CN1884975A - 路径引导导航装置以及路径引导导航方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种不需要检测出前进方向就能够将移动体引导到目的地的路径引导导航装置以及路径引导导航方法。求出移动体的移动距离，将在通过路径搜索所求出的到目的地之间的路径数据上，只移动了移动距离的位置，作为移动体的位置求出。通过这样，能够进行不受伴随着方向检测的误差的影响的路径引导导航。

Description

路径引导导航装置以及路径引导导航方法

技术领域

本发明涉及一种移动体的路径引导导航装置以及路径引导导航方法。

背景技术

GPS(Global Positioning System)等卫星定位技术越来越发达，只要是能够接收来自定位卫星的电波的区域，不管是地球上的哪一个场所，都能够检测出自己的位置的这种使用定位卫星的汽车导航装置等正在广泛应用。但是，由于占人们的生活空间中的相当大的区域的室内以及地下通道中，无法接收定位卫星的电波，因此无法检测出自己的位置。因此，以前如专利文献1(特开2004-85511号公报)中所示，根据人们的移动距离与前进方向，检测出移动轨迹。

专利文献1：特开2004-85511号公报。

以往技术中，对每单位时间的移动距离与前进方向进行积分，检测出移动距离。前进方向的检测装置，使用地磁场传感器或陀螺传感器，但地磁场传感器会产生基于磁场的紊乱的误差，陀螺传感器会产生基于0点偏移的误差。因此，通过积分处理这些误差被积累，成为非常大的误差。

发明内容

本发明考虑到以上问题，目的在于提供一种不需要检测出前进方向就能够将移动体引导到目的地的路径引导导航装置以及路径引导导航方法。

本发明的路径引导导航装置以及路径引导导航方法，为解决上述问题，求出移动体的移动距离，将在通过路径搜索所求出的到目的地之间的路径数据上只移动了移动距离的位置，作为移动体的位置求出。

通过本发明，不使用方位信息也能够进行路径引导导航。

附图说明

图1为本发明的一实施方式的移动体路径引导导航装置的功能方框图。

图2为表示图1的实施方式中的路径引导导航方法的流程图。

图3为地下通道中的路径引导导航的一例地下通道的例子。

图4为节点与线路设置在一直线上的路径搜索结果的显示。

图5为表示通路向右拐的视频显示。

图6为表示提醒左转弯的画面显示。

图7为本发明的另一实施方式的移动体路径引导导航装置的功能方框图。

图8为表示图7的实施方式中的路径引导导航方法的流程图。

图中：1-位置设定机构，2-运算处理机构，3-移动检测传感器，4-信息显示机构，5-地图D.B.，6-路径D.B.，7-路径搜索结果存储用D.B.，71-位置检测机构，72-位置检测机构所检测出的位置与节点的对应D.B.。

具体实施方式

图1中示出了本发明的一实施方式的移动体路径引导导航装置的功能方框图。位置设定机构1设定作为移动体的行人的现在位置与目的地等。移动检测传感器3检测出行人的步行状态等移动体的移动。移动体检测传感器3使用加速度传感器或步数计。运算处理机构2对移动体检测传感器3的输出数据进行解析，计算出行人的移动距离，进行路径搜索处理，进行地图或声音的生成处理。例如，根据加速度传感器的波形数据推定每一次步行动作的步幅并累积，使用通过步数计所测量的步数与预先所测量的步幅，计算出移动距离。运算处理机构2，可以使用微计算机等各种处理器。地图D.B.(数据库)5中存储地图显示用数据。地图D.B.5中存储有用来让地图对用户可视化的数据，也即现在位置附近的地图显示、路径途中的道路引导地图的显示、以及在设定用户的现在位置或目的地的情况下的地图显示中所使用的数据。路径D.B.6中保存路径搜索用数据。搜索用数据包括道路的片断(路线)、距离、路线成本等信息，用来搜索从现在位置到目的地的最短路径等。路径搜索结果存储用D.B.7中，暂存路径搜索结果，将路径搜索处理中所求出的现在位置到目的地之间的路径的相关信息保存起来。另外，这些D.B.使用硬盘或半导体存储器等记忆装置。信息显示机构4将地图信息以及路径引导信息，作为图像或声音显示出来。信息显示机构，使用终端画面、各种显示装置、扬声器等。

图2为表示图1的实施方式中的路径引导导航方法的流程图。另外，图3中示出了地下通道中的路径引导导航之一例。下面使用图2与图3进行说明，但是以行人没有脱离检索路径进行移动为前提。

首先，设定现在位置(图3，出发点30)(图2，步骤20)，进而设定目的地(图3目的地35)(图2步骤21)。设定方法例如是通过地图D.B.5(图1)的数据生成包含有如图3所示的台阶36、店铺38以及通道的地图信息，并显示在终端画面中，操作终端的给定按键选择并决定地图上的位置，通过这样来设定现在位置与目的地。另外，图3中目的地35也是店铺38之一。

现在位置以及目的地设定完成之后，执行路径搜索处理(图2，步骤22)。路径搜索处理中，使用路径D.B.6(图1)中所存储的路径搜索用数据，通过迪杰斯特(Dijkstra)法等求出从现在位置到目的地的路径数据。路径搜索用数据中包括关于道路的片断(线路)以及接点的信息。路线中登录有道路片断的距离以及道路的状况(台阶或坡道等)的相关信息。这些信息作为线路成本在路径搜索处理时的评价中使用。节点中除了节点的位置信息(经纬度等)之外，还登录有其他线路的连接关系。例如，“节点(A)与线路(a)、线路(b)以及线路(c)相连接”之类的信息。另外，表示连接关系的数据除了如上所述保存在节点中之外，还可以保存在线路中。如果执行路径搜索处理，便生成从出发点30(现在位置)到目的地35之间的总路线成本最低的路径数据。图3中，生成从出发点30(S)走下台阶36，顺次通过节点1(31)、节点2(32)、节点3(33)、节点4(34)，到达节点D也即目的地35的路径数据。

生成了路径数据之后，就指示引导开始(图2，步骤23)。为了指示引导开始，操作终端中所设置的引导开始按钮，或使用声音识别将“引导开始”这样的声音作为引导开始信号。指示了引导开始之后，检测出行人的移动距离(图2，步骤24)。步骤24中使用行人所携带的终端中所设置的移动检测传感器3(图1，例如加速度传感器)，计算出每单位时间的移动距离1(n)。从出发点到现在位置之间的移动距离L(t)能够通过下式(公式1)求出。并且“t”表示现在时间。

【公式1】

$L\left(t\right)=\underset{n=1}{\overset{n=t}{\mathrm{\Σ}}}l\left(n\right)...\left(1\right)$

接下来，在以出发点30为基点所搜索出的路径数据中，沿着路线将作为移动体的行人的位置移动使用上述式(公式1)所检测出的移动距离(步骤25)。图4中从图3中的路径搜索结果中去掉与方位信息以及搜索路径无关的节点信息(节点5、6)，将节点与路线设置成一条直线并显示。例如，路线37与节点2以及节点3相连接，长25m。步骤26(图2)中判断行人是否接近节点。在接近节点的情况下，在步骤27(图2)中生成节点地点的路径引导信息，并显示在终端画面等信息显示机构4(图1)中。例如，在行人距离节点2在2m以内的情况下，如果通过运算处理判断满足下式(公式2)的条件，则生成路径引导信息，并提供给行人。

【公式2】

这里对信息的提供方法，在图3中行人位于位置41中的情况下进行说明。所提供的信息是从已经到达的节点到下一个节点的前进方向以及距离、向下一个节点前进的路径(线路)的信息等。在用户位于位置41中的情况下，下一个要到达的节点是节点2。从节点2开始的前进方向，可以通过从节点1到节点2的路线39以及从节点2到节点3的路线37来求出。这种情况下，所求出的前进方向是向右90度。另外，路线37的距离可以根据节点2与节点3的位置信息(经纬度)求出。另外，图3中虽然没有记载各个节点的经纬度，但设路线37的距离为25m。另外，路径(线路)的数据，在各个线路中事先登录道路的路面状况等并参照该数据。路线37是通常的通道，但在前一个线路中登录有关于台阶36的信息并参照该信息。根据这些信息，生成作为路径引导信息的视频显示或声音引导。图3的位置41中，节点2的地点是向右拐的路径数据，因此如图5所示，通过向右转弯的视频显示50来引导通道，或输出“前方2m右拐。之后直行25m”这样的声音引导。

用户按照视频显示50右拐，在通过(公式1)所求出的到出发地点的移动距离是30m的情况下，表示行人的位置是节点2与节点3之间的位置43(图3以及图4)。也即，虽然在节点2右拐，但通过将图4的去掉了方位信息的路径信息与通过公式1所求出的到出发点的移动距离对应起来，将行人的位置在路径数据上移动移动距离，通过这样也能够掌握路径上的现在位置。另外，通过让图4中对应的路线37上的位置与图3相对应，能够像图3中的行人的位置43这样掌握二维空间中的位置。另外，位置43是距离节点3接近到2m的位置，如图6所示，能够显示提示左转弯的画面，引导用户。

另外，能够像上式(公式2)那样，将路径数据中的从现在位置到给定位置之间的距离，与通过上式(公式1)所计算出的移动距离进行比较，根据比较的结果，显示出各种引导信息。例如，在给定的位置是除了上述前进方向变更的节点之外，台阶的最上部或最下部这样的路径状态(线路的属性)发生变更的位置的情况下，能够显示出台阶的开始或结束。

接下来，如果总移动距离达到了全部线路的合计距离(图3，图4中为44m)，就判断到达目的地(图2，步骤28)，通过在终端画面中的视频显示或声音引导等，通知到达目的地并结束路径引导(图2，步骤29)。

另外，本实施方式中，在接近节点的情况下提供路径引导信息，但也可以像图3中的位置41或位置43这样，在连接的移动区间中，在二维地图中显示出现在位置并提示移动的状况。另外，还可以如图4所示，删除方位信息，显示出设置成直线状的节点与连接的关系以及一维的路径地图，在该路径地图上像位置41或位置43这样，表示出行人的现在位置。

上述实施方式中，不使用方位信息就能够进行路径引导导航。因此，能够防止磁场的紊乱或陀螺传感器的漂移所引起的方向检测的误差的影响。

图7中示出了本发明的另一实施方式的路径引导导航装置的功能方框图。本实施方式与图1的实施方式的不同点在于，具有位置检测机构71以及位置检测机构所检测出的位置与节点的对应D.B.(数据库)72。本实施方式中，通过检测出作为移动体的行人达到节点这样的路径数据上的给定位置的位置检测机构71以及D.B.72，能够对为了求出移动距离而通过上式(公式1)从出发点到目的地进行积分处理所伴随的误差进行修正。位置检测机构71，采用使用IC标签等RFID(Radio FrequencyIdentification)、无线信标、无线LAN、或GPS的位置检测装置。本实施方式中，将使用设置在实际路径中的给定位置中的RFID，例如埋设在凸字块中的RFID检测出位置的装置作为位置检测机构71。使用RFID的位置检测机构71中，使用将位置信息与RFID所发送的ID信息对应起来的表格，检测出行人的位置。埋设有RFID的凸字块，设置在相当于图3中的各个节点的实际路径上的位置中。埋设在各个节点的位置中的RFID的ID信息，与各个节点的位置信息的对应表格，登录在D.B.72中。因此，如果从行人所携带的终端读取埋设在实际的路径中的RFID的ID信息，就能够参照D.B.72中所登录的表格，得到表示行人是否位于该节点位置中的位置信息。

图8为表示图7的实施方式中的路径引导导航方法的流程图。步骤20～25与图2的流程图相同，检测出行人的移动距离(步骤24)，接下来，沿着搜索路径的线路，将现在位置移动所检测出的移动距离(步骤25)。如果移动距离达到图3的节点2，就检测出设置在实际线路的节点位置中的RFID所发送的节点的ID信息(步骤81)。使用上式(公式1)积分移动距离之后，便因移动距离检测误差，从出发点到节点2之间的距离中产生误差。因此如下式(公式3)所示，将通过(公式1)所求出的到节点2之间的移动距离，替换成根据在D.B.72(图7)中对应ID信息的节点2的位置信息，由线路D.B.所求出的从出发点到节点2之间的连接长度。

【公式3】

并且m表示读取节点2的ID信息的时间。

通过这样，能够消除在到达节点2之前通过积分运算所累积的误差，在误差较小的状态下，以节点2为基点，再次执行移动距离的积分运算处理。

图7以及图8的实施方式中，由于消除了每一个节点的累积误差，因此能够抑制误差的累积。另外，使用RFID的以前的位置检测中，在节点间的线路的中间点中，无法掌握移动体的位置，但通过本实施方式，即使在这样的中间地点也能够检测出位置，因此能够检测出行人到其所面向的节点的距离，对行人进行引导显示。

另外，图2的实施方式中，通过终端的按键操作设定现在位置，但图7、图8的实施方式中，如果从图3中的出发点30的节点(S)的RFID读取了ID信息，就能够自动设定现在位置。

另外，即使是使用无线信标或无线LAN代替RFID的位置检测机构，也同样能够修正移动距离的误差。例如，如果读取了实际路径中的节点附近的无线信标的值，就能够判断在该节点附近，将通过积分运算所求出的移动距离的值，替换成通过路径D.B.所求出的值，通过这样能够修正误差。另外，在使用GPS的情况下，在能够使用GPS的区间使用GPS的位置信息，在无法使用GPS的情况下，能够将最后能够接收GPS的位置作为基点，使用图8的方法在路径上引导行人。

进而，在路径出错，读取到了路径中所没有的RFID的信息的情况下，例如在图3的节点2中没有向右拐而是直行，到达了节点5的情况下，将所检测出的RFID的ID信息所对应的节点位置作为始点，再次执行到目的地的路径搜索，之后就能够继续与各个实施方式相同的路径引导。

另外，本发明并不仅限于上述实施方式，还能够在本发明的技术思想的范围内进行各种变形。

Claims (7)

1.一种路径引导导航装置，是一种用来将移动体从现在位置引导到目的地的路径引导导航装置，其特征在于，具有：

设定上述现在位置以及上述目的地的机构；

检测出上述移动体的移动的传感器；

运算机构，其根据上述传感器的输出数据，运算出上述移动体距离上述现在位置的移动距离，将在通过路径搜索所求出的上述现在位置到上述目的地之间的路径数据上，从上述现在位置只移动了所运算出的上述移动距离的位置，作为上述移动体的位置求出；以及

对应于所求出的上述移动体的位置，显示出路径引导信息的显示机构。

2.如权利要求1所述的路径引导导航装置，其特征在于：

上述运算机构，比较上述路径数据中从上述现在位置到给定位置之间的距离与上述移动距离，根据上述比较的结果，上述显示机构显示出关于上述给定位置的路径引导信息。

3.如权利要求2所述的路径引导导航装置，其特征在于：

上述给定的位置是上述移动体的前进方向发生变化的位置。

4.如权利要求2所述的路径引导导航装置，其特征在于：

上述给定的位置是上述路径数据中路径的状态发生变化的位置。

5.如权利要求1所述的路径引导导航装置，其特征在于：

通过检测上述移动体到达上述路径数据中的给定位置的位置检测机构的输出数据，修正上述移动距离。

6.如权利要求5所述的路径引导导航装置，其特征在于：

上述检测机构使用RFID、无线信标、无线LAN、以及GPS中的任一种。

7.一种路径引导导航方法，是一种用于将移动体从现在位置引导到目的地的路径引导导航方法，其特征在于，包括：

设定上述现在位置以及上述目的地的步骤；

求出上述移动体自上述现在位置开始的移动距离，将在通过路径搜索所求出的从上述现在位置到上述目的地之间的路径数据上，从上述现在位置只移动了上述移动距离的位置，作为上述移动体的位置求出的步骤；以及

对应于所求出的上述移动体的位置，显示出路径引导信息的步骤。

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