專利名稱：地圖顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在汽車導(dǎo)航系統(tǒng)等的地圖顯示中利用的地圖顯示裝置。
背景技術(shù)：
在汽車導(dǎo)航系統(tǒng)等中，對(duì)所顯示的地圖的縮尺進(jìn)行變更的比例尺轉(zhuǎn)換是必需的功 能。作為實(shí)現(xiàn)了比例尺轉(zhuǎn)換功能的以往的地圖顯示裝置，有如下裝置保持縮尺不同的多個(gè) 地圖數(shù)據(jù)，針對(duì)地圖數(shù)據(jù)的每個(gè)縮尺階段性地設(shè)定地圖等級(jí)，從而選擇并顯示與切換后的 縮尺對(duì)應(yīng)的地圖等級(jí)的地圖數(shù)據(jù)。但是，在這樣的地圖顯示裝置中，由于地圖等級(jí)的切換，而地圖的顯示縮尺被突然 變更。因此，用戶有時(shí)無(wú)法在地圖等級(jí)切換后的地圖上觀察到在與地圖等級(jí)切換前的縮尺 對(duì)應(yīng)的地圖上能夠識(shí)別出的道路、建筑物。為了消除所述那樣的缺點(diǎn)，考慮在切換顯示不同的地圖數(shù)據(jù)時(shí)，使顯示內(nèi)容從切 換前的地圖數(shù)據(jù)平滑地變化到切換后的地圖數(shù)據(jù)。這樣，將使目標(biāo)(object)內(nèi)容從某目標(biāo) 平滑地變化到其他目標(biāo)稱為變形(Morphing)。變形在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的領(lǐng)域被廣泛利用。例如，在成為切換對(duì)象的2個(gè)多邊形 (polygon)之間求出對(duì)應(yīng)點(diǎn)，在將一個(gè)多邊形切換到另一個(gè)多邊形時(shí)對(duì)對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間進(jìn)行線 性內(nèi)插，從而實(shí)現(xiàn)了變形。另外，在通過線性內(nèi)插實(shí)現(xiàn)的變形中，有時(shí)產(chǎn)生下述那樣的缺點(diǎn)。(1)自交差考慮如圖11所示，從作為五邊形目標(biāo)的多邊形(a)經(jīng)由中間目標(biāo)(b)向作為五邊 形目標(biāo)的多邊形(c)變形的情況。在該情況下，隨著多邊形(a)以及多邊形(c)之間的對(duì) 應(yīng)點(diǎn)的線性內(nèi)插的結(jié)果，有時(shí)在中間目標(biāo)(b)中如由虛線包圍的部分那樣產(chǎn)生輪廓線的自 交差。這樣的自交差在通過地圖之間的變形來(lái)實(shí)現(xiàn)的切換中呈現(xiàn)不自然的變化，而需要避
免ο(2)退化考慮如圖12所示，從作為由多個(gè)三角形的組合構(gòu)成的四邊形目標(biāo)的多邊形(a)經(jīng) 由中間目標(biāo)(b)向作為四邊形目標(biāo)的多邊形(c)變形的情況。在該情況下，隨著多邊形(a) 以及多邊形(c)之間的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的線性內(nèi)插的結(jié)果，有時(shí)在中間目標(biāo)(b)中如由虛線包圍的 部分那樣產(chǎn)生多邊形(a)內(nèi)的三角形的3個(gè)頂點(diǎn)排列在同一直線上的退化。這樣的退化使 本來(lái)存在的目標(biāo)消失，所以需要避免。作為在多邊形模型的變形中避免自交差、退化的以往的技術(shù)，有如下方法求出 針對(duì)變形對(duì)象的2個(gè)多邊形的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的連接關(guān)系相等的三角形分割，并利用它來(lái)進(jìn)行變形 (參照非專利文獻(xiàn)1)。圖13是用于說明多邊形的三角形分割的圖。在圖13中，涂黑的三角形記號(hào)、四邊 形記號(hào)、圓形記號(hào)、空心的三角形記號(hào)、四邊形記號(hào)、圓形記號(hào)表示對(duì)多邊形進(jìn)行三角形分 割而得到的三角形的頂點(diǎn)。另外，在多邊形(a)以及多邊形(b)中用相同的記號(hào)表示的點(diǎn) 是從多邊形(a)向多邊形(b)變形時(shí)的所述多邊形之間的對(duì)應(yīng)點(diǎn)。
圖13所示的例子表示在多邊形(a)以及多邊形(b)中，得到了用對(duì)應(yīng)點(diǎn)相等的連 接關(guān)系來(lái)表示的三角形分割的情況。利用這些對(duì)應(yīng)點(diǎn)的連接關(guān)系相等的三角形分割，通過 用邊連接了各頂點(diǎn)的周圍的點(diǎn)的凸結(jié)合來(lái)表現(xiàn)。在從多邊形(a)向多邊形(b)變化時(shí)，通 過對(duì)用該凸結(jié)合表現(xiàn)的頂點(diǎn)進(jìn)行線性內(nèi)插，可以實(shí)現(xiàn)沒有自交差、退化的變形。另外，圖14是示出得不到與多邊形對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的連接關(guān)系相等的三角形分割 的情況的圖。圖14中的各記號(hào)表示與圖13同樣地對(duì)多邊形進(jìn)行三角形分割而得到的三角 形的頂點(diǎn)。另外，在多邊形(a)以及多邊形(b)中用相同的記號(hào)表示的點(diǎn)是從多邊形(a) 向多邊形(b)變形時(shí)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)。如圖14所示，如果得不到對(duì)應(yīng)點(diǎn)的連接關(guān)系相等的三角 形，則在變形時(shí)即使實(shí)施勉強(qiáng)地連接對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的運(yùn)算，也有時(shí)三角形彼此相互重疊、或成 不了三角形。另一方面，作為地圖顯示的切換中的變形技術(shù)，例如有非專利文獻(xiàn)2公開的技術(shù)。 在非專利文獻(xiàn)2中，在地圖顯示的切換中使構(gòu)成地圖上的目標(biāo)的折線(polyline)彼此變形。非專利文獻(xiàn) 1 :C. Gotsman、V. Surazhsky、‘‘Guaranteed intersection-free polygon morphing，，、Computers&Graphics>25 (1)、pages. 67-75>2001.# # ^lJ i； K 2 :D. Merrick、M. No 1 lenbur g> A. Wolff and > M. Benkert > "Morphing polygonal lines :A step towards continuous generalization，，、Proc. 15th Annu. Geograph. Inform. Sci. Research Conf. UK(GISRUK' 07)、pages. 390_399、2007.但是，在實(shí)際的地圖中，除了用折線表現(xiàn)的地形等的輪廓線以外，還需要考慮包括 建筑物、道路的所有描繪目標(biāo)來(lái)進(jìn)行變形。因此，非專利文獻(xiàn)2記載的變形處理無(wú)法應(yīng)用于 實(shí)用性的地圖顯示的切換中。另外，為了通過地圖顯示的變形來(lái)實(shí)現(xiàn)切換，還考慮利用對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的線性內(nèi)插。 但是，在如圖15所示，從縮尺小的詳細(xì)地圖(a)向縮尺大的廣域地圖(c)變形時(shí)，與所述多 邊形同樣地，在中間地圖(b)上的道路和建筑物、道路彼此等描繪目標(biāo)中，也產(chǎn)生自交差。 變形途中的中間地圖(b)中的自交差在地圖的顯示切換中造成不自然的變化。進(jìn)而，還考慮在通過利用了對(duì)應(yīng)點(diǎn)的線性內(nèi)插的地圖顯示的變形來(lái)實(shí)現(xiàn)的切換 中，應(yīng)用非專利文獻(xiàn)1公開的技術(shù)。但是，在非專利文獻(xiàn)1中，以所分割出的三角形的描繪 目標(biāo)全部被連結(jié)為前提，在如地圖數(shù)據(jù)那樣散布了道路、建筑物等描繪目標(biāo)的情況下，無(wú)法 直接應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述課題而完成的，其目的在于得到一種地圖顯示裝置，可以 應(yīng)用變形來(lái)不使視覺辨認(rèn)性降低地切換地圖顯示。本發(fā)明的地圖顯示裝置具備多邊形化部，將顯示切換前后的地圖數(shù)據(jù)變換成具 有相互相同的相位結(jié)構(gòu)的多邊形；三角形分割部，在由多邊形化部得到的多邊形中，求出在 顯示切換前后的地圖之間對(duì)應(yīng)的點(diǎn)的連接關(guān)系相等的三角形分割；以及變形部，在對(duì)地圖 顯示進(jìn)行變形而切換時(shí)，根據(jù)依照由三角形分割部進(jìn)行的三角形分割的結(jié)果來(lái)確定的多邊 形內(nèi)的點(diǎn)信息，生成相位結(jié)構(gòu)與顯示切換前后的各地圖相等的中間地圖的地圖數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明，具有如下效果由于通過相位結(jié)構(gòu)與顯示切換前后的各地圖相等的中間地圖的地圖數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行變形，所以可以不使視覺辨認(rèn)性降低地切換地圖顯示。


圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施方式1的地圖顯示裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。圖2是示出通過圖1中的地圖顯示裝置進(jìn)行的地圖顯示的切換處理的流程的流程 圖。圖3是用于說明2個(gè)地圖A、B之間的匹配處理的圖。圖4是用于說明追加與在圖3中的地圖A、B之間無(wú)法匹配的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)的處理的 圖。圖5是用于說明對(duì)圖4中的地圖A、B進(jìn)行多邊形化的處理的圖。圖6是示出將包括圖5中的地圖A、B的多邊形分割成對(duì)應(yīng)點(diǎn)的連接關(guān)系相等的三 角形而得到的結(jié)果的圖。圖7是用于說明將包括圖5中的地圖A的多邊形內(nèi)的點(diǎn)、邊視為由于多角形的退 化而得到的部分的情況的圖。圖8是用于說明僅對(duì)應(yīng)點(diǎn)的三角形分割的圖。圖9是用于說明無(wú)法取得對(duì)應(yīng)的點(diǎn)的映射的圖。圖10是示出本發(fā)明的實(shí)施方式2的地圖顯示裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖11是示出自交差的例子的圖。圖12是示出退化的例子的圖。圖13是用于說明多邊形的三角形分割的圖。圖14是示出無(wú)法得到與多邊形對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的連接關(guān)系相等的三角形分割的情 況的圖。圖15是用于說明地圖顯示的變形中的自交差的圖。
具體實(shí)施例方式以下，為了更詳細(xì)地說明本發(fā)明，根據(jù)附圖，對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn) 行說明。(實(shí)施方式1)圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施方式1的地圖顯示裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。在圖1中，實(shí)施方 式1的地圖顯示裝置1具備輸入部2、控制部3、顯示部4、地圖多邊形化部5、三角形分割部 6、變形部7以及地圖數(shù)據(jù)庫(kù)(DB)部8。輸入部2是接收來(lái)自用戶的信息輸入的構(gòu)成要素， 由觸摸屏設(shè)備、指點(diǎn)設(shè)備(pointing device)、鍵盤等數(shù)據(jù)輸入用硬件及其控制軟件構(gòu)成?？刂撇?對(duì)地圖多邊形化部5、三角形分割部6以及變形部7的動(dòng)作進(jìn)行控制。 顯示部4是顯示地圖數(shù)據(jù)等的構(gòu)成要素，可以通過各種類型的顯示裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。地圖多 邊形化部5是對(duì)地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行多邊形化的構(gòu)成要素。例如，通過用規(guī)定的形狀的邊界框 (bounding box)來(lái)包圍由地圖數(shù)據(jù)表示的地圖整體，生成由邊界框的外形規(guī)定的多邊形。 在該多邊形中，由邊界框規(guī)定外形，在內(nèi)部包含規(guī)定表示地圖上的建筑物、道路的描繪目標(biāo) 的多角形。三角形分割部6在與由地圖多邊形化部5生成的切換前后的地圖對(duì)應(yīng)的各多邊形
6中，求出多邊形之間的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的連接關(guān)系相等的三角形分割。變形部7使用由三角形分割 部6求出的三角形數(shù)據(jù)，生成由從切換前的地圖向切換后的地圖變化的途中的描繪目標(biāo)構(gòu) 成的中間地圖，通過變形來(lái)切換地圖顯示。地圖DB部8是保持多個(gè)縮尺的地圖數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù) 庫(kù)，例如與針對(duì)每個(gè)縮尺設(shè)定的地圖等級(jí)關(guān)聯(lián)起來(lái)而管理對(duì)應(yīng)的縮尺的地圖數(shù)據(jù)。另外，例如通過使計(jì)算機(jī)讀入依照本發(fā)明的宗旨的地圖顯示處理用程序并對(duì)其動(dòng) 作進(jìn)行控制，可以作為在該計(jì)算機(jī)上使軟件和硬件協(xié)作的具體的單元，來(lái)實(shí)現(xiàn)輸入部2、控 制部3、顯示部4、地圖多邊形化部5、三角形分割部6、變形部7以及地圖DB部8。接下來(lái)，對(duì)動(dòng)作進(jìn)行說明。圖2是示出通過圖1中的地圖顯示裝置進(jìn)行的地圖顯示的切換處理的流程的流程 圖，按照該圖對(duì)地圖顯示的切換進(jìn)行詳細(xì)說明。下面，舉出通過變形來(lái)切換僅縮尺不同的2 個(gè)地圖A、B的顯示的情況的例子。另外，在3個(gè)以上的地圖之間通過變形來(lái)進(jìn)行切換的情 況下，按照切換順序逐次取出2個(gè)地圖，并反復(fù)執(zhí)行后述切換處理即可。例如，顯示部4將切換前的地圖A顯示在顯示畫面上，并且還將針對(duì)地圖數(shù)據(jù)的每 個(gè)縮尺設(shè)定的地圖等級(jí)的選擇用⑶I (Graphical User Interface，圖形用戶界面)畫面也 顯示在顯示畫面的一部分中。用戶根據(jù)地圖等級(jí)的選擇用GUI畫面，選擇與地圖B對(duì)應(yīng)的 地圖等級(jí)，經(jīng)由輸入部2輸入該地圖等級(jí)的選擇信息。控制部3如果經(jīng)由輸入部2輸入了與地圖B對(duì)應(yīng)的地圖等級(jí)的選擇信息，則將與 切換前的地圖A對(duì)應(yīng)的地圖等級(jí)和與切換后的地圖B對(duì)應(yīng)的地圖等級(jí)輸出到地圖多邊形化 部5。地圖多邊形化部5依照由控制部3實(shí)現(xiàn)的動(dòng)作控制，使用從控制部3輸入的地圖等級(jí) 來(lái)檢索地圖DB部8，輸入地圖A、B的地圖數(shù)據(jù)(步驟STl)。另外，下面，假設(shè)為實(shí)施方式1的地圖顯示裝置1處理如下所述表現(xiàn)了地圖的矢量 地圖數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行說明。(1)地圖是由點(diǎn)以及連接點(diǎn)之間的邊來(lái)表現(xiàn)的。(2)有時(shí)由點(diǎn)列來(lái)表現(xiàn)邊。在與這樣的邊相關(guān)的信息中，還包括表示點(diǎn)列中的點(diǎn)之 間的連接關(guān)系的信息。(3)與各點(diǎn)、各邊、以及邊的集合(或者點(diǎn)列)相關(guān)的信息不僅包括表示地圖上的 位置、相互的連接關(guān)系的信息，而且還包括表示它們構(gòu)成的建筑物、道路等描繪目標(biāo)的屬性 信息、以及各屬性所固有的信息(例如，建筑物的名稱、道路寬度等)。地圖多邊形化部5如果分別輸入了地圖A、B的地圖數(shù)據(jù)，則執(zhí)行地圖A、B之間的 匹配(步驟ST2)。此處，匹配是指，在2個(gè)地圖之間求出表示相同的地點(diǎn)的點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系 的處理。圖3是用于說明2個(gè)地圖之間的匹配處理的圖。在圖3中，涂黑的三角形記號(hào)、四 邊形記號(hào)、圓形記號(hào)、空心的三角形記號(hào)、四邊形記號(hào)、圓形記號(hào)表示構(gòu)成地圖A、B的點(diǎn)。另 外，在地圖A、B中用相同的記號(hào)來(lái)表示的點(diǎn)是表示在地圖A、B之間相同的地點(diǎn)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)。在汽車導(dǎo)航系統(tǒng)中利用的KIWI格式中，圖3所示那樣的對(duì)應(yīng)點(diǎn)彼此的位置坐標(biāo)一 致。因此，如果利用對(duì)應(yīng)點(diǎn)的位置信息，則可以容易地求出表示在2個(gè)地圖之間相同的地點(diǎn) 的點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。另外，在地圖之間對(duì)應(yīng)點(diǎn)的位置坐標(biāo)不一致的情況下，也可以利用下述參 考文獻(xiàn)1公開的匹配處理。參考文獻(xiàn)1 日本特開2002-279437號(hào)公報(bào)在參考文獻(xiàn)1的匹配處理中，考慮構(gòu)成地圖的目標(biāo)的屬性，層次性地進(jìn)行2個(gè)地圖
7之間的匹配、或?qū)c(diǎn)的連接信息進(jìn)行加權(quán)，從而可以與僅通過距離來(lái)求出對(duì)應(yīng)點(diǎn)的情況相 比高精度地求出對(duì)應(yīng)點(diǎn)。另外，本發(fā)明不限于所述匹配方法，也可以在不脫離本發(fā)明的宗旨 的范圍中利用其他方法。接下來(lái)，地圖多邊形化部5追加與在地圖A、B之間無(wú)法匹配的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)(步驟 ST3)。例如，將地圖B設(shè)為縮尺大的廣域地圖，將地圖A設(shè)為縮尺小的詳細(xì)地圖。在該情況 下，在匹配處理中，作為廣域地圖的地圖B在與作為詳細(xì)地圖的地圖A之間可取得所有點(diǎn)的 對(duì)應(yīng)。但是，在地圖A中有時(shí)殘留無(wú)法在與地圖B之間取得對(duì)應(yīng)的點(diǎn)。作為這樣殘留無(wú)法 取得對(duì)應(yīng)的點(diǎn)的理由，考慮下述情況。(Ia)起因于在地圖之間邊的詳細(xì)度不同而無(wú)法取得構(gòu)成邊的點(diǎn)的對(duì)應(yīng)。(2a)在地圖的一方中沒有對(duì)應(yīng)的邊、且該對(duì)應(yīng)的邊所連接著的邊存在于雙方的地 圖中的情況下，無(wú)法取得構(gòu)成所述對(duì)應(yīng)的邊的點(diǎn)的對(duì)應(yīng)。(3a)在地圖的一方中沒有對(duì)應(yīng)的目標(biāo)(建筑物、道路等)本身，所以無(wú)法取得構(gòu)成 該目標(biāo)的點(diǎn)的對(duì)應(yīng)。在由于所述理由而在地圖A、B的一方中沒有對(duì)應(yīng)的點(diǎn)的情況下，無(wú)法正確地進(jìn)行 后述處理，所以需要在另一方的地圖上追加與在地圖A、B的一方中無(wú)法匹配的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的
點(diǎn)ο圖4是用于說明追加與在圖3中的地圖A、B之間無(wú)法匹配的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)的處理的 圖，示出將與在地圖A(詳細(xì)地圖)中無(wú)法取得對(duì)應(yīng)而剩余的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)追加到地圖B(廣 域地圖)的情況。圖4中的涂黑的三角形記號(hào)、正方形記號(hào)、菱形記號(hào)、五邊形記號(hào)、圓形記 號(hào)、十字形記號(hào)、空心的三角形記號(hào)、正方形記號(hào)、菱形記號(hào)、五邊形記號(hào)、圓形記號(hào)、十字形 記號(hào)示出構(gòu)成地圖A、B的點(diǎn)。另外，在地圖A、B中用相同的記號(hào)表示的點(diǎn)是表示在地圖A、 B之間相同的地點(diǎn)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)。使用圖4，針對(duì)所述(Ia) (3a)所示的每個(gè)狀況，說明對(duì)應(yīng) 點(diǎn)的追加處理。(A) (Ia)的情況在對(duì)詳細(xì)地圖(地圖A)與廣域地圖(地圖B)進(jìn)行了比較的情況下，廣域地圖內(nèi) 的所有邊包含在詳細(xì)地圖中。可以使用在步驟ST2中求出的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，來(lái)確定這樣存在于地 圖A、B的雙方中的邊。另一方面，在詳細(xì)地圖(地圖A)上的目標(biāo)和廣域地圖(地圖B)上 的目標(biāo)中，構(gòu)成這些目標(biāo)的邊的數(shù)量不同。在這樣邊的詳細(xì)度不同的情況下，地圖多邊形化 部5在廣域地圖(地圖B)上按照與詳細(xì)地圖(地圖A)相同的比例來(lái)追加點(diǎn)。在圖4所示的例子中，連接地圖B上的4個(gè)涂黑的圓形記號(hào)的點(diǎn)而成的矩形的目 標(biāo)對(duì)應(yīng)于存在于地圖A上的邊的數(shù)量不同的八邊形的目標(biāo)。在具體說明時(shí)，作為與地圖B 上的所述目標(biāo)的一邊(由涂黑的圓形記號(hào)的點(diǎn)構(gòu)成的邊)對(duì)應(yīng)的邊，在地圖A中，存在連接 空心的三角形記號(hào)的點(diǎn)與涂黑的三角形記號(hào)的點(diǎn)而成的邊、和連接空心的菱形記號(hào)的點(diǎn)與 涂黑的菱形記號(hào)的點(diǎn)而成的邊。在進(jìn)行了步驟ST2的匹配的階段的地圖B中，不存在所述地圖A上的連接空心的 三角形記號(hào)的點(diǎn)與涂黑的三角形記號(hào)的點(diǎn)而成的邊、和連接空心的菱形記號(hào)的點(diǎn)與涂黑的 菱形記號(hào)的點(diǎn)而成的邊。因此，地圖多邊形化部5如圖4所示，將與地圖A中的空心的三角 形記號(hào)的點(diǎn)、涂黑的三角形記號(hào)的點(diǎn)、空心的菱形記號(hào)的點(diǎn)、以及涂黑的菱形記號(hào)的點(diǎn)對(duì)應(yīng) 的點(diǎn)追加到地圖B的對(duì)應(yīng)的邊(由涂黑的圓形記號(hào)的點(diǎn)構(gòu)成的矩形的一邊)上。
(B) (2a)的情況如圖4所示，在地圖B上不存在地圖A中存在的連接空心的正方形記號(hào)的點(diǎn)與涂 黑的正方形記號(hào)的點(diǎn)而成的邊，但連接該邊所連接著的2個(gè)涂黑的圓形記號(hào)的點(diǎn)而成的邊 在地圖A、B之間存在對(duì)應(yīng)的邊。在該情況下，地圖多邊形化部5將存在于地圖A中的構(gòu)成 處理對(duì)象的邊的空心的正方形記號(hào)的點(diǎn)和涂黑的正方形記號(hào)的點(diǎn)追加到與所述處理對(duì)象 的邊所連接著的邊對(duì)應(yīng)的地圖B上的邊(連接涂黑的圓形記號(hào)的點(diǎn)而成的邊)。另外，將追加對(duì)應(yīng)點(diǎn)的邊上的位置設(shè)為所述處理對(duì)象的邊所連接的位置。此時(shí)，可 以在地圖B上的相同的點(diǎn)上配置構(gòu)成所述處理對(duì)象的邊的所有點(diǎn)。在這樣多個(gè)點(diǎn)的配置位 置一致的情況下，實(shí)施提供攝動(dòng)而視為其他點(diǎn)的處理。在圖4的例子中，在地圖B上在同一 位置配置了空心的正方形記號(hào)的點(diǎn)和涂黑的正方形記號(hào)的點(diǎn)，但記載為通過提供攝動(dòng)而少 許偏移的位置的點(diǎn)。(C) (3a)的情況在進(jìn)行了步驟ST2的匹配的階段的地圖B中，不存在與圖4所示的連接空心的十 字形記號(hào)的點(diǎn)、空心的五邊形記號(hào)的點(diǎn)、涂黑的十字形記號(hào)的點(diǎn)以及涂黑的五邊形記號(hào)的 點(diǎn)而成的地圖A上的矩形目標(biāo)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)。在該情況下，地圖多邊形化部5如圖4所示，在 地圖B上的與地圖A相同的位置坐標(biāo)中，追加與空心的十字形記號(hào)的點(diǎn)、空心的五邊形記號(hào) 的點(diǎn)、涂黑的十字形記號(hào)的點(diǎn)、以及涂黑的五邊形記號(hào)的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)。進(jìn)而，還追加連接所 追加的點(diǎn)彼此的邊。圖4中的用虛線示出的邊是通過所追加的對(duì)應(yīng)點(diǎn)新規(guī)定的邊。此處，由于地圖精度、根據(jù)詳細(xì)地圖制作廣域地圖時(shí)產(chǎn)生的簡(jiǎn)化的偏移，追加到廣 域地圖上的點(diǎn)、目標(biāo)有時(shí)與原來(lái)存在的其他目標(biāo)重疊。對(duì)于該情況，如下述參考文獻(xiàn)2的記 載那樣在地圖B上進(jìn)行與各目標(biāo)的交差判定，針對(duì)所交差的目標(biāo)，使點(diǎn)偏移至所交差的位 置，從而可以消除交差。參考文獻(xiàn) 2 :M. de Berg、Μ. van KrevelcU Μ. Overmars> and 0. Schwarzkopf > “Computational Geometry-Algorithms and Applications，，、Springer-Verlag、2000.另外，本發(fā)明不限于以上在㈧ (C)中敘述的點(diǎn)、邊的追加方法，而可以在不脫 離本發(fā)明的宗旨的范圍中利用其他方法。接下來(lái)，地圖多邊形化部5根據(jù)地圖A、B上的點(diǎn)、邊、目標(biāo)的位置，設(shè)定包圍地圖A、 B上的所有點(diǎn)以及邊的邊界框(步驟ST4)。由此，可以將地圖A以及地圖B的地圖數(shù)據(jù)視 為在由邊界框規(guī)定的框內(nèi)包括地圖整體的多邊形。圖5是用于說明對(duì)圖4中的地圖A、B進(jìn)行多邊形化的處理的圖。在圖5中，用虛 線記載了邊界框。邊界框如圖5所示，在地圖A、B中外形狀相同，并且是相同的大小。例 如，求出分別包圍地圖A、B的矩形的邊界框，選擇它們中的尺寸大的一個(gè)。此時(shí)，邊界框必 須是完全地包括地圖上的所有頂點(diǎn)以及邊的矩形。在地圖A以及地圖B中，作為邊界框而都追加了由4個(gè)點(diǎn)構(gòu)成的矩形，所以在2個(gè) 地圖A、B之間頂點(diǎn)數(shù)以及邊數(shù)沒有差異。另外，如上所述得到的各多邊形具有點(diǎn)的數(shù)量以 及邊的連接關(guān)系相等的同一相位結(jié)構(gòu)(拓?fù)?。接下來(lái)，三角形分割部6針對(duì)由地圖多邊形化部5生成的視為多邊形的2個(gè)地圖 數(shù)據(jù)，求出對(duì)應(yīng)點(diǎn)的連接關(guān)系相等的三角形分割(步驟ST5)。作為在對(duì)應(yīng)點(diǎn)的連接關(guān)系相 等的三角形分割中分割2個(gè)多邊形的算法，例如使用參考文獻(xiàn)3記載的方法。
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另外，不僅是參考文獻(xiàn)3記載的方法，在利用三角形分割的變形中，提供具有同一 相位結(jié)構(gòu)的多邊形后，才可以進(jìn)行處理。此處，地圖多邊形化部5生成視為具有同一相位結(jié) 構(gòu)的多邊形的2個(gè)地圖數(shù)據(jù)(地圖A、B)，所以可以直接執(zhí)行三角形分割。另外，參考文獻(xiàn)3是針對(duì)開孔的、即在內(nèi)部具有多角形的多邊形的技術(shù)，并不對(duì)在 多邊形的內(nèi)部中存在的多角形也進(jìn)行三角形分割。另一方面，在本發(fā)明中，對(duì)于由多邊形化 了的地圖上的點(diǎn)以及邊構(gòu)成的多角形，也需要進(jìn)行三角形分割。因此，通過對(duì)多邊形化了的 地圖數(shù)據(jù)實(shí)施例如非專利文獻(xiàn)1記載的處理，如圖6所示針對(duì)構(gòu)成各多邊形內(nèi)的地圖A、B 的多角形，也求出對(duì)應(yīng)點(diǎn)的連接關(guān)系相等的三角形分割。參考文獻(xiàn) 3 :M. Babikov、D. L. Souvaine、R. Wenger、"Constructing piecewise linear homeomorphisms of polygons with holes，，、Proc. 9th Canadian Conf. Computational Geometry (CCCG'97)、pages6_10、1997.進(jìn)而，也可以針對(duì)處于多邊形的內(nèi)部中的多角形以外的點(diǎn)、邊，設(shè)為多角形退化了 的部分，而應(yīng)用參考文獻(xiàn)3的三角形分割。圖7是用于說明將包括圖5中的地圖A的多邊形內(nèi)的點(diǎn)、邊視為由于多角形的退 化而得到的部分的情況的圖。如圖7所示，在地圖A的多邊形內(nèi)，有通過點(diǎn)與邊的連接而成 為閉合的系統(tǒng)的多角形的目標(biāo)、和通過點(diǎn)與邊的連接而成為打開的系統(tǒng)a的部分。因此，三角形分割部6將通過點(diǎn)與邊的連接而打開的系統(tǒng)a視為圖7所示的多角 形al退化而產(chǎn)生的部分，求出包括多角形al的地圖Al的多邊形的三角形分割。這樣，通過 將多邊形內(nèi)部的點(diǎn)、邊視為由于多角形的退化引起的部分，在多邊形內(nèi)部?jī)H具有邊的情況、 或者在多邊形內(nèi)部存在復(fù)雜的多角形的情況下，也可以應(yīng)用參考文獻(xiàn)3的三角形分割。另外，本發(fā)明不限于所述三角形分割方法，而還可以在不脫離本發(fā)明的宗旨的范 圍中，應(yīng)用能夠求出對(duì)應(yīng)點(diǎn)的連接關(guān)系相等的三角形分割的其他算法。接下來(lái)，變形部7使用由三角形分割部6得到的三角形分割的結(jié)果來(lái)執(zhí)行地圖A、 B之間的顯示切換的變形處理(步驟ST6)。具體而言，變形部7利用例如下述參考文獻(xiàn)4 記載的方法，來(lái)求出地圖A、B之間的變形中的中間地圖。參考文獻(xiàn) 4 :Μ· S. Floater、C. Gotsman、"How to morph tilings injectively，，、 Journal of Computational and Applied Mathematics、101(1—2)、pages 117-129>1999.在步驟ST6中，變形部7為了求出沒有自交差的中間地圖，對(duì)于表示地圖A、B的各 多邊形內(nèi)的各點(diǎn)，通過用邊來(lái)連接的與周圍的點(diǎn)的凸結(jié)合來(lái)表現(xiàn)。此處，如果將Api的周 圍的點(diǎn)的集合設(shè)為n(Pi)，則可以將點(diǎn)ρ作為n(p)的凸結(jié)合而通過下述式(1)來(lái)表現(xiàn)。其 中，P」表示n(p)內(nèi)的點(diǎn)的位置，λ。.是針對(duì)點(diǎn)PiWh的凸結(jié)合中的系數(shù)。[數(shù)學(xué)式1]
權(quán)利要求
一種地圖顯示裝置，具備多邊形化部，將顯示切換前后的地圖數(shù)據(jù)變換成具有相互相同的相位結(jié)構(gòu)的多邊形；三角形分割部，在通過所述多邊形化部得到的多邊形中，求出在顯示切換前后的地圖之間對(duì)應(yīng)的點(diǎn)的連接關(guān)系相等的三角形分割；以及變形部，在對(duì)地圖顯示進(jìn)行變形而切換時(shí)，根據(jù)依照由所述三角形分割部進(jìn)行的三角形分割的結(jié)果來(lái)確定的多邊形內(nèi)的點(diǎn)信息，生成相位結(jié)構(gòu)與所述顯示切換前后的各地圖相等的中間地圖的地圖數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地圖顯示裝置，其特征在于，多邊形化部搜索在顯示切換前后的地圖之間對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，如果有僅存在于所述地圖之間 的一方中的點(diǎn)，則將與該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)追加到另一方的地圖上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地圖顯示裝置，其特征在于，多邊形化部通過對(duì)各地圖數(shù)據(jù)設(shè)定包圍地圖整體的相同的邊界框，將顯示切換前后的 地圖數(shù)據(jù)變換成由所述邊界框的外形框規(guī)定的多邊形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地圖顯示裝置，其特征在于，變形部用周邊的點(diǎn)的凸結(jié)合來(lái)表現(xiàn)依照由三角形分割部進(jìn)行的三角形分割的結(jié)果來(lái) 確定的多邊形內(nèi)的各點(diǎn)，通過用所述凸結(jié)合表現(xiàn)的點(diǎn)的線性內(nèi)插來(lái)生成中間地圖的地圖數(shù) 據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地圖顯示裝置，其特征在于，變形部在中間地圖中通過透過率的變化來(lái)表現(xiàn)僅存在于顯示切換前后的地圖之間的 一方中的點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地圖顯示裝置，其特征在于，變形部將僅存在于顯示切換前后的地圖之間的一方中的點(diǎn)映射到另一方的地圖的多 邊形內(nèi)的三角形中，生成使通過映射來(lái)確定的所述點(diǎn)的相對(duì)位置中的顯示產(chǎn)生了變化的中 間地圖的地圖數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地圖顯示裝置，其特征在于，變形部將通過三角形分割部得到的在顯示切換前后的地圖之間對(duì)應(yīng)的三角形的內(nèi)部 作為紋理，一邊進(jìn)行使透過率產(chǎn)生了變化的所述紋理的融合，一邊生成中間地圖的地圖數(shù) 據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地圖顯示裝置，其特征在于，多邊形化部將預(yù)先指定了對(duì)應(yīng)的點(diǎn)的各地圖數(shù)據(jù)變換成具有相互相同的相位結(jié)構(gòu)的 多邊形。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地圖顯示裝置，其特征在于，多邊形化部將縮尺不同的地圖數(shù)據(jù)變換成具有相互相同的相位結(jié)構(gòu)的多邊形，三角形分割部在通過所述多邊形化部得到的多邊形中，求出在所述縮尺不同的地圖之 間對(duì)應(yīng)的點(diǎn)的連接關(guān)系相等的三角形分割，變形部在對(duì)所述縮尺不同的地圖進(jìn)行變形而切換時(shí)，根據(jù)依照由所述三角形分割部進(jìn) 行的三角形分割的結(jié)果來(lái)確定的多邊形內(nèi)的點(diǎn)信息，生成中間地圖的地圖數(shù)據(jù)。
10.一種地圖顯示裝置，具備預(yù)處理部和后處理部，該預(yù)處理部具有多邊形化部，將顯示切換前后的地圖數(shù)據(jù)變換成具有相互相同的相位結(jié)構(gòu)的多邊形； 三角形分割部，在通過所述多邊形化部得到的多邊形中，求出在顯示切換前后的地圖 之間對(duì)應(yīng)的點(diǎn)的連接關(guān)系相等的三角形分割；以及存儲(chǔ)部，將通過所述三角形分割部得到的三角形分割的結(jié)果與對(duì)應(yīng)的地圖數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)起 來(lái)存儲(chǔ)，該后處理部具有 顯示部，顯示地圖數(shù)據(jù)；以及變形部，在對(duì)所述顯示部的地圖顯示進(jìn)行變形而切換時(shí)，根據(jù)依照從所述存儲(chǔ)部讀出 的三角形分割的結(jié)果來(lái)確定的多邊形內(nèi)的點(diǎn)信息，生成相位結(jié)構(gòu)與所述顯示切換前后的各 地圖相等的中間地圖的地圖數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明的地圖顯示裝置具備地圖多邊形化部5，將顯示切換前后的地圖數(shù)據(jù)變換成具有相互相同的相位結(jié)構(gòu)的多邊形；三角形分割部6，對(duì)該多邊形進(jìn)行三角形分割為在顯示切換前后的地圖之間對(duì)應(yīng)的點(diǎn)的連接關(guān)系相等的三角形；以及變形部7，在使地圖顯示變形而進(jìn)行切換時(shí)，生成相位結(jié)構(gòu)與顯示切換前后的各地圖相等的中間地圖的地圖數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)G09G5/00GK101946265SQ200880126989
公開日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2008年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月18日
發(fā)明者橫須賀佑介 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社