JP2008058282A - ナビゲーションシステム - Google Patents

Abstract

【課題】サーバに対するデータ取得の要求から画像が表示されるまでの応答時間を短縮し、全データを保持しているナビゲーション装置と同等の表示品質を実現できるナビゲーションシステムを提供する。
【解決手段】自己の位置を特定する位置特定手段１１、２１と、１つの位置に対して精度が異なる複数種類の画像を描画するための複数種類のデータを格納する記憶手段１６、１８と、特定された位置に対応する画像を描画するためのデータが記憶手段に存在しない場合に、該画像を描画するためのデータの取得をサーバに要求し、該要求に応答してサーバから送られてくるデータを受信する通信手段１４、２４と、受信されたデータを記憶手段に格納するデータ格納処理手段２５と、記憶手段から、精度が低い画像から精度が高い画像を描画するためのデータまでを順次に読み出し、該読み出したデータに基づき画像を表示する表示手段１３ａ、２３を備えている。
【選択図】図１

Description

この発明は、ユーザを目的地に案内するナビゲーションシステムに関し、特に、案内に使用するデータを保持する技術に関する。

従来、地図データまたは施設データなどを格納したデータベースをネットワーク上のサーバに保持しておき、ナビゲーション装置は、このネットワーク上のデータベースから通信によって地図データまたは施設データなどを取得し、案内に使用するナビゲーションシステムが知られている。

例えば、特許文献１は、移動体とセンタ局とが移動体通信により移動体の地図情報の通信を行ない、移動体の必要とする詳細度に応じた地図情報を配布する移動体用地図情報配布システムを開示している。この移動体用地図情報配布システムにおいては、移動体は地図情報記憶部、移動側通信部、出力部、入力部および制御部を備え、センタ局は関連情報記憶部、センタ側通信部および制御部を備えている。移動体の入力部はセンタ局に対して要求する情報種別および／または情報範囲および／または複数に階別された地図情報の詳細度を入力する要求情報入力部を有する。センタ局の制御部はセンタ側通信部により通信された詳細度等に基づき関連情報記憶部により記憶された情報から移動体の要求する情報を選択してセンタ側通信部に出力する要求情報選択部を有する。

また、特許文献２は、無線通信手段を介して情報センタから車載のナビゲーション装置に転送される要求地図情報をロードする際の情報センタの専有時間を低減し、容量の小さな記憶媒体でも、この要求地図情報を記憶できるようにしたナビゲーション装置を開示している。このナビゲーション装置は、車載の携帯電話により、情報センタに必要地図情報を要求し、この情報センタから転送される要求地図情報を受信してロードするナビゲーション装置であって、要求地図情報を所定のエリア単位で受信してロードし、所定時期に車両の進行方向に位置する次のエリアの要求地図情報をロードし、この次のエリアの要求地図情報がロードされた後にその前の要求地図情報を消去する。

また、特許文献３は、通信時間を短縮でき、且つクライアント側で通信開始から比較的短時間で地図画像を描画できる地図データ配信方法を開示している。この地図データ配信方法において、クライアントはＷＷＷブラウザを使用して地図データ配信サーバにアクセスし、所望の地点の緯度・経度と、地図データの優先順位を指定する。サーバはデータベースから指定された順番で地図データの構成要素を読み出し、指定された順番でクライアントに送信する。クライアントではデータをキャッシュに一時保存するとともに、地図描画ソフトを起動し、１図葉分のデータの送信完了を待つことなく、受信したデータまたはキャッシュ内のデータを使用して地図画像の描画を開始する。

特開平０７−２６２４９３号公報 特開平１０−１０５０５３号公報 特開２００１−１３４７７６号公報

しかしながら、上述した従来のナビゲーションシステムを構成するナビゲーション装置は、通信するデータ量を少なくしない限り、サーバに対するデータ取得の要求から、この取得されたデータに基づく画像が表示されるまでの応答時間を短縮することはできない。そこで、通信するデータ量を少なくすると、表示品質は、全てのデータを内部に保持しているナビゲーション装置よりも劣ってしまうという問題がある。

この発明は、上述した問題を解消するためになされたものであり、その課題は、サーバに対するデータ取得の要求から画像が表示されるまでの応答時間を短縮するとともに、全てのデータを内部に保持しているナビゲーション装置と同等の表示品質を実現することができるナビゲーションシステムを提供することにある。

ナビゲーションシステムを構成するナビゲーション装置は、一般に、案内に使用されるデータが網羅されたデータベースを備えているが、ユーザが普段使用するデータは、ユーザが行動する地域および嗜好に応じて限られる傾向があり、必ずしも全てのデータをナビゲーション装置内に保持しておく必要はない。そこで、この発明に係るナビゲーション装置は、上記課題を解決するために、自己の位置を特定する位置特定手段と、１つの位置に対して精度が異なる複数種類の画像を描画するための複数種類のデータを格納する記憶手段と、位置特定手段によって特定された位置に対応する画像を描画するためのデータが記憶手段に存在しない場合に、該画像を描画するためのデータの取得をサーバに要求し、該要求に応答してサーバから送られてくるデータを受信する通信手段と、通信手段で受信されたデータを記憶手段に格納するデータ格納処理手段と、記憶手段から、精度が低い画像を描画するためのデータから精度が高い画像を描画するためのデータまでを順次に読み出し、該読み出したデータに基づき画像を表示する表示手段を備えている。

この発明によれば、１つの位置に対して精度が異なる複数種類の画像を描画するための複数種類のデータをサーバから取得し、精度が低い画像から精度が高い画像へと順次に表示するように構成したので、サーバに対するデータ取得の要求から、この取得されたデータに基づく画像が表示されるまでの応答時間を短縮するとともに、全てのデータを内部に保持しているナビゲーション装置と同等の表示品質を実現することができる。

以下、この発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るナビゲーションシステムの構成を示すブロック図である。このナビゲーションシステムは、ナビゲーション装置１と、情報センタに設置されたデータベースサーバ２と、これらの間を通信によって接続するネットワーク３および無線基地局４から構成されている。データベースサーバ２は、この発明のサーバに対応する。

まず、ナビゲーション装置１について説明する。ナビゲーション装置１は、位置特定装置１１、ユーザ操作入力装置１２、表示装置１３ａ、音声出力装置１３ｂ、通信装置１４、ＲＯＭ（Read Only Memory）１５、ＲＡＭ（Random Access Memory）１６、演算装置１７および書き換え可能な不揮発メモリ１８から構成されている。なお、ＲＯＭ１５は、不揮発メモリ１８で代用することもできる。

位置特定装置１１は、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）受信機、方位センサおよび車速センサ（いずれも図示は省略する）から構成されている。ＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して自己の位置を検出し、ＧＰＳデータとして演算装置１７に送る。方位センサは、自己の進行方位を検出し、方位データとして演算装置１７に送る。車速センサは、自己の移動速度を検出し、速度データとして演算装置１７に送る。この位置特定装置１１は、後述する演算装置１７の位置特定演算部２１とともに、この発明の位置特定手段を構成する。

ユーザ操作入力装置１２は、例えばリモートコントローラ、タッチパネル、操作ボタンまたは音声認識機能を有する音声入力装置などから構成することができる。ユーザ操作入力装置１２は、ユーザの操作を受け付ける。このユーザ操作入力装置１２が操作されることにより発生されたデータは、操作データとして演算装置１７に送られる。

表示装置１３ａは、例えば液晶ディスプレイ装置から構成されており、演算装置１７から送られてくる表示データにしたがって、各種アイコン、地図、誘導経路、自車マークなどを表示する。この表示装置１３ａは、後述する演算装置１７の表示・音声出力制御部２３とともに、この発明の表示手段を構成する。音声出力装置１３ｂは、例えばスピーカから構成されており、演算装置１７から送られてくる音声データにしたがって、例えば経路案内メッセージを音声で出力する。

通信装置１４は、例えば携帯電話から構成されており、無線基地局４およびネットワーク３を介して接続されるデータベースサーバ２と演算装置１７との間で行われる通信を制御する。この通信装置１４は、後述する演算装置１７の通信制御部２４とともに、この発明の通信手段を構成する。ＲＯＭ１５は、プログラム領域を有し、演算装置１７が実行する各種プログラムを記憶している。このＲＯＭ１５に記憶されているプログラムが実行されることにより、後述する演算装置１７の内部の位置特定演算部２１、ユーザ入力制御部２２、表示・音声出力制御部２３、通信制御部２４およびデータ格納処理部２５が実現されている。

ＲＡＭ１６は、この発明の記憶手段の一部に対応し、演算装置１７がデータを一時的に格納するためのワーク領域および通信装置１４を介してデータベースサーバ２から取得した一次データを格納するための一次データ格納領域を有する。また、ワーク領域は通信装置１４を介してデータベースサーバ２から取得した二次データを、不揮発メモリ１８に格納するまでの一時的な格納領域として用いる。一次データは、精度が低い画像（地図または施設の画像）を描画するためのデータであり、データ量が少ないという特徴を有する。一次データは、ナビゲーション装置１で再利用（例えば再描画、条件検索）が可能なデータ形式を有する必要はない。

換言すれば、一次データは、データの通信量を少なくし、ナビゲーション装置１がデータ取得を要求してから表示装置１３ａに出力されるまでの時間を短縮することに主眼を置いたデータであり、データ量が少なくなるのであれば、縮尺の変更による再描画や、表示方向の再描画に対応していなくてもよい。例えば、地図データが頂点データまたはベクトルデータなどで構成されている場合は、縮尺を変更しても再描画することが可能であるが、ビットマップデータ（升目毎の色を示すデータ）から構成されている場合は、縮尺の変更による再描画が制限される。このような特徴を有するデータを一次データとして採用することにより、通信時間の短縮による応答速度を改善することができる。

演算装置１７は、例えばマイクロコンピュータから構成されており、上述したように、ソフトウェア処理によって実現された位置特定演算部２１、ユーザ入力制御部２２、表示・音声出力制御部２３、通信制御部２４およびデータ格納処理部２５を備えている。

位置特定演算部２１は、位置特定装置１１から送られてくるＧＰＳデータ、方位データおよび車速データに基づき、ナビゲーション装置の現在位置を特定する。この特定された現在位置は、例えば経路探索時の出発地、表示装置１３ａの画面上における自車マークの表示位置などを決定するために使用される。ユーザ入力制御部２２は、ユーザ操作入力装置１２から送られてくる操作データによって示されるユーザの要求、例えば目的地の設定、表示装置１３ａの画面の切り換えなどの処理を実行する。

表示・音声出力制御部２３は、演算装置１７における各種の処理結果を表示データとして表示装置１３ａに送り、または、音声データとして音声出力装置１３ｂに送ることにより、画面および音声を用いて種々の情報をユーザに伝達する。通信制御部２４は、通信装置１４を制御することにより、このナビゲーション装置１と無線基地局４およびネットワーク３を介して接続されているデータベースサーバ２との間のデータの送受を制御する。データ格納処理部２５は、この発明の伝送格納処理手段に対応し、不揮発メモリ１８に対するアクセス（読み出しおよび書き込み）を制御する。このデータ格納処理部２５によって行われる処理の詳細は後述する。

不揮発メモリ１８は、この発明の記憶手段の他の一部に対応し、例えばフラッシュメモリといった半導体不揮発メモリから構成されている。なお、不揮発メモリ１８としては、半導体不揮発メモリに限らず、例えば低消費電力の小型ハードディスク装置（ＨＤＤ：Hard Disk Drive）によって構成することもできる。不揮発メモリ１８は、プログラム領域、基本的地図データ領域および二次データ格納領域を有する。

プログラム領域には、演算装置１７で実行されるプログラム（ＲＯＭ１５に格納されるプログラムとは異なるプログラム）が格納される他、位置特定演算部２１で求められた現在位置を表すデータ、ユーザから要求された位置を表すデータ、および、ユーザから要求された施設を表示装置１３ａおよび音声出力装置１３ｂに出力するためのデータなどが格納される。

基本的地図データ領域には、基本的地図データが格納される。基本的地図データは、経路探索および単純な経路図を描画するために使用される地図データであり、精度が低く荒い地図、例えば経路図しか描画できないが、データサイズが小さいという特徴を有する。この基本的地図データは、基本的地図データ領域にあらかじめ格納されており、データベースサーバ２から取得されたデータによって書き換えられることはない。この基本的地図データを有することにより、後述する二次データが一部または全部存在しない場合であっても、経路探索時にデータベースサーバ２との間の通信が発生しなくなり、ユーザの操作に対する応答性が良くなる。また、基本的地図データを有することにより、通信ができない環境であっても、経路探索が可能であり、ナビゲーション装置１としての最低限の機能を確保できる。

二次データ格納領域には、二次データが格納される。二次データは、精度が高い画像を描画するためのデータである。この二次データとしては、再利用（再描画、条件検索）が可能であり、縮尺の変更、表示方向の変更などに対応した特定の領域の完全な地図を描画するための地図データおよび完全な施設を描画するための施設データが用いられる。ユーザ操作に対応する二次データが二次データ格納領域に存在すれば、この二次データを再利用することにより、データベースサーバ２から通信によって二次データを取得する必要はない。したがって、通信時間が不要になるので応答速度を改善することができる。

二次データとしては、より具体的には、経路、道路形状、施設形状、地形、勾配などを含む立体（３Ｄ）地図データおよび平面（２Ｄ）地図データ、ならびに、施設データなどといった、ナビゲーション装置１が有すべきすべての情報を含むデータを用いることができる。

二次データ格納領域は、行動地域内データ領域および行動地域外データ領域に分けられており、ユーザの行動地域内の地図を描画するための二次データおよびユーザの行動地域外の地図を描画するための二次データがそれぞれ格納される。この二次データ格納領域は不揮発メモリ１８に形成されるため有限であり、データベースサーバ２から受信した二次データを格納するための空き領域が存在しない場合がある。この場合、データ格納処理部２５は、ユーザによる施設検索履歴、走行履歴および二次データに対する参照履歴を含む統計情報に基づき不要であると判断した二次データを削除し、データベースサーバ２から受信した二次データを格納する。行動領域内の二次データの削除は、走行履歴によって示される行動地域が遠い位置の二次データ、参照履歴によって示される参照した日時が古い二次データ、または、参照履歴によって示される参照回数が少ない二次データから順番に削除するように構成することができる。また、行動地域外の二次データの削除は、参照した日時が古い二次データから順番に削除するように構成することができる。

このような不要な二次データの削除とデータベースサーバ２から受信したデータの格納とが繰り返されることにより、ユーザが使用する頻度が高いテータのみが二次データ格納領域に蓄積されていくため、容量が限られている二次データ格納領域であっても、網羅的なデータを有するナビゲーション装置と同等の応答速度およびデータ量のテータベースとして使用することが可能になる。なお、行動地域外データ領域に格納されている二次データは、行動範囲が広がることによって行動地域の二次データと評価された場合に、行動地域内データ領域に移動するように構成することもできる。

上述したように、二次データ格納領域が、行動地域内データ領域と行動地域外データ領域とに分けられていることにより、一時的に参照したユーザの行動地域外のデータによって、ユーザの行動地域の二次データが消去されてしまうことを避けることができる。また、受信して間もないユーザの行動地域外の二次データを、新しく受信した二次データで消去してしまうことを避けることができる。

次に、データベースサーバ２について説明する。データベースサーバ２は、例えばサーバコンピュータから構成されており、通信装置３１、ＲＡＭ３２、ディスク装置３３および演算装置３４を備えている。

通信装置３１は、ネットワーク３および無線基地局４を介して接続されるナビゲーション装置１と演算装置３４との間で行われる通信を制御する。ＲＡＭ３２は、演算装置３４のワーク領域として使用されるとともに、演算装置３４で生成された一次データを格納するための一次データ格納領域として使用される。

ディスク装置３３は、プログラム格納領域および二次データ格納領域を有する。プログラム格納領域には、演算装置３４で使用されるプログラムが格納される。二次データ格納領域には、ナビゲーション装置１において案内に使用される地図データおよび施設データが網羅された二次データが格納されており、データベースが形成されている。

演算装置３４は、一次データ生成部４１およびデータ通信制御部４２を備えている。一次データ生成部４１は、ディスク装置３３の二次データ格納領域から二次データを読み出し、この読み出した二次データを簡略化して一次データを生成する。この一次データ生成部４１で生成された一次データは、ＲＡＭ３２の一次データ格納領域に一時的に格納される。このように、一次データは、二次データから作成するように構成したので、ディスク装置３３に保持するデータのサイズを小さくすることができる。

データ通信制御部４２は、通信装置１４を制御することにより、ネットワーク３および無線基地局４を介して接続されているナビゲーション装置１と演算装置３４との間のデータの送受を制御する。すなわち、データ通信制御部４２は、ナビゲーション装置１から通信装置３１を介して送られてくるデータ取得の要求に応答して、ＲＡＭ３２の一次データ格納領域に格納されている一次データまたはディスク装置３３の二次データ格納領域に格納されている二次データを読み出し、通信装置３１を介してナビゲーション装置１に送信する。

次に、上記のように構成される、この発明の実施の形態１に係るナビゲーションシステムの動作を、地図または施設を表す情報の表示を更新する表示更新処理を中心に、図２および図３に示すフローチャートならびに図４〜図１３に示す画面表示例を参照しながら説明する。

ナビゲーション装置１の移動による地図のスクロール、ユーザの指示による地図のスクロール、ユーザの指示による地図の拡大または縮小、あるいは、施設検索などが指示された場合、つまり表示を更新する必要が生じた場合に、表示更新処理が開始される。

表示更新処理では、まず、不揮発メモリ１８に二次データが存在するかどうかが調べられる（ステップＳＴ１１）。すなわち、演算装置１７は、不揮発メモリ１８の二次データ格納領域を検索し、二次データが存在するかどうかを調べる。このステップＳＴ１１において、不揮発メモリ１８に二次データが存在しないことが判断されると、基本的地図データによる画面描画が行われる（ステップＳＴ１２）。すなわち、演算装置１７内の表示・音声出力制御部２３は、位置特定演算部２１から取得したナビゲーション装置１の現在位置に対応する基本的地図データを不揮発メモリ１８の基本的地図データ領域から読み出し、この読み出した基本的地図データに基づき地図を生成し、表示データとして表示装置１３ａに送る。これにより、図５に示すような、単純な経路図が表示装置１３ａに表示される。なお、基本的地図データが不揮発メモリ１８の基本的地図データ領域に存在しない場合は、図４に示すように、表示装置１３ａの画面に地図は表示されず、アイコンおよび自車マークのみが表示される。

ステップＳＴ１２における基本的地図データによる画面描画が終了すると、次いで、直前に受信した一次データ（前回の一次データ受信処理で受信した一次データ）が使用可能であるかどうかが調べられる（ステップＳＴ１３）。すなわち、表示・音声出力制御部２３は、ＲＡＭ１６の一次データ格納領域に、表示しようとする地図に対応する一次データが格納されているかどうかを調べる。このステップＳＴ１３において、直前に受信した一次データが使用可能であることが判断されると、その一次データが表示装置１３ａに出力される（ステップＳＴ１４）。すなわち、表示・音声出力制御部２３は、ＲＡＭ１６の一次データ格納領域に格納されている使用可能な一次データに基づき地図を生成し、表示データとして表示装置１３ａに送る。

一次データは最小描画単位に細かく分割されており、その分割された最小描画単位の一次データが受信される毎に、ＲＡＭ１６の一次データ格納領域への格納および表示装置１３ａへの出力が行われる。したがって、先にデータベースサーバ２に要求した一次データの全ての受信が完了しなくても、表示装置１３ａに出力することができる。これにより、図６に示すような、簡易的な地図が表示装置１３ａに表示される。上記ステップＳＴ１３において、直前に受信した一次データが使用可能でないことが判断されると、ステップＳＴ１４の処理はスキップされる。

次いで、一次データの取得が不要であるかどうかが調べられる（ステップＳＴ１５）。すなわち、演算装置１７は、ステップＳＴ１３で調べた一次データで全て満足するかどうか、つまり表示しようとする地図を表示するのに十分であるかどうかを調べる。このステップＳＴ１５において、一次データの取得が不要であることが判断されると、シーケンスはステップＳＴ２０に進み、ステップＳＴ２０以下の二次データ取得処理が行われる。

一方、ステップＳＴ１５において、一次データの取得が不要でない、つまり一次データの取得が必要であることが判断されると、次いで、一次データの受信が行われる（ステップＳＴ１６）。すなわち、演算装置１７の通信制御部２４は、自動的に、つまりユーザに通信の開始を通知することなく、通信装置１４を制御して一次データを取得するための要求を送信する。具体的には、ナビゲーション装置１は、例えば、取得を所望する地図データの緯度、経度および縮尺を伴った要求を、無線基地局４およびネットワーク３を介して、データベースサーバ２に送信する。この場合、ナビゲーション装置１は、表示装置１３ａに表示される領域よりも広い領域の地図を表示するための地図データ（一次データ）を要求し、ナビゲーション装置１が移動した場合に備える。

この要求を受信したデータベースサーバ２においては、通信装置３１は、受信した要求を演算装置３４のデータ通信制御部４２に送り、データ通信制御部４２は、その旨を一次データ生成部４１に通知する。一次データ生成部４１は、ディスク装置３３内の二次データ格納領域から二次データを読み出し、比較的単純でデータ量が少ない一次データを作成し、ＲＡＭ３２の一次データ格納領域に格納する。その後、データ通信制御部４２は、ＲＡＭ３２の一次データ格納領域から一次データを最小描画単位毎に読み出し、通信装置３１に送る。これにより、一次データが、通信装置３１からネットワーク３および無線基地局４を介してナビゲーション装置１に送信される。

ナビゲーション装置１の演算装置１７に含まれる通信制御部２４は、データベースサーバ２からネットワーク３、無線基地局４および通信装置１４を介して受信した最小描画単位毎の一次データをＲＡＭ１６の一次データ格納領域に格納する。なお、ＲＡＭ１６の一次データ格納領域に格納された一次データは、表示装置１３ａに出力された後であっても直ちには破棄されず、ＲＡＭ１６に保存される。そして、一次データ格納領域が満杯になった場合に、一番古い一次データから順番に削除し、空いた領域に受信された一次データが格納される。これは、ユーザが地図のスクロール操作を行い、直前に表示していた地図を再度表示する場合に備えるためである。

次いで、表示更新が必要であるかどうかが調べられる（ステップＳＴ１７）。すなわち、一次データの受信中に、ナビゲーション装置１の移動による地図のスクロール、ユーザの指示による地図のスクロール、ユーザの指示による地図の拡大または縮小、または、施設検索が指示されたかどうかが調べられる。このステップＳＴ１７において、表示更新が必要であることが判断されると、シーケンスはステップＳＴ１１に戻り、上述した処理が繰り返される。

一方、ステップＳＴ１７において、表示更新が必要でないことが判断されると、次いで、最小描画単位の一次データが受信されたかどうかが調べられる（ステップＳＴ１８）。このステップＳＴ１８において、最小描画単位の一次データが受信されていないことが判断されると、シーケンスはステップＳＴ１５に戻り、上述した処理が繰り返される。一方、ステップＳＴ１８において、最小描画単位の一次データが受信されたことが判断されると、受信された一次データが表示装置１３ａに出力される（ステップＳＴ１９）。すなわち、表示・音声出力制御部２３は、ＲＡＭ１６の一次データ格納領域に格納されている一次データを読み出し、この読み出した一次データに基づき地図を生成し、表示データとして表示装置１３ａに送る。その後、シーケンスはステップＳＴ１５に戻り、上述した処理が繰り返される。これらステップＳＴ１５〜ＳＴ１９の繰り返し処理によって、例えば図６に示すような、簡略化された地図が表示装置１３ａに表示される。

ナビゲーション装置１における二次データ取得処理においては、まず、表示更新が必要であるかどうかが調べられる（ステップＳＴ２０）。このステップＳＴ２０の処理は、上述したステップＳＴ１７の処理と同じである。このステップＳＴ２０において、表示更新が必要であることが判断されると、シーケンスはステップＳＴ１１に戻り、上述した処理が繰り返される。

一方、ステップＳＴ２０において、表示更新が必要でないことが判断されると、次いで、二次データの受信が行われる（ステップＳＴ２１）。すなわち、演算装置１７の通信制御部２４は、自動的に、つまりユーザに通信を開始することを通知することなく、通信装置１４を制御して二次データ取得のための要求を送信する。具体的には、ナビゲーション装置１から、取得を所望する地図データの緯度、経度および縮尺を伴う要求が、無線基地局４およびネットワーク３を介して、データベースサーバ２に送信される。

この要求を受信したデータベースサーバ２においては、通信装置３１は、受信した要求を演算装置３４のデータ通信制御部４２に送る。データ通信制御部４２は、ディスク装置３３内の二次データ格納領域から要求された二次データを読み出し、通信装置３１に送る。これにより、二次データが、通信装置３１からネットワーク３および無線基地局４を介してナビゲーション装置１に送信される。

ナビゲーション装置１の演算装置１７に含まれる通信制御部２４は、データベースサーバ２からネットワーク３、無線基地局４および通信装置１４を介して受信した二次データをＲＡＭ１６のワーク領域に格納する。

次いで、最小データ単位の二次データが取得されたかどうかが調べられる（ステップＳＴ２２）。二次データの最小データ単位サイズは、一次データより大きくすることができる。これは、一次データが既に一次データ格納領域に存在することにより、必要最低限のデータは表示装置１３ａを通してユーザに提供されているため、二次データの受信結果を即座にユーザに提供する必要が無く、二次データの受信に要する時間を気にする必要がないからである。

ステップＳＴ２２において、最小データ単位の二次データが取得されていないことが判断されると、シーケンスはステップＳＴ２７に進む。一方、ステップＳＴ２２において、最小データ単位の二次データが取得されたことが判断されると、次いで、その最小データ単位の二次データが、ユーザの行動地域内のデータであるかどうかが調べられる（ステップＳＴ２３）。ユーザの行動地域かどうかは、ナビゲーション装置１の走行履歴から判断される。例えば、走行履歴によって示される特定の地点から一定の距離内であれば、ユーザの行動地域のテータであると判断される。

ステップＳＴ２３において、ユーザの行動地域内のデータであることが判断されると、次いで、不揮発メモリ１８の行動地域内データ領域に空きがあるかどうかが調べられる（ステップＳＴ２４）。このステップＳＴ２４において、空きがないことが判断された場合は、不要な二次データが消去される（ステップＳＴ２５）。ここで、不要な二次データとは、ナビゲーション装置１の走行履歴によって示される行動地域が最も遠い位置のデータ、参照した日時が最も古いデータおよび参照回数が最も少ないデータの順にチェックし、これらに該当したデータをいう。一方、上記ステップＳＴ２４において、空きがあることが判断された場合は、ステップＳＴ２５の処理はスキップされる。

次いで、上述した最小データ単位の二次データが不揮発メモリ１８の行動地域内データ領域に格納される（ステップＳＴ２６）。その後、シーケンスはステップＳＴ２７に進む。ステップＳＴ２７においては、二次データの取得が完了したかどうかが調べられる。すなわち、先の要求で指示された地図データの緯度、経度および縮尺に対応する二次データの取得が完了したかどうかが調べられる。このステップＳＴ２７において、二次データの取得が完了していないことが判断されると、シーケンスはステップＳＴ２０に戻り、上述した処理が繰り返される。一方、ステップＳＴ２７において、二次データの取得が完了したことが判断されると、表示更新処理は終了する。

上記ステップＳＴ２３において、ユーザの行動地域内のデータでないことが判断されると、次いで、不揮発メモリ１８の行動地域外データ領域に空きがあるかどうかが調べられる（ステップＳＴ２８）。このステップＳＴ２８において、空きがないことが判断された場合は、不要な行動地域外の二次データが消去される（ステップＳＴ２９）。ここで、不要な行動地域外の二次データとは、ステップＳＴ２５で消去される不要な二次データとは異なり、参照した日時が最も古いデータをいう。この不要な行動地域外の二次データは、一時的に参照されるデータであり、比較的短時間で繰り返して参照されるので、不要な二次データを消去する方法が、ステップＳＴ２５と同様の方法である場合、不本意に消去されてしまう可能性が高くなるからである。例えば、兵庫県内に在住する人が東京のある地点Ａのデータを参照し、次に、他の地点Ｂのデータを参照し、再度、地点Ａのデータを参照すると、不要な二次データを消去する方法が、ステップＳＴ２５と同様の方法である場合、地点Ｂのデータを格納するために地点Ａのデータが消去される可能性が高くなる。

上記ステップＳＴ２８において、空きがあることが判断された場合は、ステップＳＴ２９の処理はスキップされる。次いで、新たに受信された最小データ単位の二次データが、行動地域外の二次データとして行動地域外データ領域に格納される（ステップＳＴ３０）。その後、シーケンスはステップＳＴ２７に進む。

上記ステップＳＴ１１において、不揮発メモリ１８に二次データが存在することが判断されると、その二次データを用いて生成された画像が表示装置１３ａに出力される（ステップＳＴ３１）。これにより、例えば図７に示すような、精度が高い詳細な画像が表示装置１３ａに表示される。なお、二次データの受信完了時に、図６に示すような一次データに基づく簡易化された画像が表示されていた場合は、二次データに基づく詳細な画像が再表示されることになる。次いで、その二次データは、不揮発メモリ１８の行動地域外データ領域に存在するデータであるかどうかが調べられる（ステップＳＴ３２）。このステップＳＴ３２において、行動地域外データ領域に存在しないデータであることが判断されると、表示更新処理は終了する。

一方、ステップＳＴ３２において、行動地域外データ領域に存在するデータであることが判断されると、次いで、ユーザの行動地域内の二次データとみなすかどうかが判断される（ステップＳＴ３３）。これは、ナビゲーション装置１の現在の走行履歴から、その二次データを再評価することにより行われる。このステップＳＴ３３において、ユーザの行動地域内の二次データとみなさないことが判断されると、表示更新処理は終了する。

一方、ステップＳＴ３３において、ユーザの行動地域内のデータとみなすことが判断されると、ユーザの行動地域内の二次データとして行動地域内データ領域に格納される（ステップＳＴ３４）。これにより、ナビゲーション装置１が過去に移動したことがない地点をユーザが参照して二次データを取得した直後に、その地点に移動した場合、新たに通信を行うことなく、その取得した二次データをユーザの行動地域内の二次データとして行動地域内データ領域に格納することができる。

以上は、地図を表示する場合を中心に説明したが、施設を表す情報を表示する場合も、地図を表示する場合と同様の処理が行われる。すなわち、ユーザが要求する施設データがナビゲーション装置１の不揮発メモリ１８内に存在しない場合は、図８に示すように、表示装置１３ａの画面に施設に関する情報は表示されない。

不揮発メモリ１８内にデータが存在しない場合、ユーザに通信を行うかどうかの確認は行わず、通信装置１４を使用してデータベースサーバ２にアクセスする。すなわち、ナビゲーション装置１から、取得を要求する施設のカテゴリ、緯度、経度をデータベースサーバ２に送信し、これを受けたデータベースサーバ２は、ごく狭い範囲の施設情報を検索し、比較的単純でデータ量が少ない一次データを作成し、最小描画単位毎にナビゲーション装置１に送信する。ナビゲーション装置１では、データベースサーバ２から受信したデータが、最小描画単位毎に、演算装置１７に接続されたＲＡＭ１６に格納され、表示装置１３ａに対して描画される。このようにして、最小描画単位の一次データの受信と描画が繰り返されることにより、図９に示すような簡略化された施設を表す画面が表示装置１３ａに表示される。

この場合、一次データは、通信データ量を少なくし、ナビゲーション装置１からの要求から表示装置１３ａに出力するまでの時間を短縮することに主眼を置いたデータであり、データ量が少なくなるのであれば、付帯情報が存在せず、再検索や、別の条件での並べ替えなどが可能なデータでなくともよい。

ナビゲーション装置１が一次データの取得を完了し、別の一次データを取得する必要がない場合は、二次データの取得が行われる。二次データの取得は、一次データの取得と同様に、ユーザには通知されず、通信装置１４を使用してデータベースサーバ２にアクセスすることにより行われる。二次データの取得が完了すれば、それが不揮発メモリ１８の二次データ格納領域に格納され、次回以降に同じデータに対する要求があれば、不揮発メモリ１８内の二次データを用いて表示が行われる。二次データ受信完了時に、その一次データに基づく簡易な施設の画像が表示されていた場合は、図１０に示すような、二次データに基づく詳細な施設の画像が表示される。

ナビゲーション装置１は、一次データおよび二次データの受信中は、通信状況をユーザに知らせるために、通信状況を表示装置１３ａに表示するように構成することができる。図１１は、通信状況の画面表示例であり、地図縮尺のアイコンを用いて通信状況が表示される。図１１（ａ）は、一次データおよび二次データがともに存在しない状況を示しており、白抜き文字で縮尺が表示される。一次データの受信中である旨は、図１１（ａ）と図１１（ｂ）とが交互に表示されることにより示される。図１１（ｃ）は、一次データの受信完了を示しており、通常文字で縮尺が表示される。二次データの受信中である状況は、図１１（ｃ）と図１１（ｄ）とが交互に表示されることにより示される。図１１（ｅ）は、二次データ受信完了を示しており、縮尺が太字で表示される。

図１２は、通信状況をユーザに知らせるための他の表示例である。この場合、通信状況を示す専用のアイコンが用いられる。図１２（ａ）は、アンテナを立てた携帯電話マークで、一次データおよび二次データがともに存在しない状況を示している。一次データの受信中である旨は、図１２（ａ）と図１２（ｂ）を交互に表示して電波マークを点滅させることにより表示される。図１２（ｃ）は、電波マークをひとつ表示して一次データの受信完了を示している。二次データの受信中である旨は、図１２（ｃ）と図１２（ｄ）とを交互に表示して二つ目の電波マークを点滅させることにより示される。図１２（ｅ）は、二次データの受信完了を示しており、携帯電話のアンテナがたたまれて電波マークが表示されない。図１３は、通信状況をさらに詳細を知らせるために、図１２に示す表示に対して、データの受信割合が付加されて構成されている。

図１１〜図１３のいずれかを用いて通信状況を表示することにより、ナビゲーション装置１が不揮発メモリ１８内に保持している二次データの状況を的確にユーザに知らせることができる。したがって、ユーザは、通信による遅延が発生したとしても、通信状況を見ることにより、このまま待つか、別の操作を行うかを判断することができる。

以上説明したように、この発明の実施の形態１に係るナビゲーションシステムによれば、ネットワーク３上に設置された網羅的な（全てのデータを含む）データベースを持つデータベースサーバ２から取得したデータを書き換え可能な半導体不揮発メモリ１８に格納し、現在位置に対応する画像を表示するように構成したので、ナビゲーション装置１からＨＤＤまたはＤＶＤドライブなどの大きく、大電流を消費し、機械的動作を含む部品を削減することができる。その結果、ナビゲーション装置１のコストの低減、小型化、電源回路の簡素化、発熱量低下による高密度化を図ることが可能になる。

また、ナビゲーション装置１は、位置特定装置１１によって特定された位置に対応する画像を描画するためのデータが不揮発メモリ１８に格納されている場合、格納されているデータの取得の要求を抑止するように構成したので、次回に同様のデータ取得の要求があった場合に、通信を行うことなく、不揮発メモリ１８からデータを取得することができる。その結果、ユーザ操作に対する応答性を確保することができる。

また、ナビゲーション装置１の不揮発メモリ１８に、ユーザが要求するデータが存在しなかった場合、自動的に、つまりユーザに断りなくデータベースサーバ２からデータを取得するように構成したので、ユーザはデータがナビゲーション装置１に存在するのか、データベースサーバ２に存在するのかを意識する必要がなくなり、ユーザの操作が簡素化される。

また、ナビゲーション装置１の表示装置１３ａに出力される地図画面または施設に関する情報の画面には、通信状況に応じたアイコンが表示されるので、ユーザ操作から地図または施設を表す情報が表示されるまでの応答が遅い場合であっても、ユーザがナビゲーション装置の処理状況を知ることができる。その結果、ユーザは、別の操作を行うかどうかを判断することができる。

また、ナビゲーション装置１がデータベースサーバ２から通信で取得するデータは、データ量が少なく直ぐに結果を表示できる一次データと、データ量が多く通信に時間がかかる二次データとの階層構造を有するので、受信するデータ量は全体的に増加するが、通信時間によって生じる応答速度の悪さを改善することができる。

さらに、ナビゲーション装置１がデータベースサーバ２から通信で取得するデータは階層構造を有し、一次データは比較的早く取得できその結果を表示できるため、二次データの受信は、ユーザが操作していない空き時間を利用して行うことが可能である。この構成によりデータ量が大きく通信に時間がかかるデータであっても、ユーザが二次データ受信待ちをする必要がない。

なお、上述した実施の形態１に係るナビゲーションシステムでは、データベースサーバ２は、ディスク装置３３から読み出した二次データをそのままナビゲーション装置１に送信するように構成したが、データベースサーバ２が、二次データを圧縮してナビゲーション装置１に送信し、ナビゲーション装置１におけるデータ格納処理部２５が、通信装置１４および通信制御部２４によってデータベースサーバ２から取得し圧縮された二次データを伸長して二次データ格納領域に格納するように構成できる。二次データは、受信完了後、直ぐに使用されるわけではないので、圧縮および伸張に要する時間は無視することができる一方、二次データの通信時間を削減することができる。

また、上述した実施の形態１に係るナビゲーションシステムを構成するナビゲーション装置１の通信装置１４として、例えば携帯電話を用いるように構成したが、異なる通信方式を有する複数の通信装置、例えば、携帯電話、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）および無線ＬＡＮ（Local Area Network）装置を通信装置１４として実装することができる。

携帯電話は広い通信エリアを持つが通信速度が比較的遅い。一方、ＰＨＳおよび無線ＬＡＮは通信エリアは比較的狭いが、通信速度が速い。また、人口密度が高い地域ほどＰＨＳおよび無線ＬＡＮは普及している。ナビゲーション装置１が使用するデータ量は、人口密度が高い地域ほどが多い。これらの関係から、データ量が比較的少なく人口密度が低い地域では通信速度が遅い携帯電話で通信し、データ量が多く人口密度が高い地域では通信速度が速いＰＨＳまたは無線ＬＡＮで通信するように構成する。この構成によれば、データ量が大きい場合は早い通信方式が使用され、データ量が少ない場合は遅い通信方式が使用される。その結果、移動中または停止中のナビゲーション装置１が存在する地点で最も効率的な通信を選択できるため、データ量が大きくとも短い時間で通信を完了することができる。

この発明の実施の形態１に係るナビゲーションシステムの構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１に係るナビゲーションシステムの動作を示すフローチャート（その１）である。 この発明の実施の形態１に係るナビゲーションシステムの動作を示すフローチャート（その２）である。 この発明の実施の形態１に係るナビゲーションシステムを構成するナビゲーション装置に基本的地図データが存在しない場合の地図の画面表示例を示す図である。 この発明の実施の形態１に係るナビゲーションシステムを構成するナビゲーション装置に基本的地図データが存在する場合の地図の画面表示例を示す図である。 この発明の実施の形態１に係るナビゲーションシステムを構成するナビゲーション装置の一次データに基づく地図の画面表示例を示す図である。 この発明の実施の形態１に係るナビゲーションシステムを構成するナビゲーション装置の二次データに基づく地図の画面表示例を示す図である。 この発明の実施の形態１に係るナビゲーションシステムを構成するナビゲーション装置に施設データが存在しない場合の施設の画面表示例を示す図である。 この発明の実施の形態１に係るナビゲーションシステムを構成するナビゲーション装置の一次データに基づく施設の画面表示例を示す図である。 この発明の実施の形態１に係るナビゲーションシステムを構成するナビゲーション装置の二次データに基づく施設の画面表示例を示す図である。 この発明の実施の形態１に係るナビゲーションシステムを構成するナビゲーション装置における通信状況の画面表示例を示す図である。 この発明の実施の形態１に係るナビゲーションシステムを構成するナビゲーション装置における通信状況の他の画面表示例を示す図である。 この発明の実施の形態１に係るナビゲーションシステムを構成するナビゲーション装置における通信状況のさらに他の画面表示例を示す図である。

符号の説明

１ ナビゲーション装置、２ データベースサーバ、３ ネットワーク、４ 無線基地局、１１ 位置特定装置、１２ ユーザ操作入力装置、１３ａ 表示装置、１３ｂ 音声出力装置、１４ 通信装置、１５ ＲＯＭ、１６ ＲＡＭ、１７ 演算装置、１８ 不揮発メモリ、２１ 位置特定演算部、２２ ユーザ入力制御部、２３ 表示・音声出力制御部、２４ 通信制御部、２５ データ格納処理部、３１ 通信装置、３２ ＲＡＭ、３３ ディスク装置、３４ 演算装置、４１ 一次データ生成部、４２ データ通信制御部。

Claims (20)

1. 自己の位置を特定する位置特定手段と、
   １つの位置に対して精度が異なる複数種類の画像を描画するための複数種類のデータを格納する記憶手段と、
   前記位置特定手段によって特定された位置に対応する画像を描画するためのデータが前記記憶手段に存在しない場合に、該画像を描画するためのデータの取得をサーバに要求し、該要求に応答して前記サーバから送られてくるデータを受信する通信手段と、
   前記通信手段で受信されたデータを前記記憶手段に格納するデータ格納処理手段と、
   前記記憶手段から、精度が低い画像を描画するためのデータから精度が高い画像を描画するためのデータまでを順次に読み出し、該読み出したデータに基づき画像を表示する表示手段
   とを備えたナビゲーションシステム。
2. 通信手段は、位置特定手段によって特定された位置に対応する画像を描画するためのデータが記憶手段に格納されている場合は、格納されているデータの取得の要求を抑止する
   ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
3. 通信手段は、位置特定手段によって特定された位置に対応する画像を描画するためのデータが記憶手段に格納されていない場合は、自動的に該画像を描画するためのデータの取得をサーバに要求する
   ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
4. 表示手段は、通信手段における通信状況に応じたアイコンを表示する
   ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
5. 記憶手段は、１つの位置に対して精度が低い画像を描画するためのデータ量が少ない一次データを記憶する一次データ格納領域と、精度が高い画像を描画するためのデータ量が多い二次データを格納する二次データ格納領域とを有し、
   通信手段は、位置特定手段によって特定された位置に対応する精度が低い簡易な画像を描画するための一次データをサーバから取得した後に、精度が高い完全な画像を描画するための二次データを前記サーバから取得し、
   データ格納処理手段は、前記通信手段によって取得された一次データを前記一次データ格納領域に格納し、前記通信手段によって取得された二次データを前記二次データ格納領域に格納する
   ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
6. 一次データは、画像の再描画および検索を含む再利用が不可能なデータ形式を有する
   ことを特徴とする請求項５記載のナビゲーションシステム。
7. 一次データは、サーバにおいて、データベースに格納されている二次データから作成される
   ことを特徴とする請求項５または請求項６記載のナビゲーションシステム。
8. 通信手段は、一次データをサーバから取得した後の空き時間に、二次データをサーバから取得する
   ことを特徴とする請求項５または請求項６記載のナビゲーションシステム。
9. データ格納処理手段は、通信手段によってサーバから取得された圧縮された二次データを伸長して二次データ格納領域に格納する
   ことを特徴とする請求項５記載のナビゲーションシステム。
10. 二次データは、画像の再描画および検索を含む再利用が可能なデータ形式を有する
    ことを特徴とする請求項５記載のナビゲーションシステム。
11. データ格納処理手段は、通信手段により受信された二次データを格納できる空き領域が二次データ格納領域に存在しない場合に、検索履歴、走行履歴および二次データの参照履歴を含む統計情報に基づき不要な二次データを削除した後に、受信された二次データを二次データ格納領域に格納する
    ことを特徴とする請求項５記載のナビゲーションシステム。
12. 記憶手段に設けられた二次データ格納領域は、行動地域の二次データを格納する行動地域内データ領域と、行動地域外の二次データを格納する行動地域外データ領域とを有する
    ことを特徴とする請求項１１記載のナビゲーションシステム。
13. データ格納処理手段は、行動地域内の二次データと、行動地域外の二次データとで二次データの削除手順が異なることを特徴とする請求項１２記載のナビゲーションシステム。
14. 行動地域の二次データに対するデータ格納処理手段は、
    走行履歴によって示される行動地域が遠い位置の二次データ、参照履歴によって示される参照した日時が古い二次データ、または、参照履歴によって示される参照回数が少ない二次データから順次に削除する
    ことを特徴とする請求項１３記載のナビゲーションシステム。
15. 行動地域外の二次データに対するデータ格納処理手段は、
    参照日時が古い二次データから順次に削除することを特徴とする請求項１４記載のナビゲーションシステム。
16. 行動地域外データ領域に格納されている二次データは、行動範囲が広がることにより行動地域の二次データと判断された場合に、行動地域内データ領域に移動される
    ことを特徴とする請求項１４記載のナビゲーションシステム。
17. 記憶手段の二次データ格納領域は、半導体不揮発メモリまたは低消費電力の小型ハードディスク装置に形成される
    ことを特徴とする請求項５記載のナビゲーションシステム。
18. 記憶手段は、経路探索に必要な経路情報を含み、精度が低い画像の描画が可能であり、データ量が少ない基本的地図データを格納する基本的地図データ領域を有する
    ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
19. 通信手段は、複数種類の通信方式有し、移動中または停止中の地点で最も効率的な通信方式で通信する
    ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーションシステム。
20. 二次データは、経路、道路形状、施設形状、地形、勾配を含む立体地図データおよび平面地図データ、ならびに、施設データを含む
    ことを特徴とする請求項５記載のナビゲーションシステム。

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