先，多边形生成部5的球体多边形坐标计算部6计算构成地球对象的多边形的 顶点坐标。构成地球对象的多边形的坐标系如图3所示，设地球的中屯、为原点0、连接北绅0 度东经90度和北绅0度西经90度的轴为X轴、连接两极（北极和南极）的轴为y轴、连接从 北绅0度东经0度到北绅0度东经180度的轴为Z轴、大小为半径为1。并且，在设多边形的 顶点为绅线和经线的交点、将经线360度Wdegy度进行分割得到的数为截片（slices)、将 绅线180度Wdeg,度进行分割得到的数为截层（stacks)、截片的起点为西经180度、stacks 的起点为南绅90度时，能够用下式（3)求出构成地球对象的多边形的顶点S(SX，sy，SZ)。
[0化1]
[0052]其中，n表示如图4的（a)所示从南绅90度向北绅90度对绅线进行等分得到的 位置的索引，m表示如图4的化）所示从西经180度向东经180度对经线进行等分得到的 位置的索引。
[005引另外，假设图5所示的结构图像（tex化reimage)的左下部为南绅90度西经180度，右上部为北绅90度东经180度，则结构坐标系（tex化recoordinatesystem)为左下 (0. 0,0.0)、右上（1.0,1.0)，能够用下式（4)求出各个多边形的顶点的结构坐标（u，v)。
[0054]
[0化5] 另一方面，多边形生成部5的平面多边形坐标计算部7计算构成平面地图的多边 形的顶点坐标。构成平面地图的多边形的坐标系如图6所示，设为北绅0度东经0度为原 点0、连接北绅0度东经0度和北绅0度东经180度的轴为X轴、连接北绅0度东经0度和 北绅90度东经0度的轴为y轴，并设该XY平面存在于Z= 1。此时，能够用下式（5)求出 构成平面的多边形的顶点坐标P(px，py，pz)。
[0056]
[0057] 在该样计算出构成地球对象的多边形的顶点坐标和构成平面地图的多边形的顶 点坐标时，接下来多边形生成部5的中间多边形坐标计算部8根据来自球体多边形坐标计 算部6的顶点坐标和来自平面多边形坐标计算部7的顶点坐标，计算构成地球对象和平面 地图的中间地图的多边形坐标。关于该处理，参照图7所示的流程图进行说明。
[0化引首先，按照网格纵横比率对构成平面地图的多边形的顶点坐标进行校正（ST11)。 如上式（5)所示，构成平面地图的多边形的顶点在X方向和Y方向上的比率相等。因此，中 间多边形坐标计算部8使用从网格纵横比率计算部4传递来的网格纵横比率，根据下式化） 求出校正后的顶点坐标P' (px'，py'，pz')。
[0059] (px'mn，py'mn，pz'mn) = (XyratioXpXmn，py血，1)…化）
[0060] 然后，W使原点成为显示中屯、的方式校正构成平面地图的多边形的顶点坐 标（ST12)。此时，如图8所示，中间多边形坐标计算部8对于X坐标相对于校正后的 中屯、超过± (ISOXxyratio)度的范围的坐标，按照下式（7)所示进行校正使其控制在 ± (ISOXxyratio)度的范围内。由此，即使是显示原来的平面地图的边界附近的情况下，也 能够无中断地显示地图。
[0061]
[0062] 接着，校正后的平面地图被校正在视线与地球对象的交点处的切平面上（ST13)。 平面地图在地球对象的（〇,〇,Z)上的切平面、即W经度绅度都是0度的位置为视点时的切 平面，因而能够通过使平面地图按照显示中屯、处的经绅度值进行旋转，来求出视线与地球 对象的交点处的切平面。构成旋转后的切平面的顶点P"(PX"，py"，PZ")能够用下式巧） 求出。
[0063]
[0064] 然后，生成地球对象和切平面上的平面地图的中间地图（ST14)。为了生成该中间 地图，中间多边形坐标计算部8首先用下式（9)求出构成地球对象的多边形的顶点、与构成 切平面上的平面地图的多边形的顶点的差分值D(dx，dy，化）。
[00化]
[0066] 接着，中间多边形坐标计算部8将所求出的差分值与根据过渡中的时刻t构成地 球对象的多边形的顶点坐标相加，由此求出中间地图的多边形的顶点坐标。在设过渡时间 为1'时，中间地图的多边形的顶点坐标1(11?，1]17，1]12)也能够用下式（10)求出。
[0067]
[0068] 另一方面，视点位置计算部9根据来自多边形生成部5的多边形，计算表示描绘过 渡中的中间地图时的视点位置的视点位置参数，并发送给描绘部10。关于地球对象，由于是 =维的地图，因而优选W透视投影进行描绘，关于平面地图，由于是二维的地图，因而优选 W平行投影进行描绘。因此，需要在过渡过程中逐渐改变投影方法。因此，如图9所示，利 用从无限远进行的透视投影能够实现与平行投影大致相同的外观的性质，实现透视投影和 平行投影的平滑的过渡。首先，如图10所示，在设显示范围为W、视觉对象距离为L、视场角 为0的情况下，它们的关系能够用下式（11)表示。
[0069]
[0070] 在此，在花费时间T从图11所示的始点1向视点2过渡的情况下，每单位时间的 视场角变化A0能够用下式（12)表示。并且，在时刻t的视觉对象距离能够用下式（13) 求出。
[0071]
[0072]
[0073] 为了使透视投影下的外观接近平行投影，如图9所示使视场角接近0即可。目P，为 了从透视投影平滑地过渡到平行投影，一边增大视觉对象距离，一边在维持显示范围的状 态下使视场角接近0即可。并且，最后切换为平行投影，由此能够使透视投影和平行投影平 滑地过渡。并且，为了在该过渡时进行比例尺变更，需要改变视场角或者视觉对象距离。在 此，W改变视场角的情况为例进行说明。如图12所示，为了进行比例尺变更、即将显示范围 从W0变更为W1，需要将视场角从0。'改变为0/。因此，时刻t的显示范围能够用下式 (14)求出。
[0074]
[007引由此，组合了比例尺变更时的视觉对象距离根据式（蝴和式（14)的合成，能够用 下式（15)求出。
[0076]
[0077] 在W上的处理之后，接收到利用来自多边形生成部5的多边形坐标表示的构成中 间地图的多边形、和通过视点位置计算部9求出的视点位置参数的描绘部10,使用该些构 成中间地图的多边形和视点位置参数进行=维描绘。由此，能够描绘出地球对象和平面地 图的过渡过程的中间地图。
[007引如W上说明的那样，根据实施方式1的地图描绘装置，具有网格纵横比率计算部4 和多边形生成部5,使用能够使从任意视点描绘球体对象时的地图与平面地图的差异为最 小的纵横比率，生成地球对象和平面地图的中间地图，因而能够在地球对象和平面地图之 间没有不协调感地过渡。并且，还具有视点位置计算部9,求出表示能够在连续地改变投影 方法的同时进行比例尺变更的视点位置的视点位置参数，使用该视点位置参数生成中间地 图，因而能够一边进行比例尺变更一边进行没有不协调感的地球对象和平面地图之间的过 渡。
[0079] 另外，本申请发明能够在本发明的范围内进行实施方式的任意的构成要素的变形 或者省略实施方式的任意的构成要素。
[0080] 产业上的可利用性
[0081] 本发明能够在由多边形构成的地球对象和使用矢量地图描绘的平面地图之间过 渡，因而能够减小地球与平面地图之间的误差。其结果是，在随着比例尺变更而切换两者 时，地图看起来没有大的变化，因而不会对用户带来不协调感，适合于在车载导航系统或者 便携设备等中进行的地图显示。
[00間标号说明
[0083]1地图数据库；2控制部；3地图数据取得部；4网格纵横比率计算部；5多边形生成 部；6球体多边形坐标计算部；7平面多边形坐标计算部；8中间多边形坐标计算部；9视点 位置计算部；10描绘部。
【主权项】
1. 一种地图描绘装置，其中，该地图描绘装置具有： 地图数据取得部，其取得地图数据； 网格纵横比率计算部，其计算能够使根据由所述地图数据取得部取得的地图数据从任 意视点描绘球体对象时的地图与平面地图之间的差异最小的网格纵横比率； 多边形生成部，其根据由所述网格纵横比率计算部计算出的网格纵横比率，生成用于 描绘地球对象与平面地图之间的中间地图的多边形；以及 描绘部，其根据由所述多边形生成部生成的多边形描绘中间地图。2. 根据权利要求1所述的地图描绘装置，其中， 所述多边形生成部具有： 球体多边形坐标计算部，其计算构成地球对象的多边形的顶点坐标； 平面多边形坐标计算部，其计算构成平面地图的多边形的顶点坐标；以及 中间多边形坐标计算部，其根据来自所述球体多边形坐标计算部的顶点坐标和来自所 述平面多边形坐标计算部的顶点坐标，计算构成地球对象与平面地图之间的中间地图的多 边形的顶点坐标即多边形坐标，并将其作为用于描绘中间地图的多边形进行输出。3. 根据权利要求1所述的地图描绘装置，其中， 所述地图描绘装置具有视点位置计算部，该视点位置计算部计算表示如下视点位置的 视点位置参数：该视点位置使得能够在连续地改变透视投影和平行投影的同时进行比例尺 变更， 所述描绘部使用来自所述多边形生成部的多边形和来自所述视点位置计算部的视点 位置参数，描绘地球对象与平面地图之间的中间地图。
【专利摘要】本发明的地图描绘装置具有：地图数据取得部(3)，其取得地图数据；网格纵横比率计算部(4)，其根据由地图数据取得部(3)取得的地图数据，计算能够使从任意视点描绘球体对象时的地图与平面地图之间的差异为最小的网格纵横比率；多边形生成部(5)，其根据由网格纵横比率计算部(3)计算出的网格纵横比率，生成用于描绘地球对象与平面地图之间的中间地图的多边形；以及描绘部(10)，其根据由多边形生成部(5)生成的多边形描绘中间地图。
【IPC分类】G06T13/20, G06T17/05, G09B29/00
【公开号】CN104981848
【申请号】CN201380072569
【发明人】大津留诚, 洼山正一朗
【申请人】三菱电机株式会社
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2013年2月15日
【公告号】DE112013006676T5, US20150325045, WO2014125619A1