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JP3365313B2 - 3D terrain display device - Google Patents
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JP3365313B2 - 3D terrain display device - Google Patents

3D terrain display device

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JP3365313B2
JP3365313B2 JP18636298A JP18636298A JP3365313B2 JP 3365313 B2 JP3365313 B2 JP 3365313B2 JP 18636298 A JP18636298 A JP 18636298A JP 18636298 A JP18636298 A JP 18636298A JP 3365313 B2 JP3365313 B2 JP 3365313B2
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terrain
point
reference point
altitude
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、移動体等に積載さ
れ、地形データに基づいて地形形状を立体的に表示する
立体地形表示装置に関し、特に、視線方向から見た表示
基準点付近の地形の傾きに応じて表示用地形データの座
標点を決定することができる立体地形表示装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a three-dimensional terrain display device which is loaded on a moving body or the like and stereoscopically displays a terrain shape based on terrain data, and more particularly, to a terrain near a display reference point viewed from the line of sight. The present invention relates to a three-dimensional terrain display device capable of determining the coordinate points of display terrain data according to the inclination of.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の立体地形表示装置としては、目標
地点に対応する地形データからこの目標地点近辺の地形
を立体表示させる場合に、標高倍率のみをパラメータと
して、一様に標高値を変化させて強調表示するものが報
告されている。
2. Description of the Related Art As a conventional three-dimensional terrain display device, when three-dimensionally displaying the terrain near the target point from the terrain data corresponding to the target point, the altitude value is changed uniformly using only the altitude magnification as a parameter. What is highlighted is reported.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
立体地形表示装置にあっては、図9に示すように、表示
基準点が下り坂領域上に存在する場合に、この表示基準
点後方の高い標高部分の影響により、表示基準点が隠れ
たり、表示基準点前方の地形が詰まって表示されたりし
ていた。この結果、従来の立体地形表示装置をナビゲー
ション装置に適応した場合には、表示基準点が表示され
なくなるか、もしくは表示基準点近傍の道路が圧縮表示
されて見づらくなる等の問題があった。
However, in the conventional three-dimensional terrain display device, as shown in FIG. 9, when the display reference point exists on the downhill area, the display reference point is high behind the display reference point. Due to the effect of the altitude, the display reference point was hidden or the terrain in front of the display reference point was clogged and displayed. As a result, when the conventional three-dimensional terrain display device is applied to a navigation device, there is a problem that the display reference point is not displayed or the road near the display reference point is compressed and displayed, making it difficult to see.

【0004】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的として、表示対象領域の地形状況に応じて立体
地形画像を見易く表示することができる立体地形表示装
置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above,
It is therefore an object of the present invention to provide a stereoscopic terrain display device capable of easily displaying a stereoscopic terrain image in accordance with the terrain situation of a display target area.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
上記課題を解決するため、表示基準点の位置および表示
すべき領域の方向に基づいて表示対象領域を決定し、こ
の表示対象領域の位置および標高値からなる地形データ
に基づいて、地形形状を立体的に表す表示地形データを
生成し、立体地形画像に変換して描画する立体地形表示
装置であって、前記表示基準点の位置および表示対象領
域に指定される地形データに基づいて、表示基準点の標
高値を決定する基準標高値決定手段と、地形の起伏を強
調表示するための標高倍率を決定する標高倍率決定手段
と、前記表示基準点の地形上の接平面を表す基準面を定
め、表示対象領域に指定される地形データの各点に対し
て基準面からの距離と標高倍率に基づいて、表示基準点
の近傍領域の地形形状が現れるように表示地形データを
生成する表示地形データ生成手段とを備えたことを要旨
とする。
The invention according to claim 1 is
In order to solve the above problem, a display target area is determined based on the position of the display reference point and the direction of the area to be displayed, and the terrain shape is stereoscopically determined based on the terrain data including the position of the display target area and the elevation value. Is a three-dimensional terrain display device that generates display terrain data that is expressed in a three-dimensional manner, converts it into a three-dimensional terrain image, and draws it, based on the position of the display reference point and the terrain data specified in the display target area The reference altitude value determining means for determining the altitude value of, the altitude magnification determining means for determining the altitude magnification for highlighting the relief of the terrain, and the reference surface representing the tangent plane on the terrain of the display reference point, Display terrain that generates display terrain data so that the terrain shape in the area near the display reference point appears based on the distance from the reference plane and the elevation magnification for each point of the terrain data specified in the display target area And gist that a chromatography data generating means.

【0006】請求項2記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記表示地形データ生成手段は、前記基準面を
地形データの各点それぞれに設定する際、該当する点が
表示基準点から遠くなるにつれて基準面の水平面に対す
る角度が小さくなるように設定することを要旨とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the display terrain data generation means sets the reference plane at each point of the terrain data so that the corresponding point is far from the display reference point. The gist is to set the angle of the reference plane with respect to the horizontal plane as it becomes smaller.

【0007】請求項3記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記表示地形データ生成手段は、前記表示基準
点から遠方の領域では、水平面からの標高値に直接倍率
を乗じて表示地形データを生成することを要旨とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the display terrain data generating means in the area far from the display reference point directly multiplies the altitude value from the horizontal plane by the magnification to display the display terrain data. The gist is to generate.

【0008】請求項4記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記表示地形データ生成手段は、前記基準面か
らの距離に標高倍率を乗じたものを標高値に換算し、水
平方向の座標値を変更せずに標高値のみを変更すること
を要旨とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the display terrain data generation means converts the product of the distance from the reference plane and the altitude magnification into the altitude value, and the horizontal coordinate. The point is to change only the elevation value without changing the value.

【0009】[0009]

【発明の効果】請求項1記載の本発明によれば、表示基
準点の位置および表示対象領域に指定される地形データ
に基づいて、表示基準点の標高値を決定しておき、さら
に、地形の起伏を強調表示するための標高倍率を決定し
ておく。ここで、表示基準点の地形上の接平面を表す基
準面を定め、表示対象領域に指定される地形データの各
点に対して基準面からの距離と標高倍率に基づいて、表
示基準点の近傍領域の地形形状が現れるように表示地形
データを生成することで、表示基準点の近傍領域の地形
形状が現れるように立体地形画像を表示することができ
る。また、表示基準点前方の地形形状が詰まることなく
表示することができる。この結果、表示対象領域の地形
状況に応じて立体地形画像を見易く表示することができ
る。
According to the invention of claim 1, the elevation value of the display reference point is determined based on the position of the display reference point and the terrain data specified in the display target area. The elevation magnification for highlighting the ups and downs of is determined. Here, the reference plane that represents the tangent plane on the terrain of the display reference point is defined, and for each point of the terrain data specified in the display target area, based on the distance from the reference plane and the elevation magnification, By generating the display terrain data so that the terrain shape of the near area appears, the three-dimensional terrain image can be displayed so that the terrain shape of the area near the display reference point appears. In addition, the terrain shape in front of the display reference point can be displayed without clogging. As a result, the three-dimensional topographic image can be displayed in an easy-to-see manner according to the topographical condition of the display target area.

【0010】請求項2記載の本発明によれば、基準面を
地形データの各点それぞれに設定する際、該当する点が
表示基準点から遠くなるにつれて基準面の水平面に対す
る角度が小さくなるように設定することで、表示基準点
から遠い地点では表示基準点近くの傾斜の影響を受けず
に表示することができる。この結果、例えば遠く離れた
地平線が上がって表示されるといった問題を避けること
ができる。
According to the second aspect of the present invention, when the reference plane is set for each point of the topographical data, the angle of the reference plane with respect to the horizontal plane becomes smaller as the corresponding point becomes farther from the display reference point. By setting, it is possible to display at a point far from the display reference point without being affected by the inclination near the display reference point. As a result, it is possible to avoid the problem that, for example, a horizon that is far away is raised and displayed.

【0011】請求項3記載の本発明によれば、表示基準
点から遠方の領域では、基準面によらず、水平面からの
標高値に直接倍率を乗じて表示地形データを生成するこ
とで、地形データの点毎に基準面を定めなくて済むた
め、計算量の節約に寄与することができる。
According to the third aspect of the present invention, in the area far from the display reference point, the display topography data is generated by directly multiplying the altitude value from the horizontal plane by the magnification, regardless of the reference plane, to thereby obtain the topography. Since it is not necessary to set a reference plane for each data point, it is possible to contribute to the saving of calculation amount.

【0012】請求項4記載の本発明によれば、基準面か
らの距離に標高倍率を乗じたものを標高値に換算し、水
平方向の座標値を変更せずに標高値のみを変更すること
で、地形データの各点の遠近感が歪められることなく、
実際の地形形状と遠近感が一致した表示を行うことがで
きる。
According to the present invention of claim 4, the distance from the reference plane is multiplied by the altitude magnification to be converted into the altitude value, and only the altitude value is changed without changing the horizontal coordinate value. , Without distorting the perspective of each point of the terrain data,
It is possible to perform display in which the actual topographical shape and the sense of perspective match.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。 (第1の実施の形態)図1は、本発明の第1の実施の形
態に係る立体地形表示装置の構成を示す図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a three-dimensional terrain display device according to a first embodiment of the present invention.

【0014】図1において、立体地形表示装置は、実際
の地形の緯度経度に対応する標高値からなる地形データ
を記憶する外部記憶装置1と、表示される領域の表示基
準点として移動体の位置および方向を測位する表示基準
点測位部3と、立体地形表示に必要な演算処理を行う演
算処理装置5と、立体地形画像を表示する画像表示部3
5とから構成されている。
In FIG. 1, the three-dimensional terrain display device is an external storage device 1 for storing terrain data consisting of elevation values corresponding to the latitude and longitude of the actual terrain, and the position of the moving body as a display reference point for the displayed area. And a display reference point positioning unit 3 for positioning, a calculation processing device 5 for performing a calculation process necessary for displaying a stereoscopic landform, and an image display unit 3 for displaying a stereoscopic landform image.
It is composed of 5 and.

【0015】さらに、演算処理装置5は、表示基準点測
位部3で測位された表示基準点の位置および方向に基づ
いて表示対象領域を決定するとともに、この表示対象領
域に指定される地形データを外部記憶装置1から読み込
む表示対象領域決定部11と、表示基準点測位部3から
出力される表示基準点位置及び読み込まれた地形データ
に基づいて表示基準点の標高値を決定する基準標高値決
定部13と、表示上地形の起伏を強調して見せるための
標高倍率を決定する標高倍率決定部15と、読み込まれ
た地形データの各点に対して基準面からの距離に標高倍
率を乗じて表示基準点の近傍領域の地形形状が現れるよ
うに表示地形データを生成する表示地形データ生成部2
1と、表示地形データを立体地図画像を構成する画像座
標系に変換する座標変換部31と、座標変換後の表示地
形データを立体地図画像として画像表示部35に出力す
る描画処理部33とから構成されている。
Further, the arithmetic processing unit 5 determines the display target area based on the position and the direction of the display reference point measured by the display reference point positioning unit 3, and at the same time, determines the topographical data designated in this display target area. A display target area determination unit 11 that is read from the external storage device 1 and a reference elevation value determination that determines the elevation value of the display reference point based on the display reference point position output from the display reference point positioning unit 3 and the read topographical data. The unit 13, the altitude magnification determining unit 15 that determines the altitude magnification for emphasizing the relief of the terrain on the display, and the distance from the reference plane for each point of the read terrain data is multiplied by the altitude magnification. Display terrain data generation unit 2 for generating display terrain data so that the terrain shape in the area near the display reference point appears.
1, a coordinate conversion unit 31 that converts the displayed topographical data into an image coordinate system that forms a stereoscopic map image, and a drawing processing unit 33 that outputs the displayed topographical data as a stereoscopic map image to the image display unit 35. It is configured.

【0016】図2,3は、本発明の第1の実施の形態に
係る立体地形表示装置の動作を説明するためのフローチ
ャートである。以下、図1を参照しつつ、図2,3に示
すフローチャートを用いて、本実施の形態に係る立体地
形表示装置の動作を説明する。
2 and 3 are flow charts for explaining the operation of the three-dimensional terrain display device according to the first embodiment of the present invention. Hereinafter, the operation of the three-dimensional terrain display device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 1 and the flowcharts shown in FIGS.

【0017】まず、ステップS10では、表示基準点測
位部3から出力される表示基準点の位置座標及び方向角
に基づいて、表示対象領域決定部11は画面に表示され
る領域を決定する。一般に、立体形状を2次元画面に表
示するためには、3次元形状モデルを構築してこれを画
面座標系に投影しなければならない。
First, in step S10, the display target area determination section 11 determines the area to be displayed on the screen based on the position coordinates and the direction angle of the display reference point output from the display reference point positioning section 3. Generally, in order to display a three-dimensional shape on a two-dimensional screen, it is necessary to construct a three-dimensional shape model and project it on a screen coordinate system.

【0018】そこで、表示画面内の予め与えられた固定
点に投影される地形上の点を表示基準点、画面上で上向
きの方向に相当する地形上の方向を方向角として、地形
形状モデルのどの方向に投影するかを決定する。
Therefore, a point on the terrain projected on a fixed point given in advance on the display screen is used as a display reference point, and a direction on the terrain corresponding to an upward direction on the screen is used as a direction angle. Decide in which direction to project.

【0019】例えば、地形表示装置を車載してナビゲー
ションシステムのような経路誘導等の用途に適応する場
合には、自車両の現在位置を中心に、その近辺と進行方
向を見通す領域の地形形状の表示が求められる。この場
合は、GPS受信器や車速センサ、ジャイロセンサ等を
用いて、現在位置と進行方向を測定する自車両位置測定
装置を、表示基準点測位部3として用いることができ
る。
For example, when the terrain display device is mounted on a vehicle to be applied to applications such as route guidance such as a navigation system, the terrain shape of the area around the current position of the host vehicle and its traveling direction can be seen. Display is required. In this case, a vehicle position measuring device that measures the current position and the traveling direction using a GPS receiver, a vehicle speed sensor, a gyro sensor, or the like can be used as the display reference point positioning unit 3.

【0020】投影変換には、正投影、透視投影などの任
意の手法を用いてよいが、何を用いるかは予め定めてお
く必要がある。透視法が決まっている場合、与えられた
表示基準点と方向角とを用いて、表示画面内に投影され
る地形の対象領域を求めることができる。
For projection conversion, any method such as orthographic projection and perspective projection may be used, but it is necessary to determine in advance which one to use. When the perspective method is determined, the target area of the terrain projected on the display screen can be obtained using the given display reference point and direction angle.

【0021】例えば、図4に示すように、表示基準点に
対して後方の視点後方距離B、高度H上空の点を投影中
心となる視点とし、視線俯角θで地上を見下ろす方向を
投影軸(視線)とする透視投影変換を用いることにすれ
ば、表示対象領域は台形領域になる。但し、図4は、透
視投影を行う場合の表示基準点と対象領域との関係を示
す投影図であり、簡単のため、表示基準点の標高値Pz
を仮想的におき、この仮想平面上で表示対象領域を定め
ることにする。
For example, as shown in FIG. 4, a point at a distance B behind the viewpoint and a point above the altitude H with respect to the display reference point is the viewpoint as the projection center, and the direction of looking down at the ground at the line-of-sight depression angle θ is the projection axis ( If the perspective projection transformation of the line of sight is used, the display target area becomes a trapezoidal area. However, FIG. 4 is a projection diagram showing the relationship between the display reference point and the target area in the case of performing perspective projection. For simplicity, the elevation value Pz of the display reference point is shown.
Is virtually set, and the display target area is defined on this virtual plane.

【0022】次に、ステップS20では、表示対象領域
決定部11は、ステップS10で求めた表示対象領域を
十分被覆できる範囲の地形データを、外部記憶装置1か
ら読み込む。但し、この地形データは、与えられた2次
元位置座標上の点(x,y)に対応して、その点の標高
値zを求めることができるようなものとし、ここで改め
て、(x,y,z)を点と呼ぶことにする。
Next, in step S20, the display target area determination unit 11 reads from the external storage device 1 the terrain data of the range that can sufficiently cover the display target area, which is obtained in step S10. However, this topographical data is such that the elevation value z of the point can be obtained in correspondence with the given point (x, y) on the two-dimensional position coordinates. Let y, z) be called points.

【0023】ステップS30では、基準標高値決定部1
3は表示基準点の標高値Pz(以下、基準標高値とい
う)を求める。一般に、表示基準点測位部3は、表示基
準点の標高値、すなわち値zまで出力するとは限らない
ため、2次元位置座標(Px,Py)をステップS10
では、ステップS20で読み込まれた地形データを適用
して相当する標高値を求める。
In step S30, the reference altitude value determining unit 1
3 obtains the elevation value Pz of the display reference point (hereinafter referred to as the reference elevation value). In general, the display reference point positioning unit 3 does not always output the elevation value of the display reference point, that is, the value z, so that the two-dimensional position coordinates (Px, Py) are calculated in step S10.
Then, the corresponding elevation value is obtained by applying the topographical data read in step S20.

【0024】ステップS40では、標高倍率決定部15
は地形の起伏を表示上で強調して見せるために、本来の
地形データに含まれる標高値に対して乗ずるべき標高倍
率を生成する。この標高倍率は、予めユーザにより設定
されたものを適用してもよいし、先に読み込まれた地形
データに基づいて、適当な倍率を自動的に設定するよう
にしてもよい。
In step S40, the altitude magnification determining unit 15
Generates an elevation magnification to be multiplied by the elevation value included in the original topographical data in order to emphasize the topographical relief on the display. The altitude magnification may be set in advance by the user, or an appropriate magnification may be automatically set based on the terrain data read in advance.

【0025】ステップS50では、地形表示データ生成
部21は読み込まれた地形データとステップS40で決
定した標高倍率を利用して表示地形座標を生成する。以
下、図3に示すサブルーチンを用いて、ステップS50
の詳細な動作を説明する。
In step S50, the terrain display data generation unit 21 uses the read terrain data and the elevation magnification determined in step S40 to generate display terrain coordinates. Hereinafter, step S50 will be performed using the subroutine shown in FIG.
The detailed operation of will be described.

【0026】図3に移って、ステップS510では、地
形表示データ生成部21は表示基準面を決定しておく。
ここで、図5を用いて表示基準面の決定方法について説
明する。図5(a)において、視線を平面z=Pzに正
射影し、x軸と視線方向角φをなす直線を直線eとする
と、直線lは表示基準点Pで直線eと直行する直線であ
る。基準面はこの直線lを含み平面z=Pzと角度αを
なす平面とする。
Turning to FIG. 3, in step S510, the terrain display data generator 21 determines the display reference plane.
Here, a method of determining the display reference plane will be described with reference to FIG. In FIG. 5A, if the line of sight is orthographically projected onto the plane z = Pz and the straight line forming the line-of-sight angle φ with the x-axis is the straight line e, the straight line l is a straight line that is orthogonal to the straight line e at the display reference point P. . The reference plane is a plane including the straight line l and forming an angle α with the plane z = Pz.

【0027】ここで、図5(b)は、図5(a)に示す
図を横から見た図である。図5(b)に示す角度αは、
実際の地形の表示基準点における接平面が水平面となす
角度、もしくはそれに近い角度とする。
Here, FIG. 5 (b) is a side view of the diagram shown in FIG. 5 (a). The angle α shown in FIG. 5B is
The angle between the tangent plane at the display reference point of the actual topography and the horizontal plane, or an angle close to that.

【0028】ステップS520とステップS530で
は、地形データを構成する各点から表示地形データの点
(表示地形座標)を生成する。本実施の形態では、この
地形データを構成する点をQとして、点Qに対して表示
地形座標を生成する場合について説明する。
In steps S520 and S530, points of the displayed topographical data (displayed topographical coordinates) are generated from the points forming the topographical data. In the present embodiment, a case will be described in which the points forming the topographical data are Q and the display topographical coordinates are generated for the point Q.

【0029】ステップS520では、点Qの基準面から
の高さhを求める。すなわち、点Qがz軸方向で見て、
基準面より上方にある場合は、 h=(点Qから基準面までの距離) とし、点Qが基準面よりも下方にある場合は、 h=−(点Qから基準面までの距離) として求める。
In step S520, the height h of the point Q from the reference plane is obtained. That is, when the point Q is viewed in the z-axis direction,
If it is above the reference plane, h = (distance from the point Q to the reference plane), and if point Q is below the reference plane, h =-(distance from the point Q to the reference plane) Ask.

【0030】ステップS530では、点Qに対応する表
示地形座標を生成する。なお、図6は、その方法例を示
す図である。まず、基準面に下ろした足が点Qのそれと
同じで、基準面からの高さが、 ((点Qの基準面からの高さh)×標高倍率) と一致するような点Q’を求める。
In step S530, display topographical coordinates corresponding to the point Q are generated. 6 is a diagram showing an example of the method. First, set the point Q'so that the foot dropped on the reference plane is the same as that of the point Q and the height from the reference plane matches ((height h of the point Q from the reference plane) x elevation magnification). Ask.

【0031】図6では、標高倍率3倍の例を取り、点Q
に対応する点としてQ’を示している。点Qの表示地形
座標は、このQ’としてもよいし、点Qの(x,y)座
標の値はそのままで、標高値のみQ’の値を利用しても
よい。なお、点Qの(x,y)座標の値はそのままで、
標高値のみQ’の値を使った表示地形座標は、図6にお
いて、Q”として示しておく。
In FIG. 6, an example in which the altitude magnification is 3 times is taken, and the point Q
Q'is shown as a point corresponding to. The displayed topographical coordinates of the point Q may be this Q ', or the value of the (x, y) coordinate of the point Q may be left as it is and the value of Q'only for the elevation value may be used. In addition, the value of the (x, y) coordinate of the point Q is unchanged,
The displayed topographical coordinates using only the elevation value Q'is shown as Q "in FIG.

【0032】ステップS540では、地形データを構成
する全ての点に対して表示地形座標を生成し終わったか
を判断する。この判断により表示地形座標の生成を終了
した場合にはステップS50の処理を終了する。一方、
この判断により表示地形座標の生成を終了していない場
合にはステップS520に戻り、上述した一連の処理を
繰り返す。なお、どの点から表示地形座標点を生成すべ
きかを順序づけるようにしてもよく、この場合、次に生
成すべき点を探すための手間を省くことができる。
In step S540, it is determined whether the display terrain coordinates have been generated for all the points forming the terrain data. When the generation of the display topographical coordinates is completed by this determination, the processing of step S50 is completed. on the other hand,
If the generation of the display topographical coordinates has not been completed by this determination, the process returns to step S520 and the series of processes described above is repeated. Note that from which point the display topographical coordinate point should be generated may be ordered, and in this case, it is possible to save the trouble of searching for the point to be generated next.

【0033】図2に戻って、ステップS60では、立体
地形表示形状を2次元画面上に表示するために、座標変
換部31は表示地形データの各点に対して画面座標系へ
の透視変換を行う。例えば、上述したように表示基準点
に対して後方に視点を定めた場合の透視投影変換を施
す。
Returning to FIG. 2, in step S60, in order to display the three-dimensional terrain display shape on the two-dimensional screen, the coordinate conversion unit 31 performs perspective conversion to the screen coordinate system for each point of the displayed terrain data. To do. For example, as described above, perspective projection conversion is performed when the viewpoint is set rearward with respect to the display reference point.

【0034】ステップS70では、描画処理部33は、
ステップS60までで画像座標系に変換された表示地形
データの各点の図形(ポリゴン)を描画し、画像表示部
35に出力する。最後に、ステップS80では、表示処
理を継続するか否かを判断し、継続する場合はステップ
S10に戻って一連の処理を繰り返す。一方、継続しな
い場合は処理を終了する。
In step S70, the drawing processor 33
The graphic (polygon) of each point of the display topographical data converted into the image coordinate system is drawn up to step S60 and output to the image display unit 35. Finally, in step S80, it is determined whether or not to continue the display process. If the display process is to be continued, the process returns to step S10 to repeat a series of processes. On the other hand, if it does not continue, the process ends.

【0035】(第2の実施の形態)本実施の形態に係る
立体地形表示装置の構成は、図1に示した第1の実施の
形態に係る立体地形表示装置の構成と同様であり、か
つ、その全体的な動作を説明するためのフローチャート
は、図2に示したものと同様であるので、その説明を省
略する。
(Second Embodiment) The configuration of the three-dimensional terrain display device according to the present embodiment is the same as that of the three-dimensional terrain display device according to the first embodiment shown in FIG. 1, and Since the flowchart for explaining the overall operation is the same as that shown in FIG. 2, its description is omitted.

【0036】なお、第2の実施の形態では、上述したよ
うな基準面を地形データの各点ごとに変更する処理を、
図7を参照して説明する。なお、図7は、図2に示すス
テップS50の詳細な処理内容を説明するためのサブル
ーチンである。
In the second embodiment, the processing for changing the reference plane as described above for each point of the terrain data is performed.
This will be described with reference to FIG. 7. Note that FIG. 7 is a subroutine for explaining the detailed processing contents of step S50 shown in FIG.

【0037】図7に示すサブルーチンでは、ステップS
710〜S740までの一連の処理において、地形デ−
タを構成する各点から表示地形座標を生成する。ここで
は、上述した第1の実施の形態と同様、地形データを構
成する点を点Qとして、この点Qに対して表示地形座標
を生成する場合について説明する。
In the subroutine shown in FIG. 7, step S
In the series of processing from 710 to S740, the terrain data
Display terrain coordinates are generated from each point that composes the data. Here, as in the case of the above-described first embodiment, a case will be described in which a point forming the terrain data is set as a point Q and display terrain coordinates are generated for the point Q.

【0038】まず、ステップS710では、点Qと表示
基準点の距離dを求める。ここで、距離dは、平面z=
Pz上での点Qと表示基準点pの距離とする。但し、距
離dの定義方法としては、他に、図7に示すように、平
面z=Pz上で表示基準点を通り、視線方向に垂直な直
線lから点Qの平面z=Pzに下ろした垂線の足までの
距離を求め、それをdとする等の方法が考えられる。
First, in step S710, the distance d between the point Q and the display reference point is obtained. Here, the distance d is the plane z =
The distance between the point Q on Pz and the display reference point p. However, as a method of defining the distance d, as shown in FIG. 7, another method is to lower the straight line 1 passing through the display reference point on the plane z = Pz and perpendicular to the direction of the line of sight to the plane z = Pz of the point Q. A method is conceivable in which the distance to the foot of the vertical line is obtained and is set to d.

【0039】ステップS720では、点Qに対応する基
準面を決定する。基準面は図7(a)に示すように、直
線lを含み視線方向と垂直に交わる平面であり、その水
平面との傾きαはdの値により変化する。
In step S720, the reference plane corresponding to the point Q is determined. As shown in FIG. 7A, the reference plane is a plane including the straight line 1 and intersecting with the line-of-sight direction at right angles, and the inclination α with respect to the horizontal plane changes depending on the value of d.

【0040】このdの値が小さく点Qが表示基準点に近
い場合には、表示基準点付近の地形を視線方向で切った
断面を考慮し、表示基準点の接平面が水平面となす角を
角度αとする。また、角度αはdの値が大きくなるほど
小さくなるように設定し、特に表示基準点から遠い領域
の座標点では、 α=0 となるように基準面を定める。特に、dの値により領域
を2つに分け、図8に示すように、視点に近い領域Mで
は、表示基準点pの勾配に応じた基準面mを用い、遠方
の領域Nでは水平面nを用いるといった方法を用いても
よい。この場合、基準面mの情報を保存することで、各
点ごとに基準面を計算し直す手間を無くすことができ
る。
When the value of d is small and the point Q is close to the display reference point, the angle formed by the tangent plane of the display reference point and the horizontal plane is considered in consideration of the cross section of the terrain near the display reference point in the direction of the line of sight. Let the angle be α. Further, the angle α is set to be smaller as the value of d becomes larger, and the reference plane is set so that α = 0 at the coordinate points in the region far from the display reference point. In particular, the area is divided into two according to the value of d. As shown in FIG. 8, in the area M near the viewpoint, the reference plane m corresponding to the gradient of the display reference point p is used, and in the distant area N, the horizontal plane n is set. The method of using may be used. In this case, by saving the information of the reference plane m, it is possible to eliminate the trouble of recalculating the reference plane for each point.

【0041】ステップS730では、図3に示すステッ
プS520と同様に、点Qの基準面からの高さhを求め
る。ステップS740では、ステップS530と同様
に、点Qに対応する表示地形座標を生成する。
In step S730, the height h of the point Q from the reference plane is obtained as in step S520 shown in FIG. In step S740, the display terrain coordinates corresponding to the point Q are generated as in step S530.

【0042】ステップS750では、地形データを構成
する全ての点の表示地形座標の生成が終了したかを判断
する。この判断により表示地形座標の生成を終了した場
合にはステップS50の処理を終了する。一方、この判
断により表示地形座標の生成を終了していない場合には
ステップS710に戻り、上述した一連の処理を繰り返
す。
In step S750, it is determined whether the generation of the display terrain coordinates of all the points forming the terrain data has been completed. When the generation of the display topographical coordinates is completed by this determination, the processing of step S50 is completed. On the other hand, if the generation of the display topographical coordinates has not been completed by this determination, the process returns to step S710 and the series of processes described above is repeated.

【0043】図9は、従来の立体地形表示装置による立
体地形画像の表示例であり、図10は、この領域に対応
する本実施の形態に係る立体地形表示装置による立体地
形画像の表示例である。
FIG. 9 is a display example of a stereoscopic terrain image by a conventional stereoscopic terrain display device, and FIG. 10 is a display example of a stereoscopic terrain image by the stereoscopic terrain display device according to this embodiment corresponding to this area. is there.

【0044】図9に示す従来の立体地形画像における表
示基準点150は、実際には手前の丘153の向こう側
にあるが、位置をわかりやすくするため最前面に表示し
ている。図9に示す従来の立体地図画像では、手前の丘
153を強調したことにより表示基準点150が隠れ、
また下り坂155を強調したことにより道路が圧縮され
て表示され、この結果、表示基準点150付近の道路状
況がほとんどわからなくなっている。
The display reference point 150 in the conventional three-dimensional terrain image shown in FIG. 9 is actually on the other side of the hill 153 in front, but is displayed on the foreground for the sake of easy understanding of the position. In the conventional three-dimensional map image shown in FIG. 9, the display reference point 150 is hidden by emphasizing the front hill 153,
The road is compressed and displayed by emphasizing the downhill 155, and as a result, the road condition near the display reference point 150 is almost unknown.

【0045】一方、図10に示す本実施の形態に係る立
体地形表示装置の表示例では、地形の起伏を強調しなが
らも、表示基準点60の周りの道路状況がよくわかるよ
うになっている。また、図11は、図9,図10に示す
領域と同様の領域で表示基準点50,60を含む視線方
向で切った断面における表示基準点からの距離と標高値
との関係を示すグラフである。
On the other hand, in the display example of the three-dimensional terrain display device according to the present embodiment shown in FIG. 10, the road condition around the display reference point 60 can be well understood while emphasizing the undulations of the terrain. . Further, FIG. 11 is a graph showing the relationship between the distance from the display reference point and the elevation value in the cross section including the display reference points 50 and 60 in the line-of-sight direction in the same area as that shown in FIGS. 9 and 10. is there.

【0046】図11に示す実際の地形のグラフでは、読
み込まれた地形データから得られる地形データを、“従
来例”と記入しているグラフでは従来の表示法を用いた
ときに生成される表示地形データを、“第1の実施の形
態”,“第2の実施の形態”と記入しているグラフで
は、それぞれ、本発明の第1の実施の形態と第2の実施
の形態に係る立体地形表示装置で生成された表示地形デ
ータを用いている。表示基準点からの距離がマイナスと
なる領域は、表示基準点より視点側にある領域を表して
いる。
In the actual terrain graph shown in FIG. 11, the terrain data obtained from the read terrain data is displayed, and in the graph in which "Conventional example" is entered, the display generated when the conventional display method is used. In the graphs in which the terrain data is written as “first embodiment” and “second embodiment”, the three-dimensional shapes according to the first embodiment and the second embodiment of the present invention, respectively. The display terrain data generated by the terrain display device is used. The region where the distance from the display reference point is negative represents the region on the viewpoint side of the display reference point.

【0047】第1の実施の形態に係る立体地形表示装置
では、図11に示すグラフから、表示基準点より視点に
近い場所では標高値が低く抑えられてよいが、表示基準
点の前方に表示基準点からの距離が離れるにつれて実際
の地形形状とかけ離れた強調表示がなされ、特に、遠い
地点では実際の地形より高くなり過ぎるように強調され
ていることが読み取れる。
In the three-dimensional terrain display apparatus according to the first embodiment, from the graph shown in FIG. 11, the altitude value may be kept low at a position closer to the viewpoint than the display reference point, but the altitude is displayed in front of the display reference point. It can be seen that as the distance from the reference point increases, the emphasis is displayed far from the actual terrain shape, and in particular, it is emphasized that the terrain becomes higher than the actual terrain at a distant point.

【0048】一方、第2の実施の形態に係る立体地形表
示装置では、図11に示すグラフから、視点に対して表
示基準点の前方に標高が低く抑えられ、表示基準点より
遠方では従来表示されていた標高値と同様に地形の起伏
が強調されていることが読み取れる。
On the other hand, in the three-dimensional terrain display apparatus according to the second embodiment, from the graph shown in FIG. 11, the altitude is kept low in front of the display reference point with respect to the viewpoint, and the conventional display is displayed far from the display reference point. It can be seen that the relief of the terrain is emphasized as well as the elevation value.

【0049】なお、強調表示に際し、地点に則して基準
面の傾きを変化させる場合、図12に示すように、実際
の地形と比較して表示の遠近感が歪むことがある。この
図では、標高倍率を4倍にしているが、実際の地形では
表示基準点にb地点より近いa地点が、表示上はb地点
より遠くに表示されるといった逆転現象が生じている。
しかしながら、上述したように、距離に標高倍率を乗じ
た点をそのまま用いるのではなく、図6に示すQ”のよ
うに標高値の値だけを利用して水平方向の座標値を変化
させないようにすれば、このような歪みは生じなくな
る。
When the inclination of the reference plane is changed in accordance with the point at the time of highlighting, the perspective of display may be distorted as compared with the actual topography, as shown in FIG. In this figure, the elevation magnification is set to 4 times, but in actual terrain, a reversal phenomenon occurs in which the point a closer to the display reference point than the point b is displayed farther than the point b on the display.
However, as described above, the point obtained by multiplying the distance by the altitude magnification is not used as it is, but the coordinate value in the horizontal direction is not changed by using only the value of the altitude value as in Q ″ shown in FIG. If so, such distortion will not occur.

【0050】また、第1および第2の実施の形態におい
ては、本発明の立体地図表示装置をナビゲーション装置
に用いた形態を説明したため、表示対象領域を決定する
ための表示基準点および表示すべき領域の方向を得る手
段として、移動体の位置および方向を測位する表示基準
点測位部を用いることとしたが、表示基準点を入力によ
り指定可能とするようにしてもよい。
Further, in the first and second embodiments, the mode in which the three-dimensional map display device of the present invention is used in the navigation device has been described, and therefore the display reference point and the display target point for determining the display target area should be displayed. As the means for obtaining the direction of the area, the display reference point positioning unit that measures the position and direction of the moving body is used, but the display reference point may be specified by input.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る立体地形表示
装置の構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a stereoscopic terrain display device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施の形態に係る立体地形表示
装置の動作を示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing an operation of the three-dimensional terrain display device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施の形態に係る立体地形表示
装置の動作の一部を示すフローチャートの続きである。
FIG. 3 is a continuation of the flowchart showing a part of the operation of the three-dimensional terrain display device according to the first embodiment of the present invention.

【図4】透視投影を行う場合の表示基準点と対象領域と
の関係を示す投影図である。
FIG. 4 is a projection diagram showing a relationship between a display reference point and a target region when performing perspective projection.

【図5】基準面の決定方法について説明するために、基
準面と表示基準点を通り視線方向に垂直な直線lを示し
た図である。
FIG. 5 is a diagram showing a straight line 1 that passes through the reference plane and the display reference point and is perpendicular to the line-of-sight direction in order to explain the method for determining the reference plane.

【図6】地形データを構成する点Qに対応する表示地形
座標を生成する方法を説明するために、点Qと、点Qか
ら生成される2種類の表示地形座標Q’・Q”を示した
図である。
FIG. 6 shows a point Q and two types of display terrain coordinates Q ′ · Q ″ generated from the point Q in order to explain a method of generating a display terrain coordinate corresponding to a point Q constituting terrain data. It is a figure.

【図7】本発明の第2の実施の形態に係る立体地形表示
装置の動作の一部を示すフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing a part of the operation of the stereoscopic terrain display device according to the second embodiment of the present invention.

【図8】基準面を決定方法に関し、視点から近い領域と
遠い領域で基準面を段階的に変える例を示した図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing an example of a method of determining a reference plane, in which the reference plane is changed stepwise in a region close to the viewpoint and a region far from the viewpoint.

【図9】従来の立体地形表示装置による立体地形画像の
表示例を示した図である。
FIG. 9 is a diagram showing a display example of a stereoscopic terrain image by a conventional stereoscopic terrain display device.

【図10】本発明の第2の実施の形態に係る立体地形表
示装置の表示例を示した図である。
FIG. 10 is a diagram showing a display example of a three-dimensional terrain display device according to a second embodiment of the present invention.

【図11】図9,図10に示す領域と同じ領域で、表示
基準点を含む視線方向で切った断面における表示基準点
からの距離と標高値との関係を示すグラフである。
FIG. 11 is a graph showing a relationship between a distance from a display reference point and an altitude value in a cross section including the display reference point taken along the line of sight in the same area as shown in FIGS. 9 and 10.

【図12】強調表示により、実際の地形と異なる遠近感
の表示になる例を示した図である。
FIG. 12 is a diagram showing an example in which a perspective display that differs from the actual topography is displayed by highlighting.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 外部記憶装置 3 表示基準点測位部 5 演算処理装置 11 表示対象領域決定部 13 基準標高値決定部 15 標高倍率決定部 21 表示地形データ生成部 31 座標変換部 33 描画処理部 35 画像表示部 1 External storage device 3 Display reference point positioning unit 5 Processor 11 Display target area determination unit 13 Standard elevation value determination unit 15 Altitude magnification determination unit 21 Display terrain data generator 31 Coordinate converter 33 Drawing processing unit 35 Image display section

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−325692(JP,A) 特開 平9−138136(JP,A) 特開 平9−160487(JP,A) 特開 平8−44996(JP,A) 特開 平10−143066(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G09B 29/00 - 29/14 G01C 21/00 - 25/00 Continuation of the front page (56) Reference JP-A-9-325692 (JP, A) JP-A-9-138136 (JP, A) JP-A-9-160487 (JP, A) JP-A-8-44996 (JP , A) JP-A-10-143066 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G09B 29/00-29/14 G01C 21/00-25/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 表示基準点の位置および表示すべき領域
の方向に基づいて表示対象領域を決定し、この表示対象
領域の位置および標高値からなる地形データに基づい
て、地形形状を立体的に表す表示地形データを生成し、
立体地形画像に変換して描画する立体地形表示装置であ
って、 前記表示基準点の位置および表示対象領域に指定される
地形データに基づいて、表示基準点の標高値を決定する
基準標高値決定手段と、 地形の起伏を強調表示するための標高倍率を決定する標
高倍率決定手段と、 前記表示基準点の地形上の接平面を表す基準面を定め、
表示対象領域に指定される地形データの各点に対して基
準面からの距離と標高倍率に基づいて、表示基準点の近
傍領域の地形形状が現れるように表示地形データを生成
する表示地形データ生成手段とを備えたことを特徴とす
る立体地形表示装置。
1. A display target area is determined based on a position of a display reference point and a direction of an area to be displayed, and a terrain shape is three-dimensionally determined based on terrain data including the position of the display target area and an elevation value. Generate display terrain data to represent,
A three-dimensional terrain display device that converts and draws a three-dimensional terrain image, and determines a reference elevation value that determines an elevation value of a display reference point based on the position of the display reference point and the terrain data specified in the display target area. Means, an altitude magnification determining means for determining an altitude magnification for highlighting the undulations of the terrain, and a reference plane representing a tangent plane on the terrain of the display reference point,
Generating display terrain data that generates display terrain data such that the terrain shape in the area near the display reference point appears based on the distance from the reference plane and the elevation magnification for each point of the terrain data specified in the display target area A three-dimensional terrain display device comprising means.
【請求項2】 前記表示地形データ生成手段は、 前記基準面を地形データの各点それぞれに設定する際、
該当する点が表示基準点から遠くなるにつれて基準面の
水平面に対する角度が小さくなるように設定することを
特徴とする請求項1記載の立体地形表示装置。
2. The display terrain data generation means, when setting the reference plane at each point of terrain data,
The three-dimensional terrain display device according to claim 1, wherein an angle of the reference plane with respect to the horizontal plane becomes smaller as the corresponding point becomes farther from the display reference point.
【請求項3】 前記表示地形データ生成手段は、 前記表示基準点から遠方の領域では、水平面からの標高
値に直接倍率を乗じて表示地形データを生成することを
特徴とする請求項2記載の立体地形表示装置。
3. The display terrain data generating means generates display terrain data by directly multiplying an altitude value from a horizontal plane by a magnification factor in a region far from the display reference point. 3D terrain display device.
【請求項4】 前記表示地形データ生成手段は、 前記基準面からの距離に標高倍率を乗じたものを標高値
に換算し、水平方向の座標値を変更せずに標高値のみを
変更することを特徴とする請求項1〜3いずれか1項に
記載の立体地形表示装置。
4. The display terrain data generating means converts a value obtained by multiplying a distance from the reference plane by an altitude magnification into an altitude value, and changes only the altitude value without changing a horizontal coordinate value. The three-dimensional terrain display device according to any one of claims 1 to 3.
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