JP4082385B2 - ルート探索方法及びカーナビゲーション装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両を起点地点から目的地までの案内するためのルートを地図データに基づいて算出するルート探索方法及びこのルート探索方法を利用したカーナビゲーション装置に関する。

カーナビゲーション装置には、例えば目的地を設定するだけで、現在地点から目的地までの所要時間が最短と予測される推奨ルートを自動的に探索して道路地図画面上に表示する機能が設けられており、さらに、ユーザ側の選択によって、有料道路優先ルート、有料道路回避ルート、最短距離ルートなどの他の案内ルートを自動的に探索して表示できる機能も設けられている。また、従来では、例えば特許文献１に見られるように、目的地として地図データ未整備地域が入力された場合に、その目的地に近い高速道路出口を仮目的地として求め、その仮目的地まで車両を案内した後には、目的地の方向を直線または矢印で示すと共に、目的地までの直線距離を逐次表示することにより、車両を目的地まで案内する方法も考えられている。
特開２０００−２４１１８９号公報

一般的に、四輪駆動車のようなオフロード走行に適した車両のユーザは、市街地などに沿った単調な道路より、林道・河川敷などのようなオフロード或いは海岸・湖沼・河川などに沿った道路のような自然景観に優れた道路の走行を好むという傾向が強いものであり、従って、そのようなオフロード或いは自然景観に優れた道路を含む案内ルートを探索できるようにすることが、カーナビゲーション装置の付加価値を高める上で有益と考えられる。しかしながら、従来では、このような案内ルートを自動的に探索できるようにしたものは提供されておらず、この点が未解決の課題となっていた。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、オフロード或いは自然景観に優れた道路を含む案内ルートを自動的に探索できるようになって付加価値の向上を実現可能になるルート探索方法及びカーナビゲーション装置を提供することにある。

請求項１に記載したカーナビゲーション装置によれば、起点地点から目的地に至る複数の経路が候補案内ルートとして抽出されると共に、それらの候補案内ルートを構成する複数のリンクの各コストが、当該リンクの道路格が低い場合ほど小さな値となるように決定される。この場合、オフロードであるリンク或いは沿線に海岸などの自然景観地帯が存在するリンクについては、上記のように決定されたコストに対してこれを低下させるための補正係数が乗算される。また、複数の候補案内ルート毎に、当該案内ルートを構成する各リンクのコストに対して、当該リンクの始点及び終点間距離が乗算されて評価コストが算出されると共に、このように得られたリンク毎の評価コストを累算することにより、各候補案内ルートの全体コストが算出され、このように算出された全体コストが最小となる候補案内ルートが第１候補の案内ルートとして決定される。

つまり、候補案内ルートの全体コストは、道路格が低いリンクを含む場合、並びにオフロードであるリンクや沿線に自然景観地帯が存在するリンクを含む場合に相対的に低くなるものであり、従って、当該全体コストが最小となる第１候補の案内ルートは、道路格が低く、且つオフロード或いは沿線に自然景観地帯を含むようになって、四輪駆動車のようなオフロード走行に適した車両のユーザにとって魅力が高いものとなるものであり、結果的に付加価値が高いルート探索方法を提供できるようになる。

また、候補案内ルート中に山岳道路のような高度変化が大きい道路が含まれる場合に、当該候補案内ルートについての全体コストが低くなる。つまり、第１候補の案内ルートを決定するに当たって、高度変化が大きい道路の有無も加味されることになるから、決定された案内ルートは、四輪駆動車のようなオフロード走行に適した車両のユーザにとって一段と有益なものとなる。

したがって、請求項１に記載したカーナビゲーション装置によれば、表示手段に表示された道路地図画面上に、四輪駆動車のようなオフロード走行に適した車両のユーザにとって魅力が高いと考えられる案内ルートを表示できるようになるから、その付加価値の向上を実現できるようになる。

以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説明する。
図２には、カーナビゲーション装置の電気的構成が機能ブロックの組み合わせにより概略的に示されている。この図２において、カーナビゲーション装置１は、そのナビゲーション動作を制御する機能を有した制御装置２（制御手段に相当）に対して、位置検出器３、地図データ入力器４（データ取得手段に相当）、音声認識ユニット５、表示器６（表示手段に相当）、操作スイッチ群７、音声出力装置８、ＶＩＣＳ受信機９などを接続して構成されている。

制御装置２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインタフェース及びこれらを接続するバスラインなど（何れも図示せず）を備えたマイクロコンピュータにより構成されている。これらのうち、ＲＯＭには、カーナビゲーション用のプログラムなどが格納され、ＲＡＭにはプログラム実行時の処理データの他に地図データ入力器４から取得した道路地図データやＶＩＣＳ受信機９が受信した道路交通情報などが一時的に格納される。

位置検出器３は、例えば、絶対方位を検出するための地磁気センサ１０、ヨー角速度を検出するためのジャイロスコープ１１、車両の走行距離検出などに使用される車速センサ１２及びＧＰＳ用人工衛星からの信号を受信するＧＰＳ受信機１３から構成されており、車両の現在位置情報を算出する部分である。
地図データ入力器４は、例えばＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ、ハードディスクのような大容量の情報記録媒体４ａから地図データを読み取るためのものである。この場合、情報記録媒体４ａには、地図表示のための地図描画用データ、マップマッチングやルート探索、ルート誘導などの種々の処理に必要な道路データ、交差点の詳細データから成る交差点データ、背景レイヤのための背景データ、地名などを表示するための地名データ及び高度差情報を得るための等高線データの他に、施設名称を例えば５０音順に並べた施設名称データベース、電話番号と施設の対応を示す電話番号データベースなど、多様な地図データが記憶されている。

音声認識ユニット５は、マイクロホン、このマイクロホンによる音声入力をデジタルデータに変換する音声抽出部、音声認識用の比較パターン候補辞書を含んで成る音声認識部など（何れも図示せず）を備えたもので、ユーザ（車両搭乗者、一般的には車両運転者）が発した音声を認識した結果を制御装置２に与える構成となっている。
表示器６は、地図画面などを表示するための例えばカラー液晶ディスプレイを含んで構成されており、車両の運転席近傍に設置される。この表示器６の画面には、通常時において縮尺を複数段階に変更可能な道路地図が表示されると共に、その表示に重ね合わせて、車両の現在位置及び進行方向を示すポインタが表示されるようになっている。また、目的地までのルート探索結果に基づいたルート案内機能の実行時には、道路地図に重ね合わせた状態で進むべき案内ルートが表示されるようになっている。さらに、ユーザによる目的地などの検索及び入力のための各種の入力画面、並びに各種のメッセージやインフォメーションなども表示されるようになっている。

操作スイッチ群７は、表示器６の周辺に配置されたメカニカルスイッチや表示器６のカラー液晶ディスプレイ上に形成されたタッチスイッチなどから成り、各種のデータや設定事項などの操作入力を制御装置２に与えるために設けられている。尚、操作スイッチ群７に代えてリモコン及びリモコン受信機を設ける構成とされる場合もある。また、音声出力装置８は、音声合成回路、アンプ、スピーカなどを備えたもので、制御装置２からの音声情報に応じた音声出力を発生する構成となっている。

ＶＩＣＳ受信機９は、ＶＩＣＳセンサユニットやＦＭ多重放送受信機（何れも図示せず）などを備えたもので、例えばＶＩＣＳセンサユニットがＶＩＣＳ局から受信した光／電波ビーコンなどによる道路交通情報やＦＭ多重放送受信機が受信したＦＭ多重放送からの道路交通情報を制御装置２に与える構成となっている。
ここで、制御装置２は、現在位置を地図上に位置付けるマップマッチング処理を実行するという基本的な地図表示機能の他に、操作スイッチ群７（或いは図示しないリモコン）を通じて目的地などの地点データが入力されたときに、その地点データに基づいて現在位置から目的地までの案内ルートの探索動作をダイクストラ法などにより行い、その探索結果に基づいて設定された案内ルートを地図画面上に表示するというルート探索機能や、この機能により得られた案内ルートに基づいて音声や表示などにより種々のガイドを行うルート案内機能など、周知の支援機能を備えている。

この場合、上記ルート探索機能による案内ルートの探索動作は、ユーザによって予め選択された案内ルート条件（推奨ルート、高速道優先ルート、一般道優先ルート、距離最短ルートなど）を加味して実行する構成となっているが、本実施例は、このような案内ルート条件としてオフロード優先ルートを用意したことに特徴を有するものである。即ち、案内ルート条件として上記オフロード優先ルートが設定された状態で実行されるルート探索動作の内容が、本発明の要旨に直接的に関係するものであり、以下に説明する図１のフローチャートには、当該ルート探索動作の内容が示されている。尚、図１のフローチャートは、本発明の要旨を把握できる範囲で簡略化したものであり、実際にはさらに複雑な制御内容或いは図示とは異なる制御内容となるものである。

即ち、制御装置２は、操作スイッチ群７を通じて行われるルート探索開始操作（目的地の入力操作及び探索開始を指令する操作などを含む一連の操作）が行われたときに図１に示すステップＳ１以降の制御を実行する。この場合には、まず、選択されている案内ルート条件が「オフロード優先ルート」であるか否かを判断する（ステップＳ１）。「オフロード優先ルート」以外の案内ルート条件（推奨ルート、有料道路優先ルートなど）が選択されていた場合には、その選択されている案内ルート条件に応じたルート探索動作を行うための他の処理ルーチン（図示せず）へ移行するが、「オフロード優先ルート」が選択されていた場合には、ステップＳ２〜Ｓ７のような制御を順次実行する。

ステップＳ２では、起点地点である例えば現在地点から、ユーザによって入力された目的地に至る経路の複数の候補（以下、候補案内ルートと呼ぶ）を従来と同様のアルゴリズムにより抽出する。
ステップＳ３では、抽出された候補案内ルート毎に当該案内ルートを構成する複数のリンクについての各コスト（所謂リンクコスト）を、当該リンクの道路格（高速道路、一般道などの階級）から求める。この場合、例えば、道路格とリンクコストとの関係を示すデータテーブルが「オフロード優先ルート」用として予め記憶されており、このデータテーブルを参照することにより各リンクコストを求める。具体的には、道路格とリンクコストとの関係は、例えば、
高速道路：１．５
一般道路：１．０
細街路：０．８
というように、道路格が低い場合ほど小さな値となるように設定されている。

ステップＳ４では、複数の候補案内ルートを構成する各リンクについて、そのリンクが林道や砂漠のようなオフロードであるか否かの検出、並びにリンクの沿線に海岸・湖沼・河川などの自然景観地帯が存在するか否かの検出を行い、検出された場合には、各リンクコストに対し検出結果に応じた第１の係数（補正係数に相当）を乗算することにより補正リンクコストを算出する。具体的には、この第１の係数は、例えば、
オフロード（林道）：０．７
オフロード（砂漠）：０．８
自然景観地帯（海岸・湖沼・河川）：０．９
という「１」未満の値に設定されており、従って、リンクがオフロードであった場合またはリンクの沿線に自然景観地帯が存在する場合には、ステップＳ３で決定されたリンクコストより低い値に変換された補正リンクコストが得られることになる。

ステップＳ５では、複数の候補案内ルートを構成する各リンクについての始点及び終点間の高度差を情報記録媒体４ａ中に記憶されている等高線データを参照して検出し、各リンク毎に、前記補正リンクコストに対し検出高度差に応じた第２の係数（第２の補正係数に相当）を乗算する。具体的には、この第２の係数は、例えば、
検出高度差＜５０ｍ：１．０
５０ｍ≦検出高度差＜１００ｍ：０．９
１００ｍ≦検出高度差：０．８
というように、高度差が大きい場合ほど小さくなる値が設定されている。

ステップＳ６では、複数の候補案内ルート毎に、前述のように算出された補正リンクコスト（ステップＳ３で得られる当該候補案内ルートを構成する各リンクのコストに対し、ステップＳ４及びＳ５にて各係数を乗算して得られるリンクコスト）に対して、対応するリンク距離（リンクの始点及び終点間距離（ｋｍ））を乗算して評価コストを算出すると共に、このように得られたリンク毎の評価コストを累算することにより、各候補案内ルートの全体コストを算出する。

例えば、候補案内ルートの所定のリンクが、一般道路（リンクコスト＝１．０）、林道（第１の係数＝０．７）、始点及び終点の高度差が５０ｍ（第２の係数＝０．９）、リンク距離が１０ｋｍであった場合には、当該リンクの評価コストは、
１．０×０．７×０．９×１０＝６．３
になる。

ステップＳ７では、上記ステップＳ６で算出された候補案内ルートの全体コストを比較し、その全体コストが最小となる候補案内ルートを「オフロード優先ルート」の第１候補として採用する。尚、全体コストが次位以下の候補案内ルートは、「オフロード優先ルート」の第２位以下の候補として蓄積しておくことができる。
上記のようなルート探索動作により得られた「オフロード優先ルート」の第１候補は、ユーザによる案内開始指令操作が行われた場合に、表示器６に表示された道路地図画面上に目的地までの案内ルートとして表示される。

要するに、図１のステップＳ６で算出される候補案内ルートの全体コストは、その候補案内ルート中に道路格が低いリンクを含まれる場合、オフロードであるリンク或いは沿線に自然景観地帯が存在するリンクを含む場合に相対的に低くなるものであり、従って、当該全体コストが最小となる第１候補の案内ルートは、道路格が低く、且つオフロード或いは沿線に自然景観地帯を含むものとなって、四輪駆動車のようなオフロード走行に適した車両のユーザにとって魅力が高いものとなるものであり、結果的に付加価値が高いルート探索方法となり、これに応じてカーナビゲーション装置１の付加価値も向上することになる。

また、本実施例によれば、上記候補案内ルート中に山岳道路のような高度変化が大きい道路が含まれる場合に、当該候補案内ルートについての全体コストが低くなる構成となっている。つまり、第１候補の案内ルートを決定するに当たって、高度変化が大きい道路の有無も加味されることになるから、決定された案内ルート（オフロード優先ルート）は、四輪駆動車のようなオフロード走行に適した車両のユーザにとって一段と有益なものとなる。

尚、本発明は上記し且つ図面に示した実施例に限定されるものではなく、以下に述べるような変形或いは拡大が可能である。
複数の候補案内ルートを構成する各リンクの補正リンクコストを算出する動作（リンクコストに対し第１の係数を乗算する動作）を、対応するリンクがオフロードである場合、並びに当該リンクの沿線に海岸・湖沼・河川などの自然景観地帯が存在する場合の双方について行う構成としたが、少なくとも一方の場合のみ補正リンクコストの算出動作を行えば良いものである。

本発明の一実施例での制御内容を示すフローチャート カーナビゲーション装置の全体構成を示す機能ブロック図

符号の説明

１はカーナビゲーション装置、２は制御装置（制御手段）、３は位置検出器、４は地図データ入力器（データ取得手段）、６は表示器（表示手段）を示す。

Claims (1)

1. 車両を起点地点から目的地まで案内するためのルートを地図データに基づいて算出するルート探索方法を実行するカーナビゲーション装置において、
   前記起点地点から前記目的地に至る複数の経路をそれぞれ候補案内ルートとして抽出するステップと、
   前記候補案内ルートを構成する複数のリンクの各コストを、当該リンクの道路格が低い場合ほど小さな値となるように決定するステップと、
   前記複数のリンクの各コストに対して、対応するリンクがオフロードである場合、或いは、当該リンクの沿線に海岸などの自然景観地帯が存在する場合に当該コストを低下させるための補正係数を乗算するステップと、
   前記複数の候補案内ルート毎に、当該案内ルートを構成する各リンクについての前記コストに対して、当該リンクの始点及び終点間距離を乗算して評価コストを算出すると共に、このように得られたリンク毎の評価コストを累算することにより、各候補案内ルートの全体コストを算出するステップと、
   前記複数の候補案内ルートについて算出された全体コストを比較し、その全体コストが最小となる候補案内ルートを第１候補の案内ルートとして決定するステップと、を順次実行する制御手段と、
   地図データを取得するためのデータ取得手段と、
   前記制御手段により最終的に決定された第１候補の案内ルートを前記地図データに基づいて作成された道路地図画面と共に表示するための表示手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記候補案内ルートの全体コストを算出するステップの実行に先立って、前記複数のリンクの各コストに対して、当該リンクについての始点及び終点間の高度差が大きい場合ほど小さな値となる第２の補正係数を乗算するステップを実行することを特徴とするカーナビゲーション装置。
   

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