JP5010833B2 - 車載情報端末 - Google Patents

Description

本発明は、地図データに基づいて要約した地図を作成する技術に関する。

地図データに基づいて道路形状を簡略化して要約地図を作成する方法が知られている。たとえば、特許文献１に開示される簡略地図生成装置では、地図データに基づいて道路を表す各リンクに対して直線化や直交化などの処理を行うことで、道路形状を簡略化する。このようにして道路形状を簡略化したものを要約地図として表示することにより、ユーザにとって分かりやすい地図を提供することができる。

特開平１１−２０２７６２号公報

都心部のように鉄道が発達している地域は、ユーザが普段の移動に鉄道を主に使用していることから、車で走行した経験が少ない場合がある。このような場合、駅等の鉄道施設の位置関係はユーザにとって分かりやすいが、道路の位置関係は馴染みが薄いために分かりにくい。したがって、特許文献１に開示される方法で道路形状を簡略化し、それを要約地図として表示しても、ユーザにとって地図上の位置が把握できないことがある。

請求項１の発明による車載情報端末は、道路形状を表すための道路データと、線路形状を表すための線路データとを含む地図データを読み込む地図データ読み込み手段と、地図データ読み込み手段により読み込まれた地図データに基づいて、道路の形状と線路の形状をそれぞれ簡略化した要約地図を作成する要約地図作成手段と、要約地図作成手段により作成された要約地図を表示モニタに表示する要約地図表示手段と、地図データに基づいて目的地までの推奨経路を探索する経路探索手段と、経路探索手段により探索された推奨経路に基づいて、要約地図作成手段により要約地図を作成するときの要約範囲を設定する要約範囲設定手段とを備え、推奨経路が環状線路を横切り、さらに所定の条件を満たす場合、要約範囲設定手段は、その環状線路を要約した後の全体を覆うために必要な予め設定された最小限の範囲を含み、かつ推奨経路の全体を覆う範囲を要約範囲に設定するものである。
請求項２の発明は、請求項１の車載情報端末において、環状線路を所定の円形線路形状パターンで置き換えたときの仮想中心点Ｏ_２と推奨経路が最初に前記環状線路を横切る点Ｐ_１の間をつなぐ線分Ｏ_２Ｐ_１と、仮想中心点Ｏ_２と推奨経路が最後に環状線路を横切る点Ｐ_２の間をつなぐ線分Ｏ_２Ｐ_２とのなす角度に基づいて、所定の条件を満たすか否かを判断するものである。
請求項３の発明は、請求項１または２の車載情報端末において、経路探索手段により探索された推奨経路に基づいて、線路上の特定の駅を表示対象に選択する駅選択手段と、駅選択手段により選択された駅の位置を要約地図上に表示する駅表示手段とをさらに備えるものである。
請求項４の発明は、請求項３の車載情報端末において、推奨経路が線路を横切らない場合、駅選択手段は、その推奨経路に最も近い駅を表示対象に選択するものである。
請求項５の発明は、請求項３の車載情報端末において、推奨経路が線路を横切る場合、駅選択手段は、その推奨経路が線路を横切る点の両側にある駅を表示対象に選択するものである。
請求項６の発明は、請求項３〜５いずれか一項の車載情報端末において、駅選択手段は、推奨経路から所定距離以上離れて位置する駅については、表示対象に選択しないこととするものである。

本発明によれば、ユーザが普段の移動に鉄道を主に使用しており、車で走行した経験が少ない地域であっても、ユーザにとって位置関係の把握が容易な要約地図を提供することができる。

本発明の一実施形態によるナビゲーション装置の構成を図１に示す。このナビゲーション装置は車両に搭載されており、設定された目的地までの推奨経路を探索し、その推奨経路の道路形状を簡略化する。このときさらに、推奨経路の周囲に位置する鉄道線路の形状も簡略化する。こうして道路形状と線路形状を簡略化することにより、通常の地図を要約した地図（以下、要約地図という）を作成し、それを画面表示するものである。

図１に示すナビゲーション装置１は、制御回路１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、現在地検出装置１４、画像メモリ１５、表示モニタ１６、入力装置１７およびディスクドライブ１８を有している。ディスクドライブ１８には、地図データが記録されたＤＶＤ−ＲＯＭ１９が装填される。

制御回路１１は、マイクロプロセッサおよびその周辺回路からなり、ＲＡＭ１３を作業エリアとしてＲＯＭ１２に格納された制御プログラムを実行することにより、各種の処理や制御を行う。この制御回路１１において後で説明するような処理が実行されることによって、設定された目的地に対しＤＶＤ−ＲＯＭ１９に記録された地図データに基づいて推奨経路が探索され、その推奨経路付近の要約地図が作成されて、表示モニタ１６により表示される。

現在地検出装置１４は、自車両の現在地を検出する装置であり、たとえば、自車両の進行方向を検出する振動ジャイロ１４ａ、車速を検出する車速センサ１４ｂ、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を検出するＧＰＳセンサ１４ｃ等からなる。ナビゲーション装置１は、この現在地検出装置１４により検出された自車両の現在地に基づいて、推奨経路を探索するときの経路探索開始点を決定することができる。

画像メモリ１５は、表示モニタ１６に表示するための画像データを一時的に格納する。この画像データは、要約地図を画像表示するための道路地図描画用データや各種の図形データ等からなり、制御回路１１において、ＤＶＤ−ＲＯＭ１９に記録されている地図データに基づいて作成される。この画像メモリ１５に格納された画像データを用いて、作成された要約地図が表示モニタ１６に表示される。

入力装置１７は、ユーザが目的地の設定などを行うための各種入力スイッチを有し、これは操作パネルやリモコンなどによって実現される。ユーザは、表示モニタ１６に表示される画面指示に従って入力装置１７を操作することにより、地名や地図上の位置、施設名などを指定して目的地を設定し、その目的地までの経路探索をナビゲーション装置１に開始させることができる。

ディスクドライブ１８は、要約地図を作成するために用いられる地図データを、装填されたＤＶＤ−ＲＯＭ１９より読み出す。なお、ここではＤＶＤ−ＲＯＭを用いた例について説明しているが、ＤＶＤ−ＲＯＭ以外の他の記録メディア、たとえばＣＤ−ＲＯＭやハードディスクなどより、地図データを読み出すこととしてもよい。この地図データには、推奨経路を演算するために用いられる経路計算データや、交差点名称、道路名称など、推奨経路に従って自車両を目的地まで案内するために用いられる経路誘導データ、道路を表す道路データ、さらには海岸線や河川、地図上の各種施設（ランドマーク）など、道路以外の地図形状を表す背景データなどが含まれている。

道路データにおいて、道路区間を表す最小単位はリンクと呼ばれている。すなわち、各道路は所定の道路区間ごとに設定された複数のリンクによって構成されている。なお、リンクによって設定される道路区間の長さは異なっており、リンクの長さは一定ではない。リンク同士を接続している点はノードと呼ばれ、このノードはそれぞれに位置情報（座標情報）を有している。また、リンク内にはノードとノードの間に形状補間点と呼ばれる点が設定されていることもある。形状補間点もノードと同じく、それぞれに位置情報（座標情報）を有している。このノードと形状補間点の位置情報によって、リンク形状、すなわち道路の形状が決定される。経路計算データには、上記の各リンクに対応して、自車両の通過所要時間を表すためのリンクコストと呼ばれる値が設定されている。

ところで従来のナビゲーション装置では、鉄道線路は背景の一部として扱われており、地図上の線路形状は背景データによって表されていた。しかし、ナビゲーション装置１において用いられる地図データには、線路形状を表すための線路データと呼ばれるデータが背景データとは別に設けられている。この線路データには前述の道路データと同様に、所定の線路区間ごとにリンクが設定され、各リンク同士がノードによって接続されている。また、そのリンク内には形状補間点が設定されていることもある。これにより、道路形状と同じようにして線路形状が地図上に表される。なお、線路データには線路形状のデータ以外に、駅の位置や名称、路線名などを表すためのデータも含まれている。

以上説明したように、道路データには道路を表すためのノード、形状補間点およびリンクが含まれている。同様に、線路データには線路を表すためのノード、形状補間点およびリンクが含まれている。これらを区別するために以下の説明では、道路を表すためのノード、形状補間点およびリンクを、それぞれ道路ノード、道路形状補間点および道路リンクと呼ぶこととする。また、線路を表すためのノード、形状補間点およびリンクを、それぞれ線路ノード、線路形状補間点および線路リンクと呼ぶこととする。

前述のように入力装置１７におけるユーザの操作によって目的地が設定されると、現在地検出装置１４により検出された現在地を経路探索開始点として、設定された目的地までの経路演算が経路計算データに基づいて所定のアルゴリズムにより行われ、目的地までの推奨経路が求められる。そして、ＤＶＤ−ＲＯＭ１９より読み出された地図データ中の道路データに基づいて、求められた推奨経路の道路形状が簡略化され、さらに、その推奨経路の周囲に位置する鉄道線路の形状が、地図データ中の線路データに基づいて簡略化される。こうして推奨経路および線路の形状が簡略化されることによって作成された推奨経路付近の要約地図が、表示モニタ１６において表示される。この要約地図上に示された推奨経路に従って、自車両が目的地まで誘導される。なお、道路形状や線路形状を簡略化する具体的な方法については、後で詳しく説明する。

以上説明したようにして表示される要約地図の例を図２および図３に示す。図２は環状線路ではない通常の鉄道線路を含む要約地図の例であり、Ａ駅、Ｂ駅およびＣ駅が線路上に存在している。一方、図３は環状線路を含む要約地図の例であり、Ｄ駅、Ｅ駅、Ｆ駅、Ｇ駅、Ｈ駅およびＩ駅が線路上に存在している。なお、環状線路とは、主に都心部などを通っている環状の鉄道線路のことを指しており、たとえば山手線、大阪環状線などの線路が該当する。

図２および図３において、（ａ）に示す地図は要約する前の元の地図であり、自車位置２１から目的地２２までの推奨経路が元の形状のまま表示されている。これに基づいて作成された要約地図が（ｂ）に示す地図であり、自車位置２１から目的地２２までの推奨経路の道路形状と線路形状が簡略化されている。すなわち、図２（ａ）または図３（ａ）に示すような地図に基づいて、図２（ｂ）または図３（ｂ）に示すような要約地図がそれぞれ作成され、表示モニタ１６に表示される。

図２（ｂ）の要約地図では、推奨経路が線路を横切る点の両側にある駅、すなわちＢ駅およびＣ駅については表示されているが、Ａ駅については表示されていない。また、図３（ｂ）の要約地図では、推奨経路が線路を横切る点の両側に位置する駅、すなわちＧ駅、Ｈ駅、Ｉ駅およびＪ駅と、主要ターミナル駅であるＥ駅およびＫ駅については表示されているが、それ以外の駅であるＤ駅およびＦ駅については表示されていない。なお、Ｋ駅は図３（ａ）の地図範囲内には含まれていないが、図３（ｂ）の地図範囲内に含まれている駅である。このようにすることで、推奨経路との位置関係を知る上で重要な駅や、推奨経路にしたがって走行するときに目印となる駅のみが、要約地図上に表示される。

図２（ａ）または図３（ａ）の地図から、図２（ｂ）または図３（ｂ）に示す要約地図を作成するときには、要約地図の作成対象とする範囲（要約範囲）が設定される。この要約範囲は、以下に説明するように、推奨経路と線路の位置関係に基づいて設定される。

図２において、点Ｏ_１は自車位置２１と目的地２２の中間地点を表している。図２（ａ）の要約前の地図に対して、この中間地点Ｏ_１を中心とする表示モニタ１６の画面サイズに応じた範囲が要約範囲に設定される。このとき、要約範囲内に自車位置２１と目的地２２を含む推奨経路の全体が入るように、なるべく大きな地図縮尺が選択される。このように、推奨経路の全体を覆うような要約範囲が設定され、その要約範囲内で図２（ａ）の地図から道路形状と線路形状をそれぞれ簡略化することにより、図２（ｂ）の要約地図が作成される。

環状線路が含まれている地図の場合は、上記とは異なる方法で要約範囲が設定される。図３において、点Ｏ_２は環状線路の仮想中心点を表している。この仮想中心点Ｏ_２は、環状線路を所定の円形線路形状パターンで置き換えたときの中心点に相当する。なお、ナビゲーション装置１には各地の環状線路ごとにそれぞれ異なる円形の線路形状パターンが予め記憶されており、環状線路を含む要約地図を作成する場合は、その環状線路が対応する円形線路形状パターンへと置き換えられる。

点Ｐ_１は推奨経路が最初に環状線路を横切る点を表しており、点Ｐ_２は推奨経路が最後に環状線路を横切る点を表している。なお、ここでは推奨経路が環状線路を２回横切っている場合の例を示しているが、３回以上横切る場合は、最初と最後に環状線路を横切る点がそれぞれ点Ｐ_１とＰ_２に設定され、その間に横切る点は要約範囲の設定において考慮されない。

仮想中心点Ｏ_２と点Ｐ_１の間をつなぐ線分Ｏ_２Ｐ_１と、仮想中心点Ｏ_２と点Ｐ_２の間をつなぐ線分Ｏ_２Ｐ_２とのなす角度が９０°以上である場合、図２（ａ）の要約前の地図に対して、仮想中心点Ｏ_２を中心とする表示モニタ１６の画面サイズに応じた範囲が要約範囲に設定される。このとき、要約範囲内に自車位置２１と目的地２２を含む推奨経路の全体と、環状線路を簡略化するときにその環状線路と置き換えられる円形線路形状パターンの全体とが共に入るようにしつつ、なるべく大きな地図縮尺が選択される。このように、環状線路を要約した後の全体を覆い、かつ推奨経路の全体を覆うような要約範囲が設定され、その要約範囲内で図２（ａ）の地図に基づいて道路形状と線路形状をそれぞれ簡略化することにより、図２（ｂ）の要約地図が作成される。

以上説明したような要約地図を作成して表示モニタ１６に表示する際に、ナビゲーション装置１の制御回路１１において実行されるフローチャートを図４に示す。このフローチャートは、ユーザから入力装置１７によって目的地の入力操作が行われたときに実行される。ステップＳ１００では、ユーザから入力された地名や地図上の位置、施設名などに基づいて、地図上のいずれかの施設を目的地に設定する。ステップＳ２００では、ＤＶＤ−ＲＯＭ１９の地図データに基づいて、ステップＳ１００において設定された目的地までの推奨経路を探索する。

ステップＳ３００では、ステップＳ２００で探索された推奨経路に基づいて、要約範囲を設定するための要約範囲設定処理を行う。これにより、要約地図の作成対象とする地図の範囲が設定される。なお、このときの具体的な処理内容については、後で図５に示すフローチャートにより説明する。

ステップＳ４００では、ステップＳ３００で設定された要約範囲内の道路形状と線路形状を簡略化することによって要約地図を作成する要約地図作成処理を行う。これにより、現在地から目的地までの要約地図が作成される。なお、この要約地図作成処理の具体的な内容については、後で図６に示すフローチャートにより説明する。

ステップＳ５００では、ステップＳ４００で作成された要約地図を表示モニタ１６に表示する。次のステップＳ６００では、ステップＳ５００で表示された要約地図に簡略化された鉄道線路が含まれているか否かを判定する。要約地図に簡略化された鉄道線路が含まれている場合は、ステップＳ７００へ進む。含まれていない場合は、ステップＳ７００を実行せずに図３のフローチャートを終了する。

ステップＳ７００では、ステップＳ５００で表示された要約地図に含まれる鉄道線路において必要な駅を表示するための駅表示処理を行う。これにより、推奨経路との位置関係を知る上で重要な駅や、推奨経路にしたがって走行するときに目印となる駅が要約地図上に表示される。なお、この駅表示処理の具体的な内容については、後で図７に示すフローチャートにより説明する。ステップＳ７００を実行したら、図４のフローチャートを終了する。以上説明したような処理を実行することにより、図２や図３に示すような要約地図が作成されて表示モニタ１６に表示される。

次に、図４のステップＳ３００において実行される要約範囲設定処理の内容について、図５のフローチャートにより説明する。ステップＳ３０１では、図４のステップＳ２００において探索された推奨経路が線路を横切っているか否かを判定する。たとえば、推奨経路が踏み切りを通過している場合や、推奨経路と線路が立体交差している場合などのように、地図上で要約の対象とされる線路を推奨経路が横切っていると判断される場合はステップＳ３０２へ進む。これらに該当せず、推奨経路が線路を横切らないと判断される場合はステップＳ３０５へ進む。

ステップＳ３０２では、推奨経路が横切っている線路は環状線路であるか否かを判定する。ステップＳ３０１において推奨経路が横切っていると判定された線路が前述の環状線路に該当する場合は、ステップＳ３０３へ進む。そうでない場合、すなわち通常の線路を推奨経路が横切っている場合は、ステップＳ３０５へ進む。

ステップＳ３０３では、既に説明した図３における仮想中心点Ｏ_２と点Ｐ_１の間をつなぐ線分Ｏ_２Ｐ_１と、仮想中心点Ｏ_２と点Ｐ_２の間をつなぐ線分Ｏ_２Ｐ_２との角度が９０°以上であるか否かを判定する。このような判定条件に当てはまる場合は、環状線路の全体を要約地図上に表示すべきと判断してステップＳ３０４へ進む。しかし判定条件に当てはまらない場合は、環状線路全体を要約地図に表示する必要がないものと判断してステップＳ３０５へ進む。

なお、上記の判定条件は、あくまで環状線路全体を要約地図に表示すべきか否かを判定するための条件の一例であるため、ステップＳ３０３において他の判定条件を用いてもよい。たとえば、線分Ｏ_２Ｐ_１と線分Ｏ_２Ｐ_２との角度が８０°以上であるときに、環状線路の全体を要約地図上に表示すべきと判定してステップＳ３０４へ進むようにしてもよい。また、線分Ｏ_２Ｐ_１と線分Ｏ_２Ｐ_２との角度ではなく、自車位置や目的地、環状線路などの位置関係から判定条件を設定してもよい。あるいは、その前のステップＳ３０２の判定条件を満たせば、ステップＳ３０３において判定することなく、常に環状線路全体を要約地図に表示すべきと判断することとしてもよい。これら以外にも、様々な判定条件を用いることができる。

ステップＳ３０４では、要約後の環状線路の全体を覆い、かつ推奨経路全体を覆うような要約範囲を設定する。なお、環状線路は、後で説明する図６のステップＳ４０４において、元の地図における環状線路の部分を予め記録された所定の円形線路形状パターンと置換することにより要約される。そのため、ナビゲーション装置１では、置換後の円形線路形状パターンを覆うために必要な最小限の範囲が全国の環状線路ごとに設定されている。この予め設定された最小限の範囲を含み、かつ推奨経路の全体を覆うような要約範囲がステップＳ３０４において設定される。これにより、図３において説明したような要約範囲が設定される。

一方ステップＳ３０５では、推奨経路全体を覆う要約範囲を設定する。このとき、上記のステップＳ３０４とは異なり、要約後の環状線路全体を覆う要約範囲については考慮されない。これにより、図２において説明したような要約範囲が設定される。

なお、前述したように、ステップＳ３０４またはＳ３０５の処理が実行されるときには、それと同時に地図縮尺の選択も行われる。こうしてステップＳ３０４またはＳ３０５のいずれかの処理を実行したら、図５のフローチャートを終了して図４のフローチャートへ戻り、ステップＳ３００から次のステップＳ４００へ進む。以上説明したようにして、要約範囲設定処理が行われる。

次に、図４のステップＳ４００において実行される要約地図作成処理の内容について、図６のフローチャートを用いて説明する。ステップＳ４０１では、図４のステップＳ３００において上記で説明したような要約範囲設定処理が実行されることによって設定された要約範囲内で、推奨経路の道路リンクまたは線路リンクのうちいずれかを選択する。このとき、たとえば先に推奨経路の道路リンクを自車位置に近いものから順に選択し、該当する全ての道路リンクを選択し終えたら、その後に線路リンクを自車位置に近いものから順に選択するなど、順序良く選択することが好ましい。

ステップＳ４０２では、直前のステップＳ４０１において選択したリンクが線路リンクであり、その線路リンクが環状線路に該当するか否かを判定する。環状線路である場合はステップＳ４０４へ進む。選択したリンクが道路リンクである場合や、線路リンクであっても環状線路に該当しない場合はステップＳ４０３へ進む。

ステップＳ４０３では、道路リンクや環状線路ではない線路リンクの形状を簡略化するための方向量子化処理を行う。この方向量子化処理の具体的な内容については、後で図８および図９を用いて詳しく説明する。一方ステップＳ４０４では、環状線路である線路リンクの形状を簡略化するためのパターン置換処理を行う。このパターン置換処理では、環状線路を表す線路リンクをまとめて所定の円形線路形状パターンに置き換える。この円形線路形状パターンは、前述したように全国各地の環状線路ごとにそれぞれ異なる形状のものが予めナビゲーション装置１において記憶されている。ステップＳ４０１で選択したリンクに対して、ステップＳ４０３の方向量子化処理、またはステップＳ４０４のパターン置換処理のいずれかを実行したら、ステップＳ４０５へ進む。

ステップＳ４０５では、ステップＳ４０１において要約範囲内の全てのリンクを選択したか否かを判定する。まだ選択していないリンクがある場合はステップＳ４０１へ戻り、全てのリンクを選択するまでの間、ステップＳ４０１〜Ｓ４０４の処理を繰り返す。これにより、要約範囲内の全てのリンク、すなわち要約範囲に含まれる推奨経路の道路リンクおよび線路リンクの全てについて、ステップＳ４０３の方向量子化処理またはステップＳ４０４のパターン置換処理が実行され、その形状が簡略化される。全てのリンクを選択したらステップＳ４０６へ進む。

ステップＳ４０６では、ランドマークの位置補正を行う。このランドマークの位置補正の具体的な方法については後で図１０、１１および１２を用いて説明する。ステップＳ４０６を実行したら、図６のフローチャートを終了して図４のフローチャートへ戻り、ステップＳ４００から次のステップＳ５００へ進む。以上説明したようにして、要約地図作成処理が行われる。

次に、図４のステップＳ７００において実行される駅表示処理の内容について、図７のフローチャートを用いて説明する。ステップＳ７０１では、図４のステップＳ４００の要約地図作成処理によって作成された要約地図において、推奨経路が線路を横切っているか否かを判定する。推奨経路が線路を横切っている場合はステップＳ７０２へ進み、横切っていない場合はステップＳ７０４へ進む。すなわち、ステップＳ４０３の方向量子化処理によって形状を簡略化された推奨経路が、同じくステップＳ４０３の方向量子化処理、またはステップＳ４０４のパターン置換処理のいずれかによって形状を簡略化された線路を横切っている場合は、ステップＳ７０２へ進む。そうでない場合は、ステップＳ７０４へ進む。

ステップＳ７０２では、推奨経路が線路を横切る点の両側にそれぞれ位置し、各々の側で推奨経路から最も近いところにある駅が、推奨経路から予め設定された所定の距離内、たとえば１ｋｍ以内にあるか否かを判定する。推奨経路から所定距離内にある場合はステップＳ７０３へ進み、ステップＳ７０３においてその駅を表示対象の中に含める。これにより、図２（ｂ）のＢ駅およびＣ駅や、図３（ｂ）のＧ駅、Ｈ駅、Ｉ駅およびＪ駅が表示対象に選択される。ステップＳ７０３を実行したらステップＳ７０６へ進む。ステップＳ７０２において該当する駅が推奨経路から所定距離内にないと判定された場合は、ステップＳ７０３を実行せずにステップＳ７０６へ進む。なお、片側の駅のみが所定距離内である場合は、その所定距離内の駅のみを表示対象に含める。

一方、ステップＳ７０４では、推奨経路に最も近い駅が前述の所定の距離内にあるか否かを判定する。推奨経路から所定距離内にある場合はステップＳ７０５へ進み、ステップＳ７０５においてその駅を表示対象に含める。これにより、推奨経路が線路を横切らない場合は、推奨経路に最も近い駅が表示対象に選択される。ステップＳ７０５を実行したらステップＳ７０６へ進む。ステップＳ７０４において該当する駅が推奨経路から所定距離内にないと判定された場合は、ステップＳ７０５を実行せずにステップＳ７０６へ進む。

ステップＳ７０６では、図４のステップＳ４００の要約地図作成処理によって作成された要約地図において、主要なターミナル駅などに該当する主要駅があるか否か判定する。主要駅がある場合はステップＳ７０７へ進み、その主要駅を表示対象に含める。これにより、図３（ｂ）におけるＥ駅およびＫ駅が表示対象とされる。ステップＳ７０７を実行したらステップＳ７０８へ進む。なお、ステップＳ７０６において主要駅がないと判定された場合は、ステップＳ７０７を実行せずにステップＳ７０８へ進む。

ステップＳ７０８では、ステップＳ７０３、Ｓ７０５またはＳ７０７において表示対象とされた駅の位置を補正する。この駅の位置補正は、図６のステップＳ４０６のランドマークの位置補正と同様の方法によって行われる。これにより、簡略化された線路の形状に合わせて駅の位置が補正される。

ステップＳ７０９では、ステップＳ７０８で補正された駅の位置に対して駅マークを表示する。これにより、その駅の位置を要約地図上に表示する。さらにその駅名や路線名などを必要に応じて表示する。ステップＳ７０９を実行したら、図７のフローチャートを終了して図４のフローチャートへ戻り、図４のフローチャートを終了する。以上説明したようにして、駅表示処理が行われる。

ナビゲーション装置１は、以上説明したようにして、推奨経路の道路形状と鉄道線路の形状をそれぞれ簡略化することにより要約地図を作成し、その要約地図を表示する。これにより、ユーザが普段の移動に鉄道を主に使用しており、車で走行した経験が少ない地域であっても、ユーザにとって位置関係の把握が容易な要約地図を提供することができる。

ここで、図６のステップＳ４０３で実行される方向量子化処理について説明する。方向量子化処理では、探索された推奨経路の道路リンクやその周囲の線路リンクをそれぞれ所定の分割数で分割した上で、道路形状や線路形状の簡略化を行う。図８および図９は、いずれもこの方向量子化処理の内容を説明するための詳細説明図であり、図８ではリンク分割数が２（２分割）の場合について、また図９ではリンク分割数が４（４分割）の場合について、それぞれの方向量子化処理の内容を図示している。なお、この方向量子化処理は道路リンクと線路リンクに対してそれぞれ同じように行われるため、以下の説明ではこれらを合わせて単にリンクとして説明する。

図８に示す２分割の場合より先に説明を行う。図８（ａ）の符号３０に示すリンクは、推奨経路に含まれている道路リンク、または要約範囲内の線路リンクの１つを例示している。このリンク３０に対して、（ｂ）に示すように、その両端点の間を結ぶ線分３１から最も遠くにあるリンク３０上の点３２を選択する。なお、ここで選択される点３２は前述の道路形状補間点または線路形状補間点に相当し、両端点は道路ノードまたは線路ノードに相当する。

上記のような点３２が求められたら、次に（ｃ）に示すように、リンク３０の両端点のそれぞれと点３２とを結ぶ線分３３および３４を設定する。この線分３３と３４がそれぞれの基準線に対してなす角度をθ_１およびθ_２と表す。なお、ここでいう基準線とは、リンク３０の両端点から予め決められた所定の方向（たとえば、真北方向）に向かって、それぞれ延びている線のことである。（ｃ）に示すように、一方の端点からの基準線と線分３３によって挟まれている部分の角度が、θ_１と表される。また、もう一方の端点からの基準線と線分３４によって挟まれている部分の角度が、θ_２と表される。

上記のようにして点３２とリンク３０の両端点とをそれぞれ結ぶ線分３３、３４が設定されたら、次に（ｄ）に示すように、この線分３３と３４の方向をそれぞれ量子化する。ここでいう方向の量子化とは、前述の角度θ_１およびθ_２が予め設定された単位角度の整数倍にそれぞれなるように、線分３３と３４を各端点を中心にしてそれぞれ回転させることをいう。すなわち、θ_１＝ｍ・Δθ、θ_２＝ｎ・Δθ（ｎ、ｍは整数）となるように、線分３３と３４をそれぞれ回転させてθ_１とθ_２の値を補正する。上記の式においてｍとｎの値は、この式によって計算される補正後のθ_１とθ_２がそれぞれ元の値に最も近くなるように設定される。

以上説明したように線分３３と３４の方向をそれぞれ量子化すると、線分３３と３４が基準線となす角度θ_１およびθ_２が、単位角度Δθ刻みで補正される。なお図８（ｄ）では、Δθ＝１５°としている。そして、θ_１についてはｍ＝６と設定して補正後の角度を９０°にし、θ_２についてはｎ＝０と設定して補正後の角度を０°にした例を図示している。

こうして線分３３と３４の方向をそれぞれ量子化したら、次に線分３３と３４をそれぞれ延長したときの交点を求める。そして、その交点と各端点とを結ぶようにして、（ｄ）に示すように、線分３３と３４の長さをそれぞれ補正する。

以上説明したようにして、線分３３と３４を求め、これらの方向を量子化すると共に長さを補正することによって、リンク３０に対する２分割の場合の方向量子化処理が行われる。この線分３３と３４をリンク３０の代わりに用いることで、リンク３０の形状を簡略化して表すことができる。このとき、リンク３０の両端点の位置が固定された状態でリンク３０の形状が簡略化されるため、隣接するリンクの位置には影響を及ぼさない。したがって、方向量子化処理を用いて各リンク形状を簡略化することにより、推奨経路や線路の全体的な位置関係を保ちつつ、その形状を容易に簡略化することができる。

次に、４分割の場合の方向量子化処理について説明する。図９（ａ）の符号４０は、図８（ａ）と同様に、推奨経路に含まれている道路リンク、または要約範囲内の線路リンクの１つを例示している。このリンク４０に対して、（ｂ）に示すように、まずその両端点の間を結ぶ線分４１ａから最も遠くにあるリンク４０上の点４２ａを選択する。次に、その点４２ａとリンク４０の各端点とをそれぞれ結ぶ線分４１ｂおよび４１ｃを設定し、この線分４１ｂと４１ｃからそれぞれ最も遠く離れた位置にあるリンク４０上の点４２ｂおよび４２ｃを選択する。なお、ここで選択される点４２ａ〜４２ｃは、いずれも２分割の場合と同様に、前述の道路形状補間点または線路形状補間点に相当する。

上記のような点４２ａ〜４２ｃが求められたら、次に（ｃ）に示すように、２分割の場合と同様にして、リンク４０の各端点と点４２ａ〜４２ｃとをそれぞれ順に結ぶ線分４３、４４、４５および４６を設定する。この線分４３〜４６がそれぞれの基準線に対してなす角度を、θ_３、θ_４、θ_５およびθ_６と表す。なお、このときの基準線はリンク４０の両端点に対して定められるだけでなく、点４２ａ〜４２ｃのうち真ん中に位置する最初に選択された点４２ａに対しても定められる。

上記のようにして線分４３〜４６が設定されたら、次に（ｄ）に示すように、各線分の方向をそれぞれ量子化する。このとき、点４２ａを保存点として、線分４４と４５はこの保存点４２ａを中心にそれぞれ回転させる。なお、線分４３と４６については、２分割の場合と同様に各端点を中心にそれぞれ回転させる。ここでは、Δθ＝１５°と予め設定し、θ_３〜θ_６の補正後の角度をそれぞれ６０°、４５°、１８０°および６０°とした例を図示している。

こうして線分４３〜４６の方向をそれぞれ量子化したら、次に線分４３と４４をそれぞれ延長したときの交点と、線分４５と４６をそれぞれ延長したときの交点とを求める。そして、各交点と各端点または保存点４２ａとを結ぶようにして、（ｄ）に示すように、線分４３〜４６の長さをそれぞれ補正する。

以上説明したようにして、線分４３〜４６を求め、これらの方向を量子化すると共に長さを補正することによって、リンク４０に対する４分割の場合の方向量子化処理が行われる。この線分４３〜４６をリンク４０の代わりに用いることで、リンク４０の形状を簡略化して表すことができる。このとき、リンク４０の両端点の位置に加えて、さらに保存点４２ａの位置も固定された状態で、リンク４０の形状が簡略化される。したがって、複雑な形状のリンクによって構成されている推奨経路や線路に対しても、その全体的な位置関係を保ちつつ適切に形状を簡略化することができる。

なお、上記では２分割と４分割の場合の方向量子化処理について説明したが、これ以外の分割数についても同様にして方向量子化処理を実行することができる。たとえば８分割の場合には、まず４分割の場合と同様に、リンクの両端点の間を結ぶ線分から最も遠い１点と、その点と両端点とを結ぶ２つの線分からそれぞれ最も遠い２点を選択する。その後、さらにこれらの３点に両端点を加えた各点間を結ぶ４つの線分からそれぞれ最も遠い４点を選択する。こうして選択された合計７点と両端点とを順に結ぶ８つの線分を求め、これらの線分に対して前述したような方向の量子化と長さの補正を行うことによって、８分割の方向量子化処理を行うことができる。

方向量子化処理の分割数をいくつにするかは、予め設定しておいてもよいし、あるいはリンクの形状によって判断してもよい。たとえば、上記のようにして両端点またはそれまでに選択された点の間を結ぶ各線分から最も遠い点を順次選択していくとき、すなわち図８および図９の（ｂ）で説明した処理を繰り返していくときに、各線分から最も遠い点までの距離が所定値以下となるまで処理を繰り返して、その処理回数に応じた数の点を順次選択していく。このようにすれば、リンクの形状によって方向量子化処理の分割数を決めることができる。

図８で説明した２分割の方向量子化処理において、方向を量子化した後に線分３３と３４をそれぞれ延長しても、適切な交点がない場合がある。すなわち、方向を量子化した後の線分３３と３４が平行となっている場合には、これらの線分を延長すると両者が一体化してリンク３３の両端点を結ぶ１つの線分となるため、交点が存在しないこととなる。このような場合には、その両端点を直接結ぶ線分、すなわち線分３１を用いて、リンク３０の形状を簡略化して表すようにすればよい。また、図９で説明した４分割の方向量子化処理や、それ以上の分割数の方向量子化処理において、同様に方向を量子化した後に各線分を延長すると適切な交点がない場合には、それよりも分割数が少ない方向量子化処理を行うようにすればよい。

以上説明したような方向量子化処理を、要約範囲内にある推奨経路の全道路リンクおよび全線路リンクに対して順次実行していくことにより、推奨経路の道路形状や線路形状を簡略化して要約地図を作成することができる。なお、リンク単位ではなく、リンクを複数連ねて構成されるリンク列ごとに上記のような方向量子化処理を実行するようにしてもよい。この場合、図８の点３２や図９の点４２ａ〜４２ｃとして選択される点には、道路形状補間点または線路形状補間点だけでなく、道路ノードまたは線路ノードも含まれることになる。

次に、図６のステップＳ４０６で実行されるランドマークの位置補正について説明する。要約地図では道路や線路の形状が簡略化されているため、その地図上の位置が元の地図から変化している。したがって、要約地図上に元の位置のままランドマークを表示したのでは、道路や線路とランドマークとの位置関係を正しく表すことができない。そこで、要約地図上にランドマークを表示する際には、ランドマークの位置補正を行うことが必要となる。その方法について以下に説明する。

図１０では、ランドマークの位置補正の概要について説明する。図１０（ａ）に示すように、要約する前の元の地図では、ランドマークの位置と、道路や鉄道との微妙な位置関係が記述されている。この元の地図に対して、上記で説明したような要約地図の作成処理を行い、さらにランドマークの位置をそのままにして表示すると、たとえば（ｂ）に示すような要約地図となる。

（ｂ）に示す要約地図では、道路の位置のみが（ａ）に示す元の地図に対して変化しているため、元のランドマークと道路との位置関係が保たれていない。たとえば、地図の中央付近にある郵便局に着目すると、この郵便局は、（ａ）に示す元の地図と、（ｂ）に示す要約地図とで、互いに道路の反対側に位置している。そこで、このような不都合を是正するためにランドマークの位置補正を行い、その結果、（ｃ）に示す要約地図のように、道路とランドマークとの位置関係が、元の地図上での位置関係と近似するようにする。

次に、図１１を用いて、ランドマークの位置補正の詳細アルゴリズムについて説明する。ランドマークの位置補正では、はじめに、図１１（ａ）に示すように、要約前後での形状ベクトル間のペアリストの作成を行う。ここで、要約時に上記に説明したような処理を行うことによって、道路の形状を表す形状ベクトルの構成点数が元のものから変化する。従って、ペアリストを作成するときには、このペアリストで関係付けられた形状ベクトル間の分岐点間の方向性が合致する必要がある。すなわち、要約の前後で、それぞれの分岐点の位置に対して、１対１に対応関係が成立するようにする。

このようにしてペアリストを作成したら、その次に（ｂ）に示すように、各形状ベクトルのノルムと、対応する分岐点間の距離の割合を等価にする補正処理を行う。すなわち、要約する前の元の地図において、ランドマークが最近接する形状ベクトルのノルム値と、その形状ベクトルを含む道路経路における、そのランドマークから各分岐点までの距離の割合を測定する。この測定値により、要約後の地図においても、上記のペアリストによって対応付けられる形状ベクトルに対して、そのノルム値と、ランドマークから分岐点間までの距離の割合が等価となるように、ランドマークの位置を計算する。そして、計算した位置にランドマークを表示する。

以上説明したランドマークの位置補正では、通常の地図を要約地図に変換することによって道路の形状や距離が変わるので、対応するランドマーク（道沿いにある店等）も道路に合わせて座標を変換する必要がある。そのため、変換前のランドマークの位置についてのパラメータとして、そのランドマークが変換前の道路（リンク）の一方の端から全体の何％のところにあるか、道路のどちら側にあるか、道路から何メートル離れたところにあるかを求める。そして、変換後の対応する道路データに対して、これら３つのパラメータを用いて、変換後のランドマークの位置を決定する。これを、図１２に示す具体例を用いて説明する。

図１２（ａ）は、要約前の通常の地図におけるランドマーク位置の例を示す。地点Ａと地点Ｂとをつなぐ道路は、地点ＡとＡ_１の間のリンク６１、地点Ａ_１とＡ_２の間のリンク６２、地点Ａ_２とＡ_３の間のリンク６３、および地点Ａ_３とＢの間のリンク６４によって構成されており、その道路沿いにランドマーク６０が存在している。リンク６１〜６４のそれぞれの長さは、１５０ｍ、２００ｍ、３５０ｍおよび５００ｍであり、これらのリンクによって構成される地点ＡとＢをつなぐ道路は、その合計、すなわち１２００ｍの長さを有している。ランドマーク６０は、地点Ａ_３から地点Ｂに向かって２００ｍ、すなわち地点Ａから９００ｍ地点の、道路の左側に位置している。また、ランドマーク６０の位置は道路から１０ｍ離れている。

このような要約前のランドマーク位置について、上記に説明した３つのパラメータを求める。１つ目のパラメータ、すなわち、道路の一方の端（地点Ａ）からの距離の全体距離に対する割合は、９００／１２００＝０．７５（７５％）と求められる。２つ目のパラメータ、すなわち道路のどちら側にあるかは、地点ＡからＢに向かって道路の左側にあると求められる。３つ目のパラメータ、すなわち道路からの距離は、１０ｍと求められる。

図１２（ｂ）は、要約後の地図におけるランドマーク位置の例を示す。この要約地図では、地点Ａと地点Ｂとをつなぐ道路は１つのリンク６５によって表されており、その長さは１０００ｍである。この要約地図上にランドマーク６０を表示するとき、先に求めた３つのパラメータを用いて、変換後の位置を決定する。すなわち、地点Ａからの距離は、１つ目のパラメータを用いて、１０００×０．７５＝７５０ｍと求められる。また、２つ目のパラメータと３つ目のパラメータにより、地点Ａから見て道路（リンク６５）の左側であり、その道路から１０ｍ離れた位置が決定される。これらの条件を満たす位置にランドマーク６０を表示することにより、ランドマーク６０の位置補正が行われる。

上記に説明したような処理を行うことにより、要約地図においてランドマークの位置が補正され、道路とランドマークとの位置関係を要約前の元の地図に近似させることができる。その結果、図１０（ａ）に示す元の地図のランドマーク位置に対して、要約地図におけるランドマーク位置を図１０（ｃ）のようにすることができる。こうして要約地図上にランドマーク位置が表される。

以上説明した実施の形態によれば、次の作用効果を奏する。
（１）ＤＶＤ−ＲＯＭ１９に記録された地図データをディスクドライブ１８により読み込み、読み込まれた地図データに基づいて、道路の形状と線路の形状をそれぞれ簡略化した要約地図を作成する（ステップＳ４００）。こうして作成された要約地図を表示モニタ１６に表示する（ステップＳ５００）こととしたので、ユーザが普段の移動に鉄道を主に使用しており、車で走行した経験が少ない地域であっても、ユーザにとって位置関係の把握が容易な要約地図を提供することができる。

（２）目的地までの推奨経路を探索し（ステップＳ２００）、探索された推奨経路に基づいて要約範囲を設定する（ステップＳ３００）。具体的には、推奨経路の全体を覆う範囲を要約範囲に設定する（ステップＳ３０４、Ｓ３０５）こととした。このようにしたので、ユーザにとって見やすい適切な要約範囲を設定して要約地図を作成することができる。

（３）推奨経路が環状線路を横切り（ステップＳ３０１、Ｓ３０２）、さらにステップＳ３０３の条件を満たす場合、環状線路を要約した後の全体を覆うために必要な予め設定された最小限の範囲を含み、かつ推奨経路の全体を覆う範囲を要約範囲に設定する（ステップＳ３０４）こととした。このようにしたので、要約後の環状線路の全体が含まれるようにし、ユーザにとって見やすい適切な要約範囲を設定して、要約地図を作成することができる。

（４）目的地までの推奨経路を探索し（ステップＳ２００）、探索された推奨経路に基づいて特定の駅を表示対象に選択して、要約地図上に表示する（ステップＳ７００）こととした。このようにしたので、必要な駅を要約地図上に表示することができる。

（５）推奨経路が線路を横切らない場合（ステップＳ７０１）、その推奨経路に最も近い駅を表示対象に選択する（ステップＳ７０５）こととした。また、推奨経路が線路を横切る場合は、その推奨経路が線路を横切る点の両側にある駅を表示対象に選択する（ステップＳ７０３）こととした。このようにしたので、推奨経路との位置関係を知る上で重要な駅や、推奨経路にしたがって走行するときに目印となる駅を、要約地図上に表示することができる。

（６）推奨経路から所定距離以上離れて位置する駅については、表示対象に選択しないこととした（ステップＳ７０２、Ｓ７０４）。このようにしたので、不要な駅が要約地図上に表示されるのを防ぐことができる。

上記の実施の形態では、ナビゲーション装置において、ＤＶＤ−ＲＯＭなどの記憶メディアより地図データを読み出して要約地図を作成する例について説明しているが、本発明はこの内容には限定されない。たとえば、携帯電話などによる無線通信を用いて、地図データを情報配信センターからダウンロードする通信ナビゲーション装置などにおいても、本発明を適用できる。この場合、上記に説明したような要約地図の作成処理および表示駅の設定処理を情報配信センターにおいて行い、その結果を情報配信センターから信号出力してナビゲーション装置へ配信することにより、ナビゲーション装置において要約地図と必要な駅が表示されるようにしてもよい。すなわち、情報配信センターは、要約地図を作成してその上に駅を表示設定する装置と、その要約地図を外部へ信号出力する装置によって構成される。

以上説明した各実施の形態や各種の変形例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されない。

上記の各実施の形態では、地図データ読み込み手段をディスクドライブ１８によって実現し、その他の各手段を制御回路１１の処理によって実現することとした。具体的には、経路探索手段をステップＳ２００、要約範囲設定手段をステップＳ３００、要約地図作成手段をステップＳ４００、要約地図表示手段をステップＳ５００、駅選択手段および駅表示手段をステップＳ７００によりそれぞれ実現することとした。しかし、これはあくまで一例であり、発明を解釈する際、上記の各実施形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係には何ら限定も拘束もされない。

本発明の一実施形態によるナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。 通常の線路を含む要約地図の例である。 環状線路を含む要約地図の例である。 要約地図を作成して表示する際に実行されるフローチャートである。 要約範囲設定処理の内容を説明するためのフローチャートである。 要約地図作成処理の内容を説明するためのフローチャートである。 駅表示処理の内容を説明するためのフローチャートである。 ２分割の場合の方向量子化処理の内容を説明するための図である。 ４分割の場合の方向量子化処理の内容を説明するための図である。 ランドマークの位置補正の概要の説明図である。 ランドマークの位置補正の詳細アルゴリズムの説明図である。 ランドマークの位置補正の具体例を示す図である。

符号の説明

１ ナビゲーション装置
１１ 制御回路
１２ ＲＯＭ
１３ ＲＡＭ
１４ 現在地検出装置
１５ 画像メモリ
１６ 表示モニタ
１７ 入力装置
１８ ディスクドライブ
１９ ＤＶＤ−ＲＯＭ

Claims (6)

1. 道路形状を表すための道路データと、線路形状を表すための線路データとを含む地図データを読み込む地図データ読み込み手段と、
   前記地図データ読み込み手段により読み込まれた地図データに基づいて、道路の形状と線路の形状をそれぞれ簡略化した要約地図を作成する要約地図作成手段と、
   前記要約地図作成手段により作成された要約地図を表示モニタに表示する要約地図表示手段と、
   前記地図データに基づいて目的地までの推奨経路を探索する経路探索手段と、
   前記経路探索手段により探索された推奨経路に基づいて、前記要約地図作成手段により要約地図を作成するときの要約範囲を設定する要約範囲設定手段とを備え、
   前記推奨経路が環状線路を横切り、さらに所定の条件を満たす場合、前記要約範囲設定手段は、その環状線路を要約した後の全体を覆うために必要な予め設定された最小限の範囲を含み、かつ前記推奨経路の全体を覆う範囲を要約範囲に設定することを特徴とする車載情報端末。
2. 請求項１の車載情報端末において、
   前記環状線路を所定の円形線路形状パターンで置き換えたときの仮想中心点Ｏ_２と前記推奨経路が最初に前記環状線路を横切る点Ｐ_１の間をつなぐ線分Ｏ_２Ｐ_１と、前記仮想中心点Ｏ_２と前記推奨経路が最後に前記環状線路を横切る点Ｐ_２の間をつなぐ線分Ｏ_２Ｐ_２とのなす角度に基づいて、前記所定の条件を満たすか否かを判断することを特徴とする車載情報端末。
3. 請求項１または２の車載情報端末において、
   前記経路探索手段により探索された推奨経路に基づいて、線路上の特定の駅を表示対象に選択する駅選択手段と、
   前記駅選択手段により選択された駅の位置を前記要約地図上に表示する駅表示手段とをさらに備えることを特徴とする車載情報端末。
4. 請求項３の車載情報端末において、
   前記推奨経路が線路を横切らない場合、前記駅選択手段は、その推奨経路に最も近い駅を表示対象に選択することを特徴とする車載情報端末。
5. 請求項３の車載情報端末において、
   前記推奨経路が線路を横切る場合、前記駅選択手段は、その推奨経路が線路を横切る点の両側にある駅を表示対象に選択することを特徴とする車載情報端末。
6. 請求項３〜５いずれか一項の車載情報端末において、
   前記駅選択手段は、前記推奨経路から所定距離以上離れて位置する駅については、表示対象に選択しないことを特徴とする車載情報端末。
   

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