JP5041411B2 - 情報表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両に搭載され、道路における走行条件を表示する情報表示装置に関する。
車両に搭載されるナビゲーション装置には、車両が走行している道路の制限速度を認識し、運転者に注意を促す機能を有するものがある。例えば、特許文献1に記載された技術では、カメラが車両前方を撮影し、画像認識処理によって、撮影によって獲られる画像内の標識や路面の表示から制限速度を認識し、車両の速度がその制限速度を超えている場合には、警報等によって運転者に注意を促す。
特開平2005−128790号公報
しかしながら特許文献1に記載された技術では、常時、撮影によって得られる画像の認識処理を行う必要があり、処理の負担が大きく、経路誘導処理等に影響を及ぼす可能性がある。このため、画像認識における処理負担を軽減することが要求されている。
本発明の目的は、上述した問題を解決するものであり、画像認識による処理負担を軽減させた情報表示装置を提供するものである。
本発明に係る、車両に搭載され、道路における走行条件を表示する情報表示装置は、前記車両の位置を取得する車両位置取得手段と、走行条件が可変である道路の位置を含む道路情報を取得する道路情報取得手段と、前記車両位置取得手段により取得された前記車両の位置と、前記道路情報取得手段により取得された前記道路情報に含まれる走行条件が可変である道路の位置とに基づいて、前記走行条件が可変である道路が前記車両の位置から所定範囲内に存在するか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により、前記走行条件が可変である道路が前記車両の位置から所定範囲内に存在すると判定されている間に、前記車両の周辺を撮影して画像データを生成する撮影手段と、前記撮影手段により生成された前記画像データに基づいて、画像認識により前記走行条件を認識する走行条件認識手段と、前記走行条件認識手段により認識された前記走行条件を表示ユニットに表示させる表示処理手段とを有することを特徴とする。
この構成によれば、走行条件が可変である道路が車両の位置から所定範囲内に存在する間に、車両周辺を撮影して得られた画像データに基づいて画像認識によりその走行条件を認識して表示ユニットに表示させる。すなわち、常時、画像認識を行う必要はなく、走行条件が可変である道路が車両の位置から所定範囲内に存在する間にだけ、走行条件を特定するための画像認識を行えばよく、画像認識による処理負担を軽減させることが可能となる。
また、本発明に係る情報表示装置は、前記判定手段が、前記車両の速度、前記車両周辺の渋滞の度合い、及び、前記車両が走行する道路の種別の少なくともいずれかに基づいて、前記所定範囲を設定する設定手段を有するようにしてもよい。
この構成によれば、車両の速度、車両周辺の渋滞の度合い、及び、車両が走行する道路の種別(例えば一般道か高速道か等)によって、車両が、走行条件が可変である道路に到達するまでの時間が異なることを考慮し、これらに基づいて、車両と、走行条件が可変である道路との位置関係の判定に用いる範囲を設定することにより、適切なタイミングで走行条件を認識し、更には、その認識した走行条件を表示させることが可能となる。
また、本発明に係る情報表示装置は、前記道路情報取得手段が、前記車両の経路誘導中である場合に、誘導経路に含まれる前記走行条件が可変である道路の位置を含む道路情報を取得するようにしてもよい。
この構成によれば、車両の経路誘導中には、運転者が誘導経路以外の道路の走行条件を必要とする可能性が低いことを考慮し、誘導経路に含まれる前記走行条件が可変である道路についてのみ道路情報を取得することで、更なる処理負担の軽減を図ることが可能となる。
また、本発明に係る情報表示装置は、前記走行条件が、制限速度及び道路の中央線の位置の少なくともいずれかであるようにしてもよい。
本発明によれば、従来のように、常時、画像認識を行う必要はなく、走行条件が可変である道路が車両の位置から所定範囲内に存在する間にだけ、走行条件を特定するための画像認識を行えばよく、画像認識による処理負担を軽減させることが可能となる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。図1は、本発明の情報表示装置が適用されたカーナビゲーション装置の構成を示す図である。図1に示すカーナビゲーション装置100は、車両に搭載されており、本体10、ハードディスクドライブ(HDD)20、操作部30、通信部40、GPS受信部50、自律航法センサ60、ディスプレイ70、スピーカ80及びカメラ90により構成される。
HDD20は、ハードディスク22を搭載しており、当該ハードディスク22に記録された地図データを読み出す。なお、地図データの記録媒体は、ハードディスク22に限られず、DVD、CD−ROM等であってもよく、記録媒体に応じたドライブが用意される。地図データは、段階的な縮尺毎の矩形領域の地図画像に対応する複数の図葉データを含む。また、地図データは、道路情報を含む。
図2は、道路情報の一例を示す図である。図2に示す道路情報は、道路と1対1に対応して設けられるものであり、道路ID、道路種別、始端ノード、終端ノード及び制限速度フラグにより構成される。道路IDは、対応する道路を一意に特定する識別情報である。道路種別は、対応する道路が一般道であるか高速道であるかを示す情報である。始端ノードは、対応する道路の始端の経度及び緯度を示す情報であり、終端ノードは、対応する道路の終端の経度及び緯度を示す情報である。また、制限速度フラグは、対応する道路の制限速度が可変であるか否かを示す情報であり、制限速度が可変である場合には「1」、可変でない場合には「0」となる。ここで、制限速度が可変である道路とは、時間帯によって制限速度が定められている道路ではなく、様々な要因によって時々刻々と制限速度が変化し、時間帯では制限速度を一意に特定することができない道路を指す。
再び、図1に戻って説明する。操作部30は、図示しない操作ボタンやジョイスティック等を有しており、誘導経路検索時の目的地の設定等において、ユーザによって操作される。通信部40は、カーナビゲーション装置100に必要な各種情報を取得するために、外部との通信を行う。具体的には、通信部40は、電波ビーコン、光ビーコン、FM多重放送等を利用して送信される、渋滞情報等を含むVICS(Vehicle Information and Communication System)情報を受信する機能を有する。
GPS受信部50は、車両の位置の検出に必要なGPS衛星からのGPS信号を受信する。自律航法センサ60は、車両の進行方向を検出するためのジャイロ等と、一定の走行距離毎にパルス(車速パルス)を発生する距離センサとにより構成される。カメラ90は、車両の前方を撮影し、画像データを生成する。
本体10は、制御部102、バッファメモリ104、地図描画部106、操作画面・マーク発生部108、誘導経路記憶部110、誘導経路描画部112、走行条件描画部114及び画像合成部118により構成される。
制御部102は、CPU等によって構成され、カーナビゲーション装置100の全体を制御する。具体的には、制御部102は、GPS受信部50によって受信されたGPS信号や、自律航法センサ60によって検出された車両の進行方向、車速パルスの出力間隔に基づいて、車両の位置及び速度を算出する。また、制御部102は、HDD20に対して、ハードディスク22に記録された地図データの読み出しを指示する。制御部102の指示に応じてHDD104が読み出した地図データは、バッファメモリ104に格納される。地図描画部106は、バッファメモリ104に格納された地図データを読み出し、当該地図データに基づいてディスプレイ70の画面に対応する地図画像を生成する。
また、制御部102は、ユーザによる操作部30の操作や、カーナビゲーション装置10の動作状態に応じて、操作画面・マーク発生部108に画像生成の指示を出す。操作画面・マーク発生部108は、この指示に応じて、各種メニュー画面や自車位置マーク、カーソル位置の画像を生成する。
また、制御部102は、ユーザによる操作部30の誘導経路検索のための操作に応じて、バッファメモリ104に記憶された地図データを読み出し、当該地図データに基づいて、所定の経路探索アルゴリズムを用いて目的地までの誘導経路を設定する。
図3は、誘導経路情報の一例を示す図である。図3に示す誘導経路情報は、出発地から目的地に至るまでに通過すべき各道路に対応する道路情報からなる。この誘導経路情報は、誘導経路記憶部110に記憶される。再び、図1に戻って説明する。誘導経路描画部112は、誘導経路記憶部110に記憶された誘導経路情報に基づいて、誘導経路画像を生成する。
また、制御部102は、バッファメモリ104に記憶されている地図データ内の道路情報のうち、車両の進行方向、車両の速度、VICS情報から得られる渋滞情報、及び、道路種別によって定まる探索範囲内に、制限速度が可変である道路が存在する場合には、カメラ90に対して撮影を指示する。カメラ90は、この指示に応じて車両の前方を撮影し、画像データを生成して制御部102へ出力する。制御部102は、入力した画像データに基づいて、画像認識により制限速度を認識し、当該制限速度の情報を走行条件描画部114へ出力する。走行条件描画部114は、入力した制限速度の情報に基づいて、制限速度を示す画像を描画する。
また、制御部102は、ユーザによる操作部30の操作や、カーナビゲーション装置100の動作状態に応じて、画像合成部118に、画像合成を指示する。画像合成部118は、この指示に応じて、地図描画部106、操作画面・マーク発生部108、誘導経路描画部112及び走行条件描画部114によって生成された各種画像を適宜合成し、得られた画像をディスプレイ70に表示させる。
また、制御部102は、ユーザによる操作部30の操作や、カーナビゲーション装置100の動作状態に応じて、音声を生成し、スピーカ80に出力させる。例えば、制御部102は、経路誘導中に誘導経路情報に基づいて、交差点を曲がる指示等の案内音声を生成し、スピーカ80に出力させる。
本実施形態においては、GPS受信部50、自律航法センサ60及び制御部102が車両位置取得手段に対応し、HDD20が道路情報取得手段に対応し、制御部102が判定手段、走行条件認識手段及び設定手段に対応し、カメラ90が撮影手段に対応し、制御部102及び走行条件描画部114が表示処理手段に対応する。
次に、カーナビゲーション装置100における制限速度表示の詳細について説明する。図4及び図5は、カーナビゲーション装置100における制限速度表示の動作を示すフローチャートである。
制御部102は、GPS受信部50によって受信されたGPS信号や、自律航法センサ60によって検出された車両の進行方向、車速パルスを取得し、これらに基づいて、車両の位置を取得する(S101)。
次に、制御部102は、HDD20に対して、S101にて算出した車両位置周辺の所定範囲に対応する地図データ内の道路情報の読み出しを指示する。ここで所定範囲は、車両位置を中心とするものであり、当該所定範囲の外周部の経度及び緯度により特定される。HDD20は、この指示に応じて、所定範囲の外周部の経度及び緯度と、道路情報内の始端ノード及び終端ノードの経度及び緯度とを比較し、始端ノードの経度及び緯度と、終端ノードの経度及び緯度の少なくともいずれかが所定範囲内である道路情報をハードディスク22から読み出す(S102)。読み出された道路情報は、バッファメモリ104に記憶される。
次に、制御部102は、自律航法センサ60によって検出された車両の進行方向を取得する(S103)。なお、S101において車両位置を取得する際に、自律航法センサ60によって検出された車両の進行方向を取得しているため、S103の動作は行わなくてもよい。次に、制御部102は、自律航法センサ60によって検出された車速パルスを取得し、当該車速パルスの出力間隔から、車両の速度を取得する(S104)。更に、制御部102は、通信部40によって受信されたVICS情報を取得する(S105)。
次に、制御部102は、車両の進行方向の道路に対応する道路種別を特定する(S106)。具体的には、制御部102は、バッファメモリ104に記憶された道路情報を読み出す。次に、制御部102は、S101において取得した車両位置からS103において取得した車両の進行方向に向かう所定範囲を経度及び緯度により設定し、読み出した道路情報のうち、始端ノード及び終端ノードのいずれかが当該所定範囲に含まれるものを進行方向の道路に対応する道路情報として特定する。次に、制御部102は、S106において特定した道路情報内の道路種別を特定する(S107)。
更に、制御部102は、制限速度が可変である道路(制限速度可変道路)の探索範囲を設定する(S108)。具体的には、制御部102は、S104において取得した車両速度、S105において取得したVICS情報、及び、S107において特定した道路種別に基づいて、S101において取得した車両位置を中心とし、S103において取得した車両の進行方向に広がる扇状の範囲を探索範囲として設定する。ここでは、制御部102は、車両速度が速いほど、所定時間内に車両が遠くまで進行することに鑑み、車両速度が速いほど、探索範囲を広げる。また、制御部102は、VICS情報内の渋滞情報のうち、車両の進行方向の道路の渋滞情報を抽出する。そして、制御部102は、渋滞の度合いが小さいほど、所定時間内に車両が遠くまで進行することに鑑み、抽出した渋滞情報によって示される渋滞の度合いが小さいほど、探索範囲を広げる。更には、制御部102は、高速道であれば所定時間内に車両が遠くまで進行し、一般道であれば高速道の場合よりも所定時間内に車両が遠くまで進行しないことに鑑み、道路種別が高速道の場合には探索範囲を広げ、一般道の場合には探索範囲を狭める。探索範囲は、中心(車両位置)の経度及び緯度と、扇の弧の両端の経度及び緯度とによって表される。
次に、制御部102は、設定した探索範囲内に制限速度可変道路が存在するか否かを判定する(S109)。具体的には、制御部102は、S106において特定した道路情報と、S108において設定した探索範囲とに基づいて、S106において特定した道路情報のうち、制限速度フラグが「1」であり、且つ、始端ノード及び終端ノードの少なくともいずれかが探索範囲に含まれる道路情報が存在する場合には、当該道路情報に対応する道路を、探索範囲内の制限速度可変道路であると判定する。
探索範囲内に制限速度可変道路が存在しない場合には、再び、車両位置の取得(S101)以降の動作が繰り返される。一方、探索範囲内に制限速度可変道路が存在する場合には、図5に示すフローチャートの動作に移行し、制御部102は、カメラ90に対して撮影を指示する。カメラ90は、この指示に応じて車両の前方を撮影し、画像データを生成して制御部102へ出力する(S110)。
制御部102は、カメラ90からの画像データを入力すると、当該画像データに基づいて画像認識処理を行う(S111)。更に、制御部102は、画像認識処理の結果に基づいて、制限速度を認識したか否かを判定する(S112)。
図6は、カメラ90によって撮影される画像の一例である。制御部102は、画像認識処理において、図6における画像201のように、円の中に数字が含まれる画像を、制限速度を表示する画像として特定し、その数字を制限速度として認識する。制限速度が認識されなかった場合には、再び、車両位置の取得(図4のS101)以降の動作が繰り返される。
一方、制限速度が認識された場合には、制御部102は、当該制限速度の情報を走行条件描画部114へ出力する。走行条件描画部114は、入力した制限速度の情報に基づいて、制限速度を示す画像を描画する。当該制限速度を示す画像は、画像合成部118へ送られる。画像合成部118は、この制限速度を示す画像を、地図描画部106、操作画面・マーク発生部108及び誘導経路描画部112によって生成された各種画像と適宜合成し、得られた画像をディスプレイ70に表示させる(S113)。図7は、ディスプレイ70に表示される画像の一例を示す図である。図7に示す画像は、地図画像に、制限速度を示す画像202が重ねられている。
このように、本実施形態のカーナビゲーション装置100では、制限速度可変道路が車両位置から所定範囲内に存在する間に、制御部102は、カメラ90が車両の前方を撮影することによって得られた画像データに基づいて画像認識処理を行うことによって、制限速度を認識し、当該制限速度がディスプレイ70に表示される。すなわち、従来のように、常時、画像認識処理を行う必要はなく、制限速度可変道路が車両位置から所定範囲内に存在する間にだけ、制限速度を特定するための画像認識を行えばよく、画像認識による制御部102の処理負担を軽減させることが可能となる。
なお、上述した実施形態では、経路誘導が行われていない場合において、制限速度が表示される場合について説明したが、経路誘導が行われて誘導経路情報が得られている場合には、当該誘導経路の情報を用いて制限速度の表示が行われるようにしてもよい。
図8は、経路誘導が行われる場合のカーナビゲーション装置100における制限速度表示の動作を示すフローチャートである。
制御部102は、バッファメモリ104に記憶された地図データを読み出し、当該地図データに基づいて、所定の経路探索アルゴリズムを用いて目的地までの誘導経路を設定し、当該誘導経路の情報を取得する(S201)。次に、制御部102は、GPS受信部50によって受信されたGPS信号や、自律航法センサ60によって検出された車両の進行方向、車速パルスを取得し、これらに基づいて、車両の位置を取得する(S202)。
次に、制御部102は、自律航法センサ60によって検出された車両の進行方向を取得する(S203)。なお、S202において車両位置を取得する際に、自律航法センサ60によって検出された車両の進行方向を取得しているため、S203の動作は行わなくてもよい。次に、制御部102は、自律航法センサ60によって検出された車速パルスを取得し、当該車速パルスの出力間隔から、車両の速度を取得する(S204)。更に、制御部102は、通信部40によって受信されたVICS情報を取得する(S205)。
次に、制御部102は、誘導経路上の道路に対応する道路種別を特定する(S206)。具体的には、制御部102は、S201において取得した誘導経路情報に含まれる各道路情報内の道路種別を特定する。
更に、制御部102は、制限速度可変道路の探索範囲を設定する(S207)。具体的には、制御部102は、S204において取得した車両速度、S205において取得したVICS情報、及び、S206において特定した道路種別に基づいて、S202において取得した車両位置を中心とし、S203において取得した車両の進行方向に広がる扇状の範囲を探索範囲として設定する。ここでは、図4のS108と同様、制御部102は、車両速度が速いほど、探索範囲を広げる。また、制御部102は、VICS情報内の渋滞情報のうち、車両の進行方向の道路の渋滞情報を抽出し、当該渋滞情報によって示される渋滞の度合いが小さいほど、探索範囲を広げる。更には、制御部102は、道路種別が高速道の場合には探索範囲を広げ、一般道の場合には探索範囲を狭める。
その後は、経路誘導が行われない場合と同様の動作が行われる。すなわち、制御部102は、S207において設定した探索範囲内に制限速度可変道路が存在するか否かを判定する(S208)。探索範囲内に制限速度可変道路が存在しない場合には、再び、車両位置の取得(S202)以降の動作が繰り返される。一方、探索範囲内に制限速度可変道路が存在する場合には、図5に示すフローチャートの動作に移行し、制御部102は、カメラ90に対して撮影を指示する。カメラ90は、この指示に応じて車両の前方を撮影し、画像データを生成して制御部102へ出力する(S110)。
制御部102は、カメラ90からの画像データを入力すると、当該画像データに基づいて画像認識処理を行う(S111)。更に、制御部102は、画像認識処理の結果に基づいて、制限速度を認識したか否かを判定する(S112)。制限速度が認識されなかった場合には、再び、車両位置の取得(図4のS101)以降の動作が繰り返される。
一方、制限速度が認識された場合には、制御部102は、当該制限速度の情報を走行条件描画部114へ出力する。走行条件描画部114は、入力した制限速度の情報に基づいて、制限速度を示す画像を描画する。当該制限速度を示す画像は、画像合成部118へ送られる。画像合成部118は、この制限速度を示す画像を、地図描画部106、操作画面・マーク発生部108及び誘導経路描画部112によって生成された各種画像と適宜合成し、得られた画像をディスプレイ70に表示させる(S113)。
また、上述した実施形態では、制限速度を表示させる場合について説明したが、他の走行条件を表示させる場合についても同様に本発明を適用することができる。例えば、道路の中央線が可変である場合に、当該中央線の位置を表示させる場合には、図3の道路情報や図4の誘導経路情報において、制限速度フラグに代えて、あるいは、制限速度フラグとともに、中央線フラグが設けられる。この中央線フラグは、対応する道路の中央線の位置が可変であるか否かを示す情報であり、中央線の位置が可変である場合には「1」、可変でない場合には「0」となる。
そして、中央線の位置を表示させる場合には、以下のような動作が行われる。経路誘導が行われない場合には、図4のS101乃至S108の動作は同様であり、経路誘導が行われる場合には、図8のS201乃至S207の動作は同様である。そして、図4のS109及び図8のS208において、制御部102は、S106において特定した道路情報又はS201において取得した経路情報内の道路情報と、探索範囲とに基づいて、道路情報のうち、中央線フラグが「1」であり、且つ、始端ノード及び終端ノードの少なくともいずれかが探索範囲に含まれる道路情報が存在する場合には、当該道路情報に対応する道路を、探索範囲内の制限速度可変道路であると判定する。
探索範囲内に制限速度可変道路が存在する場合には、図5のS110において、カメラ90は、制御部102の指示に応じて車両の前方を撮影し、画像データを生成して制御部102へ出力する。制御部102は、このカメラ90からの画像データを入力すると、当該画像データに基づいて画像認識処理を行う(S111)。更に、制御部102は、画像認識処理の結果に基づいて、中央線の位置を認識したか否かを判定する(S112)。
図10は、カメラ90によって撮影される画像の一例である。制御部102は、画像認識処理において、図10における中央線の標識の画像211や、道路上の白線の画像212を特定し、これらに基づいて、道路の車線数と中央線の位置(例えば、進行方向右から1番目の車線と2番目の車線との間に中央線が存在する等)とを認識する。更に、制御部102は、認識した車線数と中央線の位置の情報を走行条件描画部114へ出力する。走行条件描画部114は、入力した車線数と中央線の位置の情報に基づいて、中央線の位置を示す画像を描画する。当該中央線の位置を示す画像は、画像合成部118へ送られ、当該画像合成部118によって、他の各種画像と適宜合成された上で、ディスプレイ70に表示される(S113)。図10は、ディスプレイ70に表示される画像の一例を示す図である。図10に示す画像は、地図画像に、中央線の位置を示す画像213が重ねられている。
また、上述した実施形態では、情報表示装置をカーナビゲーション装置100に適用する場合について説明したが、他の画像表示機能を有する車載装置にも同様に本発明を適用することができる。
以上、説明したように、本発明に係る情報表示装置は、画像認識による処理負担を軽減させることが可能であり、情報表示装置として有用である。
カーナビゲーション装置の構成を示す図である。 道路情報の一例を示す図である。 誘導経路情報の一例を示す図である。 制限速度表示の第1の動作における第1のフローチャートである。 制限速度表示の第1の動作及び第2の動作における第2のフローチャートである。 撮影画像の第1の例を示す図である。 ディスプレイの表示画像の第1の例を示す図である。 制限速度表示の第2の動作における第1のフローチャートである。 撮影画像の第2の例を示す図である。 ディスプレイの表示画像の第2の例を示す図である。
符号の説明
10 本体
20 ハードディスクドライブ(HDD)
22 ハードディスク
30 操作部
40 通信部
50 GPS受信部
60 自律航法センサ
70 ディスプレイ
80 スピーカ
90 カメラ
100 カーナビゲーション装置
102 制御部
104 バッファメモリ
106 地図描画部
108 操作画面・マーク発生部
110 誘導経路記憶部
112 誘導経路描画部
114 走行条件描画部
118 画像合成部

Claims (4)

  1. 車両に搭載され、道路における走行条件を表示する情報表示装置であって、
    前記車両の位置を取得する車両位置取得手段と、
    走行条件が可変である道路の位置を含む道路情報を取得する道路情報取得手段と、
    前記車両位置取得手段により取得された前記車両の位置と、前記道路情報取得手段により取得された前記道路情報に含まれる走行条件が可変である道路の位置とに基づいて、前記走行条件が可変である道路が前記車両の位置から所定範囲内に存在するか否かを判定する判定手段と、
    前記判定手段により、前記走行条件が可変である道路が前記車両の位置から所定範囲内に存在すると判定されている間に、前記車両の周辺を撮影して画像データを生成する撮影手段と、
    前記撮影手段により生成された前記画像データに基づいて、画像認識により前記走行条件を認識する走行条件認識手段と、
    前記走行条件認識手段により認識された前記走行条件を表示ユニットに表示させる表示処理手段とを有することを特徴とする情報表示装置。
  2. 前記判定手段は、前記車両の速度、前記車両周辺の渋滞の度合い、及び、前記車両が走行する道路の種別の少なくともいずれかに基づいて、前記所定範囲を設定する設定手段を有することを特徴とする請求項1に記載の情報表示装置。
  3. 前記道路情報取得手段は、前記車両の経路誘導中である場合に、誘導経路に含まれる前記走行条件が可変である道路の位置を含む道路情報を取得することを特徴とする請求項1又は2に記載の情報表示装置。
  4. 前記走行条件は、制限速度及び道路の中央線の位置の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の情報表示装置。
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