CN100454357C - 导航系统和导航方法 - Google Patents

Abstract

车辆的导航系统基于到目的地的多条可能路线的总属性值从多条可能路线中确定到目的地的推荐路线。导航系统引导车辆沿着推荐路线到达目的地。这里，导航系统确定在特定条件下多条可能路线中的一条路线的上游侧段是否位于多车道道路(41)上。导航系统确定出口道路(44)和入口道路(42)是否在多车道道路(41)的相同侧上连接到多车道道路(41)。导航系统基于确定结果设定要反映到多条可能路线中的该条路线的总属性值中的增加量。

Description

导航系统和导航方法

技术领域

本发明涉及一种导航系统及其程序，其为到目的地的多条可能路线中的每一条计算总成本(总属性(profile)值)并确定一条推荐路线以使该推荐路线在可能路线中具有最小成本。该导航系统及其程序还将车辆的驾驶员引导到推荐路线。本发明还涉及一种用于将车辆引导到道路上的推荐车道(即，车道导航)的导航系统及其程序。

背景技术

已经提出了一种常规的导航系统，其为到目的地的多条可能路线中的每一条计算总成本(总属性值)并确定一条推荐路线以使该推荐路线在可能路线中具有最小成本。该导航系统还将车辆引导到推荐路线。该导航系统通过将每个对应于位于路线上的路段的链路的成本部分相加来计算每条可能路线的总成本。路线中每个链路的成本部分取决于多种因素，例如该链路的对应路段的长度、宽度和类型。同样，当链路的对应路段位于向右或向左转的紧跟在路线中的另一条路段之后时，每个链路的成本部分改变。例如，当在与路线的某一链路对应的道路上发生交通堵塞时，与不发生交通堵塞的时候相比，该路线的成本变得更高。

然而，上述常规导航系统具有下面的缺点。图1是显示包括高速主路41的道路构造的顶视图。该道路构造包括：高速主路41、入口道路(入口匝道)42、出口道路(出口匝道)43、出口道路(出口匝道)44、道路45。高速主路41包括两条单向车道。入口道路42在高速主路41右侧的合并点与其合并。出口道路43在合并点的上游侧上在高速主路41右侧从其分出，在该合并点处入口道路42合并入高速主路41。出口道路44从位于合并点下游测的分叉点处在高速主路41的右侧从其分出。出口道路43和出口道路44合并在一起形成道路45。

在上述道路构造下，我们讨论该导航系统来为车辆计算到位于道路45的下游侧的设施的推荐道路，该车辆从图1的左端过来沿高速主路41上的右方向行驶。通常，导航系统以这样的方式计算成本：沿着如出口道路这样的支路行进的一条路线的成本比沿着主路行进的另一条路线的成本要大。结果是，该导航系统由于路线46的低成本而确定其作为推荐路线，该路线46沿着高速主路41行进。结果是，沿着出口道路43行进的路线47未被确定为推荐路线。

入口道路42在与高速主路41的一侧上合并进高速主路41之后，高速主路41上的路线46被从高速主路41的相同侧导向出口道路44。因此，在一些情况下，在高速主路41上行驶的车辆可能会遭受穿过另一条车辆路径的困难，所述另一条车辆路径通过箭头所示的路线60接近高速主路41。结果是，在分叉点49和合并点50之间的距离更短的情况下，主路上的车辆的驾驶员不能冷静地应对切入主路41的另一车辆。因此，驾驶员的心理压力变大。这里，分叉点49位于出口道路44从高速主路41分出的点处。合并点50位于入口道路42合并入高速主路41的点处。结果是，沿着路线47到目的地的行驶在某些情况下可能会比沿着路线46行驶更好。

此外，在不存在出口道路43的情况下，当考虑到在合并点50与另一车辆相撞的风险时，沿着路线48的行驶(其沿着高速主路41行进)可能会更好。当沿着路线48行驶时，为了通过位于分叉点49的下游侧上的另一个安全出口道路离开主路41，车辆经过分叉点49并沿着高速主路41行驶。

本发明还涉及一种用于将车辆引导到道路上的推荐车道(即，车道导航)的导航系统及其程序。

常规地，对应于美国专利No.6466867的日本未审专利公开No.2000-266556和日本未审专利公开No.2000-18956已经公开了导航系统，当到导航点的道路具有多条车道时，该导航系统通过为导航点使用展开的地图和语音来引导推荐车道。该导航系统可以通过语音引导推荐车道，其类似于：“前方X英里处右转，因此请将车道变到右车道”。这里，该导航点包括沿着推荐路线到目的地的交叉路口。

然而，例如，在执行这个车道导航之后，当车辆要进入导航点(这是车道导航的目标)时，车辆在将车道改变到推荐车道以沿着推荐路线上存在困难。这是因为车辆可能仍然在位于远离车道导航所推荐的推荐车道的一条车道上行驶，还因为推荐车道可能会充满其它车辆。当考虑到车辆的安全时，希望避免在这种不合理的状态下改变车道。

发明内容

因此本发明的一个目的是提供一种导航系统及其程序，其消除或减轻了上述缺点中的至少一个。

为了达到本发明的目的，提供了一种车辆的导航系统，其基于到目的地的多条可能路线的总属性值，从该多条可能路线中确定到目的地的推荐路线，该确定方式是：在多条可能路线中选择推荐路线使其具有总属性值中最小的一个。导航系统引导车辆沿着该导航系统所确定的推荐路线到目的地。导航系统确定多条可能路线中的一条路线的上游侧段是否位于多车道道路上，其中该上游侧段位于沿着该多条可能路线中的该条路线在该多车道道路的合并点和该多车道道路的分叉点之间所定义的该多车道道路的预定路段的上游侧上，其中，该多车道道路的分叉点直接连接到用于沿着该多条可能路线中的该条路线离开该多车道道路的出口道路，该合并点直接连接到用于进入该多车道道路的入口道路。导航系统确定该出口道路和该入口道路是否在该多车道道路的相同侧上连接到该多车道道路。导航系统设定要反映到该多条可能路线中的该条路线的总属性值中的增加量，其中在上游侧段的确定结果和下游侧段的确定结果都是肯定的情况下，导航系统设定该增加量高于该上游侧的确定结果和该下游侧的确定结果中至少有一个是否定的情况下的增加量。

为了达到本发明的目的，提供了一种包含在计算机可读介质中的计算机程序，该程序包括路线计算代码段和路线引导代码段。路线计算代码段包括上游侧段确定代码段、连接侧确定代码段和属性值增加设定代码段。路线计算代码段基于到目的地的多条可能路线的总属性值，从该多条可能路线中确定车辆到目的地的推荐路线，该确定方式是：在多条可能路线中选择推荐路线使其具有总属性值中最小的一个。路线引导代码段引导车辆沿着由路线计算代码段所确定的推荐路线到达目的地。上游侧段确定代码段确定该多条可能路线的中的一条路线的上游侧段是否位于多车道道路上，其中该上游侧段位于沿着该多条可能路线中的该条路线在该多车道道路的合并点和该多车道道路的分叉点之间所定义的该多车道道路的预定路段的上游侧上，其中，该多车道道路的分叉点直接连接到用于沿着该多条可能路线中的该条路线离开该多车道道路的出口道路，该合并点直接连接到用于进入该多车道道路的入口道路。连接侧确定代码段确定该出口道路和该入口道路是否在该多车道道路的相同侧上连接到该多车道道路。属性值增加设定代码段设定要反映到该多条可能路线中的该条路线的总属性值中的增加量，其中在上游侧段确定代码段的确定结果和连接侧确定代码段的确定结果都是肯定的情况下，属性值增加设定代码段设定该增加量高于该上游侧段确定代码段的确定结果和该连接侧确定代码段的确定结果中至少有一个是否定的情况下的增加量。

为了达到本发明的目的，提供了一种车辆的导航系统，其基于到目的地的多条可能路线的总属性值，从该多条可能路线中确定到目的地的推荐路线，该确定方式是：在多条可能路线中选择推荐路线使其具有总属性值中最小的一个。导航系统引导车辆沿着该导航系统所确定的推荐路线到该目的地。导航系统的存储介质存储属性值增加数据，该数据指示在该多条可能路线中的一条路线包括定义在多车道道路的合并点和多车道道路的分叉点之间的多车道道路的预定路段的情况下，要反映到该多条可能路线中的该条路线的总属性值中的增加量。该多车道道路的合并点直接连接到用于进入该多车道道路的入口道路。该多车道道路的分叉点直接连接到出口道路，其中该出口道路用于在该入口道路连接到该多车道道路的该多车道道路的相同侧上沿着该多条可能路线中的该条路线离开该多车道道路。增加量以这样一种方式设定：在该多条可能路线中的该条路线的上游侧段位于该多车道道路上的情况下，增加量高于该多条可能路线中的该条路线的上游侧段位于该入口道路上的情况下的增加量，其中该上游侧段位于该多车道道路的预定路段的上游侧上。导航系统确定该多条可能路线中的该条路线的上游侧段是否位于该多车道道路上。导航系统考虑到存储在存储介质中的属性值增加数据，基于对上游侧段的确定结果，设定要反映到该多条可能路线中的该条路线的总属性值中的增加量。

为了达到本发明的目的，提供了一种车辆的导航系统，其在位于沿着多车道道路在该多车道道路的接合区(junction area)的上游侧上的第一地点处，基于到目的地的第一推荐路线将车辆引导到该多车道道路的第一推荐路线车道，该接合区包括至少一个用于从该多车道道路分出的分叉点，其中该第一推荐路线沿着该多车道道路行进并沿着第一分叉道路离开该多车道道路，该第一分叉道路在接合区的至少一个分叉点中的第一分叉点处从该多车道道路分出。导航系统在位于沿着该多车道道路在该第一地点和该接合区之间的第二地点处，确定车辆所行驶的当前车道是否是第一推荐路线车道。当导航系统确定当前车道不是第一推荐路线车道时，导航系统基于到目的地的第二推荐路线将车辆引导到该多车道道路的第二推荐路线车道。

为了达到本发明的目的，提供了一种包含在计算机可读介质中的程序，该程序包括第一推荐路线车道导航代码段、车道确定代码段以及第二推荐路线车道导航代码段。第一推荐路线车道导航代码段在位于沿着多车道道路在该多车道道路的接合区的上游侧上的第一地点处，基于到目的地的第一推荐路线将车辆引导到该多车道道路的第一推荐路线车道，该接合区包括至少一个用于从该多车道道路分出的分叉点，其中，该第一推荐路线沿着该多车道道路行进并沿着第一分叉道路离开该多车道道路，该第一分叉道路在接合区的至少一个分叉点中的第一分叉点处从该多车道道路分出。车道确定代码段在位于沿着该多车道道路在该第一地点和该接合区之间的第二地点处，确定车辆所行驶的当前车道是否是第一推荐路线车道。当车道确定代码段确定当前车道不是第一推荐路线车道时，第二推荐路线车道导航代码段基于到目的地的第二推荐路线将车辆引导到该多车道道路的第二推荐路线车道。

为了达到本发明的目的，提供了一种包含在计算机可读介质中的导航系统的地图数据，该地图数据包括第一地点。该第一地点位于沿着多车道道路在该多车道道路的接合区的上游侧上，该接合区包括至少一个节点，该节点与用于从该多车道道路分出的第一和第二链路相连，其中该第一地点是该导航系统基于第一推荐路线开始将车道引导到该多车道道路的第一推荐路线车道的点。该第一和第二链路满足下列两种情况中的一种。一种情况下，该至少一个节点包括单个节点，其中该第一链路的上游端与该第二链路的上游端共同地与该单个节点相连，并且该第一链路的下游端与该第二链路的下游端与位于沿着第一推荐路线在该单个节点的下游侧上的一个节点相连。另一种情况下，该至少一个节点包括第一和第二节点，其中该第一链路的上游端与该第一节点相连，该第二链路的上游端与该第二节点相连，并且该第一链路的下游端和该第二链路的下游端与位于沿着该第一推荐路线在该第一节点的下游侧上的一个节点相连。

附图说明

通过下面的描述、所附权利要求以及附图，将更好地理解本发明及其其它目标、特征和优点，其中：

图1是显示包括高速主路的道路构造的顶视图；

图2是根据本发明的第一实施例的导航系统的硬件结构图；

图3A是由中央处理单元(CPU)所执行的程序的流程图；

图3B是由CPU所执行的程序的继续的流程图；

图4A是由CPU所执行的程序的流程图；

图4B是由CPU所执行的程序的继续的流程图；

图5是显示对应于图1所示的道路构造的地图数据中的链路和节点的图；

图6是由CPU所执行的程序的流程图；

图7是显示车辆进入多车道道路后需要立即改变交通车道的特殊状态的道路地图；

图8是根据本发明的第三实施例的导航系统的硬件结构图；

图9是根据本发明的第三实施例的导航点周围的高速路的出口匝道(出口道路)的示意性地图；

图10是由CPU所执行的导航准备程序的流程图；

图11是由CPU所执行的暂时分叉车道导航程序的流程图；

图12是根据本发明的第三实施例的导航点周围的高速路的入口和出口匝道(入口和出口道路)的示意性地图；以及

图13是显示互相垂直交叉的道路的示意性地图。

具体实施方式

(第一实施例)

下面将描述本发明的第一实施例。图2是根据本发明的第一实施例的导航系统1的硬件结构图。车辆的导航系统1包括：位置传感器11、操作开关装置12、可视显示单元13、扬声器14、随机存取存储器(RAM)16、只读存储器(ROM)17、外部存储介质18以及中央处理单元(CPU)19。

位置传感器11包括磁场传感器、陀螺仪、速度传感器、转向角度传感器以及全球定位系统(GPS)接收机(所有这些都是已知的，并未显示)。位置传感器11向CPU 19输出信息。该信息基于这些传感器的信号并且用于检测车辆的当前位置和方向。

操作开关装置12包括输入设备，如装配在车辆的导航系统1上的多个机械开关和装配在可视显示单元13的显示器上的触摸屏。操作开关装置12向CPU 19输出信号，该信号基于用户的动作，如下推机械开关和触碰触摸屏。

可视显示单元13基于CPU 19所输出的图像信号来显示图像。例如，显示的图像包括在其中心处具有车辆的当前位置的地图。

外部存储介质是非易失性存储介质，如硬盘驱动器(HDD)，并存储CPU 19读取并执行的程序以及用于路线导航的地图数据。

地图数据包括设施数据和道路数据，其具有链路和节点的位置和类型、车道信息、链路和节点中的连接关系信息。连接关系信息说明哪个链路与哪个节点相连，还说明与连接到每个链路的节点相关的链路的延伸方向。车道信息包括对应链路中包含的车道数、每个车道的宽度、每个车道的位置以及每个车道与其它链路的连接关系。

对应于计算机的CPU 19从ROM 17和外部存储介质18读取用于导航系统1的操作的程序。当执行程序时，CPU 19从RAM 16、ROM 17以及外部存储介质18读取信息并将信息写入RAM 16和外部存储介质18，以与传感器11、操作开关装置12、可视显示单元13和扬声器14交换信息。

特别地，CPU 19通过执行程序来进行当前位置识别处理、推荐路线计算处理20和路线导航处理21。

当前位置识别处理通过使用如地图映射这样的已知技术，基于来自位置传感器11的信号来识别车辆的当前位置和方向。

推荐路线计算处理20确定从当前位置到目的地的最优推荐路线。当通过操作开关装置12接收到来自用户的输入信号时开始推荐路线计算处理20，或者当车辆偏离路线导航处理21推荐的推荐路线的时候也开始推荐路线计算处理20。

路线导航处理21从外部存储介质18读取地图数据并在由地图数据表示的地图上叠加计算出的数据。这里，计算出的数据包括推荐路线、目标设施、到目标设施的途中的设施以及当前位置。然后，路线导航处理21向可视显示单元13输出地图图像，其中该地图图像被与计算数据进行叠加。在一种特殊情形下，如当车辆到达位于导航交叉路口的上游侧上相隔预定距离的位置时，对如右转、左转或车道改变的指令的语音引导信号被输出到扬声器14。在路线导航处理21中，CPU 19基于预定的导航数据进行各种导航(例如引导或指令)，该预定的导航数据在推荐路线计算处理20期间产生。导航数据描述导航(图像或语音)和输出方法(可视显示单元13或扬声器14)的规范。

图3A至4B显示程序100和200的流程图，该程序100和200由CPU 19执行，用于进行推荐路线计算处理20等。当CPU 19接收到用户通过操作开关装置12输入的目的地数据时，程序100由CPU19执行。在执行路线导航处理21时，程序200由CPU 19重复操作。

将参照图1所示的道路构造描述执行程序100和200的CPU 19的操作。在图1所示的道路构造中，出口道路(出口匝道)43从具有两条单向车道的高速主路(多车道道路)41的右侧从该高速主路41分出。入口道路42在位于分叉的下游侧上的合并点50处合并到高速主路41中，并且出口道路(出口匝道)44在分叉点49从高速主路41分出。这里，合并点50沿着高速主路41从分叉点49分开一个距离γ。然后，出口道路43最终合并到出口道路44，并且合并的道路与道路45相连。

执行程序100时，在步骤S110中，CPU 19计算从车辆的当前位置到目的地的临时推荐路线。临时推荐路线如下进行计算。首先，计算从当前位置到目的地的多条可能路线中的每一条的成本(总属性值)。然后，从可能路线中选择具有最小成本的路线作为临时推荐路线。有多种通过使用成本来计算推荐路线的方法，如Dijkstra方法和遗传算法。某条路线的成本如下计算。例如，首先将计算构成每条路线的每个链路的成本部分，然后将把成本部分加起来以产生包含在路线中的链路的成本部分的总值。然后，将该总值定义为作为该路线的成本(总属性值)。链路的成本部分依赖于如链路的长度和类型(例如高速路、主要道路)这样的条件。此外如果存在交通堵塞，那么链路的成本部分发生改变。进一步地，链路的成本部分依赖于链路的位置(例如链路可能位于车辆转向的接合点的下游侧)。

在步骤S120，CPU 19基于地图数据确定步骤S110计算出的临时推荐路线是否包括通过出口离开主路的路线。这里，主路表示城市之间的包含多条单向车道的主要道路，如高速路和收费路。此外，通过出口离开主路表示在分叉点处离开主路，其中在该分叉点处，出口匝道(出口道路)从主路分出。这里，出口表示主路和出口道路之间的分叉点。例如，图1中，通过出口离开主路的路线是沿着高速主路41行进并进入出口道路44的路线。如果临时推荐路线包括通过出口离开主路的路线，则CPU 19执行步骤S130。如果不，则临时推荐路线被定义为推荐路线并且结束程序100。

在步骤S130，CPU 19确定临时推荐路线是否包括位于步骤S120中识别出的出口的上游侧上距离出口预定距离β之内的地方的合并点。这里，合并点表示入口匝道(入口道路)合并到主路的点。预定距离β是一个即使在另一车辆沿着入口道路进入主路时也能使车辆的驾驶员冷静地改变车道以便车辆沿着出口道路离开主路的距离(例如，500m)。预定距离β可以被定义为第一预定距离(例如，500m)和第二预定距离(例如，700m)之间的值。此外，如果步骤S120中识别的出口和合并点之间没有其它合并点或分叉点的话，该出口和合并点之间的距离可以被定义为预定距离β。图1中，合并点50位于出口(即分叉点49)的上游侧上距离γ(γ＜β)处。结果是，确定结果为是(肯定的)。当确定结果为是时，执行步骤S135，并且当确定结果为否时，临时推荐路线被定义为推荐路线，然后结束程序100。

在步骤S 135，确定入口道路和出口道路是否在主路的相同侧上连接到主路。特别地，识别入口道路和出口道路中的每一个连接到主路的哪一侧(行驶方向的右侧或左侧)。当入口道路和出口道路都在主路的右侧上连接到主路上时，同样地当两者都在主路的左侧上连接到主路上时，确定入口道路和出口道路在主路的相同侧上连接到主路上。基于地图数据中的链路和节点之间的连接关系信息对连接到主路的入口和出口道路的上述连接状态做出识别。下面将描述对合并点处的入口道路的连接状态的识别。例如，基于连接关系信息检查连接到合并点处的节点的三条链路中的每一条，以了解它们从合并点处的节点的延伸方向，然后基于上述检查的延伸方向，识别目标道路(例如入口道路或出口道路)所连接的行驶方向上的道路(例如主路)的一侧。这里，三条链路包括对应于主路的一条链路(主路接近链路)，其沿着临时推荐路线接近该节点；对应于主路的一条链路(主路离开链路)，其沿着临时推荐路线离开该节点；以及对应于入口道路的一条链路(入口道路链路)。结果是，例如，在图1中识别出在行驶方向上，入口道路42和出口道路44都在高速主路的右侧上连接到该高速主路41。

如果道路42和44都在高速主路41的相同侧上连接到该高速主路41，则执行步骤S140。如果不，则临时推荐路线被定义为推荐路线，然后结束程序100。

在步骤S140，确定临时推荐路线是否沿着主路接近合并点。如果临时推荐路线不沿着主路接近合并点，这表示临时推荐路线沿着入口道路接近合并点。在图1中，例如，路线46沿着主路41接近合并点50，用箭头描述的路线60沿着入口道路42接近合并点50。如果临时推荐路线沿着主路接近合并点，则执行步骤S145。如果不，临时推荐路线被定义为推荐路线，然后结束程序100。

在步骤S145，对应于通过出口离开主路的道路的链路的成本部分(即，对应于出口道路的链路的成本部分)比在步骤S110计算该临时推荐路线中先前计算出的链路的成本部分增大一个正数α。

在步骤S150，基于对应于出口道路的链路的增加的成本部分，通过重新计算多条可能路线中的每一条的成本来确定从当前位置到目的地的推荐路线。结果是，沿着出口道路行进的路线趋向于不被确定为推荐路线，因为沿着出口道路行进的路线的成本与步骤S110中先前计算出的成本相比增大了正数α。

在步骤S160，类似于步骤S120，确定步骤S150中计算出的推荐路线是否包含通过出口离开主路的路线。如果推荐路线包括通过出口离开主路的路线，执行步骤S170。如果不，结束程序100。

在步骤S170，类似于步骤S130，确定推荐路线是否包括位于步骤S 160中识别出的出口的上游侧上的合并点，以及是否位于距离出口预定距离β之内的地方。如果步骤S170的确定结果为是(肯定的)，则执行步骤S175。如果确定结果为否(否定的)，则结束程序100。

在步骤S175，类似于步骤S135，确定入口道路和出口道路是否在主路的相同侧上连接到主路。如果两条道路在主路的相同侧上连接到主路，则执行步骤S180。如果不，则结束程序100。

在步骤S180，类似于步骤S140，确定推荐路线是否沿着主路接近合并点。如果推荐路线沿着主路接近合并点，则执行步骤S185。如果不，则结束程序100。

在步骤S185，执行合并警告准备。特别地，在合并警告准备中，产生引导数据以便当车辆接近步骤S170中识别出的合并点时，基于引导数据，以文本数据或语音数据向可视显示单元13或扬声器14输出与沿着入口道路而来的另一车辆有碰撞的危险的警告信号。警告信号包括语音引导，其类似于“前方合并车道，请注意”。

CPU 19执行上述程序100以便导航系统1计算到达用户设定的目的地的临时推荐路线(参看步骤S110)。然后，导航系统1确定(1)该临时推荐路线是否包括沿着出口道路离开主路的路线(参看步骤S120)，(2)临时推荐路线是否包括在合并点处合并到主路的入口道路，该合并点位于出口的上游侧上并位于距离出口预定距离β内的地方(参看步骤S130)，(3)确定入口道路和出口道路是否在主路的相同侧上连接到主路(步骤S135)以及(4)临时推荐路线是否沿着主路接近合并点(参看步骤S140)。如果所有这四个确定结果都为是(肯定的)，则对应于离开主路的出口道路的链路的成本部分变成增加了的成本部分，该增加了的成本部分是通过将正数α加到步骤S110中所用的正常成本部分而计算出的(参看步骤S145)。基于该链路的增加了的成本部分来重新计算到达目的地的多条可能路线中的每一条的成本，以确定推荐路线(参看步骤S150)。

这里，满足上述条件(1)至(4)表示：路线X包括在多车道道路的合并点和多车道道路的分叉点之间定义的多车道道路的预定路段，其中多车道道路的合并点与用于进入多车道道路的入口道路直接相连，多车道道路的分叉点与用于沿着多车道道路的相同侧上的路线X离开多车道道路的出口道路直接相连，入口道路在该相同侧上与多车道道路相连。如果上述条件不满足(即，上述条件(1)至(4)中的至少一个不满足)，将不会增加该链路的成本部分，并且将不会为多条可能路线中的每一条重新计算成本以确定另一推荐路线。因此，在上述条件(1)至(4)满足的情况下，由于离开多车道道路的出口道路，要反映到路线X的总成本的增加量将大于其中条件(1)至(4)中的至少一个不满足的另一种情况。换句话说，在上述条件(1)至(4)满足的情况下，对应于出口道路的链路的成本部分可能是变量p。在条件(1)至(4)中的至少一个不满足的情况下，对应于出口道路的链路的成本部分可能是变量q。这里，变量p大于变量q，在一些情况下变量q可能等于零。

由于上述操作，在图1所示的道路构造中，由于沿着出口道路离开主路，计算出的路线(A)的成本的增加量大于路线(B)的成本的增加量，其中图1所示的道路构造具有：在高速主路41的合并点50和高速主路41的分叉点之间定义的高速主路(多车道道路)41的路段，其中高速主路41的合并点50与用于进入高速主路41的入口道路42直接相连，高速主路41的分叉点49与用于在高速主路41的相同侧上沿着推荐路线离开高速主路41的出口道路44直接相连，在该相同侧上入口道路42与高速主路41相连。结果是，可以考虑到与沿着入口道路42行驶进高速主路41的另一车辆碰撞的危险。这里，高速主路41包括多车道。这里，路线(A)沿着高速主路41行进以与入口道路42合并，然后路线(A)沿着出口道路44离开主路41。路线(B)沿着入口道路42行进以与高速主路41合并，然后路线(B)沿着出口道路44离开主路41。因此，在图1中，在车辆从图1的左下部所示的高速主路41的上游侧来、要到位于道路45的下游侧上的设施的时候，导航系统1倾向于选择路线47或路线48而不是路线46。这里，路线47沿着出口道路43接近道路45。路线48仍然在高速主路41上沿着合并点50和分叉点49行进而不是离开高速主路41。路线46在通过合并点50和分叉点49之后进入道路45。

当重新计算出的推荐路线仍然满足所有上述条件(1)至(4)时(参看步骤S160至S180)，将准备对接近合并点的车辆的驾驶员进行合并警告导航(参看步骤S185)，而不是重新计算另一推荐路线。

因此，即使在执行了上述的推荐路线的重新计算之后，沿着出口道路44行进的路线46变成推荐路线的情况下，也可以通过警告合并来引起驾驶员的注意。

将参照图4A和4B描述当车辆偏离推荐路线时用于计算替换推荐路线的程序200。基于由当前位置识别处理所识别出的车辆的当前位置和推荐路线之间的间隔，确定车辆是否偏离当前推荐路线。如果确定车辆偏离推荐路线，则执行步骤S215。如果不，则结束程序200。

在步骤S215，确定从当前位置到初始设定的目的地的临时替换推荐路线。

在步骤S220，确定临时替换推荐路线是否包括通过出口离开主路的路线。如果临时替换推荐路线包括通过出口离开主路的路线，则执行步骤S325。如果不，则结束程序200。

在步骤S235，类似于步骤S130，确定临时替换推荐路线是否包括位于步骤S220中识别出的出口的上游侧上的、并且位于距离出口预定距离β之内的地方的合并点。如果确定结果为是(肯定的)，则执行步骤S240。如果不，则将临时替换推荐路线定义为替换推荐路线，然后结束程序200。

在步骤S240，类似于步骤S135，确定与合并点相连的入口道路和与出口相连的出口道路是否在主路的相同侧上连接到主路。如果两条道路都连接到主路的相同侧，则执行步骤S245。如果不，则将临时替换推荐路线定义为替换推荐路线，然后结束程序200。

在步骤S245，类似于步骤S140，确定临时替换推荐路线是否沿着主路接近合并点。如果临时替换推荐路线沿着主路接近合并点，则执行步骤S255。如果不，则将临时替换推荐路线定义为替换推荐路线，然后结束程序200。

在步骤S255，确定车辆是否沿着主路行驶在一条车道上，其中驾驶员需要改变到另一车道以使车辆通过在步骤S220中识别出的出口离开主路(即，确定车辆所行驶的主路的当前车道是否不同于与在步骤S220中识别出的出口直接相连的出口车道)。这里，驾驶员需要改变的车道是不接触主路的一侧的车道，其中出口道路位于主路的该侧上。例如，在图1所示的高速主路41中，高速主路41的左车道是上述的驾驶员需要改变的车道。当车辆在驾驶员需要改变的车道上行驶时(即，当主路的当前车道不同于出口车道时)，则执行步骤S260。如果不，则将临时替换推荐路线定义为替换推荐路线，然后结束程序200。

可以通过将通过实时动态(real time kinematics，RTK)GPS接收机接收到的当前位置信息与包含在地图数据中的车道信息进行对比，以执行对车辆所行驶的车道的识别。这里，RTK GPS接收机作为包含在位置传感器11中的GPS接收机，并且能够在几厘米公差范围内识别当前位置。此外，当前车道可以通过替换的方法来识别。如果车辆的位置已经被以对应于车辆行驶的前述行驶路线上的车道的宽度的公差进行了识别(例如，如果车辆已经通过电子收费系统(electronictoll collection，ETC)门，其中该门的位置被以车道宽度的公差包含在地图数据中)，则可以以车道宽度的公差来识别车辆的当前位置。特别地，可以基于位置传感器11中所包含的速度传感器、转向角度传感器、电磁场传感器以及陀螺仪所检测到的数据，通过使用自主式(self-contained)导航对车辆的当前位置进行识别。然后，将通过使用自主式导航所检测到的位置与地图数据的车道信息进行比较以使当前车道可以被替换地识别。

在步骤S260，对应于通过出口离开主路的道路的链路(即，对应于出口道路的链路)的成本部分增加一个正数α，以比该链路的正常成本部分(即，在步骤S215中在临时替换推荐路线的计算中所计算出的成本部分)更大。

在步骤S265，基于对应于出口道路的链路的增加的成本部分，通过重新计算多条可能路线中的每一条的成本来确定从车辆的当前位置到目的地的替换推荐路线。结果是，沿着出口道路行进的路线趋向于不被选择为替换推荐路线，因为与先前在步骤S215中计算出的成本相比，沿着出口道路行进的路线的成本增加了正数α。

在步骤S270，类似于步骤S220，确定在步骤S260计算出的替换推荐路线是否包括通过出口离开主路的路线。如果推荐路线包括通过出口离开主路的路线，则执行步骤S275。如果不，则结束程序200。

在步骤S275，类似于步骤S235，确定替换推荐路线是否包括合并点，该合并点位于在步骤S270中识别出的出口的上游侧上并且位于距离该出口预定距离β之内的地方。如果步骤S275的确定结果为是，则执行步骤S280。如果确定结果为否，则结束程序200。

在步骤S280，类似于步骤S240，确定入口道路和出口道路是否在主路的相同侧上连接到主路。如果入口和出口道路都在主路的相同侧上连接到主路，则执行步骤S285。如果不，则结束程序200。

在步骤S285，类似于步骤S245，确定替换推荐路线是否沿着主路接近合并点。如果替换推荐路线沿着主路接近合并点，则执行步骤S290。如果不，则结束程序200。

在步骤S290，执行合并警告。特别地，提前准备要在上述路线导航处理中使用的引导数据。当车辆从步骤S270中识别出的合并点的前方进来时，基于引导数据，以文本数据或语音数据向可视显示单元13或扬声器14输出对于与沿着入口道路而来的另一车辆碰撞的危险的警告。语音数据类似于“前方合并车道，请注意”。

CPU 19执行上述程序200以便当车辆偏离当前推荐路线时(参看步骤S210)，导航系统1计算到达用户设定的目的地的临时替换推荐路线(参看步骤S215)。然后，导航系统1确定(1)临时替换推荐路线是否包括沿着出口道路离开主路的路线(参看步骤S220)，(2)临时替换推荐路线是否包括在合并点处合并到主路的入口道路，该合并点位于出口的上游侧上，并位于距离出口预定距离β内的地方(参看步骤S235)，(3)入口道路和出口道路是否在主路的相同侧上连接到主路(步骤S240)，(4)临时替换推荐路线是否沿着主路接近合并点(参看步骤S245)，以及(5)车辆的当前车道是否不同于与出口道路直接相连的主路的出口车道(参考步骤S255)。如果所有这五个确定结果都为是，则对应于离开主路的出口道路的链路的成本部分变成增加了的成本部分，该增加了的成本部分通过将正数α加到正常成本部分而校正(参看步骤S260)。然后，基于该链路的增加了的成本部分重新计算到达目的地的多条可能路线的每一条的总成本，以确定替换推荐路线(参看步骤S265)。

在如图1所示的具有多条车道的道路中，车辆可能仍旧在高速主路41上而不沿着出口道路43离开高速主路41，尽管由导航系统1的路线导航推荐的当前推荐路线是沿着出口道路43离开高速主路41的路线47。在这种情况下，如果确定在上述步骤S220至S245中满足了条件(1)至(4)，则识别了车辆的当前车道。如果当前车道是图1中的右车道，则步骤S255的确定结果变为否(否定的)。如果行驶车道是图1中的左车道，则步骤S255中的确定结果变为是(肯定的)。由于沿着出口道路44离开高速主路41，路线46的成本的增加量在确定结果为是的情况下增加到大于在确定结果为否的情况下的增加量。结果是，能够基于当前车道不断地考虑到与沿着入口道路42接近高速主路41的另一车道碰撞的危险。因此，图1中，在一些情况下，当车辆向位于道路45的下游侧上的设施行驶时，导航系统1选择路线48而不是选择路线46。这里，路线48通过分叉点49仍旧在高速主路41上，而不是离开高速主路41。路线46通过分叉点49沿着出口道路44行进到道路45。

即使上述条件(1)至(5)中的一个不满足，对应于出口道路的链路的成本部分将不增加，并且将不重新计算替换推荐路线。因此，由于路线X沿着主路行进并沿着出口道路离开主路的情况，在上述条件(1)至(5)都满足的情况下，路线X的总成本的增加量大于在条件(1)至(5)中的至少一个不满足的情况下的增加量。即使在替换推荐路线满足所有上述的条件(1)至(5)时(参看步骤S270至S285)，将准备在入口道路前方为驾驶员进行合并警告引导，而不是计算另一条替换推荐路线(参看步骤S290)。

因此，即使在执行上述的推荐路线的重新计算之后，行进到出口道路44的路线46变为替换推荐路线的情况下，也可以通过警告合并来引起驾驶员的注意。

(第二实施例)

下面将描述本发明的第二实施例。除了地图数据以外，根据本实施例的车辆的导航系统1的结构类似于第一实施例的结构。此外，除了推荐路线计算处理中的成本计算方法以外，导航系统1的操作类似于根据第一实施例的操作。将着重描述本实施例的导航系统1与第一实施例的导航系统1的主要不同部分。

包含在本实施例的导航系统1中的地图数据除了第一实施例中的地图数据外还包括特殊增加成本部分数据表。特殊增加成本部分数据表包括多个条目，每个条目将地图上的特定链路与对应的特殊增加成本部分相关联。这里，特定链路是对应于道路构造中的出口道路的链路，在该道路构造中出口道路在多车道道路的相同侧上的分叉点处从多车道道路分出，入口道路在多车道道路的上游侧上的多车道道路的相同侧上合并到多车道道路。例如，图1中，出口道路44的链路称为特定链路。图5显示了包含在对应于图1所示的道路构造的地图数据中的链路L1至L7和节点N1至N8的结构。链路L1、L3、L4和L5对应于高速主路41的链路，链路L7对应于入口道路42的链路。链路L2对应于出口道路44的链路。节点N4对应于合并点50的节点，节点N3对应于分叉点49的节点。因此，特定链路是L2。注意，特殊增加成本部分数据包括多个正值，每个正值表示特定路线的成本部分的增加量，该增加量应归于位于用于离开道路的特定路线上的出口道路。

本实施例中的CPU 19执行第一实施例中的程序100和200。然而，CPU 19从步骤S150执行程序100，跳过了步骤S110至S145。此外，CPU 19从步骤S265执行程序200，跳过了步骤S210至S260。在步骤S150和S265的推荐路线的计算中，类似于第一实施例，在推荐路线计算处理20中，为推荐路线计算多条可能路线的成本并且将多条可能路线中具有最小成本的一条定义为推荐值。在第一实施例中，计算构成对应的可能路线的每个链路的成本部分。然而，在本实施例中，通过执行程序300计算在特定增加成本部分数据表中具有对应的成本部分的特定链路的成本部分。换句话说，在步骤S305，CPU19基于节点之间的距离计算特定链路的初始成本部分，其中所述节点位于特定链路的两端等。然后，在步骤S310，确定可能路线是否通过主路(图5中的链路L4)朝目标链路的前述节点(图5中的节点N4)行进，其中该目标链路是成本部分计算的目标。如果可能路线通过主路朝前述节点行进，则执行步骤S320，如果不，则结束程序300。

在步骤S320，从特殊增加成本部分数据表读取特定链路的特殊增加成本部分数据。然后在步骤S330，将所读取的特殊增加成本部分数据加到在步骤S305中计算出的可能路线的初始成本上，并且结束程序300。

CPU 19执行上述程序300以使导航系统1确定推荐路线的可能路线是否沿着主路行进以进入包含特定链路的目标路线(参看步骤S310)。如果确定结果为是，则基于对应的特殊增加成本部分数据(参看步骤S320)增加特定链路的成本部分(参看步骤S330)。在该道路构造中，出口道路在多车道道路的相同侧上的分叉点处从多车道道路分出，入口道路在多车道道路的相同侧上的分叉点的上游侧上合并到多车道道路，通过使用导航系统1，计算出的由沿着出口道路离开多车道道路引起的路线(A)的成本的增加量大于路线(B)的成本的增加量。结果是，在推荐路线的确定中，能够考虑到与沿着入口道路驶入多车道道路中的其它车辆碰撞的危险。这里，多车道道路包括多个车道。路线(A)通过多车道道路行进以与入口道路合并，然后路线(A)沿着出口道路离开多车道道路。路线(B)通过入口道路行进以与多车道道路合并，然后路线(B)沿着出口道路离开多车道道路。因此，在上述道路构造中，与其它常规系统相比，沿着多车道道路行进以与入口道路合并、然后沿着出口道路离开多车道道路的可能路线最不可能被选择为推荐路线。

下面将描述一种用于在产生地图数据的特殊增加成本部分数据表时确定包含在特殊增加成本部分数据表中的特定链路的替换方法。首先，产生不包括特殊增加成本部分数据表的地图数据，然后通用计算机读取该地图数据以使该通用计算机识别特定链路。这里，特定链路是对应于出口道路的链路，该出口道路在多车道道路的相同侧上的分叉点处从多车道道路分出，入口道路在位于多车道道路的相同侧上的、距离分叉点一定距离(例如，预定距离β)内的合并点处与多车道道路相连。然后，将每个被识别出的特定链路与预定正数α相关联，从而基于识别出的特定链路和对应的预定正数之间的关联来制作特殊增加成本部分数据表。

在上述第一和第二实施例中，CPU 19执行程序100的步骤S110至S180和程序200的步骤S210至S285以作为路线计算模块。此外，CPU 19执行路线导航处理21以作为路线引导模块。CPU 19执行步骤S120、S130、S140以作为上游侧段确定模块，以及执行步骤S135以作为连接侧确定模块。CPU 19执行步骤S145以作为属性值增加设定模块，以及执行步骤S185以作为合并警告模块。

CPU 19执行程序200的步骤S220、S235和S245以作为上游侧段确定模块，以及执行步骤S240以作为连接侧确定模块。CPU 19执行步骤S255以作为行驶车道检测模块，以及执行步骤S260以作为属性值增加设定模块。CPU 19执行步骤S290以作为合并警告模块。

CPU 19执行程序300的步骤S310以作为上游侧段确定模块，以及执行步骤S320和S330以作为属性值增加设定模块。

下面描述实施例的替换。

在上述实施例中，当车辆偏离推荐路线时，将如程序200中所述计算替换推荐路线。然而，本发明并不局限于此。例如，当首次计算推荐路线时，CPU 19可以计算其中车辆可能在多个点处偏离推荐路线的一些假设情况。然后，CPU 19可以计算从该多个点中的每个到目的地行进的替换推荐路线。进一步地，CPU 19可以计算一些假设情况，在这些假设情况下车辆可能在与车辆偏离推荐路线的情况的路线相对应的道路的多条车道中的每一条上行进。因此，在程序200的步骤S220至S255的所有确定结果都为是(肯定的)的情况下，提前执行计算，从而能够基于出口道路的增加的成本部分来提前计算替换推荐路线。

此外，在上述实施例中，将车辆的导航系统1描述为根据本发明的导航系统的一个实例。然而，根据本发明的导航系统并不局限于车辆的导航系统，而是可以应用于个人可以携带的移动导航系统。

上述实施例中的合并警告处理可以应用于图7所示的情况。图7中，高速路的出口匝道(出口道路)51与在每侧上具有三个车道的开放多车道道路52在连接点处相连。在图7中从连接点朝左边距离300处的一点处，有一个交叉路口在开放道路52和道路54之间，其中道路54垂直于开放道路52。如果导航系统1计算了推荐路线，该推荐路线沿着出口道路51行进以进入开放道路52并如图箭头53所示右转以进入道路54，则驾驶员必须在很短的距离内改变车道。在上述情况下，当计算推荐路线时，导航系统1可以检测到在车辆进入每侧上具有多条车道的多车道道路之后，车辆需要在很短距离内改变车道。因此，在车辆到达困难接合点之前，导航系统1将警告车辆正在接近困难接合点，其中在该困难接合点很难改变车道。结果是，避免了驾驶员被可能的推荐了困难的车道改变的突然导航而迷惑。

(第三实施例)

下面将描述本发明的第三实施例。将参考附图对本发明的第三实施例进行描述。与第一实施例的导航系统的元件相似的本实施例的导航系统的元件将用相同的标号来表示。图8是根据本发明的第三实施例的导航系统1的硬件结构图。

除了地图数据和CPU 19所执行的程序以外，第三实施例中的导航系统1类似于上述实施例中的导航系统1。因此，将主要描述与上述实施例不同的部分。

地图数据包括设施数据和道路数据，该数据具有链路和节点的位置和类型、车道信息、链路和节点之间的连接关系。车道信息包括对应链路中的车道的数目、每个车道的宽度、每个车道的位置以及每个车道与其它链路的连接关系。基于通过法规的车道规则状态以及通过如中间带这样的物理对象的车道规则状态，提前确定每个车道到每个链路的连接能力，其中所述法规通过如“只能右转”、“只能左转”以及“只能直行”这样的道路标语来表示。

此外，在数据地图中存储了暂时分叉链路对的第一分叉点的位置(纬度和经度)。此外，每个都位于与暂时分叉链路对相对应的上游侧上的地点作为初始导航开始地点(第一引导地点)并被存储在地图数据中。暂时分叉链路对表示满足第一特征和第二特征的链路对(两个链路)。在第一特征中，一个节点N11包含在接合区中，链路对的两个链路L11、L12从所述一个节点N11分出，并且两个链路L11、L12最终在节点N12合并在一起，如图9所示。在第二特征中，两个节点N13、14包含在接合区中。两个链路中的第一链路L13的上游端与两个节点中的第一节点N13相连。两个链路中的第二链路L14的上游端与两个节点中的第二节点N14相连。然后，第一链路L13的下游端和第二链路L14的下游端在节点N15处合并在一起，如图12所示。这里，第一节点N13位于距离第二节点N14参考距离(例如，500m)范围内。此外，在第二特征的另一实例中，当考虑到节点的内在道路条件时，两个节点可以被看作是被地图数据生成器概念地定位在接合区内的彼此相近的地方。

图9是显示包括暂时分叉链路对N11、L12的道路构造的示意性地图。在该道路构造中，位于四车道道路31的左端并从图9底部向上行进的车道31b在分叉点33处从其它车道分出。类似地，位于四车道道路31的右端并从底部向上行进的车道31a在分叉点34处从其它车道分出。然后。两个车道31a和31b在合并点69处最终合并在一起以与道路35相连，该道路35前往位于图9右下方的成田机场。此外，四车道道路31的两个中心车道36和37前往位于图9上方的羽田机场。图9中，分叉点33和合并点69之间的链路L12以及分叉点34和合并点69之间的另一链路L11对应于暂时分叉链路对。这里，分叉点33、34对应于接合区中的节点N11。

暂时分叉链路对中的第一分叉点是当车辆沿着与暂时分叉链路对相连的链路行驶时该车辆首先遇到的分叉点。图9中，暂时分叉链路对中的第一分叉点可以是分叉点33和34中的一个。

位于存储在地图数据中的暂时分叉链路对的上游侧上的地点(例如，第一地点)表示位于与链路对相连的行驶链路上的、并且位于与链路对相连的两个分叉点(节点)的上游侧上的地点。这里，行驶链路表示车辆所行驶的链路。地点的位置由考虑到了交通条件的地图数据生成器确定。典型地，该地点位于行驶链路上暂时分叉链路对的第一分叉点前方大约1km处。

特别地，CPU 19通过执行程序来进行当前位置识别处理、推荐路线检测处理以及路线导航处理。

当前位置识别处理基于来自位置传感器11的信号，通过使用如地图映射这样的已知技术来确定车辆的当前位置和方向。

在推荐路线检测处理中，CPU 19接收由用户通过操作开关装置12输入的目的地的输入信号，并计算从当前位置到目的地的最适当的推荐路线(第一推荐路线)。

在路线导航处理中，CPU 19从外部存储介质18读取地图数据并在由地图数据表示的地图上叠加计算出的数据。这里，叠加的计算出的数据包括推荐路线、目标设施、到目标设施的途中的设施以及当前位置。然后，在路线导航处理中，CPU 19向可视显示单元13输出叠加了计算出的数据的地图数据。当进入特殊状态下时，如当车辆到达位于导航点(交叉路口)的上游侧上距离该导航点预定距离之内的位置时，如右转、左转或车道改变这样的指令的引导语音信号被输出到扬声器14。特别地，导航系统1在位于非导航点上游侧上距离该非导航点预定距离之内的点处导航右转和左转，这将在稍后描述。此外，导航系统1在位于导航点上游侧上距离该导航点预定距离之内的地点处导航右转和左转以及车道改变。这里，导航点包括推荐路线上的交叉路口。此外，接合区包括至少一个预定距离之内的导航点。

在本实施例中，在初始推荐路线(第一推荐路线)上的每个交叉路口处或者当在推荐路线检测处理中计算了初始推荐路线时，CPU 19执行图10所示的导航准备程序400。这里，交叉路口包括分叉点和合并点。CPU 19还重复执行暂时分叉车道导航程序500，作为路线导航处理的一部分。

在朝向交叉路口执行导航准备程序400中，首先在步骤S 140，当初始推荐路线并不沿着道路跨过交叉路口时，CPU 19识别该交叉路口作为导航点(接合区)。当初始推荐路线在该交叉路口左转或右转时，以及当初始推荐路线沿着主要道路接近该交叉路口并通过次要道路离开该交叉路口时，CPU 19同样也这样识别。如果交叉路口被确定为导航点(接合区)，则执行步骤S420。如果不，则结束程序400。

在步骤S420，基于地图数据确定交叉点是否是车道导航点。特别地，如果沿着初始推荐路线接近该交叉路口的接近道路具有多个沿行驶方向的单向车道时，该交叉路口被确定为车道导航点。如果该交叉路口被确定为车道导航点，则执行步骤S440。如果不，则执行步骤S430。

在步骤S440，基于地图数据确定交叉路口是否时暂时分叉车道导航点(多分叉点确定模块)。如果暂时分叉道路在交叉路口处或在位于交叉路口下游侧上距离交叉路口参考距离内的点处从初始推荐路线分出然后暂时分叉道路最终与初始推荐路线合并，则该交叉路口被确定为暂时分叉车道导航点。特别地，当下列三个条件之一满足时，该交叉路口被确定为暂时分叉车道导航点。在第一种条件下，存储在地图数据中的暂时分叉链路对的第一分叉点的第一定义被应用到该交叉路口。在该第一定义中，一个节点被包含在接合区中，并且该链路对的两个链路的上游端都从该一个节点分出，并且两个链路的下游端最终合并在一起(两个链路的下游端最终与初始推荐路线上的另一节点相连)。在第二种条件下，存储在地图数据中的暂时分叉链路对的第一分叉点的第二定义被应用到该交叉路口。在该第二定义中，两个节点被包含在接合区中，并且两个链路中的第一链路的上游端与两个节点中的第一节点相连，并且两个链路中的第二链路的上游端与两个节点中的第二节点相连，并且第一链路的下游端和第二链路的下游端合并在一起(第一链路的下游端和第二链路的下游端与初始推荐路线上的另一节点相连)。如果该交叉路口被确定为暂时分叉车道导航点，则执行步骤S460。如果不，则执行步骤S450。

在步骤S430，交叉路口被确定为非车道导航点(即，被确定为不是车道导航点的导航点)，并且准备非车道导航。特别地，非车道导航的准备表示CPU 19在RAM 16中存储指示该交叉路口是非车道导航点的数据。在步骤S430之后，结束程序400的本次执行。

在步骤S450，交叉路口被确定为正常车道导航点(即，被确定为是车道导航点但不是暂时分叉车道导航点的导航点)，并且准备正常车道导航。特别地，正常车道导航的准备表示CPU 19在RAM 16中存储指示该交叉路口是正常车道导航点的数据。在步骤S450之后，结束程序400的本次执行。

在步骤S460，交叉路口被确定为暂时分叉车道导航点，并且准备暂时分叉车道导航。特别地，暂时分叉车道导航的准备表示CPU 19在RAM 16中存储指示该交叉路口是暂时分叉车道导航点的数据。在步骤S460之后，结束程序400的本次执行。

CPU 19执行程序400以使导航系统1将初始推荐路线上的每个交叉路口的类型分类为三种点中的一种，该三种点包括非车道导航点、正常车道导航点以及暂时分叉车道导航点(参看步骤S410、S420和S440)。如果交叉路口被分类为非车道导航点，则导航系统1准备非车道导航(参看步骤S430)。如果交叉路口被分类为正常车道导航点，则导航系统1准备正常车道导航(参看步骤S450)。如果交叉路口被分类为暂时分叉车道导航点，则导航系统1准备暂时分叉车道导航(参看步骤S460)。

当车辆行驶时，CPU 19执行暂时分叉车道导航程序500以确定由当前位置识别处理所识别的车辆的当前位置是否是地图数据中描述的初始导航开始地点(第一引导地点)(步骤S510)。如果当前位置是初始导航开始地点，则执行步骤S520。如果不，则重复执行步骤S510。在步骤S520，执行初级车道导航(即，基于初始推荐路线将车辆引导到一条车道)(第一推荐路线车道导航模块)。这里，暂时分叉车道导航点是导航目标，并且是一个导航点，该导航点是距离在程序400的步骤S460中存储在RAM 16中的初始导航开始地点最近的导航点之一，并且该导航点位于初始导航开始地点的下游侧上。特别地，执行车道导航以使得首先基于地图数据中的车道信息识别推荐车道(第一推荐路线车道)，然后将该推荐车道显示在可视显示单元13中并通过扬声器14输出。推荐车道是接近道路上的车道中的一个并能够离开暂时分叉车道导航点的车道。例如，如果初始推荐路线右转，则推荐车道是一个可到达位于右转后的链路、并且包含在接近道路中的车道(例如，右端车道或两个右端车道之一)。在这种情况下的车道导航中，消息通过扬声器14输出。消息类似于“前方右转，因此请将车道改变到右端车道”以及“前方左转，因此请将车道改变到两个左端车道中的一个”。在车道导航中，强调了推荐车道的展开的地图被显示在可视显示单元13中。

然后，在步骤S530，确定车辆的当前位置是否是第二引导地点，并且重复步骤S530直到确定当前位置是第二引导地点(车道确定模块)。换句话说，CPU 19等待直到车辆到达第二引导地点。第二引导地点位于初始导航开始地点和暂时分叉车道导航点之间，并且离暂时分叉车道导航点更近。第二引导地点到暂时分叉车道导航点之间的距离可以类似于非车道导航点及其引导地点之间的距离。第二引导地点到暂时分叉车道导航点之间的距离可以类似于正常车道导航点及其引导地点之间的距离。例如，第二引导地点可以位于沿着初始推荐路线在暂时分叉车道导航点前方预定距离(例如，500m)之内。

如果步骤S530中车辆的当前位置被确定为第二引导地点(即，当车辆到达第二引导地点时)，在步骤S540确定当前行驶车道(即，车辆当前行驶的车道)是否接近推荐车道。推荐车道是步骤S520中通过可视显示单元13和扬声器14指示驾驶员驾驶车辆行驶的车道。这里，当行驶车道接近推荐车道时，特别地当前行驶车道距离推荐车道比距离替换推荐车道(第二推荐路线车道)更近。这里，替换推荐车道是一个推荐车道，该推荐车道是当如稍后所述的步骤S560中计算了替换推荐路线(第二推荐路线)时，沿着该替换推荐路线的暂时分叉车道导航点的车道导航的目标。更特别地，该替换推荐车道可到达一个链路，该链路是被存储为地图数据的暂时分叉车道导航点的暂时分叉链路对中的一个并且不同于初始推荐路线上的链路。因此，可以基于地图数据识别替换推荐车道。

可以将通过RTK GPS接收机接收到的当前位置信息与地图数据中包含的车道信息进行比较来执行对车辆所行驶的当前行驶车道的识别。这里，RTK GPS接收机作为包含在位置传感器11中的GPS接收机，并且能够以几厘米的公差识别当前位置。此外还可以通过替换的方法识别当前车道。如果已经以车道宽度的公差在前述的车辆的行驶路线上识别出车辆的位置(例如，如果车辆已经通过电子收费系统(ETC)门，则其位置以车道宽度的公差被包含在地图数据中)，可以以车道宽度的公差识别车辆的当前位置。特别地，可以基于包含在位置传感器11中的速度传感器、转向角度传感器、磁场传感器以及陀螺仪所检测的数据，通过使用自主式导航来识别车辆的当前位置。然后，将通过使用自主式导航所检测到的位置与地图数据的车道信息进行比较以便替换地识别当前车道。

在步骤S540，如果确定当前行驶车道接近推荐车道，则执行步骤S550。如果确定当前行驶车道不接近推荐车道(即，当前行驶车道距离替换推荐车道比距离推荐车道更近)，则执行步骤S560。

在步骤S550，执行第二车道导航。特别地，步骤S550的车道导航与步骤S520相一致。当步骤S550完成时，暂时分叉车道导航程序500的当前执行结束。

在步骤S560，计算替换推荐路线。替换推荐路线是开始点(即，车辆的当前位置)和初始推荐路线的目的地之间的一条优选路线，并且该优选路线沿着暂时分叉车道导航点的暂时分叉链路对中的一条链路行进。这里，暂时分叉链路对中的该条链路并不在初始推荐路线上。替换推荐路线在暂时分叉链路对中的两条链路合并在一起的点处合并到初始推荐路线。这里，可以在执行图10所示的程序400中的暂时分叉车道导航点的步骤S460时计算替换推荐路线，并且替换推荐路线可以存储在RAM 16中。然后，在步骤S570，可以从RAM 16读取替换推荐路线。

然后在步骤S570，执行基于替换推荐路线的车道导航(第二推荐路线车道导航模块)。换句话说，将通过使用可视显示单元13和扬声器14执行改变到替换推荐车道的可视和语音指令。当步骤S570完成时，暂时分叉车道导航程序500的当前执行结束。

CPU 19执行程序500以使当车辆被识别为到达初始导航开始地点(参看步骤S510)时，车辆的导航系统1沿着初始推荐路线执行暂时分叉车道导航点的车道导航(参看步骤S520)。然后，当车道导航结束并且车辆被识别为到达位于暂时分叉车道导航点前方的第二引导地点时(步骤S530)，确定车辆是否接近初始推荐车道(参看步骤S540)。如果确定车辆接近初始推荐车道，则重复基于初始推荐路线的车道导航(参看步骤S550)。如果确定车辆不接近初始推荐车道，则计算在暂时分叉路线上行进的替换推荐路线(第二推荐路线)(参看步骤S560)并且执行基于计算出的替换推荐路线的车道导航(参看步骤S570)。

这里，参照包含上述车辆的导航系统1的车辆在初始推荐路线38上行驶时的情况来描述一个实例，其中该初始推荐路线38由图9所示的道路构造中的虚线表示。在这种情况下，当具有导航系统1的车辆到达位于分叉点33和34的上游侧上的初始导航开始地点(第一引导地点)时，由暂时分叉车道导航程序500的步骤S520执行语音和可视导航。消息“前方右转，因此请将车道改变到右端车道”作为语音导航，并且显示展开的车道用于可视导航。然后，当车辆到达第二引导地点时，当前行驶车道被识别。如果所识别的当前行驶车道是推荐车道31a或者是距离推荐车道31a比距离替换推荐车道31b更近的车道37时，在步骤S550执行语音导航和可视导航。这里，语音导航类似于“前方右转，因此请将车道改变到右端车道”，可视导航通过显示展开的车道来执行。相反地，如果所确定的当前行驶车道是替换推荐车道31b或者是距离替换推荐车道31b比距离推荐车道31a更近的车道36时，在步骤S560计算替换推荐路线39，并且执行语音导航和可视导航。这里，语音导航类似于“前方右转，因此请将车道改变到左端车道”。

图12显示了具有暂时分叉链路对的另一道路构造。在图12的道路构造中，入口道路42在合并点72处合并到高速主路(多车道道路)41中，该高速主路41具有两条从图12中的左下侧到右边的车道。在位于入口道路42和高速主路41之间的合并点72的上游侧上的分叉点61处，出口道路43从高速主路41分出。此外，在位于合并点72的下游侧上的分叉点62处，出口道路44从高速主路41分出。这里，出口道路44和出口道路43在合并点70处最终合并到一起以连接到道路45。在这种情况下，提供了分叉点61和合并点70之间连接的链路L13和提供了分叉点62和合并点70之间连接的链路L14对应于上述的暂时分叉链路对。此外，在图12所示的实例中，暂时分叉链路对的第一分叉点对应于分叉点61。这里，分叉点61、62对应于接合区中的两个节点N13、N14。

这里，参照具有导航系统1的车辆在初始推荐路线上行驶时的情况来描述一个实例，其中该初始推荐路线47由图12所示的道路构造中的虚线表示。这里，由于分叉点61、62之间的接合区中的入口道路42，初始推荐路线47包含比用虚线表示的另一路线46少的合并点。同样地，在导航系统1的CPU 19的推荐路线搜索处理(路线计算模块)中，具有较少合并点的路线的成本计算出来也较少，从而具有较少合并点的路线被优先选择为初始推荐路线。因此，因为具有较少合并点的路线被选择性地定义为推荐路线，所以车辆能够行驶在一条更安全的路线上。

在这种情况下，当车辆到达位于分叉点61的上游侧上的初始导航开始地点时，执行暂时分叉车道导航程序500的步骤S520，以使导航系统1执行具有展开的车道显示的可视引导和“前方右转，因此请将车道改变到右车道”的语音引导。然后，当车辆到达第二引导地点时，当前行驶车道被识别。如果所识别的当前行驶车道是高速主路41的右车道41a，则执行步骤S550以使CPU 19执行“前方右转，因此请保持当前车道”的语音引导，并且CPU 19还显示具有展开的车道的可视引导。如果所识别的车道是高速主路41的左车道41b，则在步骤S560计算替换推荐路线46。在步骤S570，导航系统1执行具有展开的车道指示的可视引导以及“沿当前道路直行并在前方X米处右转，因此请暂时留在当前车道上然后将车道改变到右车道”的语音引导。

如上所述，导航系统1首先基于初始推荐路线引导推荐车道。然而，当车辆并不行驶在基于初始推荐路线的推荐路线上时，导航系统1基于导向暂时分叉道路的替换推荐路线来引导另一推荐车道，该暂时分叉道路最终合并到初始推荐路线。因此，当车辆很难根据初始推荐路线改变车道时，在一些情况下驾驶员可以不那么倾向于基于初始推荐路线试图改变车道。进一步地，车辆可以轻易地恢复到在初始推荐路线上行驶。

这里，在第三实施例中，CPU 19执行暂时分叉车道导航程序500的步骤S520以作为第一推荐路线车道导航模块。CPU 19执行程序500的步骤S540以作为车道导航模块。此外，CPU 19执行程序500的步骤S570以作为第二推荐路线车道导航模块。进一步地，CPU 19执行导航准备程序400的步骤S440以作为多分叉点确定模块。

下面将描述第三实施例的替换实施例。在上述实施例中，CPU 19在对应于暂时分叉车道导航点的导航点处执行程序500。这里，在暂时分叉车道导航点处，暂时分叉道路从初始推荐路线分出，并且其后最终与初始推荐路线合并在一起。此外在位于暂时分叉车道导航点的下游侧上距离该暂时分叉车道导航点一个参考距离之内的点处，暂时分叉道路从初始推荐路线分出。其后，暂时分叉道路最终与初始推荐路线合并到一起。然而，导航点并不局限于此。例如，CPU 19可以在对应于图13所示的具有矩形构造的道路的车道导航点64处，替换地执行程序500。这里，在每侧具有两条车道的多车道道路63接近车道导航点64。接近道路63的两条向上车道中的左车道63a假定是仅左转或直行的车道。两条向上车道中的右车道63b假定是仅右转的车道。此外初始推荐路线65以类似图13所示的虚线行进。

在这种情况下，导航系统1的CPU 19如下操作。当车辆到达位于车道导航点64上游侧上距离该车道导航点一个参考距离之内的点时，CPU 19确定车辆到达初始导航开始地点(程序500的步骤S510)。然后，在步骤S520，CPU 19执行具有展开的车道显示的可视引导和类似于“前方左转，因此请将车道改变到左车道”的语音引导。其后，如果在步骤S530确定车辆到达车道导航点64的第二引导地点，则在步骤S540识别车辆的当前行驶车道。如果所识别的车道是左车道63a，则CPU 19执行具有展开的车道显示的可视引导和类似于“前方左转，因此请留在当前车道上”的语音引导。如果所识别的车道是右车道63b，则在步骤S560计算替换推荐路线68。这里，替换推荐路线68右转以从初始推荐路线65分出并且行进通过交叉路口66和67以使替换推荐路线68在合并点71处与初始推荐路线65合并。其后，在步骤S570，CPU 19执行具有展开的车道显示的可视引导和类似于“前方右转，因此请留在当前车道”的语音引导。

此外，在第三实施例中，初始导航开始地点存储在地图数据中，从而地图数据生成器可以在每个暂时分叉车道导航点处考虑到道路条件。因此，调整了初始导航开始地点的属性。然而，初始导航开始地点并不局限于此。即使当初始导航开始地点的数据并不包含在地图数据中时，在步骤S510，CPU 19也可以替换地确定车辆已经到达初始导航开始地点。这里，在替换步骤S510，如果车辆到达位于暂时分叉车道导航点的上游侧上距离暂时分叉车道导航点一个参考距离之内的、并且位于沿着初始推荐路线上的点时，CPU 19可以确定车辆已经到达初始导航开始地点。该参考距离优选地比非车道导航点及其引导地点之间的距离要大，以及比正常车道导航点及其引导地点之间的距离要大。

此外，在第三实施例中，将车辆的导航系统1描述为本发明的导航系统的一个实例。然而，根据本发明的导航系统并不局限于车辆的导航系统，而是可以应用于个人可携带的移动导航系统中。

对本领域技术人员来说，其它优点和变型将很容易出现。因此本发明在其更广意义上来说并不局限于所示出和描述的特定细节、代表性装置以及说明性实例。

Claims (6)

1、一种车辆的导航系统，包括：

路线计算模块，用于基于到目的地的多条可能路线的总属性值，从所述多条可能路线中确定到所述目的地的推荐路线，该确定方式是在所述多条可能路线中选择所述推荐路线使其具有所述总属性值中最小的一个总属性值；以及

路线引导模块，用于引导所述车辆沿着由所述路线计算模块所确定的所述推荐路线到达所述目的地，其中，所述路线计算模块包括：

上游侧段确定模块，用于确定所述多条可能路线中的一条路线的上游侧段是否位于多车道道路(41)上，其中所述上游侧段位于沿着所述多条可能路线中的所述一条路线在所述多车道道路(41)的合并点(50)和所述多车道道路(41)的分叉点(49)之间所定义的所述多车道道路(41)的预定路段的上游侧上，其中，所述多车道道路(41)的分叉点(49)与用于沿着所述多条可能路线中的所述一条路线离开所述多车道道路(41)的出口道路(44)直接相连，所述合并点(50)与用于进入所述多车道道路(41)的入口道路(42)直接相连；

连接侧确定模块，用于确定所述出口道路(44)和所述入口道路(42)是否在所述多车道道路(41)的相同侧上连接到所述多车道道路(41)；以及

属性值增加设定模块，用于设定要反映到所述多条可能路线中的所述一条路线的总属性值中的增加量，其中，在所述上游侧段确定模块的确定结果和所述连接侧确定模块的确定结果都是肯定的情况下，所述属性值增加设定模块设定所述增加量大于在所述上游侧段确定模块的确定结果和所述连接侧确定模块的确定结果中至少一个是否定的情况下的所述增加量。

2、根据权利要求1所述的导航系统，其中：

所述路线计算模块还包括行驶车道检测模块，用于当所述车辆由所述路线引导模块沿着所述多车道道路(41)中的所述可能路线中的所述一条路线进行引导时，检测所述车辆当前所行驶的所述多车道道路(41)的当前行驶车道是否不同于所述多车道道路(41)的出口车道，其中该出口车道与所述分叉点(49)和所述出口道路(44)直接相连；以及

在所述行驶车道检测模块的确定结果、所述上游侧段确定模块的确定结果以及所述连接侧确定模块的确定结果都是肯定的情况下，所述属性值增加设定模块设定所述增加量大于在所述行驶车道检测模块的确定结果、所述上游侧段确定模块的确定结果和所述连接侧确定模块的确定结果中至少一个是否定的情况下的所述增加量。

3、根据权利要求1或2所述的导航系统，还包括合并警告模块，用于在满足所有下列条件的情况下，在到达所述分叉点(49)之前向所述车辆的驾驶员提供警告：

所述路线计算模块确定所述多条可能路线中的所述一条路线为所述推荐路线；以及

所述连接侧确定模块确定所述出口道路(44)和所述入口道路(42)在所述多车道道路(41)的相同侧上与所述多车道道路(41)相连。

4、一种车辆的导航方法，包括：

基于到目的地的多条可能路线的总属性值，从所述多条可能路线中计算车辆到所述目的地的推荐路线，该计算方式是在所述多条可能路线中选择所述推荐路线使其具有所述总属性值中最小的一个总属性值；以及

引导所述车辆沿着所述计算推荐路线到达所述目的地，其中，所述计算步骤包括：

确定所述多条可能路线中的一条路线的上游侧段是否位于多车道道路(41)上，其中所述上游侧段位于沿着所述多条可能路线中的所述一条路线在所述多车道道路(41)的合并点(50)和所述多车道道路(41)的分叉点(49)之间所定义的所述多车道道路(41)的预定路段的上游侧上，其中，所述多车道道路(41)的分叉点(49)与用于沿着所述多条可能路线中的所述一条路线离开所述多车道道路(41)的出口道路(44)直接相连，所述合并点(50)与用于进入所述多车道道路(41)的出口道路(42)直接相连；

确定所述出口道路(44)和所述入口道路(42)是否在所述多车道道路(41)的相同侧上连接到所述多车道道路(41)；以及

设定要反映到所述多条可能路线中的所述一条路线的总属性值中的增加量，其中，在所述两个确定步骤的确定结果都是肯定的情况下，设定所述增加量大于在所述两个确定步骤的确定结果中至少一个是否定的情况下的所述增加量。

5、一种车辆的导航系统，包括：

路线计算模块，用于基于到目的地的多条可能路线的总属性值，从所述多条可能路线中确定到所述目的地的推荐路线，该确定方式是在所述多条可能路线中选择所述推荐路线使其具有所述总属性值中最小的一个总属性值；

路线引导模块，用于引导所述车辆沿着由所述路线计算模块(19)所确定的所述推荐路线到达所述目的地；以及

存储介质(16、17)，其存储属性值增加数据，该属性值增加数据表示在所述多条可能路线中的一条路线包括多车道道路(41)的合并点(50)和所述多车道道路(41)的分叉点(49)之间所定义的所述多车道道路(41)的预定路段的情况下，要反映到所述多条可能路线中的所述一条路线的总属性值中的增加量，其中：

所述多车道道路(41)的合并点(50)与用于进入所述多车道道路(41)的入口道路(42)直接相连；

在所述入口道路(42)与所述多车道道路(41)相连的所述多车道道路(41)的相同侧上，所述多车道道路(41)的分叉点(49)与用于沿着所述多条可能路线中的所述一条路线离开所述多车道道路(41)的出口道路(44)直接相连；

所述增加量以这样一种方式设定：在所述多条可能路线中的所述一条路线的上游侧段位于所述多车道道路(41)上、其中所述上游侧段位于所述多车道道路(41)的预定路段的上游侧上的情况下，所述增加量大于在所述多条可能路线中的所述一条路线的上游侧段位于所述入口道路(42)上的情况下的所述增加量；以及

所述路线计算模块包括：

上游侧段确定模块，用于确定所述多条可能路线中的所述一条路线的上游侧段是否位于所述多车道道路(41)上；以及

属性值增加设定模块，用于考虑到存储在所述存储介质(16、17)中的所述属性值增加数据，基于所述上游侧段确定模块的确定结果，设定要反映到所述多条可能路线中的所述一条路线的总属性值中的所述增加量。

6、一种车辆的导航方法，包括：

基于到目的地的多条可能路线的总属性值，从所述多条可能路线中计算车辆到所述目的地的推荐路线，该计算方式是在所述多条可能路线中选择所述推荐路线使其具有所述总属性值中最小的一个总属性值；以及

引导所述车辆沿着所述计算的推荐路线到达所述目的地，其中，所述计算步骤包括：

确定所述多条可能路线中的一条路线的上游侧段是否位于多车道道路(41)上，其中所述上游侧段位于沿着所述多条可能路线中的所述一条路线在所述多车道道路(41)的合并点(50)和所述多车道道路(41)的分叉点(49)之间所定义的所述多车道道路(41)的预定路段的上游侧上，其中，所述多车道道路(41)的分叉点(49)与用于沿着所述多条可能路线中的所述一条路线离开所述多车道道路(41)的出口道路(44)直接相连，所述合并点(50)与用于进入所述多车道道路(41)的出口道路(42)直接相连；以及

考虑到表示要反映到所述多条可能路线中的所述一条路线的总属性值中的增加量的属性值增加数据，基于所述确定步骤的确定结果，设定所述增加量，其中，所述增加量以这样一种方式设定：在所述多条可能路线中的所述一条路线的上游侧段位于所述多车道道路(41)上、其中所述上游侧段位于所述多车道道路(41)的预定路段的上游侧上的情况下，所述增加量大于在所述多条可能路线中的所述一条路线的上游侧段位于所述入口道路(42)上的情况下的所述增加量。

Images