(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両運転において出発地から目的地までの経路を初期経路として算出する初期経路手段であって、前記初期経路は、道路地図データベースにて格納される道路区画群から選択された、特定の順序をもって接続された複数の道路区画からなり、これら道路区画は、単一道路区画からこれに接続された他の単一道路区画に移動するための複数の車両操縦を定めるような順序になっている初期経路手段；
前記車両が初期経路を移動できるように、前記初期経路に基づいて順次初期経路ガイダンスを与える手段；
前記初期経路ガイダンス指示に従うことが不適切であると車両ユーザが判定したとき、ユーザにて起動されて実行不可／経路変更信号を出力する手段；
前記実行不可／経路変更信号に応答して、車両が初期経路上において、現在移動中であることを確認し、経路ガイダンス指示に基づく車両移動路を修正すべく、初期経路における道路区画間にて前記複数の車両操縦のうちの後続する車両操縦を除外すべき対象として識別し、次に少なくとも一つの識別された車両操縦を除外して、前記道路地図データベースにおける道路区画を介して、前記目的地までの新たな経路を算出する新経路手段；および
前記車両が前記目的地まで前記新たな経路を移動できるように、新たな経路ガイダンス指示を与える手段；
よりなることを特徴とする車両ナビゲーション装置。
【請求項２】
前記実行不可／経路変更信号は、複数状態の制御信号の一つの論理状態に相当することを特徴とする請求項１記載の車両ナビゲーションシステム。
【請求項３】
前記実行不可／経路変更信号を出力する手段はプッシュ・ボタンからなり、このボタンを押下することによって前記実行不可／経路変更信号が生成されることを特徴とする請求項１記載の車両ナビゲーション装置。
【請求項４】
前記プッシュ・ボタンを手動で一回押下することにより、前記実行不可／経路変更信号が生成されることを特徴とする請求項３記載の車両ナビゲーション装置。
【請求項５】
前記道路地図データベースの道路区画は、前記初期経路手段および新規経路手段によってアクセスされるメモリ装置内に格納されることを特徴とする請求項４記載の車両ナビゲーション装置。
【請求項６】
前記新規経路手段は、車両が位置している現在の単一道路区画に基づきＵターンが可能であるか否かを判定し、可能である場合には現在の単一道路区画に続く単一道路区画に対応する、後続する車両操縦を除外対象として特定し、最初の指示とは反対方向に進むように指示する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の車両ナビゲーション。
【請求項７】
新規経路手段は、前記車両が経路上において現在移動していなく、かつ車両が現在位置している道路区画の終端付近にいない場合に、前記車両が位置している現在の単一道路区画をおいて除外することが可能なすべての前進車両操縦を除外対象として選択的に識別し、前記新たな経路は前記車両が現在位置している道路区画において最初の指示とは反対方向に進むことによりＵターンから開始することを特徴とする請求項１記載の車両ナビゲーション装置。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は、所望の目的地までの経路を計算する車両ナビゲーション装置の分野に関する。さらに詳しくは、本発明は、このような車両ナビゲーション経路プラニング装置であって、計画された経路が道路地図データベースに格納された道路区画群から選択された、特定の順序をもって接続された複数の道路区画からなる車両ナビゲーション経路プラニング装置に関する。
発明の背景
地理的な区域における道路区画に関するデータが道路地図データベースとしてメモリ装置内に保存されている車両ナビゲーション・システムが存在する。ナビゲーション・コンピュータは車両の現在の指定位置と所望の目的地との間の所望の経路を計算する。この経路は、道路地図データベース内の道路区画から選択された整理された複数の接続された道路区画からなる。これらの車両ナビゲーション・システムは、車両運転者に対してガイダンス指示を与えて、各道路区画が接続されている合流点，ノードまたは交差点において操縦を行なうことによって、車両が所望の経路を移動することを可能にする。一般に、経路は車両の現在位置から計算される。
上記のようなナビゲーション・システムでは、所望の経路を移動するガイダンス指示に従うことができない場合や、そうすることが望ましくない場合がある。また、指定された道路区画を移動することを妨げる道路遮断がある場合もある。また、道路地図データベースに誤差があり、それによって存在しない道路で車両をターンさせたり、あるいは一方通行道路で誤ってターンさせるガイダンス指示が出されることがある。このような場合には、車両が経路を外れて、ある種の経路回復(route recovery)が行なわれるのが一般的である。
Philips社の「Carin」システムのような一つの従来システムでは、車両が経路を外れると、システムは所望の目的地までの新たな経路を自動的に計算する。車両運転者が所望の操縦を行なわなかったり、このような操縦を行なうことを妨げる永久的な制限がないために、車両が経路を外れた理由が単純な場合には、この種の回復は完全に十分なものである。しかし、ガイダンス指示が車両に指示して一方通行道路で誤ってターンさせたり、あるいは永久的にまたは半永久的に交通を遮断している道路区画にターンさせたことが理由で車両が経路から外れた場合には、このような従来のナビゲーション・システムは車両を単純に再誘導して、車両運転者に同じ望ましくない操縦を行なうように再び指示するであろう。つまり、所望の操縦が実行できなかった理由がこの操縦を行なうことが実際に不都合であったり、あるいは運転者の一時的な不注意や、運転者が所望のターン操縦を行なうには不適切な車線にいる場合など、一過的な状況のために操縦ができないかどうかを従来の自動経路変更(reroute)ナビゲーション・システムは判断する手段を有していない。その結果、従来の自動経路変更システムは車両を同じ操縦または障害物に絶えず誘導することがある。
ある従来のナビゲーション・システムでは、車両運転者が特定の道路区画の除外を指定して、同じ目的地までの新たな経路を実行できる。このことは、全く新しい経路を計算することに相当し、ここで車両運転者は避けるべき、かつ、新しい経路の一部にしてはならない道路または道路区画を名前または位置によって具体的に識別しなければならない。多くのこのような従来のナビゲーション・システムは存在するが、どの道路区画を除外するかを車両運転者が具体的に識別するという条件は、経路プラニング処理が実質的に長くなり、複雑になることを意味している。車両運転者が最初の経路上で所望の目的地に向かってすでに運転している場合には、新しい経路で除外すべき道路または道路区画に関する詳細をナビゲーション・コンピュータに入力することによって、車両運転者に全く新しい経路を計画させることは望ましくない。運転者が、計算すべき新しい経路からある道路区画または操縦を除外しない場合には、この新しい経路は元の経路で存在する同じ問題を含んでいる。
従来の車両ナビゲーション・システムでは、車両の現在位置および所望の目的地の位置とに基づいて経路は計算される。しかし、車両が移動している場合には、最適経路が選択されないことがある。なぜならば、その後の時間にナビゲーション・コンピュータによって経路が実際に与えられるときに、車両のその時の現在位置は、最適経路が算出された車両位置と一致しないことがあるためである。従って、例えば、車両が通過したばかりの道路区画でターンすることを必要とする経路が与えられることがある。なぜならば、新しい経路に対する命令が発生されたときにかなりの速度で車両が移動しており、また、新しい経路を算出するためにナビゲーション・コンピュータはかなりの時間を要するためである。従って、新たらしい経路が与えられるが、もし車両が移動しており、かつ、コンピュータがこの新しい経路を算出するのにかなりの時間を必要とする場合には、この新しい経路を実行することは困難なことがある。経路を計算する際に伴う非常に多くの道路区画があるために、従来のナビゲーション・コンピュータはかなりの計算時間を必要とする。この種の欠点は、従来のナビゲーション・システムでは明らかに考慮されていない。
発明の概要
本発明の一つの実施例において、車両ナビゲーション装置が提供される。本装置は、車両運転において出発地から目的地までの経路を初期経路として算出する初期経路手段を有する。この初期経路は、道路地図データベースに格納される道路区画群から選択された、特定の順序をもって接続された複数の道路区画からなる。これら道路区画は、単一道路区画からこれに接続された他の単一道路区画に移動するための複数の車両操縦を定めるような順序になっている。装置は更に車両が初期経路を移動できるように、前記初期経路に基づいて順次初期経路ガイダンス指示を与える手段と、初期経路ガイダンス指示に従うことが不適切であると車両ユーザが判定したとき、ユーザにて起動されて実行不可／経路変更信号を出力する手段とを備える。さらに、新規経路手段は実行不可／経路変更信号に応答して、初期経路における道路区画間にて複数の車両操縦のうちの少なくとも一つを除外すべき対象として自動的に識別して除外し、道路地図データベースにおける道路区画を介して、目的地までの新たな経路を算出し、更なる新たな経路を算出する際にも、前記除外された車両操縦を除外対象として識別する。次に、ガイダンス手段は新たな経路ガイダンス指示を与えて、車両が新たな経路を通過して目的地まで移動することを可能にする。
上記のように、新規経路手段は、ユーザが決定した実行不可／経路変更信号を生成することに応答して、道路区画間の操縦を除外する。操縦（maneuvers)として定義されているが、同じ原理は「整理された道路区画対(ordered road segment pair)」（ＯＳＰ）としても定義することができ、ここで「ＯＳＰ」とは特定の順序で用いられる２つの接続され、隣接した道路区画の特定の組み合わせとして定義される。従って、整理された道路区画対は、一つの道路区画から別の道路区画に移動する操縦を定める。同様に、同じ原理は、操縦または整理道路区画対ではなく、初期経路の次の特定の道路区画を除外することにも適用できる。各場合において、新規経路手段は、初期経路のどの部分を除外すべきかを識別し、次に同じ目的地までの計算されたる新規経路からこの部分を除外することによって、実行不可／経路変更信号に自動的に応答する。
本実施例の別の特徴は、算出された経路をその後の時間において与え、車両の現在位置，方向および移動速度に基づいてその後の時間における予測車両位置から開始して経路を算出することにより、目的地までの経路を算出することである。本実施例のこの特徴により、算出経路を実現する可能性が高くなる。なぜならば、経路算出が開始された時間における車両の位置ではなく、車両の予測位置において経路が開始するためである。
前述の本実施例の一つの利点は、新規経路手段が計画される新経路から初期経路のどの部分を除外するかを自動的に識別することである。これにより、車両運転者が実行不可／経路変更信号を発生することによって不適切であると判断した同じ操縦または道路区画で新たな経路が車両を誘導する試みを防ぐことができる。別の利点は、経路は経路計算が完了したときの車両の予測位置に基づいているので、最適な経路がより簡単に得られることである。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明に基づいて構成される車両ナビゲーション装置の概略図である。
第２図は、第１図に示す装置の一般的な動作を示すフローチャートである。
第３図は、本発明による算出された経路をなす道路区画を表す図である。
第４図は、道路区画パターンの図であり、従来のナビゲーション装置と比較して第１図に示す装置の動作を示す。
第５図は、第２図のブロック図に示す経路変更計算(reroute calculation)手順に対応するフローチャートである。
第６図は、第２図に示す経路変更計算手順の別の構成を示す別のフローチャートである。
好適な実施例の説明
第１図において、車両ナビゲーション装置１０を示す。この装置は、トリップ・メモリ部１２を含むナビゲーション／トリップ・コンピュータ１１からなる。コンピュータ１１は、道路地図データ・メモリ装置１３に保存された道路地図データベースから道路区画データを受け取り、道路地図データ・メモリ装置１３はコンパクト・ディスク（ＣＤ）装置のメモリ部でもよい。さらに、コンピュータ１１は、第１図のブロック図において示される方向／距離／位置／速度センサ１４から車両方向，距離，位置および速度情報を受け取る。ナビゲーション・コンピュータへの入力コマンドは、入力制御装置１５およびマイクロフォン・トランスデューサ１６によって与えられる。ナビゲーション・コンピュータから得られる可聴出力は音声出力装置スピーカ１７によって与えられ、コンピュータ１１から得られる視覚出力はカラーＣＲＴディスプレイ１８によって与えられる。
実質的に、ナビゲーション・コンピュータ１１は車両に搭載される。コンピュータは、車両の方向，速度および現在位置に関する情報をセンサ１４から受け取る。また、コンピュータは道路地図メモリ装置１３から道路区画データを受け取る。入力制御装置１５および／またはマイクロフォン・トランスデューサ１６によって与えられるコマンドに応答して、ナビゲーション・コンピュータ１１は車両運転者によって指定される所望の目的地までの所望のナビゲーション経路を算出する。次に、ナビゲーション・コンピュータは順次経路ガイダンス指示を車両運転者に与えて、車両が算出された経路を通って目的地まで移動することを可能にする。
入力制御装置１５およびマイクロフォン１６は車両運転者によって利用され、さまざまなコマンド情報をナビゲーション・コンピュータに与え、これには所望の目的地の位置を指定することや、経路希望条件(route preference)またはトリップ迂回(trip detour)データを指定することが含まれる。経路希望条件データは、他の種類の道路と対照的に特定の種類の道路に対する車両運転者の希望条件からなる。例えば、運転者は高速道路を避けたい場合や、できるだけ高速道路を利用したい場合がある。さらに、運転者は、特定の道路では渋滞することを知っているので、どの道路を完全に除外するかをあらかじめ指定することを希望する場合がある。この情報をコンピュータに入力するため、制御装置１５は第１図に示すようなキーボードによって実質的に構成される。あるいは、マイクロフォン１６はコンピュータに内蔵される音声認識回路によってこの情報をコンピュータに伝送してもよい。手動の実行不可／経路変更プッシュ・ボタン１９は、入力制御装置１５の一部として設けられている。このプッシュ・ボタンの意味については以下で説明する。
ナビゲーション装置１０の基本動作は、第２図に示すフローチャート２０に対応する。フローチャート２０は、コンピュータ１１のプログラミングが特定の入力に応答し、所望の結果を与えることを表している。
第２図において、フローチャート２０は初期処理ブロック２１に入り、ここでコンピュータ１１は車両の起点，所望の目的地，車両方向および現在速度データ、ならびに運転者によって指定された任意の経路希望条件および迂回経路データを受け取る。車両の起点は、第１図のブロック１４において方向／距離／位置／速度センサ１４によって判定され、このブロック１４はＧＰＳ受信機を含んでもよい。あるいは、車両運転者が車両の現在位置を把握していることを条件として、車両の起点は車両運転者が入力制御装置１５およびキーボードを用いて運転者によって指定することができる。
処理ブロック２１を介して受信されたデータは、処理ブロック２２によってナビゲーション・コンピュータ１１のトリップ・メモリ部１２に保存される。次に、処理ブロック２３を介して、ナビゲーション・コンピュータ１１は、メモリ装置１３に設けられた道路地図データベースに定められる道路区画を構成する保存された道路地図データを介して、指定された目的地までの所望の経路を算出する。メモリ装置１３はコンパクト・ディスク（ＣＤ）読み取り装置からなることが好ましく、道路区画データはコンパクト・ディスク上に保存され、読み取り装置内のメモリ保存装置に読み込まれ、ナビゲーション・コンピュータ１１に対する入力として与えられる。多くの従来のシステムでは、このような保存された道路地図データをナビゲーション・コンピュータに与えることを想定している。
ナビゲーション・コンピュータ１１が処理ブロック２３に基づいて、保存された道路地図データを介してあるスタート位置から所望の目的地までの経路を算出する方法は重要ではなく、多くのそのような経路計算装置が存在する。コンピュータは、最小時間または最短距離の最適経路が得られるように所望の経路を選択できる。その結果、コンピュータ１１はメモリ装置１３に保存された道路区画の一部を選択して、現在車両位置と所望目的地との間にある順次整理された複数の接続された道路区画からなる所望の経路を与える。同時係属出願である米国モトローラ社の特許出願第０７／６１０，６３６号，Allan Kirson，１９９０年１１月８日出願は、特定の目的地までのいくつかの所望の経路がナビゲーション・コンピュータによって実行できるナビゲーション・コンピュータの構成について説明している。
処理ブロック２３から、制御は端末２４に進み、次に処理ブロック２５に進んで、ここでコンピュータ１１は車両の現在位置を判定し、次にコンピュータ１１は算出された経路を移動するために車両運転者に順次経路ガイダンス操縦指示を与える。多くのこのような従来のシステムが存在し、このような操縦ガイダンス指示は可聴的におよび／または視覚的に与えられる。第１図のナビゲーション装置１０は、両方のタイプのガイダンス指示を車両運転者に与えるためスピーカ１７および視覚ディスプレイ１８を示している。ＣＲＴディスプレイ１８がターン操縦が必要な場合に視覚的なターン指示を与え、同時にスピーカ１７が実行すべきターン毎に可聴ターン指示を与えることが好ましい。
処理ブロック２５の次に、制御は判定ブロック２６に進み、「実行不可／経路変更(can't do/reroute)」コマンドがコンピュータ１１によって受信されたかどうか判定する。この「実行不可／経路変更」コマンドは、実行不可／経路変更プッシュ・ボタン１９を手動で押下することによって車両運転者によって起動することができる。このように手動で起動することは、手動で一回押すだけでよい。プッシュ・ボタン１９を何度も手動で押下することによって、必要により、一連の異なる種類の実行不可／経路変更コマンドを生成して、ナビゲーション・コンピュータに与えて認識させることができる。「実行不可／経路変更」コマンドが受信されると、処理フローは判定ブロック２６から処理ブロック２７に進み、このブロック２７は経路変更計算サブルーチンからなり、所望の目的地までの新たな経路を自動的に算出する。このような実行不可／経路変更コマンドが受信されない場合、制御は判定ブロック２８に進み、目的地に到着したかどうか問い合わせる。到着している場合、フローチャート２０は停止する。しかし、目的地にまだ到着していない場合、制御は端末２４に戻り、次に処理ブロック２５に進んで、ここでコンピュータ１１は次の順次経路ガイダンス操縦指示を運転者に与える。
基本的に、フローチャート２０は、コンピュータ１１が車両運転者によって命令されると、経路を算出し、順次ガイダンス指示を運転者に与えることを表している。これらのガイダンス指示は、所望の目的地に到着するまで継続する。前の２つの文節で概説したようなシステムは車両ナビゲーション分野では一般的である。しかし、車両が所望の経路から外れたり、あるいは所望の経路に従うことが車両運転者の判断によって不可能な場合や、不適切な場合、このようなシステムには問題がある。例えば、順次ガイダンス指示が右折を要求し、指示されている道路区画が工事中であったり通行不可能であると運転者が判断できる場合には、運転者は右折しないことは明らかであり、目的地までの別の経路を選ぶであろう。同様に、ガイダンス指示が運転者にターンすることを要求し、そのために車両が一方通行の道路で誤った方向に進む場合、運転者はこのようなターンを行なわず、目的地までの新たな経路を素早く決定することを希望するであろう。従来のシステムでは、車両運転者がこのような状況で経路から外れて運転することが期待されていた。従来のシステムのなかには、車両が経路から外れると、新たな経路が自動的に算出されて、車両を所望の目的地まで誘導するシステムもある。しかし、このような従来のシステムでは、車両が経路から外れる原因となった同じ不可能なまたは望ましくない操縦や道路区画を新たな経路が含む場合がある。このような場合には、これらの従来のナビゲーション・システムでは、望ましくない操縦または道路区画をそれぞれの新たな経路に絶えず含めることによって、車両を連続的な概して循環的な経路で誘導することがある。
一部のナビゲーション・システムは、経路逸脱について別の可能な車両ナビゲーション回復方式について説明している。これらのシステムでは、車両が経路から外れると、地図網の視覚表示が所望の経路および車両の現在の移動経路の表示と共に与えられることが好ましい。このとき、車両運転者はこの経路逸脱の視覚的表示に基づいて、このように初期経路を再入力し、所望の目的地までの移動をどのように継続するかを判断することができる。しかし、このような視覚的な道路地図の経路逸脱からの回復表示を与えるのではなく、新たな経路を算出するが、前述の従来の欠点を避ける異なる経路逸脱回復機構を提供することが好ましい場合もある。
ほとんどの従来のナビゲーション・システムでは、車両運転者が目的地までの新たな経路を算出するようにナビゲーション・コンピュータに命令することができる。実際に、前に述べた従来のPhilips社製の「Carin」システムは、車両が現在の計算された経路に対して逸脱すると、このような新たな経路を自動的に算出する。また、車両運転手が新たな経路において特定の道路区画を迂回することを指定できる従来のナビゲーション・システムもある。これは、計算すべき新たな経路から除外する道路区画として道路区画を車両運転者が具体的に指定することによって行なわれる。一般に、この道路区画は「迂回(detour)」として識別され、次にコンピュータは迂回を除外した新たな経路を与えるように命令される。しかし、車両運転者がすでに移動を開始している場合、新たな経路からどの道路区画を除外すべきかを識別し、この情報をナビゲーション・コンピュータに与えることは車両運転者にとって極めて時間がかかり、困難で、厄介で面倒である。車両運転者は、除外すべき道路区画について意識していないことがある。また、車両を運転中に、このような除外データをコンピュータに指定することを車両運転者に行なわせることは、運転という重大責任から運転者が注意を逸らすことになるので、危険な可能性が高い。
従って、車両運転者の行動が最小限で済み、しかもPhilips社製「Carin]システムのような従来の自動車両経路変更システムで発生する循環経路問題を避ける経路変更システムが必要になる。これは、実行不可／経路変更ボタンを設け、かつ、フローチャート２０においてブロック２６，２７を設けることによって、第１図に示すナビゲーション装置１０において実現される。
さらに、従来の車両ナビゲーション・システムは、経路計算が開始したときの車両の現在位置に基づいて経路を算出していた。一般に、これらの従来システムは、車両が移動していることを考慮しておらず、新たな経路が算出された後に、車両は新たな経路が基づいている位置にもはやいないことを考慮していない。その結果、新たな経路はすぐにターン操縦することを要求しているが、車両はすでにターンを行なうべき道路区画をすでに通過している可能性がある。第１図に示すナビゲーション装置は、車両の現在速度と移動方向とに基づいて車両の予測位置を利用することによってこの問題を回避している。これを実現する方法については、処理ブロック２７によって実行される経路変更計算手順の説明でさらに詳しく説明する。しかし、この特徴はブロック２３によって計算される初期経路にも起用できる。第５図および第６図は、経路変更計算手順２７を実行する２つの異なるフローチャートを示す。
第５図および第６図に示す経路変更計算手順について詳しく説明する前に、第３図および第４図について計画経路についてさらに説明する。ナビゲーション・コンピュータ１１によって計画される任意の経路は、メモリ装置１３に保存される道路地図データベースで定義される道路区画から選択された整理された複数の接続された道路区画からなることに留意されたい。コンピュータ１１はメモリ装置１３内の道路区画にアクセスし、経路を定める一連の「整理された道路区画対(ordered road segment pair)（ＯＳＰ）」として選択された道路区画を実質的に整理あるいは順次配列する。本明細書でいう「整理された道路区画対」とは、所定の経路において道路区画を移動する一部として一つの指定された道路区画から別の道路区画に移動するために操縦を定める特定の順序で用いられる２つの接続した隣接する道路区画の特定の組み合わせである。
第３図を参照して、所望の経路の一部ではない他の道路区画と共に、所望の経路の一部が示されている。第３図において、車両が交差点または道路区画ノード３１に近づく場合、車両移動の方向は矢印３０によって示されている。道路区画ノード３１とノード３２との間には、所望経路の一部である道路区画Ａが存在する。道路区画Ａの次に、所望の経路はノード３２とノード３３との間に存在する道路区画Ｂからなる。所望の経路の一部ではない他の道路区画は第３図において道路区画３４〜４０として示されており、他の道路区画ノード４１〜４４も示されている。
第３図において、所望の経路は整理道路区画対（ＯＳＰ）ＡＢからなり、これは所望の経路はまず道路区画Ａを移動して、次に道路区画Ｂを移動することを示す。整理道路区画対の概念は、所望の経路において実行される操縦を実際に定め、ノード３２において左折を指示する車両ガイダンス指示が生成されることが明らかである。「整理道路区画対」という用語は、ノード３１，３２またはノード３２，３３のような２つのノードまたは道路交差点の間に存在する特定の道路を指す「道路区画(road segment)」とは区別される。
第１図に示す装置１０の好適な動作に従って、実行不可／経路変更コマンドの生成に応答して、ナビゲーション・コンピュータは、車両運転者からの識別指示なしに、整理道路区画対、または車両操縦、または所望の目的地まで計画される新たな経路から除外すべき経路における次の道路区画のいずれかを自動的に識別する。この機能は、いかなる従来のナビゲーション・システムによって実行されていないことは明らかであり、車両を望ましくないまたは通行不可能な道路区画または操縦に絶えず戻すことになる循環的な経路を新たに計算された経路が実行することを防ぐ。これについては、第４図を参照することによって最もよく理解される。
第４図は、初期車両移動が矢印５１によって示されている道路網５０を示す。車両の最終目的地は位置５２によって示され、道路区画の遮断は棒５３によって示されている。車両が目的地５２に到達するための初期経路（第４図において実線で図示）は、道路区画５５と、その次の道路区画５９とからなる整理道路区画対を含む。車両は矢印５１の方向にノード５４から道路区画５５に進み、ノード５６に至る。このとき、計画された初期経路では、区画５９の右側にある目的地５２までまっすぐに進むように指示しているが、車両運転者は遮断５３のため直進できないことがわかる。そこで、車両運転者は唯一残された選択をとって、右折し、ノード５７に進む。Philips社製の「Carin」システムなどの従来の車両ナビゲーション・システムでは、車両が経路から外れると、ナビゲーション・コンピュータは同一目的地までの新たな最も早いまたは最も短い距離の経路を自動的に計算していた。第４図に示すように、この従来の新たな経路（破線で図示）では、車両をノード５７からノード５８に誘導し、次にノード５４そして再びノード５６にに誘導する。この経路は、新たな経路について移動時間および／または移動距離を最小限に抑さえることに基づく従来システムの最適な方法を表している。しかし、第４図からわかるように、これは車両を循環させており、車両がその最終目的地５２に到着することは決してない。同じ道路状況に直面した場合、他の従来のナビゲーション・システムは単に車両運転者にその区域の地図を提示したり、あるいは車両運転者が移動したくない道路区画を迂回として具体的に識別することを必要とする。これら２つの従来例は共に、車両運転者の多大な注意を必要とし、その進行を中断する。
ナビゲーション装置１０は、ノード５６において右折を行なう前または後に、実行不可／経路変更プッシュ・ボタンを手動で押下させることによって、そのような状況を避けることができる。このプッシュ・ボタンは経路変更または実行不可コマンドを生成し、これはナビゲーション・コンピュータに目的地までの新経路を自動的に算出させるだけでなく、道路区画または操縦をこの新たな経路から除外して、この新たな経路には最初の経路または初期経路に含まれていた同じ望ましくないまたは不適切な道路区画を含まないことを運転者は確信できる。従って、第１図のナビゲーション装置１０は、実行不可／経路変更コマンドの生成に応答して、目的地５２までの新たな経路を計画し、この新たな経路はノード５６で要求される前回の経路の「直進」操縦を避けることが好ましい。この「直進」操縦は、区画５５とその後の区画５９とからなる第４図の整理道路区画対によって定められる。そのかわりに、ナビゲーション装置１０によって算出される新たな経路（点線で図示）は、道路区画６０，６１，６２，５９をその順番通りに含む。
車両が道路区画５５上にある間にコンピュータ１１によって与えられる新たな区画が計画される場合、この新たな経路は整理道路区画対５５〜６０を含む。車両が道路区画６０のある間に新たな経路が計画される場合、この経路は整理道路区画対６０〜６１，６１〜６２，６２〜５９からなる。いずれにせよ、道路区画対５５〜５９によって表される望ましくない、不可能で、不適切な操縦は、本ナビゲーション装置１０によって新たな経路において回避される。これが実施される方法について、第５図および第６図に示す詳細なフローチャートと共に説明する。
本装置１０は実行不可／経路変更コマンドを生成するためにプッシュ・ボタン１９を手動で押下することを想定しているが、このコマンドはマイクロフォン１６とコンピュータ１１内の音声認識回路とによって実行して、運転者が実行不可または経路変更コマンドを発行したことを識別することができる。また、本明細書で用いられる整理道路区画対は、道路の交差点に相当するノードを介して少なくとも２つの独自の経路の一つを定めることに留意されたい。従って、整理道路区画対が除外として指定される場合、その意図することは交差点を介する少なくとも２つの独自の経路の一つが除外され、そのノードにおいて別の経路が残っていることである。
操縦に相当する整理道路区画対を除外するのではなく、道路区画全体を除外することが望ましい場合がある。このことを道路区画対を除外することと区別するため、車両運転者は短期間内で実行不可ボタンを２度押して、別の除外モードを希望することができる。実行不可ボタンを一回押すことは、整理道路区画または操縦を除外することを示す。第１図に示す装置に対してこのように機能を追加することは容易に実現でき、どの種類の実行不可／経路変更コマンドが生成されるかに応じて、第５図および第６図に示すフローチャートを実行することができる。実行不可／経路変更コマンドは、プッシュ・ボタン１９の押下に応答して生成される複数の状態制御信号の一つの論理状態に相当する。
第５図において、ナビゲーション・コンピュータ１１の好適な動作モードを示す経路変更フローチャート７０を示す。フローチャート７０は、第２図におけるブロック２７によって実行される処理に相当する経路変更計算手順を実行する。初期入力段階７１の次に、判定ブロック７２は、ナビゲーション・コンピュータ１１があらかじめ計画された経路を実行するためにガイダンス指示を車両運転者に与えるガイダンス・モードであるかどうか問い合わせる。ガイダンス・モードでない場合、処理ブロック７３は車両運転者に経路変更ボタンの適切な使用を説明し、次に、ステップ７４は処理フローをキャンセルする。つまり、実行不可／経路変更ボタンが押下されたが、ナビゲーション・コンピュータ１１がガイダンス指示を運転者に与えることのできるモードにない場合、再計算すべき前回の経路はなく、実行不可／経路変更ボタンは誤って押下されたと推定される。
判定ブロック７２は、ナビゲーション・コンピュータ１１がガイダンス指示を運転者に与えるガイダンス・モードにあると判断すると、判定ブロック７５は、車両があらかじめ計画された経路上にまだいるどうかを問い合わせる。経路上にない場合、処理ブロック７６は実質的に識別して、経路上に含まれる「前回の」整理道路区画対（ＯＳＰ）に対する障害を解除する。「前回の」整理道路区画対とは、車両の移動によってまだ完全に実行されていない前回の経路の最後（または次の）整理道路区画対を意味する。次に、処理ブロック７７は、車両の現在速度および方向ならびにその現在位置に基づいて、その後の時間における車両の将来の位置を予測する。次に、処理ブロック７８は、前回の経路と同じ所望の目的地までの新たな経路を、予測された車両位置から算出する。
処理ブロック７８は、前回の経路の識別された前回の整理道路区画対に対する障害が解除された後に、新たな経路を算出することに留意されたい。前回の整理道路区画対に対する障害を解除することは、この整理道路区画対が処理ブロック７８によって計画される新たな経路として選択されることを効果的に防ぐ。従って、処理ブロック７８によって出力として与えられる新たな経路は、識別された前回の整理道路区画対を除外し、所望の目的地に対する新たな経路を与える。
処理ブロック７８の次に、処理ブロック７９は、ナビゲーション・コンピュータ１１が第１の新経路ガイダンス指示を与えて、車両運転者が所望の目的地までの新たな経路を実行することに相当する。次に、手順７０は段階８０において終了し、その結果、制御のフローは第２図の端末に戻って、目的地に到着するまで、新たな経路について別の経路ガイダンス指示が与えられる。
前述のように、車両ナビゲーション装置１０は、運転者によって生成される実行不可／経路変更信号に応答して、前回の経路または初期経路の少なくとも一つの操縦を除外として自動的に識別する経路変更（または次経路）手段を提供している。この一つの操縦は、前回の経路の一部として車両がまだ通過していない前回の（次の）整理道路区画に相当する。整理対に相当するこの操縦を識別した後に、この操縦または整理道路区画対の障害が解除され、コンピュータによって実行されるその後の経路計算の対象から除外する。従って、処理ブロック７８が初期経路として同一目的地までの新たな経路を算出する場合、この新たな経路は識別された操縦または整理道路区画対を除外する。次に処理ブロック７９および２５は、目的地に到着するまで、あるいは第２の実行不可／経路変更信号が発生されるまで、ユーザ・ガイダンス指示を与えて、車両が新たな経路で目的地まで移動することを可能にする。
装置１０の重要な特徴は、車両の現在位置と車両の現在速度および方向に基づいて算出された車両の予測位置に基づいてその後の時間において新たな経路を与えることである。これは処理ブロック７７，７８によって実行され、処理ブロック７７は車両の将来の位置を予測し、処理ブロック７８はこの予測位置に基づいて新たな経路を算出する。従来のシステムでは、経路算出は車両が移動しているかどうかについて考慮せずに、車両の現在位置に基づいて行なわれていた。このような従来システムの問題点は、経路計算が終了するころには、新たに計算された経路において実行すべき所望の操縦の位置を車両がすでに通過していることがあることである。ナビゲーション装置１０は、処理ブロック７７，７８および他の同様な処理ブロックを提供することによってこのような問題を回避することができる。
フローチャート７０の上記の説明では、車両がすでに初期経路上になく、経路変更コマンドまたは信号が車両運転者によって生成され、コンピュータ１１によって与えられた当初の経路ガイダンス指示に従うことが望ましくないまたは不適切であることを示している場合について説明した。経路変更コマンドが生成されたときに車両がまだ経路上にあると処理ブロック７５が判断した場合、制御は判定ブロック７５から判定ブロック８１に進み、車両が移動中であるかどうか問い合わせる。移動している場合、制御は処理ブロック８２に進み、前回の経路の一部である現在の整理道路区画対の障害を解除する。「現在の整理道路区画対」とは、当初計画された経路に基づいて車両によって実行される次の整理道路区画対のことである。これは、車両が現在位置している道路区画と、移動すべき当初の経路の次の道路区画との間の操縦を意味する。処理ブロック７６と処理ブロック８２との間の差は、いずれも整理道路区画対によって定められる未完または次の操縦を示すという点でその差はわずかである。しかし、ブロック７６の表現は、車両は経路から外れており、従って、前回の整理道路区画対をすぐに完了することができないことを表しており、一方、ブロック８２の表現は、車両はまだ経路上にあり、従って、次のあるいは現在の整理道路区画対を完了できることを表している。
整理道路区画対の「障害(impedance)」を解除するということは、最適時間または最短距離の条件など、経路を選択するためにコンピュータによって用いられる経路条件がこの整理道路区画対について変更され、障害が解除された整理道路区画対を除外することを意味している。また、整理道路区画対を除外することにより、これは個別の道路区画を除外するのではなく、整理道路区画対を定める一連の特定の指定された道路区画のみを除外することに留意されたい。例えば、第４図における整理道路区画対５５，５９を除外することによって、その後の経路について区画５５または区画５９におけるその後のすべての移動を除外することにはならない。除外されるのは、道路区画５５とその直後の道路区画５９の特定の組み合わせである。
第５図に戻って、ブロック８１は車両が移動していると判断しているので、ブロック８２の次に、処理ブロック８３に入って、車両の現在位置，速度および方向に基づいて車両の将来の位置を予測する。次に、ブロック７８はこの予測された車両位置から、所望の目的地までの新たな経路を算出する。
ブロック８１に基づいて車両が移動していない場合、現在停止している車両の現在位置が、車両が位置している特定の道路区画の終端付近であるかどうか判定ブロック８４は問い合わせる。ブロック７５は、この道路区画が目的地まで当初計画された経路のまだ一部であることを保証していることに留意されたい。車両がこの区画の終端付近の場合、新規経路から除外されるのは前回の経路の一部である特定操縦であると想定される。従って、ブロック８４から制御は処理ブロック８５に進み、これはブロック８２と同じであり、このブロックは初期経路の一部である現在の整理道路区画対の障害を解除する。ブロック８５から、制御は処理ブロック８６に進み、このブロックは現在の車両位置に基づいて新たな経路を算出する。このブロックの表現はブロック７８と若干異なるが、これはブロック８１により車両はこの時点で停止しており、そのため、ブロック８６で車両の将来の位置を予測する必要がないためである。ブロック８６に次に、制御は再び処理ブロック７９に進み、新たな経路の第１指示を生成する。
車両が位置している現在の道路区画の終端付近にないと処理ブロック８４が判断すると、制御は判定ブロック８７に進み、車両が位置している道路区画においてＵターンが可能かどうか問い合わせる。Ｕターンが可能でない場合、処理ブロック８８は別経路がないことを運転者に通知する。この場合、基本的に、運転者が移動中の道路区画の終端付近にないことを運転者に知らせ、この道路区画についてターン可能な場所の付近いないことをシステムは知らせる。またシステムは、この道路区画でＵターンできないことを判断している。従って、運転者はどこにもいくことができず、現在位置から新たな別の経路を計算する方法がない。これは、ブロック８７，８８を一緒にした場合の影響である。
Ｕターンが可能であると判定ブロック８７が判断すると、制御は処理ブロック８９に進み、車両が位置している現在の道路区画を含む「すべての前進(forward)整理道路区画対」に対する障害を解除する。「すべての前進整理道路対」とは、車両が現在の道路区画で現在進んでいる方向の次の道路交差点またはノードに伴うあらゆる可能なターンに対する障害を解除することを意味する。これらすべての前進整理道路区画対に対する障害を解除し、かつ、Ｕターンが可能なことを認識することにより、次の処理ブロック８６は車両運転者にＵターンを行なうように指示し、新たな経路について最初の指示とは反対の方向に進むように指示する。
所望の目的地までの最初に計画された経路の一部であった車両の整理道路区画対または操縦を除外として識別するという点で第５図について説明してきた。これは、第１図に示す装置１０による経路変更を実施する最も有利な方法と考えられる。しかし、従来のシステムには、整理道路区画対または操縦だけではなく、道路区画全体を除外することによって同様な経路変更を行なうシステムがある。第６図は、このように動作するフローチャート９０を示し、これについてこれから詳細に説明する。
第６図のフローチャートにおける多くの処理および判定ブロックはフローチャート７０のそれと同じであるため、第５図で用いる同じ参照番号は対応する同じブロックを識別するために用いられる。実質的に、フローチャート９０と７０の間の唯一の相違点は、フローチャート７０における処理ブロック７６，８２，８５，８９が第６図において対応する処理ブロック７６’，８２’，８５’，８９’にそれぞれ置き換えられていることである。処理ブロック７６’は、ブロック７５の判定によって車両が経路から外れている場合には、初期経路の一部である後続の（次の）道路区画の障害を解除すると述べている。その結果、ブロック７８によって算出される新たな経路において特定の道路区画が除外される。同様に、処理ブロック８２’，８５’はブロック７６’と同様な表現であり、この場合、前回の経路の後続道路区画が除外される。処理ブロック８９’の表現では、車両が位置している現在の道路区画に対するすべての前進後続道路区画に対する障害を解除すると述べている。これは、新たな経路は、車両が位置している特定の道路区画上で車両が進んでいる方向のノードと交差するすべての道路区画を除外することを意味する。ここでも、この影響は、新たに計算された経路でＵターン指示を与える必要があることである。なぜならば、所望の目的地に到着するためには、現在の道路区画をさらに進むことは利用できないためである。
以上、本発明の具体的な実施例を示し、説明してきたが、さらなる修正や改善が当業者に想起される。本明細書で開示し、請求する基本的な原理を保持するこのような一切の修正は、本発明の範囲内である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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