(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の現在位置を検出すると共に、第１及び第２の道路が立体的に敷設された状況下で、前記第１又は第２のいずれかの道路を走行中であるかを判断可能な現在位置検出装置であって、
車両の走行軌跡を生成する走行軌跡生成手段と、
前記第１及び第２の道路を接続する取付道路周辺の典型的な走行パターンを予め複数記憶しており、前記走行パターンと前記走行軌跡生成手段にて生成された走行軌跡との類似を判定する類似判定手段と、
前記類似判定手段にて類似しているとの判定がなされた場合に、前記第１及び第２の道路を接続する取付道路が、前記類似判定手段により類似と判定された付近にあるか否かを判断し、当該取付道路があると判断した場合には、前記車両は当該取付道路へ進入したと判断することによって、前記第１又は第２のいずれの道路を走行中であるかを判断する道路判断手段とを備えていること
を特徴とする現在位置検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現在位置検出装置において、
前記道路判断手段は、前記走行軌跡生成手段にて生成された走行軌跡の中の、前記類似判定手段にて類似していると判定された区間の周辺に前記取付道路があれば、当該取付道路へ進入したと判断すること
を特徴とする現在位置検出装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の現在位置検出装置と、
前記現在位置検出装置にて検出された車両の現在位置周辺の道路地図データを道路地図として表示すると共に、その道路地図上に車両の現在位置を識別可能に表示する地図表示手段とを備えていること
を特徴とする現在位置表示装置。
【請求項４】
請求項３に記載の現在位置表示装置を備え、
前記地図表示手段に表示した道路地図上に、予め設定された目的地までの経路及び前記現在位置検出装置によって検出された車両の現在位置を識別可能に表示し、前記目的地までの経路と車両の現在位置との関係を考慮して、所定の経路案内を行うナビゲーション装置。
【請求項５】
請求項４に記載のナビゲーション装置において、
前記道路判断手段による判断結果に基づき、前記目的地までの経路から外れたと判断した場合に、前記経路の再探索を自動的に行うこと
を特徴とするナビゲーション装置。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の現在位置検出装置、請求項３に記載の現在位置表示装置、あるいは請求項４又は５に記載のナビゲーション装置の前記各手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【請求項７】
請求項６に記載のプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ナビゲーション装置に用いられる現在位置検出技術に関し、第１及び第２の道路が立体的に敷設された状況下で、当該第１又は第２のいずれの道路を走行しているのかを判断する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の走行に伴って移動していく現在位置をディスプレイ上に道路地図と共に表示したり、現在地から目的地までの適切な経路を設定し、経路案内を行うナビゲーション装置が知られており、より円滑なドライブに寄与している。
【０００３】
このような車両の現在位置の表示や経路案内に際しては、車両の現在位置を検出することが基本となる。そして、その位置検出においては、適切な経路案内を行うために、例えば一般道路とその一般道路上方に平行に敷設された高速道路とがある場合、いずれの道路を走行しているのかを判断することまで要求されるようになった。
【０００４】
これに対して従来は、地図データに３次元情報を持たせると共に車両の傾斜を検出して、一般道路から高速道路への進入、逆に高速道路から一般道路への進入を判断していた。
地図データに３次元情報を付加することは、例えば道路データがノードで規定される場合、図６（ａ）に記号Ｂで示すようにノード座標として高度座標を加えたり、図６（ｂ）に記号Ｃで示すように道路データに傾斜情報を加えたりすることによって実現されている。
【０００５】
一方、車両の傾斜検出は、傾斜を検出するための専用の傾斜センサによって、あるいは、加速度センサにより重力加速度の方向を検知することによってなされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した方法では、地図データの作成にあたって、３次元の測量を行う必要あり、地図データの作成費用が嵩むという問題点があった。また、地図データの情報量が増えることで、記憶容量を大きくする必要があり、コストアップを招いてしまう。また一方で、傾斜センサや加速度センサを追加する必要があるため、この点でもコストアップを招いていた。
【０００７】
本発明は、第１及び第２の道路が立体的に敷設された状況下で、第１又は第２のいずれの道路を走行中であるかを、地図データに３次元情報を持たせることなく判断することを第１の目的とし、加えて、傾斜を検出するためのセンサを追加することなく判断することを第２の目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
本発明は、第１の道路から第２の道路へ、又は、第２の道路から第１の道路へ進入する場合には必ず取付道路を走行するという点に着目し、この取付道路への進入を判断することで、第１又は第２のいずれの道路を走行中であるかを判断するという思想である。
【０００９】
そして、本発明では、車両の走行軌跡と取付道路周辺の典型的な走行パターンとが類似しているとの判定がなされた場合に、第１及び第２の道路を接続する取付道路が類似と判定された付近にあるか否かを判断し、取付道路があると判断した場合（請求項１）に、車両が取付道路へ進入したと判断する。
この手法で取付道路への進入を判断すれば、地図データに３次元情報を持たせることなく、第１又は第２のいずれの道路を走行中であるかを判断することができ、第１の目的が達成される。また、この手法では、車両の傾斜を判定しないため、傾斜判定のためのセンサ追加も必要ない。したがって、第２の目的が達成される。
【００１０】
なお、具体的には、車両の走行軌跡を生成し、この走行軌跡に結びつけた判断を行うことが考えられる。すなわち、車両の走行軌跡の中の、走行パターンが類似していると判定された区間の周辺に取付道路がある場合を判断することが考えられる（請求項２）。このようにすれば、取付道路への進入を簡単に判断することができる。
【００１１】
ところで、本発明は、上述した現在位置検出装置によって検出した現在位置を用いて種々の処理を行う装置として実現できる。例えば、地図表示手段を備えた現在位置表示装置として実現することができる（請求項３）。また、この現在位置表示装置を備え、所定の経路案内を行うナビゲーション装置として実現することができる（請求項４）。このとき、道路判断手段による判断結果に基づき、経路の再探索を自動的に行うようにしてもよい（請求項５）。これによって、利便性の向上が図られる。
【００１２】
なお、上述した装置の各手段をコンピュータにて実現する機能は、例えば、コンピュータ側で起動するプログラムとして備えることができる。このようなプログラムの場合、例えば、ＦＤ、ＭＯ、ＤＶＤ、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。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施例を図面を参照して説明する。なお、本発明は以下の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ことは言うまでもない。
［第１実施例］
図１は車載用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。本車載用ナビゲーション装置１は、制御部１０を中心に構成されており、この制御部１０に接続される位置検出器２０、地図データ入力器３０、操作スイッチ群４０、傾斜情報入力器５０、外部メモリ６０、描画部７０、及び音声出力部８０を備えている。なお、制御部１０は通常のコンピュータとして構成されており、内部には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏおよびこれらの構成を接続するバスラインなどが備えられている。
【００１４】
位置検出器２０は、いずれも周知の地磁気センサ２１、ジャイロスコープ２２、距離センサ２３、及び衛星からの電波に基づいて車両の位置を検出するＧＰＳ（Global Positioning System ）のためのＧＰＳ受信機２４を有している。
これらのセンサ等２１〜２４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、各々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、ステアリングの回転センサ、各転動輪の車輪センサ等を用いてもよい。
【００１５】
地図データ入力器３０は、位置検出の精度向上のためのいわゆるマップマッチング用データ及び地図データを入力するための装置である。これらのデータは記録媒体としてのＤＶＤ−ＲＯＭから入力される。なお、本第１実施例では、ＤＶＤ−ＲＯＭを用いたが、ＣＤ−ＲＯＭやメモリカード等の他の媒体を用いても差し支えない。
【００１６】
操作スイッチ群４０は、ディスプレイ７０ａと一体になったタッチスイッチもしくはメカニカルなスイッチ等で構成され、各種入力に使用される。
傾斜情報入力器５０は、車両の前後方向の傾斜を検出する傾斜センサを用いて構成されており、この傾斜センサからの信号に基づく傾斜情報を入力する。なお、加速度センサを用いて構成することもできる。
【００１７】
外部メモリ６０は、ハードディスク装置であり、各種処理を実行するにあたり、必要な情報の記憶を行うためのものである。ただし、情報の記憶ができればよいため、ハードディスク装置以外の例えば半導体メモリ装置を用いてもよい。
描画部７０には液晶やＣＲＴ等を用いたディスプレイ７０ａが接続されており、このディスプレイ７０ａを介して情報表示が行われる。
【００１８】
音声出力部８０にはスピーカ８０ａが接続されており、このスピーカ８０ａを介して音声による案内が行われる。
このような構成により、いわゆるナビゲーション機能が実現される。描画部７０に制御されるディスプレイ７０ａの画面には、位置検出器２０から入力された車両現在地マークと、地図データ入力器３０より入力された地図データと、更に地図上に表示する案内経路、名称、目印等の付加データとを重ねて表示することができる。そして、本車載用ナビゲーション装置１では、操作スイッチ群４０から、目的地の位置及び、必要に応じて高速道路等の特定の経路の指定（すなわち通過点の指定）を入力すると、現在地からその目的地までの最適な経路が自動的に選択され、いわゆる誘導経路が形成されて表示される。このような最適な経路の設定は、ダイクストラ法等の手法で実現される。そして、この案内経路が形成され表示された後、車両の走行状況に応じて制御部１０により、音声出力部８０に制御されるスピーカ８０ａを介して、ルート案内を主としたガイダンス音声が出力される。
【００１９】
このとき、本第１実施例の車載用ナビゲーション装置１では、例えば一般道路の上方に高速道路が平行に敷設されているような区間において、一般道路又は高速道路のいずれの道路を走行中であるかを判断し、その判断結果に基づく適切な案内を行うことを特徴とする。この判断は具体的には、上述したような区間にさしかかる前はマップマッチングやＧＰＳによる現在位置の補正によって走行中の道路が適切に判断されることを前提とし、次に示す現在位置検出処理を実行することにより、一般道路から高速道路への進入、又は、高速道路から一般道路への進入を判断して行う。
【００２０】
図２は、現在位置検出処理を示すフローチャートである。この現在位置検出処理は、制御部１０によって所定の時間間隔で繰り返し実行される。
まず最初のステップ（以下、ステップを単に記号Ｓで示す。）１００において、走行距離を検出する。この処理は、位置検出器２０の備える距離センサ２３からの信号に基づき車両の走行距離を検出するものである。
【００２１】
続くＳ１１０では、走行方位を検出する。ここでは、位置検出器２０の地磁気センサ２１及びジャイロスコープ２２に基づいて、車両の走行方位を検出する。地磁気センサ２１によれば絶対的な方位が得られ、一方、ジャイロスコープ２２によれば相対的な方位変化量が得られる。したがって、それぞれの誤差を適宜補いあって走行方位を検出する。なお、上述したように、いずれか一方のセンサのみを用いて走行方位を検出する構成としてもよい。
【００２２】
次のＳ１２０では、車両の走行軌跡を生成する。
そして続くＳ１３０では、車両前後方向の傾斜を検出する。これは、傾斜情報入力器５０からの傾斜情報に基づくものである。そして、Ｓ１４０において、Ｓ１３０にて傾斜が検出されたならば走行軌跡にマークする。例えば所定のフラグをセットするという具合である。これによって、本現在位置検出処理が繰り返し実行されることによって生成されていく走行軌跡の傾斜区間にマークがなされることになる。
【００２３】
次のＳ１５０では、傾斜区間付近に取付道路があるか否かを判断する。この処理は、道路データ中の道路種別に基づく判断を行うものである。ここで取付道路があると判断された場合（Ｓ１５０：ＹＥＳ）、Ｓ１６０にて取付道路への進入を判断し、その後、Ｓ１８０へ移行する。一方、取付道路がないと判断された場合（Ｓ１５０：ＮＯ）、Ｓ１７０にて通常のマップマッチングを行って、その後、Ｓ１８０へ移行する。
【００２４】
Ｓ１８０では走行中の道路を判断し、続くＳ１９０では、ＧＰＳなどによる補正を行い、現在位置を算出する。その後、本現在位置検出処理を終了する。Ｓ１８０では、例えば、高速道路走行中に取付道路への進入が判断されれば高速道路から一般道路へ降りたと判断し、逆に、一般道路走行中に取付道路への進入が判断されれば高速道路へ乗ったと判断する。
【００２５】
このような現在位置検出処理によって検出された現在位置を基に、案内処理が実行されて、いわゆるルート案内が行われる。
図３は、案内処理の一部を示すフローチャートである。ここに示すように案内処理の中で、例えば高速道路から一般道路へ降りた場合など、Ｓ１８０にて判断される走行中の道路によって、誘導経路から外れたか否かを判断し（Ｓ２００）、誘導経路から外れた場合（Ｓ２００：ＹＥＳ）、自動的に経路の再探索を行う（Ｓ２１０）。
【００２６】
このように、第１の道路としての高速道路から第２の道路としての一般道路へ、又は、一般道路から高速道路へ進入する場合には必ず取付道路を走行するという点に着目し、この取付道路への進入を判断することで、高速道路又は一般道路のいずれの道路を走行中であるかを判断する。このとき、取付道路への進入は、車両の走行軌跡の中の、傾斜していると判定された区間の周辺に取付道路がある場合を判断することによって行う（図２中のＳ１５０）。これによって、地図データに３次元情報を持たせることなく、高速道路又は一般道路のいずれの道路を走行中であるかを判断することができる。
【００２７】
また、この判断結果に基づき、経路の再探索を自動的に行うため（図３中のＳ２００，Ｓ２１０）、利便性の向上が図られる。
なお、本第１実施例の車載用ナビゲーション装置１の制御部１０が「走行軌跡生成手段」及び「道路判断手段」に相当し、図２中のＳ１３０が走行軌跡生成手段としての処理に相当し、Ｓ１５０、Ｓ１６０及びＳ１８０が道路判断手段としての処理に相当する。また、傾斜情報入力器５０が「傾斜判定手段」に相当し、描画部７０及びディスプレイ７０ａが「地図表示手段」に相当する。
［第２実施例］
第２実施例では、上記第１実施例の現在位置検出処理（図２参照）に代え、図４に示す現在位置算出処理を採用する。ここでは、図２に示す現在位置検出処理と異なる処理のみを詳細に説明する。
【００２８】
処理が開始されると、車両の走行距離を検出し（Ｓ３００）、走行方位を検出して（Ｓ３１０）、走行軌跡を生成する（Ｓ３２０）。この処理は、上述したＳ１００〜Ｓ１２０の処理と同様のものである。
そして、続くＳ３３０において、走行パターンの類似判断を行う。走行パターンとは、取付道路周辺の典型的な走行パターンであり、予め記憶されたパターンである。例えば、図５に示すように、高速道路から一般道路への取付道路は、通常、高速道路の走行車線から接続されており、その走行パターンは、最初に左側へカーブし、次に右側へカーブする形状となる。記号Ａで示す矢印の如くである。このような典型的な走行パターンをいくつか用意しておき、Ｓ３３０において、走行軌跡との類似判定を行う。
【００２９】
次のＳ３４０では、Ｓ３３０にて類似判定がなされたならば走行軌跡にマークする。例えば所定のフラグをセットするという具合である。これによって、本現在位置検出処理が繰り返し実行されることによって生成されていく走行軌跡の類似区間にマークがなされることになる。
【００３０】
次のＳ３５０では、類似区間付近に取付道路があるか否かを判断する。この処理は、道路データ中の道路種別に基づく判断を行うものである。ここで取付道路があると判断された場合（Ｓ３５０：ＹＥＳ）、Ｓ３６０にて取付道路への進入を判断し、その後、Ｓ３８０へ移行する。一方、取付道路がないと判断された場合（Ｓ３５０：ＮＯ）、Ｓ３７０にて通常のマップマッチングを行って、その後、Ｓ３８０へ移行する。
【００３１】
Ｓ３８０及びＳ３９０では、図２中のＳ１８０及びＳ１９０と同様、走行中の道路を判断し、ＧＰＳなどによる補正を行って現在位置を算出する。そしてその後、本現在位置検出処理を終了する。
このように、本第２実施例では、取付道路への進入は、車両の走行軌跡の中の、走行パターンと類似していると判定された区間の周辺に取付道路がある場合を判断することによって行う（図４中のＳ３５０）。これによって、地図データに３次元情報を持たせることなく、高速道路又は一般道路のいずれの道路を走行中であるかを判断することができる。そしてこのときは、上記第１実施例と異なり、車両の傾斜を判定しないため、図１に示す傾斜情報入力器５０が不要になる。その結果、センサ追加に伴うコストアップもない。
【００３２】
また、上記第１実施例と同様、経路の再探索を自動的に行うようにすれば（図３中のＳ２００，Ｓ２１０）、利便性の向上が図られる。
なお、本第２実施例の車載用ナビゲーション装置１の制御部１０が「走行軌跡生成手段」、「類似判定手段」及び「道路判断手段」に相当し、図４中のＳ３３０が走行軌跡生成手段としての処理に相当し、Ｓ３３０の処理が類似判定手段としての処理に相当し、Ｓ３５０、Ｓ３６０及びＳ３８０が道路判断手段としての処理に相当する。また、描画部７０及びディスプレイ７０ａが「地図表示手段」に相当する。
［その他］
上記第１及び第２実施例では、高速道路及び一般道路が立体的に敷設されている状況下を説明しているが、道路種別に関係なく、第１及び第２の道路が立体的に敷設されている状況下において効果を発揮することは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】車載用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】第１実施例の現在位置検出処理を示すフローチャートである。
【図３】案内処理の一部を示すフローチャートである。
【図４】第２実施例の現在位置検出処理を示すフローチャートである。
【図５】取付道路周辺の走行パターンを例示する説明図である。
【図６】従来の道路データの構造を示す説明図である。
【符号の説明】
１…車載用ナビゲーション装置
１０…制御部
２０…位置検出器
２１…地磁気センサ
２２…ジャイロスコープ
２３…距離センサ
２４…ＧＰＳ受信機
３０…地図データ入力器
４０…操作スイッチ群
５０…傾斜情報入力器
６０…外部メモリ
７０…描画部
７０ａ…ディスプレイ
８０…音声出力部
８０ａ…スピーカ
【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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