JP4416755B2

JP4416755B2 - ナビゲーション装置

Info

Publication number: JP4416755B2
Application number: JP2006129933A
Authority: JP
Inventors: 祐一安部
Original assignee: Tottori Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Consumer Electronics Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2006-05-09
Filing date: 2006-05-09
Publication date: 2010-02-17
Anticipated expiration: 2026-05-09
Also published as: JP2007303856A; CN101443630B; CN101443630A

Description

本発明は、燃費を考慮して省エネルギー運転を支援する省エネルギー運転支援機能を有する車載用のナビゲーション装置に関するものであり、特に、ナビゲーション装置が各種センサや測位手段から取得する情報に基づいて急な加速、減速を識別し、走行中の案内経路における車両の位置により急な加速、減速が適切な操作か否かを識別するようにしたナビゲーション装置に関するものである。

従来から、地図データや道路データを用いて、所望の出発地から目的地までの経路を探索して利用者を案内するナビゲーション装置、ナビゲーションシステムが知られており、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。

上記カーナビゲーション装置は、ＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ：全地球測位システム）を利用したものであり、地球上を周回している複数のＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号をＧＰＳアンテナで受信し、該ＧＰＳ信号に含まれる衛星位置や時計情報等を解析して位置の特定化を行うものである。該複数のＧＰＳ衛星の個数は少なくとも４個以上必要である。ＧＰＳの単独測位精度は一般的に１０ｍ強であるが、ＤＧＰＳ（ＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＧＰＳ：ディファレンシャルＧＰＳ）を採用することにより５ｍ以下に向上する。

ナビゲーション装置は経路探索のために道路ネットワークのデータベースを備えている。この道路ネットワークのデータベースは、地図データの道路（経路）を、その結節点、屈曲点などの位置をノードとするノードデータ、各ノードを結ぶ経路をリンクとするリンクデータ、全てのリンクのコスト情報（距離や所要時間）を有するリンクコストデータを蓄積したものである。ナビゲーション装置は、このデータベースを参照して、出発地のノードから目的地のノードに至るリンクを順次探索し、リンクのコスト情報が最小となるノード、リンクをたどって案内経路とすることによって最短の経路を探索して案内する。このようなデータベースを用いた経路探索の手法としてはラベル確定法あるいはダイクストラ法と言われる手法が用いられる。

また、最近では、地球環境、エネルギー資源を有効に活用することが大きな課題になっており、自動車の走行に伴う排気ガスによる地球環境の悪化を抑制し、エネルギー資源の不適切な消費を防止するためのシステムが考慮されている。このような機能は省エネルギー運転支援機能ということができ、例えば、車両から運転の状況を示すデータを収集して、燃料などのエネルギーの消費が不適切になるような運転状況があった場合に、統計的にあるいはリアルタイムに報知するシステムが提案されている。

このような省エネルギー運転支援機能を有するシステムは、例えば、下記の特許文献１（特開２００３−３１６８６４号公報）に車両の運行管理システムとして開示されている。この特許文献１に開示された車両の運行管理システムは、車両から運転状況を示すデータを収集する情報センタを備えて構成されている。また、各車両には制御回路が備えられ、この制御回路により各種センサから速度やエンジン回転数などの車両情報を取得し、情報センタに送信する。情報センタは、車両情報から現在の車両の運転状態を分析して省エネ運転が実行されていない場合には、省エネ運転を守るように指示を出す。制御回路は情報センタからの指示を表示器に表示する。

例えば、省エネ運転をしていないとして定められる条件としては、次のような項目を設定している。すなわち、速度に比べてエンジン回転数が高い場合、つまり低速走行しているにも関わらず、エンジン回転数が高い、または速度変化が小さいにもかかわらずエンジン回転数が頻繁に高くなるという事象が発生した場合、走行距離が増加しないにもかかわらず、エンジン回転数が高い、またはアイドリング状態に長期間ある場合、速度に適したシフトポジションが選択されていない場合、急な加減速が頻繁に発生している場合、車速が高い場合、短時間のうちにシフトポジションが頻繁に変わる場合、アクセル開度が短時間のうちに頻繁に大小変化している場合などの条件に当てはまる場合である。同様にして安全運転を支援する機能を盛り込むこともできる。
特開２００３−３１６８６４号公報（図１、段落［００１５］、［００１６］）

しかしながら、上記特許文献１に開示された運行管理システムは、運転状況に関するデータを収集して情報センタに送信する車載機器を車両に設置し、また、その車載機器に情報センタからの情報を表示する機能を備える必要があり、設置のためのコストが必要になるという問題点がある。また、運行管理、運転支援のための情報センタを設置するため設備投資が必要であり、多くの一般ドライバを対象とする支援装置として提供可能なシステムには不適切であるという問題点がある。

自動車において不適切に燃料を消費するケースとしては、急激な加減速操作を行った場合があげられる。しかしながら、上記特許文献１に開示された運行管理、運転支援システムにおいては、急激な加減速が頻繁に繰り返されたことを検出して車載機器に報知するものではあるが、車載装置を持つ車両がどのような経路を走行しているかを分析するものではないので、一定の基準で画一的に加減速操作の適否を判断せざるを得ないという問題点がある。

自動車は、様々な形状の道路を走行するものであり、カーブなどでは走行の安全上やむを得ずブレーキ操作して減速する必要がありこの場合の急激な減速操作は適切な操作である。また、高速道路、一般道路など属性の異なる道路を走行することもある。高速道路は通常の走行速度が速く、ランプやインターチェンジではカーブがあり、急減速して所望の道路に分岐する場合がある。この場合の減速操作も適切な操作である。逆にカーブから高速道路に入る場合には遅い速度から高速に急加速する場合もある。この場合の急加速も適切な運転操作である。

上記特許文献１に開示された運行管理、運転支援システムにおいては、車両が実際に走行している道路の状況を知ることができないので、上記のように急激な加速、減速が行われても、それが適切な運転操作であるか、不適切な運転操作であるのかをきめ細かく識別できず、有効な省エネルギー運転支援をすることができないという問題点があった。

本願の発明者は上記の問題点を解消すべく種々検討を重ねた結果、運転を支援するための既存の車載装置として、所望の出発地から目的地までの経路を探索して目的地までの距離や所要時間が最も小さい最適経路を案内するナビゲーション装置が普及している点に着目し、ナビゲーション装置が各種センサや測位手段から取得する情報と走行中の位置情報や道路を含む地図情報に基づいて、急激な加減速操作が適切な操作であるか、不適切な操作であるかを識別して省エネルギー運転支援を行うようになせば上記問題点を解消し得ることに想到して本発明を完成するに至ったものである。

すなわち、本発明は前述の問題点を解消することを課題とし、有効な省エネルギー運転支援機能を提供することができるナビゲーション装置を提供することを目的とするものである。

前記課題を解決するために、本願の請求項１にかかる発明は、
指定された出発地から目的地までの経路を探索する経路探索部と、車両の走行状況を検出するセンサ部と、現在位置を測位するＧＰＳ受信部と、地図情報を記憶した地図記憶部と、出力手段と、を備えたナビゲーション装置において、
前記ナビゲーション装置は、更に、加速度判定部と、急加減速情報記録部と、を備え、前記加速度判定部は、前記センサ部またはＧＰＳ受信部の出力に基づいて算出した加速度が所定の閾値を超えたことを判定するとともに、前記ＧＰＳ受信部が測位した現在位置の情報および現在位置に基づいて地図記憶部から得た地図情報に基づいて前記急加減速の操作の適否を判定し、不適切な急加減速状態にあることを示す急加減速情報を前記急加減速情報記録部に記録することを特徴とする。

本願の請求項２にかかる発明は、請求項１にかかるナビゲーション装置において、急加減速情報は、不適切な急加減速操作が行われた場所、時間、回数を含むことを特徴とする。

本願の請求項３にかかる発明は、請求項１または請求項２にかかるナビゲーション装置において、加速度判定部は、前記不適切な急加減速を判定した場合には、前記出力手段にその旨を報知することを特徴とする。

本願の請求項４にかかる発明は、請求項１にかかるナビゲーション装置において、前記加速度判定部は、前記センサ部またはＧＰＳ受信部の出力に基づいて算出した加速度が所定の閾値を超えたことを判定した場合、前記ＧＰＳ受信部が測位した現在位置の情報および現在位置に基づいて地図記憶部から得た地図情報に基づいて、現在位置が直線道路上である場合に不適切な急加減速操作と判定することを特徴とする。

本願の請求項５にかかる発明は、請求項１にかかるナビゲーション装置において、前記加速度判定部は、前記センサ部またはＧＰＳ受信部の出力に基づいて算出した加速度が所定の閾値を超えたことを判定した場合、前記ＧＰＳ受信部が測位した現在位置の情報および現在位置に基づいて地図記憶部から得た地図情報に基づいて、現在位置が所定の曲率以下の道路上である場合に不適切な急加減速操作と判定することを特徴とする。

請求項１にかかる発明においては、ナビゲーション装置は、指定された出発地から目的地までの経路を探索する経路探索部と、車両の走行状況を検出するセンサ部と、現在位置を測位するＧＰＳ受信部と、地図情報を記憶した地図記憶部と、出力手段と、加速度判定部と、急加減速情報記録部と、を備え、加速度判定部は、センサ部またはＧＰＳ受信部の出力に基づいて算出した加速度が所定の閾値を超えたことを判定するとともに、ＧＰＳ受信部が測位した現在位置の情報および現在位置に基づいて地図記憶部から得た地図情報に基づいて急加減速の操作の適否を判定し、不適切な急加減速状態にあることを示す急加減速情報を前記急加減速情報記録部に記録する。

このような構成によれば、省エネルギー運転支援を行う車載装置を設けることなく、ナビゲーション装置において、車両の走行状況から適切な急加減速操作と不適切な急加減速操作とを識別して、不適切な急加減速操作とに関する情報を記録することができ、きめ細かい省エネルギー運転支援を行うことができるようになる。

また、請求項２にかかる発明においては、請求項１にかかるナビゲーション装置において、急加減速情報は、不適切な急加減速操作が行われた場所、時間、回数を含むから、不適切な急加減速の場所、時間、回数を知ることができ、きめ細かい省エネルギー運転支援を行うことができるようになる。

また、請求項３にかかる発明においては、請求項１または請求項２にかかるナビゲーション装置において、加速度判定部は、前記不適切な急加減速を判定した場合には、前記出力手段にその旨を報知する。このような構成によれば、不適切な急加減速操作があった場合に利用者に報知し、省エネルギー運転を促すことができるようになる。

また、請求項４にかかる発明においては、請求項１にかかるナビゲーション装置において、前記加速度判定部は、前記センサ部またはＧＰＳ受信部の出力に基づいて算出した加速度が所定の閾値を超えたことを判定した場合、前記ＧＰＳ受信部が測位した現在位置の情報および現在位置に基づいて地図記憶部から得た地図情報に基づいて、現在位置が直線道路上である場合に不適切な急加減速操作と判定する。このような構成によれば、急加減速操作の適否を識別することができ、きめ細かい省エネルギー運転支援を行うことができるようになる。

また、請求項５にかかる発明においては、請求項１にかかるナビゲーション装置において、前記加速度判定部は、前記センサ部またはＧＰＳ受信部の出力に基づいて算出した加速度が所定の閾値を超えたことを判定した場合、前記ＧＰＳ受信部が測位した現在位置の情報および現在位置に基づいて地図記憶部から得た地図情報に基づいて、現在位置が所定の曲率以下の道路上である場合に不適切な急加減速操作と判定する。このような構成によれば、急加減速操作の適否を識別することができ、きめ細かい省エネルギー運転支援を行うことができるようになる。

以下、本発明の具体例を実施例及び図面を用いて詳細に説明する。但し、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのナビゲーション装置を例示するものであって、本発明をこのナビゲーション装置に特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のナビゲーション装置にも等しく適用し得るものである。

図１は、本発明の実施例にかかるナビゲーション装置１０の構成を示すブロック図である。ナビゲーション装置１０は、制御部１１、ＧＰＳ受信部１２、地図記憶部１３、表示部１４、センサ部１５、入力部１６、経路記憶部１７、急加減速情報記録部１８、音声出力部１９などを備えて構成されている。

ＧＰＳ受信部１２は、複数のＧＰＳ衛星から送信されている信号を受信し、現在の位置を緯度・経度で算出する測位手段であり、ナビゲーション装置１０が搭載された自動車の現在位置を所定の時間間隔で測位するものである。地図記憶部１３には地図および経路探索のためのネットワークデータ（ノード、リンク、リンクコスト）が蓄積されている。

表示部１４は、液晶表示ユニットなどで構成される表示手段であり、地図や案内経路が表示される。表示部１４に表示される地図や案内経路は、ＧＰＳ受信部１２で測位した現在位置を中心にして表示され、現在位置が経路上を進行するに従ってスクロール表示される。現在位置が案内経路上の交差点などの手前（所定の距離）になると、当該交差点の進行方向（直進、右折、左折）などのガイダンスを表示部１４に表示したり、スピーカなどで構成された音声出力部１９を介して出力したりする。

入力部１６はテンキーや文字入力キー、機能キー、タッチパネルなどを備えた入力手段であり、また、入力部１６は表示部１４に表示されたメニュー画面の項目を選択するための選択キー、カーソルキーを備えている。

制御部１１はマイクロプロセッサからなる制御回路であり、図示していないＲＯＭ、ＲＡＭを備えている。ＲＯＭには各部動作を制御するプログラムを記憶している。例えば、制御部１１が経路探索するためのプログラム、ナビゲーション装置１０が搭載された車両の加速度を検出して所定の閾値と比較し、急激な加減速を生じる運転操作がなされたか否かを判定するとともに、車両が走行中の道路を含む地図情報や案内経路とＧＰＳ受信部１２から取得する情報に基づいて、急激な加減速が適切な操作か不適切な操作かを判定するプログラムが記憶されている。従って、制御部１１は加速度判定部１１１、経路探索部１１２が含まれて構成されたものとなっている。

経路探索部１１２は、入力部１６から入力された出発地、目的地などの経路探索条件に応じて地図記憶部１３に記憶された経路探索用のネットワークデータを参照して最適な経路を案内経路として探索する。経路探索部１１２が探索した案内経路の情報や交差点ノードごとのガイダンスの情報は経路記憶部１７に記憶され、表示部１４に案内経路を表示し、音声出力部１９を介して音声ガイドを行う。

表示部１４に表示される地図は、現在位置を中心とした所定の範囲の地図情報か地図記憶部１３から取得（読み出し）され、表示画面の中央を現在位置として表示される。経路探索部が経路探索をして案内経路が求められている場合には、表示部１４に表示された地図上に表示色を異なる色としたりして案内経路が重ね合わせて表示される。

一般に、日常的に走行している自宅と職場などの経路はその都度ナビゲーション機能を用いて経路探索することはなく、地図と現在位置だけが表示部１４に表示され、ガイダンスを受けないで使用することが殆どであり、ナビゲーション機能が使用されるのは、主に行楽地や観光地に出かける場合やドライブなどで経路の不案内な場所に出かける場合である。

センサ部１５は、車速センサ、舵角センサ、エンジン回転数センサ、タイマなどから構成され、車両の走行状態を検出するものであり、各センサ出力を連続的に計測することにより、走行軌跡を取得することができる。加速度判定部１１１は、センサ部１５の車速センサ出力に基づいて加速度を算出する。なお、加速度はＧＰＳ受信部１２が所定の間隔で測位した現在位置と測位の時間間隔から求めた速度をもとに算出することもできる。すなわち、ＧＰＳ受信部１２は、例えば、１秒毎に位置を測位し、Ａ−Ｂ間、Ｂ−Ｃ間の速度が夫々５ｍ／ｓｅｃ、１０ｍ／ｓｅｃだとすると、加速度ａ＝（Ｖ−Ｖｏ）／ｔ＝１０−５／１＝５ｍ／ｓｅｃ²」となる。そして、算出した加速度が閾値以上（急加減速が行われた）か否かを判別する。

また、加速度判定部１１１は算出した加速度が道路属性に応じた所定の閾値以上であるか否かにより、急激な加速または減速操作の有無を判定するとともに、ＧＰＳ受信部１２で測位した現在位置の情報（緯度・経度）と、現在位置に基づいて地図記憶部１３から得た地図情報とに基づいて、急激な加減速操作が適切な操作であるか、不適切な操作であるかを判定する。

例えば、ここでは、現在位置がカーブした道路上である場合は適切な操作と判定し、直線道路である場合には不適切な操作と判定する。カーブした道路と直線道路の判別は道路属性情報に基づいて所定の曲率以上である場合にカーブと判定し、所定の曲率以下の場合直線道路と判定すればよい。加速度判定部１１１が不適切な操作であると判定した場合には、急加減速情報としてその操作が行われた場所や時間、回数を記憶する。そして、表示部１４や音声出力部１９を介して利用者に報知する。

道路属性による加速度の閾値は、例えば、一般道路においては、加速時には「４ｍ／ｓｅｃ²」、減速時には「６ｍ／ｓｅｃ²」とし、高速道路においては、加速時には「３ｍ／ｓｅｃ²」、減速時には「５ｍ／ｓｅｃ²」とする。また、道路の曲率としては、例えば、高速道路では曲率半径が「半径３００m」以下となる道路をカーブ、それ以上の道路を直線道路、一般道路では曲率半径が「半径１５０ｍ」以下となる道路をカーブ、それ以上の道路を直線道路と判定するように設定する。

すなわち、本発明においては、走行中の道路の状況に基づいて、直線道路を移動中は、所定の閾値を超える加速度変化があった場合には不適切な急加速や急減速と判定し、カーブを移動中は所定の閾値を超える加速度変化があった場合には不適切な急加速や急減速と判定することにより、適切な運転操作が行われているか否かをきめ細かく識別でき、有効な省エネルギー運転支援をすることができるようになる。

次に、本発明の実施例にかかるナビゲーション装置の動作手順について、図２のフローチャートに基づいて説明する。先ず、加速度判定部１１１は、ＧＰＳ受信部１２が測位した現在位置がマッチングされた道路を含む地図情報や経路探索部１１２が探索した案内経路の情報から車両が走行中の道路を識別し、その道路属性が一般道路か高速道路かを判定する。走行中の道路が一般道路であればステップＳ１２の処理に進み、高速道路であればステップＳ１３の処理に進む。

ステップＳ１２の処理においては、加速度を算出して一般道路について設定された所定の閾値ａ以上であるか判定する。加速度が所定の閾値ａを超えていなければステップＳ１２の判定処理を繰り返し、所定の閾値を超えている場合には、ステップＳ１４の処理に進み、ＧＰＳ受信部１２が測位した現在位置の情報と、現在位置に基づいて地図記憶部から得た地図情報あるいは経路探索部１１２が探索した案内経路の情報から走行中の道路が直線道路であるか否かを判定する。

ステップＳ１４の処理において直線道路である場合は、不適切な急加減速であると判定し、急加減速情報を急加減速情報記録部１８に記録し、ステップＳ１６の処理において、表示部１４あるいは音声出力部１９などの出力手段を介して、利用者に報知する。

一方、高速道路を走行中であると、ステップＳ１３の処理において、加速度を算出して高速道路について設定された所定の閾値ｂ以上であるか判定する。加速度が所定の閾値ｂを超えていなければステップＳ１３の判定処理を繰り返し、所定の閾値を超えている場合には、ステップＳ１４の処理に進み、ＧＰＳ受信部１２が測位した現在位置の情報と、現在位置に基づいて地図記憶部から得た地図情報あるいは経路探索部１１２が探索した案内経路の情報から走行中の道路が直線道路であるか否かを判定する。

なお、上記の実施例においては、加速度判定部１１１は車速センサの出力から加速度を算出する例を説明したが、センサ部１５に加速度センサを備えている場合には当該加速度センサの検出データから加速度を取得することもできる。

以上、詳細に説明したように、本発明にかかるナビゲーション装置によれば、車両の加速度を所定の閾値と比較して急加速や急減速を検出し、かつ、車両が走行中の道路状態を加味して適切な急加減速と不適切な急加減速とをきめ細かく識別することができ、効果的な省エネルギー運転支援を行うことができるようになる。

本発明の実施例にかかるナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。本発明の実施例にかかるナビゲーション装置の動作手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１０・・・・ナビゲーション装置
１１・・・・制御部
１１１・・・加速度判定部
１１２・・・経路探索部
１２・・・・ＧＰＳ受信部
１３・・・・地図記憶部
１４・・・・表示部
１５・・・・センサ部
１６・・・・入力部
１７・・・・経路記憶部
１８・・・・急加減速情報記録部
１９・・・・音声出力部

Claims

指定された出発地から目的地までの経路を探索する経路探索部と、車両の走行状態を検出するセンサ部と、現在位置を測位するＧＰＳ受信部と、地図情報を記憶した地図記憶部と、出力手段と、を備えたナビゲーション装置において、
前記ナビゲーション装置は、更に、加速度判定部と、急加減速情報記録部と、を備え、前記加速度判定部は、前記センサ部またはＧＰＳ受信部の出力に基づいて算出した加速度が所定の閾値を超えたことを判定するとともに、前記ＧＰＳ受信部が測位した現在位置の情報および現在位置に基づいて地図記憶部から得た地図情報に基づいて前記急加減速の操作の適否を判定し、不適切な急加減速状態にあることを示す急加減速情報を前記急加減速情報記録部に記録することを特徴とするナビゲーション装置。
前記急加減速情報は、不適切な急加減速操作が行われた場所、時間、回数を含むことを特徴とする請求項１に記載のナビゲーション装置。
前記加速度判定部は、前記不適切な急加減速を判定した場合には、前記出力手段にその旨を報知することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のナビゲーション装置。
前記加速度判定部は、前記センサ部またはＧＰＳ受信部の出力に基づいて算出した加速度が所定の閾値を超えたことを判定した場合、前記ＧＰＳ受信部が測位した現在位置の情報および現在位置に基づいて地図記憶部から得た地図情報に基づいて、現在位置が直線道路上である場合に不適切な急加減速操作と判定することを特徴とする請求項１に記載のナビゲーション装置。
前記加速度判定部は、前記センサ部またはＧＰＳ受信部の出力に基づいて算出した加速度が所定の閾値を超えたことを判定した場合、前記ＧＰＳ受信部が測位した現在位置の情報および現在位置に基づいて地図記憶部から得た地図情報に基づいて、現在位置が所定の曲率以下の道路上である場合に不適切な急加減速操作と判定することを特徴とする請求項１に記載のナビゲーション装置。