JP4166953B2 - 車載ナビゲーションシステム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の背景】
本発明は、車両用情報システムに関する。

【０００２】
車両の運転者に種々のタイプの情報を提供する車両情報システム、特に、ナビゲーションシステムが開発されている。かかるナビゲーションシステムの一種である自律的ナビゲーションシステムは、通常、コンパクト光ディスク(たとえば、CD-ROM)のような取外し可能なメディアに記憶された搭載地図を利用する。ナビゲーションシステムは、搭載地図を用いて、出発点から車両の運転者が指示する目的地までのルートを設定する。例えば、情報の追加または補正のための自律的システムの地図の更新には、通常、取外し可能なメディアの交換が必要である。

【０００３】
ナビゲーションシステムには、運転者が所望の目的地(システムによっては現在位置)を一字一字打ち込むことにより目的地を入力するものがある。また、ガソリンスタンドあるいはレストランのような興味ある施設の蓄積リストから運転者が選択を行うシステムもある。運転者が目的地を入力すると、システムがその目的地までのルートを道路網に沿って設定する。ルートは最短距離あるいは最短走行時間を与えるものとして設定するのが普通である。ルートの設定が完了すると、システムが運転者をそのルートに沿って誘導する。

【０００４】
ルートに沿う誘導方式には種々のものがあるが、特に簡単な方式は、例えば一つの道路を曲がって次の道路へ移る交差点で個別の指示を次々に運転者に提供する方式である。運転者は、次の指示を待つ状態にあることを明示する。例えば、それらの指示は音声出力で提供され、運転者は次の指示を待つ状態になると「次」と発声する。

【０００５】
ルートに沿う別の誘導方法には、設定ルートと自車位置を動的に表示する地図を用いるものがある。運転者は、設定ルートを辿るために何処で、また何時、方向転換を行うかの判断をこの地図を用いて行う。
【０００６】
誘導方式には、車載センサーにより自車位置を推定するものがある。例えば、磁気コンパスにより走行方向を推定し、また速度センサーにより走行距離を推定する。さらに、全地球測位システム(GPS)により自車位置を推定することができる。GPSは、多数の衛星が発信する信号を車載GPS受信機が受信してその絶対位置を推定するものである。

【０００７】
開発された車両情報システムには他のタイプのものもある。その中には、交通注意報のような交通関連情報を特殊な車載無線受信機へ放送するものがある。

【０００８】
【発明の概要】
一般的に、本発明は、一つの側面で捉えると、ハンドセットモジュール及び通信モジュール、例えばモジュラー式無線電話を構成するハンドセットモジュール及び通信モジュールを備えた運転者情報システムである。この情報システムは、ハンドセットモジュールと通信モジュールとの間に結合されたコンピュータも備えている。ハンドセットモジュールは、例えば小型の文字数字式ディスプレイのようなディスプレイ、例えばファンクションキーを有するキーボードのようなキーボード、及び例えばマイクロフォン及びスピーカーのような音響情報を受信し再生する音声装置を備えている。通信モジュールは、サーバーからデータ信号を受け取る無線通信インターフェイスを備えている。ハンドセットモジュールと通信モジュールとに結合されたコンピュータは、（ａ）ユーザーがキーボードに入力する電話ダイヤル指令を受け取り、音声装置を通信モジュールを介して電話通信チャンネルに結合する機能を含むハンドセットモジュールを通信モジュールに結合して電話通信サービスをハンドセットモジュールのユーザーに提供する機能と、（ｂ）例えば、キーパッドを用いるかあるいはスピーチ認識システムにより認識される指令を発声することを含む、ユーザーが入力する運転者情報指令をハンドセットモジュールを介して受け取る機能と、（ｃ）運転者情報指令に応答してサーバーから無線通信インターフェイスを介して情報を取り出す機能と、（ｄ）例えば、ハンドセットのディスプレイ上に情報を提示するかあるいはハンドセットの音声装置で情報を再生することにより、取り出した情報をユーザーに提示する機能とを実行するようプログラムされている。この情報システムはさらに、コンピュータに結合された測位システムを組み込むことが可能であり、この場合、コンピュータはさらに、（ｅ）測位システムから運転者情報システムの地理的位置を受信する機能と、（ｆ）通信インターフェイスを介してその位置をサーバーに提供する機能とを実行するようにプログラムされる。コンピュータはさらに、例えば車載データバスにより、グラフィック情報をユーザーに提示するディスプレイ、及び他の装置に結合してもよい。
【０００９】
一般的に、本発明は、別の側面で見ると、対応する複数の動作モードの１つで遠隔のサーバーへのアクセスを始動するための複数のスイッチを備えた携帯用情報システムである。このシステムは、例えば、交通情報、路傍における支援、個人情報または緊急モードを始動するためのスイッチまたは他のタイプの入力装置を備えることができる。このシステムは、該システムの地理的位置に関する位置データを発生する測位システムと、スイッチと測位システムとに結合され、スイッチからの信号に応答して発生した位置データを遠隔のサーバーに送信した後サーバーから情報を受信する無線通信装置とを有する。この無線通信装置は、サーバーから情報を受信する。このシステムは、無線通信装置に結合されて受信した情報を提示する音声出力装置も有する。このシステムは、情報システムの特異なIDを記憶する記憶装置を備えることもできる。このIDは、無線通信装置により遠隔のサーバーに送信される。
【００１０】
本発明は、別の側面で見ると、道路網を介するルートの情報を提供する車載ナビゲーションシステムである。このシステムは、第１の地理的領域内にある道路網の道路に関連する情報を含み、CD-ROMのような交換可能な記憶装置上に提供することができる第１の記憶データベースを含む。このシステムは、オプションとして、第２の地理的領域内にある道路網の主要道路に関する情報を含む第２の記憶データベースをさらに含むことができる。第１の地理的領域は第２の地理的領域内にある共通領域を含み、第１の記憶データベースは第２の記憶データベースに含まれない共通領域の道路に関する情報を含む。このシステムはまた、（ａ）道路網の始点及び終点の特定情報を受信する機能と、（ｂ）始点及び終点が第１の地理的領域内にある場合始点から終点までの道路網を介するルートを設定する機能と、（ｃ）始点または終点が第１の地理的に領域内にない場合、遠隔のサーバーのコンピュータと交信することにより、始点から終点までの道路網を介するルートに関する情報を取り出す機能とを実行する 車載コンピュータを有する。このシステムの長所は、第１の地理的領域内では遠隔のサーバーの支援を必ずしも必要とせずに自律的に機能できることである。このシステムはまた、例えば第１の地理的領域外にあるルート部分に関する情報を遠隔のサーバーから取り出すことにより、第１の地理的領域外にあってもナビゲーション機能を提供できる。
【００１１】
一般的に、本発明は、別の側面で見ると、ナビゲーションシステムである。このシステムは、地理的領域をその地理的領域内にある道路網と共に表示する印刷地図を含む。この地図は、該地理的領域内の興味ある場所や道路セグメントのような地理的特徴部分を識別する座標や記号のような注釈を含む。このシステムはまた、印刷マップから選択された地理的特徴部分を識別する注釈を入力するための電話装置のキーパッドのような入力装置と、入力された注釈を受信し、道路網を介する選択された地理的特徴部分への設定ルートを与える車載コンピュータと、設定ルート情報を提示する電話機のハンドセットのディスプレイのような出力装置とを有する。このシステムの長所は、ユーザーが印刷地図上の短縮符号を手掛かりに簡単に入力でき、また、印刷地図上の注釈に対応する短縮符号を出力することにより、限られた能力の出力装置を使用できる点にある。
【００１２】
一般的に、本発明は、別の側面で見ると、例えば、道路網や他の地理的記号を表示する印刷地図を含む半透明のオーバーレイと、オーバーレイを受入れるディスプレイとを有する車両情報システムである。このディスプレイは、作動されると該オーバーレイを通して視認可能な複数の被制御光源を含む。車載コンピュータは、１またはそれ以上の被制御光源を作動することによりルート情報を提供するようにプログラムされている。
【００１３】
本発明の他の特徴及び長所は、以下の説明及び特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【００１４】
【実施の態様】
１ 概観 （図１及び図６―１０）
１．１ 構成（図１）
図1を参照して、車両情報システムは、ルート設定及び誘導（即ち、ナビゲーション）サービスを含む各種のサービスを、広い地理的領域を運転自在の多数の車両１００の運転者へ提供する。車両の運転者へこれらのサービスを提供するために、車両情報システムは、固定位置の集中サーバー１２０にあるサーバーシステム１２５においていくつかの機能を実行するとともに、各車両１００の車載システム１０５において他の機能を実行する。車両情報システムはまた、車両の絶対位置（それらの緯度及び経度）を推定するための基準を提供する。全地球測位(GPS)衛星１４０は特に、車両が受信すると車載システムがそれらの位置の推定を可能にする信号を送信する。

【００１５】
サーバー１２５及び車載システム１０５により実行される機能を組み合わせて提供される車両情報システムのナビゲーションサービス全体が、車両の運転者による所望目的地の指定後、そのシステムによる目的地への誘導を可能にする。車載システム１０５は、車両が所望目的地へ走行する際の自車位置を追跡（すなわち反復して推定）し、所望目的地へ誘導するための指示を運転者に与える。例えば、車載システム１０５は、車両が直近の交差点に接近する際、その交差点で方向転換するための指示を与える。また、この車載システム１０５は、通常、運転者のミスにより車両が設定ルートを外れたか否かを判定する。車両がルートを外れた場合、車載システム１０５はかかるミスに拘らず車両を目的地へ引き続き案内するための指示を運転者に与える。

【００１６】
サーバーシステム１２５は、車載システム１０５がサーバーシステム１２５へサービスの提供をリクエストするクライアント−サーバー方式により、この車載システム１０５へ種々のサービスを提供する。例えば、サーバーシステム１２５は、車載システム１０５からのリクエストに応答してルート設定機能を実行し、一方車載システム１０５はルート誘導機能を実行する。
【００１７】
車載システム１０５は、無線通信リンクによりサーバーシステム１２５に結合されている。詳説すると、この車載システム１０５は、標準アナログセルラー電話システム（すなわち、最新式移動電話サービス（ＡＭＰＳ）標準）を介して送られる変調データ信号を用いて、サーバーシステム１２５と信号経路１１０を介して時々通信する。車載システム１０５は、通常、サーバーシステム１２５と最初に通信した後、自律モードで動作する。最初の通信時、出発位置（または他の位置関連データ）、速度及び方向、並びに所望の目的地が車載システムからサーバーシステムへアップロードされ、その後、サーバーシステムから車載システムへ設定ルートがダウンロードされる。設定ルート情報がサーバーから車両へダウンロードされた後、車載システムは自律ルート誘導モードで動作するためサーバーシステムとさらに通信する必要はない。車載システムが自律ルート誘導モードにある間、車載システムは、サーバーシステムとの交信を必ずしも必要とせず、設定ルートから外れた場合でも元のルートへ復帰することができる。
【００１８】
車載システム１０５は、GPS衛星１４０から無線周波数通信パス１１２を介して信号を受信する。サーバーシステム１２５も、無線周波数通信パス１１２を介してGPS衛星１４０から信号を受信する。以下にさらに詳説するように（章２．４を参照）、サーバーシステム１２５がGPS衛星１４０から受信した信号より取出したデータをサーバーシステム１２５と車載システム１０５が時々使用して、「異なる」GPSの計算を行うことにより、車両１００の推定位置を改善する。
【００１９】
引き続き図１を参照して、サーバーシステム１２５は、地図プロバイダ１６０（例えば、地図関連情報の販売者）に、相互に連結されて道路網を形成する道路区分の位置及び種類を含む道路網関連情報を提供させる。地図プロバイダ１６０または他の任意の外部情報プロバイダは、都市センター、レストラン及びガソリンスタンドのような代表的な興味ある場所のような他の地図関連情報を提供する。
【００２０】
このシステムのいくつかのバージョンには、サーバーシステム１２５が外部情報システム１３０へのゲートウェイとして働くものがある。これらの外部システムはサーバーシステム１２５が使用する情報を提供するか、あるいは車載システム１０５へ直接送られる情報を提供する。例えば、外部情報システム１３０は、サーバーシステム１２５が出発点から目的地までの最速ルートの設定に使用する交通関連情報を提供することができる。別の例として、外部情報システム１３０は、呼出しサービスのような通信サービスを車両の運転者に提供することができる。
【００２１】
車載システム１０５とサーバーシステム１２５との間には別の通信方式を用いることが可能である。標準アナログセルラー電話リンクは、かかるリンクのサポートに必要なインフラストラクチャの地理的範囲が北アメリカでは広大であるため有利である。世界の他の地域では、必要なインフラストラクチャがあればデジタルセルラーリンクの方がより適当であろう。かかるデジタル式のインフラストラクチャは北アメリカでも将来利用可能になると予想される。衛星を用いる通信システムは、サーバーシステムへの車載システムの接続に使用できる。また、他の無線データ通信システムを同様に利用して、車載システム１０５をサーバーシステム１２５に接続することが可能である。かかるシステム（例えば、ARDIS, RAM, CDPD, GSM）は北アメリカで現在利用されているが、その地理的利用可能な範囲は、このシステムをサポートし車両の運転者が広い地理的範囲で利用できるためには依然として適当なものではない。無線通信システムの多くは、短いメッセージを伝送可能な「ショートメッセージ」機能を含んでいる。かかるショートメッセージサービスを、車載システムとサーバーシステムの間のある種の通信に、例えば、例外的状況の通報に利用することが可能である。

【００２２】
GPS衛星１４０からの信号によらずに、別の測位システムを利用することもできる。例えば、位置情報を車両に提供するために、路傍の光または無線周波数ビーコンシステムの利用が可能である。かかる路傍のビーコンシステムは北アメリカにおいては広く利用できる状態にない。一方、GPS方式は現在広い地理的範囲をカバーしている。

【００２３】
集中サーバー１２０は、或る地理的領域に分散した車両に対して一つの場所でサービスを提供するという意味で集中型である。この集中サーバーの位置は中心にある必要はなく、そのサーバーがサービスを提供する車両と同じ地理的領域にあればよい。また、このシステムを単一の集中サーバー１２０を利用するものとして説明するが、多数のサーバーを利用してもよい。多数のサーバーを用いる場合、車載システム１０５は全ての、あるいは特定種類のサービスリクエストに対して特定のサーバーへアクセスするように構成することができる。
【００２４】
１．２ 動作（図６―１０）
車両情報システムのナビゲーションサービスの一般的な動作は、システムで使用される種々の例示的な地図及びルートを示す図６―１１を参照すると理解できるであろう。これらの図は、図６に略示する共通の地理的領域に対応する。図示した地理的領域はナビゲーションサービスが通常サポートする領域の非常に小さい部分であり、これは米国またはヨーロッパの多数の国と同じくらいの大きさであってもよい。
【００２５】
図６を参照して、図示の地図６００は異なる線幅で示す３種の道路を示している。一般的に、道路はそれらの大きさまたは典型的な車両速度で分類される。例えば、ハイウェイ、アクセスが制限された道路、主要道路、及び側道に分類される。図６において、ハイウェイ６１０を垂直方向に延びる太い線で示す。中間の太さの線で示す一組の主要道路６２０、６２２、６２４、６２６はハイウェイと交差する道路網である。主要道路６２０、６２２はそれぞれ２つのランプ６１２、６１４でハイウェイ６１０に接続する。住宅地域を走る一組の道路（側道）６３０−６３６）がこれらの道路網を完成させる。

【００２６】
この例では、運転者と車両は６９０で示す出発点Ｘにいる。運転者はこの図には図示しないが、ハイウェイ６１０によるアクセスが最も簡単な所望の目的地６９２へ行くことを望む。

【００２７】
最初のステップとして、運転者は所望の目的地６９２の明細を車載システム１０５へ入力する。例えば、運転者は目的地住所の都市名、道路名、番地を入力する。目的地は、車載システムが、例えば、番地が指定した道路の許容範囲内にあるのを確認することにより、確認する。
【００２８】
車載システム１０５は、目的地の明細を受取りそれを確認すると、セルラー電話リンク１１０を介してサーバーシステム１２５と通信セッションを開始し、目的地の明細をサーバーシステムへ送信する。車載システムはまた、サーバーシステムが車両の出発位置６９０を知ることができるようにする情報を送信する。例えば、車載システムは車両のGPS受信機から得られた推定緯度及び経度を送信するかまたはGPS受信機からの他の生の出力を送信する。

【００２９】
図７を参照して、サーバーシステムは道路網７００を詳示したものを記憶している。この道路網は一組のノードを有するグラフとして表示されるが、これらのノードは図では円で表わされ、道路の区分に対応するリンク（アーク）がこれらのノードを相互に接続する。グラフに示すリンクに関連して蓄積されたデータには、リンクにより表わされる道路の等級が含まれる。グラフの各ノードに関連するデータは、その緯度及び経度（または既知の位置である別のノードとの相対的位置と等価である）だけでなく、１つのリンクからそのノードで結合された別のリンクへ移るにあたり如何なる方向転換が可能であるかを示す他の情報を含む。リンクの両端部のノードを直線で結ぶことにより多くのリンクを近似する。ノード７３３と７３５、またはノード７１６と７２５を結ぶリンクのようないくつかのリンクは、曲線を含む道路区分を表わす。曲線状の道路区分を表わすために、リンクが陰影のある円７８０−７８５で表わされる１または２以上の「形成点」を含むようにしてもよい。各形成点は関連する位置データを有する。隣接する形成点間またはノードと隣接する形成点との間の区分は直線で近似する。

【００３０】
サーバーシステム１２５は、車載システムにより提供される車両６９０の位置に関連する情報に基づいて車両の出発点の緯度及び経度を求める。サーバーシステムは、車両の緯度及び経度、速度及び方向に基づいて、道路網７００のグラフ表示において車両が出発するためのリンクを見つける。この例では、道路網におけるこの出発位置はノード７５３と７６３を結ぶリンク上にある。
【００３１】
サーバーシステムはその後、目的地６９２への最善の経路を計算により求める。最善か否かの判断は、種々の基準、例えば全走行距離が最短であること、あるいは道路網のグラフのリンクに沿う推定走行速度に関する情報を用いて推定走行時間が最少であることなどの基準により行うことができる。この例では、この設定ルートを点線７９２で示す。再び図６を参照して、この設定ルートは車両が住宅地域の道路６３５を出発して最初に左折することにより住宅地域の道路６３２へ出る。その後、車両は右折して主要道路６２８に乗り、そして右折して主要道路６２０へ移る。主要道路６２０はハイウェイ６１０と合流する。車両はハイウェイ６１０を目的地６９２に向かって走行する。

【００３２】
図８を参照して、ノードにより連結された一連のリンクとしての設定ルート８００は、サーバーシステムから車載システムへダウンロードされる。ルートに沿う各ノード（出発点のノードは必ずしも含まない）は、サーバーの道路網７００（図７）のノードに対応する。設定ルート８００に沿うノードは、運転者が実行することを要する「運転操作」に対応する。例えば、ノート７９０における運転操作は「道路６３５への左折」（図６を参照）である。ルートに沿う各リンクには１または２以上の「中間地点」を有する。中間地点はサーバーの道路網７００における形成点、または運転者にとって運転操作が不要な交差点であるノード、すなわち運転者が方向転換または何らかの他の運転操作をせずにただ直進すればよいサーバーの道路網７００のノードに対応する。図８において、ノード７３３、７８０、７８１は運転操作点７３２と７３５を結ぶリンク上の中間地点である。

【００３３】
原理について説明すると、運転者が指示に正確に従うと常に予想できる場合、運転者は所望の目的地へ到達するであろう。しかしながら、種々の要因により運転者は計画を変更しなくては所望の目的地へ到着できない場合がある。これらの要因として、例えば、側道間の距離が近すぎるため車両の最初の推定位置が不正確であること、指示が複雑である場合、特にルートの最初の出発部分で運転者が指示に従えないこと、例えば、予想していなかった道路工事により道路網のシステム地図にエラーがあること、車両の推定走行距離が不正確であったこと等がある。
【００３４】
ルートの最初の部分に関連するエラーを考慮して、サーバーシステムは最初の位置６９０の周辺の「スポット地図」として知られる詳細な地図９００を車載システムへダウンロードする。図９を参照して、出発位置６９０の周辺のノード及びリンクに関連する地図情報がダウンロードされる。スポット地図データベース９００は、サーバーの道路網７００と同様詳細なものであるが、例えば出発位置の２つのリンク内の全てのノードを含むという程度に地理的に限定されたものである。
【００３５】
サーバーシステムは、１または２以上の運転操作点または目的地の周りのスポット地図もダウンロードすることができる。例えば、運転操作が特に複雑な場合、サーバーシステムはその運転操作点周辺のスポット地図をダウンロードする。
【００３６】
設定ルート８００及びスポット地図９００を車両にダウンロードした後、車載システム１０５とサーバーシステム１２５の間の通信は通常は完了する。この時点で、運転者はルートを予め検討するかあるいは目的地への走行を開始することができる。運転者は、設定ルートがダウンロードされる前に走行を開始してもよい。車載システムは、ダウンロードが開始されるとルートのダウンロードの完了を必ずしも待たずに、最初の誘導指示の提供及び出発位置周辺のスポット地図の表示を開始する。
【００３７】
目的地への走行中、車載システムは自車位置を追跡しようとする。車載システムにより車両が各運転操作点に接近中であると判断される度に、その運転操作点でとるべき操作に関する指示が音声及びグラフィック形式で運転者へ提供される。その運転操作に関するスポット地図がダウンロードされる場合、車載システムはグラフィック形式の指示に加えて、またはその代わりにスポット地図を表示する。
【００３８】
目的地へのルートの最初の部分、またはサーバーシステムがスポット地図を提供した運転操作点の周辺であって、車両がスポット地図９００の領域内にある間、この車載システムはこのスポット地図を用いて運転者を設定ルートへ誘導する。さらに詳説すると、この車載システムは、スポット地図及び設定ルートの最初の部分を運転者に表示する。さらに、この車載システムはスポット地図と共に車両の追跡位置を表示する。このため、運転者は追跡位置が設定ルートに沿っていないことを発見し、スポット地図に示す道路から如何なる方向転換を行えば設定ルートへ復帰できるかを知ることによって、目的地へのルートの最初の部分で生じるエラーを補正することができる。
【００３９】
車載システムはまた、予めロードされた主要道路網１０００を有するが、これは主要道路及びそれより大きい道路（即ち、住宅地域の道路を除く）を含む地図を蓄積したバージョンである。図１０は、主要道路網１０００の一部を示す。主要道路網１０００は、図示されたリンク数が少ない点を除き図７に示すサーバーの道路網７００と同じ形態を有する。ちなみに、設定ルート７９２を点線で示す。
【００４０】
目的地への走行中、車載システムは車両の推定位置を追跡する。運転者が指示に正しく従わない場合、車載システムにより車両が設定ルートから離れすぎていることが検知される。車両がルートから外れたことが検知されると、車両を最初の設定ルートへ戻すための補正ルートを図１０の主要道路地図により設定する。
【００４１】
図６に戻って、この例では、運転者は主要道路６２８から主要道路６２０へ右折せずに主要道路６２８を直進している。図１０に帰って、車載システムは、車両が点７３２と７３５を結ぶリンク上にあるべきであるにも拘らずノード７３２と７２２を結ぶ主要道路区分上の点に対応する地点１０１０にあって、ルートから外れたことを検知する。車載システムは、この主要道路網１０００を用いて一点鎖線１０１２で示す補正ルートを設定する。この再設定ルートは点７２５で最初の設定ルートとつながる。ルートから外れた後でルートを再設定するにあたり、車載システムは必ずしもサーバーシステムに接触する必要はなく、主要道路網１０００により再設定を行う。
【００４２】
従って、車載システムは、車両が設定ルートから外れたと判断されたとき、車両に予めロードされた主要道路網１０００と、設定ルート８００と共に車両にダウンロードされたスポット地図９００とを組み合わせてルートを再設定する。
【００４３】
システムの別の例では、最初の走行部分で設定ルートから外れた場合、スポット地図９００により主要道路網１０００を補充してルートを再設定する。
【００４４】
上述のシステムの動作に関し、車両の運転者は、グラフィック形式による運転操作に関する指示、音声情報による運転操作の指示、スポット地図による指示を受ける。
【００４５】
システムの別の例では、これら種々の形式の指示の一部を利用する。例えば、システム一例では、音声情報による指示だけを利用する。別の例では、地図または音声による指示なしにグラフィック形式の運転操作指示を与えることができる。他の組み合わせまたは他の指示モードも同様に使用できる。さらに、システムの別の例では、使用する指示モードを車両の運転者が選択できるように、例えば運転者が地図による指示とグラフィック形式の指示モードとを切り替えることができるような例もある。
【００４６】
２ ハードウェア及びソフトウェアのアーキテクチャ（図２―５）
２． 1 車載システムの構成要素 （図２）
図２を参照して、各車載システム１０５は、車両の移動に関連する情報を提供するセンサー２３０、車両の運転者とナビゲーションシステムの間をインターフェイスする入出力(I/O)装置２４０、及びGPS衛星１４０からサーバーシステム１２５へ、またその逆方向の通信を行う通信システム２５０を含む構成要素の動作の協調させる車載コンピュータ２１０を有する。車載コンピュータ２１０は、ドアロックシステム２７２及びエアバッグシステム２７４を含む車両のシステム２７０にも結合されている。
【００４７】
車載コンピュータ２１０は、その記憶容量及び処理能力が限られている。車載システムのこの例では、車載コンピュータ２１０はデータバス２１４を介して他の構成要素に結合されたプロセッサ２１２を有する。これらの他の構成要素には、プロセッサ２１２のための２ＭＢの作業用記憶域を提供するダイナミックRAM(DRAM)２２０、４ＭＢの非揮発性記憶域を提供する消去及びプログラム可能ROM(EPROM)２１８、システムの他の構成要素との間でシリアル通信を可能にするユニバーサル非同期型受信機−送信機(UART)２１６がある。別のハードウェア構成として、例えば記憶容量が大きいかまたは小さいものを用いることも可能である。
【００４８】
プロセッサ２１２は、システム動作のためにコード及びデータを記憶する非揮発性メモリであるスタティクメモリ２２２にも結合されている。詳説すると、以下においてさらに説明するように、このスタティクメモリ２２２は主要道路網１０００（図１０）のような地図関連情報の記憶に使用されるが、この地図関連情報は車載コンピュータ２１２においてルートの設定及び誘導を行う際に使用される。スタティクメモリ２２２は、ディスク記憶装置をエミュレーションする取外し可能な４０ＭＢのフラッシュメモリシステムである。取外し可能なあるいは取外しができないディスク記憶装置及び半導体メモリを含む他のスタティク記憶装置を使用してもよい。
【００４９】
センサー２３０は、速度信号を車載コンピュータ２１０へ与える速度センサー２３０を有する。この速度信号は、車両変速機の出力軸の１回転当たり一定数のパルスを発生させることにより、従って走行マイル当たり一定数のパルスを発生させることにより、車両の走行距離を符号化したものである。センサー２３０はまた、車両の走行方向を符号化する信号を車載コンピュータ２１０へ与える磁気コンパス２３４を備えている。システムの別の例では、速度信号だけを用いるため、磁気コンパス２３４は必ずしも備える必要はない。また、別の例として、車両の回転速度を測定するジャイロスコープまたは加速度計、あるいは車両の両側の車輪の相対速度を発生させて方向転換の際の回転半径を符号化する差速度センサーを含む車両の状態を測定する他のセンサーを含むものがある。
【００５０】
入出力(I/O)デバイス２４０にはディスプレイ２４２が含まれる。グラフィック形式の指示だけを表示する車載システムの例において、このディスプレイ２４２は、車両の運転者へテキスト形式及び概略的なイメージ形式の指示を与える小型（例えば、テキストの高さがライン４−５本で、６４×２４０個のピクセルより成る）の単色液晶ディスプレイ(LCT)である。スポット地図を運転者に表示する車載システムの例では、このディスプレイ２４２は、ほぼ２００×２００個のピクセルを有する対角線長が４乃至５インチのディスプレイであり、このディスプレイは、地図による指示を運転者に与えることが可能な詳細地図表示に十分な大きさで高い解像度を有する。また、システムの別の例では、視覚によるフィードバックは必ずしも用いられず、代わりにシステムから運転者へ音声による指示だけが伝達される。
【００５１】
入出力装置２４０は入力デバイス２４４も有する。この入力デバイス２４４はディスプレイ２４２に関連する多数の押しボタンを備えている。運転者はこれらの押しボタンによりディスプレイ２４２上に示される選択肢を選択するか、あるいは表示された選択肢のリストをスクロールする。システムの別の例には、車載コンピュータに結合された文字数字式キーボードを含むものがある。
【００５２】
図２Ａ−Ｃを参照して、一体型入力デバイス２４１は、ディスプレイ２４２と、入力デバイス２４４の一部である一組で４個の揺動スイッチを有する。１つの揺動スイッチには「メニュー」と「削除」の入力が割り当てられ、他の３つのスイッチは再構成可能である。図２Ａを参照して、ディスプレイ２４２はテキスト形式の指示とグラフィック形式の指示の両方を表示するために用いる。図２Ｂ−Ｃを参照して、ディスプレイ２４２は情報入力する際運転者に視覚的フィードバックを与えるために用いる。図２Ｂはリストからの選択を行う態様を示し、図２Ｃは運転者がロータリースイッチにより文字を選択して入力ワードを設定する際のスペル入力の態様を示す。
【００５３】
図２に戻って、入出力デバイス２４０は音声出力デバイス２４６も有する。この音声出力デバイス２４６は、例えば、圧縮波形あるいは連結波形若しくは音声合成器を用いて車載コンピュータに記憶されたかあるいは合成された音声による指示より成る音声出力を提供する。
【００５４】
入出力デバイス２４０は、車載コンピュータ２１０に専用のものとするか、またはラジオのような別の車載装置の一部である場合がある。後者の場合、ディスプレイ２４２と入力デバイス２４４はそれぞれディスプレイと他の構成要素の入力ボタンである。多くの音声装置は、Ford Motor Company製の車両に使用されたＡＣＰ（音声制御プロトコル）インターフェイスのような標準型制御インターフェイスを備えている。かかる場合、車載コンピュータ２１０は標準通信インターフェイスにより音声装置と通信可能である。音声出力は音声システムを介して運転者へ提供できるが、音声出力が専用の音声パスを通して与えられている間、車載コンピュータ２１０が音声システム出力を停止または減衰させるようにしてもよい。
【００５５】
引き続き図２を参照して、通信システム２５０は、GPS衛星１４０から信号を受信するGPSアンテナ２５３に結合されたGPS受信機２５２を有する。GPS受信機２５２は、位置関連情報を、例えば１秒間隔で車載コンピュータ２１０へ送る。位置関連情報は緯度及び経度で表わした推定位置かあるいは推定位置の計算に使用できる他の生の測定値でありうる。GPS受信機２５２はまた、その生の測定値から高精度の推定位置を算定するための補正データを車載コンピュータ２１０から受信することができる。以下においてさらに述べるように、この補正データはサーバーシステム１２５から受信することが可能であり、GPS受信機２５２により提供される位置関連情報の精度を上げるために時として使用される。
【００５６】
通信システム２５０はまた、セルラー電話アンテナ２５５に結合されたセルラートランシーバ２５４を有する。このセルラートランシーバ２５４は音声とデータの通信能力を運転者に提供する。車載コンピュータ２１０とセルラートランシーバ２５４との間にはモデム２５６が結合されている。セルラー電話ラインを介してサーバーシステム１２５との間で送受信されるデータは、モデム２５６を通過する。セルラートランシーバ２５４はハンドセット２６０にも結合されている。運転者はセルラートランシーバ２５４がサーバーシステム１２５との通信に使用されていない間は、ハンドセット２６２により普通の通話が可能である。
【００５７】
２．２ サーバーシステムの構成要素（図３）
図３を参照して、サーバーシステム１２５は車載システム１０５と通信するサーバーコンピュータ３１０を有する。サーバーシステム１２５は、個々の車載システム１０５とデータ伝送を行うべく通話するための電話インターフェイス３２０を有する。
【００５８】
車載システム１０５は、サーバーシステムの電話番号にセルラー電話をかけることによってサーバーシステム１２５との通信を開始する。この電話はセルラー電話網３５０を介して公衆通信交換網（ＰＳＴＮ）３４０から電話インターフェイス３２０へ接続される。電話インターフェイス３２０はその電話に応答する。電話インターフェイス３２０は、電話をかける車両のモデム２５６（図２）とデータ接続を行うためにモデム機能を含んでいる。このシステムの別の例として、電話インターフェイス３２０がセルラー電話網３５０へ直接接続されたものがある。また、データ信号は、例えば電話網自身のサーバーシステムに到達する前に復調するようにしてもよい。
【００５９】
サーバーシステムは車両の電話番号に電話をかけることによって特定の車両とのデータ伝送を同様に行うことも可能である。セルラートランシーバ２５４（図２）は、かかってきた電話がサーバーシステムからのデータコールかまたは車両の運転者との音声による通信のための音声コールかを判断する。データコールは電話インターフェイス３２０とモデム２５６との間のデータ接続を与えるモデム２５６（図２）へ接続される。
【００６０】
サーバーシステム１２５もGPS受信機３２５を有する。GPS受信機３２５はGPS衛星１４０からの信号を受信する。集中サーバー１２０の既知の場所にあるサーバーシステム１２５は、その位置を求めるためにGPS受信機３２５に頼ることはない。その代わり、サーバーコンピュータ３１０は、その既知の位置（即ち、緯度及び経度）をGPS受信機３２５へ送る。衛星信号及びサーバーの既知の位置に基づき、GPS受信機３２５は、GPS補正データ、例えば海上サービスのための無線技術コミッション(RTCM)標準RTCM SC-104に従って提供される「差動」擬似レンジ補正データを代わりに送信する。この補正データは、章２．４にさらに詳説するように、車両１００の推定位置精度の向上に使用される。
【００６１】
サーバーコンピュータ３１０は、プロセッサ３１２、作業用メモリ及びスタティクメモリ３１６を有する。スタティクメモリ３１６は、サーバーシステムがルートの計算に用いる地図関連情報を記憶する記憶域を有する。
【００６２】
サーバーコンピュータは外部の情報システム１３０に結合されている。例えば、外部情報システムとして、インターネットのようなデータネットワーク３３０を介してサーバーシステム１２５へ結合される他のコンピュータがある。
【００６３】
サーバーシステム１２５は、光ディスク（例えば、CD-ROM）のような取外し可能なコンピュータのメディア３６０上に地図プロバイダ１６０からの地図情報を受信する。サーバーコンピュータ３１０は、この地図データを読取り、処理した地図情報をさらに利用するためにスタティクメモリ３１６に記憶させる。あるいは、地図プロバイダ１６０は何か他の方法、例えばデータネットワーク３３０を介してサーバーシステム１２５へ送ることにより、地図情報をサーバーシステムへ提供することができる。
【００６４】
２．３ 地図データベース
車載システム及びサーバーシステムは、地図プロバイダ１６０からコンピュータのメディア３６０（図３）上に供給される地図情報から取出したデータを利用する。地図プロバイダ１６０により提供される生の地図情報には、例えば米国の一部のような特定の地理的領域の道路網に関する種々の情報が含まれている。この領域内の情報は、図７に示すグラフのような道路網の表示を含む。グラフのリンクは道路網の区分、例えば、２つの交差点間の道路区分に対応する。グラフのノードは、２またはそれ以上のリンクが結合される交差点または他の点に対応する。２つのリンクだけを結合するノードは、例えば単一の道路が方向を変える場合は「形成点」として使用される。これにより、連続する直線区分に道路を十分に近似させることが可能になる。
【００６５】
地図情報には、それらの緯度及び経度と等価な項で表わしたグラフ上のノード位置が含まれる。この地図情報には、道路名及びリンク並びにリンク上の番地の範囲のようなリンク情報も含まれる。リンクはまた、住宅地域の小さい道路からインターステートハイウェイまで、それらの大きさに従って分類されている。
【００６６】
このシステムの地図プロバイダの一例として、NavigatI/Onal Technologies, Inc. (NavTech) of Rosemont, Illinois がある。地図情報は国際標準フォーマットである地理的データファイル(GPF)フォーマットのように多数の取替え可能なフォーマットのうちの１つで提供される。GPFフォーマットの地図は、リンクとノード及びそれらの属性並びにグラフのノードとリンクの関係に関連するデータ構造を含む。NavTechは、道路のリンクが０から４の等級で分類され、０は住宅地域の道路（側道）、１は主要道路、２は幹線道路、３はフリーウェイ、４はインターステートハイウェイである地図を提供する。
【００６７】
システムの別の例では、道路網のリンクとノードの表示に変換可能な形式の地図情報を用いることが可能である。
【００６８】
２． ４ GPS 及び (D)GPS の補正
以上において略述したように、車載システムとサーバーシステムは共にGPS受信機を有する。GPSによる測位には、地球周りの正確に知られた軌道にある多数の衛星までの距離が使用される。ほぼ２４個の衛星群は、かかる既知の地球軌道を回っている。地表またはその近くの任意の点にある受信機は、通常、３個またはそれ以上の衛星より成る部分集合のレンジ内にある。GPS受信機は、レンジ内の衛星の部分集合の各衛星までの距離またはレンジ（擬似レンジ測定値）の推定値を算定する。そして、擬似レンジ測定値を算定した部分集合の各衛星の既知の座標に関するその三次元座標を算定する。簡単な幾何学的計算（すなわち、球が交差する点）に基づき、受信機の座標を一義的に求めるには４つの擬似レンジ測定値で充分である。受信機が考えられる２つの点のうちの１つにある、通常は、そのうちのただ１つ点が合理的である（例えば、外宇宙よりも地表にある）と判断するには、３つの測定値で充分である。GPS受信機は、３つの擬似レンジ測定値から、ほぼ１００メートルの精度で地表の２次元位置を求めることができる。
【００６９】
しかしながら、擬似レンジ測定値はいくつかの要因により受信機から衛星までの距離を完全に正確に表わいたものではない。まず第１に、衛星からGPS受信機への信号伝播速度は大気圏の状態のばらつきにより変化する。また、送信される信号は、送信機において可変の時間遅延を導入することによって意図的に調整されているため、受信機における擬似レンジ測定値だけに基づく推定位置の精度には制約がある。
【００７０】
擬似レンジ測定値の精度上の難点を克服する１つの方法として、差動GPS((D)GPS)を使用する。差動GPSは、既知の場所にある受信機でGPS衛星から信号を受信することより成る。衛星からその受信機への擬似レンジ測定値と、衛星の位置と受信機の位置との間の算定距離との間の差が、その衛星に関する擬似レンジ補正項である。各衛星について別々の擬似レンジ補正項を計算する。信号の伝播がゆっくりと変化するため、また意図的に導入した遅延もゆっくりと変化するため、変化率に関し相対的に短い時間、例えば、１分間、１つの衛星に関する擬似レンジ補正項によりその衛星からの擬似レンジ測定値をさらに補正することができる。また、伝播速度のばらつきは地理的に見れば局所的でないため、擬似レンジ補正項を計算したGPS受信機とは異なる場所にあるGPS受信機においてこの擬似レンジ補正項を適用することができる。
【００７１】
車両情報システムでは、差動GPS補正について３つのアプローチを使用する。第１のアプローチは一般的に「反転(D)GPS」として知られている。このアプローチは、車載システムが擬似レンジ測定値またはその擬似レンジ測定値に関連する他の生のGPSデータであって、GPS受信機からセルラー電話リンクを介してサーバーシステムへ送られたものを送信する。サーバーシステムは、前にそれ自身のGPS受信機から得た差動GPS補正項を車載システムから受信した受信擬似レンジ測定値に適用し、サーバーシステムがその車両に関する補正位置を計算する。
【００７２】
GPSによる位置推定の第２のアプローチは、サーバーシステムが擬似レンジ補正データを車載システムへ送信する。車載システムは受信した補正データをそのGPS受信機へ送り、このGPS受信機がその生の擬似レンジ測定値及び擬似レンジ補正データに基づき精度が向上した推定位置を出力する。
【００７３】
差動GPSをシステムで用いる第３の方法は、車載システムがそれ自身の推定位置に基づきそれ自身の擬似レンジ補正データを求めるアプローチである。例えば、車載システムにより車両が設定ルートに沿う既知の運転操作点にあることが検知されると、ダウンロードされたその運転操作点位置に基づき擬似レンジ補正データを計算する。運転操作点を通過した後、ある時間の間、この差動補正データを使用する。
【００７４】
車載システムが計算したGPS推定位置の補正を行う別のモードは、擬似レンジ測定値の差ではなくて緯度及び経度の差で表わした補正データを使用する。例えば、サーバーシステムは、そのGPS受信機からの緯度及び経度の推定位置に車載システムが加算する緯度及び経度のオフセットを含むGPS補正データを提供することができる。この種のGPS補正方法を用いる場合、車載GPS受信機は差動GPS能力を備える必要はない。その理由は、位置の補正がGPS受信機における推定位置の計算プロセスの一部としてでなくGPS受信機の出力上で実行されるからである。
【００７５】
２．５ 車載ソフトウェアの構成要素（図４Ａ−Ｂ）
図４Ａ−Ｂを参照して、車載コンピュータ２１０（図２）で実行される車載システム１０５のソフトウェアの構成要素は、スタティクメモリ２２２に記憶された比較的スタティクなデータと、図２に示すDRAM２２０とEPROM２１８のある組み合わせより成る作業用メモリ４１０に記憶されたコードとを含む。
【００７６】
スタティクデータは、車載データベース４３２及びソフトウェア４３６を含む。作業用メモリ４１０内のコードは、航法アプリケーション４１２、通信インターフェイス４１４及び車両インターフェイス４１６を含む。通信インターフェイス４１４は、航法アプリケーション４１２とGPS受信機２５２並びにセルラートランシーバ２５４の間のインターフェイスを提供する。車両インターフェイス４１６は、航法アプリケーション４１２、センサー２３０、車両システム２７０及びI/Oデバイス２４０の間のインターフェイスを提供する。
【００７７】
２．５．１ 車載データベース４３２（図１１−１４）
車載データベース４３２は、２つの主要な機能について車載システム１０５が利用しる。第１に、車載システム１０５は、データベースを用いて運転者に提示する選択肢を決定する目的地指定過程において車載データベース４３２を利用し、運転者からの入力を確認する。第２に、車載システム１０５は、誘導過程において、車載システムにより車両がルートから外れたことが検知され、新しいルートの設定が必要であると判断された場合、車載データベース４３２を利用する。
【００７８】
目的地を入力する過程について、データベース４３２は、既知の都市名、それらの都市の道路名（住宅地域の道路すなわち側道を含む）及びそれらの道路の有効な番地を求めるために車載システムが利用する表を含む。このデータベースはまた、興味ある地点の種類、自車位置の近傍または特定の都市における特定の種類の興味ある地点を示す表を含む。
誘導過程につき、データベース４３２は、測位済み位置（緯度及び経度）から所望の目的地あるいは以前設定したルート上の中間点までのルートを設定するために車載システムが利用する別の表を含む。例えば、車載データベース４３２のデータ表には、主要道路網１０００（図１０）が蓄積される。
【００７９】
図１１を参照して、車載データベース４３２の住所／都市／州名表１１１０は、国名、州名、都市名の組み合わせを一連の道路、番地範囲の組み合わせと関連付ける一連のレコードを含む。住所／都市／州名表１１１０の典型的なレコード１１１２は、国名表１１２０の国名を参照する国名フィールド１１１４を含む。国名表１１２０は、米国またはカナダのような既知の国名のテキスト表示を保持する。レコード１１１２はまた、国名フィールド１１１４により参照される国名中の都市名及び州名のテキスト表示を求めるために利用される都市／州名表１１３０を参照する都市／州名フィールド１１１６を有する。レコード１１１２はまた、住所／道路名表１１５０のレコード範囲１１５８の第１のレコードを参照する住所／道路名フィールド１１１８を含む。住所／都市／州名表１１１０のレコード１１１２のすぐ後のレコード１１１３は、レコード範囲１１５８の後の次のレコード１１５３を参照する住所／道路名フィールド１１１９を含み、それにより範囲１１５８内のレコードが決まる。
【００８０】
住所／道路名表１１５０の各レコードは、完全な道路名とその道路名の有効な番地範囲との組み合わせに関するものである。住所／道路名表１１５０の多数のレコードは、同一の道路名を有し、これにより有効な番地範囲全部が形成される。住所／道路名表１１５０の典型的なレコード１１５２は、道路名フィールド１１５４と番地範囲フィールド１１５６を含む。道路名フィールド１１５４は、道路名のテキスト表示を形成するための道路レコード表１１６０のレコードを参照する。番地範囲フィールド１１５６は、関連の道路の有効な番地範囲内の最も低い数値１１８４と最も高い数値１１８６のエントリーを含む番地範囲表１１８０のレコード１１８２を参照する。
【００８１】
道路名レコード表１１６０は、ベースとなる道路名、オプションとしての接頭辞及び接尾辞、道路の種類により道路名を完全に指定するために使用される。例えば、「North Main Blvd.」はベースとなる道路名「Main」と接頭辞及び接尾辞の組み合わせ「North/-」と、道路の種類「Blvd.」とで表わされる。道路名レコード表１１６０における典型的なレコード１１６２は、道路名表１１７０に蓄積されたベースとなる道路名のテキスト表示を参照する道路名フィールド１１６４と、接頭辞／接尾辞の組み合わせの所定の集合への索引としての接頭辞／接尾辞の組み合わせの表示と、道路の種類のテキスト表示とを含む接辞タイプフィールド１１６６とを含む。
【００８２】
住所／都市／州名表１１１０のレコード１１１２へ戻って、都市／州名フィールド１１１６０は都市／州名表１１３０のレコード１１３２を参照する。レコード１１３２は、都市名のテキスト表示を符号化する都市名フィールド１１３４と、州名を符号化する州名表１１４０のレコード１１４２を参照する州名フィールド１１３６とを含む。
【００８３】
図１１に示すいくつかの表は、テキスト名のリストを蓄積したものである。これらには、国名表１１２０、道路名表１１７０、州名表１１４０及び都市／州名表１１３０が含まれる。図１１において、レコードへの参照を、蓄積されたテキスト表示への直接アクセスを可能にするものとして示す。図１２を参照して、典型的なテキスト表１２００は、見出し１２１０と、圧縮テキスト領域１２２０とを含む。特定のレコードへの参照を、見出し１２１０のレコード１２１２に対するオフセットとして使用する。レコード１２１２は、起点フィールド１２１４と、長さフィールド１２１６とを含む。圧縮テキスト１２２０は、一連６ビットの文字表示として符号化される全てのテキスト表示群を含む。起点フィールド１２１４は、そのレコードの最初の６ビット文字の見出しである。車載コンピュータ２１０により実行される手順がそのテキスト部分をアクセスできるようにするため、その手順は先ずその見出しを蓄積された８ビットの最初のバイトの住所に変換し、その後、６ビットの文字表示を分解してそのレコードの標準８ビット文字表示を形成する。
【００８４】
図１４を参照して、別の組の表は「興味ある地点」(POI)としての目的地の入力をサポートする。興味ある地点は、「レストラン」、「ATM機」、「ガソリンスタンド」のような種類に分類されている。POIタイプ表１４１０は一連のレコードを含む。POIタイプ表１４１０の典型的なレコード１４１２は、POIタイプ表１４２０のレコード１４２２を参照するタイプフィールド１４１４を含む。レコード１４２２はPOIの種類のテキスト表示である。
【００８５】
POIタイプ表１４１０のレコード１４１２は、POI名／都市名表１４３０のレコード範囲１４４４の第１のレコード１４３２を参照するオフセットフィールド１４１６を含む。POIタイプ表１４１０のレコード１４１２のすぐ後のレコード１４１３のオフセットフィールド１４１７は、POIタイプ表１４１０のレコード範囲１４４４のすぐ後のPOI名／都市名表１４３０のレコード１４４６を参照する。
【００８６】
POI名／都市名表１４３０のレコード１４３２は、国名表１１２０（図１１）のレコードを参照する国名フィールド１４３４、都市／州名表１１３０のレコードを参照する都市／州名フィールド１４３６、POI名フィールド１４３８、レコード１４３２に関連するPOIリスト表１４５０のレコード範囲１４６４の第１のレコードであるPOIリスト表１４５０のレコード１４５２を参照するオフセットフィールド１４４０を含む。都市／州名表１４３０のレコード１４３２のすぐ後のレコード１４３３のオフセットフィールド１４４０は、POIリスト表１４５０の範囲１４６４のすぐ後のレコード１４６６を参照する。
【００８７】
POIリスト表１４５０のレコード１４５２は、道路名レコード表１１６０のレコードを参照する道路名フィールド１４５４と、興味ある地点の住所に関連する番地を符号化する住所フィールド１４５６と、興味ある地点の電話番号を符号化する電話番号フィールド１４５８と、興味ある地点の緯度及び経度を符号化する緯度／経度フィールド１４６０とを含む。
【００８８】
車載データベース４３２には、目的地の明細の他の形式をサポートする別の表が含まれる。「イエローページ」（電話帳）形式で目的地の明細をサポートするシステムの例において、車載データベース４３２は、イエローページの職種をテキスト形式で表わした表を含む。交差する一対の道路により目的地の明細をサポートするシステムの例では、車載データベース４３２は、交差する道路の有効な組み合わせを表わす表を含む。交差する道路の組み合わせの表が含まれる場合、その表は主要道路の交差点だけを含むか、また別に、主要道路とそれよりも小さい住宅地域の道路との交差点、さらには住宅地域の道路同士の交差点を、車載システムの記憶容量に十分な空きがあれば含むことも可能である。
【００８９】
車載データベース４３２の別の表を、車両がルートから外れたと判断されたとき誘導過程で利用する。詳説すると、これらの表は主要道路網１０００（図１０）を符号化したものである。図１３Aを参照して、主要道路網１０００の代表的なリンクは、ノードｉ１３０１とノードｊ１３０２とを連結する。リンクｃ１３０７は、ノードｉ１３０１とｊ１３０２とを連結する。リンクｃ１３０７は、２つの形成点１３０３及び１３０３を含んでいる。ノードｉ１３０１はまたリンクａ１３０５とｂ１３０６とに連結され、ノードｊ１３０２はまたリンクｄ１３０８とｅ１３０９とに連結されている。
【００９０】
図１３Bを参照して、主要道路網１０００を表わすためにいくつかの表を使用する。図１３Ａに示す代表的なリンクに関連するこれらの表のレコードを、図１３Ｂに示す。マスターノード表１３１０は、道路網の各ノードについて長さが論理的に可変のレコードを含む。ノードｉ１３０１に関連する１３１２は、ノードｉ１３０１の位置を符号化する緯度／経度フィールド１３１４を含む。レコード１３１２はまた、１組のリンクフィールド１３１６を含み、各フィールドはノードｉ１３０１で連結された各リンクに対応するものである。各リンクフィールド１３１６は、そのノードにおいてそのリンクから他のリンクへの転換が可能な方向に関する情報と、そのリンクに関連するリンク区分表１３３０のレコードへの参照を含む。例えば、リンクｃ１３０７に関連するリンクフィールド１３１６はリンク区分表１３３０のレコード１３３２を参照する。
【００９１】
リンク区分表１３３０のレコード１３３２は、道路名レコード表１１６０のレコードを参照する道路名フィールド１３３４と、マスターノード表１３１０のレコード１３１２及び１３１８をそれぞれ参照する基準ノードフィールド１３３６及び非基準ノードフィールド１３３８とを含む。レコード１３３２はまた、形成点情報表１３５０のレコード１３５２を参照する形成点情報フィールド１３４０を含む。形成点情報フィールド１３４０により参照されるレコードは、そのリンク上の形成点に関連する情報だけでなく、そのリンク上の標識に関連する情報も含む。レコード１３３２はまた、そのリンクの道路等級を符号化する等級フィールド１３４２と、１つが道路の各側に対応する住所範囲表１１８０の２つのレコードを参照する住所範囲フィールド１３４４とを含む。
【００９２】
リンク形成点表１３５０のレコード１３５２は、形成点数フィールド１３５４と、標識数フィールド１３５６とを含む。各形成点につき、レコード１３５２は、前の形成点から、あるいは第１の形成点の基準ノードからの緯度及び経度の変化を符号化したものを含む。レコード１３５２はまた、リンクに沿って運転する者が見掛けるであろう標識を記載する標識情報フィールド１３６０を含む。
【００９３】
２．６ サーバーのソフトウェア構成要素（図５）
図５を参照して、サーバーシステム１２５は、サーバーコンピュータ３１０（図３）上で実行されるソフトウェアを含む。このソフトウェアには、車載システムとの対話に使用する航法アプリケーション５１２が含まれる。航法アプリケーション５１２は、電話インターフェイス３２０（図３）との通信に使用される通信インターフェイス５１４に結合される。航法アプリケーションは、GPS受信機３２５（図３）に結合されるGPSインターフェイス５１６にも結合される。
【００９４】
航法アプリケーション５１２も、データインターフェイス５１８を介してアクセスする多数のデータベースを利用する。サーバーシステム１２５は、完全な道路網７００（図７）を含むサーバー地図データベース５２０を含む。このデータベースは、地図プロバイダ１６０により提供される地図情報３６０より取出される。この地図情報は、この情報を再フォーマットしてサーバー地図データベース５２０を形成する地図プロセッサ５５０により処理される。同じ地図情報は、車両の車載データベース４３２に蓄積される地図情報を取出すために使用される。地図プロセッサ５５０は、サーバーコンピュータ３１０上で実行されるソフトウェアモジュールとして実現するか、または再フォーマットの仕事に割当てられる他のコンピュータ上で実行できる。同じ地図情報からサーバー地図データベースと車載地図データベースの両方を取出すことにより、車載データとサーバーのデータの間の一貫性が保証される。
【００９５】
航法アプリケーション５１２もまた、イエローページデータベース５２２を利用して所望の目的地の電話番号を「逆方向」番号探索表の番地に変換する。イエローページデータベース５２２の構成に必要な情報は、電話会社または電話帳出版社のような外部情報システム１３０により提供される。
【００９６】
航法アプリケーション５１２は、交通データベース５２４も利用する。交通データベース５２４の情報には、ルート設定に用いる典型的なリンクの速度が含まれている。この情報は、政府管理の交通監視局及び調査用車両（章３．５）から得られる記録データのような外部情報システム１３０を組み合わせることにより得られる。調査用車両を用いて交通情報を収集する場合、交通情報をサーバーシステムから外部の交通情報システムへ提供させることも可能である。
【００９７】
３ システムの動作 （図１５Ａ−Ｂ及び図１６―１８）
３．１ 一般的手順
システムの動作には、車載システム１０５とサーバーシステム１２５（図１を参照）との協働が含まれる。車両の運転者が目的地の指定を開始してから車両が指定した目的地に到達するまでに従う手順を、図１５Ａ−Ｂ及び図１６―１８の擬似コードリストに示す。
【００９８】
図１５Ａを参照して、運転者が所望の目的地の指定を開始する時から車載システムが運転者の目的地への誘導を開始できるときまでに車載システム１０５（図１、２）が従う手順を示す。車載システムはまず、運転者から目的地の明細を受取る（ライン１５０２）。これは、例えば、運転者が都市、その後道路及び番地を選択するように、運転者とのいくつかの対話動作を必要とする。以下においてさらに説明するように（章３．２．１）、このシステムは種々のタイプの目的地指定手順をサポートする。
【００９９】
車載システムはまた、最初の自車位置またはその最初の自車位置に関するデータ、システムの別のバージョンでは車両の方向を求める（ライン１５０３）。位置または位置関連データには、（ａ）ナビゲーションリクエストが実行中の時得られるGPS推定位置または擬似レンジ測定値、（ｂ）過去のGPS推定位置、（ｃ）前のGPS推定位置または運転操作点からの推測航法位置のうちの１または２以上が含まれる。出発位置の推定については以下に述べる（章３．２．２）。
【０１００】
運転者から目的地の明細及び車両の現在位置に関する位置データを受信すると、車載システムはサーバーシステムとの通信セッションを開始する（ライン１５０４）。車載システムは、セルラー電話によりサーバーシステムへ電話をかけ、次いでモデムによりサーバーシステムとのデータ伝送を開始することにより、通信セッションを開始する。
車載システムはその後、位置データと目的地の明細をサーバーシステムへ送信する（ライン１５０５）。
【０１０１】
図１５Ｂを参照して、サーバーシステムは車両からの通信セッションを受け入れて、位置データ及び目的地の明細を受信する（ライン１５５３）。
【０１０２】
サーバーシステムは、多数のGPS衛星１４０からの信号を受信し、各衛星についてGPS補正データを計算する（ライン１５５４）。その後、サーバーシステムはその車両の位置を求める（ライン１５５５）。その車両の位置を求めるにあたり、車載システムが擬似レンジ測定値のような生のGPSデータをGPS衛星１４０へ提供する場合、サーバーシステムは計算したGPS補正データを車両が提供する生のGPSデータに適用してその車両の位置を計算する。
【０１０３】
サーバーシステムの別の例では、サーバーのGPS受信機（または少なくとも１つのGPSアンテナ）を必ずしも集中サーバーの所に設置する必要はない。例えば、集中サーバーは車両から多少離れた所にあってもよい。GPS受信機及びアンテナは集中サーバーよりも車両に近い所に設置される。この場合、サーバーシステムのGPS受信機がGPS推定位置を推定中の車両に近いため、GPS補正データがより正確なものになる。また、サーバーシステムは種々の場所で多数のGPS受信機を備えるようにしてもよい。その場合、サーバーシステムは補正データが提供される車両に最も近いGPS受信機を選択する。このようにすると、単一のサーバーシステムが、補正項の地理的ばらつきにより共通のGPS補正データを使用できない広い地理的領域に展開する車両にサービスを提供することが可能となる。
【０１０４】
受信されるある特定種類の目的地の明細、特にイエローページ形の目的地の明細については、この時点における目的地の指定は十分でない。この場合（ライン１５５６）、運転者はサーバーシステムにより提供される二次的明細データに応答してさらに入力を行う必要があろう。サーバーシステムは、二次的データを車両へ送信する（ライン１５５７）。例えば、運転者がイエローページの形式で目的地を指定する場合、サーバーシステムはその車両の位置近傍のその種類に属する特定のリストを有する二次データを提供する。
【０１０５】
図１５Ａへ戻って、車載システムは二次的な目的地明細データを受取る（ライン１５０７）。車載システムはこのデータを運転者へ提示し、運転者から例えば二次的明細データに含まれる目的地リストからの選択として二次的な目的地の明細を受取る。二次的な目的地の明細はサーバーへ送られる（ライン１５０９）。この時点において、サーバーシステムは完全に指定された目的地を有することになる。
【０１０６】
図１５Ｂへ戻って、サーバーシステムはその車両の位置から指定された目的地までのルート（章３．２．４を参照）を設定する（ライン１５６１）。サーバーシステムはまた、車両へダウンロードする車両位置周辺のスポット地図を決定する。サーバーシステムはまた、運転操作の複雑さを考慮して運転操作点周辺のスポット地図をダウンロードすべきか否かを判断し、またこれらの運転操作点周辺のスポット地図を決定する。
【０１０７】
サーバーシステムは、設定したルート、スポット地図、GPS補正データを車載システムへ送信する（ライン１５６３）。
【０１０８】
図１５Ａに戻って、車載システムは、設定ルート、スポット地図、GPS補正データをサーバーシステムから受信し（ライン１５１２）、サーバーシステムとの通信セッションを停止する（ライン１５１３）。
【０１０９】
図１６を参照すると、車両はここで、その初期位置から設定ルート上を走行するための出発時の運転操作につき運転者が誘導指示を待つ待機状態にある。最初に、車載システムはその推定位置を初期化する。サーバーシステムは、車載システムが提供するGPS補正データをそのGPS受信機へ送ることにより、GPS受信機により提供される推定位置の精度を向上させる。サーバーシステムが提供するGPS補正データは短時間の間有効であるにすぎない。GPS補正データをサーバーシステムがそのGPS受信機から得てから約一分のインターバルの後、車載システムはこの補正データの使用を停止し、その代わりに標準GPSを用いる。以下において詳説するように、GPS補正データは走行中他の時点で得ることが可能であり、かかる場合、車載システムは、補正データがGPS受信機により発生された後の一定時間インターバルの間その補正データをそのGPS受信機へ提供する。
【０１１０】
車両が設定ルートを辿るようになるまでのその最初の走行部分である出発運転操作時、車載システムは、GPS補正データが古すぎた値になるまでは差動GPSによる推定位置を用いて自車位置を追跡し、その後は未補正GPS推定位置により車両を追跡する（ライン１６０４）。車載システムは、スポット地図を車両の推定位置及び設定ルートの表示と共に表示する（ライン１３０５）。車載システムにより車両が設定ルートを辿っていることが検知されると、出発時の運転操作部分が完了し、方向転換によりルートを辿る部分が開始される。
【０１１１】
図１７を参照して、ルートを辿る手順は設定ルートに沿う各リンクを運転者に通報することにより実行される。ルートに沿って走行する間、車載システムはその車両の２つの推定位置を維持する。第１の推定位置は、GPSによる推定値、または現在のGPS補正データが利用可能な場合の(D)GPS推定値に基づくものである。第２の推定位置は、推測航法によるものである。この手順は車両が設定ルートを正しく辿っていると仮定する。推測航法は、設定ルートに沿う運転操作点及び中間地点ならびに車両のセンサー、特に速度センサーからの情報を用いて第２の推定位置を更新する。車両がルートを本当に辿っている場合、２つの推定値は互いに近いはずである。この推測航法は車両が設定ルートに沿って走行していると仮定するため、車両位置の追跡にあたり推定方向を利用しないことに注意されたい。
【０１１２】
リンクに沿う走行中、そのリンクの最初のノードで最初の運転操作をした後、車載システムはオフルート許容値を初期化する。この許容値はGPSによる推定位置と推測航法による推定位置の間の許容可能な差である。この許容値は、速度センサーによる計算の不正確さとGPS補正データの経時変化とにより推定位置の精度が低くなるのを補償するため、運転操作直後の初期値から増加する。オフルート許容値は１５０フィートに初期化されるが、１００フィート走行するごとに約１フィートの割合で最大５００フィートまで線形的に増加する。
【０１１３】
次の運転操作点（ライン１７０４でスタートするループ）まで走行する間、車両はそのオフルート許容値を増加させ（ライン１７０５）、その推測航法位置を追跡し（ライン１７０６）、そして現在のGPS補正データが利用可能であるか否かによるがそのGPSまたは(D)GPS位置を追跡する（ライン１７０７）。
【０１１４】
推測航法位置と(D)GPSによる位置との間の差が任意の時点においてオフルート許容値よりも大きくなると、オフルートルーチンが始動される（ライン１７１０）。
【０１１５】
リンクに沿って走行すると、車両は次の運転操作点近くの或る点に到達する。車両が次の運転操作点から見てある距離範囲内にあると推定されると、運転者は車載システムから次に行う運転操作につきグラフィック形式及び音声形式による通報を受ける。この通報範囲の大きさは走行中の道路の等級により左右されるが、これは運転者が通報を受ける運転操作を行うまでの時間に関係がある。例えば、ハイウェイ上で運転者がハイウェイ出口のような運転操作点の通報を受けるのは、住宅地域内での運転操作点の通報を受ける場合よりも、運転操作点のかなり前方である。
【０１１６】
リンクに沿って走行する間、車載システムは次の運転操作の正確な地点を検知しようとする。車両が次の運転操作点から見てある距離範囲内にある場合、車載システムはこの運転操作点を検知しようとする。例えば、その運転操作が右折である場合、磁気コンパスまたはレートジャイロスコープからのような車載センサーからの信号が、または方向変化が検知されるGPS推定位置の時系列が運転操作点のあることを明確に指示する。
【０１１７】
運転操作点が検知されると（ライン１７１８）、車載システムはその運転操作点の位置に応じてその推測航法推定位置を更新する（ライン１７１９）。また、車載システムは、ダウンロードした運転操作点の位置を利用してそれ自身のGPS補正データを計算する（ライン１７２０）。即ち、車載システムは、運転操作点の緯度及び経度の偏差を計算し、これらの偏差値を、運転操作の後１分のインターバルの間そのGPS受信機から出力された緯度及び経度の推定位置に補正値として適用する。あるいは、車載システムは、運転操作点が検知されたときの運転操作点の位置及び車両のGPS受信機により得られた擬似レンジ測定値を用いて新しいGPS補正データを計算し、これらのGPS補正データは運転操作後１分のインターバルの間使用される。
【０１１８】
ここで、例えば、車両センサーでは正確に検知されないわずかな方向転換のような運転操作が検知されない場合があることに注意されたい。このような場合、車載システムは、車両がルート上にあると仮定して推測航法手順を継続する。かかる検知されない運転操作点は、車両の推測航法位置の追跡の観点から本質的に中間地点と同様な取り扱いをする。
【０１１９】
ルートを辿る手順は、目的地に到達するまでルートに沿って１つのリンクから次のリンクへと継続する（ライン１７２５）。
【０１２０】
図１８を参照して、オフルートルーチンは先ず、推測航法による位置補正手順を含む（ライン１８０２−１８１０）。推定位置間の差が検出された後、例えば７５フィートのインターバルの間走行方向が設定ルートにマッチする場合、推測航法位置は設定ルートに沿う(D)GPS推定位置に最も近い点に更新される。このようにすると、推定位置の偏差がルートに沿う距離の追跡が不正確なことによる場合でも、位置補正手順によりこのエラーが成功裏に解消するはずである。(D)GPS推定値と推測航法推定値の間の偏差がオフルート許容値よりも小さい場合、車載システムはルートを辿る手順に復帰する（ライン１８０８）。一方、設定ルート上の最も近い点でも(D)GPS位置からオフルート許容値以上離れている場合は、位置補正手順がうまく機能せず、ルートを再設定する手順が始動される。
【０１２１】
図１８を参照して、ルート再設定手順は先ず、車両に蓄積された主要道路網１０００上で車両位置（図１０）推定する。GPS推定位置を用いて車両が走行中のリンクを見つける（ライン１８１１）。
【０１２２】
車両が主要道路網上にいることが分かった場合、車載システムは、以前設定したルートに沿う運転操作点または中間地点のうちの１つにつながる最良のルートを計算する（ライン１８１３）。前のルート上の運転停止点または中間地点までの新しい設定ルートは、前に設定したルートの残部と共に、前のルートにとって代わる新しい設定ルートとなる（ライン１８１５）。その後、リンクごとのルートを辿る手順に復帰する（ライン１８１６）。
【０１２３】
以下において、システムの一般的動作の或る特定の側面を説明する。これらの側面には、車上での目的地の明細を含むルートの設定だけでなくサーバーシステムでの最良ルートの計算が含まれる。これら側面には、車両システムが実行する誘導動作だけでなく車両がルートから外れたことが検知された場合に車載システムが実行するルート再設定動作も含まれる。加えて、車両の一団が交通関連データの収集に利用されるシステムの動作についても以下において説明する。
【０１２４】
３ . ２ ルートの設定（図１５Ａ−Ｂ）
ルートの設定には、図１５Ａ−Ｂで示すように幾つかのステップがある。ルートの設定動作を詳しく説明すると、目的地の指定（図１５Ａのライン１５０２）、出発位置の測位（図１５Ａのライン１５０３）、サーバーシステムへの照会（図１５Ａのライン１５０４−１５１０、図１５Ｂのライン１５５２−１５６０）、ルートの設定（図１５Ｂのライン１５６１）、ルート及びスポット地図のダウンロード（図１５Ｂのライン１５６２−１５６３、及び図１５Ａのライン１５１２）が含まれる
これら各ステップにおいて車載システム及びサーバーシステムが実行する指定の動作を、以下の章に示す。
【０１２５】
３ . ２ . １ 目的地の入力
図１５Ａ（ライン１５０２）で示すように、所望の目的地へのナビゲーションの最初のステップは車両の運転者による目的地の入力である。車載システム１０５（図１，２）は、多数の異なる方法による目的地の指定を可能にする。一般的に、車載システムは、車載データベース４３２（図４）を用いて、運転者が選択するリストをスクロールすることにより選択肢を選べるようにする。目的地の明細としては、以下のものから１つを選ぶとよい。
【０１２６】
道路の住所（例えば、都市、道路及び番地）；
興味ある地点（例えば、都市、興味ある地点及びリストからの選択）；
イエローページリスト（例えば、リストの種類及びリストからの選択）；
目的地の電話番号；
交差する一対の道路；
最近指定した目的地のリストからの選択；
ユーザーの個人情報に含まれる前に選択した目的地のリストからの選択。
システムとの最初の対話動作において、運転者はいずれの目的地入力方法を使用するか、例えば選択肢表示リストからの選択を選ぶかを指定する。
【０１２７】
３ . ２ . １ . １ 道路の住所の指定
運転者が目的地を指定できる１つの方法は、目的地の番地による指定である。この場合の目的地の明細は、国名、州名、都市名、道路名及び番地の完全な組み合わせの指定より成る。ユーザーはこれらのフィールドをそれぞれ順番に入力する必要はない。例えば、現在の（即ち、以前使用した）国名及び州名をデフォルトとして使用できる。
【０１２８】
フィールドの指定を別の順番を行うこともできる。その１つは、最初に現在の国及び州の中の都市名リストをスクロールして都市を選択する。図１１を参照して、有効な州名リストは都市／州名表１１３０から得られる。運転者が所望の都市を選択すると、車載システムはその都市の有効な道路名のスクロール自在なリストを提供する。有効な道路名リストは、住所／都市／州名表１１００、及びその関連の住所／道路名表１１５０、道路レコード表１１６０、道路名表１１７０を用いて得られる。運転者は、所望の道路を選択した後、番地を入力する。車載システムは、住所／道路名表１１５０及び住所／範囲表１１８０を用いて番地を確認する。
【０１２９】
以上述べた手順において、有効な名前のリストからの選択を行うにあたり、別の方法を用いることができる。例えば、「UP」及び「DOWN」ボタンによりリストをスクロールしてその名前の接頭部分を変えることにより、最終的に完全な名前を一義的に指定するやり方がある。このシステムは、文字数字式キーボードを必ずしも備えていない。その場合、運転者はカーソルを所望の文字または数字部分に移動させてその文字または数字を選択することにより、道路の住所名または数字を入力する。所望の目的地の都市名が分からない場合がある。その場合、都市名は最初は分からない状態のままでよい。車載システムにより運転者に提供される有効な道路名リストは、現在の州名に関連の全ての道路を含む。道路名を選択した場合、都市名が不明確であれば、運転者は可能性のある都市名リストから選択を行い、その後で番地を入力する。目的地の道路の番地を指定した後でその都市名が明確になることがある。
【０１３０】
３ . ２ . １ . ２ 興味ある地点の指定
目的地として興味ある地点(POI)を指定するにあたり、運転者は最初に興味ある地点の種類が掲載されたリストから選択を行う。POIの種類の例としては、銀行、ガソリンスタンド、病院及びレストランがある。図１４を参照して、有効な種類名のリストは車載システムがPOI種類名表１４２０から得る。
【０１３１】
運転者は、選択したPOIの種類に該当する特定のPOIを多数の方法で選択できる。第１の方法において、運転者が次に行う選択は目的地としてのPOIのある都市の選択である。このシステムは、POI名／都市名表１４３０を用いて、選択された都市にある選択された種類のPOIの名前、住所及び電話番号のリストを表示する。その後、運転者は表示されたPOIリストから選択を行う。例えば、運転者がレストランのような目的地へ向かうか否かを決定する前にその目的地へ電話したい場合、電話番号があれば便利であろう。
【０１３２】
このシステムは、都市を指定するのでなくて、車両の現在位置に近いという理由でPOIを表示できる。選択したPOIの種類に該当するPOIにつき、GPSによる緯度及び経度の推定位置と、POIリスト表１４５０のレコードの緯度／経度フィールドとを比較する。その後、車載システムはアルファベット順でなくて現在位置に近い順にそれらのPOIを表示する。
【０１３３】
３ . ２ . １ . ３ 「イエローページ」
車載データベース４３２は、車載システムに対するイエローページリストによる目的地の指定をサポートするが、運転者がサーチする全ての可能なリストを蓄積するほどの容量を有していない。その代わり、例えば「宝石店」のような種類が掲載されたリストを含んでいる。車載システムは最初に、運転者が特定の種類を選択するための種類名リストを表示する。その後、運転者は特定の目的地の都市名を選択するか、または現在位置に近いものが掲載されたリストをリクエストする。車載システムはその種類のリストを運転者に提示し、運転者がそのリストから選択を行う。この時点では特定の目的地（即ち、道路の住所）は依然として指定されていないため、目的地の指定は完了していないことに注意されたい。
【０１３４】
サーバーとの通信セッションが開始されると、サーバーは、選択されたイエローページの種類または職種に該当する特定のリストを、選択された都市分だけ或いは車両位置に近い順に、車載システムへダウンロードする。その後、運転者はダウンロードされたリストから選択を行う。
【０１３５】
３ . ２ . １ . ４ 他の目的地の指定
目的地指定方法としての他のいくつかのオプションを、車載システムにサポートさせることができる。
【０１３６】
運転者は交差する一対の道路を選択することにより目的地を指定できる。交差する一対の道路の選択をサポートするため、車載データベース４３２は、有効な主要道路の対、主要道路と側道或いは側道同士の可能な対を示す表を含む。運転者は第１の道路を選択した後、表示された交差する有効な道路名リストの中から１つの道路を選択する。
【０１３７】
番地による目的地の指定と同様、交差する道路の指定前に都市を指定しない場合、一方または両方の道路を選択した後で都市を指定する。
【０１３８】
運転者は、電話番号を指定して目的地を指定することができる。車載データベース４３２には完全な電話帳は蓄積されていないため、恐らく市外局番が正しいか否かの点は別として電話番号が正しいか否かは車載システムがサーバーシステムとの通信セッションを開始する前は検証されない。サーバーシステムは電話番号を受信した後、電話帳を逆方向にサーチして、目的地の道路の住所を得る。
【０１３９】
以下においてさらに説明するように、個々の運転者は車両に個人情報リストを蓄積することが可能であるが、サーバーシステム上にそれに対応する記憶領域を設けてもよい。この個人情報リストには、勤務先、家庭、空港など、運転者が特定の場所として指定した代表的な目的地を掲載させることができる。
【０１４０】
運転者は、最近指定したいくつかの場所から選択を行って目的地を指定することが可能である。例えば、運転者は最近訪れた仕事関連のサイトを再び訪れることがあろう。
【０１４１】
目的地を道路の住所で指定するシステムの別のバージョンがあるが、車載システムは指定された道路の住所の範囲を確認するデータを持ち合わせていない。例えば、車載システムは任意の番地を確認する能力を具備しない場合があり、また目的地が、住所範囲を示すデータが蓄積された地理的範囲外である場合がある。車載システムは、道路の住所を確認できない場合でも、サーバーコンピュータとの通信セッションを開始できる。サーバーコンピュータはこの確認手順を完了する。
【０１４２】
３ . ２ . ２ 出発位置の測位
車載システムは、その推定位置をサーバーシステムに送信するか、またはそのGPS受信機から生のGPSデータをサーバーシステムに送信し、そのデータからサーバーシステムが車両位置を計算する（図１５Ａのライン１５０３）
車両がその出発位置でGPS衛星からの信号を受信できない状況が存在する。例えば、車両が地下ガレージにある場合などがあろう。この場合、車両は出発位置に到着する前にシステムが測位した推定位置を利用する。さらに、GPS受信機の電源を最初に投入した後、その受信機が推定位置を与えるまでかなりの時間インターバルがあることがある。例えば、GPS受信機は、レンジ内にある各衛星の位置を確かめ、軌道上のそれらの位置を計算する必要がある。
【０１４３】
従って、車載システムは、運転者がルートに沿って誘導される途中でなくてもGPSによる推定位置の履歴を恒常的に維持する。この履歴は、システムの電源を切るまでは車載システムの非揮発性メモリに蓄積される。従って、GPS信号を出発位置で受信できなくても、蓄積した履歴の最も最近のGPS推定位置を使用する。
【０１４４】
車載システムは、位置関連データをサーバーシステムに送信するだけでなく、速度及び方向に関連するデータを送信する。方向は、過去の連続するGPS推定位置から、或いは磁気コンパスから得ることができる。サーバーシステムは、速度及び方向に関する情報により、例えば近傍の多数の道路区分のうちどの部分上にいるかを、道路区分の等級及びそれら区分上の許容できる進行方向に基づいて明らかにできる。
【０１４５】
出発位置へ来る前車両が誘導を受けなかった場合、この出発位置は前に設定したルートに沿う推測航法により求めることができる。
【０１４６】
GPS補正データがサーバーシステムから車載システムに送信されると、この車載システムはGPS補正データによりその出発位置を更新する（図１６のライン１６０２）。例えば、GPS補正データが擬似レンジ補正データである場合、車載システムはこの擬似レンジ補正データをそのGPS受信機へ送信し、GPS受信機から補正された推定位置を受信する。GPS補正データが緯度及び経度のオフセットである場合、車載システムはこれらのオフセットをそのGPS受信機から出力された推定位置に適用する。
【０１４７】
３ . ２ . ３ サーバーへの照会
車載システムがサーバーシステムとの通信セッションを開始する際（図１５Ａのライン１５０４−１５１０）、このシステムは２つのステップでそれを行う。まず、車載システムはセルラー電話を介してサーバーシステムと接続し、その後セルラー電話回線により変調データを送受信する。
【０１４８】
第１のステップとして、このセルラー電話による接続は車載システムが指定番号をダイヤルしてサーバーシステムを呼出すことにより実行される。車載システムは、セルラー電話システムの到達区域外にある場合またはセルラー電話システムの容量がその呼出しを受付けない場合のようなアナログ式セルラー電話ネットワークに見られる代表的なエラー状態に対処できる。
【０１４９】
第２のステップとして、車載システムは、電話接続が成った後、サーバーシステムとのデータ接続を確立しようとする。代表的なモデムにより、互換性のある変調、圧縮及びエラー補正プロトコルを選択するためのやり取りが行なわれる。通信セッションを開始するに要する時間を節減するため、例えば全ての車両がサポートする「最低レベルの」共通プロトコルとして、特定のプロトコルセットを予め選択する。サーバーシステムは、この最低レベルのプロトコルを用いる通信を予想する。これにより、プロトコル選択のためのやり取りの完了を待たずにデータをできるだけ早く流すことが可能となる。伝送されるデータ量が比較的少ないため、最善のプロトコル選択のためのやり取りに要する時間は、予め選択したプロトコルでなくてこのやり取りの結果として選択されたプロトコルを用いてデータを送信することにより節減できる時間よりも恐らく大きいであろう。
【０１５０】
３ . ２ . ４ ルートの設定
サーバーシステムにおけるルートの設定（図１５Ｂのライン１５６１）には周知のルート発見方法を用いる。詳説すると、道路網７００（図７）に関連して周知のＡ^＊（「Ａ―スター」）グラフ探索アルゴリズムを２例につき使用する。一例では、Ａ^＊アルゴリズムは出発位置でスタートし、所望の目的地から「逆向きに」スタートする。Ａ^＊アルゴリズムは「最良最初」探索法の一種である。そのアルゴリズム実行の任意の点において、最初のノードから１組の中間ノードへのグラフに沿う実距離は計算済みである。各中間ノードから最終ノードまでの距離の下限（アルゴリズムのバージョンによっては、推定値）を実距離に加算する。最も小さい和を有する中間ノードを延長する。その下限を用いる場合、このアルゴリズムは最初のノードから最終のノードまでの最短経路を与える。Ａ^＊アルゴリズムを２例につき用いて、この２例に共通の中間ノードが存在すると最良の経路が選択される。
【０１５１】
Ａ^＊ルート設定アルゴリズムとは別の方法を使用できる。例えば、ダイクストラのアルゴリズムまたは別種の「最良最初」アルゴリズムを使用可能である。
【０１５２】
ルートの設定は種々の基準に基づいて行うことができる。最短の合計距離として、道路網の各リンクの実距離を使用することによりその経路のコストを計算する。残りの経路の下限は、中間ノードと最終ノードの間の直線距離とすることができる。ルート設定は、最短の予想走行時間を基準にしてもよい。リンクに沿う走行時間は、種々の等級の道路の予想速度を基準とするか、或いは特定のリンクに関連してサーバーシステム上に蓄積した指定速度データを基準とすることも可能である。例えば、サーバーシステムは、或る特定のリンクは混雑状態にあるため、その等級の道路の予想速度よりも遅いことを知っていることがある。ルート設定アルゴリズムは、別のルートがあればこのような混雑状態のリンクを回避する傾向がある。
【０１５３】
サーバーシステム上において他のルート設定法を使用することができる。例えば、ルートを特定の道路区分を辿るように限定することが可能であり、ルートのコストに距離または予想走行時間とは別の要因、例えばそのルートの通行料を含めることも可能である。
【０１５４】
３ . ２ . ５ ルートとスポット地図のダウンロード
図８及び９を参照して、サーバーシステムは運転操作点で連結される一連のリンクとしてのルートをダウンロードし、また出発位置または選択された運転操作点周辺の小さなグラフとしてスポット地図をダウンロードする（図１５Ｂのライン１５６２−１５６３、図１５Ａのライン１５１２）。ダウンロードに要する時間を節減するため、このデータはコンパクトなデータ構造として表わされる。
【０１５５】
設定ルートは、ルートを構成する一連のリンクとして圧縮フォーマットを用いてダウンロードされる。設定ルートの各リンクにつき、ダウンロードされる情報には、
１０^-5度の単位で３２ビットの整数として符号化されたリンクの出発ノード（運転操作点）の緯度及び経度；
「右折」、「左折」などのようなメッセージを表わす索引として符号化された方向転換情報；
現在の運転操作点における「分岐」数；
次の運転操作点に至る前の中間地点の数；及び
このリンクに関連する道路区分の等級（例えば、道幅或いは等級）がある。
【０１５６】
さらに、各中間地点に対して、リンクのデータには、前の中間地点からの或いは第１の中間地点のための出発ノードからの、１０^-5度の単位で１２ビットの整数として符号化された、緯度及び経度の変化が含まれる。
【０１５７】
緯度又は経度の変化を１２ビットで符号化することにより、その変化がほぼ２¹²ｘ１０^-5＝０．０４°に制限されることに注意されたい。サーバーシステムにより設定されるルートの１区分が連続する運転操作点または中間地点間においてより大きな変化を含む場合、サーバーシステムは１２ビットの大きさで変化を符号化できる充分近いさらに別の中間地点を挿入する。
【０１５８】
さらに、各リンクにつき、ダウンロードされるデータには、
リンクに関連する道路名、及び次の運転操作点で方向転換することにより移る道路名並びに運転者に提示すべき任意の標識または他の特別な情報に関連するテキストフィールドの長さ；及び
そのテキストフィールドそれ自体が含まれる。
【０１５９】
運転操作点の各「分岐」について、ダウンロードされるデータには、運転操作点で連結される道路の交差角度に関連するデータが含まれるため、運転操作の比較的正確なグラフィック表示を運転者に提供することが可能となる。
【０１６０】
このルートをダウンロードするフォーマットは、サーバーから車両へ迅速にダウンロード可能なコンパクトな表示を提供する。そのシステムの別のバージョンは、例えば、蓄積された道路名を参照するか或いは車両に既に蓄積された主要道路網のノードへの参照を利用することにより、車載データベースのデータを利用してデータ量をさらに減少することが可能である。このシステムの別のバージョンはまた、リンクに関連するさらに別の情報を含むことができる。例えば、サーバーがリンクが例外的混雑状態にあることを知っている場合、リンクの走行速度をダウンロードすることができる。
【０１６１】
ルートをダウンロードする別の方法には、車載システムに蓄積済みの予め設定された一連の道路区分を使用するものがある。サーバーシステムは、一連の道路区分、運転操作点及び中間地点の代わりに、予め設定され蓄積済みのこれらの一連の点への参照を利用する。このようにすると、例えばハイウエイに沿う通常の走行ルートは特にダウンロードする必要はない。サーバーシステムは、車両に蓄積されたこれらの点が連続するものを定期的に更新してそれらの車両が普通リクエストするルートとすることができる。或いは、車載システムに以前ダウンロードしたルートを記憶させ、サーバーが新しく設定したルートをダウンロードする際にこれらのルートの一部を参照できるようにすればよい。
【０１６２】
３ . ３ 誘導
運転者を所望の目的地へ誘導する過程には、車載システムの動作の幾つかの側面が関連する。これらの側面には、
出発時の運転操作（図１６）；
推測航法による位置の追跡（図１７のライン１７０６）；
GPSによる位置の追跡及びルートを外れたことの検知（図１７のライン１７０７−１７１０）；及び
運転操作の通報及び検知（図１７のライン１７１２−１７２２）；
が含まれる。
これらの側面を以下の章で説明する。
【０１６３】
３ . ３ . １ 出発時の運転操作
幾つかの理由で、運転者がルートの最初の部分を辿ることができない場合がある。その１つは、車両の出発位置が不正確な場合である。例えば、GPSは実際は近くの駐車場または隣接する道路上にあるが、別の道路上にあると指示される場合がある。また、車両が道路上でサーバーシステムの予想とは反対の方向に向いている場合、車両は最初の段階でルートを外れる傾向がある。また、例えば、側道の間隔が狭い、道路標識が不適切、注意が散漫、混雑状況にある等の理由によりルートの出発時指示に従うのが困難な場合がある。
【０１６４】
上記及び他の理由により、システムは、最初の出発位置から運転者がミスをしないことに期待を掛けられない。そのため、出発位置に基づいてスポット地図を決定し、これを車両へダウンロードする。このスポット地図は、通常、出発位置から任意の方向にある２または３つの交差点だけをカバーする。設定ルートを、車両の(D)GPSによる位置のように、スポット地図と共に図示する。運転者はこの地図を用いて設定ルートに乗る。
【０１６５】
車両が設定ルートの１区分に乗り、正しい方向に走行し始めると、方向転換による誘導過程が開始される。
【０１６６】
３ . ３ . ２ 推測航法による位置の追跡
車載システムは、方向転換によりルートを辿る誘導過程に入ると、その車両の推測航法による推定位置を維持する。一般的に、車載システムは、運転者が指示に従うように努力していると仮定して車両を追跡する。推測航法は、速度センサー２３２からの信号と、設定ルートに沿う運転操作点または中間地点間のリンクの直線近似とを更新された位置に変換することをその基本とする。さらに詳説すると、車載システムが車両が既知の運転操作点にあると仮定する場合、車両が速度信号に従って測定される距離を走行すると、車載システムは車両位置を運転操作点から一連のリンクに沿って測定された距離の点と推定する。各リンクの端部のノード位置は車載システムにとって既知であるため、車載システムはリンクの方向に基づき、車両が運転操作点を過ぎてそのルート上の後続リンクを走行する際の車両の走行方向を推定する。
【０１６７】
推測航法は、速度信号と走行距離との間の既知の対応関係に基づくものである。この対応関係に影響を与える幾つかの要因として温度により変化するタイヤ圧があり、このタイヤ圧はタイヤの周長を変化させる。走行距離を速度信号から推定する際の精度を向上させるため、恒常的な較正手順がサポートされている。車載システムは、運転操作を検知すると、速度センサーによる推定距離と地図による推定距離とを比較する。車載システムは、速度信号パルスの数を走行距離に関連付けるスケール係数を調整することにより、速度センサーによる走行距離の推定値と地図による推定値がマッチするようにする。
【０１６８】
３ . ３ . ３ GPS による位置の追跡及びルートを外れたことの検知
運転者が設定ルートに沿って運転操作点を次々に通過する間、車載システムはGPS衛星信号を受信しながらそのGPSによる推定位置を継続的に更新する。加えて、例えば、差動補正モードによってGPS推定位置の精度を向上させるために、車載システムがGPS受信機に送信する現在のGPS補正データをその車載システムが保持するインターバルがある。
【０１６９】
GPS補正データは、設定ルートがダウンロードされると、車載システムがサーバーシステムから受信する。このシステムの別のバージョンには、サーバーが差動補正データを提供する別の時、例えば、別の目的で開始された通信セッションが行われている間があるであろう。
【０１７０】
車載システムはまた、その位置を正確に知ると、それ自身のGPS補正データを計算することができる。車載システムは、設定ルートがダウンロードされると各運転操作点の正確な位置がサーバーシステムにダウンロードされるため、運転者が設定された運転操作を実行するのを検知する時その位置を非常に正確に推定する。
【０１７１】
従って、設定ルートを走行時、車載システムはGPSまたは(D)GPSによる推定位置の時系列を受信する。この推定位置の時系列は、車載システムによっても維持される推測航法による推定位置と恒常的に比較される。
【０１７２】
車両の運転操作が実行された後、特に、運転操作点の位置及び車両が運転操作点を通過するとき記録された生のGPSデータに基づいてGPS補正データ計算されると、GPSによる位置及び推測航法による位置とがマッチするはずである。車両が設定リンクに沿って正しく走行する際、推測航法位置とGPS位置とが幾つかの理由により幾分異なることが予想される。これらの理由にとしては、GPSによる推定誤差が大きいこと及び地図に誤差のある可能性があることが考えられる。
【０１７３】
GPS補正データは、運転操作後約１分の間GPS受信機へ送られる。そのインターバルの間、補正データの有効性は徐々に低下する。即ち、(D)GPSによる推定位置の誤差は徐々に増加する。GPS補正データをもはや使用しなくなった後、GPSの誤差は固定レンジ内にあると予想される。
【０１７４】
推測航法による推定位置の誤差は、主として、リンクに沿う走行距離の推測誤差に起因して増加する。リンクの長さと中間地点または運転操作点の位置の両方について地図に誤差があるため、推測航法の位置の誤差が増加することがある。
【０１７５】
２つの項の各々につき誤差が増加するが、これらの誤差の組合わせは、車載システムがそれを越えるとルートを外れた状態と判断する許容値を大きくすることにより補償される。この許容値は１５０フィートからスタートする。この許容値は５００フィートになるまで走行距離１００フィートごとに１フィートの割合で増加する。
【０１７６】
任意の地点において２つの推定位置間の差が許容値を越えた場合、車載システムは車両がルートを外れたと判断して推測航法による推定位置を補正しようとし、もしそれがうまく行かなければ、ルートを再設定する手順を実行する（章３.４を参照）。
【０１７７】
３ . ３ . ４ 運転操作の通報及び検知
運転操作の通報及び検知は共に推測航法による推定位置を利用する。さらに詳説すると、前に検知した運転操作点からの設定ルートに沿うスカラー量としての走行距離の推測航法による推定値を利用する。
【０１７８】
車載システムは、車両が次の運転操作を実行すると予想する時点以前において操作点から離れた地点で運転者に指示を与える。これは、運転者に必要な反応時間と、次の運転操作点までの距離のシステムによる推定値が不正確であることの両方を考慮してのことである。運転者が指示に応答して操作するに要する時間または距離にばらつきがあるのを考慮して、住宅地域の小さな道路上よりもハイウエイのような高速リンク上において、次の運転操作点からより遠く離れた所で指示が与えられる。各道路の等級には、それに応じた、次の指示を与える次の運転操作点までの一定距離がある。
【０１７９】
車載システムはまた、車両が通報範囲内に入ると音声プロンプトを与える。グラフィック形式及びテキスト形式のプロンプト及び指示は、かかる通報範囲内に車両が入ると、少なくともその地点から表示されるが、それよりも早く表示されるようにしてもよい。
【０１８０】
車載システムが次の運転操作点であると予想する地点周辺の或る距離範囲を画定する「窓」の中で、車載システムは運転操作が行われる正確な位置を検知しようとする。例えば、運転操作が右折を伴うものであれば、車載磁気コンパスの出力またはGPSによる推定方向を用いることにより運転操作点を高い信頼性で検知する。また、料金収納ブースで停止するようなある特定の運転操作を検知するため車両速度が検知される。
【０１８１】
運転操作のなかには、高精度で検知できないものがある。例えば、磁気コンパスからの信号では、動きがあまりも遅すぎて検知できない方向転換があろう。車両が運転操作検知「窓」を通過したが、予想された運転操作を検知できなかった場合、車載システムは次の運転操作が検知されるまでただ推測航法位置を継続して更新する。
【０１８２】
３ . ３ . ４ . １ ディスプレイ及び音声による指示
音声による指示を受けるだけでなく、車載システムのディスプレイ上には運転操作に関する通報及び指示が提示される。このディスプレイには、
次の運転操作点までの距離のグラフィック形式による表示、例えばリンクを辿るにつれて棒の長さが増加するバーチャート；
例えば、マイル数またはフィート数で表わした残りの距離のデジタル表示；
例えば、次の交差点における全ての道路の交差角度を示す、次の運転操作点における道路の幾何学的形状のグラフィック表示；及び
次の運転操作点において視覚により感知できる道路標識のテキスト；
が含まれる。
【０１８３】
音声による指示には、運転者に次の運転操作点を通報する指示、及び指示が与えられる点で運転操作をするように運転者に指示する命令を含む予め蓄積された種々の指示が含まれる。
【０１８４】
３ . ４ ルートの再設定
車載システムは、車両が設定ルートから外れたことを検知すると、ルート再設定手順（図１８）を実行する。第１のステップでは、車両が車載データベース４３２に蓄積された主要道路網１０００上のどこを走行しているかを測位する。
【０１８５】
車載システムは、GPSまたは(D)GPSによる緯度及び経度の予想値を用いてマスターノード表１３１０中のノードリストをサーチする。一連のGPS推定位置または磁気コンパスの出力を用いて、隣接するノードを連結するリンクに沿う走行方向を求める。従って、これにより、リンク区分表１３３０中のいずれのリンク上を車両が走行しているか、及びリンクに沿う走行方向が分かる。
【０１８６】
その後、車載システムは、そのリンクからスタートして設定ルートに沿う運転操作点または中間地点のうちの１つの点に至る最短経路を求めるサーチを実行する（例えば、Ａ^＊サーチ）。最後の運転操作点の両側の多数の点または全ての点を、再設定されたルートが前に設定したルートと接続する点として使用する。例えば、最後に検知した運転操作点の前後にある１０個の点を使用することができる。点の数を制限すると、ルートの再設定に必要な計算量（時間及びメモリ）を節減することができる。１０個よりも少ない点が残っている場合、実際の所望の目的地は再設定されたルートが設定ルートに繋がる点の１つである。
【０１８７】
サーバーシステムによるルート設定方法と同様、車載システムはＡ^＊アルゴリズムを用いてルートを設定する。出発位置は、上述したように、マスターノード表１３１０を走査して求める。中間ノードはＡ^＊サーチで考慮されるため、所望の位置への距離の下限は、中間地点から運転操作点または中間地点までの直線距離にその運転操作点または中間地点から所望の目的地までの前に算定した距離を加えた和の最後に検知された運転操作点近傍の運転操作点及び中間地点に亘って最小である。このようにして、前に設定したルートを再び結合する最良の点を見つける。
【０１８８】
サーバーシステムによるルートの設定のように、リンク上を走行するコストは、リンク長、リンクの道路等級に基づくそのリンクの推定走行時間、またはリンクに関連する特定の道路速度情報に基づくそのリンクの推定走行時間に基づく。
【０１８９】
３ . ５ 遊動車両によるデータの収集
図１９を参照して、サーバーシステム１２５の一部である航法アプリケーション５１２は、予想走行時間に基づいてルートを設定する際交通データベース５２４を利用する。上述のシステムの説明では、例えば、政府管理の交通監視局のような外部情報システム１３０から提供される交通情報を用いて交通データベース５２４が形成される。
【０１９０】
サーバーシステム１２５は、外部から提供される交通情報だけでなく、幾つかのまたは全ての車両１００を、交通情報を収集する調査用車両として利用する。航法アプリケーション５１２は、調査用車両から交通情報を受信し、収集した交通情報を交通データベース５２４へフィードバックする。さらに、サーバーシステムは、オプションとして、更新した交通情報を外部情報システムへ送信する。このようにして、車両のナビゲーションシステムは外部情報システム１３０からの交通情報を利用するだけでなく、それに代わる交通情報の供給源となり得る。
【０１９１】
データの収集には２つのモードが使用される。第１のモードでは、調査用車両の車載システムが現在の交通状況データを収集する。これら調査用車両は、時々、それらが収集したデータをサーバーシステムへアプロードし、サーバーシステムがアプロードされた情報に基づいてその交通データベースを更新する。第２のモードでは、調査用車両の車載システムが、走行中の道路の等級に基づいて、或いは車両に蓄積され予想速度と走行中の道路区分とを関連づける交通関連データに基づいて、車両の速度が予想よりも著しく遅い場合を検知する。車載システムにより車両速度が予想よりも遅い、即ち、予想される交通状況から見ると何らかの例外的状況の存在することが検知されると、車載システムはその例外的状況をサーバーシステムに報告して、サーバーシステムがその交通データベース５２４を更新することにより予想されなかった交通状況がを反映されるようにする。
【０１９２】
３ . ５ . １ 交通情報の収集
交通データ収集の第１のモードにおいて、調査用車両の車載システム１０５の航法アプリケーション４１２は、主要道路網のリンク上の車両の走行速度（或いは等価的にリンク上の走行時間）の履歴（状況）を継続的に収集する。車載システムは誘導機能とは無関係に交通状況データを収集する。即ち、交通状況データを収集するためには、車両はナビゲーションシステムによって誘導される必要はない。航法アプリケーションは、リンク速度ログ１９２０にその日の時間及び各リンク上の走行速度を蓄積する。
【０１９３】
リンク速度ログ１９２０を形成するため、車載システムは車載データベース４３２に蓄積された主要道路網１０００上の車両の位置を追跡する。車載システムは、このシステムがそのGPS受信機から受信するGPS推定位置を用いて、車両が主要道路網の道路区分（リンク）を辿っていることを検知する。車載システムは、車両がそのリンクの一方の端部から他方の端部まで走行するに要する時間を記録し、リンク速度ログにそのリンク、その日の時間、そのリンクに沿う走行速度への参照を蓄積する。車両が主要道路網の多数のリンク上を走行するにつれて一連の走行時間が記録されるが、その各々の記録は走行したリンクに関連する。
【０１９４】
時として、例えば車両が主要道路網から定期的に、例えば毎日離れる場合、車載システムは、リンク速度ログ１９２０に蓄積してある記録された状況情報を、車載システムがサーバーシステムとのセルラー電話接続によって始動するデータ回線によりサーバーシステムに送信する。車載システムは、情報を送信した後そのリンク速度ログをクリアする。
【０１９５】
車両の運転者は、車載システムのユーザーインターフェイスを介していずれかのデータ収集モードを作動関係或いは非作動関係にするオプションを有する。サーバーシステムはまた、いずれかのタイプのデータ収集を作動状態（またはリクエスト状態）にすることができる。例えば、サーバーシステムは、より多くのデータが必要であればより多くの車両を利用できるようにし、必要以上のデータを受信中であれば幾つかの車両によるデータの収集を停止させることができる。
【０１９６】
サーバーシステムにおいて、航法アプリケーション５１２は多数の調査用車両から記録された速度情報を受信する。航法アプリケーションは、この収集した情報を用いて交通データベース５２４を更新する。例えば、航法アプリケーションは、特定のリンクにつき報告された速度をその交通データベースに蓄積されたそのリンクの平均速度に取り込む。オプションとして、サーバーシステムは更新した交通情報を外部情報システム１３０へ提供する。
【０１９７】
サーバーシステム上において、交通データベース５２４は、各リンクの（両方向の）平均リンク速度だけでなく、朝及び夕方のラッシュアワー（混雑期間）の開始及び終了時間を含む。これらの各混雑期間について、この交通データベースはその期間の平均速度を含む。
【０１９８】
インターバルとして種々の値を使用できる。例えば、同じ５分のインターバルを使用できるし、また夜間は一時間、一般的に混雑する期間は５分の不等インターバルを使用してもよい。
【０１９９】
オプションとして、サーバーシステムの交通データベース５２４に蓄積された平均リンク速度は、各車両の車載システムにダウンロードされてそのリンク速度データベース１９１０に蓄積される。このリンク速度データベースは、例えば、最短予想走行時間に基づいてルートを設定する際、車載システムにより利用される。
【０２００】
３ . ５ . ２ 例外的状況の報告
交通データ収集の第２のモードにおいて、車載システムはそのリンク速度データベース１９１０の情報を利用するが、この情報には主要道路網１００の全てのリンクの予想走行速度が含まれる。例えば、朝と夕方の混雑期間によるばらつきを考慮して、各リンクにつき多数の走行時間が蓄積されている。各リンクについて、以下の情報が記録される。
【０２０１】
代表的な予想速度；
朝の混雑期間の開始及び終了時間；
朝の混雑期間の予想速度；
夕方の混雑期間の開始及び終了時間；
夕方の混雑期間の間の予想速度。
【０２０２】
或いは、速度情報を蓄積するために他の種類のインターバルを用いることも可能である。また、車載システムは、リンクの特定の速度情報によらずに、そのリンクの代表的な予想速度をそのリンクの等級に基づいて決定することもできる。例えば、等級４（ハイウエイ）上のリンクは一般的に速度制限（例えば、５５MPH）に近いと予想できる。
【０２０３】
状況データ収集モードにおけるように、調査用車両の車載システムは主要道路網もリンクを走行中GPS推定位置によって車両位置を追跡し、主要道路網の特定リンクを車両が通過するときを検知する。車載システムは、リンクに沿う走行速度が一日のその時間におけるそのリンクの予想速度（例えば、予想速度の７５％またはそれより遅い速度）よりも実質的に遅いか或いは速い場合に例外的交通状況が発生したと判断する。
【０２０４】
例外的交通状況が発生すると、車載システムはサーバーシステムをセルラー電話で呼出すことによりサーバーシステムとの通信セッションを開始する。車載システムは、この例外的状況を符号化し、そのリンクと走行速度を示す短いデータメッセージをサーバーシステムへ送信する。
【０２０５】
例外的交通状況の報告を行う別の方法として、車両は例外的交通状況メッセージを送信するか否かを確率により選択する。この例では、例外的交通状況に遭遇する全ての車両がサーバーシステムへの送信を行う訳でないため、サーバーシステムにかかる通信負荷が減少する。
【０２０６】
サーバーシステムは、車載システムから例外的交通状況メッセージを受信する。サーバーシステムは交通データベース５２４を更新し、このデータベースにより、調査用車両から受信する例外的交通状況メッセージに基づいてルートを設定する。道路網上の調査用車両の「密度」が充分に高い場合、サーバーシステムは通常、多数の調査用車両から例外的交通状況メッセージを受信する。従って、オプションとして、サーバーシステムは、その交通データベースを更新する前に２または３台以上の調査用車両が例外的交通状況を報告する（即ち、例外的交通状況が他の車両により確認される）のを必要条件とすることができる。
【０２０７】
サーバーシステムは、例外的交通状況が報告されたリンクの予想速度を、それらのリンクについて調査用車両が例外的交通状況を報告しなくなった時からある時間経過した後、リセットする。
【０２０８】
例外的交通状況データ収集モードの作動には、運転者の介入は必ずしも必要ではない。調査用車両の運転者は、この例外的交通状況の報告モードを作動状態したり非作動状態したりすることができる。また、例外的交通状況に関する情報をサーバーシステムに送る前に運転者がその状況の確認を求められるように車載システムを構成可能である。例えば、車載システムは例外的交通状況メッセージを運転者に表示することが可能であり、また運転者はサーバーシステムへの送信前にそのメッセージの有効性を確認したことを示すボタンを押す必要がある。この確認方式により、交通状況とは無関係の理由、例えば、リンクに沿うガソリンスタンドでの停止のように速度が減少したとき、車両が例外的交通状況の存在を報告するのを防止することができる。
【０２０９】
このシステムの別のバージョンでは、例外的交通状況はサーバーシステムに直ちに報告されずに、記録される。車載システムはその後、例外的交通状況を記録した交通状況データを、個人情報をアップロードすると同じ態様でサーバーシステムへアップロードする。
【０２１０】
３ . ６ サーバーの制御
システムの別のバージョンにおいて、このシステムは、例えば調査用車両からデータを受取る速度を制限するか或いは特定の領域または道路に関連するデータを受信するように、車両データの収集を制御する。データ収集を制御する別の方法として、以下のものがある。
【０２１１】
第１の選択肢として、調査用車両はサーバーシステムから照会を受けるまで記録した速度データを送信しない。サーバーシステムは、記録した速度データを受信するために車両に対してポーリング（問合せ）を行う。１つのアプローとして、サーバーシステムは車両が通常走行する地理的領域に基づき車両をポーリングする。例えば、サーバーシステムに、ある領域の道路に関する最新データがない場合、その領域を通常走行中の車両をポーリングする。車両をポーリングするために、サーバーシステムはセルラー電話を利用するか或いはその車両の車載システムへ通報する。車載システムは、電話を受けると、記録した速度データをサーバーへ送信する。例えば、電話回線の利用とは別の方法として、商業ラジオ放送の側波帯上の放送チャンネルを利用して多数の車両にメッセージを放送することがある。この方法とは別に、サーバーシステムは、設定ルートを最近提供しそれらのルートの道路区分につき記録された速度データを保持していると予想する車両をポーリングする。
【０２１２】
別の例として、車載システムが記録した速度データを転送するためにサーバーシステムに電話をかけるが、サーバーシステムはその電話を何時かけるかの指示を以前車載システムに与えている場合がある。例えば、サーバーシステムが設定ルートを車載システムに提供する際、設定ルートと共に、車両が指定の道路区分を通過した後サーバーシステムに電話をかけるように命じる指示を提供する。
【０２１３】
別の方法として、車載システムがサーバーシステムへ電話をかけるときは必ず、サーバーシステムは、オプションとして、車両の記録した速度データをリクエストする。車両がルート設定サービスを要求する場合、所望の目的地のアップロードと設定ルートのダウンロード開始との間のインターバルの間、或いは車両からサーバーシステムへのデータ伝送に使用されない任意の他のインターバルの間にデータ伝送を行う。
【０２１４】
別の方法として、サーバーシステムが設定ルートを車載システムに提供する際、設定ルートに、サーバーシステムの持つ最新の予想リンク時間（即ち、リンク時間は最近受信した調査用車両のデータを反映する）が含まれるようにする。この選択肢では、１つの道路区分における例外的交通状況は、サーバーシステムがルート設定時にその例外的交通状況を既に知っている場合はそのサーバーに報告されない。
【０２１５】
３ . ７ データの融合
システムの別のバージョンにおいて、サーバーシステムは外部情報サービスから交通関連情報を受信する。例えば、サーバーシステムは、偶発事件の報告（例えば、故障レポート）を受信し、調査用車両からのそれら道路区分に関するデータの受信を待たずに、その報告に基づいて走行速度が遅くなるのを予測する。同様に、サーバーシステムは、イベント（例えば、スポーツ行事）に関する情報を受信し、それに基づいてリンク速度を予測する。サーバーシステムは、最短予想走行時間基準に従って車載システムのための新しいルートを計算する際、これらの予測されたリンク速度と調査用車両により報告されるリンク速度とを組み合わせる。
【０２１６】
４ 車両の更新（図２０Ａ−Ｃ）
上述したシステムにおいて、車載システム及びサーバーシステムは、一貫した状態に保たれるデータを有する。例えば、車載システムに蓄積される主要道路網は、サーバーシステム上においてそれら道路網の部分集合を含む。データが一貫している場合、車載システムにより確認される目的地の明細はサーバーシステムにとっても有効であろう。
【０２１７】
全ナビゲーションシステムにより使用される情報は、時々更新される。例えば、地図プロバイダは、道路網を定期的に更新して、前のエラーを補正するか或いは新しい道路の追加のような道路網の変化が反映されるようにする。
【０２１８】
このシステムの別のバージョンは、車載データベース及びシステムデータベースが一貫した状態に維持されるように、車載システムを更新する１または２以上のアプローチを用いる。これらのデータベースが一貫している場合、車載システムにより確認される目的地の明細は、サーバーシステムがその目的地へのルートを設定しようとするときサーバーシステムによって無効であると判断されない。逆に言えば、これらのデータベースに一貫性があれば、車載システムは、例えば、新しい道路が道路網に追加されたと言う理由で、サーバーシステムが有効であると判断する目的地の明細を除外しないであろう。
【０２１９】
このシステムはまた、車載システムのデータに加えてソフトウエアを更新する手段を含む。例えば、既存の機能のためのユーザーインターフェイスを、新しいコードをダウンロードすることにより変更できる。また、全く新しい機能をダウンロードすることも可能である。この新しいまたは変更された機能には、オペレータとのインターフェイスに使用する変更したメニューやグラフィック表示を含まれるであろう。
【０２２０】
新しいソフトウエア及びインターフェイスは、幾つかのよく知られた選択肢のうちの１つを用いて車載システムに一体化される。例えば、新しいソフトウエアモジュールは、車載システムの既存のソフトウエアモジュールからアクセスされる予め定義した入力点を提供できる。新しいソフトウエアモジュールへのインターフェイスを記載したデータは、そのモジュールを実現するコードと共にダウンロードすることができる。ユーザーインターフェイスは、ディスプレイ上でピクセルを操作する低レベルコードを用いることにより実現可能であり、またはマークアップ言語（例えば、HTML）を用いるようなハイレベルの説明を使用できる。
【０２２１】
ナビゲーションシステムは、車載システムを更新する以下の選択的アプローチのうちの１または２以上のものを使用する。
【０２２２】
車載システムのスタティックメモリを物理的に交換する；
例えば、ディーラまたは他のサービスセンターにおいて高速データリンクにより更新を行う；
セルラー電話によるデータリンクを介して更新する。
これらの各アプローチを以下の章において説明する。
【０２２３】
４ . １ メモリの物理的交換
図２０Ａを参照して、第１のアプローチでは、車載システム１０５の車載コンピュータ２１０のスタティックメモリ２２２は取外し可能な装置である。例えば、スタティックメモリ２２２はとして、磁気ディスクを収容するPCMCIAカードまたはフラッシュメモリシステムがあろう。
【０２２４】
車載システムの更新には、メモリ２２２をデータベースの更新済みバージョンを予めロードした別のメモリ２２２ａと交換することが含まれる。これにより、例えば、主要道路網を異なる地理的領域に対応するように更新する必要がある場合、データベース全体の迅速な更新が可能となる。
【０２２５】
４ . ２ 高速データリンクによる更新
図２０Ｂを参照して、車載システムを更新する第２のアプローチには、高速（例えば、最大１メガビット／秒）のデータ回線を介する車載システムへのデータの転送が含まれる。この車載システムは、車載システム１０５の車載コンピュータ２１０に接続されたデータインターフェイス２０２０を含む。更新データのソースはデータインターフェイスに接続されている。例えば、高速接続手段２０１０は、FordのSCPまたはSAE J1850プロトコルのような業界標準通信プロトコルを用いて更新された情報をダウンロードするディーラまたはサービスセンターのサービス装置２０３０に接続可能である。或いは、車両の所有者は、パソコン２０３１（ラップトップコンピュータのようなもの）を車載システムに接続できる。車載システムの更新情報は、CD-ROMのような記録メディア２０４０上に或いはインターネットを介して所有者が手に入れるであろう。パソコンと車載システムとの間の接続２０１１には赤外線リンクのような無線接続を利用できる。
【０２２６】
図２０Ｃを参照して、車載システムを更新するさらに別の選択的アプローチでは、有線の電話回線を利用する。このアプローチにおいて、車載システムは、中位速度のモデム２０５０（例えば、毎秒５６キロビットのモデム）及び電話コネクタを有する。所有者は、電話コネクタから公衆電話ネットワーク(PSTN)３４０へ物理的な接続２０５２を行う。車載システムは、サーバーシステムあるいはデータ更新用の別のサーバーへ電話をかけ、この電話回線を介して中位速度でデータをダウンロードする。
【０２２７】
４ . ３ 無線リンクによる更新
車載データベースを更新する第３のアプローチでは、車載システムとサーバーシステムとの間のセルラー電話回線のような無線データ回線を利用する。合理的な時間（例えば、一時間以下）で送信可能なデータ量は、かかる回線により達成可能な比較的遅いデータ伝送速度による制約を受ける。一般的に、無線データ回線では、データはデータベースの新しいコピー全体がダウンロードされるのではなくて、少しづつ更新される。
【０２２８】
サーバーシステムと接続する無線データ回線によるデータベースの更新を開始させるには、幾つかの選択的アプローチのうち１つを利用する。その第１のものは、運転者が車載システムのユーザーインターフェイスを介して更新を明示的にリクエストする。第２のアプローチは、車載システムが前の更新からの経過時間に基づいて更新をリクエストできる。第３のアプローチでは、車載システムがサーバーシステムとの通信セッションを開始した後、設定ルートをダウンロードする前に、またはその後で、データベース編集分をダウンロードすることができる。第４のアプローチとして、サーバーシステムは各車両に電話をかけて各車両に編集した更新情報を順番に「押し込む」。
【０２２９】
車載データとサーバーシステムのデータとの間の一貫性を維持するために、データベースのデータはあるバージョン数のものである。サーバーシステムがそのデータを更新するたびに、バージョン数を更新する。車両がルートをリクエストすると、車両はまたそのルートの目的地の明細を確認するために使用されたデータのバージョン数情報を与える。サーバーシステムは、受信したバージョン数情報を用いて電話をかけてきた車両へいずれの更新情報が依然としてダウンロードされてないかをチェックする。
【０２３０】
サーバーは、１つのセッションで全ての更新情報を必ずしもダウンロードする必要はない。その代わり、更新情報を少しずつ送信する。この少しずつ送信するアプローチでは、最も関連ある更新情報を最初に送信する。例えば、サーバーシステムは、別の都市の更新情報をダウンロードする前に、車両が通常走行する都市の主要道路網を更新する。
【０２３１】
車載システムのデータベースが旧ければ、車載システムがサーバーシステムへ送信する確認済みの目的地明細情報は道路網が変化しているため無効であろう。例えば、道路名が変更されている場合がある。従って、サーバーシステムが車載システムから受信する目的地の明細情報が有効でない場合、サーバーシステムは車載システムに通報し、車載システムが運転者に通報する。その後、運転者は別の住所を指定するか、或いはサーバーシステムから車両へ更新された情報がダウンロードされるのを待つことができる。
【０２３２】
５ 付加的サービス
車両情報システムの別のバージョンは、ナビゲーションサービスを提供するだけでなく、路傍における支援、遠隔操作による車両の制御、交通情報及び通信関連サービスのような付加的なサービスを提供する。
【０２３３】
５ . １ 緊急時及び路傍における支援サービス
緊急時及び路傍における支援サービスは、車両の運転者へ支援施設に接触して車両位置を知らせるための方法を提供する。図２１Ａを参照して、運転者が開始する対話動作では、運転者が車載システムのユーザーインターフェイス上で緊急時及び路傍における支援サービスのオプションを選択する。車両が、サーバーシステムか、またはかかるリクエストを取扱うために車載システムが電話をかけるよう構成された別のサーバーへ、セルラー電話回線で電話をかける。電話がつながると、車載システムは通話先のサーバーへのデータ接続をする。車載システムはサーバーへ車両のIDを送信する。サーバーはこのIDを用いて車両の製造者、モデル及び色のような情報にアクセスするが、これは派遣されるサービス車両が運転者の車両を発見する際役に立つであろう。車載システムはまた、その推定位置または生のGPSデータと、そのGPS測定値に基づく最も最近の走行方向とを送信する。サーバーシステムは、GPS補正データを車両の推定位置または生のGPSデータへ適用して、補正された推定位置を計算する。車載システムがサーバーへのデータ伝送を完了すると、運転者は車両の電話のハンドセットを用いてサーバーの所の電話オペレータ２０１０と通話することができる。これにより、運転者は支援を行う車両を急派するにあたり役に立つ詳細な情報を提供することができる。
【０２３４】
運転者からの支援を求めるリクエストとは別に、車載システムは、エアバッグシステムの作動或いは緊急事態を示す何か他の信号により支援を求めるリクエストが自動的に発信されるモードを含む。このモードは、例えば、車両が衝突事故に巻き込まれて運転者が支援を求める電話をかけられないか或いはかけることを思い付かない場合に利用されるであろう。
【０２３５】
５ . ２ 車両の遠隔制御
さらに別のサービスとして、車両の遠隔制御がある。車載システムは、ドアロックサブシステムのような車両のサブシステム或いは車両制御サブシステムに結合されている。この結合により、Ford社により製造される車両にあるSCP（全社標準プロトコル）のような現在多くの車両に使用されている標準車両データ通信インフラストラクチュアを利用できる。
【０２３６】
５ . ２ . １ ドアのロック解除
図２１Ｂを参照して、遠隔操作によるドアロックの解除は遠隔操作による車両制御サービスの一例である。運転者がキーを車両内に残して自動車をロックしてしまった場合、例えば、サーバーシステムへのアクセスできる電話オペレータへ電話をかけることによってサーバーシステムに接触する。電話オペレータによる適当な認証完了後、電話オペレータはサーバーシステムにより実行される遠隔ドアロック解除手順を始動させる。
【０２３７】
運転者が車両を離れているとき、車両のセルラー電話の受信機は、バッテリーの消耗を減少するために通常「オン」の状態になっていない。従って、サーバーシステムはドアのロックを解除するために車載システムに電話をかけることができないのが普通である。
【０２３８】
明確なスケジュールに従って、車載システムは、セルラー電話受信機の電源を繰返し投入することにより、その時点で電話がかかってきていないか否かをチェックする。例えば、車載システムは、１５分ごとにこのサイクルを繰返す。車載システムが電話がかかってきていないことを検知すると、次の予定チェック時間まで電話受信機の電源を「オフ」にする。
【０２３９】
車両のスケジュールはサーバーシステムに蓄積されており、車載システムとサーバーシステムは、例えばGPS信号に基づく共通の時間ベースを共有する。サーバーシステムは、ロックされた車両の次の予定チェック時間まで待ってセルラー電話をかけることにより、車載システムとのデータ伝送チャンネルを開始させる。データ回線がつながると、サーバーシステムは車載システムにドアのロックを解除する命令を送信する。
【０２４０】
車両の運転者が電話オペレータへドアロック解除サービスをリクエストすると、電話オペレータは車両の運転者にドアのロックが解除される時間を通報するが、これは車両のチェック時間のスケジュールが電話オペレータに分かっているからである。
【０２４１】
５ . ２ . ２ 車両の不動化
車両の不動化サービスには、ドアロック解除サービスと同様な方式を用いる。車両の運転者は、集中サーバーの電話オペレータに電話して、車両が盗難にあったことを通報する。サーバーシステムは、車両の電話受信機の電源が投入状態にあれば直ちに車載システムに電話をかけるか或いは上述したドアロック解除機能に使用される予定電源投入モードを利用する。
【０２４２】
いずれの場合でも、車載システムとサーバーシステムとが通信を行うと、車載システムが車両位置をサーバーシステムに送信し、サーバーシステムが車載システムに車両を非作動状態にする命令を送信する。その後、車載システムは車両のシステムにこの車両を非作動命令を送る。
【０２４３】
５ . ３ 交通情報
交通情報サービスでは、指定された少数の選択的「トリップ」に関連する交通状況のレポートを運転者に提供する。例えば、運転者には自宅から仕事場へ行くのに３つの選択的なルートとしての選択肢がある。運転者は、そのトリップを開始しようとするとき、車載システムと対話して、それらのトリップに関する交通情報をリクエストする。車載システムはサーバーシステムに接触し、サーバーシステムは各トリップについて現在の交通状況に関する情報を運転者へ提供する。
【０２４４】
運転者がトリップを指定する１つの方法として、１組のトリップ区分を示す車載の表を利用する。これらの区分は通常、道路網の多くの道路区分を含む。例えば、２つの交差するハイウエイ間の主要なハイウエイの一部がトリップ区分であろう。運転者は、トリップ区分の部分集合を選択することにより個人的なトリップを計画する。運転者の個人的トリップに関する交通状況をチェックするために車載システムがサーバーシステムに接触する場合、車載システムは運転者の選択されたトリップ区分をサーバーシステムへ転送する。
【０２４５】
サーバーシステムは、道路網の道路区分上の現在のリンク速度を含むその交通データベースから、運転者のトリップに関連する現在の交通状況を知ろうとする。交通状況の表示には種々の選択肢が考えられる。このシステムのこのバージョンでは、交通状況は、「普通」、「混雑」、「極端に混雑」の少数のカテゴリーに分類され、各カテゴリーが異なるアイコンにより運転者にグラフィック表示される。
【０２４６】
システムの別のバージョンでは、ユーザーが前に指定したトリップのうちの１つに例外的交通状況が存在する場合、サーバーシステムは積極的にユーザーに接触する。例えば、サーバーシステムは、車載システムに電話することによりその情報を送信するか、または呼出しメッセージを送信するか、または電子メールを送るか、もしくはユーザーに電話することにより、例外的状況を通報する。
【０２４７】
別の例では、ユーザーは幾つかの選択肢となるトリップを指定する。サーバーシステムによりユーザーが指定したトリップのうちの１つに例外的交通状況が存在するのが検知されると、サーバーシステムは選択肢であるトリップに関連する交通情報を積極的にダウンロードする。このようにすると、ユーザーは車載システムがサーバーシステムに電話するのを待たずに、ルートを再設定できる。
【０２４８】
６ 拡張可能なサーバーアーキテクチュア（図２２）
図２２を参照して、別の例のサーバーシステム１２５ａは、上述のサーバーシステム１２５の機能と共に車両に他のサービスを提供するための拡張可能なアーキテクチュアを提供する。サーバーシステム１２５ａは、LAN2205を介して結合される多数のサーバーコンピュータを有する。別の例として、これらのサーバーコンピュータの機能は、少数のコンピュータ上で、或いはこれら全ての機能を実行する単一のコンピュータ上で実現可能である。
【０２４９】
サーバーシステム１２５ａは、電話インターフェイス３２０に結合されたゲートウエイシステム２２１０を含む。ゲートウエイシステム２２１０は、車両１００とサーバーシステム１２５ａのサーバーコンピュータとの間の通信ゲートウエイを提供するために使用され、車載システムから受信した情報が適当なサーバーコンピュータに送られるようにメッセージルーチング機能を実現する。ゲートウエイシステム２２１０は、サーバーシステムと車両との間を行き交うデータの内容を解釈する必要は必ずしもない。
【０２５０】
サーバーコンピュータは、上述の航法アプリケーションを実行するナビゲーションシステム２２５０を含む。車載システムがサーバーシステム１２５ａと通信セッションを開始することによりルート設定サービスをリクエストすると、ゲートウエイシステム２２１０は通信セッションにおいて車載システムにより提供される情報を用いてこのセッションをナビゲーションシステム２２５０に接続すべきか否かを判断する。例えば、車載システムはデータの流れの最初の部分においてナビゲーションサービスを指定する。或いは、サーバーシステム１２５ａにより実現される種々のサービスは電話インターフェイス３２０に割当てられたそれぞれ異なる電話番号を有し、ゲートウエイシステム２２１０が車載システムがダイヤルする電話番号に基づいて適当なサーバーコンピュータへの接続を行う。
【０２５１】
ナビゲーションシステム２２５０は、図５に示すようにサーバーシステム１２５の機能を実現する。即ち、GPS受信機３２５へのインターフェイスを有し、サーバー地図データベース５２０、イエローページデータベース５２２及び交通データベース５２４を含んでいる。ナビゲーションシステム２２５０は、地図プロバイダ２２５２及び交通情報システム２２５４に結合されている。
【０２５２】
サーバーシステム１２５ａにより提供される別のサービスは、通信システム２２６０により実現される。この通信システム２２６０は、電子メールシステム２２６２及び呼出しシステム２２６４を含む外部の通信システムに結合されている。これら外部の通信システムは、特定の車両に向けられたメッセージを通信システム２２６０へ送信する。通信システム２２６０は、ゲートウエイシステム２２１０へ特定の車両とのデータ通信チャンネルを開始するよう要求するリクエストを発信し、データと命令を車載システムに送信する。
【０２５３】
車両の車載システムは、サーバーシステムにより提供されるサービスに対応するソフトウエアモジュールを有する。例えば、通信システム２２６０から車載システムへ送られる通信情報は、受信するデータ及び命令を解釈する通信モジュールが受信される。例えば、メッセージ通信モジュールは、車載システムのディスプレイ上に呼出しメッセージまたは電子メールメッセージを表示するか、或いはそれらを合成音声メッセージとして提供する。
【０２５４】
ニュースシステム２２７０は、特定の車両の運転者にとって興味あるニュースに対応するデータを車両に送信するサービスを提供する。ニュースは外部のニュースサービス２２７２により提供される。
【０２５５】
サーバーシステム１２５ａはまた、LAN2205とインターネットに結合された遠隔構成システム２２３０を有する。ナビゲーションシステムのユーザーは、この遠隔構成システムを用いることにより、サーバーシステムに蓄積されたユーザーの個人情報２２３２のうち彼等のレコードを変更することができる。ユーザーの個人情報は、そのユーザーの車両の車載システムへサーバーシステムからダウンロードするか、或いはサーバーシステム上に蓄積することができる。ユーザーの個人情報に含まれる情報に、車載システムに対して目的地を指定する際ユーザーが選択する蓄積された目的地を含む種々の情報を含めることができる。例えば、ユーザーはインターネットを介してしばしば訪れる目的地のリストを指定した後、車両内で車載システムによりそのリストを表示して選択を行うことにより、特定の目的地を選択することができる。
【０２５６】
ユーザーの個人情報の別の側面には、交通情報サービスに関連するものがある。ユーザーは、車載インターフェイスにより一組のトリップを決定する必要はなく、グラフィック形式の地図によるインターフェイスを用いてトリップを選択すればよい。例えば、ハイウエイシステムまたは主要道路網の全体地図を表示させる。ユーザーは連続するトリップ区分をいくつか選択することによりグラフ上でいくつかの経路を選択する。これらのトリップは、ユーザーの車両へダウンロードするかサーバーシステムに蓄積すればよい。サーバーシステムに蓄積された場合、ユーザーが車両内で交通情報をリクエストすると、車載システムは必ずしも運転者のトリップ明細を伝送せずに、運転者の名前を指定し、サーバーシステムが運転者が蓄積したトリップを探索する。
【０２５７】
ユーザーの個人情報に、ユーザーが使いたくない特定の道路のような好みを入れるようにしてもよい。ユーザーの個人情報には、ユーザーが使いたくない道路を使った場合節約できる時間を含めることもできる。
【０２５８】
ユーザーはまた、ルート設定リクエストを入力するために遠隔構成システム２２３０を利用する。例えば、ユーザーは遠隔構成システムに目的地の明細を送り、サーバーシステムがユーザーが車両に乗り込む前に目的地までの設定ルートをダウンロードする。ユーザーは、インターネット、サーバーにある自動音声認識装置と対話する音声電話回線を含む種々のメディアを介して、この遠隔構成システムにアクセスできる。ユーザーは、目的地を指定するだけでなく、目的地に特定の時間に到着するためトリップを開始する必要のある時間を教えてくれるようなリクエストを行うこともできる。この出発時間の教示は、電話、呼出しサービス或いは種々の他の通報方式により可能である。
【０２５９】
サーバーシステム１２５ａへの新しいサービスの追加は、サーバーコンピュータを追加し、そのサービスのための通信が新しいサーバーコンピュータに差し向けられるようにゲートウエイシステム２２１０を更新し、各車載システムに対応のソフトウエアモジュールを追加して車載システムを更新することにより行う。車載システムは、上述したように（章４を参照）、セルラー電話回線或いは物理的な接続により更新される。
【０２６０】
このシステムの別のバージョンには、上述した全ての特徴を必ずしも具備しないものもある。例えば、交通情報システムは、運転者が指定したトリップを含むようにしてもよい。車載システムは、それらトリップのための交通情報を得るためにサーバーシステムに接触する。車載システムは、GPS受信機または地図データベース、或いはこれらの特徴部分だけをサポートする他の装置を必要としない。
【０２６１】
別の例では、車載システムは必ずしも自律的なルート再設定をサポートしない。車載システムは、車両がルートから外れたと判断した場合、サーバーに接触してルートを再設定するか、或いは再設定に用いる地図を提供することができる。
【０２６２】
このシステムの別のバージョンは回り道を行う能力を提供する。詳説すると、運転者は設定ルートから除外すべき道路区分を指定し、車載システムはその主要道路データベースを用いてその道路区分を迂回する回り道を設定する。
【０２６３】
システムの別のバージョンにおいて、サーバーシステムは幾つかのルート、例えば最短時間、最短距離などの異なる基準で選んだルートを設定し、ダウンロードする。車載システムは、選択肢の属性（例えば、時間、距離）を表示し、運転者がその１つを選択する。サーバーが全てのルートをまだダウンロードしていなければ、選択したルートを引き続きダウンロードする。
【０２６４】
システムの別の例では、サーバーシステムはそのルートと共に別のデータをダウンロードする。例えば、交通情報をダウンロードして運転者に表示する。また、ルートに沿うレストランに関する広告情報をダウンロードして運転者に表示し、車両がそのルートに沿って進行する。ダウンロードされた別のデータは、サーバーシステムが受信した車両のIDに応じてサーバーシステムが個々の運転者に合うように調整できる。例えば、サーバーは、ルートをナビゲーションする間に車載システムが運転者に表示するためにダウンロードすべき広告データを、運転者の個人的な横顔または彼の以前の旅行パターンに応じて、選択することができる。
【０２６５】
別の例として、例えば、運転者が指定した一組のトリップに従って車両に交通情報をダウンロードする。交通情報は道路網の地図と共に表示される。交通情報は、テキストによる解説、アイコン及び色を含む種々の形式の１つを用いて表示される。
【０２６６】
別の例では、サーバーシステムは車載システムにスポット地図をダウンロードしない。車載システムは、出発点からの方向転換の指示を与える。例えば、第１の指示は、道路Ｘの方向を示す矢印を含む「道路Ｘへ進む」であろう。
【０２６７】
別の例では、車載システムは、自律的ルート再設定のための主要道路網を有するが、道路の住所を確認するための住所範囲データは含まない。その代わり、車載システムは、サーバーシステムを利用して運転者が指定する番地を確認する。このようにして、車載システムは住所を部分的に確認し、サーバーシステムを利用してこの確認作業を完了する。
【０２６８】
同一のサーバーシステムは、上述した種々の選択的能力のような種々の能力を有する車載システムを同時にサポートできる。
【０２６９】
別のバージョンは、運転者が一連の目的地を指定するのを可能にする。例えば、第１の目的地はガソリンスタンド、第２の目的地は運転者の仕事場である場合がある。一連の目的地の全ては、車載システムがサーバーシステムに接触する前に確認する。サーバーシステムは、出発位置から第１の目的地までのルートを設定した後、第１の目的地から次の目的地までのルートを設定する。サーバーシステムは、設定したルート全体を車載システムにダウンロードする。
【０２７０】
７ 他の実施例
このシステムのさらに別の例は、別のハードウェア構成を使用し、様様なセットの機能を提供する。例えば、ナビゲーションまたは交通サービス以外の運転者情報サービスが、車載システムを介して運転者に提供される。これらの情報サービスは、インターネットによりデータにアクセスするような種々のデータソースを利用する。
【０２７１】
７．１ モジュラー型トランシーバ／ハンドセット（図２３Ａ−Ｂ）
このシステムの１つの変形例は、該システムの車載装置のためのモジュラー型ハードウェアアーキテクチャを利用し、セルラー電話システムとモジュールを共有する。関連する別の実施例は、例えば地上または衛星無線データネットワークを含む他の無線通信システムを利用する。
【０２７２】
運転者情報システムの車載装置のこの例は、例えば、JRC Canada Inc.またはAudI/Ovox Inc.製のモジュールのような市販のセルラー電話モジュールを利用する。図２３Ａを参照して、かかるモジュールの標準的構成は、セルラー電話モジュール２３２０が双方向データライン２３２１及び入出力音声ライン２３２２を介してハンドセットモジュール２３６０に接続されている。同様な標準的モジュール構成には、ハンドセットモジュールと電話モジュールとの間にコントローラモジュールが結合されたものが含まれる。
【０２７３】
図２３Ｂを参照して、システムのこの例では、車載コンピュータ２３１０は、セルラー電話モジュール２３２０とハンドセットモジュール２３６０とを結合する。車載コンピュータ２３１０は、図２３Ａに示す標準的構成において運転者がハンドセットモジュール２３６０によりハンドセットモジュールを利用するのと本質的に同じ態様でセルラー電話を送受信できるように構成されている。さらに、車載コンピュータ２３１０は、運転者とのインターフェイスのためにハンドセットモジュール２３６０を使用し、またセルラー電話通信を介してサーバーシステムにアクセスするためにセルラー電話モジュール２３２０を使用して運転者情報サービスを運転者に提供するように構成されている。図２３Ｂに示すシステムは、図２に示すシステムと同様な機能を有する。詳述すると、車載コンピュータ２３１０は、ナビゲーション機能を提供し、車載コンピュータ２１０（図２）により提供されるユーザーインターフェイス機能を制御する。しかしながら、運転者情報システムの入出力を行うために別個のI/O装置２４０（図２）を使用する代わりに、車載コンピュータ２３１０はハンドセットモジュール２３６０の入出力装置を利用する。
【０２７４】
引き続き図２３Ａ―Ｂを参照して、セルラー電話モジュール２３２０は、セルラートランシーバ２５４と、一体型または外付けセルラー電話アンテナ２５５を有する。図２３Ａに示す標準的構成のセルラー電話モジュール２３２０は、デジタルダイヤル情報のようなデジタル情報をデータライン２３２１を介してハンドセットモジュール２３６０から受け取り、通話者情報のようなデジタル情報をデータライン２３２１を介してハンドセットモジュール２３６０へ送リ出す。図２３Ｂを参照して、この実施例の車載コンピュータ２３１０は、ダイヤル情報またはサーバーシステムへ送信するデータのようなデジタル情報をセルラー電話モジュール２３２０へ送り、地図関連データのようなデジタルデータをセルラー電話モジュール２３２０から受け取る。セルラー電話モジュール２３２０はまた、サーバーシステムとの間で電話による交信を行うために、典型的にはスピーチ信号のような音声信号を送受信する。
【０２７５】
ハンドセットモジュール２３６０は、ディスプレイ２３６２を有する。この実施例のディスプレイ２３６２は、各々が８個の文字位置を有する２つのラインより成る格子状ディスプレイであるが、さらに大型または幾分小型のディスプレイもしくは文字符号化型ディスプレイでなくてビットマップ型ディスプレイを用いてもよい。セルラー電話モジュール２３２０とハンドセットモジュール２３６０とは、ディスプレイ２３６２を外部から制御できるようにする通信プロトコルによりデータライン２３２０を介して交信する。
【０２７６】
ハンドセットモジュール２３６０は、例えば、１０個の数字キー及び数個の機能指定キーを有するキーパッドようなキーパッド２３６４も備えている。データライン２３２１上で用いる通信プロトコルは、ユーザーが押すキーパッド２３６４上のボタンに応じて関連情報を外部から発信できるようにする。
【０２７７】
ハンドセットモジュール２３６０は、例えば、マイクロホン及びスピーカーのような音声入出力装置２３６６も備えている。音声信号は、音声ライン２３２２を介して音声入出力装置２３６６およびセルラー電話モジュール２３２０へ送られるか、それらから受信される。
【０２７８】
図２３Ｂを参照して動作を説明すると、ハンドセットモジュール２３６０を通常のセルラー電話として使用する場合、車載コンピュータ２３１０は、セルラー電話モジュール２３２０とハンドセットモジュール２３６０との間でデータ信号及び音声信号を送受信されるようにする。システムが運転者情報モードで動作する時、車載コンピュータ２３１０はキーパッド２３６４へのユーザーによる入力を符号化したデジタル信号を受信してこれを処理し、ディスプレイ２３６２を制御して文字数字及びアイコン出力を表示するデジタル信号を発生させる。このようにして、車載コンピュータ２３１０はディスプレイ２３６２によりナビゲーション及び交通情報を運転者に提供する。
【０２７９】
ディスプレイ２３６２は、上述した他の実施例におけるビットマップ型グラフィックディスプレイの能力と特に比較すれば限られた出力能力を有する。車載コンピュータ２３１０は、この限られた能力のディスプレイ上に、各方向において４５°、９０°及び１３５°の転換及び０°及び１８０°（Uターン）の転換のような種々の角度の転換を示す矢印を含む表示可能な記号の拡張セット（即ち、絵文字）により、ナビゲーションの指示を運転者へ提示する。「メインストリートの０．５マイル先で右折する」というような指示が、右折を示す矢印、距離「０．５」、右折する街路名「メイン」のような表示により提示される。限られた能力のディスプレイ上へナビゲーションの指示を提示するには、別の方法もある。
【０２８０】
車載コンピュータ２３１０は、このコンピュータとハンドセットモジュールとを結合する音声径路を介してハンドセットモジュール２３６０へ送る音声による指示を発生する。別の方法として、車載コンピュータは、外部のスピーカー装置、例えば車両の音声システムにより音声による指示を提供することができる。音声信号には、例えば合成スピーチまたは録音スピーチのようなスピーチによる指示が含まれる。別の実施例において、コンピュータ２３１０からハンドセットモジュール２３６０へスピーチ信号を送る代わりに、ハンドセットモジュール２３６０は、車載コンピュータ２３１０からデジタル信号に応答して、あるいは車載コンピュータ２３１０により合成された音声信号に応答してトーンを発生する。
【０２８１】
ユーザーは、図２Ａ−Ｃに示したものと同様で且つ無線ディスプレイ上で利用可能な限られたグラフィック入力及びフィードバックを利用する方法により、指令及び情報を車載システムへ入力する。このユーザーインターフェイスは、セルラー電話上の機能を制御するために、あるいはそのディレクトリの名前にアクセスするためにしばしば利用される格納スクロールメニューを拡張するものである。図２３Ｃを参照して、電話機を操作するためのメニューの選択肢は、メニューの最上レベルにある「ナビゲーション」（ステップ２３７６）、「路傍における支援」（ステップ２３７４）及び「交通情報」（ステップ２３７２）を含むように拡張されている。ユーザーは、キーパッド上でスペルを入力するか、スクロールリストから選択するか、もしくはその両方により、都市名、交差点、及び興味のある場所を含む名前入りの項目を選択する。ユーザーは、セクション７．４に述べるように、印刷地図を参照して適当な入力を決定することができる。
【０２８２】
車載コンピュータ２３１０は、運転者がキーパッド２３６４に指令を入力する代わりに音声入出力装置２３６６へ指令を音声入力できるスピーチ認識機能もオプションとして備えている。車載コンピュータ２３１０は、音声指令を処理するかあるいはスピーチ認識機能の全部または一部を実行する遠隔のサーバーへスピーチ信号を送り、サーバーはその結果を車載コンピュータへ送り返す。
【０２８３】
図２３Ｂを参照して、車載コンピュータは、オプションとして、センサー２３０及びディスプレイ２４０に結合される。センサー２３０は、車両の走行距離及び方向に関する情報を提供する。ディスプレイ２３０は、ハンドセット２３６０のディスプレイ２３６２を介して提示されるグラフィック出力の代わりに、またはそれに加えてグラフィック出力を提供する。
【０２８４】
図２３Ｂは、車載コンピュータ２３１０を、ハンドセット２３６０、セルラー電話モジュール２３２０、センサー２３０及びディスプレイ２４０に直接接続した状態で示す。別の実施例において、これらの装置の一部または全部は、車両内のバスを介して、または車載の無線周波数通信手段により通信を行う。例えば、ディスプレイ２４０は、標準化された車載データバスを介して制御される汎用情報ディスプレイでよい。別の実施例において、車載コンピュータ２３１０は、車両診断システムまたはページング受信機のような別の車載装置へ通信バスを介して結合されている。
【０２８５】
７．２ ハイブリッドで自律的なクライアント／サーバーシステム（図２４）
このシステムの別の例は、自律的動作とクライアント／サーバー動作を組み合わせたものを利用する。図２４を参照して、ハイブリッド車載システム２４００は、車載コンピュータ２４２０が通信システム２５０によりセルラー電話システムの無線通信リンクを介して遠隔のサーバーシステム１２５に結合されたものである。図１に示すシステムと同様に、サーバーシステム１２５は地図プロバイダー１６０により提供される地図情報３６０を利用する。
【０２８６】
図２４において、車載システム２４００は、CD-ROMのような交換可能な媒体上に蓄積された地域別地図２４１０を有する。地域別地図２４１０は、地図プロバイダー１６０により提供されるか、またはそのプロバイダーにより提供される生の情報から抽出したものである。地域別地図はその地方の道路を含むを含むが（即ち、地域別地図は主要道路に限定されない）、カバーする地理的領域に限定されている。これとは対照的に、車載コンピュータ２４２０は、必ずしもその地方の道路でない主要道路を含む車載データベース４３２も含む。地域別地図は、比較的小さいな地理的領域に限定されるため、記憶装置の容量を越えないように地方の詳細な道路情報を含むことが多い。別の実施例において、大きな領域の主要道路に関するデータ及びより小さな領域の地方道路に関するデータを共に単一の記憶媒体上に搭載することが可能であるが、このデータは交換可能な記憶媒体上でなくて車載システム内に格納すればよい。
【０２８７】
車載システムは、地域別地図２４１０上に地方道路情報を包含させると、ある特定の状況において、サーバーシステムのサービスを必要とせずに出発点から目的地へのルートを決定することができる。車両が地域別地図２４１０の領域内にあり、ユーザーが地域別地図２４１０の領域内にある目的地を入力する場合、車載コンピュータ２４２０は地域別地図２４１０内に記憶されたデータに基づき最短距離の径路を算定する。車載コンピュータ２４１０は、走行すべきルートの決定のためにサーバーシステム１２５と接触する必要は必ずしもないが、最良ルートの決定に利用する交通情報を得るために、オプションとして、サーバーシステムに接触することもある。
【０２８８】
出発点と目的地が共に地域別地図の領域外にある場合、システムは前述したクライアント／サーバーモードで動作する。即ち、ユーザーが目的地を入力すると、これを車載コンピュータが全面的にまたは部分的に確認する。その後、車載コンピュータはサーバーシステム１２５に接触して、出発点から目的地へのルートをリクエストする。サーバーシステムは、車載システムが追従すべきルートを与える。
【０２８９】
出発点から目的地へのルートの一部だけが地域別地図の領域内にある場合、自律的及びクライアント／サーバー式動作を組合せて用いる。例えば、地域別地図が車両が位置する都市領域を含み、ユーザーが別の都市領域にある目的地を指定すると仮定すると、ルートの最初の部分は車載コンピュータが設定する。車載コンピュータは、詳細な地図情報を持たない径路部分のルート情報をリクエストする。サーバーシステムは部分的なルートを与え、車載コンピュータはダウンロードされた部分的ルートをコンピュータ自身が算定したルート部分と結合する。このようにすると、ダウンロードすべきデータ量が減少する。また、車両が地域別地図の境界内にある場合、サーバーシステムから最初の操作指示がダウンロードされるのを待つことなしに運転指示を迅速に提供することができる。
【０２９０】
関連する別の実施例は自律的動作のために地域別地図２４１０を利用するが、地図情報を有する車載データベース４３２は含まない。かかる実施例では、車載システムは、目的地の特定情報の確認を含む、地域別地図２４１０によりカバーされる領域の外側での全てのルート設定機能について、遠隔のサーバーと契約を行う。幾つかの別のサーバーモードを利用することも可能であるが、これらには上述のタイプの完全に自律化されたサーバーも含まれる。あるいは運転者が地域別地図２４１０がカバーする領域外の或る地点への道案内を望む場合、彼は遠隔のサーバーのところの人間のオペレータに接触することもできる。人間のオペレータは、目的地の特定情報を遠隔のサーバーのところの自律化されたルート設定システムに入力する。そして、遠隔のサーバーは設定されたルート、及びそのルートに関連する他の情報（例えば、回廊地図、そのルートに沿う興味ある場所、ルートに特有な広告）を車載システムにダウンロードする。
【０２９１】
車載データベース４３２の地図情報を含む関連の実施例は、種々の量のかかる地図情報を利用する。例えば、目的地の詳細（例えば、街路名、住所の範囲）を確認するに必要な情報だけを含むようにしてもよい。あるいは、車載データベースに、主要道路の位置に関する情報を含めるようにしてもよい。
【０２９２】
さらに別の実施例は、ルートが地域別地図２４１０がカバーする領域内にあり車載システムがその設定を行うことができるが、遠隔のサーバーがそのルートを設定するように指定するオプションを運転者に与える。例えば、車載システムには現在の交通情報が存在せず、このため最良のルートが、必ずしも実際の交通状況に応じて設定されないことがある。運転者が遠隔のサーバーがルートを設定するように指定する場合、車載システムは地域別地図２４１０により目的地の詳細を確認する。その後、ルートを設定せずに、遠隔のサーバーに接触し、このサーバーが車載システムが利用できない情報、例えば、最新の交通情報に応じてルートを算定する。
【０２９３】
広告のような別の「第三者の」データを、リクエストされた情報と共に情報ポッド(informatI/On pod)に送ることができる。例えば、車両の近傍の交通情報に加えて、その近くのレストランまたはガソリンスタンドの広告をダウンロードすることにより運転者に提示することができる。ダウンロードされるデータ（例えば、広告）は、アップロードされる情報ポッドのIDに応じて運転者に合わせることができる。例えば、サーバーシステムは、運転者の過去の旅行パターン、彼の実際の位置、またはサーバーシステムが利用可能な他の個人的情報に応じて広告を選択するようにしてもよい。
【０２９４】
７．３ 交換可能な記憶装置
このシステムの別の例は、交換可能な媒体上においてユーザーに提供されるか、例えば、電話接続により若しくはパソコンへの赤外線リンクのような高速データ接続により車載システムに直接ダウンロードされる、ユーザーに対してカストム化されたデータベースを使用する。例えば、図２４に示すハイブリッドシステムでは、地域別地図２４１０はユーザー別にカストム化されている。このシステムの別の実施例では、カストム化された車載データベース（例えば、図２の静的記憶装置２２２の車載データベース２３２）は交換可能なデバイス上に蓄積されている。これらのカストム化されたデータベースは、CD-ROM、ソリッドステート記憶カード、及び磁気ディスクのような別の交換可能な媒体を利用できる。これらのデータベースは特定のユーザーに対してカストム化されており、例えば、ユーザーが通常走行する領域を含む。かかるカストム化されたデータベースは、カストム化された記憶データをメールにより送信するかまたはデータをインターネットによりダウンロードしてユーザーのパソコン上の交換可能な媒体を作成することを含む種々の方法によりユーザーに提供することが可能である。このようにすると、地図データが車両内に蓄積された地理的領域を、ユーザーが通常走行する領域に合わせることができる。さらに、図２４に示すハイブリッドシステムでは、完全な地図データが蓄積された領域を、主要道路のデータだけが蓄積された領域から切り離して選択することができる。
【０２９５】
７．４ 限られた I/O 装置（図２５）
このシステムの別の例は、ユーザーインターフェイスをさらに強化するために印刷地図を利用する。運転者は、電子システムを利用する際この地図を参照する。図２５を参照して、ユーザーは印刷地図２５１０を有する。印刷地図の１つの利用方法として、この地図は、正式な道路名、省略された名前、番号、あるいは主要道路の他の記号、地図の水平及び垂直方向の端縁部に沿うデカルト座標及び道路セグメントの符号による識別子のような印刷された注釈を含む。運転者は、例えば道路名及び住所の番地を入力する代わりに、地図上の場所を大雑把に特定して目的地の特定情報（例えば、デカルト座標）を入力する。電子システムのユーザーインターフェイスは、これにより著しく単純化される。例えば、入出力機能が電話機のハンドセットの機能に限定されている図２３のシステムでは、目的地の座標をキーボードにより迅速に入力することができる。
【０２９６】
関連のアプローチについて、印刷地図２５１０は多数のページより成る。１つのページは概略的情報、例えば１つの主要道路だけを示している。主要道路地図の各部を詳細に示す地図には、地方道路が載っている。場所を指定する際、運転者はまず第１に主要道路地図上でその場所を指定し、一般的な情報を得る。その後、１つの詳細地図を参照して正確な場所及びさらに詳細な情報を指定する。
【０２９７】
引き続き図２５を参照して、半透明なオーバーレイ２５５０がディスプレイ２５４０の上方にある。このディスプレイ２５４０は、個々に発光する点発光LEDのアレイにより形成されるような解像度が限られたものである。オーバーレイ２５５０上の印刷画像は、LEDの点発光部分により強調される。１つの例として、オーバーレイ２５５０には、その１つの領域の主要道路を示す印刷地図が描かれている。LEDを用いて主要道路上の１つの地点、例えば、ハイウェイ上の混雑部分を指示する。別の例として、オーバーレイ２５５０には必ずしも道路が描かれておらず、都市の四分画（西北、東北、南西、南東）または境界のような地理的領域が示されている。例えば、１またはそれ以上の点を発光させて交通混雑の発生領域を概略的に指示させる。車両のいる地点を大雑把に、またはルートの目的地を、このようなオーバーレイにより指示させることも可能である。さらに別の方法として、オーバーレイを、例えばディスプレイ２５４０に永久に付着させ、交換できないようにしてもよい。運転者は種々のオーバーレイ地図を利用できる。これらのオーバーレイ地図は、さらに別の詳細情報を提供する印刷地図に対応させてもよい。
【０２９８】
関連する別の実施例は、印刷地図またオーバーレイによるディスプレイを別々に、または組み合わせて利用する。また、この別の実施例はナビゲーションまたはルート設定機能を備えていないが、交通情報を運転者に提供する。また、図２５において、ディスプレイ２５４０を別個のデバイスとして図示したが、このディスプレイをハンドセットに一体化し、オーバーレイをハンドセット上のディスプレイに装着することができる。
【０２９９】
７．５ 低コストの自蔵型ハンドセットシステム（図２６Ａ−Ｂ）
図２６Ａ−Ｂを参照して、この別の変形例のシステムは、ハンドセットの大きさのユニットである情報ポッド２６００に自蔵されている。この例のシステムは、車両センサーを利用せず一体型の通信用電子装置を備えているため、車両との有意な一体化は不要である。情報ポッド２６００は、一体型GPS受信機２６１０、セルラートランシーバ２６１２及びアンテナ２６１３を備えている。オプションとして、この情報ポッドをセルラーブースタ及び外部アンテナと結合すると、一体型セルラートランシーバ単独で可能な通信範囲よりも広い範囲を得ることができる。情報ポッド２６００は、マイクロホン２６１０及びスピーカー２６２２を含む音声入出力モジュール２６１４を備えている。この情報ポッド２６００はまた、交通情報、警察、路傍における支援、案内、個人的情報サービスにアクセスするスイッチを含むセレクタスイッチ２６１６も備えている。
【０３００】
動作について説明すると、運転者は、１つのセレクタスイッチ２６１６を押すことによりシステムとの相互作用を開始する。例えば、ユーザーは、路傍における支援をリクエストするために路傍支援スイッチを押す。情報ポッドはセルラートランシーバ２６１２を介してサーバーシステムと通信できる状態になる。情報ポッドは、GPS受信機２６１０により車両位置（及び、オプションとして、最後の走行方向または車両の過去の位置）を求め、その情報を通信チャンネルを介してサーバーに送る。この地点で、サーバーシステムは運転者に支援情報を送信するか、あるいは音声入出力モジュールにより運転者とオペレータとの間に音声通信チャンネルを形成することができる。運転者は、同様な態様で警察または案内サービスにアクセスする。このようにして、警察または案内人は、運転者がどこにいるかを直ちに知ることができる。例えば、運転者が特定のレストランを探してしている場合、案内人は車両の実際位置に応じて音声による方向案内を提供することができる。
【０３０１】
運転者は、同様な態様で自動化交通情報にアクセスする。運転者が交通スイッチを押すと、情報ポッドは車両位置をサーバーシステムに送信し、その後、サーバーシステムは車両位置に応じて交通情報を提供する。例えば、サーバーシステムは、車両位置に応じて利用可能な案内情報を選別することにより、車両のいる一般的な領域における交通事故に関する音声案内情報を提供する。あるいは、運転者は、これまで走行した典型的なルートを含む運転者の履歴を以前に指定しているかもしれない。この情報ポッドは運転者（またはシステム）のIDにアクセスしてその情報をサーバーシステムに送信し、サーバーシステムは車両の近傍の指定ルートに関する現在の交通状況を提供する。
【０３０２】
運転者は、個人情報スイッチ（例えば、「I」という記号のあるボタン）を押すことにより個人情報サービスにアクセスする。情報ポッドはサーバーシステムに接触し、ポッドIDを送信する。サーバーシステムは、受信したIDに応じてアクセスされる運転者に関する蓄積情報を有する。この蓄積情報は、例えば、インターネットを介してサーバーシステムがアクセスする情報を特定することができる。かかる情報には、ユーザーが選択するトピックに関する新聞記事、ユーザーが選択する株の値段または地方の天気予報を包含することができる。運転者は、サーバーシステムとの過去の通信により、例えばインターネットのウェブにあるインターフェイスを介して彼の履歴を維持する。運転者の個人情報はサーバーシステムから情報ポッドへ音声信号として送られるが、この情報はユーザーに対して提供される音声信号として、あるいはセルラー電話の接続が切れた後情報ポッドが情報を提供するべく利用するデータ信号として出力される。例えば、ダウンロードされるテキストデータをスピーチ合成器により音声に変換することもできる。
【０３０３】
情報ポッド２６００は、２つの状態指示発光手段を備えている。GPS状態を指示する発光手段２６２５は、ポッドがGPS情報を受信し、従ってその位置を求めることができる時発光する。セルラーの状態を指示する発光手段２６２６は、セルラートランシーバ２６１２がセルラー電話システムと通信可能であるためサーバーシステムとコンタクトできる時に発光する。これらの状態指示発光手段は、情報の完全なサービスが利用可能な時に運転者に指示を与える。例えば、運転者はユニットの位置に応じた交通情報をリクエストする前に、GPS状態指示発光手段２６２５が発光するのを待てばよい。
【０３０４】
図２６Ａ−Ｂを参照して、情報ポッド２６００は、オプションとしてコネクタ２６２４を介してディスプレイ２４０に結合される。情報ポッド２６００がディスプレイに接続されると、詳細な交通情報のような別の情報がディスプレイ上で運転者に提供される。別の実施例では、情報ポッド２６００をディスプレイのような他の装置に、情報ポッドが接続される車載データバスを介して結合することができる。
【０３０５】
情報ポッドの別の例は、図２５に示すディスプレイ２５４０のような小型ディスプレイを組み込んでいる。さらに、ディスプレイ上にオーバーレイ２５５０を使用することにより運転者に提供されるグラフィック情報の質を増強してもよい。
【０３０６】
このタイプの情報ポッドの他の例は、スピーチ認識を利用するルート設定及び限られたナビゲーション機能を有する。例えば、運転者は所望の目的地を発音する。このスピーチは情報ポッドで処理され、車両のGPS位置と共にサーバーに向けて送信される。その後、サーバーシステムが方向案内を車両に送信する。
【０３０７】
以上の説明は頭書の特許請求の範囲により定義される本発明の範囲を限定するものでなく、説明するものであるに過ぎないことを理解されたい。他の変形例及び設計変更が頭書の特許請求の範囲内に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 車両ナビゲーションシステムのブロック図。
【図２】 該システムの車載装置のブロック図。
【図２Ａ】 一体型入出力装置を示す図。
【図２Ｂ】 一体型入出力装置を示す図。
【図２Ｃ】 一体型入出力装置を示す図。
【図３】 サーバーシステムの構成要素を示すブロック図。
【図４Ａ】 車載システムのソフトウエアアーキテクチュアを示す図。
【図４Ｂ】 車載システムのソフトウエアアーキテクチュアを示す図。
【図５】 サーバーシステムのソフトウエアアーキテクチュアを示す図。
【図６】 例示的領域の道路網を示す概略的な地図。
【図７】 例示的領域の道路網を示すグラフ。
【図８】 サーバーシステムから車両へダウンロードされる設定ルートの一例を示す図。
【図９】 サーバーシステムから車両へダウンロードされるスポット地図の一例を示す図。
【図１０】 車両に予めロードされる主要道路地図。
【図１１】 車載データベースのデータ構造を示す図。
【図１２】 車載データベースのテキスト表の構造を示す図。
【図１３Ａ】 主要道路網の代表的なリンクを示す図。
【図１３Ｂ】 主要道路網を符号化する車載データベースのデータ構造を示す図。
【図１４】 興味ある地点の情報を符号化する車載データベースの要素を示す図。
【図１５Ａ】 車載システムのルート設定手順の擬似コードリスト。
【図１５Ｂ】 サーバーのルート設定手順の擬似コードリスト。
【図１６】 出発時運転操作手順の擬似コードリスト。
【図１７】 ルートを辿る手順の擬似コードリスト。
【図１８】 ルート再設定手順の擬似コードリスト。
【図１９】 拡張可能なサーバーアーキテクチュアを示す図。
【図２０Ａ】 車載システムの更新方法を示す図。
【図２０Ｂ】 車載システムの更新方法を示す図。
【図２０Ｃ】 車載システムの更新方法を示す図。
【図２１Ａ】 サーバーシステムにより提供される付加的情報サービスを示す図。
【図２１Ｂ】 サーバーシステムにより提供される付加的情報サービスを示す図。
【図２２】 拡張可能なサーバーシステムのブロック図である。
【図２３Ａ】 標準型モジュールセルラー電話アーキテクチュアのブロック図。
【図２３Ｂ】 ハンドセットモジュールとセルラー電話モジュールとの間に車載コンピュータが結合されたブロック図。
【図２３Ｃ】 ハンドセットモジュールにより提示されるメニュー式ユーザーインターフェイスを説明するためのフローチャート。
【図２４】 ハイブリッド運転者情報システムを示す図。
【図２５】 ユーザーインターフェイスにおける印刷地図の使用を示す図。
【図２６Ａ】 情報ポッドの論理的ブロック図。
【図２６Ｂ】 情報ポッドの物理的構成を示す図。

Claims (2)

1. 第１の地理的領域内にある道路網の道路に関連する情報を含む第１の記憶データベースと、
   車載コンピュータとより成り、
   車載コンピュータは、
   （ａ）道路網の始点及び終点の特定情報を受信する機能と、
   （ｂ）始点及び終点が第１の地理的領域内にある場合始点から終点までの道路網を介するルートを設定する機能と、
   （ｃ）始点または終点が第１の地理的領域内にない場合、遠隔のサーバーのコンピュータと交信することにより、始点から終点までの道路網を介するルートに関する情報を取り出す機能とを実行する、道路網を介するルート情報を提供する車載ナビゲーションシステム。
2. 第１の記憶データベースは、交換可能な記憶媒体上に記憶される請求項１の車載ナビゲーションシステム。

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