(57)【要約】【課題】  ３次元表示モードで動作中に現在位置の測位誤差を修正するマッチング処理における誤差が許容範囲を超えた場合に、現在地を含む地図表示を視認し易い表示にする。【解決手段】  地図、案内経路および測位手段が測位した現在位置を示す現在位置マークを表示手段２２１に表示するナビゲーションシステム１０において、表示を２次元の画像表示により行う第１の表示モードと３次元の画像表示により行う第２の表示モードを有し、測位手段２１２、２１３等が測位した現在位置の測位誤差が所定の許容範囲内にあるとき、道路または案内経路上にマッチングするマッチング処理手段２１４と、測位誤差が所定の許容範囲内にあるか否かを判別する誤差検出手段２２０と、を備え、表示が第２の表示モードであるとき、誤差検出手段２２０において測位誤差が所定の許容範囲内にないことを検出した場合、表示を第１の表示モードに変更する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
出発地と目的地を含む経路探索条件に基づいて探索用ネットワークデータを参照して前記出発地から目的地までの案内経路を経路探索手段が探索し、地図、案内経路および測位手段が測位した現在位置を示す現在位置マークを表示手段に表示するナビゲーションシステムにおいて、
前記表示を２次元の画像表示により行う第１の表示モードと３次元の画像表示により行う第２の表示モードを有し、
前記測位手段が測位した現在位置の測位誤差が所定の許容範囲内にあるとき、道路または案内経路上にマッチングするマッチング処理手段と、
前記測位誤差が所定の許容範囲内にあるか否かを判別する誤差検出手段と、を備え、
前記表示が第２の表示モードであるとき、前記誤差検出手段において測位誤差が所定の許容範囲内にないことを検出した場合、前記表示を第１の表示モードに変更する表示制御を行うことを特徴とするナビゲーションシステム。
【請求項２】
前記マッチング処理手段は、測位手段が測位した現在位置を道路上にマッチングするマップマッチング処理を行うことを特徴とする請求項１に記載のナビゲーションシステム。
【請求項３】
前記マッチング処理手段は、測位手段が測位した現在位置を案内経路上にマッチングするルートマッチング処理を行うことを特徴とする請求項１に記載のナビゲーションシステム。
【請求項４】
前記誤差検出手段は、マッチングする道路または案内経路と前記測位手段が測位した現在位置までの垂線の距離が所定の許容範囲内にあるか否かを判別することを特徴とする請求項１に記載のナビゲーションシステム。
【請求項５】
前記誤差検出手段は、前記測位手段が前回測位した現在位置と今回測位した現在位置との間の距離が所定の許容範囲内にあるか否かを判別することを特徴とする請求項１に記載のナビゲーションシステム。
【請求項６】
前記表示制御は、前記第２の表示モードから前記第１の表示モードに一時的に変更する制御であることを特徴とする請求項１に記載のナビゲーションシステム。
【請求項７】
前記表示制御は、前記第２の表示モードと第１の表示モードとを所定の間隔で交互に繰り返し変更する制御であることを特徴とする請求項１に記載のナビゲーションシステム。
【請求項８】
前記表示制御は、第１の表示モードに変更して表示する際、３次元の画像表示における視点位置を高くとり、近似的に２次元の画像を表示する制御であることを特徴とする請求項１に記載のナビゲーションシステム。
【請求項９】
出発地と目的地を含む経路探索条件に基づいて探索用ネットワークデータを参照して前記出発地から目的地までの案内経路を経路探索手段が探索して端末装置に配信する経路探索サーバにネットワークを介して接続され、地図、案内経路および測位手段が測位した現在位置を示す現在位置マークを表示手段に表示する端末装置において、
前記端末装置は、前記表示を２次元の画像表示により行う第１の表示モードと３次元の画像表示により行う第２の表示モードを有し、
前記測位手段が測位した現在位置の測位誤差が所定の許容範囲内にあるとき、道路または案内経路上にマッチングするマッチング処理手段と、
前記測位誤差が所定の許容範囲内にあるか否かを判別する誤差検出手段と、を備え、
前記表示が第２の表示モードであるとき、前記誤差検出手段において測位誤差が所定の許容範囲内にないことを検出した場合、前記表示を第１の表示モードに変更する表示制御を行うことを特徴とする端末装置。
【請求項１０】
前記マッチング処理手段は、測位手段が測位した現在位置を道路上にマッチングするマップマッチング処理を行うことを特徴とする請求項９に記載の端末装置。
【請求項１１】
前記マッチング処理手段は、測位手段が測位した現在位置を案内経路上にマッチングするルートマッチング処理を行うことを特徴とする請求項９に記載の端末装置。
【請求項１２】
前記誤差検出手段は、マッチングする道路または案内経路と前記測位手段が測位した現在位置までの垂線の距離が所定の許容範囲内にあるか否かを判別することを特徴とする請求項９に記載の端末装置。
【請求項１３】
前記誤差検出手段は、前記測位手段が前回測位した現在位置と今回測位した現在位置との間の距離が所定の許容範囲内にあるか否かを判別することを特徴とする請求項９に記載の端末装置。
【請求項１４】
前記表示制御は、前記第２の表示モードから前記第１の表示モードに一時的に変更する制御であることを特徴とする請求項９に記載の端末装置。
【請求項１５】
前記表示制御は、前記第２の表示モードと第１の表示モードとを所定の間隔で交互に繰り返し変更する制御であることを特徴とする請求項９に記載の端末装置。
【請求項１６】
前記表示制御は、第１の表示モードに変更して表示する際、３次元の画像表示における視点位置を高くとり、近似的に２次元の画像を表示する制御であることを特徴とする請求項９に記載の端末装置。
【請求項１７】
出発地と目的地を含む経路探索条件に基づいて探索用ネットワークデータを参照して前記出発地から目的地までの案内経路を経路探索手段が探索し、地図、案内経路および測位手段が測位した現在位置を示す現在位置マークを表示手段に表示するナビゲーションシステムにおける地図表示方法であって、
前記表示を２次元の画像表示により行う第１の表示モードと３次元の画像表示により行う第２の表示モードを有し、
前記測位手段が測位した現在位置の測位誤差が所定の許容範囲内にあるとき、道路または案内経路上にマッチングするマッチング処理手段と、
前記測位誤差が所定の許容範囲内にあるか否かを判別する誤差検出手段と、を備え、
前記表示が第２の表示モードであるとき、前記誤差検出手段において測位誤差が所定の許容範囲内にあるか否かを判別する第１のステップと、
前記第１のステップにおいて測位誤差が所定の許容範囲内にないと判別された時、前記表示を第１の表示モードに変更する第２のステップと、からなることを特徴とする地図表示方法。
【請求項１８】
前記マッチング処理手段は、測位手段が測位した現在位置を道路上にマッチングするマップマッチング処理を行うステップを更に有することを特徴とする請求項１７に記載の地図表示方法。
【請求項１９】
前記マッチング処理手段は、測位手段が測位した現在位置を案内経路上にマッチングするルートマッチング処理を行うステップを更に有することを特徴とする請求項１７に記載の地図表示方法。
【請求項２０】
前記第１のステップは、マッチングする道路または案内経路と前記測位手段が測位した現在位置までの垂線の距離が所定の許容範囲内にあるか否かを判別する処理であることを特徴とする請求項１７に記載の地図表示方法。
【請求項２１】
前記第１のステップは、前記測位手段が前回測位した現在位置と今回測位した現在位置との間の距離が所定の許容範囲内にあるか否かを判別する処理であることを特徴とする請求項１７に記載の地図表示方法。
【請求項２２】
前記第２のステップは、前記第２の表示モードから前記第１の表示モードに一時的に変更する制御であることを特徴とする請求項１７に記載の地図表示方法。
【請求項２３】
前記第２のステップは、前記第２の表示モードと第１の表示モードとを所定の間隔で交互に繰り返し変更する制御であることを特徴とする請求項１７に記載の地図表示方法。
【請求項２４】
前記第２のステップは、第１の表示モードに変更して表示する際、３次元の画像表示における視点位置を高くとり、近似的に２次元の画像を表示する制御であることを特徴とする請求項１７に記載の地図表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歩行者や自動車の運転者に出発地から目的地までの最適な経路を探索して案内するナビゲーションシステム、端末装置および地図表示方法に関するものである。本発明は、特に、経路、地図や建物を２次元的に表示する表示モードと、３次元的に表示する表示モードを有するナビゲーションシステム、経路探索サーバ、端末装置および地図表示方法において、３次元表示モードで動作中に現在位置の測位誤差を修正するマッチング処理における誤差が許容範囲を超えた場合に２次元表示モードに切り替えるようにしたナビゲーションシステム、端末装置および地図表示方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、見知らぬ土地において目的地となる場所を訪れる場合、地図帳等を頼りに当該地図に描かれた交通機関、道路やランドマーク及び住所を確認しながら到達していた。また、カーナビゲーションシステム（以後単にカーナビと言う）を搭載した自動車においては、該カーナビを起動して目的地を入力することによりナビゲーションシステムからモニタ画面に表示される案内や音声出力される案内（ナビゲーション情報）を得ながら目的地に到達していた。
【０００３】
上記カーナビは、ＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）を利用したものであり、地球上を周回している複数のＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号をＧＰＳアンテナで受信し、該ＧＰＳ信号に含まれる衛星位置や時計情報等を解析して位置の特定化を行うものである。該複数のＧＰＳ衛星の個数は少なくとも４個以上必要である。ＧＰＳの単独測位精度は一般的に１０ｍ強であるが、ＤＧＰＳ（Differential GPS：ディファレンシャルＧＰＳ）を採用することにより５ｍ以下に向上する。特に、現在は一部の携帯電話にしか搭載されていない測位ユニット、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からの信号を受信して測位するＧＰＳ受信機などの搭載が、第三世代と称される携帯電話では全ての機種に搭載されるような趨勢にある。
【０００４】
このような測位機能を有する携帯端末の利用技術としては、種々の分野の技術が提案されており、例えば、自動車用のナビゲーション装置（カーナビ）を発展させ、携帯電話を端末として地図・経路情報を情報配信サーバ（経路探索サーバ）から配信する歩行者用の通信型ナビゲーションシステムが提案されている。
【０００５】
近年、携帯電話、ＰＨＳ等の携帯通信端末機器の性能は飛躍的に向上し、また、多機能化が進んでいる。特に通話機能の他にデータ通信機能が強化され、ユーザに対してインターネットを介した種々のデータ通信サービスが提供されている。ナビゲーションサービスもその１つであり、自動車の運転者のみならず携帯電話ユーザに対して現在位置から目的地までの経路案内を提供する通信ナビゲーションシステムが実用化されている。
【０００６】
一般的なナビゲーション装置、通信ナビゲーションシステムに使用される経路探索装置、経路探索方法は、例えば、下記の特許文献１（特開２００１−１６５６８１号公報）に開示されている。このナビゲーションシステムは、携帯ナビゲーション端末から出発地と目的地の情報を情報配信サーバに送り、情報配信サーバで道路網や交通網のデータから探索条件に合致した経路を探索して案内するように構成されている。探索条件としては、出発地から目的地までの移動手段、例えば、徒歩、自動車、鉄道と徒歩の併用などがあり、これを探索条件の１つとして経路探索する。
【０００７】
情報配信サーバは、地図データの道路（経路）をその結節点、屈曲点の位置をノードとし、各ノードを結ぶ経路をリンクとし、全てのリンクのコスト情報（距離や所要時間）をデータベースとして備えている。そして、情報配信サーバは、データベースを参照して、出発地のノードから目的地のノードに至るリンクを順次探索し、リンクのコスト情報が最小となるノード、リンクをたどって案内経路とすることによって最短の経路を携帯ナビゲーション端末に案内することができる。このような経路探索の手法としてはラベル確定法あるいはダイクストラ法と言われる手法が用いられる。上記特許文献１には、このダイクストラ法を用いた経路探索方法も開示されている。
【０００８】
ところで、経路探索サーバなどの情報配信サーバから案内経路の配信を受けた端末装置は液晶表示装置などの表示手段を備えており、表示手段に地図および案内経路を表示するとともに歩行者や自動車の現在位置（端末装置の現在位置）を案内経路上に表示して歩行者や自動車を目的地まで案内する。一般的に表示手段に表示する地図は平面図、すなわち、２次元図形の表示であるが、表示画像に遠近感をもたせた平面鳥瞰図やランドマークや建物の様子を視認し易くするため建物を３次元的に表現した鳥瞰図、すなわち、３次元図形として表示する方法も提案されている。
【０００９】
例えば、下記の特許文献２（特開２００１−２７５３４号公報）には、建物の壁の状態まで描画して３次元的に表示する地図表示装置が開示されている。この特許文献２に開示された地図表示装置は、車両用ナビゲーション装置で使用される地図表示装置において、建造物を特定し易く、実際の風景との対応を取り易くすることを目的とするものであって、３次元的に表示される建物に、その種類に応じた窓枠形状と壁面色を設定して描画するようにしたものである。その際、窓枠の段数は実際の建物の階数と同じにし、また、目的地建物は屋上面を濃赤に着色する。すなわち、この地図表示装置は地図データ記憶手段に記憶された地図データに基づいて、表示手段に道路、建造物などを３次元的に表示する地図表示装置において、前記建造物を前記表示手段に、建造物の特徴に応じた修飾を付して表示するようにしたものである。
【００１０】
上記のような表示を行うため、特許文献２に開示された地図表示装置において、地図データ記憶装置は、記憶媒体としてのＤＶＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭなど
の大容量記憶媒体と、この記憶媒体に記憶されたデータを再生する再生装置とから構成されている。記憶媒体には、道路地図データと、各種の建造物など（官公庁、銀行、学校、駅舎、空港、ホテル、ビル、各種施設など）を３次元的に表示するためのデータなどを含む３次元デジタル（道路）地図データベースが記録されている。
【００１１】
また、記録媒体には、交差点、市、村、町などの名称を文字表示するためのテキスト情報が記録されている。道路地図データ中の建造物を３次元的に表示するためのデータは、位置データと、建造物の平面的形状および高さ（階数）データなどを表記したポリゴンデータなどからなる。また、記録媒体には、建造物の種別を現す種別データと、建造物の名称を文字表示するためのテキスト情報が記録されている。
【００１２】
地図や経路だけでなく建物を３次元表示すると建物の図形により道路や経路が隠れてしまう。このため右左折すべき交差点などが建物のかげになって視認しにくくなってしまう。このような不都合を解消するため、例えば、下記の特許文献３（特開２０００−１１２３４３号公報）には、交差点手前の建物の３次元表示を透明にする「ナビゲーション用立体表示方法」の技術が開示されている。
【００１３】
この特許文献３に開示されたナビゲーション用立体表示方法は、建物を立体表示するとき、画面上の地図に右左折予定の交差点があるか否かを判別し、右左折予定の交差点があるときには、当該交差点の曲がる側の手前に立体表示する建物があるか否かを判別する。ある時には当該建物をフレームで立体表示すると共に、その内部を透明な赤色をつける等、透明着色化し、それ以外の建物を通常の立体表示、あるいは単なるワイヤフレーム表示を行って区別する。これにより、建物の図形により道路や経路が隠れてしまう不都合を回避している。
【００１４】
また、２次元の表示モード、３次元の表示モードを備え、利用者が何れかの表示モードを選択もしくは所定の条件により自動的に切り替えるように構成された地図表示装置も、例えば、下記の特許文献４（特開２００４−１５１７５２号公報）、特許文献５（特開平１１−２４５５６号公報）に開示されている。
【００１５】
上記特許文献４に開示された電子地図表示装置は、複数種の表示形式の地図情報を記憶する地図情報記憶部と、表示部と、表示部の表示画面かもしくは電子地図表示装置の傾斜角度を感知する傾斜感知部とを備え、感知された傾斜角度に基づいて、制御部は地図情報記憶部より対応する表示形式の地図情報を読み出して表示するように構成されている。
【００１６】
また、上記特許文献５に開示された地図表示装置は、平面地図と、平面地図を鳥瞰図法による表示形式に変換した鳥瞰地図と、この鳥瞰地図の地表面を複数の地点の高さを加味して立体表示する立体鳥瞰地図と、住宅地図とを選択的に表示する地図表示装置において、（ａ）平面地図が表示されている場合には、鳥瞰地図および住宅地図のいずれかに表示を切換え、（ｂ）鳥瞰地図が表示されている場合には、立体鳥瞰地図および平面地図のいずれかに表示を切換え、（ｃ）立体鳥瞰地図が表示されている場合には、鳥瞰地図および平面地図のいずれかに表示を切換え、（ｄ）住宅地図が表示されている場合には、平面地図に表示を切換えるように構成したものである。
【００１７】
一方、ナビゲーションシステムにおいては、ＧＰＳ受信機等の測位手段により現在位置を測位し、地図や案内経路上を表示する際に現在位置を示す現在位置マークや進行方向を示す方位マークなどを重ね合わせて表示し、利用者に現在位置や進行方向を知らせる。また、案内経路データに交差点などのガイダンスポイントが設定され、そのガイダンスポイントにおけるガイダンスとして音声ガイド（例えば、「この先、３００ｍ交差点です。左折して下さい」などの音声メッセージ）のデータが付加されている場合は、スピーカを介して音声メッセージを再生出力してユーザをガイドする。
【００１８】
一般に、上記のようなナビゲーションシステムにおいて、ナビゲーション端末装置は測位手段としてＧＰＳ受信機を搭載している。この測位手段は複数のＧＰＳ衛星信号が送信するＧＰＳ衛星信号を受信して処理し、現在位置（緯度・経度）を測位している。この方法は衛星航法と言われる。ＧＰＳ衛星信号はトンネル内や地下では受信することができず、また、ビルが密集した場所ではＧＰＳ信号の反射があり、測位精度が悪化する。
【００１９】
このため、車載用のナビゲーション装置などでは、加速度センサー、舵角センサー、ジャイロ、車速センサーなどを設けて現在位置を測位する測位手段を併用している。この測位方法は各自律航法と言われる。携帯電話をナビゲーション端末装置とする歩行者用のナビゲーション端末装置においても最近では姿勢検出センサーやジャイロを搭載して自律航法による測位機能を併用させた機器も出現している。
【００２０】
ＧＰＳ受信機を用いた測位手段による現在位置にはＧＰＳ衛星信号の処理における演算誤差が含まれることは周知である。一般的にＧＰＳの単独測位精度は一般的に１０ｍ強であり、ＧＰＳ測位手段で測位した位置（緯度・経度）が道路上から外れる場合がある。マッチング処理とはこの誤差による道路からのずれを修正する処理をいう。通常は測位した現在位置（測位した緯度・経度）に最も近い道路を抽出し、現在位置からこの道路に垂線をおろし、道路との交点を現在位置（補正緯度・経度）として補正する処理である。このような処理方法を投影法という。地図上の道路データを使用して上記の処理を行う方法をマップマッチングと言い、経路探索サーバが探索した経路データを使用して上記の処理を行う方法をルートマッチングという。
【００２１】
また、自律航法手段により測位した位置情報は、前回測位した自車位置から各種センサーによって計測した移動距離や方位の変化分を累積して現在位置を測位するものであり、測位誤差が累積されてゆく。この場合にもマッチング処理が必要になる。一般的にはＧＰＳを使用した衛星航法による測位では自車の絶対位置が測位できるので、天空が開け、ＧＰＳ衛星信号の受信状態が良い場所では衛星航法による測位結果が用いられる。
【００２２】
マッチング処理を行って自車位置の測位誤差の修正を行うことにより、地図上に自車位置を表示するにあたって、案内経路である道路上に正しく表示することができ、利用者は自車位置が案内経路である道路上を走行していることを確認しながら運転を続けることができる。
【００２３】
【特許文献１】特開２００１−１６５６８１号公報（図１、図２）
【特許文献２】特開２００１−２７５３４号公報（図１、図６、段落［００１５］、［００３７］〜［００４５］）
【特許文献３】特開２０００−１１２３４３号公報（図１４、図１５）
【特許文献４】特開２００４−１５１７５２号公報（図４）
【特許文献５】特開平１１−２４５５６号公報（図２３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
地図表示を２次元的に画面表示する場合、図８のように、現在位置付近の地図、道路、建物が平面として画像表示され、探索した案内経路Ｒ、ＧＰＳなどを用いて測位した端末装置の現在位置を現在位置マークＰとして重ね合わせて表示する画面構成になっている。図８においては歩行者用ナビゲーションシステムにおける携帯端末を端末装置とする例であり現在位置マークＲは人形マークで示されている。なお、図８においてａ、ｂ、ｃはメニュー画面などへのリンクボタンである。
【００２５】
一方、図８の位置に相当する位置における地図表示を３次元的に画面表示する場合、現在位置付近の地図、道路が鳥瞰図や立体ポリゴン図形として３次元表示され、建物が高さ方向に立体的に見える画像で３次元表示される。ＧＰＳなどを用い端末装置の現在位置を現在位置マークＰとして重ね合わせて表示する画面構成になっている。
【００２６】
先に述べたようにＧＰＳによる測位位置には、１０ｍ程度の誤差がある。マッチング処理により測位した現在位置を道路上または案内経路上に修正することにより、現在位置が道路や案内経路上を移動するように表示される。駅前や繁華街など高い建物が密集した場所ではマルチパスの影響によりこの誤差は更に大きくなることは一般によく知られている。このため前述のマッチング処理には一定の誤差許容範囲が定められており、許容範囲を超えた誤差が生じる場合がある。
【００２７】
さらに現在位置が経路から外れる理由として
例えば、（１）利用者が道を間違えて経路を外れてしまった場合。（２）利用者が意図的に経路を外れて店舗などに立ち寄る場合。などである。（１）のように利用者が道を間違えて経路を外れてしまった場合は、実際にルート（案内経路）から外れているので、ルートマッチングの誤差許容範囲を超えると測位した現在位置地を現在地表示に切り替える必要がある。
【００２８】
また、（２）のように利用者が意図的に経路を外れて店舗などに立ち寄る場合、特に、建物が多い場所では、ＧＰＳによる測位位置はマルチパスの影響を受けて測位精度が低下する。このとき、測位誤差がマッチングの誤差許容範囲を超えると誤った位置に現在位置が表示されることになる。
【００２９】
３次元表示は、実際に見える風景と装置の表示が一致しているときはわかりやすいが、突然異なる場所の表示に切り替わってしまうと、位置の理解に戸惑う。全く現在地がわからないこともある。その原因は、３次元表示では建物などの立体構造物に経路や道路が隠れてしまうので、２次元表示における地図（平面図）のように２次元的な位置関係を瞬時に読み取ることができないからである。
【００３０】
このため、上記（１）、（２）の何れの場合においても、地図表示を３次元的に表示する表示モードで動作していると、マッチング処理が行われている状態から、現在位置測位による誤差がマッチングの誤差許容範囲を超え、現在地表示になった場合、図９のような地図表示から図１０のような地図表示に変化し利用者が困惑する。図９、図１０は携帯電話を端末装置として利用した場合に表示される地図表示画面である。（携帯電話を端末装置とする場合、携帯電話の移動方向は内蔵された電子コンパスで検出される）
【００３１】
図９は３次元の表示モードで動作し、マッチング処理が行われている状態の地図表示画面の例を示す画面構成図、図１０は現在位置測位による誤差がマッチングの誤差許容範囲を超え、現在地表示になった状態の地図表示画面の例を示す画面構成図である。図９に示すようにマッチング処理が行われている間は現在位置が図中の太線（実線）で示すように道路または案内経路Ｒ上を移動するので利用者は現在位置と道路との関係を容易に視認することができる。
【００３２】
現在位置測位による誤差がマッチングの誤差許容範囲を超え、現在地表示になると図１０のように、現在地が道路や案内経路から外れた位置になり、３次元的に表示された建物に隠れた状態になると、利用者は表示されている道路と現在地との関係を視認できず、利用者に困惑、混乱を与えることになる。
【００３３】
図９、図１０のように表示される３次元の表示を２次元的な表示モードで表示すると図１１、図１２の表示画面のように表示される。図１１に示すようにマッチング処理が行われている間は現在位置が図中の現在位置マークＰで示すように太線（実線）で示す道路または案内経路Ｒ上を移動するので利用者は現在位置と道路との関係を容易に視認することができる。
【００３４】
現在位置測位による誤差がマッチングの誤差許容範囲を超え、現在地表示になると図１２のように、現在位置マークＰが案内経路Ｒから外れた位置になる。この現在位置で３次元表示した場合が図１０であり、現在位置マークが道路の手前の建物のかげに隠れてしまう。すなわち、３次元の表示モードで動作中に上記のように現在位置測位による誤差がマッチングの誤差許容範囲を超え、現在地表示になると表示が図９から突然に図１０のように変わってしまい、利用者は表示されている道路と現在地との関係を視認できず困惑、混乱が生ずるという問題が生ずる。
【００３５】
しかしながら、上記特許文献４に開示された電子地図表示装置は、電子地図表示装置の傾斜角度を検出し、検出された傾斜角度に基づいて地図情報記憶部より対応する表示形式の地図情報を読み出して表示するものであり、マッチング誤差が許容範囲を超えた場合に対応するものではなく前述の問題点を解消することはできない。
【００３６】
また、上記特許文献５に開示された地図表示装置は、（ａ）平面地図が表示されている場合には、鳥瞰地図および住宅地図のいずれかに表示を切換え、（ｂ）鳥瞰地図が表示されている場合には、立体鳥瞰地図および平面地図のいずれかに表示を切換え、（ｃ）立体鳥瞰地図が表示されている場合には、鳥瞰地図および平面地図のいずれかに表示を切換え、（ｄ）住宅地図が表示されている場合には、平面地図に表示を切換えるものであり、特許文献４の電子地図表示装置と同様にマッチング誤差が許容範囲を超えた場合に対応するものではなく前述の問題点を解消することはできない。
【００３７】
本願の発明者は、上記の問題点を解消すべく種々検討を重ねた結果、経路、地図や建物を２次元的に表示する表示モードと、３次元的に表示する表示モードを有するナビゲーションシステムにおいて、３次元表示モードで動作中に現在位置の測位誤差を修正するマッチングにおける誤差が許容範囲を超えた場合に２次元表示モードに切り替えるようになせば上記の問題点を解消し得ることを想到し、本発明を完成するに至ったものである。
【００３８】
すなわち、本発明は上記の問題点を解消することを課題とし、経路、地図や建物を２次元的に表示する表示モードと、３次元的に表示する表示モードを有するナビゲーションシステム、端末装置および地図表示方法において、３次元表示モードで動作中に現在位置の測位誤差を修正するマッチング処理における誤差が許容範囲を超えた場合に、現在地を含む地図表示を視認し易い表示にすることができるナビゲーションシステム、端末装置および地図表示方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００３９】
前記課題を解決するために、本願の請求項１にかかる発明は、
出発地と目的地を含む経路探索条件に基づいて探索用ネットワークデータを参照して前記出発地から目的地までの案内経路を経路探索手段が探索し、地図、案内経路および測位手段が測位した現在位置を示す現在位置マークを表示手段に表示するナビゲーションシステムにおいて、
前記表示を２次元の画像表示により行う第１の表示モードと３次元の画像表示により行う第２の表示モードを有し、
前記測位手段が測位した現在位置の測位誤差が所定の許容範囲内にあるとき、道路または案内経路上にマッチングするマッチング処理手段と、
前記測位誤差が所定の許容範囲内にあるか否かを判別する誤差検出手段と、を備え、
前記表示が第２の表示モードであるとき、前記誤差検出手段において測位誤差が所定の許容範囲内にないことを検出した場合、前記表示を第１の表示モードに変更する表示制御を行うことを特徴とする。
【００４０】
本願の請求項２にかかる発明は、請求項１にかかるナビゲーションシステムにおいて、
前記マッチング処理手段は、測位手段が測位した現在位置を道路上にマッチングするマップマッチング処理を行うことを特徴とする。
【００４１】
本願の請求項３にかかる発明は、請求項１にかかるナビゲーションシステムにおいて、
前記マッチング処理手段は、測位手段が測位した現在位置を案内経路上にマッチングするルートマッチング処理を行うことを特徴とする。
【００４２】
本願の請求項４にかかる発明は、請求項１にかかるナビゲーションシステムにおいて、
前記誤差検出手段は、マッチングする道路または案内経路と前記測位手段が測位した現在位置までの垂線の距離が所定の許容範囲内にあるか否かを判別することを特徴とする。
【００４３】
本願の請求項５にかかる発明は、請求項１にかかるナビゲーションシステムにおいて、
前記誤差検出手段は、前記測位手段が前回測位した現在位置と今回測位した現在位置との間の距離が所定の許容範囲内にあるか否かを判別することを特徴とする。
【００４４】
本願の請求項６にかかる発明は、請求項１にかかるナビゲーションシステムにおいて、
前記表示制御は、前記第２の表示モードから前記第１の表示モードに一時的に変更する制御であることを特徴とする。
【００４５】
本願の請求項７にかかる発明は、請求項１にかかるナビゲーションシステムにおいて、
前記表示制御は、前記第２の表示モードと第１の表示モードとを所定の間隔で交互に繰り返し変更する制御であることを特徴とする。
【００４６】
本願の請求項８にかかる発明は、請求項１にかかるナビゲーションシステムにおいて、
前記表示制御は、第１の表示モードに変更して表示する際、３次元の画像表示における視点位置を高くとり、近似的に２次元の画像を表示する制御であることを特徴とする。
【００４７】
また、本願の請求項９にかかる発明は、
出発地と目的地を含む経路探索条件に基づいて探索用ネットワークデータを参照して前記出発地から目的地までの案内経路を経路探索手段が探索して端末装置に配信する経路探索サーバにネットワークを介して接続され、地図、案内経路および測位手段が測位した現在位置を示す現在位置マークを表示手段に表示する端末装置において、
前記端末装置は、前記表示を２次元の画像表示により行う第１の表示モードと３次元の画像表示により行う第２の表示モードを有し、
前記測位手段が測位した現在位置の測位誤差が所定の許容範囲内にあるとき、道路または案内経路上にマッチングするマッチング処理手段と、
前記測位誤差が所定の許容範囲内にあるか否かを判別する誤差検出手段と、を備え、
前記表示が第２の表示モードであるとき、前記誤差検出手段において測位誤差が所定の許容範囲内にないことを検出した場合、前記表示を第１の表示モードに変更する表示制御を行うことを特徴とする。
【００４８】
本願の請求項１０にかかる発明は、請求項９にかかる端末装置において、
前記マッチング処理手段は、測位手段が測位した現在位置を道路上にマッチングするマップマッチング処理を行うことを特徴とする。
【００４９】
本願の請求項１１にかかる発明は、請求項９にかかる端末装置において、
前記マッチング処理手段は、測位手段が測位した現在位置を案内経路上にマッチングするルートマッチング処理を行うことを特徴とする。
【００５０】
本願の請求項１２にかかる発明は、請求項９にかかる端末装置において、
前記誤差検出手段は、マッチングする道路または案内経路と前記測位手段が測位した現在位置までの垂線の距離が所定の許容範囲内にあるか否かを判別することを特徴とする。
【００５１】
本願の請求項１３にかかる発明は、請求項９にかかる端末装置において、
前記誤差検出手段は、前記測位手段が前回測位した現在位置と今回測位した現在位置との間の距離が所定の許容範囲内にあるか否かを判別することを特徴とする。
【００５２】
本願の請求項１４にかかる発明は、請求項９にかかる端末装置において、
前記表示制御は、前記第２の表示モードから前記第１の表示モードに一時的に変更する制御であることを特徴とする。
【００５３】
本願の請求項１５にかかる発明は、請求項９にかかる端末装置において、
前記表示制御は、前記第２の表示モードと第１の表示モードとを所定の間隔で交互に繰り返し変更する制御であることを特徴とする。
【００５４】
本願の請求項１６にかかる発明は、請求項９にかかる端末装置において、
前記表示制御は、第１の表示モードに変更して表示する際、３次元の画像表示における視点位置を高くとり、近似的に２次元の画像を表示する制御であることを特徴とする。
【００５５】
また、本願の請求項１７にかかる発明は、
出発地と目的地を含む経路探索条件に基づいて探索用ネットワークデータを参照して前記出発地から目的地までの案内経路を経路探索手段が探索し、地図、案内経路および測位手段が測位した現在位置を示す現在位置マークを表示手段に表示するナビゲーションシステムにおける地図表示方法であって、
前記表示を２次元の画像表示により行う第１の表示モードと３次元の画像表示により行う第２の表示モードを有し、
前記測位手段が測位した現在位置の測位誤差が所定の許容範囲内にあるとき、道路または案内経路上にマッチングするマッチング処理手段と、
前記測位誤差が所定の許容範囲内にあるか否かを判別する誤差検出手段と、を備え、
前記表示が第２の表示モードであるとき、前記誤差検出手段において測位誤差が所定の許容範囲内にあるか否かを判別する第１のステップと、
前記第１のステップにおいて測位誤差が所定の許容範囲内にないと判別された時、前記表示を第１の表示モードに変更する第２のステップと、からなることを特徴とする。
【００５６】
本願の請求項１８にかかる発明は、請求項１７にかかる地図表示方法において、
前記マッチング処理手段は、測位手段が測位した現在位置を道路上にマッチングするマップマッチング処理を行うステップを更に有することを特徴とする。
【００５７】
本願の請求項１９にかかる発明は、請求項１７にかかる地図表示方法において、
前記マッチング処理手段は、測位手段が測位した現在位置を案内経路上にマッチングするルートマッチング処理を行うステップを更に有することを特徴とする。
【００５８】
本願の請求項２０にかかる発明は、請求項１７にかかる地図表示方法において、
前記第１のステップは、マッチングする道路または案内経路と前記測位手段が測位した現在位置までの垂線の距離が所定の許容範囲内にあるか否かを判別する処理であることを特徴とする。
【００５９】
本願の請求項２１にかかる発明は、請求項１７にかかる地図表示方法において、
前記第１のステップは、前記測位手段が前回測位した現在位置と今回測位した現在位置との間の距離が所定の許容範囲内にあるか否かを判別する処理であることを特徴とする。
【００６０】
本願の請求項２２にかかる発明は、請求項１７にかかる地図表示方法において、
前記第２のステップは、前記第２の表示モードから前記第１の表示モードに一時的に変更する制御であることを特徴とする。
【００６１】
本願の請求項２３にかかる発明は、請求項１７にかかる地図表示方法において、
前記第２のステップは、前記第２の表示モードと第１の表示モードとを所定の間隔で交互に繰り返し変更する制御であることを特徴とする。
【００６２】
本願の請求項２４にかかる発明は、請求項１７にかかる地図表示方法において、
前記第２のステップは、第１の表示モードに変更して表示する際、３次元の画像表示における視点位置を高くとり、近似的に２次元の画像を表示する制御であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００６３】
請求項１にかかる発明においては、ナビゲーションシステムは表示を２次元の画像表示により行う第１の表示モードと３次元の画像表示により行う第２の表示モードを有し、
前記測位手段が測位した現在位置の測位誤差が所定の許容範囲内にあるとき、道路または案内経路上にマッチングするマッチング処理手段と、
前記測位誤差が所定の許容範囲内にあるか否かを判別する誤差検出手段と、を備え、
前記表示が第２の表示モードであるとき、前記誤差検出手段において測位誤差が所定の許容範囲内にないことを検出した場合、前記表示を第１の表示モードに変更する。
従って、測位誤差が許容範囲を超えた場合には、マッチングされた現在位置が表示された画面から、現在地に現在位置マークが表示される画面に突然に遷移せず、２次元の表示画面に変更されるため、現在位置マークが３次元表示された建物の陰に隠れてしまうこともなく利用者に混乱を与えることがなくなる。すなわち、平面表示された地図や案内経路上の現在地に現在位置マークが表示され、利用者は地図と現在地との位置関係を容易に視認することができるようになる。
【００６４】
請求項２にかかる発明においては、請求項１にかかるナビゲーションシステムにおいて、マッチング処理手段は、測位手段が測位した現在位置を道路上にマッチングするマップマッチング処理を行う。また、請求項３にかかる発明においては、請求項１にかかるナビゲーションシステムにおいて、マッチング処理手段は、測位手段が測位した現在位置を案内経路上にマッチングするルートマッチング処理を行う。
従って、マッチング処理がマップマッチング、ルートマッチングの何れであっても、測位誤差が許容範囲を超えた場合には、マッチングされた現在位置が表示された画面から、現在地に現在位置マークが表示される画面に突然に遷移せず、２次元の表示画面に変更されるため、現在位置マークが３次元表示された建物の陰に隠れてしまうこともなく利用者に混乱を与えることがなくなる。
【００６５】
請求項４にかかる発明においては、請求項１にかかるナビゲーションシステムにおいて、誤差検出手段は、マッチングする道路または案内経路と前記測位手段が測位した現在位置までの垂線の距離が所定の許容範囲内にあるか否かを判別する。また、請求項５にかかる発明においては、請求項１にかかるナビゲーションシステムにおいて、誤差検出手段は、前記測位手段が前回測位した現在位置と今回測位した現在位置との間の距離が所定の許容範囲内にあるか否かを判別する。
従って、測位手段がＧＰＳ測位手段、自律航法手段の何れであっても、測位誤差が許容範囲を超えた場合には、マッチングされた現在位置が表示された画面から、現在地に現在位置マークが表示される画面に突然に遷移せず、２次元の表示画面に変更されるため、現在位置マークが３次元表示された建物の陰に隠れてしまうこともなく利用者に混乱を与えることがなくなる。
【００６６】
請求項６にかかる発明においては、請求項１にかかるナビゲーションシステムにおいて、表示制御は、前記第２の表示モードから前記第１の表示モードに一時的に変更する制御である。従って、測位誤差が許容範囲内に戻った場合には３次元の表示モードに戻し、利用者が所望する表示モードを継続することができる。
【００６７】
請求項７にかかる発明においては、請求項１にかかるナビゲーションシステムにおいて、表示制御は、前記第２の表示モードと第１の表示モードとを所定の間隔で交互に繰り返し変更する制御である。
従って、測位誤差が許容範囲を超えた場合には、マッチングされた現在位置が表示された画面から、現在地に現在位置マークが表示される画面に突然に遷移せず、２次元の表示画面に変更され、所定周期で３次元の表示と交互に繰り返されため、現在位置マークが３次元表示された建物の陰に隠れてしまうこともなく、利用者は２次元の表示と３次元の表示と交互に見ることができ混乱を生ずることがなくなる。
【００６８】
請求項８にかかる発明においては、請求項１にかかるナビゲーションシステムにおいて、表示制御は、第１の表示モードに変更して表示する際、３次元の画像表示における視点位置を高くとり、近似的に２次元の画像を表示する制御である。
従って、測位誤差が許容範囲を超えた場合には、マッチングされた現在位置が表示された画面から、現在地に現在位置マークが表示される画面に突然に遷移せず、近似的な２次元の表示画面に変更されるため、現在位置マークが３次元表示された建物の陰に隠れてしまうこともなく利用者に混乱を与えることがなくなる。すなわち、平面表示された地図や案内経路上の現在地に現在位置マークが表示され、利用者は地図と現在地との位置関係を容易に視認することができるようになる。
【００６９】
請求項９ないし請求項１６にかかる発明においては、それぞれ請求項１ないし請求項８にかかるナビゲーションシステムを構成する端末装置を提供することができ、請求項１７ないし請求項２４にかかる発明においては、それぞれ請求項１ないし請求項８にかかるナビゲーションシステムおよび請求項９ないし請求項１６にかかる端末装置における地図表示方法を提供することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７０】
以下、本発明の具体例を実施例及び図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の実施例においては、携帯電話機を端末装置とし、地図等を２次元表示する第１の表示モードと、３次元表示する第２の表示モードとを備え、経路探索および経路案内を行うナビゲーションシステムを具体例として説明するが、本発明はこのような実施例に限ることなく、端末装置は車載型の端末装置のような移動端末であってもよい。本明細書においては、移動端末を含めて携帯端末と総称する。
【実施例１】
【００７１】
図１は、本発明の実施例１にかかるナビゲーションシステムの構成を示すブロック図である。ナビゲーションシステム１０は、図１に示すようにインターネットなどのネットワーク１２を介して接続される端末装置２０と経路探索サーバ３０を備えて構成されている。経路探索サーバ３０は、経路探索手段３１６、探索用ネットワークデータ３１７、地図データ（ＤＢ）３１５、建物画像データ（ＤＢ）３１８を備えている。
【００７２】
端末装置２０から現在位置、目的地、移動手段（自動車、徒歩、交通機関あるいは徒歩と交通機関併用など）などの経路探索条件を含む経路探索要求があると、探索用ネットワークデータ３１７を参照して経路探索条件に合致した最短の案内経路あるいは経路長順に複数の案内経路を探索する。探索の結果得られた案内経路のデータは、地図データ３１５から選択した現在位置を含む複数の単位地図データ（緯度・経度で所定の大きさのエリアに区分された地図データ）や建物画像データ３１８から選択した前記単位地図データ上の建物画像のデータなどとともに端末装置２０に配信される。
【００７３】
経路探索サーバ３０はまた、制御手段３１１、通信手段３１２、配信データ編集手段３１３、案内経路データ作成手段３１４を備えている。制御手段３１１は、図示してはいないがＲＡＭ、ＲＯＭ、プロセッサを有するマイクロプロセッサであり、ＲＯＭに格納された制御プログラムにより各部の動作を制御する。通信手段３１２は、ネットワーク１２を介して端末装置２０と通信するためのインターフェースである。案内経路データ作成手段３１４は前述のようにして探索された案内経路のデータや地図データ、ガイダンスポイント、ガイダンスポイントにおけるガイダンスのデータなどを作成し、配信データ編集手段３１３が案内経路などのデータを端末装置２０に配信するためのデータに編集する。
【００７４】
一方、端末装置２０は、例えばＧＰＳ受信機などからなるＧＰＳ測位手段２１２を搭載した携帯電話機であり、制御手段２１１、ＧＰＳ測位手段２１２、自律航法手段２１３、マッチング処理手段２１４、２次元表示制御手段２１５、３次元表示制御手段２１６、通信手段２１７、配信要求編集手段２１８、配信データ記憶手段２１９、誤差検出手段２２０、表示手段２２１、操作・入力手段２２２などを備えて構成されている。
【００７５】
制御手段２１１は、図示してはいないがＲＡＭ、ＲＯＭを有するマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）を備えて構成され、ＲＯＭに格納された制御プログラムにより各部の動作を制御する。操作・入力手段２２２は、数字キーやアルファベットキー、その他の機能キー、選択キー、スクロールキーなどからなる操作・入力手段ためのものであり、出力手段である表示手段２２１に表示されるメニュー画面から所望のメニューを選択し、あるいは、キーを操作して種々の入力操作を行うものである。従って、表示手段２２１は操作・入力手段２２２の一部としても機能する。通信手段２１７は、ネットワーク１２を介して経路探索サーバ３０と通信するためのインターフェースである。
【００７６】
利用者が経路探索サーバ３０に経路探索を依頼しようとする場合、端末装置２０において操作・入力手段２２２を操作し、表示手段２２１に表示されるサービスメニューから経路探索を選択し、現在位置、目的地、移動手段（自動車、徒歩、交通機関あるいは徒歩と交通機関併用など）などの経路探索条件を入力する。経路探索条件は配信要求編集手段２１８で経路探索サーバ３０への配信要求に編集され、通信手段２１７を介して経路探索サーバ３０に送信される。
【００７７】
経路探索サーバ３０からの配信データは配信データ記憶手段２１９に一時記憶され、必要に応じて配信データ記憶手段２１９から読み出され、表示手段２２１に表示される。端末装置２０は、配信データに含まれる地図、案内経路、建物画像などを２次元表示する第１の表示モード（以下、２次元表示モードという）と、３次元表示する３次元表示する第２の表示モード（以下、３次元表示モードという）を有しており、利用者が何れかの表示モードを選択して端末装置を動作させることができる。
２次元表示制御手段２１５は地図、案内経路、建物画像などを２次元の画像（平面画像）として表示する制御を行い、３次元表示制御手段２１５は地図、案内経路、建物画像などを３次元の画像（例えば鳥瞰図）として表示する制御を行う。
【００７８】
ＧＰＳ測位手段２１２は端末装置２０の現在位置を周期的に測位し、現在位置（緯度・経度）を取得する。ＧＰＳ測位手段２１２で測位したこの現在位置を示す現在位置マークが表示手段２２１に表示される地図や案内経路などの画像に重ね合わせられて表示される。
【００７９】
ＧＰＳ測位手段が測位した現在位置には１０ｍ前後の誤差が含まれ、マルチパスの影響が強い場所において測位誤差は更に大きなものになる。このため、マッチング処理手段２１４は、ＧＰＳ測位手段２１２が測位した現在位置を地図上の最も近い道路または案内経路に修正する処理を行う。前述したように誤差が所定の範囲（許容範囲）を超える場合があり、この場合マッチング処理を行うと案内経路と異なる道路などに現在位置マークが表示され、利用者に混乱を与えることになる。従って、誤差が許容範囲を超えた場合はマッチング処理せず測位した現在位置（これを、マッチング処理された現在位置と区別するため現在地ということとする）に現在位置マークを表示する。
【００８０】
ここで、携帯端末２０が３次元表示モードで動作している時に、測位誤差が許容範囲を超えた場合には、図９〜図１２で説明したように現在地に現在位置マークＰが表示される画面に突然に遷移するため、現在位置マークＰが３次元表示された建物の陰に隠れてしまうと、利用者は現在の位置と地図や道路の位置関係を見失うことになり、混乱を与えてしまう。そこで、本実施例においては、誤差検出手段２２０において、ＧＰＳ測位手段２１２で測位した現在位置の測位誤差が許容範囲を超えたか否かを判別し、許容範囲を超えている場合には、表示モードを３次元表示モードから２次元表示モードにと切り替える。
【００８１】
これにより、表示手段２２１に表示される表示画像は図１２に示すように２次元表示され、すなわち、平面表示された地図や案内経路Ｒ上の現在地に現在位置マークＰが表示され、利用者は地図と現在地との位置関係を容易に視認することができるようになる。なお、測位誤差が許容範囲を超えたか否かの判別は、測位した現在位置に最も近い（現在位置から垂線をおろした時の長さが最も短い）道路または経路までの距離（前記垂線の長さ）が所定の長さを超えているか否かで判別することができる。
【００８２】
なお、自律航法手段２１３は、トンネル内、地下街などＧＰＳ衛星信号を受信できない場所において端末装置２０の現在位置や進行方向を算出するために用いられるものであり、加速度センサーや地磁気センサーなどから構成され、推測航法により現在位置、進行方向を算出する。車載用の端末装置では、更に、車速センターや舵角センサーを備えて構成される場合もある。
【００８３】
経路探索サーバ３０において探索用ネットワークデータ３１７は徒歩や自動車による経路を探索するための道路ネットワークデータ３１７Ａと、交通機関を利用する経路を探索する交通ネットワークデータ３１７Ｂと、を備えている。これにより、徒歩、自動車による経路、徒歩と交通機関を併用する経路の探索を行うことができるようになる。これらのネットワークデータは以下のように構成されている。
【００８４】
例えば、道路が図２に示すように道路Ａ、Ｂ、Ｃからなる場合、道路Ａ、Ｂ、Ｃの端点、交差点、屈曲点などをノードとし、各ノード間を結ぶ道路を有向性のリンクで表し、ノードデータ（ノードの緯度・経度）、リンクデータ（リンク番号）と各リンクのリンクコスト（リンクの距離またはリンクを走行するのに必要な所要時間）をデータとしたリンクコストデータとから構成される。
【００８５】
すなわち、図２において、○印、◎印がノードを示し、◎印は道路の交差点を示している。各ノード間を結ぶ有向性のリンクを矢印線（実線、点線、２点鎖線）で示している。リンクは、道路の上り、下りそれぞれの方向を向いたリンクが存在するが、図２では図示を簡略化するため矢印の向きのリンクのみを図示している。
【００８６】
このような道路ネットワークのデータを経路探索用のデータベースとして経路探索を行う場合、出発地のノードから目的地のノードまで連結されたリンクをたどりそのリンクコストを累積し、累積リンクコストの最少になる経路を探索して案内する。すなわち、図２において出発地をノードＡＸ、目的地をノードＣＹとして経路探索を行う場合、ノードＡＸから道路Ａを走行して２つ目の交差点で右折して道路Ｃに入りノードＣＹにいたるリンクを順次たどりリンクコストを累積し、リンクコストの累積値が最少になる経路を探索して案内する。
【００８７】
図２ではノードＡＸからノードＣＹに至る他の経路は図示されていないが、実際にはそのような経路が他にも存在するため、ノードＡＸからノードＣＹに至る可能な経路を同様にして探索し、それらの経路のうちリンクコストが最少になる経路を最適経路として決定するものである。この手法は、例えば、ダイクストラ法と呼ばれる周知の手法によって行われる。
【００８８】
これに対して、交通機関の経路探索のための交通ネットワークデータは以下のように構成されている。例えば、図３に示すように交通路線Ａ、Ｂ、Ｃからなる場合、各交通路線Ａ、Ｂ、Ｃに設けられた各駅（航空機の路線においては各空港）をノードとし、各ノード間を結ぶ区間を有向性のリンクで表し、ノードデータ（緯度・経度）、リンクデータ（リンク番号）をネットワークデータとしている。図３において、○印、◎印がノードを示し、◎印は交通路線の乗り継ぎ点（乗換え駅など）を示し、各ノード間を結ぶ有向性のリンクを矢印線（実線、点線、２点鎖線）で示している。リンクは、交通路線の上り、下りそれぞれの方向を向いたリンクが存在するが、図３では図示を簡略化するため矢印の向きのリンクのみを図示している。
【００８９】
しかしながら、交通ネットワークは道路ネットワークと比べリンクコストが基本的に異なる。すなわち、道路ネットワークではリンクコストは固定的、静的なものであったが、交通ネットワークでは、図３に示すように交通路線を運行する列車や航空機（以下個々の列車や航空機などの各経路を交通手段と称する）が複数ある。各交通手段毎にあるノードを出発する時刻と次のノードに到着する時刻とが定まっており（時刻表データ、運行データで規定される）、かつ、個々の経路が必ずしも隣接するノードにリンクしない場合がある。例えば、急行と各駅停車の列車のような場合である。このような場合には同じ交通路線上に異なる複数のリンクが存在することになり、またノード間の所要時間が交通手段により異なる場合もある。
【００９０】
図３に例示する交通ネットワークにおいては、交通路線Ａの同じリンクに複数の交通手段（経路）Ａａ〜Ａｃ・・・、交通路線Ｃに複数の交通手段（経路）Ｃａ〜Ｃｃ・・・が存在することになる。従って、交通機関の運行ネットワークは、単純な道路ネットワークと異なり、ノード、リンク、リンクコストの各データは交通手段（個々の航空機や列車などの経路）の総数に比例したデータ量になる。このため交通ネットワークのデータは道路ネットワークのデータ量に比べて膨大なデータ量になる。従って、それに応じて、経路探索に要する時間も多くの時間が必要になる。
【００９１】
このような交通ネットワークデータを用いて、ある出発地からある目的地までの経路を探索するためには、出発地から目的地まで到達する際に使用（乗車）できる全ての交通手段を探索して探索条件に合致する交通手段を特定する必要がある。
例えば、図３において、出発地を交通路線ＡのノードＡＸとしてある特定の出発時刻を指定して、交通路線ＣのノードＣＹを目的地とする経路探索を行う場合、交通路線Ａ上を運行する交通手段Ａａ〜Ａｃ・・・のうち出発時刻以降の全ての交通手段を順次出発時の経路として選択する。そして交通路線Ｃへの乗り継ぎノードへの到着時刻に基づいて、交通路線Ｃ上を運行する各交通手段Ｃａ〜Ｃｃ・・・のうち、乗り継ぎノードにおいて乗車可能な時刻以降の交通手段の全ての組み合わせを探索して各経路の所要時間や乗り換え回数などを累計して案内することになる。
【００９２】
次に、図４のフローチャートを参照して上記ナビゲーションシステム１０の動作手順を説明する。ステップＳ１０の処理においてＧＰＳ測位手段２１２が周期的にＧＰＳ衛星信号を受信し、ステップＳ１１の処理において現在位置（端末装置の位置する場所の緯度・経度）を算出（取得）する。
【００９３】
ステップＳ１２の処理においてマッチング処理手段２１４が現在位置付近の道路または経路にそれぞれ垂線をおろし、垂線の最も短い道路または経路に現在位置を補正する処理を行う。この時、ステップＳ１３の処理で、誤差検出手段２２０において現在位置野測位誤差が所定の許容範囲を超えているか、すなわち、前記垂線の長さが所定の長さを超えているかが判別される。
【００９４】
測位誤差が許容範囲内にある場合はマッチング処理手段２１４の処理が確定し、ステップＳ１４の処理において端末装置２０が２次元表示モード、３次元表示モードの何れで動作しているかが判別される。２次元表示モードで動作していればステップＳ１５の処理において２次元表示制御手段２１５が表示手段２２１に地図、経路、現在位置マークを２次元表示する。３次元表示モードで動作していれば、ステップＳ１６の処理において３次元表示制御手段２１６が表示手段２２１に地図、経路、現在位置マークを２次元表示する。
【００９５】
一方、ステップＳ１３の判別処理において測位誤差が許容範囲を超えていると判別された場合にはマッチング処理手段２１４の処理結果はキャンセルされ、測位した現在位置が現在地とされ、ステップＳ１５の処理に進み、強制的に端末装置２０の表示モードが２次元表示モードに変更され、２次元表示制御手段２１５が表示手段２２１に地図、経路、現在位置マークを２次元表示する。
【００９６】
このように制御することにより、表示手段２２１に表示される表示画像は図１２に示すように２次元表示され、すなわち、平面表示された地図や案内経路上の現在地に現在位置マークが表示され、利用者は地図と現在地との位置関係を容易に視認することができるようになる。
【００９７】
なお、端末装置２０が自律航法手段２１３により現在位置の測位を行っている場合、ステップＳ１３の判別処理における測位誤差は、前回測位した現在位置と今回測位した現在位置との間の距離が所定の許容範囲内にあるか否かで判別する。
【実施例２】
【００９８】
上記実施例１においては、ＧＰＳ測位手段２１２における測位誤差が許容範囲を超えた場合には端末装置２０が３次元表示モードで動作していても強制的に２次元表示モードに変更する例を説明したが、実施例２に示すように、一定の周期で２次元表示モードによる表示と３次元表示モードによる表示とを交互に繰り返し変更するように構成できる。この構成によれば、マッチング処理が妥当でない（測位誤差が許容範囲を超えた）ときに、２次元表示に変更した案内ができるとともに、利用者にもその状態になったことを明確に知らせることができる。
【００９９】
図５は、本発明の実施例２にかかるナビゲーションシステム１０の構成を示すブロック図である。ナビゲーションシステム１０は、基本的には図１に示す構成と同様であるが、図５に示すように端末装置２０が更にタイマー手段２２３を備えて構成されている点がことなる。図５においてその他の要素は図１の実施例１と同様であり、説明を容易にするため、図１と同一部分は同一の参照符号を付している。
【０１００】
タイマー手段２２３は、ＧＰＳ測位手段２１２における測位誤差が許容範囲を超えた場合に、時間Ｔを繰り返し計測するものであり、計測時間が０〜Ｔ／２の間は端末装置を３次元表示モードに、Ｔ／２〜Ｔの間は端末装置２０を２次元表示モードに切り替えるものである。
【０１０１】
図６は、上記実施例２におけるナビゲーションシステム１０の処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ２０の処理においてＧＰＳ測位手段２１２が周期的にＧＰＳ衛星信号を受信し、ステップＳ２１の処理において現在位置（端末装置の位置する場所の緯度・経度）を算出（取得）する。
【０１０２】
ステップＳ２２の処理においてマッチング処理手段２１４が現在位置付近の道路または経路にそれぞれ垂線をおろし、垂線の最も短い道路または経路に現在位置を補正する処理を行う。ステップＳ２３の処理において端末装置２０が２次元表示モード、３次元表示モードの何れで動作しているかが判別される。２次元表示モードで動作していればステップＳ２６の処理に進み、３次元表示モードで動作していれば、ステップＳ２４の処理に進む。端末装置２０が２次元表示モードで動作している場合はステップＳ２６の処理において、２次元表示制御手段２１５が表示手段２２１に地図、経路、現在位置マークを２次元表示する。
【０１０３】
端末装置２０が３次元表示モードで動作している場合、ステップＳ２４の処理で誤差検出手段２２０において現在位置の測位誤差が所定の許容範囲を超えているか、すなわち、前記垂線の長さが所定の長さを超えているかが判別される。測位誤差が許容範囲内にある場合はマッチング処理手段２１４の処理が確定し、ステップＳ２７の処理において３次元表示制御手段２１６が表示手段２２１に地図、経路、現在位置マークを３次元表示する。
【０１０４】
一方、ステップＳ２４の判別処理において測位誤差が許容範囲を超えていると判別された場合にはマッチング処理手段２１４の処理結果はキャンセルされ、測位した現在位置が現在地とされ、ステップＳ２５の処理に進み、タイマー手段２２３が作動する。タイマー手段２２３の計測時間が０〜Ｔ／２の間はステップＳ２７の処理に進み端末装置２０を３次元表示モードとし、３次元表示制御手段２１６が表示手段２２１に地図、経路、現在位置マークを３次元表示する。計測時間がＴ／２〜Ｔの間はステップＳ２６の処理に進み、端末装置２０を２次元表示モードとし、２次元表示制御手段２１５が表示手段２２１に地図、経路、現在位置マークを２次元表示する。
【０１０５】
端末装置２０が自律航法手段２１３により現在位置の測位を行っている場合、ステップＳ２４の判別処理における測位誤差は、実施例１と同様に、前回測位した現在位置と今回測位した現在位置との間の距離が所定の許容範囲内にあるか否かで判別する。
【０１０６】
以上詳細に説明したように、端末装置２０が３次元表示モードで動作している場合に、ＧＰＳ測位手段２１２における現在位置測位誤差がマッチング処理の許容範囲を超え、現在地表示になっても、２次元表示に変更することによって現在位置マークが建物のかげに隠れるようなことがなく、利用者にとって現在位置や周辺地図の視認を混乱させることがなくなる。
【０１０７】
なお、上記実施例１、実施例２において、測位誤差が許容範囲を超えていると判別された場合に端末装置の表示モードを２次元表示モードに制御する例を示したが、必ずしも２次元表示は平面表示である必要はなく、現在地表示における現在位置マークが３次元表示された建物の画像に隠れなければよいので、図７に示す鳥瞰図のように視点位置を高くとり、建物の立体画像の高さが低く表示され、現在位置マークが手前の建物に隠れない表示を行い、２次元（平面）表示に近い表示とすることでも同様の効果が得られる。従って、本発明における２次元表示は、このような視点位置の高い鳥瞰図により２次元表示に近似した表示をも含むものとする。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明は、車載用のナビゲーションシステム、携帯電話を用いた歩行者用ナビゲーションで実施可能である。特に、車速パルスなどを用いた自律航法ができずＧＰＳに頼る衛星航法が中心となる携帯電話を端末装置として用いるナビゲーションシステムに適用すると効果的である。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明の実施例１にかかるナビゲーションシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】道路ネットワークデータの構成を説明するための模式図である。
【図３】交通ネットワークデータの構成を説明するための模式図である。
【図４】本発明の実施例１にかかるナビゲーションシステムの動作手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施例２にかかるナビゲーションシステムの構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施例２にかかるナビゲーションシステムの動作手順を示すフローチャートである。
【図７】視点の位置を高くとり２次元の地図表示に近づけた鳥瞰図による表示画面構成図である。
【図８】２次元の地図表示画面の例を示す画面構成図である。
【図９】３次元の表示モードで動作し、マッチング処理が行われている状態の地図表示画面の例を示す画面構成図である。
【図１０】現在位置測位による誤差がマッチングの誤差許容範囲を超え、現在地表示になった状態の地図表示画面の例を示す画面構成図である。
【図１１】図９の位置に相当する位置における２次元の地図表示画面を示す画面構成図である。
【図１２】図１０の位置に相当する位置における２次元の地図表示画面を示す画面構成図である。
【符号の説明】
【０１１０】
１０・・・・ナビゲーションシステム
１２・・・・ネットワーク
２０・・・・端末装置
２１１・・・制御手段
２１２・・・ＧＰＳ測位手段
２１３・・・自律航法手段
２１４・・・マッチング処理手段
２１５・・・２次元表示制御手段
２１６・・・３次元表示制御手段
２１７・・・通信手段
２１８・・・配信要求編集手段
２１９・・・配信データ記憶手段
２２０・・・誤差検出手段
２２１・・・表示手段
２２２・・・操作・入力手段
２２３・・・タイマー手段
３０・・・・経路探索サーバ
３１１・・・制御手段
３１２・・・通信手段
３１３・・・配信データ編集手段
３１４・・・案内経路データ作成手段
３１５・・・地図データ（ＤＢ）
３１６・・・経路探索手段
３１７・・・探索用ネットワークデータ
３１７Ａ・・・道路ネットワークデータ
３１７Ｂ・・・交通ネットワークデータ
３１８・・・建物画像データ（ＤＢ）
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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