JP3570457B2 - Vehicle navigation system - Google Patents

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JP3570457B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、不案内な道路の走行に際して運転者に目的地までの情報を提供する車両用ナビゲーション装置の技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】
車両用ナビゲーション装置は、目的地等の入力に基づいて現在位置や指定された出発地から目的地までの経路探索を行い、探索された最適経路に基づいてディスプレイの画面上に道路地図を表示し、地図上に経路や車両の現在位置を表示することによって、不案内な道路の走行に際して運転者に目的地までの情報を提供するものである。
【0003】
この画面表示に関する従来の方式は、車両の現在位置を中心とした広い範囲の地図を表示させると共に、現在位置を矢印等で表示し、車両の現在位置が移動するにしたがって、地図を移動させ運転者に現在位置を中心とした地図情報を提供する方式が一般的である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の画面表示は、地図情報が印刷物の地図と同様に真上から見た形で画面上に表示する方式であるため、車両の現在位置と進行先や走行済み経路が全て等倍率で表示されると、運転者が直近の案内で必要な情報が判別しにくく、また、現在位置情報以外に必要以上の情報を多く表示しているため、現在位置の情報の認識が容易ではなく、視認性の点において必ずしも満足するものではない。そこで、本件出願人は、図14に示すように、車両走行中は従来の地図情報に変えて道路を1本の幅をもった線で、かつ立体的に表示し、経路上右左折するようなポイントにおける進行方向を表示画面上に表示するようなシステムを提案している(特願平7−217865号)。このようなシステムにあっては、車両が進行する道路形状は常に直線状態として表示されるため、運転者は直近の道路形状の判別がしにくく、例えばカーブしている道路であるのか否かの判別は困難であるという問題を有している。
【0005】
本発明は、上記の問題を解決するものであって、車両の現在位置周辺の経路情報を道路形状に基づいて立体的に表現することにより、車両の現在位置及び車両の現在位置前方の経路情報が、車両の移動に伴って表示され、運転中の目先の経路情報が容易に認識することができる車両用ナビゲーション装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の車両用ナビゲーション装置は、車両の現在位置を検出する現在位置検出手段と、目的地を入力する手段と、経路を探索するための道路データを格納した情報記憶手段と、前記情報記憶手段に格納されている道路データに基づいて、目的地までの経路を探索する経路探索手段と、前記経路探索手段により探索された道路形状に基づいて、車両の現在位置周辺の経路情報を視覚的に立体的に表現された経路情報に変換する経路情報変換手段と、前記経路情報変換手段により変換された経路情報を出力表示する出力表示手段とを備え、前記経路情報変換手段は、所定の周期で車両の現在位置と所定距離前方の位置との角度を計算し、前記角度が所定値以上の場合には道路の曲線描画を行い、前記角度が所定値未満の場合には直線描画を行うと共に、上記曲線描画及び直線描画の双方において現在位置と所定距離前方の位置を結ぶ線を道路の中央線と左右の側線に変換する変換手段を有し、該変換手段により道路幅を前記出力表示手段の上方に向けて次第に狭くするように描画することを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図1は本発明が適用される車両用ナビゲーション装置の1実施例を示す全体構成図である。本発明に係る車両用ナビゲーション装置は、経路案内に関する情報を入出力する入出力装置1、自車両の現在位置に関する情報を検出する現在位置検出装置(現在位置検出手段)2、経路の算出に必要なナビゲーション用データや経路案内に必要な表示/音声の案内データとプログラム(OS及び/又はアプリケーション)等が記憶されている情報記憶装置(情報記憶手段)3、経路探索処理や経路案内に必要な表示/音声案内処理を行うと共に、システム全体の制御を行う中央処理装置4から構成されている。まず、それぞれの構成について説明する。
【0008】
入出力装置1は、目的地を入力したり、運転者が必要な時に案内情報を音声及び/又は画面のうち少なくとも一つから出力できるように、運転者の意志によりナビゲーション処理を中央処理装置4に指示すると共に、処理後のデータなどをプリント出力する機能を備えている。その機能を実現するための手段として、入力部には、目的地を電話番号や地図上の座標などにて入力したり、経路案内をリクエストしたりするタッチスイッチ11や操作スイッチ(入力手段)を有する。勿論、リモートコントローラ等の入力装置でもよい。また、出力部には、入力データを画面表示したり、運転者のリクエストに応じ自動的に経路案内を画面で表示するディスプレイ(出力表示手段)12、中央処理装置4で処理したデータや情報記憶装置3に格納されたデータをプリント出力するプリンタ13および経路案内を音声で出力するスピーカ16などを備えている。
【0009】
ここで、音声入力を可能にするための音声認識装置やICカードや磁気カードに記録されたデータを読み取るための記録カード読取装置を付加することもできる。また、予め地図データや目的地データなどの運転者固有のデータが記憶されているパソコンなどの情報源との間でデータのやりとりを行うためのデータ通信装置を付加することもできる。
【0010】
ディスプレイ12は、カラーCRTやカラー液晶表示器により構成されており、中央処理装置4が処理する地図データや案内データに基づく経路設定画面、区間図画面、交差点図画面などナビゲーションに必要なすべての画面をカラー表示出力すると共に、本画面に経路案内の設定および経路案内中の案内や画面の切替え操作を行うためのボタンが表示される。特に、通過交差点名などの通過交差点情報は、随時、区間図画面にポップアップでカラー表示される。
【0011】
このディスプレイ12は、運転席近傍のインストルメントパネル内に設けられており、運転者は表示された地図を見ることにより自車の現在地を確認し、またこれからの経路についての情報を得ることができる。また、ディスプレイ12には機能ボタンの表示に対応してタッチスイッチ11が設けられており、ボタンをタッチすることにより入力される信号に基づいて上記の操作が実行されるように構成されている。このボタンとタッチスイッチなどから構成される入力信号発生手段は入力部を構成するものであるが、ここではその詳細な説明を省略する。
【0012】
現在位置検出装置2は、車両の現在位置に関する情報を検出、或いは受信する装置であり、地磁気センサ等で構成される絶対方位センサ24、ステアリングセンサ、ジャイロ等で構成される相対方位センサ25、車輪の回転数から走行距離を検出する距離センサ26、衛星航法システム(GPS)を利用したGPS受信装置21及び通信装置5を備えている。前記通信装置5は、交通情報取得手段であるVICS受信装置22及びデータ送受信装置23から構成され、VICS(道路交通情報システム;Vehicle Information & Communication Sistem)は、道路交通情報をリアルタイムでFM多重(文字放送)、電波ビーコン、光ビーコンによって車両に伝送するもので、FM多重は広いエリアにわたり粗い情報を伝送し、電波ビーコン及び光ビーコンの情報は、ビーコンを中心として半径10km程度以内の狭いエリアの詳細な情報であって、車両がビーコンを通過すると受信できるようになっている。VICS送信データは、各道路毎に付けられたリンク番号に対して、渋滞度(例えば、通行不可、渋滞、混雑、交通量多い、平常等の混雑の度合い)、渋滞先頭位置、渋滞長、通行規制(工事情報、通行止め等)、旅行時間(所定速度での所要時間)から構成されている。また、データ送受信装置23は、例えば携帯電話やパソコンであり、運転者の要求により交通情報センター(例えばATIS)との間でナビゲーションに必要な情報のやりとりを行うものである。
【0013】
情報記憶装置3は、ナビゲーションプログラム及びデータをCD−ROM(以下、単にCDという)、光CD、ICカード等の外部記憶媒体に記憶した外部記憶装置である。プログラムは、地図描画部、経路探索部、経路案内部、現在位置計算部、目的地設定操作制御部等からなりナビゲーションの信号処理を行うアプリケーション部及びOS部等で構成され、ここに、経路探索などの処理を行うためのプログラムや経路案内に必要な表示出力制御、音声案内に必要な音声出力制御を行うためのプログラム及びそれに必要なデータ、さらには、経路案内及び地図表示に必要な表示情報データが格納されている。また、データは、地図データ、交差点データ、道路データ、各種案内データ等、ナビゲーションに必要なすべてのデータが格納されている。
【0014】
具体的には、現在位置検出装置2からの位置情報、入力装置11からの入力信号に基づき目的地や通過点を設定し、探索道路データを用いて経路探索を実行するプログラム(経路探索手段)、通信装置5から取得された交通情報に基づき探索道路データを変換して再度経路探索を実行させるためのプログラム、探索された経路を立体的に描画するために変換するプログラム(経路情報変換手段)、或いは地図描画やマップマッチング、経路に沿って音声出力タイミングや音声フレーズの内容を決定するためのプログラム等が格納され、これら情報記憶装置3に格納されたプログラムを起動することにより、本発明におけるナビゲーションの各機能が実行される。つまり、本実施の形態においては、本発明の機能が実現されるためのプログラムが外部記憶媒体である情報記憶装置3に格納されている。
【0015】
中央処理装置4は、種々の演算処理を実行するCPU40、情報記憶装置3のCDからプログラムを読み込んで格納するフラッシュメモリ41を備えている。このフラッシュメモリ41は、CDのプログラムの変更があっても既存のプログラムを消去して書き換え可能にするものである。また、フラッシュメモリ41のプログラムチェック、更新処理を行うプログラム(プログラム読み込み手段)を格納した第1ROM43a、設定された目的地の地点座標、道路コードNo.等の探索された経路案内情報や演算処理中のデータを一時的に格納するRAM42、経路案内及び地図表示に必要な表示情報データが格納された第2ROM43bを備えている。なお、前記した更新処理を行うプログラムを外部記憶装置に格納しておいてもよい。
【0016】
さらに、ディスプレイへの画面表示に使用する画像データが記憶された画像メモリ44、CPU40からの表示制御信号に基づいて画像メモリから画像データを取り出し、画像処理を施してディスプレイ12に出力する画像プロセッサ45、CPU40からの音声出力制御信号に基づいてRAM42から読み出した音声、フレーズ、1つにまとまった文章、音等を合成してアナログ信号に変換してスピーカ16に出力する音声プロセッサ46、通信による入出力データのやり取りを行う通信インタフェース47および現在位置検出装置2のセンサ信号を取り込むためのセンサ入力インタフェース48、内部ダイアグ情報に日付や時間を記入するための時計49などを備えている。
【0017】
この中央処理装置4において、現在位置検出装置2の各センサにより取得されたデータをセンサ入力インターフェース48より取り込むと、そのデータに基づきCPU40は、一定時間毎に現在位置座標を算出し、一時的にRAM42に書き込む。この現在位置座標は、各種データの検出誤差を考慮してマップマッチング処理を行ったものである。また、各種センサによる出力値は、常に補正が行われる。ここで、経路案内は画面表示と音声出力で行い、音声出力の有無は運転者が選択できるように構成されている。
【0018】
図2は、経路探索部により経路を算出し経路案内を行うために必要なデータである情報記憶装置3に格納されている案内(探索)道路データファイル中の一部を示す図であり、図2(A)に示すように、道路数nのそれぞれに対して、道路番号、長さ、道路属性データ、形状データのアドレス、サイズおよび案内データのアドレス、サイズの各データからなる。前記道路番号は、地図に含まれる道路の全てを交差点等の分岐点間の道路毎に往路、復路別に設定された識別番号である。前記道路属性データは、その道路が高架道路、地下道、高速道路、国道、一般道、有料道路等の道路種別を示すデータである。前記形状データは、道路の形状を示すデータであり、図2(B)に示すように、各道路を複数のノード(節)で分割したとき、ノード数mのそれぞれに対して東経、北緯からなる座標と方位データを有している。前記案内データは、交差点(または分岐点)名称、信号機の有無、ランドマーク(交通標識、ガソリンスタンドやコンビニ等の看板)データ、注意点データ(踏切、トンネル等)、道路名称データ、および行き先データからなる。
【0019】
図3は、本発明に係る車両用ナビゲーション装置のシステム全体の流れを説明するための図である。ステップS1でイニシャライズ処理が行われ、CPU40はCD−ROMからナビゲーションプログラムを読み出し、フラッシュメモリ41に格納し、このナビゲーションプログラムに従って、先ず、現在位置検出装置2により現在位置を検出する処理を行い、現在位置を中心としてその周辺地図を表示すると共に、現在位置の名称等を表示する(ステップS2)。次に、電話番号や住所、施設名称、登録地点等を用いて目的地を設定する処理を行い(ステップS3)、現在位置から目的地までの経路探索処理を行う(ステップS4)。目的地に到着するまでの経路は、図4に示すように案内する道路番号を並べた案内道路番号データとして設定される。経路が決まると、現在位置検出装置2による現在位置追跡を行いながら、目的地に到着するまで経路の案内・表示処理を行う(ステップS5)。
【0020】
本発明は、上記ステップS5の案内・表示処理において、車両の現在位置及び現在位置前方の経路情報を変換し表示する処理に関するものであり、先ず、図5〜図9により、本発明の経路情報変換手段における処理の1実施形態について説明する。図5は、本発明における処理の1実施形態を示す基本フロー図である。ステップS11で現在位置検出装置2により車両の現在位置P’座標及び方位を取得し、ステップS12で現在位置P’座標から探索された経路上にマッチングした現在位置Pを計算する。次に、ステップS13で探索された経路上の現在位置Pから所定距離Lm(例えば10〜50m)前方の点Qの座標を計算する(図2に示すように、ノードデータの絶対座標と共に方位が記憶されている)。次に、ステップS14で、現在位置Pと経路上のLm前方の点Qとの方位差DPQと、前回の経路上の現在位置pと経路上のLm前方の点qとの方位差Dpqとの角度差θ(すなわち直線PQと直線pqとの交差角度)が所定角度(例えば、2〜10゜)以上か否かを判定し、所定角度未満であれば道路の直線描画を行い、所定角度以上であれば角度差に合わせて道路の曲線描画を行う。
【0021】
図6及び図7は、図5の曲線描画の処理を示すフロー図であり、図8及び図9は、それぞれ図6及び図7の処理を説明するための図である。図6は、図9の曲がる道路の中央線(X,Y)を描画させるための処理で、ステップS21で現在位置Pの絶対座標(x,y)及び方位を取得し、ステップS22で現在位置Pから所定距離前方の現在位置Qの方位を取得する。次に、ステップS23で現在位置P、Qの方位差dangを求め、ステップS24でx=x上の任意の点T(CTRX ,CTRY)を取得する。そして、ステップS25〜S27の計算を行う。
【0022】
すなわち、図8において、点T(CTRX ,CTRY)に対して方位差dangの
点S(CRS x,CTRY)との距離をdxとすると、点Pと点Sを結ぶ直線上の点(x,y)において次式の関係がある。
【0023】
dx=CTRY*Tan dang
CRS x=CTRX −dx
そして、直線(x,y)を図9に示す曲線(X,Y)に変換させるために次式を用いる。
【0024】
X=CRS x+dx*y/CTRY
Y=y
上式に(x,y)上の各点を代入して計算すると、図9に示す道路の中央線(X,Y)を描画させることができる。
【0025】
次に、図7により、道路の中央線(X,Y)に基づいて、図9に示すような道路幅が点Sに向けて0に収束するような左右の側線(X’,Y)を求める。図9において、画面上のY軸上の所定の点をkとし、点kでの道路幅をaに設定する。これは画面の略中央に所望の幅を有する道路を描画するためである。ステップS32〜S34で、
X’=X±a*(CTRY−Y)/(CTRY−k)
の式を用い、Y=0〜bの値を代入し、X’〜X’までの値を求め、
(X’〜X’,Y〜Y)の値を結ぶと図9に示す左右の側線(X’,Y)を描画させることができる。
【0026】
なお、道路の直線描画については、図8において、所定の点Tを中心として画面下方に向けて道路の中央線と左右の複数の側線を直線にて描画すればよい。
【0027】
図10は、道路を曲線描画した場合の画面例を示し、道路の中央線の左右に複数の側線を描画させることにより、道路を立体的に表示し、実際に車両が曲がる感覚と同様に画面上で道路の曲がりを確認することができる。
【0028】
図11は道路を直線描画した場合の画面例を示し、車両の現在位置から所定距離前方位置までの経路情報を基に、道路を立体的に描画するだけではなく、描画された地図上に複数の経路情報を表示している。例えば、高速走行中にインターチェンジ、ジャンクション、パーキングエリア等の進行方向先の案内すべき名称を、車両の現在位置から表示された名称までの残距離及び表示された名称に設置されたガソリンスタンド等の施設の高速情報が表示されている。又、図11では、車両の現在位置から最も近い「守山PA」の高速情報が表示されているが、「守山PA」より先の行き先である「春日井IC」若しくは「小牧JCT」をユーザが指定することによって、「春日井IC」若しくは「小牧JCT」の高速情報を表示させることができる。従って、画面に複雑な地図もなく、車両の現在位置と現在位置前方の経路情報を立体的に表示するので、運転中の目先の地図情報の確認が容易となり、運転者が安全かつ正確に運転操作ができるようになる。
【0029】
図12及び図13は、本発明における経路情報変換手段における処理の他の実施形態を示し、図12は表示処理のフロー図、図13はそのデータ構成を説明するための図である。本実施形態においては、図13に示すように、方位差dang毎に直線(x,y)から曲線(X,Y)に変換するための変換マップが用意されている。図12においてステップS51〜S53は、図6の処理と同様である。ステップ54で方位差dangを基に図13に示す変換マップデータから対応するリストを選択し、ステップS55で前記リストから(x,y)を基に(X,Y)を求め、ステップS56で求められた(X,Y)を接続し、ステップS57で接続された線をスムーズにすることにより、曲がる道路の中央線の表示を行うようにしている。なお、左右の側線に関してはステップS56で求められた(X,Y)を上述した図7記載のフローチャートの処理を行うことによって求められる。
【0030】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく種々の変更が可能であることは勿論である。
【0031】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、車両の現在位置周辺の経路情報を道路形状に基づいて立体的に表現することにより、車両の現在位置及び車両の現在位置前方の経路情報が、車両の移動に伴って表示され、運転中の目先の経路情報が容易に認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用される車両用ナビゲーション装置の1例を示す全体構成図である。
【図2】本発明に係わる案内道路データファイルを示す図である。
【図3】本発明に係る車両用ナビゲーション装置のシステム全体の流れを説明するための図である。
【図4】図3の経路探索で得られる案内道路番号データを説明するための図である。
【図5】本発明の経路情報変換手段における処理の1実施形態を示す基本フロー図である。
【図6】図5の曲線描画の処理を示すフロー図である。
【図7】図5の曲線描画の処理を示すフロー図である。
【図8】図6の処理を説明するための図である。
【図9】図7の処理を説明するための図である。
【図10】道路を曲線描画した場合の画面例を示す図である。
【図11】道路を直線描画した場合の画面例を示す図である。
【図12】本発明の経路情報変換手段における処理の他の実施形態を示すフロー図である。
【図13】図12のデータ構成を説明するための図である。
【図14】本発明の課題を説明するための表示画面を示す図である。
【符号の説明】
2…現在位置検出手段、3…情報記憶手段、11…入力手段
12…出力表示手段
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention belongs to the technical field of a vehicle navigation device that provides a driver with information to a destination when traveling on an unfamiliar road.
[0002]
[Prior art]
The vehicle navigation device performs a route search from a current position or a designated departure point to a destination based on input of a destination or the like, and displays a road map on a display screen based on the searched optimum route. By displaying the route and the current position of the vehicle on a map, the driver is provided with information to the destination when traveling on an unfamiliar road.
[0003]
The conventional method related to this screen display displays a wide range map centering on the current position of the vehicle, displays the current position with an arrow or the like, and moves and drives the map as the current position of the vehicle moves. In general, a method of providing map information centering on a current position to a user is provided.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional screen display is a method in which the map information is displayed on the screen in a form viewed from directly above, like the map of the printed matter, so that the current position of the vehicle, the traveling destination, and the traveled route are all at the same magnification. When displayed, it is difficult for the driver to determine necessary information in the latest guidance, and because it displays more information than necessary in addition to the current position information, it is not easy to recognize information on the current position, It is not always satisfactory in terms of visibility. Accordingly, as shown in FIG. 14, the applicant changes the map information to the conventional map information while driving the vehicle, displays the road as a line having one width and three-dimensionally, and turns right and left on the route. Japanese Patent Application No. 7-217865 proposes a system that displays the traveling direction at a certain point on a display screen. In such a system, the shape of the road on which the vehicle travels is always displayed as a straight line, so it is difficult for the driver to determine the shape of the nearest road, for example, whether the road is a curved road or not. There is a problem that determination is difficult.
[0005]
The present invention solves the above-described problem, and expresses the route information around the current position of the vehicle three-dimensionally based on the road shape, thereby providing the current position of the vehicle and the route information ahead of the current position of the vehicle. It is an object of the present invention to provide a navigation device for a vehicle, which is displayed as the vehicle moves, and in which the route information at the time of driving can be easily recognized.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
For this purpose, the vehicle navigation device according to the present invention includes a current position detecting unit that detects a current position of the vehicle, a unit that inputs a destination, an information storage unit that stores road data for searching a route, Route search means for searching for a route to a destination based on the road data stored in the information storage means; and route information around the current position of the vehicle based on the road shape searched by the route search means. A route information conversion unit configured to convert the route information into a three-dimensional route information visually; and an output display unit configured to output and display the route information converted by the route information conversion unit. the angle between the current position and the predetermined distance ahead of the position of the vehicle calculated at a period of, said angle performs curve drawing of a road in the case of more than a predetermined value, and when the angle is less than the predetermined value straight Performs drawing, has a conversion means for converting the line connecting the current position and a predetermined distance ahead of the position in both the curve drawing and straight line drawing lateral line and the left and right center line of the road, a road width by the converting means It is characterized in that the image is drawn so as to be gradually narrowed upward from the output display means.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram showing one embodiment of a vehicle navigation device to which the present invention is applied. The vehicle navigation device according to the present invention includes an input / output device 1 for inputting and outputting information relating to route guidance, a current position detecting device (current position detecting means) 2 for detecting information relating to the current position of the own vehicle, and is necessary for calculating a route. Storage device (information storage means) 3 which stores various navigation data and display / voice guidance data and programs (OS and / or applications) necessary for route guidance, necessary for route search processing and route guidance. It comprises a central processing unit 4 that performs display / voice guidance processing and controls the entire system. First, each configuration will be described.
[0008]
The input / output device 1 performs navigation processing according to the driver's will so that the driver can input guidance information and output guidance information from at least one of a voice and / or a screen when necessary. And a function to print out the processed data and the like. As means for realizing the function, the input unit includes a touch switch 11 and an operation switch (input means) for inputting a destination as a telephone number or coordinates on a map, and for requesting route guidance. Have. Of course, an input device such as a remote controller may be used. The output unit includes a display (output display unit) 12 that displays input data on a screen and automatically displays route guidance on a screen in response to a driver's request, and stores data and information processed by the central processing unit 4. A printer 13 for printing out data stored in the device 3 and a speaker 16 for outputting route guidance by voice are provided.
[0009]
Here, a voice recognition device for enabling voice input and a recording card reader for reading data recorded on an IC card or a magnetic card can be added. Further, a data communication device for exchanging data with an information source such as a personal computer in which driver-specific data such as map data and destination data are stored in advance can be added.
[0010]
The display 12 is composed of a color CRT or a color liquid crystal display, and includes all screens necessary for navigation, such as a route setting screen, a section map screen, and an intersection map screen based on map data and guidance data processed by the central processing unit 4. Are displayed in color, and buttons for setting route guidance, performing guidance during route guidance, and performing a screen switching operation are displayed on this screen. In particular, the passing intersection information such as the passing intersection name is displayed in color in a pop-up on the section map screen at any time.
[0011]
The display 12 is provided in the instrument panel near the driver's seat, and the driver can confirm the current position of the vehicle by looking at the displayed map and can obtain information on a route from now on. . The display 12 is provided with a touch switch 11 corresponding to the display of the function button, and is configured to execute the above-described operation based on a signal input by touching the button. The input signal generating means including the button and the touch switch constitutes an input section, but a detailed description thereof will be omitted here.
[0012]
The current position detecting device 2 detects or receives information on the current position of the vehicle, and includes an absolute direction sensor 24 including a geomagnetic sensor, a relative direction sensor 25 including a steering sensor, a gyro, and the like. It has a distance sensor 26 for detecting the traveling distance from the rotation speed of the GPS, a GPS receiver 21 using a satellite navigation system (GPS), and a communication device 5. The communication device 5 includes a VICS receiving device 22 and a data transmitting / receiving device 23, which are traffic information acquiring means. A VICS (Road Traffic Information System; Vehicle Information & Communication System) performs FM multiplexing (text) on road traffic information in real time. Broadcasting), radio beacons, and optical beacons are transmitted to vehicles. FM multiplexing transmits coarse information over a wide area, and information on radio beacons and optical beacons is detailed in a narrow area within a radius of about 10 km around the beacon. Information that can be received when the vehicle passes the beacon. The VICS transmission data includes the degree of congestion (for example, the degree of congestion such as impassability, congestion, congestion, heavy traffic, or normal congestion), the start position of congestion, the length of congestion, It is composed of regulations (construction information, road closures, etc.) and travel time (time required at a predetermined speed). The data transmitting / receiving device 23 is, for example, a mobile phone or a personal computer, and exchanges information necessary for navigation with a traffic information center (for example, ATIS) at the request of the driver.
[0013]
The information storage device 3 is an external storage device that stores a navigation program and data in an external storage medium such as a CD-ROM (hereinafter, simply referred to as a CD), an optical CD, an IC card, or the like. The program includes a map drawing unit, a route search unit, a route guidance unit, a current position calculation unit, a destination setting operation control unit, and the like, and an application unit for performing signal processing of navigation, an OS unit, and the like. A program for performing processing such as, display output control necessary for route guidance, a program for performing voice output control necessary for voice guidance and data necessary for the same, and display information required for route guidance and map display Data is stored. The data stores all data necessary for navigation, such as map data, intersection data, road data, and various types of guidance data.
[0014]
More specifically, a program (route searching means) for setting a destination and a passing point based on position information from the current position detecting device 2 and an input signal from the input device 11 and executing a route search using the searched road data. A program for converting the searched road data based on the traffic information acquired from the communication device 5 to execute the route search again, and a program for converting the searched route into a three-dimensional drawing (route information converting means) Alternatively, programs for determining map output, map matching, voice output timing and voice phrase content along a route are stored, and by activating the programs stored in the information storage device 3, the present invention provides Each function of the navigation is executed. That is, in the present embodiment, a program for realizing the functions of the present invention is stored in the information storage device 3 which is an external storage medium.
[0015]
The central processing unit 4 includes a CPU 40 for executing various arithmetic processing, and a flash memory 41 for reading and storing programs from a CD of the information storage device 3. The flash memory 41 erases an existing program and makes it rewritable even if the program of the CD is changed. Also, a first ROM 43a storing a program (program reading means) for performing a program check and update process of the flash memory 41, the set point coordinates of the destination, the road code No. A RAM 42 for temporarily storing searched route guidance information and data being subjected to arithmetic processing, and a second ROM 43b for storing display information data necessary for route guidance and map display. Note that a program for performing the above-described update processing may be stored in an external storage device.
[0016]
Further, an image memory 44 in which image data to be used for screen display on a display is stored, an image processor 45 for extracting image data from the image memory based on a display control signal from the CPU 40, performing image processing, and outputting the processed image to the display 12. A voice processor 46 for synthesizing voice, phrase, one sentence, sound, etc. read from the RAM 42 based on a voice output control signal from the CPU 40, converting the synthesized voice into an analog signal, and outputting the analog signal to the speaker 16; A communication interface 47 for exchanging output data, a sensor input interface 48 for receiving a sensor signal of the current position detection device 2, a clock 49 for writing date and time in internal diagnostic information, and the like are provided.
[0017]
In the central processing unit 4, when data acquired by each sensor of the current position detection device 2 is fetched from the sensor input interface 48, the CPU 40 calculates the current position coordinates at regular intervals based on the data, and temporarily stores the coordinates. Write to RAM42. The current position coordinates are obtained by performing a map matching process in consideration of detection errors of various data. The output values of the various sensors are constantly corrected. Here, route guidance is performed by screen display and voice output, and the presence or absence of voice output can be selected by the driver.
[0018]
FIG. 2 is a diagram showing a part of a guidance (search) road data file stored in the information storage device 3 which is data necessary for calculating a route by the route search unit and performing route guidance. As shown in FIG. 2 (A), for each of the number of roads n, there are data of road number, length, road attribute data, address of shape data, size, address of guidance data, and size data. The road number is an identification number that is set for each of the roads included in the map, for each of the roads between the branch points such as the intersections, for each of the outbound and return routes. The road attribute data is data indicating a road type such as an elevated road, an underpass, an expressway, a national road, a general road, and a toll road. The shape data is data indicating the shape of the road. As shown in FIG. 2B, when each road is divided into a plurality of nodes (nodes), the number of nodes m is determined from the east longitude and the north latitude. And coordinate data. The guidance data includes an intersection (or junction) name, the presence or absence of a traffic light, landmarks (traffic signs, signboards such as gas stations and convenience stores) data, caution point data (railroad crossings, tunnels, etc.), road name data, and destination data. Consists of
[0019]
FIG. 3 is a diagram for explaining the flow of the entire system of the vehicle navigation device according to the present invention. In step S1, an initialization process is performed. The CPU 40 reads a navigation program from the CD-ROM, stores the navigation program in the flash memory 41, and performs a process of first detecting the current position by the current position detection device 2 according to the navigation program. A map around the position is displayed, and the name of the current position is displayed (step S2). Next, a process of setting a destination using a telephone number, an address, a facility name, a registered point, and the like is performed (step S3), and a route search process from the current position to the destination is performed (step S4). The route up to the destination is set as guide road number data in which the guide road numbers are arranged as shown in FIG. When the route is determined, route guidance / display processing is performed until the vehicle arrives at the destination while tracking the current position by the current position detection device 2 (step S5).
[0020]
The present invention relates to a process of converting and displaying the current position of the vehicle and the route information in front of the current position in the guidance / display process of step S5. First, the route information of the present invention will be described with reference to FIGS. One embodiment of the processing in the conversion means will be described. FIG. 5 is a basic flowchart showing one embodiment of the processing in the present invention. In step S11, the current position P 'coordinates and orientation of the vehicle are acquired by the current position detection device 2, and in step S12, the current position P matching on the route searched from the current position P' coordinates is calculated. Next, the coordinates of a point Q located a predetermined distance Lm (for example, 10 to 50 m) ahead of the current position P on the route searched in step S13 are calculated (as shown in FIG. Remembered). Next, in step S14, an azimuth difference D PQ between the current position P and a point Q on the route ahead of Lm, and an azimuth difference D pq between the current position p on the previous route and the point q on the route ahead Lm. (Ie, the intersection angle between the straight line PQ and the straight line pq) is equal to or greater than a predetermined angle (for example, 2 to 10 °). If the angle is equal to or larger than the angle, the road curve is drawn in accordance with the angle difference.
[0021]
6 and 7 are flowcharts showing the curve drawing process of FIG. 5, and FIGS. 8 and 9 are diagrams for explaining the process of FIGS. 6 and 7, respectively. FIG. 6 is a process for drawing the center line (X, Y) of the curved road in FIG. 9. In step S21, the absolute coordinates (x 0 , y 0 ) and azimuth of the current position P are acquired, and in step S22, The azimuth of the current position Q ahead of the current position P by a predetermined distance is acquired. Then, the current position P in step S23, obtains a misorientation dang of Q, an arbitrary point T (CTRX, CTRY) on x = x 0 at step S24 to acquire. Then, calculations in steps S25 to S27 are performed.
[0022]
That is, in FIG. 8, the point S (CRS) of the azimuth difference dang with respect to the point T (CTRX, CTRY). Assuming that the distance to (x, CTRY) is dx, the following equation is established at a point (x, y) on a straight line connecting the point P and the point S.
[0023]
dx = CTRY * Tang dang
CRS x = CTRX−dx
Then, the following equation is used to convert the straight line (x, y) into a curve (X, Y) shown in FIG.
[0024]
X = CRS x + dx * y 2 / CTRY 2
Y = y
By substituting each point on (x, y) into the above equation, the center line (X, Y) of the road shown in FIG. 9 can be drawn.
[0025]
Next, according to FIG. 7, based on the center line (X, Y) of the road, left and right side lines (X ′, Y) such that the road width converges to 0 toward the point S as shown in FIG. Ask. In FIG. 9, a predetermined point on the Y-axis on the screen is set to k, and a road width at the point k is set to a. This is for drawing a road having a desired width substantially at the center of the screen. In steps S32 to S34,
X '= X ± a * (CTRY-Y) / (CTRY-k)
By substituting the values of Y = 0 to b using the equation, the values of X ′ 0 to X ′ b are obtained,
By connecting the values of (X ′ 0 to X ′ b , Y 0 to Y b ), the left and right side lines (X ′, Y) shown in FIG. 9 can be drawn.
[0026]
In FIG. 8, the straight line drawing of the road may be performed by drawing the center line of the road and a plurality of left and right side lines as straight lines toward the lower part of the screen with the predetermined point T as the center.
[0027]
FIG. 10 shows an example of a screen when a road is drawn in a curved line. By drawing a plurality of side lines on the left and right of the center line of the road, the road is displayed three-dimensionally, and the screen is displayed in the same manner as the actual vehicle turns. Above you can see the road bend.
[0028]
FIG. 11 shows an example of a screen when a road is drawn in a straight line. Based on the route information from the current position of the vehicle to a position ahead of a predetermined distance, the road is not only drawn three-dimensionally, but also a plurality of roads are drawn on the drawn map. The route information of is displayed. For example, during high-speed driving, the names to be guided in the direction of travel such as interchanges, junctions, and parking areas may be changed to the remaining distance from the current position of the vehicle to the displayed name and a gas station installed at the displayed name. High-speed information of the facility is displayed. In FIG. 11, high-speed information of "Moriyama PA" closest to the current position of the vehicle is displayed, but the user designates "Kasugai IC" or "Komaki JCT" which is a destination ahead of "Moriyama PA". By doing so, high-speed information of "Kasugai IC" or "Komaki JCT" can be displayed. Therefore, there is no complicated map on the screen, and the current position of the vehicle and the route information ahead of the current position are displayed in three dimensions, so that it is easy to check the map information at hand while driving, and the driver can drive safely and accurately. Be able to operate.
[0029]
12 and 13 show another embodiment of the processing in the route information conversion means in the present invention. FIG. 12 is a flowchart of the display processing, and FIG. 13 is a view for explaining the data configuration. In the present embodiment, as shown in FIG. 13, a conversion map for converting a straight line (x, y) into a curve (X, Y) for each direction difference dang is prepared. 12, steps S51 to S53 are the same as the processing in FIG. In step 54, a corresponding list is selected from the conversion map data shown in FIG. 13 based on the azimuth difference dang. In step S55, (X, Y) is obtained from the list based on (x, y), and in step S56, By connecting the (X, Y) thus obtained and smoothing the line connected in step S57, the center line of the curved road is displayed. For the left and right side lines, (X, Y) obtained in step S56 can be obtained by performing the processing of the above-described flowchart shown in FIG.
[0030]
The embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the embodiments, and it is needless to say that various modifications can be made.
[0031]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, the route information around the current position of the vehicle is three-dimensionally represented based on the road shape, so that the current position of the vehicle and the route information ahead of the current position of the vehicle can be obtained. Is displayed with the movement of the vehicle, so that the route information at hand during driving can be easily recognized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an example of a vehicle navigation device to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a view showing a guide road data file according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram for explaining a flow of the entire system of the vehicle navigation device according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram for explaining guide road number data obtained by the route search in FIG. 3;
FIG. 5 is a basic flowchart showing one embodiment of a process in a route information conversion unit of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart showing a curve drawing process of FIG. 5;
FIG. 7 is a flowchart showing a curve drawing process of FIG. 5;
FIG. 8 is a diagram for explaining the processing in FIG. 6;
FIG. 9 is a diagram for explaining the process of FIG. 7;
FIG. 10 is a diagram showing an example of a screen when a road is drawn as a curve.
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a screen when a road is drawn in a straight line.
FIG. 12 is a flowchart showing another embodiment of the processing in the route information conversion means of the present invention.
FIG. 13 is a diagram for explaining the data configuration of FIG. 12;
FIG. 14 is a diagram showing a display screen for explaining the problem of the present invention.
[Explanation of symbols]
2 ... current position detecting means, 3 ... information storage means, 11 ... input means 12 ... output display means

Claims (3)

車両の現在位置を検出する現在位置検出手段と、
目的地を入力する手段と、
経路を探索するための道路データを格納した情報記憶手段と、
前記情報記憶手段に格納されている道路データに基づいて、目的地までの経路を探索する経路探索手段と、
前記経路探索手段により探索された道路形状に基づいて、車両の現在位置周辺の経路情報を視覚的に立体的に表現された経路情報に変換する経路情報変換手段と、
前記経路情報変換手段により変換された経路情報を出力表示する出力表示手段とを備え、
前記経路情報変換手段は、所定の周期で車両の現在位置と所定距離前方の位置との角度を計算し、前記角度が所定値以上の場合には道路の曲線描画を行い、前記角度が所定値未満の場合には直線描画を行うと共に、上記曲線描画及び直線描画の双方において現在位置と所定距離前方の位置を結ぶ線を道路の中央線と左右の側線に変換する変換手段を有し、該変換手段により道路幅を前記出力表示手段の上方に向けて次第に狭くするように描画することを特徴とする車両用ナビゲーション装置。
Current position detecting means for detecting the current position of the vehicle,
Means for entering a destination;
Information storage means for storing road data for searching for a route;
Route search means for searching for a route to a destination based on the road data stored in the information storage means;
Route information conversion means for converting the route information around the current position of the vehicle into route information visually and stereoscopically represented, based on the road shape searched by the route search means;
Output display means for outputting and displaying the path information converted by the path information conversion means,
The route information conversion means calculates an angle between the current position of the vehicle and a position ahead of a predetermined distance at a predetermined cycle, and draws a curve of a road when the angle is equal to or more than a predetermined value, and calculates the angle at a predetermined value. In the case where the number is less than or equal to, a straight line drawing is performed, and in both the curve drawing and the straight line drawing, a line connecting the current position and a position ahead of the predetermined distance is converted into a center line of the road and left and right side lines, A vehicle navigation apparatus, wherein the conversion means draws the road width so as to gradually decrease toward the upper side of the output display means.
前記変換手段は、計算式に基づいて中央線と左右の側線を求めることを特徴とする請求項1記載の車両用ナビゲーション装置。The vehicular navigation device according to claim 1, wherein the conversion means obtains a center line and left and right side lines based on a calculation formula. 前記変換手段は、変換マップに基づいて中央線と左右の側線を求めることを特徴とする請求項1記載の車両用ナビゲーション装置。2. The vehicular navigation device according to claim 1, wherein the conversion means obtains a center line and left and right side lines based on the conversion map.
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