JPH10239071A

JPH10239071A - ナビゲーション装置

Info

Publication number: JPH10239071A
Application number: JP4337097A
Authority: JP
Inventors: Kiyokazu Ikeda; 清和池田; Mitsuru Akatsuka; 満赤塚; Yoshitaka Suga; 佳孝須賀
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-02-27
Filing date: 1997-02-27
Publication date: 1998-09-11

Abstract

(57)【要約】【課題】車両の進行方向と地図の表示方向を大まかに
一致させ、使用者が大局的に現在位置と進行状況とを把
握できるナビゲーション装置の提供。【解決手段】計測終点設定手段１にて計測終点を設定
する。方向ベクトル計算手段２は、計測終点と現在位置
とから方向ベクトルを計算する。地図回転方向決定手段
３は、方向ベクトルを基本に地図の回転方向を決定す
る。地図描画手段４は、光ディスク等の記憶媒体に記憶
された地図情報を、決定した地図の回転方向に回転させ
て、ＬＣＤ等の画像表示装置に描画する。現在位置と計
測終点とから生成する方向ベクトルに基づいて地図を回
転表示するため、地図は大まかな進行方向を上にして表
示される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は道路情報を表示する
ナビゲーション装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、車両のインストルメントパネル内
にＣＲＴ等の表示画面を設け、ここに運転者の運転操作
を支援する様々な情報を表示する車両用のナビゲーショ
ン装置が開発、実用化されている。

【０００３】このナビゲーション装置は、現在位置を認
識するＧＰＳ(Global PositioningSystem) 等を備え、
地図、車両の現在位置、進行方向等を表示する。ところ
で、現在位置と進行方向を表示する方法としては、ノー
スアップもしくはヘディングアップと呼ばれる方法があ
る。

【０００４】ノースアップは、地図を常に北を上にして
表示画面に表示する表示方法である。従って、使用者は
従来使用していた紙面に描かれた地図と同じような感覚
で地図を見ることができる。

【０００５】また、ヘディングアップは、地図を常に進
行方向を上にして表示画面に表示する表示方法である。
例えば、進行方向が北であれば北を上にして、進行方向
が南であれば南を上にして、地図を表示画面に表示す
る。従って、使用者は常に進行方向に展開する地図を見
ることになり、複雑な交差点等でも正しい経路を選択す
ることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ノースアップ
の場合は、進行方向と表示の方向が一致せず、使いづら
い。例えば、ノースアップで表示された地図を見ながら
南へ向かう場合、画面に表示される進行方向および移動
の様子は、下向きである。これでは使用者は、自分が後
退しているように錯覚したり、せっかく示された進行経
路の右折と左折を間違えたりしてしまう。

【０００７】また、ヘディングアップで表示された地図
を見ながら、曲がりくねった山道や連続した交差点等を
進む場合、表示される地図は回転を繰り返す。特に、車
両用ナビゲーション装置の場合、運転者は表示画像だけ
をずっと見ていられるわけではなく、頻繁に表示が切り
替わってしまうと、その結果、使用者の方向感覚が狂わ
されてしまう。

【０００８】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、使用者が現在位置と進行方向を的確に認識で
きるナビゲーション装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、道路情報を表示するナビゲーション装置
において、計測終点を設定する計測終点設定手段と、前
記計測終点と現在位置とから方向ベクトルを計算する方
向ベクトル計算手段と、前記方向ベクトルを基に、地図
の回転方向を決定する地図回転方向決定手段と、前記道
路情報を、前記地図の回転方向に回転させて表示する地
図描画手段とを具備することを特徴とするナビゲーショ
ン装置が提供される。

【００１０】このようなナビゲーション装置で道路情報
を表示する場合には、計測終点設定手段にて計測終点を
設定する。方向ベクトル計算手段は、計測終点と現在位
置とから方向ベクトルを計算する。地図回転方向決定手
段は、方向ベクトルを基本に地図の回転方向を決定す
る。地図描画手段は、地図情報を、決定した地図の回転
方向に回転させて表示する。

【００１１】このようにして道路情報を表示すると、設
定された計測終点までの方向ベクトルを基本に回転させ
られた地図が表示される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は、本発明のナビゲーション
装置の動作原理図である。

【００１３】本発明のナビゲーション装置は、計測終点
を設定する計測終点設定手段１と、計測終点と現在位置
とから方向ベクトルを計算する方向ベクトル計算手段２
と、計算した方向ベクトルを基に地図の回転方向を決定
する地図回転方向決定手段３と、地図情報を、決定した
地図の回転方向に回転させて表示する地図描画手段４と
を具備している。ここで、地図情報は光ディスク等の記
憶媒体に記憶されており、必要に応じて抽出される。ま
た、ここでは画像表示装置はＬＣＤ(Liquid Crystal Di
splay)であるが、ＣＲＴ(Cathode Ray Tube)等を使用し
てもよい。

【００１４】このようなナビゲーション装置で道路情報
を表示する場合には、計測終点設定手段１にて計測終点
を設定する。方向ベクトル計算手段２は、計測終点と現
在位置とから方向ベクトルを計算する。地図回転方向決
定手段３は、方向ベクトルを基本に地図の回転方向を決
定する。地図描画手段４は、地図情報を、決定した地図
の回転方向に回転させて表示する。

【００１５】このようにして道路情報を表示すると、Ｌ
ＣＤには、現在の進行方向に関係なく、設定された計測
終点までの方向ベクトルに基づいて回転させられた地図
が表示される。このため使用者は、設定された計測終点
が現在位置から見てどちらの方向であるか、大局的に認
識することができる。

【００１６】図２は、本発明のナビゲーション装置を実
現するハードウェア構成を示したブロック図である。本
発明のナビゲーション装置は、入力装置１０と現在位置
測定部２０と制御部３０と道路情報提供部４０と描画部
５０と道路情報出力部６０とから構成されている。

【００１７】入力装置１０は、マウス等のポインティン
グデバイスで実現される。使用者は、このナビゲーショ
ン装置の使用にあたり、目的地や各種コマンド、道路情
報の出力方法等を入力装置１０にて指定する。

【００１８】現在位置測定部２０は、ＧＰＳ(Global Po
sitioning System) 装置２１、方位センサ２２、距離セ
ンサ２３から構成される。ＧＰＳ装置２１は、複数のＧ
ＰＳ衛星からの電波を受信して現在位置を測定する。方
位センサ２２は、地磁気等に基づいて進行方向を測定す
る。また、距離センサ２３は移動距離を測定する。

【００１９】制御部３０は、ＣＰＵ(Central Processin
g Unit) ３１と主記憶装置３２とから構成される。主記
憶装置３２には、このナビゲーション装置を制御するた
めのプログラムが格納されている。ＣＰＵ３１は、主記
憶装置３２に格納されたプログラムに従って、入力装置
１０を介して入力される指示に基づき、現在位置測定部
２０、道路情報提供部４０、および描画部５０を制御す
る。

【００２０】道路情報提供部４０は、ＣＤ−ＲＯＭドラ
イブ４１と地図情報を記憶したＣＤ−ＲＯＭ４２とから
構成される。ＣＤ−ＲＯＭドライブ４１は制御部３０か
らの制御に従ってＣＤ−ＲＯＭ４２から地図情報を読み
出し、制御部３０に提供する。また、ＣＤ−ＲＯＭ４２
から読み出した地図情報に音声情報が付随している場合
には、これを後述するスピーカ６２に出力する。

【００２１】描画部５０は、ＧＤＣ(Graphic Display C
ontroller) ５１とグラフィックＲＡＭ(Random Access
Memory)５２とから構成される。ＧＤＣ５１はグラフィ
ックＲＡＭ５２を適宜使用しながら、制御部３０からの
制御に従って、提供される道路情報を後述する表示装置
６１に出力する。ここで表示装置６１に出力される道路
情報には、回転処理を施された地図情報、現在位置およ
び進行方向等が含まれている。

【００２２】道路情報出力部６０は、表示装置６１とス
ピーカ６２とから構成される。表示装置６１およびスピ
ーカ６２は、それぞれ前述のＧＤＣ５１およびＣＤ−Ｒ
ＯＭドライブ４１を介して制御部３０の制御を受け、道
路情報を出力する。使用者は表示装置６１だけを使用し
てもよいし、表示装置６１とスピーカ６２、両方を使用
してもよい。スピーカ６２を使用すると、「１ｋｍ先を
右折」等の案内が表示装置６１を見ずに合成音声等で提
供される。よって車載用のナビゲーション装置を使用し
ながら１人でドライブする場合等には安全性が高くな
る。

【００２３】なお、図２に示した入力装置１０と現在位
置測定部２０と制御部３０とは、図１に示した計測終点
設定手段１と方向ベクトル計算手段２と地図回転方向決
定手段３とに対応している。また、図２に示した道路情
報提供部４０は図１に示した電子地図に、図２に示した
描画部５０は図１に示した地図描画手段４に、対応して
いる。さらに、図２に示した表示装置６１は図１に示し
たＬＣＤに対応している。

【００２４】次に、本発明のナビゲーション装置では、
どのような処理手順で使用者に道路情報を提供するのか
説明する。図３は、本発明のナビゲーション装置にて道
路情報を表示する処理手順を示したフローチャートであ
る。

【００２５】ナビゲーション装置に電源が投入される
と、現在位置測定部２０は現在位置および進行方向を測
定し（ステップＳ１）、制御部３０に供給する。制御部
３０は道路情報提供部４０から現在位置近傍の地図情報
を取得し、これを、測定された進行方向とともに描画部
５０に供給する。描画部５０では、供給された地図情報
を、表示装置６１に表示させる（ステップＳ２）。この
際、地図上には現在位置および進行方向が、使用者に判
るように記号にて表示される。

【００２６】制御部３０は次に、表示装置６１に表示さ
れている地図情報の縮尺を検出し、検出した縮尺を基に
計測基準距離を設定する（ステップＳ３）。なお、計測
基準距離については、後に説明する。使用者が入力装置
１０を介して地図情報の縮尺調整を行った場合（ステッ
プＳ４）、制御部３０は、再度、計測基準距離を設定す
る（ステップＳ３）。

【００２７】縮尺調整が行われない場合、制御部３０
は、設定した計測基準距離と現在位置とから方向ベクト
ルを生成し（ステップＳ５）、生成した方向ベクトルを
描画部５０に供給する。方向ベクトルおよびその生成に
ついては、計測基準距離について説明する際、併せて説
明する。

【００２８】そして描画部５０は、現在位置を含む地図
情報を、供給された方向ベクトルに基づいて回転させた
地図データを生成し、これを表示装置６１に表示させる
（ステップＳ６）。このとき現在位置や進行方向は、使
用者に判りやすいよう記号等で地図データ上に表示され
る。

【００２９】現在位置測定部２０は、ナビゲーション装
置の現在位置と進行方向を常時測定している（ステップ
Ｓ７）。制御部３０では、この測定結果から、移動があ
ったか否かを判断する（ステップＳ８）。移動があった
場合には、縮尺調整が行われたか否かの判断に再度進む
（ステップＳ４）。なお、移動がなかった場合には、電
源がＯＦＦにされるまで、ステップＳ７〜ステップＳ８
が繰り返される（ステップＳ９）。電源がＯＦＦされた
場合、このフローチャートの処理は終了となる。

【００３０】ここで、計測基準距離と方向ベクトルにつ
いて説明する。一般に、ナビゲーション装置による案内
は、未知の道路や迷いやすい道路では詳細であった方が
よいが、既知の道路や間違いようのない一本道等では大
まかでよい。また、使用者は、無意識のうちに、詳細な
案内が必要な場合には地図を拡大するし、大まかな案内
でよい場合には地図を縮小する。

【００３１】このようなことから本発明のナビゲーショ
ン装置では、現在位置測定部２０で測定される瞬間的な
進行方向とは別に、道路自体の情報から大まかな進行方
向を算出する。そして、この大まかな進行方向に基づい
て回転させた地図を、使用者に提供する。以降、この大
まかな進行方向のことを方向ベクトルと呼ぶ。また、方
向ベクトルを求める際に基準とする距離を、計測基準距
離と呼ぶ。計測基準距離は基本的に、表示された地図デ
ータの縮尺に基づいて設定される。なお、制御部３０
は、方向ベクトルに基づいた回転表示だけでなく、ヘデ
ィングアップ表示やノースアップ表示のデータ制御も可
能である。使用者はこれらの表示方法から任意の方法を
選択できる。

【００３２】図４および図５は、方向ベクトルを生成
し、生成した方向ベクトルに基づいて地図情報を回転さ
せる様子を説明する図であって、図４（Ａ）は計測基準
距離を設定した様子を、図４（Ｂ）は中間計測点を設定
し、中間ベクトルを生成した様子を示す。また、図５
（Ａ）は方向ベクトルを生成した様子を、図５（Ｂ）は
方向ベクトルに基づいて回転させた地図データを示す。

【００３３】図４（Ａ）に示すように、表示装置６１の
画面に、ワインディング道路７１と、現在位置および進
行方向を示す記号７２とを含み、北を上にした地図情報
７０が表示されている場合、まず、ワインディング道路
７１上の任意の点７３を計測基準点とする。すなわち、
現在位置７２から計測基準点７３までの距離を計測基準
距離として設定する。なお、計測基準点７３は、地図情
報７０の表示範囲内に収まる位置にある任意の点をとれ
ばよい。

【００３４】次に、計測基準距離を任意の数に分割し、
中間計測点を設定する。また、現在位置と中間計測点、
計測基準点を結び、中間ベクトルを生成する。ここで、
図４（Ｂ）に示す例では、５つの中間計測点７４ａ，７
４ｂ，７４ｃ，７４ｄ，７４ｅが設定されている。そし
て、現在位置７２と中間計測点７４ａとを結ぶ中間ベク
トル７５ａと、現在位置７２と中間形側点７４ｂとを結
ぶ中間ベクトル７５ｂと、現在位置７２と中間計測点７
４ｃとを結ぶ中間ベクトル７５ｃと、現在位置７２と中
間計測点７４ｄとを結ぶ中間ベクトル７５ｄと、現在位
置７２と中間計測点７４ｅとを結ぶ中間ベクトル７５ｅ
と、現在位置７２と計測基準点７３とを結ぶ中間ベクト
ル７５ｆと、が生成されている。

【００３５】方向ベクトルは、生成された中間ベクトル
の平均をとって生成する。従って、ここでは図５（Ａ）
に示すように、６つの中間ベクトル７５ａ〜７５ｆの平
均をとり、東方向に伸びる方向ベクトル７６を生成す
る。

【００３６】以上の処理は、すべて制御部３０で行わ
れ、生成された方向ベクトル７６と、これを適用する地
図情報７０とが描画部５０に供給される。そして、描画
部５０ではこれを受け、図５（Ｂ）に示すように、地図
情報７０を方向ベクトル７６に基づいて、東が上になる
よう、任意の角度に回転させた地図データ７７を生成
し、表示装置６１に表示させる。

【００３７】このように、本発明のナビゲーション装置
では、表示される地図における大まかな進行方向を方向
ベクトルとして算出し、これに基づいて地図を回転させ
る。従って、移動による地図データ表示の変化が小さ
く、使用者は、瞬間的な進行方向や方向転換の繰り返し
に惑わされることなく、進行概況を把握することができ
る。

【００３８】なお、上記の説明では、計測基準距離を地
図データの縮尺（表示範囲）に応じて設定するとした
が、現在位置から現在位置の属する道路の終点（他の道
路との交差点、国道や県道等の終点、分岐点等）までの
距離を、計測基準距離としてもよいし、使用者に指定さ
せてもよい。

【００３９】また、上記の例では方向ベクトルを生成す
る際、計測基準点と中間計測点とを設定し、複数の中間
ベクトルの平均をとったが、現在位置と計測基準点のみ
を設定し、両者を直接結んで方向ベクトルとしてもよ
い。このようにした場合、制御部３０にかかる負荷が減
少する。

【００４０】さらに、上記の例では、常時一定の計測基
準距離から方向ベクトルを生成しているが、地図データ
を一旦表示させた後は、現在位置と計測基準点とが一致
するまで地図を固定してもよい。現在位置と計測基準点
とが一致した時点で、新たな方向ベクトルに基づいて回
転させた新たな地図データを表示させる。このようにし
た場合、制御部３０および描画部５０にかかる負荷が減
少する。

【００４１】また、上記の例では、移動の度に方向ベク
トルを求め、これに基づいて地図を回転させているが、
先に求めた方向ベクトルとの間に生じる角度が一定値以
下である場合には地図の描き換えをしないようにしても
よい。このようにした場合、描画部５０にかかる負荷が
減少する。ここで、地図の描き換えをするかしないかの
基準とする角度は、「−１５度〜＋１５度」等、使用者
の好みに応じて設定すればよい。

【００４２】さらに、生成される方向ベクトルに基づい
た描画部５０の回転処理を、４種類（０度、９０度、１
８０度、２７０度）等に限定してもよい。このようにし
た場合にも、描画部５０にかかる負荷が減少する。

【００４３】また、上記の例では地図情報を回転させた
が、これを固定表示させ、生成した方向ベクトルを地図
上に重ねて表示させることによって、使用者に大まかな
進行方向を認識させてもよい。

【００４４】なお、ここまで、表示装置６１にて１枚の
地図を表示させるという前提で説明を行ったが、表示装
置として２枚の地図を表示できるものを使用したり、表
示装置を２台並べて使用したりする場合には、それぞれ
の縮尺および表示方法を変えると便利である。

【００４５】図６は、本発明のナビゲーション装置を２
枚の地図データを表示できる表示装置にて使用した場合
の使用方法例を説明するための図である。図において、
表示装置には地図データ８１と地図データ８２とを含ん
だ画像８０が表示されている。

【００４６】ここで、地図データ８１には、現在位置お
よび進行方向を示す記号８１ａと、目的地へのルート８
１ｂが示されている。目的地へのルート８１ｂによれ
ば、使用者は、道路８１ｃを、左折路８１ｅや右折路８
１ｆを無視して現在の進行方向のまま進み、道路８１ｄ
との交差点で右折して、道路８１ｄを進めばよい。縮尺
率の低い地図データ８１は、方向ベクトルに基づいて回
転表示されている。

【００４７】地図データ８２には、現在位置および進行
方向を示す記号８２ａと、目的地へのルート８２ｂが示
されている。目的地へのルート８２ｂによれば、使用者
は、道路８２ｃを、左折路８２ｅや右折路８２ｆを無視
して現在の進行方向のまま進めばよい。縮尺率の高い地
図データ８２は、ヘディングアップで表示されている。

【００４８】このように縮尺率の異なる２枚の地図デー
タを表示させると、使用者は、広い範囲での現在位置お
よび進行方向（地図データ８１）と、狭い範囲での現在
位置および進行方向（地図データ８２）とを把握するこ
とができ、燃料補給や休憩取得のタイミングが調節しや
すい。

【００４９】なお、ここでは説明のために縮尺率にあま
り差のない地図データ８１、地図データ８２を表示させ
た例をあげたが、これらの地図の縮尺率は使用者が任意
に変更する。また、使用者は、それぞれの地図に対し、
表示方法としてノースアップとヘディングアップと方向
ベクトルによる大まかな回転とを選択することができ
る。従って、目的地と現在位置との位置関係、使用者の
経験等によって、使用方法は任意に設定すればよい。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、設定さ
れる計測終点と現在位置とから求められる方向ベクトル
に基づいて地図を回転表示させる地図描画手段を設けた
ので、車両の進行方向と地図の表示方向がほぼ一致し、
表示方向も安定する。

【００５１】従って、使用者は現在位置と進行方向を的
確に認識できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のナビゲーション装置の動作原理図であ
る。

【図２】本発明のナビゲーション装置を実現するハード
ウェア構成を示したブロック図である。

【図３】本発明のナビゲーション装置にて道路情報を表
示する処理手順を示したフローチャートである。

【図４】方向ベクトルを生成し、生成した方向ベクトル
に基づいて地図情報を回転させる様子を説明する図（そ
の１）であって、図４（Ａ）は計測基準距離を設定した
様子を、図４（Ｂ）は中間計測点を設定し、中間ベクト
ルを生成した様子を、示す。

【図５】方向ベクトルを生成し、生成した方向ベクトル
に基づいて地図情報を回転させる様子を説明する図（そ
の２）であって、図５（Ａ）は方向ベクトルを生成した
様子を、図５（Ｂ）は方向ベクトルに基づいて回転させ
た地図データを、示す。

【図６】本発明のナビゲーション装置を２枚の地図を表
示できる表示装置にて使用した場合の使用方法例を説明
するための図である。

【符号の説明】

１……計測終点設定手段、２……方向ベクトル計算手
段、３……地図回転方向決定手段、４……地図描画手
段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】道路情報を表示するナビゲーション装置
において、計測終点を設定する計測終点設定手段と、前記計測終点と現在位置とから方向ベクトルを計算する
方向ベクトル計算手段と、前記方向ベクトルを基に、地図の回転方向を決定する地
図回転方向決定手段と、前記道路情報を、前記地図の回転方向に回転させて表示
する地図描画手段と、を具備することを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項２】前記方向ベクトル計算手段は現在位置か
らの道路の中間計測点までのベクトルの平均から方向ベ
クトルを求め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。
【請求項３】前記方向ベクトル計算手段は現在位置と
計測終点を結ぶベクトルから方向ベクトルを求めること
を特徴とする請求項１記載のナビゲーション装置。
【請求項４】前記方向ベクトル計算手段は現在位置の
道路のベクトルから方向ベクトルを求めることを特徴と
する請求項１記載のナビゲーション装置。
【請求項５】前記地図回転方法決定手段は、前記方向
ベクトルが変化しても変動が一定範囲であれば、前記地
図の回転方向を固定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。
【請求項６】前記地図回転方向決定手段は、前記地図
の回転方向を任意角度毎と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。
【請求項７】計測終点に現在位置が到達したときに、
次の計測終点を目標に前記道路情報を回転させることを
特徴とする請求項１記載のナビゲーション装置。
【請求項８】前記道路情報を２画面表示するときに、
両者を同一方向ベクトルで表示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。
【請求項９】前記道路情報を２画面表示するときに、
両者を独立の方向ベクトルで表示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。
【請求項１０】道路情報を表示するナビゲーション装
置において、計測終点を設定する計測終点設定手段と、前記計測終点と現在位置とから方向ベクトルを計算する
方向ベクトル計算手段と、前記方向ベクトルを前記地図情報と重ね合わせて表示す
る地図描画手段と、を具備することを特徴とするナビゲーション装置。