JP2001099668A - ナビゲーション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ナビゲーション装置の測位精度を高くする。 【解決手段】 ディスプレイに地図を表示するととも
に、自車位置を測定し、この測定結果によりディスプレ
イに表示された地図上の自車位置に、自車位置を示すマ
ークを表示するようにしたナビゲーションシステム１０
０を設ける。自車の前方を立体的に撮像するビデオカメ
ラ１１、２１を設ける。ビデオカメラ１１、２１のビデ
オ信号の示す３次元情報から自車の前方の目安となるも
のの位置のデータを形成する回路１２〜３２を設ける。
この回路１２〜３２により形成された位置のデータによ
り、ナビゲーションシステム１００における自車位置の
測定結果を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ナビゲーション
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車載用のナビゲーション装置において
は、ＧＰＳ衛星から送信されてくるデータを利用して自
車位置を測定する技術が実用化されている。そして、そ
のとき、さらに、ＧＰＳのデータを、ＦＭ放送を通じて
得られるＤ−ＧＰＳのデータにより補正し、測位誤差を
10ｍ程度にまで小さくする技術も実用化されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ＧＰＳ衛星か
らの電波が遮られたり、反射したりするような場所、あ
るいはＦＭ放送の受信が困難な場所では、測位ができな
くなったり、測位の誤差が数十ｍになったりしてしま
う。例えば、ＦＭ放送を受信できなくなると、ディスプ
レイに表示された地図上の自車マークが数十ｍも跳んで
しまい、その状態が数秒間、しかも、断続的に続いてし
まう。

【０００４】このため、ナビゲーション装置のルート案
内が、まさに交差点を曲がる指示を出すときに、間違っ
た指示を出してしまい、その結果、運転者を混乱させ、
かえって危険なことがある。

【０００５】この発明は、このような問題点を解決しよ
うとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明においては、例
えば、自車位置を測定し、この測定結果によりディスプ
レイに表示された地図に、自車位置を示すマークを表示
するようにしたナビゲーションシステムと、上記自車の
前方を立体的に撮像する第１および第２のビデオカメラ
と、これら第１および第２のビデオカメラのビデオ信号
の示す３次元情報から上記自車の前方の目安となるもの
の位置のデータを形成する回路とを有し、上記位置のデ
ータにより、上記自車位置の測定結果を補正するように
したナビゲーション装置とするものである。したがっ
て、実際の道路状況などを基準にして自車位置が補正さ
れることになる。

【０００７】

【発明の実施の形態】この発明においては、自車位置の
測定精度を上げるため、車両の前方の状況をステレオカ
メラにより立体的にとらえ、その３次元情報に基づい
て、例えば、前方の道路が真っ直ぐか曲がっているか、
交差点があるかないか、あるとすれば、何ｍ先かなど、
人間が前方を見て判断するときと同様に、前方の道路の
様子を判断する。そして、その判断結果にしたがって、
ＧＰＳのデータなどが示す自車位置の測位データを補正
する。

【０００８】したがって、ＧＰＳやＤ−ＧＰＳなどのデ
ータが得られないときでも、ディスプレイに表示された
地図には、自車位置が正確に表示されることになる。

【０００９】さらに、図３〜図５は、この発明によるナ
ビゲーション装置を使用した場合に、運転席から見える
前方の様子をシミュレーションにより再現して図示した
ものである。

【００１０】そして、図３〜図５において、道路や立木
などの風景は、フロントガラスを通して運転者に直接見
えるものである。また、走行中の道路の先にはＴ字路が
あり、突き当たりとなっているが、そのＴ字路で右折す
る場合である。

【００１１】したがって、車両の走行につれて、前方の
風景は、図３の状態（Ｔ字路よりも、かなり手前にいる
とき）→図４の状態→図５の状態（Ｔ字路の直前にいる
とき）と変化していく。

【００１２】そして、このとき、運転席には、フロント
ガラス越しに矢印Ａが表示される。この矢印Ａは、図３
〜図５にも示すように、車両の進むべき方向を示すもの
であり、その走行すべき道路に沿って表示される。ま
た、矢印Ａの形状や大きさは、車両の走行位置につれ
て、図３〜図５に示すように、変化する。

【００１３】したがって、運転者は、この矢印Ａの指示
にしたがって運転をすればよいことになる。

【００１４】そして、以上のような処理を実現するた
め、この発明によるナビゲーション装置は、例えば図１
に示すように構成される。

【００１５】図１において、符号１００は、ナビゲーシ
ョンシステムを示す。このナビゲーションシステム１０
０は、例えば、一般のナビゲーション装置と同様に構成
されているもので、図示はしないが、ＧＰＳ衛星から送
信されてくるデータ、ＦＭ放送により放送されるＤ−Ｇ
ＰＳのデータ、車速センサにより検出した自車の走行速
度のデータ、ジャイロにより検出した自車の走行方向の
データなどにしたがって、自車位置を測定する。

【００１６】そして、その測定結果にしたがって、ＤＶ
Ｄ−ＲＯＭから自車位置を含む地図のデータを読み出し
てディスプレイに地図を表示するとともに、その地図上
の自車位置に、自車位置を示すマークを表示する。ま
た、自車の進むべき道路には、これを示すラインが重畳
して表示される。

【００１７】さらに、図１において、符号１１、２１は
カラービデオカメラを示す。このビデオカメラ１１、２
１は、ステレオカメラを構成して車両の前方についての
３次元情報を得るためのものである。このため、カメラ
１１、２１は、車両に対して例えば図２に示すように配
置されている。

【００１８】すなわち、ビデオカメラ１１、２１は、車
両の内部からフロントガラス越しに前方の風景を撮影で
きるように、フロントガラスの上部に前方を向いて設け
られている。そして、このとき、ビデオカメラ１１、２
１は、それらの光軸が同一の水平面ないし多少の俯角を
有する同一の面内において平行となるように、並んで配
置されるとともに、車両の運転席が右側であるとすれ
ば、カメラ１１が右側となり、カメラ２１が左側となる
ように配置されている。

【００１９】なお、ビデオカメラ１１、２１の画角は、
その撮影画面が運転者の見る風景とオーバーラップする
ように、例えば11°〜12°とされている。また、ビデオ
カメラ１１、２１は、例えば可視光カットフィルタを装
着しないことにより、赤外線に対する撮像感度が高めら
れている。

【００２０】さらに、車両の前方を近赤外線により照射
するため、例えば図２に示すように、ビデオカメラ１
１、２１の間に、近赤外線ランプ８１が配置されてい
る。このとき、ランプ８１が車両の前方を集中して照射
するように、ランプ８１の水平方向の配光特性は、例え
ば15°〜20°程度とされている。

【００２１】したがって、昼間の走行時には、車両の前
方が太陽光のもとで撮像されるので、ビデオカメラ１
１、２１からは前方の風景をカラー撮像したビデオ信号
Ｓ11、Ｓ21が出力される。なお、このとき、カメラ１
１、２１のオートホワイトバランスの応答範囲を、例え
ば2500Ｋ〜9500Ｋと広くしておくとともに、オートホワ
イトバランスの応答速度を速くしておくことにより、カ
メラ１１、２１に赤外線カットフィルタが装着されてい
なくても、正常な色合いのカラービデオ信号Ｓ11、Ｓ21
が取り出される。

【００２２】また、夜間の走行時には、車両の前方が近
赤外線（および自車のヘッドライト）により照射される
ので、ビデオカメラ１１、２１からは前方の風景を赤外
線撮像したモノクロのビデオ信号Ｓ11、Ｓ21が出力され
る。

【００２３】そして、ビデオカメラ１１、２１をステレ
オカメラと使用することにより、カメラ１１の撮像した
画面と、カメラ２１の撮像した画面とにおいて、互いに
対応する点のずれの方向および大きさが検出される。

【００２４】すなわち、右側（運転者側）のビデオカメ
ラ１１から出力されるビデオ信号Ｓ11がパターン認識回
路１２に供給されて交差点および道路標識など走行位置
の目安となるものが認識され、この目安の認識結果のビ
デオ信号が対応点発生回路１３に供給されて基準となる
対応点（比較に使用する基準点）の信号Ｓ13が形成さ
れ、この信号Ｓ13が対応点比較回路２６に供給される。

【００２５】また、ビデオカメラ２１から出力されるビ
デオ信号Ｓ21が、輪郭抽出回路２５に供給されて画像の
輪郭を示すビデオ信号Ｓ25が取り出され、この信号Ｓ25
が対応点比較回路２６に供給される。

【００２６】こうして、対応点比較回路２６において、
カメラ２１の撮像した画面のうち、カメラ１１の撮像し
た目安の画像を基準として、対応する部分が比較され、
この比較結果の信号が取り出される。

【００２７】そして、この比較結果の信号がずれ量比較
回路１４に供給されるとともに、対応点発生回路１３か
らの信号Ｓ13がずれ量比較回路１４に供給され、両信号
を比較することにより、目安の位置（目安が何ｍ前方に
あるかなど）を示すデータが形成され、このデータの信
号が３次元データ化回路３１に供給される。

【００２８】さらに、輪郭抽出回路２５から出力される
ビデオ信号Ｓ25が、対応点発生回路２３に供給されて基
準となる対応点の信号Ｓ23が形成され、この信号Ｓ23が
対応点比較回路１６に供給される。

【００２９】また、ビデオカメラ１１から出力されるビ
デオ信号Ｓ11が、輪郭抽出回路１５に供給されて画像の
輪郭を示すビデオ信号Ｓ15が取り出され、この信号Ｓ15
が対応点比較回路１６にとして供給される。

【００３０】こうして、対応点比較回路１６において、
カメラ１１の撮像した画面のうち、カメラ２１の撮像し
た画像を基準として、対応する部分が比較され、この比
較結果の信号が取り出される。

【００３１】そして、この比較結果の信号がずれ量比較
回路２４に供給されるとともに、対応点発生回路２３か
らの信号Ｓ23がずれ量比較回路２４に供給され、両信号
を比較することにより、道路の状況（例えば、真っ直ぐ
か曲がっているか、交差点があるかないか、あるとすれ
ば、何ｍ先かなど）を示すデータが形成され、このデー
タの信号が３次元データ化回路３１に供給される。

【００３２】そして、３次元化データ回路３１において
は、これに供給された目安の位置を示すデータおよび道
路状況を示すデータから、目安の位置や道路状況を示す
３次元データが形成される。

【００３３】続いて、この３次元データの信号が、２次
元データ化回路３２に供給されてナビゲーションシステ
ム１００が解釈できるように２次元データにデータ化さ
れ、この２次元データがナビゲーションシステム１００
に供給される。また、パターン認識回路１２から、交差
点の信号機や道路標識などの表示内容を示すデータが取
り出され、このデータがナビゲーションシステム１００
に供給される。

【００３４】そして、ナビゲーションシステム１００に
おいては、２次元データ化回路３２から供給された２次
元データにより、自車の測位位置が補正される。すなわ
ち、人が前方を見て判断するときと同様、カメラ１１、
２１の撮像内容により、前方の道路などが判断され、そ
の判断結果にしたがって自車位置の測位データが補正さ
れる。例えば、交差点が○○ｍ先にあるから、その交差
点から○○ｍ手前の所にいるというようにして補正され
る。

【００３５】また、ナビゲーションシステム１００にお
いては、パターン認識回路１２から供給された交差点の
信号機や道路標識などの表示内容を示すデータによって
も自車の測位位置が補正される。

【００３６】さらに、交差点に近づいたときには、その
交差点における進行方向（直進、左折、右折など）を示
すデータがナビゲーションシステム１００が取り出さ
れ、そのデータが３次元表示回路５３に供給されて、例
えば図３〜図５に示すような進行方向を指示する矢印Ａ
のビデオ信号が形成され、このビデオ信号がディスプレ
イ装置４０に供給される。

【００３７】さらに、夜間には、例えばスイッチを操作
することにより、３次元データ化回路３１からのデータ
も３次元表示回路５３に供給される。

【００３８】そして、ディスプレイ装置４０は、ヘッド
アップ型ディスプレイとされているもので、例えば図２
に示すように、表示スクリーンに対応するコンバイナ部
４１と、プロジェクタ部４２とを有する。

【００３９】すなわち、コンバイナ部４１は、多層光干
渉膜やホログラム回折格子などにより、高い反射率と高
い透過率とが得られるように構成され、フロントガラス
のうち、運転者の前方に位置する部分に設けられる。ま
た、プロジェクタ部４２は、例えば液晶プロジェクタに
より構成されてダッシュボードに設けられ、その投射光
がコンバイナ部４１に投射される。なお、３次元表示回
路３３からのビデオ信号はプロジェクタ部４２に供給さ
れる。

【００４０】このような構成によれば、ナビゲーション
システム１００においては、そのディスプレイに自車位
置が表示されるとともに、その自車位置がＧＰＳのデー
タなどにより補正されている。ただし、そのときの精度
は、上記のように、10ｍ程度である。

【００４１】しかし、このとき、カメラ１１、２１によ
り自車の前方の道路の状況が立体的にとらえられて交差
点や信号機などまでの距離が測定され、その測定結果に
より、ナビゲーションシステム１００が測定した自車位
置の位置データが補正される。したがって、図１のナビ
ゲーション装置によれば、自車位置の測定精度を飛躍的
に向上させることができる。

【００４２】また、ＧＰＳ衛星からの電波が遮られた
り、反射したりするような場所、あるいはＦＭ放送の受
信が困難な場所であっても、常に高い精度で自車位置を
知ることができ、例えば、ディスプレイに表示された地
図上の自車マークが数十ｍも跳んだりすることがない。
さらに、自車位置の測定精度が向上するので、近くに似
たような曲がり角があるような道路でも、曲がるべき地
点を運転者に的確に指示することができる。

【００４３】しかも、ナビゲーションシステム１００
は、一般のナビゲーション装置でよく、すなわち、一般
のナビゲーション装置に図１に示す回路を追加すればよ
く、これまでの装置を最大限に活用することができる。

【００４４】また、図１の装置は、前方の道路の状況、
すなわち、曲がろうとする地点まであと何ｍあり、その
地点に行くまでの道路が曲がっているのか真っ直ぐなの
か、自車が道路の中央寄りを走行しているのか左寄りを
走行しているかなどの状況をすべて把握しているので、
例えば図３〜図５に示すように、進行方向を示す矢印Ａ
をあたかも道路にペイントしてあるかのように表示する
ことができる。

【００４５】そして、その矢印Ａは、ＨＵＤ４０により
表示しているので、フロントガラス越しに見える風景に
オーバーラップして表示され、曲がろうとする道路が近
づくと、それに伴って矢印Ａの形状や位置が変化するの
で、運転者にとって非常にわかりやすい表示となる。

【００４６】また、矢印Ａは、フロントガラス越しに虚
像として表示されるので、運転者は矢印Ａを見るために
眼のピントを合わせ直したり、視線の向きを変えたりす
る必要がなく、運転者にストレスを与えることがない。

【００４７】さらに、夜間には、前方の道路が赤外線に
より撮像され、その赤外線画像がＨＵＤ４０に表示され
るので、前方の障害物を夜間でも的確に感知することが
でき、特に、暗闇に同化しやすい黒っぽい服装の歩行者
でも、的確に感知することができる。

【００４８】

【発明の効果】この発明によれば、ビデオカメラにより
自車の前方の道路の状況を立体的にとらえて交差点や信
号機などまでの距離を測定し、その測定結果によりＧＰ
Ｓなどによる自車位置の位置データを補正するようにし
ているので、自車位置の測定精度を飛躍的に向上させる
ことができる。さらに、自車位置の測定精度が向上する
ので、曲がるべき地点を運転者に的確に指示することが
できる。

【００４９】また、進行方向を示す矢印をあたかも道路
にペイントしてあるかのように表示することができる。
そして、その矢印は、フロントガラス越しに見える風景
にオーバーラップして表示され、曲がろうとする道路が
近づくと、形状や位置が変化するので、運転者にとって
非常にわかりやすい表示となる。さらに、矢印が運転者
にストレスを与えることがない。

【００５０】さらに、夜間には、前方の道路が赤外線に
より撮像されて表示されるので、前方の障害物、例えば
暗闇に同化しやすい黒っぽい服装の歩行者でも、的確に
感知することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一形態を示す系統図である。

【図２】この発明を説明するための平面図および側面図
である。

【図３】表示状態の一例を示す図である。

【図４】表示状態の一例を示す図である。

【図５】表示状態の一例を示す図である。

【符号の説明】

１１…ビデオカメラ、１２…パターン認識回路、１３…
対応点発生回路、１４…ずれ量検出回路、１５…輪郭抽
出回路、１６…対応点比較回路、２１…ビデオカメラ、
２３…対応点発生回路、２４…ずれ量検出回路、２５…
輪郭抽出回路、２６…対応点比較回路、３１…３次元デ
ータ化回路、３２…２次元データ化回路、３３…３次元
表示回路、４０…ＨＵＤ、１００…ナビゲーションシス
テム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F029 AA02 AB01 AB05 AB07 AB13 AC02 AC03 AC14 AC16 AD01 3D044 AA21 AA24 AA31 AB01 AC00 AC56 AE14 BA16 BA19 BA20 BA30 BB01 BC13 BD01 5H180 AA01 CC02 CC05 EE18 FF04 FF05 FF07 FF13 FF22 FF27 FF38

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自車位置を測定し、この測定結果によりデ
   ィスプレイに表示された地図に、自車位置を示すマーク
   を表示するようにしたナビゲーションシステムと、 上記自車の前方を立体的に撮像する第１および第２のビ
   デオカメラと、 これら第１および第２のビデオカメラのビデオ信号の示
   す３次元情報から上記自車の前方の目安となるものの位
   置のデータを形成する回路とを有し、 上記位置のデータにより、上記自車位置の測定結果を補
   正するようにしたナビゲーション装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載のナビゲーション装置にお
   いて、 ヘッドアップ型に構成されたディスプレイ装置を有し、 このディスプレイ装置により、上記自車の走行方向を示
   す記号を、フロントガラス越しに見える風景にオーバー
   ラップして表示するようにしたナビゲーション装置。
3. 【請求項３】請求項２に記載のナビゲーション装置にお
   いて、 上記第１および第２のビデオカメラは赤外線に対して感
   度を有するものとされ、 上記第１および第２のビデオカメラの撮像した障害物の
   情報を上記ディスプレイ装置に表示するようにしたナビ
   ゲーション装置。