JP3663935B2

JP3663935B2 - ナビゲーション装置

Info

Publication number: JP3663935B2
Application number: JP25844198A
Authority: JP
Inventors: 昭人多田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-09-11
Filing date: 1998-09-11
Publication date: 2005-06-22
Anticipated expiration: 2018-09-11
Also published as: JP2000088590A

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、特に最適経路情報の学習に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ナビゲーション装置は一般に地図データとして、例えば画面に地図を表示するための情報や経路探索に用いられる情報など、複数種類の情報を有している。例えば経路計算用地図データ（探索地図データ）は、道路網のノード（例えば交差点等）同士の接続関係を有する。ノードとノードとの間の接続はリンクと称される。経路計算用地図データは、基本的にはリンク毎にリンクコストという経路探索のための評価値（経路探索評価値）を有する。例えば、リンクコストはノード間の距離を設定速度で除して得られる時間であり、経路探索においては、リンクコストの合計が最小となるようなリンクの連鎖が探索される。
【０００３】
さて、リンクコストなど経路探索に必要なデータは、全てのリンクに対して定義されているわけではない。つまり、所定の基準未満の道路（例えば、道幅が所定値未満の道路）には経路探索データは用意されておらず、一般に、経路探索は当該所定の基準以上の道路の範囲内に限定される。
【０００４】
しかし、運転者は、通常の経路探索では対象とならない抜け道を知っている場合がある。特開平７−１６８９９５号公報に開示される従来技術は、読み書き可能記憶手段を備え、抜け道走行時に運転者の希望に応じて、例えば走行時間から得られるリンクコストを測定して経路探索データを読み書き可能記憶手段に登録する。この登録された抜け道の経路探索データは、次回の経路探索に使用される。また、上記従来技術では、運転者の好みを経路探索に反映させるために、抜け道のリンクコストを、本来装置が推奨する経路のリンクコストよりも小さく定めることも行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、運転者が希望しない場合には抜け道の経路探索データの登録が行われないという問題があった。また、運転者が抜け道の方が走行時間が短いと誤って判断した場合、誤った抜け道データが登録されてしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は上記問題点を解消するためになされたもので、有効な抜け道等の最適な経路が自動的に登録される利便性の高いナビゲーション装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るナビゲーション装置は、現在位置が推奨経路から逸脱したことを検知する逸脱検知手段と、前記逸脱が検知された場合に逸脱走行経路を記録し当該逸脱走行経路の経路探索評価値を測定する逸脱データ取得手段と、前記逸脱走行経路の経路探索評価値と前記推奨経路の経路探索評価値との比較に基づいて、前記逸脱走行経路に関する探索地図データを読み書き可能記憶手段に登録する逸脱経路登録手段とを有することを特徴とする。
【０００８】
推奨経路は、地図データ記憶手段又は読み書き可能記憶手段に既に登録されている探索地図データを検索して定められる。本発明によれば、逸脱検知手段が車両の現在位置が推奨経路から逸脱したことを検知する。この推奨経路からの逸脱は、設定された目的地に向かう未登録の経路を運転者が選択した可能性を示す。そこで、逸脱データ取得手段は、逸脱が検知されたノードからの走行経路を記録し、また、当該走行路の経路探索評価値を測定する。経路探索評価値は、逸脱が検知されたノードからの例えば実走行時間や走行距離である。逸脱検知手段により現在位置が推奨経路に復帰したことが検知され、逸脱走行経路が終端された場合、逸脱走行経路は未登録の抜け道等の経路であることになる。逸脱走行経路が終端されると、逸脱データ取得手段は経路の記録及び評価値の測定を停止する。逸脱経路登録手段は、逸脱走行経路について取得された経路探索評価値が、経路探索手段が最適の経路として選択した推奨経路についての経路探索評価値よりも好適な値である場合には、逸脱データ取得手段が記録した逸脱走行経路や当該手段が測定した経路探索評価値などの探索地図データを読み書き可能記憶手段に登録する。このように読み書き可能記憶手段に登録された逸脱走行経路に関する探索地図データは、経路探索手段の検索対象となり、最適な経路選択に利用される。
【０００９】
本発明に係るナビゲーション装置においては、前記逸脱経路登録手段が前記逸脱走行経路を、前記推奨経路を逸脱したノードと前記推奨経路に復帰したノードとを結ぶ一つのリンクとして登録することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、逸脱走行経路が途中にノードを含む場合、つまり互いに隣接するノードを結ぶリンクが、逸脱走行経路中に複数含まれる場合に、その個別のリンクではなく、逸脱走行経路全体を一体のリンクとした登録が行われる。これにより、例えば運転者が選択した逸脱走行経路の途中から別の経路が選択されたりすることが防止され、運転者が当該逸脱走行経路を選択した意図が反映された探索地図データが生成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本発明の好適な実施形態に係る車両搭載ナビゲーション装置の概略のブロック図である。車速や方位を検出するセンサ１０及びＧＰＳ１２が車両の所定位置に設けられ、それぞれの検出信号は図示しない車両インターフェース部を介して制御コンピュータ１６に供給される。制御コンピュータ１６では、これらの検出信号に基づき、自律航法とＧＰＳとの組み合わせで車両の現在位置を検出する。算出された現在位置はデータ記憶装置２０に格納されている地図データと照合されてマップマッチングが行われ、画像表示用地図データとともに出力装置２２に出力される。また、車両運転席近傍には操作装置１４が設けられ、ユーザが目的地や経由地を入力するための手段として用いられる。目的地等が入力されると制御コンピュータ１６はデータ記憶装置２０内の経路計算用地図データ（探索地図データ）をメモリ１８にロードし、公知のＤｉｊｋｓｔｒａ法などを用いて目的地までの推奨経路探索を行い、その結果を出力装置２２に出力する。従って、運転者は出力装置２２に表示された現在位置を確認しつつ、探索された推奨経路に従って走行することができる。
【００１３】
本装置では、データ記憶装置２０はその全体又は少なくとも一部が読み書き可能な記憶装置を含んで構成される。例えば、その読み書き可能な記憶装置は、ＣＤ−Ｒドライブ、ＦＤドライブ、ＤＶＤ−ＲＡＭドライブ、ＨＤＤドライブ、メモリカードなどである。後述するように、この読み書き可能記憶装置は、追加の経路計算用地図データを登録するために必要である。本装置では経路計算用地図データは追加分か否かに拘わらず読み書き可能記憶装置に格納される。画像表示用地図データは、読み書き可能記憶装置に格納してもよいし、従来同様ＣＤ−ＲＯＭ等の読み出し専用記憶装置に格納されたものを用いてもよい。
【００１４】
本装置にて車両の現在位置の検出は、制御コンピュータ１６がセンサ１０及びＧＰＳ１２の出力に基づいて行う。
【００１５】
制御コンピュータ１６は、上述のように経路探索手段としての機能を果たすとともに、車両が経路探索によって得られた推奨経路から逸脱したか否かを検知する逸脱検知手段としての機能を果たす。つまり、制御コンピュータ１６は現在位置と推奨経路とを常に照合し、現在位置が推奨経路から所定距離以上離れた場合に車両が経路を逸脱したという判定、及び逸脱していた現在位置が推奨位置に復帰したという判定を行う。
【００１６】
また制御コンピュータ１６は、経路が推奨経路から逸脱した場合、つまり車両が逸脱走行経路上にある場合、実走行時間と通過ノードとを計測・記録する逸脱データ取得手段としての機能を有する。また制御コンピュータ１６は、逸脱経路登録手段としても機能し、逸脱走行経路と推奨経路との間で、経路探索評価値（例えば実走行時間）の比較を行い、逸脱走行経路が推奨経路よりも好適であることが判定されると、当該逸脱走行経路に関するデータをデータ記憶装置２０を構成する読み書き可能記憶装置に登録する。
【００１７】
図２は、本装置の特徴を説明するために用いる地図の一例を示す模式図である。また図３は、図２に対応する経路計算用地図データのフォーマットを示す模式図であり、特に逸脱経路登録が行われる前の状態を示す例である。経路計算用地図データは、ここでは経路探索評価値として、リンク旅行時間とリンクコストの２種類を有している。
【００１８】
リンク旅行時間は、そのリンクのノード間の走行に要する推定時間であり、簡単には、（リンクの距離／当該道路に設定される平均的速度）を用いることができる。またその他、例えば、その道路を通行した多数の車両についての実走行の統計から得られた固定値を用いることもできるし、ＶＩＣＳが提供する道路状況の監視に基づいた動的な値を用いることもできる。ちなみに図において例えば“０５：２０”という表記は“５分２０秒”を意味する。
【００１９】
リンク旅行時間が目的地到達時間の推定に用いられるのに対して、リンクコストは、選択される経路の適切さを判断する基準、すなわちリンク間の相対的な優先度を表す指標としての意味合いが大きい。本装置では、リンクコストは値が小さいほど優先度が高くなるように定義され、経路探索手段は目的地までのリンクコストが最小となるリンクの連鎖を探索する。
【００２０】
またリンクコストは、リンク旅行時間に含みきれない他の要因を加味した評価値である。例えば、ノード間の実走行時間には、ノード間の右左折の頻度や道幅といった要因が影響を与えると考えられる。しかし、リンク旅行時間を単純に（距離／速度）で定義した場合、必ずしも前記要因の影響が反映されないので、リンクコストをそれらの要因を取り込んだ値として定義することができる。一方、リンク旅行時間をＶＩＣＳ等の実際の交通状況の測定に基づいて定める場合には、前記交通状況を別途取り込んだリンクコストを定める意義は少ないかもしれない。
【００２１】
また、リンクコストは、リンク間の優先度を調整するための修正量を含みうる。例えば、目的地到達時間への寄与が同じであるリンクＡとリンクＢのそれぞれのリンクコストα，βは本来は同一値、すなわちα＝βであるが、ここでリンクＢが運転者の好みに合っているとか、景色がいい等の到達時間とは無関係の要因からリンクＡより望ましい場合には、例えばリンクＢのリンクコストを１減じてβ＜αとすることによりリンクＢの優先度をリンクＡの優先度より高めることができる。本装置ではリンクコストは到達時間の推定には用いられないので、このように、到達時間への寄与が同一のリンクに異なるリンクコストを与えることは何ら問題はない。
【００２２】
図２に示す地図にはＮ１〜Ｎ７のノードが示されており、それらの間の道路網情報が、リンクという形で経路計算用地図データに予め登録されている。例えば、ノードＮ１とノードＮ２との間を結ぶ道路が存在する場合、“Ｎ１−Ｎ２”と表記することとすれば、具体的には図２には道路“Ｎ１−Ｎ２−Ｎ３−Ｎ４−Ｎ５”と道路“Ｎ２−Ｎ６−Ｎ７−Ｎ４”とを含む道路網が示されている。そして、この道路網情報は、図３に示す経路計算用地図データにおいては、具体的には隣接するノード間を結ぶリンクの集合、つまりリンク“Ｎ１−Ｎ２”，“Ｎ２−Ｎ３”，“Ｎ３−Ｎ４”，“Ｎ４−Ｎ５”，“Ｎ２−Ｎ６”，“Ｎ６−Ｎ７”，“Ｎ７−Ｎ４”により表現される。このように、車両が通行できる道路が存在するノード間の接続関係は基本的に全て経路計算用地図データに登録されている。
【００２３】
しかし、経路計算に必要な経路探索評価値は、全てのリンクに与えられているとは限らない。例えば、経路探索評価値は、道路幅が所定値以上の主要道路に対応するリンクにしか予め与えられておらず、幅の狭い裏道などには設定されない。図３では、道路“Ｎ１−Ｎ２−Ｎ３−Ｎ４−Ｎ５”を構成するリンク“Ｎ１−Ｎ２”，“Ｎ２−Ｎ３”，“Ｎ３−Ｎ４”，“Ｎ４−Ｎ５”にはそれぞれリンク旅行時間とリンクコストの値が設定される。一方、道路“Ｎ２−Ｎ６−Ｎ７−Ｎ４”を構成するリンク“Ｎ２−Ｎ６”，“Ｎ６−Ｎ７”，“Ｎ７−Ｎ４”にはリンク旅行時間とリンクコストの値は設定されない。
【００２４】
図４は、本装置の処理の概要を示すフロー図である。操作装置１４から運転者が目的地を入力すると（Ｓ５０）、制御コンピュータ１６はデータ記憶装置２０に格納された図３に示すような経路計算用地図データを検索し、現在位置から目的地までの経路のうちリンクコストの合計が最小となるものを推奨経路として選択する（Ｓ５５）。
【００２５】
制御コンピュータ１６は、センサ１０やＧＰＳ１２からの出力に基づいて自車の現在位置を検知する（Ｓ６０）。その結果、自車の位置が目的地に一致した場合には（Ｓ６５）、ナビゲーション処理を終了する（Ｓ７０）。
【００２６】
一方、現在位置が推奨経路から逸脱していると判断された場合（Ｓ７５）、制御コンピュータ１６は、逸脱したノードからの実走行時間Ｔ１の計測を開始する（Ｓ８０）とともに逸脱走行経路上に現れるノードの記録を開始する（Ｓ８５）。しかる後に、処理Ｓ６０へ戻る。現在位置が推奨経路から逸脱している間、継続され、この実走行時間Ｔ１は累積計測され、また逸脱走行経路の記録も継続される。
【００２７】
また、それまで推奨経路から逸脱していた現在位置が推奨経路へ復帰したと判断された場合（Ｓ９０）、実走行時間Ｔ１の計測と逸脱走行経路の記録が停止される（Ｓ９５，Ｓ１００）。そして、推奨経路から車両が逸脱したノードから復帰したノードまで、推奨経路を辿ったならば要したであろう時間Ｔ２を、経路計算用地図データに登録されているリンク旅行時間から求める。時間Ｔ２とＴ１とを比較して（Ｓ１０５）、時間Ｔ１の方が小さい場合には、逸脱走行経路は有用な抜け道であったと判断され、その情報が経路計算用地図データに登録される（Ｓ１１０）。
【００２８】
例えば、運転者が現在値Ｎ１において目的地Ｎ５を入力すると、装置は図３に示す経路計算用地図データに基づいて、推奨経路として経路“Ｎ１−Ｎ２−Ｎ３−Ｎ４−Ｎ５”を選定する。しかし、運転者が、ノードＮ２においてノードＮ６へ向かうと、装置は車両が推奨経路から逸脱したことを検知し、ノードＮ２からの実走行時間を計測開始し、また、通過するノードを順次記録する。そして、装車両が経路“Ｎ２−Ｎ６−Ｎ７−Ｎ４”を辿って、ノードＮ４に達すると、装置は車両が再び推奨経路に復帰したことを検知し、実走行時間Ｔ１の計測と逸脱走行経路の記録を停止する。ここではＴ１は３０分５秒であり、これは推奨経路を構成するリンク“Ｎ２−Ｎ３”，“Ｎ３−Ｎ４”の各リンク旅行時間の合計より小さい。すなわち、今回運転者が選択した経路は推奨経路よりもノードＮ２からＮ４に移動するのに短い時間で済んだわけである。制御コンピュータ１６はこのように運転者が選択した抜け道が走行時間の短縮を果たす有用な経路であることを検知すると、当該抜け道の情報を経路計算用地図データに登録する。
【００２９】
図５は、その逸脱走行経路に関する情報が登録された後の経路計算用地図データの例を示す模式図である。制御コンピュータ１６は、逸脱走行経路“Ｎ２−Ｎ６−Ｎ７−Ｎ４”を一体のリンク“Ｎ２−Ｎ４”として登録し、そのリンク旅行時間に実走行時間Ｔ１が格納され、また拡張情報に逸脱走行経路として辿ったノードの順序“Ｎ２−Ｎ６−Ｎ７−Ｎ４”が格納される。
【００３０】
また、抜け道“Ｎ２−Ｎ４”のリンクコストには、リンク“Ｎ２−Ｎ３”，“Ｎ３−Ｎ４”の各リンクコストの合計より小さい値が設定される。これにより、次回の経路探索においては、抜け道であるリンク“Ｎ２−Ｎ４”も検索対象とされ、経路“Ｎ２−Ｎ３−Ｎ４”の代わりにこの抜け道が選択されるようになる。
【００３１】
なお、上述のように、抜け道をそれを構成する要素リンク“Ｎ２−Ｎ６”，“Ｎ６−Ｎ７”，“Ｎ７−Ｎ４”ごとではなく一体のリンク“Ｎ２−Ｎ４”として登録することにより、運転者の意志が反映されることになる。つまり、要素リンク毎に登録すると、次回の経路探索において、今回運転者が選択した抜け道の一部が別の経路に置き換えられる可能性がある。そのように一部の置換が生じるということは経路計算用地図データ上はリンクコストの合計がより小さくなるということを意味する。しかし、置換された一部経路はリンクコストは小さくても、運転者が敢えて回避する理由がある場合がある。例えば、その一部経路が住宅地の中を通り抜けるものである場合、時間は短縮されるが、歩行者や子供の飛び出し等に対する注意がより要求されたり、住民へ騒音により迷惑を掛けるおそれがある。運転者がそのような事情を考慮して抜け道を選択している場合があるため、本装置では、運転者が選択した抜け道を一体として登録し、次回の探索においてその一部が置換されることを防いでいる。
【００３２】
なお、ここで各要素リンク毎に登録を行ってもよい。その場合、各要素リンクのリンクコストの合計が抜け道リンク“Ｎ２−Ｎ４”のリンクコストより大きくなるように、リンクコストを調整すれば、ノードＮ２からＮ４へ抜ける場合には、リンク“Ｎ２−Ｎ４”が一体に選択される一方で、他のノード間の経路探索においては、運転者が好ましいとして選択した抜け道の一部が利用され好都合である。
【００３３】
また、Ｔ１≧Ｔ２となった場合も、運転者の希望に応じて経路計算用地図データへの登録を可能に構成してもよい。例えば、ＶＩＣＳを利用した場合のように推奨経路のリンク旅行時間が動的に変化しうる場合には、今回はＴ１≧Ｔ２となったが、他のタイミングではＴ１＜Ｔ２となる可能性がある。そのため、Ｔ１≧Ｔ２であっても抜け道リンク“Ｎ２−Ｎ４”のリンク旅行時間を登録することにより、以降の経路探索において、制御コンピュータ１６はもしＴ１＜Ｔ２となっていれば抜け道リンク“Ｎ２−Ｎ４”を推奨し、そうでなければ“Ｎ２−Ｎ３−Ｎ４”を推奨することができる。
【００３４】
また、上述の例では、逸脱走行経路と推奨経路とのリンク旅行時間の比較に基づいて、逸脱走行経路情報を地図データへ登録するか否かを判断したが、他の経路探索評価値の比較に基づいてそれを判断するようにしてもよい。例えば、逸脱走行経路のリンク旅行時間をまずリンクコストへ換算し、その値と既に地図データに登録されている推奨経路のリンクコストとを比較してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施形態に係る車両搭載ナビゲーション装置の概略のブロック図である。
【図２】本装置の特徴を説明するために用いる地図の一例を示す模式図である。
【図３】逸脱走行経路に関する情報が登録される前の経路計算用地図データの例を示す模式図である。
【図４】本装置の処理の概要を示すフロー図である。
【図５】逸脱走行経路に関する情報が登録された後の経路計算用地図データの例を示す模式図である。
【符号の説明】
１０センサ、１２ＧＰＳ、１４操作装置、１６制御コンピュータ、２０データ記憶装置、２２出力装置。

Claims

現在位置を検出する位置検出手段と、道路網のノードとノードを結ぶリンクの経路探索評価値を含んだ探索地図データを格納した地図データ記憶手段と、追加の前記探索地図データを登録される読み書き可能記憶手段と、目的地を入力する入力手段と、前記目的地に至るまでの推奨経路を前記探索地図データに基づいて探索する経路探索手段と、を有するナビゲーション装置において、
現在位置が前記推奨経路から逸脱したことを検知する逸脱検知手段と、
前記逸脱が検知された場合に逸脱走行経路を記録し当該逸脱走行経路の経路探索評価値を測定する逸脱データ取得手段と、
前記逸脱走行経路の経路探索評価値と前記推奨経路の経路探索評価値との比較に基づいて、前記逸脱走行経路に関する探索地図データを前記読み書き可能記憶手段に登録する逸脱経路登録手段と、
を有することを特徴とするナビゲーション装置。
請求項１記載のナビゲーション装置において、
前記逸脱経路登録手段は、前記逸脱走行経路を、前記推奨経路を逸脱したノードと前記推奨経路に復帰したノードとを結ぶ一つの前記リンクとして登録することを特徴とするナビゲーション装置。