JPH10281795A - 車両用案内表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両用案内表示装置において、車線変更が必
要な場合に車線変更を促す矢印図形を前方画像に重畳表
示する。 【解決手段】 車載カメラ２０で得られた前方道路画像
は制御部１６に供給される。制御部１６は、前方道路画
像をディスプレイ１８に表示するとともに、案内矢印図
形を前方道路画像に重畳表示する。自車の走行レーンが
案内方向と一致しない場合、制御部１６は車線変更を促
す矢印を重畳表示する。車線変更を促す矢印は、地図デ
ータベース１２に記憶された前方道路形状のノードデー
タに基づき作成される。車線変更が完了すると、通常の
分岐点での案内矢印図形を表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両用案内表示装
置、特に車両前方の道路画像に車両の進路を示す矢印等
の案内図形を重畳して表示する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車載カメラで撮影した車両前
方の道路画像を車載ディスプレイに表示するとともに、
その画像に別途作成した案内矢印を重畳表示して運転者
を誘導するシステムが提案されている。

【０００３】例えば、特開平７−６３５７２号公報に
は、車載カメラで撮影した車両前方の風景画像に右左折
の矢印表示を重畳して経路の進行方向を案内するナビゲ
ーション装置が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、案内対
象分岐点手前の道路において、分岐方向が拘束された複
数の車線が存在し、自車が例えば直進しかできない車線
を走行している場合に左折の矢印図形を表示すると、運
転者に混乱を与えることになる。従って、このような場
合には、まず左折できる車線に車線変更を促す表示を行
う必要がある。また、単に右左折案内と同様な車線変更
表示を行っても、従来技術と同じように分岐点上に固定
されたノードを用いて車線変更を促す矢印を作成すると
自車位置の移動に伴って画面上において車線変更表示が
移動（接近）してしまい、車線変更が完了する前に表示
が消えてしまう等運転者に違和感を与える問題もある。

【０００５】本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑
みなされたものであり、その目的は、車線変更表示を確
実に表示して運転者を円滑に誘導することが可能な車両
用案内表示装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明は、車両前方の道路画像と案内図形を重
畳して表示する車両用案内表示装置であって、車両の現
在位置を検出する位置検出手段と、車線変更の必要性を
判定する判定手段と、車線変更が必要と判定された場合
に、検出された現在位置前方の道路形状データに基づい
て車線変更を示す案内図形を作成する演算手段と、車線
変更が完了するまで車両前方の道路画像に前記案内図形
を重畳表示する表示手段とを有することを特徴とする。
このように、車線変更を促す案内図形を車線変更が完了
するまで表示することで、ユーザ（運転者）に車線変更
の必要性を確実に知らせ、後の分岐点での案内を円滑に
行うことが可能となる。

【０００７】また、第２の発明は、第１の発明におい
て、前記演算手段は、自車が走行している車線のノード
データと自車が車線変更して走行すべき車線のノードデ
ータに基づいて前記案内図形を作成することを特徴とす
る。自車走行中の車線のノードデータと走行すべき車線
のノードデータを用いることで、ユーザに分かりやすい
車線変更用の案内図形を作成することができる。

【０００８】また、第３の発明は、第２の発明におい
て、自車が走行している車線のノードを通過するまでは
直前の案内図形を自車の移動量だけ平行移動させて作成
することを特徴とする。自車の移動量だけ平行移動させ
て作成することで、画面上で案内図形を静止させること
ができ、ユーザに違和感のない表示が可能となる。

【０００９】また、第４の発明は、第２の発明におい
て、前記演算手段は、自車が車線変更中には検出された
現在位置に基づいて前記ノードデータを変化させること
により前記案内図形を作成することを特徴とする。これ
により、車線変更中であっても車線変更用の案内図形を
動的に表示することができ、その視覚的効果により装置
の信頼性を向上させることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態について説明する。

【００１１】＜第１実施形態＞図１には、本実施形態の
構成ブロック図が示されている。本実施形態の構成は、
いわゆるナビゲーションシステムの構成とほぼ同様であ
る。すなわち、自車位置検出手段１０、記憶手段として
の地図データベース１２、操作入力部１４、演算手段及
び表示制御手段としての制御部１６、ディスプレイ１８
が設けられ、さらにＣＣＤカメラ等の車載カメラ２０、
案内音声を作成して出力する音声合成部２２を備えてい
る。自車位置検出手段１０としては、ＤＧＰＳやＧＰＳ
（絶対位置検出によるもの）と、初期位置が既知の状態
で車速センサやヨーレートセンサにより移動量を算出す
る相対位置検出によるものとがある。地図データベース
１２には道路データ及び関連する施設データが格納され
ている。操作入力部１４は目的地等を入力するもので、
ディスプレイ１８近傍に配置されたボタンやディスプレ
イ１８に表示されたタッチスイッチ等で構成される。制
御部１６はマイクロコンピュータで構成され、通常のナ
ビゲーション機能を実行するとともに、車載カメラ２０
から送られた車両前方の道路画像をディスプレイ１８上
に表示するとともに、後述する方法で作成された案内矢
印をディスプレイ１８上に重畳表示する。

【００１２】図２、図３及び図４には、本実施形態にお
ける制御部１６の処理フローチャートが示されている。
基本的な処理の流れは通常のナビゲーションシステムと
同様であるが、案内矢印を作成して前方画像に重畳して
表示する点に特徴がある。まず、ユーザ（運転者）が操
作入力部１４から目的地を入力し、自車位置検出手段１
０が車両の現在位置を検出する（Ｓ１０１）。これらの
データは制御部１６に送られる。制御部１６では、現在
地から目的地に至る経路を公知の探索方法（例えばダイ
クストラ法）で探索し（Ｓ１０２）、得られた探索結果
はメモリに記憶しておく。そして、所定時間間隔で自車
位置を検出し（Ｓ１０３）、検出した車両位置と探索し
て得られた案内対象分岐点間の距離Ｋを算出する（Ｓ１
０４）。この距離計算は、音声合成部２２で作成した音
声の出力タイミングに用いるためである。すなわち、ま
ず距離Ｋが７００ｍ以下か否かを判定し（Ｓ１０５）、
７００ｍに達していない場合には再びＳ１０３の処理に
戻り、音声案内は行わない。また、距離Ｋが７００ｍ以
下となった場合には、分岐点に近づいていることを分岐
方向と共に運転者に音声で明示する（Ｓ１０６）。例え
ば、「７００ｍ先右折です。」等である。そして、図３
に示される処理に移行する。

【００１３】図３は、案内矢印を表示する処理であり、
まず車載カメラ２０で取得した前方風景画像（道路画
像）をディスプレイ１８上に表示中か否かを判定する
（Ｓ２０１）。表示中である場合には、次にレーンの分
岐情報及び自車走行レーン情報を獲得する（Ｓ２０
２）。レーンの分岐情報は地図データベース１２から読
み出す他、路側ビーコンからの分岐情報を受信する、あ
るいは車載カメラ２０で得られた画像を処理して路面に
ペイントされた分岐矢印や路上に設置された分岐方向を
示す看板を認識することで獲得できる。また、自車走行
レーンは、例えばＤＧＰＳを用いたとしても誤差１０ｍ
程度で不十分なので、ビーコンからの情報を受信して獲
得する、あるいは得られた画像を処理することで獲得す
るのが好適である。ビーコンからの情報を受信するため
には、自車位置検出手段１０として光受信機あるいは電
波受信器等を用いればよい。

【００１４】レーンの分岐情報及び自車走行レーン情報
を獲得した後、自車走行レーンの分岐方向が案内分岐方
向と一致するか否かを判定する（Ｓ２０３）。両者が一
致する場合、例えば自車走行レーンが左折レーンで案内
分岐方向も左折である場合には、案内対象分岐点での進
路を示す矢印図形を計算する（Ｓ２０４）。そして、矢
印図形の画像面上への投影像を計算し（Ｓ２０５）、矢
印図形の投影像を描画して風景画像（前方像路画像）に
合成表示する（Ｓ２０６）。このＳ２０４〜Ｓ２０６の
処理は従来と同様である。矢印図形を重畳表示した後、
制御部１６はユーザによる表示モードの切替操作があっ
たか否かを判定し（Ｓ２０７）、表示モードの切替操作
があった場合には、制御部１６は前方画像画面から地図
データ画面にモードを切替える（Ｓ２１６）。次に、切
替え操作の有無にかかわらず、車両位置と案内対象分岐
点との距離Ｋが所定距離（ここでは５０ｍ）に達したか
否かを判定する（Ｓ２０８）。Ｋが５０ｍ以内となった
場合には、音声合成部２２からの音声を出力する（Ｓ２
１７）。例えば、「まもなく右方向です。」等である。
そして、案内対象分岐点を通過したか否かを判定する
（Ｓ２０９）。車両が案内対象分岐点を通過した場合に
は、矢印図形の合成を停止し（Ｓ２１０）、さらに最適
経路から逸脱しているか否かを車両の現在位置と最適経
路を照合することにより判定する（図２のＳ１０７）。
例えば、案内対象分岐点で音声案内に従わなかった場合
（音声では左折を指示しているにもかかわらず直進した
場合等）には、その位置から目的地までの最適経路を探
索する（Ｓ１０２）。また、最適経路に従って走行して
いる場合には、Ｓ１０３に戻り、音声案内と矢印表示を
繰り返す。一方、Ｓ２０９でＮＯ、つまり案内対象分岐
点を未だ通過していない場合には、制御部１６は最適経
路から逸脱しているか否かをＳ１０７と同様に判定し、
最適経路を逸脱していない時にはＳ２０１以降の処理を
繰り返して分岐点を通過するまで矢印図形の重畳表示を
実行する。また、最適経路を逸脱している場合、例えば
案内対象分岐点に達する前に横道にずれた場合には矢印
図形の合成を停止し（Ｓ２１９）、その位置から再び目
的地までの最適経路を探索する（Ｓ１０２）。

【００１５】また、Ｓ２０１でＮＯ、つまり車載カメラ
２０で得られた前方画像をディスプレイ１８上に表示し
ていない場合（地図データと現在位置のみ表示）には、
ユーザが表示モードの切替操作を行ったか否かを判定す
る（Ｓ２１１）。ユーザが、地図データ画面から前方画
像画面へ切り替えた場合には（Ｓ２１２）、車載カメラ
２０からの画像を表示し、Ｓ２０２以降の処理を実行す
る。

【００１６】また、Ｓ２０３でＮＯ、つまり自車走行レ
ーンの分岐方向が案内分岐方向と一致しない場合、例え
ば自車走行レーンが直進レーンで案内分岐方向が左折で
ある場合には、制御部１６は車線変更が必要であると判
定し、以下に述べるような車線変更を促す矢印の描画処
理に移行する。図４及び図５には、車線変更矢印を描画
するための処理が示されており、図４は処理フローチャ
ート、図５は処理に用いられるノード説明図である。こ
こでは直進レーンを走行している車両に対して左折レー
ンへの車線変更を促す場合を例示している。図５におい
て、水平面内で自車位置を原点、自車進行方向をｚ軸と
するｘ−ｚ平面を定め、車載カメラ２０で撮影される範
囲内で自車位置から一番近い道路上のノードをＰａとす
る。同様に、自車位置に近い方からＰｂ、Ｐｃ、Ｐｄ・
・・とする。一番近いノードＰａを自車走行レーンの中
央に対応させた点をＱａとする。ＱａはＰａからＰａと
Ｐｂを結ぶ直線に対して垂直左方向に延ばした直線上に
ある。ＱａとＰａ間の長さはレーン幅の半分の奇数倍で
あり、自車走行レーンが一番中央寄りの場合はレーン幅
の半分、中央から二番目の場合はレーン幅の半分の３倍
というように自車走行レーンに依存する（図５の場合に
はレーン幅の半分）。また、自車から２番目に近いノー
ドＰｂを案内走行レーン（車線変更により移行すべきレ
ーン）上に対応させた点をＱｂとする。ＱｂもＱａと同
様にＰｂからＰｂとＰｃを結ぶ直線に対して垂直方向に
延ばした直線上にあり、その長さはレーン幅の半分の奇
数倍である（図５の場合には３倍）。同様にＱｃ、Ｑ
ｄ、・・・はＰｃ、Ｐｄ・・・に対応させた案内走行レ
ーン上の点である。制御部１６は、原点Ｏ、Ｑａ、Ｑ
ｂ、Ｑｃ、Ｑｄ、・・を滑らかに結ぶ曲線をスプライン
近似等で算出し、その曲線を左右にレーン幅の１／４程
度移動させて幅を持たせる。さらに、Ｑｂからある程度
の距離（例えば５ｍ）離れた地点に３角形を描き、これ
らで囲まれた領域を矢印図形とする（図４のＳ３０
１）。

【００１７】以上のようにして、直進レーンから左折レ
ーンへの車線変更を促す矢印図形を作成すると、図３の
Ｓ２１３に移行して矢印図形の画像面上への投影像をＳ
２０５と同様に計算し、その投影像を描画して風景画像
（前方道路画像）に合成表示する（Ｓ２１４）。そし
て、この車線変更矢印図形に従って車両が車線変更を完
了したか否かを判定し（Ｓ２１５）、完了した場合には
車線変更矢印図形の合成を停止し（Ｓ２２０）、通常の
案内分岐点での矢印図形表示を行う。また、車線変更が
完了していない場合には、上述したＳ２０７以降の処理
に移行して、車線変更が完了するまで車線変更矢印図形
を表示し続ける。

【００１８】図６には、以上のようにして作成される車
線変更を促す矢印図形が模式的に示されている。（Ａ）
はＳ２１４の処理の結果合成表示される矢印図形であ
り、自車走行レーンから他の走行レーン（この場合には
左折レーン）へ延びる矢印である。また、（Ｂ）は
（Ａ）の矢印図形を表示後、自車が車線変更を完了した
後に表示される矢印図形である。

【００１９】このように、本実施形態では、自車走行レ
ーンの分岐方向が案内分岐方向と一致しない場合に、車
線変更を示す矢印図形を車線変更が完了するまで重畳表
示してユーザ（運転者）に車線変更を促すので、ユーザ
は確実に案内対象分岐点で案内通りに走行することが可
能となる。

【００２０】なお、本実施形態では、自車が移動するに
従って、矢印図形があたかも近づいてくるように画面上
で描かれ、自車がＰａを通過すると、以前Ｐｂであった
ノードが新たなＰａのノードとなり、同様にＰｃがＰ
ｂ、ＰｄがＰｃ・・となるため、画面上では矢印図形が
突然前方に移ったように描かれてしまう。このように不
連続的な表示の変化はユーザである運転者に違和感を与
え、円滑な車線変更を行う上で不便である。そこで、一
番近いノードを通過するまでの間は、現在計算した矢印
図形を自車の移動量と同じ距離だけＱａの方向に変化さ
せ、これを描画するのが望ましい。

【００２１】図７には、この場合の処理フローチャート
が示されている。この処理は図４におけるＳ３０１の処
理に対応するものである。まず、Ｓ３０１と同様に、自
車位置と点Ｑａ、Ｑｂ、Ｑｃ、Ｑｄ、・・・を通る近似
曲線の幅を持たせた矢印図形を作成する（Ｓ４０１）。
次に、一番近いノードであるＰａを通過したか否かを判
定する（Ｓ４０２）。通過していない場合には、直前に
計算した矢印図形を車両の移動分と同じだけ移動させた
矢印図形を計算する（Ｓ４０３）。例えば、自車が５ｍ
移動した場合には、矢印図形も５ｍだけ平行移動させ
る。また、自車が一番近いノードであるＰａを通過した
場合には、自車位置と新たなＱａ、Ｑｂ・・・を通る近
似曲線に幅を持たせた矢印図形を計算して描画する（Ｓ
４０４）。これにより、自車が移動しても矢印図形は画
面上ではあたかも静止しているように描画されることに
なる。但し、ノード間隔が一定でない場合には、ノード
を通過した際に近似曲線が変化するため若干その形が変
化することになるが、矢印全体の位置はほとんど変化し
ないので、違和感を感じることはないと考えられる。ま
た、直線路に限らず曲線路でもほとんど同じ矢印図形が
描かれることになるので、ユーザである運転者はより円
滑に車線変更を行うことができる。

【００２２】なお、本実施形態では、直進レーンを走行
している場合に左折レーンへの車線変更を行う場合を例
示したが、直進レーンから右折レーンへの車線変更、あ
るいは左折レーンから直進レーンへの車線変更の場合も
同様に処理できる。

【００２３】また、本実施形態では車線変更矢印の幅を
レーン幅の１／２程度としたが、これも任意に設定でき
ることは言うまでもない。

【００２４】＜第２実施形態＞上述した第１実施形態で
は、自車走行レーンの分岐方向が案内分岐方向と一致せ
ず車線変更が必要と判定した場合に、車線変更が完了す
るまでは車線変更矢印を描画し、車線変更が完了した場
合に通常の分岐点案内矢印に移行する処理を示したが、
車線変更中でも矢印図形を動的に変化させ、ユーザに視
覚効果を与えるように表示することも可能である。

【００２５】本実施形態の基本構成は、図１に示された
構成とほぼ同様であるが、車載カメラ２０に駆動装置が
設けられ、車線変更に伴う自車の回転角度だけ反対側に
自動回転して常に前方道路を撮影することができるよう
になっている。具体的には、ジャイロ等で車両回転角を
検出し、これを打ち消すように駆動装置で車載カメラ２
０を回転させればよい。

【００２６】図８及び図９には、本実施形態の処理が示
されている。図８は処理フローチャートで第１実施形態
のＳ３０１、あるいはＳ４０１〜Ｓ４０４の処理に対応
するものであり、図９は処理に用いられるノード説明図
である。まず、制御部１６は第１実施形態のＳ３０１と
同様に自車位置と点Ｑａ、Ｑｂ、Ｑｃ、Ｑｄ、・・を通
る近似曲線に幅を持たせた矢印図形を計算する（Ｓ５０
１）。そして、車線変更動作に入ったか否かを判定する
（Ｓ５０２）。この判定は、車両の回転角を検出するこ
とにより判定できる。車線変更動作に未だ入っていない
場合には、第１実施形態のＳ４０２〜Ｓ４０４と同様の
処理を行って車線変更矢印を重畳表示する。すなわち、
一番近いノードＰａを通過したか否かを判定し（Ｓ５０
３）、通過していない場合には直前に計算した矢印図形
を車両の移動分と同じ長さだけ平行移動させて画面上で
静止させる（Ｓ５０４）。また、一番近いノードＰａを
通過した場合には、自車位置と新たな点Ｑａ、Ｑｂ、Ｑ
ｃ、・・を通る近似曲線に幅を持たせた矢印図形を計算
して重畳表示する（Ｓ５０５）。

【００２７】一方、車線変更動作に入った場合には、以
下のようにして車線変更矢印を自車位置に応じて動的に
変化させる。すなわち、図９において、自車が車線変更
を開始してＯからＯ’に移動したとし、ベクトルＯＯ’
の点Ｏにおける道路形状接線方向成分をＤｈ、垂直方向
成分をＤｖとする。ＱａをＯＯ’方向に移動させた点を
Ｑａ’、ＱｂをＤｈ移動させた点をＱｂ’、ＱｃをＤｈ
移動させた点をＱｃ’としてノードを変化させる。自車
が点Ｏに位置する時（車線変更を開始する地点）の矢印
図形は第１実施形態と同様にＯ、Ｑａ、Ｑｂ、Ｑｃを通
る近似曲線に幅を持たせたものとし、自車が点Ｏ’に位
置する時にはこれらＯ’、Ｑａ’、Ｑｂ’、Ｑｃ’を通
る近似曲線に幅を持たせたものにする（Ｓ５０６）。つ
まり、自車走行レーン上のノードについては自車の移動
量及び方向と全く同一の量及び方向だけ移動させ、案内
走行レーン上のノードについては自車の移動量の道路形
状接線成分だけ移動させるのである。これにより、自車
位置に応じてＯ’、Ｑａ’、Ｑｂ’等が変化するから、
車線変更中は自車位置に応じて矢印図形が順次変化して
いくことになる。

【００２８】図１０には、以上のようにして作成される
車線変更を促す矢印図形が模式的に示されている。
（Ａ）はＳ５０４の処理の結果合成表示される矢印図形
であり、自車走行レーンから他の走行レーン（この場合
には左折レーン）へ延びる矢印である。また、（Ｂ）は
（Ａ）の矢印図形を表示後、自車が車線変更中に表示さ
れる矢印図形である。自車位置に伴って、矢印図形のう
ち特に車線境界部分が大きく変化していく様子が理解さ
れよう。（Ｃ）は（Ｂ）の矢印図形表示後、自車が車線
変更を完了した後に表示される矢印図形である。

【００２９】なお、Ｓ５０６の処理から明らかなよう
に、車線変更中は車線変更開始前と異なり一番近いノー
ドを通過しても近似曲線を構成するノードが変わること
はなく、同一のノードの位置関係を変化させることで矢
印図形が作成される。

【００３０】このように、本実施形態では車線変更中も
矢印図形を表示することで、ユーザに車線変更の様子を
視覚的に表現することができるので、システムに対する
ユーザの信頼性を高める効果が期待できる。

【００３１】以上、本発明の実施形態について説明した
が、車線変更矢印を表示するに当たって、音声で車線変
更を促すメッセージを同時に出力してもよい。具体的に
は、自車走行レーンの分岐方向が案内分岐方向と一致し
ないと判定された場合に、音声合成部２２から例えば
「一つ左のレーンに車線変更してください」等と出力す
ればよい。

【００３２】また、車線変更矢印を表示しても車線変更
が行われず、自車走行レーンの分岐方向が案内分岐方向
と一致しない状態で分岐点の一定距離手前（例えば１０
０ｍ手前）に近づいた場合には、図１１に示すように車
線変更を促し、かつ分岐点で進路を示す矢印図形を合成
して表示することも可能である。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
車線変更が必要となった場合に、車線変更を促す案内図
形を表示するので、ユーザを一層円滑に誘導することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態の構成ブロック図である。

【図２】 実施形態の全体処理フローチャート（その
１）である。

【図３】 実施形態の全体処理フローチャート（その
２）である。

【図４】 第１実施形態の車線変更時の描画処理フロー
チャートである。

【図５】 第１実施形態の描画処理用ノードの説明図で
ある。

【図６】 第１実施形態の矢印図形の表示説明図であ
る。

【図７】 第１実施形態の車線変更時の他の描画処理フ
ローチャートである。

【図８】 第２実施形態の車線変更時の描画処理フロー
チャートである。

【図９】 第２実施形態の描画処理用ノードの説明図で
ある。

【図１０】 第２実施形態の矢印図形の表示説明図であ
る。

【図１１】 車線変更時の矢印図形の表示説明図であ
る。

【符号の説明】

１０ 自車位置検出手段、１２ 地図データベース、１
４ 操作入力部、１６制御部、１８ ディスプレイ、２
０ カメラ、２２ 音声合成部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両前方の道路画像と案内図形を重畳し
   て表示する車両用案内表示装置であって、 車両の現在位置を検出する位置検出手段と、 車線変更の必要性を判定する判定手段と、 車線変更が必要と判定された場合に、検出された現在位
   置前方の道路形状データに基づいて車線変更を示す案内
   図形を作成する演算手段と、 車線変更が完了するまで車両前方の道路画像に前記案内
   図形を重畳表示する表示手段と、 を有することを特徴とする車両用案内表示装置。
2. 【請求項２】 前記演算手段は、自車が走行している車
   線のノードデータと自車が車線変更して走行すべき車線
   のノードデータに基づいて前記案内図形を作成すること
   を特徴とする請求項１記載の車両用案内表示装置。
3. 【請求項３】 前記演算手段は、自車が走行している車
   線のノードを通過するまでは直前の案内図形を自車の移
   動量だけ平行移動させて作成することを特徴とする請求
   項２記載の車両用案内表示装置。
4. 【請求項４】 前記演算手段は、自車が車線変更中には
   検出された現在位置に基づいて前記ノードデータを変化
   させることにより前記案内図形を作成することを特徴と
   する請求項２記載の車両用案内表示装置。