JP2023131981A - 重畳画像表示装置 - 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により推奨車線の案内を行う場合において、区画線の検出結果に誤りが生じた場合であっても適切な推奨車線の案内を継続して行うことを可能にした重畳画像表示装置を提供する。【解決手段】車両が現在走行する道路において走行を推奨される推奨車線を取得する一方で、車両周辺の風景を撮像した撮像画像に基づいて、車両が現在走行する道路に含まれる車線を区画する区画線を所定周期で繰り返し検出し、更に区画線の検出結果の信頼度を判定するとともに直近の区画線の検出結果が信頼できないと判定された場合には、過去の区画線の検出結果に基づいて案内オブジェクトを表示するように構成する。【選択図】図８

Description

本発明は、車両の走行支援を行う重畳画像表示装置に関する。

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特に車両が走行すべき推奨車線の案内を行う技術として例えば特開２０１４－４８１４６号公報には、車両の前方風景を撮像した前方画像を表示部に表示するとともに、前方画像に含まれる推奨車線の領域に重畳して矢印形状を有する案内画像を表示する技術について開示されている。

特開２０１４－４８１４６号公報（図５）

しかしながら、推奨車線を示す案内として上記特許文献１に開示されているような案内画像を推奨車線に重畳させた案内を行う場合には、矢印形状を有する案内画像の全体が前方画像における推奨車線の領域内に収まるように、案内画像の形状や表示位置を適切に設定する必要がある。その為には、前方画像内に含まれる道路（即ち車両が走行する道路）の車線を区画する区画線を正確に検出する必要があり、例えば前方画像に対する画像認識を行うことにより区画線の検出を行っている。しかしながら区画線についてはペイントがはがれていたり薄くなっている箇所が存在し、また他車両等の障害物によって区画線が隠れる場合もあり、更に夜間や悪天候時では検出精度が低下することも予想される。従って、車両の走行中において常に前方画像内に含まれる道路の区画線を正確に検出し続けることは非常に困難であり、一時的に区画線の検出結果に誤りが生じる場合も当然に想定される。

そして、区画線の検出結果に誤りが生じた場合にその検出結果に基づいて案内画像を表示することとすると、案内画像の形状がそれまでと異なる歪な形状に突然変化したり、推奨車線と異なる車線に案内画像が重畳される等の事象が生じる虞があった。

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、車両周辺の風景に重畳して表示された案内オブジェクトにより推奨車線の案内を行う場合において、区画線の検出結果に誤りが生じた場合であっても適切な推奨車線の案内を継続して行うことを可能にした重畳画像表示装置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、車両が現在走行する道路において走行を推奨される推奨車線を取得する推奨車線取得手段と、前記車両周辺の風景を撮像した撮像画像に基づいて、車両が現在走行する道路に含まれる車線を区画する区画線を所定周期で繰り返し検出する区画線検出手段と、前記区画線検出手段による区画線の検出結果の信頼度を判定する信頼度判定手段と、前記区画線検出手段による区画線の検出結果と前記信頼度判定手段による信頼度の判定結果とに基づいて前記推奨車線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、を有し、前記オブジェクト表示手段は、前記信頼度判定手段によって直近の前記区画線検出手段による区画線の検出結果が信頼できないと判定された場合に、過去の区画線の検出結果に基づいて前記案内画像を表示する。
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。

前記構成を有する本発明に係る重畳画像表示装置によれば、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により推奨車線の案内を行う場合において、区画線の検出結果に誤りが生じたことが予想される場合にその検出結果を採用せず過去の区画線の検出結果を用いて案内オブジェクトの表示を行うことによって、区画線の検出結果に誤りが生じた場合であっても適切な推奨車線の案内を継続して行うことが可能となる。

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第１案内オブジェクトの一例を示した図である。 液晶ディスプレイに表示される第２案内オブジェクトの一例を示した図である。 第１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。 区画線の検出処理について説明した図である。 近傍の区画線の検出結果に基づいて遠方の区画線の位置を予測する方法について説明した図である。 区画線の検出結果が信頼できない場合の例を示した図である。 区画線の検出結果が信頼できない場合の例を示した図である。 自車両の走行車線の特定方法を説明した図である。 高速道路の案内分岐点を通過する場合の推奨車線の一例を示した図である。 一般道の案内分岐点を通過する場合の推奨車線の一例を示した図である。 風景内において推奨車線が存在する範囲と自車走行車線が存在する範囲を特定する方法について説明した図である。 第１案内オブジェクトの一例を示した図である。 第１案内オブジェクトの一例を示した図である。 第１案内オブジェクトの表示態様の変移を示した図である。 液晶ディスプレイに表示される第１案内オブジェクトの一例を示した図である。 液晶ディスプレイに表示される第１案内オブジェクトの一例を示した図である。 液晶ディスプレイに表示される第１案内オブジェクトの一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、車線毎の進行方向の通行区分、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、後述の区画線の検出結果の履歴やＲＯＭ４３から読み出したプログラム等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、推奨車線取得手段は、車両が現在走行する道路において走行を推奨される推奨車線を取得する。区画線検出手段は、車両周辺の風景を撮像した撮像画像に基づいて、車両が現在走行する道路に含まれる車線を区画する区画線を所定周期で繰り返し検出する。信頼度判定手段は、区画線検出手段による区画線の検出結果の信頼度を判定する。オブジェクト表示手段は、区画線検出手段による区画線の検出結果と信頼度判定手段による信頼度の判定結果とに基づいて推奨車線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、車両が案内分岐点に近づいた段階で液晶ディスプレイ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、車両が走行すべき推奨車線の位置、推奨車線への車線変更を促す案内等）、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する。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、案内経路に沿って案内分岐点を通過する為に車両が現在走行する道路において走行が推奨される推奨車線の位置を示す案内画像、推奨車線への移動を促す案内画像等とする。

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、例えばルームミラーの裏側やフロントバンパに対して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。また、フロントカメラ１９により撮像された撮像画像は後述の様に車両が走行する道路の区画線を検出したり、車両が走行する車線を特定する際にも用いられる。

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５及び図１９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を示す矢印、推奨車線の位置を示す案内画像及び推奨車線への移動を促す案内画像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、上記矢印や案内画像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）、次の案内分岐点までの距離、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（左折ランプや右折ランプへの進入指示も含む）等の案内を行う対象となる分岐点（交差点）である。尚、右左折はしないが特殊な形状を有する分岐点（難交差点）も案内分岐点に該当する。

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未満か否かを判定する。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。但し、案内開始距離は固定値でなく変動する値としても良い。例えば一般道において案内分岐点の手前側３００ｍ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しても良い。

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未満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未満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、次の案内分岐点までの距離が、所定の退出方向案内開始距離未満か否かを判定する。尚、退出方向案内開始距離は前記Ｓ２の判定基準となる案内開始距離よりも短い距離であって、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５００ｍ、一般道は高速道路よりも短い５０ｍとする。

そして、次の案内分岐点までの距離が退出方向案内開始距離未満であると判定された場合（Ｓ３：ＹＥＳ）には、Ｓ６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退出方向案内開始距離未満でないと判定された場合（Ｓ３：ＮＯ）には、Ｓ４へと移行する。

次に、Ｓ４においてＣＰＵ４１は、後述の第１案内オブジェクト表示位置決定処理（図５）を行う。第１案内オブジェクト表示位置決定処理は、推奨車線の位置を示す案内画像或いは推奨車線への移動を促す案内画像を案内オブジェクト（以下、第１案内オブジェクトという）として表示対象とし、液晶ディスプレイ１５に対して表示する第１案内オブジェクトの大きさ、形状及び第１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で決定される第１案内オブジェクトの大きさ、形状及び第１案内オブジェクトを表示する位置は、例えば風景内の推奨車線、自車の走行車線或いはその間の車線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。また、液晶ディスプレイ１５には車両から案内分岐点までの距離が案内開始距離未満となる前に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。そして、前記Ｓ４では後述のように表示対象となる撮像画像から車両が現在走行する道路の区画線を検出する処理を行う。その結果、区画線の検出結果に基づいて液晶ディスプレイ１５に表示された風景内において推奨車線や自車の走行車線が存在する範囲を特定することが可能であり、更に特定された範囲に重畳するように第１案内オブジェクトの大きさ、形状及び第１案内オブジェクトを表示する位置が決定される。

続いて、Ｓ５においてＣＰＵ４１は、前記Ｓ４で決定された大きさ及び形状の第１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第１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。前述したように液晶ディスプレイ１５には車両から案内分岐点までの距離が案内開始距離未満となる前に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第１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に重畳して第１案内オブジェクトの画像５３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もある。図３に示す例は、車両の現在位置が案内分岐点に対して案内開始距離未満且つ退出方向案内開始距離以上に接近した状態（例えば案内分岐点まで１ｋｍ～５００ｍ）に表示される走行案内画面５１の例であり、案内経路に沿って案内分岐点を通過する為に車両が現在走行する道路において走行が推奨される推奨車線５４を他の車線と識別して案内する案内画像が第１案内オブジェクトの画像５３として表示される第１の表示態様と、推奨車線５４を他の車線と識別して案内するとともに推奨車線５４への移動を促す案内画像が第１案内オブジェクトの画像５３として表示される第２の表示態様を示す。

尚、第１案内オブジェクトの画像５３については、図３に示すように基本的に風景５２内にある推奨車線５４、或いは車両の現在走行する車線（以下、自車走行車線という）５５から推奨車線５４まで跨る領域に重畳して表示される。具体的には車両が案内分岐点に閾値以内（例えば高速道路では７００ｍ以内）に接近するまでの間は、自車両が推奨車線５４を走行しているか否かに関わらず推奨車線５４のみに重畳して表示する（第１の表示態様）。この段階では推奨車線５４への移動を促すよりも推奨車線５４の存在を乗員に認知させることを目的とする。

その後、上記第１案内オブジェクトの画像５３が表示された状態で車両が推奨車線５４に移動することなく案内分岐点に閾値以内（例えば高速道路では７００ｍ以内）まで接近した場合には、自車走行車線５５から推奨車線５４まで跨る領域に重畳する新たな第１案内オブジェクトの画像５３が表示される（第２の表示態様）。それによって、推奨車線５４への移動を行わない乗員に対して推奨車線への移動を促すことが可能となる。尚、上記推奨車線への移動を促す案内を行うに際して、第１実施形態では自車走行車線５５から推奨車線５４までを含む広い領域に対して第１案内オブジェクトの画像５３が表示されるので、矢印などの画像を表示する場合と比較して推奨車線への車線変更を促す強制感のある案内を抑制することが可能となる。

但し、車両が案内分岐点に閾値以内（例えば高速道路では７００ｍ以内）まで接近した場合であっても推奨車線５４を走行する状態では、推奨車線への移動を促す必要がないので第１案内オブジェクトの画像５３は推奨車線５４（自車走行車線５５にも該当）のみに重畳して表示する（第１の表示態様）。

また、上記実施例では案内分岐点までの距離に応じて第１の表示態様から第２の表示態様へと切り替えを行っているが、第２の表示態様による表示は行わずに常に第１の表示態様により表示を行うようにしても良い。また、案内分岐点までの距離を第１案内オブジェ
クトの画像５３に対して表示するようにしても良い。その後、Ｓ３へと戻り、案内分岐点までの距離が退出方向案内開始距離未満となるまで第１の案内オブジェクトの画像５３を継続して表示する。第１の案内オブジェクトについては後程より詳細に説明する。

一方、Ｓ６においてＣＰＵ４１は、案内分岐点の退出方向を示す矢印を案内オブジェクト（以下、第２案内オブジェクトという）として表示対象とし、液晶ディスプレイ１５に対して表示する第２案内オブジェクトの大きさ、形状及び第２案内オブジェクトを表示する位置（範囲）を決定する。尚、第１実施形態では第２案内オブジェクトは、車両の現在位置に対して所定距離前方（例えば１０ｍ前方）で且つ道路路面から所定高さ（例えば１ｍ）上方にあって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三角形状の３つの矢印とする。

続いて、Ｓ７においてＣＰＵ４１は、前記Ｓ６で決定された大きさ及び形状の第２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第２案内オブジェクトの画像を前記Ｓ６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には車両から案内分岐点までの距離が案内開始距離未満となる前に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第２案内オブジェクトを視認させることが可能となる。

図４は前記Ｓ７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の例を示した図である。図４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に重畳して第２案内オブジェクトの画像５７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もある。図４に示す例は、車両の現在位置が案内分岐点に対して退出方向案内開始距離未満に接近した状態（例えば案内分岐点まで５００ｍ以内）に表示される走行案内画面５１の一例であり、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、案内分岐点の退出方向を示す複数個の矢印が第２案内オブジェクトの画像５７として表示されている。

尚、第２案内オブジェクトの画像５７については、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、第２案内オブジェクトの画像５７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の態様では第２案内オブジェクトの画像５７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。その後、車両が案内分岐点を通過するまで第２案内オブジェクトの画像５７を継続して表示する。

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、案内オブジェクトを非表示とする場合には、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、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％とするのが望ましい。また、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）については案内オブジェクトを非表示とした後も一定期間継続して表示された後に地図画像の表示へと切り替わる。

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Ｓ６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第１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５に基づき説明する。図５は第１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、フロントカメラ１９で撮像した画像に対して画像処理を施すことにより、車両の走行する道路の路面に描かれた区画線を認識（検出）する。尚、車両が走行する道路の車線の数に関わらず、基本的に自車両の現在走行する車線を区画する区画線（即ち自車両の左右両側の夫々最も近い位置にある区画線）のみを検出対象とする。また、画像認識によって区画線を検出する対象となる検出範囲は、車両の現在位置から所定距離以内の範囲とする。所定距離は３０ｍとするが、フロントカメラ１９の性能によってその値は適宜変更することが望ましい。

以下に前記Ｓ１１における区画線の検出処理について簡単に説明する。先ず、ＣＰＵ４１は、フロントカメラ１９で撮像した撮像画像中にある区画線を検出する為に、路面と区画線を輝度差に基づいて輝度補正を行う。その後、区画線を画像から分離する２値化処理、歪みを補正する幾何学処理、画像の雑音を除去する平滑化処理等を行い、路面と区画線との境界線を検出する。検出された境界線によって区画線の存在や種別が特定される。また区画線と検出された範囲の画像部分を抽出して色認識（ＲＧＢ値検出）を行うことにより区画線の色についても検出可能となる。

続いて、Ｓ１２においてＣＰＵ４１は、前記Ｓ１１の画像認識によって検出された所定距離以内の区画線の検出結果から所定距離外にある区画線の位置を予測し、所定距離外にある区画線についても検出する。尚、前記Ｓ１２において区画線を検出（予測）する対象となる範囲は、案内オブジェクトを重畳する範囲とし、例えば本実施形態では車両の現在位置から１００ｍ以内の範囲とする。

ここで図６は前記Ｓ１２の区画線の検出処理について説明した図である。尚、図６に示す直交座標系は自車両の現在位置（より具体的にはカメラの設置位置）を原点とし、縦軸は進行方向の距離［ｍ］を示す。横軸は左方向を正、右方向を負とし、道路幅方向の距離［ｍ］を示す。そして、前記Ｓ１２において先ずＣＰＵ４１は、図６の直交座標系に対して前記Ｓ１１の画像認識により検出された車両の現在位置から３０ｍ内の区画線の位置をプロットする。尚、図６に示す例では左右の区画線毎に４点をプロットしているが、その数は５点以上又は３点以下にしても良い。但し、プロットする点が多い程、より正確な区画線の位置の予測が可能となる。その後、左右の区画線毎にプロットされた各点を通過する曲線又は直線（近似曲線としても良い）を算出する。その後、算出された曲線又は直線を３０ｍより先にも延線し、延線した曲線又は直線に基づき車両の現在位置から３０ｍより遠方の区画線の位置を推定する。即ち、延線した曲線又は直線に沿って３０ｍよりも遠方の区画線が位置すると推定する。

尚、前記Ｓ１２において曲線又は直線の延線を行う場合については、車両が走行する道路の道路形状について考慮する。例えば図７に示すように車両が直進形状の道路を走行中の場合については直進方向に延線する一方で、例えば曲線形状の道路を走行中の場合には道路のＲ（曲線半径）に従って延線する。尚、車両が走行する道路の道路形状についてはフロントカメラ１９の撮像画像に基づいて取得しても良いし、地図情報と車両の現在位置から取得するようにしても良い。

次に、Ｓ１３においてＣＰＵ４１は、前記Ｓ１１及びＳ１２で行われた直近（今回）の区画線の検出結果の信頼度を判定する。具体的には以下の（ａ）及び（ｂ）の条件に基づいて判定を行う。
（ａ）過去の検出結果から区画線の位置が閾値（例えば道路幅方向に３ｍ）以上変化したか否か。尚、過去の検出結果とは基本的に前回（信頼度の判定対象とする検出結果の一つ前）の検出結果とするが、例えば過去所定回数分の検出結果の平均としても良い。但し、過去に信頼できないと判定された検出結果については比較対象から除外する。
（ｂ）検出された区画線（自車の左右両側の区画線）が互いに交差したか否か。

先ず、（ａ）の条件について説明する。前記Ｓ１１及びＳ１２の区画線の検出については、前記Ｓ２において案内分岐点までの距離が案内開始距離未満（Ｓ２：ＹＥＳ）と判定されてから、前記Ｓ３において案内分岐点までの距離が退出方向案内開始距離未満（Ｓ３：ＹＥＳ）と判定されるまでの間において、所定周期（例えば２００ｍｓ間隔）で繰り返し実行される。この検出間隔はごく短いので正しく区画線が検出されているのであれば、前回の検出結果に対して基本的に区画線の位置は大きく変化しない。仮に、前回の検出結果から区画線の位置が大きく変化したとすると、今回の区画線の検出結果に誤りがあると予想される。従って、図８に示すように前記Ｓ１１及びＳ１２で検出された車両の現在位置から１００ｍまでの範囲における区画線の位置を前回の結果と比較し、最も差が大きい箇所の変位量が閾値（例えば道路幅方向に３ｍ）以上か否かを判定する。そして、最も差が大きい箇所の変位量が閾値以上の場合には、直近（今回）の区画線の検出結果が信頼できないと判定する。

次に、（ｂ）の条件について説明する。前記Ｓ１１及びＳ１２の区画線の検出については、自車両の左右両側の夫々最も近い位置にある区画線を検出対象としている。区画線は車線を区分するものであるので基本的に道路上で交わることは無い。仮に、検出された区画線が交わったとすると、今回の区画線の検出結果に誤りがあると予想される。従って、図９に示すように前記Ｓ１１及びＳ１２で検出された車両の現在位置から１００ｍまでの範囲における左右の区画線の位置を互いに比較し、区画線が交わったか否かを判定する。そして、区画線が交わった場合には、直近（今回）の区画線の検出結果が信頼できないと判定する。

尚、前記Ｓ１３では基本的に（ａ）と（ｂ）のいずれか一方の条件を満たした場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）に、直近の区画線の検出結果が信頼できないと判定し、Ｓ１５へと移行する。それに対して、（ａ）と（ｂ）のいずれの条件も満たさない場合（Ｓ１３：ＮＯ）に、直近の区画線の検出結果が信頼できると判定し、Ｓ１４へと移行する。尚、本実施形態では区画線の検出結果の信頼度を判定する際に、上記（ａ）、（ｂ）の条件を用いているが（ａ）、（ｂ）以外の条件を用いても良い。例えば、検出された左右の区画線の角度を比較し、閾値以上（例えば１０度以上）異なる場合に直近の区画線の検出結果が信頼できないと判定しても良い。

また、上記実施例では前記Ｓ１１及びＳ１２で検出された車両の現在位置から１００ｍまでの範囲における区画線を対象として前記Ｓ１３の信頼度の判定処理を行っているが、
前記Ｓ１２で検出された所定距離（例えば３０ｍ）より遠方の範囲の区画線のみを対象として前記Ｓ１３の信頼度の判定処理を行っても良い。尚、前記Ｓ１２では前記Ｓ１１の画像認識結果に基づいて区画線の位置を予測するので、仮にＳ１１において検出された区画線の位置と実際の区画線の位置との間に差が生じた場合には、Ｓ１２で予測される区画線の位置の方が実際の区画線の位置との間により大きな差が生じると予想される。従って、前記Ｓ１１及びＳ１２で検出された区画線全体を対象とせずに前記Ｓ１２で検出された遠方の範囲の区画線のみを対象として信頼度を判定しても、信頼度は正しく判定することが可能である。また、判定対象を限定することによって処理負荷の軽減効果も期待できる。

そして、直近の区画線の検出結果が信頼できると判定した場合に実行されるＳ１４では、直近の区画線の検出結果を取得して以降の処理を実行する。一方、直近の区画線の検出結果が信頼できないと判定した場合に実行されるＳ１５では、過去の区画線の検出結果を取得して以降の処理を実行する。尚、過去の区画線の検出結果についてはフラッシュメモリ４４に格納されている。また、前記Ｓ１５で取得対象となる過去の検出結果は、検出結果が信頼できると判定された過去の検出結果の内で最も新しい検出結果とするが、例えば検出結果が信頼できると判定された過去所定回数分の検出結果の平均としても良い。

また、前記Ｓ１１～Ｓ１４では自車両の現在走行する車線を区画する区画線（即ち自車両の左右両側の夫々最も近い位置にある区画線）のみを検出対象としているが、自車両の走行する車線に加えて、自車両の走行する車線以外の車線を区画する区画線についても検出するようにしても良い。例えば図１０に示すように自車両が片側３車線の中央を走行する場合において前記Ｓ１１～Ｓ１４で検出対象となるのは区画線６１と区画線６２であるが、区画線６３及び区画線６４についても検出対象に含めても良い。

続いて、Ｓ１６においてＣＰＵ４１は、自車両が現在走行する走行車線である“自車走行車線”を特定する。例えば以下の処理によって自車走行車線を特定する。
［自車走行車線］
ＣＰＵ４１は、フロントカメラ１９により撮像された撮像画像に対して画像認識処理を行い、自車の周辺に描かれた区画線、道路の道路端、周辺車両をそれぞれ認識し、認識結果に加えて地図情報についても考慮して自車走行車線を特定する。尚、区画線については前記Ｓ１４又はＳ１５で取得された検出結果を用いるのが望ましい。ここで、地図情報に含まれるリンクデータ３２には道路毎の車線数、車線幅について格納されている。例えば、図１０に示す片側３車線の高速道路を走行する場合において、自車の左側にある道路端６５が検出でき、道路端６５から自車の走行する車線までの間に１車線存在することが検出されれば自車は左から２番目の車線、即ち中央の車線を走行していると特定できる。同じく自車の左側にある道路端６５が検出でき、道路端６５から自車の走行する車線までの間に２車線存在することが検出されれば自車は左から３番目の車線、即ち右側の車線を走行していると特定できる。自車の右側にある道路端６６を用いても同様に自車走行車線の特定が可能となる。尚、道路端６５から自車の走行する車線までの間に存在する車線の数は、区画線の検出結果や他車両の検出結果に基づいて特定する。例えば区画線を明確に検出することができない場合であっても他車両の位置から車線の存在を推定することが可能となる。
尚、自車走行車線を特定する方法としては他に地図情報を用いずに区画線の種類と数で特定する方法や道路端からの距離と車線幅を用いる方法等が挙げられる。

次に、Ｓ１７においてＣＰＵ４１は、車両が現在走行する道路において走行を推奨される車線である“推奨車線”を特定する。例えば以下の処理によって推奨車線を特定する。［推奨車線］
ＣＰＵ４１は、地図情報と案内経路に基づいて、車両の前方にある案内分岐点を案内経路に沿った退出方向（案内方向）へと通過するために走行する必要のある車線を推奨車線
として特定する。より具体的には、案内分岐点における車両の退出方向に対応する車線を推奨車線として取得する。尚、地図情報に含まれるリンクデータ３２には車線毎の進行方向の通行区分について格納され、分岐点データ３４には分岐点の形状について格納されており、それらの情報を用いて推奨車線を特定する。例えば、図１１に示すように高速道路を走行する車両の進行方向前方にある案内分岐点７０での退出方向（案内方向）が取付道路のある斜め左方向である場合には、自車の走行する道路の３車線の内、最も左側に位置する車線が推奨車線となる。一方で図１２に示すように一般道を走行する車両の進行方向前方にある案内分岐点７０での退出方向（案内方向）が右方向である場合には、自車の走行する道路の４車線の内、右折の通行区分に対応する最も右側に位置する車線が推奨車線となる。尚、推奨車線は１車線のみであるとは限らず、２車線以上ある場合もある。

その後、Ｓ１８においてＣＰＵ４１は、前記Ｓ１４又は前記Ｓ１５で取得された区画線の検出結果と前記Ｓ１６で特定された自車走行車線とに基づいて、車両周辺の風景内において自車走行車線が存在する範囲を特定する。同じく、前記Ｓ１４又は前記Ｓ１５で取得された区画線の検出結果と前記Ｓ１７で特定された推奨車線とに基づいて、車両周辺の風景内において推奨車線が存在する範囲を特定する。具体的には、フロントカメラ１９で撮像した撮像画像（即ち液晶ディスプレイ１５に表示される撮像画像）内で自車走行車線と推奨車線の存在する範囲を特定する。

例えば片側３車線の道路を車両が走行中であって、自車走行車線が中央の車線で推奨車線が左側の車線である場合を例に挙げて説明すると、前記Ｓ１４又は前記Ｓ１５では図１３に示す撮像画像７１がフロントカメラ１９で撮像された場合に区画線７２と区画線７３の検出結果が取得される。そして、ＣＰＵ４１は区画線７２と区画線７３の検出結果を用いて最も左側にある区画線７４の位置についても予測できる。具体的には、区画線７２と区画線７３の検出結果から車線の幅を算出し、区画線７２の左側に算出された車線の幅だけ離れた位置に区画線７４が存在するとして位置を予測する。その結果、推奨車線は最も左側の車線であることが特定できているので、区画線７２と区画線７４とで囲まれる範囲７５が推奨車線の存在する範囲として特定できる。また、自車走行車線は中央の車線であることが特定できているので、区画線７２と区画線７３とで囲まれる範囲７６が推奨車線の存在する範囲として特定できる。

続いて、Ｓ１９においてＣＰＵ４１は、次の案内分岐点までの距離が閾値未満か否かを判定する。尚、閾値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７００ｍ、一般道は高速道路よりも短い１５０ｍとする。

そして、次の案内分岐点までの距離が閾値未満であると判定された場合（Ｓ１９：ＹＥＳ）には、Ｓ２１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閾値以上であると判定された場合（Ｓ１９：ＮＯ）には、Ｓ２０へと移行する。

Ｓ２０においてＣＰＵ４１は、液晶ディスプレイ１５に表示対象とする第１案内オブジェクト８０の大きさ、形状、及び表示位置を算出する。ここで、前記Ｓ２０において表示対象とする第１案内オブジェクト８０は、図８に示すように矩形形状とし、横方向の長さは推奨車線の車線幅、縦の長さは例えば１００ｍに設定する。そして、推奨車線の路面の自車の現在位置から１００ｍ先までの範囲に重畳するように表示する。従って、前記Ｓ２０においてＣＰＵ４１は、前記Ｓ１８の結果を用いて液晶ディスプレイ１５に表示される風景内における推奨車線の範囲を特定し、更に特定された推奨車線の路面の自車の現在位置から１００ｍ先までの範囲を覆うのに必要な第１案内オブジェクト８０の大きさ、形状及び位置を、液晶ディスプレイ１５に表示対象とする第１案内オブジェクト８０の大きさ、形状、及び表示位置として算出する。

その後、Ｓ５へと移行し前記Ｓ２０で算出された大きさ及び形状の第１案内オブジェクト８０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第１案内オブジェクト８０の画像を前記Ｓ２０で決定された位置（範囲）に対して描画する。尚、前記Ｓ２０において表示対象とする第１案内オブジェクト８０の形状は適宜変更可能であり、推奨車線を示すことができる形状であれば矩形以外の形状であっても良い。また、内部には案内分岐点までの距離を描画しても良い。

一方、Ｓ２１においてＣＰＵ４１は、前記Ｓ１６及びＳ１７で特定された推奨車線及び自車走行車線に基づいて、自車走行車線と推奨車線が一致するか否か、即ち自車が推奨車線を走行しているか否か判定する。

そして、自車走行車線と推奨車線が一致する、即ち自車が推奨車線を走行していると判定された場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）には、Ｓ２０へと移行する。Ｓ２０では前述したように推奨車線（自車走行車線とも一致）に重畳する矩形形状の第１案内オブジェクト８０を表示対象とし、液晶ディスプレイ１５に表示対象とする第１案内オブジェクト８０の大きさ、形状、及び表示位置を算出する。それに対して、自車走行車線と推奨車線が一致しない、即ち推奨車線を自車が走行していないと判定された場合（Ｓ２１：ＮＯ）には、Ｓ２２へと移行する。

Ｓ２２においてＣＰＵ４１は、液晶ディスプレイ１５に表示対象とする第１案内オブジェクト８０の大きさ、形状、及び表示位置を算出する。ここで、前記Ｓ２２において表示対象とする第１案内オブジェクト８０は、図１５に示すように自車走行車線から推奨車線に跨って、車両の進行方向と逆方向に移動するにつれて車両が現在走行する車線側に徐々に広がる末広がり形状とする。より具体的には、第１案内オブジェクト８０は車両の現在位置から例えば１００ｍ前方までの推奨車線の路面である第１領域（矩形）と、推奨車線と自車走行車線の間にあって第１領域に対して隣接するとともに、車両の進行方向に移動するにつれて幅が徐々に狭くなる第２領域（直角三角形）とを合わせた形状となる。そして、推奨車線及び自車走行車線の路面の自車の現在位置から１００ｍ先までの範囲に重畳するように表示する。従って、前記Ｓ２２においてＣＰＵ４１は、前記Ｓ１８の結果を用いて液晶ディスプレイ１５に表示される風景内における推奨車線及び自車走行車線の範囲を特定し、更に特定された推奨車線の路面の自車の現在位置から１００ｍ先までの範囲を覆うとともに、自車走行車線の路面の自車の現在位置から５０ｍ先までの範囲の一部を覆うのに必要な第１案内オブジェクト８０の大きさ、形状及び位置を、液晶ディスプレイ１５に表示対象とする第１案内オブジェクト８０の大きさ、形状、及び表示位置として算出する。

その後、Ｓ５へと移行し前記Ｓ２２で算出された大きさ及び形状の第１案内オブジェクト８０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第１案内オブジェクト８０の画像を前記Ｓ２２で決定された位置（範囲）に対して描画する。尚、前記Ｓ２２において表示対象とする第１案内オブジェクト８０の形状は適宜変更可能であり、推奨車線を示すとともに推奨車線への移動を促すことができる形状であれば末広がり形状以外の形状であっても良い。また、内部には案内分岐点までの距離を描画しても良い。

以上の処理が行われた結果、車両から案内分岐点までの距離が案内開始距離未満で且つ退出方向案内開始距離以上の場合において、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１６のように変移し、図１７乃至図１９のような画面となる。
車両が高速道路を走行する場合を例に挙げて説明すると、車両から案内分岐点までの距
離が案内開始距離（高速道路では１ｋｍ）未満で閾値（高速道路では７００ｍ）以上の状態では、“推奨車線の位置を案内する第１案内オブジェクトの画像５３（第１の表示態様）”が表示される。“推奨車線の位置を案内する第１案内オブジェクトの画像５３”は、図１７に示すように推奨車線５４に重畳して第１案内オブジェクトの画像５３が表示される（Ｓ２０）。その結果、乗員に推奨車線５４の存在や位置を明確に把握させることが可能となる。

また、車両から案内分岐点までの距離が閾値（高速道路では７００ｍ）未満で退出方向案内開始距離（高速道路では５００ｍ）以上の状態では、“推奨車線への移動を促す第１案内オブジェクトの画像５３（第２の表示態様）”が上記“推奨車線の位置を案内する第１案内オブジェクトの画像５３（第１の表示態様）”に代えて新たに表示される。但し、“推奨車線への移動を促す第１案内オブジェクトの画像５３”は、自車走行車線５５が推奨車線５４と一致する場合については表示されず、その場合には図１８に示すように自車が走行する推奨車線５４（自車走行車線５５）に重畳して第１案内オブジェクトの画像５３が表示される（第１の表示態様）。その結果、乗員に既に推奨車線５４を走行していることを明確に把握させることが可能となる。一方、自車走行車線５５と推奨車線５４が一致しない場合には、図１９に示すように自車走行車線５５から推奨車線５４まで跨る領域に重畳して第１案内オブジェクトの画像５３が表示される（第２の表示態様）。その結果、自車が走行する車線が推奨車線ではなく、推奨車線に移動する必要があることを乗員に明確に把握させることが可能となる。また、第１実施形態では自車走行車線５５から推奨車線５４までを含む広い領域に対して第１案内オブジェクトの画像５３が表示されるので、矢印などの画像を表示する場合と比較して推奨車線への車線変更を促す強制感のある案内を抑制することが可能となる。

尚、車両から案内分岐点までの距離が閾値（高速道路では７００ｍ）未満で退出方向案内開始距離（高速道路では５００ｍ）以上の状態において図１８と図１９のいずれの走行案内画面５１が表示されるか（即ち、第１の表示態様と第２の表示態様のいずれで表示するか）についてはその時点の自車走行車線５５と推奨車線５４との位置関係によって決まる。従って、例えば液晶ディスプレイ１５に対して図１９の走行案内画面５１が表示されている状態で車両が左側の推奨車線５４に移動すれば、図１８の走行案内画面５１へと切り替わることとなる。同じく、液晶ディスプレイ１５に対して図１８の走行案内画面５１が表示されている状態で車両が推奨車線５４以外の車線に移動すれば、図１９の走行案内画面５１へと切り替わることとなる。

尚、その後に車両から案内分岐点までの距離が退出方向案内開始距離（高速道路では５００ｍ）未満となると、第１案内オブジェクトの画像５３に代えて、前述したように案内分岐点の退出方向を示す矢印である第２案内オブジェクトの画像５７が新たに表示されることとなる（図４参照）。

また、前述した実施形態では、前記Ｓ１８においてフロントカメラ１９で撮像した撮像画像内で自車走行車線と推奨車線の存在する範囲を特定しているが、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次元空間を生成し、３次元空間内で自車走行車線と推奨車線の存在する範囲を特定しても良い。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。以下に上記３次元空間を用いた実施例について説明する。

先ず、ＣＰＵ４１は、生成された３次元空間において自車両の現在位置及び方位について特定する。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。また、３次元空間において車両の進行方向前方にある案内分岐点の位置についても特定する。

そして、前記Ｓ２０やＳ２２においてＣＰＵ４１は、表示対象とする第１案内オブジェクト８０を例えば２次元ポリゴンで生成し、生成した第１案内オブジェクト８０を生成された３次元空間に対して配置する。尚、３次元空間に対して第１案内オブジェクト８０を配置する位置は、図１４や図１５に示す位置とする。次に、ＣＰＵ４１は、第１案内オブジェクト８０が配置された３次元空間において、車両の現在位置且つフロントカメラ１９の高さの位置から車両の進行方向に視認した際に視認できる第１案内オブジェクト８０の大きさ及び形状を、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大きさ及び形状として算出する。ここで、算出される案内オブジェクトの大きさ及び形状は、３次元空間に配置された第１案内オブジェクト８０を現在の車両（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第１案内オブジェクト８０の大きさ及び形状である。

その後、ＣＰＵ４１は、３次元空間における車両の現在位置及び案内分岐点の位置と前記Ｓ１６及びＳ１７で特定された推奨車線及び自車走行車線の位置とに基づいて、液晶ディスプレイ１５に表示される風景５２内における推奨車線や自車走行車線の位置を推定し、液晶ディスプレイ１５において第１案内オブジェクト８０を表示する位置を決定する。

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、車両が現在走行する道路において走行を推奨される推奨車線を取得する（Ｓ１７）一方で、車両周辺の風景を撮像した撮像画像に基づいて、車両が現在走行する道路に含まれる車線を区画する区画線を所定周期で繰り返し検出し（Ｓ１１、Ｓ１２）、更に区画線の検出結果の信頼度を判定する（Ｓ１３）とともに直近の区画線の検出結果が信頼できないと判定された場合には、過去の区画線の検出結果に基づいて案内オブジェクトを表示する（Ｓ１５、Ｓ１８～Ｓ２２）ので、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により推奨車線の案内を行う場合において、区画線の検出結果に誤りが生じたことが予想される場合にその検出結果を採用せず過去の区画線の検出結果を用いて案内オブジェクトの表示を行うことによって、区画線の検出結果に誤りが生じた場合であっても適切な推奨車線の案内を継続して行うことが可能となる。
また、過去の検出結果から区画線の位置が閾値以上変化した場合、或いは検出された複数の区画線が互いに交差した場合に、区画線の検出結果が信頼できないと判定する（Ｓ１３）ので、区画線の検出結果に誤りが生じたことを正確に予想することが可能となる。
また、撮像画像に対する画像認識処理を行うことによって車両の現在位置から所定距離以内にある区画線の位置を検出する（Ｓ１１）とともに、所定距離より遠方の区画線の位置については画像認識処理により検出された所定距離以内の区画線の位置から予測することにより検出し（Ｓ１２）、特に所定距離より遠方の区画線を対象として信頼度を判定する（Ｓ１３）ので、検出された区画線の位置と実際の区画線の位置との間に差が生じた場合に、より大きい差が生じると予想される遠方の区画線を対象として信頼度を判定することにより、処理負荷を軽減しつつ正確な信頼度の判定が可能となる。
また、区画線の検出結果に基づいて風景内の推奨車線が存在する範囲を特定し（Ｓ１８）、特定された推奨車線が存在する範囲に重畳して案内オブジェクトを表示する（Ｓ２０）ので、ユーザが車両周辺の風景を視認した場合に推奨車線に適切に重畳した案内オブジェクトを視認させることが可能となる。
また、車両が現在走行する車線を区画する区画線の位置を検出し（Ｓ１１、Ｓ１２）、車両が現在走行する車線以外の車線を推奨車線に含む場合には、検出された区画線の位置から推奨車線を区画する区画線の位置を予測し、予測された区画線の位置から推奨車線が
存在する範囲を特定する（Ｓ１８）ので、検出対象とする区画線の数を限定することによって処理負荷を抑えつつ、検出対象とならなかった区画線の位置を予測することによって推奨車線が存在する範囲を正確に特定することが可能となる。

［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２０及び図２１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１９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２０を用いて説明する。図２０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２１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実施形態と同様に案内経路に沿った案内分岐点の退出方向を示す矢印、案内経路に沿って案内分岐点を通過する為に車両が現在走行する道路において走行が推奨される推奨車線の位置を示す案内画像、推奨車線への移動を促す案内画像とする。

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、Ｓ７において、図２１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を表示する。その結果、図２１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１２１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、推奨車線の位置や、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、Ｓ６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大きさ、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。

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、区画線を検出する際に自車の現在位置から３０ｍまでの範囲についてはフロントカメラ１９で撮像された撮像画像に対して画像認識処理を行うことにより検出し、３０ｍよりも遠方については画像認識処理で検出された３０ｍまでの区画線から区画線の位置を予測しているが、区画線全体を画像認識結果に基づいて検出するようにしても良い。また、検出対象とする区画線についても車両の左右両側に位置す
る区画線だけでなく、車両が走行する道路上にある全ての区画線を検出対象としても良い。

また、第１及び第２実施形態では、案内オブジェクトは車両の推奨車線を案内する第１案内オブジェクトと、進行方向前方にある案内分岐点における車両の退出方向を示す矢印である第２案内オブジェクトとしているが、第１案内オブジェクトのみとしても良い。また、第１案内オブジェクトは必ずしも車線に重畳される矩形形状や矩形と三角形を組み合わせた形状である必要はなく、推奨車線の位置を示し、推奨車線への移動を促すことができるのであれば他の形状であっても良い。例えば矢印形状としても良い。また、必ずしも路面に重畳させる必要もなく、路面から離間した位置に表示しても良い。

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、例えば車両が車線減少地点や合流区間を通過する際において案内オブジェクトを用いて推奨車線への移動を促すようにしても良い。

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。

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…第１案内オブジェクトの画像、５４…推奨車線、５５…自車走行車線、５７…第２案内オブジェクトの画像、６１～６４…区画線、７０…案内分岐点

Claims (5)

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、
   車両が現在走行する道路において走行を推奨される推奨車線を取得する推奨車線取得手段と、
   前記車両周辺の風景を撮像した撮像画像に基づいて、車両が現在走行する道路に含まれる車線を区画する区画線を所定周期で繰り返し検出する区画線検出手段と、
   前記区画線検出手段による区画線の検出結果の信頼度を判定する信頼度判定手段と、
   前記区画線検出手段による区画線の検出結果と前記信頼度判定手段による信頼度の判定結果とに基づいて前記推奨車線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、を有し、
   前記オブジェクト表示手段は、
   前記信頼度判定手段によって直近の前記区画線検出手段による区画線の検出結果が信頼できないと判定された場合に、過去の区画線の検出結果に基づいて前記案内オブジェクトを表示する重畳画像表示装置。
2. 前記信頼度判定手段は、過去の検出結果から区画線の位置が閾値以上変化した場合、或いは検出された複数の区画線が互いに交差した場合に、区画線の検出結果が信頼できないと判定する請求項１に記載の重畳画像表示装置。
3. 前記区画線検出手段は、
   前記撮像画像に対する画像認識処理を行うことによって車両の現在位置から所定距離以内にある区画線の位置を検出するとともに、
   前記所定距離より遠方の区画線の位置については前記画像認識処理により検出された所定距離以内の区画線の位置から予測することにより検出し、
   前記信頼度判定手段は、前記所定距離より遠方の区画線を対象として前記信頼度を判定する請求項１又は請求項２に記載の重畳画像表示装置。
4. 前記区画線検出手段の検出結果に基づいて風景内の前記推奨車線が存在する範囲を特定する範囲特定手段を有し、
   前記オブジェクト表示手段は、前記案内オブジェクトを特定された前記推奨車線が存在する範囲に重畳して表示する請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の重畳画像表示装置。
5. 前記区画線検出手段は、車両が現在走行する車線を区画する区画線の位置を検出し、
   前記範囲特定手段は、車両が現在走行する車線以外の車線を推奨車線に含む場合には、検出された区画線の位置から前記推奨車線を区画する区画線の位置を予測し、予測された区画線の位置から前記推奨車線が存在する範囲を特定する請求項４に記載の重畳画像表示装置。

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