JP5801014B2

JP5801014B2 - ナビゲーション装置

Info

Publication number: JP5801014B2
Application number: JP2015517982A
Authority: JP
Inventors: 康明瀧本; 武史三井; 尚嘉竹裏
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-05-22
Filing date: 2013-05-22
Publication date: 2015-10-28
Anticipated expiration: 2033-05-22
Also published as: US9410818B2; DE112013007100T5; JPWO2014188536A1; US20160069702A1; CN105229419A; WO2014188536A1; DE112013007100B4

Description

この発明は、ユーザに対して経路案内を行うナビゲーション装置に関するものである。

一般的に、車両等の移動体において、ユーザが設定した目的地等までの経路案内を行うナビゲーション装置では、分岐点の手前の所定距離に到達すると、例えば「５００ｍ先を左折します」等の音声案内とともに、ナビゲーション装置に表示されている地図上の分岐点に左折用の矢印が表示されたり、分岐点における詳細画面が表示されて、分岐後の進行方向の矢印が表示されたりして、ユーザに提示されている。

しかし、このようなナビゲーション装置による案内では、例えば「５００ｍ先」という表現ではユーザにより感覚の違いがあり、また、車両（移動体）のスピードによって分岐点に到達するまでの時間も異なってくるため、分岐すべき（例えば左折すべき）地点をユーザが正確に把握することが難しかった。その結果、分岐可能な交差点が連続する場合など、ユーザが間違った経路に分岐してしまうことがあった。

このような問題に対して、例えば特許文献１には、ナビゲーションサーバ（センタ）に登録されている車両（ＶＡ，ＶＢ）の動きをサーバ（センタ）が把握し、特定車両ＶＡの進行方向前方にいる他車両ＶＢが同じ分岐点で右左折した場合に、その他車両ＶＢの動きに該当する案内データを特定車両ＶＡに送信し、例えば「次の交差点を右方向です。進行方向前方、黒のセダンが右折する方向です。同車両と交差点との距離は３０メートルです。」等の音声案内を行うことが記載されている。

特開２０００−１３２７９８号公報

しかしながら、通常ナビゲーションサーバ（センタ）は、カーメーカーごとに設けられているため、異なるカーメーカーの車両については、動きを把握できないのが一般的である。その結果、例えば特許文献１に示すような技術では、予めナビゲーションサーバ（センタ）に登録されている車両でなければ案内に利用することができないため、自車両よりも前方に位置する車両で同じ経路で分岐点を右左折する車両があったとしても、サーバ（センタ）に登録されていなければ案内に使用されないという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ナビゲーションサーバ（センタ）を介することなく、ユーザの前方を走行する車両を用いてユーザに対してわかりやすく経路案内を行うナビゲーション装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、この発明は、自車両の位置情報と地図データとに基づいて経路情報を作成し、前記自車両を運転するユーザに対して経路案内を行う経路案内部を備えるナビゲーション装置において、前記経路案内部から取得した前記経路情報に基づいて前記自車両の分岐位置を抽出し、当該分岐位置前後の所定の範囲の経路を認識範囲として生成するとともに、前記自車両と同一の経路を走行する先行車を決定する経路照合部と、前記経路照合部から前記認識範囲を取得して、走行中の前記自車両の前方を撮影した画像に基づいて、前記認識範囲内から前記自車両の周辺車両を検出し、当該検出した周辺車両の車両軌跡および車両画像を認識結果として通知する車両認識部と、前記経路照合部が決定した先行車を前記ユーザに提示するための先行車情報を生成する案内情報生成部とを備え、前記経路照合部は、前記車両認識部から取得した認識結果に基づいて、前記自車両と同一の経路を走行する前記周辺車両から前記先行車を決定し、前記経路案内部は、前記経路案内を行う際に、前記案内情報生成部が生成した前記先行車情報に含まれる前記分岐位置および前記先行車の車両画像に基づいて前記分岐位置を手前から見た図を表示部にグラフィック表示するとともに、前記グラフィック画面上に、前記経路照合部が決定した先行車についての前記車両画像を重畳表示して、前記ユーザに提示することを特徴とする。

この発明によれば、車両を運転するユーザに対して分岐を案内する際に、ユーザにとってわかりやすい方法で案内することができる。

実施の形態１におけるナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。実施の形態１におけるナビゲーション装置を搭載した自車両が道路を走行している状態を示す模式説明図である。経路照合部における処理を示すフローチャートである。自車両が分岐点で左折する場合の認識範囲を説明する模式図である。車両認識部における処理を示すフローチャートである。図２に示す状態から、各周辺車両が分岐点を通過後に走行する道路を示す図である。案内パターン１〜３それぞれにおける案内表示画面例を示す図である。

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１におけるナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。このナビゲーション装置は、自車両の位置情報と地図データとに基づいて経路情報を作成し、自車両を運転するユーザに対して経路案内を行うといった、従来のナビゲーション部１０の構成に、先行車案内部２０を加えた形で構成される。

なお、この実施の形態１では、このナビゲーション装置は車両に搭載された車載用のナビゲーション装置であるものとして説明するが、車載用のナビゲーション装置に限らず、携帯型のナビゲーション装置等、車両に持ち込んで使用するナビゲーション装置にも適用することができる。

ナビゲーション部１０は、位置測定部１１、地図データ記憶部１２、経路案内部１３を備え、自車位置情報と地図データとに基づいて、目的地までの経路情報を生成し、表示部１４に画像を表示させたり、スピーカ等の音声出力部１５から音声を出力したりして、ユーザに対して経路案内を行う。このナビゲーション部１０の構成および動作については、一般的なナビゲーション装置と同じであるため、詳細な説明を省略する。

先行車案内部２０は、車両データベース（車両ＤＢ）２１、車両認識部２２、経路照合部２３、案内情報生成部２４を備え、経路案内部１３から経路情報を受け取り、その経路情報とカメラ２５が走行中の自車両の前方を撮影した画像に基づいて、自車両と同一の経路を走行する先行車を決定し、先行車情報を作成して経路案内部１３に通知する。

図２は、この実施の形態１におけるナビゲーション装置を搭載した自車両３０が、道路４０を走行している状態を示す模式説明図である。
このナビゲーション装置を搭載する自車両３０は、前方を撮影するカメラ２５も搭載しており、例えば図２に示すように、前方に４台の他車両３１〜３４が同じ道路４０を走行している場合に、これら周辺車両（４台の他車両３１〜３４）をカメラ２５で撮影している。

図３は、経路照合部２３における処理を示すフローチャートである。
経路照合部２３は、まず初めに、経路案内部１３から経路情報を取得する（ステップＳＴ１）。そして、この取得した経路情報に基づいて自車両の分岐位置を抽出し（ステップＳＴ２）、自車位置情報（自車位置以外に、自車の向き（水平面内の向きと勾配方向の向き）を含む）が分岐点の手前の所定距離の地点に差し掛かると、先行車両探索状態となり、認識範囲を車両認識部２２に通知する（ステップＳＴ３，ＳＴ４）。

この際、分岐位置前後の所定の範囲の経路を、自車位置情報を使用して画像座標系に投射し、認識範囲として生成する（ステップＳＴ３）。そして、生成した認識範囲を、車両認識部２２に通知する（ステップＳＴ４）。これにより、車両認識にかかる演算量を抑える効果があるので、この実施の形態１では認識範囲を生成するものとして説明するが、認識範囲を生成せず、全画面に対して車両認識処理を行うようにしてもよい。

この認識範囲の一例を、図２および図４を用いて説明する。図４は、自車両３０が分岐点４１で左折する場合の認識範囲を説明する模式図である。
例えば、図２に示す状態において、道路４０を走行中の自車両３０はカメラ２５により周辺車両３１〜３４を撮影しているが、図４に示すように、分岐点４１で自車両３０は左折して、道路４２を走行するよう経路案内が行われる場合を想定する。

図４（ａ）は、道路４０を直進走行中の自車両３０が、分岐点４１において左折して道路４２を走行する場合の、自車両３０の案内経路５０と、道路４０、分岐点４１、左折後の道路４２を示す模式図である。また、図４（ｂ）は、図４（ａ）の状態における認識範囲６０を示す模式図である。

この場合、経路照合部２３は、前述のとおり、自車両３０が分岐点４１の手前の所定距離の地点（例えば、通常の分岐案内が行われるような、分岐点手前７００ｍの地点など）に差し掛かると、先行車探索状態となり、図４（ｂ）に示す認識範囲６０を生成して、車両認識部２２に通知する。（図３のステップＳＴ３，ＳＴ４）。

図５は、車両認識部２２における処理を示すフローチャートである。
車両認識部２２は、経路照合部２３から認識範囲６０を取得すると（ステップＳＴ１１のＹＥＳの場合）、走行中の自車両３０の前方をカメラ２５が撮影した画像に基づいて、取得した認識範囲６０の範囲内から車両部分（車両らしき部分）を検知して周辺車両を検出し（ステップＳＴ１２）、その動きを追跡する（ステップＳＴ１３）。

図６は、図２に示す状態から、周辺車両３２が分岐点４１で左折して道路４２を走行し、他の周辺車両３１，３３，３４はそのまま道路４０を直進した状態を示す図である。この場合、自車両３０が分岐点４１の手前の所定距離の地点（例えば、分岐点手前７００ｍの地点など）に差し掛かると、経路照合部２３から車両認識部２２に認識範囲６０が通知される（図３のステップＳＴ４）。

その結果、車両認識部２２は、その取得した認識範囲６０の範囲内で、自車両３０に搭載されたカメラ２５から取得した画像中から車両部分（車両らしき部分）として周辺車両３２を検出し（ステップＳＴ１２）、その周辺車両３２の軌跡を追跡する（ステップＳＴ１３）。

車両部分の検出には、例えば、車種ごとに異なる方向から撮影した複数の画像を車両ＤＢ２１として予め用意しておき、車両ＤＢ２１中の画像参照画像としてカメラ２５から取得した画像と照合（テンプレートマッチング）することで、画像中の車両の位置と車種を得ることができる。

この際、前フレーム画像での認識結果と、現フレームでの認識結果を照合することで、同一の車種が移動している様を追跡できる。ここで、テンプレートマッチングの代わりに、ＨＯＧ（ＨｉｓｔｏｇｒａｍｏｆｏｒｉｅｎｔｅｄＧｒａｄｉｅｎｔ）特徴量と統計的学習を用いた方法など、他の認識手法を用いてもよい。

そして、車両認識部２２は、検出した周辺車両３２の車両軌跡および車両画像を認識結果として通知する（ステップＳＴ１４）。より具体的には、認識結果として、検出した周辺車両３２の車両軌跡を経路照合部２３に通知するとともに、その周辺車両３２の車両画像を案内情報生成部２４に通知する。
経路照合部２３が認識結果を取得した後の処理については、再び図３に示すフローチャートを参照しながら説明する。

経路照合部２３は、車両探索状態時には、車両認識部２２から認識結果（周辺車両３２の車両軌跡）を取得すると（ステップＳＴ５のＹＥＳの場合）、取得した認識結果に基づいて、車両軌跡中の各位置を画像座標系から経路情報の座標系に、各位置に対応する時刻の自車位置情報を用いて変換する。

なお、各時刻におけるこの変換は一意には決定できないため、例えば、車両軌跡中の画像座標上の各位置は、対応する時刻における自車を含む水平面内にあるという拘束条件を加えて行う。同様に、自車の傾きを用いて、画像座標上の各位置は、対応する時刻における自車と同じ傾きを持ち、かつ、自車を含む面内にあるという拘束条件を使用することもできる。また、自車周辺の地図を用いて、地図上の自車周辺の道路（経路候補）を、各位置に対応する自車位置情報を用いて画像座標系に射影し、画像座標上の位置情報に最も近い道路を選択することで変換することもできる。

こうして得られた変換後の周辺車両軌跡と、自車の経路情報を比較し、自車両と同一の（類似の）経路を走行する周辺車両から先行車を決定する（ステップＳＴ６）。
なお、図６に示す場合には、検出された周辺車両３２がそのまま先行車として決定されるが、自車両３０と同一の（類似の）経路を走行する周辺車両が複数得られた場合には、自車両３０に最も近い周辺車両を先行車として決定する。すなわち、仮に周辺車両３１も分岐点４１において左折して道路４２を走行した場合には、先行車として周辺車両３２および３１のうち、自車両３０に近い方の周辺車両３１が先行車として決定される。

経路照合部２３は、決定した先行車に関する情報を案内情報生成部２４に通知する（ステップＳＴ７）。
そして、案内情報生成部２４は、経路照合部２３から取得した先行車をユーザに提示するため（経路案内に使用するため）の先行車情報を生成する。また、経路案内部１３は、経路案内を行う際に、案内情報生成部２４が生成した先行車情報に基づいて、先行車を所定の提示方式によりユーザに提示する。

この先行車情報の生成および提示方式については、案内の方法によって異なるが、以下にいくつかの例（案内パターン１〜３）を挙げて説明する。
図７は、以下に示す案内パターン１〜３それぞれにおける案内表示画面例を示す図である。

（１）案内パターン１
経路案内部１３は、分岐位置を手前から見た図をグラフィック表示する機能をあらかじめ備えている。
この経路案内部１３に対して、案内情報生成部２４は、分岐位置と先行車の車両画像を含む先行車情報を送信する。なお、案内情報生成部２４は、車両認識部２２から認識結果として車両画像を受け取っている（図４のステップＳＴ１４参照）。

そして、経路案内部１３は、先行車情報に含まれる分岐位置および先行車の車両画像に基づいて分岐位置を手前から見た図を表示部１４にグラフィック表示するとともに、そのグラフィック画面上に、経路照合部２３が決定した先行車についての車両画像を重畳表示して、ユーザに提示する。これが、この案内パターン１における所定の提示方式である。

図７（ａ）は、分岐位置を手前から見たグラフィック画面上に、経路照合部２３が決定した先行車である周辺車両３２の車両画像（カメラ２５により撮影した画像）を重畳表示して提示した案内表示画面の一例を示す図である。

この図７（ａ）に示す案内表示によれば、案内用のグラフィック表示の地図画面に、実際に撮影した車両画像を重ねて表示して、その車両に付いていくよう音声案内等により指示することにより、自車両３０を運転するユーザに対して、どの分岐点を左折すればよいかを視覚的にわかりやすく提示することができる。

この結果、ユーザにとっては、実際に前方を走行中の先行車と同じ車両のリアルな画像（実際に目に見えているのと同じ車両の実画像）が案内表示画面に表示された上で、その先行車に付いていけばよいことがわかるので、分岐点を間違えることがなく、大変わかりやすい経路案内となる。

（２）案内パターン２
経路案内部１３は、分岐位置を手前から見た図をグラフィック表示する機能、および、少なくとも車種に対応した車両画像をグラフィック表示する機能を備えている。
この経路案内部１３に対して、案内情報生成部２４は、分岐位置と先行車の車種や色等を含む先行車情報を作成して送信する。この場合にも、案内情報生成部２４は、車両認識部２２から認識結果として車両画像を受け取っている（図４のステップＳＴ１４参照）。

そして、経路案内部１３は、先行車情報に含まれる分岐位置および先行車の車両画像に基づいて分岐位置を手前から見た図を表示部１４にグラフィック表示するとともに、そのグラフィック画面上に、経路照合部２３が決定した先行車に対応する車種および色等の特徴（少なくとも車種の特徴）を持ったグラフィック画像を重畳表示して、ユーザに提示する。これが、この案内パターン２における所定の提示方式である。

図７（ｂ）は、分岐位置を手前から見たグラフィック画面上に、経路照合部２３が決定した先行車である周辺車両３２に対応する車種および色等の特徴を持った車両のグラフィック画像を重畳表示して提示した案内表示画面の一例を示す図である。

この図７（ｂ）に示す案内表示によれば、案内用のグラフィック表示の地図画面に、実際に撮影した車両画像と車両ＤＢとを照合して得られた先行車の車種および色等の特徴を持った車両のグラフィック画像を重ねて表示して、その車両に付いていくよう音声案内等により指示することにより、自車両３０を運転するユーザに対して、どの分岐点を左折すればよいかを視覚的にわかりやすく提示することができる。

この結果、ユーザにとっては、実際に前方を走行中の先行車と同じ車両のグラフィック画像（実際に目に見えているのと同じ車両のグラフィック画像）が案内表示画面に表示された上で、その先行車に付いていけばよいことがわかるので、分岐点を間違えることがなく、大変わかりやすい経路案内となる。

（３）案内パターン３
経路案内部１３は、カメラで撮影したカメラ画像（自車両の前方を撮影した画像）を表示する機能と、表示画像中の一部にマークを付する機能とを備えている。
この経路案内部１３に対して、案内情報生成部２４は、分岐位置と先行車のカメラ画像中での位置およびカメラ画像を含む先行車情報を送信する。この場合にも、案内情報生成部２４は、車両認識部２２から認識結果として車両画像を受け取っている（図４のステップＳＴ１４参照）。

そして、経路案内部１３は、先行車情報に含まれるカメラ画像（自車両３０の前方を撮影した画像）を表示部１４に表示するとともに、画像中の先行車に対してマークを付して、ユーザに提示する。これが、この案内パターン３における所定の提示方式である。
図７（ｃ）は、カメラ画像中の、経路照合部が決定した先行車である周辺車両３２についてのみマーク７０を付して提示した案内表示画面の一例を示す図である。

この図７（ｃ）に示す案内表示によれば、自車両３０のカメラ２５が実際に撮影したカメラ画像中の、先行車である周辺車両３２に対してのみマーク７０を付して表示して、そのマーク７０を付した車両に付いていくよう音声案内等により指示することにより、自車両３０を運転するユーザに対して、どの分岐点を左折すればよいかを視覚的にわかりやすく提示することができる。

この結果、ユーザにとっては、実際に走行している道路および前方を走行中の車両と同じ車両のリアルな画像（実際に目に見えているのと同じ道路および車両の実画像）が案内表示画面として表示され、かつ、その中の先行車に対してのみマークが付されて表示された上で、そのマークが付された先行車に付いていけばよいことがわかるので、分岐点を間違えることがなく、大変わかりやすい経路案内となる。

なお、この図７（ｃ）では、先行車であることを示すマーク７０として、四角形の太枠を採用しているが、この四角形の太枠に代えて、丸い枠や、矢印マークなど、他のマークを用いるようにしてもよい。

以上のように、この実施の形態１によれば、車両を運転するユーザに対して分岐を案内する際に、ユーザにとってわかりやすい方法で案内することができる。すなわち、実際に目に見えているのと同じ車両の実画像またはグラフィック画像を用いて先行車を提示することにより、走行中の車両を運転するユーザにとって、実際に前方を走行中の先行車に付いていけばよいことがわかるので、分岐点を間違えることがなく、大変わかりやすい経路案内となる。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２におけるナビゲーション装置の構成を示すブロック図は、図１に示す実施の形態１におけるブロック図と同じであるため、図示および説明を省略する。
また、構成および処理について実施の形態１と同様の部分については、図示および説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。

実施の形態２におけるナビゲーション部１０は、経路案内部１３がレーザプロジェクタ等の投影機能を備えるものである。具体的には、レーザプロジェクタ等の投影機器が経路案内部１３に接続されていてもよいが、それを含めて経路案内部１３と呼ぶものとする。
この実施の形態２における経路案内部１３は、レーザプロジェクタ等の投影機能を用いて車外の物体に光を投射することにより、自車両の外部を投射して投影マークを付する機能を備えている。

この経路案内部１３に対して、案内情報生成部２４は、先行車の位置を含む先行車情報を送信する。この場合、案内情報生成部２４は、車両認識部２２から認識結果として車両画像を受け取っている（実施の形態１における図４のステップＳＴ１４参照）。

そして、経路案内部１３は、先行車情報に含まれる先行車の位置に基づいて、先行車に対してレーザプロジェクタ等により光等の投影マークを付して、ユーザに提示する。これが、この実施の形態２における所定の提示方式である。

これについては提示状態について図示は省略するが、実際に前方を走行中の先行車に投影マークを投射し、その投影マークを付した車両に付いていくよう音声案内等により指示することにより、自車両３０を運転するユーザに対して、どの分岐点を右左折等すればよいかを視覚的にわかりやすく提示することができる。

この結果、ユーザにとっては、実際に前方を走行中の先行車に投影マークが付された状態で、その投影マークが付された先行車に付いていけばよいことがわかるので、分岐点を間違えることがなく、大変わかりやすい経路案内となる。

以上のように、この実施の形態２によれば、車両を運転するユーザに対して分岐を案内する際に、ユーザにとってわかりやすい方法で案内することができる。すなわち、実際に目に見えている車両に対して投影マークを付して先行車を提示することにより、走行中の車両を運転するユーザにとって、実際に前方を走行中の先行車に付いていけばよいことがわかるので、分岐点を間違えることがなく、大変わかりやすい経路案内となる。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

この発明のナビゲーション装置は、車載用のナビゲーション装置に限らず、携帯型のナビゲーション装置等、車両に持ち込んで使用するナビゲーション装置にも適用することができる。

１０ナビゲーション部、１１位置測定部、１２地図データ記憶部、１３経路案内部、１４表示部、１５音声出力部、２０先行車案内部、２１車両データベース（車両ＤＢ）、２２車両認識部、２３経路照合部、２４案内情報生成部、２５カメラ、３０自車両、３１〜３４周辺車両、４０自車両３０が走行中の道路、４１分岐点、４２分岐点４１において左折した後の道路、５０案内経路、６０認識範囲、７０先行車を示すマーク。

Claims

自車両の位置情報と地図データとに基づいて経路情報を作成し、前記自車両を運転するユーザに対して経路案内を行う経路案内部を備えるナビゲーション装置において、
前記経路案内部から取得した前記経路情報に基づいて前記自車両の分岐位置を抽出し、当該分岐位置前後の所定の範囲の経路を認識範囲として生成するとともに、前記自車両と同一の経路を走行する先行車を決定する経路照合部と、
前記経路照合部から前記認識範囲を取得して、走行中の前記自車両の前方を撮影した画像に基づいて、前記認識範囲内から前記自車両の周辺車両を検出し、当該検出した周辺車両の車両軌跡および車両画像を認識結果として通知する車両認識部と、
前記経路照合部が決定した先行車を前記ユーザに提示するための先行車情報を生成する案内情報生成部とを備え、
前記経路照合部は、前記車両認識部から取得した認識結果に基づいて、前記自車両と同一の経路を走行する前記周辺車両から前記先行車を決定し、
前記経路案内部は、前記経路案内を行う際に、前記案内情報生成部が生成した前記先行車情報に含まれる前記分岐位置および前記先行車の車両画像に基づいて前記分岐位置を手前から見た図を表示部にグラフィック表示するとともに、前記グラフィック画面上に、前記経路照合部が決定した先行車についての前記車両画像を重畳表示して、前記ユーザに提示する
ことを特徴とするナビゲーション装置。
前記経路案内部は、前記先行車情報に含まれる前記分岐位置および前記先行車の車両画像に基づいて前記分岐位置を手前から見た図を表示部にグラフィック表示するとともに、前記グラフィック画面上に、前記経路照合部が決定した先行車に対応する車種の特徴を少なくとも持ったグラフィック画像を重畳表示して、前記ユーザに提示することを特徴とする請求項１記載のナビゲーション装置。
前記経路案内部は、前記先行車情報に含まれる前記自車両の前方を撮影した画像を表示部に表示するとともに、前記画像中の前記先行車に対してマークを付して提示することを特徴とする請求項１記載のナビゲーション装置。
前記経路案内部は、前記先行車情報に含まれる前記先行車の位置に基づいて、前記先行車に対して投影マークを付して提示することを特徴とする請求項１記載のナビゲーション装置。
前記経路照合部は、前記自車両と同一の経路を走行する前記周辺車両が複数検出された場合には、前記自車両に最も近い周辺車両を前記先行車として決定することを特徴とする請求項１記載のナビゲーション装置。