JP2008122150A - ナビゲーション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】３次元動画像を用いた誘導画面において交差点での進路方向を直感的に確実に認識させることができるようにする。
【解決手段】交差点にかかる誘導区間において交差点の通過要領を案内する誘導画面をディスプレイに提示するナビゲーション装置において、誘導画面には交差点４４に表示された走行経路Ｓ上にその進路方向を示す案内看板Ａを配置するとともに、自車両位置を示す自車マークＭを常時表示した３次元動画像を提示して、自車両の進行に伴い画面内の案内看板Ａが接近するようにした。案内看板Ａは自車両がその直前に至ると画面上消滅する。これにより、当該交差点でどのように進路をとるべきかを誘導画面上で容易、確実に認識することができる。
【選択図】図９

Description

本発明は、車両等に搭載されて目的地への走行経路を案内するナビゲーション装置に関する。

車両等の走行経路を案内するナビゲーション装置は、ディスプレイに平面（２次元）地図を表示し、当該地図上の道路にそって目的地への走行経路を重ねて表示する。
このようなナビゲーション装置では、走行経路上の交差点などに近づくと、直進すべきか曲がるべきかなど当該交差点の通過要領をわかりやすく案内する目的で、地図表示面の一部または全部を誘導画面に切り換えるようにしている。

この誘導画面では、複数の車線がある場合にこれらを拡大表示したうえ、左折用車線、直進用車線あるいは右折用車線の別を示すマーク表示が画面内の所定の上部領域に表示される。そして、目的地への経路を保持するためどの車線を選ぶべきかを、上記マーク表示や車線の色を変えることにより誘導する。
そして近時は、例えば特開２００５−２９２０６４号公報に開示されているように、とくに誘導画面の表示を道路における実際の映像を模した３次元動画像とするものが提供されている。これは、運転者が視認する実際の前方道路情景に近づけることにより、誘導画面を違和感のないものにしようとの試みである。
特開２００５−２９２０６４号公報

しかしながら、誘導画面に３次元動画像を用いたものでも、車線別を示すマーク表示は誘導画面内の所定の上部領域に固定的態様で表示されているだけのため、違和感のないものにしようとの狙いにもかかわらず、例えば左折あるいは右折する交差点での曲がるポイントを把握することがいまだ困難である。車線の色を変えて誘導する場合も同様である。誘導画面に自車両位置が表示されていない場合にはこの把握の困難度がさらに大きくなる。

したがって、本発明は、上記の問題点に鑑み、３次元動画像を用いた誘導画面において交差点での進路方向を直感的に確実に認識させることができるようにしたナビゲーション装置を提供することを目的とする。

このため、本発明のナビゲーション装置は、ディスプレイの地図上に走行経路を表示して目的地への経路案内を行い、交差点にかかる誘導区間において交差点の通過要領を案内する誘導画面を提示するナビゲーション装置において、誘導画面に誘導区間の３次元動画像を表示する動画像再生手段を備え、該動画像再生手段は、交差点に走行経路の進路方向を示す案内看板を配置した３次元動画像を表示して、自車両の進行に伴い画面内の前記案内看板が接近するように構成したものとした。

本発明によれば、進路方向を示す案内看板が交差点に表示され、自車両の走行に伴い交差点の案内看板が近づいてくるので、当該交差点でどのように進路をとるべきかを誘導画面上で容易、確実に認識することができる。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は実施の形態の構成を示すブロック図である。
ナビゲーション装置は、処理装置１０に対して操作入力部２１と、現在位置検出部２２と、地図情報記憶部２３と、動画像データ格納部２４と、ディスプレイ２５およびスピーカ２６をそれぞれ接続して構成される。
現在位置検出部２２は、ＧＰＳ受信部やジャイロ、車速センサ等を用いて、自車両の現在位置を検出する。

地図情報記憶部２３には、地図情報として、道路網および各道路の車線数、車線幅、交差点の地図データ、ならびに、道路に沿った陸橋など道路施設やその他の施設、建物に関するデータが格納されている。
交差点については、左折、右折、あるいは分岐する場合のそれぞれの進入経路と離脱経路の付随情報も含まれている。
なお、交差点は４差点の別称として用いられるが、とくに識別の必要がないときはＹ字路、分岐路、５以上の多差点等も「交差点」で代表させる。

動画像データ格納部２４には、交差点やＹ字路等にかかる誘導区間の道路における実際の映像を模した３次元動画像のデータが格納されている。
処理装置１０は、経路探索部１２、経路案内部１４、誘導タイミング制御部１６、動画像再生部１８を備えている。
経路探索部１２は、現在位置検出部２２で検出した自車両の現在位置と、操作入力部２１から入力設定された目的地から、周辺の地図上で推奨すべき走行経路を探索する。

経路案内部１４は、経路探索部１２で探索された走行経路を地図に重ねて、ディスプレイ２５に表示する。併せて、スピーカ２６を介して音声によっても走行経路の案内を提示する。
誘導タイミング制御部１６は、地図上の自車両の現在位置を監視し、交差点等誘導すべき地点にかかる誘導区間に入出するタイミングを決定する。
動画像再生部１８は、誘導区間に入っている間、動画像データ格納部２４から当該誘導区間のデータを読み出し、３次元動画像をディスプレイ２５の誘導画面に再生する。

つぎに、誘導画面の表示について説明する。
本実施の形態では、通常状態として、ディスプレイ２５に目的地への走行経路を重ねた平面地図３０が表示され、交差点等に近づいた誘導区間に入ると、図２に例示するように、平面地図の一部が誘導画面４０に切り換えられる。
誘導区間は、地図情報記憶部２３にデータとして記憶されている。
誘導区間は、４差点、Ｙ字路、分岐路、５以上の多差点等（以下、とくに識別の必要がないときは「交差点」で代表させる。）の手前例えば３００ｍぐらいから交差点へ向けて設定される。すなわち、誘導区間の開始点で誘導画面４０が開始する。

誘導画面４０に表示される３次元動画像Ｇには、前方の交差点４４に配置された進路方向を示す案内看板Ａが設定されている。また、３次元動画像Ｇ内における手前側には自車両から交差点までの距離感を把握させるために自車両位置を示す自車マークＭも表示される。したがってこの３次元動画像Ｇは自車両の上方に視点をもった画像となっている。
動画像データ格納部２４に格納された３次元動画像のデータは、車両の走行にしたがって移動する視点からの画像が滑らかに変化するよう、予め作成されている。
これにより、走行に伴って自車両が交差点へ近づくほどに、３次元動画像Ｇ内の案内看板Ａは接近して交差点４４とともに次第に大きな像へ変化する。案内看板Ａは例えば高さ１０ｍ、幅１０ｍのサイズをイメージしたものとしてある。

なお、従来と同様に画面上部の所定領域に固定サイズの車線別マーク４２を表示してもよい。この場合の３次元動画像は、案内看板Ａが上記所定領域を除く範囲に表示され、固定サイズの車線別マーク４２等で隠されないように設定する。必要に応じて、上記所定領域を除く範囲を有効範囲Ｗと呼ぶ。
自車マークＭは基本的に画面下部の中央部に表示されるが、３次元動画像Ｇに重ねて表示される他のメッセージなども自車マークＭを隠さないように配置される。

図３は３次元動画像の視点Ｅの変化を示す。
自車両が誘導区間Ｑの開始点にあるとき、視点Ｅは案内看板Ａと自車マークＭの両方を誘導画面の有効範囲Ｗに相当する有効視野範囲αに含む高さＨで、自車両位置（残距離）Ｘより後方にある。そして、案内看板Ａと自車マークＭの両方を有効視野範囲に含む条件を満たしながら、視点Ｅは自車両が交差点へ近づくにつれて高くなりつつ、道路に沿って移動して、交差点全体の形状を把握できるように設定される。交差点に達したときには交差点を高い位置から見下ろす姿勢になる。図中、θは俯瞰角度である。
この際、有効視野範囲に映ずる自車マークＭが視覚的に後退するような感覚を与えないように視点を設定するのが好ましい。

この視点制御のために、動画像再生部１８は図４に示すような視点移動テーブルＴを備えて、自車両の現在位置と連動させて、視点Ｅの位置と俯瞰角度を変化させながら３次元動画像Ｇを再生する。
図４に示す視点移動テーブルＴでは、誘導区間Ｑにおける自車両の交差点中心までの残距離（現在位置）Ｘ（Ｘ０、Ｘ１、Ｘ２、・・・、０）に対して、視点Ｅの高さＨ（Ｈ０、Ｈ１、Ｈ２、・・・、Ｈｎ）、交差点中心から視点Ｅまでの距離Ｙ（Ｙ０、Ｙ１、Ｙ２、・・・、Ｙｎ）、俯瞰角度θ（θ０、θ１、θ２、・・・、θｎ）を規定している。ここで、後述する後方移動量Ｒを用いて、Ｙ＝Ｘ＋Ｒの関係にある。

図５は上記視点の具体的な設定例を示す。
交差点から３００ｍ手前を開始点ａとして、当該開始点において視点Ｅは高さＨ０＝１０ｍ、後方移動量Ｒ０＝３３ｍ、俯瞰角度θ０＝５°で、町並みの風景を見せるため低めのアングルからスタートする。
自車両が４０ｍほど進んだｂ時点までの間は上記位置、姿勢（俯瞰角度）を保持する。これは、交差点までの距離が長いので案内看板Ａと自車マークＭ間の距離にほとんど変化がないためである。

その後は、視点Ｅの高さ（Ｈ）を徐々に大きくしてゆく。違和感を招かないように徐々に高くしていく間、後方移動量（Ｒ）を固定していると自車両、すなわち自車マークＭが有効視野範囲αから外れるので、高さ（Ｈ）の増大にしたがって後方移動量を増加させ、自車両から交差点までの残距離が２００ｍのｃ時点での後方移動量をＲｉ＝６３ｍとする。
残距離（Ｘ）が２００ｍを切ると自車マークＭが有効視野範囲αから外れることがなくなるので、後方移動量Ｒｊ＝６５〜７０ｍ弱を維持する。なお、有効視野範囲αは一定である。

この間、高さ（Ｈ）は残距離約５０ｍのｅ時点でＨｌ＝１１０ｍになるまで増大を続けて、その後自車両が交差点に達するまで同レベルを保持し、Ｈｎ＝１１０ｍとなる。
後方移動量（Ｒ）も残距離が約６０ｍのｄ時点になると若干その値を低減させてＲｋ＝５０ｍとし、自車両が交差点に達した時点のＲｎ＝５０ｍまで同レベルを保持する。
俯瞰角度（θ）は案内看板Ａと自車マークＭを有効視野範囲α内に含むように変化し、自車両が交差点に達したときにはθｎ＝５５°となっている。

なお、視点Ｅは上述のとおり車両の上方に位置するので、例えば車線を跨る横断歩道橋がある道路では、視点Ｅの高さによっては横断歩道橋が視野を遮って、３次元動画像Ｇの画面全体が横断歩道橋に覆われ、道路や案内看板Ａが隠されることになる。したがってこのような横断歩道橋などの高架設備がある誘導区間については、視点Ｅが当該高架設備を交差点側へ越えるまではその下側を通過できる高さに抑えた、通常とは異なる高架設備用視点移動テーブルが設定される。高架設備用視点移動テーブルは高架設備の高さに応じて複数設定される。

一方、図６に示すように、誘導区間において道路がカーブしており、道路（走行経路Ｓ）際の建物４６が交差点（４４）を隠し、したがって誘導画面の３次元動画像Ｇにおいて案内看板Ａも隠す場合には、案内看板Ａを隠す建物（４６）をその間透過表示、あるいは非表示とすることができる。

さらに、図７に示すように、大きなカーブの先に交差点（４４）があって、自車両の現在の進行方向に向けて設定した平面視野方向δでは、視野範囲βに案内看板Ａが入らないときには、平面視野方向を案内看板Ａに向くδＡ側へ変更して、案内看板Ａと自車マークＭの両方が有効視野範囲に含まれるようにする。
この際、交差点４４までの道路（走行経路Ｓ）全体が見えるように、視点Ｅの高さも調整した値に設定する。そしてこの状態でも、道路全体および案内看板Ａを隠す建物４７がある場合には、図６に示したと同様に、その建物４７を透過表示、あるいは非表示とする。

誘導区間Ｑは各交差点について地図情報記憶部２３に記憶されており、その道路形状や建物情報も地図情報として予めわかっているから、動画像再生部１８は誘導区間の特性に応じて、上述のような視点移動テーブルＴの切り替え、建物の透過表示や非表示、あるいは視点高さＨや俯瞰角度θ、視野方向δの変更・調整を織り込み、３次元動画像Ｇを再生する。

３次元動画像Ｇにおける道路には走行すべき走行経路Ｓが表示される。
そして、交差点４４における案内看板Ａの配置は図８に示すように設定されている。
すなわち、走行経路Ｓが交差点４４で曲がらないで直進の場合には、交差点の中心ＰＣに案内看板Ａが配置される。
走行経路Ｓが交差点４４で曲がる場合には、交差点に表示された走行経路Ｓ１またはＳ２の接線に対して交差点の中心ＰＣから下ろした垂線が当該接線と交わる点Ｐ１やＰ２等に案内看板Ａが配置される。
図９は、交差点に近づいた時点での、３次元動画像Ｇにおける案内看板Ａが配置された交差点まわりの画像例である。
いずれの場合も、案内看板Ａは手前に向けて表示される。

誘導区間は、交差点内の走行経路を示す観点から、交差点を通過した位置までとするのが好ましいが、案内看板Ａは自車両位置が当該案内看板の直前例えば手前１０ｍに達した時点で表示を消すことにより、交差点内の走行経路の把握を容易とする。

図１０は処理装置１０における上記誘導画面４０の制御の流れを示すフローチャートである。
操作入力部の操作で目的地を設定し、走行を開始すると、走行経路を重ねた周辺地図をディスプレイに表示して通常の経路案内が開始する。
経路案内の間、まずステップ１００において自車両の現在位置を現在位置検出部から取得し、ステップ１０１で、誘導タイミング制御部は、地図情報記憶部の地図情報と自車両の現在位置に基づいて、現在位置が誘導対象の交差点にかかる誘導区間に入ったかどうかをチェックする。
誘導区間に入らない間はステップ１００、１０１を繰り返し、誘導区間に入るとステップ１０２へ進む。

ステップ１０２では、動画像再生部において、地図情報を参照して当該誘導区間に高架設備があるかどうかをチェックする。
高架設備がないときは、ステップ１０３へ進み、高さ制限のない通常の視点移動テーブルを選択する。高架設備があるときは、ステップ１０４へ進み、当該高架設備の高さ（すなわち、くぐり抜け可能な高さ）に応じた高架用視点移動テーブルを選択する。

ステップ１０３またはステップ１０４で視点移動テーブルを選択した後は、ステップ１０５において、ディスプレイに誘導画面を開き、動画像データ格納部から当該誘導区間の３次元画像データを読み出しながら、上記選択した視点移動テーブルに基づいて３次元動画像の再生を開始する。

ステップ１０６では、誘導タイミング制御部が、自車両の現在位置が誘導区間を離脱したかどうか、例えば誘導対象の交差点から出たかどうかをチェックする。誘導区間を離脱するまでは、当該チェックを繰り返し、その間動画像再生部は３次元動画像の再生を継続する。
誘導区間離脱直前の最終段階では、前述のように、３次元動画像内の案内看板の表示が消される。

自車両が誘導区間を離脱すると、ステップ１０７へ進み、動画像再生部は３次元動画像の再生を停止して、誘導画面を閉じる。
このあとはステップ１００へ戻り、つぎの誘導区間に備えることとなる。
なお、本実施の形態では、上記フローチャートにおけるステップ１０２〜１０５が発明の動画像再生手段を構成している。

実施の形態は以上のように構成され、ディスプレイの地図上に走行経路を表示して目的地への経路案内を行い、交差点にかかる誘導区間において交差点の通過要領を案内する誘導画面を提示するナビゲーション装置において、誘導画面には交差点に走行経路の進路方向を示す案内看板を配置した３次元動画像を表示して、自車両の進行に伴い画面内の案内看板が接近するようにしたナビゲーション装置としたので、当該交差点でどのように進路をとるべきかを誘導画面上で容易、確実に認識することができる。

とくに、３次元動画像の交差点にも走行経路が表示され、案内看板はその走行経路上に配置することにより、交差点で曲がる際にも走行経路を辿ることがとくに容易となる。

また、３次元動画像には、案内看板とともに、自車両位置を示す自車マークが常時表示されるので、交差点までの距離感が継続的に得られ、余裕をもって交差点に進入することができる。
そして、３次元動画像の視点は交差点へ近づくにつれて高くなるよう設定されているので、交差点では、交差点における走行経路の形状を精度高く把握することができる。
なお、道路を横切る高架設備がある誘導区間については、視点が当該高架設備を交差点側へ越えるまではその下側を通過できる高さに抑えてあるので、誘導画面上高架設備の画像によって案内看板が隠されてしまうことが防止される。

また、道路のカーブにより、案内看板が３次元動画像の視野範囲に入らない場合、３次元動画像の視野方向を案内看板側へ向けるとともに、３次元動画像の視点を交差点までの走行経路全体が見える高さに設定するので、常時案内看板を誘導画面上に見ることができる。
さらに、道路のカーブにより、３次元動画像における案内看板が建物に隠される場合も、当該建物を透過表示または非表示とすることにより、常時案内看板を誘導画面上に見ることができる。

つぎに実施の形態の変形例について説明する。
走行経路が交差点で曲がる場合、実施の形態では交差点に表示された走行経路の接線に対して交差点の中心から下ろした垂線が当該接線と交わる点に案内看板を配置したが、これに対して、案内看板の配置を変更したものである。
すなわち、車線幅、右左折専用車線の有無、見通しの程度の違いなどにより、案内看板が交差点内の中央寄りでは曲がるタイミングの判断が遅くなる環境においては、案内看板はより手前にあるのが好ましい。

そこで、変形例では、図１１に示すように、交差点の中心ＰＣから下ろした垂線が走行経路Ｓと交わる点Ｐから、走行経路Ｓにそって所定距離だけ手前にオフセットした点ＰＡの位置に案内看板Ａを配置するものとした。
このオフセット量Ｌとしては、案内看板Ａが例えば交差点の停止線４９附近となるように設定するのが望ましいが、このほかＹ字路、５差路など交差点の種別やどの接続道路へ曲がるのかに応じた曲がり開始位置や曲率など走行経路の特性に応じて、調整することができる。

この変形例によれば、交差点や走行経路の特性に応じて、より手前の位置に案内看板Ａを見ることになり、その案内に従った進路変更等の準備が早い段階で始められる。

なお、実施の形態では交差点を直進する場合にも、案内看板を表示するものとしたが、走行経路が交差点で曲がる場合だけ案内看板を表示するようにしてもよい。
３次元動画像内の案内看板のサイズは例示のものに限定されず、任意に設定できる。
また、誘導区間も例として交差点の手前３００ｍぐらいからとしたが、道路形状や交差点の特性に応じて適宜に設定される。

実施の形態の構成を示すブロック図である。 誘導画面を表示したディスプレイを示す図である。 ３次元動画像の視点の変化を示す説明図である。 視点移動テーブル例を示す図である。 視点の具体的な設定例を示す図である。 誘導区間で建物が交差点を隠す例を示す説明図である。 カーブのため交差点が視野範囲に入らない例を示す説明図である。 交差点における案内看板の配置例を示す図である。 交差点に近づいた時点での交差点まわりの画像例である。 誘導画面の制御の流れを示すフローチャートである。 変形例における案内看板の配置を示す図である。

符号の説明

１０ 処理装置
１２ 経路探索部
１４ 経路案内部
１６ 誘導タイミング制御部
１８ 動画像再生部
２１ 操作入力部
２２ 現在位置検出部
２３ 地図情報記憶部
２４ 動画像データ格納部
２５ ディスプレイ
２６ スピーカ
３０ 平面地図
４０ 誘導画面
４２ 車線別マーク
４４ 交差点
４６、４７ 建物
Ａ 案内看板
Ｅ 視点
Ｇ ３次元動画像
Ｍ 自車マーク
ＰＣ 交差点の中心
Ｑ 誘導区間
Ｓ、Ｓ１、Ｓ２ 走行経路
Ｗ 有効範囲

Claims (7)

1. ディスプレイの地図上に走行経路を表示して目的地への経路案内を行い、交差点にかかる誘導区間において交差点の通過要領を案内する誘導画面を提示するナビゲーション装置において、
   前記誘導画面に誘導区間の３次元動画像を表示する動画像再生手段を備え、
   該動画像再生手段は、交差点に走行経路の進路方向を示す案内看板を配置した３次元動画像を表示して、自車両の進行に伴い画面内の前記案内看板が接近することを特徴とするナビゲーション装置。
2. 前記３次元動画像の交差点にも走行経路が表示され、前記案内看板は前記走行経路上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のナビゲーション装置。
3. 前記３次元動画像には、前記案内看板とともに、自車両位置を示す自車マークが常時表示されることを特徴とする請求項１または２に記載のナビゲーション装置。
4. ３次元動画像の視点は、交差点へ近づくにつれて高くなるよう設定されるとともに、道路を横切る高架設備がある誘導区間については、視点が当該高架設備を交差点側へ越えるまではその下側を通過できる高さに抑えてあることを特徴とする請求項１から３のいずれか１に記載のナビゲーション装置。
5. 道路のカーブにより、前記案内看板が３次元動画像の視野範囲に入らない場合、３次元動画像の視野方向を前記案内看板側へ向けるとともに、３次元動画像の視点を交差点までの走行経路全体が見える高さに設定することを特徴とする請求項１から４のいずれか１に記載のナビゲーション装置。
6. 道路のカーブにより、３次元動画像における前記案内看板が建物に隠される場合、当該建物を透過表示または非表示とすることを特徴とする請求項１から５のいずれか１に記載のナビゲーション装置。
7. ディスプレイの地図上に走行経路を表示して目的地への経路案内を行い、交差点にかかる誘導区間において交差点の通過要領を案内する誘導画面を提示するナビゲーション装置において、
   前記誘導画面には交差点に走行経路の進路方向を示す案内看板を配置した３次元動画像を表示して、自車両の進行に伴い画面内の前記案内看板が接近することを特徴とするナビゲーション装置の誘導画面提示方法。

Images