JP2000346662A - 車両用ナビゲーション装置及び走行道路判定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、目的地を設定しなくても、即ち走
行ルートを設定しなくても自車の走行道路を的確に且つ
簡素な計算ロジックで判定できるようにする。 【解決手段】 地図情報に記憶された複数の座標点と自
車位置検出手段で得られた自車位置の座標点とに基づい
て、自車の現在位置と道路を構成する各座標点との距離
及び複数の座標点のうち隣接する座標点を結ぶ直線の方
向を算出し、自車からの距離が所定範囲内で、且つ自車
の進行方向と上記直線の方向とが成す角度が所定範囲内
で、且つ自車に対して接近しつつある座標点を検索し、
座標点のうち最も自車と近距離にある座標点を有する道
路を自車が現在走行している道路であると判定するよう
に構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用ナビゲーシ
ョン装置及び走行道路判定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、人工衛星からの電波を受信す
ることにより自動車等の車両の現在位置を演算して、デ
ィスプレイの道路地図上に表示するようにしたナビゲー
ションシステム（ナビゲーション装置）が広く普及して
いる。一般に、このようなナビゲーションシステムで
は、目的地を入力することにより現在位置から目的地ま
での走行経路（ルート）を自動的に設定する機能や、音
声等により上述の設定ルートをドライバに案内するよう
な機能を有している。

【０００３】さらには、このような目的地を設定するこ
とで得られたルート上のカーブ径や道路勾配等を計算し
て、自車両がカーブの手前にさしかかると、オートマチ
ックトランスミッションの変速タイミングを補正した
り、トラクション制御を行なったりするものも研究，開
発されている。この場合のナビゲーションシステムの動
作の一例を図４に示すフローチャートに沿って説明する
と、ステップＳ１０１で目的地が設定されると、ステッ
プＳ１０２で目的地までのルートが設定され、ステップ
Ｓ１０３で道路状況の計算対象として上述により設定さ
れたルート上の座標が選択される。そして、ステップＳ
１０４で設定ルート前方のカーブ径等が計算されるので
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の技術では、目的地を設定することで得られた
走行ルート上の道路データのみを対象としてカーブ径等
を計算するように構成されているため、自車両が設定ル
ートを外れるとカーブ径等の道路状況を計算できなくな
る等の課題がある。

【０００５】そこで、目的地を設定することなく、自車
両が進行している道路の前方のカーブ径を算出できるよ
うにしたいという要望があるが、ナビゲーションシステ
ムでの計算処理が複雑化してしまう等の問題点があっ
た。すなわち、目的地を設定することなくカーブ径を算
出するためには、現在の自車の走行道路を正しく判定し
て、自車がこれから通過する道路座標を推定する必要が
あるが、これには複雑な計算が必要とされ、周囲に複数
の道路が存在するような場所では自車両の走行道路を推
定するのは困難であった。

【０００６】ところで、特開平９−１８９５６５公報に
は、自車両の進行している道路を推定し、推定された道
路の座標情報に基づいてカーブ径や勾配を計算するよう
にした技術が開示されている。この公報によれば、目的
地を設定しなくても自車両が走行している道路を把握し
て、この走行道路のカーブ路や勾配路の有無をなどの道
路状況を把握する旨の記載があるが、上記公報には、具
体的にどのような手法により、自車両が走行している道
路を推定するかについては何ら開示されていない。

【０００７】つまり、上記公報では、自車両の現在位置
及び進行方向、並びに道路地図情報を格納した地図デー
タを参照して自車両が進行中の道路を推定するとの記載
（上記公報の段落番号００３５参照）があるが、実際に
これから自車両が走行するであろう道路を現在位置から
どのように推定するかについては何ら記載されていな
い。したがって、このような構成では、走行ルートを設
定しない限り、カーブ径や道路勾配等を計算することは
できない。

【０００８】本発明は、このような課題を解決すべく創
案されたもので、目的地を設定しなくても、即ち、走行
ルートを設定しなくても自車の走行道路を的確に且つ簡
素な計算ロジックで判定できるようにした、車両用ナビ
ゲーション装置及び走行道路判定方法を提供することを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明の
車両用ナビゲーション装置では、自車の現在位置及び進
行方向を検出する自車位置検出手段と、道路を構成する
複数の座標点のデータを記憶した地図情報記憶手段とを
そなえ、自車位置検出手段からの位置情報を地図情報記
憶手段から得られる地図上に座標変換して、地図上にお
ける自車の現在位置及び進行方向を表示する。そして、
道路判定手段では、以下の手法により、地図上において
自車が現在走行している道路を判定する。

【００１０】まず、地図情報記憶手段に記憶された複数
の座標点と自車位置検出手段で得られた自車位置の座標
点とに基づいて、自車の現在位置と道路を構成する各座
標点との距離を算出するとともに、上記各座標点のうち
隣接する座標点を結ぶ直線の方向を算出する。そして、
自車からの距離が所定範囲内で、且つ自車の進行方向と
直線の方向とが成す角度が所定範囲内で、且つ自車に対
して接近しつつある座標点を検索し、座標点のうち最も
自車と近距離にある座標点を有する道路を自車が現在走
行している道路であると判定するのである。

【００１１】このような車両用ナビゲーション装置によ
れば、簡素な計算ロジックで自車の現在位置及び進行方
向から自車の走行道路を的確に推定することができ、目
的地を設定しなくても（即ち、走行ルートを設定しなく
ても）、これから自車が走行するであろう前方の道路状
況（カーブ径や道路勾配）等を計算することができるよ
うになる。

【００１２】また、請求項２記載の本発明の走行道路判
定方法では、地図情報に記憶され、道路を構成する複数
の座標点と自車の現在位置とに基づいて、自車の現在位
置と道路を構成する各座標点との距離及び複数の座標点
のうち隣接する座標点を結ぶ直線の方向を算出する。そ
して、自車からの距離が所定範囲内で、且つ自車の進行
方向と直線の方向とが成す角度が所定範囲内で、且つ自
車に対して接近しつつある座標点を検索し、座標点のう
ち最も自車と近距離にある座標点を有する道路を自車が
現在走行している道路であると判定する。

【００１３】したがって、このような走行道路判定方法
では、簡素な計算ロジックで自車の現在位置や進行方向
から自車の走行道路を的確に推定することができ、これ
から自車が走行するであろう前方の道路状況（カーブ径
や道路勾配）等を計算することができるようになる。ま
た、請求項３記載の本発明の走行道路判定方法では、上
記請求項２記載のものにおいて、各座標点を道路毎にグ
ループ化して設定しておき、該自車が走行している道路
を一旦判定した後は、該自車が走行している道路を構成
するグループの座標点を優先して計算に用いる。そし
て、このように前回の制御で自車が走行していると判定
された道路を構成する座標点のグループを優先すること
により、自車の走行道路をさらに正確に判定することが
できるようになる。つまり、今回の計算時に、自車が前
回の計算時と同じ道路を走行しているとものとして、こ
の道路を構成する座標点のグループを優先して計算に用
いることで計算に費やす時間を短縮することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明の一実
施形態にかかる車両用ナビゲーション装置について説明
すると、図１はその要部構成を示す模式的な機能ブロッ
ク図、図２はその動作の一例を説明するフローチャート
である。図１において、１はＧＰＳアンテナ、２はＦＭ
アンテナ、３はＦＭ多重受信機、４はナビゲーション本
体、５はディスプレイであって、これらはいずれも図示
しない車両に設けられている。

【００１５】また、ナビゲーション本体４は、自車の現
在位置及び進行方向を検出する自車位置検出手段として
のＧＰＳ受信機４ａ及び道路を構成する複数の座標点の
データを記憶した地図情報記憶手段としてのナビゲーシ
ョンソフト（ナビソフト）４ｂ等を有している。なお、
このナビソフト４ｂは、具体的には道路データ等の地図
情報をデジタル信号化して格納したＣＤロム等の記録媒
体である。また、このナビソフト４ｂは、ナビゲーショ
ン本体４の外部に設けられていてもよい。

【００１６】ＧＰＳアンテナ１で受信された人工衛星か
らの電波は、上記ＧＰＳ受信機４ａに取り込まれ、この
ＧＰＳ受信機４ａでは、受信した電波に基づいて自車の
現在位置（緯度及び経度）を算出するようになってい
る。また、ＧＰＳ受信機４ａでは、自車の現在位置に加
え、前回算出した位置情報と今回算出した位置情報とに
基づいて、現在の車両の進行方向を算出するようになっ
ている。

【００１７】そして、この現在位置をナビソフト４ｂに
格納された地図上に座標変換して、自車の進行方向とと
もにディスプレイ５に表示するようになっている。ま
た、ＦＭアンテナ２及びＦＭ多重受信機３を介してＧＰ
Ｓ受信機４ａに取り込まれる電波には道路渋滞情報等が
含まれており、ＧＰＳ受信機４ａでは、このＦＭ多重受
信機３からの情報に基づいてディスプレイ５に周囲の道
路の渋滞状況等を表示するようになっている。

【００１８】ところで、このナビゲーション本体４に
は、自車が現在走行している道路を判定又は推定する道
路判定手段４ｃや、道路のカーブ半径を算出するカーブ
径算出手段４ｄが設けられている。このうち道路判定手
段４ｃは、上記ＧＰＳ受信機４ａで得られた現在位置及
び進行方向と、ナビソフト４ｂから得られる道路データ
とに基づいて自車の走行している道路を推定するもので
あり、カーブ径算出手段４ｄは、上記道路判定手段４ｃ
で推定された自車の走行道路の前方のカーブ径を算出す
るものである。

【００１９】ここで、上記道路判定手段４ｃにおける走
行道路判定方法について具体的に説明すると、この道路
判定手段４ｃでは、ＧＰＳ受信機４ａで自車位置及び進
行方向が算出されると、この自車位置の座標データに基
づいて、まず自車位置を含む地図（例えば縮尺１／２５
０００相当）を選択するようになっている。この場合、
まず自車位置を含む縮尺１／２０００００相当の地図を
選択し、この選択された１／２０００００地図の中から
さらに自車位置を含む１／２５０００の地図を選択する
ようになっている。なお、各地図データにはナビゲーシ
ョンシステムの規格に準拠した地図番号が付されてお
り、例えば自車位置が箱根であれば、５２３９という番
号の１／２０００００の地図データが選択され、この中
からさらに５２３９６０という番号の１／２５０００の
地図データが選択されるようになっている。

【００２０】なお、５２３９という４桁の数字は、その
地図の左下隅の緯度及び経度を示している。具体的に
は、最初の２桁の数字「５２」は、その地図の南端（下
端）の緯度を１．５倍した数値であり、次の２桁の数字
「３９」は、その地図の西端（左端）の経度の下二桁を
示している。したがって、「５２３９」の名前の地図デ
ータは、北緯３４．７°，東経１３９°の地点を南端且
つ西端（即ち地図の左下）とする１／２０００００の地
図データである。

【００２１】また、１／２０００００地図は、複数のブ
ロックに分割されており、これらの各ブロック毎に１／
２５０００の地図データが格納されている。各ブロック
には２桁の数字が付されており、例えば５２３９６０と
いう番号の地図データは、上記５２３９の地図データの
「６０」の区画（ブロック）における１／２５０００の
地図データである。

【００２２】さて、このように１／２５０００の地図情
報を選択した後は、自車の現在位置を地図上の座標に変
換して、現在位置と進行方向とを、ディスプレイ５に表
示するようになっている。次に、地図上の道路を構成す
る全ての座標を読み込んで、各座標について自車位置と
の距離Ｌや道路の向き（地図上での傾きθ）を計算する
ようになっている。なお、地図上に図３に示すような３
点Ｐ₀ （ｘ₀ ，ｙ₀ ），Ｐ₁ （ｘ₁ ，ｙ₁），Ｐ₂ （ｘ
₂ ，ｙ₂ ）の道路座標が存在した場合には、それぞれの
座標Ｐ₀ ，Ｐ₁ ，Ｐ₂ と自車との距離Ｌ₀ ，Ｌ₁ ，Ｌ₂
は下式により算出される。

【００２３】 Ｌ₀ ＝〔（ｘ−ｘ₀ ）² ＋（ｙ−ｙ₀ ）² 〕^1/2 Ｌ₁ ＝〔（ｘ−ｘ₁ ）² ＋（ｙ−ｙ₁ ）² 〕^1/2 Ｌ₂ ＝〔（ｘ−ｘ₂ ）² ＋（ｙ−ｙ₂ ）² 〕^1/2 また、Ｐ₀ とＰ₁ とを結ぶ道路の向き（傾き）θ₀₁は下
式により算出される。 θ₀₁＝ｔａｎ^-1〔（ｙ₁ −ｙ₀ ）／（ｘ₁ −ｘ₀ ）〕 そして、道路判定手段４ｃでは、このような計算結果に
基づいて、自車位置との距離Ｌが所定距離（例えば１０
０ｍ）以下で、且つ道路の向きと自車の進行方向とのな
す角度が所定値（例えば３０°）以下で、且つ自車の前
方に存在する座標点を前方座標候補点として検出するよ
うになっている。また、このような前方座標候補点が複
数ある場合には、自車との距離が最も短い座標を選択
し、この座標を前方座標として設定するのである。

【００２４】さらに、道路判定手段４ｃでは、このよう
な座標点を有する道路を自車が現在走行している道路で
あると判定するようになっている。そして、カーブ径算
出手段４ｄでは、道路判定手段４ｃからの情報に基づい
て前方のカーブ径を算出するようになっている。なお、
従来のナビゲーションシステムでは、自車両の現在位置
（緯度及び経度）を算出して、道路データを構成する複
数の座標から現在の座標に最も近い座標を選んでこれを
現在位置として表示するが、この場合、ナビゲーション
システムとしては自車の走行道路を判定しているわけで
はなく、単に自車位置と一致する道路座標を示している
にすぎない。したがって、従来の技術は自車の位置から
自車が走行している道路を推定することはできず、目的
地や走行ルートを設定することなく前方のカーブ径等を
計算することはできない。

【００２５】一方、本願発明の車両用ナビゲーション装
置及び走行道路判定方法では、現在の自車位置と進行方
向から走行道路を推定するので、目的地や走行ルートを
設定しなくても常時前方のカーブ径等を計算することが
できるのである。なお、道路の向きの計算は、道路を構
成する座標点のうち、隣接する２点についてのみ計算を
行なうようになっており、例えば図３に示す座標Ｐ₀ と
座標Ｐ₂との間で傾きを算出したりしないように設定さ
れている。また、上記座標データは、ナビソフト４ｂ内
で道路毎にグループ化されて管理されているため、近く
に別の道路が存在する場合であっても、これら２つの道
路上の２点を直線で結んでこの直線の傾きを計算するよ
うなことがないように設定されている。

【００２６】本発明の一実施形態にかかる車両用ナビゲ
ーション装置は、上述のように構成されているので、例
えば図２に示すフローチャートにしたがって自車の走行
している道路が判定される。まず、ステップＳ１で自車
位置（緯度及び経度）及び進行方向を算出し、次に、ス
テップＳ２で自車位置を含む地図データを選択する（例
えば縮尺１／２５０００）。そして、ステップＳ３にお
いて自車位置を平面座標上に変換した後、ステップＳ４
で、道路座標を読み込んで自車との距離Ｌを計算する。
また、ステップＳ５で、前回の計算時に用いた座標デー
タと今回の座標データとから道路の向き（地図上での道
路の傾き）を算出する。なお、最初の座標の計算時に
は、前回の座標データが存在しないのでこのステップＳ
５は省略される。

【００２７】そして、ステップＳ６では、今回の計算に
用いた座標が以下の条件を満たしているか否かを判定す
る。ここで、判定条件とは、距離Ｌが所定値以下で、且
つ道路の向きと自車の進行方向とがなす角度が所定値以
下で、且つ自車の前方に座標が位置していることであ
る。上記の各条件を全て満足している場合には、ステッ
プＳ７に進み、今回の計算に用いた道路座標を前方道路
座標候補点として設定し、ステップＳ８に進む。また、
ステップＳ６の条件を１つでも満たさなければそのまま
ステップＳ８に進む。

【００２８】そして、このステップＳ８では、地図デー
タ上の全ての道路座標について上記の計算を行なったか
否かを判定し、計算に用いていない座標があればステッ
プＳ４に戻り、以降全ての道路座標について計算が終了
するまで上記ステップＳ４〜Ｓ８のルーチンを繰り返
す。また、全ての道路座標について計算が終了すると、
ステップＳ８からステップＳ９に進み、上記ステップＳ
７で得られた前方道路座標の候補点のなかで、最も距離
が短い点（即ち、最もＬが小さくなる点）を前方座標と
して設定し、その座標を有する道路を走行道路と判定す
るのである。

【００２９】そして、その後ステップＳ１０で走行道路
の前方にあるカーブの半径等を算出した後、リターンす
る。なお、このようなカーブ径の計算の代わりに道路勾
配を計算するようにしてもよいし、ステップＳ１０を設
けなくてもよい。また、これ以降の制御については特に
記載しないが、例えばこのようなカーブ径の計算に基づ
いて、カーブの手前になると音声やディスプレイ５への
表示により注意を促してもよいし、エンジン出力を制御
するようにしてもよい。

【００３０】このように、本発明の車両用ナビゲーショ
ン装置によれば、目的地等を設定しなくても、即ち、走
行ルートを設定しなくても、常時、自車の走行道路及び
前方座標を把握できる。したがって、従来ではカーブ径
や道路勾配等の道路状況を知るために必要であった目的
地の設定操作が不要となり、操作性が向上するという利
点がある。また、操作性の向上にともないドライバの手
動操作による注意力低下を防止でき安全性も向上する。
また、ナビゲーション側の操作スイッチや目的地設定ソ
フトを設けることなく前方の道路状況を知ることができ
るので、低コスト化を図ることができる。また、従来で
は、設定ルートを外れると、前方の道路状況を計算でき
なかったが、本発明ではこのような問題点もない。さら
には、このようなナビゲーション装置を自車前方道路状
況判定センサとして活用することで、前方の道路状況に
応じてエンジン，トランスミッション及びブレーキ等を
制御して車両の安全性をさらに向上させることができ
る。

【００３１】ところで、一旦現在走行している道路を判
定した後は、次回以降の制御周期では、ステップＳ８に
おいて、この道路を構成している座標点を全て計算した
時点でステップＳ９に進むように設定してもよい。これ
は、数回の制御周期毎に頻繁に走行道路が変わることは
考えにくいからである。そして、前回判定された走行道
路を構成する座標について優先して計算を行なっても、
条件を満足するような候補点がなければ、他の全部の座
標点について計算を行なうのである。なお、ナビソフト
４ｂでは、各道路毎に各座標点が予めグループ化されて
いるため、このような設定（即ち、道路グループ毎に優
先順位を付けて計算を行なわせるような設定）は比較的
容易である。

【００３２】このような構成によれば、道路判定手段４
ｃにおける計算量を大幅に低減することができ、計算時
間も大幅に低減することができる。また、これにより計
算に必要な消費エネルギを低減することができる。な
お、本発明の車両用ナビゲーション装置は、このような
実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸
脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、ＦＭ
アンテナ２及びＦＭ多重受信機３は必ずしも必要なもの
ではなく、省略してもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の本
発明の車両用ナビゲーション装置によれば、目的地等を
設定しなくても、即ち、走行ルートを設定しなくても、
常時、自車の走行道路及び前方座標を把握できる。した
がって、従来は必要であった目的地の設定操作が不要と
なり、操作性が向上するという利点があるほか、操作性
の向上にともないドライバの注意力低下を防止でき安全
性も向上する。また、ナビゲーション側の操作スイッチ
や目的地設定ソフトを設けることなく前方の道路状況を
知ることができるので、低コスト化を図ることができ
る。また、従来では、設定ルートを外れると、前方の道
路状況を計算できなかったが、本発明ではこのような問
題点もない。さらには、このようなナビゲーション装置
を自車前方道路状況判定センサとして活用することで、
前方の道路状況に応じてエンジン，トランスミッション
及びブレーキ等を制御して車両の安全性をさらに向上さ
せることができる。

【００３４】また、請求項２記載の本発明の走行道路判
定方法によれば、簡素な計算ロジックで自車の走行道路
及び前方座標を的確に把握することができるという利点
がある。また、これから自車が走行する前方の道路状況
（カーブ径や道路勾配）等を常時計算することができる
ようになるという利点がある。また、請求項３記載の本
発明の走行道路判定方法によれば、計算量を大幅に低減
することができ、計算に費やす時間を短縮することがで
きるとともに、計算に必要な消費エネルギを低減するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかる車両用ナビゲーシ
ョン装置の要部構成を機能的に示す模式的なブロック図
である。

【図２】本発明の一実施形態にかかる車両用ナビゲーシ
ョン装置の動作の一例を説明するためのフローチャート
である。

【図３】本発明の一実施形態にかかる車両用ナビゲーシ
ョン装置の計算手法を説明するための模式図である。

【図４】従来の車両用ナビゲーション装置の動作を説明
するためのフローチャートである。

【符号の説明】

４ ナビゲーション本体 ４ａ 自車位置検出手段（ＧＰＳ受信機） ４ｂ 地図情報記憶手段（ナビソフト） ４ｃ 判定手段（道路判定手段） ４ｄ カーブ径算出手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自車の現在位置及び進行方向を検出する
   自車位置検出手段と、道路を構成する複数の座標点のデ
   ータを記憶した地図情報記憶手段とを具備し、該自車位
   置検出手段からの位置情報を該地図情報記憶手段から得
   られる地図上に座標変換して、該地図上における該自車
   の現在位置及び進行方向を表示する車両用ナビゲーショ
   ン装置において、 該地図上において該自車が現在走行している道路を判定
   する道路判定手段が設けられ、 該道路判定手段が、該地図情報記憶手段に記憶された該
   複数の座標点と該自車位置検出手段で得られた自車位置
   の座標点とに基づいて、該自車の現在位置と該道路を構
   成する各座標点との距離及び隣接する座標点を結ぶ直線
   の向きを算出するとともに、 該自車からの距離が所定範囲内で、且つ該自車の進行方
   向と該直線の方向とが成す角度が所定範囲内で、且つ該
   自車の前方にある座標点を検索し、 該検索された座標点のうち最も自車と近距離にある座標
   点を有する道路を該自車が現在走行している道路である
   と判定することを特徴とする、車両用ナビゲーション装
   置。
2. 【請求項２】 道路を構成する複数の座標点と自車の現
   在位置とに基づいて、該自車の現在位置と該各座標点と
   の距離を算出するステップと、 該各座標点のうち隣接する座標点を結ぶ直線の向きを算
   出するステップと、 該自車からの距離が所定範囲内で、且つ該自車の進行方
   向と該直線の方向とが成す角度が所定範囲内で、且つ該
   自車の前方にある座標点を検索し、該座標点のうち最も
   自車と近距離にある座標点を有する道路を該自車が現在
   走行している道路であると判定するステップとを有する
   ことを特徴とする、走行道路判定方法。
3. 【請求項３】 各道路毎に各座標点がグループ化され、
   該自車が走行している道路を一旦判定した後は、該自車
   が走行している道路を構成するグループの座標点を優先
   して計算を行なうことを特徴とする、請求項２記載の走
   行道路判定方法。