(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されて、当該車両外部の状況を収集し、ユーザに対して注意を喚起すべき状況を所定形状のオブジェクトとして地図上に合成表示し、目的地までの誘導案内を行うナビゲーション装置であって、
ユーザからの指示が入力される入力部と、
現在位置を検出する位置検出部と、
地図情報を予め格納する地図データ格納部と、
前記オブジェクトを前記地図上に提示するためのオブジェクトモデル提示情報を予め格納するオブジェクトモデル提示情報格納部と、
前記入力部から入力された前記指示と、前記位置検出部が検出した前記現在位置と、前記地図データ格納部に格納された前記地図情報とに基づいて、目的地までの経路を選出する経路選出部と、
装置外部の状況を収集して、監視情報を出力する外部状況監視部と、
前記外部状況監視部から入力された前記監視情報に基づいて、装置外部に存在する対象物を認識し、前記対象物の位置情報を含む外部状況情報を出力する障害物検出部と、
ユーザに対して注意を喚起すべき前記対象物の位置情報を含む運転支援情報および対応するオブジェクトモデル提示情報に基づいて前記オブジェクトを生成し、地図画面として前記地図上に合成する地図データ合成部と、
前記障害物検出部から入力された前記外部状況情報から認識される自車周辺の車両の内、車種、車速、自車からの距離、運転状態より危険性のある要注意車両か否かを判断するとともに、自車の運転状態と自車が走行する経路から前記要注意車両が自車に危険を及ぼす可能性があるかを判断し、ユーザに対して注意を喚起すべき対象物を選別し、前記運転支援情報を作成するとともに、前記経路選出部によって選出された前記経路と、前記位置検出部によって検出された前記現在位置と、前記地図データ格納部からの前記地図情報とが入力されて、前記地図データ合成部によって合成された前記地図画面を含む前記誘導案内を生成する誘導部と、
前記誘導部によって生成された前記誘導案内をユーザに対して表示する表示部とを備える、ナビゲーション装置。
【請求項２】
前記外部状況監視部は、装置外部の状況を画像として収集する撮像装置を含み、
前記障害物検出部は、前記外部状況監視部から入力された前記画像を含む前記監視情報に基づいて、装置外部に存在する前記対象物を画像認識することを特徴とする、請求項１に記載のナビゲーション装置。
【請求項３】
前記障害物検出部は、前記対象物を画像認識することにより、前記対象物の種類を判定して、前記対象物に関する種類情報を含む外部状況情報を出力し、
前記誘導部は、前記種類情報に基づいて、ユーザに対して注意を喚起すべき対象物を選別することを特徴とする、請求項２に記載のナビゲーション装置。
【請求項４】
前記障害物検出部は、前記対象物を画像認識することにより、前記対象物に付された所定のマークを検出して、前記対象物に関するマーク情報を含む外部状況情報を出力し、
前記誘導部は、前記マーク情報に基づいて、ユーザに対して注意を喚起すべき対象物を選別することを特徴とする、請求項２に記載のナビゲーション装置。
【請求項５】
前記障害物検出部は、前記対象物を画像認識することによって、前記対象物が有する方向指示器の方向表示を検出して、前記対象物に関する方向表示情報を含む外部状況情報を出力し、
前記誘導部は、前記方向表示情報に基づいて、ユーザに対して注意を喚起すべき対象物を選別することを特徴とする、請求項２に記載のナビゲーション装置。
【請求項６】
前記誘導部は、前記車両および前記対象物の一方または双方の運転状況の変化を予測して要注意状況の有無を判定し、当該要注意状況に基づいて、ユーザに対して注意を喚起すべき対象物を選別することを特徴とする、請求項１に記載のナビゲーション装置。
【請求項７】
前記誘導部は、前記経路選出部によって選出された前記経路を分析することにより、前記運転状況の変化を予測して前記要注意状況の有無を判定することを特徴とする、請求項６に記載のナビゲーション装置。
【請求項８】
前記誘導部は、ユーザに対して注意を喚起すべき前記対象物に対応する危険性に関する属性を含む前記運転支援情報を作成し、
前記地図データ合成部は、前記運転支援情報および前記オブジェクトモデル提示情報格納部から入力された対応するオブジェクトモデル提示情報に基づいて、前記危険性に関する属性に対応するオブジェクトを生成することを特徴とする、請求項１に記載のナビゲーション装置。
【請求項９】
前記地図データ合成部は、前記車両に対応する自車オブジェクトと、前記対象物に対応する他車オブジェクトとを生成することを特徴とする、請求項１に記載のナビゲーション装置。
【請求項１０】
前記地図データ合成部は、前記車両と前記対象物との位置関係に対応して、前記自車オブジェクトと前記他車オブジェクトとが所定の間隔をあけて前記表示部に表示されるように、前記地図画面の表示スケールが選ばれることを特徴とする、請求項９に記載のナビゲーション装置。
【請求項１１】
前記地図データ合成部は、
前記運転支援情報および前記オブジェクトモデル提示情報格納部から入力された対応するオブジェクトモデル提示情報に基づいて、前記オブジェクトを生成するオブジェクト作成部と、
前記オブジェクトを前記地図上に合成するデータ合成部とを含む、請求項１に記載のナビゲーション装置。
【請求項１２】
前記地図データ合成部は、前記地図データ格納部から入力された２次元データの地図情報に基づいて３次元の地図を作成する三次元地図作成部をさらに含み、
前記データ合成部は、前記オブジェクトを前記三次元地図作成部が作成した地図上に合成することを特徴とする、請求項１１に記載のナビゲーション装置。
【請求項１３】
前記地図データ合成部は、前記オブジェクト作成部が生成した２次元のオブジェクトを３次元のオブジェクトへ変換する二次元／三次元座標変換部をさらに含み、
前記データ合成部は、前記二次元／三次元座標変換部によって変換された３次元のオブジェクトを前記地図上に合成することを特徴とする、請求項１１に記載の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】
【０００２】
本発明は車両の運転支援を行うナビゲーション装置に関し、より特定的には検知した周囲の情報をドライバに提供して運転の支援を行うナビゲーション装置に関する。
【従来の技術】
【０００３】
従来より、走行中の車両における周囲の状況をセンサで監視し、他の車両と衝突しそうな場合には、ドライバに警報を出すシステムが開発されている。例えば、特開平１１−３２１４９４号において、以下のような従来技術が開示されている。
【０００４】
まず、カメラから出力される映像信号を画像処理することにより、周囲から車両が近づいてくるかどうかを検知する。もし、接近車両を検知したときには、ブザー音を発生して、運転者に注意を促す。さらに、カメラから出力される映像信号に対して、スーパーインポーズ形式で、衝突する恐れがある車両の映像上に四角枠のマークを付け、ディスプレイ装置上に表示する。そうして、衝突する恐れのある車両を運転者に認識させるようにする。
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記の従来例では、ドライバの感覚と警報ブザーのタイミングとを適合させることが配慮されていない。そのため、危険が感じられない場合にも警報ブザーが鳴るなどしてドライバに違和感を与え、ドライバに受け入れられにくいシステムとなっている。また、従来例によれば、自車両に対してどの方向から接近物があり、どのように危険かを瞬間的に理解することが困難である。さらに、ナビゲーションの音声ガイド機能によりルート案内をすると、例えば、ドライバは前方の交差点等に注意を払って、後側方等の領域に関する安全確認が疎かとなる可能性も考えられる。しかし、従来例はこのようなルート案内とドライバの注意力との関連性を何ら考慮していない。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、車両周囲の外部情報を得て、接近車両の情報等を提供することにより、ドライバに違和感を与えることなく、且つ必要なときに的確な情報を与えるような、安全な走行を支援するためのナビゲーション装置を提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００７】
第１の発明は、車両に搭載されて、当該車両外部の状況を収集し、ユーザに対して注意を喚起すべき状況を所定形状のオブジェクトとして地図上に合成表示し、目的地までの誘導案内を行うナビゲーション装置であって、
ユーザからの指示が入力される入力部と、
現在位置を検出する位置検出部と、
地図情報を予め格納する地図データ格納部と、
オブジェクトを地図上に提示するためのオブジェクトモデル提示情報を予め格納するオブジェクトモデル提示情報格納部と、
入力部から入力された指示と、位置検出部が検出した現在位置と、地図データ格納部に格納された地図情報とに基づいて、目的地までの経路を選出する経路選出部と、
装置外部の状況を収集して、監視情報を出力する外部状況監視部と、
外部状況監視部から入力された監視情報に基づいて、装置外部に存在する対象物を認識し、対象物の位置情報を含む外部状況情報を出力する障害物検出部と、
ユーザに対して注意を喚起すべき対象物の位置情報を含む運転支援情報および対応するオブジェクトモデル提示情報に基づいてオブジェクトを生成し、地図画面として地図上に合成する地図データ合成部と、
障害物検出部から入力された前記外部状況情報から認識される自車周辺の車両の内、車種、車速、自車からの距離、運転状態より危険性のある要注意車両か否かを判断するとともに、自車の運転状態と自車が走行する経路から前記要注意車両が自車に危険を及ぼす可能性があるかを判断し、ユーザに対して注意を喚起すべき対象物を選別し、運転支援情報を作成するとともに、経路選出部によって選出された経路と、位置検出部によって検出された現在位置と、地図データ格納部からの地図情報とが入力されて、地図データ合成部によって合成された地図画面を含む誘導案内を生成する誘導部と、
誘導部によって生成された誘導案内をユーザに対して表示する表示部とを備える。
【０００８】
上記のように、第１の発明によれば、車両周囲の外部情報を得て、接近車両の情報等を提供することにより、ドライバに違和感を与えることなく、且つ必要なときに的確な情報を与えるような、安全な走行を支援するためのナビゲーション装置を提供することができる。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明に従属する発明であって、
外部状況監視部は、装置外部の状況を画像として収集する撮像装置を含み、
障害物検出部は、外部状況監視部から入力された画像を含む監視情報に基づいて、装置外部に存在する対象物を画像認識することを特徴とする。
【００１０】
上記のように、第２の発明によれば、人間の視覚に近い多様な認識を行うことができるので、車両周囲の外部情報をより多様な形で認識して、ドライバに対して安全な走行を支援するための的確な情報を与えるようなナビゲーション装置を提供することができる。
【００１１】
第３の発明は、第２の発明に従属する発明であって、
障害物検出部は、対象物を画像認識することにより、対象物の種類を判定して、対象物に関する種類情報を含む外部状況情報を出力し、
誘導部は、種類情報に基づいて、ユーザに対して注意を喚起すべき対象物を選別することを特徴とする。
【００１２】
上記のように、第３の発明によれば、車両等の種類を認識することによって、ドライバに対して安全な走行を支援するための的確な情報を与えるようなナビゲーション装置を提供することができる。
【００１３】
第４の発明は、第２の発明に従属する発明であって、
障害物検出部は、対象物を画像認識することにより、対象物に付された所定のマークを検出して、対象物に関するマーク情報を含む外部状況情報を出力し、
誘導部は、マーク情報に基づいて、ユーザに対して注意を喚起すべき対象物を選別することを特徴とする。
【００１４】
上記のように、第４の発明によれば、初心者マークやシルバーマークといった要注意マークを認識することによって、ドライバに対して安全な走行を支援するための的確な情報を与えるようなナビゲーション装置を提供することができる。
【００１５】
第５の発明は、第２の発明に従属する発明であって、
障害物検出部は、対象物を画像認識することによって、対象物が有する方向指示器の方向表示を検出して、対象物に関する方向表示情報を含む外部状況情報を出力し、
誘導部は、方向表示情報に基づいて、ユーザに対して注意を喚起すべき対象物を選別することを特徴とする。
【００１６】
上記のように、第５の発明によれば、車両がどちらに曲がるかを予め表示するための方向指示器の方向表示を認識することによって、ドライバに対して安全な走行を支援するための的確な情報を与えるようなナビゲーション装置を提供することができる。
【００１７】
第６の発明は、第１の発明に従属する発明であって、
誘導部は、車両および対象物の一方または双方の運転状況の変化を予測して要注意状況の有無を判定し、当該要注意状況に基づいて、ユーザに対して注意を喚起すべき対象物を選別することを特徴とする。
【００１８】
上記のように、第６の発明によれば、自車や他車の車線変更、ターンまたは制動などの運転状況の変化を予測して、自車に対して注意が必要な車両を選別することにより、ドライバに違和感を与えることなく、且つ必要なときに的確な情報を与えるような、安全な走行を支援するためのナビゲーション装置を提供することができる。
【００１９】
第７の発明は、第６の発明に従属する発明であって、
誘導部は、経路選出部によって選出された経路を分析することにより、運転状況の変化を予測して要注意状況の有無を判定することを特徴とする。
【００２０】
上記のように、第７の発明によれば、すぐ先の経路における道幅の減少や道路の屈曲などの経路変化を予め分析しておくことによって、車線のはみ出しなどの他車の運転状況を予測することができるので、ドライバに対して安全な走行を支援するための的確な情報を与えるようなナビゲーション装置を提供することができる。
【００２１】
第８の発明は、第１の発明に従属する発明であって、
誘導部は、ユーザに対して注意を喚起すべき対象物に対応する危険性に関する属性を含む運転支援情報を作成し、
地図データ合成部は、運転支援情報およびオブジェクトモデル提示情報格納部から入力された対応するオブジェクトモデル提示情報に基づいて、危険性に関する属性に対応するオブジェクトを生成することを特徴とする。
【００２２】
上記のように、第８の発明によれば、危険性に関する属性に対応して、見やすいオブジェクトを生成することにより、ドライバにその危険性を瞬間的に把握させることができるので、ドライバに対して安全な走行を支援するための的確な情報を与えるようなナビゲーション装置を提供することができる。
【００２３】
第９の発明は、第１の発明に従属する発明であって、
地図データ合成部は、車両に対応する自車オブジェクトと、対象物に対応する他車オブジェクトとを生成することを特徴とする。
【００２４】
上記のように、第９の発明によれば、ドライバに対して、自車と他車との位置関係を瞬間的に把握させることができるので、安全な走行を支援するための的確な情報を与えるようなナビゲーション装置を提供することができる。
【００２５】
第１０の発明は、第９の発明に従属する発明であって、
地図データ合成部は、車両と対象物との位置関係に対応して、自車オブジェクトと他車オブジェクトとが所定の間隔をあけて表示部に表示されるように、地図画面の表示スケールが選ばれることを特徴とする。
【００２６】
上記のように、第１０の発明によれば、ドライバに対して見やすい形で自車オブジェクトと他車オブジェクトが表示されるので、安全な走行を支援するための的確な情報を与えることができる。
【００２７】
第１１の発明は、第１の発明に従属する発明であって、
地図データ合成部は、
運転支援情報およびオブジェクトモデル提示情報格納部から入力された対応するオブジェクトモデル提示情報に基づいて、オブジェクトを生成するオブジェクト作成部と、
オブジェクトを地図上に合成するデータ合成部とを含む。
【００２８】
上記のように、第１１の発明によれば、２次元ないし３次元のオブジェクトを生成して、２次元ないし３次元の地図上に合成することができるので、各種情報をより直感的に表現することで、ドライバの視認性の向上を図り、安全な走行を支援するための的確な情報を与えることができる。
【００２９】
第１２の発明は、第１１の発明に従属する発明であって、
地図データ合成部は、地図データ格納部から入力された２次元データの地図情報に基づいて３次元の地図を作成する三次元地図作成部をさらに含み、
データ合成部は、オブジェクトを三次元地図作成部が作成した地図上に合成することを特徴とする。
【００３０】
上記のように、第１２の発明によれば、２次元ないし３次元のオブジェクトを生成して、３次元の地図上に合成することができるので、各種情報をより直感的に表現することで、ユーザの視認性の向上を図ることができる。また、２次元データの地図情報に基づいて３次元の地図を作成するので、地図データ格納部において地図を記憶するための記憶媒体の容量を小さくすることができる。
【００３１】
第１３の発明は、第１１の発明に従属する発明であって、
地図データ合成部は、オブジェクト作成部が生成した２次元のオブジェクトを３次元のオブジェクトへ変換する二次元／三次元座標変換部をさらに含み、
データ合成部は、二次元／三次元座標変換部によって変換された３次元のオブジェクトを地図上に合成することを特徴とする。
【００３２】
上記のように、第１３の発明によれば、２次元のオブジェクトを生成して、２次元または３次元の地図上に合成することができるので、各種情報をより直感的に表現することができる。また、２次元データのオブジェクトモデル提示情報に基づいて３次元のオブジェクトを作成するので、オブジェクトモデル提示情報格納部においてオブジェクトモデル提示情報を記憶するための記憶媒体の容量を小さくすることができる。
【発明の実施の形態】
【００３３】
図１は、本発明の一実施形態に係るナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。図１において、本ナビゲーション装置は、入力部２と、地図データ格納部３と、地図データ合成部４と、表示器５と、オブジェクトモデル提示情報格納部６と、外部状況監視部７と、障害物検出部８と、位置検出部９と、経路選出部１０と、誘導部１１とを備えている。
【００３４】
入力部２は、ドライバによって操作され、機能選択（処理項目変更、地図切り替え、階層変更等）や、地点設定等を行うために用いられる。この入力部２から出力される指示情報は、経路選出部１０に入力される。
【００３５】
位置検出部９は、ＧＰＳ、電波ビーコン受信装置、車速センサ、角速度センサ、絶対方位センサ等で構成されており、車両の現在位置を検出する。そして、位置検出部９から出力される車両の現在位置情報は、経路選出部１０および誘導部１１へ入力される。
【００３６】
外部状況監視部７は、ＣＣＤカメラ、レーザレーダ、超音波センサなどで構成されており、車両外部の様々な状況（典型的には、障害物や自車後方の車両）を監視する。外部状況監視部７によって得られた監視情報は、障害物検出部８へ入力される。なお、外部状況監視部７は、他の車両や交通管制センタなどと通信を行って外部の状況を監視してもよい。しかし、そのような場合には、自車以外の装置を含むシステムが要求されるため、コスト高である。したがって、外部状況監視部７は、センサなどで構成されるのが好ましい。また、外部状況監視部７は、カメラ等の撮像装置で構成されていれば、人間の視覚に近い多様な認識を行うことができるので、より好ましい。
【００３７】
障害物検出部８は、外部状況監視部７からの監視情報に基づいて、車両を含む障害物の種類、位置、速度などを分析し、後述するような外部状況情報として出力する。ここで、障害物とは、自車の安全な走行に対して障害になる可能性がある物であって、前方にある物のほか、後方から接近する車両や、危険な運転をしている車両など、およそ運転に際して注意を要する全ての物を含む。注意を要する車両の種類などについては後述する。
【００３８】
地図データ格納部３は、光ディスク（ＣＤ、ＤＶＤ等）、ハードディスク、ＳＤカードのような半導体メモリカード等で構成され、地形、交差点や道路の接続状況や座標・形状・属性・規制情報などの２次元地図データあるいは３次元地図データが記録されている。この地図データ格納部３に記録された地図データは、地図データ合成部４は、経路選出部１０、および誘導部１１によって適宜読み出されて利用される。
【００３９】
経路選出部１０は、入力部２から入力された指示情報の指示に従って、必要となる範囲の地図データを地図データ格納部３から読み込む。そして、経路選出部１０は、入力部２から入力された地点情報等の指示情報と、位置検出部９から入力された車両の現在位置情報とに基づいて、出発地や目的地を決定し、出発地から目的地間の最小コスト経路を探索する。経路選出部１０から出力された経路情報は、誘導部１１へ入力される。
【００４０】
誘導部１１は、経路選出部１０から入力された経路情報と、位置検出部９から入力された車両の位置情報と、地図データ格納部３から入力された地図データと、障害物検出部８から入力された外部状況情報とに基づき、目的地までの誘導案内を行う。当該誘導案内は、表示器５へ入力される。
【００４１】
地図データ合成部４は、地図データ格納部３に格納されている地図データと、障害物検出部８から送られてくる情報と、オブジェクトモデル提示情報格納部６に格納されている情報とに基づいて、オブジェクトを地図データ空間内に合成する。
【００４２】
表示器５は、表示装置（液晶ディスプレイ、ＣＲＴディスプレイ等）やスピーカ等を含み、地図データ合成部４において合成された地図画面を含む誘導案内を表示する。また、当該表示と共に、または当該表示に替えて、案内のための音声を出力してもよい。
【００４３】
オブジェクトモデル提示情報格納部６は、地図データ格納部３と同様に、光ディスクやハードディスク等で構成され、障害物検出部８または入力部２から入力された情報に応じて地図上に２次元または３次元のオブジェクトを提示するための情報を格納する。当該情報の内容およびオブジェクトを提示するための方法については、後述する。
【００４４】
以上のような図１のナビゲーション装置の構成は、一般的なコンピュータシステムにおいて実現することができる。図２は、一般的なコンピュータシステムにおいて実現された図１におけるナビゲーション装置の構成を示した図である。
【００４５】
図２において、本ナビゲーション装置は、ＣＰＵ３４２と、ＲＯＭ３４３と、ＲＡＭ３４４と、出力部３４５と、入力部３４６と、位置検出部３４９と、外部状況監視部３４８とを備えている。これらは共通のバスまたは外部バスによって結合されている。ここで、ＲＯＭ３４３およびＲＡＭ３４４は、外部記憶媒体を用いた記憶装置を含むことができるものとする。
【００４６】
図２において、本ナビゲーション装置のＣＰＵ３４２は、ＲＯＭ３４３および／またはＲＡＭ３４４に記憶されたプログラムに従って動作する。したがって、図１における地図データ合成部４、障害物検出部８、経路選出部１０および誘導部１１の各機能は、それぞれ対応するプログラムによって実現される。その場合、本ナビゲーション装置は、典型的には当該ソフトウェア制御のためのプログラムを記憶した記録媒体を実装することになる。もちろん、本装置は、通信回線から伝送されてくるプログラムを利用してもよい。
【００４７】
また、典型的には図１における地図データ格納部３は、ＲＯＭ３４３に含まれる。もっとも、地図データ格納部３の全部または一部は、ＲＡＭ３４４に含まれてもよい。同様に、オブジェクトモデル提示情報格納部は、ＲＡＭ３４４に含まれるが、ＲＯＭ３４３に含まれてもよい。
【００４８】
図３は、本ナビゲーション装置の基本的な処理の流れを表したフローチャートである。図３のステップＳ５１において、経路選出部１０は、入力部２から目的地や表示した地図領域がドライバによって指定され、位置検出部９から自車位置が渡されて経路探索を行い、誘導部１１に経路探索結果を渡す。
【００４９】
ステップＳ５２において、誘導部１１は、位置検出部９の自車位置に対応する該当領域の地図表示を行うため、地図データ合成部４に地図データ合成表示を依頼する。さらに、ステップＳ５３において、地図データ合成部４は、地図データ格納部３から地図データを読み込む。
【００５０】
次に、サブルーチンステップＳ５４において、誘導部１１は、障害物検出部８から外部状況情報を読み込んで、自車の状態（右左折しようとしているか等）や経路探索結果に照らして、運転支援情報の要否および種類を決定する。このサブルーチンステップＳ５４の詳細な処理内容については後述する。
【００５１】
サブルーチンステップＳ５５において、地図データ合成部４は、作成された運転支援情報と、オブジェクトモデル提示情報格納部６に格納されている情報とを参照して２次元ないし３次元のオブジェクトを作成し、地図データ格納部３から読み出された地図データと合成する。このサブルーチンステップＳ５５の詳細な処理内容についても後述する。
【００５２】
ステップＳ５６において、誘導部１１は、誘導案内のための地図画面やオブジェクトが合成された地図画面を表示器５に表示させる。なお、誘導案内は、地図画面とは別に表示されてもよいし、地図画面は、地図データ合成部４が表示器５に表示させてもよい。
【００５３】
最後に、ステップＳ５７において、誘導部１１は、位置検出部９の自車位置から目的地に到着するまで誘導案内を続行するので、処理はステップＳ５２へ戻る。また、誘導部１１は、目的地に到着したと判断した場合には、誘導案内を終了する。
【００５４】
図４は、図３のサブルーチンステップＳ５４の詳細な処理を示すフローチャートである。図４のステップＳ５４１において、誘導部１１は、障害物検出部８から外部状況情報を読み込む。当該外部状況情報は、外部状況監視部７からの監視情報に基づいて、障害物検出部８が適宜作成する。
【００５５】
ここで、障害物検出部８が外部状況情報を作成する動作について詳述する。図５は、障害物検出部８が外部状況情報を作成する基本的な処理の流れを表したフローチャートである。なお、外部状況監視部７は、ここではＣＣＤカメラ等の撮像装置で構成されており、画像データを取得するものとする。
【００５６】
図５のステップＳ１１０において、障害物検出部８は、外部状況監視部７から画像データを受け取る。画像データは、典型的には１枚の静止画であるが、左右に所定の距離だけ間隔をあけて設置されたカメラによって撮像された２枚の静止画であってもよく、さらには所定時間の動画であってもよい。
【００５７】
サブルーチンステップＳ１２０において、障害物検出部８は、取得した画像データから車線を検出する。なお、車線は、ここでは白線で構成されているものとする。さらに、本サブルーチンステップＳ１２０の詳細な処理の流れについて、図６を用いながら説明する。
【００５８】
図６のステップＳ１２１において、障害物検出部８は、取得した画像内に定められた所定の領域における輝度の最大値を検出する。障害物検出部８は、検出された当該最大値を基準とし、白線の輝度分布を参照して、白線を検出するために最適なしきい値を設定する。
【００５９】
ステップＳ１２２において、障害物検出部８は、画像データの所定の位置（例えば、画像最左列の中央）から別の所定位置（例えば、画像最右列の中央）まで、設定されたしきい値を超える画素を検索する。最初にしきい値を超えた画素は、白線輪郭として抽出される。こうして、画像内の全ての白線を独立に抽出する。なお、白線の抽出は、ＳＯＢＥＬフィルタのようなエッジ抽出フィルタを用い
ることにより、エッジ抽出の手法によって行うこともできる。
【００６０】
ステップＳ１２３において、障害物検出部８は、抽出された白線輪郭を含む処理領域を設定して、直線近似計算を行う。直線近似には、例えばＨＯＵＧＨ変換と呼ばれるアルゴリズムが用いられる。その結果、全ての白線を直線として得ることができる。
【００６１】
ステップＳ１２４において、障害物検出部８は、白線に対応する直線のうち、隣り合う２本と、画像の底辺とによって三角形領域を構成する。構成された三角形領域は、それぞれ走行車線を表すことになる。
【００６２】
次に、図５のサブルーチンステップＳ１３０において、障害物検出部８は、取得した画像データから車両領域を抽出し、対応する固有の車両ＩＤを付ける。したがって、複数の車両領域が抽出される場合には、それぞれに異なる車両ＩＤが付されることになる。さらに、本サブルーチンステップＳ１３０の詳細な処理の流れについて、図７を用いながら説明する。
【００６３】
図７のステップＳ１３１において、障害物検出部８は、前述のステップＳ１２４において検出された走行車線内で、エッジ検出を行い、車両が存在する領域を抽出する。典型的には、まず、画像の水平エッジと垂直エッジとを検出する。次に、これらを利用して、車両の上下端に接する水平の接線と、左右端に接する垂直の接線を引く。最後に、これらの接線に囲まれた長方形の領域を抽出する。
【００６４】
ステップＳ１３２において、障害物検出部８は、抽出された領域に対して、車両の近似モデルをあてはめる。典型的には、図示されない近似モデルデータベースから最も近似するモデルを検索し、検索によって得られたモデルの重心を抽出された領域の重心に合わせてあてはめる。
【００６５】
ステップＳ１３３において、障害物検出部８は、近似モデル内の車両の輪郭を抽出して、車両領域とする。典型的には、当該車両領域は、車両の輪郭に沿った閉曲線で構成される。
【００６６】
ステップＳ１３４において、障害物検出部８は、当該車両領域に対して、一意に対応する固有の車両ＩＤを付与する。当該車両ＩＤは、外部状況情報において利用される。
【００６７】
次に、図５のステップＳ１４０において、障害物検出部８は、車両領域の画像から車両の走行位置や走行車線を判定し、自車との相対距離や相対速度、相対加速度を検出する。なお、レーザレーダなどの能動センサが用いられる場合には、車両の走行位置は容易に判別できるが、カメラが用いられる場合には所定の処理が必要となり、その手法も様々である。ここでは、２台のカメラで物体を撮像し、画像間での特徴点の対応関係から視差を求め、そこから得た視差を三角測量の原理を用いて実距離に変換するステレオ視アルゴリズムを用いる。以下、本サブルーチンステップＳ１４０の詳細な処理の流れについて、図８を用いながら説明する。
【００６８】
図８のステップＳ１４１において、障害物検出部８は、車両の走行車線を検出する。車両の走行車線は、前述のステップＳ１２４において検出された走行車線から容易に判別することができる。
【００６９】
ステップＳ１４２において、障害物検出部８は、２台のカメラの画像において、まず、対応を求めやすい特徴量を抽出する。特徴量としては、エッジや多面体の頂点などが考えられる。次に、抽出された特徴量を用いて、対応点を探索する。対応点探索には、例えば、２枚の画像上での同一の平面を表すエピポーラ線を用いた幾何学的拘束を利用する。こうして得られた対応点の組から、視差ｄを求め、次式（１）より、距離Ｄを算出する。
【００７０】
Ｄ＝Ｌ＊ｆ／ｄ  …（１）
但し、上式（１）において、Ｌはカメラ間の距離を、ｆは焦点距離をそれぞれ表すものとする。
【００７１】
ステップＳ１４３において、障害物検出部８は、前述のステップＳ１４２において得られた距離Ｄから、カメラ座標系における対応点の空間座標値を算出し、車両の位置を算出する。算出された車両の位置は、車両ＩＤに対応して典型的には時間と共に、位置履歴として一時記憶される。
【００７２】
ステップＳ１４４において、障害物検出部８は、前述のステップＳ１４３において得られた車両の位置履歴から車両の速度および加速度を算出する。なお、速度および加速度は、必要に応じて誘導部１１が算出してもよい。以上のように算出された車両の位置、速度、加速度は、車両ＩＤに対応させて、外部状況情報に含められる。
【００７３】
次に、図５のステップＳ１５０において、障害物検出部８は、車両領域の画像から車両の種類を判定する。典型的には、障害物検出部８は、図示されない車両データベースに格納された画像と、車両領域の画像とを比較し、マッチングの度合いにより車種を判定する。この際、画像の大きさ等から距離も判別できる場合には、ステップＳ１４０の処理は省略することもできる。以上のように判定された車種は、車両ＩＤに対応させて、外部状況情報に含められる。
【００７４】
ステップＳ１６０において、障害物検出部８は、車両領域の画像から初心者マークなどの要注意マークが車両に付いているかを判定する。ここで、初心者マークやシルバーマークといった要注意マークは、周囲の車両を運転するドライバに対して一定の配慮を要求する効果を有しており、すぐにそれと判別できるように定められた所定の形と色とを有している。したがって、障害物検出部８は、車両領域内で要注意マークの色と同じ色領域を抽出し、予め作成された要注意マークの形状と一意に対応するテンプレートと抽出された色領域の形状とを比較する。その結果、マッチングの度合いにより要注意マークであるか否かを判定することができる。以上のように判定された要注意マークの有無および種類は、車両ＩＤに対応させて、外部状況情報に含められる。
【００７５】
ステップＳ１７０において、障害物検出部８は、車両領域の画像から車両の方向指示器が指示する方向表示の有無および方向を判定する。ここで、方向指示器も要注意マークと同様の所定の色を有しており、前述のステップＳ１６０における処理と同様に、判定することができる。また、所定の時間間隔をあけて撮像された複数の画像から点滅している領域を抽出する処理を行って判定することもできる。以上のように判定された方向指示器の方向表示の有無および方向は、車両ＩＤに対応させて、外部状況情報に含められる。
【００７６】
ステップＳ１８０において、障害物検出部８は、車両領域の画像が全て抽出されて認識されたか否かを判断する。まだ、抽出されていない車両領域がある場合には、処理はサブルーチンステップＳ１３０へ戻る。全て抽出されて認識された場合には、処理は終了する。ただし、図５の処理は、走行中の車両に対する危険を認識するために必要な所定の時間間隔をあけて繰り返し行われることになる。
【００７７】
以上のような処理を経て、車両ＩＤ毎に外部状況情報が作成され、誘導部１１に読み込まれて、図４のステップＳ５４１の処理が終了する。
【００７８】
次に、ステップＳ５４２において、誘導部１１は、読み込まれた外部状況情報を参照して、要注意車両が存在するか否かを判断する。要注意車両とは、その車種、速度、自車からの距離、運転状態等に照らし、場合によっては自車に危険を及ぼす可能性のある車両をいう。典型的には、急接近中または車間距離が不十分な車両、方向指示器を出している車両、バイク、初心者マークを付けた車両、蛇行運転する車両、緊急車両などである。
【００７９】
このような要注意車両は、外部状況情報に基づいて、容易に判別することができる。例えば、急接近中または車間距離が不十分な車両は、前述した図５のステップＳ１４０において得られる自車との相対距離、相対速度、相対加速度の値を所定の計算式やテーブルにあてはめるなどして容易に判別することができる。同様に、蛇行運転する車両も、例えば当該車両の移動ベクトルの変動量を算出し、走行方向に対する横方向のふらつきを検出するなどして容易に判別することができる。また、バイクや緊急車両などはステップＳ１５０において、初心者マークなどを付けた車両はステップＳ１６０において、方向指示器を出している車両はステップＳ１７０において、それぞれ判別することができる。
【００８０】
以上のように判別される要注意車両が存在しないと判断された場合には、処理は終了し、図３の処理へ復帰する。存在すると判断された場合には、処理はステップＳ５４３へ進む。
【００８１】
ステップＳ５４３において、誘導部１１は、要注意車両に対応する要注意状況が存在するか否かを判断する。要注意状況とは、自車の運転状況（右左折や減速などの挙動）や直近の経路などから予測して、他車が自車に対して危険を及ぼす可能性のある状況をいう。このような要注意状況のうち、要注意車両に対応するものが存在しないと判断された場合には、処理は終了し、図３の処理へ復帰する。存在すると判断された場合には、処理はステップＳ５４４へ進む。
【００８２】
ここで、要注意状況と要注意車両との対応関係について、例示的に説明する。図９は、要注意状況と要注意車両との関係を模式的に表した表である。本表内の「０」は、基本的に危険性がない場合を表し、「１」は危険性がある場合を表している。なお、本表は、右側通行を遵守しなければならない場合（日本など）を念頭に置いているが、左右を入れ替えれば、左側通行を遵守しなければならない場合にも容易に適用可能である。
【００８３】
図９において、縦軸は各種要注意車両の危険性に関する属性を表しており、要注意車両が自車に対して接近中であるか、方向指示器を出しているか、自車線または左車線を走行するバイクか、初心者マークやシルバーマークといった要注意マークを付けているか、蛇行運転しているか、緊急車両かによって区分されている。また、要注意車両が接近中であることを示す区分は、当該要注意車両が自車の走行車線に対して右車線を走行しているか、自車線を走行しているか、左車線を走行しているかの区分に、さらに細分化されている。同様に、要注意車両が方向指示器を出していることを示す区分は、自車線を走行する要注意車両が方向指示器を右方向に出しているか、左方向に出しているかの区分に、さらに細分化されている。
【００８４】
また、横軸は各種要注意状況を表しており、自車が車線変更をするか、ターンをするか、制動をかけるか、すぐ先の経路において道幅が減少しているか、道路が屈曲しているかによって区分されている。さらに、それぞれの区分は、車線の変更方向、ターンの方向、制動パターン、減少車線、屈曲方向の別に、さらに細分化されている。
【００８５】
なお、すぐ先の経路における道幅の減少または道路の屈曲は、経路選出部１０によって選出された経路のうち、現在位置から所定の距離だけ離れた地点において、その道路形状を地図データ格納部３に格納されている地図情報から取得して分析すれば、容易に判断することができる。このように、すぐ先の経路における変化を予め分析しておけば、道幅の減少による車線変更や道路の屈曲による車線のはみ出しなどの他車の運転状況を予測することができる。
【００８６】
さらに、自車の車線変更、ターンまたは制動は、自車の現在位置、ハンドル、アクセル、ブレーキなどをリアルタイムでモニターすることにより、予測することができる。また、自車の方向指示器をモニターすることにより、左右方向への自車の挙動を予測することができる。さらに、経路選出部１０によって選出された経路を分析することによって、自車の挙動を予測することができる。
【００８７】
図９を参照すると、例えば、自車の走行車線に対して右車線を接近する車両があるときに、自車が右へ車線を変更したりターンすることには接触の危険性がある。そこで、該当欄にはそれぞれ１が記載されている。また、経路選出部１０によって選出された経路からすぐ先の道路の道幅が減少し、右車線が減少する場合において、右車線を接近する車両があるときには、強引な自車線への変更や接触の危険性がある。同様に、道路が一定の曲率以上で右側に屈曲しているときにも、右車線を高速で走行する車が自車線へはみ出してくる危険性がある。したがって、該当欄にはそれぞれ１が記載されている。
【００８８】
さらに、自車線を接近する車両があるときに、自車が左右へターンすることは、それ自体危険ではない。しかし、ターンには減速を伴うのが通常であることから、要注意車両の相対位置、相対速度、相対加速度によっては追突される危険性がある。そこで、該当欄には１が記載されている。また、自車が停止しているときに、自車線を接近する車両があるときには、その相対位置、相対速度、相対加速度によっては追突される危険性がある。しかし、同車線の接近車両は停止するのが通常であるので危険性はない。そこで、該当欄には０が記載されている。
【００８９】
次に、自車線または左車線を走行するバイクは、自車が左へターンするときに死角に入りやすく危険性がある。また、自車が停止しているときに、自車の左側のドアを不用意に開けると、左側を走行するバイクと接触事故を起こすこともある。そこで、該当欄には１が記載されている。なお、自車のドアに手をかけたことを検知し、そのときに初めて危険性がある旨の条件が成立するように構成してもよい。
【００９０】
また、緊急車両は、道を譲る対象であるとともに、自車に対して危険性を伴うとこともあることなどから、該当欄には全て１が記載されている。もっとも、要注意状況の如何に関わらず、緊急車両を検出したときには常に運転支援情報を作成するように構成してもよい。
【００９１】
なお、図９はあくまで危険性が認められると考えられる場合の例示であって、図中に記載されている場合には限定されず、他に各種の要注意状況、要注意車両、またはそれらの組み合わせが考えられる。例えば、方向指示器による方向表示を行わずに車線変更を行ったり、急加速・急減速を繰り返す車両は要注意車両としてもよい。さらに、例えば、障害物検出部８によってナンバープレートや車種を認識し、３ナンバーの車や高級外車であればその旨をドライバに警告したり、盗難車両や緊急手配された車両であれば警察に通報する、といった動作を行うことも考えられる。
【００９２】
以上のようにすれば、要注意車両が要注意状況と所定の対応関係にあるか否かを判断することができる。もっとも、図９は、対応関係を説明するための例示にすぎないので、このような要注意車両や要注意状況を類型化して整理したテーブルを参照することがないような判断手法を用いることもできる。
【００９３】
すなわち、上述の危険性は、自車や要注意車両の位置、速度、加速度、方向および車線変更の可能性、道路形状、路面の状態などとそれぞれ所定の相関性を有する。したがって、これらの関係を所定の方程式によって記述し、または多様なケースを想定した複雑な条件判断式によって記述することができる。よって、このような方程式または条件判断式に基づいて、要注意車両が要注意状況と所定の対応関係にあるか否かを判断することができる。
【００９４】
以上のように、図４の本ステップＳ５４３において、誘導部１１は、要注意車両に対応する要注意状況が存在するか否かを判断する。
【００９５】
次に、ステップＳ５４４において、誘導部１１は、典型的には要注意車両を地図画面に合成して表示するために用いられる情報として、当該要注意車両に対応する運転支援情報を作成する。
【００９６】
図１０は、運転支援情報の内容を例示した模式図である。図１０において、運転支援情報は、車両ＩＤ５５１と、車種情報５５２と、車両の色情報５５３と、自車との相対位置５５４と、１つ以上の危険性に関する属性５５５とを含む。車両ＩＤ５５１は、他の車両と区別するために付された固有の識別番号である。車種情報５５２および色情報５５３は、障害物検出部８によって認識された外部状況情報に基づいて決定される。なお、車種情報５５２および色情報５５３は、画像表示に利用することを目的としているので、省略することもできる。また、ナビゲーション装置が警告を地図画面に合成表示することなく音声等で行う場合には、相対位置５５４を省略することができる。
【００９７】
ここで、誘導部１１は、要注意車両の危険性に関する全ての属性のうち、要注意状況との対応関係において危険があると判断された場合（例えば、図９における「１」の場合）のみを選択して、運転支援情報に含まれる危険性に関する属性５５５とする。
【００９８】
この際、前述のステップＳ５４３において判断された要注意状況に限って選択の判断を行うわけではない。例えば、自車が減速しながら車線変更してターンをする場合には、対応する要注意状況は、少なくとも３つある。このような場合には、要注意車両に対してそれぞれの要注意状況における危険性に関する属性を判断する。
【００９９】
同様に、危険性に関する属性は、対応する車両について１つに限られるわけでない。例えば、初心者マークを付けた車が蛇行運転しながら接近してくる場合には、対応する危険性に関する属性は、少なくとも３つある。このような場合には、特定の要注意車両について複数存在する危険性に関する属性をすべて判断する。
【０１００】
以上のように、本ステップＳ５４４において、誘導部１１は、或る要注意車両について考えられる全ての危険性に関する属性を、発生している全ての要注意状況に照らして判断を行い、対応する運転支援情報を作成する。
【０１０１】
次に、ステップＳ５４５において、誘導部１１は、読み込まれた外部状況情報を参照して、他の要注意車両が存在するか否かを判断する。他に要注意車両が存在すると判断された場合には、処理はステップＳ５４３へ戻り、全ての要注意車両に対応する運転支援情報が作成されるまで前述の処理が繰り返される。他に要注意車両が存在しないと判断された場合には、処理は終了して、図３の処理へ復帰し、次に、図３のサブルーチンステップＳ５５の処理が実行される。
【０１０２】
図１１は、図３のサブルーチンステップＳ５５の詳細な処理を示すフローチャートである。図１１のステップＳ５５１において、地図データ合成部４は、前述のサブルーチンステップＳ５４において誘導部１１が作成した運転支援情報が存在するか否かを判断する。運転支援情報が存在しない場合には、地図データ合成部４は、サブルーチンステップＳ５５の処理を終了して図３の処理へ復帰する。運転支援情報が存在する場合には、処理はステップＳ５５２へ進む。
【０１０３】
ステップＳ５５２において、地図データ合成部４は、或る運転支援情報に対応するオブジェクトモデル提示情報をオブジェクトモデル提示情報格納部６から読み込む。読み込まれるオブジェクトモデル提示情報は、典型的には、要注意車両およびその危険性に関する属性に対応するオブジェクトをそれぞれ表示するための情報である。
【０１０４】
ステップＳ５５３において、地図データ合成部４は、読み込まれたオブジェクトモデル提示情報に対応するオブジェクトを作成し、表示スケールおよび地図表示空間での位置に合わせて、地図と合成する。当該結果は、表示器５によって表示される。
【０１０５】
ここで、表示スケールは、実際の相対距離に対応して、自車と要注意車両とが表示画面内に適切な間隔または大きさで表示できるように設定される。例えば、本ナビゲーション装置は、４つの表示スケールを有する。第１の表示スケールは、１．６〜５０ｋｍ四方の地図を表示するためのスケールであって、３Ｄサテライトマップと呼ばれる。第２の表示スケールは、１００〜８００ｍ四方の地図を表示するためのスケールであって、通常２Ｄマップと呼ばれる。第３の表示スケールは、２５〜１００ｍ四方の地図を表示するためのスケールであって、バーチャルシティマップ（サイマップ）と呼ばれる。第４の表示スケールは、２５〜５０ｍ四方の地図を表示するためのスケールであって、フロントビューマップと呼ばれる。一般的には、自車と要注意車両とが適切な大きさで表示できるのは、サイマップまたはフロントビューマップであるので、状況に応じて適切な表示スケールに切り替える。そうすれば、ドライバに対して見やすい形で、安全な走行を支援するための的確な情報を与えることができる。
【０１０６】
なお、表示スケールは、上述の４つに限られず、自車と要注意車両とが表示画面内に適切な間隔で表示できるように、連続的に変化させてもよい。以上のように表示スケールが設定されると、作成されたオブジェクトを地図と合成表示する処理が行われるが、その詳細な処理内容については後述する。
【０１０７】
ステップＳ５５４において、地図データ合成部４は、誘導部１１が作成した運転支援情報が他に存在するか否かを判断する。他に存在しない場合には、地図データ合成部４は、サブルーチンステップＳ５５の処理を終了し、図３の処理に復帰する。他に存在する場合には、処理はステップＳ５５２へ戻り、全ての運転支援情報に対応する表示が行われるまで、一連の処理が繰り返される。
【０１０８】
さらに、図１１のステップＳ５５３において、地図データ合成部４が地図画面をどのように生成するかを詳述する。まず、生成される地図画面が２次元景観である場合について説明する。図１２は、２次元景観を作成する場合における地図データ合成部４の詳細な構成を示した図である。図１２において、地図データ合成部４は、二次元オブジェクト作成部１４５と、二次元データ合成部１４６とを含む。
【０１０９】
二次元オブジェクト作成部１４５は、オブジェクトモデル提示情報格納部６からのオブジェクト提示情報が入力されて、二次元のオブジェクトを作成する。二次元データ合成部１４６は、二次元オブジェクト作成部１４５が作成した二次元のオブジェクトと、地図データ格納部３からの２次元地図データとを入力されて、互いのデータにおける２次元座標データを基に、ドライバに表示すべき地図画像を合成する。図１３は、このようにして作成されたデータを表示器５が表示する場合の一例を示した模式図である。
【０１１０】
図１３において、片道２車線の道路として表示された２次元の地図上には、走行中の自車を示す自車オブジェクト３０１と、後方の要注意車両を示す他車オブジェクト３０２と、危険性に関する属性に対応する矢印オブジェクト３０３とが配置されている。なお、他車オブジェクト３０２の車種および色は、運転支援情報に含まれる情報に適合するように、表示されることが好ましい。また、他車オブジェクト３０２は、要注意車両であることを強調するための表示形態によって表示されてもよい。強調するための表示形態とは、例えば、赤く表示されたり、点滅したり、色が変わったりといった、およそドライバに注意を喚起することができる表示形態をいう。
【０１１１】
ここで、後方の要注意車両は、右方向へ方向指示器を出しており、自車もまた右側へ車線変更をしようとしているとする。このような状況においては、図９において前述したように接触の危険がある。そこで、ドライバに後方の要注意車両が右側へ車線変更しようとしていることを知らせるために、図１３に示されるような矢印オブジェクト３０３が表示される。
【０１１２】
なお、このように右車線を他車が接近中の場合であっても、図９に示されるように、自車が右側へ車線変更し、ターンし、右側の車線が減少し、または道路が右側に屈曲する場合以外は危険性がないことから、前述のように運転支援情報は作成されない。したがって、矢印オブジェクト３０３は表示されない。
【０１１３】
また、図１４は、表示器５が表示する地図画面の別例を示した模式図である。図１４において、道路上には、走行中の自車を示す自車オブジェクト３１１と、後方の要注意車両を示す他車オブジェクト３１２と、危険性に関する属性に対応する要注意マークオブジェクト３１３とが配置されている。ここで、後方の要注意車両は、初心者マークを付けており、自車は例えば左にターンしようとしているとする。このような状況においては、危険性があるので、ドライバに後方の要注意車両が初心者マークを付けていることを知らせるために、図１４に示されるような要注意マークオブジェクト３１３が表示される。
【０１１４】
さらに、危険性に関する属性に対応するオブジェクトは１つの車両について２つ以上であってもよく、さらには１つの危険性に関する属性について２つ以上のオブジェクトが作成されてもよい。図１５は、表示器５が表示する地図画面のさらなる別例を示した模式図である。図１５において、道路上には、走行中の自車を示す自車オブジェクト３２１と、後方の要注意車両を示す他車オブジェクト３２２と、危険性に関する属性に対応する蛇行マークオブジェクト３２３および吹き出しオブジェクト３２４とが配置されている。ここで、後方の要注意車両は、蛇行運転をしており、自車は例えば左にターンしようとしているとする。このような状況においては、危険性があるので、ドライバに後方の要注意車両が蛇行運転をしていることを知らせるために、図１５に示されるような蛇行マークオブジェクト３２３と、注意を喚起するような文字を含む吹き出しオブジェクト３２４とが表示される。
【０１１５】
以上のように、自車オブジェクトと他車オブジェクトを配置すれば、ドライバに対して、自車と他車との位置関係を瞬間的に把握させることができる。また、それぞれの危険性に関する属性に対応して、見やすいオブジェクトを生成すれば、ドライバにその危険性を瞬間的に把握させることができる。したがって、ドライバに対して安全な走行を支援するための的確な情報を与えるようなナビゲーション装置を提供することができる。
【０１１６】
次に、地図データ合成部４において生成される地図画面が、３次元景観である場合について説明する。ここで、生成される地図画面が３次元景観であっても、オブジェクト提示情報から作成されるオブジェクトおよび地図データ格納部３に格納されている地図データは、必ずしも３次元のデータである必要はない。そこでまず、地図データ合成部４が、オブジェクトモデル提示情報格納部６からは３次元のデータが入力され、地図データ格納部３からは２次元の地図データが入力されて、３次元景観の地図画面を生成する場合について説明する。
【０１１７】
図１６は、オブジェクトモデル提示情報格納部６からは３次元のデータが入力され、地図データ格納部３からは２次元の地図データが入力されて、鳥瞰図の地図画面を生成する、地図データ合成部４の詳細な構成について説明したブロック図である。
【０１１８】
図１６において、地図データ合成部４は、地図データ格納部３から２次元の地図データが入力されて鳥瞰図の形の地図データに変形する鳥瞰図データ変形部１４１と、オブジェクトモデル提示情報格納部６から３次元のデータが入力されて三次元のオブジェクトを作成する三次元オブジェクト作成部１４２と、鳥瞰図データ変形部１４１からのデータおよび三次元オブジェクト作成部１４２からのデータが入力されてそれらを合成する三次元データ合成部１４３とを含む。
【０１１９】
鳥瞰図データ変形部１４１は、地図データ格納部３から２次元の地図データが入力されて、鳥瞰図の形の地図データに変形する。２次元データから鳥瞰図を作成する方法については、例えば、「鳥瞰図地図表示ナビゲーションシステムの開発」（社団法人  自動車技術会  学術講演前刷集９６２  １９９６−５）等に開示されている。以下、２次元データから鳥瞰図を作成する方法について説明する。
【０１２０】
図１７は、二次元の地図データに対して透視投影変換を施して鳥瞰図を作成する方法を説明した図である。図１７において、Ｖ（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）は視点の座標を表す。Ｓ（Ｓｘ，Ｓｙ）はモニター上の鳥瞰図画像の座標を表す。Ｍ（Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚ）は２次元地図上の座標を表す。なお、地図データは二次元のデータであるから、Ｍｚは０である。Ｅ（Ｅｘ，Ｅｙ，Ｅｚ）は視点座標系で見た点Ｍの相対位置を表す。θは視線の見下ろし角を表し、φは視線の方向角を表す。ＤＳは視点と画面との間の理論的距離を表す。
【０１２１】
ここで、視点の座標Ｖ（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）と、視線の見下ろし角θと、視線の方向角φとを定めれば、２次元地図上の座標Ｍ（Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚ）に対して、鳥瞰図画像の座標Ｓ（Ｓｘ，Ｓｙ）を求めることができる。その算出式は、次式（２）のように表すことができる。
【０１２２】
【数１】
0004485097.tif 000002
鳥瞰図データ変形部１４１は、例えば上式（２）の計算を行って、地図データ格納部３から入力された２次元の地図データを、鳥瞰図の形の地図データに変形する。鳥瞰図の形に変形された３次元の地図データは、三次元データ合成部１４３へ入力される。
【０１２３】
また、三次元オブジェクト作成部１４２は、オブジェクトモデル提示情報格納部６から３次元のデータが入力されて、前述した図１１のステップＳ５５３における処理を行い、３次元のオブジェクトを作成する。生成されたオブジェクトは、三次元データ合成部１４３へ入力される。
【０１２４】
三次元データ合成部１４３は、入力された３次元地図データおよびオブジェクトのデータを合成する。図１８は、このようにして作成されたデータを表示器５が表示する場合の一例を示した図である。
【０１２５】
図１８において、鳥瞰図の形に表示された地図上には、走行中の自車を示す自車オブジェクト３３１と、後方の要注意車両を示す他車オブジェクト３３２と、危険性に関する属性に対応する要注意マークオブジェクト３３３とが配置されている。状況は、図１４の場合と同様であるので、説明は省略する。なお、図１８において、これらのオブジェクトは２次元のオブジェクトのように見えたとしても、これらは視点が変化することによってその形状が変化するような３次元のオブジェクトを表しているものとする。
【０１２６】
次に、オブジェクトモデル提示情報格納部６からは３次元のデータが入力され、地図データ格納部３からは２次元の地図データが入力されて、上述のような鳥瞰図とは異なる３次元景観の地図画面が生成される場合について説明する。
【０１２７】
図１９は、オブジェクトモデル提示情報格納部６からは３次元のデータが入力され、地図データ格納部３からは２次元の地図データが入力されて、鳥瞰図とは異なる３次元景観の地図画面を生成する、地図データ合成部４の詳細な構成について説明したブロック図である。
【０１２８】
図１９において、地図データ合成部４は、地図データ格納部３から２次元の地図データが入力されて３次元の地図データを生成する三次元地図データ作成部１４７と、オブジェクトモデル提示情報格納部６から３次元のデータが入力されて三次元のオブジェクトを作成する三次元オブジェクト作成部１４２と、三次元地図データ作成部１４７からのデータおよび三次元オブジェクト作成部１４２からのデータが入力されてそれらを合成する三次元データ合成部１４３とを含む。
【０１２９】
図１９において、三次元オブジェクト作成部１４２と、三次元データ合成部１４３とは、図１６における場合と同様の構成および動作を行う。したがって、これらの説明は省略し、以下、三次元地図データ作成部１４７の構成および動作について説明する。
【０１３０】
図２０は、三次元地図データ作成部１４７の詳細な構成を示したブロック図である。図２０において、三次元地図データ作成部１４７は、地図データ格納部３からは２次元の地図データが入力されて、高さおよび幅の情報を付与する高さ・幅情報付与部１４７１と、高さ・幅情報付与部１４７１からのデータが入力されて３次元のオブジェクトを作成する３次元ポリゴン作成部１４７２とを含む。
【０１３１】
高さ・幅情報付与部１４７１は、入力された二次元の地図データに含まれるリンクの種類（例えば、側道リンクや高架リンクなど）および分岐ノードの情報を利用し、典型的には所定のパターンをあてはめて、道路等の３次元形状を解析する。解析の結果から、高さ・幅情報付与部１４７１は、当該道路等の２次元データに対して、高さおよび幅の情報を付与し、３次元の地図データを生成する。
【０１３２】
３次元ポリゴン作成部１４７２は、高さ・幅情報付与部１４７１から３次元の地図データを入力され、一般的なポリゴン作成手法を用いて、３次元のオブジェクトを作成する。以上のように、図１９の地図データ合成部４は、鳥瞰図とは異なる３次元景観の地図画面を生成する。
【０１３３】
図２１は、３次元景観の地図画面上に、右側へ車線変更しようとしている要注意車両および変更方向を示す３次元のオブジェクトが表示される場合を例示した図である。図２１に示されるように、車線変更をしようとしている車両と変更方向を示す矢印のオブジェクトがそれぞれ表示されることによって、後方の車両が右側へ車線変更しようとしていることを直感的に把握することができる。
【０１３４】
次に、地図データ合成部４が、オブジェクトモデル提示情報格納部６からは２次元のデータが入力され、地図データ格納部３からは３次元の地図データが入力されて、３次元景観の地図画面を生成する場合について説明する。
【０１３５】
図２２は、オブジェクトモデル提示情報格納部６からは２次元のデータが入力され、地図データ格納部３からは３次元の地図データが入力されて、３次元景観の地図画面を生成する、地図データ合成部４の詳細な構成について説明したブロック図である。
【０１３６】
図２２において、地図データ合成部４は、オブジェクトモデル提示情報格納部６から２次元のデータが入力されて２次元のオブジェクトを作成する二次元オブジェクト作成部１４５と、二次元のオブジェクトデータが入力されて３次元座標に変換する二次元／三次元座標変換部１４４と、地図データ格納部３から３次元の地図データが入力され、二次元／三次元座標変換部１４４からの三次元のオブジェクトが入力されてそれらを合成する三次元データ合成部１４３とを含む。
【０１３７】
図２２において、二次元オブジェクト作成部１４５は、オブジェクトモデル提示情報格納部６から２次元のデータが入力されて、前述した図１１のステップＳ５５３における処理を行い、２次元のオブジェクトを作成する。
【０１３８】
具体的には、前述のように、オブジェクト提示情報に含まれる２次元の形状情報として、複数の画像ファイルが用意される。図２３は、オブジェクト提示情報に含まれる２次元の形状情報として用意された複数の画像ファイルを例示した図である。図２３において、複数の画像はそれぞれ、蛇行車画像と、バイク画像と、初心者マーク車画像との種類に分かれている。これらの画像の種類は、各オブジェクト提示情報に対応している。また、各種類の画像にはさらに、遠距離用と、中距離用と、近距離用とに分かれている。
【０１３９】
まず、二次元オブジェクト作成部１４５は、オブジェクト提示情報に対応する画像の種類を決定する。次に、二次元オブジェクト作成部１４５は、決定された画像の種類の中から、遠距離用の画像、中距離用の画像および近距離用の画像のいずれかを選択する。ここで、前述のように、オブジェクト提示情報には形状に関する情報としてオブジェクトの位置を表す位置情報が含まれる。当該位置情報は、３次元座標によって表されている。図２３において、遠距離用の画像と、中距離用の画像と、近距離用の画像は、オブジェクトの位置を表す３次元座標と視点座標との距離に従って決定される。したがって、典型的には、二次元オブジェクト作成部１４５は、オブジェクトの位置を表す３次元座標と視点座標との距離を計算して、当該距離が予め定められたどの距離の範囲に含まれるかを判別する。
【０１４０】
二次元／三次元座標変換部１４４は、生成された２次元のオブジェクトにおける２次元座標を、対応する前述した位置情報に基づいて３次元座標に変換する。変換された３次元のオブジェクトデータは、三次元データ合成部１４３へ入力される。
【０１４１】
三次元データ合成部１４３は、地図データ格納部３から３次元の地図データを入力される。三次元データ合成部１４３は、入力された地図データと、二次元／三次元座標変換部１４４から入力された３次元のオブジェクトデータとを合成して、３次元景観の地図画面を作成する。作成された３次元景観の地図画面は、表示器５によって表示される。
【０１４２】
また、以上のような構成によれば、二次元オブジェクト作成部１４５において作成された２次元のオブジェクトは、二次元／三次元座標変換部１４４において３次元のデータに変換された後、三次元データ合成部１４３において３次元の地図データと合成される。しかし、図２２の地図データ合成部４は、二次元／三次元座標変換部１４４が省略され、三次元データ合成部１４３に替えて二次元／三次元画像合成部が設けられるように構成されてもよい。ここで、二次元／三次元画像合成部は、二次元オブジェクト作成部１４５において作成された２次元のオブジェクトを３次元景観の地図画面上に貼り付ける形で合成する。具体的には、二次元／三次元画像合成部は、３次元の地図データをスクリーン座標へ変換して３次元景観の地図画面を生成し、２次元のオブジェクトのスクリーン座標を計算して、生成された３次元景観の地図画面に対して２次元データのまま合成する。このように構成すれば、視点の移動に従って、オブジェクトの形が変形することなく、常に画面に対して平行に表示される。したがって、視認性のよいオブジェクト表示を行うことができる。
【０１４３】
図２４は、図２２の地図データ合成部４によって作成された３次元景観の地図画面を例示した図である。図２４に示されるように、図の中央には、自車を示すオブジェクトが表示され、その右下方へ配置された道路上に蛇行車両を示すオブジェクトが表示されている。表示されている蛇行車両を示すオブジェクトは、前述のように視点座標との距離に従って、画面手前に近づくほど大きく表示されている。したがって、２次元のオブジェクトが用いられる場合であっても、３次元景観上においてドライバに奥行きを感じさせることができる。
【０１４４】
最後に、地図データ合成部４が、オブジェクトモデル提示情報格納部６からは２次元のデータが入力され、地図データ格納部３からは２次元の地図データが入力されて、３次元景観の地図画面を生成する場合について説明する。
【０１４５】
このような３次元景観の地図画面を生成する地図データ合成部４は、図２２の地図データ合成部４に対して、図１６における鳥瞰図データ変形部１４１または図１９における三次元地図データ作成部１４７をさらに含むように構成すれば、前述と同様の構成部を用いて構成することができる。
【０１４６】
すなわち、以上のような地図データ合成部４は、オブジェクトモデル提示情報格納部６から２次元のデータが入力されて２次元のオブジェクトを作成する二次元オブジェクト作成部１４５と、二次元のオブジェクトデータが入力されて３次元座標に変換する二次元／三次元座標変換部１４４と、地図データ格納部３から２次元の地図データが入力されて鳥瞰図の形の地図データに変形する鳥瞰図データ変形部１４１または３次元の地図データを生成する三次元地図データ作成部１４７と、鳥瞰図データ変形部１４１または三次元地図データ作成部１４７からの３次元地図データおよび二次元／三次元座標変換部１４４からの三次元のオブジェクトデータが入力されてそれらを合成する三次元データ合成部１４３とを含む。このような地図データ合成部４における各構成部の動作は前述と同様であるので、説明を省略する。
【０１４７】
以上のように、地図データ合成部４がオブジェクトモデル提示情報格納部６から２次元のデータを入力されて３次元景観の地図画面を生成する場合には、オブジェクトモデル提示情報格納部６は、３次元データよりもデータ量の少ない２次元データを格納する。したがって、オブジェクトモデル提示情報格納部６は、一定の容量であれば、３次元データを格納する場合よりも多くの種類のオブジェクトデータを格納することができ、同種のデータを格納する場合であれば、容量を少なくすることができる。
【０１４８】
さらに、地図データ合成部４がオブジェクトモデル提示情報格納部６から２次元のデータを入力されて３次元景観の地図画面を生成する場合には、ドライバは２次元のオブジェクトが用いられていても、直感的に情報を把握することができる。例えば、ドライバが道路を走行中であって、後方に蛇行車両などが走行している場合には、３次元景観の地図画面において蛇行車両が走行していることを示すオブジェクトが表示されることによって、ドライバは直感的に情報を把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４９】
【図１】  本発明の一実施形態に係る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】  一般的なコンピュータシステムにおいて実現された図１におけるナビゲーション装置の構成を示した図である。
【図３】  本ナビゲーション装置の基本的な処理の流れを表したフローチャートである。
【図４】  サブルーチンステップＳ５４の詳細な処理を示すフローチャートである。
【図５】  障害物検出部８が外部状況情報を作成する基本的な処理の流れを表したフローチャートである。
【図６】  サブルーチンステップＳ１２０の詳細な処理の流れを表したフローチャートである。
【図７】  サブルーチンステップＳ１３０の詳細な処理の流れを表したフローチャートである。
【図８】  サブルーチンステップＳ１４０の詳細な処理の流れを表したフローチャートである。
【図９】  要注意状況と要注意車両との関係を模式的に表した表である。
【図１０】  運転支援情報の内容を例示した模式図である。
【図１１】  サブルーチンステップＳ５５の詳細な処理を示すフローチャートである。
【図１２】  ２次元景観を作成する場合における地図データ合成部４の詳細な構成を示した図である。
【図１３】  表示器５が表示する場合の一例を示した模式図である。
【図１４】  表示器５が表示する地図画面の別例を示した模式図である。
【図１５】  表示器５が表示する地図画面のさらなる別例を示した模式図である。
【図１６】  鳥瞰図の地図画面を生成する、地図データ合成部４の詳細な構成を示した説明したブロック図である。
【図１７】  二次元の地図データに対して透視投影変換を施して鳥瞰図を作成する方法を説明した図である。
【図１８】  生成された鳥瞰図の地図画面を表示器５が表示する場合の一例を示した図である。
【図１９】  鳥瞰図とは異なる３次元景観の地図画面を生成する、地図データ合成部４の詳細な構成について説明したブロック図である。
【図２０】  三次元地図データ作成部１４７の詳細な構成を示したブロック図である。
【図２１】  ３次元景観の地図画面上に、右側へ車線変更しようとしている要注意車両および変更方向を示す３次元のオブジェクトが表示される場合を例示した図である。
【図２２】  オブジェクトモデル提示情報格納部６からは２次元のデータが入力され、地図データ格納部３からは３次元の地図データが入力されて、３次元景観の地図画面を生成する、地図データ合成部４の詳細な構成について説明したブロック図である。
【図２３】  オブジェクト提示情報に含まれる２次元の形状情報として用意された複数の画像ファイルを例示した図である。
【図２４】  図２２の地図データ合成部４によって作成された３次元景観の地図画面を例示した図である。
【符号の説明】
【０１５０】
２  入力部
３  地図データ格納部
４  地図データ合成部
５  表示器
６  オブジェクトモデル提示情報格納部
７  外部状況監視部
８  障害物検出部
９  位置検出部
１０  経路選出部
１１  誘導部
１４１  鳥瞰図データ変形部
１４２  三次元オブジェクト作成部
１４３  三次元データ合成部
１４４  三次元座標変換部
１４５  二次元オブジェクト作成部
１４６  二次元データ合成部
１４７  三次元地図データ作成部
３０１、３１１、３２１、３３１  自車オブジェクト
３０２、３１２、３２２、３３２  他車オブジェクト
３０３  矢印オブジェクト
３１３、３３３  要注意マークオブジェクト
３２３  蛇行マークオブジェクト
３２４  吹き出しオブジェクト
３４２  ＣＰＵ
３４３  ＲＯＭ
３４４  ＲＡＭ
３４５  出力部
３４６  入力部
３４８  外部状況監視部
３４９  位置検出部
５５１  車両ＩＤ
５５２  車種情報
５５３  色情報
５５４  相対位置
５５５  危険性に関する属性
１４７１  高さ・幅情報付与部
１４７２  三次元ポリゴン作成部
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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