JP3876972B2 - GUIDE IMAGE GENERATION DEVICE, GUIDE IMAGE DISPLAY DEVICE, NAVIGATION DEVICE, AND PROGRAM - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両などの適切な誘導に寄与する技術に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来より、カーナビゲーション装置は、液晶やCRTなどで構成された表示画面を備えており、この表示画面に車両周辺の平面地図を表示し、この平面地図上に車両位置を重ねて表示する。これによって、目的地までの経路に従ったルート案内だけでなく、ルート案内を行っていない場合にも、ユーザは、自分の現在位置を確認することができて便利である。
【0003】
しかし、平面地図上での位置が確認できても、実際の走行では右左折すべき交差点を通り過ぎてしまったり、間違った交差点で右左折してしまったりすることは往々にしてある。これは、ナビ画面に表示される地図上の位置と、実際にフロントガラスなどを通して見える景色(道路や建造物)との対応付けが容易でないことに起因する。
【0004】
そのため、最近では、建造物などを立体的に表示できるナビゲーション装置が開発され、実際に見える景色との対応付けが盛んに行われている。
例えば、建造物の面積や高さを地図情報として用意しておきCG化して表示したり、建造物に対応する3次元モデル情報を予め作成しておき、この3次元モデル情報をCG化して表示したりするという具合である。なお、本明細書中では、いわゆるコンピュータ・グラフィックスを「CG」と表現することにする。
【0005】
ところが、このようにして表示される建造物は、例えばビルであれば単なる直方体として表示されるのが一般的であり、実際に見える建造物とはやはり異なる。そのため、平面地図に比べて対応付けが容易にはなっているものの、依然として、景色との短時間での対応付けは困難であると言える。もちろん、詳細なCG画像を生成できれば、このような問題は解決できるのであるが、全国各地の建造物を詳細に表示しようとすれば、そのデータ量は膨大なものとなり、また、CG画像の表示処理にも相当の時間を要することになるため、現実的でない。
【0006】
このような問題を解決するものとして、特開平11−108684号公報には、自動車の進行方向の景色を撮像し、撮像された実写映像を用いる技術が開示されている。この技術は、実写映像に対し、自車位置を示すマークや進行方向を示す矢印を重ねて表示するというものである。
【0007】
この技術は、実際に見える景色との対応付けという面で優れたものであるが、案内を行うという面では、次に示すような問題を残す。
それは、実写映像には、余分な情報が多すぎることである。例えば、案内に必要のない街路樹なども道路や建造物と共に映ってしまう。また、建造物などの陰影や微妙な色の変化なども映ってしまう。したがって、実写映像に対して進行方向を示す矢印を表示しても、曲がるべき交差点などが確認し難いという事態を招く可能性が高い。つまり、実写映像を直接的に用いると、対応付けが容易であったとしても、案内に必要のない情報によって、適切な案内が阻害されてしまうという事態を招くのである。
【0008】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、実際に見える景色との対応付けが容易であって、しかも、適切な案内を実現する案内画像の生成を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上述した目的を達成するためになされた本発明の案内画像生成装置では、実写映像中の情報の中で案内に寄与する案内寄与情報をCG画像として生成し、これを実写映像に合成して案内画像を生成する。つまり、実写映像中には案内に寄与する情報とそうでない情報とが混在しているという点に着目し、案内に寄与する情報のみをCG画像として合成することにより、案内に寄与しない情報から区別して認識できるようにしたのである。
【0010】
このような案内画像を用いれば、ベースが実写映像であるため、実際に見える景色との対応付けが容易になると共に、案内寄与情報が他の情報から区別して認識されるため、適切な案内を実現できる。
なお、本発明は、例えば車両に搭載して用いることが考えられる。この場合、ナビゲーション装置が搭載されることを前提に、ナビゲーション装置の備える表示手段に案内画像を表示させればよい。また、携帯電話機やハンドトップ・ラップトップといったモバイル機器に適用することもできる。
【0011】
CG画像を生成するCG画像生成手段は、幾何学情報抽出手段とCG化手段とを備える構成とすることが考えられる。このとき、幾何学情報抽出手段が、撮像手段にて撮像された実写映像から案内寄与情報に対応する幾何学情報を抽出し、CG化手段が幾何学情報をCG化してCG画像を生成する。
【0012】
例えば幾何学情報抽出手段は、地図情報及び位置関連情報に基づいて幾何学情報を抽出することが考えられる。地図情報は、道路や建造物の情報を含むものであり、DVD−ROMなどの地図情報格納手段から取得することが考えられる。一方、位置関連情報は、本装置の位置や移動方向を特定するための情報を含むものであり、例えばGPS受信機を用いて構成される検出手段から取得することが考えられる。以下の説明にいう地図情報、位置関連情報も同様である。なお、地図情報や位置関連情報を外部から取得する構成とすれば、特にこれらの手段を本装置が備える必要はない。
【0013】
案内寄与情報をCG画像として生成する場合、CG化手段は、地図情報及び位置関連情報に基づき、幾何学情報を色分けしてCG化するとよい。CG画像として表示される複数の情報を区別し易くなるからである。
ところで、案内寄与情報に対応する幾何学情報は、一例として、道路のエッジ、センターライン、レーン、横断歩道のいずれかを少なくとも含む走行路情報とすることが考えられる。このような走行路情報の抽出は、例えば、実写映像中で画素値などの変化が大きくなる部分をまず検索し、この部分が道路のエッジなのか、センターラインなのか、レーンなのか、横断歩道なのかを、走行路情報を含む地図情報及び、位置関連情報に基づく地図上の位置を用いて特定することにより実現できる。このとき、CG化手段は、走行路情報としての各種情報を色分けしてCG化するとよい。このようにすれば、走行路情報としての各種情報の区別がユーザにとって容易になり、より適切な案内が実現できる。
【0014】
また、案内寄与情報に対応する幾何学情報は、建造物の輪郭を示す建物情報とすることが考えられる。この場合も、走行路情報と同様に、地図情報及び位置関連情報を用いて抽出する。そして、CG化手段は、建物情報を建造物の種類に応じて色分けしてCG化するとよい。建造物の種類とは、ビル、歩道橋、信号機といった機能別の種類とすることが考えられる。このような観点での色分けは、建造物を案内のための目印として利用することを容易にする。ただし、案内面の充実という観点からは、建造物の種類に、ホテル、レストラン、スポーツセンターといった施設種類まで含め、この施設種類に応じた色分けをするのが有効である。
【0015】
なお、実写映像から幾何学情報を抽出することを考えると、場合によっては適切に幾何学情報が抽出されないことも考えられる。例えば、道路のエッジの一部が、道路脇の植え込みなどに遮られて抽出されないことも想定される。
そこで、上述したCG画像生成手段が、さらに、幾何学情報抽出手段にて抽出された幾何学情報を補正する幾何学情報補正手段を備えるようにするとよい。このとき、CG化手段は、幾何学情報補正手段にて補正された幾何学情報をCG化する。具体的に、幾何学情報補正手段は、地図情報及び位置関連情報に基づいて幾何学情報を補正するようにすることが考えられる。また、撮像条件に基づいて幾何学情報を補正してもよい。撮像条件とは、例えばビデオカメラとして具体化される撮像手段の取り付け位置や角度、あるいは露出などをいう。
【0016】
このような補正を行えば、実写映像から繰り返し抽出される幾何学情報が安定したものとなり、適切なCG画像の生成及び、適切な案内画像の合成が可能になる。
以上は実写映像から幾何学情報を抽出することによるCG画像の生成について説明したが、次に示すようにCG画像生成手段を構成することも考えられる。
【0017】
すなわち、CG画像生成手段が、モデル格納手段、モデル情報読出手段、CG化手段を備える構成である。モデル格納手段は、上述の案内寄与情報を3次元モデルとしてモデル化したモデル情報を格納しており、モデル情報読出手段が、モデル格納手段からモデル情報を読み出す。そして、CG化手段によって、読み出されたモデル情報がCG化されてCG画像が生成される(請求項1)。これは、例えば建造物などに対応するモデル情報を予め格納しておき、このモデル情報からCG画像を生成して案内画像を生成しようとする技術思想である。
【0018】
もちろん、上述した幾何学情報の抽出構成とともに、このようなモデル情報からのCG画像生成を行う構成を採用してもよい。その場合、CG化手段は、幾何学情報及びモデル情報をCG化してCG画像を生成する。この構成においては、幾何学情報抽出手段は、モデル格納手段へのモデル情報の格納状態に基づき、必要に応じて幾何学情報を抽出することが考えられる。例えば、地図情報に対応するモデル情報がない場合に、幾何学情報を抽出するという具合である。また例えば、簡単なモデル情報しかない場合にも、幾何学情報を抽出するようにしてもよい。詳細なモデル情報があれば、詳細なCG画像が生成できるため、わざわざ幾何学情報を抽出する必要はないが、例えば単なる直方体といった簡単なモデル情報しかない場合、幾何学情報をも取り出してCG化することにより、CG画像をより詳細なものにできる可能性が高くなるからである。
【0019】
なお、モデル情報読出手段は、地図情報及び位置関連情報に基づいて、モデル情報を読み出すことが考えられる(請求項3)。このとき、CG化手段は、地図情報及び位置関連情報に基づいてモデル情報を色分けしてCG化するとよい(請求項4)。CG画像として表示される複数の情報を区別し易くなるからである。
【0020】
ところで、案内寄与情報に対応するモデル情報は、一例として、建造物をモデル化した建物モデル情報とすることが考えられる(請求項5)。この建物モデル情報は、建造物を詳細にモデル化した情報とすることが考えられる。あるいは、建造物を直方体を用いて表現したものとしてもよい(請求項6)。後者のような建物モデル情報を用いれば、モデル情報のデータ量を抑えることができるという点で有利である。このとき、CG化手段は、建物モデル情報を建造物の種類に応じて色分けしてCG化するとよい(請求項7)。このような建造物の種類による色分けについては既に述べた通り、建造物を案内のための目印として利用するためのビル、歩道橋、信号機といった機能別の種類による色分けや、ホテル、レストラン、スポーツセンターといった施設種類による色分けが考えられる。また、建造物を案内のための目印として利用するという観点では、建造物の外形を認識し易くすることも重要である。そこで、CG化手段が、建物モデル情報に基づき、建造物の輪郭を強調してCG化するようにしてもよい(請求項8)。
【0021】
ここでは建物モデル情報について言及したが、例えば道路などについても、3次元平面モデルとしてモデル化して格納しておき、上述の建物モデル情報と同様に、CG画像として生成することも、もちろん可能である。
なお、CG画像生成手段が、CG化のための視点を補正するモデル位置照合手段を備える構成にするとよい(請求項9)。このとき、CG化手段は、モデル位置照合手段にて補正された視点でモデル情報をCG化する。例えば、撮像条件に基づいて、CG化のための視点を補正するという具合である(請求項10)。ここでいう撮像条件は、主として撮像手段の取り付け位置や角度を意味する。
【0022】
これによって、案内寄与情報を示すCG画像をドライバーズビューに合わせて実写映像に合成することができる。その結果、実際に見える景色との対応付けがさらに容易になり、適切な案内に寄与する。
ところで、案内画像は、例えば車体に取り付けられる撮像手段からの実写映像に基づくものであり、ドライバーズビューに対応するものとなっている。実際に見える景色と対応付けを主眼としているからである。ただし、必要に応じて視点変更できる構成であれば、さらに便利であることは言うまでもない。
【0023】
そこで、さらに、視点を変更して案内画像を生成するための視点変更手段を備える構成とすることが考えられる(請求項11)。視点変更手段は、例えば、複数台のビデオカメラで構成された撮像手段からの複数の実写映像を用い、あるいは、時間的に前後して撮像手段から出力される複数の実写映像を用い、視点変更を行う。つまり、2次元情報としての実写映像が複数枚あれば、3次元情報を構成することができ、視点の変更が可能になるのである。
【0024】
なお、案内画像を生成するにあたり、画像合成手段が、実写映像とCG画像との合成割合を変更できる構成(請求項12)としたり、実写映像に対し画像処理を施した後、CG画像と合成する構成(請求項13)としたりすることも有用である。
【0025】
合成割合の変更は、いわゆる画素値のブレンディングの割合を変更することで実現される。また、画像処理としては、階調処理、減色処理、実写映像における領域の統合・分割処理が挙げられる(請求項14,15,16)。画像処理の目的は、微妙な色変化など、実写映像に含まれる不要情報の除去にある。すなわち、案内寄与情報という必要情報を強調して不要情報を目立たなくすることに加え、ここでは、不要情報を積極的に排除しようとするのである。
【0026】
これらの構成を採用することにより、ユーザにとって見やすい案内画像の提供が可能になる。
ここまでは、実写映像中に存在する案内寄与情報をCG画像として合成することによってなされる案内について説明した。つまり、実写映像中に存在する案内寄与情報をユーザに認識させることが一種の案内になるのである。
【0027】
そして、さらに有用な案内を実現するために、積極的に作成される案内情報を提示する構成を採用することが考えられる。
すなわち、さらに、スーパーインポーズ手段を備える構成とし、このスーパーインポーズ手段が、案内画像中に案内情報をスーパーインポーズするようにしてもよい(請求項17)。ここでいう案内情報は、本装置において生成してもよいし、あるいは、外部から取得されるものとしてもよい。
【0028】
案内情報は、道路上に存在する標識や行き先案内の情報を含むものとすることが考えられる(請求項18)。このような情報は、地図情報として取得することが考えられる。そして、地図情報及び位置関連情報に基づく適切なタイミングでスーパーインポーズすることが考えられる(請求項19)。適切なタイミングとは、例えば標識に近づいた時や、その行き先案内に対応する交差点に近づいた時とすることが考えられる。また、標識や行き先案内の情報を、案内画像中の道路に対応付けてスーパーインポーズするとよい(請求項20)。例えば標識を道路の側方にスーパーインポーズしたり、行き先案内の矢印を道路上にスーパーインポーズしたりするという具合である。このようにすれば、情報提示の実効性が確保できる。
【0029】
また、案内情報は、ユーザに対する操作案内の情報を含むものとすることが考えられる(請求項21)。ここでいう操作案内の情報には、表示画面をタッチパネルとして利用する場合のスイッチやメニューなどが含まれる。このような情報は、画面下方にスーパーインポーズするとよい(請求項22)。ドライバーズビューに対応して表示される案内画面では、進行方向前方に対応する画面上方画像の重要性が高いからである。
【0030】
さらにまた、案内情報は、案内手段によるルート案内の情報を含むものとすることが考えられる(請求項23)。本装置自身が案内手段を備える構成としてルート案内の情報を生成してもよいが、例えば外部のナビゲーション装置から取得するようにしてもよい。このようなルート案内の情報は、案内手段による案内タイミングでスーパーインポーズすることが考えられる(請求項24)。
【0031】
具体的に、ルート案内の情報には、案内経路の方向を示す矢印画像を含むものとすることが考えられる。このときは、当該矢印画像を案内画像中の道路上にスーパーインポーズするとよい(請求項25)。例えば、矢印画像を、交差点における直進、右折、左折をユーザが認識できるよう道路に対応付けてスーパーインポーズするという具合である(請求項26)。このようにすれば、ルート案内の実効性が確保される。
【0032】
ところで、地図情報が古いものである場合には、実写映像に地図情報にない建造物や道路が映し出されることも考えられる。そこで、CG画像生成手段は、撮像手段にて撮像された実写映像が地図情報と異なる場合、当該実写映像に基づいてCG画像を生成するようにすることが望ましい。実際に見える景色に対応する案内画像となり、景色との対応付けが容易になるためである。そしてこのときは、さらに、更新手段を備える構成とし、この更新手段が、地図情報を更新するようにしてもよい。もちろん、この場合、地図情報格納手段には、書き換え可能な記録媒体を用いることが必要になる。
【0033】
また、位置関連情報を用いてCG画像が生成されることは既に述べた。しかし、例えば車両に搭載した場合、トンネルなどを走行するときにGPSからの電波が届かず、位置関連情報が入力されない事態となることがある。そこで、推定手段を備える構成とし、推定手段が、位置関連情報が入力されない場合、撮像手段にて撮像された実写映像に基づいて、位置関連情報を推定するようにしてもよい(請求項27)。例えば自車位置や進行方向を推定するという具合である。また、車両に搭載することを前提として、車速やステアリング角度を含む走行関連情報に基づき、位置関連情報を推定してもよい(請求項28)。これらの構成は、ナビゲーション装置との併用時に、ナビ情報を補完可能とするものである。
【0034】
なお、ルート案内の情報をスーパーインポーズする構成について既に述べたが、このようなルート案内を前提とし、画像合成手段は、案内手段によるルート案内が行われているときに、必要に応じて実写映像とCG画像とを合成して前記案内画像を生成するようにしてもよい(請求項29)。実際に見える景色との対応付けを容易にする本発明は、特にルート案内中の自車位置の確認に極めて優れた効果を発揮するからである。例えば通常はCG画像(2次元画像やバードビュー)を表示しておき、ルート案内中の必要なときにだけ実写を合成するのである。必要なときとは、利用者にとって案内経路の認識が困難だと想定される場合などが挙げられる。例えば、交差点や立体交差道路、特に入り組んだ交差点、高速道路のインターチェンジやジャンクションなどである。また、目的地周辺への到着時に実写映像を合成してもよい。目的とする建物などとの対応付けが容易になるからである。
【0035】
以上は案内画像生成装置の発明として説明してきたが、上述した案内画像生成装置と、案内画像を表示する表示手段とを備える案内画像表示装置として実現することもできる(請求項30)。また、このような案内画像表示装置と、地図格納手段、検出手段、案内手段とを備えたナビゲーション装置の発明として実現することもできる(請求項31)。そしてこの場合、さらに、データ通信を行うための通信手段を備える構成とし、通信手段を介したデータ通信によって、地図格納手段に格納される地図情報を更新可能な構成とするとよい(請求項32)。また、この通信手段を介したデータ通信によって、モデル格納手段を備える構成においては、モデル格納手段に格納されるモデル情報を更新可能にすることも考えられる。これによって、古くなった地図情報やモデル情報を簡単に最新のものとすることができ、適切な案内画像の生成が期待できる。
【0036】
なお、上述した案内画像生成装置の少なくともCG画像生成手段及び画像合成手段としてコンピュータを機能させるプログラムの発明として実現することもできる(請求項33)。少なくともとしたのは、視点変更手段、スーパーインポーズ手段、更新手段、推定手段などもコンピュータの機能として実現できるからである。
【0037】
このようなプログラムの場合、例えば、FD、MO、DVD−ROM、CD−ROM、ハードディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、必要に応じてコンピュータにロードして起動することにより用いることができる。この他、ROMやバックアップRAMをコンピュータ読み取り可能な記録媒体としてこのようなプログラムを記録しておき、このROMあるいはバックアップRAMをコンピュータに組み込んで用いてもよい。
【0038】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施例を図面を参照して説明する。
図1は、実施例のナビゲーション装置1の全体構成を示すブロック図である。ナビゲーション装置1は、位置検出器22、地図データ入力器24、操作スイッチ群26、表示装置28、スピーカ30、メモリ32、通信装置34、ビデオカメラ36、及び、電子制御装置(ECU)38を備えている
位置検出器22は、周知のジャイロスコープ40、車速センサ42、および衛星からの電波に基づいて車両の位置を検出するGPS(GlobalPositioning System)のためのGPS受信機44を有している。これらのセンサ等40,42,44は各々が性質の異なる誤差を持っているため、複数のセンサにより補間しながら使用するように構成されている。なお、精度によっては上述した内の一部で構成してもよく、さらに、地磁気センサ、ステアリングの回転センサや各転動輪の車輪センサ等を用いてもよい。位置検出器22によって、車両の現在位置及び移動方向を含む位置関連情報としての位置データが検出される。したがって、この位置検出器22が「検出手段」に相当する。
【0039】
地図データ入力器24は、記録媒体で構成され、この記録媒体に格納された地図データを入力する。なお、地図データには、ナビゲート機能のためのマップ情報に加え、道路幅、車線数、交差点、横断歩道の有無、建造物情報、標識、行き先案内などの情報が含まれる。ところで、地図データが格納される記録媒体としては、そのデータ量から近年DVD−ROMを用いるのが一般的であるが、本実施例では、後述するような地図データの更新のため、書き換え可能な記録媒体としてハードディスク装置を用いている。この地図データ入力器24が「地図情報格納手段」に相当する。
【0040】
操作スイッチ群26は、ナビゲーション装置1を操作するための各種スイッチから構成され、各種情報をユーザが入力するための構成である。本実施例では、操作スイッチ群26を構成する各種スイッチとしては、表示装置28と一体に構成されたタッチスイッチと、表示装置28とは別のメカニカルなスイッチとを併用している。なお、車両後部座席からの操作を可能にするため、リモートコントロール端末からの受信部を備えるようにしてもよい。また、音声認識機能を設け、音声による操作を可能にしてもよい。
【0041】
表示装置28は、カラー表示装置であり、その表示画面には、位置検出器22から入力された車両現在位置マークと、地図データ入力器24より入力された平面地図データとを重ねて表示することができる。また、本実施例では特に、後述するような案内画像を表示することができる。したがって、この表示装置28が「表示手段」に相当する。
【0042】
スピーカ30は、情報を音声にて利用者に報知することができるよう構成されている。これによって、表示装置28による表示とスピーカ30からの音声出力との両方で、利用者にルート案内を行う。
メモリ32は、計算された経路や地図上のメモリ地点を記憶する。また、案内寄与情報を3次元モデルとしてモデル化したモデル情報を格納している。案内寄与情報は実写映像に映る案内に寄与する情報であり、具体的には、ビル、歩道橋、信号機といった建造物の3次元モデルや、さらに、道路、横断歩道などの3次元平面モデルも格納している。建造物の3次元モデルは、データ量を削減するため、直方体などでモデル化してある。したがって、このメモリ32が「モデル格納手段」に相当する。また、ビデオカメラ36の取り付け位置や角度などを含むカメラパラメータを記憶している。なお、メモリ32は、例えばハードディスク装置や半導体メモリ装置として実現することが考えられる。
【0043】
通信装置34は、移動体通信機器である自動車電話機や携帯電話機を用いて構成されており、この通信装置34を介して外部のセンタ50との間でデータ通信可能となっている。これによって、地図データ入力器24に格納された地図データやメモリ32に格納されたモデル情報は、例えばユーザからのリクエストによって更新できるようになっている。したがって、ユーザは地図データやモデル情報を簡単に最新のものに置き換えることができる。この通信装置34が「通信手段」に相当する。
【0044】
ビデオカメラ36としては、計3台のカメラが車体に取り付けられており、車両進行方向を撮像する。具体的には、フロントバンパーの両端部分に2台が取り付けられ、ルームミラーの取付部分に残りの1台が取り付けられている。ビデオカメラ36からの実写映像は、案内画像生成時には連続して電子制御装置38に入力される。したがって、このビデオカメラ36が「撮像手段」に相当する。
【0045】
電子制御装置38は通常のコンピュータとして構成されており、内部には、周知のCPU、ROM、RAM、I/Oおよびこれらの構成を接続するバスラインが備えられている。
このように構成された本実施例のナビゲーション装置1は、一般的なルート案内機能に加え、実写映像を用いた案内画像表示を可能としたことを特徴としている。
【0046】
そこで次に、この案内画像を生成する電子制御装置38の動作について、図2の機能ブロック図を用いて説明する。
図2に示すように、電子制御装置38の機能は、モデル情報読出ブロック51、幾何学情報抽出ブロック52、照合・補正ブロック53、視点変更ブロック54、CG化ブロック55、画像処理ブロック56、画像合成ブロック57、及び、スーパーインポーズブロック58として示すことができる。各ブロック51〜57は、プログラムに基づくコンピュータシステムの機能を便宜的に示すものである。以下各ブロック51〜58の機能を分説する。
【0047】
モデル情報読出ブロック51は、メモリ32に格納されたモデル情報としての3次元モデルを、地図データ及び位置データに基づいて読み出す。メモリ32には、上述したような3次元モデルが格納されている。したがって、地図データ及び位置データに基づき、地図上の自車位置を特定し、自車の移動方向の所定範囲に存在する3次元モデルを読み出す。ここで読み出された3次元モデルは、照合・補正ブロック53へ出力される。
【0048】
幾何学情報抽出ブロック52には、ビデオカメラ36からの実写映像が入力される。幾何学情報抽出ブロック52は、地図データに対応する3次元モデルがメモリ32に格納されておらず、モデル情報読出ブロック51にて3次元モデルが読み出せなかった場合に機能する。この幾何学情報抽出ブロック52では、実写映像中で画素値の変化が大きくなる部分をまず検索し、さらに、地図データ及び位置データに基づき、道路のエッジ、センターライン、レーン、横断歩道、建造物の輪郭を幾何学情報として抽出する。そして、抽出した幾何学情報を、照合・補正ブロック53へ出力する。
【0049】
照合・補正ブロック53は、モデル情報読出ブロック51から3次元モデルが出力されると、メモリ32からカメラパラメータを読み出し、地図データ及び位置データに基づき、ドライバーズビューに合わせた視点補正を3次元モデルに対して行う。つまり、カメラパラメータによってビデオカメラ36の取り付け位置や角度が分かるため、3次元モデルをCG画像とした場合に、ユーザがフロントガラス越しに見る実際の建造物などと対応させるよう、CG化のための視点を補正するのである。これは実写映像に対してCG画像を精度よく照合させるための前処理として位置付けられる。
【0050】
また、照合・補正ブロック53は、幾何学情報抽出ブロック52から幾何学情報が出力されると、メモリ32からカメラパラメータを読み出し、地図データ及び位置データに基づき、幾何学情報を補正する。幾何学情報は実写映像に基づいて抽出されるため、場合によっては、適切な抽出ができなくなることが考えられる。例えば道路のエッジが植え込みなどに遮られて部分的に抽出できない場合も考えられる。そこで、照合・補正ブロック53において、実写映像以外の情報を用いて幾何学情報を補正する。
【0051】
このようにして補正された3次元モデルや幾何学情報は、視点変更ブロック54へ出力される。なお、以下の説明では、3次元モデル及び幾何学情報をまとめて3次元データと呼ぶことにする。
視点変更ブロック54には、実写映像及び、照合・補正ブロック53からの3次元データが入力される。そして、視点変更ブロック54では、視点変更処理を行う。このような視点変更が可能となるのは、車両のフロントバンパーの両端及びルームミラー取付部に計3台のビデオカメラ36が設けられており、2次元の実写映像から3次元の空間情報を得ることができるからである。なお、ビデオカメラ36を1台だけ備える構成であっても、車両走行中にビデオカメラ36から連続して入力される時間的に前後する実写映像に基づけば、やはり2次元の実写映像から3次元の空間情報を得ることができ、視点を変更できる。
【0052】
視点変更ブロック54は、2次元の実写映像を、取得した3次元空間情報に基づき、再構成して視点を変えた映像を生成する。なお、この視点を変えた映像も便宜上実写映像と呼ぶことにする。この視点はユーザによる設定が可能となっている。例えば視点変更が可能な範囲でユーザが任意に設定できる構成としてもよいし、いくつかの視点を用意しておき、その中からユーザが選択的に設定できる構成としてもよい。また、視点変更ブロック54は、入力された3次元データについても、実写映像に合わせた視点変更を行う。視点変更後の実写映像は画像処理ブロック56へ出力され、3次元データはCG化ブロック55へ出力される。なお、ユーザによる視点変更設定がなされていない場合、視点変更ブロック54は、実写映像及び3次元データをそのまま出力することになる。
【0053】
CG化ブロック55は、3次元データから2次元のCG画像を生成する。このとき、CG化ブロック55は、地図データ及び位置データに基づいて、3次元データの種類を特定することにより、色分けしてCG画像を生成する。
3次元モデルとしての建造物や幾何学情報としての建造物の輪郭は、その建造物の種類にしたがって色分けされる。例えば、ビル、歩道橋、信号機といった建造物の機能による色分けはもちろん、ホテル、レストラン、スポーツセンターといった施設種類による色分けもなされる。また、道路のエッジ、センターライン、レーン、横断歩道なども、色分けされてCG化される。
【0054】
また、CG化ブロック55は、3次元モデルの輪郭を強調してCG画像を生成することもできる。このような輪郭の強調を行うか否かは、ユーザ設定に基づいて判断する。
画像処理ブロック56は、入力された実写映像に画像処理を施すための構成である。画像処理には、階調処理、減色処理、領域の分割・統合処理が含まれる。ユーザは、メニューなどからこれらの処理の実行を選択できるものとする。特に、画像処理の実行が指示されない場合、画像処理ブロック56は、そのままの実写映像を出力する。ここで、階調処理は、例えばコントラストを低減させる処理とすることが考えられる。また、減色処理は、例えば実写映像を256色や16色にする処理であり、これによって、微妙な色の変化が取り除かれる。領域の分割・統合処理は、例えばカットアウトなどのフィルタ操作によって、実写映像中の細かな領域を大きな領域にまとめる処理であることが考えられる。つまり、案内に寄与しない不要情報を積極的に目立たなくするための処理を施すことが可能となっているのである。
【0055】
画像合成ブロック57は、CG化ブロック55からのCG画像と、画像処理ブロック56からの実写映像とを合成して案内画像を生成する。画像合成ブロック57は、ユーザによる設定に基づき、CG画像と実写映像との合成割合を決定して画像合成を行う。
【0056】
ここで画面表示例を参照して画像合成ブロック57による画像合成について説明する。
図3(a)は、メモリ32から読み出された3次元モデルに基づき、CG化ブロック55にて生成されたCG画像の一例である。一方、図3(b)は、画像処理ブロック56から出力される実写映像の一例である。この実写映像には、上述したような画像処理は施されていない。このとき、画像合成ブロック57は、図3(a)及び(b)に示されるような2つの画像を合成し、図4に示した案内画像を生成する。
【0057】
また、画像合成ブロック57が、ユーザによる設定に基づき、CG画像と実写映像との合成割合を決定することは既に述べた。具体的には、画素値のブレンディングの割合を変えることで合成割合を変更する。例えば実写映像の合成割合が比較的高いと、図5(a)に示す如くとなる。一方、CG画像の合成割合が比較的高いと、図5(b)に示す如くとなる。
【0058】
さらにまた、CG化ブロック55では3次元モデルの輪郭を強調してCG画像を生成できるが、このように輪郭が強調されたCG画像と合成された案内画像を示すのが図6である。
ところで、本実施例では、メモリ32に、地図データに対応する3次元モデルが格納されていない場合に、幾何学情報抽出ブロック52が、幾何学情報として、道路のエッジ、センターライン、レーン、横断歩道、及び、建造物の輪郭を抽出する。
【0059】
このような幾何学情報から生成されたCG画像と実写映像との合成画像を、図7に示した。この場合に、画像処理ブロック56にて、階調処理を施しコントラストを低減させた実写映像を出力すれば、合成画像は、図8に示す如くとなる。
ここで再び図2に示す機能ブロック図の説明に戻る。
【0060】
スーパーインポーズブロック58は、画像合成ブロック57から出力される案内画像に対し、案内情報をスーパーインポーズする。案内情報には、地図データに基づく標識や行き先案内、ユーザに対する操作案内、及び、ルート案内のための情報が含まれる。このスーパーインポーズブロック58から出力される画像が、表示装置28を介して出力されることになる。
【0061】
例えば、上述の図4に示した案内画像に対し、案内情報がスーパーインポーズされた様子を図9に示した。
図9では、画面の上方に行き先案内が表示されている。そして、本実施例では、行き先案内に対応する交差点に近づいたときに、このような行き先案内がスーパーインポーズされる。
【0062】
また図9では、画面のほぼ中央に、ルート案内のための矢印が表示されている。このような矢印は、ナビゲーション装置1のルート案内機能による案内タイミングでスーパーインポーズされる。本実施例では、このような矢印を案内画像の道路上に表示するようにしている。
【0063】
さらに図9では、画面の下端部に、ユーザに対する操作案内としての操作パネルが表示されている。操作パネルには「自宅」、「特別メモリ」、「1」、「2」と示されるボタン表示がなされており、上述したタッチパネルとしての操作スイッチ群26に対応する。具体的には、画面上をユーザが指で触れることにより、該当するボタンが押下されたものと判断されて、所定の機能が実現される。このような操作パネル表示は、案内画像の下方に常にスーパーインポーズされるようにしてもよいし、あるいは、ユーザ操作があったときにはじめてスーパーインポーズされるようにしてもよい。
【0064】
なお、モデル情報読出ブロック51が「モデル情報読出手段」に相当し、幾何学情報抽出ブロック52が「幾何学情報抽出手段」に相当し、照合・補正ブロック53が「幾何学情報補正手段」及び「モデル位置照合手段」に相当し、視点変更ブロック54が「視点変更手段」に相当し、CG化ブロック55が「CG化手段」に相当し、及び画像処理ブロック56及び画像合成ブロック57が「画像合成手段」に相当し、スーパーインポーズブロック58が「スーパーインポーズ手段」に相当する。そして、上記ブロック51、52、53、55、56、57が「CG画像生成手段」に相当する。
【0065】
次に、本実施例のナビゲーション装置1が発揮する効果について説明する。
本実施例のナビゲーション装置1では、図2に示すように、モデル情報読出ブロック51によって地図データに対応するモデル情報が読み出され、あるいは、地図データに対応するモデル情報がなければ、幾何学情報抽出ブロック52によって幾何学情報が実写映像から抽出される。そしてこれら3次元モデル又は幾何学情報がCG化ブロック55にてCG画像として生成され、画像合成ブロック57で合成されて案内画像が生成される。
【0066】
図3(a)に示すようなCG画像をそのまま案内画像として用いた場合、建造物などが簡略化して示されているため、図3(b)に示す実写映像のような実際に見える景色との対応付けが困難となる。一方、図3(b)に示すような実写映像を直接的に用いると、こんどは逆に、案内に必要でない情報が多くなってしまい、適切な案内を阻害する可能性が高くなる。例えば記号Aで示した中央分離帯(センターライン)の植え込みや、記号Bで示す街路樹などは、実際の景色との対応付けという意味では必要な情報であるが、案内を行うという意味では不要な情報といえる。
【0067】
そこで、本実施例では、画像を合成して図4に示すような案内画像を生成する。この案内画像は、実写映像をベースとしているため、実際の景色との対応付けが容易になる。一方で、CG画像の合成により、案内寄与情報である建造物や道路が認識し易くなり、案内に寄与しない不要情報と区別できる。特に図4に示す案内画像では、CG画像の合成により、不要情報が目立たなくなっている。例えば、記号Cで示した植え込みや記号Dで示した街路樹が目立たなくなっていることが分かる。これによって、適切な案内が実現できる。
【0068】
また、本実施例では、画像合成ブロック57による、CG画像と実写映像との合成割合の変更が可能となっている。これによって、図5(a)に示すような実写映像に近い案内画像を生成することも、あるいは、図5(b)に示すような3次元モデルに基づくCG画像に近い案内画像を生成することもできる。前者においては、実際の景色との対応付けが容易になるという効果が比較的大きくなり、後者においては、適切な案内を阻害する不要情報が目立たなくなるという効果が比較的大きくなる。
【0069】
ところで、本実施例では、地図データに対応する3次元モデルがメモリ32に格納されていない場合、実写映像から幾何学情報を抽出してCG画像を生成する。この幾何学情報に基づくCG画像を合成した案内画像は、図7に示す如くである。この場合も、建物の輪郭、道路のエッジ、レーン、センターライン、横断歩道がCG画像として合成されるため、実写映像の中の案内寄与情報の認識が容易になり、実際に見える景色との対応付けが容易になると共に、適切な案内が実現される。
【0070】
このように幾何学情報を抽出することによってもCG画像が作成できるため、3次元モデルが用意されていない地域を走行する場合にも適切な案内がなされることになる。逆に言えば、全国各地の3次元モデルをメモリ32に格納しておく必要はない。したがって、データ量の削減が図られる。さらに、本実施例では、建造物に関して直方体などを用いた簡易なモデルで構成しているため、この点でもデータ量の削減が図られる。
【0071】
また、本実施例では、画像処理ブロック56が、ユーザ設定に応じて、実写映像に対し画像処理を施す。この画像処理は、案内に寄与しない不要情報を目立たないようにするための処理であり、実写映像に映る不要情報を積極的に排除することが可能となる。例えば図7を例に挙げて説明すると、合成する実写映像のコントラストを低減させることによって、図8に示すように、不要情報が目立たなくなり、抽出した幾何学情報に基づくCG画像がはっきりする。したがって、適切な案内が可能になる。
【0072】
さらにまた、本実施例では、CG化ブロック55が、案内寄与情報を色分けしてCG化する。これによって実写映像中の案内寄与情報が容易に認識でき、また、複数の案内寄与情報を簡単に区別して認識することができる。具体的には、ビル、歩道橋、信号機といった建造物の機能による色分けがなされるため、走行中に目印となる建造物をはっきり認識できる。また、ホテル、レストラン、スポーツセンターといった施設種類による色分けもなされるため、ユーザが目的とする施設を案内画面で探し、実際にどの建物が目的の建物かを瞬時に把握できる。さらに、道路のエッジ、センターライン、レーン、横断歩道なども色分けされるため、走行中にセンターラインやレーン、横断歩道などを瞬時に認識できるため、安全運転にも寄与できる。また、3次元モデルに基づくCG化を行う際、CG化ブロック55は、3次元モデルの輪郭を強調してCG画像を生成することもできる。この場合、例えば目印となる建造物の輪郭が強調されることになり(図6参照)、さらに適切な案内を実現できる。
【0073】
また、本実施例では、照合・補正ブロック53が、CG画像作成のため3次元モデルに対する視点補正を行う。これによって3次元モデルに基づくCG画像がドライバーズビューに対応するものとでき、CG画像の実際の景色との対応、すなわち、実写映像との照合が正確なものとなるため、実際の景色との対応付けを瞬時に行える可能性が高くなる。また、照合・補正ブロック53は、幾何学情報の一部が例えば植え込みなどに隠れて抽出されなかった場合など、抽出された幾何学情報を適切に補正する。これによって、実写映像からであっても建造物の輪郭などが確実に抽出でき、適切な案内が実現できる。
【0074】
さらにまた、本実施例では、視点変更ブロック54により、ドライバーズビューに対応する案内画像だけでなく、別の視点からの案内画像を生成することができる。したがって、例えば交差点の多い市街地などにおいて右左折道路を把握する場合など、鳥瞰図に相当するような案内画像を表示することもでき、ユーザにとって便利である。
【0075】
また、本実施例では、スーパーインポーズブロック58が案内画像に対して案内情報をスーパーインポーズする。具体的には、図9に示すように、行き先案内やルート案内のための矢印、操作パネルがスーパーインポーズされる。
標識や行き先案内については、その標識に近づいた時や、その行き先案内に対応する交差点に近づいた時にスーパーインポーズされるため、実際の道路との対応を容易に把握できる。
【0076】
また、ルート案内のための矢印は、ルート案内機能による案内タイミングで、案内画像の道路上にスーパーインポーズされる。したがって、ルート案内の実効性が確保される。
さらに、操作パネルは画面の下端部にスーパーインポーズされるため、案内を阻害することがない。車両に一番近い部分を示す案内画面の下端部には重要な情報がないからである。
【0077】
以上、本発明はこのような実施例に何等限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々なる形態で実施し得る。
(イ)上記実施例では、地図データに対応する3次元モデルがない場合に、幾何学情報抽出ブロック52が実写映像から幾何学情報を抽出する構成であったが、3次元モデルが存在する場合にも幾何学情報を抽出し、3次元モデルと幾何学情報との両方から、CG化ブロック55がCG画像を生成するようにしてもよい。特に3次元モデルが本実施例のような簡易モデルで構成されている場合には、幾何学情報をも取り出してCG化することにより、CG画像の輪郭が強調されて適切な案内画像となるからである。
【0078】
もちろん、幾何学情報抽出ブロック52を備えない構成として、3次元モデルのみからCG画像を生成する構成にすることもできる。反対に、モデル情報読出ブロック51を備えない構成として、幾何学情報のみからCG画像を生成する構成にすることもできる。
【0079】
(ロ)上記実施例では、ルート案内のための矢印を案内画像の道路上に表示する。このとき、交差点における直進、右折、左折をユーザが認識できるように道路に対応付けてスーパーインポーズするとよい。例えば図10(a)に示すように、直進を示す場合には、交差点を跨ぐような矢印(記号Y1で示した)を表示することが考えられる。また例えば図10(b)に示すように、左折を示す場合には、交差点で折れ曲がる矢印(記号Y2で示した)を表示することが考えられる。このようにすれば、より適切なルート案内が可能になる。
【0080】
また、上記実施例では、行き先案内をスーパーインポーズしている(図9参照)。このような行き先案内の表示も、上述したルート案内のための矢印表示と同様に、交差点に対応させて行うことが考えられる。例えば図10(c)に示す如くである。このようにすれば、確実な行き先案内がなされることになる。
【0081】
(ハ)ところで、ユーザのリクエストによって、地図データ入力器24の地図データを、通信装置34を介したセンタ50とのデータ通信により更新できることは既に述べた。
しかしながら、このような更新を行われず、地図データが古いものになると、実写映像に、地図データにない建造物や道路が映ったり、地図データにある建造物や道路が映らなかったりすることが考えられる。このときは、実写映像を優先的に用い、CG画像を生成するようにするればよい。実際に見える景色に対応する案内画像となり、景色との対応付けが容易になるためである。さらに、このような場合は、実写映像に基づいて、地図データ入力器24の地図データを自動的に更新するようにしてもよい。この場合、電子制御装置38が「更新手段」に相当する。
【0082】
(ニ)また、車両がトンネルを走行する場合など、位置検出器22のGPS受信機44が衛星からの信号を受信できない場合も考えられる。そこで、実写映像に基づいて、上述した位置データを推定するような構成とすることも考えられる。あるいは、車速センサ42からの車速や、さらに、ステアリングセンサを備える構成とし、このステアリングセンサからのステアリング角度を用いて、位置データを推定するようにしてもよい。これによって、ナビ情報が補間され、結果として、適切な案内を行うことができる。この場合、電子制御装置38が「推定手段」に相当する。
【0083】
(ホ)上記実施例では、一般的なルート案内機能に加え、実写映像を用いた案内画像表示を可能とした。この実写映像を用いた案内画像表示は、ナビゲーション装置1によってルート案内が行われているときに、必要に応じてなされるようにしてもよい。実際に見える景色との対応付けを容易にする、実写映像を用いた案内画像表示は、特にルート案内中の自車位置の確認に極めて優れた効果を発揮するからである。例えば通常走行時はCG画像(2次元画像やバードビュー)を表示しておき、ルート案内中の必要なときにだけ実写を合成する構成を採用することが考えられる。必要なときとは、利用者にとって案内経路の認識が困難だと想定される場合が挙げられる。例えば、交差点や立体交差道路、特に入り組んだ交差点、高速道路のインターチェンジやジャンクションなどである。また、目的地周辺への到着時に実写映像を合成してもよい。目的とする建物などとの対応付けが容易になるからである。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例のナビゲーション装置の全体構成を示すブロック図である。
【図2】電子制御装置の機能ブロック図である。
【図3】(a)は3次元モデルに基づくCG画像を示す説明図であり、(b)は実写映像を示す説明図である。
【図4】3次元モデルに基づくCG画像を用いて生成した案内画像を示す説明図である。
【図5】合成割合を変えた場合の案内画像を示す説明図である。
【図6】3次元モデルに基づくCG画像の輪郭を強調した場合の案内画像を示す説明図である。
【図7】幾何学情報に基づくCG画像を用いて生成した案内画像を示す説明図である。
【図8】実写映像に階調処理を施し生成した案内画像を示す説明図である。
【図9】案内情報をスーパーインポーズした案内画像を示す説明図である。
【図10】交差点に対応させた案内情報表示を示す説明図である。
【符号の説明】
1…ナビゲーション装置
22…位置検出器
24…地図データ入力器
26…操作スイッチ群
28…表示装置
30…スピーカ
32…メモリ
34…通信装置
36…ビデオカメラ
38…電子制御装置
40…ジャイロスコープ
42…車速センサ
44…GPS受信機
50…センタ
51…モデル情報読出ブロック
52…幾何学情報抽出ブロック
53…照合・補正ブロック
54…視点変更ブロック
55…CG化ブロック
56…画像処理ブロック
57…画像合成ブロック
58…スーパーインポーズブロック[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique that contributes to appropriate guidance of a vehicle or the like.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
2. Description of the Related Art Conventionally, a car navigation apparatus has a display screen composed of a liquid crystal, a CRT, etc., and displays a plane map around the vehicle on this display screen, and displays the vehicle position on the plane map. Thereby, not only the route guidance according to the route to the destination but also when the route guidance is not performed, the user can confirm his current position, which is convenient.
[0003]
However, even though the position on the plane map can be confirmed, it is often the case that in actual driving, the vehicle will pass an intersection to turn left or right, or turn right or left at the wrong intersection. This is because it is not easy to associate the position on the map displayed on the navigation screen with the scenery (roads and buildings) actually seen through the windshield.
[0004]
For this reason, recently, a navigation device capable of displaying a building or the like in a three-dimensional manner has been developed, and is associated with a scene that can be actually seen.
For example, the area and height of a building are prepared as map information and displayed as CG, or 3D model information corresponding to the building is created in advance, and this 3D model information is displayed as CG. And so on. In the present specification, so-called computer graphics are expressed as “CG”.
[0005]
However, a building displayed in this way is generally displayed as a simple rectangular parallelepiped, for example, if it is a building, and is still different from an actually visible building. Therefore, although it is easier to associate with a plane map, it can still be said that it is difficult to associate with a landscape in a short time. Of course, if a detailed CG image can be generated, such a problem can be solved. However, if it is intended to display the buildings in various parts of the country in detail, the amount of data becomes enormous, and the display of the CG image is also possible. Processing takes a considerable amount of time, which is not realistic.
[0006]
In order to solve such a problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-108684 discloses a technique for capturing a scene in the traveling direction of a car and using the captured real image. In this technique, a mark indicating the position of the vehicle and an arrow indicating the direction of travel are superimposed on the live-action image.
[0007]
This technique is excellent in terms of associating with a scene that can actually be seen, but the following problems remain in terms of providing guidance.
That is, there is too much extra information in the live-action video. For example, roadside trees that are not necessary for guidance are reflected along with roads and buildings. In addition, shadows of buildings and subtle changes in color are also reflected. Therefore, even if an arrow indicating the direction of travel is displayed on the live-action image, there is a high possibility that it will be difficult to confirm an intersection to be bent. In other words, if a live-action video is used directly, even if it is easy to associate, a situation in which appropriate guidance is hindered by information unnecessary for guidance is caused.
[0008]
The present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to generate a guide image that can be easily associated with a scene that can be actually seen and that realizes appropriate guidance.
[0009]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
In the guidance image generation apparatus of the present invention made to achieve the above-described object, guidance contribution information that contributes to guidance is generated as CG images among the information in the live-action video, and this is combined with the real-life video for guidance. Generate an image. In other words, paying attention to the fact that information that contributes to guidance and information that does not do so are mixed in a live-action video, and only information that contributes to guidance is synthesized as a CG image, so that information that does not contribute to guidance is separated from information that does not contribute to guidance. It was made to be recognized separately.
[0010]
If such a guide image is used, since the base is a live-action video, it is easy to associate with the scenery that is actually seen, and the guidance contribution information is recognized separately from other information. realizable.
Note that the present invention can be used by being mounted on a vehicle, for example. In this case, on the assumption that the navigation device is mounted, the guide image may be displayed on the display means included in the navigation device. It can also be applied to mobile devices such as mobile phones, handtops and laptops.
[0011]
It is conceivable that the CG image generating means for generating a CG image includes a geometric information extracting means and a CG converting means. At this time, the geometric information extraction unit extracts the geometric information corresponding to the guidance contribution information from the live-action image captured by the imaging unit, and the CG generation unit generates CG by converting the geometric information into CG.The
[0012]
For example, the geometric information extraction means may extract geometric information based on map information and position related information.TheThe map information includes information on roads and buildings, and can be obtained from map information storage means such as a DVD-ROM. On the other hand, the position related information includes information for specifying the position and moving direction of the apparatus, and may be acquired from, for example, detection means configured using a GPS receiver. The same applies to the map information and position related information described below. In addition, if it is set as the structure which acquires map information and position relevant information from the outside, this apparatus does not need to be equipped with this means in particular.
[0013]
When generating the guidance contribution information as a CG image, the CG converting means may color-code the geometric information based on the map information and the position-related information and convert it to CG.Yes.This is because it becomes easy to distinguish a plurality of information displayed as a CG image.
By the way, as an example, the geometric information corresponding to the guidance contribution information may be road information including at least one of a road edge, a center line, a lane, and a pedestrian crossing.TheFor example, the travel path information is extracted by first searching a part of a live-action video where a change in pixel value or the like is large, and whether this part is a road edge, a center line, a lane, a pedestrian crossing, or the like. Can be realized by using map information including travel route information and a position on the map based on position-related information. At this time, the CG conversion means may color-code various information as the travel route information and convert it to CG.Yes.In this way, it is easy for the user to distinguish various types of information as travel route information, and more appropriate guidance can be realized.
[0014]
The geometric information corresponding to the guidance contribution information may be building information indicating the outline of the building.TheAlso in this case, extraction is performed using the map information and the position related information in the same manner as the travel route information. Then, the CG conversion means converts the building information into a CG by color-coding according to the type of building.Yes.The type of building may be a function-specific type such as a building, a pedestrian bridge, or a traffic light. Color coding from such a viewpoint makes it easy to use a building as a landmark for guidance. However, from the viewpoint of enhancement of the guide surface, it is effective to color-code according to the facility type including the types of buildings, such as the types of facilities such as hotels, restaurants, and sports centers.
[0015]
In consideration of extracting geometric information from a live-action video, it may be possible that geometric information is not appropriately extracted depending on the case. For example, it is assumed that a part of the road edge is not extracted because it is blocked by roadside planting or the like.
Therefore, the CG image generation unit described above may further include a geometric information correction unit that corrects the geometric information extracted by the geometric information extraction unit. At this time, the CG converting means converts the geometric information corrected by the geometric information correcting means to CG.TheSpecifically, the geometric information correction means may correct the geometric information based on the map information and the position related information.TheThe geometric information may be corrected based on the imaging conditions.Yes.The imaging condition refers to, for example, the mounting position and angle of an imaging means embodied as a video camera, or exposure.
[0016]
By performing such correction, the geometric information repeatedly extracted from the live-action video becomes stable, and an appropriate CG image can be generated and an appropriate guide image can be synthesized.
In the above, the generation of the CG image by extracting the geometric information from the live-action video has been described. However, it is also conceivable to configure the CG image generation means as follows.
[0017]
That is, the CG image generating means includes a model storing means, a model information reading means, and a CG converting means. The model storage means stores model information obtained by modeling the above-described guidance contribution information as a three-dimensional model, and the model information reading means reads model information from the model storage means. Then, the read model information is converted to CG by the CG conversion means to generate a CG image.1). This is a technical idea in which, for example, model information corresponding to a building or the like is stored in advance, and a CG image is generated from the model information to generate a guide image.
[0018]
Of course, in addition to the above-described configuration for extracting geometric information, a configuration for generating a CG image from such model information may be adopted.Yes.In that case, the CG converting means generates a CG image by converting the geometric information and the model information into a CG. In this configuration, it is conceivable that the geometric information extraction means extracts geometric information as necessary based on the storage state of the model information in the model storage means. For example, when there is no model information corresponding to map information, geometric information is extracted. Also, for example, geometric information may be extracted even when there is only simple model information. If detailed model information is available, detailed CG images can be generated, so there is no need to extract geometric information. However, if there is only simple model information such as a simple rectangular parallelepiped, the geometric information is also extracted and converted to CG. This is because there is a high possibility that the CG image can be made more detailed.
[0019]
Note that the model information reading means may read the model information based on the map information and the position related information.3). At this time, the CG conversion means may color-code the model information based on the map information and the position-related information and convert the model information into CG.4). This is because it becomes easy to distinguish a plurality of information displayed as a CG image.
[0020]
By the way, the model information corresponding to the guidance contribution information may be, for example, building model information obtained by modeling a building.5). The building model information may be information obtained by modeling a building in detail. Or it is good also as what expressed the building using the rectangular parallelepiped.6). The use of building model information such as the latter is advantageous in that the data amount of model information can be suppressed. At this time, the CG conversion means may convert the building model information into a CG by color-coding according to the type of building (claims).7). As described above, color coding according to the type of building, such as building, pedestrian bridge, traffic light, etc. for use as a landmark for guidance, color coding by function, hotel, restaurant, sports center, etc. Color coding by facility type is considered. In addition, from the viewpoint of using a building as a guide for guidance, it is also important to make it easy to recognize the outer shape of the building. Therefore, the CG converting means may perform CG by emphasizing the outline of the building based on the building model information.8).
[0021]
Although the building model information is mentioned here, for example, roads and the like can also be modeled and stored as a three-dimensional plane model, and can be generated as a CG image as well as the building model information described above. .
Note that the CG image generating means may include a model position matching means for correcting the viewpoint for CG conversion.9). At this time, the CG converting means converts the model information to CG from the viewpoint corrected by the model position matching means. For example, the viewpoint for CG conversion is corrected based on the imaging conditions.0). The imaging conditions here mainly mean the mounting position and angle of the imaging means.
[0022]
As a result, a CG image indicating guidance contribution information can be combined with a live-action video in accordance with the driver's view. As a result, it becomes easier to associate with the scenery that can actually be seen, which contributes to appropriate guidance.
By the way, the guidance image is based on, for example, a live-action image from an imaging means attached to the vehicle body, and corresponds to the driver's view. This is because the focus is on the actual view and correspondence. However, it is needless to say that it is more convenient if the configuration can change the viewpoint as needed.
[0023]
In view of this, it is conceivable to further comprise a viewpoint changing means for changing the viewpoint and generating a guide image.1). The viewpoint changing means uses, for example, a plurality of live-action videos from the imaging means constituted by a plurality of video cameras, or a plurality of live-action videos output from the imaging means before and after the time change. I do. That is, if there are a plurality of live-action images as two-dimensional information, three-dimensional information can be configured and the viewpoint can be changed.
[0024]
Note that, when generating the guide image, the image composition means can change the composition ratio of the live-action video and the CG image.2Or after performing image processing on a live-action video, the composition is combined with a CG image (
[0025]
The change of the composition ratio is realized by changing the so-called blending ratio of pixel values. The image processing includes gradation processing, color reduction processing, and region integration / division processing in a live-action video.4, 15, 16). The purpose of image processing is to remove unnecessary information such as subtle color changes contained in live-action video. In other words, unnecessary information is made inconspicuous by emphasizing the necessary information called guidance contribution information, and here, unnecessary information is actively removed.
[0026]
By adopting these configurations, it is possible to provide a guide image that is easy for the user to see.
Up to this point, the description has been given of guidance performed by synthesizing guidance contribution information existing in a live-action video as a CG image. That is, making the user recognize the guidance contribution information existing in the live-action video is a kind of guidance.
[0027]
And in order to implement | achieve more useful guidance, it is possible to employ | adopt the structure which presents the guidance information produced actively.
In other words, the system may further comprise superimposing means, and the superimposing means may superimpose the guidance information in the guidance image.7). The guidance information here may be generated in this apparatus or may be acquired from the outside.
[0028]
It is conceivable that the guidance information includes information on signs on the road and destination guidance information.8). Such information may be acquired as map information. Then, it is possible to superimpose at an appropriate timing based on the map information and the position related information.19). The appropriate timing may be, for example, when approaching a sign or approaching an intersection corresponding to the destination guidance. Further, it is preferable to superimpose the information on the sign and the destination guidance in association with the road in the guidance image.0). For example, a sign may be superimposed on the side of the road, or a destination guidance arrow may be superimposed on the road. In this way, the effectiveness of information presentation can be ensured.
[0029]
Further, it is considered that the guidance information includes information on operation guidance for the user.1). The operation guidance information here includes switches, menus, and the like when the display screen is used as a touch panel. Such information may be superimposed on the lower part of the screen.2). This is because, in the guidance screen displayed corresponding to the driver's view, the screen upper image corresponding to the front in the traveling direction is highly important.
[0030]
Furthermore, it is conceivable that the guidance information includes information on route guidance by the guidance means.3). Although the route guidance information may be generated as a configuration in which the present device itself includes guidance means, it may be acquired from an external navigation device, for example. Such route guidance information may be superimposed at the guidance timing by the guidance means.4).
[0031]
Specifically, it is conceivable that the route guidance information includes an arrow image indicating the direction of the guidance route. In this case, the arrow image may be superimposed on the road in the guide image.5). For example, the arrow image is superimposed on the road so that the user can recognize straight, right and left turns at the intersection (
[0032]
By the way, when the map information is old, it is conceivable that buildings and roads that are not included in the map information are displayed in the live-action image. Therefore, it is desirable that the CG image generation means generates a CG image based on the actual video when the real video captured by the imaging means is different from the map information.Yes.This is because the guidance image corresponding to the scenery that can be actually seen becomes easy to associate with the scenery. In this case, the updating unit may further include an updating unit, and the updating unit may update the map information.Yes.Of course, in this case, it is necessary to use a rewritable recording medium for the map information storage means.
[0033]
As described above, the CG image is generated using the position related information. However, when mounted on a vehicle, for example, when traveling through a tunnel or the like, radio waves from GPS may not reach and position related information may not be input. In view of the above, the estimation unit may be configured to estimate the position-related information based on the real image captured by the imaging unit when the position-related information is not input.7). For example, the vehicle position and the traveling direction are estimated. Further, on the assumption that the vehicle is mounted on a vehicle, the position related information may be estimated based on the travel related information including the vehicle speed and the steering angle.8). These configurations enable navigation information to be complemented when used in combination with a navigation device.
[0034]
The configuration for superimposing route guidance information has already been described. However, on the premise of such route guidance, the image synthesizing means performs actual shooting as needed when route guidance is provided by the guidance means. The guide image may be generated by synthesizing a video and a CG image.29). This is because the present invention for facilitating the association with the scenery that is actually seen exhibits an extremely excellent effect particularly in confirming the position of the vehicle during route guidance. For example, normally, a CG image (two-dimensional image or bird view) is displayed, and a live-action image is synthesized only when necessary during route guidance. The case where it is necessary includes a case where it is assumed that it is difficult for the user to recognize the guide route. For example, intersections and three-dimensional intersection roads, particularly complicated intersections, highway interchanges and junctions. Also, a live-action image may be synthesized when arriving near the destination. This is because it is easy to associate with a target building.
[0035]
Although the above has been described as the invention of the guide image generation device, it can also be realized as a guide image display device including the above-described guide image generation device and display means for displaying the guide image.0). Further, the present invention can also be realized as an invention of a navigation device including such a guide image display device, a map storage means, a detection means, and a guide means.1). Further, in this case, it is preferable that the communication unit for performing data communication is provided, and the map information stored in the map storage unit can be updated by data communication via the communication unit.2). In addition, in the configuration including the model storage unit by data communication via the communication unit, it may be possible to update the model information stored in the model storage unit. This makes it possible to easily update the map information and model information that are out of date and to generate an appropriate guide image.
[0036]
Note that the present invention can also be realized as a program invention that causes a computer to function as at least a CG image generation unit and an image synthesis unit of the above-described guide image generation device.3). This is because at least the viewpoint changing means, the superimposing means, the updating means, and the estimating means can be realized as computer functions.
[0037]
In the case of such a program, for example, it is recorded on a computer-readable recording medium such as FD, MO, DVD-ROM, CD-ROM, hard disk, etc., and is used by being loaded into a computer and started up as necessary. it can. In addition, such a program may be recorded on a ROM or backup RAM as a computer-readable recording medium, and the ROM or backup RAM may be incorporated into a computer.
[0038]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram illustrating an overall configuration of a
The
[0039]
The map data input unit 24 is composed of a recording medium, and inputs map data stored in the recording medium. The map data includes information such as road width, number of lanes, intersections, presence / absence of pedestrian crossings, building information, signs, destination guidance, in addition to map information for the navigation function. By the way, as a recording medium for storing map data, a DVD-ROM is generally used in recent years because of the amount of data. In this embodiment, the map data can be rewritten for updating map data as will be described later. A hard disk device is used as a recording medium. This map data input device 24 corresponds to “map information storage means”.
[0040]
The operation switch group 26 includes various switches for operating the
[0041]
The
[0042]
The
The
[0043]
The
[0044]
As the
[0045]
The
The
[0046]
Next, the operation of the
As shown in FIG. 2, the functions of the
[0047]
The model information reading block 51 reads a three-dimensional model as model information stored in the
[0048]
A real image from the
[0049]
When the 3D model is output from the model information reading block 51, the collation /
[0050]
Further, when the geometric information is output from the geometric
[0051]
The three-dimensional model and geometric information corrected in this way are output to the viewpoint change block 54. In the following description, the three-dimensional model and geometric information are collectively referred to as three-dimensional data.
The viewpoint change block 54 receives the live-action image and the three-dimensional data from the collation /
[0052]
The viewpoint change block 54 reconstructs a two-dimensional live-action picture based on the acquired three-dimensional space information to generate a picture with a changed viewpoint. Note that this video with a different viewpoint is also referred to as a live-action video for convenience. This viewpoint can be set by the user. For example, a configuration in which the user can arbitrarily set within a range in which the viewpoint can be changed may be used, or a configuration in which several viewpoints are prepared and the user can selectively set from among the viewpoints. In addition, the viewpoint change block 54 also changes the viewpoint of the input three-dimensional data according to the live-action video. The live-action video after the viewpoint change is output to the image processing block 56, and the three-dimensional data is output to the CG conversion block 55. When the viewpoint change setting is not made by the user, the viewpoint change block 54 outputs the live-action video and the three-dimensional data as they are.
[0053]
The CG conversion block 55 generates a two-dimensional CG image from the three-dimensional data. At this time, the CG conversion block 55 specifies the type of the three-dimensional data based on the map data and the position data, and generates a CG image by color coding.
The outline of a building as a three-dimensional model or a building as geometric information is color-coded according to the type of the building. For example, color coding according to functions of buildings such as buildings, pedestrian bridges, traffic lights, as well as color classification according to facility types such as hotels, restaurants, and sports centers. Also, road edges, center lines, lanes, pedestrian crossings, and the like are color-coded and converted to CG.
[0054]
Further, the CG conversion block 55 can also generate a CG image by emphasizing the outline of the three-dimensional model. Whether or not to perform such contour enhancement is determined based on user settings.
The image processing block 56 is a configuration for performing image processing on the inputted real video. Image processing includes gradation processing, color reduction processing, and region division / integration processing. It is assumed that the user can select execution of these processes from a menu or the like. In particular, when the execution of image processing is not instructed, the image processing block 56 outputs the actual video as it is. Here, it is conceivable that the gradation processing is processing for reducing contrast, for example. Further, the color reduction processing is processing for, for example, converting a live-action image into 256 colors or 16 colors, thereby removing subtle color changes. The area dividing / integrating process may be a process of grouping small areas in a live-action video into a large area by a filter operation such as cutout. That is, it is possible to perform processing for making unnecessary information that does not contribute to guidance actively inconspicuous.
[0055]
The image composition block 57 synthesizes the CG image from the CG conversion block 55 and the real shot image from the image processing block 56 to generate a guide image. The image composition block 57 performs image composition by determining a composition ratio between the CG image and the live-action video based on the setting by the user.
[0056]
Here, image composition by the image composition block 57 will be described with reference to a screen display example.
FIG. 3A is an example of a CG image generated by the CG conversion block 55 based on the three-dimensional model read from the
[0057]
As described above, the image composition block 57 determines the composition ratio of the CG image and the live-action video based on the setting by the user. Specifically, the composition ratio is changed by changing the blending ratio of the pixel values. For example, when the composition ratio of the real image is relatively high, the result is as shown in FIG. On the other hand, when the composition ratio of the CG image is relatively high, the result is as shown in FIG.
[0058]
Furthermore, the CG conversion block 55 can generate a CG image by emphasizing the contour of the three-dimensional model. FIG. 6 shows a guide image synthesized with the CG image with the contour enhanced in this way.
By the way, in this embodiment, when the 3D model corresponding to the map data is not stored in the
[0059]
FIG. 7 shows a composite image of a CG image generated from such geometric information and a live-action video. In this case, if the image processing block 56 outputs a live-action image subjected to gradation processing and reduced contrast, the composite image becomes as shown in FIG.
Returning to the description of the functional block diagram shown in FIG.
[0060]
The superimpose block 58 superimposes the guide information on the guide image output from the image composition block 57. The guidance information includes information for signs and destination guidance based on map data, operation guidance for the user, and route guidance. The image output from the superimpose block 58 is output via the
[0061]
For example, FIG. 9 shows a state where the guidance information is superimposed on the guidance image shown in FIG.
In FIG. 9, destination guidance is displayed at the top of the screen. In this embodiment, when approaching an intersection corresponding to the destination guidance, such destination guidance is superimposed.
[0062]
In FIG. 9, an arrow for route guidance is displayed in the approximate center of the screen. Such an arrow is superimposed at the guidance timing by the route guidance function of the
[0063]
Further, in FIG. 9, an operation panel as an operation guide for the user is displayed at the lower end of the screen. On the operation panel, buttons indicated as “home”, “special memory”, “1”, “2” are displayed, which corresponds to the above-described operation switch group 26 as a touch panel. Specifically, when the user touches the screen with a finger, it is determined that the corresponding button has been pressed, and a predetermined function is realized. Such an operation panel display may be always superimposed below the guidance image, or may be superimposed only when a user operation is performed.
[0064]
The model information reading block 51 corresponds to “model information reading means”, the geometric
[0065]
Next, the effect which the
In the
[0066]
When a CG image as shown in FIG. 3A is used as a guide image as it is, a building or the like is shown in a simplified manner, so that an actually visible scene such as a live-action image shown in FIG. Is difficult to associate. On the other hand, when a live-action image as shown in FIG. 3B is directly used, on the contrary, information that is not necessary for guidance increases, and there is a high possibility that appropriate guidance is hindered. For example, planting of a median strip (center line) indicated by symbol A and street trees indicated by symbol B are necessary information in terms of association with actual scenery, but are not necessary in the sense of providing guidance. Information.
[0067]
Therefore, in this embodiment, the guide images as shown in FIG. 4 are generated by combining the images. Since this guide image is based on a live-action video, it can be easily associated with an actual scene. On the other hand, the composition of the CG image makes it easy to recognize the building and road that are the guidance contribution information, and can be distinguished from unnecessary information that does not contribute to the guidance. In particular, in the guidance image shown in FIG. 4, unnecessary information is not noticeable due to the synthesis of the CG image. For example, it can be seen that the planting indicated by the symbol C and the roadside tree indicated by the symbol D are not noticeable. Thereby, appropriate guidance can be realized.
[0068]
In the present embodiment, the composition ratio between the CG image and the live-action video can be changed by the image composition block 57. Thereby, a guide image close to a real image as shown in FIG. 5A is generated, or a guide image close to a CG image based on a three-dimensional model as shown in FIG. 5B is generated. You can also. In the former case, the effect of facilitating the association with the actual scenery becomes relatively large, and in the latter case, the effect that unnecessary information that impedes appropriate guidance becomes inconspicuous becomes relatively large.
[0069]
By the way, in this embodiment, when the three-dimensional model corresponding to the map data is not stored in the
[0070]
As described above, since the CG image can be created also by extracting the geometric information, appropriate guidance is provided even when traveling in an area where a three-dimensional model is not prepared. In other words, it is not necessary to store the three-dimensional models in various parts of the country in the
[0071]
In the present embodiment, the image processing block 56 performs image processing on the live-action video according to user settings. This image processing is processing for making unnecessary information that does not contribute to guidance inconspicuous, and it is possible to positively eliminate unnecessary information that appears in a live-action video. For example, FIG. 7 will be described as an example. By reducing the contrast of a live-action image to be synthesized, unnecessary information becomes inconspicuous and a CG image based on the extracted geometric information becomes clear as shown in FIG. Therefore, appropriate guidance is possible.
[0072]
Furthermore, in the present embodiment, the CG conversion block 55 performs CG by color-coding the guidance contribution information. As a result, the guidance contribution information in the live-action video can be easily recognized, and a plurality of guidance contribution information can be easily distinguished and recognized. Specifically, because the colors of the buildings, pedestrian bridges, traffic lights, etc., are classified, it is possible to clearly recognize the landmark building during traveling. In addition, since color classification is performed according to the type of facility such as a hotel, a restaurant, or a sports center, the user can search for the target facility on the guidance screen, and can instantly grasp which building is actually the target building. Furthermore, since the road edges, center lines, lanes, pedestrian crossings, and the like are also color-coded, the center lines, lanes, pedestrian crossings, etc. can be recognized instantaneously while driving, which can contribute to safe driving. Further, when performing CG based on the three-dimensional model, the CG conversion block 55 can also generate a CG image by emphasizing the outline of the three-dimensional model. In this case, for example, the outline of a building as a landmark is emphasized (see FIG. 6), and more appropriate guidance can be realized.
[0073]
Further, in this embodiment, the collation /
[0074]
Furthermore, in this embodiment, the viewpoint change block 54 can generate not only the guide image corresponding to the driver's view but also a guide image from another viewpoint. Therefore, for example, when a right or left turn road is grasped in an urban area with many intersections, a guide image corresponding to a bird's-eye view can be displayed, which is convenient for the user.
[0075]
In this embodiment, the superimpose block 58 superimposes guidance information on the guidance image. Specifically, as shown in FIG. 9, arrows for destination guidance and route guidance, and an operation panel are superimposed.
The sign and the destination guidance are superimposed when approaching the sign or approaching the intersection corresponding to the destination guidance, so that the correspondence with the actual road can be easily grasped.
[0076]
The arrow for route guidance is superimposed on the road of the guidance image at the guidance timing by the route guidance function. Therefore, the effectiveness of route guidance is ensured.
Furthermore, since the operation panel is superimposed on the lower end of the screen, guidance is not hindered. This is because there is no important information at the lower end of the guidance screen indicating the portion closest to the vehicle.
[0077]
As described above, the present invention is not limited to such embodiments, and can be implemented in various forms without departing from the spirit of the present invention.
(A) In the above embodiment, when there is no 3D model corresponding to the map data, the geometry
[0078]
Of course, as a configuration not including the geometric
[0079]
(B) In the above embodiment, an arrow for route guidance is displayed on the road of the guidance image. At this time, it is good to superimpose in association with the road so that the user can recognize straight turn, right turn, and left turn at the intersection. For example, as shown in FIG. 10A, in the case of indicating straight ahead, it is conceivable to display an arrow (indicated by symbol Y1) that crosses an intersection. For example, as shown in FIG. 10B, when a left turn is indicated, it is conceivable to display an arrow (indicated by symbol Y2) that bends at an intersection. In this way, more appropriate route guidance becomes possible.
[0080]
In the above embodiment, the destination guidance is superimposed (see FIG. 9). It is conceivable that such destination guidance display is also performed in correspondence with the intersection as in the above-described arrow display for route guidance. For example, as shown in FIG. In this way, reliable destination guidance is provided.
[0081]
(C) By the way, it has already been described that the map data of the map data input device 24 can be updated by data communication with the
However, if such updates are not performed and the map data becomes old, it is possible that buildings and roads that are not in the map data will be reflected in the live-action video, or that buildings and roads that are in the map data will not be reflected. It is done. At this time, a live-action image may be preferentially used to generate a CG image. This is because the guidance image corresponding to the scenery that can be actually seen becomes easy to associate with the scenery. Further, in such a case, the map data of the map data input device 24 may be automatically updated based on the photographed video. In this case, the
[0082]
(D) Further, there may be a case where the GPS receiver 44 of the
[0083]
(E) In the above embodiment, in addition to the general route guidance function, it is possible to display a guidance image using a live-action video. The guidance image display using the photographed video may be performed as necessary when route guidance is performed by the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating an overall configuration of a navigation device according to an embodiment.
FIG. 2 is a functional block diagram of an electronic control device.
3A is an explanatory diagram showing a CG image based on a three-dimensional model, and FIG. 3B is an explanatory diagram showing a live-action video.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a guide image generated using a CG image based on a three-dimensional model.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a guide image when the composition ratio is changed.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a guide image when an outline of a CG image based on a three-dimensional model is emphasized.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a guide image generated using a CG image based on geometric information.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a guide image generated by performing gradation processing on a live-action image.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a guide image obtained by superimposing guide information.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing guidance information display corresponding to an intersection.
[Explanation of symbols]
1 ... Navigation device
22 ... Position detector
24 ... Map data input device
26 ... Operation switch group
28 ... Display device
30 ... Speaker
32 ... Memory
34. Communication device
36 ... Video camera
38 ... Electronic control unit
40 ... Gyroscope
42 ... Vehicle speed sensor
44 ... GPS receiver
50 ... Center
51 ... Model information reading block
52 ... Geometric information extraction block
53. Verification / correction block
54 ... Viewpoint change block
55 ... CG block
56. Image processing block
57. Image composition block
58 ... Superimpose block
Claims (33)
実写映像中の情報の中の案内に寄与する案内寄与情報をCG画像として生成するCG画像生成手段と、
前記撮像手段にて撮像された実写映像と前記CG画像生成手段にて生成されたCG画像とを合成して案内画像を生成する画像合成手段とを備えており、
前記CG画像生成手段は、
前記撮像手段にて撮像された実写映像から、前記案内寄与情報に対応する領域の輪郭となる幾何学情報を抽出する幾何学情報抽出手段と、
前記案内寄与情報を3次元モデルとしてモデル化したモデル情報を格納するモデル格納手段と、
前記モデル格納手段から前記モデル情報を読み出すモデル情報読出手段と、
前記幾何学情報抽出手段により抽出された幾何学情報,および,前記モデル情報読出手段により読み出されたモデル情報をCG化して前記CG画像を生成するCG化手段とを備えていること
を特徴とする案内画像生成装置。An imaging means for capturing a live-action image;
CG image generation means for generating, as a CG image, guidance contribution information that contributes to guidance in information in a live-action video;
Image synthesizing means for synthesizing a live-action image captured by the imaging means and a CG image generated by the CG image generating means to generate a guide image;
The CG image generating means
From the captured photographed image by the imaging means, the geometrical information extraction means for extracting geometrical information as the contour of a region corresponding to the guidance contribution information,
Model storage means for storing model information obtained by modeling the guidance contribution information as a three-dimensional model;
Model information reading means for reading the model information from the model storage means;
Geometric information extracted by said geometrical information extraction unit, and a feature that turned into CG model information read by the model information reading means and a CG means for generating the CG image A guide image generating device.
前記幾何学情報抽出手段は、前記モデル格納手段に格納された前記モデル情報の格納状態に基づき、前記幾何学情報を抽出すること
を特徴とする案内画像生成装置。In the guidance image generation device according to claim 1 ,
The geometric information extraction unit extracts the geometric information based on a storage state of the model information stored in the model storage unit.
前記モデル情報読出手段は、地図情報及び位置関連情報に基づいて前記モデル情報を読み出すこと
を特徴とする案内画像生成装置。In the guidance image generation device according to claim 1 or 2 ,
The model information reading means reads the model information based on map information and position related information.
前記CG化手段は、地図情報及び位置関連情報に基づいて前記モデル情報を色分けしてCG化すること
を特徴とする案内画像生成装置。In the guidance image generation device according to any one of claims 1 to 3 ,
The guide image generating apparatus characterized in that the CG converting means color-codes the model information based on map information and position related information.
前記モデル情報は、建造物をモデル化した建物モデル情報であること
を特徴とする案内画像生成装置。In the guidance image generation device according to any one of claims 1 to 4 ,
The guide image generating apparatus, wherein the model information is building model information obtained by modeling a building.
前記建物モデル情報とは、前記建造物を直方体を用いて表現したものであること
を特徴とする案内画像生成装置。In the guidance image generation device according to claim 5 ,
The building model information is a representation of the building using a rectangular parallelepiped.
前記CG化手段は、前記建物モデル情報を建造物の種類に応じて色分けしてCG化すること
を特徴とする案内画像生成装置。In the guidance image generation device according to claim 5 or 6 ,
The guide image generating apparatus, wherein the CG conversion unit converts the building model information into a CG by color-coding according to the type of building.
前記CG化手段は、前記建物モデル情報に基づき、建造物の輪郭を強調してCG化すること
を特徴とする案内画像生成装置。In the guidance image generation device according to any one of claims 5 to 7 ,
The said CG conversion means emphasizes the outline of a building based on the said building model information, and converts it into CG. The guide image generation apparatus characterized by the above-mentioned.
前記CG画像生成手段は、
前記モデル情報をCG化するための視点の補正を行うモデル位置照合手段を備え、
前記CG化手段は、前記モデル位置照合手段にて補正された視点でモデル情報をCG化すること
を特徴とする案内画像生成装置。In the guidance image generation device according to any one of claims 1 to 8 ,
The CG image generating means
Model position matching means for correcting a viewpoint for converting the model information into CG,
The guide image generating apparatus characterized in that the CG converting means converts the model information to CG from the viewpoint corrected by the model position matching means.
前記モデル位置照合手段は、撮像条件に基づいて、前記CG化のための視点を補正すること
を特徴とする案内画像生成装置。In the guidance image generation device according to claim 9 ,
The model position collating unit corrects the viewpoint for the CG based on the imaging condition.
さらに、視点を変更して前記案内画像を生成するための視点変更手段を備えていること
を特徴とする案内画像生成装置。In the guidance image generation device according to any one of claims 1 to 10 ,
Further, a guide image generating apparatus comprising a viewpoint changing means for changing the viewpoint and generating the guide image.
前記画像合成手段は、前記実写映像と前記CG画像との合成割合を変更可能であること
を特徴とする案内画像生成装置。In the guidance image generation device according to any one of claims 1 to 11,
The guide image generating apparatus, wherein the image synthesizing unit is capable of changing a synthesis ratio of the photographed video and the CG image.
前記画像合成手段は、前記実写映像に対し画像処理を施した後、前記CG画像と合成すること
を特徴とする案内画像生成装置。In the guidance image generation device according to any one of claims 1 to 12 ,
The said image synthetic | combination means synthesize | combines with the said CG image, after performing an image process with respect to the said photographed image.
前記画像処理は、階調処理であること
を特徴とする案内画像生成装置。In the guide image generating apparatus according to claim 1 3,
The guide image generating apparatus, wherein the image processing is gradation processing.
前記画像処理は、減色処理であること
を特徴とする案内画像生成装置。In the guide image generating apparatus according to claim 1 3 or 1 4,
The guide image generating device, wherein the image processing is a color reduction processing.
前記画像処理は、実写映像における領域の統合・分割処理であること
を特徴とする案内画像生成装置。In the guide image generating apparatus according to any one of claims 1 3 to 1 5,
The guide image generating apparatus, wherein the image processing is region integration / division processing in a live-action video.
さらに、前記案内画像中に案内情報をスーパーインポーズするスーパーインポーズ手段を備えていること
を特徴とする案内画像生成装置。In the guidance image generation device according to any one of claims 1 to 16 ,
Furthermore, a guide image generating device characterized by comprising superimposing means for superimposing guide information in the guide image.
前記案内情報は、道路上に存在する標識や行き先案内の情報を含むこと
を特徴とする案内画像生成装置。In the guidance image generation device according to claim 17 ,
The guidance information generating apparatus characterized in that the guidance information includes information on signs and destination guidance on a road.
前記標識や行き先案内の情報を、地図情報及び位置関連情報に基づく適切なタイミングでスーパーインポーズすること
を特徴とする案内画像生成装置。The guide image generating device according to claim 18 ,
A guide image generating apparatus characterized by superimposing the sign and destination information at an appropriate timing based on map information and position related information.
前記標識や行き先案内の情報を、前記案内画像中の道路に対応付けてスーパーインポーズすること
を特徴とする案内画像生成装置。The guide image generation device according to claim 18 or 19 ,
The guide image generating apparatus characterized in that the information on the sign and the destination guidance is superimposed on the road in the guide image in association with the road.
前記案内情報は、ユーザに対する操作案内の情報を含むこと
を特徴とする案内画像生成装置。In the guide image generating apparatus according to claim 1 7-2 0,
The guidance information generating apparatus characterized in that the guidance information includes information on operation guidance for a user.
前記操作案内の情報を、画面下方にスーパーインポーズすること
を特徴とする案内画像生成装置。In the guide image generating apparatus according to claim 2 1,
A guide image generating apparatus characterized in that the operation guide information is superimposed on the lower part of the screen.
前記案内情報は、案内手段によるルート案内の情報を含むこと
を特徴とする案内画像生成装置。In the guide image generating apparatus according to claim 1 7-2 2,
The guidance information generating apparatus characterized in that the guidance information includes information on route guidance by guidance means.
前記ルート案内の情報を、案内手段による案内タイミングでスーパーインポーズすること
を特徴とする案内画像生成装置。In the guide image generating apparatus according to claim 2 3,
A guide image generating apparatus characterized in that the route guidance information is superimposed at a guide timing by a guide means.
前記ルート案内の情報には、案内経路の方向を示す矢印画像が含まれており、当該矢印画像を前記案内画像中の道路上にスーパーインポーズすること
を特徴とする案内画像生成装置。In the guide image generating apparatus according to claim 2 3 or 2 4,
The route guidance information includes an arrow image indicating the direction of the guidance route, and the arrow image is superimposed on the road in the guidance image.
前記矢印画像を、交差点における直進、右折、左折をユーザが認識できるよう道路に対応付けてスーパーインポーズすること
を特徴とする案内画像生成装置。The guide image generating device according to claim 25 ,
A guide image generating apparatus, wherein the arrow image is superimposed on a road so that the user can recognize straight, right and left turns at an intersection.
さらに、位置関連情報が入力されない場合、前記撮像手段にて撮像された実写映像に基づいて、位置関連情報を推定する推定手段を備えていること
を特徴とする案内画像生成装置。In the guidance image generation device according to any one of claims 1 to 26 ,
Furthermore, when position related information is not input, it is provided with the estimation means which estimates position related information based on the real image image imaged by the said imaging means. The guide image generation apparatus characterized by these.
本装置が車両に搭載されることを前提として、
前記推定手段は、車速又はステアリング角度を少なくとも含む走行関連情報に基づき、前記位置関連情報を推定すること
を特徴とする案内画像生成装置。In the guide image generating apparatus according to claim 2 7,
Assuming that this device is installed in a vehicle,
The estimation unit estimates the position related information based on travel related information including at least a vehicle speed or a steering angle.
前記画像合成手段は、案内手段によるルート案内が行われているときに、必要に応じて前記実写映像と前記CG画像とを合成して前記案内画像を生成すること
を特徴とする案内画像生成装置。In the guide image generating apparatus according to any one of claims 1-2 8,
The image synthesizing unit generates the guide image by synthesizing the live-action video and the CG image as necessary when route guidance is performed by the guidance unit. .
前記案内画像を表示する表示手段とを備えること
を特徴とする案内画像表示装置。A guide image generating device according to any one of claims 1 to 29 ;
A guide image display device comprising: display means for displaying the guide image.
地図情報を格納する地図格納手段と、
現在位置を特定するための情報を少なくとも含む位置関連情報を検出する検出手段と、
設定された目的地までの経路を生成してルート案内を行う案内手段とを備えていること
を特徴とするナビゲーション装置。A guidance image display apparatus according to claim 3 0,
Map storage means for storing map information;
Detection means for detecting position-related information including at least information for specifying the current position;
A navigation device comprising: guidance means for generating a route to a set destination and performing route guidance.
さらに、データ通信を行うための通信手段を備え、
前記通信手段を介したデータ通信によって、前記地図格納手段に格納される地図情報を更新可能であること
を特徴とするナビゲーション装置。The navigation apparatus according to claim 3 1,
Furthermore, a communication means for performing data communication is provided,
The navigation apparatus characterized in that the map information stored in the map storage means can be updated by data communication via the communication means.
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