(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナビゲーション装置であって、
地図データを記憶する記憶手段と、
撮影装置と、
前記撮影装置により撮影して得た映像を表示する表示手段と、
前記表示手段により表示された映像内の点の指定を受け付ける受付手段と、
前記受付手段により受け付けた点に対応する地図上の位置を求める登録地点算出手段と、
前記登録地点算出手段により求めた地図上の位置を登録する地点登録手段と
を備えることを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項２】
ナビゲーション装置であって、
地図データを記憶する記憶手段と、
撮影装置と、
前記撮影装置により撮影して得た映像を表示する表示手段と、
前記表示手段により表示された映像内の点を受け付ける受付手段と、
前記撮影装置の地図上の位置及び撮影方位を取得する手段と、
前記受付手段により受け付けた点の前記映像内の位置と、前記撮影装置の地図上の位置と、撮影方位とを用いて、当該点に対応する地図上の位置を求める登録地点算出手段と、
前記登録地点算出手段により求めた地図上の位置を登録する地点登録手段と
を備えることを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記ナビゲーション装置が搭載されている車両の現在位置と車両方位を取得する手段と、
前記撮影装置の前記車両への設置位置と設置方位を取得する手段と、
前記車両の現在位置と、前記撮影装置の前記車両への設置位置とから、前記撮影装置の地図上の位置を求める手段と、
前記車両方位と、前記撮影装置の車両への設置方位とから、前記撮影装置の撮影方位を求める手段と
を備えることを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項４】
請求項１または２において、
前記受付手段は、タッチパネルを備えている
ことを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項５】
請求項１または２において、
前記地点登録手段は、前記登録地点算出手段により求めた地図上の位置を、前記撮影装置で撮影した映像とともに登録し、
前記ナビゲーション装置は、
登録された位置を含む地図を表示する場合、登録した映像を表示する
ことを特徴とするナビゲーション装置。
【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、特に車載用ナビゲーション装置の地点登録の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ユーザからの指示を受けて、地図上の任意の地点を登録し、登録された地点を地図上に表示したり、目的地の候補としたりする車載用ナビゲーション装置が記載されている。この車載用ナビゲーション装置は、現在地算出機能を備え、地点登録の要求を受け付けると、車両の現在地を登録する。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−３２７３７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、ユーザによっては、現在地そのものではなく、ユーザの視野にある建物等の位置を登録したい場合がある。特許文献１では、このニーズに答えられない。
【０００５】
本発明の目的は、現在位置に限らず、ユーザの視野にある物体の位置を、地点登録の対象とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決すべく、本発明のナビゲーション装置は、撮影装置で撮影した画像の中の指定された点について地図上の座標位置を求め、登録する。
【０００７】
例えば、本発明のナビゲーション装置は、地図データを記憶する記憶手段と、撮影装置と、前記撮影装置により撮影して得た映像を表示する表示手段と、前記表示手段により表示された映像内の点の指定を受け付ける受付手段と、前記受付手段により受け付けた点の地図上の位置を求める登録地点算出手段と、前記登録地点算出手段により求めた地図上の位置を登録する地点登録手段とを備えている。
【０００８】
前記登録地点算出手段は、前記受付手段により受け付けた点の前記映像内の位置と、前記撮影装置の地図上の位置と、撮影方位とを用いて、当該点に対応する地図上の位置を求めるようにしてもよい。また、前記受付手段は、タッチパネルを備えていてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１０】
図１は、車載用ナビゲーション装置１００の概略構成図である。図示するように、車載用ナビゲーション装置１００は、演算処理部１と、ディスプレイ２と、記憶装置３と、音声入出力装置４と、入力装置５と、車輪速センサ６と、地磁気センサ７と、ジャイロセンサ８と、ＧＰＳ(Global Positioning System)受信装置９と、カメラ１０とを備えている。
【００１１】
演算処理部１は、様々な処理を行う中心的ユニットである。例えば各種センサ６〜８やＧＰＳ受信装置９から出力される情報を基にして現在地を検出する。また、得られた現在地情報に基づいて、表示に必要な地図データを記憶装置３から読み出す。また、読み出した地図データをグラフィックス展開し、そこに現在地を示すマークを重ねてディスプレイ２へ表示する。また、記憶装置３に記憶されている地図データを用いて、ユーザから指示された目的地と現在地（出発地）とを結ぶ最適な経路（推奨経路）を探索する。また、音声入出力装置４やディスプレイ２を用いてユーザを誘導する。
【００１２】
ディスプレイ２は、演算処理部１で生成されたグラフィックス情報を表示するユニットである。ディスプレイ２は、ＣＲＴや液晶ディスプレイなどで構成される。演算処理部１とディスプレイ２との間の信号Ｓ１は、ＲＧＢ信号やＮＴＳＣ（National Television System Committee）信号で接続するのが一般的である。
【００１３】
記憶装置３は、ＣＤ-ＲＯＭやＤＶＤ-ＲＯＭやＨＤＤやＩＣカードといった記憶媒体で構成されている。この記憶媒体には、地図データが記憶されている。
【００１４】
地図データは、地図上の区画された領域であるメッシュの識別コード（メッシュＩＤ）ごとに、そのメッシュ領域に含まれる道路を構成する各リンクのリンクデータを含む。リンクデータは、リンクＩＤごとに、リンクを構成する２つのノード（開始ノード、終了ノード）の座標情報、リンクを含む道路の種別情報、リンクの長さを示すリンク長情報、リンク旅行時間、２つのノードにそれぞれ接続するリンクのリンクＩＤ（接続リンクＩＤ）などを含んでいる。
【００１５】
また、地図データには、対応するメッシュ領域に含まれている道路以外の地図構成物（建物、街路樹、ガードレールなど）の情報（位置、大きさなど）も含まれている。
【００１６】
音声入出力装置４は、演算処理部１で生成したユーザへのメッセージを音声信号に変換し出力する。また、ユーザが発した声を認識し演算処理部１にその内容を転送する処理を行う。
【００１７】
入力装置５は、ユーザからの指示を受け付けるユニットである。入力装置５はディスプレイ２の前面に設置されたタッチパネルで構成される。ただし、入力装置５として、スクロールキー、縮尺変更キーなどのハードスイッチ、ジョイスティックなどを備えていてよい。
【００１８】
センサ６〜８およびＧＰＳ受信装置９は、車載用ナビゲーション装置１００で現在地（自車位置）を検出するために使用されるものである。車輪速センサ６は、車輪の円周と計測される車輪の回転数の積から距離を測定し、さらに対となる車輪の回転数の差から移動体が曲がった角度を計測する。地磁気センサ７は、地球が保持している磁場を検知し、移動体が向いている方角を検出する。ジャイロ８は、光ファイバジャイロや振動ジャイロ等で構成され、移動体が回転した角度を検出するものである。ＧＰＳ受信装置９は、ＧＰＳ衛星からの信号を受信し移動体とＧＰＳ衛星間の距離と距離の変化率を３個以上の衛星に対して測定することで移動体の現在位置、進行速度および進行方位を測定する。
【００１９】
カメラ１０は、車載用ナビゲーション装置１００が搭載されている車両の周辺の映像を取得するための撮影装置である。カメラ１０は、ＣＣＤカメラなどの小型カメラで構成される。
【００２０】
図２はカメラ１０の設置の様子を示す側面図である。カメラ１０は、例えば、車両８８の上部に、支持台１０ｓを介して取り付けられている。支持台１０ｓは、カメラ１０の撮影方位１０ｘを、水平方向及び垂直方向（パン、チルト）に変位可能とする。支持台１０ｓの制御は、ステッピングモータにより行われる。
【００２１】
図３はカメラ１０の設置の様子を示す平面図である。カメラ１０の車両８８に対する設置位置は、予め定められている。また、ＧＰＳ受信装置９のアンテナ９１の車両に対する設置位置も予め定められている。ＧＰＳアンテナ９１の設置位置及びカメラ１０の設置位置に関する情報は予め登録されているので、車載用ナビゲーション装置１００は、ＧＰＳ受信装置９が出力する現在位置（ＧＰＳアンテナの位置）を基準に、カメラ１０の地図上の座標位置を求めることができる。また、カメラ１０の車両に対する設置方位θｂは、支持台１０ｓのステッピングモータの回転角により求めることができるので、車載用ナビゲーション装置１００は、車両方位（図中、基準方位Ｎとして、θａ）と、カメラ１０の車両に対する設置方位θｂとから、カメラ１０の撮影方位１０ｘ（図中、基準方位Ｎとして、θ）を求めることができる。なお、カメラ１０の座標位置を、ＧＰＳ受信装置９の座標位置と近似して用いても良い。
【００２２】
図４は、演算処理部１の機能ブロック図である。
【００２３】
図示するように、演算処理部１は、ユーザ操作解析部４１と、経路探索部４２と、経路誘導部４３と、現在位置算出部４４と、情報記憶部４５、地点登録部４６と、表示処理部４７とを備えている。
【００２４】
ユーザ操作解析部４１は、入力装置５に入力されたユーザからの要求を受け、その要求内容を解析して、その要求内容に対応する処理が実行されるように演算処理部１の各部を制御する。例えば、ユーザから地点登録の要求を受け付けたときは、地点登録に関する処理が行われるように地点登録部４６に指示する。
【００２５】
現在位置算出部４４は、車輪速センサ６で計測される距離パルスデータＳ５およびジャイロ８で計測される角加速度データＳ７を各々積分した結果得られる距離データおよび角度データを用い、そのデータを時間軸で積分していくことにより、初期位置（Ｘ，Ｙ）から自車走行後の位置である仮想現在地（Ｘ′，Ｙ′）を定期的に演算する。また、仮想現在位置を、地図データを用いて、マップマッチ処理することにより、形状の相関が最も高い道路（リンク）上に、現在位置を合わせ込む。
【００２６】
経路探索部４２は、ダイクストラ法等を用いて、指定された２地点（現在地、目的地）間を結ぶ経路のコスト（例えば、旅行時間）が最少となる経路を探索する。
【００２７】
経路誘導部４３は、経路探索部４２で探索された経路を用いて経路誘導を行う。
【００２８】
情報記憶部４５には、予めＧＰＳアンテナの設置位置及びカメラ１０の設置位置に関する情報が記憶されている。
【００２９】
地点登録部４６は、ユーザの指示に従って任意の地点を情報記憶部４５に登録する。また、ユーザからの指示に従って、カメラ１０で撮像した映像内の建物等に関し地図上の座標位置を求め、その位置を登録する。
【００３０】
表示処理部４７は、ディスプレイ２に表示すべき情報の描画コマンドを生成し、生成したコマンドを、ディスプレイ２に送信する。また、表示する地図の範囲内に登録された地点がある場合、登録地点があることを示す情報（例えば、旗マーク）が表示されるようにする。
【００３１】
図５は、演算処理部１のハードウェア構成例を示す図である。
【００３２】
図示するように、演算処理部１は、各デバイス間をバス３２で接続した構成としてある。演算処理部１は、数値演算及び各デバイスを制御するといった様々な処理を実行するＣＰＵ(Central Processing Unit)２１と、記憶装置３から読み出した地図データ、演算データなどを格納するＲＡＭ(Random Access Memory)２２と、プログラムやデータを格納するＲＯＭ(Read Only Memory)２３と、メモリ間およびメモリと各デバイスとの間のデータ転送を実行するＤＭＡ（Direct Memory Access）２４と、グラフィックス描画を実行し且つ表示制御を行う描画コントローラ２５と、グラフィックスイメージデータを蓄えるＶＲＡＭ(Video Random Access Memory)２６と、イメージデータをＲＧＢ信号に変換するカラーパレット２７と、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ/Ｄ変換器２８と、シリアル信号をバスに同期したパラレル信号に変換するＳＣＩ(Serial Communication Interface)２９と、パラレル信号をバスに同期させてバス上にのせるＰＩＯ(Parallel Input/Output)３０と、パルス信号を積分するカウンタ３１と、カメラ１０のステッピングモータに制御命令を送信して撮影方向を制御するとともに、撮像して得たアナログ信号を画像データに変換するカメラ制御装置３３とを有する。
【００３３】
［動作の説明］次に、上記構成の車載用ナビゲーション装置１００の動作について説明する。
【００３４】
本実施形態の車載用ナビゲーション装置１００は、地図上の任意の地点を登録する機能を備えている。かかる地点登録の機能は、車両の現在位置を登録するに限らず、カメラ１０で撮像した画像内にある建物等の位置を登録することもできる。
【００３５】
図６は、かかる地点登録処理の流れを示すフロー図である。
【００３６】
ユーザ操作解析部４１は、ユーザから入力装置５を介してカメラ１０の撮影画像を表示するように要求されると、表示処理部４７を介してカメラ１０の撮影画像をディスプレイ２に表示する（Ｓ１０）。
【００３７】
図７は、撮影画像５１０の表示例を示す。このように、撮影画像を表示している間、ユーザ操作解析部４１は、ユーザから入力装置５を介して、撮影画像上の任意の位置を受け付ける。すなわち、撮影画像上の点の指定を受け付けたかどうか監視する（Ｓ１１）。上述の通り、ディスプレイ２の前面には、入力装置５としてタッチパネルが配置されている。ユーザ操作解析部４１は、ユーザによりタッチパネルがタッチされると、タッチされたパネル上の位置に対応する撮影画像上の位置を特定する。図７では、点Ｑが指定されたとする。
【００３８】
撮影画像上のいずれかの位置が指定された場合（Ｓ１１でＹｅｓ）、地点登録部４６は、指定された点に対応する地図上の座標位置（緯度、経度）を求める（Ｓ１２）。
【００３９】
図８及び図９は、撮影画像上の指定された点の地図上の座標位置を求める方法を説明するための図である。図８（ａ）は側面図であり、図８（ｂ）は撮影画像５１０を示す。また、図９（ａ）は天頂方向からの平面図であり、図９（ｂ）は撮影画像５１０である。
【００４０】
図８（ａ）に示すように、カメラ１０の撮影方位（Ｈ−Ｐ２）は、仰角θｍとして、地面５０３に向けて少し傾いている。なお、地面５０３は、ほぼ水平であると推定する。カメラ１０の視野５０２は、カメラ位置Ｈを中心に遠方ほど広がり、地面５０３上では、Ｐ１−Ｐ３の範囲となる。また、図９（ａ）に示すように、水平方向の視野５０２は、地面５０３上では、Ｐ４−Ｐ６の範囲となる。撮影画像５１０は、図８（ｂ）及び図９（ｂ）に示すように、撮影方位（Ｈ−Ｐ２）に垂直な投影面５０１における画像である。
【００４１】
かかる場合、図８に示すように、撮影画像５１０の最も下に位置する点ｐ１の地図上の座標位置は、点Ｐ１に相当する。また、撮影画像５１０の最も上に位置する点ｐ３の座標位置は、点Ｐ３に相当する。一方、図９に示すように、撮影画像５１０の最も左に位置する点ｐ４の座標位置は、点Ｐ４に相当する。また、撮影画像５１０の最も右に位置する点ｐ６の座標位置は、点Ｐ６に相当する。
【００４２】
そして、撮影画像中の点Ｑの地図上の座標位置は、カメラ位置Ｈと投影面５０１上の点Ｑとを結ぶ線Ｌと、地面５０３との交点ｑとなる。したがって、カメラの地図上の座標位置、撮影方位が分かれば、撮影画像中の点の地図座標上の位置を求めることができる。
【００４３】
カメラ１０の車両８８への設置位置は予め登録されているので、地点登録部４６は、車両の現在位置と車両方位とカメラ１０の設置位置から、カメラ１０の地図上の座標位置を求めることができる。また、図３に示すように、カメラ１０の撮影方位θは、車両方位θａと、カメラ１０の支持台に向けられたステッピングモータの回転角から定められるカメラ１０の設置方位θｂとから求めることができる。そして、地点登録部４６は、こうして求めたカメラ１０の地図上の座標位置と、撮影方位θと、撮影画像中の指定された点の位置とから、指定された点の地図上の座標位置を求めることができる。
【００４４】
図６に戻って説明を続ける。次に、地点登録部４６は、求められた点の位置を登録する。具体的には、地点登録部４６は、図１０に示すように、登録地点を識別するための情報（登録地点ＩＤ）３０１と、Ｓ１２で求めた指定された点の座標位置（緯度、経度）３０２と、登録日時３０３と、撮影映像３０４を含む登録地点情報３００を生成し、情報記憶部４５に登録する。なお、登録する撮影映像３０４は、ディスプレイ２に表示した撮影画像５１０のうち、指定された点の周囲の画像を切り抜いたもの（例えば、指定された点から所定距離にある画像領域）を登録するようにしてもよい。
【００４５】
その後、ユーザ操作解析部４１は、Ｓ１０に戻り、再び、撮影画像を表示し、地点登録要求の有無を監視する（Ｓ１１）。
【００４６】
この地点登録処理は、ユーザから入力装置５を介して撮影画像の表示の停止要求があった場合に、終了する。
【００４７】
こうして、登録された地点は、様々な処理に利用される。例えば、経路探索の際の目的地設定の処理において、目的地の候補として登録された地点をリストアップして表示する。例えば、登録された日時が最近のものから順にリストアップして表示する。
【００４８】
また、図１１に示すように、画面６００に表示した地図６０１内に登録地点６０２がある場合、表示処理部４７は、登録地点情報３００の登録映像３０４を取得し、取得した映像６０３を表示するようにしてもよい。なお、撮影した映像が動画である場合は、動画を表示するようにしてもよい。
【００４９】
以上、本発明の一実施形態について説明した。
【００５０】
上記実施形態によれば、カメラで撮像した画像の中の任意の点の指定を受け付け、受け付けた点の地図上の座標位置を求めて、その位置を地点登録する。したがって、車両の現在位置そのものでなく、ユーザの視野にある建物等の位置を地点登録することができる。また、ユーザは、地点登録したい位置を、ディスプレイ上のタッチパネルで指定するだけでよいので、操作が簡便である。
【００５１】
本発明は、上記実施形態に限定されない。上記実施形態は、本発明の要旨の範囲内で様々な変形が可能である。
【００５２】
例えば、撮影画像中の指定された点の座標位置を求める方法は、上述した図８及び図９で示した方法に限定されない。具体的には、地点登録部４６は、まず、撮影画像中の指定された点の位置に基づいて、カメラ位置からその点に対応する物体（例えば、建物）までの方位を求める。次に、カメラをその方位に合わせるとともに、焦点をその物体に合わせ、焦点距離を測り、カメラからその物体までの距離Ｄを求める。次に、カメラの地図上の座標位置と、カメラの方位と、求めた物体までの距離Ｄとから、その物体の地図上の座標位置を求める。また、距離センサを設けて、物体までの距離を求めるようにしてもよい。
【００５３】
また、ユーザにより画像中の建物などが指定された場合、その建物の最下部（建物と地上の接触地点）を、Ｓ１１における指定された点として、地図上の座標位置を求めるようにしてもよい。こうすれば、地面上の地点を指定されなかった場合でも、より精度よく、ユーザが登録しようとする建物の地点を登録できる。例えば、ユーザが電柱を指して地点登録しようとした場合に、タッチパネルにて電柱の画像の中間を指定したとする。電柱などの建物は、同系色であるので、ユーザにより指定された点の色と同じ色であって、繋がりのある範囲を特定し、電柱を構成する画像領域を特定する。そして、地点登録部４６は、特定した画像領域について、下方向に色の変化を調べていき、地面の色（例えば道路上では、黒）になった地点を、電柱の付け根とし、この地点を登録すべき地点とする。
【００５４】
また、車両へのカメラの設置位置は、上述した位置に限定されない。車両の側面に設置するものであってもよい。また、上記実施形態では、カメラは、回動する支持台により撮影方位を可変としたが、撮影方位が固定されるものであってもよい。
【００５５】
また、上記実施形態では、本発明を車載用ナビゲーション装置の地点登録に適用する場合について説明したが、地図情報を収集する測量装置に適用することもできる。例えば、新たな施設が建設され地図データを更新する必要がある場合、その施設の座標位置を知る必要がある。従来は、人が測量しその施設の座標位置を求めていた。本発明を測量装置に適用すれば、ユーザは、撮影画像中の測量したい施設を指定するだけで、その施設の座標位置を測量できる。
【００５６】
かかる測量装置の構成は、経路探索部４２や経路誘導部４３を備えない点を除いて、基本的に上述した車載用ナビゲーション装置１００と同様である。地点登録部４６は、ユーザにタッチパネルなどの入力装置５を介して、撮影した画像中で、測量したい施設の位置を指定させる。そして、その位置の座標位置を求めて、情報記憶部４５に登録する。または、ユーザからの要求に応じて、座標位置をディスプレイ２に出力する。こうすれば、撮像画像中の施設の位置を指定するだけで、座標位置を計算する測量装置が達成される。なお、カメラは、前方に向いている必要はなく、後方に向いていても良いし、ユーザからの要求に応じて、自由に撮影方位を変えられるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】図１は、車載用ナビゲーション装置の概略構成図である。
【図２】図２は、カメラの設置位置を説明するための図である。
【図３】図３は、カメラの設置位置を説明するための図である。
【図４】図４は、演算処理部１の機能構成を示す図である。
【図５】図５は、演算処理部１のハードウェア構成を示す図である。
【図６】図６は、地点登録処理のフロー図である。
【図７】図７は、撮影画像の表示例である。
【図８】図８は、画像中の点の地図上の座標位置を求める方法を説明する図である。
【図９】図９は、画像中の点の地図上の座標位置を求める方法を説明する図である。
【図１０】図１０は、登録地点情報の構成例である。
【図１１】図１１は、登録地点の表示例である。
【符号の説明】
【００５８】
１００…車載用ナビゲーション装置、
１…演算処理部、２…ディスプレイ、３…記憶装置、４…音声出入力装置、５…入力装置、６…車輪速センサ、７…地磁気センサ、８…ジャイロ、９…ＧＰＳ受信機、１０…カメラ
２１…ＣＰＵ、２２…ＲＡＭ、２３…ＲＯＭ、２４…ＤＭＡ、２５…描画コントローラ、２６…ＶＲＡＭ、２７…カラーパレット、２８…Ａ/Ｄ変換器、２９…ＳＣＩ、３０…ＰＩＯ、３１…カウンタ、３３…カメラ制御装置、４１…ユーザ操作解析部、４２…経路探索部、４３…経路誘導部、４４…現在位置算出部、４５…情報記憶部、４６…地点登録部、４７…表示処理部
【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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【図１０】
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【図１１】
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