JP2005241653A - ナビゲーションシステムのユーザを目的地誘導するための方法及びナビゲーションシステム - Google Patents

Abstract

【課題】ナビゲーションシステムのユーザを目的地誘導するための方法を改善し、目的地誘導の際にユーザをサポートする。
【解決手段】ナビゲーションシステムのユーザを目的地誘導するための方法であって、出力装置を用いてユーザに目的地誘導情報を提供するようにしたものにおいて、撮像装置を用いて周辺領域を撮影し、撮影した画像を画像認識法により個々の要素に分解し、出力すべき目的地誘導情報を前記画像の少なくとも１つの認識された要素から形成する又は該要素で補完する。
【選択図】図１

Description

本発明はナビゲーションシステムのユーザを目的地誘導するための方法とナビゲーションシステムとに関する。

ナビゲーションシステムは今日では多くの自動車において標準装備となっている。今日のナビゲーションシステムでは、例えばＧＰＳ受信器（汎地球測位システム）などの位置センサによって、車両の現在位置が求められる。目的地がナビゲーションシステムに入力され、ナビゲーションシステムは、現在位置、目的地、及びデータメモリに記憶されている地理データ又は地図データに基づいて、従うべきルートを計算する。

目的地誘導は現在位置を計算されたルートと比較することにより行われる。それまでに走行した一連の道路区間とこれから先のルート上の進路とから、運転者は右左折する必要があるか又はさらに道形に走行してもよいのかが決定される。その際、目的地誘導は道路名の指定と右左折ポイントまでの距離の指定とによって実現される。進路推奨はまず第一に音響的に出力される。運転者は交通事象から注意を逸らさずにこの進路推奨に従うことができる。走行アドバイスないし目的地指示の簡潔さは目的地誘導の質にとって決定的である。

たしかに、密に並んだ脇道を有する複雑な交差点では、自動車の運転者にとって正しい道へ右左折することは難しい。その原因は、ナビゲーションシステムの多くのユーザが音響的に伝えられる距離通知を不十分にしか評価することができないことにある。２００ｍの距離通知と３００ｍの距離通知とを識別することは容易ではない。それゆえ、今日のナビゲーションシステムでは付加的にモニタ上に距離バーが表示される。距離バーは右左折ポイントに近づくにつれて段階的に短くなり、右左折ポイントに達するとすぐに完全に消える。

距離バーを注意深く監視することができるためには、ユーザはナビゲーションシステムのモニタを集中して見つめなければならず、このことが周囲の交通状況を観察することから注意を逸らせてしまう。したがって、ユーザは注意を完全にモニタに向けることはできず、それゆえ、ナビゲーションシステムのユーザが右左折ポイントを通り越し、その後、間違ったルートを走行することになる可能性が存在する。しかし、ナビゲーションシステムのモニタ上の距離バーを集中的に監視することはもちろんしてはならないことである。というのも、ユーザは自分自身及び他人に対する危険なしに道路交通をすることができなくなるからである。

本発明の課題は、ナビゲーションシステムのユーザを目的地誘導するための方法を改善し、目的地誘導の際にユーザをサポートすることである。本発明の別の課題は、本発明による方法を実行するためのナビゲーションシステムを提供することである。

上記課題は、ナビゲーションシステムのユーザを目的地誘導するための方法であって、出力装置を用いてユーザに目的地誘導情報を提供するようにしたものにおいて、撮像装置を用いて周辺領域を撮影し、撮影した画像を画像認識法により個々の要素に分解し、出力すべき目的地誘導情報を前記画像の少なくとも１つの認識された要素から形成する又は該要素で補完することにより解決される。

また、上記の別の課題は、位置測定のための装置と目的地誘導情報用の少なくとも１つの出力装置とを備えた、とりわけ自動車用のナビゲーションシステムにおいて、撮像装置と画像認識装置とが設けられており、前記画像認識装置が認識された画像要素を目的地誘導情報として出力するために前記出力装置と結合されているようにすることにより解決される。

ナビゲーションシステムのユーザを目的地誘導するための方法において、目的地誘導情報は出力装置によってユーザに提供される。本発明によれば、撮像装置により自動車の周辺領域が撮影され、撮影された画像は画像認識法により個々の要素に分解される。出力すべき目的地誘導情報は画像の少なくとも１つの認識された要素によって形成されるか又はこの要素で補完される。

本発明の基本的な思想は、右左折ポイントの印付けのために、もはや距離通知だけが使用されるのではないということである。むしろ、これまで距離通知と目的地誘導情報とから成っていた目的地誘導情報は画像の要素として認識される特徴あるオブジェクト又は地点により強化される、又はこの画像の要素として認識される特徴あるオブジェクト又は地点が純粋な距離通知に取って代わる。画像認識法は撮影された画像を個々の利用可能な要素、例えば、家、車両、歩行者、交通信号などに分解する。そして、認識された要素又は既知のオブジェクトが例えば運転者などのユーザに通知される。ナビゲーションシステムのユーザは交通に注意を向けることができ、ユーザが交通状況と周辺領域とを観察することにより認識するのと同様の情報に基づいて、方向転換に関する指示を知ることができる。本発明による方法は画像ベースなので、コストのかかる電子的な地図資料の蓄積は不要である。目的地誘導情報は、その時その時に撮像装置及びナビゲーションシステムのユーザにとって可視である撮影され認識された画像の要素の表示又は提示によって機能する。

本発明による方法の有利な発展形態では、目的地誘導情報は音響的及び／又は視覚的に出力される。視覚的表示は例えば一瞥で知覚しうる簡単な図形的記号を使用する。ある家のところで左折しなければならないときには、ディスプレイ上に例えば左折して入って行かなければならない道路を背後に控えた家が表示される。目的地誘導情報の音響的再生の利点は、ユーザが交通事象に注意を向けていることができ、道路交通から目を離さなくても走行ルートに関する指示を聞くことができることである。

本発明による方法の１つの有利な実施形態では、ステレオカメラを用いて画像の認識された要素までの距離が決定される。ステレオカメラは周辺領域のほんの少しずらした２つの画像を撮影する。三角測量法の使用により、これらの画像を評価し、個々の要素までの距離を求めることができる。

本発明の１つの有利な実施形態では、画像認識法は分岐地点の手前の所定距離の地点で実行される。これにより、ユーザに対して目的地誘導情報が用意され、ユーザはこの情報を即座に利用することができるようになる。それに加えて、画像認識は、ユーザが分岐地点の手前の所定距離の地点又は交差点にいるときにはじめて活動化されるので、周辺領域を恒常的に撮影する必要はなく、また高い計算コストを使って画像又はオブジェクト認識法を実行する必要もない。

本発明の思想の有利な発展形態は、目的地誘導情報を用いて従っている走行ルートの正当性を確認するようにした方法に至る。これにより、２つの分岐地点の間の区間が比較的に長いときでも、出口を通り越してしまったかもしれないというユーザの不安は大幅に回避される。

本発明による方法の１つの有利な実施形態では、認識された要素に割り当てられたデータが記憶される。これらのデータは、同じルートを後で走行するときには、評価のためにステレオカメラによってその時の画像を撮影しなくても既に目的地誘導に使用可能となっている。ルートに沿って恒常的に存在するかつて認識されたオブジェクトは目的地誘導に組み込むことができる。従来通りに計算されたルートは、目的地誘導情報において、特徴のあるポイントを形成するオブジェクトを指定することにより補完され、運転者はこの特徴のあるポイントを基に自分の位置を確認することができる。また、ほんの少しの脇道しか接続していないときでも、目的地誘導情報として使用し得る特に特徴のあるオブジェクトを道路脇に有しているようなルートが推奨される。

本発明による特に自動車用のナビゲーションシステムは、位置測定のための装置と目的地誘導情報用の少なくとも１つの出力装置とを有する。本発明によればさらに、撮像装置と画像認識装置とが設けられており、画像認識装置は認識された画像要素を目的地誘導情報として出力するために出力装置と結合されている。

撮像装置は自動車のその時点における周辺領域の画像を撮影する。これらの画像は画像認識装置により解釈され、個々の要素に分解される。画像評価に基づいて形成された目的地誘導情報は出力装置を介して出力され、自動車の運転者に通知される。

本発明によるナビゲーションシステムの１つの好ましい実施形態では、撮像装置はステレオカメラを有している。ステレオ画像の撮影によって、撮影された状況を３次元的に評価することができ、とりわけ、個々のオブジェクトまでの距離の計算がこれによって比較的容易にできるようになる。

本発明によるナビゲーションシステムの１つの有利な実施形態では、出力ユニットはモニタを有している。このモニタ上には、認識されたオブジェクトを簡単な図形的記号によってユーザへの目的地誘導情報として出力することができる。特に有利には、出力装置は目的地誘導情報を音響的に伝達するスピーカに接続されている。音響的な走行指示により、ユーザは図形的表示を監視するために交通事象から目を逸らさなくてもよくなる。

好適には、本発明によるナビゲーションシステムはメモリを有する。撮影され、認識されたオブジェクトによって、ナビゲーションシステムを連続的に更新し、拡張することができる。これは最新の情報に基づいた目的地誘導を可能にする。

以下では、添付した図面に基づいて本発明をより詳細に説明する。

図１には、本発明によるナビゲーションシステムの概略的なスケッチが示されている。ナビゲーションシステムは走行ルートを決定するためのナビゲーションユニット１を有している。このナビゲーションユニット１は、例えばＧＰＳ受信器（汎地球測位システム）などの位置測定のためのセンサ２と接続されている。センサ２は求められた現在位置をナビゲーションユニット１に送る。ナビゲーションユニット１は、例えばディジタル道路地図などの地理データないし場所データが記憶されているデータバンク３にアクセスする。

択一的に、位置測定は道路要素を周期的に絶対値及び角度に従って加算ないし結合する結合位置探知によって行ってもよい。位置とディジタル地図の道路コースとの恒常的な比較、いわゆるマッチマッチングにより、累積誤差は補償することができる。

現在位置と、入力された目的地と、データバンク３内の場所データとに基づいて、走行ルートが計算される。複数の進路の可能性が存在する交差点は右左折ポイントとして示される。これに関しては、実質的に２つの場合を区別しうる。第１の場合には、右左折ポイントにおいて方向転換が必要である。第２の場合には、右左折ポイントにおいて走行方向が変わらない。計算により求められた推奨ルートの右左折ポイントは評価ユニット４に送られる。

本発明によるナビゲーションシステムはさらに、共同で１つのステレオカメラ５を形成する２つのカメラ５ａ，５ｂを有している。ステレオカメラ５によって撮影された画像は画像認識装置６に送られる。画像認識装置６は撮影された画像を画像認識法を使用して個々の要素ないしオブジェクトに分解する。個々のオブジェクトに対してオブジェクトデータが形成される。オブジェクトデータは、少なくともオブジェクトの種類、例えば、家、信号、自動車など、場合によっては、オブジェクトまでの距離を含んでいる。距離は三角測量法の使用によりステレオ画像から計算することができる。それ以外のオブジェクトデータは大きさ、色、識別性、及び重要性であってよい。オブジェクトデータは画像認識装置６により評価ユニット４へ転送される。

評価ユニット４は一方ではナビゲーションユニット１により求められた右左折ポイントを、他方では画像認識装置６により形成されたオブジェクトデータを受信する。続いて、評価ユニット４は、撮影された画像ないし表示されたオブジェクトの適切な要素を目的地誘導情報として選出するために、受け取ったデータを評価する。続いて、評価ユニット４は目的地誘導情報を形成し、それを出力装置７に転送する。

出力装置７はナビゲーションシステムのユーザに対して目的地誘導情報をモニタによって光学的ないし視覚的に伝達することも、スピーカによって音響的に伝達することもできる。音響的に伝達される走行アドバイスは、車両運転者が交通事象から目と注意を離さなくてもよいという利点を有している。

以下では、本発明による目的地誘導の方法のフローチャートを示した図２に基づいて、本発明によるナビゲーションシステムの機能をより詳細に説明する。参照番号８によって示されたフローチャートの開始点は、従来のナビゲーションシステムにおいて実行される方法ステップ、とりわけ、適切なセンサによる現在位置の検出及び測定、ならびに記憶されている地図資料に基づいた相応する右左折ポイントを有する走行ルートの計算を表している。

方法ステップ９では、次の右左折ポイントまでの距離が求められる。続いて、方法ステップ１０においては、走行アドバイスを出すべき右左折ポイントないし交差点が視界内にあるか否かの判定が行われる。視界は例えば前もって決められた距離値によって定義することができる。交差点又は右左折ポイントまでの距離が大きすぎる又は交差点が視界外にあるときには、方法ステップ１１において、方法ステップ９で求められた距離に基づいて走行アドバイスないし目的地誘導の指示が形成される。続いて、方法ステップ１２において目的地誘導の指示が出力される。

方法ステップ１０において、交差点又は右左折ポイントが視界内にあると判定された場合には、別の方法の流れが生じる。その場合、方法は方法ステップ１３へ進む。交通状況及び周辺領域のステレオ画像が撮影される。周辺領域を撮影するためのカメラは実質的に前方を向いているので、画像は走行方向で撮影される。これはユーザの視界に相当する。

方法ステップ１４では、撮影されたステレオ画像が評価される、すなわち、ステレオ画像が個々のオブジェクトに分解される。個々のオブジェクトに対しては、図１に関連して説明したように、例えばオブジェクトは家であるといったオブジェクトデータが求められ、割り当てられる。さらに、オブジェクトの他の特性も調査される。他の調査の基準は大きさ、色、識別性、及び／又は重要性である。これにより、調査されたオブジェクトは特徴のあるオブジェクト、あまり特徴のないオブジェクト、静的オブジェクト、又は動的オブジェクトとして区別される。

方法ステップ１５では、交差点の近傍にオブジェクトが認識された否かが決定される。これは有利には方法ステップ９で求められた右左折ポイントまでの距離と方法ステップ１４で求められたオブジェクトまでの距離との比較によって行われる。特徴のあるオブジェクトが右左折ポイントの近傍に存在していない場合には、方法はすでに説明したように方法ステップ１１へ進む。

特徴のあるオブジェクトが右左折ポイントの近傍に存在している場合には、方法は方法ステップ１６へと進み、計算された距離データの代わりに又はそれに加えて、ステップ１５で選択された位置確認ポイントを考慮した走行アドバイスないし目的地誘導の指示が形成される。続いて、方法ステップ１６で形成された目的地誘導の指示は、方法ステップ１２において車両運転者に通知される。

オブジェクトデータを形成する上記方法ステップ１４において、オブジェクトを静的オブジェクトと動的オブジェクトとに区別してもよい。静的オブジェクトとは、例えば家、駐車中の自動車、信号、又は標識などを意味する。動的オブジェクトとは例えば交通に関与している自動車又は歩行者などである。動的オブジェクトはその位置変化のゆえに走行アドバイスにおけるヒントとしてはあまり適していない。

静的オブジェクトは選択の際に位置確認ポイントよりも優先される。なぜなら、静的オブジェクトは次の瞬間にその位置及び識別性が変化することが予想されないからである。さらに、後でふたたび呼び出すことができるように、静的オブジェクトのオブジェクトデータをデータバンクに付加的に格納することも有意義である。データバンクの場所データはこれにより益々正確に、ユーザフレンドリーに、そして詳細になる。というのも、目的地誘導情報は同乗者の通常の指示に一層類似したものとなり、ルートに沿った特徴のある地点を基に位置の確認ができるからである。

静的オブジェクトは、このオブジェクトまでの距離がまだ大きすぎて、このオブジェクトがまだ視界内にないときでも、目的地誘導情報において使用することができる。特徴のあるオブジェクトを記憶することは、これらの地点の選択リストを形成するためにも利用しうる。例えば、特徴のある地点として把握されるレストラン、ホテルなどを記憶することができる。ユーザは、ＰＯＩないし関心地点とも呼ばれるこのリストのオブジェクトを選択し、前述の目的地誘導によってその地点に向かうことができる。

付加的に格納された特徴のある地点を用いて、所定の目的地への択一的な走行ルートを計算することもできる。通常、ナビゲーションシステムは走行時間と走行距離とを考慮して走行ルートを計算する。つまり、最短の走行距離を有する走行ルートが目的地誘導には優先して使用される。択一的な走行ルートは、この択一的な走行ルートの方が特徴のあるオブジェクトないし位置確認ポイントによってより簡単に描写できる場合には、場合によっては回り道をすることもある。

図３には、交通状況の例が概略的に示されている。自動車１８は本発明によるナビゲーションシステムを有している。走行ルートの一部が矢印１９によって表されている。走行ルートは、方向転換の行われる右左折ポイント２０を有している。この例では、車両１８は右左折ポイント２０で右折する。右左折ポイント２０は車両１８の前方およそ１００ｍのところにある。

カメラとナビゲーションシステム（図示せず）の画像評価とにより、特徴のあるオブジェクトとして、別の２つの車両、すなわち、車両２１及び２２が走行ルート１９のコース上に認識される。形成されたオブジェクトデータは、とりわけ、距離と車両２１，２２の色とに関する情報を含んでいる。例えば、車両２１は車両１８からおよそ６０ｍ離れており、車両２２はおよそ８０ｍ離れている。

適切な位置確認ポイントを求める際、オブジェクト２１，２２の車両１８までの距離が車両１８の右左折ポイントまでの距離との関連で評価される。その際、車両２２の方が右左折ポイント２０により近いことが確認される。したがって、車両２２が位置確認ポイントとして選択される。形成される目的地誘導の指示において、車両２２は例えば車両の色などの他のオブジェクト特性を指定した上で取り込まれる。例えば、目的地誘導の指示は、「青い車の後ろで道路を右折してください」となる。従来の目的地誘導方法では、走行アドバイスには、「１００ｍしたら右折してください」又は「２番目の道路で右折してください」といった情報が含まれていた。

図３に示されている状況において、およそ１００ｍ先にある分岐地点に関する前述した目的地誘導情報に先行して、従っている走行ルートの正当性の確認を自動車運転者に通知することができる。従来のシステムにおいて通例であるように運転者に対してさらに５０ｍ直進するよう通知する代わりに、走行アドバイスは例えば「左手に赤い家が見えます。さらに直進していください」といった内容であってよい。この通知は運転者に正しいルートに従っているという安心を与える。

本発明によるナビゲーションシステムの概略的なスケッチを示す。 本発明による方法のフローチャートを示す。 交通状況の例の概略的なスケッチを示す。

符号の説明

１ ナビゲーションユニット
２ 位置測定センサ
３ データバンク
４ 評価ユニット
５ ステレオカメラ
６ 画像認識装置
７ 出力装置
１８ 車両
１９ 走行ルート
２０ 右左折ポイント
２１ 車両
２２ 車両

Claims (10)

1. ナビゲーションシステムのユーザを目的地誘導するための方法であって、出力装置を用いてユーザに目的地誘導情報を提供するようにしたものにおいて、撮像装置を用いて周辺領域を撮影し、撮影した画像を画像認識法により個々の要素に分解し、出力すべき目的地誘導情報を前記画像の少なくとも１つの認識された要素から形成する又は該要素で補完することを特徴とする、ナビゲーションシステムのユーザを目的地誘導するための方法。
2. 目的地誘導情報を視覚的及び／又は音響的に出力する、請求項１記載の方法。
3. ステレオカメラを用いて画像の認識された要素までの距離を求める、請求項１又は２記載の方法。
4. 分岐地点の手前の所定距離の地点で前記画像認識法を実行する、請求項１から３のいずれか１項記載の方法。
5. 目的地誘導情報を用いて、従っている走行ルートの正当性を確認する、請求項１から４のいずれか１項記載の方法。
6. 認識された要素に割り当てられたデータを記憶する、請求項１から５のいずれか１項記載の方法。
7. 位置測定のための装置（２）と目的地誘導情報用の少なくとも１つの出力装置（７）とを備えた、とりわけ自動車用のナビゲーションシステムにおいて、撮像装置（５）と画像認識装置（６）とが設けられており、前記画像認識装置（６）は認識された画像要素を目的地誘導情報として出力するために前記出力装置（７）と結合されている、ことを特徴とするナビゲーションシステム。
8. 前記撮像装置（５）はステレオカメラ（５ａ，５ｂ）を有している、請求項７記載のナビゲーションシステム。
9. 前記出力装置（７）はモニタ及び／又はスピーカを有している、請求項７又は８記載のナビゲーションシステム。
10. 前記ナビゲーションシステムはメモリを有している、請求項７から９のいずれか１項記載のナビゲーションシステム。

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