專利名稱：立體地圖顯示導航裝置、立體地圖顯示系統(tǒng)以及程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及立體地圖顯示技術(shù)、特別是涉及進行立體地圖顯示的導 航裝置和立體地圖顯示系統(tǒng)、以及根據(jù)立體圖數(shù)據(jù)生成立體地圖并進行 顯示的立體地圖顯示程序。
背景技術(shù)：
公知有一種從DVD或硬盤內(nèi)所構(gòu)筑的地圖數(shù)據(jù)庫中讀出地圖數(shù)據(jù)， 在畫面上顯示建筑物和道路等的地圖，并且在地圖上顯示作為引導路徑 的利用GPS等本車位置檢測傳感器檢測出的本車位置和駛向目的地的 方向的導航裝置。此時如果把立體物的立體圖數(shù)據(jù)預先儲存在地圖數(shù)據(jù) 庫中，把預定通行道路附近的建筑物立體顯示，則能夠明了地進行道路 引導。但是，在立體顯示立體物時，與平面顯示相比，構(gòu)成各個立體物 的側(cè)面的多邊形數(shù)量大幅增加，使計算機的運算負荷增大。另外，在導 航裝置等所使用的監(jiān)視器的畫面尺寸比較小，且建筑物等密集的場所 中，存在著以多個多邊形顯示立體物，反而不利于識別的問題。
為了解決這樣的問題，在從地圖數(shù)據(jù)庫中讀出對應(yīng)移動體的位置或 用戶指定的位置而設(shè)定的顯示區(qū)域內(nèi)的地圖信息，使用該地圖信息，生 成從預定的視點觀察的透視地圖，并且使用在顯示畫面上顯示與該透視 地圖對應(yīng)的景觀的立體地圖顯示方法，生成地像的導航裝置中，公 知有一種根據(jù)從上述視點到上述地圖信息中包含的地圖要素的水平距
離、直線距離、以及高度差中的任意一方，變更該地圖要素的顯示方式 的導航裝置(參照專利文獻l)。此時，關(guān)于顯示方式的變更，提出了如 下方案，即，對于(a)與上述視點的水平距離、直線距離、或高度差 的任意一方在規(guī)定值以上的地圖要素、(b)與上述視點的水平距離、直 線距離、或高度差的任意一方在規(guī)定值以下的地圖要素、或(c)上述 視點與設(shè)定在上述顯示區(qū)域中的被注視的位置之間存在的地圖要素，把 其顯示方式變更為相比其余的地圖要素，描繪詳細度或識別性更低的地 圖要素。專利文獻1:特開2000-221876號>^才艮(段落編號0008 0018、圖
10)
根據(jù)上述專利文獻l所記載的立體地圖顯示技術(shù)，由于根據(jù)與用于 立體顯示的視點位置的關(guān)系，降低應(yīng)顯示的地圖要素的立體化的描繪詳 細度，所以，與以高描繪詳細度顯示全部地圖要素的情況相比，可減輕 計算機的運算負荷。但是，該立體地圖顯示技術(shù)由于在視點位置與地圖 要素的關(guān)系每次變化時進行簡略判定，所以雖然減輕了描繪負擔，但增 加了簡略判定的運算負擔，因而不能有效地減輕對于立體地圖顯示的綜 合性的計算機負荷，有時還可能增加負荷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于上述的問題而提出的，目的是提供一種不僅可減輕 描繪負擔，而且也減輕對于立體地圖顯示的綜合性的計算機負荷的立體 地圖顯示技術(shù)。
為了解決上述問題，本發(fā)明的立體地圖顯示導航裝置具有地圖數(shù) 據(jù)庫，其具有儲存道路數(shù)據(jù)的道路數(shù)據(jù)庫和儲存立體物的立體圖數(shù)據(jù)的
立體圖數(shù)據(jù)庫；路徑信息存儲部，其保存根據(jù)上述道路數(shù)據(jù)設(shè)定的引導 路徑有關(guān)的路徑信息；立體圖數(shù)據(jù)讀取單元，其對上述地圖數(shù)據(jù)庫進行 訪問，并且計算上述引導路徑與上述立體物的離散距離，根據(jù)上述離散 距離，把簡略后的關(guān)于上述立體物的立體圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到緩存部；以及地 像生成單元，其根據(jù)從上述緩存部取出的立體圖數(shù)據(jù)，生成三維的 路徑引導用地像。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，按照基于道路數(shù)據(jù)設(shè)定的引導路徑與立體物的離散距 離，把關(guān)于上述立體物的簡略的立體圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到緩存部，在該立體物 的描繪處理時，根據(jù)從緩存部取出的立體圖數(shù)據(jù)，生成三維路徑引導用 地像。即，在進行立體物的描繪處理之前，在把立體圖數(shù)據(jù)從立體 圖數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)送到緩存部的階段，把根據(jù)引導路徑與立體物的離散距離決 定的簡略立體圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到緩存部。因此，在三維路徑引導用地像 的生成時，由于總是使用該緩存部的立體圖數(shù)據(jù)，所以不需要如上述以 往技術(shù)那樣在視點位置與地圖要素的關(guān)系每次發(fā)生變化時進行簡略判 定，從而可減輕與立體地圖顯示有關(guān)的綜合性的計算機負荷。另外，可
5減少該立體地圖顯示處理中使用的存儲器容量。
另外，在由立體圖數(shù)據(jù)讀取單元進行的把簡略立體圖數(shù)據(jù)向緩存部 的轉(zhuǎn)送中，可以有多個不同的特征結(jié)構(gòu)。
其l，把上述離散距離越長越被簡略的立體圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到緩存部。 根據(jù)該特征結(jié)構(gòu)，由于立體物與路徑之間的離散距離越長，越是以簡略 的方式描繪立體物，所以可獲得相比實際的情景而幾乎不產(chǎn)生不自然感 的優(yōu)點。
其2，把設(shè)定的離散距離閾值作為判定基準，對于計算出的離散距 離超過上述離散距離閾值的立體物，把簡略立體圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到上述緩存 部。對于計算出的離散距離為上述離散距離閾值以下的立體物，把詳細 立體圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到上述緩存部。根據(jù)該特征結(jié)構(gòu)，如果只有l(wèi)個離散距
離閾值，則有l(wèi)個簡略的立體圖數(shù)據(jù)即可，另外，即使使用多個離散距 離閾值，與連續(xù)變更簡略度的情況相比，其筒略化處理也簡單，因此有 利于提高處理速度。在作為判定基準而使用l個以上的離散距離閾值的 情況下，只要對該離散距離閾值根據(jù)道路條件或道路周邊條件進行可變 設(shè)定，則可自如地改變筒略程度，因而是有利的。
由于一般為了保存在立體圖數(shù)據(jù)庫而準備的立體圖數(shù)據(jù)是詳細立 體圖數(shù)據(jù)，所以在利用該詳細立體圖數(shù)據(jù)時，只要直接從立體圖數(shù)據(jù)庫 中讀取并轉(zhuǎn)送到緩存部，即可在描繪時使用。但是，關(guān)于筒略立體圖數(shù) 據(jù)則需要根據(jù)詳細立體圖數(shù)據(jù)來生成。關(guān)于這樣的簡略立體圖數(shù)據(jù)的處 理，本發(fā)明提出了 2個特征結(jié)構(gòu)。
其l,上述立體圖數(shù)據(jù)庫對于同一立體物儲存有詳細立體圖數(shù)據(jù)和 筒略立體圖數(shù)據(jù)，上述立體圖數(shù)據(jù)讀取單元根據(jù)上述離散距離，從上述 立體圖數(shù)據(jù)庫中讀取詳細立體圖數(shù)據(jù)和筒略立體圖數(shù)據(jù)中的任意一種。 該特征結(jié)構(gòu)由于是預先生成簡略立體圖數(shù)據(jù)，并儲存在立體圖數(shù)據(jù)庫 中，所以可直接從立體圖數(shù)據(jù)庫讀取簡略立體圖數(shù)據(jù)，并把讀取的簡略 立體圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到緩存部。該讀取/轉(zhuǎn)送速度與詳細立體圖數(shù)據(jù)的讀取/ 轉(zhuǎn)送速度相比，由于數(shù)據(jù)容量少，所以快速，并且不需要把詳細立體圖 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成簡略立體圖數(shù)據(jù)的處理。
6其2，上述立體圖數(shù)據(jù)庫對于同一立體物只儲存詳細立體圖數(shù)據(jù)， 上述立體圖數(shù)據(jù)讀取單元對于上述離散距離長的立體物，通過簡略化處 理把從上述立體圖數(shù)據(jù)庫讀取的詳細立體圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成簡略立體圖數(shù) 據(jù)，然后轉(zhuǎn)送到上述緩存部。該特征結(jié)構(gòu)雖然需要進行把詳細立體圖數(shù) 據(jù)轉(zhuǎn)換成簡略立體圖數(shù)據(jù)的處理，但由于不需要預先準備簡略立體圖數(shù) 據(jù)，所以具有立體圖數(shù)據(jù)庫的容量少的優(yōu)點。
理想的是，在把詳細立體圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成簡略立體圖數(shù)據(jù)時，進行上 述詳細立體圖數(shù)據(jù)的紋理數(shù)據(jù)的分辨率和灰度等級的任意一方或雙方 的降低、以及多邊形數(shù)據(jù)的多邊形數(shù)目的減少、或者這些的組合。由于 紋理數(shù)據(jù)是圖像數(shù)據(jù)，所以通過降低分辨率和灰度等級，可大幅減少數(shù) 據(jù)容量。另外，多邊形數(shù)據(jù)的多邊形數(shù)的減少，可大幅縮短立體描繪速 度。
另外，如果把上述離散距離設(shè)定為上述引導路徑與上述立體物的立 體圖數(shù)據(jù)上的平面外形之間的最短距離，則只需進行簡單的坐標計算便 可得出，因此，有利于計算機運算。
上述本發(fā)明的立體地圖顯示導航裝置的技術(shù)特征，不僅適用于在導 航系統(tǒng)等中使用的把引導路徑作為基準，把其周邊的立體物與路徑一起 進行立體顯示的導航裝置，而且，本發(fā)明還可以適用于通過指定特定的 道路的特定區(qū)間，把該特定道路區(qū)間周邊的立體物與道路一起進行立體 顯示的通用的立體地圖顯示系統(tǒng)中。本發(fā)明的這樣的立體地圖顯示系統(tǒng) 具有地圖數(shù)據(jù)庫，其具有儲存道路數(shù)據(jù)的道路數(shù)據(jù)庫和儲存立體物的 立體圖數(shù)據(jù)的立體圖數(shù)據(jù)庫；路徑信息存儲部，其保存根據(jù)上述道路數(shù) 據(jù)預先設(shè)定的設(shè)定道路有關(guān)的道路信息；立體圖數(shù)據(jù)讀取單元，其對上 述地圖數(shù)據(jù)庫進行訪問，并且計算上述設(shè)定道路與上述立體物的離散距 離，根據(jù)上述離散距離，把筒略后的與上述立體物有關(guān)的立體圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 送到緩存部；和地像生成單元，其根據(jù)從上述緩存部取出的立體圖 數(shù)據(jù)生成三維的設(shè)定道路用地像。
并且，上述的本發(fā)明的立體地圖顯示導航裝置的技術(shù)特征還適用于 立體地圖顯示導航程序中。因此，本發(fā)明可以把這樣的方法和程序作為 權(quán)利保護對象。例如，在立體地圖顯示導航裝置中具備了地圖數(shù)據(jù)庫和 保存根據(jù)上述道路數(shù)據(jù)所設(shè)定的與引導路徑有關(guān)的路徑信息的路徑信息存儲部，該地圖數(shù)據(jù)庫具有儲存道路數(shù)據(jù)的道路數(shù)據(jù)庫和儲存立體物 的立體圖數(shù)據(jù)的立體圖數(shù)據(jù)庫，該立體地圖顯示導航裝置中的立體地圖
顯示程序，根據(jù)本發(fā)明通過計算機實現(xiàn)對上述地圖數(shù)據(jù)庫進行訪問， 并且計算上述引導路徑與上述立體物的離散距離，將根據(jù)上述離散距離 筒略后的與上述立體物有關(guān)的立體圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到緩存部中的立體圖數(shù) 據(jù)讀取功能；和根據(jù)從上述緩存部取出的立體圖數(shù)據(jù)，生成三維的路徑 引導用地像的地像生成功能。當然，這樣的立體地圖顯示程序 也可以獲得與上述立體地圖顯示導航裝置相同的作用效果，并且，作為 其良好的方式例，也可以組合上述的任意附加技術(shù)。


圖l是本發(fā)明的實施方式的立體地圖顯示導航裝置的方框圖。
圖2是表示道路數(shù)據(jù)的一例的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖。
圖3是表示立體圖數(shù)據(jù)的一例的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖。
圖4是立體圖讀取單元的方框圖。
圖5是表示立體圖數(shù)據(jù)讀取控制的流程的流程圖。
圖6是表示根據(jù)詳細立體圖數(shù)據(jù)描繪的被顯示在監(jiān)視器上的立體物 的一例的圖。
圖7是表示根據(jù)簡略立體圖數(shù)據(jù)描繪的被顯示在監(jiān)視器上的立體物 的一例的圖。
圖8是根據(jù)詳細立體圖數(shù)據(jù)和簡略立體圖數(shù)據(jù)描繪的立體地圖監(jiān)視 顯示圖。
圖9是其他實施方式的立體圖讀取單元的方框圖。
圖10是表示其他實施方式的立體圖數(shù)據(jù)讀取控制的流程的流程圖。
圖中符號說明2-地圖數(shù)據(jù)庫；6-立體圖數(shù)據(jù)讀取單元；7-立體圖 緩存部(緩存部)；9-地像生成單元；21-二維道路數(shù)據(jù)庫；22-立體 圖數(shù)據(jù)庫；31-監(jiān)視器；42-路徑信息存儲部；63-離散距離運算部；65-離散距離閾值決定部；67-數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送部；68-立體圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部；82-三維 圖像生成單元。
具體實施例方式
下面，結(jié)合附圖，對本發(fā)明的實施方式進行說明。圖l是示意地表 示本實施方式的立體地圖顯示導航裝置的主要要素的結(jié)構(gòu)的方框圖。該 立體地圖顯示導航裝置根據(jù)從本車位置信息檢測單元l輸出的本車位置 信息，從地圖數(shù)據(jù)庫2中讀取進行立體地圖顯示所必要的道路數(shù)據(jù)和立 體圖數(shù)據(jù)，并且把使用這些數(shù)據(jù)生成的三維路徑引導用地像，根據(jù) 需要與表示本車位置的符號重疊地顯示在監(jiān)視器31中。并且，由路徑 探索單元41探索連接當前位置與用戶通過操作輸入部32指定的地點 (例如是目的地)的最佳的引導路徑，把探索出的引導路徑設(shè)定在路徑 信息存儲部42中，路徑引導單元43根據(jù)設(shè)定的引導路徑和本車位置， 通過揚聲器33或監(jiān)視器31對用戶進行路徑引導。
操作輸入部32具有接收來自用戶的指示的功能，并由觸摸屏、機 械操作按鍵、軟件按鍵等構(gòu)成。觸摸屏和軟件按鍵通過與顯示處理單元 34的配合動作，構(gòu)筑用戶圖形界面。
本車位置信息檢測單元1取得表示本車位置、即本車的當前位置的 本車位置信息。在本實施方式中，本車位置信息檢測單元1與GPS接 收機與GPS接收機11、方位傳感器12、以及距離傳感器13連接。這 里，GPS接收機11是接收來自GPS衛(wèi)星的GPS信號的裝置。該GPS 信號通常每隔l秒接收一次，并輸出到本車位置信息取得單元l中。本 車位置信息檢測單元1通過解析由GPS接收機11接收的來自GPS衛(wèi) 星的信號，取得本車的當前位置(綿度和經(jīng)度)、行進方位、移動速度 等的信息。方位傳感器12是檢測本車的行進方位或該行進方位的變化 的傳感器。該方位傳感器12例如由陀螺傳感器、地磁傳感器、安裝在 方向盤的旋轉(zhuǎn)部中的光學旋轉(zhuǎn)傳感器或旋轉(zhuǎn)型電位器、安裝在車輪部的 角度傳感器等構(gòu)成，并把其檢測結(jié)果輸出到本車位置信息檢測單元1。 距離傳感器13是檢測本車的車速和移動距離的傳感器。該距離傳感器 13例如由在本車的驅(qū)動軸或輪等每進行一定量的旋轉(zhuǎn)時輸出脈沖信號 的車速脈沖傳感器、檢測本車的加速度的平擺.G傳感器以及把檢測出 的加速度進行積分的電路等構(gòu)成。而且，距離傳感器13把作為其檢測結(jié)果的車速和移動距離的信息輸出到本車位置信息檢測單元1。
本車位置信息檢測單元1根據(jù)來自這些GPS接收機11、方位傳感 器12、和距離傳感器13的輸出，采用公知的方法進行確定本車位置的 計算。另外，本車位置信息取得單元1從地圖數(shù)據(jù)庫2中取得本車位置 周邊的地圖數(shù)據(jù)，通過根據(jù)該數(shù)據(jù)進行公知的地圖匹配，進行把本車位 置定位在地圖數(shù)據(jù)所示的道路上的修正。這樣，本車位置信息檢測單元 1取得用綿度和經(jīng)度表示的本車的當前位置的信息、和包含本車行進方 位信息的本車位置信息。
在地圖數(shù)據(jù)庫2中，包含儲存道路數(shù)據(jù)的道路數(shù)據(jù)庫21和儲存立 體物的立體圖數(shù)據(jù)的立體圖數(shù)據(jù)庫22。地圖數(shù)據(jù)庫2由DVD或硬盤等 大容量存儲介質(zhì)構(gòu)成。另外，在釆用可改寫的存儲介質(zhì)的情況下，可通 過數(shù)據(jù)通信適時下載最新的地圖數(shù)據(jù)。
具有用于從道路數(shù)據(jù)庫21中讀出道路數(shù)據(jù)并在工作存儲器中展開 的二維數(shù)據(jù)讀取單元5。被展開在工作存儲器中的道路數(shù)據(jù)由二維圖像 生成單元81生成為適合顯示地像的二維圖像。
并且具有立體圖數(shù)據(jù)讀取單元6,其對立體圖數(shù)據(jù)庫22進行數(shù)據(jù)訪 問，計算引導路徑與立體物的離散距離，把根據(jù)獲得的離散距離簡略后 的立體物有關(guān)的立體圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到由工作存儲器構(gòu)成的緩存部即立體 圖緩存部7。在本實施方式中，在立體圖數(shù)據(jù)庫22中儲存由關(guān)于同一立 體物的詳細立體圖數(shù)據(jù)和簡略立體圖數(shù)據(jù)。因此，本實施方式的立體圖 數(shù)據(jù)讀取單元6構(gòu)成為，根據(jù)獲得的離散距離從上述立體圖數(shù)據(jù)庫22 中讀出詳細立體圖數(shù)據(jù)和簡略立體圖數(shù)據(jù)中的任意一方數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)送到 立體圖緩存部7。
關(guān)于立體物的立體圖數(shù)據(jù)向立體圖緩存部7的轉(zhuǎn)送，在對每個規(guī)定 劃分單位進行該立體物的立體描繪處理之前進行，到本車駛過該規(guī)定劃 分單位為止，該規(guī)定劃分單位中包含的立體物的立體圖數(shù)據(jù)被儲存在立 體圖緩存部7中。關(guān)于使用被儲存在立體圖緩沖部7中的詳細立體圖數(shù) 據(jù)或簡略立體圖數(shù)據(jù)的立體物的立體描繪處理，由三維圖像生成單元82 使用公知的三維描繪算法進行。
10由二維圖像生成單元81或三維圖像生成單元82或該雙方生成的圖 像，由地像生成單元9生成適合顯示在監(jiān)視器31中的地像。 顯示處理單元34在該地像中根據(jù)需要重疊各種信息或符號，轉(zhuǎn)換 成監(jiān)視器顯示數(shù)據(jù)，然后輸出到監(jiān)視器31。
圖2表示被儲存在地圖數(shù)據(jù)庫2的道路數(shù)據(jù)庫21中的道路數(shù)據(jù)的 示意的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。被儲存在道路數(shù)據(jù)庫21中的道路數(shù)據(jù)，用標準地域 網(wǎng)格進行管理，該標準地域網(wǎng)格表示由規(guī)定間隔的緯度經(jīng)度分割的區(qū) 域。對該標準地域網(wǎng)格分配有網(wǎng)格代碼。道路數(shù)據(jù)具有管理表區(qū)域與實 際數(shù)據(jù)區(qū)域分開的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在管理表區(qū)域中，包含上述網(wǎng)格代碼、生 成年月日等屬性信息、和表示向?qū)嶋H數(shù)據(jù)的鏈接目標的鏈接信息等。在 實際數(shù)據(jù)區(qū)域中，按照鏈接信息的成為鏈接目標的每個鏈接列ID進行 數(shù)據(jù)管理，其中記錄有交叉路口數(shù)據(jù)、連接數(shù)據(jù)、道路數(shù)據(jù)、形狀數(shù)據(jù)。 交叉路口數(shù)據(jù)包含表示交叉路口的節(jié)點坐標信息、表示信號燈和引導標 識的有無等的交叉路口的屬性信息、和表示該交叉路口 (節(jié)點)包含多 個層中的任意層的階層信息等。連接數(shù)據(jù)包含表示有哪個道路(鏈接) 與表示交叉路口的節(jié)點連接的節(jié)點/鏈接信息、和表示在交叉路口的是 否根據(jù)行進方向的引導或有無限制的屬性信息等。道路數(shù)據(jù)包含表示道 路的鏈接的兩端節(jié)點的信息、道路種類信息、道路寬度信息、車道數(shù)目 信息、表示該道路(鏈接)包含多個層的任意層的階層信息等。形狀數(shù) 據(jù)包含規(guī)定表示道路的鏈接形狀的形狀插補點組的坐標信息等。
圖3表示儲存在地圖數(shù)據(jù)庫2的三維市區(qū)數(shù)據(jù)庫22中的立體圖數(shù) 據(jù)的示意的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。儲存在三維市區(qū)數(shù)據(jù)庫22中的立體圖數(shù)據(jù)也是 用標準地域網(wǎng)格進行管理，該標準地域網(wǎng)格表示由規(guī)定間隔的煒度經(jīng)度 分割的區(qū)域，成為管理表區(qū)域與實際數(shù)據(jù)區(qū)域分開的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在管理 表區(qū)域中，包含上述網(wǎng)格代碼、生成年月日等屬性信息、表示向?qū)嶋H數(shù) 據(jù)的鏈接目標的鏈接信息等。
在實際數(shù)據(jù)區(qū)域中，按照成為鏈接信息的鏈接目標的每個立體物 ID，對立體物的立體圖數(shù)據(jù)進行管理，但在本實施方式中，對于同一立 體物準備有詳細立體圖數(shù)據(jù)和簡略立體圖數(shù)據(jù)。因此，按照每個立體物 ID，記錄有立體物屬性數(shù)據(jù)、詳細立體圖數(shù)據(jù)、和簡略立體圖數(shù)據(jù)等。 在立體物屬性數(shù)據(jù)中，包含立體物的種類、立體物的名稱、立體物的說
ii明等關(guān)于立體物的屬性的信息。詳細立體圖數(shù)據(jù)與簡略立體圖數(shù)據(jù)的數(shù) 據(jù)結(jié)構(gòu)本身相同，分別包含底面數(shù)據(jù)、多邊形數(shù)據(jù)和紋理數(shù)據(jù)。底面數(shù) 據(jù)是與立體物相關(guān)聯(lián)的二維區(qū)域數(shù)據(jù)，是包含立體物的占地和立體物的 底面等的信息，并具有規(guī)定底面的各個頂點的二維坐標數(shù)據(jù)組。多邊形 數(shù)據(jù)是為了立體描繪立體物所使用的多邊形的數(shù)據(jù)，具有構(gòu)成立體物的 多邊形數(shù)目、用于識別構(gòu)成立體物的多邊形的識別符、和#>據(jù)多邊形的 識別符識別出的多邊形的頂點的坐標數(shù)據(jù)。紋理數(shù)據(jù)是貼在多邊形上的 圖像的圖像數(shù)據(jù)，對應(yīng)各個多邊形具有紋理圖像數(shù)據(jù)。
詳細立體圖數(shù)據(jù)和筒略立體圖數(shù)據(jù)中的各自的底面數(shù)據(jù)、多邊形數(shù) 據(jù)以及紋理數(shù)據(jù)的不同點是，筒略立體圖數(shù)據(jù)中的這些數(shù)據(jù)相對詳細立 體圖數(shù)據(jù)中的這些數(shù)據(jù)而被進行了簡略。例如，關(guān)于底面數(shù)據(jù)和多邊形 數(shù)據(jù)，是通過減少多邊形的頂點數(shù)量來實現(xiàn)其簡略。另外，關(guān)于紋理數(shù) 據(jù)，是通過降低紋理圖像數(shù)據(jù)的分辨率和灰度等級的雙方或任意一方來 實現(xiàn)簡略。
圖4表示立體圖數(shù)據(jù)讀取單元6的功能要素的方框圖，該立體圖數(shù) 據(jù)讀取單元6在對地圖數(shù)據(jù)庫2進行訪問的同時，把關(guān)于根據(jù)引導路徑
與其周邊的立體物之間的離散距離而被筒略后的立體物的立體圖數(shù)據(jù) 轉(zhuǎn)送到立體圖緩存部7。在本實施方式中，該立體圖數(shù)據(jù)讀取單元把設(shè) 定的離散距離閾值作為判定標準，對于計算出的離散距離在該離散距離 閾值以下的立體物，把詳細立體圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到立體圖緩存部7。另外， 對于計算出的離散距離超過該離散距離閾值的立體物，把簡略立體圖數(shù) 據(jù)轉(zhuǎn)送到立體圖緩存部7。
該立體圖緩存部7具有立體圖數(shù)據(jù)讀取管理部60、計算預備用道路 數(shù)據(jù)輸入部61、計算預備用立體圖數(shù)據(jù)輸入部62、離散距離計算部63、 詳細/簡略決定部64、離散距離閾值設(shè)定部64、立體圖數(shù)據(jù)讀取部66、 和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送部67。
立體圖數(shù)據(jù)讀取管理部60用于管理、控制立體圖讀取單元6的上 述那樣的功能要素的動作。計算預備用道路數(shù)據(jù)輸入部61通過二維地 圖數(shù)據(jù)讀取單元21從道路數(shù)據(jù)庫21中取得在離散距離計算中使用的、 根據(jù)被保存在路徑信息存儲部42中的引導路徑和本車位置信息規(guī)定的 將要行駛的道路區(qū)間的位置信息(坐標數(shù)據(jù))等。計算預備用立體圖數(shù)
12據(jù)輸入部62從三維市區(qū)圖數(shù)據(jù)庫22中讀取在離散距離計算中使用的、 位于上述道路區(qū)間周邊的立體物的底面數(shù)據(jù)等。離散距離計算部63使 用在計算預備用道路數(shù)據(jù)輸入部61中確保的道路區(qū)間的位置信息和在 計算預備用立體圖數(shù)據(jù)輸入部62中確保的立體物的底面數(shù)據(jù)等，計算
間的最短距離，把其作為離散距離。另外，使用立體物的底面數(shù)據(jù)作為 關(guān)于立體物的平面外形的數(shù)據(jù)。這里，是把地圖上的道路區(qū)間與立體物 的平面外形之間的最短距離作為離散距離，但除此以外，也可以把沿著 連通道路區(qū)間與立體物的平面外形之間的道路的距離作為離散距離。
詳細/簡略決定部64把設(shè)定的離散距離閾值作為判定標準，根據(jù)離 散距離計算部63計算出的離散距離，決定選擇成為對象的立體物的詳 細立體圖數(shù)據(jù)或簡略立體圖數(shù)據(jù)的任一種數(shù)據(jù)。該離散距離閾值是由離 散距離閾值設(shè)定部65來設(shè)定，但在本實施方式中，是把預定的規(guī)定值， 例如"100m"作為離散距離閾值。當然也可以采用根據(jù)道路條件或道 路周邊條件可變地設(shè)定該離散距離閾值的結(jié)構(gòu)。例如，在該道路區(qū)間的 道路寬度寬的情況下，通過增大離散距離閾值，來從離散距離中去除道 路寬度的影響，可達到良好的效果。
立體圖數(shù)據(jù)讀取部66根據(jù)由詳細/簡略決定部64決定的內(nèi)容，從立 體圖數(shù)據(jù)庫22中讀取滿足條件的立體物的詳細立體圖數(shù)據(jù)或簡略立體 圖數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送部67把由立體圖數(shù)據(jù)讀取部66讀取的詳細立體圖數(shù) 據(jù)或簡略立體圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到立體圖緩存部7。被轉(zhuǎn)送到立體圖緩存部7 詳細立體圖數(shù)據(jù)或簡略立體圖數(shù)據(jù)在生成立體地圖時，由三維圖像生成 部82使用，當車輛通過該立體物時，該立體圖數(shù)據(jù)被從立體圖緩存部7 中消去。
下面，結(jié)合圖5所示的流程圖，對上述結(jié)構(gòu)的立體圖數(shù)據(jù)讀取單元 6的立體圖數(shù)據(jù)的讀取處理流程進行說明。
首先，立體圖數(shù)據(jù)讀取管理部60選擇引導路徑中的要生成立體地 圖的區(qū)間作為處理對象道路區(qū)間(#01)。從道路數(shù)據(jù)庫21通過計算預 備用道路數(shù)據(jù)輸入部61輸入所選定的道路區(qū)間的位置信息(#02)。離 散距離閾值設(shè)定部65對詳細/簡略決定部64設(shè)定離散距離閾值SH (#03)。此時，也可以根據(jù)道路區(qū)間的道路條件或道路周邊條件，例如道路寬度和道路種類等變動閾值。然后，從立體圖數(shù)據(jù)庫22通過計算 預備用立體圖數(shù)據(jù)輸入部62輸入位于所選定的道路區(qū)間周邊的立體物 的底面數(shù)據(jù)(弁04)。
由于通過以上的步驟，完成了計算所選定的道路區(qū)間(引導路徑) 與立體物的離散距離的準備，所以順序進行位于所選定的道路區(qū)間周邊 的每個立體物的處理。首先，立體圖數(shù)據(jù)讀取管理部60指定成為處理 對象的關(guān)注立體物(#11)。離散距離計算部63計算關(guān)注立體物與所選 定的道路區(qū)間的離散距離X(#12)。把求出的離散距離X與離散距離閾 值SH進行比較(#13)。在離散距離X在離散距離閾值SH以下的情況 下(#13的否分支)，從立體圖數(shù)據(jù)庫22通過立體圖數(shù)據(jù)讀取部66讀取 關(guān)注立體物的詳細立體圖數(shù)據(jù)(#14)。另外，在離散距離X超過離散距 離閾值SH的情況下(#13的是分支)，從立體圖數(shù)據(jù)庫22通過立體圖 數(shù)據(jù)讀取部66讀取關(guān)注立體物的簡略立體圖數(shù)據(jù)(#15)。通過立體圖 數(shù)據(jù)讀取部66讀取的立體圖數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送部67轉(zhuǎn)送到立體圖緩存部 7 (#21)。然后立體圖數(shù)據(jù)讀取管理部60檢查是否剩余作為關(guān)注立體物 指定的立體物(#22)。如果剩佘(#22的Yes分支)，則返回步驟#11， 指定關(guān)注立體物，反復從步驟#12到#21的處理，如果不剩余(#22的否 分支)則結(jié)束該程序。
已經(jīng)被轉(zhuǎn)送到立體圖緩存部7的詳細立體圖數(shù)據(jù)或簡略立體圖數(shù) 據(jù)，由三維圖像生成單元82按照為了進行立體圖描繪而指定的每個立 體物，根據(jù)其立體圖數(shù)據(jù)，描繪其立體物。例如，對于某個立體物，在 通過立體圖數(shù)據(jù)讀取單元6從立體圖緩存部7轉(zhuǎn)送來詳細立體圖數(shù)據(jù)的 情況下，如圖7所示那樣，通過使用多個多邊形而成為具有詳細外觀形 狀的立體物。并且，由于貼付在各個多邊形上的紋理圖像的灰度等級和 分辨率高，所以描繪出具有接近實物的質(zhì)感的立體物。對此，在通過立 體圖數(shù)據(jù)讀取單元6轉(zhuǎn)送到立體圖緩存部7的簡略立體圖數(shù)據(jù)的為立體 圖的情況下，如圖8所示那樣，由于使用減少了相當數(shù)量的頂點數(shù)的多 邊形，并且根據(jù)情況而省略小的多邊形，所以，描繪出具有簡略的外形 形狀的立體物。不僅如此，由于貼付在各個多邊形上的紋理圖像的灰度 等級和分辨率低，所以提高了該立體物的描繪處理速度。
在完成了基于三維圖像生成單元82的進入從特定視點的立體視野的立體物的描繪后，在生成行駛中的道路的同時生成立體地像，并
通過顯示處理裝置34顯示在監(jiān)視器31上。圖8表示在監(jiān)視器1中顯示 的立體地像的一例。從圖8中可看出，遠離引導路徑的道路的立體 物被簡略描繪，接近道路的立體物被詳細描繪。這種關(guān)系在本車行駛， 且本車接近特定的立體物時，也是相同。即，由于直接使用根據(jù)最初引 導路徑與立體物之間的離散距離決定的、被轉(zhuǎn)送到立體圖緩存部7的立 體圖數(shù)據(jù)。即，根據(jù)最初以何種方式轉(zhuǎn)送到立體圖緩存部7的情況，來 決定是詳細顯示還是筒略顯示被立體描繪的立體物。
[其他實施方式
在上述實施方式中，在地圖數(shù)據(jù)庫2的立體圖數(shù)據(jù)庫22中關(guān)于各 個立體圖儲存有詳細立體圖數(shù)據(jù)和簡略立體圖數(shù)據(jù)，將基于離散距離計 算部63的離散距離與離散距離閾值進行比較，把成為描繪對象的立體 物的詳細立體圖數(shù)據(jù)或簡略立體圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到立體圖緩存部7。但也可 以取代此而釆用在立體圖數(shù)據(jù)庫22中預先只儲存關(guān)于各個立體圖的詳 細立體圖數(shù)據(jù)，在要求筒略立體圖數(shù)據(jù)時，在從立體圖數(shù)據(jù)讀取部66 通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送部67把立體圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到立體圖緩存部7之前，把詳細 立體圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成簡略立體圖數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。表示了這樣的其他實施方式 中的立體圖讀取單元6的方框圖。其與前面的實施方式中的立體圖讀取 單元6的方框圖(參照圖4)的不同點是，附加了把詳細立體圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 換成簡略立體圖數(shù)據(jù)的立體圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部68。
在該其他實施方式的立體地圖顯示導航裝置中，立體圖數(shù)據(jù)庫22 關(guān)于同一立體物只儲存有詳細立體圖數(shù)據(jù)，立體圖數(shù)據(jù)讀取單元6對于 由離散距離計算部63求出的離散距離長的立體物，把從立體圖數(shù)據(jù)庫 讀取的詳細立體圖數(shù)據(jù)，通過基于立體圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部68的簡略化處理， 轉(zhuǎn)化成筒略立體圖數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)送到立體圖緩存部7。此時，也可以與前 面的實施方式同樣，把由離散距離閾值設(shè)定部65設(shè)定的離散距離閾值 作為判定標準，對于計算出的離散距離在上述離散距離闊值以下的立體 物，把詳細立體圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到上述緩存部，對于計算出的離散距離超過 上述離散距離閾值的立體物，把筒略立體圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到上述緩存部。另 外，也可以把立體圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部68構(gòu)成為能夠以任意的簡略度將詳細 立體圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成簡略立體圖數(shù)據(jù)，采用離散距離越長，而把越簡略的立體圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到緩存部的結(jié)構(gòu)。
圖10的流程圖表示該其他實施方式中的立體圖數(shù)據(jù)讀取單元6的 立體圖數(shù)據(jù)讀取控制的流程。與前面的實施方式中的立體圖數(shù)據(jù)讀取控 制流程(參照圖5)的不同點是，在步驟#13的判定中，在離散距離X 超過離散距離閾值SH而進入是分支時的處理。在此情況下，由于在立 體圖數(shù)據(jù)庫22中不包含簡略立體圖數(shù)據(jù)，所以立體圖數(shù)據(jù)讀取部66暫 且將詳細立體圖數(shù)據(jù)從立體圖數(shù)據(jù)庫22中讀出(#16)。然后由立體圖 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部68把讀取的詳細立體圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成上述那樣的概略立體圖 數(shù)據(jù)(#16)。并由數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送部67把轉(zhuǎn)換的概略立體圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到立體 圖緩存部7 (#21)。
即，與前面的實施方式的不同點只是把步驟#15替換成步驟#16和 17，但此時也可以在向筒略立體圖數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換時，根據(jù)對應(yīng)離散距離而 變化的簡略度進行詳細立體圖數(shù)據(jù)的簡略。
關(guān)于上述實施方式的立體地圖顯示導航裝置，主要說明了把在汽車 導航系統(tǒng)等中使用的引導路徑作為基準，把其周邊的立體物與路徑一同 立體顯示的情況，但本發(fā)明也可以適用于單純的地圖顯示系統(tǒng)，例如通 過指定特定的道路的特定區(qū)間，把該特定道路區(qū)間周邊的立體物于道路 一同立體顯示的通用的立體地圖顯示系統(tǒng)中。
權(quán)利要求
1. 一種立體地圖顯示導航裝置，其具有地圖數(shù)據(jù)庫，其具有儲存道路數(shù)據(jù)的道路數(shù)據(jù)庫和儲存立體物的立體圖數(shù)據(jù)的立體圖數(shù)據(jù)庫；路徑信息存儲部，其保存根據(jù)上述道路數(shù)據(jù)設(shè)定的引導路徑有關(guān)的路徑信息；立體圖數(shù)據(jù)讀取單元，其對上述地圖數(shù)據(jù)庫進行訪問，并且計算上述引導路徑與上述立體物的離散距離，將根據(jù)上述離散距離簡略化后的上述立體物有關(guān)的立體圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到緩存部；以及地像生成單元，其根據(jù)從上述緩存部取出的立體圖數(shù)據(jù)，生成三維路徑引導用地像。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的立體地圖顯示導航裝置，其特征在于， 上述立體圖數(shù)據(jù)讀取單元把上述離散距離越長越被筒略化后的立體圖 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到緩存部。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的立體地圖顯示導航裝置，其特征在于， 上述立體圖數(shù)據(jù)讀取單元把設(shè)定的離散距離閾值作為判定基準，對于計 算出的離散距離超過上述離散距離閾值的立體物，把筒略立體圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 送到上述緩存部，對于計算出的離散距離在上述離散距離閾值以下的立 體物，把詳細立體圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到上述緩存部。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的立體地圖顯示導航裝置，其特征在于， 上述離散距離閾值根據(jù)道路條件或道路周邊條件可變地設(shè)定。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的立體地圖顯示導航裝置，其特征在于， 上述立體圖數(shù)據(jù)庫關(guān)于同一立體物儲存有詳細立體圖數(shù)據(jù)和筒略立體 圖數(shù)據(jù)，上述立體圖數(shù)據(jù)讀取單元根據(jù)上述離散距離，從上述立體圖數(shù) 據(jù)庫中讀取詳細立體圖數(shù)據(jù)和簡略立體圖數(shù)據(jù)的任意一方。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的立體地圖顯示導航裝置， 其特征在于，上述立體圖數(shù)據(jù)庫關(guān)于同一立體物只儲存詳細立體圖數(shù) 據(jù)，上述立體圖數(shù)據(jù)讀取單元對于上述離散距離長的立體物，通過簡略 化處理把從上述立體圖數(shù)據(jù)庫讀取的詳細立體圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成簡略立體 圖數(shù)據(jù)，然后轉(zhuǎn)送到上述緩存部。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的立體地圖顯示導航裝置，其特征在于， 在上述簡略化處理中，進行上述詳細立體圖數(shù)據(jù)的紋理數(shù)據(jù)的分辨率和 灰度等級的任意一方或雙方的降低、以及多邊形數(shù)據(jù)的多邊形數(shù)目的減 少、或者這些的組合。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項所述的立體地圖顯示導航裝置， 其特征在于，上述離散距離是上述引導路徑與上述立體物的立體圖數(shù)據(jù) 上的平面外形之間的最短距離。
9. 一種立體地圖顯示系統(tǒng)，其具有地圖數(shù)據(jù)庫，其具有儲存道路數(shù)據(jù)的道路數(shù)據(jù)庫和儲存立體物的立 體圖數(shù)據(jù)的立體圖數(shù)據(jù)庫；路徑信息存儲部，其保存根據(jù)上述道路數(shù)據(jù)預先設(shè)定的設(shè)定道路有 關(guān)的道路信息；立體圖數(shù)據(jù)讀取單元，其對上述地圖數(shù)據(jù)庫進行訪問，并且計算上 述設(shè)定道路與上述立體物的離散距離，將根據(jù)上述離散距離簡略化后的 上述立體物有關(guān)的立體圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到緩存部；和地像生成單元，其根據(jù)從上述緩存部取出的立體圖數(shù)據(jù)，生成 三維設(shè)定道路用地像。
10. —種立體地圖顯示程序，用于立體地圖顯示導航裝置，該立體 地圖顯示導航裝置具備地圖數(shù)據(jù)庫和保存根據(jù)上述道路數(shù)據(jù)設(shè)定的引 導路徑有關(guān)的路徑信息的路徑信息存儲部，該地圖數(shù)據(jù)庫具有儲存道路 數(shù)據(jù)的道路數(shù)據(jù)庫和儲存立體物的立體圖數(shù)據(jù)的立體圖數(shù)據(jù)庫，該立體 地圖顯示程序通過計算機實現(xiàn)如下功能立體圖數(shù)據(jù)讀取功能，其對上述地圖數(shù)據(jù)庫進行訪問，并且計算上 述引導路徑與上述立體物的離散距離，將根據(jù)上述離散距離簡略后的上 述立體物有關(guān)的立體圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到緩存部；以及地像生成功能，其根據(jù)從上述緩存部取出的立體圖數(shù)據(jù)，生成 三維的路徑引導用地像。
全文摘要
本發(fā)明涉及立體地圖顯示導航裝置、立體地圖顯示系統(tǒng)，其不僅可減輕描繪負擔，而且可減輕關(guān)于立體地圖顯示的綜合性的計算機負擔。本發(fā)明的立體地圖顯示導航裝置具有地圖數(shù)據(jù)庫，其具有儲存道路數(shù)據(jù)的道路數(shù)據(jù)庫(21)、和儲存立體物的立體圖數(shù)據(jù)的立體圖數(shù)據(jù)庫(22)；路徑信息存儲部，其保存根據(jù)道路數(shù)據(jù)設(shè)定的引導路徑有關(guān)的路徑信息；立體圖數(shù)據(jù)讀取單元(6)，其對地圖數(shù)據(jù)庫進行訪問，并且計算引導路徑與立體物的離散距離，將根據(jù)離散距離簡略化后的立體物有關(guān)的立體圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到緩存部；和地像生成單元，其根據(jù)從緩存部(7)取出的立體圖數(shù)據(jù)，生成三維的路徑引導用地像。
文檔編號G01C21/36GK101470009SQ20081017277
公開日2009年7月1日 申請日期2008年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月26日
發(fā)明者宮本慎也, 山本和義, 牛田孝一 申請人:愛信艾達株式會社