JP3566503B2

JP3566503B2 - リンク旅行時間補間方法

Info

Publication number: JP3566503B2
Application number: JP18957797A
Authority: JP
Inventors: 宏明岩見
Original assignee: Alpine Electronics Inc
Current assignee: Alpine Electronics Inc
Priority date: 1997-07-15
Filing date: 1997-07-15
Publication date: 2004-09-15
Anticipated expiration: 2017-07-15
Also published as: JPH1137778A

Description

【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おける非サービスリンクのリンク旅行時間補間方法に係わり、特に、外部より道路構成リンクのうちサービスリンクのリンク旅行時間を受信し、該リンク旅行時間を用いて所望地点までの所要時間が最短となるようにルート計算し、得られたルートを地図上に表示するナビゲーション装置における非サービスリンクの旅行時間補間方法に関する。
【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地図記録媒体（ＣＤ−ＲＯＭなど）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、画面の車両位置マークを移動したり、或いは車両位置マークは画面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。又、ナビゲーション装置には、各種経路探索／誘導経路機能がある。たとえば、▲１▼目的地が入力されると、出発地点から目的地点までの経路を探索し、画面に探索した経路を表示してドライバを目的地に案内する機能（経路探索／誘導経路機能）、▲２▼自動車が誘導経路から外れた時、新たに目的地までの経路を探索する機能（オートリルート機能）、▲３▼迂回ポイントを入力して該ポイントを迂回する経路を探索する機能（迂回ポイント設定機能）等がある。
【０００３】
かかるナビゲーション装置には、道路交通情報通信システム（ＶＩＣＳ）が提供する渋滞、事故、規制等の道路交通情報を受信してこれらをリアルタイムに地図上に表示する機能が設けられている。道路交通情報の表示法としてはレベル１〜レベル３が利用でき、状況や目的に応じて所望のレベルで道路交通情報を表示できるようになっている。レベル１は文字情報表示モードであり、ディスプレイ画面の上方エリアに文字で、区間旅行時間情報、障害情報、サービス情報、一般ＦＭ文字情報等を表示するものである。レベル２は簡易図形表示モードであり、混雑監視道路の簡易図形を描画し、該簡易図形上に渋滞・障害情報などを表示するものである。レベル３は地図情報表示モードであり、渋滞・事故・規制などの情報を、地図上にリアルタイムに表示するものである。
なお、ＶＩＣＳ情報を使用した機能としては上記したものに加えて、ＶＩＣＳ情報より誘導経路上に渋滞が発生したことが判明した時、該渋滞を避けて迂回する経路を自動探索する機能（回避ルート探索機能）等がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ＶＩＣＳ情報にはＶＩＣＳリンク（サービスリンク）毎にリンク旅行時間情報が含まれている。したがって、このリンク旅行時間を用いれば目的地まで最短時間で行ける経路を探索することができる。しかし、現在は全リンクについてリンク旅行時間情報が提供されておらず、幹線道路（高速、都市高速、幹線その他）についてのみリンク旅行時間情報が提供されているにすぎない。又、首都圏や大都市周辺等ではリンク旅行時間情報が提供されつつあるが、地方ではまだリンク旅行時間情報が提供されるように整備されていない。
【０００５】
このため、従来は、道路の種別（国道、県道、高速道路等）とその平均速度の対応を予め固定値としてもち、リンク旅行時間が提供されているエリア（サービスエリア）では該リンク旅行時間を使用し、その他のエリア（非サービスエリア）では道路の種別から求まる平均速度とリンク長から求まるリンク旅行時間を使用し、目的地までの最短時間経路を探索するようにしている。
しかし、この方法ではサービスエリアにおいてサービスリンクのみが探索対象になり、非サービスリンクが探索対象にならない。このため、大回りの経路が探索される場合があり、真に最短時間の経路を探索できない問題がある。
そこで、サービスエリア内の非サービスリンクの旅行時間を道路の種別に応じた平均速度とリンク長から求め、該求めた非サービスリンクの旅行時間、並びにＶＩＣＳ情報から得られるサービスリンクの旅行時間を考慮して経路を探索する方法が提案されている。しかし、この方法では、非サービスリンク周辺の混雑度（リンク旅行時間）に関係無く、一律に該非サービスリンクのリンク旅行時間を決定する。このため、経路として採用した非サービスリンクが混雑している場合があり、真に最短時間の経路を探索できない問題がある。
【０００６】
以上から、本発明の目的はサービスエリア内の非サービスリンクの旅行時間をサービスリンクの旅行時間を考慮して決定することである。
本発明の別の目的は、周辺の混雑度（周辺サービスリンクの旅行）を考慮して得られる非サービスリンクの旅行時間を含めて経路探索して真に最短時間の経路を探索できるようにすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明によれば、外部より道路構成リンクのうちサービスリンクのリンク旅行時間を受信し、該リンク旅行時間を用いて所望地点までの所要時間が最短となるようにルート計算し、得られたルートを地図上に表示するナビゲーション装置における非サービスリンクのリンク旅行時間補間方法であり、外部よりサービスエリア毎に全サービスリンクのリンク旅行時間を受信するステップ、各サービスエリアをｎ区画に分割（ｎは１以上の整数）するステップ、区画毎に、該区画内の全サービスリンクの総旅行時間と全サービスリンクの総長を求めるステップ、総旅行時間と総長より単位距離当りの平均リンク旅行時間を算出し、該平均リンク旅行時間を該区画内の非サービスリンクの単位距離当りのリンク旅行時間とするステップを備えたリンク旅行時間補間方法により達成される。
【０００９】
更に、上記目的は本発明によれば、外部より道路構成リンクのうちサービスリンクのリンク旅行時間を受信し、該リンク旅行時間を用いて所望地点までの所要時間が最短となるようにルート計算し、得られたルートを地図上に表示するナビゲーション装置におけるサービスリンクのリンク旅行時間の補間方法において、外部よりサービスリンクのリンク旅行時間を受信するステップ、非サービスリンクから距離ｄにあり、該非サービスリンクと略平行のサービスリンクを求めるステップ、該サービスリンクの単位距離当りのリンク旅行時間を計算するステップ、前記サービスリンクのリンク旅行時間に前記距離の反比例係数を乗算して得られた値を前記非サービスリンクの単位距離当りのリンク旅行時間とするステップを備えたリンク旅行時間補間方法により達成される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（ａ）ナビゲーション装置の全体の構成
図１は本発明のリンク旅行時間補間機能を備えたナビゲーション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（カラーモニター）、４は地図情報を記憶する記録媒体（ＣＤ−ＲＯＭ）、５はマルチビームアンテナ、６はＧＰＳ受信機、７は道路交通情報通信システムセンター（ＶＩＣＳセンター）から送られてくる道路交通情報を受信する道路交通情報受信機、８は自立航法用センサ，９はオーディオ部である。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。
【００１１】
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、▲１▼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、▲２▼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１２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ＶＲＡＭ１４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。
【００１２】
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。
【００１３】
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、経路の探索処理（オートリルート処理）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り、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もの、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は画像合成部である。
２６は道路交通情報解析部であり、サービスエリア内の非サービスリンクのリンク旅行時間を算出して記憶する。道路交通情報通信システムセンター（ＶＩＣＳセンター）は、エリアを１．８５４Ｋｍ^２のサービスエリア（２次メッシュ）毎に区分し、各メッシュの道路交通情報を順に送信する。１つのメッシュの道路交通情報（ＶＩＣＳ情報）は、
▲１▼メッシュの座標、
▲２▼メッシュ内の各リンクのリンク旅行時間、
▲３▼メッシュ内の各リンクの渋滞位置／渋滞距離、
▲４▼渋滞度の程度（渋滞なし／混雑／渋滞の別）
▲５▼道路種別
等を含んでいる。
【００１４】
（ｂ）第１の非サービスリンクの旅行時間計算処理
図２は本発明の第１の非サービスリンクのリンク旅行時間計算処理フローであり、サービスエリア（メッシュ）内の全サービスリンクの単位距離当りの平均リンク旅行時間を算出し、該旅行時間を非サービスリンクの単位距離当りのリンク旅行時間として、非サービスリンクのリンク旅行時間を算出するものである。
目的地の設定後（ステップ１０１）、道路交通情報解析部２６は道路交通情報受信機７よりＶＩＣＳ情報を受信してメモリに記憶する（ステップ１０２）。ついで、道路交通情報解析部２６は対象メッシュ内の全サービスリンクのリンク旅行時間を加算してトータルのリンク旅行時間Ｔを算出すると共に（ステップ１０３）、メッシュ内の全サービスリンクの合計距離Ｌを取得する（ステップ１０４）。尚、合計距離Ｌは、道路交通情報に含ませることもできるし、あるいは、予めメッシュとリンク合計距離との対応をデータベース化して持たせておくことにより求めることができる。
【００１５】
ついで、道路交通情報解析部２６は、次式
Ｔ／Ｌ→Ｔａ
により、全サービスリンクの単位距離当りの平均旅行時間Ｔａを計算し（ステップ１０５）、この旅行時間Ｔａを対象メッシュ内の非サービスリンクの単位距離当りのリンク旅行時間とみなす（ステップ１０６）。
ついで、全メッシュ（サービスエリア）について上記の処理を完了したかチェックし（ステップ１０７）、完了してなければステップ１０３以降の処理を繰り返えす。完了していれば、誘導経路制御部２１はサービスリンクおよび非サービスリンクの旅行時間を考慮して経路探索を行う（ステップ１０８）。すなわち、誘導経路制御部２１はＶＩＣＳ情報に含まれるサービスリンクのリンク旅行時間および上記計算した非サービスリンクの旅行時間（＝Ｔａ×リンク長）を用いて目的地までの所要時間が最短となるように経路探索し、得られた経路をディスプレイ画面の地図上に表示する。
【００１６】
以上では目的地を入力した場合であるが、オートリルートする場合、設定ポイントを迂回する場合等にも適用できるものである。
以上では、メッシュ（サービスエリア）内の全サービスリンクの単位時間当りの平均旅行時間を算出し、該時間を非サービスリンクの単位時間当りのリンク旅行時間とした。しかし、メッシュは広いため、メッシュ内のある場所は渋滞していないが別の場所は渋滞しているということがある。そこで、メッシュを複数の区画に分割し、各区画毎に該区画内の全サービスリンクの単位時間当りの平均旅行時間を算出し、該時間を該区画内の非サービスリンクの単位時間当りのリンク旅行時間とする。このようにすれば、より高精度に非サービスリンクの旅行時間を推定することができる。
以上では、全メッシュの非サービスリンクの旅行時間を求めるようにした場合であるが、相当の計算時間が必要になる。そこで、出発地から目的地方向のメッシュにのみ限定するなど適宜の方法により計算対象のメッシュ数を少なくすることもできる。たとえば、従来方法により経路探索し、すなわちサービスエリアではＶＩＣＳ情報に含まれるリンク旅行時間を使用し、非サービスエリアでは道路の種別から求まる平均速度とリンク長から求まるリンク旅行時間を使用して目的地までの最短時間経路を探索し、しかる後、該経路が属するメッシュについて図２の処理により経路探索する。
【００１７】
（ｃ）第２の非サービスリンクの旅行時間計算処理
図３は本発明の第２の非サービスリンクのリンク旅行時間計算処理フロー、図４はリンク旅行時間計算処理の説明図である。
目的地の設定後（ステップ２０１）、道路交通情報解析部２６は道路交通情報受信機７よりＶＩＣＳ情報を受信する（ステップ２０２）。ついで、道路交通情報解析部２６は非サービスリンク５１（図４（ａ）参照）から設定距離内に存在し、かつ、非サービスリンク５１と略平行で、該非サービスリンクを挟む２つのサービスリンク５２ａ，５２ｂが存在するかチェックする（ステップ２０３）。なお、略平行とは２つの対象リンクのなす角度θ_１，θ_２が設定角度θｓ以下の場合、対象リンク５１，５２ａ；５１，５２ｂは略平行であるという。
存在しなければ、非サービスリンク５１は渋滞していないものとみなし、非サービスリンクの道路種別に応じた平均速度とリンク長よりリンク旅行時間Ｔを計算して記憶する（ステップ２０４、２０５）。
【００１８】
一方、非サービスリンクを挟む略平行な２つのサービスリンクが存在すれば、各サービスリンクの単位距離当りのリンク旅行時間Ｔ_１，Ｔ_２を計算する。すなわち、各サービスリンクのリンク旅行時間をＸ_１，Ｘ_２、各サービスリンクのリンク長をＤ_１，Ｄ_２とすれば、次式
Ｘ_１／Ｄ_１→Ｔ_１，Ｘ_２／Ｄ_２→Ｔ_２
により、各サービスリンクの単位距離当りのリンク旅行時間Ｔ_１，Ｔ_２を計算する（ステップ２０６）。
ついで、非サービスリンクの単位距離当りのリンク旅行時間Ｔａを次式
（Ｔ_１＋Ｔ_２）／２→Ｔａ
により演算し（ステップ２０７）、このリンク旅行時間Ｔａを用いて非サービスリンクのリンク旅行時間Ｔを次式
Ｔａ・Ｄ→Ｔ
により算出して記憶する（ステップ２０８）。但し、Ｄは非サービスリンクの長さである。
【００１９】
ついで、全非サービスリンクについて以上の処理を完了したかチェックし（ステップ２０９）、完了してなければステップ２０３以降の処理を繰り返えす。完了していれば、誘導経路制御部２１はサービスリンクおよび非サービスリンクの旅行時間を考慮して経路探索を行う（ステップ２１０）。すなわち、誘導経路制御部２１はＶＩＣＳ情報に含まれるサービスリンクのリンク旅行時間および上記計算した非サービスリンクの旅行時間Ｔを用いて目的地までの所要時間が最短となるように経路探索し、得られた経路をディスプレイ画面の地図上に識別可能に表示する。
【００２０】
以上では目的地を入力した場合であるが、オートリルートする場合、設定ポイントを迂回する場合等にも適用できるものである。
以上では、全非サービスリンクの旅行時間を求めるようにした場合であるが、相当の計算時間が必要になる。そこで、出発地から目的地方向のメッシュ内の非サービスリンクにのみ限定するなどの適宜の方法により計算対象の非サービスリンク数を少なくする。
【００２１】
（ｄ）第３の非サービスリンクの旅行時間計算処理
図５は本発明の第３の非サービスリンクのリンク旅行時間計算処理フローである。
目的地の設定後（ステップ３０１）、道路交通情報解析部２６は道路交通情報受信機７よりＶＩＣＳ情報を受信する（ステップ３０２）。ついで、道路交通情報解析部２６は非サービスリンク６１（図４（ｂ）参照）から設定距離内に存在し、かつ、非サービスリンク６１と略平行なサービスリンク６２が存在するかチェックする（ステップ３０３）。略平行とは２つの対象リンクのなす角度θ_１が設定角度θｓ以下の場合、対象リンク６１，６２は略平行であるという。
存在しなければ、非サービスリンク６１は渋滞していないものとみなし、非サービスリンクの道路種別に応じた平均速度とリンク長よりリンク旅行時間Ｔを計算して記憶する（ステップ３０４、３０５）。
【００２２】
一方、非サービスリンクに略平行なサービスリンクが設定距離内に存在すれば、サービスリンクの単位距離当りのリンク旅行時間Ｔ_１を計算する。すなわち、サービスリンクのリンク旅行時間をＸ_１、サービスリンクのリンク長をＤ_１とすれば、次式
Ｘ_１／Ｄ_１→Ｔ_１
により、サービスリンクの単位距離当りのリンク旅行時間Ｔ_１を計算する（ステップ３０６）。
ついで、非サービスリンクのリンク旅行時間Ｔを次式
Ｔ＝Ｔ_１・Ｄ・（ｋ／ｄ）
により、計算して記憶する（ステップ３０７）。なお、Ｄは非サービスリンクのリンク長、ｄは非サービスリンクとサービスリンク間の距離、ｋは定数である。すなわち、サービスリンクの単位距離当りのリンク旅行時間Ｔ_１に距離の反比例係数（ｋ／ｄ）を乗算して得られた値を前記非サービスリンクの単位距離当りのリンク旅行時間とし、リンク長Ｄを乗算して非サービスリンクのリンク旅行時間Ｔを計算する。
【００２３】
ついで、全非サービスリンクについて以上の処理を完了したかチェックし（ステップ３０８）、完了してなければステップ３０３以降の処理を繰り返えす。完了していれば、誘導経路制御部２１はサービスリンク、非サービスリンクの旅行時間を考慮して経路探索を行う（ステップ３０９）。すなわち、誘導経路制御部２１はＶＩＣＳ情報に含まれるサービスリンクのリンク旅行時間および上記計算した非サービスリンクの旅行時間Ｔを用いて目的地までの所要時間が最短となるように経路探索し、得られた経路をディスプレイ画面の地図上に表示する。
以上では目的地を入力した場合であるが、オートリルートする場合、設定ポイントを迂回する場合等にも適用できるものである。
【００２４】
以上では、全非サービスリンクの旅行時間を求めるようにした場合であるが、相当の計算時間が必要になる。そこで、出発地から目的地方向のメッシュ内の非サービスリンクにのみ限定するなどの適宜の方法により計算対象の非サービスリンク数を少なくする。
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。
【００２５】
【発明の効果】
以上本発明によれば、(1) 外部よりサービスエリア毎に全サービスリンクのリンク旅行時間を受信し、各サービスエリアをｎ区画に分割し（ｎは１以上の整数）、区画毎に、該区画内の全サービスリンクの総旅行時間と全サービスリンクの総長を求め、総旅行時間と総長より単位距離当りの平均リンク旅行時間を算出し、該平均リンク旅行時間を該区画内の非サービスリンクの単位距離当りのリンク旅行時間としたから、あるいは、(2)外部よりサービスリンクのリンク旅行時間を受信し、非サービスリンクから距離ｄにあり、該非サービスリンクと略平行のサービスリンクを求め、該サービスリンクの単位距離当りのリンク旅行時間を計算し、前記サービスリンクのリンク旅行時間に前記距離の反比例係数を乗算して得られた値を前記非サービスリンクの単位距離当りのリンク旅行時間としたから、サービスエリア内の非サービスリンクの旅行時間をサービスリンクの旅行時間を考慮して決定することができる。又、本発明によれば、周辺の混雑度(サービスリンクの旅行時間)を考慮して得られる非サービスリンクの旅行時間を含めて経路探索ができ、真に最短時間の経路を探索することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のナビゲーション装置の構成図である。
【図２】第１の非サービスリンクのリンク旅行時間計算処理フローである。
【図３】第２の非サービスリンクのリンク旅行時間計算処理フローである。
【図４】非サービスリンクのリンク旅行時間計算処理の説明図である。
【図５】第３の非サービスリンクのリンク旅行時間計算処理フローである。
【符号の説明】
１・・ナビゲーション制御装置
７・・道路交通情報受信機
２１″・・誘導経路制御部
２６・・道路交通情報解析部

Claims

外部より道路構成リンクのうちサービスリンクのリンク旅行時間を受信し、該リンク旅行時間を用いて所望地点までの所要時間が最短となるようにルート計算し、得られたルートを地図上に表示するナビゲーション装置における非サービスリンクのリンク旅行時間補間方法において、
外部よりサービスエリア毎に全サービスリンクのリンク旅行時間を受信し、各サービスエリアをｎ区画に分割し（ｎは１以上の整数）、
区画毎に、該区画内の全サービスリンクの総旅行時間と全サービスリンクの総長を求め、
総旅行時間と総長より単位距離当りの平均リンク旅行時間を算出し、該平均リンク旅行時間を該区画内の非サービスリンクの単位距離当りのリンク旅行時間とすることを特徴とするリンク旅行時間の補間方法。
外部より道路構成リンクのうちサービスリンクのリンク旅行時間を受信し、該リンク旅行時間を用いて所望地点までの所要時間が最短となるようにルート計算し、得られたルートを地図上に表示するナビゲーション装置における非サービスリンクのリンク旅行時間の補間方法において、
外部よりサービスリンクのリンク旅行時間を受信し、
非サービスリンクから距離ｄにあり、該非サービスリンクと略平行のサービスリンクを求め、
該サービスリンクの単位距離当りのリンク旅行時間を計算し、
前記サービスリンクのリンク旅行時間に前記距離の反比例係数を乗算して得られた値を前記非サービスリンクの単位距離当りのリンク旅行時間とすることを特徴とするリンク旅行時間の補間方法。