JP4883416B2

JP4883416B2 - 地図表示装置及びプログラム

Info

Publication number: JP4883416B2
Application number: JP2007279274A
Authority: JP
Inventors: 和宏神谷
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2007-10-26
Filing date: 2007-10-26
Publication date: 2012-02-22
Anticipated expiration: 2027-10-26
Also published as: JP2009109233A

Description

本発明は道路地図表示画面の押圧軌跡に基づいて経路を表示する地図表示装置及びプログラムに関する。

従来、地図表示画面上の道路を指などでトレースし、トレースした軌跡を通過経路として指定し、指定された通過経路を優先的に用いて目的地までの経路を設定することでユーザの意図に合わせた経路探索を行うようにしたナビゲーション装置が提案されている（特許文献１）。
特開２０００−１１１３５４

特許文献１では、例えば、画面の押圧力が足りない、トレーススピードが速すぎる、ディスプレイの検知精度が悪いなどの理由により、一定区間地図表示画面の押圧を検知できなかった場合や、ユーザが地図表示画面上の道路をトレースしている際に一定時間画面から指が離れてしまったような場合には、トレース軌跡から通過経路を特定することができない。

本発明は上記課題を解決しようとするもので、地図表示画面の押圧を検知できなかった区間のある押圧軌跡でも、ユーザの意図を予測して経路を求めることを可能にすることを目的とする。
本発明は、経路を表示する地図表示装置において、ノード間を接続するリンクを含む道路地図データを記憶した情報記憶手段と、前記情報記憶手段に記憶された道路地図データを読み出して道路地図を表示する表示手段と、表示された道路地図上における押圧軌跡を検知し、押圧を検知できなかった非検知区間で隔離した少なくとも２つの押圧軌跡からユーザの意図するリンクをそれぞれ予測するリンク予測手段と、予測した各リンク間の接続経路を決定する経路決定手段と、を備え、前記リンク予測手段は、押圧軌跡とリンクとのマッチング処理を行うとともに、各押圧軌跡の端点位置近くにおける変曲点の有無に基づいてリンクを予測することを特徴とする。
また、本発明は、経路を表示する地図表示装置を制御するプログラムにおいて、情報記憶手段に記憶された道路地図データを読み出して道路地図を表示するステップ、表示された道路地図上における押圧軌跡を検知し、押圧を検知できなかった非検知区間で隔離した少なくとも２つの押圧軌跡とリンクとのマッチング処理を行うとともに、各押圧軌跡の端点位置近くにおける変曲点の有無に基づいてユーザの意図するリンクをそれぞれ予測するステップ、予測した各リンク間の接続経路を決定するステップをコンピュータに実行させることを特徴とする。

本発明は、地図表示画面の押圧を検知できなかった区間のある各押圧軌跡の端点位置近くにおける変曲点の有無に応じてユーザの意図するリンクをそれぞれ予測し、予測した各リンクの接続経路を決定するようにしたので、押圧を検知できなかった区間のある押圧軌跡であってもユーザの意図を予測して経路を求めることができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は本実施形態に係る地図表示装置として、例えば、ナビゲーション装置を例にとって説明するブロック図である。出発地や目的地、車両サイズ等の情報を入力するキーボード、マウス、タッチパネル、操作キー等からなる入力装置１、車両の現在位置に関する情報を検出する現在位置検出装置２、ノード間を接続するリンクを含む道路地図データ、交差点データ、経路の探索に必要なナビゲーション用データ、経路案内に必要な表示／音声の案内データ、さらに地図の表示、経路探索、音声案内等の案内を行うためのプログラム（アプリケーション及び／又はＯＳ）等を記憶した情報記憶装置３、経路指定において画面上のなぞりを用いることを指定するなぞりモード選択手段４ａ、なぞりモードにおいて表示された道路地図上における押圧軌跡を検知してユーザの意図するリンクを予測するリンク予測手段４ｂ、予測したリンク間を接続する経路を探索し、探索結果に基づいて接続経路を決定する経路決定手段４ｃを備え、ナビゲータ処理手段として地図の表示処理、経路探索処理、経路案内に必要な表示／音声案内処理、さらにシステム全体の制御を行う中央処理装置４、車両の走行に関する情報である、例えば道路情報、交通情報を送受信したり、車両の現在位置に関する情報を検出したり、さらに現在位置に関する情報を送受信したりする情報送受信装置５、経路案内に関する情報を出力するディスプレイやスピーカその他の出力装置６から構成されている。

図２は本実施形態の全体の流れを説明する図である。
一般に、出発地と目的地を設定してダイクストラ法などの手法により経路探索コストを算出し、コストが最小となるような経路を探索することが行われているが、本実施形態ではなぞりモードを選択することで、タッチパネルからなる案内画面に表示された道路地図上を指などでなぞると、ナビゲーション装置側においてその押圧が検知され、検知した押圧の軌跡によりユーザの意図する経路が指定される（ステップＳ１）。本実施形態では、なぞった時に押圧を検知できなかった非検知区間のある各押圧軌跡について、ユーザが意図した経路上のリンクを予測し（詳細は後述）、それぞれ予測リンクを求める（ステップＳ２）。ついで、予測した各リンク間について、ダイクストラ法等の手法を用いて経路探索コストを算出し、探索コストが最小となる経路を決定してリンク間を接続する（ステップＳ３、詳細は後述）。こうして、なぞった時に押圧を検知できなかった非検知区間があってもユーザの意図を予測して目的地までの経路を算出することができる。

図３はなぞりによる押圧を検知して押圧軌跡を求める処理フローの説明図、図４はなぞりによる押圧軌跡を説明する図である。
ユーザがなぞりモードを選択すると処理が開始する。識別番号Ｐ＝０として（ステップＳ１１）、一つの経路指定におけるなぞり検知データ群の識別番号とする。次いで、道路地図が表示されたタッチパネル画面上の押圧を検知したか否か判断し（ステップＳ１２）、押圧を検知したとき、その座標情報を記憶する（ステップＳ１３）。次いで、画面の押圧が検知できなかったか否か判断する（ステップＳ１４）。画面の押圧が検知できなかったとき、押圧非検知の座標情報を記憶する（ステップＳ１５）。押圧が検知できなくなるまで、押圧検知から押圧非検知までの連続した軌跡情報を取得することによりユーザの意図した経路指定が検出される。次いで、ユーザ操作が終了したか否か判断し（ステップＳ１６）、終了していなければステップＳ１２〜ステップＳ１５の処理を繰り返し、ユーザ操作が終了するまで行う。ユーザ操作の終了は、ユーザが終了ボタンを押圧するすることによりなぞりモード選択が解除されたことにより判断してもよいし、所定時間以上押圧が検知されなくなったことにより判断してもよい。このように、断続的になぞった軌跡および各軌跡の端点を記憶する。ここで、図示しなかったがステップＳ１６でユーザ操作が終了していない場合にステップＳ１２に戻る際、識別番号Ｐに１を加えて連続する押圧軌跡の区間毎に識別番号を付与してもよい。なお、図３の処理フローでは押圧の検知および非検知される都度、端点の座標を抽出しているが、ユーザ操作による押圧軌跡を非検知区間も含めて断続的に記憶し、最後に断続的な押圧軌跡から端点の座標を抽出するようにしてもよい。

例えば、図４の道路地図表示画面において、リンクＬ１に沿ってなぞり、下に少しすすんだところで押圧非検知となり、リンクＬ２に沿って再びなぞりが検知される場合を考える。ユーザはリンクＬ１からリンクＬ２までの区間を連続してなぞった積もりでも、指が離れる、画面の押圧力が足りない、なぞりのスピードが速すぎる、タッチパネルの検知精度が悪いなどの理由により、押圧が検知されない区間が生じることがある。まず、リンクＬ１に沿ってなぞることで、最初の押圧検知位置Ｐ１、押圧非検知位置Ｐ２および押圧軌跡Ｔ１が認識される。リンクＬ２に沿って再び押圧が検知され、次の押圧検知位置Ｐ３、押圧非検知位置Ｐ４および押圧軌跡Ｔ２が認識される。なお、図４において、○はノード、ノード間を結ぶ線はリンクを示している。こうして、各押圧軌跡によりユーザの意図する経路が指定されたものと判断する。

次に押圧軌跡に基づいたユーザの意図するリンクの予測について説明する。
図５は押圧軌跡Ｔ１よりリンクを予測する処理フローを示す図、図６は候補リンクの決定を説明するための図である。
ユーザ操作によりなぞりモードが終了するとリンク予測を開始する。上記した位置Ｐ１（押圧検知位置）〜Ｐ２（押圧非検知位置）間でトレースした押圧軌跡Ｔ１とこの軌跡に沿ったリンクとのマッチングをとり（ステップＳ２１）、マッチングした最後のリンクＬ１の先（終点）ノードＮ２を決定する（ステップＳ２２）。次いで、押圧軌跡Ｔ１の終端位置Ｐ２の近辺、例えば、位置Ｐ２から所定範囲内で変曲点を探し（ステップＳ２３）、変曲点があるか否かを判断する（ステップＳ２４）。変曲点の有無は、例えばトレースの方向が途中で変化しているか否かで判断する。変曲点がある場合には、マッチングした最後のリンクから次のリンクに向けて曲がろうとするユーザの意志があるものと見なされる。ここでは、ＰＨ１の位置でトレースＴ１の向きがリンクＬ１の方向からリンクＬ１０、Ｌ１２の方向に曲がり、変曲点ＰＨ１があることが分かる。次いで、この変曲点ＰＨ１からＰ２座標を結ぶ線分をベクトルＶ１として求める（ステップＳ２５）。なお、ベクトルＶ１は、押圧非検知位置Ｐ２における押圧軌跡のベクトルとしてもよい。

次いで、予測リンクを決定するための個々の候補リンクの範囲を算出する（ステップＳ２７）。候補リンクの範囲は、例えば、マッチングした最後のリンクＬ１の終点ノードＮ２に接続する全てのリンク（Ｌ１、Ｌ１０、Ｌ１１、Ｌ１２）間に境界線Ｄ１〜Ｄ４を引き、各境界線と各リンク間の領域を候補リンクが存在する範囲とする方法（図６（ａ））、マッチングした最後のリンクＬ１方向は捨て（リンクＬ１方向に戻ることは考えにくいため）、リンクＬ１０とＬ１１間の境界線Ｄ５、リンクＬ１１とＬ１２間の境界線Ｄ６を引き、リンクＬ１と境界線Ｄ５の間がリンクＬ１０を候補リンクとする範囲とし、リンクＬ１１と境界線Ｄ６の間がリンクＬ１１を候補リンクとする範囲とし、境界線Ｄ６とリンクＬ１の間がリンクＬ１２を候補リンクとする範囲として、候補リンクが存在する範囲とする方法（図６（ｂ））、リンク間に境界線は引かず、ベクトルＶ１に最も近い方向のリンクを候補リンクが存在する範囲とする方法（図６（ｃ））などにより算出する（ステップＳ２７）。なお、前記境界線は２つのリンクの２等分線としてもよいし、道路の種別や過去の学習結果などに基づいて境界線による２つのリンクそれぞれのなす角度を可変に設定してもよい。次いで、求めたベクトルＶ１と、候補リンクの範囲とを比較して予測リンク１を決定する（ステップＳ２８）。

図６（ａ）の方法では、ベクトルＶ１は、リンクＬ１２と境界線Ｄ３、或いは境界線Ｄ４との間の領域に含まれ、この領域に含まれるリンクはＬ１２なのでこれを予測リンク１として決定する。図６（ｂ）の方法では、ベクトルＶ１は、リンクＬ１と境界線Ｄ６の間の領域に含まれ、この領域に含まれるリンクはＬ１２なのでこれを予測リンク１として決定する。図６（ｃ）の方法では、ベクトルＶ１に最も近い方向のリンクはＬ１２であるので、これを予測リンク１として決定する。ステップＳ２４において変曲点がない場合、最後にマッチングしたリンクＬ１の向きに近いリンクを予測リンクに決定する（ステップＳ２６）。この例では、リンクＬ１１が予測リンクとして決定されることになる。なお、予測リンク決定の精度を上げるために、押圧を検知できなくなった点の座標（本実施例ではＰ２座標）と最後にマッチングしたリンク（本実施例ではＬ１）の終点ノード（本実施例ではＮ２）との位置関係を考慮に入れて予測リンクを決定してもよい。

図７は押圧軌跡Ｔ２よりリンクを予測する処理フローを示す図、図８は候補リンクの決定を説明するための図である。
上記した位置Ｐ３（押圧検知位置）〜Ｐ４（押圧非検知位置）間でトレースした押圧軌跡Ｔ２とこの軌跡に沿ったリンクとのマッチングをとり（ステップＳ３１）、マッチングした最初のリンクＬ２の元（始点）ノードＮ３を決定する（ステップＳ３２）。次いで、押圧軌跡Ｔ２の始点位置Ｐ３の近辺、例えば、位置Ｐ３から所定範囲内で変曲点を探し（ステップＳ３３）、変曲点があるか否かを判断する（ステップＳ３４）。変曲点の有無は、例えばトレースの方向が途中で変化しているか否かで判断する。変曲点がある場合には、マッチングした最初のリンクに向けて接続するリンクのいずれかから曲がろうとするユーザの意志があるものと見なされる。ここでは、ＰＨ２の位置でトレースＴ２の向きがリンクＬ２の方向に曲がり、変曲点ＰＨ２があることが分かる。次いで、Ｐ３座標から変曲点ＰＨ２を結ぶ線分をベクトルＶ２として求める（ステップＳ３５）。ベクトルＶ２は、押圧検知位置Ｐ３における押圧軌跡のベクトルとしてもよい。

次いで、予測リンクを決定するための個々の候補リンクの範囲を算出する（ステップＳ３７）。候補リンクの範囲は、図６（ａ）〜図６（ｃ）で説明したいずれの方法でもよいが、例えば、図６（ａ）で示した方法を採用する場合、マッチングした最初のリンクＬ２の始点ノードＮ３に接続する全てのリンク（Ｌ２０、Ｌ２、Ｌ２２、Ｌ２１）間に境界線Ｄ７〜Ｄ１０を引き、各２境界線と各リンク間の領域を候補リンクが存在する範囲とする。次いで、求めたベクトルＶ２と、候補リンクの範囲とを比較して予測リンクを決定する（ステップＳ３８）。ベクトルＶ２は、リンクＬ２０と境界線Ｄ１０の間の領域に含まれ、この領域に含まれるリンクはＬ２０なのでこれを予測リンク２として決定する。ステップＳ３４において変曲点がない場合、最初にマッチングしたリンクＬ２の向きに近いリンクを予測リンクに決定する（ステップＳ３６）。この例ではリンクＬ２１が予測リンクとして決定されることになる。なお、予測リンク決定の精度を上げるために、押圧を検知した点の座標（本実施ではＰ３座標）と最初にマッチングしたリンク（本実施例ではＬ２）の始点ノード（本実施例ではＮ３）との位置関係を考慮に入れて予測リンクを決定してもよい。

図９は予測リンクをつなぐ処理フローを示す図、図１０は接続した予測リンクを示す図である。
上記のように求めた２つの予測リンクが直接つながるか否か判断し（ステップＳ４１）、つながればこの処理は終了する。直接つながらない場合、予測リンク１（押圧軌跡Ｔ１から予測したリンクＬ１２）の先（終点ノードＮ５）と予測リンク２（押圧軌跡Ｔ２から予測したリンクＬ２０）の元（始点ノードＮ６）との間の経路をダイクストラ法などの手法により探索し（ステップＳ４２）、求めた経路に予測リンク１と予測リンク２を接続して経路１とする。次いで、予測リンク１の元（始点ノードＮ２）と予測リンク２の先（終点ノードＮ３）との間の経路を同様の手法で探索し（ステップＳ４３）、求めた経路を経路２とする。次いで、始点と終端を一致させた経路１と経路２との間の探索コストを比較し、その差が所定値より大きいか否か判断する（ステップＳ４４）。探索コストの差が所定値より大きくなければ、それぞれの経路によるメリットの差がほとんどないとみなし、ユーザの意志が反映されるように予測リンク１の終点ノードと予測リンク２の始点ノード間を経路探索して求めた経路を接続経路に決定する（ステップＳ４６）。また、ステップＳ４４の判断で、経路１と経路２の探索コストの差が所定値より大きくても、予測に使用したベクトルＶ１、Ｖ２のうち少なくとも一つの大きさが所定値より小さいか否か判断し（ステップＳ４５）、所定値より小さいものがなければ予測の信頼性は高いものと判断して、同様に予測リンク１の終点ノードと予測リンク２の始点ノード間を経路探索して求めた経路を接続経路に決定する。こうして接続経路が決定されると、予測リンク間を接続し（ステップＳ４７）、図１０の破線で示す経路が求められる。

なお、上記説明では、ステップＳ４２において探索した予測リンク１の終点ノードと予測リンク２の始点ノード間の経路に予測リンク１と予測リンク２を接続したものを経路１として経路２との探索コスト比較において経路１と経路２の始点位置と終点位置を一致させるようにしたが、ステップＳ４２における探索経路は予測リンク１の終点ノードと予測リンク２の始点ノード間の経路とし、ステップＳ４４における経路間の探索コストの比較時にステップＳ４２における探索経路に予測リンク１と予測リンク２を加えた探索コストを用いるようにしてもよい。また、ステップＳ４５において、予測に使用したベクトルＶ１、Ｖ２のうち少なくとも一つの大きさが所定値より小さければ、小さいベクトルを使用した予測リンクを破棄し（ステップＳ４８）、残りの経路はダイクストラ法などの通常の手法で経路決定する（ステップＳ４９）。なお、予測リンクの破棄は１つのみの場合も１つ以上の場合もあり得る。なお、ステップＳ４４において経路１と経路２の探索コストの差が大きい場合には、予測リンク１または予測リンク２を２度通る経路（すなわち、予測リンク１の始点ノードまたは予測リンク２の終点ノードでＵターンする経路）が求められた可能性がある。ステップＳ４４でＮと判断された後の処理は、このようにＵターンする経路が選択されるのを防止できれば他の処理でもよい。例えば、ステップＳ４５、ステップＳ４８、ステップＳ４９の処理を省略し、ステップＳ４４で経路１と経路２の探索コストの差が所定値より大きいと判断した場合に、予測リンク１の始点ノードと予測リンク２の終点ノード間を経路探索して求めた経路を接続経路にしてもよい。

なお、本実施例では２つの押圧軌跡Ｔ１、Ｔ２を接続してユーザの意志を反映した経路を設定する場合について説明したが、ユーザが地図上をなぞった際に何度押圧が検知されない区間が生じても隣接する押圧軌跡の間をユーザの表示を反映しながら接続することが可能である。また、道路をなぞり入力した後、地図の表示範囲をスクロールして移動させて再度なぞり入力してもよく、この場合、広範囲にわたりユーザの意図した経路が反映される。

また、本実施例ではなぞりモードに入り、ユーザ操作によりなぞりモードが終了したことを受けてリンク予測を開始するようにしているが、押圧の非検知を受けた時点でリンク予測を行うようにしてもよい。また、リンクの候補範囲の決定には、有料道路、国道、県道など道路種別を考慮してもよい。また、リンクの予測の結果にコスト付けをする際に、距離または予測走行時間に重みを付けて経路を探索するようにしてもよい。また、リンクの予測になぞりの履歴を考慮したり、マッチングした道路と同じ道路種別かを考慮したりしてもよい。

本実施形態に係るナビゲーション装置の例を示すブロック図である。本実施形態の全体の流れを説明する図である。なぞりによる押圧を検知して押圧軌跡を求める処理フローを示す図である。なぞりによる押圧軌跡を説明する図である。押圧軌跡よりリンクを予測する処理フローを示す図である。候補リンクの決定を説明するための図である。押圧軌跡よりリンクを予測する処理フローを示す図である。候補リンクの決定を説明するための図である。予測リンクをつなぐ処理フローを示す図である。接続した予測リンクを示す図である。

符号の説明

１…現在位置検出装置、２…制御装置、３…情報記憶装置、４…中央処理装置、４ａ…なぞりモード選択手段、４ｂ…リンク予測手段、４ｃ…経路決定手段、５…情報送受信装置、６…出力装置。

Claims

経路を表示する地図表示装置において、
ノード間を接続するリンクを含む道路地図データを記憶した情報記憶手段と、
前記情報記憶手段に記憶された道路地図データを読み出して道路地図を表示する表示手段と、
表示された道路地図上における押圧軌跡を検知し、押圧を検知できなかった非検知区間で隔離した少なくとも２つの押圧軌跡からユーザの意図するリンクをそれぞれ予測するリンク予測手段と、
予測した各リンク間の接続経路を決定する経路決定手段とを備え、
前記リンク予測手段は、押圧軌跡とリンクとのマッチング処理を行うとともに、各押圧軌跡の端点位置近くにおける変曲点の有無に基づいてリンクを予測することを特徴とする地図表示装置。
前記リンク予測手段は、前記非検知区間前側の第１の押圧軌跡の終端位置近くに変曲点があるとき、前記変曲点から前記終端位置へ向かうベクトルを求め、該ベクトルに基づいて予測リンクを決定することを特徴とする請求項１記載の地図表示装置。
前記リンク予測手段は、前記非検知区間前側の第１の押圧軌跡の終端位置近くに変曲点がないとき、該非検知区間前側の最後にマッチング処理したリンクの向きに近いリンクを予測リンクに決定することを特徴とする請求項１記載の地図表示装置。
前記リンク予測手段は、前記非検知区間後側の第２の押圧軌跡の始点位置近くに変曲点があるとき、前記始点位置から変曲点へ向かうベクトルを求め、該ベクトルに基づいて予測リンクを決定することを特徴とする請求項１記載の地図表示装置。
前記リンク予測手段は、前記非検知区間後側の第２の押圧軌跡の始点位置近くに変曲点がないとき、該非検知区間後側の最初にマッチング処理したリンクの向きに近いリンクを予測リンクに決定することを特徴とする請求項１記載の地図表示装置。
前記経路決定手段は、前記非検知区間前側の第１の押圧軌跡から予測した第１の予測リンクと、前記非検知区間後側の第２の押圧軌跡から予測した第２の予測リンクが直接つながらないとき、第１の予測リンクの終点ノードと第２の予測リンクの始点ノード間を経路探索して求めた経路に第１と第２の予測リンクを接続した第１の経路と、第１の予測リンクの始点ノードと第２の予測リンクの終点ノード間を経路探索して求めた第２の経路との探索コストを比較し、比較結果に基づいて第１、第２の予測リンク間の接続経路を決定することを特徴とする請求項１記載の地図表示装置。
第１の経路と第２の経路との探索コストの差が小さいとき、第１の予測リンクの終点ノードと第２の予測リンクの始点ノード間を経路探索して求めた経路を接続経路に決定することを特徴とする請求項６記載の地図表示装置。
第１の経路と第２の経路との探索コストの差が大きく、かつリンクの予測に使用したベクトルの大きさが所定値より小さいものがないとき、第１の予測リンクの終点ノードと第２の予測リンクの始点ノード間を経路探索して求めた経路を接続経路に決定することを特徴とする請求項６記載の地図表示装置。
第１の経路と第２の経路との探索コストの差が大きく、かつリンクの予測に使用したベクトルの大きさが所定値より小さいものがあるとき、大きさの小さいベクトルを使用して決定した予測リンクを破棄することを特徴とする請求項６記載の地図表示装置。
経路を表示する地図表示装置を制御するプログラムにおいて、
情報記憶手段に記憶された道路地図データを読み出して道路地図を表示するステップ、
表示された道路地図上における押圧軌跡を検知し、押圧を検知できなかった非検知区間で隔離した少なくとも２つの押圧軌跡とリンクとのマッチング処理を行うとともに、各押圧軌跡の端点位置近くにおける変曲点の有無に基づいてユーザの意図するリンクをそれぞれ予測するステップ、
予測した各リンク間の接続経路を決定するステップ、
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。