(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
立体的な道路の形状を道路地図情報として記憶する道路地図情報記憶手段と、
前記道路地図情報記憶手段に記憶された道路地図情報を用いて立体的な道路地図画像を表示する道路地図表示手段と、
自車両の現在位置を算出する自車両現在位置算出手段と、
特定の位置を立体的な道路地図画像上の座標に変換するためのパラメータをリンク毎に予め記憶する自車両位置算出パラメータ記憶手段と、
前記自車両位置算出パラメータ記憶手段に記憶されたパラメータを前記自車両現在位置算出手段によって算出された現在位置に乗じて、当該現在位置に対応する立体的な道路地図画像上の位置を算出する自車両表示位置算出手段と、
前記自車両表示位置算出手段により算出された立体的な道路地図画像上の位置を用いて自車両の現在位置を前記道路地図表示手段によって表示された立体的な道路地図画像上に表示する自車両表示手段と、
を備えたことを特徴とする車載用ナビゲーション装置。
【請求項２】
前記自車両位置算出パラメータ記憶手段は、実際の道路の始点ノード位置、終点ノード位置および道路幅、ならびに実際の道路に対応する立体的な道路地図画像の始点ノード表示位置、終点ノード表示位置および道路表示幅からパラメータを算出して記憶することを特徴とする請求項１記載の車載用ナビゲーション装置。
【請求項３】
前記自車両の走行している走行方位を算出する自車両方位算出手段と、
前記走行方位から前記立体的な道路地図画像上での表示方向を算出する自車両表示方向算出手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の車載用ナビゲーション装置。
【請求項４】
前記自車両表示方向算出手段は、前記自車両方位算出手段によって算出された走行方位を方位ベクトルに変換して、前記立体的な道路地図画像上での表示方向を算出することを特徴とする請求項３記載の車載用ナビゲーション装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、実際に走行している道路における自車両の現在位置、自車両の方向を、道路地図画像に対応させて表示する車載用ナビゲーション装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車載用ナビゲーション装置では、道路地図を表示装置に表示する場合、道路地図を拡大縮小して自車両の現在位置を上空から見たような平面的な道路地図を表示するか、もしくは道路地図を透視変換して自車両の現在位置後方から見たような道路地図を表示していた。この表示方法は、出発地から目的地までの経路案内時に表示する交差点拡大図表示についても同様であり、平面図もしくは透視図の交差点拡大図を表示していた。このような交差点拡大図上に自車両の現在位置を表示するためには、道路地図の変換と同様に自車両の現在位置に対しても拡大縮小または透視変換を行って交差点拡大図と重ねて表示すれば良かった。
【０００３】
しかしながら、従来の車載用ナビゲーション装置における交差点拡大図の表示方法では、立体交差している交差点の表示が立体的ではないため、搭乗者にとって立体交差点の形状を十分に認識するのが困難であった。例えば、次の立体交差点を右折しなければならない場合に、その立体交差点では現在走行している道路の最も左側の車線からでないと右折できない場合には適切な案内を行うことができないという問題があった。
【０００４】
この問題を解決する装置として、例えば特開平７-192193号公報に記載されたものが知られている。この装置は、道路情報であるノード情報のうち右左折および直進に対する車線規制のある立体交差点を表すノード情報には、予め所定の識別情報が付与されており、その立体交点付近において所定の車線から他の車線へ進路変更すべき地点を表す交差点内ノード情報と、その各地点間の接続状態を表す交差点内リンク情報とを記憶しておき、走行すべき車線を案内することを可能とするものである。
【０００５】
しかし、特開平７-192193号公報に記載の装置においても、立体交差点の表示は平面図であり、搭乗者にとって立体交差点の形状を十分に認識することは困難である。
【０００６】
そこで、現在では経路案内時の交差点拡大図表示において、案内対象の交差点が立体交差点の場合、立体交差点の表示を３次元コンピュータグラフィックスの技術を利用した立体的な表示で行うことが考えられている。これによって、搭乗者は立体交差点の形状を十分に認識することが可能となり、立体交差点で右左折または直進するために、予め車線を変更しておくことが可能となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術によれば、立体交差点の表示を立体的に行った場合、その立体的な道路地図画像の道路上に自車両を表示することができない。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するもので、表示装置に表示する道路地図画像の道路上に自車両も併せて表示することができる車載用ナビゲーション装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１に記載の車載用ナビゲーション装置は、立体的な道路の形状を道路地図情報として記憶する道路地図情報記憶手段と、前記道路地図情報記憶手段に記憶された道路地図情報を用いて立体的な道路地図画像を表示する道路地図表示手段と、自車両の現在位置を算出する自車両現在位置算出手段と、特定の位置を立体的な道路地図画像上の座標に変換するためのパラメータをリンク毎に予め記憶する自車両位置算出パラメータ記憶手段と、前記自車両位置算出パラメータ記憶手段に記憶されたパラメータを前記自車両現在位置算出手段によって算出された現在位置に乗じて、当該現在位置に対応する立体的な道路地図画像上の位置を算出する自車両表示位置算出手段と、前記自車両表示位置算出手段により算出された立体的な道路地図画像上の位置を用いて自車両の現在位置を前記道路地図表示手段によって表示された立体的な道路地図画像上に表示する自車両表示手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、自車両表示位置算出手段，自車両表示手段などにより、立体的な道路地図画像上に自車両が表示されるように自車両表示位置を算出するため、立体的な道路地図画像の道路上に自車両を表示することができる。
【００１１】
また、請求項２に記載の車載用ナビゲーション装置は、請求項１において、前記自車両位置算出パラメータ記憶手段は、実際の道路の始点ノード位置、終点ノード位置および道路幅、ならびに実際の道路に対応する立体的な道路地図画像の始点ノード表示位置、終点ノード表示位置および道路表示幅からパラメータを算出して記憶することを特徴とするものであり、実際の自車両の現在位置と自車両現在位置算出手段により算出された現在位置との誤差が、表示画面上では小さくなるようにすることができる。
【００１２】
また、請求項３に記載の車載用ナビゲーション装置は、請求項１において、前記自車両の走行している走行方位を算出する自車両方位算出手段と、前記走行方位から前記立体的な道路地図画像上での表示方向を算出する自車両表示方向算出手段とを備えたことを特徴とするものであり、道路地図画像における自車両の方向の表示が、実際に走行している道路における自車両の方向と対応するように表示することができる。
【００１３】
また、請求項４に記載の車載用ナビゲーション装置は、請求項３において、前記自車両表示方向算出手段は、前記自車両方位算出手段によって算出された走行方位を方位ベクトルに変換して、前記立体的な道路地図画像上での表示方向を算出することを特徴とするものであり、道路地図画像における自車両の方向の表示が、実際に走行している道路における自車両の方向と対応するように表示することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
(実施の形態１)
図１は本発明の実施の形態１における車載用ナビゲーション装置の構成を示したものである。図１において、101は表示装置に表示する道路地図画像の道路上に自車両が表示されるように自車両表示位置を算出するための自車両表示位置算出パラメータを、予め道路の各ノード間のリンク毎に算出して記憶しておく自車両表示位置算出パラメータ記憶手段、102は自車両が現在どのノード間のリンクを走行しているかを判定する自車両存在リンク判定手段、103は自車両存在リンク判定手段102により判定されたリンク情報を基に自車両表示位置算出パラメータ記憶手段101から自車両表示位置算出パラメータを取得する自車両表示位置算出パラメータ取得手段、104は自車両の現在位置を表す緯度と経度の情報を算出する自車両現在位置算出手段、105は自車両現在位置算出手段104により算出された緯度と経度の情報および自車両表示位置算出パラメータ取得手段103により取得した自車両表示位置算出パラメータを基に表示装置の表示画面上での自車両表示位置を算出する自車両表示位置算出手段、106は自車両表示位置算出手段105により算出された自車両表示位置情報を基に表示装置109に自車両を表示する自車両表示手段、107は道路地図情報を記憶しておく道路地図情報記憶手段、108は道路地図情報を表示装置109に表示する道路地図表示手段である。
【００１５】
次に、本実施の形態１における動作について説明する。まず自車両存在リンク判定手段102は、自車両が現在どのノード間のリンクを走行しているかを判定する。図２はノードｎ1〜ｎ4およびリンクＬ1〜Ｌ5と自車両の現在位置を示したものであり、この場合自車両存在リンク判定手段102は、自車両が現在走行しているリンクはＬ2であると判定する。
【００１６】
次に自車両表示位置算出パラメータ取得手段103は、自車両が現在走行しているリンク情報を基に自車両表示位置算出パラメータ記憶手段101からパラメータ(a、b、c、d、e、f)を取得する。図２に示した場合では、自車両が現在走行しているリンクがＬ2であるので、自車両表示位置算出パラメータ取得手段103はパラメータ(a2、b2、c2、d2、e2、f2)を取得する。
【００１７】
一方、自車両現在位置算出手段104は自車両の現在位置を表す緯度Ｘと経度Ｙを算出する。
【００１８】
算出した自車両の現在位置情報と取得した自車両表示位置算出パラメータを用いて、自車両表示位置算出手段105は、(数１)により自車両の画面上での表示位置(Ｘ、Ｙ)を算出する。
【００１９】
【数１】
Ｘ＝ａ×ｘ＋ｂ×ｙ＋ｃ
Ｙ＝ｄ×ｘ＋ｅ×ｙ＋ｆ
また、道路地図情報記憶手段107に記憶された道路地図情報を基に道路地図表示手段108は表示装置109に道路地図を表示しておき、自車両表示手段106は自車両表示位置算出手段105により算出した自車両の画面上での表示位置に自車両の現在位置を道路地図に重ねて表示する。
【００２０】
図３は本実施の形態１における道路と自車両現在位置の表示例を示したものである。図３に示したＮ1〜Ｎ4は図２に示したノードｎ1〜ｎ4に対応した表示画面上でのノード表示位置である。
【００２１】
以上のように、本実施の形態１によれば、自車両表示位置算出パラメータ記憶手段101と自車両存在リンク判定手段102と自車両表示位置算出パラメータ取得手段103と自車両現在位置算出手段104と、自車両表示位置算出手段105とを設けることにより、道路地図画像の道路上に自車両を重ねて表示することができる。
【００２２】
(実施の形態２)
次に、本発明の実施の形態２における自車両表示位置算出パラメータの算出方法について説明する。図４は、リンクＬに対する始点ノードｎsと終点ノードｎeを示したものである。図４において、始点ノードの位置座標は(ｘs，ｙs)であり、終点ノードの位置座標は(ｘe，ｙe)である。図５は図４に示したリンクＬに対応する表示画面上での道路表示である。図５においてＮSは、図４に示した始点ノードｎsに対応する表示位置であり、表示位置座標は(ＸS，ＹS)である。また、ＮEは、図４に示した終点ノードｎeに対する表示位置であり、表示位置座標は(ＸE，ＹE)である。
【００２３】
また、図６は図４のリンクＬにおける道路幅を示したものである。ｐwはｎeとの距離が道路幅の半分になるような点であり、ｐwの位置座標は(ｘw，ｙw)である。図７は図５に示した道路表示における道路表示幅を示したものである。ＰWはＮEとの距離が道路表示幅の半分になるような点であり、ＰWの表示位置座標は(ＸW，ＹW)である。
【００２４】
自車両表示位置算出パラメータは、これらの(ＸS，ＹS)、(ＸE，ＹE)、(ＸW，ＹW)、(ｘs，ｙs)、(ｘe，ｙe)、(ｘw，ｙw)を用いて(数１)を満たすa、b、c、d、e、fを算出することにより得ることができる。
【００２５】
なお、ｐwはｎeとの距離が道路幅の半分になるような点であると説明したが、道路幅の半分よりも大きくなるような点として自車両表示位置算出パラメータを算出しても良い。この場合、ｐwとｎeとの距離を大きくするほど実際の自車両の現在位置と自車両現在位置算出手段により算出された現在位置との誤差が、表示画面上では小さくなるようにできる。
【００２６】
(実施の形態３)
図８は本発明の実施の形態３における自車両表示方向算出手段の構成を示したものである。図８において、801は実際に走行している自車両の方位を算出するための自車両方位算出手段、802は自車両方位算出手段801により算出された方位情報をベクトルに変換するための方位ベクトル変換手段、803は方位ベクトル変換手段802により変換された自車両の方位を表すベクトルと自車両表示位置算出パラメータとを基に表示画面上での自車両の方向を算出するためのベクトル演算手段である。
【００２７】
次に、本実施の形態３における動作について説明する。まず、自車両方位算出手段801が実際の自車両の方位を算出する。自車両の方位は、ある方位を基準としてその基準方位との角度で表されるものとする。次に方位ベクトル変換手段802が自車両の方位をベクトルに変換する。図９はベクトルに変換した自車両の方位(ｖ)を示すものであり、ベクトルｖの成分は(ｘv，ｙv)である。このベクトルｖに対して、ベクトル演算手段803が自車両表示位置算出パラメータを用いて(数１)の演算を行うことにより、表示画面上での自車両の方向を表すベクトルＶ(ＸV，ＹV)を算出することができる。
【００２８】
以上のように、本実施の形態３によれば、自車両表示方向算出手段が、自車両方位算出手段801と方位ベクトル変換手段802とベクトル演算手段803とを設けることにより、道路地図画像に対する自車両の方向の表示が、実際に走行している道路の方向に対する自車両の方向と対応するように表示することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、立体的な道路の形状を道路地図情報として記憶する道路地図情報記憶手段と、前記道路地図情報を用いて立体的な道路地図画像を表示する道路地図表示手段と、自車両の現在位置を算出する自車両現在位置算出手段と、前記立体的な道路の形状に基づいて、前記立体的な道路地図画像上における前記自車両が走行している道路上の表示位置を算出する自車両表示位置算出手段と、前記自車両表示位置算出手段により算出された自車両の道路上の表示位置を基に前記立体的な道路地図画像上に自車両を表示する自車両表示手段とを備えたことにより、立体的な道路地図画像の道路上に自車両を重ねて表示することができるという効果が得られる。
【００３０】
また、前記自車両表示位置算出手段は、前記立体的な道路の形状のうち、道路の始点ノード位置、終点ノード位置および道路幅を使って前記表示位置を算出することができるので、実際の自車両の現在位置と自車両現在位置算出手段により算出された現在位置との誤差が、表示画面上では小さくなるようにできる。
【００３１】
また、前記自車両表示方向算出手段は、前記自車両方位算出手段で算出された前記走行方位をベクトルとして表した方位ベクトルに変換して、前記立体的な道路の形状に基づいて前記道路地図画像における前記自車両の表示方向を算出することにより、道路地図画像における自車両の方向の表示が、実際に走行している道路における自車両の方向と対応するように表示することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における車載用ナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態２におけるノードおよびリンクと自車両の現在位置を示した模式図である。
【図３】図２に対応する表示画面上での道路と自車両現在位置の表示例を示す画面図である。
【図４】本発明の実施の形態２における始点ノードと終点ノードを示す図である。
【図５】図４に対応する表示画面上での道路表示を示す図である。
【図６】図４の道路幅を示す図である。
【図７】図５の道路表示の表示幅を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態３における自車両表示方向算出手段の構成を示すブロック図である。
【図９】同実施の形態３におけるベクトルに変換した自車両の方位を示す図である。
【符号の説明】
101…自車両表示位置算出パラメータ記憶手段、  102…自車両存在リンク判定手段、  103…自車両表示位置算出パラメータ取得手段、  104…自車両現在位置算出手段、  105…自車両表示位置算出手段、  106…自車両表示手段、  107…道路地図情報記憶手段、  108…道路地図表示手段、  109…表示装置、  801…自車両方位算出手段、  802…方位ベクトル変換手段、  803…ベクトル演算手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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