(57)【要約】【課題】現在位置が道路標識の配置点付近まで近づいても、実写画像から看板オブジェクトがはみ出さず、実写画像の背景部分が看板オブジェクトにより隠されにくいナビゲーション装置を提供すること。【解決手段】地図データベースに保持されたデータを用いて看板オブジェクトを生成し、当該看板オブジェクトを三次元地図空間に配置する看板オブジェクト生成配置部と、看板オブジェクトの向きを制御する看板オブジェクト制御部と、看板オブジェクトを画像取得部が取得した実写画像に重畳して表示部に表示させる表示制御部とを備え、看板オブジェクト制御部は、移動体の現在位置から看板オブジェクトが遠くの位置に配置されているときは、看板オブジェクトの正面方向を実写画像の撮像視点付近に向け、看板オブジェクトが移動体の現在位置の近くに配置されるに従い、看板オブジェクトの正面方向を実写画像の撮像方向から外す向きに制御することを特徴とする。【選択図】図１
2009020089.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体の案内に寄与する情報を表す看板オブジェクトを、実写画像に重畳して表示するナビゲーション装置であって、
前記移動体の現在位置を取得する測位部と、
前記移動体の周囲を撮像した実写画像を取得する画像取得部と、
地図データベースに保持されたデータを用いて前記看板オブジェクトを生成し、当該看板オブジェクトを三次元地図空間に配置する看板オブジェクト生成配置部と、
前記看板オブジェクトの向きを制御する看板オブジェクト制御部と、
前記看板オブジェクトを前記画像取得部が取得した実写画像に重畳して表示部に表示させる表示制御部とを備え、
前記看板オブジェクト制御部は、前記移動体の現在位置から前記看板オブジェクトが遠くの位置に配置されているときは、前記看板オブジェクトの正面方向を前記実写画像の撮像視点付近に向け、前記看板オブジェクトが前記移動体の現在位置の近くに配置されるに従い、前記看板オブジェクトの正面方向を前記実写画像の撮像方向から外す向きに制御することを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項２】
前記看板オブジェクト制御部は、前記三次元地図空間における前記移動体の現在位置と、前記看板オブジェクトの配置位置との距離に基づき、前記看板オブジェクトの向きを制御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】
前記看板オブジェクト生成配置部は、経路探索部により探索された案内点が存在する前記三次元地図空間における路面近傍に、前記案内点の案内寄与情報を示す看板オブジェクトを配置し、
前記看板オブジェクト制御部は、前記看板オブジェクトの配置位置として、前記案内点を用いることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のナビゲーション装置。
【請求項４】
前記看板オブジェクト生成配置部は、地図データベースに保持された緯度と経度の情報をもつアイコン画像から作成される看板オブジェクトを生成し、前記看板オブジェクトを前記三次元地図空間における当該緯度と経度の位置及び路面から所定の高さの位置に配置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５】
前記看板オブジェクト制御部による、前記向きの制御は、前記三次元地図空間における前記看板オブジェクトの正面方向を示す法線と前記移動体の進行方向との角度の制御であ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６】
前記看板オブジェクト制御部による、前記向きの制御は、前記移動体の現在位置と前記看板オブジェクトの配置位置の距離が短くなるに従い、前記看板オブジェクトが路面に垂直な状態から徐々に路面に寝かせる制御であ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】
前記看板オブジェクト制御部による、前記向きの制御は、前記移動体の現在位置と前記看板オブジェクトの配置位置の距離が短くなるに従い、前記看板オブジェクトの法線を徐々に次の案内点で曲折する方向に変化させる制御であ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８】
前記看板オブジェクト制御部による、前記向きの制御は、前記看板オブジェクトの正面方向が前記実写画像の撮像視点付近に常に向く制御であ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】
前記看板オブジェクト制御部による、前記向きの制御は、前記三次元地図空間における前記看板オブジェクトの正面方向を示す法線上に前記移動体の現在位置が存在する制御であることを特徴とする請求項８に記載のナビゲーション装置。
【請求項１０】
前記看板オブジェクト制御部による、前記向きの制御は、前記三次元地図空間における前記看板オブジェクトの正面方向を示す法線上に前記移動体の現在位置より少し進んだ位置が常に存在する制御であ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１１】
前記表示制御部は、前記移動体の後方を撮像した実写画像に、前記看板オブジェクトを重畳して前記表示部に表示させ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１２】
移動体の案内に寄与する情報を表す看板オブジェクトを、実風景に重畳して表示するナビゲーション装置であって、
前記移動体の現在位置を取得する測位部と、
地図データベースに保持されたデータを用いて前記看板オブジェクトを生成し、当該看板オブジェクトを三次元地図空間に配置する看板オブジェクト生成配置部と、
前記看板オブジェクトの向きを制御する看板オブジェクト制御部と、
ウィンドシールドディスプレイ、ヘッドアップディスプレイまたはヘッドマウントディスプレイのいずれかの表示部を用いて、前記看板オブジェクトを前記実風景に重畳して表示させる表示制御部とを備え、
前記看板オブジェクト制御部は、前記移動体の現在位置から前記看板オブジェクトが遠くの位置に配置されているときは、前記看板オブジェクトの正面方向を前記表示部に対するユーザの視点付近に向け、前記看板オブジェクトが前記移動体の現在位置の近くに配置されるに従い、前記看板オブジェクトの正面方向を前記表示部に対するユーザの視線から外す向きに制御することを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項１３】
移動体の案内に寄与する情報を表す看板オブジェクトを、実風景に重畳して表示するナビゲーション装置であって、
前記移動体の現在位置を取得する測位部と、
地図データベースに保持されたデータを用いて前記看板オブジェクトを生成し、三次元地図空間に配置する看板オブジェクト生成配置部と、
前記看板オブジェクトの向きを制御する看板オブジェクト制御部と、
ウィンドシールドディスプレイ、ヘッドアップディスプレイまたはヘッドマウントディスプレイのいずれかの表示部を用いて、前記看板オブジェクトを前記実風景に重畳して表示させる表示制御部とを備え、
前記看板オブジェクト制御部は、前記看板オブジェクトの正面方向が常に前記表示部に対するユーザの視点付近に向くように前記看板オブジェクトの向きを制御することを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項１４】
移動体の案内に寄与する情報を表す看板オブジェクトを、実写画像に重畳して表示するナビゲーション方法であって、
前記移動体の現在位置を取得する測位ステップと、
前記移動体の周囲を撮像した実写画像を取得する画像取得ステップと、
地図データベースに保持されたデータを用いて前記看板オブジェクトを生成し、当該看板オブジェクトを三次元地図空間に配置する看板オブジェクト生成配置ステップと、
前記看板オブジェクトの向きを制御する看板オブジェクト制御ステップと、
前記看板オブジェクトを前記画像取得部が取得した実写画像に重畳して表示部に表示させる表示制御ステップとを備え、
前記看板オブジェクト制御ステップは、前記移動体の現在位置から前記看板オブジェクトが遠くの位置に配置されているときは、前記看板オブジェクトの正面方向を前記実写画像における撮像視点付近に向け、前記看板オブジェクトが前記移動体の現在位置の近くに配置されるに従い、前記看板オブジェクトの正面方向を前記実写画像の撮像方向から外す向きに制御することを特徴とするナビゲーション方法。
【請求項１５】
移動体の案内に寄与する情報を表す看板オブジェクトを、実写画像に重畳して表示するためにコンピュータに下記のステップを実行させるナビゲーション用プログラムであって、
前記移動体の現在位置を取得する測位ステップと、
前記移動体の周囲を撮像した実写画像を取得する画像取得ステップと、
地図データベースに保持されたデータを用いて前記看板オブジェクトを生成し、当該看板オブジェクトを三次元地図空間に配置する看板オブジェクト生成配置ステップと、
前記看板オブジェクトの向きを制御する看板オブジェクト制御ステップと、
前記看板オブジェクトを前記画像取得部が取得した実写画像に重畳して表示部に表示させる表示制御ステップとを備え、
前記看板オブジェクト制御ステップは、前記移動体の現在位置から前記看板オブジェクトが遠くの位置に配置されているときは、前記看板オブジェクトの正面方向を前記実写画像における撮像視点付近に向け、前記看板オブジェクトが前記移動体の現在位置の近くに配置されるに従い、前記看板オブジェクトの正面方向を前記実写画像の撮像方向から外す向きに制御することを特徴とする、ナビゲーション用プログラム。
【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、ナビゲーション方法、及びナビゲーション用プログラムに関し、より特定的には、三次元空間画像である実写画像や実風景に、移動体の案内に寄与する情報を表す看板オブジェクトを重畳表示するナビゲーション装置、ナビゲーション方法、及びナビゲーション用プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体の現在位置からユーザが設定した目的地までの経路探索を行い、探索の結果好ましいと判断された経路を二次元又は三次元地図上に重畳表示するナビゲーション装置が広く普及している。
【０００３】
このようなナビゲーション装置において、誘導案内ポイントとなる案内点、つまり経路上の交差点や分岐点の情報（例えば、交差点名称や車線数などの情報）を画面に表示することができる（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
また、車両の前方画像を実写画像としてビデオカメラ等の撮像手段で取得し、案内点に近づくと、車両の進路を示す矢印を案内オブジェクトとして実写画像に重畳表示するナビゲーション装置（例えば、特許文献１参照）が提案されている。
【０００５】
また、ビデオカメラ等の撮像手段で撮像した車両前方の実写画像を取得し、行き先案内や道路標識を示す看板オブジェクトをＣＧ（コンピュータグラフィックス）により作成し、ユーザの視点に合わせて、看板オブジェクトを重畳表示するナビゲーション装置（例えば、特許文献２参照）が提案されている。
【０００６】
このように、特許文献１に記載の実写画像に進路を示す案内オブジェクトを重畳表示するナビゲーション装置は、ユーザ（運転者）がフロントウインドシールド越しに見た実風景と、ナビゲーション装置の案内画面との対応付けがし易いので、運転者に対して直感的な経路誘導を行うことができる。しかしながら、カメラの性能が低い場合には実写画像の道路標識に書かれている文字を運転者が充分に読み取れないこともある。また、実写画像の道路に存在する案内に直接関係のない情報に道路標識が紛れてしまって、運転者は画面において道路標識を即座に認識できないこともある。
【０００７】
一方、特許文献２に記載のナビゲーション装置では、看板オブジェクトはナビゲーション装置内で生成されるため、その表示はカメラの性能の影響を受けず、また、運転者は街路樹のような道路案内には直接関係のない情報と看板オブジェクトとの区別をし易い。よって、カメラの性能に拠らず、運転者は看板オブジェクトの表示内容を画面において即座に認識することができる。
【非特許文献１】カーナビゲーション装置のユーザーインターフェイス、特許庁標準技術集、平成１３年
【特許文献１】特開平７−６３５７２号公報
【特許文献２】特許第３８７６９７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の看板オブジェクトを実写画像に重畳表示するナビゲーション装置には、以下のような課題があった。
【０００９】
すなわち、看板オブジェクトは、ビデオカメラ等の撮像手段で取得した実写画像上に存在する交通標識や行き先案内看板などの案内寄与情報と同じ位置、大きさ、向き等になるよう表示される。そのため、案内寄与情報の存在する位置によっては、看板オブジェクトの視認性が損なわれたり、背景の実写画像が看板オブジェクトにより大きく隠される課題があった。例えば、交差点名称を示した看板オブジェクトは、移動体が看板オブジェクトの配置位置付近にまで近づくと、図１８に示されるように実写画像から看板オブジェクトの一部がはみ出してしまい、ユーザが看板オブジェクトの内容を確認できなくなる。また、移動体の現在位置から看板オブジェクトまでの距離が遠く離れているときは、背景の実風景である実写画像に看板オブジェクトが埋もれてしまい視認性が低下する。
【００１０】
また、図１９に示すように、移動体の現在位置と看板オブジェクトの配置点との距離が非常に近い場合、実写画像の広い範囲が看板オブジェクトで隠されてしまうという課題があった。このように、実写画像の広い範囲が隠されてしまうと、ユーザは実写画像中の背景部分（実写画像の道路標識以外の部分）とフロントガラス越しに見える実風景とを対応付けし難くなるので、ナビゲーション装置はユーザに対して直感的な経路誘導を行うことが難しくなる。
【００１１】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、実写画像に重畳表示される看板オブジェクトの向きを制御することで、ユーザに案内寄与情報を分かりやすく提示することが可能なナビゲーション装置、ナビゲーション方法、及びナビゲーション用プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るナビゲーション装置の第一の局面は、移動体の案内に寄与する情報を表す看板オブジェクトを、実写画像に重畳して表示部に表示するナビゲーション装置であって、移動体の現在位置を取得する測位部と、移動体の周囲を撮像した実写画像を取得する画像取得部と、地図データベースに保持されたデータを用いて前記看板オブジェクトを生成し、当該看板オブジェクトを三次元地図空間に配置する看板オブジェクト生成配置部と、看板オブジェクトの向きを制御する看板オブジェクト制御部と、看板オブジェクトを画像取得部が取得した実写画像に重畳して表示部に表示させる表示制御部とを備え、看板オブジェクト制御部は、移動体の現在位置から看板オブジェクトが遠くの位置に配置されているときは、看板オブジェクトの正面方向を実写画像の撮像視点付近に向け、看板オブジェクトが移動体の現在位置の近くに配置されるに従い、看板オブジェクトの正面方向を実写画像の撮像方向から外す向きに制御することを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、看板オブジェクトの向きを制御することにより、看板オブジェクトが移動体に近づくに従い、看板オブジェクトの表示部に占める範囲を小さくすることができる。従って、移動体周囲の実写画像上に看板オブジェクトを重畳表示する方式のナビゲーション装置において、移動体が看板オブジェクトの配置点付近まで近づいても、実写画像の背景部分が看板オブジェクトで隠される範囲を少なくすることができる。かつ、移動体が看板オブジェクトに近づいていることを看板オブジェクトの向きの変化によって知らせることができ、ユーザは案内寄与情報と移動体の現在位置との距離を直感的に認識することができる。
【００１４】
ここで、看板オブジェクト制御部は、三次元地図空間における移動体の現在位置と、看板オブジェクトの配置位置との距離に基づき、看板オブジェクトの向きを制御してもよい。このようにすれば、実写画像の撮像状態が良くないとき、実写画像に替えて実風景を用いるときなど、実写画像から看板オブジェクトの配置位置を決められない場合でも看板オブジェクトを重畳表示させることができる。
【００１５】
また、看板オブジェクト生成配置部は、経路探索部により探索された案内点が存在する三次元地図空間における路面近傍に、前記案内点の案内寄与情報を示す看板オブジェクトを配置し、看板オブジェクト制御部は、看板オブジェクトの配置位置として、前記案内点を用いるようにしてもよい。このようにすれば、周囲の建物など実風景を隠すことがなく、看板オブジェクトと移動体の現在位置との距離が非常に近いときでも、実写画像からの看板オブジェクトのはみ出しを少なくすることができる。
【００１６】
また、看板オブジェクト生成配置部は、地図データベースに保持された緯度と経度の情報をもつアイコン画像から作成される看板オブジェクトを生成し、前記看板オブジェクトを三次元地図空間における当該緯度と経度の位置、及び路面から所定の高さの位置に配置することもできる。
【００１７】
また、看板オブジェクト制御部による、向きの制御は、三次元地図空間における看板オブジェクトの正面方向を示す法線と移動体の進行方向との角度の制御であってもよい。この構成によれば、実写画像の撮像状態が良くないとき、実写画像に替えて実風景を用いるときなど、実写画像から看板オブジェクトの配置位置を決められない場合でも看板オブジェクトの向きを制御することができる。
【００１８】
また、看板オブジェクト制御部による、向きの制御は、移動体の現在位置と看板オブジェクトの配置位置の距離が近くなるに従い、看板オブジェクトが路面に垂直な状態から徐々に路面に寝かせる制御であることが好ましい。
【００１９】
また、看板オブジェクト制御部による、向きの制御は、移動体の現在位置と看板オブジェクトの配置位置の距離が短くなるに従い、看板オブジェクトの法線を徐々に次の案内点で曲折する方向に変化させる制御であることが好ましい。このようにすれば、進行方向と曲折する側の実写画像や実風景を隠すことなく、看板オブジェクトを表示させることができる。
【００２０】
また、看板オブジェクト制御部による、向きの制御は、看板オブジェクトの正面方向が実写画像の撮像視点に常に向く制御であることが好ましい。このようにすれば、移動体の現在位置と看板オブジェクトとの距離を用いなくとも、看板オブジェクトの向きを制御することができる。さらに、案内寄与情報である看板オブジェクトの向きが、背景の実写画像や実風景に対して刻々と変化していくので、ユーザにとって背景の実写画像や実風景と看板オブジェクトとの違いが分かり易く、これらを直感的に区別することが可能となる。したがって、ユーザに対して分かり易く案内寄与情報を提示することができる。
【００２１】
また、看板オブジェクト制御部による、向きの制御は、三次元地図空間における看板オブジェクトの正面方向を示す法線上に移動体の現在位置が存在する制御であることが好ましい。
【００２２】
また、看板オブジェクト制御部による、向きの制御は、三次元地図空間における看板オブジェクトの正面方向を示す法線上に移動体の現在位置より少し進んだ位置が常に存在する制御であることが好ましい。
【００２３】
また、表示制御部は、移動体の後方を撮像した実写画像に、看板オブジェクトを重畳して表示部に表示させることが好ましい。このようにすれば、ユーザが見過ごしたり、再度確認したいと思った案内寄与情報も、移動体の後方を撮像した実写画像に重畳された看板オブジェクトを見ることによって、内容を把握することが可能となる。
【００２４】
本発明は、実写画像を取得する方式のナビゲーション装置に適用できるのは勿論、実写画像を取得しない方式のナビゲーション装置にも適用可能である。
例えば、移動体の案内に寄与する情報を表す看板オブジェクトを、実風景に重畳して表示するナビゲーション装置であって、移動体の現在位置を取得する測位部と、地図データベースに保持されたデータを用いて前記看板オブジェクトを生成し、当該看板オブジェクトを三次元地図空間に配置する看板オブジェクト生成配置部と、看板オブジェクトの向きを制御する看板オブジェクト制御部と、ウィンドシールドディスプレイ、ヘッドアップディスプレイまたはヘッドマウントディスプレイのいずれかの表示部を用いて、前記看板オブジェクトを実風景に重畳して表示させる表示制御部とを備え、
看板オブジェクト制御部は、移動体の現在位置から看板オブジェクトが遠くの位置に配置されているときは、看板オブジェクトの正面方向を表示部に対するユーザの視点付近に向け、看板オブジェクトが移動体の現在位置の近くに配置されるに従い、看板オブジェクトの正面方向を表示部に対するユーザの視線から外す向きに制御することを特徴とする。
【００２５】
また、本発明は、移動体の案内に寄与する情報を表す看板オブジェクトを、実風景に重畳して表示するナビゲーション装置であって、前記移動体の現在位置を取得する測位部と、地図データベースに保持されたデータを用いて前記看板オブジェクトを生成し、当該看板オブジェクトを三次元地図空間に配置する看板オブジェクト生成配置部と、前記看板オブジェクトの向きを制御する看板オブジェクト制御部と、ウィンドシールドディスプレイ、ヘッドアップディスプレイまたはヘッドマウントディスプレイのいずれかの表示部を用いて、前記看板オブジェクトを前記実風景に重畳して表示させる表示制御部とを備え、
前記看板オブジェクト制御部は、前記看板オブジェクトの正面方向が常に前記表示部に対するユーザの視点付近に向くように前記看板オブジェクトの向きを制御することを特徴とする。
【００２６】
このように、表示部としてウィンドシールドディスプレイやヘッドアップディスプレイまたはヘッドマウントディスプレイを使用する場合には、実写画像を当該ディスプレイの画面に表示しなくて良い。実風景がディスプレイ越しに視認できるためである。
【００２７】
これらのディスプレイを使用する場合、従来は看板オブジェクトによって実風景が大きく隠されてしまう可能性があった。しかしながら、本発明では看板オブジェクトの表示部に占める範囲が小さくなるように看板オブジェクトの向きを制御するので、実風景が看板オブジェクトで隠される範囲を少なくすることができる。
【００２８】
本発明の第２の局面は、移動体の案内に寄与する情報を表す看板オブジェクトを、実写画像に重畳して表示部に表示するナビゲーション方法に向けられている。移動体の現在位置を取得する測位ステップと、移動体の周囲を撮像した実写画像を取得する画像取得ステップと、地図データベースに保持されたデータを用いて看板オブジェクトを生成し、当該看板オブジェクトを三次元地図空間に配置する看板オブジェクト生成配置ステップと、看板オブジェクトの向きを制御する看板オブジェクト制御ステップと、記看板オブジェクトを画像取得部が取得した実写画像に重畳して表示部に表示させる表示制御ステップとを備え、看板オブジェクト制御ステップは、移動体の現在位置から看板オブジェクトが遠くの位置に配置されているときは、看板オブジェクトの正面方向を実写画像における撮像視点付近に向け、看板オブジェクトが移動体の現在位置の近くに配置されるに従い、看板オブジェクトの正面方向を実写画像の撮像方向から外す向きに制御する。
【００２９】
本発明の第３の局面は、移動体の案内に寄与する情報を表す看板オブジェクトを、実写画像に重畳して表示部に表示するためにコンピュータに下記のステップを実行させるナビゲーション用プログラムに向けられている。移動体の現在位置を取得する測位ステップと、移動体の周囲を撮像した実写画像を取得する画像取得ステップと、地図データベースに保持されたデータを用いて看板オブジェクトを生成し、当該看板オブジェクトを三次元地図空間に配置する看板オブジェクト生成配置ステップと、看板オブジェクトの向きを制御する看板オブジェクト制御ステップと、看板オブジェクトを画像取得部が取得した実写画像に重畳して表示部に表示させる表示制御ステップとを実行させ、看板オブジェクト制御ステップは、移動体の現在位置から看板オブジェクトが遠くの位置に配置されているときは、看板オブジェクトの正面方向を実写画像における撮像視点に向け、看板オブジェクトが移動体の現在位置の近くに配置されるに従い、看板オブジェクトの正面方向を実写画像の撮像方向から外す向きに制御する。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、看板オブジェクトの向きを制御することにより、移動体から遠くの位置における看板オブジェクトの見易さと、移動体直近における背景画像の見易さとが両立されたナビゲーション装置、ナビゲーション方法、及びナビゲーションプログラムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係るナビゲーション装置１００を、移動体の一例である自動車に搭載して使用する場合について図面を参照しながら説明する。なお、各図面において、本発明に直接関係のない構成要素の図示を省略している。
【００３２】
図１は、本発明の第１実施形態に係るナビゲーション装置１００の機能的構成を示すブロック図である。
【００３３】
ナビゲーション装置１００は、画像取得部１０１と、測位部１０２と、地図データベース１０３と、入力部１０４と、制御部１０５と、経路探索部１０６と、案内オブジェクト生成配置部１０７と、看板オブジェクト生成配置部１０８と、看板オブジェクト制御部１０９と、表示制御部１１０と、表示部１１１とを備える。
【００３４】
画像取得部１０１は、車両前方などの車両周囲を撮像した実写画像（動画を含む）を取り込む部分であり、例えば、実写画像はデジタルカメラで撮像される。デジタルカメラは、例えば、ルームミラーの背面側に車両前方に向けて配置することができる。或いは、デジタルカメラは、車両天井部の屋外側に車両前方に向けて配置することができる。なお、デジタルカメラは、車両周囲を撮像する２個以上のカメラから構成されていても良い。例えば、車両前方と後方を撮像する２個のカメラから構成されるときは、それらの実写画像を切り替えて表示したり、合成することもできる。なお、画像取得部１０１は、予めデータを記憶したものでなくてもよく、携帯電話等の図示しない通信手段によって、センター設備から適宜ダウンロードすることにより、実写画像を取り込んでもよい。
【００３５】
測位部１０２は、移動体の現在位置、速度、進行方向を算出するためのものであり、例えば、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）受信機、車速センサ、ジャイロ（角速度）センサ、加速度センサ等を用いて算出する。ＧＮＳＳ受信機は、例えば、ＧＰＳ受信機であり、複数の衛星からの電波を受信し、それを復調することで受信機の絶対位置を計測するものである。なお、移動体の現在位置、速度、進行方向の測定は、ＧＮＳＳ受信機や各種センサを単独利用又は複合利用して行うことができる。また、ＧＮＳＳ受信機や各種センサによって得られた移動体位置を地図の道路上に補正して、現在位置とするマップマッチング処理を行っても良い。
【００３６】
また、ジャイロ（角速度）センサ、加速度センサ等の自立センサとして、３軸方向が検知可能なセンサを用いれば、現在位置として三次元位置を用いることが可能となる。後述の地図データベース１０３に道路や看板オブジェクトの高さ情報が格納されていれば、高さ方向も含めて、より正確に移動体位置を算出することが可能となる。
【００３７】
地図データベース１０３は、道路や交差点に関するデータ等からなる地図情報を格納するものであり、例えば、ＨＤＤ、ＤＶＤ、フラッシュメモリである。なお、地図データベース１０３は、予めデータを記憶したものでなくてもよく、携帯電話等の図示しない通信手段によって、センター設備から地図情報を適宜ダウンロードするものであってもよい。
【００３８】
図２及び図３は、地図データベース１０３に保持されている地図情報の中で、本実施形態に関連する情報のレコード形式を示す図である。図２及び図３に示されるように、地図データベース１０３は、（Ａ）ノードデータ、（Ｂ）リンクデータ、（Ｃ）道路種別データ、（Ｄ）形状ノードデータ、（Ｅ）交差点名称データ、（Ｆ）ＰＯＩ（Ｐｏｉｎｔ  ｏｆ  Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）情報を記憶することができる。
【００３９】
ノードデータは、交差点や合流地点など、幾方向かに道路が分岐する地点のデータである。ノードデータは、ノード毎の緯度・経度等の位置情報と、当該ノードに接続する、後述するリンクの数と、リンクのＩＤとを含む。
【００４０】
リンクデータはノードとノードを結ぶ道路を表すものである。リンクデータは、リンクの端点である始点ノード及び終点ノードと、リンクコスト（例えば、リンクの距離であり、単位はメートルやキロメートルなど）と、リンク幅（道路幅であり、単位はメートルなど）と、道路種別と、後述する形状ノードの数と、各ノードのＩＤとを含む。ここで、リンクコストは、後述する経路探索部１０６が経路探索を行う際のコスト計算に用いられる。
【００４１】
道路種別データは、リンクデータの道路種別を識別するためのデータであり、高速道や一般道といった道路の種類を示す値を持っている。この道路種別データによって、後述する経路探索部１０６は一般道優先や高速道優先といった探索条件を設定することができる。
【００４２】
形状ノードデータは、前述するリンク上に存在し、リンクが曲線状等であって直線状でない場合に、その形状を表現するための曲折点を表すものである。形状ノードデータは、緯度・経度等の位置情報と、当該形状ノードが位置するリンクのＩＤとを含む。
【００４３】
交差点名称データは、交差点の名称を表すものであり、当該交差点に対応するノードのＩＤと、交差点名称文字列とを含む。なお、ノードには必ずしも交差点名称が存在するとは限らない。
【００４４】
ＰＯＩ（Ｐｏｉｎｔ  ｏｆ  Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）情報は、施設情報、スポット情報、交通標識など緯度・経度等（路面からの高さ情報を含んでいても良い。）の位置情報と連動した案内に寄与するデジタルコンテンツである。デジタルコンテンツは、静止画や動画のアイコンを含み、少なくとも正面方向を示す法線ベクトルのデータが保持されていることが好ましい。なお、ポリゴンによりアイコンを作成する構成としても良い。この場合、法線ベクトルのデータは、地図データベース１０３に保持されていなくてもよく、ポリゴンの各頂点座標が決まれば、計算処理で求めた面法線を、法線ベクトルとすることができる。
【００４５】
図４は、地図ＤＢ１０３に格納される地図情報を基に復元された、ノードとリンクとからなる道路ネットワークを示す模式図である。各ノードには２本以上のリンクが接続されており、各ノードはリンクを介して別のノードと接続されている。一部のリンク（例えばリンクＬ６）上には当該リンクの形状を表すための形状ノードが存在する。なお、リンクが直線的である場合には、当該リンク上に形状ノードは必ずしも存在しない。また、ノードデータが高密度（例えば、ノード間隔が５ｍ以下）で格納されている場合には、形状ノードは必ずしも存在しない。
【００４６】
地図データベース１０３は、このような道路ネットワークを復元するための道路情報だけでなく、背景データ（河川、緑地など）、施設情報（例えば、ファミリーレストランやガソリンスタンドの位置を管理する情報）などの情報も格納することができる。
【００４７】
入力部１０４は、ユーザが指示を入力するためのものである。入力部１０４の例としては、例えば、押圧式のスイッチを所定数並べたもの、タッチパネル式のもの、リモコン式のもの、利用者の声を認識してナビゲーション装置１００への入力情報に変換するマイクロフォン、音声認識エンジン等を挙げることができる。ユーザからの指示内容としては、例えば、目的地検索、経由地設定、目的地設定、経路探索条件設定、経路探索実行、縮尺変更（拡大／縮小）、表示モードを地図モードと実写モードに切り替える指示等がある。
【００４８】
制御部１０５は、ナビゲーション装置１００全体の動作を制御するものである。制御部１０５は、ＣＰＵ或いはＭＰＵと、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等とから構成されている。ＣＰＵ或いはＭＰＵが、ＲＯＭに格納されるプログラムを実行することによって、図１に示される各機能ブロックの動作が制御される。また、ＣＰＵ及びＭＰＵは、プログラムの実行中、ＲＡＭを作業領域として使用する。
【００４９】
経路探索部１０６は、入力部１０４から入力された目的地情報及び測位部１０２から取得した現在位置情報と、地図データベース１０３の内容とに基づいて、目的地に至る最適経路を探索する。探索された経路にはいくつかの案内点（交差点のうち案内対象であるもの）が含まれる。なお、ノードが案内点であるかどうかの判定は、最適経路を構成するリンクであって当該ノードに接続される２つのリンクが互いになす角度を検出することで行われる。また、最適経路の探索はダイクストラ法などの公知の手法で行うことができる。最適経路は典型的にはリンクデータ列として表現される。
【００５０】
案内オブジェクト生成配置部１０７は、後述する道路検出処理により検出された道路のうち、経路探索部１０６によって探索された最適経路に該当する道路に沿った形状の案内オブジェクトを生成し、生成した案内オブジェクトを図示しない地図座標系（ローカル座標系）に配置する機能を有している。地図座標は、地図データベース１０３に格納されている地図データの座標系である。案内オブジェクト生成配置部１０７は、リンクデータのリンク幅を参照して、案内オブジェクトの表示幅を決定する。案内オブジェクトは、任意の大きさを取ることができ、実写画像上に重畳表示された際には、後述する投影処理によって、遠近感をもって表示することができる。例えば、現在位置から案内点までの距離が小さくなるにつれて案内オブジェクトは次第に大きく表示される。
【００５１】
看板オブジェクト生成配置部１０８は、道路標識など、案内寄与情報の看板を模した看板オブジェクトを生成し、生成した看板オブジェクトを図示しない地図座標系（ローカル座標系）に配置する機能を有している。地図座標は、上記の如く、地図データベース１０３に格納されている地図データの座標系である。看板オブジェクトは、任意の大きさを取ることができ、実写画像上に重畳表示された際には、後述する投影処理によって、遠近感をもって表示することができる。例えば、現在位置から案内点までの距離が小さくなるにつれて看板オブジェクトは次第に大きく表示される。本実施形態では、看板オブジェクトは、案内点を示すノードの位置に配置され、交差点名称を示す、地図データベース１０３に記憶された交差点名称データを基に生成される。なお、看板オブジェクトの配置は、上記のように地図座標系を用いるものに限らず、例えば、画像取得部１０１が取得した実写画像から抽出した、看板の位置を基に看板オブジェクトを配置しても良い。
【００５２】
なお、看板オブジェクトは、経路探索部１０６で探索された最適経路上に存在する全ての交差点について生成されても良いし、或いは交差点のうち案内点であるものについてのみ生成されても良い。「交差点のうち案内点であるものについてのみ生成される」とは、例えば真っ直ぐに通過する交差点については看板オブジェクトを生成せず、右折或いは左折する交差点についてのみ看板オブジェクトを生成してもよいことを意味する。
【００５３】
また、看板オブジェクトは、地図データベース１０３の（Ｅ）交差点名称データに記憶された文字列から生成するのではなく、（Ｆ）ＰＯＩ情報に記憶された看板を含む、アイコン画像（静止画だけではなく、動画やポリゴンを含む）であっても良い。また、看板オブジェクトを画面上に同時に複数表示するために、複数の看板オブジェクトを生成してもよい。この場合、複数の看板オブジェクトは、例えば、（Ｆ）ＰＯＩ情報に記憶された緯度・経度を基に移動体の進路上または進路に沿って配置する。図５に、看板オブジェクト生成配置部１０８が生成する看板オブジェクトの一例を示す。なお、看板オブジェクトは、図５に示されるような交差点名称看板に限らず、方面名称看板、車線数看板、施設看板、交通標識等でも構わない。また、本実施形態では、看板オブジェクトの正面方向とは、文字など案内情報が表示される側、つまり実写画像の撮像視点から文字が視認できる側とする。
【００５４】
看板オブジェクト制御部１０９は、移動体（自車）の現在位置から看板オブジェクトが遠くの位置に配置されているときは、看板オブジェクトの正面方向を実写画像の撮像視点に向け、看板オブジェクトが移動体の現在位置の近くに配置されるに従い、看板オブジェクトの正面方向を実写画像の撮像方向から外す向きに制御する。例えば、測位部１０２から得られる現在位置から、経路探索部１０６で探索された次の案内点までの距離に基づいて、看板オブジェクトの向きを制御する。なお、現在位置から看板オブジェクトが配置された位置（距離、法線方向など）に基づいて、看板オブジェクトの向きを制御しても良い。
【００５５】
ただし、本実施形態では、現在位置から案内点までの距離に基づいて、看板オブジェクトの向きを制御するものとして説明する。「看板オブジェクトの向きの制御」は、三次元空間内の看板オブジェクトの正面方向と移動体の進行方向とがなす角度の制御に相当する。
【００５６】
具体的には、移動体の現在位置と次の案内点までの距離が大きければ（例えば２００ｍ以上）、看板オブジェクトに対する法線と移動体進行方向とがなす角度は０度とされる。移動体が走行して現在位置と次の案内点までの距離が小さくなるにつれて、当該角度は次第に大きくなる。現在位置と次の案内点までの距離がある程度まで小さくなると（例えば２０ｍ以下）、当該角度は９０度となる。
【００５７】
看板オブジェクトは、下側、右側、或いは左側のいずれの側に向きを制御されてもよい。下側へ向きを制御することで、看板オブジェクトが路面となす角度が制御されることになる。
【００５８】
表示制御部１１０は、実写画像に案内オブジェクトと看板オブジェクト制御部１０９の制御によって得られる看板オブジェクトとを表示部１１１の画面に重畳表示させる機能を有している（実写モード時）。また、現在位置周辺の地図画像を、必要により現在位置マーク、最適経路などとともに表示部１１１の画面に表示する機能を有している（地図モード時）。
【００５９】
表示部１１１は、例えば、液晶ディスプレイ、ウィンドシールドディスプレイ、ヘッドアップディスプレイなどの表示デバイスである。なお、ウィンドシールドディスプレイ、ヘッドアップディスプレイとする場合は、上記の如く、実写画像を当該ディスプレイの画面に表示しなくても良い。実風景がウィンドシールド越しに視認できるためである。また、運転者の視線移動を最小にすることができ安全である。上記以外に、ゴーグルやヘルメットのような形状をした、頭部に装着し左右の目のすぐ前に画面がセットされるヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）を用いても良い。この場合も、実風景がディスプレイ越しに視認できるものであれば、実写画像を当該ディスプレイの画面に表示しなくても良い。装着者の頭の移動（視線の移動）に応じて表示する画像を変化させることで、ユーザ（運転者）が見ている方向に存在する案内オブジェクトや看板オブジェクトを表示させることができる。
【００６０】
次に本発明の実施の形態に係るナビゲーション装置１００の動作について図６に従って説明する。ここでは、本実施形態に関係する実写モード時の動作について説明する。図６は、本実施形態に係るナビゲーション装置１００の動作を示すフロー図である。
【００６１】
まず、制御部１０５が、入力部１０４から目的地が設定されたか否かを判定する（ステップＳ６０１）。ステップＳ６０１において、目的地が設定されなかった場合、制御部１０５は、Ｓ６０１に処理を戻す。一方、ステップＳ６０１において、目的地が設定された場合、経路探索部１０６が、測位部１０２で取得した現在位置情報に基づいて、地図データベース１０３を参照し、目的地に至る経路を探索する（ステップＳ６０２）。目的地に至る経路が探索されると、制御部１０５は、案内を開始する（ステップＳ６０３）。
【００６２】
次いで、制御部１０５は、地図データベース１０３に格納されている三次元地図、画像取得部１０１の取得する実写画像の撮像方向、撮像範囲を定めるパラメータであるカメラ位置、カメラ角（水平角、仰角）、焦点距離、及び画像サイズに基づいて、三次元地図空間におけるカメラの視野空間を算出する（ステップＳ６０４）。ここで、三次元地図は、緯度、経度、及び高度に基づいて、位置情報が表される。
【００６３】
カメラの視野空間は、例えば、図７に示されるような方法で求められる。三次元地図空間において、カメラ位置（視点）Ｅからカメラ角方向に焦点距離ｆだけ進んだ点（点Ｆ）が求められる。次いで、画像サイズに相当する横ｘ、縦ｙの平面（カメラ画面）が視点Ｅと点Ｆを結んだベクトルに垂直になるように設定される。次に、制御部１０５が、視点Ｅからカメラ画面の４隅の点を結ぶ半直線を作り、これら４本の半直線で囲まれる空間領域を求める。この空間領域は、理論上無限遠まで延びるが、視点Ｅから適当な距離だけ離れた所で打ち切られ、視野空間とされる。なお、制御部１０５は、三次元地図の代わりに、三次元地図から高度情報を除いた二次元地図を用い、二次元地図空間におけるカメラの視野空間を算出するようにしても構わない。また、撮像方向と撮像範囲を定めるパラメータは上記のものに限らず、撮像方向と撮像範囲が定まるものであれば、その他の光学的条件（視野角等）を用いて算出されても構わない。また、カメラ位置は水平より少し下向きにしても良い。この場合、図７の投影面はカメラ光軸に対して垂直となるように傾ければよい。
【００６４】
次に、制御部１０５は、移動体が目的地に到達したか否かを判定する（ステップＳ６０５）。ステップＳ６０５において、目的地に到達した場合、制御部１０５は、処理を終了する。一方、ステップＳ６０５において、目的地に到達していない場合、制御部１０５は、三次元地図空間内において、カメラの視野空間内に存在する道路とその位置とを検出する道路検出処理を行う（ステップＳ６０６）。
【００６５】
道路検出処理では、制御部１０５は、三次元地図空間において、カメラの視野空間と道路領域との重なりを求める。
【００６６】
図８は、道路検出処理で検出される道路を示している。なお、図８は、三次元地図空間とカメラ視野空間とを上（車両上方）から見た図である。三次元地図空間内に三角形状の破線で示す領域としてカメラ視野空間が存在している。道路検出処理では、上述したノードデータ、形状ノードデータ、及びリンクデータに基づいて、移動体近傍の道路の形状や道路幅が抽出される。そして、図８に示すように、カメラ視野空間内の道路（斜線を付した部分）が検出される。
【００６７】
次に、案内オブジェクト生成配置部１０７は、三次元地図空間において、道路検出処理により検出された道路のうち、経路探索部１０６によって探索された案内経路に該当する道路に沿った形状の案内オブジェクトを生成し、生成した案内オブジェクトを道路上に配置する（ステップＳ６０７）。
【００６８】
図９は、案内オブジェクト生成配置部１０７によって配置される案内オブジェクトを説明する図である。なお、案内オブジェクトの形状は、図９に示した折れ線図形に限らず、先端に三角形を描いた矢印図形を用いても構わない。
【００６９】
次いで、看板オブジェクト生成配置部１０８は、看板オブジェクトを生成する（ステップＳ６０８）。
【００７０】
さらに、看板オブジェクト制御部１０９は、移動体の現在位置から案内点までの距離を算出する（ステップＳ６０９）。なお、看板オブジェクトが配置された位置を用いる場合は、看板オブジェクトまでの距離や方向などを算出する。
【００７１】
看板オブジェクト生成配置部１０８は、三次元地図空間における案内点の路面近傍もしくは案内点付近の路面近傍に、看板オブジェクトを配置する。看板オブジェクトに対する法線と移動体進行方向とがなす角度θは、移動体の現在位置から案内点までの距離に応じた角度とされる。第１実施形態では、看板オブジェクトを路面に寝かせる方向（すなわち下向き）に、角度θを制御する。角度θの制御により、看板オブジェクトが路面となす角度も変化する（ステップＳ６１０）。具体的には、図１０に示されるように、看板オブジェクトは、移動体の現在位置から案内点までの距離Ｄ（単位はメートル）が小さくなるにつれて、角度θが次第に大きくなるように（案内オブジェクトが垂直に立った状態から徐々に寝た状態に変化するように）配置される。例えば、角度θが（式１）を満たすように配置される。
（式１）
θ＝０（Ｄ＞２００）
θ＝−Ｄ／２＋１００（２０≦Ｄ≦２００）
θ＝９０（０≦Ｄ＜２０）
なお、移動体の現在位置から案内点までの距離Ｄは、移動体の現在位置から目的地点までの間に案内点が無くなるまで継続的に算出される。
【００７２】
図１１は、路面上に看板オブジェクトを配置したときの様子を示す図である。
【００７３】
図１１に示すように、現在位置から案内点までの距離Ｄが２００ｍ以上である場合は、図１０に示されるように角度θは０度とされ、看板オブジェクトは路面に対して垂直に立った状態で配置される（図１１（ａ）参照）。現在位置から案内点までの距離Ｄが小さくなるにつれて、看板オブジェクトは垂直に立った状態から徐々に寝た状態に変化していき、例えば現在位置から案内点までの距離Ｄが１００ｍのとき、角度θは５０度とされる（図１１（ｂ）参照）。現在位置から案内点までの距離Ｄが２０ｍになると、角度θは９０度となり、看板オブジェクトは完全に寝た状態（路面に平行に重なる状態）で配置される（図１１（ｃ）参照）。
【００７４】
次に、表示制御部１１０は、図７に示すカメラ画面を投影面として、案内オブジェクトと看板オブジェクトの投影処理を行い（ステップＳ６１１）、図１２及び図１３に示すように、表示部１１１に案内オブジェクトと看板オブジェクトを実写画像に重畳して表示させる（ステップＳ６１２）。この投影処理において、案内オブジェクトと看板オブジェクトが投影される投影面は、画像取得部１０１におけるカメラ画面と一致するため、案内オブジェクトと看板オブジェクトは、図１２及び図１３に示すように実写画像上に映っている道路（案内経路に該当）上に重畳されて表示される。
【００７５】
図１２に示すように、移動体の現在位置が交差点から遠い地点（例えば、交差点手前２００ｍ）では、看板オブジェクトが案内点において路面に垂直に立った状態で表示される。このとき、看板オブジェクトは、その表示内容を遠くからでも容易に視認できる程度の大きさに表示される。
【００７６】
また、図１３に示すように、現在位置が交差点に近い地点（例えば、交差点手前２０ｍ）では、看板オブジェクトが寝た状態で路面上に表示される。よって、看板オブジェクトが図１９に示したように背景画像を隠蔽することがない。なお、移動体が交差点に近づく程、看板オブジェクトは大きく表示されるため、看板オブジェクトが寝た状態でも当該オブジェクトに記載された文字の視認性は充分に確保される。
【００７７】
このように、本実施形態では、現在位置から案内点までの距離または看板オブジェクトが配置される位置に基づいて、看板オブジェクトの向きを制御する。よって、現在位置から案内点または看板オブジェクトまでの距離が大きいときは看板オブジェクトを路面に垂直に立てることで視認性を良くし、また、現在位置から案内点または看板オブジェクトまでの距離が小さいときは、看板オブジェクトを寝かせることで背景画像が隠蔽される範囲を小さくするナビゲーション装置１００を提供することができる。
【００７８】
特に、実写画像に案内オブジェクトを重畳する表示方法の利点、つまり実風景と見比べることにより直感的にどの交差点でどの方向に進路変更すべきかを把握できるという利点を活かしつつ看板オブジェクトによって道路案内の質を高めることができる。
【００７９】
なお、上述の実施の形態では、角度θは（式１）に従って変更される例を説明したが、これに限らず、現在位置から案内点までの距離Ｄが小さくなるに連れて角度θが大きくなるものであれば、どのような式であってもよい。また、案内点までの距離だけでなく、移動体の速度等を参照し、角度θを制御することもできる。
【００８０】
また、本実施形態では、車両の前方を向いたカメラで撮像された実写画像が用いられる例を説明したが、予め記憶媒体に保存されている実写画像や通信によって取得した実写画像上に案内オブジェクトや看板オブジェクトが重畳表示されるようにしても構わない。
【００８１】
また、実写画像から道路標識や行き先案内看板などの案内寄与情報の位置を抽出し、その位置を基にＣＧ（コンピューターグラフィックス）などで作成した看板オブジェクトを実写画像に重畳表示するようにしてもよい。
【００８２】
さらに、表示部として、ウィンドシールドディスプレイ、ヘッドアップディスプレイまたはヘッドマウントディスプレイのいずれかを用いる場合、表示部の視点は、三次元地図空間におけるカメラ位置（視点）の替わりにユーザの視点とし、そして、表示部の表示方向は、カメラ角方向の替わりにユーザの視線を用いる。なお、ユーザの視点および視線は、固定値を用いるか、またはユーザの視点および視線を検知するカメラを別に設け、動的に変化させることも可能である。
【００８３】
上記実施の形態で説明した構成は、単に具体例を示すものであり、本願発明の技術的範囲を制限するものではない。本願の効果を奏する範囲において、任意の構成を採用することが可能である。
【００８４】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００８５】
図１４は、第２実施形態において、移動体と案内点との距離に応じて、看板オブジェクトの向きが水平方向（右方向あるいは左方向）に変化する様子を示す図である。第１実施形態と同様に、現在位置から看板オブジェクトが配置された位置（距離、方向など）に基づいて、看板オブジェクトの向きを制御しても良い。ただし、本実施形態では、現在位置から案内点までの距離に基づいて、看板オブジェクトの向きを制御するものとして説明する。なお、図１４は、実写画像上に表示される図形を示すのではなく、図８、９と同じく、三次元地図空間とカメラ視野空間とを上（車両上方）から見た図において看板オブジェクトを示している。図１５は、第２実施形態において、移動体（自車）の現在位置が案内点に近い場合に、看板オブジェクトが実写画像に重畳表示されている様子を示す図である。
【００８６】
上記第１実施形態では、現在位置と案内点の距離に応じて看板オブジェクトの向きが下方向に変化し、これにより看板オブジェクトと路面とがなす角度が変化していた。これに対し、第２実施形態では、現在位置と案内点の距離に応じて看板オブジェクトの水平方向の向きが次第に変化する。その他の点は、第１実施形態と同様である。
【００８７】
例えば、図１４（ａ）に示されるように、移動体の現在位置が案内点から遠い場合は、看板オブジェクトは移動体に対して正面を向いている。看板オブジェクトに対する法線と車両進行方向のなす水平方向角度をθとすると、この状態では、θ＝０度となっている。
【００８８】
また、図１４（ｂ）に示されるように、現在位置が案内点にある程度近づくと、看板オブジェクトは移動体に対して左斜め４５度の方向を向く。この状態では、θ＝４５度となっている。
【００８９】
また、図１４（ｃ）に示されるように、現在位置が案内点直近まで近づくと、看板オブジェクトは移動体に対して真左方向を向く。この状態では、θ＝９０度となっている。
【００９０】
図１４（ｃ）に示した状態で看板オブジェクトを実写画像に重畳表示すると、図１５に示す画像が表示部１１１の画面に表示される。
【００９１】
図１４（ｃ）に示すように、案内点を左折する場合には、看板オブジェクトが案内オブジェクトの右側に配置される。また、看板オブジェクトの左側が右側に比べて次第に小さくなるように表示され、看板オブジェクトの左側が奥に位置しているように奥行きが表現される。
【００９２】
逆に、案内点を右折する場合には、看板オブジェクトが案内オブジェクトの左側に配置される。また、看板オブジェクトの右側が左側に比べて次第に小さくなるように表示され、看板オブジェクトの右側が奥に位置しているように奥行きが表現される。
【００９３】
第２実施形態においても、現在位置から案内点または看板オブジェクトまでの距離が大きいときは看板オブジェクトを移動体に対して正面に向けることで視認性を良くし、また、現在位置から案内点までの距離が小さいときは、看板オブジェクトを左方向又は右方向に向かせることで背景画像が隠蔽される面積を小さくするナビゲーション装置を提供することができる。
【００９４】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００９５】
図１６は、第３実施形態において、看板オブジェクトの向きがどのように変化するかを示す図である。第３実施形態では、看板オブジェクトの正面方向を示す法線の向きが移動体の現在位置方向に常に向くように変化し、その他の構成は第１実施形態と同様である。図１６に例示される看板オブジェクトは、地図データベース１０３（図３参照）の（Ｆ）ＰＯＩ情報に記憶されたアイコン画像である。なお、図１６は、実写画像上に表示される図形を示すのではなく、図８、９と同じく、三次元地図空間とカメラ視野空間とを上（車両上方）から見た図において看板オブジェクトを示している。図１７は、第３実施形態において、看板オブジェクトが実写画像に重畳表示されている様子を示す図である。
【００９６】
上記第１実施形態では、看板オブジェクト生成配置部１０８は、三次元地図空間における案内点の路面近傍もしくは案内点付近の路面近傍に配置し、現在位置と案内点の距離に応じて路面に寝かせる方向（すなわち下向き）に看板オブジェクトを変化させる。また、第２実施形態では、看板オブジェクトを路面に対して水平方向に変化させる。これにより移動体の進行方向と看板オブジェクトの法線とがなす角度が変化する。これに対し、第３実施形態では、看板オブジェクト生成配置部１０８は、地図データベース１０３の（Ｆ）ＰＯＩ情報に記憶された緯度・経度に応じた三次元地図空間における位置に看板オブジェクトを配置し、看板オブジェクトの正面方向を示す法線の向きが実写画像の撮像視点に常に向くよう徐々に変化させる。投影処理をする前では、看板オブジェクトの正面方向を示す法線の向きが移動体の現在位置を常に向くように変化させることになる。その他の点は、第１実施形態と同様である。なお、三次元地図空間に配置するとき、地図データベース１０３の（Ｆ）ＰＯＩ情報に路面からの高さ情報を記憶しておき、当該高さ情報も考慮した位置に配置しても良い。この場合、移動体の現在位置は、高さも含めた三次元位置となる。
【００９７】
従って、第３実施形態では、図６に示すナビゲーション装置１００の動作を示すフローのステップＳ６０９により算出された、現在位置と案内点の距離は、看板オブジェクトの生成配置には使用しない。代わりに、地図データベース１０３の（Ｆ）ＰＯＩ情報に記憶された看板オブジェクトの緯度・経度を用いる。表示する看板オブジェクトの選択は、例えば、ステップＳ６０４で求めたカメラ視野空間に存在する、全部またはユーザの選択した種類の看板オブジェクトを抽出することで行われる。
【００９８】
次に、看板オブジェクトの向きの制御を説明する。ここでは、看板オブジェクトの法線と移動体進行方向との角度の制御をその一例として詳しく説明する。
【００９９】
第３実施形態においては、看板オブジェクト制御部は、図１６に示されるように、看板オブジェクトの正面方向を示す法線の向きが移動体の現在位置を常に向くように看板オブジェクトの向きを制御する。図１６（ａ）に示されるように、移動体の現在位置が看板オブジェクトから遠い場合は、看板オブジェクトの法線と移動体進行方向との角度θは小さい。
【０１００】
図１６（ｂ）に示されるように、移動体の現在位置が看板オブジェクトに近づくにつれ、看板オブジェクトの法線と移動体進行方向との角度θは、徐々に大きくなる。このように、常に看板オブジェクトの正面方向が移動体の方向を向くように、看板オブジェクトの向きが制御される。
【０１０１】
なお、第３実施形態では、図１６（ｃ）に示すように、移動体の現在位置の少し前の位置、例えば１０ｍ先の位置に看板オブジェクトの法線が向くように、看板オブジェクトの向きを制御してもよい。このようにすれば、図１６（ａ）、（ｂ）の角度θより図１６（ｃ）の角度θ'が大きくなるので、看板オブジェクトを実写画像に重畳表示した際、看板オブジェクトが背景を隠す範囲が少なく、かつ、看板オブジェクトがカメラ視野空間から外れて、表示されなくなる時の角度θ'が、図１６（ａ）、（ｂ）の場合の角度θより大きくなるので、ユーザは、看板オブジェクトの正面方向が移動体の方向に向いていることを実感し易い。
【０１０２】
図１６（ｂ）に示した状態で看板オブジェクトを実写画像に重畳表示すると、図１７に示す画像が表示部１１１の画面に表示される。
【０１０３】
第３実施形態においては、看板オブジェクトの正面方向を移動体に向けることで、移動体の現在位置から案内点または看板オブジェクトまでの距離が遠いときの視認性を良くする。また、看板オブジェクトの正面方向を移動体に向けることで、移動体が走行するにつれて看板オブジェクトの向きを左方向、右方向に変化させる。また、看板オブジェクトを路面から高さを有した位置に配置した場合には、移動体が走行するにつれて看板オブジェクトの向きを上下方向に変化させる。よって、移動体の現在位置から看板オブジェクトまでの距離が近いときには、背景画像が隠蔽される範囲を小さくすることができる。かつ、看板オブジェクトの正面方向が常に移動体の方向を向くので、曲率の大きな道路や上下の高低差のある道路であっても、視認性を損なわないナビゲーション装置を提供することができる。
【０１０４】
さらに、第３実施形態では、案内点の情報を示す看板オブジェクトに限らず、地図データベース１０３の（Ｆ）ＰＯＩ情報に記憶された施設情報、スポット情報、交通標識などのデジタルコンテンツにも適応することができる。また、車両後方を撮像した実写画像を用いれば、看板オブジェクトの正面方向が移動体の方向を向くので、車両が通り過ぎた後でも、見過ごしたＰＯＩ情報を画面上で確認することが可能となる。
【０１０５】
以上説明したように、各実施形態によれば、看板オブジェクトの向きを制御することにより、特に、実写画像によるドライバーズビューや視点高度を車両の高さ程度まで下げて運転者の目線で見た状態の三次元地図表示によるドライバーズビュー表示を用いた場合において、移動体から離れた地点における看板オブジェクトの視認性を確保できる一方で、移動体に近づいた地点（案内点の直前）では、看板オブジェクトが背景映像を隠蔽する範囲を少なくすることができる。すなわち、移動体から離れた位置における看板オブジェクトの見易さと、移動体直近における背景画像の見易さとが両立されたナビゲーション装置、ナビゲーション方法、及びナビゲーションプログラムを提供することができる。
【０１０６】
なお、本発明は、上述した実施の形態を実現するソフトウェアのプログラム（実施の形態では図に示すフロー図に対応したプログラム）が装置に供給され、その装置のコンピュータが、供給されたプログラムを読出して、実行することによっても達成させる場合を含む。したがって、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、コンピュータにインストールされるプログラム自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現させるためのナビゲーションプログラムも含む。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明のナビゲーション装置は、車両に設置されるカーナビゲーション装置等として有用である。また、携帯電話におけるナビゲーション装置等としても有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の第１実施形態に係るナビゲーション装置の全体構成を示すブロック図
【図２】第１実施形態において、地図データベースに記憶されている情報の一例を示す図
【図３】第１実施形態において、地図データベースに記憶されている情報の一例を示す図
【図４】第１実施形態において、地図データベースに記憶されているノードデータ、形状ノードデータ、及びリンクデータにより形成される道路ネットワークの一例を示す図
【図５】第１実施形態において、看板オブジェクト生成配置部が生成する看板オブジェクトの一例を示す図
【図６】第１実施形態に係るナビゲーション装置の動作を示すフロー図
【図７】第１実施形態において、三次元地図空間におけるカメラ視野空間の設定方法を示す図
【図８】第１実施形態において、道路検出処理によって検出される道路を示す図（ローカル座標系）
【図９】第１実施形態において、案内オブジェクト生成配置部が生成する案内オブジェクトの一例を示す図（ローカル座標系）
【図１０】第１実施形態において、現在位置から案内点までの距離Ｄと看板オブジェクトの向きを表す角度θとの関係を示す図
【図１１】第１実施形態において、現在位置と案内点との距離に応じて、看板オブジェクトの向きが変化する様子を示す図
【図１２】第１実施形態において、現在位置が案内点から遠い場合に、看板オブジェクトが実写画像に重畳表示されている様子を示す図
【図１３】第１実施形態において、現在位置が案内点に近い場合に、看板オブジェクトが実写画像に重畳表示されている様子を示す図
【図１４】第２実施形態において、現在位置と案内点との距離に応じて、看板オブジェクトの向きが変化する様子を示す図
【図１５】第２実施形態において、現在位置が案内点に近い場合に、看板オブジェクトが実写画像に重畳表示されている様子を示す図
【図１６】第３実施形態において、現在位置と案内点との距離に応じて、看板オブジェクトの向きが変化する様子を示す図
【図１７】第３実施形態において、現在位置と看板オブジェクトとの距離に応じて、看板オブジェクトが実写画像に重畳表示されている様子を示す図
【図１８】従来技術において、現在位置が案内点に近い場合に、看板オブジェクトが実写画像に重畳表示されている様子を示す図
【図１９】従来技術において、現在位置が案内点に近い場合に、看板オブジェクトが実写画像の背景部分を隠蔽する様子を示す図
【符号の説明】
【０１０９】
１００  ナビゲーション装置
１０１  画像取得部
１０２  測位部
１０３  地図データベース（ＤＢ）
１０４  入力部
１０５  制御部
１０６  経路探索部
１０７  案内オブジェクト生成配置部
１０８  看板オブジェクト生成配置部
１０９  看板オブジェクト制御部
１１０  表示制御部
１１１  表示部
【図１】
2009020089.tif 000003
【図２】
2009020089.tif 000004
【図３】
2009020089.tif 000005
【図４】
2009020089.tif 000006
【図５】
2009020089.tif 000007
【図６】
2009020089.tif 000008
【図７】
2009020089.tif 000009
【図８】
2009020089.tif 000010
【図９】
2009020089.tif 000011
【図１０】
2009020089.tif 000012
【図１１】
2009020089.tif 000013
【図１２】
2009020089.tif 000014
【図１３】
2009020089.tif 000015
【図１４】
2009020089.tif 000016
【図１５】
2009020089.tif 000017
【図１６】
2009020089.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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