CN101583842B - 导航系统、便携终端装置及周边图像显示方法 - Google Patents

Abstract

在由便携终端装置(20)构成的导航系统(10)中，上述便携终端装置(20)具备检索从出发地到目的地的向导路径的具备路径检索装置(33)的路径检索服务器(30)，定位测定当前位置的GPS接收装置(21)，摄影装置(22)，与摄影装置(22)拍摄的周边图像一起、显示向导路径或行进方向向导图像或兴趣对象场所的图像的显示装置(28)。便携终端装置(20)还具备控制显示装置(28)中显示的周边图像显示的显示控制装置(25)，显示控制装置(25)，控制上述摄影装置(22)拍摄的周边图像的显示位置，使摄影装置(22)的光轴中心位于显示画面的中心的下方、即使上述摄影装置(22)的光轴方向位于偏水平向下，显示画面上也会显示周边图像的水平方向。

Description

导航系统、便携终端装置及周边图像显示方法

技术领域

本发明涉及检索从出发地到目的地的向导路径、利用便携终端装置的显示装置上显示的图像信息、向导该向导路径的通信型步行者导航系统，特别涉及如下的步行者用导航系统，通过便携终端装置的摄影装置拍摄交叉口周边风景，作为周边图像而显示在显示装置上，在显示的周边图像上面显示路径向导图像或行进方向向导图像，当用户保持适合观察便携终端装置的显示画面的姿势时，即使摄影装置的光轴方向在偏水平向下，在显示画面上也会显示周边图像的水平方向。

背景技术

以往，在不熟悉的地方寻找目的地时，借助地图册等工具，确认描绘于地图上的交通工具、道路、地界标及地址而到达目的地。此外，在装载了车辆导航系统(以后仅称为车导)的汽车上，通过启动该车导而输入目的地，从导航系统中得到显示在监视器画面上的向导或语音输出向导(导航信息)，从而到达目的地。

上述车导是利用GPS(Global Positioning System：全球定位系统)的系统，通过GPS天线接收环绕地球的多个GPS卫星发送的GPS信号，解析包含在该GPS信号上的卫星位置、或时钟信息等，从而进行定位。该多个GPS卫星的个数至少需要4个以上。GPS单独定位精度一般稍大于10m，但通过采用DGPS(Differential GPS：差分GPS)，可提高到5m以下。特别是现在只能在一部手机上装载的GPS接收机，在称之为第三代的手机中的所有机型上都可以装载。

作为具有上述定位功能的便携式终端的利用技术，提出了各种领域的技术，例如提出了如下的适合步行者使用的通信型导航系统，该系统发展了汽车用导航装置(车导)，以手机为终端，获得由信息分发服务器(路径检索服务器)分发的地图·路径信息。

近年来，手机、PHS等便携式通信终端机器的性能飞速提高，另外正向着多功能化发展，特别是除通话功能之外的数据通信功能也正在被强化，能够通过因特网提供给用户各种数据通信服务，导航服务也是其中之一，不只对汽车驾驶者，对手机用户提供从当前位置到目的地的路径向导的通信导航系统正在被实用化。

例如下述的专利文献1(特开2001-165681号公报)中公开了用于一般的导航装置、通信导航系统的路径检索装置、路径检索方法。此导航系统构成是，通过便携式导航终端将出发地和目的地的信息发送给信息分发服务器，通过信息分发服务器，从道路网、交通网的数据中检索符合检索条件的路径从而进行向导。作为检索条件，有从出发地到目的地的移动方式，例如步行、汽车、铁路和步行并用等等，以这些作为检索条件之一进行路径检索。

信息分发服务器，将地图数据的道路(路径)中的交接点、转弯点的位置为节点、连接各节点的路径为链路、将所有链路的成本信息(距离或所需时间)作为数据库进行存储。而且，信息分发服务器参照数据库，通过顺次检索从出发地的节点到目的地的节点的链路，寻找链路成本信息最小的节点、链路为向导路径，可以向便携式导航终端进行最短路径的向导。这样的路径检索的方法采用的是称为标记确定法或迪科斯彻法(Dijkstra′s Algorithm)的方法。在专利文献1中也公开了利用此迪科斯彻法的路径检索方法。

在一般的通信型导航系统中，终端装置显示的地图信息或向导路径信息是，从通过网络连接的路径检索服务器等的服务器装置上下载。终端装置从路径检索服务器等的信息分发服务器接收地图信息或向导路径的分发信息，并具备液晶显示装置等显示装置，在显示装置上显示地图及向导路径的同时，将步行者或汽车的当前位置(终端装置的当前位置)显示在向导路径上，向导步行者或汽车到达目的地。

一般在显示装置上显示的地图为平面图，即以2维图形显示，为了易于识别显示图像上具有远近感的平面鸟瞰图或地界标或建筑物的样子，还提出了将建筑物表现为模拟地3维显示的鸟瞰图的方法或通过Z缓冲法将道路、建筑物显示为3维多边形图像的方法。

例如，在下述的专利文献2(特开2001-27535号公报)中，公开了立体地显示建筑物或道路的地图显示装置。在此专利文献2公开的地图显示装置的构成是，在进行3维地图显示时，在道路的图像上附加路径向导线的图像的映影，从而立体的显示。另外，当路径向导线处于被建筑物遮蔽的位置关系时，对其路径向导线的重复部分，改变不重复的部分和颜色而进行显示。特别是在VRAM(视频RAM)上，采用将路径向导线的显示色和建筑物的显示色设定为像素单位相互不同的半透过的方法进行描绘，使路径向导线和建筑物的相对的位置关系明确，提高路径向导线的可视性。

为了进行上述显示，在专利文献2公开的地图显示装置中，地图数据上存储了建筑物的形状数据和高度信息，且存储了立体交叉等道路的形状数据。根据此地图数据，在描绘部上3维地描绘建筑物或道路的立体交叉部，当车辆行进到应进行路径向导的位置时，在描绘部上描绘期望的图像，语音输出部发出指定的语音，向导使用者到达目的地。

一般利用多边形数据的地图的3维显示进行如下的显示。即，用多边形数据准备构成地图上显示的各个建筑物的每一面，将建筑物的多边形数据与地图数据一起发送给地图显示装置。地图显示装置显示地图的同时，使用多边形数据、3维地显示位于其地图上的各建筑物。此时，为了更真实地显示建筑物，在建筑物的各个面上还贴上纹理(texture)而显示。纹理是显示建筑物的面的模样的数据，是建筑物的窗户形状或墙面的模样等等。

例如，在下述的专利文献3(特开2000-259861号公报)中公开了在多边形数据上贴上纹理进行描绘的纹理映像装置的发明。此专利文献3公开的发明构成是，在多边形上正确且有效地贴上网纹纹理，使之后的编辑变得容易。此纹理映像装置指定了排列在线框上的M行N列的四角多边形P1～P4和贴在其上的纹理。对应被指定的多个多边形P1～P4的边长Lp1～Lp12的比，分割粘贴对象的纹理。在对应的多边形上考虑多边形的方向、粘贴了被分割的纹理。

如此利用多边形数据和纹理的数据3维显示建筑物时，表示建筑物的各面的多边形数据和应粘贴在此面上的纹理数据为1对1对应的数据，纹理数据与多边形数据一起预先存储在服务器的数据库中，其地图上应显示的建筑物的多边形数据、纹理数据与指定范围的地图数据一起发送到地图显示装置。

这种通过立体地显示地图的方法具有如下优点。终端装置用户能在移动过程中看到与实际观察的风景相近的显示图像，所以在右转、左转时容易把握其行进方向。然而正因如此，为了立体地显示地图，区别于平面的地图数据，需要用于3维显示的地图数据。3维的地图数据与平面地图数据相比，数据量也多，所以需要大容量的存储地图数据的存储装置。另外，在通信型的导航系统中，终端装置和路径检索服务器间的通信负荷变大，通信时间也变长。因此，对于向多数终端装置提供服务的路径检索服务器，会产生要求非常高的处理能力等的种种问题。

下述的专利文献4(特开2004-257979号公报)、专利文献5(特开2006-162442号公报)中公开了为解决这样的问题所构成的导航装置。在车载用导航装置中利用CCD相机等的摄影装置拍摄行进方向的风景，在显示画面上显示拍摄的此周边图像，在此周边图像上重叠显示右转、左转的行进方向向导图像、或显示向导路径。

也就是说，专利文献4公开的导航装置，具备拍摄行进方向的风景的摄影装置；显示用该摄影装置拍摄的图像的显示装置，导航装置构成为，当路径检测装置检测的路径上的分岐点与当前位置检测装置检测的当前位置为指定距离以下时，将向导于分岐点中应前进的方向的图像，重叠在摄影装置拍摄的图像上而显示在显示装置上。

另外，专利文献5公开的导航装置具备，向导信息特定部，其特定提示向导信息的地图上的位置和提示向导信息的种类；障碍物检测部，其通过图像识别等检测车周边存在的障碍物(步行者或车辆等)的位置和种类；显示位置决定部，其求得与作为向导信息的显示位置而检测的障碍物不重叠的位置；图像输出部，在车辆的前窗玻璃(windscreen)内的被决定位置或显示前方图像的显示器内的被决定位置上输出向导信息。从车辆看得到的实际风景上叠加路径行进方向进行显示。

另外，对于以步行为对象的导航系统，下述的专利文献6(特开2005-241385号公报)中公开了，在通过照相机拍摄的实际的周边图像上叠加路径方向进行显示的便携终端装置及导航装置。此便携终端装置其构成为，以用户(目的地向导装置)的当前位置作为基准，划定数码相机的屏幕，对于此屏幕指定对应目的地的目的地方向座标，以指定的基准点(屏幕下边中心)为基准，在屏幕上与照相机的摄影图像叠加，进行对于目的地方向座标的指示显示。

通过设置在便携终端上的CCD照相机等摄影装置拍摄周边的风景，在便携终端的显示画面上显示此周边图像时，需要调整便携终端的姿势进行拍摄，使得摄影装置的光轴与水平方向平行，且使显示画面垂直于水平方向的方向。例如下述的专利文献7(特许第3700021号公报)中公开了此类电子光学式视觉系统中姿势调整方法。

此专利文献7中公开的电子光学式视觉系统是，拍摄在计算机系统中预先准备的地图图像等的映像和实际景色映像，从实际景色的映像中去除不理想的参照物、置换计算机系统中准备的映像。此系统是，生成从实际的背景映像与通过计算机生成的映像的增补映像，所以可以调整摄影装置的姿势，使得增补映像的上下左右的方向直接对应景色的上下左右，且使垂直于上述映像的平面的方向朝向从用户到上述实际景色的方向。

专利文献1：特开2001-165681号公报(图1、图2)

专利文献2：特开2001-27535号公报(图1、图4、段落[0054])

专利文献3：特开2000-259861号公报(图2、图8)

专利文献4：特开2004-257979号公报(图4)

专利文献5：特开2006-162442号公报(图4、图5)

专利文献6：特开2005-241385号公报(图9)

专利文献7：特许第37000021号公报(图3、权利要求1)

发明内容

发明要解决的技术课题

将装载了照相机的手机等作为导航系统的终端装置而使用，在显示装置上显示用照相机拍摄的周边图像，在其周边图像上显示路径或行进方向时，由于手机的显示画面小，因此当摄影方向错位时，应向导的路径不能被显示在画面内。为了解决这样的问题，本申请的发明人在国际专利申请PCT/JP2006/320461号(以下称为在先申请1)中，申请了“导航系统、便携终端装置及路径向导方法”的发明。

即，在先申请1的发明是，涉及检索从出发地到目的地的向导路径，利用显示装置上显示的图像信息向导该向导路径的通信型步行者导航系统，特别涉及拍摄交叉点等的周边风景作为周边图像显示在显示装置上，在被显示的周边图像上显示路径向导图像或行进方向向导图像时，若路径图像不能显示在周边图像上时，向导能够显示路径图像的摄影方向的步行者导航系统。

在先申请1的步行者用导航系统中，是以具备了摄影装置的手机作为终端装置，当用户在交叉点等地方拍摄周边的风景时，如上述专利文献7公开的电子光学式视觉系统，使照相机的光轴与水平方向结合而进行拍摄。

然而，在手机等终端装置中，将照相机等摄影装置的光轴结合到水平方向而进行快门(shutter)操作时，照相机的光轴和显示画面的垂直方向的轴一般处于并行的位置关系，所以手机的显示装置朝向与作为摄影装置的光轴的水平方向成直角的方向即垂直方向。存在的问题是，此姿势通常不是观察手机的显示画面的方向(显示画面不垂直立起、从垂直方向倾斜30°～60°观察)，对于用户来说不得不将手机以不自然的姿势进行拍摄。

为了避免这种问题，如果不立起便携终端装置的显示画面，向水平方向倾斜地保持便携终端装置的话，摄影装置的光轴会从水平方向偏向下方，拍摄的周边图像的水平方向不朝向显示画面的垂直方向，会产生不自然的图像显示。

本申请的发明人为了解决上述问题进行各种研究的结果想到，通过下述方法就能解决上述问题点，从而完成本发明。即，具有摄影装置的光轴方向和显示装置的显示面铅直方向接近平行的摄影图像显示光学系统，对于用写实映像(用摄影装置拍摄的周边图像)的导航装置中，显示在显示装置上的写实映像是，以摄影图像的光轴中心位于显示画面的中心的下方的方式进行显示控制，即使摄影装置的光轴方向位于水平下方，在显示画面上仍然显示周边图像的水平方向。

即，本发明的目的在于，提供一种通过便携终端装置的摄影装置拍摄交叉点等的周边风景作为周边图像，显示在显示装置上，在被显示的周边图像上显示路径向导图像时，在保持了适于用户观察便携终端装置的显示画面的姿势的情况下，即使摄影装置的光轴方向位于相对水平偏向下方的位置，也能在显示画面上显示周边图像的水平方向的步行者用导航系统。

解决课题的方法

为了解决上述课题，本申请的第1发明涉及一种导航系统，该导航系统由便携终端装置构成，上述便携终端装置具备：具备参照路径检索用的网络数据，检索从出发地到目的地的向导路径的路径检索装置的路径检索服务器，存储包含向导路径数据的向导信息的向导信息存储装置，测定当前位置的GPS接收装置，摄影装置，与摄影装置拍摄的周边图像一起、显示向导路径或行进方向向导图像和表示兴趣对象场所的图像的显示装置，上述导航系统其特征在于，

上述便携终端装置还具备控制显示在显示装置上的周边图像的显示的显示控制装置，该显示控制装置控制上述摄影装置拍摄的周边图像的显示位置，使得上述摄影装置的光轴中心位于相对显示画面中心偏下方的位置，即使上述摄影装置的光轴方向是相对水平向下的方向，显示画面上也会显示周边图像的水平方向。

对于本申请的第1发明，优选的构成为，显示上述周边图像时，上述显示控制装置，通过比较构成上述摄影装置的摄影元件的像素区域与上述显示装置上显示地图图像的通常的像素区域，设定不同的像素区域，从而控制上述摄影装置拍摄的周边图像的显示位置，使得上述摄影装置的光轴中心位于相对显示画面中心偏下方的位置，即使上述摄影装置的光轴方向为相对水平向下的方向，显示画面上也会显示周边图像的水平方向。

另外，在本申请的第1发明中，上述摄影装置还具备摄影装置转换机构，当显示上述周边图像时，利用上述摄影装置转换机构使摄影装置转换到上方的构成为优选。

另外，本申请的第2发明涉及一种便携终端装置，通过网络与具备了路径检索装置的路径检索服务器相连接，该路径检索装置参照路径检索用的网络数据，检索从出发地到目的地的向导路径，其特征在于，

上述便携终端装置具备，存储包含向导路径数据的向导信息的向导信息存储装置；测定当前位置的GPS接收装置；摄影装置；与摄影装置拍摄的周边图像一起、显示向导路径或行进方向向导图像和表示兴趣对象场所的图像的显示装置；控制上述显示装置上显示的周边图像的显示的显示控制装置，

该显示控制装置，控制上述摄影装置拍摄的周边图像的显示位置，使得上述摄影装置的光轴中心位于相对显示画面的中心偏下方的位置，即使上述摄影装置的光轴方向为相对水平向下的方向，也会在显示画面上显示周边图像的水平方向。

在本申请的第2发明中，显示上述周边图像时，上述显示控制装置通过比较构成上述摄影装置的摄影元件的像素区域与上述显示装置上显示地图图像的通常的像素区域，设定不同的像素区域，从而控制上述摄影装置拍摄的周边图像的显示位置，使得上述摄影装置的光轴中心位于相对显示画面的中心偏下方的位置，即使上述摄影装置的光轴方向为相对水平向下的方向，也会在显示画面上显示周边图像的水平方向，这种构成为优选。

另外，在本申请的第2发明中，上述摄影装置还具备摄影装置转换机构，当显示上述周边图像时，利用上述摄影装置转换机构使摄影装置转换到上方的构成优选。

另外，本申请的第3发明涉及一种周边图像显示方法，采用了由便携终端装置构成的导航系统，该便携终端装置具备：具备参照路径检索用的网络数据，检索从出发地到目的地的向导路径的、路径检索装置的路径检索服务器，存储包含向导路径数据的向导信息的向导信息存储装置，测定当前位置的GPS接收装置，摄影装置，与摄影装置拍摄的周边图像一起、显示向导路径或行进方向向导图像或表示兴趣对象场所的图像的显示装置，其特征在于，

上述便携终端装置还具备控制在显示装置上被显示的周边图像的显示的显示控制装置，该显示控制装置，控制上述摄影装置拍摄的周边图像的显示位置，使得上述摄影装置的光轴中心位于相对显示画面的中心偏下方的位置，即使上述摄影装置的光轴方向为相对水平向下的方向，显示画面上也会显示周边图像的水平方向的显示步骤。

在本申请的第3发明中，上述显示步骤，显示上述周边图像时，包含上述显示控制装置通过比较构成上述摄影装置的摄影元件的像素区域和在上述显示装置上显示地图图像的通常的像素区域，设定不同的像素区域，从而控制上述摄影装置拍摄的周边图像的显示位置，使得上述摄影装置的光轴中心位于相对显示画面的中心偏下方的位置，即使上述摄影装置的光轴方向为相对水平向下的方向，显示画面上也会显示周边图像的水平方向，这种处理方式为优选。

另外，在上述第3发明中，上述摄影装置还具备摄影装置转换机构，显示上述周边图像时，还具有利用上述摄影装置转换机构使摄影装置转换到上方的转换步骤的构成是优选。

发明效果

根据本申请的第1发明，通过便携终端装置的摄影装置拍摄交叉点等的周边风景作为周边图像显示在显示装置上，在被显示的周边图像上显示路径向导图像或行进方向向导图像和表示兴趣对象场所的图标图像等时，在保持了适于用户观察便携终端装置的显示画面的姿势时，即使摄影装置的光轴方向为相对水平偏向下方的方向时，也能够在显示画面上显示周边图像的水平方向。

另外，根据本申请的第2发明，能够提供一种构成有关本申请第1发明的导航系统的便携终端装置，另外，根据本申请的第3发明，能够提供一种利用了有关本申请的第1发明的导航系统的周边图像显示方法。

附图说明

图1是表示有关本发明的实施例的导航系统的构成的模块图。

图2是表示便携终端装置的姿势和摄影装置的光轴及摄影角度的模式图。

图3是表示在图像向导模式中，将通过摄影装置拍摄的周边图像显示在显示装置上时的显示图像的例子的图。

图4是表示使摄影装置的光轴朝向水平方向那样保持便携终端装置的状态下，在显示装置显示的周边图像的范围内存在向导路径时的显示图像的例子的图。

图5是表示便携终端装置的姿势和显示装置的显示画面及摄影装置的光轴的关系的模式图。

图6是表示用图5的位置关系拍摄周边图像时，显示画面上被显示的周边图像的位置的显示图像的图。

图7是表示观察便携终端装置的显示画面时的自然的保持姿势、视线方向的模式图。

图8是表示摄影装置的可拍摄图像角度和通过摄影装置拍摄的周边图像显示在显示装置的显示画面上的位置间的关系的模式图。

图9是表示在有关本发明的便携终端装置的实施例中，摄影装置的光轴从水平方向向下方倾斜时的摄影装置的图像角度和被拍摄的周边图像的显示区域的关系的模式图。

图10是表示图9的周边图像的显示区域以外的区域的显示区域的模式图。

图11是用于说明利用了摄影装置的防振装置的显示图像转换的概念的模式图。

图12是用于说明为了路径检索的道路网络数据的概念的模式图。

图13是用于说明利用了交通工具的为了路径检索的交通网络数据概念的模式图。

图14是表示地图数据的构成的图。

附图编号说明

10：导航系统            12：网络

20：便携终端装置        201：控制装置

21：GPS接收装置         22：摄影装置

23：姿势检测装置        24：图像设计装置

25：显示控制装置        26：通信装置

27：向导信息存储装置    28：显示装置

29：操作输入装置        30：路径检索服务器

301：控制装置           31：通信装置

32：向导信息编辑装置    33：路径检索装置

34：地图数据库          35：路径检索用网络数据库

具体实施方式

以下，利用实施例及附图，详细地说明本发明的具体例。但以下所示的实施例，只是例示用于具体化本发明的技术思想的导航系统，并不是意图将本发明特定于此导航系统，包含在权利要求范围内的其他实施方式的导航系统也可同样适用。

图1是表示有关本发明的实施例的导航系统构成的模块图。导航系统10如图1所示，构成上具备通过因特网等的网络12连接的便携终端装置20和路径检索服务器30。路径检索服务器30具备路径检索装置33、存储了地图数据的地图数据库34、存储了路径检索用的道路网络数据或作为公共交通工具网络数据的交通网络数据的路径检索用网络数据库35。

路径检索服务器30，具备控制装置301、通信装置31、向导信息编辑装置32。控制装置301未图示，是具有RAM、ROM、处理器的微处理器，通过保存在ROM上的控制程序，控制各部的动作。通信装置31是通过网络12与便携终端装置20进行通信的接口。

路径检索服务器30，从便携终端装置20有包含当前位置、目的地、转换工具(汽车、徒步、交通工具或徒步和交通工具并用等)等的路径检索条件的路径检索要求时，参照路径检索用网络数据库35，检索与路径检索条件一致的向导路径。路径检索结果得到的向导路径的数据是，与从地图数据库34选择的包含便携终端装置20的当前位置的指定范围的单位地图数据(纬度·经度上被划分为指定大小区域的地图数据)一起，用向导信息编辑装置32编辑成用于发送给便携终端装置20的向导信息(数据)。被编辑的向导信息被分发给便携终端装置20。

另一方面，便携终端装置20，构成上具备控制装置201、GPS接收装置21、摄影装置22、姿势检测装置23、图像设计装置24、显示控制装置25、通信装置26、向导信息存储装置27、显示装置28、操作输入装置29等。控制装置201未图示，是具有RAM、ROM、处理器的微处理器，通过保存在ROM上的控制程序，控制各部的动作。通信装置26是，通过网络12与路径检索服务器30进行通信的接口。

操作输入装置29，是由数字键、字母键、其他功能键、选择键、滚动键等组成的用于操作·输入装置的装置，从作为输出装置的显示装置28上显示的菜单画面中选择期望的菜单，或操作按键进行各种输入操作。因此，显示装置28也作为操作输入装置29的一部分而发挥作用。

用户向路径检索服务器30请求路径检索时，在便携终端装置20上对操作输入装置29进行操作，从显示装置28显示的服务菜单中选择路径检索，输入当前位置、目的地、移动工具(汽车、徒步、交通工具或徒步与交通工具并用等)等的路径检索条件。被输入的路径检索条件被编辑成向路径检索服务器30的分发要求，通过通信装置26，作为路径检索要求被发送给路径检索服务器30。

便携终端装置20，当从路径检索服务器30接收作为路径检索结果的向导信息时，将其向导信息暂时存储在向导信息存储装置27中。通常根据此向导信息，以便携终端装置20的当前位置为中心，将显示地图图像、向导路径的图像或兴趣对象场所的图标图像等显示在显示装置28中。此时，当前位置标记显示在地图图像上的适当位置上。当前位置接近向导路径上的交叉点节点等时，对应该交叉点节点处的指示右转、左转、直行等行进方向的行进方向向导图像被显示。另外，便携终端装置20具备扬声器等的输出装置时，可以提供通过语音向导至交差点节点的距离或行进方向的语音向导。

如上述的地图显示是通常的向导模式的情况。本导航系统10还具备，通过摄影装置22拍摄周边图像，将其周边图像显示在显示装置28上的同时，显示向导路径图像或行进方向向导图像进行向导的图像向导模式。以下将此图像向导模式称为写实模式。向写实模式的切换如下所述，姿势检测装置23检测便携终端装置20的姿势，在指定状态时自动被切换，这种方式为优选。当然也可通过操作输入装置29，用户进行切换。

在便携终端装置20上，摄影装置22(例如CCD照相机)的焦点距离(ZOOM)、显示装置28的画面尺寸被固定为指定的设定值。GPS接收装置21在指定的时间间隔对便携终端装置20的当前位置进行测定，所以能够操作摄影装置22、特定被拍摄周边图像的位置。例如当手机为便携终端装置20时，GPS接收装置22的定位间隔为每隔1秒～每隔5秒。

如果用户向前方举起便携终端装置20时，当摄影装置22的光轴从水平变为指定角度以内时，姿势检测装置23对此进行检测，摄影装置22的快门(shutter)自动动作，拍摄光轴方向的周边图像(静止图像)。姿势检测装置23由方位传感器、倾斜传感器构成，光轴的方向(方位)可从方位传感器输出得到，光轴和水平方向所成的角度可通过倾斜传感器输出得到。光轴的方向和倾斜角是，通过摄影装置22拍摄的周边图像一起被存储。一般摄影装置22的摄影角度具有某种程度的角度，被拍摄的周边图像是显示范围以外的部分也被拍摄到很大范围中。

图2是表示摄影装置22的姿势和光轴及摄影角度的模式图。用户U在某地点P处，为摄影周边图像，向前方举起便携终端装置20时，姿势检测装置23检测摄影装置22的光轴AX和水平方向所成的角度，在指定角度范围内时、快门自动动作，拍摄前方的图像。此时相对于光轴AX的垂直方向的摄影角度为α。

由于摄影装置22在指定的焦点距离拍摄周边图像，摄影地点P与前方的各地点P1、P2、P3间距离，分别可以从与光轴AX所成的角度Θ1、Θ2、Θ3算出，显示图像的某个位置位于距摄影位置向前几米的地点是，能够从上述角度进行几何学的计算得到。也就是说，在图2中，地点P1在距摄影地点P前方3m，与光轴所成的角度为Θ1。地点P2在距摄影地点P前方10m，与光轴所成的角度为Θ2。另外，地点P3(未图示)在距摄影地点P前方30m，与光轴所成的角度为Θ3。

图3是表示将这样用摄影装置22拍摄的周边图像显示在显示装置28时的显示图像的一例的图。周边图像显示成，显示画面的中心(图3的线X、Y的交点)与光轴AX一致且为水平方向。如图2的说明所示，距摄影地点P前方的地点P1(前方3m)的图像与光轴所成的角度Θ1，位于显示图像的最下部。地点P2(前方10m)的图像与光轴所成的角度Θ2，位于显示图像所示的线L1的位置上。同样，前方20m的地点位于线L2的位置上，前方30的地点位于线L3的位置上。

如果这样，通过向导路径位于距摄影地点的前方几米，从而能够决定在显示图像的哪个位置上显示向导路径图像，决定其显示位置，能够用通常稳定的图像向导路径，显示位置决定的运算处理也变得简单。也就是说，根据周边图像的摄影即取得静止画时的位置信息(摄影时的当前位置)，求得向导路径的位置、方向，相对于光轴AX的方向，将向导路径描绘在显示图像上的指定位置上。图4表示，光轴AX和向导路径的行进方向相同，向导路径存在于显示在画面的周边图像的范围内，将距摄影地点30m前方右转的向导路径图像GRI叠加在周边图像上而描绘的显示图像例图。图像设计装置24根据姿势检测装置23的检测输出，进行以上的运算，决定向导路径图像GRI的显示位置。

然而，此时，便携终端装置20是在保持光轴为水平的状态下，通过摄影装置22拍摄了行进方向的周边图像的情况。也就是说，如图5的模式图所示，保持便携终端装置20，使得便携终端装置20的显示装置28的显示画面的垂直线(箭头F)，与摄影装置22的光轴方向(箭头E)及用户的视线方向(箭头G)一致，进行拍摄。即采用便携终端装置20的显示画面为垂直的姿势(光轴为水平的姿势)，使摄影装置22正对用户眼睛的位置，拍摄周边图像。

如果这样，显示在显示装置28的显示画面上的周边图像其水平方向与视线方向一致，如图6所示，在显示画面300的中央显示了实际正在观察的周边图像301，如果是正在拍摄向导路径的方向的话，向导路径RT叠加显示在周边图像301上。通过图像设计装置24算出的周边图像位置和向导路径位置，控制上述图像的叠加。

然而，以这样的姿势保持便携终端装置20，对用户来说是很不自然的。通常，用户观察便携终端装置20的画面时，如图7所示，将便携终端装置20用如下的姿势保持便携终端装置20是自然状态，即，将视线方向(箭头方向G)从水平方向向下倾斜30°～60°而观察显示装置28的画面的姿势。例如，接受导航向导时，不用将便携终端装置保持为垂直状态。如果将便携终端装置20构成垂直状态时，手也疲劳，另外如果便携终端装置20在眼睛正前方时，虽说画面上映照(显示)周边的风景但也遮挡了实际的视野，产生难以步行的问题。

然而，如果以图7所示的姿势保持便携终端装置20的话，由于摄影装置22的光轴(图7、箭头G)不在水平方向(箭头H)上，显示装置28的显示画面上显示的周边图像不是水平的，所以显示为不自然的图像。由于摄影装置22原本是照相机，所以如果摄影镜头的光轴和显示画面铅直方向不接近平行的话，就难以拍摄。因此，既然在拍摄周边图像中移用了照相机，以往是如上述专利文献7所示的系统，一般默认镜头光轴和显示画面垂直方向为平行。以下此姿势称为以往的写实导航，保持本发明中的便携终端装置的姿势(将便携终端装置20倾斜而保持的状态)的情况称为本发明的写实导航。

在本发明中，显示控制装置25控制摄影装置22拍摄的周边图像在显示画面上的显示位置，使得拍摄的图像的光轴中心位于相对显示画面中心偏下方的位置，即使摄影装置的光轴方向为相对水平偏向的下方的方向，也能够在显示装置28的显示画面上显示周边图像的水平方向。

图8表示，摄影装置22的可拍摄的画面角度与摄影装置22拍摄的周边图像显示在显示装置28的显示画面上的位置的关系的模式图。例如，便携终端装置20是手机，如果以摄影装置22作为内藏于手机中的照相机部，说明光轴和显示图像的关系的话，便携终端装置20上有CCD照相机等的摄影装置22，用其像素尺寸决定显示画面的最大有效像素尺寸(例如1600点×1200点等)。通常摄影镜头的图象圈(image circle)大于上述尺寸，所以无论有效像素的哪个部分都能得到映像数据。另外，一般的摄影镜头的光轴位于最大有效像素尺寸的中心。

图8表示，全部使用摄影装置的最大有效像素尺寸时的最大视角ΘMAX。手机的照相机也具有图像变焦(zoom)功能，所以全部使用此最大有效像素尺寸时成为变焦中广角端。以往的写实导航是的情况，由于广角端过广(远方的图像过小)，采用完善将若干像素缩小的以往的导航画面281的区域。当然，摄影装置22拍摄的视角也像ΘA所示，只有那部分变得很窄，控制成标准的以往导航中的视角。

与此相对，利用本发明的写实导航系统，如果将以往的写实导航画面281的显示区域转换为被拍摄对象侧的上侧的像素区域282、即本发明的写实导航视角设定为ΘB，图像被转换到显示画面的下侧显示。(在图8所示的摄影装置中，像的上下逆转，因此，图8中偏下的区域282成为本发明的写实导航画面)此时，摄影装置22的光轴变为倾斜到偏水平向下的方向。

也就是说，如果在画面上显示本发明的写实导航画面的区域282的话，如图9所示的几何构成成立。在图9中，视角ΘB是通过本发明转换的视角，显示控制装置25如果将通过此视角ΘB拍摄的周边图像显示在显示区域282的显示位置上的话，使摄影装置22的光轴对于水平方向来说向下、即如图7所示看水平方向(箭头H方向)时，可以使便携终端装置20保持成只倾斜画面转换的部分的状态，便携终端装置20可以摆在比以往的写实导航更倾斜而偏低的位置，实现降低视线(图7、箭头G)。

如参照图8、图9的说明的那样，通过显示控制装置25实现了上述显示控制。例如显示上述周边图像时，显示控制装置25比较，构成上述摄影装置的摄影元件的像素区域和显示装置28上显示地图图像的通常的像素区域281，设定不同的像素区域，即在显示画面下方设定转换的像素区域282，从而控制上述摄影装置拍摄的周边图像的显示位置，使上述摄影装置22的光轴中心位于相对显示画面的中心偏下方的位置，即使上述摄影装置22的光轴方向为偏水平向下，也能够在显示画面上显示周边图像的水平方向。

如上所述那样控制显示的话，如上述专利文献7的系统，即使显示画面的垂线不朝向拍照对象的方向，相对垂直方向倾斜显示画面而保持便携终端装置，也能够拍摄前方的拍照对象而显示。如果为了确保充分的倾斜，捕捉了较大转换量的情况下，有效像素的区域280上产生了不足，如图10所示，可将无像素的斜线部283作为用于导航的各种各样的标记或选择按钮图像显示的区域。

还有，在本发明中，不以摄影镜头的物理光轴为中心，采用了偏向周边的摄影图像，所以拍摄的周边图像变为严密的歪斜图像，由于预先知道倾斜视角的倾斜量，因此通过显示控制装置25，能够在周边图像(写实图像)上叠加显示存在于其方向上的向导对象物的信息(向导路径信息)。

在上述实施例中，说明了拍摄周边图像而与向导路径一起显示的写实导航模式的情况，即，显示控制装置25转换显示区域，在与通常的导航的显示区域不同的显示区域上显示周边图像，使便携终端装置20倾斜，即使视线方向向下，也能够摄影前方的图像的例子。

为了防止通过照相机摄影时的终端装置的摇摆(手抖)，也有具备防振光学系统的情况，此种情况采用防振光学系统(主要在摄影镜头上设置防振装置)，在本发明的写实导航中，也可强制的使照相机位置向上方仅转换β，转换摄影图像。也就是说，如图11所示，如果使摄影镜头111向上方转换(上升)的话，在摄影元件上，如下方的区域285那样，与转换摄影图像的效果是相同的。

但是，防振光学系统的转换量β一般很小，所以此方法单独产生效果是很难的，与上述前面说明的实施例的摄影元件上的区域转换(参照图8)相组合，还能再提高效果。另外，并不限定于防振光学系统，如果有具备倾斜(tilt)装置的光学系统的话，也可采用此系统。

下面，对路径检索服务器30的路径检索进行说明。路径检索用网络数据库35具备道路网络数据和交通网络数据，这些网络数据构成如下。例如，当道路如图12所示，由道路A、B、C组成时，以道路A、B、C的端点、交叉点、转弯点等为节点，用有向性的链路表示连接各节点间的道路，用节点数据(节点的纬度·经度)、链路数据(链路编号)和以各链路的链路成本(行走链路距离或链路所需的时间)作为数据的链路成本数据为构成。

也就是说，在图12中，Nn、Nm表示节点，Nm表示道路的交叉点。连接各节点间的有向性的链路用箭头线(实线、虚线、双点划线)表示。链路上存在道路的上行、下行、朝向各个方向的链路，而图12中为了简略化图示，只图示了箭头方向的链路。

以这样的道路网络数据作为路径检索用的数据库，进行路径检索时，沿着从出发地节点到目的地节点的被连接的链路，累积其链路成本，检索出累积链路成本最小的路径进行向导。也就是说，在图12中，当出发地为节点AX、目的地为节点CY，进行路径检索时，顺次沿着从节点AX、行走道路A、在第2个交叉点右转、进入道路C到达节点CY的链路，累积链路成本，检索出链路成本的累积值最少的路径进行向导。

在图12中从节点AX到节点CY的其他的路径未图示，但实际上由于也存在其他那样的路径，所以对从节点AX到节点CY的可能的多个路径进行同样检索，再决定那些路径中链路成本最少的路径作为最佳路径。这种方法例如通过称为迪科斯特拉法的公知方法进行。

与此相对，用于交通工具的路径检索的交通网络数据，构成如下。例如，如图13所示，当由交通路线A、B、C组成时，将各交通路线A、B、C上设置的各站(在飞机路线上指各机场)作为节点，用有向性的链路表示连接各节点间的区间，将节点数据(纬度·经度)、链路数据(链路编号)作为网络数据。在图13中，Nn、Nm表示节点，Nm表示交通路线的换乘点(换乘站等)，用箭头线(实线、虚线、2点划线)表示连接各节点间的有向性的链路。链路存在朝向交通路线的上行、下行各个方向的链路，图13中为了简略化图示，只图示了箭头方向的链路。

然而，交通网络与道路网络相比，链路成本根本不同。也就是说，在道路网络中、链路成本是固定的、静态的，而在交通网络中，如图13所示，有多个在交通路线上运行的列车、飞机(以下称各个列车、飞机等的各路径为交通方式)。这种交通网络中，指定每种交通方式的节点出发的时刻和到达下一个节点的时刻(用时刻表数据、运行数据指定)，而且，存在各个路径未必链接邻接的节点的情况。例如，直达和各站停车的列车那样的情况。在这样的情况下，在相同交通路线上存在不同的多个链路，另外存在节点间的所需时间根据交通方式而不同的情况。

在图13例示的交通网络中，交通路线A的相同链路上存在多个交通方式(路径)Aa～Ac…、交通路线C上存在多个交通方式(路径)Ca～Cc。因此，交通工具的运行网络与单纯的道路网络不同，节点、链路、链路成本的各数据变成与交通方式(各个飞机、列车等的路径)的总数成比例的数据量。由此，交通网络的数据与道路网络的数据量相比，变成庞大的数据量。因此，据此路径检索也需要很多的时间。

要想利用这样的交通网络数据、检索从某出发地到目的地的路径，需要检索从出发地到达目的地时能够使用(乘车)的全部的交通工具，特定符合检索条件的交通工具。

例如，在图13中，指定以出发地作为交通路线A的节点AX的某特定出发时刻、进行以交通路线C的节点CY为目的地的路径检索时，在交通路线A上运行的交通工具Aa～Ac…中，顺次选择出发时刻以后的全部的交通工具作为出发时的路径。而且，根据到交通路线C的换乘节点的到达时刻，在交通路线C上运行的各交通工具Ca～Cc…中、换乘节点上，检索可乘车的时刻以后的交通工具的全部组合，累积各路径的所需时间、换乘次数等进行向导。

参照这样的网络数据而被检索的向导路径，与矢量地图数据一起传递分发给便携终端装置20。存储在地图数据库34中的地图数据如图14所示，由在指定的纬度·经度范围内被分区的单位地图数据构成。地图数据如图14所示，用指定的纬度·经度单位划分地图区域，如网格状的单位地图数据M11～M33那样构成。分发给便携终端装置20时，以包含便携终端装置20的当前位置PP的单位地图数据M22为中心，邻接其上下方向、左右方向、倾斜方向的单位地图数据M21、M23、M12、M32、M11、M13、M31、M33的合计9个单位地图被分发。

便携终端装置20移动而地图数据不足时，判别便携终端装置20的移动方向，路径检索服务器30分发不足部分的单位地图数据。便携终端装置20指定特定的地点或POI(兴趣对象场所：Point of Interest)位置，进行地图数据的分发要求时也一样。向导路径的数据与此矢量地图数据一起被分发给便携终端装置20。便携终端装置20如此从路径检索服务器30接收地图数据及向导路径的数据，在显示装置28上显示地图及向导路径。

如上述详细说明，本发明提供一种步行者用导航系统，其特征是通过便携终端装置的摄影装置拍摄交叉点等的周边风景作为周边图像显示在显示装置上，在被显示的周边图像上显示路径向导图像或行进方向向导图像或表示兴趣对象场所的图标图像等时，在保持了适于用户观察便携终端装置的显示画面的姿势的情况下，提供一种即使摄影装置的光轴方向偏水平向下，也能在显示画面上显示周边图像的水平方向。

工业实用性

本发明采用的便携终端装置，并不限于手机，例如也可适用于数码相机的摄影镜头和显示画面。由于数码照相机装载了大容量的存储卡，所以如果此部分保存地图、组合GPS部件的话，也能成为导航用的便携终端装置。旅行时这样的终端装置很适合。那时不用把便携终端装置摆在面前，放在稍稍向下的位置，也容易看见显示画面，接受导航系统的路径向导。

Claims (9)

1.一种导航系统，由便携终端装置构成，上述便携终端装置具备：具备路径检索装置的路径检索服务器，该路径检索装置参照路径检索用的网络数据，检索从出发地到目的地的向导路径；存储包含向导路径数据的向导信息的向导信息存储装置；测定当前位置的GPS接收装置；摄影装置；在显示所述摄影装置拍摄的周边图像的同时，显示向导路径或行进方向向导图像或表示兴趣对象场所的图像的显示装置，

上述便携终端装置还具备：

控制显示装置中显示的周边图像显示的显示控制装置，该显示控制装置，控制上述摄影装置拍摄的周边图像的显示位置，使上述摄影装置的光轴中心位于相对显示画面中心偏下方的位置，即使上述摄影装置的光轴方向位于相对水平偏向下的方向，显示画面上也会显示周边图像的水平方向。

2.根据权利要求1所述的导航系统，其特征在于，

显示上述周边图像时，上述显示控制装置，通过比较构成上述摄影装置的摄影元件的像素区域，与上述显示装置上显示地图图像的通常的像素区域而设定不同的像素区域，从而控制上述摄影装置拍摄的周边图像的显示位置，使上述摄影装置的光轴中心位于相对显示画面中心偏下方的位置，即使上述摄影装置的光轴方向位于相对水平偏向下的方向，显示画面上也会显示周边图像的水平方向。

3.根据权利要求1或2所述的导航系统，其特征在于，

上述摄影装置还具备转换作为摄影装置的照相机的镜头的转换机构，当显示上述周边图像时，利用上述摄影装置转换机构使上述照相机的镜头向相对于上述显示画面中心偏上方的位置转换。

4.一种便携终端装置，通过网络与具备路径检索装置的路径检索服务器相连接，该路径检索装置参照路径检索用的网络数据、检索从出发地到目的地的向导路径，该便携终端装置的特征在于，

上述便携终端装置，具备存储包含向导路径数据的向导信息的向导信息存储装置，测定当前位置的GPS接收装置，摄影装置，在显示所述摄影装置拍摄的周边图像的同时，显示向导路径或行进方向向导图像或显示兴趣对象场所的图像的显示装置，控制上述显示装置中显示的周边图像显示的显示控制装置，

该显示控制装置，控制上述摄影装置拍摄的周边图像的显示位置，使上述摄影装置的光轴中心位于相对显示画面中心偏下方的位置，即使上述摄影装置的光轴方向位于相对水平偏向下的方向，显示画面上也会显示周边图像的水平方向。

5.根据权利要求4所述的便携终端装置，其特征在于，

显示上述周边图像时，上述显示控制装置通过比较构成上述摄影装置的摄影元件的像素区域，与上述显示装置上显示地图图像的通常的像素区域，而设定不同的像素区域，从而控制上述摄影装置拍摄的周边图像的显示位置，使上述摄影装置的光轴中心位于相对显示画面中心偏下方的位置，即使上述摄影装置的光轴方向位于相对水平偏向下的方向，显示画面上也会显示周边图像的水平方向。

6.根据权利要求4或5所述的便携终端装置，其特征在于，

上述摄影装置还具备转换作为摄影装置的照相机的镜头的转换机构，当显示上述周边图像时，利用上述摄影装置转换机构使上述照相机的镜头向相对于上述显示画面中心偏上方的位置转换。

7.一种周边图像显示方法，采用了由便携终端装置构成的导航系统，该便携终端装置具备：具备参照路径检索用的网络数据、检索从出发地到目的地的向导路径的路径检索装置的路径检索服务器，存储包含向导路径数据的向导信息的向导信息存储装置，测定当前位置的GPS接收装置，摄影装置，在显示所述摄影装置拍摄的周边图像的同时，显示向导路径或行进方向向导图像或显示兴趣对象场所图像的显示装置，该周边图像显示方法其特征在于具有，

上述便携终端装置还具备控制显示装置中显示的周边图像显示的显示控制装置，该显示控制装置，控制上述摄影装置拍摄的周边图像的显示位置，使上述摄影装置的光轴中心位于相对显示画面中心偏下方的位置，即使上述摄影装置的光轴方向位于相对水平偏向下的方向，显示画面上也会有显示周边图像的表示水平方向的显示步骤。

8.根据权利要求7所述的周边图像显示方法，其特征在于，

上述显示步骤包含，当显示上述周边图像时，上述显示控制装置通过比较构成上述摄影装置的摄影元件的像素区域和在上述显示装置上显示地图图像的通常的像素区域而设定不同的像素区域，从而控制上述摄影装置拍摄的周边图像的显示位置，使上述摄影装置的光轴中心位于相对显示画面中心偏下方的位置，即使上述摄影装置的光轴方向位于相对水平偏向下的方向，显示画面上也会显示周边图像的水平方向的处理。

9.根据权利要求7或8所述的周边图像显示方法，其特征在于具有，

上述摄影装置还具备转换作为摄影装置的照相机的镜头的转换机构，当显示上述周边图像时，利用上述摄影装置转换机构使上述照相机的镜头向相对于上述显示画面中心偏上方的位置转换的转换步骤。

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