JP5714137B2 - 地図データ構造、地図データ作成方法、および車載情報端末装置 - Google Patents

Description

本発明は、地図データ構造、当該地図データ構造を有する地図データを作成する地図データ作成方法、および当該地図データ作成方法によって作成された地図データを利用する車載情報端末装置に関する。

従来の地図データ構造、および当該地図データ構造を有する地図データを利用する端末装置では、地図データに含まれる名称データについて、メッシュやレイヤ間で共通する名称データは共通名称データとしてまとまることによって、地図データ全体のデータ量を削減している（例えば、特許文献１参照）。

一方、車載情報端末装置にて利用される地図データのフォーマットとしてＫＩＷＩフォーマットが知られている（例えば、非特許文献１参照）。

通常、地図データはデータ量が大きいため、背景や道路を含む地図データが存在する空間を分割して、ある空間的なまとまりデータを管理している。なお、以下では、空間を所定の範囲でタイル状に分割した領域をメッシュとも称する。

また、地図表示やルート探索などを高速に実行するために、地図データを縮尺に応じて間引く手法が知られている。なお、以下では、縮尺に応じて地図データを間引くことを階層化とも称する。

上記のＫＩＷＩフォーマットでは、背景や道路を含む地図データはメッシュに分割されるとともに、階層化されて管理されている。

特開２００４−１２６０３６号公報

Ｋｉｗｉ−Ｗコンソーシアム著、「カーナビゲーションシステム−公開型データ構造ＫＩＷＩとその利用方法−」、共立出版株式会社、２００３年２月、ｐ．２４−５１

特許文献１では、複数のメッシュや階層にそれぞれ含まれる同一の道路データに対する名称情報を重複せずに統合し、統合した名称データを共通名称データとすることによってデータ量の削減を図っている。しかし、特許文献１では共通名称データのデータ構造が示されておらず、空間的な管理形態が採られていないことから、所望のデータへのアクセス性に問題があった。すなわち、例えば、所望の複数からなる名称データを取得する場合において、所望のデータが上記の共通名称データ内にまとまって管理されずに散在している可能性があるため、アクセス（共通名称データがディスクに格納されている場合はディスクアクセス）がランダムに発生し、データのアクセス性能を劣化させる可能性がある。

一方、非特許文献１では、階層やメッシュといった空間的な観点からデータを管理するため所望のデータへのアクセス性は高いが、複数の階層で同一データを重複して管理するなどしているため、データ量を削減するという課題に対しては問題がある。

ナビゲーションなど様々な機能を有する車載情報端末装置では、ＣＰＵ（中央演算装置）の処理能力や、データを記憶する磁気ディスクなどの記憶装置の記憶容量は有限であるため、データアクセスの効率向上やデータ量の削減が課題となる。

本発明は、これらの問題を解決するためになされたものであり、データアクセスの効率向上およびデータ量の削減が可能な地図データ構造、地図データ作成方法、および車載情報端末装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明による地図データ構造は、複数の階層の各メッシュに含まれる地図データの構造であって、所定の階層のメッシュにおける地図データと、当該所定の階層より下位の階層であって前記所定の階層のメッシュに対応するメッシュにおける地図データのうち、所定の地図データであって両者に共通の地図データは、所定の階層のメッシュと下位の階層のメッシュとで重複しないように所定の階層のメッシュに含まれ、各複数の階層の各メッシュにおける共通の地図データは、一のデータ集合として管理され、所定の地図データは、地図上の場所の名称を示す名称データ、または地点を示すＰＯＩデータであることを特徴とする。

本発明によると、複数の階層の各メッシュに含まれる地図データの構造であって、所定の階層のメッシュにおける地図データと、当該所定の階層より下位の階層であって前記所定の階層のメッシュに対応するメッシュにおける地図データのうち、所定の地図データであって両者に共通の地図データは、所定の階層のメッシュと下位の階層のメッシュとで重複しないように所定の階層のメッシュに含まれ、各複数の階層の各メッシュにおける共通の地図データは、一のデータ集合として管理され、所定の地図データは、地図上の場所の名称を示す名称データ、または地点を示すＰＯＩデータであるため、データアクセスの効率向上およびデータ量の削減が可能となる。

この発明の目的、特徴、態様、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

本発明の実施の形態１による地図データベースの構成の一例を示す図である。 本発明の実施の形態１による地図データの表示の一例を示す図である。 本発明の実施の形態１による地図データの階層およびメッシュの構造の一例を立体的に示す図である。 本発明の実施の形態１による地図データの階層およびメッシュの構造の一例を平面的に示す図である。 本発明の実施の形態１による地図データの構成の一例を示す図である。 本発明の実施の形態１によるメッシュ内の地図データ構造を示す図である。 本発明の実施の形態１による図６に示す地図データ構造の詳細を示す図である。 本発明の実施の形態１による図７に示す地図データ構造における最下層の地図データ構造を示す図である。 本発明の実施の形態１による地図データ作成装置の構成の一例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１による地図データ構造を有する地図データの作成処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１による情報処理装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 本発明の実施の形態１による車載情報端末装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１による車載情報端末装置が地図データベースから所望の地図データを取得する動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２によるメッシュ内の地図データ構造を示す図である。 本発明の実施の形態２による図１４に示す地図データ構造の詳細を示す図である。 本発明の実施の形態３による地図データ構造における最下層の地図データ構造を示す図である。 本発明の実施の形態１による指定データ抽出手段によるデータ抽出処理のイメージを示す図である。

本発明の実施の形態について、図面に基づいて以下に説明する。

＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１による地図データベース８の構成の一例を示す図である。図１に示すように、地図データベース８は、市区町村名や地名の代表点などを表現するポイント（点）データや、川、バス路線、等高線などの線を表現するポリライン（線）データや、家形図、公園、湖沼などの閉空間を表現するポリゴン（面）データなど、地図の背景となる幾何データ８１を備えている。

また、地図データベース８は、交差点（ノード）と道路（リンク）とを結ぶ道路ネットワークや、駅（ノード）と路線（リンク）とを結ぶ鉄道ネットワークなど、経路探索などに用いられるノードとリンクとからなる位相データ８２を備えている。

また、地図データベース８は、上記の地図の背景となる幾何データ８１における、例えば行政名（Ａ市）や道路名（ＡＢＣ通り）など、場所の名称を示す名称データ８３と、レストラン、コンビニ、駅などの地点データを示すＰＯＩ（Ｐｏｉｎｔ Ｏｆ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）データ８４とを備えている。

また、上記の他に、地図データベース８は、経路探索結果を音声案内するための音声データや、渋滞や道路工事などの道路状況を示すＶＩＣＳ（登録商標）（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）やＴＭＣ（Ｔｒａｆｆｉｃ Ｍｅｓｓａｇｅ Ｃｈａｎｎｅｌ）などの交通情報データなどを備えている。

上記の幾何データ８１、位相データ８２、名称データ８３、ＰＯＩデータ８４を含む地図データを備える地図データベース８は、磁気ディスクを有するハードディスクドライブ（ＨＤＤ：Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）などの記憶装置に格納される。

図２は、図１に示すような地図データの表示の一例を示す図である。

図２に示すように、平面空間上（平面的に示される地図上）において、幾何データ８１、名称データ８３、ＰＯＩデータ８４などが、緯度や経度などの位置情報と関連付けられてマッピングされている。また、図１に示す地図データベース８は、図２に示すように、平面空間をタイル状に分割したメッシュ９ごとに地図データを区切って管理されている。

図３は、地図データの階層構造およびメッシュ構造の一例を立体的に示す図である。なお、図３では、３階層の地図データについて示している。

図３に示すように、実線で示されるメッシュ１０は、地図を拡大（大縮尺）して表示する場合に用いられる。また、破線で示されるメッシュ１１は、メッシュ１０よりも小縮尺で表示する場合に用いられる。また、二重線で示されるメッシュ１２は、メッシュ１１よりも小縮尺で表示する場合に用いられる。

また、図３に示すように、本実施の形態１では、メッシュ１０に相当する階層番号をレベル１、メッシュ１１に相当する階層番号をレベル２、メッシュ１２に相当する階層番号をレベル３とする。各メッシュに付された番号１〜１６は、レベル１のメッシュが１６個あることを示している。メッシュ１１は、レベル１のメッシュの番号１〜４（４個のメッシュ１０）を１つのまとまりとして構成されている。同様に、メッシュ１２は、レベル２の４個のメッシュを１つのまとまりとして構成されている。すなわち、１つ上位の階層（一段階縮尺が小さい階層）は、当該階層よりも１つ下位の階層（一段階縮尺が大きい階層）における４個のメッシュを１つにまとめて構成されている。従って、例えばメッシュ１２は、メッシュ１０を含むレベル１の１６個のメッシュ（メッシュ番号１〜１６）を１つにまとめて構成されており、これらの領域を管理している（管理については後述する）。

図４は、図３に示す地図データの階層構造およびメッシュ構造の一例を平面的に示す図である。

図４では、図３と同様に、実線で示されるメッシュ１０はレベル１のメッシュとして示され、破線で示されるメッシュ１１はレベル２のメッシュとして示され、二重線で示されるメッシュ１２はレベル３のメッシュとして示されている。

上述の通り、レベル２のメッシュ１１は、レベル１の４個のメッシュ（メッシュ番号１〜４）を合わせた領域で構成されている。また、レベル３のメッシュ１２は、レベル２の４個のメッシュを合わせた領域で構成されているとともに、レベル１の１６個のメッシュ（メッシュ番号１〜１６）を合わせた領域でも構成されている。

なお、本実施の形態１では、地図データは３階層であるものとして説明したが、３階層より多階層であっても上記の規則は適用される。例えば、レベル４が存在する場合において、レベル４のメッシュは、レベル３の４つのメッシュを合わせた領域で構成される。

図５は、本実施の形態１による地図データの構成の一例を示す図である。

本実施の形態では地図データとして、基本的に階層間でデータの間引きがない名称データ８３やＰＯＩデータ８４を対象としている。

一方、その他の幾何データ８１や位相データ８２は、階層間でデータを間引くことによって、地図表示やルート探索処理の高速化を図っている。

例えば、道路線を示すポリラインの場合、地図が大縮尺であるとき（大縮尺時）、例えば家の形状が識別できる程度の縮尺の場合は、データ形状の変化を示す座標点を細かく管理し、実際の道路形状を詳細に表現することによって狭域を表示する。一方、地図が小縮尺であるとき（小縮尺時）、例えば都道府県全域を表示するような縮尺の場合は、道路のおおよその形状が分かればよいため、大縮尺時のような詳細な座標点は不要である。小縮尺時には、広域の地図データが必要となるため、地図データのデータ量を削減することによって表示性能を確保することが必要である。従って、大縮尺時の道路形状を間引いた道路形状を別途管理することになる。また、道路ネットワークについても同様に、大縮尺時にはノードやリンクからなるネットワーク情報を密に管理するのに対して、小縮尺時にはそれらのネットワーク情報を間引いた粗なネットワーク情報を管理することによって、ルート検索などのネットワーク情報処理を高速に実行することができる。

本実施の形態において対象となる名称データ８３やＰＯＩデータ８４は、１点からなる点データであるため、基本的には位置情報を間引かずに複数階層で利用する。しかし、小縮尺時に名称やＰＯＩの表示が重なることがある場合には、名称やＰＯＩの表示位置をずらす必要がある。このような場合は、別途属性情報などを用いることによって、縮尺に応じた表示位置を管理することも可能である。

図５に示すように、実線で示されるメッシュ１０はレベル１のメッシュとして示され、破線で示されるメッシュ１１はレベル２のメッシュとして示され、二重線で示されるメッシュ１２はレベル３のメッシュとして示されている。本実施の形態１のように地図データを３階層で構成している場合において、レベル３のメッシュ１２はレベル２の４個のメッシュを含んでおり、レベル２のメッシュ１１はレベル１の４個のメッシュを含んでいる。

また、地図データは、各レベル（各階層）ごとに４個のメッシュにまとめて管理されている。すなわち、レベル２ではレベル１の４個のメッシュを、レベル３ではレベル２の４個のメッシュをそれぞれ所定のメッシュの順番で管理している。メッシュの順番は、通常、メッシュ番号が小さい順に並べられる。メッシュ番号の付与は、例えば図４に示すように、左下（１）、右下（２）、左上（３）、右上（４）という、アルファベットの「Ｚ」のようにジグザグに表現する方法がある。図５では、各メッシュを識別するＩＤを「レベル番号−メッシュ番号」で示している。例えば、最下層であるレベル１のメッシュ番号１のＩＤは、「メッシュ１−１」で示されている。

各階層の各メッシュ内のデータは、当該データが格納されているメッシュが属する階層（以下、対象階層とも称する）で使用するデータとして格納されており、仮に当該階層より上位階層で管理しているデータを利用する場合は、それらのデータを集めて利用する。このようにすることによって、階層間でデータの重複をなくし、地図データのデータ量を削減することが可能となる。すなわち、例えばメッシュＩＤが「メッシュ２−１」であるメッシュデータ１６は、上位階層のレベル（例えばレベル３）では利用されないデータである。また、例えば、レベル１とレベル２とで共通して利用するデータが存在する場合において、当該データは上位階層側であるレベル２のメッシュデータ１６として格納され、当該データをレベル１で利用する場合は、レベル２のメッシュデータ１６から、レベル２における当該レベル１のメッシュに対応するデータを取得して利用することが可能である。なお、図５では、最下層であるレベル１のメッシュデータをメッシュデータ１７で示し、レベル３のメッシュデータをメッシュデータ１５で示している。

図６は、本実施の形態１によるメッシュ内の地図データ構造を示す図である。

図６に示すように、本実施の形態１による地図データは、ヘッダ部２１と実データ部２２とで構成されている。上述の通り、対象階層とそれ以下の階層とで共通して利用するデータは上位の階層側（すなわち対象階層）で管理するため、当該データを利用する下位の階層の情報を対象階層で管理する必要がある。

ヘッダ部２１は、対象階層より下位の階層数（対象階層も含む）を示す下層数２３と、下位の階層の階層番号を管理する下層番号配列２４とを備えている。

また、ヘッダ部２１は、下位の階層ごとにＮ層データ情報３０を備えており、Ｎ層データ情報３０は、各階層に含まれるメッシュ数を示す下層メッシュ数２５と、各階層に含まれるメッシュ数分のＩＤを配列する下層メッシュＩＤ配列２６と、下層メッシュＩＤ配列２６のメッシュＩＤに対応する実データ部２２内における実データの位置を示す下層メッシュオフセット配列２７とを有している。

また、ヘッダ部２１は、対象階層のメッシュのＩＤを示す当階層メッシュＩＤ２８と、対象階層の階層番号を示す当階層番号２９とを備えている。

実データ部２２は、各種データが格納されている。例えば、名称データは、表示位置、文字列、名称タイプ（例えば、名称が道路を示すのか、あるいは行政名を示すのか）などからなる。

図７は、図６に示す地図データ構造の詳細を示す図である。

図７に示すように、Ｎ層データ情報３０は、下層番号配列２４に格納される下層番号３１，３２に対応している。すなわち、地図データ構造には、下層数２３で指定される数のＮ層データ情報３０が存在している。例えば、地図データが図５に示すような構成であって、当階層番号２９が「３」、当階層メッシュＩＤ２８が「３−１」であるときに、対象階層であるレベル３の実データを下層のレベル２，１で使用する場合において、下層数２３は対象階層であるレベル３を含めて「３」となり、下層番号配列２４に下層番号としてレベル３、レベル２、レベル１が格納される。例えば、下層番号３１にレベル３が、下層番号３２にレベル２が格納される。

また、Ｎ層データ情報３０では、レベル３の場合、Ｎ層メッシュ数２５は「１」、下層メッシュＩＤ配列２６のメッシュＩＤ３３は「３−１」、下層メッシュオフセット配列２７のオフセット３５には実データ部２２の実データにおけるメッシュＩＤ３３のインデックスが格納される。また、レベル２の場合、レベル３の実データをレベル２でも共通に利用するメッシュ数（地図データのメッシュおよび階層構造が図３，４に示すような構造である場合、メッシュ数２５は「４」となる）がＮ層メッシュ数２５に格納され、それぞれのメッシュＩＤが下層メッシュＩＤ配列２６に格納される。そして、下層メッシュオフセット配列２７には、メッシュＩＤに含まれる実データ２２の格納位置を示すインデックスがオフセット（例えば、メッシュＩＤ３３のオフセット３５）に格納される。

すなわち、本実施の形態１による地図データ構造は、複数の階層の各メッシュに含まれる地図データの構造であって、所定の階層（対象階層）のメッシュにおける地図データと、当該所定の階層より下位の階層であって所定の階層のメッシュに対応するメッシュにおける地図データのうち、所定の地図データ（例えば、名称データ、ＰＯＩデータ）であって両者に共通の地図データは、所定の階層のメッシュと下位の階層のメッシュとで重複しないように所定の階層のメッシュに含まれ、各複数の階層の各メッシュにおける共通の地図データは、一のデータ集合として管理されることを特徴としている。また、所定の階層（対象階層）のメッシュは、当該メッシュに含まれる共通の地図データに対して、下位の階層のメッシュに対応するデータ範囲を示す情報（オフセット）を有することを特徴としている。

なお、図７は、地図データ構造の一例を示したものであり、図示した情報以外にも効率的に実データにアクセスするための情報（例えば、実データ数など）を設けてもよい。

図８は、図７に示す地図データ構造における最下層の地図データ構造を示す図である。

図８に示すように、最下層では、当該階層より下位の層が存在しないため、下層の情報は不要となる。すなわち、下層数２３が０に設定された場合において、下層番号配列２４およびＮ層データ情報３０を省略した地図データ構造とすることができる。

次に、地図データ構造を作成する手段について説明する。

図９は、本実施の形態１による地図データ作成装置５０の構成の一例を示すブロック図である。

図９に示すように、地図データ入力手段５１は、上述の地図データ構造を作成するための元となる地図データである元データを入力する手段である。

地図データ分割手段５２は、地図データ入力手段５１で入力した地図データをメッシュに分割する手段である（例えば図４参照）。

地図データ階層化手段５３は、地図データ入力手段５１で入力した地図データを階層化する手段である（例えば図３参照）。

指定データ抽出手段５４は、地図データ入力手段５１で入力した元データから所定の指定したデータを抽出し、地図データ階層化手段５３によって階層化された各階層に割り振る。なお、指定データ抽出手段５４は、元データの種類ごとにどの階層にデータを割り振るのかといったルールを参照するようにしてもよい。

出力データ作成手段５５は、指定データ抽出手段５４で抽出して割り振られた各階層のデータを、上述の地図データ構造に従って作成する手段である。

地図データ出力手段５６は、出力データ作成手段５５で作成された地図データを、例えば磁気ディスクなどからなる外部記憶装置に出力する手段である。

図１０は、本実施の形態１による地図データ構造を有する地図データの作成処理を示すフローチャートである。

ステップＳ１において、地図データ入力手段５１によって、図７に示すような地図データベース８を作成するための、外部記憶装置などで管理されている元となる地図データ（図示せず）である元データを読み込む（入力する）。

次に、ステップＳ２において、入力した地図データを階層化するか否かの判断を行う。階層化する場合（ステップＳ２のＹＥＳ）はステップＳ３に移行し、階層化しない場合（ステップＳ２のＮＯ）はステップＳ４に移行する。

次に、ステップＳ３において、地図データ階層化手段５３によって、入力した元データについて図３に示すような階層化を行う。

次に、ステップＳ４において、地図データ分割手段５２によって、入力した元データについて図４に示すようなメッシュに分割する。

次に、ステップＳ５において、指定データ抽出手段５４によって、ステップＳ１にて入力した元データから指定したデータ、例えば本実施の形態１の対象となるデータである名称データやＰＯＩデータなどを抽出する処理を行う。このとき、抽出の対象となる抽出対象データの指定は、別途定義ファイル（図示せず）などで定義し、当該定義ファイルを指定データ抽出手段５４が参照するようにしてもよい。

図１７は、指定データ抽出手段５４によるデータ抽出処理のイメージを示す図である。図１７に示すように、メッシュに含まれる元データを、各階層で必要なデータのみを残し、他のデータを下層にふるい落とす（各階層でデータをフィルタリングする）ようなイメージで、各階層の各メッシュのデータを作成する。

次に、ステップＳ６において、出力データ作成手段５５によって、ステップＳ５にて指定して抽出したデータを用いて、図７に示す地図データ構造に従って、出力する地図データを作成する処理を行う。

次に、ステップＳ７において、地図データ出力手段５６によって、ステップＳ６にて作成した出力データ（地図データ）を、磁気ディスクなどからなる外部記憶装置に出力する処理を行う。

次に、ステップＳ８において、全ての階層に対して地図データを作成したか否かの判断を行い、全ての階層に対して地図データを作成したと判断した場合（ステップＳ８のＹＥＳ）は地図データの作成処理を終了し、全ての階層に対して地図データを作成していないと判断した場合（ステップＳ８のＮＯ）はステップＳ３に戻り再度処理を行う。

すなわち、本実施の形態１による地図データ作成方法は、上述の地図データ構造（例えば、図７参照）を有する地図データを作成する地図データ作成方法であって、（ａ）地図データを入力する工程と、（ｂ）工程（ａ）で入力された地図データを階層化するとともに複数のメッシュに分割する工程と、（ｃ）工程（ｂ）の後、所定の階層（対象階層）のメッシュにおける地図データと、当該所定の階層より下位の階層であって所定の階層のメッシュに対応するメッシュにおける地図データのうち、所定の地図データ（例えば、名称データ、ＰＯＩデータ）であって両者に共通の地図データを抽出する工程と、（ｄ）工程（ｃ）にて抽出された共通の地図データについて、地図データ構造に基づいて共通の地図データを所定の階層のメッシュと下位の階層のメッシュとで重複しないように所定の階層のメッシュに含めることにより新たな地図データを作成する工程とを備え、工程（ｄ）にて作成された新たな地図データにおいて、各複数の階層の各メッシュにおける共通のデータは、一のデータ集合として管理されることを特徴としている。

次に、図１０に示す地図データの作成処理によって作成された地図データ構造を有する地図データを搭載した車載情報端末装置について説明する。

図１１は、本実施の形態１による車載情報端末装置が備える情報処理装置のハードウェア構成の一例を示す図である。本実施の形態１による車載情報端末装置が備える情報処理装置としては、例えば、カーナビゲーション装置、携帯電話、あるいはＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などの車載情報端末がある。

図１１に示すように、外部記憶装置７には、データアクセスプログラム、アプリケーションプログラム、およびアプリケーション処理で利用されるデータなどが格納されている。なお、外部記憶装置７は、情報処理装置に搭載されたハードディスク装置（ＨＤＤ）、ドライブ装置で再生可能なＣＤやＤＶＤなどの外部記憶メディア、あるいは所定の入出力インタフェースを介してデータの読み書きが可能なＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）メモリなどに構築することができる。

アプリケーションプログラムは、本実施の形態１による車載情報端末装置にて実行される各種の機能を実現するためのプログラムであり、例えば、カーナビゲーション装置における経路誘導機能、地図表示機能、あるいは経路探索機能を実現するためのプログラムである。

データアクセスプログラムは、アプリケーションプログラムを実行するために必要なデータを外部記憶装置７に格納されているデータ集合から取得するためのプログラムである。

ＣＰＵ５による演算結果は、バスを介して表示装置３に出力されて画面表示される。表示装置３は、例えば、経路誘導に利用される地図などを表示する装置であり、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイなどによって実現される。

通信装置４は、外部装置（図示せず）との間で通信を行う装置である。例えば、本実施の形態１による情報処理装置がカーナビゲーション装置である場合は、通信装置４は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星から送信されるＧＰＳ信号やＦＭ電波を受信して位置情報を検出する位置検出部としても機能する。

入力装置２は、外部からの操作入力を受け付ける装置であり、キーボードや操作スイッチ、あるいは表示装置３と組み合わされたタッチパネルなどによって実現される。例えば、本実施の形態１による情報処理装置がカーナビゲーション装置である場合は、入力装置２を用いて経路探索の条件などを入力する。

図１２は、本実施の形態１による車載情報端末装置１の構成を示すブロック図である。

図１２に示すように、車載情報端末装置１は、入力装置２と、自車位置に関する位置情報を検出する位置検出部６１と、地図表示や経路探索などナビゲーションに関する機能を実行するナビ機能実行部６３と、地図データベース８に対してデータアクセスプログラムを用いてデータアクセスを行うデータアクセス部６２とを備えている。

入力装置２は、図１１の入力装置２に相当する。

位置検出装置６１は、ＧＰＳ衛星から送信されたＧＰＳ信号やＦＭ電波を受信して位置情報を検出する機能を有し、図１１の通信装置４に相当する。

ナビ機能実行部６３は、地図データベース８から取得された地図データと、位置検出部６１によって検出された現在位置とに基づいて、ナビゲーション処理における各種の機能を実行する。

データアクセス部６２は、ナビ機能実行部６３にて実行される機能に対応するデータの関連情報を参照して地図データベース８にデータアクセスし、所望の地図データを取得する。例えば、図１１の情報処理装置のＣＰＵ５がデータアクセスプログラムを実行することによって、データアクセス部６２として動作する。

すなわち、本実施の形態１による車載情報端末装置１は、上述の地図データ構造（例えば、図７参照）を有する地図データを用いて所定の機能を実行する車載情報端末装置であって、ナビゲーションなど所定の機能を実行するナビ機能実行部６３と、地図データを格納する地図データベース８に対して、ナビ機能実行部６３にて用いられる所定の地図データを取得するためにアクセスするデータアクセス部６２とを備えることを特徴としている。また、地図データの所定の階層（対象階層）のメッシュが有する、当該メッシュに含まれる共通の地図データ（例えば、名称データ、ＰＯＩデータ）に対して、下位の階層のメッシュに対応するデータ範囲を示す情報（オフセット）を用いることで、下位の階層の所望のメッシュにおける地図データに対して直接アクセスすることを特徴としている。

次に、本実施の形態１による車載情報端末装置１が、上述の地図データ構造を有する地図データベース８から所望の地図データを取得する処理について説明する。

図１３は、本実施の形態１による車載情報端末装置１のデータアクセス部６２が、地図データベース８から所望の地図データを取得する動作を示すフローチャートである。データアクセス部６２は、データアクセスプログラムを用いて地図データベース８から所望のデータを取得する。

ステップＳ１１において、車載情報端末装置１が必要とするデータ範囲を設定する。このとき設定されるデータ範囲は、ナビ機能実行部６３が例えば地図表示を行う場合、位置検出部５１によって現在地を取得し、表示装置３の画面解像度や表示縮尺に基づいて、表示画面上に表示するために必要な領域を計算することによって算出される。算出されたデータ範囲は、データアクセス部６２に設定される。

次に、ステップＳ１２において、車載情報端末装置１が必要とするデータ階層（レベル）を設定する（すなわち、図７の下層番号配列２４の階層番号を設定する）。このとき設定されるデータ階層は、ナビ機能実行部６３が例えば地図表示をするために必要な表示縮尺に基づいて算出し、算出したデータ階層をデータアクセス部６２に設定する。

次に、ステップＳ１３において、ステップＳ１１にて設定されたデータ範囲、およびステップＳ１２にて設定されたデータ階層に基づいて、必要なデータが格納されているメッシュＩＤを算出する。上述の通り、メッシュは地図データを分割したものであり、階層ごとに管理されている。これにより、データ範囲の座標値、例えば南東の座標（緯度、経度）、および北東の座標（緯度、経度）を与えることによって、対象となるデータ範囲に対応するメッシュを一意に特定することが可能となる。

次に、ステップＳ１４において、ステップＳ１３にて算出されたメッシュＩＤに基づいて、地図データベース８から対象メッシュに対応するデータを取得する。具体的には、図７に示す地図データ構造において、当階層メッシュＩＤ２８と、ステップＳ１３にて算出されたメッシュＩＤとを比較し、メッシュＩＤが同じである場合は対象メッシュデータ１８を取得する。なお、ステップＳ１３においてメッシュが複数ある場合は、ステップＳ１４以降の処理をメッシュ数分だけ実行する。

次に、ステップＳ１５において、ステップＳ１４にて取得したメッシュデータ１５から実データ２２を取得する。

以上の処理を行うことによって、対象階層のデータ（地図データ）を取得することができる。

次に、対象階層で用いるデータが当該対象階層より上位の階層にも存在し、上位の階層で管理されているデータを対象階層でも利用する場合における処理について説明する。すなわち、上述の通り、対象階層と当該対象階層より上位の階層とにおいて共通して利用するデータは上位側の階層で管理しているため、下位の階層である対象階層は上位の階層からデータを取得する必要があり、以下ではその処理について説明する。

ステップＳ１６において、対象階層の上位の階層（上層）からデータ（上層データ）を取得するか否かを判断する。判断には、別途定義データを用いて行うようにしてもよい。例えば、定義データには、個々のデータ種別ごとに階層ごとのデータ分布が示されており、データアクセス部６２は、定義データを参照しながら取得の対象となるデータのデータ種別を比較し、上層からデータを取得するか否かを判定するようにしてもよい。ステップＳ１６にて上層データを取得すると判断した場合（ステップＳ１６のＹＥＳ）はステップＳ１７に移行し、上層データを取得しないと判断した場合（ステップＳ１６のＮＯ）はデータ取得の処理を終了する。

次に、ステップＳ１７において、ステップＳ１４にてデータ取得の対象としたメッシュＩＤと、ステップＳ１２にて設定した階層とに基づいて、上層のメッシュＩＤを算出する。上述の通り、地図データベース８ではデータ範囲と階層とに基づいてメッシュＩＤが一意に決まるため、上層のメッシュＩＤも同様に算出することができる。

次に、ステップＳ１８において、ステップＳ１７にて算出された上層のメッシュＩＤに基づいて、地図データベース８から上層のメッシュＩＤに該当するデータを取得する。取得方法については、ステップＳ１４と同様に、図７に示す地図データ構造において、当階層メッシュＩＤ２８と、ステップＳ１８にて算出された上層のメッシュＩＤとを比較し、メッシュＩＤが同じ場合は当該上層のメッシュデータ１８を取得する。

次に、ステップＳ１９において、ステップＳ１２にて設定した階層番号に基づいてＮ番目の下層データ情報（Ｎ層データ情報３０）を特定し、特定したＮ層データ情報３０の下層メッシュＩＤ配列２６からステップＳ１４にて算出されたメッシュＩＤに相当するメッシュＩＤを見つけ出し、見つけ出したメッシュＩＤに対応するデータ範囲を示すオフセットを下層メッシュオフセット配列２７から取得する。

次に、ステップＳ２０において、ステップＳ１９にて取得したオフセットに基づいて、実データからステップＳ１９にて見つけ出したメッシュＩＤに該当するメッシュＩＤデータを取得する。

次に、ステップＳ２１において、全ての上層のデータを取得したか否かを判断し、取得したと判断した場合（ステップＳ２１のＹＥＳ）はデータ取得の処理を終了し、取得していないと判断した場合（ステップＳ２１のＮＯ）はステップＳ１７に戻って再度上層のデータを取得する。

以上のことから、本実施の形態１によれば、各階層で共通のデータを上位側の階層で管理しているため、地図データの重複をなくすことができデータ量の削減が可能となる。また、各階層の各メッシュにおける地図データを一のデータ集合として管理することによってデータ管理が容易となり、所望のデータに高速にアクセスすることができデータアクセスの効率が向上する。

また、本実施の形態１による車載情報端末装置によれば、本実施の形態１による地図データ構造を有する地図データを用いることによって、ナビゲーション、経路探索、あるいは地図表示など車載情報端末装置における処理を高速に実行することができる。また、車載情報端末装置が備える地図データベースを格納するＨＤＤなどの記憶装置に占める地図データのデータ量を小さくすることができる。

また、各階層で共通のデータを上位側の階層で管理し、当該上位側の階層の地図データ構造において下層のメッシュ範囲に対応するデータ位置を示すオフセットを設けることによって、下位側の階層で共通のデータを使用する場合に所望のデータへのアクセスの効率が向上する。

＜実施の形態２＞
実施の形態１では、図６，７に示すように、ある階層より下位の階層（下層）ごとに対応するメッシュのデータ範囲をオフセットで示したが、本実施の形態２では、図１４，１５に示すように、最下層で実データを作成しておき、当該実データを上位の階層（上層）でも利用する場合は、当メッシュＩＤデータ３９と、当該実データを利用する階層を示す利用階層４０とをセットで管理するようにしてもよい。

以上のことから、本実施の形態２によれば、実施の形態１の図７に示すような下層数２３、下層番号配列２４、Ｎ層データ情報３０が不要となり、ヘッダ部２１におけるデータが削減され、データ量が小さくなるという効果が得られる。

＜実施の形態３＞
実施の形態１では、図８に示すように、最下層において下層に関するデータを管理するヘッダ部を有していたが、最下層ではオフセットなどが不要であり、また階層番号は全て同じであるため、図１６に示すような階層変化フラグ４１を設け、当該階層変化フラグ４１が変化したときのみ当階層番号２９を設定するようにしてもよい。

以上のことから、本実施の形態３によれば、ヘッダ部におけるデータが削減され、データ量が小さくなるという効果が得られる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての態様において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

１ 車載情報端末装置、２ 入力装置、３ 表示装置、４ 通信装置、５ ＣＰＵ、６ メモリ、７ 外部記憶装置、８ 地図データベース、９ メッシュ、１０ メッシュ、１１ メッシュ、１２ メッシュ、１５ メッシュデータ、１６ メッシュデータ、１７ メッシュデータ、１８ メッシュデータ、２１ ヘッダ部、２２ 実データ部、２３ 下層数、２４ 下層番号配列、２５ 下層メッシュ数、２６ 下層メッシュＩＤ配列、２７ 下層メッシュオフセット配列、２８ 当階層メッシュＩＤ、２９ 当階層番号、３０ Ｎ層データ情報、３１ 下層番号、３２ 下層番号、３３ メッシュＩＤ、３４ メッシュＩＤ、３５ オフセット、３６ オフセット、３７ メッシュＩＤデータ、３８ メッシュＩＤデータ、３９ 当メッシュＩＤデータ、４０ 利用階層、４１ 階層変化フラグ、５０ 地図データ作成装置、５１ 地図データ入力手段、５２ 地図データ分割手段、５３ 地図データ階層化手段、５４ 指定データ抽出手段、５５ 出力データ作成手段、５６ 地図データ出力手段、６１ 位置検出部、６２ データアクセス部、６３ ナビ機能実行部、８１ 幾何データ、８２ 位相データ、８３ 名称データ、８４ ＰＯＩデータ。

Claims (8)

1. 複数の階層の各メッシュに含まれる地図データの構造であって、
   所定の階層のメッシュにおける地図データと、当該所定の階層より下位の階層であって前記所定の階層のメッシュに対応するメッシュにおける地図データのうち、所定の地図データであって両者に共通の地図データは、前記所定の階層のメッシュと前記下位の階層のメッシュとで重複しないように前記所定の階層のメッシュに含まれ、
   各前記複数の階層の各メッシュにおける前記共通の地図データは、一のデータ集合として管理され、
   前記所定の地図データは、地図上の場所の名称を示す名称データ、または地点を示すＰＯＩデータであることを特徴とする、地図データ構造。
2. 前記所定の階層のメッシュは、当該メッシュに含まれる前記共通の地図データに対して、前記下位の階層のメッシュに対応するデータ範囲を示す情報を有することを特徴とする、請求項１に記載の地図データ構造。
3. 前記地図データは、各前記階層ごとに４個のメッシュにまとめられて管理され、各前記４個のメッシュは、各前記４個のメッシュに付与されたメッシュ番号が小さい順に並べられていることを特徴とする、請求項１または２に記載の地図データ構造。
4. 前記所定の階層のメッシュにおける地図データは、
   前記所定の階層より下位の階層数を示す下層数と、前記下位の階層の階層番号を管理する下層番号配列とを有するヘッダ部と、
   前記共通の地図データの実データを有する実データ部と、
   を備えることを特徴とする、請求項１に記載の地図データ構造。
5. 請求項１に記載の地図データ構造を有する地図データを作成する地図データ作成方法であって、
   （ａ）地図データを入力する工程と、
   （ｂ）前記工程（ａ）で入力された前記地図データを階層化するとともに複数のメッシュに分割する工程と、
   （ｃ）前記工程（ｂ）の後、所定の階層のメッシュにおける地図データと、当該所定の階層より下位の階層であって前記所定の階層のメッシュに対応するメッシュにおける地図データのうち、所定の地図データであって両者に共通の地図データを抽出する工程と、
   （ｄ）前記工程（ｃ）にて抽出された前記共通の地図データについて、前記地図データ構造に基づいて前記共通の地図データを前記所定の階層のメッシュと前記下位の階層のメッシュとで重複しないように前記所定の階層のメッシュに含めることにより新たな地図データを作成する工程と、
   を備え、
   前記工程（ｄ）にて作成された前記新たな地図データにおいて、各前記複数の階層の各メッシュにおける前記共通の地図データは、一のデータ集合として管理されることを特徴とする、地図データ作成方法。
6. 前記工程（ｄ）にて作成された前記新たな地図データの所定の階層のメッシュは、当該メッシュに含まれる前記共通の地図データに対して、前記下位の階層のメッシュに対応するデータ範囲を示す情報を有することを特徴とする、請求項５に記載の地図データ作成方法。
7. 請求項１に記載の地図データ構造を有する地図データを用いて所定の機能を実行する車載情報端末装置（１）であって、
   ナビゲーションなど前記所定の機能を実行するナビ機能実行部（６３）と、
   前記地図データを格納する地図データベース（８）に対して、前記ナビ機能実行部（６３）にて用いられる所定の前記地図データを取得するためにアクセスするデータアクセス部（６２）と、
   を備える、車載情報端末装置。
8. 前記地図データの所定の階層のメッシュが有する、当該メッシュに含まれる前記共通の地図データに対して、前記下位の階層のメッシュに対応するデータ範囲を示す情報を用いることで、前記下位の階層の所望のメッシュにおける地図データに対して直接アクセスすることを特徴とする、請求項７に記載の車載情報端末装置。

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