JP4705260B2 - ナビゲーション装置及び方法並びにナビゲーション用ソフトウェア - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ナビゲーションに関する技術の改良に関するもので、特に、所定以上の大きさを持ちユーザーが肉眼で確認しやすい立体的構造物を通過の際に案内することで、ユーザーが経路どおり走行中か否かを正確に判断できるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車の発達とデジタル技術の進歩に伴い、自動車などの移動体の道案内を行うナビゲーションの技術が普及している。例えば、車両用ナビゲーション装置は、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭなどの記録媒体にあらかじめ記録された道路などのデータに基づいて、現在地からユーザが設定した目的地までの最適な経路を探索し、ＧＰＳ航法などでリアルタイムに計算する自車位置付近の地図を画面表示しながら、表示画面や合成音声などで右左折などの道案内を行うものである。
【０００３】
このようなナビゲーション装置においては、経路探索終了後に、地図と一緒に表示された経路が、わかりやすく色を変えて表され、その経路に沿って誘導が開始される。このような経路誘導をより一層便利にする機能としては、例えば、交差点拡大機能、ハイウェイモード、オートリルート機能などがある。
【０００４】
例えば、交差点拡大機能は、一般道路走行中に、これから通過する交差点の所定距離手前において、交差点を立体的な３Ｄ画面等により拡大表示するものである。また、ハイウェイモードは、高速道路走行時でも必要な情報が得られるように、ジャンクション、パーキングエリア、料金所といった次に来るポイントを的確に表示する機能である。また、オートリルート機能とは、自車が誘導ルートから外れると、目的地までのルートを自動的に再計算し、すばやく誘導を再開する機能である。
【０００５】
そして、これらの機能を備えたナビゲーション装置は、現在走行中の道路が高速道路か一般道路かを判断し、高速道路走行中と判断した場合には、ハイウェイモード、一般道路走行中の場合は交差点拡大を含めた案内を行う。その際には、例えば、図１１に示すように、現在走行中の道路名を表示するなど、ユーザーに多くの情報を提供し、また、案内すべき交差点まで、音声案内を用いて「あと３００Ｍ、右方向です、コンビニが目印です」といったアナウンスを行う。さらに、誘導中にユーザーが何らかの原因で経路を外れたとしても、上記のオートリルート機能により、目的地までの新たな経路が直ちに計算・設定される。
【０００６】
以上のように、ナビゲーション装置は、交差点拡大、ハイウェイモード、オートリルート等の諸機能、さらには、音声で交差点の目印の施設などをアナウンスするなど、誘導路に沿った情報をユーザーに知らせることで、ユーザーが迷うことなく目的地まで到着するような手助けを行っている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のように、ナビゲーション装置による経路誘導の案内においては、音声案内に含まれている目印が視認し難い場合があり、かかる場合には本当に誘導道路に沿って走行中なのかどうかについて、ユーザに迷いが生じる可能性がある。例えば、「あと３００Ｍ、右方向です、コンビニが目印です」といった音声案内を行っても、右に曲がるべき交差点付近にあるコンビニエンスストアが、実際には見え難い場所にあったり、全く見えないなど、ユーザが肉眼で確認できなかったり確認しにくい場合があり、そのような場合は音声案内にもかかわらずユーザーは、本当にこの交差点で右に行くのか正しいのかどうかを迷う場合も考えられる。
【０００８】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたもので、その目的は、経路誘導の際、所定以上の大きさを持ちユーザーが肉眼で確認しやすい立体的構造物を通過の際に案内することで、ユーザーが経路どおり走行中か否かを正確に判断できるナビゲーションの技術、すなわちナビゲーション装置及び方法並びにナビゲーション用ソフトウェアを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１の発明は、少なくともどこにどのような道路があるかの情報を含む地図データを予め格納する手段と、自車の現在位置を検出する手段と、検出された前記現在位置を、前記地図データに基づく地図上に表示する手段と、指定された目的地への経路を設定及び誘導案内する手段と、前記自車が所定以上の大きさを持つ立体的構造物を通過する際、そのことを案内する手段とを備えたナビゲーション装置において、前記地図データは、前記立体的構造物の存在する範囲を示すエリアのデータを含み、前記エリアへの前記車両の進入を検出する手段と、前記エリアからの前記車両の進出を検出する手段と、前記進入又は進出の少なくとも一方が検出されたときに、対応する前記立体的構造物を案内する手段とを備え、前記エリアごとに、そのエリア全体が収まる最小の矩形領域であるバウンダリを定義し、前記進入又は進出の検出を、前記現在位置から所定距離内の前記経路と重なる前記バウンダリに対応するエリアについて行うことを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１の発明を方法という見方から捉えたもので、少なくともどこにどのような道路があるかの情報を含む地図データを予め用意し、自車の現在位置を検出する処理と、検出された前記現在位置を、前記地図データに基づく地図上に表示する処理と、指定された目的地への経路を設定及び誘導案内する処理と、前記自車が所定以上の大きさを持つ立体的構造物を通過する際、そのことを案内する処理とを含むナビゲーション方法において、前記地図データは、前記立体的構造物の存在する範囲を示すエリアのデータを含み、前記エリアへの前記車両の進入を検出する処理と、前記エリアからの前記車両の進出を検出する処理と、前記進入又は進出の少なくとも一方が検出されたときに、対応する前記立体的構造物を案内する処理とを含み、前記エリアごとに、そのエリア全体が収まる最小の矩形領域であるバウンダリを定義し、前記進入又は進出の検出を、前記現在位置から所定距離内の前記経路と重なる前記バウンダリに対応するエリアについて行うことを特徴とする。
【００１１】
請求項６のナビゲーション用ソフトウェアは、請求項１，４の発明をコンピュータのソフトウェアという見方から捉えたもので、少なくともどこにどのような道路があるかの情報を含む地図データを予め用意し、コンピュータを制御することにより、自車の現在位置を検出させ、検出された前記現在位置を、前記地図データに基づく地図上に表示させ、指定された目的地への経路を設定及び誘導案内させ、前記自車が所定以上の大きさを持つ立体的構造物を通過する際、そのことを案内させるナビゲーション用ソフトウェアにおいて、前記地図データは、前記立体的構造物の存在する範囲を示すエリアのデータを含み、前記ソフトウェアは前記コンピュータに、前記エリアへの前記車両の進入を検出させ、前記エリアからの前記車両の進出を検出させ、前記進入又は進出の少なくとも一方が検出されたときに、対応する前記立体的構造物を案内させ、前記エリアごとに、そのエリア全体が収まる最小の矩形領域であるバウンダリを定義し、前記進入又は進出の検出を、前記現在位置から所定距離内の前記経路と重なる前記バウンダリに対応するエリアについて行うことを特徴とする。
【００１２】
これらの態様では、経路誘導において、湖、高速道路、線路、川など車内から肉眼で確認容易な大きな立体的構造物を横切る場合に、そのことを音声などで案内することにより、ユーザは、設定されている所定の誘導経路どおり走行中かの確認が容易になり、安堵感を伴った快適なドライブが実現される。なお、所定以上の大きさを持つ立体的構造物は、単なる建築物のことではなく、湖沼・河川・海・海岸・渓谷といった自然構造物、高速道路・線路・駅・橋などの交通施設といった人工構造物などである。
また、各立体的構造物を、多角形状など幾何学的に定義できるエリアで表しておき、幾何学的演算処理によりエリアへの進入や進出を検出するという単純な処理により案内の適切なタイミングを判断できるので、円滑なナビゲーションが実現される。
さらに、エリア自体については、多数の直線で構成される複雑な多角形状で定義され、進入や進出の検出で経路との交差の判断に多量の演算を要するところ、エリアの大まかな存在範囲を表す判断領域である矩形のバウンダリを用いた単純な演算処理によって、進入や進出の検出の対象とすべきかどうかをエリアごとに予め判断できるので、無駄のない効率的な処理が可能となる。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１記載のナビゲーション装置において、前記立体的構造物は、前記地図データに含まれる道路が上、下又は所定の範囲内を通過することを特徴とする。
【００１４】
この態様では 道路で上、下、すぐ近くを通るときに、大きな立体的構造物を案内することにより、ユーザは、無駄なく容易かつ確実に誘導経路どおり走行中かを確認することが可能となる。
【００２３】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載のナビゲーション装置において、前記地図データは、複数のブロックに分割され、前記エリアは、一又は二以上の前記ブロックに配置され、前記進入又は進出の検出は、前記現在位置に基づく所定範囲の前記ブロックに配置された前記エリアについて行うことを特徴とする。
【００２４】
請求項５の発明は、請求項３の発明を方法という見方から捉えたもので、請求項４記載のナビゲーション方法において、前記地図データは、複数のブロックに分割され、前記エリアは、一又は二以上の前記ブロックに配置され、前記進入又は進出の検出は、前記現在位置に基づく所定範囲の前記ブロックに配置された前記エリアについて行うことを特徴とする。
【００２５】
これらの態様では、地図データに含まれるエリアに関する進入や進出の検出において、自車位置から所定範囲内のブロックに配置されたものだけを対象とすることにより、無駄のない効率的な処理が可能となる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態（以下「実施形態」と呼ぶ）について図面を参照して具体的に説明する。なお、本実施形態は、コンピュータをソフトウェアで制御することで実現できるが、この場合のハードウェアやソフトウェアの実現態様は各種変更可能であるから、以下の説明では、本発明及び実施形態の各機能を実現する仮想的回路ブロックを用いる。
【００２７】
〔１．構成〕
本実施形態は、本発明のナビゲーション装置（以下「本装置」と呼ぶ）及び本装置上で実行されるナビゲーション方法に関するもので、これらを実現するナビゲーション用ソフトウェア自体、及びそのようなソフトウェアを記録したＣＤ−ＲＯＭ・フラッシュメモリ・ＲＯＭチップパッケージなどの記録媒体として把握することもでき、例えば、そのようなソフトウェアを携帯電話網などの通信ネットワーク経由で各車両のナビゲーション装置にダウンロードして実行させることも本発明の一態様である。なお、本実施形態において、フローチャート中のステップ番号は処理を説明上識別するためのもので、必須の又は望ましい処理順序とは無関係である。
【００２８】
〔１−１．全体構成〕
まず、本装置は、図１の機能ブロック図に示す下記の各要素を備えている。すなわち、絶対位置・方位検出部１は、本装置が搭載された自動車（自車と呼ぶ）の現在位置すなわち自車位置について、地表での絶対的な位置座標や方位を計算するために、例えば、ＧＰＳ衛星から送られてくるＧＰＳ電波をアンテナやレシーバなどで受信するための部分である。また、相対方位検出部２は、ジャイロなどを使って自車の相対的な方位を検出するための部分である。また、車速検出部３は、自動車より得られる車速パルスを処理することで自車の速度を計算する部分である。
【００２９】
また、メインＣＰＵ及びその周辺回路４は、本装置全体を制御する制御回路の役割を果たす部分である。また、メモリ群Ｍは、本装置の動作に必要な各種のメモリで、例えば、プログラム格納用のＲＯＭ５は本装置の起動時にメインＣＰＵによりアクセスされる。また、ワークエリアなどを提供するダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）６にはメインプログラムがロードされる。また、設定などの情報をバックアップするＳＲＡＭ７はメイン電源がオフになっている間もバッテリーバックアップされ、オンになったときにメモリ内容を提供する。また、表示用のＶＲＡＭ８は表示部１０に表示すべき画像のビットマップデータを格納する。
【００３０】
また、表示部１０は、地図や操作メニューなど各種の情報を、図示しない液晶表示画面や音声合成などで出力する部分であり、入力部１１は、ユーザがスイッチなどから命令などの情報を入力するための部分である。また、ユーザインタフェース部９は、Ｉ／Ｏ制御回路やデバイスドライバなどを使って、表示部１０及び入力部１１と、メインＣＰＵ及びその周辺回路４とを結ぶユーザインタフェースである。
【００３１】
また、ＣＤ／ＤＶＤ−ＲＯＭ制御部１２は、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭに記録された地図データなど各種データをデータベースから読み出す手段であり、少なくともどこにどのような道路及び施設があるかを表す地図データを予め格納する手段である。
【００３２】
また、ＦＭ多重受信及び処理部１３は、ＦＭ放送波を受信しこの放送波からＶＩＣＳサービスの交通情報など所望のデータを取り出す処理を行う部分であり、交通情報は渋滞情報を含む。また、光／ビーコン受信及び処理部１４は、路肩などに設置された光ビーコンや電波ビーコンから、各ビーコンの識別情報やＶＩＣＳサービスの交通情報などの情報を受信及び処理する部分である。また、音声認識部１５は、入力されるユーザの発声から命令語などの単語を認識する部分である。
【００３３】
〔１−２．メインＣＰＵ及びその周辺回路の役割〕
さらに、メインＣＰＵ及びその周辺回路４は、上記のようなソフトウェアの作用によって、図１に示す下記の各部分としての役割を果たすように構成されている。すなわち、現在位置検出部４０は、自車の現在位置すなわち自車位置を計算するための手段であり、具体的には、ＧＰＳ航法測位と自律航法測位とを組み合わせることで自車位置を計算するように構成される。
【００３４】
ここで、ＧＰＳ航法測位は、人工衛星からの電波に基づいて絶対位置・方位検出部１から得られる情報を使って現在位置を計算するものである。また、自律航法測位は、地磁気及び自車の速度に基づいて相対方位検出部２及び車速検出部３から得られる情報を使って現在位置を計算するものである。
【００３５】
また、目的地指定部４１は、前記地図データに含まれる施設のなかから目的地とする施設を指定する指定手段であり、経路設定部４２は、指定された目的地への経路を計算し設定する手段である。また、地図表示部４３は、前記地図データに基く地図上に、検出された現在位置を重ねて表示する手段であり、案内部４４は、設定された前記経路に基いて画面表示や合成音声などにより誘導案内を行う手段である。
【００３６】
また、進入進出判定部４５及び立体構造案内部４６は、自車が所定以上の大きさを持つ立体的構造物を通過する際、そのことを案内する手段であり、案内の対象とする立体的構造物は、地図データに含まれる道路が、上、下又は所定の範囲内を通過するものである。
【００３７】
また、前記地図データは、前記立体的構造物の存在する範囲を示す多角形状のエリアのデータを含み、進入進出判定部４５は、エリアについて車両の進入と進出を検出する手段である。また、立体構造案内部４６は、進入進出判定部４５により、前記進入又は進出の少なくとも一方が検出されたときに、対応する前記立体的構造物を案内する手段である。
【００３８】
ここで、前記地図データは、複数のブロックに分割され、前記立体的構造物ごとのエリアは、一又は二以上のブロックに配置され、前記進入又は進出の検出は、前記現在位置に基づく所定範囲のブロックに配置されたエリアについて行われる。
【００３９】
〔１−３．データベースの構造〕
また、上記のような地図データを格納するデータベースの構造を説明する。まず、本装置は、表示地図用データベース、経路計算用データベースを持ち、これら表示地図用データベースと経路計算用データベースは、道路にユニークなＩＤを付けることで相互にリンクしている。そのため、経路計算用データベースを使用した経路探索結果（ＩＤの並び）を、表示地図用データベースに基づき、色を変えるなどして、ユーザーにわかりやすく表示することができる。
【００４０】
また、これら表示地図用データベース、経路計算用データベースは、検索範囲の細分化による処理の効率化といった実用上の問題から、階層的な構成になっており、それぞれの層は、扱い易いようにいくつかのブロックに分割されている。
このようなブロックへの分割態様は自由であるが、最下層に関していえば、例えば２次メッシュ単位で行い、その上の層は、最下層のいくつかをまとめたものを１ブロックとするような構成にするなどを採用し得る（図２）。
【００４１】
さらに、ブロックで分割されている道路が同じ道路の場合は、同じＩＤなど後述する「同一ノード情報」などの情報を付加することにより、道路同士のつながりを異なるブロックをまたがっても認識可能としている。
【００４２】
〔１−４．表示地図データベースの構造〕
ここで、さらに、前記表示地図データベースの一例を述べる。すなわち、本装置における表示地図データベースは、図２のように階層的な構成になっており、上位層は、主要幹線道路などがあり、下位層にいけば行くほど、詳細な道路を含んでいる。ここでは、ある１つのブロックに関するデータのフォーマット例を図３に示す。この例では、ブロックごとのデータが、道路情報、湖などを表すエリア情報、施設などを表すポイント情報の３種類の構造を持つものとする。
【００４３】
この例において、道路のデータは、図３に示すように道路ＩＤ（同一層のすべてのブロックにおける道路においてユニークな番号）、道路クラス（高速、国道などの種別を表す）、道路名称、同一ノード情報をもつ。この同一ノード情報は、ブロックをまたがった道路の接続、交差点を意味し、図４に例示するように、重複しない一巡可能な繋がりを表す。
【００４４】
また、湖など立体的構造物に対応するエリア情報は、図３に示すように、エリアクラス（湖、川などの種別を表す）、エリア名称、同一エリア情報を持つ。また、同一エリア情報は、道路の同一ノード情報と同様に、大きなエリアがブロックをまたがって作成されていることを意味し、やはり重複しない一巡可能な繋がりを持つ。また、エリア情報は、多角形の各頂点を表す座標列で、右回りか左回りとし、閉領域にすることで表現できる（開始点と終点が一致する）。
【００４５】
また、施設などのポイント情報は、施設クラス（コンビニ、ガソリンスタンドなどの種別を表す）、施設名称、座標からなる。
【００４６】
〔２．作用〕
以上のように構成された本実施形態では、入力部１１より（図１）、ユーザーが検索機能等を使い目的地を設定すると、経路設定部４２が最適な経路を計算する経路探索を行って計算された経路を設定し、その経路は、周囲とは色を変えて地図上に表示され、現在位置検出部４０による自車位置計算やマップマッチングなどにより経路上に自車が乗ったと判断されれば、案内部４４により経路誘導が開始される。
【００４７】
なお、経路設定部４２による経路探索は、双方向探索など従来公知の技術を適用することが可能であり、その結果は、道路区間ごとのリンクＩＤの並びの形式で所定のメモリ領域に格納されるものとするが、実際にはその他の情報を伴う形式とすることができる。
【００４８】
〔２−１．立体的構造物の案内〕
また、本実施形態では、上記のような経路誘導すなわち経路案内中には、進入進出判定部４５が、経路とエリアが交差するかどうかをチェックし、図５にしめすように、自車が走行している経路から経路上に沿って最も近い交差する場所をそのエリアに入る地点として案内する。この際、自車付近から所定の半径Ｒｍ以内のエリアを対象にし、随時チェックするようにすれば処理が効率化される。またさらに、エリアごとに、そのエリア全体が収まる最小の矩形領域であるバウンダリを定義し、前記進入又は進出の検出を、自車位置から所定距離内の経路と重なる前記バウンダリに対応するエリアについて行うことにより、さらに処理の効率化を図ることができる。
【００４９】
すなわち、自車を中心に半径Ｒｍ以内にあるエリアの左下座標、右上座標を、そのエリアに対応するバウンダリ（エリアバウンダリとも呼ぶ）として抽出し、エリアと交差するかどうかは、エリアバウンダリ内にある経路と実際のエリアとをチェックする。すなわち図５では、エリアＡだけが、経路と交差している可能性があると判断できる。例えば、経路が一般道で、高速道路を横切るかどうかのチェックは、半径Ｒｍ以内にある高速道路と交差するかチェックすればよい。
【００５０】
〔２−２．エリアとの交差チェックの例〕
次に、エリアと経路との交差をチェックするためのより具体的な処理手順を説明する。例えば、図５のエリアＡを湖として、前記バウンダリに基づき、経路と交差している可能性があると絞りこまれてから、以下の手順で交差チェックを行う。このとき、まず、エリアＡのバウンダリ内にある経路を抽出するが、このように抽出される経路の部分は、図５でいう、Ｎ１からＮ４である。
【００５１】
そして、エリアＡの座標点で囲まれるそれぞれの直線と、経路のＮ１〜Ｎ４までの直線が交差するかをチェックし、その際、交差する部分については交差座標を求めておく。そして、交差したと判断されたら、エリアＡに進入してくるのか進出するのかを求めて、進入してくる交差座標が複数ある場合は、自車から経路に沿って最も近い点をそのエリアの進入ポイントとし、案内を行う。
【００５２】
ここで、エリアに関する処理手順の一例を図６のフローチャートに示す。すなわち、自車位置を中心に半径Ｒｍ（メートル）以内の範囲にエリアのバウンダリが重複する全エリアを求める（ステップ１０１）。ここでは、求められたエリアがＮ個だったとする。この場合、カウンタｉを１からＮまでインクリメントしながら（ステップ１０２，１０３）、ｉ番目のエリアのバウンダリ内に経路があるかチェックする（ステップ１０４）。
【００５３】
そして、バウンダリ内を通る経路は、エリアバウンダリ内の経路座標列（のための配列変数）ＲＰ［１…ＲＮ］に格納し（ステップ１０５）、そのエリアを構成する多角形の各頂点の座標列を同様にエリア座標列ＡＰ［１…ＡＮ］に格納したうえ（ステップ１０６）、図７に示す後述の交差チェックを行う（ステップ１０７）。
【００５４】
その結果は、進入ポイントバッファＩＰ［１…ＩＮ］に返され、進入ポイントバッファＩＰ［１…ＩＮ］内に進入ポイントがある場合は（ステップ１０８）、立体構造案内部４６による処理である誘導プロセスに進入ポイント座標、エリア名称を渡すことにより、合成音声出力などにより立体構造通過に関する案内を行う（ステップ１０９）。
【００５５】
例えば、図８のような経路がある川を横切る場合、「３００Ｍ先、〇〇川を横切ります」といった案内をする。このように川を渡る場合、橋を走行するのが一般的であるが、橋を走行するときは渡っている川も通常は肉眼で直ちに確認できるため、このような案内によりユーザは、現在の経路が正しいかどうかを容易に判断することができる。
【００５６】
〔２−３．交差チェック〕
次に、図６のステップ１０７に示した交差チェックの具体例を示す。例えば、図９のように、（ｘ１，ｙ１）−（ｘ２，ｙ２）、（ｘ３，ｙ３）−（ｘ４，ｙ４）間が交差しているかは、２点よりそれぞれ直線の方程式を求め、その直線同士が交差するか求める。交差する場合、交差座標（ｘｐ，ｙｐ）を求め、この（ｘｐ，ｙｐ）が、不等式 ｘ１＜ｘｐ＜ｘ２，ｙ１＜ｙｐ＜ｙ２ を満たせば （ｘ１，ｙ１）−（ｘ２，ｙ２）、（ｘ３，ｙ３）−（ｘ４，ｙ４）間が交差していることが判断できる。
【００５７】
〔２−４．進入ベクトルか進出ベクトルかの判断〕
また、エリア座標列間の直線と経路との交差が、進入か進出かの判断は、次のように行われる。例えば、この例におけるエリア情報すなわちエリア座標列は、右回りに格納されているため、前記のチェックで経路と交差していると判れば、次に、例えば図９の（ｘ１，ｙ１）がエリアのある座標で（ｘ２，ｙ２）がその次の座標、（ｘ３，ｙ３）が経路のある座標で（ｘ４，ｙ４）がその次の座標だとした場合、経路における進行側の座標である（ｘ４，ｙ４）が、エリアの境界であるベクトル（ｘ１，ｙ１）−（ｘ２，ｙ２）に対して、右側にあれば、進入、左側にあれば進出となる。
【００５８】
これは、以下の式で求めることができる。すなわち、次の式１（数式１）の値が、正の場合は左側にあり、負の場合は右側にあり、０の場合はそのベクトル上ということである。
【数１】
ｘ１×（ｘ４−ｙ２）−ｙ１×（ｙ４−ｘ２） … ＜式１＞
【００５９】
また、複数の進入ポイント、進出ポイントが求まるのは、例えば、図１０のような例である。このような場合は、多様な誘導方法が考えられる。例えば、自車付近から経路に沿って最も近い進入ポイントで、「Ｘ湖を横切ります」という案内をし、さらに最も遠い進出ポイントで、「Ｘ湖を過ぎます」などの方法が考えられる。
【００６０】
さらに、上記のような交差チェックの処理手順の一例を図７のフローチャートに示す。この手順では、エリア境界を構成する各直線と、経路を構成する各直線との組合せで交差チェックを行うため、外側のループとして、エリア座標列ＡＰ［１…ＡＮ］の要素最大値ＡＮに基づき、カウンタａｃにより１からＡＮ−１までカウントアップし（ステップ２０１，２０２，２０４）、その内側のループとして、エリアバウンダリ内の経路座標列ＲＰ［１…ＲＮ］の要素最大値ＲＮに基づき、カウンタｒｃにより１からＲＮ−１までカウントアップしながら（ステップ２０３，２０５，２０６）、次の処理を繰り返す。
【００６１】
すなわち、図９で示した原理に基づき、エリア側と経路側の直線式を求めてその交差座標ＣＰを求め（ステップ２０７）、交差座標ＣＰがあれば（ステップ２０８）、その座標が各直線の両端の座標間か否かに基づいて交差の有無を判断し（ステップ２０９）、交差する場合はさらに上記の＜式１＞によって進入か進出を判断し（ステップ２１０）、それに応じて進入ポイントバッファＩＰ［１…ＩＮ］（ステップ２１１）又は進出ポイントバッファＯＰ［１…ＯＮ］にＣＰの座標を格納する。
【００６２】
〔３．効果〕
以上のように、本実施形態では、経路誘導において、湖、高速道路、線路、川など車内から肉眼で確認容易な大きな立体的構造物を横切る場合に、そのことを音声などで案内することにより、ユーザは、設定されている所定の誘導経路どおり走行中かの確認が容易になり、安堵感を伴った快適なドライブが実現される。なお、所定以上の大きさを持つ立体的構造物は、単なる建築物のことではなく、湖沼・河川・海・海岸・渓谷といった自然構造物、高速道路・線路・駅・橋などの交通施設といった人工構造物などである。
【００６３】
また、本実施形態では 道路で上、下、すぐ近くを通るときに、大きな立体的構造物を案内することにより、ユーザは、無駄なく容易かつ確実に誘導経路どおり走行中かを確認することが可能となる。
【００６４】
また、本実施形態では、各立体的構造物を、多角形状など幾何学的に定義できるエリアで表しておき、幾何学的演算処理によりエリアへの進入や進出を検出するという単純な処理により案内の適切なタイミングを判断できるので、円滑なナビゲーションが実現される。
【００６５】
また、本実施形態では、エリア自体については、多数の直線で構成される複雑な多角形状で定義され、進入や進出の検出で経路との交差の判断に多量の演算を要するところ、エリアの大まかな存在範囲を表す矩形のバウンダリを用いた単純な演算処理によって、進入や進出の検出の対象とすべきかどうかをエリアごとに予め判断できるので、無駄のない効率的な処理が可能となる。
【００６６】
また、本実施形態では、地図データに含まれるエリアに関する進入や進出の検出において、自車位置から所定範囲内のブロックに配置されたものだけを対象とすることにより、無駄のない効率的な処理が可能となる。
【００６７】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、経路誘導の際、所定以上の大きさを持ちユーザーが肉眼で確認しやすい立体的構造物を通過の際に案内するナビゲーションの技術、すなわちナビゲーション装置及び方法並びにナビゲーション用ソフトウェアを提供することができるので、ユーザーは経路どおり走行中か否かを正確に判断でき、効果的なナビゲーションが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の構成を示す機能ブロック図。
【図２】本発明の実施形態において、階層的に構成されるデータベースを示す概念図。
【図３】本発明の実施形態における表示地図用データベースのデータ構造を示す概念図。
【図４】本発明の実施形態において、同一ノード情報の例を示す概念図。
【図５】本発明の実施形態において、エリアと経路との交差の例を示す概念図。
【図６】本発明の実施形態におけるエリアに関する処理手順を示すフローチャート。
【図７】本発明の実施形態において、エリアと経路との交差をチェックする処理手順を示すフローチャート。
【図８】本発明の実施形態において、川を横切る際の表示例を示す図。
【図９】本発明の実施形態において、２つの直線の交差を示す図。
【図１０】本発明の実施形態において、一つのエリアに対して、複数の進入、進出ポイントがある例を示す図。
【図１１】従来技術による誘導画面を示す図。
【符号の説明】
１…絶対位置・方位検出部
２…相対方位検出部
３…車速検出部
４…メインＣＰＵ及びその周辺回路
５…ＲＯＭ
６…ＤＲＡＭ
７…ＳＲＡＭ
８…ＶＲＡＭ
９…ユーザインタフェース
１０…表示部
１１…入力部
１２…ＣＤ−ＲＯＭ制御部
１３…ＦＭ多重受信及び処理部
１４…光／ビーコン受信及び処理部
１５…音声認識部
４０…現在位置検出部
４１…目的地指定部
４２…経路設定部
４３…地図表示部
４４…案内部
４５…進入進出判定部
４６…立体構造案内部
Ｍ…メモリ群
【発明の属する技術分野】
本発明は、ナビゲーションに関する技術の改良に関するもので、特に、所定以上の大きさを持ちユーザーが肉眼で確認しやすい立体的構造物を通過の際に案内することで、ユーザーが経路どおり走行中か否かを正確に判断できるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車の発達とデジタル技術の進歩に伴い、自動車などの移動体の道案内を行うナビゲーションの技術が普及している。例えば、車両用ナビゲーション装置は、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭなどの記録媒体にあらかじめ記録された道路などのデータに基づいて、現在地からユーザが設定した目的地までの最適な経路を探索し、ＧＰＳ航法などでリアルタイムに計算する自車位置付近の地図を画面表示しながら、表示画面や合成音声などで右左折などの道案内を行うものである。
【０００３】
このようなナビゲーション装置においては、経路探索終了後に、地図と一緒に表示された経路が、わかりやすく色を変えて表され、その経路に沿って誘導が開始される。このような経路誘導をより一層便利にする機能としては、例えば、交差点拡大機能、ハイウェイモード、オートリルート機能などがある。
【０００４】
例えば、交差点拡大機能は、一般道路走行中に、これから通過する交差点の所定距離手前において、交差点を立体的な３Ｄ画面等により拡大表示するものである。また、ハイウェイモードは、高速道路走行時でも必要な情報が得られるように、ジャンクション、パーキングエリア、料金所といった次に来るポイントを的確に表示する機能である。また、オートリルート機能とは、自車が誘導ルートから外れると、目的地までのルートを自動的に再計算し、すばやく誘導を再開する機能である。
【０００５】
そして、これらの機能を備えたナビゲーション装置は、現在走行中の道路が高速道路か一般道路かを判断し、高速道路走行中と判断した場合には、ハイウェイモード、一般道路走行中の場合は交差点拡大を含めた案内を行う。その際には、例えば、図１１に示すように、現在走行中の道路名を表示するなど、ユーザーに多くの情報を提供し、また、案内すべき交差点まで、音声案内を用いて「あと３００Ｍ、右方向です、コンビニが目印です」といったアナウンスを行う。さらに、誘導中にユーザーが何らかの原因で経路を外れたとしても、上記のオートリルート機能により、目的地までの新たな経路が直ちに計算・設定される。
【０００６】
以上のように、ナビゲーション装置は、交差点拡大、ハイウェイモード、オートリルート等の諸機能、さらには、音声で交差点の目印の施設などをアナウンスするなど、誘導路に沿った情報をユーザーに知らせることで、ユーザーが迷うことなく目的地まで到着するような手助けを行っている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のように、ナビゲーション装置による経路誘導の案内においては、音声案内に含まれている目印が視認し難い場合があり、かかる場合には本当に誘導道路に沿って走行中なのかどうかについて、ユーザに迷いが生じる可能性がある。例えば、「あと３００Ｍ、右方向です、コンビニが目印です」といった音声案内を行っても、右に曲がるべき交差点付近にあるコンビニエンスストアが、実際には見え難い場所にあったり、全く見えないなど、ユーザが肉眼で確認できなかったり確認しにくい場合があり、そのような場合は音声案内にもかかわらずユーザーは、本当にこの交差点で右に行くのか正しいのかどうかを迷う場合も考えられる。
【０００８】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたもので、その目的は、経路誘導の際、所定以上の大きさを持ちユーザーが肉眼で確認しやすい立体的構造物を通過の際に案内することで、ユーザーが経路どおり走行中か否かを正確に判断できるナビゲーションの技術、すなわちナビゲーション装置及び方法並びにナビゲーション用ソフトウェアを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１の発明は、少なくともどこにどのような道路があるかの情報を含む地図データを予め格納する手段と、自車の現在位置を検出する手段と、検出された前記現在位置を、前記地図データに基づく地図上に表示する手段と、指定された目的地への経路を設定及び誘導案内する手段と、前記自車が所定以上の大きさを持つ立体的構造物を通過する際、そのことを案内する手段とを備えたナビゲーション装置において、前記地図データは、前記立体的構造物の存在する範囲を示すエリアのデータを含み、前記エリアへの前記車両の進入を検出する手段と、前記エリアからの前記車両の進出を検出する手段と、前記進入又は進出の少なくとも一方が検出されたときに、対応する前記立体的構造物を案内する手段とを備え、前記エリアごとに、そのエリア全体が収まる最小の矩形領域であるバウンダリを定義し、前記進入又は進出の検出を、前記現在位置から所定距離内の前記経路と重なる前記バウンダリに対応するエリアについて行うことを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１の発明を方法という見方から捉えたもので、少なくともどこにどのような道路があるかの情報を含む地図データを予め用意し、自車の現在位置を検出する処理と、検出された前記現在位置を、前記地図データに基づく地図上に表示する処理と、指定された目的地への経路を設定及び誘導案内する処理と、前記自車が所定以上の大きさを持つ立体的構造物を通過する際、そのことを案内する処理とを含むナビゲーション方法において、前記地図データは、前記立体的構造物の存在する範囲を示すエリアのデータを含み、前記エリアへの前記車両の進入を検出する処理と、前記エリアからの前記車両の進出を検出する処理と、前記進入又は進出の少なくとも一方が検出されたときに、対応する前記立体的構造物を案内する処理とを含み、前記エリアごとに、そのエリア全体が収まる最小の矩形領域であるバウンダリを定義し、前記進入又は進出の検出を、前記現在位置から所定距離内の前記経路と重なる前記バウンダリに対応するエリアについて行うことを特徴とする。
【００１１】
請求項６のナビゲーション用ソフトウェアは、請求項１，４の発明をコンピュータのソフトウェアという見方から捉えたもので、少なくともどこにどのような道路があるかの情報を含む地図データを予め用意し、コンピュータを制御することにより、自車の現在位置を検出させ、検出された前記現在位置を、前記地図データに基づく地図上に表示させ、指定された目的地への経路を設定及び誘導案内させ、前記自車が所定以上の大きさを持つ立体的構造物を通過する際、そのことを案内させるナビゲーション用ソフトウェアにおいて、前記地図データは、前記立体的構造物の存在する範囲を示すエリアのデータを含み、前記ソフトウェアは前記コンピュータに、前記エリアへの前記車両の進入を検出させ、前記エリアからの前記車両の進出を検出させ、前記進入又は進出の少なくとも一方が検出されたときに、対応する前記立体的構造物を案内させ、前記エリアごとに、そのエリア全体が収まる最小の矩形領域であるバウンダリを定義し、前記進入又は進出の検出を、前記現在位置から所定距離内の前記経路と重なる前記バウンダリに対応するエリアについて行うことを特徴とする。
【００１２】
これらの態様では、経路誘導において、湖、高速道路、線路、川など車内から肉眼で確認容易な大きな立体的構造物を横切る場合に、そのことを音声などで案内することにより、ユーザは、設定されている所定の誘導経路どおり走行中かの確認が容易になり、安堵感を伴った快適なドライブが実現される。なお、所定以上の大きさを持つ立体的構造物は、単なる建築物のことではなく、湖沼・河川・海・海岸・渓谷といった自然構造物、高速道路・線路・駅・橋などの交通施設といった人工構造物などである。
また、各立体的構造物を、多角形状など幾何学的に定義できるエリアで表しておき、幾何学的演算処理によりエリアへの進入や進出を検出するという単純な処理により案内の適切なタイミングを判断できるので、円滑なナビゲーションが実現される。
さらに、エリア自体については、多数の直線で構成される複雑な多角形状で定義され、進入や進出の検出で経路との交差の判断に多量の演算を要するところ、エリアの大まかな存在範囲を表す判断領域である矩形のバウンダリを用いた単純な演算処理によって、進入や進出の検出の対象とすべきかどうかをエリアごとに予め判断できるので、無駄のない効率的な処理が可能となる。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１記載のナビゲーション装置において、前記立体的構造物は、前記地図データに含まれる道路が上、下又は所定の範囲内を通過することを特徴とする。
【００１４】
この態様では 道路で上、下、すぐ近くを通るときに、大きな立体的構造物を案内することにより、ユーザは、無駄なく容易かつ確実に誘導経路どおり走行中かを確認することが可能となる。
【００２３】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載のナビゲーション装置において、前記地図データは、複数のブロックに分割され、前記エリアは、一又は二以上の前記ブロックに配置され、前記進入又は進出の検出は、前記現在位置に基づく所定範囲の前記ブロックに配置された前記エリアについて行うことを特徴とする。
【００２４】
請求項５の発明は、請求項３の発明を方法という見方から捉えたもので、請求項４記載のナビゲーション方法において、前記地図データは、複数のブロックに分割され、前記エリアは、一又は二以上の前記ブロックに配置され、前記進入又は進出の検出は、前記現在位置に基づく所定範囲の前記ブロックに配置された前記エリアについて行うことを特徴とする。
【００２５】
これらの態様では、地図データに含まれるエリアに関する進入や進出の検出において、自車位置から所定範囲内のブロックに配置されたものだけを対象とすることにより、無駄のない効率的な処理が可能となる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態（以下「実施形態」と呼ぶ）について図面を参照して具体的に説明する。なお、本実施形態は、コンピュータをソフトウェアで制御することで実現できるが、この場合のハードウェアやソフトウェアの実現態様は各種変更可能であるから、以下の説明では、本発明及び実施形態の各機能を実現する仮想的回路ブロックを用いる。
【００２７】
〔１．構成〕
本実施形態は、本発明のナビゲーション装置（以下「本装置」と呼ぶ）及び本装置上で実行されるナビゲーション方法に関するもので、これらを実現するナビゲーション用ソフトウェア自体、及びそのようなソフトウェアを記録したＣＤ−ＲＯＭ・フラッシュメモリ・ＲＯＭチップパッケージなどの記録媒体として把握することもでき、例えば、そのようなソフトウェアを携帯電話網などの通信ネットワーク経由で各車両のナビゲーション装置にダウンロードして実行させることも本発明の一態様である。なお、本実施形態において、フローチャート中のステップ番号は処理を説明上識別するためのもので、必須の又は望ましい処理順序とは無関係である。
【００２８】
〔１−１．全体構成〕
まず、本装置は、図１の機能ブロック図に示す下記の各要素を備えている。すなわち、絶対位置・方位検出部１は、本装置が搭載された自動車（自車と呼ぶ）の現在位置すなわち自車位置について、地表での絶対的な位置座標や方位を計算するために、例えば、ＧＰＳ衛星から送られてくるＧＰＳ電波をアンテナやレシーバなどで受信するための部分である。また、相対方位検出部２は、ジャイロなどを使って自車の相対的な方位を検出するための部分である。また、車速検出部３は、自動車より得られる車速パルスを処理することで自車の速度を計算する部分である。
【００２９】
また、メインＣＰＵ及びその周辺回路４は、本装置全体を制御する制御回路の役割を果たす部分である。また、メモリ群Ｍは、本装置の動作に必要な各種のメモリで、例えば、プログラム格納用のＲＯＭ５は本装置の起動時にメインＣＰＵによりアクセスされる。また、ワークエリアなどを提供するダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）６にはメインプログラムがロードされる。また、設定などの情報をバックアップするＳＲＡＭ７はメイン電源がオフになっている間もバッテリーバックアップされ、オンになったときにメモリ内容を提供する。また、表示用のＶＲＡＭ８は表示部１０に表示すべき画像のビットマップデータを格納する。
【００３０】
また、表示部１０は、地図や操作メニューなど各種の情報を、図示しない液晶表示画面や音声合成などで出力する部分であり、入力部１１は、ユーザがスイッチなどから命令などの情報を入力するための部分である。また、ユーザインタフェース部９は、Ｉ／Ｏ制御回路やデバイスドライバなどを使って、表示部１０及び入力部１１と、メインＣＰＵ及びその周辺回路４とを結ぶユーザインタフェースである。
【００３１】
また、ＣＤ／ＤＶＤ−ＲＯＭ制御部１２は、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭに記録された地図データなど各種データをデータベースから読み出す手段であり、少なくともどこにどのような道路及び施設があるかを表す地図データを予め格納する手段である。
【００３２】
また、ＦＭ多重受信及び処理部１３は、ＦＭ放送波を受信しこの放送波からＶＩＣＳサービスの交通情報など所望のデータを取り出す処理を行う部分であり、交通情報は渋滞情報を含む。また、光／ビーコン受信及び処理部１４は、路肩などに設置された光ビーコンや電波ビーコンから、各ビーコンの識別情報やＶＩＣＳサービスの交通情報などの情報を受信及び処理する部分である。また、音声認識部１５は、入力されるユーザの発声から命令語などの単語を認識する部分である。
【００３３】
〔１−２．メインＣＰＵ及びその周辺回路の役割〕
さらに、メインＣＰＵ及びその周辺回路４は、上記のようなソフトウェアの作用によって、図１に示す下記の各部分としての役割を果たすように構成されている。すなわち、現在位置検出部４０は、自車の現在位置すなわち自車位置を計算するための手段であり、具体的には、ＧＰＳ航法測位と自律航法測位とを組み合わせることで自車位置を計算するように構成される。
【００３４】
ここで、ＧＰＳ航法測位は、人工衛星からの電波に基づいて絶対位置・方位検出部１から得られる情報を使って現在位置を計算するものである。また、自律航法測位は、地磁気及び自車の速度に基づいて相対方位検出部２及び車速検出部３から得られる情報を使って現在位置を計算するものである。
【００３５】
また、目的地指定部４１は、前記地図データに含まれる施設のなかから目的地とする施設を指定する指定手段であり、経路設定部４２は、指定された目的地への経路を計算し設定する手段である。また、地図表示部４３は、前記地図データに基く地図上に、検出された現在位置を重ねて表示する手段であり、案内部４４は、設定された前記経路に基いて画面表示や合成音声などにより誘導案内を行う手段である。
【００３６】
また、進入進出判定部４５及び立体構造案内部４６は、自車が所定以上の大きさを持つ立体的構造物を通過する際、そのことを案内する手段であり、案内の対象とする立体的構造物は、地図データに含まれる道路が、上、下又は所定の範囲内を通過するものである。
【００３７】
また、前記地図データは、前記立体的構造物の存在する範囲を示す多角形状のエリアのデータを含み、進入進出判定部４５は、エリアについて車両の進入と進出を検出する手段である。また、立体構造案内部４６は、進入進出判定部４５により、前記進入又は進出の少なくとも一方が検出されたときに、対応する前記立体的構造物を案内する手段である。
【００３８】
ここで、前記地図データは、複数のブロックに分割され、前記立体的構造物ごとのエリアは、一又は二以上のブロックに配置され、前記進入又は進出の検出は、前記現在位置に基づく所定範囲のブロックに配置されたエリアについて行われる。
【００３９】
〔１−３．データベースの構造〕
また、上記のような地図データを格納するデータベースの構造を説明する。まず、本装置は、表示地図用データベース、経路計算用データベースを持ち、これら表示地図用データベースと経路計算用データベースは、道路にユニークなＩＤを付けることで相互にリンクしている。そのため、経路計算用データベースを使用した経路探索結果（ＩＤの並び）を、表示地図用データベースに基づき、色を変えるなどして、ユーザーにわかりやすく表示することができる。
【００４０】
また、これら表示地図用データベース、経路計算用データベースは、検索範囲の細分化による処理の効率化といった実用上の問題から、階層的な構成になっており、それぞれの層は、扱い易いようにいくつかのブロックに分割されている。
このようなブロックへの分割態様は自由であるが、最下層に関していえば、例えば２次メッシュ単位で行い、その上の層は、最下層のいくつかをまとめたものを１ブロックとするような構成にするなどを採用し得る（図２）。
【００４１】
さらに、ブロックで分割されている道路が同じ道路の場合は、同じＩＤなど後述する「同一ノード情報」などの情報を付加することにより、道路同士のつながりを異なるブロックをまたがっても認識可能としている。
【００４２】
〔１−４．表示地図データベースの構造〕
ここで、さらに、前記表示地図データベースの一例を述べる。すなわち、本装置における表示地図データベースは、図２のように階層的な構成になっており、上位層は、主要幹線道路などがあり、下位層にいけば行くほど、詳細な道路を含んでいる。ここでは、ある１つのブロックに関するデータのフォーマット例を図３に示す。この例では、ブロックごとのデータが、道路情報、湖などを表すエリア情報、施設などを表すポイント情報の３種類の構造を持つものとする。
【００４３】
この例において、道路のデータは、図３に示すように道路ＩＤ（同一層のすべてのブロックにおける道路においてユニークな番号）、道路クラス（高速、国道などの種別を表す）、道路名称、同一ノード情報をもつ。この同一ノード情報は、ブロックをまたがった道路の接続、交差点を意味し、図４に例示するように、重複しない一巡可能な繋がりを表す。
【００４４】
また、湖など立体的構造物に対応するエリア情報は、図３に示すように、エリアクラス（湖、川などの種別を表す）、エリア名称、同一エリア情報を持つ。また、同一エリア情報は、道路の同一ノード情報と同様に、大きなエリアがブロックをまたがって作成されていることを意味し、やはり重複しない一巡可能な繋がりを持つ。また、エリア情報は、多角形の各頂点を表す座標列で、右回りか左回りとし、閉領域にすることで表現できる（開始点と終点が一致する）。
【００４５】
また、施設などのポイント情報は、施設クラス（コンビニ、ガソリンスタンドなどの種別を表す）、施設名称、座標からなる。
【００４６】
〔２．作用〕
以上のように構成された本実施形態では、入力部１１より（図１）、ユーザーが検索機能等を使い目的地を設定すると、経路設定部４２が最適な経路を計算する経路探索を行って計算された経路を設定し、その経路は、周囲とは色を変えて地図上に表示され、現在位置検出部４０による自車位置計算やマップマッチングなどにより経路上に自車が乗ったと判断されれば、案内部４４により経路誘導が開始される。
【００４７】
なお、経路設定部４２による経路探索は、双方向探索など従来公知の技術を適用することが可能であり、その結果は、道路区間ごとのリンクＩＤの並びの形式で所定のメモリ領域に格納されるものとするが、実際にはその他の情報を伴う形式とすることができる。
【００４８】
〔２−１．立体的構造物の案内〕
また、本実施形態では、上記のような経路誘導すなわち経路案内中には、進入進出判定部４５が、経路とエリアが交差するかどうかをチェックし、図５にしめすように、自車が走行している経路から経路上に沿って最も近い交差する場所をそのエリアに入る地点として案内する。この際、自車付近から所定の半径Ｒｍ以内のエリアを対象にし、随時チェックするようにすれば処理が効率化される。またさらに、エリアごとに、そのエリア全体が収まる最小の矩形領域であるバウンダリを定義し、前記進入又は進出の検出を、自車位置から所定距離内の経路と重なる前記バウンダリに対応するエリアについて行うことにより、さらに処理の効率化を図ることができる。
【００４９】
すなわち、自車を中心に半径Ｒｍ以内にあるエリアの左下座標、右上座標を、そのエリアに対応するバウンダリ（エリアバウンダリとも呼ぶ）として抽出し、エリアと交差するかどうかは、エリアバウンダリ内にある経路と実際のエリアとをチェックする。すなわち図５では、エリアＡだけが、経路と交差している可能性があると判断できる。例えば、経路が一般道で、高速道路を横切るかどうかのチェックは、半径Ｒｍ以内にある高速道路と交差するかチェックすればよい。
【００５０】
〔２−２．エリアとの交差チェックの例〕
次に、エリアと経路との交差をチェックするためのより具体的な処理手順を説明する。例えば、図５のエリアＡを湖として、前記バウンダリに基づき、経路と交差している可能性があると絞りこまれてから、以下の手順で交差チェックを行う。このとき、まず、エリアＡのバウンダリ内にある経路を抽出するが、このように抽出される経路の部分は、図５でいう、Ｎ１からＮ４である。
【００５１】
そして、エリアＡの座標点で囲まれるそれぞれの直線と、経路のＮ１〜Ｎ４までの直線が交差するかをチェックし、その際、交差する部分については交差座標を求めておく。そして、交差したと判断されたら、エリアＡに進入してくるのか進出するのかを求めて、進入してくる交差座標が複数ある場合は、自車から経路に沿って最も近い点をそのエリアの進入ポイントとし、案内を行う。
【００５２】
ここで、エリアに関する処理手順の一例を図６のフローチャートに示す。すなわち、自車位置を中心に半径Ｒｍ（メートル）以内の範囲にエリアのバウンダリが重複する全エリアを求める（ステップ１０１）。ここでは、求められたエリアがＮ個だったとする。この場合、カウンタｉを１からＮまでインクリメントしながら（ステップ１０２，１０３）、ｉ番目のエリアのバウンダリ内に経路があるかチェックする（ステップ１０４）。
【００５３】
そして、バウンダリ内を通る経路は、エリアバウンダリ内の経路座標列（のための配列変数）ＲＰ［１…ＲＮ］に格納し（ステップ１０５）、そのエリアを構成する多角形の各頂点の座標列を同様にエリア座標列ＡＰ［１…ＡＮ］に格納したうえ（ステップ１０６）、図７に示す後述の交差チェックを行う（ステップ１０７）。
【００５４】
その結果は、進入ポイントバッファＩＰ［１…ＩＮ］に返され、進入ポイントバッファＩＰ［１…ＩＮ］内に進入ポイントがある場合は（ステップ１０８）、立体構造案内部４６による処理である誘導プロセスに進入ポイント座標、エリア名称を渡すことにより、合成音声出力などにより立体構造通過に関する案内を行う（ステップ１０９）。
【００５５】
例えば、図８のような経路がある川を横切る場合、「３００Ｍ先、〇〇川を横切ります」といった案内をする。このように川を渡る場合、橋を走行するのが一般的であるが、橋を走行するときは渡っている川も通常は肉眼で直ちに確認できるため、このような案内によりユーザは、現在の経路が正しいかどうかを容易に判断することができる。
【００５６】
〔２−３．交差チェック〕
次に、図６のステップ１０７に示した交差チェックの具体例を示す。例えば、図９のように、（ｘ１，ｙ１）−（ｘ２，ｙ２）、（ｘ３，ｙ３）−（ｘ４，ｙ４）間が交差しているかは、２点よりそれぞれ直線の方程式を求め、その直線同士が交差するか求める。交差する場合、交差座標（ｘｐ，ｙｐ）を求め、この（ｘｐ，ｙｐ）が、不等式 ｘ１＜ｘｐ＜ｘ２，ｙ１＜ｙｐ＜ｙ２ を満たせば （ｘ１，ｙ１）−（ｘ２，ｙ２）、（ｘ３，ｙ３）−（ｘ４，ｙ４）間が交差していることが判断できる。
【００５７】
〔２−４．進入ベクトルか進出ベクトルかの判断〕
また、エリア座標列間の直線と経路との交差が、進入か進出かの判断は、次のように行われる。例えば、この例におけるエリア情報すなわちエリア座標列は、右回りに格納されているため、前記のチェックで経路と交差していると判れば、次に、例えば図９の（ｘ１，ｙ１）がエリアのある座標で（ｘ２，ｙ２）がその次の座標、（ｘ３，ｙ３）が経路のある座標で（ｘ４，ｙ４）がその次の座標だとした場合、経路における進行側の座標である（ｘ４，ｙ４）が、エリアの境界であるベクトル（ｘ１，ｙ１）−（ｘ２，ｙ２）に対して、右側にあれば、進入、左側にあれば進出となる。
【００５８】
これは、以下の式で求めることができる。すなわち、次の式１（数式１）の値が、正の場合は左側にあり、負の場合は右側にあり、０の場合はそのベクトル上ということである。
【数１】
ｘ１×（ｘ４−ｙ２）−ｙ１×（ｙ４−ｘ２） … ＜式１＞
【００５９】
また、複数の進入ポイント、進出ポイントが求まるのは、例えば、図１０のような例である。このような場合は、多様な誘導方法が考えられる。例えば、自車付近から経路に沿って最も近い進入ポイントで、「Ｘ湖を横切ります」という案内をし、さらに最も遠い進出ポイントで、「Ｘ湖を過ぎます」などの方法が考えられる。
【００６０】
さらに、上記のような交差チェックの処理手順の一例を図７のフローチャートに示す。この手順では、エリア境界を構成する各直線と、経路を構成する各直線との組合せで交差チェックを行うため、外側のループとして、エリア座標列ＡＰ［１…ＡＮ］の要素最大値ＡＮに基づき、カウンタａｃにより１からＡＮ−１までカウントアップし（ステップ２０１，２０２，２０４）、その内側のループとして、エリアバウンダリ内の経路座標列ＲＰ［１…ＲＮ］の要素最大値ＲＮに基づき、カウンタｒｃにより１からＲＮ−１までカウントアップしながら（ステップ２０３，２０５，２０６）、次の処理を繰り返す。
【００６１】
すなわち、図９で示した原理に基づき、エリア側と経路側の直線式を求めてその交差座標ＣＰを求め（ステップ２０７）、交差座標ＣＰがあれば（ステップ２０８）、その座標が各直線の両端の座標間か否かに基づいて交差の有無を判断し（ステップ２０９）、交差する場合はさらに上記の＜式１＞によって進入か進出を判断し（ステップ２１０）、それに応じて進入ポイントバッファＩＰ［１…ＩＮ］（ステップ２１１）又は進出ポイントバッファＯＰ［１…ＯＮ］にＣＰの座標を格納する。
【００６２】
〔３．効果〕
以上のように、本実施形態では、経路誘導において、湖、高速道路、線路、川など車内から肉眼で確認容易な大きな立体的構造物を横切る場合に、そのことを音声などで案内することにより、ユーザは、設定されている所定の誘導経路どおり走行中かの確認が容易になり、安堵感を伴った快適なドライブが実現される。なお、所定以上の大きさを持つ立体的構造物は、単なる建築物のことではなく、湖沼・河川・海・海岸・渓谷といった自然構造物、高速道路・線路・駅・橋などの交通施設といった人工構造物などである。
【００６３】
また、本実施形態では 道路で上、下、すぐ近くを通るときに、大きな立体的構造物を案内することにより、ユーザは、無駄なく容易かつ確実に誘導経路どおり走行中かを確認することが可能となる。
【００６４】
また、本実施形態では、各立体的構造物を、多角形状など幾何学的に定義できるエリアで表しておき、幾何学的演算処理によりエリアへの進入や進出を検出するという単純な処理により案内の適切なタイミングを判断できるので、円滑なナビゲーションが実現される。
【００６５】
また、本実施形態では、エリア自体については、多数の直線で構成される複雑な多角形状で定義され、進入や進出の検出で経路との交差の判断に多量の演算を要するところ、エリアの大まかな存在範囲を表す矩形のバウンダリを用いた単純な演算処理によって、進入や進出の検出の対象とすべきかどうかをエリアごとに予め判断できるので、無駄のない効率的な処理が可能となる。
【００６６】
また、本実施形態では、地図データに含まれるエリアに関する進入や進出の検出において、自車位置から所定範囲内のブロックに配置されたものだけを対象とすることにより、無駄のない効率的な処理が可能となる。
【００６７】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、経路誘導の際、所定以上の大きさを持ちユーザーが肉眼で確認しやすい立体的構造物を通過の際に案内するナビゲーションの技術、すなわちナビゲーション装置及び方法並びにナビゲーション用ソフトウェアを提供することができるので、ユーザーは経路どおり走行中か否かを正確に判断でき、効果的なナビゲーションが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の構成を示す機能ブロック図。
【図２】本発明の実施形態において、階層的に構成されるデータベースを示す概念図。
【図３】本発明の実施形態における表示地図用データベースのデータ構造を示す概念図。
【図４】本発明の実施形態において、同一ノード情報の例を示す概念図。
【図５】本発明の実施形態において、エリアと経路との交差の例を示す概念図。
【図６】本発明の実施形態におけるエリアに関する処理手順を示すフローチャート。
【図７】本発明の実施形態において、エリアと経路との交差をチェックする処理手順を示すフローチャート。
【図８】本発明の実施形態において、川を横切る際の表示例を示す図。
【図９】本発明の実施形態において、２つの直線の交差を示す図。
【図１０】本発明の実施形態において、一つのエリアに対して、複数の進入、進出ポイントがある例を示す図。
【図１１】従来技術による誘導画面を示す図。
【符号の説明】
１…絶対位置・方位検出部
２…相対方位検出部
３…車速検出部
４…メインＣＰＵ及びその周辺回路
５…ＲＯＭ
６…ＤＲＡＭ
７…ＳＲＡＭ
８…ＶＲＡＭ
９…ユーザインタフェース
１０…表示部
１１…入力部
１２…ＣＤ−ＲＯＭ制御部
１３…ＦＭ多重受信及び処理部
１４…光／ビーコン受信及び処理部
１５…音声認識部
４０…現在位置検出部
４１…目的地指定部
４２…経路設定部
４３…地図表示部
４４…案内部
４５…進入進出判定部
４６…立体構造案内部
Ｍ…メモリ群
Claims (6)
- 少なくともどこにどのような道路があるかの情報を含む地図データを予め格納する手段と、
自車の現在位置を検出する手段と、
検出された前記現在位置を、前記地図データに基づく地図上に表示する手段と、
指定された目的地への経路を設定及び誘導案内する手段と、
前記自車が所定以上の大きさを持つ立体的構造物を通過する際、そのことを案内する手段とを備えたナビゲーション装置において、
前記地図データは、前記立体的構造物の存在する範囲を示すエリアのデータを含み、
前記エリアへの前記車両の進入を検出する手段と、
前記エリアからの前記車両の進出を検出する手段と、
前記進入又は進出の少なくとも一方が検出されたときに、対応する前記立体的構造物を案内する手段とを備え、
前記エリアごとに、そのエリア全体が収まる最小の矩形領域であるバウンダリを定義し、
前記進入又は進出の検出を、前記現在位置から所定距離内の前記経路と重なる前記バウンダリに対応するエリアについて行うことを特徴とするナビゲーション装置。 - 前記立体的構造物は、前記地図データに含まれる道路が上、下又は所定の範囲内を通過することを特徴とする請求項１記載のナビゲーション装置。
- 前記地図データは、複数のブロックに分割され、前記エリアは、一又は二以上の前記ブロックに配置され、前記進入又は進出の検出は、前記現在位置に基づく所定範囲の前記ブロックに配置された前記エリアについて行うことを特徴とする請求項１又は２記載のナビゲーション装置。
- 少なくともどこにどのような道路があるかの情報を含む地図データを予め用意し、
自車の現在位置を検出する処理と、
検出された前記現在位置を、前記地図データに基づく地図上に表示する処理と、
指定された目的地への経路を設定及び誘導案内する処理と、
前記自車が所定以上の大きさを持つ立体的構造物を通過する際、そのことを案内する処理とを含むナビゲーション方法において、
前記地図データは、前記立体的構造物の存在する範囲を示すエリアのデータを含み、
前記エリアへの前記車両の進入を検出する処理と、
前記エリアからの前記車両の進出を検出する処理と、
前記進入又は進出の少なくとも一方が検出されたときに、対応する前記立体的構造物を案内する処理とを含み、
前記エリアごとに、そのエリア全体が収まる最小の矩形領域であるバウンダリを定義し、
前記進入又は進出の検出を、前記現在位置から所定距離内の前記経路と重なる前記バウンダリに対応するエリアについて行うことを特徴とするナビゲーション方法。 - 前記地図データは、複数のブロックに分割され、
前記エリアは、一又は二以上の前記ブロックに配置され、
前記進入又は進出の検出は、前記現在位置に基づく所定範囲の前記ブロックに配置された前記エリアについて行うことを特徴とする請求項４記載のナビゲーション方法。 - 少なくともどこにどのような道路があるかの情報を含む地図データを予め用意し、
コンピュータを制御することにより、自車の現在位置を検出させ、
検出された前記現在位置を、前記地図データに基づく地図上に表示させ、
指定された目的地への経路を設定及び誘導案内させ、
前記自車が所定以上の大きさを持つ立体的構造物を通過する際、そのことを案内させるナビゲーション用ソフトウェアにおいて、
前記地図データは、前記立体的構造物の存在する範囲を示すエリアのデータを含み、
前記ソフトウェアは前記コンピュータに、
前記エリアへの前記車両の進入を検出させ、
前記エリアからの前記車両の進出を検出させ、
前記進入又は進出の少なくとも一方が検出されたときに、対応する前記立体的構造物を案内させ、
前記エリアごとに、そのエリア全体が収まる最小の矩形領域であるバウンダリを定義し、
前記進入又は進出の検出を、前記現在位置から所定距離内の前記経路と重なる前記バウンダリに対応するエリアについて行うことを特徴とするナビゲーション用ソフトウェア。
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-
2001
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