(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地球の周囲を周回している複数の人工衛星からの電波を利用して利用者の現在位置を経度，緯度の絶対位置により求める位置検出手段と、
出発地の経度，緯度と目的地の経度，緯度からなる座標である地点データ、及び、前記地点データから定まる予定ルート上にあるノードの経度，緯度からなる座標であるノードデータを記憶する記憶手段と、
前記各座標の中から前記現在位置に最も近い最短座標を求め、前記最短座標に繋がり前記最短座標に次いで前記現在位置に近い次短座標を求め、前記現在位置に応じて定まる地理学的に既知である計数による補正を行って前記絶対位置及び前記各座標の角度データを距離データへ変換し、前記最短座標と前記次短座標との間のエレメントを求め、前記エレメントと前記現在位置との距離が一定範囲内にあるか否かで前記現在位置が前記予定ルート上にあるか否かを計算する制御手段と、
前記計算に応じて前記現在位置や前記エレメントに基づく前記予定ルートを表示する表示手段と、
前記予定ルートの探索を行う外部補助装置との間で前記各データの伝達を行うインターフェース手段と、
を有することを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項２】
車両に搭載されるナビゲーション装置とは別体の前記車両に搭載されない外部補助装置で前記ナビゲーション装置の利用前に出発地と目的地とを設定して少なくとも一つの予定ルートを求めて得られる前記出発地の経度，緯度と前記目的地の経度，緯度からなる座標である地点データ、及び、前記予定ルート上にあるノードの経度，緯度からなる座標であるノードデータをインターフェース手段を介して前記ナビゲーション装置の記憶手段に記憶し、
位置検出手段により地球の周囲を周回している複数の人工衛星からの電波を利用して利用者の現在位置を経度，緯度の絶対位置により求め、
前記各座標の中から前記現在位置に最も近い最短座標を求め、
前記最短座標に繋がり前記最短座標に次いで前記現在位置に近い次短座標を求め、
前記現在位置に応じて定まる地理学的に既知である計数による補正を行って前記絶対位置及び前記各座標の角度データを距離データへ変換し、
前記最短座標と前記次短座標との間のエレメントを求め、
前記エレメントと前記現在位置との距離が一定範囲内にあるか否かで前記現在位置が前記予定ルート上にあるか否かを計算により求め、
前記計算に応じて表示手段で前記現在位置や前記エレメントに基づく前記予定ルートを表示することを特徴とするナビゲーション方法。
【請求項３】
前記一定範囲は、前記予定ルートに対して前記現在位置が近づいて来る場合の値と離れて行く場合の値とを異ならせ、前者を後者よりも短く設定することを特徴とする請求項２に記載のナビゲーション方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人間，車両等の移動体の誘導等に利用されるナビゲーション装置及びナビゲーション方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車や二輪車等の車両に搭載されるナビゲーション装置は、地球の周囲を周回している複数の人工衛星からの電波を利用して前記車両の利用者の現在位置を求めるＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）等の位置検出手段と、地図データ及びそれに関連する付属データ（地名，道路名等の前記地図データと共に表示される表示データや、道路において交差点あるいは所定角度（数度）以上に曲がった地点等であるノードの座標や前記ノード間の線分であるエレメントの距離等の前記地図データと共に表示されない非表示データ等）が記憶されたＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体の再生を行う再生手段と、これらを制御するマイコン等の制御手段とを備え、前記位置検出手段で特定された前記現在位置に基づいて前記再生手段が前記記憶媒体に記憶された対応する地域の前記地図データを読み出し、液晶表示素子等の表示手段において前記現在位置等を表示するように構成されていた（例えば、特開平10-20776号公報，同11-14378号公報参照）。
【０００３】
あるいは、リモコンやタッチパネル式のスイッチ等の入力手段を操作して出発地と目的地（途中の経由地も含む）を設定することで、前記制御手段がその周辺の前記地図データ等から予定ルートの探索を行ったり、この予定ルートと前記現在位置とに基づき前記表示手段を用いて前記利用者を誘導するものも実用化されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
斯かるナビゲーション装置は、前記位置検出手段，前記再生手段（前記記憶媒体を含む），前記制御手段，前記表示手段及び前記入力手段等のナビゲーション装置全体を前記車両に搭載しなければならず、システム構成が大掛かりになり搭載スペースの確保に問題があった。
【０００５】
また、前記誘導を行う場合、前記位置検出手段が前記ＧＰＳだけでは前記現在位置を正確に求めることが困難であることから、前記ＧＰＳで得られる経度，緯度からなる絶対位置と、距離センサと方向センサとにより基準点（例えば、前記出発点）からの移動量を累積して測定する自立航法により求まる相対位置とを併用することで、精度を高めるナビゲーション装置も知られている（例えば、特開平9-145394号公報参照）。
【０００６】
斯かるナビゲーション装置では、測位精度は高まるものの、その反面、前記絶対位置と前記相対位置との演算処理が複雑になる等の問題があった。
【０００７】
また、携帯性を確保するため、地図情報を記憶する容量を小さくするため、地図情報として、分岐路の分岐数、分岐方向および位置情報（緯度・経度・高度）をフラッシュメモリに記憶し、これら分岐の状況を表示するとともに、各分岐路間を結ぶ直線を距離・方向を合わせて表示するナビゲーション装置も知られている（例えば、特開2002-22480号公報参照）。
【０００８】
斯かるナビゲーション装置では、記憶容量は少なくなるものの、経度，緯度という角度データを用いているため、前記現在位置と前記分岐との関係を計測して表示する際に必要な距離データに関して差が生じることが考えられる。これは、地球が球体形状であることから、角度差が同じでも地点間距離に差が生じることに起因する。
【０００９】
本発明は、このような課題に着目して考えられたものであり、システム構成を小型化できると共に、演算処理を簡素化しながら、精度を向上できるナビゲーション装置及びナビゲーション方法の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため本発明のナビゲーション装置は、請求項１に記載のように、
地球の周囲を周回している複数の人工衛星からの電波を利用して利用者の現在位置を経度，緯度の絶対位置により求める位置検出手段と、
出発地の経度，緯度と目的地の経度，緯度からなる座標である地点データ、及び、前記地点データから定まる予定ルート上にあるノードの経度，緯度からなる座標であるノードデータを記憶する記憶手段と、
前記各座標の中から前記現在位置に最も近い最短座標を求め、前記最短座標に繋がり前記最短座標に次いで前記現在位置に近い次短座標を求め、前記現在位置に応じて定まる地理学的に既知である計数による補正を行って前記絶対位置及び前記各座標の角度データを距離データへ変換し、前記最短座標と前記次短座標との間のエレメントを求め、前記エレメントと前記現在位置との距離が一定範囲内にあるか否かで前記現在位置が前記予定ルート上にあるか否かを計算する制御手段と、
前記計算に応じて前記現在位置や前記エレメントに基づく前記予定ルートを表示する表示手段と、
前記予定ルートの探索を行う外部補助装置との間で前記各データの伝達を行うインターフェース手段と、
を有する。
【００１２】
前記課題を解決するため本発明のナビゲーション装置は、請求項２に記載のように、
車両に搭載されるナビゲーション装置とは別体の前記車両に搭載されない外部補助装置で前記ナビゲーション装置の利用前に出発地と目的地とを設定して少なくとも一つの予定ルートを求めて得られる前記出発地の経度，緯度と前記目的地の経度，緯度からなる座標である地点データ、及び、前記予定ルート上にあるノードの経度，緯度からなる座標であるノードデータをインターフェース手段を介して前記ナビゲーション装置の記憶手段に記憶し、
位置検出手段により地球の周囲を周回している複数の人工衛星からの電波を利用して利用者の現在位置を経度，緯度の絶対位置により求め、
前記各座標の中から前記現在位置に最も近い最短座標を求め、
前記最短座標に繋がり前記最短座標に次いで前記現在位置に近い次短座標を求め、
前記現在位置に応じて定まる地理学的に既知である計数による補正を行って前記絶対位置及び前記各座標の角度データを距離データへ変換し、
前記最短座標と前記次短座標との間のエレメントを求め、
前記エレメントと前記現在位置との距離が一定範囲内にあるか否かで前記現在位置が前記予定ルート上にあるか否かを計算により求め、
前記計算に応じて表示手段で前記現在位置や前記エレメントに基づく前記予定ルートを表示する。
【００１３】
特に、請求項２において請求項３に記載のように、前記一定範囲は、前記予定ルートに対して前記現在位置が近づいて来る場合の値と離れて行く場合の値とを異ならせ、前者を後者よりも短く設定する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明を、添付図面に示した実施の形態に基づき説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態の構成を説明するブロック図であり、ナビゲーション装置１０は、地球の周囲を周回している複数の人工衛星からの電波を利用して利用者の現在位置を経度，緯度の絶対位置により求めるＧＰＳレシーバからなる位置検出手段１１と、前記現在位置や経路を表示する液晶表示素子からなる表示手段１２と、外部との間でデータの伝達を有線（ＬＡＮ）又は無線（ＩｒＤＡ）により行うインターフェース手段１３と、前記データを格納するメモリからなる記憶手段１４と、表示手段１２での表示形態の変更等で使用するスイッチ類からなる入力手段１５と、システム全体を制御するマイコンからなる制御手段１６により構成されている。
【００１６】
記憶手段１４には、制御手段１６が所定の演算処理を行うためのプログラム等を内蔵するＲＯＭ１４ａと、外部補助装置２０で求めた予定ルートに関するノードデータ（後述する）を格納するためのＲＡＭ１４ｂとから構成されている。
【００１７】
外部補助装置２０は、そのインターフェース手段２１とナビゲーション装置１０のインターフェース手段１３とを接続することによりナビゲーション装置１０と接続されるもので、出発地と目的地（途中の経由地も含む、以下同じ）を設定することで前記予定ルートの探索を行うパソコンやＰＤＡからなる処理手段２２と、前記探索のための地図データ及びそれに関連する付属データ（地名，道路名等の前記地図データと共に表示される表示データや、道路において交差点あるいは所定角度（数度）以上に曲がった地点等であるノード（Node）の座標（ノードデータ）や前記ノード間の道路を示すエレメント（Element）の距離等の前記地図データと共に表示されない非表示データ等）が記憶されたＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体２３の再生を行う再生手段２４とにより構成されている。図１では、処理手段２２がデスクトップパソコン、記憶媒体２３がＣＤ−ＲＯＭ、再生手段２４がＣＤ−ＲＯＭドライブユニットであって、処理手段２２と再生手段２４とは構造上一体化されている。なお、前記エレメントは、業界によってはリンク（Link）と称する場合もある。
【００１８】
なお、前記地図データや前記付属データを得る手段としては、記憶媒体２３と再生手段２４を用いるだけでなく、インターネット２５を利用することも可能である。
【００１９】
次に、ナビゲーション装置１０を用いたナビゲーション方法について、図２〜図４を加えながら説明する。
【００２０】
ナビゲーション装置１０の利用者は、その利用前、例えば、車両に乗り込む前に、外部補助装置２０の記憶媒体２３と再生手段２４、及び／又は、インターネット２５を用い、出発地Ｓと目的地Ｆを設定することで前記予定ルートの探索を行い、少なくとも一つの予定ルートＬを求めて決定する（図２参照）。
【００２１】
外部補助装置２０は、予定ルートＬにおいて出発地Ｓ（Start）及び目的地Ｆ（Finish）の座標（地点データＢ）や、交差点あるいは所定角度（数度）以上に曲がった地点等であるノードＮの座標（ノードデータＤ）を求め、これら地点データＢやノードデータＤをインターフェース手段２１を介してナビゲーション装置１０へ送ると、ナビゲーション装置１０は、インターフェース手段１３を介して受取った前記付属データの一部である地点データＢやノードデータＤを記憶手段１４のＲＡＭ１４ｂに格納する。
【００２２】
以下の説明では、出発地Ｓ及び目的地Ｆの地点データＢの内容が経度，緯度であることから｛Ｘｓ，Ｙｓ｝｛Ｘｆ，Ｙｆ｝で示す。同様に、ノードデータＤについて、任意のノードＮｎ（図２では、ｎ＝１〜６）のノードデータＤｎの内容が経度，緯度であることから｛Ｘｎ，Ｙｎ｝で示す。ここで、Ｘｓ，Ｘｆ，Ｘｎは経度、Ｙｓ，Ｙｆ，Ｙｎは緯度の各値であることから、ＲＡＭ１４ｂに格納される地点データＢやノードデータＤｎの値｛Ｘｓ，Ｙｓ｝｛Ｘｆ，Ｙｆ｝｛Ｘｎ，Ｙｎ｝の単位は「角度［°］」である。
【００２３】
このように、前記車両に乗り込む前に、外部補助装置２０で少なくとも１つの予定ルートＬを計算して求めた後、その予定ルートＬに関する前記付加データの一部である地点データＢやノードデータＤをナビゲーション装置１０の記憶手段１４へ伝送して、前記車両にはナビゲーション装置１０のみを搭載して利用し、外部補助装置２０は利用しない。
【００２４】
ナビゲーション装置１０は、記憶手段１４のＲＯＭ１４ａに記憶されているプログラムに従って制御手段１６が所定の計算を行い、現在位置Ａが予定ルートＬに乗っているか否かを判定し、表示手段１２で表示を行う。
【００２５】
具体的には、位置検出手段１１で現在位置Ａの絶対位置である経度，緯度の値｛Ｘａ，Ｙａ｝を一定タイミング毎に求め、これに最も近いもの（最短座標）として出発地Ｓ，目的地Ｆ，ノードＮｎを計算し、例えば、ノードＮ４を求める。そして、ノードＮ４と繋がるノードＮ３，Ｎ５の内から、現在位置Ａに近い方（次短座標）を計算し、例えば、ノードＮ５を求める（図３（ａ）参照）。
【００２６】
次に、現在位置ＡやノードＮ４，Ｎ５の値｛Ｘａ，Ｙａ｝｛Ｘ４，Ｙ４｝｛Ｘ５，Ｙ５｝について、経度，緯度の角度データから東西距離，南北距離の距離データへ変換する。この際、地球が球体形状であることから、角度差が同じでも地点間距離に差が生じること、特に、東西距離については高緯度になるほど短くなることに鑑みて、現在位置Ａの値｛Ｘａ，Ｙａ｝に応じて補正を行い、単位が「距離［ｍ］」となる値｛Ｘａ’，Ｙａ’｝｛Ｘ４’，Ｙ４’｝｛Ｘ５’，Ｙ５’｝を求める（図３（ｂ）参照）。なお、前記補正に用いられる係数（単位は［ｍ／°］）は地理学的に既知であり、パラメータやデータテーブルとして、例えば、記憶手段１４のＲＯＭ１４ａに記憶されている。
【００２７】
記憶手段１４のＲＡＭ１４ｂには、前記エレメントに関する前記付属データは記憶されていないが、ノードＮｎ，Ｎｎ＋１間は直線と看なせるので、予定ルートＬの一部であるノードＮ４，Ｎ５間のエレメントＭ４５は、値｛Ｘ４’，Ｙ４’｝｛Ｘ５’，Ｙ５’｝から計算で求められる。
【００２８】
そして、エレメントM４５と現在位置Ａの値｛Ｘａ’，Ｙａ’｝とを比較し、現在位置ＡからエレメントＭ４５へ引いた垂線Ｐの距離ａが一定範囲（例えば、２０ｍ）内であれば、現在位置Ａが予定ルートＬ上にあるオンルート、なければ予定ルートＬから外れているオフルートと制御手段１６が計算を行い、この計算の結果に基づき表示手段１２で表示するものであり、図４（ａ）が前記オンルートにおける表示例、図４（ｂ）が前記オフルートにおける表示例を夫々示している。同図中において、符号Ａ’は、現在位置Ａ（図２，３参照）の位置を示す現在位置アイコン、符号Ｌ’は、現在位置Ａに最も近いエレメントＭ４５（図３参照）である予定ルートＬ（図２，３参照）の一部を示す予定ルートイメージである。また、ノードＮ４，Ｎ５は、表示してもしなくても何れでも良い。
【００２９】
表示手段１２では、現在位置Ａを表示手段１２の特定個所に固定する現在位置固定表示モードや、走行方向の前方を広く表示するフロントワイド表示モード等、更に、前記各モードにおいて、方位の「北」を上にして表示するノースアップ表示モードや、進行方向を上にして表示するヘディングアップ表示モード等を組み合わせて表示を行い、これらの表示モードは、入力手段１５を操作することにより適宜選択することができる。図４（ａ），（ｂ）では、現在位置固定表示モードにノースアップ表示モードを組み合わせた表示モードを示している。
【００３０】
以降、制御手段１６は、位置検出手段１１からの値と記憶手段１４のＲＡＭ１４ｂの値とに基づいて前述した計算に従って表示手段１２を制御する。
【００３１】
なお、前記一定範囲は、予定ルートＬに対して現在位置Ａが近づいて来る場合の値と離れて行く場合の値とを異ならせるようにヒステリシスを持たせても良く、前者を後者よりも短く設定することにより、前記オフルートの発生頻度を抑えることができるので、位置検出手段１１としてＧＰＳレシーバを用いることに起因する精度不良を表面化させない。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、ナビゲーション装置に記憶媒体やこれを再生するための再生手段を備える必要がなくなり、システム構成を小型化することができ、携帯型や二輪車等のスペースが限られる状況での使用に好適となる。
【００３３】
また、ナビゲーション装置は、予め設定した予定ルート上にあるノードの座標（ノードデータ）のみを用いてオンルート又はオフルートの計算を行うので演算処理を簡素化することができ、ナビゲーション装置の制御手段として高機能マイコンを必要としないシステム構成に好適となる。
【００３４】
また、ナビゲーション装置には、数値データである前記ノードデータしか記憶しないため、イメージデータを記憶するような大容量の記憶手段は不要であり、かつ、長距離の予定ルートや複数の予定ルート等の膨大なノードを記憶することができるので、ナビゲーション装置の利便性を高めるのに好適である。
【００３５】
また、角度データをその地点における補正を行いながら距離データへ変換してオンルート又はオフルートの計算を行うので、ナビゲーション装置の精度を向上するのに好適である。
【００３６】
請求項２又は請求項３に記載の発明によれば、利用前にルートのプランニングを十分な時間と手間をかけて行うことができ、かつ、長距離の予定ルートや複数の予定ルート等の膨大なノードを記憶することができるので、ナビゲーション装置の利便性を高めるのに好適なナビゲーション方法である。
【００３７】
特に、前記一定範囲を前記予定ルートに対して前記現在位置が近づいて来る場合の値と離れて行く場合の値とを異ならせ、前者を後者よりも短く設定することで、位置検出手段としてＧＰＳレシーバを用いることに起因する精度不良による表示手段での不要なオフルートの表示を防ぐことができ、視認性を高めるのに好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態の構成を説明するブロック図。
【図２】  同上における予定ルートの説明図。
【図３】  同上における現在位置の説明図。
【図４】  同上における表示の説明図。
【符号の説明】
１０  ナビゲーション装置
１１  位置検出手段
１２  表示手段
１３  インターフェース手段
１４  記憶手段
１５  入力手段
１６  制御手段
２０  外部補助装置
２１  インターフェース手段
２２  処理手段
２３  記憶媒体
２４  再生手段
２５  インターネット
Ｓ  出発地
Ｆ  目的地
Ｌ  予定ルート
Ｎ  ノード
Ａ  現在位置
Ｂ  地点データ（座標）
Ｄ  ノードデータ（座標）
【図１】
0003854520.tif 000002
【図２】
0003854520.tif 000003
【図３】
0003854520.tif 000004
【図４】
0003854520.tif 000005