JP3136967B2 - 車両用経路誘導装置 - Google Patents

車両用経路誘導装置

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JP3136967B2 JP26393595A JP26393595A JP3136967B2 JP 3136967 B2 JP3136967 B2 JP 3136967B2 JP 26393595 A JP26393595 A JP 26393595A JP 26393595 A JP26393595 A JP 26393595A JP 3136967 B2 JP3136967 B2 JP 3136967B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は鳥瞰図方式の道路地
図を表示する車両用経路誘導装置に関する。
【0002】
【従来の技術】鳥瞰図方式の道路地図上に目的地までの
経路と車両の現在地を表示して乗員を誘導する車両用経
路誘導装置が知られている(例えば、特開平2−244
188号公報参照)。
【0003】図7は鳥瞰図道路地図の表示原理を説明す
る図、図8は図7のXZ平面図、図9は鳥瞰図道路地図
の表示領域を示す図である。これらの図により、鳥瞰図
の描画方法を説明する。鳥瞰図方式の道路地図は、車両
Vから距離b(例えば1km)だけ後方の地点Oの高さ
h(例えば350m)の上空に視点Eを設定し、その視
点Eから車両Vの方向を見下ろし角α(例えば16度)
の視線EFに沿って見下ろした場合に、XY平面上に展
開された平面道路地図の表示領域Aを、視線EFに垂直
に設定された仮想画面Sに透視変換するものである。平
面図道路地図の表示領域A内の任意の地点Pは、Pと視
点Eとを結ぶ直線が仮想画面Sと交わる点P’に透視変
換される。表示領域Aは、図9(a)に示すように例え
ば手前の幅が約500m、奥の幅が約7km、奥行が約
7kmの台形上の領域であり、その表示領域A内の平面
道路地図が(b)に示すように仮想画面S上に透視変換
されて表示される。つまり、手前の領域では道路地図が
拡大されて詳細な道路地図を見ることができ、遠方に行
くに従って連続的に縮尺が高くなり、広い範囲の道路地
図を見ることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、最適経路上
を走行していて渋滞に遭遇した時に、渋滞を回避するた
めに故意に最適経路から外れることがある。しかし、目
的地までの所要時間を考えるといずれどこかで最適経路
に復帰した方が得策であると判断した場合に、最適経路
へ復帰するための経路を知りたいことがある。また、故
意に最適経路を外れて寄道をした場合にも、最適経路へ
復帰するための経路を知りたいことがある。ところが、
従来の車両用経路誘導装置では、最適経路を外れると表
示領域の中に最適経路が表示されないことがあり、最適
経路へ復帰する経路が分らなくなるという問題がある。
【0005】本発明の目的は、最適経路を外れた場合に
最適経路に復帰するための経路を表示するようにした車
両用経路誘導装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、車両の現在地を検出する現在地検出手段
と、目的地を設定する目的地設定手段と、目的地までの
最適経路を演算する経路演算手段と、予め設定された視
点と視線に基づいて鳥瞰図道路地図の表示領域を演算す
る表示領域演算手段と、表示領域の平面図道路地図を鳥
瞰図道路地図に変換する地図変換手段と、鳥瞰図道路地
図、最適経路および現在地を表示する表示手段とを備え
た車両用経路誘導装置に適用される。そして、現在地が
最適経路から外れたことを検出する経路外走行検出手段
と、現在地が最適経路から外れたことが検出されると、
現在地から最適経路へ復帰するための方位を演算する復
帰方位演算手段と、復帰方位に基づいて視線の方位を設
定する視線方位設定手段とを備え、表示領域演算手段に
よって視点、視線および視線方位に基づいて表示領域を
演算する。最適経路から外れた時は、現在地から最適経
路へ復帰するための方位を演算し、その復帰方位に基づ
いて視線の方位を設定する。そして、予め設定された視
点および視線と、新たに設定された視線方位とに基づい
て鳥瞰図道路地図の表示領域を演算し、表示領域の平面
図道路地図を鳥瞰図道路地図に変換して表示する。ま
た、請求項2の車両用経路誘導装置は、最適経路から外
れた地点を検出する経路離脱地点検出手段を備え、復帰
方位演算手段によって、最適経路を外れた地点から所定
距離離れた最適経路上の地点までのベクトルと、現在地
から目的地までのベクトルと、現在地における車両の進
行方位のベクトルとに基づいて復帰方位を演算するよう
にしたものである。請求項3の車両用経路誘導装置は、
復帰方位演算手段によって、最適経路を外れた地点から
所定距離離れた最適経路上の地点が高速道路上である場
合には、その高速道路のインターチェンジまでのベクト
ルと、現在地から目的地までのベクトルと、現在地にお
ける車両の進行方位のベクトルとに基づいて復帰方位を
演算するようにしたものである。請求項4の車両用経路
誘導装置は、復帰方位演算手段によって、現在地におけ
る進行方位から所定角度づつ目的地側に視線の方位を回
転しながら鳥瞰図道路地図の表示領域を演算し、演算さ
れた表示領域に最適経路の少なくとも一部が入っていた
らその方位を復帰方位とするようにしたものである。
【0007】
【発明の実施の形態】図1は一実施形態の構成を示すブ
ロック図である。コントローラ1はマイクロコンピュー
タとその周辺部品から構成され、後述する制御プログラ
ムを実行して平面図道路地図を鳥瞰図道路地図に透視変
換し、鳥瞰図道路地図と車両の現在地と目的地までの最
適経路を表示する。コントローラ1には、方位センサ
2、距離センサ3、GPS受信機4、記憶装置5、入力
装置6が接続される。方位センサ2は車両の進行方位を
検出し、距離センサ3は車両の走行距離を検出する。G
PS受信機4は衛星からのGPS信号を受信して車両の
現在地、進行方位、走行速度などを検出する。また、記
憶装置5は平面図方式の道路地図データを記憶するCD
−ROMなどの装置であり、入力装置6は目的地などを
設定する装置である。コントローラ1にはまた、道路地
図や文字情報を表示するディスプレイ7と、音声による
誘導を行なうためのスピーカー8などが接続される。
【0008】図2は一実施形態の地図描画処理を示すフ
ローチャートである。入力装置6のメインスイッチが投
入されると、コントローラ1はこの地図描画処理を開始
する。ステップ1において入力装置6により設定された
目的地を読み込み、続くステップ2で方位センサ2、距
離センサ3およびGPS受信機4により車両の現在地と
進行方位を検出する。ステップ3で、記憶装置5の平面
図道路地図データを参照して現在地から目的地までの最
適経路を演算する。ステップ4において、視線EFのX
Y平面における方位φ、すなわち地表面における方位φ
を決定する。この実施形態では視線EFの方位φに車両
の進行方位を設定するが、例えば最適経路がディスプレ
イ7に最も長く表示されるような方位を設定してもよ
い。また、この実施形態では、図7に示すように、車両
Vから距離1km(b)だけ後方の地点Oの高さ350
m(h)の上空に視点Eを設定するとともに、その視点
Eから車両Vの方向を見下ろし角16度(α)で見下ろ
す視線EFを設定する。この視点Eおよび視線EFによ
れば、車両の現在地がディスプレイ7の中央よりやや下
の位置に表示される。なお、視点Eと視線EFの設定値
はこの実施形態に限定されない。
【0009】ステップ5で視点E、視線EFおよび視線
方位φに基づいて平面図道路地図上の表示領域を演算
し、続くステップ6で記憶装置5から表示領域を含む平
面図道路地図データを読み込む。ステップ7において平
面図道路地図データを鳥瞰図データに変換し、ステップ
8で鳥瞰図道路地図をディスプレイ7に描画する。この
時、GPS航法あるいは自立航法により検出した車両の
現在地に現在地マークを表示するとともに、最適経路を
表示する。ステップ9で、車両が移動または回転したか
否かを確認し、車両の移動または回転があればステップ
10へ進む。
【0010】ステップ10では車両が最適経路を外れた
か否かを判別し、最適経路上にあればステップ4へ戻っ
て上記処理を繰り返し、最適経路を外れていればステッ
プ11へ進む。ステップ11において、図3に示す視線
方位φの演算ルーチンを実行して最適経路へ復帰するた
めの方位を演算し、算出した復帰方位を視線方位φに設
定する。その後、ステップ5へ戻って上記処理を繰り返
す。復帰方位を視線方位φに設定して表示領域を演算す
ることにより、復帰方位を中心とした表示領域が求めら
れ、最適経路へ復帰するための経路が表示領域内に含ま
れるようになる。
【0011】図3は視線方位φの演算ルーチンを示すフ
ローチャートである。また、図4は視線方位φの演算方
法を説明する図である。これらの図により、一実施形態
の視線方位φの演算方法を説明する。まず、最適経路を
外れた地点から所定距離離れた最適経路上の地点a1,
a2,・・・を算出する(S21)。図4(a)に示す
ように、最適経路を外れた地点を中心とし、所定距離を
半径とする円周が最適経路と交わる地点a1,a2,・
・・を求めればよい。最適経路が直線に近いほど交点の
個数は少なく、最適経路が曲がりくねっているほど交点
の個数が多くなる。次に、図4(a)に示すように、現
在地から地点a1,a2,・・・までのベクトルA1,
A2,・・・を演算する(S22)。なお、この明細書
ではベクトル量をアルファベットの大文字で表わし、ス
カラー量をアルファベットの小文字で表わすものとす
る。また、図4(a)に示すように、現在地から目的地
bまでのベクトルBと、現在地における進行方位の単位
ベクトルCを演算する(S23)。
【0012】現在地から各方向へのベクトルを算出した
ら、現在地から最適経路上の地点ai(i=1,2,・
・・)までのベクトルAiに、ベクトルAi,B,Cに
応じて重み付けを行ない、最適経路へ復帰するための復
帰方位φFを演算する(S24)。すなわち、
【数1】φF=Σαi*Ai, ここで、αiは重み付け係数で、αi=f(Ai,B
i,C)。なお、重み付け係数αiは、現在の進行方位
ベクトルCを除く各ベクトルの距離のパラメータを追加
し、距離が近いほど重みを大きくするようにしてもよ
い。その後、復帰方位φFを視線方位φに設定して図2
に示すプログラムへリターンする(S25)。
【0013】このように、最適経路を外れたこと、およ
び外れた地点を検出し、最適経路への復帰方位φFを演
算する。そして、復帰方位φFを視線方位φに設定して
表示領域を演算し、表示領域の平面図道路地図を鳥瞰図
道路地図に変換して表示する。最適経路へ復帰するため
の復帰方位φFは、現在地から最適経路上の地点aiま
でのベクトルAiに、ベクトルAi、現在地から目的地
までのベクトルBおよび現在地における進行方位ベクト
ルCに応じて重み付けを行なって決定する。これによ
り、復帰方位φFを中心とした表示領域が求められ、最
適経路へ復帰するための経路が表示領域内に含まれるよ
うになる。なお、上記実施形態では視線方位φに復帰方
位φFを設定する例を示したが、復帰方位φFが表示領域
に含まれるような視線方位φを設定してもよい。また、
最適経路に高速道路が含まれる場合には、高速道路への
復帰はインターチェンジしかできないので、現在地から
各インターチェンジまでのベクトルに上述した重み付け
を行なって復帰方位を求めるようにしてもよい。さら
に、最適経路を外れた後に、乗員が最適経路による誘導
をキャンセルした場合には、上記の復帰方位を中心とし
た鳥瞰図表示を行なわず、車両の進行方位を中心とした
鳥瞰図表示のままにしてもよい。
【0014】−視線方位φの演算の変形例− 図5は、変形例の視線方位φの演算ルーチンを示すフロ
ーチャートである。また、図6は変形例の視線方位φの
演算方法を説明する図である。これらの図により、視線
方位φの演算方法の変形例を説明する。まず、図6に示
すように、現在地における進行方位Cから目的地b側へ
θn(n=1,2,・・・)だけ回転した方位を視線方位
φに設定する(S31)。ここで、θnは、
【数2】θn=θn-1 +δ, ここで、δは所定角度であり、θo=0とする。この視
線方位φに基づいて表示領域を演算する(S32)。そ
して、最適経路を外れた地点から目的地までの最適経路
の少なくとも一部が算出した表示領域に入っていること
を確認し、入っていればその方位φnを視線方位φに設
定する(S33→S34)。最適経路の一部が算出した
表示領域に入っていなければパラメータnをインクリメ
ントしてさらに視線方位を回転する(S35→S3
1)。
【0015】このように、最適経路を外れたら、視線方
位を所定角度δだけ目的地側に回転し、その視線方位φ
nに基づいて表示領域を演算する。最適経路を外れた地
点から目的地までの最適経路の少なくとも一部が算出し
た表示領域に入っていれば、その視線方位φnを採用
し、視線方位φnの表示領域の平面図道路地図データを
鳥瞰図に変換して表示する。これにより、簡単な処理で
短時間に復帰方位を求めることができ、最適経路へ復帰
するための経路が表示領域内に含まれる。なお、最適経
路を外れた後に、乗員が最適経路による誘導をキャンセ
ルした場合には、上記の復帰経路を含む鳥瞰図表示を行
なわず、車両の進行方位を中心とした鳥瞰図表示のまま
にしてもよい。
【0016】以上の一実施形態の構成において、コント
ローラ1、方位センサ2、距離センサ3およびGPS受
信機4が現在地検出手段を、入力装置6が目的地設定手
段を、コントローラ1が経路演算手段、表示領域演算手
段、地図変換手段、経路外走行検出手段、復帰方位演算
手段、視線方位設定手段および経路離脱地点検出手段
を、ディスプレイ7が表示手段をそれぞれ構成する。な
お、上述した実施形態とその変形例では、最適経路を外
れた時に最適経路への復帰方向を含む鳥瞰図道路地図を
表示する例を示したが、最適経路への復帰方向を含む平
面図道路地図を表示する場合にも本発明を適用すること
ができる。また、最適経路への復帰方位の演算方法は上
述した実施形態および変形例に限定されない。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、最
適経路から外れた時は、現在地から最適経路へ復帰する
ための方位を演算し、その復帰方位に基づいて視線の方
位を設定する。そして、予め設定された視点および視線
と、新たに設定された視線方位とに基づいて鳥瞰図道路
地図の表示領域を演算し、表示領域の平面図道路地図を
鳥瞰図道路地図に変換して表示するようにしたので、復
帰方位を含む表示領域が求められ、最適経路へ復帰する
ための経路が表示領域内に含まれるようになる。また、
最適経路を外れた地点から所定距離離れた最適経路上の
地点までのベクトルと、現在地から目的地までのベクト
ルと、現在地における車両の進行方位のベクトルとに基
づいて復帰方位を演算することにより、最適な復帰方位
を求めることができる。なお、最適経路を外れた地点か
ら所定距離離れた最適経路上の地点が高速道路上である
場合には、その高速道路のインターチェンジまでのベク
トルと、現在地から目的地までのベクトルと、現在地に
おける車両の進行方位のベクトルとに基づいて復帰方位
を演算することにより、高速道路への最適な復帰方位を
求めることができる。さらに、現在地における進行方位
から所定角度づつ目的地側に視線の方位を回転しながら
鳥瞰図道路地図の表示領域を演算し、演算された表示領
域に最適経路の少なくとも一部が入っていたらその方位
を復帰方位とすることにより、簡単な処理で短時間に復
帰方位を求めることができ、最適経路へ復帰するための
経路が表示領域内に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施形態の構成を示す図。
【図2】一実施形態の地図描画処理を示すフローチャー
ト。
【図3】一実施形態の視線方位φの演算手順を示すフロ
ーチャート。
【図4】一実施形態の視線方位φの演算方法を説明する
図。
【図5】変形例の視線方位φの演算手順を示すフローチ
ャート。
【図6】変形例の視線方位φの演算方法を説明する図。
【図7】鳥瞰図道路地図の表示原理を説明する図。
【図8】図7のXZ平面図。
【図9】鳥瞰図道路地図の表示領域を示す図。
【符号の説明】
1 コントローラ 2 方位センサ 3 距離センサ 4 GPS受信機 5 記憶装置 6 入力装置 7 ディスプレイ 8 スピーカー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G09B 29/00 G06F 15/62 350A (56)参考文献 特開 平8−178684(JP,A) 特開 平2−244188(JP,A) 特開 昭61−216100(JP,A) 特開 平7−198403(JP,A) 特開 平7−218280(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01C 21/00 G06T 1/00 G06T 17/00 G08G 1/0969 G09B 29/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両の現在地を検出する現在地検出手段
    と、 目的地を設定する目的地設定手段と、 前記目的地までの最適経路を演算する経路演算手段と、 予め設定された視点と視線に基づいて鳥瞰図道路地図の
    表示領域を演算する表示領域演算手段と、 前記表示領域の平面図道路地図を鳥瞰図道路地図に変換
    する地図変換手段と、 前記鳥瞰図道路地図、前記最適経路および現在地を表示
    する表示手段とを備えた車両用経路誘導装置において、 現在地が前記最適経路から外れたことを検出する経路外
    走行検出手段と、 現在地が前記最適経路から外れたことが検出されると、
    現在地から前記最適経路へ復帰するための方位を演算す
    る復帰方位演算手段と、 前記復帰方位に基づいて前記視線の方位を設定する視線
    方位設定手段とを備え、 前記表示領域演算手段は、前記視点、前記視線および前
    記視線方位に基づいて表示領域を演算することを特徴と
    する車両用経路誘導装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の車両用経路誘導装置に
    おいて、 前記最適経路から外れた地点を検出する経路離脱地点検
    出手段を備え、 前記復帰方位演算手段は、前記最適経路を外れた地点か
    ら所定距離離れた前記最適経路上の地点までのベクトル
    と、現在地から前記目的地までのベクトルと、現在地に
    おける車両の進行方位のベクトルとに基づいて復帰方位
    を演算することを特徴とする車両用経路誘導装置。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の車両用経路誘導装置に
    おいて、 前記復帰方位演算手段は、前記最適経路を外れた地点か
    ら所定距離離れた前記最適経路上の地点が高速道路上で
    ある場合には、その高速道路のインターチェンジまでの
    ベクトルと、現在地から前記目的地までのベクトルと、
    現在地における車両の進行方位のベクトルとに基づいて
    復帰方位を演算することを特徴とする車両用経路誘導装
    置。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載の車両用経路誘導装置に
    おいて、 前記復帰方位演算手段は、現在地における進行方位から
    所定角度づつ目的地側に前記視線の方位を回転しながら
    鳥瞰図道路地図の表示領域を演算し、演算された表示領
    域に前記最適経路の少なくとも一部が入っていたらその
    方位を復帰方位とすることを特徴とする車両用経路誘導
    装置。
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