JPH11108684A - カーナビゲーションシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ナビゲーション情報要素を感覚的に把握しや
すいように表示する。 【解決手段】 自動車のノーズ等に取付けた撮像カメラ
１３で進行方向の景色を撮像し、ナビゲーション情報要
素の背景表示について地図画像と実写映像とをセレクタ
１５で選択できるようにして、この背景画像に対して画
像合成部１７によりナビゲーション情報要素を重ね合せ
て表示器５に表示する。グラフィックの表示だけに頼る
より、運転者等は自動車の現在位置や進行経路等をより
感覚的に把握できるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自動車の現在位
置、進行経路およびその他の交通情報等の案内表示を行
うカーナビゲーションシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、カーナビゲーションシステム
は、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ）に格納された地図情報
に対して現在位置Ｐを認識し、走行目的地に向けた実際
の自動車走行に応じて地図上での仮想的な走行を行うも
のであり、自動車位置の認識誤差の少ないＧＰＳ航法方
式と、無線信号の受信状態に全く左右されない自律航法
方式とを併用しつつ、自動車位置を確認するものであ
る。

【０００３】すなわち、カーナビゲーションシステム
は、図１０の如く、車速センサからの車速パルスおよび
地磁気センサからの地磁気による方角により地図を自律
航法制御部１でトレースするとともに、地球の高度約２
万ｋｍにおける所定の軌道に複数個配置されたＧＰＳ衛
星から伝送されるＧＰＳ信号をアンテナ２を通じてＧＰ
Ｓ受信機３が受信し、このＧＰＳ信号に含まれた情報を
利用してＧＰＳ制御部４により地図上での自動車位置の
確認を行い、自律航法制御部１でのトレースにおいて位
置ずれが発生したときにＧＰＳ制御部４で位置補正（マ
ップマッチング）を行うようになっている。

【０００４】自律航法制御部１およびＧＰＳ制御部４で
得られた情報は、運転席周りに設置された表示器５に表
示される。この表示器５は、例えばＴＦＴ方式のカラー
（ＲＧＢ）液晶モニターであり、光ディスク（ＣＤ−Ｒ
ＯＭ）装置６を通じて読出した地図情報から得た地図画
像に対して自律航法制御部１およびＧＰＳ制御部４で判
断された自動車の現在位置Ｐ等をカラー表示するととも
に、併せてＶＩＣＳ情報受信機７で得られた渋滞情報や
駐車場情報等のＶＩＣＳ情報（文字情報（レベル１）、
簡易図形情報（レベル２）および図形情報（レベル
３））を表示する。

【０００５】ここで、表示器５に表示される地図画像
は、図１１のような平面地図方式（２次元方式）の地図
画像Ｇ１と、図１２（高位置視線角度）および図１３
（低位置視線角度）のような鳥瞰地図方式（３次元方
式）の地図画像Ｇ２ａ，Ｇ２とがあり、これらの表示方
式は表示器５の近傍に配置された押し釦（図示せず）の
選択等により切換え可能とされている。そして、これら
の地図画像Ｇ１，Ｇ２ａ，Ｇ２を背景画像として、現在
位置Ｐや進行経路Ｑ等といったナビゲーション情報要素
を重ね合せて表示器５に表示することになる。

【０００６】なお、図１１〜図１３において、符号Ｐは
表示器５内の地図上における自動車の現在位置、符号Ｑ
は自動車の進行経路（ルートガイド）をそれぞれ指し示
している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の平面地図方式ま
たは鳥瞰地図方式のカーナビゲーションシステムでは、
地図上での自動車の位置について把握することが可能で
あるが、運転者が表示器５内の地図画像Ｇ１，Ｇ２ａ，
Ｇ２上に表された現在位置Ｐや進行経路Ｑを認識する
際、この現在位置Ｐや進行経路Ｑを、フロントガラス等
から肉視される現実の景色内の実際位置に置換えて判断
しなければならない。しかしながら、現実の景色は、図
１１〜図１３に示すような道路だけの単純なものでな
く、建造物や樹木等の様々な要素が点在しており、表示
器５内の地図画像Ｇ１，Ｇ２ａ，Ｇ２上のナビゲーショ
ン情報要素Ｐ，Ｑを現実の景色内の情報として一瞬にし
て認識するためには、景色をできるだけリアルに３次元
表示することが望ましい。

【０００８】そこで、鳥瞰地図方式では、交差点等にお
いて３次元地図の尺度を拡大し、道路や建造物を立体的
にカラー表示して地図画像を現実の景色に類似させるこ
とで、運転者の認識を容易にする試みが行われている。

【０００９】しかしながら、光ディスク（ＣＤ−ＲＯ
Ｍ）装置６等の記憶手段は記憶容量に限界があり、全て
の自動車位置について地図画像中の全ての建造物や樹木
等の立体形状を予め記憶しておくことは、光ディスク装
置６の多大な容量を確保するためのコストや処理速度の
点で技術的に解決すべき課題が多く残る。

【００１０】この発明の課題は、比較的簡単な装置を用
いて現在位置Ｐや進行経路Ｑ等のナビゲーション情報を
感覚的に把握しやすいカーナビゲーションシステムを提
供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段は、自動車の進行方向の景色を撮像する撮像手段
と、案内すべき進行経路を導出するための経路計算用地
図情報が格納される格納手段と、自動車の進行経路に関
する情報を少なくとも含むナビゲーション情報要素を、
前記格納手段に格納された前記経路計算用地図情報に対
応付けて生成し且つ画像編集するナビゲーション制御手
段と、前記撮像手段により撮像された実写映像を背景画
像として当該背景画像に前記ナビゲーション情報要素を
重ね合せて画像合成する画像合成手段と、前記画像合成
手段により画像合成された結果の画像を表示する表示器
とを備えることを特徴とするカーナビゲーションシステ
ムである。

【００１２】好ましくは、前記格納手段には、前記経路
計算用地図情報と伴って、あるいはこれとは独立して地
図画像を作成するための描画用地図情報をさらに格納し
ており、ナビゲーション制御手段は、前記描画用地図情
報と前記経路計算用地図情報とに基づいて、あるいは前
記描画用地図情報に基づいて前記地図画面を作成する機
能をさらに有しており、前記カーナビゲーションシステ
ムは、前記撮像手段で撮像された実写映像と前記ナビゲ
ーション制御手段が作成した前記地図画像とのいずれか
を選択する選択手段をさらに備えており、前記画像合成
手段は、前記選択手段で選択された前記実写映像または
前記地図画像を背景画像として当該背景画像に前記ナビ
ゲーション情報要素を重ね合せて画像合成するようにな
っているのがよい。

【００１３】また、好ましくは、前記カーナビゲーショ
ンシステムは、前記選択手段での選択について運転席周
りで操作指示するための操作部をさらに備え、前記ナビ
ゲーション制御手段は前記操作部の指示に基づき前記選
択手段で選択された前記実写映像または前記地図画像に
応じた前記ナビゲーション情報要素を生成して前記画像
合成手段に画像合成させるのがよい。

【００１４】さらに、好ましくは、前記格納手段内の前
記経路計算用地図情報中の所定点に当該所定点の属性を
示すランドマークが記され、前記ナビゲーション制御手
段は、自動車の現在位置が前記格納手段から参照した前
記ランドマークに到達した時点で、前記選択手段での選
択を自動的に実写映像に設定するよう指示する機能を有
せしめられているのがよい。

【００１５】また、好ましくは、前記地図画像は、運転
席からの視線に対応した鳥瞰地図画像であり、且つ前記
地図画像の視線角度および表示縮尺と、前記実写映像の
視線角度および表示縮尺とはそれぞれ同等に設定され、
前記ナビゲーション制御手段は、前記ナビゲーション情
報要素の画像編集を、前記地図画像および前記実写映像
の前記視線角度および前記表示縮尺に対応付けて行うの
がよい。

【００１６】さらに、好ましくは、前記画像合成手段
は、前記撮像手段が撮像した前記実写映像中から走行中
の道路を写した道路映像部を認識し、その道路映像部中
の各部の前記実写映像中における上下方向の高さ位置に
基づいて、自車位置からその道路映像中の前記各部が対
応する前記道路中の各位置までの距離を認識することに
よって、前記実写画像中における前記ナビゲーション情
報要素を重ね合わせるべき合成位置を決定する機能を有
しているのがよい。

【００１７】また、好ましくは、前記画像合成手段は、
前記撮像手段が撮像した前記実写映像中から走行中の道
路を写した道路映像部を認識し、その道路映像部の左右
両側の輪郭部が前記実写映像中でなす角度を検出してそ
の検出角度に基づいて前記道路の道幅を認識し、その認
識した道幅と前記実写映像中における前記道路映像部の
各部の幅との比に基づいて、自車位置からその道路映像
中の前記各部が対応する前記道路中の各位置までの距離
を認識することによって、前記実写画像中における前記
ナビゲーション情報要素を重ね合わせるべき合成位置を
決定する機能を有しているのがよい。

【００１８】さらに、好ましくは、前記撮像手段は、互
いに離間された複数の視点より自動車の進行方向の景色
を撮像するようになっており、前記画像合成手段は、前
記視点の異なる前記複数の実写映像のうちから前記表示
器に表示すべき一つの実写映像を選択する一方、前記各
実写映像中の互いに対応する各部の視差に基づいて、自
車位置から前記一つの実写映像中の前記各部が対応する
前記道路中の各位置までの距離を認識することによっ
て、前記一つの実写画像中における前記ナビゲーション
情報要素を重ね合わせるべき合成位置を決定する機能を
有しているのがよい。

【００１９】

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態のカーナビ
ゲーションシステムは、現在位置や進行経路等のナビゲ
ーション情報要素を感覚的に把握しやすい形で表示する
ため、撮像カメラ（撮像手段）で撮像した実写映像にナ
ビゲーション情報要素を重ねて表示するものである。

【００２０】図１はこの発明の一第１実施形態のカーナ
ビゲーションシステムの構成を示すブロック図である。
このカーナビゲーションシステムは、図１の如く、運転
席周りに配置されるＴＦＴ方式のカラー（ＲＧＢ）液晶
モニターとしての表示器（液晶パネル）５と、この表示
器５に表示すべきナビゲーション情報要素を画像情報と
して生成する主ユニット１２と、自動車のノーズ等の所
定位置に取付けられて自動車の正面方向（進行方向）の
景色を撮像する撮像カメラ１３と、撮像カメラ１３で撮
像された実写映像をＡ／Ｄ変換して表示器５で表示可能
な動画像形式に変換処理する実写映像処理回路１４と、
主ユニット１２内の光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ）装置Ｄ
Ｋ（格納手段）に格納された地図情報から作成された地
図画像Ｇ１，Ｇ２と実写映像処理回路１４からの実写映
像Ｇ３とを選択的に切換えるセレクタ１５（選択手段）
と、このセレクタ１５の切換操作を行う操作部１６と、
セレクタ１５で選択的に切換えられた画像を背景として
この画像に主ユニット１２のナビゲーション情報要素を
重ね合せる画像合成部１７（画像合成手段）と、主ユニ
ット１２のナビゲーション情報要素を音声により案内す
る音声ガイド部１８とを備えている。

【００２１】ここで、光ディスク装置ＤＫに格納されて
いる地図情報は、自車位置や進路経路等の算出を行うた
めの経路計算用地図情報と、表示器５に表示するための
地図画像Ｇ１，Ｇ２を経路計算用地図情報と伴って作成
するための描画用地図情報とを含んでいる。経路計算用
地図情報中の所定点には、その所定点の属性を示すラン
ドマークが記されている。

【００２２】主ユニット１２は、自動車位置の認識誤差
の少ないＧＰＳ航法方式と、無線信号の受信状態に全く
左右されない自律航法方式とを併用しつつ、自動車の現
在位置Ｐおよび進行経路Ｑ等の諸情報を処理するもので
あって、予め地図画像Ｇ１，Ｇ２を作成するための地図
情報が格納された光ディスク装置ＤＫと、地球の高度約
２万ｋｍにおける所定の軌道に複数個配置されたＧＰＳ
衛星から伝送されるＧＰＳ信号をアンテナ２１を通じて
受信するＧＰＳ受信機２２と、このＧＰＳ受信機２２か
ら与えられたＧＰＳ信号の情報に基づいて自動車の現在
位置Ｐおよび進行経路Ｑ等の諸情報を認識するＧＰＳ制
御部２３と、車速センサ２４からの車速パルスおよび地
磁気センサ２５からの地磁気による方角により地図をト
レースする自律航法制御部２６と、光ディスク装置ＤＫ
内の経路計算用地図情報を参照しながらＧＰＳ制御部２
３および自律航法制御部２６からの情報を組合わせてナ
ビゲーション情報要素を画像編集するナビゲーション情
報要素編集部２７とを備えてなる。また、ナビゲーショ
ン情報要素編集部２７は、アンテナ３１を通じて外部の
ＶＩＣＳ情報受信機３２が受信したＦＭ多重放送および
電波ビーコン信号等のＶＩＣＳ情報を上記のナビゲーシ
ョン情報要素に取込んで画像編集する機能を併せて有せ
しめられている。なお、以下の説明においては、現在位
置Ｐや進行経路Ｑ等の狭義のナビゲーション情報要素と
ＶＩＣＳ情報とを併せて「ナビゲーション情報要素」と
称することにする。

【００２３】ここで、主ユニット１２の光ディスク装置
ＤＫ内に格納された地図情報は、２５ｍスケールや１０
ｍスケール等の超精密スケールの「ナビ研Ｓ規格」に対
応したデータである。また、光ディスク装置ＤＫには、
地図上における交差点（分岐点）や鉄道の遮断機等の所
定のポイントについて、その属性を示すランドマーク情
報が併せて格納されている。そして、ナビゲーション情
報要素編集部２７は、自動車の現在位置Ｐが光ディスク
装置ＤＫから参照したランドマークに到達した時点で、
セレクタ１５での選択を自動的に実写映像に設定するよ
う指示する機能を有せしめられている。また、ナビゲー
ション情報要素編集部２７は、自動車の現在位置Ｐに対
応した所定区画の地図情報を光ディスク装置ＤＫから読
出して地図画像Ｇ１，Ｇ２を作成してセレクタ１５に送
信する機能をも有している。

【００２４】なお、ＧＰＳ制御部２３、自律航法制御部
２６およびナビゲーション情報要素編集部２７は、ナビ
ゲーション情報要素を対応する所定区画の地図情報に基
づいて生成し且つ画像編集するナビゲーション制御手段
として機能する。

【００２５】セレクタ１５は、操作部１６での操作に基
づいてナビゲーション情報編集部２７が作成した地図画
像Ｇ１，Ｇ２と実写映像処理回路１４からの実写映像Ｇ
３（図３）とを選択的に切換える機能と、ナビゲーショ
ン情報要素編集部２７からの指示に基づいて自動車が交
差点等のランドマークに到達したときに実写映像処理回
路１４からの実写映像Ｇ３を自動的に選択する機能とを
有している。なお、操作部１６では、表示器５に表示し
たい地図の表示モードとして、例えば「平面地図モー
ド」、「鳥瞰地図モード」および「実写表示モード」を
ボタン操作等により選択的に切換設定できるようになっ
ている。

【００２６】画像合成部１７は、セレクタ１５で選択的
に切換えられた地図画像Ｇ１，Ｇ２または実写映像Ｇ３
を背景動画像として、この背景動画像にナビゲーション
情報要素編集部２７からのナビゲーション情報要素を重
ね合せて最終的な画像信号を生成し、表示器５に送信す
る。

【００２７】音声ガイド部１８は、ナビゲーション情報
要素編集部２７で認識された現在位置Ｐ情報および進行
経路Ｑ情報に基づいて、所定のランドマークに到達した
か、または進行形路上の右折（または左折）ポイント等
に到達した時点で「一旦停止して下さい」または「右折
（または左折）して下さい」等の所定の音声メッセージ
データを読上げるものである。

【００２８】なお、ＧＰＳ制御部２３、自律航法制御部
２６およびナビゲーション情報要素編集部２７は、ＲＯ
ＭおよびＲＡＭ等が接続されたＣＰＵまたはＭＰＵが使
用されており、ＲＯＭ等に予め格納された所定のソフト
ウェアプログラムによって動作する機能要素である。

【００２９】上記構成のカーナビゲーションシステムの
動作を図２のフローチャートに沿って説明する。なお、
表示器５における表示モード設定は、自動初期化によ
り、あるいは前回の運転時の設定モードが残存された状
態の操作部１６の設定により、「平面地図モード」、
「鳥瞰地図モード」および「実写表示モード」のいずれ
かが初期設定されているものとする。

【００３０】まず、ステップＳ０１において、撮像カメ
ラ１３により自動車の正面方向の景色を撮像し、この実
写映像を実写映像処理回路１４へ送信する。実写映像処
理回路１４は撮像カメラ１３で撮像された実写映像をＡ
／Ｄ変換して表示器５で表示可能な図３のような動画像
形式の実写映像Ｇ３に変換処理する。

【００３１】また、自律航法制御部２６は、光ディスク
装置ＤＫ内に予め格納された経路計算用地図情報を参照
しながら、車速センサ２４からの車速パルスおよび地磁
気センサ２５からの地磁気による方角等を認識して地図
トレースを行う。これと同時並行して、ＧＰＳ受信機２
２はＧＰＳ衛星から伝送されるＧＰＳ信号をアンテナ２
１を通じて受信し、このＧＰＳ信号に基づいてＧＰＳ制
御部２３は自動車の現在位置Ｐおよび進行経路Ｑ等の諸
情報を認識する。そして、自律航法制御部２６での地図
トレースの結果、現在位置Ｐ等に誤差が生じたときに、
ＧＰＳ制御部２３で認識された現在位置Ｐに基づいて位
置補正を行いつつ、ナビゲーション情報要素を生成する
（ステップＳ０２）。なお、このナビゲーション情報要
素に加えて、ＶＩＣＳ情報受信機３２で受信したＶＩＣ
Ｓ情報についても併せてナビゲーション情報要素編集部
２７で画像編集が行なわれる。

【００３２】ここで、ナビゲーション情報要素編集部２
７でのナビゲーション情報要素（現在位置Ｐや進行経路
（ここでは、進行経路を示す矢印表示）Ｑ等）の生成動
作においては、操作部１６でのボタン操作による設定が
「平面地図モード」である場合には、この平面地図に対
応したナビゲーション情報要素の画像を生成する（図１
１）一方、「鳥瞰地図モード」または「実写表示モー
ド」である場合には、これに対応した斜視的な画像とし
て例えば図４のようなナビゲーション情報要素の生成を
行う。

【００３３】なお、「鳥瞰地図モード」での鳥瞰地図画
像Ｇ２の視線角度および表示縮尺は、「実写表示モー
ド」での実写映像Ｇ３が表示器５に表示される際の視線
角度および表示縮尺に等しく設定されている。この場合
の鳥瞰地図の縮尺は、例えば２５ｍスケールや１０ｍス
ケール等の超精密スケールの縮尺が望ましい。

【００３４】また、画像合成部１７においてナビゲーシ
ョン情報要素を実写画像Ｇ３上のどの位置に重ね合わせ
るべきかが問題となるが、このように、実写映像Ｇ３が
表示器５に表示される際の視線角度および表示縮尺と、
鳥瞰地図画像Ｇ２の視線角度および表示縮尺とが等しく
設定されているため、表示器５の表示画面上において、
鳥瞰地図画像Ｇ２上に重ね合わせるときの合成位置と同
一の合成位置にてナビゲーション情報要素を実写映像Ｇ
３上に重ね合わせればよいようになっている。

【００３５】また、ステップＳ０２の時点で、進行形路
上の右折（または左折）ポイントに到達した時点など、
必要に応じて「一旦停止して下さい」または「右折（ま
たは左折）して下さい」等の所定の音声メッセージデー
タを読上げる。

【００３６】ここで、ステップＳ０３において、自動車
が走行し、ナビゲーション情報要素編集部２７で認識さ
れた自動車の現在位置Ｐが交差点等の所定のランドマー
クに到達したかどうかを判断し、到達したと判断した場
合には、ステップＳ０４において、セレクタ１５は実写
映像処理回路１４からの実写映像Ｇ３（図３）を自動的
に選択し、この実写映像Ｇ３を背景としてナビゲーショ
ン情報要素編集部２７から与えられたナビゲーション情
報要素（図４）を画像合成部１７により重ねて合成した
後、この合成画像についての画像信号を表示器５に出力
して画面表示される。これにより、交差点や重要な目印
等のランドマークにおいて、実写映像を背景にナビゲー
ション情報要素の確認を行うことができ便利である。

【００３７】また、ステップＳ０３において所定のラン
ドマークに到達していなかった場合でも、ステップＳ０
５において操作部１６のボタン操作等により実写表示モ
ードに切換える旨の指示が入力されたときには、ステッ
プＳ０４において、セレクタ１５は実写映像処理回路１
４からの実写映像Ｇ３（図３）を選択し、この実写映像
Ｇ３を背景としてナビゲーション情報要素編集部２７か
ら与えられたナビゲーション情報要素（図４）を画像合
成部１７により重ねて合成した後、この合成画像につい
ての画像信号を表示器５に出力して画面表示する。

【００３８】一方、ステップＳ０５において実写表示が
指示されないときには、ステップＳ０６において、操作
部１６による操作設定が平面地図モードであるか鳥瞰地
図モードであるかを判断し、平面地図モードである場合
には、ステップＳ０７において、ナビゲーション情報要
素編集部２７は平面地図画像Ｇ１に対応したナビゲーシ
ョン情報要素の画像編集を行い、同時にセレクタ１５は
光ディスク装置ＤＫに格納された平面地図画像Ｇ１を選
択して呼出し、画像合成部１７において平面地図画像Ｇ
１を背景としてナビゲーション情報要素編集部２７から
与えられた平面地図モードの現在位置Ｐや進行経路Ｑ等
のナビゲーション情報要素を重ねて図１１ように合成し
た後、この合成画像についての画像信号を表示器５に出
力して画面表示する。

【００３９】一方、ステップＳ０６において、操作部１
６による操作設定が鳥瞰地図モードである場合には、ス
テップＳ０８において、ナビゲーション情報要素編集部
２７は鳥瞰地図画像Ｇ２に対応した現在位置Ｐや進行経
路Ｑ等のナビゲーション情報要素の画像編集を行う。な
お、このときのナビゲーション情報要素の画像は、実写
映像Ｇ３に対するナビゲーション情報要素と同様のもの
である（図４）。これと同時に、セレクタ１５は光ディ
スク装置ＤＫに格納された鳥瞰地図画像Ｇ２を選択して
呼出し、画像合成部１７において鳥瞰地図画像Ｇ２を背
景としてナビゲーション情報要素編集部２７から与えら
れた鳥瞰地図モードのナビゲーション情報要素を重ねて
図５のように合成した後、この合成画像についての画像
信号を表示器５に出力して画面表示する。

【００４０】以上のステップＳ０１〜Ｓ０８の処理を繰
返すことで、運転者等の希望したときにいつでも、実際
の進行方向を撮像した実写映像Ｇ３の画面にナビゲーシ
ョン情報等を重ね合せて表示させることができ、図１１
〜図１３のようにグラフィックの表示だけに頼っていた
従来例に比べて、運転者等は、自動車の現在位置Ｐや進
行経路Ｑ（目的地進路）等をより感覚的に把握できるよ
うになる。

【００４１】また、実写映像Ｇ３と鳥瞰地図画像Ｇ２の
視線角度および表示縮尺を統一しているので、実写映像
Ｇ３とナビゲーション情報要素Ｐ，Ｑとの合成に際して
縮尺等の演算処理や、合成位置を求めるための処理など
を行わなくても容易に合成でき、処理の効率化を図り得
る。

【００４２】なお、本実施形態における実写映像Ｇ３へ
のナビゲーション情報要素の合成位置の決定方法に係る
変形例として、以下の３つの変形例が考えられる。

【００４３】第１の変形例では、画像合成部１７が、撮
像カメラ１３が撮像した実写映像Ｇ３ａ（図６参照）中
から走行中の道路を写した道路映像部５１を認識し、そ
の道路映像部５１中の各部の実写映像Ｇ３ａ中における
上下方向の高さ位置Ｈに基づいて、自車位置からその道
路映像５１中の前記各部が対応する道路中の各位置まで
の実際の距離を認識することによって、実写画像Ｇ３ａ
中におけるナビゲーション情報要素５３（図７参照）を
重ね合わせるべき合成位置を決定する機能を有してい
る。

【００４４】実写映像Ｇ３ａ中からの道路映像部５１の
認識は、例えば、実写映像Ｇ３ａ中の道路や建造物等の
各映像要素の輪郭抽出を行い、その輪郭抽出された実写
映像Ｇ３ａの中央部を概ね上下方向に延びる道路映像部
５１の左右両側の輪郭部５１ａを検出することによって
行われる。この道路映像部５１の輪郭部５１ａの検出
は、道路映像部５１の左右の両端部を検出することによ
って行ってもよく、あるいは道路の左右両側に設けられ
た白線や黄線の道路上のマークの映像部を検出すること
によって行ってもよい。

【００４５】道路映像部５１中の各部の実写映像Ｇ３ａ
中における高さ位置Ｈと距離と関係については、道路映
像部５１中の各部は、自車位置からその各部が対応する
道路中の各位置までの距離が遠いほど実写映像Ｇ３ａ中
の上方位置に位置するようになっており、この実写映像
Ｇ３上での高さ位置Ｈと実際の距離との関係を画像合成
部１７に予め記憶させておくことによって、道路映像部
５１中の各部が対応する道路中の各位置までの距離が認
識できるようになっている。

【００４６】なお、ナビゲーション情報要素編集部２７
から画像合成部１７へは、ナビゲーション情報要素５３
の表示のための画像情報とともに、ナビゲーション情報
要素５３の合成位置を示す情報として、ナビゲーション
情報要素５３のポイント部５３ａを重ね合わせるべき実
写映像Ｇ３ａ内の部分（合成位置）が対応する景色中の
位置までの自車位置からの距離情報が出力されるように
なっている。

【００４７】ここで、このナビゲーション情報要素５３
は、左折地点およびそれに続く右折地点を示す矢印表示
であり、この場合、ポイント部５３ａは次の（現在地点
から第１回目の）方向転換地点である左折地点を示す部
分に設定されている。ただし、道路の前方を向いた矢印
表示で表される前進を示すナビゲーション情報要素５３
の場合は、道路映像部５１中のいずれかの位置に重ね合
わされればよいので、ポイント部５３ａの設定、および
そのポイント部５３ａの距離情報の画像合成部１７への
出力は、かならずしも行わなくてもよい。

【００４８】そして、ナビゲーション情報要素編集部２
７からナビゲーション情報要素５３の表示のための画像
情報と、ナビゲーション情報要素５３のポイント部５３
ａを重ね合わせるべき合成位置を示す距離情報とが画像
合成部１７に与えられると、そのナビゲーション情報要
素５３のポイント部５３ａが、図７に示されるように、
ナビゲーション情報要素編集部２７から与えられた距離
情報が示す距離に対応する実写映像Ｇ３ａの高さ位置Ｈ
にて道路映像部５１上に重ね合わされるようにして、ナ
ビゲーション情報要素５３が実写映像Ｇ３ａ上に重ね合
わされるようになっている。

【００４９】第２の変形例は、実写映像Ｇ３ａ内におけ
る道路映像部５１中の各部が対応する道路中の各位置ま
での距離の画像合成部１７による認識方法が異なる点を
除いて上述の第１の変形例と同一である。

【００５０】この第２の変形例では、上記のようにして
認識された実写映像Ｇ３ａ中の道路映像部５１の上方に
向けて先細り状に略上下方向に延びる左右両側の輪郭部
５１が実写映像Ｇ３ａ中でなす角度θ（図６参照）を検
出し、その検出角度θに基づいて走行中の道路の道幅を
認識し、その認識した道幅と実写映像Ｇ３ａ中における
道路映像部５１の各部における幅Ｗ（図６参照）との比
に基づいて、自車位置からその道路映像部５１中の各部
が対応する道路中の各位置までの距離が認識されるよう
になっている。

【００５１】さらに詳説すると、道幅が一定の道路を撮
像した場合、その道路の道路映像部５１の両輪郭部５１
ａは、実写映像Ｇ３ａ中でその道路の実際の道幅に対応
した所定の角度θをなすようになっている。そして、こ
の角度θは、実際の道路の道幅が狭くなるほど小さくな
るようになっており、この角度θと道路の道幅との関係
を画像合成部１７に予め記憶させておくことによって、
角度θに基づいて道路の道幅が認識できるようになって
いる。

【００５２】また、このようにして認識した道幅と道路
映像部５１の各部の幅Ｗとの比（道幅を幅Ｗで割り算し
た値）は、その道路映像部５１の各部が対応する道路の
各位置までの距離が大きくなるに比例して大きくなるよ
うになっており、この比と距離との関係を画像合成部１
７に予め記憶させておくことによって、認識した道幅と
道路映像部５１の各部の幅Ｗとの比に基づいて実際の距
離を認識できるようになっている。

【００５３】そして、ナビゲーション情報要素編集部２
７からナビゲーション情報要素５３の表示のための画像
情報と、ナビゲーション情報要素５３のポイント部５３
ａを重ね合わせるべき合成位置を示す距離情報とが画像
合成部１７に与えられると、画像合成部１７が、上述し
たように道路映像部５１の両輪郭部５１ａのなす角度θ
に基づいて道路の道幅を認識し、その認識した道幅と道
路映像部５１の幅Ｗとの比がナビゲーション情報要素編
集部２７から与えられたナビゲーション情報要素５３の
位置情報が示す距離と対応する道路映像部５１上の合成
位置に、ナビゲーション情報要素５３のポイント部５３
ａを重ね合わすようにして画像合成するようになってい
る。

【００５４】図８は第３の変形例に係るカーナビゲーシ
ョンシステムの構成を示すブロック図である。図８にお
いて図１と対応する部分には同一の参照符号を付して説
明を省略する。

【００５５】このナビゲーションシステムでは、互いに
異なる視点から正面方向の景色を撮像するように、自動
車のノーズ等の左右方向に離間された所定位置に取付け
られた２つの撮像カメラ１３ａ，１３ｂが備えられてお
り、画像合成部１７が、これらの２つの撮像カメラ１３
ａ，１３ｂが撮像した２つの実写映像Ｇ３ａの視差に基
づいて、自車位置から実写映像Ｇ３ａ中の各部が対応す
る実際の景色中の各位置までの距離を認識するようにな
っている。なお、ここでは、２つの撮像カメラ１３ａ，
１３ｂを使用するようにしたが、３つ以上の撮像カメラ
を使用するようにしてもよく、あるいは複数の視点にて
撮像を行う単一の複眼撮像カメラを使用してもよい。

【００５６】２つの撮像カメラ１３ａ，１３ｂが撮像し
た２つの実写映像Ｇ３ａの視差に基づく距離の認識方法
としては、各種の周知の方法が考えられるのであるが、
例えば、各実写画像Ｇ３ａ中から互いに対応する映像要
素を抽出し、その抽出した映像要素の各実写映像Ｇ３ａ
中での位置に基づき、各撮像カメラ１３ａ，１３ｂから
前記映像要素が対応する景色中の位置を見たときの視認
方向を求め、その各撮像カメラ１３ａ，１３ｂからの各
視認方向が車両前方で交わる点を所定の演算処理により
導出することにより、前記映像要素が対応する景色中の
位置までの実際の距離および方向を認識する方法があ
る。ここで、この視差による距離の認識には、２つの撮
像カメラ１３ａ，１３ｂの設置位置の位置関係（撮像カ
メラ１３ａ，１３ｂ間の距離等）に関する情報、および
２つの撮像カメラ１３ａ，１３ｂの撮像方向に関する情
報が必要であり、これらは画像合成部１７に予め登録し
ておく必要がある。

【００５７】画像合成部１７は、上述の第１の変形例の
場合と同様して各実写映像Ｇ３ａ中から道路映像部５１
の左右両側の輪郭部５１ａを検出し、その検出した各実
写映像Ｇ３ａ中の各輪郭部５１ａの互いに対応する部分
が対応する道路中の各位置までの実際の距離を所定の時
間間隔で順次認識しており、ナビゲーション情報要素編
集部２７からナビゲーション情報要素５３の表示のため
の画像情報と、ナビゲーション情報要素５３のポイント
部５３ａを重ね合わせるべき合成位置を示す距離情報と
が与えられると、その距離情報が示す距離の道路映像部
５１上の合成位置に、ナビゲーション情報要素５３のポ
イント部５３ａを重ね合わすようにして画像合成するよ
うになっている。

【００５８】また、セレクタ１５によって背景画像に実
写映像Ｇ３ａが選択されているときには、画像合成部１
７は、２つの撮像カメラ１３ａ，１３ｂが撮像した２つ
の実写映像Ｇ３ａのうちいずれか一方、例えば撮像視点
が運転者等の視点に近い方の撮像カメラ１３ａ，１３ｂ
による実写映像Ｇ３ａを選択し、上述の画像合成を施し
た後表示器５に表示させるようになっている。

【００５９】以上のように、第１ないし第３の変形例に
よれば、実写映像Ｇ３ａに基づき、実写映像Ｇ３ａ中、
特に道路映像部５１中の各部分が対応する車両前方の景
色中の各位置との距離を認識することにより実写映像Ｇ
３ａ上におけるナビゲーション情報要素５３の合成位置
を決定するようになっているので、ナビゲーション情報
要素５３の合成位置を正確に決定することができ、正確
な経路案内を行うことができる。

【００６０】なお、上記実施形態および各変形例では、
表示器５の全領域に画像を表示させるフル画像モードの
みについて説明したが、例えば図９のように、表示モー
ドやスケールの異なる２つの画面を並べて表示できるよ
うにしても良い。この場合、操作部１６に「２画面表示
モード」の指示ポタンを用意しておき、この指示ポタン
を押すことでナビゲーション情報要素編集部２７により
２画面表示を行うようにする。これにより、現在位置把
握や進行方向把握の補助機能の質的向上を図ることがで
きる。なお、このときのセレクタ１５での選択は、第１
の分割画面（左側画面）と第２の分割画面（右側画面）
のそれぞれを選択可能にすればよい。そして、実写映像
Ｇ３以外の「平面地図モード」および「鳥瞰地図モー
ド」の側については、スケールを自由に変更できるよう
にすることが望ましい。

【００６１】また、上記実施形態および各変形例では、
ナビゲーション情報要素５３を重ね合わせる背景画像が
実写映像Ｇ３，Ｇ３ａと地図画像Ｇ１，Ｇ２との間で切
替え可能な構成としたが、セレクタ１５等の背景画像切
替えのための操作要素や制御要素を取り除き、ナビゲー
ション情報要素５３を常に実写映像Ｇ３，Ｇ３ａ上に重
ね合わせるようにしてもよい。これによって、地図画像
Ｇ１，Ｇ２を作成するための描画用地図情報を削減する
ことができ、経路案内処理に必要な情報量を大幅に削減
することができる。

【００６２】また、上記実施形態および各変形例では、
表示器５に映像を平面的に表示する液晶モニタ等の通常
の表示手段を用いることを想定しているが、映像、特に
実写映像Ｇ３，Ｇ３ａを３次元的に表示する３次元表示
手段を用いてもよい。このように、３次元表示手段を用
いることにより、実写映像Ｇ３，Ｇ３ａを実際に景色を
見たときの状態に近い状態で３次元表示することがで
き、ナビゲーションのための案内表示の視認性をさらに
向上させることができる。

【００６３】その３次元表示手段の具体例としては、例
えば、液晶表示装置の表示面に上下に延びる複数のスリ
ットが形成されたスリット部材（イメージスプリッタ）
を配設し、スリット部材のスリットにより視認者の右目
と左目とが視認する映像を所定の視差が生じるように分
離表示するようにしたイメージスプリッタ方式３次元デ
ィスプレイを用いることができる。

【００６４】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、実際の
進行方向を撮像した実写映像にナビゲーション情報を重
ね合せて表示するので、グラフィックの表示に頼ってい
た従来例に比べて、運転者等は自動車の現在位置や進行
経路等をより感覚的に把握できるようになる。

【００６５】また、実写映像にナビゲーション情報要素
を重ね合わせて経路案内を行うので、経路案内用の地図
画像を作成するための描画用地図情報を不要とすること
ができ、経路案内処理に必要な情報量を大幅に削減する
ことができる。

【００６６】請求項２に記載の発明によれば、選択手段
で選択された実写映像または地図画像を背景画像として
ナビゲーション情報要素が重ね合わされるようになって
いるので、状況等に応じて背景画像を切替えることがで
き、これによって、柔軟性および利便性の高いカーナビ
ゲーションシステムを提供することができる。

【００６７】請求項３に記載の発明によれば、運転席周
りで操作指示するための操作部をさらに備え、その指示
に基づき選択手段で選択された実写映像または地図画像
に応じたナビゲーション情報要素を生成して画像合成手
段により画像合成しているので、運転者等の希望したと
きにいつでも、実写映像にナビゲーション情報を重ね合
せて表示させることができるとともに、背景画像を実写
画像と地図画像との間で自由に切替えることができ、柔
軟性および利便性のより高いカーナビゲーションシステ
ムを提供することができる。

【００６８】請求項４に記載の発明によれば、格納手段
内の経路計算用地図情報中の所定点に当該所定点の属性
を示すランドマークを記しておき、自動車の現在位置が
ランドマークに到達した時点で、選択手段での選択を自
動的に実写映像に設定するようにしているので、例えば
交差点や重要な目印等のランドマークにおいて、実写映
像を背景としてナビゲーション情報要素の確認を直感的
に行うことができ、便利性が向上する。

【００６９】請求項５に記載の発明によれば、実写映像
と鳥瞰地図画像の視線角度および表示縮尺を統一するこ
とで、実写映像とナビゲーション情報要素との合成に際
して縮尺等の特別の演算処理を行わなくても容易に画像
合成でき、処理の効率化を図り得るという効果がある。

【００７０】請求項６に記載の発明によれば、画像合成
手段が、撮像手段が撮像した実写映像中から走行中の道
路を写した道路映像部を認識し、その道路映像部中の各
部の実写映像中における上下方向の高さ位置に基づい
て、自車位置からその道路映像中の各部が対応する道路
中の各位置までの距離を認識することによって、前記実
写画像中におけるナビゲーション情報要素を重ね合わせ
るべき合成位置を決定するようになっているので、実写
画像中におけるナビゲーション情報要素を重ね合わせる
べき合成位置を正確に決定することができる。

【００７１】請求項７に記載の発明によれば、画像合成
手段が、撮像手段が撮像した実写映像中から走行中の道
路を写した道路映像部を認識し、その道路映像部の前方
に延びる左右両側のる輪郭部が実写映像中でなす角度を
検出してその検出角度に基づいて道路の道幅を認識し、
その認識した道幅と実写映像中における道路映像部の各
部における幅との比に基づいて、自車位置からその道路
映像中の各部が対応する道路中の各位置までの距離を認
識することによって、実写画像中におけるナビゲーショ
ン情報要素を重ね合わせるべき合成位置を決定するよう
になっているので、実写画像中におけるナビゲーション
情報要素を重ね合わせるべき合成位置を正確に決定する
ことができる。

【００７２】請求項８に記載の発明によれば、画像合成
手段が、撮像手段によって撮像された撮像視点の異なる
各実写映像中の互いに対応する各部の視差に基づいて、
自車位置から表示すべき一つの実写映像中の各部が対応
する道路中の各位置までの距離を認識することによっ
て、表示すべき一つの実写画像中におけるナビゲーショ
ン情報要素を重ね合わせるべき合成位置を決定するよう
になっているので、実写画像中におけるナビゲーション
情報要素を重ね合わせるべき合成位置を正確に決定する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態のカーナビゲーションシ
ステムを示すブロック図である。

【図２】この発明の一実施形態のカーナビゲーションシ
ステムの動作を示すフローチャートである。

【図３】画像合成前の実写映像を示す図である。

【図４】斜視的に画像編集されたナビゲーション情報要
素を示す図である。

【図５】図３の実写映像を背景としてナビゲーション情
報要素を画像合成した状態を示す図である。

【図６】画像合成前の実写映像を示す図である。

【図７】図６の実写映像を背景としてナビゲーション情
報要素を画像合成した状態を示す図である。

【図８】図１のカーナビゲーションシステムの第３の変
形例を示すブロック図である。

【図９】変形例において２画面モードにして実写映像を
背景にしたナビゲーション情報要素と平面地図を背景に
したナビゲーション情報要素の両方を表示した状態を示
す図である。

【図１０】従来例のカーナビゲーションシステムを示す
ブロック図である。

【図１１】平面地図モードの表示を示す図である。

【図１２】鳥瞰地図モードの表示を示す図である。

【図１３】鳥瞰地図モードの表示を示す図である。

【符号の説明】

５ 表示器 １２ 主ユニット １３，１３ａ，１３ｂ 撮像カメラ １４ 実写映像処理回路 １５ セレクタ １６ 操作部 １７ 画像合成部 １８ 音声ガイド部 ２１ アンテナ ２２ ＧＰＳ受信機 ２３ ＧＰＳ制御部 ２４ 車速センサ ２５ 地磁気センサ ２６ 自律航法制御部 ２７ ナビゲーション情報要素編集部 ３１ アンテナ ３２ ＶＩＣＳ情報受信機 ＤＫ 光ディスク装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川合 学 愛知県名古屋市南区菊住１丁目７番10号 株式会社ハーネス総合技術研究所内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動車の進行方向の景色を撮像する撮像
   手段と、 案内すべき進行経路を導出するための経路計算用地図情
   報が格納される格納手段と、 自動車の進行経路に関する情報を少なくとも含むナビゲ
   ーション情報要素を、前記格納手段に格納された前記経
   路計算用地図情報に対応付けて生成し且つ画像編集する
   ナビゲーション制御手段と、 前記撮像手段により撮像された実写映像を背景画像とし
   て当該背景画像に前記ナビゲーション情報要素を重ね合
   せて画像合成する画像合成手段と、 前記画像合成手段により画像合成された結果の画像を表
   示する表示器とを備えることを特徴とするカーナビゲー
   ションシステム。
2. 【請求項２】 前記格納手段には、前記経路計算用地図
   情報と伴って、あるいはこれとは独立して地図画像を作
   成するための描画用地図情報をさらに格納しており、 ナビゲーション制御手段は、前記描画用地図情報と前記
   経路計算用地図情報とに基づいて、あるいは前記描画用
   地図情報に基づいて前記地図画面を作成する機能をさら
   に有しており、 前記カーナビゲーションシステムは、前記撮像手段で撮
   像された実写映像と前記ナビゲーション制御手段が作成
   した前記地図画像とのいずれかを選択する選択手段をさ
   らに備えており、 前記画像合成手段は、前記選択手段で選択された前記実
   写映像または前記地図画像を背景画像として当該背景画
   像に前記ナビゲーション情報要素を重ね合せて画像合成
   するようになっていることを特徴とする請求項１に記載
   のカーナビゲーションシステム。
3. 【請求項３】 前記カーナビゲーションシステムは、前
   記選択手段での選択について運転席周りで操作指示する
   ための操作部をさらに備え、 前記ナビゲーション制御手段は前記操作部の指示に基づ
   き前記選択手段で選択された前記実写映像または前記地
   図画像に応じた前記ナビゲーション情報要素を生成して
   前記画像合成手段に画像合成させることを特徴とする請
   求項１または２に記載のカーナビゲーションシステム。
4. 【請求項４】 前記格納手段内の前記経路計算用地図情
   報中の所定点に当該所定点の属性を示すランドマークが
   記され、 前記ナビゲーション制御手段は、自動車の現在位置が前
   記格納手段から参照した前記ランドマークに到達した時
   点で、前記選択手段での選択を自動的に実写映像に設定
   するよう指示する機能を有せしめられたことを特徴とす
   る請求項２または３に記載のカーナビゲーションシステ
   ム。
5. 【請求項５】 前記地図画像は、運転席からの視線に対
   応した鳥瞰地図画像であり、且つ前記地図画像の視線角
   度および表示縮尺と、前記実写映像の視線角度および表
   示縮尺とはそれぞれ同等に設定され、 前記ナビゲーション制御手段は、前記ナビゲーション情
   報要素の画像編集を、前記地図画像および前記実写映像
   の前記視線角度および前記表示縮尺に対応付けて行うこ
   とを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載のカ
   ーナビゲーションシステム。
6. 【請求項６】 前記画像合成手段は、前記撮像手段が撮
   像した前記実写映像中から走行中の道路を写した道路映
   像部を認識し、その道路映像部中の各部の前記実写映像
   中における上下方向の高さ位置に基づいて、自車位置か
   らその道路映像中の前記各部が対応する前記道路中の各
   位置までの距離を認識することによって、前記実写画像
   中における前記ナビゲーション情報要素を重ね合わせる
   べき合成位置を決定する機能を有していることを特徴と
   する請求項１ないし５のいずれかに記載のカーナビゲー
   ションシステム。
7. 【請求項７】 前記画像合成手段は、前記撮像手段が撮
   像した前記実写映像中から走行中の道路を写した道路映
   像部を認識し、その道路映像部の左右両側の輪郭部が前
   記実写映像中でなす角度を検出してその検出角度に基づ
   いて前記道路の道幅を認識し、その認識した道幅と前記
   実写映像中における前記道路映像部の各部の幅との比に
   基づいて、自車位置からその道路映像中の前記各部が対
   応する前記道路中の各位置までの距離を認識することに
   よって、前記実写画像中における前記ナビゲーション情
   報要素を重ね合わせるべき合成位置を決定する機能を有
   していることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか
   に記載のカーナビゲーションシステム。
8. 【請求項８】 前記撮像手段は、互いに離間された複数
   の視点より自動車の進行方向の景色を撮像するようにな
   っており、 前記画像合成手段は、前記視点の異なる前記複数の実写
   映像のうちから前記表示器に表示すべき一つの実写映像
   を選択する一方、前記各実写映像中の互いに対応する各
   部の視差に基づいて、自車位置から前記一つの実写映像
   中の前記各部が対応する前記道路中の各位置までの距離
   を認識することによって、前記一つの実写画像中におけ
   る前記ナビゲーション情報要素を重ね合わせるべき合成
   位置を決定する機能を有していることを特徴とする請求
   項１ないし５のいずれかに記載のカーナビゲーションシ
   ステム。