JP4442546B2 - カーナビゲーション装置 - Google Patents

Description

本発明は、有料道路に通行料の割り引きがあるとき、その割引条件に適合するように誘導する機能を備えたカーナビゲーション装置に関する。

最近のカーナビゲーション装置には、様々な機能を搭載したものがある。例えば、特許文献１に開示されたカーナビゲーション装置は、目的地までの経路を設定する場合に、目的地までの間に同一種類の施設が幾つ存在するかを報知するようにして、ドライブ計画を立て易くしている。
また、特許文献２に開示されたカーナビゲーション装置は、有料道路の通行料金割引時間帯にその有料道路を通過できるように経路案内を行うようにしている、
特開２００３−１４８９７８号公報 特開２００１−４１７６０号公報

ところで、有料道路の通行料の割り引きを受けるためには、割引条件に適合する必要がある。割引条件としては、ある時間帯に有料道路から出ることであったり、ある区間内での走行距離がある距離内であったりする。
上記特許文献２に開示されたカーナビゲーション装置は、有料道路を通行料割引時間帯に有料道路から出ることができるように経路案内を行うものである。しかしながら、実際にドライブに出かけると、有料道路に入るまでの一般道路が空いていて割り引きを受けられる時間帯よりも早く有料道路を出てしまったりするということが往々にして生ずる。このような問題は、上記の特許文献１では勿論、特許文献２に開示された技術でも解決することはできない。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、通行料の割り引きを受けることができるようにするための、有料道路へ入るべきインターチェンジおよび／または有料道路から出るべきインターチェンジを通知することができるカーナビゲーション装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、自車両の位置を取得する位置取得手段と、地図データを取得する地図データ取得手段と、有料道路の通行料割引条件を取得する有料道路情報取得手段と、前記自車両の位置および前記地図データに基づき、前記有料道路に入るインターチェンジと前記有料道路から出るインターチェンジとの間での前記有料道路の走行距離を求め、この有料道路の走行距離が前記有料道路の前記通行料割引条件のうちの走行距離を越えていたとき、前記通行料の割り引きを受けることができる走行距離となるように、前記有料道路に入るべきインターチェンジおよび／または前記有料道路から出るべきインターチェンジを割引受容要件として求める受容要件検出手段と、この受容要件検出手段により求められた前記有料道路へ入るべきインターチェンジおよび／または前記有料道路から出るべきインターチェンジを通知する通知手段とを具備してなるカーナビゲーション装置にある。
この構成によれば、当初、有料道路に入る予定であったインターチェンジでは、例えば、当初出る予定であったインターチェンジまで走行すると、走行距離が割り引きを受けられる走行距離を越えてしまうような場合に、通知されたインターチェンジから有料道路を出ることによって通行料の割引サービスを受けることができるようになる。

この場合、目的地までの案内経路が既に設定されているとき、当該案内経路として設定された前記有料道路へ入るインターチェンジおよび／または前記有料道路から出るインターチェンジと異なるインターチェンジを前記割引受容要件として求めたときに限り、これを変更後のインターチェンジとして前記通知手段により通知させるようにすることができる。
この構成によれば、出入りするインターチェンジユーザに変更がないにもかかわらず通知される場合とは異なり、ユーザに無用な誤解を与えないで済む。

以下、本発明の一実施形態を図面に基いて説明する。図１は車両に搭載されたカーナビゲーション装置１の全体構成を示すブロック図である。同図に示すように、カーナビゲーション装置１は、制御手段としての制御装置２に対し、位置取得手段としての位置検出装置３、地図データ取得手段としての地図データ記憶装置４、入力手段としての操作スイッチ群５、同じく入力手段としてのタッチパネル６、同じく入力手段としてのリモコン７と対をなすリモコンセンサ８、通知手段としての表示装置９、通知手段としてのスピーカ１０を備えた音声合成回路１１、マイク１２を有した音声認識装置１３、道路交通情報取得手段としてのＶＩＣＳ（登録商標：Vehicle Information and Communication System）受信機１４、通信手段としての移動電話モジュール１５、外部メモリ１６、時計部１７などを接続して構成されている。また、制御装置２には、ＥＴＣ（Electronic Toll Collection）車載器１８が車内ＬＡＮなどを介して接続されている。

制御装置２は、カーナビゲーション装置１の動作全般を制御する機能を有しており、マイクロコンピュータを主体として構成されている。すなわち、制御装置２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏおよびこれらを接続するバスなど（いずれも図示せず）を備えて構成されている。このうち、ＲＯＭにはカーナビゲーション装置１を動作させるための実行プログラム有料道路の通行料割引を受けるための実行プログラムなどが格納され、ＲＡＭにはプログラム実行時の一時データや地図データ記憶装置４から取得した地図データ、ＶＩＣＳ受信機９や移動電話モジュール１５などから取得した情報などが一時的に格納されるようになっている。

位置検出装置３は、車両のピッチ角を検出するためのＧセンサ１９、車両のロール角を検出するためのジヤイロスコープ２０、距離センサ２１およびＧＰＳ（Global Positioning System ）受信機２２などから構成されている。これらのセンサ１９〜２１はそれぞれ性質の異なる検出誤差を有するので、これらのセンサ１９〜２１を組み合わせることにより、互いに検出誤差を補正しながら精度の高い位置検出を行ない得るようにしている。なお、要求される検出精度レベルによっては、すべてのセンサ１９〜２１を備える必要はなく、適宜選択して設ける構成とすることができる。更に、ステアリングの回転センサや各タイヤの回転を検出する車輪センサなどを組み合わせて位置検出装置３を構成しても良い。

地図データ記憶装置４は、例えばＤＶＤ−ＲＯＭなどの情報記録媒体と、この情報記録媒体からデータを読み取る読取装置とから構成されており、読取装置によりデータを情報記録媒体から読み取って制御装置２に入力する。ここで、地図データ記憶装置４が備えているデータとしては、地図データ、マップマッチング用データ、経路を音声で案内するためのデータ、目的地の地名などからその目的地の地図上の位置を検索するデータ、同じく目的地の地名などをジャンル別に検索できるようにするためのデータなどがある。

上記の地図データは、表示装置７の液晶ディスプレイに地図を表示するためのデータで、リンク情報、ノード情報などを備えている。これは、地図上の道路を交差点、分岐点、合流点、所定角度以上のカーブなどの屈曲点を示すノードにより複数に分割し、夫々のノード間をリンクとして規定し、それらリンクを接続することにより地図を構成するという考え方に基づく。上記リンク情報は、各リンクについて、リンクの固有ＩＤ、リンクの長さを示すリンク長（道路長）、リンクの始端と終端の座標、リンクの道路幅、道路種別（国道、県道などの一般道、高速道路等）などの属性情報からなる。また、上記ノード情報は、各ノードについて、ノードの固有ＩＤ、座標、ノード属性例えば立体交差点や多車線交差点などを示すデータなどから構成されている。

上記目的地の地図上の位置を地名などから検索するデータ（地図検索データ）は、地名や建築物名や施設の名称などから地図上の位置を検索するための地図索引データとして構成されている。同じく目的地の地名などをジャンル別に検索できるようにするためのデータは、地名、施設、建築物などを、レストラン、ホテル、駅、遊園地、公共施設などの各種ジャンルに分けると共に、地域毎に分けたデータからなる。なお、上記の施設としては、公園、遊園地、病院、役所、デパート、コンビニエンスストア、飲食店、高速道路のサービスエリアなどが含まれる。

表示装置９は、地図データや文字或いは記号などを表示するための表示画面としてカラー液晶ディスプレイを備えて構成されており、その液晶ディスプレイの表面には透明な前記タッチパネル６が貼り付けられている。操作スイッチ群５、タッチパネル６、リモコン７は、データを入力したり、設定事項を入力したりするために使用されるもので、操作スイッチ群５は例えば液晶ディスプレイの周辺に設けられた押釦スイッチなどから構成されている。

音声合成回路１１は、制御装置２からの音声合成指令により音声を合成してスピーカ１０から出力する。また、音声認識装置１３は、マイク１２から入力される音声信号により音声を認識して認識結果を制御装置２に入力する。ＶＩＣＳ受信機１４は、外部情報源であるＶＩＣＳから送信される道路交通情報を受信して制御装置２に入力する。制御装置２は、ＶＩＣＳ受信機１４から入力された道路交通情報により、交通規制地点、渋滞している道路とその渋滞区間などを検出する。
移動電話モジュール１５は、移動電話システムの基地局２３および通信ネットワーク２４を介して情報センタ２５に接続できるようになっており、その情報センタ２５から有料道路の通行料割引情報などを取得する。時計部１７は、時刻を計り、現在時刻情報を制御装置２に与える。

制御装置２は、表示制御手段としての機能を有し、位置検出装置３から入力される情報に基づき自車両の現在位置を演算して、地図データに基づいてその現在位置周辺の道路地図を表示装置９の液晶ディスプレイに表示すると共に、その表示された道路地図に重ねて自車両の現在位置および進行方向を示すポインタ（図３，４，６にＰで示す。）を表示する。この表示画面に表示される道路地図の縮尺は操作スイッチ群５の操作によって変更することができるようになっている。

また、制御装置２は、目的地までの案内経路を探索する経路探索手段としての機能、およびその経路に従って自車の進行すべき方向を指示するために、音声合成回路１１にて音声を合成しスピーカ１０から出力したり、或いは表示装置９の液晶ディスプレイに画面で表示したりするという走行案内手段としての機能を有している。すなわち、操作スイッチ群５、操作スイッチ群５、タッチパネル６或いはリモコン７を操作して目的地、或いは経由地を設定すると、現在位置（出発地）から目的地までの最適経路を案内経路として自動設定すると共に、その案内経路を表示装置９の液晶ディスプレイに表示されている道路地図上に通常の道路色とは異なる色で表示する。そして、制御装置２は、案内経路に従って自動車の進行方向を音声などで案内する。なお、最適経路を設定する方法としては、ダイクストラ法などが用いられる。

案内経路設定時において、制御装置２は、有料道路、例えば有料高速道路（以下、単に高速道路という。）が案内経路中にある場合、高速道路の入口のインターチェンジまでの距離と所要時間、高速道路の出口のインターチェンジまでの距離と所要時間、目的地までの距離と所要時間を演算し、それぞれの地点に到着する時刻を予測してこれを距離と共に表示装置９の液晶ディスプレイに表示する。

上記の所要時間を演算するには車速を必要とするが、案内経路の設定時においては、車速は予め一般道用および高速道路用に定められた定数を使用する。走行後は、制御装置２は、実際の速度を距離センサ２１の検出データを微分して速度を求め、この速度を平均した平均速度と、出発地から各地点までの距離から距離センサ２１により検出した走行距離を差し引いた残り距離とにより、各地点への到着時刻を所定時間毎に計算して更新してゆくようになっている。

この実施形態では、案内経路が設定され、その案内経路中に高速道路が含まれている場合、制御装置２は、情報センタ２５から案内経路の一部となっている高速道路の通行料割引情報を取得してその割引サービスを受けることができるように通知を出すようになっている。以下に、この割引サービスを受けることができるようにするための通知を出す場合の制御装置２の動作内容を、図２のフローチャートおよび図３の案内経路図を参照しながら説明する。なお、この実施形態において、通行料の割引条件は、ＥＴＣ車載器の搭載が前提条件で、これに加えて高速道路上の走行距離と、高速道路から出るインターチェンジ（以下、出路インターチェンジ）を通過する時刻とのうちの一方または両方であるとする。

また、図３の案内経路は、出発地から一般道路Ｓ１を通って△△インターチェンジから高速道路Ｈに入り、××インターチェンジで高速道路Ｈから一般道路Ｓ２に出て目的地に至る経路であり、高速道路Ｈに入るまでの一般道路Ｓ１沿いには施設、例えばコンビニエンスストアなどの店舗が存在し、高速道路Ｈには、△△インターチェンジと××インターチェンジとの間にはサービスエリア（ＳＡ）が存在しているとする。

図３の案内経路を設定したとき、制御装置２は、現在地（出発地）から高速道路Ｈに入るインターチェンジ（以下、入路インターチェンジ；△△インターチェンジ）、高速道路Ｈから出るインターチェンジ（以下、出路インターチェンジ；××インターチェンジ）、目的地までの距離を地図データから算出すると共に、それら各地点に到着する予測時刻を算出して表示装置９の液晶ディスプレイに表示する。ここでは、出発時刻が１４：００として、△△インターチェンジの到着予想時刻が１４：３０、××インターチェンジの到着予想時刻が１６：４０、目的地への到着予想時刻が１７：１０であったとする。

さて、制御装置２は、図２の処理ルーチンに入ると、まず、移動電話モジュール１５を情報センタ２５に接続し、情報センタ２５から高速道路Ｈについての通行料割引条件を取得し、この割引条件をＲＡＭ等の記憶手段に記憶する（ステップＳ１）。ここでは、割引条件が、ＥＴＣ車載器を搭載していること、時刻１７：００以降に高速道路Ｈを出ること、であったとする。すると、制御装置２は、まず、自車両の装備機器を車内ＬＡＮを介して検出する。本実施形態の場合、ＥＴＣ車載器１８を搭載しているので、装備機器については割引条件を満たしている（ステップＳ２で「ＹＥＳ」、ステップＳ３で「ＹＥＳ」）。なお、ＥＴＣ車載器１８を搭載していない場合には、制御装置２は、ステップＳ３で「ＮＯ」となり、図２に示す処理ルーチンを終了する。

次に、制御装置２は、車両が走行を開始すると、高速道路での走行距離が割引条件に入っているか否かを判断する（ステップＳ４）。ここでは、走行距離は割引条件に入っていないので、ステップＳ４で「ＹＥＳ」となって出路インターチェンジへの到着時刻を算出するステップＳ８に移行する。

ステップ８では、制御装置２は、走行開始後の車両の実際の車速を演算し、その車速と現在位置からの距離とにより、高速道路Ｈへの入路インターチェンジへの到着予想時刻、高速道路Ｈからの出路インターチェンジへの到着予想時刻、目的地への到着予想時刻を逐次演算する。また、制御装置２は、ＶＩＣＳ受信機１４により道路交通情報を取得し、案内経路中で渋滞が発生した情報を取得したときには、その渋滞状況に応じてそれら到着予想時刻の修正を行ったりする。

次に、制御装置２は、ステップＳ９に移行し、高速道路Ｈからの出路インターチェンジへの到着予想時刻が通行料の割引を受けられる時刻に近いか否かを判断する。この判断は、出路するインターチェンジの到着予想時刻と割引開始時刻との差が予め設定された所定時間、例えば３０分以内であるか否かによって判断する。なお、上記出路インターチェンジの到着予想時刻と割引開始時刻とが近いと判断する基準の前記所定時間は、使用者において自由に設定できるようになっている。

さて、出路インターチェンジ（××インターチェンジ）の到着予想時刻が当初の予想通り１６：４０であったとすると、制御装置２は、その到着予想時刻が割引時刻である１７：００〜２０：００に近いか否かを判断する。この出路インターチェンジへの到着予想時刻が割引時間に近いか否かは、割引開始時刻の１７：００になるまでの待ち時間である２０分を割引受容要件として演算し（受容要件検出手段）し、そして、その待ち時間が予め設定された所定時間、例えば３０分よりも短いか否かによって判断する。待ち時間は基準の所定時間である３０分よりも短いので、制御装置２は、ステップＳ９で「ＹＥＳ」と判断し、次に、出路インターチェンジの通過時刻を割引開始時刻よりも遅くするために、待ち時間（以下、休憩時間）と、その休憩場所を設定する。休憩時間は、割引開始時刻よりも出路インターチェンジの通過予想時刻の方が少し（５分程度）遅くなるように設定する。

休憩場所は、高速道路Ｈの付属施設、例えば入路インターチェンジと出路インターチェンジの間にあるサービスエリアを優先し、サービスエリアがなければ入路インターチェンジに至るまでの一般道路の近くで立ち寄り可能な施設（例えば、公園など）或いは休憩時間を過ごすことができるような施設（例えば、喫茶店、コンビニエンスストアなど）を検索する。

即ち、制御装置２は、ステップＳ９で「ＹＥＳ」と判断すると、次のステップＳ１０で、地図データを検索して入路インターチェンジと出路インターチェンジとの間にサービスエリアが在るか否かを判断する。図３の例では、入路インターチェンジと出路インターチェンジとの間にサービスエリアが存在するので、制御装置２は、ステップＳ１０で「ＹＥＳ」と判断し、入路インターチェンジと出路インターチェンジとの間に在るサービスエリアのうちから、出路インターチェンジに最も近いサービスエリアを休憩場所として選択設定し、ここで２０分の休憩を取るように、表示装置９の液晶ディスプレイに表示すると共にスピーカ１０から音声で出力する（ステップＳ１１、ステップＳ１２）。この場合、割引開始時刻を併せて通知するようにしても良い。そして、休憩場所と休憩時間を出力したところで、制御装置２は、図２の処理ルーチンを終了する。なお、休憩するサービスエリアを出路インターチェンジに最も近いサービスエリアに定める理由は、出路インターチェンジに到着する時刻を、割引開始時刻を少し過ぎた時刻により正確に合わせることができるからである。

ところで、休憩場所を設定する場合、例えば図４に示すように、入路インターチェンジと出路インターチェンジとの間にサービスエリアがない場合がある。この場合には、制御装置２は、ステップＳ１０で「ＮＯ」となり、ステップＳ１３に移行して高速道路Ｈに入るまでに走行する一般道路Ｓ１の近くに休憩場所、例えば喫茶店とかコンビニエンスストアがないかどうかを検索し、次のステップＳ１４でそれら施設のうちから最も入路インターチェンジに近い施設を待ち時間調整のための休憩場所としてその待ち時間と共に通知し、図２の処理ルーチンを終了する。

さて、高速道路のある区間によっては、通行料割引条件に走行距離を含む場合がある。例えば、図５の例では、ＥＴＣ車載器を搭載していることを前提にして、出路インターチェンジの通過する時間帯が１７：００から２０：００であること、および高速道路Ｈでの走行距離が２００Ｋｍ以内であることが割引条件であったとして、出発地の出発時刻が１６：３０、入路インターチェンジ（○○インターチェンジ）の到着予想時刻が１７：１０、出路インターチェンジ（□□インターチェンジ）の到着予想時刻が１９：３０、走行距離（入路インターチェンジから出路インターチェンジまでの距離）が２１０Ｋｍであったとすると、出路インターチェンジの通過時刻は割引条件に適合しているが、走行距離が割引条件に合っていない。

この場合、制御装置２は、割引条件に走行距離が入っているか否かを判断するステップＳ４で「ＹＥＳ」、入出予定のインターチェンジ間は割引走行距離以内であるか否かを判断するステップＳ５で「ＮＯ」。このステップＳ５の判断において、当初の案内経路で高速道路の走行距離が割引条件である２００Ｋｍ以内であった場合は、制御装置２は、ステップＳ５で「ＹＥＳ」と判断して出路インターチェンジへの到着時刻を算出するステップＳ８に移行する。

しかし、図５の例では、高速道路Ｈの走行距離が２００Ｋｍを超えているので、制御装置２は、ステップＳ５で「ＮＯ」と判断してステップＳ６に移行する。ステップＳ６で制御装置２は、地図データに基づき、当初予定していた出路インターチェンジ（□□インターチェンジ）の手前に、割引条件の走行距離以内で別のインターチェンジがあるか否かを判断し、なければ図２の処理ルーチンを終了する。

割引条件の走行距離以内で別のインターチェンジがある場合、制御装置２は、ステップＳ６で「ＹＥＳ」と判断し、次のステップＳ７で走行距離が割引距離である２００Ｋｍ以内となるように、出路すべきインターチェンジを当初の□□インターチェンジよりも手前の◎◎インターチェンジに変更（受容要件検出手段）してこれを表示装置９の液晶ディスプレイに表示すると共に、スピーカ１０から音声で出力し、出路インターチェンジへの到着時刻を算出するステップＳ８へ移行する。

ところで、本実施形態では、案内経路が設定されていない場合でも、高速道路の通行料割引を受けられるような通知を出すようになっている。即ち、図６に示すように、自車両が高速道路Ｈから、または最寄のインターチェンジから一定の距離Ｒ以内に位置するようになると、その高速道路Ｈの割引条件を情報センタ２５から取得する。そして、その割引条件が高速道路Ｈから出る時間帯にある場合、最寄のインターチェンジから高速道路Ｈに入ってその割引時間帯内で出ることができるインターチェンジ、または所定時間（例えば３０分）の待ち時間で割引時間帯となるインターチェンジがあればそのインターチェンジを休憩する時間および休憩するサービスエリアと共に通知する。

以上ように本実施形態では、案内経路中に高速道路Ｈが含まれている場合、高速道路Ｈの通行料の割り引きを受けることができる可能性の有無を判断、即ち割引開始時刻までの待ち時間が予め設定された所定時間以内であるか否か、および高速道路の走行距離が割引条件になっていた場合にその走行距離に合せるように出路インターチェンジを変更できるか否かを判断し、割引条件に適合するように通知を出すので、通行料割引を受ける機会が増大する。

なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施例に限定されるものではなく、以下のような拡張或いは変更が可能である。
通行料割引条件が高速道路に入る時刻として定められている場合には、有料道路へ入る時刻が割引時刻となるように待ち時間を演算し、待ち時間で立ち寄り可能な施設を検索するようにしても良い。
有料道路の割引条件は、予め地図データ中に記録しておき、地図データから取得する構成としても良い。
待ち時間は、高速道路に入る前と、入ってからの２度に分けても良い。
通行料割引条件が有料道路の走行距離にあり、その走行距離がある範囲で定められている場合、有料道路での走行距離を割引条件の走行距離範囲に合せるために、出路インターチェンジを当初のインターチェンジよりも手前のインターチェンジに変更する場合に限られず、入路インターチェンジを当初のインターチェンジよりも出路側のインターチェンジに変更するようにしても良い。

本発明の一実施形態を示すカーナビゲーション装置のブロック図 フローチャート 案内経路の第１の例を示す図 案内経路の第２の例を示す図 案内経路の第３の例を示す図 案内経路のない場合の例を示す図

符号の説明

図面中、１はカーナビゲーション装置、２は制御装置（受容要件検出手段、施設検出手段、経路探索手段）、３は位置検出装置（位置取得手段）、４は地図データ記憶装置（地図データ取得手段）、９は表示装置（通知手段）、１０はスピーカ（通知手段）、１４はＶＩＣＳ受信機、１５は移動電話モジュール（有料道路情報取得手段）を示す。

Claims (2)

1. 自車両の位置を取得する位置取得手段と、
   地図データを取得する地図データ取得手段と、
   有料道路の通行料割引条件を取得する有料道路情報取得手段と、
   前記自車両の位置および前記地図データに基づき、前記有料道路に入るインターチェンジと前記有料道路から出るインターチェンジとの間での前記有料道路の走行距離を求め、この有料道路の走行距離が前記有料道路の前記通行料割引条件のうちの走行距離を越えていたとき、前記通行料の割り引きを受けることができる走行距離となるように、前記有料道路に入るべきインターチェンジおよび／または前記有料道路から出るべきインターチェンジを割引受容要件として求める受容要件検出手段と、
   この受容要件検出手段により求められた前記有料道路へ入るべきインターチェンジおよび／または前記有料道路から出るべきインターチェンジを通知する通知手段と
   を具備してなるカーナビゲーション装置。
2. 目的地までの案内経路を探索する経路探索手段を備え、
   前記受容要件検出手段は、前記案内経路の中に通行料の割り引きを受けることができる有料道路が存在するとき、当初の前記インターチェンジと異なるインターチェンジが前記割引受容要件として求められたときに限り、これを変更後のインターチェンジとして前記通知手段により通知することを特徴とする請求項１記載のカーナビゲーション装置。

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