(57)【要約】【課題】少ない処理負荷で車両の前方の道路形状を案内する技術の提供。【解決手段】車両の前方風景内における前記車両が直進した場合の軌跡である直進軌跡に沿った固定領域のうちの一部を占めるガイド画像を生成するガイド画像生成手段と、前記前方風景に重畳させるように、前記ガイド画像を表示部に表示させる表示制御手段と、を備え、前記ガイド画像生成手段は、前記車両の前方の道路形状に応じて、前記ガイド画像の前記直進軌跡に沿った方向の長さを設定する、道路形状案内システム。【選択図】図３
2014029280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前方風景内における前記車両が直進した場合の軌跡である直進軌跡に沿った固定領域のうちの一部を占めるガイド画像を生成するガイド画像生成手段と、
前記前方風景に重畳させるように、前記ガイド画像を表示部に表示させる表示制御手段と、を備え、
前記ガイド画像生成手段は、前記車両の前方の道路形状に応じて、前記ガイド画像の前記直進軌跡に沿った方向の長さを設定する、
道路形状案内システム。
【請求項２】
前記ガイド画像生成手段は、
前記車両の前方に湾曲区間が存在しない場合、前記ガイド画像の前記直進軌跡に沿った方向の長さを一定の値に設定し、
前記車両の前方に前記湾曲区間が存在する場合、前記車両の前方の道路形状に応じて、前記ガイド画像の前記直進軌跡に沿った方向の長さを設定する、
請求項１に記載の道路形状案内システム。
【請求項３】
前記ガイド画像生成手段は、
前記直進軌跡の左右両側に設けられた一対の前記固定領域内のそれぞれにおいて前記ガイド画像を生成し、
前記車両の前方に前記湾曲区間が存在する場合、前記湾曲区間の曲率中心側の前記固定領域内における前記ガイド画像の前記直進軌跡に沿った方向の長さを、前記曲率中心と反対側の前記固定領域内における前記ガイド画像の前記直進軌跡に沿った方向の長さよりも短く設定する、
請求項１または請求項２のいずれかに記載の道路形状案内システム。
【請求項４】
前記ガイド画像生成手段は、前記車両の前方に前記湾曲区間が存在する場合、前記車両の前方に前記湾曲区間が存在しない場合よりも、前記曲率中心側の前記固定領域内における前記ガイド画像の前記直進軌跡に沿った方向の長さを短く設定する、
請求項３に記載の道路形状案内システム。
【請求項５】
前記ガイド画像生成手段は、前記車両の前方に前記湾曲区間が存在する場合、前記車両の前方に前記湾曲区間が存在しない場合よりも、前記曲率中心側の前記固定領域内における前記ガイド画像の前記直進軌跡に沿った方向の長さを短く設定することにより、当該ガイド画像を後方側に短くする、
請求項４に記載の道路形状案内システム。
【請求項６】
前記ガイド画像生成手段は、前記車両の前方に前記湾曲区間が存在する場合、前記車両の前方に前記湾曲区間が存在しない場合よりも、前記曲率中心と反対側の前記固定領域内における前記ガイド画像の前記直進軌跡に沿った方向の長さを長く設定する、
請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の道路形状案内システム。
【請求項７】
前記ガイド画像生成手段は、前記車両の前方に前記湾曲区間が存在する場合、前記湾曲区間と前記車両との位置関係に応じて、一対の前記固定領域内のそれぞれにおける前記ガイド画像の前記直進軌跡に沿った方向の長さの差を設定する、
請求項３から請求項６のいずれか一項に記載の道路形状案内システム。
【請求項８】
前記ガイド画像生成手段は、前記車両の前方に前記湾曲区間が存在する場合、前記湾曲区間の開始地点と前記車両との距離が小さくなるほど、一対の前記固定領域内のそれぞれにおける前記ガイド画像の前記直進軌跡に沿った方向の長さの差を大きく設定する、
請求項７に記載の道路形状案内システム。
【請求項９】
前記ガイド画像生成手段は、前記車両の前方に前記湾曲区間が存在する場合、前記湾曲区間の終了地点と前記車両との距離が小さくなるほど、一対の前記固定領域内のそれぞれにおける前記ガイド画像の前記直進軌跡に沿った方向の長さの差を小さく設定する、
請求項７または請求項８のいずれかに記載の道路形状案内システム。
【請求項１０】
前記ガイド画像生成手段は、前記車両の前方に前記湾曲区間が存在する場合、前記湾曲区間の曲率半径が小さいほど、一対の前記固定領域内のそれぞれにおける前記ガイド画像の前記直進軌跡に沿った方向の長さの差を大きく設定する、
請求項３から請求項９のいずれか一項に記載の道路形状案内システム。
【請求項１１】
車両の前方風景内における前記車両が直進した場合の軌跡である直進軌跡に沿った固定領域のうちの一部を占めるガイド画像を生成するガイド画像生成工程と、
前記前方風景に重畳させるように、前記ガイド画像を表示部に表示させる表示制御工程と、を含み、
前記ガイド画像生成工程では、前記車両の前方の道路形状に応じて、前記ガイド画像の前記直進軌跡に沿った方向の長さを設定する、
道路形状案内方法。
【請求項１２】
車両の前方風景内における前記車両が直進した場合の軌跡である直進軌跡に沿った固定領域のうちの一部を占めるガイド画像を生成するガイド画像生成機能と、
前記前方風景に重畳させるように、前記ガイド画像を表示部に表示させる表示制御機能と、をコンピュータに実行させ、
前記ガイド画像生成機能によりコンピュータは、前記車両の前方の道路形状に応じて、前記ガイド画像の前記直進軌跡に沿った方向の長さを設定する、
道路形状案内プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の前方の道路形状を案内する道路形状案内システム、方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両が走行すべきレーンの形状を表す矢印を車両の前方風景に重畳させて表示させる技術が知られている（特許文献１、参照）。特許文献１では、レーンの幅方向の中央に設定されたノードの位置を地図情報から取得し、当該ノードの位置に基づいて矢印を描画している。これにより、車両の前方のレーンの形状に追従した形状の矢印を描画することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２８１７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、常に、ノードの位置を地図情報から取得して、当該ノードの位置に基づいて矢印を描画する必要があるため、処理負荷が大きくなるという問題があった。
本発明は、前記課題にかんがみてなされたもので、少ない処理負荷で車両の前方の道路形状を案内する技術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】
【０００５】
前記の目的を達成するため、本発明において、ガイド画像生成手段は、車両の前方風景内における車両が直進した場合の軌跡である直進軌跡に沿った固定領域のうちの一部を占めるガイド画像を生成する。表示制御手段は、前方風景に重畳させるように、ガイド画像を表示部に表示させる。そして、ガイド画像生成手段は、車両の前方の道路形状に応じて、ガイド画像の直進軌跡に沿った方向の長さを設定する。
【０００６】
前記の構成において、ガイド画像生成手段は、道路形状に応じてガイド画像の直進軌跡に沿った方向の長さ（以下、ガイド長）を設定すればよく、車両の前方の道路形状が変化するごとに固定領域を設定しなくても済む。つまり、ガイド画像を表示する領域は予め設定されているため、道路形状に応じてガイド画像の長さを設定するのみで、ガイド画像を生成することができる。従って、車両の道路形状を案内するためのガイド画像を少ない処理負荷で生成できる。ここで、ガイド画像は直進軌跡に沿った固定領域の一部を占める領域であるため、ガイド画像のガイド長を長くすることにより、前方の道路形状の直進性が高いことを表現できる。反対に、ガイド画像のガイド長を短くすることにより、前方の道路形状の直進性が低いことを表現できる。
【０００７】
前方風景とは、車両から前方に見た風景である。車両の前方の道路形状とは、形状を案内する必要がある道路の形状であればよく、車両が将来走行する予定の道路の形状であってもよい。例えば、車両の前方の道路形状は、車両が現在走行している走行道路の形状であってもよいし、前方の交差点において走行道路から退出する予定の退出道路も含めた形状であってもよい。さらに、道路形状は、単数または複数のレーンを含む道路全体の形状であってもよいし、レーンの形状であってもよい。直進軌跡とは、車両が前方に直進した場合の実空間内の軌跡を車両から前方に見た場合における前方風景内の像である。ただし、直進軌跡は、厳密に車両が走行する軌跡の像でなくてもよく、車両の前方に存在する直進道路や直進レーン等の前方風景内の像であってもよい。
【０００８】
固定領域は、前方風景において固定された領域であり、表示部の画面上において固定領域に対応する領域も固定となる。すなわち、表示部の画面上において前方風景内を車両が直進した場合の直進軌跡を表示した場合に、画面内において当該表示された直進軌跡に沿うように設定された固定の領域が固定領域に対応する。固定領域は、前方風景において直進軌跡に沿った領域であり、直進軌跡上の領域に限らない。すなわち、固定領域は、直進軌跡に追従した形状を有していればよい。さらに、固定領域は、直進軌跡に沿った方向に長さを有する領域であればよく、直進軌跡に沿った方向に並んだ複数の領域によって構成されてもよい。ガイド画像は固定領域のうち直進軌跡に沿った方向における一部を占める領域であり、固定領域のうちガイド画像によって占められている部分の長さがガイド長となる。
【０００９】
ガイド画像生成手段は、ガイド画像のガイド長を直接設定しなくてもよく、ガイド画像のガイド長を決定付ける別のパラメータを設定してもよい。例えば、ガイド画像生成手段は、直進軌跡に沿った方向におけるガイド画像の端の位置を設定することで、ガイド長を間接的に設定してもよい。さらに、ガイド画像生成手段は、ある基準の長さに対するガイド長の比を設定することで、ガイド長を間接的に設定してもよい。また、固定領域が直進軌跡に沿った方向に並んだ複数の領域によって構成される場合、ガイド画像生成手段は、当該複数の領域のうちガイド画像が生成される領域の個数を設定することで、ガイド長を間接的に設定してもよい。
【００１０】
ここで、地物画像を前方風景に重畳させるとは、地物画像を表示部に表示させることにより前方風景上に地物画像を重ねることを意味する。また、表示部は、少なくともガイド画像を表示すればよく、ガイド画像とともに前方風景を表す画像（以下、前方画像）を表示してもよい。すなわち、表示制御手段は、前方画像にガイド画像を重畳し、当該ガイド画像が重畳された前方画像を表示部に表示させてもよい。前方画像は、カメラで前方風景を撮影することにより得られてもよいし、地図情報に基づいて前方風景を描画することにより得られてもよい。地図情報に基づいて前方風景を描画する場合、前方画像と同時にガイド画像を描画するようにしてもよい。さらに、表示部は、少なくともガイド画像を表示すればよく、前方画像を表示しなくてもよい。すなわち、表示部は、車両のフロントガラス越しに運転者が視認する現実の前方風景に対してガイド画像が重畳されるように表示するヘッドアップディスプレイとして構成されてもよい。
【００１１】
ここで、ガイド画像生成手段は、車両の前方に湾曲区間が存在しない場合、ガイド画像のガイド長を一定の値に設定し、車両の前方に湾曲区間が存在する場合、車両の前方の道路形状に応じて、ガイド画像のガイド長を設定してもよい。すなわち、ガイド画像生成手段は、車両の前方に湾曲区間が存在する場合に限り、車両の前方の道路形状に応じてガイド画像のガイド長を設定するようにしてもよい。これにより、車両の前方に湾曲区間が存在しない場合に、ガイド長を設定するための処理負荷を軽減できる。なお、ガイド画像は直進軌跡に沿った画像であるため、車両の前方に湾曲区間が存在しない場合に、ガイド長を所定値以上の一定の値に設定しておけば道路形状の直進性を表現できる。なお、湾曲区間とは、道路上を走行する車両の進行方向が変化する区間であり、車両の進行方向（進行方位）の変化量が所定基準以上となる区間であってもよい。また、単一の湾曲区間を構成する部分ごとに曲率半径が異なっていてもよいし、曲率中心の方向が異なっていてもよい。すなわち、車両の進行方向の変化量が所定基準未満となることなく、曲率半径や曲率中心の方向が変化する連続した区間を単一の湾曲区間としてもよい。なお、所定基準は、車両の進行方向の変化量が所定基準以上の区間が湾曲していると運転者が認識する進行方向の変化量の基準であってもよい。むろん、車両の進行方向の変化量が所定基準未満となることなく、曲率半径が変化するごとに個別の湾曲区間を定義してもよいし、曲率中心の方向が変化するごとに個別の湾曲区間を定義してもよい。
【００１２】
さらに、ガイド画像生成手段は、直進軌跡の左右両側に設けられた一対の固定領域内のそれぞれにおいてガイド画像を生成してもよい。そして、ガイド画像生成手段は、車両の前方に湾曲区間が存在する場合、湾曲区間の曲率中心側の固定領域内におけるガイド画像のガイド長を、湾曲区間の曲率中心と反対側の固定領域内におけるガイド画像のガイド長よりも短く設定してもよい。これより、湾曲区間の曲率中心側の直進性を、湾曲区間の曲率中心と反対側の直進性よりも弱く表現することができ、湾曲区間の曲率中心側に車両が旋回できるような印象を運転者に与えることができる。すなわち、一対の固定領域内のそれぞれにおけるガイド画像によって、湾曲区間の曲率中心側に車両が旋回できる湾曲区間の形状を表現できる。湾曲区間の曲率中心側とは、湾曲区間に沿って旋回する車両の幅方向において遠心力が作用する方向と反対側を意味する。一方、ガイド画像生成手段は、車両の前方に湾曲区間が存在しない場合、一対の固定領域内のそれぞれにおけるガイド画像の直進軌跡に沿った方向の長さを互いに等しくさせればよい。これにより、左右のいずれの方向にも旋回できないような印象を運転者に与えることができ、車両の前方に湾曲区間が存在しない（直進区間が存在する）ことを認識させることができる。なお、単一の湾曲区間における部分ごとに曲率中心の方向が変化する場合、湾曲区間のうち車両の前方において運転者が道路の形状を強く感じる範囲に存在する部分の曲率中心の方向の変化に応じて、他方よりもガイド長を短くするガイド画像を左右切り替えればよい。例えば、所定範囲は、車両の前方に存在する範囲であって運転者が道路の形状を認識できる範囲であってもよい。
【００１３】
また、ガイド画像生成手段は、車両の前方に湾曲区間が存在する場合、車両の前方に湾曲区間が存在しない場合よりも、湾曲区間の曲率中心側の固定領域内におけるガイド画像のガイド長を短く設定してもよい。すなわち、湾曲区間の曲率中心側の固定領域内におけるガイド画像のガイド長を短く設定すれば、湾曲区間の曲率中心と反対側の固定領域内におけるガイド画像のガイド長を長くしなくても、湾曲区間の形状を表現できる。例えば車両の前方に湾曲区間が存在しない場合に、左右両側のガイド画像のガイド長を一定の値に設定する場合において、左右両側のガイド画像ともに当該一定の値以下のガイド長で湾曲区間の形状を表現できる。従って、左右両側のガイド画像が表現する直進性を全体的に弱めることができる。そのため、曲率半径が小さい湾曲区間の形状が表現できる。
【００１４】
また、ガイド画像生成手段は、車両の前方に湾曲区間が存在する場合、車両の前方に湾曲区間が存在しない場合よりも、湾曲区間の曲率中心側の固定領域内におけるガイド画像のガイド長を短く設定することにより、当該ガイド画像を後方側に短くしてもよい。均一な曲率半径の湾曲区間であっても、前方風景における当該湾曲区間の像は車両から遠い前方側ほど鋭く湾曲し、車両に近い後方側ほど直進軌跡に近い形状となる。また、車両は道路上を走行するため、前方風景における湾曲区間の像の位置は後方側であるほど直進軌跡の位置からずれにくく、反対に前方側であるほど直進軌跡の位置からずれやすくなる。従って、湾曲区間の曲率中心側の固定領域内におけるガイド画像のガイド長を後方側に短くして、前方側の部分を消失させることにより、当該ガイド画像の形状や位置が湾曲区間の像の形状や位置から乖離するような印象を運転者に与えることが防止できる。
【００１５】
さらに、ガイド画像生成手段は、車両の前方に湾曲区間が存在する場合、車両の前方に湾曲区間が存在しない場合よりも、湾曲区間の曲率中心と反対側の固定領域内におけるガイド画像のガイド長を長く設定してもよい。すなわち、湾曲区間の曲率中心と反対側の固定領域内におけるガイド画像のガイド長を長く設定すれば、湾曲区間の曲率中心側の固定領域内におけるガイド画像のガイド長を短くしなくても、湾曲区間の形状を表現できる。例えば車両の前方に湾曲区間が存在しない場合に、左右両側のガイド画像のガイド長を一定の値に設定する場合において、左右両側のガイド画像ともに当該一定の値以上のガイド長で湾曲区間の形状を表現できる。従って、左右両側のガイド画像が表現する直進性を全体的に強めることができる。そのため、曲率半径が大きい湾曲区間の形状が表現できる。なお、湾曲区間の形状を表現するために、左右一方のガイド画像のガイド長を変化させてもよいし、左右双方のガイド画像のガイド長を変化させてもよい。前者の場合、ガイド長を設定するための処理負荷が軽減できる。後者の場合、一対の固定領域内のそれぞれにおけるガイド画像のガイド長の差を大きくすることができる。一対の固定領域内のそれぞれにおけるガイド画像のガイド長の差が大きいほど、左右のガイド画像が表現する直進性の強さの差が大きくなるため、湾曲区間の湾曲度合いを強く表現でき、曲率半径が小さい湾曲区間の形状を表現することができる。
【００１６】
ここで、湾曲区間の形状だけでなく湾曲区間に対する車両の位置によっても、運転者が前方風景において感じる湾曲区間の湾曲度合いが異なる。そこで、ガイド画像生成手段は、車両の前方に湾曲区間が存在する場合、湾曲区間と車両との位置関係に応じて、一対の固定領域内のそれぞれにおけるガイド画像の直進軌跡に沿った方向の長さの差を大きく設定してもよい。これにより、運転者が前方風景において感じる湾曲区間の湾曲度合いに即して、湾曲区間の形状をガイド画像によって表現することができる。湾曲区間と車両との位置関係とは、湾曲区間全体または湾曲区間内の所定の地点に対する車両の位置関係である。位置関係とは、湾曲区間と車両との間の距離であってもよいし、車両に対する湾曲区間の方向であってもよい。
【００１７】
具体的に、ガイド画像生成手段は、車両の前方に湾曲区間が存在する場合、湾曲区間の開始地点と車両との距離が小さくなるほど、一対の固定領域内のそれぞれにおけるガイド画像の直進軌跡に沿った方向の長さの差を大きく設定してもよい。湾曲区間の開始地点と車両との距離が小さくなるほど、前方風景に占める湾曲区間の像が大きくなり、運転者が感じる湾曲度合いが強くなっていくこととなる。従って、湾曲区間の開始地点と車両との距離が小さくなるほど、左右のガイド画像が表現する直進性の強さの差を大きくすることにより、運転者が感じる湾曲度合いに即した表現が実現できる。なお、車両の進行方向の変化量が所定基準以上となる区間を湾曲区間とした場合、湾曲区間の開始地点は、車両の進行方向の変化量が所定基準未満となる区間の終了地点となる。車両の進行方向の変化量が所定基準未満となる区間は直進区間であり、湾曲区間の開始地点は直進区間の終了地点を意味する。従って、曲率半径が変化するごとに個別の湾曲区間を定義した場合や、曲率中心の方向が変化するごとに個別の湾曲区間を定義した場合、これらの湾曲区間同士の接続地点は前方に接続する湾曲区間の開始地点とはならない。
【００１８】
また、ガイド画像生成手段は、車両の前方に湾曲区間が存在する場合、湾曲区間の終了地点と車両との距離が小さくなるほど、一対の固定領域内のそれぞれにおけるガイド画像の直進軌跡に沿った方向の長さの差を小さく設定してもよい。湾曲区間の終了地点と車両との距離が小さくなるほど、前方風景に占める湾曲区間の次の直進区間の像が大きくなっていき、運転者が感じる湾曲度合いが弱くなっていくこととなる。従って、湾曲区間の終了地点と車両との距離が小さくなるほど、左右のガイド画像が表現する直進性の強さの差を小さくすることにより、運転者が感じる湾曲度合いに即した表現が実現できる。なお、車両の進行方向の変化量が所定基準以上となる区間を湾曲区間とした場合、湾曲区間の終了地点は、車両の進行方向の変化量が所定基準以上となる区間の終了地点となる。湾曲区間の終了地点は直進区間の開始地点を意味する。従って、曲率半径が変化するごとに個別の湾曲区間を定義した場合や、曲率中心の方向が変化するごとに個別の湾曲区間を定義した場合、これらの湾曲区間同士の接続地点は後方（手前側）に接続する湾曲区間の終了地点とはならない。
【００１９】
さらに、ガイド画像生成手段は、車両の前方に湾曲区間が存在する場合、湾曲区間の曲率半径が小さいほど、一対の固定領域内のそれぞれにおけるガイド画像のガイド長の差を大きく設定してもよい。すなわち、湾曲区間の曲率半径が小さいほど、左右のガイド画像が表現する直進性の強さの差を大きくするにより、湾曲区間に沿って鋭く旋回できるような印象を運転者に与えることができる。従って、車両の湾曲区間が曲率半径の小さい急カーブであることを運転者に認識させることができる。なお、単一の湾曲区間における部分ごとに曲率半径が変化する場合、湾曲区間のうち車両の前方において運転者が道路の形状を強く感じる範囲に存在する部分の曲率半径に応じてガイド画像のガイド長を変化させればよい。
【００２０】
さらに、本発明のようにガイド画像によって車両の前方の道路形状の案内を行う手法は、プログラムや方法としても適用可能である。また、以上のようなシステム、プログラム、方法は、単独の装置として実現される場合や、複数の装置によって実現される場合、車両に備えられる各部と共有の部品を利用して実現される場合が想定可能であり、各種の態様を含むものである。例えば、以上のような装置を備えたナビゲーションシステムや方法、プログラムを提供することが可能である。また、一部がソフトウェアであり一部がハードウェアであったりするなど、適宜、変更可能である。さらに、システムを制御するプログラムの記録媒体としても発明は成立する。むろん、そのソフトウェアの記録媒体は、磁気記録媒体であってもよいし光磁気記録媒体であってもよいし、今後開発されるいかなる記録媒体においても全く同様に考えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１はナビゲーション装置のブロック図である。
【図２】図２Ａ，２Ｄはガイド画像が重畳された前方画像を示す図、図２Ｂは道路の平面図、図２Ｃはガイド長のグラフである。
【図３】図３Ａは道路形状案内処理のフローチャート、図３Ｂはガイド長更新処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）ナビゲーション装置の構成：
（２）道路形状案内処理：
（３）他の実施形態：
【００２３】
（１）ナビゲーション装置の構成：
図１は、本発明の一実施形態にかかる道路形状案内システムとしてのナビゲーション装置１０の構成を示すブロック図である。ナビゲーション装置１０は、車両に備えられている。ナビゲーション装置１０は、制御部２０と記録媒体３０とを備えている。制御部２０は、ＣＰＵとＲＡＭとＲＯＭ等を備え、記録媒体３０やＲＯＭに記憶されたプログラムを実行する。記録媒体３０は、地図情報３０ａを記録する。地図情報３０ａは、道路の端点（交差点）に対応して設定されたノードを示すノードデータと、ノード間の道路に関する情報を示すリンクデータと、ノード間の道路の形状を特定するための形状補間点データと、道路やその周辺に存在する地物を示すデータ等を含んでいる。
【００２４】
車両は、ＧＰＳ受信部４１と車速センサ４２とジャイロセンサ４３とカメラ４４とディスプレイ４５とを備えている。ＧＰＳ受信部４１は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信し、図示しないインタフェースを介して車両の現在位置を算出するための信号を出力する。車速センサ４２は、車両が備える車輪の回転速度に対応した信号を出力する。ジャイロセンサ４３は、車両に作用する角加速度に対応した信号を出力する。そして、制御部２０は、ＧＰＳ受信部４１、車速センサ４２、及びジャイロセンサ４３等から出力された信号や地図情報３０ａに基づいて車両の現在位置を特定する。
【００２５】
カメラ４４は、車両の前方正面の前方風景を撮影し、当該前方風景を表す前方画像を生成するイメージセンサである。カメラ４４が撮影した前方画像は、図示しないインタフェースを介して制御部２０に出力される。本実施形態において、カメラ４４は、車両の幅方向の中央位置に備えられたバックミラーの裏側に備えられている。ディスプレイ４５は、制御部２０から出力された映像信号に基づいて各種案内を出力する映像出力装置である。ディスプレイ４５は、前方画像を表示する。前方画像の左右方向は実空間における左右方向に対応し、実空間において前方側にある物体の像ほど前方画像の上方に位置する。
【００２６】
制御部２０は道路形状案内プログラム２１を実行する。道路形状案内プログラム２１は、ガイド画像生成部２１ａと表示制御部２１ｂとを含む。
ガイド画像生成部２１ａは、車両の前方風景内における車両が直進した場合の軌跡である直進軌跡に沿った固定領域のうちの一部を占めるガイド画像を生成する機能を制御部２０に実行させるモジュールである。すなわち、制御部２０は、前方画像において車両が前方に直進する軌跡を表す直進軌跡に沿って、車両の前方の道路形状を案内するためのガイド画像を生成する。
【００２７】
具体的に、ガイド画像生成部２１ａの機能により制御部２０は、直進軌跡の左右両側に設けられた一対の固定領域内のそれぞれにおいてガイド画像を生成する。すなわち、制御部２０は、前方画像における直進軌跡の右側と左側の双方において前方の道路形状を案内するためのガイド画像を生成する。
【００２８】
さらに、ガイド画像生成部２１ａの機能により制御部２０は、車両の前方の道路形状に応じて、ガイド画像の直進軌跡に沿った方向の長さであるガイド長を設定する。すなわち、制御部２０は、固定領域のうち直進軌跡に沿った方向の一部においてガイド画像を生成し、固定領域のうちガイド画像を生成する部分の長さを車両の前方の道路形状に依存させる。
【００２９】
具体的に、ガイド画像生成部２１ａの機能により制御部２０は、車両の前方に湾曲区間が存在する場合、湾曲区間の曲率中心側の固定領域内におけるガイド画像のガイド長を、曲率中心と反対側の固定領域内におけるガイド画像のガイド長よりも短く設定する。すなわち、湾曲区間において車両が旋回していく方向のガイド画像のガイド長を、車両が旋回していく方向と反対側のガイド画像のガイド長よりも短くする。
【００３０】
湾曲区間は、道路を走行した場合の車両の進行方向（進行方位）の変化量が基準角度以上となる状態が連続する区間である。制御部２０は、地図情報３０ａの形状補間点データに基づいて、車両の前方の道路の形状補間点の位置を特定する。制御部２０は、車両の前方の道路上においてＮ（Ｎは自然数）番目に車両が通過する形状補間点から（Ｎ＋１）番目に車両が通過する形状補間点に向かうベクトルの方向と、（Ｎ＋１）番目に車両が通過する形状補間点から（Ｎ＋２）番目に車両が通過する形状補間点に向かうベクトルとの方向の差が基準角度以上となる場合に、（Ｎ＋１）番目に車両が通過する形状補間点にて道路が湾曲していると特定し、当該ベクトルの方向の差が基準角度未満となる場合に（Ｎ＋１）番目に車両が通過する形状補間点にて道路が湾曲していないと特定する。基準角度は、例えば車両の進行方向が基準角度だけ変化する場合に、道路が湾曲すると運転者が感じる下限の角度であってもよく、予め記録媒体３０に記録されている。さらに、制御部２０は、湾曲していると特定された形状補間点が道路の方向において連続している区間を湾曲区間として特定する。制御部２０は、Ｎ番目に車両が通過する形状補間点が湾曲していないと特定され、（Ｎ＋１）番目に車両が通過する形状補間点が湾曲していると特定された場合、（Ｎ＋１）番目に車両が通過する形状補間点を湾曲区間の開始地点とする。反対に、制御部２０は、Ｎ番目に車両が通過する形状補間点が湾曲していると特定され、（Ｎ＋１）番目に車両が通過する形状補間点が湾曲していないと特定された場合、Ｎ番目に車両が通過する形状補間点を湾曲区間の終了地点とする。以上説明した湾曲区間および湾曲区間の開始地点と終了地点の特定方法は一例であり、制御部２０は、実際の道路の湾曲形状に基づいて登録された湾曲区間の開始地点と終了地点と地図情報３０ａから取得してもよい。
【００３１】
制御部２０は、湾曲区間内の３点以上の形状補間点を近似した円の中心を湾曲区間の曲率中心として特定し、当該曲率中心が車両の前方正面よりも左側にあるか右側にあるかを特定する。また、制御部２０は、湾曲区間の３点以上の形状補間点を近似した円の半径を曲率半径として特定する。なお、単一の湾曲区間において曲率半径は変化し得るとともに、曲率中心が存在する方向も変化し得る。すなわち、制御部２０は、単一の湾曲区間を構成する複数の部分ごとに曲率半径と曲率中心が存在する方向を特定してもよい。本実施形態では、説明の簡略化のため単一の湾曲区間において曲率半径は一定であり、曲率中心が存在する方向も一定であることとする。
【００３２】
表示制御部２１ｂは、前方風景に重畳されるように、ガイド画像をディスプレイ４５に表示させる機能を制御部２０に実行させるモジュールである。すなわち、制御部２０は、前方風景を表す前方画像にガイド画像を重畳し、ガイド画像が重畳された前方画像をディスプレイ４５に表示させる。
【００３３】
図２Ａは、車両の前方に曲率中心が左側にある湾曲区間（左カーブ）が存在する場合にディスプレイ４５に表示される前方画像を示す。同図に示すように、前方画像において直進軌跡Ｆ（破線枠内）を仮定（想定）した場合には、常に前方画像の横方向の二等分線に関して線対称な領域として表われ、消失点Ｂを頂点とする二等辺三角形状となる。カメラ４４は、車両の幅方向の中央位置に備えられ、車両の前方正面を撮影するからである。なお、直進軌跡Ｆの幅は車両の車幅に相当する値とすればよい。図２Ａにおいて、１レーンのみの道路の像を示し、当該道路の幅方向の輪郭が区画線の像（太線）によって認識できる。区画線は、道路に沿った方向に形成された線であり、車両の左右において車両通行帯と路側帯とを区画する。
【００３４】
図２Ａにおいて、直進軌跡Ｆの左右に固定領域ＡＬ，ＡＲ（一点鎖線）が設けられている。本実施形態において、固定領域ＡＬ，ＡＲはそれぞれ直進軌跡Ｆに沿って並ぶ１０個の小領域によって構成される。直進軌跡Ｆは、消失点に近づくにつれて横方向の幅が狭くなる領域であり、固定領域ＡＬ，ＡＲも消失点に近づくにつれて横方向の幅が狭くなる領域である。固定領域ＡＬ，ＡＲのそれぞれにおいて各小領域は、直進軌跡Ｆに沿って並んでいる。小領域は矢印の頭部を模した形状となっており、当該矢印の頂点が消失点Ｂに向いている。また、固定領域ＡＬ，ＡＲのそれぞれにおいて、各小領域の頂点を結ぶ基準直線ＳＬ，ＳＲは消失点Ｂを通過する。固定領域ＡＬ，ＡＲは、基準直線ＳＬ，ＳＲ上に存在する領域であり、基準直線ＳＬ，ＳＲに関して対称な形状となっている。なお、本実施形態において、制御部２０は、ガイド長ＬＬ，ＬＲとして小領域の数を設定する。そして、制御部２０は、前方画像の下方（後方側）の小領域から順に、ガイド長ＬＬ，ＬＲとして設定された数だけ小領域を塗りつぶすことにより、ガイド画像ＧＬ，ＧＲ（黒塗）を生成する。図２の例では、左側のガイド画像ＧＬのガイド長ＬＬが３個で右側のガイド画像ＧＲのガイド長ＬＲが７個となっている。
【００３５】
本実施形態において、直進軌跡Ｆは前方画像の横方向の中央線に関して線対称であり、左右の固定領域ＡＬ，ＡＲも前方画像の横方向の中央線に関して線対称である。なお、前方画像の横方向の中央線は車両の正面前方を示す線である。固定領域ＡＬ，ＡＲのそれぞれおける各小領域の頂点を結ぶ基準直線ＳＬ，ＳＲは、それぞれ直進軌跡Ｆよりも左側および右側に存在している。左側の固定領域ＡＬの各小領域の頂点を結ぶ基準直線ＳＬは、消失点において直進軌跡Ｆの左側の輪郭線と角度θで交差している。右側の固定領域ＡＬの各小領域の頂点を結ぶ基準直線ＳＲも、消失点において直進軌跡Ｆの右側の輪郭線と角度θで交差している。基準直線ＳＬ，ＳＲと直進軌跡Ｆの左右の輪郭線とが消失点にてなす角度θを所定の角度以下とすることにより、固定領域ＡＬ，ＡＲを直進軌跡Ｆに沿うようにすることができる。むろん、角度θが小さいほど固定領域ＡＬ，ＡＲの直進軌跡Ｆに対する追従度を高くすることができ、角度θは０度であってもよい。また、固定領域ＡＬの各小領域の頂点を結ぶ基準直線ＳＬは直進軌跡Ｆの左側の輪郭線よりも右側にあってもよいし、固定領域ＡＲの各小領域の頂点を結ぶ基準直線ＳＲは直進軌跡Ｆの右側の輪郭線よりも左側にあってもよい。なお、基準直線ＳＬ，ＳＲは直進軌跡Ｆの左右の輪郭線のそれぞれと平行な直線であってもよい。
【００３６】
図２Ａの例では、左側の固定領域ＡＬが湾曲区間の曲率中心側となり、右側の固定領域ＡＲが湾曲区間の曲率中心と反対側となる。そして、湾曲区間の曲率中心側の固定領域ＡＬにおけるガイド画像ＧＬのガイド長ＬＬは、湾曲区間の曲率中心と反対側の固定領域ＡＬにおけるガイド画像ＧＲのガイド長ＬＲよりも短くなっている。ここで、ガイド画像ＧＬ，ＧＲは直進軌跡Ｆに沿った固定領域ＡＬ，ＡＲの一部を占める領域であるため、ガイド画像ＧＬ，ＧＲのガイド長ＬＬ，ＬＲを長くすることにより、車両の前方の道路形状の直進性が高いことを表現できる。反対に、ガイド画像ＧＬ，ＧＲのガイド長ＬＬ，ＬＲを短くすることにより、車両の前方の道路形状の直進性が低いことを表現できる。
【００３７】
従って、図２Ａの例では、右側のガイド画像ＧＲよりも左側のガイド画像ＧＬの方が直進性を弱く（旋回可能性を強く）を表現することができる。これにより、左側に車両が旋回できるような印象を運転者に与えることができる。換言すれば、左側に車両が旋回していく左カーブが車両の前方に存在していることを運転者に認識させることができる。一方、車両の前方に曲率中心が右側にある湾曲区間（右カーブ）が存在する場合には、右側のガイド画像ＧＲのガイド長ＬＲを左側のガイド画像ＧＬのガイド長ＬＬよりも短くするようにガイド長ＬＬ，ＬＲを設定することにより、右側に車両が旋回していく右カーブが車両の前方に存在していることを運転者に認識させることができる。
【００３８】
また、図２Ａの例では、左右の区画線の像が前方画像に含まれる。この場合、前方画像において湾曲区間の曲率中心側である左側の区画線の像の方が鋭く湾曲した形状に見える。湾曲区間の曲率中心側の区画線の方が、曲率中心と反対側の区画線よりも曲率半径が小さいからである。従って、湾曲区間の曲率中心側のガイド画像ＧＬを短くすることにより、湾曲区間の曲率中心側の区画線の前方画像内における像の形状と、湾曲区間の曲率中心側のガイド画像ＧＲの形状とが相違する印象を抑制できる。また、区画線の他にガードレール、縁石、中央分離帯、舗装領域の縁等のように湾曲区間に沿った線状の地物が存在し、これらの線状の地物の像がガイド画像ＧＬ，ＧＲの近くに現れる場合でも、違和感の小さい前方画像を表示させることができる。
【００３９】
以上説明したように、ガイド画像生成部２１ａの機能により制御部２０は、道路形状に応じてガイド画像ＧＬ，ＧＲのガイド長ＬＬ，ＬＲを設定すればよく、車両の前方の道路形状が変化するごとに固定領域ＡＬ，ＡＲを設定しなくても済む。従って、制御部２０は、車両の道路形状を案内するためのガイド画像ＧＬ，ＧＲを少ない処理負荷で生成できる。
【００４０】
さらに、本実施形態のナビゲーション装置１０の詳細な構成について説明する。
図２Ｂは道路Ｒの平面図であり、図２Ｃは道路Ｒを車両が走行する際に設定されるガイド長ＬＬ，ＬＲを示すグラフである。道路Ｒは、Ｐ0〜Ｐ2，Ｐ4〜Ｐ6がそれぞれ直進区間であり、Ｐ2〜Ｐ4が湾曲区間である。Ｐ2，Ｐ6は湾曲区間の開始地点であり、Ｐ2，Ｐ6よりも所定距離Ｙだけ後方側（手前側）の地点がＰ1，Ｐ5となっている。Ｐ4は湾曲区間の終了地点であり、Ｐ4よりも所定距離Ｙだけ後方側（手前側）の地点がＰ3となっている。
【００４１】
図２Ｃの横軸は道路Ｒの走行方向における車両の位置を示し、縦軸はガイド画像ＧＬ，ＧＲのガイド長ＬＬ，ＬＲを示す。湾曲区間の曲率中心Ｃは車両の左側に存在する。また、図２Ｃでは、道路Ｒの湾曲区間の曲率半径がｒ1（一定）である場合に、制御部２０が設定するガイド画像ＧＬ，ＧＲのガイド長ＬＬ，ＬＲをそれぞれ破線と実線で示す。さらに、図２Ｃでは、道路Ｒの湾曲区間の曲率半径がｒ2（ｒ2＜ｒ1）（一定）である場合に、制御部２０が設定するガイド画像ＧＬ，ＧＲのガイド長ＬＬ，ＬＲをそれぞれ二点鎖線と一点鎖線で示す。
【００４２】
ガイド画像生成部２１ａの機能により制御部２０は、車両の前方に湾曲区間が存在しない場合、ガイド画像ＧＬ，ＧＲのガイド長ＬＬ，ＬＲを一定の値に設定する。すなわち、制御部２０は、車両の前方に湾曲区間が存在する場合に限り、車両の前方の道路形状に応じてガイド画像ＧＬ，ＧＲのガイド長ＬＬ，ＬＲを設定する。これにより、車両の前方に湾曲区間が存在しない場合に、ガイド長ＬＬ，ＬＲを設定するための処理負荷を軽減できる。図２Ｃに示すように、制御部２０は、車両の前方に湾曲区間が存在しない場合に、左右のガイド画像ＧＬ，ＧＲのガイド長ＬＬ，ＬＲを同一の固定値Ｚに維持する。なお、本実施形態において、車両の前方に湾曲区間が存在する場合とは、車両（図２Ｂの白三角）の前方所定距離Ｙ以内（図２Ｂのハッチング）に湾曲区間の少なくとも一部が存在する場合を意味する。図２ＢにおけるＰ0〜Ｐ1，Ｐ4〜Ｐ5を車両が走行する期間が車両の前方に湾曲区間が存在しない期間に対応し、当該期間においてガイド画像ＧＬ，ＧＲのガイド長ＬＬ，ＬＲが同一の固定値Ｚに維持されている。
【００４３】
図２Ｄは、車両の前方に湾曲区間が存在しない場合にディスプレイ４５に表示される前方画像を示す。同図に示すように、左右のガイド画像ＧＬ，ＧＲのガイド長ＬＬ，ＬＲが同一であり、双方ともガイド画像によって占められる小領域の前方画像の下方から数えた数が５個となっている。このように、左右のガイド画像ＧＬ，ＧＲのガイド長ＬＬ，ＬＲが同一である場合、右側のガイド画像ＧＲと左側のガイド画像ＧＬとがそれぞれ表す直進性の強さが等しくなる。従って、いずれの方向にも旋回できないような印象を運転者に与えることができ、車両の前方に湾曲区間が存在せず、直進区間が存在していることを運転者に認識させることができる。なお、左右のガイド画像ＧＬ，ＧＲのガイド長ＬＬ，ＬＲが同一であっても、右側のガイド画像ＧＲと左側のガイド画像ＧＬとがそれぞれ表す直進性が弱すぎる場合、いずれの方向にも旋回できるような印象を運転者に与えるおそれがある。従って、車両の前方に湾曲区間が存在しない場合のガイド長ＬＬ，ＬＲの固定値Ｚは直進区間が存在していることが感じられる値以上に設定されることが望ましい。
【００４４】
さらに、ガイド画像生成部２１ａの機能により制御部２０は、車両の前方に湾曲区間が存在する場合、湾曲区間の曲率半径が小さいほど、一対の固定領域内ＡＬ，ＡＲのそれぞれにおけるガイド画像ＧＬ，ＧＲのガイド長ＬＬ，ＬＲの差Ｗ１，Ｗ2を大きく設定する。図２ＢにおけるＰ1〜Ｐ4を車両が走行する期間が車両の前方に湾曲区間が存在する期間に対応し、当該期間において左右のガイド画像ＧＬ，ＧＲのガイド長ＬＬ，ＬＲに差Ｗ１，Ｗ2が生じている。そして、湾曲区間の曲率半径がｒ1よりも小さいｒ2である場合に設定される左右のガイド画像ＧＬ，ＧＲのガイド長ＬＬ，ＬＲの差Ｗ2は、湾曲区間の曲率半径がｒ1である場合に設定される左右のガイド画像ＧＬ，ＧＲのガイド長ＬＬ，ＬＲの差Ｗ１よりも大きくなっている。このように、湾曲区間の曲率半径が小さいほど、左右のガイド画像ＧＬ，ＧＲが表現する直進性の強さの差Ｗ１，Ｗ2を増加させことにより、湾曲区間の曲率中心Ｃ側に鋭く旋回できるような印象を運転者に与えることができる。従って、車両の湾曲区間が曲率半径の小さい急カーブであることを運転者に認識させることができる。
【００４５】
ガイド画像生成部２１ａの機能により制御部２０は、車両の前方に湾曲区間が存在する場合、車両の前方に湾曲区間が存在しない場合よりも湾曲区間の曲率中心Ｃ側の固定領域ＧＬにおけるガイド画像ＧＬのガイド長ＬＬを短く設定する。図２ＢにおけるＰ1〜Ｐ4を車両が走行する期間において曲率中心Ｃ側のガイド画像ＧＬのガイド長ＬＬが、Ｐ0〜Ｐ1，Ｐ4〜Ｐ5を車両が走行する期間の固定値Ｚよりも短く設定されている。さらに、ガイド画像生成部２１ａの機能により制御部２０は、車両の前方に湾曲区間が存在する場合、車両の前方に湾曲区間が存在しない場合よりも湾曲区間の曲率中心Ｃと反対側の固定領域ＡＲにおけるガイド画像ＧＲのガイド長ＬＲを長く設定する。図２ＢにおけるＰ1〜Ｐ4を車両が走行する期間において曲率中心Ｃと反対側のガイド画像ＧＲのガイド長ＬＲが、Ｐ0〜Ｐ1，Ｐ4〜Ｐ5を車両が走行する期間の固定値Ｚよりも長く設定されている。
【００４６】
このように、車両の前方に湾曲区間が存在する場合に、左右のガイド画像ＧＬ，ＧＲのガイド長ＬＬ，ＬＲを双方とも変化させることにより、左右双方のガイド画像ＧＬ，ＧＲのガイド長ＬＬ，ＬＲの差Ｗ１，Ｗ2を大きくすることができ、曲率半径が小さい湾曲区間の形状を表現することができる。
【００４７】
さらに、ガイド画像生成部２１ａの機能により制御部２０は、車両の前方に湾曲区間が存在する場合、車両の前方に湾曲区間が存在しない場合よりも湾曲区間の曲率中心Ｃ側の固定領域ＧＬにおけるガイド画像ＧＬのガイド長ＬＬを短く設定することにより、ガイド画像ＧＬを後方側に短くする。均一な曲率半径の湾曲区間であっても、前方画像における当該湾曲区間の像は車両から遠い前方側ほど鋭く湾曲し、車両に近い後方側ほど直進軌跡Ｆに近い形状となる。また、車両は道路Ｒ上を走行するため、前方画像における湾曲区間の像の位置は後方側であるほど直進軌跡Ｆの位置からずれにくく、反対に前方側であるほど直進軌跡Ｆの位置からずれやすくなる。従って、図２Ａのように、車両の前方に湾曲区間が存在する場合に、湾曲区間の曲率中心Ｃ側の固定領域ＡＬ内におけるガイド画像ＧＬのガイド長ＬＬを後方側に短くして、前方側の部分を消失させることにより、当該ガイド画像ＧＬの形状や位置が湾曲区間の像の形状や位置から乖離するような印象を運転者に与えることが防止できる。
【００４８】
本実施形態において、ガイド長ＬＬ，ＬＲとは、固定領域ＡＬ，ＡＲの後方側（車両に近い側）の端点から開始して前方側に形成されるガイド画像ＧＬ，ＧＲの長さである。従って、ガイド画像ＧＬ，ＧＲを短くすることにより、ガイド画像ＧＬ，ＧＲの前方側の端点が示す位置が後方側に移動することとなる。
【００４９】
さらに、ガイド画像生成部２１ａの機能により制御部２０は、車両の前方に湾曲区間が存在する場合、湾曲区間と車両との位置関係に応じて、湾曲区間の曲率中心Ｃ側の固定領域内におけるガイド画像ＧＬ，ＧＲのガイド長ＬＬ，ＬＲを設定する。すなわち、ガイド画像生成部２１ａの機能により制御部２０は、湾曲区間の曲率半径だけでなく、湾曲区間と車両との位置関係にもガイド画像ＧＬ，ＧＲのガイド長ＬＬ，ＬＲを依存させる。
【００５０】
具体的に、ガイド画像生成部２１ａの機能により制御部２０は、車両の前方に湾曲区間が存在する場合、湾曲区間の開始地点と車両との距離が小さくなるほど、一対の固定領域内ＡＬ，ＡＲのそれぞれにおけるガイド画像ＧＬ，ＧＲのガイド長ＬＬ，ＬＲの差Ｗ１，Ｗ2を大きく設定する。図２ＢにおけるＰ1〜Ｐ2，Ｐ5〜Ｐ6を車両が走行する期間（以下、進入期間）において、車両の前方に湾曲区間が存在し、かつ、湾曲区間の開始地点（Ｐ2，Ｐ6）と車両との距離が小さくなっていく。そして、図２Ｃに示すように、進入期間において、車両が湾曲区間の開始地点に接近していくほど、一対の固定領域内ＡＬ，ＡＲのそれぞれにおけるガイド画像ＧＬ，ＧＲのガイド長ＬＬ，ＬＲの差Ｗ１，Ｗ2が大きくなっている。
【００５１】
進入期間において、湾曲区間の開始地点と車両との距離が小さくなるほど、前方画像に占める湾曲区間の像が大きくなり、運転者が感じる道路形状の湾曲度合いが大きくなっていくこととなる。従って、湾曲区間の開始地点と車両との距離が小さくなるほど、左右のガイド画像が表現する直進性の強さの差を大きくすることにより、運転者が感じる湾曲度合いに即した表現が実現できる。なお、図２Ｃの例では、湾曲区間の開始地点と車両との距離の減少に応じて、一対の固定領域内ＡＬ，ＡＲのそれぞれにおけるガイド画像ＧＬ，ＧＲのガイド長ＬＬ，ＬＲの差Ｗ１，Ｗ2が線形的に増加するが、差Ｗ１，Ｗ2が非線形的に増加してもよい。
【００５２】
さらに、ガイド画像生成部２１ａの機能により制御部２０は、車両の前方に湾曲区間が存在する場合、湾曲区間の終了地点と車両との距離が小さくなるほど、一対の固定領域内ＡＬ，ＡＲのそれぞれにおけるガイド画像ＧＬ，ＧＲのガイド長ＬＬ，ＬＲの差Ｗ１，Ｗ2を小さく設定する。本実施形態において、図２ＢにおけるＰ3〜Ｐ4を車両が走行する期間（以下、脱出期間）において、車両の前方に湾曲区間が存在し、かつ、湾曲区間の終了地点（Ｐ4）と車両との距離が小さくなっていく。そして、図２Ｃに示すように、脱出期間において、車両が湾曲区間の終了地点に接近していくほど、一対の固定領域内ＡＬ，ＡＲのそれぞれにおけるガイド画像ＧＬ，ＧＲのガイド長ＬＬ，ＬＲの差Ｗ１，Ｗ2が小さくなっている。
【００５３】
脱出期間において、湾曲区間の終了地点と車両との距離が小さくなるほど、前方風景に占める湾曲区間の次の直進区間の像が大きくなり、運転者が感じる道路形状の湾曲度合いが小さくなっていくこととなる。従って、湾曲区間の終了地点と車両との距離が小さくなるほど、左右のガイド画像が表現する直進性の強さの差を小さくすることにより、運転者が感じる湾曲度合いに即した表現が実現できる。なお、図２Ｃの例では、湾曲区間の終了地点と車両との距離の減少に応じて、一対の固定領域内ＡＬ，ＡＲのそれぞれにおけるガイド画像ＧＬ，ＧＲのガイド長ＬＬ，ＬＲの差Ｗ１，Ｗ2が線形的に減少するが、差Ｗ１，Ｗ2が非線形的に減少してもよい。
【００５４】
さらに、地図情報３０ａに基づいて特定される湾曲区間の開始地点や終了地点が現実に湾曲区間が開始している地点や終了している地点からずれる場合がある。例えば、制御部２０が地図情報３０ａの形状補間点データ等に基づいて湾曲区間を特定する場合において、形状補間点が現実に湾曲区間が開始している地点に設定されていないと、制御部２０が認識する湾曲区間の開始地点や終了地点が現実からずれてしまう。このような場合でも、進入期間と脱出期間において徐々にガイド画像ＧＬ，ＧＲのガイド長ＬＬ，ＬＲを変化させることにより、ガイド画像ＧＬ，ＧＲが変化するタイミングが現実に運転者が道路形状の変化を感じるタイミングからずれる印象を抑制することができる。
【００５５】
（２）道路形状案内処理：
図３Ａは、道路形状案内処理のフローチャートである。道路形状案内処理は、所定時間周期ごと、または、所定走行距離周期ごとに、ディスプレイ４５に表示させる前方画像を更新する処理である。
【００５６】
まず、ガイド画像生成部２１ａの機能により制御部２０は、固定領域ＡＬ，ＡＲとガイド長ＬＬ，ＬＲの固定値Ｚとを取得する（ステップＳ１００）。すなわち、制御部２０は、ガイド画像ＧＬ，ＧＲを生成するためのパラメータとして、固定領域ＡＬ，ＡＲとガイド長ＬＬ，ＬＲの固定値Ｚ（図２Ｃ）とを取得する。すなわち、制御部２０は、前方画像において固定領域ＡＬ，ＡＲを定義する座標を記録媒体３０から取得して、当該座標に基づいて固定領域ＡＬ，ＡＲを取得するとともに、記録媒体３０から固定値Ｚを取得する。固定領域ＡＬ，ＡＲとガイド長ＬＬ，ＬＲの固定値Ｚとは車両の前方の道路形状に非依存であり、これらを更新することなく、車両の前方に湾曲区間が存在しない場合のガイド画像ＧＬ，ＧＲが生成できる（図２Ｄ）。ただし、固定領域ＡＬ，ＡＲとガイド長ＬＬ，ＬＲの固定値Ｚとは、車両の前方の道路形状に非依存であればよく、運転者の操作等に応じて変更されてもよい。
【００５７】
次に、表示制御部２１ｂとガイド画像生成部２１ａの機能により制御部２０は、前方画像と車両の現在位置とを取得する（ステップＳ１０５）。すなわち、制御部２０は、ディスプレイ４５に表示させる前方画像を更新するために必要なデータとして、最新の前方画像と現在位置とを取得する。次に、ガイド画像生成部２１ａの機能により制御部２０は、車両の前方の道路の道路形状を取得する。すなわち、制御部２０は、車両の前方に湾曲区間が存在する否かを判定するために、車両の前方の道路の道路形状を取得する（ステップＳ１１０）。具体的に、制御部２０は、車両の前方の道路の道路形状として、車両が現在走行している走行道路のうち、車両の現在位置から車両の前方における所定の先読距離先の地点までの区間における形状補間点データを地図情報３０ａから取得する。先読距離は、車両の前方に湾曲区間が存在するか否かを判定する前方の範囲の長さを規定する所定距離Ｙ（図２Ｂ）よりも大きい距離とされる。なお。車両の前方先読距離以内において、走行道路が交差点にて終了している場合、制御部２０は、当該走行道路から交差点にて道なりに退出できる退出道路や走行予定経路上の退出道路の形状を併せて取得してもよい。
【００５８】
次に、ガイド画像生成部２１ａの機能により制御部２０は、車両の前方に湾曲区間が存在するか否かを判定する（ステップＳ１１５）。すなわち、制御部２０は、車両の前方所定距離Ｙ以内（図２Ｂのハッチング）に湾曲区間の少なくとも一部が存在するか否かを判定する。
【００５９】
車両の前方に湾曲区間が存在すると判定されなかった場合（ステップＳ１１５：Ｎ）、ガイド画像生成部２１ａの機能により制御部２０は、ガイド画像ＧＬ，ＧＲを描画する（ステップＳ１２０）。すなわち、車両がしばらく直進区間を走行する場合には、ステップＳ１００にて取得した固定領域ＡＬ，ＡＲとガイド長ＬＬ，ＬＲの固定値Ｚをそのまま更新することなく使用して、ガイド画像ＧＬ，ＧＲを描画する。制御部２０は、左右のガイド画像ＧＬ，ＧＲのガイド長ＬＬ，ＬＲを双方とも同一の固定値Ｚに設定するため、左右のガイド画像ＧＬ，ＧＲが表現する直進性の強さを同一とすることができる（図２Ｄ）。
【００６０】
次に、表示制御部２１ｂの機能により制御部２０は、ガイド画像ＧＬ，ＧＲを前方画像に重畳し、当該ガイド画像ＧＬ，ＧＲが重畳された前方画像をディスプレイ４５に表示させる（ステップＳ１２５）。以上により、直進軌跡Ｆの左右において、ガイド画像ＧＬ，ＧＲが表現する直進性の強さが同一となる前方画像を表示することができ、車両の前方の道路形状が直進形状であることを運転者に認識させることができる。さらに、ステップＳ１００にて取得した固定領域ＡＬ，ＡＲとガイド長ＬＬ，ＬＲの固定値Ｚをそのまま更新することなく使用してガイド画像ＧＬ，ＧＲが描画できるため、処理負荷を軽減することができる。
【００６１】
一方、車両の前方に湾曲区間が存在すると判定した場合（ステップＳ１１５：Ｙ）、ガイド画像生成部２１ａの機能により制御部２０は、車両の前方に存在する湾曲区間の曲率中心Ｃ側を特定する（ステップＳ１３０）。すなわち、制御部２０は、湾曲区間の曲率中心Ｃ側を特定することにより、左右どちらのガイド画像ＧＬ，ＧＲのガイド長ＬＬ，ＬＲを固定値Ｚよりも短くすべきかを特定する。なお、制御部２０は、湾曲区間内の３点以上の形状補間点を近似した円の中心を湾曲区間の曲率中心Ｃとして特定し、当該曲率中心Ｃが車両の前方正面よりも左側にあるか右側にあるかを特定してもよい。
【００６２】
次に、ガイド画像生成部２１ａの機能により制御部２０は、ガイド長更新処理を実行する（ステップＳ２００）。すなわち、制御部２０は、車両の前方に湾曲区間が存在する場合に限りガイド長更新処理を実行する。その結果、車両の前方に湾曲区間が存在しない場合に、ガイド長更新処理のための処理負荷を生じさせないようにすることができる。ガイド長更新処理は、湾曲区間の曲率中心Ｃ側のガイド画像ＧＬ，ＧＲのガイド長ＬＬ，ＬＲを設定するための処理（ステップＳ２０５〜Ｓ２２０）と、湾曲区間の曲率中心Ｃと反対側のガイド画像ＧＬ，ＧＲのガイド長ＬＬ，ＬＲを設定するための処理（ステップＳ２２５〜Ｓ２４０）とを含む。
【００６３】
図３Ｂは、ガイド長更新処理のフローチャートである。まず、ガイド画像生成部２１ａの機能により制御部２０は、車両の前方の湾曲区間の曲率中心Ｃが車両の前方正面よりも左側にあるか否かを判定する（ステップＳ２０５）。車両の前方の湾曲区間の曲率中心Ｃが車両の前方正面よりも左側にあると判定した場合（ステップＳ２０５：Ｙ）、ガイド画像生成部２１ａの機能により制御部２０は、左側のガイド画像ＧＬのガイド長ＬＬを更新対象とする（ステップＳ２１０）。一方、車両の前方の湾曲区間の曲率中心Ｃが車両正面よりも左側にあると判定しなかった場合（ステップＳ２０５：Ｎ）、ガイド画像生成部２１ａの機能により制御部２０は、右側のガイド画像ＧＲのガイド長ＬＲを更新対象とする（ステップＳ２１５）。すなわち、ステップＳ２０５〜Ｓ２１５において、制御部２０は、車両の前方の湾曲区間の曲率中心Ｃ側の固定領域ＡＬ，ＡＲにおけるガイド画像ＧＲ，ＧＬのガイド長ＬＬ，ＬＲを更新対象として設定する。
【００６４】
次に、ガイド画像生成部２１ａの機能により制御部２０は、車両と湾曲区間との位置関係および湾曲区間の曲率半径とに基づいて、更新対象のガイド画像ＧＲ，ＧＬのガイド長ＬＬ，ＬＲが固定値Ｚよりも短くなるように更新する（ステップＳ２２０）。すなわち、制御部２０は、進入期間においては車両から湾曲区間の開始地点までの距離、および、湾曲区間の曲率半径に基づいて更新対象のガイド画像ＧＲ，ＧＬのガイド長ＬＬ，ＬＲを設定する。具体的に、制御部２０は、進入期間において、車両が湾曲区間の開始地点に接近するほど、湾曲区間の曲率中心Ｃ側のガイド画像ＧＲ，ＧＬのガイド長ＬＬ，ＬＲを固定値Ｚから徐々に短くしていく（図２ＣのＰ1〜Ｐ2，Ｐ5〜Ｐ6）。一方、制御部２０は、脱出期間においては車両から湾曲区間の終了地点までの距離、および、湾曲区間の曲率半径に基づいて更新対象のガイド画像ＧＲ，ＧＬのガイド長ＬＬ，ＬＲを設定する。具体的に、制御部２０は、脱出期間において、車両が湾曲区間の終了地点に接近するほど、湾曲区間の曲率中心Ｃ側のガイド画像ＧＲ，ＧＬのガイド長ＬＬ，ＬＲが固定値Ｚに近くなるように徐々に大きくしていく（図２ＣのＰ3〜Ｐ4）。さらに、制御部２０は、進入期間と脱出期間のいずれでもない期間において、湾曲区間の曲率半径に基づいて更新対象のガイド画像ＧＲ，ＧＬのガイド長ＬＬ，ＬＲを設定する（図２ＣのＰ2〜Ｐ3）。なお、車両と湾曲区間との位置関係と湾曲区間の曲率半径に対応するガイド長ＬＬ，ＬＲを規定したマップが予め記録媒体３０に用意されており、制御部２０は、当該マップを適宜参照してガイド画像ＧＲ，ＧＬのガイド長ＬＬ，ＬＲを更新する。
【００６５】
次に、ガイド画像生成部２１ａの機能により制御部２０は、ガイド長ＬＬ，ＬＲが未更新のガイド画像ＧＲ，ＧＬが左右どちらであるかを判定する（ステップＳ２２５）。すなわち、制御部２０は、曲率中心Ｃと反対側が左右のいずれであるかを判定する。
【００６６】
ステップＳ２２０において右側のガイド画像ＧＲのガイド長ＬＲが未更新であると判定した場合（ステップＳ２２５：右）、ガイド画像生成部２１ａの機能により制御部２０は、右側のガイド画像ＧＲのガイド長ＬＲを更新対象とする（ステップＳ２３０）。一方、ステップＳ２２０において左側のガイド画像ＧＬのガイド長ＬＬが未更新であると判定した場合（ステップＳ２２５：左）、ガイド画像生成部２１ａの機能により制御部２０は、左側のガイド画像ＧＲのガイド長ＬＲを更新対象とする（ステップＳ２３５）。すなわち、ステップＳ２２５〜Ｓ２３５において、制御部２０は、車両の前方の湾曲区間の曲率中心Ｃと反対側の固定領域ＡＬ，ＡＲにおけるガイド画像ＧＲ，ＧＬのガイド長ＬＬ，ＬＲを更新対象として設定する。
【００６７】
次に、ガイド画像生成部２１ａの機能により制御部２０は、車両と湾曲区間との位置関係および湾曲区間の曲率半径に基づいて更新対象のガイド画像ＧＲ，ＧＬのガイド長ＬＬ，ＬＲが固定値Ｚよりも長くなるように更新する（ステップＳ２４０）。すなわち、ガイド画像生成部２１ａの機能により制御部２０は、進入期間においては車両から湾曲区間の開始地点までの距離、および、湾曲区間の曲率半径に基づいて更新対象のガイド画像ＧＲ，ＧＬのガイド長ＬＬ，ＬＲを設定する。具体的に、制御部２０は、進入期間において、車両が湾曲区間の開始地点に接近するほど、湾曲区間の曲率中心Ｃと反対側のガイド画像ＧＲ，ＧＬのガイド長ＬＬ，ＬＲを固定値Ｚから徐々に長くしていく（図２ＣのＰ1〜Ｐ2，Ｐ5〜Ｐ6）。一方、ガイド画像生成部２１ａの機能により制御部２０は、脱出期間においては車両から湾曲区間の終了地点までの距離、および、湾曲区間の曲率半径に基づいて更新対象のガイド画像ＧＲ，ＧＬのガイド長ＬＬ，ＬＲを設定する。具体的に、制御部２０は、脱出期間において、車両が湾曲区間の終了地点に接近するほど、湾曲区間の曲率中心Ｃと反対側のガイド画像ＧＲ，ＧＬのガイド長ＬＬ，ＬＲが固定値Ｚに近くなるように徐々に小さくしていく（図２ＣのＰ3〜Ｐ4）。さらに、制御部２０は、進入期間と脱出期間のいずれでもない期間において、湾曲区間の曲率半径に基づいて更新対象のガイド画像ＧＲ，ＧＬのガイド長ＬＬ，ＬＲを設定する（図２ＣのＰ2〜Ｐ3）。
【００６８】
以上のようにして、左右双方のガイド画像ＧＲ，ＧＬのガイド長ＬＬ，ＬＲを更新すると（ステップＳ２２０，２４０）、制御部２０は、ガイド長更新処理を終了させ、道路形状案内処理のステップＳ１２０（図３Ａ）にて更新後のガイド長ＬＬ，ＬＲに基づいてガイド画像ＧＲ，ＧＬを描画する。これにより、図２Ａに示すように、湾曲区間の湾曲形状に即したガイド画像ＧＲ，ＧＬを表示させることができる。
【００６９】
以上説明したように、ガイド長更新処理（図３Ｂ）は車両の前方に湾曲区間が存在する場合に実行されるが、ガイド長更新処理で更新されるパラメータはガイド画像ＧＲ，ＧＬのガイド長ＬＬ，ＬＲに留まる。すなわち、車両の前方に湾曲区間が存在する場合にガイド長更新処理を実行する場合であっても、固定領域ＡＬ，ＡＲは更新しなくても済む。従って、少ない処理負荷で車両の前方の道路形状に応じたガイド画像ＧＲ，ＧＬを生成することができる。
【００７０】
（３）他の実施形態：
ガイド画像生成部２１ａの機能により制御部２０は、車両の直進軌跡Ｆの左右両側にガイド画像ＧＲ，ＧＬを生成しなくてもよく、一個のガイド画像のみを生成してもよい。例えば、制御部２０は、一個のガイド画像を前方画像の左右方向における二等分線上に生成し、当該ガイド画像のガイド長を車両の前方の道路形状に応じて設定してもよい。この場合でも、車両が走行している道路の直進性を表現することができる。
【００７１】
ガイド画像生成部２１ａの機能により制御部２０は、車両の前方に湾曲区間が存在する場合に、湾曲区間の曲率中心Ｃ側のガイド画像ＧＲ，ＧＬのガイド長ＬＬ，ＬＲだけを更新してもよい。すなわち、ガイド長更新処理（図３Ｂ）のステップＳ２２５以降を省略し、湾曲区間の曲率中心Ｃと反対側のガイド画像ＧＲ，ＧＬのガイド長ＬＬ，ＬＲを固定値Ｚに維持してもよい。湾曲区間の曲率中心Ｃ側のガイド画像ＧＲ，ＧＬのガイド長ＬＬ，ＬＲを短く設定すれば、湾曲区間の曲率中心Ｃと反対側のガイド画像ＧＲ，ＧＬのガイド長ＬＬ，ＬＲを長くしなくても、曲率中心Ｃ側に湾曲する湾曲区間の形状を表現できる。ステップＳ２２５以降が省略できるため、ガイド長ＬＬ，ＬＲを設定するための処理負荷が軽減できる。また、左右両側のガイド画像ＧＲ，ＧＬのガイド長ＬＬ，ＬＲを平均的に短くすることができ、左右両側のガイド画像ＧＲ，ＧＬが表現する直進性を全体的に弱めることができる。そのため、曲率半径が小さい湾曲区間の形状が表現できる。
【００７２】
むろん、ガイド画像生成部２１ａの機能により制御部２０は、車両の前方に湾曲区間が存在する場合に、湾曲区間の曲率中心Ｃと反対側のガイド画像ＧＲ，ＧＬのガイド長ＬＬ，ＬＲだけを更新してもよい。すなわち、ガイド長更新処理（図３Ｂ）のステップＳ２０５がＹの場合にステップＳ２３０に移行し、ステップＳ２０５がＮの場合にステップＳ２３５に移行してもよい。湾曲区間の曲率中心Ｃと反対側のガイド画像ＧＲ，ＧＬのガイド長ＬＬ，ＬＲを長く設定すれば、湾曲区間の曲率中心Ｃ側のガイド画像ＧＲ，ＧＬのガイド長ＬＬ，ＬＲを短くしなくても、曲率中心Ｃ側に湾曲する湾曲区間の形状を表現できる。ステップＳ２１０〜Ｓ２２０が省略できるため、ガイド長ＬＬ，ＬＲを設定するための処理負荷が軽減できる。また、左右両側のガイド画像ＧＲ，ＧＬのガイド長ＬＬ，ＬＲを平均的に長くすることができ、左右両側のガイド画像ＧＲ，ＧＬが表現する直進性を全体的に強めることができる。そのため、曲率半径が大きい湾曲区間の形状が表現できる。
【００７３】
前記実施形態において、単一の湾曲区間において曲率中心Ｃが存在する方向と曲率半径とが一定である例を示したが、単一の湾曲区間において曲率中心Ｃが存在する方向と曲率半径との少なくとも一方が変化してもよい。すなわち、単一の湾曲区間を構成する部分ごとに曲率中心Ｃが存在する方向と曲率半径とが変化してもよい。例えば、図３ＡのステップＳ１３０において、ガイド画像生成部２１ａの機能により制御部２０は、湾曲区間のうち前方画像において運転者が強く道路形状を認識する範囲内の部分に含まれる形状補間点を近似した円を特定し、当該円の中心位置に基づいて曲率中心Ｃ側を特定してもよい。道路の像は後方側（手前側）ほど強く認識されるため、制御部２０は、湾曲区間のうち車両から所定距離（＞Ｙ）前方の地点までの範囲における曲率中心Ｃ側を特定してもよい。そして、制御部２０は、運転者が強く道路形状を認識する範囲内に存在する部分の曲率中心Ｃ側に基づいて図３ＢのステップＳ２０５を実行すればよい。同様に、制御部２０は、図３ＢのステップＳ２２０，２４０において湾曲区間のうち前方画像において運転者が強く道路形状を認識する範囲内に存在する部分に含まれる形状補間点を近似した円を特定し、当該円の半径である曲率半径に基づいてガイド長ＬＬ，ＬＲを設定すればよい。なお、曲率中心Ｃが存在する方向が変化する場合でも単一の湾曲区間とするため、曲率中心Ｃが存在する方向が変化する地点は湾曲区間の終了地点および開始地点とはならない。
【００７４】
さらに、ガイド画像生成部２１ａの機能により制御部２０は、車両の前方のレーンの形状に応じて、ガイド画像ＧＲ，ＧＬのガイド長ＬＬ，ＬＲを設定してもよい。これにより、車両の前方のレーンの形状を案内することができる。また、固定領域ＡＬ，ＡＲは、それぞれ複数の小領域によって構成されなくてもよく、それぞれ一体の帯状の領域であってもよい。また、ガイド画像を直進軌跡Ｆの左右両側に表示させる場合、ガイド画像に挟まれた領域を走行すべき印象を運転者に与えるようにしてもよい。例えば、車両が走行できない地物（壁やガードレール等）をガイド画像が表すようにすることにより、ガイド画像に挟まれた領域内を走行すべき印象を運転者に与えることができる。
【００７５】
ガイド画像生成部２１ａの機能により制御部２０は、直接、ガイド画像ＧＲ，ＧＬのガイド長ＬＬ，ＬＲを設定するのではなく、例えば直進軌跡Ｆに沿った方向におけるガイド画像ＧＲ，ＧＬの端の位置を設定することで、ガイド長ＬＬ，ＬＲを間接的に設定してもよい。例えば、制御部２０は、ガイド画像ＧＲ，ＧＬの前方側の端を前方画像の下辺から所定位置に固定し、ガイド画像ＧＲ，ＧＬの後方側の端の位置を設定することで、ガイド長ＬＬ，ＬＲを間接的に設定してもよい。さらに、制御部２０は、固定値Ｚに対するガイド画像ＧＲ，ＧＬのガイド長ＬＬ，ＬＲの比（拡大縮小率）を設定することで、ガイド長ＬＬ，ＬＲを間接的に設定してもよい。
【００７６】
前記実施形態において、前方画像は、地図情報３０ａに基づいて前方風景を描画することにより得られてもよい。地図情報３０ａに基づいて前方風景を描画する場合、前方画像と同時にガイド画像を描画するようにしてもよい。さらに、ディスプレイ４５は、少なくともガイド画像を表示すればよく、前方画像を表示しなくてもよい。すなわち、ディスプレイ４５は、車両のフロントガラス越しに運転者が視認する現実の前方風景に対してガイド画像を重畳してもよい。例えば、ディスプレイ４５を半透過型とし、ディスプレイ４５から現実の前方風景が透けて見えるようにすることにより、現実の前方風景に対してガイド画像を重畳してもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１０…ナビゲーション装置、２０…制御部、２１…道路形状案内プログラム、２１ａ…ガイド画像生成部、２１ｂ…表示制御部、３０…記録媒体、３０ａ…地図情報、４１…ＧＰＳ受信部、４２…車速センサ、４３…ジャイロセンサ、４４…カメラ、４５…ディスプレイ、ＡＬ，ＡＲ…固定領域、Ｃ…曲率中心、ＧＬ…ガイド画像、ＧＬ…固定領域、ＧＬ，ＧＲ…ガイド画像、ＬＬ，ＬＲ…ガイド長、Ｆ…直進軌跡。
【図１】
2014029280.tif 000003
【図２】
2014029280.tif 000004
【図３】
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