JP2915508B2 - 車両航法データの表示方法と航法システムおよび航法システムを具える車両 - Google Patents

車両航法データの表示方法と航法システムおよび航法システムを具える車両

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JP2915508B2 JP2174632A JP17463290A JP2915508B2 JP 2915508 B2 JP2915508 B2 JP 2915508B2 JP 2174632 A JP2174632 A JP 2174632A JP 17463290 A JP17463290 A JP 17463290A JP 2915508 B2 JP2915508 B2 JP 2915508B2
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Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は局所車両環境（local vehicle environmen
t）の影像の車両航法データ（navigation data）の表示
方法に関連している。
本発明はまたそのような方法を実行するのに適した航
法データの表示装置と、かかる航法データの表示装置を
具える車両にも関連している。
（背景技術） この種の方法はロナルド・ケー・ジュルゲン（Ronald
K.Jurgen）の論文、「デトロイドのビッグ・スリーの
ニューフロンティアー（New frontiers for Detroit′s
Big Three）」、アイイーイーイー・スペクトラム（IE
EE Spectrum）、1988年10月、頁32から既知である。引
用された論文は例えばディジタル速度読み取り、低残存
燃料警告（low fuel warning）等のような車両の航法デ
ータが風防ガラス（windshield）の上に投影されかつデ
ータを車の運転者の視野と結合される方法を記述してい
る。多数のセンサからの情報は真空蛍光管（vacuum−fl
uorescent tube）に印加される信号を形成するよう電子
モジュールにより処理され、その後で光学素子が車両の
風防ガラス上のこの管の活性化されたセグメントから光
を投影する。運転手は車の前面の付近にかかって現れる
実効影像（virtual image）を見る。そのような方法の
欠点は、その可能性が限られていることである。航法デ
ータは小面積にのみ表示できる。と言うのは、例えば車
の風防ガラスの寸法を有する領域のように、運転手の視
野の場をカバーする領域の表示が実現に困難でありかつ
高価であるからである。全風防ガラスのカバレージは光
学システムの開口の著しく大きな角度を要求し、従って
問題が多くかつ高価である。
（発明の開示） 特に本発明の目的は航法データの簡単でありかつ使い
やすくかつ容易に解釈できる表示を許容する局所車両環
境の影像の車両航法データを表示する方法を与えること
である。このことを達成するために、本発明による方法
は、局所車両環境のリアルタイムの影像が撮像ユニット
により発生され、航法データから形成された指示信号が
局所車両環境の影像上にビデオ処理により重畳され、指
示信号が重畳された局所車両環境の影像が表示ユニット
上に表示されることを特徴としている。撮像ユニットは
例えば車両の前方の道路のような運転手により選ばれた
最も関連する環境を取り上げ、このようにして表示ユニ
ットに環境の非常に現実的な影像を生成する。そのよう
な影像は例えば絵文字（pictogram）の形をした抽象的
表現よりさらに使いやすいと見いだされている。航法デ
ータから形成された指示信号の重畳のために、この信号
は表示ユニット上の影像に重なる。航法データは例えば
速度とか残留燃料予備（remaining fuel reserve）を指
示するが、しかし、航法データはたどるべき方向（dire
ction to be followed）を指示する矢印のような１つあ
るいはそれ以上の指示信号に形成される。
航法データが、センサからの測定データおよび／また
はデータ構造からの位相幾何学的データ（topographic
data）に基づいた航法装置によって発生される本発明に
よる方法の１つの変形において、航法データが、指示信
号を形成するに先立って、局所車両環境の影像を発生す
る撮像ユニットの位置に従って変換されることを特徴と
している。このように航法データから形成された指示信
号は影像と結合でき、従ってユーザーは一見して（at a
single glance）最適に通知される。例えば、交差点
（intersection）に接近する場合に車の航法システムに
より計算されたたどるべき方向は表示ユニット上にたど
るべき道路セクション上に重ねられた矢印によって指示
できる。このようにトラヒック状態が特に迅速かつ容易
に解釈できる。
本発明による方法の別の変形は航法データが、局所車
両環境が航法データを通して見られるように透視変換
（perspective transformation）により変換されること
を特徴としている。影像に透視的に指示信号を重畳する
ことにより、現実に対応する容易に解釈できる使いやす
い表示が得られる。取られるべき道路セクションが建物
およびそれに類似した物により曖昧になるという事実
は、もしそのような航法データがデータ構造に含まれる
なら考慮に入れることができる。
本発明による方法の別の変形は表示ユニットが航法デ
ータを明確（distinct）であるように表示することを特
徴としている。このことは表示の明確さを増大する。
航法データが、センサからの測定データおよび／また
は道路がその中心線の座標により表されるデータ構造か
らの位相幾何学的データに基づいた航法システムによっ
て発生される本発明による方法の好ましい変形は、航法
データが、指示信号を形成するに先立って中心線の座標
により表される道路の表現が多角形（polygon）により
表される表現に変換されることを特徴としている。この
多角形表現の使用により、指示信号は環境の影像に良く
適応でき、そこで道路の真の幅は明らかになる。例え
ば、たどるべき方向を指示する矢印はたどるべきレーン
の中心に表示できる。
本発明による方法の別の変形は、表示ユニットが指示
信号を明確（distinct）であるように表示することを特
徴としている。このことは表示の明確さを増大する。
本発明による方法を実行するのに適した局所車両環境
の影像中に車両航法データを表示する装置は、局所環境
の影像を発生する撮像ユニットと、航法システムによっ
て発生された航法データを局所車両環境の影像を発生す
る撮像ユニットの位置に従って変換し、および／または
撮像ユニットの位置に従って変換するとともに透視変換
し、および／または航法データの１つである道路の表現
を多角形による表現に変換する変換モジュール（combin
ation module）と、該変換された航法データから指示
信号を発生するビデオ発生器と、局所車両環境の影像と
指示信号とを指示信号が局所車両環境の影像上にビデオ
処理より重畳されるように結合する結合モジュールと、
結合された信号を表示する表示ユニットとを具えたこと
を特徴としている。
添付図面を参照して実例により本発明を詳細に説明す
る。
（実施例） 第１図は本発明による方法のフローチャートを示して
いる。ブロック11において、環境の影像は例えば車両に
搭載されたビデオカメラのような撮像ユニットにより発
生される。ブロック12において、エム・エル・ジー・ソ
ーン（M.L.G.Thoone）の論文、「カリン：車の情報と航
法システム（CARIN,car information and navigation s
ystem）「、フィリップス・テクニカル・レビュー（Phi
lips Technical Review）、第43巻、第11/12号、頁317
−329、1987年12月から既知であるように、そこに表示
すべき航法データが発生される。ブロック13において、
指示信号は例えば既知のビデオ発生器によりそこから形
成され、その指示信号は例えばビデオ結合モジュールに
よりブロック14で環境影像に重畳される。ブロック15に
おいて、この結合は例えば車両に搭載されたビデオ表示
装置やテレビジョン受信機あるいはモニタのような表示
ユニット上に表示される。
第２図は本発明による方法を実行するのに適した航法
データの表示装置の構造を示している。モジュール21
は、例えば、エム・エル・ジー・ソーンにより引用され
た論文中に記載されたカリン（CARIN）システムのよう
なよく知られた車の航法装置であり、これ（カリンシス
テム）はセンサ（コンパスや回転数を測定するホイール
センサのような）からの測定データと、例えば車両の現
在の位置を表す座標とたどるべき最適の計算されたルー
トを表す座標のようなデータ構造中の位相幾何学的デー
タに基づいて航法データを供給する。モジュール22にお
いて、この航法データは環境に対する撮像ユニット24の
位置に従って変換を受ける。位相幾何学的データを含む
データ構造の関連領域は以前に出願された非公開オラン
ダ国特許出願第8900056号（特願第90−3,274号）に記載
されたような撮像ユニットの観点から見られる（viewe
d）。例えばたどるべきルートの指示のような表示すべ
き航法データは環境の局所影像の道路に対応する。モジ
ュール23はビデオ発生器であり、これは例えばたどるべ
きルートの様式指示（stylistic indication）のような
変換された航法データからの指示信号を形成する。撮像
ユニット24（ビデオカメラあるいはテレビジョンカメ
ラ）は環境の影像を供給する。結合モジュール25におい
て、指示信号と環境影像は表示ユニット26（ビデオ表示
装置、テレビジョン受信機あるいはモニタ）上に表示さ
れる結合された信号を形成するよう結合される。
第３図は様式化された指示信号と結合された環境の影
像の表示の一例を示している。矢印は航法システムによ
り計算されたようなたどるべき方向を示している。この
場合には指示は左に曲がれであり、この指示信号はたど
るべき道路セクション上に重ねられる。例えばフラッシ
ングあるいは閉じ込め態様（boxed manner）で、あるい
は影像の残りから区別されている明るい色のような明確
な態様で指示信号が表示される場合、ユーザーは一見し
ていかに作用すべきか分かるであろう。カリン（CARI
N）デーベースにおいて、道路はそれらの中心線の座標
により表現される。表示ユニット上の現実的な表示に対
して、環境の現実的な影像と両立できる多角形による表
現にこの表現を変換することは重要である。この目的
で、カリン（CARIN）データベースの構造は新しい構造
に変換され、その最も重要なカテゴリーは、 −ノード（Ｐ）、その各々は２座標により表現され（あ
るいは、もしデータベースが高度に関する情報を含むな
ら３座標で）、 −道路（Ｒ）、その各々は構成ノードの数と位置により
表現され、 −リンク（Ｌ）、その各々は関連された道路とその方向
により表現され、 −交差点（Ｉ）、その各々は構成リンクの数と位置によ
り表現される。
リンクのカテゴリーは道路の左側と右側を含むことに
よりｐ−リンク（PL）に拡張される。道路とノードのリ
ストはこのようにして増大される（道路の左側と右側は
またノードにより規定された別々の道路を構成する）
が、しかし構造は同じままである（第４図を見よ）。引
き続いて、各交差点に対してそこに向かうリンクは逆時
計向きに分類される。これは以下のごとく実現される。
すなわち、参照された第１リンクL0は参考として作用す
る。もしこのリンクL0と次のリンクL1の間の角度がL0と
引き続くリンクL2の間の角度より大きいなら、L1とL2は
リンクのリストで交換される（第５図を見よ）。
正のｘ軸に対してリンクL0により囲まれた角度a0のco
sineとsineは cos（a0）＝（x0B−x0A）/SQRT（(x0B-x0A)2＋(y0B-y0
A)2）； sin（a0）＝（y0B−y0A）/SQRT（(x0B-x0A)2＋(y0B-y0
A)2）； そして同じことがリンクL1とL2に適用可能である。それ
から次のようになる。すなわち cos（a10）＝cos（a1−a0） ＝cos(a1)*cos（a0）＋sin(a1)*sin（a0）； sin（a10）＝sin（a1−a0） ＝sin(a1)*cos（a0）−cos(a1)*sin（a0）； そして同じことがcos（a20）とsin（a20）に適用可能で
ある。
このシーケンスは以下のごとく決定される。
if sin（a10）＞０ subsequently if sin（a20）＞０ subsequently if cos（a10）＞cos（a20） do not interchange and otherwise interchange otherwise do not interchange otherwise if sin（a20）＞０ interchange otherwise if cos（a10）＜cos（a20） do not interchange otherwise interchange 引き続いて、各交差点に対して、各交差点から離れる
すべてのリンクの中心線は多角形に変換される（第６図
を見よ）。
端点を除いたすべての点に対して、左側道路と右側道
路に隣接する交差点が計算される。PQに垂直な長さD1を
有するベクトルは次のように与えられる。
（xpq,ypq），ここでxpq＝−（yq−yp)*gpqおよびypq
＝（xq−xp）*gpq,ここでgpq＝D1/SQRT((xq-xp)2＋(yq-
yp)2） 長さD2を有するQRに垂直なベクトルに対して、類似の
表現が適用できる。
（xqr,yqr），ここでxqr＝−（yr−yq）*gqrおよびyq
r＝（xr−xq）*gqr,ここでgqr＝D2/SQRT((xr-xq)2＋(yr
-yq)2） 探索された交差点（xs,ys）は（xp＋xpq,yp＋ypq）と
（xq＋xpq,yq＋ypq）の間のラインの交差点および（xq
＋xqr,yq＋yqr）と（xr＋xqr,yr＋yqr）の間のラインの
交差点である。
以下のことが適用可能である。
xs＝xpq＋n*xp＋(1-n)*xqおよびys＝ypq＋n*yp＋(1-n)*
yq； xs＝xqr＋m*xq＋(1-m)*xrおよびys＝yqr＋m*yq＋(1-m)*
yr； パラメータｎに対するこれらの式の解は次のようにな
る。
ｎ＝［（yq−yr）*（xpq＋xq−xqr−xr）−（xq−xr）*
（ypq＋yq−yqr−yr）］／… …／［（xq−xr）*（yp
−yq）−（yq−yr）*（xp−xq）］ もし分母が零なら、２つのラインセグメントは他のも
のの延長に位置し、そしてパラメータｎは零に等しいと
仮定される。
交差点（xs,ys）はこのようにして見いだされる。各
中心線はこのように所与の幅を有する実際の街路を形成
するよう補われる。
最後に、このように見いだされたすべての多角形は関
連された交差点に連結される。リンクが分類され、一方
では逆時計方向に進むから、毎回リンクの左側縁部と次
のリンクの右側縁部の交差点が計算される。この計算は
全く前のものと類似している。
「断続道路（dashed roads）」からなる道路網はこの
ようにして「実際の（real）」道路に変換される。指示
信号は環境の影像に良く対応するよう位置決めできる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による方法のフローチャートを示し、 第２図は本発明による方法を実行するのに適した航法デ
ータの表示装置の構造を示し、 第３図は航法データと結合された表示ユニット上の表示
の局所影像の例を示し、 第４図は使用されたデータ構造を例示し、 第５図は接続の分類を例示し、 第６図は多角形への変換を例示している。 11,12,13,14,15…ブロック 21,22,23…モジュール 24…撮像ユニット 25…結合モジュール 26…表示ユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G08G 1/0969 G01C 21/00

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】局所車両環境の影像の車両航法データの表
    示方法において、 局所車両環境のリアルタイムの影像が撮像ユニットによ
    り発生され、 航法データから形成された指示信号が局所車両環境の影
    像上にビデオ処理により重畳され、指示信号が重畳され
    た局所車両環境の影像が表示ユニット上に表示されるこ
    とを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】航法データが、センサからの測定データお
    よび／またはデータ構造からの位相幾何学的データに基
    づいた航法システムによって発生される請求項１に記載
    の方法において、 航法データが、指示信号を形成するに先立って、局所車
    両環境の影像を発生する撮像ユニットの位置に従って変
    換されることを特徴とする方法。
  3. 【請求項３】航法データが、局所車両環境が航法データ
    を通して見られるように透視変換により変換されること
    を特徴とする請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】航法データが、センサからの測定データお
    よび／または道路がその中心線の座標により表されるデ
    ータ構造からの位相幾何学的データに基づいた航法シス
    テムによって発生される請求項１乃至３のいずれか１項
    に記載の方法において、 航法データが、指示信号を形成するに先立って中心線の
    座標により表される道路の表現が多角形により表される
    表現に変換されることを特徴とする方法。
  5. 【請求項５】表示ユニットが指示信号を明確であるよう
    に表示することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか
    １項に記載の方法。
  6. 【請求項６】請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方
    法を実行するのに適した局所車両環境の影像の車両航法
    データの表示装置において、 局所環境のリアルタイムの影像を発生する撮像ユニット
    24と、航法システム21によって発生された航法データを
    局所車両環境の影像を発生する撮像ユニットの位置に従
    って変換し、および／または撮像ユニットの位置に従っ
    て変換するとともに透視変換し、および／または航法デ
    ータの１つである道路の表現を多角形による表現に変換
    する変換モジュール22と、該変換された航法データから
    指示信号を発生するビデオ発生器23と、局所車両環境の
    影像と指示信号とを指示信号が局所車両環境の影像上に
    ビデオ処理により重畳されるように結合する結合モジュ
    ール25と、結合された信号を表示する表示ユニット26と
    を具えたことを特徴とする装置。
  7. 【請求項７】請求項６に記載の装置を具えた車両。
JP2174632A 1989-07-04 1990-07-03 車両航法データの表示方法と航法システムおよび航法システムを具える車両 Expired - Lifetime JP2915508B2 (ja)

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NL8901695 1989-07-04

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