(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される道路表示装置であって、
所定の複数の道路が撮影された撮影画像（２０、７１）を路上無線機（１）から受信し、前記撮影画像中の前記複数の道路のそれぞれについて当該道路が属するリンクのＩＤと当該リンクの前記撮影画像を基準とした配置を示す画像基準道路配置データ（７２）を路上無線機（１）から受信し、前記複数の道路のそれぞれについて当該道路が属するリンクのＩＤと当該リンクの地理座標を基準とした配置を示す地理的道路配置データ（７４）を路上無線機（１）から受信し、目的地までの案内経路の地理座標を示す経路地理データ（８２）を記憶媒体から取得する取得手段（１０５）と、
前記地理的道路配置データを利用して、前記撮影画像中の前記リンクのうち、前記経路地理データ中の前記案内経路中のリンクと地理座標が一致するリンクのＩＤを抽出する抽出手段（１３０）と、
前記画像基準道路配置データを利用して、前記抽出手段が抽出したリンクのＩＤに対応する前記撮影画像を基準とした配置を特定し、特定した配置にある道路に、当該道路を他の道路よりも強調するための強調画像（６１、６２）を重畳し、その結果の合成画像（６０、８１）を、ディスプレイ（５）に表示させる表示制御手段（１４０）と、を備えた道路表示装置。
【請求項２】
前記表示制御手段は、前記強調画像として、前記特定手段が特定した道路上の透過色の画像を用いることを特徴とする請求項１に記載の道路表示装置。
【請求項３】
車両に搭載される道路表示装置に用いるプログラムであって、
所定の複数の道路が撮影された撮影画像（２０、７１）を路上無線機（１）から受信し、前記撮影画像中の前記複数の道路のそれぞれについて当該道路が属するリンクのＩＤと当該リンクの前記撮影画像を基準とした配置を示す画像基準道路配置データ（７２）を路上無線機（１）から受信し、前記複数の道路のそれぞれについて当該道路が属するリンクのＩＤと当該リンクの地理座標を基準とした配置を示す地理的道路配置データ（７４）を路上無線機（１）から受信し、目的地までの案内経路の地理座標を示す経路地理データ（８２）を記憶媒体から取得する取得手段（１０５）、
前記地理的道路配置データを利用して、前記撮影画像中の前記リンクのうち、前記経路
地理データ中の前記案内経路中のリンクと地理座標が一致するリンクのＩＤを抽出する抽出手段（１３０）および、
前記画像基準道路配置データを利用して、前記抽出手段が抽出したリンクのＩＤに対応する前記撮影画像を基準とした配置を特定し、特定した配置にある道路に、当該道路を他の道路よりも強調するための強調画像（６１、６２）を重畳し、その結果の合成画像（６０、８１）を、ディスプレイ（５）に表示させる表示制御手段（１４０）として、コンピュータを機能させるプログラム。
【請求項４】
前記表示制御手段は、前記強調画像として、前記特定手段が特定した道路上の透過色の画像を用いることを特徴とする請求項３に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路が撮影された撮影画像をディスプレイに表示させる道路表示装置、および道路表示装置用のプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラによる道路の撮影画像に、自車両の案内経路を強調する強調画像を重畳し、それによって生成される合成画像をディスプレイに表示させる技術が知られている（特許文献１）。
【０００３】
この技術においては、強調画像を撮影画像中のどの位置に重畳するか、すなわち、案内経路が撮影画像中のどの位置にあるかを、以下のようにして決定している。まず道路をカメラがどの方向（俯角、方位等）からどの距離で撮影したかを示す撮影データを取得する。次に、ナビゲーションに用いる地図データを用いて、撮影画像に対応する位置の案内経路の平面図を生成する。最後に、上記の撮影データに基づいて当該平面図を鳥瞰変換して強調画像を生成し、当該強調画像を撮影画像に重ね合わせる（特許文献１の段落００３９〜００４２参照）。
【特許文献１】特開平１１−２１１４９９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、上記のような方法では、平面画像を鳥瞰変換する必要があるので、そのための処理負荷が発生する。また、複雑な鳥瞰変換の処理が誤差の発生要因となる可能性がある。
【０００５】
本発明は上記点に鑑み、道路の撮影画像に自車両の案内経路を強調する画像を重畳して表示する技術において、重畳位置の特定を鳥瞰変換のような複雑な処理に頼らずに実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明の特徴は、道路表示装置が、所定の複数の道路が撮影された撮影画像（２０、７１）、および、画像基準道路配置データ（７２）、地理的道路配置データ（７４）を路上無線機（１）から受信し、経路地理データ（８２）を記憶媒体から取得する。
【０００７】
道路配置データ（７２）は、撮影画像中の当該複数の道路のそれぞれについて当該道路が属するリンクのＩＤと当該リンクの撮影画像を基準とした配置を示すデータである。地理的道路配置データ（７４）は、当該複数の道路のそれぞれについて当該道路が属するリンクのＩＤと当該リンクの地理座標を基準とした配置を示すデータである。経路地理データ（８２）は、目的地までの案内経路の地理座標を示すデータである。
【０００８】
道路表示装置は、地理的道路配置データを利用して、当該撮影画像中の当該リンクのうち、経路地理データ中の案内経路中のリンクと地理座標が一致するリンクのＩＤを抽出する。さらに道路表示装置は、画像基準道路配置データを利用して、抽出したリンクのＩＤに対応する撮影画像を基準とした配置を特定し、特定した配置にある道路に、当該道路を他の道路よりも強調するための強調画像（６１、６２）を重畳し、その結果の合成画像（６０、８１）を、ディスプレイ（５）に表示させる。
【０００９】
このように、道路表示装置は、撮影画像中の道路のうち案内経路に属する道路を、地理的道路配置データを利用して特定し、その道路の具体的な撮影画像中の位置を、画像基準道路配置データを利用して特定する。このように、道路表示装置は、地理的道路配置データおよび画像基準道路配置データという、撮影画像中の道路の地理的配置と画像を基準とする配置との対応関係を表す情報を用いることで、鳥瞰変換のような複雑な処理に頼らずに、撮影画像に強調画像を正確な配置で重畳することができる。
【００１０】
また、道路表示装置は、強調画像として、撮影画像中の案内経路に対応する道路に重ねる透過色の画像を用いるようになっていてもよい。このようになっていることで、自車両の走行するべき道路をより明確に認識することができるようになる。
【００１１】
また、本発明の特徴は、本発明に係る道路表示装置用のプログラムとしても捉えることができる。
【００１２】
なお、上記特許請求の範囲における括弧内の符号は、特許請求の範囲に記載された用語と後述の実施形態に記載される当該用語を例示する具体物等との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態について説明する。図１に、本実施形態に係る路車間通信システムの構成を概念的に示す。本実施形態においては、交差点の付近に設置された路上無線機１および当該交差点を固定的かつ俯瞰で繰り返し撮影するカメラ２に加え、車両に搭載された車両無線端末３、車両用ナビゲーション装置（道路表示装置の一例に相当する）４、およびディスプレイ５を含んでいる。
【００１４】
図２に、路上無線機１のハードウェア構成を示す。路上無線機１は、無線部１１および制御回路１２を有している。無線部１１は、制御回路１２と車両無線端末３との間の無線通信を媒介するための変調／復調機能、周波数変換機能、増幅機能等を有する装置である。
【００１５】
制御回路１２は、周知のマイコン等から成る装置である。この制御回路１２は、カメラ２が撮影した道路の撮影画像を逐次取得し、それら取得した複数の撮影画像から成る動画データ７１を生成する。
【００１６】
図３に、動画データ７１の１コマ（すなわちカメラ２によって撮影された１枚の画像）である撮影画像２０の一例を示す。この例においては、撮影画像２０は、交差点２５および交差点２５から伸びる道路２１〜２４を含んでいる。制御回路１２は、車両無線端末３との通信開始時に、動画データ７１の車両無線端末３への送信を開始する。
【００１７】
また、制御回路１２は、道路形状データ７２、方位データ７３、緯度経度データ７４、および縮尺データ７５を記憶している。以下、図４を用いてこれらデータ７２〜７４について説明する。
【００１８】
道路形状データ（画像基準道路配置データの一例に相当する）７２は、撮影画像２０中のすべての道路２１〜２４のそれぞれについて、当該道路が属しているリンク５１〜５４の画素配置を示すデータである。なお、ここでいう画素配置とは、撮影画像２０の画素を基準とした配置をいう。例えば、リンク５１の画像配置は、リンク５１の端点のノード３１、３５の画素座標によって表されていてもよい。ここで、画素座標は、撮影画像２０の左下を原点とする１ピクセル単位の縦Ｘ―横Ｙ座標とする。
【００１９】
なお、撮影画像２０中には、リンクの両方の端点が含まれていない場合がある。例えば、図４におけるリンク５１、５３、５４の端点３１、３３、３４は、撮影画像２０の外部に位置する。その場合は、その撮影画像２０外の端点の画素座標も、撮影画像２０の範囲内から外れた値となる。なお、道路形状データにおいては、各リンクについて、当該リンクのＩＤと、当該リンクの端点の画素座標とが対応付けられている。
【００２０】
方位データ７３は、カメラ２による交差点２５の撮影方位３６の、北方向３７からのずれ角度３８を示すデータである。
【００２１】
緯度経度データ（地理的道路配置データの一例に相当する）７４は、撮影画像２０中のすべての道路２１〜２４のそれぞれについて、当該道路が属しているリンク５１〜５４の地理座標（例えば、緯度、経度）を基準とした配置を示すデータである。具体的には、緯度経度データ中においては、各リンクについて、当該リンクのＩＤと、当該リンクの端点の地理座標とが対応付けられている。
【００２２】
縮尺データ７５は、撮影画像２０中の画素を基準とした長さと、現実の交差点２５付近の大きさとの比（例えば、交差点２５の中心における、撮影画像２０中左右方向についての長さの比）を示すデータである。
【００２３】
これら各種データ７２〜７４は、路上無線機１およびカメラ２の設置時、製造時等において、実際のカメラ２の撮影画像を元に業者によって設定されるようになっていてもよい。制御回路１２は、これら記憶しているデータ７２〜７５を、車両無線端末３との通信の開始時に送信する。
【００２４】
車両無線端末３は、路上無線機１と車両用ナビゲーション装置４との間の無線通信を媒介するための変調／復調機能、周波数変換機能、増幅機能等を有する装置である。
【００２５】
車両用ナビゲーション装置４は、目的地までの案内経路をディスプレイ５に表示させる装置である。図５に、車両用ナビゲーション装置４のハードウェア構成を示す。車両用ナビゲーション装置４は、位置検出器４１、ユーザの操作を受け付ける操作部４３、スピーカ４４、地図データ取得部４６、および制御回路４７を有している。
【００２６】
位置検出器４１は、いずれも周知の図示しない地磁気センサ、ジャイロスコープ、車速センサ、およびＧＰＳ受信機等のセンサを有しており、これらセンサの各々の性質に基づいた、車両の現在位置、向き、および速度を特定するための情報を制御回路４７に出力する。
【００２７】
地図データ取得部４６は、ＤＶＤ、ＣＤ、ＨＤＤ等の不揮発性の記憶媒体およびそれら記憶媒体に対してデータの読み出し（および可能ならば書き込み）を行う装置から成る。当該記憶媒体は、制御回路４７が実行するプログラム、経路案内用の地図データ等を記憶している。
【００２８】
地図データは、道路データおよび施設データを有している。道路データは、リンクの位置情報、種別情報、ノードの位置情報、種別情報、および、ノードとリンクとの接続関係の情報等を含んでいる。リンクの位置情報は、リンクの端点の地理座標（例えば、緯度、経度）等を含む。また、ノードの位置情報は、ノードの地理座標を含む。施設データは、施設毎の名称情報、所在位置情報、施設種類情報等を示すデータを有している。
【００２９】
制御回路（コンピュータに相当する）４７は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏ等を有するマイコンである。ＣＰＵは、ＲＯＭまたは地図データ取得部４６から読み出した車両用ナビゲーション装置１の動作のためのプログラムを実行し、その実行の際にはＲＡＭ、ＲＯＭ、および地図データ取得部１６から情報を読み出し、ＲＡＭおよび（可能であれば）地図データ取得部１６の記憶媒体に対して情報の書き込みを行い、ディスプレイ５、位置検出器４１、操作部４３、およびスピーカ４４と信号の授受を行う。
【００３０】
制御回路４７がプログラムを実行することによって行う具体的な処理としては、現在位置特定処理、案内経路算出処理、経路案内処理、撮影画像表示処理等がある。現在位置特定処理は、位置検出器４１からの信号に基づいて自車両の現在位置や向きを特定する処理である。
【００３１】
案内経路算出処理は、操作部４３からユーザによる目的地の入力を受け付け、現在位置から当該目的地までの最適な案内経路を算出する処理である。制御回路４７は、案内経路を示す案内経路データ（経路地理データの一例に相当する）として、案内経路上の全ノードの地理座標を記憶する。
【００３２】
経路案内処理は、地図データ取得部４６から地図データを読み出し、算出された案内経路、目的地、経由地および現在位置等をこの地図データの示す地図上に重ねた画像を、ディスプレイ５に表示させ、案内交差点の手前に自車両が到達したとき等の必要時に、右折、左折等を指示する案内音声信号をスピーカ４４に出力させる処理である。
【００３３】
撮影画像表示処理は、路上無線機１から受信した動画データ中の撮影画像に案内経路を強調する強調画像を重畳してディスプレイ５に表示させる処理である。路上無線機１が設置された交差点に自車両が近づいて路上無線機１の通信可能範囲に入ったときに、制御回路４７は、この撮影画像表示処理を開始する。図６に、この撮影画像表示処理のために制御回路４７が実行するプログラム１００のフローチャートを示す。
【００３４】
まず制御回路４７は、撮影画像表示処理を開始すると、ステップ１０５で各種データの取得を行う。具体的には、車両無線端末３を介して路上無線機１から動画データ７１、道路形状データ７２、方位データ７３、緯度経度データ７４、および縮尺データ７５（図１参照）を取得し、さらに、上述した案内経路算出処理において記憶した案内経路データを取得する。
【００３５】
続いてステップ１１０で変数ｎをゼロにセットし、続いて、この変数ｎが最大数に達するまで（ステップ１５０）、変数ｎを１ずつインクリメントする（ステップ１２０）と共にステップ１３０の判定を実行し、その判定が肯定的ならばステップ１４０を実行する。ここで、最大数とは、撮影画像２０中の道路２１〜２５が属するリンク５１〜５５の総数である。この総数は、道路形状データ７２から特定する。そして、ステップ１３０の判定は、当該リンク５１〜５５のそれぞれ毎に実行される。
【００３６】
ステップ１３０においては、緯度経度データ７４に基づいて、対象とするリンクが案内経路に含まれるか否かを判定する。具体的には、対象とするリンクの両端点の地理座標が、案内経路データに含まれるリンクの両端点の地理座標と一致する場合、判定結果が肯定的なものになり、そうでない場合、判定結果が否定的なものになる。
【００３７】
ステップ１３０が肯定判定となった場合に続くステップ１４０では、制御回路４７は、直前のステップ１３０で判定対象となったリンクに対応する撮影画像２０中の道路を透過色で塗りつぶす。
【００３８】
具体的には、道路形状データ７２から、対象となっているリンクのＩＤに関連付けられた画素座標の端点を読み出す。そして、各コマの撮影画像２０において、読み出した端点間を繋ぐ直線に沿った範囲に、透過色の帯画像（強調画像の一例に相当する）を重畳する。ここで、透過色とは、撮影画像２０中の道路が透過的に視認できるような色をいう。図７に、撮影画像２０中の案内経路に該当する道路に透過色画像６１が重畳された図を示す。
【００３９】
なお、帯画像の太さは、道路に関わらない一定値であってもよいし、路上無線機１が道路形状データ７２の一部として、リンク毎に撮影画像２０中の各道路の範囲に合致する塗りつぶし範囲を特定する範囲データを有していれば、当該範囲データを無線受信して、当該範囲データに基づいて塗りつぶし範囲を決定してもよい。
【００４０】
道路形状データ７２中のすべてのリンクについてステップ１２０〜１５０の処理が行われた後、制御回路４７は、続いてステップ１６０で、合成画像６０中の透過色画像６１に重ねるように、矢印画像（強調画像の一例に相当する）６２を重畳する。この矢印画像６２は、案内経路および案内経路に沿った進行方向を示す矢印である。
【００４１】
続いてステップ１７０では、合成画像６０の表示の向き付けの設定がノースアップ（すなわき北を上とする向き付け）になっているかヘディングアップ（すなわち自車両の交差点２５への進入方向を上とする向き付け）を判定する。なお、ノースアップ／ヘディングアップの設定は、あらかじめユーザが操作部４３を操作して決定することができるようになっている。
【００４２】
ヘディングアップの設定となっている場合、続いてステップ１８０で、自車両の交差点２５への進入方向がディスプレイ５の表示における上方向となるように、合成画像６０の向き付けを回転させる。図７においては、ヘディングアップを実現するために、画像を時計回りに９０°回転させている。なお、回転角度は、方位データ７３、および、案内経路データから特定できる自車両の交差点２５への進入方位によって特定する。
【００４３】
ノースアップの設定となっている場合、続いてステップ１９０で、方位データ７３を用いて、北方向がディスプレイ５の表示における上方向となるように、合成画像６０の向き付けを回転させる。
【００４４】
ステップ１８０、１９０の後、プログラム１００の実行を終了する。なお、路上無線機１から継続して送信される動画データ７１については、このプログラム１００の実行において決定した透過色画像６１および矢印画像６２の重畳位置、ならびに、合成画像６０の回転角を、引き続き採用する。また、ディスプレイ５に表示させる合成画像６０に、縮尺データ７５を反映するために、画面中の距離と実際の距離との対応関係を示す画像６３を重畳させるようになっていてもよい。
【００４５】
このように、車両用ナビゲーション装置４は、撮影画像２０中の道路２１〜２５のうち案内経路に属する道路２１、２４を、緯度経度データ７４および案内経路データを利用して特定し、その道路２１、２４の具体的な撮影画像２０中の位置を、道路形状データ７２を利用して特定する。このように、車両用ナビゲーション装置４は、道路形状データ７２、緯度経度データ７４という、撮影画像２０中の道路の地理的配置と画素を基準とする配置との対応関係を表す情報を用いることで、重畳位置の特定を鳥瞰変換のような複雑な処理に頼らずに実現することができる。
【００４６】
また、強調画像として、撮影画像中の案内経路に対応する道路２１、２４に重ねる透過色の画像６１を用いるようになっている。このようになっていることで、自車両の走行するべき道路をより明確に認識することができるようになる。
【００４７】
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の範囲は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の各発明特定事項の機能を実現し得る種々の形態を包含するものである。
【００４８】
例えば、上記実施形態においては、路上無線機１から車両用ナビゲーション装置４に各種データ７１〜７５が送信され、緯度経度データ７４がデータ７２〜７５に基づいて、動画データ７１中の各撮影画像２０に対して強調画像６１、６２の重畳等の処理を行っている。
【００４９】
しかし、撮影画像２０に対する重畳等の処理は、路上無線機１が行うようになっていてもよい。例えば、図８に示すように、車両用ナビゲーション装置４が車両無線端末３を用いて案内経路データ８２を路上無線機１に送信してもよい。そして、路上無線機１の制御回路１２は、受信した案内経路データ８２および自らが記憶しているデータ７２〜７５に基づいて、図６のプログラム１００を実行することで、重畳、回転等の処理を動画データ７１の撮影画像２０に対して施し、その結果の合成動画データ８１を、車両無線端末３に送信するようになっていてもよい。そしてその場合、車両無線端末３は、受信した合成画像６０をディスプレイ５に表示させるようになっていればよい。この場合は、路上無線機１が道路表示装置の一例に相当する。
【００５０】
また、上記の実施形態において、制御回路がプログラムを実行することで実現している各機能は、それらの機能を有するハードウェア（例えば回路構成をプログラムすることが可能なＦＰＧＡ）を用いて実現するようになっていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施形態に係る路車間通信システムの構成を示す概念図である。
【図２】路上無線機１の構成を示すブロック図である。
【図３】撮影画像２０の一例を示す図である。
【図４】道路形状データ７２、方位データ７３、および緯度経度データ７４の内容を示す概念図である。
【図５】車両用ナビゲーション装置４の構成を示すブロック図である。
【図６】制御回路４７が実行するプログラム１００のフローチャートである。
【図７】合成画像６０の一例を示す図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る路車間通信システムの構成を示す概念図である。
【符号の説明】
【００５２】
１…路上無線機、２…カメラ、３…車両無線端末、４…車両用ナビゲーション装置、
５…ディスプレイ、１１…無線部、１２…制御回路、２０…撮影画像、２１…道路、
２２…道路、２３…道路、２４…道路、２５…交差点、３１〜３５…ノード、
３６…撮影方位、３７…北方向、３８…角度、４１…位置検出器、４３…操作部、
４４…スピーカ、４６…地図データ取得部、４７…制御回路、５１〜５４…リンク、
６０…合成画像、６１…透過色画像、６２…矢印画像、６３…縮尺表示、
７１…動画データ、７２…道路形状データ、７３…方位データ、
７４…緯度経度データ、７５…縮尺データ、８１…合成動画データ、
８２…案内経路データ、１００…プログラム。
【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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