JP2013195275A - ナビゲーションシステム、ナビゲーション装置、ナビゲーション方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】測位システムを利用した測位が不可能な環境であっても、自己の正確な位置および方位をユーザに提示できるようにする。
【解決手段】位置方位情報提供装置は位置方位情報を送信する。位置方位情報は、位置方位情報提供装置が設置される特定の場所の位置を示す位置情報と前記特定の場所に対応して予め定められた特定の方位を示す方位情報とを含む。ナビゲーション装置は、測位システムの利用または自律航法により現在位置および進行方位を測位し、測位情報に基づいて自己の位置と進行方位を示すナビゲーション画面を表示する。このとき、ナビゲーション装置は、位置方位情報を受信したのであれば、受信した位置方位情報が含む位置情報と方位情報により測位情報における位置と進行方位を補正し、補正後の測位情報に基づいてナビゲーション画面を表示する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ナビゲーションシステム、ナビゲーション装置、ナビゲーション方法およびプログラムに関する。

例えばＧＰＳ（Global Positioning System）などの測位システムを利用する測位を行い、ＧＰＳの衛星からの信号を十分に受信できない場合には、角速度センサや車速情報を利用した自律航法により自己の位置を測位するというナビゲーション装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−５５４８０号公報

しかし、自律航法による測位では、具体的にジャイロセンサなどにより進行方向の方位を推定して測位を行うことから、常に高い精度の測位結果が得られるとは限らない。例えば、自律航法による測位が行われる場所の１つとして立体駐車場があるが、このような場所では、ナビゲーション装置を備える自動車は頻繁に方向を変えることから現実の位置と測位結果が示す位置との誤差が大きくなってしまう。このために、ナビゲーション装置の表示する自車位置が現実の位置から大きく離れて示されてしまっており、運転者(ユーザ)はどの方向に向かえばよいのか判断できなくなってしまう可能性がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、測位システムを利用した測位が不可能な環境であっても、自己の正確な位置および方位をユーザに提示できるようにすることを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明の一態様としてのナビゲーションシステムは、位置方位情報提供装置とナビゲーション装置とを備え、前記位置方位情報提供装置は、通信可能範囲に位置する前記ナビゲーション装置と無線通信を行う第１の通信部と、前記位置方位情報提供装置が設置される特定の場所の位置を示す位置情報と前記特定の場所に対応して予め定められた特定の方位を示す方位情報とを含む位置方位情報を前記第１の通信部により送信させる送信制御部を備え、前記ナビゲーション装置は、現在位置および進行方位を測位し、測位した現在位置および進行方位の情報を含む測位情報を取得する測位部と、前記測位情報に基づいて自己の位置と進行方位を示すナビゲーション画面を表示部に表示させる表示制御部と、前記位置方位情報提供装置から前記無線通信により送信された位置方位情報を受信する第２の通信部と、受信された前記位置方位情報が含む位置情報と方位情報により、前記測位情報における位置と進行方位を補正する測位情報補正部とを備える。

以上説明したように、この発明によれば、測位システムを利用した測位が不可能な環境であっても、自己の正確な位置および方位をユーザに提示できるという効果が得られる。

本発明の実施形態におけるナビゲーションシステムの概要例を示す図である。 本実施形態のナビゲーション装置において表示されるナビゲーション画面の例を示す図である。 本実施形態における位置方位情報提供装置とナビゲーション装置の構成例を示す図である。 本実施形態における位置方位情報提供装置とナビゲーション装置が実行する処理手順例を示す図である。

図１は、本発明の一実施形態によるナビゲーションシステムの概要例を示している。
この図に示すナビゲーションシステムは、立体駐車場１の出口１ａの付近に設置される位置方位情報提供装置１００と、移動体である自動車２に備えられるナビゲーション装置を備える。
位置方位情報提供装置１００は、例えば立体駐車場１を運営する業者側が設置するものである。また、位置方位情報提供装置１００は、位置方位情報を記憶している。この位置方位情報は、位置方位情報提供装置１００が設置される特定の場所の位置を示す位置情報と、特定の場所に対応して予め定められた特定の方位を示す方位情報とを含む情報である。図１の例の位置方位情報は、出口１ａの位置を示す位置情報と、出口１ａを通過する際の自動車２の進行方向に応じた方位を示す方位情報を含む。
そして、位置方位情報提供装置１００は、所定の近距離無線通信方式により出口１ａを通過しようとする自動車２のナビゲーション装置２００と通信を行うことで、位置方位情報をナビゲーション装置２００に送信する。

ナビゲーション装置２００は、ＧＰＳ（Global Positioning System）またはＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite Systems）などの測位システムに対応する測位を行って測位情報を得る。つまり、測位衛星からの信号を受信して測位演算を行う。この測位演算により求められる測位情報は、測位された現在位置と進行方位の情報を含む。また、ナビゲーション装置２００は、例えば屋内や高層建築物の多い場所などに位置していることで測位衛星からの信号を受信できない場合には自律航法による測位を行う。ナビゲーション装置２００は、自律航法による測位として、例えば車速パルスにより検出される自動車２の速度と、ジャイロセンサや加速度センサなどにより検出される進行方向などの情報を利用して現在位置と進行方位を推定する。そして、ナビゲーション装置２００は、上記のようにして得られる測位情報に基づいて、自己の位置と進行方位を示すナビゲーション画面を表示部に表示させる。

ここで、立体駐車場１の屋内では測位システムの測位衛星からの電波は遮断される。このため、立体駐車場１内の自動車２のナビゲーション装置２００は、測位システムの利用による測位はできない。そこで、この場合のナビゲーション装置２００は自律航法により現在位置と進行方位を測位する。しかし、自律航法は、必ずしもその精度が高いとはいえない。とくに、立体駐車場１では通路が螺旋状になっているために、立体駐車場１内で移動する自動車２はほぼ常に向きを変えている。このために、自律航法により求められる測位情報が示す位置と進行方位が現実の位置および進行方位から大きく乖離してしまうような状況が生じやすい。

自動車２が出口１ａを出ようとするときに表示されるナビゲーション画面は、正しくは、図２（ａ）のようになるべきである。図２（ａ）では、自車位置を示すマーク３００は、出口１ａに位置しており、かつ、マーク３００が示す進行方位も、現実に自動車２が出口１ａを出る際に向くこととなる方位と一致している。

これに対して、自律航法により求められる測位情報と現実の位置及び進行方向とで大きく乖離した場合、自動車２が出口１ａを出ようとするときに表示されるナビゲーション画面は、例えば図２（ｂ）のようになる。つまり、自車位置を示すマーク３００が出口１ａからかなり離れており、また、マーク３００が示す進行方位も、出口１ａを出るときの方位と相当に異なっている。このようなナビゲーション画面が表示されてしまうと、自動車２を運転しているユーザは、出口１ａを出てからどちらの方向に進めばいいのかを判断できなくなってしまう。

なお、出口１ａの近傍において測位衛星の信号を受信可能な状態に復帰したとしても、受信を再開した信号に基づいて測位情報を求めるのには比較的長い時間がかかる。このために、出口１ａを出るときのタイミングで測位システムを利用した測位により求められた測位情報によりナビゲーション画面を表示させることは難しく、やはり図２（ｂ）に示すような表示となってしまう。

そこで、本発明のナビゲーションシステムでは、位置方位情報提供装置１００により出口１ａを通過しようとする自動車２に備えられるナビゲーション装置２００に対して位置方位情報を送信する。ナビゲーション装置２００は、受信した位置方位情報が示す位置と方位の情報により測位情報における現在位置と進行方位の情報をそれぞれ書き換えるように補正する。これにより、測位情報の現在位置の情報は正しい位置を示し、かつ測位情報の進行方位の情報も、出口１ａを出るときの自動車２と同じ方位を示す。そして、ナビゲーション装置２００は、補正された測位情報によりナビゲーション画面を表示させる。このように表示されるナビゲーション画面は、図２（ａ）に示すように現実と同じ自車位置と進行方位を示す。

図３は、本実施形態のナビゲーションシステムにおける位置方位情報提供装置１００とナビゲーション装置２００の構成例を示している。
位置方位情報提供装置１００は、位置方位情報記憶部１１０と通信制御部１２０と通信部（第１の通信部）１３０を備える。
位置方位情報記憶部１１０は、位置方位情報を記憶する。
通信制御部１２０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit)、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えて構成され、ナビゲーション装置２００との通信のために通信部１３０を制御する。例えば、通信制御部１２０は、通信部１３０から入力される受信信号の強度などに基づいてナビゲーション装置２００が通信可能範囲に存在しているか否かについての判定を実行する。また、ナビゲーション装置２００との通信方式において接続確立や認証などを必要とする場合には、これらの接続確立や認証などのための処理を実行する。
さらに、通信制御部１２０は、送信制御部１２１を備える。送信制御部１２１は位置方位情報記憶部１１０から位置方位情報を読み出し、この読み出した位置方位情報を通信部１３０の通信可能範囲に位置するナビゲーション装置２００に対して通信部１３０により送信させる。

通信部１３０は、ナビゲーション装置２００と無線通信を行う。なお、通信部１３０が対応する無線通信方式の一例は、光ビーコンによるＶＩＣＳ（登録商標）（Vehicle Information and Communication System）である。また、電波ビーコンによるＶＩＣＳでもよい。また、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）でもよい。また、無線ＬＡＮやブルートゥース（登録商標）などでもよい。

ナビゲーション装置２００は、測位衛星受信部２１０、自律航法センサ部２２０、通信部（第２の通信部）２３０、制御部２４０、操作部２５０、表示部２６０および外部インターフェース２７０を備える。

測位衛星受信部２１０は、ＧＰＳまたはＧＮＳＳなどの測位システムにおける測位衛星から送信される信号を受信する。
また、自律航法センサ部２２０は、自律航法による測位を行うのに必要な信号を出力する部位である。具体的に、自律航法センサ部２２０は、例えばジャイロセンサおよび加速度センサなどを含み、これらのセンサのセンサ信号を測位部２４１に出力する。また、車両側で検出される車速パルスなどの信号を入力して測位部２４１に出力することも行う。

通信部２３０は、位置方位情報提供装置１００の通信部１３０と同じ無線通信方式による通信を行う。これにより、通信部２３０は、位置方位情報提供装置１００から無線通信により送信された位置方位情報を受信する。
制御部２４０は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどを備えて構成され、ナビゲーション装置２００としての動作実現のために各種制御および処理を実行する部位である。

制御部２４０は、本実施形態の測位に関する機能部として、測位部２４１、測位情報補正部２４２および表示制御部２４３を備える。
測位部２４１は、現在位置および進行方位を測位し、測位した現在位置と進行方位の各情報を含む測位情報を取得する。
測位部２４１は、測位衛星受信部２１０が測位衛星からの信号を受信できているときには、この測位衛星受信部２１０が受信した信号を利用して測位演算を行うことで測位情報を取得する。しかし、測位衛星受信部２１０が測位衛星からの信号を受信できていないときには、自律航法センサ部２２０から出力されるセンサ信号を利用して測位演算を行って測位情報を取得する。

測位情報補正部２４２は、通信部２３０にて受信された位置方位情報が含む位置情報と方位情報により、測位部２４１が取得した測位情報における位置と進行方位を補正する。この際、測位情報補正部２４２は、測位情報における現在位置と進行方位の情報を、それぞれ、受信した位置方位情報が示す位置と方位の情報で書き換えるように補正する。
なお、この場合の測位情報補正部２４２は、補正した測位情報を表示制御部２４３に受け渡す。また、位置方位情報が受信されない状態では、測位情報補正部２４２は、測位部２４１により取得された測位情報をそのまま表示制御部２４３に受け渡す。

表示制御部２４３は、図２に例示したように測位情報に基づいて自己の位置と進行方位を示すナビゲーション画面を表示部２６０に表示させる。また、表示制御部２４３は、補正された測位情報に基づいてナビゲーション画面を表示させているときに、この補正された測位情報に基づく自己の位置と進行方位が表示されていることを通知する画像を表示させる。

操作部２５０は、ナビゲーション装置２００に備えられる各種操作子を一括して示している。操作部２５０に対して操作が行われるのに応じて、操作部２５０は操作信号を出力する。制御部２４０は入力された操作信号に応じて所定の制御、処理などを実行する。
表示部２６０は、表示制御部２４３の表示制御によって画像が表示される部位である。
外部インターフェース２７０は、例えば所定の有線または無線によるデータインターフェース方式により外部デバイスとデータ送受信を実行する。

図４は、本実施形態のナビゲーションシステムにおける位置方位情報提供装置１００とナビゲーション装置２００が実行する処理手順例を示している。
位置方位情報提供装置１００において送信制御部１２１は、通信部１３０の状態監視を行うことで、通信相手のデバイスが検出されるのを待機している（ステップＳ１０１−ＮＯ）。そして、例えば通信部１３０と同じ無線通信方式に対応するデバイスが通信可能範囲に入ることで通信可能となるのに応じて、送信制御部１２１は通信相手が存在することを検出する（ステップＳ１０１−ＹＥＳ）。このように通信相手を検出するのに応じて、送信制御部１２１は、位置方位情報記憶部１１０から位置方位情報を読み出し、通信部１３０から通信相手のデバイスに送信する（ステップＳ１０２）。

また、ナビゲーション装置２００において測位情報補正部２４２は、通信部２３０により位置方位情報が受信されたか否かについて判定する（ステップＳ２０１）。位置方位情報が受信されていない場合（ステップＳ２０１−ＮＯ）、測位部２４１は、測位システムを利用した測位が可能な状態であるか否かについて判定する（ステップＳ２０３）。このために、測位部２４１は、測位衛星受信部２１０における測位衛星からの信号の受信状態を監視し、例えば測位演算に利用するのに必要十分な強度と数の信号が受信できている状態であれば、測位システムを利用した測位が可能な状態であると判定する。これに対して、測位演算に利用するのに必要十分な強度と数の信号が受信できていない状態であれば、測位システムを利用した測位は不可能であると判定する。

測位システムによる測位が可能であると判定した場合（ステップＳ２０３−ＹＥＳ）、測位部２４１は、測位システムを利用して測位を行って測位情報を取得する（ステップＳ２０４）。つまり、測位部２４１は、測位衛星受信部２１０により受信された測位衛星からの信号を利用して測位演算を行い、この演算結果として測位情報を取得する。
一方、測位システムによる測位が不可能であると判定した場合（ステップＳ２０３−ＮＯ）、測位部２４１は、自律航法センサ部２２０から出力されるセンサ信号を利用して測位演算を行うことで測位情報を取得する（ステップＳ２０５）。

また、位置方位情報が受信された場合（ステップＳ２０１−ＹＥＳ）、測位情報補正部２４２は、そのときに測位部２４１が取得している測位情報を、受信した位置方位情報により前述のように補正する（ステップＳ２０２）。
表示制御部２４３は、ステップＳ２０２により補正された測位情報、または、ステップＳ２０４とステップＳ２０５のいずれかにより測位部２４１が取得した測位情報に基づいてナビゲーション画面を表示部２６０に表示させる（ステップＳ２０６）。

また、表示制御部２４３は、現在のナビゲーション画面の表示が、ステップＳ２０２により補正された測位情報に基づくものであるか否かについて判定する（ステップＳ２０７）。測位部２４１が取得した測位情報に基づくものであって、補正された測位情報に基づくものでない場合（ステップＳ２０７−ＮＯ）、表示制御部２４３はステップＳ２０１に戻る。
これに対して、補正された測位情報に基づくものである場合（ステップＳ２０７−ＹＥＳ）、表示制御部２４３は、ナビゲーション画面において示される位置と方位は、位置方位情報により補正されている旨をユーザに通知する補正通知画像を表示させる（ステップＳ２０８）。

図２（ａ）においては、ナビゲーション画面の所定位置に補正通知画像３１０が表示された状態が示されている。この補正通知画像３１０を見ることで、ユーザは、立体駐車場１側がサービスとして提供する位置方位情報によりナビゲーション画面における自己の位置が正しく補正されていることを知ることができる。
なお、ナビゲーション画面において示される位置と方位が位置方位情報により補正されている旨をユーザに通知するにあたっては音声により通知してもよい。

また、図４におけるナビゲーション装置２００の処理によれば、位置方位情報を受信したときには、測位システムを利用して取得された測位情報についても補正することとしている。本実施形態の位置方位情報は、位置方位情報提供装置１００の設置位置に応じて既知の位置および方位の情報が格納される。したがって、本実施形態の位置方位情報は、測位システムにより求められる測位情報よりも正確である。そこで、本実施形態のナビゲーション装置２００は、位置方位情報を受信した場合には、これを最優先させて測位情報を補正する。これにより、測位システムを利用して測位を行っているときであっても、位置方位情報の受信に応じてより正確な位置と方位を示すことができる。

なお、上記実施形態において、ナビゲーション装置２００は、自動車２に搭載されるいわゆるカーナビゲーション装置であるものとしている。しかし、本実施形態のナビゲーション装置２００は、例えばＰＮＤ（Portable Navigation Device, Personal Navigation Device）、デジタルカメラ、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末などをはじめ、移動体として無線機能を実装可能なあらゆる機器であってよい。また、位置方位情報提供装置１００とナビゲーション装置２００との無線通信方式も、例えばナビゲーション装置２００としての機器の種別などに応じて適切なものが選択されればよい。
また、ナビゲーション装置２００は、外部インターフェース２７０経由で位置方位情報提供装置１００以外の機器と通信を行って所定の連係動作を行うようにしてよい。

また、位置方位情報提供装置１００が設置される場所は、立体駐車場１の他にも多様に考えられる。例えば、都市部において高層建築物が密集していて測位衛星からの信号を良好に受信できないような地域において、適宜、或る距離間隔をおいて位置方位情報提供装置１００を設置する。また、山間部において同様に周囲の山などに遮られて測位衛星からの信号を良好に受信できないような地域において、位置方位情報提供装置１００を設置する。また、トンネルの出口や、トンネル内における或る距離を隔てた位置ごとに位置方位情報提供装置１００を設置する。

また、図３に示される各部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより測位と測位情報の補正を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。

また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１ 立体駐車場
１ａ 出口
２ 自動車
１００ 位置方位情報提供装置
１１０ 位置方位情報記憶部
１２０ 通信制御部
１２１ 送信制御部
１３０ 通信部
２００ ナビゲーション装置
２１０ 測位衛星受信部
２２０ 自律航法センサ部
２３０ 通信部
２４０ 制御部
２４１ 測位部
２４２ 測位情報補正部
２４３ 表示制御部
２５０ 操作部
２６０ 表示部
２７０ 外部インターフェース

Claims (6)

1. 位置方位情報提供装置とナビゲーション装置とを備え、
   前記位置方位情報提供装置は、
   通信可能範囲に位置する前記ナビゲーション装置と無線通信を行う第１の通信部と、
   前記位置方位情報提供装置が設置される特定の場所の位置を示す位置情報と前記特定の場所に対応して予め定められた特定の方位を示す方位情報とを含む位置方位情報を前記第１の通信部により送信させる送信制御部を備え、
   前記ナビゲーション装置は、
   現在位置および進行方位を測位し、測位した現在位置および進行方位の情報を含む測位情報を取得する測位部と、
   前記測位情報に基づいて自己の位置と進行方位を示すナビゲーション画面を表示部に表示させる表示制御部と、
   前記位置方位情報提供装置から前記無線通信により送信された位置方位情報を受信する第２の通信部と、
   受信された前記位置方位情報が含む位置情報と方位情報により、前記測位情報における位置と進行方位を補正する測位情報補正部とを備える、
   ことを特徴とするナビゲーションシステム。
2. 前記測位情報補正部は、
   前記位置方位情報が受信されるのに応じて、前記測位部が測位システムを利用した測位が可能な状態であるか否かに係わらず、受信された前記位置方位情報が含む位置情報と方位情報により前記測位情報における位置と進行方位を補正する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のナビゲーションシステム。
3. 前記表示制御部は、
   補正された前記測位情報に基づいて前記ナビゲーション画面を表示させているときに、当該補正された測位情報に基づく自己の位置と進行方位が表示されていることを通知する画像を表示させる、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のナビゲーションシステム。
4. 現在位置および進行方位を測位し、測位した現在位置と進行方位の各情報を含む測位情報を取得する測位部と、
   前記測位情報に基づいて自己の位置と進行方位を示すナビゲーション画面を表示部に表示させる表示制御部と、
   特定の場所に設置される位置方位情報提供装置が送信する情報であって、前記位置方位情報提供装置が設置される特定の場所に対応する位置を示す位置情報と前記特定の場所に対応して予め定められた特定の方位を示す方位情報とを含む位置方位情報を受信する通信部と、
   受信された前記位置方位情報が含む位置情報と方位情報により、前記測位情報における位置と進行方位を補正する測位情報補正部と、
   を備えることを特徴とするナビゲーション装置。
5. 位置方位情報提供装置とナビゲーション装置を備えるナビゲーションシステムにおけるナビゲーション方法であって、
   前記位置方位情報提供装置は、
   当該位置方位情報提供装置が設置される特定の場所の位置を示す位置情報と前記特定の場所に対応して予め定められた特定の方位を示す方位情報とを含む位置方位情報を通信可能範囲に位置するナビゲーション装置に対して無線通信により送信する送信制御ステップを備え、
   前記ナビゲーション装置は、
   現在位置および進行方位を測位し、測位した現在位置および進行方位の情報を含む測位情報を取得する測位ステップと、
   前記測位情報に基づいて自己の位置と進行方位を示すナビゲーション画面を表示部に表示させる表示制御ステップと、
   前記位置方位情報提供装置から受信された前記位置方位情報が含む位置情報と方位情報により、前記測位情報における位置と進行方位を補正する測位情報補正ステップとを備える、
   ことを特徴とするナビゲーション方法。
6. コンピュータに、
   現在位置および進行方位を測位し、測位した現在位置と進行方位の各情報を含む測位情報を取得する測位ステップ、
   前記測位情報に基づいて自己の位置と進行方位を示すナビゲーション画面を表示部に表示させる表示制御ステップ、
   特定の場所に設置される位置方位情報提供装置が送信する情報であって、前記位置方位情報提供装置が設置される特定の場所に対応する位置を示す位置情報と前記特定の場所に対応して予め定められた特定の方位を示す方位情報とを含む位置方位情報を受信するのに応じて、受信された前記位置方位情報が含む位置情報と方位情報により、前記測位情報における位置と進行方位を補正する測位情報補正ステップ、
   を実行させるためのプログラム。

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