さを含む三次元形状を表す立
体データと、前記構造物とは異なる構造物の二次元形状
を表す平面データとを記憶した前記地図情報と、前記地
図情報に記憶された前記地形データによって表される三
次元形状の地形モデルを生成する地形モデル生成手段
と、前記地図情報に記憶された各平面データが表す二次
元形状の前記各構造物のモデルをそれぞれ生成する二次
元モデル生成手段と、前記地図情報に記憶された各立体
データが表す三次元形状の前記各構造物のモデルをそれ
ぞれ生成する三次元モデル生成手段と、前記二次元モデ
ル生成手段が生成した前記各構造物のモデルと前記三次
元モデル生成手段が生成した前記各構造物のモデルと
を、前記地形モデル生成手段が生成した前記地形モデル
に配置する合成手段と、前記表示する地図の画像とし
て、前記合成手段が前記各構造物のモデルを配置した前
記地形モデルを任意の視点位置に対して定まる投影面に
投影した投影図を作成する投影手段とを備えることを特
徴とする画像表示装置を提供する。

【０００８】したがって、本発明に係る画像表示装置に
よれば、地図情報中に、構造物の二次元形状を表す形状
データと、構造物の三次元形状を表す形状データとが混
在していても、即ち、各構造物の高さ情報の有無に依ら
ず、違和感のない立体地図を表示することができる。従
って、各種の地図情報システムのデータベースをそのま
ま利用することが可能となると思われる。また、こうし
た画像表示装置を車両に搭載し、車両の走行路の勾配に
応じて、地図情報に含まれる地形の形状データを適宜補
正するようにすれば、現在の交通環境に合った最新の立
体地図表示が可能となる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照しなが
ら、本発明に係る実施の一形態をナビゲーション装置に
適用した場合について説明する。

【００１０】最初に、図１により、本実施の形態に係る
ナビゲーション装置の基本構成について説明する。

【００１１】本ナビゲーション装置は、地図情報(地形
の標高データ等)と属性情報(各地図要素の形状を表す形
状データ等)とを登録したデータベースが格納された記
憶装置１０３(ＣＤ−ＲＯＭ、ＩＣカード等)と、記憶装
置１０３に格納された地図情報等から作成される立体地
図等をグラフィック表示するディスプレイ１０２(ＣＲ
Ｔ、液晶ディスプレイ等)と、音声データの入出力を行
う音声入出力装置１０４と、ドライバからの入力を受け
付ける入力装置(ジョイスティックやスクロールキー等
のハードスイッチ、ディスプレイ１０２上に表示された
タッチパネル等)１０５と、本ナビゲーション装置全体
を制御する演算処理部１０１と、人工衛星からのＧＰＳ
信号を受信するＧＰＳ受信装置１０９と、路上のビーコ
ンから発信される道路交通情報(工事による通行止め等
の交通規制に関する情報や、駐車場に関する情報等)や
ＦＭ多重放送を受信する受信装置１１０と、車両に搭載
されたＥＣＵとの間の情報転送(ドアの開閉状態、各ラ
イトの点灯状態、エンジンの状態等に関する情報の転
送)を制御するＬＡＮ装置１１１と、演算処理部１０１
において実行される車両の走行位置の検出処理等に使用
されるパラメータを得るための各種センサ１０６，１０
７，１０８，１１２とを備える。尚、ここでいう各種セ
ンサとは、通常の車両に一般的に搭載されているセンサ
であり、具体的には、所定の方位(例えば、東)を基準と
する車両の進行方位を地磁気を利用して検出する方位セ
ンサ１０７や、所定の方位(例えば、東等)を基準とする
車両の回転角を検出するジャイロ１０８(光ジャイロ、
振動ジャイロ等)や、車両の旋回の検出等に利用される
左右輪の回転数の差分から車両が曲がった角度を測定す
る車輪速センサ１０６や、車両の走行路の勾配を検出す
る勾配センサ１１２等がこれに当たる。尚、演算処理装
置１０１からディスプレイ１０２に伝送される映像信号
Ｓ１には、一般に、ＲＧＢ信号を線形変換して作成した
ＮＴＳＣ信号(National Television System Committ
ee)が採用されている。

【００１２】さて、図１の演算処理装置１０１は、図２
に示すように、各種コマンド処理等を格納したＲＯＭ１
２０３と、各種演算処理を定義したプログラム等を格納
したＲＡＭ１２０４と、ＲＡＭ１２０４に記憶されたプ
ログラムに従って各種演算処理等を実行するＣＰＵ１２
０１と、各デバイスとＲＡＭ１２０２との間のデータ転
送の高速化を実現するＤＭＡ(Direct Memory Access)
１２０２と、ベクトルデータから画素データへの変換処
理と図形要素の描画処理等を実行する描画コントローラ
１２０５と、各画素の色彩を記憶したＶＲＡＭ１２０６
と、ＶＲＡＭ１２０６に記憶された各画素の色彩をＲＧ
Ｂ信号に変換してディスプレイ１０２に転送するカラー
パレット１２０７と、各種センサ１０６，１０７，１０
８からの出力信号等をデジタル変換するＡ／Ｄ変換器１
２０８と、シリアル信号をパラレル信号に変換するＳＣ
Ｉ１２０９と、各デバイス間を接続したバスにパラレル
信号をのせるＰＩＯ１２１０と、パルス信号を積分する
カウンタ１２１１とを備える。

【００１３】更に、こうした演算処理部１０１の機能的
構成を説明すると、以下のようになる。即ち、図１の演
算処理部１０１は、図３に示すように、記憶装置１０３
に格納されたデータベースから地図情報等を取り出すデ
ータ読込部３０９と、ドライバが入力したコマンド等を
解析するコマンド解析部３００と、ＧＰＳ受信装置１０
９が受信したＧＰＳ信号Ｓ８等を用いて車両の走行位置
を逐次算出する位置算出部３０１と、車輪速センサ１０
６からの出力信号Ｓ５とジャイロ１０８からの出力信号
Ｓ７とを用いて位置算出部３０１が算出した車両の走行
位置を補正するマップマッチ処理を実行するマップマッ
チ処理部３０３と、マップマッチ処理部３０３で補正さ
れた車両の走行位置を適当なタイミングで記憶する軌跡
記憶部３０４と、データ読込部３０９が取り出した地図
情報に含まれる道路データ(ノード間を連結したリンク
の集合データ)から２地点間を結ぶ経路をダイクストラ
法等を用いて検索する経路計算部３０５と、経路計算部
３０５の検索により得られた経路情報を記憶する経路記
憶部３１０と、データ読込部３０９が取り出した地図情
報等を用いて後述の立体地図作成処理を実行して立体地
図を作成する処理等を行う表示処理部３０２と、ディス
プレイ１０２上にタッチパネル等を表示するメニュー表
示部３０７と、経路記憶部３１０が記憶する経路情報の
内から任意の経路情報を検索する経路誘導部３０８、勾
配センサ１１２の出力を用いて後述のデータベースの更
新処理を行うデータベース更新部(不図示)とを備える。

【００１４】以上で、本実施の形態に係るナビゲーショ
ン装置の基本構成についての説明を終り、以下、図３に
示した演算処理部１０１の各ブロックで実行される各種
の処理について順番に説明してゆく。

【００１５】まず、通常のナビゲーション装置としての
基本的機能を実現するための処理の概略について説明す
る。但し、ここでは、ディスプレイ１０２上には、既
に、表示処理部３０２が作成した適当な立体地図が表示
されていることとする。

【００１６】位置算出部３０１は、通常、ＧＰＳ受信装
置１０９が受信した３つ以上の人工衛星からのＧＰＳ信
号Ｓ８を用いて車両の走行位置(ｘg，ｙg，ｚg)を逐次
算出する。ところが、ＧＰＳ信号Ｓ８を受信できないト
ンネル内やビル影等にさしかかると、位置算出部３０１
は、車輪速センサ１０６からの出力信号Ｓ５とジャイロ
１０８からの出力信号Ｓ７と方位センサ１０７からの出
力信号Ｓ６と、勾配センサ１１２からの出力信号Ｓ１１
と、次式とを用いて車両の走行位置(ｘ，ｙ，ｚ)を逐次
算出する。

【００１７】

【数１】

【００１８】

【数２】

【００１９】

【数３】

【００２０】ここで、θは、ジャイロ１０８及び方位セ
ンサ１０７で検出された車両の進行方位であり、Ｒは、
勾配センサ１１２で検出された車両の傾斜角であり、Δ
Ｌ₁は、車輪速センサ１０６で検出された車輪速度の積
分値から求めた車両の進行距離である。また、(ｘ₀，ｙ
₀，ｚ₀)は、前回算出した車両の走行位置の座標であ
る。

【００２１】その後、マップマッチ処理部３０３は、位
置算出部３０１で算出された車両の走行位置(ｘ，ｙ，
ｚ)に含まれる誤差(各種センサの出力誤差に起因する誤
差)を除去するために、マップマッチ処理を実行する。
即ち、データ読込部３０９が取り出した地図情報に含ま
れる道路データから認識される道路と、位置算出部３０
１が算出した車両の走行位置(ｘ，ｙ，ｚ)との比較によ
って車両の走行路を認識し、更に、走行路と車両の走行
位置との整合がとれるように、車両の走行路の位置を基
準として車両の走行位置(ｘ，ｙ，ｚ)を補正する。

【００２２】このようにして最終的に車両の走行位置
(ｘ，ｙ，ｚ)が定まったら、表示処理部３０２は、ディ
スプレイ１０２に表示されている立体地図上の、車両の
走行位置(ｘ，ｙ，ｚ)に相当する位置にアイコン等を更
新表示する。このとき、ドライバーが目的地迄の進路を
確認しやすいように、ジャイロ１０８や方位センサ１０
７で検出された車両の進行方位等も併せて表示する。

【００２３】また、ドライバが入力装置で所望の目的地
迄の誘導を指示すると、コマンド解析部３００における
解析結果に応じて、経路誘導部３０８は、経路記憶部３
１０が記憶する経路情報の内から、ドライバ所望の目的
地迄の最適経路を表す経路情報を検索する。ここでいう
最適経路とは、例えば、費用や所要時間を加味した最短
経路等のことであり、本実施の形態では、受信装置１１
０で受信した道路交通情報等と、各経路情報から算出さ
れる車両の走行位置(ｘ，ｙ，ｚ)と目的地迄の距離とに
基づいて決定した経路のことである。そして、表示処理
部３０２は、経路誘導部３０８が検索した経路情報に基
づいて、立体地図上において、車両の走行位置からドラ
イバ所望の目的地迄の最適経路を軌跡マーク等を用いて
表示したり、車両の進行すべき方向を表すアイコン等を
表示する。尚、必要であれば、ドライバ所望の目的地迄
の最適経路を表す経路情報を、ドライバーが認識可能な
音声データに変換してから、音声入出力装置１０４で出
力するようにしても構わない。

【００２４】次に、図７に示した表示処理部３０２の機
能構成に対応付けながら、本実施の形態に係る立体地図
作成処理を図４を用いて説明する。但し、ここでは、コ
マンド解析部３００における解析結果に応じて、既に、
データ読込部３０９が、ドライバの指定する領域に対応
する地図情報及び属性情報をデータベースから取り出し
ているものとする。

【００２５】ステップ４００において、データ読込部３
０９によってデータベースから取り出された地図情報に
含まれる標高データに基づいて、地形の３次元モデルを
既定の縮尺で生成する。

【００２６】次いで、ステップ４０１において、高さ情
報判定部７００は、データ読込部３０９が地図情報と共
に取り出した属性情報を参照し、ある地図要素の形状デ
ータのデータ構造(即ち、高さ情報の有無)を識別する。
このとき、高さ情報判定部７００が形状データにおける
高さ情報の設定を確認した場合には、ステップ４０３に
おいて、三次元形状生成部７０１が、属性情報に登録さ
れた形状データが表す３次元形状の３次元モデルを既定
の縮尺で作成し、高さ情報判定部７００が形状データに
おける高さ情報の未設定を確認した場合には、ステップ
４０４において、二次元形状生成部７０２が、属性情報
に登録された形状データが表す２次元形状と、地図情報
に含まれる標高データから算出される当該地図情報の高
さ情報とに基づいて３次元モデルを既定の縮尺で作成す
る。尚、属性情報に登録された他の地図要素についても
ステップ４０１からの一連の処理を同様に実行し、最終
的には、地図に含まれる全地図要素のモデルを作成す
る。

【００２７】そして、ステップ４０５において、三次元
形状生成部７０１または二次元形状生成部７０２が、全
地図要素の３次元モデルの作成終了を判定したら、ステ
ップ４０６において、合成部７０３は、以上の処理によ
って作成した地形の３次元モデルと全地図要素のモデル
とを所定の３次元座標空間に配置する。その後、座標変
換部７０４は、所定の視点位置からの透視投影図を作成
し、更に、３次元物体の投影処理等において一般に行わ
れる隠線消去等の画像処理を透視投影図に施した後、ス
テップ４０７において、これを立体地図としてディスプ
レイ１０２上に表示する。このような立体地図作成によ
って作成された立体地図においては、図５に示すよう
に、標高データから作成された山岳５０１及び海５０３
の画像や、高さ情報を含む形状データから作成された構
造物５０２等の画像は、それぞれ個別に、立体的に表示
されることになり、高さ情報を含まない形状データと標
高データとからに基づいて作成した道路５０４は、地形
に沿って表示されることになる。

【００２８】さて、図５から判断されるように、道路
は、実際の状況とは多少相違していても、地形の起伏に
沿って表示されいれば、ドライバーの道路状況の認識に
殆ど影響を与えない。従って、道路に関しては、属性情
報に、高さ情報を含まない形状データが登録される可能
性が高い。しかし、図４の立体地図作成処理のように、
形状データに含まれていなかった高さ情報を標高データ
で補って３次元モデルを作成すると、道路に関しては、
以下に示すような不都合が生じる場合がある。即ち、図
６に示すように、峡谷６００等に渡されている高架道６
０１等が、現実とはかけ離れた、峡谷に沿った道路６０
２として表示される可能性がある。従って、このような
不都合が生じないように、本実施例では、道路について
は、図８に示すようなモデル生成処理によって３次元モ
デルを作成することにする。

【００２９】まず、勾配検出部７０５は、ステップ８０
０において、図６に示すように道路の始点Ｎ₁と終点Ｎ
ｎとの間に、適当な間隔毎に分割点Ｎ₁，．．，Ｎｎを
設定しする。尚、分割点Ｎ₁，．．，Ｎｎとして、地図
情報に含まれている道路データのノードや、道路描画に
使用するためにノード間に設定された補間点等を使用し
ても構わない。その後、勾配検出部７０５は、ステップ
８０１において、各分割点Ｎ₁，．．，Ｎｎにおける勾
配ｍ(即ち、連続する分割点Ｎｋ，Ｎｋ+１間の標高差
Ｄ)を算出し、更に、ステップ８０２において、道路の
始点Ｎ₁と終点Ｎｎとの間の地形変化を検出する。即
ち、標高データが急激に変動する区間(即ち、勾配ｍが
急激に所定の値ｈ以上減少し、再度、急激に所定の値ｈ
以上増加する区間)を渓谷区域と判定し、それ以外の区
間を一般道区域と判定する。尚、ここでいう所定の値ｈ
とは、急勾配を判定するための基準となる値であり、本
実施の形態では、道路測量等の結果に基づいて適当に定
めた値を使用している。その後、ステップ８０３におい
て、高さ情報設定部７０６は、勾配検出部７０５により
一般道区域と判定された区間に含まれる各分割点の高さ
情報として、各分割点における実際の標高データを設定
し、勾配検出部７０５により渓谷区域と判定された区間
に含まれる各分割点の高さ情報としては、渓谷区域の始
点である分割点Ｎｋにおける標高データを設定する。こ
のとき、渓谷区域から一般道区域への境界にある分割点
Ｎｍ，Ｎｍ+１において不連続な高さ情報が設定されて
いる可能が高いので、渓谷区域の高さ情報が滑らかに変
化するように、スプライン関数等を用いて、渓谷区域の
全分割点Ｎｋ，．．．Ｎｍ+１の高さ情報を補間するこ
とが望ましい。

【００３０】以上の処理を終了し、道路の始点Ｎ₁と終
点Ｎｎとの間の全分割点Ｎ₁，．．，Ｎｎの高さ情報を
設定したら、ステップ８０４において、三次元合成部７
０３は、高さ情報設定部７０６が設定した全分割点
Ｎ₁，．．，Ｎｎの高さ情報と、属性情報に登録された
道路の形状データとを用いて道路の３次元モデルを既定
の縮尺で作成する。

【００３１】このようなモデル生成処理によって道路の
３次元モデルを作成すれば、図４のステップ４０７にお
いて、ディスプレイ１０２上に表示される立体地図に
は、図６に示すように、峡谷６００に渡されている高架
道６０１の画像が表示される。また、図９に示すよう
に、ステップ８０４においては、一般道路区域の分割点
Ｎ₁，．．，Ｎｎの高さ情報と、属性情報に登録された
道路の形状データとを用いて一般道路区域の道路の３次
元モデルだけを作成するようにし、別途ステップ９００
において、峡谷区域の分割点Ｎｋ，．．．Ｎｍ+１の高
さ情報と、属性情報に登録された適当な地図要素(例え
ば、高架橋等)の形状データとを用いて地図要素の３次
元モデルを既定の縮尺で作成するようにすれば、図１０
に示すように、ディスプレイ１０２上に表示される立体
地図に、峡谷６００に渡されている高架道等の画像１０
００を表示させることもできる。

【００３２】ところで、道路以外の地図要素に関して
は、属性情報に高さ情報を含まない形状データが登録さ
れていても、単に地図情報に含まれる標高データによっ
て高さ情報を補ってしまうと不都合を生じる可能性が高
い。例えば、ビル等の建造物が地形に貼り付くように表
示された、不自然な立体地図が作成される場合がある。
そこで、地図要素の属性毎に当該地図要素の高さ情報の
デフォルト値をデータベースに登録し、且つ、図１１に
示すように、図４の立体地図作成処理に新たにステップ
１１００の処理とステップ１１０１の処理とを組み入れ
れば、こうした不都合を解消することができる。即ち、
ステップ１１００において、ステップ４０１で高さ情報
の未設定が確認された地図要素が属する属性の高さ情報
のデフォルト値を検索し、ステップ１１００でデフォル
ト値が取り出された場合には、ステップ１１０１におい
て、当該地図要素の高さ情報として、データベースに登
録されたデフォルト値を設定する。その結果、属性情報
に高さ情報が未設定の地図要素の内で、高さ情報のデフ
ォルト値が登録されていない属性に属する地図要素の３
次元モデルは、ステップ４０４において、二次元形状生
成部７０２によって、属性情報に登録された形状データ
が表す２次元形状と、地図情報に含まれる標高データか
ら算出される当該地図情報の高さ情報とに基づいて作成
されることになり、高さ情報のデフォルト値が登録され
ている属性に属する地図要素の３次元モデルは、ステッ
プ４０３において、三次元形状生成部７０１により、属
性情報に登録された形状データと、ステップ１１００で
設定した高さ情報とに基づいて作成されることになる。

【００３３】このように、本実施の形態に係るナビゲー
ション装置は、各地図要素の形状データに適当な高さ情
報を付加することができるので、データベースに必ずし
も全ての地図要素の高さ情報が登録されているとは限ら
ない場合であっても、違和感のない立体地図を表示する
ことができる。つまり、全地図要素についての高さ情報
の登録を前提していないので、既存の地図情報システム
のデータベースや、将来的に提供される各種の地図情報
システムのデータベースをそのまま利用できる可能性が
大きい。

【００３４】以上で、本実施の形態に係る立体地図作成
処理の説明を終り、以下、図１２により、演算処理装置
のデータベース更新部が行うデータベースの更新処理に
ついて説明する。尚、ここで説明するデータベースの更
新処理は、車両の走行中、適当なタイミング毎に実行さ
れる処理である。

【００３５】まず、ステップ１２００において、前述の
軌跡記憶部３０４に記憶された車両の走行位置を獲得
し、ステップ１２０１において、地図情報に含まれる道
路データによって、車両の走行位置のノードに対応つけ
られた高さ情報を取り出す。そして、ステップ１２０２
において、勾配センサ１１２で検出された車両の走行位
置における勾配と、地図情報に含まれる標高データから
算出した車両の走行位置の勾配とを比較し、両者の差分
が所定の値を超えている場合には、ステップ１２０３に
おいて、勾配センサ１１２で検出された車両の走行位置
における勾配を用いて、車両の走行位置のノードに連結
されたノードに対応つけられた標高データを補正する。

【００３６】このように、車両の走行中、逐次、データ
ベースに登録された地図情報に含まれる道路データが実
際の道路状況に合わせて自動的に更新されるので、常
に、現在の交通環境に合った立体地図を表示することが
できる。つまり、本実施の形態に係るナビゲーション装
置によれば、道路整備等により交通環境が変化していて
も、常に、ドライバに、現在の交通環境に合った最新の
交通情報を提供することができる。

【００３７】ところで、ドライバが比較的広範囲に渡る
道路情報を要求している場合等には、座標変換部７０４
が用いる視点位置を適当な高度に設定することにより、
適当な高度の位置から展望した立体地図を表示させる必
要がある。このような場合には、図１３に示すように、
規模の小さい建造物等の地図要素を２次元表示し、規模
の大きな地形等だけを三次元表示した方が、ドライバに
は、返って自然な印象を与える(以下、このような画像
を、疑似三次元画像と呼ぶ)。このような機能を実現す
るためには、図１４に示すように、ドライバから視点位
置の変更を指示された場合に、ステップ１４００におい
て、ドライバから指示された視点位置の高度と所定値と
を比較して、ドライバから指示された視点位置の高度が
所定値以下である場合には、図４を用いて説明した立体
地図生成処理と同様な処理を続行することにし、ドライ
バから指示された視点位置の高度が所定値を超えている
場合には、ステップ４０４において、高さ情報の有無に
関わらず、二次元形状生成部７０２が、属性情報に登録
された各地図要素の形状データに基づいて、全地図要素
の２次元モデルを作成するようにすればよい。

【００３８】このようにすれば、ドライバは、必要に応
じて、図１５に示すような通常の立体地図を表示させた
り、図１３に示すような疑似三次元画像の立体地図を表
示させたり、立体地図の表示状態を自在に切り替えるこ
とができるようになる。尚、ドライバが必要とする道路
情報を強調するために、ドライバにより指定された特定
の地図要素のみを三次元表示する機能を付加しても構わ
ない。

【００３９】

【発明の効果】本発明に係る画像表示装置によれば、各
地図要素の高さ情報の有無に依らず、違和感のない立体
地図を表示することができる。つまり、各種の地図情報
システムのデータベースをそのまま利用することができ
ると思われる。

【００４０】また、こうした画像表示装置に交通環境の
変化に応じて自動的にデータベースを更新する機能を付
加すれば、現在の交通環境に合った最新の立体地図の表
示が可能となる。

【００４１】つまり、こうした画像表示装置をナビゲー
ションシステムに導入すれば、データベースのメンテナ
ンスを一切行うことなく、ドライバに最新の道路情報を
提供することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るナビゲーション装
置の構成を示した図である。

【図２】図１の演算処理部のハードウエア構成を示した
図である。

【図３】図１の演算処理部のソフトウエア構成を示した
図である。

【図４】本発明の実施の一形態に係る立体地図作成処理
の流れを示したフローチャートである。

【図５】図４の立体地図作成処理により作成した立体地
図の一例である。

【図６】渓谷に渡された高架道の３次元モデルの作成す
る際のモデル作成処理を説明するための図である。

【図７】図３の表示処理部の機能構成を示した図であ
る。

【図８】本発明の実施の一形態に係るモデル作成処理の
流れを示したフローチャートである。

【図９】本発明の実施の一形態に係るモデル作成処理の
流れを示したフローチャートである。

【図１０】図９のモデル作成処理により作成した、渓谷
に渡された高架道の３次元モデルである。

【図１１】本発明の実施の一形態に係る立体地図作成処
理の流れを示したフローチャートである。

【図１２】本発明の実施の一形態に係るデータベース更
新処理の流れを示したフローチャートである。

【図１３】疑似三次元表示の立体地図の一例である。

【図１４】通常の立体地図の一例である。

【図１５】立体地図の表示状態を切り換える処理の流れ
を示したフローチャートである。

【符号の説明】

１０１…演算処理部 １０２…ディスプレイ １０３…記憶装置 １０４…音声入出力装置 １０５…入力装置 １０６…車速センサ １０７…方位センサ １０８…ジャイロ １０９…ＧＰＳ受信装置 １１０…受信装置 １１１…ＬＡＮ装置 １１２…勾配センサ １２０１…ＣＰＵ １２０２…ＤＭＡ １２０３…ＲＯＭ １２０４…ＲＡＭ １２０５…描画コントローラ １２０６…ＶＲＡＭ １２０７…カラーパレット １２０８…Ａ／Ｄ変換器 １２０９…ＳＣＩ １２１０…ＰＩＯ １２１１…カウンタ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】地図情報に基づいて当該地図情報が表す地
   図の画像を表示する画像表示装置であって、 地表面の三次元形状を表す地形データと、当該地表面上
   に位置している構造物の構造物の高さを含む三次元形状
   を表す立体データと、前記構造物とは異なる構造物の二
   次元形状を表す平面データとを記憶した前記地図情報
   と、 前記地図情報に記憶された前記地形データによって表さ
   れる三次元形状の地形モデルを生成する地形モデル生成
   手段と、 前記地図情報に記憶された各平面データが表す二次元形
   状の前記各構造物のモデルをそれぞれ生成する二次元モ
   デル生成手段と、 前記地図情報に記憶された各立体データが表す三次元形
   状の前記各構造物のモデルをそれぞれ生成する三次元モ
   デル生成手段と、 前記二次元モデル生成手段が生成した前記各構造物のモ
   デルと前記三次元モデル生成手段が生成した前記各構造
   物のモデルとを、前記地形モデル生成手段が生成した前
   記地形モデルに配置する合成手段と、 前記表示する地図の画像として、前記合成手段が前記各
   構造物のモデルを配置した前記地形モデルを任意の視点
   位置に対して定まる投影面に投影した投影図を作成する
   投影手段とを備えることを特徴とする画像表示装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の画像表示装置であって、 前記地図情報に記憶された平面データが二次元形状を表
   す構造物の内の所定の構造物が位置する地点における前
   記地表面の高度を検出し、当該所定の構造物の高さとす
   る検出手段を備え、 前記二次元モデル生成手段は、二次元形状の前記所定の
   構造物のモデルに換えて、前記検出手段が検出した前記
   所定の構造物の高さと、前記地図情報に記憶された前記
   所定の構造物の二次元形状を表す平面データとにより表
   される三次元形状の前記所定の構造物のモデルを生成す
   ることを特徴とする画像表示装置。
3. 【請求項３】請求項１記載の画像表示装置であって、 前記視点位置を指示する指示を受け付ける受付手段と、 前記受付手段が受け付けた前記指示により指示される視
   点位置が所定の高度を超えた場合に、前記三次元モデル
   生成手段は、前記三次元形状の各構造物のモデルに換え
   て、前記地図情報に記憶された各立体データに含まれる
   高さを無視して得られる二次元形状の前記各構造物のモ
   デルをそれぞれ生成することを特徴とする画像表示装
   置。
4. 【請求項４】請求項１記載の画像表示装置であって、 構造物の種類に応じて定めた区分毎に、当該区分に属す
   る構造物の三次元形状を共通に表す形状データを登録し
   たデータベースと、 前記データベースを検索し、前記地図情報に記憶された
   平面データが二次元形状を表す構造物が属する区分の形
   状データを取り出すデータ取得手段と、 前記二次元モデル生成手段は、前記地図情報に記憶され
   た平面データが二次元形状を表す構造物の内の前記デー
   タベースに形状データが登録された区分に属する前記二
   次元形状の構造物のモデルに換えて、前記データ取得手
   段が前記データベースから取り出した形状データが表す
   三次元形状の前記構造物のモデルを任意の縮尺で作成す
   ることを特徴とする画像表示装置。
5. 【請求項５】地図情報に基づいて当該地図情報が表す地
   図の画像を表示する画像表示装置であって、 地表面の三次元形状を表す地形データと、当該地表面上
   の道路の経路を表す経路情報とを記憶した前記地図情報
   と、 所定の構造物の三次元形状を表す形状データを登録した
   記憶手段と、 前記地図情報に記憶された前記地形データが表す三次元
   形状の地形モデルを生成する地形モデル生成手段と、 前記記憶手段に記憶された前記形状データが表す三次元
   形状の前記構造物のモデルを生成する構造物モデル生成
   手段と、 前記地図情報に記憶された経路情報が表す道路の経路に
   沿って、前記地形モデル生成手段が生成した前記地形モ
   デルの形状変化を検出する検出手段と、 前記検出手段が、前記地形モデルの形状変化として所定
   の傾斜以上に急峻な傾斜を持った凹部を検出した場合
   に、前記地形モデルの凹部に掛け渡されるように、前記
   構造物モデル生成手段が生成した前記構造物のモデル
   を、前記地形モデル生成手段が生成した前記地形三次元
   モデルに配置する合成手段と、 前記表示する地図の画像として、前記合成手段が前記構
   造物のモデルを配置した前記地形モデルを任意の視点位
   置に対して定まる投影面に投影した投影図を作成する投
   影手段とを備えることを特徴とする画像表示装置。
6. 【請求項６】地図情報に基づいて当該地図情報が表す地
   図を三次元表示するナビゲーションシステムであって、 地図情報に基づいて当該地図情報が表す地図の画像を表
   示する画像表示装置であって、 地表面の三次元形状を表す地形データと、当該地表面上
   に位置している構造物の構造物の高さを含む三次元形状
   を表す立体データと、前記構造物とは異なる構造物の二
   次元形状を表す平面データとを記憶した前記地図情報
   と、 前記地図情報に記憶された前記地形データによって表さ
   れる三次元形状の地形モデルを生成する地形モデル生成
   手段と、 前記地図情報に記憶された各平面データが表す二次元形
   状の前記各構造物のモデルをそれぞれ生成する二次元モ
   デル生成手段と、 前記地図情報に記憶された各立体データが表す三次元形
   状の前記各構造物のモデルをそれぞれ生成する三次元モ
   デル生成手段と、 前記二次元モデル生成手段が生成した前記各構造物のモ
   デルと前記三次元モデル生成手段が生成した前記各構造
   物のモデルとを、前記地形モデル生成手段が生成した前
   記地形モデルに配置する合成手段と、 前記表示する地図の画像として、前記合成手段が前記各
   構造物のモデルを配置した前記地形モデルを任意の視点
   位置に対して定まる投影面に投影した投影図を作成する
   投影手段とを備えることを特徴とするナビゲーションシ
   ステム。
7. 【請求項７】請求項６記載のナビゲーションシステムで
   あって、 車両の走行路の勾配を検出する検出手段と、 前記地図情報が記憶する前記地形データが表す地表面の
   三次元形状の勾配が、前記検出手段が検出した前記走行
   路の勾配に合致するように、前記地図情報が記憶する前
   記地形データを補正する補正手段とを備えることを特徴
   とする画像処理装置。