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(In Japanese)移動体ナビゲート情報表示方法および移動体ナビゲート情報表示装置 commons

Patent code P120006545
File No. 04010JP
Posted date Jan 30, 2012
Application number P2006-537744
Patent number P4696248
Date of filing Sep 27, 2005
Date of registration Mar 11, 2011
International application number JP2005017715
International publication number WO2006035755
Date of international filing Sep 27, 2005
Date of international publication Apr 6, 2006
Priority data
  • P2004-282190 (Sep 28, 2004) JP
Inventor
  • (In Japanese)胡 振程
  • (In Japanese)内村 圭一
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人熊本大学
Title (In Japanese)移動体ナビゲート情報表示方法および移動体ナビゲート情報表示装置 commons
Abstract (In Japanese)ナビゲーション情報と実写映像または実視景観との対応関係をドライバーが直観的に正確に認識することができ、かつ、実写映像における例えば歩行者や道路工事中の現場の実写映像のような要注意な映像の視認性をナビゲーション情報の画像で妨げることのない移動体ナビゲート情報表示装置を提供することにある。画像データ生成部(405)は、道路形状データと道路形状モデルとの照合を行って、姿勢データを推定すると共に、ナビゲーション情報の画像を、移動体の前方の道路の実写映像中(または実景中)の適切な位置に正確に合成して表示するための映像(画像)データを生成し、3次元アイコン等として表示する。その映像データに基づいた表示を映像表示部(5)が行う。
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

自動車車両のような移動体の現在位置を検出し、周辺の道路地図と共に検出された現在位置を表示画面に表示して、行き先や道順など種々の案内情報の表示や音声出力を行うという、いわゆるカーナビゲーション装置のような、移動体ナビゲート装置が開発されている。

このような従来のカーナビゲーション装置では、車速センサーからの車速パルスおよび地磁気センサーからの地磁気による方角に基づいて、予めCD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)のような記憶手段にデータとして格納されている地図上を自律航法制御部でトレースするとともに、GPS衛星から伝送されるGPS信号に基づいて当該移動体の現在位置の確認を行う。この分野での開発初期のカーナビゲーション装置では、計測誤差等の要因から、実際の走行位置と地図上でのトレース位置とが有意にずれてしまい、例えば実際には海岸線寄りの道路を走行中に、カーナビゲーション装置によって検出された自車の走行位置は海の中が示されている、といった明らかな誤動作(誤検出)なども、過去にはあった。しかし、そのような有意の位置ずれが生じる場合には、位置補正(マップマッチング)を行うようにする技術などが開発されて、現在では、自車の走行位置の検出精度は十分なものとなってきている。

このようにして得られた自車の現在位置の情報と、CD-ROMなどの大容量データ記憶手段から得た地図情報とを、重ね合わせることで、現在位置とその付近の所定範囲内の道路地図とを表す画像を、例えば液晶表示装置のような画像表示装置の画面に平面的な地図のような2次元画像として表示することが可能となっている。またそれと共に、自車位置、進行方向、速度、地図情報、進路案内、最短経路、道路情報などのような、いわゆるナビゲート情報を、2次元画像の地図に重ね合わせて、あるいは2次元画像の地図の中の該当する位置に嵌め込んで、表示することなどが可能となっている。

従来のナビゲーション表示装置では、2次元画像の道路平面地図または周囲景観を3次元CG化して立体的に表した道路地図中に、矢印などのアイコンで表示される走行位置および走行方向や、現在位置から目的地までの推奨ルート(最適経路)などの情報の画像を、重ねて表示するものもある。またさらには、VICSセンサーなどから得られる道路渋滞情報等をテキストラベルで画面上に表示するものもある。

ところが、このような従来の技術では、平面的(2次元的)な簡略化された地図や3次元表現であってもCGによって抽象的に簡略化して表現された画像を用いた間接的なナビゲーション情報しか提供することができないので、自動車に乗って運転しているドライバーにとっては、例えば現在位置や進路案内などの情報と実際にフロントガラス越しに見えている景観中の道路との対応関係が直観的には判りにくいという不都合がある。

これらの不都合を解決するために、地図情報の他に実写映像を利用するナビゲーション装置が、例えば特許文献1、特許文献2などによって提案されている。

特許文献1に開示された技術では、移動体の現在位置と進行方向を検出し、その検出された現在位置および進行方向に対応して表示すべきナビゲート情報を選択し、車両のフロントガラスを通して見える進行方向前方の景観とほぼ相似したカメラアングルから撮像装置によって撮像された実写映像と、そのときの自車両の現在位置に対応して読み出されたナビゲート情報の画像とを重畳させて、例えば液晶表示パネルの画面などに表示する。そして、その結果、実際の道路およびその周囲の景観の映像とナビゲート情報との対応関係を視覚的に判りやすいものとして表示することが可能となると主張されている。また、一般なカーナビゲーション装置では、ナビゲーション情報は主として映像表示部に映し出される映像情報であることから、運転者は運転中において注意力が散漫となりやすい虞がある。

そこで、特許文献2では、車体の前方を撮影するCCDカメラのような撮像装置を、例えば車両のフロントガラスの天井寄りの位置またはダッシュボート付近などに設けておき、その撮像装置によって撮影された車体の前方の道路を含んだ景観の映像(画像)を、地図情報を表示する画面中の所定位置に子画面として嵌め込んで表示する、という技術が提案されている。この技術によれば、車両のドライバーは運転中に画像表示装置の画面に表示された地図などのナビゲーション情報を見ている状態でも、その画面内の所定位置に子画面として映し出された前方の景観の実写映像を見ることで、前方の景観に視線を戻さなくとも車両の前方状況を把握することできると説明されている。

また、その小画面の実写映像中に映し出される障害物が大きいと判断された場合や横から急に飛び出して来た物体があった場合などには、子画面の外形寸法(画面サイズ)を大きくして表示するように設定したことで、前方の危険性の高い状態の発生を即座に視覚的にドライバーに伝えると共に、その危険性の高い前方状況をドライバーに対して高い視認性で見せるようにすることができ、延いてはさらなる安全運転を確することを可能とする、といった技術なども提案されている。

また、先行車両判定や自動操舵を行うためには、移動体の前方の道路等を含んだ景観をさらに正確にデータとして把握することが必要になるので、画像道路情報と地図道路情報を用いて3次元道路形状を推定するという技術が、例えば特許文献3によって提案されている。この特許文献3に開示された技術は、自車両の前景の画像データから抽出される画像道路形状と自車両の周辺の地図データとを、3次元または2次元で構成された一つの論理空間に投影し、この投影された双方の道路形状の論理空間における重なり状態に基づいて、道路形状、路面に対する自車両の姿勢、自車両の絶対位置などを推定するというもので、単眼のCCDカメラで撮影した映像に基づいて十分に正確な道路形状の推定を行って、正確な先行車両判定や自動操舵を実現するというものである。
【特許文献1】
特開平10-132598号公報
【特許文献2】
特開平11-304499号公報
【特許文献3】
特開2001-331787号公報

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、いわゆるカーナビゲーション装置およびそれによるカーナビゲート情報の表示方法と呼ばれるような、移動体の現在位置の情報やそれに関連したナビゲーションのための情報の収集・処理・表示等を行うための、移動体ナビゲート情報表示方法および移動体ナビゲート情報表示装置に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
移動体ナビゲート情報表示装置で実行される方法であって、
移動体の現在位置を検出すると共に前記移動体の進行方向の道路を含んだ景観を被写体とした実写映像を前記移動体に設置された車載カメラによって撮影するプロセスと、
検出された前記移動体の現在位置に対応した前記移動体の運行に関するナビゲート情報を、予め道路地図データと関連付けて記憶されていたナビゲート情報の中から読み出すプロセスと、
前記移動体の現在位置と前記道路地図データとに基づいて、前記現在位置から撮影されることが想定される道路に関する道路形状モデルを生成するプロセスと、
前記実写映像から前記景観中に含まれる道路に関する画像データである道路形状データを抽出するプロセスと、
前記道路形状モデルのデータと前記道路形状データとを照合して、前記被写体の道路に対する前記車載カメラまたは前記移動体の姿勢データを推定し、前記姿勢データに基づいて、前記移動体の現在位置に対応して読み出されたナビゲート情報の前記撮影された実写映像における表示位置を決定するプロセスと、
前記読み出されたナビゲート情報を、垂直軸または水平軸を中心に回転する3次元アイコンとして、前記撮影された実写映像の前記決定された位置に合成して表示するプロセスとを備え、
前記回転する3次元アイコンが、一画面内に複数個表示される場合には、それら複数個の3次元アイコンのそれぞれを、互いに異なった位相または回転速度で回転させて表示する
ことを特徴とする移動体ナビゲート情報表示方法。

【請求項2】
 
前記道路形状データを遠近法的な2次元特徴空間の画像データに変換すると共に前記道路形状モデルのデータを前記遠近法的な2次元特徴空間の画像データに変換し、前記2次元特徴空間で前記道路形状データと前記道路形状モデルのデータとを2次元データどうしで照合して、前記被写体の道路に対する前記車載カメラまたは前記移動体の姿勢データを推定する
ことを特徴とする請求項1に記載の移動体ナビゲート情報表示方法。

【請求項3】
 
道路形状モデルを生成するにあたり、曲線道路における走行路面の片勾配は当該曲線道路の水平曲率に対応して変化するように設定されているという道路構造を考慮したモデリングを行って、多車線道路の道路形状モデルを生成する
ことを特徴とする請求項2に記載の移動体ナビゲート情報表示方法。

【請求項4】
 
道路ルックアップテーブル(RSL)を用いて、前記実写映像から前記景観中に含まれる道路白線の存在確率を求めてRSL値を算出し、そのRSL値による評価値が最大になるように前記姿勢データを求めることで、前記道路形状モデルのデータと前記道路形状データとの照合を行う
ことを特徴とする請求項2に記載の移動体ナビゲート情報表示方法。

【請求項5】
 
前記ナビゲート情報は、当該移動体の目的地に到着するまでの道順に関する進路案内、自車位置、自車が走行中の車線、前記進路案内または前記自車位置を当該移動体の運転者が確認するに当たっての目印となる建物のうち、少なくともいずれか一つである
ことを特徴とする請求項2に記載の移動体ナビゲート情報表示方法。

【請求項6】
 
移動体の現在位置を検出する現在位置検出手段と、
前記移動体の進行方向の道路を含んだ景観を被写体とした実写映像を前記移動体に設置された車載カメラによって撮影する撮像手段と、
前記移動体の検出された現在位置に対応した前記移動体の運行に関するナビゲート情報を、予め道路地図データと関連付けて記憶されていたナビゲート情報の中から読み出し、前記移動体の現在位置と前記道路地図データとに基づいて、前記現在位置から撮影されることが想定される道路に関する道路形状モデルを生成し、前記実写映像から前記景観中に含まれる道路に関する画像データである道路形状データを抽出し、前記道路形状モデルのデータと前記道路形状データとを照合して、前記被写体の道路に対する前記車載カメラまたは前記移動体の姿勢データを推定し、前記姿勢データに基づいて、前記移動体の現在位置に対応して読み出されたナビゲート情報の前記撮影された実写映像における表示位置を決定し、前記撮影された実写映像の前記決定された位置に、前記読み出されたナビゲート情報を垂直軸または水平軸を中心に回転する3次元アイコンとして合成してなる画像を表示するためのデータを出力するデータ処理手段と、
前記データ処理手段から出力されたデータに基づいて、前記撮影された実写映像の前記決定された位置に、前記読み出されたナビゲート情報を、垂直軸または水平軸を中心に回転する3次元アイコンとして合成して表示する画像表示手段とを備え、
前記データ処理手段は、前記回転する3次元アイコンが一画面内に複数個表示される場合には、それら複数個の3次元アイコンのそれぞれを、互いに異なった位相または回転速度で回転させて表示するためのデータを出力する
ことを特徴とする移動体ナビゲート情報表示装置。

【請求項7】
 
前記データ処理手段が、前記道路形状データを遠近法的な2次元特徴空間の画像データに変換すると共に前記道路形状モデルのデータを前記遠近法的な2次元特徴空間の画像データに変換し、前記2次元特徴空間で前記道路形状データと前記道路形状モデルのデータとを2次元データどうしで照合して、前記被写体の道路に対する前記車載カメラまたは前記移動体の姿勢データを推定する
ことを特徴とする請求項6に記載の移動体ナビゲート情報表示装置。

【請求項8】
 
前記データ処理手段が、道路形状モデルを生成するにあたり、曲線道路における走行路面の片勾配は当該曲線道路の水平曲率に対応して変化するように設定されているという道路構造を考慮したモデリングを行って、多車線道路の道路形状モデルを生成する
ことを特徴とする請求項6に記載の移動体ナビゲート情報表示装置。

【請求項9】
 
前記データ処理手段が、前記道路形状モデルのデータと前記道路形状データとを照合するにあたり、道路ルックアップテーブル(RSL)を用いて、前記実写映像から前記景観中に含まれる道路白線の存在確率を求めてRSL値を算出し、そのRSL値による評価値が最大になるように前記姿勢データを求めることで、前記照合を行う
ことを特徴とする請求項6に記載の移動体ナビゲート情報表示装置。

【請求項10】
 
前記ナビゲート情報は、当該移動体の目的地に到着するまでの道順に関する進路案内、自車位置、自車が走行中の車線、前記進路案内または前記自車位置を当該移動体の運転者が確認するに当たっての目印となる建物のうち、少なくともいずれか一つである
ことを特徴とする請求項6に記載の移動体ナビゲート情報表示装置。
IPC(International Patent Classification)
F-term
State of application right Registered
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