JP4270756B2 - ナビゲーション装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、現在位置から目的地までの経路を探索する際、最短時間で移動可能な推奨経路を提示するナビゲーション装置及びナビゲーション方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
移動体用のナビゲーション装置は、例えば、自動車用として、最近普及しつつある。この装置は、使用者が目的地を設定することにより、車両の現在位置から目的地までの推奨経路を演算して、その推奨経路を表示するものであり、交差点で次に進むべき経路を選択するための曲がる方向を音声で案内するものも製品化されている。
【０００３】
このような推奨経路を探索する機能を持ったものにおいては、何を基準に最適な経路を求めるかという問題がある。通常は、時間的にも、距離的にも短い経路が望ましいと言えるが、時間的に短い経路を選択すると、高速道路を使用することになり、通行料金が増加するという問題が生じるなど、全ての条件において有利な経路を探すのは難しく、通常は、使用者が各条件の優先順位を選ぶことによって、使用者の満足のいく経路を選択する方法が採られる。
【０００４】
この発明では、時間を優先した経路探索を行う装置に関する改良を取り扱う。時間を優先した場合、例えば、自動車用では、いくつかの区間に区切られた道路毎に定められている制限速度を考慮して、区切られた道路毎の所要時間の合計が最小となるような経路の組み合わせを推奨経路とすればよい。
しかし、そのような経路の途中に、踏切りなど、時間的に移動体の通行が制限される障害物があると、その経路は最短時間の経路とはならず、迂回した経路の方が最短となる場合がある。
【０００５】
このような観点から発明された技術として、例えば特許文献１に記載された発明がある。このものは、道路データに踏切りの有無も格納すると共に、主要駅の時刻表を格納しておき、経路探索を行う際、踏切りのある道路については、単位時間当りの列車通過本数に応じた重み付けを行うことにより、踏切りの待ち時間が大きい踏切りを含む経路を除外するようにしている。
このような方式は、踏切りの待ち時間による影響が減少し、ある程度一定の所要時間で目的地に到達できる。しかし、踏切りが実際に移動体の通行を遮断するか否かの判断は行うことができないため、提示される推奨経路の信頼性が低くなる問題がある。
【０００６】
また、特許文献２に示されたものは、各種交通機関の運行時刻表を記憶しておき、移動体の進行に合わせて道路地図に重畳して時刻表を表示することによって、道路に交差する踏切りでの渋滞予測を可能にするものである。
しかし、このものでは、単に時刻表を表示するだけで、踏切り待ちをした方が早いのか、迂回した方が早いのかを移動体の運転者又は同乗者が判断しなければならず、移動体に搭乗している者がこのような判断をするのは困難であり、特に運転者がこのような判断をするのは安全上も問題であった。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−５１００号公報
【特許文献２】
特開平７−２２９７４６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来のナビゲーション装置は以上のように構成されているので、踏切り等の障害物の存在を考慮して、移動体の経路を選択することができるが、実際に通行を妨げる時間帯を考慮せずに推奨経路を提示するため、その推奨経路が最短時間で移動可能な経路である確率が低いなどの課題があった。
【０００９】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、最短時間で移動可能な推奨経路の探索精度を高めることができるナビゲーション装置及びナビゲーション方法を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るナビゲーション装置は、移動体の現在位置を検出する位置検出手段と、目的地を設定する設定手段と、位置検出手段により検出された移動体の現在位置から上記設定手段により設定された目的地までの経路を探索する経路探索手段と、通行を妨げる時間帯を有する経路上の障害物に関する障害時刻情報を取得する情報取得手段と、経路探索手段により探索された各経路の走行に要する所要時間を求める所要時間算出手段と、経路の中から所要時間算出手段により得られた所要時間に基づき最短時間で移動可能な推奨経路を選択する経路選択手段と、経路選択手段により選択された推奨経路を提示する提示手段とを備え、所要時間算出手段は、情報取得手段により取得された障害時刻情報を参照して、移動体が障害物に到達する予想時刻が通行を妨げる時間帯にある場合、予想時刻から通行が許可されるまでの待機時間を加味した所要時間を算出するものである。
【００１１】
この発明に係るナビゲーション装置は、記録媒体から障害時刻情報を読み込む情報取得手段を設けたものである。
【００１２】
この発明に係るナビゲーション装置は、障害時刻情報に係る無線信号を受信する情報取得手段を設けたものである。
【００１３】
この発明に係るナビゲーション方法は、経路上の障害物に関する障害時刻情報を参照して、移動体の現在位置から目的地まで、最短時間で移動可能な推奨経路を探索するようにしたものである。
【００１７】
【発明の効果】
この発明に係るナビゲーション装置は、移動体の現在位置を検出する位置検出手段と、目的地を設定する設定手段と、位置検出手段により検出された移動体の現在位置から上記設定手段により設定された目的地までの経路を探索する経路探索手段と、通行を妨げる時間帯を有する経路上の障害物に関する障害時刻情報を取得する情報取得手段と、経路探索手段により探索された各経路の走行に要する所要時間を求める所要時間算出手段と、経路の中から所要時間算出手段により得られた所要時間に基づき最短時間で移動可能な推奨経路を選択する経路選択手段と、経路選択手段により選択された推奨経路を提示する提示手段とを備え、所要時間算出手段は、情報取得手段により取得された障害時刻情報を参照し て、移動体が障害物に到達する予想時刻が通行を妨げる時間帯にある場合、予想時刻から通行が許可されるまでの待機時間を加味した所要時間を算出するものである。
このことによって、現在位置から目的地まで最短時間で移動することができる推奨経路の探索精度を高めることができるとともに、障害物の存在を考慮して推奨経路を探索することができる効果がある。
【００１８】
この発明に係るナビゲーション装置は、記録媒体から障害時刻情報を読み込む情報取得手段を設けたものである。
このことによって、障害時刻情報を簡単に取得することができる効果がある。
【００１９】
この発明に係るナビゲーション装置は、障害時刻情報に係る無線信号を受信する情報取得手段を設けたものである。
このことによって、列車のダイヤが改正されたり、事故等の影響でダイヤが乱れても、推奨経路の探索精度を高めることができる効果がある。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための最良の形態について、添付の図面に従って説明する。
【００２４】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるナビゲーション装置を示す構成図であり、図において、１は移動体（例えば車両）の現在位置を検出する周知のＧＰＳ受信機（位置検出手段）で、アンテナ１ａによりＧＰＳ衛星からの位置関連情報を受信するものである。２は道路、鉄道、踏切りなどの地理的情報である地図情報を取得するとともに、通行を妨げる時間帯を有する経路上の障害物（例えば踏切り）に関する障害時刻情報を取得するＣＤ−ＲＯＭ再生機（情報取得手段）であり、記録媒体となるＣＤ−ＲＯＭ２ａには、地図情報と障害時刻情報が記録されている。
【００２５】
３は車両の目的地を設定する操作器（設定手段）であり、カーソル移動器３ａとセットボタン３ｂからなる。４はＧＰＳ受信機１、ＣＤ−ＲＯＭ再生機２、操作器３からの各情報に基づいて、踏切りの障害状態に応じて最短時間で現在位置から目的地までの推奨経路を求めるマイクロコンピュータ（経路探索手段）であり、ＣＰＵ４ａ、入力インタフェース４ｂ、出力インタフェース４ｃ、ＲＯＭ４ｄ、ＲＡＭ４ｅから構成されている。５はマイクロコンピュータ４により求められた推奨経路に関する情報を表示するＬＣＤパネル（提示手段）である。
【００２６】
図２はＬＣＤパネル５に表示された道路地図の一例を示すもので、Ｄ１〜Ｄ６は道路、Ｎ１〜Ｎ６は道路の始点または終点、Ｒは鉄道、Ｂは道路Ｄ２，Ｄ３が鉄道Ｒを跨ぐための陸橋、Ｆ３は踏切り、Ｃは車両の現在位置を示すマーク、Ｇは目的地を示すマーク、Ｍは操作器３によるカーソルである。
【００２７】
この地図を作成するための地図情報の内、特に道路情報については図３に示されたメモリマップの形式でＣＤ−ＲＯＭ２ａに記録されている。
例えば、道路Ｄ１は始点Ｎ１と終点Ｎ２からなる線分で、その始点Ｎ１及び終点Ｎ２の座標はそれぞれ座標（Ｘ１，Ｙ１）、（Ｘ２，Ｙ２）であり、実距離は１０ｋｍ、制限速度は６０ｋｍ／ｈ、踏切り位置が「０」は踏切りが「ない」ことを示している。これらの道路情報に基づいて図２の道路が描画される。また、道路Ｄ５は、踏切り位置としてデータ「Ｎ５」が格納されているので、終点Ｎ５に踏切りが「ある」ことが示されており、踏切り番号「Ｆ３」から、ＣＤ−ＲＯＭ２ａに記録された図４のメモリマップに示す踏切りの時間情報を参照すると、踏切りの座標（Ｘ５，Ｙ５）や、最初の遮断開始時刻１が７：００で、遮断終了時刻１が７：２０であることなどが分かる。
【００２８】
次に動作について説明する。
なお、図５及び図６はマイクロコンピュータ４の動作を示すフローチャートである。
まず、図５のステップＳＴ１０１において、ＧＰＳ受信機１が検出した車両の現在位置の座標（Ｘ，Ｙ）を入力する。次に、ステップＳＴ１０２において、この現在位置周辺の地図情報をＣＤ−ＲＯＭ再生機２から入力する。次に、ステップＳＴ１０３において、現在位置周辺の踏切りの時間情報をＣＤ−ＲＯＭ再生機２から入力する。次に、ステップＳＴ１０４において、ＣＤ−ＲＯＭ再生機２からの地図情報をＬＣＤパネル５に表示する。この動作によって、図２の道路Ｄ１〜Ｄ６、踏切りＦ３、陸橋Ｂ、鉄道Ｒなどが描画される。次に、ステップＳＴ１０５において、車両の現在位置を示すマークＣをＬＣＤパネル５に表示する（図２参照）。次に、ステップＳＴ１０６において、操作器３が操作されたか否かを検出し、操作がなければ、ステップＳＴ１０１へ戻り同様の動作を行う。操作があれば、目的地の設定処理（ステップＳＴ１０７）を行う。
【００２９】
このステップＳＴ１０７の処理においては、ＬＣＤパネル５に表示されたカーソルＭ（図２参照）を使用者がカーソル移動器３ａで移動させ、使用者の所望の位置でセットボタン３ｂを押すことにより、目的地が設定でき、目的地のマークＧが描画される。
【００３０】
次に、ステップＳＴ１０８において、推奨経路探索処理が行われる。この処理の詳細は図６に示すように、まず、ステップＳＴ２０１において、車両の現在位置Ｃから目的地Ｇまでの取り得る経路の候補を探索する。図２に示した例では、現在位置Ｃから目的地Ｇに至る経路は２種類あり、即ち、第一の経路は、Ｄ５，Ｄ６、第二の経路はＤ２，Ｄ３，Ｄ４である。現在位置Ｃから目的地Ｇへ最短距離で到達することを条件とした場合では、図３に示す地図情報から得られる実距離のデータから各経路の総距離を計算すると、第一経路では２０ｋｍとなり、第二経路では３０ｋｍとなるので、第一経路の方が最短距離となることが分かる。もし、第一経路の途中に踏切りＦ３がなければ、図３に示した道路の制限速度を考慮した各道路の所要時間を基に計算することにより、第一経路の所要時間は２０分、第二経路の所要時間は３０分となり、第一経路の方が最短時間で到達できる経路となる。
【００３１】
しかし、実際には、第一経路の途中には踏切りＦ３があるため、車両が踏切りＦ３に到達したときに踏切りＦ３が開いている場合は第二経路よりも最短時間で目的地へ到達できるが、ちょうど踏切りが閉じたときに踏切りに到着した場合は、踏切り待ち時間が２０分間あるため、現在位置Ｃから目的地Ｇへの所要時間は４０分となる。従って、踏切りＦ３を含む第一経路を選択した場合は車両が踏切りに到達した時刻によって、第二経路より短くなる場合と、長くなる場合が生じることになる。
【００３２】
そこで、この実施の形態１では、図６に示す処理を行うことによって、常に最短時間で目的地へ到着できるようにする。まず、ステップＳＴ２０１において、取り得る経路の候補を探索し、その結果、第一経路から第Ｎ経路までのＮ個の経路を抽出したとする。次に、ステップＳＴ２０２において、繰り返し演算のためのパラメータｎに初期値１を設定する。次にステップＳＴ２０３において、第ｎ経路に踏切りを含むか否かを判断し、含まなければステップＳＴ２０４において、図３の地図情報から所要時間を計算する。ここで、第ｎ経路の所要時間をＴ（ｎ）とする。
【００３３】
ステップＳＴ２０３において、第ｎ経路に踏切りを含むと判断された場合は、ステップＳＴ２０５で、車両の現在位置Ｃから踏切りＦ３までの所要時間Ｔａを計算する。次に、現在時刻Ｔにこの時間Ｔａを加算することによって、踏切り到達予想時刻Ｔ＋Ｔａを計算する。次に、ステップＳＴ２０７において、踏切り到達予想時刻Ｔ＋Ｔａと図４の踏切りの時間情報に基づいて、踏切りの待ち時間Ｔｂを計算する。次に、ステップＳＴ２０８で、踏切りＦ３から目的地Ｇまでの所要時間Ｔｃを計算し、ステップＳＴ２０９で、各時間Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃの合計を求め、そのときの車両の現在位置Ｃから目的地Ｇまでの所要時間を求める。
【００３４】
次に、ステップＳＴ２０４またはステップＳＴ２０９を実行すると、ステップＳＴ２１０で、第Ｎ経路まで上記演算をＮ回実施したか否かを判断し、まだであればステップＳＴ２１１でパラメータｎを更新し、実施完了であればステップＳＴ２１２で第１経路から第Ｎ経路までの全ての経路の中で、最小の所要時間Ｔ（ｎ）ｍｉｎを算出し、ステップＳＴ２１３で、この最小の所要時間Ｔ（ｎ）ｍｉｎに対応する第ｎ経路を推奨経路として設定し、図５のメインルーチンのステップＳＴ１０９に戻り、Ｔ（ｎ）ｍｉｎに対応する経路を表示する。この表示方法としては、例えば推奨経路が道路Ｄ５，Ｄ６とすると、その道路の線幅を他の道路の線幅よりも太くしたり、予め定めた特徴のある色で、他の道路と区別できるようにするなどの方法が考えられる。
【００３５】
以上の動作を具体的な時刻を例にとり説明すると、まず、車両の現在位置が点Ｎ２にあるとして、その時の時刻Ｔが６時５５分であるとすると、ステップＳＴ２０５での計算で踏切りまでの所要時間Ｔａは１０分間となるので、ステップＳＴ２０６で計算される踏切り到達予想時刻Ｔ＋Ｔａは７時５分となる。この時刻は図４の踏切りの時間情報を参照すると、踏切りの遮断時間７時から７時２０の間に該当することになり、踏切りの待ち時間Ｔｂは１５分となる。次いで、踏切りＦ３から目的地Ｇまでの所要時間Ｔｃは図３の地図情報から１０分であることが分かるので、ステップＳＴ２０９で求まる合計所要時間Ｔ（１）は３５分となる。
【００３６】
一方、ステップＳＴ２０４で計算される第二経路での所要時間Ｔ（２）は図３の地図情報を参照して３０分であることが求められるので、６時５５分にＮ２を出発する場合は、踏切りＦ３を通る第一経路Ｄ５，Ｄ６より、陸橋Ｂを通る第二経路Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４の方が最短時間で到達できる経路となるので、ステップＳＴ２１２では第二経路Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４が推奨経路として設定される。
【００３７】
また、上記と同様に、車両の現在位置が点Ｎ２にあるとして、その時の時刻Ｔが７時５分であるとすると、ステップＳＴ２０５での計算でＴａは同じく１０分間となるので、ステップＳＴ２０６で計算される踏切り到達予想時刻Ｔ＋Ｔａは７時１５分となる。この時刻から図４の踏切り情報を参照すると、同じく踏切りＦ３の遮断時間７時から７時２０の間に該当することになり、踏切りＦ３の待ち時間Ｔｂは５分となる。次いで、踏切りＦ３から目的地Ｇまでの所要時間Ｔｃは同じく１０分であるので、ステップＳＴ２０９で求まる合計所要時間Ｔ（１）は２５分となる。
【００３８】
一方、第二経路での所要時間Ｔ（２）は同じく３０分であるので、７時５分にＮ２を出発する場合は、陸橋Ｂを通る第二経路より、踏切りＦ３を通る第一経路の方が最短時間で到達できる経路となるので、ステップＳＴ２１３では第一経路Ｄ５，Ｄ６が推奨経路として設定される。
【００３９】
また、踏切りＦ３での到達予想時刻が踏切りＦ３の遮断中でない時刻の場合は、最短時間２０分で目的地に到達できるのは言うまでもない。
従って、この実施の形態１では、車両の踏切り到達時刻と踏切りの遮断時刻とを考慮することによって、任意の時刻において、常に最短時間で目的地に到達できる推奨経路を使用者に提示できる。
【００４０】
なお、この実施の形態１では、障害物として踏切りについて説明したが、これに限らず、河川に架かった跳ね橋などに適用できることは言うまでもない。
【００４１】
また、この実施の形態１では、移動体として車両について説明したが、これに限らず、船舶や歩行者であっても適用できることは言うまでもない。
【００４２】
実施の形態２．
図７はこの発明の実施の形態２によるナビゲーション装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
【００４３】
６は移動体の外部に設けられた基地局（図示せず）から最新の踏切りの障害時間情報をインターネット経由で受信する無線電話機（情報取得手段）であり、６ａは無線電話機６のアンテナである。７は推奨経路をアナウンスするスピーカ（提示手段）である。
【００４４】
次に動作について説明する。
上記実施の形態１では、ＣＤ−ＲＯＭ２ｂに記録された障害時間情報を読み込んで再生するものについて示したが、ＣＤ−ＲＯＭ２ｂには踏切りの障害時間情報を記録せず、地図情報のみ記録し、移動体の外部に設けられた基地局から最新の踏切りの障害時間情報をインターネット経由で、無線電話機６が受信するようにしてもよい（図５のステップＳＴ１０３で、ＣＤ−ＲＯＭ再生機２からの入力に代えて、インターネットを介した最新の踏切り情報を入力するようにしている）。
【００４５】
また、推奨経路を表示する方法として、上記実施の形態１ではＬＣＤパネル５に表示させたが、この実施の形態２では、スピーカ７を設けることにより、移動体が交差点に接近すると、その手前で「次の交差点を右折して下さい」のように音声で案内するようにしてもよい。これにより、運転者はＬＣＤパネル５を目視しなくても、採るべき経路を選択できるので、安全性が向上するものである。
その他の構成及び動作については上記実施の形態１と同様であるので省略する。
【００４６】
この実施の形態２では上記のように踏切りの時間情報をインターネットを介して取得することにより、列車のダイヤが改訂されたときや、事故などでダイヤが乱れたときにも正確に最短時間となる推奨経路を求めることができる。その他の作用効果については上記実施の形態１と同様である。
【００４７】
以上のように、この発明に係るナビゲーション装置及びナビゲーション方法は、道路の途中にあって通行の可否が時刻と共に変化する障害物に関する時間的な障害状態を示す障害物時間情報を取得し、障害物の障害状態の時刻に応じて最短時間で移動体の現在位置から目的地まで推奨経路を求め、これを表示する装置として、より最短時間で目的地に到達できる移動体用のナビゲーション装置に用いるのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】 この発明の実施の形態１によるナビゲーション装置を示す構成図である。
【図２】 ＬＣＤパネルに表示された地図を示す説明図である。
【図３】 ＣＤ−ＲＯＭに記録された地図情報のメモリマップを示す表図である。
【図４】 ＣＤ−ＲＯＭに記録された踏切りに関する障害時間情報のメモリマップを示す表図である。
【図５】 マイクロコンピュータのＲＯＭに格納されたプログラムによる動作を示すメインルーチンのフローチャートである。
【図６】 マイクロコンピュータのＲＯＭに格納されたプログラムによる動作を示すサブルーチンのフローチャートである。
【図７】 この発明の実施の形態２によるナビゲーション装置を示す構成図である。

Claims (3)

1. 移動体の現在位置を検出する位置検出手段と、
   目的地を設定する設定手段と、
   上記位置検出手段により検出された移動体の現在位置から上記設定手段により設定された目的地までの経路を探索する経路探索手段と、
   通行を妨げる時間帯を有する経路上の障害物に関する障害時刻情報を取得する情報取得手段と、
   上記経路探索手段により探索された各経路の走行に要する所要時間を求める所要時間算出手段と、
   上記経路の中から上記所要時間算出手段により得られた所要時間に基づき最短時間で移動可能な推奨経路を選択する経路選択手段と、
   上記経路選択手段により選択された推奨経路を提示する提示手段とを備え、
   上記所要時間算出手段は、上記情報取得手段により取得された障害時刻情報を参照して、移動体が障害物に到達する予想時刻が通行を妨げる時間帯にある場合、上記予想時刻から通行が許可されるまでの待機時間を加味した所要時間を算出することを特徴とするナビゲーション装置。
2. 情報取得手段は、記録媒体から障害時刻情報を読み込むことを特徴とする請求の範囲第１項記載のナビゲーション装置。
3. 情報取得手段は、障害時刻情報に係る無線信号を受信することを特徴とする請求の範囲第１項記載のナビゲーション装置。

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