JP3410271B2

JP3410271B2 - ナビゲーション装置

Info

Publication number: JP3410271B2
Application number: JP34264695A
Authority: JP
Inventors: 浩一遠藤; 完宍戸
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Alpine Electronics Inc
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Alpine Electronics Inc
Priority date: 1995-12-28
Filing date: 1995-12-28
Publication date: 2003-05-26
Anticipated expiration: 2015-12-28
Also published as: US5902349A; JPH09178503A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はナビゲーション装置
に係わり、特に車両走行時に、誘導経路に沿って車両を
目的地に向けて案内する案内画面をディスプレイ装置に
表示するナビゲーション装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両の走行案内を行い、運転者が所望の
目的地に容易に到達できるようにしたナビゲーション装
置は、車両の位置を検出してＣＤ−ＲＯＭから車両位置
周辺の地図データを読み出し、地図画像をディスプレイ
画面に描画するとともに該地図画像上の所定箇所に車両
位置マーク（自車位置マーク）を重ねて描画する。そし
て、車両の移動により現在位置が変化するに従い、画面
の自車位置マークを移動したり、或いは自車位置マーク
は画面中央等の所定位置に固定して地図をスクロールし
て、常に、車両位置周辺の地図情報が一目で判るように
なっている。

【０００３】かかるナビゲーション装置は、出発地から
目的地まで誘導経路を設定し、該誘導経路を地図上に表
示すると共に交差点案内（交差点拡大図、進行方向の表
示）を行う経路誘導機能を備えている。出発地と目的地
を入力すると、ナビゲーション装置の誘導経路制御部は
自動的に最適の誘導経路を決定し、該誘導経路を構成す
るノード（経緯度）を誘導経路メモリに連続して記憶す
る。そして、実際の走行時には、誘導経路メモリに記憶
されたノード列の中から画面の地図表示エリアに入って
いる誘導経路をサーチし、該誘導経路を他の道路と識別
可能に表示すると共に、接近中の交差点より所定距離内
に入ると交差点案内図（交差点拡大図と該交差点での進
行方向を示す矢印）を表示し、いずれの道路を走行すれ
ば良いか、交差点でどの方向に進んだら良いかが判るよ
うになっている。また、誘導経路を外れると（オフルー
ト）、車両現在位置から誘導経路上の所定ポイント（リ
ターンポイント）までの経路を探索（計算）し、該リタ
ーンポイントを介して目的地に車両を案内するようにな
っている。

【０００４】図１５は誘導経路表示例の説明図であり、
ＣＭは自車マーク、ＲＴ（点線）は誘導経路、ＥＬＩは
交差点Ｑにおける交差点拡大図である。交差点拡大図Ｅ
ＬＩは交差点構成リンクＢ１〜Ｂ４を所定太さのリンク
図形で表現し、しかる後、透視変換して表示したもので
あり、各リンクにはその方向の行先名（大宮、所沢、浦
和駅、日本橋）が表示され、又、誘導経路方向を示す矢
印ＡＲＲが表示される。交差点拡大図を描画するには、
図１６に示すように交差点進入方向（交差点進入リンク
Ｌ１の方向）を基準にして交差点Ｑの周り３６０⁰を８
等分して８個の角度領域（進入逆方向領域Ａ１、左斜め
下領域Ａ２、左折領域Ａ３、左斜め上領域Ａ４、直進領
域Ａ５、右斜め上領域Ａ６、右折領域Ａ７、右斜め下領
域Ａ８）を求める。そして、交差点構成リンクがどの領
域に属するか調べ、交差点構成リンクが属する角度領域
に応じた方向に分岐を有する交差点拡大図を作成して描
画する。図１７は音声で交差点案内するメッセージの説
明図表であり、脱出リンク方向が右折の場合には「この
先を右です。」、右斜め上の場合には「この先をななめ
上です。」等のように案内する。尚、直進の場合には交
差点案内を行わないナビゲーション装置もある。

【０００５】以上は日本国内におけるナビゲーション装
置の概略であるが、米国等におけるナビゲーション装置
は、走行時に地図及び車両位置マークを有する地図画面
（マップ画面）は表示せず、図１８（Ａ）〜図１８
（Ｆ）に示すような案内画面を表示し、音声で進行方向
を案内するようになっている。図１８の各案内画面にお
いて、ＣＤＳは交差点までの距離（マイル）、ＤＤＳは
目的地までの距離（マイル）、ＶＣＤは音声案内サービ
ス中を示すもの、ＴＤＬは現時刻、ＮＶＧは進行方向を
示す案内画像である。車両現在位置から所定距離内の誘
導経路上に交差点あるいは分岐路が存在しない場合に
は、図１８（Ａ）に示すように直進を示す案内画面を表
示し、所定距離内に接近中の交差点が存在する場合に
は、図１８（Ｂ）〜図１８（Ｅ）に示すように交差点あ
るいは分岐路の拡大図と共に進行方向を示す矢印を表示
し、また、Ｕターンが必要な場合には図１８（Ｆ）に示
すＵターン図形を表示する。そして、分岐路あるいは交
差点より所定距離に到達すると音声により進行方向を案
内するようになっている。

【０００６】以上のように、米国等におけるナビゲーシ
ョン装置は、車両位置を検出し、該車両位置に応じた地
図データをＣＤ−ＲＯＭ等の地図データベースより読み
取り、車両現在位置から所定距離内の誘導経路上に接近
中の交差点あるいは分岐路があれば、日本における交差
点拡大図表示と同様に地図データを用いて該分岐路ある
いは交差点の拡大図形を表示すると共に進行方向を矢印
で表示し、音声で進行方向を案内する。そして、所定距
離内に接近中の分岐路あるいは交差点が存在しなければ
直進を示す案内画面を表示する。また、誘導経路を外れ
ると（オフルート）、車両現在位置から誘導経路上の所
定ポイント（リターンポイント）までの経路を探索し、
該リターンポイントを介して目的地に車両を案内するよ
うになっている。更に、誘導経路設定時にはマップ画面
に切り替えて、出発地や目的地を入力して誘導経路を設
定するようになっている。以上より、日本国内のナビゲ
ーション装置と米国のナビゲーション装置は内部的には
ほとんど同一の構成を備えており、表示画面の制御が異
なるだけである。

【０００７】ナビゲ−ション装置において車両の現在位
置を測定する方法として、車両に搭載した自立航法セン
サー（距離センサーと方位センサー）を用いて車両位置
を測定する測定法（自立航法）と、衛星を用いたＧＰＳ
による測定法（衛星航法）がある。自立航法による車両
位置測定は、比較的低コストで車両位置の測定ができる
が、センサー誤差により高精度に位置測定ができない問
題があり、マップマッチング処理等の補正処理が必要に
なる。又、衛星航法は絶対的な位置の検出が可能である
が、測定位置データは種々の要因によるドリフト的な位
置誤差を含んでおり、米国機関の公称精度は１００ｍ以
下（精度９５％）である。また、衛星航法では、トンネ
ルやビルなど衛星電波が遮られる場所で位置検出ができ
ない問題もある。

【０００８】そこで、最近の車載ナビゲーション装置は
自立航法と衛星航法を併用しており、通常は、自立航法
により位置、方位を推定すると共に、マップマッチング
処理により推定車両位置を修正して走行道路上の実車両
位置を求めるようにしている。そして、何らかの原因で
マップマッチングが不可能になって自立航法による測定
車両位置が実車両位置から大幅にずれ、該測定車両位置
とＧＰＳによる測定車両位置間の距離がＧＰＳの誤差範
囲を越えると、車両位置をＧＰＳにより測定された位置
に修正し、しかる後、マップマッチング処理により車両
位置を走行道路に引き寄せて実車両位置を求めるように
している。

【０００９】自立航法においては、距離センサと相対方
位センサの出力に基づき積算により以下のようにして車
両位置を検出する。図１９は自立航法による車両位置検
出方法の説明図であり、距離センサは車両がある単位距
離Ｌ₀走行する毎にパルスを出力するものとし、また、
基準方位（θ＝０）をＸ軸の正方向、基準方位から反時
計方向回りを＋方向とする。前回の車両位置を点Ｐ
₀（Ｘ₀，Ｙ₀）、点Ｐ₀での車両進行方向の絶対方位をθ
₀、単位距離Ｌ₀走行した時点での相対方位センサの出力
をΔθ₁であるとすると、車両位置の変化分は、 ΔＸ＝Ｌ₀・cos（θ₀＋Δθ₁） ΔＹ＝Ｌ₀・sin（θ₀＋Δθ₁）となり、今回の点Ｐ₁での車両進行方向の推定方位θ₁と
推定車両位置（Ｘ₁，Ｙ₁）は、 θ₁＝θ₀＋Δθ₁(1) Ｘ₁＝Ｘ₀＋ΔＸ＝Ｘ₀＋Ｌ₀・cosθ₁(2) Ｙ₁＝Ｙ₀＋ΔＹ＝Ｙ₀＋Ｌ₀・sinθ₁(3) としてベクトル合成により計算できる。従って、スター
ト地点での車両の絶対方位と位置座標を与えれば、その
後、車両が単位距離走行する毎に、(1)〜(3)式の計算を
繰り返すことにより車両位置をリアルタイムで検出(推
定)できる。

【００１０】しかし、自立航法では走行するにつれて誤
差が累積して推定車両位置が道路から外れる。そこで、
マップマッチング処理により推定車両位置を道路データ
と照合して道路上の実車両位置に修正する。図２０〜図
２１は投影法によるマップマッチングの説明図である。
現車両位置が点Ｐ_i-1（Ｘ_i-1，Ｙ_i-1）にあり、車両方
位がθ_i-1であったとする（図２０では点Ｐ_i-1は道路Ｒ
Ｄaと一致していない場合を示す）。点Ｐ_i-1より一定距
離Ｌ₀（例えば１０ｍ）走行したときの相対方位がΔθ_i
であれば、自立航法による推定車両位置Ｐ_i′（Ｘ_i′，
Ｙ_i′）と、Ｐ _i′での推定車両方位θ_iは、次式 θ_i＝θ_i-1＋Δθ_i Ｘ_i′＝Ｘ_i-1＋Ｌ₀・cosθ_i Ｙ_i′＝Ｙ_i-1＋Ｌ₀・sinθ_i により求められる。

【００１１】このとき、(a) 推定車両位置Ｐ_i′を中心
に２００ｍ四方に含まれ、しかも、垂線を降ろすことの
できるリンク（道路を構成するエレメント）であって、
推定車両位置Ｐ_i′での推定車両方位θ_iとリンクの成す
角度が一定値以内（たとえば４５⁰以内）で、かつ、推
定車両位置Ｐ_i′からリンクに降ろした垂線の長さが一
定距離（たとえば１００ｍ）以内となっているものを探
す。ここでは道路ＲＤa上の方位θa₁のリンクＬＫa
₁（ノードＮa₀とＮa₁を結ぶ直線）と道路ＲＤb上の方位
θb₁のリンクＬＫb₁（ノードＮb₀とＮb₁を結ぶ直線）と
なる。ついで、(b)推定車両位置Ｐ_i′からリンクＬＫ
a₁，ＬＫb₁に降ろした垂線ＲＬia、ＲＬibの長さを求め
る。(c) しかる後、次式Ｚ=dL・20＋dθ・20 (dθ≦35⁰) (4) Ｚ=dL・20＋dθ・40 (dθ＞35⁰) (4)′ により係数Ｚを演算する。なお、dLは推定車両位置
Ｐ_i′からリンクに降ろした垂線の長さ(推定車両位置か
らリンクまでの距離)、dθは推定車両方位θ_iとリンク
の成す角度であり、角度dθが大きいほど重み係数を大
きくしている。

【００１２】(d) 係数値Ｚが求まれば、以下の,,
の条件、距離ｄＬ≦７５ｍ（最大引き付け距離７５ｍ）角度差ｄθ≦３０⁰（最大引き付け角度３０⁰）係数値Ｚ≦1500 を満足するリンクを求め、係数値が最小のリンクをマッ
チング候補(最適道路)とする。ここではリンクＬＫa₁と
なる。(e) そして、点Ｐ_i-1と点Ｐ_i′を結ぶ走行軌跡Ｓ
Ｈiを垂線ＲＬiaの方向に点Ｐ_i-1がリンクＬＫa₁上（ま
たはリンクＬＫa₁の延長線上）に来るまで平行移動し
て、点Ｐ_i-1とＰ_i′の移動点ＰＴ_i-1とＰＴ_i′を求め、
(f) 最後に、点ＰＴ_i-1を中心にＰＴ_i′がリンクＬＫa₁
上（またはリンクＬＫa₁の延長線上）に来るまで回転移
動して移動点を求め、実車両位置Ｐ_i（Ｘ_i，Ｙ_i）とす
る。なお、実車両位置Ｐ_iでの車両方位はθ_iのままとさ
れる。また、図２１の如く、前回の車両位置である点Ｐ
_i-1が道路ＲＤaにあるときは、移動点ＰＴ_i-1は点Ｐ_i-1
と一致する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ナビゲーション装置で
は、マップマッチング処理により求まった最適道路が誘
導経路を構成するか常時チェックし、誘導経路を構成し
ないと、車両が誘導経路から外れたものとみなす（オフ
ルート）。オフルートになると、ナビゲーション装置は
自動経路探索モードになっていれば、直ちに車両位置か
ら誘導経路上の未通過ノードであって車両位置からの直
線距離が最短のノード（リターンポイント）を求め、車
両位置から該リターンポイントへ車両を誘導する経路を
探索し、該探索した経路に従って車両を誘導経路に案内
する。また、自動経路探索モードになっていなければ、
ドライバがリモコン等を操作して経路探索を指示する
と、リターンポイントを求め、車両位置から該リターン
ポイントへ車両を誘導する経路を探索し、該探索した経
路に従って車両を誘導経路に案内する。

【００１４】しかし、オフルート時における従来の経路
探索には種々の問題がある。第１の問題点は、誘導経路
に戻るための最短経路を選択できない場合があることで
ある。図22はかかる状況の説明図である。車両が実線で
示す誘導経路ＮＶＲＴ上を走行してきてポイントＣＰで
オフルートすると、自動経路探索モードがオンの場合は
直ちに、自動経路探索モードがオフの場合は経路探索が
指示されたとき経路探索が開始する。かかる経路探索に
おいて、ナビゲーション装置は車両位置（Ａ地点）から
直線距離が最も近い誘導経路上の未通過ノードＣをリタ
ーンポイントとして求める。しかる後、ナビゲーション
装置は点線で示すように車両位置Ａからリターンポイン
トＣに至る経路の探索を行い、車両を該経路に沿って誘
導する。しかし、かかる経路よりもＡ→Ｂに沿った経路
ＲＴで誘導経路ＮＶＲＴに戻った方が目的地までの走行
距離は短い。すなわち、従来方法では誘導経路に戻るた
めに最短経路を選択できない場合が生じる。なお、最初
の誘導経路探索時にＣＰ→Ａ→Ｂのルートが選ばれない
理由は、幅員の大きな道路が優先的に選ばれるからであ
る。

【００１５】第２の問題点は、リターンポイントまでの
経路が陳腐化することである。従来の経路探索では、走
行しながら車両位置及びリターンポイントの両方から経
路探索を行い、両方からの経路が交差した時、両経路を
合成して車両位置からリターンポイントへ戻る経路（点
線）を得ている。しかし、かかる方法では、車両が走行
しているため、経路が求まった時には既に車両は相当距
離移動している。このため、オフルートになり探索した
経路を使用できない。

【００１６】第３の問題点は目的地近くでオフルートす
ると、目的地に対して遠ざかる経路あるいは目的地を大
回りする経路が探索されることである。図２３、図２４
はかかる場合の説明図であり、ＮＶＲＴ（斜線）は誘導
経路、ＣＲは車両、ＤＳＰは目的地である。図２３にお
いて誘導経路よりオフルートした時、自動経路探索モー
ドになっていると、直ちに経路探索が開始する。この場
合、Ａ地点から最も近い誘導経路上のノードはＢ地点で
あるため、車両位置Ａより進行方向にＢ地点に向かう経
路を探索すると、点線で示す経路を探索してしまい、目
的地から遠ざかる経路となる。また、図２４において誘
導経路ＮＶＲＴよりオフルートし（自動経路探索モード
になっていない）、地点Ａまで進行してから経路探索を
リモコンより指示すると、最も近い誘導経路上のノード
はＢ（目的地はノード上にない）であるため、地点Ａか
ら地点Ｂへの大回りの経路を探索してしまう。

【００１７】従って、本発明の第１の目的は、誘導経路
から車両が外れても（オフルート）、目的地までの走行
距離が短くなるように車両を誘導経路に戻す経路を探索
することができるナビゲーション装置を提供することで
ある。本発明の第２の目的は、オフルート後に探索され
た経路が陳腐化しておらず、該経路に沿って車両を誘導
経路に戻すように案内することができるナビゲーション
装置を提供することである。本発明の第３の目的は、目
的地付近でオフルートしても最短走行距離で車両を目的
地に誘導する経路を探索し、該経路に沿って車両を案内
できるナビゲーション装置を提供することである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的は本発明
によれば、車両が誘導経路から外れた道路を走行してい
ることを検出するオフルート検出手段と、オフルート
時、車両を誘導経路に戻すための経路を探索する誘導経
路探索手段と、誘導経路に沿って車両を案内する案内画
面を表示する表示手段を備え、誘導経路探索手段は、オ
フルート時、自動的に、あるいは経路探索指示により、
車両位置から前記誘導経路上のノードまでの直線距離Ｄ
１と該ノードから目的地までの誘導経路に沿った道なり
距離Ｄ２を求め、道なり距離Ｄ２の重み係数を直線距離
Ｄ１の重み係数より大きくして補正した時の各補正距離
の和が最小のノードをリターンポイントとして求め、車
両位置から該リターンポイントまでの経路を探索し、表
示手段は探索された経路に沿って車両をリターンポイン
トに誘導する案内画面を表示するナビゲーション装置に
より達成される。

【００１９】上記第２の目的は、本発明によれば、車両
進行方向にリターンポイントに向けて１方向から経路を
探索する個とにより達成される。上記第３の目的は、本
発明によれば、車両位置から目的地までの直線距離を求
め、該直線距離が設定値以下の場合には、車両位置から
目的地までの誘導経路を探索し、設定値以上の場合に
は、それまでの誘導経路上のリターンポイントを求め、
車両位置から該リターンポイントまでの経路を探索し、
それぞれ探索された経路に沿って車両を目的地に誘導す
る案内画面を表示することにより達成される。

【００２０】

【発明の実施の形態】

（Ａ）ナビゲーションシステム (a) 全体の構成図１はナビゲーションシステムの全体の構成図であり、
１はナビゲーション制御装置、２はナビゲーション制御
装置に対する各種指令の入力、誘導経路設定操作、各種
データの設定操作等を行う操作部（例えばリモコン）、
３は地図、誘導経路、交差点案内図、各種メニュー等を
表示するディスプレイ装置、４は地図情報を記憶するＣ
Ｄ−ＲＯＭ（地図データベース）、５はＣＤ−ＲＯＭド
ライブ、６は衛星からの電波を受信して車両の現在位
置、方位を測定するＧＰＳ受信機、７は各衛星からの電
波を受信するマルチビームアンテナ、８は自立航法用セ
ンサ、９は交差点での案内音声を出力するオーディオ部
であり、カーオーディオ装置を利用できる。ＧＰＳ受信
機７は、３次元測位あるいは２次元測位処理を行って車
両位置、方位を計算し（方位は現自車位置と１サンプリ
ング時間ΔＴ前の自車位置を結んだ方向）、これらを測
位時刻と共に出力する。自立航法センサ８は、図示しな
いが車両回転角度を検出する振動ジャイロ等の相対方位
センサ（角度センサ）、所定走行距離毎に１個のパルス
を発生する距離センサを備えている。

【００２１】ＣＤ−ＲＯＭ４に記憶される地図情報は、
(1) 道路レイヤと、(2) 地図上のオブジェクトを表示す
るための背景レイヤと、(3) 市町村名など文字を表示す
るための文字レイヤと、(4) ＩＩＳ（Integrated Infor
mation Service)情報を記憶するＩＩＳレイヤなどから
構成されている。このうち、道路レイヤは図２に示すよ
うに道路リンクデータＲＬＤＴ、ノードデータＮＤＤ
Ｔ、交差点データＣＲＤＴを有している。道路リンクデ
ータＲＬＤＴは該当道路の属性情報を与えるもので、道
路リンク上の全ノ−ド数、道路を構成する各ノ−ドの番
号、道路番号（道路名）、道路の種別（国道、高速道
路、県道、その他の別）等のデータより構成されてい
る。又、交差点データＣＲＤＴは地図上の各交差点毎
に、該交差点に連結するリンク上のノードのうち該交差
点に最も近いノ−ド（交差点構成ノ−ドという）の集合
であり、ノ−ドデータＮＤＤＴは道路を構成する全ノ−
ドのリストであり、ノ−ド毎に位置情報（経度、緯
度）、該ノ−ドが交差点であるか否かの交差点識別フラ
グ、ノ−ドが交差点であれば交差点データを指し、交差
点でなければ該ノ−ドが属する道路リンクを指すポイン
タ等で構成されている。

【００２２】（b) リモコン図３はリモコンの外観図であり、２ａはカーソル(フォ
ーカスという)や自車マーク等を地図に対して相対的に
８方向に移動させたり、所望のメニュー項目を選択する
ためにメニュー選択バーを上下左右に移動させたり、フ
ォーカス位置を設定入力する際、あるいはメニューを選
択する際等に押下されるジョイスティックキーである。
２ｂは詳細レベルの地図を表示する際に操作される拡大
キー、２ｃは広域地図を表示する際に操作される縮小キ
ー、２ｄはメニューを表示する際に操作されとメニュー
キーである。２ｅは自車位置が存在する地図を自車マー
クと共に表示するためのナビゲーションキー（ＮＶキ
ー）、２ｆは所望の地点を記憶する際に操作されるメモ
リキー（ＭＥＭＯキー）、２ｇはファンクションキーで
あり、頻繁に使用する機能を設定しておくことにより該
機能を選択できるもの、２ｈは電源キーである。ジョイ
スティックキー２ａを操作して自動経路探索モードオン
／オフ項目をディスプレイ画面に表示し、オン選択する
ことにより、ナビゲーション装置を自動経路探索オンモ
ードにすることができ、また、オフ選択することによ自
動経路探索オフモードにすることができる。ナビゲーシ
ョン装置は自動経路探索オンモードにおいて、オフルー
トすると、自動的に経路を探索する。また、自動経路探
索オフモードにおいては、走行時にＮＶキー２ｅを押下
することにより経路探索開始をナビゲーション装置に指
示することができる。

【００２３】（Ｂ）ナビゲーション制御装置図４はナビゲーション制御装置の構成図であり、１はナ
ビゲーション制御装置、２はリモコン、３はディスプレ
イ装置、４は地図情報を記憶するＣＤ−ＲＯＭ、６はＧ
ＰＳ受信機、７はマルチビームアンテナ、８は自立航法
用センサ，９はオーディオ部であり、自立航法センサ８
は、車両回転角度を検出する振動ジャイロ等の相対方位
センサ（角度センサ）８ａ、所定走行距離毎に１個のパ
ルスを発生する距離センサ８ｂを備えている。

【００２４】ナビゲーション制御装置１において、１１
は地図読出制御部であり、ジョイスティックキーや地
図の縮小／拡大キー等で地図の移動操作や地図選択操作
がなされた時にフォーカス位置（画面中心の経緯度位
置）を計算すると共に、自車位置あるいはフォーカス
位置等に基づいてＣＤ−ＲＯＭ４より所定の地図情報を
読み出すものである。１２はＣＤ−ＲＯＭから読み出さ
れた地図情報を記憶する地図バッファである。地図バッ
ファには後述する地図スクロールができるように自車位
置あるいはフォーカス位置周辺の複数枚（複数ユニッ
ト）の地図情報、例えば３×３ユニットの地図情報が読
み出される。１３は地図描画部であり、地図バッファに
記憶された地図情報を用いて地図画像を発生するもの、
１４は地図画像を記憶するＶＲＡＭ、１５は画面中心位
置（自車位置、フォーカス位置）に基づいてＶＲＡＭ１
４より切り出す１画面分の位置を変えて自車位置の移動
あるいはフォーカス移動に従って地図をスクロール表示
する読出制御部である。

【００２５】１６は接近中交差点における案内をディス
プレイ画像及び音声で行う交差点案内部であり、実際の
経路誘導時に、自車が接近中交差点より所定距離内に接
近した時、該交差点案内図（交差点拡大図、行先、進行
方向矢印）をディスプレイ画面に表示すると共に進行方
向を音声で案内する。１７はリモコンの操作に応じてた
信号を受信して各部に指示するリモコン制御部、１８は
ＧＰＳ受信機からのＧＰＳデータを記憶するＧＰＳデー
タ記憶部、１９は自立航法センサ出力に基づいて自車位
置（推定車両位置）、車両方位を計算する車両位置・方
位計算部、２０はマップマッチング制御部であり、地図
バッファ１２に読み出されている地図情報と推定車両位
置、車両方位を用いて所定走行距離（たとえば１０ｍ）
毎に投影法によるマップマッチング処理を行って自車位
置を走行道路上に位置修正する。マップマッチング制御
部２０は、車両位置を所定道路上に位置修正した時、該
道路が誘導経路を構成していない場合には、車両が誘導
経路から外れたものとみなしてオフルート信号を出力す
る。

【００２６】２１は誘導経路制御部であり、入力された
出発地から目的地までの誘導経路の計算処理、車両が誘
導経路より外れた時（オフルート）、後述する経路の探
索処理を行うもの、２２は誘導経路を記憶する誘導経路
メモリ、２３は誘導経路描画部である。誘導経路メモリ
２２には、誘導経路制御部２１により算出された誘導経
路ＩＲＴ（図５参照）上の全ノードＮs,Ｎi（ｉ＝１，
２，・・），Ｎoの位置データが出発地から目的地まで
図６に示すように記憶される。誘導経路描画部２３は走
行時、誘導経路メモリ２２より誘導経路情報（ノード
列）を読み出して地図上に描画する。２４は各種メニュ
ー画面（操作画面）を表示する操作画面発生部、２５は
自車マーク、カーソル（フォーカス）等の各種マークを
出力するマーク発生部、２６は画像合成部である。

【００２７】（Ｃ）誘導経路制御部（ａ）構成図７は誘導経路制御部の構成図であり、２１は誘導経路
制御部、２２は誘導経路メモリ、３１は誘導経路制御プ
ロセッサ、３２は誘導経路計算プログラムＮＶＰ１やオ
フルート時の経路計算プログラムＮＶＰ２を記憶するプ
ログラムメモリである。

【００２８】（ｂ）誘導経路計算処理誘導経路計算プログラムＮＶＰ１は出発地から目的地ま
での誘導経路を計算するもので、最短距離経路を誘導経
路とする場合にはダイクストラ法が知られている。ダイ
クストラ法は出発地と目的地を結ぶ直線を半径とする領
域、あるいは該領域より大きめの領域内に存在する全交
差点を考慮して出発地から目的地迄の最短経路を探索す
るものである。図８はダイクストラ法の概略説明図で、
道路を直線、交差点を直線の交点としてグラフ化したも
のであり、各交差点間の距離は既知で、ＳＴＰは出発
地、ＤＳＰは目的地である。

【００２９】ダイクストラ法においては、出発地ＳＴＰ
に隣接する１次交差点Ａ１〜Ａ４を求め、各１次交差点
Ａ１〜Ａ４に対応させて０次の交差点（出発地）及び出
発地からの距離を記憶する。ついで、各１次交差点Ａ１
〜Ａ４について２次交差点Ｂijを求め、各２次交差点に
対応させて１次交差点及び出発地からの距離を求める。
例えば、１次交差点Ａ２については３つの２次交差点Ｂ
11，Ｂ12，Ｂ13が求まり、各２次交差点Ｂ11，Ｂ12，Ｂ
13に対応させて、Ｂ11：１次交差点Ａ２と出発地からの距離ｄ11 Ｂ12：１次交差点Ａ２と出発地からの距離ｄ12 Ｂ13：１次交差点Ａ２と出発地からの距離ｄ13 ・・(a) を記憶する。又、1次交差点Ａ３について３つの２次交
差点Ｂ21，Ｂ22，Ｂ23が求まり、各２次交差点Ｂ21，Ｂ
22，Ｂ23に対応させて、Ｂ21：１次交差点Ａ３と出発地からの距離ｄ21 ・・(b) Ｂ22：１次交差点Ａ３と出発地からの距離ｄ22 Ｂ23：１次交差点Ａ３と出発地からの距離ｄ23 を記憶し、他の１次交差点Ａ１，Ａ４についても同様に
２次交差点を求めて所定のデータを記憶する。

【００３０】ところで、交差点Ｂ13とＢ21は同一の交差
点である。このように、デ−タを記憶すべき交差点が重
複すると、出発地からの距離ｄ13とｄ21の大小を比較
し、小さい方のデータのみを記憶する。たとえば、ｄ13
＞ｄ21であれば、交差点Ｂ13（＝Ｂ21)のデータとして
(b)のデータが最終的に記憶され、(a)のデータは削除さ
れる。以後、同様に、各２次交差点について３次交差点
Ｃijを求め、各３次交差点に対応させて２次交差点及び
出発地からの距離を求めて記憶し、一般に各第ｉ次交差
点について第（ｉ＋１）次交差点を求め、各第（ｉ＋
１）次交差点に対応させて第ｉ次交差点と出発地からの
距離を求めて記憶してゆけば、最終的に目的地ＤＳＰに
到達する。

【００３１】目的地ＤＳＰに到達すれば、該目的地（ｍ
次の交差点とする）に対応させて記憶してある（ｍ−
１）次の交差点、該（ｍ−１）次の交差点に対応させて
記憶してある（ｍ−２）次の交差点、・・・、２次の交
差点に対応させて記憶してある１次交差点、該１次交差
点に対応させて記憶してある０次の交差点（出発地）を
順次結んでなる経路が最短経路となる。なお、実際には
高速道路優先、幅員の広い道路優先等の条件を加味して
最適の誘導経路が決定される。

【００３２】（ｃ）オフルート時の経路計算処理オフルート時の経路計算プログラムＮＶ２はオフルート
時に誘導経路を再計算するものであり、図９はかかるプ
ログラムのフローチャートである。オフルートになった
か監視し（ステップ１０１）、オフルートでない場合に
はそれまでの誘導経路に従って車両を誘導する（ステッ
プ１０２）。

【００３３】しかし、オフルート信号がマップマッチン
グ制御部２０より入力されると、誘導経路制御プロセッ
サ３１はオフルート時の経路計算プログラムＮＶＰ２に
従って処理を開始する。まず、自動経路探索モードがオ
ンであるかチェックし（ステップ１０３）、オンモード
の場合には、図１０に示すように誘導経路ＮＶＲＴ上の
未通過の全ノード（×印）について、車両位置Ｐｃから
該ノードまでの直線距離Ｄ１と該ノードから目的地ＤＳ
Ｐまでの誘導経路ＮＶＲＴに沿った道なり距離Ｄ２を求
める。ついで、次式Ｄ＝α・Ｄ１＋β・Ｄ２ (5) により補正距離α・Ｄ１，β・Ｄ２の和Ｄを演算する。
なお、α＜βであり、例えばα＝０．３、β＝０．７で
ある。すなわち、道なり距離Ｄ２の重み係数βを直線距
離Ｄ１の重み係数αより大きくして各距離を補正した時
の補正距離α・Ｄ１，β・Ｄ２の和を求める。しかる
後、補正距離の和Ｄが最小のノードをリターンポイント
とする（ステップ１０４）。

【００３４】リターンポイントが求まれば、車両位置か
らリターンポイントに向けて進行方向に１方向からダイ
クストラ法等により経路を探索し（ステップ１０５）、
以後、探索した経路を表示し、リターンポイントに向け
て車両を誘導し、リターンポイントに戻った後は当初の
誘導経路に従って車両を目的地に向けて誘導する（ステ
ップ１０６）。一方、ステップ１０３において自動経路
探索モードがオフの場合には、経路探索がリモコンより
指示されたか監視し（ステップ１０７）、指示されなけ
ればそれまでの誘導経路を表示する（ステップ１０
２）。しかし、オフルート後にリモコンより経路探索が
指示されると、ステップ１０４以降の処理により経路探
索を行う。

【００３５】以上のように、(5)式により求まる補正距
離の和が最小のノードをリターンポイントとすることに
より、直線距離Ｄ１より道なり距離Ｄ２に重きをおいて
リターンポイントを決定する。この結果、車両位置から
目的地までのトータルの走行距離が短い経路を探索する
ことができる。例えば、図１１に示すように、車両が実
線で示す誘導経路ＮＶＲＴ上を走行してきてポイントＣ
Ｐでオフルートすると、自動経路探索モードがオンの場
合は直ちに、また、自動経路探索モードがオフの場合は
経路探索が指示されたとき経路探索を開始する。かかる
経路探索において、ナビゲーション装置は上記処理によ
りノードＢをリターンポイントと決定し、Ａ地点よりＢ
地点に至る経路ＲＴを探索する。この結果、目的地まで
の走行距離が短い経路ＲＴに沿って車両を誘導すること
ができる。なお、以上では未通過の全ノードについて
(5)式の演算を行う場合について説明したが、誘導経路
順に各ノードについて(5)式の演算を行い、Ｄの値が減
小から増大に変化したときのノードをリターンポイント
とし、以後の演算を打ち切るように構成することもでき
る。

【００３６】（ｄ）オフルート時の別の経路計算処理図１２はオフルート時の別の経路計算処理のフローであ
る。（ｃ）で説明した経路計算処理では、経路探索時点
における車両位置から目的地までの直線距離を考慮しな
かったかが、本経路計算処理では車両位置から目的地ま
での直線距離を考慮して誘導経路の計算を行う。オフル
ートになったか監視し（ステップ１１１）、オフルート
でない場合にはそれまでの誘導経路に従って車両を誘導
する（ステップ１１２）。

【００３７】しかし、オフルート信号がマップマッチン
グ制御部２０（図４）より入力されると、誘導経路制御
プロセッサ３１（図７）はオフルート時の経路計算プロ
グラムＮＶＰ２に従って処理を開始する。まず、自動経
路探索オンモードであるかチェックし（ステップ１１
３）、オンモードの場合には、車両位置から目的地まで
の直線距離Ｄ３を演算し、該直線距離Ｄ３が設定値、例
えば１０Ｋｍ以下か判断する（ステップ１１４）。直線
距離が設定値以上の場合には、換言すれば、目的地から
離れている場合には、（ｃ）で説明した経路計算処理と
同様にリターンポイントを求めて該リターンポイントに
至る経路を探索する。すなわち、誘導経路ＮＶＲＴ（図
１０）上の未通過の全ノードについて、車両位置Ｐｃか
ら該ノードまでの直線距離Ｄ１と、該ノードから目的地
ＤＳＰまでの誘導経路ＮＶＲＴに沿った道なり距離Ｄ２
を求める。ついで、(5)式により補正距離α・Ｄ１，β
・Ｄ２の和Ｄを演算し、補正距離の和Ｄが最小のノード
をリターンポイントとする（ステップ１１５）。

【００３８】リターンポイントが求まれば、車両位置か
らリターンポイントに向けて進行方向に１方向からダイ
クストラ法等により経路を探索し（ステップ１１６）、
以後、探索した経路を表示し、リターンポイントに向け
て車両を誘導し、リターンポイントに戻った後は当初の
誘導経路に従って車両を目的地に向けて誘導する（ステ
ップ１１７）。ステップ１１３において自動経路探索モ
ードがオフの場合には、経路探索がリモコンより指示さ
れたか監視し（ステップ１１８）、指示されなければそ
れまでの誘導経路を表示する（ステップ１１２）。しか
し、オフルート後にリモコンより経路探索が指示される
と、ステップ１１４以降の処理により経路探索を行う。
一方、ステップ１１４において、車両位置から目的地ま
での直線距離Ｄ１が設定距離以下の場合には、自動車位
置から目的地までの誘導経路を再計算し（ステップ１１
９）、しかる後、再計算された誘導経路を表示し、該誘
導経路に沿って車両を案内する（ステップ１１７）。

【００３９】以上のように、目的地付近でオフルートし
た場合、目的地までの誘導経路を再計算し、該誘導経路
に従って車両を案内するようにしたから、従来のように
目的地から遠ざかる方向に経路が設定されたり、目的地
を大回りするような経路が探索されることはない。図１
３、図１４はかかる場合の説明図であり、ＮＶＲＴは誘
導経路（斜線）、ＣＲは車両、ＤＳＰは目的地である。
図１３において誘導経路ＮＶＲＴよりオフルートした
時、自動経路探索モードになっていると、直ちに経路探
索が開始する。この場合、オフルートしたＡ地点から目
的地までの距離が設定距離以下であるため、Ａ地点から
目的地ＤＳＰまでの誘導経路の再計算を行い、図中点線
で示す誘導経路を求め、該誘導経路に沿って車両を案内
する。

【００４０】また、図１４において誘導経路ＮＶＲＴよ
りオフルートし（自動経路探索モードになっていな
い）、地点Ａまで進行してから経路探索をリモコンより
指示すると、オフルートしたＡ地点から目的地までの距
離が設定距離以下であるため、Ａ地点から目的地ＤＳＰ
までの誘導経路の再計算を行い、図中点線で示す誘導経
路を求め、該誘導経路に沿って車両を案内する。以上、
本発明を実施例により説明したが、本発明は請求の範囲
に記載した本発明の主旨に従い種々の変形が可能であ
り、本発明はこれらを排除するものではない。

【００４１】

【発明の効果】以上、本発明によれば、誘導経路から車
両が外れた時（オフルート）、自動的に、あるいは経路
探索指示により、車両位置から誘導経路上のノードまで
の直線距離Ｄ１と該ノードから目的地までの誘導経路に
沿った道なり距離Ｄ２を求め、道なり距離Ｄ２の重み係
数を直線距離Ｄ１の重み係数より大きくして補正した時
の各補正距離の和が最小のノードをリターンポイントと
して求め、車両位置から該リターンポイントまでの経路
を探索し、探索された経路に沿って車両をリターンポイ
ントに誘導するように構成したから、オフルートしても
目的地までの走行距離が短くなるように経路を探索する
ことができる。

【００４２】また、本発明によれば、車両進行方向にリ
ターンポイントに向けて１方向から経路を探索するよう
にしたから、車両が走行していても探索経路上に車両が
存在するため、以後、探索経路を使用して車両を誘導経
路に向けて案内することができる。また、本発明によれ
ば、車両位置から目的地までの直線距離を求め、該直線
距離が設定値以下の場合には、車両位置から目的地まで
の誘導経路を探索し、設定値以上の場合には、それまで
の誘導経路上のリターンポイントを求め、車両位置から
該リターンポイントまでの経路を探索し、それぞれ探索
された経路に沿って車両を目的地に誘導するようにした
から、目的地付近でオフルートしても最短走行距離で車
両を目的地に誘導することができる。また、車両位置か
ら目的地までの直線距離が設定値以上の場合は、補正距
離の和が最小の誘導経路上のノードをリターンポイント
として求め、該リターンポイントに戻るように経路を探
索したから、目的地までの走行距離が短くなるように車
両を誘導経路に戻すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ナビゲーションシステムの構成図である。

【図２】地図データ中の道路データの構成説明図であ
る。

【図３】リモコン構成図である。

【図４】ナビゲーション制御装置の構成図である。

【図５】誘導経路を構成するノード列の説明図である。

【図６】誘導経路メモリに格納される誘導経路データの
説明図である。

【図７】誘導経路制御部の構成図である。

【図８】ダイクストラ法の説明図である。

【図９】オフルート時の誘導経路再計算処理フローであ
る。

【図１０】リターンポイント決定の説明図である。

【図１１】本発明の経路探索説明図である。

【図１２】オフルート時の別の誘導経路再計算処理フロ
ーである。

【図１３】本発明の経路探索説明図である。

【図１４】本発明の別の経路探索説明図である。

【図１５】交差点案内図説明図である。

【図１６】交差点拡大図形描画法の説明図である。

【図１７】音声案内説明図表である。

【図１８】米国における案内画面説明図である。

【図１９】自立航法による位置及び方位算出の説明図で
ある。

【図２０】投影法によるマップマッチングの説明図（そ
の１）である。

【図２１】投影法によるマップマッチングの説明図（そ
の２）である。

【図２２】従来の経路探索の第１の問題点説明図であ
る。

【図２３】従来の経路探索の第３の問題点説明図（その
１）である。

【図２４】従来の経路探索の第３の問題点説明図（その
２）である。

【符号の説明】

２０・・マップマッチング制御部２１・・誘導経路制御部２２・・誘導経路メモリ２３・・誘導経路描画部ＮＶＲＴ・・誘導経路ＤＳＰ・・目的地

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平６−68389（ＪＰ，Ａ) 特開平３−219397（ＪＰ，Ａ) 特開平７−55489（ＪＰ，Ａ) 特開平６−68382（ＪＰ，Ａ) 特開平７−272194（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01C 21/00 G08G 1/0969 G09B 29/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車両走行時に、誘導経路に沿って車両を
目的地に向けて案内するナビゲーション装置において、車両が誘導経路から外れた道路を走行していることを検
出するオフルート検出手段と、オフルート時、車両を誘
導経路に戻すための経路を探索する誘導経路探索手段
と、誘導経路に沿って車両を案内する画面を表示する表
示手段を備え、誘導経路探索手段は、オフルート時、自動的に、あるい
は経路探索指示により、車両位置から前記誘導経路上の
ノードまでの直線距離Ｄ１と該ノードから目的地までの
誘導経路に沿った道なり距離Ｄ２を求め、道なり距離Ｄ
２の重み係数を直線距離Ｄ１の重み係数より大きくして
補正した時の各補正距離の和が最小のノードをリターン
ポイントとして求め、車両位置から該リターンポイント
までの経路を探索し、表示手段は探索された経路に沿っ
て車両をリターンポイントに誘導する画面を表示するこ
とを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項２】前記経路探索手段は、車両進行方向にリ
ターンポイントに向けて１方向より経路を探索すること
を特徴とする請求項1記載のナビゲーション装置。
【請求項３】車両走行時に、誘導経路に沿って車両を
目的地に向けて案内するナビゲーション装置において、車両が誘導経路から外れた道路を走行していることを検
出するオフルート検出手段と、オフルート時、車両を誘
導経路に戻すための経路を探索する誘導経路探索手段
と、誘導経路に沿って車両を案内する画面を表示する表
示手段を備え、誘導経路探索手段は、オフルート時、自動的に、あるい
は経路探索指示により、車両位置から目的地までの直線
距離を求め、該直線距離が設定値以下の場合には、車両
位置から目的地までの誘導経路を探索し、設定値以上の
場合には、それまでの誘導経路上のリターンポイントを
求め、車両位置から該リターンポイントまでの経路を探
索し、表示手段は探索された経路に沿って車両を目的地
に誘導する画面を表示することを特徴とするナビゲーシ
ョン装置。
【請求項４】車両位置から目的地までの直線距離が設
定値以上の場合には、誘導経路上のノードまでの直線距
離Ｄ１と該ノードから目的地までの誘導経路に沿った道
なり距離Ｄ２を求め、道なり距離Ｄ２の重み係数を直線
距離Ｄ１の重み係数より大きくして補正した時の各補正
距離の和が最小のノードをリターンポイントとすること
を特徴とする請求項３記載のナビゲーション装置。