JP3596704B2

JP3596704B2 - 車両用ナビゲーション装置及びナビゲーション方法

Info

Publication number: JP3596704B2
Application number: JP10167096A
Authority: JP
Inventors: 二村光宏
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 1996-04-23
Filing date: 1996-04-23
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2016-04-23
Also published as: JPH09287970A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は走行するごとにその軌跡を逐次記憶装置に蓄積していき、蓄積したデータをルート探索に活用するようにした車両用ナビゲーション装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、不案内な道路での運転をスムーズに行えるようにするための各種経路誘導装置が提案され、目的地を入力することにより、その目的地までの走行すべき道路の誘導を行う経路誘導装置がある。この経路誘導装置においては、交差点データ、ノードデータ等の道路データ、地図データ等をＣＤ−ＲＯＭに記憶させておき、例えば、最短距離で行ける目的地までのルートを探索し、探索したルートを画面表示して案内するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の経路誘導装置においては、ＣＤ−ＲＯＭに記憶させた道路データに基づいてルート探索しているが、ルート探索に活用されるＣＤ−ＲＯＭに記憶されている道路は、所定幅以上の道路に限られており、細い道路等はルート探索の対象にされていない。また、普段走行している道路を活用した探索ルートが得たい場合があっても、必ずしも探索された案内ルート上に普段走行している道路が含まれるとはかぎらない。このように、従来のＣＤ−ＲＯＭデータに基づいてルート探索では個人の好みを反映した探索を行うことができない。
【０００４】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、ユーザーの好みを反映させ、きめ細かい経路案内を行うことが可能な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。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
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、目的地を入力する入力手段と、経路案内を行うために必要なデータが格納され、さらにリンク毎の走行軌跡データを蓄積する走行軌跡データ蓄積手段を含む情報記憶手段と、目的地までの経路を算出する経路算出手段とを備え、前記経路算出手段は、前記経路案内を行うために必要なデータに基づいて算出された経路と前記走行軌跡データに基づいて算出された経路を比較し、該比較結果に応じて探索コストを修正して目的地までの経路を算出することを特徴とする。
また、本発明のナビゲーション方法は、車両用ナビゲーション装置の経路算出手段で経路を算出して案内するナビゲーション方法において、情報記憶手段に記憶された経路案内を行うために必要なデータに基づいて前記経路算出手段により経路を算出する段階、情報記憶手段に記憶されたリンク毎の走行軌跡データに基づいて前記経路算出手段により経路を算出する段階、上記経路案内を行うために必要なデータに基づいて算出された経路と、上記走行軌跡データに基づいて算出した経路とを前記経路算出手段により比較する段階、上記比較の結果に応じて前記経路算出手段により、探索コストを修正して目的地までの経路を算出する段階からなるこどを特徴とする。
【０００６】
【作用及び発明の効果】
本発明は、経路案内を行うために予め情報記憶手段に格納してある地図データ以外に、走行軌跡データを蓄積し、情報記憶手段に格納してある地図データに基づいて算出した経路と走行軌跡データに基づいて算出した経路とを比較し、比較結果に応じて探索コストを修正して目的地までの経路を算出して走行軌跡をルート探索に反映させる。例えば、比較の結果異なる部分があれば、異なる部分についての探索コストを修正することにより、ユーザの意向が反映したきめの細かいルート探索、ルート案内を行うことが可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明に係るナビゲーション装置の一例を示す図である。本発明に係るナビゲーション装置は、図１に示すように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２、経路の算出に必要なナビゲーション用データや誘導案内に必要な表示案内データ等が記録されている情報記憶装置３、経路探索処理や経路案内に必要な表示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。
【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および／または画面により出力できるように、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で入力したり、経路案内をリクエストしたりするタッチスイッチ１１や操作スイッチを有し、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等を画面で表示するディスプレイ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および経路案内等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み取り装置を付加することもできる。また、ナビゲーションに必要なデータを蓄積したり、運転者の要求により通信回線を介して渋滞情報等を提供する情報センターや、あらかじめ地図データや目的地データなどの運転者の固有データが記憶されている電子手帳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目標名入力画面、、経路設定画面、区間図画面、交差点図画面、交差点等の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誘導中の案内や画面の切り換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、運転者は区間図を見ることにより自車両の現在地を確認し、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パネル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、衛星航法システム（ＧＰＳ）を利用したＧＰＳ受信装置２１、ＶＩＣＳ受信装置２２、ナビゲーションに必要なデータを蓄積し、運転者の要求により通信回線を介して提供される情報センターとの間でデータのやりとりを行うデータ送受信装置２３、地磁気センサなど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などを備えている。
【００１３】
情報記憶装置３は、経路誘導に必要な地図データ、交差点データ、ノードデータ、道路データ、写真データ、登録地点データ、案内地点データ、目的地データ、電話番号データ、探索プログラム等の本実施例記載のフローチャートに示す処理を含む走行軌跡に基づいた探索や図１１に示す探索コストに基づいた探索を行うプログラム、登録回数に応じた探索を実行させるプログラム等の等のナビゲーション装置に必要なすべてのデータファイル及び制御プログラムが記録されたＣＤ−ＲＯＭ３ａと、走行するごとに道路軌跡を記憶していき、ルート探索に利用できる軌跡データを記憶するメモリカード３ｂからなっている。本実施例では上記各種制御プログラムはＣＤ−ＲＯＭ３ａに格納されているが、後述する中央処理装置４に配設される第１ＲＯＭに格納しても良い。
【００１４】
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を備えている。このフラッシュメモリはＣＤのプログラムに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１ＲＯＭ４１、設定された目的地の地点座標、道路番号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２ＲＯＭ４３、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からの表示出力制御信号に基づいて画像メモリ４４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に出力する画像プロセッサ４５、ＣＰＵ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。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。
【００１５】
図２は、図１に示したＣＤ−ＲＯＭ３ａに格納された主要なデータファイルの構成例を示している。図２（Ａ）は経路算出手段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が格納された案内道路データファイルを示し、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ってる。前記道路番号は、分岐点間の道路毎に方向（往路、復路）別に設定されている。前記形状データは、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、北緯からなる座標データを有している。
【００１６】
前記案内データは、図２（Ｃ）に示すように、交差点（または分岐点）名称、注意点データ、道路名称データ、道路名称データのアドレス、サイズおよび行き先データのアドレス、サイズの各データからなる。
【００１７】
前記行き先データは、図２（Ｄ）に示すように行き先道路番号、行き先名称、行き先名称音声データのアドレス、サイズおよび行き先方向データ、走行案内データからなる。前記行き先名称は、方面名称も含んでいる。また、行き先方向データは、無効（行き先方向データを使用しない）、不要（案内をしない）、直進、右方向、斜め右方向、右に戻る方向、左方向、斜め左方向、左に戻る方向の情報を示すデータである。
【００１８】
次に、情報処理装置３に記憶されているデータを基にした車両用ナビゲーション装置の処理の流れについて図３により説明する。
【００１９】
中央処理装置４のＣＰＵ５１により経路案内システムのプログラムが起動されると、現在位置検出装置２により現在位置を検出し、情報記憶装置３に記憶されているデータを読みだし、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Ｓ１）。次に、地名や施設名称等の目標名、電話番号や住所、登録地点等を用いて目的地を設定し（ステップＳ２）、現在位置から目的地までの経路探索を行う（ステップＳ３）。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案内・表示を繰り返し行う（ステップＳ４）。
次に、図１のメモリカード３ｂに記憶されている本発明の軌跡データについて説明する。
本発明のシステムでは走行した道路に関するデータを軌跡データとして蓄積するためのメモリカードが接続され、探索時に、ＣＤ−ＲＯＭ３ａに記憶されているデータの他に、軌跡データも利用できるようになっている。
【００２０】
図４は軌跡データとして記憶されるノードデータの構成例を示す図で、走行した道路軌跡を表すために所定角度以上の方位の変化があった地点を、その東経、北緯の座標として順番に番号を付してノードとして記憶する。なお、交差点番号は分岐をもつノードを交差点として識別するための識別番号であり、例えば、分岐をもたないノード「０」、分岐をもつノードは「１」である。
【００２１】
図５は軌跡データとして記憶されるリンクデータの構成例を示す図で、ノード間をつないでいる線をリンクとして登録する。リンクは始点ノード番号、終点ノード番号をもっており、そのため方向性を有している。走行回数は実際に走った回数であり、走行するごとに始点→終点方向、終点→始点方向の走行回数が更新される。リンクの長さはノード間の距離であり、平均車速は、走った回数が分かっているので、各時速の累積から求まる値である。走行した日時データは、最後に走行した日時、あるいは走った履歴のデータである。道路識別は、ＣＤ−ＲＯＭ３ａに記憶されている道路データとの関連を持たせるための識別符号であり、ＣＤ−ＲＯＭ３ａに登録されている道路には、案内対象としての道路と、細い道路等案内対象外のものがあり、この識別符号は、案内対象としての道路なのか否か、或いはＣＤ−ＲＯＭ３ａに登録されていない道路なのかを識別するためのものである。道路識別の中でＣＤ−ＲＯＭのデータで案内できるデータである場合は、ＣＤ−ＲＯＭの地図データ中の道路番号が登録され、これによりＣＤ−ＲＯＭデータによる探索結果との結びつきがなされる。リンクはＣＤ−ＲＯＭで登録された道路よりも十分短い長さであるため、地図データ中の道路中の開始位置及び終了位置により、１つの道路中のどこに存在するかを距離で表す。
【００２２】
図６は軌跡データとして記憶される交差点データの構成例を示す図で、分岐をもつノードを交差点ノードとして登録する。進入リンク数は、１つの交差点に何本のリンクが入っているかを示し、進行リンクは進入リンクに対して進行できるリンクである。ノードとリンクの関係を示す図７（ａ）、リンクと交差点ノードとの関係を示す図７（ｂ）を参照すると、例えば、４差路の交差点ノードでは、進入リンク数４、１つの進入リンクに対する進行リンク数３となる。進入リンク番号ごとに、各進行リンク番号が付与され、進入→進行方向への走行回数、信号待ちや右左折時間等の通過所要平均時間、走行した日時データ（最後に通過した日時、あるいは通過した履歴のデータ）が登録される。
【００２３】
次に、ＣＤ−ＲＯＭデータ、軌跡データを利用した本発明の好みのルート探索処理について説明する。
図８において、目的地を設定すると（ステップ１０１）、中央処理装置４のＣＰＵ５１により経路案内システムのプログラムが起動される。次いで、ＣＤ−ＲＯＭデータを読みだしてルート探索が行われ（ステップ１０２）、例えば、図９（ａ）に示すようなルートＲ（太線）が得られる。次いで、軌跡データを読みだしてルート探索が行われ（ステップ１０３）、例えば、図９に示すルートＲに対して、一部異なるルートＲ′（細線）が得られる。次いで、ルートＲとＲ′とを比較し、両者の差からユーザーの好みを学習する（ステップ１０４）
軌跡データは、日常、ユーザーが実際に走行したデータを蓄積したものであるので、その内容は必然的にユーザーの好みを反映し、このデータに基いて得られた探索結果にもユーザーの好みが反映される。一方、ＣＤ−ＲＯＭデータは機械的に格納されたものであり、ユーザーが関与するのは目的地の設定、出発地のみであり、このデータに基づいて一定の観点で探索された結果はユーザーの意志とは何ら関係がない。したがって、両者を比較するとユーザーの好みを学習することができる。
【００２４】
図１０は好みの学習処理フローを説明する図である。まず、ルートを修正した部分（図９（ａ）のルートＲ′）をもとのルート（図９（ａ）のルートＲ）と比較する（ステップ２０１）。図９（ａ）の拡大図である図９（ｂ）に示すように、両者のルートが異なっているＰ地点とＱ地点間において、ルートＲは曲がってはいるが１本の道路であるのに対して、ルートＲ′は矢印で示すように何回も右左折している。そこで、曲がった回数がもとのルートより多いか否か判断し（ステップ２０２）、もとのルートに対して曲がった回数が多い場合には、曲がりの際の探索コストを小さくし（ステップ２０３）、曲がった回数が少ない場合には曲がりの際の探索コストを大きくする（ステップ２０４）。図１１（ａ）は曲がりの探索コスト係数を示し、曲がった回数がもとのルートと同じ場合の係数を１としたとき、曲がった回数が多い場合は０．８、曲がった回数が少ない場合は１．２としている。
【００２５】
次いで、広い道路を走行する距離がもとのルートより多いか否か判断し（ステップ２０５）、多い場合には、広い道の優先度合いを上げ（ステップ２０６）、少ない場合は広い道の優先度合いを下げる（ステップ２０７）。図１１（ｂ）は広い道路の探索コスト係数を示し、もとのルートに対して広い道路が多い場合は探索コスト係数を０．８、もとのルートに対して広い道路が少ない場合は探索コスト係数を１．２としている。
【００２６】
探索コスト係数は、例えば、車線数（図１１（ｃ））、所要時間（図１１（ｄ））、距離（図１１（ｅ））、信号の数（図１１（ｆ））のように、もとのルートと比較し、相違がある場合にはこれを変えるようにする。
【００２７】
図８に戻って、好みの学習により、ユーザーの好みが反映された探索コストが得られたので、これに基づいてルート探索を行い（ステップ１０５）、目的地到着までルート案内を行っていく（ステップ１０６〜１０８）。
【００２８】
なお、上記説明ではＣＤ−ＲＯＭデータに基づいて探索されたルートと、走行軌跡データに基づいて探索されたルートとを比較し、比較結果に応じて探索コストを修正して再度経路探索を行うようにしているが、ルート探索前にＣＤ−ＲＯＭデータと走行軌跡データとを比較して、その比較結果を経路探索に反映させるようにしてもユーザーの好みを反映することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るナビゲーション装置の一例を示す図である。
【図２】ＣＤ−ＲＯＭに記憶された主要なデータファイルの構成例を示す図である。
【図３】システム全体の流れを説明するためのフロー図である。
【図４】ノードデータの構成例を示す図である。
【図５】リンクデータの構成例を示す図である。
【図６】交差点データの構成例を示す図である。
【図７】ノードとリンク及びリンクと交差点ノードの関係を説明する図である。
【図８】好みのルート探索処理フローを説明する図である。
【図９】探索ルートを示す図である。
【図１０】好みの学習処理を説明する図である。
【図１１】探索コストを説明する図である。
【符号の説明】
１…入出力装置、２…現在位置検出装置、３…情報記憶装置、４…中央処理装置、１１…タッチスイッチ、１２…ディスプレイ、１３…プリンタ、１６…スピーカ、２１…ＧＰＳ受信装置、２２…ビーコン受信装置、２３…データ送受信装置、４０…ＣＰＵ、４１…第１ＲＯＭ、４２…ＲＡＭ、４３…第２ＲＯＭ、４４…画像メモリ、４５…画像プロセッサ、４６…音声プロセッサ、４７…通信インタフェイス、４８…センサ入力インタフェイス、４９…時計。

Claims

車両の現在位置を検出する現在位置検出手段と、
目的地を入力する入力手段と、
経路案内を行うために必要なデータが格納され、さらにリンク毎の走行軌跡データを蓄積する走行軌跡データ蓄積手段を含む情報記憶手段と、
目的地までの経路を算出する経路算出手段とを備え、
前記経路算出手段は、前記経路案内を行うために必要なデータに基づいて算出された経路と前記走行軌跡データに基づいて算出された経路を比較し、該比較結果に応じて探索コストを修正して目的地までの経路を算出することを特徴とするナビゲーション装置。
前記経路算出手段は、前記経路案内を行うために必要なデータに基づいて算出された経路と前記走行軌跡データに基づいて算出された経路において異なる部分を比較す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。
前記経路算出手段は、前記走行軌跡データに基づいて算出された経路における曲がり回数が前記経路案内を行うために必要なデータに基づいて算出された経路における曲がり回数より多いか否かを判断し、多い場合には曲がりの探索コストを小さくして目的地までの経路を探索し、少ない場合には曲がりの探索コストを大きくして目的地までの経路を算出することを特徴とする請求項１または２記載の車両用ナビゲーション装置。
前記経路算出手段は、前記走行軌跡データに基づいて算出された経路における広い道路を走行する距離が前記経路案内を行うために必要なデータに基づいて算出された経路における広い道路を走行する距離より多いか否かを判断し、多い場合には広い道路の探索コストを小さくして目的地までの経路を算出し、少ない場合には広い道路の探索コストを大きくして目的地までの経路を算出することを特徴とする請求項１または２記載の車両用ナビゲーション装置。
前記経路算出手段は、前記走行軌跡データに基づいて算出された経路における信号の数が前記経路案内を行うために必要なデータに基づいて算出された経路における信号の数より多いか否かを判断し、多い場合には信号の探索コストを小さくして目的地までの経路を算出し、少ない場合には信号の探索コストを大きくして目的地までの経路を算出することを特徴とする請求項１または２記載の車両用ナビゲーション装置。
車両用ナビゲーション装置の経路算出手段で経路を算出して案内するナビゲーション方法において、
情報記憶手段に記憶された経路案内を行うために必要なデータに基づいて前記経路算出手段により経路を算出する段階、
情報記憶手段に記憶されたリンク毎の走行軌跡データに基づいて前記経路算出手段により経路を算出する段階、
上記経路案内を行うために必要なデータに基づいて算出された経路と、上記走行軌跡データに基づいて算出した経路とを前記経路算出手段により比較する段階、
上記比較の結果に応じて前記経路算出手段により、探索コストを修正して目的地までの経路を算出する段階、
からなるナビゲーション方法。