JP2021038978A - 重畳画像表示装置及びコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】車両周辺の風景に重畳して複数種類の案内オブジェクトを表示する場合であっても、視認性を低下させることなく案内オブジェクトに対応する影を表示することを可能にした重畳画像表示装置及びコンピュータプログラムを提供する。【解決手段】車両の進行方向前方に案内対象となる案内対象地点がある場合に、案内対象地点に対する案内を行う為の案内オブジェクトを表示する一方で、重畳される地面からの位置が異なる複数種類の案内オブジェクトを同時に表示する場合に、最も地面に近い位置に重畳される種類の案内オブジェクトを対象として、該案内オブジェクトに対応する影を表示するように構成する。【選択図】図３

Description

本発明は、車両の走行支援を行う重畳画像表示装置及びコンピュータプログラムに関する。

従来より、車両の乗員に対して経路案内や障害物の警告等の車両の走行支援を行う為の各種情報を提供する情報提供手段として、様々な手段が用いられている。例えば、車両に設置された液晶ディスプレイによる表示や、スピーカから出力する音声等である。そして、近年、このような情報提供手段の一つとして、乗員の周辺環境（風景、実景）に重畳する画像を表示することによって、情報の提供を行う装置がある。例えば、ヘッドアップディスプレイ、ウインドウシールドディスプレイの他、液晶ディスプレイに表示した車両周辺の撮像画像に重畳して画像を表示する方法等が該当する。

ここで、上記周辺環境に重畳する画像を表示することによって車両の乗員に案内を行う場合には、画像が重畳する位置を乗員に把握させることが重要である。例えば、障害物や案内分岐点に対する案内を行う場合には、該障害物や案内分岐点の位置に画像を重畳させることによって、画像を視認した乗員は画像の重畳する位置に障害物や案内分岐点があることを認識することが可能となる。そこで、例えば特開２０１８−１３６６９８号公報には、ヘッドアップディスプレイを用いて車両周辺の風景に重畳する虚像を生成する場合において、太陽の位置から太陽光によって虚像に生じる影についても推定し、影を考慮した虚像の生成を行い、虚像までの距離感をより明確にする技術について開示されている。

特開２０１８−１３６６９８号公報（第７−１０頁、図４）

ここで、上記特許文献１に記載の技術のように、周辺環境に重畳する画像（以下、重畳画像という）に対して影の情報を付加することとすると、複数の重畳画像を同時に表示する場合には、複数の重畳画像毎に影が表示されることとなる。その結果、一方の重畳画像の影が他方の重畳画像上に表示されて他方の重畳画像が視認し難くなる場合がある。

また、各重畳画像の影同士が互いに重複することによって重畳画像と影との対応関係を把握することが難しくなり、重畳画像の距離感を明確にするという効果が失われる。更に、多数の影が表示されることによって視認性も低下する問題もあった。

本発明は前記従来における問題点を解消するためになされたものであり、車両周辺の風景に重畳して複数種類の案内オブジェクトを表示する場合であっても、視認性を低下させることなく案内オブジェクトに対応する影を表示することが可能となり、各案内オブジェクトが重畳する位置を明確に乗員に認識させることを可能にした重畳画像表示装置及びコンピュータプログラムを提供することを目的とする。

前記目的を達成するため本発明に係る重畳画像表示装置は、車両に搭載され、前記車両の乗員へ情報を案内する案内オブジェクトを、前記車両周辺の風景に重畳して視認させる重畳画像表示装置であって、重畳される地面からの位置が異なる複数種類の案内オブジェクトの内、案内内容に応じて前記案内オブジェクトを表示するオブジェクト表示手段と、複数種類の前記案内オブジェクトを同時に表示する場合に、最も地面に近い位置に重畳される種類の案内オブジェクトのみを対象として、該案内オブジェクトに対応する影を表示する影表示手段と、を有する。
尚、「風景」とは、実際に車両から視認される風景（実景）に加えて、風景を撮像した画像、風景を再現した画像等も含む。
また、「影」には、案内オブジェクトによって他（例えば地面等）に生じる影と、案内オブジェクト自身に生じる影（即ち陰影）の少なくとも一方を含む。
また、「複数種類の案内オブジェクトを同時に表示する」とは、表示を開始するタイミングや終了するタイミングが同じである必要は無く、複数種類の案内オブジェクトが同時に表示される期間が存在することを意味する。

また、本発明に係るコンピュータプログラムは、車両の走行支援を行うプログラムである。具体的には、車両に搭載され、前記車両の乗員へ情報を案内する案内オブジェクトを、前記車両周辺の風景に重畳して視認させる重畳画像表示装置を、重畳される地面からの位置が異なる複数種類の案内オブジェクトの内、案内内容に応じて一又は複数種類の前記案内オブジェクトを表示するオブジェクト表示手段と、複数種類の前記案内オブジェクトを同時に表示する場合に、最も地面に近い位置に重畳される種類の案内オブジェクトのみを対象として、該案内オブジェクトに対応する影を表示する影表示手段と、して機能させる。

前記構成を有する本発明に係る重畳画像表示装置及びコンピュータプログラムによれば、複数種類の案内オブジェクトを同時に表示する場合には、最も地面に近い位置に重畳される種類の案内オブジェクトのみを対象として、該案内オブジェクトに対応する影を表示するので、上方に位置する案内オブジェクトの影が下方に位置する案内オブジェクト上に表示されて、下方の案内オブジェクトが視認し難くなる事象を防止できる。また、各種類の案内オブジェクトの影同士が互いに重複することがなくなり、少なくとも最も地面に近い位置にある案内オブジェクトについては重畳する位置を明確に乗員に認識させることが可能となる。更に、表示される影の数を抑えることによって視認性の低下も防止できる。

第１実施形態に係るナビゲーション装置を示したブロック図である。 第１実施形態に係る走行支援処理プログラムのフローチャートである。 液晶ディスプレイに表示される走行案内画面の一例を示した図である。 案内オブジェクト表示位置決定処理のサブ処理プログラムのフローチャートである。 車両の走行に伴う表示対象とする案内オブジェクトの変位を示した図である。 案内オブジェクトの配置例を示した図である。 案内オブジェクト及び光源の配置例を示した図である。 ３次元空間に配置された案内オブジェクトを視認した視認画像の一例を示した図である。 案内オブジェクト生成処理のサブ処理プログラムのフローチャートである。 車両の進行方向に対する案内分岐点の退出方向を説明した図である。 第２の案内オブジェクトのベースとなる矢印の画像を示した図である。 第２の案内オブジェクトに表示する文字列の幅を拡張する例を示した図である。 第２実施形態に係る重畳画像表示装置の概略構成図である。 第２実施形態に係る重畳画像表示装置における案内オブジェクトの表示例を示した図である。

以下、本発明に係る重畳画像表示装置をナビゲーション装置に具体化した第１実施形態及び第２実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。

［第１実施形態］
先ず、第１実施形態に係るナビゲーション装置１の概略構成について図１を用いて説明する。図１は第１実施形態に係るナビゲーション装置１を示したブロック図である。

図１に示すように第１実施形態に係るナビゲーション装置１は、ナビゲーション装置１が搭載された車両の現在位置を検出する現在位置検出部１１と、各種のデータが記録されたデータ記録部１２と、入力された情報に基づいて、各種の演算処理を行うナビゲーションＥＣＵ１３と、ユーザからの操作を受け付ける操作部１４と、ユーザに対して進行方向前方を撮像した実景画像を表示する液晶ディスプレイ１５と、経路案内に関する音声ガイダンスを出力するスピーカ１６と、記憶媒体であるＤＶＤを読み取るＤＶＤドライブ１７と、プローブセンタやＶＩＣＳ（登録商標：Vehicle Information and Communication System）センタ等の情報センタとの間で通信を行う通信モジュール１８と、を有する。また、ナビゲーション装置１はＣＡＮ等の車載ネットワークを介して、ナビゲーション装置１の搭載された車両に対して設置されたフロントカメラ１９や各種センサが接続されている。

以下に、ナビゲーション装置１が有する各構成要素について順に説明する。
現在位置検出部１１は、ＧＰＳ２１、車速センサ２２、ステアリングセンサ２３、ジャイロセンサ２４等からなり、現在の車両の位置、方位、車両の走行速度、現在時刻等を検出することが可能となっている。ここで、特に車速センサ２２は、車両の移動距離や車速を検出する為のセンサであり、車両の駆動輪の回転に応じてパルスを発生させ、パルス信号をナビゲーションＥＣＵ１３に出力する。そして、ナビゲーションＥＣＵ１３は発生するパルスを計数することにより駆動輪の回転速度や移動距離を算出する。尚、上記４種類のセンサをナビゲーション装置１が全て備える必要はなく、これらの内の１又は複数種類のセンサのみをナビゲーション装置１が備える構成としても良い。

また、データ記録部１２は、外部記憶装置及び記録媒体としてのハードディスク（図示せず）と、ハードディスクに記録された地図情報ＤＢ３１や所定のプログラム等を読み出すとともにハードディスクに所定のデータを書き込む為のドライバである記録ヘッド（図示せず）とを備えている。尚、データ記録部１２をハードディスクの代わりにフラッシュメモリやメモリーカードやＣＤやＤＶＤ等の光ディスクにより構成しても良い。また、地図情報ＤＢ３１は外部のサーバに格納させ、ナビゲーション装置１が通信により取得する構成としても良い。

ここで、地図情報ＤＢ３１は、例えば、道路（リンク）に関するリンクデータ３２、ノード点に関するノードデータ３３、分岐点に関する分岐点データ３４、施設等の地点に関する地点データ、地図を表示するための地図表示データ、経路を探索するための探索データ、地点を検索するための検索データ等が記憶された記憶手段である。

また、リンクデータ３２としては、道路を構成する各リンクに関してリンクの属する道路の幅員、勾（こう）配、カント、バンク、路面の状態、道路の車線数、車線数の減少する箇所、幅員の狭くなる箇所、踏切り等を表すデータが、コーナに関して、曲率半径、交差点、Ｔ字路、コーナの入口及び出口等を表すデータが、道路属性に関して、降坂路、登坂路等を表すデータが、道路種別に関して、高速道路と一般道（国道、県道、細街路等）を表すデータがそれぞれ記録される。

また、ノードデータ３３としては、実際の道路の分岐点（交差点、Ｔ字路等も含む）や各道路に曲率半径等に応じて所定の距離毎に設定されたノード点の座標（位置）、ノードが交差点に対応するノードであるか等を表すノード属性、ノードに接続するリンクのリンク番号のリストである接続リンク番号リスト、ノードにリンクを介して隣接するノードのノード番号のリストである隣接ノード番号リスト、各ノード点の高さ（高度）等に関するデータ等が記録される。

また、分岐点データ３４としては、分岐点の交差点名称、分岐点を形成するノードを特定する該当ノード情報、分岐点に接続されるリンクを特定する接続リンク情報、分岐点に接続されるリンクに対応する方面名称、分岐点の形状を特定する情報等が記憶される。また、分岐点での右左折案内を行う場合に目印となり得る構造物についても記憶される。

一方、ナビゲーションＥＣＵ（エレクトロニック・コントロール・ユニット）１３は、ナビゲーション装置１の全体の制御を行う電子制御ユニットであり、演算装置及び制御装置としてのＣＰＵ４１、並びにＣＰＵ４１が各種の演算処理を行うにあたってワーキングメモリとして使用されるとともに、経路が探索されたときの経路データ等が記憶されるＲＡＭ４２、制御用のプログラムのほか、後述の走行支援処理プログラム（図２）等が記録されたＲＯＭ４３、ＲＯＭ４３から読み出したプログラムを記憶するフラッシュメモリ４４等の内部記憶装置を備えている。尚、ナビゲーションＥＣＵ１３は、処理アルゴリズムとしての各種手段を有する。例えば、オブジェクト表示手段は、重畳される地面からの位置が異なる複数種類の案内オブジェクトの内、案内内容に応じて案内オブジェクトを表示する。影表示手段は、複数種類の案内オブジェクトを同時に表示する場合に、最も地面に近い位置に重畳される種類の案内オブジェクトのみを対象として、該案内オブジェクトに対応する影を表示する。

操作部１４は、走行開始地点としての出発地及び走行終了地点としての目的地を入力する際等に操作され、各種のキー、ボタン等の複数の操作スイッチ（図示せず）を有する。そして、ナビゲーションＥＣＵ１３は、各スイッチの押下等により出力されるスイッチ信号に基づき、対応する各種の動作を実行すべく制御を行う。尚、操作部１４は液晶ディスプレイ１５の前面に設けたタッチパネルを有する構成としても良い。また、マイクと音声認識装置を有する構成としても良い。

また、液晶ディスプレイ１５には、道路を含む地図画像、交通情報、操作案内、操作メニュー、キーの案内、出発地から目的地までの案内経路、案内経路に沿った案内情報、ニュース、天気予報、時刻、メール、テレビ番組等が表示される。また、特に第１実施形態では、通常の走行時において液晶ディスプレイ１５にはフロントカメラ１９で撮像した撮像画像、即ち現時点の車両周辺（特に車両前方）の風景（実景画像）を表示し、更に必要に応じて風景に対して案内オブジェクトを重畳させて表示する。

ここで、風景に重畳して表示される案内オブジェクトとしては、車両に関する情報や乗員の運転の支援の為に用いられる各種情報がある。例えば乗員に対して警告対象となる対象物（他車両、歩行者、案内標識）に対する警告、ナビゲーション装置１で設定された案内経路や案内経路に基づく案内情報（右左折方向を示す矢印、案内分岐点の目印を示すアイコン、案内分岐点までの距離等）、路面に表示する警告（追突注意、制限速度等）、車両が走行する車線の区画線、現在車速、シフト位置、エネルギ残量、広告画像、施設情報、案内標識、地図画像、交通情報、ニュース、天気予報、時刻、接続されたスマートフォンの画面等がある。尚、以下に説明する第１実施形態では案内オブジェクトは、車両の進行方向前方にある案内分岐点における案内を行う為の案内情報とし、より具体的には案内経路に沿った案内分岐点の退出方向を示す矢印等とする。

また、スピーカ１６は、ナビゲーションＥＣＵ１３からの指示に基づいて案内経路に沿った走行を案内する音声ガイダンスや、交通情報の案内を出力する。

また、ＤＶＤドライブ１７は、ＤＶＤやＣＤ等の記録媒体に記録されたデータを読み取り可能なドライブである。そして、読み取ったデータに基づいて音楽や映像の再生、地図情報ＤＢ３１の更新等が行われる。尚、ＤＶＤドライブ１７に替えてメモリーカードを読み書きする為のカードスロットを設けても良い。

また、通信モジュール１８は、交通情報センタ、例えば、ＶＩＣＳセンタやプローブセンタ等から送信された渋滞情報、規制情報、交通事故情報等の各情報から成る交通情報を受信する為の通信装置であり、例えば携帯電話機やＤＣＭが該当する。

また、フロントカメラ１９は、例えばＣＣＤ等の固体撮像素子を用いたカメラを有する撮像装置であり、光軸方向を車両の進行方向前方に向けて設置される。そして、フロントカメラ１９により撮像された撮像画像は、前述したように車両周辺（特に車両前方）の風景（実景画像）として液晶ディスプレイ１５に対して表示される。

続いて、前記構成を有するナビゲーション装置１においてナビゲーションＥＣＵ１３が実行する走行支援処理プログラムについて図２に基づき説明する。図２は第１実施形態に係る走行支援処理プログラムのフローチャートである。ここで、走行支援処理プログラムは車両のＡＣＣ電源(accessory power supply)がＯＮされた後に実行され、液晶ディスプレイ１５に表示された車両周辺の風景に重畳した案内オブジェクトを視認させることによって、車両の走行支援を行うプログラムである。尚、以下の図２、図４及び図９にフローチャートで示されるプログラムは、ナビゲーション装置１が備えているＲＡＭ４２やＲＯＭ４３に記憶されており、ＣＰＵ４１により実行される。

以下の説明では案内オブジェクトを用いた車両の走行支援として、ナビゲーション装置１で設定された案内経路に沿った車両の走行案内を行う例について説明する。また、表示対象となる案内オブジェクトは、車両の進行方向前方にある案内分岐点における案内を行う為の案内情報とし、特に案内分岐点の退出方向と交差点名称を示す矢印及び案内分岐点の目印を示すアイコンを案内オブジェクトとして表示する場合の処理を例に挙げて説明する。但し、ナビゲーション装置１では案内オブジェクトを用いて上記走行支援以外の案内や情報提供を行うことも可能である。また、表示対象となる案内オブジェクトは、上記矢印やアイコン以外の情報とすることも可能である。例えば、案内オブジェクトとして乗員に対して警告対象となる対象物（他車両、歩行者、案内標識）に対する警告、路面に表示する警告（追突注意、制限速度等）、車両が走行する車線の区画線、現在車速、シフト位置、エネルギ残量、広告画像、施設情報、案内標識、地図画像、交通情報、ニュース、天気予報、時刻、接続されたスマートフォンの画面等を表示することも可能である。

先ず、走行支援処理プログラムでは、ステップ（以下、Ｓと略記する）１においてＣＰＵ４１は、車両の現在位置を現在位置検出部１１の検出結果や地図情報に基づいて特定する。尚、車両の現在位置を特定する際には、車両の現在位置を地図情報にマッチングさせるマップマッチング処理についても行う。その後、ナビゲーション装置１で設定されている案内経路を読み出し、特定された車両の現在位置から案内経路に沿った次の案内分岐点までの距離を算出する。尚、案内分岐点とは、ナビゲーション装置１に設定されている案内経路に従ってナビゲーション装置１が走行の案内を行う際に、右左折指示等の案内を行う対象となる分岐点（交差点）である。

次に、Ｓ２においてＣＰＵ４１は、前記Ｓ１で算出された次の案内分岐点までの距離が、所定の案内開始距離以下か否かを判定する。尚、案内開始距離は車両が走行する道路の道路種別によって決定され、例えば高速道路は１ｋｍ、一般道は高速道路よりも短い３００ｍとする。

そして、前記Ｓ１で算出された次の案内分岐点までの距離が案内開始距離以下であると判定された場合（Ｓ２：ＹＥＳ）には、Ｓ３へと移行する。それに対して、前記Ｓ１で算出された次の案内分岐点までの距離が案内開始距離以下でないと判定された場合（Ｓ２：ＮＯ）には、Ｓ１へと戻る。

Ｓ３においてＣＰＵ４１は、案内オブジェクトによって案内対象とする地点、即ち案内オブジェクトを重畳（配置）させるべき地点（以下、案内点という）の座標を取得する。尚、第１実施形態では案内オブジェクトを用いて案内分岐点の右左折案内を行うので、案内点としては案内分岐点が該当し、従って案内点の座標は案内分岐点の座標Ｘに相当する。また、特に目印を用いた案内分岐点の右左折案内を行う場合には、目印に対しても案内オブジェクトを重畳させるので案内分岐点周辺にある目印（施設、構造物など）についても案内点に該当し、案内点の座標には案内分岐点周辺にある目印の座標Ｙについても含む。尚、案内分岐点の座標Ｘや案内分岐点周辺にある目印の座標Ｙはナビゲーション装置１が有する地図情報から特定することとするが、フロントカメラ１９で撮像した画像に対して画像認識処理を行うことにより特定しても良い。

次に、Ｓ４においてＣＰＵ４１は、後述の案内オブジェクト表示位置決定処理（図４）を行う。案内オブジェクト表示位置決定処理は、車両の現在位置や前記Ｓ３で取得された案内点の座標に基づいて、液晶ディスプレイ１５に対して表示する案内オブジェクトの形状及び案内オブジェクトを表示する位置（範囲）を具体的に決定する処理である。尚、前記Ｓ４で決定される案内オブジェクトの形状及び案内オブジェクトを表示する位置は、例えば風景内の案内点に案内オブジェクトを重畳して乗員に視認させる為の条件となる。但し、後述のように車両の現在位置や案内オブジェクトの種類によっては風景内の案内点以外に案内オブジェクトを重畳して視認させる場合もある。

続いて、Ｓ５においてＣＰＵ４１は、液晶ディスプレイ１５に対して制御信号を送信し、液晶ディスプレイ１５に対して前記Ｓ４で決定された形状の案内オブジェクトの画像を、前記Ｓ４で決定された位置（範囲）に対して表示する。尚、液晶ディスプレイ１５には予めフロントカメラ１９で撮像した撮像画像、即ち現時点の車両周辺（特に車両前方）の風景（実景画像）が表示されている。その結果、車両の乗員に風景に重畳された案内オブジェクトを視認させることが可能となる。

図３は前記Ｓ５において液晶ディスプレイ１５に表示される走行案内画面５１の一例を示した図である。図３に示すように液晶ディスプレイ１５には、フロントカメラ１９により撮像された現時点の車両前方の風景５２が表示される。そして、車両前方の風景５２に重畳して案内オブジェクトの画像５３〜５５が表示される。

ここで、第１実施形態では案内に用いられる案内オブジェクトとして複数種類の案内オブジェクトが存在し、案内の内容や現在の状況に応じて選択された一又は複数種類の案内オブジェクトが表示される。また、複数種類の案内オブジェクトが同時に表示対象となる場合がある。例えば図３に示す例では、案内分岐点の退出方向を示す３つの矢印からなる第１の案内オブジェクトの画像５３と、案内分岐点の退出方向及び交差点名称を示す矢印からなる第２の案内オブジェクトの画像５４と、案内分岐点の目印を示すアイコンからなる第３の案内オブジェクトの画像５５とが同時に表示される。尚、各案内オブジェクトの画像５３〜５５については、表示を開始するタイミングや表示を終了するタイミングについてはそれぞれ異なるタイミングとしても良い。また、案内オブジェクトの画像５３〜５５は、風景５２内にある案内点（即ち案内分岐点や案内分岐点の目印となる施設）に重畳して表示される。更に、特に第１の案内オブジェクトの画像５３については仮想的に設定された光源によって下方の路面に生じる影の画像５６についても表示される。

また、第１の案内オブジェクトの影の画像５６については、影を重畳する対象となるエリアの明るさに応じた色相又は明度で表示するのが望ましい。具体的には、先ずフロントカメラ１９で撮像した画像に対して画像処理を行ったり、照度センサを用いることによって影を重畳する対象となるエリアの明るさを取得する。そして、例えば晴天時の昼間のように影を重畳する対象となるエリアが明るい状況にある場合には、影をより周囲とはっきり識別できる色相と明度で表示する。一方で、曇りや夜間などの影を重畳する対象となるエリアが暗い状況にある場合には、影を周囲と識別可能な程度の色相と明度で表示する。また、夜間などの影が生じ得ない状況では影を表示しないようにしても良い。尚、案内オブジェクトの影の詳細については後述する。

従って、走行案内画面５１を車両の乗員が視認した場合に、右左折対象となる案内分岐点の位置や、案内交差点における退出方向を正確に把握できる。特に第１の案内オブジェクトの矢印については影の画像５６についても表示することによって、第１案内オブジェクトまでの距離、即ち案内分岐点までの距離が把握しやすくなる。

また、案内オブジェクトとしては上述した車両の案内分岐点の退出方向や交差点名称を示す矢印、案内分岐点の目印のアイコン以外に、案内交差点までの距離を示す画像についても風景に重畳して表示するようにしても良い。案内交差点までの距離を示す画像を重畳する位置は、例えば車両の前方直近とし、車両から案内分岐点までの距離が所定距離区間内（例えば３００ｍから１５０ｍ）にある間において表示する。

その後、Ｓ６においてＣＰＵ４１は、前記Ｓ１と同様に車両の現在位置から案内経路に沿った次の案内分岐点までの距離を算出し、算出された次の案内分岐点までの距離が、所定の案内終了距離以下か否かを判定する。尚、案内終了距離は車両が走行する道路の道路種別によって決定され、例えば高速道路は３０ｍ、一般道は高速道路よりも短い１０ｍとする。

そして、次の案内分岐点までの距離が案内終了距離以下であると判定された場合（Ｓ６：ＹＥＳ）には、Ｓ７へと移行する。それに対して、次の案内分岐点までの距離が案内終了距離以下でないと判定された場合（Ｓ６：ＮＯ）にはＳ４へと戻り、案内オブジェクトの表示を継続して行う。

続いて、Ｓ７においてＣＰＵ４１は、液晶ディスプレイ１５に対して制御信号を送信し、液晶ディスプレイ１５に対して表示されている案内オブジェクトの画像（影の画像も含む）の透過率を案内分岐点までの距離に応じで段階的に上昇させる。具体的には、車両が案内分岐点に到達するタイミングで透過率が１００％となるように透過率を上昇させる。尚、案内オブジェクトの画像の背後に隠れている風景についても車両の乗員が把握できるように、案内オブジェクトの画像は表示開始時点において透過率が０％ではなく例えば２０％に設定されている。従って、案内オブジェクトの画像は、車両から案内分岐点までの距離が案内終了距離以下となるまでは透過率が２０％で表示され、その後は案内分岐点に近づくにつれて２０％→３０％→４０％→・・・と段階的に透過率が上昇し、最終的に車両が案内分岐点に到達するタイミングで透過率が１００％となる。

その後、Ｓ８においてＣＰＵ４１は、車両が案内分岐点を通過したか否かを判定する。例えば現在位置検出部１１で検出された車両の現在位置と地図情報に基づいて判定される。

そして、車両が案内分岐点を通過したと判定された場合（Ｓ８：ＹＥＳ）には、液晶ディスプレイ１５に対して制御信号を送信し、液晶ディスプレイ１５に表示されていた案内オブジェクトを非表示とする（Ｓ９）。尚、フロントカメラ１９で撮像した撮像画像、即ち現時点の車両周辺（特に車両前方）の風景（実景画像）については継続して表示される。但し、風景の画像についても非表示とし、液晶ディスプレイ１５の表示画面を地図画像の表示などに切り替えても良い。

一方、車両が案内分岐点を通過していないと判定された場合（Ｓ８：ＮＯ）にはＳ４へと戻り、案内オブジェクトの表示を継続して行う。

次に、前記Ｓ４において実行される案内オブジェクト表示位置決定処理のサブ処理について図４に基づき説明する。図４は案内オブジェクト表示位置決定処理のサブ処理プログラムのフローチャートである。

先ず、Ｓ１１においてＣＰＵ４１は、表示対象とする案内オブジェクトの種類を決定する。ここで、第１実施形態では案内に用いられる案内オブジェクトとして複数種類の案内オブジェクトが存在し、案内の内容や現在の状況に応じて選択された一又は複数種類の案内オブジェクトが表示される。以下の説明では下記の（１）〜（３）の３種類の案内オブジェクトから表示対象とする案内オブジェクトを決定する例について説明する。但し、下記の（１）〜（３）以外の案内オブジェクト（例えば案内分岐点までの距離）を表示対象に含めることも可能である。
（１）『第１の案内オブジェクト』・・・案内分岐点の退出方向を示す３つの矢印
（２）『第２の案内オブジェクト』・・・案内分岐点の退出方向及び交差点名称を示す矢印
（３）『第３の案内オブジェクト』・・・案内分岐点の目印を示すアイコン

そして、前記Ｓ１１でＣＰＵ４１は、車両の現在位置から案内分岐点までの距離と、案内分岐点に案内の目印となる施設や構造物が存在するか否かに基づいて、表示対象とする案内オブジェクトを決定する。尚、案内分岐点に案内の目印となる施設や構造物が存在するか否かを特定する情報は、地図情報の分岐点データ３４に含まれている。以下に車両が一般道を走行する場合における決定方法の一例について図５を用いて説明する。
（Ａ）案内分岐点の手前側１５０ｍ以内に他の分岐点が無い場合
案内分岐点までの距離が３００ｍ以下であって且つ１５０ｍ以下にない場合には、『第２の案内オブジェクト』のみを表示対象とする。
案内分岐点までの距離が１５０ｍ以下である場合には、『第１の案内オブジェクト』と『第２の案内オブジェクト』を表示対象とする。更に、案内分岐点において案内の目印となる施設や構造物が存在する場合には『第３の案内オブジェクト』についても表示対象とする。
（Ｂ）案内分岐点の手前側１５０ｍ以内に他の分岐点がある場合
案内分岐点までの距離が３００ｍ以下であって且つ他の分岐点に到達する前には、『第２の案内オブジェクト』のみを表示対象とする。
他の分岐点に到達した後は、『第１の案内オブジェクト』と『第２の案内オブジェクト』を表示対象とする。更に、案内分岐点において案内の目印となる施設や構造物が存在する場合には『第３の案内オブジェクト』についても表示対象とする。

次に、Ｓ１２においてＣＰＵ４１は、前記Ｓ１１で表示対象に決定された各案内オブジェクトを対象として、“案内オブジェクトを風景に対して重畳する位置”を設定する。例えば『第１の案内オブジェクト』及び『第２の案内オブジェクト』については、“案内オブジェクトを風景に対して重畳する位置”を、案内点である案内分岐点（その周辺も含む）に対して案内オブジェクトの少なくとも一部が重畳して視認される位置とする。但し、『第１の案内オブジェクト』については、車両から案内分岐点まで距離が離れた状態では、乗員に車両との相対位置が固定された位置に設定しても良い。具体的には車両の現在位置に対して所定距離前方（例えば１０ｍ前方）の位置を案内オブジェクトの重畳位置としても良い。
一方、『第３の案内オブジェクト』については、“案内オブジェクトを風景に対して重畳する位置”を、案内点である案内分岐点の周辺にある目印（その周辺も含む）に対して案内オブジェクトの少なくとも一部が重畳して視認される位置とする。

続いて、Ｓ１３においてＣＰＵ４１は、車両の現在位置周辺（特に車両進行方向の前方）に対応した３次元空間を生成する。尚、３次元空間には、道路以外に、建築物、道路標識などについてもモデリングしても良いし、道路のみをモデリングしても良い。或いは道路についてもモデリングしない地面のみがある単なる空白の３次元空間としても良い。また、３次元空間は予め３次元地図情報として地図情報ＤＢ３１に格納しておき、前記Ｓ１３では地図情報ＤＢ３１から該当する自車位置周辺の３次元地図情報を読み出しても良い。また、フロントカメラ１９で撮像した画像に基づいて３次元空間を生成しても良い。例えばフロントカメラ１９で撮像した撮像画像に対して点群マッチングを行うことによって、道路や道路周辺にある構造物を検出し、３次元空間を生成することが可能である。

また、前記Ｓ１３でＣＰＵ４１は、現在位置検出部１１で検出されたパラメータに基づいて、生成された３次元空間における自車両の現在位置及び方位についても特定する。特に、車両に設置されたフロントカメラ１９の位置を自車両の現在位置とし、フロントカメラ１９の光軸方向を自車両の方位とする。尚、フロントカメラ１９の位置は車両の乗員の位置、フロントカメラ１９の光軸方向は車両の乗員の視線方向にも相当する。

次に、Ｓ１４においてＣＰＵ４１は、後述の案内オブジェクト生成処理（図９）を行う。案内オブジェクト生成処理は、前記Ｓ１１で決定された液晶ディスプレイ１５に表示対象となる種類の案内オブジェクトを生成する処理である。また、案内オブジェクトは２次元ポリゴンとし、基本的に厚みは存在しないこととする。但し、厚みを持たせた３次元ポリゴンとしても良い。例えば、『第１の案内オブジェクト』は車両の進行方向前方にある案内分岐点の退出方向を示す矢印とし、特に図６に示すように２等辺三角形状を有する３つの矢印６１〜６３を生成する。また、『第２の案内オブジェクト』は車両の進行方向前方にある案内分岐点の退出方向及び交差点名称を示す矢印とし、特に図６に示すように内部に交差点名称の描画された一の矢印６４を生成する。また、『第３の案内オブジェクト』は車両の進行方向前方にある案内分岐点の目印を示すアイコンとし、特に図６に示すように内部に目印のジャンルを示すマークが表示された一の目印アイコン６５を生成する。

続いて、Ｓ１５においてＣＰＵ４１は、前記Ｓ１４で生成された案内オブジェクトを、前記Ｓ１３で生成された３次元空間に対して配置する。尚、３次元空間に対して案内オブジェクトを配置する位置は、前記Ｓ１２において設定された“風景に対して案内オブジェクトを重畳する位置”に基づいて決定される。

以下に、前記Ｓ１１において液晶ディスプレイ１５に表示対象となる種類の案内オブジェクトとして『第１の案内オブジェクト』と『第２の案内オブジェクト』と『第３の案内オブジェクト』の３種類の案内オブジェクトが設定されている場合を例に挙げて前記Ｓ１５の処理について説明する。ここで、図６は一例として一般道の案内分岐点６０を斜め左方向に退出する案内経路が設定されている場合における各案内オブジェクトの配置例を示した図である。
先ず『第１の案内オブジェクト』については、図６に示すように車両６６の進行方向に沿って等間隔に３つの矢印６１〜６３が配列される。特に、３つの矢印６１〜６３像の内、最も進行方向側にある矢印６３の左側端部（右方向の矢印である場合には右側端部）が案内分岐点の座標Ｘと一致（水平方向に関して一致）する位置とする。尚、案内分岐点の座標Ｘはナビゲーション装置１が有する地図情報から特定することとするが、フロントカメラ１９で撮像した画像に対して画像認識処理を行うことにより特定しても良い。その場合には、分岐点の退出方向の道路との接続点を案内分岐点の座標Ｘとする。また、３つの矢印６１〜６３の配置間隔は適宜変更可能であるが例えば５ｍ間隔とする。また、３つの矢印６１〜６３は進行方向に対して平行に配列されるのではなく、案内分岐点に近い位置にある矢印程、退出方向側に位置するように配列される。但し、進行方向に対して平行に配列しても良い。一方、垂直方向については図７に示すように矢印６１〜６３の下端が路面から所定距離（例えば１ｍ）離れた位置に配置する。
一方『第２の案内オブジェクト』については図６に示すように車両６６の案内分岐点６０の退出方向に沿って一の矢印６４が配置される。従って、図６に示すように案内分岐点６０の退出方向が案内分岐点６０への進入方向に対して垂直方向でない場合には、矢印６４は車両６６の進行方向に対して正面を向かずに傾斜して配置されることとなる。また、矢印６４の内部には案内分岐点６０の交差点名称に対応する文字列が描画されているので、交差点名称の文字列についても退出方向に沿って配列されることとなる。また、矢印６４の先端部が案内分岐点の座標Ｘと一致（水平方向に関して一致）する位置に配置される。また、矢印６４の長さは後述のように矢印の内部に描画される交差点名称の長さや退出方向の角度を考慮して決定される。一方、垂直方向については図７に示すように矢印６４の下端が路面から所定距離（例えば５ｍ）離れた位置に配置する。
また『第３の案内オブジェクト』については図６に示すように案内分岐点６０の案内の目印となる施設や構造物の上方に目印アイコン６５が配置される。即ち、『第３の案内オブジェクト』については『第１の案内オブジェクト』や『第２の案内オブジェクト』と異なり、路面上方ではなく施設や構造物の上方に配置される。特に、目印アイコン６５の中心が案内分岐点に対応付けられた目印の座標Ｙと一致（水平方向に関して一致）する位置に配置される。尚、目印の座標Ｙはナビゲーション装置１が有する地図情報から特定することとするが、フロントカメラ１９で撮像した画像に対して画像認識処理を行うことにより特定しても良い。一方、垂直方向については図７に示すように目印アイコン６５の下端が地面から所定距離（例えば１０ｍ）離れた位置に配置する。

続いて、Ｓ１６においてＣＰＵ４１は、太陽を模した仮想の光源６７を前記Ｓ１３で生成された３次元空間に対して配置する。尚、３次元空間に対して光源６７を配置する位置は、図７に示すように各案内オブジェクトの鉛直方向上方に対応する位置よりも車両６６の現在位置に対して遠方側に配置する。但し、後述のように影を表示する対象となるのは最も地面に近い位置に配置された案内オブジェクトのみであるので、少なくとも影を表示する対象となる案内オブジェクトの鉛直方向上方に対応する位置よりも車両６６の現在位置に対して遠方側に配置すればよい。尚、光源の垂直方向の位置については地面から十分に高い距離（例えば１ｋｍ）或いは無限遠方（無限遠光源）に設定する。

次に、Ｓ１７においてＣＰＵ４１は、先ず案内オブジェクトが配置された３次元空間を、前記Ｓ１３で特定された車両の位置（視点に相当する）から車両の進行方向に視認した画像（以下、視認画像という）を取得する。例えば、図８は図６に示す態様で車両並びに各案内オブジェクトが配置された場合に取得される視認画像６９を示した図である。特に車両の位置はフロントカメラ１９の位置とするので、取得された視認画像６９は３次元空間に配置された各案内オブジェクトをフロントカメラ１９の視点から車両の進行方向に視認した際に視認できる像となるが、車両の乗員の視界にも相当する。また、光源６７によって生じた案内オブジェクトの影についても含まれる。尚、光源６７については視認画像６９から除かれる。

その後、ＣＰＵ４１は、視認画像６９に含まれる各案内オブジェクトの形状及び案内オブジェクトの位置を、液晶ディスプレイ１５により表示対象とする案内オブジェクトの形状及び案内オブジェクトの位置として記憶する。ここで、前記Ｓ１７で記憶される案内オブジェクトの形状は、３次元空間に配置された案内オブジェクトを車両（より正確にはフロントカメラ１９）の視点から視認した際に視認できる案内オブジェクトの形状である。また、前記Ｓ１７で記憶される案内オブジェクトの位置は、３次元空間に配置された案内オブジェクトを車両（より正確にはフロントカメラ１９）の視点から視認した際に視認できる案内オブジェクトの位置である。

続いて、Ｓ１８においてＣＰＵ４１は、前記Ｓ１１で表示対象に決定された各案内オブジェクトが複数種類あるか否かを判定する。

そして、前記Ｓ１１で表示対象に決定された各案内オブジェクトが複数種類あると判定された場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）には、Ｓ２０へと移行する。それに対して、前記Ｓ１１で表示対象に決定された各案内オブジェクトが一種類のみと判定された場合（Ｓ１８：ＮＯ）には、Ｓ１９へと移行する。

Ｓ１９においてＣＰＵ４１は、前記Ｓ１６で３次元空間に配置された仮想の光源６７の位置と、同じく３次元空間に配置された案内オブジェクトの位置及び形状に基づいて、光源６７によって生じた案内オブジェクトの影の形状と位置を記憶する。影が形成されるのは基本的に路面上となるが、路面上に構造物がある場合にはそれらの構造物上に影が形成される場合もある。尚、前述したように光源６７は、案内オブジェクトの鉛直方向上方に対応する位置よりも車両の現在位置に対して遠方側に配置する。従って、影の位置は案内オブジェクトの鉛直下方よりも僅かに車両側の位置に形成されることとなる。また、前記Ｓ１９で影を記憶する対象となる案内オブジェクトは基本的に路面上方に位置する案内オブジェクトに限られる。即ち、第１実施形態では『第１の案内オブジェクト』と『第２の案内オブジェクト』のいずれかが表示対象となる場合に限られる。その後、Ｓ２１へと移行する。

一方、Ｓ２０においてＣＰＵ４１は、前記Ｓ１１で表示対象に決定された複数種類の案内オブジェクトについて、前記Ｓ１５で３次元空間上に配置された位置を比較し、最も地面に近い位置に配置された種類の案内オブジェクトを特定する。例えば、『第１の案内オブジェクト』と『第２の案内オブジェクト』と『第３の案内オブジェクト』とが表示対象に設定されている場合には、最も地面に近い位置に配置された種類の案内オブジェクトは『第１の案内オブジェクト』となる。そして前記Ｓ１６で３次元空間に配置された仮想の光源６７の位置と、同じく３次元空間に配置された案内オブジェクトの位置及び形状に基づいて、光源６７によって生じた各案内オブジェクトの影の内、最も地面に近い位置に配置された案内オブジェクトの影の形状と位置を記憶する。

例えば図８に示す視認画像６９では、第１の案内オブジェクトである矢印６１〜６３に対応する影７１〜７３と、第２の案内オブジェクトである矢印６４に対応する影７４と、第３の案内オブジェクトである目印アイコン６５に対応する影７５とが生じている。従って、前記Ｓ２０では第１の案内オブジェクトである矢印６１〜６３に対応する影７１〜７３の形状と位置を記憶することとなる。また、前記Ｓ２０で影を記憶する対象となる案内オブジェクトは基本的に路面上方に位置する案内オブジェクトに限られる。即ち、第１実施形態では『第１の案内オブジェクト』と『第２の案内オブジェクト』のいずれかに対応する影に限られる。その後、Ｓ２１へと移行する。

その後、Ｓ２１においてＣＰＵ４１は、前記Ｓ１７で記憶された案内オブジェクトの形状及び案内オブジェクトの位置に基づいて、液晶ディスプレイ１５において案内オブジェクトを表示する範囲を決定する。尚、案内オブジェクトの表示範囲は、前記Ｓ１７で記憶される形状を有する案内オブジェクトが、３次元空間において配置された案内オブジェクトと同位置に表示される範囲となる。また、ＣＰＵ４１は前記Ｓ１９又はＳ２０で記憶された案内オブジェクトの影の形状及び位置に基づいて、液晶ディスプレイ１５において案内オブジェクトの影を表する範囲についても同様に決定する。その後、Ｓ５へと移行し、前述したように液晶ディスプレイ１５に対して制御信号を送信し、液晶ディスプレイ１５に対して前記Ｓ１８で記憶された形状の案内オブジェクト及び影の画像を、前記Ｓ２１で決定された表示範囲に表示する。

その結果、車両の走行に伴って液晶ディスプレイ１５に表示される走行案内画面５１は図３のような画面となる。特に最も地面に近い位置にある第１の案内オブジェクトの影を示す画像５６が表示されることによって、第１案内オブジェクトまでの距離、即ち案内分岐点までの距離が把握しやすくなる。一方で、第１の案内オブジェクトよりも上方にある第２の案内オブジェクトや第３の案内オブジェクトの影は表示されないので、上方に位置する案内オブジェクトの影が下方に位置する案内オブジェクト上に表示されて、下方の案内オブジェクトが視認し難くなる事象を防止できる。更に、表示される影の数を抑えることによって視認性の低下も防止できる。

次に、前記Ｓ１４において実行される案内オブジェクト生成処理のサブ処理について図９に基づき説明する。図９は案内オブジェクト生成処理のサブ処理プログラムのフローチャートである。

先ず、Ｓ３１においてＣＰＵ４１は、前記Ｓ１１で表示対象に決定された案内オブジェクトに『第１の案内オブジェクト』を含むか否かを判定する。尚、『第１の案内オブジェクト』は、前述したように案内分岐点の退出方向を示す案内オブジェクトであって、具体的には３つの矢印６１〜６３を有する。

そして、前記Ｓ１１で表示対象に決定された案内オブジェクトに『第１の案内オブジェクト』を含むと判定された場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）には、Ｓ３２へと移行する。それに対して、前記Ｓ１１で表示対象に決定された案内オブジェクトに『第１の案内オブジェクト』を含まないと判定された場合（Ｓ３１：ＮＯ）には、Ｓ３３へと移行する。

Ｓ３２においてＣＰＵ４１は、液晶ディスプレイ１５に表示する対象となる『第１の案内オブジェクト』を生成する。第１実施形態では、『第１の案内オブジェクト』は車両の進行方向前方にある案内分岐点の退出方向を示す矢印であり、特に図６〜図８に示すように２等辺三角形状を有する３つの矢印６１〜６３を生成する。尚、案内経路が進行方向前方にある案内交差点で右折する経路である場合には右方向を示す矢印となる。案内経路が進行方向前方にある案内交差点で左折する経路である場合には左方向を示す矢印となる。また、案内オブジェクトは２次元ポリゴンとし、基本的に厚みは存在しないこととする。但し、厚みを持たせた３次元ポリゴンとしても良い。また、前記Ｓ３３で生成される『第１の案内オブジェクト』の形状は適宜変更可能であり、案内分岐点における退出方向を示すことができる形状であれば矢印以外の形状であっても良い。また、３つの矢印である必要もなく、１のみの矢印であっても良い。

続いて、Ｓ３３においてＣＰＵ４１は、前記Ｓ１１で表示対象に決定された案内オブジェクトに『第２の案内オブジェクト』を含むか否かを判定する。尚、『第２の案内オブジェクト』は、前述したように案内分岐点の退出方向と交差点名称を示す案内オブジェクトであって、具体的には内部に文字列の記載された一の矢印６４を有する。

そして、前記Ｓ１１で表示対象に決定された案内オブジェクトに『第２の案内オブジェクト』を含むと判定された場合（Ｓ３３：ＹＥＳ）には、Ｓ３４へと移行する。それに対して、前記Ｓ１１で表示対象に決定された案内オブジェクトに『第２の案内オブジェクト』を含まないと判定された場合（Ｓ３３：ＮＯ）には、Ｓ３８へと移行する。

Ｓ３４においてＣＰＵ４１は、案内対象となる案内分岐点の退出方向について算出する。具体的には、図１０に示すように現在の車両の進行方向（案内分岐点への進入方向にも相当）に対する退出方向の角度θを算出する。

次に、Ｓ３５においてＣＰＵ４１は、案内オブジェクトに表示対象となる文字列（即ち案内分岐点の交差点名称）の文字数に基づいて、案内オブジェクトのベースとなる矢印の画像８０を生成する。ここで、図１１に示すように矢印の画像８０は先端側に位置する鋭角三角形状をなす第１のパーツ８１と、後端側に位置する直方体形状をなす第２のパーツ８２との組み合わせからなる。また、基本的に第１のパーツ８１の長さは固定であるが、第２のパーツ８２の長さは案内オブジェクトに表示対象となる文字列の文字数、即ち案内分岐点の交差点名称の文字数に基づいて算出される。具体的には、第２のパーツ８２の長さＤは、以下の式（１）により算出する。
Ｄ＝交差点名称の文字数×Ｃ+α・・・・（１）
（Ｃは案内オブジェクトの内部に表示される文字の標準の文字幅、αは固定の余白量）

続いて、Ｓ３６においてＣＰＵ４１は、前記Ｓ３４で算出した退出方向の角度θに基づいて前記Ｓ３５で生成した矢印の画像を補正する。具体的には、第２のパーツ８２の長さＤについて、案内分岐点における退出方向と現在の車両の進行方向に対して垂直に交差する交差方向との差異が大きくなる程、拡張するように補正する。具体的には以下の（１）〜（３）により補正を行う。
（１）前記Ｓ３４で算出した退出方向の角度θが９０°（僅かに異なる場合も含む）の場合、即ち案内分岐点における退出方向と現在の車両の進行方向とが垂直の場合には、第２のパーツ８２の長さＤについて変更しない。即ち前記Ｓ３５で生成した矢印の画像を維持する。
（２）前記Ｓ３４で算出した退出方向の角度θが０°≦θ＜９０°の場合、即ち案内分岐点における退出方向が斜め前方である場合には、第２のパーツ８２の長さＤについて、θが０°に近づくほど第２のパーツ８２の長さＤを長くして矢印の画像を補正する。例えば補正前の第２のパーツ８２の長さＤをＤ１、補正後の第２のパーツ８２の長さＤをＤ２とすると、以下の式（２）によりＤ２が算出される。
Ｄ２＝Ｄ１／ｓｉｎθ・・・・（２）
但し、Ｄ２には上限を設定し、例えばＤ１の２倍とする。
（３）前記Ｓ３４で算出した退出方向の角度θが９０°＜θ≦１８０°の場合、即ち案内分岐点における退出方向が斜め後方（手前方向）である場合には、第２のパーツ８２の長さＤについて、θが１８０°に近づくほど第２のパーツ８２の長さＤを長くして矢印の画像を補正する。例えば補正前の第２のパーツ８２の長さＤをＤ１、補正後の第２のパーツ８２の長さＤをＤ２とすると、同じく上記の式（２）によりＤ２が算出される。
但し、Ｄ２には上限を設定し、例えばＤ１の２倍とする。

その後、Ｓ３７においてＣＰＵ４１は、前記Ｓ３６で補正した後の矢印の画像８０の内部に対して、表示対象となる文字列、即ち案内分岐点の交差点名称を描画する。また、交差点名称を描画する際には、矢印の画像８０の文字表示領域の長さに対応した文字幅で描画する。ここで、図１１に示すように矢印の画像８０の文字表示領域は、左折矢印のように先端側に文字列の先頭が位置する場合には、第１のパーツ８１と第２のパーツ８２の接続点を起点とした第２のパーツ８２の内部領域となる。一方、右折矢印のように矢印の後端側に文字列の先頭が位置する場合には、矢印の後端を起点とした第２のパーツ８２の内部領域となる。また、文字表示領域の長さは前記Ｓ３６で拡張した後の第２のパーツ８２の長さＤから固定の余白量αを減じた長さである。従って、図１２に示すように例えば前記Ｓ３６において第２のパーツ８２の長さＤを１．５倍に拡張した場合には、描画される文字列の文字幅も１．５倍になる。尚、前記Ｓ３６において第２のパーツ８２の長さＤの拡張の上限は２倍としているので、文字幅の拡張についても２倍が上限となる。

その後、Ｓ３８においてＣＰＵ４１は、前記Ｓ３７で文字列の描画された矢印の画像８０を板ポリゴンに張り付けることによって、矢印ポリゴンを生成する。生成された矢印のポリゴンが『第２の案内オブジェクト』となる。尚、案内オブジェクトは２次元ポリゴンとし、基本的に厚みは存在しないこととする。但し、厚みを持たせた３次元ポリゴンとしても良い。

次に、Ｓ３９においてＣＰＵ４１は、前記Ｓ１１で表示対象に決定された案内オブジェクトに『第３の案内オブジェクト』を含むか否かを判定する。尚、『第３の案内オブジェクト』は、前述したように案内分岐点の目印を示すアイコンであって、具体的には内部に目印のジャンルを示すマークが表示された一の目印アイコン６５を有する。

そして、前記Ｓ１１で表示対象に決定された案内オブジェクトに『第３の案内オブジェクト』を含むと判定された場合（Ｓ３９：ＹＥＳ）には、Ｓ４０へと移行する。それに対して、前記Ｓ１１で表示対象に決定された案内オブジェクトに『第３の案内オブジェクト』を含まないと判定された場合（Ｓ３９：ＮＯ）には、案内オブジェクト生成処理を終了してＳ１５へと移行する。

Ｓ４０においてＣＰＵ４１は、液晶ディスプレイ１５に表示する対象となる『第３の案内オブジェクト』を生成する。第１実施形態では、『第３の案内オブジェクト』は車両の進行方向前方にある案内分岐点の目印を示すアイコンであり、特に図６〜図８に示すように内部に目印のジャンルを示すマークが表示された一の目印アイコン６５を生成する。また、案内オブジェクトは２次元ポリゴンとし、基本的に厚みは存在しないこととする。但し、厚みを持たせた３次元ポリゴンとしても良い。また、前記Ｓ４０で生成される『第３の案内オブジェクト』の形状は適宜変更可能であり、案内分岐点における目印を示すことができる形状であればアイコン以外の形状であっても良い。

その後、Ｓ１５へと移行し、上述した案内オブジェクト生成処理によって生成した案内オブジェクトを３次元空間内に配置する。そして、同じく３次元空間に配置された車両の現在位置である視点から視認できる案内オブジェクトの形状や位置を特定し（Ｓ１７）、特定された位置や形状に基づいて案内オブジェクトの画像を表示する（Ｓ５）。ここで、『第２の案内オブジェクト』である矢印は、前述したように案内分岐点の退出方向に沿って配置されるので、案内分岐点の退出方向と現在の車両の進行方向に対して垂直に交差する交差方向との差異が大きくなる程、図１２に示すように第２の案内オブジェクトの矢印の画像５４は正面の向きから傾斜して表示されることとなる。そして、傾斜角度が大きくなる程、矢印内に表示される交差点名称の文字の形状が変更して文字幅も狭くなり、認識できなくなる問題がある。第１実施形態では、上述したように案内分岐点の退出方向と現在の車両の進行方向に対して垂直に交差する交差方向との差異が大きくなる程、矢印の内部に表示される文字列の文字幅を拡張する。その結果、第２の案内オブジェクトの矢印の画像５４が正面の向きから傾斜したとしても、文字幅を拡張しない場合と比較して文字列の視認性が低下することを防止できる。

以上詳細に説明した通り、第１実施形態に係るナビゲーション装置１及びナビゲーション装置１で実行されるコンピュータプログラムによれば、車両の進行方向前方に案内対象となる案内対象地点がある場合に、案内対象地点に対する案内を行う為の案内オブジェクトを表示する（Ｓ５）一方で、重畳される地面からの位置が異なる複数種類の案内オブジェクトを同時に表示する場合に、最も地面に近い位置に重畳される種類の案内オブジェクトのみを対象として、該案内オブジェクトに対応する影を表示する（Ｓ５）ので、上方に位置する案内オブジェクトの影が下方に位置する案内オブジェクト上に表示されて、下方の案内オブジェクトが視認し難くなる事象を防止できる。また、各種類の案内オブジェクトの影同士が互いに重複することがなくなり、少なくとも最も地面に近い位置にある案内オブジェクトについては重畳する位置を明確に乗員に認識させることが可能となる。更に、表示される影の数を抑えることによって視認性の低下も防止できる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る重畳画像表示装置について図１３及び図１４に基づいて説明する。尚、以下の説明において上記図１乃至図１２の第１実施形態に係る重畳画像表示装置の構成と同一符号は、前記第１実施形態に係る重畳画像表示装置等の構成と同一あるいは相当部分を示すものである。

この第２実施形態に係る重畳画像表示装置の概略構成は、第１実施形態に係る重畳画像表示装置とほぼ同じ構成である。また、各種制御処理も第１実施形態に係る重畳画像表示装置とほぼ同じ制御処理である。
ただし、第１実施形態に係る重畳画像表示装置が、ナビゲーション装置１の液晶ディスプレイ１５に対してフロントカメラ１９で撮像した撮像画像を表示し、更に液晶ディスプレイ１５に対して案内オブジェクトを表示することによって、車両周辺の風景に案内オブジェクトを重畳させて表示するのに対して、第２実施形態に係る重畳画像表示装置は車両周辺の風景に重畳する画像を表示する手段としてヘッドアップディスプレイシステムを用いる点で異なる。

以下に第２実施形態に係る重畳画像表示装置の概略構成について図１３を用いて説明する。図１３は第２実施形態に係る重畳画像表示装置１０１の概略構成図である。
図１３に示すように重畳画像表示装置１０１は、車両１０２に搭載されたナビゲーション装置１０３と、同じく車両１０２に搭載されるとともにナビゲーション装置１０３と接続されたフロントディスプレイ１０４とを基本的に有する。尚、フロントディスプレイ１０４は車両１０２のフロントガラス１０５とともにヘッドアップディスプレイとして機能し、車両１０２の乗員１０６に対して様々な情報の提供を行う情報提供手段となる。

ここで、フロントディスプレイ１０４は、車両１０２のダッシュボード１０７内部に設置され、前面に設けられた画像表示面に対して画像を表示する機能を有する液晶ディスプレイである。バックライトとしては例えばＣＣＦＬ（冷陰極管）や白色ＬＥＤが用いられる。尚、フロントディスプレイ１０４としては、液晶ディスプレイ以外に、有機ＥＬディスプレイや液晶プロジェクタとスクリーンの組み合わせを用いても良い。

そして、フロントディスプレイ１０４は車両１０２のフロントガラス１０５とともにヘッドアップディスプレイとして機能し、フロントディスプレイ１０４から出力される画像を、運転席の前方のフロントガラス１０５に反射させて車両１０２の乗員１０６に視認させるように構成されている。尚、フロントディスプレイ１０４には、必要に応じて案内オブジェクトを表示する。尚、以下に説明する第２実施形態では案内オブジェクトは、第１実施形態と同様に車両の進行方向前方にある案内分岐点における案内を行う為の案内情報とし、より具体的には案内分岐点の退出方向を示す矢印等とする。

また、フロントガラス１０５を反射して乗員１０６がフロントディスプレイ１０４に表示された映像を視認した場合に、乗員１０６にはフロントガラス１０５の位置ではなく、フロントガラス１０５の先の遠方の位置にフロントディスプレイ１０４に表示された映像が虚像１１０として視認されるように構成される。また、虚像１１０は車両前方の周辺環境（風景、実景）に重畳して表示されることとなり、例えば車両前方に位置する任意の対象物（路面、建築物、警告対象となる物等）に重畳させて表示させることも可能である。

ここで、虚像１１０を生成する位置、より具体的には乗員１０６から虚像１１０までの距離（以下、結像距離という）Ｌについては、フロントディスプレイ１０４の位置によって決定される。例えば、フロントディスプレイ１０４において映像の表示された位置からフロントガラス１０５までの光路に沿った距離（光路長）によって結像距離Ｌが決定される。例えば結像距離Ｌが１．５ｍとなるように光路長が設定されている。

また、車両のフロントバンパの上方やルームミラーの裏側等にはフロントカメラ１１１が設置される。フロントカメラ１１１は、例えばＣＣＤ等の固体撮像素子を用いたカメラを有する撮像装置であり、光軸方向を車両の進行方向前方に向けて設置される。そして、フロントカメラ１１１により撮像された撮像画像に対して画像処理が行われることによって、フロントガラス越しに乗員１０６に視認される前方環境（即ち虚像１１０が重畳される環境）の状況等が検出される。尚、フロントカメラ１１１の代わりにミリ波レーダ等のセンサを用いても良い。

また、車両のインストルメントパネルの上面には車内カメラ１１２が設置される。車内カメラ１１２は、例えばＣＣＤ等の固体撮像素子を用いたカメラを有する撮像装置であり、光軸方向を運転席に向けて設置される。車内において一般的に乗員の顔が位置すると予想される範囲を検出範囲（車内カメラ１１２の撮像範囲）として設定し、運転席に座った乗員１０６の顔を撮像する。そして、車内カメラ１１２により撮像された撮像画像に対して画像処理が行われることによって、乗員１０６の目の位置（視線開始点）や視線方向を検出する。

そして、第２実施形態に係る重畳画像表示装置は、前述した走行支援処理プログラム（図２）のＳ５において、図１４に示すようにフロントディスプレイ１０４に対して案内オブジェクトの画像１２０、１２１、１２２を表示する。その結果、図１４に示すようにフロントディスプレイ１０４に表示された案内オブジェクトの画像１２０、１２１、１２２を車両の乗員が視認することによって、フロントガラス１０５越しの風景に重畳して案内オブジェクトの画像１２０の虚像１２３が視認される。同じくフロントガラス１０５越しの風景に重畳して案内オブジェクトの画像１２１の虚像１２４が視認される。また、フロントガラス１０５越しの風景に重畳して案内オブジェクトの画像１２２の虚像１２５が視認される。

更に、図１４に示すようにフロントディスプレイ１０４に対して案内オブジェクトの影の画像１２６についても表示する。その結果、図１４に示すようにフロントディスプレイ１０４に表示された案内オブジェクトの影の画像１２６を車両の乗員が視認することによって、フロントガラス１０５越しの風景に重畳して案内オブジェクトの影の画像１２６の虚像１２７が視認される。尚、影の画像１２６は黒色であると虚像が視認できないので、灰色にするのが望ましい。

それによって、第１実施形態に係る重畳画像表示装置と同様に、右左折対象となる案内分岐点の位置や、案分岐点における退出方向を正確に把握できる。尚、第２実施形態に係る重畳画像表示装置では、前記Ｓ４の案内オブジェクト表示位置決定処理において、フロントディスプレイ１０４に対して表示する案内オブジェクトの形状及び案内オブジェクトを表示する位置（範囲）を決定する。同じく、フロントディスプレイ１０４に対して表示する案内オブジェクトの影の形状及び位置（範囲）についても決定する。また、前記Ｓ１３で３次元空間に特定する自車両の現在位置及び方位は、車両の乗員の位置及び車内カメラ１１２を用いて検出した乗員の視線方向とするのが望ましい。

尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。
例えば車両周辺の風景に重畳する画像を表示する手段として、第１実施形態では実景画像の表示された液晶ディスプレイ１５を用い、第２実施形態ではヘッドアップディスプレイシステムを用いているが、フロントガラスに対して画像を表示するウインドウシールドディスプレイ（ＷＳＤ）を用いても良い。ＷＳＤでは、フロントガラスをスクリーンとしてプロジェクタから映像を表示しても良いし、フロントガラスを透過液晶ディスプレイとしても良い。ＷＳＤによってフロントガラスに対して表示された画像は、車両周辺の風景に重畳する画像となる。

また、第１及び第２実施形態では、案内オブジェクトはナビゲーション装置で設定された案内経路に沿った車両の進行方向を示す矢印の画像としているが、他の画像としても良い。例えば、車両の乗員への警告対象となる対象物（例えば他車両、歩行者、案内標識）に対する警告画像、車両が走行する車線の区画線の画像などでも良い。

また、第１及び第２実施形態では、案内オブジェクトを用いて案内分岐点の案内を行っているが、案内オブジェクトにより案内対象とする地点は案内分岐点に限られることなく、例えば車線減少地点や合流区間等の車両の乗員に注意を促す他の地点としても良い。また、案内対象地点の種類によって表示する案内オブジェクトの内容を変更するのが望ましい。

また、第１及び第２実施形態では、光源によって案内オブジェクトに生じる影として、案内オブジェクトによって他（例えば地面等）に生じる影を表示しているが、案内オブジェクト自身に生じる影（即ち陰影）を表示しても良い。

また、第１及び第２実施形態では、第２の案内オブジェクトである矢印の内部に、文字列として案内分岐点の交差点名称を表示しているが、他の文字列を表示しても良い。例えば、退出方向に対応する方面名称や退出方向にある道路の道路名称を表示しても良い。

また、第１及び第２実施形態では、案内オブジェクトに含まれる文字列は、案内分岐点の退出方向に沿って配列された文字列としているが、文字列の配列方向は必ずしも案内分岐点の退出方向である必要はない。例えば、案内分岐点の進入方向であっても良い。また、案内オブジェクトを用いてカーブの走行案内を行う場合には、文字列をカーブの接線方向に配列しても良い。

また、第１及び第２実施形態では、案内オブジェクトを用いた走行支援は、高速道路の走行時と一般道の走行時の両方で行っているが、高速道路の走行時のみ或いは一般道の走行時のみで行うようにしても良い。

また、第１実施形態では、ナビゲーション装置１の液晶ディスプレイ１５に対してフロントカメラ１９で撮像した実景画像や案内オブジェクトを表示しているが、実景画像や案内オブジェクトを表示するディスプレイとしては車両内に配置されたディスプレイであれば、液晶ディスプレイ１５以外のディスプレイであっても良い。

また、第２実施形態では、フロントディスプレイ１０４によって車両１０２のフロントガラス１０５の前方に虚像を生成する構成としているが、フロントガラス１０５以外のウィンドウの前方に虚像を生成する構成としても良い。また、フロントディスプレイ１０４により映像を反射させる対象はフロントガラス１０５自身ではなくフロントガラス１０５の周辺に設置されたバイザー（コンバイナー）であっても良い。

また、第１及び第２実施形態では、走行支援処理プログラム（図２）の処理をナビゲーション装置１のナビゲーションＥＣＵ１３が実行する構成としているが、実行主体は適宜変更することが可能である。例えば、液晶ディスプレイ１５の制御部、車両制御ＥＣＵ、その他の車載器が実行する構成としても良い。

また、本発明に係る重畳画像表示装置を具体化した実施例について上記に説明したが、重畳画像表示装置は以下の構成を有することも可能であり、その場合には以下の効果を奏する。

例えば、第１の構成は以下のとおりである。
車両に搭載され、前記車両の乗員へ情報を案内する案内オブジェクト（６１〜６５）を、前記車両周辺の風景に重畳して視認させる重畳画像表示装置（１）であって、重畳される地面からの位置が異なる複数種類の案内オブジェクトの内、案内内容に応じて前記案内オブジェクトを表示するオブジェクト表示手段（４１）と、複数種類の前記案内オブジェクトを同時に表示する場合に、最も地面に近い位置に重畳される種類の案内オブジェクトのみを対象として、該案内オブジェクトに対応する影（５６）を表示する影表示手段（４１）と、を有する。
上記構成を有する重畳画像表示装置によれば、複数種類の案内オブジェクトを同時に表示する場合には、最も地面に近い位置に重畳される種類の案内オブジェクトのみを対象として、該案内オブジェクトに対応する影を表示するので、上方に位置する案内オブジェクトの影が下方に位置する案内オブジェクト上に表示されて、下方の案内オブジェクトが視認し難くなる事象を防止できる。また、各種類の案内オブジェクトの影同士が互いに重複することがなくなり、少なくとも最も地面に近い位置にある案内オブジェクトについては重畳する位置を明確に乗員に認識させることが可能となる。更に、表示される影の数を抑えることによって視認性の低下も防止できる。

また、第２の構成は以下のとおりである。
前記案内オブジェクト（６１〜６５）を重畳させるエリア周辺に対応した３次元空間内に表示対象となる前記案内オブジェクトを配置する案内オブジェクト配置手段（４１）と、前記３次元空間内に光源（６７）を配置する光源配置手段（４１）と、を有し、前記影表示手段（４１）は、前記３次元空間内に配置された前記案内オブジェクト及び前記光源に基づいて前記案内オブジェクトに対応する影を表示する。
上記構成を有する重畳画像表示装置によれば、３次元空間内に配置した仮想の光源に基づいて案内オブジェクトに生じる影の位置や形状を正確に特定することが可能となる。その結果、車両の乗員に違和感を与えることのない影を表示することが可能となる。

また、第３の構成は以下のとおりである。
現在の車両の位置に対応する前記３次元空間内の位置に視点を設定する視点設定手段（４１）を有し、前記オブジェクト表示手段（４１）は、前記３次元空間内に配置された前記案内オブジェクト（６１〜６５）を前記視点から視認される形状で表示し、前記影表示手段は、前記光源（６７）によって生じた前記案内オブジェクトに対応する影を前記視点から視認される形状で表示する。
上記構成を有する重畳画像表示装置によれば、３次元空間内に設定した視点からの像に基づいて案内オブジェクトや影を表示することによって、案内オブジェクトや影を風景内の適切な位置に重畳させて乗員に視認させることが可能となる。また、仮想の光源に基づいて案内オブジェクトに生じる影の位置や形状を正確に特定することが可能となる。その結果、車両の乗員に違和感を与えることのない案内オブジェクトや影の表示が可能となる。

また、第４の構成は以下のとおりである。
前記光源配置手段（４１）は、前記光源（６７）を前記案内オブジェクト（６１〜６５）の鉛直方向上方に対応する位置よりも前記視点に対して遠方側に配置する。
上記構成を有する重畳画像表示装置によれば、影の位置が案内オブジェクトの鉛直下方よりも手前側に位置することとなるので、より乗員に違和感を与えない自然な影の位置とすることができ、鉛直下方に表示する場合よりも案内オブジェクトまでの距離を正確に把握し易くすることが可能となる。また、案内オブジェクトが厚み形状を有しないものであったとしても影を生じさせることが可能となる。

また、第５の構成は以下のとおりである。
前記影を重畳する対象となるエリアの明るさを取得する環境取得手段（４１）を有し、前記影表示手段は、前記エリアの明るさに応じた色相又は明度で前記影を表示する。
上記構成を有する重畳画像表示装置によれば、影を重畳させる風景の明るさに対応した影を表示することが可能となる。その結果、乗員に違和感を与えない自然な影とすることができる。

また、第６の構成は以下のとおりである。
前記影表示手段（４１）は、道路の路面上方の位置に重畳する複数種類の案内オブジェクト（６１〜６５）を同時に表示する場合に、最も路面に近い位置に重畳される種類の案内オブジェクトのみを対象として、案内オブジェクトの下方に該案内オブジェクトに対応する影を表示する。
上記構成を有する重畳画像表示装置によれば、路面上に影が生じる案内オブジェクトを対象として、案内オブジェクトによって生じる影を表示するので、車両の乗員から影を視認し易くすることが可能となる。

また、第７の構成は以下のとおりである。
前記案内オブジェクト（６１〜６５）は、案内分岐点（６０）における車両の退出方向を示す矢印である。
上記構成を有する重畳画像表示装置によれば、特に案内分岐点における車両の退出方向の案内を複数種類の案内オブジェクトを同時に表示して行う場合において、特に最も地面に近い位置にある案内オブジェクトの影が表示されることによって、案内オブジェクトまでの距離、即ち案内分岐点までの距離が把握しやすくなる。

１ ナビゲーション装置
１５ 液晶ディスプレイ
１９ フロントカメラ
４１ ＣＰＵ
４２ ＲＡＭ
４３ ＲＯＭ
５１ 走行案内画面
５２ 風景
５３〜５５ 案内オブジェクトの画像
５６ 影の画像
６０ 案内分岐点
６１〜６４ 矢印（案内オブジェクトの一例）
６５ 目印アイコン（案内オブジェクトの一例）
６６ 車両
６７ 光源
８０ 矢印画像
８１ 第１のパーツ
８２ 第２のパーツ

Claims (8)

1. 車両に搭載され、前記車両の乗員へ情報を案内する案内オブジェクトを、前記車両周辺の風景に重畳して視認させる重畳画像表示装置であって、
   重畳される地面からの位置が異なる複数種類の案内オブジェクトの内、案内内容に応じて前記案内オブジェクトを表示するオブジェクト表示手段と、
   複数種類の前記案内オブジェクトを同時に表示する場合に、最も地面に近い位置に重畳される種類の案内オブジェクトのみを対象として、該案内オブジェクトに対応する影を表示する影表示手段と、を有する重畳画像表示装置。
2. 前記案内オブジェクトを重畳させるエリア周辺に対応した３次元空間内に表示対象となる前記案内オブジェクトを配置する案内オブジェクト配置手段と、
   前記３次元空間内に光源を配置する光源配置手段と、を有し、
   前記影表示手段は、前記３次元空間内に配置された前記案内オブジェクト及び前記光源に基づいて前記案内オブジェクトに対応する影を表示する請求項１に記載の重畳画像表示装置。
3. 現在の車両の位置に対応する前記３次元空間内の位置に視点を設定する視点設定手段を有し、
   前記オブジェクト表示手段は、前記３次元空間内に配置された前記案内オブジェクトを前記視点から視認される形状で表示し、
   前記影表示手段は、前記光源によって生じた前記案内オブジェクトに対応する影を前記視点から視認される形状で表示する請求項２に記載の重畳画像表示装置。
4. 前記光源配置手段は、前記光源を前記案内オブジェクトの鉛直方向上方に対応する位置よりも前記視点に対して遠方側に配置する請求項３に記載の重畳画像表示装置。
5. 前記影を重畳する対象となるエリアの明るさを取得する環境取得手段を有し、
   前記影表示手段は、前記エリアの明るさに応じた色相又は明度で前記影を表示する請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の重畳画像表示装置。
6. 前記影表示手段は、道路の路面上方の位置に重畳する複数種類の案内オブジェクトを同時に表示する場合に、最も路面に近い位置に重畳される種類の案内オブジェクトのみを対象として、案内オブジェクトの下方に該案内オブジェクトに対応する影を表示する請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の重畳画像表示装置。
7. 前記案内オブジェクトは、案内分岐点における車両の退出方向を示す矢印である請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の重畳画像表示装置。
8. 車両に搭載され、前記車両の乗員へ情報を案内する案内オブジェクトを、前記車両周辺の風景に重畳して視認させる重畳画像表示装置を、
   重畳される地面からの位置が異なる複数種類の案内オブジェクトの内、案内内容に応じて一又は複数種類の前記案内オブジェクトを表示するオブジェクト表示手段と、
   複数種類の前記案内オブジェクトを同時に表示する場合に、最も地面に近い位置に重畳される種類の案内オブジェクトのみを対象として、該案内オブジェクトに対応する影を表示する影表示手段と、して機能させる為のコンピュータプログラム。

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