車両用ナビゲーション装置
【課題】複雑な地図情報を単純化して表示するとともに運転者にとって有用な道路の高低情報を表示可能にした車両用ナビゲーション装置を提供する。
【解決手段】道路地図データを記憶したデータベースと、出発地及び目的地を入力する入力部と、出発地から目的地までの経路をデータベースから探索して経路を第１の次元情報として表し、データベースから起伏情報を検出して経路の勾配を第２の次元情報として表す２次元地図を作成する２次元地図作成部と、車両の現在位置を含む車両情報を取得する車両情報取得部と、２次元地図に車両の進行方向を誘導する第１の情報と、車両の現在位置を視認する第２の情報を２次元地図に複合してナビゲーション画像を作成する複合部と、ナビゲーション画像を表示する表示装置とを具備する。
【解決手段】道路地図データを記憶したデータベースと、出発地及び目的地を入力する入力部と、出発地から目的地までの経路をデータベースから探索して経路を第１の次元情報として表し、データベースから起伏情報を検出して経路の勾配を第２の次元情報として表す２次元地図を作成する２次元地図作成部と、車両の現在位置を含む車両情報を取得する車両情報取得部と、２次元地図に車両の進行方向を誘導する第１の情報と、車両の現在位置を視認する第２の情報を２次元地図に複合してナビゲーション画像を作成する複合部と、ナビゲーション画像を表示する表示装置とを具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両運転者の前方視野領域に運転支援のためにナビゲーション情報を表示する車両用ナビゲーション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
目的地までの運転を支援する、いわゆる車両用ナビゲーション装置は、出発地又は現在地から目的地までの地図情報を車両に設けた液晶パネル等のディスプレイに表示するものである。また近年では、ナビゲーション用の地図画像を車両のフロントガラスに表示するヘッドアップデイスプレイ（以下、ＨＵＤと称す）を設け、運転者の視認性を向上した装置もある。
【０００３】
このような車両用ナビゲーション装置においては、地図上の地形や道路等の複雑な情報から、現在位置や目的地等などの位置情報を読み取ったり、現在地点から目的地までの間の経路情報を読み取る必要があるため、大変煩わしい一面があった。特にＨＵＤでは、フロントガラスに地図情報を表示するため、地図情報の表示が不用意に実景と重なってしまい、運転に支障を来たす場合もある。
【０００４】
このため、地図情報は単純化する必要がある。特許文献１には、出発地から目的地に至る経路を認知しやすくした経路案内システムについて開示されている。この例では、携帯端末において、出発地から目的地に至る経路の交差点に関連するランドマークをデータベースから抽出し、探索した経路を直線上に展開して表示し、直線表示された経路に存在する交差点にてランドマークと進行方向を表示するものである。
【０００５】
特許文献１は携帯端末での経路案内に関するものであり、表示が単純化されても歩行者を対象にするのであれば特に支障はない。しかしながら、車両用のナビゲーション画像としては、より詳しい道路の特性を表示する必要がある。例えば所謂エコ車両と呼ばれる低燃費車両の場合、燃料消費を抑えるため道路の高低情報を知ることが有用であるが、高低情報を一直線上の経路情報に表示するには複雑な表示となってしまう。また高架道路の下に並走して別の道路が同じ方向に敷設されている場合も、一直線上に高低情報を表示することは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２０６２１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の車両用ナビゲーション装置では、地図上の地形や道路等の複雑な情報から、現在位置や目的地等などの位置情報或いは目的地までの経路情報を読み取る必要があるため、大変わずらわしい一面があった。特にＨＵＤでは、フロントガラスに地図情報を表示するため実景と重なってしまい、運転に支障を来たす場合もある。また地図情報の表示を単純化した特許文献１の例では、車両用のナビゲーション画像としては情報不足であり、更なる改善が求められている。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑み、地形や道路等の複雑な情報を単純化して表示するとともに運転者にとって有用な道路の高低情報を表示可能にした車両用ナビゲーション装置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】
【０００９】
本発明の車両用ナビゲーション装置は、道路地図データを記憶したデータベースと、出発地及び目的地を入力する入力部と、前記出発地から目的地までの経路を前記データベースから探索して前記経路を第１の次元情報として表し、前記データベースから前記経路の起伏情報を検出して前記経路の勾配を第２の次元情報として表す２次元地図を作成する２次元地図作成部と、車両の現在位置を含む車両情報を取得する車両情報取得部と、前記２次元地図に前記車両の進行方向を誘導する第１の情報と、前記車両の現在位置を視認する第２の情報を前記２次元地図に複合してナビゲーション画像を作成する複合部と、前記ナビゲーション画像を表示する表示装置と、を具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の車両用ナビゲーション装置によれば、地図という平面状に広く展開された情報の中から、現在地点から目的地までの経路情報を単純化して表示するとともに、道路の勾配を表示することにより、ナビゲーションに必要な情報を簡潔に表示することができる。またＨＵＤを表示装置として使用した場合は、運転者から見た実景を優先的に注視できるように、ナビゲーション画像の表示位置を切り替えることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用ナビゲーション装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】同実施形態におけるナビゲーション画像の表示位置を説明する説明図。
【図３】同実施形態におけるＨＵＤの光学系を示す構成図。
【図４】同実施形態でのナビゲーション画像の一例を示す説明図。
【図５】同実施形態においてナビゲーション画像をフロントガラスに投影した状態を示す説明図。
【図６】同実施形態でのナビゲーション画像の他の例を示す説明図。
【図７】同実施形態でのナビゲーション画像の作成処理を示すフローチャート。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るナビゲーション画像の一例を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態に係る車両用ナビゲーション装置の全体構成を示すブロック図である。車両用ナビゲーション装置は、車両の運転者を対象として、任意の出発地から目的地に至る経路に沿ってナビゲーションするもので、地図データベース１００と、ランドマークデータベース２００、画像情報生成部１０、表示装置３０を有している。また、アンテナ４１、現在位置情報取得部４２、車両情報取得部４３、コマンド入力部４４を備えている。
【００１４】
地図データベース１００には、地図データが記憶されている。地図データには、全国の３次元地図や、地域情報が含まれている。３次元地図とは緯度経度に基づいて作成された２次元地図及び等高線を基にした高低情報が含まれている。地域情報としては、地域名（県名、都市名など）や、道路、建築物、店舗、鉄道等や、各交差点間の距離等の情報が含まれている。
【００１５】
ランドマークデータベース２００には、予め設定された経路案内サービス用のランドマークが２次元地図の緯度経度と対応付けて記憶されている。ランドマークは、運転者が交差点等を視認する指標となるものであり、交差点や経路上にある、建築物（役所、学校、図書館、駅、美術館等）、店舗、モニュメント、ポスト、バス停等の指標が選択されている。
【００１６】
画像情報生成部１０は、マイクロコンピュータで構成されたもので、機能的に図１のブロック図で表すことができる。即ち、画像情報生成部１０は、経路情報探索部１１、起伏情報検出部１２、類似道路検出部１３、ランドマーク抽出部１４、２次元地図作成部１５、誘導図形・ワード作成部１６、を有している。さらに画像情報生成部１０は、経路比較部１７、現在位置図示化部１８、経路案内情報作成部１９、複合部２０を有している。
【００１７】
経路情報探索部１１は、コマンド入力部４４によって入力された経路の出発地と目的地に基づいて経路を探索するもので、地図データベース１００から地図データを取得し、取得した地図データを利用して経路を探索する。地図データは緯度・経度に基づいて作成されており、入力された出発地と目的地間の経路を緯度経度によって特定する。経路情報探索部１１で探索された経路は、起伏情報検出部１２と経路比較部１７に供給される。
起伏情報検出部１２は、地図データベース１００の地図データから等高線情報などをもとに経路の各区間の高低を判断し、起伏情報を抽出する。
【００１８】
類似道路検出部１３は、類似する道路を検出するものであり、起伏情報検出部１２からの起伏情報を利用して、例えば高架道路の下に並走して別の道路が同じ方向に敷設されているような場合を検出する。
【００１９】
ランドマーク抽出部１４は、経路情報探索部１１で探索された経路に存在する交差点等に関連付けられている所定のランドマーク（指標）を、ランドマークデータベース２００から抽出する。ランドマークデータベース２００には、所定のランドマークが２次元地図での緯度経度と対応付けて記憶されているため、ランドマークの緯度経度を手掛かりとして、経路に存在するランドマークを抽出することができる。
【００２０】
２次元地図作成部１５は、経路情報探索手段１１から出力された経路と、起伏情報検出部１２で検出した起伏情報、及び類似道路検出部１３で検出した類似道路情報に基づいて、経路案内用の２次元地図を作成する。２次元地図とは、第１の次元情報と第２の次元情報を含む地図である。
【００２１】
第１の次元情報は、探索された経路を、交差点をノードとして直線上に展開し、例えば出発地を基準として、目的地までを直線的に表示した情報である。地図の各区間の直線表示の長さは、区間の距離を表す。また第２の次元情報は、起伏情報検出部１２で検出した起伏情報に基づいて各交差点間を高低に応じて傾斜させて表示した情報である。尚、第１の次元情報は、特許文献１と同様の方法での作成することができる。２次元地図作成部１５によって作成された２次元地図は、経路案内情報作成部１９に供給される。
【００２２】
誘導図形・ワード作成部１６は、地図データベース１００の地図データや、ランドマークデータベース２００のランドマークを取得して、経路情報探索部１１から出力された経路に沿って誘導する各種のワードを作成する。例えば、ワードとしては、交差点での進行方向を指示する「直進」，「右折」，「左折」といったワードがある。
【００２３】
経路比較部１７は、現在位置情報取得手段４２で取得された現在位置情報と、経路情報探索部１１で探索した経路の緯度経度情報とを比較し、現在位置が経路上のどの位置あるかを検出する。また現在位置が経路から外れているか否かを検出する。検出結果の情報は、現在位置図示化部１８及び誘導ワード作成部１６に供給される。
【００２４】
現在位置図示化部１８は、現在位置を２次元地図上に図示するように加工する。また出発地から現在位置までの移動軌跡を２次元地図上に図示するように加工しても良い。現在位置と移動軌跡を図示することで、新たなランドマークを通過した場合や、現在位置が経路から外れている場合を表示することができる。現在位置図示化部１８で加工された現在位置（又は移動軌跡）は、複合部２０に供給される。
【００２５】
経路案内情報作成部１９は、２次元地図作成部１５から出力された２次元地図と、ランドマーク抽出部１４で抽出されたランドマークの名称と、誘導ワード作成部１６から出力された誘導ワードと、地図データベース１００に蓄積されている地域情報の区間の距離とを複合して、表示装置３０で表示可能な経路案内情報を作成する。
【００２６】
誘導ワード作成部１６で作成された誘導ワードは、経路案内情報作成部１９に出力され、経路案内情報作成部１９は、誘導ワードを基にして、経路案内情報として利用できる形に体裁を整えて、誘導情報を作成する。例えば、「羽田出口」という誘導ワードを基にして、「羽田出口で高速を降りて下さい。」という誘導情報を作成する。
【００２７】
複合部２０は、経路案内情報に、現在位置図示化部１８から出力された現在位置（又は移動軌跡）を複合し、経路案内情報の２次元地図上に現在位置（又は移動軌跡）を重ね合せる。複合部２０で複合された情報は、ナビゲーション画像として表示装置３０に表示される。ナビゲーション画像については、図４、図５を参照して後述する。
【００２８】
表示装置３０は、車両のダッシュボード中央部に配置された液晶ディスプレイ等の表示器であり、画像情報生成部１０からの２次元地図や、経路案内情報、現在位置等のナビゲーション情報を表示する。また表示装置３０としてヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）を用いることもできる。ＨＵＤは、例えば車両のダッシュボードにおける運転席に対応する位置に配置されたプロジェクターであり、運転席前方のフロントガラスに画像を投影するものである（詳細は後述する）。
【００２９】
アンテナ４１は、現在位置情報取得部４２に接続しており、アンテナ４１によって複数のＧＰＳ衛星から送信された信号を受信し、その信号に基づいて車両の現在位置情報を取得する。ＧＰＳによる現在位置の測定技術は、一般のナビゲーションシステムで使用されているものであり詳細な説明は省略する。現在位置情報取得部４２で取得した現在位置情報は、経路比較部１７及び経路情報探索部１１に供給される。
【００３０】
車両情報取得部４３は、車両の情報、例えば平均速度、出発地からの走行時間や走行距離、進行方向（ウインカ情報）の情報などを取得するものであり、取得した車両情報を２次元地図作成部１５に供給する。
【００３１】
コマンド入力部４４は、車両に設けられた操作ボタン（図示せず）からの入力を検知するもので、運転者の操作によって、ナビゲーションを指示するコマンド、例えば、出発地と目的地の情報を入力するものである。尚、コマンド入力部４４は、ディスプレイをタッチするタッチパネル式のものであってもよい。コマンド入力部４４からのコマンドは、経路情報探索部１１に供給される。
【００３２】
図２は、表示装置３０の概要を示す図である。表示装置３０は、車両のダッシュボード中央部に配置されたＬＣＤディスプレイ等の表示器３０１で構成されてもよいし、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）を用いることもできる。ＨＵＤは、運転席前方のフロントガラスＦＧに画像３０２を投影するものである。
【００３３】
図３は、表示装置３０としてＨＵＤを用いた場合の構成図である。図３において、ＨＵＤは、光束生成部３１、照射レンズ３２、照射範囲を制御する光学レンズ３３、照射位置を制御するミラー３４、画像を拡大するレンズ３５、ミラー３４の角度を制御する駆動部３６を含む。
【００３４】
光束生成部３１には、画像情報生成部１０からのナビゲーション画像が供給され、光束生成部３１は画像情報を表示する光束を出力する。光束は、照射レンズ３２及び光学レンズ３３を介してミラー３４に照射される。ミラー３４で反射した光束は、拡大レンズ３５で拡大され、フロントガラスＦＧに投影される。
【００３５】
投影された画像の表示範囲は、光学レンズ３３によって制御することができ、照射位置はミラー３４の角度を調整することによって制御することができる。駆動部３６は、ミラー３４の角度を調整するものである。
【００３６】
また、運転者Ｄの顔部分を撮影するカメラ３７を車両内に取り付け、運転者Ｄの顔部分、特に眼球（Ｅ）を撮影し、眼球の位置に応じて投影画像の照射位置を変えるようにしてもよい。この場合、カメラ３７は運転者Ｄの単眼を撮影し、単眼の位置情報を駆動部３６に入力し、単眼の位置に応じて投影画像の照射位置を変えるようにすると良い。
【００３７】
つまり、運転中は実景を優先的に注視できるように、運転者の視線（視界）よりも下側、又はピラー側の位置に投影画像３０２を表示する。例えば、投影画像３０２の表示位置は、基本的にフロントガラスＦＧの下側に表示するが、運転者の視線が下側に向いている場合は、投影画像３０２が視線の妨げになるため、右ハンドル車では右のピラー側に表示する。また運転者の視線が右側に向いている場合は、投影画像３０２をフロントガラスＦＧの下側に表示する。このように、運転者の視線の位置を測定し、視線の位置に応じて表示位置を切り替えることにより、実景を優先的に注視することができる。
【００３８】
尚、投影画像３０２をピラー側に表示する場合は、図２の３０３で示すように縦長に表示し、出発地を下側にし、目的地を上側に表示すると良い。これにより、進行方向と同じ方向に進んでいるように表示することができ、見やすくなる。
【００３９】
単眼の位置の算出は、投影画像３０２をフロントガラス下側に表示したときの画像の中心位置をゼロ点と設定し、ゼロ点からの角度、距離等をもとに算出することができる。尚、眼球Ｅの位置が頻繁に変化する場合は、投影位置は変化させず、視線が落ち着いた状態で表示位置を変えると良い。
【００４０】
また、フロントガラスＦＧの画像３０２を表示する領域は、半透明な反射部材とすることで、運転手Ｄは投影された画像と前方の風景を視認することができる。
【００４１】
次に図４、図５を参照してナビゲーション画像の表示例を説明する。尚、以下の説明では、表示装置３０としてＨＵＤを用いた場合を説明する。
【００４２】
図４はナビゲーション画像の一例を示すもので、第１の次元情報（距離情報）と第２の次元情報（勾配情報）を含む２次元画像を示す図である。
【００４３】
２次元地図作成部１５は、経路情報探索手段１１から出力された経路と、起伏情報検出部１２で検出した起伏情報及び類似道路検出部１３で検出した類似道路情報に基づいて、２次元地図を作成する。第１の次元情報である距離情報は、探索された経路を、交差点をノードとして直線上に展開し、例えば出発地を基準として、目的地までを横軸方向に直線的に表した情報である。地図の各区間の直線表示の長さは、区間の距離を表している。
【００４４】
また誘導図形・ワード作成部１６によって、交差点での進行方向を指示する、「直進」，「右折」，「左折」といったワード５０が生成され表示される。ワード５０は、車両の進行方向を誘導する第１の情報となる。さらに経路比較部１７によって、現在位置が経路上のどの位置あるかを検出し、誘導ワード作成部１６は車両の現在位置（三角マーク５１で示す）のワードを生成して表示する。したがって、運転者は車両がどこを走行しているかを知ることができ、例えば「浜松町」では左折すればよいことを知ることができる。
【００４５】
また第２の次元情報である勾配情報は、各交差点間を高低に応じて傾斜させて表した情報である。例えば「出発点」から「六本木」までの経路が上り坂である場合、縦軸方向に右上がりに傾斜して表示される。また「麻布」から「浜松町」までの経路が下り坂である場合は、右下がりに傾斜して表示される。したがって、経路上の道路に高低がある場合、運転者は進行しようとする道路が坂道になっていることを知ることができる。
【００４６】
道路が長い下り坂になっている場合、下っていることを視認できずアクセルを踏むことがあるが、これでは燃料消費を抑えることはできない。したがって道路の高低を知ることで無駄にアクセルを踏むことを避けることができ、燃料消費を抑えることができる。また事故防止にも役立つ。
【００４７】
また高架道路の下に並走して別の道路が同じ方向に敷設されている場合、例えば図４の例において、「芝浦」から「首都高」に向かう道路と、「芝浦」から「飛行場」に向かう道路が並走している場合、高い位置を走る道路（「首都高」に向かう道路）は傾斜角をつけて識別表示する。これにより、坂道を登る方向に進めば「首都高」に入れると判断できるため、間違って別の道路を走ることを避けることができる。
【００４８】
図５は、車両のフロントガラスに表示されたナビゲーション画像の一例を示す図である。ナビゲーション画像３０２は、例えば運転者の視線よりも低いフロントガラスの下方領域に投影表示される。図では説明のためにナビゲーション画像３０２を大きく示しているが、実際は運転者の前方視野を妨げない程度の大きさで表示される。
【００４９】
また図５では、車両が「浜松町」で左折した地点にあり、車両の現在位置を三角形のマーク５１で表示している。また車両がランドマーク地点（例えば「芝ビル」）に到達した場合は、ナビゲーション画像３０２にランドマーク５２が強調表示（例えばフラッシュ表示）される。したがって実景にリンクした表示をすることができ、運転者は実景の「芝ビル」５３と照らし合わせて現在の通過地点を確認することができる。
【００５０】
即ち、現在位置図示化部１８は、現在位置を２次元地図上に図示し、新たなランドマークが存在する場合は、ランドマーク５２を表示する。尚、ランドマークの地点を通過したあとは、ランドマーク５２は画面から削除され、新たなランドマークがあれば表示される。こうして現在位置を示すマーク５１とランドマーク５２は、車両の現在位置を視認する第２の情報となる。
【００５１】
図６は、ナビゲーション画像３０２の他の表示例を示す図である。図６の例では、第１の次元情報として所要時間情報を表示するようにしたものである。所要時間は区間の距離と車両の速度をもとに算出され、所要時間に応じて区間の長さを変化するようにしている。
【００５２】
即ち、区間の距離が長くても高速道路では速度が速いため所要時間が短くなる場合もあるし、距離が短くても渋滞している場合は所要時間が長くなる場合もある。したがって、車両情報取得部４３からの平均速度情報を取得して各区間の所要時間を算出し、所要時間に応じて区間の長さを変化させる。
【００５３】
図６と図４を比較すると、図４では距離に応じて区間の間隔を例えばｔ１，ｔ２，ｔ３で表わしているが、図６では所要時間に応じて区間の間隔をＴ１，Ｔ２，Ｔ３で表わしている。したがって、ｔ１≠Ｔ１、ｔ２≠Ｔ２、ｔ３≠Ｔ３となる。このように、第１の次元情報として所要時間情報を表示することにより、運転者にどれ位の時間がかかるかを知らせることができるため、渋滞時等はイライラ感を低減することができる。
【００５４】
図７は、本発明におけるナビゲーション画像の表示処理を示すフローチャートであり、図５のナビゲーション画像３０２の表示処理を示している。
【００５５】
図７において、Ｓ１は経路案内サービスのトップ画面を表示するステップであり、例えば車両に設けたディスプレイ３０１にトップ画面を表示する。トップ画面が表示されると、例えば出発地と目的地を入力して下さいというメッセージが表示され、ステップＳ２ではコマンド入力部４４によって出発地と目的地を入力する。ステップＳ３では、経路情報探索部１１によって地図データベース１００から地図データを取得し、経路情報を探索する。
【００５６】
ステップＳ４では、起伏情報検出部１２によって地図データから起伏情報を抽出し、ステップＳ５では、類似道路検出部１３によって類似する道路を検出する。次のステップＳ６において２次元地図作成部１５は、起伏情報及び類似道路情報を用いて、経路案内用の２次元地図を作成する。またステップＳ７では、ランドマーク抽出部１４によってランドマークデータベース２００からランドマークを抽出する。
【００５７】
ステップＳ８では、誘導図形・ワード作成部１６によって経路に沿って誘導する各種のワード、例えば「直進」「右折」「左折」といったワードを作成し、ステップＳ９では経路案内情報作成部１９によって、２次元地図と、ランドマークと、誘導ワード等を複合し、区間の距離情報を含む経路案内情報を作成する。
【００５８】
ステップＳ１０では、車両の現在位置情報と経路とを比較し、ステップＳ１１では、現在位置を図式化して経路案内情報に重ねて表示する。さらにステップＳ１２では、ランドマークの有無を判別し、ランドマークがある場合は、ステップＳ１３でランドマークを表示する。ステップＳ１４では、目的地に到着したか否かが判別され、到着すれば処理を終了し、到着していない場合はステップＳ１０に戻って現在位置と経路の比較を行い、目的地に到着するまで以降の処理が繰り返される。
【００５９】
また図６の例では、例えばステップＳ８とＳ９の間に、車両の平均速度の判別処理と、各区間毎の所要時間の算出処理、及び経路案内情報の区間の長さを所要時間に応じて調整するステップが追加される。
【実施例２】
【００６０】
図８は、本発明の第２の実施形態を説明する図である。第２の実施形態は、地図データベース１００の３次元地図を、所定の方向から見た２次元地図をナビゲーション画像３０２として利用し、出発地から目的地までの距離情報と、高低を表す勾配情報を表示するものである。
【００６１】
２次元地図は、２次元地図作成部１５によって生成され、ランドマーク抽出部１４及び現在位置図示化部１８等の他の構成は第１の実施形態と同じである。図８（ａ）は出発点から目的地まで（「東温泉」〜「芝温泉」まで）の３次元地図を表したものである（地名等は架空）。この例では、道路が低い地点から山の上まで延びていることが分かる。
【００６２】
２次元地図作成部１５は、３次元地図を単純化して２次元的に表示するもので、例えば、図８（ａ）の矢印５４方向から真横に、出発点から目的地までの経路を見た２次元地図を作成する。この場合の２次元地図は、図８（ｂ）のようになる。したがって、この２次元地図をナビゲーション画像として表示すれば、道路の高低及び距離を含む情報を表示することができる。
【００６３】
図８（ｂ）の遠景画像（点線）は説明のために示したもので、実際のナビゲーション画像に遠景画像は表示されないが、経路の各区間の距離と高低、「右折」，「直進」，「左折」といったワード５０が生成され表示される。また、車両の現在位置（三角形のマーク５１）が表示され、ランドマーク（例えば「東橋」）の地点に到達したときはランドマーク５２が強調して表示される。
【００６４】
図８（ｃ）は第２の実施形態の応用例であり、図６と同様に、横軸に所要時間を表したものである。つまり、山の上を走行する場合は傾斜が急であったり、カーブが多いため平均速度が低くなり、所要時間が長くなる。また橋等の直線道路では平均速度が速くなるため、所要時間は短く表示される。
【００６５】
以上説明したように本発明の実施形態によれば、地図という平面状に広く展開された情報の中から、現在地点から目的地までの経路を単純化して表示するとともに、道路の勾配を表示することにより、ナビゲーションに必要な情報を簡潔に表示することができる。したがってユーザにとっては情報が単純化されることで、現在地点から目的地までの道路情報を簡単に読み取ることが可能になる。
【００６６】
またユーザは勾配情報を知ることで、適切な加速を行うことができ、燃料消費を抑制することができる。また高低は異なるが方向は似ている類似道路がある場合でも、的確にナビゲートすることができる。さらに運転する際に有益な道路情報であるランドマークをタイミングよく表示することができる。
【００６７】
またＨＵＤを表示装置として使用した場合は、運転者から見た実景を優先的に注視できるように、ナビゲーション画像の表示領域を自動的に視界の下側やピラー側に表示することができ、運転者の視界を妨げることなく表示することができる。また現在地点から目的地までの経路を表示した際に、所要時間を表示することもできる。
【００６８】
尚、本発明の実施形態は、以上説明した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１０…画像情報生成部
１１…経路情報探索部
１２…起伏情報検出部
１３…類似道路検出部
１４…ランドマーク抽出部
１５…２次元地図作成部
１６…誘導図形・ワード作成部
１７…経路比較部
１８…現在位置図示化部
１９…経路案内情報作成部
２０…複合部
３０…表示装置
３１…光束生成部
３２…照射レンズ
３３…光学レンズ
３４…ミラー
３５…拡大レンズ
３６…駆動部
３７…カメラ
４１…アンテナ
４２…現在位置情報取得部
４３…車両情報取得部
４４…コマンド入力部
１００…地図データベース
２００…ランドマークデータベース
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両運転者の前方視野領域に運転支援のためにナビゲーション情報を表示する車両用ナビゲーション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
目的地までの運転を支援する、いわゆる車両用ナビゲーション装置は、出発地又は現在地から目的地までの地図情報を車両に設けた液晶パネル等のディスプレイに表示するものである。また近年では、ナビゲーション用の地図画像を車両のフロントガラスに表示するヘッドアップデイスプレイ（以下、ＨＵＤと称す）を設け、運転者の視認性を向上した装置もある。
【０００３】
このような車両用ナビゲーション装置においては、地図上の地形や道路等の複雑な情報から、現在位置や目的地等などの位置情報を読み取ったり、現在地点から目的地までの間の経路情報を読み取る必要があるため、大変煩わしい一面があった。特にＨＵＤでは、フロントガラスに地図情報を表示するため、地図情報の表示が不用意に実景と重なってしまい、運転に支障を来たす場合もある。
【０００４】
このため、地図情報は単純化する必要がある。特許文献１には、出発地から目的地に至る経路を認知しやすくした経路案内システムについて開示されている。この例では、携帯端末において、出発地から目的地に至る経路の交差点に関連するランドマークをデータベースから抽出し、探索した経路を直線上に展開して表示し、直線表示された経路に存在する交差点にてランドマークと進行方向を表示するものである。
【０００５】
特許文献１は携帯端末での経路案内に関するものであり、表示が単純化されても歩行者を対象にするのであれば特に支障はない。しかしながら、車両用のナビゲーション画像としては、より詳しい道路の特性を表示する必要がある。例えば所謂エコ車両と呼ばれる低燃費車両の場合、燃料消費を抑えるため道路の高低情報を知ることが有用であるが、高低情報を一直線上の経路情報に表示するには複雑な表示となってしまう。また高架道路の下に並走して別の道路が同じ方向に敷設されている場合も、一直線上に高低情報を表示することは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２０６２１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の車両用ナビゲーション装置では、地図上の地形や道路等の複雑な情報から、現在位置や目的地等などの位置情報或いは目的地までの経路情報を読み取る必要があるため、大変わずらわしい一面があった。特にＨＵＤでは、フロントガラスに地図情報を表示するため実景と重なってしまい、運転に支障を来たす場合もある。また地図情報の表示を単純化した特許文献１の例では、車両用のナビゲーション画像としては情報不足であり、更なる改善が求められている。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑み、地形や道路等の複雑な情報を単純化して表示するとともに運転者にとって有用な道路の高低情報を表示可能にした車両用ナビゲーション装置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】
【０００９】
本発明の車両用ナビゲーション装置は、道路地図データを記憶したデータベースと、出発地及び目的地を入力する入力部と、前記出発地から目的地までの経路を前記データベースから探索して前記経路を第１の次元情報として表し、前記データベースから前記経路の起伏情報を検出して前記経路の勾配を第２の次元情報として表す２次元地図を作成する２次元地図作成部と、車両の現在位置を含む車両情報を取得する車両情報取得部と、前記２次元地図に前記車両の進行方向を誘導する第１の情報と、前記車両の現在位置を視認する第２の情報を前記２次元地図に複合してナビゲーション画像を作成する複合部と、前記ナビゲーション画像を表示する表示装置と、を具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の車両用ナビゲーション装置によれば、地図という平面状に広く展開された情報の中から、現在地点から目的地までの経路情報を単純化して表示するとともに、道路の勾配を表示することにより、ナビゲーションに必要な情報を簡潔に表示することができる。またＨＵＤを表示装置として使用した場合は、運転者から見た実景を優先的に注視できるように、ナビゲーション画像の表示位置を切り替えることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用ナビゲーション装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】同実施形態におけるナビゲーション画像の表示位置を説明する説明図。
【図３】同実施形態におけるＨＵＤの光学系を示す構成図。
【図４】同実施形態でのナビゲーション画像の一例を示す説明図。
【図５】同実施形態においてナビゲーション画像をフロントガラスに投影した状態を示す説明図。
【図６】同実施形態でのナビゲーション画像の他の例を示す説明図。
【図７】同実施形態でのナビゲーション画像の作成処理を示すフローチャート。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るナビゲーション画像の一例を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態に係る車両用ナビゲーション装置の全体構成を示すブロック図である。車両用ナビゲーション装置は、車両の運転者を対象として、任意の出発地から目的地に至る経路に沿ってナビゲーションするもので、地図データベース１００と、ランドマークデータベース２００、画像情報生成部１０、表示装置３０を有している。また、アンテナ４１、現在位置情報取得部４２、車両情報取得部４３、コマンド入力部４４を備えている。
【００１４】
地図データベース１００には、地図データが記憶されている。地図データには、全国の３次元地図や、地域情報が含まれている。３次元地図とは緯度経度に基づいて作成された２次元地図及び等高線を基にした高低情報が含まれている。地域情報としては、地域名（県名、都市名など）や、道路、建築物、店舗、鉄道等や、各交差点間の距離等の情報が含まれている。
【００１５】
ランドマークデータベース２００には、予め設定された経路案内サービス用のランドマークが２次元地図の緯度経度と対応付けて記憶されている。ランドマークは、運転者が交差点等を視認する指標となるものであり、交差点や経路上にある、建築物（役所、学校、図書館、駅、美術館等）、店舗、モニュメント、ポスト、バス停等の指標が選択されている。
【００１６】
画像情報生成部１０は、マイクロコンピュータで構成されたもので、機能的に図１のブロック図で表すことができる。即ち、画像情報生成部１０は、経路情報探索部１１、起伏情報検出部１２、類似道路検出部１３、ランドマーク抽出部１４、２次元地図作成部１５、誘導図形・ワード作成部１６、を有している。さらに画像情報生成部１０は、経路比較部１７、現在位置図示化部１８、経路案内情報作成部１９、複合部２０を有している。
【００１７】
経路情報探索部１１は、コマンド入力部４４によって入力された経路の出発地と目的地に基づいて経路を探索するもので、地図データベース１００から地図データを取得し、取得した地図データを利用して経路を探索する。地図データは緯度・経度に基づいて作成されており、入力された出発地と目的地間の経路を緯度経度によって特定する。経路情報探索部１１で探索された経路は、起伏情報検出部１２と経路比較部１７に供給される。
起伏情報検出部１２は、地図データベース１００の地図データから等高線情報などをもとに経路の各区間の高低を判断し、起伏情報を抽出する。
【００１８】
類似道路検出部１３は、類似する道路を検出するものであり、起伏情報検出部１２からの起伏情報を利用して、例えば高架道路の下に並走して別の道路が同じ方向に敷設されているような場合を検出する。
【００１９】
ランドマーク抽出部１４は、経路情報探索部１１で探索された経路に存在する交差点等に関連付けられている所定のランドマーク（指標）を、ランドマークデータベース２００から抽出する。ランドマークデータベース２００には、所定のランドマークが２次元地図での緯度経度と対応付けて記憶されているため、ランドマークの緯度経度を手掛かりとして、経路に存在するランドマークを抽出することができる。
【００２０】
２次元地図作成部１５は、経路情報探索手段１１から出力された経路と、起伏情報検出部１２で検出した起伏情報、及び類似道路検出部１３で検出した類似道路情報に基づいて、経路案内用の２次元地図を作成する。２次元地図とは、第１の次元情報と第２の次元情報を含む地図である。
【００２１】
第１の次元情報は、探索された経路を、交差点をノードとして直線上に展開し、例えば出発地を基準として、目的地までを直線的に表示した情報である。地図の各区間の直線表示の長さは、区間の距離を表す。また第２の次元情報は、起伏情報検出部１２で検出した起伏情報に基づいて各交差点間を高低に応じて傾斜させて表示した情報である。尚、第１の次元情報は、特許文献１と同様の方法での作成することができる。２次元地図作成部１５によって作成された２次元地図は、経路案内情報作成部１９に供給される。
【００２２】
誘導図形・ワード作成部１６は、地図データベース１００の地図データや、ランドマークデータベース２００のランドマークを取得して、経路情報探索部１１から出力された経路に沿って誘導する各種のワードを作成する。例えば、ワードとしては、交差点での進行方向を指示する「直進」，「右折」，「左折」といったワードがある。
【００２３】
経路比較部１７は、現在位置情報取得手段４２で取得された現在位置情報と、経路情報探索部１１で探索した経路の緯度経度情報とを比較し、現在位置が経路上のどの位置あるかを検出する。また現在位置が経路から外れているか否かを検出する。検出結果の情報は、現在位置図示化部１８及び誘導ワード作成部１６に供給される。
【００２４】
現在位置図示化部１８は、現在位置を２次元地図上に図示するように加工する。また出発地から現在位置までの移動軌跡を２次元地図上に図示するように加工しても良い。現在位置と移動軌跡を図示することで、新たなランドマークを通過した場合や、現在位置が経路から外れている場合を表示することができる。現在位置図示化部１８で加工された現在位置（又は移動軌跡）は、複合部２０に供給される。
【００２５】
経路案内情報作成部１９は、２次元地図作成部１５から出力された２次元地図と、ランドマーク抽出部１４で抽出されたランドマークの名称と、誘導ワード作成部１６から出力された誘導ワードと、地図データベース１００に蓄積されている地域情報の区間の距離とを複合して、表示装置３０で表示可能な経路案内情報を作成する。
【００２６】
誘導ワード作成部１６で作成された誘導ワードは、経路案内情報作成部１９に出力され、経路案内情報作成部１９は、誘導ワードを基にして、経路案内情報として利用できる形に体裁を整えて、誘導情報を作成する。例えば、「羽田出口」という誘導ワードを基にして、「羽田出口で高速を降りて下さい。」という誘導情報を作成する。
【００２７】
複合部２０は、経路案内情報に、現在位置図示化部１８から出力された現在位置（又は移動軌跡）を複合し、経路案内情報の２次元地図上に現在位置（又は移動軌跡）を重ね合せる。複合部２０で複合された情報は、ナビゲーション画像として表示装置３０に表示される。ナビゲーション画像については、図４、図５を参照して後述する。
【００２８】
表示装置３０は、車両のダッシュボード中央部に配置された液晶ディスプレイ等の表示器であり、画像情報生成部１０からの２次元地図や、経路案内情報、現在位置等のナビゲーション情報を表示する。また表示装置３０としてヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）を用いることもできる。ＨＵＤは、例えば車両のダッシュボードにおける運転席に対応する位置に配置されたプロジェクターであり、運転席前方のフロントガラスに画像を投影するものである（詳細は後述する）。
【００２９】
アンテナ４１は、現在位置情報取得部４２に接続しており、アンテナ４１によって複数のＧＰＳ衛星から送信された信号を受信し、その信号に基づいて車両の現在位置情報を取得する。ＧＰＳによる現在位置の測定技術は、一般のナビゲーションシステムで使用されているものであり詳細な説明は省略する。現在位置情報取得部４２で取得した現在位置情報は、経路比較部１７及び経路情報探索部１１に供給される。
【００３０】
車両情報取得部４３は、車両の情報、例えば平均速度、出発地からの走行時間や走行距離、進行方向（ウインカ情報）の情報などを取得するものであり、取得した車両情報を２次元地図作成部１５に供給する。
【００３１】
コマンド入力部４４は、車両に設けられた操作ボタン（図示せず）からの入力を検知するもので、運転者の操作によって、ナビゲーションを指示するコマンド、例えば、出発地と目的地の情報を入力するものである。尚、コマンド入力部４４は、ディスプレイをタッチするタッチパネル式のものであってもよい。コマンド入力部４４からのコマンドは、経路情報探索部１１に供給される。
【００３２】
図２は、表示装置３０の概要を示す図である。表示装置３０は、車両のダッシュボード中央部に配置されたＬＣＤディスプレイ等の表示器３０１で構成されてもよいし、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）を用いることもできる。ＨＵＤは、運転席前方のフロントガラスＦＧに画像３０２を投影するものである。
【００３３】
図３は、表示装置３０としてＨＵＤを用いた場合の構成図である。図３において、ＨＵＤは、光束生成部３１、照射レンズ３２、照射範囲を制御する光学レンズ３３、照射位置を制御するミラー３４、画像を拡大するレンズ３５、ミラー３４の角度を制御する駆動部３６を含む。
【００３４】
光束生成部３１には、画像情報生成部１０からのナビゲーション画像が供給され、光束生成部３１は画像情報を表示する光束を出力する。光束は、照射レンズ３２及び光学レンズ３３を介してミラー３４に照射される。ミラー３４で反射した光束は、拡大レンズ３５で拡大され、フロントガラスＦＧに投影される。
【００３５】
投影された画像の表示範囲は、光学レンズ３３によって制御することができ、照射位置はミラー３４の角度を調整することによって制御することができる。駆動部３６は、ミラー３４の角度を調整するものである。
【００３６】
また、運転者Ｄの顔部分を撮影するカメラ３７を車両内に取り付け、運転者Ｄの顔部分、特に眼球（Ｅ）を撮影し、眼球の位置に応じて投影画像の照射位置を変えるようにしてもよい。この場合、カメラ３７は運転者Ｄの単眼を撮影し、単眼の位置情報を駆動部３６に入力し、単眼の位置に応じて投影画像の照射位置を変えるようにすると良い。
【００３７】
つまり、運転中は実景を優先的に注視できるように、運転者の視線（視界）よりも下側、又はピラー側の位置に投影画像３０２を表示する。例えば、投影画像３０２の表示位置は、基本的にフロントガラスＦＧの下側に表示するが、運転者の視線が下側に向いている場合は、投影画像３０２が視線の妨げになるため、右ハンドル車では右のピラー側に表示する。また運転者の視線が右側に向いている場合は、投影画像３０２をフロントガラスＦＧの下側に表示する。このように、運転者の視線の位置を測定し、視線の位置に応じて表示位置を切り替えることにより、実景を優先的に注視することができる。
【００３８】
尚、投影画像３０２をピラー側に表示する場合は、図２の３０３で示すように縦長に表示し、出発地を下側にし、目的地を上側に表示すると良い。これにより、進行方向と同じ方向に進んでいるように表示することができ、見やすくなる。
【００３９】
単眼の位置の算出は、投影画像３０２をフロントガラス下側に表示したときの画像の中心位置をゼロ点と設定し、ゼロ点からの角度、距離等をもとに算出することができる。尚、眼球Ｅの位置が頻繁に変化する場合は、投影位置は変化させず、視線が落ち着いた状態で表示位置を変えると良い。
【００４０】
また、フロントガラスＦＧの画像３０２を表示する領域は、半透明な反射部材とすることで、運転手Ｄは投影された画像と前方の風景を視認することができる。
【００４１】
次に図４、図５を参照してナビゲーション画像の表示例を説明する。尚、以下の説明では、表示装置３０としてＨＵＤを用いた場合を説明する。
【００４２】
図４はナビゲーション画像の一例を示すもので、第１の次元情報（距離情報）と第２の次元情報（勾配情報）を含む２次元画像を示す図である。
【００４３】
２次元地図作成部１５は、経路情報探索手段１１から出力された経路と、起伏情報検出部１２で検出した起伏情報及び類似道路検出部１３で検出した類似道路情報に基づいて、２次元地図を作成する。第１の次元情報である距離情報は、探索された経路を、交差点をノードとして直線上に展開し、例えば出発地を基準として、目的地までを横軸方向に直線的に表した情報である。地図の各区間の直線表示の長さは、区間の距離を表している。
【００４４】
また誘導図形・ワード作成部１６によって、交差点での進行方向を指示する、「直進」，「右折」，「左折」といったワード５０が生成され表示される。ワード５０は、車両の進行方向を誘導する第１の情報となる。さらに経路比較部１７によって、現在位置が経路上のどの位置あるかを検出し、誘導ワード作成部１６は車両の現在位置（三角マーク５１で示す）のワードを生成して表示する。したがって、運転者は車両がどこを走行しているかを知ることができ、例えば「浜松町」では左折すればよいことを知ることができる。
【００４５】
また第２の次元情報である勾配情報は、各交差点間を高低に応じて傾斜させて表した情報である。例えば「出発点」から「六本木」までの経路が上り坂である場合、縦軸方向に右上がりに傾斜して表示される。また「麻布」から「浜松町」までの経路が下り坂である場合は、右下がりに傾斜して表示される。したがって、経路上の道路に高低がある場合、運転者は進行しようとする道路が坂道になっていることを知ることができる。
【００４６】
道路が長い下り坂になっている場合、下っていることを視認できずアクセルを踏むことがあるが、これでは燃料消費を抑えることはできない。したがって道路の高低を知ることで無駄にアクセルを踏むことを避けることができ、燃料消費を抑えることができる。また事故防止にも役立つ。
【００４７】
また高架道路の下に並走して別の道路が同じ方向に敷設されている場合、例えば図４の例において、「芝浦」から「首都高」に向かう道路と、「芝浦」から「飛行場」に向かう道路が並走している場合、高い位置を走る道路（「首都高」に向かう道路）は傾斜角をつけて識別表示する。これにより、坂道を登る方向に進めば「首都高」に入れると判断できるため、間違って別の道路を走ることを避けることができる。
【００４８】
図５は、車両のフロントガラスに表示されたナビゲーション画像の一例を示す図である。ナビゲーション画像３０２は、例えば運転者の視線よりも低いフロントガラスの下方領域に投影表示される。図では説明のためにナビゲーション画像３０２を大きく示しているが、実際は運転者の前方視野を妨げない程度の大きさで表示される。
【００４９】
また図５では、車両が「浜松町」で左折した地点にあり、車両の現在位置を三角形のマーク５１で表示している。また車両がランドマーク地点（例えば「芝ビル」）に到達した場合は、ナビゲーション画像３０２にランドマーク５２が強調表示（例えばフラッシュ表示）される。したがって実景にリンクした表示をすることができ、運転者は実景の「芝ビル」５３と照らし合わせて現在の通過地点を確認することができる。
【００５０】
即ち、現在位置図示化部１８は、現在位置を２次元地図上に図示し、新たなランドマークが存在する場合は、ランドマーク５２を表示する。尚、ランドマークの地点を通過したあとは、ランドマーク５２は画面から削除され、新たなランドマークがあれば表示される。こうして現在位置を示すマーク５１とランドマーク５２は、車両の現在位置を視認する第２の情報となる。
【００５１】
図６は、ナビゲーション画像３０２の他の表示例を示す図である。図６の例では、第１の次元情報として所要時間情報を表示するようにしたものである。所要時間は区間の距離と車両の速度をもとに算出され、所要時間に応じて区間の長さを変化するようにしている。
【００５２】
即ち、区間の距離が長くても高速道路では速度が速いため所要時間が短くなる場合もあるし、距離が短くても渋滞している場合は所要時間が長くなる場合もある。したがって、車両情報取得部４３からの平均速度情報を取得して各区間の所要時間を算出し、所要時間に応じて区間の長さを変化させる。
【００５３】
図６と図４を比較すると、図４では距離に応じて区間の間隔を例えばｔ１，ｔ２，ｔ３で表わしているが、図６では所要時間に応じて区間の間隔をＴ１，Ｔ２，Ｔ３で表わしている。したがって、ｔ１≠Ｔ１、ｔ２≠Ｔ２、ｔ３≠Ｔ３となる。このように、第１の次元情報として所要時間情報を表示することにより、運転者にどれ位の時間がかかるかを知らせることができるため、渋滞時等はイライラ感を低減することができる。
【００５４】
図７は、本発明におけるナビゲーション画像の表示処理を示すフローチャートであり、図５のナビゲーション画像３０２の表示処理を示している。
【００５５】
図７において、Ｓ１は経路案内サービスのトップ画面を表示するステップであり、例えば車両に設けたディスプレイ３０１にトップ画面を表示する。トップ画面が表示されると、例えば出発地と目的地を入力して下さいというメッセージが表示され、ステップＳ２ではコマンド入力部４４によって出発地と目的地を入力する。ステップＳ３では、経路情報探索部１１によって地図データベース１００から地図データを取得し、経路情報を探索する。
【００５６】
ステップＳ４では、起伏情報検出部１２によって地図データから起伏情報を抽出し、ステップＳ５では、類似道路検出部１３によって類似する道路を検出する。次のステップＳ６において２次元地図作成部１５は、起伏情報及び類似道路情報を用いて、経路案内用の２次元地図を作成する。またステップＳ７では、ランドマーク抽出部１４によってランドマークデータベース２００からランドマークを抽出する。
【００５７】
ステップＳ８では、誘導図形・ワード作成部１６によって経路に沿って誘導する各種のワード、例えば「直進」「右折」「左折」といったワードを作成し、ステップＳ９では経路案内情報作成部１９によって、２次元地図と、ランドマークと、誘導ワード等を複合し、区間の距離情報を含む経路案内情報を作成する。
【００５８】
ステップＳ１０では、車両の現在位置情報と経路とを比較し、ステップＳ１１では、現在位置を図式化して経路案内情報に重ねて表示する。さらにステップＳ１２では、ランドマークの有無を判別し、ランドマークがある場合は、ステップＳ１３でランドマークを表示する。ステップＳ１４では、目的地に到着したか否かが判別され、到着すれば処理を終了し、到着していない場合はステップＳ１０に戻って現在位置と経路の比較を行い、目的地に到着するまで以降の処理が繰り返される。
【００５９】
また図６の例では、例えばステップＳ８とＳ９の間に、車両の平均速度の判別処理と、各区間毎の所要時間の算出処理、及び経路案内情報の区間の長さを所要時間に応じて調整するステップが追加される。
【実施例２】
【００６０】
図８は、本発明の第２の実施形態を説明する図である。第２の実施形態は、地図データベース１００の３次元地図を、所定の方向から見た２次元地図をナビゲーション画像３０２として利用し、出発地から目的地までの距離情報と、高低を表す勾配情報を表示するものである。
【００６１】
２次元地図は、２次元地図作成部１５によって生成され、ランドマーク抽出部１４及び現在位置図示化部１８等の他の構成は第１の実施形態と同じである。図８（ａ）は出発点から目的地まで（「東温泉」〜「芝温泉」まで）の３次元地図を表したものである（地名等は架空）。この例では、道路が低い地点から山の上まで延びていることが分かる。
【００６２】
２次元地図作成部１５は、３次元地図を単純化して２次元的に表示するもので、例えば、図８（ａ）の矢印５４方向から真横に、出発点から目的地までの経路を見た２次元地図を作成する。この場合の２次元地図は、図８（ｂ）のようになる。したがって、この２次元地図をナビゲーション画像として表示すれば、道路の高低及び距離を含む情報を表示することができる。
【００６３】
図８（ｂ）の遠景画像（点線）は説明のために示したもので、実際のナビゲーション画像に遠景画像は表示されないが、経路の各区間の距離と高低、「右折」，「直進」，「左折」といったワード５０が生成され表示される。また、車両の現在位置（三角形のマーク５１）が表示され、ランドマーク（例えば「東橋」）の地点に到達したときはランドマーク５２が強調して表示される。
【００６４】
図８（ｃ）は第２の実施形態の応用例であり、図６と同様に、横軸に所要時間を表したものである。つまり、山の上を走行する場合は傾斜が急であったり、カーブが多いため平均速度が低くなり、所要時間が長くなる。また橋等の直線道路では平均速度が速くなるため、所要時間は短く表示される。
【００６５】
以上説明したように本発明の実施形態によれば、地図という平面状に広く展開された情報の中から、現在地点から目的地までの経路を単純化して表示するとともに、道路の勾配を表示することにより、ナビゲーションに必要な情報を簡潔に表示することができる。したがってユーザにとっては情報が単純化されることで、現在地点から目的地までの道路情報を簡単に読み取ることが可能になる。
【００６６】
またユーザは勾配情報を知ることで、適切な加速を行うことができ、燃料消費を抑制することができる。また高低は異なるが方向は似ている類似道路がある場合でも、的確にナビゲートすることができる。さらに運転する際に有益な道路情報であるランドマークをタイミングよく表示することができる。
【００６７】
またＨＵＤを表示装置として使用した場合は、運転者から見た実景を優先的に注視できるように、ナビゲーション画像の表示領域を自動的に視界の下側やピラー側に表示することができ、運転者の視界を妨げることなく表示することができる。また現在地点から目的地までの経路を表示した際に、所要時間を表示することもできる。
【００６８】
尚、本発明の実施形態は、以上説明した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１０…画像情報生成部
１１…経路情報探索部
１２…起伏情報検出部
１３…類似道路検出部
１４…ランドマーク抽出部
１５…２次元地図作成部
１６…誘導図形・ワード作成部
１７…経路比較部
１８…現在位置図示化部
１９…経路案内情報作成部
２０…複合部
３０…表示装置
３１…光束生成部
３２…照射レンズ
３３…光学レンズ
３４…ミラー
３５…拡大レンズ
３６…駆動部
３７…カメラ
４１…アンテナ
４２…現在位置情報取得部
４３…車両情報取得部
４４…コマンド入力部
１００…地図データベース
２００…ランドマークデータベース
【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路地図データを記憶したデータベースと、
出発地及び目的地を入力する入力部と、
前記出発地から目的地までの経路を前記データベースから探索して前記経路を第１の次元情報として表し、前記データベースから前記経路の起伏情報を検出して前記経路の勾配を第２の次元情報として表す２次元地図を作成する２次元地図作成部と、
車両の現在位置を含む車両情報を取得する車両情報取得部と、
前記２次元地図に前記車両の進行方向を誘導する第１の情報と、前記車両の現在位置を視認する第２の情報を前記２次元地図に複合してナビゲーション画像を作成する複合部と、
前記ナビゲーション画像を表示する表示装置と、
を具備したことを特徴とする車両用ナビゲーション装置。
【請求項２】
前記２次元地図作成部は、前記出発地から前記目的地までの経路を示す前記第１の次元情報を所定の区間毎に区分し、距離によって前記区間の長さを変えることを特徴とする請求項１記載の車両用ナビゲーション装置。
【請求項３】
前記２次元地図作成部は、前記出発地から前記目的地までの経路を示す前記第１の次元情報を所定の区間毎に区分し、前記車両の平均速度情報をもとに算出した所要時間によって前記区間の長さを変えることを特徴とする請求項１記載の車両用ナビゲーション装置。
【請求項４】
前記２次元地図作成部は、進行方向が同じで高低の異なる類似道路が前記経路上にある場合に、それぞれの経路を異なる傾斜角で識別できるように前記第２の次元情報を作成することを特徴とする請求項１記載の車両用ナビゲーション装置。
【請求項５】
前記複合部は、前記車両の現在位置を視認する前記第２の情報として、前記車両の現在位置を示す図形及び前記経路にある指標地点を示すランドマークを前記２次元地図に複合することを特徴とする請求項１記載の車両用ナビゲーション装置。
【請求項６】
前記複合部は、前記車両が前記経路にある指標地点に到達したとき、前記ランドマークを強調して前記表示装置に表示することを特徴とする請求項５記載の車両用ナビゲーション装置。
【請求項７】
前記表示装置は、前記ナビゲーション画像を前記車両のフロントガラスに投影するＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）で構成し、前記車両の運転者の視線位置を測定し、前記運転者の視線に応じて前記投影する位置を切り替えることを特徴とする請求項１記載の車両用ナビゲーション装置。
【請求項１】
道路地図データを記憶したデータベースと、
出発地及び目的地を入力する入力部と、
前記出発地から目的地までの経路を前記データベースから探索して前記経路を第１の次元情報として表し、前記データベースから前記経路の起伏情報を検出して前記経路の勾配を第２の次元情報として表す２次元地図を作成する２次元地図作成部と、
車両の現在位置を含む車両情報を取得する車両情報取得部と、
前記２次元地図に前記車両の進行方向を誘導する第１の情報と、前記車両の現在位置を視認する第２の情報を前記２次元地図に複合してナビゲーション画像を作成する複合部と、
前記ナビゲーション画像を表示する表示装置と、
を具備したことを特徴とする車両用ナビゲーション装置。
【請求項２】
前記２次元地図作成部は、前記出発地から前記目的地までの経路を示す前記第１の次元情報を所定の区間毎に区分し、距離によって前記区間の長さを変えることを特徴とする請求項１記載の車両用ナビゲーション装置。
【請求項３】
前記２次元地図作成部は、前記出発地から前記目的地までの経路を示す前記第１の次元情報を所定の区間毎に区分し、前記車両の平均速度情報をもとに算出した所要時間によって前記区間の長さを変えることを特徴とする請求項１記載の車両用ナビゲーション装置。
【請求項４】
前記２次元地図作成部は、進行方向が同じで高低の異なる類似道路が前記経路上にある場合に、それぞれの経路を異なる傾斜角で識別できるように前記第２の次元情報を作成することを特徴とする請求項１記載の車両用ナビゲーション装置。
【請求項５】
前記複合部は、前記車両の現在位置を視認する前記第２の情報として、前記車両の現在位置を示す図形及び前記経路にある指標地点を示すランドマークを前記２次元地図に複合することを特徴とする請求項１記載の車両用ナビゲーション装置。
【請求項６】
前記複合部は、前記車両が前記経路にある指標地点に到達したとき、前記ランドマークを強調して前記表示装置に表示することを特徴とする請求項５記載の車両用ナビゲーション装置。
【請求項７】
前記表示装置は、前記ナビゲーション画像を前記車両のフロントガラスに投影するＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）で構成し、前記車両の運転者の視線位置を測定し、前記運転者の視線に応じて前記投影する位置を切り替えることを特徴とする請求項１記載の車両用ナビゲーション装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２１７０９９（Ｐ２０１０−２１７０９９Ａ）
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６６５８７（Ｐ２００９−６６５８７）
【出願日】平成２１年３月１８日（２００９．３．１８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１８日（２００９．３．１８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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