JPWO2006092853A1 - 地図表示装置および地図表示方法 - Google Patents

Abstract

地図上の建物を擬似的な３次元図形にし、鳥瞰図として表示を行う際の演算処理を簡単化した地図表示装置および地図表示方法を提供する。ベクターデータで構成された地図データを表示手段に表示する地図表示装置を有する地図表示装置（２０）において、地図表示装置（２０）は、鳥瞰図用平面図形作成手段（２１８）と、シフト量記憶手段（２１９）と、建物位置判別手段（２２０）と、図形データ複写手段（２２１）と、を備え、鳥瞰図用平面図形作成手段（２１８）は、ベクターデータで構成された地図データから鳥瞰図を作成するための鳥瞰図用平面図形を作成し、図形データ複写手段（２２１）は、建物位置判別手段（２２０）が判別した建物位置と、シフト量記憶手段（２１９）に記憶されたシフト量に基づいて、鳥瞰図上の遠方に位置する建物から順にその建物の平面図形を画面の上方向にシフト量に応じてシフトしながら鳥瞰図用平面図形を複写して描画し、鳥瞰図を表示する。

Description

本発明は、ナビゲーションシステムなどにおいて用いられる地図表示装置および地図表示方法に関するものであり、特に、地図上の建物を擬似的な３次元図形にし、鳥瞰図として表示を行う際の演算処理を簡単化した地図表示装置および地図表示方法に関するものである。

従来から自動車の運転者に出発地から目的地までの最適な経路を案内する車載用のナビゲーション装置が提供されている。従来のナビゲーション装置は、地図データを記録したＣＤ−ＲＯＭ又はＩＣカード等の地図データ記憶装置と、ディスプレイ装置と、ジャイロ、ＧＰＳ（Global Positioning System ）及び車速センサ等の車両の現在位置及び現在方位を検出する車両移動検出装置等を有し、車両の現在位置を含む地図データを地図データ記憶装置から読み出し、該地図データに基づいて車両位置の周囲の地図画像をディスプレイ装置上に描画すると共に、車両位置マーク（ロケーション）をディスプレイ画面に重ね合わせて表示し、車両の移動に応じて地図画像をスクロール表示したり、地図画像を画面に固定し車両位置マークを移動させたりして、車両が現在どこを走行しているのかを一目で判るようにしている。

通常、このような車載用ナビゲーション装置には、運転者が所望の目的地に向けて道路を間違うことなく容易に走行できるようにした経路案内機能が搭載されている。この経路案内機能によれば、地図データを用いて出発地から目的地までを結ぶ最もコストが小さい経路をダイクストラ法等のシミュレーション計算を行って経路探索し、その探索した経路を案内経路として記憶しておき、走行中、地図画像上に案内経路を他の道路とは色を変えて太く描画して画面表示したり、車両が案内経路上の進路を変更すべき交差点に一定距離内に近づいたときに、地図画像上の進路を変更すべき交差点に進路を示す矢印を描画して画面表示したりすることで目的地までの最適な経路を運転者が簡単に把握できるようにしている。

上記の車載用のナビゲーション装置は、経路探索機能や地図データを持つスタンドアロン型のナビゲーション装置であるが、このようなナビゲーション装置はナビゲーションに必要な全ての機能を備えている必要があり、装置が大型化し価格も高いものとなっていた。近年の通信、情報処理技術の発展により車載用のナビゲーション装置にネットワークを介した通信機能を付加し経路探索サーバとデータ通信して案内経路データや地図データを取得するいわゆる通信型のナビゲーションシステムも普及してきている。更には、歩行者用のナビゲーションシステムとして携帯電話をナビゲーション端末としたシステムも実用化されている。

歩行者ナビゲーションシステムやカーナビゲーションシステムにおける経路探索のための地図データは道路ネットワークデータと呼ばれる。道路ネットワークは、例えば、道路が図２０に示すように道路Ａ、Ｂ、Ｃからなる場合、道路Ａ、Ｂ、Ｃの端点、交差点、屈曲点などをノードとし、各ノード間を結ぶ道路を有向性のリンクで表し、ノードデータ（ノードの緯度・経度）、リンクデータ（リンク番号）と各リンクのリンクコスト（リンクの距離またはリンクを走行するのに必要な所要時間）をデータとしたリンクコストデータとで表され、道路ネットワークデータを構成している。すなわち、図２０において、○印、◎印がノードを示し、◎印は道路の交差点を示している。各ノード間を結ぶ有向性のリンクを矢印線（実線、点線、２点鎖線）で示している。リンクは、道路の上り、下りそれぞれの方向を向いたリンクが存在するが、図２０では図示を簡略化するため矢印の向きのリンクのみを図示している。

このような道路ネットワークのデータを経路探索用のデータベースとして経路探索を行う場合、出発地のノードから目的地のノードまで連結されたリンクをたどりそのリンクコストを累積し、累積リンクコストの最少になる経路を探索して案内する。すなわち、図２０において出発地をノードＡＸ、目的地をノードＣＹとして経路探索を行う場合、ノードＡＸから道路Ａを走行して２つ目の交差点で右折して道路Ｃに入りノードＣＹにいたるリンクを順次たどりリンクコストを累積し、リンクコストの累積値が最少になる経路を探索して案内する。図２０ではノードＡＸからノードＣＹに至る他の経路は図示されていないが、実際にはそのような経路が他にも存在するため、ノードＡＸからノードＣＹに至る可能な経路を同様にして探索し、それらの経路のうちリンクコストが最少になる経路を最適経路として決定するものである。この手法は、例えば、ダイクストラ法と呼ばれる周知の手法によって行われる。

車載用のナビゲーションシステムにおける道路ネットワークのデータは、自動車の通行可能な道路のみによって構成され、歩行者専用の道路や車両の進入が禁止されている公園内や駅前広場の通路などの歩行者用道路ネットワークデータは不要である。一方、歩行者用のナビゲーションシステムにおいては、自動車の通行可能な道路ネットワークに加えて前述の歩行者専用の道路や車両の進入が禁止されている公園内や駅前広場の通路などの歩行者用道路ネットワークデータを含んで構成されるが、高速道路など歩行が禁止されている道路のネットワークデータは必要としない。

携帯電話をナビゲーション端末としたナビゲーションシステムにおいては、ユーザが携帯電話を自動車内に置きカーナビと同様に使用する態様があることから、経路探索サーバは、自動車用の経路探索のための道路ネットワークデータと歩行者用の経路探索のための歩行者用道路ネットワークデータの双方を備え、ユーザが経路探索の条件として指定する移動手段（徒歩か自動車か）により適切な道路ネットワークデータを経路探索に使用するように構成される。また、歩行者用のナビゲーションシステムにおいては、歩行者が交通機関を併用することも多く、そのため、経路探索サーバは、更に、交通機関の路線ネットワークのデータおよび各路線を運行する列車、電車、バス等の運行時刻データを備え、移動手段として交通機関が指定された場合は路線ネットワークデータ、運行時刻データを用いて経路探索を行う。

このようなナビゲーションシステムにおいて、ナビゲーション端末に案内経路を地図に重ねて表示したり、地図上の主要な建物などの建築物を表示したりして、現在位置や進行方向を視認し易くしている。このため、経路探索サーバは、経路探索用の道路ネットワークデータの他に、建物のデータを含む表示用の地図データをデータベースとして保有している。このような道路ネットワークデータや地図データは緯度・経度で所定の大きさに区切った単位データ（メッシュデータ）からなり、経路探索サーバは経路探索の結果得られた最適な案内経路データをナビゲーション端末に配信するとともに、ナビゲーション端末から受信した現在位置情報（緯度・経度）に基づいて現在位置を含む地図データ、すなわち現在位置を含むメッシュデータを中心にその周囲の８つのメッシュデータをナビゲーション端末に配信する。

ナビゲーション端末は、経路探索サーバから案内経路データと地図データを受信するとこれを記憶手段に一時記憶し、ナビゲーション端末の現在位置を示す現在位置マークと、現在位置を含む所定の範囲の地図と、案内経路と、をＶＲＡＭに展開して表示手段に表示する。現在位置が変化し、地図データが不足した場合にはナビゲーション端末は経路探索サーバに地図データを要求し、不足している地図データの配信を受ける。道路ネットワークデータや地図データは、ベクターデータでデータベースに蓄積されており、ナビゲーション端末は必要に応じてデータに所定の演算を施し、地図や案内経路を拡大したり、回転したりすることができる。

このように地図を配信して端末装置に表示させる手法は、経路探索および経路の案内を行うナビゲーションシステムに限らず、現在位置や所望の位置情報を送信して地図データの配信を受ける地図表示システムにおいても同様である。そして、ナビゲーション端末などの端末装置が地図を表示するにあたり、地図と、その地図上の主要な建物を擬似的な３次元図形にし、鳥瞰図として表示することによって、ユーザに対して付近の状況を実際の風景に近い画像として表示しリアルに伝える試みもなされている。

例えば、下記の特許文献１（特開２００１−２７５３４号公報）には、建物の壁の状態まで描画して３次元的に表示する地図表示装置が開示されている。この特許文献１に開示された地図表示装置は、車両用ナビゲーション装置で使用される地図表示装置において、建造物を特定し易く、実際の風景との対応を取り易くすることを目的とするものであって、３次元的に表示される建物に、その種類に応じた窓枠形状と壁面色を設定して描画するようにしたものである。その際、窓枠の段数は実際の建物の階数と同じにし、また、目的地建物は屋上面を濃赤に着色する。すなわち、この地図表示装置は地図データ記憶手段に記憶された地図データに基づいて、表示手段に道路、建造物などを３次元的に表示する地図表示装置において、前記建造物を前記表示手段に、建造物の特徴に応じた修飾を付して表示するようにしたものである。

上記のような表示を行うため、特許文献１に開示された地図表示装置において、地図データ記憶装置は、記憶媒体としてのＤＶＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭなど
の大容量記憶媒体と、この記憶媒体に記憶されたデータを再生する再生装置とから構成されている。記憶媒体には、道路地図データと、各種の建造物など（官公庁、銀行、学校、駅舎、空港、ホテル、ビル、各種施設など）を３次元的に表示するためのデータなどを含む３次元デジタル（道路）地図データベースが記録されている。また、記録媒体には、交差点、市、村、町などの名称を文字表示するためのテキスト情報が記録されている。道路地図データ中の建造物を３次元的に表示するためのデータは、位置データと、建造物の平面的形状および高さ（階数）データなどを表記したポリゴンデータなどからなる。また、記録媒体には、建造物の種別を現す種別データと、建造物の名称を文字表示するためのテキスト情報が記録されている。

また、建物の表示ではないが、地図表示において所定の高さ以上の土地に対して鳥瞰図の高さ方向を表現して表示する車両用地図表示装置が下記の特許文献２（特開平９−１３４１２２号公報）に開示されている。この特許文献２に開示された車両用地図表示装置は、臨場感のある鳥瞰図を簡易な処理で表示するものである。すなわち、この車両用地図表示装置は、表示すべき範囲の道路地図データを地図記憶メモリから読み出し、読み出した道路地図データに含まれる高度情報を検出し、道路地図上の各地点が基準高度ｈメートル以上か否かを判断し、基準高度ｈメートル未満の領域については高度を０メートルとする。これにより、鳥瞰図を表示する際に、基準高度ｈメートル以上の地図領域のみ立体表示し、基準高度ｈメートル未満の地図領域は一定高度で表示するように構成し、地図表示を見易くするとともに、地図の描画速度を向上するようにしたものである。

一般的に、地図上の建物を擬似的な３次元画像にして図２１に示すような鳥瞰図を表示する場合、建物が重なりあって観察される部分の処理、すなわち、後方の建物２３や建物２５の画像データのうち、前方の建物２２や２４の画像により遮られる部分の画像データを削除する、いわゆる、陰面消去処理が必要になる。例えば、下記の特許文献３（特開２００３−２６３１０２号公報）には、Ｚバッファ法と称される手法により陰面消去処理を行った地図表示装置が開示されている。

この特許文献３に開示された地図表示装置は、地図記憶手段を基に地図構成物が配置された３次元地図を作成する。次に、この３次元地図にアフィン変換、透視変換処理等の所定の処理を施し、その後、Ｚバッファ法等の陰面消去処理を施して上記の３次元地図をある視点位置から眺めたときに得られる投影図を作成する。次に、情報記憶手段から投影図に表示されている地図構成物の関連情報を読み出し、その後、投影図に表示されている地図構成物の投影図上における表示領域を検出する。そして、この検出した表示領域に基づいて、関連情報の投影図上における表示領域を設定するように構成したものである。尚、関連情報の投影図上における表示領域の設定は、投影図に表示された関連情報を有する地図構成物毎に行われる。また、地図構成物の投影図上における表示領域が変化する毎に行われる。

特開２００１−２７５３４号公報（図１、図６、段落［００１５］、［００３７］〜［００４５］） 特開平９−１３４１２２号公報（図１、図２、段落［０００７］、［００１３］〜［００１９］） 特開２００３−２６３１０２号公報（図２９、段落［００３０］〜［００３４］、［００５４］、［００５５］）

ところで、前述のような地図上の建物を擬似的な３次元図形としてき鳥瞰図を表示する場合、上記特許文献１や特許文献３に開示された装置のように、地図データに含まれる建物の形状を示すベクトルデータをアフィン変換し、建物の高さのデータに基づいて３次元画像を算出する演算処理を行うだけでなく、前述の陰面消去演算を行って建物相互の重なり部分を処理する必要がある。この演算処理はナビゲーション端末などの端末装置のＣＰＵによって処理され、ＶＲＡＭに展開され液晶表示ユニットなどの表示手段に表示される。従って、ナビゲーション端末などの端末装置を構成するコンピュータ（ＣＰＵ）の演算処理能力が問題になる。

特に、携帯電話を端末装置として使用した歩行者用ナビゲーションや地図表示装置においては、携帯電話のアプリケーションプログラムとして、上記特許文献１や特許文献３のような３次元的な鳥瞰図の表示を行おうとした場合に、ＣＰＵの処理能力に限界があり表示のための演算処理能力が不足することから、描画速度が問題となる。

建物表示のためには、１つの建物および複数の建物間において、表示の重なり判定を行わなければならないので、計算量が非常に多くなる。また、壁面に窓などのテクスチャを描画するにしても、遠近法を適用するので、壁面ごとにアフィン変換する必要があり、携帯電話のＣＰＵで演算処理するのは容易なことではない。

特に歩行者用の携帯ナビゲーションシステムにおいては、磁気方位センサなど使って携帯電話の向きに応じて表示画面を正しい方位に回転させる機能もあり、歩行者が携帯電話を持つ角度によって表示方向がめまぐるしく変化する。通常は下方に下げた手に携帯電話を握っていて、画面を見るときに顔の前に持ってきたときなど、地図の回転に時間がかかって、正しい方位での表示に時間がかかってしまう不都合が生じる。携帯電話のハードウエアでこの処理を高速に行うためにはＣＰＵの能力、消費電力に限界があり、ＣＰＵの処理能力の向上だけで解決するのは必ずしも好ましい策ではない。

本願の発明者は上記問題点を解決すべく種々検討を重ねた結果、鳥瞰図上の遠方に位置する建物から順に、当該建物の平面図形を例えばアフィン変換して鳥瞰図用の平面図形を作成し、画面の上方向に当該建物データの属性情報に記録された高さもしくは階数に応じた所定の量シフトしながら前記鳥瞰図用の平面図形を複写して描画することにより簡単な演算で建物を擬似的な３次元図形化して鳥瞰図を表示し得ることに想到して本発明を完成するに至ったものである。

すなわち、本発明は上記の問題点を解消することを課題とし、地図上の建物を擬似的な３次元図形にし、鳥瞰図として表示を行う際の演算処理を簡単化した地図表示装置および地図表示方法を提供することを目的とするものである。

記課題を解決するために、本願の請求の範囲第１項にかかる発明は、
ベクターデータで構成された地図データを表示手段に表示する地図表示装置を有する地図表示装置において、
前記地図表示装置は、鳥瞰図用平面図形作成手段と、シフト量記憶手段と、建物位置判別手段と、図形データ複写手段と、を備え、
鳥瞰図用平面図形作成手段は、前記ベクターデータで構成された地図データから鳥瞰図を作成するための鳥瞰図用平面図形を作成し、
前記図形データ複写手段は、建物位置判別手段が判別した建物位置と、シフト量記憶手段に記憶されたシフト量に基づいて、鳥瞰図上の遠方に位置する建物から順にその建物の平面図形を画面の上方向に前記シフト量に応じてシフトしながら鳥瞰図用平面図形を複写して描画し、前記鳥瞰図を表示することを特徴とする。

また、本願の請求の範囲第２項にかかる発明は、請求の範囲第１項にかかる発明において、
前記ベクターデータで構成された地図データには建物の高さに関する高さ情報が付加された建物データが含まれ、画面の上方向に前記シフト量だけシフトしながら、前記高さ情報に対応する回数だけ鳥瞰図用平面図形を複写して描画することを特徴とする請求項１に記載の地図表示装置。

また、本願の請求の範囲第３項にかかる発明は、請求の範囲第２項にかかる発明において、
前記高さ情報に対応する回数は、各建物毎の高さによらず一律に定めた回数とし、当該回数だけ、画面の上方向に前記シフト量に応じてシフトしながら、前記鳥瞰図用平面図形を複写して描画することを特徴とする。

また、本願の請求の範囲第４項にかかる発明は、請求の範囲第２項にかかる発明において、
前記建物をその高さ情報に基づいて高さの異なる複数のグループに区分し、グループ毎に前記高さ情報に対応する回数を定め、前記グループ毎に定められた回数だけ、画面の上方向にシフト量に応じてシフトしながら、前記鳥瞰図用平面図形を複写して描画することを特徴とする。

また、本願の請求の範囲第５項にかかる発明は、請求の範囲第１項にかかる発明において、
前記シフト量記憶手段に記憶されるシフト量は、前記表示手段の表示領域に応じて複数の値を有し、前記表示領域上方におけるシフト量の値を表示画面下方におけるシフト量の値よりも小さく設定したことを特徴とする。

本願の請求の範囲第６項にかかる発明は、
ベクターデータで構成された地図データを表示手段に表示する地図表示装置を有する地図表示装置において、
前記地図表示装置は、鳥瞰図用平面図形作成手段と、シフト量記憶手段と、建物位置判別手段と、図形データ複写手段と、を備え、
鳥瞰図用平面図形作成手段は、建物位置判別手段が判別した建物位置に基づいて、鳥瞰図上の遠方に位置する建物から順にその建物の鳥瞰図用平面図形を作成して第１層の平面データを描画し、
前記図形データ複写手段は、前記シフト量記憶手段に記憶されたシフト量に基づいて画面の上方向に前記シフト量に応じてシフトしながら前記第１層の平面データを複写して描画し、前記鳥瞰図を表示することを特徴とする地図表示装置。

また、本願の請求の範囲第７項にかかる発明は、請求の範囲第６項にかかる発明において、
前記ベクターデータで構成された地図データには建物の高さに関する高さ情報が付加された建物データが含まれ、画面の上方向にシフト量に応じてシフトしながら、前記高さ情報に対応する回数だけ鳥瞰図用平面図形を複写して描画することを特徴とする。

また、本願の請求の範囲第８項にかかる発明は、請求の範囲第７項にかかる発明において、
前記高さ情報に対応する回数は、各建物毎の高さによらず一律に定めた回数とし、当該回数だけ、画面の上方向にシフト量に応じてシフトしながら、前記鳥瞰図用平面図形を複写して描画することを特徴とする。

また、本願の請求の範囲第９項にかかる発明は、請求の範囲第７項にかかる発明において、
前記建物をその高さ情報に基づいて高さの異なる複数のグループに区分し、該グループ毎に前記高さ情報に対応する回数を定め、鳥瞰図上にある建物のうち、共通の高さ部分をもつ建物の鳥瞰図用平面図形をグルーピングし、前記グルーピングした鳥瞰図用平面図形を、下層から順に前記定められた回数だけ画面の上方にシフト量に応じてシフトしながら前記グルーピングした鳥瞰図用平面図形を複写して描画することを特徴とする。

また、本願の請求の範囲第１０項にかかる発明は、請求の範囲第６項にかかる発明において、
前記シフト量記憶手段に記憶されるシフト量は、前記表示手段の表示領域に応じて複数の値を有し、前記表示領域上方におけるシフト量の値を表示画面下方におけるシフト量の値よりも小さく設定したことを特徴とする。

また、本願の請求の範囲第１１項にかかる発明は、請求の範囲第１項ないし請求の範囲第１０項の何れかにかかる発明において、
前記ベクターデータで構成された地図データには建物の色に関する属性情報が付加された建物データが含まれ、前記複写して描画される鳥瞰図用平面図形のうち、各建物の再上層に該当する鳥瞰図用平面図形を、前記属性情報に基づいた色で塗りわけることを特徴とする。

本願の請求の範囲第１２項にかかる発明は、
ベクターデータで構成された地図データを表示手段に表示する地図表示装置を有する地図表示装置における地図表示方法において、
前記地図表示装置は、鳥瞰図用平面図形作成手段と、シフト量記憶手段と、建物位置判別手段と、図形データ複写手段と、を備え、
鳥瞰図用平面図形作成手段が、前記ベクターデータで構成された地図データから鳥瞰図を作成するための鳥瞰図用平面図形を作成するステップと、
前記図形データ複写手段が、建物位置判別手段が判別した建物位置と、シフト量記憶手段に記憶されたシフト量に基づいて、鳥瞰図上の遠方に位置する建物から順にその建物の平面図形を画面の上方向に前記シフト量に応じてシフトしながら鳥瞰図用平面図形を複写して描画するステップと、
前記鳥瞰図を表示するステップと、を含むことを特徴とする。

また、本願の請求の範囲第１３項にかかる発明は、請求の範囲第１２項にかかる発明において、
前記ベクターデータで構成された地図データには建物の高さに関する高さ情報が付加された建物データが含まれ、画面の上方向に前記シフト量だけシフトしながら、前記高さ情報に対応する回数だけ鳥瞰図用平面図形を複写して描画するステップを含むことを特徴とする。

また、本願の請求の範囲第１４項にかかる発明は、請求の範囲第１３項にかかる発明において、
前記高さ情報に対応する回数は、各建物毎の高さによらず一律に定めた回数とし、当該回数だけ、画面の上方向に前記シフト量に応じてシフトしながら、前記鳥瞰図用平面図形を複写して描画するステップを含むことを特徴とする。

また、本願の請求の範囲第１５項にかかる発明は、請求の範囲第１３項にかかる発明において、
前記建物をその高さ情報に基づいて高さの異なる複数のグループに区分し、グループ毎に前記高さ情報に対応する回数を定め、前記グループ毎に定められた回数だけ、画面の上方向にシフト量に応じてシフトしながら、前記鳥瞰図用平面図形を複写して描画するステップを含むことを特徴とする。

また、本願の請求の範囲第１６項にかかる発明は、請求の範囲第１２項にかかる発明において、
前記シフト量記憶手段に記憶されるシフト量は、前記表示手段の表示領域に応じて複数の値を有し、前記表示領域上方におけるシフト量の値を表示画面下方におけるシフト量の値よりも小さく設定され、前記シフト量に応じてシフトしながら、前記鳥瞰図用平面図形を複写して描画するステップを含むことを特徴とする。

本願の請求の範囲第１７項にかかる発明は、
ベクターデータで構成された地図データを表示手段に表示する地図表示装置を有する地図表示装置における地図表示方法において、
前記地図表示装置は、鳥瞰図用平面図形作成手段と、シフト量記憶手段と、建物位置判別手段と、図形データ複写手段と、を備え、
鳥瞰図用平面図形作成手段が、建物位置判別手段が判別した建物位置に基づいて、鳥瞰図上の遠方に位置する建物から順にその建物の鳥瞰図用平面図形を作成して第１層の平面データを描画するステップと、
前記図形データ複写手段が、前記シフト量記憶手段に記憶されたシフト量に基づいて画面の上方向に前記シフト量に応じてシフトしながら前記第１層の平面データを複写して描画するステップと、前記鳥瞰図を表示するステップと、を含むことを特徴とする。

また、本願の請求の範囲第１８項にかかる発明は、請求の範囲第１７項にかかる発明において、
前記ベクターデータで構成された地図データには建物の高さに関する高さ情報が付加された建物データが含まれ、画面の上方向にシフト量に応じてシフトしながら、前記高さ情報に対応する回数だけ鳥瞰図用平面図形を複写して描画するステップを含むことを特徴とする。

また、本願の請求の範囲第１９項にかかる発明は、請求の範囲第１８項にかかる発明において、
前記高さ情報に対応する回数は、各建物毎の高さによらず一律に定めた回数とし、当該回数だけ、画面の上方向にシフト量に応じてシフトしながら、前記鳥瞰図用平面図形を複写して描画するステップを含むことを特徴とする。

また、本願の請求の範囲第２０項にかかる発明は、請求の範囲第１８項にかかる発明において、
前記建物をその高さ情報に基づいて高さの異なる複数のグループに区分し、該グループ毎に前記高さ情報に対応する回数を定め、鳥瞰図上にある建物のうち、共通の高さ部分をもつ建物の鳥瞰図用平面図形をグルーピングし、前記グルーピングした鳥瞰図用平面図形を、下層から順に前記定められた回数だけ画面の上方にシフト量に応じてシフトしながら前記グルーピングした鳥瞰図用平面図形を複写して描画するステップを含むことを特徴とする。

また、本願の請求の範囲第２１項にかかる発明は、請求の範囲第１７項にかかる発明において、
前記シフト量記憶手段に記憶されるシフト量は、前記表示手段の表示領域に応じて複数の値を有し、前記表示領域上方におけるシフト量の値を表示画面下方におけるシフト量の値よりも小さく設定され、前記シフト量に応じてシフトしながら、前記鳥瞰図用平面図形を複写して描画するステップを含むことを特徴とする。

また、本願の請求の範囲第２２項にかかる発明は、請求の範囲第１２項ないし請求の範囲第２１項の何れかにかかる発明において、
前記ベクターデータで構成された地図データには建物の色に関する属性情報が付加された建物データが含まれ、前記複写して描画される鳥瞰図用平面図形のうち、各建物の再上層に該当する鳥瞰図用平面図形を、前記属性情報に基づいた色で塗りわけるステップを含むことを特徴とする。

本願の請求の範囲第１項ないし請求の範囲第４項にかかる発明においては、地図表示装置は、鳥瞰図用平面図形作成手段と、シフト量記憶手段と、建物位置判別手段と、図形データ複写手段と、を備え、鳥瞰図用平面図形作成手段は、前記ベクターデータで構成された地図データから鳥瞰図を作成するための鳥瞰図用平面図形を作成し、図形データ複写手段は、建物位置判別手段が判別した建物位置と、シフト量記憶手段に記憶されたシフト量に基づいて、鳥瞰図上の遠方に位置する建物から順にその建物の平面図形を画面の上方向に前記シフト量に応じてシフトしながら鳥瞰図用平面図形を複写して描画する。
従って、鳥瞰図上の遠方に位置する建物から順に各建物のベクターデータをアフィン変換して平面図形（ポリゴン）を作成し、この平面図形を画面の上方向に所定のシフト量だけシフトして建物の高さに応じた回数分複写して描画するだけで鳥瞰図を表示することができるようになる。アフィン変換自体は簡単な演算ですみ、後はこの平面図形を複写するのみであるから、建物の３次元画像を演算する処理に比べて極めて簡単な演算処理で建物を擬似的な３次元画像として描画することができるようになる。このため、地図表示装置のＣＰＵの処理能力に制約があっても容易に鳥瞰図を表示することができるようになる。

本願の請求の範囲第５項にかかる発明においては、請求の範囲第１項にかかる発明において、シフト量記憶手段に記憶されるシフト量は、前記表示手段の表示領域に応じて複数の値を有し、前記表示領域上方におけるシフト量の値を表示画面下方におけるシフト量の値よりも小さく設定してある。従って、画面の上方向（鳥瞰図の遠方）の建物が小さく、画面の下方向（鳥瞰図の手前）の建物が大きく表示でき、適切な３次元図形として表示することができるようになる。

本願の請求の範囲第６項ないし請求の範囲第９項にかかる発明においては、地図表示装置は、鳥瞰図用平面図形作成手段と、シフト量記憶手段と、建物位置判別手段と、図形データ複写手段と、を備え、鳥瞰図用平面図形作成手段は、建物位置判別手段が判別した建物位置に基づいて、鳥瞰図上の遠方に位置する建物から順にその建物の鳥瞰図用平面図形を作成して第１層の平面データを描画し、図形データ複写手段は、前記シフト量記憶手段に記憶されたシフト量に基づいて画面の上方向に前記シフト量に応じてシフトしながら前記第１層の平面データを複写して描画する。
従って、鳥瞰図上の遠方に位置する建物から順に各建物のベクターデータをアフィン変換して平面図形（ポリゴン）を作成して第１層の平面データを描画し、後はこの第１層の平面図形を複写するのみであるから、建物の３次元画像を演算する処理に比べて極めて簡単な演算処理で建物を擬似的な３次元画像として描画することができるようになる。このため、地図表示装置のＣＰＵの処理能力に制約があっても容易に鳥瞰図を表示することができるようになる。

本願の請求の範囲第１０項にかかる発明においては、請求の範囲第６項にかかる発明において、シフト量記憶手段に記憶されるシフト量は、前記表示手段の表示領域に応じて複数の値を有し、前記表示領域上方におけるシフト量の値を表示画面下方におけるシフト量の値よりも小さく設定してある。従って、画面の上方向（鳥瞰図の遠方）の建物が小さく、画面の下方向（鳥瞰図の手前）の建物が大きく表示でき、適切な３次元図形として表示することができるようになる。

本願の請求の範囲第１１項にかかる発明においては、請求の範囲第１項ないし請求の範囲第１０項の何れかにかかる発明において、ベクターデータで構成された地図データには建物の色に関する属性情報が付加された建物データが含まれ、前記複写して描画される鳥瞰図用平面図形のうち、各建物の再上層に該当する鳥瞰図用平面図形を、前記属性情報に基づいた色で塗りわける。従って、地図表示装置は各建物をより識別しやすく表示することができるようになる。

本願の請求の範囲第１２項ないし請求の範囲第１５項にかかる地図表示方法においては、鳥瞰図用平面図形作成手段が、前記ベクターデータで構成された地図データから鳥瞰図を作成するための鳥瞰図用平面図形を作成し、図形データ複写手段が、建物位置判別手段が判別した建物位置と、シフト量記憶手段に記憶されたシフト量に基づいて、鳥瞰図上の遠方に位置する建物から順にその建物の平面図形を画面の上方向に前記シフト量に応じてシフトしながら鳥瞰図用平面図形を複写して描画する。
従って、鳥瞰図上の遠方に位置する建物から順に各建物のベクターデータをアフィン変換して平面図形（ポリゴン）を作成し、この平面図形を画面の上方向に所定のシフト量だけシフトして建物の高さに応じた回数分複写して描画するだけで鳥瞰図を表示することができるようになる。アフィン変換自体は簡単な演算ですみ、後はこの平面図形を複写するのみであるから、建物の３次元画像を演算する処理に比べて極めて簡単な演算処理で建物を擬似的な３次元画像として描画することができるようになる。このため、地図表示装置のＣＰＵの処理能力に制約があっても容易に鳥瞰図を表示することができるようになる。

本願の請求の範囲第１６項にかかる発明においては、請求の範囲第１２項にかかる発明において、シフト量記憶手段に記憶されるシフト量は、前記表示手段の表示領域に応じて複数の値を有し、前記表示領域上方におけるシフト量の値を表示画面下方におけるシフト量の値よりも小さく設定してある。従って、画面の上方向（鳥瞰図の遠方）の建物が小さく、画面の下方向（鳥瞰図の手前）の建物が大きく表示でき、適切な３次元図形として表示することができるようになる。

本願の請求の範囲第１７項ないし請求の範囲第２０項にかかる地図表示方法においては、鳥瞰図用平面図形作成手段が、建物位置判別手段が判別した建物位置に基づいて、鳥瞰図上の遠方に位置する建物から順にその建物の鳥瞰図用平面図形を作成して第１層の平面データを描画し、図形データ複写手段が、前記シフト量記憶手段に記憶されたシフト量に基づいて画面の上方向に前記シフト量に応じてシフトしながら前記第１層の平面データを複写して描画する。
従って、鳥瞰図上の遠方に位置する建物から順に各建物のベクターデータをアフィン変換して平面図形（ポリゴン）を作成して第１層の平面データを描画し、後はこの第１層の平面図形を複写するのみであるから、建物の３次元画像を演算する処理に比べて極めて簡単な演算処理で建物を擬似的な３次元画像として描画することができるようになる。このため、地図表示装置のＣＰＵの処理能力に制約があっても容易に鳥瞰図を表示することができるようになる。

本願の請求の範囲第２１項にかかる発明においては、請求の範囲第１７項にかかる発明において、シフト量記憶手段に記憶されるシフト量は、前記表示手段の表示領域に応じて複数の値を有し、前記表示領域上方におけるシフト量の値を表示画面下方におけるシフト量の値よりも小さく設定してある。従って、画面の上方向（鳥瞰図の遠方）の建物が小さく、画面の下方向（鳥瞰図の手前）の建物が大きく表示でき、適切な３次元図形として表示することができるようになる。

本願の請求の範囲第２２項にかかる発明においては、請求の範囲第１２項ないし請求の範囲第２１項の何れかにかかる発明において、ベクターデータで構成された地図データには建物の色に関する属性情報が付加された建物データが含まれ、前記複写して描画される鳥瞰図用平面図形のうち、各建物の再上層に該当する鳥瞰図用平面図形を、前記属性情報に基づいた色で塗りわける。従って、地図表示装置は各建物をより識別しやすく表示することができるようになる。

本発明の実施例にかかる地図表示装置を備えた地図表示システムで表示される地図の一例を示す図である。 地図データに含まれる建物のデータの構成を示す図である。 建物の平面形状を示すデータから変換して作成した鳥瞰図用の表示する場合の表示画面を示す図である。 図３のように変換された建物の鳥瞰図用の平面形状を示す図である。 図４の平面図形を用いて建物を３次元化して鳥瞰図として表示する本発明の実施例１の表示方法の概念を示す模式図である。 本発明の実施例１にかかる地図表示装置を備えた地図表示システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施例１にかかる鳥瞰図を表示するための画像データを作成する処理手順を示すフローチャートである。 本発明の実施例２にかかる表示処理の手順を示すフローチャートである。 図８の手順により描画した地図画像の表示例を示す模式図である。 本発明の実施例３にかかる表示処理の手順を示すフローチャートである。 図１０の手順により描画した地図画像の表示例を示す模式図である。 図１１の画像を鳥瞰図の上に合成して描画した状態を示す模式図である。 図１１の画像を地図表示装置である携帯電話の表示手段に表示した状態を示す外観図である。 建物の属性情報（色）に基づいて全ての階の画像を色付けした場合を示す模式図である。 建物の属性情報（色）に基づいて再上階の画像のみに色付けした場合を示す模式図である。 建物の属性情報（色）に基づいて再上階の画像とその他の階の画像の色を異ならせた場合を示す模式図である。 本発明の実施例４にかかる表示処理の手順を示すフローチャートである。 図１７の処理手順において、下層の共通部分の上に描画される上層の共通部分の画像を示している。 遠方の建物がより自然に見えるように描画した場合を示す模式図である。 一般的な経路探索のための道路ネットワークを説明するための模式図である。 地図、建物を鳥瞰図として表示した例を示す模式図である。

符号の説明

１０・・・・地図表示システム
１１・・・・ネットワーク
２０・・・・地図表示装置
２１１・・・制御手段（ＣＰＵ）
２１２・・・通信手段
２１３・・・データ記憶手段
２１４・・・ＶＲＡＭ
２１５・・・表示手段
２１６・・・操作・入力手段
２１７・・・データ要求手段
２１８・・・鳥瞰図用平面図形作成手段
２１９・・・シフト量記憶手段
２２０・・・建物位置判別手段
２２１・・・図形データ複写手段
３０・・・・経路探索サーバ
３１１・・・制御手段（ＣＰＵ）
３１２・・・通信手段
３１３・・・経路案内手段
３１４・・・配信データ作成手段
３１５・・・経路探索手段
３１６・・・道路ネットワークデータ（ＤＢ）
３１７・・・地図データ（ＤＢ）

以下、本発明の具体例を実施例および図面を用いて詳細に説明する。以下の本発明の実施例は、経路探索および案内機能を有する情報配信サーバである経路探索サーバと、この経路探索サーバにインターネットなどのネットワークを介して接続される携帯電話などをナビゲーション端末とする地図表示装置と、を備えたナビゲーションシステムを例にして説明するが、本発明はこれに限らず、スタンドアロンで動作する地図表示装置あるいはナビゲーション機能を有する情報端末装置と兼用されるものであってもよい。歩行者用のナビゲーションシステムを例に取ると、鳥瞰図において建物の高さを表現することは、案内の上で目印になる建物をよりわかりやすく表現するので有用な情報となる。しかしながら、歩行者は地上を移動しており、鳥瞰図のような視覚情報を得て移動しているわけではないので、鳥瞰図上の建物の形状も、必要以上にリアリティを追求する必要は無く、むしろ移動や方位の変化に追従したすばやい描画を行うことが望ましい。

図１は、本発明の実施例にかかる地図表示装置を備えた地図表示システムで表示される地図の一例を示す図である。図２は、地図データに含まれる建物のデータの構成を示す図である。図３は、建物の平面形状を示すデータから変換して作成した鳥瞰図用の表示する場合の表示画面を示す図である。図４は、図３のように変換された建物の鳥瞰図用の平面形状を示す図である。図５は、図４の平面図形を用いて建物を３次元化して鳥瞰図として表示する本発明の実施例１の表示方法の概念を示す模式図である。図６は、本発明の実施例１にかかる地図表示装置を備えた地図表示システムの構成を示すブロック図である。図７は、本発明の実施例１にかかる鳥瞰図を表示するための画像データを作成する処理手順を示すフローチャートである。

本発明の実施例１にかかる地図表示装置において表示手段に表示される地図は、図１に示すように経路探索のためのナビゲーションアプリが経路探索サーバから受信したベクタ地図データを平面図に展開して表示される。図１はモノクロで表現してあるが、敷地や建物はポリゴンで表され、その属性によって決められた色に塗り分けられている。すなわち、表示される地図には図１のように道路１１１が描画され、建物１１２の敷地や建物の外形が地図上の該当位置に描画されている。このような地図データは、先に述べたように経路探索用の道路ネットワークのデータとは別に地図データとして経路探索サーバに地図データＤＢ（データベース）として蓄積されており、ナビゲーション端末装置からの要求により、または、経路探索の結果である案内経路のデータとともにナビゲーション端末装置に配信される。

この地図データに含まれる建物のデータは図２に示すように構成されており、建物のデータとして位置（緯度・経度）と建物の平面形状を示すベクターデータが蓄積されており、各建物のデータの属性を示す属性情報、例えば、建物の名称（テキストデータ）、建物の高さまたは階数、建物の表示色などが蓄積されている。このような地図データを受信してナビゲーション端末装置において、地図に含まれる建物を擬似的に３次元図形化して鳥瞰図を作成する場合、鳥瞰図上の遠方に位置する建物から順に、当該建物の平面図形を例えばアフィン変換して平面図形（ポリゴン）を作成する。アフィン変換の演算は、建物の平面図形のベクターデータ（図２参照）を台形形状のデータに変換することによって容易に行うことができる。この変換方法は例えば上記特許文献３に開示されている。

建物や敷地のベクターデータを前述のようにアフィン変換して描画することによって、図３のような奥行き感のある地図として作成することができる。このとき、敷地や建物のポリゴンもアフィン変換されて、その内部を属性によって決められた色で塗り分けることが出来る。図３は、このようにして作成された鳥瞰図用の平面図形を表示する場合の表示画面を示す図である。すなわち、図３に示すように道路１１１、建物１１２の形状が鳥瞰図の視点を基準にして遠方の道路や建物の形状がアフィン変換され、台形形状に変換されて表示手段に描画される。このようにして変換された建物の平面形状は図４に示すようになる。図４において、点線で区切られた領域が図３の表示画面に入っている部分である。

このような鳥瞰図上に従来の方法で建物を立体的に表現しようとすると、平面図形より多数存在する壁面データをアフィン変換する必要があるので、計算量は非常に多くなる。またＺバッファ法を用いた陰面消去処理が必要で、これも演算装置にとっては非常に重い（大きな演算処理時間を必要とする）処理である。そこで、本発明の実施例１にかかる地図表示装置においては、建物の平面図形をアフィン変換して作成した図４に示す鳥瞰図用の平面図形を、図５に示すように画面の上方向に当該建物データの属性情報に記録された高さもしくは階数に応じて所定の量シフトしながら前記鳥瞰図用の平面図形を複写して描画する点が特徴的な点である。すなわち、図５に示すように、平面図形を建物の高さ情報、例えば、建物の属性情報として付加されている高さまたは階数のデータに基づいて、階数分だけ画面の上方向にコピーして描画する方法を採る。この方法によれば複雑かつ大きな演算時間を要する演算処理なしに簡単に建物を擬似的な３次元図形として描画することができる。

前述の描画は、平面図形をコピーして画面の上方向に所定の回数重ねていくことで実現でき、壁面の演算や、Ｚバッファ法に頼らず、建物の疑似立体表示を行うことができる。すなわち、本実施例１の方法によれば、建物の平面形状のデータと高さのデータから３次元形状を求める演算をする必要がなく、また、陰面消去の演算を行う必要もなく実現することができる。

図５においては、処理を簡単化するため各建物の階数の差によらず全ての建物について一律に平面図形を６層分コピーして描画する例を示している。先に述べたように、歩行者用ナビゲーションシステムでは歩行者は地上を移動しており、鳥瞰図のような視覚情報を得て移動しているわけではないので、鳥瞰図上の建物の形状も、必要以上にリアリティを追求する必要は無く、各建物を実際の階数毎に区別して表示する必要はなく、高層、中層、低層程度に区分して一律に表示し、むしろ移動や方位の変化に追従したすばやい描画を行うことが望ましい。

図６は、本実施例１にかかる地図表示装置２０を備えた地図表示システム１０の構成を示すブロック図である。地図表示システム１０は図６に示すように、インターネットなどのネットワーク１１を介して通信する地図表示装置２０と、経路探索サーバ３０と、を備えて構成されている。地図表示装置２０はナビゲーション端末装置としての機能を有し、経路探索サーバ３０に出発地と目的地などの経路探索条件を設定して経路探索要求を送信し、経路探索サーバ３０は経路探索条件に従って、道路ネットワークデータを参照し最適経路を探索し、その最適経路を案内経路データに編集して地図データとともに地図表示装置２０に配信する。また、経路探索サーバ３０は、地図表示装置２０からの要求に従って要求された地図データを地図表示装置２０に情報を配信する。

経路探索サーバ３０は、経路探索用の道路ネットワークデータ（データベース／ＤＢ）３１６と、地図データ（データベース／ＤＢ）３１７と、経路探索手段３１５と、制御手段（ＣＰＵ）３１１、通信手段３１２、経路案内手段３１３、配信データ作成手段３１４と、を備えて構成されている。経路探索用の道路ネットワークＤＢ３１６に蓄積された道路ネットワークデータは、図２０で説明したように、ノードデータ、リンクデータと各リンクのコスト（リンクコスト）データにより構成されている。地図データ３１７は先に説明したように、緯度・経度で所定の大きさに区切った単位データ（メッシュデータ）からなり、図２で説明した建物のデータを含んでいる。

制御手段３１１は、マイクロプロセッサを中心に構成され、一般的なコンピュータ装置と同様にＲＡＭ、ＲＯＭなどの記憶手段を備えており、これらの記憶手段に蓄積されたプログラムによって各部を制御する。通信手段３１２は、地図表示装置２０から経路探索要求や地図データの配信要求を受信し、また、経路探索の結果である案内経路データや要求された地図データを地図表示装置２０に配信するためのものである。

経路案内手段３１３は経路探索手段３１５が探索した最適な案内経路のデータに基づいて案内経路データを作成して地図表示装置２０に配信するものである。案内経路データには、経路探索手段３１５で探索された案内経路上の出発地、経路の屈曲点、交差点、目的地などのガイダンスポイントが設定され、それらのガイダンスポイントの位置座標（緯度・経度）、各ガイダンスポイントに関連する案内情報（直進や右左折のガイダンス情報が含まれる。地図表示装置２０は、この案内経路データを受信し、経路を表示し、ガイダンスポイントにおける案内を表示または音声で出力する。

また、配信データ作成手段３１４は経路案内手段３１３で作成された案内経路データや地図表示装置２０から要求された地図データを地図表示装置２０に配信するためのデータとして作成し、通信手段３１２を介して地図表示装置２０に配信する。

一方、地図表示装置２０は、制御手段（ＣＰＵ）２１１、通信手段２１２、データ記憶手段２１３、ＶＲＡＭ２１４、表示手段２１５、操作・入力手段２１６、データ要求手段２１７と、鳥瞰図用平面図形作成手段２１８と、シフト量記憶手段２１９と、建物位置判別手段２２０と、図形データ複写手段２２１と、を備えて構成されている。

制御手段２１１は、図示してはいないがＲＡＭ、ＲＯＭ、プロセッサを有するマイクロプロセッサであり、ＲＯＭに格納された制御プログラムにより各部の動作を制御する。操作・入力手段２１６は、数字やアルファベットキーやその他の機能キー、選択キー、表示ユニットなどからなり、表示ユニットに表示されるメニュー画面から所望のメニューを選択し、あるいは、数字やアルファベットキーを操作して経路探索の条件などを入力するものである。通信手段２１２は、ネットワーク１１を介して経路探索サーバ３０と通信するためのインターフェースである。

出発地、目的地、出発日時、到着日時などの経路探索条件の設定はこの操作・入力手段２１６により行われ、データ要求手段２１７によって経路探索要求が作成され経路探索サーバ３０に送信される。経路探索サーバ３０に対して地図データを要求する場合のメッシュデータ（単位地図）の指定もこの操作・入力手段２１６により行われる。地図表示装置２０がＧＰＳ受信機など現在位置を測位する手段を備えている場合、現在位置の情報や現在位置を含む地図データの要求は、ＧＰＳ受信機によって測位した現在位置の情報に基づいてデータ要求手段２１７により地図データ要求が作成され、経路探索サーバ３０に送信される。

データ記憶手段２１３は経路探索サーバ３０から配信された案内経路データや地図データを一時記憶するものであり、ＶＲＡＭ２１４はデータ記憶手段２１３に記憶された案内経路データや地図データを表示手段２１５に表示する場合に当該案内経路データ、地図データをビットマップ形式に展開するためのものである。表示手段２１５は、液晶表示パネルなどで構成される表示ユニットでありＶＲＡＭ２１４に展開されたビットマップデータに基づいて画像を表示する。

本実施例１においては、経路探索サーバ３０から配信されデータ記憶手段２１３に一時記憶された地図データに基づいて、鳥瞰図用平面図形作成手段２１８、シフト量記憶手段２１９、建物位置判別手段２２０、図形データ複写手段２２１により、後述する手順でＶＲＡＭ２１４に画像データをビットマップ展開する。鳥瞰図用平面図形作成手段２１８は、先に述べたように、建物の平面図形をアフィン変換して図４に示す鳥瞰図用の平面図形を作成するものである。建物位置判別手段２２０は、鳥瞰図上の遠方に位置する建物から順に、当該建物の平面図形をアフィン変換して平面図形を作成するために建物のデータから各建物の位置を判別する処理を行う。シフト量記憶手段２１９は、図５に示すように画面の上方向に当該建物データの属性情報に記録された高さもしくは階数に応じて所定の量シフトしながら前記鳥瞰図用の平面図形を複写して描画するためのシフト量を予め定めた設定値として記憶しておくものである。

図形データ複写手段２２１は、鳥瞰図用平面図形作成手段２１８により作成された鳥瞰図用平面図形を画面の上方向に複写して上書きするものであり、上方向のシフト量はシフト量記憶手段２１９に記憶されたシフト量によって決定され、複写する回数は建物の高さ（階数）に応じて決定される。例えば、１０階立ての建物は１０回複写すれば表現できる。本実施例１においては、建物毎に階数が異なる場合であっても各建物を実際の階数毎に区別して表示せず、例えば、高層、中層、低層程度に区分して中層の建物は一律に１０階立てとして複写回数を決定している。

図７は、以上説明した本発明の実施例１にかかる鳥瞰図を表示するための画像データを作成する処理手順を示すフローチャートである。地図表示装置２０はステップＳ１０の処理において経路探索サーバ３０から地図データを受信し、ステップＳ１１の処理においてデータ記憶手段２１３に受信した地図データを一時記憶して保存する。表示手段２１５に鳥瞰図を表示する場合、ステップＳ１２の処理において建物のデータ（図２参照）に基づいて建物位置判別手段２２０が鳥瞰図の視点から遠方に位置する建物、すなわち鳥瞰図上の遠方に位置する建物を順次判別していく。

次いでステップＳ１３の処理において鳥瞰図用平面図形作成手段２１８は建物位置判別手段２２０が判別した建物から順次建物の平面形状を示すベクターデータをアフィン変換して鳥瞰図用平面図形（平面ポリゴン）にする。作成された各建物の鳥瞰図用平面図形は図４に示すようになる。ステップＳ１３の処理において鳥瞰図用平面図形が作成されると、ステップＳ１４の処理においてＶＲＡＭ２１４に先ず道路や建物の敷地が描画される。その後、ステップＳ１５の処理においてステップＳ１３の処理において作成された鳥瞰図用平面図形がＶＲＡＭ２１４に上書きして描画される。

そして建物の高さもしくは階数の属性情報に基づき、ステップＳ１６の処理において画面の上方にシフト量記憶手段２１９に予め記憶されたシフト量だけシフトして鳥瞰図用平面図形を複写してＶＲＡＭ２１４に描画する。ここでは、説明を簡略化するため、建物は全て低層建築物であり、５階立て相当の建物として一律に表示する場合を例に説明する。従って、シフト量だけ画面の上方向に鳥瞰図用平面図形を複写してＶＲＡＭ２１４に描画する処理を５回繰り返すことで図５に示すような擬似的な３次元の建物図形を表現することができる。

従って、ステップＳ１７の処理において所定の階数、上記の場合は５階に相当する５回の複写、描画処理が終了したかを判定し、所定回数に達していなければステップＳ１６の処理に戻り、所定回数に達するまで、シフト量だけ画面の上方向に鳥瞰図用平面図形複写してＶＲＡＭ２１４に描画する処理を繰り返す。所定の回数、上記の処理が完了すると、ＶＲＡＭ２１４に描画された画像データを表示手段２１５に表示する。このようにして表示された建物の画像は、図５に示すようになる。なお、図５においては、道路、建物の敷地形状は理解を容易とするため図示を省略されている。

そして、ステップＳ１９の処理において地図表示装置２０が移動したか否かが判別され、移動していなければ描画処理を終了し、移動していれば、ステップＳ１２の処理に戻り、建物位置の判別からステップＳ１８の表示処理までの一連の処理を繰り返す。地図表示装置２０が移動したか否かを先に説明したＧＰＳ受信機などによる現在位置測位の結果により判断できる。また、地図表示装置２０の移動距離が大きくなり、経路探索サーバ３０から配信されている地図データに不足が生じる際は、現在位置測位結果と保存している地図データと調べ、不足分の地図データの配信を経路探索サーバ３０に要求する。

なお、地図表示装置２０が経路探索サーバ３０に経路探索を要求している場合には、経路探索サーバ３０から配信された案内経路データをステップＳ１５の描画処理においてＶＲＡＭ２１４に描画すればよい。

上記実施例１においては、建物の高さ一律に表現する描画処理を行う表示方法であったが、建物の高さもしくは階数に忠実に描画する表示方法をとることもできる。実施例２はその処理手順を示すフローチャートである。なお、地図表示システム１０の構成は実施例１と同様の構成である。

本実施例２は、建物データに階数が含まれる場合に、それに比較的忠実に再現を行う方法である。図８は、本発明の実施例２にかかる表示処理の手順を示すフローチャートである。ステップＳ２０の処理において、建物位置判別手段２２０が画面の上方、すなわち、鳥瞰図の遠方に位置する建物を抽出する。次いで、ステップＳ２１の処理において鳥瞰図用平面図形作成手段２１８は、ステップＳ２０で抽出された建物の形状を示すベクターデータをアフィン変換して鳥瞰図用の平面図形（平面ポリゴン）を作成しＶＲＡＭ２１４に描画する。この手順は先ず、ポリゴンの周線（輪郭線）を描画し、内部をある色で塗りつぶす。例えば一律グレーで塗りつぶす。

次いで、ステップＳ２２の処理において、建物の平面ポリゴンを描画するポインタを１階分上に移動して鳥瞰図用平面図形（平面ポリゴン）を複写してＶＲＡＭ２１４に描画する。そして、ステップＳ２３の処理において、描画中の建物の階数分だけ描画したか、すなわち、再上階であるかを確認する。例えば、１階だけの建物なら直ちにＹＥＳとなって次のステップＳ２４の処理に移って、建物の属性情報で決まる描画色で平面ポリゴンを描画する。つまり、１階だけの建物でも２つの平面ポリゴンで描画されるので、高さ方向に立体感のある表示となる。そして、屋根に相当する部分は、その建物の属性の色で表示されるので、従来の鳥瞰図だけの表現における建物の識別機能も備わる。

ステップＳ２３の処理において、建物の再上階に達したかを判別し、まだ再上階まで達していない場合には、ステップＳ２１の処理に戻って階数分だけ描画を行い階数が増えて行く。この処理は、具体的には新たなアフィン変換もＺバッファ法の演算も必要とせず、平面ポリゴンをコピーしていくだけの処理であるから非常に高速に行える。そしてステップＳ２３の判断処理において、建物の最上階まで描画したときステップＳ２４の処理で説明したとおりである。そして、ステップ２５で建物の有無を順次判断し、まだ建物があればステップＳ２０の処理に戻りステップＳ２５までの処理を繰り返し、画面に入る範囲内にある最後の建物まで行い処理を終了する。

このようにして描画した建物の立体表現は、図９に示すようになる。図９に示す表示例は、建物の全てが５階建ての場合であるが、遠方から描画しているので手前の建物が後から上書きされ、特に重なり判定を行わなくても正しく表現される。なお、建物データに含まれた情報が建物の階数でなく建物の高さである場合は、例えば１階あたり３ｍとして大まかな階数を得ても良い。

ところで、歩行者にとっては、必ずしもビルの高さが忠実に表現されていなくても良い。特に高層ビルについては、階数が重要なのではなくて、「高いビル」ということが重要なのであって、その高いビルであることが表現できれば地図表示装置としては十分である。そこで、本発明の実施例３では建物の高さを高層と低層の２種類の高さに分けて、鳥瞰図用平面図形（ポリゴン）の複写回数を２種類で描画する。実施例３の地図表示システム１０は実施例１における地図表示システム１０と同様の構成である。

図１０は、本発明の実施例３にかかる表示処理の手順を示すフローチャートである。ステップＳ３０の処理において、建物位置判別手段２２０が画面の上方、すなわち、鳥瞰図の遠方に位置する建物を抽出する。次いで、ステップＳ３１の処理において、建物位置判別手段２２０は抽出した建物の属性情報のうち建物の階数データを参照して建物の階数を判別する。建物の階数が１〜９階であれば、ステップＳ３２の処理に進み、鳥瞰図用平面図形作成手段２１８は、ステップＳ３０で抽出された建物の形状を示すベクターデータをアフィン変換して鳥瞰図用の平面図形（平面ポリゴン）を作成しＶＲＡＭ２１４に描画する。そして、建物平面図を上方にシフトしながら複写してＶＲＡＭ２１４に描画する処理を４回繰り返す。

一方、ステップＳ３１の処理において建物が１０階以上であれば、ステップＳ３３の処理に進み、鳥瞰図用平面図形作成手段２１８は、ステップＳ３０で抽出された建物の形状を示すベクターデータをアフィン変換して鳥瞰図用の平面図形（平面ポリゴン）を作成しＶＲＡＭ２１４に描画する。そして、建物平面図を上方にシフトしながら複写してＶＲＡＭ２１４に描画する処理を１８回繰り返す。ステップＳ３２、ステップＳ３３における描画は、実施例２などと同様にコピーで良い処理であるから、演算処理を高速に行うことができる。なお、描画回数（複写回数はこの例に限定することなく適宜決めておくことがでる。

ステップＳ３２、ステップＳ３３における描画は処理が終了すると、何れの場合もステップＳ３４の処理において最上階の平面図を属性に基づく色で描画して、ステップＳ３５の処理において建物の有無を順次判断する。まだ建物があればステップＳ３０の処理に戻りステップＳ３５までの処理を繰り返し、画面に入る範囲内にある最後の建物まで行い処理を終了する。

このようにして描画した建物の立体表現は、図１１に示すようになる。図１１に示す表示例は、１０階未満の低層の建物１１２は少ない階層で表現され、１０階以上の高層の建物は大きな階層で表現されており、高いビルを直感的に認識することができる。この場合も遠方の建物から順次描画しているので手前の建物が後から上書きされ、特に重なり判定を行わなくても正しく表現される。なお、建物データに含まれた情報が建物の階数でなく建物の高さである場合は、例えば１階あたり３ｍとして大まかな階数を得ても良い。

上記のようにして作成された図１１に示す画像を鳥瞰図の上に合成した状態を示す図が図１２である。そして、この画像を地図表示装置２０である携帯電話の表示手段２１５に表示した状態を示す外観図が図１３である。図１３において参照符号２１６は操作・表示手段である。携帯電話の表示画面程度の大きさで表示した場合、建物の柱や壁の表示が無くても、十分に建物の立体感を表現することが出来る。また、建物の高さは厳密には正確ではないが、建物を区別する効果も十分である。

以上の実施例１〜実施例３により鳥瞰図を表示する場合、建物１１２の属性に基づいて全ての階層を同じ色で塗りつぶすと図１４に示すようにわかりにくい建物表示になってしまう。このため、図１５や図１６のように最上階１１２ａの描画色を別の色にする方が、わかりやすい表示になる。

上記実施例１〜実施例３の処理手順による描画制御を更に効率演算処理することができる。図１７は本発明の実施例４にかかる表示処理の手順を示すフローチャートである。実施例４の手順は、建物の高さを高層と低層の２種類に分類し、全ての建物の低層部分の描画を終えた後、高層の建物のみについて、高層部分のみの描画を行うものである。なお、実施例４における地図表示システムの構成は実施例１と同様の構成である。

図１７において、先ず、ステップＳ４０の処理において鳥瞰図用平面図形作成手段２１８は前述の他の実施例と同様の方法により、画面の遠方から順次建物を抽出し、各建物の形状を示すベクターデータをアフィン変換してその鳥瞰図用平面図形（ポリゴン）を作成する。そして地図の道路、敷地などの地上部分を描画するとともに全建物の鳥瞰図用平面図形をＶＲＡＭ２１４に描画する。この処理により地表部分の描画が完了する。

次いでステップＳ４１の処理において、建物位置判別手段２２０は画面の遠方（上方）から全ての建物を抽出し、ステップ４２の処理において１０階以上の建物を識別しておく。その後、全建物の鳥瞰図用平面図形（ポリゴン）をシフト量記憶手段に予め設定したシフト量だけ画面上方向にシフトしながら５層分複写してＶＲＡＭ２１４に描画する。この場合、建物は１０階未満の建物と１０階以上の建物に区分し、１０階未満の建物は一律に５階立ての建物として描画され、１０階以上の建物は後の処理ステップＳ４５の処理において１９階立ての建物として描画される。

ステップＳ４３の処理が終了すると、ステップＳ４４の処理において１０階未満の建物について、各建物の属性情報で定められた色で建物に色付けを行う。次いで、ステップＳ４５の処理において、１０階以上の建物について鳥瞰図用平面図形（ポリゴン）をシフト量記憶手段に予め設定したシフト量だけ画面上方向にシフトしながら１４層分複写してＶＲＡＭ２１４に描画する。１０階以上の建物については、ステップＳ４３の処理において描画された５層分の上に１４層分の図形が描画されるので１９階立ての建物として描画されることになる。そして、ステップＳ４６の処理において１０階以上の建物について、各建物の属性情報で定められた色で建物に色付けを行い、処理を終了する。

このように、建物の高さを２段階に区分し建物の下層の共通部分のポリゴンをグルーピングして共通階層分をコピーし、次にその上の共通部分を同様に処理することを繰り返すことによって、複数の建物の階層を一括で描画してゆくので、非常に効率よく高速な処理が出来る。図１８は、上記処理ステップＳ４５において、下層の共通部分の上に描画される上層の共通部分の画像を示している。この処理手順は実施例４のように建物の高さを２段階に区分するのでなく、更に、建物の高さを複数段階、例えば、低層、中層、高層の３段階に区分して実施することもでき他段階の高さ表現にも対応できる。しかも、複数の建物の階層を一括で描画してゆくので、非常に効率よく高速な処理が出来る。

また鳥瞰図上の建物の平面ポリゴンを所定のシフト量ずつ移動すると、画面上方（遠方）の建物１１２の描画が不自然になることがある。これは、遠方ほど建物が小さく見えるのと、遠方ほど水平に近い角度にポリゴンがつぶれているので、同じシフト量では各階層が離れて見えてしまうことがある。そこで、簡便な方法として、例えば、画面の表示領域の上から１／３Ａと、残りの領域２／３Ｂのシフト量を変えて描画しても良い。このようにして描画すると、図１９に示すように遠方（表示領域Ａ）の建物の各階層のシフト量が手前（表示領域Ｂ）の建物の各階層のシフト量より小さいので、領域Ａの建物ほど水平に近い角度にポリゴンがつぶれて、より自然な表示となる。

なお、建物の平面形状が下層部と上部で異なる建築物、例えば東京タワーなどは、鳥瞰図用の平面図形を複写していく本発明の描画方法では表現できない。このような建物については別途その建物の簡易な画像データを準備しておき、ＶＲＡＭに描画する再に重ね合わせることで表現するようにしてもよい。

以上説明した表示方法は、携帯電話のようにＣＰＵの処理能力に限界があるものに適用するのに適しているが、それに限られるものでなく、例えば、パソコンなどによる地図表示においても、画面が大きくて視野の広い地図表示アプリケーションのようなアプリケーションでは表示する建物の数が多くなるので、この技術を適用して高速な表示を行うことが出来る。

Claims (22)

1. ベクターデータで構成された地図データを表示手段に表示する地図表示装置を有する地図表示装置において、
   前記地図表示装置は、鳥瞰図用平面図形作成手段と、シフト量記憶手段と、建物位置判別手段と、図形データ複写手段と、を備え、
   鳥瞰図用平面図形作成手段は、前記ベクターデータで構成された地図データから鳥瞰図を作成するための鳥瞰図用平面図形を作成し、
   前記図形データ複写手段は、建物位置判別手段が判別した建物位置と、シフト量記憶手段に記憶されたシフト量に基づいて、鳥瞰図上の遠方に位置する建物から順にその建物の平面図形を画面の上方向に前記シフト量に応じてシフトしながら鳥瞰図用平面図形を複写して描画し、前記鳥瞰図を表示することを特徴とする地図表示装置。
2. 前記ベクターデータで構成された地図データには建物の高さに関する高さ情報が付加された建物データが含まれ、画面の上方向に前記シフト量だけシフトしながら、前記高さ情報に対応する回数だけ鳥瞰図用平面図形を複写して描画することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の地図表示装置。
3. 前記高さ情報に対応する回数は、各建物毎の高さによらず一律に定めた回数とし、当該回数だけ、画面の上方向に前記シフト量に応じてシフトしながら、前記鳥瞰図用平面図形を複写して描画することを特徴とする請求の範囲第２項に記載の地図表示装置。
4. 前記建物をその高さ情報に基づいて高さの異なる複数のグループに区分し、グループ毎に前記高さ情報に対応する回数を定め、前記グループ毎に定められた回数だけ、画面の上方向にシフト量に応じてシフトしながら、前記鳥瞰図用平面図形を複写して描画することを特徴とする請求の範囲第２項に記載の地図表示装置。
5. 前記シフト量記憶手段に記憶されるシフト量は、前記表示手段の表示領域に応じて複数の値を有し、前記表示領域上方におけるシフト量の値を表示画面下方におけるシフト量の値よりも小さく設定したことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の地図表示装置。
6. ベクターデータで構成された地図データを表示手段に表示する地図表示装置を有する地図表示装置において、
   前記地図表示装置は、鳥瞰図用平面図形作成手段と、シフト量記憶手段と、建物位置判別手段と、図形データ複写手段と、を備え、
   鳥瞰図用平面図形作成手段は、建物位置判別手段が判別した建物位置に基づいて、鳥瞰図上の遠方に位置する建物から順にその建物の鳥瞰図用平面図形を作成して第１層の平面データを描画し、
   前記図形データ複写手段は、前記シフト量記憶手段に記憶されたシフト量に基づいて画面の上方向に前記シフト量に応じてシフトしながら前記第１層の平面データを複写して描画し、前記鳥瞰図を表示することを特徴とする地図表示装置。
7. 前記ベクターデータで構成された地図データには建物の高さに関する高さ情報が付加された建物データが含まれ、画面の上方向にシフト量に応じてシフトしながら、前記高さ情報に対応する回数だけ鳥瞰図用平面図形を複写して描画することを特徴とする請求項の範囲第６項に記載の地図表示装置。
8. 前記高さ情報に対応する回数は、各建物毎の高さによらず一律に定めた回数とし、当該回数だけ、画面の上方向にシフト量に応じてシフトしながら、前記鳥瞰図用平面図形を複写して描画することを特徴とする請求の範囲第７項に記載の地図表示装置。
9. 前記建物をその高さ情報に基づいて高さの異なる複数のグループに区分し、該グループ毎に前記高さ情報に対応する回数を定め、鳥瞰図上にある建物のうち、共通の高さ部分をもつ建物の鳥瞰図用平面図形をグルーピングし、前記グルーピングした鳥瞰図用平面図形を、下層から順に前記定められた回数だけ画面の上方にシフト量に応じてシフトしながら前記グルーピングした鳥瞰図用平面図形を複写して描画することを特徴とする請求の範囲第７項に記載の地図表示装置。
10. 前記シフト量記憶手段に記憶されるシフト量は、前記表示手段の表示領域に応じて複数の値を有し、前記表示領域上方におけるシフト量の値を表示画面下方におけるシフト量の値よりも小さく設定したことを特徴とする請求の範囲第６項に記載の地図表示装置。
11. 前記ベクターデータで構成された地図データには建物の色に関する属性情報が付加された建物データが含まれ、前記複写して描画される鳥瞰図用平面図形のうち、各建物の再上層に該当する鳥瞰図用平面図形を、前記属性情報に基づいた色で塗りわけることを特徴とする請求の範囲第１項ないし請求の範囲第１０項の何れか１項に記載の地図表示装置。
12. ベクターデータで構成された地図データを表示手段に表示する地図表示装置を有する地図表示装置における地図表示方法において、
    前記地図表示装置は、鳥瞰図用平面図形作成手段と、シフト量記憶手段と、建物位置判別手段と、図形データ複写手段と、を備え、
    鳥瞰図用平面図形作成手段が、前記ベクターデータで構成された地図データから鳥瞰図を作成するための鳥瞰図用平面図形を作成するステップと、
    前記図形データ複写手段が、建物位置判別手段が判別した建物位置と、シフト量記憶手段に記憶されたシフト量に基づいて、鳥瞰図上の遠方に位置する建物から順にその建物の平面図形を画面の上方向に前記シフト量に応じてシフトしながら鳥瞰図用平面図形を複写して描画するステップと、
    前記鳥瞰図を表示するステップと、を含むことを特徴とする地図表示方法。
13. 前記ベクターデータで構成された地図データには建物の高さに関する高さ情報が付加された建物データが含まれ、画面の上方向に前記シフト量だけシフトしながら、前記高さ情報に対応する回数だけ鳥瞰図用平面図形を複写して描画するステップを含むことを特徴とする請求の範囲第１２項に記載の地図表示方法。
14. 前記高さ情報に対応する回数は、各建物毎の高さによらず一律に定めた回数とし、当該回数だけ、画面の上方向に前記シフト量に応じてシフトしながら、前記鳥瞰図用平面図形を複写して描画するステップを含むことを特徴とする請求の範囲第１３項に記載の地図表示方法。
15. 前記建物をその高さ情報に基づいて高さの異なる複数のグループに区分し、グループ毎に前記高さ情報に対応する回数を定め、前記グループ毎に定められた回数だけ、画面の上方向にシフト量に応じてシフトしながら、前記鳥瞰図用平面図形を複写して描画するステップを含むことを特徴とする請求の範囲第１３項に記載の地図表示方法。
16. 前記シフト量記憶手段に記憶されるシフト量は、前記表示手段の表示領域に応じて複数の値を有し、前記表示領域上方におけるシフト量の値を表示画面下方におけるシフト量の値よりも小さく設定され、前記シフト量に応じてシフトしながら、前記鳥瞰図用平面図形を複写して描画するステップを含むことを特徴とする請求の範囲第１２項に記載の地図表示方法。
17. ベクターデータで構成された地図データを表示手段に表示する地図表示装置を有する地図表示装置における地図表示方法において、
    前記地図表示装置は、鳥瞰図用平面図形作成手段と、シフト量記憶手段と、建物位置判別手段と、図形データ複写手段と、を備え、
    鳥瞰図用平面図形作成手段が、建物位置判別手段が判別した建物位置に基づいて、鳥瞰図上の遠方に位置する建物から順にその建物の鳥瞰図用平面図形を作成して第１層の平面データを描画するステップと、
    前記図形データ複写手段が、前記シフト量記憶手段に記憶されたシフト量に基づいて画面の上方向に前記シフト量に応じてシフトしながら前記第１層の平面データを複写して描画するステップと、前記鳥瞰図を表示するステップと、を含むことを特徴とする地図表示方法。
18. 前記ベクターデータで構成された地図データには建物の高さに関する高さ情報が付加された建物データが含まれ、画面の上方向にシフト量に応じてシフトしながら、前記高さ情報に対応する回数だけ鳥瞰図用平面図形を複写して描画するステップを含むことを特徴とする請求の範囲第１７項に記載の地図表示方法。
19. 前記高さ情報に対応する回数は、各建物毎の高さによらず一律に定めた回数とし、当該回数だけ、画面の上方向にシフト量に応じてシフトしながら、前記鳥瞰図用平面図形を複写して描画するステップを含むことを特徴とする請求の範囲第１８項に記載の地図表示方法。
20. 前記建物をその高さ情報に基づいて高さの異なる複数のグループに区分し、該グループ毎に前記高さ情報に対応する回数を定め、鳥瞰図上にある建物のうち、共通の高さ部分をもつ建物の鳥瞰図用平面図形をグルーピングし、前記グルーピングした鳥瞰図用平面図形を、下層から順に前記定められた回数だけ画面の上方にシフト量に応じてシフトしながら前記グルーピングした鳥瞰図用平面図形を複写して描画するステップを含むことを特徴とする請求の範囲第１８項に記載の地図表示方法。
21. 前記シフト量記憶手段に記憶されるシフト量は、前記表示手段の表示領域に応じて複数の値を有し、前記表示領域上方におけるシフト量の値を表示画面下方におけるシフト量の値よりも小さく設定され、前記シフト量に応じてシフトしながら、前記鳥瞰図用平面図形を複写して描画するステップを含むことを特徴とする請求の範囲第１７項に記載の地図表示方法。
22. 前記ベクターデータで構成された地図データには建物の色に関する属性情報が付加された建物データが含まれ、前記複写して描画される鳥瞰図用平面図形のうち、各建物の再上層に該当する鳥瞰図用平面図形を、前記属性情報に基づいた色で塗りわけるステップを含むことを特徴とする請求の範囲第１２項ないし請求の範囲第２１項の何れか１項に記載の地図表示方法。

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