JP3275673B2 - 走行経路案内装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、自動車等において
現在位置から目的地間での走行経路を探索し、この走行
経路を案内する走行経路案内装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の走行経路案内装置は、概
略、外部から目的地を入力する操作手段と、自車位置を
検出するための自車位置データを得る自車位置データ抽
出手段と、地図データが記憶された記憶手段と、前記自
車位置データから自車位置を検出し、検出された自車位
置から目的地までの地図データを前記記憶手段から読み
出し、読み出された地図データから目的地までの経路を
探索し、自車位置及び探索された経路が記載された地図
の画像データを出力する演算手段と、この演算手段より
入力された地図を表示する表示手段によって構成されて
いた。

【０００３】図１２は、記憶手段であるＣＤ−ＲＯＭ７
に記憶されているデータのフォーマットであり、２１は
ディスクラベル、２２は描画パラメータ、２３は図葉管
理情報、２４は図葉であり、この図葉には背景データ、
文字データ、道路データなどが記憶されており、日本全
国の地形図を緯度、経度によって分割した単位地図毎の
データが記憶されている。図葉には広い地域を粗く記述
した図葉（レベル２）から狭い地域を詳細に記述した図
葉（レベル０）が設定されている。各図葉は同一の地域
を記述した地図表示レベルＡ，Ｂ，Ｃから構成されてい
る。地図表示レベルＡ，Ｂ，Ｃは、ＡよりＢ、ＢよりＣ
がより詳細に記述されている。

【０００４】また各地図表示レベルＡ，Ｂ，Ｃは、地図
表示レベル管理情報と複数のユニットから構成される。
ユニットは各地図表示レベルの地域を複数に分割した分
割地域を記述したものであり、各ユニットはユニットヘ
ッダ、文字レイヤ、背景レイヤ、道路レイヤ、オプショ
ンレイヤなどから構成される。

【０００５】図１３は、経路探索により作成されるテー
ブルを示している。図１３の（Ａ）は、現在位置から目
的地までの案内経路のユニット別追尾データのテーブル
であり、図１３の（Ｂ）は、経路追尾データのテーブル
であり、このテーブルには、選択された案内経路の各ユ
ニット内のノードの順番が経路順に書き込まれる。図６
の例では、ユニットのノード２のノード１→２→３→４
→５→６が書き込まれ、引き続き、ユニット１の１→２
→３→６→７→８が書き込まれる。

【０００６】図１３（Ｃ）は、誘導ポイントデータのテ
ーブルであり、選択された案内経路の交差点ノード（ユ
ニット２のノード４及びユニット１のノード３）の手前
７００ｍ、３００ｍ、１００ｍの地点、例えば図６の場
合、ユニット２のノード１と２の間、ノード２と３の間
に、誘導ポイントＡ１，Ｂ１，Ｃ１及びＡ２，Ｂ２，Ｃ
２が設定され、液晶ディスプレイ８ａに表示された案内
経路に沿って走行していく過程で、現在位置が誘導ポイ
ントＡ１，Ｂ１，Ｃ１，Ａ２，Ｂ２，Ｃ２に達する毎
に、前記音声案内が行われる。

【０００７】図１４は、上記表示手段である液晶ディス
プレイ８Ａにおける従来例の表示例を示している。図
中、太線３２は経路探索手段により探索された案内経
路、３３は自車の現在位置を示す自車マーク、３４は液
晶ディスプレイ８Ａの画面の右上に表示された交差点名
称を示している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
において、記憶手段が記憶する地図データは、平面的な
ものであり、従って経路探索によって選択された案内経
路も、液晶ディスプレイ上平面的に表示され、案内経路
の標高に関する情報が提供できないものであった。

【０００９】本発明は、上記従来の欠点を除去すべく、
案内経路の標高差情報を提示できる走行経路案内装置を
提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の走行経路案内装置は、目的地までの経路を
探索する経路探索手段と、道路データに対応した標高差
情報に基づいて、探索された前記経路の前記標高差情報
を音声により案内する音声案内手段を具備し、前記経路
の標高差変化があらかじめ設定された標高差角の値より
大きい区間が所定量以上続く場合に、坂が続く旨を案内
する構成とした。この構成により、自車が標高差の大き
い区間にさしかかることを事前に知ることができる。

【００１１】また、上記目的を達成するため、本発明の
走行経路案内装置は、目的地までの経路を探索する経路
探索手段と、この経路探索手段で探索された前記経路に
おける標高差変化があらかじめ設定された標高差角の値
より大きくなる位置を求め、この位置の手前に誘導ポイ
ントを設定する誘導ポイント設定手段と、前記誘導ポイ
ントを通過する際に、前記標高差変化を音声で案内する
音声案内手段とを具備した。この構成により、自車が標
高差の大きいポイントに到達したことを音声案内により
知ることができる。

【００１２】また、上記目的を達成するため、本発明の
走行経路案内装置は、目的地までの経路を探索する経路
探索手段と、この経路探索手段で探索された前記経路
で、最も標高の高い場所を求め、この場所の手前に誘導
ポイントを設定する誘導ポイント設定手段と、前記誘導
ポイントを通過する際に、前記最も標高の高い場所が近
い旨を音声で案内する音声案内手段とを具備した。この
構成により、自車が最も標高の高い地点に到達したこと
を音声案内により知ることができる。

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】そして更に、本発明は、上記表示手段に表
示される案内経路で、最も標高の高い場所と、その高度
を上記表示手段で表示するようにしたことを特徴とし、
或いは、上記表示手段に表示される案内経路で、最も標
高の高い場所を上記音声案内手段による音声案内によっ
て案内するようにしたことを特徴とする。

【００１８】上記の構成により、経路探索手段によって
探索された経路上の標高差情報を音声や映像により提示
することにより、探索された経路の高度に関する情報を
ユーザーがまとめて把握することができることとなる。

【００１９】

【発明の実施の形態】 以下に本発明の実施の形態につい
て図１乃至図１１を参照しながら説明する。図１は実施
の形態における走行経路案内装置の構成示すブロック図
である。

【００２０】図１において、１は方位センサであり、こ
の方位センサ１は自動車の絶対走行方位を検出する地磁
気センサ及び自動車の相対走行方位を検出する光ジャイ
ロが使用される。２は車輪の回転数に応じたぱるすを発
生する距離センサ、３はブレーキスイッチやパーキング
スイッチなどのオン・オフ信号及び電源電圧監視用信号
などの各種センサ信号である。

【００２１】４は方位センサ１や距離センサ２が発信す
る信号或いは各種センサ信号を処理するセンサ信号処理
部、５はＧＰＳ（Global Positioning System)レシーバ
であり、このＧＰＳレシーバ５は複数の衛星から送信さ
れる電波を受信し演算することにより受信点の位置（緯
度、経度）を求めるものである。

【００２２】６はＣＤ−ＲＯＭドライブであり、このＣ
Ｄ−ＲＯＭドライブ６は、地図データが記憶されたＣＤ
−ＲＯＭ７から地図データを読み出すものである。

【００２３】８は車室内に設置される表示・操作部であ
り、この表示・操作部８は、自車マーク、探索された経
路などが記載された地図を表示する液晶ディスプレイ８
Ａ及びこの液晶ディスプレイ８Ａの前面に設けられたタ
ッチパネル８Ｂとからなり、タッチパネル８Ｂには表示
地図の拡大・縮小などを指示するためのスイッチ、経路
探索を指示するスイッチ、液晶ディスプレイ８Ａに表示
された地名の中から目的地を選択するスイッチなどが具
備している。

【００２４】９は装置本体であり、この装置本体９はト
ランクルームなどに設置されている。

【００２５】次に、装置本体９の構成について説明す
る。１０は各種の演算を行うＣＰＵ（中央処理装置）、
１１はＣＰＵ１０が行う各種の演算のプログラムが記憶
されたメモリ（プログラムＲＯＭ）、１２は方位センサ
１、距離センサ２、ＧＰＳレシーバ５、ＣＤ−ＲＯＭド
ライブ６等からのデータやＣＰＵ１０での演算結果等を
記憶するメモリ（Ｄ−ＲＡＭ）、１３は装置本体９への
電源供給が停止した際にも必要なデータを保持しておく
ためのバックアップ用メモリ（Ｓ−ＲＡＭ）、１４は液
晶ディスプレイ８Ａに表示する文字、記号などのパター
ンが記憶されたメモリ（漢字・フォントＲＯＭ）であ
る。

【００２６】１５は地図データや自車の現在位置データ
などに基づいて表示画像を形成するための画像プロセッ
サ（グラフィックゲートアレイ）、１６はグラフィック
ゲートアレイ１５から出力される地図データ、現在位置
データ及び漢字・フォントＲＯＭ１４から出力される地
名、道路などの漢字・フォントを合成して液晶ディスプ
レイ８Ａに表示する画像を記憶するメモリ（Ｖ−ＲＡ
Ｍ）、１７はＶ−ＲＡＭ１６の出力データを色信号に変
換するためのＲＧＢ変換回路であり、変換された色信号
がＲＧＢ変換回路１７から液晶ディスプレイ８Ａに出力
される。

【００２７】１８は通信インタフェース、１９は音声プ
ロセッサであり、この音声プロセッサ１９はＣＰＵ１０
の指令に基づき所定の音声メッセージを作成するもので
あり、音声プロセッサ１９で作成された音声メッセージ
がスピーカ２０より出力される。

【００２８】図２はＣＤ−ＲＯＭ７に記憶されているデ
ータのフォーマットであり、２１はディスクラベル、２
２は描画パラメータ、２３は図葉管理情報、２４は図葉
であり、この図葉には背景データ、文字データ、道路デ
ータなどが記憶されており、日本全国の地形図を緯度、
経度によって分割した単位地図毎のデータが記憶されて
いる。図葉には広い地域を粗く記述した図葉（レベル
２）から狭い地域を詳細に記述した図葉（レベル０）が
設定されている。各図葉は同一の地域を記述した地図表
示レベルＡ，Ｂ，Ｃから構成されている。地図表示レベ
ルＡ，Ｂ，Ｃは、ＡよりＢ、ＢよりＣがより詳細に記述
されている。

【００２９】また各地図表示レベルＡ，Ｂ，Ｃは、地図
表示レベル管理情報と複数のユニットから構成される。
ユニットは各地図表示レベルの地域を複数に分割した分
割地域を記述したものであり、各ユニットはユニットヘ
ッダ、文字レイヤ、背景レイヤ、道路レイヤ、オプショ
ンレイヤなどから構成されると共に、道路データ上の標
高差情報３５を持っている。

【００３０】文字レイヤには、地図に表示される地名、
道路名、施設名などが記録され、背景レイヤには道路、
施設などを描画するためのデータが記憶され、また道路
レイヤには、図３に示すように、交差点を含む道路を記
述する座標点（ノード）と線（リンク）に関するデー
タ、例えばノードのノード番号、緯度、経度、リンク番
号、リンク距離などが記憶されている。

【００３１】すなわち、ＣＤ−ＲＯＭ７に記憶された道
路データを示す図３に示すように、白丸印（○）はノー
ドを示し、ノード間の線はリンクを示している。また、
ノード番号４の黒丸印（●）は交差点ノードを示してい
るものである。なお、道路レイヤに記録されたデータは
地図表示には直接関与せず、マップマッチング等の道路
網情報として使用されるものである。

【００３２】また、図２において、２５は、経路探索デ
ータであり、この経路探索データ２５は狭い地域を対象
とした階層０から広い階層ｎまで各階層毎に探索データ
が記録されている。各階層の探索データは、ノード接続
データ２６、リンクコストデータ２７、経路表示データ
２８から構成される。

【００３３】ノード接続データ２６は、図３に示すよう
に、各ノードａ〜ｇ，ｘ，ｙがどのノードと接続されて
いることを示すデータである。

【００３４】またリンクコストデータ２７は、図３に示
すように、各ノード間のリンクのリンクコストを示すも
のであり、例えば、ノードａとノードｃとの間のリンク
のリンクコストは、「５」であり、ノードａとノードｂ
との間のリンクコストは、「２０」であることを示して
いる。

【００３５】上記リンクコストは、 リンクコスト＝リンク距離／設定速度 から求められ、設定速度は例えば図４に示すように道路
種別と道路幅員に応じて設定されるものである。

【００３６】経路表示データ３２は経路探索により選択
された経路を表示地図上に表示するためのデータを記録
されているものである。

【００３７】次に、経路探索の動作について説明する。
この経路探索は、図３に示すように、出発地（現在位置
ノード）ｘから目的地ノードｙに至るすべての経路のリ
ンクコストを加算し、最もリンクコストが低い経路を選
択するものであり、図３の場合、リンクｘ→ａ→ｃ→ｄ
→ｆ→ｇのリンクコスト合計（１０＋５＋５＋５＋５＋
５＝３５）が最も小さくなるため、リンクｘ→ａ→ｃ→
ｄ→ｆ→ｇを結ぶ経路が選択されるものである。

【００３８】経路探索動作は、まず出発地、目的地の位
置より最も近い出発ノード、目的ノードを選択する。

【００３９】図３において、ノードｘが出発ノードに選
択され、ノードｙが目的ノードに選択されたことを示し
ている。

【００４０】次に、出発ノードｘを含む経路探索データ
を、ＣＤ−ＲＯＭ７より読込み、出発地側の経路探索を
行う。この経路探索は、前述のとおり、リンクコストの
合計が最も低くなる経路を選択するものである。次に、
探索の結果、目的ノードに接続したか否かが判定され
る。

【００４１】出発地から目的地までの距離が比較的近
く、ＣＤ−ＲＯＭ７から読込まれたデータ内に、目的ノ
ードｙが含まれている場合には、目的ノードに接続した
と判定されるが、出発地から目的地が遠い場合には、目
的ノードに接続したと判定されないため、目的ノードｙ
を含む経路探索データがＣＤ−ＲＯＭ７より読込み、目
的地側の経路探索を行う。この目的地側の経路探索によ
り選択された経路が、出発地側の探索経路に接続されな
い場合には、探索階層を１ランク上げる。

【００４２】図５は、出発地と目的地との距離が遠い場
合の経路探索動作を分かりやすく示した図であり、出発
地側の経路探索で選択された経路が目的ノードに接続さ
れず、また目的地側の経路探索で選択された経路が出発
地側経路探索で探索された経路に接続されない場合に
は、階層１の経路探索データ３３が読込まれ、出発ノー
ド３４、目的ノード３５が設定される。階層１における
経路探索により実線で示す経路が探索されると、出発地
から目的地までの経路を構成し、探索された経路の表示
データを作成して、経路探索を終了するものである。

【００４３】図６において、太い線は経路探索の結果選
択された案内経路を示しており、ユニット２のノード１
→２→３→４→５→６→ユニット１の１→２→３→６→
７→８の経路が選択された案内経路であることを示して
いる。

【００４４】案内経路が選択されると、交差点ノード
（ユニット２のノード４及びユニット１のノード３）の
手前およそ７００ｍ、３００ｍ、１００ｍに誘導ポイン
ト（案内ポイント）Ａ１，Ｂ１，Ｃ１及びＡ２，Ｂ２、
Ｃ２が設定される。

【００４５】自動車の走行にともなって、現在位置が誘
導ポイントＡに到達すると、所定の音声案内、例えば、
「およそ７００ｍで左方向です。」と音声で案内する。
同様に、誘導ポイントＢ，Ｃに到達すると、それぞれ
「およそ３００ｍで左方向です。」、「およそ１００ｍ
で左方向です。」と、音声で案内を行う。

【００４６】図７は、経路探索により作成されるテーブ
ルを示している。図７の（Ａ）は、現在位置から目的地
までの案内経路のユニット別追尾データのテーブルであ
り、図６の例では、ユニット２，１がユニット別経路追
尾データテーブルに書き込まれる。

【００４７】図７の（Ｂ）は、標高差追尾データのテー
ブルであり、このテーブルには、選択された案内経路の
各ユニット内のノードの順番が経路順に書き込まれる。
図６の例では、ユニットのノード２のノード１→２→３
→４→５→６が書き込まれ、引き続き、ユニット１の１
→２→３→６→７→８が書き込まれる。

【００４８】図７（Ｃ）は、誘導ポイントデータのテー
ブルであり、選択された案内経路の交差点ノード（ユニ
ット２のノード４及びユニット１のノード３）の手前７
００ｍ、３００ｍ、１００ｍの地点、例えば図６の場
合、ユニット２のノード１と２の間、ノード２と３の間
に、誘導ポイントＡ１，Ｂ１，Ｃ１及びＡ２，Ｂ２，Ｃ
２が設定され、液晶ディスプレイ８ａに表示された案内
経路に沿って走行していく過程で、現在位置が誘導ポイ
ントＡ１，Ｂ１，Ｃ１，Ａ２，Ｂ２，Ｃ２に達する毎
に、前記音声案内が行われる。

【００４９】図８は、本発明の実施の形態における経路
探索の処理フローを示している。まず、ステップＳ０
で、経路探索により、ユニット別経路追尾データテーブ
ル（図７（Ａ））を作成する。

【００５０】次に、ステップＳ１で、ユニット別経路追
尾データより、標高差追尾データテーブル（図７
（Ｂ））を作成し、ステップＳ２に進んで、標高差追尾
データテーブルより、誘導ポイントデータ（図７
（Ｃ））を作成する。図６に示す場合には、ユニット２
の交差点ノード３、ユニット１の交差点ノード３が検索
される。

【００５１】次に、ステップＳ３で、標高差案内を行う
か否かの判定を行い、スピーカ２０により、標高差情報
音声を案内を行わない場合、ステップＳ１０で、標高差
情報表示を液晶ディスプレイ８Ａにするかを判定し、標
高差情報表示を行う場合には、ステップＳ１１におい
て、ステップＳ２で作成した標高差追尾データを用い
て、図９に示す案内経路標高差表示を行い、処理を終了
する。

【００５２】このように、この実施の形態では、経路探
索により得られた案内経路の標高差を液晶ディスプレイ
８Ａ或いはスピーカ２０により、ユーザーに表示できる
こととなる。

【００５３】なお、図９において、３３は自車マークを
示している。また、この実施の形態では、経路探索によ
り得られた案内経路における全ノードの標高差情報の中
で最も高度が高いノードを演算により求め、図９で、符
号３６で示すように、最高高度の場所とその高度とを液
晶ディスプレイ８Ａに表示しているものである。

【００５４】図９で、右上の表示は、自車の現在位置に
おける高度を表示しているものである。

【００５５】図８において、ステップＳ３で、標高差情
報音声案内を選択した場合、ステップＳ４の処理に移行
し、案内経路における角リンクの水平方向に対する標高
差角θ_a、θ_bを求める。

【００５６】次に、ステップＳ５で、標高差角θa、θb
とあらかじめ設定しておいた一定値θx 、θyと比較
し、案内対象か否かを判定する。この場合、標高差角θ
a、θbが一定回数以上、一定値θx、θyよりも大きい値
を算出した場合、案内対象との判定を行う。一定値θ
x、θyは、例えば、図１１のような値を持ち、判定条件
に従い案内内容を決定する。

【００５７】図１０に示す場合、ユニット２の交差点ノ
ード３、ユニット１の交差点ノード３が案内対象ノード
として判定される。図７はユニット別の標高差情報テー
ブルを示している。

【００５８】図８において、ステップＳ５で案内対象ノ
ードと判定されれば、ステップＳ６で、誘導ポイントデ
ータＡ，Ａ′を作成する。ステップＳ６では、標高差追
尾データテーブル（図７（Ｂ））より、誘導ポイントデ
ータ（図７（Ｃ））を作成するものであり、図１０に示
す場合は、ユニット２の交差点ノード３、ユニット１の
交差点ノード３が検索される。

【００５９】次に、ステップＳ７では、誘導ポイントデ
ータの作成が終了したかを判定し、終了しない場合に
は、ステップＳ４に戻り、誘導ポイントデータの作成が
終了したと判定されると、ステップＳ８で、ステップＳ
６で作成された誘導ポイントデータ（図７（Ｃ））を自
車位置が通過したか否かの判定を行い、自車位置が誘導
ポイントＡ，Ａ′を通過したと判定した場合、ステップ
Ｓ９において、ステップＳ６で決定された案内内容をス
ピーカ２０による音声で案内する。

【００６０】ステップＳ８、Ｓ９の処理を繰り返した
後、ステップＳ１２では、すべての誘導ポイントを通過
したか否かの判定を行い、全ての通過ポイントを通過す
ると、処理を終了する。

【００６１】なお、図８のステップＳ６において、探索
経路の中で標高が最も高い地点を求め、この最高高度地
点の手前に誘導ポイントを設定し、自車の現在位置がこ
の誘導ポイントを通過した際に、最高高度地点が近い旨
をスピーカ２０により音声で案内するようにしてもよ
い。

【００６２】

【発明の効果】本発明は、上記のような構成を有するた
め、案内経路の標高差情報を映像または音声で、提示す
ることができ、自車の現在位置近傍の高度及び高低差が
把握しやすくなり、安全運転に寄与するところ大なる利
点を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施の形態における走行経路案内
装置の構成を示すブロック図

【図２】同実施の形態のＣＤ−ＲＯＭに記録された道路
データの構成図

【図３】同実施の形態の経路探索方法を説明するリンク
の構成図

【図４】同実施の形態におけるリンクコストを算出する
ためのメモリの構成図

【図５】同実施の形態における経路探索のための階層構
造を示す模式図

【図６】同実施の形態におけるテーブルを示す構成図

【図７】同実施の形態における経路探索により作成され
るテーブルを示す構成図

【図８】同実施の形態における地図表示処理のフロー図

【図９】同実施の形態における液晶ディスプレイによる
表示例の一例を示す表示図

【図１０】同実施の形態における液晶ディスプレイによ
る表示例の一例を示す表示図

【図１１】同実施の形態における音声案内のための標高
差角判定値と判定条件、案内内容を示す図

【図１２】従来例におけるＣＤ−ＲＯＭに記録された道
路データを示す構成図

【図１３】従来例における経路探索により作成されるテ
ーブルを示す構成図

【図１４】従来例における液晶ディスプレイによる表示
例の一例を示す表示図

【符号の説明】

１ 方位センサ ２ 距離センサ ３ その他のセンサからの出力信号 ４ センサ信号処理部 ５ ＧＰＳレシーバ ６ ＣＤ−ＲＯＭドライブ ７ ＣＤ−ＲＯＭ ８ 表示・操作部 ８Ａ 液晶ディスプレイ ８Ｂ 操作スイッチ ９ 装置本体 １０ ＣＰＵ １１ プログラムＲＯＭ １２ Ｄ−ＲＡＭ １３ Ｓ−ＲＡＭ １４ 漢字フォントＲＯＭ １５ 画像プロセッサ １６ Ｖ−ＲＡＭ １７ ＲＧＢ変換回路 １８ 通信インターフェイス １９ 音声プロセッサ ２０ スピーカ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01C 21/00 G01C 21/36 G08G 1/0969 G09B 29/00 - 29/10

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 目的地までの経路を探索する経路探索手
   段と、道路データに対応した標高差情報に基づいて、探
   索された前記経路の前記標高差情報を音声により案内す
   る音声案内手段を具備し、前記経路の標高差変化があら
   かじめ設定された標高差角の値より大きい区間が所定量
   以上続く場合に、坂が続く旨を案内することを特徴とす
   る走行経路案内装置。
2. 【請求項２】 目的地までの経路を探索する経路探索手
   段と、この経路探索手段で探索された前記経路における
   標高差変化があらかじめ設定された標高差角の値より大
   きくなる位置を求め、この位置の手前に誘導ポイントを
   設定する誘導ポイント設定手段と、前記誘導ポイントを
   通過する際に、前記標高差変化を音声で案内する音声案
   内手段とを具備したことを特徴とする走行経路案内装
   置。
3. 【請求項３】 目的地までの経路を探索する経路探索手
   段と、この経路探索手段で探索された前記経路で、最も
   標高の高い場所を求め、この場所の手前に誘導ポイント
   を設定する誘導ポイント設定手段と、前記誘導ポイント
   を通過する際に、前記最も標高の高い場所が近い旨を音
   声で案内する音声案内手段とを具備したことを特徴とす
   る走行経路案内装置。