ナビゲーション装置、ナビゲーション方法およびナビゲーションプログラム
【課題】現在地周辺の状況を表示しつつ、現在地から離れた遠方の案内情報を分かり易い形態でユーザに提示することが可能なナビゲーション装置を提供すること。
【解決手段】移動体の前方を撮像した実写画像に案内オブジェクトを重畳表示して案内を行うナビゲーション装置であって、誘導経路上の現在地から目的地方向に所定の距離移動した地点を生成地点とした案内オブジェクトを生成する経路案内オブジェクト生成部と、案内オブジェクトの表示位置を前記生成地点から移動した現在地とし、前記実写画像に重畳して表示部に表示させる表示制御部とを有する。
【解決手段】移動体の前方を撮像した実写画像に案内オブジェクトを重畳表示して案内を行うナビゲーション装置であって、誘導経路上の現在地から目的地方向に所定の距離移動した地点を生成地点とした案内オブジェクトを生成する経路案内オブジェクト生成部と、案内オブジェクトの表示位置を前記生成地点から移動した現在地とし、前記実写画像に重畳して表示部に表示させる表示制御部とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実風景に案内オブジェクトを重畳表示して誘導案内を行うナビゲーション装置、ナビゲーション方法およびナビゲーションプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両の前方風景をビデオカメラ等で撮像した実写画像に車両の進路を示す矢印画像などの案内オブジェクトを重畳表示したり、フロントガラス越しの風景にヘッドアップディスプレイなどを用いて案内オブジェクトを重畳表示するナビゲーション装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このようなナビゲーション装置は、実風景と案内画面の対比が容易で、ユーザに対して直感的な経路誘導を行うことができる。そのため、前方を撮像した画像は、実風景との対応を良くするため車両近傍を撮像した画像が好ましい。しかし、このような車両近傍の画像、またはフロントガラス越しの風景に案内オブジェクトを重畳表示する誘導案内では、車両近傍以外の遠方の案内オブジェクトをユーザに分かりやすい形態で提示することが難しい。
【０００４】
そこで、車両位置から撮像範囲外の案内地点まで連続性をもった経路案内情報を提示するため、画像中には存在しない遠方の道路に経路案内情報を重畳させた案内画像を別途作成し、車両前方を撮像した画像中の経路案内と関連付けて提示することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平７−６３５７２号公報
【特許文献２】特開２００７−２９２５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の構成では、遠方の案内情報が現在地周辺の案内情報とは異なる平面上に小さく描画されるため、ユーザは遠方の案内情報を一見して把握することが難しい。つまり、遠方の案内情報は、フロントガラス越しに見える位置や大きさと異なるため、実風景との対比の容易性が損なわれるという問題を有していた。
【０００６】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、現在地周辺の状況を表示しつつ、現在地から離れた遠方の案内情報を分かり易い形態でユーザに提示することが可能なナビゲーション装置、ナビゲーション方法およびナビゲーションプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の局面は、移動体の前方を撮像した実写画像に案内オブジェクトを重畳表示して案内を行うナビゲーション装置に向けられている。本発明は、誘導経路上の現在地から目的地方向に所定の距離移動した地点を生成地点とした案内オブジェクトを生成する経路案内オブジェクト生成部と、案内オブジェクトの表示位置を前記生成地点から移動した現在地とし、前記実写画像に重畳して表示部に表示させる表示制御部を有する。
【０００８】
この構成により、ユーザは現在地周辺の状況を確認しながら、遠方の地点からフロントガラス越しに見るのと同じ状態で遠方の案内情報を確認することが可能となる。
【０００９】
また、入力を受付ける入力部へのユーザの入力に合わせて、誘導経路上の生成地点を算出する生成地点算出部を有し、経路案内オブジェクト生成部は、生成地点から所定範囲の案内オブジェクトを生成してもよい。
【００１０】
また、案内オブジェクトは、誘導経路の道路形状、案内矢印、ランドマークアイコン、ＰＯＩアイコン、交差点風景画像、または交差点名称看板のいずれか、または組合せであることが好ましい。
【００１１】
また、案内オブジェクトは、誘導経路以外の道路形状を含む案内オブジェクトであってもよい。
【００１２】
また、入力部に対する所定の入力により、周辺表示モードと遠方表示モードのどちらの表示モードで案内オブジェクトを表示するかを検出するモード切替検出部を有し、表示制御部は、モード切替検出部の検出した表示モードで案内オブジェクトを表示部に表示させることが好ましい。
【００１３】
表示制御部は、周辺表示モードと遠方表示モードで異なる表示形態の案内オブジェクトを表示部に重畳表示させてもよい。
【００１４】
本発明の第２の局面は、フロントガラスに案内オブジェクトを表示して案内を行うナビゲーション装置に向けられている。本発明は、誘導経路上の現在地から目的地方向に所定の距離移動した地点を生成地点とした案内オブジェクトを生成する経路案内オブジェクト生成部と、案内オブジェクトの表示位置を生成地点から移動した現在地とし、フロントガラス越しの風景に重畳して表示させる表示制御部とを有する。
【００１５】
この構成により、ユーザはフロントガラス越しに遠方の案内情報を確認することが可能となる。
【００１６】
本発明の第３の局面は、移動体の前方を撮像した実写画像に案内オブジェクトを重畳表示して案内を行うナビゲーション方法に向けられている。本発明は、誘導経路上の現在地から目的地方向に所定の距離移動した地点を生成地点とした案内オブジェクトを生成する経路案内オブジェクト生成ステップと、案内オブジェクトの表示位置を生成地点から移動した現在地とし、移動体の前方を現在地から撮像した実写画像に重畳して表示部に表示させる表示制御ステップとを有する。
【００１７】
本発明の第４の局面は、移動体の前方を撮像した実写画像に案内オブジェクトを重畳表示して案内を行うナビゲーション装置のコンピュータで実行されるナビゲーションプログラムに向けられている。本発明は、誘導経路上の現在地から目的地方向に所定の距離移動した地点を生成地点とした案内オブジェクトを生成する経路案内オブジェクト生成ステップと、案内オブジェクトの表示位置を生成地点から移動した現在地とし、移動体の前方を現在地から撮像した実写画像に重畳して表示部に表示させる表示制御ステップとを有する。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように本発明は、遠方の案内オブジェクトを現在地近傍に移動し実風景に重畳して表示することにより、ユーザは現在地周辺の状況を確認しながら、フロントガラス越しに見るのと同じ状態で遠方の案内情報を確認することが可能なナビゲーション装置、ナビゲーション方法、およびナビゲーションプログラムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態のナビゲーション装置について、図面を用いて説明する。
（実施の形態）
本発明の実施の形態に係るナビゲーション装置１００の全体構成ブロックを図１に示す。ナビゲーション装置１００は、撮像部１０１、測位部１０２、地図情報格納部１０３、入力部１０４、制御部１０５、経路探索部１０６、表示部１０７、経路案内オブジェクト生成部１０８、モード切替検出部１０９、生成地点算出部１１０を備える。
【００２０】
本実施の形態では、移動体として車両を想定し、以後移動体を車両あるいは自車として説明する。なお、本発明は、移動体として車両に限定するものではない。
【００２１】
撮像部１０１は、例えば、車両の前方風景を撮像するカメラである。カメラは、車両のフロントガラス背面、車両天井部等に設置される。なお、２台以上のカメラにより構成しても良い。２台以上のカメラにより構成するときは、合成した映像を使用することもできる。また、車車間通信等によって、他車両に搭載されているカメラの映像を用いてもよい。なお、車載用ではなく、歩行者用のナビゲーション装置の場合は、携帯電話、ＰＨＳ等のポータブル機器に内臓するカメラを用いてもよい。
【００２２】
測位部１０２は、ナビゲーション装置が設置される車両に取り付けられる、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機、車速センサ、ジャイロ（角速度）センサ、加速度センサ等の信号から現在位置や速度、方位を測位する機能を有する。ＧＮＳＳ受信機は、例えば、ＧＰＳ受信機であり、複数の衛星からの電波を受信し、それを復調することで受信機の絶対位置を計測するものである。搬送波位相を使用する測位方式でも良い。なお、現在位置や速度、方位の測位には、ＧＮＳＳ受信機や各種センサを単独又は複合利用して行う。測位部１０２で測位された自車位置を基に後述する地図情報のリンクに対しマップマッチング処理を行うことができる。なお、車載ではなく、歩行者用のナビゲーションとして本発明を使用する場合は、携帯電話、PHS等のポータブル機器に内蔵するセンサを使用してもよい。
【００２３】
地図情報格納部１０３は、道路や交差点に関する地図データ、例えばリンクデータやノードデータ、交差点名称、ランドマークアイコン、交差点の風景画像等の地図情報が格納される記憶媒体である。記憶媒体としては、例えば、ＨＤＤやＤＶＤ、フラッシュメモリである。なお、これに限らず、図示しない通信手段（例えば、携帯電話）によって、地図情報が地図情報格納部１０３にセンター設備から適宜ダウンロードされる構成としてもよい。
【００２４】
入力部１０４は、ユーザからの指示入力を受付けるもので、押圧式のスイッチを所定数並べた構成を採るものや、タッチパネル式のもの、リモコン、あるいは利用者の声を認識してナビゲーション装置への入力情報に変換するマイクロフォン、音声認識エンジン等で構成される。本実施の形態では、表示部１０７の表示面に重ねて設置され、表示面と同サイズのタッチパネルを入力部１０４と想定するが、その他の入力手段を使用しても良い。ユーザからの指示内容としては、目的地検索、経由地設定、目的地設定、経路探索条件設定、経路探索実行、縮尺変更（拡大／縮小）、案内オブジェクトの表示モードを切り替える設定等がある。
【００２５】
制御部１０５は、ナビゲーション装置１００全体の動作を制御する、ＣＰＵやＭＰＵとＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等である。ＣＰＵやＭＰＵは、ＲＯＭに格納されるプログラムを実行することによって、図１に示す各機能ブロックが相互連携し、実現される。また、ＣＰＵやＭＰＵは、プログラムの実行中、ＲＡＭを作業領域として使用する。
【００２６】
経路探索部１０６は、入力部１０４から入力された目的地に関する情報、及び測位部１０２から取得した自車の位置情報に基づいて、地図情報格納部１０３を参照して、目的地に至る誘導経路を探索する。探索された経路にはいくつかの案内対象地点（案内対象の交差点）が含まれる。
【００２７】
表示制御部１１１は、撮像部１０１により撮像された実写画像に経路案内オブジェクト生成部１０８により生成された案内オブジェクトを重畳して表示部１０７に表示させる機能を有している。または、ヘッドアップディスプレイなどを用いてフロントガラス越しの風景に案内オブジェクトを重畳して表示させる。
【００２８】
表示部１０７は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ウィンドシールドディスプレイ、ヘッドアップディスプレイなどの表示デバイスである。なお、ウィンドシールドディスプレイやヘッドアップディスプレイとする場合は、運転手の視線方向に配置すれば、実写画像は画面には表示しなくて良い。実風景がディスプレイ越しに視認できるためである。すなわち、撮像部１０１を省略する構成も可能となる。
【００２９】
経路案内オブジェクト生成部１０８は、経路探索部１０６によって探索された誘導経路に該当する道路に沿った形状の案内矢印を代表例とする案内オブジェクトを生成する機能を有している。通常は、現在地から誘導経路上を所定距離進んだ位置までの案内オブジェクトを生成するが、後述の生成地点算出部１１０によって現在地から移動した生成地点が算出された場合は、当該生成地点を起点として所定範囲の案内オブジェクトを生成する。
【００３０】
ここで、案内オブジェクトの具体例を説明する。例えば、案内オブジェクトは、道路形状に一定の幅（道路幅相当）を持たせた案内矢印、交差点名称看板、ランドマークアイコン、ＰＯＩ（Ｐｏｉｎｔ ｏｆ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）アイコン、および交差点の風景画像などである。案内矢印の幅は、地図情報格納部１０３に格納されているリンクデータのリンク幅を参照すればよい。なお、案内矢印の形状は、矢印図形に限らず、先端の三角形を除いた折れ線図形とすることや任意の形状を取ることができる。特に、高さを有するものであってもよい。また、誘導経路の道路形状に一定の幅（道路幅相当）を持たせた案内矢印のみではなく、案内地点に至るまでの誘導経路以外の道路形状であってもよい。これにより、案内地点までに曲折可能な道路がいくつ存在するかなどの付加的な情報もユーザに伝えることができるからである。
【００３１】
また、本実施の形態において交差点名称、ランドマークアイコン、交差点の風景画像などは、地図情報格納部１０３に格納されている地図データから画像化するものとする。なお、これらの画像データそのものを地図情報格納部１０３に予め記憶させておいても良いし、図示しない通信手段を用いてセンターから画像データをダウンロードする、あるいは他端末との通信によって取得しても良い。
【００３２】
モード切替検出部１０９は、ユーザの入力部１０４への所定の入力を検出し、案内オブジェクトの表示モードを切り替えを検出する。表示モードには通常の周辺表示モードと遠方表示モードがある。
【００３３】
生成地点算出部１１０は、前述の遠方表示モードの際、ユーザの入力に応じて、案内オブジェクトを生成するときの生成地点となる誘導経路上の地点を算出する。周辺表示モードの場合、生成地点は現在地とする。
【００３４】
以上のように構成されたナビゲーション装置について、図２を用いてその動作を説明する。
【００３５】
まず、制御部１０５は、目的地が設定されたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０１において、目的地が設定されなかった場合、制御部１０５は、ステップＳ１０１に処理を戻す。一方、ステップＳ１０１において、目的地が設定された場合、経路探索部１０６は、測位部１０２で取得した位置情報に基づいて、地図情報格納部１０３を参照して、目的地に至る誘導経路を探索する（ステップＳ１０２）。目的地に至る誘導経路が探索されると、制御部１０５は、案内を開始する（ステップＳ１０３）。
【００３６】
次いで、制御部１０５は、経路案内に伴う種々のパラメータの初期化を行う。具体的には撮像部１０１の撮像方向、撮像範囲を定めるパラメータであるカメラ位置、カメラ姿勢（水平角、仰角）、焦点距離、及び画像サイズに基づいて、３Ｄオブジェクト描画のための仮想カメラの視野空間を算出する。また、案内オブジェクトの表示モードの初期値を周辺表示モードにセットする（ステップＳ１０４）。
【００３７】
次に、ステップＳ１０５では、自車が目的地へ到達したかどうかを判定する。具体的には測位部１０２で取得した位置情報と目的地との距離が所定距離以内にあるかどうかを判断する。ここで目的地へ到達したと判断された場合、経路案内を終了する。そうでない場合は次ステップＳ１０６へ移行する。
【００３８】
ステップＳ１０６では、案内オブジェクトの表示モードを判断する。案内オブジェクトの表示モードには周辺表示モードと遠方表示モードの２種類ある。両者の切り替えは、ユーザの入力操作がトリガーとなるが、具体的な入力方法は後述する。案内オブジェクトの表示モードが周辺表示モードである場合、現在地を生成地点とした案内オブジェクトを生成する。一方、遠方表示モードであった場合は、ステップＳ１０７へ移行し、生成地点を算出する。
【００３９】
ここで、周辺表示モードから遠方表示モードへ移行し、遠方の案内オブジェクトを確認するためのユーザ操作の第一の例を図３ａに示す。ユーザが同図のように入力部１０４のタッチパネルのうち、案内矢印Ａに相当する部分のいずれかの場所（図３ａでは、場所Ｐｓ）に指で触れると、モード切替検出部１０９はこれを検出し、遠方表示モードへと移行する。案内矢印Ａの描画範囲外を触れたときは、モード切替検出部１０９はモード移行しないようにすることが好ましい。さらに、ユーザが遠方の経路を確認するためには、案内矢印Ａの描画範囲を指で触れた状態のまま、同図のように手前方向の場所Ｐｅまで指をスライドさせる。この画面上の２点ＰｓおよびＰｅにそれぞれ対応するワールド座標上の２地点から移動量が算出され、案内オブジェクトを生成するときの生成地点が決定される。生成地点を算出する手順は後述する。
【００４０】
ここで、ユーザがタッチパネルから指を離すと、案内オブジェクトの表示は移動先から現在地へ再び戻り、モード切替検出部１０９は表示モードを周辺表示モードへと切り替える。一方、さらに遠方を確認したい場合は指を離さず、同図のフックＦまでスライドさせる。フックＦに触れるとタッチパネルから指を離してもモード切替は行われない。この後、再び案内矢印Ａの範囲のいずれかに触れ、手前方向にスライドさせれば、現在地ではなく今の表示位置を起点とし、新たな生成地点を算出し、さらに移動した案内オブジェクトの表示を行うことができる。
【００４１】
また、図３ｂは、周辺表示モードから遠方表示モードへ移行し、遠方の案内オブジェクトを確認するためのユーザ操作の第二の例を示す。この例では、表示部１０７の右下にリールＲが用意されている。ユーザがリールＲの近傍を指で触れるとモード切替検出部１０９はこれを検出し、案内オブジェクトの表示モードを周辺表示モードから遠方表示モードへと移行させる。ここで、ユーザがリールＲを図の様に指で回転させると、回転量に応じて移動量が算出される。周辺表示モードへ移行するためには図３ａ同様、タッチパネルから指を離せば良い。
【００４２】
図２へ戻り、ステップＳ１０７を説明する。ここでは、遠方表示モードで表示する案内オブジェクトの生成地点を算出する。まず、生成地点を算出するには、第１の例、または第二の例における移動量の算出が必要である。
【００４３】
そこで、まず画面上の座標から描画するワールド座標を算出する方法について説明する。
【００４４】
図４ａの上側の長方形は表示部１０７の画面（単位：Ｐｉｘel）を表している。一方、図４ａの下側の長方形は撮像部１０１の撮像素子から焦点距離Ｆだけ離れた位置の受光範囲（ウィンドウと称することにする。単位：ｍｍ）を表している。当然のことながら、表示部１０７に出力される映像は撮像部１０１の撮像素子が受光した範囲の映像である。従って、同図の一点Ｐｄ(Ｐｄｘ、Ｐｄｙ)に対応するウィンドウ上の点Ｐｗ（Ｐｗｘ、Ｐｗｙ）の座標は、画面の原点を左上、縦横のサイズをＤｘ、Ｄｙとし、さらにウィンドウの原点を中央、縦横のサイズをＷｘ、Ｗｙとすれば明らかに、次式の関係が成り立つ。
【００４５】
Ｐｗｘ＝（Ｗｘ／Ｄｘ）×Ｐｄｘ − Ｗｘ／２
Ｐｗｙ＝−（（Ｗｙ／Ｄｙ）×Ｐｄｙ − Ｗｙ／２）
となる。ここで、画面とウィンドウでＹ軸の向きが逆に設定していることに注意されたい。次に、点Ｐｗをワールド座標へ変換する。これは平行移動、回転などのアフィン変換によって達成される。座標軸として東西をＸ軸[ｍ]、南北をＹ軸[ｍ]、高さをＺ軸[ｍ]とし、既知のパラメータとして焦点距離をＦ[ｍ]、取り付け高さＨ[ｍ]、地面に対するカメラの設置角γ[度]、北を０とするカメラの方向θ[度]（図４ｃ参照）とする。まず、図４ｂ上図のように、ワールド座標の原点にウィンドウを配し、次の手順で点Ｐｗに対し平行移動および回転を施す。
・ Ｙ軸方向に焦点距離Ｆの長さだけ平行移動
・ Ｘ軸を中心にγだけ回転
・ Ｚ軸方向にＨの長さだけ平行移動
・ Ｚ軸を中心にθだけ回転
・ カメラの視点位置Ｐ０へ平行移動
上記の平行移動および回転の処理は、例えばＯｐｅnＧＬなどの３Ｄグラフィクスライブラリを使用すれば容易に求めることができる。このような処理を経て、ワールド座標での点Ｐｗ’（Ｐｗｘ’，Ｐｗｙ’，Ｐｗｚ’）を算出することができる。上記の処理を施した後のウィンドウ及び点Ｐｗの様子は図４ｂ下図を参照されたい。次に、図４ｂ下図における視点位置Ｐ０とＰｗ’を結ぶ直線と地面（Ｘ−Ｙ平面）との交点Ｐ（Ｐｘ，Ｐｙ，Ｐｚ）は、以下の式によって算出される。
【００４６】
Ｐｘ＝−Ｈ×Ｐｗｘ’／（Ｐｗｚ’−Ｈ）[ｍ]
Ｐｙ＝−Ｈ×Ｐｗｚ’／（Ｐｗｚ’−Ｈ）[ｍ]
Ｐｚ＝０[ｍ]
いま、図３ａにおいてユーザが点Ｐｓから点Ｐｅへ指をスライドさせたとする。簡単のため、図２のステップＳ１０７からループを経て再びステップＳ１０７へフローが戻ってくるまでの時間内にこのスライドが行われたとする。この時、点Ｐｓ、点Ｐｅに対応するワールド座標をそれぞれＰｓ’(Ｐｓｘ’、Ｐｓｙ’)、Ｐｅ’（Ｐｅｘ’、Ｐｅｙ’）とすれば、移動量（Ｌｘ，Ｌｙ）は、次式により求まる。
【００４７】
Ｌｘ＝Ｐｅｘ’−Ｐｓｘ’
Ｌｙ＝Ｐｅｙ’−Ｐｓｙ’
ここで、図３ｂのようなインターフェイスから移動量を求める場合、同図のリールＲが３６０度回転した際の移動量を予め設定しておけば、同図ＰｓからＰｅへユーザが指を移動させた時の回転角に応じた移動量を容易に算出することができる。移動方向は仮想カメラの視点位置直下のリンクデータの方向と同一であることが望ましいが、単純に仮想カメラの方向と常に同一であっても良い。
【００４８】
以上、表示部１０７の画面上の位置をワールド座標系に変換して移動量を算出する手順を説明したが、処理を簡単にするため、表示部１０７の画面上の移動距離を単に誘導経路上の移動距離に変換し生成地点を算出してもよい。
【００４９】
図２へ戻り、ステップＳ１０８では、案内オブジェクトの表示位置を算出する。具体的には、先に算出された生成地点に基づき、仮想カメラの位置を移動量だげ移動させて表示部１０７へ出力すれば、案内オブジェクトがスライドと同じ方向、同じ量だけ手前に寄って来るように見せることができる。
【００５０】
次に、ステップＳ１０９では、経路案内オブジェクト生成部１０８が案内オブジェクトの生成を行う。具体的には、ステップＳ１０７で算出された生成地点から見た形状で案内オブジェクトの生成とワールド座標への配置を行う。ステップＳ１０９の案内オブジェクト生成の具体的なフローを図５ａを用いて説明する。
【００５１】
まず、ステップＳ２０１では制御変数Ｃｏｕｎｔを初期化する。
【００５２】
次に、ステップＳ２０２では、制御変数Ｃｏｕｎｔが４より大きければフローを終了、そうでなけれればステップＳ２０３へ進む。
【００５３】
ステップＳ２０３では、制御変数Ｃｏｕｎｔの値によってフローを分岐させる。
【００５４】
制御変数Ｃｏｕｎｔの値が０の場合、ステップＳ２０４へ移る。ここでは、仮想カメラの視野範囲内のランドマークアイコンの画像データが地図情報格納部１０３から読み出される。
【００５５】
制御変数Ｃｏｕｎｔの値が１の場合、ステップＳ２０５へ移る。ここでは、仮想カメラの視野範囲内の交差点風景画像データが地図情報格納部１０３から読み出される。
【００５６】
制御変数Ｃｏｕｎｔの値が２の場合、ステップＳ２０６へ移る。ここでは、仮想カメラの視野範囲内のリンクデータが地図情報格納部１０３から読み出される。その後、ステップＳ２０７では、読み出したリンクデータに基づき、案内矢印と交差点の接続道路の生成処理が行われる。ステップＳ２０７の詳細は後述する。
【００５７】
制御変数Ｃｏｕｎｔの値が３の場合、ステップＳ２０８へ移る。ここでは、前方風景画像を撮像部１０１から取得する。その後、ステップＳ２０９で、現在の案内オブジェクトの表示モードが遠方表示モードであるかを判定する。遠方表示モードであれば、ステップＳ２１０において、前方風景画像にスモーク加工を施す。この目的とするところは、ユーザが遠方表示モードと通常の周辺表示モードを一見して見分けることができるようにするためである。
【００５８】
制御変数Ｃｏｕｎｔの値が４の場合、ステップＳ２１１へ移る。ここでは、仮想カメラの視野範囲内の交差点名称データが地図情報格納部１０３から読み出される。その後ステップＳ２１２において交差点名称データから交差点看板画像を生成する。具体的には、例えば交差点名称をシステムの既存フォントデータで描画して画像化する。
【００５９】
次に、ステップＳ２１３では各フローで生成された画像をポリゴンとしてワールド座標上に配置する。通常地図データに格納されている位置データは緯度経度であることから、これをメートルに変換して配置する。前方風景画像は、他の案内オブジェクト同様、例えば、自車位置の１０ｍ先に視野範囲一杯の大きさで配置してやればよい。また、この時、リンクデータおよび測位部１０２から得られる自車の位置から算出される交差点までの残距離を、交差点ノードと同一座標の所定高さに配置するのが望ましい。
【００６０】
次に、ステップＳ２１４では制御変数Ｃｏｕｎｔをインクリメントする。
【００６１】
図５ｂは、ステップＳ２０７の案内矢印生成処理の詳細を表す。ステップＳ３０１では、ステップＳ２０６で読みだしたリンクデータから案内矢印と交差点の接続道路のポリゴンの頂点座標を算出する。先述のとおり、道路幅はリンクデータの車線幅を参照すれば良い。また、緯度経度からワールド座標へ変換を施す。
【００６２】
次に、ステップＳ３０２では、現在の案内オブジェクト表示モードが遠方表示モードであるかを判定する。周辺表示モードの場合、交差点の接続道路を表示しないので、ステップＳ３０３で案内矢印のみに対して所定のポリゴン色１を設定する。
【００６３】
遠方表示モードの場合、ステップＳ３０４へ移る。ここでは、案内矢印の色を所定色のポリゴン色２に設定する。案内オブジェクトの表示モードによって案内矢印の色を変える目的は、先述の前方風景のスモーク加工と同様、ユーザが遠方表示モードと周辺表示モードを一見して見分けられるようにするためである。
【００６４】
次に、ステップＳ３０５では、交差点接続道路の色を所定色であるポリゴン色３に設定する。
【００６５】
以上のような処理により、案内オブジェクトが生成される。
【００６６】
図２のステップＳ１１０へ説明を戻す。ここでは案内オブジェクトおよび前方風景映像を表示部１０７へ出力する。具体的には、ステップＳ１０９でワールド座標へ配置された案内オブジェクトおよび前方風景映像を透視変換して表示部１０７へ出力する。ワールド座標から画面への透視変換は３Ｄグラフィクスライブラリを使用して描画ＡＰＩを呼びだせば、仮想カメラのパラメータ等から各案内オブジェクトの画面上での座標が自動で算出される。
【００６７】
最後に、本実施の形態の以上のような処理によって表示部１０７へ出力される画像の例を示す。
【００６８】
図６はユーザが入力部１０４上で指をスライドさせることにより表示モードが遠方表示モードに切り替わり、前方風景は動かず、案内矢印が手前に寄ってくる様子を表した例である。遠方表示モードと周辺表示モードとの違いをユーザが一見して分かるよう、前方風景画像にスモーク加工を施し、案内矢印の色を周辺表示モードと異なる色で描画する。これにより、案内対象地点での曲折方向を事前に把握することができる。
【００６９】
図７は、図６の案内矢印の表示に加えて、ランドマークアイコンが手前に寄って来る様子を示している。これにより、案内対象地点をユーザが特定するための目印を事前に把握しておくことができる。
【００７０】
図８は、図６の案内矢印の表示に加えて、交差点名称看板が手前に寄ってくる様子を表している。これにより、案内対象地点の交差点名称を事前に把握することができる。
【００７１】
図９は、図６の案内矢印の表示に加えて、交差点接続道路が手前に寄ってくる様子を表している。接続道路と案内矢印に対して異なる色で配色することで、ユーザは経路とその他の道路を一見して見分け、かつ交差点形状を容易に把握することができる。
【００７２】
図１０は、図６の案内矢印の表示に加えて、交差点の風景画像が手前に寄ってくる様子を表している。案内対象地点に到達するまでに通過する交差点の風景を見ることにより、ユーザは走行イメージを容易に把握し、安心することができる。 このような本発明の実施の形態のナビゲーション装置によれば、ユーザが入力部１０４上で指をスライドすることで、前方風景画像は動かさないまま、遠方の案内オブジェクト（案内矢印、交差点名称看板、ランドマーク、交差点風景映像、交差点接続道路など）がスライド量に応じた距離だけ手前に寄ってくる。これにより、ユーザは、信号待ちで止まっている時などに操作をすれば、前方風景画像により現在地周辺の様子に注意を払いながら、遠方の案内オブジェクトをフロントガラス越しに見るのと同じ状態で確認することができる。
【００７３】
本発明は、上述した実施の形態を実現するソフトウェアのプログラム（実施の形態では図に示すフロー図に対応したプログラム）が装置に供給され、その装置のコンピュータが、供給されたプログラムを読出して、実行することによっても達成させる場合を含む。したがって、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、コンピュータにインストールされるプログラム自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現させるためのプログラムも含む。
【００７４】
また、上記実施の形態で説明した構成は、単に具体例を示すものであり、本願発明の技術的範囲を制限するものではない。本願の効果を奏する範囲において、任意の構成を採用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
以上のように、本発明にかかるナビゲーション装置は、実写画像に経路案内オブジェクトを重畳表示するナビゲーション装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施の形態におけるナビゲーション装置のブロック図
【図２】本発明の実施の形態におけるナビゲーション装置の全体動作を示すフローチャート
【図３ａ】本発明の実施の形態における表示モード切替のユーザ入力例１を示す図
【図３ｂ】本発明の実施の形態における表示モード切替のユーザ入力例２を示す図
【図４ａ】本発明の実施の形態における画面座標とウィンドウ座標の定義を示す図
【図４ｂ】本発明の実施の形態におけるウィンドウ座標からワールド座標の変換を示す図
【図４ｃ】本発明の実施の形態におけるカメラ方位θの定義を示す図
【図５ａ】案内オブジェクトを生成する手順を示すフローチャート
【図５ｂ】案内矢印生成処理の手順を示すフローチャート
【図６】本発明の実施の形態における遠方表示モードでの案内矢印および前方風景の表示例を示す図
【図７】本発明の実施の形態における遠方表示モードでのランドマークアイコンの表示例を示す図
【図８】本発明の実施の形態における遠方表示モードでの交差点名称看板の表示例を示す図
【図９】本発明の実施の形態における遠方表示モードでの交差点接続道路の表示例を示す図
【図１０】本発明の実施の形態における遠方表示モードでの交差点風景画像の表示例を示す図
【符号の説明】
【００７７】
１００ ナビゲーション装置
１０１ 撮像部
１０２ 測位部
１０３ 地図情報格納部
１０４ 入力部
１０５ 制御部
１０６ 経路探索部
１０７ 表示部
１０８ 経路案内オブジェクト生成部
１０９ モード切替検出部
１１０ 生成地点算出部
１１１ 表示制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実風景に案内オブジェクトを重畳表示して誘導案内を行うナビゲーション装置、ナビゲーション方法およびナビゲーションプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両の前方風景をビデオカメラ等で撮像した実写画像に車両の進路を示す矢印画像などの案内オブジェクトを重畳表示したり、フロントガラス越しの風景にヘッドアップディスプレイなどを用いて案内オブジェクトを重畳表示するナビゲーション装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このようなナビゲーション装置は、実風景と案内画面の対比が容易で、ユーザに対して直感的な経路誘導を行うことができる。そのため、前方を撮像した画像は、実風景との対応を良くするため車両近傍を撮像した画像が好ましい。しかし、このような車両近傍の画像、またはフロントガラス越しの風景に案内オブジェクトを重畳表示する誘導案内では、車両近傍以外の遠方の案内オブジェクトをユーザに分かりやすい形態で提示することが難しい。
【０００４】
そこで、車両位置から撮像範囲外の案内地点まで連続性をもった経路案内情報を提示するため、画像中には存在しない遠方の道路に経路案内情報を重畳させた案内画像を別途作成し、車両前方を撮像した画像中の経路案内と関連付けて提示することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平７−６３５７２号公報
【特許文献２】特開２００７−２９２５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の構成では、遠方の案内情報が現在地周辺の案内情報とは異なる平面上に小さく描画されるため、ユーザは遠方の案内情報を一見して把握することが難しい。つまり、遠方の案内情報は、フロントガラス越しに見える位置や大きさと異なるため、実風景との対比の容易性が損なわれるという問題を有していた。
【０００６】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、現在地周辺の状況を表示しつつ、現在地から離れた遠方の案内情報を分かり易い形態でユーザに提示することが可能なナビゲーション装置、ナビゲーション方法およびナビゲーションプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の局面は、移動体の前方を撮像した実写画像に案内オブジェクトを重畳表示して案内を行うナビゲーション装置に向けられている。本発明は、誘導経路上の現在地から目的地方向に所定の距離移動した地点を生成地点とした案内オブジェクトを生成する経路案内オブジェクト生成部と、案内オブジェクトの表示位置を前記生成地点から移動した現在地とし、前記実写画像に重畳して表示部に表示させる表示制御部を有する。
【０００８】
この構成により、ユーザは現在地周辺の状況を確認しながら、遠方の地点からフロントガラス越しに見るのと同じ状態で遠方の案内情報を確認することが可能となる。
【０００９】
また、入力を受付ける入力部へのユーザの入力に合わせて、誘導経路上の生成地点を算出する生成地点算出部を有し、経路案内オブジェクト生成部は、生成地点から所定範囲の案内オブジェクトを生成してもよい。
【００１０】
また、案内オブジェクトは、誘導経路の道路形状、案内矢印、ランドマークアイコン、ＰＯＩアイコン、交差点風景画像、または交差点名称看板のいずれか、または組合せであることが好ましい。
【００１１】
また、案内オブジェクトは、誘導経路以外の道路形状を含む案内オブジェクトであってもよい。
【００１２】
また、入力部に対する所定の入力により、周辺表示モードと遠方表示モードのどちらの表示モードで案内オブジェクトを表示するかを検出するモード切替検出部を有し、表示制御部は、モード切替検出部の検出した表示モードで案内オブジェクトを表示部に表示させることが好ましい。
【００１３】
表示制御部は、周辺表示モードと遠方表示モードで異なる表示形態の案内オブジェクトを表示部に重畳表示させてもよい。
【００１４】
本発明の第２の局面は、フロントガラスに案内オブジェクトを表示して案内を行うナビゲーション装置に向けられている。本発明は、誘導経路上の現在地から目的地方向に所定の距離移動した地点を生成地点とした案内オブジェクトを生成する経路案内オブジェクト生成部と、案内オブジェクトの表示位置を生成地点から移動した現在地とし、フロントガラス越しの風景に重畳して表示させる表示制御部とを有する。
【００１５】
この構成により、ユーザはフロントガラス越しに遠方の案内情報を確認することが可能となる。
【００１６】
本発明の第３の局面は、移動体の前方を撮像した実写画像に案内オブジェクトを重畳表示して案内を行うナビゲーション方法に向けられている。本発明は、誘導経路上の現在地から目的地方向に所定の距離移動した地点を生成地点とした案内オブジェクトを生成する経路案内オブジェクト生成ステップと、案内オブジェクトの表示位置を生成地点から移動した現在地とし、移動体の前方を現在地から撮像した実写画像に重畳して表示部に表示させる表示制御ステップとを有する。
【００１７】
本発明の第４の局面は、移動体の前方を撮像した実写画像に案内オブジェクトを重畳表示して案内を行うナビゲーション装置のコンピュータで実行されるナビゲーションプログラムに向けられている。本発明は、誘導経路上の現在地から目的地方向に所定の距離移動した地点を生成地点とした案内オブジェクトを生成する経路案内オブジェクト生成ステップと、案内オブジェクトの表示位置を生成地点から移動した現在地とし、移動体の前方を現在地から撮像した実写画像に重畳して表示部に表示させる表示制御ステップとを有する。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように本発明は、遠方の案内オブジェクトを現在地近傍に移動し実風景に重畳して表示することにより、ユーザは現在地周辺の状況を確認しながら、フロントガラス越しに見るのと同じ状態で遠方の案内情報を確認することが可能なナビゲーション装置、ナビゲーション方法、およびナビゲーションプログラムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態のナビゲーション装置について、図面を用いて説明する。
（実施の形態）
本発明の実施の形態に係るナビゲーション装置１００の全体構成ブロックを図１に示す。ナビゲーション装置１００は、撮像部１０１、測位部１０２、地図情報格納部１０３、入力部１０４、制御部１０５、経路探索部１０６、表示部１０７、経路案内オブジェクト生成部１０８、モード切替検出部１０９、生成地点算出部１１０を備える。
【００２０】
本実施の形態では、移動体として車両を想定し、以後移動体を車両あるいは自車として説明する。なお、本発明は、移動体として車両に限定するものではない。
【００２１】
撮像部１０１は、例えば、車両の前方風景を撮像するカメラである。カメラは、車両のフロントガラス背面、車両天井部等に設置される。なお、２台以上のカメラにより構成しても良い。２台以上のカメラにより構成するときは、合成した映像を使用することもできる。また、車車間通信等によって、他車両に搭載されているカメラの映像を用いてもよい。なお、車載用ではなく、歩行者用のナビゲーション装置の場合は、携帯電話、ＰＨＳ等のポータブル機器に内臓するカメラを用いてもよい。
【００２２】
測位部１０２は、ナビゲーション装置が設置される車両に取り付けられる、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機、車速センサ、ジャイロ（角速度）センサ、加速度センサ等の信号から現在位置や速度、方位を測位する機能を有する。ＧＮＳＳ受信機は、例えば、ＧＰＳ受信機であり、複数の衛星からの電波を受信し、それを復調することで受信機の絶対位置を計測するものである。搬送波位相を使用する測位方式でも良い。なお、現在位置や速度、方位の測位には、ＧＮＳＳ受信機や各種センサを単独又は複合利用して行う。測位部１０２で測位された自車位置を基に後述する地図情報のリンクに対しマップマッチング処理を行うことができる。なお、車載ではなく、歩行者用のナビゲーションとして本発明を使用する場合は、携帯電話、PHS等のポータブル機器に内蔵するセンサを使用してもよい。
【００２３】
地図情報格納部１０３は、道路や交差点に関する地図データ、例えばリンクデータやノードデータ、交差点名称、ランドマークアイコン、交差点の風景画像等の地図情報が格納される記憶媒体である。記憶媒体としては、例えば、ＨＤＤやＤＶＤ、フラッシュメモリである。なお、これに限らず、図示しない通信手段（例えば、携帯電話）によって、地図情報が地図情報格納部１０３にセンター設備から適宜ダウンロードされる構成としてもよい。
【００２４】
入力部１０４は、ユーザからの指示入力を受付けるもので、押圧式のスイッチを所定数並べた構成を採るものや、タッチパネル式のもの、リモコン、あるいは利用者の声を認識してナビゲーション装置への入力情報に変換するマイクロフォン、音声認識エンジン等で構成される。本実施の形態では、表示部１０７の表示面に重ねて設置され、表示面と同サイズのタッチパネルを入力部１０４と想定するが、その他の入力手段を使用しても良い。ユーザからの指示内容としては、目的地検索、経由地設定、目的地設定、経路探索条件設定、経路探索実行、縮尺変更（拡大／縮小）、案内オブジェクトの表示モードを切り替える設定等がある。
【００２５】
制御部１０５は、ナビゲーション装置１００全体の動作を制御する、ＣＰＵやＭＰＵとＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等である。ＣＰＵやＭＰＵは、ＲＯＭに格納されるプログラムを実行することによって、図１に示す各機能ブロックが相互連携し、実現される。また、ＣＰＵやＭＰＵは、プログラムの実行中、ＲＡＭを作業領域として使用する。
【００２６】
経路探索部１０６は、入力部１０４から入力された目的地に関する情報、及び測位部１０２から取得した自車の位置情報に基づいて、地図情報格納部１０３を参照して、目的地に至る誘導経路を探索する。探索された経路にはいくつかの案内対象地点（案内対象の交差点）が含まれる。
【００２７】
表示制御部１１１は、撮像部１０１により撮像された実写画像に経路案内オブジェクト生成部１０８により生成された案内オブジェクトを重畳して表示部１０７に表示させる機能を有している。または、ヘッドアップディスプレイなどを用いてフロントガラス越しの風景に案内オブジェクトを重畳して表示させる。
【００２８】
表示部１０７は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ウィンドシールドディスプレイ、ヘッドアップディスプレイなどの表示デバイスである。なお、ウィンドシールドディスプレイやヘッドアップディスプレイとする場合は、運転手の視線方向に配置すれば、実写画像は画面には表示しなくて良い。実風景がディスプレイ越しに視認できるためである。すなわち、撮像部１０１を省略する構成も可能となる。
【００２９】
経路案内オブジェクト生成部１０８は、経路探索部１０６によって探索された誘導経路に該当する道路に沿った形状の案内矢印を代表例とする案内オブジェクトを生成する機能を有している。通常は、現在地から誘導経路上を所定距離進んだ位置までの案内オブジェクトを生成するが、後述の生成地点算出部１１０によって現在地から移動した生成地点が算出された場合は、当該生成地点を起点として所定範囲の案内オブジェクトを生成する。
【００３０】
ここで、案内オブジェクトの具体例を説明する。例えば、案内オブジェクトは、道路形状に一定の幅（道路幅相当）を持たせた案内矢印、交差点名称看板、ランドマークアイコン、ＰＯＩ（Ｐｏｉｎｔ ｏｆ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）アイコン、および交差点の風景画像などである。案内矢印の幅は、地図情報格納部１０３に格納されているリンクデータのリンク幅を参照すればよい。なお、案内矢印の形状は、矢印図形に限らず、先端の三角形を除いた折れ線図形とすることや任意の形状を取ることができる。特に、高さを有するものであってもよい。また、誘導経路の道路形状に一定の幅（道路幅相当）を持たせた案内矢印のみではなく、案内地点に至るまでの誘導経路以外の道路形状であってもよい。これにより、案内地点までに曲折可能な道路がいくつ存在するかなどの付加的な情報もユーザに伝えることができるからである。
【００３１】
また、本実施の形態において交差点名称、ランドマークアイコン、交差点の風景画像などは、地図情報格納部１０３に格納されている地図データから画像化するものとする。なお、これらの画像データそのものを地図情報格納部１０３に予め記憶させておいても良いし、図示しない通信手段を用いてセンターから画像データをダウンロードする、あるいは他端末との通信によって取得しても良い。
【００３２】
モード切替検出部１０９は、ユーザの入力部１０４への所定の入力を検出し、案内オブジェクトの表示モードを切り替えを検出する。表示モードには通常の周辺表示モードと遠方表示モードがある。
【００３３】
生成地点算出部１１０は、前述の遠方表示モードの際、ユーザの入力に応じて、案内オブジェクトを生成するときの生成地点となる誘導経路上の地点を算出する。周辺表示モードの場合、生成地点は現在地とする。
【００３４】
以上のように構成されたナビゲーション装置について、図２を用いてその動作を説明する。
【００３５】
まず、制御部１０５は、目的地が設定されたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０１において、目的地が設定されなかった場合、制御部１０５は、ステップＳ１０１に処理を戻す。一方、ステップＳ１０１において、目的地が設定された場合、経路探索部１０６は、測位部１０２で取得した位置情報に基づいて、地図情報格納部１０３を参照して、目的地に至る誘導経路を探索する（ステップＳ１０２）。目的地に至る誘導経路が探索されると、制御部１０５は、案内を開始する（ステップＳ１０３）。
【００３６】
次いで、制御部１０５は、経路案内に伴う種々のパラメータの初期化を行う。具体的には撮像部１０１の撮像方向、撮像範囲を定めるパラメータであるカメラ位置、カメラ姿勢（水平角、仰角）、焦点距離、及び画像サイズに基づいて、３Ｄオブジェクト描画のための仮想カメラの視野空間を算出する。また、案内オブジェクトの表示モードの初期値を周辺表示モードにセットする（ステップＳ１０４）。
【００３７】
次に、ステップＳ１０５では、自車が目的地へ到達したかどうかを判定する。具体的には測位部１０２で取得した位置情報と目的地との距離が所定距離以内にあるかどうかを判断する。ここで目的地へ到達したと判断された場合、経路案内を終了する。そうでない場合は次ステップＳ１０６へ移行する。
【００３８】
ステップＳ１０６では、案内オブジェクトの表示モードを判断する。案内オブジェクトの表示モードには周辺表示モードと遠方表示モードの２種類ある。両者の切り替えは、ユーザの入力操作がトリガーとなるが、具体的な入力方法は後述する。案内オブジェクトの表示モードが周辺表示モードである場合、現在地を生成地点とした案内オブジェクトを生成する。一方、遠方表示モードであった場合は、ステップＳ１０７へ移行し、生成地点を算出する。
【００３９】
ここで、周辺表示モードから遠方表示モードへ移行し、遠方の案内オブジェクトを確認するためのユーザ操作の第一の例を図３ａに示す。ユーザが同図のように入力部１０４のタッチパネルのうち、案内矢印Ａに相当する部分のいずれかの場所（図３ａでは、場所Ｐｓ）に指で触れると、モード切替検出部１０９はこれを検出し、遠方表示モードへと移行する。案内矢印Ａの描画範囲外を触れたときは、モード切替検出部１０９はモード移行しないようにすることが好ましい。さらに、ユーザが遠方の経路を確認するためには、案内矢印Ａの描画範囲を指で触れた状態のまま、同図のように手前方向の場所Ｐｅまで指をスライドさせる。この画面上の２点ＰｓおよびＰｅにそれぞれ対応するワールド座標上の２地点から移動量が算出され、案内オブジェクトを生成するときの生成地点が決定される。生成地点を算出する手順は後述する。
【００４０】
ここで、ユーザがタッチパネルから指を離すと、案内オブジェクトの表示は移動先から現在地へ再び戻り、モード切替検出部１０９は表示モードを周辺表示モードへと切り替える。一方、さらに遠方を確認したい場合は指を離さず、同図のフックＦまでスライドさせる。フックＦに触れるとタッチパネルから指を離してもモード切替は行われない。この後、再び案内矢印Ａの範囲のいずれかに触れ、手前方向にスライドさせれば、現在地ではなく今の表示位置を起点とし、新たな生成地点を算出し、さらに移動した案内オブジェクトの表示を行うことができる。
【００４１】
また、図３ｂは、周辺表示モードから遠方表示モードへ移行し、遠方の案内オブジェクトを確認するためのユーザ操作の第二の例を示す。この例では、表示部１０７の右下にリールＲが用意されている。ユーザがリールＲの近傍を指で触れるとモード切替検出部１０９はこれを検出し、案内オブジェクトの表示モードを周辺表示モードから遠方表示モードへと移行させる。ここで、ユーザがリールＲを図の様に指で回転させると、回転量に応じて移動量が算出される。周辺表示モードへ移行するためには図３ａ同様、タッチパネルから指を離せば良い。
【００４２】
図２へ戻り、ステップＳ１０７を説明する。ここでは、遠方表示モードで表示する案内オブジェクトの生成地点を算出する。まず、生成地点を算出するには、第１の例、または第二の例における移動量の算出が必要である。
【００４３】
そこで、まず画面上の座標から描画するワールド座標を算出する方法について説明する。
【００４４】
図４ａの上側の長方形は表示部１０７の画面（単位：Ｐｉｘel）を表している。一方、図４ａの下側の長方形は撮像部１０１の撮像素子から焦点距離Ｆだけ離れた位置の受光範囲（ウィンドウと称することにする。単位：ｍｍ）を表している。当然のことながら、表示部１０７に出力される映像は撮像部１０１の撮像素子が受光した範囲の映像である。従って、同図の一点Ｐｄ(Ｐｄｘ、Ｐｄｙ)に対応するウィンドウ上の点Ｐｗ（Ｐｗｘ、Ｐｗｙ）の座標は、画面の原点を左上、縦横のサイズをＤｘ、Ｄｙとし、さらにウィンドウの原点を中央、縦横のサイズをＷｘ、Ｗｙとすれば明らかに、次式の関係が成り立つ。
【００４５】
Ｐｗｘ＝（Ｗｘ／Ｄｘ）×Ｐｄｘ − Ｗｘ／２
Ｐｗｙ＝−（（Ｗｙ／Ｄｙ）×Ｐｄｙ − Ｗｙ／２）
となる。ここで、画面とウィンドウでＹ軸の向きが逆に設定していることに注意されたい。次に、点Ｐｗをワールド座標へ変換する。これは平行移動、回転などのアフィン変換によって達成される。座標軸として東西をＸ軸[ｍ]、南北をＹ軸[ｍ]、高さをＺ軸[ｍ]とし、既知のパラメータとして焦点距離をＦ[ｍ]、取り付け高さＨ[ｍ]、地面に対するカメラの設置角γ[度]、北を０とするカメラの方向θ[度]（図４ｃ参照）とする。まず、図４ｂ上図のように、ワールド座標の原点にウィンドウを配し、次の手順で点Ｐｗに対し平行移動および回転を施す。
・ Ｙ軸方向に焦点距離Ｆの長さだけ平行移動
・ Ｘ軸を中心にγだけ回転
・ Ｚ軸方向にＨの長さだけ平行移動
・ Ｚ軸を中心にθだけ回転
・ カメラの視点位置Ｐ０へ平行移動
上記の平行移動および回転の処理は、例えばＯｐｅnＧＬなどの３Ｄグラフィクスライブラリを使用すれば容易に求めることができる。このような処理を経て、ワールド座標での点Ｐｗ’（Ｐｗｘ’，Ｐｗｙ’，Ｐｗｚ’）を算出することができる。上記の処理を施した後のウィンドウ及び点Ｐｗの様子は図４ｂ下図を参照されたい。次に、図４ｂ下図における視点位置Ｐ０とＰｗ’を結ぶ直線と地面（Ｘ−Ｙ平面）との交点Ｐ（Ｐｘ，Ｐｙ，Ｐｚ）は、以下の式によって算出される。
【００４６】
Ｐｘ＝−Ｈ×Ｐｗｘ’／（Ｐｗｚ’−Ｈ）[ｍ]
Ｐｙ＝−Ｈ×Ｐｗｚ’／（Ｐｗｚ’−Ｈ）[ｍ]
Ｐｚ＝０[ｍ]
いま、図３ａにおいてユーザが点Ｐｓから点Ｐｅへ指をスライドさせたとする。簡単のため、図２のステップＳ１０７からループを経て再びステップＳ１０７へフローが戻ってくるまでの時間内にこのスライドが行われたとする。この時、点Ｐｓ、点Ｐｅに対応するワールド座標をそれぞれＰｓ’(Ｐｓｘ’、Ｐｓｙ’)、Ｐｅ’（Ｐｅｘ’、Ｐｅｙ’）とすれば、移動量（Ｌｘ，Ｌｙ）は、次式により求まる。
【００４７】
Ｌｘ＝Ｐｅｘ’−Ｐｓｘ’
Ｌｙ＝Ｐｅｙ’−Ｐｓｙ’
ここで、図３ｂのようなインターフェイスから移動量を求める場合、同図のリールＲが３６０度回転した際の移動量を予め設定しておけば、同図ＰｓからＰｅへユーザが指を移動させた時の回転角に応じた移動量を容易に算出することができる。移動方向は仮想カメラの視点位置直下のリンクデータの方向と同一であることが望ましいが、単純に仮想カメラの方向と常に同一であっても良い。
【００４８】
以上、表示部１０７の画面上の位置をワールド座標系に変換して移動量を算出する手順を説明したが、処理を簡単にするため、表示部１０７の画面上の移動距離を単に誘導経路上の移動距離に変換し生成地点を算出してもよい。
【００４９】
図２へ戻り、ステップＳ１０８では、案内オブジェクトの表示位置を算出する。具体的には、先に算出された生成地点に基づき、仮想カメラの位置を移動量だげ移動させて表示部１０７へ出力すれば、案内オブジェクトがスライドと同じ方向、同じ量だけ手前に寄って来るように見せることができる。
【００５０】
次に、ステップＳ１０９では、経路案内オブジェクト生成部１０８が案内オブジェクトの生成を行う。具体的には、ステップＳ１０７で算出された生成地点から見た形状で案内オブジェクトの生成とワールド座標への配置を行う。ステップＳ１０９の案内オブジェクト生成の具体的なフローを図５ａを用いて説明する。
【００５１】
まず、ステップＳ２０１では制御変数Ｃｏｕｎｔを初期化する。
【００５２】
次に、ステップＳ２０２では、制御変数Ｃｏｕｎｔが４より大きければフローを終了、そうでなけれればステップＳ２０３へ進む。
【００５３】
ステップＳ２０３では、制御変数Ｃｏｕｎｔの値によってフローを分岐させる。
【００５４】
制御変数Ｃｏｕｎｔの値が０の場合、ステップＳ２０４へ移る。ここでは、仮想カメラの視野範囲内のランドマークアイコンの画像データが地図情報格納部１０３から読み出される。
【００５５】
制御変数Ｃｏｕｎｔの値が１の場合、ステップＳ２０５へ移る。ここでは、仮想カメラの視野範囲内の交差点風景画像データが地図情報格納部１０３から読み出される。
【００５６】
制御変数Ｃｏｕｎｔの値が２の場合、ステップＳ２０６へ移る。ここでは、仮想カメラの視野範囲内のリンクデータが地図情報格納部１０３から読み出される。その後、ステップＳ２０７では、読み出したリンクデータに基づき、案内矢印と交差点の接続道路の生成処理が行われる。ステップＳ２０７の詳細は後述する。
【００５７】
制御変数Ｃｏｕｎｔの値が３の場合、ステップＳ２０８へ移る。ここでは、前方風景画像を撮像部１０１から取得する。その後、ステップＳ２０９で、現在の案内オブジェクトの表示モードが遠方表示モードであるかを判定する。遠方表示モードであれば、ステップＳ２１０において、前方風景画像にスモーク加工を施す。この目的とするところは、ユーザが遠方表示モードと通常の周辺表示モードを一見して見分けることができるようにするためである。
【００５８】
制御変数Ｃｏｕｎｔの値が４の場合、ステップＳ２１１へ移る。ここでは、仮想カメラの視野範囲内の交差点名称データが地図情報格納部１０３から読み出される。その後ステップＳ２１２において交差点名称データから交差点看板画像を生成する。具体的には、例えば交差点名称をシステムの既存フォントデータで描画して画像化する。
【００５９】
次に、ステップＳ２１３では各フローで生成された画像をポリゴンとしてワールド座標上に配置する。通常地図データに格納されている位置データは緯度経度であることから、これをメートルに変換して配置する。前方風景画像は、他の案内オブジェクト同様、例えば、自車位置の１０ｍ先に視野範囲一杯の大きさで配置してやればよい。また、この時、リンクデータおよび測位部１０２から得られる自車の位置から算出される交差点までの残距離を、交差点ノードと同一座標の所定高さに配置するのが望ましい。
【００６０】
次に、ステップＳ２１４では制御変数Ｃｏｕｎｔをインクリメントする。
【００６１】
図５ｂは、ステップＳ２０７の案内矢印生成処理の詳細を表す。ステップＳ３０１では、ステップＳ２０６で読みだしたリンクデータから案内矢印と交差点の接続道路のポリゴンの頂点座標を算出する。先述のとおり、道路幅はリンクデータの車線幅を参照すれば良い。また、緯度経度からワールド座標へ変換を施す。
【００６２】
次に、ステップＳ３０２では、現在の案内オブジェクト表示モードが遠方表示モードであるかを判定する。周辺表示モードの場合、交差点の接続道路を表示しないので、ステップＳ３０３で案内矢印のみに対して所定のポリゴン色１を設定する。
【００６３】
遠方表示モードの場合、ステップＳ３０４へ移る。ここでは、案内矢印の色を所定色のポリゴン色２に設定する。案内オブジェクトの表示モードによって案内矢印の色を変える目的は、先述の前方風景のスモーク加工と同様、ユーザが遠方表示モードと周辺表示モードを一見して見分けられるようにするためである。
【００６４】
次に、ステップＳ３０５では、交差点接続道路の色を所定色であるポリゴン色３に設定する。
【００６５】
以上のような処理により、案内オブジェクトが生成される。
【００６６】
図２のステップＳ１１０へ説明を戻す。ここでは案内オブジェクトおよび前方風景映像を表示部１０７へ出力する。具体的には、ステップＳ１０９でワールド座標へ配置された案内オブジェクトおよび前方風景映像を透視変換して表示部１０７へ出力する。ワールド座標から画面への透視変換は３Ｄグラフィクスライブラリを使用して描画ＡＰＩを呼びだせば、仮想カメラのパラメータ等から各案内オブジェクトの画面上での座標が自動で算出される。
【００６７】
最後に、本実施の形態の以上のような処理によって表示部１０７へ出力される画像の例を示す。
【００６８】
図６はユーザが入力部１０４上で指をスライドさせることにより表示モードが遠方表示モードに切り替わり、前方風景は動かず、案内矢印が手前に寄ってくる様子を表した例である。遠方表示モードと周辺表示モードとの違いをユーザが一見して分かるよう、前方風景画像にスモーク加工を施し、案内矢印の色を周辺表示モードと異なる色で描画する。これにより、案内対象地点での曲折方向を事前に把握することができる。
【００６９】
図７は、図６の案内矢印の表示に加えて、ランドマークアイコンが手前に寄って来る様子を示している。これにより、案内対象地点をユーザが特定するための目印を事前に把握しておくことができる。
【００７０】
図８は、図６の案内矢印の表示に加えて、交差点名称看板が手前に寄ってくる様子を表している。これにより、案内対象地点の交差点名称を事前に把握することができる。
【００７１】
図９は、図６の案内矢印の表示に加えて、交差点接続道路が手前に寄ってくる様子を表している。接続道路と案内矢印に対して異なる色で配色することで、ユーザは経路とその他の道路を一見して見分け、かつ交差点形状を容易に把握することができる。
【００７２】
図１０は、図６の案内矢印の表示に加えて、交差点の風景画像が手前に寄ってくる様子を表している。案内対象地点に到達するまでに通過する交差点の風景を見ることにより、ユーザは走行イメージを容易に把握し、安心することができる。 このような本発明の実施の形態のナビゲーション装置によれば、ユーザが入力部１０４上で指をスライドすることで、前方風景画像は動かさないまま、遠方の案内オブジェクト（案内矢印、交差点名称看板、ランドマーク、交差点風景映像、交差点接続道路など）がスライド量に応じた距離だけ手前に寄ってくる。これにより、ユーザは、信号待ちで止まっている時などに操作をすれば、前方風景画像により現在地周辺の様子に注意を払いながら、遠方の案内オブジェクトをフロントガラス越しに見るのと同じ状態で確認することができる。
【００７３】
本発明は、上述した実施の形態を実現するソフトウェアのプログラム（実施の形態では図に示すフロー図に対応したプログラム）が装置に供給され、その装置のコンピュータが、供給されたプログラムを読出して、実行することによっても達成させる場合を含む。したがって、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、コンピュータにインストールされるプログラム自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現させるためのプログラムも含む。
【００７４】
また、上記実施の形態で説明した構成は、単に具体例を示すものであり、本願発明の技術的範囲を制限するものではない。本願の効果を奏する範囲において、任意の構成を採用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
以上のように、本発明にかかるナビゲーション装置は、実写画像に経路案内オブジェクトを重畳表示するナビゲーション装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施の形態におけるナビゲーション装置のブロック図
【図２】本発明の実施の形態におけるナビゲーション装置の全体動作を示すフローチャート
【図３ａ】本発明の実施の形態における表示モード切替のユーザ入力例１を示す図
【図３ｂ】本発明の実施の形態における表示モード切替のユーザ入力例２を示す図
【図４ａ】本発明の実施の形態における画面座標とウィンドウ座標の定義を示す図
【図４ｂ】本発明の実施の形態におけるウィンドウ座標からワールド座標の変換を示す図
【図４ｃ】本発明の実施の形態におけるカメラ方位θの定義を示す図
【図５ａ】案内オブジェクトを生成する手順を示すフローチャート
【図５ｂ】案内矢印生成処理の手順を示すフローチャート
【図６】本発明の実施の形態における遠方表示モードでの案内矢印および前方風景の表示例を示す図
【図７】本発明の実施の形態における遠方表示モードでのランドマークアイコンの表示例を示す図
【図８】本発明の実施の形態における遠方表示モードでの交差点名称看板の表示例を示す図
【図９】本発明の実施の形態における遠方表示モードでの交差点接続道路の表示例を示す図
【図１０】本発明の実施の形態における遠方表示モードでの交差点風景画像の表示例を示す図
【符号の説明】
【００７７】
１００ ナビゲーション装置
１０１ 撮像部
１０２ 測位部
１０３ 地図情報格納部
１０４ 入力部
１０５ 制御部
１０６ 経路探索部
１０７ 表示部
１０８ 経路案内オブジェクト生成部
１０９ モード切替検出部
１１０ 生成地点算出部
１１１ 表示制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体の前方を撮像した実写画像に案内オブジェクトを重畳表示して案内を行うナビゲーション装置であって、
誘導経路上の現在地から目的地方向に所定の距離移動した地点を生成地点とした案内オブジェクトを生成する経路案内オブジェクト生成部と、
前記案内オブジェクトの表示位置を前記生成地点から移動した現在地とし、前記実写画像に重畳して表示部に表示させる表示制御部を有するナビゲーション装置。
【請求項２】
入力を受付ける入力部へのユーザの入力に合わせて、前記誘導経路上の生成地点を算出する生成地点算出部を有し、
前記経路案内オブジェクト生成部は、前記生成地点から所定範囲の案内オブジェクトを生成することを特徴とする請求項１に記載のナビゲーション装置。
【請求項３】
前記案内オブジェクトは、誘導経路の道路形状、案内矢印、ランドマークアイコン、ＰＯＩアイコン、交差点風景画像、または交差点名称看板のいずれか、または組合せであることを特徴とする請求項１に記載のナビゲーション装置。
【請求項４】
前記案内オブジェクトは、誘導経路以外の道路形状を含む案内オブジェクトであることを特徴とする請求項１に記載のナビゲーション装置。
【請求項５】
入力部に対する所定の入力により、周辺表示モードと遠方表示モードのどちらの表示モードで案内オブジェクトを表示するかを検出するモード切替検出部を有し、
前記表示制御部は、前記モード切替検出部の検出した表示モードで案内オブジェクトを表示部に表示させることを特徴とする請求項１に記載のナビゲーション装置。
【請求項６】
前記表示制御部は、周辺表示モードと遠方表示モードで異なる表示形態の案内オブジェクトを表示部に重畳表示させることを特徴とする請求項５に記載のナビゲーション装置。
【請求項７】
移動体のフロントガラスに案内オブジェクトを表示して案内を行うナビゲーション装置であって、
誘導経路上の現在地から目的地方向に所定の距離移動した地点を生成地点とした案内オブジェクトを生成する経路案内オブジェクト生成部と、
前記案内オブジェクトの表示位置を前記生成地点から移動した現在地とし、フロントガラス越しの風景に重畳して表示させる表示制御部と、
を有するナビゲーション装置。
【請求項８】
移動体の前方を撮像した実写画像に案内オブジェクトを重畳表示して案内を行うナビゲーション方法であって、
誘導経路上の現在地から目的地方向に所定の距離移動した地点を生成地点とした案内オブジェクトを生成する経路案内オブジェクト生成ステップと、
前記案内オブジェクトの表示位置を前記生成地点から移動した現在地とし、移動体の前方を現在地から撮像した実写画像に重畳して表示部に表示させる表示制御ステップと、
を有するナビゲーション方法。
【請求項９】
移動体の前方を撮像した実写画像に案内オブジェクトを重畳表示して案内を行うナビゲーション装置のコンピュータで実行されるナビゲーションプログラムであって、
誘導経路上の現在地から目的地方向に所定の距離移動した地点を生成地点とした案内オブジェクトを生成する経路案内オブジェクト生成ステップと、
前記案内オブジェクトの表示位置を前記生成地点から移動した現在地とし、移動体の前方を現在地から撮像した実写画像に重畳して表示部に表示させる表示制御ステップと、
を有するナビゲーション装置のコンピュータで実行されるナビゲーションプログラム。
【請求項１】
移動体の前方を撮像した実写画像に案内オブジェクトを重畳表示して案内を行うナビゲーション装置であって、
誘導経路上の現在地から目的地方向に所定の距離移動した地点を生成地点とした案内オブジェクトを生成する経路案内オブジェクト生成部と、
前記案内オブジェクトの表示位置を前記生成地点から移動した現在地とし、前記実写画像に重畳して表示部に表示させる表示制御部を有するナビゲーション装置。
【請求項２】
入力を受付ける入力部へのユーザの入力に合わせて、前記誘導経路上の生成地点を算出する生成地点算出部を有し、
前記経路案内オブジェクト生成部は、前記生成地点から所定範囲の案内オブジェクトを生成することを特徴とする請求項１に記載のナビゲーション装置。
【請求項３】
前記案内オブジェクトは、誘導経路の道路形状、案内矢印、ランドマークアイコン、ＰＯＩアイコン、交差点風景画像、または交差点名称看板のいずれか、または組合せであることを特徴とする請求項１に記載のナビゲーション装置。
【請求項４】
前記案内オブジェクトは、誘導経路以外の道路形状を含む案内オブジェクトであることを特徴とする請求項１に記載のナビゲーション装置。
【請求項５】
入力部に対する所定の入力により、周辺表示モードと遠方表示モードのどちらの表示モードで案内オブジェクトを表示するかを検出するモード切替検出部を有し、
前記表示制御部は、前記モード切替検出部の検出した表示モードで案内オブジェクトを表示部に表示させることを特徴とする請求項１に記載のナビゲーション装置。
【請求項６】
前記表示制御部は、周辺表示モードと遠方表示モードで異なる表示形態の案内オブジェクトを表示部に重畳表示させることを特徴とする請求項５に記載のナビゲーション装置。
【請求項７】
移動体のフロントガラスに案内オブジェクトを表示して案内を行うナビゲーション装置であって、
誘導経路上の現在地から目的地方向に所定の距離移動した地点を生成地点とした案内オブジェクトを生成する経路案内オブジェクト生成部と、
前記案内オブジェクトの表示位置を前記生成地点から移動した現在地とし、フロントガラス越しの風景に重畳して表示させる表示制御部と、
を有するナビゲーション装置。
【請求項８】
移動体の前方を撮像した実写画像に案内オブジェクトを重畳表示して案内を行うナビゲーション方法であって、
誘導経路上の現在地から目的地方向に所定の距離移動した地点を生成地点とした案内オブジェクトを生成する経路案内オブジェクト生成ステップと、
前記案内オブジェクトの表示位置を前記生成地点から移動した現在地とし、移動体の前方を現在地から撮像した実写画像に重畳して表示部に表示させる表示制御ステップと、
を有するナビゲーション方法。
【請求項９】
移動体の前方を撮像した実写画像に案内オブジェクトを重畳表示して案内を行うナビゲーション装置のコンピュータで実行されるナビゲーションプログラムであって、
誘導経路上の現在地から目的地方向に所定の距離移動した地点を生成地点とした案内オブジェクトを生成する経路案内オブジェクト生成ステップと、
前記案内オブジェクトの表示位置を前記生成地点から移動した現在地とし、移動体の前方を現在地から撮像した実写画像に重畳して表示部に表示させる表示制御ステップと、
を有するナビゲーション装置のコンピュータで実行されるナビゲーションプログラム。
【図１】
【図２】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図４ｃ】
【図５ａ】
【図５ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図４ｃ】
【図５ａ】
【図５ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−２３６８４４（Ｐ２００９−２３６８４４Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８６０７１（Ｐ２００８−８６０７１）
【出願日】平成２０年３月２８日（２００８．３．２８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２８日（２００８．３．２８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]