JP4628356B2 - 地図生成装置、ナビゲーション装置、地図生成方法、地図生成プログラムおよび記録媒体 - Google Patents

Description

この発明は、地図生成装置、ナビゲーション装置、地図生成方法、地図生成プログラム、および記録媒体に関する。

従来から、地図を３次元的に表示することができる車載用ナビゲーション装置が提供されている。この車載用ナビゲーション装置において、地図検索装置は、位置算出装置によって算出された車両の現在位置付近の地図データ、または入力装置によって指定された表示する地図の範囲の地図データを、地図記憶装置から読み出す。そして、演算処理装置は、読み出された地図データの四頂点を、入力装置から入力された視点および注視点座標に基づいて透視変換し、変換した座標に地図データをマッピングし、さらにクリッピングを行った後、出力装置においてマッピング後の地図を表示させる（たとえば、下記特許文献１を参照。）。

特開平９−１３８１３６号公報

しかしながら、上述した特許文献１の車載用ナビゲーション装置では、描画する道路の幅にかかわらず、道路をリンクデータで表現して、３次元地盤情報のポリゴン面にテクスチャとして貼り付けていた。したがって、実際の地形に応じた幅のある道路を３次元地盤情報上にリアルに表現することができないという問題があった。

一方、実際の地形に応じた幅のある道路オブジェクトのような地盤面に沿ったオブジェクトを３次元地盤オブジェクトに描画する場合、３次元地盤オブジェクトのポリゴン面を総当りしなければならず、計算量が膨大になるという問題があった。また、これにより、高性能のＣＰＵを搭載しなければならず、ナビゲーション装置が高価になるという問題があった。

請求項１の発明にかかる地図生成装置は、地盤の３次元形状を示す３次元地盤オブジェクトを記憶する３次元地盤情報記憶手段と、多角形に分割された２次元平面を示す多角形２次元情報に対して、前記多角形の頂点近傍に存在する前記３次元地盤オブジェクトの高さ情報の平均値または中央値を前記多角形の頂点の高さ情報とする簡易３次元地盤オブジェクトを生成する簡易３次元地盤情報生成手段と、前記簡易３次元地盤オブジェクトにおける前記多角形の頂点の高さ情報を用いて、前記地盤の表面に存在する地表物の２次元形状を示す２次元地表物オブジェクトに高さ情報を付加して、前記地表物の３次元形状を示す３次元地表物オブジェクトを生成する３次元地表物情報生成手段と、前記３次元地盤オブジェクト上に前記３次元地表物オブジェクトを重畳した地図情報である３次元地図情報を生成する３次元地図情報生成手段と、を備えることを特徴とする。

また、請求項６の発明にかかるナビゲーション装置は、地盤の３次元形状を示す３次元地盤オブジェクトを記憶する３次元地盤情報記憶手段と、任意の地点を示す地点情報の入力を受け付ける地点情報入力手段と、前記３次元地盤情報記憶手段によって記憶されている３次元地盤オブジェクトの中から、前記地点情報入力手段によって入力された地点情報を含む所定範囲内の地盤の３次元形状を示す３次元地盤オブジェクトを抽出する３次元地盤情報抽出手段と、多角形に分割された２次元平面を示す多角形２次元情報に対して、前記多角形の頂点近傍に存在する前記３次元地盤オブジェクトの高さ情報の平均値または中央値を前記多角形の頂点の高さ情報とする簡易３次元地盤オブジェクトを生成する簡易３次元地盤情報生成手段と、前記簡易３次元地盤オブジェクトにおける前記多角形の頂点の高さ情報を用いて、前記地点情報を含む範囲内の地盤の表面に存在する地表物の２次元形状を示す２次元地表物オブジェクトに高さ情報を付加して、前記地表物の３次元形状を示す３次元地表物オブジェクトを生成する３次元地表物情報生成手段と、前記３次元地盤オブジェクト上に前記３次元地表物オブジェクトを重畳した地図情報である３次元地図情報を生成する３次元地図情報生成手段と、前記３次元地図情報を用いて前記地点情報の位置に対応した視点位置から見た地図表示情報を生成する地図表示情報生成手段と、表示画面を有する表示手段と、前記表示画面を制御して、前記地図表示情報生成手段によって生成された地図表示情報を用いて地図画面を表示する表示制御手段と、を備えることを特徴とする。

また、請求項８の発明にかかる地図生成方法は、地図生成装置における地図生成方法であって、地盤の３次元形状を示す３次元地盤オブジェクトを入力手段により入力する３次元地盤情報入力工程と、多角形に分割された２次元平面を示す多角形２次元情報に対して、前記多角形の頂点近傍に存在する前記３次元地盤オブジェクトの高さ情報の平均値または中央値を前記多角形の頂点の高さ情報とする簡易３次元地盤オブジェクトを３次元地盤情報生成手段により生成する簡易３次元地盤情報生成工程と、前記簡易３次元地盤オブジェクトにおける前記多角形の頂点の高さ情報を用いて、前記地盤の表面に存在する地表物の２次元形状を示す２次元地表物オブジェクトに高さ情報を付加して、前記地表物の３次元形状を示す３次元地表物オブジェクトを３次元地表物情報生成手段により生成する３次元地表物情報生成工程と、前記３次元地盤オブジェクト上に前記３次元地表物オブジェクトを重畳した地図情報である３次元地図情報を３次元地図情報生成手段により生成する３次元地図情報生成工程と、を含んだことを特徴とする。

また、請求項９の発明にかかる地図生成プログラムは、請求項８に記載の地図生成方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。

また、請求項１０の発明にかかるコンピュータに読み取り可能な記録媒体は、請求項９に記載のプログラムを記録したことを特徴とする。

実施の形態１にかかる地図生成装置の機能的構成を示すブロック図である。 ３次元地盤オブジェクトの一例を示す説明図である。 ２次元地表物オブジェクトの一例を示す説明図である。 道路リンクデータを示す説明図である。 生成範囲に対応する矩形２次元情報上に存在する３次元地盤オブジェクトを示す説明図である。 矩形２次元情報の変形前後の状態を示す説明図である。 図６に示した分割３次元矩形データを示す説明図である。 ２次元形状情報を用いて２次元地表物オブジェクトを生成する例を示す説明図である。 矩形ポリゴンの接続箇所についての補完例を示す説明図である。 図１に示した３次元地図情報生成部によって生成された３次元地図情報の一例を示す説明図である。 図１に示した３次元地図情報生成部によって生成された３次元地図情報の他の例を示す説明図である。 図１に示した地図生成装置のハードウェア構成を示す説明図である。 実施の形態１にかかる地図生成装置の３次元地図情報生成処理手順を示すフローチャートである。 簡易３次元地盤オブジェクトの生成処理手順を示すフローチャートである。 ３次元地表物オブジェクトの生成処理手順を示すフローチャートである。 ３次元地図情報の生成処理手順を示すフローチャートである。 実施例２にかかる簡易３次元地表物オブジェクトの生成処理手順を示すフローチャートである。 実施例３にかかる３次元地図情報の生成処理手順を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２にかかるナビゲーション装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態２にかかるナビゲーション装置の機能的構成を示すブロック図である。 図２０に示したナビゲーション装置によるナビゲーション処理手順を示すフローチャートである。

以下に添付図面を参照して、この発明の実施の形態にかかる地図生成装置、ナビゲーション装置、地図生成方法、地図生成プログラム、および記録媒体の好適な実施の形態を詳細に説明する。

（実施の形態１）
まず、実施の形態１では、地図生成装置、地図生成方法、地図生成プログラム、および記録媒体について説明する。

（地図生成装置の機能的構成）
まず、実施の形態１にかかる地図生成装置の機能的構成について説明する。図１は、実施の形態１にかかる地図生成装置の機能的構成を示すブロック図である。図１において、地図生成装置１００は、記憶部１０１と、抽出部１０３と、簡易３次元地盤情報生成部１０４と、３次元地表物情報生成部１０５と、３次元地図情報生成部１０６と、表示部１０７と、表示制御部１０８と、から構成されている。

記憶部１０１は、３次元地盤情報記憶部１１１と、２次元地表物情報記憶部１１２と、２次元形状情報記憶部１１３と、厚さ情報記憶部１１４と、から構成されている。３次元地盤情報記憶部１１１は、３次元地盤情報を記憶する。３次元地盤情報は、地盤の３次元形状を示した地盤の画像を表示画面に擬似的に３次元表示するための立体オブジェクト（以下、「３次元地盤オブジェクト」という。）である。

図２は、３次元地盤オブジェクトの一例を示す説明図である。図２において、この３次元地盤オブジェクト２００は、複数のポリゴン２０１が連結されたメッシュデータによって構成されている。また、このポリゴン２０１の各頂点２０２は、地盤の高さをあらわす高さ情報を有しており、各ポリゴン２０１は、水平面から傾斜した地盤の表面をあらわしている。

また、図１において、２次元地表物情報記憶部１１２は、２次元地表物情報を記憶する。２次元地表物情報は、地盤の表面に存在する地表物の２次元形状を示す平面オブジェクト（以下、「２次元地表物オブジェクト」という。）である。ここで、「地表物」には、車道、歩道、橋などの道路または鉄道の線路や鉄橋などを含む交通路、この交通路上の車線、街区、または緑地など、地盤に敷設される敷設物を含むことができる。また、「地表物」には、地盤の表面に形成された道や河川などの自然形成物も含むこともできる。

この２次元地表物オブジェクトは、具体的には、地表物の画像を表示画面に擬似的に２次元表示するための２次元地表物オブジェクトである。図３は、２次元地表物オブジェクトの一例を示す説明図である。２次元地表物オブジェクト３００は、任意の範囲３０１内に存在する。２次元地表物オブジェクト３００は、ここでは道路オブジェクトを示している。なお、２次元地表物オブジェクト３００は位置情報（例えば緯度経度情報）も有しており、その位置情報は３次元地盤オブジェクト２００に対応付けされている。

２次元形状情報記憶部１１３は、２次元形状情報を記憶する。２次元形状情報は、上述した２次元地表物情報の生成元となる情報である。２次元形状情報は、具体的には、上述した地表物の２次元形状の基準線を示す基準線情報と、この基準線に直角な方向における、地表物の２次元形状の幅を示す幅情報と、を含むことができる。この基準線情報は、たとえば、ノードとリンクからなる道路リンクデータである。なお、ノードには、リンク端点のノードのほか、リンクの中途部にもリンクの形状を補完する形状補完点が含まれている。

図４は、道路リンクデータを示す説明図である。図４において、道路リンクデータ４００は、任意の範囲３０１内に存在する。図４では、一例として、５個のノード４０１〜４０５と４本のリンク４１１〜４１４からなる道路リンクデータ４００が示されている。また、幅情報は、道路の幅である。実際の道路の幅情報を全ての道路に対して設定するとデータ量が膨大になるため、実際の幅ではなく道路種別ごとに幅を設定したり、車線数に対応する幅を設定したりすることもできる。なお、２次元形状情報は位置情報（例えば緯度経度情報）も有しており、その位置情報は３次元地盤情報に対応付けされている。

また、図１において、厚さ情報記憶部１１４は、厚さ情報を記憶する。厚さ情報は、高さ方向における、地表物の２次元形状の厚さを示す情報であり、具体的には、２次元地表物オブジェクト３００を高さ方向に平行に伸張するデータである。この厚さ情報は、すべての道路に対して１つの基準値を設定してもよく、また、地域などによって基準値をいくつか設定してもよい。例えば、地盤データ量が多い地域については、基準値より厚さ情報を大きくしたり、起伏の激しい地域は、基準値より厚さ情報を大きくしたりして、２次元地表物オブジェクト３００が厚くなるように調整することができる。

また、抽出部１０３は、３次元地盤情報抽出部１３１と、２次元地表物情報抽出部１３２と、２次元形状情報抽出部１３３と、厚さ情報抽出部１３４と、から構成されている。３次元地盤情報抽出部１３１は、３次元地盤情報記憶部１１１に記憶された３次元地盤オブジェクトの中から、３次元地盤オブジェクト２００を抽出する。

２次元地表物情報抽出部１３２は、２次元地表物情報記憶部１１２に記憶された２次元地表物オブジェクトの中から、２次元地表物オブジェクト３００を抽出する。２次元形状情報抽出部１３３は、２次元形状情報記憶部１１３に記憶された２次元形状情報の中から、２次元形状情報を抽出する。厚さ情報抽出部１３４は、厚さ情報記憶部１１４に記憶された厚さ情報の中から、２次元地形情報に対応する厚さ情報を抽出する。

簡易３次元地盤情報生成部１０４は、３次元地盤情報記憶部１１１に記憶された３次元地盤情報を用いて、この３次元地盤情報より情報量の少ない簡易３次元地盤情報を生成する。また、簡易３次元地盤情報生成部１０４は、多角形、たとえば矩形に分割された２次元平面を示す矩形２次元情報に対して、３次元地盤情報を用いて、多角形、たとえば矩形の頂点に高さ情報を付加した矩形３次元情報を、簡易３次元地盤情報として生成する。

さらに、簡易３次元地盤情報生成部１０４は、多角形、たとえば矩形の頂点近傍に存在する３次元地盤情報の高さ情報の平均値を、矩形の頂点の高さ情報として、簡易３次元地盤情報を生成することとしてもよい。２次元平面の形状を矩形にすることにより、頂点以外の高さ情報を求めるときの計算を簡単におこなうことができる。また、２次元平面の形状が多角形以外の形状であっても、情報量の少ない２次元平面であればよい。なお、簡易３次元地盤情報の具体的な生成例については後述する。

簡易３次元地盤情報は、３次元地盤情報記憶部１１１に記憶された３次元地盤オブジェクト２００より情報量の少ない立体オブジェクト（以下、「簡易３次元地盤オブジェクト」という。）である。たとえば、３次元地盤情報記憶部１１１に記憶された３次元地盤オブジェクト２００が、複数のポリゴン２０１が連結されたメッシュデータによってあらわれる場合、このポリゴン２０１の頂点数よりも少ない頂点数のメッシュデータを、簡易３次元地盤オブジェクトとして生成することができる。また、メッシュデータの面数（ポリゴン数）よりも少ない面数のメッシュデータを、簡易３次元地盤オブジェクトとして生成することができる。

また、３次元地表物情報生成部１０５は、簡易３次元地盤情報生成部１０４によって生成された簡易３次元地盤情報を用いて、地盤の表面に存在する地表物の２次元形状を示す２次元地表物情報に高さ情報を付加して、地表物の３次元形状を示す３次元地表物情報を生成する。たとえば、図３に示した２次元地表物オブジェクト３００などの２次元地表物情報の屈曲位置や端部に、簡易３次元地盤情報から得られる高さ情報を付加することにより、２次元地表物オブジェクト３００を３次元的に表現した３次元地表物オブジェクトに変換することができる。

また、３次元地表物情報生成部１０５は、２次元形状情報記憶部１１３に記憶された２次元形状情報と、簡易３次元地盤情報生成部１０４によって生成された簡易３次元地盤情報とを用いて、３次元地表物情報を生成することとしてもよい。具体的には、２次元形状情報に含まれている基準線情報を、図４に示した道路リンクデータ４００とした場合、簡易３次元地盤オブジェクトを用いて、道路リンクデータ４００を構成するノードの高さ情報を算出し、ノードに付加する。

高さ情報が付加されたノード２０２は、簡易３次元地盤オブジェクトを構成する簡易３次元地盤面となるポリゴンの面上に位置する。そして、簡易３次元地盤面上のノードを連結して幅情報を付加することによって、簡易３次元地盤面上に道路リンクデータ４００を形成する。これにより、２次元形状情報を３次元地表物オブジェクトに変換することができる。また、３次元地表物情報生成部１０５は、ノードの高さ情報をノードに付加する前にリンクとノードから２次元道路オブジェクトを作成して、作成された２次元道路オブジェクトのノードに高さ情報を付加することとしてもよい。

また、上記いずれの３次元地表物オブジェクトを３次元地盤オブジェクト２００上に描画する場合、あらかじめ簡易３次元地盤オブジェクトから得られる高さ情報を所定量増加しておくこととしてもよい。これにより、３次元地表物オブジェクトが、３次元地盤オブジェクト２００の地盤面と同一高さ以上となり、３次元地表物オブジェクトを３次元地盤オブジェクト２００上に重畳表示することができる。

また、この所定量の増加に替えて、または所定量の増加とともに、厚さ情報記憶部１１４に記憶された厚さ情報を用いて、３次元地表物オブジェクトに厚みを持たせることができる。これにより、３次元地表物オブジェクトが、３次元地盤オブジェクト２００の地盤面と同一高さ以上となり、３次元地表物オブジェクトを３次元地盤オブジェクト２００上に重畳表示することができる。さらに、３次元地表物オブジェクトと３次元地盤オブジェクト２００との間に間隙を厚みにより非表示とすることができる。

また、３次元地図情報生成部１０６は、３次元地盤情報記憶部１１１に記憶された３次元地盤情報と、３次元地表物情報生成部１０５によって生成された３次元地表物情報とに基づいて、３次元地図情報を生成する。具体的には、３次元地盤オブジェクト２００を描画し、描画された３次元地盤オブジェクト２００に３次元地表物オブジェクトを描画する。これにより、３次元地盤オブジェクト２００上に３次元地表物オブジェクトが重畳された３次元地図情報を生成することができる。

また、３次元地図情報生成部１０６は、３次元地表物情報が３次元地盤情報に重畳されているかどうかを判定することができる。具体的には、２次元平面座標のみが同一座標となる３次元地表物オブジェクトの点および３次元地盤オブジェクト２００の点の高さ方向の座標同士を比較することによって判定する。

この判定により、３次元地表物オブジェクトの点の高さが低いと判定された場合、この点の高さ方向の座標の差分情報（高低差分情報）を算出する。そして、算出された高低差分情報を、３次元地表物オブジェクトの点の高さ情報に付加する。これにより、３次元地盤オブジェクト２００の地盤面に沿った３次元地表物オブジェクトを重畳表示することができる。

また、表示部１０７は表示画面を有する。表示制御部１０８は、表示画面を制御して、３次元地図情報生成部１０６によって生成された３次元地図情報を表示する。具体的には、任意の範囲３０１の３次元地図情報を所定の視点位置から見た地図表示情報に座標変換して表示画面に表示させる。

つぎに、上述したメッシュデータからなる３次元地盤オブジェクト２００から、簡易３次元地盤オブジェクトを生成する例について説明する。図５は、任意の範囲３０１に対応する矩形２次元情報５００上に存在する３次元地盤オブジェクト２００を示す説明図である。図５において、３次元地盤オブジェクト２００は、２６枚の３角形のポリゴン２０１によって構成されている。頂点２０２の数は、１８個である。矩形２次元情報５００は、矩形状に均等に９分割されている。分割された各々の矩形２次元情報を、分割矩形データ５０１〜５０９と呼ぶ。

簡易３次元地盤情報生成部１０４では、各分割矩形データ５０１〜５０９の頂点ごとに、その頂点近傍に存在する３次元地盤オブジェクト２００のポリゴン２０１の頂点２０２の高さ情報を用いて、各分割矩形データ５０１〜５０９の頂点の高さ情報を算出する。ここで、図５中、左下の分割矩形データ５０７の４つの頂点５０７ａ〜５０７ｄのうち頂点５０７ａを例に挙げて説明する。

この頂点５０７ａを含む範囲データ５１０は、頂点５０７ａを中心とした矩形範囲（図５中、ハッチングの範囲）をあらわしており、その中に、ポリゴン２０１の頂点２０２ａ、頂点２０２ｂおよび頂点２０２ｃが含まれている。頂点５０７ａの高さ情報は、この頂点２０２ａ、頂点２０２ｂおよび頂点２０２ｃの高さ情報の平均値として算出することができる。また、頂点２０２ａ、頂点２０２ｂおよび頂点２０２ｃの高さ情報の中央値を抽出することとしてもよい。なお、範囲データ５１０の形状は、矩形でなくてもよく、たとえば、頂点５０７ａを中心とした円であってもよい。

そして、分割矩形データ５０１〜５０９のすべての頂点の高さ情報が得られた場合、分割矩形データ５０１〜５０９の各頂点に、その高さ情報を与えて、矩形２次元情報５００を変形し、矩形３次元情報を生成する。図６は、矩形２次元情報５００の変形前後の状態を示す説明図である。

図５中、点線の図形は、分割矩形データ５０１〜５０９の各頂点に、その高さ情報を与える前（変形前）の状態の矩形２次元情報５００であり、実線の図形は、分割矩形データ５０１〜５０９の各頂点に、その高さ情報を与えたことにより変形された状態の矩形２次元情報、すなわち、矩形３次元情報である。この矩形３次元情報が、簡易３次元地盤オブジェクト６００となる。また、分割矩形データ５０１〜５０９に高さ情報を与えた矩形データを、分割３次元矩形データ６０１〜６０９と呼ぶ。

ここで、図４に示した道路リンクデータ４００と図６に示した簡易３次元地盤オブジェクト６００とを用いた３次元地表物オブジェクトの生成例について説明する。図７は、図６に示した分割３次元矩形データ６０８を示す説明図である。図６および図７において、分割３次元矩形データ６０８の４頂点Ｒ〜Ｕは、それぞれｘ方向、ｙ方向およびｚ方向の座標を有する。

ここで、頂点Ｒの座標は（Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚ）、頂点Ｓの座標は（Ｓｘ、Ｓｙ、Ｓｚ）、頂点Ｔの座標は（Ｔｘ、Ｔｙ、Ｔｚ）、頂点Ｕの座標は（Ｕｘ、Ｕｙ、Ｕｚ）である。高さ方向は、ｙ方向であるため、４頂点Ｒ〜Ｕの高さ方向の座標値Ｒｙ〜Ｕｙは、図５において説明した手法によって与えられた高さ情報である。また、分割３次元矩形データ６０８内の点Ｎは、この分割３次元矩形データ６０８上に描画されるべき道路リンクデータ４００のノード４０１である。分割３次元矩形データ６０８の４頂点Ｒ〜Ｕの高さ情報がわかっているため、ノード４０１である点Ｎ（座標は（Ｎｘ、Ｎｙ、Ｎｚ））の高さ情報Ｎｙは、比率によって算出することができる。

ここで、点Ｎの高さ情報Ｎｙの算出手法の一例を説明する。たとえば、点Ｎを通るｘ方向に平行な線分と、対角線ＲＴとが交わる点を点Ｐとし、点Ｎを通るｘ方向に平行な線分と、辺ＳＴとが交わる点を点Ｑとする。交点Ｐの座標を（Ｐｘ、Ｐｙ、Ｐｚ）、交点Ｑの座標を（Ｑｘ、Ｑｙ、Ｑｚ）とすると、点Ｎの高さ情報Ｎｙは、以下のように求めることができる。

対角線ＲＴ上で点Ｎのｚ座標が同一の点Ｐと、辺ＳＴ上で点Ｎのｚ座標が同一の点Ｑを求める。点Ｐのｘ，ｙ座標については頂点Ｒと頂点Ｔの座標から求め、点Ｑのｘ，ｙ座標については頂点Ｓと頂点Ｔの座標から求める。これにより、点Ｐと点Ｑの座標から点Ｎを求めることができる。

つぎに、２次元形状情報記憶部１１３によって記憶された２次元形状情報を用いて、２次元地表物オブジェクトを生成する例について説明する。図８は、２次元形状情報を用いて２次元地表物オブジェクトを生成する例を示す説明図である。ここで、２次元形状情報に含まれている基準線情報として、図４に示した道路リンクデータ４００を用いる。

そして、２次元形状情報に含まれている幅情報を用いて、道路リンクデータ４００を、各リンク４１１〜４１４に直交する方向に膨張させる。この膨張幅は、たとえば、幅情報（幅長）と一致または比例する。幅情報が４車線道路に関する幅情報である場合、２車線道路に関する幅情報の２倍となる。

これにより、矩形ポリゴン８０１〜８０４からなる２次元地表物オブジェクト８００を生成することができる。なお、ここでは、２次元地表物オブジェクト８００の生成例について説明したが、道路リンクデータ４００の各ノード４０１〜４０５に、あらかじめ図７において説明した手法によって算出した各ノード４０１〜４０５の高さ情報を付加していくこととしてもよい。これによれば、２次元地表物オブジェクト８００に、各ノード４０１〜４０５の高さ情報が付加された３次元地表物オブジェクト９００を生成することができる。

つぎに、また、２次元地表物オブジェクト８００（または３次元地表物オブジェクト９００）を構成する矩形ポリゴン８０１〜８０４の接続箇所についての補完例について説明する。図９は、矩形ポリゴンの接続箇所についての補完例を示す説明図である。図８において、互いに接続されるリンク４１１、４１２同士が平行でない場合、その矩形ポリゴン８０１の頂点８０１ａと矩形ポリゴン８０２の頂点８０２ａとが離間し、頂点８０１ａ、頂点８０２ａおよびノード４０２からなる３角形の空間８１０が形成される。この場合、この３角形の頂点８０１ａ、頂点８０２ａおよびノード４０２の座標から、図９に示したように、空間３角形８１０と同一形状の補完３角形ポリゴン８２０を生成する。

つぎに、図１に示した３次元地図情報生成部１０６によって生成された３次元地図情報について説明する。図１０は、図１に示した３次元地図情報生成部１０６によって生成された３次元地図情報の一例を示す説明図である。図１０において、３次元地図情報１０００は、３次元地盤オブジェクト２００に、３次元地表物オブジェクト９００が重畳されたように描画されている。また、図１１は、図１に示した３次元地図情報生成部１０６によって生成された３次元地図情報の他の例を示す説明図である。図１１に示した３次元地図情報１１００では、図１０に示した３次元地表物オブジェクト９００に厚み情報が付加された３次元地表物オブジェクト９１０を、３次元地盤オブジェクト２００に描画している。

（地図生成装置のハードウェア構成）
つぎに、図１に示した地図生成装置１００のハードウェア構成について説明する。図１２は、図１に示した地図生成装置１００のハードウェア構成を示す説明図である。図１２において、地図生成装置１００は、ＣＰＵ１２０１と、ＲＯＭ１２０２と、ＲＡＭ１２０３と、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）１２０４と、ＨＤ（ハードディスク）１２０５と、ＣＤ／ＤＶＤドライブ１２０６と、着脱可能な記録媒体の一例としてのＣＤ／ＤＶＤ１２０７と、映像／音声Ｉ／Ｆ（インターフェース）１２０８と、ディスプレイ１２０９と、スピーカ（ヘッドホン）１２１０と、入力Ｉ／Ｆ（インターフェース）１２１１と、リモコン１２１２と、入力キー１２１３と、通信Ｉ／Ｆ（インターフェース）１２１４と、を備えている。また、各構成部１２０１〜１２１４はバス１２００によってそれぞれ接続されている。

ここで、ＣＰＵ１２０１は、地図生成装置１００の全体の制御を司る。ＲＯＭ１２０２は、ブートプログラムなどのプログラムを記憶している。ＲＡＭ１２０３は、ＣＰＵ１２０１のワークエリアとして使用される。ＨＤＤ１２０４は、ＣＰＵ１２０１の制御にしたがってＨＤ１２０５に対するデータのリード／ライトを制御する。ＨＤ１２０５は、ＨＤＤ１２０４の制御で書き込まれたデータを記憶する。

ＣＤ／ＤＶＤドライブ１２０６は、ＣＰＵ１２０１の制御にしたがってＣＤ／ＤＶＤ１２０７に対するデータのリード／ライトを制御する。ＣＤ／ＤＶＤ１２０７は、ＣＤ／ＤＶＤドライブ１２０６の制御にしたがって記録されたデータの読み出される着脱自在な記録媒体である。ＣＤ／ＤＶＤ１２０７として、書き込み可能な記録媒体を利用することもできる。また、この着脱可能な記録媒体として、ＣＤ／ＤＶＤ１２０７のほか、ＣＤ−ＲＯＭ（ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ）、ＭＯ、メモリーカードなどであってもよい。

また、映像／音声Ｉ／Ｆ１２０８は、映像表示用のディスプレイ１２０９および音声出力用にヘッドホン（スピーカ）１２１０と接続される。ディスプレイ１２０９には、アイコン、カーソル、メニュー、ウインドウ、あるいは文字や画像等の各種データが表示される。このディスプレイ１２０９は、たとえば、ＣＲＴ、ＴＦＴ液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイなどを採用することができる。

また、入力Ｉ／Ｆ１２１１は、文字、数値、各種指示等の入力のための複数のキーを備えたリモコン１２１２や入力キー（キーボード、マウスを含む）１２１３から送信されてくるデータを入力する。また、不図示であるが必要に応じて出力Ｉ／Ｆを設け、この出力Ｉ／Ｆを介して文字や画像を光学的に読み取るスキャナや、文字や画像を印刷するプリンタを接続することができる。

また、通信Ｉ／Ｆ１２１４は、無線、あるいは通信ケーブルを介してネットワーク１２１５に接続され、このネットワーク１２１５とＣＰＵ１２０１とのインターフェースとして機能する。ネットワーク１２１５は、ＬＡＮ、ＷＡＮ、公衆回線網や携帯電話網等がある。

このＲＯＭ１２０２、ＲＡＭ１２０３、ＨＤ１２０５、ＣＤ／ＤＶＤ１２０７などの記録媒体は、図１に示した記憶部１０１を構成することができる。また、ＲＯＭ１２０２に記憶されたプログラムをＣＰＵ１２０１が実行することにより、図１に示した抽出部１０３、簡易３次元地盤情報生成部１０４、３次元地表物情報生成部１０５、３次元地図情報生成部１０６、および表示制御部１０８の機能を実現することができる。また、ディスプレイ１２０９は、図１に示した表示部１０７を構成することができる。

つぎに、上述した実施の形態１の実施例１について説明する。この実施例１では、地図生成装置１００の３次元地図情報生成処理手順を示している。図１３は、実施の形態１にかかる地図生成装置１００の３次元地図情報生成処理手順を示すフローチャートである。図１３において、まず、３次元地盤オブジェクト２００を抽出する（ステップＳ１３０１）。

つぎに、抽出された３次元地盤オブジェクト２００を用いて、簡易３次元地盤オブジェクト６００を生成する（ステップＳ１３０２）。そして、生成された簡易３次元地盤オブジェクト６００を用いて３次元地表物オブジェクト９００を生成する（ステップＳ１３０３）。つぎに、ステップＳ１３０１で抽出された３次元地盤オブジェクト２００と、生成された３次元地表物オブジェクト９００とを用いて、３次元地図情報１０００を生成する（ステップＳ１３０４）。

ここで、ステップＳ１３０２に示した簡易３次元地盤オブジェクト６００の生成処理手順について説明する。図１４は、簡易３次元地盤オブジェクト６００の生成処理手順を示すフローチャートである。図１４において、まず、矩形２次元情報５００を生成する（ステップＳ１４０１）。なお、この処理では、矩形２次元情報があらかじめ記憶されている場合は、記憶されている矩形２次元情報５００を抽出することとなる。つぎに、図５に示したように、矩形２次元情報５００に、３次元地盤オブジェクト２００を重畳する（ステップＳ１４０２）。

そして、矩形２次元情報５００を分割し、同一形状となる複数（図５では９個）の矩形データ５０１〜５０９を生成する（ステップＳ１４０３）。つぎに、矩形データ５０１〜５０９の各頂点の高さ情報を算出し（ステップＳ１４０４）、図６に示したように、矩形データ５０１〜５０９の各頂点の高さ方向の座標値に、算出された高さ情報を付加する（ステップＳ１４０５）。これにより、図６に示したような簡易３次元地盤オブジェクト６００を生成することができる。

つぎに、図１３のステップＳ１３０３に示した３次元地表物オブジェクト９００の生成処理手順について説明する。図１５は、３次元地表物オブジェクト９００の生成処理手順を示すフローチャートである。図１５において、まず、図３に示したように任意の範囲３０１内の道路リンクデータを抽出する（ステップＳ１５０１）。つぎに、図７に示した手法により、各分割３次元矩形データ６０１〜６０９に対応する矩形２次元情報５００の矩形データ５０１〜５０９内に存在するノード４０１〜４０５の高さ情報を算出し、ノード４０１〜４０５に高さ情報を付加する（ステップＳ１５０２）。このときの高さ情報に、さらに所定量の高さを付加することとしてもよい。

そして、元の道路リンクデータ４００を参照して、高さ情報が付加されたノード４０１〜４０５を連結して３次元道路リンクデータを生成し、道路リンクデータ４００の幅情報から３次元道路リンクデータを広げて矩形ポリゴン８０１〜８０４を生成する（ステップＳ１５０３）。つぎに、図９に示したように、矩形ポリゴン８０１〜８０４間の接続部を補完する（ステップＳ１５０４）。これにより、図１０に示したような３次元地表物オブジェクト９００を生成することができる。そして、３次元地図情報生成部１０６に、この生成された３次元地表物オブジェクト９００を出力する（ステップＳ１５０５）。

つぎに、図１３のステップＳ１３０４に示した３次元地図情報の生成処理手順について説明する。図１６は、３次元地図情報の生成処理手順を示すフローチャートである。図１６において、まず、３次元地盤オブジェクト２００を描画する（ステップＳ１６０１）。そして、ステップＳ１３０３において生成された３次元地表物オブジェクト９００を描画する（ステップＳ１６０２）。これにより、３次元地盤オブジェクト２００上に３次元地表物オブジェクト９００が描画された３次元地図情報１０００を生成することができる。

この実施例１によれば、地表面に敷設される道路などの地表物を示す２次元地表物オブジェクト８００の起伏状態をあらわした３次元地表物オブジェクト９００を、３次元地盤オブジェクト２００よりも情報量の少ない簡易３次元地盤オブジェクト６００を用いて生成することができる。

したがって、３次元地盤オブジェクト２００を用いて３次元地表物オブジェクトを生成した場合に比べて、演算処理を簡素化することができ、処理能力の向上を図ることができる。また、この簡易３次元地盤オブジェクト６００道路などの２次元データを用いることにより、地盤の様子をリアルに再現した３次元地盤オブジェクト２００上に、道路などの２次元地表物オブジェクト８００を擬似的に融合することができ、情報量を少なくしながらリアルな３次元地図情報を生成することができる。

つぎに、この実施の形態１の実施例２について説明する。この実施例２は、実施例１において示した３次元地表物オブジェクト９００の生成処理手順を示すフローチャート（図１５を参照）において、矩形ポリゴン８０１〜８０４に厚みを持たせる場合の処理手順である。図１７は、実施例２にかかる簡易３次元地表物オブジェクトの生成処理手順を示すフローチャートである。なお、図１５に示したステップと同一ステップについては同一ステップ番号を付し、その説明を省略する。

図１７において、ステップ１５０４の後、接続された矩形ポリゴン８０１〜８０４を、厚さ情報分、高さ方向に伸張する（ステップＳ１７０１）。そして、矩形ポリゴン８０１〜８０４に厚みが加わった３次元地表物オブジェクト９１０を出力する（ステップＳ１７０２）。

この実施例２によれば、３次元地表物オブジェクト９１０が、３次元地盤オブジェクト２００の地盤面と同一高さ以上となり、３次元地表物オブジェクト９１０を３次元地盤オブジェクト２００上に重畳表示することができる。さらに、３次元地表物オブジェクト９１０と３次元地盤オブジェクト２００との間に間隙を厚みにより非表示とすることができる。また、あらかじめ記憶されている２次元地表物オブジェクトについても厚み情報を付加することができる。

つぎに、この実施の形態１の実施例３について説明する。この実施例３は、実施例１において示した３次元地図情報の生成処理手順を示すフローチャート（図１６を参照）において、３次元地表物オブジェクトの描画状態をフィードバックして自動修正をおこなう処理手順である。図１８は、実施例３にかかる３次元地図情報の生成処理手順を示すフローチャートである。なお、図１６に示したステップと同一ステップについては同一ステップ番号を付し、その説明を省略する。

ステップＳ１６０２の後、３次元地表物オブジェクト９００（または９１０）のノード４０１〜４０５を示す点Ｎの高さ情報Ｎｙと、点Ｎと同一平面座標となる３次元地盤オブジェクト２００の点Ｇの高さ情報Ｇｙと、を比較する（ステップＳ１８０１）。高さ情報Ｇｙが高さ情報Ｎｙよりも大きい場合（ステップＳ１８０２：Ｙｅｓ）、その部分の３次元地表物オブジェクト９００が３次元地盤オブジェクト２００によって覆われて、一部非表示となる。したがって、この場合は、高低差分情報Ｄ（Ｄ＝Ｇｙ−Ｎｙ）を算出する（ステップＳ１８０３）。

そして、ステップＳ１８０３またはステップＳ１８０２：Ｎｏの後、３次元地表物オブジェクト９００のすべてのノード４０１〜４０５について比較がおこなわれたかどうかを判定する（ステップＳ１８０４）。３次元地表物オブジェクト９００（または９１０）のすべてのノード４０１〜４０５について比較がおこなわれていない場合（ステップＳ１８０４：Ｎｏ）、ステップＳ１８０１に移行する。一方、すべてのノード４０１〜４０５について比較がおこなわれた場合（ステップＳ１８０４：Ｙｅｓ）、高低差分情報Ｄがあるかどうかを判定する（ステップＳ１８０５）。

高低差分情報Ｄがある場合（ステップＳ１８０５：Ｙｅｓ）、算出された高低差分情報Ｄを用いて３次元地図情報を修正する（ステップＳ１８０６）。具体的には、ステップＳ１８０２で高さ情報Ｇｙよりも低いと判定されたノードに、その高低差分情報Ｄを付加して、３次元地表物オブジェクト９００（または９１０）を再描画することにより、３次元地図情報１０００（または１１００）の修正をおこなう。一方、高低差分情報Ｄがない場合（ステップＳ１８０５：Ｎｏ）、処理を終了する。この実施例３によれば、３次元地図情報１０００（または１１００）の描画状態をフィードバックすることにより、３次元地図情報１０００（または１１００）を自動修正することができ、リアルに表現することができる。

（実施の形態２）
つぎに、この発明の実施の形態２にかかるナビゲーション装置について説明する。このナビゲーション装置は、実施の形態１にかかる地図生成装置１００の各機能構成１０１〜１０８、１１１〜１１４、１３１〜１３４を搭載したナビゲーション装置である。

（ナビゲーション装置のハードウェア構成）
まず、この発明の実施の形態２にかかるナビゲーション装置のハードウェア構成について説明する。図１９は、この発明の実施の形態２にかかるナビゲーション装置のハードウェア構成を示すブロック図である。なお、図１２に示した構成と同一構成については同一符号を付し、その説明を省略する。

図１９に示したナビゲーション装置１９００において、通信Ｉ／Ｆ１９０１は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）レシーバ１９０２、角速度センサ１９０３、走行距離センサ１９０４および傾斜センサ１９０５から出力される各種データを入力する。

ＧＰＳレシーバ１９０２は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信し、ＧＰＳ衛星との幾何学的位置を求めるものであり、地球上どこでも計測可能である。電波としては、１，５７５．４２ＭＨｚの搬送波で、Ｃ／Ａ（Ｃｏａｒｓｅ ａｎｄ Ａｃｃｅｓｓ）コードおよび航法メッセージが乗っているＬ１電波を用いておこなわれる。Ｃ／Ａコードはビット率１．０２３Ｍｂｐｓで、コードの長さは１０２３ｂｉｔ＝１ｍｓである。また、航法メッセージはビット率５０ｂｐｓで、コードの長さは、サブフレームが３００ｂｉｔ＝６ｓであり、メインフレームが１５００ｂｉｔ＝３０ｓであり、５サブフレームが１メインフレームであり、２５メインフレームが１マスターフレームである。すなわち、ＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ測位データを出力するとともに、自車の進行方向の絶対方位データを出力する。

角速度センサ１９０３は、自車の回転時の角速度を検出し、角速度データと相対方位データとを出力する。走行距離センサ１９０４は、車輪の回転に伴って出力される所定周期のパルス信号のパルス数をカウントすることによって車輪一回転当たりのパルス数を算出し、その一回転当たりのパルス数に基づく走行距離データを出力する。傾斜センサ１９０５は、路面の傾斜角度を検出し、傾斜角データを出力する。

（ナビゲーション装置の機能的構成）
まず、この発明の実施の形態２にかかるナビゲーション装置１９００の機能的構成について説明する。図２０は、この発明の実施の形態２にかかるナビゲーション装置１９００の機能的構成を示すブロック図である。なお、図１に示した構成と同一構成については同一符号を付し、その説明を省略する。

図２０において、ナビゲーション装置１９００には、地点情報入力部２００１およびルート探索部２００２が設けられている。地点情報入力部２００１は、任意の地点を示す地点情報の入力を受け付ける。この任意の地点は、ユーザが操作入力した地点でもよく、演算処理による装置本体の現在地点でもよい。より具体的には、たとえば、ユーザの操作入力の場合、図１９に示したリモコン１２１２または入力キー１２１３から任意の地点の名称、住所などを入力する。

また、演算処理によって装置本体の現在地点を入力する場合、自立型のナビゲーション装置１９００においては、図１９に示した角速度センサ１９０３から出力された角速度データおよび相対方位データと、走行距離センサ１９０４から出力されてくる走行距離データと、傾斜センサ１９０５から出力されてくる傾斜角データと、によって、装置本体の移動方向と移動距離を算出し、それを基準地点に加算して現在位置を算出する。

また、ＧＰＳ型のナビゲーション装置１９００においては、宇宙空間に打ち上げられている複数個のＧＰＳ衛星からの電波を受信し、受信結果に基づいて３次元測量法または２次元測量法により移動体の現在位置を算出する。そして、算出した現在位置に基づいて、表示画面上に装置本体の位置マークおよび現在位置周辺の地図を表示する。また、上述の自立型とＧＰＳ型の双方の機能を備えることとしてもよい。いずれの場合も、この地点情報入力部１９０１によって入力された地点情報によって、地図を生成する範囲が設定される。

また、ルート探索部２００２は、地点情報入力部２００１によって入力された任意の２つの地点を示す地点情報に基づいて、２つの地点間のルートを探索する。具体的には、ルート探索入力があった場合、装置本体から目的地までのルート（経路）の探索を実行する。より具体的には、地点情報入力部２００１によって入力された装置本体および目的地の地点情報（緯度情報および経度情報）と、その地点情報に対応する３次元地図情報と、によってルート探索をおこなう。なお、ルート探索は周知の方法で行う。

表示制御部２００３は、表示画面を制御して、３次元地図情報生成部１０６によって生成された３次元地図情報を表示する。具体的には、生成範囲をクリッピングすることにより３次元地図オブジェクトを表示画面に表示させる。また、表示制御部２００３は、３次元地表物オブジェクト９００（または３次元地表物オブジェクト９１０）のうち、ルート探索部２００２によって探索されたルートに該当するオブジェクトを強調表示する。

また、地点情報入力部２００１、ルート探索部２００２および表示制御部２００３は、具体的には、たとえば、図１９に示したＲＯＭ１２０２、ＲＡＭ１２０３、ＨＤ１２０５、ＣＤ／ＤＶＤ１２０７などの記録媒体に格納されているプログラムを、ＣＰＵ１２０１が実行することによってその機能を実現する。

つぎに、この実施の形態２にかかる実施例４について説明する。この実施例４は、図２０に示したナビゲーション装置１９００によるナビゲーション処理手順について示している。図２１は、図２０に示したナビゲーション装置１９００によるナビゲーション処理手順を示すフローチャートである。なお、図１３に示したフローチャートと同一ステップには同一ステップ番号を付し、その説明を省略する。

図２１において、ルート探索モードでない場合（ステップＳ２１０１：Ｎｏ）、任意の地点を示す地点情報を入力する（ステップＳ２１０２）。一方、ルート探索モードの場合（ステップＳ２１０１：Ｙｅｓ）、２つの地点、たとえば、現在地点および目的地点の地点情報を入力する（ステップＳ２１０３）。そして、この２つの地点間のルート探索を実行する（ステップＳ２１０４）。

ステップＳ２１０２：ＮｏまたはステップＳ２１０４の後、地点情報を含む地図生成範囲を設定する（ステップＳ２１０５）。この後、図１３に示したステップＳ１３０２〜Ｓ１３０５までの処理が実行される。そして、ルート探索が実行された場合（ステップＳ２１０６：Ｙｅｓ）、ステップＳ１３０５で生成された３次元地図情報（または３次元地表物オブジェクト９１０）を表示するとともに、探索されたルートに関する案内用３次元地表物オブジェクト（または３次元地表物オブジェクト９１０）を生成する（ステップＳ２１０７）。ここで、案内用３次元地表物オブジェクトとは、道路に沿った誘導線（走行すべき道路を示した線）を示している。

そして、地点情報を含む生成範囲の３次元地図情報を地図表示情報に変換する（ステップＳ２１０８）。具体的には、３次元地図情報から所定の視点位置から見た地図表示情報に座標変換する。この視点位置は、入力された地点情報に高さ情報を付加した位置やその位置から所定量移動させた位置としてもよい。そして、案内用３次元地表物オブジェクトと、変換された地図表示情報とに基づいて地図画面を表示する（ステップＳ２１０９）。一方、ルート探索が実行されていない場合（ステップＳ２１０６：Ｎｏ）、ステップＳ２１０８に移行する。

この実施例によれば、任意の地点近傍の地図情報を、３次元で表示することができるとともに、道路などの２次元地表物オブジェクト８００を３次元地盤オブジェクト２００に沿わせて立体的に表示することができる。したがって、表示部１０７に表示された３次元地図情報を見ることにより、通行路の起伏を視覚的に認識することができる。また、これにより、通行路の起伏を見て、通行するかどうかの判断材料とすることができる。また、通行したくないと判断した場合には、迂回ルートの設定をおこなうこともできる。

以上、この実施の形態１および２によれば、情報量の多い詳細な３次元地盤オブジェクト２００を描画するとともに、２次元地表物オブジェクト８００については、３次元地盤オブジェクト２００よりも情報量の少ない簡易３次元地盤オブジェクト６００を生成する。そして、この簡易３次元地盤オブジェクト６００を用いて２次元地表物オブジェクト８００を３次元地表物オブジェクト９００に変換して、３次元地盤オブジェクト２００に描画することにより、３次元地盤オブジェクト２００に対して、２次元地表物オブジェクト８００を擬似的に融合することができる。

すなわち、簡易３次元地盤オブジェクト６００は、２次元地表物オブジェクト８００から３次元地表物オブジェクト９００を生成するためだけに用いられ、実際に表示される地盤オブジェクトは、３次元地盤オブジェクト２００である。したがって、実際の地形に応じた幅のある道路などの地表物を３次元地盤オブジェクト２００上にリアルに表現することができるという効果を奏する。

また、２次元地表物オブジェクト８００を３次元地盤オブジェクト２００に描画する場合、簡易３次元地盤オブジェクト６００を用いることにより３次元地表物オブジェクト９００を生成することができるため、３次元地盤オブジェクト２００のポリゴンを総当りする必要はない。したがって、３次元地盤オブジェクト２００に２次元地表物オブジェクト８００を描画する際の計算量を抑制することができるという効果を奏する。またこれにより、高性能のＣＰＵを搭載する必要もなく、安価なナビゲーション装置１９００を提供することができるという効果を奏する。

このように、この実施の形態１および２によれば、簡易かつリアルな３次元地図情報を生成することができるという効果を奏する。なお、本実施の形態の各実施例で説明した地図生成方法およびナビゲーション方法は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することにより実現することができる。このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。また、このプログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することが可能な伝送媒体であってもよい。

１００ 地図生成装置
１０１ 記憶部
１０４ 簡易３次元地盤情報生成部
１０５ ３次元地表物情報生成部
１０６ ３次元地図情報生成部
１０７ 表示部
１０８ 表示制御部
２００ ３次元地盤オブジェクト
３００、８００ ２次元地表物オブジェクト
４００ 道路リンクデータ
６００ 簡易３次元地盤オブジェクト
９００、９１０ ３次元地表物オブジェクト
１０００、１１００ ３次元地図情報

Claims (10)

1. 地盤の３次元形状を示す３次元地盤オブジェクトを記憶する３次元地盤情報記憶手段と、
   多角形に分割された２次元平面を示す多角形２次元情報に対して、前記多角形の頂点近傍に存在する前記３次元地盤オブジェクトの高さ情報の平均値または中央値を前記多角形の頂点の高さ情報とする簡易３次元地盤オブジェクトを生成する簡易３次元地盤情報生成手段と、
   前記簡易３次元地盤オブジェクトにおける前記多角形の頂点の高さ情報を用いて、前記地盤の表面に存在する地表物の２次元形状を示す２次元地表物オブジェクトに高さ情報を付加して、前記地表物の３次元形状を示す３次元地表物オブジェクトを生成する３次元地表物情報生成手段と、
   前記３次元地盤オブジェクト上に前記３次元地表物オブジェクトを重畳した地図情報である３次元地図情報を生成する３次元地図情報生成手段と、
   を備えることを特徴とする地図生成装置。
2. 前記地盤の表面に存在する地表物の２次元形状の基準線を示す基準線情報、および前記基準線に直角な方向における前記地表物の２次元形状の幅を示す幅情報を含む２次元形状情報を記憶する２次元形状情報記憶手段を備え、
   前記２次元地表物オブジェクトは、前記基準線を前記幅情報に基づいて前記直角な方向に膨張させて生成されたオブジェクトであることを特徴とする請求項１に記載の地図生成装置。
3. 前記３次元地表物情報生成手段は、前記基準線の端点または前記基準線の形状を補完する基準線の中途点における高さ情報を前記簡易３次元地盤オブジェクトから抽出し、抽出された高さ情報を前記端点または前記中途点の高さ情報とすることで前記３次元地表物オブジェクトを生成することを特徴とする請求項２に記載の地図生成装置。
4. 前記３次元地表物情報生成手段は、前記端点または前記中途点における前記３次元地盤オブジェクトの高さ情報が前記端点または前記中途点の高さ情報よりも大きい場合、前記端点または前記中途点における前記３次元地盤オブジェクトの高さ情報を当該端点または当該中途点の高さ情報とすることを特徴とする請求項３に記載の地図生成装置。
5. 高さ方向における前記地表物の２次元形状の厚さを示す厚さ情報を記憶する厚さ情報記憶手段を備え、
   前記３次元地表物情報生成手段は、前記２次元地表物オブジェクトに、前記厚さ情報記憶手段によって記憶されている厚さ情報をさらに付加して、前記３次元地表物オブジェクトを生成することを特徴とする請求項１または２に記載の地図生成装置。
6. 地盤の３次元形状を示す３次元地盤オブジェクトを記憶する３次元地盤情報記憶手段と、
   任意の地点を示す地点情報の入力を受け付ける地点情報入力手段と、
   前記３次元地盤情報記憶手段によって記憶されている３次元地盤オブジェクトの中から、前記地点情報入力手段によって入力された地点情報を含む所定範囲内の地盤の３次元形状を示す３次元地盤オブジェクトを抽出する３次元地盤情報抽出手段と、
   多角形に分割された２次元平面を示す多角形２次元情報に対して、前記多角形の頂点近傍に存在する前記３次元地盤オブジェクトの高さ情報の平均値または中央値を前記多角形の頂点の高さ情報とする簡易３次元地盤オブジェクトを生成する簡易３次元地盤情報生成手段と、
   前記簡易３次元地盤オブジェクトにおける前記多角形の頂点の高さ情報を用いて、前記地点情報を含む範囲内の地盤の表面に存在する地表物の２次元形状を示す２次元地表物オブジェクトに高さ情報を付加して、前記地表物の３次元形状を示す３次元地表物オブジェクトを生成する３次元地表物情報生成手段と、
   前記３次元地盤オブジェクト上に前記３次元地表物オブジェクトを重畳した地図情報である３次元地図情報を生成する３次元地図情報生成手段と、
   前記３次元地図情報を用いて前記地点情報の位置に対応した視点位置から見た地図表示情報を生成する地図表示情報生成手段と、
   表示画面を有する表示手段と、
   前記表示画面を制御して、前記地図表示情報生成手段によって生成された地図表示情報を用いて地図画面を表示する表示制御手段と、
   を備えることを特徴とするナビゲーション装置。
7. 前記地点情報入力手段によって入力された任意の２つの地点を示す地点情報に基づいて、前記２つの地点間のルートを探索するルート探索手段をさらに備え、
   前記３次元地表物情報生成手段は、前記ルート探索手段によって探索されたルートを前記地表物とし、当該地表物の３次元形状を示す３次元地表物オブジェクトを生成することを特徴とする請求項６に記載のナビゲーション装置。
8. コンピュータを用いて地図を生成する地図生成方法であって、
   地盤の３次元形状を示す３次元地盤オブジェクトを入力手段により入力する３次元地盤情報入力工程と、
   多角形に分割された２次元平面を示す多角形２次元情報に対して、前記多角形の頂点近傍に存在する前記３次元地盤オブジェクトの高さ情報の平均値または中央値を前記多角形の頂点の高さ情報とする簡易３次元地盤オブジェクトを３次元地盤情報生成手段により生成する簡易３次元地盤情報生成工程と、
   前記簡易３次元地盤オブジェクトにおける前記多角形の頂点の高さ情報を用いて、前記地盤の表面に存在する地表物の２次元形状を示す２次元地表物オブジェクトに高さ情報を付加して、前記地表物の３次元形状を示す３次元地表物オブジェクトを３次元地表物情報生成手段により生成する３次元地表物情報生成工程と、
   前記３次元地盤オブジェクト上に前記３次元地表物オブジェクトを重畳した地図情報である３次元地図情報を３次元地図情報生成手段により生成する３次元地図情報生成工程と、
   を含んだことを特徴とする地図生成方法。
9. 請求項８に記載の地図生成方法をコンピュータに実行させることを特徴とする地図生成プログラム。
10. 請求項９に記載のプログラムを記録していることを特徴とするコンピュータに読み取り可能な記録媒体。

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