JP2005266704A

JP2005266704A - 車載用電子装置およびその装置における地図表示方法

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Publication number: JP2005266704A
Application number: JP2004083052A
Authority: JP
Inventors: Mizuki Yuasa; 瑞樹湯淺; Takeshi Kurosawa; 武史黒澤
Original assignee: Alpine Electronics Inc
Current assignee: Alpine Electronics Inc
Priority date: 2004-03-22
Filing date: 2004-03-22
Publication date: 2005-09-29
Anticipated expiration: 2024-03-22
Also published as: JP4526285B2

Abstract

【課題】地図スケールを切替える際に、違和感がなく容易に対等関係を認識することができる、「ナビゲーション機能を備えた車載用電子装置およびその地図表示方法」を提供する。
【解決手段】ナビゲーション装置は、例えば、交差点案内のときに、ディスプレイに表示される地図を第１のスケールから第２のスケールに切替える際に、表示領域を絞るシャッター画像１００を地図上に合成する。これにより、地図スケール瞬時に切り替えても、ユーザの視点を保たせることができ、かつ、違和感の発生を抑制する。
【選択図】図２

Description

本発明は、目的地までの経路を探索したり、車両位置周辺の地図を表示するナビゲーション機能を備えた電子装置に関し、特に、ディスプレイへ表示される地図の表示方法に関する。

ナビゲーション装置は、自車の現在位置を検出し、地図データベースから自車位置周辺の地図データを読み出し、ディスプレイに地図を描画するとともに該地図上に車両マークを重ねて表示する。車両の移動により現在位置が変化すると、地図がスクロールし、それに併せて車両マークが移動する。

交差点における右左折の経路案内を運転者等に分かり易く提示するため、自車位置が交差点に接近すると、ディスプレイには交差点拡大図が表示されるようになっている。これに併せて音声ガイドも行われるようになっている。

こうした交差点の案内に関し、特許文献１は、分岐路が複数ありかつ分岐路が必ずしも同一の点から放散していない交差点（複合交差点）での案内をより分かり易くするため、複合交差点の形状拡大図のデータを別に記憶し、複合交差点に接近したときに、その記憶された形状拡大図を用いるようにしている。これにより、通常の交差点の場合と異なり、複合交差点を実際の交差点のフィールドに合わせて正確に表示させるものである。

さらに、ディスプレイへの地図の表現方式は、道路や建物を二次元的に表示するものや、現実感を増すためにドライバーの視線から道路や建物を三次元的に表示するものが実用化されている。

特開平５−５３５００

しかしながら、上記従来のナビゲーション装置における地図表示には、次のような課題がある。図１０に、交差点拡大図の一例を示す。交差点拡大図には、自車位置マークに加えて、交差点における進行方向Ｙが矢印によって表示されるが、その表示を簡易化することで、進行方向や残距離（図では５０ｍ）を分かり易すくしている。しかし、その反面、地図としての詳細性に欠け、自車位置と実世界の相対的な位置関係を把握し難いという課題がある。特に、交差点の案内においては、そのような課題が顕著である。

こうした課題を解決するために、実世界の地図をより詳細に反映した市街地図を用い、これを拡大して交差点案内することも考えられる。しかし、市街地図をスムーズに拡大するために動画を用いると、動画を処理するために非常に多くの画像データを必要とし、安価なプロセッサでは処理スピードが低下し、円滑な拡大表示をすることが難しい。一方、高性能のプロセッサを用いれば、処理速度を低下させずに高速な拡大表示も可能であるが、ナビゲーション装置のコストが増加してしまう。また、地図のスケールを瞬時に切り替えて交差点拡大表示をすることも可能であるが、スケールの切り替えの瞬間に、ユーザがその対応関係を容易に把握することができないおそれがある。

そこで本発明は、上記従来技術の課題を解決し、地図のスケールを切替える際に、違和感がなく、対等関係を容易に認識することができる、ナビゲーション機能を備えた車載用電子装置およびその地図表示方法を提供することを目的とする。
さらに本発明は、低コストでありながら、実際の地図に近い、わかり易い案内を遅延なく表示することができる、車載用電子装置およびその地図表示方法を提供することを目的とする。

本発明に係る車載用電子装置は、目的地までの経路を誘導するナビゲーション機能を備えた、かつ、地図データを記憶する地図データ記憶手段と、地図データ記憶手段に記憶された地図データに基づき地図を表示するディスプレイと、ディスプレイに表示される地図を第１のスケールから第２のスケールに切替える際に、表示領域を絞るシャッター画像を地図上に合成する、表示制御手段とを有して構成される。

好ましくは表示制御手段は、複数のシャッター画像を含み、第１のスケールの地図に対して少なくとも第１のシャッター画像を合成し、第２のスケールの地図に対して少なくとも第２のシャッター画像を合成する。第１、第２のシャッター画像の絞りまたは露出領域は異なるため、地図のスケールの切替えに合わせてシャッター画像を表示し、そのシャッター効果によりスケールの切替えによる違和感を抑制する。ここでのスケールとは、地図の尺度または倍率の他に、表示形式（例えば、２次元表示や３次元表示）を含むものであっても良い。つまり、ディスプレイの地図が、２次元表示から３次元表示に切り替わるとき、その反対に、３次元表示から２次元表示に切り替わるとき、第１、第２のシャッター画像を合成するようにしてもよい。

本発明に係る車載用電子装置における地図表示方法は、ディスプレイに表示される地図を第１のスケールから第２のスケールに切替える際に、表示領域を絞るシャッター画像を地図上に合成する。好ましくは、自車位置が交差点に接近したとき、第１のスケールの地図上に第１のシャッター画像を合成し、交差点近傍を露出させ、かつ、第１のスケールから第２のスケールに切り替わるタイミングで、第２のスケールの地図上に第２のシャッター画像を合成させ、交差点近傍の拡大を露出させる。

本発明に係る車載用電子装置によれば、スケールを切替える際に、シャッター画像を合成するようにしたので、スケールを瞬時に切り替えたとしても、ユーザに対し、画面の切り替えによる違和感を抑制することができる。また、シャッター画像を合成するので、必ずしも、画像を動画のようにスムーズに移行させる必要は無く、処理すべきデータ量を抑制しつつ迅速な地図表示を行うことができる。さらに、スケールの切り替えの前後において、シャッター画像が合成されているので、ユーザの視点を一定に保つことができ、スケールの切り替え後でも、対応関係を容易に把握することができる。

本発明の車載用電子装置は、好ましくは車載用ナビゲーション装置において実施される。以下、ナビゲーション装置の詳細を図面を参照して説明する。

図１は本発明の実施例に係るナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。ＧＰＳ受信機１０は、人工衛星（ＧＰＳ衛星）からの電波を受信し車両の現在位置と現在方位を測定する。自立航法用センサ１１は、車両の移動距離を検出する車速センサや車両の回転角度を検出する角度を含む。ＧＰＳ受信機１０および自立航法用センサ１１の位置検出信号は、制御部８０に供給され、制御部８０はこれらの位置検出信号に基づき自車位置を地図上にマッピングする。

ＶＩＣＳ・ＦＭ多重レシーバ１２は、アンテナ１３を介して車両外部の現在の道路交通情報を逐次受信する。操作パネル２０、音声入力部２１およびリモコン操作部２２は、ナビゲーション装置１の入力を構成する。操作パネル２０は、例えば、ディスプレイ５１のタッチパネルを含む。入力インターフェース２３は、操作パネル２０、音声入力部２１およびリモコン操作部２２からの入力情報を制御部８０に伝える。

記憶装置３０は、好ましくは大容量のハードディスクドライブ（ＨＤＤ）から構成される。ハードディスクは、地図データ、住所、電話や施設等のデータ、およびナビゲーションの各種の機能を実行するためのプログラムを記憶することができる。

地図データには、施設や建物等を描画するための描画データおよび道路データ等が含まれている。描画データは、市街地の建物、道路、信号などを実際の景観と同等に表示できるような位置、平面形状、高さ、ポリゴン／ラインの種別、色情報などを含んでいる。道路データは、リンク情報とリンクに接続されるノード情報とを有し、リンク情報は、リンクの位置情報を初めとする道幅、距離、道路種別等の情報を含み、ノード情報は、交差点の位置、種別、交差点のレーン情報等を含んでいる。

さらに本実施例では、ディスプレイに表示される地図のスケールを切替える際に、地図画面に合成されるシャッター画像が用意され、これが記憶装置３０に記憶されている。シャッター画像１００は、図２(ａ)に示すように、中央に円形状の透過領域１０２と、透過領域の周囲に非透過領域１０４とを有している。図２（ｂ）に示すような地図１１０がディスプレイに表示されているとき、この地図１１０上にシャッター画像１００を合成して描画すると、図２（ｃ）に示すように、透過領域１０２に該当する地図が透過され、または露出され、非透過領域１０４に該当する地図が遮蔽、または抑制される。シャッター画像１００は、好ましくは、ディスプレイの表示エリアと同等のサイズを有し、ディスプレイに表示される地図のレイヤに対し、シャッター画像のレイヤを重ね合わせることで両者の表示を合成する。非透過領域１０４は、例えば、黒や濃い色彩を用いることができるが、勿論、それ以外の色であってもよい。また、図２に示すような網掛けであってもよい。

さらに記憶装置３０は、図２(ａ)に示すシャッター画像１００の透過領域１０２の直径Ｄを異ならせた複数のシャッター画像のパターンを記憶する。好ましくは、図３に示すように、直径Ｄ１、Ｄ２・・・Ｄｎを有する複数のシャッター画像と、これに対応する地図スケール（Ｓ１、２Ｄ）、（Ｓ１、３Ｄ）・・・（Ｓｎ、３Ｄ）とを関連付けして記憶しておく。図３の地図スケールは、尺度（Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓｎ）と表示方式（２Ｄ：２次元表示、３Ｄ：三次元表示）との組み合わせによって示されている。尺度は、広域を示す広域スケールから、市街地の詳細を示す狭域スケールまでを含む。例えば、広域スケールには、直径Ｄが小さいなシャッター画像が割り当てられ、狭域スケールには、直径Ｄが大きなシャッター画像が割り当てられる。

再び図１に戻り、データ通信制御部３１は、無線によりデータの送受信を行う。データ通信制御部３１は、データの送受信を行う通信装置をナビゲーション装置に内蔵するものであってもよいし、携帯電話や通信機能を有する電子装置をナビゲーション装置に外付けするものであってもよい。

音声出力部４０はスピーカ４１を含み、制御部８０の制御によりスピーカ４１から音声を出力させる。例えば、目的地に到達するまでの情報として交差点の手前で進路方向の注意を促す音声を出力する。

表示制御部５０は、ディスプレイ５１に接続され、制御部８０の制御下において、記憶装置３０またはデータメモリ７０から読み出された地図データをディスプレイ５１に表示させたり、地図上に車両の現在位置を示す車両マーク、目的地までのルート、交差点の案内表示あるいは施設のランドマーク等を合成して表示させる。さらに本実施例では、表示制御部５０は、ディスプレイの地図に上記したシャッター画像を合成する機能を有している。

プログラムメモリ６０は、ナビゲーション装置において実行される各種プログラムを記憶し、制御部８０はこれらのプログラムに従い動作する。プログラムメモリ６０は、それ自身に予めプログラムを記憶しても良いし、記憶装置３０からプログラムをロードしてもよい。プログラムメモリ６０には、例えば、目的地までの経路を探索するプログラム６１、ディスプレイ５１に表示される地図等の各種の設定・変更を行うプログラム６２、地図上にシャッター画像を合成するためのプログラム６３等が記憶される。

データメモリ７０は、制御部８０によって処理された各種演算の処理結果や記憶装置３０から読み出された地図データ７１、目的地までの誘導経路データ７２、車両が実際に走行した走行軌跡データ７３が記憶される。さらに、地図に合成されるシャッター画像１００が記憶される。データメモリ７０は、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ等を用いることができ、データメモリ７０の内容を記憶装置３０に転送するようにしてもよい。また、ナビゲーション装置１に装着可能な外部メモリ７６をデータメモリ７０と併用してもよい。

次に、本実施例に係るナビゲーション装置の地図表示の動作を図４のフローチャートを参照して説明する。ここでは、好ましい態様として、目的地までの誘導経路の案内中における交差点拡大表示の例を説明する。

ユーザから目的地までの設定が入力されると、制御部８０は現在位置から目的地までの最適なルートを探索し（ステップＳ１０１）、探索された経路データをデータメモリ７２に保存する（ステップＳ１０２）。

制御部８０は、自車の走行に伴い、ＧＰＳ受信機１０または／および自立航法用センサ１１からの位置検出信号に基づき自車位置を検出する（ステップＳ１０３）。これに応答して、周辺地図データが記憶装置３０から読み出される（ステップＳ１０４）。制御部８０は、経路データを参照しつつ、自車位置が交差点の手前３００ｍに到達したか否かを判定する（ステップＳ１０５）。交差点の手前３００ｍに到達した場合、制御部８０は、ディスプレイ５１の地図スケールが広域市街地図か否かを判定する（ステップＳ１０６）。広域市街地図とは、ディスプレイ上に、自車位置と交差点までが表示される程度のスケールであって、実際の道路や交差点の形状等を反映した地図である。

広域市街地図になっていない場合には、広域市街地図のスケールに切り替える（ステップＳ１０７）。地図スケールの変更は、予め異なるスケールの地図データを用意しておき、そこから該当する地図データを選択するようにしてもよいし、あるいは、地図データをディジタル処理し、該当するスケールに加工してもよい。

広域市街地図へ移行すると同時に、制御部８０は、自車位置を中心に、周辺の建物が傾斜するような放射三次元表示を行う（ステップＳ１０８）。例えば、図５に示すように、自車位置Ｍの周辺領域１２０内に存在する建物Ｂが、自車位置を中心に放射状に傾斜するような景観表示となる。また、道路上に誘導経路Ｒが示される。なお、当初から広域市街地図が表示されていた場合には、放射三次元表示が行われているものとする。

自車が交差点へ向けて接近するに伴い、地図画面がスクロールする。制御部８０は、自車位置が交差点の手前１５０ｍに到達したことを検知すると、自車位置中心の放射三次元表示から交差点中心の放射三次元表示に切り替える。これと同時にシャッター処理が開始される（ステップＳ１０９）。制御部８０は、上記図３で説明したように、広域市街地図のスケールに予め対応付けされたシャッター画像を記憶装置３０から読出し、これを広域市街地図上に合成させる（ステップＳ１１０）。図６は、広域市街地図上にシャッター画像１３０を合成したときの表示例である。シャッター画像１３０の透過領域１３２が交差点の中心に整合され、その結果、透過領域１３２により交差点を中心とする一定領域が露出され、それ以外の領域が絞りにより遮蔽または抑制される（図では、網掛け表示としている）。

次に、広域市街地図から狭域市街地図へのスケールの切り替えが行われる。これと同時に、シャッター画像の透過領域１３２が開くように別のシャッター画像の合成が行われ、露出領域のズームアップが行われる（ステップＳ１１１）。別のシャッター画像は、図３に示す対応関係に従い、記憶装置３０またはデータメモリ７０から読出される。狭域市街地図は、高域市街地図をディジタル処理し、該当する倍率に加工されてもよいし、別に用意された狭域市街地図のデータを記憶装置３０から読み出しても良い。

図７は、狭域市街地図上にシャッター画像１４０が合成された表示例である。シャッター画像１４０の透過領域１４２は、図６のシャッター画像１３０の透過領域１３２の直径よりも大きく、透過領域１３２が透過領域１４２に変遷することによって、スケールの倍率とともに、ズームアップ効果が得られる。

スケールの切り替えと同期してシャッター画像に切り替えることで、地図画面を瞬時に変更しても、ユーザの視線が交差点中心部分に向けさせておくことができ、地図画面の切り替え後の対応関係も分かり難くなることはない。さらに、交差点周辺以外の領域を遮蔽しているため、スケールの瞬時の切り替えによる違和感をユーザに生じさせない。

狭域市街地図への切り替え後、シャッター処理が終了する（ステップＳ１１２）。シャッター画像１４０を消去した後、図８に示すように、狭域市街地図をさらにズームアップするように拡大するようにしてもよい。また、シャッター画像の消去と同時に、誘導経路についての音声案内を行うようにしてもよい。さらに、図８に示すように、交差点から距離が遠い地点、すなわち、ディスプレイのコーナー付近Ｃを交差点中心よりも目立たないような処理を行っても良い。例えば、その領域Ｃの表示をぼかしたり、コントラスト比を小さくしたり、白黒表示等することができる。狭域市街地図は、現実の道路や交差点をより正確に反映しており、ユーザにとっては交差点案内を十分に理解できれば十分である。このため、交差点案内に直接関与しない領域Ｃの表示を抑え、交差点中心部分を際立つような強調表示をし、同時に、画像処理すべきデータ量を削減することができる。

自車位置が交差点を通過した後は、ディスプレイの地図表示は、広域市街地図または元の地図スケールに切り替えられ、再び図５に示すような自車位置を中心とする放射三次元表示による地図表示となる（ステップＳ１１３）。上記ステップが目的地に到達するまで行われる（ステップＳ１１４）

次に、本発明の第２の実施例について説明する。第１の実施例では、広域市街地図から狭域市街地図への切り替えるとき、シャッター画像１３０からシャッター画像１４０へと２段階の表示したが、第２の実施例ではこれを多段階で表示する。

図４のフローのステップＳ１１０において、広域市街地図にシャッター画像を合成するとき、シャッター画像１６０からシャッター画像１９０までを連続的に切り替えるようにする。シャッター画像１６０、１７０、１８０、１９０の透過領域１６２、１７２、１８２、１９２は、直径が徐々に小さくなっている。シャッター画像１６０から１９０へ連続的に切り替えることで、地図画面上に所定領域が連続的に変化するようなズームイン効果を与えることができる。

反対に、ステップＳ１１１の狭域市街地図へ移行するときに、シャッター画像１９０から１６０へ連続的に切り替えるようにする。そうすることで、小さな透過領域から大きな透過領域へ連続的に表示領域が変化するようなズームアウト効果を与えることができる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

上記実施例では、交差点表示を例に、シャッター画像によるシャッター効果を説明したが、これに限らず、他のシーンでの地図スケールの切り替えの際にシャッター画像を適用することも可能である。地図スケールの切り替えは、例えば、ユーザがタッチパネルなどを操作して、地図上の所定のエリアを拡大または縮小する場合であってもよい。さらに、地図スケールの尺度が一定であっても、表示形式が２次元表示から３次元表示へ切り替わる場合、その反対に３次元表示から２次元表示に切り替わる場合にも、シャッター画像を用いたシャッター効果を提示することができる。

上記実施例では、経路誘導時を対象としたが、これ以外にも、適用することが可能である。また、地図表示において、自車位置や交差点を中心とする放射三次元表示を用いたが、これ以外にも、２次元での地図表示や、鳥瞰図のような３次元表示においても同様に適用することができる。

上記実施例では、シャッター画像の透過領域を円形としたが、これ以外の形状、例えば、四角形や多角形等であってもよい。また、非透過領域の色や網掛け等のデザインは設計に応じて適宜選択することが可能である。

本発明に係るナビゲーション機能を備えた車載用電子装置は、ナビゲーション装置、ナビゲーションシステム、あるいはこれらの機能を含むコンピュータ等の電子装置において利用することができる。また、電子装置は、ナビゲーション機能に加えてオーディオ機能やＴＶ放送受信機能等を有するマルチメディア対応の電子装置またはそのような機能を備えた複数の電子機器から構成される電子システムにおいて利用することができる。

本発明の実施例に係るナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。本実施例のシャッター画像を説明する図である。シャッター画像と地図スケールとの関係を示す図である。本実施例のナビゲーション装置の動作を示すフローチャートである。広域市街地図の表示例である。広域市街地図にシャッター画像を合成したときの表示例である。狭域市街地図にシャッター画像を合成したときの表示例である。交差点拡大表示のぼかし表現を示す図である。本発明の第２の実施例によるシャッター画像の使用例を示す図である。従来の交差点案内の一例を示す図である。

符号の説明

１：ナビゲーション装置、１０：ＧＰＳ受信機
１１：自立航法用センサ１２：ＶＩＣＳレシーバ
２０：操作パネル３０：記憶装置
４０：音声出力部５０：表示制御部
５１：ディスプレイ６０：プログラムメモリ
７０：データメモリ８０：制御部
１００、１３０、１４０、１６０、１７０、１８０，１９０：シャッター画像
１０２、１３２、１４２、１６２、１７２、１８２、１９２：透過領域

Claims

目的地までの経路を誘導するナビゲーション機能を備えた車載用電子装置であって、
地図データを記憶する地図データ記憶手段と、
地図データ記憶手段に記憶された地図データに基づき地図を表示するディスプレイと、
ディスプレイに表示される地図を第１のスケールから第２のスケールに切替える際に、表示領域を絞るシャッター画像を地図上に合成する、表示制御手段と、
を有する車載用電子装置。
前記表示制御手段は、複数のシャッター画像を含み、第１のスケールの地図に対して少なくとも第１のシャッター画像を合成し、第２のスケールの地図に対して少なくとも第２のシャッター画像を合成し、第１、第２のシャッター画像により露出される表示領域のサイズが異なる、請求項１に記載の車載用電子装置。
電子装置はさらに、自車位置を検出する位置検出手段を含み、前記表示制御手段は、位置検出手段により自車が交差点に接近したことが検出されたとき、第１のスケールで表示された交差点近傍を露出させるように第１のシャッター画像を合成し、第１のスケールから第２のスケールに切り替わるときに、交差点拡大を露出させるように第２のシャッター画像を合成する、請求項１または２に記載の車載用電子装置。
前記第１のスケールは、広域市街地図であり、第２のスケールは、狭域市街表示であり、交差点拡大図は、狭域市街地図の拡大である請求項１ないし３いずれか１つに記載の車載用電子装置。
電子装置はさらに、複数のシャッター画像と、複数のシャッター画像の各々に対応するスケールの関係を記憶する記憶手段を含み、前記表示制御手段は、ディスプレイに表示される地図のスケールに応じて、前記記憶手段に含まれる複数のシャッター画像から対応するシャッター画像を選択し、これを合成する、請求項４に記載の車載用電子装置。
車載用電子装置における地図表示方法であって、
ディスプレイに表示される地図を第１のスケールから第２のスケールに切替える際に、表示領域を絞るシャッター画像を地図上に合成する、地図表示方法。
地図表示方法はさらに、自車位置が交差点に接近したことを検出するステップを含み、
前記検出ステップにより交差点への接近が検出されたとき、第１のスケールの地図上に第１のシャッター画像を合成し、交差点近傍を露出させ、かつ、第１のスケールから第２のスケールに切り替わるタイミングで、第２のスケールの地図上に第２のシャッター画像を合成させ、交差点近傍の拡大を露出させる、
請求項６に記載の地図表示方法。
第１のシャッター画像から第２のシャッター画像への切り替えにより、地図表示がズームアップされる、請求項６または７
に記載の地図表示方法。