CN101248473A - 导航装置、导航方法及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种导航装置，该导航装置在交差点等分支地点向驾驶员提供上述分支地点附近的适当的图像，该图像用于驾驶员改变路径等。路径搜索部(102)搜索到达预设目的地的路径。摄像规则设定部(107)确定摄像部(109)的摄像规则，该规则适用于搜索出的路径上存在的分支地点。距离计算部(104)计算从车辆的位置到上述分支地点的位置之间的距离。控制部(108)基于上述确定的摄像规则，对应上述计算出的距离，变更在输出设备上显示的图像。

Description

导航装置、导航方法及车辆

技术领域

本发明涉及导航装置、导航方法及车辆，特别涉及将由车载摄像机等摄像装置摄像的图像提示给驾驶员并支援车辆的行驶的导航装置、导航方法及车辆。

背景技术

以往，公知有设置在车辆上、通过显示器向驾驶员提示行进方向来进行路径引导的导航装置。在这样的导航装置中，在HDD或DVD(Digital Versatile Disk：数字通用盘)中预先存储有地图信息。在该地图信息中包含与道路信息或交差点等分支地点有关的CG(Computer Graphics：电脑图形图像)数据。并且，通过在检测到车辆接近分支地点时，将表示引导路径(行进方向)的箭头与关于分支地点的CG数据重叠描绘，来对驾驶员通知本身应进入的路线。该关于分支地点的CG数据非常高精密，具有与实际的风景相类似的数据。但是，存在很多例如没有描绘出实际存在的本车前方车辆或新建设的设施等在各种方面与驾驶员所观察到的风景不同的情况。因此，对于驾驶员来说，产生了多余的负担，即需要认知由CG数据描绘的路线相当于实际风景中的何处。针对这样的问题，公开有下述技术，在车辆的前方设置摄像机，利用一定的摄像倍率对前方的风景进行摄像，若检测到已接近到离分支交差点规定距离以内，则随后伴随着对交差点的接近，与图像重叠显示大小与距离对应的引导箭头(例如专利文献1)。由此，由于驾驶员所观察到的风景与表示引导路径的图像一致，所以产生减轻驾驶员的认知负担的效果。

专利文献1：日本特开2000-155895号公报

但是，在专利文献1中记载的技术中，由于摄像倍率及摄像方位等被固定，所以在从交差点离开规定距离的地点(称为远隔地点)和交差点附近的地点(称为近旁地点)都很难将适当的图像提示给驾驶员。即，在远隔地点，为了容易认知在交差点上的行进方向，需要将摄像倍率设得较高来提示交差点附近的详细的风景，但是在这样的高倍率下，在近旁地点只能摄像到局部的范围，不能向驾驶员提供易理解的图像。另一方面，在近旁地点，若想要提供交差点附近的适当的图像，则必须将摄像倍率设得较低，但是在这样的低倍率下，在远隔地点，驾驶员很难确认交差点上的行进方向。

此外，还考虑到对于驾驶员来说进行左右转等路线变更时所需的信息根据到交差点的距离不同而不同。即，由于在远隔地点驾驶员需要进行路线变更所用的线索信息(“在位于交差点转角的银行处左转”等)，所以希望提示对交差点的中心部附近摄像后的图像，但是在近旁地点，不仅是线索信息，还必须确认路线变更后的周围状况(在左转之后的道路上存在步行者等障碍物)，需要提示使摄像方向变化而不仅对交差点中心部还对路线变更的方向进行摄像所得的图像。

因此，本发明的目的在于，提供一种导航装置，该导航装置在交差点等分支地点向驾驶员提供关于需要进行路线变更等的该分支地点附近的适当图像。

为了达到上述目的，本发明采用以下结构。

第一方案是一种导航装置，在画面上显示设置在车辆上并对该车辆的前方进行摄像的摄像机构所摄像的图像，具有：路径搜索机构，搜索到达由用户设定的目的地的路径；分支地点信息取得机构，取得在搜索到的路径上的分支地点的位置信息；位置信息检测机构，取得车辆的当前位置；距离计算机构，计算从车辆的当前位置到分支地点的位置的距离；以及控制机构，对应计算出的距离，变更在画面上显示的图像的显示倍率。此外，这里所说的图像包括动态图像和静止图像两者。另外，这里所说的在画面上显示的图像的显示倍率的变更，不仅是通过放大摄像机构所摄像的图像等来变更显示倍率，而且还包括通过调整摄像机构的摄像倍率本身来变更在画面上显示的图像的显示倍率。

第二方案是，在第一方案中，控制机构通过对应计算出的距离将摄像机构所摄像的图像的至少一部分区域放大到规定的显示尺寸，来变更显示倍率。

第三方案是，在第二方案中，控制机构通过使放大的区域的大小随着计算出的距离的变短而变大，并且将该区域放大到规定的显示尺寸，来变更显示倍率。

第四方案是，在第二方案中，控制机构通过将放大的区域相对摄像机构所摄像的图像而设定的位置进一步向分支地点上的车辆的分支方向所对应的方向移动，并且将该区域放大到规定的显示尺寸，来变更显示倍率。

第五方案是，在第四方案中，控制机构对应计算出的距离，使放大的区域相对摄像机构所摄像的图像而设定的位置的移动量变化。

第六方案是，在第二方案中，导航装置还具有：摄像规则设定机构，设定摄像机构的摄像规则，该摄像规则至少包括关于每个分支地点的摄像开始及结束定时的规则、和关于每个分支地点的摄像开始时放大的区域的大小的规则；以及道路宽度信息取得机构，取得关于分支地点所涉及的道路的道路宽度的信息，控制机构根据每个分支地点上的道路宽度和摄像规则，决定摄像开始时放大的区域的大小。

第七方案是，在第一方案中，控制机构通过对应计算出的距离使摄像机构的摄像倍率变化，来变更在画面上显示的图像的显示倍率。

第八方案是，在第七方案中，控制机构通过使摄像机构的摄像倍率随着计算出的距离变短而下降，来变更显示倍率。

第九方案是，在第七方案中，控制机构使摄像机构的摄像方位向分支地点上的车辆的分支方向变更，来变更摄像倍率。

第十方案是，在第九方案中，控制机构对应计算出的距离，使摄像机构的摄像方位的变更的角度变化。

第十一方案是，在第七方案中，还具有：摄像规则设定机构，设定摄像机构的摄像规则，该摄像规则至少包括关于每个分支地点的摄像开始及结束定时的规则、和关于每个分支地点的摄像开始时摄像机构的摄像倍率的规则；以及道路宽度信息取得机构，取得关于分支地点所涉及的道路的道路宽度的信息，控制机构根据每个分支地点上的道路宽度和摄像规则，决定摄像开始时的摄像倍率。

第十二方案是，在第七方案中，还具有识别机构，该识别机构通过进行图像识别，从由摄像机构摄像的图像中检测人，控制机构对应检测出的人的位置变更摄像机构的摄像方位之后，变更摄像倍率。

第十三方案是，在第一方案中，还具有虚拟视点变换机构，该虚拟视点变换机构将显示倍率变更后的图像视点变换成从虚拟视点观看的图像。

第十四方案是，在第十三方案中，虚拟视点变换机构使虚拟视点的高度随着与分支地点之间的距离的变短而相对变高。

第十五方案是，在第一方案中，还具有图像编辑机构，该图像编辑机构在由控制机构变更了显示倍率的图像上进一步重叠其他的图像。

第十六方案是一种导航方法，包括：摄像图像取得步骤，取得设置在车辆上并对该车辆的前方进行摄像的摄像机构所摄像的图像；信息取得步骤，取得到达由用户设定的目的地的路径、该路径上的分支地点的位置信息和车辆的当前位置；距离计算机构，计算从车辆的当前位置到分支地点的位置的距离；以及控制步骤，根据计算出的距离，变更在画面上显示的图像的显示倍率。

第十七方案是，在第十六方案中，在控制步骤中，通过对应计算出的距离将在摄像图像取得步骤中取得的图像的至少一部分区域放大到规定的显示尺寸，来变更显示倍率。

第十八方案是，在第十六方案中，在控制步骤中，通过对应计算出的距离使摄像机构的摄像倍率变化，来变更在画面上显示的图像的显示倍率。

第十九方案是一种车辆，具有：可设置摄像机构的车体，该摄像机构对移动方向前方涉及的风景进行摄像；以及导航装置，将摄像机构所摄像的图像显示在画面上；导航装置包括：路径搜索机构，搜索到达由用户设定的目的地的路径；分支地点信息取得机构，取得在搜索到的路径上的分支地点的位置信息；位置信息检测机构，取得移动体的当前位置；距离计算机构，计算从移动体的当前位置到分支地点的位置的距离；以及控制机构，对应计算出的距离，变更在画面上显示的图像的显示倍率。

第二十方案是，在第十九方案中，摄像机构被设置在车辆的车室内。

第二十一方案是，在第十九方案中，摄像机构被设置在车辆的车室外。

技术效果：

根据上述第一方案，可以对应分支地点和车辆之间的距离，以对于用户来说容易观看的大小(显示倍率)将分支地点的图像显示在画面上。由此，可以以对于用户来说必要的、容易掌握分支地点附近的图像的形式进行显示，可以使用户进行安全的驾驶。

根据上述第二方案，由于将所摄像的图像的一部分放大显示，所以可以向用户提供更容易掌握分支地点状况的状态下的图像。

根据上述第三方案，可以在逐渐接近分支地点的过程中，提供摄到大致相同范围的关于该分支地点的图像。由此，可以在总是容易掌握的状态下提供分支地点图像。

根据上述第四至第五方案，可以在本车接近交差点附近时，预先将分支方向的图像提示给用户来催促注意。由此，用户可以在注意到右转或左转之后的道路状况等的情况下进行驾驶。

根据上述第六方案，可以提供与分支地点的道路宽度相对应的适当大小的图像。由此，可以提供对于用户来说更容易掌握分支地点状况的图像。

根据上述第七方案，由于对分支地点的图像进行变焦摄影，所以可以在鲜明的状态下提供关于分支地点的图像。由此，可以使用户容易掌握分支地点的状况。

根据上述第八至第十一方案，可以获得与上述第三至第六方案相同的效果。

根据上述第十二方案，可以对步行者等人物进行图像识别，并使摄像机构的摄像方位变化到可以摄到该人物。由此，可以使用户容易注意到步行者的存在，其结果是，可以进行更加安全的驾驶。

根据上述第十三至十四方案，由于可以提供从高视点观看的分支地点附近的图像，所以关于分支地点附近的状况，可以以更加容易掌握的形式提供信息。

根据上述第十五方案，可以进行在显示倍率变更后的图像上重叠箭头图像等编辑，可以以更加容易理解的形式向用户进行导航。

此外，根据本方案的导航方法，可以获得与上述第一、第二和第七方案相同的效果。

此外，根据上述第十九方案，可以获得与上述第一方案相同的效果。

根据上述第二十方案，由于将摄像机构设置在车室的内部，所以可以防止摄像机构变脏或被盗窃。

根据上述第二十一方案，由于将摄像机构设置在车室外，所以与设置在车室内相比，可以在不会障碍物遮挡的宽范围内对车外的风景进行摄像。其结果是，可以收集并向用户提供更多的信息。

附图说明

图1是本发明的实施方式中的导航装置的框图。

图2是示意地表示距离交差点前300m的地点上在摄像机映出的图像的附图。

图3是示意地表示距离交差点前100m的地点上在摄像机映出的图像的附图。

图4是示意地表示距离交差点前50m的地点上在摄像机映出的图像的附图。

图5是表示引导定时管理器(master)50的数据结构的一个例子的附图。

图6是表示初始显示区域表60的数据结构的一个例子的附图。

图7是示意地表现交差点的附图。

图8是表示变化率管理器80的数据结构的一个例子的附图。

图9是表示变焦倍率的变化量的一个例子的图表。

图10是表示交差点摄像可能区域的附图。

图11是表示本实施方式中的导航处理的细节的流程图。

图12是表示在图11的步骤S103所示的摄像规则设定处理的细节的流程图。

图13是示意地表示将显示对象区域向行进方向移位的样子的附图。

图14是示意地表示将显示对象区域向上下方向移位的样子的附图。

图15是用于突出说明视点变换的附图。

图16是表示在50m地点上的视点变换的效果的模式图。

图17是表示第二实施方式涉及的导航装置中进行的导航处理的流程图。

图18是示意地表示第二实施方式中的分支地点的图像的附图。

图19是示意地表示第二实施方式中的分支地点的图像的附图。

图20是示意地表示第二实施方式中的分支地点的图像的附图。

符号说明

101  输入部

102  路径搜索部

103  位置信息检测部

104  距离计算部

105  地图数据库

106  摄像规则存储部

107  摄像规则设定部

108  控制部

109  摄像部

110  显示部

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。此外，本发明并不限定于该实施例。

(第一实施方式)

图1是表示本发明的第一实施方式涉及的导航装置(以下称为导航装置)的结构的框图。在图1中，导航装置10包括输入部101、路径搜索部102、位置信息检测部103、距离计算部104、地图数据库105、摄像规则存储部106、摄像规则设定部107、控制部108、摄像部109以及显示部110。

输入部101是用于向导航装置输入与目的地有关的信息的机构，通过遥控器或触摸面板、声音输入用的麦克风等构成。

路径搜索部102参照从上述输入部101输入的与目的地有关的信息、由位置信息检测部103检测出的本车位置信息以及地图数据库105，搜索到达目的地的路径。

位置信息检测部103取得由以安装在车辆上的GPS(GlobalPositioning System：全球定位系统)等为代表的测位传感器测量的与本车位置有关的信息。

距离计算部104参照由位置信息检测部103检测出的本车位置信息，对由路径搜索部102搜索到的路径上的分支地点(本车进行右转、左转等路线变更的地点)，计算出在本车当前所在地以后的路线上的、最初进入的分支地点和本车位置之间的距离。

地图数据库105是存储路径引导及搜索所需的地图信息的机构。例如通过HDD或DVD来实现。

摄像规则存储部106中存储与使用上述摄像部109对分支地点摄像时的规则(以下称为“摄像规则”)有关的数据。后面叙述在摄像规则存储部106中存储的数据的细节。

摄像规则设定部107提取由路径搜索部102搜索到的路径上的分支地点。并且，参照存储在地图数据库105中的与分支地点所涉及的道路的道路宽度有关的信息以及摄像规则存储部106，对各个分支地点设定摄像的开始、结束定时等摄像规则。此外，摄像规则设定部107向控制部108输出该设定的摄像规则。

控制部108基于上述摄像规则，控制摄像部109。此外，控制部108向显示部110输出由摄像部109摄像的图像。

摄像部109对车辆的前方进行摄像。摄像部109例如通过CCD(Charge Couple Devices：电荷耦合器件)摄像机或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互补金属氧化半导体)摄像机等来实现。该摄像机在车内、车外都可以设置，优选设置在离路面较高的位置，例如，如果在车内，则设置在内视镜附近的位置，如果在车外，则设置在车体的顶部等。此外，在本实施方式中，为了方便说明，摄像部109被预先设置在假设前方300m存在作为分支地点的交差点的情况下使该交差点进入摄像机图像的中心的位置、朝向。

显示部110显示由摄像部109摄像的图像。显示部110通过液晶显示器、抬头显示器以及将图像投影在挡风玻璃上的投影装置等来实现。

接着，说明本实施方式中的导航装置进行的导航的概要。首先，驾驶员乘上车，将目的地信息输入导航装置，由此，导航装置搜索到达目的地的路径。如果可以搜索到该路径，则提取在路径上存在的应右转或左转的交差点及高速道路的出口等分支地点，对每个分支地点设置如上所述的摄像规则。在本实施方式中设为，设定了从分支地点前300m处开始导航、到达分支地点之后结束导航的摄像规则。然后，驾驶员开始驾驶。并且，如本车接近到距离成为分支地点的交差点前(以下称为分支交差点)300m的距离处，则通过摄像部109(以下称为摄像机)开始车辆前方的图像的摄像。与此同时，显示部110上显示由该摄像机摄像的实际拍摄图像。此时，在显示部110上利用数字变焦仅放大由摄像机摄像的图像中的、分支交差点附近的图像区域，进而，显示重叠有表示交差点处的行进方向的箭头的图像。然后，随着接近分支交差点，渐渐使成为数字变焦对象的区域变大，渐渐降低变焦的倍率。即，在显示部110上总是在大致相同的范围内显示分支交差点附近的图像。

图2至图4是示意地表示该导航的概要的附图。首先，图2(A)是示意地表示距离交差点前300m的地点上在摄像机映出的图像的附图。对于该图像，在显示部110上显示了图2(B)所示的图像。也就是说，仅对图2(A)所示的摄像机图像的正中央附近的区域21(以下称为显示对象区域)进行数字变焦(这里设为10倍)之后，显示在显示部110上。图3是表示接近到100m之前的地点时摄像机捕获的图像(图3(A))和在显示部110上显示的图像(图3(B))的附图。如图3(A)所示，在摄像机图像中形成比300m之前的地点的图像更接近交差点的图像。对于该图像，使显示对象区域21比300m之前时变得更大，降低变焦倍率(这里设为7倍)之后，显示在显示部110上。其结果是，如图3(B)所示，作为导航的画面，在与300m之前时大致相同的范围内显示分支交差点附近的图像。图4是表示接近到50m之前的地点时、摄像机(图4(A))和显示部110(图4(B))的图像的附图。若成为该状态，则摄像机的图像是相当接近分支交差点的图像。对于该图像，使显示对象区域21比100m之前时的显示对象区域21变得更大，进一步降低变焦倍率(这里设为2倍)之后，显示在显示部110上。其结果是，如图4(B)所示，在显示部110上，在与300m及100m之前时大致相同的范围内显示分支交差点附近的图像。并且，如果通过分支交差点，则结束该引导。如上所述，通过对应本车和分支地点之间的距离，适当改变摄像机图像中的显示对象区域(即应数字变焦的区域)和该变焦倍率并显示在画面上，可以对驾驶员总是显示交差点附近的适当的图像。

接着，说明执行本实施方式的导航处理所需的各种表。在本实施方式中，使用引导定时管理器50、初始显示区域表60以及变化率管理器80。引导定时管理器50以及变化率管理器80是预先制作并存储在摄像规则存储部106中的表。另一方面，初始显示区域表60由上述摄像规则设定部107生成，并存储在未图示的存储器中。并且，控制部108参照该存储器中存储的初始显示区域表60，控制摄像部109。

图5是表示引导定时管理器50的数据结构的一个例子的附图。引导定时管理器50包括开始距离51和结束距离52。开始距离和结束距离表示对驾驶员进行路线引导的期间。若车辆相对分支地点接近到开始距离，则开始提示图像的引导，如果到达结束距离，则结束该引导。在本实施方式中，设开始距离是300m，结束距离是0m，来进行以下说明。此外，开始距离和结束距离并不限于此，例如，当然也可以在分支交差点的50m之前结束引导。

图6是表示初始显示区域表60的数据结构的一个例子的附图。初始显示区域表60包括分支地点ID61、初始显示区域坐标62和初始倍率63的集合。分支地点ID61是用于识别上述各分支地点的ID。初始显示区域坐标62用于表示由摄像部109摄像的图像中的、在导航开始时应显示在显示部110上的显示对象区域。初始倍率63是导航开始时的数字变焦的倍率。这里，说明初始显示区域。所谓初始显示区域，表示在对驾驶员开始图像的提示时(在上述例中是接近到距离分支交差点300m的时刻)应显示在显示部110上的实际风景的图像区域(即导航开始时的显示对象区域)。利用图7说明初始显示区域。图7是示意地表现分支交差点的附图。在图7中，在设分支交差点的宽度是αm时，设定初始显示区域的水平方向的宽度至少可显示包含其左右各δm的区域。换言之，预先设定摄像部109的安装位置及摄像倍率，以便可以摄像到包括该区域的充分宽范围的图像。关于分支交差点宽度的信息存储在上述地图数据库105中。因此，参照地图数据库105对每个分支交差点适当地设定初始显示区域。若确定了到达分支交差点的距离以及摄像范围的水平方向的宽度，则唯一决定初始显示区域的大小。此外，关于包括初始显示区域的显示对象区域，在本实施方式中决定为摄像机图像的中心点与显示对象区域的中心点一致。但是，并不限于此，显示对象区域也可以例如设定为显示分支交差点前50m的区域。即，也可以将显示对象区域决定为，显示对象区域的中心点相对摄像机图像的中心点来说在下方。此外，在地图数据库105中没有存储关于分支交差点宽度的信息的情况下，也可以使用与道路的车线数量相关的信息和车线宽度的概算值等来进行决定。

图8是表示变化率管理器80的数据结构的一个例子的附图。变化率管理器80包括初始倍率81和到达分支地点的各距离的各距离倍率82的集合。初始倍率81对应上述初始倍率61。各距离倍率82表示应对应到达分支地点的距离对显示对象区域实施的数字变焦的倍率。这里，说明该变化率。这里所谓的变化率，表示应按照本车和分支地点之间的距离对显示对象区域实施的数字变焦的倍率的变化量。图9中显示该倍率变化的一个例子。图9表示下述规则，在设为了路线引导而开始图像提示的位置(到达分支地点的距离为300m)上的数字变焦的倍率为10.0时，每一定的比例使倍率下降直到到达分支地点的距离为30m时倍率成为1为止。利用图10说明设置这样的规则的效果。在倍率与到达分支地点的距离无关而是恒定值时，如图10(A)所示，若设定在远隔地点(例如到达分支地点的距离为300m)将分支交差点附近包含在摄像对象区域中的摄像倍率，则在近旁地点(例如到达分支地点的距离为30m)不能对分支交差点整体进行摄像。与此相对，如果定义了随着对分支地点的接近而降低摄像倍率(即，使摄像视角变大)的摄像变化率，则如图10(B)所示，在远隔地点和近旁地点的任一处都可以对分支交差点整体进行摄像，可以对驾驶员提供适当的图像。

此外，变化率并不限于上述数值(在距离30m处为1倍等)，可以考虑摄像机的性能及对车辆的安装位置等各种条件来任意决定。此外，单位变化量也可以不是图9所示的恒定值，而任意设定，例如越接近分支地点则变化量越大或越小等。

以下，利用图11～图12，说明由导航装置100进行的导航处理的详细动作。图11是表示本实施方式中的导航处理的细节的流程图。在图11中，首先，路径搜索部102判断是否经由输入部101由驾驶员输入了目的地信息(步骤S101)。如果其结果是没有输入目的地信息(步骤S101中为“否”)，则重复该判断，直到目的地信息被输入。另一方面，如果输入了目的地信息(步骤S101中为“是”)，则路径搜索部102取得由位置信息检测部103检测出的本车位置信息，并基于此进行到达目的地的路径的搜索(步骤S102)。

接着，摄像规则设定部107从地图数据库105取得与搜索到的路径中的分支地点有关的信息，参照摄像规则存储部106，进行用于设定各分支地点上的摄像规则的摄像规则设定处理(步骤S103)。图12是表示在上述步骤S103中所示的摄像规则设定处理的细节的流程图。在图12中，首先，摄像规则设定部107从路径搜索部102取得在图11的步骤S102中搜索到路径上存在的分支地点的信息(步骤S201)。在该信息中至少包含关于分支地点的位置信息和分支地点涉及的道路的道路宽度的数据。

接着，摄像规则设定部107从摄像规则存储部106参照引导定时管理器50，取得开始距离51和结束距离52(步骤S202)。这里，对所有的分支地点设开始距离为300m，结束距离为0m。即，在来到分支地点之前300m时在显示部110上显示如下所述的导航画面(以下称为导航画面)，若到达该分支地点，则结束导航画面的显示。

接着，摄像规则设定部107设定各分支地点上的初始摄像区域(步骤S203)。即，进行上述初始显示区域表60的生成。若更加具体地说明该步骤S203的处理，摄像规则设定部107按照在步骤S201取得的各分支地点的道路宽度，附加规定的边部，决定初始显示区域的水平宽度。接着，按照该水平宽度，决定规定的垂直方向的宽度，来决定初始显示区域坐标62。接着，基于上述水平宽度和上述开始距离51，设定成为显示导航画面时的数字变焦倍率的初始倍率63。此外，利用像素单位的坐标对摄像机图像指定显示对象区域的大小。

接着，摄像规则设定部107设定变化率(步骤S204)。具体来说，摄像规则设定部107按照上述初始倍率63，从上述变化率管理器80读入各距离倍率82，并与成为对象的分支地点相关联地存储在存储器中。

接着，对路径上的所有分支地点判断是否设定了上述摄像规则(步骤S205)。在没有对所有分支地点设定摄像规则的情况下(步骤S205中为“否”)，摄像规则设定部107返回上述步骤S201，重复处理。另一方面，在对所有分支地点设定了摄像规则的情况下(步骤S205中为“是”)，摄像规则设定部107结束该摄像规则设定处理。

返回图11，在步骤S103的处理之后，距离计算部104计算本车位置和到达分支地点的距离，并将该计算结果通知给控制部108(步骤S104)。

接着，控制部108判断由距离计算部104计算出的距离在控制部108中是否小于由摄像规则设定部107设定的开始距离51(即是否进入分支地点之前300m以内)(步骤S105)。在该判断结果不是小于开始距离51的情况下(步骤S105中为“否”)，返回步骤S104，重复处理。另一方面，在是小于开始距离51的情况下(步骤S105中为“是”)，控制部108根据由摄像规则设定部107设定的摄像规则，控制摄像部109(步骤S106)。具体来说，控制部108使摄像机进行摄像，并切取如上所述的显示对象区域。并且，控制部108基于与上述计算出的距离对应的各距离倍率82，对该显示对象区域进行数字变焦来生成图像。

接着，控制部108生成重叠了(覆盖)表示分支地点上的行进方向的箭头图像22(参照图2(B)等)后的图像(步骤S107)。若更加具体地说明该步骤S107的处理，首先，控制部108根据到达分支地点的距离和摄像机的朝向，计算箭头的角度、倾斜度和大小。并且，基于该计算结果生成箭头图像22。最后，通过将生成的箭头图像22重叠在实施了上述数字变焦后的图像上，来生成导航图像。

接着，控制部108向显示部110输出在上述步骤S107中生成的导航图像(步骤S108)。即，在显示部110上显示上述图2(B)所示的图像。

接着，控制部108判断分支地点和本车之间的距离是否达到结束距离52(步骤S109)。在其结果是还没有达到结束距离52(步骤S109中为“否”)时，返回步骤S104，重复处理。另一方面，在达到结束距离52(步骤S 109中为“是”)时，结束对摄像部109的控制以及对显示部110的图像输出，使处理进入下一步骤S110。

在步骤S110中，控制部108判断是否到达目的地(步骤S110)。在其结果是还没有到达目的地(步骤S110中为“否”)时，对剩下的分支地点重复步骤S104以后的处理，直到到达目的地为止。另一方面，如果到达目的地(步骤S110中为“是”)，则结束该导航处理。

这样，在第一实施方式中，在利用由设置在车辆上的摄像机摄像的分支地点的图像进行路径引导时，对应到达分支地点的距离，从摄像机的图像中切取对于驾驶员来说是必要的实际风景的图像，并放大来进行提示。由此，可以以容易掌握的形式，显示对驾驶员来说是必要的分支地点附近的图像，可以使驾驶员进行安全的驾驶。

此外，在上述实施方式中，关于显示对象区域，总是使其中心点和摄像机图像的中心点相一致，但并不限于此，也可以对应到分支地点的距离，使显示对象区域的中心点例如向行进方向(分支方向)移位。图13是示意地表示将显示对象区域向行进方向移位的样子的附图。在图13中，范围121表示在分支交差点的300m之前的时刻的显示对象区域。在该分支交差点的路线是右转的情况下，由于在本车接近分支交差点附近时必须注意右转后的道路状况等(为了不与步行者接触)来进行驾驶，所以希望向驾驶员预先提示右转方向的图像来提起注意，因此，也可以随着对分支交差点的接近，将显示对象区域从初始的范围121向作为本车行进方向的范围122移位。具体来说，只要在上述变化率管理器中对应到达分支地点的距离来定义显示对象区域的移位量(错开几个像素)即可。或者，根据车辆的当前所在地坐标、分支地点(节点)的坐标和车辆的方向，算出移位量。并且，在上述步骤S106中，控制部108只要对应该分支地点上的行进方向和上述移位量，将显示对象区域向左或右移位之后切取该区域，并实施数字变焦即可。此外，不仅是这样的左右方向移动，而且还可以定义如图14所示向上下方向的移动，或者上下、左右方向的双向移动。

进而，不仅是行进方向，例如也可以根据步行者等物体使显示对象区域变化。此时，例如使控制部108具有图像识别功能。并且，也可以分析所摄像的图像，在行进方向检测出步行者时，使显示对象区域适当移位，来使该步行者包含在显示对象区域中。由此，可以容易地观察步行者等，使驾驶员进行更加安全的驾驶。

此外，也可以对伴随着对分支地点的接近来进行摄像的图像进行视点变换。利用图15和图16说明该视点变换。所谓视点变换，是通过对实际图像进行坐标变换来生成从与实际不同的视点(虚拟视点)观看的图像的技术。此时，在摄像规则存储部106中预先保存坐标变换表，该坐标变换表中存储了用于坐标变换的规定的规则。并且，控制部108按照该坐标变换表的规则，进行视点变换，并显示在显示部110上即可。例如，在坐标变换表中预先定义了两种规则，这两种规则是：用于变换为图15(B)所示的高h2、摄像机光轴的俯角(摄像机光轴相对与地面平行的面朝下的角度)ω2的视点的规则(虚拟视点1用规则)；以及用于变换为图15(C)所示的高h3、俯角ω3的视点的规则(虚拟视点2用规则)。并且，对摄像的图像，例如在距离分支地点50m到70m之间适用虚拟视点2用规则，在50m以内适用虚拟视点3用规则，来进行坐标变换，并将生成的图像提示给驾驶员。具体来说，摄像规则设定部107决定下述事项，即，在引导开始定时之后，在本车位置处于距离分支地点50m到70m之间的地点时，对图像进行变换到虚拟视点1的视点变换，在距离分支地点50m以内的地点，对图像进行变换到虚拟视点2的视点变换。控制部108利用摄像规则设定部107对应由距离计算部104算出的本车位置和到达分支地点的距离而选择出的坐标变换表，对由摄像部109摄像的图像实施坐标变换处理，并显示在显示部110上。这里，若设如图15(A)所示搭载在车辆上的摄像部109的高度为h1，俯角为ω1(以上称为摄像机视点)，则成立h1＜h2＜h3、ω1＜ω2＜ω3的关系。即，随着对分支地点的接近，视点变换成视点更高的图像。

这里，说明视点变换的算法。根据摄像机视点下的摄像部109的摄像机参数和虚拟视点2的摄像机参数，几何学上唯一确定将在摄像机视点下摄像的图像变换为从虚拟视点2观看的图像的算法。以下叙述该方法。首先，第一步骤中，求出根据虚拟视点下的摄像机参数求出的地面坐标系和该虚拟视点下的虚拟摄像元件面坐标系之间的对应关系。由此，算出虚拟摄像元件面坐标系的各像素与地面坐标系上的哪个位置相当。在第二步骤中，求出虚拟视点2下的地面坐标系与根据摄像部109的摄像机参数求出的地面坐标系之间的对应关系。由此，算出虚拟视点2下的地面坐标系的各坐标与摄像部109的摄像机参数中的地面坐标系上的哪个位置相当。在第三步骤中，求出摄像部109的摄像机参数中的地面坐标系和摄像部109的摄像机参数中的摄像元件面坐标系之间的对应关系。由此，算出摄像部109的摄像机参数中的地面坐标系的各坐标与摄像部109的摄像机参数中的摄像元件面坐标系上的哪个位置相当。通过进行这样的处理，摄像部109的摄像元件面坐标系和虚拟视点2下的虚拟摄像元件面坐标系相对应，作为变换表存储在摄像规则存储部106中。以上处理可用于摄像机参数是已知的任意虚拟视点。

图16是表示在50m地点上的视点变换的效果的模式图。图16(A)是在该地点的摄像机视点下的摄像图像，图16(B)是对虚拟视点2实施了坐标变化处理后的图像。若通过视点变换将分支交差点变换成从较高视点观看的图像，则如图16(B)所示，远离交差点的区域β从显示对象区域脱离，但是更大地显示了分支交差点附近的区域α。因此，驾驶员可以更加容易地掌握分支交差点附近的状况。

这样，通过变换视点，可以提供对驾驶员来说更加有用的信息。以下更详细地说明该点。若接近分支地点，则为了确定分支方向等，而需要更加详细的信息(“在那个便利店的对面左转”、“在那个信号器紧前面左转”等)。因此，对于驾驶员来说，如图15的区域β那样远离分支地点的区域的信息并不是那么重要，而区域α的详细信息更加必要。因此，通过随着对分支地点的接近而向高视点进行视点变换，可以使区域α变大来详细地显示。由此，即使是在图16(A)的区域α中难以确认的物体，在图16(B)的区域α中也容易确认，此外，还可以放大描绘所重叠的引导箭头的表示分支方向的部分的宽度，因此，产生下述效果，即，对驾驶员来说，自己对分支方向的判断变得容易。

(第二实施方式)

接着，参照图17至图20，说明本发明的第二实施方式。在上述第一实施方式中，从摄像机图像中切取规定的区域来实施数字变焦并显示。与此相对，在第二实施方式中，不使用数字变焦，而使用光学变焦。此外，该实施方式涉及的导航装置除了在摄像部109包含为了光学变焦而驱动透镜的第一驱动机构(未图示)以及用于改变摄像部109的朝向的第二驱动机构(未图示)之外，其他与上述第一实施方式相同，所以赋予相同的参照符号，而省略详细的说明。

接着，说明在第二实施方式中使用的数据。在本实施方式中使用的数据基本上与第一实施方式相同，但是使用图8记述了的变化率管理器80的各距离倍率82表示摄像部109的光学变焦的倍率，这点与第一实施方式不同。此外，初始显示区域表60的初始倍率63也表示光学变焦的倍率。即，对应各个分支地点的道路宽度，设定导航开始时的光学变焦的倍率。

下面，利用图17～图20说明本发明的第二实施方式涉及的导航处理。图17是表示第二实施方式涉及的导航装置中进行的导航处理的流程图。第二实施方式中进行的导航处理除了步骤S306之外，基本上与利用图10说明的第一实施方式中的导航处理相同。因此，对于相同的处理，省略详细的说明。

在图17中，步骤S105的处理之后，控制部108进行摄像控制(步骤S306)。在第一实施方式中的摄像控制(步骤S106)中，控制部108通过摄像机进行摄像，从该图像中切取显示对象区域。与此相对，在本实施方式中的摄像控制的处理中，控制部108按照上述变化率管理器80的各距离倍率82使摄像机的倍率变化，即，进行光学变焦来对前方的图像进行摄像。也就是说，通过对应距离使摄像机的摄像倍率变化，从而无论怎样的距离，都可以拍到大致相同的范围的风景。并且，在步骤S107中，控制部108将箭头图像22重叠在该摄像的图像上，在步骤S108进行输出。

利用图18～图20补充说明上述步骤S306的处理。首先，图18(A)是示意地表示分支交差点之前300m处的摄像机图像的附图。此外，图18(B)是示意地表示此时显示在显示部110上的图像的附图。此时的初始倍率是10倍。其结果是，摄像机图像本身成为将分支交差点提高变焦倍率之后的图像，所以通过在该图像上原样重叠箭头图像22，从而生成导航画面(图18(B))。图19是示意地表示100m之前的图像的附图。在该时刻，摄像倍率是5倍。在该图像(图19(A))上重叠箭头图像22，来生成导航画面(图19(B))。图20是示意地表示50m之前的图像的附图。在该时刻，摄像机的摄像倍率是2倍。在该摄像机图像(图20(A))上重叠箭头图像22，来生成导航画面(图20(B))。

这样，通过对应距离使摄像倍率变化，摄到将分支交差点附近放大之后的摄像机图像(即拍到大致相同的范围的图像)，因此仅通过将箭头图像22重叠在该图像上，就可以生成导航画面。此外，由于原样输出提高变焦倍率之后的图像，所以与实施数字变焦之后输出的情况相比，可以提供鲜明的图像。

此外，在上述步骤S306中，也可以是，控制部108对应与分支地点之间的距离，使摄像机的朝向(摄像方位)向着车辆的分支方向。这种方式的理由与利用图12记述的第一实施方式中的配合车辆行进方向移动显示对象区域位置的情况相同。

进而，也可以组合使用上述光学变焦和在第一实施方式中说明的数字变焦。例如，也可以对于利用光学变焦5倍而摄像的图像，切取规定的显示对象区域，并实施2倍的数字变焦之后进行显示。由此，可以抑制搭载高倍率的光学变焦机构的成本，与仅用数字变焦的情况相比，还可以向驾驶员提供鲜明的图像。

此外，也可以在摄像部109中包含上述图1的距离计算部104、摄像规则设定部107和控制部108。例如，将来自路径搜索部102和距离计算部104的与导航有关的信息输出到与导航装置相独立的摄像机单元(摄像部109)中。并且，在摄像机单元中，通过进行上述摄像规则的设定及摄像倍率的控制及图像的编辑等，来生成应提示给驾驶员的图像。然后，将该生成的图像输出到导航装置，导航装置显示该图像即可。此外，也可以使上述图1的距离计算部104、摄像规则设定部107和控制部108包含在与导航装置和摄像机都相独立的外部的单元(例如摄像机控制单元)中。此时，该外部单元从导航装置取得路径信息及位置信息，设定上述摄像规则，并向摄像机输出控制摄像机的信号即可。并且，从摄像机取得图像，进行上述数字变焦及重叠箭头等处理之后，将处理后的图像输出到导航装置即可。

此外，也可以以使计算机执行的程序的形式提供上述各实施方式。此时，读取在上述摄像规则存储部106中存储的导航程序，控制部108执行图11、12所示的处理即可。此外，也可以以搭载有上述导航装置的车辆等移动体的形式提供。

工业实用性

本发明涉及的导航装置、方法及车辆可以对应分支地点与车辆之间的距离而使应引导显示的图像变化，用于车辆内设置的汽车导航装置、显示器等图像显示装置、车载信息终端、摄像机单元及摄像机控制用的控制单元等。

Claims (21)

1、一种导航装置，在画面上显示设置在车辆上并对该车辆的前方进行摄像的摄像机构所摄像的图像，其特征在于，具有：

路径搜索机构，搜索到达由用户设定的目的地的路径；

分支地点信息取得机构，取得在上述搜索到的路径上的分支地点的位置信息；

位置信息检测机构，取得上述车辆的当前位置；

距离计算机构，计算从上述车辆的当前位置到上述分支地点的位置的距离；以及

控制机构，对应上述计算出的距离，变更在上述画面上显示的图像的显示倍率。

2、根据权利要求1所述的导航装置，其特征在于，上述控制机构通过对应上述计算出的距离将上述摄像机构所摄像的图像的至少一部分区域放大到规定的显示尺寸，来变更上述显示倍率。

3、根据权利要求2所述的导航装置，其特征在于，上述控制机构通过使上述放大的区域的大小随着上述计算出的距离的变短而变大，并且将该区域放大到上述规定的显示尺寸，来变更上述显示倍率。

4、根据权利要求2所述的导航装置，其特征在于，上述控制机构通过将上述放大的区域相对上述摄像机构所摄像的图像而设定的位置进一步向上述分支地点上的车辆的分支方向所对应的方向移动，并且将该区域放大到上述规定的显示尺寸，来变更上述显示倍率。

5、根据权利要求4所述的导航装置，其特征在于，上述控制机构对应上述计算出的距离，使上述放大的区域相对上述摄像机构所摄像的图像而设定的位置的移动量变化。

6、根据权利要求2所述的导航装置，其特征在于，上述导航装置还具有：

摄像规则设定机构，设定上述摄像机构的摄像规则，该摄像规则至少包括关于每个上述分支地点的摄像开始及结束定时的规则、和关于每个上述分支地点的摄像开始时上述放大的区域的大小的规则；以及

道路宽度信息取得机构，取得关于上述分支地点所涉及的道路的道路宽度的信息，

上述控制机构根据每个上述分支地点上的道路宽度和上述摄像规则，决定上述摄像开始时上述放大的区域的大小。

7、根据权利要求1所述的导航装置，其特征在于，上述控制机构通过对应上述计算出的距离使上述摄像机构的摄像倍率变化，来变更在上述画面上显示的图像的显示倍率。

8、根据权利要求7所述的导航装置，其特征在于，上述控制机构通过使上述摄像机构的摄像倍率随着上述计算出的距离的变短而下降，来变更上述显示倍率。

9、根据权利要求7所述的导航装置，其特征在于，上述控制机构还使上述摄像机构的摄像方位向上述分支地点上的车辆的分支方向变更，来变更上述摄像倍率。

10、根据权利要求9所述的导航装置，其特征在于，上述控制机构对应上述计算出的距离，使上述摄像机构的摄像方位的变更的角度变化。

11、根据权利要求7所述的导航装置，其特征在于，上述导航装置还具有：

摄像规则设定机构，设定上述摄像机构的摄像规则，该摄像规则至少包括关于每个上述分支地点的摄像开始及结束定时的规则、和关于每个上述分支地点的摄像开始时上述摄像机构的摄像倍率的规则；以及

道路宽度信息取得机构，取得关于上述分支地点所涉及的道路的道路宽度的信息，

上述控制机构根据每个上述分支地点上的道路宽度和上述摄像规则，决定上述摄像开始时的上述摄像倍率。

12、根据权利要求7所述的导航装置，其特征在于，上述导航装置还具有识别机构，该识别机构通过进行图像识别，从由上述摄像机构摄像的图像中检测人，

上述控制机构对应上述检测出的人的位置变更上述摄像机构的摄像方位之后，变更上述摄像倍率。

13、根据权利要求1所述的导航装置，其特征在于，还具有虚拟视点变换机构，该虚拟视点变换机构将上述显示倍率变更后的图像视点变换成从虚拟视点观看的图像。

14、根据权利要求13所述的导航装置，其特征在于，上述虚拟视点变换机构使上述虚拟视点的高度随着与上述分支地点之间的距离的变短而相对变高。

15、根据权利要求1所述的导航装置，其特征在于，还具有图像编辑机构，该图像编辑机构在由上述控制机构变更了上述显示倍率的图像上进一步重叠其他的图像。

16、一种导航方法，其特征在于，包括：

摄像图像取得步骤，取得设置在车辆上并对该车辆的前方进行摄像的摄像机构所摄像的图像；

信息取得步骤，取得到达由用户设定的目的地的路径、该路径上的分支地点的位置信息和上述车辆的当前位置；

距离计算机构，计算从上述车辆的当前位置到上述分支地点的位置的距离；以及

控制步骤，根据上述计算出的距离，变更在画面上显示的上述图像的显示倍率。

17、根据权利要求16所述的导航方法，其特征在于，在上述控制步骤中，通过对应上述计算出的距离将在上述摄像图像取得步骤中取得的图像的至少一部分区域放大到规定的显示尺寸，来变更上述显示倍率。

18、根据权利要求16所述的导航方法，其特征在于，在上述控制步骤中，通过对应上述计算出的距离使上述摄像机构的摄像倍率变化，来变更在上述画面上显示的图像的显示倍率。

19、一种车辆，其特征在于，具有：

可设置摄像机构的车体，该摄像机构对移动方向前方涉及的风景进行摄像；以及

导航装置，将上述摄像机构所摄像的图像显示在画面上；

上述导航装置包括：

路径搜索机构，搜索到达由用户设定的目的地的路径；

分支地点信息取得机构，取得在上述搜索到的路径上的分支地点的位置信息；

位置信息检测机构，取得上述移动体的当前位置；

距离计算机构，计算从上述移动体的当前位置到上述分支地点的位置的距离；以及

控制机构，对应上述计算出的距离，变更在上述画面上显示的图像的显示倍率。

20、根据权利要求19所述的车辆，其特征在于，上述摄像机构被设置在上述车辆的车室内。

21、根据权利要求19所述的车辆，其特征在于，上述摄像机构被设置在上述车辆的车室外。

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