导航装置的制作方法

专利名称：导航装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及导航装置，例如，涉及利用三维动画来显示路径导航画面 的装置。
背景技术：
近年来，盛行利用导航装置来引导车辆。
导航装置具有搜索从出发地到目的地的路径的功能；使用GPS (Global Positioning Systems)卫星和陀螺仪等传感器检测本车位置的功 能；以及将到目的地之前的路径和本车当前位置显示在地图上的功能等。
在导航装置中，如何进行驾驶员容易看到的显示是重要的，例如，在 下面的文献的"车载导航装置"中公开了产生模拟驾驶员见到的景色的三 维动画的技术。
在该三维动画中，可以在描绘建筑物等的三维地图上描绘路径，进行 交叉路口导航等。
在用二维地图进行导航的情况下，驾驶员必需通过解释来将见到的景色 与二维地图进行对应起来，但是，在专利文献l的技术中，由于将景色用 三维动画来显示，因此可以容易地将导航装置的显示和实际景色对应起来。
专利文献l:日本特开平10 - 115529号公报
该技术的导航装置，如图13所示，将用于形成三维动画的三维地 图数据102划分成包含路径101的矩形的区间100、 100、...。
然后，导航装置选择与车辆的当前位置对应的区间100，并将其读入 存储器，形成三维动画。
但是，如果仅如以往那样以路径信息为基础，以矩形的划分单位读 入三维地图数据，则由于不考虑交叉路口里面，因此有时不能显示交叉
路口里面，存在实际景色与三维动画不一致的情况。
另外，如果为了描绘交叉路口的里面而读入包含交叉路口里面的划 分单位的三维地图数据，则存储器的消耗量变大。

发明内容
因此，本发明的目的是，在抑制存储器消耗量的同时用三维动画对 交叉路口里面的景色进行描绘。
U)为了达到上述目的，本发明的技术方案1的发明提供一种导航装 置，对车辆到达所设定的目的地的行驶#进行导航，其特征在于，包括
基准点设定单元，在交叉路口设定基准点；区域设定单元，包含上逸基准 点，在上述车辆进入上述交叉路口的进入方向设定区域；地图数据获取单 元，获取上述设定的区域的三维地图数据；三维动画图像形成单元，使用 上述获取的三维地图翁:据，形成从规定视点看到的三维动画图《象；以及显 示单元，显示上述形成的三维动画图像。
(b) 技术方案2的发明提供如技术方案1所述的导航装置，其特征 在于，对于上述设定的区域，与靠近t上述交叉路口前的车辆位置的一 侧的宽度相比，比远离该车辆位置的一侧的宽度设定得较宽。
(c) 技术方案3的发明提供如技术方案1或2所述的导航装置，其特 征在于，具备判定单元，该判定单元判定利用上述三维地图数据表示的建 筑物是否包含于上述设定的区域中；上述地图数据获取单元，获取表示由 上述判定单元判定为包含于上述设定的区域中的建筑物的三维地图数据。
(d )技术方案4的发明提供如技术方案1、 2或3所述的导航装置， 其特征在于，具^^评价单元，该评价单元对上述建筑物的大小进fr^价； 上^图数据获取单元，获取由上述评价单元评价出的大小在规定阈值以 上的建筑物的三维地图数据。
(e)技术方案5的发明提供如技术方案4所述的导航装置，其特征在 于，上述阈值设定为随着上述车辆与上述基准点的距离的增大而增大的 值。
根据本发明，通过在交叉路口设定区域向车辆的行进方向扩展的区 域，并读入该区域内的三维地图数据，可以以较少的存储器消耗量进行 基于三维动画的路径导航。


图l是用于说明第1实施方式的概要的图。
图2是用于说明导航装置的硬件结构的图。
图3是用于说明ii^导航系统的结构的图。
图4是用于说明导航装置的导航画面的图。
图5是用于说明导航装置釆用的坐标系的图。
图6是用于对描绘基准点的设定方法进fr沈明的图。
图7是用于对数据读入区域的设定进行说明的图。
图8是表示数据读入区域的一例的图。
图9是用于说明包含于数据读入区域的建筑物的判定方法的图。
图IO是用于说明利用切入动画(cutin movie)进行if^导航的顺序的 流程图。
图11是用于说明利用切入动画进行道路导航的顺序的第2实施方式的 流程图。
图12是用于说明交叉路口的数据读入区域的图。 图13是用于说明以往的导航装置的图。
图中l一导航装置；5-CPU; 6— ROM; 7-RAM; 8-通信控制部； 9-存储部；10-GPS部；12-车速传感器；13-陀螺仪；14-图像显示 部；17-程序保存部；18-数据保存部；20-二维道5^lt据；21-二维道 路详细数据；22-三维地图数据；25-当前位置数据制成部；26-地图数 据提取部；27-地像数据输出部
具体实施例方式
(1)第1实施方式的概要
第1实施方式的导航装置，如图1所示，按照导航交叉路口 (未图示)
附近的路径2的形状，来设定沿路径2的矩形的数据读入区域22a 22d。 通it^路径2上设定2个地点，形成以连接该2个地点的线段为中心线的 矩形来i殳定这些矩形。
另外，导航装置1在交叉路口 3设定向车辆的进入方向展开的具有梯 形形状的翁:据读入区域22e。
通过读入并描绘包含于数据读入区域22e中的三维地图数据22，导航 装置l可以利用三维动画描绘交叉路口里面的景色。此外，与以往的以矩 形区间设定数据读入区域的情^4目比可以降低存储器消耗量。
(2)第1实施方式的细节
图2是表示本第1实施方式涉及的导航装置的硬件结构的一例的图。
导航装置1是用总线将CPU (Central Processing Unit) 5、 ROM (Read Only Memory) 6、 RAM (Random Access Memory) 7、通信控制部8、存储 部9、 GPS部10、车速传感器12、陀螺仪13、图像显示部14等连接起来 而构成的，针对车辆到所设定的目的地的路径向驾驶员导航。
CPU5是中央处理器，根据ROM6、 RAM7及存储部9等中所存储的 程序，进行路径搜索和路径导航等的各种信息处理和通信系统l的控制。
ROM6是读出专用的只读存储器，存储用于使导航装置1动作的基本 程序和^lt等。
RAM7是可写入和读出的随MM储器，例如，提供CPU5进行各 种信息处理时的工作区域。M储部9将显示用地图数据读入RAM7中。
通信控制部8是导航装置1与互联网等网络连接的功能部。导航装置 1可通过通信控制部8与外部服务器进行通信。
存储部9例如，是具有半导体存储器、硬盘、光盘、M盘等的大容 量存储介质的存储装置，形成有程序保存部17和数据保存部18。
在程序保存部17中，存储有使导航装置1动作的基M序、即OS (Operating System )、和用于使CPU5进行路径导航处理的路径导航程序 等。
在数据保存部18中存储有由二维it^lt据20、 二维iti^详细数据21、 及三维地图数据22等形成的地图数据。
二维道5Mft据20是将ili洛网用连接于节点和节点之间的线路表示的 地图数据。
二维道^据20例如用于CPU5搜索从出发地到目的地之间的# (路线)。
二维道路详细数据21是用于CPU5在图像显示部14上显示二维地图 的地图数据。在二维道路详细数据21中，包含有il^的车道信息、和与餐 馆、加油站、学校、工厂等各种设施相关的信息等，可以向驾驶员提供详 细的地理信息。
三维地图数据22，是使用规定建筑物的三维信息的三维地图数据将城 市街道用三维计算机图形表示的三维城市街道地图数据。
这里，所谓的建筑物是指道路、铁道、房屋、地面等所有显示要素， 各建筑物都被赋予了属性，该属性表示道路、铁道、房屋、地面之类的建 筑物的要素种类。
GPS部10接#轨道上旋转的GPS卫星所发送的GPS信号并提供给 CPU5。
车速传感器12是检测车辆的速度的传感器，陀螺仪13是检测车辆的 角iUL的传感器。
CPU5能够使用这些GPS信号、车速、角速度等对当前位置的綷度、 经度、行进方向、速度、加速度、转弯运动等车辆的行驶状态进行计算。
图像显示部14例如具有液晶显示器、等离子体显示器、其他显示装置， 可以显示CPU5使用二维iii^详细数据21、三维地图数据22等制成的导 航画面。
另外，图像显示部14还具备触摸屏功能，驾驶员通过触摸在显示器上 显示的菜单等，能够在导航装置l中设定目的地和其他信息。因此，图像 显示部14可以作为接受目的地的设定的目的地设定接受单元起作用。
此外，虽未图示，但导航装置l还具有语音输出功能，在进行基于导 航画面的路径导航以外，也可以进行基于语音的路径导航。
图3是用于说明道路导航系统的系统结构的一例的图。
道路导航系统29通过由CPU5执行存储在程序M部17中的#导 航程序来形成。
当前位置数据制成部25使用来自GPS部10的GPS信号、来自车速 传感器12、陀螺仪13的检测值等制成车辆的当前位置数据。
当前位置数据具有表示当前位置的蟀度、经度、行进方向、il>l、加 速度、转弯运动等车辆的行驶状态的信息。
地图数据提取部26从当前位置数据制成部25接受当前位置数据，从 二维道路详细数据21、三维地图数据22中提取用于进行当前位置的导航 的地图lt据。
如后述那样，关于三维地图数据22，地图数据提取部26沿路径设定 数据读入区域，提取三维地图数据22的建筑物中的、位于该数据读入区域 内的建筑物。
地^Jt据输出部27使用地图数据提取部26所提取的二维il^详 细数据、三维地图数据，生成导航用的地像数据并向图像显示部14 输出。
地^JL据输出部27从当前位置数据制成部25获取当前位置数据， 使用它将当前的车辆的行驶位置、行进方向等用二维动画及三维动画显 示。
关于三维动画，地像数据输出部27使用从当前位置数据制成部 25得到的当前位置来设定视点，使用三维地图数据计算将从该视点见到的 景色用远近法描绘的二维图傳教据。
然后，地像数据输出部27伴随视点的移动而实时地制成二维图像 数据，并将其在图像显示部14上依次显示，由此，三维动画显示在图像显 示部14。
这样，地像数据输出部27，作为三维动画图像形成单元起作用， 该三维动画图像形成单元使用三维地图数据22形成M定视点见到的三 维动画图像。
此外，这里所说的动画，除了画面滑动地转变的情况以外，也包含以 规定间隔显示静止画面的、驾驶员可识别其连续关系的情况。
在显示动画的情况下，比滑动地显示转变更消耗CPU5的处理能力和 存储器容量，所以，通过利用连续的静止图像来表现动画可以降低导航装 置1的负荷。
连续显示的各静止图像，是随着当前位置的移动，视点也进行移动(前 进)的静止图像。此外，也可使视点相对于移动的车辆的相对位置相同， 但在本实施方式中，随着当前位置的移动，相对位置也发生变化。
图4是表示显示在图像显示部14上的导航画面的一例的图。
导航画面30具有二维地图画面31和三维地图画面33。使用二维道路 详细数据21描绘二维地图画面31，使用三维地图数据22描绘三维地图画 面33。
此外，在导航画面中存在各种显示模式，可以在整个画面上显示二维地 图画面31，或在三维地图画面33的位置，显示二维地图的放大图。
在二维地图画面31中，在行驶中的车辆附近的二维地图上，利用本车 标记32表示车辆的当前位置和行进方向。
在三维地图画面33上显示通过三维计算机图形表现可从车辆看到的 景色的动画。可以进fr现线切换，主要朝向车辆的行进方向。
另夕卜，将视点设定在车辆的上方，用本车标记36表示车辆的当前位置 和行进方向。此外，可以对视点进行切换。
在三维地图画面33中，显示有路径37和车道信息38,驾驶员依据这 些指示，进行行ii^线的变更和车道的变更。
另外，在三维地图画面33中，显示有表示到导航交叉路口的剩余距离 的距离指示器39，并显示有到导航交叉路口的最大距离(在图中是300m) 和到导航交叉路口的剩余距离(对应于条的长度)，在该导航交叉路口对 行进路线变更进行导航。
而且在三维地图画面33的上部，还显示有交叉路口名称34和表示转弯 方向的箭头35。
导航装置1通常在导航画面30的整个画面上显示二维地图画面31， 在车辆接近导航交叉路口时，开始三维地图画面33的显示。 一直显示三维 地图画面33直到车辆通过导航交叉路口 。
这样，在导航装置l中，当车辆接近导航交叉路口时，利用基于三维 计算机图形的三维动画开始导航，但是，将该道路导航用的三维动画称为 切入动画。
切入动画是交叉路口放大图的一种，驾驶员可对显示、不显示进^i殳定。
另外，在车辆行驶于一般道路的情况下显示切入动画，在行驶于高速 ili咯的情况下，进行基于以往那样的二维地图画面31的导航。
作为切入动画在画面上的大小，例如在VGA (Video Graphics Array) 的情况下，使宽度高度为512x480点。
以下，使用图5 ~图9对导航装置1的切入动画生成功能进ei兌明。 这些功能是地图数据提取部26的功能。
图5是用于说明导航装置1所采用的坐标系的图。
导航装置1以描绘基准点42为原点，以经度方向为X轴并以东方为正。
另外，以绰度方向为Z方向并以北方为负，以高度方向为Y轴并以上 方为正。
描绘基准点42 M为地图数据提取部26设定数据读入区域时的基准 的点，作为本发明中的行驶路径上的特定点^作用。
这样，导航装置1具备在路径上的特定点设定基准点的基准点设定单元。
在本实施方式中，如后述那样，将行驶路径上的交叉路口内的点，例 如，交叉路口中心、交叉路口节点、最接近交叉路口节点或交叉路口中心
的增补点(3D网络数据的情况下)、以及患、交叉路口的车道与退出的车 道交叉的区域的中心点等设定为特定点(描绘基准点)。
另外，在交叉路口以外的行驶路径上，例如，在弯道内设定特定点的 情况下，将弯道的中心点、曲率最大的点、弯道内的相邻接的2条线路所 成的角度最小的2条线路共同的节点等作为特定点(描绘基准点)。
这里，使用图6对描绘基准点的设定方法进行详细说明。
导航装置1将描绘基准点设定在导航交叉路口的交叉路口引导区域44内。
这里，所谓导航交叉路口是进行右转/左转等转弯的交叉路口、 Y字 路和五叉路等行进方向的判断复杂的交叉路口等，是进行基于切入动画的 导航的交叉路口。
也可以构成为，例如，预先设定进行转弯的交叉路口为导航交叉路口 这样的条件，导航装置l将满足该条件的交叉路口作为导航交叉路口进行 检索，或者，也可以预先赋予各交叉路口是否是导航交叉路口的属性。
通常，导航装置1将路径设定在线路43、 43、 43上，在其节点设定描 绘基准点47。
另外，也可以利用求出交叉路口引导区域44的中心、以该中心为描绘 基准点等其他方法来设定描绘基准点。
有时，伴随在导航交叉路口处的转弯而变更视点位置，驾驶员容易识别 切入动画，在这种情况下，导航装置1将描绘基准点47作为视点切拔基准 点来4吏用。
此外，有时使用道路的车道数据等比较详细的道3^t据(有称为3D 网^lt据的)来设定i^圣。
当在节点设定#时，#被设定在道路的中央，但是，如果是详细 的道5^t据，则可以在行驶的车道上设定路径。在详细的道路地图数据中，为了描绘转弯时的引导曲线而设置了增补
在使用这样的详细的it^地图来设定路径的情况下，导航装置1以最
接近节点的增补点为描绘基准点。
而且，导航装置1以5M^^交叉路口引导区域44的点为视点切M 准点。
另外，通it^E道路的中心线的左侧显示路径，也可以构成为在道路的 左侧显示导航线。
在图中的例子中，描绘基准点46、 46设定于路径45、 45、 45上的增 补点。此外，在图中，针对右转弯情况和左转弯情况这2种情况表示了描 绘基准点46、 46。
而且，以路径45 l交叉路口引导区域44的点为视点切挽基准点48。
此外，也可以构成为，作为辅助规则，在从1交叉路口引导区域44 的点到描绘基准点46的距离在规定距离以上(例如，40m以上)的情况 下，将距描绘基准点46的距离为该规定距离的点作为视点切^准点。
下面，使用图7对数据读入区域的设定进^fti兌明。
首先，导航装置1如图7中(a)所示，在用波状线所示的路径上，在 本车辆51的前方，在描绘基准点50 (也是坐标系的原点)的本车侧设定 第l地点52和第2地点53。
第1地点52是沿路径距描绘基准点50第1距离(这里是80m)的地 点，第2地点53是沿路径距描绘基准点50第2距离(itX是150m)的 地点。第2距离比第1距离大。
此外，在这里，将第l距离和第2距离设定为沿路径的距离，但是， 也可以设定为直线距离。
另外，在本实施方式中，对在路径上的正好为第l距离、第2距离的 位置，设定第1地点、第2地点的情况进行了说明，但是，也可以使用二 维iti^lt据20，在位于第l距离、第2距离附近的节点(例如，最短距离200710111442.3
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的节点，或位于离开描绘基准点的一侧、距离第1距离、第2距离最短距 离的节点)设定第1地点、第2地点。
这种情况下，以距描绘基准点50的距离为80m的地点的附近的节点 为第1地点，以距描绘基准点50的距离为150m的地点的附近的节点为第 2地点。另外，由于路径因节点而弯曲，因此也可以将邻近第1地点的节 点设定为第2地点。
如下所述，导航装置1以连接第1地点和第2地点的线段为基准来设 定数据读入区域。因此，导航装置1可以设定沿路径的数据读入区域。
这是因为，由于驾驶员的视野沿#移动，所以通过沿#的形状设 定数据读入区域，可不读入对于驾驶员的视野来说不重要的区域的三维地 图数据。
另外，例如，也可以有如下变形例*没定第1地点，以与通过第l地 点且与线路平行的线段为基准i殳定lt据读入区域。
这样，导航装置1具有在上述路径上至少设定1个地点的地点设定单元。
然后，导航装置1如图7中(b )所示，设定以第1地点52和第2地 点53为端点的线段54。
接下来，导航装置1将线段54的第1地点52侧(车辆的行进方向侧 延长规定长度(这里是10m )。
然后，导航装置1如图7中(c)所示，以延长后的线段54为中心线， 形成在线段54的左右分别具有规定长度(这里是30m)的宽度的四边形 55，将其作为lt据读入区域。
将中心线54向车辆的行进方向延长规定长Jbl为了 ，使在该数据读入 区域的前方形成的未图示的数据读入区域与数据读入区域55重合，使得所 读入的三维地图数据没有间断部分。
通过这样设定数据读入区域，可以不产生欠缺部分地沿路径^1取三维 地图数据。
13 这样，导航装置1具备区域设定单元，该区域设定单元以上述设定的
地点(第l地点和第2地点)为基准，包含该地点，设定沿上^径的区 域。
而且，该区域设定单元，利用以通过上述第l地点和上述第2地点的 直线为中心线的矩形(这里是长方形)来i殳定上述区域。
进而，通过将中心线向车辆的行进方向延长，该区域设定单元在上述 车辆的行进方向上将上述矩形的上述第l地点侧的端部，设定在距上述第 l地点规定距离的部位。
图8是表示导航装置1针对导航交叉路口所设定的数据读入区域的一 例的图。
导航装置l为了使数据读入区域尽可能地接近路径的形状，针对导航 交叉路口，除了设定数据读入区域55以外，还设定数据读入区域61、数 据读入区域65、及数据读入区域68，共计4个数据读入区域。
关于数据读入区域61的设定，导航装置1沿路径在描绘基准点50之 前10m的地点设定第1地点62，以第1地点52为第2地点，生成左右宽 度分别是30m的矩形，将其作为数据读入区域61。
数据读入区域61的行进方向端部，成为将中心线从第1地点62向行 进方向延长30m后的地点。
与数据读入区域55的情况相比，加大数据读入区域61的中心线的延 长是因为，数据读入区域61的行进方向端部是导航交叉路口附近的地点。
在导航交叉路口，有时车辆的行进方向变化较大，所以，通it^a大延 长而使数据读入区域的重合加大，可以防止在导航交叉路口处的三维地图 数据的欠缺。
也就是，在转弯量较大的导航交叉路口，也较大地获取数据读入区域， 以读入导航画面所显示的范围内的三维地图泰:据。
数据读入区域65是将以描绘基准点50为第1地点、以第1地点62为 第2地点的中心线作为基准、左右宽度分别是30m的矩形区域。中心线是 将中心线从描绘基准点向1方向延长150m的线。
为了在导航交叉路口很好地观察进入方向的景色，导航装置1在l 方向设定较大的数据读入区域。
这样，导航装置1在第1地点是交叉路口的情况下，将设定矩形的第 l地点侧的端部的上述规定距离(延长长度)设定得比其他区域大。
关于数据读入区域68，导航装置1以描绘基准点50为第1地点，进 而，以沿路径距描绘基准点50的距离为50m的地点为第2地点，将以由 第1地点、第2地点形成的线段为中心线的矩形区域设定为数据读入区域 68。距中心线左右的宽度分别是30m。
当车辆在导航交叉路口完成转弯时，导航装置1 i2til地结束切入动画， 所以关于描绘转弯后的景色的数据读入区域68不进行中心线的延长。
这样，不进行不必要的中心线的延长，可降低三维地图数据的读入量， 节约存储器消耗量。
下面使用图9，对包含于数据读入区域的建筑物的判定进行说明。这 里，判断为包含于数据读入区域的建筑物，被从三维地图数据22提取出。
导航装置l (地图数据提取部26)，将以建筑物的X、 Z分量中的最小 分量和最大分量为顶点的矩形设定在XZ平面上，当该矩形一部分包含于 数据读入区域中时，判断为建筑物包含于数据读入区域中，当该矩形区域 完全未包含于数据读入区域中时，判断为建筑物未包含于数据读入区域 中。
在图示的例子中，矩形72完全包含于数据读入区域71中，另外，矩 形73 —部分包含于数据读入区域71中，所以与这些矩形对应的建筑物成 为提M象。
另一方面，由于矩形74完全未包含于数据读入区域71中，因此与矩 形74对应的建筑物不成为提取对象。
这样，导航装置l具有判定单元，该判定单元判定用三维地图数据表 示的建筑物是否包含于数据读入区域中。
而且，导航装置1具有地图数据获取单元，该地图数据获取单元获取 先前设定的数据读入区域的三维地图数据22，可以使获取内容为由判定单
元判定为包含于数据读入区域中的建筑物。
这里，也可以利用其他的判定条件，由此也可以减少读入的三维地图 数据，降低存储器消耗量。
例如，对于要素种类是iti洛以外的建筑物，是可以包围整个建筑物的
最小球体的直径在规定值(例如100m)以上的建筑物，如果构成为，提 取该球体的至少一部分存在于以数据读入区域为底面的柱状区域的建筑 物，则不读入球体的直径不到规定值的(在驾驶员视野中不重要)较小构 造物，可以降低存储器消耗量。
这里，所谓要素种类，是道路、铁道、房屋等建筑物的种类，作为属 性^J^予给建筑物。
另外，也可以利用以下务ff，即，只读入存在于数据读入区域内的建 筑物中的、要素种类是道路的建筑物，不读入其他的要素种类的建筑物。
下面，使用图10的;i^呈图，对导航装置1根据切入动画进行it^导航 的顺序进^i兌明。
以下的处理，是CPU5根据道路导航程序来进行的。
首先，导航装置1从驾驶员接受目的地的设定(步骤5 )。
然后，导航装置1使用二维道iWt据20进行到目的地的路径搜索(步 骤10 )，开始基于导航画面的导航(步骤15 )。
然后，导航装置l在位于路径上的导航交叉路口的节点等处设定描绘 基准点。这也可以构成为，在整个路径上预先设定全部的描绘基准点，或 者，也可以构成为，设定规定个数的距当前位置最近的描绘基准点，剩余 的随着车辆的行驶依次进^i殳定，也可以根据其他的方法进^i殳定。
然后，导航装置l检索距当前位置最近的描绘基准点(步骤20)，判断 该描绘基准点是否距当前位置300m以上(步骤25 )。
该判断是为了判断是否有生成切入动画并进行显示的时间，根据导航装 置1的信息处理能力和车速等也可以设定为比300m长的距离或短的距离。
在从当前位置到描绘基准点的距离不到300m的情况下(步骤25;否)、
导航装置1结束与该描绘基准点相关的切入动画的描绘处理(步骤55 )。
这种情况下，导航装置1代替切入动画而显示导航交叉路口的二维放 大图。
在从当前位置到描绘基准点的距离为300m以上的情况下(步骤25; 是)，导航装置1以该描绘基准点为基准设定数据读入区域(步骤30 )。
导航装置1读入三维地图数据22的建筑物中的、位于在步骤30中设 定的数据读入区域内的建筑物(步骤35)。
然后，如果车辆的当前位置到i^巨描绘基准点300m的位置，导航装 置1则生成在描绘基准点之前150m的地点有视点时的三维动画的静止图 像，并将其作为切入动画进行显示(步骤40)。
这是为了在通知驾驶员将显示切入动画的同时，在显示静止图像期间 进行用于显示三维动画的处理。
另外，如果车辆的当前位置到i^巨描绘基准点150m的地点，导航装 置1则将切入动画从静止图像切换成动画，实时地显示三维动画(步骤45 )。
然后，导航装置l判断当前位置是否已通过描绘基准点，在未通过的 情况下(步骤50;否)，继续切入动画的描绘。
在已通过了描绘基准点的情况下(步骤50;是)，导航装置l结束切 入动画的描绘(步骤55)。
此外，在第l实施方式中，在当前位置已通过描绘基准点的情况下， 结束切入动画，但是，例如，也可以构成为，在车辆开始驶离路径的情况 下(离开了线路的情况)，或在通过描绘基准点并行驶了规定距离后结束 切入动画的描绘。
然后，导航装置l对当前位置是否到达目的地进行判断，在判断为未 到达的情况下(步骤60;否)，返回到步骤20，对下一个描绘基准点进行 切入动画的描绘处理，在当前位置到达目的地的情况下，结束ili^导航。
这样，在第l实施方式中，由于将数据读入区域限定为沿路径的区域 来进行没定，因此可以减少读入RAM7(图2)等中的三维地图数据22的
量，由此，可以降低存储器消耗量。
在以上的例子中，导航装置1是随着车辆的行驶而依次设定数据读入 区域的，但是，也可以构成为，在行驶开始时，对整个路径预先设定数据 读入区域并存储，随着行驶将其读出。
对于该结构，由于在导航开始时，预先设定了数据读入区域，因此行
驶中可以根据切入动画的显示分配较多的CPU5的能力。
将这种情况下的顺序用图11的流程图进幹沈明。此外，对与图10相 同的处理标以相同的步骤编号，并简化说明。
首先，导航装置1从驾驶员接受目的地的设定(步骤5 )，进行到目的 地的路径搜索(步骤10 )。
然后，导航装置1在整个路径上设定全部的描绘基准点(步骤100 )。
然后，导航装置1对所设定的这些描绘基准点的每一个设定数据读入 区域，并将其存储在RAM7 (图2)等存储器中(步骤105)。然后，导航 装置1开始基于导航画面的导航(步骤15 )。
然后，导航装置1对下一个描绘基准点(刚发车后的最初的基准点) 是否距当前位置300m以上进行判断(步骤26 )。
在到下一个描绘基准点的距离不到300m的情况下(步骤26;否)， 导航装置1结束关于该描绘基准点的切入动画的描绘处理(步骤55 )。
在到下一个描绘基准点的距离在300m以上的情况下(步骤26;是)， 导航装置1读出存储在存储器中的与该描绘基准点相关的数据读入区域， 读入三维地图数据22中的、位于该数据读入区域内的数据(步骤UO)。
以下的处理与图IO的流程图相同。
以上，对基于切入动画的导航顺序进行了说明，对于切入动画的显示 条件，可以设定更细的条件。
例如，在先前说明的例子中，设定为在从当前位置到描绘基准点的 距离不到300m的情况下，不进行切入动画的描绘，但是，还可设定为 在当前位置达到距描绘基准点300m的位置的时刻，在描^7入动画的数 据的制作没有结束的情况下(即，三维地图数据的提取未结束的情况下)， 导航装置1不进行切入动画的描绘。
另外，也可以将导航装置1构成为，在相邻的导航交叉路口的距离在
150m以上、不到300m的情况下，在通过跟前的导航交叉路口后，立刻显 示下一个导航交叉路口的导航图。
这种情况下，当在跟前的交叉路口描绘完切入动画时，导航装置l在 下一个导航交叉路口用二维放大图进行导航，当在跟前的导航交叉路口未 描绘完切入动画的情况下，在下一个导航交叉路口用切入动画进行导航。
另外，在相邻的导航交叉路口的距离不到150m的情况下，不管在跟 前的导航交叉路口的导航是切入动画还是二维放大图，导航装置1在下一 个交叉路口都用二维放大图进行导航。
进而，对于环形交叉路和引道，与以往的导航装置同样地进行导航。
以上给出了用于描绘切入动画的各种务降的例子，这是用于在导航装 置1的信息处理能力的限度内，尽可能地进行用切入动画进行的导航的条 件，在导航装置l的信息处理能力足够的情况下，可以不管当前位置与描 绘基准点之间的距离如何，而在所有的导航交叉路口都进行基于切入动画 的导航。
才艮据以上i兌明的第1实施方式可以得到以下的效果。
(1)由于沿路径设定数据读入区域，所以可以降低读入存储器的三维 地图数据。
(2 )可以对建筑物是否包含于数据读入区域中进行判定，可防止读入 不需要的建筑物。
(3 )可以根据当前位置与描绘基准点的距离，来判断是否描绘切入动 画，可以在CPU5的信息处理能力内对切入动画进行描绘。
下面，使用图12，对导航装置l对交叉路口里面进行更真实的描绘的 笫2实施方式进^fti兑明。
在先前说明的例子中，在数据读入区域65 (图8)中，在交叉路口的
里面设定了数据读入区域，但在本第2实施方式中，将数据读入区域设定
成宽度向交叉路口里面方向展宽的梯形形状，根据实际的景色来描绘更真 实的三维动画。
图12中(a)是表示第2实施方式中导航装置1设定的数据读入区域 的一例的图。
描绘基准点50设定在导航交叉路口，如虚线所示，路径在导航交叉路 口右转。这样，导航装置1具有在交叉路口设定基准点的基准点设定单元。
导航装置1用直线连接描绘基准点50和描绘基准点之前10m的地点 83，将该直线向车辆的ii^方向延长300m求出地点84。
然后，导航装置1将梯形形状的区域设为数据读入区域80，该梯形形 状是以地点83、 84为中心、使本车侧的边的长度左右各为30m (共60m )、 使里侧的边的长度各为150m (共300m)的形状。
导航装置1提取包含于这样设定的数据读入区域80中的三维地图数据 22，形成三维动画，并显示于导航画面。
此外，虽然只要从描绘基准点50沿ii^方向设定数据读入区域80即 可，但在第2实施方式中，为了在交叉路口与其他的数据读入区域切实地 重合，而从描绘基准点50之前10m的地点83起设定数据读入区域80。
这样，导航装置l具有区域设定单元，"准点(描绘基准点50 )， 沿车辆进入交叉路口的l方向设定区域(数据读入区域80);地图数据 获取单元，获取上述设定的区域的三维地图数据；三维动画图像形成单元， 使用上述获取的三维地图数据形成皿定视点看到的三维动画图像；以及 显示单元，显示上述形成的三维动画图^(象。
另外，数据读入区域80与视野的宽度对应地具有离开车辆的 一侧变宽 的梯形形状。
也就是，由于数据读入区域80具有与靠近进入交叉路口前的车辆位置 的一侧(本车侧)的ii^目比，远离车辆位置的一侧(越过交叉路口的里侧) 的边较长的梯形形状，所以对于所设定的区域，与靠近车辆位置的一侧的 宽度相比，远离车辆位置的一侧的宽度较宽。对于用三维地图数据22表示的建筑物是否包含于数据读入区域80中 的判定，可以用利用图9i兌明的方法进行。
这里，如果只^维地图数据22提取驾驶员视野中的重要的较大的建 筑物，则可以降低存储器消耗量。
因此，对这样的建筑物的提取方法的一例进行说明。
导航装置1以数据读入区域80为底面，设定高度无限大的四棱柱。图 12中(b)表示从高度方向看该四棱柱的情况。
对要素种类是道路以外的建筑物中的各建筑物，导航装置1设定可以 包围建筑物整体的最小球体，直径不到规定阈值(例如，100m)的除外， 其不作为提M象。
另夕卜，对于直径在规定阈值(例如，100m)以上的建筑物，导航装置 1将至少球体的一部分包含于四棱柱中的建筑物作为包含于数据读入区域 80中的三维地图数据，而从三维地图数据22中提取出。
在图12中(b)的例子中，球体85a、 85b的直径在100m以上。而且， 由于球体占据的空间的至少 一部分的XZ坐标值位于数据读入区域80的内 部，因此球体85a、 85b的至少一部分被四棱柱所包含。因此，位于球体 85a、 85b内的建筑物被^X维地图数据22中提取出。
另一方面，虽然球体85c的直径在100m以上，但完全未包含于四棱 柱中，所以不是提取对象。
另外，虽然球体85d存在于四棱柱的内部，但直径不到100m，所以不 是提树象。
进而，虽然球体85e的一部分存在于四棱柱的内部，但直径不到100m， 所以不是提M象。
另外，也可以构成为，利用图9的方法提取包含于数据读入区域80 中的建筑物，根据球体的直径来筛选所提取的建筑物。
进而，也可以将先前说明的第1实施方式中的提取条件和第2实施方 式的提取M进行组合，
即、如下构成导航装置l:图8所示的数据读入区域61、 65、 68与图 12所示的数据读入区域81重合(数据读入区域65用虚线表示，数据读入 区域61、 68未图示)，但是，关于数据读入区域81中的与数据读入区域 61、 65、 68重合的部分，将包含于该重合部分中的建筑物用利用图9所说 明的方法进行提取，关于未重合的部分，提M体的直径在100m以上、 至少一部分包含于以数据读入区域80为底面的高度无限大的四棱柱中的 建筑物。
由于数据读入区域80的面积比数据读入区域65等大，所以关于与数 据读入区域80重合的部分，由于距路径较近，所以用图9的方法^^取较多 的建筑物，关于未重合的部分，由于距#较远，祁^据阈值选#^较大的建 筑物进行提取，由此，在抑制存储器消耗量的同时，可以描绘更接近实际 景色的切入动画。
另外，也可以构成为，随着车辆接近描绘基准点而使提取建筑物的阈 值变小。
当车辆接近描绘基准点时，呈现较小的建筑物增大的状态，所以，如 果傳逸样构成为阈值可变，则导航装置1可以显示与实际景色更接近的三 维动画图像。
如上所述，第2实施方式中说明的导航装置1，可以以导航交叉路口 中的路径信息为基础，制成用于读入导航交叉路口的里面的三维地图数据 22的数据读入区域，进行建筑物是否位于该数据读入区域的判定。
另外，由于用远近法描绘交叉路口里面的建筑物，使得较小的建筑物 不显眼，所以，使用球体判定位于数据读入区域的建筑物的大小是否在阈 值以上，读入判定为在阈值以上的建筑物，由此，可以实现与实际景色类 似的三维动画。
另外，通过描绘与实际的景色类似的三维动画，驾驶员可以容易地将 本车周围的景色与三维动画对应起来，从而容易把握本车位置。
权利要求
1.一种导航装置，对车辆到达所设定的目的地的行驶路径进行导航，其特征在于，包括基准点设定单元，在交叉路口设定基准点；区域设定单元，包含上述基准点，在上述车辆进入上述交叉路口的进入方向设定区域；地图数据获取单元，获取上述设定的区域的三维地图数据；三维动画图像形成单元，使用上述获取的三维地图数据，形成从规定视点看到的三维动画图像；以及显示单元，显示上述形成的三维动画图像。
2. 如权利要求1所述的导航装置，其特征在于，对于上述设定的区域， 与靠近iiX上述交叉路口前的车辆位置的 一侧的宽度相比，其远离该车辆 位置的 一侧的宽度设定得较宽。
3. 如权利要求1或2所述的导航装置，其特征在于，具备判定单元，该判定单元判定利用上述三维地图数据表示的建筑物 是否包含于上述设定的区域中，上述地图数据获取单元，获取表示由上述判定单元判定为包含于上述 设定的区域中的建筑物的三维地图数据。
4. 如权利要求l、 2或3所述的导航装置，其特征在于，具备评价单 元，该评价单元对上述建筑物的大小进行评价，上iii4图数据获取单元，获取由上述评价单元评价出的大小在规定阈 值以上的建筑物的三维地图数据。
5. 如权利要求4所述的导航装置，其特征在于，上述阈值设定为随着 上述车辆与上述基准点的距离的增大而增大的值。
全文摘要
本发明提供一种导航装置，利用较少的存储器消耗量进行基于三维动画的路径导航。本实施方式的导航装置，如图1所示，根据导航交叉路口(未图示)附近的路径(2)的形状，设定沿路径(2)的矩形的数据读入区域(22a～22d)。在路径(2)上设定2个地点，形成以连接该2个地点的线段为中心线的矩形，由此，来设定这些矩形。而且，导航装置对构成三维地图数据(22)的建筑物是否存在于数据读入区域内进行判定，并读入区域内的建筑物。这样，以路径(2)为基础设定数据读入区域，不读入数据读入区域外的建筑物，由此，导航装置不用节省导航所需要的数据就可以减少存储器使用量。
文档编号G01C21/30GK101097153SQ20071011144
公开日2008年1月2日 申请日期2007年6月20日 优先权日2006年6月30日
发明者宫本慎也, 山本和义, 江本美智子 申请人:爱信艾达株式会社