JP3160434B2 - 車載用ナビゲーション装置の走行案内画像表示方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車載用ナビゲーション装
置の走行案内画像表示方法に係り、特に出発地から目的
地まで経路誘導を行う場合に好適な車載用ナビゲーショ
ン装置の走行案内画像表示方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両の走行案内を行い、運転者が所望の
目的地に容易に到達できるようにした車載用ナビゲーシ
ョン装置がある。この車載用ナビゲーション装置におい
ては、車両の位置を検出してＣＤ−ＲＯＭから車両位置
周辺の地図データを読み出し、Ｖ−ＲＡＭに地図画像を
描画するとともに該地図画像上の所定箇所に車両位置マ
ークを重ねて描画し、Ｖ−ＲＡＭの画像を映像信号に変
換しながらディスプレイ装置に出力して画面に表示す
る。そして、車両の移動で現在位置が変化するのに従
い、画面の車両位置マークを移動したり、或いは車両位
置マークは画面中央に固定して地図をスクロールしたり
して、常に、車両位置周辺の地図情報が一目で判るよう
になっている。

【０００３】ＣＤ−ＲＯＭに記憶された地図は、縮尺レ
ベルに応じて適当な大きさの経度幅、緯度幅の地域に区
切られており、道路は経度、緯度の座標で表現された頂
点（ノード）の集合で示される。２以上のノードを連結
した部分はリンクと呼ばれる。各地図に含まれる道路デ
ータは、図１２に示す如く、道路リンクリストＲＤＬ
Ｔ、ノードリストＮＤＬＴ、交差点データＣＲＤＴで構
成されており、このうち、道路リンクリストＲＤＬＴ
は、当該道路リンクに関し、国道、高速道路、その他の
道路など道路の種別を表すデータ、リンク上の全ノード
数、リンクを構成する各ノードのノードリストＮＤＬＴ
上の番号とノード間の道路の幅員を表すデータなどによ
り構成されている。第ｎノード番号の幅員データは、第
ｎノード番号に係るノードと第（ｎ＋１）ノード番号に
係るノードを結ぶ道路（リンク）の幅員を示す。又、交
差点データＣＲＤＴは地図上の各交差点毎に、該交差点
に連結するリンク上の交差点に最も近いノード（交差点
構成ノードという）のノードリストＮＤＬＴ上の番号の
集合であり、ノードリストＮＤＬＴは地図上の全ノード
のリストであり、ノード毎に座標情報（経度、緯度）、
該ノードが交差点であるか否かの交差点識別フラグ、交
差点であれば交差点データを指し、交差点でなければ該
ノードが属する道路リンクを指すポインタ等で構成され
ている。

【０００４】ところで、車載用ナビゲーション装置に
は、出発地から目的地まで最適な誘導経路に沿って経路
案内を行う経路誘導機能を持ったものがある。かかる経
路案内では、走行前に運転者が出発地と目的地を設定す
ると、ＣＤ−ＲＯＭの地図データを参照してダイクスト
ラ法、横型探索法等のシュミレーション計算を行い、例
えば出発地と目的地を最短距離で結ぶ最適な誘導経路を
求めて、該誘導経路を構成するノード列と、先頭の出発
地データ及び最後尾の目的地データと合わせた誘導経路
データを誘導経路メモリに記憶しておく。

【０００５】そして、走行中、誘導経路メモリのノード
列の中から画面の地図表示エリアに入っている誘導経路
を探し、該誘導経路を他の道路と異なる色で太く表示す
るなどして、運転者がいずれの道路を走行すれば良いか
判るようにしている。

【０００６】しかし、画面に表示された地図の縮尺が大
きかったり、道路が込み入っている場合、単に、誘導経
路が他の道路と異なる色で太く表示されているだけで
は、車両進行方向の前方に存在する交差点をどの方向へ
走行すれば良いか判らない場合があった。

【０００７】このため、走行中、誘導経路上で車両の進
行方向前方にある交差点の内、例えば、左折、右折等、
走行方向の変化する一番手前の案内対象交差点を探索
し、車両現在位置−案内対象交差点間の距離と、該交差
点での進路を求め、交差点までの距離と進路を示す情報
を画面の地図画像の左上等に合成表示したり、或いは、
交差点までの距離と進路を示す情報を音声で提供したり
する提案がなされている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、表示や
音声出力で進路を変えるべき交差点までの距離が示され
ても、走行速度によって、案内対象交差点に到達するま
での時間が大きく変わるため、走行方向を変更すべき交
差点が車両よりどの程度先にあるか直観的に把握するこ
とが難しく、特に、該当場所付近に複数の交差点が接近
して存在しているとき、どの交差点で進路変更したら良
いか判断することができず、進路変更すべき交差点を間
違えてしまうことがあった。

【０００９】以上から本発明の目的は、どの交差点で進
路を変更すべきか正しく認識できる車載用ナビゲーショ
ン装置の走行案内画像表示方法を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題は本発明におい
ては、車両前方の風景を捉えるビデオカメラと、画面に
風景画像を映し出す表示装置と、車両位置を検出する車
両位置検出手段と、車両の現在位置と誘導経路情報から
誘導経路上で車両進行方向前方に存在する所定の案内対
象交差点を探索する手段と、探索した案内対象交差点で
の進路を求める手段と、車両現在位置、案内対象交差点
の座標、ビデオカメラの設置高さと向き及び光学的条件
を用いて、画面の風景画像上での案内対象交差点の位置
を特定する手段と、風景画像上での案内対象交差点に相
当する箇所に、該案内対象交差点での進路方向を示す矢
印図形を道路の幅員に応じた幅で表示する手段とにより
達成される。

【００１１】

【作用】本発明によれば、走行中、車両に設置したビデ
オカメラで前方の風景を捉えて映像表示装置の画面に風
景画像を映し出しすとともに、車両の現在位置を検出
し、車両の現在位置と誘導経路情報から誘導経路上で車
両進行方向前方に存在する所定の案内対象交差点を探索
し、探索した案内対象交差点での進路を求めるととも
に、車両現在位置、案内対象交差点の座標、ビデオカメ
ラの設置高さと向き及び光学的条件を用いて画面の風景
画像上での案内対象交差点の位置を特定し、風景画像上
での案内対象交差点に相当する箇所に、該案内対象交差
点での進路方向を示す矢印図形を道路の幅員に応じた幅
で表示する。これにより、前方の風景をそのまま映し出
した画像の中の交差点に重ねて進路情報が表示されるの
で、運転者は直観的に進路を変更すべき交差点と該交差
点での進路を把握でき、進路変更すべき交差点と該交差
点での進路を簡単、かつ、正確に認識することができ
る。すなわち、交差点が車両に接近するにつれて矢印図
形が交差点とともに拡大しながら接近するため風景図形
と違和感の無い矢印を見ることができる。また、運転者
にはあたかも矢印図形が交差点上に置かれているかのよ
うに見え、いつでも、画面を一目見るだけで、どの交差
点で進路を変更すべきかを直感的に把握することがで
き、案内対象交差点で正確に目的地に向けた進路変更を
行うことができる。

【００１２】

【実施例】図１は本発明に係わる走行案内画像表示方法
を具現した車載用ナビゲーション装置の全体構成図であ
る。図において、１は地図データ記憶手段となるＣＤ−
ＲＯＭ、２は操作盤であり、地図検索，拡大／縮小用の
キー、左，右，上，下キーから成る十字カーソルキー、
経路誘導モード設定キー、出発地設定キー、目的地設定
キー、スタートキー、表示モードを地図モードと風景モ
ードに切り替えるモード切り替えキー等を備えている。
３は車両位置と車両方位を衛星航法または自立航法で検
出する車両位置検出装置、４は車両の前部所定高さに水
平方向に設置されて前方の風景を捉えるビデオカメラ、
５はディスプレイ装置であり、映像信号を入力して画面
に地図画像を、カーソルマーク、車両位置マーク、強調
誘導経路などとともに表示したり、ビデオカメラで捉え
た風景画像を進路を示す矢印とともに表示したりする。

【００１３】１０はマイコン構成のナビゲーションコン
トローラであり、出発地と目的地から最適な誘導経路を
ダイクストラ法、横型探索法等のシュミレーション計算
により決定したり、車両位置周辺の地図画像を、必要に
よりカーソルマーク、車両位置マーク、強調誘導経路な
どとともにディスプレイ装置５の画面に表示させたり
（地図モード時）、ビデオカメラ４で捉えた車両前方の
風景画像に進路情報を合成しながらディスプレイ装置５
の画面に表示させたりする（風景モード時）。

【００１４】この内、１１はＣＤ−ＲＯＭ１から読み出
した地図データを一時的に格納するバッファメモリ、１
２はカーソル位置計算部であり、操作盤２の十字カーソ
ルキー、地図検索，拡大／縮小用のキー等で地図の選択
操作やカーソル操作がなされたとき、画面上の地図の中
央に相当する経度と緯度を計算してカーソル位置として
出力する。１３は地図画像描画部であり、操作盤２の地
図検索，拡大／縮小用等のキーで選択された所望の地図
データ（周辺の地図データを含めてもよい）をＣＤ−Ｒ
ＯＭ１からバッファメモリ１１に読み出すとともに後述
する第１Ｖ−ＲＡＭに地図画像を描画したり、カーソル
操作に応じてカーソル位置計算部１２から入力されるカ
ーソル位置データが変化するのに従い、必要により新た
な地図データをＣＤ−ＲＯＭ１からバッファメモリ１１
に読み出しながら常にカーソル位置が中央となるように
第１Ｖ−ＲＡＭの地図画像を書き換え、かつ、第１Ｖ−
ＲＡＭの中央にカーソルマークを描画する。また、地図
画像描画部１３は走行中（スタートキーの押圧後）、車
両位置検出装置３から出力される車両位置データが変化
するのに従い、必要により新たな地図データをＣＤ−Ｒ
ＯＭ１からバッファメモリ１１に読み出しながら現在位
置が中央となるように第１Ｖ−ＲＡＭの地図画像を書き
換え、車両位置検出装置３から入力する車両方位データ
に基づき車両位置マークを第１Ｖ−ＲＡＭの中央に所定
方向に向けて描画する。更に、経路誘導モードにおい
て、後述する誘導経路メモリに記憶された誘導経路デー
タの中から、現在、第１Ｖ−ＲＡＭに描画されている地
図画像の範囲に入る誘導経路データを入力して、他の道
路とは異なる色で太く強調した誘導経路を描画する。第
１Ｖ−ＲＡＭはディスプレイ装置５の１画面分に相当す
る記憶領域を有している。

【００１５】１４は出発地・目的地設定部であり、走行
開始前に、操作盤２で経路誘導モードとされ、該操作盤
２のカーソル操作で画面中央のカーソルが出発地と一致
されたあと、出発地設定キーが押圧されると、その時点
でのカーソル位置計算部１２の出力を出発地データとし
て設定し、操作盤２のカーソル操作で画面中央のカーソ
ルが目的地と一致されたあと、目的地設定キーが押圧さ
れると、その時点でのカーソル位置計算部１２の出力を
目的地データとして設定する。

【００１６】１５は誘導経路探索部であり、経路誘導モ
ード下で、出発地と目的地の設定操作がなされると、出
発地・目的地設定部１４から出発地データと目的地デー
タを入力し、ＣＤ−ＲＯＭ１からバッファメモリ１１に
出発地から目的地までの数々の地図データを読み出すと
ともに、読み出した地図データを参照して、ダイクスト
ラ法、横型探索法等のシュミレーション計算を行い、例
えば最短距離を指標として、出発地から目的地に至る最
適な誘導経路を求め、該誘導経路を構成するひと連なり
のノード列（各ノードは経度、緯度の座標と交差点か否
かを示す交差点識別フラグを含む）を出発地データ及び
目的地データとともに、誘導経路データとして後述する
誘導経路メモリに記憶させる。ノード列の各ノードは地
図データのノードリスト（図１２のＮＤＬＴ参照）の中
から抽出したものであり、誘導経路を構成するノードが
交差点ノードのときは、地図データの交差点データＣＲ
ＤＴ，道路リンクリストＲＤＬＴ，ノードリストＮＤＬ
Ｔを参照して、当該交差点を構成する全ての交差点構成
ノードを読み出し、また、各交差点構成ノード−交差点
間の道路（リンク）の幅員データも読み出し、ともに誘
導経路メモリに記憶させる。

【００１７】１６は誘導経路データを記憶する誘導経路
メモリであり、誘導経路探索部１５で求められたノード
列が、出発地データと目的地データを除いて例えば１６
³ −２個のノードから成るとき、図２の左側に示す如
く、第１記憶エリアのアドレスＦ０００_H に出発地デー
タが記憶され、アドレスＦ００１_H 〜ＦＦＦＥ_H には、
アドレスＦ００１_H に誘導経路上で出発地に一番近いノ
ード、アドレスＦ００２ _H に誘導経路上で出発地に二番
目に近いノードという具合にして、ノード列が順に記憶
される。そして、最後尾のアドレスＦＦＦＦ_H に目的地
データが記憶される。なお、誘導経路メモリ１６に格納
される出発地データと目的地データは、図３に示す如
く、出発地データが誘導経路の延長上で出発地Ｓに一番
近い擬似出発地ノードＮ_s とされ、目的地データが誘導
経路の延長上で目的地Ｏに一番近い擬似目的地ノードＮ
_O とされる。また、誘導経路データ中の各交差点ノード
（交差点識別フラグＲが１となっているノード。ポイン
タＴ_j で指定される）につき、図２の右側に示す如く、
誘導経路メモリ１６の第２記憶エリアに、全ての交差点
構成ノードのデータＮ_j1，Ｎ_j2，・・と、各交差点構成
ノード−交差点間の道路の幅員データＲＤ_j1，ＲＤ_j2，
・・が記憶される。

【００１８】１７は案内対象交差点探索部であり、車両
位置検出装置３で検出された車両位置と誘導経路メモリ
１６に格納された誘導経路データより、誘導経路上で、
車両進行方向前方（車両位置より目的地寄り）に存在す
る交差点の内、右折、左折等、直進以外の走行方向の変
化する交差点で一番手前にあるものを案内対象交差点と
して特定する。具体的には、誘導経路上で車両進行方向
前方に存在する各交差点につき、手前側から順に、交差
点ノードをＮ_a 、誘導経路を構成するノード列の中でノ
ードＮ_a の１つ前のアドレスのノードを侵入ノード
Ｎ_b 、Ｎ_a の１つ後のアドレスのノードを脱出ノードＮ
_c として、図４に示す如く、交差点ノードＮ _a を中心と
し、侵入ノードＮ_b と交差点ノードＮ_a を結ぶ直線を侵
入ノードＮ_bとは反対側へ延長した直線を基準方向Ａと
して、該基準方向Ａから例えが３０°の角度をなす範囲
に脱出ノードＮ_c が存在するときは走行方向変化なしと
判定し、それ以外の範囲に脱出ノードＮ_c が存在すると
きは走行方向変化有りと判定し、最初に走行方向変化有
りと判定された交差点を案内対象交差点とする。

【００１９】１８は距離計算部であり、車両位置−案内
対象交差点間の距離を計算する。なお、距離計算部１８
は案内対象交差点が車両の前方にあるとき正で距離を計
算し、案内対象交差点が車両の後ろに来たとき負で距離
を計算する。１９は進路案内画像描画部であり、車両位
置−案内対象交差点間の距離が一定距離以内となったと
き（本実施例では一例として２５０ｍ以内）、車両位置
データ、車両方位データ、誘導経路データ、交差点構成
ノードデータ、道路の幅員データを用いて、現在位置を
原点とし、車両方位方向とこれに直交する方向を座標軸
とした平面上で、案内対象交差点の形状に沿うようにし
た当該交差点での進路を示す矢印の形状を計算する。そ
して、進路を示す矢印図形を、視線座標系で視点より一
定距離だけ下の平面内に置き、視点の直ぐ前の所定位置
に置かれた投影面のウインドウ内に中心投影した矢印図
形の像を計算し、該投影像を第２Ｖ−ＲＡＭに描画す
る。即ち、車両前方の実際の案内対象交差点に沿って置
かれた矢印図形をビデオカメラ４で捉えたのと同じ画像
を第２Ｖ−ＲＡＭに描画する。第２Ｖ−ＲＡＭはディス
プレイ装置５の１画面分に相当する記憶領域を有してい
る。

【００２０】ここで、進路を示す矢印図形の中心投影像
の求め方を説明する。案内対象交差点ノードをＰ_a 、該
交差点を構成する交差点構成ノードがＰ_b 〜Ｐ_f の５つ
あるとして、この内、侵入ノードをＰ_b 、脱出ノードを
Ｐ_c とすれば、まず、進入ノードＰ_b 、案内対象交差点
ノードＰ_a 、脱出ノードＰ_c を順に結ぶ線分として進路
が求まる。そこで、図５に示す如く、所定の座標変換を
しながら、現在位置を原点とし、車両方位方向をｚ軸、
これに直交する方向をｘ軸としたＸ−Ｚ平面上における
案内対象交差点、進入ノード、脱出ノードの位置Ｐ
_a （ｘ_a ，ｚ_a ）、Ｐ_b （ｘ_b ，ｚ_b ）、Ｐ_c （ｘ_c ，
ｚ_c ）を求める。なお、図５では簡単のため、車両方位
方向はＰ_b とＰ_a を結ぶ直線の方向と一致させてある。
次に、Ｐ_a からＰ_b 方向へ一定距離Ｌだけ離れた点Ｑ₁
と、Ｐ_a からＰ_c 方向へＬだけ離れた点Ｑ₂ の位置を求
め、更に、進入ノードＰ_b とＰ_a 間の道路の幅員Ｗ_b の
半分だけＱ₁ から、Ｐ_b とＰ_a を結ぶ直線に対し垂直に
左方向に離れた点Ｑ₃ と、脱出ノードＰ_c とＰ_a 間の道
路の幅員Ｗ_c の半分だけＱ₂ から、Ｐ_aとＰ_c を結ぶ直
線に対し垂直に左方向に離れた点Ｑ₄ の位置を求める。
そして、Ｑ₃ から、Ｐ_b とＰ_a を結ぶ直線に平行に引い
た直線と、Ｑ₄ から、Ｐ_a とＰ_c を結ぶ直線に平行に引
いた直線の交点Ｑ₅ の位置を求めるとともに、線分Ｑ₂
−Ｑ₄ が底辺の一部となり、先端が線分Ｑ₂ −Ｑ₄ から
見てＰ_a とは反対側に来るようにした所定の大きさの正
三角形の各頂点Ｑ₆ 〜Ｑ₈ の位置を求める。このように
して求めたＰ_a 、Ｑ₁ 、Ｑ₃ 、Ｑ₅ 、Ｑ₄ 、Ｑ₆ 、
Ｑ₇ 、Ｑ₈ 、Ｑ₂ 、Ｐ_a を順に結ぶことで案内対象交差
点での進路を示す矢印図形が求まる。

【００２１】次に、図６に示す如くして、矢印図形を３
次元のｘ′、ｙ′、ｚ′視線座標系上に移す（ｚ′軸の
正方向が視線方向であり、原点Ｏが視点位置である）。
即ち、各点Ｐ_a 、Ｑ₁ 、Ｑ₃ 、Ｑ₅ 、Ｑ₄ 、Ｑ₆ 、
Ｑ₇ 、Ｑ₈ 、Ｑ₂ の２次元座標（ｘ，ｚ）に対し、 ｘ′＝ｘ ｚ′＝ｚ ｙ′＝−ｈ とすることで３次元座標（ｘ′，ｚ′，ｙ′）に変換す
る。これにより、進路を示す矢印図形を、視線座標系で
視点より一定距離だけ下の平面内に置くことができる。
そして、視線座標系上で矢印図形を形成する各点を、更
に、ｚ′＝ｋの位置に垂直に置かれた投影面に中心投影
したときのＸ′とＹ′を求めることで、投影像の計算を
行う。そして、投影面上でのビデオカメラ４の視野範囲
に相当する所定のウインドウＷＤの範囲内の投影像を、
第２Ｖ−ＲＡＭに描画する（矢印図形の内部は特定の
色、例えば赤色で塗り潰す）。この際、第２Ｖ−ＲＡＭ
の全記憶領域がウインドウＷＤの全範囲に対応するよう
に投影像を描画する。Ｘ′とＹ′は、 Ｘ′＝ｋｘ′／ｚ′ Ｙ′＝−ｋｈ／ｚ′ として計算により求めることができる。ここで、ｈはビ
デオカメラ４の設置高さである。また、ウインドウＷＤ
はディスプレイ装置５の画面と縦横比が同じである。ｋ
はビデオカメラ４の光学的条件（視野角、焦点距離等）
とウインドウＷＤの大きさで定められ、ビデオカメラ４
で前方の風景を捉えたのと、ウインドウＷＤ内を視点か
ら覗いたのと同じ視野範囲になるようにする。

【００２２】視線座標系で視点からウインドウ内を覗い
た視野がビデオカメラ４で実際の風景を捉える視野と等
価になることから、３次元座標（ｘ′，ｚ′，ｙ′）上
でのＰ_a をウインドウ内に投影した像Ｐ_a ´により、ビ
デオカメラ４で捉えた風景画像上での案内対象交差点に
相当する位置が特定される。なお、ビデオカメラ４が水
平方向以外の向きに設置されたときは、それに応じて投
影面を傾けて計算すれば良い。また、ウインドウＷＤの
広さは相対的に１画面分の広さに対応付けすれば良いの
で大きさは任意とでき、ウインドウを小さくしたときｋ
は小さくし、ウインドウを大きくしたときはｋは大きく
する。

【００２３】図１に戻って２０は第１Ｖ−ＲＡＭであ
り、地図画像描画部１３で描画された地図画像（カーソ
ル操作時はカーソルマークを含み、経路誘導モード下で
走行中は、車両位置マークと、他の道路と色違いの太い
強調誘導経路を含む）を格納する。２１は第２Ｖ−ＲＡ
Ｍであり、進路案内画像描画部１９で描画された矢印図
形画像を格納する。第１Ｖ−ＲＡＭ２０と第２Ｖ−ＲＡ
Ｍ２１はそれぞれディスプレイ装置５の１画面分の記憶
領域を有する。２２は第１Ｖ−ＲＡＭ２０に描画された
画像を走査しながら読み出すとともにアナログの映像信
号に変換する変換部、２３はビデオカメラ４で捉えた風
景画像に第２Ｖ−ＲＡＭ２１に描画された画像を合成し
て出力する合成部であり、該合成部はアナログ映像信号
を出力する。２４は地図モード時、変換部２２側、風景
モード時合成部２３側に切り替えられる切り替えスイッ
チであり、該スイッチの出力側がディスプレイ装置５と
接続されている。

【００２４】図７〜図９はナビゲーションコントローラ
１０の動作を示す流れ図、図１０は出発地周辺の道路の
概要を示す説明図、図１１はディスプレイ装置５の画面
表示例の説明図であり、以下、これらの図に従って説明
する。なお、予め、案内対象交差点探索済を示すフラグ
Ａと、進路案内画像表示中を示すフラグＢはともに０に
なっているものとする。また、表示モードは地図モード
になっており、スイッチ２４が変換部２２の側に切り替
えられているものとする。

【００２５】まず、操作盤２の地図検索，拡大／縮小用
のキー等の操作で所望の縮尺で所望エリアの地図の選択
操作を行うと、地図画像描画部１３はＣＤ−ＲＯＭ１か
ら所望の地図データをバッファメモリ１１に読み出すと
ともに、第１Ｖ−ＲＡＭ２０に地図画像を描画する。第
１Ｖ−ＲＡＭ２０に描画された地図画像は変換部２２に
よって読み出されるとともにアナログ映像信号に変換さ
れてディスプレイ装置５へ出力される。ディスプレイ装
置５は入力した映像信号に基づき画面に地図を表示する
（図７のステップ１０１、１０２）。続いて、操作盤２
で経路誘導モードの設定操作がなされるとナビゲーショ
ンコントローラ１０は経路誘導モードに設定する（ステ
ップ１０３、１０４）。そして、操作盤２の十字カーソ
ルキーが操作されると、カーソル位置計算部１２がカー
ソル位置（経度、緯度の座標）を計算し（ステップ１０
５、１０６）、地図画像描画部１３はカーソル位置の変
化に従い、ＣＤ−ＲＯＭ１から所定の地図データをバッ
ファメモリ１１に読み出しながら第１Ｖ−ＲＡＭ２０
に、中央が常にカーソル位置となるようにして地図画像
を描画するとともに、第１Ｖ−ＲＡＭ２０の中央にカー
ソルマークを描画する。この結果、画面の中央にカーソ
ルマークが表示された状態で画面の地図がカーソル操作
に従い移動する（ステップ１０７、１０８）。

【００２６】画面のカーソルマークが目的地に来たとこ
ろで、カーソル操作を一旦止め、操作盤２の目的地設定
キーを押圧すると、出発地・目的地設定部１４がその時
点でカーソル位置計算部１２から出力されているカーソ
ル位置データを目的地データとして設定・登録する（ス
テップ１０９、１１０）。続いて、再度、カーソル操作
を行い画面の地図を移動させ、カーソルマークが出発地
に来たところで、カーソル操作を一旦止め、操作盤２の
出発地設定キーを押圧すると、出発地・目的地設定部１
４がその時点でカーソル位置計算部１２から出力されて
いるカーソル位置データを出発地データとして設定・登
録する（ステップ１１１、１１２）。

【００２７】このようにして、出発地データと目的地デ
ータの設定・登録が終了すると（ステップ１１３でＹＥ
Ｓ）、誘導経路探索部１５が出発地データと目的地デー
タに基づき、ＣＤ−ＲＯＭ１より出発地から目的地に至
る地図データをバッファメモリ１１に読み出しながらダ
イクストラ法、横型探索法等のシュミレーション計算に
より、例えば最短距離を指標にした最適な誘導経路を探
索し、該誘導経路を構成するひと連なりのノード列を先
頭の出発地データ（ここではノードＮ_s 、図３参照）及
び最後尾の目的地データ（ここではノードＮ_O 、図３参
照）とともに誘導経路メモリ１６の第１記憶エリアにア
ドレス順に記憶させる（ステップ１１３、図８のステッ
プ２０１、２０２）。誘導経路を構成するノード（出発
地データと目的地データを除く）が１６³ −２個あると
き、誘導経路メモリ１６の第１記憶エリアの内容は図２
の左側の如くなる。

【００２８】なお、誘導経路探索部１５は、誘導経路を
構成するノード列の中の交差点につき、誘導経路メモリ
１６のノードデータ中の交差点識別フラグＲを立て、か
つ、ポインタＴ_j で示す第２記憶エリアの所定箇所に、
地図データの交差点データＣＲＤＴ、道路リンクリスト
ＲＤＬＴ、ノードリストＮＤＬＴを参照して読み出した
交差点構成ノードＮ_j1，Ｎ_j2，・・と、各交差点構成ノ
ード−交差点間の道路の幅員データＲＤ_j1，ＲＤ_j2，・
・を格納する。第２記憶エリアの内容は図２の右側の如
くなる。

【００２９】次いで、操作盤２でスタートキーを押圧す
ると、地図画像描画部１３は車両位置検出装置３から現
在の車両位置データ（出発地）と車両方位データを入力
し、出発地周辺の地図データをＣＤ−ＲＯＭ１からバッ
ファメモリ１１に読み出すとともに、中央が出発地とな
るように第１Ｖ−ＲＡＭ２０に地図画像を描画する（ス
テップ２０３、２０４）。そして、地図画像描画部１３
は誘導経路メモリ１６に記憶された誘導経路データの
内、画面の地図表示エリアに入っているノードを読み出
し、これらのデータに基づき他の道路とは異なる色で太
く第１Ｖ−ＲＡＭ２０上に経路案内用の強調誘導経路の
描画を行い（ステップ２０５）、第１Ｖ−ＲＡＭ２０の
中央に車両方位方向を向けた車両位置マークを描画する
（ステップ２０６）。この結果、画面には中央の出発地
に車両位置マークのある出発地周辺の地図が表示され、
また、画面には誘導経路が他の道路とは異なる色で太く
表示されるので、一目でどの道路に沿って走行すればよ
いか判ることになる（図１１（１）参照）。

【００３０】走行を開始すると、車両位置検出装置３は
逐次、車両位置と車両方位を検出し、車両位置データと
車両方位データを出力する。地図画像描画部１３は車両
位置データと車両方位データを入力すると、ＣＤ−ＲＯ
Ｍ１から車両位置データを含む所定の地図データをバッ
ファメモリ１１に読み出しながら第１Ｖ−ＲＡＭ２０上
に、中央が車両位置となるように地図画像を描画する
（ステップ２０７、２０８）。そして、誘導経路メモリ
１６に記憶された誘導経路データの内、画面の地図表示
エリアに入っているノードを読み出し、これらのデータ
に基づき他の道路とは異なる色で太く第１Ｖ−ＲＡＭ２
０上に強調誘導経路の描画を行い（ステップ２０９）、
第１Ｖ−ＲＡＭ２０の中央に車両方位の示す方向に車両
位置マークを描画する（ステップ２１０）。この結果、
画面の地図は車両の走行につれて、中央が常に車両位置
となるように移動していく。

【００３１】一方、初め、案内対象交差点探索済を示す
フラグＡが０となっているので（図９のステップ３０１
でＹＥＳ）、車両位置データを入力した案内対象交差点
探索部１７は、誘導経路メモリ１６に格納された誘導経
路データを参照して、誘導経路上で車両位置から見て車
両進行前方で一番手前にある交差点ノードにつき、１つ
手前の侵入ノード、当該交差点ノード、１つ後の脱出ノ
ードの位置関係から、図４に示す如くして、走行方向の
変化する交差点か判定し、ＮＯであれば、誘導経路上で
一つ先の交差点につき同様に走行方向が変化するか判定
するという処理を繰り返して、車両位置に一番近い位置
にある走行方向の変化する交差点を求め、案内対象交差
点とする（ステップ３０２）。ここでは、図１０のＣＰ
₁ が最初の案内対象交差点になったものとする。そし
て、案内対象交差点を探索済であることを示すフラグＡ
を立てる（ステップ３０３）。

【００３２】次いで、距離計算部１８が誘導経路メモリ
１６の誘導経路データを参照して、現在の車両位置と案
内対象交差点探索部１７で求められた案内対象交差点間
の誘導経路に沿った距離Ｋを計算する（ステップ３０
４）。なお、車両位置が案内対象交差点より先の位置に
来たときは、Ｋは負となる。続いて、進路案内画像表示
中を示すフラグＢが０なので（ステップ３０５でＹＥ
Ｓ）、進路案内画像描画部１９が車両位置−案内対象交
差点間の距離が２５０（ｍ）以内か判定し（ステップ３
０６）、ＮＯであれば進路案内画像の描画はせず、進路
案内画像表示中を示すフラグＢは０のままとして図８の
ステップ２０７へ戻り、車両位置検出装置３から次の車
両位置データと車両方位データを入力して、車両位置の
変化に従う地図の移動、車両位置マークと強調誘導経路
の書き改めを行う（ステップ２０８〜２１０）。

【００３３】そして、既に案内対象交差点を探索済なの
で（図９のステップ３０１でＮＯ）、距離計算部１８が
新たな車両位置と案内対象交差点間の誘導経路に沿った
距離Ｋを計算し（ステップ３０４）、続いて、まだ進路
案内画像を表示していないので（ステップ３０５でＹＥ
Ｓ）、進路案内画像描画部１９は距離Ｋが２５０（ｍ）
以下か判定する（ステップ３０６）。ここで、ＹＥＳと
なったときは、Ｂ＝１としたのち（ステップ３０７）、
車両位置検出装置３から入力した車両位置データと車両
方位データ、誘導経路メモリ１６に格納された誘導経路
データ、交差点構成ノード、道路の幅員データを参照し
て、今回の案内対象交差点ＣＰ₁ につき、図５に示す方
法により、交差点での進路を示す矢印図形を計算する
（ステップ３０８）。

【００３４】そして、図６に示す方法により、幅の有る
矢印図形を、ｘ′、ｙ′、ｚ′視線座標系で視点より一
定距離ｈだけ下の平面に置いて視点前方ｋの位置にある
投影面に中心投影した像を計算する（ステップ３０
９）。そして、投影面の一定範囲を切り出しながら投影
像を第２Ｖ−ＲＡＭ２１に描画し、合成部２３に合成指
令を出力して、第２Ｖ−ＲＡＭ２１に描画された進路案
内画像をビデオカメラ４で捉えた風景画像に合成させな
がらアナログ映像信号として出力させる（ステップ３１
０）。ここで、運転者が画面の表示モードを風景モード
に切り替えると、スイッチ２４が合成部２３の側に切り
替わるので、画面にはビデオカメラ４で捉えた風景画像
の中の案内対象交差点ＣＰ₁ の上に丁度重ね合わせた矢
印図形が３次元的に映し出される（ステップ３１１、３
１２、図１１（２）参照）。

【００３５】ステップ３１２の処理の後、ナビゲーショ
ンコントローラ１０は図８のステップ２０７に戻り、車
両位置検出装置３から次の車両位置データと車両方位デ
ータを入力して、車両位置の変化に従う地図の移動、車
両位置マークと強調誘導経路の書き改めを行う（ステッ
プ２０８〜２１０）。そして、既に案内対象交差点を探
索済なので（図９のステップ３０１でＹＥＳ）、距離計
算部１８が新たな車両位置と案内対象交差点ＣＰ₁ 間の
誘導経路に沿った距離を計算し（ステップ３０４）、更
に、進路案内画像を表示中なので（ステップ３０５でＮ
Ｏ）、進路案内画像描画部１９は、距離Ｋが負か判定し
（ステップ３１３）、ＮＯであれば、車両位置検出装置
３から入力した車両位置データと車両方位データ、誘導
経路メモリ１６に格納された誘導経路データ、交差点構
成ノード、道路の幅員データを参照して、今回の案内対
象交差点ＣＰ₁ につき、図５に示す方法により、交差点
での進路を示す矢印図形を計算する（ステップ３０
８）。

【００３６】そして、図６に示す方法により、幅員の有
る矢印図形を、ｘ′、ｙ′、ｚ′視線座標系で視点より
一定距離ｈだけ下の平面に置いて視点前方ｋの位置にあ
る投影面に中心投影した像を計算する（ステップ３０
９）。そして、投影面の一定範囲を切り出しながら投影
像を第２Ｖ−ＲＡＭ２１に描画し、合成部２３に合成指
令を出力して、第２Ｖ−ＲＡＭ２１に描画された進路案
内画像をビデオカメラ４で捉えた風景画像に合成させな
がらアナログ映像信号として出力させる（ステップ３１
０）。この結果、画面の矢印図形は、恰も案内対象交差
点と一緒に少し近づいたように見えることになる。

【００３７】以下同様にして、車両位置−案内対象交差
点ＣＰ₁ 間の距離が変化するのに従い、画面では、３次
元的に描画された矢印図形が、逐次、案内対象交差点と
一緒に近づくように変化していく。当初、車両位置が案
内対象交差点から離れている時は風景画像の中の案内対
象交差点は上側に小さく遠くにあるように見え（図１１
（２）参照）、車両位置が案内対象交差点に近づくにつ
れて、風景画像の中の案内対象交差点は次第に下側に移
動するとともに大きくなって手前に近づいて来るように
見える（図１１（３）参照）。よって、運転者には矢印
図形が恰も実際の案内対象交差点に沿って、該案内対象
交差点の上に置かれているかの如く見えるので、いつで
も、画面を一目見るだけで、どの交差点で進路を変更す
べきか直観的に把握することができ、案内対象交差点で
正確に目的地に向けた進路変更を行うことができる。

【００３８】車両が案内対象交差点ＣＰ₁ を誘導経路に
沿って曲がると、距離計算部１８で計算された車両位置
−案内対象交差点（ＣＰ₁ ）間の距離Ｋが負となるの
で、進路案内画像描画部１９は図９のステップ３１３で
ＹＥＳと判断し、合成部２３に合成停止指令を出力して
合成動作を一旦停止させ、ビデオカメラ４で捉えた風景
画像だけディスプレイ装置５へ出力させ、画面に風景画
像だけ表示させる（ステップ３１４）。そして、フラグ
ＡとＢをクリアする（ステップ３１５）。

【００３９】その後、図９のステップ３０１に来たと
き、案内対象交差点探索部１７はＹＥＳと判断して、交
差点ＣＰ₁ の次に車両が走行方向を変更すべき案内対象
交差点（ステップ３０２、図１０のＣＰ₂ ）を探索す
る。そして、距離計算部１８が車両位置−案内対象交差
点間の距離Ｋを計算し（ステップ３０４）、２５０ｍ以
内となったとき（ステップ３０６でＹＥＳ）、進路案内
画像描画部１９は、案内対象交差点ＣＰ₂ での進路を示
す矢印形状を計算し（ステップ３０８）、３次元的に描
画した矢印図形を風景画像に合成表示させ（ステップ３
０９、３１０）、車両位置が変化するに従い、順次、画
面の矢印図形が手前に近づいてくるように見えるよう矢
印図形画像を描画し直す（ステップ３０１、３０４〜３
１０の繰り返し）。

【００４０】そして、運転者が画面の案内に従い走行し
て２番目の案内対象交差点ＣＰ₂ を通過すると、風景画
像中の矢印図形が一時的に消え、その後、３番目の案内
対象交差点の進路案内が表示される。従って、画面の矢
印に従い走行していくだけで、確実に目的地に到達する
ことができる。なお、表示モードを地図モードに戻した
い場合、操作盤２で地図モードへの切り替え操作を行え
ば、スイッチ２４が変換部２２の側に切り替わるので、
画面には車両位置周辺の地図が強調誘導経路と車両位置
マークとともに表示されるので、車両が現在どの辺りを
走行しているか確認することができる（図９のステップ
３１１、３１２）。

【００４１】この実施例によれば、ビデオカメラ４で捉
えた車両前方の風景画像中の案内対象交差点の位置に矢
印図形を重ねて当該案内対象交差点での進路を表示する
ようにしたから、実際の風景と見比べることにより、一
目で直観的にどの交差点でどの方向に進路変更すべきか
把握することができる。また、道路の幅員の半分の幅を
持つ矢印図形が中心投影により３次元的に表示されるの
で、風景画像と違和感の無い矢印を見ることができる。
更に、表示モードを地図モードと風景モードに切り替え
可能としたから、運転者の好みのモードで経路誘導を受
けることができる。

【００４２】なお、案内対象交差点での進路情報の表示
は、風景画像中の案内対象交差点に重ねた道路の幅員の
半分の幅を持つ矢印図形で行うほか、一定幅を持つ矢印
図形で行ったり、幅の無い矢印図形で行ったり、道幅と
同じ幅の矢印図形で行ったり、矢印図形から先端の三角
形を除いた折れ線図形で行ったり、或いは、「左折」、
「右折」など文字で行うようにしてもよい。また、案内
対象交差点は、走行方向が変化するか否かに関係なく、
誘導経路上で、車両進行方向前方に存在する一番手前の
交差点としてもよい。更に、強調誘導経路と車両位置マ
ークを含む地図画像の一部に、矢印図形等の進路情報を
含む風景画像を合成して画面に表示するようにしてもよ
い。また、ビデオカメラの設置箇所は車両の真ん中や運
転席の真上など、車両前方の風景を捉えられる箇所であ
ればいずれでも良く、ビデオカメラの向きも水平より少
し下向きにしてもよい（この場合、図６の投影面はビデ
オカメラの光軸に対し垂直となるように傾ければよ
い）。また、車両位置−案内対象交差点間の距離が２５
０ｍより大きくても進路を示す図形等を風景画像に合成
するようにしてもよい。

【００４３】

【発明の効果】以上本発明によれば、走行中、車両に設
置したビデオカメラで前方の風景を捉えて映像表示装置
の画面に風景画像を映し出しすとともに、車両の現在位
置を検出し、車両の現在位置と誘導経路情報から誘導経
路上で車両進行方向前方に存在する所定の案内対象交差
点を探索し、探索した案内対象交差点での進路を求める
とともに、車両現在位置、案内対象交差点の座標、ビデ
オカメラの設置高さと向き及び光学的条件を用いて画面
の風景画像上での案内対象交差点の位置を特定し、風景
画像上での案内対象交差点に相当する箇所に、該案内対
象交差点での進路方向を示す矢印図形を道路の幅員に応
じた幅で表示するように構成したから、前方の風景をそ
のまま映し出した画像の中の交差点に重ねて進路情報が
表示されるので、運転者は直観的に進路を変更すべき交
差点と該交差点での進路を把握でき、進路変更すべき交
差点と該交差点での進路を簡単、かつ、正確に認識する
ことができる。また、交差点が車両に接近するにつれて
矢印図形が交差点とともに拡大しながら接近するため、
風景図形と違和感の無い矢印を見ることができる。更
に、運転者にはあたかも矢印図形が交差点上に置かれて
いるかのように見え、いつでも、画面を一目見るだけ
で、どの交差点で進路を変更すべきかを把握することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る走行案内画像表示方法を具現した
車載用ナビゲーション装置の全体構成図である。

【図２】誘導経路メモリに格納されるデータの説明図で
ある。

【図３】誘導経路メモリに格納される出発地データと目
的地データの説明図である。

【図４】走行方向の変化する交差点の検出方法を示す説
明図である。

【図５】案内対象交差点での進路を示す矢印図形の計算
方法の説明図である。

【図６】矢印図形の３次元的な中心投影像の計算方法の
説明図である。

【図７】ナビゲーションコントローラの動作を示す第１
の流れ図である。

【図８】ナビゲーションコントローラの動作を示す第２
の流れ図である。

【図９】ナビゲーションコントローラの動作を示す第３
の流れ図である。

【図１０】出発地周辺の道路の概要を示す説明図であ
る。

【図１１】ディスプレイ装置の画面表示例を示す説明図
である。

【図１２】地図データ中の道路データの構成を示す説明
図である。

【符号の説明】

１ ＣＤ−ＲＯＭ ３ 車両位置検出装置 ４ ビデオカメラ ５ ディスプレイ装置 １０ ナビゲーションコントローラ １５ 誘導経路探索部 １６ 誘導経路メモリ １７ 案内対象交差点探索部 １８ 距離計算部 １９ 進路案内画像描画部 ２１ 第２Ｖ−ＲＡＭ ２３ 合成部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01C 21/00 G08G 1/00 - 9/02 G09B 29/10

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行中、車両に設置したビデオカメラで
   前方の風景を捉えて表示装置の画面に風景画像を映し出
   しすとともに、車両の現在位置を検出し、 車両の現在位置と誘導経路情報から誘導経路上で車両進
   行方向前方に存在する所定の案内対象交差点を探索し、 探索した案内対象交差点での進路を求めるとともに、車
   両現在位置、案内対象交差点の座標、ビデオカメラの設
   置高さと向き及び光学的条件を用いて画面の風景画像上
   での案内対象交差点の位置を特定し、 風景画像上での案内対象交差点の箇所に、該案内対象交
   差点での進路方向を示す矢印図形を道路の幅員に応じた
   幅で表示するようにしたこと、 を特徴とする車載用ナビゲーション装置の走行案内画像
   表示方法。