JP2009019970A - ナビゲーション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両周囲の風景と車両の進行方向との関係を分かりやすく表示する。
【解決手段】自車両が曲がるべき誘導交差点に近づいたり、ユーザから所定の操作が行われたりすると、ナビゲーション装置は、三次元形状データに基づく風景画像を表示し、この風景画像において自車両の進行方向を示すことにより、自車両の誘導を行う。（ａ）の風景画像において、自車両が進むべき進行方向を示す矢印２１がおよそ９０°の位置に表示されている。これに応じて自車両が右方向に９０°向きを変化させると、その自車両の向きの変化に応じて風景画像を変化させ、（ｂ）のような風景画像を表示する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用のナビゲーション装置に関する。

車両に搭載された全方位監視用のビデオカメラにより撮影された映像を処理して、車両周囲の風景画像をパノラマ表示する画像表示方法が知られている（特許文献１参照）。

特開２００５−１９６４２３号公報

特許文献１に開示される画像表示方法によれば、車両周囲の風景画像が分かりやすく表示されるが、車両周囲の風景と車両の進行方向との関係を分かりやすく表示することはできない。

請求項１の発明によるナビゲーション装置は、自車両の位置を検出する位置検出手段と、位置検出手段により検出された位置に対応する風景画像を表示する風景画像表示手段と、自車両が進むべき進行方向を算出する進行方向算出手段と、風景画像表示手段により表示された風景画像において、進行方向算出手段により算出された進行方向を示す進行方向指示手段とを備える。
請求項２の発明は、請求項１に記載のナビゲーション装置において、風景画像表示手段は、自車両の向きを基準に全周方向の風景画像を表示するものである。
請求項３の発明は、請求項１または２に記載のナビゲーション装置において、風景画像表示手段は、自車両の向きの変化に応じて風景画像を変化させるものである。
請求項４の発明は、請求項１〜３いずれか一項に記載のナビゲーション装置において、風景画像表示手段は、位置検出手段により検出された位置から各方向を見たときの見え方により風景画像を表示するものである。
請求項５の発明は、請求項１〜４いずれか一項に記載のナビゲーション装置において、特定の構造物の立体的な形状を表すための三次元形状データが記録された記録手段をさらに備え、風景画像表示手段は、この記録手段に記録された三次元形状データに基づいて、風景画像を表示するものである。
請求項６の発明は、請求項１〜４いずれか一項に記載のナビゲーション装置において、風景画像表示手段は、自車両に設置された撮像装置により自車両の周囲を撮像して得られた画像データに基づいて、風景画像を表示するものである。

本発明によれば、車両周囲の風景と車両の進行方向との関係を分かりやすく表示することができる。

本発明の一実施の形態によるナビゲーション装置の構成を図１に示す。ナビゲーション装置１は、制御部１０、振動ジャイロ１１、車速センサ１２、ハードディスク（ＨＤＤ）１３、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信部１４、表示モニタ１５および入力装置１６を備える。なお、ナビゲーション装置１は、車両に搭載されて使用される。

制御部１０は、マイクロプロセッサや各種周辺回路、ＲＡＭ、ＲＯＭ等によって構成されており、ＨＤＤ１３に記録されている制御プログラムや地図データに基づいて、各種の処理を実行する。この制御部１０が行う処理により、自車両を目的地まで案内するための様々な処理が実行される。たとえば、目的地を設定する際の目的地の探索処理、設定された目的地までの推奨経路の探索処理、自車両の現在位置の検出処理、各種の画像表示処理、ルート案内時の音声出力処理などが実行される。

振動ジャイロ１１は、自車両の角速度を検出するためのセンサである。車速センサ１２は、自車両の車速を検出するためのセンサである。これらのセンサを用いて自車両の運動状態を所定の時間間隔ごとに検出することにより、自車両の位置移動量が求められ、それによって自車両の現在位置が検出される。

ＨＤＤ１３は、記録されたデータを記憶保持することができる不揮発性の記録媒体である。ＨＤＤ１３には、上記の制御プログラムおよび地図データを含む各種のデータが記録されている。ＨＤＤ１３に記録されているこれらのデータは、必要に応じて制御部１０の制御により読み出され、制御部１０が実行する様々な処理や制御に利用される。

ＨＤＤ１３に記録された地図データは、経路計算データと、道路データと、背景データとを含む。経路計算データは、目的地までの推奨経路を探索する際などに用いられるデータである。道路データは、道路の形状や種別などを表すデータである。なお、地図データにおいて各道路の最小単位はリンクと呼ばれている。すなわち、地図データにおいて各道路は複数のリンクにより構成される。背景データは、地図上に存在する道路以外の様々な構成物を表すデータである。たとえば、河川、鉄道、緑地帯、各種構造物などが背景データによって表される。

なお、背景データにおいて、予め定められた特定の構造物には、その構造物の立体的な形状を表すための三次元形状データが設定されている。たとえば、著名な建造物や交差点付近で目立つ構造物などのように、運転の際に目印となりやすい構造物に対して、三次元形状データが設定される。この三次元形状データは、底面データ、ポリゴンデータおよびテクスチャデータを含む。

底面データは、三次元形状データが設定された各構造物の底面の形状に関するデータである。底面データは、たとえば、各構造物の底面の頂点位置に対応する地図上の座標を表している。

ポリゴンデータは、三次元形状データが設定された各構造物の壁面の形状を表す多角形（ポリゴン）に関するデータである。ポリゴンデータは、たとえば、各構造物の壁面を表すポリゴンの数と、そのポリゴンのそれぞれを形成する各頂点に対応する座標列とを表している。

テクスチャデータは、三次元形状データが設定された各構造物の壁面の造形や模様、色彩等に関する画像のデータである。このテクスチャデータは、上記のポリゴンデータが表す各ポリゴンに貼り付けられて用いられる。テクスチャデータには、実物に近い構造物の外観を実現するために、たとえば高解像度の画像や、実物を撮影した写真から作成された画像などが用いられる。

ナビゲーション装置１は、以上説明したような三次元形状データに含まれる各データに基づいて、構造物の細かな形状を立体的に再現したリアルな風景画像を作成し、表示モニタ１５に表示する。これにより、各構造物を実物と同じような形状で見やすく表した風景画像が表示される。

ＧＰＳ受信部１４は、ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信して制御部１０へ出力する。ＧＰＳ信号には、自車両の位置と現在時刻を求めるための情報として、そのＧＰＳ信号を送信したＧＰＳ衛星の位置と送信時刻に関する情報が含まれている。したがって、所定数以上のＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信することにより、これらの情報に基づいて自車両の現在位置と現在時刻を算出することができる。このＧＰＳ受信部１４と、前述の振動ジャイロ１１および車速センサ１２により、自車両の現在地が検出される。

表示モニタ１５は、ナビゲーション装置１において様々な画面表示を行うための装置であり、液晶ディスプレイ等を用いて構成される。この表示モニタ１５により、地図画面や前述の風景画像などが表示される。なお、表示モニタ１５に表示される画面の内容は、制御部１０が行う画面表示制御によって決定される。表示モニタ１５は、たとえば自車両のダッシュボード上やインストルメントパネル内など、ユーザが見やすいような位置に設置されている。

入力装置１６は、ナビゲーション装置１を動作させるための様々な入力操作をユーザが行うための装置であり、各種の入力スイッチ類を有している。ユーザは入力装置１６を操作することにより、たとえば、目的地に設定したい施設や地点の名称等を入力したり、予め登録された登録地の中から目的地を選択したり、地図を任意の方向にスクロールしたりすることができる。この入力装置１６は、操作パネルやリモコンなどによって実現することができる。あるいは、入力装置１６を表示モニタ１５と一体化されたタッチパネルとしてもよい。

ユーザが入力装置１６を操作して目的地を設定すると、ナビゲーション装置１は、自車両の現在位置を出発地として、前述の経路計算データに基づいて所定のアルゴリズムの演算を行うことにより、出発地から目的地までのルート探索を行う。このルート探索により求められた経路が、目的地までの推奨経路として設定される。こうして推奨経路が設定されると、他の道路とは異なる色を使用するなどの方法により、他の道路とは区別して推奨経路が地図上に表示される。これにより、ユーザは表示モニタ１５に表示される地図画面において、推奨経路を容易に認識することができる。また、この推奨経路に従って自車両が走行できるよう、ナビゲーション装置１は、ユーザに対して画像や音声などによる進行方向指示を行うことにより、自車両を誘導する。このようにして、目的地までのルート案内が行われる。

上記のルート案内中に、たとえば自車両が曲がるべき誘導交差点に近づいたり、またはユーザから所定の操作が行われたりすると、ナビゲーション装置１は、前述の三次元形状データに基づく風景画像を表示モニタ１５に表示し、この風景画像において自車両の進行方向を示すことにより、自車両の誘導を行う。その具体的な方法を以下に説明する。

図２は、ナビゲーション装置１において表示モニタ１５に表示される風景画像の例を示している。たとえば、自車両が交差点に進入し、その交差点において自車両が右折すべきときに、図２（ａ）のような風景画像が表示される。なお、このような風景画像は、地図画面と共に表示してもよいし、単独で表示してもよい。

図２（ａ）の風景画像は、自車両の正面方向を０°とし、その方向を中心に、右回り方向を正の角度、左回り方向を負の角度として、それぞれ１８０°までの範囲を表している。すなわち、図２（ａ）の風景画像には、自車両の向きを基準に全周方向の風景が表されている。この風景画像には、各種の建物、信号機、街路樹などが表示されると共に、自車両が進むべき進行方向を示す矢印２１が表示されている。

図２（ａ）の風景画像において、矢印２１は、およそ９０°の位置に表示されている。これにより、現在の向きに対して右におよそ９０°回転した方向、すなわち直角に右折する方向に自車両が進むべきことが示されている。

上記のような進行方向の指示に応じて、自車両が右方向に９０°向きを変化させると、その自車両の向きの変化に応じて風景画像が変化する。その結果、図２（ｂ）のような風景画像が表示モニタ１５に表示される。この図２（ｂ）の風景画像では、図２（ａ）の風景画像と比べて、自車両の向きの変化に応じて各建物等の位置がそれぞれ変化している。また、およそ０°の位置に矢印２１が表示されている。したがって、自車両は直進方向に進めばよいことが分かる。

以上説明した図２の風景画像は、自車両の現在位置から各方向を見たときの見え方により表示される。具体的に説明すると、ナビゲーション装置１は、自車両の現在位置から所定範囲内の地域に対応する三次元形状データを、ＨＤＤ１３に記録された地図データから読み出す。こうして読み出した三次元形状データにより表される各構造物について、自車両の現在位置を視点とし、その視点から各構造物に向かう視線方向をそれぞれ求める。この視線方向に対する各構造物の外観形状を、読み出した三次元形状データに基づいてそれぞれ算出し、算出した外観形状により、各構造物を風景画像中にそれぞれ表示する。このようにして、風景画像が表示される。

なお、ナビゲーション装置１は、次のような風景画像を表示してもよい。たとえば、自車両が交差点に進入し、その交差点において自車両が右折すべきときには、図２（ａ）の風景画像に替えて、図３（ａ）のような風景画像が表示される。そこから自車両が右方向に９０°向きを変化させると、その自車両の向きの変化に応じて、図２（ｂ）の風景画像に替えて、図３（ｂ）のような風景画像が表示される。この図３の風景画像も、図２の風景画像と同様に、前述のような方法により、自車両の現在位置から各方向を見たときの見え方により表示される。

以上説明したような風景画像を表示する際にナビゲーション装置１において実行される処理のフローチャートを図４に示す。このフローチャートは、ルート案内中に前述のような条件を満たしたときに、ナビゲーション装置１において制御部１０により実行される。

ステップＳ１０において、ナビゲーション装置１は、自車位置すなわち現在の自車両の位置を検出する。ステップＳ２０において、ナビゲーション装置１は、現在の自車両の向きを検出する。なお、これらの検出処理は、振動ジャイロ１１、車速センサ１２およびＧＰＳ受信部１４からの各検出信号に基づいて行われる。

ステップＳ３０において、ナビゲーション装置１は、ステップＳ１０で検出した自車位置に基づいて、その位置から所定範囲内の地域に対応する三次元形状データをＨＤＤ１３から読み出す。ステップＳ４０において、ナビゲーション装置１は、ステップＳ１０で検出した自車位置と、ステップＳ２０で検出した自車両の向きとに基づいて、視線方向の設定を行う。ここでは、前述したように、ステップＳ３０で読み出した三次元形状データが表す各構造物について、自車位置を視点として各構造物に向かう視線方向をそれぞれ設定する。

ステップＳ５０において、ナビゲーション装置１は、ステップＳ３０で読み出した三次元形状データに基づいて、風景画像の描画を行う。ここでは、前述したように、ステップＳ４０で設定した視線方向に対して、各構造物の外観形状を三次元形状データに基づいてそれぞれ算出し、算出した外観形状により各構造物をそれぞれ表示することにより、風景画像を描画する。ステップＳ６０において、ナビゲーション装置１は、ステップＳ５０で描画した風景画像を表示モニタ１５に表示する。これにより、図２または図３に示すような風景画像が表示される。なお、この時点では、まだ自車両の進行方向を示す矢印２１は風景画像中に表示されていない。

ステップＳ７０において、ナビゲーション装置１は、自車両が進むべき進行方向を算出する。ここでは、ステップＳ２０で検出した自車両の向きに対して、予め設定された推奨経路がどの方向に向かっているかを求めることにより、自車両が進むべき進行方向を算出する。ステップＳ８０において、ナビゲーション装置１は、ステップＳ７０で算出した進行方向を、ステップＳ６０で表示した風景画像において表示する。これにより、風景画像中に矢印２１が表示される。

ステップＳ８０の処理を実行したら、ナビゲーション装置１は、再びステップＳ１０へ戻り、以上説明したような処理を繰り返す。このような処理を所定の処理サイクル間隔で繰り返し実行することにより、自車両の位置や向きが変化したときに、その変化に応じて風景画像の内容を更新することができる。

以上説明した実施の形態によれば、次の作用効果を奏することができる。
（１）ナビゲーション装置１は、自車両の位置を検出し（ステップＳ１０）、検出された位置に対応する風景画像を表示モニタ１５に表示する（ステップＳ６０）。また、自車両が進むべき進行方向を算出し（ステップＳ７０）、ステップＳ６０で表示された風景画像において、その進行方向を示す（ステップＳ８０）こととした。このようにしたので、自車両周囲の風景と自車両の進行方向との関係を分かりやすく表示することができる。

（２）ナビゲーション装置１は、ステップＳ６０において、自車両の向きを基準に全周方向の風景画像を表示する。このようにしたので、自車両周囲の風景をもれなく風景画像に表示することができる。

（３）また、ナビゲーション装置１は、ステップＳ６０において風景画像を表示するときに、自車両の向きの変化に応じてその風景画像を変化させる。このようにしたので、自車両の向きが変化した場合でも、その変化中における自車両周囲の風景と自車両の進行方向との関係を分かりやすく表示することができる。

（４）さらに、ナビゲーション装置１は、ステップＳ６０において、ステップＳ１０で検出された位置から各方向を見たときの見え方により風景画像を表示する。このようにしたので、自車両から見た実際の風景とほとんど差のないリアルな風景画像とすることができる。したがって、自車両周囲の風景と自車両の進行方向との関係を一層分かりやすく表示することができる。

（５）ナビゲーション装置１は、ステップＳ６０において、ＨＤＤ１３に記録された三次元形状データに基づいて風景画像を表示することとした。このようにしたので、自車両にカメラなどの撮像装置を備えることなく、リアル感の高い風景画像を表示することができる。

なお、以上説明した実施の形態において、自車両にカメラなどの撮像装置を設置し、この撮像装置により自車両の周囲を撮像して得られた画像データに基づいて、図２または３のような風景画像を表示することもできる。このようにすれば、三次元形状データに基づいて風景画像を描画する必要がないため、簡単な処理により実際の風景と同じ風景画像を表示することができる。この場合、撮像装置として全周方向を撮像可能な広角カメラを一台設置することとしてもよいし、通常のカメラを回転させて全周方向を撮像してもよい。あるいは、複数台のカメラによる撮像画像を合成してもよい。

また、以上説明した実施の形態や各種の変形例はあくまで一例である。したがって、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されない。

上記の実施の形態では、記録手段をＨＤＤ１３により実現し、特許請求の範囲に記載されたその他の各手段を、ナビゲーション装置１の制御部１０が実行する処理によってそれぞれ実現している。すなわち、ナビゲーション装置１の制御部１０は、位置検出手段、風景画像表示手段、進行方向算出手段および進行方向指示手段として動作する。なお、発明を解釈する際、上記の実施の形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項との対応関係には何ら限定も拘束もされない。

本発明の一実施形態によるナビゲーション装置の構成を示す図である。 風景画像の例である。 別の風景画像の例である。 風景画像を表示するときに実行されるフローチャートである。

符号の説明

１：ナビゲーション装置、１０：制御部、１１：振動ジャイロ、１２：車速センサ、
１３：ＨＤＤ、１４：ＧＰＳ受信部、１５：表示モニタ、１６：入力装置

Claims (6)

1. 自車両の位置を検出する位置検出手段と、
   前記位置検出手段により検出された位置に対応する風景画像を表示する風景画像表示手段と、
   前記自車両が進むべき進行方向を算出する進行方向算出手段と、
   前記風景画像表示手段により表示された風景画像において、前記進行方向算出手段により算出された進行方向を示す進行方向指示手段とを備えることを特徴とするナビゲーション装置。
2. 請求項１に記載のナビゲーション装置において、
   前記風景画像表示手段は、前記自車両の向きを基準に全周方向の前記風景画像を表示することを特徴とするナビゲーション装置。
3. 請求項１または２に記載のナビゲーション装置において、
   前記風景画像表示手段は、前記自車両の向きの変化に応じて前記風景画像を変化させることを特徴とするナビゲーション装置。
4. 請求項１〜３いずれか一項に記載のナビゲーション装置において、
   前記風景画像表示手段は、前記位置検出手段により検出された位置から各方向を見たときの見え方により前記風景画像を表示することを特徴とするナビゲーション装置。
5. 請求項１〜４いずれか一項に記載のナビゲーション装置において、
   特定の構造物の立体的な形状を表すための三次元形状データが記録された記録手段をさらに備え、
   前記風景画像表示手段は、前記記録手段に記録された三次元形状データに基づいて、前記風景画像を表示することを特徴とするナビゲーション装置。
6. 請求項１〜４いずれか一項に記載のナビゲーション装置において、
   前記風景画像表示手段は、前記自車両に設置された撮像装置により前記自車両の周囲を撮像して得られた画像データに基づいて、前記風景画像を表示することを特徴とするナビゲーション装置。

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