JP4408024B2

JP4408024B2 - ナビゲーション装置並びに該装置用プログラム及び記録媒体

Info

Publication number: JP4408024B2
Application number: JP2003112445A
Authority: JP
Inventors: 有弘梅田; 和輝前川; 賢一村田; 毅田中
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Denso Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-04-17
Filing date: 2003-04-17
Publication date: 2010-02-03
Anticipated expiration: 2023-04-17
Also published as: JP2004317327A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、目的地までの経路を探索し探索された経路の案内を行うナビゲーション装置並びに該装置用プログラム及び記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ナビゲーション装置では、地点設定により目的地までの経路を探索してその探索した経路の案内を行うが、探索経路では、道路の種別や幅員、目的地まで走行する最短距離、最短時間、高速道路優先、渋滞道路回避その他ユーザの好みの選択に応じた各種探索条件に従って最適とされる推奨経路が算出される。そのために、それぞれの条件に応じて探索コストの設定、変更がなされる。
【０００３】
一般に、探索コストとしては、高速道路、国道、幹線道路、地方道路と、ランクが下がるにしたがって大きくなり、また、幅員が広い道路から狭い道路へ、車線数の多い道路から１車線道路へと大きくなり、通常、これら探索コストにより、さらには探索条件の選択、設定により探索コストを適宜変更して目的地までの経路に沿って演算することにより、各経路の中から最小コストの経路が推奨経路とされる。
【０００４】
また、道路の種別や幅員によって、５．５ｍ未満の狭い細街路を経路探索の対象としないようにしたり（例えば、特許文献１参照）、道路種別に応じた重み係数により経路を探索することにより（例えば、特許文献２参照）、ユーザの要求により近い案内経路の探索ができるような工夫がされている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−３０４５６０号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開２０００−３３７９０９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ナビゲーション装置に使用される道路データは、高速道路、国道、県道、地方幹線道路などの道路種別、道路属性、交差点の有無その他の一定のルールにしたがって探索コストが設定されるようになっているため、しばしば実際の走りやすさでは異なる道路が同じ評価で探索される場合がある。例えば国道であっても、実際には県道よりも幅員が狭かったり、交差点や信号機が多く走りにくく、むしろより走りやすい県道があるにもかかわらず、推奨経路には国道が入ってしまうこともある。また、幅員の広い道路の経路が探索されても、交差点が多く右左折が多いと、やはり走りにくい経路となる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するものであって、高架道路などの走りやすい道路を判定して経路を探索できるようにするものである。
【０００９】
そのために請求項１に係る発明は、目的地までの経路を探索し探索された経路の案内を行うナビゲーション装置において、交差点及び道路データを格納する記憶手段と、前記記憶手段に格納された交差点及び道路データに基づき高架道路を含む走りやすい道路を快速道路として判定する快速道路判定手段と、前記記憶手段に格納された交差点及び道路データ及び前記快速道路判定手段により判定された快速道路に基づき探索コストを設定して目的地までの経路を探索する経路探索手段とを備え、前記快速道路判定手段は、分岐点と該分岐点から所定の距離にあるそれぞれの道路上の点とを結ぶ線のなす角度が所定値以内の狭角分岐点を検出し、前記狭角分岐点を出入口分岐点として距離が所定値以上ある高架道路を前記快速道路として判定することを特徴とするものである。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のナビゲーション装置において、前記快速道路判定手段は、少なくとも県道以上で経路案内の信号機間の平均道路長が所定値以上の道路で、かつ交差点間の平均道路長が所定値以上の道路を前記走りやすい快速道路として判定することを特徴とするものである。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項２記載のナビゲーション装置において、前記快速道路判定手段は、上下線分離道路又は中央分離帯のある道路を前記走りやすい快速道路として判定することを特徴とするものである。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項２記載のナビゲーション装置において、前記快速道路判定手段は、平均片側車線数が所定値以上の道路を前記走りやすい快速道路として判定することを特徴とするものである。
【００１５】
請求項５に係る発明は、目的地までの経路を探索し探索された経路の案内を行うナビゲーション装置用プログラムであって、分岐点と該分岐点から所定の距離にあるそれぞれの道路上の点とを結ぶ線のなす角度が２０°以内か否かを判断して狭角分岐点を検出し、前記狭角分岐点を出入口分岐点として距離が所定値以上ある高架道路を快速道路として判定し、前記快速道路に判定された道路に所定の探索コストを設定して目的地までの経路を探索する処理をコンピュータに実行させるためのナビゲーション装置用プログラムである。
【００１６】
請求項８に係る発明は、請求項７に記載のナビゲーション装置用プログラムを記録したことを特徴とするナビゲーション装置用記録媒体である。
【００１７】
【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つつ説明する。図１は本発明に係るナビゲーション装置の実施の形態を示す図であり、経路案内に関する情報を入力する入力装置１、自車両の現在位置に関する情報を検出する現在位置検出装置２、経路の算出に必要なナビゲーション用データおよび案内に必要な表示案内データ、ナビゲーション用プログラム等が記憶されている情報記憶装置３、経路探索処理や経路案内に必要な表示案内処理を行うと共にシステム全体の制御を行う中央処理装置４、ナビゲーションに必要なデータを蓄積し、運転者の要求により通信回線を介して提供される情報センターや、予め地図データや目的地データなどの運転者固有のデータが記憶されている電子手帳などの情報源との間でデータのやりとりを行う情報送受信装置５、経路案内に関する情報を出力する出力装置６から構成したものである。まず、それぞれの構成について説明する。
【００１８】
入力装置１は、目的地を入力したり、運転者が必要な時に案内情報を音声および／または画面により出力できるように、運転者の意志によりナビゲーション処理を中央処理装置４に指示する機能を有するものであり、その機能を実現するための手段として、目的地を電話番号や地図上の座標などにて入力したり、経路案内をリクエストしたりするタッチスイッチや操作スイッチを有する。勿論、リモートコントローラ等の入力装置でもよい。ここで、音声入力を可能にするための音声認識装置やＩＣカードや磁気カードに記録されたデータを読み取るための記録カード読み取り装置を付加することもできる。
【００１９】
情報送受信装置５は、交通情報取得手段であるＶＩＣＳ（道路交通情報システム；Vehicle Information & Communication Sistem）受信装置やデータ送受信装置から構成される。ＶＩＣＳは、道路交通情報をリアルタイムでＦＭ多重（文字放送）、電波ビーコン、光ビーコンによって車両に伝送するもので、ＦＭ多重は広いエリアにわたり粗い情報を伝送し、電波ビーコン及び光ビーコンの情報は、ビーコンを中心として半径１０ｋｍ程度以内の狭いエリアの詳細な情報であって、車両がビーコンを通過すると受信できるようになっている。ＶＩＣＳ送信データは、各道路毎に付けられたリンク番号に対して、渋滞度（例えば、通行不可、渋滞、混雑、交通量多い、平常などの混雑の度合い）、渋滞先頭位置、渋滞長、通行規制（工事情報、通行止めなど）、旅行時間（所定速度での所要時間）から構成されている。また、データ送受信装置は、例えば携帯電話やパソコンであり、運転者の要求により交通情報センター（例えばＡＴＩＳ）との間でナビゲーションに必要な情報のやりとりを行うものである。
【００２０】
出力装置６は、運転者が必要な時に案内情報を音声および／または画面により出力したり、中央処理装置４により処理されたデータなどをプリント出力する機能を備えており、その機能を実現するための手段として、入力データを画面表示したり、運転者のリクエストに応じ自動的に経路案内を画面で表示するディスプレイ、中央処理装置４で処理したデータや情報記憶装置３に格納されたデータをプリント出力するプリンタおよび経路案内を音声で出力するスピーカなどを備えている。
【００２１】
ディスプレイは、カラーＣＲＴやカラー液晶表示器により構成されており、中央処理装置４が処理する地図データや案内データに基づく経路設定画面、区間図画面、交差点図画面などナビゲーションに必要なすべての画面をカラー表示出力すると共に、本画面に経路案内の設定および経路案内中の案内や画面の切り換え操作を行うためのボタンが表示される。特に、通過交差点名などの通過交差点情報は、随時、区間図画面にポップアップでカラー表示される。このディスプレイは、例えば運転席近傍のインストルメントパネル内に設けられており、運転者は区間図を見ることにより自車両の現在位置を確認し、またこれからの経路についての情報を得ることができる。
【００２２】
現在位置検出装置２は、車両の現在位置に関する情報を検出する装置であり、例えば地磁気センサなどで構成される絶対方位センサ、ステアリングセンサ、ジャイロなどで構成される相対方位センサ、車輪の回転数から走行距離を検出する距離センサ、衛星航法システム（ＧＰＳ）を利用したＧＰＳ受信装置を備えている。
【００２３】
情報記憶装置３は、ナビゲーション用のプログラム及びデータを記憶した外部記憶装置で、例えばＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体である。プログラムは、地図描画部、経路探索部、経路案内部、現在位置計算部、目的地設定操作制御部等からなりナビゲーションの信号出力処理を行うアプリケーション部及びＯＳ部等で構成され、ここに、経路探索などの処理を行うためのプログラムや経路案内に必要な表示出力制御、音声案内に必要な音声出力制御を行うためのプログラム及びそれに必要なデータ、さらには経路案内及び地図表示に必要な表示情報データが格納されている。また、データは、経路案内に必要な地図データ（道路地図、住宅地図、建造物形状地図等）、交差点データ、ノードデータ、道路データ、写真データ、登録地点データ、目的地点データ、案内道路データ、形状データ、案内データ、行き先データ、行き先方向データ、詳細目的地データ、目的地読みデータ、電話番号データ、住所データ、ランドマークデータ、その他のデータのファイルからなりナビゲーション装置に必要なすべてのデータが記憶されている。
【００２４】
中央処理装置４は、種々の演算処理を実行するＣＰＵ、重要な情報（例えば経路探索や経路案内を実行するプログラムや条件設定を行うデータ、各種パラメータのデータなど）を不揮発的に記憶するための書き換え可能なＲＯＭ（書き換え可能な不揮発性記憶手段）であるフラッシュメモリ（例えば電気的に消去可能なＥＥＰＲＯＭ：Ｅlectrically Ｅrasable and Ｐrogramable ＲＯＭ) 、フラッシュメモリのプログラムチェック、更新処理を行うためのプログラム（プログラム読み込み手段）を格納した不揮発性記憶手段であるＲＯＭ、運転者の操作により任意の地点の情報を登録するメモリ地点、学習機能により蓄積される頻度情報、各種検出手段の誤差修正情報などの個人別に記憶される情報を、一時的（揮発的）に格納する読み書き自在な揮発性記憶手段であるＲＡＭ（例えば、一時的に記憶した情報を電気的に保持できるＳＲＡＭ：Ｓtatic ＲＡＭ）を備えている。さらには、ディスプレイへの画面表示に使用する画像データが記憶された画像メモリ、ＣＰＵからの表示出力制御信号に基づいて画像メモリから画像データを取り出し、画像処理を施してディスプレイに出力する画像プロセッサ、ＣＰＵからの音声出力制御信号に基づいて情報記憶装置３から読み出した音声、フレーズ、１つにまとまった文章、音等を合成してアナログ信号に変換してスピーカに出力する音声プロセッサなどを備えている。
【００２５】
なお、ナビゲーション用のプログラム及びデータは、情報送受信装置５を介して外部から読み込むようなシステムとしてもよい。このように情報送受信装置５を介して必要なナビゲーション用のプログラム及びデータを外部から読み込むようにすることにより、ＣＤ−ＲＯＭに代えてＤＶＤなどの記録媒体を情報記憶装置３に用いて必要なプログラムや最新のデータを適宜更新して格納できるようにすることができ、また、情報記憶装置３を省き直接中央処理装置４のフラッシュメモリやＲＡＭに格納することもできる。
【００２６】
次に、動作及び使用される道路案内データなどの構成例を説明する。図２は本実施形態に係るナビゲーション装置のシステム全体の流れを説明するための図、図３は道路案内データ等の構成例を示す図である。上記実施形態に係るナビゲーション装置では、中央処理装置４のＣＰＵにより経路案内システムのプログラムが起動されると、図２に示すようにまず現在位置検出装置２により現在位置を検出し現在位置を中心としてその周辺地図を表示し（ステップＳ１）、次に、電話番号や住所、施設名称、メモリ地点等を用いて目的地を設定する（ステップＳ２）。そして、現在位置から目的地までの経路探索を行う（ステップＳ３）。経路が決まると、現在位置検出装置２による現在位置追跡を行いながら、目的地に到着するまで経路案内・表示を繰り返し行う（ステップＳ４）。
【００２７】
案内道路データファイルは、図３（Ａ）に示すように、経路探索により探索された経路の道路数ｎのそれぞれに対して、道路番号、長さ、道路属性データ、形状データのアドレス、サイズおよび案内データのアドレス、サイズの各データからなり、経路探索により求められ経路案内を行うために必要なデータとして格納される。
【００２８】
形状データは、図３（Ｂ）に示すように、各道路を複数のノード（節）で分割したとき、ノード数ｍのそれぞれに対して東経、北緯からなる座標データを有している。案内データは、図３（Ｃ）に示すように、交差点（または分岐点）名称、注意点データ、道路名称データ、道路名称音声データのアドレス、サイズおよび行き先データのアドレス、サイズの各データからなる。
【００２９】
行き先データは、図３（Ｄ）に示すように、行き先道路番号、行き先名称、行き先名称音声データのアドレス、サイズおよび行き先方向データ、走行案内データからなる。行き先データのうち、行き先方向データは、図３（Ｅ）に示すように、無効（行き先方向データを使用しない）、不要（案内しない）、直進、右方向、斜め右方向、右に戻る方向、左方向、斜め左方向、左に戻る方向の情報を示すデータである。
【００３０】
道路番号は、分岐点間の道路毎に方向（往路、復路）別に設定されている。道路属性データは、道路案内補助情報データであり、例えば車線数の情報を示すデータである。道路名称データは、高速道路、都市高速道路、有料道路、一般道（国道、県道、その他）の道路種別の情報と高速道路、都市高速道路、有料道路について本線か取付道かを示す情報のデータであり、道路種別データとさらに各道路種別毎での個別番号データである種別内番号から構成される。
【００３１】
図４は快速道路の判定処理を説明するための図、図５は高架道路、形状の判定処理を説明するための図である。本実施形態に係るナビゲーション装置では、図２により説明した上記ステップＳ３の経路探索を行う処理において、交差点及び道路データに基づき走りやすい道路を快速道路として判定し探索コストを設定して目的地までの経路を探索し、快速道路の判定では、狭角分岐点を検出して高架道路を抽出し快速道路とすることにより、高架道路の情報を持たなくても高架道路を快速道路として目的地までの経路に優先的に含まれるようにする。
【００３２】
その快速道路の判定処理は、例えば図４に示すようにまず、同一路線の道路を抽出し（ステップＳ１１）、条件１で道路毎に判定を行って道路を抽出する（ステップＳ１２）。ここで、条件１は、快速道路の候補となる道路かどうかを判定するものであり、同一路線の道路が、例えば県道以上か、経路案内の信号機間の平均道路長が所定値以上（例えば１ｋｍ以上）か、３差路以上の交差点間の平均道路長が所定値以上（例えば１５０ｍ以上）か、上下線分離道路又は中央分離帯のある道路か、平均片側車線数が所定値以上（例えば１．５以上）か、連続する高架道路であるかのいずれかである。
【００３３】
次に、条件２に該当するか否かを判定し（ステップＳ１３）、該当すればその道路を抽出し、該当しなければ隣接グループの結合を行う。（ステップＳ１４）。ここで、条件２は、快速道路の判定条件であり、同一路線の道路が、少なくとも県道以上で、経路案内の信号機間の平均道路長が所定値以上で、かつ３差路以上の交差点間の平均道路長が所定値以上であること、さらに上下線分離道路又は中央分離帯のある道路又は平均片側車線数が所定値以上である場合に該当すると判定される。また、属性情報として高架の情報を有する場合にも、県道以上で、高架道路である場合に該当すると判定される。
【００３４】
ステップＳ１３の処理において条件２に該当しない隣接グループの結合に対して、再度条件２に該当するか否かを判定し（ステップＳ１５）、該当すればその道路を抽出し、該当しなければさらに両端を繰り返し延長し（ステップＳ１６）、３たび条件２に該当するか否かを判定する（ステップＳ１７）。ステップＳ１７の判定処理でも該当しなければ、快速道路としない（ステップＳ２０）。
【００３５】
また、上記処理とは別に、高架の情報を持たない高架道路を判定し抽出するため、出入口とする狭角分岐点（交差点）を検出することにより高架道路の抽出を行う（ステップＳ１８）。狭角分岐点の角度に基づき高架形状の判定を行い（ステップＳ１９）、高架形状と判定された高架道路を快速道路として抽出し、そうでない道路は快速道路としない。すなわち、ステップＳ１８では、２つの連続する分岐点が出入口分岐点となる狭角分岐点、その間が高架道路と仮定として抽出され、ステップＳ１９では、狭角分岐点の角度により快速道路の対象となりうる高架道路か否かの判定を行っていることになる。
【００３６】
基本的に高架道路は、出入口分岐点間に３差路以上の分岐点が存在しない道路列であり、したがって、高架道路の場合には、連続する２つの分岐点が高架出入口分岐点として検出される。高架出入口分岐点は、図５（Ａ）に示すようなパターンの３差路で、１つの狭角（２０°以内）が存在する分岐点であり、また、図５（Ｂ）に示すようなパターンの４差路で、２つの狭角（２０°以内）が存在する分岐点である。なお、このときの狭角は、図５（Ｃ）に示すように、分岐点とノードより形状に沿って所定距離、例えば３０ｍを越えた最初の形状補間点とを結ぶ線（図示点線）を求めてこれらのなす角度で判定される。つまり、分岐点とその分岐点から所定の距離の各道路上の点とを結ぶ線（図示点線）のなす角度が２０°以内の場合に狭角分岐点とする。
【００３７】
上記ステップＳ１３、Ｓ１５、Ｓ１７、Ｓ１９の各処理により抽出された快速道路は、短距離区間を削除するために距離を求め（ステップＳ２１）、その距離が２ｋｍ以上の区間か否かを判定し（ステップＳ２２）、２ｋｍ以上の区間にならなければ快速道路とはせず（ステップＳ２０）、２ｋｍ以上の区間になる場合に、つまり、２ｋｍ以上接続する道路を最終的に快速道路とする（ステップＳ２３）。
【００３８】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上記実施の形態では、快速道路となる道路として少なくとも県道以上の条件を設定したが、地域によっては、県道以下の農道や地方道路であっても幅員が広い道路やカーブの少ない道路なども新たに敷設されており、このような道路を幅員やカーブの有無・数により抽出できるように条件を変えてもよいことはいうまでもない。
【００３９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、高架道路、信号機の少ない道路、大きい交差点の通過する道路、上下線分離道路、中央分離帯のある道路、片側車線数の多い道路など走りやすい道路を快速道路として、経路を探索しやすくすることができ、走りやすい道路による経路を案内することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るナビゲーション装置の実施の形態を示す図である。
【図２】本実施形態に係るナビゲーション装置のシステム全体の流れを説明するための図である。
【図３】道路案内データ等の構成例を示す図である。
【図４】快速道路の判定処理を説明するための図である。
【図５】高架道路、形状の判定処理を説明するための図である。
【符号の説明】
１…入力装置、２…現在位置検出装置、３…情報記憶装置、４…中央処理装置、５…情報送受信装置、６…出力装置

Claims

目的地までの経路を探索し探索された経路の案内を行うナビゲーション装置において、
交差点及び道路データを格納する記憶手段と、
前記記憶手段に格納された交差点及び道路データに基づき高架道路を含む走りやすい道路を快速道路として判定する快速道路判定手段と、
前記記憶手段に格納された交差点及び道路データ及び前記快速道路判定手段により判定された快速道路に基づき探索コストを設定して目的地までの経路を探索する経路探索手段とを備え、前記快速道路判定手段は、分岐点と該分岐点から所定の距離にあるそれぞれの道路上の点とを結ぶ線のなす角度が所定値以内の狭角分岐点を検出し、前記狭角分岐点を出入口分岐点として距離が所定値以上ある高架道路を前記快速道路として判定することを特徴とするナビゲーション装置。
前記快速道路判定手段は、少なくとも県道以上で経路案内の信号機間の平均道路長が所定値以上の道路で、かつ交差点間の平均道路長が所定値以上の同一路線の道路を前記走りやすい快速道路として判定することを特徴とする請求項１に記載のナビゲーション装置。
前記快速道路判定手段は、上下線分離道路又は中央分離帯のある道路を前記走りやすい快速道路として判定することを特徴とする請求項２記載のナビゲーション装置。
前記快速道路判定手段は、平均片側車線数が所定値以上の道路を前記走りやすい快速道路として判定することを特徴とする請求項２記載のナビゲーション装置。
目的地までの経路を探索し探索された経路の案内を行うナビゲーション装置用プログラムであって、
分岐点と該分岐点から所定の距離にあるそれぞれの道路上の点とを結ぶ線のなす角度が２０°以内か否かを判断して狭角分岐点を検出し、
前記狭角分岐点を出入口分岐点として距離が所定値以上ある高架道路を快速道路として判定し、
前記快速道路に判定された道路に所定の探索コストを設定して目的地までの経路を探索する
処理をコンピュータに実行させるためのナビゲーション装置用プログラム。
請求項５に記載のナビゲーション装置用プログラムを記録したことを特徴とするナビゲーション装置用記録媒体。