JPH10132597A - ナビゲート方法、ナビゲーション装置及び自動車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動車などの移動体の進路案内が、詳細な地
図データなどを必要としない簡単な構成で、常時的確に
できるようにする。 【解決手段】 移動体の現在位置と進行方向を検出し、
その検出した位置及び進行方向における案内情報を判断
し、その判断した案内情報４１をフロントガラス５３上
に投射して、フロントガラス５３を通して見える実像と
案内情報４１とが重なって見えるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車などの移動
体に搭載して進路などを案内するナビゲーション装置及
びそのナビゲーション装置に適用されるナビゲート方
法、並びにこれらのナビゲーション装置が搭載された自
動車に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車などに搭載させるナビゲー
ション装置が各種開発されている。このナビゲーション
装置は、例えば道路地図データが記憶されたＣＤ ＲＯ
Ｍなどの大容量データ記憶手段と、現在位置の検出手段
と、検出した現在位置の近傍の道路地図を、データ記憶
手段から読出したデータに基づいて表示させるディスプ
レイ装置とで構成される。この場合、現在位置の検出手
段としては、ＧＰＳ（Global Positioning System ）と
称される測位用の人工衛星を使用した測位システム（以
下単にＧＰＳと称する）を使用したものや、車両の走行
方向，走行速度などの情報に基づいて出発地点から現在
位置の変化を追跡する自律航法によるものなどがある。

【０００３】そして、このような現在位置の検出手段で
検出された現在位置の近傍の道路地図のデータを、光デ
ィスクであるＣＤ ＲＯＭなどの大容量データ記憶手段
から読出して、道路地図を表示させる映像信号を作成
し、この映像信号をディスプレイ装置に供給して、現在
位置の近傍の道路地図を表示させるものである。なお、
ナビゲーション装置本体とディスプレイ装置とは別体で
構成されている場合もある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
ナビゲーション装置で表示される道路地図は、ＣＤ Ｒ
ＯＭなどの道路地図データ記憶手段に記憶された道路地
図データに基づいた地図であり、その表示される道路地
図の精度は、道路地図データの精度に依存する。従っ
て、例えば詳細な道路地図を表示させるためには、非常
に膨大な地図データが必要になり、１枚のＣＤ ＲＯＭ
（ディスク）に記憶できる容量を越えてしまい、１枚の
ディスクを使用して限られた地域の道路データしか記憶
できなくなってしまう。

【０００５】また、実際の道路は、新設，改良などの工
事が絶えず行われていて、地図データが記憶されたディ
スクは、ある程度の期間毎（例えば１年毎）に新しい道
路データに更新されたディスクに交換しないと、新設さ
れた交差点などが地図中に表示されない状態のままにな
ってしまい、正確な案内ができなくなってしまう。とこ
ろが、地図ディスクの更新作業には多大なコストと手間
がかかる不都合があった。

【０００６】本発明はこれらの点に鑑み、自動車などの
移動体の進路案内が、詳細な地図データなどを必要とし
ない簡単な構成で、常時的確にできるようにすることを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる問題点を解決する
ために本発明は、移動体の現在位置と進行方向を検出
し、その検出した位置及び進行方向における案内情報を
判断し、その判断した案内情報をフロントガラス上に投
射して、フロントガラスを通して見える実像と案内情報
とが重なって見えるようにしたものである。

【０００８】本発明によると、少なくとも移動体の進路
に関する案内情報さえあれば、フロントガラスを通して
見える実像に重なってその地点で必要な案内情報が直接
表示され、詳細な地図データを持つことなく、的確な案
内情報の表示が可能になる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を、添付
図面を参照して説明する。

【００１０】本例においては、移動体（ここでは自動車
としてある）に搭載して使用するナビゲーション装置と
したもので、図１にその全体構成を示し、図２に自動車
に取付けた状態を示す。

【００１１】本例のナビゲーション装置１０は、表示さ
せる案内情報などの処理を現在位置などのデータに基づ
いて行うマイクロプロセッサである演算処理部１１と、
その演算処理部１１での演算処理の制御を行うシステム
コントローラである制御部１２と、演算処理部１１での
演算処理時に必要なメモリとしてのＲＡＭ１３とを備え
る。制御部１２の制御に基づいた演算処理部１１での演
算処理としては、例えば目的地までの経路探索処理が実
行される。即ち、予め設定された出発地（又は現在地）
から目的地までの適切な経路を、後述する道路ネットワ
ーク情報に基づいて算出し、その経路の情報をＲＡＭ１
３に記憶させておくと共に、現在位置がその経路中のど
の位置にあるのか等の情報もＲＡＭ１３に逐次更新させ
て記憶させておく。

【００１２】そして本例のナビゲーション装置１０は、
ナビゲーションに必要な道路データなどが記録された記
録媒体（例えばＣＤ ＲＯＭなどの光ディスク）が装着
される道路データ記憶部１４が用意され、制御部１２の
制御に基づいて記憶データが読出される。

【００１３】ここで、本例の道路データ記憶部１４に装
着される記憶媒体に記憶される道路データとしては、例
えば幹線道路（或いは幹線道路でなくてもある程度以上
の規模の道路）の接続状態に関する道路ネットワーク情
報と、その道路ネットワーク情報に付随する情報が記憶
される。この道路ネットワーク情報は、例えばこの道路
ネットワーク情報を構成する各道路の交点（交差点）の
座標位置の情報と、各交点を接続する道路の形状を示す
ベクトルデータとで構成される。

【００１４】図３は、この道路ネットワーク情報の一例
を示す図で、この道路ネットワーク情報に基づいて演算
処理部１１で経路探索を行った例を示すと、出発地Ａか
ら目的地Ｂまでの経路が、太い線で示すように設定され
ている。なお、道路ネットワーク情報に付随する情報と
しては、右折不可などの交通規制情報や、その他のナビ
ゲーションを行うのに必要な各種情報が記憶され、経路
探索を行うときには、これらの付随情報を考慮して探索
される。

【００１５】また、本例のナビゲーション装置１０に
は、ＧＰＳ用アンテナ１６が接続できるようにしてあ
り、アンテナ１６で受信したＧＰＳ用衛星からの測位用
信号を、現在位置検出部１５で受信処理して、その受信
データを解析して、現在の座標位置とその高度を算出す
ると共に、このナビゲーション装置１０が搭載された自
動車の移動速度や進行方向についても算出する。なお、
ここでの現在の座標位置のデータとしては、例えば絶対
的な位置情報である緯度と経度のデータであり、高度の
データとしては標高のデータである。

【００１６】さらに、本例のナビゲーション装置１０は
自律航法部１７を備え、自律航法による測位を行うよう
にしてある。即ち、自動車側のエンジン制御用コンピュ
ータ等から供給される車速に対応したパルス信号を、パ
ルスカウンタなどの車速センサ１８ａ（図２参照）でカ
ウントし、そのカウントデータを端子１８を介してナビ
ゲーション装置１０内の自律航法部１７に供給する。ま
た、自律航法部１７はジャイロセンサを内蔵し、自律航
法部１７内での演算処理で、カウントデータより自動車
の進行速度を検出すると共に、ジャイロ出力に基づいて
自動車の進行方向を検出し、この検出した速度と進行方
向に基づいて、決められた位置からの自律航法による現
在位置の測位を行う。例えばＧＰＳによる現在位置検出
部１５で測位ができない状態になったとき（何らかの要
因で衛星からの信号を受信できない場合など）、制御部
１２の制御に基づいて、最後に現在位置検出部１５で測
位された位置から、自律航法部１７で自律航法による測
位を行う。

【００１７】これらの測位データ（現在位置検出部１５
又は自律航法部１７での測位データ）が、演算処理部１
１に供給されると、制御部１２の制御により該当する座
標位置近傍の道路ネットワークデータを道路データ記憶
部１４で読出して演算処理部１１に供給させる。演算処
理部１１では、その道路ネットワークデータや付随する
データなどに基づいて表示用の案内情報の画像信号を作
成し、その案内情報の画像信号を、映像信号生成部１９
に供給する。なお、この案内情報の画像信号を作成する
際には、単に座標位置だけではなく、その座標位置から
の自動車の進行方向（座標位置の移動状況などから判断
できる）についても判断し、検出した座標位置からその
ときの進行方向に向かった方向の道路などに存在する案
内情報を判断して、表示用の案内情報の画像信号を作成
する。

【００１８】そして、映像信号生成部１９では、供給さ
れる案内情報の画像信号を所定の方式の映像信号（例え
ばＲＧＢ信号）に変換する映像信号生成処理を行い、そ
の映像信号生成部１９で生成された映像信号を、自動車
のフロントガラスの近傍に配置されたプロジェクタ装置
３０に供給し、映像信号による映像を投射レンズ３１に
よりフロントガラスに投射させる。このプロジェクタ装
置３０を配置する位置としては、例えば図２に示すよう
に、自動車５０のメーター類が配置されたダッシュボー
ドに、投射レンズ３１の投射光出力部が上を向いた状態
で内蔵させて、運転席５２に着席した運転者からの前方
視界を邪魔しない位置に配置する。

【００１９】プロジェクタ装置３０の構成としては、例
えば図４に示すように、供給される映像信号により像を
表示する液晶パネル３２と、その液晶パネル３２の裏側
に配置された光源３３と、その光源３３からの光が液晶
パネル３２を通過して像光となったものを投射する投射
レンズ３１とで構成され、自動車のフロントガラス５３
に投射させる。このとき、フロントガラス５３の内面５
３ａには、反射防止膜を形成させておき、投射レンズ３
１から投射される像光Ｌ₂ は、フロントガラス５３の外
面５３ｂで反射して、運転席５２に着席した運転者ｅに
届くようにする。従って、運転者ｅが見える像として
は、フロントガラス５３の外側から届く光Ｌ₁ （即ち運
転者が見える実像）に、プロジェクタ装置３０から投射
される像光Ｌ₂ が合成された像光Ｌ₃ となる。

【００２０】なお、本例のナビゲーション装置１０は、
自動車５０の周囲の明るさ検出部２５を備え、その明る
さ検出部２５で検出した周囲の明るさに応じて、映像信
号生成部１９からプロジェクタ装置３０に輝度の制御デ
ータを供給するようにしてある。この輝度の制御データ
により、プロジェクタ装置３０が投射する像光の明るさ
が調整される。この明るさ検出に応じた投射光の明るさ
調整を行うことで、フロントガラス５３の外側から届く
光Ｌ₁ と、プロジェクタ装置３０から投射される光Ｌ₂
の明るさの比率を、常時ほぼ一定とする制御が行われ
る。

【００２１】ここで、プロジェクタ装置３０により投射
される案内情報の映像について説明すると、例えば自動
車の進路を示す矢印を表示させる映像としてある。即
ち、例えば予め目的地までの進路探索処理を行って、そ
の進路がナビゲーション装置１０に設定されている場合
に、次に曲がる交差点に近づいたとき、図５に示すよう
に、次に曲がる交差点の部分の実像に重ねて、その交差
点で曲がる方向を示す矢印４１を表示させる。このと
き、この矢印４１の表示が、運転者の視界を邪魔しない
ように、矢印４１の像の輝度を下げて表示させる。ま
た、矢印４１のような案内図形を表示する場合の、その
図形の表示色などの表示形態についても、できるだけ運
転者の視界を邪魔しないような表示が好ましい。

【００２２】なお、自動車の走行に従って、運転者の視
界中の次に曲がる交差点の位置が変化するが、その変化
（具体的には下側に移動する）に対応して、矢印４１の
像の表示位置も変化させる。その表示位置の変化は、検
出される現在位置の変化に対応して、演算処理部１１の
制御に基づいて行う。また、この進路を示す矢印４１の
表示は、現在位置と次に曲がる交差点までの距離が所定
距離（例えば３０ｍ手前）になったときから、その交差
点を通過するまで行う。

【００２３】また、このような進路を直接指示する像の
表示以外に、各種案内情報をプロジェクタ装置３０から
の投射でフロントガラス上に表示させるようにしても良
い。例えば、フロントガラスの隅などに、次に曲がる交
差点までの距離や目的地までの距離などの情報を、文
字，数字や図形で表示させるようにしても良い。

【００２４】また本例のナビゲーション装置１０は、音
声信号生成部２０を備え、演算処理部１１からの指令に
より、各種ガイドを行う音声信号を音声合成処理などで
生成させて、自動車内の所定位置に配置されたスピーカ
２４に供給する。例えば、演算処理部１１で検出した経
路と現在位置との関係から、進行方向などをガイドする
音声信号を生成させるようにしてある。

【００２５】また本例のナビゲーション装置１０は、交
通情報受信部２２を備え、端子２１に接続された何らか
の受信装置（ＦＭ放送受信装置，電波ビーコン受信装
置，光ビーコン受信装置など）で受信した信号に含まれ
る交通情報を交通情報受信部２２で抽出する。この受信
部２１で得られた交通情報は、演算処理部１１に供給し
て、演算処理部１１で対応した処理を行う。例えば、現
在走行中の経路中に、渋滞区間の情報がある場合には、
その渋滞を回避する経路の探索などを行う。

【００２６】また本例のナビゲーション装置の各種操作
は、用意された操作キー２３を使用して行う。この操作
キー２３は、例えば図２に示すように、自動車のハンド
ル５１の脇に取付けられたものとする。或いは、ナビゲ
ーション装置１０とは別体のリモートコントロール装置
に配されたキーとして、そのリモートコントロール装置
からのリモートコントロール信号（赤外線信号など）に
より、遠隔操作できるようにする。

【００２７】ここで、ここまで説明した本例のナビゲー
ション装置を、実際に自動車に搭載させた例を、図２を
参照して説明すると、例えばナビゲーション装置１０
は、自動車５０内のトラックなどの所定の空きスペース
に取付けられ、ＧＰＳ用アンテナ１６が所定位置に固定
される。そして、プロジェクタ装置３０は、自動車５０
のダッシュボード上に固定されて、フロントガラス５３
に投射するようにしてあり、またスピーカ２４について
もダッシュボードの近傍などに固定される。また、自律
航法による位置測位を行う場合には、この自動車のエン
ジン制御用コンピュータの近傍などに車速センサ１８ａ
を取付け、速度を検出させる。

【００２８】次に、以上説明した構成のナビゲーション
装置により、実際に自動車を走行させた場合の表示状態
について説明する。まず、図３に示すように、予め現在
地Ａから目的地Ｂまでの経路探索が行われて、このナビ
ゲーション装置１０にセットされているとする。ここ
で、現在地Ａから走行を開始して、最初に曲がる交差点
Ｃの手前３０ｍの位置になったときには、映像信号生成
部１９からプロジェクタ装置３０に、進行方向を案内す
る矢印を表示させる映像信号を供給し、例えば図５に示
すように、運転者の前方視界中の交差点Ｃに相当する位
置に、進行方向を示す矢印４１が表示されるようにす
る。また、スピーカ２３から出力される音声により、
「１５ｍ先の交差点を左折して下さい」等とガイドして
も良い。

【００２９】このように本例のナビゲーション装置によ
ると、例えば図５に示すように、自動車のフロントガラ
ス５３を通して見える実像の中に、進行方向を示す矢印
４１などの案内情報が表示されることになり、非常に判
りやすい進路の案内が行われる。即ち、従来のナビゲー
ション装置の場合には、運転中の前方視界から若干離れ
た位置に設置されたディスプレイ装置に、道路地図など
を表示させて、進路などを案内するものであったが、本
例の場合には、実際の前方視界中に投射光で直接進路が
指示されるので、非常に進路などが判りやすい案内が行
われることになる。

【００３０】また、本例のナビゲーション装置が備える
道路データとしては、経路探索などに必要な主要な道路
のネットワーク情報だけで良いので、従来のナビゲーシ
ョン装置のように詳細な道路地図データが必要なく、そ
れだけ地図データを記憶させる記憶媒体の負担が少なく
なる。

【００３１】また、通過する道路に何らかの変化があっ
た場合でも、その道路の変化が、経路探索に影響を及ぼ
さない程度の変化である場合には、道路データ記憶部１
４に記憶された道路データを更新させることなく、なん
ら支障なく的確な案内ができる。即ち、従来の地図表示
を行うナビゲーション装置の場合には、例えば途中に交
差点が新設されたとき、その交差点が地図中に追加され
るデータの更新を行わないと、通過する交差点が地図に
表示されないので、その新設された交差点を前後の別の
交差点と誤って判断する可能性があり、地図データを随
時更新させることが重要であるが、本例のナビゲーショ
ン装置による案内の場合には、実際の道路上に直接案内
をするものであるので、例えば曲がることを指示する交
差点の近傍に別の交差点が新設された場合でも、誤判断
されることなく、的確な案内ができる。

【００３２】なお、文字や図形などでフロントガラスの
隅に表示する案内情報としては、進路を案内する情報以
外の各種案内情報を表示させるようにしても良い。例え
ば、交通情報受信部２２で現在走行中の位置の近傍の交
通情報（渋滞区間の情報，通行止め区間の情報，駐車場
の空き情報など）を受信した場合には、その情報を文
字，図形などで表示させるようにしても良い。

【００３３】また、現在位置を検出する処理について
は、上述実施例ではＧＰＳや自律航法による測位位置を
単に現在位置としたが、従来からナビゲーション装置で
一般的に行われているように、測位した位置を、道路デ
ータ記憶部１４に記憶された地図データで示される道路
上の位置に一致させた位置とするマップマッチング処理
を行って、測位誤差を補正するようにしても良い。

【００３４】また、上述実施例では目的地への進路を設
定して、その進路を指示する場合の案内処理に適用した
が、そのような進路設定がない場合の走行路の案内を行
う場合にも適用できる。例えば、走行中の道路を判断し
て、その道路の各種案内情報を表示させる処理にも適用
できることは勿論である。

【００３５】

【発明の効果】本発明のナビゲート方法及びナビゲーシ
ョン装置によると、少なくとも移動体の進路に関する案
内情報さえあれば、フロントガラスを通して見える実像
（前方視界）に重なってその地点で必要な案内情報が直
接表示され、詳細な地図データを持つことなく、的確な
案内情報の表示が可能になる。

【００３６】この場合、案内情報として、予め設定され
た目的地への走行路を指示する画像とし、移動体の走行
路を指示する画像が、フロントガラスを通して見える実
像中の該当する走行路に重なって表示されるようにした
ことで、前方視界中に直接進路を指示する表示が行わ
れ、良好に進路を案内できるようになる。

【００３７】また、この走行路を指示する画像を表示さ
せる場合に、この走行路を指示する画像の表示を、進行
方向を変える地点を通過する所定距離前からこの地点を
通過するまで行うようにしたことで、、必要な場合にだ
け適切な案内表示が行われる。

【００３８】また、案内情報を表示させる場合に、フロ
ントガラスを通して見える実像の明るさと、投射手段に
より表示される情報の明るさの比率が、所定の比率とな
るように、投射手段により投射される画像の明るさを設
定するようにしたことで、周囲の明るさの変化があって
も、常時前方視界を邪魔しない良好な案内情報の表示が
できる。

【００３９】また本発明の自動車によると、そのときの
走行位置での道路ネットワークデータに基づいた案内情
報をフロントガラス上に投射することで、フロントガラ
スを通して見える実像（前方視界）に重なってその地点
で必要な案内情報が直接表示され、その自動車の運転者
などに進路などが的確に案内されることになり、実際の
道路状態に即した良好な進路案内などが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。

【図２】一実施例の装置を自動車に取付けた状態を示す
斜視図である。

【図３】一実施例の道路データの例を示す説明図であ
る。

【図４】一実施例による投射状態を示す説明図である。

【図５】一実施例による運転席から見た状態を示す説明
図である。

【符号の説明】

１０ ナビゲーション装置、１１ 演算処理部、１２
制御部、１４ 道路データ記憶部、１５ 現在位置検出
部、１７ 自律航法部、１９ 映像信号生成部、２０
音声信号生成部、２２ 交通情報受信部、２３ 操作キ
ー、２４ スピーカ、２５ 明るさ検出部、３０ プロ
ジェクタ装置、３１ 投射レンズ、５０自動車、５３
フロントガラス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｓ 5/14 Ｇ０１Ｓ 5/14

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動体の現在位置と進行方向を検出し、 その検出した位置及び進行方向における案内情報を判断
   し、 その案内情報を、移動体のフロントガラス上に投射して
   表示させるようにしたことを特徴とするナビゲート方
   法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のナビゲート方法におい
   て、 上記案内情報として、予め設定された目的地への走行路
   を指示する画像とし、 上記移動体の走行路を指示する画像が、上記フロントガ
   ラスを通して見える実像中の該当する走行路に重なって
   表示されるようにしたナビゲート方法。
3. 【請求項３】 請求項２記載のナビゲート方法におい
   て、 上記走行位置を指示する画像の表示を、進行方向を変え
   る地点を通過する所定距離前からこの地点を通過するま
   で行うようにしたナビゲート方法。
4. 【請求項４】 移動体の現在位置と進行方向を検出する
   測位部と、 道路ネットワークデータの読出し部と、 上記測位部が測位した位置の近傍の道路ネットワークデ
   ータを上記読出し部から読出し、その道路ネットワーク
   データに基づいた案内情報の画像を生成させる処理部
   と、 該処理部で生成された案内情報の画像を、移動体のフロ
   ントガラス上に投射する投射手段とを備えたナビゲーシ
   ョン装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載のナビゲーション装置にお
   いて、 上記案内情報として、予め設定された目的地への走行路
   を指示する画像とし、 上記移動体の走行路を指示する画像が、上記フロントガ
   ラスを通して見える実像中の該当する走行路に重なって
   表示されるようにしたナビゲーション装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載のナビゲーション装置にお
   いて、 上記投射手段による走行位置を指示する情報の画像を、
   進行方向を変える地点を通過する所定距離前からこの地
   点を通過するまで行うようにしたナビゲーション装置。
7. 【請求項７】 請求項４記載のナビゲーション装置にお
   いて、 上記フロントガラスを通して見える実像の明るさと、上
   記投射手段により表示される情報の明るさの比率が、所
   定の比率となるように、上記投射手段により投射される
   画像の明るさを設定するようにしたナビゲーション装
   置。
8. 【請求項８】 自車の現在位置と進行方向を検出する測
   位部と、 道路ネットワークデータの読出し部と、 上記測位部が測位した位置の近傍の道路ネットワークデ
   ータを上記読出し部から読出し、その道路ネットワーク
   データに基づいた案内情報を生成させる処理部と、 該処理部で生成された案内情報による画像をフロントガ
   ラス上に投射する投射手段とを備えた自動車。