JP4375800B2 - 携帯型ナビゲーション装置、その表示制御方法および学習方法 - Google Patents
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Description
このようなナビゲーション装置、ナビゲーションシステムとしては自動車に搭載して運転者に経路を案内するカーナビゲーション装置、携帯電話をナビゲーション端末として利用して経路探索サーバに経路探索要求を送り、その結果を受信して経路案内を受ける通信型のナビゲーションシステムなどが実用化されている。
このような歩行者用のナビゲーションシステムは、所望の出発駅から所望の目的駅までの経路(乗車候補列車)を、徒歩経路の探索と案内に加えて案内する機能を有する。また、徒歩経路の経路探索を伴わずに情報配信サーバから交通機関の路線や時刻表、乗車可能な列車などの情報の配信を受けて表示する交通案内システムも存在する。
すなわち、各交通機関の路線データや運行時刻データをデータベース化した交通ネットワークデータを参照して、乗り継ぎを含めて出発地と目的地を結ぶ、利用可能な各交通手段を経路として順次たどり、経路探索条件に合致する案内経路(列車などの交通手段)の候補を1つまたは複数提示する。経路探索条件としては更に、所要時間、乗り継ぎ回数、運賃などの条件を指定できるようにされているのが一般的である。
一般的には、ナビゲーション装置が有するGPS受信機を用いて測位したナビゲーション装置の現在位置を含む一定の縮尺、一定の範囲の地図に、案内経路と、ナビゲーション装置の現在位置を示すマークを重ね合わせ、該現在位置マークが表示画面の中心になるように表示し、交差点などのガイダンスポイントにおいて音声案内などのガイダンスを出力して利用者を案内する。
しかしながら、利用者が歩行中の場合、携帯ナビゲーション装置の表示画面を見ながら歩行することはなく、携帯ナビゲーション装置は、手に持って歩行しているか、ポケットの中に入れられた状態である。この場合、電子コンパスなどのセンサが検出する装置自体の向きや進行方向は必ずしも歩行者の進行している向きや方向を正しく検出してはいないことになる。
出発地から目的地までの誘導経路および地図データを受信して歩行者を目的地に誘導する携帯型ナビゲーション装置であって、
歩行者の進行方向を検出する進行方向検出手段と、
歩行者を目的地へ誘導する目的地誘導手段と、
歩行者を目的地へ誘導するための地図を表示する表示手段と、
歩行者が前記表示手段を見る動作を行ったか否か判定する動作判定手段と、
前記動作判定手段において歩行者が前記表示手段を見る動作を行っていないと判定した時、前記地図を進行方向または誘導方向を上にして前記表示手段に表示し、前記動作判定手段の判定結果に基づいて前記歩行者が前記表示手段を見る動作を行ったときに、前記進行方向検出手段が検出した進行方向と前記目的地誘導手段の誘導方向との関係に応じて前記地図の表示態様を更新又は回転制御する地図表示制御手段と、
を備えることを特徴とする。
前記地図表示制御手段は、前記動作判定手段において歩行者が前記表示手段を見る動作を行っていないと判定し、前記進行方向検出手段が検出した進行方向と前記目的地誘導手段の誘導方向がほぼ一致しているときに、前記誘導方向が上となるように地図を表示することを特徴とする。
前記地図表示制御手段は、前記動作判定手段において歩行者が前記表示手段を見る動作を行っていないと判定し、前記進行方向検出手段が検出した進行方向と前記目的地誘導手段の誘導方向が一致していないときに、前記進行方向が上となるように地図を表示することを特徴とする。
前記地図表示制御手段は、前記動作判定手段の判定結果に基づいて前記歩行者が前記表示手段を見る動作を行ったときに前記表示手段のバックライトを表示することを特徴とする。
前記地図表示制御手段は、前記動作判定手段の判定結果に基づいて前記歩行者が前記表示手段を見る動作を行ったときに、前記誘導方向または進行方向が上となるように地図を表示する制御を解除し、地磁気に応じて地図の回転表示を制御することを特徴とする。
前記動作判定手段は、当該装置を把持する歩行者の腕の振り上げ、振り下ろしを検出することにより前記歩行者が前記表示手段を見る動作を行ったか否か判定することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の携帯型ナビゲーション装置。
前記携帯型ナビゲーション装置は、所定の状態において所定の要素にのみ電力を供給する省電力モードへの移行と、省電力モードからの復帰を制御する電源制御部を更に備え、
前記電源制御部は、前記動作判定手段の判定結果に基づいて省電力モードからの復帰制御または省電力モードへの移行制御を行うことを特徴とする。
前記電源制御部は、前記表示部を構成するバックライトの点灯、消灯を制御することを特徴とする。
歩行者の進行方向を検出する進行方向検出手段と、
歩行者を目的地へ誘導する目的地誘導手段と、
歩行者を目的地へ誘導するための地図を表示する表示手段と、
歩行者が前記表示手段を見る動作を行ったか否か判定する動作判定手段と、
を備え、前記動作判定手段において歩行者が前記表示手段を見る動作を行っていないと判定した時、前記地図を進行方向または誘導方向を上にして前記表示手段に表示する携帯型ナビゲーション装置に用いられる表示制御方法であって、
歩行者が前記表示手段を見る動作を行ったか否か判定する判定ステップと、
前記判定ステップの判定結果に基づいて前記歩行者が前記表示手段を見る動作を行ったときに、前記検出ステップが検出した進行方向と前記目的地誘導ステップの誘導方向との関係に応じて前記地図の表示態様を更新又は回転制御する制御ステップと
を備えたことを特徴とする。
前記制御ステップは、前記検出ステップが検出した進行方向と前記目的地誘導ステップの誘導方向がほぼ一致しているときに、前記誘導方向が上となるように地図を表示する処理を含むことを特徴とする。
前記制御ステップは、前記検出ステップが検出した進行方向と前記目的地誘導ステップの誘導方向が一致していないときに、前記進行方向が上となるように地図を表示する処理を含むことを特徴とする。
前記制御ステップは、前記判定ステップの判定結果に基づいて前記歩行者が前記表示手段を見る動作を行ったときに前記表示手段のバックライトを表示する処理を含むことを特徴とする。
前記制御ステップは、前記判定ステップの判定結果に基づいて前記歩行者が前記表示手段を見る動作を行ったときに、前記誘導方向または進行方向が上となるように地図を表示する制御を解除し、地磁気に応じて地図の表示を制御する処理を含むことを特徴とする。
前記判定ステップは、携帯型ナビゲーション装置を把持する歩行者の腕の振り上げ、振り下ろしを検出することにより前記歩行者が前記表示手段を見る動作を行ったか否か判定する処理を含むことを特徴とする。
請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載の携帯型ナビゲーション装置の動作を認識するための学習方法であって、
利用者が前記携帯型ナビゲーション装置の表示画面を見ているときの角度を検知するステップと、
前記携帯型ナビゲーション装置を上下に動かしたときの移動距離を検知するステップと、
前記検知された角度と移動距離について単回帰分析するステップと、
前記単回帰分析を行ったデータを記憶するステップと
を備えたことを特徴とする。
請求項1ないし請求項6に係る発明においては、携帯型ナビゲーション装置は歩行者が前記表示手段を見る動作を行ったか否か判定する動作判定手段を備え、動作判定手段において歩行者が前記表示手段を見る動作を行っていないと判定した時、前記地図を進行方向または誘導方向を上にして前記表示手段に表示し、動作判定手段の判定結果に基づいて、歩行者が前記表示手段を見る動作を行ったときに、進行方向検出手段が検出した進行方向と目的地誘導手段の誘導方向との関係に応じて地図の表示態様を更新又は回転制御する。
従って、利用者が携帯電話機の画面を見る動作を行ったときは、進行方向または誘導方向の関係に応じて、進行方向または誘導方向を上にして地図を表示することにより、地図回転のタイムロスなく地図表示することができるようになる。
また、使用者が携帯型ナビゲーション装置を見る動作(例えば、腕を振り上げる動作)によって、経路あるいは進行方向に対する常時ヘディングアップ機能が解除され、通常の地磁気に応じた地図回転表示機能へと移行することが可能となる。
従って、利用者が携帯電話機の画面を見る動作を行ったときは、表示手段を構成するLCDのバックライトが点灯され直ちに地図表示を見ることができるようになる。また、進行方向または誘導方向の関係に応じて、進行方向または誘導方向を上にして地図を表示することにより、地図回転のタイムロスなく地図表示することができるようになる。すなわち、装置の移動状態に応じて何らの操作なく自動的に省電力モードへの移行と省電力モードからの復帰を容易に制御することが可能となる。これにより省電力モードから復帰させる際に利用者が意図しない操作を行ってしまう誤作動を生じることがなくなる。
従って、利用者個人々の動作範囲をそれぞれ携帯型ナビゲーション装置に設定することができるようになる。
図1において、この携帯型ナビゲーションシステムは、利用者の経路をナビゲーションする携帯電話機からなる携帯型ナビゲーション装置10と、携帯型ナビゲーション装置10にナビゲーション情報を提供する経路探索サーバ11と、携帯型ナビゲーション装置10及び経路探索サーバ11を通信可能に接続するネットワーク12と、携帯型ナビゲーション装置10に測位位置情報を提供するGPS(Global Positioning System)13とから構成されている。
経路探索サーバ11は携帯型ナビゲーション装置10から送信された出発地、目的地、移動手段(徒歩や自動車、徒歩と交通機関併用など)などの経路探索条件に従って、道路ネットワークデータや交通ネットワークデータに基づいて最適経路を探索し、探索した案内経路、現在位置を含む地図データ、交差点などの案内ポイントにおけるガイダンスのデータなどを携帯型ナビゲーション装置10に配信する。
操作入力部22は、データの入力や機能指示を行うためのもので、ダイヤルボタン、機能選択ボタンなどを含む各種キー、スイッチやタッチパネルセンサから構成されており、ダイヤル番号等の入力のほか、経路検索条件の入力やナビゲーション開始指示を行う。
制御部23は、マイクロプロセッサ(CPU)からなり、メモリ24に予め記録されたプログラムを実行して各部を制御することにより携帯電話機10に備えられた各種機能を実行する。
メモリ24は、RAMとROMからなり、RAMは制御部23が各種の制御を実行する際の作業エリアを提供し、ROMは制御部23が実行する各種制御プログラムや相手先のダイヤル番号やメールアドレス等を記録する。
電源制御部26は、制御部23の制御に応じて電池(図示せず)からの電源を各部に供給する。表示制御部27は、送受信時のダイヤル番号データ、地図情報を含む経路データ、あるいはメールデータを表示部28に表示させる。表示部28は、例えば、カラー表示可能な小型LCDからなり、各種データの表示を行う。また、携帯電話機10が所定の状態になった時に電源制御部26は省電力モードへの移行、あるいは、省電力モードからの復帰制御を行う。
また、動作判定手段31は、画面を見なくなったという動作の判定を、手を上げた状態から手を下げたことを加速度センサで認識することによって行う。
なお、この判定は携帯電話機10の角度や地磁気の指す方向の安定性によって行ってもよい。
ここで、地磁気センサは、例えば2つの磁気センサを互いに直角となる方向に配置し、その各磁気センサにより磁界の大きさを検出し、その両方向の磁界の検出結果から地磁気の方位を求めるものであり、その方位データを出力する。
また、制御部23は、この進行方向検出手段29によって検出された方向と目的地誘導手段30によって誘導している方向を地図上で整合し、進行方向と誘導方向の一致あるいは不一致の判断を行う。
しかし、地図に重ね合わせて誘導のために表示されている案内経路を基準に地図表示を行うので、誘導方向に対して正確に上を向いた地図を表示することができる。利用者が経路を確認する瞬間は、経路上に沿って進行していることが多いので、誘導方向が上になっている方が分かり易い。
また、歩いている場合、進行方向には揺らぎがあるため、経路と異なる方向へ移動している際に行う進行方向に対するヘディングアップでは、多少地図が揺らいで表示される可能性がある。そのため、経路に対してヘディングアップした方が、揺らぎが少ない地図の表示が可能となる。
また、動作判定手段31は、画面を見なくなったという動作の判定を、手を上げた状態から手を下げたことを加速度センサで認識することによって行う。
制御部23は、利用者が操作入力部22を操作して入力される指示を待って機器本体の振り上げ、振り下げ動作を自動学習するか否かを判定し(ステップS51)、自動学習の指示を受けると、利用者による上下の腕の振りによって携帯電話機10が上下どちらかに移動したか否かを判定する(ステップS52)。
ここで、(G−α)を移動時間tで2回積分することによって移動距離を求めることができる。
例えば、サンプル周波数がTのときの時間T0からTnまでの時間間隔は1/T、加速度の変化をAi=A0,A1,A2,…An(0≦i≦n)とすると、Aiを時間tで積分した値Viは、
Vi=Vi−1+t(Ai−1+Ai)/2
となる。ただし、V0=0である。
さらに、Viを時間tで積分した値Xiは、
Xi=Xi−1+t(Vi−1+Vi)/2
となる。ただし、X0=0である。
すなわち、各成分の加速度をAx,Ay,Azとすると、重力に対する各軸の角度θx,θy,θzは、
θx=acos(Ax/α) あるいは θx=asin(Ax/α)
θy=acos(Ay/α) あるいは θy=asin(Ay/α)
θz=acos(Az/α)
となる。ここで、αはAx,Ay,Azの二乗和の平方根である。
ステップS54およびステップS55において、キー入力がある場合には、移動距離と角度を学習し(ステップS56)、メモリ24に記憶されている振り上げ/振り下げの動作の検出範囲を更新し(ステップS57)、キー入力がない場合には、学習は行わずに処理を終了する(ステップS58)。
例えば、上方向へ距離h1だけ移動した後に角度s1でキー操作を行った場合、距離h1と角度s1をメモリ24に記憶されているデータ集合Uxyに追加する。あるいは、角度s2でキー操作を行った後に下方向へ距離h2だけ移動した場合,角度s2と距離h2をメモリ24に記憶されているデータ集合Dxyに追加する。
S= υ0+υ1H
データ集合Dxyの単回帰モデルを
H =δ0 +δ1S
とする。
ここで、パラメータυ0,υ1およびδ0,δ1の推定は、最小二乗法によって求める。最小二乗法は、得られた計測データの組がもつ相関関係を適当なモデルを用いて近似する方法である。近似関数の係数は、誤差(残差)の二乗和が最小となるように決定される。本発明の実施の形態では、一次関数をモデルとして用いているため、少ないデータで近似関数を求めることができる。
この回帰式は、新しいデータが追加されるたびに更新してもよいし、いくつかのデータが追加されるたびに更新してもよい。各データ集合の最大数を決めておくことにより、より直近のデータを優先して回帰式を求めることができる。また、計算時間を短縮することができる。
例えば、上方向への移動において移動距離がh1であったときに、移動後の携帯電話機10の角度s1が、データ集合Uxyに対する回帰式より求めた角度S±10°程度の範囲にある場合は、利用者が携帯電話機10を画面が見える位置に移動したと判断することができる。
利用者が画面を見る動作を行っていない場合、制御部23は、進行方向検出手段29が検出した進行方向と目的地誘導手段30の誘導方向が一致しているか否か判断し(ステップS62)、進行方向と誘導方向が一致している場合は、図3に示すように、誘導されている方向(経路方向)が上となるように、ルートに対して地図をヘディングアップする(ステップS63)。
上述のステップS61〜ステップS64の処理は、利用者が携帯電話機10の表示画面(LCD)を見る動作を行うまで繰り返される。
そして、利用者によって画面が見える位置に腕を上げた場合、電源制御部26は、省電力モードから復帰する制御を行いLCDのバックライトを点灯し、通常の電子コンパスを利用した地図の表示(ヘディングアップ)を行う(ステップS65)。これによって携帯電話機10は何らの操作なしに省電力モードの状態から復帰し、表示部28の地図表示が見える状態になる。
携帯電話機10を表示画面(LCD)が見られない位置に移動していない場合は、通常の電子コンパスを利用した地図の表示を行い(ステップS72)、上述のステップS71〜ステップS72の処理は、利用者が携帯電話機10を表示画面(LCD)が見られない位置に移動するまで繰り返される。
11 経路探索サーバ
12 ネットワーク
13 GPS
21 無線通信部
22 操作入力部
23 制御部
24 メモリ
25 地図表示制御手段
26 電源制御部
27 表示制御部
28 表示部
29 進行方向検出手段
30 目的地誘導手段
31 動作判定手段
Claims (15)
- 出発地から目的地までの誘導経路および地図データを受信して歩行者を目的地に誘導する携帯型ナビゲーション装置であって、
歩行者の進行方向を検出する進行方向検出手段と、
歩行者を目的地へ誘導する目的地誘導手段と、
歩行者を目的地へ誘導するための地図を表示する表示手段と、
歩行者が前記表示手段を見る動作を行ったか否か判定する動作判定手段と、
前記動作判定手段において歩行者が前記表示手段を見る動作を行っていないと判定した時、前記地図を進行方向または誘導方向を上にして前記表示手段に表示し、前記動作判定手段の判定結果に基づいて前記歩行者が前記表示手段を見る動作を行ったときに、前記進行方向検出手段が検出した進行方向と前記目的地誘導手段の誘導方向との関係に応じて前記地図の表示態様を更新又は回転制御する地図表示制御手段と、
を備えることを特徴とする携帯型ナビゲーション装置。 - 前記地図表示制御手段は、前記動作判定手段において歩行者が前記表示手段を見る動作を行っていないと判定し、前記進行方向検出手段が検出した進行方向と前記目的地誘導手段の誘導方向がほぼ一致しているときに、前記誘導方向が上となるように地図を表示することを特徴とする請求項1に記載の携帯型ナビゲーション装置。
- 前記地図表示制御手段は、前記動作判定手段において歩行者が前記表示手段を見る動作を行っていないと判定し、前記進行方向検出手段が検出した進行方向と前記目的地誘導手段の誘導方向が一致していないときに、前記進行方向が上となるように地図を表示することを特徴とする請求項1に記載の携帯型ナビゲーション装置。
- 前記地図表示制御手段は、前記動作判定手段の判定結果に基づいて前記歩行者が前記表示手段を見る動作を行ったときに前記表示手段のバックライトを表示することを特徴とする請求項1に記載の携帯型ナビゲーション装置。
- 前記地図表示制御手段は、前記動作判定手段の判定結果に基づいて前記歩行者が前記表示手段を見る動作を行ったときに、前記誘導方向または進行方向が上となるように地図を表示する制御を解除し、地磁気に応じて地図の回転表示を制御することを特徴とする請求項1に記載の携帯型ナビゲーション装置。
- 前記動作判定手段は、当該装置を把持する歩行者の腕の振り上げ、振り下ろしを検出することにより前記歩行者が前記表示手段を見る動作を行ったか否か判定することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の携帯型ナビゲーション装置。
- 前記携帯型ナビゲーション装置は、所定の状態において所定の要素にのみ電力を供給する省電力モードへの移行と、省電力モードからの復帰を制御する電源制御部を更に備え、
前記電源制御部は、前記動作判定手段の判定結果に基づいて省電力モードからの復帰制御または省電力モードへの移行制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の携帯型ナビゲーション装置。 - 前記電源制御部は、前記表示部を構成するバックライトの点灯、消灯を制御することを特徴とする請求項7に記載の携帯型ナビゲーション装置。
- 歩行者の進行方向を検出する進行方向検出手段と、
歩行者を目的地へ誘導する目的地誘導手段と、
歩行者を目的地へ誘導するための地図を表示する表示手段と、
歩行者が前記表示手段を見る動作を行ったか否か判定する動作判定手段と、
を備え、前記動作判定手段において歩行者が前記表示手段を見る動作を行っていないと判定した時、前記地図を進行方向または誘導方向を上にして前記表示手段に表示する携帯型ナビゲーション装置に用いられる表示制御方法であって、
歩行者が前記表示手段を見る動作を行ったか否か判定する判定ステップと、
前記判定ステップの判定結果に基づいて前記歩行者が前記表示手段を見る動作を行ったときに、前記検出ステップが検出した進行方向と前記目的地誘導ステップの誘導方向との関係に応じて前記地図の表示態様を更新又は回転制御する制御ステップと
を備えたことを特徴とする表示制御方法。 - 前記制御ステップは、前記検出ステップが検出した進行方向と前記目的地誘導ステップの誘導方向がほぼ一致しているときに、前記誘導方向が上となるように地図を表示する処理を含むことを特徴とする請求項9に記載の表示制御方法。
- 前記制御ステップは、前記検出ステップが検出した進行方向と前記目的地誘導ステップの誘導方向が一致していないときに、前記進行方向が上となるように地図を表示する処理を含むことを特徴とする請求項9に記載の表示制御方法。
- 前記制御ステップは、前記判定ステップの判定結果に基づいて前記歩行者が前記表示手段を見る動作を行ったときに前記表示手段のバックライトを表示する処理を含むことを特徴とする請求項9に記載の表示制御方法。
- 前記制御ステップは、前記判定ステップの判定結果に基づいて前記歩行者が前記表示手段を見る動作を行ったときに、前記誘導方向または進行方向が上となるように地図を表示する制御を解除し、地磁気に応じて地図の表示を制御する処理を含むことを特徴とする請求項9に記載の表示制御方法。
- 前記判定ステップは、携帯型ナビゲーション装置を把持する歩行者の腕の振り上げ、振り下ろしを検出することにより前記歩行者が前記表示手段を見る動作を行ったか否か判定する処理を含むことを特徴とする請求項9〜13のいずれか1項に記載の表示制御方法。
- 請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載の携帯型ナビゲーション装置の振り上げ、振り下げ動作を認識するための学習方法であって、
利用者が前記携帯型ナビゲーション装置の表示画面を見ているときの角度を検知するステップと、
前記携帯型ナビゲーション装置を上下に動かしたときの移動距離を検知するステップと、
前記検知された角度と移動距離について単回帰分析するステップと、
前記単回帰分析を行ったデータを記憶するステップと
を備えたことを特徴とする学習方法。
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