[发明专利]三维数据处理装置、三维图像生成装置以及导航装置

说明书

技术领域

本发明涉及使用立体物有关的立体图数据二维地显示三维空间的 三维数据处理技术、使用了该三维数据处理技术的三维图像生成装置、 以及安装了该三维图像生成装置的导航装置。

背景技术

为了使用立体物有关的立体图数据二维地显示三维空间，即为了进 行三维图形的描绘，计算机的运算处理发挥了核心的作用。通过使具有 图形处理功能的计算机实现高性能化和高度集成化(单片化)，能够在 各种技术领域中，例如配置在汽车等中的导航装置等中，配备三维图形 的描绘功能，实现立体地图显示。

在这样的三维图形的描绘中使用的光线跟踪法中，跟踪从视点朝向 立体物方向的光线，如果该光线与物体交叉，则求出该交点中的物体的 光的状态，通过把其投影在图像面上，求出二维图像。由于求出光线与 立体物的交点的交点计算非常耗费时间，所以需要高速化的方法。例如， 如果预先把成为二维显示对象的三维空间的观察空间内不重要的立体 物从描绘对象中除去，则可减轻描绘处理(三维图像描绘处理)。这样 的除去处理也叫选择处理，但为了使该选择处理进一步高速化，有使用 包围盒体(Bounding Volume)的方法。

以往的包围盒体具有球体(有限立方体)或正方体(有限立方体) 的简单形状，并内含1个或多个立体物。即，包围盒体是可覆盖全部立 体物的单纯形状体。通过判定该包围盒体与光线是否交叉，只把在包围 盒体与光线交叉的包围盒体所内含的立体物送出到最终的描绘处理，并 省略用于求出不要的立体物与光线的交点的运算，来实现描绘处理的高 速化。这样的包围盒体的各种设定方法是以往公知的(例如，专利文献 1、专利文献2)。

专利文献1：日本特开平6-168340号公报(段落编号0001-0017)

专利文献2：日本特开2003-271988号公报(段落编号0002-0022)

但是，在上述的以往的包围盒体的设定方法中，由于是以内含立体 物的方式设定包围盒体，所以，包围盒体无论是从哪个方向观察，都比 该立体物大。因此，存在着如下问题：当相对位于视点近前侧的前方包 围盒体而位于其后侧的后方包围盒体，被遮挡在被过大表现的前方包围 盒体的背后，如果由此被选择，则在最终被描绘的三维图像中不能看到 应看见的立体物(未描绘)。特别是由于作为在地图导航系统等中使用 的包围盒体，一般使用例如东经北纬坐标轴的与基准纵轴和基准横轴平 行的边作为截面的基准轴平行包围盒体，所以包围盒体远大于实际的立 体物(立体物的多边形)，因此该问题更为显著。另外，在使用了轴平 行包围盒体的情况下，如果从视点向立体物的视轴相对基准轴倾斜，则 由轴平行包围盒体遮挡的区域远大于实际立体物遮挡的区域，由此上述 的问题更加严重。

发明内容

本发明就是鉴于上述的问题而提出的，目的是提供一种作为包围盒 体而生成被简单化的形状体，并且在最终描绘的三维图像中减少不协调 感的三维数据处理技术、使用了该三维数据处理技术的三维图像生成装 置、以及安装了该三维图像生成装置的导航装置。

为了达到上述的目的，本发明的用于使用立体物有关的立体图数 据，二维地显示三维空间的三维数据处理装置的特征结构中，具有：包 围盒体生成单元，其使用各个立体物的立体图数据生成该立体物的包围 盒体；观察空间设定单元，其根据设定的视点设定观察空间；和选择处 理单元，其使用所生成的上述包围盒体来判定上述观察空间内的成为描 绘对象的立体物，上述包围盒体生成单元以与外框四边形内接的内框 (inner quadrangular frame)四边形作为基准面，生成该立体物的包围 盒体，该外框四边形包含成为处理对象的立体物的平面外形轮廓。

根据此特征结构，设定了以将立体物的平面外形轮廓包围的外框四 边形内接的内框四边形作为基准面，即截面(在地面水平时是底面)， 并上升了与该立体物的高度大小后的高度的包围盒体。由于该基准面是 与外框四边形内接的内框四边形，所以如果把该内框四边形与外框四边 形比较，则无论从任何方向观察，内框四边形的宽度都在外框四边形的 宽度以下。因此，减少了由于过大表现了内含的立体物的包围盒体，使 不需要选择的视点后方的包围盒体增多，使得在最终描绘的三维图像中 应看见的立体物不能看到(未描绘)这样的以往的问题。另外，由于成 为本发明的包围盒体的基准面的内框四边形与上述外框四边形内接，所 以也抑制了因该包围盒体过小表现实际的立体物而造成的弊害。