JP2014228407A - ナビゲーション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示縮尺を大きくしたときに車両周辺の状況を写実的に表示することができるナビゲーション装置を提供すること。【解決手段】ナビゲーション装置は、車両位置を検出する車両位置検出部５、車両位置計算部２０と、車両周辺を撮影するカメラ８ａ〜８ｄと、車両周辺の所定範囲に対応する地図表示に必要な地図データを取得する地図データ記憶装置３、地図バッファ１０と、車両位置周辺の地図画像等を生成して表示する地図描画部１４、表示処理部４０、トップビュー画像変換部５０、画像合成部５２、縮尺判定部６０とを備える。表示縮尺が所定値よりも大きいときに、地図画像表示から、カメラ８ａ〜８ｄによる撮影によって得られた実写画像に表示が切り替えられる。【選択図】図１

Description

本発明は、表示縮尺に対応した内容の地図画像等を表示するナビゲーション装置に関する。

従来から、衛星写真データを含む地図画像を格納しておいて、広域表示の場合のみ、衛星写真データを表示し、その上に経路探索で得られた目的地までの走行経路を重ねて表示するようにした走行位置表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。一般に、街中などの狭域表示の場合は現実の道路や建物らしく見えるように表示が工夫されている反面、広域表示の場合は通常の平面的な表示がほとんどであって現実感に乏しかったが、上述した走行位置表示装置では、この点が改善され、広域表示であってもリアルに表示可能となる。

特開２０００−２８３７８４号公報

ところで、特許文献１に開示された走行位置表示装置では、広域表示以外の狭域表示についてはその内容がリアルに表示可能となっているが、極端に縮尺を大きくしていくと車両周辺の道路や施設の画像が大きくなりすぎて現実感に乏しくなるという問題があった。また、駐車時などにおいて車両周辺をカメラで撮影してトップビュー画像を表示する手法が知られているが、このような表示は、表示縮尺を変更しながら行われる地図画像表示と組み合わせることはできなかった。

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、表示縮尺を大きくしたときに車両周辺の状況を写実的に表示することができるナビゲーション装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明のナビゲーション装置は、車両位置を検出する車両位置検出手段と、車両周辺を撮影する撮影手段と、車両周辺の所定範囲に対応する地図表示に必要な地図データを取得する地図データ取得手段と、地図データ取得手段によって取得した地図データに基づいて、車両位置検出手段によって検出された車両位置周辺の画像を生成して表示する画像表示手段とを備え、画像表示手段は、表示縮尺が所定値よりも大きいときに、撮影手段による撮影によって得られた車両周辺画像を少なくとも一部に含む画像を生成して表示する。

表示縮尺を所定値よりも大きくしたときに、地図画像表示から実際に撮影された車両周辺画像の表示に切り替わるため、車両周辺の状況を写実的に表示することが可能になる。これにより、地図画像の表示縮尺を大きくした場合に、車両周辺の道路や施設の画像が大きくなりすぎて現実感に乏しくなることを回避することができる。

また、上述した撮影手段による撮影によって得られた車両周辺画像は、撮影手段による撮影によって得られた画像に対して視点変換処理がなされた後のトップビュー画像であることが望ましい。これにより、地図画像から実写画像へ切り替えた際の違和感を減らすことができる。

また、利用者による表示縮尺の変更指示を受け付ける縮尺変更指示手段をさらに備え、縮尺変更指示手段によって所定値よりも大きい表示縮尺への変更が指示されたときに、画像表示手段は、撮影手段による撮影によって得られた車両周辺画像を少なくとも一部に含む画像を生成して表示することが望ましい。これにより、利用者は、表示縮尺を切り替えるだけで、表示縮尺が異なる地図画像から実写画像へ切り替えることができ、特別な操作を行うことなく切り替えを指示することができるため、操作性を向上させることができる。

また、上述した画像表示手段は、撮影手段による撮影によって得られた車両周辺画像を少なくとも一部に含む画像の生成を、車両の進行方向を表示画面の上側に対応させたヘディングアップの向きで行うことが望ましい。あるいは、上述した画像表示手段は、撮影手段による撮影によって得られた車両周辺画像を少なくとも一部に含む画像の生成および表示を行う直前の地図表示がヘディングアップ以外の向きで行われている場合に、この向きに合わせて画像の生成、表示を行った後、ヘディングアップの向きに変更することが望ましい。これにより、表示画面に含まれる実写画像の表示を違和感なく行うことが可能となる。

また、車両の走行速度が所定のしきい値以下になったときに、表示縮尺を所定値よりも大きい値に変更する縮尺自動変更手段をさらに備えることが望ましい。これにより、低速走行時に自動的に実写画像の表示に切り替えることができ、操作の簡素化による操作性の向上が可能となる。

また、上述した車両位置検出手段によって検出された車両位置が目的地を含む所定範囲に含まれないときに、画像表示手段は、撮影手段による撮影によって得られた車両周辺画像を用いた画像の生成および表示を行わないことが望ましい。これにより、目的地に近づいた場合のみ実写画像に切り替えることができ、それ以外の走行時には従来と同様の地図画像を表示することが可能となる。

また、上述した車両位置検出手段によって検出された車両位置が信号の設置位置を含む所定範囲に含まれているときに、画像表示手段は、撮影手段による撮影によって得られた車両周辺画像を用いた画像の生成および表示を行わないことが望ましい。これにより、信号停車時以外について実写画像に切り替えることができ、信号停車時は従来と同様の地図画像を表示することが可能となる。

一実施形態のナビゲーション装置の構成を示す図である。 ４台のカメラの設置位置を示す図である。 地図画像の表示縮尺を変更して地図画像からトップビュー画像へ切り替える動作手順を示す流れ図である。 地図画像表示の具体例を示す図である。 トップビュー画像表示の具体例を示す図である。 トップビュー画像表示の変形例を示す図である。

以下、本発明の一実施形態のナビゲーション装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、一実施形態のナビゲーション装置の構成を示す図である。図１に示すナビゲーション装置は、ナビゲーションコントローラ１、地図データ記憶装置３、操作部４、車両位置検出部５、表示装置６、オーディオ部７、カメラ８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄを含んで構成されている。このナビゲーション装置は、車両に搭載されている。

ナビゲーションコントローラ１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を用いて所定の動作プログラムを実行することにより、自車位置周辺の地図画像表示動作や施設検索動作、経路探索・誘導動作などの各種機能を実現する。ナビゲーションコントローラ１の詳細構成については後述する。

地図データ記憶装置３は、地図表示、施設検索、経路探索などに必要な地図データが格納されている記憶媒体およびその読み取り装置である。この地図データ記憶装置３には、経度および緯度で適当な大きさに区切られた矩形形状の図葉を単位とした地図データが格納されている。各図葉の地図データは、図葉番号を指定することにより特定され、読み出すことが可能となる。また、複数の表示縮尺のそれぞれに対応して、異なる図葉の地図データが用意されている。

この地図データは、経緯度で表現された点（ノード）の座標集合で表されており、また、道路は２以上のノードの連結からなり、２つのノードを連結した部分はリンクと呼ばれる。地図データは、道路リスト、ノードテーブル、交差点構成ノードリスト、交差点ネットリスト等からなるマップマッチング用及び経路探索用の道路データ、地図画面上に道路、公園、河川、目印となる建物や施設等の各種物件を表示するための背景データ、市町村名などの行政区画名、道路名、交差点名、建物の名前等の文字や地図記号等を表示するための文字・記号データなどから構成されている。

地図データ記憶装置３は、ハードディスク装置や半導体メモリによって、あるいは、ＤＶＤとその読み取り装置によって実現される。また、地図データ記憶装置３を通信装置に置き換えて、外部の地図配信サーバ（図示せず）から地図データを取得するようにしてもよい。

操作部４は、利用者の指示（操作）を受け付けるためのものであり、各種の操作ボタンや操作つまみ類を備えている。また、操作部４は、表示装置６の画面に取り付けられたタッチパネルを含んでおり、画面上の一部を直接利用者が指等で指し示すことにより、操作指示を行うことができるようになっている。例えば、表示縮尺の変更指示や、地図画像の向き（ノースアップ／ヘディングアップ）の指定は、操作部４を用いて行われる。車両位置検出部５は、例えば、ＧＰＳ受信機、方位センサ、距離センサなどを備えており、所定のタイミングで車両位置（経度、緯度）の検出を行い、検出結果を出力する。

表示装置６は、例えばＬＣＤ（液晶表示装置）によって構成されており、ナビゲーションコントローラ１から出力される映像信号に基づいて自車位置周辺の地図画像や交差点案内画像、あるいは、施設検索によって得られた施設やその周辺駐車場が含まれる検索結果画像などを表示する。例えば、この表示装置６は、ダッシュボード中央あるいはダッシュボード上に配置されたナビゲーション装置の筐体と一体になっている。なお、表示装置６は、ナビゲーション装置の筐体とは分離し、運転者の見やすい位置に離して配置するようにしてもよい。オーディオ部７は、ナビゲーションコントローラ１から入力される音声信号に基づいて生成した案内音声等を車室内に出力する。

カメラ８ａ〜８ｄは、自車両の周囲を広角レンズ（例えば、魚眼レンズ）を通して撮影する。図２は、４台のカメラ８ａ〜８ｄの設置位置を示す図である。自車両である車両２００の右側のドアミラーにカメラ８ａが設置されている。また、左側のドアミラーにカメラ８ｂが設置されている。後部のトランクドアにカメラ８ｃが設置されている。前部のバンパー近傍にカメラ８ｄが設置されている。これらのカメラ８ａ〜８ｄのそれぞれは、１８０度の視野角を有する広角レンズを通して車両２００の周辺を撮影する。

次に、ナビゲーションコントローラ１の詳細構成について説明する。図１に示すナビゲーションコントローラ１は、地図バッファ１０、地図読出制御部１２、地図描画部１４、車両位置計算部２０、目的地設定部２２、経路探索処理部２４、経路誘導処理部２６、入力処理部３０、表示処理部４０、トップビュー画像変換部５０、画像合成部５２、縮尺判定部６０を含んで構成されている。

地図バッファ１０は、地図データ記憶装置３から読み出された地図データを一時的に格納する。地図読出制御部１２は、車両位置計算部２０により算出される車両位置や利用者が操作部４を操作して指定した位置に応じて、所定範囲の地図データの読み出し要求を地図データ記憶装置３に出力する。地図描画部１４は、地図バッファ１０に格納された地図データに基づいて、表示装置６に地図画像を表示するために必要な描画処理を行って地図画像描画データを作成する。

車両位置計算部２０は、車両位置検出部５から出力される検出データに基づいて自車位置を計算するとともに、計算した自車位置が地図データの道路上にない場合には、自車位置を修正するマップマッチング処理を行う。

目的地設定部２２は、経路探索処理の目的地を設定する。例えば、目的地設定部２２は、利用者によって指定される検索条件を満足する施設を検索して目的地として設定する。経路探索処理部２４は、出発地と目的地（あるいは経由地）との間を所定の探索条件にしたがって結ぶ走行経路（誘導経路）を探索する。経路誘導処理部２６は、経路探索処理部２４による探索処理によって得られた誘導経路を地図上に重ねて表示したり、右左折交差点の拡大図を表示するための誘導経路描画データを作成するとともに、誘導経路に沿って車両を誘導するために必要な交差点案内等の音声信号を生成する。

入力処理部３０は、操作部４から入力される各種の操作指示に対応する動作を行うための命令をナビゲーションコントローラ１内の各部に向けて出力する。表示処理部４０は、地図描画部１４によって作成される地図画像描画データが入力されており、この描画データに基づいて所定範囲の地図画像を表示装置６の画面に表示する。

トップビュー画像変換部５０は、カメラ８ａ〜８ｄのそれぞれによって撮影された画像（サイドビュー画像）に基づいて、視点位置を車両上空に設定して路面投影処理を行ってトップビュー画像を生成する。画像合成部５２は、トップビュー画像変換部５０によって生成された４つのカメラ８ａ〜８ｄのそれぞれに対応する４つのトップビュー画像を合成して、車両周辺全体のトップビュー画像を生成する。

縮尺判定部６０は、地図画像の表示縮尺の指定が最大値を超えたか否かを判定する。例えば、指定可能な表示縮尺は、値が大きい方（詳細表示）から順に１／１０００（表示画面上の１ｃｍが実際の１０ｍに対応する）、１／２５００（表示画面上の１ｃｍが実際の２５ｍに対応する）、１／５０００（表示画面上の１ｃｍが実際の５０ｍに対応する）、・・・となっているものとする。この場合の表示縮尺の最大値は１／２５００である。それぞれの表示縮尺用に、異なる図葉の地図データが用意されている。

この表示縮尺の最大値である１／１０００よりも大きい表示縮尺への変更が指示されたときに、例えば、表示縮尺が１／２５０（表示画面上の１ｃｍが実際の２．５ｍに対応する）に変更される。また、この表示縮尺に対応する地図データは用意されておらず、本実施形態では、地図データに基づいて生成される地図画像の代わりに、画像合成部５２によって生成された車両周辺のトップビュー画像が用いられる。この表示対象となる画像の切替指示が縮尺判定部６０から表示処理部４０に送られる。

上述した車両位置検出部５、車両位置計算部２０が車両位置検出手段に、カメラ８ａ〜８ｄが撮影手段に、地図データ記憶装置３、地図バッファ１０が地図データ取得手段に、地図描画部１４、表示処理部４０、トップビュー画像変換部５０、画像合成部５２、縮尺判定部６０が画像表示手段に、操作部４が縮尺変更指示手段にそれぞれ対応する。

本実施形態のナビゲーション装置はこのような構成を有しており、次に、その動作を説明する。図３は、地図画像の表示縮尺を変更して地図画像からトップビュー画像へ切り替える動作手順を示す流れ図である。なお、図３では、自車位置を中心にその周囲の地図画像を表示する場合の動作手順が示されている。

ナビゲーション装置が動作を開始すると、自車位置が検出され（ステップ１００）、この自車位置を中心とした地図画像が生成されて表示される（ステップ１０２）。この地図画像の生成は、その時点で選択された表示縮尺で行われる。例えば、表示縮尺が１／１０００に設定されているものとし、その表示縮尺の地図画像が生成された表示される。

図４は、地図画像表示の具体例を示す図である。図４に示す表示例では、自車位置マークＧとその周囲の地図画像が表示されている。また、表示画面の左側には、現在の表示縮尺を示す「１０ｍ」（表示縮尺「１／１０００」）の表示と、表示縮尺を変更する指示を行うための「広域」ボタンと「詳細」ボタンとの表示が含まれている。

次に、縮尺判定部６０は、利用者によって表示縮尺の変更が指示されたか否かを判定する（ステップ１０４）。変更が指示されていない場合には否定判断が行われ、ステップ１００に戻って自車位置検出以降の動作が繰り返される。

また、表示縮尺の変更が指示されると、ステップ１０４の判定において肯定判断が行われる。次に、縮尺判定部６０は、変更後の表示縮尺は所定値よりも大きいか否かを判定する（ステップ１０６）。例えば、所定値として表示縮尺「１／１０００」が設定されており、変更後の表示縮尺がこの値「１／１０００」よりも大きいか否かが判定される。

図４に示す例では、利用者は、「広域」ボタンと「詳細」ボタンのいずれかを直接指し示すことにより、表示縮尺の変更を指示することができる。「広域」ボタンが指し示されると、表示縮尺が１段階小さな値（１／１０００の場合には１／２５００）に変更される。また、「詳細」ボタンが指し示されると、表示縮尺が１段階大きな値（１／１０００の場合には１／２５０）に変更される。

「広域」ボタンが指し示された場合の変更後の表示縮尺は「１／２５００」であり、変更後の表示縮尺は所定値「１／１０００」よりも小さくなる。この場合には、ステップ１０６の判定において否定判断が行われ、ステップ１００に戻って自車位置検出以降の動作が繰り返される。

また、「詳細」ボタンが指し示された場合の変更後の表示縮尺は「１／２５０」であり、変更後の表示縮尺は所定値「１／１０００」よりも大きくなる。この場合には、ステップ１０６の判定において肯定判断が行われる。

ステップ１０６の判定において肯定判断が行われると、次に自車位置が検出され（ステップ１０８）、この自車位置を中心としたトップビュー画像が生成されて表示される（ステップ１１０）。

図５は、トップビュー画像表示の具体例を示す図である。図５に示す表示例には自車両の画像が含まれるが、この画像は実際に撮影されたものではなく、あらかじめ用意されたものをはめこんでいる。また、図５に示す表示画面の左側には、図４に示した例と同様に、現在の表示縮尺を示す「２．５ｍ」（表示縮尺「１／２５０」）の表示と、表示縮尺を変更する指示を行うための「広域」ボタンと「詳細」ボタンとの表示が含まれている。なお、この表示よりも表示縮尺を大きくすることはできないため、「詳細」ボタンの表示を暗くするなどして、「詳細」ボタンが選択できないことがわかるようになっている。

なお、図５に示す表示例では、表示画面全体に実写画像であるトップビュー画像が含まれるが、図６に示すように、画面中央部の一部領域にトップビュー画像を含ませ、その周囲に地図画像（図６では、ハッチングが付された部分が地図画像を示している）を含ませるようにしてもよい。この場合には、この表示縮尺に対応する図葉の地図画像がないため、最も表示縮尺が大きい（表示縮尺「１／１０００」）地図画像を拡大して用いるようにする。また、図５に示す表示例では、ヘディングアップの向きにトップビュー画像が表示されているが、図４に示すように地図画像がヘディングアップの向きに表示されている場合だけでなく、地図画像がヘディングアップ以外（例えば、ノースアップ）の向きに表示された場合もにトップビュー画像はヘディングアップの向きに表示することが望ましい。但し、ノースアップの向きに表示された地図画像から、いきなりヘディングアップの向きに表示されたトップビュー画像に切り替えると、一時的に方向感覚がつかめなくなるおそれがあるため、ノースアップの地図画像に含まれる車両の進行方向に合わせてトップビュー画像の向きを調整し、その後、トップビュー画像（一部に地図画像が含まれる場合にはこの地図画像も含めて）を次第にヘディングアップの向きに回転させるようにしてもよい。このような表示態様により、表示画面に含まれる実写画像の表示を違和感なく行うことが可能となる。

次に、縮尺判定部６０は、利用者によって表示縮尺の変更が指示されたか否かを判定する（ステップ１１２）。変更が指示されていない場合には否定判断が行われ、ステップ１０８に戻って自車位置検出以降の動作が繰り返される。また、表示縮尺の変更（表示縮尺「１／２５０」から「１／１０００」への変更）が指示されると、ステップ１１２の判定において肯定判断が行われ、ステップ１００に戻って自車位置検出以降の動作が繰り返される。

このように、本実施形態のナビゲーション装置では、表示縮尺を所定値よりも大きくしたときに、地図画像表示から実際に撮影された車両周辺画像（実写画像）の表示に切り替わるため、車両周辺の状況を写実的に表示することが可能になる。これにより、地図画像の表示縮尺を大きくした場合に、車両周辺の道路や施設の画像が大きくなりすぎて現実感に乏しくなることを回避することができる。

また、実写画像としてトップビュー画像を用いることにより、地図画像から実写画像へ切り替えた際の違和感を減らすことができる。

また、利用者は、表示縮尺を切り替えるだけで、表示縮尺が異なる地図画像から実写画像へ切り替えることができ、特別な操作を行うことなく切り替えを指示することができるため、操作性を向上させることができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、利用者によって表示縮尺が「１／２５０」に変更されたときに、地図画像から実写画像（トップビュー画像）に表示を切り替えたが、車両の走行速度が所定のしきい値以下になったときに、自動的に表示縮尺を所定値「１／１０００」よりも大きい値「１／２５０」に変更して地図画像表示から実写画像表示に切り替えるようにしてもよい。この場合には、縮尺判定部６０が縮尺自動変更手段に対応する。これにより、低速走行時に自動的に実写画像の表示に切り替えることができ、操作の簡素化による操作性の向上が可能となる。また、このような実写画像への自動切り替えを、駐車場への進入あるいは離脱時に有効にするようにしてもよい。

また、車両位置が目的地を含む所定範囲に含まれないときに、地図画像から実写画像への切り替え（表示縮尺の変更）を行わないようにしてもよい。すなわち、目的地の近傍に到着した場合のみ、実写画像への切り替えを行うことができ、それ以外の走行時には従来と同様の地図画像を表示することが可能となる。

また、車両位置が信号の設置位置を含む所定範囲に含まれているときに、地図画像から実写画像への切り替え（表示縮尺の変更）を行わないようにしてもよい。これにより、信号停車時以外について実写画像に切り替えることができ、信号停車時は従来と同様の地図画像を表示することが可能となる。

上述したように、本発明によれば、表示縮尺を所定値よりも大きくしたときに、地図画像表示から実際に撮影された車両周辺画像の表示に切り替わるため、車両周辺の状況を写実的に表示することが可能になる。これにより、地図画像の表示縮尺を大きくした場合に、車両周辺の道路や施設の画像が大きくなりすぎて現実感に乏しくなることを回避することができる。

１ ナビゲーションコントローラ
３ 地図データ記憶装置
６ 表示装置
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ カメラ
１０ 地図バッファ
１２ 地図読出制御部
１４ 地図描画部
２０ 車両位置計算部
４０ 表示処理部
５０ トップビュー画像変換部
５２ 画像合成部
６０ 縮尺判定部

Claims (8)

1. 車両位置を検出する車両位置検出手段と、
   車両周辺を撮影する撮影手段と、
   車両周辺の所定範囲に対応する地図表示に必要な地図データを取得する地図データ取得手段と、
   前記地図データ取得手段によって取得した地図データに基づいて、前記車両位置検出手段によって検出された車両位置周辺の画像を生成して表示する画像表示手段と、
   を備え、前記画像表示手段は、表示縮尺が所定値よりも大きいときに、前記撮影手段による撮影によって得られた車両周辺画像を少なくとも一部に含む画像を生成して表示することを特徴とするナビゲーション装置。
2. 請求項１において、
   前記撮影手段による撮影によって得られた前記車両周辺画像は、前記撮影手段による撮影によって得られた画像に対して視点変換処理がなされた後のトップビュー画像であ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において、
   利用者による前記表示縮尺の変更指示を受け付ける縮尺変更指示手段をさらに備え、
   前記縮尺変更指示手段によって前記所定値よりも大きい表示縮尺への変更が指示されたときに、前記画像表示手段は、前記撮影手段による撮影によって得られた車両周辺画像を少なくとも一部に含む画像を生成して表示することを特徴とするナビゲーション装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項において、
   前記画像表示手段は、前記撮影手段による撮影によって得られた車両周辺画像を少なくとも一部に含む画像の生成を、車両の進行方向を表示画面の上側に対応させたヘディングアップの向きで行うことを特徴とするナビゲーション装置。
5. 請求項４において、
   前記画像表示手段は、前記撮影手段による撮影によって得られた車両周辺画像を少なくとも一部に含む画像の生成および表示を行う直前の地図表示がヘディングアップ以外の向きで行われている場合に、この向きに合わせて画像の生成、表示を行った後、ヘディングアップの向きに変更することを特徴とするナビゲーション装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項において、
   車両の走行速度が所定のしきい値以下になったときに、前記表示縮尺を前記所定値よりも大きい値に変更する縮尺自動変更手段をさらに備えることを特徴とするナビゲーション装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項において、
   前記車両位置検出手段によって検出された車両位置が目的地を含む所定範囲に含まれないときに、前記画像表示手段は、前記撮影手段による撮影によって得られた車両周辺画像を用いた画像の生成および表示を行わないことを特徴とするナビゲーション装置。
8. 請求項１〜７のいずれか一項において、
   前記車両位置検出手段によって検出された車両位置が信号の設置位置を含む所定範囲に含まれているときに、前記画像表示手段は、前記撮影手段による撮影によって得られた車両周辺画像を用いた画像の生成および表示を行わないことを特徴とするナビゲーション装置。

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