(57)【要約】装置が、スキャンラインに沿って延びる画像の部分のみを含むスキャンラインデータを経路の画像から抽出し、このデータを、ナビゲート可能ネットワークにおいて前記経路に沿って移動する前記装置の位置に関する各位置データと共にメモリに格納するために提供される。このスキャンライン及び位置データは、例えばデジタル地図のリアルなビューの生成用に、ネットワークにおける複数の装置から取得されて計算装置へ送信されうる。
2017528772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続的に経路データを生成する方法であって、
ナビゲート可能ネットワークにおいて経路に沿って移動する撮像装置の位置に関する位置データフィードを受信することと、
前記経路のビューを取得するために前記経路に沿って進みながら前記撮像装置を使用して撮像された前記経路の画像を受信することと、
前記画像からスキャンラインデータを抽出することであって、画像の前記スキャンラインデータは所定の形状のスキャンラインに沿って延びる所定の幅の前記画像の線形部分を含む、前記抽出することと、
前記スキャンラインの各位置データと共に前記スキャンラインデータをメモリに格納することであって、前記位置データは前記位置データフィードに基づくものである、前記格納することと、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記経路のデジタル地図のリアルビューの生成に前記経路データを使用することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記経路の前記ビューの消失点の位置を監視することと、前記消失点に対する所定の位置に前記スキャンラインを配置することとを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記撮像装置は車両に位置しており、前記方法は、
前記経路のビューにおける車両用フードの外形に対応するフードラインを監視することと、
前記経路のビューの消失点の位置を監視することと、
前記スキャンラインが前記消失点及び前記フードラインの間にあって且つ前記フードラインと実質的に交差しないように、前記フードライン及び前記消失点に対する所定の位置に前記スキャンラインを配置することと、
を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項５】
フードラインを監視することは、
前記カメラが１つ以上の特徴に向かって移動しながら前記経路の連続画像間で下向きに移動する前記経路の複数の画像に示される前記特徴を追跡することと、
前記カメラの視野に示される前記移動する特徴の最下位置を監視することと、
前記監視された最下位置に基づいてフードラインを判定することと、
を備えることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
消失点の位置を監視することは、
前記位置データフィードにそれぞれ基づく第１及び第２の位置での移動方向における第１及び第２の方角を監視することと、
前記監視された第１及び第２の方角に従って前記第１及び第２の位置の間を実質的に直線に前記装置が移動したかどうかを算出することと、
前記移動方向における前記経路のビューにおいて２つ以上の直線の道路ラインを監視することと、
前記道路ラインの交差位置を算出することと、
前記装置が前記第１及び第２の位置の間で実質的に直線に移動すると算出された場合に、前記経路のビューにおける前記消失点として前記交差位置を出力することと、
を備えることを特徴とする請求項３乃至５の何れか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記スキャンラインの前記所定の位置は、動的に判定されるか、あるいは、固定位置にあることを特徴とする請求項３乃至６の何れか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記スキャンラインは、前記消失点の下で、少なくとも６０度、より好ましくは９０度の角度に対するものであることを特徴とする請求項３乃至７の何れか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記スキャンライン又はその少なくとも一部は、長方形、視野に渡って実質的に延びる略水平直線、弧、及び楕円のうちの１つであることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記経路の画像は、前記撮像装置から取得されるビデオフィードから一定のフレームレートで撮像されることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記フレームレートは１フレーム／秒と３０フレーム／秒との間であることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記撮像は、前記位置データフィードに基づき前記経路に沿った所定の撮像距離に従ってトリガされることを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記所定の撮像距離は等距離であることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記所定の撮像距離は０．１メートルと５メートルとの間であることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記位置データフィードに従って前記撮像装置の速度を監視することを含み、前記速度では、前記所定の撮像距離で前記経路の画像を撮像するために必要とされるフレームレートが前記カメラの最大フレームレートを超過する場合、前記画像からの１つ以上の追加スキャンラインからスキャンラインデータを取得することを含み、各追加スキャンラインデータの位置は所定の撮像距離で前記経路のビューをカバーするように判定されることを特徴とする請求項１乃至１４の何れか１項に記載の方法。
【請求項１６】
メモリに格納された前記スキャンラインデータの前記各位置データは、前記位置データフィードから取得される前記装置自体と、前記スキャンラインにより示される前記経路の位置との間の遠位分離を示すことを特徴とする請求項１乃至１５の何れか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記位置データフィードは、ナビゲーション衛星システム受信機から取得されることを特徴とする請求項１乃至１６の何れか１項に記載の方法。
【請求項１８】
各位置データと共に前記スキャンラインデータを１つ以上のサーバへアップロードすることを含むことを特徴とする請求項１乃至１７の何れか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記スキャンラインを前記経路の概観画像に集約することを含むことを特徴とする請求項１乃至１８の何れか１項に記載の方法。
【請求項２０】
前記概観画像中の経路特徴を特定することを含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記経路特徴は、車線の数、車線案内インジケータ、道路工事、道路標識、色、木、トンネル、橋及び天気のうちの１つ以上を含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
連続的に経路データを生成する装置であって、
ナビゲート可能ネットワークにおいて経路に沿って移動する撮像装置の位置に関する位置データフィードを受信する手段と、
前記経路のビューを取得するために前記経路に沿って進みながら前記撮像装置を使用して撮像された前記経路の画像を受信する手段と、
前記画像からスキャンラインデータを抽出する手段であって、前記スキャンラインデータは所定の形状のスキャンラインに沿って延びる所定の幅の前記画像の線形部分を含む、前記抽出する手段と、
前記スキャンラインの各位置データと共に前記スキャンラインデータをメモリに格納する手段であって、前記位置データは前記位置データフィードに基づくものである、前記格納する手段と、
を備えることを特徴とする装置。
【請求項２３】
前記撮像装置のチルトを監視するように構成された少なくとも１つの加速度計をさらに含み、前記装置は前記監視されたチルトに従って前記スキャンラインの位置を調節するように構成されることを特徴とする請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記カメラの振動を検出するように構成された少なくとも１つの加速度計を更に備え、前記装置は前記振動から生じる前記画像のアーチファクトを補正するように構成されることを特徴とする請求項２２又は２３に記載の装置。
【請求項２５】
ナビゲート可能ネットワークを表すデジタル地図を維持する方法であって、
１つ以上のモバイル装置から受信された前記ナビゲート可能ネットワークにおける経路のビューのスキャンラインデータ及び前記スキャンラインデータの関連位置データにアクセスすることと、
前記スキャンラインデータから経路特徴を特定することと、
前記特定された経路特徴を使用して前記デジタル地図を更新することと、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項２６】
前記スキャンラインデータを前記経路の概観画像に集約することと、前記概観画像から経路特徴を特定することとを含むことを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記経路特徴は、車線の数、車線案内インジケータ、道路工事、道路標識、色、木、トンネル、橋及び天気のうちの１つ以上を含むことを特徴とする請求項２５又は２６に記載の方法。
【請求項２８】
ナビゲート可能ネットワークを表すデジタル地図を維持する装置であって、
１つ以上のモバイル装置から受信された前記ナビゲート可能ネットワークにおける経路のビューのスキャンラインデータ及び前記スキャンラインデータの関連位置データにアクセスする手段と、
前記スキャンラインデータから経路特徴を特定する手段と、
前記特定された経路特徴を使用して前記デジタル地図を更新する手段と、
を備えることを特徴とする装置。
【請求項２９】
ナビゲート可能ネットワークにおける経路のリアルなビューを作成する方法であって、
前記ナビゲート可能ネットワークの少なくとも一部に沿った経路を示すデータを受信することと、
１つ以上のモバイル装置から受信された前記経路のビューのスキャンラインデータにアクセスすることと、
前記経路に沿った前記ビューのシミュレーションを作成するために前記スキャンラインデータを集約することと、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項３０】
ナビゲート可能ネットワークにおける経路のリアルなビューを作成する装置であって、
前記ナビゲート可能ネットワークの少なくとも一部に沿った経路を示すデータを受信する手段と、
１つ以上のモバイル装置から受信された前記経路のビューのスキャンラインデータにアクセスする手段と、
前記経路に沿った前記ビューのシミュレーションを作成するために前記スキャンラインデータを集約する手段と、
を備えることを特徴とする装置。
【請求項３１】
選択的に非一時的コンピュータ可読媒体で具体化される、装置の１つ以上のプロセッサにより実行される場合に前記装置に請求項１乃至２１、２５乃至２７、及び２９の何れか１項に記載の方法を実行させる命令を含むコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、経路データを連続的に生成する方法及びシステムに関するものである。本発明の例示的な適用は、経路のデジタル地図のリアルなビューの生成にある。他の例示的な適用は、例えば車線分離帯、出口矢印等の道路標示の判定、及び、車線にいる車両の位置の判定を含む。
【背景技術】
【０００２】
デジタル地図の生成用に正確な経路データに対する継続的な需要がある。専用ポータブル衛星ナビゲーション装置、車載ナビゲーションシステム、及び、全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機及びマッピングソフトウェアを組み込んだスマートフォン等のポータブルナビゲーション装置（ＰＮＤ）が普通になっている。これらの装置は、遠隔に格納されて無線ネットワークを介してアクセスされてもよい、あるいは、装置上にローカルに格納されてもよい、デジタル地図を使用してナビゲーション命令を提供する。これら地図は、道路、高速道路又は経路等のナビゲート可能ネットワークにおける様々な経路の存在及び場所に関する比較的信頼できる情報を一般的に有する。経路情報は、（ＧＰＳプローブデータを使用して通常検出される）経路のセンターラインの位置を正確に示すノードのシーケンスとしてデジタル地図データベースに現在一般的に格納され、そのビューは例えばスプライン関数を使用してノードを結合することにより生成され、それはＰＮＤが移動中に進行するラインとして経路のシンプルビューをレンダリングするために使用可能である。しかしながら、これらの地図リソース及びビューは、道路上の車線数又は道路標識の内容等のより詳細な情報がしばしば不足している。さらに、最新の経路のリアルなビューを構築するために、これらのデジタル地図へ追加の情報を含めるための願望がある。これらの装置の普及が今まで進み、道路レイアウトが変化し続けるので、最良の利用精度に地図を更新するためにより多くのデータが絶え間なく必要である。
【０００３】
デジタル地図の詳細ビューを生成するために使用される経路データの潜在ソースは地球の衛星画像である。この技術は、デジタル地図を構築するための道路の場所又は “経路”を特定する際に、及び、これら経路のビューを提供する際に、比較的正確である。しかしながら、衛星画像は、それに対して様々な不利な点を有する。その性質上、衛星は上方から経路のビューを提供できるのみである。トンネル、木、橋、雲等の介在物の存在により曖昧となる経路のエリア、又は、道路標識等の上方から視認可能ではない特徴又は利用可能であるよりも高解像度を必要とする特徴は、撮像されないだろう。これらの画像は、実際に取得するには一般的にコスト高であり且つ時間もかかるので、めったに更新されない。
【０００４】
政府又は地方自治体等のサードパーティは、経路データの更なる潜在源である。これらのパーティは地図メーカに新規経路の存在、道路工事の存在又は地図上の様々な他の特徴を通知するかもしれない。しかしながら、そうしたデータは、通常信頼性が低く、しばしば利用可能ではなく、一般的に経路のビューを提供することはない。
【０００５】
経路データはモバイルマッピング車両からも収集されうる。これらの車両は、ストリートビュー（商標）画像の作成においてＧｏｏｇｌｅ（商標）により多数使用されている。いくつものカメラが取り付けられた移動バンを使用して経路の多数の画像が３６０度ビューにわたって取得される。デジタル地図において経路のリアルなビューを構築するように、位置データがＧＰＳデータから取得されて、これらの画像と融合される。モバイルマッピング車両は、衛星画像から利用可能であるよりも高レベルの詳細度で経路の路側ビューを提供することができるが、２つの他の不利な点を衛星画像と共有する。すなわち、画像が取得されることにより高コスト且つ時間がかかる点である。これは、実際、取得された経路データもすぐに古くなり、めったに更新されないことを意味する。
【０００６】
それ故、従来技術の上述の制限を克服する詳細な且つ最新のデジタル地図のビューの生成用の経路データを取得する代替手段が必要である。
【０００７】
本発明の第１の態様によると、連続的に経路データを生成する方法であって、
ナビゲート可能ネットワークにおいて経路に沿って移動する撮像装置の位置に関する位置データフィードを受信することと、
前記経路のビューを取得するために前記経路に沿って進みながら前記撮像装置を使用して撮像された前記経路の画像を受信することと、
前記画像からスキャンラインデータを抽出することであって、前記スキャンラインデータはスキャンラインに沿って延びる画像の一部のみを含む、前記抽出することと、
前記スキャンラインの各位置データと共に前記スキャンラインデータをメモリに格納することであって、前記位置データは前記位置データフィードに基づくものである、前記格納することと、
を備える方法が提供される。
【０００８】
本発明は、前記方法を実行する装置、選択的にはポータブルナビゲーション装置にも及ぶ。
【０００９】
従って、本発明の第２の態様によると、連続的に経路データを生成する装置であって、
ナビゲート可能ネットワークにおいて経路に沿って移動する撮像装置の位置に関する位置データフィードを受信する手段と、
前記経路のビューを取得するために前記経路に沿って進みながら前記撮像装置を使用して撮像された前記経路の画像を受信する手段と、
前記画像からスキャンラインデータを抽出する手段であって、前記スキャンラインデータはスキャンラインに沿って延びる画像の一部のみを含む、前記抽出する手段と、
前記スキャンラインの各位置データと共に前記スキャンラインデータをメモリに格納する手段であって、前記位置データは前記位置データフィードに基づくものである、前記格納する手段と、
を備える装置が提供される。
【００１０】
この更なる態様における本発明は、相互に矛盾しない程度に本発明の第１の態様に関して記載された特徴の何れか又は全てを含んでもよく、その逆もまた同じである。従って、ここで明示的に述べられていなくても、本発明のシステムは、記載の方法のステップの何れかを実行する手段を備えてもよい。
【００１１】
方法のステップの何れかを実行する手段は、そうするように構成された、例えばプログラムされた、１つ以上のプロセッサのセットを備えてもよい。所与のステップは、任意の他のステップに対して同一又は異なるセットのプロセッサを使用して実行されてもよい。任意の所与のステップはプロセッサのセットの組み合わせを使用して実行されてもよい。
【００１２】
それ故、本発明の第３の態様によると、連続的に経路データを生成する装置であって、
１つ以上のプロセッサと、
１つ以上の前記プロセッサにより実行された場合に、前記装置に、
ナビゲート可能ネットワークにおいて経路に沿って移動する撮像装置の位置に関する位置データフィードを受信させ、
前記経路のビューを取得するために前記経路に沿って進みながら前記撮像装置を使用して撮像された前記経路の画像を受信させ、
前記画像からスキャンラインデータを抽出させ、
前記スキャンラインの各位置データと共に前記スキャンラインデータをメモリに格納させる
命令を含むメモリと、を備え、
前記スキャンラインデータはスキャンラインに沿って延びる画像の一部のみを含み、
前記位置データは前記位置データフィードに基づくものである
装置が提供される。
【００１３】
それ故、上述した従来技術の制限を克服した、経路データを取得する新規の装置が提供される。ポータブルナビゲーション装置（ＰＮＤ）の形式でありうる装置であって、スキャンラインの使用により可能にされるように、ネットワークを介して効率的な方法で通信されうる視覚経路データを受動的に収集するために使用できる装置が提供される。このネットワーク内で複数の装置が提供されてもよく、各装置は経路データの潜在フィードを提供する。これは、極めて効率的な方法で、効果的にはクラウドソーシングによって、視覚経路データの受動的な大量収集を可能にする。スキャンラインデータにより提供される視覚経路データは、例えばデジタル地図における経路のリアルなビューを生成する際に使用可能である。装置により生成された経路データは処理されて、ネットワークを通じて利用可能なデータの質及び量を強化するために、中央サーバにおけるリアルなビューのシミュレーション／生成等により、やがては他の装置と共有されてもよい。これは、経路のリアル且つ最新のビューのレンダリングに特に役立つものである。
【００１４】
経路データは、例えば装置内外のナビゲーション衛星受信機、例えばＧＰＳ受信機により取得されてもよい位置データフィードから得られる位置データを含む。経路データは、本質的には、装置が経路に沿って進むにつれてスキャンラインに沿って延びる経路の画像の抽出であるスキャンラインデータを更に含む。道路又は 前方の“経路”、又は潜在的には後方且つ経路の方向に沿って撮像するように移動方向に位置合わせされた、あるいは、少なくとも略位置合わせされた撮像装置、例えばカメラによって画像が好適に取得される。これは、例えば、カメラ（又は他の類似装置）がＰＮＤの背面（ディスプレイの反対側）に提供され、ＰＮＤが車両のフロントガラスに取り付けられる時のケース、典型的にはスマートフォン利用のケースである。あるいは、これらの画像は、車載ナビゲーションシステムが考えられるように、装置の外側にあるが電気的に装置と通信するカメラ（又は他の類似装置）を使用して撮像されうる。スキャンラインデータ及びスキャンラインの各位置データは共にメモリに格納される。わずかな位置ズレが、経路の一部がビューである限り、ソフトウェアを使用して説明されうる。
【００１５】
従来、通常車両における計算装置は、移動中に経路の複数の画像を取得するために、無線ネットワークを介してサーバへ当該データをアップロードするために、あるいは、後にアップロードされるようにローカルに当該情報を格納するために、必要な処理能力（例えば高速プロセッサ、大きなメモリ及び高速ネットワーク接続へのアクセス）が不足しているので、非専門マッピング車両から視覚経路データを取得することが可能であるとは考えられていなかった。本発明は、格納且つ送信されるデータの全体量を十分に低減するように、経路の画像から抽出されるべき画像データの知的選択を行うことにより、こうした制限を克服する。このようにして、高圧縮且つ極めて効率的な方法で（本発明に従った装置を含む）車両が経路に沿って進むにつれて経路の詳細写真が構築されうる。
【００１６】
例えばＰＮＤで、カメラにより撮像されたビューの全領域の各画像は、大よそ１メガバイトのデータを通常含み、この送信は経路に沿った進行のビデオフィードの極めて高いアップロード帯域幅及び大容量データ転送を必要としており、そのことがこれを非実用的にしている。代わりに、スキャンラインに沿って延びる画像の一部（又は小部分）のみから画像データを抽出するように、スキャンラインデータが前記画像から得られる。従って、画像のスキャンラインデータは、所定の形状のスキャンラインに沿って延びる所定の幅の画像の線形部分を好適には含み、通常はそれから成る。このスキャンラインデータは、例えば１キロメートルの長さの道路について収集されて、関連経路情報を失うこと無くＪＰＥＧ圧縮を使用してグレースケールの１０キロバイトに圧縮されうる。従って、１００から１５０枚の画像で通常カバーされうる１００キロメートルの経路は、わずか１メガバイトのデータに格納されうる。このデータは、関連する位置データと共に、（当該装置を運ぶ）車両上に、例えばＰＮＤ自体に、すぐにローカルに格納されて、例えば移動中に、あるいは、ＷｉＦｉ等の低コスト代替手段が利用可能になった後の時間に、携帯通信ネットワークを通じてサーバへアップロードされてもよい。さらに、撮像装置がナビゲーション装置の一部を形成する場合、この経路データの取得、格納及び送信は、ナビゲーション装置のパフォーマンスに影響を与えず、よってユーザの注意を必要とせずに効果的に起こりうる。
【００１７】
通常車両、すなわち非専門マッピング車両と関連付けられた装置を使用して経路データが取得されうるシステムを提供することによって、経路データがクラウドソース化されうる。車両と関連付けられた装置は、撮像装置を含むかあるいは撮像装置からのフィードを受信する、任意の装置を含みうる。例えば、撮像装置は、例えば駐車補助装置等として車両に組み込まれるか、あるいは、車両に取り付けられる市販品でありうる。他の実施形態では、撮像装置は例えばスマートフォン又はＰＮＤの形式で計算装置と一体化されうる。これは、例えば、ＰＮＤユーザが、デジタル地図の質を改良するために、処理されて後に彼らに返されてもよい、あるいは、他のＰＮＤユーザと共有されてもよい経路データを生成できることを意味する。そのようにして経路データをクラウドソーシングすることにより、経路データは、コストのかかる衛星画像又はモバイルマッピング車両を必要とすること無しに容易且つ効率的に取得されてもよい。前記経路データを使用して組み込まれるナビゲート可能ネットワークの地図は、例えばＰＮＤ等の通信装置のネットワークから連続的に（継続的に）更新されうる。よって、これらの地図は、経路の変化に、例えば道路工事の存在、車線レイアウトの変更等に、迅速に対応できる。取得される経路データは、車線の数、道路標識、道路の色、木及び他の視覚特徴等のスキャンライン画像から特定されてもよい経路に対する追加の視覚情報を取得するためにも処理されうる。この追加データは、ユーザに利用可能な体験全体を強化する経路のリアルで最新のビューをマッピングプロバイダが生成するのを助ける。
【００１８】
経路データがリアルなビューの生成に特に役立つために、スキャンラインは経路のビューにわたって延びるように構成される。装置に、経路のビューにおける車両フードの外形に対応するフードラインを監視させ、経路のビューにおける消失点の位置を監視させ、且つ、フードライン及び消失点に対して所定の位置にスキャンラインを配置させる、さらなる利益が認識される。このプロセスは、リアルなビューの生成に役立つかもしれない経路の情報を含む画像の一部に渡ってスキャンラインが伸びる（及ぶ）ように、効果的にスキャンライン位置を校正（キャリブレーション）する。純粋に車両フードの周辺にあるスキャンラインを取得することは、結果が役立たないものになる可能性がある。同様に、車線検出が意図される場合には水平線より上にあるスキャンラインを取得することは望ましくないが、天気又は張出道路標識の検出が意図される場合にこれは役立つだろう。ラインスキャンの着目エリアは、好適には（ボンネットとしても既知である）車両フードと、水平線との間にあり、前方の道路のビューが抽出される。このようにして、装置は、最も役立つデータを撮像するために自動的且つ動的にスキャンライン位置を校正する。
【００１９】
ナビゲート可能ネットワークにおいて経路に沿って移動するポータブルナビゲーション装置の位置に関する位置データフィードを受信するステップは、位置データフィード受信機により好適に実行される。さらに、前記画像における経路のビューを取得するために装置が経路に沿って進行するにつれて、移動方向に位置合わせされたカメラを使用して撮像された画像を受信するために画像受信機が提供されてもよい。位置データフィード受信機と画像受信機との両方又はどちらかは、実際にはハードウェア、ソフトウェア又は両者の混合であってもよい。
【００２０】
カメラが１つ以上の特徴に向かって移動するにつれて経路の連続画像間で下方に移動する経路の画像に示される前記特徴を追跡し、カメラの視野に示される前記移動する特徴の最下位置を監視し、前記監視された最下位置に基づいてフードラインを判定する、ことによってフードラインが好適に監視される。
【００２１】
あるいは又は更に、フードラインを監視することは、フロントガラスのワイパー又はダッシュボード等の経路のビューを遮るかもしれない様々な他の特徴を監視することを含んでもよい。存在する場合、これらの特徴の外形が検出されてもよく、検出された“フードライン”の一部を形成してもよい。フードライン下の、すなわち経路のビューを含まない、画像内の画素が無視されるように画像マスクが適用されてもよい。いくつかのケースでは、画像中にフードラインが存在しないものと判定されて、従って想定フードラインが画像の底部に設定されてもよい。消失点も監視されてもよく、スキャンラインがフードライン及び消失点に対して所定の位置に好適に配置されてされてもよい。このプロセスは、装置の初期化に応じて行われてもよく、スキャンラインが最適位置又は意図される位置にあることを保証するために装置（又は装置と関連付けられた車両）が経路に沿って移動する間に、例えばタイマーで又は位置データフィードに基づいて繰り返されることができる。当該プロセスを繰り返すことは、例えばＰＮＤ等の装置を操作するユーザから又は道路における隆起の衝撃による振動又は非慣性力から生じるかもしれないカメラの可能性のある移動を補償するために望まれる。
【００２２】
消失点の位置を知ることは、スキャンラインの位置を判定する時や前記スキャンラインを解釈する時に役に立つ。道路シーンの消失点の検出は、垂直に近い複数の道路ラインを判定してそれらの交差を計算することにより実施されうる。より好適には、消失点の位置を監視することは、前記位置データフィードにそれぞれ基づく第１及び第２の位置での移動方向における第１及び第２の方角を監視することと、前記監視された第１及び第２の方角に従って前記第１及び第２の位置の間を実質的に直線に前記装置が移動したかどうかを算出することと、前記移動方向における前記経路のビューにおいて２つ以上の直線道路ラインを監視することと、前記道路ラインの交差位置を算出することと、前記装置が前記第１及び第２の位置の間で実質的に直線に移動すると算出された場合に、前記経路のビューにおける前記消失点として前記交差位置を出力することとを含む。第１及び第２の位置は、好適には移動方向に５０メートルだけ遠位に間隔を空けられる。道路標示を使用する消失点検出技術は、直線道路又は略直接道路について検出される消失点を受け付けることのみによって、位置情報を使用することに応じて改良されうる。
【００２３】
ＰＮＤ上に設けられたユーザインタフェースを通じてこれらの特徴をユーザが特定することを可能にすることによって消失点及びフードラインの位置を判定することも可能である。手順を単純化するためにこれに加えて標準オブジェクト認識技術が使用でき、あるいは、例えば上述したような画像（又はオブジェクト）処理技術が消失点及びフードラインの位置を判定するために使用できる。
【００２４】
前記スキャンラインの前記所定の位置は、好適には高レベルな詳細度で経路の広範なビューに渡って延びており、動的に判定されるか、あるいは、固定位置にあるかのどちらかである。これにより、経路の最適ビューが各スキャンラインにより抽出されることが可能となる。経路の画像においてスキャンラインの適切な高さを選択することが重要である。車両フードより上の最下位置が、最も幅が広く且つ最も位置が正確なレーン標示となるが、視野は小さくなる。画像中の上の方のラインでの記録により、より多くの概観（潜在的にはより多くのレーン）を提供するが、詳細度は失うことになる。最適なソリューションが好適には両者の間のどこかにある。
【００２５】
最適位置を判定することは、多数の方法で実行できる。位置を動的に判定することは、経路に沿ってカメラにより取得された画像を解析すること（水平線消失点又はフードラインのどちらかを監視することを含む）と、前記解析に従ってスキャンラインを位置決めすることとを含む。これは、必要に応じて調整が行われながら、装置（又は当該装置を組み込んだ車両）が経路に沿って進行しながら定期的に実行されてもよい。例えば、カメラが移動したため、あるいは、前方の道路のビューにおける急な坂のために、経路のビューが十分に変化した時に装置が対応するようにすることが望まれる。あるいは、必要な処理能力を低減するために、又は、画像解析の結果が確定的ではない場合に、画像における予め定められた位置（例えば画像の中段水平線）で予め定められた形状としてスキャンラインが選択されてもよい。好適には、前記スキャンラインの前記所定の位置は、前記消失点及び前記フードラインの間にあって、前記フードラインと実質的に交差しない。さらに、好適には、前記スキャンラインは、前記消失点の下で、少なくとも６０度、より好ましくは少なくとも９０度の角度に対するものである。
【００２６】
一例では、前記スキャンラインは、前記視野に渡って実質的に延びる略水平直線である。この構成は、例えば単純なレーン情報が望まれる場合に利点がある。これは必ずしも単なるオプションではないが、追加の経路データ及び異なる眺望が様々な異なる形状の開又は閉ラインを使用して取得されてもよい。例えば、スキャンラインは、（正方形を含む）長方形、弧、（円を含む）楕円、又はＵ字形のボックスであってもよい。別の実施形態では、前記スキャンラインは、消失点から下方に延びる放射状のラインと実質的に接線方向に交差し、好適には消失点から上方、左及び右に延びる放射状のラインと実質的に接線方向に交差もする。スキャンラインは、通常１画素の“厚さ”又は“幅”であるが、カメラの解像度に依存して、これよりも大きくすることもできる。
【００２７】
スキャンラインがＵ字形状のボックスである一実施形態では、例えば以下で詳細に議論されるようにスキャンライン同士が結合される場合にスキャンラインが各々実質的に同じ寸法を有するように、好適にはボックスの底部は各撮像画像について同じ幅を有する。
【００２８】
スキャンラインが楕円である一実施形態では、楕円は、消失点の周囲に及ぶように、且つフードラインと実質的に交差しないように配置されてもよい。
【００２９】
経路の画像は、カメラから取得されるビデオフィードから通常一定のフレームレートで撮像される。前記フレームレートは好適には１フレーム／秒と３０フレーム／秒との間である。より高フレームレートが望ましく、好適にはフレームレートは可変であってもよく、例えば、撮像は、位置データフィードに基づき経路に沿った所定の撮像距離に従ってトリガされる。これら所定の撮像距離は好適には等距離であり、さらに好ましくは０．１メートルと５メートルとの間である。撮像がトリガされる所定の遠位間隔のサイズは所望の経路データの性質に依存してもよい。より短い距離は詳細度の増加をもたらすが追加のメモリを必要とする。より長い遠位間隔が選択されるなら、道路上にペイントされている矢印等の、任意の特徴が見逃されてしまうかもしれない。しかしながら、これは、例えばＰＮＤ等の多数の装置から取得される経路データの統計解析により、ある程度補正できる。
【００３０】
装置は、前記位置データフィードに従って前記装置の速度を監視し、前記速度では、前記所定の撮像距離で前記経路の画像を撮像するために必要とされる前記フレームレートが前記カメラの最大フレームレートを超過する場合、前記画像からの１つ以上の追加スキャンラインからスキャンラインデータを取得するようにさらに構成され、各追加スキャンラインデータの位置は所定の撮像距離で前記経路のビューをカバーするように判定される場合に、特定の利益が認識される。従って、カメラの最大フレームレートが、経路に沿った所望の場所で取得された個々の画像から単一のスキャンラインを取得するには低すぎる場合、等距離のスキャンライン（すなわち経路に沿って略等距離における経路のビューを描写するスキャンライン）を取得するために画像又はフレームから追加のスキャンラインが取得されてもよい。スキャンされるラインの数は、カメラにより撮像された連続フレーム間で移動した時間により判定できる。
【００３１】
メモリに格納された前記スキャンラインデータの前記各位置データは、好適には、前記位置データフィードから取得される前記装置又は前記撮像装置と、前記スキャンラインにより示される前記経路の位置との間の遠位分離を示す。これは、スキャンラインにより描写される経路の位置と、装置自身の位置との間の不一致を示し、従って経路データの位置精度を増大させる。前記遠位分離は、様々な技術により、例えばスキャンラインに対する消失点の監視位置に基づく計算により示されてもよい。
【００３２】
位置データフィードは、好適には、例えばＧＰＳ受信機等の、好適にはアンテナを含むナビゲーション衛星受信機から取得され、アンテナにより場所データを含む衛星放送信号が受信され、その後装置（又は撮像装置）の現在地を判定するために処理される。ナビゲーション衛星受信機は装置の内部又は外部にあってもよい。あるいは、位置データフィードは、例えばＰＮＤ等の装置、又は、前記ＰＮＤと接続している装置が接続される無線ネットワークにより提供される情報から取得されてもよい。
【００３３】
好適には、プロセッサと電気的に通信し、カメラのチルトを監視するように構成された加速度計が提供される。この場合、前記プロセッサは、前記装置に、前記監視されたチルトに従って前記スキャンラインの位置を調節させる命令を発行してもよい。さらに好適には、前記加速度計は、前記カメラの振動を検出するように構成される。この場合、前記プロセッサにより発行される命令はさらに、前記装置に、前記振動から生じる前記画像のアーチファクトを補正させる。
【００３４】
通常、スマートフォンはディプレイ又は画面に対して反対側に配置されたカメラを含む。従って、これらは、ユーザへナビゲーション情報を潜在的に表示する間に、ナビゲート可能ネットワークにおいて経路の画像を撮像するように、車両フロントガラス上に都合よく配置できる。それらは、内部加速度計、及び、位置データフィードを取得して、各位置データと共にスキャンラインデータをサーバへ送信する適切な手段も通常含んでいる。それ故、好適にはＰＮＤはスマートフォンである。
【００３５】
好適に提供される命令はさらに、前記装置に、１以上のサーバへ前記スキャンラインデータを各位置データと共にアップロードさせる。あるいは、又は、これに加えて、前記命令は、前記装置に前記スキャンラインを前記経路の概観画像へ集約させてもよい。前記装置に、前記ポータブルナビゲーション装置から各位置データと共に前記概観画像を１つ以上のサーバへアップロードさせるための命令が更に提供されてもよい。
【００３６】
経路データはスキャンラインデータから抽出されたデータを含んでもよい。例えば、１つ以上のプロセッサにより実行される場合に前記装置に概観画像における経路特徴を特定させる命令をＰＮＤが更に含む場合にさらなる利点が提供される。前記経路特徴は、車線の数、車線案内インジケータ、道路工事、道路標識、色、木、トンネル、橋及び天気を含んでもよい。
【００３７】
本発明の第４の態様によると、ナビゲート可能ネットワークを表すデジタル地図を維持する方法であって、
１つ以上のモバイル装置から受信された前記ナビゲート可能ネットワークにおける経路のビューのスキャンラインデータ及び前記スキャンラインデータの関連位置データにアクセスすることと、
前記スキャンラインデータから経路特徴を特定することと、
前記特定された経路特徴を使用して前記デジタル地図を更新することと、
を備える方法が提供される。
【００３８】
本発明は、前記方法を実行する装置、選択的にはサーバにも及び、前記装置は前記スキャンラインデータを格納するデータベースと通信し、前記スキャンラインデータは位置データと関連付けられて格納される。
【００３９】
従って、本発明の第５の態様によると、ナビゲート可能ネットワークを表すデジタル地図を維持する装置であって、
１つ以上のモバイル装置から受信された前記ナビゲート可能ネットワークにおける経路のビューのスキャンラインデータ及び前記スキャンラインデータの関連位置データにアクセスする手段と、
前記スキャンラインデータから経路特徴を特定する手段と、
前記特定された経路特徴を使用して前記デジタル地図を更新する手段と、
を備える装置が提供される。
【００４０】
この更なる態様における本発明は、相互に矛盾しない程度に本発明の第４の態様に関して記載された特徴の何れか又は全てを含んでもよく、その逆もまた同じである。従って、ここで明示的に述べられていなくても、本発明のシステムは、記載の方法のステップの何れかを実行する手段を備えてもよい。
【００４１】
方法のステップの何れかを実行する手段は、そうするように構成された、例えばプログラムされた、１つ以上のプロセッサのセットを備えてもよい。所与のステップは、任意の他のステップに対して同一又は異なるセットのプロセッサを使用して実行されてもよい。任意の所与のステップはプロセッサのセットの組み合わせを使用して実行されてもよい。
【００４２】
前記スキャンラインデータに示される経路の視覚特徴で地図データベースを充実させることは、好適には、前記スキャンラインデータに示される視覚特徴を検出することを含み、前記経路のリアルなビューをシミュレートすることを更に含んでもよい。一例では、前記スキャンラインデータ及び位置データは、前記経路の概観画像として受信されてデータベースに格納される。あるいは、前記経路の概観画像は、前記データベースに格納されたスキャンラインデータを使用して装置自身により作成されてもよい。例えば、前記方法は、前記スキャンラインデータを前記経路の概観画像に集約することと、前記概観画像から経路特徴を特定することとを含んでもよい。前記経路特徴は、車線の数、車線案内インジケータ、道路工事、道路標識、色、木、トンネル、橋及び天気のうちの１つ以上を含んでもよい。
【００４３】
本発明の第６の態様によると、ナビゲート可能ネットワークにおける経路のリアルなビューを作成する方法であって、
前記ナビゲート可能ネットワークの少なくとも一部に沿った経路を示すデータを受信することと、
１つ以上のモバイル装置から受信された前記経路のビューのスキャンラインデータにアクセスすることと、
前記経路に沿った前記ビューのシミュレーションを作成するために前記スキャンラインデータを集約することと、
を備える方法が提供される。
【００４４】
本発明は、前記方法を実行する装置、選択的にはサーバにも及び、前記装置は前記スキャンラインデータを格納するデータベースと通信し、前記スキャンラインデータは位置データと関連付けられて格納される。
【００４５】
従って、本発明の第７の態様によると、ナビゲート可能ネットワークにおける経路のリアルなビューを作成する装置であって、
前記ナビゲート可能ネットワークの少なくとも一部に沿った経路を示すデータを受信する手段と、
１つ以上のモバイル装置から受信された前記経路のビューのスキャンラインデータにアクセスする手段と、
前記経路に沿った前記ビューのシミュレーションを作成するために前記スキャンラインデータを集約する手段と、
を備える装置が提供される。
【００４６】
この更なる態様における本発明は、相互に矛盾しない程度に本発明の第６の態様に関して記載された特徴の何れか又は全てを含んでもよく、その逆もまた同じである。従って、ここで明示的に述べられていなくても、本発明のシステムは、記載の方法のステップの何れかを実行する手段を備えてもよい。
【００４７】
方法のステップの何れかを実行する手段は、そうするように構成された、例えばプログラムされた、１つ以上のプロセッサのセットを備えてもよい。所与のステップは、任意の他のステップに対して同一又は異なるセットのプロセッサを使用して実行されてもよい。任意の所与のステップはプロセッサのセットの組み合わせを使用して実行されてもよい。
【００４８】
本発明に従った方法の何れかは、ソフトウェア、例えばコンピュータプログラムを少なくとも部分的に使用して実施されてもよい。従って、本発明は、本発明の態様又は実施形態の何れかに従った方法を行うように実行可能なコンピュータ可読命令を含むコンピュータプログラムにも及ぶ。
【００４９】
同様に、本発明は、データ処理手段を備えるシステム又は装置を動作させるために使用される場合に、前記データ処理手段と協同して前記装置又はシステムに本発明の方法のステップを実行させる、そうしたソフトウェアを含むコンピュータソフトウェアキャリアに及ぶ。コンピュータソフトウェアキャリアは、ＲＯＭチップ、ＣＤ ＲＯＭ又はディスク等の非一時的物理記憶媒体であり、あるいは、有線電気信号、光学信号、又は衛星等の無線信号等の信号でありうる。
【００５０】
明示的に述べられていなくても、本発明の態様の何れかにおける発明は、相互に矛盾しない程度に、本発明の他の態様又は実施形態に関して記載された特徴の何れか又は全てを含んでもよいことが理解されるだろう。特に、方法及び装置で実行されてもよい様々な実施形態の動作が記載されているが、これらの動作の任意の１つ以上又は全てが、方法及び装置で、任意の組み合わせで、所望の通りに、適切に実行されてもよいことが理解されるだろう。
【００５１】
上記の実施形態の利点は以下に記載され、上記の各実施形態の更なる詳細及び特徴は添付の従属請求項及び以下の詳細な説明中で定義される。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
添付の図面を参照して本発明の例を説明する。
【図１】図１は、全地球測位システム（ＧＰＳ）の図面である。
【図２】図２は、例示的なポータブルナビゲーション装置（ＰＮＤ）の図面である。
【図３】図３は、例示的な装置及びドッキングステーションの図面である。
【図４】図４は、本発明の実施形態に従ってスキャンラインデータを収集する方法のフロー図である。
【図５Ａ】、
【図５Ｂ】、
【図５Ｃ】、
【図５Ｄ】図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃは、経路のビューの概略図であり、図５Ｄは経路のビューの例示画像である。
【図６】図６は消失点を特定する方法のフロー図である。
【図７Ａ】図７Ａは、フードラインを特定する方法のフロー図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、フードラインを特定する代わりの方法からの結果を示す。
【図８Ａ】、
【図８Ｂ】図８Ａ及び図８Ｂは、例示来なスキャンラインの図である。
【図９】図９は、複数のスキャンラインが取得される経路のビューの例である。
【図１０】図１０は、経路データを送受信するネットワーク例の図である。
【図１１】図１１は、概観画像の例である。
【図１２】図１２は、ボックススキャンを使用して取得されたスキャンラインの再構成画像の例である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
ポータブルナビゲーション装置（ＰＮＤ）を特に参照して、本発明の実施形態を説明する。計算装置の位置を判定する手段及び計算装置が通過する経路の画像データを撮像する手段を含むか、それらと通信する任意の計算装置に適用可能であることが認識されるべきである。さらに、本発明の実施形態は道路ネットワークを参照して記載されている。本発明は、歩行者経路、川、運河、自転車道路等の他のナビゲート可能ネットワークにも適用可能であってもよいことが認識されるべきである。
【００５４】
上記の条件を考慮して、図１等の全地球測位システム（ＧＰＳ）種々の目的で使用される。一般に、ＧＰＳは、連続した位置、速度、時間及びいくつかの例においては無数のユーザに対する方向情報を判定できる衛星無線を使用したナビゲーションシステムである。以前はＮＡＶＳＴＡＲとして知られていたＧＰＳは、極めて正確な軌道で地球を周回する複数の衛星を含む。これらの正確な軌道に基づいて、ＧＰＳ衛星は自身の場所を、ＧＰＳデータとして、どんな数の受信ユニットにも中継できる。しかしながら、グロナス（GLOSNASS）、ガリレオ（European Galileo positioning system）、コンパス（COMPASS positioning system）、又はインド地域航法衛星システム（Indian Regional Navigational Satellite System）等の全地球測位システム（ＧＰＳ）が使用できることが理解されるだろう。
【００５５】
特にＧＰＳデータを受信できる装置がＧＰＳ衛星信号に対する無線周波数の走査を開始する場合にＧＰＳシステムは実現される。ＧＰＳ衛星から無線信号を受信すると、装置は、複数の異なる従来の方法のうちの１つを用いて、その衛星の正確な場所を判定する。殆どの例において、装置は、少なくとも３つの異なる衛星信号を取得するまで信号の走査を継続する（尚、位置は、通常は２つの信号のみでは判定されないが、他の三角測量技術を使用して２つの信号のみから判定することもできる）。幾何学的三角測量を実現すると、受信機は、３つの既知の位置を利用して衛星に対する自身の２次元位置を判定する。これは既知の方法で行われる。更に、第４の衛星信号を取得することにより、受信装置は、同一の幾何学計算により既知の方法でその３次元位置を計算できる。位置及び速度データは、無数のユーザにより連続的にリアルタイムで更新可能である。
【００５６】
図１に示すように、ＧＰＳシステム１００は、地球１０４の周囲の軌道上にある複数の衛星１２０を含むＧＰＳ受信機１０６は、多数の複数衛星１０２からスペクトル拡散ＧＰＳ衛星データ信号１０８を受信する。スペクトル拡散データ信号１０８は各衛星１０２から連続的に送信され、送信されるペクトル拡散データ信号１０８は各々、データストリームが生じる特定の衛星１０２を識別する情報を含むデータストリームを含む。ＧＰＳ受信機１０６は一般に、２次元位置を計算可能にするために少なくとも３つの衛星１０２からのスペクトル拡散データ信号１０８を必要とする。第４のスペクトル拡散データ信号の受信により、ＧＰＳ受信機１０６が既知の技術を使用して３次元位置を計算することが可能となる。
【００５７】
図２において、ナビゲーション装置２００、例えばＰＮＤが示される。尚、ナビゲーション装置２００のブロック図は、ナビゲーション装置の全ての構成要素を含むものではなく、構成要素の多くの例を表すだけである。ナビゲーション装置２００は筺体（不図示）内に配置される。ナビゲーション装置２００は例えば上述のプロセッサ２０２を備える処理回路を含み、プロセッサ２１０は入力装置２０４及び表示装置、例えば表示画面２０６に接続されている。ここでは入力装置２０４は単一であるものと言及しているが、当業者は入力装置２０４が、キーボード装置、音声入力装置、タッチパネル及び／又は情報を入力するのに利用される他のあらゆる既知の入力装置を含む任意の数の入力装置を表すことを理解するべきである。同様に、表示画面２０６は、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等のあらゆる種類の表示画面を含むことができる。カメラ（不図示）が、画像を撮像するためにＰＮＤ２００の外部にさらに設けられてもよく、画像受信機（同じく不図示）が、前記カメラにより撮像された画像を受信するために設けられてもよい。
【００５８】
一実施形態では、ユーザが複数の表示選択肢のうちの１つを選択するか又は複数の仮想ボタン又は“ソフト”ボタンのうちの１つを有効にするために表示画面２０６の一部分にタッチすることのみが必要であるように、入力装置２０４及び表示画面２０６は、（直接入力、メニュー選択等を介した）情報の入力とタッチパネルスクリーンを通じた情報の表示との両方を可能にするためにタッチパッド又はタッチスクリーン入力２５０（図３）を含む一体型入力表示装置を提供するために一体化される。この点、プロセッサ２０２は、タッチスクリーンと協同して動作するグラフィカル・ユーザインタフェース（ＧＵＩ）をサポートする。
【００５９】
ナビゲーション装置２００において、プロセッサ２０２は、接続２１０を介して入力装置２０４に動作可能に接続され且つ入力装置２０４から入力情報を受信可能であり、また、出力接続２１２を介して表示画面２０６及び出力装置２０８のうち少なくとも一方に動作可能に接続されて情報を出力する。ナビゲーション装置２００は、例えば可聴出力装置（例えば、スピーカ）である出力装置２０８を含んでもよい。出力装置２０８がナビゲーション装置２００のユーザに対する可聴情報を生成できるため、同様に、入力装置２０４は入力音声コマンドを受信するマイク及びソフトウェアも含むことができると理解されるべきである。さらに、ナビゲーション装置２００は、例えば音声入出力装置等のあらゆる追加の入力装置２０４及び／又は追加の出力装置を含むことができる。
【００６０】
プロセッサ２０２は、接続２１６を介してメモリ２１４に動作可能に結合され、接続２２０を介して入出力（Ｉ／Ｏ）ポート２１８との間で情報を送受信するように更に構成される。この場合、Ｉ／Ｏポート２１８は、ナビゲーション装置２００の外部のＩ／Ｏ装置２２２に接続可能である。外部のＩ／Ｏ装置２２２は、例えばイヤホン等の外部リスニングデバイスを含んでもよいが、これに限定されない。更に、Ｉ／Ｏ装置２２２への接続は、例えばイヤホン又はヘッドホンへの接続のため及び／又は移動電話への接続のためにハンズフリー動作及び／又は音声起動動作を行うカーステレオユニット等の他の何らかの外部装置への有線接続又は無線接続でありうる。この場合、移動電話接続は、ナビゲーション装置２００とインターネット又は例えば他の何らかのネットワークとの間のデータ接続を確立するため、並びに／あるいは、インターネット又は例えば他の何らかのネットワークを介するサーバへの接続を確立するために使用できる。
【００６１】
ナビゲーション装置２００のメモリ２１４は、（例えばプログラムコードを格納するための）不揮発性メモリの一部、及び、（例えばプログラムコードが実行されるにつれてデータを格納するための）揮発性メモリの一部を含む。ナビゲーション装置は、取り外し可能なメモリカード（一般にカードと称される）が装置２００に追加されるのを可能にするポート２２８も含み、ポート２２８は接続２３０を介してプロセッサ２０２と通信する。
【００６２】
図２は、接続２２６を介するプロセッサ２０２とアンテナ／受信機２２４との間の動作可能な接続を更に示す。この場合、アンテナ／受信機２２４は、例えばＧＰＳアンテナ／受信機であり、それ自体図１のＧＰＳ受信機１０６として機能するだろう。図中符号２２４で示されるアンテナ及び受信機は図示のために概略的に組み合わされるが、アンテナ及び受信機は別個に配置された構成要素であってもよく、アンテナは例えばＧＰＳパッチアンテナ又はヘリカルアンテナであってもよいことが理解されるべきである。
【００６３】
図２に示す電子構成要素は従来の方法で１つ以上の電源（不図示）により電力を供給されることが当業者には当然理解されるだろう。そうした電源は、内部バッテリ及び／又は低電圧直流供給のための入力部又はあらゆる他の適切な構成を含んでもよい。当業者により理解されるように、図２に示す構成要素の異なる構成が考えられる。例えば図２に示す構成要素は、有線接続及び／又は無線接続等を介して互いに通信していてもよい。従って、ここに記載のナビゲーション装置２００は、ポータブル又はハンドヘルドナビゲーション装置２００を含むことができる。
【００６４】
更に、図２のポータブル又はハンドヘルドナビゲーション装置２００は、例えば自転車、オートバイ、自動車又は船舶等の乗り物に既知の方法で接続されるか又は「ドッキング」される。その場合、そのようなナビゲーション装置２００は、ポータブル又はハンドヘルドナビゲーションとして使用するためにドッキング場所から取外し可能である。実際、他の実施形態では、装置２００はユーザへのナビゲーションを可能にするためにハンドヘルドに構成されてもよい。
【００６５】
図３を参照すると、ナビゲーション装置２００は、一体型入力表示装置２０６及び図２の他の構成要素（内部ＧＰＳ受信機２２４、プロセッサ２０２、電源（不図示）、メモリシステム２１４等を含むが、それらに限定されない）を含むユニットであってもよい。ナビゲーション装置２００はアーム２５２上に位置してもよく、アーム２５２自体は吸着カップ２５４を使用して車両のダッシュボード／窓等に固定されてもよい。このアーム２５２は、ナビゲーション装置２００がドッキング可能なドッキングステーションの一例である。ナビゲーション装置２００は、例えばアーム２５２にナビゲーション装置２００を嵌合接続することにより、ドッキングステーションのアーム２５２にドッキングされるか又は接続できる。この場合、ナビゲーション装置２００は、アーム２５２上で回動可能であってもよい。ナビゲーション装置２００とドッキングステーションとの間の接続を解除するには、例えばナビゲーション装置２００上のボタン（不図示）が押下されてもよい。ナビゲーション装置２００とドッキングステーションとを接続及び分離する他の同様に適切な構成は当業者には既知である。
【００６６】
本発明の様々な例を実行する際のポータブルナビゲーション装置（ＰＮＤ）の動作を説明する。
【００６７】
図４は、第１の例示的方法を実行する際の様々なステップを説明するフロー図を示す。方法はステップ５０で開始し、ＰＮＤ２００（この場合スマートフォン）が車両のフロントガラスに貼り付けられて位置決めされ、ＰＮＤ２００の背面上、ディスプレイの反対側に設けられたカメラが、例えば図５Ｄに示されるように、移動方向における経路のビューを取得するために位置合わせされる。
【００６８】
スキャンライン１の位置はステップ５１で判定される。図４乃至図７Ｂを参照して、これが達成される方法が議論されるだろう。
【００６９】
図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃは、ＰＮＤが車両に取り付けられる方法に応じたカメラの視野の例を示す。図５Ａ及び図５Ｂは、消失点７及びフードライン８を描写するが、図５Ｃはフードラインが視認可能でないように位置決めされている。方法において、消失点７及び（視認可能であれば）フードライン８が画像２において最初に特定される。高レベルの詳細度で経路の広範なビューに渡って及ぶように、スキャンライン１の位置が消失点７及びフードライン８に対して選択される。これは、スキャンラインデータが、経路のリアルなビューを生成する時に地図作成者にとって役立つ経路の視覚情報を含むことを保証する。スキャンラインの位置を判定するのに使用する消失点及びフードラインの動的判定の機能が、図１０に示されるように（ＰＮＤ２００上で動作する）道路スキャンアプリケーションの自動校正モジュールにより示される。
【００７０】
図６のフローチャートを参照して、消失点７が監視される方法を議論する。経路の画像はカメラを使用して最初に取得され、所定の距離、直線に車が移動するかどうかを監視する方角追跡（ベアリングトラッカー）が開始する。方角追跡はゼロに設定され、ＰＮＤ２００内のＧＰＳ受信機により受信されるＧＰＳデータに基づいて位置データフィードが監視される。装置の第１の方角が第１の位置（距離＝０メートル）で監視される。この方角は、地球の表面上での装置の移動の角度に関するものであり、例えば１０メートル以下の短い距離に渡ってＰＮＤ２００の移動を監視することによって、あるいは、ＰＮＤ２００自体の内部に設けられたデジタルコンパスから受信されたデータを潜在的に使用することによって、測定されてもよい。位置データフィードが１００メートルの距離移動したことを示したら、第２の方角が第２の位置（距離＝１００メートル）で記録される。ＰＮＤ２００内に設けられたプロセッサは、第１の方角及び第２の方角を比較して、車両又はＰＮＤ２００が第１の位置及び第２の位置の間を略直線に移動しているかどうかを判定する。この解析の結果が、ＰＮＤ２００が直線に移動していないことを示唆するなら、画像は破棄されて、上のステップが繰り返される。
【００７１】
車両（又はＰＮＤ２００）が略直線に移動していると判定されたなら、ハフ（Hough）ライン４が、画像受信機から受信された画像において特定される。これらハフライン４は、通常、前方の経路におけるレーンのエッジを特徴付ける移動方向における直線であり、従って実線又は点線であってもよい。例示的なハフライン４が図５Ｄにおいて特定される。すぐに認識されるように、これらのレーン標示は、ビューの中央部では略垂直であり、ビューの左右側に向かって水平さを増す。車両（及びそれと共にＰＮＤ２００）が移動しているレーンのエッジを特徴付ける図５Ｄに示されるハフライン４は、垂直に近くなっている。この記述を満たさないラインは処理ステップによりフィルタリングされ、残りの２つ以上のハフライン４の交点が計算される。この交点は経路２のビューにおいて通常それ自体は実際に可視ではなく、理論的な交点を計算するようにラインを推定することにより計算されなければならない。これは消失点７と呼ばれる。この消失点７は水平線５の高さ（又はｙ位置）に関する推定を提供する。
【００７２】
消失点の位置を知ることは、スキャンラインの位置を判定して前記スキャンラインを解釈する助けになりうる。道路特徴に関するデータのみが捜される場合、消失点のｙ位置より上の全ては関連しない。ｘ位置は道路特徴を再構成するために後に関連してくる。
【００７３】
消失点７の位置が判定されると、フードライン８が監視される。フードライン８は画像における車両フードの外形に対応しており、フードと前方経路との間の境界である。それは、わずかな曲率は存在するものの主に水平であり、カメラの振動によりわずかに振動するように見えるかもしれないが通常は静的である。フード検出は、従来技術で共通の種類のオブジェクト認識技術を使用して実行できる。フードラインを監視するアルゴリズムを説明する適切な方法の例が図７Ａに述べられる。方法の最初のステップは、（“良好な点”と称される）追跡する画像中の特徴を判定することである。ステップ７２では、これらの点は、追跡ラインを形成するためにオプティカルフローアルゴリズムを使用して監視されうるオプティカルフローを形成する後続画像においてフォローされる。着目領域である地点は、後続の画像においてフードへ向けて下方へ移動し（車両がこれらの特徴に向かって移動していることを想定）、そこで消えるだろう。一方、フード上の地点は静的なままである。例えば真っ直ぐではないあらゆる“不良な”ラインがフィルタリングされる。ステップ７４及び７５では、このオプティカルフロー監視は、追跡すべき地点がこれ以上無いと判定されるまで、あるいは、最大追跡時間を超過するまでループする。ステップ７６では、追跡ラインの最下位置又は地点が格納されて、下方の地点の分布を解析することによりフードラインが判定される。画像中にフードライン８が存在しない場合、想定フードライン８が視野外の画像の底部（ｙ＝０）に設定されてもよい。
【００７４】
図７Ｂにおいて、代替的又は潜在的には補足的なフードライン８を監視する方法が示される。カメラの視野における道路ライン標示等の特徴は、前景で（画像の底部で）最も広く、ＰＮＤから最も遠く離れる（すなわち水平線７より下の画像２の上部）と最も狭くなる。これは、図７Ｂの左側の画像により明確に示され、それはレーン標示が強調されてデジタル強化された経路のビューを示す。画像ライン又はｙ方向の“高さ”に対してレーン標示として検出された画素数をプロットするように（図７Ｂの画像の右側に示される）ヒストグラムが作成されてもよい。示されるように、ヒストグラムは、道路標示が画像の底部に向けて広がる場合は急勾配を示し、視野から特徴が見えなくなると急な減少を示す。この減少位置がフードライン又はスキャンラインに使用されるべき最下ラインとして使用されうる。
【００７５】
消失点７及びフードライン８が計算されると、スキャンライン１がフードライン８及び消失点７に対して所定位置で選択される。図８Ａ及び図８Ｂは、各画像２上の所定位置に示されるスキャンライン１を有する、ＰＮＤ２００から取得されるビューの例示画像２を示す。図８Ａにおいて、平らな水平スキャンライン１が、監視された消失点及び画像２の底部の間の略中段に位置している。図８Ｂにおいて、楕円形のスキャンライン１が使用され、所定量だけ消失点からオフセットされた位置に中央配置される。
【００７６】
スキャンライン１について適切な高さを選択することが重要である。最も底部のライン結果は、最も幅が広く、殆ど位置が正確なクレーム標示でるが、視野が小さい。画像のより高いラインを記録することは、より多くの概観（及びより多くのレーン）を提供するが、詳細度を失う。最適なソリューションはそれらの間のどこかにある。実施形態では、スキャンラインは、水平ライン１に加えて画像２の側部における垂直ライン３，３‘を含んでもよい。
【００７７】
図８Ｂに示されるような別のソリューションは直線をスキャンすることではなく、椀形の弧又は楕円によりカバーされる画像のエリアをスキャンすることである。これは、中央においてより高いレベルの詳細度を提供し、結果として得られる写真のレーンの外側上でより多くの概観を提供する。円又は楕円を使用することの有利な性質は、現在のレーンは画像の底部であり、まだ広い視野角がカバーされるため、同じレーンの前の車の画素をめったに撮像しないことである。さらに、その出力は、視野軸についてわずかに回動した（すなわち、水平線５と平行ではないビューを有する）カメラをよりロバストにする。さらに別の代替は、データをスキャンするために、４ラインの画素ボックス、すなわち正方形又は長方形によりカバーされる画像のエリアを使用することである。これは、弧又は楕円にスキャンする時のケースのように画素値の補間が必要とされないという利点を有する。
【００７８】
ＰＮＤ２００経路に沿って移動するにつれてループ上にフードライン８及び消失点７が連続して監視され、スキャンライン１の位置は動的に判定され、すなわち消失点７又はフードライン８の位置が変化する場合に調節される。これは、例えば、チルト式カメラが経路２のビューに沿って変化するようにＰＮＤ２００が移動するなら当てはまりうる。
【００７９】
再び図４に戻り、ステップ５２では、位置データフィードが（ソフトウェア及び／又はハードウェアにより実施される論理コンポーネント）位置データフィード受信機により受信され、カメラに経路の画像２を撮像させるために、このフィードに従ってプロセッサによりトリガ信号が発行される。この例では、プロセッサは、ＰＮＤ２００が１メートル移動するごとにトリガ信号を発行するように構成される。ステップ５３では、スキャンライン画像データが、所定のスキャンライン位置でスキャンライン１に沿って延びる各画像の小部分のみから抽出される。その後スキャンライン１により撮像された経路の位置が位置データフィードに基づいて計算される。例えば、計算は、ＰＮＤ２００の位置というよりはむしろ、ＰＮＤ２００の前にスキャンラインがあるという事実を補償するように、消失点７及びフードライン８を参照した三角法を使用してもよい。
【００８０】
ステップ５４では、ＪＰＥＧ圧縮（又は他の圧縮技術）を使用してスキャンラインデータが圧縮され、選択的にはグレースケール画像に変換されて、スキャンライン１に示される位置を示すスキャンライン１の各位置データと共にメモリに格納される。ステップ５２から５４は、経路に沿って遠位間隔ｄについて、このケースでは１メートルごとに、繰り返される。スキャンラインデータ及び各位置データは定期的にステップ５５で毎時間送信される。あるいは、このデータは、サーバにより発光されてＰＮＤ２００により受信された要求信号に応答して送信されてもよい。あるいは、データは、ＰＮＤ２００が有線又は無線でサーバと通信する手段と接続される時にサーバへ送信されてもよい。
【００８１】
図９に示される第２の例示的方法では、多数（複数）のスキャンライン１、１’が経路の単一画像から取得される。カメラのハードウェア仕様書があれば、前方道路の画像の幾何学的計算を実行することが可能である。例えば、消失点７が判定又は校正されたなら、画像中の２つの水平線間の現実世界の距離を計算できる。ある現実世界のスキャンライン間距離が所望のものであり、通常のケースのように、カメラのフレームレートが高いなら、フレームごとに１つのスキャンラインを使用することが十分でありうる。しかしながら、カメラが、要求されたサンプル距離ごとに１フレーム配信できない場合、スキャンフレームにおける多数のスキャンラインを使用することによって中間フレーム情報が取得でき、各スキャンラインは車両又はＰＮＤ２００からの異なる距離を表す。等距離スキャンについて、各フレームにおいて必要とされるスキャンラインの数及び位置は、（位置データフィードから取得されうる）車の速度のフレームレートに依存する。所与のスキャンライン距離ｄ、速度及びフレームレートについて、フレームごとに必要なスキャンラインの数ｎは
【００８２】
【数１】
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例えば、２０フレーム／秒のフレームレート、１５センチメートルのライン間距離及び時速７０キロメートルでは、フレームごとに得られるべきスキャンライン数はおよそ６．５である。消失点の広い位置（wide position）に対して撮像画像中でラインがスキャンされるべきｙ位置は、正確に取り付けられたカメラを想定すると、ＰＮＤ２００からスキャン位置ｚ（消失点へ向かって）までの現実世界の距離に反比例する。同じ原理がボックススキャン又は楕円スキャンに適用できる。
【００８３】
図９において、第１のスキャンラインは１にラベル付けされ、移動方向に１５センチメートルだけオフセットされた第２のスキャンライン１’にラベル付けされる。黒の水平線は、現フレームで抽出されるべきスキャンラインをマーク付けしている。スキャンされるべきライン数は、このフレームと次のフレームとの間での移動の時間により判定される。次フレームでスキャンされるであろう位置を単に説明するためにグレーのラインが示されている。位置データフィードから検出できるよりも短い間隔でスキャンラインデータが取得されるかもしれないので、ＧＰＳ位置データを補間することが必要であってもよい。
【００８４】
更なる例では、ＰＮＤ２００内の加速度計は、カメラが水平線５と平行に取り付けられていないことを検出するために使用され、従って、スキャンライン１の位置又は角度は、例えば斜めのスキャンライン１を使用することにより調節される。これら加速度計は、車及びカメラの振動の結果である画像又はスキャンライン１のアーファクトを補正するためにも使用されてもよい。
【００８５】
図１０を参照して、経路データを送受信するネットワークの例を説明する。スキャンラインデータ及び関連位置データは、４Ｇ ＬＴＥ又は３Ｇセルラネットワーク等の（無線）通信ネットワーク９を介して、複数のＰＮＤ２００、２００’及び２００’’からサーバ１０へ、例えば定期的に送信される。サーバ１０は、ナビゲート可能ネットワークにおける経路のビューのスキャンラインデータ及び当該スキャンラインデータの関連位置データを、通信ネットワーク９を介して受信するように構成された１つ以上のプロセッサ及び受信機を備えてもよい。サーバ１０は、１つ以上のプロセッサにより実行される場合に、サーバに、スキャンラインデータに示される経路の視覚特徴でデータベースを強化するように、スキャンラインから受信される位置データに基づいて地図データベースにおけるスキャンラインの判定位置を参照してスキャンラインデータを処理させる命令を含むメモリを更に備える。地図データべースの強化は、デジタル地図の経路の”リアルな”ビューが生成されるのを可能にするためにデータベースを強化することを含み、例えば、概観画像の生成、リアルな道路のレンダリング、道路標識の読み取り、レーン表示の特定、レーン数判定、路側検出及び土地利用検出（木、建物、カラーパレット）、及び、モバイルネットワークを使用する時には、天気（天候）検出を含みうる。この機能は、図１０に示される道路標示検出器及びレーン抽出器のモジュールにより示される。さらに、経路の複数の画像は、経路のプレビュー映像を形成するために結合されてもよい。サーバは、画像データに基づいて、経路のリアルな３Ｄビューをシミュレートするのを可能にするために、いくつかの装置からの収集画像データを地図データベースと効果的に融合してもよい。更新された地図は、フィードバックループを通じて再び装置へ配信される。あるいは、ネットワークはリアルタイムの更新で’ライブ’地図を作成するために潜在的に使用されてもよい。
【００８６】
経路に沿ったそれぞれの位置で、相互に平行な、個々の水平なスキャンラインが集約されている経路の（鳥瞰地図として既知の）概観画像８の例が図１１に示される。概観画像はＰＮＤ２００自体により作成されてサーバ１０へ送信されてもよいが、この例では概観画像８は、（異なるレーンの分岐により明示される）デジタル地図においてわずかに異なる経路を移動する複数のＰＮＤ２００から取得される各位置データを伴ったスキャンラインデータを使用してサーバ１０により作成される。概観画像８において、レーン標示及び道路上に印された道路標識等の多数の視覚特徴が可視である。これらの視覚特徴は、経路データの質を向上させるために、又は、この追加情報で地図データベースを強化するために、サーバ１０により特定されて地図データベースに入力されてもよい。例えば、スキャンラインデータにより撮像された道路標示及び道路標識に基づいて、この追加情報の表現を含むように経路のビューをシミュレートすることにより、強化された地図データベースに基づいて経路の３Ｄのリアルなビューが生成されてもよい。
【００８７】
デジタル地図の生成に使用される経路情報がクラウドソース化されるように、ナビゲート可能ネットワークにおいて異なる経路に沿って移動する多数のポータブルナビゲーション装置２００、２００’、２００’’が提供されてサーバ１０に接続される、特定の利益が提供される。多数のＰＮＤは、ナビゲート可能ネットワークにおいて、高品質の最新情報である視覚特徴の最新のデータを提供できる。上記方法を実行するために必要なソフトウェアまたはコンピュータ可読媒体は、容易且つ安価にダウンロードされるので、例えば衛星画像又はモバイルマッピング装置と比べると、この経路データを取得するコストは大幅に低減できる。経路データを取得して送信する、はるかに多数の潜在ソースがいつでも存在することを可能にする。
【００８８】
サーバメモリに提供されるソフトウェア命令は、ネットワーク９を通じて送信されるスキャンラインデータを制御するために使用されてもよい。例えば、サーバ１０は、デジタル地図の特定の場所でＰＮＤのセット又はサブセットから各位置データと共にスキャンラインデータを要求する要求信号を通信ネットワーク９へ発行してもよい。ネットワーク９を通じて送信されるデータ量を制限することが望ましい。この例では、サーバ１０内の自動プロセスが、地図上の各位置で、毎日、特定の時間ウィンドウ（日中）内で、新規のスキャンラインデータが取得されることを要求してもよい。これが受信されていないなら、スキャンラインデータを取得してネットワーク９を通じて送信するように、この場所の範囲内のあらゆるＰＮＤ２００を起動させる信号がサーバ１０により送信される。この信号はデータが受信されたら終了してもよい。これはデジタル地図が最新に保たれることを保証するが、かかる不要な計算努力を低減する。
【００８９】
更なる例では、略類似の場所におけるネットワーク内の複数のＰＮＤ２００、２００’及び２００’’から受信されたスキャンラインデータが利用される。個々の移動からのスキャンラインデータが解析され、そこからマーカ情報が抽出される。抽出されたマーカ情報のセットは、統計的に組み合わされる融合プロセスで使用される。後続のＰＮＤが同じ経路を通過する場合、各移動の収集されたスキャンライン上でマーカ解析が実行され、結果として生じるマーカ情報が統計的に関連する結果を取得するために融合される。
【００９０】
図１２は、（ボックススキャンとしても既知の）長方形スキャンラインを使用して取得されたスキャンラインの再構成’３Ｄ画像’又は経路プレビューの例を示す。上部のはめ込み画像は空気が除外されてサイドが側方に折り畳まれた斜視図であり、２番目のはめ込み画像は上面図である。このような再構成画像は結合されて、強力な圧縮方法として経路運転映像に使用できる。スキャンラインデータ及び座標を格納するコストはＭＰＥＧ映像全体を格納するコストよりも十分に低い。この映像は、スキャナ１０により遠隔に一般的に処理されて取得されるが、あるいはＰＮＤ２００自身により生成されることもできる。
【００９１】
本発明に従った方法の何れかは、ソフトウェア、例えばコンピュータプログラムを少なくとも部分的に使用して実施されてもよい。従って、本発明は、本発明の態様又は実施形態の何れかに従った方法を行うように、あるいは、ナビゲーション装置に実行させるように、実行可能なコンピュータ可読命令を含むコンピュータプログラムにも及ぶ。従って、本発明は、１つ以上のプロセッサにより実行される場合に、当該１つ以上のプロセッサに、ディスプレイ画面に表示するための適切な画像（又は他のグラフィック情報）を生成させるコンピュータプログラム製品を包含する。同様に、本発明は、データ処理手段を備えるシステム又は装置を動作させるために使用される場合に、前記データ処理手段と協同して前記装置又はシステムに本発明の方法のステップを実行させる、そうしたソフトウェアを含むコンピュータソフトウェアキャリアに及ぶ。コンピュータソフトウェアキャリアは、ＲＯＭチップ、ＣＤ ＲＯＭ又はディスク等の非一時的物理記憶媒体であり、あるいは、有線電気信号、光学信号、又は衛星等の無線信号等の信号でありうる。本発明は、機械により読み込まれた場合に、当該機械に本発明に従った態様又は実施形態の何れかの方法を動作させる命令を含む機械可読媒体を提供する。
【００９２】
明示的に述べられていなくても、本発明の態様の何れかにおける発明は、相互に矛盾しない程度に、本発明の他の態様又は実施形態に関して記載された特徴の何れか又は全てを含んでもよいことが理解されるだろう。特に、方法及び装置で実行されてもよい様々な実施形態の動作が記載されているが、これらの動作の任意の１つ以上又は全てが、方法及び装置で、任意の組み合わせで、所望の通りに、適切に実行されてもよいことが理解されるだろう。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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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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【国際調査報告】
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