JP4915343B2 - 電子機器装置及びナビゲーション方法 - Google Patents

Description

本発明は、車載用などに適したナビゲーション装置等の電子機器装置及びナビゲーション方法に関する。

車載用のナビゲーション装置は、ＧＰＳ（ＧＬＯＢＡＬ ＰＯＳＩＴＩＯＮＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭ）衛星から送信される信号を受信して自車の現在位置を検出すると共に、各種センサにより検出される自車に関する情報及びナビゲーション装置のストレージデバイスに保持されている地図情報に基づいて、自車の現在位置と地図データの道路パターンとをマッチングさせ、ディスプレイデバイスに表示された地図上に自車の現在位置を表示する。そして、目的地が設定された場合には、当該目的地までの案内（ナビゲーション）を実行する。

この様に従来のカーナビゲーションシステムは、自動車の移動経路をリアルタイムで地図上に表示する機器である。カーナビゲーションシステムにおける経路表示方法は、上述したようにマップマッチングという技術を使っており、ＧＰＳ衛星から得た位置情報を基に加速度センサや車速センサから得られる自立走行データを用いて地図上に現在位置並びに経路を表現している。ここで表示する経路とは、一定距離ごとに更新される経路点を道路パターンに合わせて結んだ線である。

またナビゲーション装置は携帯電話にも利用されている。携帯電話で利用されているマンナビゲーションシステムでは、基地局と携帯電話本体内蔵のＧＰＳ受信機から得られる位置情報を基に、携帯電話機のディスプレイ上に経路表示を行っている。このマンナビゲーションシステムも、基本的にはカーナビゲーションシステムと同じようにマップマッチング技術を使って経路を適宜表示している。この様なナビゲーション装置は、例えば以下の特許文献に開示されている。
特開２００２‐１４８０５６公報 特開２００５‐２０８４６６公報 特開２００２‐ ８１９５５公報 特開２００６‐１２６９５４公報

特許文献１に記載されたナビゲーション装置では、地図上の道路に沿ってある間隔を隔てて配置されるノードと、互いに前後するノードを接続するリンクとからなるマップマッチング用データを利用している。ＧＰＳ衛星から発信される信号に基づいて測位した自車位置が、ノードを通過したことを検出した後、このノードに重ねて軌跡点を表示することで地図の視認性を向上させている。しかし、この表示方法では過去の軌跡データを必要とするため、初めて経路を表示する場合には使えない。

特許文献２に記載されたナビゲーション装置では、地図の縮尺に応じて軌跡データを保存しておき、軌跡表示を高速に行うことができる。しかしながら、地図の縮尺ごとに軌跡を記録するために大容量のメモリが必要であり、移動経路が長くなるにつれてコストがかかってしまう。

地図の視認性を高めるためには、自車の移動速度に応じて縮尺を設定することが重要である。しかしながら、縮尺を変えつつマップマッチングで経路表示を円滑に行うためには、大量のリソースが必要となり、ナビゲーション装置のコストアップの要因となっており、解決すべき課題である。

特許文献３は、地図の表示に連動して走行中ビデオカメラなどで撮影した画像を再生する機能を備えたナビゲーション装置を開示している。このナビゲーション装置は、位置情報付きの画像を取り込んで、ナビゲーション装置のモニタ上に表示するものである。この場合、画像は地図を背景としてその上に表示されることになる。例えば車で旅行した際に目的地に着くまで色々な写真をデジタルカメラで撮影する。その写真に位置情報を付加してから、ナビゲーション装置に画像を取り込むと、その位置情報にマッチした地点に画像が添付される。

特許文献４は、地図上に表示したルートと画像データとを表示する処理の一形態として、自動車が走行したルート上に車両のシンボルなどを表示し、シミュレーションによってシンボルをルート上に移動させ、そのシンボルが地図上の撮影ポイントに達するごとに画像データをディスプレイに表示する。画像データが存在しない区間については早送りする。

しかしながら、上述した特許文献３や特許文献４に開示された構成では、単純に地図上に画像を貼り付けているに過ぎず、いつ撮影した写真なのか、どのような時間経過で撮影したものなのか定かでない。ルートシミュレーション（経路再生）にしても画像の存在しない区間を早送りすることで、画像の鑑賞時間を短縮することはできるが、実際の速度に合わせた画像の動きを表現できない。特に旅行記のように、訪れた先々の景色を時間経過に沿って鑑賞したいといったニーズには応えることができない。

上述した従来の技術の課題に鑑み、本発明は移動速度の変化に適応した経路表示、地図表示、その他の画像表示が可能なナビゲーション装置等の電子機器装置及びナビゲーション方法を提供することを目的とする。かかる目的を達成するために以下の手段を講じた。即ち本発明にかかる電子機器装置は、表示部と、前記表示部に地図を表示する地図表示手段と、前記表示部に表示される該地図の縮尺を設定する縮尺設定手段と、逐次所定の頻度で自己の位置を表す位置情報を取得する位置情報取得手段と、逐次取得した位置の時系列から該設定された縮尺に応じて表示に適した表示点を選択する表示点選択手段と、表示された該地図の上に該選択された表示点をプロットして自己の移動経路を表示する経路表示手段とを有し、前記表示点選択手段は、逐次取得した位置の時系列から第１の表示点を選択する第１表示点選択手段と、設定された該縮尺に応じて最小距離範囲を設定する最小距離設定手段と、前記第１の表示点に対応する位置を起点としてその後順次取得した位置までの距離を算出する距離算出手段と、順次算出した該距離が設定された該最小距離範囲を越えた時対応する位置を第２表示点として選択する第２表示点選択手段とを備え、前記表示点選択手段は、該選択された第２表示点に対応する位置に応じて第１表示点を更新し、更に更新した第１表示点を起点として新たに第２表示点を求めることを特徴とする。

好ましくは前記縮尺設定手段は、逐次取得される位置情報から自己の移動速度を求め、且つ該移動速度に応じて該縮尺を設定する。又前記第２表示点選択手段は、逐次得られる位置情報を実時間で演算処理して順次第２表示点を選択し、前記経路表示手段は、順次選択された第２表示点により現在進行中の移動経路を該表示部に表示する。或いは、逐次取得した位置情報を格納する位置情報格納手段を備え、前記第２表示点選択手段は、該位置情報格納手段から読み出した該位置情報を演算処理して順次第２表示点を選択し、前記経路表示手段は、順次選択された第２表示点に基づいて過去の移動経路を移動軌跡として該表示部に表示する。好ましくは、前記第２表示点選択手段は、起点から算出した一の位置までの距離があらかじめ設定した最大距離範囲を超えた場合、当該一の位置を選択対象から除外する。又前記第２表示点選択手段は、逐次取得される位置情報から求めた自己の移動速度に応じて推定許容範囲を設定し、取得した一の位置とその直前の位置との間の２点間距離を算出し、該２点間距離が該推定許容範囲からはずれる時、当該一の位置を選択対象から除外する。又前記地図表示手段は、逐次取得される位置情報から求めた自己の移動速度に応じて該表示部上の地図の表示スクロール速度を調整し、以って地図上に表われる移動経路の進行が該表示部の画面から外れないようにする。又画像データを取得する画像データ取得手段と、取得した画像データを該表示部に表示する画像表示手段とを有し、前記画像データ取得手段が取得する画像データは、移動中撮影した動画のデータと、該動画の撮影位置を表すデータと、該動画の撮影時刻を表すデータを含んでおり、前記画像表示手段は、該第２表示点の進行に合わせて対応する撮影位置の動画のデータを該表示部に供給し、該地図を背景として該動画をその上に表示し、前記経路表示手段は、該撮影時刻のデータに従い、動画表示の進行に合わせて移動経路の進行を同期させる。

又本発明にかかる電子機器装置は、表示部と、前記表示部に地図を表示する地図表示手段と、前記表示部に表示される該地図の縮尺を設定する縮尺設定手段と、逐次所定の頻度で自己の位置を表す位置情報を取得する位置情報取得手段と、逐次取得した位置の時系列から該設定された縮尺に応じて表示に適した表示点を選択する表示点選択手段と、表示された該地図の上に該選択された表示点をプロットして自己の移動経路を表示する経路表示手段とを有し、前記地図表示手段は、逐次取得される位置情報から求めた自己の移動速度に応じて該表示部上の地図の表示スクロール速度を調整し、以って地図上に表われる移動経路の進行が該表示部の画面から外れないようにすることを特徴とする。

又本発明にかかる電子機器装置は、表示部と、前記表示部に地図を表示する地図表示手段と、前記表示部に表示される該地図の縮尺を設定する縮尺設定手段と、逐次所定の頻度で自己の位置を表す位置情報を取得する位置情報取得手段と、逐次取得した位置の時系列から該設定された縮尺に応じて表示に適した表示点を選択する表示点選択手段と、表示された該地図の上に該選択された表示点をプロットして自己の移動経路を表示する経路表示手段と、画像データを取得する画像データ取得手段と、取得した画像データを該表示部に表示する画像表示手段とを有し、前記画像データ取得手段が取得する画像データは、移動中撮影した動画のデータと、該動画の撮影位置を表すデータと、該動画の撮影時刻を表すデータを含んでおり、前記画像表示手段は、該表示点の進行に合わせて対応する撮影位置の動画のデータを該表示部に供給し、以って該地図を背景として該動画をその上に表示し、前記経路表示手段は、該撮影時刻のデータに従い、動画表示の進行に合わせて移動経路の進行を同期させることを特徴とする。

本発明の第１面にかかる電子機器装置は、表示部に設定される地図の縮尺を設定する縮尺設定手段と、この設定された縮尺に応じて表示に適した表示点を選択する表示点選択手段とを備えている。縮尺設定手段は、移動速度が大きいときは縮尺を大きく設定する一方、移動速度が小さいときは縮尺を小さく設定することで、地図の視認性を高めている。一方表示点選択手段は、縮尺に応じて選択する表示点の間隔を自動的に調整している。選択された表示点をプロットして得られる経路表示の粒度が縮尺と対応するようにして、経路表示の視認性を高めている。以上のようにして、本発明の第１面にかかる電子機器装置は、移動速度に応じて表示点のプロット間隔を自動的に調整し、以って移動速度に適応した経路表示を実現している。

本発明の第２面にかかる電子機器装置は、逐次取得される位置情報から求めた自己の移動速度に応じて、表示部上の地図の表示スクロール速度を調整している。これにより地図上に現れる移動経路の進行が表示部の画面中央に保たれるようにしている。この様にして本発明の第２面にかかる電子機器装置は、変化する移動速度に適応して表示スクロール速度を自動的に調整し、以って地図の視認性及び経路表示の視認性を改善している。

本発明の第３面にかかる電子機器装置は、表示部を構成するディスレプレイ画面上に、地図を背景として移動中に撮影した動画も表示可能としている。その際、動画のフレームに書き込まれた撮影時刻のデータに従い、動画表示の進行に合わせて移動経路の進行を同期させている。この様に本発明の第３面にかかる電子機器装置は、動画表示と経路表示でタイムマッチングを取ることで、電子機器装置の商品価値を高めている。この様に動画表示と経路表示でタイムマッチングを取ると、結果的に移動速度に応じて経路表示を行うことになるので、変化する移動速度に適応した経路表示を実現できる。

以下図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明にかかるナビゲーション装置（経路表示装置）の全体構成を示すブロック図である。図示するように、本発明にかかるナビゲーション装置０は、ＣＰＵ１、ＲＯＭ２、ＲＡＭ３、ＨＤＤ４、画像処理部５、モニタ６、センサ７、ＧＰＳデバイス８、フラッシュメモリ９、バス１０などで構成されている。

ここでＣＰＵ（中央演算ユニット）１はＨＤＤ（ハードディスクドライブ）４またはＲＯＭ２に格納されているプログラムに応じて、各種演算処理を実行すると共に、本ナビゲーション装置の各部を制御する。

ＲＯＭ２は、ＣＰＵ１が実行するプログラムを格納した半導体記憶デバイスである。ＲＡＭ３は、ＣＰＵ１が実行するプログラムを一時的に展開する半導体記憶デバイスである。

ＨＤＤ４は、ＣＰＵ１が実行するプログラムを格納可能であると共に、モニタ６に表示する地図情報を格納している。場合により、動画及び静止画など画像データを格納することもある。画像処理部５は、ＣＰＵ１から供給された描画コマンドに応じた描画処理を実行すると共に、描画処理の結果として得られる画像を映像信号（ビデオ信号）に変換してモニタ６へ出力する。モニタ６は例えばＬＣＤ（液晶ディスプレイ）からなり、画像処理部５から出力される映像信号を表示するための表示部（表示デバイス）である。

センサ７は、車両の速度を示す車速センサ、車両の各制御軸の角速度を示す角速度センサ、及びサイドブレーキの操作状態を示すサイドブレーキセンサなどを含んでいる。ＧＰＳデバイス８は、複数のＧＰＳ人工衛星から発信される情報を処理して、本ナビゲーション装置が搭載された車両の現在位置（緯度、経度、高度）を得るデバイスである。フラッシュメモリ９は、センサ７やＧＰＳデバイス８から逐次得られる各種の情報を格納するためのメモリである。バス１０は、上述した各種のユニットやデバイスを相互接続して、本ナビゲーション装置を構築している。

本発明にかかるナビゲーション装置は、基本的に表示部と地図表示手段と縮尺設定手段と位置情報取得手段と表示点選択手段と経路表示手段とを有する。表示部は画像処理部５とモニタ６とで構成される。地図表示手段、縮尺設定手段、表示点選択手段及び経路表示手段は、ＣＰＵ１によって実行されるプログラムで機能的に構成されている。また位置情報取得手段はＧＰＳデバイス８で構成されている。

かかる構成において、地図表示手段は、表示部（６）に地図を表示する。縮尺設定手段は、表示部（６）に表示される地図の縮尺を設定する。位置情報取得手段（８）は、逐次所定の頻度で自己の位置を表す位置情報を取得する。表示点選択手段（１）は、逐次取得した位置の時系列から設定された縮尺に応じて表示に適した表示点を選択する。経路表示手段（１）は、表示された地図の上に選択された表示点をプロットして自己の移動経路を表示する。

本発明の特徴事項として、表示点選択手段（１）は、第１表示点選択手段と、最小距離設定手段と、距離算出手段と、第２表示点選択手段とを備えている。第１表示点選択手段は、逐次取得した位置の時系列から第１の表示点を選択する。最小距離設定手段は、設定された縮尺に応じて最小距離範囲Ｌｍｉｎを設定する。距離算出手段は、第１の表示点に対応する位置を起点としてその後順次取得した位置までの距離Ｄを算出する。第２表示点選択手段は、順次算出した距離Ｄが設定された最小距離範囲Ｌｍｉｎを超えたとき対応する位置を第２表示点として選択する。かかる構成により、本表示点選択手段（１）は、選択された第２表示点に対応する位置に応じて第１表示点を更新し、さらに更新した第１表示点を起点として新たに第２表示点を求めている。

具体的な構成によると、縮尺設定手段は逐次取得される位置情報から自己の移動速度を求め、且移動速度に応じて縮尺を設定する。具体的には、移動速度が速くなるほど縮尺は大きくなるように設定している。

一態様によると、第２表示点選択手段は、逐次得られる位置情報を実時間（リアルタイム）で演算処理して順次第２表示点を選択する。これに応じ経路表示手段は、順次選択された第２表示点により現在進行中の移動経路をリアルタイムで表示部（６）に表示する。他の態様によると、本ナビゲーション装置は、逐次取得した位置情報を格納する位置情報格納手段（９）を備えている。これに対応して、第２表示点選択手段は、位置情報格納手段（９）から読み出した位置情報を演算処理して順次第２表示点を選択する。さらに経路表示手段は、順次選択された第２表示点に基づいて過去の移動経路を移動軌跡として表示部（６）に再生表示することができる。

具体的な経路表示アルゴリズムによると、第２表示点選択手段は、起点から算出した一の位置までの距離Ｄが予め設定した最大距離範囲Ｌｍａｘを超えた場合、当該一の位置を選択対象から除外し、以って誤った表示を防止している。また第２表示点選択手段は、逐次取得される位置情報から求めた自己の移動速度に応じて推定許容範囲を設定し、取得した一の位置とその直前の位置との間の２点間距離ｄを算出し、この２点間距離ｄが推定許容範囲から外れるとき、当該一の位置を選択対象から除外する。これにより許容すべき誤差を越えた位置情報を選択対象から除いて、経路表示からノイズを除くようにしている。

本ナビゲーション装置の好ましい実施形態によると、地図表示手段は、逐次取得される位置情報から求めた自己の移動速度に応じて表示部（６）上の地図の表示スクロール速度を調整し、以って地図上に現れる移動経路の進行が表示部（６）の画面から外れないようにしている。移動速度に応じて地図の表示スクロール速度を適応的に調節することで、地図上の現在地表示がなるべく画面の中央に置くことができ、視認性を高められる。

発展形態では、本ナビゲータ装置は画像データを取得する画像データ取得手段と、取得した画像データを表示部（６）に表示する画像表示手段とを備えている。画像データ取得手段が取得した画像データは例えばＨＤＤ４中に格納されており、移動中撮影した動画のデータと、この動画の撮影位置を表すデータと、動画の撮影時刻を表すデータを含んでいる。撮影位置データは例えばＧＰＳデバイス８から取得可能であり、これを動画データの対応するフレームに書き込んでおくことができる。この発展形態では、画像表示手段が第２表示点の進行に合わせて対応する撮影位置の動画のデータを表示部（６）に供給し、地図を背景として動画をその上に表示する。一方経路表示手段は、撮影時刻のデータに従い、動画表示の進行に合わせて移動経路の進行を同期させている。この様に動画表示と経路表示をタイムマッチングすることで、本ナビゲーション装置の商品価値を高めることができる。

なお図１に示したナビゲーション装置は、基本的にはＣＰＵ１とＲＯＭ２、ＲＡＭ３、ＨＤＤ４などを備えた汎用のコンピュータで構築され、所定のナビゲーションプログラムを実行することで、ナビゲーション装置の機能を実現している。但し本発明はこれに限られるものではなく、専用の構成部品を組み立てて、専用のナビゲーション装置を構築しても良い。なお、本実施形態では、モニタ６としてＬＣＤを用いているが、これに限られるものではない。モニタ６は単なる映像表示機器であり、ＬＣＤやＣＲＴなど種別は問わない。また本実施形態では、位置情報を取得する手段としてＧＰＳデバイス８を用いているが本発明はこれに限られるものではない。最近ではＧＰＳデバイスだけではなく、携帯電話の基地局を利用した測位手段やワイヤレスＬＡＮ環境を利用した測位手段があるが、これらを代表するデバイスとして、本件ではＧＰＳと表記している。またセンサ７は自立走行を判別するジャイロや車速パルスなどの各種センサを含む場合があり、これらのセンサで位置情報を取得することも可能である。

図２は、図１に示した本発明にかかるナビゲーション装置で実行される経路表示アルゴリズムの実施例を示す模式図である。この模式図は、測位開始点を（０）とし、測位した順に（１）、（２）、（３）、（４）、（５）としている。即ち（０）〜（５）が逐次取得された位置の時系列である。位置（０）を起点とした各位置までの距離をＤで表している。また隣り合う位置の間の２点間距離をｄで表している。Ｄやｄについている添字ｋは位置の時系列中における順番を示すカウントである。図示するように、実際に取得される位置情報によると、自己の位置は（０）から順に（１）、（２）と移動しているが、そのつど移動点（０）、（１）、（２）を結んで経路表示したのでは、自車が止まっているときなど地図が経路を表示する点で埋め尽くされ見難くなる。そこで本発明では前述した移動速度（もしくはこれに応じた縮尺）に適応した経路表示アルゴリズムを実行することで、地図スケールに応じた綺麗な経路表示もしくは軌跡表示ができる。

図示の例では、起点（０）から３番目の点（３）までの距離Ｄ３が予め縮尺に応じて設定した最小距離範囲Ｌｍｉｎを超えた距離となっている。そこで経路表示点として（０）の次に、（３）が選択されて、実際に地図上に表示される。この実施例では、第１の表示点が（０）で第２の表示点は（１）及び（２）を飛ばして（３）となっている。この様にして選択された第２表示点（３）は次の経路表示の起点として使われる。即ち選択された第２表示点（３）に対応する位置に応じて第１表示点を更新し、さらに更新した第１表示点（３）を起点として新たに第２表示点（５）を求めている。即ち（３）を起点としたとき、次の点（４）までの距離Ｄ１はＬｍｉｎより小さく、さらに次の点（５）までの距離Ｄ２が初めてＬｍｉｎを超えている。従って（３）を第１表示点（起点）としたとき、次に選択される第２表示点は（５）となる。よってこの実施例では、経路表示に利用する測位点（表示点）は、（０）、（３）、（５）である。なお、最大距離範囲Ｌｍａｘは個々の測位情報が異常値である場合の排除に使うものである。図示の例では、測位点はすべてＬｍａｘを超えないものとしている。この様に縮尺に応じて表示点を適応的に選択するアルゴリズムを採用することで、移動経路を表示している画面がビジーにならず見易くなる。また移動軌跡を表示する場合にもビジーになることがなく見易い。

続いて図３〜図５のフローチャートを参照して、本発明にかかる経路表示アルゴリズムを具体的に説明する。まず図３のフローチャートに示すように、経路表示プログラムを起動して経路表示アルゴリズムをスタートさせた後、ステップＳ１でモニタに地図表示を行う。このときの地図の縮尺は例えばデフォルト値に設定する。その後は縮尺設定手段が、逐次取得される位置情報から自己の移動速度を求め、且つ移動速度に応じて縮尺を随時設定する。

次にステップＳ２で、経路表示に使用する経路点の指標としてパラメータＬを定義する。パラメータＬは地図の縮尺分母から求める数値であり、デジタル地図では「ｍ／ｐｉｘｅｌ」となるので、適宜モニタの解像度に合わせて定義する。

続いてステップＳ３で指標Ｌが２０（ｍ）より小さいか否かを判定する。指標Ｌが２０より小さい場合、ステップＳ４でＬｍｉｎ＝２０とする。逆に指標Ｌが２０を超える場合には、ステップＳ５でＬｍｉｎ＝Ｌとする。この様にしてステップＳ３〜Ｓ５で、最小距離範囲Ｌｍｉｎを決定する。このパラメータＬｍｉｎは、地図上の経路を見易くするために描画する距離パラメータの下限値を定義している。フローチャートに示したとおり、指標Ｌが２０以下の数値となったときにはＬｍｉｎを２０に切り上げている。この数値の根拠は、ＧＰＳの測位精度を基にしている。現在のＧＰＳの測位精度は、定点観測においておよそ±１０ｍである。数値２０はこのＧＰＳの測位精度から導出した値であるため、測位手段に応じて異なっている。本実施形態ではＧＰＳを代表例としているので、２０ｍとしているが、実際の形態では測位手段に応じて適宜設定する。

次にステップＳ６で、本経路表示アルゴリズムで使用する変数Ｄ，ｄ，Ｖ，ｋを初期化する。Ｄは起点から測った各測位点までの距離を表し、ｄは隣り合う位置の２点間距離を表し、Ｖは移動速度を表し、ｋはカウント値を表している。前述したように、ｋは起点から計数した各測位点の順番を表している。

ステップＳ７に進み、ＧＰＳなどの測位手段などを使って測位処理を始める。具体的には、ＧＰＳ測位手段から、現在地の緯度Ｌａｔ（０）、経度Ｌｏｎ（０）、速度Ｖ（０）などを取得する。なお過去の経路を再生表示する軌跡表示の場合は、既に予め経路データがあるので、これを表示アルゴリズムに則って記憶デバイスから取得すればよい。

ステップＳ８に進み、ＧＰＳなどの測位手段から現在地情報を取得したら、現在地に合わせて地図をモニタ上に表示する。さらにステップＳ９に進み、取得した位置情報を逐次メモリに記憶する。ＧＰＳから得られる情報としては、緯度、経度、高度も含めて移動速度や測位精度の指標となるＤＯＰ値などがある。本システムでは最低限経路表示アルゴリズムで必要となるデータは毎秒記録する。

続くステップＳ１０では、位置を測位するたびに変数ｋをカウントアップする。測位点を経路点として選択し且表示した場合には変数ｋを０にリセットする。前述したように、変数ｋは、測位点のカウンタ変数である。

続いて図４のフローチャートに示すように、ステップＳ１１で次の測位処理を行い、ステップＳ１２で対応する位置情報記録を行う。

この様にして２点以上の測位点情報が得られたら、ステップＳ１３で距離算出処理を行い、連続する２点間の距離ｄを求める。

続いてステップＳ１４で、算出された２点間距離ｄｋ−１の正当性の評価を行う。図示するようにこの正当性の評価式として本実施例ではＤＯＰ値を利用している。ステップＳ１４で示す式中の係数Ｃは、測位精度の重み付け係数で、システムに使用するＧＰＳモジュールの性能に応じて設定する。例えば高性能なＧＰＳモジュールでは、測位精度が数ミリ単位のものもあり、その場合には１より小さな数値を設定する。逆に±数１０メートルの測位精度であれば、１より大きな数値を設定する。

ステップＳ１４で測位点の正当性が否定された場合には、図３のステップＳ１０に戻り、カウンタ変数ｋをインクリメントする。逆にステップＳ１４で２点間距離ｄｋ−１の正当性が認められた場合には、次のステップＳ１５に進み距離算出処理を行う。この距離算出処理では、経路表示点の基点から現在地までの２点間の距離Ｄｋを求める。

続いてステップＳ１６で、最大距離範囲Ｌｍａｘを定義する。このパラメータＬｍａｘは、地図上の経路を見易くするために描画する距離パラメータの上限値である。上限値Ｌｍａｘを求めるための計算式は、図４のフローチャートのステップＳ１６に示した通りである。この計算式中の定数Ｍは移動時の速度に見合った重み付け係数で、通常１０もあれは十分であり、歩行時であれば０でも構わない。一方定数Ｎは誤測位が連続した場合のリジェクト係数で、通常３４０もあれば十分である。なおこの３４０は１秒間隔で測位を行った場合３４０ｍ／秒で音速を表している。音速を超える速度で移動する車両は通常考えられないので、Ｎ＝３４０と設定すれば実用上十分である。またこの項にも初項と同じく測位精度や測位を反映させてＣ×ＤＯＰｋ×Ｖｋ＋Ｎとしても良い。

続いてステップＳ１７に進み、経路表示の起点からの距離Ｄｋが経路表示に適した距離かどうかを判定する。距離ＤｋがＬｍｉｎよりも大きくＬｍａｘよりも小さければ、図５のフローチャートのステップＳ１８に進む。逆に距離ＤｋがステップＳ１７で示した判定条件を満たさない場合には、図３のフローチャートのステップＳ１０に戻ってカウンタ係数ｋを１つインクリメントする。この場合には表示点の更新は行わず、測位を継続することになる。

図５のフローチャートのステップＳ１８では、現在地を表示点として選択し、地図上に表示する。さらにステップＳ１９に進み、現在地情報を更新する。さらにステップＳ２０でカウンタ係数ｋを０にリセットする。この後ステップＳ２０Ｚに進み、測位終了か否かを判定する。終了の場合には本経路表示アルゴリズムを終了する。測位終了でない場合には、図３のステップＳ１０に戻り、即位を続行する。

なお図３〜図５のフローチャートには示していないが、現在地については位置情報が更新されるたびに表示し、地図の縮尺スケールが変更された場合には、その時点でフローチャートの初めから、それまでの軌跡を含めて再計算して表示する。

図６は、図４のフローチャートのステップＳ１３で実行する２点間距離算出処理の具体例を示す模式図である。まず地点Ａの緯度φ´Ａ、経度λＡを地図から読み取る。また地点Ｂの緯度φ´Ｂ、経度λＢを地図から読み取る。ここでφ´Ａ、φ´Ｂは地理緯度である。これを地心緯度に換算する。地点Ａの地心緯度をφＡ、地点Ｂの地心緯度をφＢとするとき、換算方法は以下の通りである。
φＡ＝φ´Ａ−１１．５５´ｓｉｎ（２×φ´Ａ）
φＢ＝φ´Ｂ−１１．５５´ｓｉｎ（２×φ´Ｂ）
このとき球面三角法の公式から、以下の計算により、ｃｏｓ△を求め、さらに△（ｒａｄ．）の値を求める。
ｃｏｓ△＝ｃｏｓφＡｃｏｓφＢｃｏｓ（λＡ−λＢ）＋ｓｉｎφＡｓｉｎφＢ
最後に２つの地点ＡＢ間の距離は６３６９（ｋｍ）×△によって求めることができる。

図１に示したナビゲーション装置は、地図上に移動経路や移動軌跡を表示する機能に加え、移動中に撮影した風景などの静止画や動画を同じモニタ上に表示する機能を有する。図７は、特に画像表示機能を実現する部分のサブシステム構成を示す模式的なブロック図である。図示するようにこのサブシステムはハードウェアの部分とソフトウェアの部分とで構成されている。ハードウェアの部分は、ＣＰＵ１、メモリ２、画像処理部５、モニタ６などを含んでいる。このハードウェアの部分は図１のナビゲーション装置のハードウェア部分に含まれている。

一方ソフトウェア部分は、画像表示用のプログラム１１、地図データ１２、動画データ１３、静止画データ１４、経路データ１５を含んでいる。これらのソフトウェアは、図１に示したＨＤＤ４、フラッシュメモリ９もしくはＲＯＭ２に予め格納されている。プログラム１１はメモリ（ＲＡＭ）２に展開され、ＣＰＵ１がこれを実行することにより、画像処理部５を介してモニタ６上に画像を表示する。その際、ＨＤＤ４などに格納されている地図データ１２、動画データ１３、静止画データ１４、経路データ１５などを随時メモリ２上に展開しながら、所望の画像データに加工して、モニタ６に表示する。これにより、本ナビゲーション装置は、地図と画像をモニタ上で同時に見ることができる。

動画データ１３や静止画データ１４は、移動中にビデオカメラなどで撮影されたものであり、ナビゲーション装置のインターフェイスを介して予めＨＤＤなどに取り込まれている。ビデオカメラは通常の動画に加え静止画も撮影可能なタイプで、いずれの画像データも所定のフレーム構成を有している。フレームには撮影時刻データと撮影位置情報が書き込まれている。なお位置情報についてはユーザが地図上で独自に設定してもよく、この場合は地図上で特定した地点の位置情報が、画像データの一部として仮設定される。また経路データ１５に関しては、実際に移動した位置情報を連続データとして扱うことにより経路としてもよく、あるいはカーナビゲーションシステムのように始点（現在地）と終点（目的地）を設定して得られるルート情報でもかまわない。あるいはユーザが独自に地図上に書き込んで作成した軌跡でも構わない。

図７に示したシステムは、ＣＰＵ１がプログラム１１を実行することで、画像データ取得手段と画像表示手段とを構成している。これらの画像データ取得手段と画像表示手段は、図１に示したナビゲーション装置で実現される通常のナビゲーション機能に付加する形で導入される。画像データ取得手段は、動画データ１３や静止画データ１４を取得する。画像表示手段は、取得した画像データ１３，１４を表示部６に表示する。ここで画像データ取得手段が取得する画像データは、移動中撮影した動画のデータ１３と、動画の撮影位置を表すデータと、動画の撮影時刻を表すデータを含んでいる。画像表示手段は、モニタ６に映し出された移動経路を表す表示点の進行に合わせて対応する撮影位置の動画のデータを画像処理部５に供給し、以って地図を背景として動画をその上に表示する。一方本ナビゲーション装置に組み込まれた経路表示手段は、撮影時刻のデータに従い、動画表示の進行に合わせて移動経路の進行を同期させている。この様に動画表示の進行と移動経路の進行をタイムマッチングさせることで、旅行記の様に訪れた先々の情景を時間経過に沿って鑑賞することができる。

図７に示したシステムは、ＣＰＵ１がアプリケーションプログラム１１を実行することで、ナビゲーション装置の地図表示手段に追加機能を導入している。即ち本ナビゲーション装置の地図表示手段は、逐次取得される位置情報から求めた自己の移動速度に応じて表示部６上の地図の表示スクロール速度を調整し、以って地図上に現れる移動経路の進行が表示部６の画面から外れない様にしている。これにより移動速度が変化して縮尺が切換った場合でも、常に自動的に現在位置が画面の中央にセットされるため、使い勝手が改善する。

図７に示したアプリケーションプログラム１１は、例えば地図ソフトの一部として提供される。図８は、この地図ソフトに実装されている経路再生に関するフローチャートである。この地図ソフトは、ルート検索や旅行プランの作成などができ、ＧＰＳユニットと連携することでナビゲーションもできる。ここでは、本地図ソフトの経路再生アルゴリズムにつき、図８のフローチャートに従って説明する。

まず地図ソフトを起動した後、ステップＳ２１で経路再生を行うかどうかを判断する。この判定が否定的（ＮＯ）の場合、ステップＳ２２で地図ソフトが入力待ちを行う。一方ステップＳ２１の判定が肯定的（ＹＥＳ）のときは、ステップＳ２３に進み経路データを読み込む。即ちユーザの操作に従って、経路（軌跡／ルート）を地図上に読み込む。

ステップＳ２４に進み、ユーザが経路再生を開始する操作を行うことにより、始点から終点までの道のりを表示点アイコン（矢印マークなど）が移動する。続くステップＳ２５では、進行する経路上に静止画像データがリンクされているかどうかを判定する。判定結果が肯定的な場合には、ステップＳ２６に進み、当該静止画像を読み込んで地図上に表示する。このとき地図上に静止画を直接表示する以外に、別ウインドで展開する場合もある。この様にしてモニタ６上に、地図を背景としてその上に経路とリンクした静止画が表示される。

所定の表示時間が経過した後、ステップＳ２７に進み静止画の表示を閉じると共に経路再生を継続する。

一方ステップＳ２５で判定が否定的（ＮＯ）の場合にはステップＳ２８に進み、経路が終点か否かを判定する。経路終点に達した場合には経路再生を終了して地図ソフトを閉じる。一方経路終点に到達していない場合には、ステップＳ２５に戻って経路上に次の静止画像データがあるかどうかを逐次判定していく。

以上の説明から明らかなように、経路再生アルゴリズムのステップＳ２５では、逐次アイコン（矢印マークなど）の進行に伴って、経路上に静止画像データがリンクされているかどうかを判定する。前述したように、各静止画には位置データが書き込まれている。この位置データと地図上におけるアイコンの位置データとを逐次参照することで、経路再生の進行に伴って経路上にリンクされている静止画像を時系列的に読み出し、モニタ上で表示することができる。

図９は、経路再生スタート画面の一例である。この経路再生スタート画面は、図８に示したアルゴリズムのステップＳ２３を実行することにより、モニタ上に表示されるものである。

図１０は、地図上に映し出される静止画の一例を表している。この静止画は図８に示したアルゴリズムのステップＳ２６を実行することで、モニタ上に表示される。図１０の例は、静止画を地図に添付した形態で表示されている。経路の進行を表す矢印マークがある位置に到達したとき、この位置で撮影した静止画がモニタ上に読み出され、図示のように映し出される。

図１１は静止画像の他の表示モードを示している。図１０の場合は背景の地図に添付する形で静止画が表示されているのに対し、図１１は地図を表示している背景ウィンドウとは別のウィンドウを開いて静止画を表示している。

図１２は、地図ソフトで実行される経路再生のアルゴリズムの別の例を示すフローチャートである。図８に示した先のフローチャートは、静止画再生のアルゴリズムであるのに対し、本フローチャートは動画再生のアルゴリズムを表している。動画再生アルゴリズムも基本的には静止画再生アルゴリズムと同様であり、両者を混在させて実行することもできる。

地図ソフトを起動した後、静止画再生アルゴリズムと同様にステップＳ３１からステップＳ３４に至って経路再生を開始する。続いてステップＳ３５では、経路上に動画像データがあるか否かを判定する。ステップＳ３５の判定結果が肯定的（ＹＥＳ）の場合、ステップＳ３６に進み動画を読み込む。さらにステップＳ３７に進んで経路再生を継続する。その際タイムマッチングを取ることで動画表示の時間進行と経路を示すアイコンの進行を同期させている。タイムマッチングを取って、位置情報に対応した映像を読み込むたびにアイコン（矢印マークなど）の歩を進めているので、逐次動画映像に記録された位置情報に従った再生ができる。そのため、移動しながら撮影した映像を地図上のアイコン進行に連動した形で再生できる。従来の地図ソフトでは移動しながら連続撮影した映像でも、撮影開始点でしか再生することができなかった。動画再生が完了した時点でステップＳ３７からステップＳ３５に戻る。

一方ステップＳ３５の判定結果が否定的（ＮＯ）の場合は、ステップＳ３８に進み通常の経路再生を継続する。即ち経路に沿ってアイコンを所定の速度で進めていく。この際の速度は動画の再生速度と同期させる必要がないため、デフォルトの進行速度を採用する。その後ステップＳ３９に進み、アイコンが経路終点に到達したか否かを判定する。判定結果が肯定的な場合は経路再生を終了して地図ソフトを閉じる。一方判定結果が否定的な場合はステップＳ３５に戻って経路再生処理を続行する。

図１３は、動画再生画面の一例を表している。図示するように、移動しながら撮影した映像を地図に連動した形で再生している。この様な地図ソフトを実行することで、旅行記のスピード感を味わうことができる。動画に連動した地図画面を鑑賞できる。旅行記を時間軸に沿って体感できる。

図１４及び図１５は、上述した地図ソフトの発展形態を表すフローチャートである。この発展形態は、動画を撮影したときの移動速度（記録速度）に応じて、地図スクロール速度や地図の縮尺を変える点に特徴がある。地図ソフトを起動した後、まず図１４のステップＳ４１で地図上に表示させたいログ（位置情報）を読み込む。続いてステップＳ４２で、位置情報を付加したい画像を読み込む。この画像は静止画でも動画でも構わない。

続いてステップＳ４３でログ（経路）と画像のタイムマッチングを行う。画像の撮影時間を基にログと対応付けて、映像に位置情報を付加する。例えば静止画がＪＰＥＧフォーマットの場合には、Ｅｘｉｆ規格に準拠した位置情報を記録する。また動画がＤＶ規格の場合は、グリーンブックに準拠した位置情報を記録する。その他のフォーマットでも、位置情報を記録するエリアが予め規格上定められている場合には、その規格に則って位置情報を記録する。但し位置情報を記録するエリアが規定されていないＤＶＤ規格などでは、フリーエリアを使って地図ソフトとの連携を取るようにする。

続いてステップＳ４４に進み経路再生を行うか否かを判定する。判定結果が否定的な場合にはステップＳ４５に分かれ、地図ソフト側で入力待ちを行う。一方ステップＳ４４の判定結果が肯定的（ＹＥＳ）の場合、ステップＳ４６に進み経路再生を開始する。経路再生を行う場合には、地図ソフトの経路再生機能を使用する。

経路再生機能では、まず図１５のステップＳ４７で記録速度Ｖｒを読み込む。続いてステップＳ４８に進み、地図スケール変更を行う。即ちログに記録された速度情報Ｖｒを基に、地図スケールＭｓを決定する。本例では、地図スケールＭｓは、記録速度をＶｒ（ｋｍ／ｈ）とした場合に、Ｍｓ＝１００×Ｖｒとして地図表示を行う。この様に記録速度Ｖｒが速くなるほど地図スケールＭｓを大きくしている。

続いてステップＳ４９に進み経路再生の最初の位置情報にマッチした映像があるかないかを判定する。この判定が否定的（ＮＯ）の場合にはステップＳ５０に分岐し、ユーザが予め設定したスクロール速度Ｖｓで経路再生を行う。本例ではこのスクロール速度をＶｓ＝１（ｄｏｔ／ｓ）としている。静止画を表示する場合にはデフォルトのスクロール速度Ｖｓに従って順次映像を表示していくことになる。

一方ステップＳ４９で動画映像があると判定された場合には、ステップＳ５１に進み動画映像表示を実行する。さらにステップＳ５２に進み経路終点か否かを判定する。経路終点に達した場合には経路再生を終了する。一方経路終点に達していないときはステップＳ５３で経路再生を継続する。動画映像を表示する場合は、タイムマッチングした情報を基に地図スクロールを行う。即ちステップＳ５３の経路再生では、位置情報（速度情報）が付加された動画の流れに合わせて地図スクロールを行う。即ち動画映像を表示中のスクロール速度Ｖｓは動画映像の進行速度に同期させる。

なお場合によっては映像のない区間は経路進行の表示をスキップしても構わない。多くの映像を経路再生する場合には、表示にかなりの時間を費やすので、映像がない経路に関しては、ユーザの指示によって経路再生をスキップする様にしても構わない。

以上の説明から明らかなように、図１４及び図１５に示した発展形態では、記録した速度に応じて地図スクロール速度を変えている。また記録した速度に応じて地図の縮尺を変えている。これにより時間の流れに沿った地図の再生ができる。またタイムマッチング処理を行うことで、複数の映像とログを１つのファイルとして扱える。映像に同期しない区間の速度を適宜設定することができる。また映像のない区間はスキップすることも可能である。

本発明にかかるナビゲーション装置の全体構成を示すブロック図である。 本発明の基本概念を示す模式図である。 図１に示したナビゲーション装置の動作説明に供するフローチャートである。 同じく動作説明に供するフローチャートである。 同じく動作説明に供するフローチャートである。 ２点間距離の算出方法を示す模式図である。 本発明にかかるナビゲーション装置の追加機能を示す模式的なブロック図である。 本発明にかかるナビゲーション装置の動作説明に供するフローチャートである。 同じく動作説明に供する画面例である。 同じく動作説明に供する画面例である。 同じく動作説明に供する画面例である。 本発明にかかるナビゲーション装置の動作説明に供するフローチャートである。 同じく動作説明に供する画面例である。 本発明にかかるナビゲーション装置の動作説明に供するフローチャートである。 同じく動作説明に供するフローチャートである。

符号の説明

０・・・ナビゲーション装置、１・・・ＣＰＵ、２・・・ＲＯＭ、３・・・ＲＡＭ、４・・・ＨＤＤ、５・・・画像処理部、６・・・モニタ、７・・・センサ、８・・・ＧＰＳデバイス

Claims (9)

1. 表示部と、
   前記表示部に地図を表示する地図表示手段と、
   前記表示部に表示される該地図の縮尺を設定する縮尺設定手段と、
   逐次所定の頻度で自己の位置を表す位置情報を取得する位置情報取得手段と、
   逐次取得した位置の時系列から該設定された縮尺に応じて表示に適した表示点を選択する表示点選択手段と、
   表示された該地図の上に該選択された表示点をプロットして自己の移動経路を表示する経路表示手段とを有し、
   前記表示点選択手段は、
   逐次取得した位置の時系列から第１の表示点を選択する第１表示点選択手段と、
   設定された該縮尺に応じて最小距離範囲（Ｌｍｉｎ）を設定する最小距離設定手段と、
   前記第１の表示点に対応する位置を起点としてその後順次取得した位置までの距離を算出する距離算出手段と、
   順次算出した該距離が設定された該最小距離範囲（Ｌｍｉｎ）より大きく、かつ、算出した該距離が自己の移動速度に応じて設定される最大距離範囲（Ｌｍａｘ）より小さいことが確認された時、対応する位置を第２表示点として選択する第２表示点選択手段とを備え、
   前記表示点選択手段は、該選択された第２表示点に対応する位置に応じて第１表示点を更新し、更に更新した第１表示点を起点として新たに第２表示点を求める構成であり、
   前記最小距離設定手段は、
   前記表示部に表示する地図の縮尺情報に基づいて指標Ｌを算出し、算出した指標ＬとＧＰＳの測位精度とに基づいて前記最小距離範囲（Ｌｍｉｎ）を算出することを特徴とする電子機器装置。
2. 前記縮尺設定手段は、逐次取得される位置情報から自己の移動速度を求め、且つ該移動速度に応じて該縮尺を設定することを特徴とする請求項１記載の電子機器装置。
3. 前記第２表示点選択手段は、逐次得られる位置情報を実時間で演算処理して順次第２表示点を選択し、
   前記経路表示手段は、順次選択された第２表示点により現在進行中の移動経路を該表示部に表示することを特徴とする請求項１記載の電子機器装置。
4. 逐次取得した位置情報を格納する位置情報格納手段を備え、
   前記第２表示点選択手段は、該位置情報格納手段から読み出した該位置情報を演算処理して順次第２表示点を選択し、
   前記経路表示手段は、順次選択された第２表示点に基づいて過去の移動経路を移動軌跡として該表示部に表示することを特徴とする請求項１記載の電子機器装置。
5. 前記第２表示点選択手段は、起点から算出した一の位置までの距離があらかじめ設定した最大距離範囲を超えた場合、当該一の位置を選択対象から除外することを特徴とする請求項１記載の電子機器装置。
6. 前記第２表示点選択手段は、逐次取得される位置情報から求めた自己の移動速度に応じて推定許容範囲を設定し、取得した一の位置とその直前の位置との間の２点間距離を算出し、該２点間距離が該推定許容範囲からはずれる時、当該一の位置を選択対象から除外することを特徴とする請求項１記載の電子機器装置。
7. 前記地図表示手段は、逐次取得される位置情報から求めた自己の移動速度に応じて該表示部上の地図の表示スクロール速度を調整し、以って地図上に表われる移動経路の進行が該表示部の画面から外れないようにすることを特徴とする請求項１記載の電子機器装置。
8. 画像データを取得する画像データ取得手段と、取得した画像データを該表示部に表示する画像表示手段とを有し、
   前記画像データ取得手段が取得する画像データは、移動中撮影した動画のデータと、該動画の撮影位置を表すデータと、該動画の撮影時刻を表すデータを含んでおり、
   前記画像表示手段は、該第２表示点の進行に合わせて対応する撮影位置の動画のデータを該表示部に供給し、該地図を背景として該動画をその上に表示し、
   前記経路表示手段は、該撮影時刻のデータに従い、動画表示の進行に合わせて移動経路の進行を同期させることを特徴とする請求項１記載の電子機器装置。
9. 電子機器装置において実行するナビゲーション方法であり、
   前記電子機器装置の表示部が、表示パネルに地図を表示する地図表示手順と、
   前記電子機器装置の縮尺設定手段が、前記表示パネルに表示される該地図の縮尺を設定する縮尺設定手順と、
   前記電子機器装置の位置情報取得手段が、逐次所定の頻度で自己の位置を表す位置情報を取得する位置情報取得手順と、
   前記電子機器装置の表示点選択手段が、逐次取得した位置の時系列から該設定された縮尺に応じて表示に適した表示点を選択する表示点選択手順と、
   前記電子機器装置の経路表示手段が、表示された該地図の上に該選択された表示点をプロットして自己の移動経路を表示する経路表示手順とを有し、
   前記表示点選択手順は、
   逐次取得した位置の時系列から第１の表示点を選択する第１表示点選択手順と、
   設定された該縮尺に応じて最小距離範囲を設定する最小距離設定手順と、
   前記第１の表示点に対応する位置を起点としてその後順次取得した位置までの距離を算出する距離算出手順と、
   順次算出した該距離が設定された該最小距離範囲（Ｌｍｉｎ）より大きく、かつ、算出した該距離が自己の移動速度に応じて設定される最大距離範囲（Ｌｍａｘ）より小さいことが確認された時、対応する位置を第２表示点として選択する第２表示点選択手順とを含み、
   前記表示点選択手順は、該選択された第２表示点に対応する位置に応じて第１表示点を更新し、更に更新した第１表示点を起点として新たに第２表示点を求める処理を実行し、
   前記最小距離設定手順は、
   前記表示部に表示する地図の縮尺情報に基づいて指標Ｌを算出し、算出した指標ＬとＧＰＳの測位精度とに基づいて前記最小距離範囲（Ｌｍｉｎ）を算出することを特徴とするナビゲーション方法。

Images