JP6478864B2 - 電子装置、経路案内プログラムおよび経路案内システム - Google Patents

Description

本発明は、目的地までの経路案内を行うナビゲーション機能を備えた電子装置に関し、特に、完全自動運転または完全ではない自動運転時のユーザーの負担を考慮した経路案内に関する。

近年では、画像処理技術、通信技術、センサ技術等をふくむ車両技術の進歩やインフラの整備によって、自動運転が段階的に普及することが予想される。自動運転は、車両のステアリング、アクセル、ブレーキ等を自動で制御し、自動走行を実現するものである。このような動向に応じて、車載装置のナビゲーション機能の進歩が望まれる。特許文献１には、自動走行路線を優先すべき指示がなされている場合には、自動走行路線に該当するリンクデータおよびノードデータのコストを低減し、一般道路よりも自動走行路線が優先して選択されるカーナビゲーション装置が開示されている。

特開２００４−１２５７２６号公報

今後、普及が予測される自動運転は、車両側が完全自動運転の機能を備えたとしても、全ての道路で完全自動運転のサービスが享受することができるとは限らない。これは、完全自動運転は、車両側だけの機能のみならず、道路等のインフラの整備や高精度地図の整備にも依存するためである。そこで、国等の公的機関は、自動運転のレベル分けを定義し、レベルに応じて自動運転のサービスを享受できるような取り組みを始めている。

図１２（Ａ）は、米国の公的機関で検討されている自動運転のレベル分けの例示でありし、図１２（Ｂ）は、日本の公的機関で検討されている自動運転のレベル分けの例示である。自動運転をレベル分けした場合、ナビゲーション機能には、自動運転のレベルに応じた情報の提供が望まれる。つまり、完全自動運転であれば、ユーザーの負担は小さくなり、完全自動運転でなくなれば、ユーザーの負担は大きくなる。全経路において一律に完全自動運転（図１２（Ａ）のレベル４、または図１２（Ｂ）のレベル４：完全自動運転）のサービスを享受できるとは限らないので、自動運転のレベルに応じたユーザー負担が提示されることが望ましい。

本願発明は、このような従来の課題を解決するものであり、自動運転のレベルに応じたユーザー負担の情報を提示することができる電子装置、経路案内プログラム、および経路案内システムを提示することを目的とする。

本発明に係る電子装置は、目的地を設定する設定手段と、道路地図データを参照して目的地までの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探索経路を提示する提示手段とを有し、前記道路地図データは、道路区分を表すリンク毎に少なくとも予測走行時間情報と自動運転のレベルに対応するユーザー負担係数とを含み、前記経路探索手段はさらに、前記予測走行時間情報および前記ユーザー負担係数に基づき前記探索経路のユーザー負担時間を算出し、前記提示手段は、少なくとも前記探索経路のユーザー負担時間を提示する。

好ましくは前記提示手段は、少なくとも前記探索経路の予測走行時間と当該予測走行時間に対応するユーザー負担時間とを提示する。好ましくは前記探索経路は、複数の候補経路を含み、前記経路探索手段は、複数の候補経路のユーザー負担時間を算出し、前記提示手段は、複数の候補経路のユーザー負担時間を提示する。好ましくは前記提示手段は、ユーザー負担時間が最小となる経路の識別を表示する。好ましくは前記提示手段は、ユーザー負担時間が最小となる順序で複数の候補経路を提示する。好ましくはユーザー負担時間は、予測走行時間とユーザー負担係数との積によって求められ、前記経路探索手段は、前記探索経路の各リンクのユーザー負担時間の総和を算出する。好ましくは前記自動運転のレベルは、リンクが自動車専用道路か否かに応じて異なる。好ましくは前記自動運転のレベルは、リンクの測位環境に応じて異なる。好ましくは前記自動運転のレベルは、前記道路地図データの精度に応じて異なる。

本発明に係る経路案内プログラムは、ナビゲーション機能を有する電子装置が実行するものであって、目的地を設定するステップと、道路地図データを参照して目的地までの経路を探索するステップと、探索するステップにより探索された探索経路を提示するステップとを有し、前記道路地図データは、道路区分を表すリンク毎に少なくとも予測走行時間情報と自動運転のレベルに対応するユーザー負担係数とを含み、前記探索するステップはさらに、前記予測走行時間情報および前記ユーザー負担係数に基づき前記探索経路のユーザー負担時間を算出するステップを含み、前記提示するステップは、少なくとも前記探索経路のユーザー負担時間を提示する。

本発明に係る経路案内システムは、上記構成の電子装置と、前記電子装置に前記道路地図データを提供するサーバとを含む経路案内システム。

本発明によれば、自動運転のレベルに対応するユーザー負担係数をリンク毎に設定し、探索された経路にユーザー負担係数から算出されたユーザー負担時間を提示するようにしたので、ユーザーは、探索経路を走行したときのユーザー負担、または自動運転のレベルを認識することができる。また、ユーザーは、複数の探索経路の中から、自分に適した負担となる経路を選択することができる。

本発明の実施例に係る車載装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施例に係る通信部の通信を例示する図である。 本発明の実施例に係る道路地図データを説明する図である。 本発明の実施例に係る道路地図データの各リンクに設定されるユーザー負担係数の一例を説明する図である。 自動運転のレベルとユーザー負担係数の関係を示す図である。 本実施例の各リンクデータに設定されるユーザー負担係数の例示である。 本発明の実施例に係る経路案内プログラムの機能的な構成例を示す図である。 本実施例に係る経路探索部の機能的な構成例を示す図である。 本実施例に係る探索結果の作成例を概念的に示す図である。 本発明の実施例に係る経路案内動作を示すフロー図である。 本実施例による経路案内の動作を具体的に説明する図である。 自動運転のレベル分けの例示である。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。本発明の好ましい態様では、電子装置は、車両等の移動体内に搭載される車載装置またはコンピュータ装置であることができる。好ましい態様では、電子装置は、ナビゲーション機能を含み、自動運転のレベルに応じた経路案内を行うことが可能である。また、電子装置は、車両の自動運転機能と連携することも可能であり、例えば、電子装置は、車両に搭載された撮像カメラからの画像情報やセンサからの情報を利用して、走行車線を認識したり、自車周辺の障害物を認識し、車両のステアリング、速度、ブレーキ等を制御することも可能である。

次に、本発明の実施例について説明する。図１は、本実施例に係る車載装置の構成例を示すブロック図である。本実施例に係る車載装置１０は、入力部１００、位置情報算出部１１０、ナビゲーション部１２０、表示部１３０、音声出力部１４０、通信部１５０、記憶部１６０、自動運転制御部１７０、制御部１８０を含んで構成される。ここに示す構成は一例であり、本発明は、当該構成に限定されるものではない。

入力部１００は、入力キーデバイス、音声入力認識装置、タッチパネルなどにより、ユーザーからの指示を受け取り、これを制御部１８０へ提供する。好ましくは、入力部１００からのユーザー入力により、所望の目的地を設定することができる。位置情報算出部１１０は、ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号、車両に搭載されるジャイロセンサや加速度センサのセンサ出力に基づき自車の現在地を算出する。位置情報算出部１１０は、測位衛星（準天頂衛星システム）／測位マーカー（磁器、無線通信、画像印など）のいずれかを利用し、数ｃｍの誤差精度で測位可能な高精度測位機能を備えることができる。

ナビゲーション部１２０は、目的地までの経路を探索したり、自車位置周辺の道路地図を表示部１３０に表示させたりする。本実施例のナビゲーション部１２０は、自動運転のレベルに応じたユーザー負担を提示する機能を有する。

表示部１３０は、タッチパネル機能を有する液晶ディスプレイやその他の表示装置を含み、例えば、ナビゲーション部１２０によって生成された道路地図の画像を表示したり、車載装置１０の目的地設定を行うための設定画面やメニュー画面を表示したりする。音声出力部１４０は、記憶部１６０から読み出された楽曲データや、ナビゲーション部１２０により算出された案内経路を案内する案内音声等を出力する。

通信部１５０は、外部のネットワークや外部機器等と有線または無線によるデータ通信を可能にする。通信部１５０は、例えば図２に示すように、ネットワークＮＷを介して位置情報配信サイト１５２にアクセスし、そこから自車位置情報を取得することもできる。この場合、位置情報配信サイト１５２の自車位置情報は、位置情報算出部１１０によるＧＰＳ衛星を利用した位置算出、あるいは自立航法センサを利用した位置算出と併用することも可能であるし、あるいは位置情報算出部１１０は必ずしも必要としない。また、通信部１５０は、ネットワークＮＷを介して地図データ配信サイト１５４にアクセスし、そこから必要な地図データを取得することができる。この場合、記憶部１６０は、必ずしも大容量の地図データを記憶する必要はなく、ネットワークＮＷを介して、適宜、必要な地図データをダウンロードし、これを保持することが可能である。さらに通信部１５０は、ネットワークＮＷを介して、道路交通情報を配信する道路交通情報配信サイト１５６にアクセスし、渋滞情報等の道路交通情報を取得することができる。

記憶部１６０は、制御部１８０が実行するプログラムやソフトウエア、ナビゲーション部１２０によって必要とされる道路地図データを記憶することができる。道路地図データは、交差点等の道路の分岐を表すノードデータ、ノード間の道路を表すリンクデータ、施設データ等を有する。図３（Ａ）に、リンクデータの一例を示す。リンクデータ２００は、リンクデータを識別するリンクＩＤ、一般道路、高速道路等の道路の種別を表す道路種別情報、道路を走行するときの予測走行時間情報（リンクコスト）、道路を走行するときのユーザー負担係数、道路の車線数などを表す車線情報などを含む。但し、これは例示であり、リンクデータは他の情報を包含し得る。図３（Ｂ）に、ノードデータ一例を示す。ノードデータ２１０は、ノードを識別するノードＩＤ、ノードの緯度、経度、ノードが接続されるリンクを識別する接続リンクＩＤ、交差点の種別や規制などを含む交差点情報、右左折等の専用レーンの有無を示す専用レーン情報などを含む。

本実施例では、上記したように、各リンクデータには、ユーザー負担係数が設定される。ユーザー負担係数は、自動運転のレベルに応じて設定される係数であり、完全自動運転が可能な道路であれば、ユーザー負担係数が小さくまたはゼロであり、他方、完全自動運転が可能でない道路であれば、自動運転のレベルに応じてユーザー負担係数が決定される。

完全自動運転のサービスを享受するためには、以下の３条件が必須である。
１）完全自動運転機能を有する車両であること
２）自動車専用道路を走行していること
３）高精度位置同定が可能であること
本実施例は、完全自動運転機能を有する車両に対して成されるものであり、残り２つの条件によって、どの自動運転レベルのサービスを享受できるかが決定される。なお、高精度な位置同定を行うために、高精度地図データと高精度測位が必要となる。高精度地図データとは、車線／停止線／縁石／横断歩道／標識位置などのデータが数ｃｍの誤差精度で保持されているものと定義され得る。高精度測位とは、測位衛星(準天頂衛星システム)／測位マーカー(磁気、無線通信、画像印など)のいずれかを利用するもので、数ｃｍの誤差精度で測位が可能なものと定義され得る（地下道などで、測位衛星を利用できない場所では測位マーカーが必要となる）。

以上のことを踏まえて、想定している道路と自動運転レベルの対応付けを図４に示す。なお、ここに示すレベルは、図１１（Ａ）に示す自動運転のレベルに対応する。また、車両側で完全自動運転の機能を有していることが前提条件のため、自動運転のレベル０、レベル１は、図４には存在しない。図４には、ケース１〜ケース８の８つの道路が想定されている。例えば、ケース１の道路は、一般道路または私道であり、高精度地図データが利用不可であり、測位衛星／測位マーカーが利用不可であることが想定されるため、自動運転のレベルは２である。例えば、ケース４の道路は、一般道路または高速道路のＳＡ／ＰＡであり、高精度地図データが利用可能であり、測位衛星／測位マーカーが利用可能であることが想定されるため、自動運転のレベルは３である。ケース８の道路は、高速道路であり、高精度地図データが利用可能であり、測位衛星／測位マーカーが利用可能であることが想定されるため、自動運転のレベルは４、すなわち完全自動運転のサービスを享受できる道路である。

図４に示すような判定基準に従い、各リンクデータには、自動運転のレベルに対応するユーザー負担係数がそれぞれ設定される。図５は、自動運転のレベルに対応するユーザー負担係数の一例である。自動運転のレベルが２であるとき、ユーザー負担係数が５０％、レベルが３であるとき、ユーザー負担係数が３０％、レベルが４であるとき、すなわち完全自動運転のとき、ユーザー負担係数は最も少なくなり０％に設定されている。なお、これらのユーザー負担係数の数値は一例であり、他の大きさであってもよい。

図６は、リンクデータに設定されるユーザー負担係数、予測走行時間等を示している。リンクデータは、図３（Ａ）に示したように、種々の情報を包含するが、本実施例では、リンクデータには、自動運転のレベルに対応するユーザー負担係数が新たに設定される。このようなリンクデータを含む道路地図データは、記憶部１６０に保持することも可能であるし、図２に示す地図データ配信サイト１５４から適宜取得することが可能である。

再び図１の構成に戻り、自動運転制御部１７０は、車両の自動運転を制御する制御信号を提供することも可能である。例えば、車載装置１０が、車両に搭載された撮像カメラの画像データに基づき自車の走行車線を認識する機能を備えていたり、センサやレーダ等により自車周辺の障害物を検出する機能を備えている場合には、車両の速度、ステアリング、ブレーキ等を制御する制御信号を提供することが可能である。

制御部１８０は、好ましい態様では、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含むマイクロコントローラ等から構成され、ＲＯＭまたはＲＡＭは、車載装置１０の各部の動作を制御するための種々のプログラムを格納することができる。本実施例では、制御部１８０は、ナビゲーション部１２０の経路案内に関する動作を制御する経路案内プログラムを実行する。

図７に、本実施例に係る経路案内プログラムの機能的な構成例を示す。経路案内プログラム３００は、目的地設定部３１０、経路探索部３２０、探索経路提示部３３０を含む。目的地設定部３１０は、入力部１００からのユーザー入力に基づき目的地を設定する。目的地までのスタート地点は、現在地、または入力部１００から入力された任意の地点である。経路探索部３２０は、道路地図データを参照し、ダイクストラ法等のアルゴリズムを利用して目的地までの経路を探索する。経路探索部３２０は、幾つかの基準に従い１つまたは複数の候補となる経路を探索することができ、例えば、目的地までの距離が最小となる経路、目的地までの走行時間が最短となる経路、一般道路が優先される経路、高速道路が優先される経路などを探索することができる。探索経路提示部３３０は、経路探索部３２０によって探索された複数の候補経路を表示部１３０に提示する。複数の候補経路が提示された場合には、最終的にユーザーが所望の経路を候補経路の中から選択する。

図８に、経路探索部３２０のさらなる詳細な機能的な構成例を示す。経路探索部３２０は、予測走行時間取得部３２２、ユーザー負担係数取得部３２４、ユーザー負担時間算出部３２６、探索結果作成部３２８を含んで構成される。

予測走行時間取得部３２２は、探索された経路を構成する道路の各リンクデータから予測走行時間情報を取得する。ユーザー負担係数取得部３２４は、上記と同様に、探索された経路を構成する道路の各リンクデータからユーザー負担係数を取得する。ユーザー負担時間算出部３２６は、取得された予測走行時間情報およびユーザー負担係数から、各リンクのユーザー負担時間を算出する。ユーザー負担時間は、予測走行時間×ユーザー負担係数によって算出される。例えば、探索経路を構成する道路のリンクＩＤがリンク００２（図６を参照）であれば、予測走行時間は９２秒であり、ユーザー負担係数は、５０％であり、ユーザー負担時間は、９２秒×０．５＝４６秒となる。また、リンク００１であれば、予測走行時間は４０秒であるが、ユーザー負担時間は、０秒となる。ユーザー負担時間算出部３２６は、各リンクのユーザー負担時間の総和を求め、探索経路全体のユーザー負担時間を算出する。

探索結果作成部３２８は、ユーザー負担時間算出部３２６によって算出されたユーザー負担時間が認識できるような探索結果を作成する。１つの例では、経路探索部３２０によって探索された複数の候補経路のそれぞれがユーザー負担時間を含むような探索結果を作成する。図９に、探索結果作成部の一例を示す。図９は、目的地までの４つの経路が候補として探索されたときの例示であり、それぞれの候補経路の走行距離、予測走行時間およびユーザー負担時間等が作成され、これが探索経路提示部３３０によって表示部１３０に提示される。ユーザーは、候補経路の中から所望の経路を探索するとき、ユーザー負担時間を考慮することができる。

また、探索結果作成部３２８は、図９に示すような探索結果の中から、ユーザー負担時間が最小となるものから順に探索結果を提示したり、ユーザー負担時間が最小となる探索経路に識別を表示したりすることも可能である。

次に、本実施例に係る経路案内の動作について、図１０のフローを参照して説明する。先ず、ナビゲーション部１２０が起動され、目的地設定画面から入力部１００を介して目的地の情報が入力される。このユーザー入力によって、目的地が設定される（Ｓ１００）。次に、経路探索部３２０は、目的地までの経路を探索する（Ｓ１０２）。経路探索は、上記したように候補となる経路が複数探索される。さらに探索経路に関して、予測走行時間取得部３２２は、対応するリンクデータから予測走行時間情報を取得し、ユーザー負担係数取得部３２４は、対応するリンクデータからユーザー負担係数を取得する（Ｓ１０４）。次に、ユーザー負担時間算出部３２６は、取得した予測走行時間情報およびユーザー負担係数を用いて、探索経路のユーザー負担時間を算出する（Ｓ１０６）。次に、探索結果作成部３２８は、図９に示すように探索経路の結果を作成し（Ｓ１０８）、探索経路提示部３３０は、作成された探索結果を提示する（Ｓ１１０）。

次に、経路探索の具体例について図１１を参照して説明する。図１１（Ａ）は、スタート地点Ａから目的地Ｚまでの２つの探索経路１、２を示している。探索経路１は、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｚのノードを通過し、探索経路２は、Ａ、Ｂ、Ｅ、Ｆ、Ｚのノードを通過する。図１１（Ｂ）は、探索経路１の各リンクに設定された自動運転レベルまたはユーザー負担係数から算出された予測走行時間およびユーザー負担時間を示し、図１１（Ｃ）は、探索経路２の各リンクに設定された自動運転レベルまたはユーザー負担係数から算出された予測走行時間およびユーザー負担時間を示している。図１１（Ｄ）は、探索経路１および探索経路２の探索結果である、全体の予測走行時間およびユーザー負担時間を示している。探索経路１は、探索経路２よりも予測走行時間が長いが、反面、ユーザー負担時間が小さくなることがわかる。従来のナビゲーションは、ユーザー負担時間を提示するものではなかったため、ユーザーは、単に予測走行時間の比較により探索経路１または２を選択するしかなかったが、本実施例のように、ユーザー負担時間を提示することで、ユーザーは、探索経路１または２の選択において新たな絞り込みを行うことができる。これにより、例えば、ユーザーは、もっともユーザー負担時間の少ない経路を選択することができる。

上記実施例では、自動運転のレベルを４段階に分けて、それに対応するユーザー負担係数を各リンクに設定する例を示したが、このレベル分けの数や内容は一例である。また、仮に、自動運転のレベルがさらに詳細に細分類される場合には、ユーザー負担係数も細分類に応じた値となり得る。さらに上記実施例では、経路探索部３２０によって目的地までの複数の候補経路が探索されるときに、それらの複数の候補経路のユーザー負担時間を算出し、提示するようにしたが、これは一例であり、経路探索部３２０は、目的地までの１つの経路を探索することも可能である。この場合にも、探索経路のユーザー負担時間が提示される。

さらに上記実施例では、予測走行時間とユーザー負担係数の積からユーザー負担時間を算出する例を示したが、可能であれば、リンク毎にユーザー負担時間を設定するようにしてもよい。この場合には、経路探索部３２０は、予測走行時間とユーザー負担係数との積の演算は不要である。また、上記実施例では、リンク毎に予測走行時間を設定したが、予測走行時間がリンクコストと等価である場合、あるいは予測走行時間がリンクコストおよび／またはリンクの速度情報から算出することができるのであれば、必ずしも予測走行時間をリンクに設定することを要しない。

さらに他の例として、経路探索部３２０は、ユーザー負担時間が一定以下となるような経路を探索することも可能である。例えば、ユーザーが目的地を設定するときに、ユーザー負担時間の目安または上限を入力し、経路探索部３２０は、ユーザー負担時間の上限値を超えない経路を探索し、これが提示されるようにしてもよい。

さらに他の例として、経路探索部３２０は、自動運転のレベルが一定以上となるような経路を探索させることも可能である。本例では、レベル４が完全自動運転に相当するので、例えば、ユーザーは、レベル３以上の道路のみを走行する経路を探索させることができ、探索経路提示部３３０は、レベル３以上の道路のみを走行可能な探索経路が存在するか否かを提示するようにしてもよい。

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の要旨の範囲において、種々の変形、変更が可能である。

１０：車載装置 １００：入力部
１１０：位置情報算出部 １２０：ナビゲーション部
１３０：表示部 １４０：音声出力部
１５０：通信部 １５２：位置情報配信サイト
１５４：地図データ配信サイト １５６：道路交通情報配信サイト
１６０：記憶部 １７０：自動運転制御部
１８０：制御部 ２００：リンクデータ
２１０：ノードデータ ３００：経路案内プログラム
３１０：目的地設定部 ３２０：経路探索部
３３０：探索経路提示部 ＮＷ：ネットワーク
Ａ：スタート地点 Ｇ：目的地
Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ：ノード

Claims (11)

1. 目的地を設定する設定手段と、
   道路地図データを参照して目的地までの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探索経路を提示する提示手段とを有し、
   前記道路地図データは、道路区分を表すリンク毎に少なくとも予測走行時間情報と自動運転のレベルに対応するユーザー負担係数とを含み、
   前記経路探索手段はさらに、前記予測走行時間情報および前記ユーザー負担係数に基づき前記探索経路のユーザー負担時間を算出し、
   前記提示手段は、少なくとも前記探索経路のユーザー負担時間を提示する、電子装置。
2. 前記提示手段は、少なくとも前記探索経路の予測走行時間と当該予測走行時間に対応するユーザー負担時間とを提示する、請求項１に記載の電子装置。
3. 前記探索経路は、複数の候補経路を含み、前記経路探索手段は、複数の候補経路のユーザー負担時間を算出し、前記提示手段は、複数の候補経路のユーザー負担時間を提示する、請求項１または２に記載の電子装置。
4. 前記提示手段は、ユーザー負担時間が最小となる経路の識別を表示する、請求項３に記載の電子装置。
5. 前記提示手段は、ユーザー負担時間が最小となる順序で複数の候補経路を提示する、請求項３に記載の電子装置。
6. ユーザー負担時間は、予測走行時間とユーザー負担係数との積によって求められ、前記経路探索手段は、前記探索経路の各リンクのユーザー負担時間の総和を算出する、請求項１ないし５いずれか１つに記載の電子装置。
7. 前記自動運転のレベルは、リンクが自動車専用道路か否かに応じて異なる、請求項１に記載の電子装置。
8. 前記自動運転のレベルは、リンクの測位環境に応じて異なる、請求項１に記載の電子装置。
9. 前記自動運転のレベルは、前記道路地図データの精度に応じて異なる、請求項１に記載の電子装置。
10. ナビゲーション機能を有する電子装置が実行する経路案内プログラムであって、
    目的地を設定するステップと、
    道路地図データを参照して目的地までの経路を探索するステップと、
    探索するステップにより探索された探索経路を提示するステップとを有し、
    前記道路地図データは、道路区分を表すリンク毎に少なくとも予測走行時間情報と自動運転のレベルに対応するユーザー負担係数とを含み、
    前記探索するステップはさらに、前記予測走行時間情報および前記ユーザー負担係数に基づき前記探索経路のユーザー負担時間を算出するステップを含み、
    前記提示するステップは、少なくとも前記探索経路のユーザー負担時間を提示する、経路案内プログラム。
11. 請求項１ないし９いずれか１つに記載の電子装置と、
    前記電子装置に前記道路地図データを提供するサーバとを含む経路案内システム。
    

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