JP4935145B2 - カーナビゲーション装置 - Google Patents

Description

本発明は、経路案内機能を備えたカーナビゲーション装置に関する。

一般的なカーナビゲーション装置は、自車両の出発地（例えば現在地）から目的地までの誘導経路を検索し、検索した誘導経路を表示器で表示中の道路地図画面上に表示すると共に、誘導経路に沿って走行中の自車両が交差点のような案内ポイントに差し掛かる際に、進むべき方向（左折、右折など）を道路地図画面上に表示し、これと同時に音声案内によって進むべき方向を報知するという経路案内動作を行うようになっている。このようなカーナビゲーション装置では、自車両の現在位置と上記案内ポイントとの関係を、車両運転者側で判断しなければならないが、その案内ポイントに目印がない場合には、その判断を間違う可能性が大きくなる。そこで、近年では、案内ポイントの目印となるランドマーク（コンビニエンスストアなどの店舗、郵便局などの公共施設、その他の施設など）の存在を音声案内によるメッセージ中に含ませることにより、車両運転者側での案内ポイントの判断をサポートするようにしたカーナビゲーション装置が提供されている（例えば特許文献１参照）。また、自車両が案内ポイントに差し掛かったときに、その案内ポイントを車両側の視点から見た状態のリアル画像（例えば、実際に撮影した建物などの写真画像或いはＣＧ画像）を表示器に３次元表示（実際には、道路地図画面とリアル画像とを２画面表示する場合が多い）することにより、車両運転者側での案内ポイントの判断をサポートするようにしたカーナビゲーション装置が提供されている（例えば特許文献２参照）。
特開２００１−３２４３４８号公報 特開２００１−７４４７７号公報

ランドマークを案内ポイントの目印とした音声案内を行うカーナビゲーション装置の場合、そのランドマークが長期間継続的に存在するとは限らないという事情（店舗の閉鎖や名称変更など）があるため、現状にそぐわない不正確な音声案内が実施されることがあり、これにより車両運転者が戸惑ったり或いは誤った経路を走行したりする問題点が出てくる。このような事情に対処するためには、地図データのバージョンアップを行えば良いが、このようなバージョンアップを頻繁に行うことは、実際には難しいものであり、結果的に上記のような問題点が発生することが避けられない。

また、案内ポイントに係るリアル画像を３次元表示する構成のカーナビゲーション装置では、自車両が案内ポイントに差し掛かったときに、その案内ポイントと自車両の現在位置との関係を、表示器に表示された情報量が多い状態のリアル画像と車両運転者が実際に認識する前方の景色とを比較しながら同定する必要があるが、このような情報量が多い画像に基づいた同定を短時間で行うためには、個人差もあるがある程度の時間を要することになり、車両運転者の負担がいたずらに増加するという問題点がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、経路案内による案内ポイントと自車両の現在位置との関係を、表示手段による表示内容に基づいて正確且つ容易に認識可能となるカーナビゲーション装置を提供することにある。

請求項１記載の手段によれば、設定された誘導経路に沿った経路案内動作が実行されている期間中には、撮像手段が、少なくとも当該経路案内動作による案内ポイントの手前側位置から自車両前方を撮影するようになる。また、画像解析手段が、撮像手段により撮影された車両前方画像中から、文字情報を含む路上設置物（例えば、交差点の信号機などに設置された交差点名標識（交差点名表示板）など）のうち前記地図情報に基づいて設置位置を特定可能な路上設置物の画像、つまり案内ポイントの目印となる画像を抽出して解析することにより、当該文字情報を抽出するようになる。さらに、表示制御手段が、画像解析手段により抽出された文字情報と前記誘導経路に沿った地図情報との比較により前記路上設置物の位置を特定すると共に、特定された路上設置物の位置が前記経路案内動作による案内ポイントと合致するか否かを判定し、合致する場合には、その路上設置物の画像を前記表示手段で鳥瞰形式の三次元画面として表示中の道路地図画面上における実際の位置関係通りの位置に強調した形態で表示するようになる。このため、車両運転者側では、自車両が案内ポイントに差し掛かった際に、道路地図画面上に強調表示された路上設置物の画像と、前方の景色中の実際の路上設置物との位置関係を容易且つ的確に同定できるようになり、結果的に、経路案内による案内ポイントと自車両の現在位置との関係を、表示手段に表示された道路地図画面上で正確且つ容易に認識可能になるものである。

また、案内ポイントの目印となる路上設置物の画像を表示手段の道路地図画面上における実際の位置関係通りの位置に表示困難な場合（路上設置物の位置が表示中の道路地図画面外になってしまう場合）であっても、その路上設置物の画像が、道路地図画面上の別の位置に、当該路上設置物の位置を認識可能な補助表示要素と共に表示されるから、経路案内による案内ポイントと自車両の現在位置との関係を、道路地図画面上で正確且つ容易に認識可能になる。

請求項３記載の手段によれば、例えば日本国内において、路上設置物に係る文字情報（漢字など）を読めない外国人が車両を運転する場合であっても、当該文字情報が予め指定された異なる言語（例えば、英語或いは当該外国人の母国語）に係る文字情報に変換した状態で道路地図画面上に表示されるから、その車両運転を効果的に支援できるようになる。

（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１実施例について図１〜図４を参照しながら説明する。
図１には、カーナビゲーション装置１の基本的な構成例が機能ブロックの組み合わせにより概略的に示されている。この図１において、カーナビゲーション装置１は、ナビゲーション動作を制御する機能を有した制御回路２（地図情報取得手段、表示制御手段に相当）を主体に構成されている。

ＧＰＳ受信装置３（位置検出手段に相当）は、ＧＰＳ用人工衛星からの信号を受信し、受信したＧＰＳ信号を自車両の現在位置を示す測位情報（車両現在位置情報に相当）として制御回路２に与える。車速計測手段４は、自車両の速度を示す車速信号を制御回路２に与える。ジャイロセンサ５は、自車両に作用するヨーレートを検出して制御回路２に与える。

地図データベース６は、制御回路２からアクセス可能に設けられており、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ或いはＨＤＤ、不揮発性の半導体メモリなどのような大容量の情報記録媒体を利用して構成されたものであり、２次元及び３次元地図表示のための地図描画用データ、マップマッチングや経路探索、経路誘導などの種々の処理に必要な道路データ、交差点の詳細データ（交差点名などを含む）から成る交差点データ、背景レイヤのための背景データ、地名などを表示するための地名データの他に、施設名称を例えば５０音順に並べた施設名称データベース、電話番号と施設の対応を示す電話番号データベースなど、多様な地図データが記憶されている。

表示器７（表示手段に相当）は、道路地図画面などを表示するための例えばカラー液晶ディスプレイを含んで構成されており、車両の運転席近傍に設置される。この表示器７の画面には、通常時において縮尺を複数段階に変更可能な道路地図画面が表示されると共に、その表示に重ね合わせて、車両の現在位置及び進行方向を示すポインタが表示されるようになっている。また、周知のダイクストラ法を用いて行われる目的地までの経路計算結果に基づいた経路案内機能の実行時には、道路地図に重ね合わせた状態で進むべき誘導経路が表示されるようになっている。さらに、ユーザ（一般的には車両運転者）による目的地などの検索及び入力のための各種のメニュー画面及び入力画面、並びに各種のメッセージ・インフォメーションやヘルプ画面なども表示されるようになっている。

操作部８は、表示器７の周辺に配置されたメカニカルスイッチや当該表示器７のディスプレイ上に形成されたタッチパネルスイッチなどから成り、その操作に応じて、カーナビゲーション装置１に係る各種機能（例えば、地図縮尺変更、メニュー表示選択、目的地設定、経路探索、経路案内開始、現在位置修正、表示画面変更、音量調整など）の実行を指示する種々の操作コマンドを発生して制御回路２に与える構成となっている。

音声コントローラ９は、音声合成回路及びアンプなどを含んで構成されたもので、制御回路２からの音声情報（経路案内のためのメッセージや画面操作に係るガイダンスなど）をスピーカ９ａから出力する。尚、スピーカ９ａは、車載オーディオ装置の多チャンネルスピーカの１チャンネルを利用して構成することも可能である。

カメラ１０（撮像手段に相当）は、車両前方の景色を撮影するために設けられたもので、撮影した車両前方の画像データを画像処理部１１（画像解析手段に相当）に与えるようになっている。尚、カメラ１０は、経路案内動作の実行中に継続的に撮影動作を行うように構成しても良いが、画像処理部１１の負担を軽減するために、必要な期間（例えば、自車両が案内ポイントの手前に設定された所定位置に到達した時点から当該案内ポイントを通過するまでの期間）だけ撮影動作を実行する構成としても良い。また、カメラ１０は、夜間での撮影も可能な構成とすることが望ましい。

上記画像処理部１１は、カメラ１０からの画像データにより示される車両前方画像中に、交差点名を文字情報により表示するために当該交差点の信号機などに設置された交差点名標識（路上設置物に相当）、つまり、設置位置を上記文字情報（交差点名）と前記地図データベース６中の地図情報との比較に基づいて特定可能な交差点名標識の画像が含まれているか否かを判断し、含まれていた場合には、その交差点名標識の画像を解析して、常時されている文字情報を抽出し、制御回路２に与える。

制御回路２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインタフェース及びこれらを接続するバスラインなど（何れも図示せず）を備えたマイクロコンピュータにより構成されている。これらのうち、ＲＯＭには、カーナビゲーション用のプログラムなどが格納され、ＲＡＭにはプログラム実行時の処理データの他に地図データベース６から取得した道路地図データや画像処理部１１からの文字情報などが一時的に格納される。

制御回路２は、操作部８を通じて入力された操作コマンドに基づいて、周知の地図表示機能、経路計算機能、経路案内機能、電話番号検索機能、郵便番号検索機能、マップコード（登録商標）のような固有コードを利用した検索機能、５０音検索機能、ジャンル別検索機能、最寄り施設検索機能、目的地登録機能、地点登録機能など、多種多様な支援機能に係る処理を実行するように構成されているが、本発明の要旨に直接的に関係した機能として、案内ポイントでの交差点名標識強調表示機能が設定されている。

そこで、以下においては、この交差点名標識強調表示機能について図２及び図３を参照しながら説明する。
図２のフローチャートには、制御回路２による制御内容の要部が、画像処理部１１での制御内容も含めた状態で示されている。この図２において、画像処理部１１は、カメラ１０が撮影した車両前方画像全体の解析処理を実行し（ステップＡ１）、その車両前方画像中に、設置位置を地図データベース６中の地図情報との比較に基づいて特定可能な交差点名標識の画像が含まれているか否かを判断する（ステップＡ２）。車両前方画像中に交差点名標識の画像が含まれていない場合には、制御回路２に設定されたカーナビゲーションのためのナビゲーション処理ステップＡ７を実行した後に初期状態へリターンするが、含まれていた場合には、その画像を解析することにより、交差点名標識中の文字情報、つまり交差点名称を抽出して制御回路２へ出力する（ステップＡ３）。

制御回路２は、入力された交差点名称と誘導経路に沿った地図情報との比較により前記交差点名標識の位置を特定し（ステップＡ４）、特定した交差点名標識の位置が経路案内動作による案内ポイントに合致するか否かを判断する（ステップＡ５）。交差点名標識の位置が案内ポイントと合致しない場合には、ナビゲーション処理ステップＡ７を実行した後に初期状態へリターンするが、合致する場合には、その交差点名標識の画像（カメラ１０による撮影画像、交差点名標識を模して作成したＣＧ画像の何れでも良い）を表示器７で表示中の道路地図画面上における実際の位置関係通りの位置に強調した形態で表示し（ステップＡ６）、この後に、ナビゲーション処理ステップＡ７を経てリターンする。

図３には、このような表示器７での表示例が模式的に示されている。この図３において、例えば鳥瞰形式の三次元画面として表示された道路地図画面ａ中には、誘導経路ｂが所定色にて表示されると共に、交差点名標識ｃが、実際の位置関係通りの位置に強調表示される（強調表示の形態は、例えばフラッシュ表示が考えられる）。

尚、ステップＡ６において、交差点名標識の画像を、表示器７に表示された道路地図画面ａ中における実際の位置関係通りの位置に表示困難な状態にあった場合には、図４に示す模式的な表示例のように、交差点名標識ｃの画像を、道路地図画面ａ上の別の位置に、当該交差点名標識ｃの位置を認識可能な補助表示要素ｄ（例えば、吹き出し部）と共に強調表示する処理が行われる。

要するに、上記した本実施例の構成によれば、カーナビゲーション装置１において、設定された誘導経路に沿った経路案内動作を実行している期間には、カメラ１０が、少なくとも当該経路案内動作による案内ポイントの手前側の所定位置から自車両前方を撮影するようになり、また、画像処理部１１が、カメラ１０により撮影された車両前方画像中に、交差点名標識（交差点名を示す文字情報が表示された標識）の画像、つまり案内ポイントの目印となる画像が含まれているか否かを判断し、含まれていた場合には、当該交差点名標識の画像を解析して文字情報（交差点名）を抽出し、その抽出結果を制御回路２に与えるようになる。これに応じて、制御回路２が、与えられた文字情報により示される交差点名と前記誘導経路に沿った地図情報との比較により、当該文字情報に係る交差点名標識の位置を特定すると共に、特定された交差点名標識の位置が経路案内動作による案内ポイントと合致するか否かを判定し、合致する場合には、その交差点名標の画像を表示器７で表示中の道路地図画面上における実際の位置関係通りの位置に強調した形態で表示するようになる。このため、車両運転者側では、自車両が案内ポイントに差し掛かった際に、道路地図画面上に強調表示された交差点名標識の画像と、前方の景色中の実際の交差点名標識との位置関係を容易且つ的確に同定できるようになり、結果的に、経路案内による案内ポイントと自車両の現在位置との関係を、表示器７に表示された道路地図画面上で正確且つ容易に認識可能になるものである。

また、案内ポイントの目印となる交差点名標識の画像を、表示器７で表示中の道路地図画面上における実際の位置関係通りの位置に表示困難な場合（交差点名標識の位置が表示中の道路地図画面外になってしまう場合）であっても、その交差点名標識の画像が、道路地図画面上の別の位置に、当該交差点名標識の位置を認識可能な補助表示要素（本実施例では、図４に符号ｄを付して示す吹き出し部）と共に表示されるから、経路案内による案内ポイントと自車両の現在位置との関係を、道路地図画面上で正確且つ容易に認識可能になる。

（第２の実施の形態）
図５〜図７には本発明の第２実施例が示されており、以下これについて前記第１実施例と異なる部分のみ説明する。
本実施例において、制御回路２により制御される表示手段として設けられたディスプレイユニット１２は、画像生成用の表示モジュール（例えばカラー液晶パネル及び光源ユニットの組み合わせモジュール）、反射ミラーなどをユニット化した周知のヘッドアップディスプレイより成るもので、例えば、車両のダッシュボードにおける運転席対応位置に配置され、入力された画像情報（道路地図画面情報、及び後述するガイドライン情報など）を運転席前方のフロントガラスに投影することにより、当該画像情報に応じた画像をフロントガラス越しに虚像として表示する動作を行う構成となっている。

尚、表示手段として、上記のような虚像表示を行うヘッドアップディスプレイに代えて、フロントガラスに貼り付けた透過型ＥＬ素子或いは他の透過型表示素子や、フロントガラスに画像を投影するフロントガラスプロジェクタを用いることも可能である。

本実施例において追加された視点検出装置１３（視点検出手段に相当）は、車両運転者の視点位置を検出するために設けられたもので、具体的に図示しないが、例えば、車両運転者の顔部に向けて赤外光を投光する投光手段、車両運転者の顔部での反射赤外光を映像信号に変換する撮影手段、その映像信号に基づいて二値化処理や特徴点抽出処理などを行うことによって車両運転者の顔部の画像を抽出する画像処理手段、抽出された画像に基づいて車両運転者の視線方向及び３次元的な視点位置を検出する演算手段を備えた構成となっており、検出した視点位置情報をシステム制御回路２に与える構成となっている。

図６のフローチャートには、制御回路２による制御内容の要部が、画像処理部１１での制御内容も含めた状態で示されている。この図６において、画像処理部１１は、前記第１実施例と同様のステップＡ１〜Ａ３を実行し、制御回路２は、同じくステップＡ４、Ａ５を実行する。制御回路２は、ステップＡ５において「ＹＥＳ」と判断した場合、つまり、ステップＡ４で特定した交差点名標識の位置が案内ポイントと合致する場合には、視点検出装置１３から視点位置情報を取得する（ステップＡ８）。次いで、制御回路２は、上記交差点名標識を車両運転者がフロントガラス越しに見たときの位置（取得した視点位置情報により示される車両運転者の視点位置からフロントガラス越しに見たときの位置）を報知するためのガイドライン情報（画像情報）を作成してディスプレイユニット１２へ出力し（ステップＡ９）、この後に、ナビゲーション処理ステップＡ７を経てリターンする。

上記ガイドライン情報が入力されたディスプレイユニット１２は、例えば図７のような表示を行う。この図７は、車両運転席の周辺を運転者の視線から見た状態で簡略的に示すものであり、同図では、フロントガラス１４、ステアリングホイール１５、実際の交差点名標識１６などと共に、ガイドライン情報に基づいてフロントガラス１４越しに表示されたガイドライン１７が示されている。この場合、ガイドライン１７は、例えば、交差点名標識１６の位置を指し示す矢印マークとして表示されるものであるが、実用上においては、強調表示（例えばフラッシュ表示、或いは点線状の矢印マークが交差点名標識１６へ向かって流れるフロー表示）を行うことが望ましい。

このように構成した本実施例によれば、車両運転者側では、自車両が案内ポイントに差し掛かった際に、その案内ポイントの目印となる交差点名標識の位置を、図７に示すようにフロントガラス１４越しに表示されたガイドライン１７により容易に把握できるようになり、結果的に、経路案内による案内ポイントと自車両の現在位置との関係を、ディスプレイユニット１２による表示内容に基づいて正確且つ容易に認識可能になるものである。また、ディスプレイユニット１２により、道路地図画面を車両のフロントガラスまたはフロントガラス越しに表示した場合には、車両運転者の目線移動量を低減できるようになり、安全運転上有益になる。

（その他の実施の形態）
本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、例えば以下のような変形または拡張が可能である。
カメラ１０により撮影された車両前方画像中から抽出する路上設置物の例としては、上記した各実施例のような交差点名標識に限らないものであり、例えば、交差点の所定距離手前の位置などに設置された道路案内標識、交差点の目印となり得る店舗のロゴマーク入り看板などであっても良く、特に、ロゴマーク入り看板の場合には、そのロゴマークを画像処理部１１において形象情報として抽出することになり、また、制御回路２では、そのように抽出された形象情報と誘導経路に沿った地図情報との比較により当該ロゴマーク入り看板の位置を特定することになる。

第１実施例において、路上設置物が文字情報を含むものであった場合には、制御回路２において、当該文字情報を予め指定された異なる言語に係る文字情報に変換し、表示器７に表示中の道路地図画面上に強調表示可能な構成としても良い。このような構成によれば、例えば日本国内において、交差点名標識や道路案内標識のような路上設置物に係る文字情報（漢字など）を読めない外国人が車両を運転する場合であっても、当該文字情報が予め指定された異なる言語（例えば、英語、当該外国人の母国語）に係る文字情報に変換した状態で道路地図画面上に強調表示できるから、その車両運転を効果的に支援できるようになる。

地図データベースは、車両側に搭載する必要はなく、車両と無線によるデータ通信が可能なサービスセンタ側に地図データベースを構築し、この地図データベースから必要な地図情報を無線通信によりダウンロードする構成としても良い。

本発明の第１実施例の基本構成を示す機能ブロック図 画像処理部での処理内容及び制御回路による制御内容を示すフローチャート 道路地図画面の表示例を示す模式的に示す図（その１） 道路地図画面の表示例を示す模式的に示す図（その２） 本発明の第２実施例を示す図１相当図 図２相当図 ディスプレイユニットによる表示例を説明するための図

符号の説明

１はカーナビゲーション装置、２は制御回路（地図情報取得手段、表示制御手段）、３はＧＰＳ受信装置（位置検出手段）、６は地図データベース、７は表示器（表示手段）、１０はカメラ（撮像手段）、１１は画像処理部（画像解析手段）、１２はディスプレイユニット（表示手段）、１３は視点検出装置（視点検出手段）、１４はフロントガラス、１６は交差点名標識（路上設置物）、１７はガイドラインを示す。

Claims (3)

1. 車両現在位置情報を出力する位置検出手段と、地図データベースから地図情報を取得する地図情報取得手段とを備え、予め設定された誘導経路に沿った経路案内動作を、前記車両現在位置情報及び地図情報を参照しながら実行するカーナビゲーション装置において、
   前記地図情報に基づいた道路地図画面を鳥瞰形式の三次元画面として表示する表示手段と、
   前記経路案内動作の実行中に少なくとも当該経路案内動作による案内ポイントの手前側位置から自車両前方を撮影する撮像手段と、
   この撮像手段により撮影された車両前方画像中から、文字情報を含む路上設置物のうち前記地図情報に基づいて設置位置を特定可能な路上設置物の画像を抽出して解析することにより、当該文字情報を抽出する画像解析手段と、
   この画像解析手段により抽出された文字情報と前記誘導経路に沿った地図情報との比較により前記路上設置物の位置を特定すると共に、特定された路上設置物の位置が前記経路案内動作による案内ポイントと合致するか否かを判定し、合致する場合に当該路上設置物の画像を前記表示手段で表示中の道路地図画面上における実際の位置関係通りの位置に強調した形態で表示し、前記路上設置物の画像を前記表示手段の道路地図画面上における実際の位置関係通りの位置に表示困難な場合には、その路上設置物の画像を、道路地図画面上の別の位置に、当該路上設置物の位置を認識可能な補助表示要素と共に表示する表示制御手段と、
   を備えたことを特徴とするカーナビゲーション装置。
2. 前記表示困難な場合は、前記路上設置物の画像の実際の位置関係通りの位置が前記表示手段で表示中の道路地図画面外になる場合であることを特徴とする請求項１記載のカーナビゲーション装置。
3. 前記表示制御手段は、前記路上設置物が含む文字情報を予め指定された異なる言語に係る文字情報に変換した状態で前記道路地図画面上に表示する機能を備えていることを特徴とする請求項１または２記載のカーナビゲーション装置。

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