JP3793032B2 - 道案内方法及び装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に歩行者に対して案内文や簡略地図の呈示によって道案内を行う道案内方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
主に歩行者に対して、目的地への道案内を道案内文と簡略地図の呈示によって行う装置が開発されている。このような道案内装置は、単体の携帯機器として構成されるか、あるいは携帯電話機などの携帯通信端末に搭載される。
【０００３】
従来の道案内技術としては、例えば信学技法 ＰＲＵ９５−２１５「地図画像生成システムにおけるインタラクティブ経路生成とその略地図生成への応用」、堀江、木村、馬場口他（文献１）、あるいは信学技法ＰＲＵ９５−１５６「地図道路構造のモデル化とそれに基づく略地図と案内文の生成」、木村、馬場口、北橋他（文献２）に記載されているように、簡略地図と道案内文によって道案内を行う技術が知られている。
【０００４】
道案内文の生成に関して、文献１においては例えば「西方向へ２０ｍ進んで下さい。」、「その交差点を右折して下さい」というような文章を案内文として呈示することが可能である。しかし、特に＊＊ｍといった距離を表す数値は、歩行者によっては距離感をつかむことが難しく、また特に市街地などでは交差点は無数にあることから、道案内文で指示された交差点とは別の交差点を誤認してしまうことがある。従って、このような道案内文は歩行者にとって必ずしも十分に分かりやすい文章とはいえない。文献２においては、例えば「道路が合流します」、「分岐を＊＊に進みます」といった道案内文を呈示しているだけであり、文献１で呈示している道案内文よりさらに分かりにくいものとなっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように従来の道案内技術では、道案内文の呈示が歩行者にとって必ずしも分かりやすい説明であるとはいえず、道案内文によって指示された交差点、合流点、分岐点などを見誤ったりする可能性があった。
【０００６】
本発明は、歩行者に対してより分かりやすい道案内を行うことができる道案内方法及び装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明では道路網データとランドマークデータを含む地図データに基づいて道案内を行うために、道路網データからユーザにより指定された出発地から目的地までの経路を探索した後、道路網データに基づき探索された経路中の道路形状、例えば交差点やロータリの形状を解析して、道路形状データを生成し、この道路形状データとランドマークデータを利用して、探索された経路に対応した道案内情報を生成する。道路形状として交差点形状を解析する場合は、少なくとも交差点に接続する道路の本数及び該道路の角度が求められる。
【０００８】
道案内情報の生成においては、例えば道路形状データに基づいて経路に沿ったランドマークのランドマークデータを選択して、道路形状の説明とランドマーク名を含んだ道案内文を道案内情報として生成し、この道案内文を文字列及び音声の少なくとも一方によって呈示する。他の道案内情報の生成においては、道路網データと道路形状データ及びランドマークデータに基づいて、探索された経路に沿った簡略地図を生成し、この簡略地図を画像として呈示する。
【０００９】
複数の道路形状にそれぞれ対応する呈示パターンを格納したデータベースを有し、道案内情報の生成において解析された道路形状データによって示される道路形状に対応する呈示パターンを該データベースから選択して、これらの呈示パターンを道案内情報として合成してもよい。この場合、呈示パターンをビットマップデータとし、これらのビットマップデータを合成することにより、道案内情報として経路に沿った簡略地図を生成してもよいし、呈示パターンとしてベクトルデータを格納し、これらのベクトルデータを繋ぎ合わせることにより、道案内情報として経路に沿った簡略地図を生成してもよい。
【００１０】
さらに、本発明によると道路網データとランドマークデータを含む地図データに基づいて道案内を行う処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、道路網データからユーザにより指定された出発地から目的地までの経路を探索する処理と、道路網データに基づき経路中の道路形状を解析して道路形状データを得る処理と、道路形状データとランドマークデータを利用して経路に対応した道案内情報を生成する処理と、道案内情報を呈示させる処理とをコンピュータに実行させるためのプログラムが提供される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る道案内装置の構成を示す図である。データベース１には、地図データ、道案内文生成に利用する道案内文データベース、簡略地図データベースなど、道案内文や経路に沿った簡略地図を生成するための基本データが蓄積されている。
【００１２】
地図データには、地図画像の他に道路網データ及びランドマークデータが含まれる。道案内文データベース、簡略地図データベースには、道路形状に対応した呈示パターンが含まれる場合もある。さらに、簡略地図データベースには、道路形状に対応した呈示パターンがビットマップデータとして格納されていたり、ベクトルデータとして格納される場合もある。
【００１３】
データベース１は、道案内装置内に設けられていてもよいが、道案内装置の機能が携帯電話機などの携帯通信端末に実装される場合、あるいは道案内装置が専用の携帯型機器として構成される場合、道案内装置の外部に設けられ、無線通信路によって道案内装置と接続される。また、データベース１のうち地図データ及びランドマークデータを道案内装置の外部に設けられる外部データベースとし、残りの道案内文データベース及び簡略地図データベースを内部データベースとして構成して道案内装置の内部に構成してもよい。
【００１４】
ユーザ入力部２は、道案内装置を使用するユーザ、すなわち歩行者がキー操作やダイヤル操作などにより各種の入力操作を行うためのものである。このユーザ入力部２によってユーザが出発地及び目的地の位置情報を入力すると、これら位置情報に基づいてデータベース１から道路網データが読み出され、経路探索部３に渡される。
【００１５】
経路探索部３では、ユーザ入力部２によって入力された出発地及び目的地の位置情報と、これらの位置情報に対応してデータベース１から読み出された道路網データに基づいて出発地から目的地までの経路が探索され、この経路を例えばベクトルデータで表わした経路データが生成される。
【００１６】
道路形状解析部４では、経路探索部３からの経路データに対応してデータベース１内の道路網データを参照することにより、経路データで示される経路中の道路形状が解析（パターン解析）され、道路形状データが生成される。ここで、道路形状とは経路に含まれる、さらには経路の近傍に含まれる道路の形状であり、後に詳しく説明するが、道路が直線道路であるか、交差点または曲がり角（クランク、Ｓ字カーブなど）であるか、あるいは駅前等のロータリかといった種別（道路属性）のみでなく、交差点や曲がり角であれば、それら形状がどのようなものかを表す情報である。この道路形状の具体的な解析方法については、後に詳しく説明する。
【００１７】
道案内文生成部５及び簡略地図生成部６では、少なくとも道路形状解析部４からの道路形状データと道路形状データに対応してデータベース１から読み出されたランドマークデータを用い、さらにはデータベース１内の道案内文データベースや簡略地図データベースをも用いて、経路探索部３からの経路データで示される経路に沿ってユーザを道案内するための道案内情報として、道案内文及び簡略地図のデータが生成される。
【００１８】
呈示部７は、ディスプレイあるいはディスプレイとスピーカからなる。この呈示部７では、道案内文生成部５からの道案内文データに基づき道案内文が文字列または音声、あるいはその両方によって表示され、さらに簡略地図生成部６からの簡略地図データに基づき出発地から目的地までの経路に沿った簡略地図が画像として表示されることにより、これら道案内文及び簡略地図がユーザに対して呈示される。
【００１９】
上述した図１の道案内装置の構成要素のうち、データベース１の一部、経路探索部３、道路形状解析部４、道案内文生成部５及び簡略地図生成部６は、道案内装置端末あるいは携帯通信端末などの機器のコンピュータによってソフトウェア処理により実現することが可能である。
【００２０】
次に、図２に示すフローチャートを用いて本実施形態における道案内処理の手順について説明する。
まず、道案内を希望するユーザによってユーザ入力部２が操作され、出発地及び目的地が入力される（ステップＳ１０１）。この入力操作は、道案内装置の表示画面、すなわち呈示部７のディスプレイ画面にデータベース１からの地図データに基づいて出発地及び目的地を含む場所の地図を表示した状態で、この地図上でマウスやカーソル、ペン、キーなどを用いて出発地及び目的地を指定することで行ってもよいし、ランドマークや住所名などの一覧表の中から出発地及び目的地を選択することによって行ってもよい。
【００２１】
次に、経路探索部３によってユーザの入力した出発地及び目的地と経路探索条件に従って、出発地から目的地までの経路を探索する（ステップＳ１０２）。経路探索の方法としては、歩道のある経路を優先的に選択するなどの手法も考えられるが、例えば最短経路を解くアルゴリズムとして知られているDijkstraの方法などを使用することができる。勿論、他の経路探索手法を用いることも可能であり、要は出発地及び目的地を結ぶ何らかの経路が探索できればよい。また、場合によってはユーザが経路を直接指定して入力しても構わない。
【００２２】
この経路探索の結果として、図３に示すような出発地から目的地までのノードとアークによって表現される経路データが求められる。ノードとアークは、例えば図４（ａ）（ｂ）に示すような項目で表現することができる。ノードは道路網の分岐点であり、例えば交差点や曲がり角に存在する。アークはノードとノードを繋ぐ線であり、一つのノードに複数のアークが接続されている場合、そのノードに接続されている複数のアークを抽出することもできるし、アークからノードへ、ノードからアークへと辿ることによって、一連の道路線分をトレースすることができる。
【００２３】
次に、本発明において必ずしも必要な処理ではないが、本実施形態では経路探索部３によってステップＳ１０２の経路探索で得られた経路をさらに例えば図５に示すように出発地部、目的地部及びそれ以外の中間部（経路及び交差点部）の３つに分割する（ステップＳ１０３）。このように経路を３種類の部分に分割して、以下の道案内文生成や簡略地図の呈示に利用する。図５を用いて、この経路分割の一例を説明する。
【００２４】
出発地部とは、ユーザが入力した出発地から最初の目標物地点までの領域である。図５の例では出発地は駅であり、駅から目的地に向かったとき初めに現れる目標物である郵便局までの領域が出発地部である。この出発地部は、歩行者が歩き始める方向を定めるのに重要な部分である。ただし、出発地部に必ずしも道路があるとは限らないので、道案内文または簡略地図に特殊な説明が必要になる場合がある。
【００２５】
目的地部とは、最後に現れた目標物からユーザが入力した目的地までの領域であり、図５の例では経路上で最後に現れた目標物は学校であり、ここから目的地までの領域を示している。道路網は必ずしも歩行者の目的とする場所で区切りがあるとは限らないので、最後の目標物から目的地までは、地図、道案内文または簡略地図に特殊な説明が必要になる場合がある。
【００２６】
ここで、目標物とは郵便局、学校のほか、銀行、映画館、飲食店、スーパーマーケット及びコンビニエンスストアなどに代表される目印となりやすい建物、さらには信号機、交差点名、道路名、Ｔ字路や交差点といった道路形状、歩道橋や横断歩道といった道路への付帯物などのことであり、歩行者が歩く場合に目印として用いることが可能なもの全てである。経路探索部３では、データベース１内の道路網データ及びランドマークデータを参照して、これらの目標物の情報を取得することができる。
【００２７】
さらに、経路及び交差点部とは、出発地部及び目的地部以外の中間経路に含まれる道路であり、交差点、曲がり角等も含む。本実施形態における道路形状解析は、主としてこの中間経路部分について行われる。
【００２８】
次に、道路形状解析部４によって、ステップＳ１０２で探索された経路中の道路形状を解析する（ステップＳ１０４）。ステップＳ２の経路探索の後にステップＳ３の経路分割処理が行われた場合には、上述したようにステップＳ１０４では特に経路及び交差点部における道路形状を解析する。ここでいう道路形状は主として交差点の形状であり、道路形状の解析とは、例えば交差点が何叉路であるか、進入方向の道路と脱出方向の道路の角度差は何度であるか、交差点で太い道路と交差するか、高架の道路を横切るかなど、道路網データだけでは解析できない道路の形状を解析することである。このような交差点形状の解析処理の詳細については、さらに後述する。
【００２９】
次に、道案内文生成部５によって、ステップＳ１０４で得られた道路形状データとデータベース１に蓄積されたランドマークデータ及びデータベース１内に含まれる道案内文データベースを用いて、ステップＳ２で探索された経路に沿ってユーザを案内するための道路形状の説明及びランドマーク名を含んだ道案内文を生成する（ステップＳ１０５）。
【００３０】
さらに、本実施形態では簡略地図生成部６において、ステップＳ１０４で得られた道路形状データと道案内に用いた目標物や道路形状データ解析で得られた情報及びデータベース１内に含まれる簡略地図データベースを用いて簡略地図を生成する（ステップＳ１０６）。
【００３１】
そして、呈示部７においてステップＳ１０５で生成された道案内文を文字列または音声による表示あるいはその両方で呈示し、またステップＳ１０６で生成された簡略地図を画像表示によって呈示する（ステップＳ１０７）。
【００３２】
以下、図２の各ステップの処理について詳細に説明する。
（道路形状解析処理）
まず、道路形状解析部４によるステップＳ１０４での解析処理の具体例として、交差点の形状を解析する場合の処理について説明する。
道路形状解析部４は、経路探索部３で探索された経路中の道路網データをデータベース１から取り出し、例えば図６（ａ）に示されるように交差点近傍の道路網データに対して進行方向の道路幅の数倍のサイズのマスクを用意し、このマスクを用いて道路網データを形状解析対象の交差点を中心に切り出す。
【００３３】
次に、このマスクを用いて切り出されたエリア（道路網切出しエリア）に含まれる道路網データをパターン解析し、図６（ｂ）に示されるように交差点から道路網切出しエリアの外側に延びる道路線分の本数ｎ（この例では、ｎ＝４）と、各道路線分の方向（進入方向との角度差）及び幅を計測する。このような道路形状のパターン解析によって、対象の交差点は「４叉路である」、「Ｔ字で突き当たる」、「Ｙ字で３叉路になっている」などのように判定することができる。
【００３４】
具体的には、道路形状解析部４は交差点形状を解析する場合、まず道路網切り出しエリアの道路網データをパターン解析して、図７に示されるような以下の７つの交差点形状パラメータに変換する。
(1)交差点に接続する道路の本数ｎ
(2)交差点への進入方向に対する進行方向の道路の角度差θo
(3)交差点への進入方向に対する進行方向以外の道路の角度差θ1，θ2
(4)交差点に接続する他の道路の進行方向から左方向の角度差θL
(5)交差点に接続する他の道路の進行方向から右方向の角度差θR
(6)進入方向の道路と進行方向の道路との道路幅比率Ｒ＝Ｗo／Ｗi
(7)他の道路との道路幅比率Ｑ＝max(Ｗn)／max(Ｗi，Ｗo)
なお、図７では(3)の角度差θ1，θ2については、図示していない。
【００３５】
例えば、図６（ｂ）に示した交差点形状の場合、θ1，θ2以外のパラメータとして
Ｃ（ｎ，θo，θL，θR，Ｒ，Ｑ）＝｛4，75，105，65，100，140｝
が得られる。
【００３６】
次に、道路形状解析部４は上述したパラメータを例えば図８に示すような判定辞書と照合することにより、道路形状を判定する。図８の判定辞書は、交差点や曲がり角等の注目点に接続する道路（以下、接続道路という）の本数（交差点の場合は上記ｎに相当）と、それらの各接続道路の角度の関係から、交差点形状を含む道路形状を歩行者の進行方向を加味して判定すると共に、歩行者に対して道路をどのように進めばよいかを示す「案内経路の表現方法」を指定するためのテーブル形式の辞書である。
【００３７】
図８において「各道路の角度（進入方向との角度差）」とは、進入方向以外の各接続道路の進入方向の道路に対する角度であり、θo，θ1，θ2のいずれかに相当する。例えば、接続道路の本数が２本（進入方向の道路と進行方向の道路）であれば、道路形状は直線道路ないしは曲がり角であり、案内経路の表現方法は進行方向の道路の角度によって「道なり」「右折」「左折」のいずれかとなる。
【００３８】
一方、接続道路の本数が３本であれば３叉路、４本であれば４叉路の交差点である。３叉路には、ほぼ等間隔の角度で道路が分かれている場合もあれば、「Ｔ字路（または突き当たり）」で分岐する場合、「Ｙ字路」で分岐する場合、進行方向は直進であっても途中に横に入れる道がある場合など、様々のケースが存在する。３叉路がこれらのいずれに相当するかは、進入方向の道路以外の２本の接続道路のそれぞれの角度によって判別することができ、これによって案内経路の表現方法を定めることができる。
【００３９】
４叉路については、進入方向の道路以外の３本の接続道路の角度の組み合わせによって、案内経路の表現方法として「直進、道路を横断」「交差点を左折」「交差点を右折」などのように指定することができる。
【００４０】
なお、各接続道路の角度に対する判定のための閾値は、図８中に示した値に限られるものではなく、アンケートなどをとって経験的に決めてもよい。要するに何らかの判定基準を決めてデータベース化しておき、これに基づいて道路形状が解析できればよい。
【００４１】
さらに、交差点形状の判定は図７中に示した角度θL，θRによって行うこともできる。すなわち、θL，θRに対して１０°〜８０°の範囲にあるか、８０°〜１００°の範囲にあるかなどの適当な閾値を与えておけば、例えば図９（ａ）の場合はｎ＝３，θL＝θR＝４５°であるから、交差点形状はＹ字路であると判定し、図９（ｂ）の場合はｎ＝３，θL＝θR＝９０°であるから、交差点形状はＴ字路であると判定することができる。
【００４２】
（道案内文生成処理）
次に、図１０に示すフローチャートを用いて、道案内文生成部５によるステップＳ１０５での道案内文の生成処理について説明する。道案内文の生成に際しては、まず経路探索部３によりステップＳ１０２で生成された経路データの簡略化処理を行う（ステップＳ２０１）。簡略化処理は短い線分の削除と、同一方向の連続する線分のマージ処理の二つからなる。
【００４３】
前者の短い線分の削除は、大きな道路の交差部分や、道路上に中央分離帯や陸橋等が現れる部分などにおいて、網のつながりを維持するために、実際の道路の進行方向とは異なる短い線分が混じってしまう場合への対策である。後者のマージ処理は、道案内文をノード単位で生成するために、同一方向への進行を意味する線分を互いにマージして、情報量を大きく減らすことなく道案内文の量を軽減することを目的として行われる。図１１に、図３の経路を簡略化した例を示す。このような経路データの簡略化処理を行うことによって、経路に沿う道案内文や簡略地図の生成処理が容易となる。
【００４４】
次に、ステップＳ２０１により簡略化された経路沿いのランドマークのランドマークデータを抽出する（ステップＳ２０２）。図１のデータベース１には、図９に示すような項目からなるランドマークデータが各ランドマーク毎に蓄積されている。
【００４５】
図９において、「ＩＤ」はランドマークの識別子を表す数値である。「名称」はランドマークの名称であり、店名、施設名などである。「種別」はガソリンスタンドであるとか、銀行であるとかといったランドマークの種別を表す。「優先度」は経路探索時や道案内文生成時に優先的に利用するかどうかの評価基準として用いられる数値である。「位置」はランドマークのＸ，Ｙ座標（例えば緯度、経度）である。
【００４６】
ステップＳ２０２では、データベース１に格納された各ランドマークの図８に示したようなランドマークデータの中から、道案内に必要な簡略化された経路沿いにあるランドマークのランドマークデータのみを抽出する処理を行う。
【００４７】
次に、ステップＳ２０１で簡略化された経路データと、道路形状解析部４によりステップＳ１０４で得られた解析結果及びステップＳ２０２で抽出されたランドマークデータを用いて単位案内文を生成する（ステップＳ２０３）。単位案内文とは、例えば(1)出発地から最初の目標物までの案内を行う文章、(2)目標物から目標物までの案内を行う文章、(3)曲がり角から目標物までの案内を行う文章、(4)目標物から目的地までの案内を行う文章など、歩行者に道案内を行う場合に文章として区切ることができる最小単位のことである。
【００４８】
単位案内文は、例えばノードからノードまでの距離と、その近くにあるランドマーク、交差点の形状や曲がり角の状態を用いることによって生成することができる。特に、目標物が交差点の場合、その交差点形状が３叉路（Ｔ字路、Ｙ字路）、４叉路かどうか、さらに４叉路をどのように進めばよいかを道路形状解析部４によって図８に示した判定辞書から判定できるため、交差点形状を用いた分かりやすい文章を生成することができる。
【００４９】
最後に、ステップＳ２０３で生成された各単位案内文を経路に沿って合成する（ステップＳ２０４）。これにより、出発地から目的地までの経路を一連の文章で案内する道案内文を生成することができる。
【００５０】
図１３（ａ）（ｂ）は、本実施形態に基づいて生成される道案内文と従来の技術に基づいて生成される道案内文の例を示している。図１３（ａ）の道案内文においては、下線を施した部分が図１３（ｂ）にない本実施形態に特有の文章となっている。
【００５１】
すなわち、図１３（ｂ）の道案内文では、３行目及び４行目の文章が具体性や文章構成の上でやや分かりにくいのに対して、図１３（ａ）の道案内文では例えば、「交差点」、「分岐」という表現が「Ｔ字路」、「Ｙ字路」という交差点形状を明示した表現となっており、直感的に分かりやすくなっている。さらに、例えば図１３（ｂ）の「右に曲がって１０ｍ進み、左に曲がって３０ｍ進む」という表現が図１３（ａ）では「クランクを道なりに４０ｍ進む」という道路形状を簡潔に表現したより分かりやすい文章となっている。
【００５２】
また、この道案内文の例では示されていないが、道路形状解析部４で変換される図７に示した道路形状パラメータに含まれる道路幅比率Ｒ，Ｑを道案内文生成部５での道案内文の生成に反映させることもできる。例えば、この道路幅の情報を用いて、「Ｙ字路を右側の細い道路に向かって５０ｍ進む。」「まっすぐ２０ｍ進んで、Ｔ字路の突き当たりの幅の広い道路を右に曲がる。」といった文章を単位案内文として生成することが可能であり、非常に分かりやすい道案内文を生成できる。
【００５３】
（簡略地図生成処理）
次に、図１４に示すフローチャートを用いて、簡略地図生成部６によるステップＳ１０６での簡略地図生成処理について説明する。データベース１には、簡略地図生成のために、道路形状解析部４によって得られる種々の道路形状データに対応する、例えば図１５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示すような呈示パターンが表現モデルとして予め登録されている。この表現モデルは、図１５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示した種々の呈示パターンをビットマップデータとしてデータベース１内の簡略地図データベースに登録したものであり、簡略地図の表現に利用される。
【００５４】
簡略地図の生成に際しては、まず道路形状解析部４によって生成された道路形状データに対応する表現モデルをデータベース１から選択する（ステップＳ３０１）。例えば、解析された道路形状が図７に示した以下のパラメータで表される交差点形状
Ｃ（ｎ，θo，θL，θR，Ｒ，Ｑ）＝｛4，75，105，65，100，140｝
の場合、これらに対応してデータベース１には以下の４種類の表現モデルが登録されているものとする。
▲１▼<CROSS>を<TURN>に曲がる。
▲２▼<MARK>の角を<TURN>に曲がる。
▲３▼<MARK>の手前を<TURN>に曲がる。
▲４▼<MARK>から<DIST>ｍ先の十字路を<TURN>に曲がる。
ここで、<CROSS>には交差点名、<MARK>にはランドマーク名、<TURN>には左右いずれかの曲がる方向、<DIST>には交差点までの距離がそれぞれ挿入される。
【００５５】
次に、ステップＳ３０１で選択された表現モデルに対応したランドマークデータをデータベース１から抽出する（ステップＳ３０２）。例えば、図６に示した交差点形状の場合は、図１６に示すように選択された表現モデルに対応した交差点廻りにランドマーク探索エリアを設定し、各ランドマークエリアからランドマークデータを探索して抽出する。
【００５６】
ステップＳ３０２で目的のランドマークデータが抽出されたならば、ステップＳ３０１で選択された表現モデルにランドマーク名称、交差点の名称、交差点からの距離などの情報を付加して、案内経路を生成する（ステップＳ３０３）。
【００５７】
最後に、各交差点、曲がり角等に対応して求められた表現モデル（呈示パターン）を連結して、ステップＳ３０３で生成された案内経路に沿った出発地から目的地までの地図を生成することにより（ステップＳ３０４）、簡略地図の生成が完了する。
【００５８】
図１７は、ステップＳ３０３で生成される案内経路の例であり、ここでは分かりやすくするため文章で示している。図１８は、ステップＳ３０４で生成される簡略地図の例であり、図１５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示した表現モデルを組み合わせて、図１７に示した案内経路をビットマップ形式の地図として表現したものとなっている。
【００５９】
このように道路形状解析部４によって生成される道路形状データの種々のパターンに対応した、簡略地図のためのビットマップデータからなる呈示パターンを表現モデルとして予めデータベース１に登録しておき、道路形状解析部４によって実際に得られる道路形状データに対応した表現モデルを組み合わせることによって、案内経路に沿った簡略地図を簡単に生成することが可能である。
【００６０】
なお、図１５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示したような種々の呈示パターンをテキストデータとしてデータベース１内の道案内文データベースに登録しておき、道路形状解析部４によって得られる道路形状データに対応した呈示パターンを読み出して道案内文を生成することもできる。また、図１７に示した案内経路の文章をそのまま道案内文として生成してもよい。
【００６１】
図１９に示すフローチャートは、簡略地図生成部６によるステップＳ１０６での簡略地図生成処理の他の例を示している。この例では、データベース１には簡略地図生成のために、道路形状解析部４によって得られる種々の道路形状データに対応する、例えば図２０（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示すような呈示パターンが表現モデルとして予め登録されている。この表現モデルは、図２０（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示した種々の呈示パターンをベクトルデータとしてデータベース１内の簡略地図データベースに登録したものであり、簡略地図の表現に利用される。
【００６２】
簡略地図の生成に際しては、まず道路形状解析部４によって生成された道路形状データに対応するベクトルデータからなる表現モデルをデータベース１から選択する（ステップＳ４０１）。
次に、ステップＳ４０１で選択された表現モデルに対応したランドマークデータをデータベース１から抽出する（ステップＳ４０２）。例えば、図６に示した交差点形状の場合は、図１６に示すように選択された表現モデルに対応した交差点廻りの各エリアに存在するランドマークのランドマークデータを探索して抽出する。
ステップＳ４０２で目的のランドマークデータが抽出されたならば、対応する表現モデルにランドマーク名称、交差点の名称、交差点からの距離などの情報を挿入して、案内経路を生成する（ステップＳ４０３）。
【００６３】
次に、各交差点等に対応して求められたベクトルデータからなる表現モデル（呈示パターン）をステップＳ４０３で生成された案内経路に沿って連結し（ステップＳ４０４）、さらに整形を施して案内経路に沿った出発地から目的地までの地図を生成することにより（ステップＳ４０５）、簡略地図の生成が完了する。
【００６４】
図２１は、ステップＳ４０３を経てステップＳ４０４で得られる簡略地図の例であり、ベクトルデータをそのまま繋ぎ合わせているため、矢印が多く含まれている。
【００６５】
一方、図２２はステップＳ４０４で得られる簡略地図から通過点の矢印を除去し、出発地付近、目的地付近、曲がり角など、要所のみのベクトル終端の矢印を残す整形処理をステップＳ４０５で行って得られる簡略地図である。このようにベクトルの不要な矢印を除去することにより、わかりやすい簡略地図を生成することができる。
【００６６】
このように道路形状解析部４によって生成される道路形状データの種々のパターンに対応した、簡略地図のためのベクトルデータからなる呈示パターンを表現モデルとして予めデータベース１に登録しておき、道路形状解析部４によって実際に得られる道路形状データに対応した表現モデルを組み合わせることにより、案内経路に沿った簡略地図を簡単に生成することができる。
【００６７】
この場合、先の例と異なり表現モデルである呈示パターンをビットマップデータに比較して格段にデータ量の少ないベクトルデータとしてデータベース１に格納しておくため、データベース１の負担が軽減されると共に、道案内装置の処理量も軽減され、高速化が可能となる。
【００６８】
また、ベクトルデータを用いると、上述のように簡略地図に対して不要な情報を除去するなどの整形が容易であるため、特に携帯通信端末のようなディスプレイ画面が小さな機器で道案内を行う場合でも、見やすい簡略地図をユーザに呈示することができるという利点がある。
【００６９】
これまでの説明では、主として交差点形状を解析して道案内を行う場合について述べたが、他の道路形状として駅前などのロータリの形状を解析して道案内に反映させることも有効である。
【００７０】
図２３は、駅前などにみられる典型的なロータリの配置を示している。歩行者が駅からバスに乗り換える場合の道案内をすると仮定する。図２４は、この場合のロータリ内の道路網の例である。駅からロータリにあるバスに乗り換えるためには、ロータリの周囲の地上道路である経路Ａや経路Ｂでなく、地下道である経路Ｃを通ってバス停に行かなければならない。地下道がない場合は、横断歩道を渡って、バス停に行くということもある。
【００７１】
このように交差点などが含まれる一般的な道路とは異なった特殊な道路形状では、道路網の構造を解析しただけでは、十分な道案内ができない。すなわち、車道や隣接する歩道のような通常の道路は存在しないが、歩行者が歩行できる領域を判断する必要がある。
【００７２】
図２４の例では、駅前に存在している４本の道路網が閉ループになっており、その中に広場という領域が存在する。道路に囲まれた広場は、バスの発着場になっていたり、駐車場になっていたりする場合が多いので、駅前ロータリと判断することができる。
【００７３】
このようにロータリについては、道路形状解析部４によって駅と道路網及び広場の関係から、歩行者が歩くことのできる領域がどこにあるかを解析することが可能である。また、事前に道路網データを生成しておく場合に、広場を横切る地下道などネットワークのデータを生成しておくことによって、経路探索部３では広場であるかどうかを逐次判断することなく、経路探索を行うことができる。
【００７４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば出発地から目的地に至る経路上にある交差点等の道路形状をマクロに解析し、その解析結果を道案内情報に反映させることによって、無駄あるいは冗長な表現を適切に除去して直感的に非常に分かりやすい道案内情報を生成して、歩行者であるユーザに呈示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る道案内装置の構成を示すブロック図
【図２】同実施形態における道案内処理の流れを示すフローチャート
【図３】探索される経路の例を示す図
【図４】経路データを構成するノード及びアークの構造例を示す図
【図５】経路分割の例を示す図
【図６】交差点近傍の道路網データと交差点形状の解析例を示す図
【図７】交差点形状を表す各種のパラメータについて説明する図
【図８】交差点や曲がり角に接続する道路の本数と角度の関係から交差点形状を含む道路形状及び案内経路の表現方法を判定するための判定辞書を示す図
【図９】交差点形状の解析例を示す図
【図１０】図２における道案内文生成処理の流れを示すフローチャート
【図１１】簡略化された経路の例を示す図
【図１２】ランドマークデータの例を示す図
【図１３】同実施形態によって生成される道案内文の例を従来技術にも基づく道案内文の例と比較して示す図
【図１４】図２における簡略地図生成処理の第１の例の流れを示すフローチャート
【図１５】データベースに登録される簡略地図生成のための種々の道路形状データに対応するビットマップデータからなる呈示パターンの例を示す図
【図１６】ランドマーク探索エリアの例を示す図
【図１７】生成された案内経路の例を示す図
【図１８】生成された案内経路に沿ったビットマップ形式の簡略地図の例を示す図
【図１９】図２における簡略地図生成処理の第２の例の流れを示すフローチャート
【図２０】データベースに登録される簡略地図生成のための種々の道路形状データに対応するベクトルデータからなる呈示パターンの例を示す図
【図２１】生成された案内経路に沿ったベクトル形式の簡略地図の整形前の例を示す図
【図２２】生成された案内経路に沿ったベクトル形式の簡略地図の整形後の例を示す図
【図２３】駅前ロータリの典型的な配置例を示す図
【図２４】駅前ロータリ内の道路網の例を示す図
【符号の説明】
１…データベース
２…ユーザ入力部
３…経路探索部
４…道路形状解析部
５…道案内文生成部
６…簡略地図生成部
７…呈示部
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に歩行者に対して案内文や簡略地図の呈示によって道案内を行う道案内方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
主に歩行者に対して、目的地への道案内を道案内文と簡略地図の呈示によって行う装置が開発されている。このような道案内装置は、単体の携帯機器として構成されるか、あるいは携帯電話機などの携帯通信端末に搭載される。
【０００３】
従来の道案内技術としては、例えば信学技法 ＰＲＵ９５−２１５「地図画像生成システムにおけるインタラクティブ経路生成とその略地図生成への応用」、堀江、木村、馬場口他（文献１）、あるいは信学技法ＰＲＵ９５−１５６「地図道路構造のモデル化とそれに基づく略地図と案内文の生成」、木村、馬場口、北橋他（文献２）に記載されているように、簡略地図と道案内文によって道案内を行う技術が知られている。
【０００４】
道案内文の生成に関して、文献１においては例えば「西方向へ２０ｍ進んで下さい。」、「その交差点を右折して下さい」というような文章を案内文として呈示することが可能である。しかし、特に＊＊ｍといった距離を表す数値は、歩行者によっては距離感をつかむことが難しく、また特に市街地などでは交差点は無数にあることから、道案内文で指示された交差点とは別の交差点を誤認してしまうことがある。従って、このような道案内文は歩行者にとって必ずしも十分に分かりやすい文章とはいえない。文献２においては、例えば「道路が合流します」、「分岐を＊＊に進みます」といった道案内文を呈示しているだけであり、文献１で呈示している道案内文よりさらに分かりにくいものとなっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように従来の道案内技術では、道案内文の呈示が歩行者にとって必ずしも分かりやすい説明であるとはいえず、道案内文によって指示された交差点、合流点、分岐点などを見誤ったりする可能性があった。
【０００６】
本発明は、歩行者に対してより分かりやすい道案内を行うことができる道案内方法及び装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明では道路網データとランドマークデータを含む地図データに基づいて道案内を行うために、道路網データからユーザにより指定された出発地から目的地までの経路を探索した後、道路網データに基づき探索された経路中の道路形状、例えば交差点やロータリの形状を解析して、道路形状データを生成し、この道路形状データとランドマークデータを利用して、探索された経路に対応した道案内情報を生成する。道路形状として交差点形状を解析する場合は、少なくとも交差点に接続する道路の本数及び該道路の角度が求められる。
【０００８】
道案内情報の生成においては、例えば道路形状データに基づいて経路に沿ったランドマークのランドマークデータを選択して、道路形状の説明とランドマーク名を含んだ道案内文を道案内情報として生成し、この道案内文を文字列及び音声の少なくとも一方によって呈示する。他の道案内情報の生成においては、道路網データと道路形状データ及びランドマークデータに基づいて、探索された経路に沿った簡略地図を生成し、この簡略地図を画像として呈示する。
【０００９】
複数の道路形状にそれぞれ対応する呈示パターンを格納したデータベースを有し、道案内情報の生成において解析された道路形状データによって示される道路形状に対応する呈示パターンを該データベースから選択して、これらの呈示パターンを道案内情報として合成してもよい。この場合、呈示パターンをビットマップデータとし、これらのビットマップデータを合成することにより、道案内情報として経路に沿った簡略地図を生成してもよいし、呈示パターンとしてベクトルデータを格納し、これらのベクトルデータを繋ぎ合わせることにより、道案内情報として経路に沿った簡略地図を生成してもよい。
【００１０】
さらに、本発明によると道路網データとランドマークデータを含む地図データに基づいて道案内を行う処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、道路網データからユーザにより指定された出発地から目的地までの経路を探索する処理と、道路網データに基づき経路中の道路形状を解析して道路形状データを得る処理と、道路形状データとランドマークデータを利用して経路に対応した道案内情報を生成する処理と、道案内情報を呈示させる処理とをコンピュータに実行させるためのプログラムが提供される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る道案内装置の構成を示す図である。データベース１には、地図データ、道案内文生成に利用する道案内文データベース、簡略地図データベースなど、道案内文や経路に沿った簡略地図を生成するための基本データが蓄積されている。
【００１２】
地図データには、地図画像の他に道路網データ及びランドマークデータが含まれる。道案内文データベース、簡略地図データベースには、道路形状に対応した呈示パターンが含まれる場合もある。さらに、簡略地図データベースには、道路形状に対応した呈示パターンがビットマップデータとして格納されていたり、ベクトルデータとして格納される場合もある。
【００１３】
データベース１は、道案内装置内に設けられていてもよいが、道案内装置の機能が携帯電話機などの携帯通信端末に実装される場合、あるいは道案内装置が専用の携帯型機器として構成される場合、道案内装置の外部に設けられ、無線通信路によって道案内装置と接続される。また、データベース１のうち地図データ及びランドマークデータを道案内装置の外部に設けられる外部データベースとし、残りの道案内文データベース及び簡略地図データベースを内部データベースとして構成して道案内装置の内部に構成してもよい。
【００１４】
ユーザ入力部２は、道案内装置を使用するユーザ、すなわち歩行者がキー操作やダイヤル操作などにより各種の入力操作を行うためのものである。このユーザ入力部２によってユーザが出発地及び目的地の位置情報を入力すると、これら位置情報に基づいてデータベース１から道路網データが読み出され、経路探索部３に渡される。
【００１５】
経路探索部３では、ユーザ入力部２によって入力された出発地及び目的地の位置情報と、これらの位置情報に対応してデータベース１から読み出された道路網データに基づいて出発地から目的地までの経路が探索され、この経路を例えばベクトルデータで表わした経路データが生成される。
【００１６】
道路形状解析部４では、経路探索部３からの経路データに対応してデータベース１内の道路網データを参照することにより、経路データで示される経路中の道路形状が解析（パターン解析）され、道路形状データが生成される。ここで、道路形状とは経路に含まれる、さらには経路の近傍に含まれる道路の形状であり、後に詳しく説明するが、道路が直線道路であるか、交差点または曲がり角（クランク、Ｓ字カーブなど）であるか、あるいは駅前等のロータリかといった種別（道路属性）のみでなく、交差点や曲がり角であれば、それら形状がどのようなものかを表す情報である。この道路形状の具体的な解析方法については、後に詳しく説明する。
【００１７】
道案内文生成部５及び簡略地図生成部６では、少なくとも道路形状解析部４からの道路形状データと道路形状データに対応してデータベース１から読み出されたランドマークデータを用い、さらにはデータベース１内の道案内文データベースや簡略地図データベースをも用いて、経路探索部３からの経路データで示される経路に沿ってユーザを道案内するための道案内情報として、道案内文及び簡略地図のデータが生成される。
【００１８】
呈示部７は、ディスプレイあるいはディスプレイとスピーカからなる。この呈示部７では、道案内文生成部５からの道案内文データに基づき道案内文が文字列または音声、あるいはその両方によって表示され、さらに簡略地図生成部６からの簡略地図データに基づき出発地から目的地までの経路に沿った簡略地図が画像として表示されることにより、これら道案内文及び簡略地図がユーザに対して呈示される。
【００１９】
上述した図１の道案内装置の構成要素のうち、データベース１の一部、経路探索部３、道路形状解析部４、道案内文生成部５及び簡略地図生成部６は、道案内装置端末あるいは携帯通信端末などの機器のコンピュータによってソフトウェア処理により実現することが可能である。
【００２０】
次に、図２に示すフローチャートを用いて本実施形態における道案内処理の手順について説明する。
まず、道案内を希望するユーザによってユーザ入力部２が操作され、出発地及び目的地が入力される（ステップＳ１０１）。この入力操作は、道案内装置の表示画面、すなわち呈示部７のディスプレイ画面にデータベース１からの地図データに基づいて出発地及び目的地を含む場所の地図を表示した状態で、この地図上でマウスやカーソル、ペン、キーなどを用いて出発地及び目的地を指定することで行ってもよいし、ランドマークや住所名などの一覧表の中から出発地及び目的地を選択することによって行ってもよい。
【００２１】
次に、経路探索部３によってユーザの入力した出発地及び目的地と経路探索条件に従って、出発地から目的地までの経路を探索する（ステップＳ１０２）。経路探索の方法としては、歩道のある経路を優先的に選択するなどの手法も考えられるが、例えば最短経路を解くアルゴリズムとして知られているDijkstraの方法などを使用することができる。勿論、他の経路探索手法を用いることも可能であり、要は出発地及び目的地を結ぶ何らかの経路が探索できればよい。また、場合によってはユーザが経路を直接指定して入力しても構わない。
【００２２】
この経路探索の結果として、図３に示すような出発地から目的地までのノードとアークによって表現される経路データが求められる。ノードとアークは、例えば図４（ａ）（ｂ）に示すような項目で表現することができる。ノードは道路網の分岐点であり、例えば交差点や曲がり角に存在する。アークはノードとノードを繋ぐ線であり、一つのノードに複数のアークが接続されている場合、そのノードに接続されている複数のアークを抽出することもできるし、アークからノードへ、ノードからアークへと辿ることによって、一連の道路線分をトレースすることができる。
【００２３】
次に、本発明において必ずしも必要な処理ではないが、本実施形態では経路探索部３によってステップＳ１０２の経路探索で得られた経路をさらに例えば図５に示すように出発地部、目的地部及びそれ以外の中間部（経路及び交差点部）の３つに分割する（ステップＳ１０３）。このように経路を３種類の部分に分割して、以下の道案内文生成や簡略地図の呈示に利用する。図５を用いて、この経路分割の一例を説明する。
【００２４】
出発地部とは、ユーザが入力した出発地から最初の目標物地点までの領域である。図５の例では出発地は駅であり、駅から目的地に向かったとき初めに現れる目標物である郵便局までの領域が出発地部である。この出発地部は、歩行者が歩き始める方向を定めるのに重要な部分である。ただし、出発地部に必ずしも道路があるとは限らないので、道案内文または簡略地図に特殊な説明が必要になる場合がある。
【００２５】
目的地部とは、最後に現れた目標物からユーザが入力した目的地までの領域であり、図５の例では経路上で最後に現れた目標物は学校であり、ここから目的地までの領域を示している。道路網は必ずしも歩行者の目的とする場所で区切りがあるとは限らないので、最後の目標物から目的地までは、地図、道案内文または簡略地図に特殊な説明が必要になる場合がある。
【００２６】
ここで、目標物とは郵便局、学校のほか、銀行、映画館、飲食店、スーパーマーケット及びコンビニエンスストアなどに代表される目印となりやすい建物、さらには信号機、交差点名、道路名、Ｔ字路や交差点といった道路形状、歩道橋や横断歩道といった道路への付帯物などのことであり、歩行者が歩く場合に目印として用いることが可能なもの全てである。経路探索部３では、データベース１内の道路網データ及びランドマークデータを参照して、これらの目標物の情報を取得することができる。
【００２７】
さらに、経路及び交差点部とは、出発地部及び目的地部以外の中間経路に含まれる道路であり、交差点、曲がり角等も含む。本実施形態における道路形状解析は、主としてこの中間経路部分について行われる。
【００２８】
次に、道路形状解析部４によって、ステップＳ１０２で探索された経路中の道路形状を解析する（ステップＳ１０４）。ステップＳ２の経路探索の後にステップＳ３の経路分割処理が行われた場合には、上述したようにステップＳ１０４では特に経路及び交差点部における道路形状を解析する。ここでいう道路形状は主として交差点の形状であり、道路形状の解析とは、例えば交差点が何叉路であるか、進入方向の道路と脱出方向の道路の角度差は何度であるか、交差点で太い道路と交差するか、高架の道路を横切るかなど、道路網データだけでは解析できない道路の形状を解析することである。このような交差点形状の解析処理の詳細については、さらに後述する。
【００２９】
次に、道案内文生成部５によって、ステップＳ１０４で得られた道路形状データとデータベース１に蓄積されたランドマークデータ及びデータベース１内に含まれる道案内文データベースを用いて、ステップＳ２で探索された経路に沿ってユーザを案内するための道路形状の説明及びランドマーク名を含んだ道案内文を生成する（ステップＳ１０５）。
【００３０】
さらに、本実施形態では簡略地図生成部６において、ステップＳ１０４で得られた道路形状データと道案内に用いた目標物や道路形状データ解析で得られた情報及びデータベース１内に含まれる簡略地図データベースを用いて簡略地図を生成する（ステップＳ１０６）。
【００３１】
そして、呈示部７においてステップＳ１０５で生成された道案内文を文字列または音声による表示あるいはその両方で呈示し、またステップＳ１０６で生成された簡略地図を画像表示によって呈示する（ステップＳ１０７）。
【００３２】
以下、図２の各ステップの処理について詳細に説明する。
（道路形状解析処理）
まず、道路形状解析部４によるステップＳ１０４での解析処理の具体例として、交差点の形状を解析する場合の処理について説明する。
道路形状解析部４は、経路探索部３で探索された経路中の道路網データをデータベース１から取り出し、例えば図６（ａ）に示されるように交差点近傍の道路網データに対して進行方向の道路幅の数倍のサイズのマスクを用意し、このマスクを用いて道路網データを形状解析対象の交差点を中心に切り出す。
【００３３】
次に、このマスクを用いて切り出されたエリア（道路網切出しエリア）に含まれる道路網データをパターン解析し、図６（ｂ）に示されるように交差点から道路網切出しエリアの外側に延びる道路線分の本数ｎ（この例では、ｎ＝４）と、各道路線分の方向（進入方向との角度差）及び幅を計測する。このような道路形状のパターン解析によって、対象の交差点は「４叉路である」、「Ｔ字で突き当たる」、「Ｙ字で３叉路になっている」などのように判定することができる。
【００３４】
具体的には、道路形状解析部４は交差点形状を解析する場合、まず道路網切り出しエリアの道路網データをパターン解析して、図７に示されるような以下の７つの交差点形状パラメータに変換する。
(1)交差点に接続する道路の本数ｎ
(2)交差点への進入方向に対する進行方向の道路の角度差θo
(3)交差点への進入方向に対する進行方向以外の道路の角度差θ1，θ2
(4)交差点に接続する他の道路の進行方向から左方向の角度差θL
(5)交差点に接続する他の道路の進行方向から右方向の角度差θR
(6)進入方向の道路と進行方向の道路との道路幅比率Ｒ＝Ｗo／Ｗi
(7)他の道路との道路幅比率Ｑ＝max(Ｗn)／max(Ｗi，Ｗo)
なお、図７では(3)の角度差θ1，θ2については、図示していない。
【００３５】
例えば、図６（ｂ）に示した交差点形状の場合、θ1，θ2以外のパラメータとして
Ｃ（ｎ，θo，θL，θR，Ｒ，Ｑ）＝｛4，75，105，65，100，140｝
が得られる。
【００３６】
次に、道路形状解析部４は上述したパラメータを例えば図８に示すような判定辞書と照合することにより、道路形状を判定する。図８の判定辞書は、交差点や曲がり角等の注目点に接続する道路（以下、接続道路という）の本数（交差点の場合は上記ｎに相当）と、それらの各接続道路の角度の関係から、交差点形状を含む道路形状を歩行者の進行方向を加味して判定すると共に、歩行者に対して道路をどのように進めばよいかを示す「案内経路の表現方法」を指定するためのテーブル形式の辞書である。
【００３７】
図８において「各道路の角度（進入方向との角度差）」とは、進入方向以外の各接続道路の進入方向の道路に対する角度であり、θo，θ1，θ2のいずれかに相当する。例えば、接続道路の本数が２本（進入方向の道路と進行方向の道路）であれば、道路形状は直線道路ないしは曲がり角であり、案内経路の表現方法は進行方向の道路の角度によって「道なり」「右折」「左折」のいずれかとなる。
【００３８】
一方、接続道路の本数が３本であれば３叉路、４本であれば４叉路の交差点である。３叉路には、ほぼ等間隔の角度で道路が分かれている場合もあれば、「Ｔ字路（または突き当たり）」で分岐する場合、「Ｙ字路」で分岐する場合、進行方向は直進であっても途中に横に入れる道がある場合など、様々のケースが存在する。３叉路がこれらのいずれに相当するかは、進入方向の道路以外の２本の接続道路のそれぞれの角度によって判別することができ、これによって案内経路の表現方法を定めることができる。
【００３９】
４叉路については、進入方向の道路以外の３本の接続道路の角度の組み合わせによって、案内経路の表現方法として「直進、道路を横断」「交差点を左折」「交差点を右折」などのように指定することができる。
【００４０】
なお、各接続道路の角度に対する判定のための閾値は、図８中に示した値に限られるものではなく、アンケートなどをとって経験的に決めてもよい。要するに何らかの判定基準を決めてデータベース化しておき、これに基づいて道路形状が解析できればよい。
【００４１】
さらに、交差点形状の判定は図７中に示した角度θL，θRによって行うこともできる。すなわち、θL，θRに対して１０°〜８０°の範囲にあるか、８０°〜１００°の範囲にあるかなどの適当な閾値を与えておけば、例えば図９（ａ）の場合はｎ＝３，θL＝θR＝４５°であるから、交差点形状はＹ字路であると判定し、図９（ｂ）の場合はｎ＝３，θL＝θR＝９０°であるから、交差点形状はＴ字路であると判定することができる。
【００４２】
（道案内文生成処理）
次に、図１０に示すフローチャートを用いて、道案内文生成部５によるステップＳ１０５での道案内文の生成処理について説明する。道案内文の生成に際しては、まず経路探索部３によりステップＳ１０２で生成された経路データの簡略化処理を行う（ステップＳ２０１）。簡略化処理は短い線分の削除と、同一方向の連続する線分のマージ処理の二つからなる。
【００４３】
前者の短い線分の削除は、大きな道路の交差部分や、道路上に中央分離帯や陸橋等が現れる部分などにおいて、網のつながりを維持するために、実際の道路の進行方向とは異なる短い線分が混じってしまう場合への対策である。後者のマージ処理は、道案内文をノード単位で生成するために、同一方向への進行を意味する線分を互いにマージして、情報量を大きく減らすことなく道案内文の量を軽減することを目的として行われる。図１１に、図３の経路を簡略化した例を示す。このような経路データの簡略化処理を行うことによって、経路に沿う道案内文や簡略地図の生成処理が容易となる。
【００４４】
次に、ステップＳ２０１により簡略化された経路沿いのランドマークのランドマークデータを抽出する（ステップＳ２０２）。図１のデータベース１には、図９に示すような項目からなるランドマークデータが各ランドマーク毎に蓄積されている。
【００４５】
図９において、「ＩＤ」はランドマークの識別子を表す数値である。「名称」はランドマークの名称であり、店名、施設名などである。「種別」はガソリンスタンドであるとか、銀行であるとかといったランドマークの種別を表す。「優先度」は経路探索時や道案内文生成時に優先的に利用するかどうかの評価基準として用いられる数値である。「位置」はランドマークのＸ，Ｙ座標（例えば緯度、経度）である。
【００４６】
ステップＳ２０２では、データベース１に格納された各ランドマークの図８に示したようなランドマークデータの中から、道案内に必要な簡略化された経路沿いにあるランドマークのランドマークデータのみを抽出する処理を行う。
【００４７】
次に、ステップＳ２０１で簡略化された経路データと、道路形状解析部４によりステップＳ１０４で得られた解析結果及びステップＳ２０２で抽出されたランドマークデータを用いて単位案内文を生成する（ステップＳ２０３）。単位案内文とは、例えば(1)出発地から最初の目標物までの案内を行う文章、(2)目標物から目標物までの案内を行う文章、(3)曲がり角から目標物までの案内を行う文章、(4)目標物から目的地までの案内を行う文章など、歩行者に道案内を行う場合に文章として区切ることができる最小単位のことである。
【００４８】
単位案内文は、例えばノードからノードまでの距離と、その近くにあるランドマーク、交差点の形状や曲がり角の状態を用いることによって生成することができる。特に、目標物が交差点の場合、その交差点形状が３叉路（Ｔ字路、Ｙ字路）、４叉路かどうか、さらに４叉路をどのように進めばよいかを道路形状解析部４によって図８に示した判定辞書から判定できるため、交差点形状を用いた分かりやすい文章を生成することができる。
【００４９】
最後に、ステップＳ２０３で生成された各単位案内文を経路に沿って合成する（ステップＳ２０４）。これにより、出発地から目的地までの経路を一連の文章で案内する道案内文を生成することができる。
【００５０】
図１３（ａ）（ｂ）は、本実施形態に基づいて生成される道案内文と従来の技術に基づいて生成される道案内文の例を示している。図１３（ａ）の道案内文においては、下線を施した部分が図１３（ｂ）にない本実施形態に特有の文章となっている。
【００５１】
すなわち、図１３（ｂ）の道案内文では、３行目及び４行目の文章が具体性や文章構成の上でやや分かりにくいのに対して、図１３（ａ）の道案内文では例えば、「交差点」、「分岐」という表現が「Ｔ字路」、「Ｙ字路」という交差点形状を明示した表現となっており、直感的に分かりやすくなっている。さらに、例えば図１３（ｂ）の「右に曲がって１０ｍ進み、左に曲がって３０ｍ進む」という表現が図１３（ａ）では「クランクを道なりに４０ｍ進む」という道路形状を簡潔に表現したより分かりやすい文章となっている。
【００５２】
また、この道案内文の例では示されていないが、道路形状解析部４で変換される図７に示した道路形状パラメータに含まれる道路幅比率Ｒ，Ｑを道案内文生成部５での道案内文の生成に反映させることもできる。例えば、この道路幅の情報を用いて、「Ｙ字路を右側の細い道路に向かって５０ｍ進む。」「まっすぐ２０ｍ進んで、Ｔ字路の突き当たりの幅の広い道路を右に曲がる。」といった文章を単位案内文として生成することが可能であり、非常に分かりやすい道案内文を生成できる。
【００５３】
（簡略地図生成処理）
次に、図１４に示すフローチャートを用いて、簡略地図生成部６によるステップＳ１０６での簡略地図生成処理について説明する。データベース１には、簡略地図生成のために、道路形状解析部４によって得られる種々の道路形状データに対応する、例えば図１５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示すような呈示パターンが表現モデルとして予め登録されている。この表現モデルは、図１５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示した種々の呈示パターンをビットマップデータとしてデータベース１内の簡略地図データベースに登録したものであり、簡略地図の表現に利用される。
【００５４】
簡略地図の生成に際しては、まず道路形状解析部４によって生成された道路形状データに対応する表現モデルをデータベース１から選択する（ステップＳ３０１）。例えば、解析された道路形状が図７に示した以下のパラメータで表される交差点形状
Ｃ（ｎ，θo，θL，θR，Ｒ，Ｑ）＝｛4，75，105，65，100，140｝
の場合、これらに対応してデータベース１には以下の４種類の表現モデルが登録されているものとする。
▲１▼<CROSS>を<TURN>に曲がる。
▲２▼<MARK>の角を<TURN>に曲がる。
▲３▼<MARK>の手前を<TURN>に曲がる。
▲４▼<MARK>から<DIST>ｍ先の十字路を<TURN>に曲がる。
ここで、<CROSS>には交差点名、<MARK>にはランドマーク名、<TURN>には左右いずれかの曲がる方向、<DIST>には交差点までの距離がそれぞれ挿入される。
【００５５】
次に、ステップＳ３０１で選択された表現モデルに対応したランドマークデータをデータベース１から抽出する（ステップＳ３０２）。例えば、図６に示した交差点形状の場合は、図１６に示すように選択された表現モデルに対応した交差点廻りにランドマーク探索エリアを設定し、各ランドマークエリアからランドマークデータを探索して抽出する。
【００５６】
ステップＳ３０２で目的のランドマークデータが抽出されたならば、ステップＳ３０１で選択された表現モデルにランドマーク名称、交差点の名称、交差点からの距離などの情報を付加して、案内経路を生成する（ステップＳ３０３）。
【００５７】
最後に、各交差点、曲がり角等に対応して求められた表現モデル（呈示パターン）を連結して、ステップＳ３０３で生成された案内経路に沿った出発地から目的地までの地図を生成することにより（ステップＳ３０４）、簡略地図の生成が完了する。
【００５８】
図１７は、ステップＳ３０３で生成される案内経路の例であり、ここでは分かりやすくするため文章で示している。図１８は、ステップＳ３０４で生成される簡略地図の例であり、図１５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示した表現モデルを組み合わせて、図１７に示した案内経路をビットマップ形式の地図として表現したものとなっている。
【００５９】
このように道路形状解析部４によって生成される道路形状データの種々のパターンに対応した、簡略地図のためのビットマップデータからなる呈示パターンを表現モデルとして予めデータベース１に登録しておき、道路形状解析部４によって実際に得られる道路形状データに対応した表現モデルを組み合わせることによって、案内経路に沿った簡略地図を簡単に生成することが可能である。
【００６０】
なお、図１５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示したような種々の呈示パターンをテキストデータとしてデータベース１内の道案内文データベースに登録しておき、道路形状解析部４によって得られる道路形状データに対応した呈示パターンを読み出して道案内文を生成することもできる。また、図１７に示した案内経路の文章をそのまま道案内文として生成してもよい。
【００６１】
図１９に示すフローチャートは、簡略地図生成部６によるステップＳ１０６での簡略地図生成処理の他の例を示している。この例では、データベース１には簡略地図生成のために、道路形状解析部４によって得られる種々の道路形状データに対応する、例えば図２０（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示すような呈示パターンが表現モデルとして予め登録されている。この表現モデルは、図２０（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示した種々の呈示パターンをベクトルデータとしてデータベース１内の簡略地図データベースに登録したものであり、簡略地図の表現に利用される。
【００６２】
簡略地図の生成に際しては、まず道路形状解析部４によって生成された道路形状データに対応するベクトルデータからなる表現モデルをデータベース１から選択する（ステップＳ４０１）。
次に、ステップＳ４０１で選択された表現モデルに対応したランドマークデータをデータベース１から抽出する（ステップＳ４０２）。例えば、図６に示した交差点形状の場合は、図１６に示すように選択された表現モデルに対応した交差点廻りの各エリアに存在するランドマークのランドマークデータを探索して抽出する。
ステップＳ４０２で目的のランドマークデータが抽出されたならば、対応する表現モデルにランドマーク名称、交差点の名称、交差点からの距離などの情報を挿入して、案内経路を生成する（ステップＳ４０３）。
【００６３】
次に、各交差点等に対応して求められたベクトルデータからなる表現モデル（呈示パターン）をステップＳ４０３で生成された案内経路に沿って連結し（ステップＳ４０４）、さらに整形を施して案内経路に沿った出発地から目的地までの地図を生成することにより（ステップＳ４０５）、簡略地図の生成が完了する。
【００６４】
図２１は、ステップＳ４０３を経てステップＳ４０４で得られる簡略地図の例であり、ベクトルデータをそのまま繋ぎ合わせているため、矢印が多く含まれている。
【００６５】
一方、図２２はステップＳ４０４で得られる簡略地図から通過点の矢印を除去し、出発地付近、目的地付近、曲がり角など、要所のみのベクトル終端の矢印を残す整形処理をステップＳ４０５で行って得られる簡略地図である。このようにベクトルの不要な矢印を除去することにより、わかりやすい簡略地図を生成することができる。
【００６６】
このように道路形状解析部４によって生成される道路形状データの種々のパターンに対応した、簡略地図のためのベクトルデータからなる呈示パターンを表現モデルとして予めデータベース１に登録しておき、道路形状解析部４によって実際に得られる道路形状データに対応した表現モデルを組み合わせることにより、案内経路に沿った簡略地図を簡単に生成することができる。
【００６７】
この場合、先の例と異なり表現モデルである呈示パターンをビットマップデータに比較して格段にデータ量の少ないベクトルデータとしてデータベース１に格納しておくため、データベース１の負担が軽減されると共に、道案内装置の処理量も軽減され、高速化が可能となる。
【００６８】
また、ベクトルデータを用いると、上述のように簡略地図に対して不要な情報を除去するなどの整形が容易であるため、特に携帯通信端末のようなディスプレイ画面が小さな機器で道案内を行う場合でも、見やすい簡略地図をユーザに呈示することができるという利点がある。
【００６９】
これまでの説明では、主として交差点形状を解析して道案内を行う場合について述べたが、他の道路形状として駅前などのロータリの形状を解析して道案内に反映させることも有効である。
【００７０】
図２３は、駅前などにみられる典型的なロータリの配置を示している。歩行者が駅からバスに乗り換える場合の道案内をすると仮定する。図２４は、この場合のロータリ内の道路網の例である。駅からロータリにあるバスに乗り換えるためには、ロータリの周囲の地上道路である経路Ａや経路Ｂでなく、地下道である経路Ｃを通ってバス停に行かなければならない。地下道がない場合は、横断歩道を渡って、バス停に行くということもある。
【００７１】
このように交差点などが含まれる一般的な道路とは異なった特殊な道路形状では、道路網の構造を解析しただけでは、十分な道案内ができない。すなわち、車道や隣接する歩道のような通常の道路は存在しないが、歩行者が歩行できる領域を判断する必要がある。
【００７２】
図２４の例では、駅前に存在している４本の道路網が閉ループになっており、その中に広場という領域が存在する。道路に囲まれた広場は、バスの発着場になっていたり、駐車場になっていたりする場合が多いので、駅前ロータリと判断することができる。
【００７３】
このようにロータリについては、道路形状解析部４によって駅と道路網及び広場の関係から、歩行者が歩くことのできる領域がどこにあるかを解析することが可能である。また、事前に道路網データを生成しておく場合に、広場を横切る地下道などネットワークのデータを生成しておくことによって、経路探索部３では広場であるかどうかを逐次判断することなく、経路探索を行うことができる。
【００７４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば出発地から目的地に至る経路上にある交差点等の道路形状をマクロに解析し、その解析結果を道案内情報に反映させることによって、無駄あるいは冗長な表現を適切に除去して直感的に非常に分かりやすい道案内情報を生成して、歩行者であるユーザに呈示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る道案内装置の構成を示すブロック図
【図２】同実施形態における道案内処理の流れを示すフローチャート
【図３】探索される経路の例を示す図
【図４】経路データを構成するノード及びアークの構造例を示す図
【図５】経路分割の例を示す図
【図６】交差点近傍の道路網データと交差点形状の解析例を示す図
【図７】交差点形状を表す各種のパラメータについて説明する図
【図８】交差点や曲がり角に接続する道路の本数と角度の関係から交差点形状を含む道路形状及び案内経路の表現方法を判定するための判定辞書を示す図
【図９】交差点形状の解析例を示す図
【図１０】図２における道案内文生成処理の流れを示すフローチャート
【図１１】簡略化された経路の例を示す図
【図１２】ランドマークデータの例を示す図
【図１３】同実施形態によって生成される道案内文の例を従来技術にも基づく道案内文の例と比較して示す図
【図１４】図２における簡略地図生成処理の第１の例の流れを示すフローチャート
【図１５】データベースに登録される簡略地図生成のための種々の道路形状データに対応するビットマップデータからなる呈示パターンの例を示す図
【図１６】ランドマーク探索エリアの例を示す図
【図１７】生成された案内経路の例を示す図
【図１８】生成された案内経路に沿ったビットマップ形式の簡略地図の例を示す図
【図１９】図２における簡略地図生成処理の第２の例の流れを示すフローチャート
【図２０】データベースに登録される簡略地図生成のための種々の道路形状データに対応するベクトルデータからなる呈示パターンの例を示す図
【図２１】生成された案内経路に沿ったベクトル形式の簡略地図の整形前の例を示す図
【図２２】生成された案内経路に沿ったベクトル形式の簡略地図の整形後の例を示す図
【図２３】駅前ロータリの典型的な配置例を示す図
【図２４】駅前ロータリ内の道路網の例を示す図
【符号の説明】
１…データベース
２…ユーザ入力部
３…経路探索部
４…道路形状解析部
５…道案内文生成部
６…簡略地図生成部
７…呈示部
Claims (13)
- 道路網データとランドマークデータを含む地図データに基づいて歩行者に対する道案内を行う方法において、
前記道路網データから歩行者により指定された出発地から目的地までの経路を探索するステップと、
前記道路網データに基づき前記経路中の少なくとも交差点形状を含む道路形状を解析する解析ステップと、
前記解析ステップの解析結果と前記ランドマークデータを利用して前記経路に対応した道案内情報を生成するステップと、
前記道案内情報を呈示するステップとを具備し、
前記解析ステップは、（ａ）前記経路中の交差点近傍に設定されたエリア内の道路網データをパターン解析して、交差点から該エリアの外側に延びて交差点に接続する接続道路の本数と歩行者の進入方向に対する各接続道路の角度を含むパラメータを抽出するステップと、（ｂ）前記接続道路の本数、前記角度、及びＴ字路、Ｙ字路、４叉路のいずれかを表す交差点形状の組み合わせと、歩行者に対して道路をどのように進めばよいかを示す交差点形状の説明を含む「案内経路の表現方法」とを対応付けた判定辞書と前記パラメータとを照合することにより、前記パラメータに対応する「案内経路の表現方法」を前記解析結果として出力するステップとを有することを特徴とする道案内方法。 - 道路網データとランドマークデータを含む地図データに基づいて歩行者に対する道案内を行う道案内装置において、
前記道路網データから歩行者により指定された出発地から目的地までの経路を探索する経路探索部と、
前記道路網データに基づき前記経路探索部により探索された経路中の少なくとも交差点形状を含む道路形状を解析する道路形状解析部と、
前記道路形状解析部の解析結果と前記ランドマークデータを利用して前記経路に対応した道案内情報を生成する道案内情報生成部と、
前記道案内情報を呈示する呈示部とを具備し、
前記道路形状解析部は、（ａ）前記経路中の交差点近傍に設定されたエリア内の道路網データをパターン解析して、交差点から該エリアの外側に延びて交差点に接続する接続道路の本数と歩行者の進入方向に対する各接続道路の角度を含むパラメータを抽出し、（ｂ）前記接続道路の本数、前記角度、及びＴ字路、Ｙ字路、４叉路のいずれかを表す交差点形状の組み合わせと、歩行者に対して道路をどのように進めばよいかを示す交差点形状の説明を含む「案内経路の表現方法」とを対応付けた判定辞書と前記パラメータとを照合することにより、前記パラメータに対応する「案内経路の表現方法」を前記解析結果として出力することを特徴とする道案内装置。 - 前記道路形状解析部は、前記道路形状としてさらに前記経路中の曲がり角の形状を解析する請求項２記載の道案内装置。
- 前記道路形状解析部は、前記道路形状としてさらに前記経路中に存在するロータリの形状を解析することを特徴とする請求項２記載の道案内装置。
- 前記道案内情報生成部は、前記経路に沿ったランドマークのランドマークデータを選択して、前記「案内経路の表現方法」に基づく道路形状の説明とランドマーク名を含んだ道案内文を前記道案内情報として生成し、
前記呈示部は、前記道案内文を文字列及び音声の少なくとも一方によって呈示することを特徴とする請求項２記載の道案内装置。 - 前記道案内情報生成部は、前記道路網データと前記解析結果及びランドマークデータに基づいて、前記経路に沿った簡略地図を前記道案内情報として生成し、
前記呈示部は、前記簡略地図を画像として呈示することを特徴とする請求項２記載の道案内装置。 - 複数の交差点形状にそれぞれ対応する呈示パターンを格納したデータベースを有し、
前記道案内情報生成部は、前記データベースから前記道路形状解析部の解析結果によって示される交差点形状に対応する呈示パターンを選択し、前記道案内情報として合成することを特徴とする請求項２記載の道案内装置。 - 前記データベースは、前記呈示パターンとしてビットマップデータを格納し、
前記道案内情報生成部は、前記道路形状解析部の解析結果によって示される交差点形状に対応する呈示パターンであるビットマップデータを合成することにより、前記道案内情報として前記経路に沿った簡略地図を生成することを特徴とする請求項７記載の道案内装置。 - 前記データベースは、前記呈示パターンとしてベクトルデータを格納し、
前記道案内情報生成部は、前記道路形状解析部の解析結果によって示される道路形状に対応する呈示パターンであるベクトルデータを繋ぎ合わせることにより、前記道案内情報として前記経路に沿った簡略地図を生成することを特徴とする請求項７記載の道案内装置。 - 前記道路形状解析部は、前記パラメータとしてさらに前記接続道路の道路幅比率を抽出する請求項２記載の道案内装置。
- 前記道路形状解析部は、前記パラメータとしてさらに前記接続道路の道路幅比率を抽出し、
前記道案内情報生成部は、さらに前記道路幅比率を前記道案内情報の生成に反映させる請求項２記載の道案内装置。 - 前記道路幅比率は、前記接続道路のうち歩行者の進入方向の道路と進行方向の道路との道路幅比率及び該進入方向の道路または進行方向の道路と他の道路との道路幅比率を含む請求項１０または１１のいずれか１項記載の道案内装置。
- 道路網データとランドマークデータを含む地図データに基づいて歩行者に対する道案内を行う処理をコンピュータに実行させるためのプログラムにおいて、
前記道路網データから歩行者により指定された出発地から目的地までの経路を探索する処理と、
前記経路中の交差点近傍に設定されたエリア内の道路網データをパターン解析して、交差点から該エリアの外側に延びて交差点に接続する接続道路の本数と歩行者の進入方向に対する各接続道路の角度を含むパラメータを抽出する処理と、
前記接続道路の本数、前記角度、及びＴ字路、Ｙ字路、４叉路のいずれかを表す交差点形状の組み合わせと、歩行者に対して道路をどのように進めばよいかを示す交差点形状の説明を含む「案内経路の表現方法」とを対応付けた判定辞書と前記パラメータとを照合することにより、前記パラメータに対応する「案内経路の表現方法」を解析結果として出力する処理と、
前記解析結果と前記ランドマークデータを利用して前記経路に対応した道案内情報を生成する処理と、
前記道案内情報を呈示させる処理とをコンピュータに実行させるためのプログラム。
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