JP5004388B2 - ルートのコンパクト表現のための方法及びシステム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ナビゲーション・システムに関し、特に本発明は、ナビゲーション・システムに対するルートを完全に表現するために必要なデータの量を低減するルートを表現するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ナビゲーション・システムは、所望の目的地までのルートを計算することのような、有用な特徴（features）を供給しそしてルートを辿るためのガイダンスを供給する。ナビゲーション・システムが所望の目的地までのルートを計算する場合には、ナビゲーション・システムのルート計算プログラミングは、開始位置と目的地位置との間で一つ以上の解決ルートを決定しようとする。解決ルートは、車両が開始位置から目的地位置まで移動することができるような一連の接続道路区間にわたり形成される。ルート計算プログラミングによって計算された解決ルートは、一方通行路規制及び交差点における方向転換規制のような、既知の交通規制を確認する。ナビゲーション・システムのルート計算プログラミングが解決ルートを計算する場合、それは、開始位置と目的位置の周辺及び間の道路区間及び交差点を表すデータを得るために地図データベースをアクセスする。地図データベースのデータは、道路及び交差点の位置、道路区間に沿った予定走行時間、道路に沿ったスピード制限、方向転換制限、等に関する情報を含む。これらの種類の地図データを用いて、ナビゲーション・システムのルート計算プログラミングは、特定の目的地までの最適（例えば、最速又は最短）ルートを見出すことができる。一実施例において、ルート計算プログラミングの出力は、複数の道路区間を識別している順序リストの形式である。複数の道路区間は、ナビゲーション・システムのルート計算プログラミングによって計算された開始点と目的地との間の連続ナビゲーション可能ルートを形成する。道路区間の順序リストは、計算されたルートを辿るためのドライビング・インストラクションをナビゲーション・システム・ユーザに供給するためにルート・ガイダンス・プログラミングによって用いられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
計算されたルートを表すための上述した方法は、様々な形式のルート及び様々な形式のナビゲーション・システムにうまく作用する。ルートを表すための上述した方法に関連した考察は、長いルートのような、比較的多数の道路区間を含むルートが、表すための対応する大量のメモリを必要とするということである。多くのナビゲーション・システムは、アンプル・メモリ資源を有するが、あるナビゲーション・システム・プラットフォームは、比較的少量のメモリを有する。比較的少量のメモリを有するナビゲーション・システム・プラットフォームでは、多数の道路区間を有する長いルートは、ナビゲーション・システムのメモリ資源の比較的大きな部分を占有してそれにより潜在的に性能に影響を及ぼす。
【０００４】
ルートを表すことに関連した別の考察は、ルートが中心位置で計算されそして計算されたルートを表すデータは、ルートを辿るインストラクションをドライバに供給する車載ナビゲーション・ガイダンス・システムに無線で送信されるようなナビゲーション・システムに関する。ルートを表すデータが無線で送信されるようなシステムにより、多数の道路区間を有する長いルートは、比較的多量のデータが無線で送信されるということを必要としそれにより無線データ送信システムが十分に大きな容量を有するということを必要とする。
【０００５】
従って、ルートを表すために必要なデータ量を低減するような方法でルートを表すことの必要性が存在する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
これら及び他の目的を解決するために、本発明は、地図領域における道路網に沿ったルートを表す方法を備えている。データベースは、地図領域における道路の交差点を表すデータを含む。道路の各交差点に対するデータ表現に関連付けられたものは、交差点を通る一つ以上のノミナル・パス（ノミナル・経路）を示すデータである。交差点を通るノミナル・パスは、それにより表された交差点に入ることができる各道路区間に対して、表された交差点から出られるたった一つの道路区間を識別する。地図領域における道路網に沿ったルートは、ルートがノミナル・パスから交差点にそれる（はずれる）各交差点を示すことによって表される。
【０００７】
別の形態によれば、本発明は、表された交差点に関連付けられたノミナル・パス・データを含んでいる地図データベースを備えている。
【０００８】
別の形態によれば、本発明は、ルートを表すためにノミナル・パス・データを用いるナビゲーション・システムを備えている。
【０００９】
別の形態によれば、本発明は、表された交差点に関連付けられたノミナル・パス・データを含むデータベースを形成する方法を備えている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の方法は、ルートを表現するための方法であって、地図領域に配置された交差点を通るノミナル・パスを規定するデータベースを使用する段階と、ルートが前記交差点を通るノミナル・パスからそれる各交差点を識別することによって地図領域におけるルートを表現する段階とを具備してもよい。
【００１１】
本発明の方法では、前記ノミナル・パスは、それにより各交差点をアクセスすることができる各道路区間に対して、そこから関連付けられた交差点を出ることができるたった一つの道路区間を識別してもよい。
【００１２】
本発明の方法では、前記表現する段階は、前記ルートの終点に関連付けられた位置を識別する段階を具備してもよい。
【００１３】
本発明の方法では、前記表現する段階は、前記ルートの始点に関連付けられた位置を識別する段階を具備してもよい。
【００１４】
本発明の方法では、前記表現する段階は、前記ルートが前記交差点を通るノミナル・パスからそれる各交差点における新しい出口を識別する段階を具備してもよい。
【００１５】
本発明のデータベースは、地域に配置された地図特徴を表現するデータベースであって、前記地域に配置された道路の交差点のデータ表現と、交差点の各データ表現に対して、該交差点を通るノミナル・パスを表現するデータとを備え、ノミナル・パスを表現する前記データは、前記交差点への各入口道路区間をたった一つの出口道路区間に関連付けるように構成してもよい。
【００１６】
本発明のデータベースでは、交差点の各データ表現に対して、該交差点の地図座標を示すデータを更に備えてもよい。
【００１７】
本発明のデータベースでは、入口道路区間に関連付けられた前記出口道路区間は、該入口道路区間からモータリストがおそらく移動するであろう道路区間であってもよい。
【００１８】
本発明の操作方法は、ナビゲーション・システムの操作方法であって、目的地までのルートを計算する段階と、前記ルートが交差点を通るノミナル・パスからずれる該ルートに沿った各交差点を識別することによって該ルートを表現する段階であり、該交差点を通るノミナル・パスが理的データベースで規定される該段階と、及びナビゲーション関連機能を供給するために前記表現する段階によって形成された前記ルートの表現を当該表現を使用するアプリケーションに供給する段階とを具備してもよい。
【００１９】
本発明の方法では、前記ナビゲーション関連機能は、前記ルートをたどるためのガイダンスであってもよい。
【００２０】
本発明の方法では、前記ナビゲーション関連機能は、強調された前記ルートを有する地図ディスプレイであってもよい。
【００２１】
本発明の方法では、前記ナビゲーション・システムは、メモリにおける前記ルートの前記表現の一部だけを保守すると同時に前記前記ナビゲーション関連機能を供給するために前記表現を使用してもよい。
【００２２】
本発明の方法では、サーバから車両に前記表現を送る段階を更に具備してもよい。
【００２３】
本発明の方法では、前記計算する段階及び前記供給する段階は、車両において実行されてもよい。
【００２４】
本発明の方法では、前記表現する段階は、ルートが交差点を通るノミナル・パスからそれる各交差点における出口パスを識別する段階を更に具備してもよい。
【００２５】
本発明のナビゲーション・システムは、地図地域に位置決めされた道路の交差点を通って規定されたノミナル・パスからルートがそれる各位置を識別することによって該ルートの表現を形成する第１のナビゲーション・アプリケーションと、及びナビゲーション関連機能をナビゲーション・システムのユーザに供給するために前記第１のナビゲーション・アプリケーションによって形成された前記ルートの前記表現を使用する第２のナビゲーション・アプリケーションとを備えて構成してもよい。
【００２６】
本発明のナビゲーション・システムでは、前記第１のナビゲーション・アプリケーションは、目的地までの前記ルートを計算するように構成してもよい。
【００２７】
本発明のナビゲーション・システムでは、前記ナビゲーション関連機能は、ルート・ガイダンスを備えてもよい。
【００２８】
本発明のナビゲーション・システムでは、前記ナビゲーション関連機能は、地図ディスプレイを備えてもよい。
【００２９】
本発明のナビゲーション・システムでは、前記ナビゲーション関連機能は、強調された前記ルートを有する地図ディスプレイであってもよい。
【００３０】
本発明のナビゲーション・システムでは、前記第１のナビゲーション・アプリケーション及び前記第２のナビゲーション・アプリケーションは、両方とも車両に配置されてもよい。
【００３１】
本発明のナビゲーション・システムでは、前記第１のナビゲーション・アプリケーションは、遠隔的に配置されたサーバに配置されかつ前記第２のナビゲーション・アプリケーションは、車両に配置されてもよい。
【００３２】
本発明のナビゲーション・システムでは、前記ルートの前記表現が前記第１のナビゲーション・アプリケーションから前記第２のナビゲーション・アプリケーションに送信される無線通信システムを更に備えてもよい。
【００３３】
本発明のナビゲーション・システムでは、前記第１のナビゲーション・アプリケーションは、また、前記ルートがそれを通る前記ノミナル・パスからそれる各交差点における新しいパスを識別するように構成してもよい。
【００３４】
本発明の方法は、地図データベースを形成するための方法であって、地図領域に配置された道路の交差点のデータ表現を記憶する段階と、交差点の各データ表現に対して、前記交差点を通るノミナル・パスを示すデータをそれに関連付ける段階とを具備し、交差点のノミナル・パスは、それを介して交差点に入ることができる各道路区間に対して、前記交差点から出ることができるたった一つの道路区間を識別してもよい。
【００３５】
本発明の方法では、ノミナル・パス上で前記交差点から出ることができる前記道路区間は、モータリストがたぶん交差点に入ることができる関連道路区間を介して当該関連道路区間から移動するであろう道路区間であってもよい。
【００３６】
本発明の方法では、交差点の各データ表現に対して、前記交差点の前記地図座標を示すデータをそれに関連付ける段階を更に具備してもよい。
【００３７】
【実施例】
Ｉ．地図データベースの形成
Ａ．概観
図１は、地図領域１０４の地図１００を示す。道路網１１２は、地図領域１０４に配置される。道路網１１２は、どりわけ、地図領域１００に配置された道路及び交差点を含む。また、図１は、道路網１１２の一部の拡大図を含んでいる地図領域１０４の一部１１０の拡大図１０８を示す。
【００３８】
部分１１０に示すように、地図領域１０４の各道路は、一つ以上の道路区間１１４から構成されている。各道路区間１１４は、二つのノード１１６がそれに関連付けられ、一つのノードは、道路区間の一端における点を表しかつ他のノードは、道路区間の他端の点を表す。道路区間のいずれかの端のノードは、道路が別の道路と出会う場所、例えば、交差点、又は袋小路に対応しうる。
【００３９】
ナビゲーション・システムで用いられる一つの形式の地図データベースにおいて、地図領域に配置された各道路区間に対して少なくとも一つのデータベース・エントリ（“エンティティ”又は“記録”とも称される）が存在する。図２は、複数の道路区間データ記録２２２を有する地図データベース１４０を示す。図３は、道路区間データ記録２２２の一つのコンポーネントのあるものを示す。図３に示すように、道路区間データ記録２２２は、データベースの記録を識別するＩＤ２２２（１）を有する。地図道路区間データ記録２２２は、それに関連付けられた（“属性”、“フィールド”、等のような）様々なデータ２２２（２）を有する。これらのデータ２２２（２）は、道路区間記録によって表される道路の一部での走行のスピード、道路区間記録によって表される道路部分で許される走行の方向、道路区間記録によって表される道路部分のストリート・アドレス範囲、道路の名前、等を示しうる。道路区間に関連付けられた様々な属性は、単一の道路区間記録に含まれうるか又は互いに相互参照される一つの形式の記録よりも多くに含まれうる。
【００４０】
図２を参照すると、地図データベース１４０は、また、地図領域の各ノードに対するエントリ（即ち、エンティティ又は記録）２２３も含む。図３は、ノード・データ記録２２３のコンポーネントのあるものを示す。ノード・データ記録２２３は、データベースの記録を識別するＩＤ２２３（１）を有する。ノード・データ記録２２３は、（“属性”、“フィールド”のような）それに関連付けられた情報を有する。ノード・データ記録２２３は、その地図ポジション（例えば、その緯度及び経度座標）を識別するデータ２２３（２）を含む。また、コード・データ記録２２３は、どの道路区間が表されたノードで出会うかを示すデータ２２３（３）も含む。ノードで出会う各道路区間は、アーム番号２２３（３）（１）が割り当てられる。アーム番号２２３（３）（１）は、任意に割り当てられうる。アーム番号を割り当てる一つの方法は、最も低い方位角（アジマス）を有する接続道路区間から（即ち、北のような、任意に定義された方向から）始めて順番に番号を各接続道路区間に割り当てることである。一実施例では、ノードに接続された各道路区間は、トラフィックが道路区間を走行することが法的に許されているかどうかに係わりなくアーム番号が割り当てられる。
【００４１】
また、ノード・データ記録２２３は、表されたノードを通るノミナル・パスを示しているデータ２２３（４）も含む。（ノミナル・パスを示しているデータ２２３（４）は、以下に詳述する。）また、ノード・データ記録２２３は、他のデータ２２３（５）も含む。
【００４２】
図３の道路区間データ記録２２２を再び参照すると、道路区間データ記録２２２は、エンドポイント・データ２２２（３）を含む。エンドポイント・データ２２２（３）は、表された道路区間のエンドポイント・に関する情報を含む。エンドポイント・データ２２２（３）は、表された道路区間のエンドポイント・の位置を示すデータを含む。エンドポイント・データ２２２（３）は、様々な異なる方法でエンドポイント・の場所を示しうる。一実施例によれば、エンドポイント・データ２２２（３）は、表された道路区間のエンドポイント・に対応するノードを表すノード・データ記録２２３への基準（リファレンス）２２２（３）（１）（Ｌ）及び２２２（３）（１）（Ｒ）を含む。また、エンドポイント・データ２２２（３）は、後継データ２２２（３）（２）（Ｒ）及び２２２（３）（２）（Ｌ）も含む。後継データ２２２（３）（２）（Ｒ）及び２２２（３）（２）（Ｌ）は、もしあれば、表される道路区間の各エンドポイント・に接続する他の道路区間（即ち、後継道路区間）を示す。後継データ２２２（３）（２）（Ｒ）及び２２２（３）（２）（Ｌ）は、各エンドポイント・を介して表された道路区間から法的にアクセス可能であるこれらの後継道路区間及び各エンドポイント・において表された道路区間に接続するが、しかし法的にアクセス可能ではない他の道路区間を示しうる。
【００４３】
Ｂ．ノミナル・パス
上記したように、各ノード記録２２３は、表されたノードを通るノミナル・パスを示すデータ２２３（４）を含む。ノミナル・パス・データ２２３（４）は、ノミナル・パスのリストから構成されている。ノミナル・パスのリストは、関連ノードへの各リーガル・入口道路区間に対するパスを含む。リーガル・入口道路区間は、ノードまでそれに沿って走行することが法的に許される道路区間である。そこで、４つの道路区間がノードに接続しかつ道路区間のそれぞれに沿ってノードまで走行することが法的に許されるならば、ノミナル・パス・データは、４つのリーガル・入口道路区間のそれぞれに対して一つずつ、４つのノミナル・パスを示すリストで構成される。代替的に、二つの一方通行路がノードで交差するならば、ノミナル・パス・データ２２３（４）は、それに沿ってノードまで走行することが法的に許される２つのリーガル・入口道路区間のそれぞれに対して一つずつ、二つのノミナル・パスを有するリストで構成される。
【００４４】
各ノミナル・パスは、たった一つだけの出口道路区間を示す。ノミナル・パスに対するデータ出口道路区間は、走行が関連ノードを介して関連入口道路区間から起こるであろうと思われる道路区間である。
【００４５】
ノミナル・パス・データ２２３（４）は、区間ＩＤｓ（図３の２２２（１））を用いることによって各入口区間及び出口区間を識別しうる。代替的に、ノミナル・パス・データ２２３（４）は、アーム番号データ２２３（３）（１）を用いることによって各入口区間及び出口区間を識別しうる。ノミナル・パス・データ２２３（４）は、他の手段によって各入口区間及び出口区間を識別しうる。
【００４６】
地図データベースに対するデータを集める場合、各入口道路区間に対して最もそれらしい出口道路区間を決定するデータが集められる。代替的に、最もそれらしい出口道路区間は、道路地形から推定されうる。
【００４７】
多数の異なる形式のノードに対するノミナル・パス・データは、以下の例で説明される。
【００４８】
例１
図４Ａは、交差点３００を示す。Ａ，Ｂ，Ｃ，及びＤで表示された道路区間は、全て交差点３００で出会う。Ａ，Ｂ，Ｃ，及びＤで表示された道路区間で両方向の走行が許される。図４Ｂは、交差点３００を表すノード・データ記録に対するノミナル・パス・データ２２３（４）を示す。ノミナル・パス・データ２２３（４）は、それに沿って表されるノードまで走行することが許される道路区間のそれぞれに対して一つずつ、４つのパスを含む。交差点３００の場合には、交差点に入ってくる人がそれを通って真っ直ぐ走行するであろう。従って、ノミナル・パスは、ＡからＢ、ＢからＡ、ＣからＤ及びＤからＣである。これらのノミナル・パスを示すデータは、この交差点３００を表すノード・データ記録に対するノミナル・パス・データ２２３（４）に含まれる。図４Ｂにおいて、アーム番号データは、各ノミナル・パスの入口及び出口区間を識別するために用いられる。
【００４９】
例２
図５Ａは、交差点３０２を示す。Ｅ，Ｆ，及びＧで表される道路区間は、全て交差点３０２で出会う。Ｅ，Ｆ，及びＧで表示された道路区間で両方向の走行が許されかつ方向転換制限が存在しない。図５Ｂは、交差点３０２を表すノード・データ記録に対するノミナル・パス・データ２２３（４）を示す。ノミナル・パス・データ２２３（４）は、それに沿って表されるノードまで走行することが許される道路区間のそれぞれに対して一つずつ、３つのパスを含む。交差点３０２の場合には、Ｆで表される道路区間に沿って交差点に入ってくる人がそれを通ってＧで表される道路区間まで真っ直ぐ走行しかつＧで表される道路区間に沿って交差点に入ってくる人がＦで表される道路区間までそれを取って真っ直ぐ走行するであろう。Ｅで表される道路区間に沿って交差点に入ってくる人は、Ｇで表される道路区間に右折するであろう。（この決定は、実際のデータのコレクションに基づき又は道路地形によりうる、例えば、モータリストは、左折よりも右折するであろう。）従って、ノミナル・パスは、ＦからＧ、ＧからＦ、及びＥからＧである。これらのノミナル・パスを示すデータは、この交差点３０２を表すノード・データ記録に対するノミナル・パス・データ２２３（４）に含まれる。図５Ｂにおいて、アーム番号データは、各ノミナル・パスの入口及び出口区間を識別するために用いられる。
【００５０】
例３
図６Ａは、交差点３０４を示す。交差点３０４は、制御アクセス道路からの出口ランプで形成されている。制御アクセス道路を形成する道路区間は、Ｈ及びＪで表されかつ出口ランプを形成する道路区間は、Ｉで表される。道路区間に沿った走行は、矢印によって示される方向に制限される。車両は、ＨからＪまで制御アクセス道路に沿って進むか又はＨからＩまで制御アクセス道路を出ることができる。図６Ｂは、交差点３０４を表すノード・データ記録に対するノミナル・パス・データ２２３（４）を示す。ノミナル・パス・データ２２３（４）は、たった一つの経路を含む。交差点３０４の場合には、Ｈで表される制御アクセス道路区間に沿って走行している人がＪで表される道路区間まで真っ直ぐ走行するであろう。従って、ノミナル・パスは、ＨからＪである。このノミナル・パスを示すデータは、この交差点３０４を表すノード・データ記録に対するノミナル・パス・データ２２３（４）に含まれる。図６Ｂにおいて、アーム番号データは、ノミナル・パスの入口及び出口区間を識別するために用いられる。
【００５１】
例４
図７Ａは、交差点３０６を示す。Ｋ，Ｌ，Ｍ，及びＮで表される道路区間は、全て交差点３０６で出会う。Ｋ，Ｌ，Ｍ，及びＮで表示された道路区間で全ての方向の走行が許される。しかしながら、道路区間Ｋ及びＬは、Ｍ及びＮで表示された道路区間よりも高い機能のクラスの道路の部分である。例えば、道路区間Ｋ及びＬは、主要ビジネス道路の部分でありうるしかつ道路区間Ｍ及びＮは、マイナー道路でありうる。図７Ｂは、交差点３０６を表すノード・データ記録に対するノミナル・パス・データ２２３（４）を示す。ノミナル・パス・データ２２３（４）は、それに沿って表されるノードまで走行することが許される道路区間のそれぞれに対して一つずつ、４つのパスを含む。交差点３０６の場合には、Ｋで表されるより高い機能のクラスの道路区間に沿って交差点に入ってくる人がより高い機能のクラスの道路に沿って走行することを継続し従ってＬで表されるより高い機能のクラスの道路区間に進む。同様に、Ｌで表されるより高い機能のクラスの道路区間に沿って交差点に入ってくる人がより高い機能のクラスの道路に沿って走行することを継続し従ってＫで表されるより高い機能のクラスの道路区間に進むであろう。Ｍで表されるより低い機能のクラスの道路区間に沿って交差点に入ってくる人がより高い機能のクラスの道路に沿って進みであろうし従ってＬで表される道路区間に走行する。Ｎで表されるより低い機能のクラスの道路区間に沿って交差点に入ってくる人がより高い機能のクラスの道路に進むであろう。しかしながら、Ｌで表される道路区間へのターンは、Ｋで表される道路区間に真っ直ぐ進むことよりも容易である。従って、Ｎで表された道路区間に沿って交差点に入ってくる人は、Ｌで表されたより高い機能のクラスの道路にターンするであろう。そこで、ノミナル・パスは、ＫからＬ、ＬからＫ、ＮからＬ、及びＭからＬである。これらのノミナル・パスを示すデータは、この交差点３０６を表すノード・データ記録に対するノミナル・パス・データ２２３（４）に含まれる。図７Ｂにおいて、アーム番号データは、各ノミナル・パスの入口及び出口区間を識別するために用いられる。
【００５２】
例５
図８Ａは、交差点３１０を示す。Ｐ，Ｑ，Ｒ，及びＳで表される道路区間は、全て交差点３１０で出会う。Ｐ，Ｑ，Ｒ，及びＳで表示された道路区間で一つの方向だけの走行が許される、即ち、これらの道路区間は、交差している一方通行路の部分である。矢印、３１２及び３１４の方向にのみ走行が許される。図８Ｂは、交差点３１０を表すノード・データ記録に対するノミナル・パス・データ２２３（４）を示す。ノミナル・パス・データ２２３（４）は、それに沿って表されるノードまで走行することが許される道路区間のそれぞれに対して一つずつ、２つのパスを含む。交差点３１０の場合には、交差点に入ってくる人がそれを通って真っ直ぐ走行するであろう。従って、ノミナル・パスは、ＳからＲ、及びＱからＰである。これらのノミナル・パスを示すデータは、この交差点３１０を表すノード・データ記録に対するノミナル・パス・データ２２３（４）に含まれる。図８Ｂにおいて、アーム番号データは、各ノミナル・パスの入口及び出口区間を識別するために用いられる。
【００５３】
様々な他の形式の交差点が存在する。ノミナル・パスは、各形式の交差点に対して定義することができる。ある例では、もっともそれらしいパスを決定することができない、例えば、一つの出口区間は、別のものと類似する。そのような場合には、もっともそれらしい出口道路区間の一つが入口区間のノミナル・パスに対して選択される。一つの出口区間が別のものと類似する場合には、選択は、道路地形、例えば、左折に対して右折が好ましい、等に基づきなされうる。
ＩＩ．ナビゲーション・システム・プラットフォーム
Ａ．概観
図９を参照すると、ナビゲーション・システム４１０の実施例を図示している。図９に示すナビゲーション・システム４１０の実施例は、ルートを表すためにノミナル・パス・データを用いる。
【００５４】
図９に示す実施例では、ナビゲーション・システム４１０は、自動車、トラック、又はバスのような、車両に配置されている。ナビゲーション・システム４１０は、ハードウェアとソフトウェア・コンポーネントの組合せである。ナビゲーション・システム４１０のハードウェア・コンポーネントは、プロセッサ４１２、メモリ４２０、等を含みうる。図９の実施例では、ナビゲーション・システム４１０は、また、それが搭載される車両４１１の位置を決定する測位システム４２４も含む。測位システム４２４は、車両４１１のスピード、方位、方向、角加速度、等を感知するセンサ４２５又は他のコンポーネントを含みうる。また、測位システム４２４は、ＧＰＳシステムも含みうる。
【００５５】
また、ナビゲーション・システム４１０は、ユーザ・インタフェース４３１も含む。ユーザ・インタフェース４３１は、ナビゲーション・システムのエンド・ユーザからインストラクション及び／又は入力を受け取るための適当な手段４２７を含む。インストラクション受取り手段４２７は、タッチ画面、キーボード、キーパッド、又は他の形式の入力パネル４２７（Ｐ）、マイクロフォン４２７（Ｍ）、並びに、エンド・ユーザがそれを通してナビゲーション情報及びサービスを要求しうる音声認識ソフトウェア、等のような、エンド・ユーザ入力を受け入れるための他の手段を含みうる。また、ユーザ・インタフェース４３１は、情報をエンド・ユーザに戻して供給するための適当な手段４２９も含む。情報供給手段４２９は、ナビゲーション・システム４１０からの情報及びサービスをそれを通してエンド・ユーザに供給することができる（音声合成ハードウェア及びソフトウェアを含んでいる）スピーカ１２９（Ｓ）及びディスプレイ４２９（Ｄ）を含みうる。
【００５６】
上述したナビゲーション・システムのコンポーネントの全ては、慣用（又は慣用外）でありうるし、かつこれらのコンポーネントの製造及び使用は、当業者に知られている。
【００５７】
Ｂ．地図データベース
エンド・ユーザにナビゲーションの特徴(features)を供給するために、ナビゲーション・システム４１０は、地図データ４４０を用いる。地図データ４４０は、一つ以上の地図領域又は適用エリアに関する情報を含む。例として、図９のナビゲーション・システム４１０によって用いられる地図データ４４０は、図１に示した地図領域１０４を表す図２及び図３に関して説明した地図データ１４０のあるもの又は全てに対応しうる。
【００５８】
図９を参照して、ナビゲーション・システム４１０によって用いられる地図データ４４０は、車両４１１に記憶されうるか又は代替的に、地図データ４４０は、遠隔的に記憶されかつナビゲーション・システムｂ４１０の部分でありうる無線通信システムを通して車両４１１のナビゲーション・システム４１０に利用可能にしうる。別の代替では、地図データ４４０の一部は、車両４１１に記憶されうるしかつ地図データ４４０の一部は、遠隔位置に記憶されかつ遠隔位置から無線通信システムで車両４１１のナビゲーション・システム４１０に利用可能にしうる。
【００５９】
図９に示す実施例では、地図データ４４０のあるもの又は全ては、車両４１１に配置される媒体４３２に記憶される。従って、ナビゲーション・システム４１０は、媒体４３２を搭載するか又はアクセスすることができるドライブ４１４（又は他の適当な周辺機器）を含む。一実施例では、記憶媒体４３２は、ＣＤ−ＲＯＭディスクである。別の代替実施例では、記憶媒体４３２は、ドライブ４１４がＰＣＭＣＩＡスロットで置換される場合のＰＣＭＣＩＡカードでありうる。固定又はハードディスク、ＤＶＤディスク又は他の現在利用可能な記憶媒体、並びに将来開発されうる記憶媒体を含む、様々な他の記憶媒体を用いうる。
【００６０】
地図データ４４０は、網羅される地図領域における道路の場所を特定するデータを含む。また、地図データ４４０は、道路に沿った走行の方向の制限（例えば、一方通行路）、道路に沿ったストリート・アドレス、ストリート名、道路に沿ったスピード制限、交差点における方向転換制限、等のような、道路に関するデータを含む。また、地図データ４４０は、ホテル、レストラン、ミュージアム、スタジアム、オフィス、自動車ディーラ、自動車修理工場、等のような、地図アリアの興味がある点に関する情報を含みうる。また、地図データ４４０は、シティー、タウン、又は他のコミュニティーのような、場所に関する情報も含みうる。地図データ４４０は、地図エリアに関する他の種類のデータを含みうる。
【００６１】
地図データ４４０は、一つ以上のコンピュータ読取り可能データ・ファイル又はデータベースに編成される。地図データベースを形成しかつ編成するための方法は、その開示が参考としてここに採り入れられる米国特許公報第５，９５３，７２２号、第５，９６８，１０９号、及び第５，９７４、４１９号に開示されている。一実施例では、地図データは、イリノイ州、ローズモントのナビゲーション・テクノロジーズ・コーポレーションによって供給される。しかしながら、ここに開示された発明の概念は、データの特定のソースに限定されないということが理解される。
【００６２】
様々なナビゲーション関連機能を実行するために地図データのアクセッシングを向上できる一つの方法は、ナビゲーション・システムによって実行される個別のナビゲーション関連機能による使用のために地図データの個別のコレクション又はサブセットを供給することである。これらの個別のサブセットのそれぞれは、特定の一つ以上のナビゲーション関連機能による使用のために特別に用意される。データの各サブセットは、特定のナビゲーション関連機能によって使用されることが必要なデータだけを含むが、特定の機能に対して必要でないデータを含まない。例えば、ルート計算を実行する場合、道路区間に沿ったスピード、一つの道路区間から別の道路区間への方向転換制限、等のような情報を必要とする。しかしながら、ルート計算は、ルートを計算するために道路の名前を必ずしも必要としない。同様に、地図ディスプレイ機能を供給する場合、スピード制限又は方向転換制限のような、道路区間に関連付けられた情報のあるものは、必要とされない。その代わり、地図ディスプレイは、道路の形状及び位置を示す地図データの一部、及び潜在的に道路の名前を用いる。更には、ルート・ガイダンス機能が実行される場合、スピード及び方向転換制限のような、情報のあるものは、必要とされない。その代わり、ルート・ガイダンスを実行する場合、道路の名前、道路に沿ったアドレス範囲、道路に沿ったサイン、等のような情報が用いられる。様々なナビゲーション関連機能によって用いられる情報の形式に対して重複がありうるが、ナビゲーション機能のそれぞれは、より少量のデータを取り扱うことの結果として得られる効率から利益を得てそれによりナビゲーション・システムの性能全体を改良する。
【００６３】
図１０は、地図データベース４４１に含まれるデータの図である。地図データベース４４１は、データの個別のサブセットで構成されている。個別のサブセットは、ルーティング・データ５３６、地図製作データ５３８（地図ディスプレイのための）、マニューバ・データ（ルート・ガイダンスのための）、 興味のある点のデータ５４２（ホテル、レストラン、ミュージアム、スタジアム、空港、等のような、特定の興味のある点を識別するための）、ジャンクション・データ５４４（名前が付けられた交差点を識別するための）、ナビゲーション特徴名前データ５４６（道路の実際の名前及び他の地形的特徴を識別する）、ポスタル・コード・データ５４８、及びプレース・データ５５０（地方自治体、州、郡、等のような、行政のプレースを識別する）を含む。また、地図データベース４４１は、他の形式のデータ５５２に対するデータ・サブセットも含む。
【００６４】
また、ナビゲーション機能のそれぞれに対する地図データの個別のサブセットを供給することは、これらのナビゲーション機能のそれぞれの使用が期待された方法において機能の他のものに関するということも考慮に入れる。例えば、エンド・ユーザは、現在の場所を見ることをまず欲し、そして目的地を入力し、次いで目的地に向って進む方法のインストラクションを受取り、ルートの初めの部分を示している地図をオブザーブし、更なるインストラクションを受取り、ルートの次の部分を表示した地図を有する、等であろう。この形式の期待された使用により、データをサブセットに分割することは、各個別の機能を用いる場合にデータの効率的使用を供給する。
【００６５】
サブセットへの地図データの分割は、異なるナビゲーション機能のそれぞれによるデータの効率的使用を供給するが、これらの異なるデータ・サブセットを用いる異なるナビゲーション関連機能が一緒に作動するということを供給することが必要になる。これらのデータ・サブセットを一緒に作動させるために、地図データベースは、相互参照、検索木、又は他のデータ見出し技術を供給するインデックス５５４を含む。インデックスは、データのいずれかのサブセットの内又はいずれかのサブセットの外に配置することができる。
【００６６】
Ｃ．ナビゲーション・プログラミング
図９を再び参照すると、ハードウェア・コンポーネント及び地図データベースに加えて、ナビゲーション・システム４１０は、ナビゲーション・プログラミング４２８を含むか又は使用する。ナビゲーション・プログラミング４２８は、ナビゲーション・システム４１０によって実行される機能及び／又は特徴を供給するソフトウェアを含む。ナビゲーション・プログラミング４２８は、様々なナビゲーション関連特徴及び／又は機能を供給するために、ユーザ・インタフェース４３１を介してエンド・ユーザからの入力に関して、かつ潜在的に測位システム４２４からの出力に関して、地図データ４４０を用いる。
【００６７】
ナビゲーション・プログラミング４２８は、ナビゲーション・システム４１０の不揮発性記憶媒体４２９に記憶されうる。代替的に、ナビゲーション・プログラミング４２８及び地図データ４４０は、一つの記憶装置又は媒体に一緒に記憶されうる。代替的に、ナビゲーション・プログラミング４２８は、遠隔位置に配置されうるしかつ通信システムでナビゲーション・システム４１０に供給されうるか又はそれによってアクセスされうる。
【００６８】
代替実施例では、Ｃ＋＋、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ、等のような他のプログラミング言語が用いられうるが、一実施例では、ナビゲーション・プログラミング４２８は、Ｃプログラミング言語で書かれる。
【００６９】
ナビゲーション・プログラミング４２８は、個別のコンポーネント・アプリケーション（プログラム、サブプログラム、ルーチン、又はツールとも称される）で形成されうる。ナビゲーション・プログラミング４２８のコンポーネント・アプリケーションは、定義されたプログラミング・インタフェースを通して一緒に作動する。図１１は、図９のナビゲーション・システム４１０に含まれたナビゲーション・プログラミング４２８の一実施例に対するコンポーネント・アプリケーションのあるものを説明するためのブロック図を示す。図１１に示すコンポーネント・プログラムに加えて、ナビゲーション・プログラミング４２８は、他のコンポーネント・サブ−ルーチン又はプログラムを含みうる。
【００７０】
図１１では、ナビゲーション・プログラミング４２８は、ナビゲーション・アプリケーション・マネージャ６４０を含むべく示されている。ナビゲーション・アプリケーション・マネージャ６４０は、ナビゲーション・システム４１０の機能の管理全体を供給するプログラム又はルーチンである。また、ナビゲーション・アプリケーション・マネージャ６４０は、測位システム４２４及びユーザ・インタフェース４３１のような、ナビゲーション・システム・ハードウェアに対するサポート及びそれへのインタフェースも含みうる。ナビゲーション・プログラミング４２８は、ナビゲーション・アプリケーション・マネージャ６４０とインタフェースしかつユーザ・インタフェース・ハードウェア４３１で動作するユーザ・インタフェース機能６４２を含む。これらのユーザ・インタフェース機能６４２は、ユーザ・インタフェース・ハードウェア４３１の画面ディスプレイ４２９（Ｄ）上でエンド・ユーザにメニューを提示し、ユーザ・インタフェース・ハードウェア４３１の入力装置４２７を介してエンド・ユーザからの入力を受け入れ、ユーザ・インタフェース・ハードウェア４３１の画面ディスプレイ４２９（Ｄ）上でエンド・ユーザに結果を表示すること、等を供給しうる。
【００７１】
ナビゲーション・プログラミング４２８は、ナビゲーション・アプリケーション・マネージャ６４０とインタフェースしかつナビゲーション・システムによって実行される特定のナビゲーション関連特徴又は機能を供給するサブプログラム又はルーチンを含む。これらのサブプログラムは、ルーチン計算アプリケーション６５０、ルーチン・ガイダンス・アプリケーション６５２、地図ディスプレイ・アプリケーション６５３、及び車両測位アプリケーション６５６を含む。ナビゲーション・プログラミング４２８は、これらに加えて他のナビゲーション・アプリケーションを含みうる。
【００７２】
ルーチン計算のための方法は、１９９８年３月２５日に出願された米国特許出願第０９／０４７，６９８号に開示され、ルーチン・ガイダンスを供給する方法は、１９９７年７月１５日に出願された米国特許出願第０８／８９３，２０１号及び１９９８年１１月１９日に出願された米国特許出願第０９／１９６，２７９号に開示され、車両測位を供給する方法は、１９９９年３月２５日に出願された米国特許出願第０９／２７６，３７７号に開示され、かつ地図ディスプレイを供給する方法は、１９９８年３月２４日に出願された米国特許出願第０９／０４７，１４１号及び１９９８年６月５日に出願された米国特許出願第０９／０９２，６２５号に開示されている。これら６つの特許出願の開示は、ここに参考文献として採り入れられる。これらの特許出願に開示された方法は、これらの機能を供給することができる方法のあるものだけを示しかつここで主張された内容は、特定の方法に限定されない。現在知られているか又は将来開発されるあらゆる適当な方法を採用しうる。
ＩＩＩ．ルートを表すためのノミナル・パス・データの使用
実施例によれば、ナビゲーション・システムは、各ノードを通るノミナル・パスを示すデータを含む地図データを用いる。多数の方法でナビゲーション・システムによってこれらのノミナル・パス・データを用いることができる。ナビゲーション・システムによってこれらのノミナル・パス・データを用いることができる一つの方法は、ルートを表すことである。
【００７３】
Ａ．ルート計算アプリケーションの出力を表すこと
図１１を参照して、ルート計算アプリケーション６５０が所望の目的地までの解決ルートを決定する場合、それは、出力６５４を供給する。出力６５４は、ルートを辿るために車両のドライバにドライビング・インストラクションを供給するためにルート・ガイダンス・アプリケーション６５２によって用いられる。また、出力６５４は、ナビゲーション・システムの他のアプリケーションによっても用いられうる。
【００７４】
一実施例によれば、解決ルートを表す出力６５４を形成する場合、ルート計算アプリケーション６５０は、ノミナル・パス・データ（図３の２２３（４）を用いる。ルート計算アプリケーション６５０が解決ルートを表す出力を形成するためにノミナル・パス・データ２２３（４））を用いる場合、出力は、解決ルートの圧縮表現（コンパクト・リプレゼンテーション）である。ルート計算アプリケーションの出力６５４に含まれるデータの一例を図１２に示す。
【００７５】
図１２を参照すると、出力６５４は、ルート計算アプリケーション６５０によって計算された解決ルートを表すデータを含む。出力６５４は、解決ルートの出発点及び目的地を識別するデータを含む。出発点及び目的地は、様々な異なる方法で識別することができる。
【００７６】
一実施例によれば、出発点は、出発点が配置される道路区間を示すことによって識別することができかつ目的地は、目的地が配置される道路区間を示すことによって識別することができる。出発点及び目的地が、それらが配置される道路区間によって識別される場合には、これらの道路区間を示すデータは、ルート計算アプリケーションの出力６５４に含まれる。この目的で道路区間ＩＤｓ（即ち、図３の２２２（１））を用いうる。
【００７７】
別の実施例によれば、ノード（即ち、交差点）によって出発点及び目的地を識別することができる。出発点は、解決ルートに沿って進むためにモータリストが出発点の位置から走行すべき方向に向って出発点が配置される道路区間のエンドポイント（即ち、ノード）を示すことによって識別することができる。目的地は、目的地に到達するためにモータリストがそれを通って走行する目的地が配置される道路区間のエンドポイントによって識別することができる。この実施例によれば、解決ルート６５４の出発点及び目的地を表すためにノードＩＤｓ（即ち、図３の２２３（１））を用いることができる。
【００７８】
別の実施例では、出発点及び目的地は、ローカス・データ表現を用いて示される。この実施例によれば、ローカスは、道路区間（例えば、区間ＩＤにより）、道路区間に沿った場所（即ち、左又は右ノードから５０メートル、左又は右ノードから道路区間のｎ／２５６番目、等）、及びサイド（側）（例えば、区間の左又は右側）を示す。ローカス・データ表現は、米国特許出願第０９／０４７，６９８号に更に記述されている。場所を示すためにローカス・データ表現を用いることに関連付けられた効果は、より正確に場所を特定することができるということである。図１２において、解決ルートの表現６５４は、出発点６７０を示すローカス・データ及び目的地６７２を示すローカス・データを含む。
【００７９】
ルートの出発点がローカス・データを用いて表される場合には、データは、解決ルートに沿って進むために出発点からどの方向に行くべきかを示すべく解決ルートの表現に含まれる。この目的で初期出口識別子６７３を用いることができる。出発点の位置からどの方向に進むべきかを示すために様々な方法が存在する。どの方向に進むべきかを示す一つの方法は、出発点が配置される道路区間のエンドポイントの一つ、特に解決ルートに沿って進むために出発点のローカスから車両がそれに向って走行すべきエンドポイントを示すことである。
【００８０】
図１２では、解決ルートの表現６５４は、初期出口識別子４７３を含む。この実施例では、初期出口識別子４７３は、解決ルートを辿るために出発点からそれに向って進むべき最初のノードを示す。
【００８１】
出力６５４は、一つ以上の偏向位置６７４を含みうる。偏向位置６７４は、解決ルートが交差点に対して定義されたノミナル・パスから偏向する位置（即ち、交差点）を示す。各偏向位置６７４は、偏向点６７６及び関連出口識別子６７８を示す。偏向位置６７４の偏向点６７６は、解決ルートがノードを通ってノミナル・パスから出発するノード（即ち、交差点）を識別する。偏向位置６７４の出口識別子６７８は、解決ルートに沿って継続するために関連偏向点６７５で示されたノードから進むべき道路区間を識別する。解決ルートに沿って継続するために偏向点ノードから進むべき道路区間を示すために出口識別子６７８によって用いることができる様々な方法が存在する。一つの方法は、出口区間のアーム番号（即ち、図３の２２３（３）（１））を示すことである。他の代替は、出口区間の道路区間ＩＤ、出口区間の他端におけるノードのノードＩＤ、又は出口道路区間のコンパス方位（例えば、アジマス（方位角））を用いることを含む。
【００８２】
図１３Ａ、１３Ｂ、及び１３Ｃに一例を示す。図１３Ａにおいて、解決ルートは、交差点６８０における区間Ｘから区間Ｙへの左折を行うことを要求する。図１３Ｂに示すように、Ｘから交差点６８０を通るノミナル・パス・データ２２３（４）は、区間Ｗまでそれを通って真っ直ぐ進むことを要求する（即ち、アーム番号３からアーム番号１へ）。図１３Ｃに示すように、ルート計算アプリケーションの出力６５４は、偏向位置６７４を示すデータを含む。偏向位置６７４を示すデータは、偏向点６７６、即ち、解決ルートがそこでノミナル・パスから偏向するノード（“６８０”）を示すデータ、及び出口識別子６７８、即ち、解決ルートを辿るためにノード６８０からの出口区間のアーム番号（“４”）を示すデータを含む。
【００８３】
コンパクトな方法で解決ルートを表すべくノミナル・パス・データを用いる出力６５４を形成するために、ルート計算アプリケーション６５０は、適当なアルゴリズムを用いて解決ルートを計算しそして解決ルートを表すためにノミナル・パス・データを使用しうる。ノミナル・パス表現は、解決ルートに含まれる全ての区間が識別されたの後に区間表現のリストに対して置き換えられうるか、又は代替的に、ノミナル・パス表現は、一つ以上の区間が解決ルートに追加されるときに区間表現のリストに対して置き換えられうる。一例として、ルート計算アプリケーションが一度に解決ルート一区間を構築する場合及び追加される区間がノミナル・パスに沿っている場合には、解決ルートの表現に対して何も追加がなされない。しかしながら、追加される区間がノミナル・パスに沿っていない場合には、偏向位置を示すデータが解決ルートの表現に追加される。
【００８４】
ルート・ガイダンス・アプリケーション６５２がルート計算アプリケーション６５０の出力６５４を受取る場合には、それは、ナビゲーション・システム・ユーザにドライビング・インストラクションを供給するために出力６５４の情報を用いる。適当なドライビング・インストラクションを供給するために、ルート・ガイダンス・アプリケーション６５２は、展開（解釈）が適当であるかどうかを決定するために解決ルートの各区間及び交差点を分析し、展開が適当である場合には、供給すべき展開の形式を分析する。この機能を実行するために、ルート・ガイダンス・アプリケーションは、解決ルートがノミナル・パスから偏向する場所だけを含む出力６５４から、解決ルートの全ての区間及び交差点を含んでいる、解決ルート全体を再生成するためにルート計算アプリケーション６５０の出力６５４のデータを用いる。
【００８５】
ルート計算アプリケーションからの出力６５４に含まれるデータから解決ルート全体の全ての区間及び交差点を決定するために、ルート・ガイダンス・アプリケーションは、ノミナル・パス・データを用いる。上記したように、一実施例では、ルーティング・ガイダンス・アプリケーション６５２は、地図データベース４４０のマニューバ・データ・サブセット５４０を用いる。この実施例によれば、マニューバ・データ・サブセット５４０は、一組のノミナル・パス・データを含む。（この実施例によれば、図１１に示すように、ルーティング・データ・サブセット５５６及びマニューバ・データ・サブセット５４０の両方は、ノミナル・パス・データ２２３（４）のセットを含む。代替において、ルーティング・データ・サブセット５５６及びマニューバ・データ・サブセット５６０は、ノミナル・パス・データ２２３（４）の単一のセットを共有する）。ルート・ガイダンス・アプリケーション６５２は、解決ルートがノミナル・パスから偏向する場所だけを識別するルート計算アプリケーションの出力６５４からの解決ルート全体を再生成することを要求されるが、ルート・ガイダンス・アプリケーションは、一度に全てのルート全体を再生成する必要がない。その代わり、ルート・ガイダンス・アプリケーションは、ルート計算アプリケーション出力６５４から一度に解決ルート全体の一部だけを再生成することができる。一度に解決ルートの一部だけを再生成することによって、ルート・ガイダンス・アプリケーションは、この機能を実行するために必要なメモリの量を低減することができる。
【００８６】
Ｂ．地図ディスプレイに対するルートを表すこと
上記の記述において、ナビゲーション・システムのルート計算アプリケーションは、計算されたルートを辿るためのドライビング・インストラクションを供給するためにルート・ガイダンス・アプリケーションによって用いられたノミナル・パス・データを用いて解決ルートのコンパクト表現を形成していた。ルート計算アプリケーションによって形成されたルートのコンパクト表現は、ルート・ガイダンス・アプリケーション以外のアプリケーションによって用いられうる。例として、地図ディスプレイ・アプリケーションは、ナビゲーション・システムのディスプレイ画面に表示された地図に計算されたルートを強調表現するためにルート計算アプリケーションの出力を用いうる。ルート計算アプリケーションがコンパクトな方法で計算されたルートを表すためにノミナル・パス・データを用いる場合には、地図ディスプレイ・アプリケーションは、表示されている地図に解決ルートを描くためにルート計算アプリケーションによって供給されたコンパクト表現から、解決ルート全体の全ての区間及び交差点を含んでいる、解決ルートを再生成しうる。
【００８７】
地図ディスプレイ・アプリケーションは、この機能を実行するためにノミナル・パス・データを用いる。図１０に関して上述したように、地図ディスプレイ・アプリケーション６５３は、地図データベース４４０の地図製作データ・サブセット５３８を用いる。図１１に示すナビゲーション・システムの実施例によれば、地図製作データ・サブセット５３８は、一組のノミナル・パス・データを含む。（代替的に、地図製作データ・サブセット５３８及びルーティング・データ・サブセット５５６は、ノミナル・パス・データ２２３（４）の単一のセットを共有しうる）。ルート・ガイダンス・アプリケーション６５２のように、地図ディスプレイ・アプリケーションは、ルート全体を一度に全て再生成する必要がない。その代わり、地図ディスプレイ・アプリケーションは、ルート計算アプリケーション出力６５４から一度に解決ルート全体の一部だけを再生成することができそれによりこの機能を実行するために必要なメモリの量を制限する。
【００８８】
Ｃ．無線送信に対するルートを表すこと
ルートのコンパクト表現を形成するための方法は、車両に搭載された（取り付けられた）ナビゲーション・システムに関して説明された。ルートのコンパクト表現を形成するための方法は、特定の形式のナビゲーション・システム・アーキテクチャに限定されない。ルートのコンパクト表現を形成するための方法は、様々な形式のシステム及びアーキテクチャに用いることができる。
【００８９】
一つの形式のナビゲーション・システム・アーキテクチャにおいて、ルートは、中央位置で計算されそして、計算されたルートを表しているデータは、ルートを辿るためのインストラクションをドライバに供給する車両搭載ナビゲーション・ガイダンス・システムに無線で送信される。コンパクトな方法でルートを表すための開示された方法は、この形式のナビゲーション・システムで用いることができる。ルートを表しているデータが無線で送信されるシステムでは、多数の道路区間を有する長いルートは、開示された方法を用いてコンパクトな方法で表すことができる。ルートを表すための開示された方法は、それが無線で送信されなければならないデータの量を低減するので、この形式のナビゲーション・システムで用いられた場合に利点を供給する。図１４は、無線でルートのコンパクト表現を送信するためにノミナル・パス・データを用いる無線送信システムを示す。
【００９０】
図１４では、車両７００は、ナビゲーション・システム７１０を含む。ナビゲーション・システム７１０は、システム７１０がローカル的に供給されたルート計算機能を有することを必要としないことを除き先に説明したナビゲーション・システムに類似する。ナビゲーション・システム７１０は、測位システム７１２、車両測位アプリケーション７１４、ルート・ガイダンス・アプリケーション７１６、及び地図ディスプレイ・アプリケーション７１８を含む。これらのコンポーネントは、先の実施例に関して説明した同様な名前が付けられたコンポーネントに類似する機能を実行する。ナビゲーション・システム７１０は、マニューバリング・データ７２２及び地図ディスプレイ・データ７２４を含む地図データベース７２０を含む。マニューバリング・データ７２２及び地図ディスプレイ・データ７２４は、上述したように、表された地図領域に配置された交差点を通るノミナル・パスを定義する、ノミナル・パス・データ２２３（４）を含みうる。
【００９１】
ナビゲーション・システム７１０は、通信システム７４０を含む。通信システム７４０は、ナビゲーション・システム７１０と遠隔的に配置されたナビゲーション・サーバ７５０の間のデータの交換を供給する。遠隔的に配置されたナビゲーション・サーバ７５０は、ナビゲーション・サーバ７５０に車両７００のナビゲーション・システム７１０とデータを交換させる通信システム７５２を含む。ナビゲーション・サーバ７５０は、ルート計算アプリケーション７５８を含む。ルート計算アプリケーション７５８は、ナビゲーション・サーバ７５０に関連付けられた地図データベース７６２に含まれたルーティング・データ７６０を用いる。
【００９２】
車両ナビゲーション・システム７１０のユーザが目的地までのルート・ガイダンスを取得したい場合には、ナビゲーション・システム７１０は、出発点位置及び所望の目的地を識別するナビゲーション・サーバ７５０に要求を送るために通信システム７４０を用いる。ナビゲーション・サーバ７５０は、（サーバの通寸システム７５２を介して）要求を受取りかつルート計算アプリケーション７５８を用いてルートを計算する。ルート計算アプリケーション７５８は、ナビゲーション・サーバ７５０に関連付けられた地図データベース７６２に配置されたルーティング・データ７６０を用いる。サーバ７５０は、車両ナビゲーション・システム７１０に計算されたルートを表すデータ７７０を送る。計算されたルートを表すデータ７７０は、ナビゲーション・サーバ７５０によって用いられた地図データベース７６２に関連付けられたノミナル・パス・データ２２３（４）を用いてフォーマットされたコンパクト表現である。車両ナビゲーション・システム７１０は、計算されたルートのコンパクト表現７７０を受取る。車両ナビゲーション・システム７１０は、計算されたルートを辿るためにナビゲーション・システム７１０のユーザにガイダンスを供給すべくナビゲーション・サーバ７５０から受取ったデータを用いる。上述したように、ルート・ガイダンスを供給する場合には、車両ナビゲーション・システム７１０は、そこに含まれた全ての道路区間及び交差点を含む、解決ルート全体を再生成しうる。解決ルート全体を再生成するために、車両ナビゲーション・システム７１０は、車両ナビゲーション・システム７１０にローカルに含まれる地図データベース７２０に含まれるノミナル・パス・データ２２３（４）を用いる。
【００９３】
Ｄ．ルート計算のためにノミナル・パス・データを用いること
上述した実施例では、ルート計算アプリケーションは、目的地までの解決ルートを計算しそして他のアプリケーションがあるナビゲーション関連機能をエンド・ユーザに供給する（例えば、ドライビング・ディレクションを供給する、地図を表示する、等）ことができるために別のアプリケーション（例えば、ルート・ガイダンス・アプリケーション又は地図ディスプレイ・アプリケーション）に計算されたルートのデータ表現を供給する。上述した実施例では、ルート計算アプリケーションは、特定の基準に対して計算されたルートを最適化する機能を有しうる。例えば、ルート計算アプリケーションは、最速ルート、最短ルート、道路通行料を最小化するルート、等を計算することができる。別の実施例によれば、ルート計算アプリケーションは、ルートを計算する場合にノミナル・パス・データを用いることができる。この実施例によれば、ルート計算アプリケーションは、解決ルートを計算する場合にノミナル・ルートからの離脱を最小化するためにノミナル・パス・データを用いることができる。このような方法で計算されたルートは、ドライバが走行するであろう実際のパスをそれが辿る傾向がありうるのでさらによいであろう。このような方法で計算されたルートは、それがドライバの好ましいドライビング・パターンをより正確に反映しうるので、走行時間を最小化するルートよりもよいであろう。
【００９４】
【発明の効果】
ＩＶ．効果
ルートを表すためのノミナル・パス・データの使用は、ルートを表すための従来の方法に対して効果を供給する。ルートを表すためのノミナル・パス・データの使用は、無線でデータを送信するシステムに対して効果を有する。
【００９５】
上述した詳細の説明は、限定することではなく説明のためでありかつ全ての同等物を含む特許請求の範囲が本発明の範疇を規定することを意図するということが理解されるということを意図している。
【図面の簡単な説明】
【図１】地図領域の一部の拡大図を含む地図領域の地図を示す図である。
【図２】図１の道路網を表す地図データベースのコンポーネントを示す図である。
【図３】図２の地図データベースに含まれる道路区間データ記録及びノード・データ記録のコンポーネントを示すブロック図である。
【図４Ａ】一形式の交差点の図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示す交差点を表すノード・データ記録に含まれるノミナル・パス・データを示す図である。
【図５Ａ】別の形式の交差点の図である。
【図５Ｂ】図５Ａに示す交差点を表すノード・データ記録に含まれるノミナル・パス・データを示す図である。
【図６Ａ】別の形式の交差点の図である。
【図６Ｂ】図６Ａに示す交差点を表すノード・データ記録に含まれるノミナル・パス・データを示す図である。
【図７Ａ】別の形式の交差点の図である。
【図７Ｂ】図７Ａに示す交差点を表すノード・データ記録に含まれるノミナル・パス・データを示す図である。
【図８Ａ】一つの形式の交差点の図である。
【図８Ｂ】図８Ａに示す交差点を表すノード・データ記録に含まれるノミナル・パス・データを示す図である。
【図９】車両に設けられたナビゲーション・システムを示すブロック図である。
【図１０】図９に示す地図データベースにデータが編成される方法を示す図である。
【図１１】図９のナビゲーション・システムに含まれるナビゲーション・プログラミングのコンポーネントを示す図である。
【図１２】図１１のルート計算アプリケーションの出力のコンポーネントを示す図である。
【図１３Ａ】ルートの一部を示す図である。
【図１３Ｂ】図１３Ａに示す交差点の一つを通るノミナル・パス・データを示す図である。
【図１３Ｃ】図１３Ａに示すルートの一部が実施例により表される方法を示す図である。
【図１４】ノミナル・パス・データを用いるナビゲーション・システムの代替実施例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１４０ 地図データベース
２２２ 道路区間データ記録
２２３ ノード・データ記録

Claims (23)

1. ルートを表現するための方法であって、
   コンピュータプロセッサが、地図領域に配置された交差点を通るノミナル・パスを規定するデータベースを使用する段階であって、各ノミナル・パスは、それぞれの交差点への走行が法的に許容されるリーガル入口道路区間及び該リーガル入口道路区間から最も走行がなされる見込みのあるたった一つの出口道路区間に対応している該段階と、
   前記コンピュータプロセッサが、ルートが前記交差点を通るノミナル・パスからそれる各交差点が識別できるように地図領域におけるルートを表現する段階と
   を具備することを特徴とする方法。
2. 前記表現する段階は、前記コンピュータプロセッサが、前記ルートの終点に関連付けられた位置を識別できるようにしていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記表現する段階は、前記コンピュータプロセッサが、前記ルートの始点に関連付けられた位置を識別できるようにしていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記表現する段階は、前記コンピュータプロセッサが、前記ルートが前記交差点を通るノミナル・パスからそれる各交差点における新しい出口を識別できるようにしていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. ナビゲーション・システムの動作方法であって、
   コンピュータプロセッサが、目的地までのルートを計算する段階と、
   前記コンピュータプロセッサが、前記ルートが交差点を通るノミナル・パスからそれる各交差点が識別できるように該ルートを表現する段階であり、該交差点を通るノミナル・パスが地図データベースで規定され、各ノミナル・パスは、それぞれの交差点への走行が法的に許容されるリーガル入口道路区間及び該リーガル入口道路区間から最も走行がなされる見込みのあるたった一つの出口道路区間に対応している該段階と、
   前記コンピュータプロセッサが、ナビゲーション関連機能を供給するために前記表現する段階によって形成された前記ルートの表現を当該表現を使用するアプリケーションに供給する段階とを
   具備することを特徴とする方法。
6. 前記ナビゲーション関連機能は、前記ルートをたどるためのガイダンスを出力する機能であることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記ナビゲーション関連機能は、地図ディスプレイに前記ルートを強調して表示する機能であることを特徴とする請求項５に記載の方法。
8. 前記ナビゲーション・システムは、メモリにおける前記ルートの前記表現に関する情報の一部だけを保守すると同時に前記表現を使用して前記ナビゲーション関連機能を動作させることを特徴とする請求項５に記載の方法。
9. 前記コンピュータプロセッサが、サーバから車両に前記表現に関する情報を送るようにサーバに要求する段階を更に具備することを特徴とする請求項５に記載の方法。
10. 前記計算する段階及び前記供給する段階は、車両において実行されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
11. 前記表現する段階は、前記コンピュータプロセッサが、ルートが交差点を通るノミナル・パスからそれる各交差点における出口道路区間が識別できるようにルートを表現する段階を更に具備することを特徴とする請求項５に記載の方法。
12. 地図領域に位置決めされた道路の交差点を通るように規定されたノミナル・パスからルートがそれる各位置が識別できるように該ルートの表現を形成する第１のナビゲーション・アプリケーションであって、各ノミナル・パスは、それぞれの交差点への走行が法的に許容されるリーガル入口道路区間及び該リーガル入口道路区間から最も走行がなされる見込みのあるたった一つの出口道路区間に対応している第１のナビゲーション・アプリケーションと、
    前記第１のナビゲーション・アプリケーションによって形成された前記ルートの前記表現を使用してナビゲーション・システムのユーザにナビゲーション関連機能を供給する第２のナビゲーション・アプリケーションと
    を含むナビゲーション・アプリケーションを実行することによって実現されるナビゲーション・システム。
13. 前記第１のナビゲーション・アプリケーションは、目的地までの前記ルートを計算することを特徴とする請求項１２に記載のナビゲーション・システム。
14. 前記ナビゲーション関連機能は、ルート・ガイダンスを出力する機能を備えていることを特徴とする請求項１２に記載のナビゲーション・システム。
15. 前記ナビゲーション関連機能は、地図ディスプレイに前記ルートを強調して表示する機能を備えていることを特徴とする請求項１２に記載のナビゲーション・システム。
16. 前記ナビゲーション関連機能は、地図ディスプレイに前記ルートを強調して表示する機能であることを特徴とする請求項１２に記載のナビゲーション・システム。
17. 前記第１のナビゲーション・アプリケーション及び前記第２のナビゲーション・アプリケーションは、両方とも車両に配置されることを特徴とする請求項１２に記載のナビゲーション・システム。
18. 前記第１のナビゲーション・アプリケーションは、遠隔的に配置されたサーバに配置されかつ前記第２のナビゲーション・アプリケーションは、車両に配置されることを特徴とする請求項１２に記載のナビゲーション・システム。
19. 前記ルートの前記表現が前記第１のナビゲーション・アプリケーションから前記第２のナビゲーション・アプリケーションに送信される無線通信システムを更に備えていることを特徴とする請求項１２に記載のナビゲーション・システム。
20. 前記第１のナビゲーション・アプリケーションは、更に、前記ルートが前記ノミナル・パスからそれる各交差点における新しいパスが識別できるようにすることを特徴とする請求項１２に記載のナビゲーション・システム。
21. 地図データベースを形成するための方法であって、
    コンピュータが地図領域に配置された道路の交差点を示すデータを記憶する段階と、
    各交差点を示すデータに対して、前記コンピュータが前記交差点を通るノミナル・パスを示すデータを関連付ける段階とを具備し、
    交差点のノミナル・パスは、交差点への走行が法的に許容される各道路区間に対して、前記交差点から最も走行がなされる見込みのあるたった一つの道路区間に対応することを特徴とする方法。
22. ノミナル・パス上で前記交差点から出ることができる前記道路区間は、運転者が交差点に法的に入ることができる道路区間を介して当該道路区間から移動するであろう道路区間であることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
23. 交差点を示す各データに対して、前記コンピュータが、前記交差点の前記地図座標を示すデータを関連付ける段階を更に具備することを特徴とする請求項２１に記載の方法。

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