ナビゲーション装置及びナビゲーション方法
【課題】 矢印などの案内情報を運転の妨げにならないように実風景に重ねて表示するナビゲーション装置を提供する。
【解決手段】 経路作成部４は、自車位置取得部１と地図記憶部２と目的地設定部３から取得した自車位置情報と地図情報と目的地位置情報とに基づいて経路を作成する。案内情報特定部５は、案内情報を提示する地図上の位置と、提示する案内情報の種類を特定する。障害物検知部６は、画像認識などにより、自車の周辺ある障害物（歩行者や車両等）の位置と種類とを検知する。優先度決定部７は、各障害物の提示優先度を決定する。表示位置決定部８は、案内情報の表示位置として、検知した障害物と重ならない位置を求める。画像出力部９は、車両のフロントガラス内の決定された位置に、あるいは、前方画像を表示するディスプレイ内の決定された位置に、案内情報を出力する。
【解決手段】 経路作成部４は、自車位置取得部１と地図記憶部２と目的地設定部３から取得した自車位置情報と地図情報と目的地位置情報とに基づいて経路を作成する。案内情報特定部５は、案内情報を提示する地図上の位置と、提示する案内情報の種類を特定する。障害物検知部６は、画像認識などにより、自車の周辺ある障害物（歩行者や車両等）の位置と種類とを検知する。優先度決定部７は、各障害物の提示優先度を決定する。表示位置決定部８は、案内情報の表示位置として、検知した障害物と重ならない位置を求める。画像出力部９は、車両のフロントガラス内の決定された位置に、あるいは、前方画像を表示するディスプレイ内の決定された位置に、案内情報を出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナビゲーション装置に関し、より特定的には、実風景上に案内情報を提示して利用者を誘導するナビゲーション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地図画像や音声を用いて利用者を目的地まで誘導する車載用ナビゲーション装置が普及している。現在普及しているナビゲーション装置では、経路誘導に用いる地図画像や前方風景画像として、ＤＶＤなどに記憶された仮想画像が利用されている。そして、運転者などの利用者は、車内に設置されたディスプレイに映し出された地図画像等を見ることによって、進むべき方向を確認する。
【０００３】
ところで、経路誘導に用いる画像として、仮想画像の代わりに、自車両に設置されたカメラによって実時間で撮影された実風景画像を用いることも提案されている（例えば特許文献１）。実風景画像を用いる場合、実風景画像に進行方向を示す矢印などの案内情報を重畳した画像が、経路誘導用の画像として利用者に提示される。
【０００４】
運転者が画面を見ていられる時間は限られているために、ディスプレイに表示される画像は、即座に進むべき方向を把握出来る画像であることが望ましい。実風景画像を用いれば、仮想風景画像を用いた場合よりも実際の風景との差が少ないために、運転者は短時間でかつ正確に進むべき方向を把握し得るという利点がある。
【特許文献１】特開平７−６３５７２号公報（第１１頁、図１１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、実風景画像上に案内情報が提示される場合には、利用者に提示される画像に、歩行者や信号機等も映し出されることになるが、従来のナビゲーション装置では、これらを考慮することは考えられていなかった。しかしながら、表示された案内情報の後ろに歩行者や信号機が隠されてしまうと、歩行者等に対する運転者の注意が不十分になるおそれがある。よって、安全の観点から、歩行者等を考慮して案内情報を表示することが望ましい。
【０００６】
また、天候や時間帯によって車外の明るさ等が変化するので、実風景画像が用いられる場合には、これらを考慮しなければ、利用者が認識できない画像表示がなされるおそれもある。
【０００７】
それ故に、本発明の目的は、運転の妨げにならないように、実風景上に矢印などの案内情報を表示するナビゲーション装置を提供することである。また、本発明の別の目的は、利用者が認識しやすい案内情報を実風景上に表示するナビゲーション装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明のナビゲーション装置は、実風景に重ねて表示した案内情報によって利用者を誘導するナビゲーション装置であって、１以上の案内情報の中から提示する案内情報を特定する案内情報特定部と、自車前方の風景を平面的に捉えたときの平面上の障害物の位置を特定する障害物検知部と、平面上に案内情報を表示したときに障害物との重畳面積が少ない位置を特定し、特定した位置を表示位置とする表示位置決定部と、表示位置に前記案内情報を表示する画像出力部とを備える。
【０００９】
また、本発明のナビゲーション装置は、地図を記憶する地図記憶部と、地図上における自車位置を取得する自車位置取得部と、地図上における目的地を設定する目的地設定部と、地図と現在地と目的地とに基づいて経路を作成する経路作成部とを更に備えていてもよい。
【００１０】
また、障害物検知部は、自車前方の風景画像を撮影する撮影部と、撮影部で撮影された画像を解析して障害物を特定する画像解析部とを含んでいてもよい。
【００１１】
また、本発明のナビゲーション装置は、案内情報特定部が特定した案内情報と障害物検知部が検知した各障害物に、利用者に提示すべき優先順位を付する優先度決定部を更に備えていてもよい。このときに、表示位置決定部は、案内情報より優先度が高い障害物との重畳面積が少ない位置を表示位置とする。
【００１２】
表示位置決定部は、案内情報と障害物とが重畳するときに、案内情報の表示方法を、障害物の視認性が向上する表示方法に変更してもよい。
【００１３】
より具体的には、表示位置決定部は、重畳面積が低減するように、案内情報の形状を変形することを決定してもよい。また、表示位置決定部は、表示位置において、案内情報を非表示にすることを決定してもよい。
【００１４】
また、本発明のナビゲーション装置は、平面上における表示位置付近の色彩を判断する色彩判断部と、案内情報の色彩を、色彩判断部が判断した色彩とは異なる色彩にすることを決定する色彩決定部とをさらに備えていてもよい。
【００１５】
また、本発明のナビゲーション装置は、車両前方から入射する光の光量を取得する光量取得部と、光量取得部が取得した光量に基づいて、案内情報の輝度を決定する輝度決定部とをさらに備えていてもよい。
【００１６】
画像出力部は、案内情報を自車のフロントガラスに投影して表示するものであってもよい。また、画像出力部は、ディスプレイに表示した実風景画像上に案内情報を重ねて表示するものであってもよい。
【００１７】
本発明に係るナビゲーション方法は、実風景に重ねて表示した案内情報によって利用者を誘導するナビゲーション装置で実行されるナビゲーション方法であって、１以上の案内情報の中から提示する案内情報を特定する案内情報特定ステップと、自車前方の風景を平面的に捉えたときの当該平面上の障害物の位置を特定する障害物検知ステップと、平面上に案内情報を表示したときに障害物との重畳面積が少ない位置を特定し、当該位置を表示位置とする表示位置決定ステップと、表示位置に案内情報を表示する画像出力ステップとを備えていてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るナビゲーション装置は、実風景上に、運転の妨げにならないように案内情報を表示することができる。すなわち、本発明に係るナビゲーション装置は、歩行者や信号機などの運転者が見落としてはならない障害物、及び、車線看板や町名看板など運転者に有用な情報を与える障害物を検知して、それらの障害物と重ならない位置に案内情報を表示する。したがって、本発明のナビゲーション装置を利用した運転者は、直感的にかつ正確に進むべき方向を把握できるだけでなく、周囲の安全にも配慮して運転を行うことができる。
【００１９】
また、本発明の一局面によれば、検知された障害物に、利用者への提示優先順位が付される。そして、案内情報よりも優先度が高い障害物の視認性が、案内情報を表示することによって著しく低下しないように、案内情報の表示位置や表示方法が決定される。
【００２０】
また、本発明のさらに他の局面によれば、背景の色彩情報や輝度情報を基に、案内情報の色彩と輝度とを決定する。よって、表示される案内情報は利用者が認識しやすいものになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るナビゲーション装置の構成図である。図１に示すナビゲーション装置は、自車位置取得部１、地図記憶部２、目的地設定部３、経路作成部４、案内情報特定部５、障害物検知部６、優先度決定部７、表示位置決定部８、及び、画像出力部９を備えている。
【００２２】
自車位置取得部１は、自車の位置情報と自車の姿勢（向き・傾き）情報とを取得する。ここで、位置情報とは、経度及び緯度で特定される場所の情報である。位置情報は、例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を用いたり、車速センサとジャイロセンサを組み合わせて用いたりすることによって取得できる。姿勢情報とは、自車の向き（方位）や傾きを表す情報であって、ジャイロセンサなどを用いれば取得できる。
【００２３】
自車位置取得部１で取得される位置・姿勢情報の精度は、一般に利用されているカーナビゲーション装置が備えている自車位置取得部で取得される程度の精度であればよい。位置・姿勢情報の精度を向上させる方法としては、例えば、車速や傾きなどの情報によって自車位置を特定する自律航法を採用し、自律航法で得られた位置情報をＧＰＳ受信機で取得した位置情報で補正する手法がある。
【００２４】
なお、ＲｅａｌＴｉｍｅ Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ−ＧＰＳを用いれば、経度緯度座標をより精度良く求めることができる。また、自律航法を採用する際に、光ジャイロを用いれば、ジャイロセンサに特有のドリフト誤差を抑えることが可能であり、姿勢情報の精度向上が期待できる。
【００２５】
地図記憶部２は、一般的なナビゲーション装置に用いられているデジタル形式の地図情報等を記憶する記憶部である。具体的には、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等が地図記憶部２となり得る。
【００２６】
目的地設定部３は、利用者が目的地を設定する際に利用される。これを実現するために、目的地設定部３は、ポインティングデバイスやキーボードやリモートコントローラなどの入力部と表示部とを備えていればよい。より具体的には、ポインティングデバイスで差された地図上の位置の経緯及び緯度を取得したり、利用者が携帯電話等でインターネットサイトにアクセスして得た経度及び緯度を受信又は入力したりできる構成を備えていればよい。
【００２７】
経路作成部４は、自車位置取得部１と地図記憶部２と目的地設定部３とから取得した、自車位置姿勢情報と地図情報と目的地位置情報とを用いて、現在位置から目的地までの経路を作成する。経路を作成する方法としては、一般的に知られているダイクストラ法などの方法を用いてもよい。
【００２８】
案内情報特定部５は、案内情報を提示する地点、又は、案内情報を提示するために処理を開始する地点を特定する。また、案内情報特定部５は、複数の案内情報の中からいずれかを提示する場合には、提示する案内情報（経路誘導用画像）も特定する。
【００２９】
障害物検知部６は、車両の周辺に存在する歩行者や信号機など、運転者が注意しなければならないものや配慮する必要があるもの（以下、これらを総称して障害物という）を検知し、検知した障害物の位置や種類を特定して、その情報（障害物情報）を作成する。ここで、障害物の位置とは、車両前方の風景を平面的に、つまり二次元画像として捉えたときの平面上の位置である。障害物検知部６は、具体的には、カメラと画像処理装置や、赤外線レーダ装置、また、歩行者が保有する携帯電話端末や障害物に取り付けた発信機から発信された信号を受信する受信機などが考えられる。障害物検知部６は、障害物の位置と大まかな種類とを特定できるものであれば、どのような検知形態を採るものであってもよい。
【００３０】
優先度決定部７は、案内情報特定部５と障害物検知部６とでそれぞれ特定された案内情報と障害物とに、利用者にとっての重要度に応じた優先度（優先順位）を付ける。例えば、歩行者や信号機など、運転者が見落としてはならない障害物には高い優先度が付され、また、比較的遠くの前方を走行する車や自車から離れてゆく車などには、低い優先度が付される。
【００３１】
なお、案内情報は、画像出力部９から出力されるまでユーザには認知されない仮想物であり、障害物は、利用者前方に実在する現実物である。このように、案内情報と障害物とではその特性が異なっているが、ナビゲーション装置が保持する全ての案内情報と検出可能な全ての障害物に対して、予め優先度を設定しておけば、設定されている優先度を参照して、提示する案内情報と検出された障害物とに優先度を付することができる。
【００３２】
表示位置決定部８は、優先度決定部７によって決定された優先度に基づいて、案内情報を表示する位置を決定する。なお、ここでいう位置は、自車から見える風景を平面的に捕らえたときの、平面上の位置である。このときに、案内情報よりも優先度が高い障害物が案内情報の後ろに隠されてしまわないように、案内情報を表示する位置が選択される。基本的には、表示位置決定部８は、障害物が存在しない位置か、又は案内情報よりも優先度が低いと判断された障害物の上に案内情報を表示することを決定する。また、このような位置が無いために、優先度が高い障害物の上に案内情報を表示しなければならない場合には、表示位置決定部８は、案内情報の視認性が通常表示した場合よりも向上するような表示方法で案内表示を行うことを決定する。
【００３３】
画像出力部９は、表示位置決定部８で決定された位置に案内情報を表示する。画像出力部９の具体例として、プロジェクタとスクリーンの組み合わせやディスプレイなどが挙げられる。なお、ナビゲーション装置は、画像出力部だけでなく、案内音声を出力するスピーカ（音声出力部）も備えていてもよい。
【００３４】
なお、上記各部、特に、目的地設定部３、経路作成部４、案内情報特定部５、障害物検知部６、優先度決定部７、及び表示位置決定部８で行われる処理の全部又は一部は、コンピュータプログラムにより実現されてもよい。
【００３５】
次に、本実施形態に係るナビゲーション装置のより具体的な機器構成を例に挙げて、ナビゲーション装置で行われる処理の詳細を説明する。図２に示すナビゲーション装置１００は、車両位置・姿勢検出部１０、ＨＤＤ２０、ポインティングデバイス３０を備えたＴＦＴ液晶ディスプレイ３５（以下、ディスプレイ３５と記す）、カメラ４０、演算処理部５０、映像投影部９０、及びスピーカ９５を備える。
【００３６】
ここで、図２に示す各部と図１に示す各部との対応を説明する。図２に示す車両位置・姿勢検出部１０は、図１に示す自車位置取得部１に相当する。車両位置・姿勢検出部１０は、ＧＰＳ受信部１１及びジャイロセンサ１２を備える。ＨＤＤ２０は、図１に示す地図記憶部２に相当する。ポインティングデバイス３０、ディスプレイ３５、地図データ等を記憶したＨＤＤ２０、及び演算処理部５０で、図１に示す目的地設定部３が実現される。カメラ４０及び演算処理部５０で障害物検知部６が実現される。演算処理部５０は、この他にも、図１に示す経路作成部４、案内情報特定部５、優先度決定部７、及び表示位置決定部８としての機能も果たす。そして、映像投影部９０とスピーカ９５とは、図１に示す画像出力部９に相当する。映像投影部９０は、プロジェクタ９１とスクリーン９２とを備える。
【００３７】
なお、ナビゲーション装置１００は、電源を自車から取得する構成になっていることが望ましい。例えば、ナビゲーション装置１００をアクセサリ電源に接続しておき、自車のエンジンがオン状態のときにはナビゲーション装置が動作モードに、また、オフ状態のときには省電力待機モードになるようにしてもよい。
【００３８】
演算処理部５０は、ＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２、及びＲＡＭ５３を備えている。ＲＯＭ５２には、画像表示位置のキャリブレーション、経路作成処理、障害物検知処理、優先度決定処理、及び案内情報表示位置決定処理などの処理を行うためのプログラムが記憶されている。
【００３９】
ＨＤＤ２０は、地図データを記憶している。ＨＤＤ２０が保持する最低限の地図データとしては、経路探索処理に必要な道路ネットワーク情報データ、目的地を決定する際に利用されるランド情報情報データ、及び地名情報データなどが考えられる。
【００４０】
ＨＤＤ２０は、案内情報のテンプレート画像も記憶している。図３（ａ）〜（ｃ）は、案内情報のテンプレート画像の一例であって、（ａ）は右折誘導の際に表示する案内情報１３１、（ｂ）は左折誘導の際に表示する案内情報１３２、（ｃ）は目的地を示す案内情報１３３である。案内情報１３１又は案内情報１３２を提示する場合には、交差点までの距離を情報の付近に数値表示するようにしてもよい。案内情報１３３は、利用者の視野内に目的地が存在するときに提示する情報である。
【００４１】
上記以外にも、ＨＤＤ２０は、優先度テーブル（図１０参照）も記憶している。ここで、優先度テーブルとは、案内情報や障害物の名称と、その案内情報や障害物の優先度が記載されたテーブルである。
【００４２】
映像投影部９０は、Ｈｅａｄ Ｕｐ Ｄｉｓｐｌａｙ（以下、ＨＵＤと記す）用のプロジェクタ９１と背面投影型スクリーン９２（以下、スクリーン９２という）とを備えている。図４に示すように、プロジェクタ９１とスクリーン９２とは、車両１０１の内部に配置される。
【００４３】
プロジェクタ９１が出力した画像は、スクリーン９２を透過してフロントガラス１０２に投影される。このときに、フロントガラス１０２で反射した画像は、虚像１３０として運転者に認識される。この虚像１３０は、利用者には、フロントガラス１０２の前方の、スクリーン９２とフロントガラス１０２との間の距離だけ離れた位置に浮かび上がって見える。
【００４４】
カメラ４０は、撮影される画像と利用者が見ている風景とがほぼ一致するように、利用者の目線位置に固定されることが望ましい。カメラ４０は、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラなど、撮影された画像を画素単位で解析可能なカメラであればよい。なお、カメラ４０が障害物の検知のみに用いられて、撮影された画像が利用者の目に触れないのであれば、すなわち、ディスプレイ３５に表示されないのであれば、カメラ４０の解像度は、障害物を特定できる程度あれば十分である。
【００４５】
図３（ａ）に示した案内情報１３１をプロジェクタ９１がスクリーン９２に投影したときに、カメラ４０は図５に示すような案内情報１３５が表示された風景画像を撮影する。また、図５に示す風景は、利用者がフロントガラス１０２を通して見る風景でもある。図５において、町名看板１４０、信号機１４１、車線看板１４２、道路１４３、及び建物１４４は実在物である。そして、これらの実在物の手前に、虚像である案内情報１３５が浮かんで見えている。
【００４６】
ＨＵＤを用いれば、図５に示すように、利用者の前方の実風景上に案内情報１３５を表示することができるので、利用者は、視線を移動させずに案内情報１３５を確認して、進路を把握することができる。なお、ＨＵＤは、主に航空機などに利用されてきたが、最近では車速等を焦点表示する車載用のものも一般的になっている。
【００４７】
プロジェクタ９１は、案内情報１３５の明るさを２０００ｌｍ程度で表示できるものであれば、現在一般的に利用されているものを利用してもよい。画像の輝度は、プロジェクタ９１とスクリーン９２との距離によって変化する。すなわち、プロジェクタ９１とスクリーン９２との距離が長くなれば、スクリーン９２上に投影される画像のサイズは大きくなって、画像の輝度は下がる。
【００４８】
なお、一般に、日中の屋外の輝度は約１０，０００カンデラパー平方メートル（ｃｄ／ｍ2）と知られているが、フロントガラス１０２に施された減光処理によって、車内から見た車外の輝度はこれよりも下がる。そのため、日中でも、フロントガラス１０２に１，８００（ｃｄ／ｍ2）の輝度値で案内情報１３１が投影されていれば、案内情報１３５を十分に認識することができる。
【００４９】
次に、本実施形態に係るナビゲーション装置１００で行われる処理を、図６及び図７のフローチャートと図８を用いてより具体的に説明する。ナビゲーション装置１００が起動されると、まず、車両位置・姿勢検出部１０は、ＧＰＳ受信部１１及びジャイロセンサ１２を用いて位置情報と姿勢情報（初期位置・姿勢情報）を取得する（ステップＳ１１）。このときに、姿勢情報は、前回エンジンを停止した際に取得していた姿勢情報をそのまま用いてもよいし、磁気コンパスを用いて真方向を求めてもよい。走行中の姿勢情報は、初期値からの変化量に基づいて求められる。
【００５０】
次に、画像投影部９０とカメラ４０とを用いて、画像投影位置のキャリブレーションが行われる（ステップＳ１２）。このキャリブレーションは、プロジェクタ９１のどの位置から投影した画像が、利用者前方のどの位置に表示されて見えるかを把握するために行われる。より具体的には、キャリブレーションは、プロジェクタ９１が投影した画像をカメラ４０で撮影し、撮影された画像を解析することによって行われる。なおキャリブレーション方法の詳細な例については後述する。
【００５１】
ステップＳ１２でキャリブレーションが終了すると、ディスプレイ３５には目的地設定用の画面が表示される。ここで、目的地設定用の画面とは、住所入力画面や地図画面である。利用者は、ポインティングデバイス３０を用いて、ディスプレイ３５に表示された都道府県名や市町村名から目的地の住所を選択したり、表示された地図上の目的地を差し示したりして、目的地の経度及び緯度を特定する。特定された目的地の経度及び緯度は、演算処理部５０に入力されて、ＲＡＭ５３に記憶される。
【００５２】
次に、演算処理部５０は、ステップＳ１１で取得した初期位置・姿勢情報と、ステップＳ１３で設定した目的地情報と、ＨＤＤ２０に保持されている地図情報とを用いて、経路情報を作成する（ステップＳ１４）。ダイクラストラ法などを用いた経路作成方法は、現在のナビゲーション装置でも一般的に利用されているので、本明細書では説明を省略する。
【００５３】
なお、前方風景の輝度が高いと、画像投影部９０から投影された画像の視認性が低下するので、例えば夕方であれば、西日が直接入射しない経路を選択するように重みを付けて経路を選択してもよい。
【００５４】
経路が作成されると、演算処理部５０は、作成した経路上の案内情報を提示する地点（以下、案内情報提示地点という）を、経度及び緯度で特定する（ステップＳ１５）。特定された経度及び緯度はＲＡＭ５３に記憶される。
【００５５】
より具体的には、演算処理部５０は、ステップＳ１４で作成された経路情報に、案内情報提示地点の条件を照らし合わせて、条件に当てはまる地点の経緯度を、条件毎に特定する。ここで案内情報提示地点とは、例えば右折又は左折する交差点の手前７００ｍ、３００ｍ、１００ｍ、及び１０ｍといった地点である。このような条件は予めＲＡＭ５３等に記憶しておく。そして、演算処理部５０で特定された案内情報提示地点データは、その地点で提示する案内情報のデータと関連付けられてＲＡＭ５３等に記憶される。
【００５６】
ステップＳ１５において案内情報提示地点が特定されると、演算処理部５０は、車両位置・姿勢検出部１０から現在地情報を取得して（ステップＳ１６）、現在の車両位置がステップＳ１５で決定された案内情報提示地点か否かを判定する（ステップＳ１７）。判定の結果、案内情報提示地点でなければ（ステップＳ１７のＮＯ）、再度現在地情報が取得される（ステップＳ１６）。
【００５７】
一方、案内情報提示地点であると判定された場合には（ステップＳ１７のＹＥＳ）、演算処理部５０は、その地点で提示する案内情報を特定する（図７のステップＳ２１）。このときにＣＰＵ５１は、図８（ａ）に示すように、提示する案内情報に関する情報（名称やキーワード等）を、ＲＡＭ５３の対象物テーブルに書き込む。
【００５８】
次に、障害物検知処理が行われる（ステップＳ２２）。より具体的には、まず、カメラ４０で車両前方の風景が撮影される。そして、撮影された画像が、演算処理部５０で画像処理されて、画像内の信号や歩行者などの障害物が検出される。また、障害物が車やバイクである場合には、接近速度も測定される。ＣＰＵ５１は、検出された障害物の名称や接近速度などの情報を、図８（ｂ）に示すように、ＲＡＭ５３の対象物テーブルに書き込む。なお、接近速度は、例えば、カメラ４０が取得した画像から車両やバイクを抽出し、次に、車両等が存在する領域をステレオ撮影して車両等までの距離を測定し、時間当たりの距離の変化を算出することにより得られる。
【００５９】
ステップＳ２２で行われる画像処理方法としては、色情報やパターンマッチングによって物体の種類を特定する方法等が考えられる。例えば、車線看板は青色で矩形状をしているので、色情報とパターンマッチングを用いれば特定可能である。なお、パターンマッチングなどの障害物検知処理を行う際には、障害物でないものを障害物と誤認識することよりも、障害物を見逃してしまうことの方が利用者にとって危険であるため、障害物検出のためのパラメータ（閾値）の設定は甘めにしておくことが望ましい。
【００６０】
次に、演算処理部５０は、優先度決定処理を行い（ステップＳ２３）、次いで表示位置選定処理を行う（ステップＳ２４）。そして、プロジェクタ９１は、優先度決定処理及び表示位置選定処理で決定された案内情報の表示位置に、決定された表示方法で案内情報を投影する（ステップＳ２５）。投影が終わると、現在位置情報が取得されて（ステップＳ２６）、現在地が目的地であるか否かが判断される（ステップＳ２７）。目的地に到達していなければ（ステップＳ２７のＮＯ）、図６のステップＳ１７に戻る。また、目的地に到達した場合には（ステップＳ２７のＹＥＳ）、ナビゲーション装置は経路誘導を終了する。
【００６１】
ここで、ステップＳ２３の優先度決定処理の詳細を、図９のフローチャートと図１０及び図１１を用いて説明する。
【００６２】
まず、ＣＰＵ５１は、ＲＡＭ５３の対象物テーブルに記載された各対象物に、優先度を付ける（図９のステップＳ３１）。このときに、図１０に示す優先度テーブルが参照される。
【００６３】
図１０に示す優先度テーブルには、対象物の名称と接近速度、優先度、及び補足情報が記載されている。優先度テーブルの優先度欄に記載されている数値のうち、「０」は、最も優先度が高いことを示しており、数値が大きくなる程優先度が低いことを示している。
【００６４】
図１０に示す優先度テーブルでは、案内情報の優先度を、交差点までの距離に応じて変化させている。例えば、交差点手前７００ｍで提示する案内情報よりも、交差点手前３００ｍで提供する案内情報の方が、利用者には有益な情報であると考えられるために、交差点手前７００ｍで提示する案内情報の優先度を「４」とし、交差点手前３００ｍで表示する案内情報の優先度を「３」としている。
【００６５】
なお、走行地などによって障害物の重要度は異なる場合もあるので、図１０に示す優先度テーブルの内容や優先度の高さは、利用者が変更できるようにしておいてもよい。
【００６６】
また、図１０に示す優先度テーブルでは、障害物が車両である場合には、接近速度によって優先度を異ならせている。これは、同じ車線上で同方向に走行する車であっても、反対車線を走行する車であっても、自車との相対速度によって利用者への危険度が異なると考えられるためである。したがって、図１０に示す優先度テーブルでは、相対速度が小さい車両ほど、優先度を高く設定している。
【００６７】
なお、図１０に示す優先度テーブルの右端欄にある補足情報を用いて、さらに優先度を詳細に設定することも考えられる。一例を挙げると、「右折レーン」を示す車線看板が障害物として検出されたときに、利用者にとってのその車線看板の重要度は、前方の交差点を右折する場合と直進する場合とで異なる。したがって、右折レーンの車線看板が検出されたときに右折する場合には、優先度テーブルに記載されている値よりも１つ高い優先度の値を対象物テーブルに書き込むようにしてもよい。
【００６８】
図１１（ａ）は、優先度が書き込まれた後の対象物テーブルを示している。対象物テーブルへの優先度の書き込みが終了すると、次に、演算処理部５０は、対象物テーブルに記載されている障害物のうち、案内情報と優先度が同じものが存在するか否かを判断する（図９のステップＳ３２）。案内情報と同じ優先度の障害物が存在した場合（ステップＳ３２のＹＥＳ）、演算処理部５０は、該当する障害物の優先度が、現在の優先度よりも１つ高くなるように優先度の値を書き換える（ステップＳ３４）。例えば、図１１（ａ）に示す車両１の優先度は、案内情報と同じ「３」であるので、対象物テーブルの車両１の優先度は、図１１（ｂ）に示すように「２」に書き換えられる。
【００６９】
案内情報と同じ優先度の全ての障害物について、優先度が変更された後には（ステップＳ３３）、又は、案内情報と同じ優先度の障害物が始めから存在しなかったときには（ステップＳ３２のＮＯ）、対象物テーブルに記載されている優先度の値が確定値とされる（ステップＳ３４）。以上に説明した処理後の優先度が記載された、図１１（ｂ）に示す対象物テーブルでは、案内情報の優先度よりも低い優先度の障害物は、町名看板だけになっている。
【００７０】
以上によって、優先度決定処理が行われた後には、表示位置選定処理が行われる。表示位置選定処理については、図１２及び図１３のフローチャートと、図１４とを用いて説明する。
【００７１】
まず、演算処理部５０は、障害物検知処理のためにカメラで撮影された画像における重要障害物が存在する領域（以下、重要障害物存在領域１５０という）を特定する（図１２のステップＳ４１）。ここで、重要障害物存在領域１５０とは、図１４に示す破線で囲まれた四角形領域であって、提示する案内情報よりも優先度が高いと判断された障害物（重要障害物）を完全に含む領域である。図１４に示す町名看板１４０のように、提示する案内情報よりも優先度が低い障害物が存在する領域は、重要障害物存在領域１５０には含まれない。
【００７２】
次に、演算処理部５０は、表示しようとしている案内情報の情報をＨＤＤ２０から読み出して、その情報の大きさを特定する（ステップＳ４２）。ここで、案内情報の大きさとは、通常表示する場合の案内情報の縦及び横方向の長さである。
【００７３】
次に、演算処理部５０は、案内情報を通常の大きさで表示できる領域（以下、通常表示可能領域という）を探索する（ステップＳ４３）。具体的には、例えば、図１４に示すように、ステップＳ４２で特定された大きさの探索窓１６０を画面の左上から順にスライドさせて、探索窓１６０と重要障害物領域１５０との重畳面積が最小となる領域を検索し、重畳面積が０となる領域を通常表示可能領域とすることが考えられる。また、重畳面積が０となる領域が存在しなかった場合でも、ＣＰＵ５１は、重畳面積が最小となる領域の位置情報をＲＡＭ５３に記憶する。
【００７４】
重畳面積が０となる通常表示可能領域が存在すれば（ステップＳ４４）、その位置を案内情報表示位置とすることが決定される（ステップＳ４５）。また、通常表示可能領域が存在しなければ（ステップＳ４４のＮＯ）、その案内情報の優先度を対象物テーブルから読み出して、その値が所定値より低いか否かが判断される（図１３のステップＳ５１）。
【００７５】
案内情報の優先度が所定値未満であると判断された場合には（ステップＳ５１のＹＥＳ）、案内情報を表示しないことが決定される（ステップＳ５２）。例えば、所定値を２とした場合には、優先度が３及び４である交差点手前３００ｍ及び７００ｍで提示する案内情報は表示されない。判断に用いる所定値は、利用者が変更できるようになっていてもよい。なお、案内情報を提示しないことが決定された場合には、音声による案内のみを行うようにしてもよい。
【００７６】
また、案内情報の優先度が所定値未満でないと判断された場合には（ステップＳ５１のＮＯ）、ステップＳ４３で特定された、探索窓１６０との重畳面積が最小であった領域に案内情報を表示するための処理が行われる。そのために、まず、ステップＳ４３で特定された領域の大きさにまで案内情報を変形することが可能か否かが判断される（ステップＳ５３）。
【００７７】
図１５（ａ）に示す通常の大きさの案内情報を変形する一つの方法としては、図１５（ｂ）に示すように、単純に画像の縦方向と横方向とを縮小する方法がある。また、別な方法として、図１５（ｃ）に示すように、案内情報の上の部分と下の部分とで縮小率をに変化させる方法もある。この方法は、通常の大きさで表示すると、案内情報の上の部分だけが障害物エリアに入ってしまう場合に有効である。
【００７８】
案内情報の画像情報には、識別できる最低限の大きさまで変形した際の変形度合いを表す変形限界値情報を付加しておく。そして、ステップＳ５３では、表示しようとしている領域の大きさにまで案内情報を縮小した場合に、変形値がその案内情報の変形限界値を超えるか否かが判断される。演算処理部５０は、変形値が変形限界値を超えない場合には変形可能と判断して（ステップＳ５３のＹＥＳ）、案内情報の変形を決定する（ステップＳ５４）。一方、変形値が変形限界値を超える場合には（ステップＳ５３のＮＯ）、演算処理部５０は、表示方法を変更することを決定する（ステップＳ５６）。なお、表示する案内情報が文字である場合には、変形によって認識できなくなる可能性が高いので、文字情報は変形不可能な情報として取り扱えばよい。
【００７９】
変更後の表示方法は、通常の表示を行った場合よりも視認性が向上するような表示方法であればよい。視認性が向上する方法としては、例えば、表示時間を通常よりも短縮したり、点滅表示したり、案内表示の色彩を淡色化したりする方法などが考えられる。
【００８０】
次に、前述したステップＳ１２の画像投影位置のキャリブレーション方法の一例を、図１６〜図１８を用いて説明する。図１６（ａ）に示す画像は、キャリブレーションに使用されるテストパターンの一例である。このテストパターン１８０は、方形の４隅のうち対角に位置する２隅がマーキングされている。このようなテストパターン１８０は、図１７に示すように、プロジェクタ９１からスクリーン９２を介して、フロントガラス１０２に投影される。キャリブレーションは、プロジェクタ９１が投影する画像と、投影した画像をカメラ４０で撮影した画像とを用いて行われる。
【００８１】
なお、テストパターンには、図１６（ｂ）に示すような方形の４隅をマーキングしたテストパターン１８１を用いてもよいし、図１６（ｃ）に示すような格子状のテストパターン１８２を用いてもよい。テストパターン１８２を用いる場合には、各グリッドの色を異ならせておけば、複雑な計算を行わなくとも、各グリッドが投影された位置を知ることができる。
【００８２】
図１８（ａ）及び（ｂ）は、プロジェクタ９１が投影する画像１８３と、そのときにカメラ４０で撮影される画像１８４とを示している。プロジェクタ９１が投影する画像位置と撮影された画像位置との対応関係を示すデータは、ＲＡＭ５３又はＨＤＤ２０に記憶される。つまり、図１８（ａ）に示す左上から一番目の画素は、カメラ４０の画素部の左上から１番目とその右隣である２番目の画素に対応するというように、対応表が作成されて記憶される。キャリブレーションで設定された目盛りは、障害物検知処理（図７のステップ２２）や表示位置選定処理（ステップＳ２４）等で利用される。
【００８３】
なお、カメラ４０やプロジェクタ９１の設置位置や向きが頻繁に変更されないのであれば、複数回の起動につき１回だけキャリブレーションが行われるようにしてもよい。また、キャリブレーション精度が保証される場合には、複数画素を単位として扱うようにして、情報処理量や保存するデータ量を低減してもよい。
【００８４】
なお、本実施形態では、映像投影部９０にＨＵＤを用いた場合を例に説明したが、ＨＵＤを用いずに、カメラ４０で撮影した前方風景画像に案内情報画像を重畳した画像を、ディスプレイ３５に表示するようにしてもよい。なお、本発明のナビゲーション装置をバイクとヘルメットとに取り付ける構成にして、バイザーに案内情報を表示すれば、提供される情報量が少ないバイクのナビゲーション装置としても利用できる。
【００８５】
本実施形態に係るナビゲーション装置は、実風景に重ねて案内情報を表示する際に、歩行者や信号機などの運転者が見落としてはならない障害物、及び、車線看板や町名看板など運転者に有用な情報を与える障害物を検知して、その優先度を決定する。そして、案内情報よりも優先度が高い障害物の視認性が、案内情報を表示することによって著しく低下しないように、案内情報の表示位置や表示方法が決定される。したがって、表示された案内情報が運転の妨げになるようなことがない。よって、本実施形態に係るナビゲーション装置を利用した運転者は、直感的にかつ正確に進むべき方向を把握出来るだけでなく、周囲の安全にも配慮して運転することができる。
【００８６】
（第２の実施形態）
図１９は、本発明の第２の実施形態に係るナビゲーション装置の構成図である。本実施形態に係るナビゲーション装置は、案内情報の視認性の向上を目的として、第１の実施形態に係るナビゲーション装置に、車外光量取得部２０１、彩度取得部２０２、及び輝度・彩度決定部２０３を付加した構成になっている。なお、本実施形態で説明するナビゲーション装置の構成要素のうち、第１の実施形態ですでに説明した構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付けて説明を省略する。
【００８７】
車外光量取得部２０１は、自車前方風景の輝度情報を取得する。彩度取得部２０２は、
表示位置決定部８で決定された案内情報を表示する領域付近の彩度情報を取得する。そして、輝度・彩度決定部２０３は、車外光量取得部２０１で取得された輝度情報と、彩度取得部２０２で取得された彩度情報とに基づいて、表示する案内情報の輝度と彩度とを決定する。画像出力部９は、表示位置決定部８で決定された位置に、輝度・彩度決定部２０３で決定された輝度及び彩度で案内情報を表示する。
【００８８】
次に、ナビゲーション装置のより具体的な機器構成を例に挙げて、本実施形態に係るナビゲーション装置で行われる処理の詳細を説明する。図２０に示すナビゲーション装置２００は、第１の実施形態で図２を用いて説明したナビゲーション装置に、輝度計測部２１０を付加した構成になっている。
【００８９】
ここで、図２０に示す各部と図１９に示す各部との対応を簡単に説明する。図２０に示す輝度計測部２１０は、図１９に示す車外光量取得部２０１に相当する。輝度計測部２１０は、自車両の前方方向から入射する光の輝度を計測するために設けられる。図１９に示す彩度取得部２０２と輝度・彩度決定部２０３は、カメラ４０と演算処理部５０との組み合わせによって実現される。
【００９０】
図２１は、ナビゲーション装置２００で行われる処理の一部を示すフロー図である。ナビゲーション装置２００では、図６及び図２１に示す処理が行われる。図２１に示す処理は、図７に示す処理にステップＳ２８の処理を追加したものである。ステップＳ２８の処理の詳細は、図２２のフロー図を用いて説明する。なお、図２１に記載している処理のうち、第１の実施形態で図７を用いて説明した処理と同じ処理には、同じステップ番号を付して説明を省略する。
【００９１】
案内情報を表示する位置は、図２１のステップＳ２４の表示位置決定処理によって決まることは、第１の実施形態で説明した通りである。この処理によって、図２３に示す車両前方風景画像上の、太破線で囲まれた領域２３０に案内情報を表示することが決定された後に、ＣＰＵ５１は、輝度計測部２１０で計測された車外の輝度を取得する（図２２のステップＳ６１）。取得された輝度はＲＡＭ５３に記憶される。
【００９２】
次に、演算処理部５０は、図２３に示す画像のうち、案内情報を表示する領域２３０、又は、案内情報を表示する領域よりも一回り大きな領域２４０の色彩情報を取得する（ステップＳ６２）。なお、色彩情報を取得する領域の広さを、領域２３０にするか領域２４０にするかは、予め定めておけばよい。
【００９３】
色彩情報の検出方法としては、領域２３０又は２４０に含まれる各画素が取得した彩度の平均を求める方法などが考えられるが、領域２３０又は２４０の代表的な色の情報を取得できる方法であれば、どのような方法を用いても構わない。
【００９４】
次に、演算処理部５０は、取得した色彩情報に基づいて、表示する案内情報の色彩を決定する（図２２のステップＳ６３）。例えば、図２３に示す画像において、案内情報を表示する領域２３０に、緑色の葉が茂った木が写っており、ステップＳ６２で特定された領域２３０の色が緑色であったとする。この領域に、背景色と同色である緑色で案内情報が表示された場合には、利用者は案内情報を認識できないおそれがある。従って、演算処理部５０は、案内情報の色を領域２３０の色彩とは異なる色彩で表示するために、案内情報の色彩を決定する。色彩の決定方法には、図２４に示すＣＩＥ表色系などを用いて、色度の距離が離れているものを選択する方法などが考えられる。
【００９５】
なお、ステップＳ６２において、領域２３０又は２４０の内部全体の色情報を求めずに、領域２３０又は２４０の内部のうち、案内情報１３５の外側の色情報だけを求めるようにすれば、案内情報の色彩をより認識しやすい色彩にすることができる。
【００９６】
色彩が決定されると、演算処理部５０は、提示する案内情報の輝度を決定する（ステップＳ６４）。このときに、案内情報の輝度値は、案内情報の周囲と案内情報とのコントラスト比が、利用者にとって適当なコントラスト比になるように設定するとよい。ＨＵＤを用いてフロントガラスに画像を投影する場合、最も低い輝度は、前方からフロントガラスに入射する光の輝度である。また、最も高い輝度は、プロジェクタが投影する白色画像の輝度である。演算処理部５０は、前方から入射する光と投影する画像とのコントラスト比が所定値以上になるように、望ましくは１：２０程度になるように、投影する画像の輝度を決定する。
【００９７】
トンネルなど暗い場所を通過するときに、トンネル外の明るい場所と同じ輝度で案内情報が表示されると、案内情報が明るすぎて、利用者の運転の妨げになるおそれがある。また、常時同じ色で案内情報が表示されていると、背景に案内情報が埋もれてしまうおそれもある。本実施形態に係るナビゲーション装置は、背景の色彩情報や輝度情報を基に案内情報の色彩と輝度とを決定するために、提示される案内情報は利用者が認識しやすいものになる。
【００９８】
なお、映像投影部９０として、ＨＵＤを用いる場合には、予め、プロジェクタの投影出力と投影された画像の輝度との関係を求めておけば、所望の輝度値で表示するために必要な出力が分かる。画像の輝度は、輝度計測部２１０を用いて測定してもよいし、投影出力と画像投影位置までの距離と投影先（フロントガラス）の反射率を基に演算して求めてもよい。なお、輝度計測部２１０を設けない場合には、車外の輝度はカメラ４０が撮影した画像のから求めるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明のナビゲーション装置は、実風景に重ねて表示した案内情報によって利用者を誘導する、車両等に搭載され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】
【０１００】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るナビゲーション装置の構成図
【図２】図１に示すナビゲーション装置の具体的な機器構成の一例を示す図
【図３】案内情報の例を示した図
【図４】ＨＵＤを使用した場合の画像投影方法を説明する図
【図５】案内情報が表示されているときの車両前方の風景図
【図６】図２に示すナビゲーション装置で行われる処理手順を示すフローチャート
【図７】図６の続図
【図８】案内情報や障害物の情報が記載された対象物テーブルを示す図
【図９】優先度決定処理の処理手順を示すフローチャート
【図１０】優先度テーブルの一例を示す図
【図１１】優先度が記載された対象物テーブルを示す図
【図１２】表示位置選定処理の処理手順を示すフローチャート
【図１３】図１２の続図
【図１４】案内情報の表示位置の決定方法を説明する図
【図１５】案内情報の変形例を示す図
【図１６】画像表示位置のキャリブレーションを行うためのテストパターン画像の一例を示す図
【図１７】テストパターンの投影の様子を説明する図
【図１８】投影するテストパターン画像とカメラで撮影されるテストパターンを示す図
【図１９】本発明の第２の実施形態に係るナビゲーション装置の概念図
【図２０】図１９に示すナビゲーション装置の具体的な機器構成の一例を示した図
【図２１】図２０に示すナビゲーション装置で行われる処理手順を示すフローチャート
【図２２】案内情報表示色・輝度決定処理の処理手順を示すフローチャート
【図２３】表示する案内情報の色彩を決定する方法を説明するための図
【図２４】ＣＩＥ表色系図
【符号の説明】
【０１０１】
１ 自車位置取得部
２ 地図記憶部
３ 目的地設定部
４ 経路作成部
５ 案内情報特定部
６ 障害物検知部
７ 優先度決定部
８ 表示位置決定部
９ 画像出力部
２０１ 車外光量取得部
２０２ 彩度取得部
２０３ 輝度・彩度決定部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナビゲーション装置に関し、より特定的には、実風景上に案内情報を提示して利用者を誘導するナビゲーション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地図画像や音声を用いて利用者を目的地まで誘導する車載用ナビゲーション装置が普及している。現在普及しているナビゲーション装置では、経路誘導に用いる地図画像や前方風景画像として、ＤＶＤなどに記憶された仮想画像が利用されている。そして、運転者などの利用者は、車内に設置されたディスプレイに映し出された地図画像等を見ることによって、進むべき方向を確認する。
【０００３】
ところで、経路誘導に用いる画像として、仮想画像の代わりに、自車両に設置されたカメラによって実時間で撮影された実風景画像を用いることも提案されている（例えば特許文献１）。実風景画像を用いる場合、実風景画像に進行方向を示す矢印などの案内情報を重畳した画像が、経路誘導用の画像として利用者に提示される。
【０００４】
運転者が画面を見ていられる時間は限られているために、ディスプレイに表示される画像は、即座に進むべき方向を把握出来る画像であることが望ましい。実風景画像を用いれば、仮想風景画像を用いた場合よりも実際の風景との差が少ないために、運転者は短時間でかつ正確に進むべき方向を把握し得るという利点がある。
【特許文献１】特開平７−６３５７２号公報（第１１頁、図１１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、実風景画像上に案内情報が提示される場合には、利用者に提示される画像に、歩行者や信号機等も映し出されることになるが、従来のナビゲーション装置では、これらを考慮することは考えられていなかった。しかしながら、表示された案内情報の後ろに歩行者や信号機が隠されてしまうと、歩行者等に対する運転者の注意が不十分になるおそれがある。よって、安全の観点から、歩行者等を考慮して案内情報を表示することが望ましい。
【０００６】
また、天候や時間帯によって車外の明るさ等が変化するので、実風景画像が用いられる場合には、これらを考慮しなければ、利用者が認識できない画像表示がなされるおそれもある。
【０００７】
それ故に、本発明の目的は、運転の妨げにならないように、実風景上に矢印などの案内情報を表示するナビゲーション装置を提供することである。また、本発明の別の目的は、利用者が認識しやすい案内情報を実風景上に表示するナビゲーション装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明のナビゲーション装置は、実風景に重ねて表示した案内情報によって利用者を誘導するナビゲーション装置であって、１以上の案内情報の中から提示する案内情報を特定する案内情報特定部と、自車前方の風景を平面的に捉えたときの平面上の障害物の位置を特定する障害物検知部と、平面上に案内情報を表示したときに障害物との重畳面積が少ない位置を特定し、特定した位置を表示位置とする表示位置決定部と、表示位置に前記案内情報を表示する画像出力部とを備える。
【０００９】
また、本発明のナビゲーション装置は、地図を記憶する地図記憶部と、地図上における自車位置を取得する自車位置取得部と、地図上における目的地を設定する目的地設定部と、地図と現在地と目的地とに基づいて経路を作成する経路作成部とを更に備えていてもよい。
【００１０】
また、障害物検知部は、自車前方の風景画像を撮影する撮影部と、撮影部で撮影された画像を解析して障害物を特定する画像解析部とを含んでいてもよい。
【００１１】
また、本発明のナビゲーション装置は、案内情報特定部が特定した案内情報と障害物検知部が検知した各障害物に、利用者に提示すべき優先順位を付する優先度決定部を更に備えていてもよい。このときに、表示位置決定部は、案内情報より優先度が高い障害物との重畳面積が少ない位置を表示位置とする。
【００１２】
表示位置決定部は、案内情報と障害物とが重畳するときに、案内情報の表示方法を、障害物の視認性が向上する表示方法に変更してもよい。
【００１３】
より具体的には、表示位置決定部は、重畳面積が低減するように、案内情報の形状を変形することを決定してもよい。また、表示位置決定部は、表示位置において、案内情報を非表示にすることを決定してもよい。
【００１４】
また、本発明のナビゲーション装置は、平面上における表示位置付近の色彩を判断する色彩判断部と、案内情報の色彩を、色彩判断部が判断した色彩とは異なる色彩にすることを決定する色彩決定部とをさらに備えていてもよい。
【００１５】
また、本発明のナビゲーション装置は、車両前方から入射する光の光量を取得する光量取得部と、光量取得部が取得した光量に基づいて、案内情報の輝度を決定する輝度決定部とをさらに備えていてもよい。
【００１６】
画像出力部は、案内情報を自車のフロントガラスに投影して表示するものであってもよい。また、画像出力部は、ディスプレイに表示した実風景画像上に案内情報を重ねて表示するものであってもよい。
【００１７】
本発明に係るナビゲーション方法は、実風景に重ねて表示した案内情報によって利用者を誘導するナビゲーション装置で実行されるナビゲーション方法であって、１以上の案内情報の中から提示する案内情報を特定する案内情報特定ステップと、自車前方の風景を平面的に捉えたときの当該平面上の障害物の位置を特定する障害物検知ステップと、平面上に案内情報を表示したときに障害物との重畳面積が少ない位置を特定し、当該位置を表示位置とする表示位置決定ステップと、表示位置に案内情報を表示する画像出力ステップとを備えていてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るナビゲーション装置は、実風景上に、運転の妨げにならないように案内情報を表示することができる。すなわち、本発明に係るナビゲーション装置は、歩行者や信号機などの運転者が見落としてはならない障害物、及び、車線看板や町名看板など運転者に有用な情報を与える障害物を検知して、それらの障害物と重ならない位置に案内情報を表示する。したがって、本発明のナビゲーション装置を利用した運転者は、直感的にかつ正確に進むべき方向を把握できるだけでなく、周囲の安全にも配慮して運転を行うことができる。
【００１９】
また、本発明の一局面によれば、検知された障害物に、利用者への提示優先順位が付される。そして、案内情報よりも優先度が高い障害物の視認性が、案内情報を表示することによって著しく低下しないように、案内情報の表示位置や表示方法が決定される。
【００２０】
また、本発明のさらに他の局面によれば、背景の色彩情報や輝度情報を基に、案内情報の色彩と輝度とを決定する。よって、表示される案内情報は利用者が認識しやすいものになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るナビゲーション装置の構成図である。図１に示すナビゲーション装置は、自車位置取得部１、地図記憶部２、目的地設定部３、経路作成部４、案内情報特定部５、障害物検知部６、優先度決定部７、表示位置決定部８、及び、画像出力部９を備えている。
【００２２】
自車位置取得部１は、自車の位置情報と自車の姿勢（向き・傾き）情報とを取得する。ここで、位置情報とは、経度及び緯度で特定される場所の情報である。位置情報は、例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を用いたり、車速センサとジャイロセンサを組み合わせて用いたりすることによって取得できる。姿勢情報とは、自車の向き（方位）や傾きを表す情報であって、ジャイロセンサなどを用いれば取得できる。
【００２３】
自車位置取得部１で取得される位置・姿勢情報の精度は、一般に利用されているカーナビゲーション装置が備えている自車位置取得部で取得される程度の精度であればよい。位置・姿勢情報の精度を向上させる方法としては、例えば、車速や傾きなどの情報によって自車位置を特定する自律航法を採用し、自律航法で得られた位置情報をＧＰＳ受信機で取得した位置情報で補正する手法がある。
【００２４】
なお、ＲｅａｌＴｉｍｅ Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ−ＧＰＳを用いれば、経度緯度座標をより精度良く求めることができる。また、自律航法を採用する際に、光ジャイロを用いれば、ジャイロセンサに特有のドリフト誤差を抑えることが可能であり、姿勢情報の精度向上が期待できる。
【００２５】
地図記憶部２は、一般的なナビゲーション装置に用いられているデジタル形式の地図情報等を記憶する記憶部である。具体的には、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等が地図記憶部２となり得る。
【００２６】
目的地設定部３は、利用者が目的地を設定する際に利用される。これを実現するために、目的地設定部３は、ポインティングデバイスやキーボードやリモートコントローラなどの入力部と表示部とを備えていればよい。より具体的には、ポインティングデバイスで差された地図上の位置の経緯及び緯度を取得したり、利用者が携帯電話等でインターネットサイトにアクセスして得た経度及び緯度を受信又は入力したりできる構成を備えていればよい。
【００２７】
経路作成部４は、自車位置取得部１と地図記憶部２と目的地設定部３とから取得した、自車位置姿勢情報と地図情報と目的地位置情報とを用いて、現在位置から目的地までの経路を作成する。経路を作成する方法としては、一般的に知られているダイクストラ法などの方法を用いてもよい。
【００２８】
案内情報特定部５は、案内情報を提示する地点、又は、案内情報を提示するために処理を開始する地点を特定する。また、案内情報特定部５は、複数の案内情報の中からいずれかを提示する場合には、提示する案内情報（経路誘導用画像）も特定する。
【００２９】
障害物検知部６は、車両の周辺に存在する歩行者や信号機など、運転者が注意しなければならないものや配慮する必要があるもの（以下、これらを総称して障害物という）を検知し、検知した障害物の位置や種類を特定して、その情報（障害物情報）を作成する。ここで、障害物の位置とは、車両前方の風景を平面的に、つまり二次元画像として捉えたときの平面上の位置である。障害物検知部６は、具体的には、カメラと画像処理装置や、赤外線レーダ装置、また、歩行者が保有する携帯電話端末や障害物に取り付けた発信機から発信された信号を受信する受信機などが考えられる。障害物検知部６は、障害物の位置と大まかな種類とを特定できるものであれば、どのような検知形態を採るものであってもよい。
【００３０】
優先度決定部７は、案内情報特定部５と障害物検知部６とでそれぞれ特定された案内情報と障害物とに、利用者にとっての重要度に応じた優先度（優先順位）を付ける。例えば、歩行者や信号機など、運転者が見落としてはならない障害物には高い優先度が付され、また、比較的遠くの前方を走行する車や自車から離れてゆく車などには、低い優先度が付される。
【００３１】
なお、案内情報は、画像出力部９から出力されるまでユーザには認知されない仮想物であり、障害物は、利用者前方に実在する現実物である。このように、案内情報と障害物とではその特性が異なっているが、ナビゲーション装置が保持する全ての案内情報と検出可能な全ての障害物に対して、予め優先度を設定しておけば、設定されている優先度を参照して、提示する案内情報と検出された障害物とに優先度を付することができる。
【００３２】
表示位置決定部８は、優先度決定部７によって決定された優先度に基づいて、案内情報を表示する位置を決定する。なお、ここでいう位置は、自車から見える風景を平面的に捕らえたときの、平面上の位置である。このときに、案内情報よりも優先度が高い障害物が案内情報の後ろに隠されてしまわないように、案内情報を表示する位置が選択される。基本的には、表示位置決定部８は、障害物が存在しない位置か、又は案内情報よりも優先度が低いと判断された障害物の上に案内情報を表示することを決定する。また、このような位置が無いために、優先度が高い障害物の上に案内情報を表示しなければならない場合には、表示位置決定部８は、案内情報の視認性が通常表示した場合よりも向上するような表示方法で案内表示を行うことを決定する。
【００３３】
画像出力部９は、表示位置決定部８で決定された位置に案内情報を表示する。画像出力部９の具体例として、プロジェクタとスクリーンの組み合わせやディスプレイなどが挙げられる。なお、ナビゲーション装置は、画像出力部だけでなく、案内音声を出力するスピーカ（音声出力部）も備えていてもよい。
【００３４】
なお、上記各部、特に、目的地設定部３、経路作成部４、案内情報特定部５、障害物検知部６、優先度決定部７、及び表示位置決定部８で行われる処理の全部又は一部は、コンピュータプログラムにより実現されてもよい。
【００３５】
次に、本実施形態に係るナビゲーション装置のより具体的な機器構成を例に挙げて、ナビゲーション装置で行われる処理の詳細を説明する。図２に示すナビゲーション装置１００は、車両位置・姿勢検出部１０、ＨＤＤ２０、ポインティングデバイス３０を備えたＴＦＴ液晶ディスプレイ３５（以下、ディスプレイ３５と記す）、カメラ４０、演算処理部５０、映像投影部９０、及びスピーカ９５を備える。
【００３６】
ここで、図２に示す各部と図１に示す各部との対応を説明する。図２に示す車両位置・姿勢検出部１０は、図１に示す自車位置取得部１に相当する。車両位置・姿勢検出部１０は、ＧＰＳ受信部１１及びジャイロセンサ１２を備える。ＨＤＤ２０は、図１に示す地図記憶部２に相当する。ポインティングデバイス３０、ディスプレイ３５、地図データ等を記憶したＨＤＤ２０、及び演算処理部５０で、図１に示す目的地設定部３が実現される。カメラ４０及び演算処理部５０で障害物検知部６が実現される。演算処理部５０は、この他にも、図１に示す経路作成部４、案内情報特定部５、優先度決定部７、及び表示位置決定部８としての機能も果たす。そして、映像投影部９０とスピーカ９５とは、図１に示す画像出力部９に相当する。映像投影部９０は、プロジェクタ９１とスクリーン９２とを備える。
【００３７】
なお、ナビゲーション装置１００は、電源を自車から取得する構成になっていることが望ましい。例えば、ナビゲーション装置１００をアクセサリ電源に接続しておき、自車のエンジンがオン状態のときにはナビゲーション装置が動作モードに、また、オフ状態のときには省電力待機モードになるようにしてもよい。
【００３８】
演算処理部５０は、ＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２、及びＲＡＭ５３を備えている。ＲＯＭ５２には、画像表示位置のキャリブレーション、経路作成処理、障害物検知処理、優先度決定処理、及び案内情報表示位置決定処理などの処理を行うためのプログラムが記憶されている。
【００３９】
ＨＤＤ２０は、地図データを記憶している。ＨＤＤ２０が保持する最低限の地図データとしては、経路探索処理に必要な道路ネットワーク情報データ、目的地を決定する際に利用されるランド情報情報データ、及び地名情報データなどが考えられる。
【００４０】
ＨＤＤ２０は、案内情報のテンプレート画像も記憶している。図３（ａ）〜（ｃ）は、案内情報のテンプレート画像の一例であって、（ａ）は右折誘導の際に表示する案内情報１３１、（ｂ）は左折誘導の際に表示する案内情報１３２、（ｃ）は目的地を示す案内情報１３３である。案内情報１３１又は案内情報１３２を提示する場合には、交差点までの距離を情報の付近に数値表示するようにしてもよい。案内情報１３３は、利用者の視野内に目的地が存在するときに提示する情報である。
【００４１】
上記以外にも、ＨＤＤ２０は、優先度テーブル（図１０参照）も記憶している。ここで、優先度テーブルとは、案内情報や障害物の名称と、その案内情報や障害物の優先度が記載されたテーブルである。
【００４２】
映像投影部９０は、Ｈｅａｄ Ｕｐ Ｄｉｓｐｌａｙ（以下、ＨＵＤと記す）用のプロジェクタ９１と背面投影型スクリーン９２（以下、スクリーン９２という）とを備えている。図４に示すように、プロジェクタ９１とスクリーン９２とは、車両１０１の内部に配置される。
【００４３】
プロジェクタ９１が出力した画像は、スクリーン９２を透過してフロントガラス１０２に投影される。このときに、フロントガラス１０２で反射した画像は、虚像１３０として運転者に認識される。この虚像１３０は、利用者には、フロントガラス１０２の前方の、スクリーン９２とフロントガラス１０２との間の距離だけ離れた位置に浮かび上がって見える。
【００４４】
カメラ４０は、撮影される画像と利用者が見ている風景とがほぼ一致するように、利用者の目線位置に固定されることが望ましい。カメラ４０は、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラなど、撮影された画像を画素単位で解析可能なカメラであればよい。なお、カメラ４０が障害物の検知のみに用いられて、撮影された画像が利用者の目に触れないのであれば、すなわち、ディスプレイ３５に表示されないのであれば、カメラ４０の解像度は、障害物を特定できる程度あれば十分である。
【００４５】
図３（ａ）に示した案内情報１３１をプロジェクタ９１がスクリーン９２に投影したときに、カメラ４０は図５に示すような案内情報１３５が表示された風景画像を撮影する。また、図５に示す風景は、利用者がフロントガラス１０２を通して見る風景でもある。図５において、町名看板１４０、信号機１４１、車線看板１４２、道路１４３、及び建物１４４は実在物である。そして、これらの実在物の手前に、虚像である案内情報１３５が浮かんで見えている。
【００４６】
ＨＵＤを用いれば、図５に示すように、利用者の前方の実風景上に案内情報１３５を表示することができるので、利用者は、視線を移動させずに案内情報１３５を確認して、進路を把握することができる。なお、ＨＵＤは、主に航空機などに利用されてきたが、最近では車速等を焦点表示する車載用のものも一般的になっている。
【００４７】
プロジェクタ９１は、案内情報１３５の明るさを２０００ｌｍ程度で表示できるものであれば、現在一般的に利用されているものを利用してもよい。画像の輝度は、プロジェクタ９１とスクリーン９２との距離によって変化する。すなわち、プロジェクタ９１とスクリーン９２との距離が長くなれば、スクリーン９２上に投影される画像のサイズは大きくなって、画像の輝度は下がる。
【００４８】
なお、一般に、日中の屋外の輝度は約１０，０００カンデラパー平方メートル（ｃｄ／ｍ2）と知られているが、フロントガラス１０２に施された減光処理によって、車内から見た車外の輝度はこれよりも下がる。そのため、日中でも、フロントガラス１０２に１，８００（ｃｄ／ｍ2）の輝度値で案内情報１３１が投影されていれば、案内情報１３５を十分に認識することができる。
【００４９】
次に、本実施形態に係るナビゲーション装置１００で行われる処理を、図６及び図７のフローチャートと図８を用いてより具体的に説明する。ナビゲーション装置１００が起動されると、まず、車両位置・姿勢検出部１０は、ＧＰＳ受信部１１及びジャイロセンサ１２を用いて位置情報と姿勢情報（初期位置・姿勢情報）を取得する（ステップＳ１１）。このときに、姿勢情報は、前回エンジンを停止した際に取得していた姿勢情報をそのまま用いてもよいし、磁気コンパスを用いて真方向を求めてもよい。走行中の姿勢情報は、初期値からの変化量に基づいて求められる。
【００５０】
次に、画像投影部９０とカメラ４０とを用いて、画像投影位置のキャリブレーションが行われる（ステップＳ１２）。このキャリブレーションは、プロジェクタ９１のどの位置から投影した画像が、利用者前方のどの位置に表示されて見えるかを把握するために行われる。より具体的には、キャリブレーションは、プロジェクタ９１が投影した画像をカメラ４０で撮影し、撮影された画像を解析することによって行われる。なおキャリブレーション方法の詳細な例については後述する。
【００５１】
ステップＳ１２でキャリブレーションが終了すると、ディスプレイ３５には目的地設定用の画面が表示される。ここで、目的地設定用の画面とは、住所入力画面や地図画面である。利用者は、ポインティングデバイス３０を用いて、ディスプレイ３５に表示された都道府県名や市町村名から目的地の住所を選択したり、表示された地図上の目的地を差し示したりして、目的地の経度及び緯度を特定する。特定された目的地の経度及び緯度は、演算処理部５０に入力されて、ＲＡＭ５３に記憶される。
【００５２】
次に、演算処理部５０は、ステップＳ１１で取得した初期位置・姿勢情報と、ステップＳ１３で設定した目的地情報と、ＨＤＤ２０に保持されている地図情報とを用いて、経路情報を作成する（ステップＳ１４）。ダイクラストラ法などを用いた経路作成方法は、現在のナビゲーション装置でも一般的に利用されているので、本明細書では説明を省略する。
【００５３】
なお、前方風景の輝度が高いと、画像投影部９０から投影された画像の視認性が低下するので、例えば夕方であれば、西日が直接入射しない経路を選択するように重みを付けて経路を選択してもよい。
【００５４】
経路が作成されると、演算処理部５０は、作成した経路上の案内情報を提示する地点（以下、案内情報提示地点という）を、経度及び緯度で特定する（ステップＳ１５）。特定された経度及び緯度はＲＡＭ５３に記憶される。
【００５５】
より具体的には、演算処理部５０は、ステップＳ１４で作成された経路情報に、案内情報提示地点の条件を照らし合わせて、条件に当てはまる地点の経緯度を、条件毎に特定する。ここで案内情報提示地点とは、例えば右折又は左折する交差点の手前７００ｍ、３００ｍ、１００ｍ、及び１０ｍといった地点である。このような条件は予めＲＡＭ５３等に記憶しておく。そして、演算処理部５０で特定された案内情報提示地点データは、その地点で提示する案内情報のデータと関連付けられてＲＡＭ５３等に記憶される。
【００５６】
ステップＳ１５において案内情報提示地点が特定されると、演算処理部５０は、車両位置・姿勢検出部１０から現在地情報を取得して（ステップＳ１６）、現在の車両位置がステップＳ１５で決定された案内情報提示地点か否かを判定する（ステップＳ１７）。判定の結果、案内情報提示地点でなければ（ステップＳ１７のＮＯ）、再度現在地情報が取得される（ステップＳ１６）。
【００５７】
一方、案内情報提示地点であると判定された場合には（ステップＳ１７のＹＥＳ）、演算処理部５０は、その地点で提示する案内情報を特定する（図７のステップＳ２１）。このときにＣＰＵ５１は、図８（ａ）に示すように、提示する案内情報に関する情報（名称やキーワード等）を、ＲＡＭ５３の対象物テーブルに書き込む。
【００５８】
次に、障害物検知処理が行われる（ステップＳ２２）。より具体的には、まず、カメラ４０で車両前方の風景が撮影される。そして、撮影された画像が、演算処理部５０で画像処理されて、画像内の信号や歩行者などの障害物が検出される。また、障害物が車やバイクである場合には、接近速度も測定される。ＣＰＵ５１は、検出された障害物の名称や接近速度などの情報を、図８（ｂ）に示すように、ＲＡＭ５３の対象物テーブルに書き込む。なお、接近速度は、例えば、カメラ４０が取得した画像から車両やバイクを抽出し、次に、車両等が存在する領域をステレオ撮影して車両等までの距離を測定し、時間当たりの距離の変化を算出することにより得られる。
【００５９】
ステップＳ２２で行われる画像処理方法としては、色情報やパターンマッチングによって物体の種類を特定する方法等が考えられる。例えば、車線看板は青色で矩形状をしているので、色情報とパターンマッチングを用いれば特定可能である。なお、パターンマッチングなどの障害物検知処理を行う際には、障害物でないものを障害物と誤認識することよりも、障害物を見逃してしまうことの方が利用者にとって危険であるため、障害物検出のためのパラメータ（閾値）の設定は甘めにしておくことが望ましい。
【００６０】
次に、演算処理部５０は、優先度決定処理を行い（ステップＳ２３）、次いで表示位置選定処理を行う（ステップＳ２４）。そして、プロジェクタ９１は、優先度決定処理及び表示位置選定処理で決定された案内情報の表示位置に、決定された表示方法で案内情報を投影する（ステップＳ２５）。投影が終わると、現在位置情報が取得されて（ステップＳ２６）、現在地が目的地であるか否かが判断される（ステップＳ２７）。目的地に到達していなければ（ステップＳ２７のＮＯ）、図６のステップＳ１７に戻る。また、目的地に到達した場合には（ステップＳ２７のＹＥＳ）、ナビゲーション装置は経路誘導を終了する。
【００６１】
ここで、ステップＳ２３の優先度決定処理の詳細を、図９のフローチャートと図１０及び図１１を用いて説明する。
【００６２】
まず、ＣＰＵ５１は、ＲＡＭ５３の対象物テーブルに記載された各対象物に、優先度を付ける（図９のステップＳ３１）。このときに、図１０に示す優先度テーブルが参照される。
【００６３】
図１０に示す優先度テーブルには、対象物の名称と接近速度、優先度、及び補足情報が記載されている。優先度テーブルの優先度欄に記載されている数値のうち、「０」は、最も優先度が高いことを示しており、数値が大きくなる程優先度が低いことを示している。
【００６４】
図１０に示す優先度テーブルでは、案内情報の優先度を、交差点までの距離に応じて変化させている。例えば、交差点手前７００ｍで提示する案内情報よりも、交差点手前３００ｍで提供する案内情報の方が、利用者には有益な情報であると考えられるために、交差点手前７００ｍで提示する案内情報の優先度を「４」とし、交差点手前３００ｍで表示する案内情報の優先度を「３」としている。
【００６５】
なお、走行地などによって障害物の重要度は異なる場合もあるので、図１０に示す優先度テーブルの内容や優先度の高さは、利用者が変更できるようにしておいてもよい。
【００６６】
また、図１０に示す優先度テーブルでは、障害物が車両である場合には、接近速度によって優先度を異ならせている。これは、同じ車線上で同方向に走行する車であっても、反対車線を走行する車であっても、自車との相対速度によって利用者への危険度が異なると考えられるためである。したがって、図１０に示す優先度テーブルでは、相対速度が小さい車両ほど、優先度を高く設定している。
【００６７】
なお、図１０に示す優先度テーブルの右端欄にある補足情報を用いて、さらに優先度を詳細に設定することも考えられる。一例を挙げると、「右折レーン」を示す車線看板が障害物として検出されたときに、利用者にとってのその車線看板の重要度は、前方の交差点を右折する場合と直進する場合とで異なる。したがって、右折レーンの車線看板が検出されたときに右折する場合には、優先度テーブルに記載されている値よりも１つ高い優先度の値を対象物テーブルに書き込むようにしてもよい。
【００６８】
図１１（ａ）は、優先度が書き込まれた後の対象物テーブルを示している。対象物テーブルへの優先度の書き込みが終了すると、次に、演算処理部５０は、対象物テーブルに記載されている障害物のうち、案内情報と優先度が同じものが存在するか否かを判断する（図９のステップＳ３２）。案内情報と同じ優先度の障害物が存在した場合（ステップＳ３２のＹＥＳ）、演算処理部５０は、該当する障害物の優先度が、現在の優先度よりも１つ高くなるように優先度の値を書き換える（ステップＳ３４）。例えば、図１１（ａ）に示す車両１の優先度は、案内情報と同じ「３」であるので、対象物テーブルの車両１の優先度は、図１１（ｂ）に示すように「２」に書き換えられる。
【００６９】
案内情報と同じ優先度の全ての障害物について、優先度が変更された後には（ステップＳ３３）、又は、案内情報と同じ優先度の障害物が始めから存在しなかったときには（ステップＳ３２のＮＯ）、対象物テーブルに記載されている優先度の値が確定値とされる（ステップＳ３４）。以上に説明した処理後の優先度が記載された、図１１（ｂ）に示す対象物テーブルでは、案内情報の優先度よりも低い優先度の障害物は、町名看板だけになっている。
【００７０】
以上によって、優先度決定処理が行われた後には、表示位置選定処理が行われる。表示位置選定処理については、図１２及び図１３のフローチャートと、図１４とを用いて説明する。
【００７１】
まず、演算処理部５０は、障害物検知処理のためにカメラで撮影された画像における重要障害物が存在する領域（以下、重要障害物存在領域１５０という）を特定する（図１２のステップＳ４１）。ここで、重要障害物存在領域１５０とは、図１４に示す破線で囲まれた四角形領域であって、提示する案内情報よりも優先度が高いと判断された障害物（重要障害物）を完全に含む領域である。図１４に示す町名看板１４０のように、提示する案内情報よりも優先度が低い障害物が存在する領域は、重要障害物存在領域１５０には含まれない。
【００７２】
次に、演算処理部５０は、表示しようとしている案内情報の情報をＨＤＤ２０から読み出して、その情報の大きさを特定する（ステップＳ４２）。ここで、案内情報の大きさとは、通常表示する場合の案内情報の縦及び横方向の長さである。
【００７３】
次に、演算処理部５０は、案内情報を通常の大きさで表示できる領域（以下、通常表示可能領域という）を探索する（ステップＳ４３）。具体的には、例えば、図１４に示すように、ステップＳ４２で特定された大きさの探索窓１６０を画面の左上から順にスライドさせて、探索窓１６０と重要障害物領域１５０との重畳面積が最小となる領域を検索し、重畳面積が０となる領域を通常表示可能領域とすることが考えられる。また、重畳面積が０となる領域が存在しなかった場合でも、ＣＰＵ５１は、重畳面積が最小となる領域の位置情報をＲＡＭ５３に記憶する。
【００７４】
重畳面積が０となる通常表示可能領域が存在すれば（ステップＳ４４）、その位置を案内情報表示位置とすることが決定される（ステップＳ４５）。また、通常表示可能領域が存在しなければ（ステップＳ４４のＮＯ）、その案内情報の優先度を対象物テーブルから読み出して、その値が所定値より低いか否かが判断される（図１３のステップＳ５１）。
【００７５】
案内情報の優先度が所定値未満であると判断された場合には（ステップＳ５１のＹＥＳ）、案内情報を表示しないことが決定される（ステップＳ５２）。例えば、所定値を２とした場合には、優先度が３及び４である交差点手前３００ｍ及び７００ｍで提示する案内情報は表示されない。判断に用いる所定値は、利用者が変更できるようになっていてもよい。なお、案内情報を提示しないことが決定された場合には、音声による案内のみを行うようにしてもよい。
【００７６】
また、案内情報の優先度が所定値未満でないと判断された場合には（ステップＳ５１のＮＯ）、ステップＳ４３で特定された、探索窓１６０との重畳面積が最小であった領域に案内情報を表示するための処理が行われる。そのために、まず、ステップＳ４３で特定された領域の大きさにまで案内情報を変形することが可能か否かが判断される（ステップＳ５３）。
【００７７】
図１５（ａ）に示す通常の大きさの案内情報を変形する一つの方法としては、図１５（ｂ）に示すように、単純に画像の縦方向と横方向とを縮小する方法がある。また、別な方法として、図１５（ｃ）に示すように、案内情報の上の部分と下の部分とで縮小率をに変化させる方法もある。この方法は、通常の大きさで表示すると、案内情報の上の部分だけが障害物エリアに入ってしまう場合に有効である。
【００７８】
案内情報の画像情報には、識別できる最低限の大きさまで変形した際の変形度合いを表す変形限界値情報を付加しておく。そして、ステップＳ５３では、表示しようとしている領域の大きさにまで案内情報を縮小した場合に、変形値がその案内情報の変形限界値を超えるか否かが判断される。演算処理部５０は、変形値が変形限界値を超えない場合には変形可能と判断して（ステップＳ５３のＹＥＳ）、案内情報の変形を決定する（ステップＳ５４）。一方、変形値が変形限界値を超える場合には（ステップＳ５３のＮＯ）、演算処理部５０は、表示方法を変更することを決定する（ステップＳ５６）。なお、表示する案内情報が文字である場合には、変形によって認識できなくなる可能性が高いので、文字情報は変形不可能な情報として取り扱えばよい。
【００７９】
変更後の表示方法は、通常の表示を行った場合よりも視認性が向上するような表示方法であればよい。視認性が向上する方法としては、例えば、表示時間を通常よりも短縮したり、点滅表示したり、案内表示の色彩を淡色化したりする方法などが考えられる。
【００８０】
次に、前述したステップＳ１２の画像投影位置のキャリブレーション方法の一例を、図１６〜図１８を用いて説明する。図１６（ａ）に示す画像は、キャリブレーションに使用されるテストパターンの一例である。このテストパターン１８０は、方形の４隅のうち対角に位置する２隅がマーキングされている。このようなテストパターン１８０は、図１７に示すように、プロジェクタ９１からスクリーン９２を介して、フロントガラス１０２に投影される。キャリブレーションは、プロジェクタ９１が投影する画像と、投影した画像をカメラ４０で撮影した画像とを用いて行われる。
【００８１】
なお、テストパターンには、図１６（ｂ）に示すような方形の４隅をマーキングしたテストパターン１８１を用いてもよいし、図１６（ｃ）に示すような格子状のテストパターン１８２を用いてもよい。テストパターン１８２を用いる場合には、各グリッドの色を異ならせておけば、複雑な計算を行わなくとも、各グリッドが投影された位置を知ることができる。
【００８２】
図１８（ａ）及び（ｂ）は、プロジェクタ９１が投影する画像１８３と、そのときにカメラ４０で撮影される画像１８４とを示している。プロジェクタ９１が投影する画像位置と撮影された画像位置との対応関係を示すデータは、ＲＡＭ５３又はＨＤＤ２０に記憶される。つまり、図１８（ａ）に示す左上から一番目の画素は、カメラ４０の画素部の左上から１番目とその右隣である２番目の画素に対応するというように、対応表が作成されて記憶される。キャリブレーションで設定された目盛りは、障害物検知処理（図７のステップ２２）や表示位置選定処理（ステップＳ２４）等で利用される。
【００８３】
なお、カメラ４０やプロジェクタ９１の設置位置や向きが頻繁に変更されないのであれば、複数回の起動につき１回だけキャリブレーションが行われるようにしてもよい。また、キャリブレーション精度が保証される場合には、複数画素を単位として扱うようにして、情報処理量や保存するデータ量を低減してもよい。
【００８４】
なお、本実施形態では、映像投影部９０にＨＵＤを用いた場合を例に説明したが、ＨＵＤを用いずに、カメラ４０で撮影した前方風景画像に案内情報画像を重畳した画像を、ディスプレイ３５に表示するようにしてもよい。なお、本発明のナビゲーション装置をバイクとヘルメットとに取り付ける構成にして、バイザーに案内情報を表示すれば、提供される情報量が少ないバイクのナビゲーション装置としても利用できる。
【００８５】
本実施形態に係るナビゲーション装置は、実風景に重ねて案内情報を表示する際に、歩行者や信号機などの運転者が見落としてはならない障害物、及び、車線看板や町名看板など運転者に有用な情報を与える障害物を検知して、その優先度を決定する。そして、案内情報よりも優先度が高い障害物の視認性が、案内情報を表示することによって著しく低下しないように、案内情報の表示位置や表示方法が決定される。したがって、表示された案内情報が運転の妨げになるようなことがない。よって、本実施形態に係るナビゲーション装置を利用した運転者は、直感的にかつ正確に進むべき方向を把握出来るだけでなく、周囲の安全にも配慮して運転することができる。
【００８６】
（第２の実施形態）
図１９は、本発明の第２の実施形態に係るナビゲーション装置の構成図である。本実施形態に係るナビゲーション装置は、案内情報の視認性の向上を目的として、第１の実施形態に係るナビゲーション装置に、車外光量取得部２０１、彩度取得部２０２、及び輝度・彩度決定部２０３を付加した構成になっている。なお、本実施形態で説明するナビゲーション装置の構成要素のうち、第１の実施形態ですでに説明した構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付けて説明を省略する。
【００８７】
車外光量取得部２０１は、自車前方風景の輝度情報を取得する。彩度取得部２０２は、
表示位置決定部８で決定された案内情報を表示する領域付近の彩度情報を取得する。そして、輝度・彩度決定部２０３は、車外光量取得部２０１で取得された輝度情報と、彩度取得部２０２で取得された彩度情報とに基づいて、表示する案内情報の輝度と彩度とを決定する。画像出力部９は、表示位置決定部８で決定された位置に、輝度・彩度決定部２０３で決定された輝度及び彩度で案内情報を表示する。
【００８８】
次に、ナビゲーション装置のより具体的な機器構成を例に挙げて、本実施形態に係るナビゲーション装置で行われる処理の詳細を説明する。図２０に示すナビゲーション装置２００は、第１の実施形態で図２を用いて説明したナビゲーション装置に、輝度計測部２１０を付加した構成になっている。
【００８９】
ここで、図２０に示す各部と図１９に示す各部との対応を簡単に説明する。図２０に示す輝度計測部２１０は、図１９に示す車外光量取得部２０１に相当する。輝度計測部２１０は、自車両の前方方向から入射する光の輝度を計測するために設けられる。図１９に示す彩度取得部２０２と輝度・彩度決定部２０３は、カメラ４０と演算処理部５０との組み合わせによって実現される。
【００９０】
図２１は、ナビゲーション装置２００で行われる処理の一部を示すフロー図である。ナビゲーション装置２００では、図６及び図２１に示す処理が行われる。図２１に示す処理は、図７に示す処理にステップＳ２８の処理を追加したものである。ステップＳ２８の処理の詳細は、図２２のフロー図を用いて説明する。なお、図２１に記載している処理のうち、第１の実施形態で図７を用いて説明した処理と同じ処理には、同じステップ番号を付して説明を省略する。
【００９１】
案内情報を表示する位置は、図２１のステップＳ２４の表示位置決定処理によって決まることは、第１の実施形態で説明した通りである。この処理によって、図２３に示す車両前方風景画像上の、太破線で囲まれた領域２３０に案内情報を表示することが決定された後に、ＣＰＵ５１は、輝度計測部２１０で計測された車外の輝度を取得する（図２２のステップＳ６１）。取得された輝度はＲＡＭ５３に記憶される。
【００９２】
次に、演算処理部５０は、図２３に示す画像のうち、案内情報を表示する領域２３０、又は、案内情報を表示する領域よりも一回り大きな領域２４０の色彩情報を取得する（ステップＳ６２）。なお、色彩情報を取得する領域の広さを、領域２３０にするか領域２４０にするかは、予め定めておけばよい。
【００９３】
色彩情報の検出方法としては、領域２３０又は２４０に含まれる各画素が取得した彩度の平均を求める方法などが考えられるが、領域２３０又は２４０の代表的な色の情報を取得できる方法であれば、どのような方法を用いても構わない。
【００９４】
次に、演算処理部５０は、取得した色彩情報に基づいて、表示する案内情報の色彩を決定する（図２２のステップＳ６３）。例えば、図２３に示す画像において、案内情報を表示する領域２３０に、緑色の葉が茂った木が写っており、ステップＳ６２で特定された領域２３０の色が緑色であったとする。この領域に、背景色と同色である緑色で案内情報が表示された場合には、利用者は案内情報を認識できないおそれがある。従って、演算処理部５０は、案内情報の色を領域２３０の色彩とは異なる色彩で表示するために、案内情報の色彩を決定する。色彩の決定方法には、図２４に示すＣＩＥ表色系などを用いて、色度の距離が離れているものを選択する方法などが考えられる。
【００９５】
なお、ステップＳ６２において、領域２３０又は２４０の内部全体の色情報を求めずに、領域２３０又は２４０の内部のうち、案内情報１３５の外側の色情報だけを求めるようにすれば、案内情報の色彩をより認識しやすい色彩にすることができる。
【００９６】
色彩が決定されると、演算処理部５０は、提示する案内情報の輝度を決定する（ステップＳ６４）。このときに、案内情報の輝度値は、案内情報の周囲と案内情報とのコントラスト比が、利用者にとって適当なコントラスト比になるように設定するとよい。ＨＵＤを用いてフロントガラスに画像を投影する場合、最も低い輝度は、前方からフロントガラスに入射する光の輝度である。また、最も高い輝度は、プロジェクタが投影する白色画像の輝度である。演算処理部５０は、前方から入射する光と投影する画像とのコントラスト比が所定値以上になるように、望ましくは１：２０程度になるように、投影する画像の輝度を決定する。
【００９７】
トンネルなど暗い場所を通過するときに、トンネル外の明るい場所と同じ輝度で案内情報が表示されると、案内情報が明るすぎて、利用者の運転の妨げになるおそれがある。また、常時同じ色で案内情報が表示されていると、背景に案内情報が埋もれてしまうおそれもある。本実施形態に係るナビゲーション装置は、背景の色彩情報や輝度情報を基に案内情報の色彩と輝度とを決定するために、提示される案内情報は利用者が認識しやすいものになる。
【００９８】
なお、映像投影部９０として、ＨＵＤを用いる場合には、予め、プロジェクタの投影出力と投影された画像の輝度との関係を求めておけば、所望の輝度値で表示するために必要な出力が分かる。画像の輝度は、輝度計測部２１０を用いて測定してもよいし、投影出力と画像投影位置までの距離と投影先（フロントガラス）の反射率を基に演算して求めてもよい。なお、輝度計測部２１０を設けない場合には、車外の輝度はカメラ４０が撮影した画像のから求めるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明のナビゲーション装置は、実風景に重ねて表示した案内情報によって利用者を誘導する、車両等に搭載され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】
【０１００】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るナビゲーション装置の構成図
【図２】図１に示すナビゲーション装置の具体的な機器構成の一例を示す図
【図３】案内情報の例を示した図
【図４】ＨＵＤを使用した場合の画像投影方法を説明する図
【図５】案内情報が表示されているときの車両前方の風景図
【図６】図２に示すナビゲーション装置で行われる処理手順を示すフローチャート
【図７】図６の続図
【図８】案内情報や障害物の情報が記載された対象物テーブルを示す図
【図９】優先度決定処理の処理手順を示すフローチャート
【図１０】優先度テーブルの一例を示す図
【図１１】優先度が記載された対象物テーブルを示す図
【図１２】表示位置選定処理の処理手順を示すフローチャート
【図１３】図１２の続図
【図１４】案内情報の表示位置の決定方法を説明する図
【図１５】案内情報の変形例を示す図
【図１６】画像表示位置のキャリブレーションを行うためのテストパターン画像の一例を示す図
【図１７】テストパターンの投影の様子を説明する図
【図１８】投影するテストパターン画像とカメラで撮影されるテストパターンを示す図
【図１９】本発明の第２の実施形態に係るナビゲーション装置の概念図
【図２０】図１９に示すナビゲーション装置の具体的な機器構成の一例を示した図
【図２１】図２０に示すナビゲーション装置で行われる処理手順を示すフローチャート
【図２２】案内情報表示色・輝度決定処理の処理手順を示すフローチャート
【図２３】表示する案内情報の色彩を決定する方法を説明するための図
【図２４】ＣＩＥ表色系図
【符号の説明】
【０１０１】
１ 自車位置取得部
２ 地図記憶部
３ 目的地設定部
４ 経路作成部
５ 案内情報特定部
６ 障害物検知部
７ 優先度決定部
８ 表示位置決定部
９ 画像出力部
２０１ 車外光量取得部
２０２ 彩度取得部
２０３ 輝度・彩度決定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実風景に重ねて表示した案内情報によって利用者を誘導するナビゲーション装置であって、
１以上の案内情報の中から提示する案内情報を特定する案内情報特定部と、
自車前方の風景を平面的に捉えたときの当該平面上の障害物の位置を特定する障害物検知部と、
前記平面上に前記案内情報を表示したときに前記障害物との重畳面積が少ない位置を特定し、当該位置を表示位置とする表示位置決定部と、
前記表示位置に前記案内情報を表示する画像出力部とを備えたナビゲーション装置。
【請求項２】
地図を記憶する地図記憶部と、
前記地図上における自車位置を取得する自車位置取得部と、
前記地図上における目的地を設定する目的地設定部と、
前記地図と前記自車位置と前記目的地とに基づいて経路を作成する経路作成部とを更に備えた、請求項１に記載のナビゲーション装置。
【請求項３】
前記障害物検知部は、
自車前方の風景画像を撮影する撮影部と、
前記撮影部で撮影された画像を解析して前記障害物を特定する画像解析部とを含む、請求項１に記載のナビゲーション装置。
【請求項４】
前記案内情報特定部が特定した案内情報と前記障害物検知部が検知した各障害物に、利用者に提示する優先順位を付する優先度決定部を更に備え、
前記表示位置決定部は、前記案内情報より優先度が高い障害物との重畳面積が少ない位置を表示位置と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５】
前記表示位置決定部は、前記表示位置において前記案内情報と前記障害物とが重畳するときに、前記案内情報の表示方法を、前記障害物の視認性が向上する表示方法に変更することを特徴とする、請求項４に記載のナビゲーション装置。
【請求項６】
前記表示位置決定部は、前記案内情報と前記障害物との重畳面積が低減するように、前記案内情報の形状を変形することを決定す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】
前記表示位置決定部は、前記案内情報を非表示にすることを決定す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８】
前記平面上における前記表示位置付近の色彩を判断する色彩判断部と、
前記案内情報の色彩を、前記色彩判断部が判断した色彩とは異なる色彩にすることを決定する色彩決定部とをさらに備えた、請求項１に記載のナビゲーション装置。
【請求項９】
車両前方から入射する光の光量を取得する光量取得部と、
前記光量取得部が取得した光量に基づいて、前記案内情報の輝度を決定する輝度決定部とをさらに備えた、請求項１に記載のナビゲーション装置。
【請求項１０】
前記画像出力部は、前記案内情報を自車のフロントガラスに投影して表示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１１】
前記画像出力部は、ディスプレイに表示した実風景画像上に前記案内情報を重ねて表示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１２】
実風景に重ねて表示した案内情報によって利用者を誘導するナビゲーション装置で実行されるナビゲーション方法であって、
１以上の案内情報の中から提示する案内情報を特定する案内情報特定ステップと、
自車前方の風景を平面的に捉えたときの当該平面上の障害物の位置を特定する障害物検知ステップと、
前記平面上に前記案内情報を表示したときに前記障害物との重畳面積が少ない位置を特定し、当該位置を表示位置とする表示位置決定ステップと、
前記表示位置に前記案内情報を表示する画像出力ステップとを備えたナビゲーション方法。
【請求項１】
実風景に重ねて表示した案内情報によって利用者を誘導するナビゲーション装置であって、
１以上の案内情報の中から提示する案内情報を特定する案内情報特定部と、
自車前方の風景を平面的に捉えたときの当該平面上の障害物の位置を特定する障害物検知部と、
前記平面上に前記案内情報を表示したときに前記障害物との重畳面積が少ない位置を特定し、当該位置を表示位置とする表示位置決定部と、
前記表示位置に前記案内情報を表示する画像出力部とを備えたナビゲーション装置。
【請求項２】
地図を記憶する地図記憶部と、
前記地図上における自車位置を取得する自車位置取得部と、
前記地図上における目的地を設定する目的地設定部と、
前記地図と前記自車位置と前記目的地とに基づいて経路を作成する経路作成部とを更に備えた、請求項１に記載のナビゲーション装置。
【請求項３】
前記障害物検知部は、
自車前方の風景画像を撮影する撮影部と、
前記撮影部で撮影された画像を解析して前記障害物を特定する画像解析部とを含む、請求項１に記載のナビゲーション装置。
【請求項４】
前記案内情報特定部が特定した案内情報と前記障害物検知部が検知した各障害物に、利用者に提示する優先順位を付する優先度決定部を更に備え、
前記表示位置決定部は、前記案内情報より優先度が高い障害物との重畳面積が少ない位置を表示位置と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５】
前記表示位置決定部は、前記表示位置において前記案内情報と前記障害物とが重畳するときに、前記案内情報の表示方法を、前記障害物の視認性が向上する表示方法に変更することを特徴とする、請求項４に記載のナビゲーション装置。
【請求項６】
前記表示位置決定部は、前記案内情報と前記障害物との重畳面積が低減するように、前記案内情報の形状を変形することを決定す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】
前記表示位置決定部は、前記案内情報を非表示にすることを決定す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８】
前記平面上における前記表示位置付近の色彩を判断する色彩判断部と、
前記案内情報の色彩を、前記色彩判断部が判断した色彩とは異なる色彩にすることを決定する色彩決定部とをさらに備えた、請求項１に記載のナビゲーション装置。
【請求項９】
車両前方から入射する光の光量を取得する光量取得部と、
前記光量取得部が取得した光量に基づいて、前記案内情報の輝度を決定する輝度決定部とをさらに備えた、請求項１に記載のナビゲーション装置。
【請求項１０】
前記画像出力部は、前記案内情報を自車のフロントガラスに投影して表示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１１】
前記画像出力部は、ディスプレイに表示した実風景画像上に前記案内情報を重ねて表示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１２】
実風景に重ねて表示した案内情報によって利用者を誘導するナビゲーション装置で実行されるナビゲーション方法であって、
１以上の案内情報の中から提示する案内情報を特定する案内情報特定ステップと、
自車前方の風景を平面的に捉えたときの当該平面上の障害物の位置を特定する障害物検知ステップと、
前記平面上に前記案内情報を表示したときに前記障害物との重畳面積が少ない位置を特定し、当該位置を表示位置とする表示位置決定ステップと、
前記表示位置に前記案内情報を表示する画像出力ステップとを備えたナビゲーション方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２００６−１６２４４２（Ｐ２００６−１６２４４２Ａ）
【公開日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３５４５１９（Ｐ２００４−３５４５１９）
【出願日】平成１６年１２月７日（２００４．１２．７）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月７日（２００４．１２．７）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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