JP4022745B2 - 地図表示装置及び地図表示用プログラム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地図データを記憶する一次記憶メモリと地図データを描画する描画メモリとを有し該描画メモリの描画領域から表示領域のデータをディスプレイに表示する地図表示装置及び地図表示用プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
ナビゲーション装置において、画面上に地図で、例えば現在位置から目的地までの経路を模擬走行で順次表示したり、実際の車両の走行に伴って現在位置を追跡表示したり、出発地や目的地、迂回地などの地点を地図上で表示し設定入力したりする場合に、画面上で地図のスクロール動作が行われる。
【０００３】
例えば現在位置や経路を地図上に表示して地図をスクロールする場合に、現在表示されている範囲の内側に判定枠を設定し、その枠内にポイントが存在するかどうかを基にスクロールを制御することにより、無駄なスクロール動作を排除するナビゲーション装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
ナビゲーション装置の地図表示には、様々なデータが使用され、しかも、データ構成も様々である。このような地図表示に使用されるデータの１つに衛星写真のデータがある。衛星写真は、データサイズが大きいため、一般的には地図ＤＩＳＣ（記憶媒体）に格納される時に圧縮（ＪＰＥＧ等）される。そして、このような衛星写真のデータを表示する際には、圧縮されたデータを解凍してから使用する。
【０００５】
しかし、ＪＰＥＧ等の圧縮率が高い圧縮データを解凍する処理には、時間がかかるため、車両用ナビゲーション装置で表示し、その衛星写真上で現在地を追跡またはスクロールを行うには、追従性が悪く表示が追いつかなくなるという問題が生じる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２７５０５０号公報（段落〔００１１〕、〔００５５〕〜〔００５６〕、図４〜図６）
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するものであって、圧縮データを用いた地図表示のスクロール動作を表示の遅れが生じることなく滑らかに行えるようにするものである。
【０００８】
そのために請求項１に記載の発明は、地図データを記憶する一次記憶メモリと前記地図データを描画する描画メモリとを有し該描画メモリの描画領域から表示領域のデータをディスプレイに表示する地図表示装置において、データ記憶媒体から圧縮地図データ及び非圧縮地図データを選択して読み出すと共に、前記読み出した前記非圧縮地図データを前記一次記憶メモリに記憶するデータ読み出し手段と、前記データ読み出し手段により読み出された圧縮地図データを解凍し解凍した地図データを前記一次記憶メモリに記憶するデータ解凍処理手段と、前記データ読み出し手段により読み出され前記一次記憶メモリに記憶された非圧縮地図データと前記データ解凍処理手段により圧縮地図データを解凍し前記一次記憶メモリに記憶された地図データとのいずれかを前記描画メモリに描画する描画処理手段と、前記表示領域を決定して前記描画メモリの描画領域から前記表示領域のデータを前記ディスプレイに表示する表示制御手段と、車速を検出する手段を含み前記車速が閾値を越えたか否かにより表示する地図の切り換えを行う地図切り換え手段とを備え、前記描画処理手段が前記非圧縮地図データと前記地図データのいずれを前記描画メモリに描画するかを前記地図切り換え手段により切り換えて表示する地図の切り換えを行うことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記圧縮地図データはラスターデータであり、前記非圧縮地図データはベクトルデータであることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２記載の発明において、ラスターデータは衛星写真データであることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、 請求項１〜３記載の発明において、前記データ解凍処理手段は、前記一次記憶メモリに記憶された地図データの使用履歴を管理し、古い地図データから消去して前記解凍した地図データを前記一次記憶メモリに記憶することを特徴とするものである。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、コンピュータに、データ記憶媒体から圧縮地図データ及び非圧縮地図データを選択して読み出すと共に、前記読み出した前記非圧縮地図データを前記一次記憶メモリに記憶するデータ読み出し機能と、前記データ読み出し機能により読み出された圧縮地図データを解凍し解凍した地図データを一次記憶メモリに記憶するデータ解凍処理機能と、前記データ読み出し機能により読み出され前記一次記憶メモリに記憶された非圧縮地図データと前記データ解凍処理機能により圧縮地図データを解凍し前記一次記憶メモリに記憶された地図データとのいずれかを描画メモリに描画する描画処理機能と、表示領域を決定して前記描画メモリの描画領域から前記表示領域のデータをディスプレイに表示する表示制御機能と、車速を検出して前記車速が閾値を越えたか否かにより前記描画処理機能が前記非圧縮地図データと前記地図データのいずれを前記描画メモリに描画するかを切り換えることで表示する地図の切り換えを行う地図切り換え機能とを実現させるための地図表示用プログラムである。
【００１８】
【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つつ説明する。図１は本発明に係る地図表示装置の実施の形態を説明するための図、図２は地図データ記憶媒体に格納されているデータの構成例を示す図、図３は衛星写真データの構成例を示す図である。図中、１はデータ記憶媒体、２はデータ読み出し部、３はデータ解凍処理部、４は一次記憶メモリ、５は描画処理部、６は描画メモリ、７は表示制御部、８はディスプレイ、９は地図切換部、１０は表示指示部を示す。
【００１９】
図１において、データ記憶媒体１は、表示に使われる地図データを格納するものであり、圧縮地図データや非圧縮地図データを含む各種地図データを格納するディスク（外部記憶媒体ＤＩＳＣ）である。データ読み出し部２は、データ記憶媒体１から圧縮地図データや非圧縮地図データを選択して読み出す処理を行うものである。データ解凍処理部３は、データ記憶媒体１に格納された圧縮地図データを読み出して解凍し解凍した地図データを一次記憶メモリ４に記憶するものである。
【００２０】
一次記憶メモリ４は、ディスプレイ８の画面に地図を表示し時間遅れなく滑らかなスクロール動作を可能にするため、ディスプレイ８の表示領域を含む一定範囲の地図データを保持しておく、例えばＤ−ＲＡＭであり、データ読み出し部２がデータ記憶媒体１から読み出した非圧縮地図データを格納し、また、圧縮地図データはデータ解凍処理部３で解凍して格納する。
【００２１】
描画メモリ６は、ディスプレイ８に表示する画像を描画する、例えばＶ−ＲＡＭであり、ほぼディスプレイ８の表示領域と同じサイズないしそれより大きいサイズのメモリである。描画処理部５は、一次記憶メモリ４に記憶された地図データを描画メモリ６に描画する処理を行うものであり、表示領域を決定してこの描画メモリ６の描画領域から表示領域のデータをディスプレイ８に表示するのが表示制御部７である。
【００２２】
表示指示部１０は、ディスプレイ８に表示する地図の縮尺や位置、地域、スクロールなどの指示を行う、例えばリモコン、ジョイスティックやマウスその他のポインティングデバイスである。地図切換部９は、衛星写真の地図や道路地図など、ディスプレイ８に表示する地図の切り換えを行うものであり、例えば車両用ナビゲーション装置に用いる場合には、車速を検出する車速センサの信号により車速が閾値を越えたか否かにより、あるいは表示指示部１０を通して切り換え指示を入力して切り換えを行う。
【００２３】
データ読み出し部２は、上記構成において、表示指示部１０の操作指示に従い地図をディスプレイ８に表示し、地図のスクロール動作を実行する場合、表示範囲が一次記憶メモリ４に保持された地図データから外れるようになると、データ記憶媒体１から新たに地図データを読み出し一次記憶メモリ４に保持された地図データの更新を行う。
【００２４】
表示指示部１０では、ジョイスティックやマウス等のポインティングデバイスの操作によりユーザからある地点、地域の地図の表示が要求されたとき、表示されている地図のスクロールが指示されたとき、また、現在位置検出手段により検出される車両の現在位置に表示されている地図を追従させるとき、車両の走行経路が探索されてその探索された経路に従って模擬走行を実行することにより地図をスクロールするときなどに、地図の表示指示、スクロール指示を表示制御部７に与える。
【００２５】
表示制御部７は、表示指示、スクロール指示に従い画面の中心座標と描画領域のデータの座標とを対応させてディスプレイ８に対する表示制御を行うが、表示領域が描画領域から外れる場合には、外れている領域の地図データを一次記憶メモリ４から描画処理部５に読み出して描画処理を実行することにより、描画メモリ６を更新する。
【００２６】
しかし、表示範囲が一次記憶メモリ４に保持された地図データから外れる場合には、データ読み出し部２に対して地図データの更新を要求することにより、データ読み出し部２によりデータ記憶媒体１から新たな地図データを読み出して一次記憶メモリ４の書き替えを行う。このとき、データ記憶媒体１から読み出す地図データが圧縮地図データである場合には、データ解凍処理部３で解凍処理を行って、解凍した地図データを一次記憶メモリ４に書き込み、非圧縮地図データである場合には、その地図データを一次記憶メモリ４に書き込む。
【００２７】
通常用いられている地図データは、ノード、リンクから構成される所謂ベクトルデータであり、描画要素情報（道路、建物、背景、河川等の識別情報）を持っている。それに対し、ラスターデータは、例えば各画素毎の色情報（明度、色相、彩度、色分解されたＲＧＢの各値の情報）からなるビットマップデータであって、衛星や航空機で撮影した写真データ（上空から撮影した写真データ）、その写真データを加工したデータがこれにあたる。ラスターデータは、ブロック分けされ、それぞれブロック分けされたラスターデータに代表点の位置座標を有する。
【００２８】
データ記憶媒体１には、例えば図２に示すように非圧縮の地図データ、圧縮地図データとして衛星写真データ、所定の検索条件を基に検索された検索データ、目的地までの経路を探索した経路データなどが格納される。これらのうち、地図データや検索データは非圧縮地図データであり、地図データは、地形や家形、施設形状などからなる背景データ、道路のリンクデータから構成される道路データ、道路や通り、施設、町丁目等の名称からなる名称データなど、基本的にはノード・リンクから構成され、位置座標を有するベトクルデータである。
【００２９】
衛星写真データは、図３に示すように位置データと画像データからなる。この画像データは、生の衛星写真データを例えばＪＰＥＧで圧縮加工した、圧縮率の高いラスターデータであり、例えばビットマップデータからなる。ラスターデータは、道路や施設などの物件それぞれが位置座標を備えていないので、画像データを画像１、２、３、……のようにブロック分けして、それぞれの画像データに対応する位置情報を位置データとして持っている。各ブロックの位置情報は、画像の中心の座標や、左下隅の座標であり、緯度、経度情報でもよいし、緯度、経度情報をコードに変更した情報でもよい。また、各画像１、２、３、……の大きさは、例えば圧縮種類や圧縮率などと共に各画像１、２、３……に共通の基本情報として持っている。
【００３０】
次に、ナビゲーション装置に適用した場合の通常の地図表示制御について説明する。まず、位置情報をコードに変更して各ブロックの画像データを格納する場合に、現在位置周辺のデータを読み込む方法は、現在位置および縮尺に基づき描画領域の座標を決定し、その領域の座標とラスターデータのコードから求めた位置情報を基に、描画領域に含まれるラスターデータを決定する。
【００３１】
通常走行の車速においては、データ記憶媒体１から衛星写真データを読み出して解凍し、一次記憶メモリ４にラスターデータを保持することにより、衛星写真データにより地図を表示し、その上に現在位置を表示する。
【００３２】
車速が閾値（例えば８０ｋｍ／ｈ）を越えた場合には、一次記憶メモリ４のラスターデータを消去し、データ記憶媒体１から非圧縮の地図データを読み出して一次記憶メモリ４に保持して描画メモリ６に描画することにより、ベクトルデータの地図データ上に現在位置を表示する。
【００３３】
また、現在位置が高速道路上にある場合にも、同様に一次記憶メモリ４のラスターデータを消去し、データ記憶媒体１から非圧縮の地図データを読み出して一次記憶メモリ４に保持して描画メモリ６に描画することにより、ベクトルデータの地図データ上に現在位置を表示する。
【００３４】
このように衛星写真データは、ラスターデータで圧縮率が高い圧縮データであり、それを解凍する処理には時間がかかるため、ベクトルデータで非圧縮の地図データの表示に切り換えることにより、高速走行時には地図描画が追いつかなくなるのを防ぐ。
【００３５】
次に、衛星写真データによるスクロール動作時の解凍処理と描画処理について説明する。図４はデータ記憶媒体上の衛星写真データと一次記憶メモリ上に解凍される衛星写真データ、表示画面の関係を示す図、図５は表示処理の流れを説明するための図、図６は表示画面のスクロールによる座標変換処理を説明するための図である。
【００３６】
データ記憶媒体１に格納されている衛星写真データは、図４（Ａ）に示すようにＡ１〜Ａ５、Ｂ１〜Ｂ５、……Ｅ１〜Ｅ５にブロック分けされている。この衛星写真データにおいて、ブロックＢ２の画像をほぼ中央にしてブロックＡ１〜Ａ３、Ｂ１〜Ｂ３、Ｃ１〜Ｃ３に跨がって表示画面ａが設定されている場合には、少なくともこれらブロックＡ１〜Ａ３、Ｂ１〜Ｂ３、Ｃ１〜Ｃ３の画像がデータ記憶媒体１から読み出されて、解凍した画像データが一次記憶メモリ（例えばＤ−ＲＡＭ）上に保持されている。
【００３７】
この現在の表示画面ａから、次表示画面ｂとなる図示方向に自車移動すると、一次記憶メモリ上に保持されているＢ２、Ｂ３、Ｃ２、Ｃ３の画像をそのまま使用して移動後の画面を表示すると共に、加えて新たにＢ４、Ｃ４、Ｄ２〜Ｄ４の画像を衛星写真のデータから解凍して一次記憶メモリ上に保持し画面に表示することが必要になる。
【００３８】
その表示処理の流れを説明すると、図５に示すようにまず、描画領域内に入る衛星写真データを検索して（ステップＳ１１）、該当する衛星写真データが一次記憶メモリにあるか否かを調べる（ステップＳ１２）。一次記憶メモリにない場合には、データ記憶媒体より圧縮された衛星写真データを読み込み（ステップＳ１３）、読み込んだ衛星写真データの解凍処理を行い（ステップＳ１４）、解凍処理した画像データを一次記憶メモリに保持する（ステップＳ１５）。
【００３９】
一次記憶メモリに画像データがあることを確認すると、一次記憶メモリにある画像データを取得し（ステップＳ１６）、描画メモリに描画処理を行い（ステップＳ１７）、描画領域から表示領域のデータを読み出して衛星写真の画像としてディスプレイに表示する（ステップＳ１８）。
【００４０】
次表示画面用の圧縮データをデータ記憶媒体から読み出す場合、一次記憶メモリにおいて古いものから順に消去して新データを記憶する。具体的には、一次記憶メモリに記憶する各ブロックの地図データに、その地図データよりも前に読み出して描画したブロックの地図データの固有情報（例えば位置情報や各地図データのデータ記憶媒体上の記憶場所情報など）および後に読み出したブロックの地図データの固有情報を記憶する。そして、この固有情報を調べることにより、どの地図データが古いかを判断する。
【００４１】
現在位置やユーザのカーソル移動では、例えば図４において、表示画面→次表示画面→表示画面のように１度表示した領域に戻ることがある。Ａ１、Ａ２のブロックの地図データを消去する方法では、次表示画面→表示画面の移動になった場合、再度Ａ１、Ａ２をデータ記憶媒体から読み出すため、処理に時間がかかってしまう。このようにＡ１、Ａ２のブロックの地図データを新しい地図データとして、消去の優先順位を下げて消去しないようにすることにより、上記のような表示画面の移動があったとき、一次記憶メモリに保持されているため、新たな読み出し、解凍のための時間をかけずに迅速な表示処理を行うことができる。
【００４２】
このようにして表示される衛星写真の画像に経路を表示する場合には、ベクトルデータの道路のうち、経路のみを衛星写真データを描画した描画メモリに重ね書きし、同様に現在位置を表示する場合にも、現在位置マークを描画メモリに重ね書きすることにより行う。
【００４３】
描画する基準は、現在位置、画面の中心、ユーザが操作するカーソル位置等により決定される。描画処理では、描画領域の左下隅の座標を（０，０）とし、図６に示すように前回からその座標（Ｘ１，Ｙ１）が今回に描画領域の左下隅となる位置に移動する場合、今回の描画領域となる左下隅の座標（Ｘ１，Ｙ１）を（０，０）となるように座標変換する処理を行う。
【００４４】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上記実施の形態では、データ記憶媒体に衛星地図データのようなラスターデータを圧縮データとして格納したが、圧縮／非圧縮の情報を付加して、使用頻度が少ないと予想されるエリアのベクトルデータ又はラスターデータを圧縮データとし、使用頻度が多いと予想されるエリアのベクトルデータ又はラスターデータは圧縮しないでデータ記憶媒体に格納しておくようにしてもよい。使用頻度が多いと予想されるエリアは、例えば人口密度の高いエリア、主要道路のあるエリア、特定のジャンルの施設や主要施設のあるエリアなどで設定することができる。
【００４５】
特にラスターデータの場合、データ記憶媒体に全ての地図データを圧縮しないで記憶することは、メモリ容量に限りがあって現実的には難しく、また、全て圧縮データにして記憶させると、常に解凍処理が必要になるため、表示に時間がかかる。したがって、上記のように使用頻度が多いと予想されるエリアの地図データは圧縮しないでデータ記憶媒体に記憶すると、部分的に表示処理の軽減、表示までの時間の短縮を実現することができる。
【００４６】
また、ベクトルデータを圧縮せずラスターデータを圧縮して記憶媒体に記憶する実施形態を説明したが、ベクトルデータをラスターデータと同様に圧縮してラスターデータと同様に処理するようにしてもよい。
【００４７】
表示領域のデータが一次記憶メモリにあるか否かを判断する場合、表示領域のデータが描画メモリにあるか否かで判断し、次のようにしてもよい。新表示領域内に入る描画された地図データが描画メモリにある場合には、該地図データを新画面座標に座標変換する。描画メモリにない場合には、一次記憶メモリにあるか否かを判断する。一次記憶メモリからデータを読み込み、描画メモリに描画する。一次記憶メモリにない場合には、データ記憶媒体より圧縮された地図データを読み込み、解凍処理を行い、解凍処理した画像データを一次記憶メモリに記憶し、該一次記憶メモリから解凍処理された画像データを読み込み描画メモリに描画する。そして、描画メモリから表示領域のデータを読み出してディスプレイに表示する。
【００４８】
また、本実施形態のプログラムを地図表示装置が受信するタイプ、或いは本実施形態のプログラムをパーソナルコンピュータ（ＰＣ）で記憶媒体（ＩＣカード）にダウンロードし、該記憶媒体を地図表示装置に挿入し、該記憶媒体のプログラムにて本実施形態の内容を実現してもよい。この場合には、地図表示装置が、外部の情報センタとの間で各種のデータの送受信を行う通信部を備え、本実施形態の機能を実現するためのプログラム（図５のフローチャートその他全ての実施形態）を情報センタから受信し、ハードディスク、フラッシュメモリなどの記憶媒体に記憶する。そして、受信したプログラムを起動し、本実施形態を実現するようにしてもよい。或いは、家庭内のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）を使用し、情報センタから送信されたプログラムをＰＣに対して着脱自在な記憶媒体（ＩＣカード等）にダウンロードし、該記憶媒体が地図表示装置に挿入された場合、該プログラムを起動し、本実施形態の内容を実現させるようにしてもよい。
【００４９】
本発明によれば、圧縮地図データを用いた地図表示のスクロール動作を表示の遅れが生じることなく滑らかに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る地図表示装置の実施の形態を説明するための図である。
【図２】 地図データ記憶媒体に格納されているデータの構成例を示す図である。
【図３】 衛星写真データの構成例を示す図である。
【図４】 データ記憶媒体上の衛星写真データと一次記憶メモリ上に解凍される衛星写真データ、表示画面の関係を示す図である。
【図５】 表示処理の流れを説明するための図である。
【図６】 表示画面のスクロールによる座標変換処理を説明するための図である。
【符号の説明】
１…データ記憶媒体、２…データ読み出し部、３…データ解凍処理部、４…一次記憶メモリ、５…描画処理部、６…描画メモリ、７…表示制御部、８…ディスプレイ、９…地図切換部、１０…表示指示部

Claims (5)

1. 地図データを記憶する一次記憶メモリと前記地図データを描画する描画メモリとを有し該描画メモリの描画領域から表示領域のデータをディスプレイに表示する地図表示装置において、
   データ記憶媒体から圧縮地図データ及び非圧縮地図データを選択して読み出すと共に、前記読み出した前記非圧縮地図データを前記一次記憶メモリに記憶するデータ読み出し手段と、
   前記データ読み出し手段により読み出された圧縮地図データを解凍し解凍した地図データを前記一次記憶メモリに記憶するデータ解凍処理手段と、
   前記データ読み出し手段により読み出され前記一次記憶メモリに記憶された非圧縮地図データと前記データ解凍処理手段により圧縮地図データを解凍し前記一次記憶メモリに記憶された地図データとのいずれかを前記描画メモリに描画する描画処理手段と、
   前記表示領域を決定して前記描画メモリの描画領域から前記表示領域のデータを前記ディスプレイに表示する表示制御手段と、
   車速を検出する手段を含み前記車速が閾値を越えたか否かにより表示する地図の切り換えを行う地図切り換え手段と
   を備え、前記描画処理手段が前記非圧縮地図データと前記地図データのいずれを前記描画メモリに描画するかを前記地図切り換え手段により切り換えて表示する地図の切り換えを行うことを特徴とする地図表示装置。
2. 前記圧縮地図データはラスターデータであり、前記非圧縮地図データはベクトルデータであることを特徴とする請求項１記載の地図表示装置。
3. ラスターデータは衛星写真データであることを特徴とする請求項２記載の地図表示装置。
4. 前記データ解凍処理手段は、前記一次記憶メモリに記憶された地図データの使用履歴を管理し、古い地図データから消去して前記解凍した地図データを前記一次記憶メモリに記憶することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の地図表示装置。
5. コンピュータに、
   データ記憶媒体から圧縮地図データ及び非圧縮地図データを選択して読み出すと共に、前記読み出した前記非圧縮地図データを一次記憶メモリに記憶するデータ読み出し機能と、
   前記データ読み出し機能により読み出された圧縮地図データを解凍し解凍した地図データを前記一次記憶メモリに記憶するデータ解凍処理機能と、
   前記データ読み出し機能により読み出され前記一次記憶メモリに記憶された非圧縮地図データと前記データ解凍処理機能により圧縮地図データを解凍し前記一次記憶メモリに記憶された地図データとのいずれかを描画メモリに描画する描画処理機能と、
   表示領域を決定して前記描画メモリの描画領域から前記表示領域のデータをディスプレイに表示する表示制御機能と、
   車速を検出して前記車速が閾値を越えたか否かにより前記描画処理機能が前記非圧縮地図データと前記地図データのいずれを前記描画メモリに描画するかを切り換えることで表示する地図の切り換えを行う地図切り換え機能と
   を実現させるための地図表示用プログラム。

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