JP4517857B2 - 平均車速算出装置およびカーナビゲーション装置 - Google Patents

Description

本発明は車両の平均時速を算出する平均車速算出装置および算出された平均車速を用いて目的地までの所要時間或いは到着時刻を予想するカーナビゲーション装置に関する。

例えば、経路探索機能および経路案内機能を有したカーナビゲーション装置では、現在地から目的地までの最適な経路を探索して表示装置の地図上に表示することにあわせて、目的地に到着する時刻を予想して表示装置に表示するようにしたものがある。この到着時刻を予想するには、現在地から目的地までの距離を平均車速で除して所要時間を求めることが必要となる。

この平均時速を求めるために、特許文献１では、車両が一定距離移動するたびに、その間の平均車速を車速瞬時値として求め、そして、この車速瞬時値を用いて平均車速を算出するようにしている。この場合、車両が停止している間を含めて車速瞬時値を算出すると、実際の車速との乖離が発生するので、車両停止中の時間は車速瞬時値の算出に含めないようにしている。
特開２００１−３３０４４３号公報

渋滞している道路では、完全に停止はせず、いわゆるノロノロ運転が続くという状態になる場合がある。このような場合、車両は低速ではあるが走行しているため、その間も車速瞬時値が算出され、その低速の車速瞬時値を用いて平均車速が算出される。このため、その後に渋滞を抜け出ても、その渋滞道路での低速の車速瞬時値の影響で、算出される平均車速が遅くなり、目的地までの走行所要時間の予測が大きく狂うという問題を生ずる。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、車両が渋滞している地点或は区間を走行しても、平均車速を異常に遅く算出してしまうという不具合を解消できる平均車速算出装置を提供することにあり、第２の目的は、渋滞している地点或は区間を走行しても、目的地までの走行所要時間或いは到着時刻の予想をより正確に行う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。

請求項１の平均車速算出装置では、車両が渋滞中の地点或は区間にあるとき、平均車速を算出する動作を中止するので、渋滞で低速走行しても、平均車速を異常に遅く算出してしまうという不具合を解消できる。

以下、本発明の第１の実施例につき、図１〜図５を参照しながら説明する。
図１は平均車速算出装置を兼ねる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。このカーナビゲーション装置１は、自車両の現在位置を取得する現在位置取得手段としての位置検出器２、地図データ取得手段としての地図データ入力装置３、操作手段としての操作スイッチ群４、リモコンセンサ５、表示手段としての表示装置６、外部メモリ７、音声制御装置８、道路交通情報取得手段としての道路交通情報受信機を構成する例えばＶＩＣＳ受信機９、時計手段としての時計装置１０、これらが接続された制御手段としての制御装置１１、音声制御装置８に接続されたスピーカ（音声出力手段）１２、リモコンセンサ５と対をなすリモコン１３を備えている。

そのうち位置検出器２は、ＧＰＳ用の人工衛星からの送信電波に基づいて自車両の位置を検出（測位）するＧＰＳのためのＧＰＳ受信機１４、自車両の回転角速度を検出するジャイロスコープ１５、自車両の走行速度（以下、車速という。）を検出する車速検出手段としての車速センサ１６、自車両の進行方位を検出するための地磁気センサ１７を有している。制御装置１１は、これらセンサ１４〜１７からの出力信号により自車両の現在位置を検出する。なお、ＧＰＳは、Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍの略である。

この場合、制御装置１１は、車速センサ１６の出力信号から走行距離を算出し、この走行距離と、ジャイロスコープ１５および地磁気センサ１７から求めた自車両の進行方位とにより、現在位置を算出する。また、制御装置１１は、ＧＰＳ受信機１４により受信した電波信号に基づいて自車両の現在位置を算出する。そして、位置検出のための各種センサ１４〜１７は、各々が性質の異なる誤差を持っているため、制御装置１１は、走行距離と進行方位とから求めた現在位置と、ＧＰＳ受信機１４の受信電波から求めた現在位置とを各々補完しながら最適な現在位置を取得するように構成されている。

地図データ入力装置３は、地図データ記録媒体としての例えばＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭに記録されたデータを読み取るためのもので、ＣＤプレーヤやＤＶＤプレーヤからなる。操作スイッチ群４は、使用者が、目的地の設定や、表示装置６に表示される道路地図の選択等の各種のコマンドを入力するためのもので、各種のメカニカルスイッチ、表示装置６の画面上に設けられたタッチパネルから構成されている。

表示装置６は、例えばフルカラー表示可能な液晶ディスプレイからなるもので、その画面には、各種縮尺の道路地図が表示されると共に、その表示に重ね合わせて、車両の現在位置および進行方向を示すポインタが表示されるようになっている。また、使用者が目的地などを入力するための各種の入力用画面や、各種のメッセージやインフォメーションなども表示されるようになっている。更には、目的地までの案内を行なう経路案内機能の実行時には、道路地図に重ね合わせて進むべき経路（案内経路）などが表示されるようになっている。

ＶＩＣＳ受信機９は、外部の道路交通情報源であるＶＩＣＳから送信される道路交通情報を受信して制御装置１１に入力する。この道路交通情報の中には、渋滞情報が含まれ、その渋滞情報は、渋滞発生の時刻、渋滞の地点或は区間、渋滞の程度を含む。渋滞の程度は、例えば渋滞距離、或は渋滞距離を「軽」、「中」、「重」に置き換えたものとして表される。制御装置１１は、ＶＩＣＳ受信機９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地点或は区間、渋滞の程度などを検出する。なお、ＶＩＣＳは、Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍの略である。時計装置１０は、図示しない発振器のクロックパルスに基づいて計時動作を実行し、現在時刻を計測する。

前記制御装置１１は、ＣＰＵ１７、ＲＯＭ１８、ＲＡＭ１９などからなるマイクロコンピュータを主体として構成されている。そして、制御装置１１は、経路探索手段および経路案内手段として機能し、使用者による目的地の入力に基づいて、自動経路探索および経路案内の機能を実行するようになっている。自動経路探索の機能は、出発地（通常は現在位置）から使用者により入力された目的地まで、或は経由地が入力された場合には、出発地から経由地を経て目的地までの最適な経路を自動的に算出するものであり、経路案内の機能は、上述のように、表示装置６に表示された道路地図上にその経路を重ねて表示して目的地まで案内すると共に、音声制御装置８の音声合成機能を用いて、例えば「２００ｍ先の交差点を左です。」といった案内音声を前記スピーカ１２から出力させるものである。

経路探索機能により目的地までの経路が探索された場合、および探索された経路に沿って目的地までの案内を実行中、制御装置１１は、自車両の平均車速を算出し、その平均車速を基にして目的地までの予想所要時間を算出し、その予想所要時間と現在時刻とから目的地への到着予想時間を算出する。従って、制御装置１１は、平均車速を算出する平均車速算出装置の要部を構成する平均車速算出手段として機能する。

平均車速を演算する場合、車両が所定の判定用距離（例えば、１ｋｍ移動する都度、その判定用距離を移動するに要した時間で除すことによって車速瞬時値Ｖａを算出する。そして、判定距離を移動して車速瞬時値Ｖａを算出すると、その都度、次に示す（１）式によって平均車速Ｖを算出する。

Ｖ←Ｖ´＋Ｋ（Ｖａ−Ｖ´） …… （１）
なお、（１）式において、Ｖ´は前回算出の平均車速である。
経路が探索されても、車両が出発地に留まる限り、車速瞬時値Ｖａは算出されない。また、車両が走行を開始して上記（１）式で平均車速を算出する場合、当初のＶ´は０（ゼロ）であるので、平均車速Ｖが実際の車両の平均速度に合わなくなる。そこで、平均車速初期値を設定し、この平均車速初期値を、経路探索を終了した時点で当該経路の所要時間を算出する場合の平均車速とすると共に、走行開始第１回目の平均車速Ｖの算出は、この平均車速初期値Ｖａを用いる。

この実施例では、道路を例えば第１クラスを市街地一般道路（国道を除く）、第２クラスを国道および市外道路、第３クラスを高速道路および有料道路の３クラスに分け、それぞれのクラスに図３に示す平均車速初期値を与えておく。この各クラスの平均車速初期値は、記憶手段としての地図データ記憶媒体であるＣＤ−ＲＯＭ或はＤＶＤ−ＲＯＭに記憶されている。また、各道路を上記の３つのクラスに分けるための道路種別（国道、市街道路、市街地一般道路（国道を除く）、高速道路、有料道路などの道路種別は、地図データ中に予め記録されている。

次に、平均車速を算出して目的地までの予想所要時間および到着予想時刻を算出する場合の制御装置１１の動作内容を図２および図３のフローチャートをも参照しながら説明する。
入力された目的地までの経路探索が終了し、制御装置１１が図３に示す予想所要時間および到着予想時刻表示ルーチンに入ると、制御装置１１は、まず、案内経路が存在しているか否かを判断する（ステップＳ１）。案内経路が存在していない場合には、制御装置１１は、ステップＳ１で「ＮＯ」と判断し、図３のルーチンを終了する。

案内経路が存在している場合（ステップＳ１で「ＹＥＳ」）、制御装置１１は、次に目的地までの残り距離を算出する。この場合の残り距離は、前述の第１〜第３の道路クラス別に算出される。そして、制御装置１１は、案内経路上における第１〜第３の道路クラスの距離を、各道路クラス毎に予め定められた図４の平均車速初期値で除して各クラスの道路を走行するに要する時間を求め、これら各クラスの道路の走行所要時間を合計して現在地から目的地までの予想所要時間を算出する（ステップＳ３）。

次いで、制御装置１１は、時計装置１０から現在時刻を読み出し、現在時刻に上記の予想所要時間を加えることによって目的地への到着予想時刻を算出する（ステップＳ４）。その後、制御装置１１は、図５に示すように、表示装置６に表示されている地図に探索した経路を重ねて表示すると共に、予想所要時間および到着予想時刻を表示し（ステップＳ５）、図３のルーチンを終了する。

車両が探索された経路の出発地を出発し、その後、制御装置１１が図２の平均車速算出ルーチンの実行に入ったとする。すると、制御装置１１は、まず、案内経路が存在しているか否かを判断し（ステップＡ１）。案内経路が存在していない場合には、「ＮＯ」となって図２のルーチンを終了する。案内経路が存在している場合には、制御装置１１は、次に車速センサ１６から車速検出信号を入力して車速を算出し（ステップＡ２）、続いて現在走行中の道路クラス（種別）を取り込む（ステップＡ３；道路種別検出手段）。なお、道路クラスの取り込みは、現在位置を位置検出器２から取得し、この現在位置から現在走行中の道路を地図データから検索してその走行中道路のデータから道路クラスを抽出するものである。

その後、制御装置１１は、車速が現在走行中の道路クラスに応じて定められた所定速度以下であるか否かを判断する（ステップＡ４）。ここで、このステップＡ４での判断基準である所定速度は、第３クラスの高速道路および有料道路が例えば４０ｋｍ、それ以外のクラスの道路は０ｋｍに設定されている。この道路クラスに応じた所定速度は、予め記憶手段としての地図データ記憶媒体であるＣＤ−ＲＯＭ或はＤＶＤ−ＲＯＭに記憶されている。制御装置１１は、現在の車速が道路クラスに応じて定められた所定速度以下であった場合（ステップＡ４で「ＹＥＳ」）、平均車速の算出を行うことなくリターンとなる。

現在の車速が道路クラスに応じて定められた所定速度を超えていた場合（ステップＡ４で「ＮＯ」）、制御装置１１は、ＶＩＣＳ受信機９が受信した道路交通情報を取り込み（ステップＡ５）、その道路交通情報中に現在位置が渋滞地点或は渋滞区間内にあるか否かを判断する（ステップＡ６）。現在位置が渋滞地点或は渋滞区間内にあるとき（ステップＡ６で「ＹＥＳ」）、制御装置１１は、平均車速の算出を行うことなくリターンとなる。このように、車両が停止（高速道路および有料道路では４０ｋｍ以下）していたり、走行していても渋滞に巻き込まれていたりしたときに、平均車速を算出する動作を中止する制御装置１１は、算出動作制御手段として機能する。

現在位置が渋滞地点或は渋滞区間内にいない場合（ステップＡ６で「ＮＯ」）、制御装置１１は、車両が判定用距離である１ｋｍ移動するまでの間、上述のステップＡ２〜ステップＡ６を繰り返し実行する。そして、車両が判定距離だけ走行すると（ステップＡ７で「ＹＥＳ」）、制御装置１１は、判定距離をその距離移動するに要した時間で除して車速瞬時値を算出する（ステップＡ８；車速瞬時値算出手段）。

次に、制御装置１１は、現在走行している道路のクラスを判別し（ステップＡ９）、前回の平均車速Ｖ´を用いて前述の（１）式にて平均車速Ｖを算出する。この場合、今回の平均車速算出は、出発地からの走行開始後の第１回目の算出であって、前回の平均車速Ｖ´が一次記憶手段である制御装置１１のＲＡＭに記憶されていないとすると、図４の道路クラス別の平均車速初期値を前回の平均車速Ｖ´として平均車速Ｖを算出する。即ち、現在走行中の道路が第１クラスのときには、Ｖ´に３０ｋｍ／ｈを用い（ステップＡ１０）、第２クラスのときには、Ｖ´に４０ｋｍ／ｈを用い（ステップＡ１１）、第３クラスのときには、Ｖ´に９０ｋｍ／ｈを用いる（ステップＡ１２）。以上のようにして平均車速を算出すると、制御装置１１は、図２のルーチンを終了し、リターンとなる。

平均車速の算出を終了した後、図３のルーチンに入ると、制御装置１１は、経路の全行程距離からそれまで走行した距離を減算し、目的地までの残り距離を算出する（ステップＳ１で「ＹＥＳ」、ステップＳ２）。そして、図２のルーチンで算出した平均車速Ｖを用いて、予想残り所要時間を算出する（ステップＳ３）。この場合の予想残り所要時間の算出を更に詳細に説明する。

即ち、制御装置１１は、位置検出器２の検出データから現在位置を検出する。現在位置を検出すると、残り行程の道路クラスと、各道路クラスの残り距離とが分かるので、現在走行している道路と同じクラスの道路については、同クラスの全道路の残り距離を図２のルーチンで算出した平均車速Ｖで除して当該クラスの道路の残り所要時間を算出する。また、現在走行しているクラスと異なるクラスの道路については、そのクラスの残り距離を図４のクラス別平均車速初期値で除して各クラスの道路の残り距離の所要時間を算出する。そして、現在走行中の道路と同じクラスの道路の所要時間と、他のクラスの道路の所要時間とを加算し、これを予想残り所要時間とする。

以上のようにして予想残り所要時間を算出すると、制御装置１１は、次に現在時刻を取り込み、現在時刻に予想所要時間を加算して到着予想時刻を算出する（ステップＳ４）。その後、制御装置１１は、通知手段としての表示装置６に予想残り所要時間および到着予想時刻を表示する（ステップＳ５）。

その後、制御装置１１は、図２のルーチンを実行して平均車速を算出し、そして、この平均車速を用いて図３のルーチンにて残り所要時間と到着予想時刻とを算出して表示装置６に表示するという動作を繰り返し実行する。この際、車両がクラスの異なる道路に入ると、制御装置１１は、その進入した道路での第１回目の平均車速の算出時には、図４の平均車速初期値を前回の平均車速Ｖ´に用いて平均車速を算出するようになっている。

このように本実施例によれば、渋滞地点或は渋滞区間に車両がある場合には、平均車速の算出を行わないので、予想残り所要時間の算出に用いる平均車速に、停止してはいないが、通常よりも低速度でしか走行できないような状況にあるときの車速を平均車速に算入しないで済む。このため、その渋滞道路での低速の車速瞬時値の影響で、算出される平均車速が遅くなり、目的地までの走行所要時間の予測が大きく狂うという問題を効果的に解消することができる。

図６および図７は本発明の第２の実施例を示す。この実施例が前述の第１の実施例と異なるところは、渋滞しているときには、平均車速の算出を停止するのではなく、前記式（１）の係数Ｋを渋滞の程度に応じて変えて平均車速を算出するようにしたところにある。
つまり、式（１）は車速瞬時値Ｖａを用いて平均車速を算出する式であるが、車速瞬時値Ｖａを用いる重みは、前回求めた平均車速Ｖ´との差に係数Ｋを乗じたものとなっている。この係数Ｋは、平均車速の計算において、車速瞬時値を用いる重みを定めるものであって、上述の第１の実施例では、渋滞の程度とは関係なく、一律に０．１に設定してある。

これに対し、本実施例では、図７に示すように、渋滞の程度を「重」、「中」、「軽」の３段階に分け、「重」のときのＫを０．０１、「中」のときＫを０．０４とし、「軽」のときＫを０．０８とする。この場合、渋滞の程度は、渋滞距離により、或は、渋滞中道路での走行速度により分けることが考えられる。この渋滞程度に応じた係数は、記憶手段としての地図データ用のＣＤ−ＲＯＭ或はＤＶＤ−ＲＯＭに記憶させてある。

そして、図６に示す平均車速算出ルーチンにおいて、道路交通情報中に車両の現在位置が渋滞地点或は渋滞区間内にあるとき（ステップＡ６で「ＹＥＳ」）、算出動作制御手段としての制御装置１１は、道路交通情報から渋滞の程度を検出し、その渋滞の程度に応じた係数Ｋを設定する（ステップＡ６−１）。その後、制御装置１１は、車両が判定用距離移動したところで、車速瞬時値を算出し、そして、第１回目の平均車速算出の場合には、現在走行中の道路クラスに応じた平均車速初期値と渋滞程度に応じた係数Ｋを用いて平均車速Ｖを算出し、第２回目以降の平均車速の算出の場合には、前回算出した平均車速Ｖ´と渋滞程度に応じた係数Ｋを用いて平均車速Ｖを算出する。

このように、本実施例では、渋滞の程度に応じて係数を変えて、平均車速の計算に用いる車速瞬時値の重みを変えるようにしたので、渋滞であっても、停止していなければ車速瞬時値を平均車速の算出に用いるようにしながらも、平均車速を著しく低下させることなく、低速でも走行していることによる平均速度の低下を予想所要時間に反映することができる。

図８は本発明の第３の実施例を示すもので、この実施例が上述の第２の実施例と異なるところは、平均車速の算出に用いる車速瞬時値の重みを渋滞の程度に応じて変えることに加え、道路クラスによってもその重みを変えるようにしたところにある。
即ち、図８に示すように、渋滞程度と道路クラスとに応じて係数Ｋを異ならせる。そして、この図８に示す渋滞程度と道路クラスとに応じた係数Ｋは、記憶手段としてのＣＤ−ＲＯＭ或はＤＶＤ−ＲＯＭに記憶させてある。

この実施例によれば、渋滞の場合、車速瞬時値を道路クラスに見合った重み付けをして平均車速の算出に用いることができる。例をあげて説明すると、高速道路と市街地道路とでは、同じ渋滞の程度であっても走行できる速度が異なる。例えば、高速道路では、３０ｋｍ／ｈ、５０ｋｍ／ｈ或は７０ｋｍ／ｈで走行できても、市街地道路では、５ｋｍ／ｈとか１０ｋｍ／ｈ程度でしか走行できないというように、両道路には渋滞時走行速度に差がある。このような場合、道路クラスと渋滞程度に応じて車速瞬時値を用いる重みを違えておくことにより、実際の走行速度を平均車速に対して、渋滞の程度や道路に応じて反映でき、より実情にあった予想所要時間および到着予想時刻を算出することができる。

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は変更が可能である。
予想所要時間、到着予想時間は、スピーカ（通知手段）１２から出力しても良い。
道路交通情報は、ラジオチューナにより取得しても良い。
平均車速の計算は、（１）式によるものに限られない。
車速瞬時値は、移動距離を移動に要した時間で除すものに限られず、一定時間毎に取得した車速を平均して求めても良い。

本発明の第１の実施例を示すカーナビゲーション装置のブロック図 平均車速算出のフローチャート 予想所要時間および到着予想時刻表示のフローチャート 道路種類に応じた平均車速初期値を示す図 地図上に案内経路と予想所要時間、到着予想時間を表示した図 本発明の第２の実施例を示す図２相当図 渋滞程度に応じた係数を示す図 本発明の第３の実施例を示し、道路種別と渋滞程度とに応じた係数を示す図

符号の説明

図中、１はカーナビゲーション装置（平均車速算出装置）、２は位置検出器（現在位置取得手段）、３は地図データ入力装置、６は表示装置（通知手段）、９はＶＩＣＳ受信機（道路交通情報取得手段）、１０は時計装置、１１は制御装置（道路種別検出手段、算出動作制御手段）、１６は車速センサ（車速検出手段）である。

Claims (1)

1. 車両の平均車速を算出する平均車速算出装置において、
   車両の現在位置を取得する現在位置取得手段と、
   少なくとも渋滞地点或は渋滞区間を含む道路交通情報を取得する道路交通情報取得手段と、
   前記現在位置取得手段により取得された車両の現在位置が前記道路交通情報取得手段により渋滞中とされた地点或は区間にあるとき、平均車速を算出する動作を中止する算出動作制御手段と、
   を具備してなる平均車速算出装置。

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