JP2005214857A - ナビゲーション装置、案内画像作成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ユーザに対する案内性能を向上させる。
【解決手段】 走行中の道路においてユーザが進行方向に見ている景色(実際の画像)をカメラで撮影し、撮影された実写画像とユーザへの案内を行う案内画像とを重ね合わせ、表示部に表示する。例えば右折する交差点に接近する場合は、カメラで撮影した交差点の実写画像と、右折を促す矢印画像や交差点名称を示す画像とを重ね合わせて、表示部に表示する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、案内経路を提示するナビゲーション装置等に係り、特に、ユーザにとって理解しやすい表示を行うナビゲーション装置等に関する。

近年、上空を軌道とするＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）衛星を利用して自位置や移動速度をリアルタイムで求めることのできるナビゲーション装置が、自動車等の移動体搭載用あるいは携帯用として広く普及し始めている。従来のナビゲーション装置においては、電子化された地図データに基づいてモニタ上に地図を表示する。特に、移動体搭載用のナビゲーション装置では、ユーザが設定したルートに基づいて進路方向をガイダンスする機能が備わっている。

ユーザがルートを設定する際には、少なくとも、出発地（始点）と目的地（終点）とを指定する。すると、ナビゲーション装置は、指定された出発地と目的地との２点間を結ぶ最適なルートを探索して作成し、推奨ルートとしてユーザに提示する。またユーザは、目的地到着の前に立ち寄りたい地点や、交差点、インターチェンジ、ランプ等の走行中の目印となるような地点を経由地として任意に指定することもできる。この際、複数の地点を経由地として指定することが可能である。このようにしてユーザにより経由地が指定された場合には、ナビゲーション装置は出発地、１以上の経由地、目的地の間を結ぶ最適なルートを探索する。

また、最近では、ユーザが推奨ルートを走行する場合に、３Ｄのアニメーションや衛星写真を用いて曲がるべき交差点をディスプレイに表示するものが存在する。しかし、表示されるアニメーションや衛星写真は、ユーザ(例えば運転者)が実際に見る風景とは異なっているため、進行すべきルートを把握しづらい。また、アニメーションや衛星写真では、建築物の建て替え、あるいは、店舗の開店・閉店によって、データが陳腐化するため、ますます進行すべきルートを把握しづらくなるといった問題がある。さらに、アニメーションや衛星写真のデータを非常に大きな記憶容量を必要とする上、ユーザが実際には使用品画像を多分に含んでいるために記憶容量の無駄にもなってしまう。
そこで、従来、進行方向の画像を取り込む画像取り込み装置を設けると共に、ガイドポイントの通過時に画像取り込み装置にてこのガイドポイントの実写画像を取り込んで記憶装置に格納し、次に同じガイドポイントを通過する際に、記憶装置に格納されたこのガイドポイントの実画像をディスプレイに表示することが提案されている(特許文献１参照。)。

特開２０００−２０５８８１号公報(第３−４頁、図１)

しかしながら、上記特許文献１の技術では、以前に通ったことのあるガイドポイントの実写画像を、このガイドポイントの通過時に表示するだけであるため、ユーザが進行すべきルートを把握するには未だ不十分であった。そして、実写画像を取り込んだ時期から長期間経過してからこのガイドポイントを通過するような場合には、上述したような建築物の建て替え、あるいは、店舗の開店・閉店が行われているおそれがあり、ガイドポイント付近の風景が変化している可能性もある。
また、特許文献１では、ガイドポイント付近の実写画像と、ガイドポイントを含む地図および案内用の矢印からなる地図画像とを並べて表示する点も記載されているが、ユーザは、別々に表示される実写画像と地図画像とから情報を把握しなければならないため、わかりづらく、さらにユーザフレンドリーな表示手法が要請されている。

本発明は、かかる技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、ユーザに対する案内性能を向上させることにある。
また、他の目的は、データ容量を削減しつつ、ユーザが必要とするナビゲーション情報を提供することにある。

かかる目的のもと、本発明が適用されるナビゲーション装置は、経路中における所定のガイドポイントをガイドポイント検知手段で検知し、ガイドポイント検知手段にて検知された所定のガイドポイントに関する情報を用いて案内画像生成手段で案内画像を生成し、進行方向前方の風景を撮影手段で撮影し、撮影手段にて撮影された実写画像に案内画像生成手段にて生成された案内画像を描画手段で重ねて描画し、描画手段より出力された出力画像を表示手段で表示する。

ここで、ガイドポイント検知手段にて検知された所定のガイドポイントに対応するガイドポイント情報をガイドポイント情報取得手段で取得し、撮影手段にて撮影された実写画像に基づいて実写画像における道路情報を道路情報検知手段で検知し、描画手段は、ガイドポイント情報と道路情報とが一致する場合に、実写画像に案内画像を重ねて描画する。このような態様において、案内画像生成手段は、ガイドポイント情報または道路情報を案内画像として生成する。

また、他の観点から捉えると、本発明が適用されるナビゲーション装置は、推奨経路を推奨経路作成手段で作成し、推奨経路作成手段により作成された推奨経路の走行中に、所定のガイドポイントへの接近をガイドポイント検知手段で検知し、ガイドポイント検知手段にて検知された所定のガイドポイントに関する情報を用いて案内画像生成手段で案内画像を生成し、進行方向前方の風景を撮影手段で撮影し、撮影手段にて撮影された実写画像に案内画像生成手段にて生成された案内画像を描画手段で重ねて描画し、描画手段より出力された出力画像を表示手段で表示する。

ここで、ガイドポイント検知手段にて検知される所定のガイドポイントは交差点であり、案内画像生成手段にて生成される案内画像は交差点までおよび/または交差点からの進行方向を示す矢印画像であることを特徴とすることができる。このような態様において、描画手段は、撮影手段にて撮影された道路の車線上に矢印画像を描画する。

さらに、他の観点から捉えると、本発明が適用される案内画像作成方法は推奨経路を作成するステップと、作成された推奨経路の走行中に、所定のガイドポイントへの接近を検知するステップと、検知された所定のガイドポイントに関する情報を用いて案内画像を生成するステップと、進行方向前方の風景を撮影するステップと、撮影された実写画像と生成された案内画像とを合成するステップとを含んでいる

本発明によれば、ユーザに対する案内性能を向上させることができる。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態(以下、実施の形態という)について詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係るカーナビゲーション装置１の全体構成を説明するためのブロック図である。本実施の形態におけるナビゲーション装置１は、ガイダンス用の音声を出力するスピーカ１１、キーボード、マウス、リモートコントローラやコントロールパネル等の操作部１２、インターネット等と接続を行うための通信手段である通信端末１３、所定の広域エリアの地図データが格納されている、ＣＤ（Compact Disc）−ＲＯＭ（Read Only Memory）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）−ＲＯＭ、あるいはハードディスク等の記録ディスクを搭載するディスクドライブ１４、地図等の画像を表示する液晶表示ディスプレイ等のモニタを備えた表示手段の一つとしての表示部１５、自車位置の測位を行うガイドポイント検知手段の一つとしての測位ブロック１６、装置全体を制御する制御ブロック１７、渋滞、事故、交通規制、駐車場などの交通情報を取得する交通情報受信ブロック１８、自車の前方の風景を撮像する撮影手段の一つとしてのカメラ１９、カメラ１９を制御する撮像ブロック２０を備えて構成されている。

ディスクドライブ１４の記録ディスクには、同一地域に対して縮尺の異なる複数種類の地図データが格納されている。また、ノード（地点）等の地点データおよび施設の名称等の検索データについても、記録ディスクに地図データと関連付けて格納されている。これにより、ディスクドライブ１４は、地図データベース(地図ＤＢ)として機能する。
測位ブロック１６は、ＧＰＳ衛星から発信された信号を受信するＧＰＳアンテナ２１、ＧＰＳアンテナ２１から得た信号に基づいて測位を行うＧＰＳ測位部２２、カーナビゲーション装置１が搭載された車両の車速を検出する車速センサ２３、車両の回転変位を検出するジャイロセンサ２４、車速センサ２３およびジャイロセンサ２４で得た検出値に基づいてＧＰＳ測位部２２での測位結果を補正する測位補正部２５、を備えている。

制御ブロック１７は、システム全体の制御や演算処理を行うＣＰＵ３０、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等からなる内部記憶装置としてのＲＡＭ３１、カーナビゲーション装置１を作動させるための所定のプログラムが格納されたＲＯＭ３２、スピーカ１１で出力する音声の制御を行う音声制御部３３、操作部１２からの入力信号を制御する入力制御部３４、ユーザが設定した出発地、経由地、目的地に基づいて推奨経路を算出する推奨経路作成手段の一つとしての経路設定制御部３５、着脱自在に装着される携帯型電話端末やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）のような携帯型情報端末等の通信端末１３を通じてインターネット等と通信を行う通信部３６、ディスクドライブ１４等を制御するガイドポイント情報取得手段の一つとしての記憶制御部３７、表示部１５における地図その他の表示を制御する表示制御部３８、メモリカードやＣＤ−Ｒ等の外部メモリにデータを書き込み、および、外部メモリに記憶されたデータを読み出す外部メモリ制御部３９を備えている。ここで、案内画像生成手段および描画手段の一つとしての表示制御部３８は、表示制御を行うグラフィックコントローラ３８ａと、ビデオＲＡＭ３８ｂとを有している。

交通情報受信ブロック１８は、ＦＭ多重受信機４１と、ビーコン受信機４２と、交通情報処理制御部４３と、を備えている。ＦＭ多重受信機４１は、ＦＭアンテナにより交通情報のデータを含むＦＭ多重放送波を受信し、これを復調することによって多重化されている交通情報のデータを出力する。ビーコン受信機４２は、ビーコンアンテナによって電波（又は光）ビーコン発信機からの交通情報のデータを含む信号を受信し、その信号を復調することによって交通情報のデータを得て出力する。交通情報処理制御部４３は、ＦＭ多重受信機４１、ビーコン受信機４２によって受信された渋滞情報などの交通情報のデータ、いわゆるＶＩＣＳ情報を処理し、ＦＭ多重受信機４１およびビーコン受信機４２にて受信された交通情報のデータをＲＡＭ３１に格納する。
撮像ブロック２０は、撮影を制御する撮像制御部５１、撮影された画像の処理を行うと共に処理された画像に基づいて画像認識を行う道路情報検知手段の一つとしての画像処理・認識部５２を備えている。ここで、カメラ１９は、ユーザ(例えば運転者)と略同じ高さ且つ同じ位置近傍に取り付けることが好ましい。

このカーナビゲーション装置１では、操作部１２より入力された出発地、経由地及び目的地に基づいて経路設定制御部３５で推奨経路を探索した後、探索された推奨経路を表示制御部３８によって表示部１５に表示するようになっている。

図２は、表示部１５に推奨経路及び現在地に対応する地図を表示するまでの基本的な処理の流れを示すフローチャートである。
このカーナビゲーション装置１においては、まず、測位ブロック１６の測位補正部２５によって現在地のデータを取得する。また、所定時間毎に繰り返される測位補正部２５での測位により、現在地のデータを２回以上取得すれば、自車の進行方向が取得できる（ステップ１１）。続いて、現在地に対応する地図データを記録ディスクより取得する（ステップ１２）。そして、経路設定制御部３５より推奨経路データを取得し（ステップ１３）、取得した地図データ及び推奨経路データに基づいて表示用地図を作成し（ステップ１４）、作成した表示用地図を表示部１５に表示する（ステップ１５）。

ここで、図３は、図２に示すプロセスによって作成され、表示部１５に表示される現在地に対応する地図および推奨経路の一例を示している。なお、図中において、自車位置は三角矢印で表示されており、推奨経路は太線矢印にて表示されている。図に示すように、推奨経路では、例えば図中に領域Ａで示すように、途中の交差点で右折(または左折)しなければならない交差点があり、本実施の形態では、このような交差点(ガイドポイント)に接近した場合に、表示部１５に表示される画像が、図３に示す地図画像からカメラ１９にて撮影された実際の画像(実写画像)に切り替えられるようになっている。

図４は、表示部１５に実写画像を表示するための処理の流れを示すフローチャートである。
測位ブロック１６により、交差点など所定のガイドポイントへの接近が検知されると(ステップ１０１)、ディスクドライブ１４に格納される地図ＤＢを検索して(ステップ１０２)、接近中のガイドポイントに関するデータ(ガイドポイント情報)を取得する(ステップ１０３)。ここで、取得されるガイドポイント情報には、交差点の名称、交差点までの距離、交差点における車線数、各車線の交通規制(右折専用レーンなど)、信号機の有無等が含まれる。次に、カメラ１９にて撮影を行ってカメラ画像を取得し(ステップ１０４)、撮影されたカメラ画像に基づいて、画像処理・認識部部５２で画像処理を施して走行中の道路に関するデータ(道路情報)を検出する(ステップ１０５)。ここで、検出される道路情報には、交差点の名称、交差点までの距離、車線数、各車線の交通規制、信号機の有無等が含まれる。この道路情報の検出には、所謂画像認識の手法が用いられる。

そして、ステップ１０３において取得されたガイドポイント情報と、ステップ１０５において検出された道路情報とが一致するか否かを判断する(ステップ１０６)。ここで、両者が一致しない場合にはステップ１０４に戻って処理を続行し、両者が一致する場合には推奨経路の案内情報(経路案内情報)を取得する(ステップ１０７)。ここで、取得される経路案内情報には、どこに向かって進行するのか(直進、右折、左折など)、進行するためにどの車線を走行すればよいのか(左側レーン、中央レーン、右側レーンなど)等が含まれる。さらに、ステップ１０７にて取得された経路案内情報に基づき、表示制御部３８のグラフィックコントローラ３８ａにより、実写画像に重ねて表示するための案内画像(矢印など)を生成、取得する(ステップ１０８)。

次に、再度カメラ１９にて撮影を行ってカメラ画像を取得し(ステップ１０９)、撮影されたカメラ画像に基づいて、画像処理・認識部５２で画像処理を施して現在走行中の車線(進行車線)を検出する(ステップ１１０)。また、取得されたカメラ画像に基づいて、ステップ１０８にて取得された案内画像の表示位置やサイズを演算する(ステップ１１１)。このとき、実写画像中に存在する車線の角度や交差点までの距離等によって、案内画像の形状を変形させる。そして、表示制御部３８において、ステップ１０９で取得されたカメラ画像にステップ１１１で修正された案内画像を重ね合わせて合成し(ステップ１１２)、表示部１５へと出力する(ステップ１１３)。なお、ステップ１０６では、ガイドポイント情報および道路情報のすべてが一致する場合にのみステップ１０７に進むことが好ましいが、撮影した画像からすべての道路情報を取得できない場合もあるため、例えば予め設定された複数の条件のうち半数以上が一致する場合にステップ１０７に進めるようにしてもよい。

図５は、図４に示すプロセスによって生成され、表示部１５に表示される画像、すなわち、カメラ１９によって撮影された実写画像に案内画像を重ね合わせた画像の一例を示している。なお、図５(ａ)は図３の領域Ａに対応するガイドポイントの少し手前側で表示される重ね画像を示しており、図５(ｂ)はガイドポイントの直前で表示される重ね画像を示している。領域Ａに示すガイドポイントは、図３に示すように右折すべき場所であるので、案内画像として右折を促す矢印画像が表示されている。図５(ａ)に示す例ではこの先で右折するために右折レーンに入ることを促す状態を示しており、図５(ｂ)に示す例では右折直前で右折レーンに入っている状態を示している。本実施の形態では、上述したプロセスによって画像を合成することにより、実写画像に沿った案内画像を表示することができ、例えば図５(ａ)(ｂ)に示す例では、右折レーン上に案内画像としての矢印を表示することができる。

このように、本実施の形態では、現在走行中の道路においてユーザが進行方向に見ている景色(実際の画像)の中に案内画像(矢印)を合成して表示しているので、ユーザにとって曲がるべき場所がわかりやすくなり、交差点案内のわかり易さが飛躍的に向上する。また、表示される画像中に交差点の名称、建物の名称、河川や山岳等の名称等を表示したり、前方の信号の色、渋滞、信号停止時の前方車両発進などの交通情報を表示したりすれば、さらにわかりやすさが向上する。そして、本実施の形態では、案内画像として単に右方向、左方向の案内を表示するのではなく、走行すべき車線も案内するようにしたので、さらに利便性が向上する。また、本実施の形態では、実写画像を用いているため、アニメーション画像や衛星写真を用いた場合における問題点、すなわち、建物の建て替えや店舗の開店・閉店等、経時的な変化に伴う陳腐化も生じ得ない。さらにまた、これらアニメーション画像や衛星写真が不要となる分、これら画像の格納に使用していた記憶容量が不要となり、ナビゲーションに必要なデータ容量を削減することができる。

また、このようにして取得した実写画像は、例えばディスクドライブ１４に格納することができ、例えば次回同じ経路を走行する際に再び表示部１５に表示することができる。そして、撮影した実写画像を外部メモリ制御部３９によって外部メモリに書き出すことも可能である。このようにして得られた外部メモリを例えば友人等の第三者に渡すことにより、この実写画像を第三者のカーナビゲーション装置における経路案内に利用することもできる。これは、具体的には、例えば友人を初めて自宅へ招く場合などにおける道案内等において効果的である。さらに、カメラ１９にて常時画像を撮影して前方を走行する車両や歩行者等を検出し、これらの走行情報(距離、相対速度およびその変化、その他危険が生じた場合のアラートなど)を該当する車両や歩行者等が存在する位置に合成して表示するようにしてもよい。

カーナビゲーション装置の全体構成を説明するためのブロック図である。 表示部に推奨経路及び現在地に対応する地図を表示するまでの基本的な処理の流れを示すフローチャートである。 表示部に表示される現在地に対応する地図および推奨経路の一例を示す図である。 表示部に実写画像を表示するための処理の流れを示すフローチャートである。 (ａ)(ｂ)は、カメラによって撮影された実写画像に案内画像(矢印)を重ね合わせた重ね画像の一例を示す図である。

符号の説明

１…カーナビゲーション装置、１１…スピーカ、１２…操作部、１３…通信端末、１４…ディスクドライブ、１５…表示部、１６…測位ブロック、１７…制御ブロック、１８…交通情報受信ブロック、１９…カメラ、２０…撮像ブロック、２１…ＧＰＳアンテナ、２２…ＧＰＳ測位部、２３…車速センサ、２４…ジャイロセンサ、２５…測位補正部、３０…ＣＰＵ、３１…ＲＡＭ、３２…ＲＯＭ、３３…音声制御部、３４…入力制御部、３５…経路設定制御部、３６…通信部、３７…記憶制御部、３８…表示制御部、３９…外部メモリ制御部、４１…ＦＭ多重受信機、４２…ビーコン受信機、４３…交通情報処理制御部、５１…撮像制御部、５２…画像処理・認識部

Claims (7)

1. 経路中における所定のガイドポイントを検知するガイドポイント検知手段と、
   前記ガイドポイント検知手段にて検知された前記所定のガイドポイントに関する情報を用いて案内画像を生成する案内画像生成手段と、
   進行方向前方の風景を撮影する撮影手段と、
   前記撮影手段にて撮影された実写画像に前記案内画像生成手段にて生成された案内画像を重ねて描画する描画手段と、
   前記描画手段より出力された出力画像を表示する表示手段と
   を含むナビゲーション装置。
2. 前記ガイドポイント検知手段にて検知された前記所定のガイドポイントに対応するガイドポイント情報を取得するガイドポイント情報取得手段と、
   前記撮影手段にて撮影された実写画像に基づいて当該実写画像における道路情報を検知する道路情報検知手段とをさらに含み、
   前記描画手段は、前記ガイドポイント情報と前記道路情報とが一致する場合に、前記実写画像に前記案内画像を重ねて描画することを特徴とする請求項１記載のナビゲーション装置。
3. 前記案内画像生成手段は、前記ガイドポイント情報または前記道路情報を案内画像として生成することを特徴とする請求項２記載のナビゲーション装置。
4. 推奨経路を作成する推奨経路作成手段と、
   前記推奨経路作成手段により作成された推奨経路の走行中に、所定のガイドポイントへの接近を検知するガイドポイント検知手段と、
   前記ガイドポイント検知手段にて検知された前記所定のガイドポイントに関する情報を用いて案内画像を生成する案内画像生成手段と、
   進行方向前方の風景を撮影する撮影手段と、
   前記撮影手段にて撮影された実写画像に前記案内画像生成手段にて生成された案内画像を重ねて描画する描画手段と、
   前記描画手段より出力された出力画像を表示する表示手段と
   を含むナビゲーション装置。
5. 前記ガイドポイント検知手段にて検知される前記所定のガイドポイントは交差点であり、前記案内画像生成手段にて生成される前記案内画像は当該交差点までおよび/または当該交差点からの進行方向を示す矢印画像であることを特徴とする請求項４記載のナビゲーション装置。
6. 前記描画手段は、前記撮影手段にて撮影された道路の車線上に前記矢印画像を描画することを特徴とする請求項５記載のナビゲーション装置。
7. 推奨経路を作成するステップと、
   作成された推奨経路の走行中に、所定のガイドポイントへの接近を検知するステップと、
   検知された前記所定のガイドポイントに関する情報を用いて案内画像を生成するステップと、
   進行方向前方の風景を撮影するステップと、
   撮影された実写画像と生成された案内画像とを合成するステップと
   を含む案内画像作成方法。

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