JP2021039085A - 重畳画像表示装置、重畳画像描画方法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表示された案内オブジェクトの内容を明確に乗員に認識させることができ、適切な運転操作を行わせることを可能にした重畳画像表示装置、重畳画像描画方法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５３を表示する一方で、案内オブジェクトを表示する際には、車両から案内対象地点までの距離が閾値以上である場合には、乗員に車両との相対位置が固定された状態で重畳して視認される態様で案内オブジェクトを表示する。また、その後に車両から案内対象地点までの距離が閾値未満となった場合には、乗員に案内対象地点との相対位置が固定された状態で重畳して視認される態様で案内オブジェクトを表示するように構成する。【選択図】図９

Description

本発明は、車両の走行支援を行う重畳画像表示装置、重畳画像描画方法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、車両の乗員に案内対象となる案内対象地点を案内する場合には、重畳する画像を案内対象地点付近に重畳させることが効果的である。案内対象地点としては、例えば車両が右左折する案内分岐点、案内分岐点の目印となる地物（施設、看板など）、注意を促す必要のある障害物等が該当する。例えば、特開２００７−１２１００１号公報には、案内対象交差点の３００ｍ手前に車両が位置した時点で、車両前方の実写画像に含まれる案内対象交差点に重畳して右左折方向を示す矢印の画像を表示する技術について開示されている。

特開２００７−１２１００１号公報（第７頁、図９）

上記特許文献１に記載の技術は、案内対象交差点の３００ｍ手前に車両が位置した時点で矢印の画像が表示される。しかしながら、現実的には３００ｍ手前の時点では案内対象交差点までの距離が非常に遠いので、車両からは案内対象交差点は非常に小さくしか視認できない。従って、案内対象交差点に重畳する矢印の画像も非常に小さくなり、矢印の画像がどの交差点でどの方向に曲がることを示す矢印であるかを認識するのは非常に困難であった。

従って、上記特許文献１に記載の技術では、案内対象交差点の３００ｍ手前に車両が位置した時点で矢印の画像が表示されるが、実際に乗員が矢印の内容を正確に認識できる（即ちどの交差点でどの方向に曲がるかを認識できる）のはそれより更に案内対象交差点に近づいたタイミングとなる。その結果、案内に対して乗員の運転操作が遅れてしまう問題があった。

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、車両の状況に応じた適切な視認態様で案内オブジェクトを乗員に視認させることによって、案内オブジェクトの内容を明確に乗員に認識させることができ、適切な運転操作を行わせることを可能にした重畳画像表示装置、重畳画像描画方法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第１の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、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、前記案内対象地点に対する案内を行う為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を有し、前記オブジェクト表示手段は、車両から前記案内対象地点までの距離が閾値以上である場合には、乗員に車両との相対位置が固定された状態で重畳して視認される第１の態様で前記案内オブジェクトを表示し、車両から前記案内対象地点までの距離が閾値未満である場合には、乗員に前記案内対象地点との相対位置が固定された状態で重畳して視認される第２の態様で前記案内オブジェクトを表示する。
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、本発明に係る第２の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、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、前記案内対象地点に対する案内を行う為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を有し、前記オブジェクト表示手段は、一の前記案内オブジェクトを、乗員に車両との相対位置が固定された状態で重畳して視認される第１の態様と、乗員に前記案内対象地点との相対位置が固定された状態で重畳して視認される第２の態様と、の間で切り替えて表示する。

また、本発明に係る第１の重畳画像描画方法は、オブジェクト生成手段が、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、前記案内対象地点に対する案内を行う為の前記案内オブジェクトの画像を生成するステップと、オブジェクト描画手段が、生成された前記案内オブジェクトの画像を画像表示装置に対して前記車両周辺の風景に重畳して視認させる位置に描画するステップと、を有し、前記オブジェクト描画手段は、車両から前記案内対象地点までの距離が閾値以上である場合には、乗員に車両との相対位置が固定された状態で重畳して視認される第１の態様で前記案内オブジェクトを描画し、車両から前記案内対象地点までの距離が閾値未満である場合には、乗員に前記案内対象地点との相対位置が固定された状態で重畳して視認される第２の態様で前記案内オブジェクトを描画する。

また、本発明に係る第２の重畳画像描画方法は、オブジェクト生成手段が、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、前記案内対象地点に対する案内を行う為の前記案内オブジェクトの画像を生成するステップと、オブジェクト描画手段が、生成された前記案内オブジェクトの画像を画像表示装置に対して前記車両周辺の風景に重畳して視認させる位置に描画するステップと、を有し、前記オブジェクト描画手段は、一の前記案内オブジェクトを、乗員に車両との相対位置が固定された状態で重畳して視認される第１の態様と、乗員に前記案内対象地点との相対位置が固定された状態で重畳して視認される第２の態様と、の間で切り替えて描画する。

また、本発明に係る第１の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、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、前記案内対象地点に対する案内を行う為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して機能させる為のコンピュータプログラムである。また、前記オブジェクト表示手段は、車両から前記案内対象地点までの距離が閾値以上である場合には、乗員に車両との相対位置が固定された状態で重畳して視認される第１の態様で前記案内オブジェクトを表示し、車両から前記案内対象地点までの距離が閾値未満である場合には、乗員に前記案内対象地点との相対位置が固定された状態で重畳して視認される第２の態様で前記案内オブジェクトを表示する。

また、本発明に係る第２の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、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、前記案内対象地点に対する案内を行う為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して機能させる為のコンピュータプログラムである。また、前記オブジェクト表示手段は、一の前記案内オブジェクトを、乗員に車両との相対位置が固定された状態で重畳して視認される第１の態様と、乗員に前記案内対象地点との相対位置が固定された状態で重畳して視認される第２の態様と、の間で切り替えて表示する。

前記構成を有する本発明に係る第１の重畳画像表示装置、重畳画像描画方法及びコンピュータプログラムによれば、車両から案内対象地点までの距離が離れた状態では車両との相対位置が固定された状態で乗員に案内オブジェクトが視認されるので、車両から案内対象地点までの距離が離れた状態においても案内オブジェクトの内容を明確に乗員に認識させることが可能となる。その結果、案内に対して乗員の運転操作が遅れることを防止して、適切な運転操作を行わせることが可能となる。一方で、車両から案内対象地点までの距離が近づいた状態では案内対象地点との相対位置が固定された状態で乗員に案内オブジェクトが視認されるので、車両から案内対象地点までの距離が近づいた状態では案内対象地点と案内オブジェクトを対応させて視認させる効果的な案内が可能となる。

また、前記構成を有する本発明に係る第２の重畳画像表示装置、重畳画像描画方法及びコンピュータプログラムによれば、一の案内オブジェクトについて車両との相対位置が固定された状態と案内対象地点との相対位置が固定された状態との間で切り替えて乗員に視認させるので、同じ案内オブジェクトであっても状況に応じて乗員からの視認態様を変化させることによって、状況に応じた適切な視認態様で乗員に視認させることが可能となる。特に車両との相対位置が固定された状態では車両から案内対象地点までの距離に関わらず案内オブジェクトの内容を明確に乗員に認識させることが可能となる。一方、案内対象地点との相対位置が固定された状態では、案内対象地点と案内オブジェクトを対応させて視認させる効果的な案内が可能となる。

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。 車両が案内分岐点から離れた状態にある場合の案内オブジェクトの配置例を示した図である。 車両が案内分岐点から離れた状態にある場合の案内オブジェクトの配置例を示した図である。 車両が案内分岐点に対して接近した状態にある場合の案内オブジェクト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。 車両の走行に伴って液晶ディスプレイに表示される走行案内画面を示した図である。 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。 案内オブジェクトの変形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、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。

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、車両の今後の進路ととも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、より具体的には車両が現在走行する道路の上方で車両の今後の進路に沿った位置に表示され、案内経路に沿った案内分岐点の退出方向を示す複数個の矢印とする。

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及び図４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、車両の今後の進路ととも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、特に車両が現在走行する道路の上方で車両の今後の進路に沿った位置に表示され、案内分岐点の退出方向を示す複数個の矢印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３００ｍとする。一方、一般道は高速道路よりも短い１５０ｍ、或いは案内分岐点の手前側１５０ｍ以内に他の分岐点がある場合には、案内分岐点から該他の分岐点までの距離とする。

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。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、例えば高速道路では図５や図７に示すように分岐にあるゼブラ帯の手前側頂点を案内分岐点の座標Ｘとする。

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、例えば風景内の車両から所定距離離れた道路上方や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。

続いて、Ｓ５においてＣＰＵ４１は、前記Ｓ４で決定された形状の案内オブジェクトの画像を生成し、更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に対して生成された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）に対して描画する。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が表示される。案内オブジェクトの画像５３は、複数の矢印形状のオブジェクトの画像を含み、複数のオブジェクトの画像を車両が現在走行する道路の上方に対して車両の今後の進路に沿って所定間隔で位置するように表示する。各矢印の向きは車両の案内分岐点の退出方向を示す。また、後述のように案内オブジェクトの画像５３は、車両が案内分岐点から離れた状態では車両との相対位置が固定された態様（以下、第１の態様という）で表示され、車両が案内分岐点にある程度まで近づくと、風景５２内にある案内分岐点との相対位置が固定された態様（以下、第２の態様という）に切り替えて表示される。特に第２の態様では案内オブジェクトの画像５３の一部が案内分岐点に重畳した状態で固定される。従って、走行案内画面５１を車両の乗員が視認した場合に、車両の進路や、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。

また、案内オブジェクトとして上述した車両の案内分岐点の退出方向を示す矢印以外に、図３に示すように案内分岐点の退出方向を示す案内標識の画像５４についても風景に重畳して表示するようにしても良い。案内標識の画像５４には、案内分岐点の退出方向を示す矢印と退出方向に対応した方面の名称が含まれる。また、案内標識の画像５４を重畳する位置は、例えば車両から案内分岐点までの距離が１ｋｍ以下かつ３００ｍ以上の状態では、案内分岐点の３００ｍ手前の路側帯の上方に視認できる位置とする。そして、車両から案内分岐点までの距離が３００ｍ未満の状態では、車両の現在位置から１０ｍ前方の路側帯の上方に視認できる位置とする。

更に、案内オブジェクトとして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、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、特定された車両の現在位置から前記３で取得された案内点（即ち案内分岐点）の座標までの距離を算出する。

次に、Ｓ１２においてＣＰＵ４１は、前記Ｓ１１で算出された案内点の座標までの距離が、所定の閾値未満か否かを判定する。尚、案内点の座標までの距離が閾値となるタイミングは、後述のＳ１３のように車両に対する相対位置が固定されて液晶ディスプレイ１５に表示（第１の態様で表示）された案内オブジェクトの画像の少なくとも一部が案内点に対して重畳するタイミング、即ち案内分岐点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車両の乗員に視認されるタイミングである。詳細については後述する。

そして、前記Ｓ１１で算出された案内点までの距離が閾値未満であると判定された場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）には、Ｓ１４へと移行する。それに対して、前記Ｓ１１で算出された次の案内点までの距離が閾値以上であると判定された場合（Ｓ１２：ＮＯ）には、Ｓ１３へと移行する。

Ｓ１３においてＣＰＵ４１は、“案内オブジェクトを風景に対して重畳する位置”を、乗員に車両との相対位置が固定された状態で案内オブジェクトが重畳して視認される位置（第１の態様で表示する為の位置）に設定する。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（配置）位置とする。

一方、Ｓ１４においてＣＰＵ４１は、“案内オブジェクトを風景に対して重畳する位置”を、乗員に案内点（即ち案内分岐点）との相対位置が固定された状態で案内オブジェクトが重畳して視認される位置（第２の態様で表示する為の位置）に設定する。具体的には案内点（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。

次に、Ｓ１５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Ｓ１５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Ｓ１５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。

続いて、Ｓ１６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案内オブジェクトを生成する。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の退出方向を示す矢印とし、特に図５〜図７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Ｓ１６で生成される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、Ｓ１７においてＣＰＵ４１は、前記Ｓ１６で生成された案内オブジェクトを、前記Ｓ１５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Ｓ１３又はＳ１４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。

例えばＳ１３において“案内オブジェクトを風景に対して重畳する位置”を、車両の現在位置に対して所定距離前方（例えば１０ｍ前方）の位置に設定している場合には、図５のように３次元空間における車両６４が現在走行する道路の上方で且つ車両６４の現在位置に対して所定距離前方の位置に案内オブジェクトである３つの矢印６１〜６３を所定間隔で配置する。更に、３つの矢印６１〜６３は車両の今後の進路６５に沿った位置に配置される。ここで、図５は一例として高速道路の案内分岐点６０を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案内オブジェクトの配置例を示した図である。具体的には図５に示すように車両の進路６５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の内、車両の現在位置から最も車両側にある矢印６１までの距離が固定の所定距離（例えば１０ｍ）となる位置に配置する。ここで、各矢印６１〜６３は、２等辺三角形状を有し、進行方向に対して交差する方向と平行となる（即ち車両側に正面を向ける）ように夫々配置される。また、矢印６１〜６３は、底辺に対する頂角の方向によって退出方向を示しており、案内分岐点６０を左方向に退出する場合には、図５に示すように左方向に頂角を向けた２等辺三角形状となる。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１０ｍ間隔とする。また、３つの矢印６１〜６３は車両の進路６５に対して平行に配列されるのではなく、案内分岐点６０に近い位置に視認される矢印程、車両の進路６５に対して案内分岐点６０の進行方向側（図５では左側）に位置するように徐々に傾斜して配列される。特に車両６４から視認した際に、複数の矢印６１〜６３が互いに所定割合（例えば２０％）以上重複しないことについても条件として配置する。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６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、Ｓ１４において“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（即ち案内分岐点）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に設定している場合には、図７のように３次元空間における車両６４が現在走行する道路の上方で且つ案内分岐点の位置に案内オブジェクトである３つの矢印６１〜６３を所定間隔で配置する。更に、３つの矢印６１〜６３は車両の今後の進路６５に沿った位置に配置される。ここで、図７は一例として高速道路の案内分岐点６０を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案内オブジェクトの配置例を示した図である。具体的には図７に示すように車両の進路６５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、分岐にあるゼブラ帯の頂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１０ｍ間隔とする。また、３つの矢印６１〜６３は車両の進路６５に対して平行に配列されるのではなく、案内分岐点６０に近い位置に視認される矢印程、車両の進路６５に対して案内分岐点６０の進行方向側（図７では左側）に位置するように徐々に傾斜して配列される。特に車両６４から視認した際に、複数の矢印６１〜６３が互いに所定割合（例えば２０％）以上重複しないことについても条件として配置する。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６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。

次に、Ｓ１８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Ｓ１５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７に示す態様で車両並びに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６６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６６は３次元空間に配置された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。

その後、ＣＰＵ４１は、視認画像６６に含まれ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Ｓ１８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Ｓ１８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。前述のように３次元空間における案内オブジェクトは車両の進路に沿って車両の現在走行する道路上に配置されるので、前記Ｓ１８で記憶される案内オブジェクトの形状や位置は車両が現在走行する道路の道路形状や車両の今後の進路に基づいた形状や位置となる。また、視認画像６６に含まれる案内オブジェクトは、複数の矢印６１〜６３が互いに所定割合（例えば２０％）以上重複しない画像となる。

その後、Ｓ１９においてＣＰＵ４１は、前記Ｓ１８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Ｓ１８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。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の画像を、前記Ｓ１９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９のような画面となる。先ず、車両から案内分岐点までの距離が案内開始距離（例えば３００ｍ）以下となった時点で、案内オブジェクトの画像５３が第１の態様によりフロントカメラ１９で撮像した車両の進行方向前方の風景５２に重畳して表示される。尚、最初に案内オブジェクトの画像５３が重畳する位置は、車両の現在位置に対して相対的に固定された位置であり、例えば車両の１０ｍ前方となる。第１の態様では乗員には車両との相対位置が固定された状態で重畳して案内オブジェクトの画像５３が視認されることとなる。その後しばらくは案内オブジェクトの画像５３は車両の現在位置に対して相対的に固定された状態で重畳して表示される。車両に対する相対位置が固定されるので、表示される案内オブジェクトの画像５３の表示サイズも固定となる。

その後、車両が案内分岐点に接近し、車両の現在位置に対して相対的に固定された位置に重畳表示された案内オブジェクトの画像５３が、案内分岐点に重畳（到達）する（即ちＳ１２で初めてＹＥＳと判定される）と、第１の態様から第２の態様へと切り替わり、その後は案内オブジェクトの画像５３は風景５２内の案内分岐点との相対位置が固定される。即ち、案内オブジェクトの画像５３は案内分岐点に重畳する位置に固定して表示される。尚、第１の態様から第２の態様へと切り替わりは表示対象となる案内オブジェクトを変更するものではなく、表示対象となる案内オブジェクトは切り替わる前後において同じである。即ち、表示対象となる案内オブジェクトは同じで、表示される態様（乗員から視認される態様）のみが第１の態様から第２の態様へと切り替わる。第２の態様では乗員に案内分岐点との相対位置が固定された状態で案内オブジェクトの画像５３が重畳して視認されることとなる。その後、車両が案内分岐点に接近するのに従って、案内オブジェクトの画像５３は徐々に大きくなる。また、車両から案内分岐点までの距離が案内終了距離（例えば３０ｍ）以下となった時点で、徐々に案内オブジェクトの画像５３の透過率が上がり（Ｓ７）、車両が案内分岐点を通過したタイミングで案内オブジェクトの画像５３は液晶ディスプレイ１５から消失する（Ｓ９）。尚、案内オブジェクトの画像５３と風景５２内の案内分岐点との相対位置が固定された後は、そのことを乗員に示すために案内オブジェクトの画像５３の色を変えたり、案内オブジェクトの画像５３の形状を変えるようにしても良い。

その結果、車両の乗員は走行案内画面５１を視認した場合に、車両が案内分岐点に対して遠方にある場合においても案内分岐点の退出方向を示す案内オブジェクトの画像５３を明確に視認できるので、少なくとも案内分岐点の退出方向については正確に把握できる。その後、車両が案内分岐点に対してある程度接近すると、案内オブジェクトの画像５３は案内分岐点に重畳することとなるので、右左折対象となる案内分岐点の位置についても明確となり、案内分岐点の位置及び案内分岐点における退出方向を正確に把握できる。

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、案内オブジェクトの画像の描画方法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、案内オブジェクトを表示する際には、車両から案内対象地点までの距離が閾値以上である場合には、乗員に車両との相対位置が固定された状態で重畳して視認される態様で案内オブジェクトを表示する。また、その後に車両から案内対象地点までの距離が閾値未満となった場合には、乗員に案内対象地点との相対位置が固定された状態で重畳して視認される態様で案内オブジェクトを表示する（Ｓ１２〜Ｓ２０）ので、車両から案内対象地点までの距離が離れた状態においても案内オブジェクトの内容を明確に乗員に認識させることが可能となる。その結果、案内に対して乗員の運転操作が遅れることを防止して、適切な運転操作を行わせることが可能となる。一方で、車両から案内対象地点までの距離が近づいた状態では案内対象地点との相対位置が固定された状態で乗員に案内オブジェクトが視認されるので、車両から案内対象地点までの距離が近づいた状態では案内対象地点と案内オブジェクトを対応させて視認させる効果的な案内が可能となる。

［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１０及び図１１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９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１０を用いて説明する。図１０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１０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今後の進路ととも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、より具体的には車両が現在走行する道路の上方で車両の今後の進路に沿った位置に視認され、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１１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を表示する。その結果、図１１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１２２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１２３が視認される。

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、車両の進路や、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。また、前記Ｓ１５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車両の今後の進路とともに車両の進行方向前方にある案内分岐点における車両の進行方向を示す複数の矢印の画像としているが、他の画像としても良い。例えば、図１２に示すように案内オブジェクトを一の矢印の画像１３０としても良い。矢印の画像１３０は車両の進行方向前方にある案内分岐点における車両の進行方向を示す矢印とし、上述した第１及び第２実施形態と同様に車両が案内分岐点に接近するのに従って第１の態様から第２の態様へと切り替えて表示することが可能である。また、案内オブジェクトは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、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（６１〜６３）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、車両の進行方向前方に案内対象となる案内対象地点（６０）がある場合に、前記案内対象地点に対する案内を行う為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（４１）を有し、前記オブジェクト表示手段は、車両から前記案内対象地点までの距離が閾値以上である場合には、乗員に車両（６４）との相対位置が固定された状態で重畳して視認される第１の態様で前記案内オブジェクトを表示し、車両から前記案内対象地点までの距離が閾値未満である場合には、乗員に前記案内対象地点との相対位置が固定された状態で重畳して視認される第２の態様で前記案内オブジェクトを表示する。
上記構成を有する重畳画像表示装置によれば、車両から案内対象地点までの距離が離れた状態では車両との相対位置が固定された状態で乗員に案内オブジェクトが視認されるので、車両から案内対象地点までの距離が離れた状態においても案内オブジェクトの内容を明確に乗員に認識させることが可能となる。その結果、案内に対して乗員の運転操作が遅れることを防止して、適切な運転操作を行わせることが可能となる。一方で、車両から案内対象地点までの距離が近づいた状態では案内対象地点との相対位置が固定された状態で乗員に案内オブジェクトが視認されるので、車両から案内対象地点までの距離が近づいた状態では案内対象地点と案内オブジェクトを対応させて視認させる効果的な案内が可能となる。

また、第２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（６１〜６３）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、車両の進行方向前方に案内対象となる案内対象地点（６０）がある場合に、前記案内対象地点に対する案内を行う為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（４１）を有し、前記オブジェクト表示手段は、一の前記案内オブジェクトを、乗員に車両（６４）との相対位置が固定された状態で重畳して視認される第１の態様と、乗員に前記案内対象地点との相対位置が固定された状態で重畳して視認される第２の態様と、の間で切り替えて表示する。
上記構成を有する重畳画像表示装置によれば、一の案内オブジェクトについて車両との相対位置が固定された状態と案内対象地点との相対位置が固定された状態との間で切り替えて乗員に視認させるので、同じ案内オブジェクトであっても状況に応じて乗員からの視認態様を変化させることによって、状況に応じた適切な視認態様で乗員に視認させることが可能となる。特に車両との相対位置が固定された状態では車両から案内対象地点までの距離に関わらず案内オブジェクトの内容を明確に乗員に認識させることが可能となる。一方、案内対象地点との相対位置が固定された状態では、案内対象地点と案内オブジェクトを対応させて視認させる効果的な案内が可能となる。

また、第３の構成は以下のとおりである。
前記オブジェクト表示手段（４１）は、車両（６４）から前記案内対象地点（６０）までの距離が閾値となるタイミングで前記第１の態様から前記第２の態様へと切り替えて表示する。
上記構成を有する重畳画像表示装置によれば、車両から案内対象地点までの距離が離れた状態では車両との相対位置が固定された状態で乗員に案内オブジェクトが視認されるので、車両から案内対象地点までの距離が離れた状態においても案内オブジェクトの内容を明確に乗員に認識させることが可能となる。その結果、案内に対して乗員の運転操作が遅れることを防止して、適切な運転操作を行わせることが可能となる。一方で、車両から案内対象地点までの距離が近づいた状態では案内対象地点との相対位置が固定された状態で乗員に案内オブジェクトが視認されるので、車両から案内対象地点までの距離が近づいた状態では案内対象地点と案内オブジェクトを対応させて視認させる効果的な案内が可能となる。

また、第４の構成は以下のとおりである。
車両から前記案内対象地点（６０）までの距離が前記閾値となるタイミングは、前記案内対象地点に対して前記案内オブジェクト（６１〜６３）の少なくとも一部が重畳して視認されるタイミングである。
上記構成を有する重畳画像表示装置によれば、案内オブジェクトの表示態様が第１の態様から第２の態様へと切り替わる際に、案内オブジェクトの表示位置が大きく変わることなく、ユーザに違和感を与えることが無い。

また、第５の構成は以下のとおりである。
前記オブジェクト表示手段（４１）は、前記第１の態様で前記案内オブジェクト（６１〜６３）を表示する場合には、前記案内オブジェクトの表示サイズを固定し、前記第２の態様で前記案内オブジェクトを表示する場合には、車両（６４）から前記案内対象地点（６０）までの距離に応じて前記案内オブジェクトの表示サイズを段階的に拡大して表示する。
上記構成を有する重畳画像表示装置によれば、案内オブジェクトの表示態様が第１の態様である場合には、案内オブジェクトの表示サイズを固定することによって、案内オブジェクトが案内対象地点と相対的な関係にないことを明らかにすることが可能である。一方で、案内オブジェクトの表示態様が第２の態様である場合には、案内オブジェクトの表示サイズを車両位置の変化に伴って変更することによって、案内オブジェクトが案内対象地点と相対的な関係にあることを明らかにすることが可能である。

また、第６の構成は以下のとおりである。
前記オブジェクト表示手段（４１）は、前記第２の態様で前記案内オブジェクト（６１〜６３）を表示する場合には、車両（６４）から前記案内対象地点（６０）までの距離に応じて前記案内オブジェクトの透過率を段階的に上げて表示する。
上記構成を有する重畳画像表示装置によれば、車両が案内対象地点、即ち案内対象地点に対して相対位置の固定された案内オブジェクトに接近するのに伴って案内オブジェクトの透過率を段階的に上げるので、表示サイズの拡大される案内オブジェクトによって車両の乗員の視認性を低下させることを防止する。また、車両が案内オブジェクトを通過するように視認させることが可能である。

また、第７の構成は以下のとおりである。
前記案内対象地点（６０）は、案内対象となる案内分岐点であって、前記案内オブジェクト（６１〜６３）は、前記案内分岐点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、車両から案内分岐点までの距離が離れた状態では車両との相対位置が固定された状態で乗員に案内オブジェクトが視認されるので、車両から案内分岐点までの距離が離れた状態であっても少なくとも案内分岐点における車両の退出方向は事前に乗員に認識させることが可能となる。一方で、車両から案内分岐点までの距離が近づいた状態では案内分岐点との相対位置が固定された状態で乗員に案内オブジェクトが視認されるので、車両から案内分岐点までの距離が近づいた状態では案内分岐点の位置や案内分岐点の退出方向を明確に案内することが可能となる。

また、第８の構成は以下のとおりである。
前記案内オブジェクト（６１〜６３）は、車両（６４）が現在走行する道路の道路形状と車両の今後の進路に基づいて生成され、前記オブジェクト表示手段（４１）は、車両が現在走行する道路の上方で車両の今後の進路に沿った位置に重畳して視認される態様で前記案内オブジェクトを表示する。
上記構成を有する重畳画像表示装置によれば、案内オブジェクトを乗員に視認させることによって、今後の車両の進路を視覚的にわかりやすく乗員に認識させることが可能となる。

また、第９の構成は以下のとおりである。
前記案内対象地点（６０）は、案内対象となる案内分岐点であって、前記案内オブジェクト（６１〜６３）は、複数のオブジェクトを含み、前記オブジェクト表示手段（４１）は、前記複数のオブジェクトを所定間隔で車両の今後の進路に沿った位置に重畳して視認される態様で表示するとともに、前記案内分岐点に近い位置に視認されるオブジェクト程、車両の今後の進路に対して前記案内分岐点の進行方向側に視認されるように表示する。
上記構成を有する重畳画像表示装置によれば、複数のオブジェクトの配列方向によって今後の車両の進路を視覚的にわかりやすく乗員に認識させることが可能となるとともに、特に案内対象となる案内分岐点が進行方向前方にある場合には、案内分岐点における車両の進行方向についても案内オブジェクトの配置によって事前に示唆することが可能となる。

また、第１０の構成は以下のとおりである。
前記オブジェクト表示手段（４１）は、前記複数のオブジェクトが互いに所定割合以上重複しない態様で表示する。
上記構成を有する重畳画像表示装置によれば、複数のオブジェクトを互いに大きく重複させないことによって、複数のオブジェクトの配列方向、即ち今後の車両の進路を視覚的にわかりやすく乗員に認識させることが可能となる。

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、５４ 案内オブジェクトの画像
６０ 案内分岐点
６１〜６３ 矢印（案内オブジェクトの一例）
６４ 車両

Claims (14)

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、
   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、前記案内対象地点に対する案内を行う為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を有し、
   前記オブジェクト表示手段は、
   車両から前記案内対象地点までの距離が閾値以上である場合には、乗員に車両との相対位置が固定された状態で重畳して視認される第１の態様で前記案内オブジェクトを表示し、
   車両から前記案内対象地点までの距離が閾値未満である場合には、乗員に前記案内対象地点との相対位置が固定された状態で重畳して視認される第２の態様で前記案内オブジェクトを表示する重畳画像表示装置。
2. 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、
   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、前記案内対象地点に対する案内を行う為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を有し、
   前記オブジェクト表示手段は、一の前記案内オブジェクトを、乗員に車両との相対位置が固定された状態で重畳して視認される第１の態様と、乗員に前記案内対象地点との相対位置が固定された状態で重畳して視認される第２の態様と、の間で切り替えて表示する重畳画像表示装置。
3. 前記オブジェクト表示手段は、車両から前記案内対象地点までの距離が閾値となるタイミングで前記第１の態様から前記第２の態様へと切り替えて表示する請求項２に記載の重畳画像表示装置。
4. 車両から前記案内対象地点までの距離が前記閾値となるタイミングは、前記案内対象地点に対して前記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タイミングである請求項１又は請求項３に記載の重畳画像表示装置。
5. 前記オブジェクト表示手段は、
   前記第１の態様で前記案内オブジェクトを表示する場合には、前記案内オブジェクトの表示サイズを固定し、
   前記第２の態様で前記案内オブジェクトを表示する場合には、車両から前記案内対象地点までの距離に応じて前記案内オブジェクトの表示サイズを段階的に拡大して表示する請求項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. 前記オブジェクト表示手段は、
   前記第２の態様で前記案内オブジェクトを表示する場合には、車両から前記案内対象地点までの距離に応じて前記案内オブジェクトの透過率を段階的に上げて表示する請求項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. 前記案内対象地点は、案内対象となる案内分岐点であって、
   前記案内オブジェクトは、前記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. 前記案内オブジェクトは、車両が現在走行する道路の道路形状と車両の今後の進路に基づいて生成され、
   前記オブジェクト表示手段は、車両が現在走行する道路の上方で車両の今後の進路に沿った位置に重畳して視認される態様で前記案内オブジェクトを表示する請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の重畳画像表示装置。
9. 前記案内対象地点は、案内対象となる案内分岐点であって、
   前記案内オブジェクトは、複数のオブジェクトを含み、
   前記オブジェクト表示手段は、前記複数のオブジェクトを所定間隔で車両の今後の進路に沿った位置に重畳して視認される態様で表示するとともに、前記案内分岐点に近い位置に視認されるオブジェクト程、車両の今後の進路に対して前記案内分岐点の進行方向側に視認されるように表示する請求項８に記載の重畳画像表示装置。
10. 前記オブジェクト表示手段は、前記複数のオブジェクトが互いに所定割合以上重複しない態様で表示する請求項９に記載の重畳画像表示装置。
11. オブジェクト生成手段が、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、前記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の画像を生成するステップと、
    オブジェクト描画手段が、生成された前記案内オブジェクトの画像を画像表示装置に対して前記車両周辺の風景に重畳して視認させる位置に描画するステップと、を有し、
    前記オブジェクト描画手段は、
    車両から前記案内対象地点までの距離が閾値以上である場合には、乗員に車両との相対位置が固定された状態で重畳して視認される第１の態様で前記案内オブジェクトを描画し、
    車両から前記案内対象地点までの距離が閾値未満である場合には、乗員に前記案内対象地点との相対位置が固定された状態で重畳して視認される第２の態様で前記案内オブジェクトを描画する重畳画像描画方法。
12. オブジェクト生成手段が、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、前記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の画像を生成するステップと、
    オブジェクト描画手段が、生成された前記案内オブジェクトの画像を画像表示装置に対して前記車両周辺の風景に重畳して視認させる位置に描画するステップと、を有し、
    前記オブジェクト描画手段は、
    一の前記案内オブジェクトを、乗員に車両との相対位置が固定された状態で重畳して視認される第１の態様と、乗員に前記案内対象地点との相対位置が固定された状態で重畳して視認される第２の態様と、の間で切り替えて描画する重畳画像描画方法。
13. 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、
    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、前記案内対象地点に対する案内を行う為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して機能させる為のコンピュータプログラムであって、
    前記オブジェクト表示手段は、
    車両から前記案内対象地点までの距離が閾値以上である場合には、乗員に車両との相対位置が固定された状態で重畳して視認される第１の態様で前記案内オブジェクトを表示し、
    車両から前記案内対象地点までの距離が閾値未満である場合には、乗員に前記案内対象地点との相対位置が固定された状態で重畳して視認される第２の態様で前記案内オブジェクトを表示するコンピュータプログラム。
14. 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、
    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、前記案内対象地点に対する案内を行う為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して機能させる為のコンピュータプログラムであって、
    前記オブジェクト表示手段は、一の前記案内オブジェクトを、乗員に車両との相対位置が固定された状態で重畳して視認される第１の態様と、乗員に前記案内対象地点との相対位置が固定された状態で重畳して視認される第２の態様と、の間で切り替えて表示するコンピュータプログラム。

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