CN102089625B - 导航装置,导航方法和导航程序 - Google Patents

Abstract

获得指定主交通工具前方的导向目标点的信息；获得指定以相关方式控制其点亮时刻的信号组的信号组信息；以及参考信号组信息，使得在主交通工具侧上距离导向目标点预定距离内存在信号组的前导信号时以比不存在前导信号时更早的时刻进行与在导向目标点处行驶有关的导向。

Description

导航装置,导航方法和导航程序

技术领域

本发明涉及一种导航装置、导航方法和导航程序。 

背景技术

在交通工具到达距离在导向路线上需要左/右转向引导的交叉点预定距离的时刻，针对传统导航装置的现有技术(日本专利申请公开号JP-A-S64-16916)在交叉点处进行关于行驶的导向。 

关于车道改变导向，其他现有技术(日本专利申请公开号JP-A-2000-18956)在车道改变的目的车道拥挤时在比针对普通导向的时刻更早的时刻进行车道改变导向。 

专利引用1：日本专利申请公开号JP-A-S64-16916 

专利引用1：日本专利申请公开号JP-A-2000-18956 

发明内容

技术问题 

上述现有技术没有考虑如下情况：由于信号的点亮时刻导致关于对在导向目标点处行驶的准备是困难的。示例是在到达导向目标点之前必须进行的与导向目标点处的导向一致的对行驶的准备。如果存在在导向目标点之前交通工具极有可能停止的信号，则需要关于信号采取行动(根据周围的交通工具流而减速和停止)和根据导向准备行驶，这给驾驶员带来了负担。 

鉴于上述问题设计出本发明，并且本发明的目的是提供考虑信号的点亮时刻并使驾驶员能够及时地进行对在导向目标点处行驶的准备的技术。 

技术方案 

为了实现上述目的，在本发明中，获得指定在主交通工具前方的导向目标点的信息；获得指定以相关方式控制其点亮时刻的信号组的信号组信 息；并且参考该信号组信息使得在主交通工具侧上距离导向目标点预定距离内存在信号组的前导信号时以比不存在前导信号时更早的时刻进行与在导向目标点处行驶有关的导向。根据该结构，在预定距离内存在前导信号时以比不存在前导信号时更早的时刻实现了导向。因此，基于这样的导向，驾驶员可以比通常从更早的时刻准备通过导向目标点的行驶。例如，如果需要改变车道，则有可能比通常从更早的时刻等待机会进行车道改变。因而，根据本发明，驾驶员可及时地进行车道改变。 

导向目标点信息获得单元获得指定主车辆前方的导向目标点的信息。因此，导向目标点信息获得单元不受限制，只要导向目标点信息获得单元能够获得主交通工具的当前位置并且能够获得指定在主交通工具的行驶方向上前方的导向目标点的信息。可以基于通过各种传感器、照相机、通信等获得的不同信息来获得主交通工具的当前位置。例如，可以采用使用传感器或照相机识别交通工具的位置的结构，并且可以采用的另一结构使用来自GPS的信号、地图上的主交通工具路径、交通工具之间的通信、道路与交通工具的通信等来获得交通工具的位置。本说明书中的导向目标点指的是在到达该点之前必须进行车道改变的点，或可能需要车道改变的点。例如，导向目标点可被假定为交通工具行驶方向上前方的交叉点、关于车道的行驶方向的限制改变的点、车道数目减少的点、由于道路构造导致的规则地带的开始点、或者进入道路侧的设施的入口点。可以基于识别的主交通工具的当前位置和主交通工具的导向路线或行驶方向，通过参考地图信息来获得主交通工具前方的导向目标点。 

信号组信息获得单元不受限制，只要信号组信息获得单元能够获得指定以相关方式控制其点亮时刻的信号组的信号组信息。而且，可以使用任何形式的信号组信息。然而，信号组信息必须使得能够从形成信号组的信号之中识别至少在被信号控制的道路的行驶方向上最上游的信号(前导信号)。而且，信号组信息还能够识别每个信号属于哪个信号组，或者从行驶方向的上游侧计数时信号在信号组之中的标号是什么。以相关方式控制点亮时刻意味着控制多个连续信号使得其点亮的颜色以相关方式改变。例如，假定交通工具以预定速度行驶，控制信号使得在交通工具到达各个信号时信号成为允许通行的颜色。本说明书在以下说明中假定由于两个连续信号组之间的点亮时刻没有被协调(coordinated)，因此由每个信号组的前导信号导致的交通工具停止的可能性高于由被协调的信号导致的交通工具停止的可能性。 

前导单元不受限制，只要导向单元参考信号组信息，并且能够在主交通工具侧上距离导向目标点预定距离内存在信号组的前导信号时以比不存在前导信号时更早的时刻进行与在导向目标点处行驶有关的导向。在较早的时刻进行导向意味着加长时间或距离，直到在使驾驶员知道需要改变车道之后(或在给驾驶员提供判断需要改变车道的材料之后)通过导向目标点。可以采用各种结构作为导向的形式，只要这样的结构能够提示驾驶员对导向目标点的识别。例如，可以使用语音或视觉导向，或通过振动进行导向。注意短语“在主交通工具侧上距离导向目标点预定距离内存在的前导信号”还包括以下情况：用作导向目标点的交叉点的信号对应于前导信号。 

根据本发明，随着在预定距离内存在的前导信号的数目增加，导向单元可以在更早的时刻进行导向。在主交通工具侧上距离导向目标点预定距离内存在更大数目的前导信号也导致在预定距离内交通工具停止的次数增加。因此，有可能出现不利于进行对行驶通过导向目标点的准备、即进行车道改变的情况。在信号交叉点处停止一段时间之后又开始行驶，在主交通工具车道上行驶的随后的交通工具和在前的交通工具之间、以及在与交通工具车道相邻的车道上且在与主交通工具车道相同的方向上行驶的交通工具之间的空间通常很小。因为在各个车道上行驶的交通工具的速度通常几乎没有任何差别，因此进行车道改变也是困难的。结果，在信号处更大数量的停止会导致更不利于车道改变的情况。因此，根据以上结构，随着前导信号的数目增加，在更早的时刻执行导向，这使得驾驶员能够及时地进行车道改变。 

而且，根据本发明，在主交通工具通过在主交通工具侧上与下述前导信号分离预定距离的点的时刻，导向单元进行导向，该前导信号在主交通工具侧上距离导向目标点预定距离内存在的前导信号中最接近主交通工具。如果在主交通工具侧上距离导向目标点预定距离内只有一个前导信号，则假定在通过前导信号后到达导向目标点之前没有充足的时间或距离用于进行车道改变。因此，可以在主交通工具通过距离最上游的前导信号预定距离的更上游的点的时刻进行导向，目的是使得驾驶员能够在到达距离行驶方向上上游侧上的导向目标点预定距离内的多个前导信号之中最上游的前导信号之前，最大可能程度地完成车道改变。因此，驾驶员可以及时地进行车道改变。 

注意本发明上述步骤也可以应用作为执行这样的处理的程序或方法： 获得指定在主交通工具前方的导向目标点的信息；获得指定以相关方式控制其点亮时刻的信号组的信号组信息；以及参考该信号组信息使得在主交通工具侧上距离导向目标点预定距离内存在信号组的前导信号时以比不存在前导信号时更早的时刻进行与在导向目标点处行驶有关的导向。上述导航装置、程序和方法包括各种形式，并且可以作为单独的装置来实现，或者通过与交通工具中设置的各个组件共同使用的部件来实现。此外，可以适当的进行修改，如对一部分使用软件或对一部分使用硬件。还作为控制导航装置的程序的记录介质来实现本发明。这样的软件的记录介质可以自然地是磁记录介质或磁光记录介质，并且这对日后开发出的任何记录介质都成立。 

附图说明

图1是导航装置的框图； 

图2是用于解释导向执行点(guidance-execution point)的示意图； 

图3是示出行驶导向处理的流程图； 

图4是示出许多前导信号和附加距离之间的对应关系的例子的图； 

图5是用于解释导向执行点的示意图； 

图6A、6B和6C示出了用于显示车道列表的例子的示意图； 

图7A和7B示出了用于显示车道列表的例子的示意图。 

具体实施方式

在下文中，以如下顺序说明本发明的实施例。 

(1)导航装置结构 

(2)行驶导向处理 

(3)其他实施例 

(1)导航装置结构 

图1是示出根据本发明的导航装置10的结构的框图。导航装置10包括具有CPU、RAM、ROM等的控制单元20和存储介质30。导航装置10能够使用控制单元20执行存储在存储介质30和ROM中的程序。在 本实施例中，一个这样的可执行程序是导航程序21，其中导航程序21具有用于进行与在导向目标点处行驶有关的前进导向的功能。 

为了实现由导航程序21执行的以上功能，对主交通工具(安装有导航装置10的交通工具)设置GPS接收器40、交通工具速度传感器41、陀螺仪传感器42、扬声器43和显示器44。通过这些单元和控制单元20协作地工作来实现由导航程序21执行的功能。 

GPS接收器40从GPS卫星接收无线电波并且经由接口(未示出)输出用于计算主交通工具的当前位置的信号。控制单元20接收该信号以获得主交通工具的当前位置。交通工具速度传感器41输出与主交通工具中提供的车轮的旋转速度相对应的信号。控制单元20经由接口(未示出)获得该信号以获得主交通工具的速度。陀螺仪传感器42检测当主交通工具在水平平面内转弯时的角加速度并且输出与主交通工具的朝向相对应的信号。控制单元20经由接口(未示出)获得该信号以获得主交通工具的行驶方向。交通工具速度传感器41和陀螺仪传感器42用来校正从GPS接收器40等的输出信号识别的主交通工具的当前位置。另外，控制单元20基于后面描述的用地图信息30a的验证在适当时校正主交通工具的当前位置。 

通过执行导航程序21，控制单元20基于来自GPS接收器40的输出信息和后面描述的地图信息对交通工具进行路线搜索，并且还经由显示器44或扬声器43进行路线导向。为了进行与在导向路线上的导向目标点处行驶有关的导向，导航程序21包括导向目标点信息获得单元21a、信号组信息获得单元21b和导向单元21c。术语“导向目标点(guidance-target point)”指的是在到达该点之前必须进行车道改变的点，或可能需要改变车道的点。在本实施例中，导向目标点被描述为基于导向路线推荐右转弯或左转弯的交叉点。 

另外，存储介质30存储用于执行由导航程序21执行的上述功能的地图信息30a和信号组信息30b。地图信息30a包括指示设置在交通工具行驶的道路上的节点的节点数据、用于识别节点之间的道路的形状的形状插入数据、指示节点之间的连接的链接数据、以及指示道路上或道路附近存在的地标物体的数据。地图信息30a用于识别主交通工具的当前位置，进行到目的地的路线搜索，进行到目的地的路线导向等。节点对应于交叉点等，并且节点数据包括位置坐标和节点的标识符。导向目标点信息获得单元21a是在控制单元20中实现如下功能的模块：获得主交通工具的当前 位置，并获得指定在主交通工具的行驶方向上在前的导向目标点的信息。导向目标点信息获得单元21a参考地图信息30a，并且基于指定主交通工具的当前位置的信息和导向路线获得与导向目标点相对应的节点的标识符和位置坐标。 

信号组信息获得单元21b是在控制单元20中实现如下功能的模块：获得信号组信息30b，信号组信息30b指定以相关方式(interrelated manner)控制其点亮时刻(lighting timing)的信号组。在本实施例中，将信号组信息30b提前存储在存储介质30中。以相关方式控制点亮时刻意味着控制多个连续信号，使得其点亮的颜色以相关方式改变。例如，假定交通工具以预定速度行驶，控制信号使得在交通工具到达各个信号时成为允许通行的颜色。可以使用任何形式的信号组信息来指定以相关方式控制其点亮时刻的信号组。在本实施例中，与节点的标识符相关联地存储信号，并且进一步与信号所属的信号组的标识符相关联地存储每个信号。另外，还存储如下信息：该信息指示在从道路上的行驶方向的上游侧计数时信号在形成信号组的多个信号之中的标号是什么。在下文中将形成信号组的多个信号中最上游的信号称为前导信号(leading signal)。图2示出了由信号S₁、S₂形成的信号组A，由信号S₃、S₄、S₅、S₆形成的信号组B，以及由信号S₇、S₈、S₉形成的信号组C。信号S₁、S₃、S₇用作各个信号组的前导信号。本说明书假定由于两个连续信号之间的点亮时刻不以相关方式进行控制，因此很有可能由于每个信号组的前导信号而导致的交通工具停止。 

导向单元21c是在控制单元20中实现如下功能的模块：该功能参考信号组信息30b，并且在主交通工具侧上距离导向目标点预定距离内存在前导信号时以比不存在前导信号时更早的时刻通过扬声器43和显示器44进行与在导向目标点处行驶有关的导向。在较早的时刻进行导向更具体地意味着加长时间或距离，直到在驾驶员知道需要改变车道之后(或在给驾驶员提供判断需要改变车道的材料之后)通过导向目标点。 

上面的说明涉及导航装置10的结构。 

(2)行驶导向处理 

将说明由具有上述结构的导航装置10执行的行驶导向处理。当导航装置10执行导航程序21时，通过导航程序21中设置的模块的功能进行图3所示的处理。首先，控制单元20通过导向目标点信息获得单元21a的处理获得关于随后的导向目标点的信息(步骤S100)。具体地，获得主 交通工具的当前位置，并且还获得与推荐右转弯或左转弯的交叉点相对应的节点的标识符和位置。注意这样的交叉点是导向路线上的主交通工具的当前位置之前且最靠近主交通工具的一个交叉点。如果导向路线是图2中的粗线所示的路线，例如，则获得与信号S₈的交叉点相对应的节点的标识符和位置，该交叉点是进行右转弯的交叉点。 

接着，控制单元20通过信号组信息获得单元21b的处理获得在主交通工具侧上距离导向目标点预定距离内存在的前导信号的数目(步骤S105)。将预定距离提前设置为可以在其上及时地进行车道改变的适当距离，例如约300米的距离。在图2中，在主交通工具50侧上距离信号S₈的交叉点的预定距离内存在两个信号S₇、S₃。将在上游侧上距离导向目标点预定距离的点称为缺省导向执行点P₀。在本实施例中，一般在主交通工具通过缺省导向执行点时进行车道改变导向，该缺省导向执行点在上游侧上距离导向目标点预定的距离。 

接着，控制单元20通过导向单元21c的处理、在根据前导信号的数目设置的导向执行点处进行与在导向目标点处行驶有关的导向(步骤S110)。具体地，基于在步骤S105获得的前导信号的数目，对更大数目的前导信号将从导向目标点到导向执行点的距离设置为更长从而使得能够在更早的时刻进行导向。换句话说，对于更大数目的前导信号，添加到预定距离的附加距离更长，并且将导向执行点设置为在上游侧上与导向目标点分离预定距离加上附加距离的点。图4是示出距离导向目标点预定距离内存在的前导信号的数目和从缺省导向执行点P₀进一步添加到上游侧的附加距离之间的对应关系的例子的图。在图2的例子中，在预定距离内存在两个前导信号，并且因此将导向执行点设置为距离缺省导向执行点P₀200米的上游侧上的点P₁。因此，在主交通工具500通过导向执行点P₁的时刻进行与在导向目标点处行驶有关的导向。例如可以经由扬声器43输出语音导向如“在前方500米的交叉点处向右转”。 

以这种方式，在预定距离内存在前导信号时以比不存在前导信号时更早的时刻实现了导向。因此，基于这样的导向，作为行驶通过导向目标点的准备，驾驶员可以在比通常更早的时刻判断是否必须进行车道改变。如果需要改变车道，则有可能在比通常更早的时刻等待机会进行车道改变。因此，驾驶员可以及时地进行车道改变。 

在本实施例中，在预定距离内存在更大数目的前导信号导致在更早的时刻进行导向。在主交通工具侧上距离导向目标点的预定距离内存在更大 数目的前导信号还导致预定距离内交通工具停止的次数增加。因此，可能会出现不利于进行行驶通过导向目标点的准备的情况。例如，在信号交叉点处停止一段时间之后又开始行使，在主交通工具车道上的行驶的随后的交通工具和在前的交通工具之间、以及在与主交通工具车道相邻的车道上且在与主交通工具车道相同的方向上行驶的交通工具之间的空间通常很小。因为在各个车道上行驶的交通工具的速度通常几乎没有任何差别，因此进行车道改变也是困难的。结果，更大数量的停止会导致更不利于车道改变的情况。因此，根据本实施例，随着前导信号的数目增加，在更早的时刻执行导向，这使得驾驶员能够及时地进行车道改变。注意，当主交通工具50通过缺省导向执行点P₀时，可以再次进行语音导向如“在前方300米的交叉点处向右转”。 

(3)其他实施例 

以上实施例仅是用于执行本发明的一个例子。可以采用各种其他实施例，只要获得指定主交通工具前方的导向目标点的信息；获得指定以相关方式控制其点亮时刻的信号组的信息；并且参考信号组信息，使得在主交通工具侧上距离导向目标点预定距离内存在信号组的前导信号时以比不存在前导信号时更早的时刻进行与在导向目标点处行驶有关的导向。 

例如，在以上实施例中，根据预定距离内存在的前导信号的数目来设置导向执行点。然而，可以在主交通工具通过在主交通工具侧上与最接近主交通工具的前导信号分离预定距离的点的时刻进行导向，其中前导信号是在主交通工具侧上距离导向目标点预定距离内存在的多个前导信号中的一个。如图5所示，在上游侧上距离用作导向目标点的信号S₈的交叉点预定距离内存在的前导信号中的前导信号S₃在最上游，并且在上游侧上距离前导信号S₃预定距离处的点P₁被设置为导向执行点。因此，可以在主交通工具通过导向执行点P₁的时刻执行关于位于前方从点P₁到信号S₈的交叉点的距离处的交叉点处进行右转弯的导向。这允许驾驶员在到达行驶方向上距离上游侧上的导向目标点预定距离内的多个前导信号中最上游的前导信号处之前最大程度可能地完成改变车道。注意，如果在主交通工具侧上距离导向目标点的预定距离内仅存在一个前导信号，则假定在通过前导信号之后在到达导向目标点之前没有充足的时间或距离用于进行车道改变。为此，在主交通工具通过点P₁的时刻进行导向，这是距离最上游的导向信号S₃预定距离的更上游。结果，驾驶员可以及时地进行车道改变。 

注意，在主交通工具侧上距离导向目标点预定距离内存在前导信号的情况中包括用作与前导信号相对应的导向目标点的交叉点的信号。例如，在图2中，当前导信号S₁的交叉点是导向目标点时，可以将导向执行点设置为距离缺省导向执行点更上游约100米处的点，该缺省导向执行点在上游侧上与前导信号S₁的交叉点分离预定距离。在从信号S₁上游的信号S₁附近，在主交通工具车道上行驶的交通工具与在与主交通工具车道相邻的车道上行驶的交通工具一起开始减速，这也提示随后的交通工具和在前的交通工具之间的空间开始减小。因此，在这种情况下，也很有可能出现不利于车道改变的情况。因此，在这种情况下，在比通常更早的时刻进行导向也可以实现与上述实施例相同的效果。 

以上实施例描述了提前执行语音导向的时刻的例子。然而，可以采用各种其他结构作为导向的形式，只要这样的结构能够提示驾驶员对导向目标点的识别。例如，可以通过振动进行导向。可替代地，与在如导航装置10的显示器44上显示的导向目标点处行驶有关的导向的形式可以如下改变。图6A-6C示出了导向路线(每个图中的粗线)，和指定行驶在导向路线上时推荐的行驶车道的车道列表。图6A-6C示出了在信号S₁₃的交叉点处需要右转弯的路线。换句话说，在这种情况下，信号S₁₃的交叉点对应于导向目标点。一般说来，如图6A所示，以从信号S₁₃的交叉点在主交通工具50侧上主交通工具前方的链路之中的最大三个链路来显示车道列表。如果在主交通工具50侧上距离导向目标点预定距离内存在导向信号(S₁₂)，则可以使用图6B或图6C中显示的车道列表。在图6A中，信号S₁₀和S₁₁之间的左车道被指定为推荐的行驶车道，在信号S₁₁和S₁₂之间指定中央车道，且右车道被指定为信号S₁₂和S₁₃之间的推荐的行驶车道。在图6B中，中央车道被指定为信号S₁₀和S₁₁之间的推荐的行驶车道。换句话说，图6B示出了进行导向以与图6A相比能够在更早的时刻向右侧进行车道改变。与图6B相似，图6C示出了中央车道被指定为信号S₁₀和S₁₁之间的推荐的行驶车道，并且还示出了比信号S₁₀和S₁₁之间在更上游的链路的推荐的行驶车道。 

在以上实施例中，导向目标点被描述为基于导向路线推荐右转弯或左转弯的交叉点。然而，可以对除推荐右转弯或左转弯的交叉点之外应用本发明；还可以关于各种导向目标点应用本发明，而不考虑是否进行了路线导向。例如，导向目标点可以是在交通工具行驶方向上在前方的所有交叉点、关于车道的行驶方向的限制改变的点、车道数目减少的点、由于道路构造导致的规定地带的开始点、或者进入道路侧的设施的入口点。 

例如，在图7A和7B中，点P3指示车道数目从三个减少到两个的点，并且在这种情况下，车道减少点P₃对应于导向目标点。关于交通工具行驶，一般如图7A所示，通常显示具有前方的三个链路的车道列表，包括主交通工具50当前行驶的链路，并且判断在包括主交通工具50当前行驶的链路时计数的前方的第四(3+预定数目)链路中是否存在导向目标点如车道减少点P₃。如果存在车道减少点P₃，并且在主交通工具50侧上距离导向目标点预定距离内存在前导信号(S₁₂)，则如图7B所示，可以显示具有前方的四个或更多链路的车道列表，包括主交通工具50当前行驶的链路。结果，驾驶员可以在主交通工具侧上距离导向目标点预定距离内存在前导信号时、比通常在更早的时刻识别车道减少点P₃的存在。另外，如果主交通工具前方的所有交叉点被认为是导向目标点，则一般可以显示具有主交通工具前方的三个链路的车道列表，并且在前方的三个链路任意之间存在前导信号时可以显示具有主交通工具前方的四个或更多链路的车道列表。注意，链路的数目不限于以上例子中给出的三个或四个或更多。可以使用任何数目的链路，只要与车道列表的正常显示相比，在导向目标点和主交通工具之间存在前导信号时显示具有更多链路的车道列表。 

应注意，信号组信息的形式不限于以上实施例中所述的形式。可以使用任何形式，只要可以基于信号组信息识别形成信号组的信号中的至少前导信号。 

在以上实施例中，由多个信号形成信号组。然而，可以由一个信号形成信号组。在这种情况下，该信号用作前导信号。 

Claims (4)

1.一种导航装置，其特征在于，包括：

导向目标点信息获得单元，获得指定主交通工具前方的导向目标点的信息，所述导向目标点是在到达该点之前进行车道改变的点；

信号组信息获得单元，获得指定以相关方式控制其点亮时刻的信号组的信号组信息，所述以相关方式控制其点亮时刻包括控制多个连续信号使得其点亮的颜色以相关方式改变；以及

导向单元，参考所述信号组信息，并且在主交通工具侧距离所述导向目标点预定距离内存在所述信号组的前导信号时以比在主交通工具侧距离所述导向目标点预定距离内不存在所述信号组的前导信号时更早的时刻，进行与在所述导向目标点处行驶有关的导向，所述前导信号是形成所述信号组的信号中最上游的信号。

2.根据权利要求1所述的导航装置，其中

随着在所述预定距离内存在的前导信号的数目增加，所述导向单元在更早的时刻进行导向。

3.根据权利要求1所述的导航装置，其中

所述导向单元在所述主交通工具通过在所述主交通工具侧与下述前导信号相距所述预定距离的点的时刻进行导向，该前导信号在所述主交通工具侧距离所述导向目标点所述预定距离内存在的前导信号中最接近所述主交通工具。

4.一种导航方法，其特征在于，包括以下步骤：

获得指定主交通工具前方的导向目标点的信息，所述导向目标点是在到达该点之前进行车道改变的点；

获得指定以相关方式控制其点亮时刻的信号组的信号组信息，所述以相关方式控制其点亮时刻包括控制多个连续信号使得其点亮的颜色以相关方式改变；以及

参考所述信号组信息，并且在主交通工具侧距离所述导向目标点预定距离内存在所述信号组的前导信号时以比在主交通工具侧距离所述导向目标点预定距离内不存在所述信号组的前导信号时更早的时刻，进行与在所述导向目标点处行驶有关的导向，所述前导信号是形成所述信号组的信号中最上游的信号。