JP2005321360A - 車載ナビゲーション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転しやすい経路でありながら、より適切な経路を探索すること。
【解決手段】交差点において、車両の右折時に、右折時間が確保されている場合、右折時間が確保されていない場合の右折コストに対して低減された値が設定される。これにより、経路探索において、右折を含む経路を探索する可能性が高くなるので、運転しやすい経路でありながら、より適切な経路を探索することができる。例えば、右折矢印信号機が設置されている場合、運転者は、対向車に関わらず、右折することができる。このような交差点において、低減された右折コストの値が設定される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、車載ナビゲーション装置に関する。

従来、２つの地点間を結ぶ経路を探索して、その探索した経路に従い経路案内を行なうナビゲーション装置が知られている。このナビゲーション装置は、交差点を示すものであって、通過コストが付与されているノードデータと、交差点間を結ぶ道路を示すものであって、リンクデータが付与されているリンクデータとを有する道路地図データを備えている。通過コストは、左折コスト、直進コスト、及び右折コストを有している。この道路地図データに基づいて、２つの地点間を結ぶ経路を探索する際に、通過コストとリンクコストとの合計が小さくなる経路が探索される。

例えば、特許文献１に開示されるように、車両が左折する場合、対向車に関わらず、左折することができるため、直進コスト及び右折コストに対して、左折コストが低く設定されている。また、車両が右折する場合、対向車の合間を縫って、右折しなければならないため、右折コストは左折コストよりも大きく、かつ直進コストと同等以上に設定されている。
特開２００２−１６２２４３号公報

従来の装置では、上述したように通過コストの大きさの関係は、「左折コスト＜直進コスト≦右折コスト」という式で表される。このように、左折コストが最も小さく設定されているので、２つの地点間を結ぶ経路を探索する場合、左折を繰り返す経路が探索される可能性がある。左折のみで探索された経路は、一般的に右折を含む経路と比べて長くなる。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、運転しやすい経路でありながら、より適切な経路を探索することが可能な車載ナビゲーション装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の車載ナビゲーション装置は、
道路が分岐、合流、交差するポイントを示すものであって、当該ポイントを通過する際の通過コストを有するノードデータと、そのポイント間の道路を示すものであって、リンクコストを有するリンクデータとを備える道路地図データと、
道路地図データに基づいて、２つの地点間を結ぶ経路を探索するものであって、経路に含まれる通過コストとリンクコストとの合計が小さくなるように、経路を探索する経路探索手段と、
経路探索手段によって探索された経路を、２つの地点間の案内経路として経路案内を行なう経路案内手段とを備え、
通過コストは、右折コストを含み、当該右折コストは、車両の右折時に、右折時間が確保されている場合、右折時間が確保されていない場合に比較して、小さい値に設定されることを特徴とする。

上述したように、請求項１に記載の車載ナビゲーション装置では、交差点において、車両の右折時に、右折時間が確保されている場合、運転者は、対向車に関わらず、右折することができるため、右折時間が確保されていない場合の右折コストに対して値が低減される。これにより、経路探索において、右折を含む経路を探索する可能性が高くなるので、運転しやすい経路でありながら、より適切な経路を探索することができる。

請求項２に記載したように、右折コストは、ノードデータに対応する地点に右折矢印信号機が設置されている場合、小さい値に設定されることが好ましい。右折矢印信号機が設置されている場合、運転者は、対向車に関わらず、右折することができる。このため、右折時間が確保されていない場合の右折コストに対して低減された値が設定されることによって、右折を含む経路を探索する可能性が高くなる。

請求項３に記載したように、右折コストは、ノードデータに対応する地点に時差式交差点が設置されている場合、小さい値に設定されることもできる。時差式交差点が設置されている場合、対向車線の全ての車両は停車しているので、運転者は、容易に右折することができる。このため、右折時間が確保されていない場合の右折コストと比べて、右折のコストを低減させることにより、右折を含む経路を探索する可能性が高くなる。

請求項４に記載したように、通過コストは、左折コストを含み、右折時間が確保されているときに、右折コストが設定される小さい値は左折コストと同等以下であることが好ましい。これにより、左折を繰り返す経路を探索する可能性に対して、右折を含む経路を探索する可能性が同等以上に高くなり、当該装置は、より適切な経路を探索することができる。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態による車載ナビゲーション装置１００の概略構成を示すブロック図である。以下、本実施形態による車載ナビゲーション装置について詳細に説明する。

図１に示すように、車載ナビゲーション装置１００は、車両の現在位置を検出する位置検出器１２、当該装置へ各種指令を入力するための操作スイッチ２０と同様の各種指令を入力可能な図示しないリモートコントロール端末（以下、リモコンと呼ぶ）からの信号を入力するためのリモコンセンサ２１、地図データ入力部２２、地図表示画面やＴＶ画面等の各種表示を行うための表示部２６、スピーカ２８、上述した位置検出器１２、操作スイッチ２０、地図データ入力部２２、及び図示しないリモコンからの入力に応じて各種処理を実行し、表示部２６やスピーカ２８を制御するナビ制御回路３０を備えている。

位置検出器１２は、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）用の人工衛星からの送信電波（ＧＰＳ信号）をＧＰＳアンテナを介して受信し、車両の位置、方位、速度等を検出するＧＰＳ受信機１２ａ、車両に加えられる回転運動の大きさに基づいて進行方位を検出するジャイロスコープ１２ｂ、及び車速センサや車輪センサ等からなり車両の走行距離を検出するための車速センサ１２ｃを備えている。そして、これら各センサ等１２ａ〜１２ｃは、各々が性質の異なる誤差を有しているため、互いに補完しながら使用するように構成されている。なお、精度によっては、上述したセンサ等１２ａ〜１２ｃの中の一部のみを用いて構成してもよく、また、地磁気に基づいて絶対方位を検出する地磁気センサや左右操舵輪の回転差などから得られる車両のステアリング角を累積して方向を求めるセンサ等を用いてもよい。

また、操作スイッチ２０としては、表示部２６と一体に構成され、表示画面上に設定されるタッチスイッチ、及び表示部２６の周囲に設けられたメカニカルなキースイッチ等が用いられる。タッチスイッチは、表示部２６の画面上に縦横無尽に配置された赤外線センサより構成されており、例えば、指やタッチペンなどでその赤外線を遮断すると、その遮断した位置が２次元座標値（Ｘ，Ｙ）として検出される。これによって、表示画面を直接タッチすることで、所定の指示を入力できるようにされている。

なお、これら操作スイッチ２０は車載用ナビゲーション装置１００を操作するための各種スイッチであるが、具体的には、表示部２６に表示させる表示内容を切り替えるためのスイッチや、ユーザが目的地までのルート（経路）を設定するためのスイッチなどを含む。

一方、地図データ入力部２２は、位置検出の精度向上のためのいわゆるマップマッチングデータ用データ、道路の接続を表した道路データを含む各種データを記憶媒体から入力するための装置である。記憶媒体としては、そのデータ量からＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤを用いるのが一般的であるが、例えば、メモリーカード等の他の媒体を用いても良い。

ところで、この道路データのフォーマットには、リンクデータとノードデータ、及びリンク間接続情報などがある。リンクデータは、リンクを特定するための固有の番号であるリンクＩＤや、例えば、高速道路、有料道路、一般道路、又は取付道などを識別するための道路種別（リンククラス）や、道路の幅員・車線数あるいは中央分離帯の有無などを示す道路幅員情報、リンクの始端座標、及び終端座標や、リンクの長さを示す道路長（リンク長）、リンクコストなどからなる。一方、ノードデータは、リンクを結ぶノード固有の番号であるノードＩＤや、交差点での右左折禁止や、信号機有無、通過コストなどの情報を含む。

表示部２６は、例えば、液晶表示パネルからなり、その画面には、位置検出器１２にて検出した車両の現在地を示すマーク、地図データ入力部２２より入力された道路データ、及び地図上に表示する案内経路、名称、目印等の付加データを重ねて表示することができる。

スピーカ２８は、ナビ制御回路３０で処理された各種案内などのための音声情報を利用者に報知する。ナビ制御回路３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭからなる周知のマイクロコンピュータを中心に構成されており、装置全体の制御を行う。ナビ制御回路３０は、現在位置算出部３１、目的地設定部３２、表示制御部３３、案内制御部３４、経路探索部３５、算出パラメータテーブル記憶部３６、及び案内ルート記憶部３７を備えている。

現在位置算出部３１は、ＧＰＳ受信機１２ａ、ジャイロスコープ１２ｂ及び車速センサ１２ｃからの入力信号、及び地図データ入力部２２を介して記憶媒体から取得した地図データに基づいて、現在位置を算出する。なお、ＧＰＳ受信機１２ａが受信するＧＰＳ信号には時刻情報も含まれているため、この現在位置算出部３１は、現在時刻情報も出力する。

また、目的地設定部３２は、操作スイッチ２０やリモコンセンサ２１の指示に基づいて、表示制御部３３を介して、目的地設定のためのメニュー画面等の目的地設定画面を表示部２６へ表示する。この目的地設定画面において、名称、住所、電話番号等が入力されると、該当する施設を目的地として設定する。経路算出部３５は、現在位置算出部３１の出力する現在地から目的地までの最適な経路を算出する。この経路算出手法としてはダイクストラ法等の手法が知られている。この経路探索結果としての案内ルートは、案内ルート記憶部３７に記憶される。

表示制御部３３は、案内ルート記憶部３７に記憶されている経路探索結果を道路データに重ねて強調表示し、表示部２６へ表示する。案内制御部３４は、現在位置算出部３１からの出力に基づいて、案内ルート記憶部３７に記憶されている探索経路に対する現在位置を検出し、スピーカ２８によって経路の進行方向などの音声案内を行う。

経路探索部３５はダイクストラ法等の手法を用いて経路探索を行うが、このダイクストラ法によって経路全体のコストは、コスト＝総和（リンクコスト）＋総和（通過コスト）という式で表される。なお、「リンクコスト」は、道路長、道路幅員、道路種別、信号機の存在数などに基づいて設定される。また、「通過コスト」は、左折コスト、直進コスト、右折コストを含む。

次に、本実施形態における経路探索処理について、図２のフローチャートを用いて詳細に説明する。なお、図２は、経路探索処理のルーチンを示すフローチャートである。

まず、図２のステップＳ１０では、車両の現在位置を検出する。このとき、ＧＰＳ受信機１２aによる位置データは、上述の道路データの座標データ（緯度と経度）と同じ形態で取得される。また、地磁気センサ（図示せず）、ジャイロスコープ１２ｂ、車速センサ１２ｃによって自車両の進行方向及び走行距離に関するデータが取得され、過去に算出、もしくは確定された車両位置を基準として、現在位置の座標データの算出を行なう（自立航法による座標データの算出）。なお、現在位置は、基本的には、自立航法により算出された座標データに基づいて求められる。ただし、ＧＰＳ受信機１２ａによる位置データが取得されている場合には、両者を比較し、その差が所定距離以上である場合には、現在位置として、ＧＰＳ受信機１２ａによる位置データを採用する。

ステップＳ２０では、目的地を設定する。具体的には、例えば、表示部２６に目的地設定メニューが表示される。この目的地設定メニューには、「名称で探す」、「ジャンルで探す」、「電話番号で探す」などがある。この目的地設定メニューを利用して目的地が設定される。

ステップＳ３０では、ステップＳ１０にて検出された現在位置から、ステップＳ２０にて設定された目的地までの経路をダイクストラ法等の手法で探索する。本実施形態の経路探索では、通過コスト及びリンクコストに基づいてコスト計算が行われる。ここで、本実施形態における通過コストについて図３を用いて説明する。

図３に示すように、通過コストには、左折コスト、直進コスト、右折コストが含まれ、交差点の「信号機なし」、「信号機あり」、または「右折矢印信号機あり」に応じて、左折コスト、直進コスト、及び右折コストがそれぞれ設定される。まず、「信号機なし」の場合、通過コストは「左折コスト＝中、直進コスト＝大、右折コスト＝大」と設定される。例えば、信号機がない交差点において、左折する場合、運転者は、交差道路の主に片側の車線の車両が、その左折の障害となるだけであるため、「左折コスト＝中」が設定される。一方、直進する場合、及び右折する場合、両側の車線を走行する車両が障害となるため、直進、及び右折を行なうには、周囲の交通状況に細心の注意を払う必要が生じる。このため、直進コスト、右折コストとも、「大」に設定される。

次に、「信号機あり」の場合、通過コストは「左折コスト＝小、直進コスト＝小、右折コスト＝大」と設定される。例えば、信号機がある交差点において、左折及び直進する場合、運転者は、左折及び直進の障害となるものがないため、「左折コスト＝小、直進コスト＝小」が設定される。一方、右折する場合、運転者は、対向車線の直進する車両が右折の障害となるため、「右折コスト＝大」が設定される。

さらに、「右折矢印信号機あり」の場合、通過コストは「左折コスト＝小、直進コスト＝小、右折コスト＝小」と設定される。右折矢印信号機がある交差点において、右折する場合、信号機に右折矢印が表示されている時、対向車線の左折、及び直進する車両が停車しているので、右折の障害となるものがない。このため、右折コストには、右折時間が確保されていない場合の右折コストに対して低減された値が設定される。これにより経路探索時に、右折を含み、左折を繰り返すよりも適切な経路を探索する可能性が高くなる。

図２のフローチャートに戻り、ステップＳ４０では、ステップＳ３０にて探索された経路を表示する。具体的には、表示制御部３３が、探索された経路を道路データに重ねて強調表示し、表示部２６へ表示する。ステップＳ５０では、ステップＳ３０にて探索された経路に基づいて、経路案内を行う。

以上、説明したように、本実施形態によれば、交差点において、車両の右折時に、右折時間が確保されている場合、右折時間が確保されていない場合の右折コストに対して値が低減されるようにした。これにより、運転しやすい経路でありながら、より適切な経路を探索することができる。

また、上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することができる。

例えば、上述した実施形態においては、ノードデータに対応する地点に右折矢印信号機が設置されている場合の例を説明した。しかしながら、右折コストは、ノードデータに対応する地点に時差式交差点が設置されている場合、小さい値に設定されても良い。時差式交差点が設置されている場合、対向車線の全ての車両は停車しているので、運転者は、容易に右折することができる。

また、上述した実施形態においては、道路地図データに含まれるノードデータに対応する地点にて、信号機の有無、及び右折矢印信号機の有無に応じた通過コストが設定されている例を説明した。しかしながら、通過コストを予め設定して記憶しておくのではなく、経路探索の都度、信号機の有無、右折矢印信号の有無に関する情報を取得して算出するようにしても良い。リンクコストについても同様に、道路種別、幅員、距離、信号機数等に基づいて算出するようにしても良い。

このようにすると、どのようなコストを付与するかに関しての自由度が向上し、左折を優先するようにコストを付与する他、直進優先、右折矢印信号がある場合の右折優先等が自由に選択できる。

また、前述した実施形態では通過コストの大きさを３段階に分ける例について説明したが、コストの大きさの分割数は任意に設定できる。

車載ナビゲーション装置１００の概略構成を示すブロック図である。 本実施形態における、経路探索処理のルーチンを示すフローチャートである。 本実施形態における、通過コストの設定値を示す表である。

符号の説明

１２…位置検出器
１２ａ…ＧＰＳ受信機
１２ｂ…ジャイロスコープ
１２ｃ…車速センサ
２０…操作スイッチ
２１…リモコンセンサ
２２…地図データ入力部
２６…表示部
２８…スピーカ
３０…ナビ制御回路
３１…現在位置算出部
３２…目的地設定部
３３…表示制御部
３４…案内制御部
３５…経路探索部
３６…算出パラメータテーブル記憶部
３７…案内ルート記憶部

Claims (4)

1. 道路が分岐、合流、交差するポイントを示すものであって、当該ポイントを通過する際の通過コストを有するノードデータと、そのポイント間の道路を示すものであって、リンクコストを有するリンクデータとを備える道路地図データと、
   前記道路地図データに基づいて、２つの地点間を結ぶ経路を探索するものであって、経路に含まれる前記通過コストと前記リンクコストとの合計が小さくなるように、経路を探索する経路探索手段と、
   前記経路探索手段によって探索された経路を、前記２つの地点間の案内経路として経路案内を行なう経路案内手段とを備え、
   前記通過コストは、右折コストを含み、当該右折コストは、車両の右折時に、右折時間が確保されている場合、右折時間が確保されていない場合に比較して、小さい値に設定されることを特徴とする車載ナビゲーション装置。
2. 前記右折コストは、前記ノードデータに対応する地点に右折矢印信号機が設置されている場合、前記小さい値に設定されることを特徴とする請求項１に記載の車載ナビゲーション装置。
3. 前記右折コストは、前記ノードデータに対応する地点に時差式交差点が設置されている場合、前記小さい値に設定されることを特徴とする請求項１に記載の車載ナビゲーション装置。
4. 前記通過コストは、左折コストを含み、右折時間が確保されているときに、前記右折コストが設定される前記小さい値は前記左折コストと同等以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の車載ナビゲーション装置。

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