JPH07262492A

JPH07262492A - 車載用ナビゲーション装置

Info

Publication number: JPH07262492A
Application number: JP5566594A
Authority: JP
Inventors: Shinji Wakabayashi; 伸次若林; Hiroshi Shishido; 博宍戸
Original assignee: Alpine Electronics Inc
Current assignee: Alpine Electronics Inc
Priority date: 1994-03-25
Filing date: 1994-03-25
Publication date: 1995-10-13

Abstract

(57)【要約】【目的】どの交差点で進路を変更すべきか一目で正し
く認識できるようにする。【構成】操作盤４で出発地と目的地の設定操作がなさ
れると、経路探索部１５がＣＤ−ＲＯＭ１の地図データ
を用いて出発地−目的地間の最適な誘導経路を探索し、
誘導経路メモリ１６に記憶させる。走行中、車両位置検
出装置３が現在位置を検出し、案内対象・進路特定部１
７は車両の現在位置と誘導経路データから、随時、誘導
経路上で車両前方に存在する所定の案内対象交差点と進
路を特定する。一方、進路案内画像描画部２０は案内対
象交差点での進路を示す矢印図形を計算し、運転者の視
野と等価な視線座標系に置いて第１ディスプレイ装置５
によりフロントガラスに反射して写し出される虚像の画
像面と同一平面への中心投影像を計算し、第２Ｖ−ＲＡ
Ｍ２２に投影像を描画する。第２Ｖ−ＲＡＭ２２の進路
案内画像は、第１ディスプレイ装置５により風景に重ね
て運転者に表示される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車載用ナビゲーション装
置に係り、特に出発地から目的地まで経路誘導を行う場
合に好適な車載用ナビゲーション装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両の走行案内を行い、運転者が所望の
目的地に容易に到達できるようにした車載用ナビゲーシ
ョン装置がある。この車載用ナビゲーション装置におい
ては、車両の位置を検出してＣＤ−ＲＯＭから車両位置
周辺の地図データを読み出し、Ｖ−ＲＡＭに地図画像を
描画するとともに該地図画像上の所定箇所に車両位置マ
ークを重ねて描画し、Ｖ−ＲＡＭの画像を映像信号に変
換しながらディスプレイ装置に出力して画面に表示す
る。そして、車両の移動で現在位置が変化するのに従
い、画面の車両位置マークを移動したり、或いは車両位
置マークは画面中央に固定して地図をスクロールしたり
して、常に、車両位置周辺の地図情報が一目で判るよう
になっている。

【０００３】ＣＤ−ＲＯＭに記憶された地図は、縮尺レ
ベルに応じて適当な大きさの経度幅、緯度幅の地域に区
切られており、道路は経度、緯度の座標で表現された頂
点（ノード）の集合で示される。２以上のノードを連結
した部分はリンクと呼ばれる。各地図に含まれる道路デ
ータは、図１４に示す如く、道路リンクリストＲＤＬ
Ｔ、ノードリストＮＤＬＴ、交差点データＣＲＤＴで構
成されており、このうち、道路リンクリストＲＤＬＴ
は、当該道路リンクに関し、国道、高速道路、その他の
道路など道路の種別を表すデータ、リンク上の全ノード
数、リンクを構成する各ノードのノードリストＮＤＬＴ
上の番号とノード間の道路の幅員を表すデータなどによ
り構成されている。第ｎノード番号の幅員データは、第
ｎノード番号に係るノードと第（ｎ＋１）ノード番号に
係るノードを結ぶ道路（リンク）の幅員を示す。又、交
差点データＣＲＤＴは地図上の各交差点毎に、該交差点
に連結するリンク上の交差点に最も近いノード（交差点
構成ノードという）のノードリストＮＤＬＴ上の番号の
集合であり、ノードリストＮＤＬＴは地図上の全ノード
のリストであり、ノード毎に座標情報（経度、緯度）、
該ノードが交差点であるか否かの交差点識別フラグ、交
差点であれば交差点データを指し、交差点でなければ該
ノードが属する道路リンクを指すポインタ等で構成され
ている。

【０００４】ところで、車載用ナビゲーション装置に
は、出発地から目的地まで最適な誘導経路に沿って経路
案内を行う経路誘導機能を持ったものがある。かかる経
路案内では、走行前に運転者が出発地と目的地を設定す
ると、ＣＤ−ＲＯＭの地図データを参照してダイクスト
ラ法、横型探索法等のシュミレーション計算を行い、例
えば出発地と目的地を最短距離で結ぶ最適な誘導経路を
求めて、該誘導経路を構成するノード列と、先頭の出発
地データ及び最後尾の目的地データと合わせた誘導経路
データを誘導経路メモリに記憶しておく。そして、走行
中、誘導経路メモリのノード列の中から画面の地図表示
エリアに入っている誘導経路を探し、該誘導経路を他の
道路と異なる色で太く表示するなどして、運転者がいず
れの道路を走行すれば良いか判るようにしている。

【０００５】しかし、画面に表示された地図の縮尺が大
きかったり、道路が込み入っている場合、単に、誘導経
路が他の道路と異なる色で太く表示されているだけで
は、車両進行方向の前方に存在する交差点をどの方向へ
走行すれば良いか判らない場合があった。このため、走
行中、誘導経路上で車両の進行方向前方にある交差点の
内、例えば、左折、右折等、走行方向の変化する一番手
前の案内対象交差点を探索し、車両現在位置−案内対象
交差点間の距離と、該交差点での進路を求め、交差点ま
での距離と進路を示す情報を画面の地図画像の左上等に
合成表示したり、或いは、交差点までの距離と進路を示
す情報を音声で提供したりする提案がなされている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、地図画
像上での合成表示や音声出力で進路を変えるべき交差点
までの距離が示されても、走行速度によって、案内対象
交差点に到達するまでの時間が大きく変わるため、走行
方向を変更すべき交差点が車両よりどの程度先にあるか
直観的に把握することが難しく、進路変更すべき交差点
が判るまで時間が掛かったり、該当場所付近に複数の交
差点が接近して存在しているとき、どの交差点で進路変
更したら良いか判断することができず、進路変更すべき
交差点を間違えてしまうことがあった。以上から本発明
の目的は、どの交差点で進路を変更すべきか一目で正し
く認識できる車載用ナビゲーション装置を提供すること
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題は本発明におい
ては、地図データを記憶した地図情報記憶手段と、車両
位置を検出する車両位置検出手段と、フロントガラスに
光を反射させて、運転者に前方風景と重ねて進路案内画
像が見えるようにする表示手段と、出発地と目的地を結
ぶ最適な誘導経路を地図データを参照して探索する探索
手段と、経路探索手段で探索された誘導経路情報を記憶
する誘導経路記憶手段と、車両の現在位置と誘導経路情
報から誘導経路上で車両進行方向前方に存在する所定の
案内対象交差点と該案内対象交差点での進路を求める案
内対象・進路特定手段と、車両の現在位置、案内対象交
差点の位置と進路、運転者の視点、表示手段による進路
案内画像の像面の位置から、運転者から見える実際の案
内対象交差点の位置と進路案内画像の像面上での案内対
象交差点の位置が重なるようにして、案内対象交差点で
の進路案内画像を描画し、表示手段に表示させる進路案
内画像描画手段を備えたことにより達成される。

【０００８】

【作用】本発明によれば、出発地と目的地を結ぶ最適な
誘導経路を地図データを参照して探索し、記憶してお
く。走行中、車両位置を検出し、車両の現在位置と誘導
経路情報から誘導経路上で車両進行方向前方に存在する
所定の案内対象交差点と該案内対象交差点での進路を求
める。そして、車両の現在位置、案内対象交差点の位置
と進路、運転者の視点、表示手段による進路案内画像の
像面の位置から、運転者から見える実際の案内対象交差
点の位置と進路案内画像の像面上での案内対象交差点の
位置が重なるようにして、案内対象交差点での進路案内
画像を描画し、表示手段に表示させる。これにより、前
方の風景の中の進路を変更すべき交差点に重ねて進路案
内画像を見ることができるので、運転者は前方の風景を
見たまま一目で正しく進路を変更すべき交差点と該交差
点での進路を把握でき、進路間違いが起きず、また、安
全運転が可能となる。

【０００９】また、運転者の視点は計測手段で計測す
る。これにより、運転者から見える実際の案内対象交差
点の位置と進路案内画像面上での案内対象交差点の位置
が正確に重なるようにできる。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の一実施例に係る車載用ナビゲ
ーション装置の全体構成図である。図において、１は地
図データ記憶手段となるＣＤ−ＲＯＭ、２は操作盤であ
り、地図検索，拡大／縮小用のキー、左，右，上，下キ
ーから成る十字カーソルキー、経路誘導モード設定キ
ー、出発地設定キー、目的地設定キー、スタートキー、
等を備えている。３は車両位置と車両方位を衛星航法ま
たは自立航法で検出する車両位置検出装置、４は運転席
上の天井に設置されて運転者の頭頂との間の距離を計る
距離センサ、５はフロントガラスに光を反射させて、運
転者に前方風景と重ねて進路案内画像が見えるようにす
る第１ディスプレイ装置、６は地図画像を、カーソルマ
ーク、車両位置マーク、強調誘導経路などとともに表示
する第２ディスプレイ装置である。１０はマイコン構成
のナビゲーションコントローラであり、出発地と目的地
から最適な誘導経路をダイクストラ法、横型探索法等の
シュミレーション計算により決定したり、車両位置周辺
の地図画像を、必要によりカーソルマーク、車両位置マ
ーク、強調誘導経路などとともに第２ディスプレイ装置
６の画面に表示させたり、進路案内画像を第１ディスプ
レイ装置５に表示させたりする。

【００１１】この内、１１はＣＤ−ＲＯＭ１から読み出
した地図データを一時的に格納するバッファメモリ、１
２はカーソル位置計算部であり、操作盤２の十字カーソ
ルキー、地図検索，拡大／縮小用のキー等で地図の選択
操作やカーソル操作がなされたとき、画面上の地図の中
央に相当する経度と緯度を計算してカーソル位置として
出力する。１３は地図画像描画部であり、操作盤２の地
図検索，拡大／縮小用等のキーで選択された所望の地図
データ（周辺の地図データを含めてもよい）をＣＤ−Ｒ
ＯＭ１からバッファメモリ１１に読み出すとともに後述
する第１Ｖ−ＲＡＭに地図画像を描画したり、カーソル
操作に応じてカーソル位置計算部１２から入力されるカ
ーソル位置データが変化するのに従い、必要により新た
な地図データをＣＤ−ＲＯＭ１からバッファメモリ１１
に読み出しながら常にカーソル位置が中央となるように
第１Ｖ−ＲＡＭの地図画像を書き換え、かつ、第１Ｖ−
ＲＡＭの中央にカーソルマークを描画する。また、地図
画像描画部１３は走行中（スタートキーの押圧後）、車
両位置検出装置３から出力される車両位置データが変化
するのに従い、必要により新たな地図データをＣＤ−Ｒ
ＯＭ１からバッファメモリ１１に読み出しながら現在位
置が中央となるように第１Ｖ−ＲＡＭの地図画像を書き
換え、車両位置検出装置３から入力する車両方位データ
に基づき車両位置マークを第１Ｖ−ＲＡＭの中央に所定
方向に向けて描画する。更に、経路誘導モードにおい
て、後述する誘導経路メモリに記憶された誘導経路デー
タの中から、現在、第１Ｖ−ＲＡＭに描画されている地
図画像の範囲に入る誘導経路データを入力して、他の道
路とは異なる色で太く強調した誘導経路を描画する。第
１Ｖ−ＲＡＭは第２ディスプレイ装置６の１画面分に相
当する記憶領域を有している。

【００１２】１４は出発地・目的地設定部であり、走行
開始前に、操作盤２で経路誘導モードとされ、該操作盤
２のカーソル操作で画面中央のカーソルが出発地と一致
されたあと、出発地設定キーが押圧されると、その時点
でのカーソル位置計算部１２の出力を出発地データとし
て設定し、操作盤２のカーソル操作で画面中央のカーソ
ルが目的地と一致されたあと、目的地設定キーが押圧さ
れると、その時点でのカーソル位置計算部１２の出力を
目的地データとして設定する。

【００１３】１５は経路探索部であり、経路誘導モード
下で、出発地と目的地の設定操作がなされると、出発地
・目的地設定部１４から出発地データと目的地データを
入力し、ＣＤ−ＲＯＭ１からバッファメモリ１１に出発
地から目的地までの数々の地図データを読み出すととも
に、読み出した地図データを参照して、ダイクストラ
法、横型探索法等のシュミレーション計算を行い、例え
ば最短距離を指標として、出発地から目的地に至る最適
な誘導経路を求め、該誘導経路を構成するひと連なりの
ノード列（各ノードは経度、緯度の座標と交差点か否か
を示す交差点識別フラグを含む）を出発地データ及び目
的地データとともに、誘導経路データとして後述する誘
導経路メモリに記憶させる。ノード列の各ノードは地図
データのノードリスト（図１４のＮＤＬＴ参照）の中か
ら抽出したものであり、誘導経路を構成するノードが交
差点ノードのときは、地図データの交差点データＣＲＤ
Ｔ，道路リンクリストＲＤＬＴ，ノードリストＮＤＬＴ
を参照して、当該交差点を構成する全ての交差点構成ノ
ードを読み出し、また、各交差点構成ノード−交差点間
の道路（リンク）の幅員データも読み出し、ともに誘導
経路メモリに記憶させる。

【００１４】１６は誘導経路データを記憶する誘導経路
メモリであり、誘導経路探索部１５で求められたノード
列が、出発地データと目的地データを除いて例えば１６
³−２個のノードから成るとき、図２の左側に示す如
く、第１記憶エリアのアドレスＦ０００_Hに出発地デー
タが記憶され、アドレスＦ００１_H〜ＦＦＦＥ_Hには、
アドレスＦ００１_Hに誘導経路上で出発地に一番近いノ
ード、アドレスＦ００２ _Hに誘導経路上で出発地に二番
目に近いノードという具合にして、ノード列が順に記憶
される。そして、最後尾のアドレスＦＦＦＦ_Hに目的地
データが記憶される。なお、誘導経路メモリ１６に格納
される出発地データと目的地データは、図３に示す如
く、出発地データが誘導経路の延長上で出発地Ｓに一番
近い擬似出発地ノードＮ_sとされ、目的地データが誘導
経路の延長上で目的地Ｏに一番近い擬似目的地ノードＮ
_Oとされる。また、誘導経路データ中の各交差点ノード
（交差点識別フラグＲが１となっているノード。ポイン
タＴ_jで指定される）につき、図２の右側に示す如く、
誘導経路メモリ１６の第２記憶エリアに、全ての交差点
構成ノードのデータＮ_j1，Ｎ_j2，・・と、各交差点構成
ノード−交差点間の道路の幅員データＲＤ_j1，ＲＤ_j2，
・・が記憶される。

【００１５】１７は案内対象・進路特定部であり、車両
位置検出装置３で検出された車両位置と誘導経路メモリ
１６に格納された誘導経路データより、誘導経路上で、
車両進行方向前方（車両位置より目的地寄り）に存在す
る交差点の内、右折、左折等、直進以外の走行方向の変
化する交差点で一番手前にあるものを案内対象交差点と
して特定し、かつ、該案内対象交差点での進路情報を求
める。具体的には、誘導経路上で車両進行方向前方に存
在する各交差点につき、手前側から順に、交差点ノード
をＮ_a、誘導経路を構成するノード列の中でノードＮ_a
の１つ前のアドレスのノードを侵入ノードＮ_b、Ｎ_aの
１つ後のアドレスのノードを脱出ノードＮ_cとして、図
４に示す如く、交差点ノードＮ_aを中心とし、侵入ノー
ドＮ_bと交差点ノードＮ_aを結ぶ直線を侵入ノードＮ_b
とは反対側へ延長した直線を基準方向Ａとして、該基準
方向Ａから３０°の角度をなす範囲に脱出ノードＮ_cが
存在するときは走行方向変化なしと判定し、それ以外の
範囲に脱出ノードＮ_cが存在するときは走行方向変化有
りと判定し、最初に走行方向変化有りと判定された交差
点を案内対象交差点とする。案内対象交差点での進路情
報は、進入ノードＮ _b、交差点ノードＮ_a、脱出ノード
Ｎ_cの組み合わせとして求められる。

【００１６】１８は第１距離計算部であり、車両位置
（ここでは運転者位置と同一とする）−案内対象交差点
間の距離を計算する。なお、第１距離計算部１８は案内
対象交差点が車両の前方にあるとき正で距離を計算し、
案内対象交差点が車両の後ろに来たとき負で距離を計算
する。１９は第２距離計算部であり、距離センサ４での
検出距離を用いて地面から運転者の視点までの高さを計
算する。具体的には、地面から距離センサ４までの高さ
ｈ₀、距離センサ４で計測した頭頂までの距離ｈ ₁、標
準体型の大人における頭頂から目までの距離ｈ₂より、
地面から運転者の視点までの高さｈは、次式、ｈ＝ｈ₀−ｈ₁−ｈ₂ により求める（図５参照）。

【００１７】２０は進路案内画像描画部であり、運転者
から見える実際の案内対象交差点の位置と進路案内画像
の像面上での案内対象交差点の位置が重なるようにし
て、案内対象交差点での進路案内画像を描画する。即
ち、車両位置−案内対象交差点間の距離が一定距離以内
となったとき（本実施例では一例として２５０ｍ以
内）、車両位置データ、車両方位データ、案内対象交差
点の位置と進路情報、案内対象交差点の交差点構成ノー
ド、ノード間の道路の幅員データを用いて、現在位置を
原点とし、車両方位方向とこれに直交する方向を座標軸
とした水平平面上で、案内対象交差点の形状に沿うよう
にした当該交差点での進路を示す矢印の形状を計算す
る。そして、進路を示す矢印図形を、視線座標系で視点
より一定距離ｈだけ下の水平平面内に置き、視点の直ぐ
前の所定位置に置かれた投影面のウインドウ内に中心投
影した矢印図形の像を計算し、該投影像を第２Ｖ−ＲＡ
Ｍに描画する。投影面はフロントガラスに光が反射され
て形成される第１ディスプレイ装置５の進路案内画像の
像面と同一平面であり、ウインドウは当該像面での進路
案内画像の領域である。この実施例では簡単のため、図
５に示す如く、フロントガラスＦＧに光が反射されて形
成される第１ディスプレイ装置５の進路案内画像（虚
像）の像面は視点から距離ｋだけ前方の鉛直面とする。

【００１８】ここで、進路を示す矢印図形の中心投影像
の求め方を説明する。案内対象交差点ノードをＰ_a、該
交差点を構成する交差点構成ノードがＰ_b〜Ｐ_fの５つ
あるとして、この内、侵入ノードをＰ_b、脱出ノードを
Ｐ_eとすれば、まず、進入ノードＰ_b、案内対象交差点
ノードＰ_a、脱出ノードＰ_eを順に結ぶ線分として進路
が求まる。そこで、図６に示す如く、所定の座標変換を
しながら、現在位置を原点とし、車両方位方向をｚ軸、
これに直交する方向をｘ軸としたＸ−Ｚ水平平面上にお
ける案内対象交差点、進入ノード、脱出ノードの位置Ｐ
_a（ｘ_a，ｚ_a）、Ｐ_b（ｘ_b，ｚ_b）、Ｐ_e（ｘ_e，
ｚ_e）を求める。なお、図６では簡単のため、車両方位
方向はＰ_bとＰ_aを結ぶ直線の方向と一致させてある。
次に、Ｐ_aからＰ_b方向へ一定距離Ｌだけ離れた点Ｑ₁
と、Ｐ_aからＰ_e方向へＬだけ離れた点Ｑ₂の位置を求
め、更に、進入ノードＰ_bとＰ_a間の道路の幅員Ｗ_bの
半分だけＱ₁から、Ｐ_bとＰ_aを結ぶ直線に対し垂直に
左方向に離れた点Ｑ₃と、脱出ノードＰ_eとＰ_a間の道
路の幅員Ｗ_eの半分だけＱ₂から、Ｐ_aとＰ_eを結ぶ直
線に対し垂直に左方向に離れた点Ｑ₄の位置を求める。
そして、Ｑ₃から、Ｐ_bとＰ_aを結ぶ直線に平行に引い
た直線と、Ｑ₄から、Ｐ_aとＰ_eを結ぶ直線に平行に引
いた直線の交点Ｑ₅の位置を求めるとともに、線分Ｑ₂
−Ｑ₄が底辺の一部となり、先端が線分Ｑ₂−Ｑ₄から
見てＰ_aとは反対側に来るようにした所定の大きさの正
三角形の各頂点Ｑ₆〜Ｑ₈の位置を求める。このように
して求めたＰ_a、Ｑ₁、Ｑ₃、Ｑ₅、Ｑ₄、Ｑ₆、
Ｑ₇、Ｑ₈、Ｑ₂、Ｐ_aを順に結ぶことで案内対象交差
点での進路を示す矢印図形が求まる。

【００１９】次に、図７に示す如くして、矢印図形を３
次元のｘ’、ｙ’、ｚ’視線座標系上に移す（ｚ軸の
正方向が視線方向であり、原点Ｏが視点位置である）。
即ち、各点Ｐ_a、Ｑ₁、Ｑ₃、Ｑ₅、Ｑ₄、Ｑ₆、
Ｑ₇、Ｑ₈、Ｑ₂の２次元座標（ｘ，ｚ）に対し、ｘ’＝ｘｚ’＝ｚｙ’＝−ｈとすることで３次元座標（ｘ’，ｚ’，ｙ’）に変換す
る。これにより、進路を示す矢印図形を、視線座標系で
視点より一定距離ｈだけ下の水平平面内に置くことがで
きる。そして、視線座標系上で矢印図形を形成する各点
を、更に、ｚ’＝ｋの位置に垂直に置かれた投影面Ｖに
中心投影したときのＸ’とＹ’を求めることで、投影像
の計算を行う。そして、投影面Ｖ上での進路案内画像の
領域に相当するウインドウＷＤの範囲内の投影像を、第
２Ｖ−ＲＡＭに描画する（矢印図形の内部は特定の色、
例えば赤色で塗り潰す）。Ｘ’とＹ’は、Ｘ’＝ｋｘ’／ｚ’ Ｙ’＝−ｋｈ／ｚ’ として計算により求めることができる。

【００２０】視線座標系で視点から見た実際の案内対象
交差点の位置Ｐ_aと、進路案内画像における案内対象交
差点の位置Ｐ_a´が重なり合うことになる。なお、フロ
ントガラスに反射して見える進路案内画像の像面と領域
が他の位置となっているときは、それに応じて投影面と
ウインドウを変更して計算すれば良い。

【００２１】図１に戻って２１は第１Ｖ−ＲＡＭであ
り、地図画像描画部１３で描画された地図画像（カーソ
ル操作時はカーソルマークを含み、経路誘導モード下で
走行中は、車両位置マークと、他の道路と色違いの太い
強調誘導経路を含む）を格納する。２２は第２Ｖ−ＲＡ
Ｍであり、進路案内画像描画部２０で描画された矢印図
形画像を格納する。第１Ｖ−ＲＡＭ２１と第２Ｖ−ＲＡ
Ｍ２２はそれぞれ第２ディスプレイ装置６と第２ディス
プレイ装置５の１画面分の記憶領域を有する。２３は第
１Ｖ−ＲＡＭ２１に描画された画像を走査しながら読み
出すとともにアナログの映像信号に変換して第２ディス
プレイ装置６に出力する変換部、２４は第２Ｖ−ＲＡＭ
２２に描画された画像を走査しながら読み出すとともに
アナログの映像信号に変換して第１ディスプレイ装置５
に出力する変換部である。

【００２２】図８〜図１０はナビゲーションコントロー
ラ１０の動作を示す流れ図、図１１は出発地周辺の道路
の概要を示す説明図、図１２は第２ディスプレイ装置６
の画面表示例の説明図、図１３は運転者の視野に入る風
景と進路案内画像の説明図であり、以下、これらの図に
従って説明する。なお、予め、案内対象交差点・進路特
定済を示すフラグＡと、進路案内画像表示中を示すフラ
グＢはともに０になっているものとする。

【００２３】まず、操作盤２の地図検索，拡大／縮小用
のキー等の操作で所望の縮尺で所望エリアの地図の選択
操作を行うと、地図画像描画部１３はＣＤ−ＲＯＭ１か
ら所望の地図データをバッファメモリ１１に読み出すと
ともに、第１Ｖ−ＲＡＭ２１に地図画像を描画する。第
１Ｖ−ＲＡＭ２１に描画された地図画像は変換部２３に
よって読み出されるとともにアナログ映像信号に変換さ
れて第２ディスプレイ装置６へ出力される。第２ディス
プレイ装置６は入力した映像信号に基づき画面に地図を
表示する（図８のステップ１０１、１０２）。続いて、
操作盤２で経路誘導モードの設定操作がなされるとナビ
ゲーションコントローラ１０は経路誘導モードに設定す
る（ステップ１０３、１０４）。そして、操作盤２の十
字カーソルキーが操作されると、カーソル位置計算部１
２がカーソル位置（経度、緯度の座標）を計算し（ステ
ップ１０５、１０６）、地図画像描画部１３はカーソル
位置の変化に従い、ＣＤ−ＲＯＭ１から所定の地図デー
タをバッファメモリ１１に読み出しながら第１Ｖ−ＲＡ
Ｍ２１に、中央が常にカーソル位置となるようにして地
図画像を描画するとともに、第１Ｖ−ＲＡＭ２１の中央
にカーソルマークを描画する。この結果、画面の中央に
カーソルマークが表示された状態で画面の地図がカーソ
ル操作に従い移動する（ステップ１０７、１０８）。

【００２４】画面のカーソルマークが目的地に来たとこ
ろで、カーソル操作を一旦止め、操作盤２の目的地設定
キーを押圧すると、出発地・目的地設定部１４がその時
点でカーソル位置計算部１２から出力されているカーソ
ル位置データを目的地データとして設定・登録する（ス
テップ１０９、１１０）。続いて、再度、カーソル操作
を行い画面の地図を移動させ、カーソルマークが出発地
に来たところで、カーソル操作を一旦止め、操作盤２の
出発地設定キーを押圧すると、出発地・目的地設定部１
４がその時点でカーソル位置計算部１２から出力されて
いるカーソル位置データを出発地データとして設定・登
録する（ステップ１１１、１１２）。

【００２５】このようにして、出発地データと目的地デ
ータの設定・登録が終了すると（ステップ１１３でＹＥ
Ｓ）、経路探索部１５が出発地データと目的地データに
基づき、ＣＤ−ＲＯＭ１より出発地から目的地に至る地
図データをバッファメモリ１１に読み出しながらダイク
ストラ法、横型探索法等のシュミレーション計算によ
り、例えば最短距離を指標にした最適な誘導経路を探索
し、該誘導経路を構成するひと連なりのノード列を先頭
の出発地データ（ここではノードＮ_s、図３参照）及び
最後尾の目的地データ（ここではノードＮ_O、図３参
照）とともに誘導経路メモリ１６の第１記憶エリアにア
ドレス順に記憶させる（図９のステップ２０１、２０
２）。誘導経路を構成するノード（出発地データと目的
地データを除く）が１６³−２個あるとき、誘導経路メ
モリ１６の第１記憶エリアの内容は図２の左側の如くな
る。

【００２６】なお、経路探索部１５は、誘導経路を構成
するノード列の中の交差点につき、誘導経路メモリ１６
のノードデータ中の交差点識別フラグＲを立て、かつ、
ポインタＴ_jで示す第２記憶エリアの所定箇所に、地図
データの交差点データＣＲＤＴ、道路リンクリストＲＤ
ＬＴ、ノードリストＮＤＬＴを参照して読み出した交差
点構成ノードＮ_j1，Ｎ_j2，・・と、各交差点構成ノード
−交差点間の道路の幅員データＲＤ_j1，ＲＤ_j2，・・を
格納する。第２記憶エリアの内容は図２の右側の如くな
る。誘導経路の探索が終わると、第２距離計算部１９が
距離センサ４での検出距離ｈ₁を入力し、地面から運転
者の視点までの高さｈを計算する（ステップ２０３）。

【００２７】このあと、操作盤２でスタートキーを押圧
すると、地図画像描画部１３は車両位置検出装置３から
現在の車両位置データ（出発地）と車両方位データを入
力し、出発地周辺の地図データをＣＤ−ＲＯＭ１からバ
ッファメモリ１１に読み出すとともに、中央が出発地と
なるように第１Ｖ−ＲＡＭ２１に地図画像を描画する
（ステップ２０４、２０５）。そして、地図画像描画部
１３は誘導経路メモリ１６に記憶された誘導経路データ
の内、画面の地図表示エリアに入っているノードを読み
出し、これらのデータに基づき他の道路とは異なる色で
太く第１Ｖ−ＲＡＭ２１上に経路案内用の強調誘導経路
の描画を行い（ステップ２０６）、第１Ｖ−ＲＡＭ２１
の中央に車両方位方向を向けた車両位置マークを描画す
る（ステップ２０７）。第１Ｖ−ＲＡＭ２１の画像は変
換部２３によって読み出されるとともに所定の映像信号
に変換されて第２ディスプレイ装置６に出力される。こ
の結果、画面には中央の出発地に車両位置マークのある
出発地周辺の地図が表示され、また、画面には誘導経路
が他の道路とは異なる色で太く表示されるので、一目で
どの道路に沿って走行すればよいか判ることになる（図
１２参照）。

【００２８】走行を開始すると、車両位置検出装置３は
逐次、車両位置と車両方位を検出し、車両位置データと
車両方位データを出力する。地図画像描画部１３は車両
位置データと車両方位データを入力すると、ＣＤ−ＲＯ
Ｍ１から車両位置データを含む所定の地図データをバッ
ファメモリ１１に読み出しながら第１Ｖ−ＲＡＭ２１上
に、中央が車両位置となるように地図画像を描画する
（ステップ２０８、２０９）。そして、誘導経路メモリ
１６に記憶された誘導経路データの内、画面の地図表示
エリアに入っているノードを読み出し、これらのデータ
に基づき他の道路とは異なる色で太く第１Ｖ−ＲＡＭ２
１上に強調誘導経路の描画を行い（ステップ２１０）、
第１Ｖ−ＲＡＭ２１の中央に車両方位の示す方向に車両
位置マークを描画する（ステップ２１１）。この結果、
画面の地図は車両の走行につれて、中央が常に車両位置
となるように移動していく。

【００２９】一方、初め、案内対象交差点・進路特定済
を示すフラグＡが０となっているので（図１０のステッ
プ３０１でＹＥＳ）、車両位置データと車両方位データ
を入力した案内対象・進路探索部１７は、誘導経路メモ
リ１６に格納された誘導経路データを参照して、誘導経
路上で車両位置から見て車両進行前方で一番手前にある
交差点ノードにつき、１つ手前の侵入ノード、当該交差
点ノード、１つ後の脱出ノードの位置関係から、図４に
示す如くして、走行方向の変化する交差点か判定し、Ｎ
Ｏであれば、誘導経路上で一つ先の交差点につき同様に
走行方向が変化するか判定するという処理を繰り返し
て、誘導経路上で車両位置に一番近い位置にある走行方
向の変化する交差点を求め、案内対象交差点を特定す
る。また、誘導経路上で案内対象交差点の１つ手前の侵
入ノード、案内対象交差点ノード、１つ後の脱出ノード
で進路情報を特定する。特定した案内対象交差点は第１
距離計算部１８へ出力し、また、特定した案内対象交差
点と進路情報は進路案内画像描画部２０へ出力する（ス
テップ３０２）。ここでは、図１１のＣＰ₁が最初の案
内対象交差点になったものとする。そして、案内対象交
差点と進路情報を特定済であることを示すフラグＡを立
てる（ステップ３０３）。

【００３０】次いで、第１距離計算部１８が車両位置検
出装置３から入力した車両位置データ及び車両方位デー
タと、案内対象交差点に対応する誘導経路メモリ１６の
誘導経路データを参照して、現在の車両位置と案内対象
・進路探索部１７で求められた案内対象交差点間の誘導
経路に沿った距離Ｋを計算する（ステップ３０４）。な
お、車両位置が案内対象交差点より先の位置に来たとき
は、Ｋは負となる。続いて、進路案内画像表示中を示す
フラグＢが０なので（ステップ３０５でＹＥＳ）、進路
案内画像描画部２０が車両位置−案内対象交差点間の距
離が２５０（ｍ）以内か判定し（ステップ３０６）、Ｎ
Ｏであれば進路案内画像の描画はせず、進路案内画像表
示中を示すフラグＢは０のままとして図９のステップ２
０８へ戻り、車両位置検出装置３から次の車両位置デー
タと車両方位データを入力して、車両位置の変化に従う
地図の移動、車両位置マークと強調誘導経路の書き改め
を行う（ステップ２０９〜２１１）。

【００３１】そして、既に案内対象交差点を特定済なの
で（図１０のステップ３０１でＮＯ）、第１距離計算部
１８が新たな車両位置と案内対象交差点間の誘導経路に
沿った距離Ｋを計算し（ステップ３０４）、続いて、ま
だ進路案内画像を表示していないので（ステップ３０５
でＹＥＳ）、進路案内画像描画部２０は距離Ｋが２５０
（ｍ）以下か判定する（ステップ３０６）。ここで、Ｙ
ＥＳとなったときは、Ｂ＝１としたのち（ステップ３０
７）、車両位置検出装置３から入力した車両位置データ
と車両方位データ、案内対象交差点，進入ノード及び脱
出ノードに対応する誘導経路データを参照して、今回の
案内対象交差点ＣＰ₁につき、図６に示す方法により、
交差点での進路を示す矢印図形を計算する（ステップ３
０８）。

【００３２】そして、図７に示す方法により、幅の有る
矢印図形を、ｘ’、ｙ’、ｚ’視線座標系で視点より一
定距離ｈだけ下の平面に置いて視点前方ｋの位置にある
投影面Ｖに中心投影した像を計算する（ステップ３０
９）。そして、投影面Ｖの一定範囲（進路案内画像の領
域に相当するウインドウＷＤ）を切り出しながら投影像
を第２Ｖ−ＲＡＭ２２に描画し、変換部２４により所定
の映像信号に変換させて第１ディスプレイ装置５に表示
させる（ステップ３１０）。この結果、フロントガラス
ＦＧには風景中の案内対象交差点ＣＰ₁の上に丁度重ね
合わせた矢印図形が３次元的に写し出される（図１３
（１）参照）。

【００３３】ステップ３１０の処理の後、ナビゲーショ
ンコントローラ１０は図９のステップ２０８に戻り、車
両位置検出装置３から次の車両位置データと車両方位デ
ータを入力して、車両位置の変化に従う地図の移動、車
両位置マークと強調誘導経路の書き改めを行う（ステッ
プ２０９〜２１１）。そして、既に案内対象交差点と進
路を特定済なので（図１０のステップ３０１でＹＥ
Ｓ）、第１距離計算部１８が新たな車両位置と案内対象
交差点ＣＰ₁間の誘導経路に沿った距離を計算し（ステ
ップ３０４）、更に、進路案内画像を表示中なので（ス
テップ３０５でＮＯ）、進路案内画像描画部２０は、距
離Ｋが負か判定し（ステップ３１１）、ＮＯであれば、
車両位置検出装置３から入力した車両位置データと車両
方位データ、案内対象交差点，進入ノード及び脱出ノー
ドに対応する誘導経路データを参照して、今回の案内対
象交差点ＣＰ₁につき、図６に示す方法により、交差点
での進路を示す矢印図形を計算する（ステップ３０
８）。

【００３４】そして、図７に示す方法により、幅員の有
る矢印図形を、ｘ’、’、ｚ’視線座標系で視点より一
定距離ｈだけ下の平面に置いて視点前方ｋの位置にある
投影面Ｖに中心投影した像を計算する（ステップ３０
９）。そして、投影面の一定範囲ＷＤを切り出しながら
投影像を第２Ｖ−ＲＡＭ２２に描画し、変換部２４によ
り第２Ｖ−ＲＡＭ２２から画像を読み出させ、所定の映
像信号に変換させて第１ディスプレイ装置５に表示させ
る（ステップ３１０）。この結果、運転者にはフロント
ガラスＦＧに写し出された矢印図形が、恰も実際の案内
対象交差点と一緒に少し近づいたように見えることにな
る。

【００３５】以下同様にして、車両位置−案内対象交差
点ＣＰ₁間の距離が変化するのに従い、３次元的に描画
された矢印図形が、逐次、案内対象交差点と一緒に近づ
くように変化していく。当初、車両位置が案内対象交差
点から離れている時は風景中の案内対象交差点と矢印図
形は上側に小さく遠くにあるように見え（図１３（１）
参照）、車両位置が案内対象交差点に近づくにつれて、
風景の中の案内対象交差点と矢印図形は次第に下側に移
動するとともに大きくなって手前に近づいて来るように
見える（図１３（２）参照）。よって、運転者には矢印
図形が恰も実際の案内対象交差点の上に置かれているか
の如く見えるので、いつでも、フロントガラスＦＧに写
し出された矢印図形を一目見るだけで、どの交差点で進
路を変更すべきか直観的に把握することができ、案内対
象交差点で正確に目的地に向けた進路変更を行うことが
できる。

【００３６】車両が案内対象交差点ＣＰ₁を誘導経路に
沿って曲がると、第１距離計算部１８で計算された車両
位置−案内対象交差点（ＣＰ₁）間の距離Ｋが負となる
ので、進路案内画像描画部２０は図１０のステップ３１
１でＹＥＳと判断し、第２Ｖ−ＲＡＭ２２をクリアして
矢印図形の表示を一旦停止させる（ステップ３１２）。
そして、フラグＡとＢをクリアする（ステップ３１
３）。

【００３７】その後、図１０のステップ３０１に来たと
き、案内対象・進路特定部１７はＹＥＳと判断して、交
差点ＣＰ₁の次に車両が走行方向を変更すべき案内対象
交差点を探索する（ステップ３０２、図１１のＣ
Ｐ₂）。そして、第１距離計算部１８が車両位置−案内
対象交差点間の距離Ｋを計算し（ステップ３０４）、２
５０ｍ以内となったとき（ステップ３０６でＹＥＳ）、
進路案内画像描画部２０は、案内対象交差点ＣＰ₂での
進路を示す矢印形状を計算し（ステップ３０８）、３次
元的に描画した矢印図形をフロントガラスＦＧに写し出
させ（ステップ３０９、３１０）、車両位置が変化する
に従い、逐次、矢印図形が手前に近づいてくるように見
えるよう矢印図形画像を描画し直す（ステップ３０１、
３０４〜３１０の繰り返し）。

【００３８】そして、運転者が画面の案内に従い走行し
て２番目の案内対象交差点ＣＰ₂を通過すると、矢印図
形が一時的に消え、その後、３番目の案内対象交差点の
進路案内が表示される。従って、風景に重ねて写し出さ
れる矢印に従い走行していくだけで、確実に目的地に到
達することができる。

【００３９】この実施例によれば、車両前方に見える風
景中の実際の案内対象交差点の位置に矢印図形を重ねて
当該案内対象交差点での進路を表示するようにしたか
ら、一目で正しくどの交差点でどの方向に進路変更すべ
きか把握することができ、第２ディスプレイ装置６の画
面に視線を動かさなくても、風景を見ているだけでよい
ので安全運転が可能となる。また、道路の幅員の半分の
幅を持つ矢印図形が中心投影により３次元的に表示され
るので、風景と違和感の無い矢印を見ることができる。
更に、運転者の視点は計測手段で計測するように構成し
たから、運転者から見える実際の案内対象交差点の位置
と進路案内画像面上での案内対象交差点の位置が正確に
重なるようにできる。

【００４０】なお、案内対象交差点での進路情報の表示
は、案内対象交差点道路の幅員の半分の幅を持つ矢印図
形で行うほか、一定幅を持つ矢印図形で行ったり、幅の
無い矢印図形で行ったり、道幅と同じ幅の矢印図形で行
ったり、矢印図形から先端の三角形を除いた折れ線図形
で行ったり、或いは、「左折」、「右折」など文字で行
うようにしてもよい。また、案内対象交差点は、走行方
向が変化するか否かに関係なく、誘導経路上で、車両進
行方向前方に存在する一番手前の交差点としてもよく、
更に、車両位置−案内対象交差点間の距離が２５０ｍよ
り大きくても進路を示す図形を画像表示するようにして
もよい。

【００４１】また、図６の矢印図形を図７の視線座標系
に変換する際、ｘ´＝ｘとしたが、車両が現在走行中の
道路の幅員を車両位置データ及び誘導経路データから求
め、幅員Ｗが片側複数車線分あるとき、ｘ´＝ｘ＋Ｆ但し、左折の場合は一番左寄りの車線を車両が走行する
ものとしてＦ＝（Ｗ／２）−車幅右折の場合は一番右よりの車線を走行するものとしてＦ＝０と変換するようにすれば、より正確にフロントガラスか
ら見える実際の案内対象交差点と矢印図形が重なるよう
にできる。また、地面から視点までの高さは距離センサ
の検出距離に基づき計算するようにしたが、大人の標準
体型から求めた標準値を用いるようにしても良く、この
場合、男女で異なる値とするようにしても良い。また、
身長と視点高さの関係式やルックアップテーブルを記憶
しておき、運転者が入力した身長データに基づき対応す
る視点高さを得るようにしてもよい。

【００４２】

【発明の効果】以上本発明によれば、出発地と目的地を
結ぶ最適な誘導経路を地図データを参照して探索し、記
憶しておき、走行中、車両位置を検出し、車両の現在位
置と誘導経路情報から誘導経路上で車両進行方向前方に
存在する所定の案内対象交差点と該案内対象交差点での
進路を求める。そして、車両の現在位置、案内対象交差
点の位置と進路、運転者の視点、表示手段による進路案
内画像の像面の位置から、運転者から見える実際の案内
対象交差点の位置と進路案内画像の像面上での案内対象
交差点の位置が重なるようにして、案内対象交差点での
進路案内画像を描画し、表示手段に表示させるように構
成したから、前方の風景の中の進路を変更すべき交差点
に重ねて進路案内画像を見ることができるので、運転者
は前方の風景を見たまま一目で正しく進路を変更すべき
交差点と該交差点での進路を把握でき、進路間違いが起
きず、また、前方から視線を動かす必要がないので安全
運転が可能となる。

【００４３】また、運転者の視点は計測手段で計測する
ように構成したから、運転者から見える実際の案内対象
交差点の位置と進路案内画像面上での案内対象交差点の
位置が正確に重なるようにできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る車載用ナビゲーション
装置の全体構成図である。

【図２】誘導経路メモリに格納されるデータの説明図で
ある。

【図３】誘導経路メモリに格納される出発地データと目
的地データの説明図である。

【図４】走行方向の変化する交差点の検出方法を示す説
明図である。

【図５】第１ディスプレイ装置と距離センサの動作説明
図である。

【図６】案内対象交差点での進路を示す矢印図形の計算
方法の説明図である。

【図７】矢印図形の３次元的な中心投影像の計算方法の
説明図である。

【図８】ナビゲーションコントローラの動作を示す第１
の流れ図である。

【図９】ナビゲーションコントローラの動作を示す第２
の流れ図である。

【図１０】ナビゲーションコントローラの動作を示す第
３の流れ図である。

【図１１】出発地周辺の道路の概要を示す説明図であ
る。

【図１２】第２ディスプレイ装置の画面表示例を示す説
明図である。

【図１３】フロントガラスに写し出される進路案内画像
の説明図である。

【図１４】地図データ中の道路データの構成を示す説明
図である。

【符号の説明】

１ＣＤ−ＲＯＭ３車両位置検出装置４距離センサ５第１ディスプレイ装置６第２ディスプレイ装置１０ナビゲーションコントローラ１５経路探索部１６誘導経路メモリ１７案内対象・進路特定部１９第２距離計算部２０進路案内画像描画部２２第２Ｖ−ＲＡＭ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】地図データを記憶した地図情報記憶手段
と、車両位置を検出する車両位置検出手段と、フロントガラスに光を反射させて、運転者に前方風景と
重ねて進路案内画像が見えるようにする表示手段と、出発地と目的地を結ぶ最適な誘導経路を地図データを参
照して探索する探索手段と、経路探索手段で探索された誘導経路情報を記憶する誘導
経路記憶手段と、車両の現在位置と誘導経路情報から誘導経路上で車両進
行方向前方に存在する所定の案内対象交差点と該案内対
象交差点での進路を求める案内対象・進路特定手段と、車両の現在位置、案内対象交差点の位置と進路、運転者
の視点、表示手段による進路案内画像の像面の位置か
ら、運転者から見える実際の案内対象交差点の位置と進
路案内画像の像面上での案内対象交差点の位置が重なる
ようにして、案内対象交差点での進路案内画像を描画
し、表示手段に表示させる進路案内画像描画手段と、を備えたことを特徴とする車載用ナビゲーション装置。
【請求項２】運転者の視点は計測手段で計測するよう
にしたこと、を特徴とする請求項１記載の車載用ナビゲーション装
置。