JP2009069900A - 車両用ナビゲーション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】道路地図データのアップデート作業の手間を軽減することができ、それにより、最新の道路地図データが、より早期のユーザへの提供を促進可能な車両用ナビゲーション装置を提供すること。
【解決手段】車両用ナビゲーション装置２０は、車載カメラ４の撮影画像に基づいて認識された道路形状と、記憶している道路地図データによる道路形状が異なると判定したときに、その道路情報が異なる地点及びその地点での撮影画像を含む情報を外部のデータ管理サーバーに送信する。データ管理サーバーには、道路地図データにおける道路形状が、実際の道路形状と相違する地点に関する情報が蓄積される。従って、道路地図データをアップデートする際に、道路地図データを修正する必要がある箇所の情報が得られるので、アップデートの手間を軽減することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両に搭載され、車両の現在位置を示すマークを道路地図とともに表示する車両用ナビゲーション装置に関するものである。

例えば、特許文献１に記載されたカーナビゲーション装置は、車両のルームミラー付近に配置された一対のステレオカメラと、文字認識カメラとを有する。そして、ステレオカメラによって前方の道路の状況を認識するとともに、文字認識カメラによって信号機の表示板の交差点名をパターン認識する。これらのデータを、ナビゲーション部の道路パターンデータ格納部に記憶された道路パターンデータ及び交差点データ格納部に記憶された交差点名データと比較する。そして、認識されたデータに一致する道路パターンデータ、あるいは交差点名データを記憶したデータから抽出して、車両が走行している位置を高精度に検出できるようにしている。

ただし、道路が新たに作られた場合などは、該当するデータを抽出することはできない。そのため、比較結果が突然全く一致しなくなった場合は、ステレオカメラからの道路データとＧＰＳからのデータによって、ナビゲーション部の道路パターンデータを書き直すようにしている。
特開２００１−３３６９４１号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載のカーナビゲーション装置のように、ステレオカメラやＧＰＳからのデータによって新たな道路パターンデータに書き換える場合、ＧＰＳデータに含まれる誤差などにより、必ずしも正確な道路パターンデータで書き換えが行われるとは限らない。

一方、車両用ナビゲーション装置において使用される道路地図データは、そのデータ量が膨大であるため、通常、車両用ナビゲーション装置に装備されるＤＶＤやハードディスク等の大容量記憶装置に予め格納されている。このため、その格納された道路地図データが作成された時点から時間が経過するほど、実際の道路と格納された道路地図データとに不一致が生じることは避けられないことである。

このため、現状でも、ナビゲーション装置の製造メーカー等が、定期的に道路地図データをアップデートしてユーザに提供している。ただし、道路地図データがカバーしている領域は広範囲にわたるため、道路地図データをアップデートするための作業が非常に手間のかかるものとなっている。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、道路地図データのアップデート作業の手間を軽減することができ、それにより、最新の道路地図データが、より早期のユーザへの提供を促進することができる車両用ナビゲーション装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の車両用ナビゲーション装置は、
表示手段と、
車両の現在位置を検出する現在位置検出手段と、
道路地図データを記憶する記憶手段と、
表示手段において、車両の現在位置を示すマークを道路地図上に表示する表示制御手段と、
車両の進行方向前方の領域を撮影するカメラと、
カメラによる撮影画像に基づいて、車両の進行方向前方の道路形状を認識する認識手段と、
認識手段によって認識された道路形状が、記憶手段に記憶された道路地図データによる道路形状と異なるか否かを判定する判定手段と、
判定手段によって道路形状が異なると判定された場合に、道路形状が異なる地点を含む情報を、外部のデータ管理サーバーに送信する通信手段と、を備えることを特徴とする。

上述した構成によれば、車両用ナビゲーション装置において、カメラの撮影画像に基づいて認識された道路形状と、記憶している道路地図データによる道路形状が異なると判定されたときに、その道路情報が異なる地点を含む情報が外部のデータ管理サーバーに送信される。すなわち、車両用ナビゲーション装置は、実際の道路形状と、記憶している道路形状が一致するか相違するかを判断するだけであって、実際の道路形状に基づく新たな道路データを作成することはない。

外部のデータ管理サーバーには、道路地図データにおける道路形状が、実際の道路形状と相違する（可能性がある）地点に関する情報が蓄積される。車両用ナビゲーション装置の製造メーカー等が、道路地図データをアップデートする際に、この蓄積された情報を利用することで、少なくとも道路地図データを修正する必要がある箇所の情報が得られるので、アップデートの手間を軽減することができる。なお、通常、道路地図データの修正は、航空写真を参照したり、実際に現地を検分したりすることによって実際の道路形状を確認した上で行われる。

請求項２に記載したように、通信手段が送信する情報には、道路形状が異なる地点においてカメラによって撮影された撮影画像を含むことが好ましい。これにより、外部のデータ管理サーバーに、道路形状が異なる地点とともに、その地点における道路状況を表す撮影画像も蓄積することができる。従って、道路地図データをアップデートする際に、その撮影画像により実際の道路形状を確認することができるので、よりアップデートの手間を軽減することが可能になる。

請求項３に記載したように、外部のデータ管理サーバーは、道路地図データを記憶するデータベースを備えており、各車両から送信された情報に基づいて、道路地図データを更新すると、その更新した道路地図データを各車両に送信するものであり、
通信手段を介して受信された更新道路地図データが、記憶手段に記憶されるように構成することが好ましい。これにより、車両用ナビゲーション装置の記憶手段に記憶される道路地図データを、簡単かつ早期に最新の状態に更新することが可能になる。なお、外部のデータ管理サーバーは、道路地図データを更新した場合、その更新した部分の道路地図データのみを送信することが好ましい。これにより、外部のデータ管理サーバーと車両用ナビゲーション装置間の通信データ量を低減することができる。

以下、本発明の実施の形態における車両用ナビゲーション装置に関して、図面に基づいて説明する。

図１は、本実施形態に係わる車両用ナビゲーション装置の概略構成を示すブロック図である。同図に示すように、本実施形態の車両用ナビゲーション装置は、位置検出部１、地図データ格納部２、スイッチ情報入力部３、車載カメラ４、制御部５、表示部６、音声出力部７、及び通信装置８を備えている。

位置検出部１は、いずれも周知の地磁気センサ、ジャイロセンサ、車速センサ、及び衛星からの電波に基づいて車両の位置を検出するＧＰＳセンサなどによって構成される。これらは、各々が性質の異なる誤差を持っているため、複数のセンサにより各々補完しながら使用するように構成されている。なお各センサの精度によっては、位置検出部１を上述した内の一部のセンサで構成しても良い。

地図データ格納部２は、道路データや背景データ等の道路地図を描画するための道路地図データを制御部５に入力するためのものである。さらに、後述するように外部のデータ管理サーバーから道路地図の更新データを受信した場合に、その更新データを記憶するものである。このように、道路地図データの読出し・書き込みを行なうため、地図データ格納部２の記憶媒体としては、ハードディスク，ＤＶＤ−ＲＷ，ＤＶＤ−ＲＡＭなどの読み書き可能なものが用いられる。

スイッチ情報入力部３は、例えば表示部６の周囲に設置されたメカニカルなスイッチや、表示部６と一体となったタッチスイッチを有し、各種の入力に使用されるものである。例えば、本実施形態によるナビゲーション装置は、いわゆる経路案内機能を備えており、スイッチ情報入力部３により目的地を入力すると、現在位置を出発地として、目的地までの最適な経路を自動的に選択して案内経路が形成され、表示部６及び音声出力部７によってその案内経路に従った案内がなされる。

車載カメラ４は、車両の進行方向前方の道路を撮像範囲に含むように、例えばルームミラーの裏側等の位置に設けられている。この車載カメラ４は、制御部５からの指示に従い、繰り返し車両前方の道路の画像を撮像し、撮像した車両前方の道路の画像を表す信号を制御部５に出力する。

表示部６は、例えば液晶ディスプレイによって構成される。表示部６の画面には、位置検出器１によって検出された車両の現在位置と地図データ格納部２から入力される道路地図データとに基づいて、車両の現在位置周辺の道路地図が、車両の現在位置及び進行方向を示す自車両マークとともに表示されたり、目的地を選択するための選択画面やナビゲーション装置の各種の機能のオン・オフを設定する設定画面等が表示されたりする。

音声出力部７は、スピーカによって構成され、経路案内のための音声や、ナビゲーション装置の操作の説明を行なう音声を出力する。

通信装置８は、道路地図データを管理する外部のデータ管理センターと通信を行なうためのものである。この通信装置８としては、例えば携帯電話のデータ通信機能を利用するこも可能であるし、データ管理センターと通信するための専用の通信装置を用いることも可能である。

データ管理センターは、例えば車両用ナビゲーション装置の製造メーカーなどによって管理され、後述するように、道路地図データにおける道路形状が、実際の道路形状と相違する地点に関する情報が蓄積される。さらに、このデータ管理センターには、道路地図データが更新された場合、その更新箇所に関する道路地図データが保存され、各車両用ナビゲーション装置からの要求に応じて、ダウンロードすることが可能になっている。

制御部５は通常のコンピュータとして構成されており、内部には周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力回路、及びこれらの構成を接続するバスラインが備えられている。ＲＯＭには、車載ナビゲーション装置が実行するためのプログラムが書き込まれており、このプログラムに従ってＣＰＵが所定の演算処理を実行する。なお、図１では、制御部５が実行する主要な機能を、機能ブロック図として表示している。すなわち、制御部５は、地図データ取得部１０、道路形状比較部１１、経路計算部１２、経路案内部１３、表示制御部１４、及び通信制御部１５を備える。

地図データ取得部１０は、通常は、位置検出部１によって検出された現在位置を含む周辺の道路地図データを地図データ格納部２から取得し、表示制御部１４に与える。表示制御部１４は、地図データ格納部２から与えられた道路地図データに基づいて、図示しないＶＲＡＭに道路地図を描画し、その道路地図に基づいて、現在位置及び進行方向を示す自車両マークとともに、現在位置周辺の道路地図を表示するための表示信号を表示部６に与える。

車両が走行する際には、車載カメラ４によって繰り返し車両前方の道路の画像が撮影される。その撮影画像は、道路形状比較部１１に与えられる。道路形状比較部１１は、その撮影画像に対して画像認識処理を施して、車両前方の道路の形状を認識する。さらに、道路形状比較部１１は、地図データ格納部２から、車両の現在位置から前方に伸びる道路の道路地図データを取得する。そして、取得した道路地図データによる道路形状と、車載カメラ４の撮影画像から認識された道路形状を比較し、両道路形状が一致するか否かを判定して、その判定結果を表示制御部１４及び通信制御部１５に出力する。

表示制御部１４は、道路形状比較部１１から両道路形状が一致したとの判定結果を受け取ると、道路形状が一致したと判定された道路上に自車両マークを表示する。一方、両道路形状が不一致であるとの判定結果を受け取った場合には、道路地図上において、位置検出部１により検出された自車両位置に応じた位置に自車両マークを表示する。

通信制御部１５は、道路形状比較部１１により両道路形状が不一致であるとの判定結果を受け取ったときに、道路形状が不一致となった地点、及びその地点における撮影画像を含む通信データを生成し、通信装置８を介してデータ管理センターに送信する。また、通信制御部１５は、データ管理センターに対して、道路地図データの更新データがあるか問い合わせ、更新データが存在する場合には、その更新データを受信する処理を実行する。受信された更新データは、地図データ格納部２に記憶される。

スイッチ情報入力部３によって目的地が入力された場合、経路計算部１２が現在位置から目的地までの最適な案内経路を作成する。この際、地図データ取得部１０は、現在位置から目的地までの道路地図データを地図データ格納部２から取得し、経路計算部１２は、その道路地図データに対して公知のダイクストラ法等の手法を適用して、最適な案内経路を作成する。作成された案内経路は、経路案内部１３に与えられる。経路案内部１３は、表示部６に表示される道路地図において、作成された案内経路に対応する道路を特定の色で識別表示させるべく表示制御部１４に指示する。さらに、右左折等を行なうべき交差点等の案内ポイントを算出し、その案内ポイントにおける右左折方向を音声にて報知すべく、音声出力部７に音声信号を出力する。また、その案内ポイントに関する情報を表示制御部１４に与え、表示制御部１４は、交差点付近の拡大図や高速道路の略図を表示部６に表示させるための表示信号を生成する。

次に、本実施形態における特徴部分に関する、道路形状の比較、及びその比較結果に応じた処理について詳しく説明する。

まず、道路地図データの構成について、図２（ａ），（ｂ）に基づいて説明する。図２（ａ）に示すように、道路地図データは、全表示範囲をメッシュ状に分割し、パーセル（地図区画）と呼ばれる個々の分割範囲ごとに、地図データ格納部２に格納されている。このようにパーセル単位で分割して記憶される道路地図データは、主に、自然地形や線路など道路地図を表示する際の背景となる背景データ、実際の道路に即して道路を表示するための道路データ、及び住所、施設、道路などの名称を表示する文字データとからなる。

道路データは、１つのパーセルに含まれる全ての道路について、道路の形状や、幅員、車線数などを示すリンク列データを有する。ここで、各道路は、道路が分岐、交差、連結などする地点をノードとして規定し、そのノード間を結ぶリンクによって表わされる。ただし、道路の形状が直線以外の場合、実際の道路の形状を模擬するため、ノード間に形状補間点が設定される。この場合、ノードと形状補間点との間や形状補間点同士を結ぶ線分はセグメントと呼ばれ、リンクは複数のセグメントから構成されることになる。

リンク列データは、１つのパーセルに含まれる、名称や車両の走行条件が同一である道路部分を示す複数のリンクについてのデータを含むものである。例えば、図２（ａ）に示すように、１つのパーセルに、道路Ａと道路Ｂが含まれていると仮定する。この場合、このパーセルの道路データは、道路Ａに対応するリンク列データＡと、道路Ｂに対応するリンク列データＢとを有する。

これらのリンク列データＡ，Ｂの一例を図２（ｂ）に示す。図２（ｂ）に示すように、リンク列データＡには、各リンクの形状を示す形状情報、各リンクを識別するために付与された各リンクに固有の番号であるリンクＩＤ情報、リンク列データＡに対応する道路Ａの道路名称が記憶されている記憶領域を示す道路名称アドレス、道路Ａの幅員や車線数を示す幅員・車線情報などが含まれる。なお、各リンクの形状情報は、リンクの両端とその間の形状を表す形状補間点の座標位置を示す座標列からなる。

次に、上述した道路地図データを用いて、車載カメラ４の撮影画像から認識された道路形状との比較を行いつつ、その比較結果に応じて、車両の現在位置及び進行方向を示す自車両マークとともに道路地図を表示したり、外部のデータ管理センターへのデータ通信を行なったりする処理について、図３のフローチャートに基づいて説明する。

まず、ステップＳ１０にて、車載カメラ４の撮影画像を取り込む。続くステップＳ２０では、取り込んだ撮影画像から、車両の進行方向前方の道路形状の認識処理を実行する。この道路形状の認識処理の一例を以下に説明する。

まず、ステップＳ１０で取り込んだ車両前方画像の信号を公知の画像解析手法により解析して、その画像内に、道路区画線、道路形状を示す所定の道路標識、先行車両のいずれかが映し出されているかを判定する。なお、先行車両とは、自車両の前方において自車両と同方向に走行する車両を意味する。

ここで、道路区画線には、車道中央線、車線境界線、車道外側線などがある。この道路区画線は道路の長手方向に連続的に引かれており、その道路区画線の形状は、ほぼ道路形状とみなすことができるものである。道路区画線が映し出されているか否かは、例えば、車両前方画像を二値化処理し、当該二値化処理後の画像から白色部分や黄線を抽出することによって判定することができる。

また、道路形状を示す道路標識としては、例えば「右（又は左）方屈折あり」や「右（又は左）背向屈折あり」などの警戒標識がある。この道路形状を示す道路標識が映し出されているか否かを判定するには、たとえば、道路形状を示す道路標識の画像を記憶しておき、その画像と車両前方画像とのパターンマッチングを用いれば良い。

また、先行車両を認識することにより、自車両から先行車両までを結ぶラインを、自車両前方の道路形状とみなすことができる。先行車両が前方撮影画像に映し出されているか否かは、たとえば、車両の基準画像を記憶しておき、その画像と車両前方画像とのパターンマッチングを用いれば良い。

次に、ステップＳ３０では、位置検出部１による検出結果に基づいて、車両の現在位置及び進行方向を検出する。続くステップＳ４０では、ステップＳ３０にて検出された車両の現在位置に基づいて、その周辺の道路地図を描画するための道路地図データをパーセル単位で地図データ格納部２から読み出す。

そして、ステップＳ５０において、読み出された道路地図データにおいて、自車両前方に伸びるとみなされる道路の座標列データか道路形状を算出し、車載カメラ４の撮影画像から認識された道路形状と比較する。この比較の結果、両道路形状が一致している場合には、ステップＳ６０の判定結果が“Ｙｅｓ”となり、その場合、処理は、ステップＳ７０に進む。一方、両道路形状が不一致である場合には、ステップＳ６０の判定結果が“Ｎｏ”となり、処理はステップＳ８０に進む。

なお、両道路形状が一致するか、不一致であるか判定する際には、所定の許容範囲が設定され、両道路形状の不一致の程度が、その許容範囲内に収まっている場合には、両道路形状は一致すると判定される。

両道路形状が一致したと判定されたときに実行されるステップＳ７０では、自車両は、判定対象となった道路データに対応する道路上を走行しているとみなされるので、自車両の現在位置及び進行方向を示す自車両マークを、道路形状が一致したと判定された道路データによる道路上に表示する。

一方、両道路形状が不一致であると判定されたときに実行されるステップＳ８０では、新たな道路が建設されたり、道路形状を改変させるような道路の改修が行われたり、あるいは記憶されている道路地図データに誤差がある可能性があるので、道路形状が不一致と判定した地点、及びその地点における撮影画像を含む通信データを生成し、通信装置８を介してデータ管理センターに送信する。さらに、ステップＳ９０では、自車両は、道路地図データに記憶された道路データによる道路上を走行していない可能性が高いので、表示部６に表示される道路地図上において、位置検出部１により検出された自車両位置に応じた位置に自車両マークを表示する。

このように、本実施形態による車両用ナビゲーション装置では、車載カメラ４の撮影画像に基づいて認識された道路形状と、記憶している道路地図データによる道路形状が異なると判定されたときに、その道路情報が異なる地点及びその地点での撮影画像を含む情報を外部のデータ管理サーバーに送信する。このとき、車両用ナビゲーション装置は、実際の道路形状と、記憶している道路形状が一致するか相違するかを判断するだけであって、実際の道路形状に基づく新たな道路データを作成することはない。

この結果、外部のデータ管理サーバーには、道路地図データにおける道路形状が、実際の道路形状と相違する、もしくは相違する可能性がある地点に関する情報が蓄積される。従って、車両用ナビゲーション装置の製造メーカー等が、道路地図データをアップデートする際に、道路地図データを修正する必要がある箇所の情報が得られるので、アップデートの手間を軽減することができる。

さらに、外部のデータ管理サーバーには、道路形状が異なる地点とともに、その地点における道路状況を表す撮影画像も蓄積されるので、道路地図データをアップデートする際に、その撮影画像により実際の道路形状を確認することができ、よりアップデートの手間を軽減することが可能になる。なお、車両用ナビゲーション装置の製造メーカー等が、道路地図データを修正する際には、その撮影画像の他、適宜、航空写真を参照したり、実際に現地を検分したりすることによって実際の道路形状を確認して、修正を行うことになる。

次に、上述したデータ管理サーバーに蓄積された情報に基づいて道路地図データが更新された場合の処理について図４のフローチャートに基づいて説明する。道路地図データが更新されると、その更新箇所に関するデータがデータ管理サーバーにアップロードされる。これにより、各車両用ナビゲーション装置２０は、データ管理サーバーから道路地図の更新データをダウンロードすることが可能になる。

車両用ナビゲーション装置２０とデータ管理サーバーとの通信により、更新データがアップロードされたことを確認すると、まず、ステップＳ１１０において、車両用ナビゲーション装置２０から道路地図の更新データのダウンロード要求を送信する。このダウンロード要求に応じてデータ管理サーバーが道路地図の更新データの送信を開始する。

ステップＳ１２０では、車両用ナビゲーション装置２０において、データ管理サーバーから送信された更新データの受信が開始されたか否かを判定し、受信開始と判定した場合には、ステップＳ１３０に進んで、道路地図の更新データの受信処理を実行する。送信データを全て受信すると、ステップＳ１４０の処理に移行し、受信した更新データを地図データ格納部２に保存する。

以上のような処理を実行することにより、車両用ナビゲーション装置２０の地図データ格納部２に記憶される道路地図データを、簡単かつ早期に最新の状態に更新することが可能になる。この際、外部のデータ管理サーバーは、道路地図データを更新した場合、その更新した部分の道路地図データのみを送信するので、外部のデータ管理サーバーと車両用ナビゲーション装置間の通信データ量を低減することができる。

以上、本発明による好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することができる。

例えば、上述した実施形態では、道路地図データにおける道路形状が、実際の道路形状と相違する場合、その道路形状が相違する地点と、その地点における撮影画像を含む情報を送信するようにした。しかしながら、道路形状が相違する地点に関する情報のみを送信するようにしても良い。この場合であっても、道路地図データを作成したメーカー等は、少なくとも道路地図データを修正する必要がある箇所の情報が得られるので、アップデートの手間を軽減することができる。

実施形態に係わる車両用ナビゲーション装置の概略構成を示すブロック図である。 （ａ），（ｂ）は、道路地図データの構成について説明するための説明図である。 道路地図データを用いて、車載カメラ４の撮影画像から認識された道路形状との比較を行いつつ、その比較結果に応じて、車両の現在位置及び進行方向を示す自車両マークとともに道路地図を表示したり、外部のデータ管理センターへのデータ通信を行なったりする処理を示すフローチャートである。 データ管理サーバーから道路地図の更新データを受信するための処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 位置検出部
２ 地図データ格納部
３ スイッチ情報入力部
４ 車載カメラ
５ 制御部
６ 表示部
７ 音声出力部
８ 通信装置
１０ 地図データ取得部
１１ 道路形状比較部
１２ 経路計算部
１３ 経路案内部
１４ 表示制御部
１５ 通信制御部

Claims (3)

1. 表示手段と、
   車両の現在位置を検出する現在位置検出手段と、
   道路地図データを記憶する記憶手段と、
   前記表示手段において、前記車両の現在位置を示すマークを道路地図上に表示する表示制御手段と、
   車両の進行方向前方の領域を撮影するカメラと、
   前記カメラによる撮影画像に基づいて、車両の進行方向前方の道路形状を認識する認識手段と、
   前記認識手段によって認識された道路形状が、前記記憶手段に記憶された道路地図データによる道路形状と異なるか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段によって道路形状が異なると判定された場合に、道路形状が異なる地点を含む情報を、外部のデータ管理サーバーに送信する通信手段と、を備えることを特徴とする車両用ナビゲーション装置。
2. 前記通信手段が送信する情報には、道路形状が異なる地点において前記カメラによって撮影された撮影画像を含むことを特徴とする請求項１に記載の車両用ナビゲーション装置。
3. 前記外部のデータ管理サーバーは、道路地図データを記憶するデータベースを備えており、
   各車両から送信された情報に基づいて、道路地図データを更新すると、その更新した道路地図データを各車両に送信するものであり、
   前記通信手段を介して受信された更新道路地図データが、前記記憶手段に記憶されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用ナビゲーション装置。

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