(57)【要約】【課題】案内画像において風景画像と経路案内オブジェクトとのズレが生じないナビゲーション装置を提供する。【解決手段】移動体の揺れに起因する風景画像の表示ブレを電子補正を用いて補正してブレ補正風景画像を生成するブレ補正画像生成部と、実風景中の目標物に対応する案内オブジェクトを生成する案内オブジェクト生成部と、移動体の傾きを検出する傾き検出部と、ブレ補正風景画像に案内オブジェクトを重畳して案内画像を作成して表示部に表示させる表示制御部とを備え、表示制御部は、傾き検出部が検出した傾きに応じて案内オブジェクトの重畳位置を移動させることによって、電子補正によって補正しきれないブレ補正風景画像と案内オブジェクトとの重畳位置のズレを補正する。【選択図】図８
2009250827.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に固定された撮像部により撮像された実風景を示す風景画像に当該移動体を案内する案内オブジェクトを重畳した案内画像を表示部に表示するナビゲーション装置であって、
前記移動体の揺れに起因する前記風景画像の表示ブレを電子補正を用いて補正してブレ補正風景画像を生成するブレ補正画像生成部と、
前記実風景中の目標物に対応する前記案内オブジェクトを生成する案内オブジェクト生成部と、
前記移動体の傾きを検出する傾き検出部と、
前記ブレ補正風景画像に前記案内オブジェクトを重畳して前記案内画像を作成して前記表示部に表示させる表示制御部とを備え、
前記表示制御部は、前記傾き検出部が検出した傾きに応じて前記案内オブジェクトの重畳位置を移動させることによって、前記電子補正によって補正しきれない前記ブレ補正風景画像と前記案内オブジェクトとの重畳位置のズレを補正することを特徴とする、ナビゲーション装置。
【請求項２】
前記実風景中の目標物は、前記移動体を目的地に案内する案内経路の路面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３】
前記案内オブジェクト生成部は、座標空間において前記実風景中の目標物の位置に対応する座標に前記案内オブジェクトを生成し、
前記表示制御部は、前記座標空間において前記撮像部の位置に対応する座標を視点として用いて、前記案内オブジェクトを前記ブレ補正風景画像と同サイズの平面であるウインドウに中心投影した後に、当該ウインドウを前記ブレ補正風景画像に重畳することで、前記ブレ補正風景画像に前記案内オブジェクトを重畳して前記案内画像を作成し、
前記ウインドウは、前記傾き検出部が傾きを検出しない状態において、前記撮像部の視野空間と当該ウインドウを前記視点から視た視野空間とが等しい位置に設定され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４】
前記表示制御部は、前記傾き検出部が検出した傾きに応じて前記ウインドウを傾けて前記案内オブジェクトを中心投影することによって前記案内オブジェクトの重畳位置を移動させて、前記電子補正によって補正しきれない前記ブレ補正風景画像と前記案内オブジェクトとの重畳位置のズレを補正することを特徴とする、請求項３に記載のナビゲーション装置。
【請求項５】
前記表示制御部は、前記傾き検出部が検出した傾きに応じて前記ウインドウを前記視点を中心に回転させることで当該ウインドウを傾けて前記案内オブジェクトを中心投影することを特徴とする、請求項４に記載のナビゲーション装置。
【請求項６】
前記傾き検出部は、少なくとも前記移動体のピッチ角度又はロール角度のいずれかを、傾きとして検出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】
前記傾き検出部は、前記移動体に取り付けられたジャイロセンサを用いて前記移動体の傾きを検出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８】
前記傾き検出部は、前記風景画像を画像処理することで前記移動体の傾きを検出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】
移動体に固定された撮像部により撮像された実風景を示す風景画像に当該移動体を案内する案内オブジェクトを重畳した案内画像を表示部に表示するナビゲーション方法であって、
前記移動体の揺れに起因する前記風景画像の表示ブレを電子補正を用いて補正してブレ補正風景画像を生成するブレ補正画像生成ステップと、
前記実風景中の目標物に対応する前記案内オブジェクトを生成する案内オブジェクト生成ステップと、
前記移動体の傾きを検出する傾き検出ステップと、
前記ブレ補正風景画像に前記案内オブジェクトを重畳して前記案内画像を作成して前記表示部に表示させる表示制御ステップとを備え、
前記表示制御ステップでは、前記傾き検出ステップで検出された傾きに応じて前記案内オブジェクトの重畳位置を移動させることによって、前記電子補正によって補正しきれない前記ブレ補正風景画像と前記案内オブジェクトとの重畳位置のズレを補正することを特徴とする、ナビゲーション方法。
【請求項１０】
移動体に固定された撮像部により撮像された実風景を示す風景画像に当該移動体を案内する案内オブジェクトを重畳した案内画像を表示部に表示するナビゲーション装置に用いられるプログラムであって、
前記移動体の揺れに起因する前記風景画像の表示ブレを電子補正を用いて補正してブレ補正風景画像を生成するブレ補正画像生成ステップと、
前記実風景中の目標物に対応する前記案内オブジェクトを生成する案内オブジェクト生成ステップと、
前記移動体の傾きを検出する傾き検出ステップと、
前記ブレ補正風景画像に前記案内オブジェクトを重畳して前記案内画像を作成して前記表示部に表示させる表示制御ステップとを前記ナビゲーション装置に実行させ、
前記表示制御ステップでは、前記傾き検出ステップで検出された傾きに応じて前記案内オブジェクトの重畳位置を移動させることによって、前記電子補正によって補正しきれない前記ブレ補正風景画像と前記案内オブジェクトとの重畳位置のズレが補正されることを特徴とする、プログラム。
【請求項１１】
表示部が有する実風景を透過する透過面を介して運転者が目視する実風景に、移動体を案内する案内オブジェクトを重畳して表示するナビゲーション装置であって、
前記実風景中の目標物に対応する前記案内オブジェクトを生成する案内オブジェクト生成部と、
前記移動体の傾きを検出する傾き検出部と、
前記透過面に前記案内オブジェクトを重畳して前記表示部に表示させる表示制御部とを備え、
前記表示制御部は、前記傾き検出部が検出した傾きに応じて前記案内オブジェクトの重畳位置を移動させることによって、前記実風景と前記案内オブジェクトとの重畳位置のズレを補正することを特徴とする、ナビゲーション装置。
【請求項１２】
前記実風景中の目標物は、前記移動体を目的地に案内する案内経路の路面であ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】
前記案内オブジェクト生成部は、座標空間において前記実風景中の目標物の位置に対応する座標に前記案内オブジェクトを生成し、
前記表示制御部は、前記座標空間において前記運転者の目の位置に対応する座標を視点として用いて、前記透過面と同じ形状及びサイズの面であるウインドウに前記案内オブジェクトを中心投影した後に、当該ウインドウを前記透過面に重畳することで、前記透過面に前記案内オブジェクトを重畳して前記表示部に表示させ、
前記ウインドウは、前記傾き検出部が前記傾きを検出しない状態において、前記運転者が前記透過面を視たときの視野空間と当該ウインドウを前記視点から視た視野空間とが等しい位置に設定され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１４】
前記表示制御部は、前記傾き検出部が検出した傾きに応じて前記ウインドウを傾けて前記案内オブジェクトを中心投影することによって、前記案内オブジェクトの重畳位置を移動させて前記実風景と前記案内オブジェクトとの重畳位置のズレを補正することを特徴とする、請求項１３に記載のナビゲーション装置。
【請求項１５】
前記表示制御部は、前記傾き検出部が検出した傾きに応じて前記ウインドウを前記視点を中心に回転させることで当該ウインドウを傾けて前記案内オブジェクトを中心投影することを特徴とする、請求項１４に記載のナビゲーション装置。
【請求項１６】
前記傾き検出部は、少なくとも前記移動体のピッチ角度又はロール角度のいずれかを、傾きとして検出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１７】
前記傾き検出部は、前記移動体に取り付けられたジャイロセンサを用いて前記移動体の傾きを検出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１８】
表示部が有する実風景を透過する透過面を介して運転者が目視する実風景に、移動体を案内する案内オブジェクトを重畳して表示するナビゲーション方法であって、
前記実風景中の目標物に対応する前記案内オブジェクトを生成する案内オブジェクト生成ステップと、
前記移動体の傾きを検出する傾き検出ステップと、
前記透過面に前記案内オブジェクトを重畳して前記表示部に表示させる表示制御ステップとを備え、
前記表示制御ステップでは、前記傾き検出ステップで検出された傾きに応じて前記案内オブジェクトの重畳位置を移動させることによって、前記実風景と前記案内オブジェクトとの重畳位置のズレを補正することを特徴とする、ナビゲーション方法。
【請求項１９】
表示部が有する実風景を透過する透過面を介して運転者が目視する実風景に、移動体を案内する案内オブジェクトを重畳して表示するナビゲーション装置に用いられるプログラムであって、
前記実風景中の目標物に対応する前記案内オブジェクトを生成する案内オブジェクト生成ステップと、
前記移動体の傾きを検出する傾き検出ステップと、
前記透過面に前記案内オブジェクトを重畳して前記表示部に表示させる表示制御ステップとを前記ナビゲーション装置に実行させ、
前記表示制御ステップでは、前記傾き検出ステップで検出された傾きに応じて前記案内オブジェクトの重畳位置を移動させることによって、前記実風景と前記案内オブジェクトとの重畳位置のズレが補正されることを特徴とする、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、方法及びプログラムに関し、より特定的には、実写画像等に経路案内オブジェクトを重畳表示するナビゲーション装置、方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両前方の風景画像をビデオカメラ等の撮像手段によって取得し、道路の交差点や右左折点等（以下、分岐点等という）に車両が近づくと、目的地に至る案内経路を示す矢印画像等の経路案内オブジェクトを、表示手段に表示される風景画像に重畳表示する従来のナビゲーション装置がある（例えば、特許文献１を参照）。この従来のナビゲーション装置によれば、運転者は、風景画像に経路案内オブジェクトが重畳された案内画像と実風景との対比が取り易いので、案内経路を直感的に理解することができる。
【特許文献１】特開平７−６３５７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記した従来のナビゲーション装置には、車両が勾配のある路面等を走行すると、車両前方の映像（以下、案内画像という）と、重畳された経路案内オブジェクトとの位置関係にズレが生じるという問題があった。
【０００４】
以下では、従来のナビゲーション装置に生じるズレについて、図１６〜図１９を用いて、具体的に説明する。図１６は、勾配のある路面を走行する車両を車両側面から視た図である。図１６では、一例として、Ａ地点は分岐点等の８５ｍ手前の地点であって路面に勾配の無い地点を示し、Ｂ地点は分岐点等の８０ｍ手前の地点であって路面が下り傾斜である地点を示し、Ｃ地点は分岐点等の７５ｍ手前の地点であって路面が上り傾斜である地点を示している。
【０００５】
図１７は、図１６のＡ地点において風景画像に経路案内オブジェクトが重畳された案内画像を示す図である。図１７において、経路案内オブジェクトは、帯形状の部分であり、一例として、８５ｍ前方において右折を誘導する形状をしている。図１７に示す通り、勾配の無いＡ地点に車両が位置するときには、案内画像において風景画像と経路案内オブジェクトとの位置関係にズレは生じない。
【０００６】
図１８は、図１６のＢ地点において風景画像に経路案内オブジェクトが重畳された案内画像を示す図である。図１８に示す通り、路面が下り傾斜であるＢ地点に車両が位置するときには、案内画像において風景画像と経路案内オブジェクトとの位置関係にズレが生じる。より具体的には、図１８に示す通り、下り傾斜のＢ地点に車両が位置したときには、案内画像において風景画像に対して経路案内オブジェクトが下方向にズレる。これは、車両が下り傾斜地点に位置したことによって、車両が下を向く状態になり（図１６を参照）、結果として、車両に固定されたビデオカメラも下を向く状態となるためである。
【０００７】
図１９は、図１６のＣ地点において風景画像に経路案内オブジェクトが重畳された案内画像を示す図である。図１９に示す通り、路面が上り傾斜地点に車両が位置したときには、案内画像において風景画像と経路案内オブジェクトとの位置関係にズレが生じる。より具体的には、図１９に示す通り、上り傾斜のＣ地点に車両が位置したときには、案内画像において風景画像に対して経路案内オブジェクトが上方向にズレる。これは、車両が上り傾斜地点（Ｃ地点）に位置したことによって、車両が上を向く状態になり（図１６を参照）、結果として、車両に固定されたビデオカメラも上を向く状態となるためである。この結果として、図１９では、経路案内オブジェクトは、案内経路ではない道路を示す状態となっている。なお、図１７〜図１９において、図面作成都合上、実風景の画像を模写して風景画像を表しているが、実際には、風景画像は実風景の画像である。
【０００８】
上記した通り、従来のナビゲーション装置では、車両が勾配のある路面等を走行すると、案内画像において、風景画像と経路案内オブジェクトとの位置関係にズレ（不一致）が生じる。このことによって、従来のナビゲーション装置では、車両の運転者が正しい案内経路を認識できず、誤った経路に進入してしまうという問題があった。特に、分岐点等が近接している場合には、車両の運転者が誤った経路に進入する可能性は更に増加する（図１９を参照）。
【０００９】
それ故に本発明の目的は、上記した問題を解決することであり、車両が勾配のある路面等を走行しても、案内画像において風景画像と経路案内オブジェクトとの位置関係にズレ（不一致）が生じないナビゲーション装置、方法及びプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、移動体に固定された撮像部により撮像された実風景を示す風景画像に当該移動体を案内する案内オブジェクトを重畳した案内画像を表示部に表示するナビゲーション装置に向けられている。そして、上記目的を達成させるために、本発明のナビゲーション装置は、移動体の揺れに起因する風景画像の表示ブレを電子補正を用いて補正してブレ補正風景画像を生成するブレ補正画像生成部と、実風景中の目標物に対応する案内オブジェクトを生成する案内オブジェクト生成部と、移動体の傾きを検出する傾き検出部と、ブレ補正風景画像に案内オブジェクトを重畳して案内画像を作成して表示部に表示させる表示制御部とを備え、表示制御部は、傾き検出部が検出した傾きに応じて案内オブジェクトの重畳位置を移動させることによって、電子補正によって補正しきれないブレ補正風景画像と案内オブジェクトとの重畳位置のズレを補正する。
【００１１】
これにより、本発明のナビゲーション装置は、案内画像において、車両等の移動体が勾配のある路面等を走行した時に生じる風景画像と案内オブジェクトとの位置関係のズレを補正することができる。また、本発明のナビゲーション装置は、案内画像の表示ブレを補正して案内画像を安定化させることができる。
【００１２】
また、好ましくは、実風景中の目標物は、移動体を目的地に案内する案内経路の路面である。
【００１３】
これにより、本発明のナビゲーション装置は、案内経路に対応する案内オブジェクトである経路案内オブジェクトと風景画像との位置関係のズレを補正することができる。
【００１４】
また、好ましくは、案内オブジェクト生成部は、座標空間において実風景中の目標物の位置に対応する座標に案内オブジェクトを生成し、表示制御部は、座標空間において撮像部の位置に対応する座標を視点として用いて、案内オブジェクトをブレ補正風景画像と同サイズの平面であるウインドウに中心投影した後に、当該ウインドウをブレ補正風景画像に重畳することで、ブレ補正風景画像に案内オブジェクトを重畳して案内画像を作成し、ウインドウは、傾き検出部が傾きを検出しない状態において、撮像部の視野空間と当該ウインドウを視点から視た視野空間とが等しい位置に設定される。
【００１５】
また、好ましくは、表示制御部は、傾き検出部が検出した傾きに応じてウインドウを傾けて案内オブジェクトを中心投影することによって、案内オブジェクトの重畳位置を移動させて電子補正によって補正しきれないブレ補正風景画像と案内オブジェクトとの重畳位置のズレを補正する。
【００１６】
また、好ましくは、表示制御部は、傾き検出部が検出した傾きに応じてウインドウを視点を中心に回転させることで当該ウインドウを傾けて案内オブジェクトを中心投影する。
【００１７】
これにより、本発明のナビゲーション装置は、風景画像と経路案内オブジェクトとの位置関係のズレを、正確に補正することができる。
【００１８】
また、傾き検出部は、少なくとも移動体のピッチ角度又はロール角度のいずれかを、傾きとして検出するとよい。
【００１９】
これにより、本発明のナビゲーション装置は、移動体の縦方向の傾き又は横方向の傾きに起因する案内オブジェクトのズレ、又は、移動体の縦方向の傾き及び横方向の傾きに起因する案内オブジェクトのズレを補正することができる。
【００２０】
また、傾き検出部は、移動体に取り付けられたジャイロセンサを用いて移動体の傾きを検出してもよいし、風景画像を画像処理することで移動体の傾きを検出してもよい。
【００２１】
また、本発明は、移動体に固定された撮像部により撮像された実風景を示す風景画像に当該移動体を案内する案内オブジェクトを重畳した案内画像を表示部に表示するナビゲーション方法にも向けられている。そして、上記目的を達成させるために、本発明のナビゲーション方法は、移動体の揺れに起因する風景画像の表示ブレを電子補正を用いて補正してブレ補正風景画像を生成するブレ補正画像生成ステップと、実風景中の目標物に対応する案内オブジェクトを生成する案内オブジェクト生成ステップと、移動体の傾きを検出する傾き検出ステップと、ブレ補正風景画像に案内オブジェクトを重畳して案内画像を作成して表示部に表示させる表示制御ステップとを備え、表示制御ステップでは、傾き検出ステップで検出された傾きに応じて案内オブジェクトの重畳位置を移動させることによって、電子補正によって補正しきれないブレ補正風景画像と案内オブジェクトとの重畳位置のズレを補正する。
【００２２】
これにより、本発明のナビゲーション方法は、案内画像において、車両等の移動体が勾配のある路面等を走行した時に生じる風景画像と案内オブジェクトとの位置関係のズレを補正することができる。また、本発明のナビゲーション方法は、案内画像の表示ブレを補正して案内画像を安定化させることができる。
【００２３】
また、本発明は、移動体に固定された撮像部により撮像された実風景を示す風景画像に当該移動体を案内する案内オブジェクトを重畳した案内画像を表示部に表示するナビゲーション装置に用いられるプログラムにも向けられている。そして、上記目的を達成させるために、本発明のプログラムは、移動体の揺れに起因する風景画像の表示ブレを電子補正を用いて補正してブレ補正風景画像を生成するブレ補正画像生成ステップと、実風景中の目標物に対応する案内オブジェクトを生成する案内オブジェクト生成ステップと、移動体の傾きを検出する傾き検出ステップと、ブレ補正風景画像に案内オブジェクトを重畳して案内画像を作成して表示部に表示させる表示制御ステップとをナビゲーション装置に実行させ、表示制御ステップでは、傾き検出ステップで検出された傾きに応じて案内オブジェクトの重畳位置を移動させることによって、電子補正によって補正しきれないブレ補正風景画像と案内オブジェクトとの重畳位置のズレが補正される。
【００２４】
これにより、本発明のプログラムは、案内画像において、車両等の移動体が勾配のある路面等を走行した時に生じる風景画像と案内オブジェクトとの位置関係のズレを補正することができる。また、本発明のプログラムは、案内画像の表示ブレを補正して案内画像を安定化させることができる。
【００２５】
また、本発明は、表示部が有する実風景を透過する透過面を介して運転者が目視する実風景に、移動体を案内する案内オブジェクトを重畳して表示するナビゲーション装置にも向けられている。そして、上記目的を達成させるために、本発明のナビゲーション装置は、実風景中の目標物に対応する案内オブジェクトを生成する案内オブジェクト生成部と、移動体の傾きを検出する傾き検出部と、透過面に案内オブジェクトを重畳して表示部に表示させる表示制御部とを備え、表示制御部は、傾き検出部が検出した傾きに応じて案内オブジェクトの重畳位置を移動させることによって、実風景と案内オブジェクトとの重畳位置のズレを補正する。
【００２６】
これにより、本発明のナビゲーション装置は、表示部の透過面において、車両等の移動体が勾配のある路面等を走行した時に生じる実風景と案内オブジェクトとの位置関係のズレを補正することができる。
【００２７】
また、好ましくは、実風景中の目標物は、移動体を目的地に案内する案内経路の路面である。
【００２８】
これにより、本発明のナビゲーション装置は、案内経路に対応する案内オブジェクトである経路案内オブジェクトと実風景との位置関係のズレを補正することができる。
【００２９】
また、好ましくは、案内オブジェクト生成部は、座標空間において実風景中の目標物の位置に対応する座標に案内オブジェクトを生成し、表示制御部は、座標空間において運転者の目の位置に対応する座標を視点として用いて、透過面と同じ形状及びサイズの面であるウインドウに案内オブジェクトを中心投影した後に、当該ウインドウを透過面に重畳することで、透過面に案内オブジェクトを重畳して表示部に表示させ、ウインドウは、傾き検出部が傾きを検出しない状態において、運転者が透過面を視たときの視野空間と当該ウインドウを視点から視た視野空間とが等しい位置に設定される。
【００３０】
また、好ましくは、表示制御部は、傾き検出部が検出した傾きに応じてウインドウを傾けて案内オブジェクトを中心投影することによって、案内オブジェクトの重畳位置を移動させて実風景と案内オブジェクトとの重畳位置のズレを補正する。
【００３１】
また、好ましくは、表示制御部は、傾き検出部が検出した傾きに応じてウインドウを視点を中心に回転させることで当該ウインドウを傾けて案内オブジェクトを中心投影する。
【００３２】
これにより、本発明のナビゲーション装置は、実風景と案内オブジェクトとの位置関係のズレを、正確に補正することができる。
【００３３】
また、傾き検出部は、少なくとも移動体のピッチ角度又はロール角度のいずれかを、傾きとして検出するとよい。
【００３４】
これにより、本発明のナビゲーション装置は、移動体の縦方向の傾き又は横方向の傾きに起因する案内オブジェクトのズレ、又は、移動体の縦方向の傾き及び横方向の傾きに起因する案内オブジェクトのズレを補正することができる。
【００３５】
また、傾き検出部は、移動体に取り付けられたジャイロセンサを用いて移動体の傾きを検出してもよい。
【００３６】
また、本発明は、表示部が有する実風景を透過する透過面を介して運転者が目視する実風景に、移動体を案内する案内オブジェクトを重畳して表示するナビゲーション方法にも向けられている。そして、上記目的を達成させるために、本発明のナビゲーション方法は、実風景中の目標物に対応する案内オブジェクトを生成する案内オブジェクト生成ステップと、移動体の傾きを検出する傾き検出ステップと、透過面に案内オブジェクトを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、表示制御ステップでは、傾き検出ステップで検出された傾きに応じて案内オブジェクトの重畳位置を移動させることによって、実風景と案内オブジェクトとの重畳位置のズレを補正する。
【００３７】
これにより、本発明のナビゲーション方法は、表示部の透過面において、車両等の移動体が勾配のある路面等を走行した時に生じる実風景と案内オブジェクトとの位置関係のズレを補正することができる。
【００３８】
また、本発明は、表示部が有する実風景を透過する透過面を介して運転者が目視する実風景に、移動体を案内する案内オブジェクトを重畳して表示するナビゲーション装置に用いられるプログラムにも向けられている。そして、上記目的を達成させるために、本発明のプログラムは、実風景中の目標物に対応する案内オブジェクトを生成する案内オブジェクト生成ステップと、移動体の傾きを検出する傾き検出ステップと、透過面に案内オブジェクトを重畳して表示部に表示させる表示制御ステップとをナビゲーション装置に実行させ、表示制御ステップでは、傾き検出ステップで検出された傾きに応じて案内オブジェクトの重畳位置を移動させることによって、実風景と案内オブジェクトとの重畳位置のズレが補正される。
【００３９】
これにより、本発明のプログラムは、表示部の透過面において、車両等の移動体が勾配のある路面等を走行した時に生じる実風景と案内オブジェクトとの位置関係のズレを補正することができる。
【発明の効果】
【００４０】
以上に説明したように、本発明によれば、車両等の移動体の傾きに応じて風景画像（又は実風景）への案内オブジェクトの重畳位置を補正するので、車両等が勾配のある路面等を走行しても、案内画像（又は実風景）において風景画像（又は実風景）と経路案内オブジェクトとの位置関係にズレ（不一致）が生じない。この結果として、本発明によれば、路面状態等に起因して車両等が傾いても正確な経路案内が可能となるので、運転者の案内経路の誤認が減少し、運転者の疲労低減、事故の減少、及び案内経路を外れて遠回りすることによる環境負荷の増加を回避することができる。これに加えて、本発明によれば、電子補正技術を用いて風景画像の表示ブレを補正して案内画像を安定化させることができる。この結果として、本発明によれば、更に、運転者の疲労低減を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下に、本発明のナビゲーション装置について各図面を参照して説明する。なお、各図面において、本発明に関係のない構成要素は、原則として省略する。
【００４２】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るナビゲーション装置１００の構成例を示すブロック図である。図１に示す通り、ナビゲーション装置１００は、撮像部１０１と、測位部１０２と、地図情報格納部１０３と、入力部１０４と、制御部１０５と、経路探索部１０６と、傾き検出部１０７と、経路案内オブジェクト生成部１０９と、表示制御部１１０と、表示部１１１とを備える。
【００４３】
ナビゲーション装置１００は、車両等の移動体（以下、単に、車両という）に設置される。
【００４４】
撮像部１０１は、例えばビデオカメラであり、車両前方の風景画像を撮像する。撮像部１０１は、フロントガラス背面のダッシュボード上部や車両天井部等に固定される。
【００４５】
測位部１０２は、車両の位置、速度、方位等を測位する。測位部１０２は、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、加速度センサ等である。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、受信した電波を復調することでＧＰＳ受信機の絶対位置を計測する。なお、ＧＮＳＳ受信機は、搬送波位相を使用する測位方式を用いるものでも良い。また、位置、速度、方位等の測位計算は、ＧＮＳＳ受信機や各種センサを単独又は複合利用して行う。また、測位部１０２で測位された車両位置に基づいて、後述する地図情報のリンク（道路）に対するマップマッチング処理を行うことができる。
【００４６】
地図情報格納部１０３は、道路や交差点に関するデータ等の地図情報を格納する。地図情報格納部１０３は、例えば、ＨＤＤ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等である。なお、地図情報格納部１０３は、通信手段（図示しない携帯電話、モバイルＷｉＭＡＸ等）によって、センター設備（図示せず）から地図情報を適宜ダウンロードしてもよい。
【００４７】
入力部１０４には、ユーザからの指示が入力される。入力部１０４は、例えば、押圧式スイッチを配列した入力装置、タッチパネル、リモコン、ユーザの音声を入力情報に変換する音声認識エンジン等である。ユーザからの指示は、施設や目的地検索、経由地設定、目的地設定、経路探索条件（高速道優先等）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又は実写モードに切り替える設定等である。なお、実写モードとは、経路情報が風景画像に重畳表示されるモードである。
【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。制御部１０５は、例えば、ＣＰＵ又はＭＰＵ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）で構成される。ＣＰＵ又はＭＰＵは、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に示す各機能ブロックの相互連携を実現する。また、ＣＰＵ又は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、地図情報格納部１０３が格納した地図情報と測位部１０２が測位した自車両の位置情報とに基づいて、入力部１０４に入力された目的地に至る最適経路を探索する。探索された最適経路にはいくつかの案内対象の交差点（以下、案内点という）が含まれる。ここで、案内点であるか否かの判定は、例えば、ノードに進入するリンクに対する当該ノードから脱出するリンクの角度に基づいて行われる。また、最適経路の探索には、ダイクストラ法、横型探索法等の公知の手法を用いることができ、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。リンクデータ列として保持しておけば、リンクを構成するノードデータ、リンク形状データを取得することができる。なお、ノード及びリンクについては、後に説明する。
【００５０】
傾き検出部１０７は、車両の走行に伴う撮像部１０１の傾きを検出する。傾き検出部１０７は、例えば、ジャイロセンサを用いて傾きを検出する。ジャイロセンサには、少なくとも水平位置からの車両前後方向の傾き角度（以下、ピッチ角度という）を検知するものを採用する。なお、傾き検出部１０７がジャイロセンサを用いる場合は、測位部１０２のジャイロセンサと共通利用してもよい。また、傾き検出部１０７は、ジャイロセンサ等のセンサを用いて傾きを検出せず、撮像部１０１が撮像した風景画像を画像処理することによって傾きを検出してもよい。画像処理によって傾きの検出を行う場合は、動きベクトル等を利用する公知技術を用いればよい。
【００５１】
経路案内オブジェクト生成部１０９は、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経路案内オブジェクトを生成する。経路案内オブジェクトは、例えば、道路に沿って一定の幅（道路幅相当）を持った矢印図形である。経路案内オブジェクトの幅は、例えば、リンクデータのリンク幅を参照して決定される。また、経路案内オブジェクトの形状は、矢印図形に限らず、矢印先端の三角形を省いて単なる帯形状としてもよく、探索された案内経路を表すことができればその他の形状としてもよい。
【００５２】
表示制御部１１０は、実写モード時には、風景画像に経路案内オブジェクトを重畳して案内画像を作成して、表示部１１１に表示させる。また、表示制御部１１０は、地図モード時には、自車両位置マーク及び経路等と共に、必要に応じて自車両位置周辺の地図画像を表示部１１１に表示させる。
【００５３】
表示部１１１は、風景画像、風景画像に経路案内オブジェクトを重畳した案内画像、地図画像等を表示する。表示部１１１は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等の表示デバイスである。
【００５４】
図２は、地図情報格納部１０３に格納される地図情報を用いて表現された道路ネットワークの一例を示す模式図である。地図情報格納部１０３に格納される地図情報は、ノード、リンク及び形状ノードのデータで構成される。ここで、ノードとは、交差点や合流地点等の道路が分岐する地点を示す点である。リンクとは、ノードとノードとを結ぶ道路を示す線である。形状ノードとは、曲がった道路形状をリンクで表現するために、リンクの曲折位置を表す点である。図２に示す通り、各ノードには３本以上のリンクが接続し、リンクによってノード同士は結ばれる。リンクＬ１００は、形状ノードＳＮ１〜ＳＮ３によって、ノードＮ１００とノードＮ１０１とを結ぶ曲がった道路を示している。なお、直線の道路を示すリンク上には、形状ノードは存在しなくともよい。また、ノードが形状ノードを兼ねてもよい。この場合には、各ノードには１本以上のリンクが接続し、ノード同士は例えば５ｍ間隔で高密度に配置される。以下の説明では、ノード及び形状ノードを総称して道路形状点と呼ぶことがある。なお、地図情報格納部１０３に格納される地図情報には、上記した情報だけではなく、背景情報（河川、緑地等の位置情報）、施設情報（ファミリーレストランやガソリンスタンド等の施設位置の情報）等も含まれる。
【００５５】
図３は、地図情報格納部１０３に格納される地図情報であるノードデータ、リンクデータ及び形状ノードデータの記録形式の一例を説明するための図である。図３（Ａ）はノードデータであり、図３（Ｂ）はリンクデータであり、図３（Ｃ）は形状ノードデータである。以下では、図３を参照して、地図情報格納部１０３に格納さる地図情報について、説明する。
【００５６】
図３（Ａ）に示す通り、ノードデータは、ノードの緯度・経度等の位置情報、ノードに接続するリンクの数、及び接続するリンクのＩＤ等で構成される。なお、位置情報は、地図メッシュの四隅のいずれかを始点とする正規化座標で表現されてもよい。
【００５７】
図３（Ｂ）に示す通り、リンクデータは、リンクの始点が接続するノードである始点ノード、リンクの終点が接続するノードである終点ノード、リンクコスト（例えば、リンクの距離であり、メートルやキロメートル等で表現される）、リンク幅（道路幅であり、メートル等で表現される）、道路種別、当該リンク上に存在する形状ノードの数、及び当該リンク上に存在する形状ノードのＩＤ等で構成される。なお、リンクコストは、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。道路種別のデータは、高速道路や一般道路等の道路の種類を示す情報である。経路探索部１０６は、道路種別のデータを用いることによって、ユーザが指定した経路探索条件（一般道優先や高速道優先等）に従った経路探索を実行できる。図４に道路種別データの一例を示す。
【００５８】
図３（Ｃ）に示す通り、形状ノードデータは、ノードの緯度・経度等の位置情報、ノードが存在するリンクのＩＤ等で構成される。なお、位置情報は、地図メッシュの四隅のいずれかを始点とする正規化座標で表現されてもよい。
【００５９】
図５は、第１の実施形態に係るナビゲーション装置１００の動作を説明するためのフローチャートである。以下では、図５を参照して、実写モード時のナビゲーション装置１００の動作を説明する。なお、地図モード時のナビゲーション装置１００の動作説明は、省略する。
【００６０】
まず、ステップＳ１０１において、制御部１０５は、経路案内が開始されるまで待機し、経路案内が開始されるとステップＳ１０２及びステップＳ１０５に移る。ここで、ステップＳ１０２〜Ｓ１０４の動作とステップＳ１０５の動作とは、並行して独立して進行する。
【００６１】
ステップＳ１０２において、撮像部１０１は、車両前方の実風景を撮像して風景画像を取得する。
【００６２】
ステップＳ１０３において、表示制御部１１０は、撮像部１０１の画角と、撮像部１０１が撮像する風景画像のサイズと、撮像部１０１の地面からの設置高さと、撮像部１０１の車両への取付け姿勢（撮像方向が水平角度や仰角等）と、地図情報格納部１０３に格納されている地図情報（道路形状点の情報）と、測位部１０２が測位した車両の現在位置とに基づいて、撮像部１０１の視野空間を座標空間に再現する。なお、以下では、撮像部１０１は、撮像方向が水平角度となる姿勢で車両に取付けられているものとして説明する。
【００６３】
図６は、座標空間に再現された撮像部１０１の視野空間を説明するための図である。以下、図６を用いて説明する。まず、図６に示すように、Ｏを原点とする視線座標系（Ｘｅ，Ｙｅ，−Ｚｅ）が定義される。視線座標系（Ｘｅ，Ｙｅ，−Ｚｅ）は、右手座標系である。また、視線座標系の原点ＯからＹｅ軸方向に距離−ｈシフトした点Ｏ1 を原点とするオブジェクト座標系（Ｘｏ，Ｙｏ）が定義される。オブジェクト座標系のＹｏ軸は、視線座標系の−Ｚｅ軸と平行であり、視線座標系の−Ｚｅ軸と同じ方向を向く。オブジェクト座標系のＸｏ軸は、視線座標系のＸｅ軸と平行であり、視線座標系のＸｅ軸と同じ方向を向く。
【００６４】
オブジェクト座標系（Ｘｏ，Ｙｏ）には、地図情報格納部１０３に格納されている地図情報（道路形状点）が貼付けられる。このとき、地図情報は、測位部１０２が測位している自車両の現在位置に基づいて、オブジェクト座標系の原点Ｏ1 が撮像部１０１の現在位置に対応する座標に常に位置するように貼付けられる。なお、説明の便宜のために、図６には貼付けられた地図情報は示していない。視線座標系（Ｘｅ，Ｙｅ，−Ｚｅ）の原点Ｏには、座標空間において撮像部１０１に相当する仮想カメラが配置される。なお、オブジェクト座標系（Ｘｏ，Ｙｏ）の原点Ｏ1 から視線座標系（Ｘｅ，Ｙｅ，−Ｚｅ）の原点Ｏまでの距離ｈは、地面から撮像部１０１までの距離に相当する。視線座標系の−Ｚｅ軸方向は、仮想カメラの撮像方向である。そして、地図情報は、仮想カメラの撮像方向と撮像部１０１の撮像方向とが一致する向きで、オブジェクト座標系に貼付けられる。以上のようにして、表示制御部１１０は、自車両周辺の道路等と撮像部１０１との位置関係を、座標空間に再現する。
【００６５】
次に、視線座標系（Ｘｅ，Ｙｅ，−Ｚｅ）の原点Ｏから−Ｚｅ軸方向に距離ｆ移動した点Ｆを原点とするウィンドウ座標系（Ｘｗ，Ｙｗ）が定義される。ウィンドウ座標系（Ｘｗ，Ｙｗ）は、−Ｚｅ軸に常に直交する平面であるウィンドウＷＤを設定する。ウィンドウＷＤのサイズは、撮像部１０１が撮像する風景画像のサイズと等しい。このことから、距離ｆは、原点Ｏを視点としてウィンドウＷＤを覗き視ることで定まる仮想カメラの画角と撮像部１０１の画角とが等しくなる距離である。以上のようにして、表示制御部１１０は、撮像部１０１が撮像する風景画像によって切取られる平面を、ウィンドウＷＤとして座標空間に再現する。このことによって、座標空間において原点Ｏを視点としてウィンドウＷＤを覗き視た場合の視野空間（以下、仮想視野空間という）と撮像部１０１の視野空間とは、等しくなる。なお、図６において、ウィンドウＷＤを含む平面を、投影面と呼んでもよい。
【００６６】
以上のようにして、ステップＳ１０３において、表示制御部１１０は、撮像部１０１の視野空間を座標空間に再現する。
【００６７】
次に、ステップＳ１０４において、経路案内オブジェクト生成部１０９は、仮想視野空間内に存在する案内経路上の道路形状点を抽出し、図６に示すように、座標空間に経路案内オブジェクトを生成する。図７は、図６の座標空間を上空から見下ろした様子の一例を説明するための図である。図７では、説明の便宜のために、投影面及びウインドウＷＤを省略している。図７に示すように、オブジェクト座標系において、地図情報を構成する道路形状点（図２を用いて説明したノード又は形状ノード）を、丸で示す。また、経路探索部１０６によって探索された案内経路上の道路形状点は黒丸で示し、他の道路形状点は白丸で示している。図７では、案内経路は、道路Ｒ１を直進して道路Ｒ２に左折して進入する経路である。
【００６８】
経路案内オブジェクト生成部１０９は、ステップＳ１０４において、経路探索部１０６によって探索された案内経路上の道路形状点（黒丸）のうち、仮想視野空間内に存在するものを抽出する。その後、図７に示すように、経路案内オブジェクト生成部１０９は、抽出した道路形状点に重なり、所定幅を持つ矢印形状の経路案内オブジェクトを生成する。なお、経路案内オブジェクトの所定幅は、地図情報格納部１０３に格納された道路幅の情報に基づいて決められてもよい。
【００６９】
ここで、以上に説明したステップＳ１０２〜Ｓ１０４の動作と並行して独立して実施されるステップＳ１０５の動作について説明する。ステップＳ１０５において、傾き検出部１０７は、車両の前後方向の傾き角度θを検出する。なお、傾き角度θを検知するステップＳ１０５の処理は、ステップＳ１０２での風景画像を取得する処理よりも高頻度に実施されるのが好ましい。
【００７０】
次に、ステップＳ１０６において、表示制御部１１０は、図６の座標空間において、原点Ｏを視点として用いて、ウインドウＷＤに経路案内オブジェクトを中心投影する。この中心投影の処理において、表示制御部１１０は、傾き検出部１０７が検出した傾き角度θを用いる。その後、表示制御部１１０は、経路案内オブジェクトが投影されたウインドウＷＤを、撮像部１０１が取得した風景映像に重畳する。以下に、ステップＳ１０６について詳しく説明する。
【００７１】
まず、表示制御部１１０は、図６の座標空間において、視線座標系（Ｘｅ，Ｙｅ，−Ｚｅ）の軸方向を、ステップＳ１０５で傾き検出部１０７が検出した車両の前後方向の傾き角度θに基づいて、補正する。図８は、表示制御部１１０が、図６の座標空間において、ウインドウＷＤに経路案内オブジェクトを中心投影する方法を説明するための図である。図８に示すように、表示制御部１１０は、Ｘｅ軸を回転軸として用いて、視線座標系のＹｅ軸及び−Ｚｅ軸を、傾き検出部１０７が検出した傾き角度θ回転させる。ここで、視線座標系のＹｅ軸及び−Ｚｅ軸の回転方向は、傾き検出部１０７が傾き角度θを検出した時に撮像部１０１が回転した方向を、座標空間で再現する方向である。つまり、表示制御部１１０は、傾き検出部１０７が検出した傾き角度θに基づいて、撮像部１０１の傾きによる当該撮像部１０１の視野空間の変化を、座標空間の仮想視野空間に反映させる。このことによって、表示制御部１１０は、車両が前後に傾いた場合であっても、撮像部１０１の視野空間と仮想視野空間とを等価にできる。
【００７２】
次に、表示制御部１１０は、座標空間において、経路案内オブジェクトを、オブジェクト座標系（Ｘｏ，Ｙｏ）から軸方向が補正された視線座標系（Ｘｅ，Ｙｅ，−Ｚｅ）に、式１を用いて変換する。
［数１］
Ｘｅ＝Ｘｏ，Ｙｅ＝−ｈ，−Ｚｅ＝Ｙｏ・・・（１）
【００７３】
次に、表示制御部１１０は、軸方向が補正された視線座標系（Ｘｅ，Ｙｅ，−Ｚｅ）で表された経路案内オブジェクトを、式２を用いて、ウインドウ座標系（Ｘｗ，Ｙｗ）で示されるウインドウＷＤに中心投影する。
［数２］
Ｘｗ＝ｆＸｅ／−Ｚｅ，Ｙｗ＝ｆＹｅ／−Ｚｅ・・・（２）
【００７４】
以上の処理を行うことによって、表示制御部１１０は、経路案内オブジェクトが投影されたウインドウＷＤを取得する。その後、表示制御部１１０は、取得したウインドウＷＤを風景画像に重畳して、経路案内オブジェクトが重畳された案内画像を作成する。なお、上記の式１及び式２は一例であり、座標系の定義形式及び撮像部１０１特有のパラメータ等に応じた計算式を用いればよい。
【００７５】
表示部１１１は、ステップＳ１０６で作成された案内画像を表示する。図９は、図１６のＢ地点（下り傾斜地点）において、表示部１１１が表示する案内画像を示す図である。図９に示す通り、下り傾斜のＢ地点において、案内画像における風景写画像と経路案内オブジェクトとの不一致は補正されて解消している。図１０は、図１６のＣ地点（上り傾斜地点）において、表示部１１１が表示する案内画像を示す図である。図１０に示す通り、上り傾斜のＣ地点において、案内画像における風景画像と経路案内オブジェクトとの不一致は補正されて解消している。このように、車両が前後に傾いても、表示部１１１が表示する案内画像において、風景画像の案内経路と経路案内オブジェクトとの不一致は解消されるので、経路案内オブジェクトのズレは生じない。
【００７６】
次に、ステップＳ１０７において、制御部１０５は、自車両が目的地付近に到達したために、経路案内を終了するか否かを判定する。制御部１０５は、経路案内を終了する場合は、処理を終了する。一方、制御部１０５は、経路案内を終了しない場合は、ステップＳ１０１の直後に移る。この場合は、再び、ステップＳ１０２及びＳ１０５の処理がそれぞれ実行される。
【００７７】
以上に説明したように、本発明の第１の実施形態に係るナビゲーション装置１００は、車両の傾きに応じて、風景画像に経路案内オブジェクトを重畳する位置を補正する。このことによって、ナビゲーション装置１００は、風景画像中の案内経路の道路と経路案内オブジェクトとのズレ（不一致）を解消できる。この結果として、ナビゲーション装置１００によれば、路面状態に起因して車両が傾いても正確な経路案内が可能となるので、運転者の案内経路の誤認が減少し、運転者の疲労低減、事故の減少、及び案内経路を外れて遠回りすることによる環境負荷の増加を回避することができる。
【００７８】
なお、以上では、表示部１１１が、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等である場合について説明した。しかし、表示部１１１は、実風景を透過する透過面を有し、当該透過面を介して運転者に実風景を目視させる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等であってもよい。この場合には、ナビゲーション装置１００は風景画像を取得する撮像部１０１を備えず、このことから、図５のステップＳ１０２は不要となる。また、表示制御部１１０は、図５のステップＳ１０３において、撮像部１０１の視野空間を座標空間に再現するのではなく、運転者の視野空間を座標空間に再現する。具体的には、図６の座標空間において、原点Ｏは、運転者の目の位置に対応する座標に設定される。また、図６の座標空間において、ウインドウＷＤは、表示部１１１の透過面と同形状かつ同サイズの面として設定され、また、運転者が表示部１１１の透過面を介して実風景を目視するときの視野空間とウインドウＷＤを原点Ｏ（視点）から視た視野空間とが等しい位置に設定される。また、表示制御部１１０は、図５のステップＳ１０６において、風景画像にウインドウＷＤを重畳するのではなく、表示部１１１の透過面に、経路案内オブジェクトが投影されたウインドウＷＤを重畳させて表示させる。このようにすることによって、表示部１１１が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等である場合であっても、第１の実施形態のナビゲーション装置１００は、上記した効果を得ることができる。
【００７９】
また、以上では、案内経路の路面を示す経路案内オブジェクトを風景画像に投影して重畳する場合を説明した。しかし、風景画像に投影して重畳する案内オブジェクトは、これには限られず、ランドマーク等の案内オブジェクトであってもよい。この場合には、案内画像において、風景画像とランドマーク等の案内オブジェクトとの位置ズレを解消することができる。
【００８０】
また、以上では、傾き検出部１０７は、路面の傾きに起因する車両の傾きを検出するものとして、説明を行った。しかし、傾き検出部１０７は、車両の各サスペンションが不均一にたわむことで生じる車両の傾きを検出してもよい。
【００８１】
また、座標空間に撮像部１０１の視野空間を再現するに際して（図６を参照）、座標空間内の各要素（原点Ｏ、ウインドウＷＤ、経路案内オブジェクト等）の位置関係を保持しつつ全体を縮小又は拡大して仮想視野空間を再現してもよい。この場合には、ステップＳ１０６において、経路案内オブジェクトを投影したウインドウＷＤを拡大又は縮小して風景画像と同じサイズにした後に、当該ウインドウＷＤを風景画像に重畳する必要がある。
【００８２】
また、以上では、オブジェクト座標系を２次元座標系とし、オブジェクト座標系に２次元の地図情報（道路形状点等）が貼付けられるものとした。しかし、オブジェクト座標系を３次元座標系とし、オブジェクト座標系に３次元の地図情報を反映してもよい。この場合には、図６の座標空間において、実際の案内経路（道路等）の形状を反映した立体的な経路案内オブジェクトを生成できる。
【００８３】
また、以上では、車両のピッチ角度（車両の前後方向の傾き角度）に応じて、視線座標系のＸｅ軸を中心軸に用いてウインドウＷＤを回転させることによって、車両の前後方向の傾きに起因する風景画像に投影された経路案内オブジェクトの位置ズレを補正した（図８を参照）。しかし、車両のロール角度（車両の左右方向の傾き角度）に応じて、視線座標系のＹｅ軸を中心軸に用いてウインドウＷＤを回転させることによって、車両の左右方向の傾きに起因する風景画像に投影された経路案内オブジェクトの位置ズレを補正してもよい。この場合には、傾き検出部１０７は、車両のロール角度を検出する。更には、車両のピッチ角度に応じて視線座標系のＸｅ軸を中心軸に用いてウインドウＷＤを回転させるのと同時に、車両のロール角度に応じて視線座標系のＹｅ軸を中心軸に用いてウインドウＷＤを回転させることによって、車両の前後方向及び左右方向の傾きに起因する風景画像に投影された経路案内オブジェクトの位置ズレを補正してもよい。
【００８４】
（実施の形態２）
本発明の第２の実施形態の説明の前に、ビデオカメラ等の手ブレ補正を行う一般的な電子補正技術について、簡単に説明する。図１１は、ビデオカメラ等の手ブレ補正を行う一般的な電子補正技術について説明するための図である。図１１に示すように、電子補正技術では、撮像部の揺れによって生じる撮像画像のブレを、画像処理技術を用いて検出し、画像処理技術を用いて撮像画像のブレを補正する。具体的には、電子補正技術では、１フィールド前の撮像画像と現フィールドの撮像画像とを比較して、撮像画像の動きベクトル（動きの方向及び量）を検出する。そして、検出した動きベクトルに追随して出力画像の切り出し枠を平行移動することによって、撮像画像のブレを補正する。ここで、電子補正技術では、出力画像の切り出し枠を平行移動させるので、撮像部の撮像エリアよりも出力画像の切り出し枠は小さい。そして、撮像部の撮像エリアよりも出力画像の切り出し枠が小さい程、切り出し枠の平行移動量を大きくできるので、撮像画像の大きなブレを補正できる。しかし、出力画像の切り出し枠を小くする程、表示処理時に行う画像の拡大率が大きくなるので、表示画像の解像度は劣化する。このことから、出力画像の切り出し枠は、あまり小くできない。この結果として、電子補正技術によって、撮像画像の大きなブレは補正しきれない。なお、撮像部の揺れの検出方法は、上記した動きベクトルを用いる画像処理によるものに限らず、ジャイロセンサ等を用いるものでもよい。
【００８５】
ここで、第１の実施形態のナビゲーション装置１００において、上記した電子補正技術を用いて撮像部１０１が取得する風景画像の表示ブレを補正することによって、案内画像の表示ブレを補正できる。この結果として、案内画像において、電子補正可能な表示ブレに相当する量の風景画像と経路案内オブジェクトとの位置ズレは、補正される。
【００８６】
図１２は、本発明の第２の実施形態に係るナビゲーション装置２００の構成例を示すブロック図である。ナビゲーション装置２００は、上記した電子補正技術を用いることによって、風景画像の表示ブレを補正して案内画像を安定化させつつ、電子補正可能な表示ブレに相当する量の風景画像と経路案内オブジェクトとの位置ズレを補正する。また、ナビゲーション装置２００は、上記した電子補正によって補正しきれない風景画像と経路案内オブジェクトとの位置ズレに限り、第１の実施形態で説明した補正方法を用いて補正する。
【００８７】
図１２に示すように、ナビゲーション装置２００は、第１の実施形態のナビゲーション装置１００に対して、ブレ補正画像生成部２０２を追加し、表示制御部１１０を表示制御部２０３に置換えた構成である。以下では、第１の実施形態のナビゲーション装置１００の構成要素と同一の構成要素については、原則として説明を省略する。
【００８８】
表示制御部２０３は、上記した電子補正技術によって補正可能な案内画像の表示ブレ（切り出し枠の移動量及び移動方向）と、当該電子補正技術によって補正しきれない案内画像と経路案内オブジェクトとの位置ズレ（以下、残留位置ズレという）とを算出する。そして、表示制御部２０３は、残留位置ズレについては、第１の実施形態の表示制御部１１０と同様の処理を実施して補正する。
【００８９】
ブレ補正画像生成部２０２は、表示制御部２０３が算出した電子補正可能な案内画像の表示ブレ（切り出し枠の移動量及び移動方向）に基づいて、上記した電子補正を用いて撮像部１０１が取得した風景画像のブレを補正したブレ補正風景画像を生成する。
【００９０】
図１３は、第２の実施形態に係るナビゲーション装置２００の動作を説明するためのフローチャートである。図１３のフローチャートは、第１の実施形態の図５のフレーチャートに対して、ステップＳ１０６をステップＳ２０８に置換え、ステップＳ２０１〜Ｓ２０７を追加したものである。以下では、図１３を参照して、実写モード時のナビゲーション装置２００の動作を説明する。なお、地図モード時のナビゲーション装置２００の動作説明は、省略する。また、図１３のフローチャートにおいて、第１の実施形態の図５のフレーチャートと同一のフローブロックについては、同一の参照符号を付し、原則として説明は省略する。
【００９１】
まず、ステップＳ１０５の次のステップＳ２０１において、表示制御部２０３は、傾き検出部１０７が検出した傾き角度θを用いて、案内画像の切り出し枠の移動量Ｙを、式３を用いて算出し、ステップＳ２０２に移る。
［数３］
Ｙ＝ｆ×ｔａｎθ・・・（３）
ここで、ｆは、第１の実施形態において図６を用いて説明した原点Ｏから点Ｆまでの距離である。
【００９２】
ステップＳ２０２において、表示制御部２０３は、電子補正によって、切り出し枠の移動量Ｙの全てを補正できるか否かを判断する。つまり、表示制御部２０３は、風景画像において切り出し枠をＹ移動させると、切出し枠が風景画像をはみ出すか否かを判断する。補正できない場合は、ステップＳ２０４に移る。補正できる場合は、ステップＳ２０３に移る。
【００９３】
ステップＳ２０４において、表示制御部２０３は、電子補正によって補正する補正量ΔＹを、式４によって設定し、ステップＳ２０５及びＳ２０７に移る。
［数４］
ΔＹ＝α・・・（４）
ここで、図１４を用いてαについて説明する。図１４は、ナビゲーション装置２００が行う電子補正及び重畳オブジェクトの位置ズレの補正の概念を説明するための図である。なお、図１４では、説明の簡略化のために、切り出し枠の移動方向を上下方向のみとしている。図１４に示すように、撮像部１０１が取得した風景画像には、切り出し枠を平行移動させるための余裕領域が設けられる。そして、αは、切り出し枠を平行移動できる余裕領域の長さに相当する。つまり、αは、切り出し枠を平行移動できる最大の値であって、電子補正によって補正可能な最大のブレ量である。なお、図１４では、実際には切り出し枠を撮像エリアを超えて移動させることはできないが、説明の便宜上、切り出し枠を撮像エリアを越えて移動させた状態を示している。また、ステップＳ２０１で算出した移動量Ｙと、電子補正によって補正可能な切り出し枠の移動量αと、電子補正によって補正しきれない切り出し枠の移動量βとの関係は、式５で表される。
［数５］
Ｙ＝α＋β・・・（５）
【００９４】
ステップＳ２０５において、ブレ補正画像生成部２０２は、式４で求めた補正量ΔＹに基づいて、ステップＳ１０２で取得された風景画像に対して電子補正処理を行い、表示ブレが補正されたブレ補正風景画像を生成し、ステップＳ１０３に移る。
【００９５】
一方、ステップＳ２０７において、表示制御部２０３は、ステップＳ２０５の電子補正処理によって補正しきれない切り出し枠の移動量βを、式６を用いて、残留傾き角度φで表し、ステップＳ２０８に移る。
［数６］
φ＝ａｒｃｔａｎ（β／ｆ）・・・（６）
ここで、ｆは、第１の実施形態において図６を用いて説明した原点Ｏから点Ｆまでの距離である。
【００９６】
ステップＳ２０８において、表示制御部２０３は、第１の実施形態のステップＳ１０６で表示制御部１１０が実施する処理と同様に、図６の座標空間において、原点Ｏを視点として用いて、ウインドウＷＤに経路案内オブジェクトを中心投影する。この中心投影の処理において、表示制御部２０３は、表示制御部１１０とは異なり、残留傾き角度φを用いて、経路案内オブジェクトのウインドウＷＤへの投影位置を補正する。図１５は、表示制御部２０３が、図６の座標空間において、ウインドウＷＤに経路案内オブジェクトを中心投影する方法を説明するための図である。図１５に示すように、表示制御部２０３は、表示制御部１１０と同様の方法（図８を参照）で、ウインドウＷＤに経路案内オブジェクトを中心投影する。しかし、この投影処理において、表示制御部１１０とは異なり、表示制御部２０３は、Ｘｅ軸を回転軸に用いて、視線座標系のＹｅ軸及び−Ｚｅ軸をステップＳ２０７で算出した残留傾き角度φ回転させる。このことによって、表示制御部２０３は、ステップＳ２０５で実施された電子補正によっては補正しきれない風景画像と経路案内オブジェクトとの位置ズレを補正できる。その後、表示制御部２０３は、経路案内オブジェクトが投影されたウインドウＷＤを、ステップＳ２０５で生成されたブレ補正風景画像に重畳し、ステップＳ１０７に移る。
【００９７】
一方、ステップＳ２０２において、電子補正によって切り出し枠の移動量Ｙの全てを補正できると判断された場合について、説明する。この場合、ステップＳ２０３において、表示制御部２０３は、電子補正によって補正する補正量ΔＹを、式７によって設定し、ステップＳ２０５及びＳ２０６に移る。
［数７］
ΔＹ＝Ｙ・・・（７）
【００９８】
ステップＳ２０６において、表示制御部２０３は、ステップＳ２０５の電子補正処理によって補正しきれない切り出し枠の移動量βを、式８を用いて、残留傾き角度φで表し、ステップＳ２０８に移る。
［数８］
φ＝０・・・（８）
つまり、電子補正処理によって補正しきれない切り出し枠の移動量βは無いので、ステップＳ２０６において、表示制御部２０３は、残留傾き角度φを０に設定する。
【００９９】
このように、ステップＳ２０６からステップＳ２０８に移った場合、ステップＳ２０８において、表示制御部２０３は、残留傾き角度φ＝０を用いて、経路案内オブジェクトのウインドウＷＤへの投影位置を補正する。即ち、この場合には、ステップＳ２０８において、経路案内オブジェクトのウインドウＷＤへの投影位置の補正は、実質的には行われない。
【０１００】
以上に説明したように、第２の実施形態に係るナビゲーション装置２００は、電子補正技術を用いて風景画像の表示ブレを補正して案内画像を安定化させつつ、電子補正可能な表示ブレに相当する量の風景画像と経路案内オブジェクトとの位置ズレ（不一致）を補正する。また、ナビゲーション装置２００は、電子補正では補正しきれない風景画像と経路案内オブジェクトとの位置ズレ（不一致）に限り、第１の実施形態のナビゲーション装置１００と同様の補正方法を用いて補正する。このことによって、ナビゲーション装置２００は、第１の実施形態のナビゲーション装置１００と同様の効果を得つつ、表示ブレを補正して案内画像の安定化を図ることができる。
【０１０１】
なお、第２の実施形態では、説明の簡単のために、図１４を用いて、縦方向のみの表示ブレを電子補正によって補正する場合を説明した。しかし、横方向の表示ブレも電子補正によって併せて補正されてもよい。
【０１０２】
また、上記した第１及び第２の実施形態で説明したナビゲーション装置は、一般的なコンピュータシステム等の情報処理装置で実現可能である。この場合、以上に説明した処理をコンピュータに実行させるプログラムを所定の情報記録媒体に格納し、当該情報記録媒体に格納されたプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、第１及び第２の実施形態で説明したナビゲーション装置１００、２００が実現される。また、上記プログラムを格納する情報記録媒体は、例えば、ＲＯＭまたはフラッシュメモリのような不揮発性半導体メモリやＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、あるいはそれらに類する光学式ディスク状記録媒体等である。また、上記プログラムを他の媒体や通信回線を通じて上記情報処理装置に供給してもかまわない。
【０１０３】
また、上記した第１及び第２の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。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明は、ナビゲーション装置、方法及びプログラム等に利用可能であり、特に、案内画像において風景画像と経路案内オブジェクトとの位置関係にズレが生じないナビゲーション装置、方法及びプログラムを提供する場合等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るナビゲーション装置１００の構成例を示すブロック図
【図２】地図情報格納部１０３に格納される地図情報を用いて表現された道路ネットワークの一例を示す模式図
【図３】地図情報格納部１０３に格納される地図情報であるノードデータ、リンクデータ及び形状ノードデータの記録形式の一例を説明するための図
【図４】道路種別データの一例を示す図
【図５】第１の実施形態に係るナビゲーション装置１００の動作を説明するためのフローチャート
【図６】座標空間に再現された撮像部１０１の視野空間を説明するための図
【図７】図６の座標空間を上空から見下ろした様子の一例を説明するための図
【図８】表示制御部１１０が、図６の座標空間において、ウインドウＷＤに経路案内オブジェクトを中心投影する方法を説明するための図
【図９】図１６のＢ地点（下り傾斜地点）において、表示部１１１が表示する案内画像を示す図
【図１０】図１６のＣ地点（上り傾斜地点）において、表示部１１１が表示する案内画像を示す図
【図１１】ビデオカメラ等の手ブレ補正を行う一般的な電子補正技術について説明するための図
【図１２】本発明の第２の実施形態に係るナビゲーション装置２００の構成例を示すブロック図
【図１３】第２の実施形態に係るナビゲーション装置２００の動作を説明するためのフローチャート
【図１４】ナビゲーション装置２００が行う電子補正及び重畳オブジェクトの位置ズレの補正の概念を説明するための図
【図１５】表示制御部２０３が、図６の座標空間において、ウインドウＷＤに経路案内オブジェクトを中心投影する方法を説明するための図
【図１６】勾配のある路面を走行する車両を車両側面から視た図
【図１７】図１６のＡ地点において風景画像に経路案内オブジェクトが重畳された案内画像を示す図
【図１８】図１６のＢ地点において風景画像に経路案内オブジェクトが重畳された案内画像を示す図
【図１９】図１６のＣ地点において風景画像に経路案内オブジェクトが重畳された案内画像を示す図
【符号の説明】
【０１０６】
１００、２００    ナビゲーション装置
１０１    撮像部
１０２    測位部
１０３    地図情報格納部
１０４    入力部
１０５    制御部
１０６    経路探索部
１０７    傾き検出部
１０９    経路案内オブジェクト生成部
１１０、２０３    表示制御部
１１１    表示部
２０２    ブレ補正画像生成部
【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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