JP3680243B2 - Runway shape display device and map database recording medium - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、運転者の視点から見た走路の形状を確実かつ迅速に表示できる走路形状表示装置に関し、また本発明は、上記表示装置に使うのに適した地図データベースを記録した媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】
車両を運転するとき、運転者はフロントガラスを通して車両の前方の走路形状を目視により把握する。しかし、天候条件、走路のカーブ、周辺車両および建物などの影響で、前方の走路形状を把握しにくいこともある。そこで、運転者の視点から見た前方の走路形状を把握する装置を車両に備え、走路形状を運転者に提示することが好適である。
【0003】
特開平7−57200号公報には、車載カメラにて撮影された道路画像から路上の白線を検出し、検出した白線を表示する装置が開示されている。運転者は、表示装置に表示された白線を見て、前方の走路形状を把握できる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、カメラ撮影が困難な環境下、例えば霧の中では走路形状を表示できない。また、雪道のように撮影画像から白線を検出できないときもある。さらに前方に大型車両がいるときは白線を撮影できない。このように、カメラを使った走路形状表示装置は、有効に機能する環境条件が限られている。
【0005】
実際、運転者にとって視覚的に走路形状の把握が困難な環境下でこそ走路形状の表示が強く望まれるのにも拘わらず、そのような環境下では走路形状の検出が困難であり、運転者を補助する役割を果たすことが困難だった。
【0006】
また、周知のナビゲーション装置では、車両周辺を上空の真上から見た2次元地図が表示される。しかし、真上から見た道路形状は、運転者の視点で前方を見た走路形状とは大きく異なっている。そのような平面的な地図を見ても、前方の走路形状を直感的に把握するのは運転者にとって容易でない。
【0007】
さらに、いわゆるバードビューなど、立体的に地図を表示するナビゲーション装置が周知である。自車位置周辺を真上から見た2次元地図が、斜め上方から見た地図に加工されてから表示される。しかし、この種の装置では、画面スクロールが通常の地図表示と比べてかなり遅くなる。これは、投影変換などの座標変換を多数の点に対して行うためにデータ処理量が多いことと、斜め表示のための表示対象データが増加することが原因と思われる。
【0008】
現状では立体表示上での車線(レーン)案内は一般に行われていないが、車線案内を行おうとした場合には、車両の移動に併せて高速に表示を更新することが要求される。計算負荷が大きく、取扱いデータ量が多い処理では、このような要求に応えることも容易でない。
【0009】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、環境条件に影響を受けずに確実かつ迅速に、運転者の視点から見た走路形状を提示可能とすることにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の走路形状表示装置は、地図の道路上の複数の地点のそれぞれと、各地点で車両運転者の視点から見た前方の走路形状を表す運転視点走路形状とを関連付けて記憶する走路形状記憶手段と、自車位置を検出する自車位置検出手段と、前記運転視点走路形状を表示する表示手段と、前記自車位置検出手段が検出した自車位置に対応する運転視点走路形状を前記走路形状記憶手段から読み出して、前記表示手段に表示させる表示処理手段と、を含む。
【0011】
本発明によれば、自車位置に対応する運転視点走路形状が記憶装置から読み出され、表示される。運転者の視認性が低下する環境下でも、走路形状を表示することができる。
【0012】
また、本発明によれば、地図の地点データに、該当地点の運転視点走路形状が関連づけられている。すなわち、予め運転視点走路形状が各地点毎に用意されている。従って、走路形状の表示の際に、多数の地点データを読み出してきて変換処理を施すといったような大量のデータ処理が不要であり、迅速に運転視点の走路形状を表示できる。
【0013】
好ましくは、前記走路形状記憶手段は、各位置の前記運転視点走路形状として、該当位置で運転者の視点から前方を見たときの走路形状から抽出された離散的な代表点セットを記憶している。前記表示処理手段は、前記離散的な代表点セットに基づいて、連続する走路形状を生成する手段を含む。この態様によれば、走路形状記憶手段が記憶すべきデータ量が削減できる。各地点データごとに運転視点走路形状データを用意したためにデータ量が膨大になるといったような事態の発生を回避できる。
【0014】
また好ましくは、前記表示処理手段は、自車位置周辺の走路または進行予定走路に基づいて、前記記憶手段から読み出す運転視点走路形状を選択する。実際に走行する可能性の高い走路を選択することで、効率的な処理ができる。
【0015】
また好ましくは、走路に対する車両の横ずれを検出する横ずれ検出手段を含む。前記表示処理手段では、前記横ずれに基づいて、前記走路形状記憶手段から読み出された自車位置に対応する運転視点走路形状が、横ずれした視点から見た走路形状に座標変換される。これにより実際の状況に合致した走路形状を運転者に提示することができる。すなわち、車両は走路内の決まった位置を走行するわけではなく、走行位置は横方向にずれ、それに伴って視点の位置もずれる。本発明によれば、記憶されている走路形状に対応する視点と実際の視点とがずれても、実際の視点から見た走路形状を表示できる。
【0016】
また好ましくは、走路方向に対する車両方向の傾きを検出する傾き検出手段を含む。前記表示処理手段では、前記傾きに基づいて、前記走路形状記憶手段から読み出された自車位置に対応する運転視点走路形状が、傾いた視点から見た走路形状に座標変換される。この態様も、実際の状況に合致した走路形状を運転者に提示することを可能にする。すなわち、車両の進行方向は走路の方向と一致するとは限らないが、本発明によれば、記憶されている走路形状で想定されている車両方向と実際の車両方向とがずれても、実際の状況に則した車両前方の走路形状を表示できる。
【0017】
また好ましくは、前記表示手段は、車両のフロントガラスに画像を表示するヘッドアップディスプレイである。走路形状の表示を見たときの運転者にとっての感覚が実際の運転感覚と合致するので、運転者に対する支援効果が増大する。
【0018】
また好ましくは、前記運転視点走路形状は、走路上に引かれた車線を表すラインの形状を示すデータである。車線表示ライン(典型的には白線)は、走路形状を表す適当な指標である。本発明を車線案内に適用することにより、高速に更新表示を行うことができるので、分かりやすい案内を運転者に提供できる。
【0019】
また本発明の別の態様は、道路の地図データベースが記録された地図データ記録媒体である。地図データベースでは、道路上の複数の地点のそれぞれと、各地点で車両運転者の視点から見た前方の走路形状を表す運転視点走路形状とが関連付けられている。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態(以下、実施形態という)について、図面を参照し説明する。本実施形態では、本発明の走路形状表示装置が、車載ナビゲーション装置に一体的に備えられる。
【0021】
図1は、本実施形態のナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。ナビゲーション制御部10は装置全体を制御しており、経路計算、経路案内などのナビゲーション関連処理を行う。制御部10は本発明の表示処理手段としても機能する。
【0022】
ナビゲーション制御部10は、GPS(グローバルポジショニングシステム)装置12、ジャイロセンサ14および車速センサ16と接続されている。これらのセンサからの入力信号に基づいて、制御部10の自車位置検出部18が車両の位置を求める。周知のようにGPS装置12は、人工衛星から送られてくる電波から自車位置を求める。ジャイロセンサ14および車速センサ16の検出する進行方向および速度を用いて自車位置が捕捉される。さらに、地図データベース記憶部20に記憶されている地図データを用いたマップマッチングを行うことも好適である。
【0023】
ナビゲーション制御部10は、位置検出部18が検出した自車位置を用いてナビゲーション処理を行う。ユーザが入力装置30を使って走行目的地を入力すると、制御部10は、自車位置から目的地までの経路を探索、設定する。経路計算は、地図データベース記憶部20の2次元地図記憶部22に格納された地図データを用いて、ダイクストラ法などの処理により行われる。自車位置周辺の地図が2次元地図記憶部22から読み出され、表示手段としてのディスプレイ32に表示される。設定経路は、他の道路と区別して表示される。また適宜、交差点での進路などを知らせる音声案内が、スピーカ34から出力される。
【0024】
「走路形状の表示」
本実施形態の特徴として、地図データベース記憶部20は運転視点走路形状記憶部24を有しており、この記憶部24は本発明の走路形状記憶手段の一態様である。記憶部24では、道路上の各地点が、該当地点で運転者の視点から見た前方の走路形状を表す本発明の運転視点走路形状と関連付けられている。
【0025】
図2を参照して、運転視点走路形状記憶部24の記憶情報を具体的に説明する。道路上の対向する車線A、Bには複数の点a1〜a4、b1〜b4が設定されている。記憶部24は、各点で運転者の視点から見た走路形状のデータを記憶している。本実施形態では、道路上に描かれた白線形状が、走路形状情報として用いられる。運転者は、白線の表示から容易に走路形状を把握できる。また、白線形状を適用すれば、記憶データ量や処理データ量を少なく抑えることができる。このような観点から白線形状が走路形状として採用されている。
【0026】
図2において、第1車線A上の点a1では、前方の道路が直線である。従って、直線を表す白線形状が点a1に関連付けられている。点a2では、前方の道路が右カーブなので、右カーブの白線形状が点a2に関連づけられている。一方、第1車線Aと対向する第2車線B上の点b1では、前方の道路が左カーブなので、左カーブの白線形状が点b1に関連付けられている。また、点b3は直線の白線形状と関連付けられている。
【0027】
点a2と点b3は、道路上に同じ場所であるが、反対方向の車線に属する。従って、両点a2、点b3の前方走路形状は異なっており、記憶される白線形状も異なる。このように、車線の向きに応じて異なる白線形状が記憶されている。
【0028】
白線形状データは、図3に示すように、投影変換によって予め作成され、記憶される。標準的な車両が車線の中央にいるときの標準的な体格の運転者の視点を設定する。視点の前方の道路の白線上に多数の点P1〜Pnを設定する。視点を基準として、1つの点P1(X1,Y1,Z1)を投影面に投影した点p1(x1,y1)を求める。同様の座標変換により、白線上の他の点からも、投影面上で表示すべき点を求める。このようにして、図3(b)に示される、視点から見た前方白線形状が生成される。
【0029】
図1に戻り、運転者が入力装置30を操作して走路形状の表示を指示すると、ナビゲーション制御部10は、運転視点走路形状の表示処理を行う。まず、自車位置が求められる。そして、求めた位置に関連付けて予め記憶されている白線形状が、運転視点走路形状記憶部24から読み出される。このとき、図2を用いて説明したように、車両の進行方向に対応する白線形状が読み出される。読み出された白線形状は、ナビゲーション制御部10の制御の下で、ヘッドアップディスプレイ36に表示される。ヘッドアップディスプレイ36は、周知のように、車両のフロントガラスに映像を投影する装置である。
【0030】
以上に説明したように、本発明によれば、運転者の視認性が低い環境条件でも確実に走路形状を表示できる。例えば、霧などの天候では、目視によっては走路形状を把握しにくい。道路が雪で覆われているときや、前方に大型車がいるときなども、同様に走路形状を把握しにくい。このような状況では、カメラで前方の風景を撮影したとしても、撮影画像から走路形状を把握困難である。しかし、本発明によれば、検出自車位置と記憶情報を用いて走路形状が表示されるので、上記の環境条件でも確実に走路形状を表示できる。
【0031】
また、本実施形態では、各地点に対する白線形状データが予め生成され、用意されている。ここで、白線形状を予め用意しておかなかったと仮定する。この場合、図3を用いて説明した白線形状の生成処理をリアルタイムで行わなければならない。自車位置のデータを記憶装置から読み出すだけでなく、さらに、自車位置から前方の白線上の点を示すデータの先読みが行われる。先読みされたデータが、視点原点を基準に座標変換され、投影面に投影変換され、得られた画像が表示される。大量のデータ処理が必要になり、迅速で適切な表示更新が困難になる。
【0032】
一方、本発明によれば、データの先読みは不要で、現在地点に関連するデータだけが記憶装置から読み出されればよい。地点データの一部として、運転者の視点から見た白線形状がすでに用意されているからである。先読みしたデータ群の座標変換処理も不要である。従って、白線形状の表示を迅速に行うことができる。白線の迅速な表示は、レーンチェンジの案内などを行う上でも好適である。
【0033】
また好ましくは、ナビゲーション制御部10は、自車位置周辺の走路または進行予定走路に基づいて、運転視点走路形状記憶部24から読み出す白線形状を選択する。進行予定走路は、経路案内に使う設定経路から定められる。実際の走行する可能性の高い走路に基づいて、記憶装置から読み出すデータの絞り込みを行うことにより、効率的な処理ができる。
【0034】
また、本実施形態では、上述のように白線形状がヘッドアップディスプレイ36に表示される。従って、走路形状の表示を見たときの運転者にとっての感覚が実際の運転感覚と合致するので、より大きな運転支援効果が得られる。もちろん、白線形状はディスプレイ32にも表示されてよい。また、白線形状に加えて、その他の情報、例えば道路上および道路周辺の標識などが表示されてもよい。
【0035】
「複数車線の道路についての処理」
一方向に複数の車線がある道路では、全車線形状を表示してもよいが、自車が走行中の車線形状を表示することもまた好適である。近年、RTK(Realtime Kinematic)−GPSといわれる高精度の位置検出技術が提案されている。このような手法を利用して、走行中の車線を判別する。運転視点走路形状記憶部24には車線別の白線形状を記憶しておき、該当するデータを表示する。
【0036】
「センタラインがない道路についての処理」
センタラインのない道路では自レーンの定義はできない。そこで、道路上の各地点に関して、両方向を見たときの白線形状を記憶しておく。そして、進行方向に対応する白線形状を読み出して表示する。
【0037】
「運転視点白線形状のデータ量削減」
図3に示した白線形状は、投影面上の点の集合である。単純に図3の座標変換結果のデータを地点ごとに格納すると、記憶データ量が膨大になる。そこで、以下の(1)〜(3)に示すようにして、運転視点走路形状記憶部24が記憶すべきデータ量を削減することが好適である。
【0038】
(1)データを間引いて格納
白線形状を示す多数の点の集合から、適当にデータを間引き、代表点を残すことによりデータ削減ができる。図4(a)を参照すると、実際の道路上で等間隔に点が設定されていても、投影面上では遠方にいくほど点の間隔が狭くなる。そこで、遠くにいくほど多数の点を間引き、代表点の間隔を広くしていく。例えば指数関数的に、1つおき、2つおき、4つおきと順に代表点の間隔を広くしていくことが好適である。このような処理を行えば、運転者にとっての見た目上は実際に近い白線形状を維持しつつ、効果的にデータ量を削減できる。白線表示の際は、ナビゲーション制御部10が、代表点のセットを読み出して、適当につなぎ合わせて、連続的な白線形状を得る。
【0039】
(2)計算結果から近似曲線を求め、そのパラメータを格納
図4(b)を参照すると、例えば、投影面上の白線形状が2次曲線または直線に近似される。そして、2次曲線または直線のパラメータが格納される。このような処理によっても、運転者の見た目上の白線形状を損なわずにデータ量が削減できる。表示処理の際は、ナビゲーション制御部10は、走路形状情報としての上記パラメータを読み出し、パラメータに従って画像データを生成する。
【0040】
(3)白線形状をいくつかの直線に近似し、端点および交点の座標を格納
図4(c)に示すように、白線形状を複数の直線に近似する。(1)と同様の観点から、遠くに行くほど多数の点を一つの直線に置き換えることが好適である。最前および最後尾の直線の端点、および、直線同士の交点の座標が、白線形状として格納される。データの形態は基本的に(1)と同様の代表点セットになる。表示処理の際は、代表点セットが読み出されて、直線で繋がれる。
【0041】
以上において、(1)および(3)は、走路形状から抽出された離散的な代表点セットを記憶する本発明の態様の一形態である。ナビゲーション制御部10は、代表点セットに基づいて連続する走路形状を生成する。
【0042】
「白線形状の補正」
運転視点走路形状記憶部24は、基準になる白線形状を記憶している。この基準形状は、車両が走行車線の中央にいて、車線の方向と車両の方向(進行方向)が一致しているときの白線形状である。しかし、それ以外の状況では、運転者の視点から見た白線形状が異なったものとなる。そこで、以下のようにして、車両の位置や方向に応じて白線形状を補正すれば、実際の白線の形状と映像を合致させることができ、より便利な情報を運転者に提供できる。なお、ここでは、白線形状が、上述の代表点データの集合によって構成されているものとする。
【0043】
「車両の横ずれ(オフセット)に対する補正」
まず、車両が車線中央から横にずれた位置を走っているときの白線形状補正処理を説明する。説明を簡単にするために、道路は直線状であり、車両方向は車線方向と一致している(平行)場合を想定する。
【0044】
図5(a)は、運転視点走路形状記憶部24に格納してある基準の白線形状、すなわち車線中央から見える白線形状である。投影面上において、2本の白線の間隔は手前側でL2、遠方側でL1である。画面上の横方向にx軸、縦方向にy軸を設定すると、白線はy軸に対して角度αだけ傾いている。
【0045】
図5(b)は、車両が仮に左側白線をまたぐ位置にいたとしたときに見える白線形状である。白線の横方向の間隔は図5(a)と等しくとってある。左側の白線の方向が車両方向(=y軸)と一致する。
【0046】
図5(c)は、一般的な状況で運転席から見える白線形状である。実際の道路幅をW、道路中心からの実際のオフセット量をΔwとする。車両がΔwだけオフセットしているとき、投影面上では左白線の傾き角がα′であるとする。基準データの白線の傾き角α(図5(a))を用いて、角度α′を下式(A−1)により求める。
【0047】
【数1】
α′ = α × (1−Δw/(W/2) ) ・・・(A−1)
この式を用いることで、簡単な計算により、基準表示データから、様々なオフセット位置での表示データを作成することができる。
【0048】
実際に、図5(c)の2本の白線の両端点p1〜p4の座標を求める方法の一例を以下に示す。点p1の補正前後の座標をそれぞれ(x1,y1)および(x1a,y1)とする(点p2〜p3についても同様)。横ずれを対象としているので、y座標の補正は不要である。
【0049】
「ステップ1」画像中心を求める。中心のずれ量ΔLは下式(A−2)で求められる。
【0050】
【数2】
ΔL=L2*Δw/W ・・・(A−2)
「ステップ2」点p1、p2(両白線の手前側端点)の表示位置を求める。修正後の点p1のx座標(x1a)は、記憶されている点p1の基準x座標(x1)から、下式(A−3)により求められる。同様に点p2の修正後x座標(x2a)も求められる。
【0051】
【数3】
(x1a)=(x1)−ΔL ・・・(A−3)
「ステップ3」上述の式(A−1)を用いてα′を求める。そして、α′から修正後のp3のx座標(x3a)を求める。
【0052】
【数4】
(x3a)=(x1a)+ sin(α′)*(y1−y3) ・・・(A−4)
「ステップ4」ステップ3で求めた点p3からL1だけ横方向に離れた点p4のx座標(x4a)を求める。
【0053】
【数5】
x4a=x3a+L1 ・・・(A−5)
最初に述べたように、オフセットを対象としているので、y座標の補正は不要である。以上により、点p1〜p4の座標が求められたので、p1とp3を結ぶ直線、p2とp4を結ぶ直線を描く。生成された画像が、車両のオフセットに対する補正を行った白線形状になる。
【0054】
説明を簡単にするために直線道路を取り上げて説明したが、道路がカーブしているときでも基本的に同様に座標変換処理を行えばよく、例えば、車両近傍の車線を直線とみなして白線の傾き角αを求めればよい。
【0055】
なお、本実施形態において、車線中央に対する横ずれ量は、前述のRTK−GPS等の高精度測位技術を用いて検出することが好適である。また、車両の足下の白線等を撮影するカメラを備え、カメラの撮影画像から横ずれを検出してもよい。足下の画像であれば、霧などの悪天候条件下でも撮影可能である。
【0056】
また、本実施形態では、基準画像の車両位置が車線中央であるが、その他の位置が基準であってもよい。
【0057】
「車両方向の傾きに応じた補正」
ここでは、車両の方向が車線の方向に対して傾いたときの白線形状補正処理を説明する。説明を簡単にするために、車両は車線の中央にいて、横ずれ量はゼロであるとする。この位置で、車両の向きだけが、車線の方向と角度βだけずれているとする。
【0058】
図6に示すような曲座標系を考える。そして、図7に示すような投影面を想定する。一般的な座標変換(投影変換)により、視点を参照点との曲座標系にて表すと下記のようになる。参照点(注視点)は、投影面上の基準の点であり、例えば画面中央の点である。ここで、視点を(Xv,Yv,Zv)、参照点を(Xf,Yf,Zf)とする。
【0059】
【数6】
Xv=r*cosθ*cosφ + Xf ・・・(B−1)
Yv=r*sinθ*cosφ + Yf ・・・(B−2)
Zv=r*sinφ + Zf ・・・(B−3)
白線上の点P1(X1,Y1,Z1)を視点から見ると、点P1は投影面上の点p1(x1,y1)に投影される。ここで、下式のZは、視点と参照点の距離である。
【0060】
【数7】
A=−(X1−Xf)*r/(r−Z)、B=(Y1−Yf)*r/(r−Z)と置くと、式(B−4)は以下のように書き換えられる。
【0061】
【数8】
x1(θ)= A*sinθ + B*cosθ ・・・(B−6)
図8に示すように、車両の向きが、車線の向きに対して角度βだけ傾いている場合を考える。この場合の点p1のx座標は、式(B−6)の曲座標のθ成分をθ+βに置き換えることにより求められる。すなわち、下式(B−7)により、角度βに対応する点p1のx座標が求まる。
【0062】
【数9】
x1(θ+β)= A*sin(θ+β) + B*cos(θ+β) ・・・(B−7)
一方、点p1のy成分については以下のように考える。高速な表示更新が必要となるのは、ある程度の高速で走行している場合であるので、βの取りうる範囲は比較的狭いと考えられる。また、水平線からの仰角φも比較的小さな値であると考えられる。この前提の下で、上記の式(B−5)のθをθ+βに置き換え、さらなる式変形を行うと、下記のようになる。
【0063】
【数10】
ここで、sinφおよびsinβが共に小さいのでsinφ*sinβ≒0とし、さらにcosβ≒1とすると、結局、下式(B−9)の結果が得られる。
【0064】
【数11】
y1(θ+β)≒y1(θ) ・・・(B−9)
式(B−9)より、車両の進行方向が車線の方向とずれているときでも、白線上の点のy座標の修正は不要である。基準データのy座標をそのまま使っても、表示した白線と実際の白線の形状は近似しており、運転者にとっては同じに見える。
【0065】
以上の処理を円滑に行うために、運転視点走路形状記憶部24には、白線を構成する点データ(A,B,y)が格納される。すなわち、一の地点が、そこから見える白線上の点データ(A,B,y)の集合に関連づけられる。A、Bは式(B−7)の係数であり、yは投影面上のy軸座標である。
【0066】
ナビゲーション制御部10では、車両方向の傾き角βが、ジャイロセンサの検出信号から求められる。このときに2次元地図データが参照される。傾き角βと、記憶してある係数A,Bを式(B−7)に適用することで、x(θ+β)が求められる。また、傾きの大きさに拘わらず、y座標はそのまま修正なしで使われる。すべての描画点(x(θ+β),y )を求めた後、描画点をつなぎ合わせることにより、補正後の白線画像が得られる。
【0067】
「横ずれと傾きの両方の補正」
実際の走行中は、車線に対する車両の横ずれと、車両方向の傾きとの両方が同時に発生する。従って、横ずれ補正と傾き補正の2つの処理を両方とも行うことが好適である。具体的には、まず、基準データとして、車両が車線中央で車線方向を向いているときの白線形状を読み出す。そして、車両方向の傾きに対する補正を行い、それから横ずれに対する補正を行う。これにより、実際の状況に合致した白線形状が得られる。
【0068】
以上に白線形状の補正処理を説明した。ここでは、主として直線道路の場合を取り上げて説明したが、道路および白線がカーブしているときでも座標変換によって白線形状を補正できる。すなわち、横ずれ検出値および傾き検出値に基づいて、視点の位置および方向を変換する処理を行えばよい。
【0069】
本実施形態によれば、車線に対して横方向のどの位置に車両がいるときでも、実際の状況に合致した走路形状を運転者に提示できる。すなわち、車両は走路内の決まった位置を走行するわけではなく、走行位置は横方向にずれ、それに伴って視点の位置もずれる。しかし、記憶されている走路形状に対応する視点と実際の視点とがずれても、上記の変換処理により、実際の視点から見た走路形状を表示できる。
【0070】
また、本実施形態によれば、車両の方向と車線の方向とがどのような角度を成しているときでも、実際の状況に合致した走路形状を運転者に提示することができる。すなわち、車両の進行方向は走路の方向と一致するとは限らず、記憶されている走路形状で想定されている進行方向と実際の進行方向とがずれることがある。このような場合でも、上記の補正処理によって、実際の状況に則した車両前方の走路形状を表示できる。
【0071】
そして、横ずれと傾きの両補正を行うことにより、さらに適切な走路形状を表示できる。
【0072】
また、上記の補正処理は、同じ地点に関して他種類の白線形状データを用意しないでも、適切な白線形状を提示できるという点では、データ量の削減にも寄与している。
【0073】
その他、本実施形態では車両方向の補正を行うために描画点データ(A,B,y)を記憶しているが、横ずれの補正のみを行うのであれば単に描画点データ(x,y)が記憶されればよい。
【0074】
「車種別の白線表示」
以上に説明したように、本実施形態では、道路上の各地点と関連づけて運転者の視点から見た白線形状が予め記憶されている。この白線形状を予め記憶する処理は、例えば下記のようにして行うことが好適である。
【0075】
道路を真上から見たときの白線形状のデータ(元データ)を用意する。元データは、前述の図3の座標変換処理の素材になるデータであり、図1の地図データベース記憶部20に格納されている。元データがナビゲーション制御部10により読み出される。ナビゲーション制御部10は、視点と参照点を設定し、図3の座標変換処理を行って、所望の視点から見た白線形状を求める。前述したように、地図上の各地点ごとに白線形状が求められる。求められた白線形状データは、記憶装置に格納され、図1の運転視点走路形状記憶部24を構成する。なお、白線形状を格納できるように、ハードディスク等の読み書き可能な記憶装置が、地図データベース記憶部20の一部または全部として設けられている。ナビゲーション制御部10は、走路形状をディスプレイに表示するとき、ハードディスク等から白線形状を読み出して処理する。
【0076】
ところで、実際に見える白線の形状は、車種により大きく異なる。路面の見える角度、視点の位置および仰角などが車種により大きく異なるからである。例えば、RV系の車両の視点は、スポーツカーのそれよりも大幅に高い。そこで、車種に応じて白線形状を変更することが好適であり、これにより、表示する白線と実際に見える白線を合致させることができる。
【0077】
図9を参照すると、高精度地図データベースは、真上から見た白線形状を示す元データを保有する。ナビゲーション制御部10は、外部から、運転者の視点の高さに関する情報を入手する。例えば、車種の情報、車高情報、または視点の高さそのものの情報が入力される。この情報は、車載機器等から入力されてもよく、ユーザにより入力装置を用いて入力されてもよい。ユーザが、好みの視点高さを選べるようにしてもよい。入力情報に基づいて、その車両の視点高さおよび適切な投影面に対応する白線形状がつくられる。これにより、車種に応じた地図データベースがつくられる。
【0078】
上記の処理の変形例を説明する。図9の高精度地図データベースは、基準の視点の高さから見た白線形状(各地点ごと)であってもよい。つまり、予め適当な視点を基準にした白線形状データベースを一つ用意しておくのである。ナビゲーション制御部10により、入力された視点高さの情報に基づいて、基準の白線形状データが変換され、該当車両の視点高さ(および参照点)に対応する白線形状が生成される。基準視点高さから該当車両の視点高さへと、視点の高さを変えるための座標変換処理を行えばよい。
【0079】
「白線形状データの生成タイミング」
運転視点から見た白線形状を予め生成、記憶しておく処理は、以下の3つのいずれかのタイミングで行うことが好適と考えられる。
【0080】
(1)各車両毎のパラメータ(視点および参照点の指定)を設定し、全データを一括変換し、変換後のデータを格納しておく。この態様には、いつでもすぐに車種特有のデータを利用できるという利点がある。
【0081】
(2)目的地までの経路計算を行ったとき、経路上の地点の白線形状データが変換される。経路を逸脱して別の道に車両が進む可能性があるので、分岐地点などでは、案内経路のみではなく、他の周辺経路に関しても白線形状の変換処理を済ませておくことが好適である。例えば、次にくる交差点の3方向の白線形状データを事前に車種に適合するように補正する。
【0082】
(3)自車位置周辺の地点データに対応する運転視点白線形状は、常に車種適合のための変換処理を行っておく。車両が移動するにつれて、前の変換データは捨てられ、新しく近づく地点の白線形状の変換処理が行われる。この態様によれば、経路案内中でないときでも白線形状を効率よく迅速に表示できる。
【0083】
上記の(2)を採用すると、走路形状を提示できるのが経路案内時に限られることがある。また(3)では、制御部10の計算処理の負荷が高くなる。従って、(1)の処理を行うことが最も好適と考えられる。
【0084】
「地図データベース記録媒体」
本発明は、上記の走路形状表示装置以外の態様に適用されてもよい。例えば、地図データベースを記録した記録媒体の態様で本発明が実現されてもよい。記録媒体には、図1の運転視点走路形状記憶部24に関連して説明した地図データが記録される。記録媒体は、磁気、電気、光などの任意の方法でデータを読み書きできるものでよく、例えば、CD−ROM、DVDが適当である。地図データベースは、他のナビゲーション関連プログラムなどとともに記録媒体に収められていてもよい。さらに本発明は他の態様、例えば方法の態様に適用されてもよい。
【0085】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、環境条件に影響を受けずに確実かつ迅速に、運転者の視点から見た走路形状を提示することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の走路形状表示装置が備えられたナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。
【図2】 図1の運転視点走路形状記憶部が格納している走路形状情報を示す図である。
【図3】 図2の走路形状情報を予め作成する処理を示す図である。
【図4】 図1の運転視点走路形状記憶部に記憶する白線形状のデータ量を削減する方法を示す図である。
【図5】 車線に対する車両の横ずれに関して白線形状を補正する処理を示す図である。
【図6】 車線方向に対する車両方向の傾きに関して白線形状を補正する処理を示す図である。
【図7】 車線方向に対する車両方向の傾きに関して白線形状を補正する処理を示す図である。
【図8】 車線方向に対する車両方向の傾きに関して白線形状を補正する処理を示す図である。
【図9】 車種別の視点高さに適合した白線データ生成処理を示す図である。
【符号の説明】
10 ナビゲーション制御部、12 GPS装置、14 ジャイロセンサ、16 車速センサ、18 位置検出部、20 地図データベース記憶部、22 2次元地図記憶部、24 運転視点走路形状記憶部、30 入力装置、32 ディスプレイ、34 スピーカ、36 ヘッドアップディスプレイ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a road shape display device capable of reliably and quickly displaying the shape of a road seen from the viewpoint of a driver, and the present invention relates to a medium on which a map database suitable for use in the display device is recorded.
[0002]
[Prior art]
When driving the vehicle, the driver visually grasps the shape of the road ahead of the vehicle through the windshield. However, it may be difficult to determine the shape of the road ahead due to weather conditions, the curve of the road, surrounding vehicles and buildings. In view of this, it is preferable that the vehicle is provided with a device that grasps the shape of the road ahead viewed from the driver's viewpoint, and the road shape is presented to the driver.
[0003]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-57200 discloses an apparatus that detects a white line on a road from a road image taken by an in-vehicle camera and displays the detected white line. The driver can grasp the shape of the road ahead by looking at the white line displayed on the display device.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the running road shape cannot be displayed in an environment where camera photography is difficult, for example, in fog. In some cases, a white line cannot be detected from a photographed image as on a snowy road. In addition, when there is a large vehicle ahead, the white line cannot be taken. Thus, the road condition display device using a camera has limited environmental conditions to function effectively.
[0005]
In fact, it is difficult to detect the shape of the road in an environment where it is difficult for the driver to visually understand the shape of the road, but it is difficult to detect the shape of the road in such an environment. It was difficult to play a supporting role.
[0006]
Further, in a known navigation device, a two-dimensional map in which the periphery of the vehicle is viewed from directly above is displayed. However, the shape of the road viewed from directly above is significantly different from the shape of the road seen from the driver's viewpoint. Looking at such a planar map, it is not easy for the driver to intuitively grasp the shape of the road ahead.
[0007]
Furthermore, a navigation device that displays a map in three dimensions, such as a so-called bird view, is well known. A two-dimensional map in which the vicinity of the vehicle position is viewed from directly above is displayed after being processed into a map viewed from obliquely above. However, with this type of device, screen scrolling is considerably slower than normal map display. This is probably because the amount of data processing is large because coordinate transformation such as projection transformation is performed on a large number of points, and the display target data for oblique display increases.
[0008]
Currently, lane (lane) guidance on stereoscopic display is not generally performed. However, when lane guidance is to be performed, it is required to update the display at high speed as the vehicle moves. It is not easy to respond to such a request in a process with a large calculation load and a large amount of handled data.
[0009]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to make it possible to present a runway shape viewed from the viewpoint of a driver reliably and quickly without being affected by environmental conditions.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the runway shape display device of the present invention includes a driving viewpoint runway shape representing each of a plurality of points on a road on a map and a forward runway shape viewed from the viewpoint of a vehicle driver at each point. Corresponding to the own vehicle position detected by the own vehicle position detecting means, the own vehicle position detecting means for detecting the own vehicle position, the display means for displaying the driving viewpoint running road shape, and the vehicle position detecting means. Display processing means for reading out the driving viewpoint running road shape to be read from the running road shape storage means and displaying on the display means.
[0011]
According to the present invention, the driving viewpoint runway shape corresponding to the vehicle position is read from the storage device and displayed. The road shape can be displayed even in an environment where the visibility of the driver is lowered.
[0012]
Further, according to the present invention, the driving viewpoint runway shape of the corresponding point is associated with the point data of the map. That is, a driving viewpoint runway shape is prepared in advance for each point. Therefore, when displaying the runway shape, a large amount of data processing such as reading a lot of point data and performing conversion processing is unnecessary, and the runway shape at the driving viewpoint can be displayed quickly.
[0013]
Preferably, the runway shape storage means stores, as the driving viewpoint runway shape at each position, a discrete representative point set extracted from the runway shape when looking forward from the driver's viewpoint at the corresponding position. Yes. The display processing means includes means for generating a continuous road shape based on the discrete representative point set. According to this aspect, it is possible to reduce the amount of data to be stored by the road shape storage means. Since the driving viewpoint runway shape data is prepared for each point data, it is possible to avoid a situation in which the amount of data becomes enormous.
[0014]
Preferably, the display processing means selects a driving viewpoint running road shape to be read from the storage means based on a running road around the own vehicle position or a scheduled traveling road. By selecting a road that has a high possibility of actually traveling, efficient processing can be performed.
[0015]
Preferably, the vehicle includes a lateral deviation detecting means for detecting lateral deviation of the vehicle with respect to the road. In the display processing means, the driving viewpoint running road shape corresponding to the vehicle position read from the running road shape storage means is coordinate-converted into the running road shape seen from the laterally shifted viewpoint based on the lateral deviation. This makes it possible to present the driver with a road shape that matches the actual situation. That is, the vehicle does not travel at a fixed position on the road, but the travel position shifts in the lateral direction, and the viewpoint position shifts accordingly. According to the present invention, even if the viewpoint corresponding to the stored track shape is different from the actual viewpoint, the track shape viewed from the actual viewpoint can be displayed.
[0016]
In addition, it preferably includes an inclination detecting means for detecting an inclination of the vehicle direction with respect to the road direction. In the display processing means, the driving viewpoint running road shape corresponding to the vehicle position read from the running road shape storage means is coordinate-converted to the running road shape seen from the tilted viewpoint based on the inclination. This aspect also makes it possible to present the driver with a track shape that matches the actual situation. In other words, the traveling direction of the vehicle does not always coincide with the direction of the road, but according to the present invention, even if the vehicle direction assumed in the stored road shape and the actual vehicle direction deviate, The road shape in front of the vehicle can be displayed according to the situation.
[0017]
Preferably, the display means is a head-up display that displays an image on a windshield of a vehicle. Since the driver's feeling when viewing the display of the runway shape matches the actual driving feeling, the support effect for the driver increases.
[0018]
Preferably, the driving viewpoint runway shape is data indicating a shape of a line representing a lane drawn on the runway. A lane display line (typically a white line) is an appropriate index representing the shape of the road. By applying the present invention to lane guidance, update display can be performed at high speed, so that easy-to-understand guidance can be provided to the driver.
[0019]
Another aspect of the present invention is a map data recording medium in which a road map database is recorded. In the map database, each of a plurality of points on the road is associated with a driving viewpoint runway shape representing a road shape ahead of the vehicle driver at each point viewed from the viewpoint of the vehicle driver.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments (hereinafter referred to as embodiments) of the invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, the runway shape display device of the present invention is provided integrally with an in-vehicle navigation device.
[0021]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the navigation device of this embodiment. The
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
`` Display runway shape ''
As a feature of the present embodiment, the map
[0025]
With reference to FIG. 2, the memory | storage information of the driving | operation viewpoint runway shape memory |
[0026]
In FIG. 2, at the point a1 on the first lane A, the road ahead is a straight line. Therefore, a white line shape representing a straight line is associated with the point a1. At the point a2, since the road ahead is a right curve, the white line shape of the right curve is associated with the point a2. On the other hand, at the point b1 on the second lane B facing the first lane A, the road ahead is the left curve, so the white line shape of the left curve is associated with the point b1. The point b3 is associated with a straight white line shape.
[0027]
Point a2 and point b3 are the same place on the road, but belong to the opposite lane. Therefore, the forward runway shapes of the points a2 and b3 are different, and the stored white line shapes are also different. In this way, different white line shapes are stored depending on the lane direction.
[0028]
The white line shape data is created and stored in advance by projection conversion as shown in FIG. Set the perspective of the driver with a standard physique when the standard vehicle is in the middle of the lane. A large number of points P1 to Pn are set on the white line of the road ahead of the viewpoint. A point p1 (x1, y1) obtained by projecting one point P1 (X1, Y1, Z1) on the projection plane is obtained with the viewpoint as a reference. By similar coordinate transformation, a point to be displayed on the projection plane is obtained from other points on the white line. In this way, the front white line shape seen from the viewpoint shown in FIG. 3B is generated.
[0029]
Returning to FIG. 1, when the driver operates the
[0030]
As described above, according to the present invention, the running road shape can be reliably displayed even under environmental conditions where the driver's visibility is low. For example, in weather such as fog, it is difficult to grasp the runway shape by visual observation. Similarly, when the road is covered with snow or when a large vehicle is in front, it is difficult to grasp the shape of the runway. Under such circumstances, it is difficult to grasp the shape of the runway from the captured image even if the front landscape is photographed by the camera. However, according to the present invention, the runway shape is displayed using the detected vehicle position and the stored information, so the runway shape can be reliably displayed even under the environmental conditions described above.
[0031]
In the present embodiment, white line shape data for each point is generated and prepared in advance. Here, it is assumed that a white line shape has not been prepared in advance. In this case, the white line shape generation processing described with reference to FIG. 3 must be performed in real time. In addition to reading the data of the vehicle position from the storage device, prefetching of data indicating a point on the white line ahead of the vehicle position is further performed. The pre-read data is subjected to coordinate conversion with respect to the viewpoint origin, and projected and converted on the projection plane, and the obtained image is displayed. A large amount of data processing is required, and quick and appropriate display update becomes difficult.
[0032]
On the other hand, according to the present invention, prefetching of data is unnecessary, and only data related to the current location need be read from the storage device. This is because the white line shape seen from the driver's viewpoint is already prepared as part of the point data. There is no need for coordinate conversion processing of the pre-read data group. Therefore, the white line shape can be displayed quickly. The prompt display of the white line is also suitable for guiding the lane change.
[0033]
In addition, preferably, the
[0034]
In the present embodiment, the white line shape is displayed on the head-up
[0035]
"Treatment for multi-lane roads"
On a road having a plurality of lanes in one direction, the entire lane shape may be displayed, but it is also preferable to display the lane shape in which the host vehicle is traveling. In recent years, a highly accurate position detection technique called RTK (Realtime Kinematic) -GPS has been proposed. Using such a method, the traveling lane is determined. The driving viewpoint runway
[0036]
"Processing for roads without a centerline"
You cannot define your own lane on a road without a center line. Therefore, the white line shape of each point on the road when viewed in both directions is stored. Then, the white line shape corresponding to the traveling direction is read and displayed.
[0037]
"Reduce the data volume of the white line shape of the driving viewpoint"
The white line shape shown in FIG. 3 is a set of points on the projection plane. If the data of the coordinate conversion result of FIG. 3 is simply stored for each point, the amount of stored data becomes enormous. Therefore, it is preferable to reduce the amount of data that the driving viewpoint track
[0038]
(1) Data is thinned and stored
Data can be reduced by appropriately thinning out data from a set of a large number of points showing a white line shape and leaving representative points. Referring to FIG. 4A, even if the points are set at regular intervals on the actual road, the distance between the points becomes narrower as the distance increases on the projection plane. Therefore, the farther away, the more points are thinned out, and the interval between representative points is increased. For example, it is preferable to increase the interval between representative points in an exponential manner in order of every other, every second, every fourth, and so on. If such processing is performed, the amount of data can be effectively reduced while maintaining the white line shape that is close to the actual appearance for the driver. At the time of white line display, the
[0039]
(2) Approximate curve is obtained from calculation result and its parameters are stored
Referring to FIG. 4B, for example, the white line shape on the projection surface is approximated to a quadratic curve or a straight line. Then, a quadratic curve or straight line parameter is stored. Such processing can also reduce the amount of data without impairing the white line shape of the driver. In the display process, the
[0040]
(3) Approximate the white line shape to some straight lines and store the coordinates of end points and intersection points
As shown in FIG. 4C, the white line shape is approximated to a plurality of straight lines. From the same viewpoint as (1), it is preferable to replace a large number of points with one straight line as the distance increases. The end points of the foremost and last straight lines and the coordinates of the intersections of the straight lines are stored as white line shapes. The form of data is basically a representative point set similar to (1). In the display process, the representative point set is read out and connected by a straight line.
[0041]
In the above, (1) and (3) are one form of the aspect of the present invention for storing discrete representative point sets extracted from the running road shape. The
[0042]
"Correction of white line shape"
The driving viewpoint runway
[0043]
"Correction for vehicle lateral deviation (offset)"
First, the white line shape correction process when the vehicle is running at a position shifted laterally from the center of the lane will be described. In order to simplify the explanation, it is assumed that the road is straight and the vehicle direction coincides with the lane direction (parallel).
[0044]
FIG. 5A shows a standard white line shape stored in the driving viewpoint runway
[0045]
FIG. 5B shows a white line shape that can be seen when the vehicle is at a position crossing the left white line. The horizontal interval between the white lines is the same as that in FIG. The direction of the left white line coincides with the vehicle direction (= y axis).
[0046]
FIG. 5C shows a white line shape that can be seen from the driver's seat in a general situation. Assume that the actual road width is W and the actual offset amount from the road center is Δw. When the vehicle is offset by Δw, it is assumed that the inclination angle of the left white line is α ′ on the projection plane. Using the white line inclination angle α of the reference data (FIG. 5A), the angle α ′ is obtained by the following equation (A-1).
[0047]
[Expression 1]
α ′ = α × (1-Δw / (W / 2)) (A-1)
By using this equation, display data at various offset positions can be created from the reference display data by simple calculation.
[0048]
An example of a method for actually obtaining the coordinates of the two end points p1 to p4 of the two white lines in FIG. The coordinates before and after correction of the point p1 are (x1, y1) and (x1a, y1), respectively (the same applies to the points p2 to p3). Since the lateral shift is targeted, it is not necessary to correct the y coordinate.
[0049]
"Step 1" Find the image center. The center deviation amount ΔL is obtained by the following equation (A-2).
[0050]
[Expression 2]
ΔL = L2 * Δw / W (A-2)
"
[0051]
[Equation 3]
(x1a) = (x1) −ΔL (A-3)
“Step 3” α ′ is obtained using the above-described equation (A-1). Then, the corrected x coordinate (x3a) of p3 is obtained from α ′.
[0052]
[Expression 4]
(x3a) = (x1a) + sin (α ′) * (y1−y3) (A-4)
"Step 4" The x coordinate (x4a) of the point p4 that is laterally separated from the point p3 obtained in step 3 by L1 is obtained.
[0053]
[Equation 5]
x4a = x3a + L1 (A-5)
As described above, since the offset is targeted, correction of the y coordinate is unnecessary. Thus, since the coordinates of the points p1 to p4 are obtained, a straight line connecting p1 and p3 and a straight line connecting p2 and p4 are drawn. The generated image has a white line shape obtained by correcting the offset of the vehicle.
[0054]
In order to simplify the explanation, a straight road has been taken up and explained. However, even when the road is curved, the coordinate conversion process may be performed basically in the same way. What is necessary is just to obtain | require inclination-angle (alpha).
[0055]
In the present embodiment, it is preferable to detect the amount of lateral deviation with respect to the center of the lane using a high-precision positioning technique such as the above-described RTK-GPS. In addition, a camera that captures a white line or the like under the foot of the vehicle may be provided, and a lateral shift may be detected from a captured image of the camera. If it is an image of the foot, it can be photographed even under bad weather conditions such as fog.
[0056]
In the present embodiment, the vehicle position of the reference image is the center of the lane, but other positions may be the reference.
[0057]
"Correction according to vehicle direction inclination"
Here, the white line shape correction process when the direction of the vehicle is inclined with respect to the direction of the lane will be described. In order to simplify the explanation, it is assumed that the vehicle is in the center of the lane and the amount of lateral deviation is zero. It is assumed that only the direction of the vehicle is deviated from the direction of the lane by an angle β at this position.
[0058]
Consider a music coordinate system as shown in FIG. A projection surface as shown in FIG. 7 is assumed. When the viewpoint is expressed in a coordinate system with reference points by general coordinate transformation (projection transformation), it is as follows. The reference point (gaze point) is a reference point on the projection plane, for example, a point at the center of the screen. Here, the viewpoint is (Xv, Yv, Zv), and the reference point is (Xf, Yf, Zf).
[0059]
[Formula 6]
Xv = r * cosθ * cosφ + Xf (B-1)
Yv = r * sinθ * cosφ + Yf (B-2)
Zv = r * sinφ + Zf (B-3)
When the point P1 (X1, Y1, Z1) on the white line is viewed from the viewpoint, the point P1 is projected onto the point p1 (x1, y1) on the projection plane. Here, Z in the following expression is the distance between the viewpoint and the reference point.
[0060]
[Expression 7]
If A = − (X1−Xf) * r / (r−Z) and B = (Y1−Yf) * r / (r−Z), then equation (B-4) can be rewritten as follows.
[0061]
[Equation 8]
x1 (θ) = A * sinθ + B * cosθ (B-6)
As shown in FIG. 8, a case is considered in which the direction of the vehicle is inclined by an angle β with respect to the direction of the lane. In this case, the x coordinate of the point p1 can be obtained by replacing the θ component of the music coordinates of the formula (B-6) with θ + β. That is, the x coordinate of the point p1 corresponding to the angle β is obtained by the following equation (B-7).
[0062]
[Equation 9]
x1 (θ + β) = A * sin (θ + β) + B * cos (θ + β) (B-7)
On the other hand, the y component of the point p1 is considered as follows. Since it is necessary to update the display at a high speed when the vehicle is traveling at a certain high speed, the range that β can take is considered to be relatively narrow. Also, the elevation angle φ from the horizon is considered to be a relatively small value. Under this assumption, when θ in the above equation (B-5) is replaced with θ + β and further equation modification is performed, the following is obtained.
[0063]
[Expression 10]
Here, since both sinφ and sinβ are small, if sinφ * sinβ≈0 and further cosβ≈1, the result of the following equation (B-9) is obtained.
[0064]
[Expression 11]
y1 (θ + β) ≈y1 (θ) (B-9)
From the equation (B-9), even when the traveling direction of the vehicle deviates from the lane direction, it is not necessary to correct the y coordinate of the point on the white line. Even if the y coordinate of the reference data is used as it is, the shape of the displayed white line and the actual white line are close to each other and look the same for the driver.
[0065]
In order to perform the above processing smoothly, the driving viewpoint runway
[0066]
In the
[0067]
"Correction for both lateral shift and tilt"
During actual travel, both lateral displacement of the vehicle with respect to the lane and inclination in the vehicle direction occur simultaneously. Therefore, it is preferable to perform both of the two processes of lateral deviation correction and inclination correction. Specifically, first, as the reference data, the white line shape when the vehicle is facing the lane direction at the center of the lane is read out. And the correction | amendment with respect to the inclination of a vehicle direction is performed, and the correction | amendment with respect to a lateral shift is then performed. As a result, a white line shape that matches the actual situation is obtained.
[0068]
The white line shape correction processing has been described above. Here, the case of a straight road has been mainly described, but the white line shape can be corrected by coordinate conversion even when the road and the white line are curved. That is, a process for converting the position and direction of the viewpoint may be performed based on the lateral deviation detection value and the inclination detection value.
[0069]
According to the present embodiment, it is possible to present to the driver a running road shape that matches the actual situation when the vehicle is in any position in the lateral direction with respect to the lane. That is, the vehicle does not travel at a fixed position on the road, but the travel position shifts in the lateral direction, and the viewpoint position shifts accordingly. However, even if the viewpoint corresponding to the stored track shape is different from the actual viewpoint, the track shape viewed from the actual viewpoint can be displayed by the above conversion process.
[0070]
In addition, according to the present embodiment, it is possible to present the driver with a runway shape that matches the actual situation regardless of the angle between the vehicle direction and the lane direction. That is, the traveling direction of the vehicle does not necessarily coincide with the direction of the road, and the traveling direction assumed in the stored traveling road shape may deviate from the actual traveling direction. Even in such a case, the running road shape in front of the vehicle in accordance with the actual situation can be displayed by the above correction process.
[0071]
Further, by correcting both the lateral deviation and the inclination, a more appropriate runway shape can be displayed.
[0072]
Further, the above correction processing also contributes to the reduction of the data amount in that an appropriate white line shape can be presented without preparing other types of white line shape data for the same point.
[0073]
In addition, in the present embodiment, the drawing point data (A, B, y) is stored for correcting the vehicle direction. However, if only the lateral shift correction is performed, the drawing point data (x, y) is simply stored. It only has to be memorized.
[0074]
"White line display by vehicle type"
As described above, in the present embodiment, the white line shape viewed from the viewpoint of the driver in association with each point on the road is stored in advance. The process of storing the white line shape in advance is preferably performed as follows, for example.
[0075]
Prepare white line data (original data) when the road is viewed from directly above. The original data is data that becomes the material of the coordinate conversion processing of FIG. 3 described above, and is stored in the map
[0076]
By the way, the shape of the white line that can be actually seen varies greatly depending on the vehicle type. This is because the angle at which the road surface can be seen, the position of the viewpoint, the elevation angle, and the like vary greatly depending on the vehicle type. For example, the viewpoint of an RV vehicle is significantly higher than that of a sports car. Therefore, it is preferable to change the shape of the white line in accordance with the vehicle type, thereby making it possible to match the white line to be displayed with the actually visible white line.
[0077]
Referring to FIG. 9, the high-precision map database has original data indicating a white line shape viewed from directly above. The
[0078]
A modification of the above process will be described. The high-precision map database in FIG. 9 may have a white line shape (for each point) viewed from the height of the reference viewpoint. That is, one white line shape database based on an appropriate viewpoint is prepared in advance. The
[0079]
"White line shape data generation timing"
It is considered that the processing for generating and storing the white line shape as viewed from the driving viewpoint in advance is preferably performed at any of the following three timings.
[0080]
(1) Set parameters for each vehicle (designation of viewpoints and reference points), convert all data at once, and store the converted data. This aspect has the advantage that the vehicle-specific data can be used immediately at any time.
[0081]
(2) When the route to the destination is calculated, the white line shape data of the point on the route is converted. Since there is a possibility that the vehicle deviates from the route and travels to another road, it is preferable to complete the white line shape conversion process not only for the guidance route but also for other surrounding routes at the branch point. For example, the white line shape data in the three directions of the next intersection is corrected in advance so as to match the vehicle type.
[0082]
(3) The driving viewpoint white line shape corresponding to the point data around the vehicle position is always subjected to conversion processing for vehicle type adaptation. As the vehicle moves, the previous conversion data is discarded, and the conversion process of the white line shape of the new approaching point is performed. According to this aspect, the white line shape can be displayed efficiently and quickly even when the route guidance is not being performed.
[0083]
When the above (2) is adopted, it may be possible to present the runway shape only during route guidance. In (3), the calculation processing load of the
[0084]
"Map database recording medium"
The present invention may be applied to modes other than the above-described runway shape display device. For example, the present invention may be realized in the form of a recording medium that records a map database. The map data described in relation to the driving viewpoint runway
[0085]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to present the running road shape viewed from the viewpoint of the driver reliably and quickly without being affected by environmental conditions.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a navigation device provided with a runway shape display device of the present invention.
2 is a diagram showing track shape information stored in a driving viewpoint track shape storage unit in FIG. 1; FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a process for creating in advance the road shape information of FIG. 2;
4 is a diagram showing a method for reducing the amount of white line shape data stored in the driving viewpoint running path shape storage unit of FIG. 1; FIG.
FIG. 5 is a diagram illustrating processing for correcting a white line shape with respect to a lateral shift of a vehicle with respect to a lane.
FIG. 6 is a diagram illustrating a process of correcting a white line shape with respect to the inclination of the vehicle direction with respect to the lane direction.
FIG. 7 is a diagram illustrating a process of correcting a white line shape with respect to the inclination of the vehicle direction with respect to the lane direction.
FIG. 8 is a diagram illustrating a process of correcting a white line shape with respect to the inclination of the vehicle direction with respect to the lane direction.
FIG. 9 is a diagram illustrating white line data generation processing adapted to the viewpoint height of each vehicle type.
[Explanation of symbols]
10 navigation control unit, 12 GPS device, 14 gyro sensor, 16 vehicle speed sensor, 18 position detection unit, 20 map database storage unit, 22 two-dimensional map storage unit, 24 driving viewpoint runway shape storage unit, 30 input device, 32 display, 34 Speaker, 36 Head-up display.
Claims (7)
自車位置を検出する自車位置検出手段と、
前記運転視点走路形状を表示する表示手段と、
前記自車位置検出手段が検出した自車位置に対応する運転視点走路形状を前記走路形状記憶手段から読み出して、前記表示手段に表示させる表示処理手段と、
走路に対する車両の横ずれを検出する横ずれ検出手段と、
を含み、
前記表示処理手段では、前記横ずれに基づいて、前記走路形状記憶手段から読み出された運転視点走路形状が、横ずれした視点から見た走路形状に座標変換される、
ことを特徴とする走路形状表示装置。 Each of a plurality of points on the road on the map and a road shape storage means for storing in association with a driving viewpoint road shape representing a front road shape seen from the viewpoint of the vehicle driver at each point,
Own vehicle position detecting means for detecting the own vehicle position;
Display means for displaying the driving viewpoint runway shape;
A display processing means for reading out the driving viewpoint running road shape corresponding to the own vehicle position detected by the own vehicle position detecting means from the running road shape storage means and displaying the driving means on the display means;
Lateral deviation detecting means for detecting lateral deviation of the vehicle with respect to the runway;
Including
In the display processing means, based on the lateral deviation, the driving viewpoint running road shape read from the running road shape storage means is coordinate-converted to a running road shape seen from the laterally shifted viewpoint.
A runway shape display device characterized by that.
前記走路形状記憶手段は、各位置の前記運転視点走路形状として、該当位置で運転者の視点から前方を見たときの走路形状から抽出された離散的な代表点セットを記憶しており、
前記表示処理手段は、前記離散的な代表点セットに基づいて、連続する走路形状を生成する手段を含むことを特徴とする走路形状表示装置。In the runway shape display device according to claim 1,
The runway shape storage means stores a discrete representative point set extracted from the runway shape when looking forward from the viewpoint of the driver at the corresponding position as the driving viewpoint runway shape at each position,
The display processing means includes a means for generating a continuous road shape based on the discrete representative point set.
前記表示処理手段は、自車位置周辺の走路または進行予定走路に基づいて、前記記憶手段から読み出す運転視点走路形状を選択することを特徴とする走路形状表示装置。 In the runway shape display device according to claim 1 ,
The display processing means selects a driving viewpoint runway shape to be read from the storage means on the basis of a runway around the vehicle position or a scheduled travel path.
走路方向に対する車両方向の傾きを検出する傾き検出手段を含み、Including an inclination detection means for detecting the inclination of the vehicle direction with respect to the running direction,
前記表示処理手段では、前記傾きに基づいて、前記走路形状記憶手段から読み出された運転視点走路形状が、傾いた視点から見た走路形状に座標変換されることを特徴とする走路形状表示装置。In the display processing means, a driving road shape display device read from the road shape storage means is coordinate-converted into a driving road shape seen from an inclined viewpoint based on the inclination. .
前記表示手段は、車両のフロントガラスに画像を表示するヘッドアップディスプレイであることを特徴とする走路形状表示装置。The display means is a head-up display that displays an image on a windshield of a vehicle.
前記運転視点走路形状は、走路上に引かれた車線を表すラインの形状を示すデータであることを特徴とする走路形状表示装置。The driving viewpoint runway shape is data indicating the shape of a line representing a lane drawn on the runway, and the runway shape display device.
道路の地図データベースが記録されており、前記地図データベースでは、道路上の複数の地点のそれぞれと、各地点で車両運転者の視点から見た前方の走路形状を表す運転視点走路形状とが関連付けられていることを特徴とする地図データベース記録媒体。A map database of roads is recorded, and in the map database, each of a plurality of points on the road is associated with a driving viewpoint runway shape representing a roadway shape ahead viewed from the viewpoint of the vehicle driver at each point. A map database recording medium characterized by that.
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JP4574157B2 (en) * | 2003-10-17 | 2010-11-04 | 富士重工業株式会社 | Information display device and information display method |
JP4609695B2 (en) * | 2003-10-21 | 2011-01-12 | 日本精機株式会社 | Vehicle display device |
AU2003300514A1 (en) | 2003-12-01 | 2005-06-24 | Volvo Technology Corporation | Perceptual enhancement displays based on knowledge of head and/or eye and/or gaze position |
JP2005170323A (en) * | 2003-12-15 | 2005-06-30 | Denso Corp | Runway profile displaying device |
JP2006036166A (en) * | 2004-07-30 | 2006-02-09 | Nippon Seiki Co Ltd | Vehicle display device |
JP4596245B2 (en) * | 2004-12-24 | 2010-12-08 | 日本精機株式会社 | Vehicle display device |
JP4148229B2 (en) * | 2005-02-14 | 2008-09-10 | 株式会社デンソー | Vehicle display device |
JP4697400B2 (en) * | 2005-03-01 | 2011-06-08 | 日本精機株式会社 | Vehicle display device |
JP4882285B2 (en) | 2005-06-15 | 2012-02-22 | 株式会社デンソー | Vehicle travel support device |
DE102005046672A1 (en) * | 2005-09-29 | 2007-04-05 | Robert Bosch Gmbh | Night vision device for motor vehicle, has navigating device, steering angle sensor, rotating rate sensor and radar sensor that are utilized such that roadway on which vehicle is to be driven is determined and is shown in display unit |
JP4888761B2 (en) * | 2005-10-31 | 2012-02-29 | 株式会社エクォス・リサーチ | Virtual lane display device |
JP4702348B2 (en) * | 2007-10-09 | 2011-06-15 | 株式会社エクォス・リサーチ | In-vehicle image display device |
EP2351668A4 (en) * | 2008-09-12 | 2013-03-13 | Toshiba Kk | Image irradiation system and image irradiation method |
JP5891802B2 (en) * | 2012-01-17 | 2016-03-23 | 日産自動車株式会社 | Vehicle position calculation device |
JP5903901B2 (en) * | 2012-01-17 | 2016-04-13 | 日産自動車株式会社 | Vehicle position calculation device |
JP5587366B2 (en) * | 2012-07-03 | 2014-09-10 | 三菱電機株式会社 | Mobile terminal device and map data management method |
JP5906988B2 (en) * | 2012-07-31 | 2016-04-20 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | Road shape guidance system, method and program |
JP6393214B2 (en) * | 2015-03-03 | 2018-09-19 | アルパイン株式会社 | Lane recognition system and computer program |
JP6657747B2 (en) * | 2015-10-13 | 2020-03-04 | 日産自動車株式会社 | VEHICLE DISPLAY AND VEHICLE DISPLAY METHOD |
JP6753113B2 (en) * | 2016-03-31 | 2020-09-09 | 日産自動車株式会社 | Vehicle display method and vehicle display device |
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JP7184083B2 (en) * | 2018-07-25 | 2022-12-06 | 日本精機株式会社 | VEHICLE DISPLAY DEVICE, VEHICLE DISPLAY CONTROL METHOD, VEHICLE DISPLAY CONTROL PROGRAM |
JP7232604B2 (en) * | 2018-09-21 | 2023-03-03 | フォルシアクラリオン・エレクトロニクス株式会社 | NAVIGATION SYSTEM, NAVIGATION DISPLAY METHOD AND NAVIGATION DISPLAY PROGRAM |
JP6692981B1 (en) * | 2019-09-13 | 2020-05-13 | マレリ株式会社 | Display device and display method |
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