JP2008134165A - ナビゲーションシステム - Google Patents

Abstract

【課題】車両運転上の安全性を向上可能なナビゲーションシステムを提供する。
【解決手段】例えば、ナビゲーション装置１００のソフトウェア部１１の機能として、交差判定部４ｂや経路コスト算出部４ｃなどを含む経路評価部４を設ける。交差判定部４ｂは、地図データベース１３ｂから自車位置周辺に存在する遮蔽物の３次元モデルデータを取得し、カレンダ・タイマモジュール１５からの日時情報から太陽の位置を特定し、自車と太陽を結ぶ直線が３次元モデルデータと交差するか否かを判別する。経路コスト算出部４ｃは、経路作成部１が一般的な機能によって作成した複数の経路に対し、交差判定部４ｂの処理などを用いることで、太陽光の入射度合いとなる経路コストを各経路毎に算出する。各経路は、経路提供部２によって経路コストに基づきソートされ、運転者に提供される。
【選択図】図１

Description

本発明はナビゲーションシステムに関し、特に、３次元の地図データを備えたナビゲーションシステムに適用して有益な技術に関するものである。

例えば、特許文献１には、車両用経路案内装置の持つデータを利用してサンバイザを制御する車両用防眩装置が示されている。具体的には、予め走行経路に存在する交差点の信号機と車両及び太陽との相対的な位置関係から太陽の光が眩しくて信号機が見にくい交差点を検索し、交差点に差し掛かる手前の地点から、サンバイザに対して太陽を隠し且つ信号機を見ることができる形状の遮光部を形成する構成となっている。
特開平８−１５６５８６号公報

前述した特許文献１の技術は、太陽位置と運転席の角度で太陽光の入射判定を行い、眩しい状態と判断される場合にサンバイザによってその対策を行うような方式となっている。しかしながら、例えば、車両が遮蔽物の陰に入っている状況などでは、このような対策は不要であり、逆にサンバイザを制御することによる悪影響も懸念される。太陽光を避けて安全性を向上させるには、特許文献１のような、事が生じてその都度対策を行うといった消極的な解決策では限界があり、視点を変えた積極的な解決策が求められる。

そこで、本発明の目的は、車両運転上の安全性を向上可能なナビゲーションシステムを提供することにある。本発明の前記ならびにそれ以外の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本発明の一実施の形態によるナビゲーションシステムは、地図データなどから自車位置周辺に存在する遮蔽物の３次元モデルデータを取得し、また日時情報から太陽の位置を特定し、この太陽の位置と自車位置を結ぶ直線が３次元モデルデータの境界ボリュームと交差するか否かを判定する機能を有するものとなっている。これによって、運転席での太陽が眩しい状況を高精度に判別可能となり、車両運転上の安全性を向上可能となる。

また、本発明の一実施の形態によるナビゲーションシステムは、このような太陽光の入射判別方法などを用いて、出発地から目的地に至る経路全体で太陽光の入射度合いを経路コストとして算出する機能を有するものとなっている。したがって、例えば、一般的なナビゲーションシステムの機能を用いて複数の経路を作成した際、この各経路毎に経路コストの比較を行うことで、運転者に対して安全性の面から最適な経路を提供可能となる。

本発明の一実施の形態によるナビゲーションシステムによると、太陽光が眩しい状況を極力回避可能となり、車両運転での安全性が向上する。

以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。

さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

図１は、本発明の一実施の形態によるナビゲーションシステムにおいて、その構成例を示すブロック図である。図１に示すナビゲーションシステムは、例えば、車両１０５と、情報センタ１０７と、これらの間の通信を行うネットワーク１０６によって構成される。車両１０５内には、ナビゲーション装置１００と、通信端末機１０１と、車両センサ１０２と、車両姿勢検出部１０３と、ディスプレイ１０４などが備わっている。通信端末機１０１は、ナビゲーション装置１００からの要求に応じてネットワーク１０６に接続し、情報センタ１０７にアクセスする。車両姿勢検出部１０３は、車両センサ１０２が感知した車両の傾きや方向を取得する。ディスプレイ１０４は、ナビゲーション装置１００の各種処理結果（経路探索情報や地図情報など）を表示する。

ナビゲーション装置１００は、例えば、ＧＰＳモジュール１２、ハードディスク（ＨＤＤ）１３、ディスプレイユニット（ＤＵ）１４、カレンダ・タイマモジュール１５、３次元グラフィックモジュール（３ＤＧ）１６、フレームバッファ１７、およびアービタ１８などからハードウェア部と、ソフトウェア部１１によって構成される。ＧＰＳモジュール１２は、車両の現在位置を示す緯度情報や経度情報を取得する。３次元グラフィックモジュール（３ＤＧ）１６は、ソフトウェア部１１からの各種地図情報やその描画命令などを受け、データリスト（ＤＬ）作成部１６ａによって最終的な描画データを生成する。そして、この描画データは、調停回路となるアービタ１８を介してフレームバッファ１７上に書き込まれる。また、フレームバッファ１７上の描画データは、アービタ１８を介してディスプレイユニット（ＤＵ）１４に送られ、ディスプレイ１０４上には、このＤＵの制御によって各種情報が表示される。

ソフトウェア部１１は、経路処理部５と、テレマティクス部６と、車両情報管理部７と、３次元（３Ｄ）モデルデータ管理部８と、タイマ部９と、描画部１０などによって構成され、これらは、図示しないプロセッサやメモリを用いたプログラム処理によって実現される。テレマティクス部６は、通信端末機１０１を介して情報センタ１０７から天候情報を取得し、例えばハードディスク（ＨＤＤ）１３等にこの天候情報１３ａを格納する。車両情報管理部７は、取得要求に応じて、車両姿勢検出部１０３から車両の傾きおよび方向といった情報を、ＧＰＳモジュール１２から緯度・経度情報をそれぞれ取得してこれらの情報を返答する。

３Ｄモデルデータ管理部８は、指定した緯度・経度周辺の３Ｄモデルデータを検索して、メモリ上に展開する。３Ｄモデルデータとは、地形情報や人工建築物を３次元表示するためのデータであり、例えばハードディスク１３に格納されている地図データベース１３ｂが備えたものである。なお、地図データベースは、地図情報を備えた所謂ナビゲーションソフトに該当し、一般的に広く流通してものである。経路処理部５は、経路作成部１、経路提供部２、経路参照部３、および経路評価部４を含み、現在位置から目的地まで複数個の経路を作成し、経路毎に評価を実施する。この経路評価は、事前判定部４ａによる処理、交差判定部４ｂによる処理、経路コスト算出部４ｃによる処理の順で行われる。

この経路処理部５が、本実施の形態のナビゲーションシステムにおける主要な特徴となっており、詳細は図３以降で説明するが、その機能概略は、運転席に入射光が入る状況を積極的に回避した経路を作成するものとなっている。

図２は、図１のナビゲーションシステムにおいて、一部のハードウェアの実際の構成例を示すブロック図である。図１に示したナビゲーションシステムの多くは、例えば、図２に示すようなマイクロコンピュータ２０によって実現される。このマイクロコンピュータ２０では、図１の中から、例えば３次元グラフィックモジュール（３ＤＧ）１６、ＧＰＳモジュール１２、カレンダ・タイマモジュール１５、ディスプレイユニット（ＤＵ）１４などが組み込まれている。また、これに加えて、図１のハードディスク１３を制御するためのＡＴＡコントローラ（ＡＴＡＰＩ）２５や、図１のソフトウェア部１１を実行するためのプロセッサ（ＣＰＵ）２１や、メモリ制御部２２なども含んでいる。

これらの各回路ブロック（モジュール）は、それぞれ内部バスＢＵＳＡ，ＢＵＳＢで接続され、各内部バスは、バスコントローラ（ＢＳＣ）２３によって制御される。なお、メモリ制御部２２には、ＳＤＲＡＭなどの外部メモリ２４が接続され、この外部メモリ２４に、図１のソフトウェア部１１が実装される。

図３は、図１のナビゲーションシステムにおいて、その経路処理部でのプログラム処理内容の一例を示すフロー図である。まず、経路作成処理（Ｓ３０１）では、図１の経路作成部１が、一般的なナビゲーション装置で実施されている経路作成機能を使用して、目的地までの経路を複数個作成する。例えば、距離優先で経路を作成する場合や、時間優先で経路を作成する場合などが挙げられる。この作成された経路情報群３０は、ハードディスク１３や外部メモリ２４上に一時的に保存される。次いで、経路参照処理（Ｓ３０２）では、図１の経路参照部３が、作成した経路情報群３０から未評価の経路を参照する。

続いて、経路評価処理（Ｓ３０３）では、図１の経路評価部４が、経路毎の経路コストを算出する。このＳ３０３では、詳細な処理内容は図４で説明するが、各経路毎に運転席への入射光の度合いを経路コストとして数値化する処理が行われる。そして、その数値化した結果は、評価済み経路情報群３１としてハードディスク１３や外部メモリ２４上に一時的に保存される。その後、Ｓ３０４において、全ての経路に対して評価が行われたかが判定され、未評価の経路がある場合はＳ３０２に移行し、その未評価の経路に対してＳ３０３での評価が行われる。このようにして全ての経路の評価が終了した際には、経路提供処理（Ｓ３０５）において、図１の経路提供部２が、評価済み経路情報群３１を経路コストでソートし、各経路毎の経路コストの優先順位が判るようにディスプレイ１０４上に表示する。

このように、本実施の形態のナビゲーションシステムでは、従来のように眩しい状態であることを検出してその都度対策を行うという消極的な解決方法を用いるのではなく、眩しい状態を積極的に回避するという解決方法を用いている。すなわち、本実施の形態の主要な特徴の１つは、各経路に対して経路評価を行うことで、運転席に入射光が入る状況を避けた経路をドライバに対して優先的に提供することである。これによって、車両運転上の安全性を向上可能となる。

図４は、図１のナビゲーションシステムにおいて、その経路評価部でのプログラム処理内容の一例を示すフロー図である。図４に示す経路評価処理では、図１の経路評価部４が、地図データ上で車両を経路に沿って走行させ、経路の構成要素単位毎に、事前判定処理（Ｓ４０１）と交差判定処理（Ｓ４０３）を行い、その結果と経路コストテーブル１３ｃを参照して経路コスト算出処理（Ｓ４０４）を行うことで経路の評価を行う。

まず、事前判定処理（Ｓ４０１）では、図１の事前判定部４ａが、車両情報管理部７（又は地図データベース１３ｂ上の地図データ）からの緯度・経度情報や、カレンダ・タイマモジュール１５からの日時を参照して太陽光の入射角度を算出し、入射角度が一定の範囲内かを判定する。また緯度・経度情報や天候情報１３ａから太陽光の強さを算出し、予め設定してある閾値を越えているかを判定する。すなわち、ここでの処理は、例えば日没後であったり雨であったりなど、明らかに太陽光の問題が生じないと考えられる場面を事前に判定しておき、この場面を対象に後のＳ４０３での交差判定処理を省略するものである。Ｓ４０１において、入射角度が一定の範囲内であり、太陽光の強さが閾値を超えている場合は、Ｓ４０２において事前判定処理結果を真とし、Ｓ４０３の交差判定処理に移行する。その反対に事前判定処理結果が偽の場合は、Ｓ４０４の経路コスト算出処理へ移行する。

次に、交差判定処理（Ｓ４０３）では、図１の交差判定部４ｂが、まず、経路の構成要素単位毎に、その周辺に存在する例えば建築物や地形といった遮蔽物を表す３Ｄモデルデータを３Ｄモデルデータ管理部８から取得する。また、カレンダ・タイマモジュール１５からの日時を参照して太陽の位置を特定する。そして、現在評価対象となっている経路の構成要素の位置（言い換えれば運転席）とこの太陽の位置とを結ぶ直線が、前述した運転席周辺の３Ｄモデルデータと交差するかを判定する。これにより、経路の構成要素単位毎に自車が遮蔽物の陰に入るか否かが判明する。

なお、この交差判定の方法は、レイトレーシング手法における直線と境界ボリュームの交差判定処理として一般に認知されているものを用いることができる。境界ボリュームとはモデルデータを内包する最小のオブジェクトのことであり、一般に球・円柱・ボックスが使用されることが多い。これら境界ボリュームのデータは、モデルデータ内に存在していることが多いが、存在しない場合はＡＡＢＢ（Axis Aligned Bounding Box）技法や、ＯＢＢ（Oriented Bounding Box）技法などを利用して動的に作成しても良い。

続いて、経路コスト算出処理（Ｓ４０４）では、図１の経路コスト算出部４ｃが、経路コストの算出を行う。経路コストは、事前判定処理（Ｓ４０１）の結果が偽の場合と交差判定処理（Ｓ４０３）で自車が遮蔽物の陰に入っていると判定された場合はゼロとする。その他の場合の経路コストは、緯度・経度情報、日時、天候情報等をキーにして、経路コストテーブル１３ｃを参照して算出する。これらのキー情報は、出発地から目的地までの距離が遠距離になるほど、各構成要素単位毎に異なることになる。

図５は、図１のナビゲーションシステムにおいて、その経路コストテーブル１３ｃの一例を示す説明図である。経路コストテーブル１３ｃでは、図５に示すように、入力条件に対する出力値が設定されている。例えば、時刻が日の出または日没前後の１５分の場合は、特に太陽光が眩しい時間帯であるため大きい出力値が設定されている。また、例えば天候情報が晴れの場合は大きい出力値が設定され、雨の場合は小さい出力値が設定されている。なお、この経路コストテーブルは、通信により、項目内容の更新、項目自体の追加・削除・更新が出来るものとする。

経路コスト算出処理（Ｓ４０４）では、このような経路コストテーブルを参照し、経路の構成要素単位毎に、その単位内での入力条件から得られる出力値を乗算し、さらに、出発地から目的地に到るまでの複数の構成要素単位において、それぞれの単位での乗算結果を加算することなどで最終的な経路コストを算出する。なお、ある構成要素単位において、交差判定処理（Ｓ４０３）により自車が遮蔽物の陰に入っていると判定された場合は、前述したように当該単位での出力値（乗算結果）はゼロである。

このように、本実施の形態の主要な特徴の他の１つは、従来では車両が遮蔽物の陰に入っている状況を特定出来なかったのに対して、３Ｄモデルデータを使用して交差判定処理を行うことで特定出来るようにしたことである。これによって、眩しい状況の判別精度が向上し、車両運転上の安全性の向上が図れる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

本発明のナビゲーションシステムは、３次元の地図データを備えたナビゲーションシステムに適用して特に有益な技術であり、これに限らず、ナビゲーションシステム全般に対して広く適用可能である。

本発明の一実施の形態によるナビゲーションシステムにおいて、その構成例を示すブロック図である。 図１のナビゲーションシステムにおいて、一部のハードウェアの実際の構成例を示すブロック図である。 図１のナビゲーションシステムにおいて、その経路処理部でのプログラム処理内容の一例を示すフロー図である。 図１のナビゲーションシステムにおいて、その経路評価部でのプログラム処理内容の一例を示すフロー図である。 図１のナビゲーションシステムにおいて、その経路コストテーブルの一例を示す説明図である。

符号の説明

１ 経路作成部
２ 経路提供部
３ 経路参照部
４ 経路評価部
４ａ 事前判定部
４ｂ 交差判定部
４ｃ 経路コスト算出部
５ 経路処理部
６ テレマティクス部
７ 車両情報管理部
８ ３Ｄモデルデータ管理部
９ タイマ部
１０ 描画部
１０ａ データリスト作成部
１１ ソフトウェア部
１２ ＧＰＳモジュール
１３ ハードディスク
１３ａ 天候情報
１３ｂ 地図データベース
１３ｃ 経路コストテーブル
１４ ディスプレイユニット
１５ カレンダ・タイマモジュール
１６ ３次元グラフィックモジュール
１６ａ データリスト作成部
１７ フレームバッファ
１８ アービタ
２０ マイクロコンピュータ
２１ プロセッサ
２２ メモリ制御部
２３ バスコントローラ
２４ 外部メモリ
２５ ＡＴＡコントローラ
３０ 経路情報群
３１ 評価済み経路情報群
１００ ナビゲーション装置
１０１ 通信端末機
１０２ 車両センサ
１０３ 車両姿勢検出部
１０４ ディスプレイ
１０５ 車両
１０６ ネットワーク
１０７ 情報センタ
ＢＵＳＡ，ＢＵＳＢ 内部バス

Claims (5)

1. ３次元モデルデータを含む地図データが保存された記憶媒体と、
   日時情報を備えたカレンダ・タイマモジュールと、
   コンピュータシステムによるプログラム処理によって実現される交差判定部とを備え、
   前記交差判定部は、
   前記地図データ上の着目位置において、前記着目位置の周辺の３次元モデルデータを検索する第１機能と、
   前記カレンダ・タイマモジュールから取得した前記日時情報を用いて太陽光の位置を特定する第２機能と、
   前記第２機能で特定した太陽光の位置と前記着目位置とを結ぶ直線が、前記第１機能で検索した前記着目位置の周辺の３次元モデルデータの境界ボリュームと交差するか否かを判定し、前記着目位置に太陽光が入射されるか否かを識別する第３機能とを有することを特徴とするナビゲーションシステム。
2. 請求項１記載のナビゲーションシステムにおいて、さらに、
   コンピュータシステムによるプログラム処理によって実現される経路作成部および経路コスト算出部を備え、
   前記経路作成部は、前記地図データ上で出発地から目的地までの経路を複数作成し、
   前記経路コスト算出部は、前記複数の経路毎に各経路上の複数の位置で前記交差判定部を用いた交差判定処理を行うことで、前記複数の経路毎に太陽光の入射度合いを表す経路コストを算出することを特徴とするナビゲーションシステム。
3. 請求項２記載のナビゲーションシステムにおいて、さらに、
   通信によって天候情報を取得するテレマティクス部と、
   前記記憶媒体に保存される経路コストテーブルとを備え、
   前記経路コストテーブルには、前記天候情報の内容に応じた出力値と、前記地図データ上の位置に応じた出力値と、時刻に応じた出力値とが少なくとも定義され、
   前記経路コスト算出部は、前記各経路上の複数の位置で前記交差判定部を用いた交差判定を行った結果、交差していない位置に対しては前記経路コストテーブルの出力値に基づいて当該位置での前記経路コストを算出し、交差している位置に対しては当該位置での前記経路コストを固定値とすることで、前記複数の経路毎に前記経路コストを算出することを特徴とするナビゲーションシステム。
4. 請求項２記載のナビゲーションシステムにおいて、さらに、
   通信によって天候情報を取得するテレマティクス部と、
   コンピュータシステムによるプログラム処理によって実現される事前判定部とを備え、
   前記事前判定部は、前記テレマティクス部からの前記天候情報や前記カレンダ・タイマモジュールからの前記日時情報に基づいて前記交差判定部での交差判定処理を行う必要がない場合を事前に判定することを特徴とするナビゲーションシステム。
5. 地図データが保存された記憶媒体と、
   コンピュータシステムによるプログラム処理によって実現される経路作成部および経路コスト算出部とを備え、
   前記経路作成部は、前記地図データ上で出発地から目的地までの経路を複数作成し、
   前記経路コスト算出部は、前記複数の経路毎に太陽光の入射度合いを表す数値となる経路コストを算出することを特徴とするナビゲーションシステム。

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