JP2006153713A - 車両用ナビゲーション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】経由地が施設種別と地域範囲で指定された場合に該当する施設を経由する経路を探索し、目的地までの走行距離の短い順に並べてユーザに提示する。
【解決手段】経路探索手段は経由地として施設の種別とその施設が存在する地域範囲との組み合わせによる指定を受け付ける。該組み合わせによる経由地の指定を受けた場合には地図データベースを使用して該当施設を検索し、検索した施設を経由して目的地に至る経路を検索した施設毎に探索してその経路の走行距離を算出する。探索結果を走行距離の短い順に提示する。
【選択図】図３

Description

本発明は、出発地から目的地までの経路を探索して経路誘導を行なう手段を備えた車両用ナビゲーション装置に係り、特に種別の施設とそれが存在する地域範囲で経由地の指定を受ける車両用ナビゲーション装置に関する。

近年、車両に搭載されＧＰＳ（Global Positioning System、全地球的測位システム）などにより検出した車両位置を地図画面上に表示し、現在地から目的地までの経路を探索して経路誘導を行なう車両用ナビゲーション装置が広く普及してきている。
この車両用ナビゲーション装置における経路探索では地図データベースに納められた道路データ、施設データを使用し、出発地から指定された経由地を経て目的地に至る最適経路がダイクストラ法あるいはそれに準じた手法を用いて探索される。

この経路探索に当たり、ユーザによる経由地の指定の仕方には２つの種類がある。一つは、東京ドーム、東京タワーのように施設の固有名称で指定する仕方である。他の一つは、ガソリンスタンド、コンビニ、駐車場、郵便局等、固有名称ではなく施設の種別（一般名称）を使用してその種別に属する不特定の施設を経由地として指定する仕方である。

後者の施設種別による指定の場合、指定された施設種別に属する施設は通常、多数存在する。このような場合、従来は指定された施設種別に入る施設を全て検索し、検索した施設を経由する経路を探索して現在地から距離の近い順、目的地から距離の近い順、目的地までの経路に沿った順などで表示し、ユーザに選択を委ねる方式が採られてきた（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、検索された施設が現在地あるいは目的地からの距離の近い順、目的地までの経路に沿った順などで表示されたとしても、その内の距離の最も近い施設、あるいは経路に沿った最初の施設を経由する経路が目的地までの走行距離が最短となる経路とは限らない。このため目的地から一番距離の近い施設を選択したにも関わらず、走行経路から予想外に離れていたために走行距離が長くなり到着予定時刻に遅れるということが生じていた。
特開平１１−２４２４３２号公報

本発明はこのような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その課題は、経由地を施設種別と地域範囲との組み合わせで指定された場合には該当する施設を全て検索し、各施設を個別に経由する経路を探索して走行距離を算出し、走行距離の短い順に探索した経路を提示する車両用ナビゲーション装置を提供することにある。

前記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、施設データ、道路データを含む地図データベースと、出発地、経由地、目的地の指定を受けて途中経路を探索して提示する経路探索手段とを備えた車両用ナビゲーション装置であって、
前記経路探索手段は、経由地として施設の種別とその施設が存在する地域範囲との組み合わせによる指定を受け付け、該組み合わせによる経由地の指定を受けた場合には前記地図データベースを使用して該当施設を検索し、検索した施設を経由して目的地に至る経路を検索した施設毎に探索して走行距離を算出し、探索した経路を走行距離の短い順に提示することを特徴とする車両用ナビゲーション装置である。

このような構成の車両用ナビゲーション装置によれば、例えばコンビニといった施設種別により不特定の経由地を指定できる上、目的地までの走行距離が短い順に指定施設（コンビニ）を経由する経路が複数探索されて表示されるため、ユーザにとっては走行距離を考慮した経路の選択が容易となる効果を奏する。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両用ナビゲーション装置において、前記経路探索手段は前に決めた経路に対して施設の種別とその施設が存在する地域範囲との組み合わせによる経由地の追加指定を受け付け、該組み合わせによる経由地の追加指定を受けた場合には前記地図データベースを使用して該当施設を検索し、前の経路決定に採用した経由地と検索した施設を経由して目的地に至る経路を検索した施設毎に探索して走行距離を算出し、探索した経路を走行距離の短い順に提示することを特徴とする。

このような構成の車両用ナビゲーション装置によれば、一度決定した経路により経路誘導を受けている途中で、新たにコンビニといった施設種別指定による経由地の追加が可能となる。追加指定された後の経路探索には前の経路探索に採用された経由地はそのまま採用される。そのため、前の検索の際に施設種別と地域範囲による経由地指定がされていた場合には、追加経由地を考慮した経路探索の必要探索件数が大幅に減少して計算時間が短縮される効果を奏する。また、探索結果は走行距離の短い順に提示されるため、ユーザにとっては走行距離を考慮した経路の選択が容易となる効果を奏する。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の車両用ナビゲーション装置において、前記地域範囲は中心地点と半径距離を指定した円内の地域とすることを特徴とする。
このような地域範囲の指定方法によれば、希望する経由地の範囲を容易に限定することができる。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の車両用ナビゲーション装置において、前記地域範囲は複数地点とそれら地点を結ぶ多角形内の地域とすることを特徴とする。
このような地域範囲の指定方法によれば、希望する経由地の範囲を容易に限定することができる。

また、請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の車両用ナビゲーション装置において、前記地域範囲は前に決めた経路を基準にその経路から指定距離内の地域とすることを特徴とする。
このような地域範囲の指定の仕方は、前に決めた経路に沿って走行中に新たな経由地を追加する必要が生じた場合に便利である。

また、請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の何れかに記載の車両用ナビゲーション装置において、前記経路探索手段による前記探索した経路の提示には、施設種別で指定された施設を経由しない経路の走行距離と走行時間に対する追加走行距離と追加走行時間を含めることを特徴とする。

探索された走行経路毎の追加走行距離と追加走行時間が表示されれば、ユーザにとっては希望する経由地の選択が容易となる効果を奏する。

以下、本発明に係る車両用ナビゲーション装置の一実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。図１は、本実施形態の車両用ナビゲーション装置１の全体構成をブロック図で示したものである。
車両用ナビゲーション装置１は、制御回路２、ＧＰＳ受信機３、距離センサ４、車体方位センサ５、操作スイッチ群６、表示装置７、音声出力装置８、磁気ディスク装置（以下、ＨＤＤという。）９を備えて構成される。

制御回路２は、車両用ナビゲーション装置１の動作全般を制御する機能を有するものでマイクロコンピュータを主体に構成されており、内部にはＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、それらを接続するバス、Ｉ／Ｏインターフェース、電源装置などを備える。

ＧＰＳ受信機３は複数のＧＰＳ用人工衛星からの信号を受信して車両の現在位置を算出し制御回路２に伝えるものである。距離センサ４は走行距離を計測するセンサで、例えばフロントホイ−ルの回転数を計数して走行距離を計測する。車体方位センサ５は、ジャイロスコープ、地磁気センサ等で構成され車体の方位を検出するものである。距離センサ４、車体方位センサ５の計測値は、ＧＰＳ受信機３により算出された現在位置座標の補正に使用される他、目的地までの経路誘導の際にも利用される。

操作スイッチ群６は、制御回路２にコマンドやデータを入力するためのもので、例えばカラー液晶ディスプレイ上に形成されたタッチスイッチ、リモコンスイッチ等で構成される。表示装置７は、道路地図、車両の現在位置、後述する探索された経路等を表示するためのもので、例えばカラー液晶ディスプレイで構成される。音声出力装置８は、制御回路２からの出力情報を人工音声に変えて運転者に伝えるためのもので、目的地までの経路誘導の際などに使用される。

ＨＤＤ９内には、車両用ナビゲーション装置１として欠かすことのできない道路データ、施設データを含む地図データベース、及び車両用ナビゲーション装置１の各種機能を発揮させるために必要な各種プログラムが予め格納されている。このプログラムには、後述する本発明特有の機能を発揮させるためのプログラムの他に一般的なナビゲーション機能を実行するためのプログラム、例えばＧＰＳ受信機３により算出された位置座標を距離センサ４、車体方位センサ５等の検出値で補正する機能、補正した位置座標を地図上に位置付けて車両の現在位置を確定するマップマッチング処理機能、目的地や経由地の指定を受けて現在位置から目的地までの経路を探索する経路探索機能、その経路探索結果に応じた走行経路を地図画面上に表示して誘導する経路誘導機能などを実行するプログラムが含まれる。

以上のような装置の他にも車両用ナビゲーション装置１には、車両の上下／前後／左右方向の加速度を検出するための加速度センサ、車体の傾斜角を検出する車体傾斜角センサ、ＶＩＣＳ（Vehicle Information & Communication System）からの道路交通情報を受信するための通信装置等が必要により取り付けられる。

次に、このような構成の下での本発明の経路探索手法について、図２に示すフローを参照して説明する。図２のフローは制御回路２が実行する制御フローである。最初のステップＳ１では、ユーザによる出発地、目的地の入力を受ける。入力には操作スイッチ群６を使用する。なお、ステップＳ１の枠外の指差しマークはユーザの操作であることを示す（以下、同じ）。

続くステップＳ２、Ｓ３では、経由地の入力を受ける。最初のステップＳ２では、経由地点の位置座標が一義的に決まる経由地の入力を受ける。位置座標が一義的に決まる経由地とは、東京タワー、国会議事堂のようにその施設の固有名称で指定される経由地、住所で指定される経由地、地図上の位置で指定される経由地のようにその存在位置が一カ所しかなく位置座標が決まっている経由地のことを指す。経由地の入力の仕方は従来と同じで、操作スイッチ群６と表示装置７を用いて行なう。地図上の位置で指定を受ける場合には、地図データベースに記憶されている地図を表示装置７の画面上に表示して指定を受ける。

次のステップＳ３では、施設の種別（一般名称）による経由地の指定を受ける。施設の種別により指定を受ける経由地とは、ガソリンスタンド、コンビニ、駐車場、郵便局等のように固有名称でなく一般名称による施設名で指定される経由地のことで、その種別に入る具体的施設が複数存在するために経由地の座標が一義的には決まらない経由地のことを指す。このような経由地の指定は、例えば、ガソリンスタンドであればどのスタンドでも構わないというような場合になされる。

地図データベース内の施設データには、全国のガソリンスタンドが記録されている。従って、施設の種別で希望する経由地の指定を受ける場合も、その種別に属する施設を検索する地域範囲の指定を受ける必要がある。この地域範囲は、例えば中心位置と半径距離を指定した円地域で指定を受ける。

例として、図３に示す道路網の場合で説明する。図３中のＡ点は指定された出発地、Ｂ点は目的地を示す。Ｃ点は、例えば○○銀行○○支点のように固有名称で指定された経由地を示す。△印のＸ１〜Ｘ４点は指定された施設種別に入る施設の存在地点で、例えばコンビニ店の存在位置である。分岐点ａ２点を中心とする半径Ｒの円内が指定された地域範囲である。この円内に存在するコンビニが経由地候補となる。図３では、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３点に存在するコンビニが経由地としての候補となり、指定地域外に存在するＸ４点のコンビニは経由地の候補とはならない。

ステップＳ４では、ユーザによる経路探索開始の指示を受けて経路探索を開始する。次のステップＳ５では、ステップＳ３にて指定された施設の種別と地域範囲に該当する施設の検索を行なう。地図データベース内の施設データには、各施設の固有名称、施設種別、位置座標、施設内容等が格納されている。ステップＳ３で中心位置ａ２点と半径Ｒにより地域範囲が指定され、施設種別としてコンビニが指定されていたとすると、図３中のＸ１、Ｘ２、Ｘ３点に存在する３つのコンビニが検索により抽出される。

検索が終了するとステップＳ６に移り、抽出された各々の施設（コンビニ）を個別に経由地とする経路の探索を行なう。図３の例では、出発地をＡ点、目的地をＢ点として、Ｃ点とＸ１点を経由する経路と、Ｃ点とＸ２点を経由する経路と、Ｃ点とＸ３点を経由する経路の３種類の経路探索を実行する。

経路探索の手法には、従来と同様にダイクストラ法あるいはこれに準ずる手法を用いる。地図データベース内の道路データには、道路の交差点、曲がり点等をノード、それぞれのノード間道路をリンクと定義し、そのリンクを接続して道路網を表わした道路地図が格納されている。また、各リンクについては道路長、交通規制等の道路情報がリンク情報として記録されている。ダイクストラ法ではリンク情報と接続情報を用いて経路コスト（経路の評価値）の算出を行ない、算出した経路コストが最小となるリンクの接続により目的地までの経路が求められる。

経路探索の実行により図３の例では、Ｘ１点を経由する経路としては、Ａ−ａ１−ａ２−Ｘ１−ａ７−ａ３−Ｃ−ａ９−ａ４の各点を順に通ってＢ点に至る経路が算出される。また、Ｘ２点を経由する経路としては、Ａ−ａ１−ａ５−Ｘ２−ａ６−ａ７−ａ３−Ｃ−ａ９−ａ４の各点を順に通ってＢ点に至る経路が算出される。また、Ｘ３点を経由する経路としては、Ａ−ａ１−ａ８−Ｘ３−ａ９−Ｃ−ａ３−ａ４の各点を順に通ってＢ点に至る経路が算出される。

経路を算出したならば、その経路に沿った走行距離と走行時間も算出する。各リンクのリンク情報にはそのリンク長も記録されているので算出した経路に沿ったリンクのリンク長を加算することで全体の走行距離を求めることができる。また、走行時間は車両の平均速度を仮定することで算出できる。

このようして経路、走行距離、走行時間を算出したならばステップＳ７に移り、算出した経路を走行距離の短い順に例えば図４に示すように表示装置７に表示してユーザに提示する。なお、走行距離と走行時間とは、施設種別と地域範囲とで指定された経由地を通らない経路の走行距離と走行時間に対する増分として表示すると解り易い。
ユーザは表示された経路の中から希望する経路の番号を選択し、経路決定釦１２を押す（ステップＳ８）。これにより走行経路が確定し、確定した走行経路に沿って目的地までの経路誘導が行なわれる（ステップＳ９）。

なお、地域範囲の指定の仕方は図３の例では、円範囲の中心地点を分岐点ａ２としたが、この中心地点は出発地Ａ点、目的地Ｂ点としてもよいし、道路上でない地点でもよく任意である。また、円範囲で指定する代わりに多角形の範囲で指定してもよい。図５は、ｂ１〜ｂ５の５点を結ぶ多角形で地域範囲を指定した例で、この場合にはＸ１、Ｘ２の２地点にあるコンビニが経由地候補として検索されることになる。

次に、施設種別と地域範囲による経由地の指定を受けて経路を探索する他の実施形態を説明する。前述の例では、施設種別として１種類の施設（コンビニ）が指定された場合を説明した。この経由地としての施設種別の指定は１種類に限られる訳ではなく複数であってもよい。また、地域範囲も指定した施設種別毎に別々に指定してもよい。しかし、施設種別が複数指定されると、検索する経路の数が著しく多くなることがある。

例えば、施設種別としてコンビニとガソリンスタンドの２つの施設種別が指定されたとする。そして、指定された地域範囲内で該当施設を検索した所、コンビニは５個所、ガソリンスタンドは４個所存在したとする。すると、コンビニとガソリンスタンドの２個所を経由する経路の組み合わせは５×４で２０組となる。このような多くの組み合わせについてそれぞれ経路を探索したのでは計算時間が長くなり過ぎることがある。

本実施形態は、このような場合に対処するための実施形態である。その考え方は、最初は施設種別としてコンビニだけを指定してもらって経路探索し、その結果を表示してユーザにその中の希望する経路を選択して貰う。その次に、ガソリンスタンドを追加の経由地として指定して貰う。このガソリンスタンドを経由地に加えた経路探索では、コンビニの経由地としては前にユーザにより選択された経路の計算で採用した１個所のコンビニのみを考慮して経路探索を行なう。このようにして経路探索を行なえば、ガソリンスタンドを追加した２回目の経路探索では検索した４個所のガソリンスタンドについての経路を探索すれば済むことになる。従って、合わせて５＋４の９回の経路探索でコンビニとガソリンスタンドを経由する経路探索が済むことになり、経路探索時間は大幅に短縮されることになる。

図６は、このような考えの経路探索を実行するための制御回路２の制御フローを表わしたものである。ステップＴ１〜Ｔ５間のフローは、経由地を追加する基準となる前経路を探索し、ユーザの指示を受けて決定するフローである。ステップＴ６〜Ｔ１３が上に説明した追加の経由地を施設種別と地域範囲により指定された場合に実行する制御フローである。

最初のステップＴ１では、ユーザによる出発地、目的地の入力を受ける。続くステップＴ２では経由地の入力を受ける。この経由地の指定には、前述の図２のフローにおいて説明したような施設種別と地域範囲による指定が含まれていてもよい。
経由地の入力を受けた後、ステップＴ３にて経路探索開始の指示を受ける。そして、ステップＴ４にて経路探索を実行し、結果を表示装置７に表示する。なお、経由地の指定に施設種別と地域範囲による指定が含まれていた場合には、前述の図２のフローで説明したようにして経路を探索する。続くステップＴ５では、表示した経路の中からユーザが希望する経路の指定を受ける。これにより、基準となる前経路が決定する。

続くステップＴ６、Ｔ７では、ステップＴ５で決定した基準となる前経路に追加する経由地の指定を受ける。このステップＴ６、Ｔ７における経由地の追加は、ステップＴ５の操作に引き続いて行なってもよいし、ステップＴ５で決定した経路に従って走行している途中で行なってもよい。

ステップＴ６においては、図２のステップＳ２と同様に経由地点の座標が一義的に決まる追加経由地の指定を受ける。続くステップＴ７では、図２のステップＳ３と同様に施設種別と地域範囲との組み合わせによる追加経由地の指定を受ける。そして経路探索開始の指示を受ける（ステップＴ８）。

続くステップＴ９、Ｔ１０は、追加指定された経由地を考慮した経路探索を実行する部分である。ステップＴ９は図２のステップＳ５に相当する部分で、ステップＴ７において追加指定を受けた施設種別と地域範囲との組み合わせに該当する施設を検索する処理を行なう。
ステップＴ１０では、ステップＴ６で追加された経由地及びステップＴ９で検索した施設を追加した経路探索を行なう。経路探索には図２のステップＳ６の場合と同じく、ダイクストラ法あるいはこれに準ずる手法を用いる。この検索においては、追加された経由地の他に、ステップＴ５にてユーザにより選択された経路（基準となる前経路）の探索に採用された経由地も考慮に入れる。

ステップＴ２において指定された経由地の内、ステップＴ１０の経路探索で考慮される経由地は、ステップＴ８でユーザにより選択された経路に含まれていた経由地のみである。即ち、ステップＴ２において施設種別と地域範囲との組み合わせによる経由地の指定が行なわれていたとしても、それに該当する複数の施設（経由地）の内、ステップＴ１０で考慮されるのはその内の１個所の施設（経由地）のみである。従って、ステップＴ１０で探索される経路の数はステップＴ９で検索された施設数に等しい数となり、探索する経路の数はステップＴ２において施設種別と地域範囲との組み合わせにより指定された全ての施設（経由地）を考慮する場合よりも大幅に少なくなる。その結果として、経路探索に要する計算時間が大幅に短縮される。

ステップＴ１０では経路探索を行なった後で、探索した経路の走行距離と走行時間の計算も行なう。そして、ステップＴ１１にてそれらの経路を走行距離の短い順に図４のように提示してユーザによる選択を受ける（ステップＴ１２）。ユーザの選択により経路が確定したならば、その経路に沿った経路誘導を行なう（ステップＴ１３）。

このように本実施形態では、前に一度決定した経路を基準として、その経路に経由地を追加する形で経路探索を実行する。従って、追加の経由地を施設種別と地域範囲の組み合わせで指定する場合、その地域範囲として基準となる前経路から所定範囲内の地域を経由地範囲として指定することもできる。図７はその例を示したもので、前に決定した経路がＡ−ａ１−ａ２−ａ３−Ｃ−ａ９−ａ４−Ｂの各点を順に経由する経路であったとして、その経路から距離Ｒの範囲内を地域範囲として指定した例である。この場合には、指定された施設種別に属するＸ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４点の施設の内、指定された地域範囲内に存在するＸ１、Ｘ４点の施設のみが経由地の候補として考慮される。このような地域範囲の指定は、一度決めた経路に従って走行中に経由地を追加する必要が生じた場合に便利である。

なお、特許請求の範囲に記載した経路探索手段は、前記実施形態では地図データベース、制御回路２、操作スイッチ群６、表示装置８とダイクストラ法などの経路探索プログラム、図２、図６のフローを実行させるためのプログラムにより構成される。

本発明に係る車両用ナビゲーション装置の全体構成を示すブロック図である。 制御回路２の制御フローである。 経由地の地域範囲の指定を円で行なう場合の例である。 経路探索結果の表示例である。 経由地の地域範囲の指定を多角形で行なう場合の例である。 前に決定した経路に追加経由地を指定して経路探索を行なう場合の制御回路２の制御フローである。 前に決定した経路を基準にその経路から所定距離範囲を経由地の地域範囲として指定する場合の例である。

符号の説明

図面中、１は車両用ナビゲーション装置、２は制御回路、７は表示装置、９はＨＤＤを示す。

Claims (6)

1. 施設データ、道路データを含む地図データベースと、出発地、経由地、目的地の指定を受けて途中経路を探索して提示する経路探索手段とを備えた車両用ナビゲーション装置であって、
   前記経路探索手段は、経由地として施設の種別とその施設が存在する地域範囲との組み合わせによる指定を受け付け、該組み合わせによる経由地の指定を受けた場合には前記地図データベースを使用して該当施設を検索し、検索した施設を経由して目的地に至る経路を検索した施設毎に探索して走行距離を算出し、探索した経路を走行距離の短い順に提示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１に記載の車両用ナビゲーション装置において、前記経路探索手段は前に決めた経路に対して施設の種別とその施設が存在する地域範囲との組み合わせによる経由地の追加指定を受け付け、該組み合わせによる経由地の追加指定を受けた場合には前記地図データベースを使用して該当施設を検索し、前の経路決定に採用した経由地と検索した施設を経由して目的地に至る経路を検索した施設毎に探索して走行距離を算出し、探索した経路を走行距離の短い順に提示することを特徴とする車両用ナビゲーション装置。
3. 請求項１又は２に記載の車両用ナビゲーション装置において、前記地域範囲は中心地点と半径距離を指定した円内の地域とすることを特徴とする車両用ナビゲーション装置。
4. 請求項１又は２に記載の車両用ナビゲーション装置において、前記地域範囲は複数地点とそれら地点を結ぶ多角形内の地域とすることを特徴とする車両用ナビゲーション装置。
5. 請求項２に記載の車両用ナビゲーション装置において、前記地域範囲は前に決めた経路を基準にその経路から指定距離内の地域とすることを特徴とする車両用ナビゲーション装置。
6. 請求項１乃至５の何れかに記載の車両用ナビゲーション装置において、前記経路探索手段による前記探索した経路の提示には、施設種別で指定された施設を経由しない経路の走行距離と走行時間に対する追加走行距離と追加走行時間を含めることを特徴とする車両用ナビゲーション装置。
   
   

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