JP3546537B2 - 車載用ナビゲーションシステム - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、記録媒体に記録された地図情報を用いて、現在地より目的地までの経路を探索し、誘導する車載用ナビゲーションシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
記録媒体に記録された地図情報に基づいて、現在地点より目的地までの経路を探索する方法として、上記地図情報より道路地図上における各交差点と各交差点間を結んだ経路網地図データを作成して、この経路網地図データに基づいて経路探索を行う方法が、例えば、特開平６−５２２３７号公報において提案されている。この公報における経路網地図データには、各交差点について、交差点名、交差点の地図上の座標、交差点Ｘに接続道路で接続する交差点Ｙ、および接続する道路の距離Ｄｘｙが記録されている。経路探索方法としては、最短経路を求めることを目的として、現在地と目的地との間に含まれる交差点より各交差点を接続することが可能な接続経路を求め、次いで交差点間のそれぞれの距離Ｄｘｙの合計により合計距離が最小となる最短経路を上記接続経路より探索している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実際の道路、特に市街地など交差点の通過頻度が高い道路においては、上述した公報に代表されるような交差点間の距離に基づく最短距離が、必ずしも最短時間で目的地に到着できる経路とは限らない場合が多い。なぜならば、交差点は、特定方向への交通の流れを円滑にするため該方向に沿って進む方向において青信号となる時間を長くするように設定されているため、この信号の設定に沿って進まない限り、例え距離的に最短であっても赤信号による信号待ちが長くなり、目的地到着までの時間が長くなるからである。
【０００４】
また、上述した公報に代表されるような交差点間の距離に基づく最短距離では、右折する交差点を選択する際に、該交差点における右折矢印信号の有無及び、右折矢印信号の青信号の確率の高低を考慮していなかった。しかしながら、交通量の多い市街地を走行する上で、右折矢印信号の無い交差点を右折することは困難であり、更に、右折矢印信号が設けられた信号機であっても、右折矢印信号が青信号の確率の低い交差点では、円滑に右折し難いばかりか、該交差点にて信号待ちする可能性が高くなった。
【０００５】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、交通信号での待ち時間の最も短い経路を探索できる車載用ナビゲーションシステムを提供することにある。
更に、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、円滑に右折できる交差点を選択し経路を探索する車載用ナビゲーションシステムを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の請求項１の車載用ナビゲーションシステムでは、地図情報の記憶部、現在位置検出手段、および、目的地入力手段を含み現在位置から目的地までの経路を探索する車載用ナビゲーションシステムであって、
地図上の交差点とその位置座標、交差点間を接続する道路を記憶した道路網地図と、
前記夫々の交差点に設置された交通信号の表示が繰り返される１周期の時間と１周期における進行許可表示時間との割合を記憶した交通信号表示データと、
現在位置から目的地までの距離的に短い経路を、前記記憶部に記憶された地図情報及び前記道路網地図に基づき複数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複数の経路について、各経路に含まれる交差点での交通信号の進行許可表示時間の割合に基づいて、各経路に含まれる交通信号が進行許可を表示する確率を演算する交差点通過確率演算手段と、
前記交差点通過確率演算手段による演算結果に基づき、前記経路探索手段により探索された複数の経路において、所要時間の最短な経路を選択する最短時間経路選択手段と、を備えたことを要旨とする。
【０００７】
また、請求項２の車載用ナビゲーションシステムでは、請求項１において、前記交差点通過確率演算手段が、前記経路探索手段により探索された複数の経路について、各経路に含まれる交差点での交通信号の進行許可表示時間の割合を乗算することにより該交通信号が進行許可を表示する確率を演算し、
前記最短時間経路選択手段が、前記交差点通過確率演算手段により演算された交通信号にて進行許可の表示される確率の最も高い経路を選択することを要旨とする。
【０００８】
また、上記の目的を達成するため、本発明の請求項３の車載用ナビゲーションシステムでは、地図情報の記憶部、現在位置検出手段、および、目的地入力手段を含み現在位置から目的地までの経路を探索する車載用ナビゲーションシステムであって、
地図上の交差点とその位置座標、交差点間を接続する道路を記憶した道路網地図と、
前記夫々の交差点に設置された交通信号の表示が繰り返される１周期の時間と１周期における右折許可表示時間との割合を記憶した交通信号表示データと、
現在位置から目的地までの距離的に短い経路を、前記記憶部に記憶された地図情報及び前記道路網地図に基づき複数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複数の経路について、各経路中の右折交差点の交通信号の右折許可表示時間の割合に基づいて、該交通信号が右折許可を表示する確率を演算する交差点通過確率演算手段と、
前記交差点通過確率演算手段による演算結果に基づき、前記経路探索手段により探索された複数の経路において、所要時間の最短な経路を選択する最短時間経路選択手段と、を備えたことを要旨とする。
【０００９】
また請求項４の車載用ナビゲーションシステムでは、請求項３において、前記最短時間経路選択手段が、前記経路探索手段により探索された複数の経路中の、前記交差点通過確率演算手段が演算した右折許可を表示する確率の最も高い交差点を通る経路を選択することを要旨とする。
【００１０】
【作用】
請求項１の車載用ナビゲーションシステムでは、経路探索手段が現在位置から目的地までの距離的に短い経路を、記憶部に記憶された地図情報及び道路網地図に基づき複数探索する。そして、交差点通過確率演算手段が、探索された複数の経路について、各経路に含まれる交差点での交通信号の進行許可表示時間の割合に基づいて、各経路に含まれる交通信号にて進行許可の表示される確率を演算する。そして、最短時間経路選択手段が、交差点通過確率演算手段による演算結果に基づき、経路探索手段により探索された複数の経路において、所要時間が最短である経路を選択する。
【００１１】
請求項２の車載用ナビゲーションシステムでは、最短時間経路選択手段が、交差点通過確率演算手段により演算された交通信号にて進行許可の表示される確率の最も高い経路を選択するため、交通信号による停止時間が短くなり最短の時間で目的地に通達することができる。
【００１２】
請求項３の車載用ナビゲーションシステムでは、経路探索手段が、現在位置から目的地までの距離的に短い経路を、記憶部に記憶された地図情報及び道路網地図に基づき複数探索する。そして、交差点通過確率演算手段が、経路探索手段により探索された複数の経路について、各経路中の右折交差点の交通信号の右折許可表示時間の割合に基づいて、該交通信号にて右折許可の表示される確率を演算する。これにより、最短時間経路選択手段が、該交差点通過確率演算手段による演算結果に基づき、経路探索手段により探索された複数の経路において、所要時間の最短な経路を選択する。
【００１３】
請求項４の車載用ナビゲーションシステムでは、最短時間経路選択手段が、経路探索手段により探索された複数の経路中の、交差点通過確率演算手段が演算した右折許可を表示する確率の最も高い交差点を通る経路を選択するため、該交差点にて円滑に右折することができる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明を具体化した実施例について図を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施例に係る車載用ナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。この実施例では、自車位置の測定装置としてＧＰＳ受信機１８を用いている。
【００１５】
ＧＰＳ受信機１８は、車両に取り付けられた専用アンテナ１８ａで受信した電波からデータを復調し、データ処理することにより自車位置を算出する。算出された自車位置データはＣＰＵ１２へ送られる。なお、ＣＰＵ１２は、図示しないジャイロ及び車速センサからの出力によりＧＰＳ受信機１８からの位置情報に補正を加えるようになっている。
【００１６】
ＣＤＲＯＭプレーヤ３０に装填されているＣＤＲＯＭ（図示せず）には、地図を所定のフォーマットにデータ加工した地図データの他に、該地図上の交差点、その位置座標、交差点を接続する道路及び該接続道路の距離から成る結合道路データと、当該交差点に設置された交通信号の進行方向、交通信号の表示の繰り返される周期、該周期における青信号表示時間、及び、右折矢印信号の表示時間から成る交差点データとが含まれている。ＣＤＲＯＭプレーヤ３０は、該ＣＤＲＯＭを再生して所望の地図データ、結合道路データ、及び、交差点データを読み出し、ＣＰＵ１２へ送る。
【００１７】
ＣＰＵ１２は、ＣＤＲＯＭプレーヤ３０に対して必要なデータを読み出させる。これにより読み出されたデータによって作成された地図画面データが、グラフィック・ディスプレイ・コントローラ（ＧＤＣ）２２を介してＶＲＡＭ２４に書き込まれる。ＧＤＣ２２は画面データをＶＲＡＭ２４に記憶させると共に、表示タイミング信号を発生してモニタ２８に出力し、また、ＶＲＡＭ２４に記憶されている画面データを読み出す信号を出力する。ＶＲＡＭ２４から読み出されたデータの出力は、パレットＤＡＣ２６でアナログＲＧＢ信号に変換されモニタ２８にて画像として表示される。
【００１８】
ＣＰＵ１２は、上述したモニタによる画像表示と併せて上記地図データから抽出した制御信号（例えば、「５００ｍ先を左折」との音声信号に変換される制御信号）を音声出力装置３６に与える。該音声出力装置３６は、制御信号を音声信号に変換してスピーカ３８から出力させる。
【００１９】
ＲＯＭ１４は、ＣＰＵ１２の作業手順（プログラム）や固定データが記憶されたメモリである。また、ＲＡＭ１６は、ＣＰＵ１２が各種の処理を進める際に必要に応じて使用する作業用メモリである。入力装置２０は、目的地入力するための入力キーを備え、使用者が指により入力キーを押圧することにより車載用ナビゲーション装置の目的地の設定及び操作を行う装置であって、操作に応じた信号をＣＰＵ１２へ送出する。また、受信機４０は、渋滞、道路工事等の情報、及び、各信号機の青、赤の状況に関する情報を受信してＣＰＵ１２へ送出する。
【００２０】
次に、第１実施例に係る車載用ナビゲーション装置の目的地設定の動作を図２に示すフローチャート及び図３乃至図７を参照して説明する。ＣＰＵ１２は、先ず、入力装置２０を介して目的地が入力されると（図２に示すＳ１２がＹｅｓ）、ＧＰＳ受信機１８からの信号に基づき現在位置（出発地）を検出し（Ｓ１４）、受信機４０を介して受信された渋滞情報を入力する（Ｓ１６）。
【００２１】
この後、ＣＰＵ１２は地図情報を検索する（Ｓ１８）。即ち、入力された目的地と現在位置とを含む地図データをＣＤＲＯＭにアクセスして得ると共に、更に、目的地に最も近い交差点と現在位置に最も近い交差点とから、該地図データに含まれる交差点及び該交差点を接続する道路を、結合道路データと交差点データとを検索することにより得る。
【００２２】
ここで、該ＣＤＲＯＭに含まれる結合道路データ及び交差点データについて両データを示す図３と、これらデータの内容を図示した図４を参照して更に詳細に説明する。結合道路データは、図３（Ｂ）に示すように結合道路番号と、結合道路番号により結合される交差点の番号と、該結合道路の種別と、該結合道路における制限速度と、当該結合道路により結合される交差点間の距離とを含むデータから成る。例えば、図３（Ｂ）中の結合道路番号Ｘ１１は、図４に示すように交差点Ａ−１と交差点Ａ−２とを結び、種別は国道で、制限速度は６０ｋｍであって、両交差点間の距離は５００ｍであることが記憶されている。
【００２３】
他方、交差点データは、図３（Ａ）に示すように交差点番号と、この交差点の座標（緯度・経度）と、当該交差点の各進行方向に配置される信号機による現示（点灯色の切り換えパターン）のパターンとを含む。
例えば、図３（Ａ）に示す交差点番号Ａ−１の座標は、ＸＡ１、ＹＡ１であって、図４に示すようにＸ軸軸方向を進行する車両に対して信号を表示する信号機Ａ−１−Ｘと、Ｙ軸方向の信号機Ａ−１−Ｙとが設けられている。当該信号機Ａ−１−Ｘにより進行を許可されるＸ軸方向の直進及び右左折の点灯色の切り換えパターンを第１現示とすると、次いで同じ信号機Ａ−１−Ｘの右折矢印信号によりＸ軸方向に対して右折の進行のみを許可する右折方向の点灯色の現示に切り換わる。これが第２現示である。次いで、信号機Ａ−１−ＹによりＹ軸方向の直進および右左折を許可する第３現示に切り換わる。交差点データには、これら各現示に含まれる各点灯色が許可する方向と点灯時間が保存されている。
同様にして、交差点番号Ｂ−１についても座標及び現示のパターンが交差点データとして保存されている。
【００２４】
即ち、当該ステップ１８では、図３に示す結合道路データ及び交差点データに基づき図４に示すような交差点を結ぶ経路網を検索する。ここで、図４は、説明の便宜上図示したもので、実際のＣＰＵ１２の処理において図が描かれる訳ではない点に注意されたい。
【００２５】
そして、ＣＰＵ１２は、図４に示す交差点を結ぶ経路網から通行可能な経路を複数リストアップする（Ｓ２０）。即ち、出発地に最も近い交差点Ｆ１から目的地に最も近い交差点Ａ−６までを結ぶ交差点群を選択し、この交差点群における各交差点を結ぶ距離を上記結合道路データ中の交差点間距離を積算することにより求める。ここでは、最も距離の短い経路と、この最短経路よりも例えば５％までの範囲で距離の長い経路とを選択する。なお、最短経路から所定範囲長い距離の経路を選択する代わりに、出発地から目的地までの直線距離を求め、この直線距離の例えば１０％を最短経路での距離に加えた距離内にある経路を選択することも可能である。ここでは、交差点において右左折を繰り返す経路を選択すると運転が困難となるので、最小の右左折回数プラス１乃至２（この値は交差点の数が増大することにより増える）となる経路を選択する。
【００２６】
このステップ２０で、ＣＰＵ１２は、図４中の交差点Ｆ−１・Ｂ−１・Ｂ−５・Ａ−６の経路（最短経路）の他、交差点Ｆ−１・Ａ−１・Ａ−６の経路と、交差点Ｆ−１・Ｃ−１・Ｃ−６・Ａ−６の経路と、交差点Ｆ−１・Ｄ−１・Ｄ−６・Ａ−６の経路と選択したものとする。なお、交差点Ｆ−１・Ｅ−１・Ｅ−６・Ａ−６の経路は、距離的には短いものの、交差点Ｅ−１・Ｅ−５間の結合道路が細街路で走行が比較的困難であるため選択から外されている。また、交差点Ｆ−１・Ｅ−１・Ｅ−６・Ａ−６の経路は、最短経路（交差点Ｆ−１・Ｂ−１・Ｂ−５・Ａ−６の経路）よりも例えば５％以上遠いため、選択から外されている。
【００２７】
次にＣＰＵ１２は、ステップ１６にて検索した渋滞情報に基づき、選択した複数経路の内の渋滞する経路を排除する（Ｓ２２）。ここでは、例えば、交差点Ｄ−２・交差点Ｄ−５間が渋滞しているとの情報を基に、交差点Ｆ−１・Ｄ−１・Ｄ−６・Ａ−６の経路を選択から外すものとする。
【００２８】
引き続き、ＣＰＵ１２は、図３（Ａ）を参照して上述した交差点データに基づき選択した各経路について進行中に青信号となる確率を算出する（Ｓ２４）。ここで、ステップ２４での処理の説明に先立ち、信号機における信号の点灯について図７を参照して説明する。図７（Ａ）は、図３（Ａ）に示す交差点Ａ−１に設置されたＸ軸方向およびＹ軸方向の信号機（信号機番号Ａ−１−ＸおよびＡ−１−Ｙ）の動作を示している。まず、信号機番号Ａ−１−Ｘは、４６秒間の青信号１（以下直進青として参照する）に続き、４秒間の黄信号１を点灯し、次いで、赤信号１の点灯に切り換わる（第１現示）。赤信号１点灯開始２秒後に、右折矢印信号である青信号２に切り換わる。その１０秒後赤信号１と同じ状態である赤２信号に切り換わる（第２現示）。
【００２９】
赤信号２点灯開始２秒後に、信号機Ａ−１−Ｘは赤信号２を維持した状態で、信号機Ａ−１−Ｙが６０秒間の青信号３を点灯する。次いで、４秒の黄信号３を経て、２秒間の赤信号３に切り換わる（第３現示）。次いで、信号機Ａ−１−Ｙが赤信号３を維持した状態で、信号機Ａ−１−Ｘが青信号１を点灯する第１現示に戻る。以上が、交差点Ａ−１内の２箇所に設置された信号機Ａ−１−Ｘ及びＡ−１−Ｙによる現示のパターンの１サイクルである。
【００３０】
なお、図７（Ｂ）は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のいずれの信号機にも右折矢印信号を持たない場合の、現示の１サイクルを示した図である。この１サイクルは、Ｘ軸方向（直進、右左折を含む）を進行する車両に対して信号を表示する信号機による第１現示と、Ｙ軸方向（直進、右左折を含む）に進行する車両に対して信号を表示する信号機による第２現示とから構成されている。
【００３１】
このステップ２４では、ＣＰＵ１２は、選択した複数の経路、即ち、交差点Ｆ−１・Ａ−１・Ａ−６の経路、交差点Ｆ−１・Ｂ−１・Ｂ−５・Ａ−６の経路、交差点Ｆ−１・Ｃ−１・Ｃ−６・Ａ−６の経路、をＸ方向に進行する際に信号が全て青となる確率を計算する。先ず、交差点Ｆ−１・Ａ−１・Ａ−６の経路中のＸ方向に交差点を進行する際に通過する交差点Ａ−２、Ａ−３、Ａ−４、Ａ−５、Ａ−６について、信号機Ａ−２−Ｘ、Ａ−３−Ｘ、Ａ−４−Ｘ、Ａ−５−Ｘ、Ａ−６−Ｘが青となる確率を交差点データから検索した後、全ての信号機が青となる確率を計算する（図５（Ａ）参照）。ここでは、信号機Ａ−２−Ｘが青の確率（８／１３）と、Ａ−３−Ｘが青の確率（１／３）と、Ａ−４−Ｘが青の確率（３／５）と、Ａ−５−Ｘが青の確率（５／９）と、Ａ−６−Ｘが青の確率（３／８）とを掛けて１／３９の可能性を得る。
【００３２】
同様にして図５（Ｂ）に示すように、交差点Ｆ−１・Ｂ−１・Ｂ−５・Ａ−６の経路中のＸ方向に進行する際に通過する交差点Ｂ−２、Ｂ−３、Ｂ−４、Ｂ−５における、信号機Ｂ−２−Ｘ、Ｂ−３−Ｘ、Ｂ−４−Ｘ、Ｂ−５−Ｘの青の確率から、全ての信号機が青となる確率（１／４２）を得る。また、図５（Ｃ）に示すように、交差点Ｆ−１・Ｃ−１・Ｃ−６・Ａ−６の経路中のＸ方向に進行する際に通過する交差点Ｃ−２、Ｃ−３、Ｃ−４、Ｃ−５、Ｃ−６における、信号機Ｃ−２−Ｘ、Ｃ−３−Ｘ、Ｃ−４−Ｘ、Ｃ−５−Ｘ、Ｃ−６−Ｘの青の確率から、全ての信号機が青となる確率（１／７０）を得る。
【００３３】
なお、ここでは、説明の便宜上、Ｘ方向に交差点を進行する際に通過する交差点のみを比較しているが、実際の演算データではＹ方向に進行する交差点も考慮の対象となっている点に注意されたい。例えば、交差点Ｆ−１・Ａ−１・Ａ−６の経路では、交差点Ｂ−１、Ｃ−１に設けられる信号機Ｂ−１−Ｙ、Ｃ−１−Ｙが考慮され、交差点Ｆ−１・Ｂ−１・Ｂ−５・Ａ−６の経路では、交差点Ｃ−１、Ａ−６に設けられる信号機Ｃ−１−Ｙ、Ｃ−６−Ｙが考慮され、同様に交差点Ｆ−１・Ｃ−１・Ｃ−６・Ａ−６の経路では、交差点Ｂ−５、Ａ−６に設けられる信号機Ｂ−５−Ｙ、Ａ−６−Ｙが考慮される。
【００３４】
次に、ＣＰＵ１２は、信号の青信号となる確率が最も高い経路と、この最高確率の経路から例えば５％の範囲で確率の高い経路とを選択する（Ｓ２６）。ここでは、交差点Ｆ−１・Ａ−１・Ａ−６の経路が青信号となる確率が最も高い経路として選択される他、交差点Ｆ−１・Ｂ−１・Ｂ−５・Ａ−６の経路が、５％の範囲で確率の高い経路として選択される。
【００３５】
次に、ＣＰＵ１２は、ステップ２６にて選択した交差点Ｆ−１・Ａ−１・Ａ−６の経路と、交差点Ｆ−１・Ｂ−１・Ｂ−５・Ａ−６の経路との内で、右折する交差点における右折矢印信号の表示される割合の高い方を選択する（Ｓ２８）。即ち、交差点Ｆ−１・Ａ−１・Ａ−６の経路では、交差点Ａ−１にて右折するため、ＣＰＵ１２は、信号機Ａ−１−Ｙの右折矢印信号の割合を交差点データから検索する。ここでは、図３（Ａ）に示すように第２現示の青（右折矢印信号）が１０秒で、信号機の１サイクルが１３０秒であるため、図６に示すように確率は１／１３となる。他方、交差点Ｆ−１・Ｂ−１・Ｂ−５・Ａ−６の経路では、交差点Ｂ−１にて右折するため、ＣＰＵ１２は、交差点Ｂ−１の右折矢印信号の割合を交差点データから検索する。ここでは、図３（Ａ）に示すように第２現示の青（右折矢印信号）が７秒で、信号機の１サイクルが１４０秒であるため、図６に示すように確率は１／２０となる。従って、該ステップ２６では、右折矢印信号の割合の高い交差点Ｆ−１・Ａ−１・Ａ−６の経路が選択される。
【００３６】
なお、このステップ２６では、経路中の右折交差点にて右折矢印信号が表示されない場合には、当該経路は選択の対象から外される。また、右折矢印信号の確率を比較したところ、その差が例えば２０％未満の場合には、該右折矢印信号の比較結果によらず、上述したステップ２４にてＸ方向進行時の青信号の割合の最も高いものが、最終的な経路として決定される。
【００３７】
そして、ステップ３０にて、使用者によって該車載用ナビゲーション装置が距離を優先するように設定されているか、また、到着時間を優先するように設定されているかを判断する。ここで、距離を優先するように設定されている場合には（Ｓ３０がＹｅｓ）、ステップ３６へ進み、上述したステップ１８にてリストアップした経路の中で最も目的地までの距離が短い交差点Ｆ−１・Ｂ−１・Ｂ−５・Ａ−６の経路を選択する。他方、時間を優先するように設定されている場合には（Ｓ３０がＮｏ）、ステップ３２へ進み、上述したステップ２８にて選択した青信号の確率の最も高い交差点Ｆ−１・Ａ−１・Ａ−６の経路を選択する。
【００３８】
その後、ステップ３４において、該ステップ３２又は３６にて設定した経路に従い、経路案内を行う。即ち、読み出したデータによって作成した地図データに基づき経路案内用の地図をモニタ２８に出力し、また、地図データから抽出した音声制御信号（例えば、「５００ｍ先を左折」）をスピーカ３８から出力させる。
【００３９】
第１実施例のナビゲーション装置では、最短経路（交差点Ｆ−１・Ｂ−１・Ｂ−５・Ａ−６の経路）ではなく、交通信号にて青信号の表示される確率の最も高い経路（交差点Ｆ−１・Ａ−１・Ａ−６の経路）を選択するため、信号による停止時間が短くなり最短の時間で目的地に通達することができる。また、右折矢印信号の表示される確率の最も高い交差点（交差点Ａ−１）を右折するよう経路を選択するため、該交差点（交差点Ａ−１）にて円滑に右折することができる。
【００４０】
ここで、本発明の第２実施例について説明する。この第２実施例のナビゲーション装置の構成は、図１を参照して上述した第１実施例と同様であるので説明を省略する。また、第２実施例の経路検索の処理も図２を参照して上述した第１実施例とほぼ同様であるので説明を省略する。
【００４１】
この第２実施例では、図２に示すステップ１２〜ステップ２８の経路検索後に、更に車両走行中に信号が青信号か否かを判断して経路の変更を行う。この図２に示すステップ２８以降の処理について図８に示すフローチャートを参照して説明する。なお、この第２実施例では、各信号機が青、赤、右折矢印を表示するタイミングについての信号情報を該信号機を制御する側から受信しており、この信号情報に基づき信号の予測を行い、青であると予測された信号機の交差点へと経路を変更して行く。
【００４２】
この経路変更処理について図８のフローチャートを参照して説明する。まず、ＣＰＵ１２は、現在位置を検出し（Ｓ５２）、所定時間（例えば２分以内）に分岐点を通過するか否かを判断する（Ｓ５４）。ここで、車両が図４に示す結合道路Ｙ２１を走行している場合には、２分以内に交差点Ｆ−１・Ａ−１・Ａ−６の経路（以下第１経路として参照する）と、交差点Ｆ−１・Ｂ−１・Ｂ−５・Ａ−６の経路（以下第２経路として参照する）との分岐点となる交差点Ｂ１を通過するため、該ステップ５４がＹｅｓとなる。
【００４３】
ＣＰＵ１２は、車両の平均速度を算出し（Ｓ５６）、次に、所定範囲内（例えば３Ｋｍ）の交差点までの距離を算出する（Ｓ５８）。そして、それぞれの交差点への到着予定時刻を上記平均速度及び距離に基づき算出する（Ｓ６０）。その後、受信した信号のタイミングに関する信号データから、算出した到着予定時刻における信号を予測する（Ｓ６２）。
【００４４】
そして、ＣＰＵ１２は、第１経路と第２経路との最初に到達する信号の状態を判断する。即ち、第１経路の信号機Ａ−１−Ｙと、第２経路の信号機Ｂ−１−Ｙとの信号の状態を判断する。ここで、両方の信号機が共に赤信号の場合（Ｓ６４がＹｅｓ）、及び、第２経路の信号機Ｂ−１−Ｙが赤信号の場合（Ｓ６８がＹｅｓ）には、経路を変更せず、図２を参照して上述したように青信号の確率の最も高い第１経路を予定に従って案内する。
【００４５】
他方、両方の信号機が共に青信号の場合には（Ｓ６６がＹｅｓ）、ステップ７４に進み、上述した第１経路及び第２経路における所定範囲内（例えば３Ｋｍ）の交差点における信号機が青信号である確率を算出する。そして、予定されていた第１経路よりも第２経路の方が、青信号となる確率が所定値以上に高い場合には（Ｓ７６がＹｅｓ）、ステップ７０に進み、経路を第１経路から第２経路に変更し、経路案内を実行する（Ｓ７０）。この所定値としては、算出した所定範囲（３Ｋｍ）以遠の交差点の信号機において青信号となる確率までも勘案し、例えば５０％程度にすることができる。なお、第１経路よりも第２経路の方が、青信号の確率が所定値よりも高くない場合には（Ｓ７６がＮｏ）、経路変更は行わない。
【００４６】
この第２実施例のナビゲーション装置では、青信号であると推測された交通信号の交差点を含む経路を選択する。言い換えるなら、到達時に青信号となる交差点を選択して経路案内を行うため最短の時間で目的地に到着することができる。即ち、第２実施例の車載用ナビゲーション装置によれば、受信した信号機のタイミングに関するデータに基づき、青信号と推測された交通信号の交差点を含む経路を選択するため、最短の時間で目的地に到達することができる。
【００４７】
なお、第１車載用ナビゲーション装置において、信号機等の点灯時間の変更に対しては、該変更時間に基づいて内容が更新されたＣＤＲＯＭを用いることにより対応することができる。また、信号機の時間帯による切り換え（例えば、午前中は青信号が短く、午後から赤信号が短くなる等）に対しては、交差点データの信号状態のデータに該時間との関係を規定しておき、経路決定時に、当該時間における信号の状態を検索して、当該時間における青信号となる確率の最も高い経路を選択することにより対応できる。
【００４８】
【効果】
以上記述したように請求項１の車載用ナビゲーション装置においては、交通信号にて青信号の表示される確率の最も高い経路を選択するため、信号による停止時間が短くなり最短の時間で目的地に通達することができる。
【００４９】
また、請求項３の車載用ナビゲーション装置においては、右折矢印信号の表示される確率の最も高い交差点を右折するよう経路を選択するため、該交差点にて円滑に右折することができると共に、信号による停止時間が短くなり最短の時間で目的地に通達することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例に係る車載用ナビゲーション装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施例に係るナビゲーション装置の経路探索処理を示すフローチャートである。
【図３】図１に示すＲＯＭに保持されている交差点データと結合道路データとを示す説明図である。
【図４】図３に示す交差点データと結合道路データとの内容を示す説明図である。
【図５】第１実施例の車載用ナビゲーション装置による演算を示す説明図である。
【図６】第１実施例の車載用ナビゲーション装置による演算を示す説明図である。
【図７】交差点における現示の１サイクルを示す説明図である。
【図８】第２実施例に係るナビゲーション装置の経路変更処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１２ ＣＰＵ
１８ ＧＰＳ受信機
２８ モニタ
３０ ＣＤＲＯＭプレーヤ
【産業上の利用分野】
本発明は、記録媒体に記録された地図情報を用いて、現在地より目的地までの経路を探索し、誘導する車載用ナビゲーションシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
記録媒体に記録された地図情報に基づいて、現在地点より目的地までの経路を探索する方法として、上記地図情報より道路地図上における各交差点と各交差点間を結んだ経路網地図データを作成して、この経路網地図データに基づいて経路探索を行う方法が、例えば、特開平６−５２２３７号公報において提案されている。この公報における経路網地図データには、各交差点について、交差点名、交差点の地図上の座標、交差点Ｘに接続道路で接続する交差点Ｙ、および接続する道路の距離Ｄｘｙが記録されている。経路探索方法としては、最短経路を求めることを目的として、現在地と目的地との間に含まれる交差点より各交差点を接続することが可能な接続経路を求め、次いで交差点間のそれぞれの距離Ｄｘｙの合計により合計距離が最小となる最短経路を上記接続経路より探索している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実際の道路、特に市街地など交差点の通過頻度が高い道路においては、上述した公報に代表されるような交差点間の距離に基づく最短距離が、必ずしも最短時間で目的地に到着できる経路とは限らない場合が多い。なぜならば、交差点は、特定方向への交通の流れを円滑にするため該方向に沿って進む方向において青信号となる時間を長くするように設定されているため、この信号の設定に沿って進まない限り、例え距離的に最短であっても赤信号による信号待ちが長くなり、目的地到着までの時間が長くなるからである。
【０００４】
また、上述した公報に代表されるような交差点間の距離に基づく最短距離では、右折する交差点を選択する際に、該交差点における右折矢印信号の有無及び、右折矢印信号の青信号の確率の高低を考慮していなかった。しかしながら、交通量の多い市街地を走行する上で、右折矢印信号の無い交差点を右折することは困難であり、更に、右折矢印信号が設けられた信号機であっても、右折矢印信号が青信号の確率の低い交差点では、円滑に右折し難いばかりか、該交差点にて信号待ちする可能性が高くなった。
【０００５】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、交通信号での待ち時間の最も短い経路を探索できる車載用ナビゲーションシステムを提供することにある。
更に、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、円滑に右折できる交差点を選択し経路を探索する車載用ナビゲーションシステムを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の請求項１の車載用ナビゲーションシステムでは、地図情報の記憶部、現在位置検出手段、および、目的地入力手段を含み現在位置から目的地までの経路を探索する車載用ナビゲーションシステムであって、
地図上の交差点とその位置座標、交差点間を接続する道路を記憶した道路網地図と、
前記夫々の交差点に設置された交通信号の表示が繰り返される１周期の時間と１周期における進行許可表示時間との割合を記憶した交通信号表示データと、
現在位置から目的地までの距離的に短い経路を、前記記憶部に記憶された地図情報及び前記道路網地図に基づき複数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複数の経路について、各経路に含まれる交差点での交通信号の進行許可表示時間の割合に基づいて、各経路に含まれる交通信号が進行許可を表示する確率を演算する交差点通過確率演算手段と、
前記交差点通過確率演算手段による演算結果に基づき、前記経路探索手段により探索された複数の経路において、所要時間の最短な経路を選択する最短時間経路選択手段と、を備えたことを要旨とする。
【０００７】
また、請求項２の車載用ナビゲーションシステムでは、請求項１において、前記交差点通過確率演算手段が、前記経路探索手段により探索された複数の経路について、各経路に含まれる交差点での交通信号の進行許可表示時間の割合を乗算することにより該交通信号が進行許可を表示する確率を演算し、
前記最短時間経路選択手段が、前記交差点通過確率演算手段により演算された交通信号にて進行許可の表示される確率の最も高い経路を選択することを要旨とする。
【０００８】
また、上記の目的を達成するため、本発明の請求項３の車載用ナビゲーションシステムでは、地図情報の記憶部、現在位置検出手段、および、目的地入力手段を含み現在位置から目的地までの経路を探索する車載用ナビゲーションシステムであって、
地図上の交差点とその位置座標、交差点間を接続する道路を記憶した道路網地図と、
前記夫々の交差点に設置された交通信号の表示が繰り返される１周期の時間と１周期における右折許可表示時間との割合を記憶した交通信号表示データと、
現在位置から目的地までの距離的に短い経路を、前記記憶部に記憶された地図情報及び前記道路網地図に基づき複数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複数の経路について、各経路中の右折交差点の交通信号の右折許可表示時間の割合に基づいて、該交通信号が右折許可を表示する確率を演算する交差点通過確率演算手段と、
前記交差点通過確率演算手段による演算結果に基づき、前記経路探索手段により探索された複数の経路において、所要時間の最短な経路を選択する最短時間経路選択手段と、を備えたことを要旨とする。
【０００９】
また請求項４の車載用ナビゲーションシステムでは、請求項３において、前記最短時間経路選択手段が、前記経路探索手段により探索された複数の経路中の、前記交差点通過確率演算手段が演算した右折許可を表示する確率の最も高い交差点を通る経路を選択することを要旨とする。
【００１０】
【作用】
請求項１の車載用ナビゲーションシステムでは、経路探索手段が現在位置から目的地までの距離的に短い経路を、記憶部に記憶された地図情報及び道路網地図に基づき複数探索する。そして、交差点通過確率演算手段が、探索された複数の経路について、各経路に含まれる交差点での交通信号の進行許可表示時間の割合に基づいて、各経路に含まれる交通信号にて進行許可の表示される確率を演算する。そして、最短時間経路選択手段が、交差点通過確率演算手段による演算結果に基づき、経路探索手段により探索された複数の経路において、所要時間が最短である経路を選択する。
【００１１】
請求項２の車載用ナビゲーションシステムでは、最短時間経路選択手段が、交差点通過確率演算手段により演算された交通信号にて進行許可の表示される確率の最も高い経路を選択するため、交通信号による停止時間が短くなり最短の時間で目的地に通達することができる。
【００１２】
請求項３の車載用ナビゲーションシステムでは、経路探索手段が、現在位置から目的地までの距離的に短い経路を、記憶部に記憶された地図情報及び道路網地図に基づき複数探索する。そして、交差点通過確率演算手段が、経路探索手段により探索された複数の経路について、各経路中の右折交差点の交通信号の右折許可表示時間の割合に基づいて、該交通信号にて右折許可の表示される確率を演算する。これにより、最短時間経路選択手段が、該交差点通過確率演算手段による演算結果に基づき、経路探索手段により探索された複数の経路において、所要時間の最短な経路を選択する。
【００１３】
請求項４の車載用ナビゲーションシステムでは、最短時間経路選択手段が、経路探索手段により探索された複数の経路中の、交差点通過確率演算手段が演算した右折許可を表示する確率の最も高い交差点を通る経路を選択するため、該交差点にて円滑に右折することができる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明を具体化した実施例について図を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施例に係る車載用ナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。この実施例では、自車位置の測定装置としてＧＰＳ受信機１８を用いている。
【００１５】
ＧＰＳ受信機１８は、車両に取り付けられた専用アンテナ１８ａで受信した電波からデータを復調し、データ処理することにより自車位置を算出する。算出された自車位置データはＣＰＵ１２へ送られる。なお、ＣＰＵ１２は、図示しないジャイロ及び車速センサからの出力によりＧＰＳ受信機１８からの位置情報に補正を加えるようになっている。
【００１６】
ＣＤＲＯＭプレーヤ３０に装填されているＣＤＲＯＭ（図示せず）には、地図を所定のフォーマットにデータ加工した地図データの他に、該地図上の交差点、その位置座標、交差点を接続する道路及び該接続道路の距離から成る結合道路データと、当該交差点に設置された交通信号の進行方向、交通信号の表示の繰り返される周期、該周期における青信号表示時間、及び、右折矢印信号の表示時間から成る交差点データとが含まれている。ＣＤＲＯＭプレーヤ３０は、該ＣＤＲＯＭを再生して所望の地図データ、結合道路データ、及び、交差点データを読み出し、ＣＰＵ１２へ送る。
【００１７】
ＣＰＵ１２は、ＣＤＲＯＭプレーヤ３０に対して必要なデータを読み出させる。これにより読み出されたデータによって作成された地図画面データが、グラフィック・ディスプレイ・コントローラ（ＧＤＣ）２２を介してＶＲＡＭ２４に書き込まれる。ＧＤＣ２２は画面データをＶＲＡＭ２４に記憶させると共に、表示タイミング信号を発生してモニタ２８に出力し、また、ＶＲＡＭ２４に記憶されている画面データを読み出す信号を出力する。ＶＲＡＭ２４から読み出されたデータの出力は、パレットＤＡＣ２６でアナログＲＧＢ信号に変換されモニタ２８にて画像として表示される。
【００１８】
ＣＰＵ１２は、上述したモニタによる画像表示と併せて上記地図データから抽出した制御信号（例えば、「５００ｍ先を左折」との音声信号に変換される制御信号）を音声出力装置３６に与える。該音声出力装置３６は、制御信号を音声信号に変換してスピーカ３８から出力させる。
【００１９】
ＲＯＭ１４は、ＣＰＵ１２の作業手順（プログラム）や固定データが記憶されたメモリである。また、ＲＡＭ１６は、ＣＰＵ１２が各種の処理を進める際に必要に応じて使用する作業用メモリである。入力装置２０は、目的地入力するための入力キーを備え、使用者が指により入力キーを押圧することにより車載用ナビゲーション装置の目的地の設定及び操作を行う装置であって、操作に応じた信号をＣＰＵ１２へ送出する。また、受信機４０は、渋滞、道路工事等の情報、及び、各信号機の青、赤の状況に関する情報を受信してＣＰＵ１２へ送出する。
【００２０】
次に、第１実施例に係る車載用ナビゲーション装置の目的地設定の動作を図２に示すフローチャート及び図３乃至図７を参照して説明する。ＣＰＵ１２は、先ず、入力装置２０を介して目的地が入力されると（図２に示すＳ１２がＹｅｓ）、ＧＰＳ受信機１８からの信号に基づき現在位置（出発地）を検出し（Ｓ１４）、受信機４０を介して受信された渋滞情報を入力する（Ｓ１６）。
【００２１】
この後、ＣＰＵ１２は地図情報を検索する（Ｓ１８）。即ち、入力された目的地と現在位置とを含む地図データをＣＤＲＯＭにアクセスして得ると共に、更に、目的地に最も近い交差点と現在位置に最も近い交差点とから、該地図データに含まれる交差点及び該交差点を接続する道路を、結合道路データと交差点データとを検索することにより得る。
【００２２】
ここで、該ＣＤＲＯＭに含まれる結合道路データ及び交差点データについて両データを示す図３と、これらデータの内容を図示した図４を参照して更に詳細に説明する。結合道路データは、図３（Ｂ）に示すように結合道路番号と、結合道路番号により結合される交差点の番号と、該結合道路の種別と、該結合道路における制限速度と、当該結合道路により結合される交差点間の距離とを含むデータから成る。例えば、図３（Ｂ）中の結合道路番号Ｘ１１は、図４に示すように交差点Ａ−１と交差点Ａ−２とを結び、種別は国道で、制限速度は６０ｋｍであって、両交差点間の距離は５００ｍであることが記憶されている。
【００２３】
他方、交差点データは、図３（Ａ）に示すように交差点番号と、この交差点の座標（緯度・経度）と、当該交差点の各進行方向に配置される信号機による現示（点灯色の切り換えパターン）のパターンとを含む。
例えば、図３（Ａ）に示す交差点番号Ａ−１の座標は、ＸＡ１、ＹＡ１であって、図４に示すようにＸ軸軸方向を進行する車両に対して信号を表示する信号機Ａ−１−Ｘと、Ｙ軸方向の信号機Ａ−１−Ｙとが設けられている。当該信号機Ａ−１−Ｘにより進行を許可されるＸ軸方向の直進及び右左折の点灯色の切り換えパターンを第１現示とすると、次いで同じ信号機Ａ−１−Ｘの右折矢印信号によりＸ軸方向に対して右折の進行のみを許可する右折方向の点灯色の現示に切り換わる。これが第２現示である。次いで、信号機Ａ−１−ＹによりＹ軸方向の直進および右左折を許可する第３現示に切り換わる。交差点データには、これら各現示に含まれる各点灯色が許可する方向と点灯時間が保存されている。
同様にして、交差点番号Ｂ−１についても座標及び現示のパターンが交差点データとして保存されている。
【００２４】
即ち、当該ステップ１８では、図３に示す結合道路データ及び交差点データに基づき図４に示すような交差点を結ぶ経路網を検索する。ここで、図４は、説明の便宜上図示したもので、実際のＣＰＵ１２の処理において図が描かれる訳ではない点に注意されたい。
【００２５】
そして、ＣＰＵ１２は、図４に示す交差点を結ぶ経路網から通行可能な経路を複数リストアップする（Ｓ２０）。即ち、出発地に最も近い交差点Ｆ１から目的地に最も近い交差点Ａ−６までを結ぶ交差点群を選択し、この交差点群における各交差点を結ぶ距離を上記結合道路データ中の交差点間距離を積算することにより求める。ここでは、最も距離の短い経路と、この最短経路よりも例えば５％までの範囲で距離の長い経路とを選択する。なお、最短経路から所定範囲長い距離の経路を選択する代わりに、出発地から目的地までの直線距離を求め、この直線距離の例えば１０％を最短経路での距離に加えた距離内にある経路を選択することも可能である。ここでは、交差点において右左折を繰り返す経路を選択すると運転が困難となるので、最小の右左折回数プラス１乃至２（この値は交差点の数が増大することにより増える）となる経路を選択する。
【００２６】
このステップ２０で、ＣＰＵ１２は、図４中の交差点Ｆ−１・Ｂ−１・Ｂ−５・Ａ−６の経路（最短経路）の他、交差点Ｆ−１・Ａ−１・Ａ−６の経路と、交差点Ｆ−１・Ｃ−１・Ｃ−６・Ａ−６の経路と、交差点Ｆ−１・Ｄ−１・Ｄ−６・Ａ−６の経路と選択したものとする。なお、交差点Ｆ−１・Ｅ−１・Ｅ−６・Ａ−６の経路は、距離的には短いものの、交差点Ｅ−１・Ｅ−５間の結合道路が細街路で走行が比較的困難であるため選択から外されている。また、交差点Ｆ−１・Ｅ−１・Ｅ−６・Ａ−６の経路は、最短経路（交差点Ｆ−１・Ｂ−１・Ｂ−５・Ａ−６の経路）よりも例えば５％以上遠いため、選択から外されている。
【００２７】
次にＣＰＵ１２は、ステップ１６にて検索した渋滞情報に基づき、選択した複数経路の内の渋滞する経路を排除する（Ｓ２２）。ここでは、例えば、交差点Ｄ−２・交差点Ｄ−５間が渋滞しているとの情報を基に、交差点Ｆ−１・Ｄ−１・Ｄ−６・Ａ−６の経路を選択から外すものとする。
【００２８】
引き続き、ＣＰＵ１２は、図３（Ａ）を参照して上述した交差点データに基づき選択した各経路について進行中に青信号となる確率を算出する（Ｓ２４）。ここで、ステップ２４での処理の説明に先立ち、信号機における信号の点灯について図７を参照して説明する。図７（Ａ）は、図３（Ａ）に示す交差点Ａ−１に設置されたＸ軸方向およびＹ軸方向の信号機（信号機番号Ａ−１−ＸおよびＡ−１−Ｙ）の動作を示している。まず、信号機番号Ａ−１−Ｘは、４６秒間の青信号１（以下直進青として参照する）に続き、４秒間の黄信号１を点灯し、次いで、赤信号１の点灯に切り換わる（第１現示）。赤信号１点灯開始２秒後に、右折矢印信号である青信号２に切り換わる。その１０秒後赤信号１と同じ状態である赤２信号に切り換わる（第２現示）。
【００２９】
赤信号２点灯開始２秒後に、信号機Ａ−１−Ｘは赤信号２を維持した状態で、信号機Ａ−１−Ｙが６０秒間の青信号３を点灯する。次いで、４秒の黄信号３を経て、２秒間の赤信号３に切り換わる（第３現示）。次いで、信号機Ａ−１−Ｙが赤信号３を維持した状態で、信号機Ａ−１−Ｘが青信号１を点灯する第１現示に戻る。以上が、交差点Ａ−１内の２箇所に設置された信号機Ａ−１−Ｘ及びＡ−１−Ｙによる現示のパターンの１サイクルである。
【００３０】
なお、図７（Ｂ）は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のいずれの信号機にも右折矢印信号を持たない場合の、現示の１サイクルを示した図である。この１サイクルは、Ｘ軸方向（直進、右左折を含む）を進行する車両に対して信号を表示する信号機による第１現示と、Ｙ軸方向（直進、右左折を含む）に進行する車両に対して信号を表示する信号機による第２現示とから構成されている。
【００３１】
このステップ２４では、ＣＰＵ１２は、選択した複数の経路、即ち、交差点Ｆ−１・Ａ−１・Ａ−６の経路、交差点Ｆ−１・Ｂ−１・Ｂ−５・Ａ−６の経路、交差点Ｆ−１・Ｃ−１・Ｃ−６・Ａ−６の経路、をＸ方向に進行する際に信号が全て青となる確率を計算する。先ず、交差点Ｆ−１・Ａ−１・Ａ−６の経路中のＸ方向に交差点を進行する際に通過する交差点Ａ−２、Ａ−３、Ａ−４、Ａ−５、Ａ−６について、信号機Ａ−２−Ｘ、Ａ−３−Ｘ、Ａ−４−Ｘ、Ａ−５−Ｘ、Ａ−６−Ｘが青となる確率を交差点データから検索した後、全ての信号機が青となる確率を計算する（図５（Ａ）参照）。ここでは、信号機Ａ−２−Ｘが青の確率（８／１３）と、Ａ−３−Ｘが青の確率（１／３）と、Ａ−４−Ｘが青の確率（３／５）と、Ａ−５−Ｘが青の確率（５／９）と、Ａ−６−Ｘが青の確率（３／８）とを掛けて１／３９の可能性を得る。
【００３２】
同様にして図５（Ｂ）に示すように、交差点Ｆ−１・Ｂ−１・Ｂ−５・Ａ−６の経路中のＸ方向に進行する際に通過する交差点Ｂ−２、Ｂ−３、Ｂ−４、Ｂ−５における、信号機Ｂ−２−Ｘ、Ｂ−３−Ｘ、Ｂ−４−Ｘ、Ｂ−５−Ｘの青の確率から、全ての信号機が青となる確率（１／４２）を得る。また、図５（Ｃ）に示すように、交差点Ｆ−１・Ｃ−１・Ｃ−６・Ａ−６の経路中のＸ方向に進行する際に通過する交差点Ｃ−２、Ｃ−３、Ｃ−４、Ｃ−５、Ｃ−６における、信号機Ｃ−２−Ｘ、Ｃ−３−Ｘ、Ｃ−４−Ｘ、Ｃ−５−Ｘ、Ｃ−６−Ｘの青の確率から、全ての信号機が青となる確率（１／７０）を得る。
【００３３】
なお、ここでは、説明の便宜上、Ｘ方向に交差点を進行する際に通過する交差点のみを比較しているが、実際の演算データではＹ方向に進行する交差点も考慮の対象となっている点に注意されたい。例えば、交差点Ｆ−１・Ａ−１・Ａ−６の経路では、交差点Ｂ−１、Ｃ−１に設けられる信号機Ｂ−１−Ｙ、Ｃ−１−Ｙが考慮され、交差点Ｆ−１・Ｂ−１・Ｂ−５・Ａ−６の経路では、交差点Ｃ−１、Ａ−６に設けられる信号機Ｃ−１−Ｙ、Ｃ−６−Ｙが考慮され、同様に交差点Ｆ−１・Ｃ−１・Ｃ−６・Ａ−６の経路では、交差点Ｂ−５、Ａ−６に設けられる信号機Ｂ−５−Ｙ、Ａ−６−Ｙが考慮される。
【００３４】
次に、ＣＰＵ１２は、信号の青信号となる確率が最も高い経路と、この最高確率の経路から例えば５％の範囲で確率の高い経路とを選択する（Ｓ２６）。ここでは、交差点Ｆ−１・Ａ−１・Ａ−６の経路が青信号となる確率が最も高い経路として選択される他、交差点Ｆ−１・Ｂ−１・Ｂ−５・Ａ−６の経路が、５％の範囲で確率の高い経路として選択される。
【００３５】
次に、ＣＰＵ１２は、ステップ２６にて選択した交差点Ｆ−１・Ａ−１・Ａ−６の経路と、交差点Ｆ−１・Ｂ−１・Ｂ−５・Ａ−６の経路との内で、右折する交差点における右折矢印信号の表示される割合の高い方を選択する（Ｓ２８）。即ち、交差点Ｆ−１・Ａ−１・Ａ−６の経路では、交差点Ａ−１にて右折するため、ＣＰＵ１２は、信号機Ａ−１−Ｙの右折矢印信号の割合を交差点データから検索する。ここでは、図３（Ａ）に示すように第２現示の青（右折矢印信号）が１０秒で、信号機の１サイクルが１３０秒であるため、図６に示すように確率は１／１３となる。他方、交差点Ｆ−１・Ｂ−１・Ｂ−５・Ａ−６の経路では、交差点Ｂ−１にて右折するため、ＣＰＵ１２は、交差点Ｂ−１の右折矢印信号の割合を交差点データから検索する。ここでは、図３（Ａ）に示すように第２現示の青（右折矢印信号）が７秒で、信号機の１サイクルが１４０秒であるため、図６に示すように確率は１／２０となる。従って、該ステップ２６では、右折矢印信号の割合の高い交差点Ｆ−１・Ａ−１・Ａ−６の経路が選択される。
【００３６】
なお、このステップ２６では、経路中の右折交差点にて右折矢印信号が表示されない場合には、当該経路は選択の対象から外される。また、右折矢印信号の確率を比較したところ、その差が例えば２０％未満の場合には、該右折矢印信号の比較結果によらず、上述したステップ２４にてＸ方向進行時の青信号の割合の最も高いものが、最終的な経路として決定される。
【００３７】
そして、ステップ３０にて、使用者によって該車載用ナビゲーション装置が距離を優先するように設定されているか、また、到着時間を優先するように設定されているかを判断する。ここで、距離を優先するように設定されている場合には（Ｓ３０がＹｅｓ）、ステップ３６へ進み、上述したステップ１８にてリストアップした経路の中で最も目的地までの距離が短い交差点Ｆ−１・Ｂ−１・Ｂ−５・Ａ−６の経路を選択する。他方、時間を優先するように設定されている場合には（Ｓ３０がＮｏ）、ステップ３２へ進み、上述したステップ２８にて選択した青信号の確率の最も高い交差点Ｆ−１・Ａ−１・Ａ−６の経路を選択する。
【００３８】
その後、ステップ３４において、該ステップ３２又は３６にて設定した経路に従い、経路案内を行う。即ち、読み出したデータによって作成した地図データに基づき経路案内用の地図をモニタ２８に出力し、また、地図データから抽出した音声制御信号（例えば、「５００ｍ先を左折」）をスピーカ３８から出力させる。
【００３９】
第１実施例のナビゲーション装置では、最短経路（交差点Ｆ−１・Ｂ−１・Ｂ−５・Ａ−６の経路）ではなく、交通信号にて青信号の表示される確率の最も高い経路（交差点Ｆ−１・Ａ−１・Ａ−６の経路）を選択するため、信号による停止時間が短くなり最短の時間で目的地に通達することができる。また、右折矢印信号の表示される確率の最も高い交差点（交差点Ａ−１）を右折するよう経路を選択するため、該交差点（交差点Ａ−１）にて円滑に右折することができる。
【００４０】
ここで、本発明の第２実施例について説明する。この第２実施例のナビゲーション装置の構成は、図１を参照して上述した第１実施例と同様であるので説明を省略する。また、第２実施例の経路検索の処理も図２を参照して上述した第１実施例とほぼ同様であるので説明を省略する。
【００４１】
この第２実施例では、図２に示すステップ１２〜ステップ２８の経路検索後に、更に車両走行中に信号が青信号か否かを判断して経路の変更を行う。この図２に示すステップ２８以降の処理について図８に示すフローチャートを参照して説明する。なお、この第２実施例では、各信号機が青、赤、右折矢印を表示するタイミングについての信号情報を該信号機を制御する側から受信しており、この信号情報に基づき信号の予測を行い、青であると予測された信号機の交差点へと経路を変更して行く。
【００４２】
この経路変更処理について図８のフローチャートを参照して説明する。まず、ＣＰＵ１２は、現在位置を検出し（Ｓ５２）、所定時間（例えば２分以内）に分岐点を通過するか否かを判断する（Ｓ５４）。ここで、車両が図４に示す結合道路Ｙ２１を走行している場合には、２分以内に交差点Ｆ−１・Ａ−１・Ａ−６の経路（以下第１経路として参照する）と、交差点Ｆ−１・Ｂ−１・Ｂ−５・Ａ−６の経路（以下第２経路として参照する）との分岐点となる交差点Ｂ１を通過するため、該ステップ５４がＹｅｓとなる。
【００４３】
ＣＰＵ１２は、車両の平均速度を算出し（Ｓ５６）、次に、所定範囲内（例えば３Ｋｍ）の交差点までの距離を算出する（Ｓ５８）。そして、それぞれの交差点への到着予定時刻を上記平均速度及び距離に基づき算出する（Ｓ６０）。その後、受信した信号のタイミングに関する信号データから、算出した到着予定時刻における信号を予測する（Ｓ６２）。
【００４４】
そして、ＣＰＵ１２は、第１経路と第２経路との最初に到達する信号の状態を判断する。即ち、第１経路の信号機Ａ−１−Ｙと、第２経路の信号機Ｂ−１−Ｙとの信号の状態を判断する。ここで、両方の信号機が共に赤信号の場合（Ｓ６４がＹｅｓ）、及び、第２経路の信号機Ｂ−１−Ｙが赤信号の場合（Ｓ６８がＹｅｓ）には、経路を変更せず、図２を参照して上述したように青信号の確率の最も高い第１経路を予定に従って案内する。
【００４５】
他方、両方の信号機が共に青信号の場合には（Ｓ６６がＹｅｓ）、ステップ７４に進み、上述した第１経路及び第２経路における所定範囲内（例えば３Ｋｍ）の交差点における信号機が青信号である確率を算出する。そして、予定されていた第１経路よりも第２経路の方が、青信号となる確率が所定値以上に高い場合には（Ｓ７６がＹｅｓ）、ステップ７０に進み、経路を第１経路から第２経路に変更し、経路案内を実行する（Ｓ７０）。この所定値としては、算出した所定範囲（３Ｋｍ）以遠の交差点の信号機において青信号となる確率までも勘案し、例えば５０％程度にすることができる。なお、第１経路よりも第２経路の方が、青信号の確率が所定値よりも高くない場合には（Ｓ７６がＮｏ）、経路変更は行わない。
【００４６】
この第２実施例のナビゲーション装置では、青信号であると推測された交通信号の交差点を含む経路を選択する。言い換えるなら、到達時に青信号となる交差点を選択して経路案内を行うため最短の時間で目的地に到着することができる。即ち、第２実施例の車載用ナビゲーション装置によれば、受信した信号機のタイミングに関するデータに基づき、青信号と推測された交通信号の交差点を含む経路を選択するため、最短の時間で目的地に到達することができる。
【００４７】
なお、第１車載用ナビゲーション装置において、信号機等の点灯時間の変更に対しては、該変更時間に基づいて内容が更新されたＣＤＲＯＭを用いることにより対応することができる。また、信号機の時間帯による切り換え（例えば、午前中は青信号が短く、午後から赤信号が短くなる等）に対しては、交差点データの信号状態のデータに該時間との関係を規定しておき、経路決定時に、当該時間における信号の状態を検索して、当該時間における青信号となる確率の最も高い経路を選択することにより対応できる。
【００４８】
【効果】
以上記述したように請求項１の車載用ナビゲーション装置においては、交通信号にて青信号の表示される確率の最も高い経路を選択するため、信号による停止時間が短くなり最短の時間で目的地に通達することができる。
【００４９】
また、請求項３の車載用ナビゲーション装置においては、右折矢印信号の表示される確率の最も高い交差点を右折するよう経路を選択するため、該交差点にて円滑に右折することができると共に、信号による停止時間が短くなり最短の時間で目的地に通達することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例に係る車載用ナビゲーション装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施例に係るナビゲーション装置の経路探索処理を示すフローチャートである。
【図３】図１に示すＲＯＭに保持されている交差点データと結合道路データとを示す説明図である。
【図４】図３に示す交差点データと結合道路データとの内容を示す説明図である。
【図５】第１実施例の車載用ナビゲーション装置による演算を示す説明図である。
【図６】第１実施例の車載用ナビゲーション装置による演算を示す説明図である。
【図７】交差点における現示の１サイクルを示す説明図である。
【図８】第２実施例に係るナビゲーション装置の経路変更処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１２ ＣＰＵ
１８ ＧＰＳ受信機
２８ モニタ
３０ ＣＤＲＯＭプレーヤ
Claims (4)
- 地図情報の記憶部、現在位置検出手段、および、目的地入力手段を含み現在位置から目的地までの経路を探索する車載用ナビゲーションシステムであって、
地図上の交差点とその位置座標、交差点間を接続する道路を記憶した道路網地図と、
前記夫々の交差点に設置された交通信号の表示が繰り返される１周期の時間と１周期における進行許可表示時間との割合を記憶した交通信号表示データと、
現在位置から目的地までの距離的に短い経路を、前記記憶部に記憶された地図情報及び前記道路網地図に基づき複数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複数の経路について、各経路に含まれる交差点での交通信号の進行許可表示時間の割合に基づいて、各経路に含まれる交通信号が進行許可を表示する確率を演算する交差点通過確率演算手段と、
前記交差点通過確率演算手段による演算結果に基づき、前記経路探索手段により探索された複数の経路において、所要時間の最短な経路を選択する最短時間経路選択手段と、を備えたことを特徴とする車載用ナビゲーションシステム。 - 前記交差点通過確率演算手段が、前記経路探索手段により探索された複数の経路について、各経路に含まれる交差点での交通信号の進行許可表示時間の割合を乗算することにより該交通信号が進行許可を表示する確率を演算し、
前記最短時間経路選択手段が、前記交差点通過確率演算手段により演算された交通信号にて進行許可の表示される確率の最も高い経路を選択することを特徴とする請求項１の車載用ナビゲーションシステム。 - 地図情報の記憶部、現在位置検出手段、および、目的地入力手段を含み現在位置から目的地までの経路を探索する車載用ナビゲーションシステムであって、
地図上の交差点とその位置座標、交差点間を接続する道路を記憶した道路網地図と、
前記夫々の交差点に設置された交通信号の表示が繰り返される１周期の時間と１周期における右折許可表示時間との割合を記憶した交通信号表示データと、
現在位置から目的地までの距離的に短い経路を、前記記憶部に記憶された地図情報及び前記道路網地図に基づき複数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複数の経路について、各経路中の右折交差点の交通信号の右折許可表示時間の割合に基づいて、該交通信号が右折許可を表示する確率を演算する交差点通過確率演算手段と、
前記交差点通過確率演算手段による演算結果に基づき、前記経路探索手段により探索された複数の経路において、所要時間の最短な経路を選択する最短時間経路選択手段と、を備えたことを特徴とする車載用ナビゲーションシステム。 - 前記最短時間経路選択手段が、前記経路探索手段により探索された複数の経路中の、前記交差点通過確率演算手段が演算した右折許可を表示する確率の最も高い交差点を通る経路を選択することを特徴とする請求項３の車載用ナビゲーションシステム。
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-
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