(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め設定される経路に従って、経路案内を行う車両用ナビゲーション装置において、
該経路に沿って、予め定める条件に基づき、車両に対して経路案内を行う案内地点を設定し、各案内地点毎に案内すべき内容を表す案内地点データを生成するデータ生成手段と、
該経路の始点から終点の方向順に、データ生成手段によって生成された案内地点データを格納するデータ記憶手段と、
車両の現在位置が案内地点に到達する毎に、該案内地点についてデータ記憶手段に格納されているデータを読み出して、車両の案内を行うデータ案内手段と、
車両が該経路上を走行しているか否かを判断し、該経路を離脱していると判定するときに、データ記憶手段に格納されている案内地点データを初期化し、さらに離脱した後で再乗線したと判定するときに、再乗線地点以降の経路について、データ生成手段に案内地点データを生成させるように制御する経路案内制御手段とを含むことを特徴とする車両用ナビゲーション装置。
【請求項２】
前記経路案内制御手段は、前記離脱判定と前記再乗線判定とを、車両の現在位置と経路との間の距離に基づいて行い、該離脱判定と該再乗線判定とで、判定基準となる距離パラメータにヒステリシスを持たせることを特徴とする請求項１記載の車両用ナビゲーション装置。
【請求項３】
前記データ生成手段は、前記案内地点データを、車両の現在位置から前記経路の終点までに存在する案内地点について、生成することを特徴とする請求項１または２記載の車両用ナビゲーション装置。
【請求項４】
前記データ生成手段は、前記案内地点データを、車両の現在位置から前記経路に沿って予め定める距離範囲までに存在する案内地点について、生成することを特徴とする請求項１または２記載の車両用ナビゲーション装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載され、予め設定される経路に従って画面表示や音声などで経路案内を行う車両用ナビゲーション装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、自動車などの車両に搭載される車両用ナビゲーション装置では、車両の現在位置である自車位置を地図上に表示する機能とともに、予め設定される経路に沿って経路案内を行う機能が備えられている。経路は、車両用ナビゲーション装置のユーザが作成して指定したり、始点と終点とを指定して、途中の経路として適切なルートを車両用ナビゲーション装置側で探索して設定したりすることができる。経路上には、進路を変える必要がある交差点など、運転支援の必要性が高い案内地点が選択される。
【０００３】
設定された経路上を走行している際に、適切なタイミングで案内情報を運転者に伝えるためには、以下のデータが必要になる。
【０００４】
▲１▼始点から終点までの道路ネットワークデータ
▲２▼▲１▼の道路ネットワークデータを形状展開した形状データ
▲３▼案内すべき地点の情報を格納した案内地点データ
【０００５】
▲１▼の道路ネットワークデータは、経路探索を行った場合は探索結果データであり、いったん設定された後は、次に経路が設定されるまで有効である。データとしても比較的コンパクトなサイズであるので、記憶領域をあまり使用しない。このため、始点から終点までのデータを全てメモり上に常駐させても、問題は生じない。▲２▼および▲３▼のデータは、次のような理由から、自車位置が更新されるのと同時に更新するようにしている。
【０００６】
（ａ）個々のデータ量が多い
（ｂ）個々のデータ作成時間が長い。
（ｃ）自車位置からある程度先までのデータがあれば良い。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
車両が必ず、出発地などの始点から目的地などの終点まで、経路上を走行しているときには、経路案内についての問題は生じない。ただし、経路探索は過去の時点で作成された道路地図データに基づいて行われるので、渋滞、交通事故や工事などに伴う交通規制等の情報は含まれていない。そのため、設定されている経路から離脱したり、また、離脱後に一度通過した経路に戻る場合がある。一度通過した経路に戻る場合、再乗線と判定される段階で、現在作成されているデータが未だ使用可能であるか、それとも新たに作成し直す必要があるかの判定が必要となり、処理が煩雑になる。判定が適切に行われないと、本来は案内を必要とする案内地点を通過するときであっても案内が行われなかったり、他の案内地点のデータに基づく案内が行われてしまうおそれがある。
【０００８】
本発明の目的は、車両が走行中に設定されている経路から離脱して再乗線するような事態が生じても、案内地点での案内を適切に行うことができる車両用ナビゲーション装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、予め設定される経路に従って、経路案内を行う車両用ナビゲーション装置において、
該経路に沿って、予め定める条件に基づき、車両に対して経路案内を行う案内地点を設定し、各案内地点毎に案内すべき内容を表す案内地点データを生成するデータ生成手段と、
該経路の始点から終点の方向順に、データ生成手段によって生成された案内地点データを格納するデータ記憶手段と、
車両の現在位置が案内地点に到達する毎に、該案内地点についてデータ記憶手段に格納されているデータを読み出して、車両の案内を行うデータ案内手段と、
車両が該経路上を走行しているか否かを判断し、該経路を離脱していると判定するときに、データ記憶手段に格納されている案内地点データを初期化し、さらに離脱した後で再乗線したと判定するときに、再乗線地点以降の経路について、データ生成手段に案内地点データを生成させるように制御する経路案内制御手段とを含むことを特徴とする車両用ナビゲーション装置である。
【００１０】
本発明に従えば、予め設定される経路に従って経路案内を行う車両用ナビゲーション装置は、データ生成手段と、データ記憶手段と、データ案内手段と、経路案内制御手段とを含む。データ生成手段は、経路に沿って、予め定める条件に基づき、車両に対して経路案内を行う案内地点を設定し、各案内地点毎に案内すべき内容を表す案内地点データを生成する。データ記憶手段には、経路の始点から終点の方向順に、データ生成手段によって生成された案内地点データが格納される。データ案内手段は、車両の現在位置が案内地点に到達する毎に、その案内地点についてデータ記憶手段に格納されているデータを読み出して、車両の案内を行う。経路案内制御手段は、車両が経路上を走行しているか否かを判断し、経路を離脱していると判定するときに、データ記憶手段に格納されている案内地点データを初期化し、さらに離脱した後で再乗線したと判定するときに、再乗線地点以降の経路について、データ生成手段に案内地点データを生成させるように制御する。経路案内制御手段によって、車両が一度経路から離脱したと判定されると、それまでにデータ生成手段によって生成されてデータ記憶手段に格納されている案内地点データは初期化されて破棄され、再乗線した段階で新規に案内地点データが生成される。これによって、再乗線しても元の案内地点データが使用可能か、新規に生成させるかについて判断に迷うことはなく、判断処理を簡易化することができる。
【００１１】
また本発明で、前記経路案内制御手段は、前記離脱判定と前記再乗線判定とを、車両の現在位置と経路との間の距離に基づいて行い、該離脱判定と該再乗線判定とで、判定基準となる距離パラメータにヒステリシスを持たせることを特徴とする。
【００１２】
本発明に従えば、経路案内制御手段は、経路からの離脱の判定と、経路への再乗線の判定とを、車両の現在位置と経路との間の距離に基づいて行う。離脱判定と再乗線判定とで、判定基準となる距離パラメータにヒステリシスを持たせるので、離脱と乗線との判定条件近くで、案内地点データの破棄と生成とが頻繁に繰り返されるのを防止することができる。
【００１３】
また本発明で、前記データ生成手段は、前記案内地点データを、車両の現在位置から前記経路の終点までに存在する案内地点について、生成することを特徴とする。
【００１４】
本発明に従えば、データ生成手段は、案内地点データを、車両の現在位置から経路の終点までに存在する案内地点について生成するので、再乗線後に経路から離脱することがなければ、案内地点データを生成する必要はなくなり、処理を単純化することができる。
【００１５】
また本発明で、前記データ生成手段は、前記案内地点データを、車両の現在位置から前記経路に沿って予め定める距離範囲までに存在する案内地点について、生成することを特徴とする。
【００１６】
本発明に従えば、データ生成手段は、案内地点データを、車両の現在位置から経路に沿って予め定める距離範囲までに存在する案内地点について生成するので、案内地点データを格納するために必要なデータ記憶手段の記憶領域を小さくすることができ、データ記憶手段を他の用途に有効に利用することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態である車両用ナビゲーション装置１の概略的なシステム構成を示す。車両用ナビゲーション装置１としての主要な機能は、処理装置２のプログラム動作によって実現される。処理装置２には、入力装置３、受信装置４、地図記録媒体５、記憶装置６、表示装置７、音声出力装置８およびセンサ９などが接続される。入力装置３は、車両の運転者などの車両用ナビゲーション装置１の利用者からの入力操作を受ける。受信装置４は、ＧＰＳ電波などを受信して、車両の現在位置などの情報を取得する。地図記録媒体５は、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭなどの着脱可能な大容量記録媒体であり、道路地図データなどが読み出し可能に記録されている。記憶装置６には、各種情報やデータが記憶される。表示装置７は、液晶表示パネルなどで画像表示を行う。音声出力装置８は、経路案内のための音声情報を出力する。センサ９は、車両の走行状態に関する情報を検出する。音声情報は、地図記録媒体５に、道路地図データとともに記録されている音声フレーズを利用する。
【００１８】
処理装置２は、プログラム動作によって、経路案内制御手段１０、経路探索手段１１、データ生成手段１２、データ案内手段１３、描画／表示制御手段１４および自車位置検出手段１５などとして動作する。経路案内制御手段１０は、本実施形態の経路案内機能を全体的に制御する。経路探索手段１１は、出発地である始点と、目的地である終点とを、入力装置３から入力して指定すれば、その間の適切なルートを経路として探索し、探索結果を記憶装置６に記憶しておくことができる。最終目的地までの間に、経由すべき地点を指定したり、経路探索に条件を付けることもできる。データ生成手段１２は、経路に沿って、予め定める条件で案内地点を設定し、各案内地点で経路案内を行うための案内地点データを生成する。経路は、経路探索手段１１で探索して設定するばかりではなく、利用者が入力装置３から直接指定することもできる。データ生成手段が生成した案内地点データは、データ記憶手段である記憶装置６に、始点から終点までの方向に沿って、順次的に格納される。
【００１９】
データ案内手段１３は、車両の現在位置が案内地点に到達すると、記憶装置６に格納されている案内地点データを読み出し、経路案内を行う。描画／表示制御手段１４は、案内地点データとともに記憶装置６に記憶されている道路の形状データに基づいて地図データ画面を作成し、自車位置の表示を行ったり、交差点などの案内地点での運転者に対する経路案内を行ったりするための画像も描画する。自車位置検出手段１５は、受信装置４がＧＰＳ電波を受信して取得する位置情報に基づいて車両の現在位置を検出したり、センサ９からの走行状態の情報に基づいて、推測航法で車両の現在位置を推定したり、車両の現在位置を道路データ上に補正するマップマッチングを行ったりする。
【００２０】
図２は、図１に示す車両用ナビゲーション装置１の概略的な電気的構成を示す。図１の処理装置２は、ＣＰＵ２０、ＲＯＭ２１およびＲＡＭ２２を含む。ＣＰＵ２０は、ＲＯＭ２１に予め格納されているプログラムに従って動作し、図１に示す処理装置２としての各機能を実現する。ＲＡＭ２２には、プログラム動作に必要なワークエリアなどが設定される。ＲＡＭ２２は、図１の記憶装置６としても動作する。地図記録媒体５としてのＣＤ−ＲＯＭから道路地図データを読み出すために、ＣＤ−ＲＯＭデコーダ２３およびＣＤ−ＲＯＭドライバ２４が設けられる。ＣＤ−ＲＯＭデコーダ２３は、ＣＤ−ＲＯＭドライバ２４が地図記録媒体５から読みとったデータを、道路地図データとして利用可能なデータ形式に戻す。
【００２１】
図１の表示装置７は、グラフィックコントローラ２５、グラフィックメモリ２６、表示コントローラ２７および表示パネル２８を含む。グラフィックメモリ２６には、表示パネル２８で画像表示する内容がグラフィックコントローラ２５によって描画され、表示コントローラ２７を経由して表示パネル２８に転送される。車両が走行中で、案内地点に接近していないときは、車両の現在位置を中心として道路地図を表示する画像が生成される。案内地点では、車両の進路を案内する画像表示が行われる。
【００２２】
図１のセンサ９は、方位センサ２９および距離センサ３０を含む。方位センサ２９は、たとえば振動ジャイロなどであって、車両の進行方向の変化を検出して、相対的な方位を算出するために用いる。地磁気センサを用いれば、車両の進行方向の方位を絶対的に検出することができる。距離センサ３０は、車両の走行距離を検出する。方位センサ２９が検出する車両の進行方向の方位と、距離センサ３０が検出する車両の走行距離とを組み合わせれば、推測航法である基準位置からの車両の相対的な移動を求めることができる。
【００２３】
車両の絶対的な現在位置は、図１の受信装置４に含まれるＧＰＳ受信機３１からのＧＰＳ電波受信情報から知ることができる。また、無線機３２を介して、位置情報を知ることもできる。方位センサ２９、距離センサ３０、ＧＰＳ受信機３１および無線機３２からの出力は、インターフェース３３を介してＣＰＵ２０に入力される。
【００２４】
図３は、案内の対象となる経路の概要を示す。経路は、始点４０からいくつかのリンク４１，４２，４２，…を経て終点５０に至るように設定される。リンク４１，４２，４２，…の接続はノード５１，５２，５３，…で行われる。各リンク４１，４２，４２，…には、それぞれユニークな識別情報としてリンクＩＤが付されている。したがって、リンクＩＤで各リンク４１，４２，４２，…をそれぞれ指定することができ、経路は、識別ＩＤとノード情報とのリストとして表現される。地図記録媒体５には、各リンクについて、名称、道路種別、位置、長さ、方位、などの情報が記録され、各ノードについて、名称、位置、接続するリンクなどについての情報が記録されている。
【００２５】
図４は、案内対象となる経路上のノード６０を案内地点として選択するか否かの条件を示す。まず、ノード６０での分岐数が３以上であることが第１の条件である。ノード６０に入る進入リンク６１上での車両の進行方向の方位をθinとし、ノード６０から出る脱出リンク６２上での車両の進行方向の方位をθout とする。θinとθout との差の絶対値が基準値よりも大きいことが第２の条件となる。第１および第２の条件が満たされるときに、ノード６０は案内地点として選択される。
【００２６】
図５は、地図記録媒体５に記録されている道路地図データの階層構造を示す。道路地図データは、全国レベル６５を最高レベルとし、地方レベル６６、都道府県レベル６７等のように階層化され、階層が低いほど範囲が狭く、多くの地図に分割され、各地図には詳細な情報が含まれるようになっている。案内地点での経路案内に必要な交差点の形状や、自車位置表示に必要な道路の形状データは、低レベルの地図から抽出する。
【００２７】
図６は、図１のデータ生成手段１２によって生成される案内地点データの例を示す。データ生成手段１２は、前述のような条件に従って経路上に案内地点を選択し、地図記録媒体５を参照して、各案内地点毎に案内地点データ７１，７２，７３，…を生成する。各案内地点データ７１，７２，７３，…には、形状情報と、案内地点データ関連情報とが含まれる。形状情報は、案内地点で画像表示による経路案内を行うために必要な道路形状についての情報である。案内地点データ関連情報は、関連データ８１，８２，８３，…をそれぞれ対応づける。各関連データ８１，８２，８３，…は、位置情報、案内方位、交差点名称などの案内地点固有のデータと、前の案内地点までの距離、連続案内フレーズ、方面名称、連続拡大図データ等の案内地点間データとを含む。案内地点間データは、連続した交差点などで、連続した音声による連続案内フレーズで音声案内を行い、連続拡大図データで画像表示による案内を行うために生成される。各案内地点データ７１，７２，７３，…は、対応する案内地点を車両が通過し、不要になれば削除される。
【００２８】
図７は、本実施形態で図１の経路案内制御手段１０が行う制御の概要を示す。ステップａ１から制御を開始し、ステップａ２では、自車位置が経路として設定されているルート上であるか否かを判定する。判定の方法については、後述する。ルート上にあると判定されるときは、ステップａ２で、道路などの形状データや図６に示すような案内地点データ７１，７２，７３，…が作成される。本実施形態では、現在位置から経路の終点であるゴールまで形状データや案内地点データを作成しておく。既に作成されていれば、改めて作成することはなく、作成済みのデータを残しておく。ステップａ４では、自車位置がゴールに到着しているか否かを判定する。到着していなければ、ステップａ２に戻る。ステップａ２で、自車位置がルート上にないと判定されるときには、ステップａ５で、形状データや案内地点データの削除が行われ、ステップａ２に戻る。ステップａ４で、自車位置がゴールに到着していると判定されるときは、ステップａ６で手順を終了する。
【００２９】
図８は、図７のステップａ２で行う自車位置がルート上であるか否かの判定方法を示す。自車位置９０がリンク９１，９２，９３，９４，…で設定されている経路のルート上にあるか否かは、自車位置９０に最も近いリンク９３の間の距離△Ｌ、および車両の進行方向の方位θcar とリンク９３の方位θlinkとの方位差に基づいて判定される。すなわち、判定のための評価式は、次の第１式で示すことができる。
｜θcar−θlink｜＋｜△Ｌ｜＜Ｍｉｎ                     …（１）
【００３０】
図９は、本発明の実施の他の形態で図１の経路案内制御手段１０が行う制御の概要を示す。ステップｂ１からステップ４までの各ステップは、図７のステップａ１からステップａ４までの各ステップにそれぞれ対応し、ステップｂ３を除いてそれぞれ同等である。ステップｂ３では、形状データと案内地点データとを、自車位置から所定距離Ｌまでの範囲で作成する。したがって、自車位置が経路上を進行して、所定距離Ｌまでの範囲に新たな案内地点が入るようになる毎に、形状データと案内地点データとが作成されることになるけれども、記憶装置６の記憶領域の使用量を削減することができる。
【００３１】
ステップｂ２で自車位置がルート上にないと判断されるときは、ステップｂ５に移り、距離差｜△Ｌ｜が基準値αより小さいか否かが判定される。距離差｜△Ｌ｜が基準値αより小さいと判定されれば、ステップｂ２に戻る。ステップｂ５で、距離差｜△Ｌ｜が基準値αより小さいくないと判定されれば、車両は経路上から離脱したと判定されることになる。このときはステップｂ６に移り、形状データと案内地点データとの削除が行われる。
【００３２】
次にステップｂ７で自車位置がルート上にあるか否かを、まず第１式に従って判定し、ルート上と判定されなければステップｂ７に戻る。ステップｂ７でルート上と判定されるときは、ステップｂ８で、距離差｜△Ｌ｜が基準値βよりも小さいか否かを判定する。小さくないと判定されるときは、ステップｂ７に戻る。この判定は、車両が再び経路上に戻って再乗線しているか否かの判定となる。離脱と再乗線との判定を頻繁に繰り返さないようにするため、基準値αと基準値βとの間には、α＞β＞０のような差を設けておくことが望ましい。差を設けることによって、離脱の判定と再乗線の判定との間でヒステリシスを持たせることができる、頻繁な判定の繰り返しを避けることができる。
【００３３】
ステップｂ８で距離差が基準値よりも小さいと判定されるときは、再乗線と判定されたこととなり、ステップｂ３に戻り、形状データと案内地点データとを自車位置から所定距離Ｌまでの範囲で作成する。本実施形態のように、形状データと案内地点データとを自車位置から所定距離Ｌまでの範囲で作成する考え方は、図７のステップａ３に適用することもできる。逆に、図７のように、自車位置からゴールまでの形状データと案内地点データとを一気に作成することもできる。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、予め設定される経路に沿って車両に対する経路案内を行う案内地点を設定し、各案内地点毎に案内すべき内容を表す案内地点データを生成する。車両の現在位置が案内地点に到達する毎に、その案内地点についてデータ記憶手段に格納されているデータが読み出され、車両の案内が行われる。車両が経路上から離脱すると、案内地点データを初期化し、それまでに生成されている案内地点データは初期化されて破棄され、再乗線した段階で改めて案内地点データが生成される。これによって、再乗線するときの案内地点データについて判断に迷うことはなく、判断処理を簡易化することができる。
【００３５】
また本発明によれば、経路からの離脱の判定と、経路への再乗線の判定とを、車両の現在位置と経路との間の距離に基づいて行い、離脱判定と再乗線判定とで、判定基準となる距離パラメータにヒステリシスを持たせる。これによって、離脱と乗線との判定条件近くで、案内地点データの破棄と生成とが頻繁に繰り返されるのを防止することができる。
【００３６】
また本発明によれば、案内地点データを、車両の現在位置から経路の終点までに存在する案内地点について生成するので、再乗線後に経路から離脱することがなければ、案内地点データを生成する必要はなくなり、案内地点データの生成を一回で行って処理を単純化することができる。
【００３７】
また本発明によれば、車両の現在位置から経路に沿って予め定める距離範囲までに存在する案内地点までの案内地点について案内地点データを作成するので、案内地点データを格納するために必要なデータ記憶手段の記憶領域を小さくすることができ、データ記憶手段を他の用途に有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態としての車両用ナビゲーション装置１の概略的なシステム構成を示すブロック図である。
【図２】図１の車両用ナビゲーション装置１の概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図３】図１の実施形態で案内の対象となる経路の概要を示す図である。
【図４】図１の実施形態で案内地点を選択する基準を示す図である。
【図５】図１の実施形態で用いる地図記録媒体５に道路地図データが記録されている階層構造を示す図である。
【図６】図１のデータ生成手段１２が生成する案内地点データの例を示す図である。
【図７】図１の経路案内制御手段１０による制御手順を示すフローチャートである。
【図８】図７のステップａ２で自車位置がルート上であるか否かの判定基準を示す図である。
【図９】本発明の実施の他の形態として、図１の経路案内制御手段１０による制御手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  車両用ナビゲーション装置
２  処理装置
３  入力装置
５  地図記録媒体
６  記憶装置
７  表示装置
８  音声出力装置
１０  経路案内制御手段
１１  経路探索手段
１２  データ作成手段
１３  データ案内手段
１５  自車位置検出手段
２０  ＣＰＵ
２１  ＲＯＭ
２２  ＲＡＭ
２９  方位センサ
３０  距離センサ
３１  ＧＰＳ受信機
４０  始点
４１，４２，４３，…，６１，６２，９１，９２，９３，９４  リンク
５０  終点
５１，５２，５３，…，６０  ノード
７１，７２，７３  案内地点データ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
0004516178.tif 000010