(57)【要約】【課題】データ伝送の遅延に起因する誤差を解消し、通信型ナビゲーションシステムの位置精度の向上を図る技術を提供する。【解決手段】センターが、移動端末から、地図要求とともに移動端末の運動情報を受信し、移動端末が地図要求を発信してからその要求に応じた地図データを受信するまでに要する遅延時間を推定し、推定された遅延時間と移動端末の運動情報とから、移動端末が地図データを受信するであろう時刻における存在位置を予測し、予測された存在位置に関する情報を含む地図データを生成し、生成された地図データを移動端末に送信する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動端末から、地図要求とともに移動端末の運動情報を受信する要求受信手段と、
移動端末が地図要求を発信してからその要求に応じた地図データを受信するまでに要する遅延時間を推定する遅延推定手段と、
推定された遅延時間と移動端末の運動情報とから、移動端末が地図データを受信するであろう時刻における存在位置を予測する位置予測手段と、
予測された存在位置に関する情報を含む地図データを生成する地図生成手段と、
生成された地図データを移動端末に送信する地図送信手段と、
を有する地図データ配信システム。
【請求項２】
前記位置予測手段は、移動端末の移動予定経路がわかっている場合に、その移動予定経路に基づいて前記存在位置を予測する請求項１記載の地図データ配信システム。
【請求項３】
前記遅延推定手段は、地図データ配信システムと移動端末との間の通信遅延を考慮して前記遅延時間を推定する請求項１または２記載の地図データ配信システム。
【請求項４】
地図データ配信システムと移動端末との間の通信遅延を計測する通信遅延計測手段をさらに有する請求項３記載の地図データ配信システム。
【請求項５】
前記遅延推定手段は、移動端末への地図データの伝送に要する時間を考慮して前記遅延時間を推定する請求項１〜４のうちいずれか１項記載の地図データ配信システム。
【請求項６】
コンピュータシステムが、
移動端末から、地図要求とともに移動端末の運動情報を受信するステップと、
移動端末が地図要求を発信してからその要求に応じた地図データを受信するまでに要する遅延時間を推定するステップと、
推定された遅延時間と移動端末の運動情報とから、移動端末が地図データを受信するであろう時刻における存在位置を予測するステップと、
予測された存在位置に関する情報を含む地図データを生成するステップと、
生成された地図データを移動端末に送信するステップと、
を実行する地図データ配信方法。
【請求項７】
コンピュータシステムに、
移動端末から、地図要求とともに移動端末の運動情報を受信する処理と、
移動端末が地図要求を発信してからその要求に応じた地図データを受信するまでに要する遅延時間を推定する処理と、
推定された遅延時間と移動端末の運動情報とから、移動端末が地図データを受信するであろう時刻における存在位置を予測する処理と、
予測された存在位置に関する情報を含む地図データを生成する処理と、
生成された地図データを移動端末に送信する処理と、
を実行させる地図データ配信プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ネットワークを利用したナビゲーションシステムに用いられて好適な地図データ配信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両に搭載するカーナビゲーション装置（カーナビ）が広く普及している。一般的なカーナビは、地図データやＰＯＩ（Ｐｏｉｎｔ  Ｏｆ  Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）データを格納した記録媒体（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ハードディスクなど）を有しており、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）から位置情報を取得して、現在位置およびその周辺情報を地図と重ね合わせて表示したり、目的地までの経路案内を表示したりする機能を有している。
【０００３】
通信技術の進展に伴い、最近では、ネットワークを利用した通信型ナビゲーションシステムが注目を集めている。通信型ナビゲーションシステムは、車載端末とセンターとがデータ通信を行うことでナビゲーション機能を実現する。たとえば特許文献１，２では、車載端末が位置情報をセンターに送信すると、センター側で地図データや経路データが生成され、車載端末に配信される構成のシステムが提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２６００４８号公報
【特許文献２】
特開２００３−６５７８５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
高速移動中の車両での利用を考えた場合、このような通信型ナビゲーションシステムでは、車載端末とセンター間のデータ伝送がリアルタイムに実行されることが理想である。
【０００６】
ところが、ネットワークにおけるデータ伝送には、常に、通信遅延という問題が発生する。たとえば、インターネットなどのＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ネットワークでは、伝送路の品質やネットワーク機器の性能などの種々の要因によって、数十ｍｓｅｃ〜数ｓｅｃの範囲でパケットの到達遅延が発生する。また、車載端末の通信性能やデータ容量にもよるが、車載端末が地図データの受信を開始してからそれを表示するまでの間にもタイムラグが発生してしまう。
【０００７】
６０ｋｍ／ｈで走行中の車両は、毎秒１６．７ｍ移動する。したがって、仮に、通信の上りと下りを合わせて１秒の通信遅延が生じた場合には、車載端末が位置情報を送信してから地図データを受信し表示するまでに１６．７ｍもの誤差が生じることになる。この誤差はカーナビにとって致命的なものであることは言うまでもない。
【０００８】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、データ伝送の遅延に起因する誤差を解消し、通信型ナビゲーションシステムの位置精度の向上を図る技術を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の地図データ配信システムは、以下の手段ないし処理により、移動端末に地図データを配信する。なお、地図データ配信処理に係る以下の手段ないし処理は、プログラムがコンピュータシステムに読み込まれ実行されることにより具体的に実現されるものである。
【００１０】
地図データ配信システムは、要求受信手段によって、移動端末から、地図要求とともに移動端末の運動情報を受信する。
【００１１】
ここで、運動情報とは、移動端末の「動き」に関する情報である。運動情報には、少なくとも、移動端末の現在位置を表す位置情報、移動端末の移動方向を表す方位情報、移動端末の移動速度を表す速度情報が含まれているとよい。また、移動端末の加速度を表す加速度情報、移動端末の傾斜角を表す傾斜情報などが含まれるとなお好ましい。
【００１２】
地図データ配信システムは、移動端末から地図要求を受信すると、遅延推定手段によって、移動端末が地図要求を発信してからその要求に応じた地図データを受信するまでに要する遅延時間を推定する。
【００１３】
このような遅延時間が生じる要因としては、様々なものが考えられる。たとえば、地図データ配信システムと移動端末との間の通信遅延や、移動端末への地図データの伝送に要する時間や、地図データ配信システムでの演算時間などが想定される。これらの遅延要因のうち、どれが遅延時間に最も影響を与えるかは、システム構成、端末構成、ネットワーク構成などに応じて異なる。よって、遅延推定手段は、全ての遅延要因を考慮してもよいが、遅延時間に与える影響の大きい１つまたは数種の遅延要因を考慮するだけでも構わない。
【００１４】
通信遅延を考慮する場合には、通信遅延を計測する通信遅延計測手段を設けることが好ましい。システムと移動端末との間に介在する伝送路の品質などによって遅延の度合いは変動するが、通信遅延計測手段により定期的にまたは必要に応じて実際の通信遅延を計測することで、遅延時間の推定精度を向上させることができる。
【００１５】
通信遅延計測手段は、たとえば、遅延計測メッセージを移動端末に送信し、その確認応答を受信することによって、送信時刻と受信時刻の差分から通信遅延を計測することが好ましい。これにより、上りと下りの両方の通信遅延を実測することができる。あるいは、通信遅延計測手段が、地図データ配信システムと移動端末の時刻を同期させておくことも好ましい。これにより、データに含まれる送信時刻とそのデータを受信した受信時刻の差分から上りまたは下りの通信遅延を簡単に実測することができる。
【００１６】
地図データ配信システムは、遅延時間を推定すると、位置予測手段によって、その遅延時間と移動端末の運動情報とから、移動端末が地図データを受信するであろう時刻における存在位置を予測する。
【００１７】
典型的には、運動情報に基づき、遅延時間の間に移動端末が移動する距離およびその方向を算出し、その変位を移動端末の現在位置に足しあわせることによって存在位置を求めるとよい。
【００１８】
あるいは、移動端末の移動予定経路がわかっている場合には、その移動予定経路に基づいて存在位置を予測してもよい。これにより、移動端末が交差点を曲がるかどうかという情報なども考慮できるので、予測された存在位置の信頼性を高めることができる。
【００１９】
次に、地図データ配信システムは、地図生成手段によって、予測された存在位置に関する情報を含む地図データを生成する。たとえば、地図上に存在位置を示すアイコンやマークを描画した地図データを生成するとよい。
【００２０】
そして、地図データ配信システムは、地図送信手段によって、その地図データを移動端末に送信する。
【００２１】
このように、本発明によれば、移動端末との間のデータ伝送の遅延時間を推定し、その遅延に起因する誤差を予め補正した地図データを生成・配信するので、通信型ナビゲーションシステムの位置精度の向上を図ることができる。
【００２２】
なお、本発明は、上記手段の少なくとも一部を有する地図データ配信システムまたは通信型ナビゲーションシステムとして捉えることができる。また、本発明は、上記処理の少なくとも一部を含む地図データ配信方法、または、かかる方法を実現するためのプログラムとして捉えることもできる。なお、上記手段および処理の各々は可能な限り互いに組み合わせて本発明を構成することができる。
【００２３】
たとえば、本発明の一態様としての地図データ配信システムは、移動端末から、地図要求とともに移動端末の運動情報を受信する要求受信手段と、移動端末が地図要求を発信してからその要求に応じた地図データを受信するまでに要する遅延時間を推定する遅延推定手段と、推定された遅延時間と移動端末の運動情報とから、移動端末が地図データを受信するであろう時刻における存在位置を予測する位置予測手段と、予測された存在位置に関する情報を含む地図データを生成する地図生成手段と、生成された地図データを移動端末に送信する地図送信手段と、を有することが好ましい。
【００２４】
また、本発明の一態様としての地図データ配信方法では、コンピュータシステムが、移動端末から、地図要求とともに移動端末の運動情報を受信するステップと、移動端末が地図要求を発信してからその要求に応じた地図データを受信するまでに要する遅延時間を推定するステップと、推定された遅延時間と移動端末の運動情報とから、移動端末が地図データを受信するであろう時刻における存在位置を予測するステップと、予測された存在位置に関する情報を含む地図データを生成するステップと、生成された地図データを移動端末に送信するステップと、を実行することが好ましい。
【００２５】
また、本発明の一態様としての地図データ配信プログラムは、コンピュータシステムに、移動端末から、地図要求とともに移動端末の運動情報を受信する処理と、移動端末が地図要求を発信してからその要求に応じた地図データを受信するまでに要する遅延時間を推定する処理と、推定された遅延時間と移動端末の運動情報とから、移動端末が地図データを受信するであろう時刻における存在位置を予測する処理と、予測された存在位置に関する情報を含む地図データを生成する処理と、生成された地図データを移動端末に送信する処理と、を実行させることが好ましい。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。
【００２７】
図１は、通信型ナビゲーションシステムの全体構成を示すブロック図である。通信型ナビゲーションシステムは、インターネットなどの広域ネットワーク３を介して相互に通信可能な地図データ配信システム１と移動端末２とで構成される。
【００２８】
移動端末２は、移動体である車両２０に設置された車載端末である。移動端末２は、表示装置２１と通信ＩＦ２２を備えている。表示装置２１は地図データ等を表示するための表示手段であり、通信ＩＦ２２は基地局４を利用した無線通信を実現する通信手段である。通信ＩＦ２２には、携帯電話、ＤＳＲＣ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  Ｓｈｏｒｔ  Ｒａｎｇｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの通信方式を利用することができる。
【００２９】
また、移動端末２は、ユーザーに対して目的地を入力させる目的地設定手段を有している。ユーザーは、目的地の名称、住所、電話番号などを入力したり、表示装置２１に表示された地図上の位置を指定したりすることで、目的地の設定を行うことができる。このとき移動端末２は、必要に応じて地図データ配信システム１にアクセスし、目的地設定用のユーザーインターフェイスや地図データをダウンロードしてもよい。
【００３０】
移動端末２は、車両２０内の種々のセンサ２３に接続されている。センサ２３は、移動端末２（つまり車両２０）の運動情報を取得するための検知手段であり、ＧＰＳ、車速センサ、ジャイロ（方位センサ）、Ｇセンサ、傾斜角センサなどが含まれる。移動端末２は、ＧＰＳから自身の現在位置情報（緯度、経度、高度）を、車速センサから移動速度を、ジャイロから移動方向を、Ｇセンサから加速度を、そして、傾斜角センサから車両２０の傾斜角を、それぞれ取得する。
【００３１】
このように、移動端末２は、運動情報取得機能、通信機能、表示機能、目的地設定機能などを有するだけの簡易な構成である。それ以外のカーナビ機能（経路探索機能や地図データ生成機能など）は、地図データ配信システム１が担っている。つまり、移動端末２は地図データ配信システム１と連携することで、カーナビゲーションとしての機能を実現するのである。
【００３２】
なお、本実施形態では、移動端末２として車載端末を例に挙げているが、移動端末２の形態はこれに限られず、携帯電話、モバイルパソコン、情報携帯端末（ＰＤＡ）などの持ち運び可能な携帯端末も含まれる。
【００３３】
地図データ配信システム１は、概略、センター１０と地図ＤＢ（データベース）１１とから構成される。地図データ配信システム１の諸機能は、基本ハードウエアとして、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、メモリ、ハードディスク、通信ＩＦ（インターフェース）などを備える汎用のコンピュータシステムにおいて、ハードディスクに記憶されたプログラムがＣＰＵに読み込まれ実行されることにより実現されるものである。センター１０と地図ＤＢ１１は一台のコンピュータにより構成することもできるし、ネットワークで接続された複数台のコンピュータで構成することもできる。
【００３４】
地図ＤＢ１１は、経路探索や地図データ生成に必要となる地図情報（地図データ、ＰＯＩデータなど）が格納された地図情報記憶手段である。本実施形態の通信型ナビゲーションシステムでは、センター側に地図情報を保有しているため、地図情報の変更・更新などのメンテナンスが容易であり、移動端末２の構成を変更することなく、常に最新の地図データを提供できるという利点がある。
【００３５】
次に、図２を参照して、地図データ配信システム１および移動端末２の具体的な処理の流れについて説明する。図２は、本実施形態に係る通信型ナビゲーションシステムの処理の流れを示すシーケンス図である。
【００３６】
（１）センター１０は、地図データ配信システム１と移動端末２との間の通信遅延を計測するために、遅延計測メッセージを移動端末２に送信する。遅延計測メッセージは、たとえば図３に示すように、遅延計測メッセージであることを識別するための「遅延計測ラベル」と、メッセージ発信時刻を表す「センター  ｔｉｍｅ  ｓｔａｍｐ」からなる。
【００３７】
（２）移動端末２は、遅延計測メッセージを受信すると、即座に、確認応答である遅延計測メッセージＡＣＫを返信する。遅延計測メッセージＡＣＫは、たとえば図４（ａ）に示すように、遅延計測メッセージＡＣＫであることを識別するための「遅延計測ＡＣＫラベル」と、センター１０のメッセージ発信時刻を表す「センター  ｔｉｍｅ  ｓｔａｍｐ」からなる。「センター  ｔｉｍｅ  ｓｔａｍｐ」は受信した遅延計測メッセージのものを用いる。あるいは、図４（ｂ）に示すように、受信した遅延計測メッセージに、確認応答であることを示す識別子「ＡＣＫ」を付加したものを、遅延計測メッセージＡＣＫとしてもよい。
【００３８】
センター１０は、遅延計測メッセージＡＣＫを受信すると、その受信時刻とＡＣＫに含まれる「センター  ｔｉｍｅ  ｓｔａｍｐ」との差分をとることにより、通信遅延を算出する。なお、上記（１）（２）の通信遅延の計測は、所定の時間間隔で定期的に行ってもよいし、あるいは、移動端末２とのデータ送受信時に必要に応じて行ってもよい。
【００３９】
（３）移動端末２は、センター１０に対して地図要求を送信する。地図要求は、センター１０に地図データの配信を依頼するためのメッセージである。このとき移動端末２は、地図要求とともに運動情報および目的地・中継地点情報を送信する。本実施形態では、運動情報に、移動端末２の「現在位置情報」、移動端末２の移動方向を表す「方位情報」、移動端末２の移動速度を表す「速度情報」、移動端末２の加速度を表す「加速度情報」、移動端末２の傾斜角を表す「傾斜情報」が含まれる。この運動情報は、後述する位置予測処理に用いられる。他方、目的地・中継地点情報は、移動端末２において目的地設定が行われた場合にセンター１０に送られる情報であり、必須の情報ではない。
【００４０】
（４）センター１０は、移動端末２から地図要求等を受信すると、目的地・中継地点情報が含まれているかを確認し、含まれている場合には経路探索処理を行う。詳しくは、センター１０は運動情報と目的地・中継地点情報とから、「現在地」「中継地点」「目的地」それぞれの緯度・経度を抽出し、地図ＤＢ１１の道路情報等を参照することによって、現在地から目的地までの最適経路を決定する。ここで求められた移動端末２の移動予定経路は、メモリまたはハードディスクに格納される。
【００４１】
（５）（６）続いて、センター１０は、遅延推定処理および位置予測処理を実行する。これらの処理は、図５のフローチャートを参照して説明する。
【００４２】
図５のステップＳ１は、上述した通信遅延の計測処理である。
【００４３】
次にセンター１０は、地図データの伝送時間を計算する（ステップＳ２）。ここでは、通信遅延が発生しないと仮定した場合の理論的な伝送時間を、地図データの容量と通信速度から算出する。なお、この時点ではまだ地図データの生成が行われていないため、伝送時間の計算には地図データの平均的な容量または予想される容量を用いる。
【００４４】
そして、センター１０は、ステップＳ１で算出した通信遅延とステップＳ２で算出した伝送時間とを合計する（ステップＳ３）。この合計時間には、移動端末２からセンター１０に地図要求が到達する間の通信遅延、センター１０から移動端末２に地図データが到達する間の通信遅延、移動端末２が地図データの受信を開始してから完了するまでの伝送時間、が含まれる。本実施形態では、このようにして求められた合計時間を、移動端末２が地図要求を発信してからその要求に応じた地図データを受信するまでに要する遅延時間とする。
【００４５】
次に、センター１０は、上記遅延時間と移動端末２の運動情報とから、移動端末２が地図データを受信するであろう時刻における存在位置を予測する。本実施形態では、移動端末２が目的地を設定しているか否かで位置予測処理の内容を切り替える（ステップＳ４）。
【００４６】
目的地が設定されている場合には、移動端末２の移動予定経路がわかっているのでステップＳ５に処理を進める。センター１０は、下記式に運動情報を代入して、遅延時間の間に移動端末２が移動する距離を算出する。
Ｙ＝ＶＴ＋（１／２）ＡＴ２
Ｖ：移動端末２の速度（ｍ／ｓ）
Ａ：移動端末２の加速度（ｍ／ｓ２）
Ｔ：遅延時間（ｓ）
Ｙ：移動端末の推定移動距離（ｍ）
【００４７】
そして、移動端末２の現在位置から移動予定経路に沿って距離Ｙ分だけ進んだ地点を、移動端末２の予測存在位置とする。
【００４８】
一方、目的地が設定されていない場合には、移動端末２の移動予定経路がわからないのでステップＳ６に処理を進める。センター１０は、ステップＳ５と同様にして距離Ｙを算出し、移動端末２の現在位置からその移動方向に向かって距離Ｙ分だけ進んだ地点を、移動端末２の予測存在位置とする。
【００４９】
ここで予測された存在位置は、地図データの生成処理に引き渡される。
【００５０】
（７）センター１０は、予測存在位置に関する情報を含む地図データを生成する。つまり、センター１０は、予測存在位置の周囲の地図・ＰＯＩ情報を地図ＤＢ１１から抽出し、地図上に存在位置（車両位置）を示すアイコンやマークを描画し、移動予定経路がある場合にはその経路も描画する。また、ＰＯＩ情報や交通情報などを重ねて描画することも好ましい。
【００５１】
（８）そして、センター１０は、生成した地図データを移動端末２に送信する。
【００５２】
（９）移動端末２は、センター１０から地図データを受信すると、表示装置２１に表示する。これにより、車両の現在位置や移動経路が運転者に提示され、カーナビゲーション機能が実現される。
【００５３】
移動端末２とセンター１０は、上記シーケンスを繰り返し行うことによって、地図表示を順次更新させていく。なお、目的地・中継地点に変更がない場合には、図２の後半に示すように、（４）の経路探索処理を省略することができる。
【００５４】
以上述べた本実施形態のシステムによれば、移動端末２との間のデータ伝送の遅延時間を推定し、その遅延に起因する誤差を予め補正した地図データを生成・配信するので、通信型ナビゲーションシステムの位置精度の向上を図ることができる。
【００５５】
また、システムと移動端末２との間に介在する伝送路の品質などによって遅延の度合いは変動するが、本実施形態では定期的にまたは必要に応じて実際の通信遅延を計測しているので、遅延時間の推定精度を向上させることができる。
【００５６】
さらに、移動端末２の移動予定経路に基づいて位置予測を行うことによって、移動端末２が交差点を曲がるかどうかという情報なども考慮できるので、予測存在位置の信頼性を高めることができる。
【００５７】
なお、上記構成は本発明の一実施形態を例示したものにすぎない。本発明の範囲は上記実施形態に限られるものではなく、その技術思想の範囲内で種々の変形が可能である。
【００５８】
たとえば上記実施形態では、遅延時間として通信遅延と伝送時間の２つの遅延要因を考慮したが、このうちの一方のみを考慮したり、あるいは、他の遅延要因を考慮しても構わない。遅延時間に起因する誤差がカーナビで許容できる誤差範囲に収まれば足りるので、厳密に全ての遅延要因を考慮する必要はない。
【００５９】
また、上記実施形態では、遅延計測メッセージとそのＡＣＫをやり取りすることで通信遅延を計測しているが、移動端末２とセンター１０の時刻を同期しておくことによっても通信遅延を簡単に計測できる。この場合には、センター１０は、地図要求を受信したときに、移動端末２の地図要求送信時刻とセンター１０での受信時刻の差分から片道の通信遅延を算出することができる。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、移動端末との間のデータ伝送の遅延時間を推定し、その遅延に起因する誤差を予め補正した地図データを生成・配信するので、通信型ナビゲーションシステムの位置精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】通信型ナビゲーションシステムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】通信型ナビゲーションシステムの処理の流れを示すシーケンス図である。
【図３】遅延計測メッセージの構成例を示す図である。
【図４】遅延計測メッセージＡＣＫの構成例を示す図である。
【図５】遅延推定処理および位置予測処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  地図データ配信システム
２  移動端末
３  広域ネットワーク
４  基地局
１０  センター
１１  地図ＤＢ
２０  車両
２１  表示装置
２２  通信ＩＦ
２３  センサ
【図１】
2005025037.tif 000003
【図２】
2005025037.tif 000004
【図３】
2005025037.tif 000005
【図４】
2005025037.tif 000006
【図５】
2005025037.tif 000007