JP2006098348A - ナビゲーション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両の位置する道路が進行方向に複数の車線を有する道路である場合においても、ナビゲーション装置に車両が位置する車線から見える実際の景観に合致する三次元表示を行う。
【解決手段】 自車位置を検出する自車位置検出手段と、検出された自車位置に基づいて、この自車位置がある道路の進行方向の車線情報を取得する車線情報取得手段と、取得された前記車線情報に含まれる１又は２以上の車線の中での自車の車線位置を判別する車線判別手段と、三次元の地図データに基づいて、判別された車線上に視点を設定し、所定の視線方向を見たときの三次元表示データを生成する表示データ生成手段と、生成された三次元表示データを表示する表示手段と、を備える。
【選択図】 図４

Description

本発明は、車両の運転者に対して、地図データに基づいて該地図データ上に自車位置の表示を行うナビゲーション装置に関し、特に少なくとも一部の区域で三次元表示による案内を行うことが可能なナビゲーション装置に関する。

現在位置から目的地までの地図や経路等の情報を表示することによって車両の運転者を目的地まで案内する機能を備えたナビゲーション装置において、交差点や市街地等の経路案内を詳細に行うべき場所において三次元による地図表示を行うナビゲーション装置が知られている。

このようなナビゲーション装置として、例えば下記特許文献１には以下のような技術が開示されている。すなわち、この特許文献１には、車両が誘導経路上の交差点に接近した時に、車両位置の前方あるいは後方の所定の高さにあるポイントを視点として交差点を眺めた交差点立体図を表示するとともに、その交差点立体図上で進行方向を示す矢印を道路上に貼り付けて表示する技術が開示されている。この技術では、交差点立体図において進行方向の道路に存在する車線が区別されておらず、したがって、進行方向を示す矢印は、車線が考慮されない進行方向の道路幅の中心を基準として描画されている。

特許第３４４７９００号公報

しかしながら、車両の運転者が実際に見る景観は、上記特許文献１に記載の技術において表示される画像とは異なる。すなわち、例えば交差点においては、左折するときには車両は左折レーンにあり、右折するときには車両は右折レーンにあるため、左折又は右折しようとする車両の運転者が実際に見る景観は左折レーン又は右折レーンから見たものとなるのが通常であり、上記特許文献１に記載の技術のように、進行方向の道路の車線が考慮されない道路幅の中央から見た景観の画像とは一致しない。したがって、慣れない運転者にとっては違和感があるばかりか、ナビゲーション装置に表示されている画像と実際の景観との照合が困難な場合があり、進路変更すべき交差点等の位置を直感的に理解できない場合があるという問題があった。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両の位置する道路が進行方向に複数の車線を有する道路である場合においても、車両が位置する車線から見える実際の景観に合致する三次元表示を行うことにより、進路変更を行うべき交差点の案内や車両が進行中の道路の案内等のための表示を車両の運転者に直感的に理解させることができるナビゲーション装置を提供する点にある。

上記目的を達成するための本発明に係るナビゲーション装置の特徴構成は、地図データに基づいて該地図データ上に自車位置の表示を行い、少なくとも一部の区域で三次元表示による案内を行うことが可能なナビゲーション装置であって、前記自車位置を検出する自車位置検出手段と、前記自車位置検出手段により検出された自車位置に基づいて、この自車位置がある道路の進行方向の車線情報を取得する車線情報取得手段と、前記車線情報取得手段により取得された前記車線情報に含まれる１又は２以上の車線の中での自車の車線位置を判別する車線判別手段と、三次元の地図データに基づいて、前記車線判別手段により判別された車線上に視点を設定して三次元表示データを生成する表示データ生成手段と、前記表示データ生成手段により生成された三次元表示データを表示する表示手段と、を備える点にある。

この特徴構成によれば、自車の車線位置として判別された車線上に視点を設定して三次元表示データを生成するので、車両の位置する道路が進行方向に複数の車線を有する道路である場合においても、ナビゲーション装置に、車両が位置する車線から見える実際の景観に合致する三次元表示を行うことができる。したがって、ナビゲーション装置により自車位置の表示を行うに際して、進路変更を行うべき交差点の案内や車両が進行中の道路の案内等のための表示を車両の運転者に直感的に理解させることができる。

本発明に係るナビゲーション装置のもう一つの特徴構成は、前記表示データ生成手段は、前記道路上に設定される誘導経路に従って経路案内を行う場合に、前記車線判別手段により判別された車線上に、前記誘導経路に沿った自車の進行方向を示す経路案内表示を重ね合わせて三次元表示データを生成する点にある。

この特徴構成によれば、車両の運転者の視点で生成された三次元表示データにおける自車の車線位置として判別された車線上に経路案内表示を重ね合わせて表示するので、ナビゲーション装置により経路案内を行うに際して、誘導経路に従って進む場合の車両の進路を運転者に直感的に理解させることができる。

ここで、前記車線判別手段は、自車の前方を撮像する撮像手段からの情報、道路に沿って設置された信号発信機からの信号を受信する受信手段からの情報、及び前記道路上に設定される誘導経路に従って経路案内を行う場合には当該誘導経路に従う自車の進行方向に基づいて自車の車線位置を推測する車線位置推測手段からの情報のいずれか一つ以上の情報と、前記車線情報取得手段により取得された前記車線情報とに基づいて、自車の車線位置を判別する構成とすると好適である。

また、本発明に係るナビゲーション装置の更なる特徴構成は、前記道路上に設定される誘導経路に従って経路案内を行う場合に、前記自車位置が前記誘導経路の進路変更点の近傍にあることを判断する進路変更判断手段を備え、前記表示データ生成手段は、前記進路変更判断手段により自車位置が進路変更点の近傍にあると判断した場合には、前記三次元表示データを生成する際の視線方向を、前記進路変更点での進路変更前の前記誘導経路に沿った自車の進行方向に対して進路変更後の前記誘導経路に沿った自車の進行方向側に設定される方向とする点にある。

この特徴構成によれば、前記誘導経路の進路変更点の近傍において、前記進路変更点における進路変更前の前記誘導経路の進行方向に対して進路変更後の前記誘導経路の進行方向側に設定される方向に視線方向を設定して三次元表示データを生成して表示するので、前記表示手段に被案内者が本来見たい方向である進路変更後の進行方向側の景観を被案内者の視点で三次元表示することができる。したがって、被案内者が交差点等の進路変更点において進路変更の際に見ようとする実際の景観に近い景観の画像を、前記表示手段に三次元表示することができるので、被案内者に対して、当該表示画像と実際の景観との照合を容易に行わせることができ、進路変更を行うべき位置や進路変更後の進路等を直感的に理解させることができる。

また、上記更なる特徴構成に代えて、前記道路上に設定される誘導経路に従って経路案内を行う場合に、前記自車位置が前記誘導経路の進路変更点の近傍にあることを判断する進路変更判断手段を備え、前記表示データ生成手段は、前記進路変更判断手段により自車位置が進路変更点の近傍にあると判断した場合には、前記三次元表示データを生成する際の視線方向を、前記視点から進路変更後の前記誘導経路上に設定された目標点に向かう方向とすることも可能である。

これにより、前記誘導経路の進路変更点の近傍において、前記視点から進路変更後の前記誘導経路上に設定された目標点に向かう方向に視線方向を設定して三次元表示データを生成して表示するので、前記表示手段に進路変更後の進行方向側の景観を被案内者の視点で三次元表示することができる。したがって、被案内者が交差点等の進路変更点において進路変更の際に見ようとする実際の景観に近い景観の画像を、前記表示手段に三次元表示することができるので、被案内者に対して、当該表示画像と実際の景観との照合を容易に行わせることができ、進路変更を行うべき位置や進路変更後の進路等を直感的に理解させることができる。

また、前記表示データ生成手段は、前記視点から前記経路案内表示を結ぶ視線上に障害物が存在する場合には、前記障害物の少なくとも一部を透明又は半透明にして三次元表示データを生成する構成とすると好適である。

これにより、誘導経路に沿った自車の進行方向を示す経路案内表示が、建物等の障害物により隠れて三次元表示データに表示されないことを防止することができる。

〔第一の実施形態〕
以下に、本発明の第一の実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係るナビゲーション装置のハードウェア構成の概略を示すブロック図である。この図１に示すように、本実施形態に係るナビゲーション装置は、主たる構成として、現在位置検知装置１、情報記憶装置２、演算処理装置３、表示入力装置４、及びリモコン入力装置５を備えている。また、このナビゲーション装置は、ビーコン受信機６、及び撮像装置７も備えている。

現在位置検知装置１は、ここでは、ＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）受信機８、方位検知センサ９、及び距離検知センサ１０を備えて構成されている。ＧＰＳ受信機８は、人工衛星からの信号を受信する装置であり、信号の発信時刻、ＧＰＳ受信機８の位置情報、ＧＰＳ受信機８の移動速度、ＧＰＳ受信機８の進行方向など様々な情報を得ることができる。方位検知センサは、地磁気センサやジャイロセンサ、或いは、ハンドルの回転部に取り付けた光学的な回転センサや回転型の抵抗ボリューム、車輪部に取り付ける角度センサ等により構成され、車両の進行方向を検知することができる。距離検知センサ１０は、車輪の回転数を検知するセンサや車両の加速度を検知するセンサと検知された加速度を２回積分する回路との組み合わせ等により構成され、車両の移動距離を検知することができる。

ビーコン受信機６は、道路上の所定の地点に設置された信号発信機から発信された信号を受信する装置であり、ここでは、特にＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System：登録商標）の光ビーコン及び電波ビーコンを受信することができる装置としている。演算処理装置３は、このＶＩＣＳ信号から、渋滞情報、現在位置情報、駐車場情報等の各種情報を取得することができる。本実施形態においては、このビーコン受信機６が「受信手段１８」を構成する。

撮像装置７は、車両の前方の特に道路の路面を撮像する装置であり、例えばＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子と、この撮像素子に光を導くための光学系を構成するレンズ等を有して構成される。演算処理装置３は、この撮像装置７により撮像された映像に基づいて画像処理を行って車線を区切る白線又は黄線の位置及び数等を解析することにより、自車の前方に存在する車線数や自車の車線位置等についての情報を取得することができる。本実施形態においては、この撮像装置７が「撮像手段１９」を構成する。

情報記憶装置２は、例えば、ハードディスクドライブ、ＤＶＤ−ＲＯＭを備えたＤＶＤドライブ、ＣＤ−ＲＯＭを備えたＣＤドライブ等のように、情報を記憶可能な記録媒体とその駆動手段とを有して構成される。そして、この情報記憶装置２には、二次元地図データ２ａ及び三次元地図データ２ｂが格納されている。これらの二次元地図データ２ａ及び三次元地図データ２ｂは、それぞれ地図上の位置に対応する座標情報を備えており、現在位置検知装置１を用いて検出した自車位置の情報と対照させ、及び二次元地図データ２ａと三次元地図データ２ｂとを互いに対照させることが可能となっている。また、ここでは、三次元地図データ２ｂは、三次元地図データ２ｂが存在する場所における任意の視点から任意の視線方向を見たときの三次元による景観画像を作成することが可能なデータとなっている。本実施形態においては、三次元地図データ２ｂは全ての場所について備えられているのではなく、例えば、市街地や交差点又は分岐路等のように詳細に経路案内を行うべき場所の周辺を中心とする区域について備えられており、三次元地図データ２ｂが存在しない区域では、ナビゲーション装置は二次元地図データ２ａに基づいて経路案内を行う構成となっている。そこで、情報記憶装置２には、三次元地図データ２ｂを備える区域を示す三次元表示可能区域データ２ｃが、二次元地図データ２ａについての座標情報と関連つけられて格納されている。

また、情報記憶装置２には、道路の車線データ２ｄが格納されている。この道路の車線データ２ｄは、二次元地図データ２ａ及び三次元地図データ２ｂの座標情報に対応付けられており、現在位置検知装置１を用いて検出した自車位置の情報と対照させることが可能となっている。そして、この道路の車線データ２ｄには、地図上の道路の各位置における車線数、及び各車線が直進レーン、右折レーン、左折レーンのいずれであるかという車線種類等の情報が含まれている。またこの他にも、情報記憶装置２には、交差点、分岐点、インターチェンジ等の進路変更が行われる可能性がある地点の位置情報、道路標識情報、案内看板情報等、ナビゲーション装置による経路案内に必要な各種データが格納されている。

表示入力装置４は、地図や誘導経路等の経路案内のための各種情報を表示するための表示部４ａと、被案内者である車両の運転者からの入力を受け付ける入力部４ｂとを有して構成されている。表示部４ａには、例えば、液晶表示装置、プラズマ表示装置、ＣＲＴ（cathode-ray tube）表示装置等を用いることができる。入力部４ｂとしては、表示部４ａの表示画面上に設けたタッチパネルや表示画面の周囲に配置した各種スイッチ等を用いることができる。また、リモコン入力装置５は、車両の運転者からの入力を受け付けてリモートコントロールにより演算処理装置３側に送信する装置であり、送信された入力情報はリモコン受信機１１を介して演算処理装置３に入力される。

演算処理装置３は、所定の動作プログラム、データ、入力情報等に基づいて、地図や誘導経路等の各種情報の表示処理、目的地の位置や目的地までの誘導経路等の探索処理、目的地までの経路案内や交通情報の案内等の案内処理等の各種の演算処理及び各部の動作制御を行うものである。この演算処理装置３としては、例えば、各種の演算処理及びナビゲーション装置の各部の動作制御を行うＣＰＵと、このＣＰＵが演算処理を行う際のワーキングメモリとして使用されるＲＡＭと、ＣＰＵを動作させるための各種の動作プログラムや制御プログラムが記録されたＲＯＭ等を備える構成とすることができる。そして、この演算処理装置３に、現在位置検知装置１、ビーコン受信機６、撮像装置７、情報記憶装置２、表示入力装置４及びリモコン受信機１１を介してリモコン入力装置５が接続されている。

次に、本実施形態に係るナビゲーション装置の動作制御について、道路上に設定される誘導経路に従って経路案内を行う場合を例として説明する。図２は、本実施形態に係るナビゲーション装置の動作制御のフローチャートである。なお、このフローチャートに示すナビゲーション装置の動作は、演算処理装置３の制御の下に行われる。

この図２に示すように、ナビゲーション装置は、まず、自車位置の検出を行う（ステップ＃０１）。この自車位置の検出は、演算処理装置３において、現在位置検知装置１を構成するＧＰＳ受信機８、方位検知センサ９、及び距離検知センサ１０により取得された情報を解析することにより行う。なお、ＧＰＳ受信機８等の検出精度では、複数車線の道路における自車の車線位置の検出までを行うことは困難であるため、このステップ＃０１では、誘導経路に沿った方向、すなわち道路の進行方向に沿った方向の自車位置の検出のみを行う。よって、本実施形態においては、現在位置検知装置１と演算処理装置３とが「自車位置検出手段１２」を構成する。

そして、演算処理装置３は、検出された自車位置と情報記憶装置２に格納されている三次元表示可能区域データ２ｃとを対照し、自車位置が三次元地図データ２ｂを備える位置にあるか否かについて判断する（ステップ＃０２）。自車位置が三次元地図データ２ｂを備える位置にない場合には（ステップ＃０２：ＮＯ）、演算処理装置３は、情報記憶装置２に格納されている二次元地図データ２ａから自車位置を基準とする一定の描画範囲の二次元地図画像を読み出し、自車位置や誘導経路等の情報を示す画像を重ね合わせて二次元表示データを生成し（ステップ＃０３）、生成した二次元表示データを表示入力装置４の表示部４ａに表示する（ステップ＃０４）。そして、基準時間Ｔ１が経過したときに（ステップ＃０５：ＹＥＳ）、処理はステップ＃０１へ戻り、演算処理装置３は、次の自車位置の検出を行う（ステップ＃０１）。ここで、基準時間Ｔ１は、二次元表示データの表示の更新を行う周期及び自車位置の検出を行う周期により定まる時間であり、この時間が短いほど滑らかな画像表示及び正確な自車位置の表示を行うことができるが、通常は、演算処理装置３を中心とするナビゲーション装置の性能に基づいて装置固有の時間として定まっている。

一方、自車位置が三次元地図データ２ｂを備える位置である場合には（ステップ＃０２：ＹＥＳ）、次に、演算処理装置３は、ステップ＃０１で検出された自車位置に基づいて、この自車位置がある道路の進行方向の車線情報を取得する（ステップ＃０６）。具体的には、演算処理装置３が、情報記憶装置２に格納されている道路の車線データ２ｄから、ステップ＃０１で検出された自車位置及びその自車位置での自車の進行方向に基づいて、自車位置に対応する座標位置にある道路の進行方向の車線数及び各車線の車線種類の情報を読み出すことにより行う。よって、本実施形態においては、道路の車線データ２ｄが格納されている情報記憶装置２と演算処理装置３とが「車線情報取得手段１３」を構成する。

次に、演算処理装置３は、ステップ＃０６で取得された自車位置がある道路の進行方向の車線情報に含まれる１又は２以上の車線の中での自車の車線位置を判別する（ステップ＃０７）。このステップ＃０７における自車の車線位置の判別フローを図３に示す。この図３に示すように、本実施形態においては、まず、ステップ＃０６で取得された自車位置がある道路の進行方向の車線数が「２」以上か否かについて判断する（ステップ＃２１）。そして、自車位置がある道路の進行方向の車線数が「１」である場合には（ステップ＃２１：ＮＯ）、当該１の車線を自車の車線位置と判断する（ステップ＃２２）。

一方、自車位置がある道路の進行方向の車線数が「２」以上である場合には（ステップ＃２１：ＹＥＳ）、演算処理装置３は撮像装置７により撮像した映像を取得して、車線を区切る白線又は黄線の位置及び数等を解析することにより、自車の前方に存在する車線数や自車の車線位置等の情報を取得する（ステップ＃２３）。そして、ステップ＃２３の解析結果とステップ＃０６で取得された自車位置がある道路の進行方向の車線情報とを対照し（ステップ＃２４）、矛盾がない場合には「正常」、矛盾がある場合には「異常」とする判断を行う（ステップ＃２５）。ステップ＃２４の対象結果が異常である場合には（ステップ＃２５：ＮＯ）、ステップ＃２３の解析結果が誤っている可能性が高いので、ステップ＃２３に戻り、再度撮像装置７で撮像して映像の解析を行う。一方、ステップ＃２４の対象結果が正常である場合には（ステップ＃２５：ＹＥＳ）、ステップ＃２３の解析結果から得られた車線位置が正しいと判断されるので、その車線位置を自車の車線位置として判断する（ステップ＃２６）。よって、本実施形態においては、道路の車線データ２ｄが格納されている情報記憶装置２と、撮像装置７と、演算処理装置３とが「車線判別手段１４」を構成する。

図２に戻り、次に、演算処理装置３は、ステップ＃０７で判別された自車の車線位置に従って三次元表示データを生成する（ステップ＃０８）。このステップ＃０８では、具体的には、演算処理装置３は、情報記憶装置２に格納されている三次元地図データ２ｂから自車位置を基準とする一定範囲のデータを読み出し、ステップ＃０７で判別された自車の車線位置の情報に基づいて、自車の位置する車線上に視点を設定し、所定の視線方向を見たときの三次元による景観画像を、表示入力装置４の表示部４ａに表示可能な大きさで作成し、これを三次元表示データとする。図４は、自車の車線位置が、進行方向に３車線ある道路の一番左の左折レーン上であるときの三次元表示データの一例を示す図であり、図５は、自車の車線位置が、進行方向に４車線ある道路の右から２番目の右折レーン上であるときの三次元表示データの一例を示す図である。なお、これらの図において各車線における交差点進入前の位置に表示された矢印は、その車線が直進レーン、右折レーン、左折レーンのいずれであるかを示す実際の道路上の標識を表している。これらの図に示すように、本実施形態においては、視点は、自車の運転者の目の位置にほぼ一致させ、視線方向は、自車の進行方向（すなわち自車位置での誘導経路の進行方向）に一致させている。このように、本実施形態においては、三次元地図データ２ｂが格納されている情報記憶装置２と演算処理装置３とが「表示データ生成手段１５」を構成する。

また、ここでは、このステップ＃０８で三次元表示データを生成する際に、演算処理装置３は、ステップ＃０７で判別された自車の車線位置の車線上に、誘導経路に沿った自車の進行方向を示す経路案内表示Ｇを重ね合わせて描画する。図４及び図５においては、経路案内表示Ｇは、自車の誘導経路に沿って自車の車線位置の車線の中央に配置され、自車の進行方向を表示する矢印形状の画像としている。なお、この経路案内表示Ｇを構成する画像の形状は、これに限定されるものではなく、例えば、自車の誘導経路に沿って目的地まで続く一定幅の線形状の画像等とすることも可能である。

更に、図４に示すように、進路変更を行う交差点等の近傍において三次元表示データを生成するのに際して、視点から誘導経路に沿った自車の進行方向を示す経路案内表示Ｇを結ぶ視線上に、ビル等の建物や木や山等の自然物等の障害物Ｂが存在する場合には、この障害物Ｂの少なくとも一部を透明又は半透明にして三次元表示データを生成すると好適である。具体的には、ここでは、ビル等の障害物Ｂを、その輪郭がわかる程度に半透明にして三次元表示データを生成している。なお、障害物Ｂを完全に消して透明にすることも可能であるし、障害物Ｂの一部、例えば進路変更後の進路の周辺の景観を表示するために邪魔になる部分のみを透明又は半透明にして三次元表示データを生成することも好適な実施形態の一つである。

図２に戻り、次に、ステップ＃０８で生成した三次元表示データを表示入力装置４の表示部４ａに表示する（ステップ＃０９）。よって、本実施形態においては、表示入力装置４が「表示手段１６」を構成する。

そして、基準時間Ｔ２が経過したときに（ステップ＃１０：ＹＥＳ）、処理はステップ＃０１へ戻り、演算処理装置３は、次の自車位置の検出を行う（ステップ＃０１）。ここで、基準時間Ｔ２は、三次元表示データの表示の更新を行う周期及び自車位置の検出を行う周期により定まる時間であり、この時間が短いほど滑らかな画像表示及び正確な自車位置の表示を行うことができるが、上記基準時間Ｔ１と同様に、通常は、演算処理装置３を中心とするナビゲーション装置の性能に基づいて装置固有の時間として定まっている。ここで、基準時間Ｔ２は上記基準時間Ｔ１と同じ時間とすることができるが、異なる時間とすることも可能である。

〔第二の実施形態〕
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。本実施形態に係るナビゲーション装置は、上記第一の実施形態に係る構成において、更に、自車位置が誘導経路の進路変更点の近傍にある場合には、三次元表示データを生成する際の視線方向を、進路変更点での進路変更前の誘導経路に沿った自車の進行方向に対して進路変更後の誘導経路に沿った自車の進行方向側に設定することを特徴とするものである。以下、図面を用いて具体的に説明する。

本実施形態に係るナビゲーション装置のハードウェア構成は、図６に示すように、上記第一の実施形態とほぼ同様の構成とすることができるが、情報記憶装置２には、更に、基準点の位置情報２ｅ、目標点Ｍの位置情報２ｆ、及び基準点からの所定距離情報２ｇが格納された構成となっている。

ここで、基準点の位置情報２ｅは、交差点、分岐点、インターチェンジ等の進路変更が行われる可能性がある地点（以下「進路変更可能地点」という）に設定される基準点の座標情報である。この進路変更可能地点の基準点は、例えば自車の誘導経路Ｌを上方から見た模式図である図７に示すように、ナビゲーション装置が目的地までの誘導経路Ｌに従ってこの進路変更可能地点において進路変更の案内を行う場合には、その進路変更可能地点が進路変更点Ｃとなり、この進路変更点Ｃに設定されている基準点が、当該進路変更点Ｃでの進路変更の案内を行う際の基準となる進路変更基準点Ｐとなる。なお、基準点は、進路変更可能地点における任意の位置に設定することが可能であるが、本実施形態においては、例えば交差点については各交差点の中央付近に設定している。

目標点Ｍの位置情報２ｆは、基準点が設けられている各進路変更可能地点について、当該地点に進入する方向及び進路変更後の進行方向毎にそれぞれ設定される目標点Ｍの座標情報である。この目標点Ｍは、例えば図７に示すように、進路変更点Ｃの周辺で三次元表示による進路変更の案内を行う際に、三次元表示データを生成するための視線方向Ｄを決定するのに用いられる点であって、進路変更点Ｃにおける進路変更後の誘導経路Ｌ上に設定される。この目標点Ｍを用いて視線方向Ｄを決定する方法については、後で詳細に説明する。また、基準点からの所定距離Ｉの情報２ｇは、進路変更可能地点が進路変更の案内を行う進路変更点Ｃとなった場合に、当該進路変更点Ｃの近傍の領域を規定する情報であり、例えば図７に示すように、当該進路変更点Ｃの進路変更基準点Ｐからの距離として規定されている。

次に、本実施形態に係るナビゲーション装置の動作制御について説明する。本実施形態では、ナビゲーション装置は、例えば図７に示すように、誘導経路Ｌ上にある自車位置が進路変更基準点Ｐから所定距離Ｉ内にあるときに、自車の位置する車線上に設定された視点から、進路変更点Ｃにおける進路変更後の誘導経路Ｌ上に設定された目標点Ｍに向かう方向を視線方向として三次元表示を行う。図８は、本実施形態に係るナビゲーション装置において三次元表示データを生成する際の動作制御のフローチャートである。本実施形態に係るナビゲーション装置の動作制御のフローは、三次元表示データを生成する際の動作制御以外は上記第一の実施形態と同様であるので、この図８には、図２のステップ＃０８の処理の詳しい内容に相当するフローのみを示している。なお、ここでは、図７に示すように、交差点を進路変更点Ｃとして、自車の進行方向に右折レーンを含めて３車線ある道路の左端の左折兼直進レーンを通って左折する案内を行う場合を例として説明する。この図におけるＡ０〜Ａ４の三角形は、誘導経路Ｌに従って自車位置が移動している状態を示している。

図８に示すように、ナビゲーション装置は、三次元表示データを生成する際には、まず、図２のステップ＃０７で判別した自車の車線位置の情報に基づいて、自車の位置する車線上に視点を設定する（ステップ＃３１）。ここでは、視点は、自車の運転者の目の位置にほぼ一致すると想定される位置に設定することとしている。なお、図７においては、視点の位置は自車位置Ａ０〜Ａ４の先端位置と一致するように表されている。

次に、自車位置が、進路変更の案内を行う進路変更点Ｃの進路変更基準点Ｐから所定距離Ｉの範囲内であるか否かについて判断する（ステップ＃３２）。本実施形態においては、これにより自車位置が進路変更点Ｃの近傍にあるか否かを判断している。よって、ここでは、基準点からの所定距離Ｉの情報２ｇが格納されている情報記憶装置２と、この所定距離Ｉの情報２ｇと図２のステップ＃０１で検出した自車位置の情報に基づいて判断を行う演算処理装置３とが「進路変更判断手段１７」を構成する。なお、本実施形態では、進路変更基準点Ｐから所定距離Ｉの範囲の終点は、誘導経路Ｌ上における進路変更基準点Ｐを基準とする進路変更が完了する位置、すなわち進路変更後の誘導経路Ｌが直線状となった位置としている。よって、例えば図７におけるＡ４の位置のように、進路変更点Ｃにおける進路変更後の位置は、この「進路変更基準点Ｐから所定距離Ｉの範囲内」には含まれない。

また、所定距離Ｉは、全ての進路変更可能地点について同じ距離とすることも可能であるが、進路変更可能地点の種類（交差点、分岐点、インターチェンジ等）や、進路変更前及び進路変更後の道路の広さ、道路の種類（一般道、自動車専用道等）等に応じて異なる距離とすることも好適な実施形態である。そこで、本実施形態においては、各進路変更可能地点について、当該地点に進入する方向毎にそれぞれ適切な所定距離Ｉの情報２ｇを予め決定して上記のとおり情報記憶装置２に格納しておき、必要に応じて情報記憶装置２から読み出して用いることとしている。

そして、自車位置が進路変更基準点Ｐから所定距離Ｉの範囲内にある場合には（ステップ＃３２：ＹＥＳ）、自車位置が進路変更点Ｃの近傍にあると判断し、ステップ＃３１で設定した視点から、進路変更点Ｃにおける進路変更後の誘導経路Ｌ上に設定された目標点Ｍに向かう方向を視線方向Ｄとして決定する（ステップ＃３３）。図７に示す例では、自車位置がＡ１〜Ａ３にある場合に自車位置が進路変更点Ｃの近傍にある（進路変更基準点Ｐから所定距離Ｉの範囲内にある）と判断し、それぞれ自車位置Ａ１〜Ａ３（視点）から目標点Ｍに向かう方向を視線方向Ｄ１〜Ｄ３として決定する。なお、この視線方向Ｄを決定するための演算は、演算処理装置３において所定の動作プログラムに従って行われる。なお、本明細書において単に「視線方向Ｄ」というときは、視線方向Ｄｘ（ｘは任意の整数）を総称するものとする。これにより、視線方向Ｄは、進路変更点Ｃでの進路変更前の誘導経路Ｌに沿った自車の進行方向に対して進路変更後の誘導経路Ｌに沿った自車の進行方向側に設定される方向となる。

ここで、目標点Ｍは、進路変更点Ｃにおける進路変更後の誘導経路Ｌ上の位置、すなわちこの進路変更点Ｃにおける左折後の誘導経路Ｌ上の位置に設定される。この際、目標点Ｍは、視線方向Ｄが自車位置Ａ１〜Ａ３から進路変更後の誘導経路Ｌの進行方向を確認する際の運転者による実際の視線の方向に近くなるように設定されると好適である。そこで、本実施形態においては、基準点が設けられている各進路変更可能地点について、当該地点に進入する方向及び進路変更後の進行方向毎にそれぞれ適切な目標点Ｍの位置情報２ｆを予め決定して上記のとおり情報記憶装置２に格納しておき、進路変更の案内を行う際に情報記憶装置２から読み出して用いることとしている。

一方、ステップ＃３２の判断の結果、自車位置が進路変更基準点Ｐから所定距離Ｉの範囲内にない場合には（ステップ＃３２：ＮＯ）、自車位置が進路変更点Ｃの近傍にないと判断し、ステップ＃３１で設定した視点から誘導経路Ｌに従った進路変更前の自車の進行方向に向かう方向を視線方向Ｄとして決定する（ステップ＃３４）。ここで、図７に示す例では、自車位置がＡ０の位置にある場合やＡ４の位置にある場合が、進路変更基準点Ｐから所定距離Ｉの範囲内にない場合に該当する。そして、自車位置がＡ０の位置にある場合には、視線方向はＤ０で示される方向となり、自車位置がＡ４の位置にある場合には、視線方向はＤ４で示される方向となる。

その後、ステップ＃３３又はステップ＃３４で決定された視線方向Ｄに従って三次元表示データを生成する（ステップ＃３５）。すなわち、演算処理装置３は、情報記憶装置２に格納されている三次元地図データ２ｂから自車位置を基準とする一定範囲のデータを読み出し、ステップ＃３１で設定した視点からステップ＃３３又はステップ＃３４で決定された視線方向Ｄを見たときの三次元による景観画像を、表示入力装置４の表示部４ａに表示可能な大きさで作成し、これを三次元表示データとする。図９は、図７におけるＡ２の位置に自車位置がある場合において視線方向を目標点Ｍに向かうＤ２方向として生成した三次元表示データの例を示す図である。その後、処理は図２のステップ＃０９に進み、生成された三次元表示データは表示入力装置４に表示される（ステップ＃０９）。

また、ここでは、ステップ＃３５で三次元表示データを生成するのに際して、演算処理装置３は、ステップ＃０７で判別された自車の車線位置の車線上に、誘導経路Ｌに沿った進行方向を示す経路案内表示Ｇを重ね合わせて描画する。図９においては、経路案内表示Ｇは、自車の誘導経路に沿って自車の車線位置の車線の中央に配置され、目標点Ｍ近傍を先端として自車の進行方向を表示する矢印形状の画像としている。なお、この経路案内表示Ｇを構成する画像の形状は、これに限定されるものではなく、例えば、自車の誘導経路に沿って目的地まで続く一定幅の線形状の画像等とすることも可能である。

更に、本実施形態においては、図９に示すように、三次元表示データを生成するのに際して、視点から誘導経路に沿った自車の進行方向を示す経路案内表示Ｇを結ぶ視線上に、ビル等の建物や木や山等の自然物等の障害物Ｂが存在する場合には、この障害物Ｂの少なくとも一部を透明又は半透明にして三次元表示データを生成している。具体的には、ここでは、ビル等の障害物Ｂを、その輪郭がわかる程度に半透明にして三次元表示データを生成している。これにより、交差点等の進路変更可能地点の周辺に障害物Ｂが存在する場合であっても、進路変更後の進路の周辺の景観を三次元表示データとして表示することが可能となる。なお、障害物Ｂを完全に消して透明にすることも可能であるし、障害物Ｂの一部、例えば進路変更後の進路の周辺の景観を表示するために邪魔になる部分のみを透明又は半透明にして三次元表示データを生成することも好適な実施形態の一つである。

〔その他の実施形態〕
（１）車線判別手段について
上記実施形態においては、自車の車線位置の判別のための第１の手段として、自車の前方を撮像する撮像装置７からの情報と情報記憶装置２に格納されている道路の車線データ２ｄに基づいて取得した車線情報とに基づいて行う場合について説明したが、これ以外の手段により自車の車線位置の判別を行うことも可能である。

このような自車の車線位置の判別のための第２の手段として、例えば、撮像装置７からの情報に代えて、上記ビーコン受信機６からの情報を用いることも可能である。具体的には、演算処理装置３は、図３に示す判別フローにおいて、ステップ＃２３で、道路に沿って設置されたＶＩＣＳ等の信号発信機からの光ビーコン又は電波ビーコンを受信し、受信した信号に含まれる位置情報を解析することにより、自車の車線位置の情報を取得する。その他の処理は、図３に示す判別フローと同様にすることができる。

また、自車の車線位置の判別のための第３の手段として、例えば、撮像装置７からの情報に代えて、道路上に設定される誘導経路に従って経路案内を行う場合には当該誘導経路に従う自車の進行方向に基づいて自車の車線位置を推測する車線位置推測手段からの情報を用いることも可能である。具体的には、ナビゲーション装置の分野で公知の方法により設定される誘導経路に従って、交差点の近傍において、次に左折するときには左折レーン又は左端のレーンに、右折するときには右折レーン又は右端のレーンに、直進するときは直進レーンに位置すると推測できるので、演算処理装置３は、誘導経路に従う自車の進行方向と、ステップ＃０６で取得された自車位置がある道路の進行方向の車線情報とに基づいて、このような推測のための演算を行い自車の車線位置を判断する。この場合の判別フローは、図３におけるステップ＃２３からステップ＃２６に代えて、この演算処理装置３による判断処理が入ることとなる。よって、この場合には演算処理装置３が「車線位置推測手段」に相当する。なお、例えば右折レーンが複数車線ある場合や直進レーンが複数車線ある場合等のように、誘導経路に従って推測しても複数の車線の中の一つを特定できない場合には、これら複数車線の幅方向中央付近を自車の車線位置として三次元表示データを作成することが可能である。

また、自車の車線位置の判別のための手段として、上記第１から第３の手段のいずれか２つ以上を組み合わせて用いることも可能である。この場合、各手段について固定された優先順位を定めておくことも可能であるが、例えば、撮像装置７により撮像された映像の状態やビーコン受信機６の受信状態に応じて、或いは、自車位置に基づく道路の状況（例えば、自動車専用道路、交差点、市街地等の状況）に応じて、異なる優先順位となるようにし、優先順位の高い手段により取得された車線位置の情報を、自車の車線位置として判断するようにすることも可能である。ここで、撮像装置７により撮像された映像の状態やビーコン受信機６の受信状態に応じて優先順位を定める場合、例えば、自車の前方の撮像領域に他の車両が少なく映像から車線を区切る白線又は黄線を明確に解析することができた場合には、上記第１の手段の優先順位を高くし、逆に、自車の前方の撮像領域に他の車両が多数いるために撮像した映像から車線を区切る白線又は黄線を明確に解析することができなかった場合には、上記第１の手段の優先順位を低くすると好適である。また、ビーコン受信機６によりＶＩＣＳ等の信号発信機からの光ビーコン又は電波ビーコンを良好に受信できる場合には、上記第２の手段の優先順位を高くし、逆に、信号発信機からの光ビーコン又は電波ビーコンを良好に受信できない場合には、上記第２の手段の優先順位を低くすると好適である。また、上記第３の手段は、自車の車線位置を推測するものであるため、優先順位は基本的に低くすると好適である。

（２）視点位置について
上記第一及び第二の実施形態においては、視点を車両の運転者の目の位置とほぼ一致すると想定される位置に設定することとしたが、視点の位置設定はこれに限定されるものではなく、自車の位置する車線上の任意の位置に設定することが可能である。したがって、例えば、視点を車両の運転者等の被案内者の目の位置よりも高い位置に設定することにより、やや上方から俯瞰した三次元表示を行うことも可能である。

（３）地図データについて
上記実施形態においては、三次元地図データ２ｂを一部の区域のみ備え、三次元地図データ２ｂが存在する区域でのみ自車の車線位置を判別してそれに合わせた三次元表示データを生成する場合について説明したが、当然に、情報記憶装置２が十分な容量を備えるものである場合には、ナビゲーション装置により案内可能な全ての区域で三次元地図データを備える構成とすることも可能である。この場合は、全ての区域において、自車の車線位置を判別してそれに合わせた三次元表示データを生成し、表示する構成とすると好適である。

（４）誘導経路の設定について
上記第一の実施形態においては、ナビゲーション装置の動作制御について、道路上に設定される誘導経路に従って経路案内を行う場合を例として説明したが、本発明は、誘導経路を設定せず、単に三次元地図を用いて自車位置を表示する場合にも当然に適用可能である。

本発明は、自動車等の車両の運転者に対して経路案内を行うナビゲーション装置に好適に用いることができる。

本発明の第一の実施形態に係るナビゲーション装置のハードウェア構成の概略を示すブロック図 本発明の第一の実施形態に係るナビゲーション装置の動作制御を示すフローチャート 本発明の第一の実施形態に係るナビゲーション装置の自車の車線位置の判別ための動作制御を示すフローチャート 本発明の第一の実施形態に係るナビゲーション装置における、自車の車線位置が進行方向に３車線ある道路の一番左の左折レーン上であるときの三次元表示データの一例を示す図 本発明の第一の実施形態に係るナビゲーション装置における、自車の車線位置が進行方向に４車線ある道路の右から２番目の右折レーン上であるときの三次元表示データの一例を示す図 本発明の第二の実施形態に係るナビゲーション装置のハードウェア構成の概略を示すブロック図 本発明の第二の実施形態に係るナビゲーション装置による視線方向の決定方法を示す説明図 本発明の第二の実施形態に係るナビゲーション装置における図２のステップ＃０８の処理の詳しい内容に相当するフローチャート 本発明の第二の実施形態に係るナビゲーション装置における、自車の車線位置が進行方向に３車線ある道路の一番左の左折レーン上であるときの三次元表示データの一例を示す図

符号の説明

１ 現在位置検知装置
２ 情報記憶装置
２ａ 二次元地図データ
２ｂ 三次元地図データ
２ｄ 道路の車線データ
３ 演算処理装置
４ 表示入力装置
５ リモコン入力装置
６ ビーコン受信機
７ 撮像装置
１２ 自車位置検出手段
１３ 車線情報取得手段
１４ 車線判別手段
１５ 表示データ生成手段
１６ 表示手段
１７ 進路変更判断手段
１８ 受信手段
１９ 撮像手段
Ｃ 進路変更点
Ｇ 経路案内表示

Claims (6)

1. 地図データに基づいて該地図データ上に自車位置の表示を行い、少なくとも一部の区域で三次元表示による案内を行うことが可能なナビゲーション装置であって、
   前記自車位置を検出する自車位置検出手段と、
   前記自車位置検出手段により検出された自車位置に基づいて、この自車位置がある道路の進行方向の車線情報を取得する車線情報取得手段と、
   前記車線情報取得手段により取得された前記車線情報に含まれる１又は２以上の車線の中での自車の車線位置を判別する車線判別手段と、
   三次元の地図データに基づいて、前記車線判別手段により判別された車線上に視点を設定して三次元表示データを生成する表示データ生成手段と、
   前記表示データ生成手段により生成された三次元表示データを表示する表示手段と、を備えるナビゲーション装置。
2. 前記表示データ生成手段は、前記道路上に設定される誘導経路に従って経路案内を行う場合に、前記車線判別手段により判別された車線上に、前記誘導経路に沿った自車の進行方向を示す経路案内表示を重ね合わせて三次元表示データを生成する請求項１に記載のナビゲーション装置。
3. 前記車線判別手段は、自車の前方を撮像する撮像手段からの情報、道路に沿って設置された信号発信機からの信号を受信する受信手段からの情報、及び前記道路上に設定される誘導経路に従って経路案内を行う場合には当該誘導経路に従う自車の進行方向に基づいて自車の車線位置を推測する車線位置推測手段からの情報のいずれか一つ以上の情報と、前記車線情報取得手段により取得された前記車線情報とに基づいて、自車の車線位置を判別する請求項１又は２に記載のナビゲーション装置。
4. 前記道路上に設定される誘導経路に従って経路案内を行う場合に、前記自車位置が前記誘導経路の進路変更点の近傍にあることを判断する進路変更判断手段を備え、
   前記表示データ生成手段は、前記進路変更判断手段により自車位置が進路変更点の近傍にあると判断した場合には、前記三次元表示データを生成する際の視線方向を、前記進路変更点での進路変更前の前記誘導経路に沿った自車の進行方向に対して進路変更後の前記誘導経路に沿った自車の進行方向側に設定される方向とする請求項１から３の何れか一項に記載のナビゲーション装置。
5. 前記道路上に設定される誘導経路に従って経路案内を行う場合に、前記自車位置が前記誘導経路の進路変更点の近傍にあることを判断する進路変更判断手段を備え、
   前記表示データ生成手段は、前記進路変更判断手段により自車位置が進路変更点の近傍にあると判断した場合には、前記三次元表示データを生成する際の視線方向を、前記視点から進路変更後の前記誘導経路上に設定された目標点に向かう方向とする請求項１から３の何れか一項に記載のナビゲーション装置。
6. 前記表示データ生成手段は、前記視点から前記経路案内表示を結ぶ視線上に障害物が存在する場合には、前記障害物の少なくとも一部を透明又は半透明にして三次元表示データを生成する請求項２から５の何れか１項に記載のナビゲーション装置。

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