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Die
Offenbarung der Japanischen Patentanmeldung Nr. 2005-201777, eingereicht
am 11. Juli 2005, einschließlich
deren Beschreibung, Zeichnungen und Zusammenfassung ist hiermit
durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit beinhaltet.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Navigationsvorrichtung und ein
Navigationsverfahren, und insbesondere eine Technik zur Ermittlung
des Schwierigkeitsgrades, rechts oder links an einer Kreuzung abzubiegen,
der sich ein Fahrzeug nähert.
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JP-A-2004-271375
offenbart eine Navigationsvorrichtung, die in der Lage ist, Information
bezüglich
einer Fahrroute zu liefern, die abhängig von der Anzahl der Male
ausgewählt
wird, die ein Fahrzeug eine Spur wechseln muss, um ein Rechts/Links-Abbiegen
an einer Kreuzung auszuführen.
Die zu fahrende optimale Fahrdistanz vor dem Ausführen eines
Spurwechsels variiert in Abhängigkeit
von dem Verstopfungsgrad der Spuren. Beispielsweise ist es, wenn
eine Spur, die ein Benutzerfahrzeug gerade befährt, nicht verstopft ist, jedoch
eine benachbarte Spur verstopft ist, vorteilhaft, eine größere Distanz
weiterzufahren, bevor ein Spurwechsel ausgeführt wird. In der in der JP-A-2004-271375
offenbarten Navigationsvorrichtung wird keine Detektion des Verstopfungsgrades
von Spuren durchgeführt.
Daher ist es in einer Situation, in welcher eine Verstopfung in
einigen der Spuren in einer Richtung vorliegt, in welcher ein Benutzerfahrzeug
fährt,
schwierig, den Schwierigkeitsgrad, rechts oder links an einer Kreuzung
abzubiegen, der sich das Fahrzeug nähert, genau zu bestimmen.
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Demzufolge
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Navigationsvorrichtung
und ein Navigationsverfahren bereitzustellen, welche in der Lage
ist, den Schwierigkeitsgrad, rechts oder links an einer Kreuzung
abzubiegen, der sich das Fahrzeug nähert, genau zu bewerten, und
eine geeignete Fahrroute in Abhängigkeit
von dem bewerteten Schwierigkeitsgrad, rechts oder links abzubiegen,
vorzuschlagen. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche gelöst.
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Gemäß der in
Anspruch 1 definierten Erfindung bewertet die Navigationsvorrichtung
den Schwierigkeitsgrad, rechts oder links an einer Kreuzung abzubiegen,
der sich ein Benutzerfahrzeug nähert,
auf der Basis der Anzahl für
Fahrzeuge verfügbarer
Spuren, um in die Richtung zu fahren, in welcher das Benutzerfahrzeug fährt, der
Spur, in welcher sich das Benutzerfahrzeug momentan befindet, und
dem Verstopfungsgrad der für Fahrzeuge
zum Fahren in der Richtung, in welcher das Benutzerfahrzeug fährt, verfügbaren Spuren,
und die Navigationsvorrichtung schlägt eine geeignete Fahrroute
abhängig
von der Bewertung vor. Somit kann die Navigationsvorrichtung den
Schwierigkeitsgrad, rechts oder links an einer Kreuzung abzubiegen,
der sich das Benutzerfahrzeug nähert,
genau bewerten und kann eine geeignete Fahrroute unabhängig von
der Spur, in welcher sich das Benutzerfahrzeug momentan bewegt,
und unabhängig
von dem Verstopfungsgrad der Spur, in welcher sich das Benutzerfahrzeug
momentan bewegt, vorschlagen.
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Da
gemäß den Merkmalen
des Anspruches 2 der Schwierigkeitsgrad, links oder rechts abzubiegen, genau
bewertet wird, indem der Verstopfungsgrad der Spur bewertet wird,
auf welche von der momentanen Spur aus gewechselt werden soll, ist
es möglich,
den optimalen Zeitpunkt zum Wechseln der Spur genau zu bestimmen,
welcher abhängig
von dem Verstopfungsgrad der Spur variiert, auf welche von der momentanen Spur
aus gewechselt werden soll.
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Da
gemäß den Merkmalen
des Anspruches 3 der Schwierigkeitsgrad, links oder rechts abzubiegen, unter
Berücksichtigung
des Unterschiedes zwischen dem Verstopfungsgrad der Spur, auf welche
von der momentanen aus Spur gewechselt werden soll, und dem Verstopfungsgrad
der momentanen Spur genau bewertet wird, ist es möglich, genau
den optimalen Zeitpunkt zum Wechseln der Spur zu ermitteln, welcher
abhängig von
dem Verstopfungsgrad der Spur variiert, auf welche von der momentanen
Spur aus gewechselt werden soll.
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In
dem Navigationsverfahren gemäß Definition
in Anspruch 4 wird der Schwierigkeitsgrad, rechts oder links an
einer Kreuzung abzubiegen, der sich das Benutzerfahrzeug nähert, auf
der Basis der verfügbaren
Spuren für
Fahrzeuge zum Fahren in der Richtung, in welcher das Benutzerfahrzeug
fährt,
der Spur, in welcher sich das Benutzerfahrzeug momentan befindet,
und dem Verstopfungsgrad der Spuren, die für Fahrzeuge zum Fahren in der
Richtung verfügbar
sind, in welcher das Benutzerfahrzeug fährt, bewertet und eine geeignete Fahrroute
in Abhängigkeit
von der Bewertung vorgeschlagen. Somit ist es möglich, genau den Schwierigkeitsgrad,
rechts oder links an einer Kreuzung abzubiegen, der sich das Fahrzeug
nähert,
zu bewerten, und eine geeignete Fahrroute unabhängig von der Spur, in welcher
das Benutzerfahrzeug momentan fährt
und unabhängig
von dem Verstopfungsgrad der Spur, in welcher das Benutzerfahrzeug
momentan fährt,
vorzuschlagen.
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Man
beachte, dass die Reihenfolge der Ausführung der Schritte des Navigationsverfahrens
nicht auf die hierin unter Bezugnahme auf die Ausführungsform
beschriebene Reihenfolge beschränkt
ist, sondern dass die Schritte in einer beliebigen Reihenfolge ausgeführt werden
können
oder gleichzeitig ausge führt
werden können,
sofern nicht ein spezielles technisches Problem vorliegt. Ferner
kann in der vorliegenden Erfindung die Funktion jeder Einrichtung
durch eine Hardwareressource mit einer physikalischen Struktur realisiert
werden, die für
die Realisierung der Funktion angepasst ist, eine Hardwareressource,
die zum Realisieren der Funktion mittels eines Programms oder einer
Kombination davon angepasst ist. Die entsprechenden Funktionen der
Einrichtungen sind nicht auf diejenigen beschränkt, die durch Hardwareressourcen
in physikalisch getrennten Formen realisiert werden. Ferner beachte
man, dass nicht nur das hierin offenbarte Verfahren, sondern auch
ein Programm zum Implementieren des Verfahrens und ein Speichermedium,
auf welchem das Programm gespeichert ist, ebenfalls in den Schutzumfang
der vorliegenden Erfindung fallen.
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Die
vorliegende Erfindung wird hierin nachstehend unter Bezugnahme auf
Ausführungsformen
beschrieben.
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In
den Figuren ist:
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1 ein
Flussdiagramm, das einen Ablauf gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dargestellt;
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2 eine
Blockdarstellung einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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3 eine
Blockdarstellung einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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4 eine
schematische Darstellung in Verbindung mit einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; und
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5 eine
schematische Darstellung in Verbindung mit einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Aufbau der
Navigationsvorrichtung
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2 ist
eine Blockdarstellung, die eine Hardwarekonfiguration einer Navigationsvorrichtung 1 gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Navigationsvorrichtung 1 ist
in einem Fahrzeug, wie z.B. einem Personenwagen oder einem Motorrad,
eingebaut.
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Eine
Kartendatenbank DB ist in einem Festplattenlaufwerk (HDD 24)
gespeichert.
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Ein
Richtungssensor 26 umfasst einen geomagnetischen Sensor,
einen Rechts/Links-Rad-Geschwindigkeitsdifferenzsensor, ein Schwingungsgyroskop,
ein Gasgeschwindigkeitsgyroskop, ein optisches Fasergyroskop usw.,
welche in der Koppelnavigation verwendet werden.
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Der
als Geschwindigkeits-Detektionseinrichtung dienende Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 28 dient zur
Koppelnavigation und zur Bewertung des Schwierigkeitsgrades, rechts
oder links abzubiegen. Ein als Tachometer verwendeter Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
kann ebenfalls für
diesen Zweck verwendet werden. Die Fahrdistanz wird durch Integration
der Fahrzeuggeschwindigkeit über
der Zeit ermittelt. Bezüglich
des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors kann ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor,
der die Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Basis der Radumdrehungsgeschwindigkeit
detektiert, ein Fahrzeug/Boden-Doppler-Geschwindigkeitssensor unter
Verwendung einer Funkwelle oder einer Ultraschallwelle oder ein
Fahrzeug/Boden-Geschwindigkeitssensor unter Einsatz von Licht und
einem Raumfilter verwendet werden. Der Verstopfungsgrad der Spur,
in welcher das Benutzerfahrzeug fährt, kann auf der Basis der
Geschwindigkeit des Benutzerfahrzeugs detektiert wer den. Daher kann
der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 28 auch zum Realisieren
der Verstopfungsgrad-Deteketionseinrichtung verwendet werden.
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Eine
GPS-Einheit 30 enthält
eine Antenne für
den Empfang von Daten, die von drei oder vier Navigationssatelliten
gesendet werden, und ein ASIC oder dergleichen zum Ausgeben von
Breitengrad/Längengrad-Daten,
welche die momentane Position des Benutzerfahrzeugs anzeigen.
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Eine
Radareinheit 32 wird dazu verwendet, eine Verstopfungsgrad-Detektionseinrichtung
zur Detektion der Fahrzeuggeschwindigkeit von Fahrzeugen zu bilden,
die in weiteren Spuren parallel zu der Spur fahren, in welcher das
Benutzerfahrzeug fährt.
Ein optisches Radar oder ein Funkradar können als Radareinheit 32 verwendet
werden. Alternativ kann eine Kamera verwendet werden, um ein Bild
von Fahrzeugen aufzunehmen, die sich in weiteren Spuren parallel
zu der Spur bewegen, in welcher das Benutzerfahrzeug fährt. Der Verstopfungsgrad
der Spuren parallel zu der Spur, in welcher das Benutzerfahrzeug
fährt,
kann auf der Basis der Geschwindigkeit des Benutzerfahrzeugs und
der darauf bezogenen Geschwindigkeiten der Fahrzeuge, die in den
anderen Spuren parallel zu der Spur fahren, in welcher sich das
Benutzerfahrzeug bewegt, detektiert werden. Da die benötigte Fahrdistanz
zur Ausführung
eines Spurwechsel mit den relativen Geschwindigkeiten der in anderen
parallelen Spuren fahrenden Fahrzeuge steigt, kann der Schwierigkeitsgrad,
rechts oder links abzubiegen, auf der Basis der relativen Geschwindigkeiten
der Fahrzeuge, die in weiteren parallelen Spuren in Bezug auf die
Geschwindigkeit des Benutzerfahrzeugs fahren, berechnet werden.
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Die
Spur-Detektionseinrichtung zum Detektieren der Spur, in welcher
das Benutzerfahrzeug fährt,
wird unter Verwendung einer Kameraeinheit 34, wie z.B.
einer CCD-Kamera oder einer CMOS-Kamera, realisiert. Ein Bild der
Straßenoberfläche hinter
dem Benutzerfahrzeug wird durch die Kameraeinheit 34 aufgenommen und
die Spur, in welcher das Benutzerfahrzeug fährt, wird detektiert, indem
weiße
Markierungslinien auf der Straßenoberfläche extrahiert
werden. Die Spur, in welcher das Benutzerfahrzeug fährt, kann
auch detektiert werden, indem eine Spurmarkierung mittels eines
Führungskabels,
einer magnetischen Markierung oder eines Reflektors detektiert wird,
wenn die Straße
Spurmarkierungen derartigen Typs aufweist.
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Eine
Kommunikationseinheit 10 enthält einen Sender und einen Empfänger zur
Kommunikation mit einem Fahrzeug in der Nähe oder einer Verkehrsinformationszentrale über eine
Funkwelle oder Licht und wird als eine Komponente der Spur-Detektionseinrichtung
und der Verstopfungsgrad-Detektionseinrichtung verwendet. Es ist
auch möglich,
Information, die den Verstopfungsgrad jeder Spur eines Verbindungsstückes oder den
Gesamtverstopfungsgrad des Verbindungsstückes eines Straßennetzwerkes
anzeigt, in welchem sich das Benutzerfahrzeug momentan befindet, über eine
Straßen/Fahrzeug-Kommunikation
in einer Kommunikationszone mit einer Verkehrsinformationszentrale
oder über
FM-Rundfunk zu erfassen. Die Fahrzeug/Fahrzeug-Kommunikation ermöglicht es,
den Verstopfungsgrad einer Spur, in welcher ein Fahrzeug in der
Nähe fährt, auf
der Basis der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs in der Nähe zu ermitteln.
Die Fahrzeug/Fahrzeug-Kommunikation kann durch eine Kombination
von Straßen/Fahrzeug-Kommunikation
in einer Kommunikationszone mit der Verkehrsinformationszentrale
und einer Fahrzeug/Fahrzeug-Kommunikation zwischen dem Benutzerfahrzeug
und einem Fahrzeug in der Nähe
realisiert werden.
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Eine
Bedienungseinheit 11 wird durch eine Fernsteuerung oder
ein Bedienungsfeld realisiert, und wird zur Eingabe von Daten verwendet,
um ein Ziel oder einen Befehl zu spezifizie ren, wie z.B. einen Startbefehl zur
Routensuche, einen Startbefehl zur Routenneusuche, usw. Befehle
und/oder Daten können
auch mittels Sprache eingegeben werden und die eingegebenen Sprachbefehle
oder Daten können
einer Spracherkennung unterworfen werden.
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Ein
als eine Komponente der Führungseinrichtung
verwendetes Display 12 ist als ein Flachtafeldisplay (FPD)
oder als ein Projektionsdisplay zum Anzeigen einer Karte und einer
vorgeschlagenen Fahrroute realisiert.
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Ein
als eine Komponente der Führungseinrichtung
dienender Lautsprecher 14 wird zur Ausgabe von Sprachinformation
in Verbindung mit der Fahrroute verwendet. Ein Audio-Lautsprecher
kann gemeinsam mit dem Lautsprecher 14 verwendet werden,
oder es kann ein spezieller Lautsprecher vorgesehen sein.
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Eine
Schnittstelle 16 enthält
einen Analog/Digital-Wandler,
einen Digital/Analog-Wandler usw. und dient dazu, das Format von
Signalen umzuwandeln, die zwischen der CPU 20 und den verschiedenen
vorstehend beschriebenen Eingangs/Ausgangs-Einheiten übertragen
werden.
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Ein
RAM 22 dient zum temporären
Speichern von Daten und/oder eines von der CPU 20 verarbeiteten oder
ausgeführten
Programms.
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Ein
Flash-Speicher 18 ist ein nicht-flüchtiger Speicher wie z.B. ein
EEPROM, in welchem ein von der CPU 20 ausgeführtes Steuerprogramm
gespeichert ist. Das Steuerprogramm kann in dem HDD 24 gespeichert
sein. Das Steuerprogramm kann in dem Flash-Speicher 18 oder
dem HDD 24 durch Herunterladen des Steuerprogramms aus
einem speziellen Server über
ein Netzwerk oder durch Auslesen aus einem computerlesbaren Speichermedium
wie z.B. einem (nicht dargestellten) entfernbaren Speicher gespeichert
werden.
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Die
CPU 20 steuert verschiedene Teile der Navigationsvorrichtung 1 durch
Ausführen
des Steuerprogramms.
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3 ist
eine Blockdarstellung, die eine Softwarekonfiguration des von der
Navigationsvorrichtung 1 ausgeführten Steuerprogramms darstellt.
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Ein
Zieleinstellungsmodul 48 ist ein Modul zum Einstellen eines
Ziels gemäß über die
Bedienungseinheit 11 eingegebenen Befehlen/Daten. In einem
Falle, in welchem andere Information als Breitengrad/Längengrad-Daten,
wie z.B. eine Telefonnummer als Information zum Spezifizieren eines
Ziels über
die Bedienungseinheit 11 eingegeben wird, holt das Zieleinstellungsmodul 48 die
entsprechenden Breitengrad/Längengrad-Daten
auf der Basis der Telefonnummer oder dergleichen und stellt das
Ziel gemäß den geholten
Breiten/Längengrad-Daten
ein.
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Die
Kartendatenbank 42 ist eine Datenbank, in welcher digitale
Information in Verbindung mit einer beschriebenen Karte in der Form
einer Grafik gespeichert ist, und die bei der Detektion der Position
des Benutzerfahrzeugs auf dem Straßennetzwerk, der Detektion
der Anzahl der Spuren, bei der Suche nach einer Fahrroute und bei
der Anzeige der Fahrroute verwendet wird. In der Kartendatenbank 42 sind
Kreuzungen, Kurven und Sackgassen als Knoten definiert, und Straßen sind
als Verbindungsstücke
(Straßennetzwerkverbindungsstücke) zwischen
zwei Knoten definiert. Für
jedes Verbindungsstück
sind die Distanz, die Geschwindigkeitsbegrenzung und die Anzahl
usw. als Eigenschaftsinformation definiert.
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Ein
Fahrzeugpositions-Detektionsmodul 44 berechnet die Position
des Benutzerfahrzeugs auf dem Straßennetzwerk auf der Basis der
Daten, welche die momentane Fahrzeugposition in dem von der GPS-Einheit 30 eingegebenen
Breitengrad und Längengrad
anzeigen, der von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 28 eingegebenen
Fahrgeschwindigkeit und der von dem Rich tungssensor 26 eingegebenen
Fahrrichtung, während
gleichzeitig eine Korrektur mittels eines Kartenabgleichs unter
Verwendung der Kartendatenbank 42 ausgeführt wird.
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Ein
Momentanspur-Detektionsmodul 46 ist ein Programmmodul,
das es der CPU 20 ermöglicht,
als eine Spur-Detektionseinrichtung
zu funktionieren. Insbesondere analysiert das vorliegende Momentanspur-Detektionsmodul 46 Bilddaten
einer Ansicht hinter dem Fahrzeug, die von der Kameraeinheit 34 eingegeben
wird, erkennt weiße
unterbrochene Linien, die Begrenzungen der Fahrspuren anzeigen,
und eine durchgezogene weiße
Linie, die eine Abgrenzung zwischen gegenläufigen Spuren anzeigen, mittels
einer Kantenextraktion oder Schablonenübereinstimmung, und detektiert
die Spur, in welcher das Benutzerfahrzeug fährt, auf der Basis der detektierten
weißen
Linien, wobei die Anzahl der in der Kartendatenbank 42 beschriebenen Spuren
berücksichtigt
wird.
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Ein
Verstopfungsgrad-Detektionsmodul 50 ist ein Programmmodul,
das der CPU ermöglicht,
als eine Verstopfungsgrad-Detektionseinrichtung zu funktionieren.
Das Verstopfungsgrad-Detektionsmodul 50 detektiert
den Verstopfungsgrad der Spur, in welcher das Benutzerfahrzeug fährt, oder
den Verstopfungsgrad von Spuren parallel zu der Spur, in welcher
das Benutzerfahrzeug fährt,
auf der Basis der Fahrgeschwindigkeit des Benutzerfahrzeugs, der über die
Kommunikationseinheit 10 aus dem VICS (eingetragene Handelsbezeichnung)
empfangenen Verkehrsstauinformation, der Fahrgeschwindigkeit von
Fahrzeugen in der Nähe,
die mittels Fahrzeug/Fahrzeug-Kommunikation erfasst wird, und der
relativen Geschwindigkeit von Fahrzeugen, die in weiteren Spuren
parallel zu der Spur fahren, in welcher das Benutzerfahrzeug fährt.
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Ein
Routensuchmodul 52 ist ein Programmmodul, das es der CPU 20 ermöglicht,
als Routensucheinrichtung zu funktionie ren. Insbesondere sucht das
Routensuchmodul 52 die Kartendatenbank 42 nach
einer Fahrroute von einem Startpunkt zu einem Ziel entlang Verbindungsstücken beginnend
von einem Knoten oder einem Verbindungsstück, das der momentanen Position
Knoten entspricht, bis zu einem Knoten oder dem dem Ziel entsprechenden
Verbindungsstück
ab.
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Ein
Bewertungsmodul 56 ist ein Programmmodul, das es der CPU 20 ermöglicht,
als die Bewertungseinrichtung zu funktionieren. Das Bewertungsmodul 56 bewertet
den Schwierigkeitsgrad, recht oder links an der nächsten Kreuzung
abzubiegen, der sich das Benutzerfahrzeug nähert, auf der Basis der Spur,
in welcher sich das Benutzerfahrzeug momentan befindet, der Anzahl
von Spuren auf der Straße,
auf welcher das Fahrzeug momentan fährt, der Geschwindigkeit des
Benutzerfahrzeugs, dem Verstopfungsgrad der Spur, in welcher das
Benutzerfahrzeug gerade fährt,
und dem Verstopfungsgrad von Spuren parallel zu der Spur, in welcher
das Benutzerfahrzeug momentan fährt.
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Ein
Führungsmodul 54 ist
ein Programmmodul, das es der CPU 20 ermöglicht,
als die Führungseinrichtung
zu dienen. Das Führungsmodul 54 erzeugt
Führungs-Sprachdaten
durch Kombination von Sprachdaten und Satzelementen wie z.B. Worten
oder Ausdrücken
und gibt die sich ergebenden Führungs-Sprachdaten an
den Lautsprecher 14 aus. Das Führungsmodul 54 liefert
Führungsinformation
an den Fahrer auch durch Anzeigen eines Pfeils auf einem Kartenbild,
um die von dem Routensuchmodul 52 ermittelte Fahrroute
anzuzeigen.
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Betrieb der
Navigationsvorrichtung
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1 ist
ein Flussdiagramm, das einen von der Navigationsvorrichtung 1 durchgeführten Ablauf
darstellt. Der in 1 dargestellte Ablauf wird durch
Ausführung
eines Steuerpro gramms nach der Bestimmung der aktuellen Position
des Benutzerfahrzeugs in einem Straßennetzwerk in einem Zustand
ausgeführt,
in welchem das Benutzerfahrzeug fährt oder steht. Insbesondere
wird der in 1 dargestellte Ablauf beispielsweise
in einer Situation ausgeführt,
in welcher das Fahrzeug entlang einer über die Routensuche ermittelten
Route fährt,
ein Befehl zum Suchen einer neuen Route eingegeben wird, wenn das
Benutzerfahrzeug fährt,
eine neue Routensuche automatisch durchgeführt wird, wenn das Fahrzeug
von der ermittelten Route abgewichen ist, oder ein Routensuchbefehl
eingegeben wird, wenn das Fahrzeug am Straßenrand anhält oder dergleichen.
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Im
Schritt S100 ermittelt die Navigationsvorrichtung 1, ob
das Verbindungsstück
auf welchem sich das Benutzerfahrzeug momentan befindet, mehrere
Spuren in jeder Richtung hat. Insbesondere detektiert die CPU 20 die
Anzahl der für
Fahrzeuge verfügbaren
Spuren, um in die Richtung zu fahren, in welche das Benutzerfahrzeug
gerade fährt,
indem sie die Kartendatenbank in Form der Eigenschaftsinformation
in Verbindung mit dem Verbindungsstück, das der Straße entspricht,
auf welcher das Benutzerfahrzeug momentan fährt, überprüft und auf der Basis der detektierten
Anzahl von Spuren ermittelt, ob das momentane Verbindungsstück zwei
oder mehr Spuren in jeder Richtung hat.
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Im
Schritt S102 detektiert die Navigationsvorrichtung 1 die
Geschwindigkeit des Benutzerfahrzeugs durch Auslesen des Ausgangssignals
des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 28.
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Im
Schritt S104 detektiert die Navigationsvorrichtung 1 den
Verstopfungsgrad der für
Fahrzeuge verfügbaren
Spuren, um in die Richtung zu fahren, in welcher das Benutzerfahrzeug
fährt.
Insbesondere detektiert die CPU den Verstopfungsgrad durch Erfassen
von Verstopfungsinformation, die von der Verkehrsinformationszentrale über Straße/Fahrzeug-Kommunikation unter
Verwendung der Kommunikationseinheit 10 geliefert wird,
oder detektiert den Verstopfungsgrad durch Erfassen von Fahrgeschwindigkeiten
von Fahrzeug in der Nähe über Fahrzeug/-Fahrzeug-Kommunikation
unter Verwendung der Kommunikationseinheit 10. Der Verstopfungsgrad
wird in Stufen ausgedrückt.
Insbesondere kann, wenn der von der Verkehrsinformationszentrale gelieferte
Verstopfungsgrad in Stufen ausgedrückt wird, der gelieferte Verstopfungsgrad
direkt verwendet werden. Andernfalls wird in dem Falle, in welchem
der Verstopfungsgrad auf der Basis der Fahrgeschwindigkeiten des
Benutzerfahrzeugs und von Fahrzeugen in der Nähe ermittelt wird, der Verstopfungsgrad
durch Vergleichen der detektierten Fahrgeschwindigkeiten mit vorbestimmten
Schwellenwerten bestimmt. Beispielsweise kann der Verstopfungsgrad
in zwei Stufen ausgedrückt
werden, so dass, wenn die Fahrgeschwindigkeit geringer als 10 km/h
ist, eine Verstopfung als auf hoher Stufe liegend, aber ansonsten
die Verstopfung als auf einer niedrigen Stufe liegend ermittelt
wird.
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Im
Schritt S106 berechnet die Navigationsvorrichtung 1 die
Fahrdistanz, die das Benutzerfahrzeug fahren sollte, um einen Spurwechsel
auszuführen,
auf der Basis des Verstopfungsgrades.
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Insbesondere
wird die zum Durchführen
eines Spurwechsels benötigte
Fahrdistanz mit der nachstehend dargestellten Gleichung (2) berechnet. Ls = As × C (2)wobei As(m)
eine vorbestimmte Fahrdistanz ist, die zum Durchführen eines
Spurwechsels benötigt
wird, und C ein Spurwechselkoeffizient ist.
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Gemäß Darstellung
in Tabelle 1 sollte, wenn die Spur, in welcher das Benutzerfahrzeug
gerade fährt, nicht
verstopft ist, aber eine Spur, auf welche das Benutzerfahrzeug gerade von
der momentanen Spur aus wechselt, verstopft ist, die Distanz, die
das Benutzerfahrzeug fahren sollte, bevor der Spurwechsel abgeschlossen
ist, nachdem der Fahrer entscheidet, den Spurwechsel auszuführen, länger werden.
Umgekehrt sollte, wenn die Spur, in welcher das Benutzerfahrzeug
momentan fährt,
verstopft ist, die Distanz, die das Benutzerfahrzeug fahren sollte,
um einen Spurwechsel auszuführen,
nachdem der Fahrer entscheidet, einen Spurwechsel auszuführen, unabhängig von
dem Verstopfungsgrad der Spur auf welche das Benutzerfahrzeug gerade
von der momentanen Spur aus wechselt, kürzer werden. Angesichts des
Vorstehenden wird der Spurwechselkoeffizient C im Voraus beispielsweise
so definiert, dass der Spurwechselkoeffizient C auf 0,5, 1,5 und 1
für entsprechende
Stufen von "kurz", "lang", und "Standard" der ermittelten
Distanz gemäß Darstellung
in Tabelle 1 in Abhängigkeit
von dem Verstopfungsgrad der momentanen Spur und dem Verstopfungsgrad
der benachbarten Spur (auf welche von der momentanen Spur aus zu
wechseln ist) bestimmt wird. Eine Tabelle, die die Werte des Spurwechselkoeffizienten
C in Verbindung mit dem Verstopfungsgrad der momentanen Spur und
dem Verstopfungsgrad der benachbarten Spur, auf welche von der momentanen
Spur zu wechseln ist, anzeigt, ist in dem Flashspeicher
18 oder
der HDD
24 so gespeichert, dass der Wert des Spurwechselkoeffizienten
C erfasst werden kann, indem die Tabelle unter Verwendung der Verstopfungsgrade
als Suchschlüssel durchsucht
wird. Unter Verwendung des erfassten Wertes des Spurwechselkoeffizienten
C kann die Distanz, die das Fahrzeug fahren sollte, um den Spurwechsel
auszuführen,
in Abhängigkeit
von der Gleichung (2) berechnet werden. Der Verstopfungsgrad und
der Spurwechselkoeffizient C können
in einer größeren Anzahl
von Stufen als in dem vorstehend beschriebenen Beispiel ausgedrückt werden,
um es zu ermöglichen,
die Distanz genauer abzuschätzen,
die das Fahrzeug zum Ausführen eines
Spurwechsels fahren sollte. Man beachte, dass die Distanz, die das
Fahrzeug fahren sollte, um einen Spurwechsel auszuführen, in
Abhängigkeit
von dem Verstopfungsgrad einer Spur ermittelt werden kann, auf welche
von einer momentanen Spur aus gewechselt wird, ohne den Verstopfungsgrad
der momentanen Spur zu berücksichtigen. Tabelle
1
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Im
Schritt S108 detektiert die Navigationsvorrichtung 1 die
Spur, auf welcher sich das Benutzerfahrzeug momentan befindet.
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Insbesondere
detektiert die CPU 20 beispielsweise die Spur, auf welcher
sich das Benutzerfahrzeug momentan befindet, auf der Basis von sich
bewegenden Bilddaten einer Straßenoberfläche hinter
dem Benutzerfahrzeug, die von der Kameraeinheit 34 geliefert
werden, und auf der Anzahl von Spuren, die aus der Kartendatenbank 42 detektiert
werden.
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Im
Schritt S110 berechnet die Navigationsvorrichtung 1 die
Anzahl der erforderlichen Spurwechsel, um an der nächsten Kreuzung,
der sich das Benutzerfahrzeug nähert,
rechts oder links abzubiegen.
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Insbesondere
subtrahiert in einem Falle, in welchem die für Fahrzeuge verfügbaren Spuren,
um in die Richtung zu fahren, in welcher das Benutzerfahrzeug momentan
fährt,
in aufsteigender Reihenfolge von der Spur an der linkenseitigen
En de zu der Spur an den rechtsseitigen Ende nummeriert sind, die
CPU 20 die Spurnummer der Spur, in welcher das Benutzerfahrzeug
momentan fährt,
von der Spurnummer der Spur an dem rechtsseitigen Ende (d.h., der
Anzahl der Spuren) der verfügbaren
Spuren für
das Fahrzeug, um in die Richtung zu fahren, in welcher das Benutzerfahrzeug
momentan fährt.
Beispielsweise stehen in einer in 4 dargestellten
Situation drei Spuren für
Fahrzeuge zum Fahren in der Richtung bereit, in welcher das Benutzerfahrzeug
momentan fährt,
und das Benutzerfahrzeug fährt
in der Spur auf der rechten Seite. Somit ist in diesem Falle die
Anzahl der erforderlichen Spurwechsel um an einer nächsten Kreuzung,
der sich das Benutzerfahrzeug nähert,
nach rechts abzubiegen, Null.
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Im
Schritt S112 berechnet die Navigationsvorrichtung 1 den
Schwierigkeitsgrad an der nächsten
Kreuzung nach rechts abzubiegen auf der Basis der Geschwindigkeit
(V) des Benutzerfahrzeugs, der Suchzeit (Ts), der vorbestimmten
Distanz (D), während
welcher Rechts/Links-Abbiegen verboten ist, der benötigten Fahrdistanz
(Ls), um einen Spurwechsel auszuführen, und der Anzahl (N) der
erforderlichen Spurwechsel. Die Suchzeit (Ts) ist eine vorbestimmte
Zeit (z.B. 1 Sekunde), die nach dem Abschluss der Berechnung des
Schwierigkeitsgrades, rechts/links abzubiegen, benötigt wird,
um eine optimale Fahrroute zu suchen und mit der optimalen Fahrroute
verbundene Information dem Fahrer anzuzeigen. Die vorbestimmte Distanz
(D), während
welcher Rechts/Links-Abbiegen verboten ist, ist eine vorbestimmte
Distanz (z.B. 50 m), die einer Zeit entspricht, die der Fahrer benötigt, um
sicher einen Rechts/Links-Abbiegevorgang auszuführen, nachdem der Fahrer eine Meldung
empfängt,
die den Fahrer anweist, rechts oder links abzubiegen. Beispielsweise
berechnet die CPU 20 den Schwierigkeitsgrad (Cr), nach
rechts abzubiegen, gemäß der nachstehend
dargestellten Gleichung (3). Cr = Ts × V
+ D + Ls1 + Ls2 + ... + Lsn (3)
- Ls1: Fahrdistanz zum Ausführen
eines ersten Spurwechsels
- Ls2: Fahrdistanz zum Ausführen
eines zweiten Spurwechsels
- Lsn: Fahrdistanz zum Ausführen
eines n-ten Spurwechsels
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Beispielsweise
wird, wenn die Geschwindigkeit (V) des Benutzerfahrzeugs 10 m/s
ist, die Suchzeit 1 Sekunde ist, die vorbestimmte Distanz
(D), während
welcher Rechts/Links-Abbiegen verboten ist, 50 m ist, die Gesamtanzahl
der erforderlichen Spurwechsel (N) 2 ist, die Fahrdistanz (L1) zum
Ausführen
des ersten Spurwechsel 60 m und die Fahrdistanz (L2) zum Ausführen des
zweiten Spurwechsels 20 m ist, dann der Schwierigkeitsgrad (Cr)
nach rechts abzubiegen, als 140 m gemäß der nachstehend dargestellten
Gleichung (4) berechnet. Cr = 1 × 10
+ 50 + 60 + 20 = 140 (4)
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Die
Distanz, während
welcher Rechts/Links-Abbiegen verboten ist, kann im Voraus auf einen
festen Wert einschließlich
der Suchzeit festgelegt werden, oder die Distanz, während welcher
Rechts/Links-Abbiegen verboten ist, kann dynamisch in Abhängigkeit
von der Geschwindigkeit des Benutzerfahrzeugs ermittelt werden.
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Von
den durch die Navigationsvorrichtung 1 durchgeführten Schritten
werden der Schritt S114 und der Schritt S116 in einer ähnlichen
Weise wie die vorstehend beschriebenen Schritte S110 und S112 durchgeführt.
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Im
Schritt S118 sucht die Navigationsvorrichtung 1 nach einer
optimalen Fahrroute in Abhängigkeit
von dem Schwierigkeitsgrad, an der nächsten Kreuzung, der sich das
Benutzerfahrzeug nähert,
rechts/links abzubiegen. Theoretisch gibt es zwei Suchverfahren.
Ein erstes Verfahren beinhaltet die Detektion der Distanz von der
Position des Benutzerfahrzeugs bis zu der nächsten Kreuzung, der sich das
Benutzerfahrzeug nähert,
und den Vergleich der detektierten Distanz mit der Distanz, die
als der Schwierigkeitsgrad, rechts oder links abzubiegen, ermittelt
wurde. Wenn die Distanz von der derzeitigen Fahrzeugposition zu
der nächsten
Kreuzung kleiner als die als Schwierigkeitsgrad, nach rechts abzubiegen,
ermittelte Distanz ist, wird eine Route, die eine Verbindungsstrecke
enthält,
die an der nächsten
Kreuzung rechts abbiegt, von den Kandidaten für auszuwählende Routen verworfen. Wenn
die Distanz von der derzeitigen Fahrzeugposition zu der nächsten Kreuzung kleiner
als die als Schwierigkeitsgrad, nach links abzubiegen, ermittelte
Distanz ist, wird eine ein Verbindungsstück enthaltende Route, die an
der nächsten
Kreuzung links abbiegt, von den für die Routen auszuwählenden Kandidaten
verworfen. In dem ersten Verfahren kann, wenn der Schwierigkeitsgrad,
nach rechts abzubiegen, an der nächsten
Kreuzung hoch ist, wenn die Route, die an der nächsten Kreuzung nach rechts
abbiegt, verworfen wird, und eine Auswahl irgendwelcher anderen
Alternativen zu einer unzulässigen
Zunahme in der Gesamtroutenlänge
führt,
die Route, die an der nächsten
Kreuzung rechts abbiegt, als eine empfohlene Route ausgewählt werden.
In diesem Falle wird beispielsweise die Routenlänge, die die geringste aller
möglichen Routen
ist, die durch einen an der nächsten
Kreuzung rechts abbiegenden Pfad verläuft, mit der Routenlänge verglichen,
die die geringste aller möglichen
Routen ist, die nicht den an der nächsten Kreuzung rechts abbiegenden
Pfad enthält,
und wenn die letztere geringste Routenlänge größer als die erstere geringste
Routenlänge
um einen Betrag gleich oder größer als
ein vorbestimmter Wert ist, wählt
die CPU 20 die Route aus, die an der nächsten Kreuzung abbiegt. Andererseits
wird in dem zweiten Verfahren die Länge der Route, welche das Verbindungsstück mit dem
hohen Schwierigkeitsgrad, rechts/links abzubiegen, enthält, als
größer als
die tatsächliche
physikalische Länge der
Route berechnet, und nach einer Route mit einer geringsten Routenlänge in Übereinstimmung
mit der Berechnung gesucht. Insbesondere wird beispielsweise die
als der Schwierigkeitsgrad, rechts/links abzubiegen, berechnete
Distanz der physikalischen Länge
der Route, die den Pfad mit dem hohen Schwierigkeitsgrad, rechts/links
abzubiegen, enthält,
hinzuaddiert, und die sich ergebende Summe als die effektive Länge für die Route
betrachtet, welche den Pfad mit dem hohen Schwierigkeitsgrad, rechts/links abzubiegen,
enthält.
Unter dieser Bedingung wird eine Route mit der geringsten Länge gesucht.
In der Berechnung des Schwierigkeitsgrades, rechts/links abzubiegen,
kann der gemäß der vorstehend
beschriebenen Gleichung berechnete Wert mit einem speziellen Koeffizienten
multipliziert werden, oder der Schwierigkeitsgrad, die Geschwindigkeit
des Benutzerfahrzeugs, und/oder die Anzahl der Spurwechsel können durch
geeignete Faktoren gewichtet werden.
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Das
erste Verfahren wird nachstehend detaillierter unter Bezugnahme
auf die 4 und 5 beschrieben.
In der in den 4 und 5 dargestellten
Situation wird, da die Distanz F von der momentanen Position des
Benutzerfahrzeugs zu der nächsten
Kreuzung, der sich das Benutzerfahrzeug nähert, kleiner als der Schwierigkeitsgrad
C1, links abzubiegen, ist, die Routensuche unter der Bedingung durchgeführt, dass
ein nach links abbiegendes Verbindungsstück 64 an der nächsten Kreuzung
aus den Kandidaten für
die Route verworfen wird. Demzufolge wird eine Route gewählt, welche
gerade durch einen Knoten 63 verläuft, an welchem sich die nächste Kreuzung
befindet, durch ein Verbindungsstück 60 verläuft, an
einem Knoten 70, an welchem sich eine weitere Kreuzung
befindet, nach links abbiegt, ein Verbindungsstück 66 durchläuft, einen
Knoten 72, an welchem sich eine Kreuzung befindet gerade
durchläuft,
und schließlich
ein an einem Verbindungsstück 68 gelegenes
Ziel erreicht. In diesem Routensuchverfahren kann, wenn beispielsweise
die Summe der Länge
des Verbindungsstückes 60 und
die Länge
des Verbindungsstückes 66 größer als
die Summe der Länge
des Verbindungsstückes 64 und
der Länge
des Verbindungsstückes 74 in
einem unzulässigen
Maße ist,
und wenn die Distanz F von der momentanen Fahrzeugposition zu der
nächst
gelegenen Kreuzung, der sich das Benutzerfahrzeug nähert, größer als
die vorbestimmte Distanz ist, während
welcher Rechts/Links-Abbiegen verboten ist, eine durch das Verbindungsstück 64 und
das Verbindungsstück 74 verlaufende
Route als die empfohlene Route anstelle der durch das Verbindungsstück 60 und
das Verbindungsstück 66 verlaufenden
Route ausgewählt
werden.
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Im
Schritt S120 liefert die Navigationsvorrichtung 1 Führungsinformation
bezüglich
der ausgewählten Fahrroute.
Insbesondere steuert die CPU 20 den Lautsprecher 14 so,
dass er Sprache ausgibt, um den Fahrer anzuweisen, ob er geradeaus
zu fahren oder rechts oder links an jeder Kreuzung abzubiegen hat,
und die CPU 14 steuert die Anzeige 12 auch so,
dass sie einen Pfeil auf der Karte darstellt, um die Richtung anzuzeigen,
in welcher das Fahrzeug fahren sollte.
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Gemäß der Ausführungsform
der vorstehend beschriebenen vorliegenden Erfindung kann der Schwierigkeitsgrad,
an einer nächst
gelegenen Kreuzung, der sich ein Benutzerfahrzeug nähert rechts
oder links abzubiegen, in Abhängigkeit
von der Spur, in welcher sich das Benutzerfahrzeug momentan befindet,
genau ermittelt werden, und somit ist es möglich, eine optimale Fahrroute
bereitzustellen, die von dem Schwierigkeitsgrad, an dieser Kreuzung
rechts oder links abzubiegen, abhängt.
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Obwohl
in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Schwierigkeitsgrad
an einer unmittelbar nächsten
Kreuzung, der sich ein Benutzerfahrzeug nähert rechts/links abzu biegen,
ermittelt wird, und ein optimale Fahrroute in Abhängigkeit
von dem Schwierigkeitsgrad, an dieser Kreuzung rechts/links abzubiegen, ermittelt
wird, kann auch der Schwierigkeitsgrad, an einer zweiten oder nachfolgenden
Kreuzung rechts/links abzubiegen, ermittelt werden, und eine optimale
Fahrroute in Abhängigkeit
von dem ermittelten Schwierigkeitsgrad gewählt werden. Auch in dem Falle,
in welchem die optimale Fahrroute in Abhängigkeit von dem Schwierigkeitsgrad,
an einer zweiten oder nachfolgenden Kreuzung rechts/links abzubiegen,
ausgewählt
wird wie in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform, kann, wenn die
ermittelte Distanz als der Schwierigkeitsgrad, rechts/links abzubiegen
größer als
die physikalische Distanz von der momentanen Fahrzeugposition zu
dieser Kreuzung ist, eine Route, die einen rechts/links abbiegenden
Pfad an dieser Kreuzung enthält,
von Kandidaten für
die Fahrroute in dem Fahrroutensuchprozess verworfen werden, oder
die Fahrroute, die den rechts/links abbiegenden Pfad an dieser Kreuzung
enthält,
kann abhängig
von dem Schwierigkeitsgrad, rechts/links abzubiegen, gewechselt
werden, um so eine besser geeignete Fahrroute auszuwählen.
