JP2007127504A - 車両用ナビゲーション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】経路案内中に、案内ポイントにおいて車両が進むべき方向をより判り易く運転者に伝えること。
【解決手段】ステアリングホイール１６には、車両の直進状態でのステアリングホイール位置を基準として、右側ホイール部及び左側ホイール部にそれぞれ右手用振動パッド１４及び左手用振動パッド１５が設置される。ナビゲーションＥＣＵ８は、経路案内中、右左折すべき交差点等の案内ポイントに達する前の所定の案内タイミングにおいて、その案内ポイントでの右左折方向に応じた指示信号を振動パッド駆動回路１３に出力する。この指示信号に基づいて、振動パッド駆動回路１３は、案内ポイントにおける右左折方向に対応する一方の振動パッド１４，１５を振動させる駆動信号を出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、目的地までの経路を案内する経路案内機能を備える車両用ナビゲーション装置に関する。

車両用ナビゲーション装置は、一般に、経路案内機能を備えており、この経路案内機能の実行時には、自車位置が右左折すべき交差点、分岐点、高速道路の入口、出口といった所定の案内ポイントに近づいたとき、表示装置の画面表示が案内ポイント付近の拡大案内図に切り換えられる。それと同時に、例えば「○○ｍ先を左です。」といった音声案内が行なわれる。

この経路案内時に、案内ポイントに近づいたことを運転者により判り易く知らせるために、例えば特許文献１に記載の車両用ナビゲーション装置では、ステアリングホイール部分に振動パッドを設けている。この振動パッドは、自車両の位置が案内ポイントに近づいたときに振動し、運転者は、ステアリングホイールから伝えられる振動によって、案内ポイントが近づいたことを確実に認識できる。
特開２００４−１７０３５９号公報

上述した特許文献１に記載の車両用ナビゲーション装置では、振動パッドは案内ポイントが近づいたことを報知するために用いられているだけであるので、運転者は、その案内ポイントにおける右左折方向を、別途確認する必要がある。

この右左折方向は、案内ポイント付近の拡大案内図や案内音声によって運転者に報知される。しかし、拡大案内図が表示されても、車両の運転中、運転者は、その表示画面を注視することはできない。従って、運転者は、僅かな時間だけ視線を表示装置に向け、進むべき方向を瞬時に判断する必要がある。このため、運転者は、進むべき方向を正しく認識できないことも考えられる。また、案内音声に関しては、運転中に車室内で音楽やラジオ放送を聴いている場合には、その案内音声が聞き取りにくい場合もある。

本発明は上述した点に鑑みてなされたものであり、経路案内中に、案内ポイントにおいて車両が進むべき方向をより判り易く運転者に伝えることが可能な車両用ナビゲーション装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の車両用ナビゲーション装置は、
車両の現在位置を検出する現在位置検出手段と、
道路地図データを記憶する記憶手段と、
道路地図データに基づいて、目的地までの案内経路を設定する案内経路設定手段と、
車両の運転者が接触している部位において、当該車両の運転者が知覚可能な物理的変化を発生するものであって、少なくとも車両の左右方向に対応するように２箇所に設置された物理的変化発生手段と、
車両の現在位置が案内経路における右左折すべき案内ポイントに接近したとき、当該車両が右左折すべき方向に応じて、左右方向に対応するように設置された物理的変化発生手段の一方によって車両の運転者が知覚可能な物理的変化を発生させることにより、案内ポイントにおける右左折方向を案内する案内制御手段とを備えることを特徴とする。

このように請求項１に記載の車両用ナビゲーション装置によれば、車両の現在位置が案内経路における右左折すべき案内ポイントに接近したときに、車両の左右方向に対応するように設置された物理的変化発生手段の一方によって物理的変化を発生させて、その案内ポイントにおける右左折方向を案内する。このため、運転者が知覚可能な物理的変化によって、案内ポイントが接近したことのみならず、その案内ポイントにおける右左折方向も併せて、運転者に判り易く伝えることができる。

運転者が知覚可能な物理的変化を発生する物理的変化発生手段は、請求項２に記載したように、振動を発生するものであっても良いし、請求項３に記載したように、温度変化を発生させるものであっても良い。いずれの場合であっても、運転者はそれらの物理的変化を知覚することができる。

そして、この物理的変化発生手段は、請求項４に記載したように、車両の直進状態でのステアリングホイール位置を基準として、左側ホイール部及び右側ホイール部に、それぞれ設置することができる。車両を運転しているとき、運転者は、基本的に左手で左側ホイール部を握り、右手で右側ホイール部を握っている。このため、左側ホイール部及び右側ホイール部のそれぞれに設置した物理的変化発生手段の一方によって物理的変化を発生させることにより、案内ポイントにおける右左折方向を報知できる。

ただし、物理的変化発生手段をステアリングホイールに設置する場合、請求項５に記載したように、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出手段を備え、案内制御手段は、操舵角検出手段によって検出される操舵角が、所定角度以上である場合、物理的変化発生手段による物理的変化の発生を中止することが好ましい。操舵角検出手段によって検出される操舵角が所定角度以上である場合、ステアリングホイールが回転して、左側ホイール部及び右側ホイール部のそれぞれに設置した物理的変化発生手段の位置が、当初の位置から移動する。このような状態で、左側ホイール部或いは右側ホイール部に設置した物理的変化発生手段によって右左折方向の報知を行うと、運転者が報知された右左折方向を誤って認識する可能性が生じる。従って、ステアリングホイールの操舵角が所定角度以上である場合には、物理的変化発生手段による物理的変化の発生を中止することが好ましい。

また、請求項６に記載したように、物理的変化発生手段は、車両の運転者が着座するシートにおいて、当該運転者の右半身及び左半身にそれぞれ対応するように設置しても良い。このようにしても、物理的変化発生手段の一方によって運転者が知覚可能な物理的変化を発生させることにより、案内ポイントにおける右左折方向を知らせることができる。

次に、本発明の実施形態による車両用ナビゲーション装置について図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係わる車両用ナビゲーション装置２０の概略構成を示すブロック図である。同図に示すように、本実施形態の車両用ナビゲーション装置２０は、位置検出器１、地図データ入力器６、操作スイッチ群７、表示装置９、音声出力装置１０、リモコンセンサ１１、振動パッド駆動回路１３及びこれらに接続されたナビゲーションＥＣＵ８を備えている。

ナビゲーションＥＣＵ８は通常のコンピュータとして構成されており、内部には周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ及びこれらの構成を接続するバスラインが備えられている。ＲＯＭには、ナビゲーションＥＣＵ８が実行するためのプログラムが書き込まれており、このプログラムに従ってＣＰＵ等が所定の演算処理を実行する。

位置検出器１は、いずれも周知の地磁気センサ２、ジャイロスコープ３、車速センサ（距離センサ）４、及び衛星からの電波に基づいて車両の位置を検出するＧＰＳ（Global Positioning System）のためのＧＰＳ受信機５を有している。これらは、各々が性質の異なる誤差を持っているため、複数のセンサにより各々補完しながら使用するように構成されている。ナビゲーションＥＣＵ８は、位置検出器１の各センサ等からの信号に基づいて、車両の現在位置及び進行方向を検出する。なお、各センサの精度によっては位置検出器１を上述した内の一部で構成しても良いし、他のセンサを用いても良い。

地図データ入力器６は、ノードデータ及びリンクデータからなる道路地図データ、地名等の文字データ、及び地形等の背景データなどを含む、道路地図を描画するために必要な地図データをナビゲーションＥＣＵ８に入力するものである。この地図データ入力器６は、地図データを記憶する記憶媒体を備え、その記憶媒体としては、記憶するデータ量からＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等を用いるのが一般的であるが、メモリカードやハードディスクなどの書き換え可能な媒体を用いてもよい。

ここで、ノードデータ及びリンクデータの構成について説明する。ノードデータは、複数の道路が交差、合流、分岐するノード毎に固有の番号を付したノードＩＤ、ノード座標、ノード名称、ノードに接続する全てのリンクのリンクＩＤが記述される接続リンクＩＤ、交差点種類、信号機の有無、規制情報、ノードコスト等の各データから構成されている。リンクデータは、道路毎に固有の番号を付したリンクＩＤ、リンク長、始点及び終点のノード座標、高速道路、有料道路、一般道路、市街地／郊外道路等の道路種別、道路幅員、車線数、リンク走行時間、法定制限速度、リンクコスト等の各データから構成されている。すなわち、リンクデータのリンクとは、地図上の各道路を、交差点、分岐点などを示すノードにより複数に分割し、２つのノード間をリンクとして規定したものである。

これらのノードデータ及びリンクデータにより、地図上に道路を描画したり、ダイクストラ法等の公知の手法を用いて、出発地から目的地までの案内経路を探索することが可能になる。

操作スイッチ群７は、例えば、後述する表示装置９と一体になったタッチスイッチもしくはメカニカルなスイッチとして構成され、各種入力に使用される。例えば、本実施形態のナビゲーション装置２０は、車両の現在位置及びその周辺の地図を表示する通常のナビゲーション機能に加え、経路案内機能を有し、案内経路を設定するために、操作スイッチ群７により出発地、経由地、目的地を指定することが可能である。なお、出発地は特に指定されない限り、車両の現在位置となり、また経由地の指定は任意である。

出発地及び目的地が指定されると、ナビゲーションＥＣＵ８は、公知のダイクストラ法等の手法を用いて出発地から目的地に達する案内経路を探索する。そして、探索された案内経路による経路案内を開始することが操作スイッチ群７の操作によって指示されたとき、ナビゲーションＥＣＵ８は、経路案内を開始する。また、ナビゲーション装置２０は、各種の入力を行なう装置としてリモートコントローラー（リモコン）１２も備えており、リモコン１２が操作された場合には、その操作信号をリモコンセンサ１１が受信し、ナビゲーションＥＣＵ８に入力する。

表示装置９は、液晶ディスプレイによって構成され、表示装置９の画面には、例えば、位置検出器１から入力された車両の現在位置に対応する自車位置マークと、地図データ入力器６より入力された地図データによって生成される車両周辺の道路地図が表示される。また、上述した経路案内時には、表示装置９の画面に、案内経路が強調表示された道路地図が表示される。

音声出力装置１０はスピーカ等からなり、例えば経路案内が行なわれている時、進むべき方向等を案内する音声を出力する。

本実施形態においては、ナビゲーションＥＣＵ８に振動パッド駆動回路１３が接続されている。この振動パッド駆動回路１３には、図２に示す如く、ステアリングホイール１６に設置された右手用振動パッド１４及び左手用振動パッド１５を振動させるための駆動信号を出力する。右手用振動パッド１４及び左手用振動パッド１５は、図２に示すように、車両の直進状態でのステアリングホイール位置を基準として、右側ホイール部及び左側ホイール部にそれぞれ設置されている。

ナビゲーションＥＣＵ８は、経路案内中、右左折すべき交差点等の案内ポイントに達する前の所定の案内タイミングにおいて、その案内ポイントでの右左折方向に応じた指示信号を振動パッド駆動回路１３に出力する。この指示信号に基づいて、振動パッド駆動回路１３は、案内ポイントにおける右左折方向に対応する一方の振動パッド１４，１５を振動させる駆動信号を出力する。

車両を運転しているとき、運転者は、基本的に右手で右側ホイール部を握り、左手で左側ホイール部を握っている。このため、右側ホイール部及び左側ホイール部のそれぞれに設置した振動パッド１４，１５の一方を振動させることにより、運転者に対して、案内ポイントにおける右左折方向を確実かつわかり易く報知できる。

図２に示す例では、右側ホイール部及び左側ホイール部にそれぞれ１個の振動パッド１４，１５を設置しているが、運転者がステアリングホイール１６のどの部分を握っている場合でも、振動パッドによる振動を知覚できるように、右側ホイール部及び左側ホイール部にそれぞれ複数個の振動パッドを設置しても良い。また、振動パッド１４，１５がそれぞれカバーする領域を拡大するように、図２に示す例よりも、振動パッド１４，１５を大型化しても良い。

なお、図示していないが、本実施形態による車両用ナビゲーション装置２０では、ステアリングホイール１６の操舵角を検出する操舵角センサが設けられ、その検出信号がナビゲーションＥＣＵ８に入力されている。

次に、本実施形態の特徴部分に関する、経路案内処理に関して、図３のフローチャートに基づいて説明する。

まず、ステップＳ１００では、出発地、目的地等が指定されて案内経路が設定されており、かつその案内経路に従って経路案内中であるか否かが判定される。このとき、経路案内中であると判定されるとステップＳ１１０に進み、設定されている案内経路と、位置検出器１によって検出された車両の現在位置とを対比する。

そして、ステップＳ１２０において、案内経路と現在位置との対比結果に基づいて、案内ポイントに対する案内タイミングであるか否かを判定する。例えば、車両の進行方向が変化することが予定される交差点、分岐点、高速道路入口や出口等の案内ポイントに対して、車両の現在位置が所定距離まで接近しているときに、案内タイミングであると判定される。案内タイミングではないと判定されるとステップＳ１００の処理に戻り、案内タイミングと判定されると、ステップＳ１３０の処理に進む。

ステップＳ１３０では、表示装置９に案内ポイントにおいて進むべき方向を示す拡大案内図を表示するとともに、音声出力装置１０から案内ポイントにおける右左折方向を音声にて報知する。

次に、ステップＳ１４０では、操舵角センサの検出信号に基づいて、ステアリングホイール１６が、直進状態に対応する中立位置から所定角度以上操舵されているか否かを判定する。ステアリングホイール１６の操舵角が所定角度以上である場合、ステアリングホイール１６が回転して、右側ホイール部及び左側ホイール部のそれぞれに設置した振動パッド１４，１５の位置が、当初の位置から移動する。このような状態で、右側ホイール部或いは左側ホイール部に設置した振動パッド１４，１５によって右左折方向の報知を行うと、却って運転者が右左折方向を誤って認識する可能性が生じる。

従って、ステップＳ１４０において、ステアリングホイールの操舵角が所定角度以上であると判定された場合には、ステップ１６０に進み、振動パッドによる右左折方向の案内を中止する。一方、ステアリングホイールの操舵角が所定角度未満であると判定された場合には、ステップＳ１５０に進み、振動パッド１４，１５を用いた右左折方向の案内処理を実行する。具体的には、ナビゲーションＥＣＵ８から振動パッド駆動回路１３に対して、案内ポイントにおける右左折方向に応じた指示信号を出力する。これにより、その指示信号に応じた一方の振動パッド１４，１５を振動させることができ、運転者に対して確実かつわかり易く右左折方向を知らせることができる。

ステップＳ１７０では、車両が目的地に到着したか否かを判定し、まだ目的地に到着していないと判定される場合には、ステップＳ１００からの処理を繰り返す。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明による車両用ナビゲーション装置は、上述の実施形態に何ら制限されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することができる。

例えば、ナビゲーション装置２０が、同一の案内ポイントに対して複数回、右左折すべき方向を案内する場合には、各案内タイミングにおいて、振動の強さ及び／又は振動の継続時間を変化させるようにしても良い。一例として、案内ポイントである交差点に対して、例えば７００ｍ手前、３００ｍ手前、及び１００ｍ手前をそれぞれ案内タイミングとする場合に、案内ポイントまでの距離が短くなるほど、振動の強さを強くしたり、振動の継続時間を長くしたりする。このようにすれば、運転者は、振動パッド１４，１５の振動状態から、案内ポイントでの右左折方向のみでなく、案内ポイントに対する接近度合も認識することができるようになる。

また、上述した実施形態では、振動パッド１４，１５をステアリングホイール１６に設置したが、運転者の身体が接触する部位である限り、その他の場所に設置しても良い。例えば、振動パッド２２，２３を運転席シート２１の座面や背もたれに設置しても良い。この場合、振動パッド２２，２３は、図４に示すように、車両の運転席シート２１において、運転者の右半身及び左半身にそれぞれ対応するように設置される。このようにしても、振動パッド２２，２３の一方を振動させることにより、運転者に対して、案内ポイントにおける右左折方向を知らせることができる。

また、振動パッド以外の手段を用いて、運転者に対して、案内ポイントにおける右左折方向を報知しても良い。例えば、ヒータ等の温度変化手段を、上述振動パッドに代えて用いても良い。温度変化も、運転者が知覚可能な物理的変化だからである。さらに、例えばインパネやシートに、ナビゲーションＥＣＵ８からの指示信号に応じて伸縮可能な伸縮部材を、報知すべき右左折方向に対応して設け、この伸縮部材によって右左折方向を報知しても良い。具体的には、右左折方向案内時以外は、運転者に対して非接触となるように伸縮部材を収縮した状態を維持し、右左折方向案内時は、案内ポイントにおける右左折方向に対応した伸縮部材を伸長させて、運転者の身体の一部に接触させる。このようにしても、運転者に対して、案内ポイントにおける右左折方向を報知できる。

また、良く知っている道を走行している場合など、却って右左折方向案内が煩わしいと感じる場合もあるので、振動パッド等を用いた右左折方向案内の実行可否を切り換えるスイッチを設けるようにしても良い。

本発明の実施形態に係わる、車両用ナビゲーション装置の概略構成を示す構成図である。 ステアリングホイールに設置された振動パッドを示す説明図である。 経路案内処理を示すフローチャートである。 振動パッドを運転席シートに設置した例を説明するための説明図である。

符号の説明

１…位置検出器
６…地図データ入力器
７…操作スイッチ群
８…ナビゲーションＥＣＵ
９…表示装置
１０…音声出力装置
１１…リモコンセンサ
１２…リモコン
１３…振動パッド駆動回路
１４…右手用振動パッド
１５…左手用振動パッド
２０…車両用ナビゲーション装置

Claims (6)

1. 車両の現在位置を検出する現在位置検出手段と、
   道路地図データを記憶する記憶手段と、
   前記道路地図データに基づいて、目的地までの案内経路を設定する案内経路設定手段と、
   車両の運転者が接触している部位において、当該車両の運転者が知覚可能な物理的変化を発生するものであって、少なくとも車両の左右方向に対応するように２箇所に設置された物理的変化発生手段と、
   前記車両の現在位置が前記案内経路における右左折すべき案内ポイントに接近したとき、当該車両が右左折すべき方向に応じて、左右方向に対応するように設置された物理的変化発生手段の一方によって前記車両の運転者が知覚可能な物理的変化を発生させることにより、前記案内ポイントにおける右左折方向を案内する案内制御手段とを備えることを特徴とする車両用ナビゲーション装置。
2. 前記物理的変化発生手段は、前記車両の運転者が知覚可能な物理的変化として振動を発生することを特徴とする請求項１に記載の車両用ナビゲーション装置。
3. 前記物理的変化発生手段は、前記車両の運転者が知覚可能な物理的変化として、温度変化を発生することを特徴とする請求項１に記載の車両用ナビゲーション装置。
4. 前記物理的変化発生手段は、前記車両の直進状態でのステアリングホイール位置を基準として、左側ホイール部及び右側ホイール部に、それぞれ設置されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の車両用ナビゲーション装置。
5. 前記ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出手段を備え、
   前記案内制御手段は、前記操舵角検出手段によって検出される操舵角が、所定角度以上である場合、前記物理的変化発生手段による物理的変化の発生を中止することを特徴とする請求項４に記載の車両用ナビゲーション装置。
6. 前記物理的変化発生手段は、前記車両の運転者が着座するシートにおいて、当該運転者の右半身及び左半身にそれぞれ対応するように設置されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の車両用ナビゲーション装置。

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