JP4371032B2 - 車両用ナビゲーション装置 - Google Patents

Description

出発地から目的地までの経路を案内する車両用ナビゲーション装置に関する。

自動車等の車両内に設置し、現在位置を表示し、目的地までの経路を表示するナビゲーションシステムが知られている。車両の走行に伴ってＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）等により現在位置を検出し、その現在位置を表示装置上に道路地図と共に表示して、出発地から目的地までの適切な経路を設定し、表示装置や音声出力装置などによって案内する車両用ナビゲーション装置は、運転者の効率的で安全な運転に貢献している。

このナビゲーション装置を使用する場合には、運転者が、目的地を入力することによって、現在位置から目的地までの推奨ルートを算出し表示する。運転者はこの指示に従うことによって、道に迷わずに目的地まで到達することができる。

しかしながら、現在位置を入力してから目的地までの推奨経路を算出するまでには、ある一定以上の時間が必要であるため、目的地入力後すぐに経路案内がされない。そのため、目的地を設定後推奨経路が探索されるまでの間は、目的地に対してどの道路をどちらの方向に向かって出発すべきか否か不明な場合があり、急いでいる際には不都合が生じる。

そこで本発明の課題は、操作者により入力された目的地までの経路が探索完了する以前から走行案内を開始できる車両に設置される車両用ナビゲーション装置を提供することである。

課題を解決するための手段および発明の効果

上記課題を解決するため、本発明の車両用ナビゲーション装置は、出発地から目的地までの全経路探索を行う全経路探索手段と、出発地から目的地に向かう途中の位置である仮目的地までの仮経路探索を実行する仮経路探索手段とを含む。この仮経路探索手段によって、出発地と目的地との間の所定の場所に仮目的地を設定することができ、出発地から仮目的地までの間で、経路探索を行うことができる。

目的地を設定し出発地からその目的地までの経路探索を行う場合に、一定の時間を要する。そこで上記のように、出発地から目的地に向かう途中の位置に仮目的地を設定して、その仮目的地までの経路探索を行い、その結果を案内することにより、ナビゲーション装置が短時間で運転者に目的地への方向（仮経路）を示すことができる。全経路探索を行うよりも短時間で、仮目的地までの経路探索を行うことができるため、ユーザに早く経路案内を開始することができ、ユーザは早く車両を発車させることができ、特に急いでいる場合には便利である。つまりユーザは、全経路探索が終了する前に仮目的地までの案内によって車両を出発させることができる。

そして仮目的地までの案内を開始した後に、目的地探索手段によって仮目的地から目的地までの経路探索を行い、車両が仮目的地へ到達すれば、仮目的地から目的地までの経路案内を行う。

一方、仮目的地までの経路の案内を開始しても、すぐに車両が出発しなかったため、出発前に全経路探索が終了した場合には、出発地からの全経路探索結果による目的地までの経路案内を行う。

仮目的地の設定の仕方としては、次の方法が挙げられる。仮目的地は、出発地と目的地とを結んだ直線上の出発地から所定の距離離れた位置に設定する。このような位置に仮目的地を設定し、その仮目的地までの経路を仮案内としてユーザに示すことにより、真の目的地に近い方向へと仮案内を行うことができる。例えば、出発地から５ｋｍ離れた、出発地と目的地を直線で結んだ位置としてもよい。

或いは、地図情報は、情報の詳細度が異なるレベルによって階層化構造とされ、それぞれのレベルは所定の領域に区分された地図データとして地図情報記憶手段に記憶されているため、この地図データの最も詳細な情報を有するレベルの出発地を含む領域内に設定してもよい。または仮目的地は、地図データの最も詳細な情報を有するレベルの出発地を含む領域と他の領域との境界と、出発地と目的地とを結ぶ直線と、の交点に基づいて設定するようにしてもよい。交点に基づくとは、交点が道路上であれば、交点を仮目的地に設定し、交点が道路上でなければ、交点から直近の道路（リンク）上を仮目的に設定する。

そしてナビゲーション装置は、仮目的地までの経路案内を行う場合に、仮目的地への経路案内であることをユーザに報知する報知手段を有する。報知は、表示によって行ってもよいし、音声によって行ってもよい。これにより、仮目的地への経路案内であることをユーザが知ることができる。そして、ユーザは急いでいない場合で、より適正な経路案内を利用したい場合は、仮目的地の案内が開始されても出発せずに、全経路探索が終了し、その案内が開始されるまで出発を待つこともできる。

以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施例としての車両用ナビゲーション装置の全体構成を示すブロック図である。本ナビゲーション装置１００は、位置検出器１、地図データ入力器６、操作スイッチ群７、リモートコントロール（以下リモコンと称する）センサ１１、音声案内などを行うスピーカ１５、外部メモリ９、表示装置１０、通信ユニット１９、ＥＴＣ車載器１６、これらの接続された制御回路８、リモコン端末１２を備えている。

現在位置検出手段としての位置検出器１は、周知の地磁気センサ２、ジャイロスコープ３、距離センサ４、および衛星からの電波に基づいて車両の位置を検出するＧＰＳのためのＧＰＳ受信機５を有している。これらのセンサ等２，３，４，５は各々が性質の異なる誤差を持っているため、複数のセンサにより各々補完しながら使用するように構成されている。なお、精度によっては前述したうちの一部センサで構成してもよく、さらに、ステアリングの回転センサや各転動輪の車輪センサ等を用いてもよい。

地図データ入力器６は、位置検出の精度向上のためのいわゆるマップマッチング用データ、道路の接続を表した道路データを含む各種データを記憶媒体２０から入力するための装置である。記憶媒体としては、そのデータ量からＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ，ハードディスクドライブ（以降、ＨＤＤと称する）を用いるのが一般的であるが、例えばメモリカード等の他の媒体を用いてもよい。また、この記憶媒体２０は地図情報記憶手段である。

地図データは、表示用となる所定の地図画像情報を記憶すると共に、リンク情報やノード情報等を含む道路網情報を記憶する。リンク情報は、各道路を構成する所定の区間情報であって、位置座標、距離、所要時間、道幅、車線数、制限速度等から構成される。また、ノード情報は、交差点（分岐路）等を規定する情報であって、位置座標、右左折車線数、接続先道路リンク等から構成される。

地図データは、道路情報の詳細度が異なる３つのレベルに階層化されている。図２に地図データのレベルの概念図を示す。最も詳細な道路情報が含まれる下位のレベルは、レベル１で、その次に詳細な情報が含まれるレベルがレベル２である。そして最も上位のレベルがレベル３である。各レベルにおいて、地図情報は、所定のメッシュによって矩形形状のリージョン（領域）に区切られている。そして下位のレベル（詳細な道路情報を含むレベル）ほど、小さな面積のリージョンに区切られている。それぞれのリージョン内に道路情報（リンク情報３８、ノード情報３９等）などが記憶されている。

操作スイッチ群７は、例えば表示装置１０と一体になったタッチスイッチもしくはメカニカルなスイッチ等が用いられる。タッチスイッチは、表示装置１０の画面上に縦横に微細に配置された赤外線センサより構成されており、例えば指やタッチペンなどでその赤外線を遮断すると、その遮断した位置が２次元座標値（Ｘ，Ｙ）として検出される。これら操作スイッチ群７およびリモコン端末１２によって、種々の指示を入力することが可能である。操作スイッチ群７は、目的地設定手段を構成する。

表示部としての表示装置１０はカラー液晶表示器により構成されており、表示装置１０の画面には位置検出器１から入力された車両現在位置マークと、情報センタ１４から受信した情報、更に地図上に表示する誘導経路等付加データとを重ね合わせて表示すると共に、本画面に経路案内の設定および経路誘導中の案内や画面の切り換え操作を行うためのボタンが表示される。

送信部、受信部としての送受信機１３は、ＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System）等の情報センタ１４から提供される情報を受信し、また情報センタ１４へ情報を送信するための装置である。この送受信機１３を介して外部から受け取った情報は、制御回路８において処理する。

また、本車両用ナビゲーション装置１００は、通信ユニット１９を介して、携帯電話機１７など移動体通信機器により、外部ネットワーク１８との接続が可能で、インターネットに接続したり、専用の情報センタに接続することができる。さらに、ＥＴＣ（自動料金収受システム，ＥＴＣ：Electronic Toll Collection）車載器１６と通信することにより、ＥＴＣ車載器１６がＥＴＣ路上器から受信した、料金情報などをナビゲーション装置に取り込むことができる。また、ＥＴＣ車載器１６によって外部ネットワーク１８と接続することも可能である。

さらに、外部メモリ９には、本ナビゲーション装置の動作に必要なデータが記憶される。なお、外部メモリ９は、車両のイグニッションスイッチがオフ状態になっても（即ち、ナビゲーション装置１００がオフ状態）、記憶内容が保持される。

制御回路８は通常のコンピュータとして構成されており、図３のように周知のＣＰＵ８１，ＲＯＭ８２，ＲＡＭ８３，Ｉ／Ｏ８４およびこれらの構成を接続するバスライン８５が備えられている。制御回路８は、仮経路探索手段、目的地探索手段、全経路探索手段を構成する。

ＣＰＵ８１は、ＲＯＭ８２およびＲＡＭ８３に記憶されたプログラムおよびデータにより制御を行う。図３のように、ＲＯＭ８２にはオペレーティングシステム（以下、ＯＳと称する）８２ｓとＯＳ８２ｓ上で動作するナビゲーションプログラム（以下、ナビプログラムと称する）８２ｐが格納される。また、ナビプログラム８２ｐは、ＯＳ８２ｓ上にてナビプログラム用ワークメモリ８３ｗを作業領域とする形で作動する。さらに、ＲＡＭ８３には、ＯＳ８２ｓのワークメモリ８３ｓが形成される。

このような構成を持つことにより、本ナビゲーション装置１００は、制御回路８のＣＰＵ８１によりナビプログラム８２ｐが起動されると、運転者等が操作スイッチ群７あるいはリモコン端末１２を操作して、表示装置１０上に表示されるメニューから目的地経路を表示装置１０に表示させるための経路案内処理を選択した場合、次のような処理を実施する。即ち、運転者が目的地を入力すると、ＧＰＳ受信機５から得られる衛星のデータに基づき車両の現在地が求められ、情報センタ１４から情報を受信し、表示装置１０上に道路地図を表示し、運転者に適切な経路を案内する。上記の動作および以下の実施例は、ナビプログラム８２ｐにより制御されている。

この経路案内は、地図データ内のリンク情報、ノード情報を用いて公知のダイクストラ法によって行われる。レベル１の出発地を含むリージョンにおいて経路探索を行い、レベル２、レベル３へと格上げして経路探索を行う。そしてそれぞれのレベルにおいて抽出されたリンクをつなげて、ノード間のリンクに対するリンク情報を用いて出発地から各ノードに至るまでの経路計算コストを算出し、目的地までの全てのコスト計算が終了した段階で、総コストが最小となるリンクを接続して目的地までの経路を設定する。つまり、例えば、出発地と目的地とを結ぶ経路を、距離又は所要時間が最小になるような組み合わせを取得することにより誘導経路が定まることとなる。本発明では、出発地から目的地までの全経路探索を行うのとは別個に、仮目的地を設定して出発地から仮目的地までの経路探索を行って、この経路を全経路探索の結果が表示されるのに先立って、仮目的地までの経路を案内する。

図４のフローチャートを用いて、本ナビゲーション装置１００が起動された後の経路案内をするための処理順序を説明する。車両の図示しないアクセサリスイッチがＯＮされると、ナビゲーション装置１００が起動される（Ｓ１）。これによりナビゲーション装置１００は、位置検出器１により検出された現在位置情報に基づき現在位置の座標を取得する（Ｓ２）。次に運転者等の操作者が、操作部７を操作して目的地を入力する（Ｓ３）。目的地の入力は、名称、住所、電話番号など周知の手法によって行われる。この選択操作は操作スイッチ群７によって行われる。この操作も周知の手法が利用可能である。このようにして操作者が目的地を指定することによりナビゲーション装置１００は、目的地の座標情報を取得する（Ｓ４）。

そして位置検出器１に基づき取得された現在座標と操作者によって設定された目的地座標によって、出発地から目的地までの方位（目的地方位）・距離を計算する（Ｓ５）。目的地方位とは、出発地と目的地とを直線で結んだ場合の出発地から目的地への方向であり、例えば、出発地から北の方向を０°として０°〜３６０°によって表され、この目的地方位が進行すべき方向（進行方位）として、後述するように進行方位上に仮目的地を設定して、この方向へ進路探索が行われる。方位は、メモリ（ＲＡＭ８３）に格納される。また距離とは、出発地から目的地までの直線距離であり、距離も、メモリ（ＲＡＭ８３）に格納される。

図５に、データ構造の一例を示す。ナビプログラム用ワークメモリ８３ｗには、位置検出器１に基づき取得された出発地の座標、設定された目的地の座標、出発地と目的地からＳ５で計算された目的地方位と目的地までの距離が記憶されている。

図４のＳ６において、ナビゲーション装置１００のＣＰＵ８１は、出発地と仮目的地との間の経路探索を開始する。図６に経路計算の概要図を示す。前述のように出発地３１と目的地３２とを結んだ直線の、出発地３１から目的地３２への方向が目的地方位となる。図６においては、仮目的地３３は、出発地３１と目的地３２とを結んだ、出発地３１から所定の距離離れた地点とする。より具体的には、地図データのレベル１の出発地３１を含むリージョン３４の他のリージョンとの境界３７と、出発地３１と目的地３２とを結ぶ直線３５との交点が仮目的地３３として設定される。そしてこの仮目的地３３への経路３６が、ナビゲーション装置１００によって探索される。

このようにして仮目的地を設定しようとすると必ずしも道路上となるとは限られず、この場合について図７を用いて説明する。レベル１の出発地３１を含むリージョン３４と他のリージョン４２との境界３７と、出発地３１と目的地３２とを結ぶ直線３５との交点４１が、道路（リンク３８やノード３９）ではない場合である。もし、図のように交点４１が道路上でない場合には、その交点４１から直近のリンク上の点を仮目的地３３とする。

仮目的地は、出発地を含む同一リージョン内に設定されるため、仮目的地までの経路探索は、全経路探索に対して数分の１程度の短時間に行われ、すぐに案内が可能となる。

或いは、図８に示すように出発地３１と目的地３２とを直線で結び、出発地からＭｋｍ（Ｍは、例えば５ｋｍ）離れた地点を仮目的地３３としてもよい。この場合、仮目的地が地図データのレベル１の出発地３１を含むリージョン３４内に入るように設定する方が望ましい。つまりＭｋｍがレベル１の出発地３１を含むリージョン３４外となる場合には、前述と同様に、境界上に仮目的地を設定するとよい。そしてこの仮目的地３３への経路３６が、ナビゲーション装置１００によって探索される。

そしてナビゲーション装置１００は、出発地から仮目的地までの探索が終了すると、表示装置１０に表示することによって、またはスピーカ１５による音声案内によって、仮目的地までのルートを表示できることをユーザに報知する（Ｓ７）。例えば、「仮目的地までの仮案内を開始します。」と報知する。そしてナビゲーション装置１００は、出発地から仮目的地までの経路案内を開始する（Ｓ８）。

一方、ナビゲーション装置１００は、仮目的地から設定された目的地までの経路探索を行う（Ｓ９）。さらにこれと並行して、始めの出発地から目的地までの経路計算も行う（Ｓ１０）。

そして全経路探索が終了後、ナビゲーション装置１００は、車両が発車済みかを位置検出器１によって調べ（Ｓ１１）、発車済みの場合には、Ｓ６で求めた仮目的地まで経路案内を継続し（Ｓ１２）、車両が仮目的地へ到達すると、Ｓ９で求めた仮目的地から目的地までの経路案内を行う（Ｓ１３）。もし車両が発車済みでない場合には、Ｓ１０で求めた始めの出発地から目的地までの案内を開始する（Ｓ１４）。

なおＳ５において出発地から目的地までの距離が所定の距離より短い場合、全経路探索は、仮目的地までの経路案内を行わないようにしてもよい。つまり全経路探索のみを行って、全経路探索が終了後案内を開始するようにしてもよい。

以上のフローチャートを使用して説明した処理を図９を用いて説明する。ナビゲーション装置１００は、図４のＳ５，６で出発地３１と目的地３２とを結んで、その直線上の出発地３１から離れた場所に仮目的地３３を設定し、その仮目的地３３までのルートを探索して、その経路を表示する。すなわち出発地３１から仮目的地３３までの経路３６が案内される。この場合、出発地３１から仮目的地３３までの経路案内を短時間で行うことができる。そして仮目的地までの経路の案内を開始した後に、仮目的地３３と目的地３２との間のルート探索と、出発地３１と目的地３２との間のルート探索とを同時に行う。この処理により仮目的地３３から目的地３２までの経路４３と、出発地３１から目的地３２までの経路４４が探索される。

そして車両が経路３６に従って仮目的地３３に到達すると仮目的地３３から目的地３２までの経路４３が案内される。また、もし仮目的地までの経路の案内が開始された場合であっても、車両が運転されずに元の出発地３１に留まっていた場合は、図４のＳ１０で全ルート探索が行われているため、経路４４が最適経路として表示される。

以上のように出発地と目的地を結ぶ直線上の出発地に近い位置に仮目的地を設定し、出発地から仮目的地までの経路をまず計算して、仮目的地までの経路を案内する。そして次に、仮目的地から目的地までの探索を、車両が仮目的地に到達するまでに行い、仮目的地に到達すると、仮目的地から目的地までの経路を案内する。このようにして、目的地を入力してからすぐに出発することができるため、特に急いでいる場合に利便性がある。

本発明の一実施例としてのナビゲーション装置の全体構成を示すブロック図。 地図データの階層構造とリージョンについて説明する図。 制御部を説明するためのブロック図。 経路案内の処理手順を説明するフローチャート。 データ構造について説明する図。 経路の探索について説明する図。 仮目的地の設定ついて説明する図。 仮目的地の設定ついて説明する図２。 経路探索結果について説明する図。

符号の説明

１ 位置検出器
５ ＧＰＳ受信機
１３ 送受信機
１４ 情報センタ
３１ 出発地
３２ 目的地
３３ 仮目的地
３４ レベル１の出発地を含むリージョン
３５ 出発地と目的地とを結んだ直線
３６ 出発地から仮目的地までの経路
３８ リンク
３９ ノード
４３ 仮目的地から目的地までの経路
４４ 出発地から目的地までの経路

Claims (5)

1. 地図情報が表示される電子地図上で車両の現在地を表示して目的地への車両の走行を助ける車両用ナビゲーション装置において、
   前記目的地が設定されることにより出発地から前記目的地までの全経路探索を行う全経路探索手段と、
   前記出発地から前記目的地に向かう途中の位置に仮目的地を設定し、前記出発地から前記仮目的地までの仮経路探索を実行する仮経路探索手段と、
   前記仮目的地から前記目的地までの経路を探索する目的地探索手段と、を含み、
   前記全経路探索が完了する以前から前記仮経路探索手段による仮案内の経路案内がされ、
   全経路探索終了時に前記車両が前記仮目的地に向けて出発していれば、前記車両が前記仮目的地に到達した後に前記仮目的地から前記目的地までの経路案内を行い、出発前に全経路探索が終了すれば、前記出発地からの全経路探索結果による前記目的地までの経路案内を行うことを特徴とする車両用ナビゲーション装置。
2. 前記仮目的地は、前記出発地と前記目的地とを結んだ直線上の前記出発地から所定の距離離れた位置に前記仮目的地探索手段によって設定される請求項１に記載の車両用ナビゲーション装置。
3. 前記地図情報は、情報の詳細度が異なるレベルによって階層化構造とされ、それぞれのレベルは所定の領域に区分された地図データとして地図情報記憶手段に記憶されており、前記仮目的地は、前記地図データの最も詳細な情報を有するレベルの前記出発地を含む領域内に前記仮目的地探索手段によって設定される請求項１に記載の車両用ナビゲーション装置。
4. 前記地図情報は、情報の詳細度が異なるレベルによって階層化構造とされ、それぞれのレベルは所定の領域に区分された地図データとして地図情報記憶手段に記憶されており、前記仮目的地は、前記地図データの最も詳細な情報を有するレベルの前記出発地を含む領域と他の領域との境界と、前記出発地と前記目的地とを結ぶ直線と、の交点に基づいて前記仮目的地探索手段によって設定される請求項１に記載の車両用ナビゲーション装置。
5. 前記仮目的地までの経路案内を行う場合に、前記仮目的地への経路案内であることをユーザに報知する報知手段を有する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の車両用ナビゲーション装置。

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