(57)【要約】【課題】簡単に取り付けることが可能で、精度の高いカーナビゲーション装置を提供する。【解決手段】自動車のフロントパネル部のスピードメータ、シフトポジションランプ、サイドブレーキ警告ランプを撮影するカメラを設置する。カメラ部によって撮影された画像は、ＣＰＵにおいて画像認識処理され、現在の車速、シフトポジション、サイドブレーキのｏｎ／ｏｆｆ状態を検出する。上記得られた車速、シフトポジション、サイドブレーキのｏｎ／ｏｆｆ状態を、ＧＰＳ衛星からの情報が得られない場合に、補完データとして用いて、地図描画を行う。【選択図】  図１
2005018575.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧＰＳ情報を受信する受信手段と、上記受信手段によって得られたＧＰＳ情報から現在位置情報を検出する位置情報処理手段と、記録媒体に記録された地図情報を読み出す読み出し手段と、上記位置情報処理手段から検出された現在位置情報と上記地図情報とに基づいて現在位置を表示するナビゲーション装置において、
少なくとも、自動車の車速を表す表示部と、自動車の走行状態を表す表示部とを撮影する撮影手段と、
上記撮影手段によって撮影された画像から、現在の自動車の車速と走行状態を画像認識する画像認識処理手段とを有し、
上記画像認識処理手段によって得られた自動車の車速と走行状態から現在位置を検出すること
を特徴とするカーナビゲーション装置。
【請求項２】
上記画像認識処理手段は、上記撮影手段によって撮影された自動車のメータパネルの画像に基づき、スピードメータから自動車の速度を画像認識し、シフトポジションランプから現在のシフトポジションを画像認識すること
を特徴とする請求項１記載のカーナビゲーション装置。
【請求項３】
上記画像認識処理手段は、上記撮影手段によって撮影された自動車のメータパネルの画像に基づき、スピードメータから自動車の速度を画像認識し、サイドブレーキ警告ランプからサイドブレーキのｏｎ／ｏｆｆ状態を画像認識すること
を特徴とする請求項１記載のカーナビゲーション装置。
【請求項４】
上記画像認識処理手段によって得られた現在の自動車の速度が０ではないときに、サイドブレーキがｏｎの状態の場合、上記状態をユーザに知らせる告知手段を有すること
を特徴とする請求項１記載のカー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、現在位置などを検出し表示する、カーナビゲーション装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カーナビゲーションシステムにおいては、自動車の現在位置を検出し、その現在位置付近の地図を表示するようになされている。
【０００３】
ところで、このようなカーナビゲーションシステムでは、例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）衛星からの電波を受信して、自動車の現在位置を検出するようになされており、従って、例えば、自動車がトンネル内を走行している場合や、天候が悪い場合などには、現在位置の検出を行うのに必要な数のＧＰＳ衛星からの電波を受信することができず、現在位置を検出することができないことがある。
【０００４】
そこで、このような場合に、自動車の速度（相対速度）や移動方向（相対方位）などを検出し、その検出結果に基づいて、現在位置を算出する方法（自立航行法）が知られている。
【０００５】
自動車の速度を求める方法としては、例えば、いわゆるスピードメータと同様に、車輪回転計を用いて車輪の回転数を検出し、その回転数に、車輪の径を考慮して求める方法などがある。また、自動車の相対速度や相対方位を求める方法としては、例えば、加速度計や角速度計を用い、その出力値を積算する方法などがある。
【０００６】
しかし、上記車輪の回転数を検出する場合、その信号を取り込む部分はコンソール内部などの普段目にする部分には存在していないことが多く、取り付けが難しく、作業に時間がかかってしまい、取り付け工賃なども高額になってしまう。
そこで、上述のような車輪回転計などを取り付ける手間などを省くために、スピードメータをカメラで撮影し、撮影された画像を画像認識して車速とする発明も提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−１２２８７１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のようなカーナビゲーション装置におけるＧＰＳ衛星からの情報には、誤差が生じてしまう。そのため、ＧＰＳ衛星からの情報の補完データとして、車速情報を使っていたが、例えば、その誤差が特に現れる、車が停止、もしくは、後退しているときには、より精度の高い補完データが必要となってくる。
【０００９】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、従来のカーナビゲーション装置より簡単に取り付けることが可能であり、なおかつ、精度が高いカーナビゲーション装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述した目標を達成するために、本発明に係るカーナビゲーション装置は、ＧＰＳ情報を受信する受信手段と、上記受信手段によって得られたＧＰＳ情報から現在位置情報を検出する位置情報処理手段と、記録媒体に記録された地図情報を読み出す読み出し手段と、上記位置情報処理手段から検出された現在位置情報と上記地図情報とに基づいて現在位置を表示するナビゲーション装置において、少なくとも、自動車の車速を表す表示部と、自動車の走行状態を表す表示部とを撮影する撮影手段と、上記撮影手段によって撮影された画像から、現在の自動車の車速と走行状態を画像認識する画像認識処理手段とを有し、上記画像認識処理手段によって得られた自動車の車速と走行状態から現在位置を検出することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した具体的な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。
【００１２】
本発明を適用したカーナビゲーション装置１は、例えば、図１に示すように、自動車１０１の内部のコンソール部１０２に取り付けられたカーナビゲーション本体１１０と、フロントパネル部１０３を撮影するためにステアリングの固定部１０４に固定されたカメラ部９と、操作部１０と、表示部１１と、図示しないＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）アンテナとから構成されている。カーナビゲーション装置１は、カメラ部９によって撮影された、例えば、フロントパネル部１０３のスピードメータや、シフトポジションランプや、サイドブレーキ警告ランプの現在の状況を認識し、現在位置や、車両の状況を表示するための補完データとして使用する。
【００１３】
以下、本発明の実施の形態のカーナビゲーション装置１について詳細に説明する。カーナビゲーション装置１は、図２に示すような構成となっている。カーナビゲーション装置１は、ナビゲーション部２と、車両のフロントパネル部１０３を撮影するカメラ部９と、ナビゲーション部２で処理された現在位置情報などを表示する表示部１１とから構成されている。
【００１４】
ナビゲーション部２は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信するアンテナ３と、アンテナ３より供給された信号から現在の位置情報を割り出し、制御部５に供給する位置情報処理部４と、各種制御、画像認識処理を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）５と、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）などの記録媒体に格納された地図データを読み出すドライブ部６と、メモリ７と、ＣＰＵ５からの情報を地図描画やメニュー画面など表示部１１上に表示する内容を処理し、表示部１１に出力するグラフィック処理部８と、ユーザが各種操作を行うための操作部１０とから構成されている。
【００１５】
位置情報処理部４は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信するアンテナ３から出力されたＧＰＳ情報に基づいて、自動車の現在位置を検出する。位置情報処理部４において、検出された現在位置は、ＣＰＵ５に供給される。
【００１６】
ＣＰＵ５は、位置情報処理部４から供給される現在位置とドライブ部６から供給される地図データなどを元に、地図データ上の現在位置を検出する。また、ＣＰＵ５は、カメラ部９から取り込まれた車両のフロントパネル部の画像を処理し、例えば、スピードメータから現在の車速、シフトポジションランプから現在のシフトポジション、サイドブレーキ警告ランプからサイドブレーキがかかっているか否かなどを検出する。
【００１７】
ドライブ部６は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）の他、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｃ  Ｄｒｉｖｅ）などの記録媒体に記録されている縮尺別の道路レイヤ、背景レイヤ、文字・記号レイヤなどの地図データや音声データなどを媒体から読み取り、ＣＰＵ５に供給する。
【００１８】
メモリ７は、ＣＰＵ５で処理するデータを一時的に格納したり、計算結果やプログラムの格納などを行うメモリである。グラフィック処理部９は、ＣＰＵ５で処理された現在位置を表示部１１で表示するための処理を行う。
【００１９】
操作部１０は、ユーザにより、例えば、目的地を入力したり、縮尺を変更するなどの各種操作を行うためのものであり、ＣＰＵ５に出力される。
【００２０】
カメラ部９は、例えば、レンズを介してＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）等の撮像素子によって得られる画像をＣＰＵ５に出力する。また、カメラ部９は、例えば、車両内のステアリングを保持している固定部１０４（図１参照）に固定されており、フロントパネルが撮影できる位置に固定されている。なお、カメラ部９の固定位置は、上述に限らず、フロントパネル部１０３を撮影できる位置であればよく、例えば、フロントパネル部１０３上部を覆っている日差しに固定したものであってもよい。
【００２１】
表示部１１は、例えば、自動車のコンソール部に取り付けられたカーナビゲーション本体と一体型で、コンソール部に固定されたものである。なお、表示部１１は、上記に限らず、車両のダッシュボード上に固定されたものであってもよい。
【００２２】
次に、図３及び図４を用いて、カメラ部９に撮影された画像をＣＰＵ５が認識処理する様子について説明する。
【００２３】
まず、はじめに、車速の補完データを検出するための比較データを初期設定する流れを説明する。ユーザは、操作部１０を操作して、表示部１１に表示されるフロントパネル部１０３のスピードメータ２０の画像を範囲指定し、指定した範囲をスピードメータ画像３０とする。こうすることによって、車速を検出するためのスピードメータ以外のノイズの除去を行い、比較部のみを抽出し、認識の精度が上がるようにすることが可能となる。スピードメータ画像３０は、カメラ部９が固定されているので、車が任意のスピードで走行していても、メータの針以外の画像は固定されている。
【００２４】
次に、スピードメータ画像３０のメータの針の始点３０‐ａと、車速が０ｋｍ／時となる終点３０‐ｂを指定する。このときの画像を車速０ｋｍ／時の画像として、メモリ７に記録する。同様に、例えば、車速が１０ｋｍ／時となる終点３０‐ｃ、車速が２０ｋｍ／時となる終点３０‐ｄなど、車速が１０ｋｍ／時増すごとの終点を指定して、それぞれの速度の画像としてメモリ７に記録する。ＣＰＵ５は、この得られた各速度における画像を比較データとして、この比較データに近いデータの速度を補完データとする。
【００２５】
このように、比較するポイントの数を削減し、変化点のみを画像情報として処理することにより、基準となる比較データの量を減らし、容易に画像認識することが可能となる。なお、上述のように車速が１０ｋｍ／時ごとの比較データを設定したが、これに限らず、より精度の高い車速（例えば、５ｋｍ／時ごと）や、ユーザが指定した間隔で比較データを設定することができるようにしてもよい。
【００２６】
次に、シフトポジションを検出するための比較データを初期設定する流れを説明する。ユーザは、操作部１０を操作して、表示部１１に表示されるフロントパネル部１０３のシフトポジションランプ２１の画像を範囲指定し、指定した範囲をシフトポジション画像３１とする。シフトポジション画像３１は、カメラ部９が固定されているので、シフトポジション画像３１の位置情報と、その内部の画像データのみの比較でシフトポジションの比較が行うことができる。
【００２７】
シフトポジション画像３１において、シフトポジションを停車状態の「Ｐ」に合わせたときの画像をシフトポジション「Ｐ」画像３１‐ａとしてメモリ７に記録する。同様に、シフトポジションをバック状態の「Ｒ」に合わせたときの画像をシフトポジション「Ｒ」画像３１‐ｂとし、シフトポジションをニュートラル状態の「Ｎ」に合わせたときの画像をシフトポジション「Ｎ」画像３１‐ｃ、シフトポジションをドライブ状態の「Ｄ」に合わせたときの画像をシフトポジション「Ｄ」画像３１‐ｄ、シフトポジションを１速状態の「１」に合わせたときの画像をシフトポジション「１」画像３１‐ｅ、シフトポジションを２速状態の「２」に合わせたときの画像をシフトポジション「２」画像３１‐ｆとしてメモリ７に記録する。
【００２８】
ＣＰＵ５は、このようにシフトポジションデータを予め初期設定の段階で記録することによって、それぞれのシフトポジション画像３１と比較して、現在のシフトポジションを検出することが可能となる。
【００２９】
次に、サイドブレーキがかかっているか否かを検出するための比較データを初期設定する流れを説明する。ユーザは、操作部１０を操作して、表示部１１に表示されるフロントパネル部１０３のサイドブレーキ警告ランプ２２の画像を認識範囲として範囲指定し、指定した範囲をサイドブレーキ画像３２とする。サイドブレーキ画像３２は、カメラ部９が固定されているので、サイドブレーキ画像の位置情報と、その内部の画像データのみの比較でサイドブレーキがかかっているか否かを検出することができる。
【００３０】
サイドブレーキ画像３２において、サイドブレーキがかかっており、サイドブレーキ警告ランプ２２が点灯しているときのサイドブレーキ画像３２をサイドブレーキ点灯画像３２−ａとして、メモリ７に記録する。
【００３１】
以上のように、比較データを予め設定し、その比較データを元に、ＣＰＵ５は、カメラ部９から撮影されたフロントパネル部１０３の画像を認識処理する。また、ＣＰＵ５は、ＧＰＳ衛星からの電波が受信できないときなどに、例えば、１秒間に１回、カメラ部９からフロントパネル部１０３の画像を取り込み、認識処理を行い、車速、シフトポジション、サイドブレーキの補完データを検出する。
【００３２】
続いて、カーナビゲーション装置１が、ＧＰＳ衛星からの電波や補完データから現在位置を表示する動作について、図５のフローチャートを用いて説明する。
【００３３】
ステップＳ１において、ＣＰＵ５は、カメラ部９からの画像を画像認識し、認識された車速が０かどうかを判断する。画像認識された車速が０の場合、つまり、車が動いていないと判断された場合は、ステップＳ２に進む。また、画像認識された車速が０ではない、つまり、車が動いていると判断された場合は、ステップＳ３に進む。
【００３４】
ステップＳ２において、ＣＰＵ５は、車が動いていないので、停止状態として判断し、ステップＳ５に進む。
【００３５】
ステップＳ３において、ＣＰＵ５は、カメラ部９からの画像を画像認識し、サイドブレーキがひかれているかどうかを判断する。サイドブレーキがひかれている場合、ステップＳ４に進む。また、サイドブレーキがひかれていないと判断された場合、ステップＳ５に進む。
【００３６】
ステップＳ４においては、ＣＰＵ５は、図６に示すように、「サイドブレーキが引かれたまま走行しています。安全のため、車を停車させた後にサイドブレーキを解除してください。」というような警告を発するメッセージを表示部１１に表示するようにする。さらに、ユーザに危険回避を促すために、サイドブレーキが解除されるまで警告音を発して危険を知らせるようにする。これは、サイドブレーキを引いた状態で走行すると、ブレーキパットが加熱し、ブレーキが利かなくなるなどの問題が発生し、重大な事故につながるのを防ぐためである。なお、警告を発する方法としては、上記のように限られたものではなく、例えば、警告音を鳴らすだけだと、ユーザが驚き運転操作を誤るおそれがあるため、現在のサイドブレーキが引かれている旨を音声で説明してもよい。また、突然サイドブレーキを解除すると速度が上がるおそれもあるため、安全に停車してからサイドブレーキを解除するよう表示、または音声で指示をするようにしてもよい。
【００３７】
ステップＳ５において、ＣＰＵ５は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信しているかどうかを判断する。ＧＰＳ衛星からの電波を受信していると判断した場合、ステップＳ６に進み、受信していないと判断した場合は、ステップＳ７に進む。
【００３８】
ステップＳ６において、ＣＰＵ５は、位置情報処理部４を制御し、ＧＰＳ衛星から受信した電波から現在位置を検出し、ステップＳ８に進む。
【００３９】
ステップＳ７において、ＣＰＵ５は、カメラ部９からの画像を画像認識した車速が０であり、停止状態であると判断した場合はステップＳ８に進み、車速が０ではなく、車が走行していると判断した場合ステップＳ９に進む。
【００４０】
ステップＳ８においては、ＣＰＵ５は、グラフィック処理部９を制御し、現在位置と地図データから地図描画し、表示部１１に表示する。
【００４１】
ステップＳ９においては、ＣＰＵ５は、カメラ部９からの画像を画像認識し、シフトポジションが後退する「Ｒ」の位置にあるのか否かを判断する。シフトポジションが後退する「Ｒ」の位置にあると判断した場合、ステップＳ１０に進み、シフトポジションが「Ｒ」以外にあると判断された場合はステップＳ１１に進む。
【００４２】
ステップＳ１０において、ＣＰＵ５は、カメラ部９からの画像を画像認識することによって得られた車速を使って車が後退する方向における現在位置を割り出す。また、ステップＳ１１においては、ＣＰＵ５は、カメラ部９からの画像を画像認識することによって得られた車速を使って、車が前進する方向における現在位置を割り出す。ＣＰＵ５は、ステップＳ１０とステップＳ１１において、それぞれの現在位置を割り出した後、ステップＳ５に進み、グラフィック処理部９を制御し、現在位置と地図データから地図描画し、表示部１１に表示する。
【００４３】
以上のように、カーナビゲーション装置１は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信できる場合でも、受信できない場合でも正確に現在位置を表示することができる。
【００４４】
なお、上述のように、画像認識処理する時間間隔は、１秒間に１回に限定するものではなく、例えば、１秒間に複数回行うようにしてもよい。
【００４５】
また、上述のように、フロントパネル部１０３に、現在のシフトポジションを示すシフトポジションランプ２１（図３参照）がある車種について示したが、これに限らず、例えば、シフトポジションランプ２１がない車種、あるいは、マニュアル車の場合などには、フロントパネル部１０３を撮影するカメラ部９の他に、第２のカメラ部を、直接シフトレバーを撮影するように設置し、画像処理するようにしてもよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明に係るカーナビゲーション装置は、車速情報やシフトポジション情報やサイドブレーキ情報を取得しようとすると、車両内部の奥から信号を取らなければならず、作業時間や工賃がかかっていた従来のカーナビゲーション装置に比べて、カメラを取り付けて画像処理することで、必要とする情報を得ることができるので、配線ミスによる事故を防いだり、ユーザ自身でも手軽に取り付けることまで可能となる。
【００４７】
また、本発明に係るカーナビゲーション装置１は、車速やシフトポジションの状態を一定間隔で検出しているので、ＧＰＳ衛星からの電波を受信できない場合であったり、ＧＰＳ衛星からの情報だけでは精度が落ちてしまう停止または後退している状態などの場合に、補完するデータを、精度よく得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したカーナビゲーション装置を表した図である。
【図２】本発明を適用したカーナビゲーション装置のブロック図である。
【図３】自動車のフロントパネル部と該フロントパネル部を撮影するカメラ部を表した図である。
【図４】カーナビゲーション装置の表示部に表示されたフロントパネル部の画像を表した図である。
【図５】カーナビゲーション装置の地図描画するまでの動作を表したフローチャートである。
【図６】サイドブレーキが引かれたままの状態で走行した場合の警告メッセージが表示部に表示した図である。
【符号の説明】
１  カーナビゲーション装置、２  ナビゲーション部、３  アンテナ、４  位置情報処理部、５  ＣＰＵ、６  ドライブ部、７  メモリ、８  グラフィック処理部、９  カメラ部、１０  操作部、１１  表示部、２０  スピードメータ、２１  シフトポジションランプ、２２  サイドブレーキ警告ランプ、３０  スピードメータ画像、３１  シフトポジション画像、３２  サイドブレーキ画像、１０１  自動車、１０２  コンソール部、１０３  フロントパネル部、１０４  固定部
【図１】
2005018575.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005018575.tif 000005
【図４】
2005018575.tif 000006
【図５】
2005018575.tif 000007
【図６】
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