JP2002506197A

JP2002506197A - 車両情報システム

Info

Publication number: JP2002506197A
Application number: JP2000509994A
Authority: JP
Inventors: ノッカート，ロナルド，ピー; ドリューリー，ボブ; ロード，メルビン，エイ; ブラウン，スティーブン; アッシャー，ハリー; ジョゼフォウィッズ，ポール，エイ
Original assignee: シーメンスオートモーティヴコーポレイション
Priority date: 1997-08-19
Filing date: 1998-08-19
Publication date: 2002-02-26
Also published as: DE69819337T2; WO1999009374A3; WO1999009374A8; JP2010191975A; EP1005627B1; AU8915998A; EP1005627A2; DE69819337D1; JP2007226845A; WO1999009374A2

Abstract

(57)【要約】車載システム（１０５）及び集中サーバーシステム（１２０）を含む車両情報システム。車載システムはセルラー電話システムのような無線通信リンク（１１０）を用いてサーバーシステムと通信する。一組のＧＰＳ衛星（１４０）のような測位システムは、車載システムにより使用され測位信号を送信するが、この測位信号は、オプションとして、推定位置の精度向上のため集中サーバーシステムにも利用される。システムの１つのバージョンでは、運転者は車載システムに対して目的地を指定し、この車載システムがその目的地を確認する。車載システムは、目的地の明細を集中サーバーのサーバーシステム（１２５）へ送信する。サーバーシステムは、目的地までのルートを計算し、計算により求めたルートを車載システムへ送信する。車載システムは、ルートに沿って運転者を誘導する。車載システムは、車両が設定ルートから外れたことを検知すると、車載地図データベースを用いて目的地までの新しいルートを再設定する。

Description

【発明の詳細な説明】【発明の背景】

本発明は車両用情報システムに関する。車両の運転者に種々のタイプの情報を提供する車両情報システム、特に、ナビ
ゲーションシステムが開発されている。かかるナビゲーションシステムの一種である自律的ナビゲーションシステムは、通常、コンパクト光ディスク(たとえば、
CD-ROM)のような取外し可能なメディアに記憶された搭載地図を利用する。ナビゲーションシステムは、搭載地図を用いて、出発点から車両の運転者が指示する
目的地までのルートを設定する。例えば、情報の追加または補正のための自律的システムの地図の更新には、通常、取外し可能なメディアの交換が必要である。ナビゲーションシステムには、運転者が所望の目的地(システムによっては現在
位置)を一字一字打ち込むことにより目的地を入力するものがある。また、ガソリ
ンスタンドあるいはレストランのような興味ある施設の蓄積リストから運転者が
選択を行うシステムもある。運転者が目的地を入力すると、システムがその目的
地までのルートを道路網に沿って設定する。ルートは最短距離あるいは最短走行時間を与えるものとして設定するのが普通である。ルートの設定が完了すると、シ
ステムが運転者をそのルートに沿って誘導する。ルートに沿う誘導方式には種々のものがあるが、特に簡単な方式は、例えば一
つの道路を曲がって次の道路へ移る交差点で個別の指示を次々に運転者に提供す
る方式である。運転者は、次の指示を待つ状態にあることを明示する。例えば、それらの指示は音声出力で提供され、運転者は次の指示を待つ状態になると「次」と発声する。ルートに沿う別の誘導方法には、設定ルートと自車位置を動的に表示する地図を用いるものがある。運転者は、設定ルートを辿るために何処で、また何時、方向転換を行うかの判断をこの地図を用いて行う。誘導方式には、車載センサーにより自車位置を推定するものがある。例えば、磁気コンパスにより走行方向を推定し、また速度センサーにより走行距離を推定
する。さらに、全地球測位システム（ＧＰＳ）により自車位置を推定することができる。ＧＰＳは、多数の衛星が発信する信号を車載ＧＰＳ受信機が受信してその絶対位置を推定するものである。開発された車両情報システムには他のタイプのものもある。その中には、交通注意報のような交通関連情報を特殊な車載無線受信機へ放送するものがある。

【発明の概要】

一般的に、本発明は、一つの側面で捉えると、車両情報システムである。車両情報システムは、車載システムと集中サーバーシステムとより成ることを特徴と
する。車載システムは、無線通信リンクを介してサーバーシステムと交信する。一般的に、本発明は、別の側面で見ると、車両を出発点から道路網を経て目的
地へ誘導する方法である。この方法は、例えば、道路の住所または興味ある地点の
識別名を送信することにより、目的地の明細をサーバーに送信することを特徴と
する。サーバーは、指定された目的地までのルートを設定してルートの明細を車両へ送信する。この方法はまた、道路網を経て目的地へ到達する設定ルートの明細をサーバーから受信するだけでなく、設定ルート近傍の道路網の明細を含む地図をサーバーから受信する。例えば、その地図は設定ルート上の特定地点の周りの
１または２以上の領域に対応するか、設定ルート周辺の「回廊」に対応するか、
またはそのルート近傍の複雑な形状の領域である場合がある。設定ルートに、車
両の運転者が実行する多くの運転操作の明細を含めることが可能であり、また各運転操作の明細にはその運転操作を行う地点も含まれる。その地図は、出発点の近傍又は指定された一つの運転操作を行う地点の近傍に関連する場合がある。そ
の方法に、自車位置を追跡する特徴を含めるようにしてもよい。その方法には、受信した地図を設定ルート及び自車位置の表示と共に表示する特徴が含まれる場
合がある。本発明の長所は、目的地までのルートを設定するにあたり予め蓄積した地図を
車両が具備することを要しない点にある。また、本発明は、設定ルートの出発点ま
たは運転操作を必要とする中間の点の近傍の地図を表示する方法を提供するが、その際、地図を車両に予め蓄積する必要はない。表示される地図は、方向転換の指示を与える難しい運転操作の間に車両の運転者に有益な情報を提供することが
できる。一般的に、本発明は、別の側面で見ると、車両の追跡方法である。この方法は、
測位システムからの基準信号を受信し、例えば、ＧＰＳ衛星から信号を受信して、受信した基準信号により自車位置に関する位置データを計算することを特徴と
する。例えば、位置データは、緯度及び経度の推定値かまたはＧＰＳ擬似レンジ測
定値である場合がある。この方法はまた、位置データをサーバーに送信し、サーバーから位置補正データを受信することを特徴とする。例えば、位置補正データは
、緯度及び経度の偏差であるか、またはＧＰＳ擬似レンジ測定値に適用される補
正項であり得る。この方法はまた、受信基準信号から計算したデータと位置補正
データとを組み合わせて車両の推定座標を求めることを特徴とする。この方法は、位置データを繰返し計算し、位置データと位置補正データとを組み合わせて推定座標を求めることを特徴とする。この方法は、時間インターバル
の後に位置データを繰返し計算し、補正データを用いず位置データによって車両
の推定座標を求めることを特徴とする。一般的に、本発明は、別の側面で見ると、車両の追跡方法である。この方法は第１の位置の緯度及び経度のような座標を含む第１の位置の明細を受信すること
を特徴とする。この方法は、車両が第１の位置またはその近傍にあるか若しくはその近傍を通過するかを検知するステップを含むことができる。この方法は、車両が第１の位置にあると検知された時点で測位システムから受信した基準信号に
より第１の位置データを計算するステップを含む。例えば、測位システムはＧＰＳ
測位システムでよく、計算により求めた第１の位置データに、車両が第１の位置
またはその近傍にあるとき受信するＧＰＳ衛星信号から得られる擬似レンジ測定
値を含めることができる。この方法はさらに、第１の位置データ及び第１の位置の座標から位置補正データを計算するステップを含む。例えば、位置補正データの
計算に、第１の位置の緯度及び経度と、車両が第１の位置かその近傍にあるとき受信するＧＰＳ衛星信号から得られる擬似レンジ測定値とから擬似レンジ補正デ
ータを計算するステップも含むことがある。この方法はさらに、車両が第１の位置で検知された時点のあとの第２の時点において測位システムから受信する基準
信号から第２の位置データを計算した後、補正データと第２の位置データとを組み合わせて第２の時点における車両の座標を求めるステップを含む。この方法は、第１の位置で車両の運転者が行う運転操作の明細を第１の位置の
明細中に含めるという特徴を有する。車両が第１の位置にあることを検知するステップは、車両が、例えばコンパス、加速度計、またはジャイロスコープのよう
な車両センサーにより指定された運転操作を行う時点を検知することを含む。一般的に、本発明は、別の側面で見ると、車両が設定ルートから外れたことを検知する方法である。この方法は、例えば、ＧＰＳ測位システムにより車両が測位システムから受信する信号を用いてその車両の第１の推定位置を追跡すること
を特徴とする。この方法はまた、設定ルートに沿う推定走行距離により車両の第２の推定位置を追跡することを特徴とする。第１の推定位置と第２の推定位置と
の差が少なくとも許容距離以上になると、車両は設定ルートから外れたと判断さ
れる。この方法は、車両が運転操作地点のような設定ルートの第１の地点にあるのを
検知し、経路に沿う第１の地点からの走行距離を推定するステップを特徴として
含むことができる。この方法はまた、許容距離を調整する特徴を有し、この調整には、車両が設定ル
ート上の第１の地点にあると検知されると許容距離を減少させ、車両が第１の地点からその経路に沿って走行するにつれこの許容距離を増加させることを含む。一般的に、本発明は、別の側面で見ると、設定ルートを辿る車両の運転者に時系
列としての運転操作地点を含む誘導指示を与える方法である。この方法は、車両が第１の運転操作地点にあるときを検知し、第１の運転操作地点から設定ルート
に沿って車両が走行する距離を追跡することを含む。追跡距離が設定ルートに沿う第１の操作地点と、後続の運転操作地点の間の距離の一部である所定の通報距
離内に来ると、運転者は次の運転操作に関する通報を受ける。一般的に本発明は、別の側面で見ると、車両ナビゲーションシステムにおいて
位置を指定する方法である。この方法は、車載システムへ車載地図データベースを提供することを特徴とする。車載データベースは、サーバーシステムのサーバ
ー地図データベースにアクセスするための、有効な位置の明細に関するデータを
含む。この方法は、運転者が車両のユーザーインターフェイスにより、例えば位置の明細を受取ることを特徴とする。このシステムは、車載地図データベースを用いて位置の明細を確認した後、確認した位置の明細をサーバーシステムへ送信
する。この方法はまた、サーバーシステムにサーバー地図データベースを提供し、受信し確認された位置の明細を用いてこのサーバー地図データベースにアクセスす
ることを特徴とすることができる。さらに、この方法は、サーバー地図データベ
ースにより指定した地点へのルートを設定し、この設定ルートを車載システムへ送信することを含むようにしてもよい。一般的に、本発明は、別の側面で見ると、自車位置の推定方法である。この方法は、測位システムにより時系列としての車両の位置を推定し、この車両の推定位置のそれぞれ記録することを含む。例えば、推定位置は車両が目的地に接近する
に従って非揮発性メモリーに記録される。この方法はさらに、例えば車両が目的地において或る時間駐車して出発した後、記録された時系列としての車両推定位
置のうち最も最近の値を引き出すことにより自車位置を推定することを含む。本発明は、ＧＰＳ衛星システムのような測位システムがレンジ外であっても、また測位システムの始動前であっても、車両の推定位置を得ることができるとい
う利点を有する。一般的に、本発明は、別の側面で見ると、車両の誘導方法である。この方法は、車両が目的地までの設定ルートをサーバーから受信し、その設定ルートを車両に蓄積することを特徴とする。この方法はまた、蓄積された設定ルートにしたがっ
て車両の運転者に指示を与える、例えば、そのルートに沿う一連の運転操作地点の
各々において指示を与えることを含む。この方法は、自車位置を追跡して車両が設定ルートから外れたか否かを検知することを含む。車両が設定ルートからはずれたことが検知されると、この方法は、目的地までの新しいルートを設定することを含む。新しいルートの設定は、サーバーとの通信を必ずしも必要としない。新しいルートの設定は、自車位置を求め、車両に蓄積された地図データベースに
アクセスすることを含む。この方法はまた、サーバーとの無線通信チャンネルを始動し、この無線通信チ
ャンネルを介して目的地の明細を送信し、その後設定ルートを受信して無線通信
チャンネルを停止することを含むことができる。この方法の利点には、サーバーによるルート設定サービスを車両に提供して誘
導及びルートの再設定を行うにあたりサーバーとの通信状態を常に保持する必要
がない点が含まれる。一般的に、本発明は、別の側面で見ると、交通情報を収集する方法である。この
方法は、自車位置の追跡ステップを含み、それには車両が道路網の複数の区分をそれぞれいつ通過するかを検知することが含まれる。通過が検知される各区分に
ついて、車両はその検知される区分上の車両速度に関するデータを集めることにより交通関連データを収集する。この方法はまた、収集したデータをサーバーへ
送信することを含む。この方法は、車両による交通関連データの収集を可能にするためにサーバーか
ら指示を受けることを特徴とすることができる。この方法はまた、収集データの
サーバーへの送信を要求するリクエストを車両が受信することを特徴とすること
ができる。一般的に、本発明は、別の側面で見ると、交通情報の収集方法である。この方
法は、自車位置の追跡を含み、それには道路網の一組の区分の各々を車両が通過するかを検知することを含む。通過を検知される各区分について、この方法は、
その区分での車両速度をその区分につき蓄積された速度と比較し、もしその区分の車両速度が蓄積された速度から外れている場合はその区分を示す交通通報を車
両に送信することを特徴とする。一般的に、本発明は、別の側面で見ると、交通情報の収集方法である。この方法は、一組の車両から交通関連データを受信し、受信した交通関連データにより
交通データベースを更新することを含む。データベースの更新には、道路網における多数の道路区分に関連する速度情報の更新が含まれる。この方法はまた、道路区分に関する速度情報により道路網を介する出発点から目的地までのルートを
設定することを特徴とする。この方法はまた、利用可能な調査用車両の集合のうち一つの部分集合が交通関
連データを提供できるようにすることを特徴とし、さらに、例えば、或る地理的領域に対応する交通データベースの一部を目標にして更新することを特徴とする
。調査用車両の部分集合が交通関連データを提供できるようにするために、目標
とするデータベースの一部に従って調査用車両を作動可能にする。一般的に、本発明は、別の側面で見ると、車両ナビゲーションシステムに対して目的地を指定する方法である。この方法は、目的地の種類のリストにアクセスし、例えば、運転者が車載ユーザーインターフェイス上で選択を行うことによりこの種類のリストからの選択を受取ることを含む。この方法は、種類のリストからの選択をサーバーシステムへ送信し、その後サーバーシステムから選択した種
類の目的地が含まれるリストを受信することを含む。この方法はさらに、目的地のリストからの選択を受取り、選択した目的地をサーバーシステムへ送信するこ
とを含む。この方法はまた、自車位置に関するデータをサーバーシステムに送信すること
を特徴とすることができる。受信する目的地リストには車両の近傍の目的地が含
まれる。一般的に、本発明は、別の側面でみると、車両ナビゲーションシステムを構成
する方法である。この方法は、サーバー地図データベースをサーバーへ提供することを含む。サーバー地図データベースは、道路網にある複数の道路区分に関す
るデータを含む。この方法はまた、車両地図データベースを車載システムへ提供
することを含む。この車両地図データベースは、共通の基準を満足するサーバー地図データベースの複数の道路区分の部分集合に関連するデータ、例えば、道路区分の道路等級に関するデータを含む。一般的に、本発明は、別の側面で見ると、車載地図データベースである。この
データベースは、蓄積された第１及び第２の表を含む。蓄積された第１の表は、
各々が第２の表中の道路のベース名を含むレコードへの参照を含むフィールドと
、接頭辞、接尾辞及び道路の種類を指定する第２のフィールドとを含む多数のレ
コードより成る。蓄積された第２の表は、各々が圧縮フォーマットで蓄積された道路のベース名を含む多数のレコードを含む。一般的に、本発明は、別の側面で見ると、ルートを車両ナビゲーションシステ
ムへ送信する方法である。このルートには、各道路区分を連結する多数の中間点が含まれる。この方法は、中間点のうちの第１の地点の位置の明細を送信し、中間
点のうちの第２の地点の位置と第１の中間点の位置との間の違いの明細を送信す
ることを含む。この違いの明細は、割当てられたビット数よりも少ない数を使用
できる。この方法はまた、初期ルートの設定を特徴とすることができる。この初期ルー
トは、道路区分を連結する多数の中間点の初期集合を含む。設定ルートは初期ル
ートから形成される。境界となる中間点の位置の違いが割当てられたビット数に
より特定できるものよりも大きい初期ルートの任意の道路区分について、この方
法は、その道路区分上に別の中間点を挿入して隣接する中間点の位置間の違いが
それぞれ割当てられたビット数で特定できるようにすることを含む。一般的に、本発明は、別の側面で見ると、車両ナビゲーションシステムである。
このシステムは、地図データベースの蓄積手段または記憶装置を含む車載コンピュータ、車載コンピュータと遠隔のサーバーとの間でデータを送受信する無線通
信システム、車載コンピュータと車両の運転者との間のユーザーインターフェイ
スを提供する入出力装置、及び移動に関連する信号を車載コンピュータへ送る車
両センサーを含む。この車載コンピュータは、無線通信システムを介してサーバーから設定ルートを受取り、車両センサーからの移動に関する信号により車両の
第１の推定位置を維持し、設定ルートと第１の推定位置とを用い、入出力装置を介
して誘導指示を運転者に与える機能を実行するようにプログラムされている。一般的に、本発明は、別の側面で見ると、車載ナビゲーションシステムの更新
方法である。この方法は、車載システムに蓄積された情報に関するバージョン数を受信することを含む。車載システムに蓄積された情報のバージョン数がサーバ
ーの情報のバージョン数よりも前である場合は、この方法はサーバーから車載システムへ更新情報を送信することを含む。車載システムに蓄積される情報に地図データまたはコンピュータ指示を含めることも可能である。この方法は、例えば、更新情報により表わされる地理的領域に従って更新情報を優先度で分類し、この更新情報を優先度順に送信することを特徴とすることが
できる。一般的に、本発明は、別の側面で見ると、車両情報サーバーシステムである。
このシステムは、多数の車両と一組の情報システムとの間の無線データ通信を可
能にする車両通信インターフェイスを含む。一組の情報システムには、車両からルートの設定を要求するリクエストを受信して設定ルートを通信インターフェイ
スを介して提供するナビゲーションシステムと、外部の情報システムに結合されて外部の情報システムからの情報を車両へ送信する通信システムとが含まれる。一般的に、本発明は、別の側面で見ると、交通関連情報をユーザーに提供する
方法である。この方法は、道路網の１または２以上の道路区分より成るルートの明細をユーザーから受取り、道路網の道路区分に関連する交通データを受信することを特徴とする。受信した交通データが指定ルートに例外的な交通状況が存在することを指示する場合、ユーザーはこの交通状況についての通報を受ける。本発明の他の特徴及び利点は、以下の説明及び特許請求の範囲から明らかにな
るであろう。

【実施の態様】

１概観（図１及び図６―１０）１．１構成（図１）図1を参照して、車両情報システムは、ルート設定及び誘導（即ち、ナビゲーション）サービスを含む各種のサービスを、広い地理的領域を運転自在の多数の
車両１００の運転者へ提供する。車両の運転者へこれらのサービスを提供するために、車両情報システムは、固定位置の集中サーバー１２０にあるサーバーシス
テム１２５においていくつかの機能を実行するとともに、各車両１００の車載シ
ステム１０５において他の機能を実行する。車両情報システムはまた、車両の絶対位置（それらの緯度及び経度）を推定するための基準を提供する。全地球測位
（ＧＰＳ）衛星１４０は特に、車両が受信すると車載システムがそれらの位置の
推定を可能にする信号を送信する。サーバー１２５及び車載システム１０５により実行される機能を組み合わせて
提供される車両情報システムのナビゲーションサービス全体が、車両の運転者に
よる所望目的地の指定後、そのシステムによる目的地への誘導を可能にする。車
載システム１０５は、車両が所望目的地へ走行する際の自車位置を追跡（すなわ
ち反復して推定）し、所望目的地へ誘導するための指示を運転者に与える。例え
ば、車載システム１０５は、車両が直近の交差点に接近する際、その交差点で方
向転換するための指示を与える。また、この車載システム１０５は、通常、運転者のミスにより車両が設定ルートを外れたか否かを判定する。車両がルートを外れた場合、車載システム１０５はかかるミスに拘らず車両を目的地へ引き続き案内するための指示を運転者に与える。サーバーシステム１２５は、車載システム１０５がサーバーシステム１２５へ
サービスの提供をリクエストするクライアント−サーバー方式により、この車載
システム１０５へ種々のサービスを提供する。例えば、サーバーシステム１２５は、車載システム１０５からのリクエストに応答してルート設定機能を実行し、
一方車載システム１０５はルート誘導機能を実行する。車載システム１０５は、無線通信リンクによりサーバーシステム１２５に結合
されている。詳説すると、この車載システム１０５は、標準アナログセルラー電
話システム（すなわち、最新式移動電話サービス（ＡＭＰＳ）標準）を介して送
られる変調データ信号を用いて、サーバーシステム１２５と信号経路１１０を介
して時々通信する。車載システム１０５は、通常、サーバーシステム１２５と最
初に通信した後、自律モードで動作する。最初の通信時、出発位置（または他の位置関連データ）、速度及び方向、並びに所望の目的地が車載システムからサー
バーシステムへアップロードされ、その後、サーバーシステムから車載システム
へ設定ルートがダウンロードされる。設定ルート情報がサーバーから車両へダウ
ンロードされた後、車載システムは自律ルート誘導モードで動作するためサーバーシステムとさらに通信する必要はない。車載システムが自律ルート誘導モード
にある間、車載システムは、サーバーシステムとの交信を必ずしも必要とせず、設定ルートから外れた場合でも元のルートへ復帰することができる。車載システム１０５は、ＧＰＳ衛星１４０から無線周波数通信パス１１２を介
して信号を受信する。サーバーシステム１２５も、無線周波数通信パス１１２を介してＧＰＳ衛星１４０から信号を受信する。以下にさらに詳説するように（章２．４を参照）、サーバーシステム１２５がＧＰＳ衛星１４０から受信した信号
より取出したデータをサーバーシステム１２５と車載システム１０５が時々使用
して、「異なる」ＧＰＳの計算を行うことにより、車両１００の推定位置を改善する。引き続き図１を参照して、サーバーシステム１２５は、地図プロバイダ１６０
（例えば、地図関連情報の販売者）に、相互に連結されて道路網を形成する道路区分の位置及び種類を含む道路網関連情報を提供させる。地図プロバイダ１６０または他の任意の外部情報プロバイダは、都市センター、レストラン及びガソリ
ンスタンドのような代表的な興味ある場所のような他の地図関連情報を提供する
。このシステムのいくつかのバージョンには、サーバーシステム１２５が外部情
報システム１３０へのゲートウェイとして働くものがある。これらの外部システムはサーバーシステム１２５が使用する情報を提供するか、あるいは車載システ
ム１０５へ直接送られる情報を提供する。例えば、外部情報システム１３０は、サ
ーバーシステム１２５が出発点から目的地までの最速ルートの設定に使用する交
通関連情報を提供することができる。別の例として、外部情報システム１３０は、呼出しサービスのような通信サービスを車両の運転者に提供することができる
。車載システム１０５とサーバーシステム１２５との間には別の通信方式を用い
ることが可能である。標準アナログセルラー電話リンクは、かかるリンクのサポートに必要なインフラストラクチャの地理的範囲が北アメリカでは広大であるた
め有利である。世界の他の地域では、必要なインフラストラクチャがあればデジタルセルラーリンクの方がより適当であろう。かかるデジタル式のインフラストラクチャは北アメリカでも将来利用可能になると予想される。衛星を用いる通信システムは、サーバーシステムへの車載システムの接続に使用できる。また、他の無線データ通信システムを同様に利用して、車載システム１０５をサーバーシ
ステム１２５に接続することが可能である。かかるシステム（例えば、ＡＲＤＩＳ
、ＲＡＭ、ＣDＰＤ、ＧＳＭ）は北アメリカで現在利用されているが、その地理的利用可能な範囲は、このシステムをサポートし車両の運転者が広い地理的範囲
で利用できるためには依然として適当なものではない。無線通信システムの多くは、短いメッセージを伝送可能な「ショートメッセージ」機能を含んでいる。かかるショートメッセージサービスを、車載システムとサーバーシステムの間のあ
る種の通信に、例えば、例外的状況の通報に利用することが可能である。ＧＰＳ衛星１４０からの信号によらずに、別の測位システムを利用することも
できる。例えば、位置情報を車両に提供するために、路傍の光または無線周波数ビーコンシステムの利用が可能である。かかる路傍のビーコンシステムは北アメ
リカにおいては広く利用できる状態にない。一方、ＧＰＳ方式は現在広い地理的範
囲をカバーしている。集中サーバー１２０は、或る地理的領域に分散した車両に対して一つの場所で
サービスを提供するという意味で集中型である。この集中サーバーの位置は中心
にある必要はなく、そのサーバーがサービスを提供する車両と同じ地理的領域に
あればよい。また、このシステムを単一の集中サーバー１２０を利用するものと
して説明するが、多数のサーバーを利用してもよい。多数のサーバーを用いる場合
、車載システム１０５は全ての、あるいは特定種類のサービスリクエストに対し
て特定のサーバーへアクセスするように構成することができる。１．２動作（図６―１０）車両情報システムのナビゲーションサービスの一般的な動作は、システムで使
用される種々の例示的な地図及びルートを示す図６―１１を参照すると理解でき
るであろう。これらの図は、図６に略示する共通の地理的領域に対応する。図示し
た地理的領域はナビゲーションサービスが通常サポートする領域の非常に小さい
部分であり、これは米国またはヨーロッパの多数の国と同じくらいの大きさであってもよい。図６を参照して、図示の地図６００は異なる線幅で示す３種の道路を示してい
る。一般的に、道路はそれらの大きさまたは典型的な車両速度で分類される。例えば、ハイウェイ、アクセスが制限された道路、主要道路、及び側道に分類される。図６において、ハイウェイ６１０を垂直方向に延びる太い線で示す。中間の太さの線で示す一組の主要道路６２０、６２２、６２４、６２６はハイウェイと交
差する道路網である。主要道路６２０、６２２はそれぞれ２つのランプ６１２、
６１４でハイウェイ６１０に接続する。住宅地域を走る一組の道路（側道）６３０−６３６）がこれらの道路網を完成させる。この例では、運転者と車両は６９０で示す出発点Ｘにいる。運転者はこの図に
は図示しないが、ハイウェイ６１０によるアクセスが最も簡単な所望の目的地６
９２へ行くことを望む。最初のステップとして、運転者は所望の目的地６９２の明細を車載システム１０５へ入力する。例えば、運転者は目的地住所の都市名、道路名、番地を入力する
。目的地は、車載システムが、例えば、番地が指定した道路の許容範囲内にあるの
を確認することにより、確認する。車載システム１０５は、目的地の明細を受取りそれを確認すると、セルラー電
話リンク１１０を介してサーバーシステム１２５と通信セッションを開始し、目
的地の明細をサーバーシステムへ送信する。車載システムはまた、サーバーシステムが車両の出発位置６９０を知ることができるようにする情報を送信する。例
えば、車載システムは車両のＧＰＳ受信機から得られた推定緯度及び経度を送信
するかまたはＧＰＳ受信機からの他の生の出力を送信する。図７を参照して、サーバーシステムは道路網７００を詳示したものを記憶して
いる。この道路網は一組のノードを有するグラフとして表示されるが、これらのノードは図では円で表わされ、道路の区分に対応するリンク（アーク）がこれら
のノードを相互に接続する。グラフに示すリンクに関連して蓄積されたデータに
は、リンクにより表わされる道路の等級が含まれる。グラフの各ノードに関連するデータは、その緯度及び経度（または既知の位置である別のノードとの相対的
位置と等価である）だけでなく、１つのリンクからそのノードで結合された別の
リンクへ移るにあたり如何なる方向転換が可能であるかを示す他の情報を含む。
リンクの両端部のノードを直線で結ぶことにより多くのリンクを近似する。ノー
ド７３３と７３５、またはノード７１６と７２５を結ぶリンクのようないくつか
のリンクは、曲線を含む道路区分を表わす。曲線状の道路区分を表わすために、リ
ンクが陰影のある円７８０−７８５で表わされる１または２以上の「形成点」を
含むようにしてもよい。各形成点は関連する位置データを有する。隣接する形成点間またはノードと隣接する形成点との間の区分は直線で近似する。サーバーシステム１２５は、車載システムにより提供される車両６９０の位置
に関連する情報に基づいて車両の出発点の緯度及び経度を求める。サーバーシステムは、車両の緯度及び経度、速度及び方向に基づいて、道路網７００のグラフ表示において車両が出発するためのリンクを見つける。この例では、道路網におけるこの出発位置はノード７５３と７６３を結ぶリンク上にある。サーバーシステムはその後、目的地６９２への最善の経路を計算により求める
。最善か否かの判断は、種々の基準、例えば全走行距離が最短であること、あるい
は道路網のグラフのリンクに沿う推定走行速度に関する情報を用いて推定走行時
間が最少であることなどの基準により行うことができる。この例では、この設定ル
ートを点線７９２で示す。再び図６を参照して、この設定ルートは車両が住宅地域
の道路６３５を出発して最初に左折することにより住宅地域の道路６３２へ出る
。その後、車両は右折して主要道路６２８に乗り、そして右折して主要道路６２０
へ移る。主要道路６２０はハイウェイ６１０と合流する。車両はハイウェイ６１０を目的地６９２に向かって走行する。図８を参照して、ノードにより連結された一連のリンクとしての設定ルート８
００は、サーバーシステムから車載システムへダウンロードされる。ルートに沿
う各ノード（出発点のノードは必ずしも含まない）は、サーバーの道路網７００
（図７）のノードに対応する。設定ルート８００に沿うノードは、運転者が実行することを要する「運転操作」に対応する。例えば、ノート７９０における運転操作は「道路６３５への左折」（図６を参照）である。ルートに沿う各リンクに
は１または２以上の「中間地点」を有する。中間地点はサーバーの道路網７００
における形成点、または運転者にとって運転操作が不要な交差点であるノード、
すなわち運転者が方向転換または何らかの他の運転操作をせずにただ直進すれば
よいサーバーの道路網７００のノードに対応する。図８において、ノード７３３、７８０、７８１は運転操作点７３２と７３５を結ぶリンク上の中間地点である
。原理について説明すると、運転者が指示に正確に従うと常に予想できる場合、運転者は所望の目的地へ到達するであろう。しかしながら、種々の要因により運
転者は計画を変更しなくては所望の目的地へ到着できない場合がある。これらの
要因として、例えば、側道間の距離が近すぎるため車両の最初の推定位置が不正確であること、指示が複雑である場合、特にルートの最初の出発部分で運転者が指示に従えないこと、例えば、予想していなかった道路工事により道路網のシステム地図にエラーがあること、車両の推定走行距離が不正確であったこと等があ
る。ルートの最初の部分に関連するエラーを考慮して、サーバーシステムは最初の
位置６９０の周辺の「スポット地図」として知られる詳細な地図９００を車載シ
ステムへダウンロードする。図９を参照して、出発位置６９０の周辺のノード及び
リンクに関連する地図情報がダウンロードされる。スポット地図データベース９
００は、サーバーの道路網７００と同様詳細なものであるが、例えば出発位置の
２つのリンク内の全てのノードを含むという程度に地理的に限定されたものであ
る。サーバーシステムは、１または２以上の運転操作点または目的地の周りのスポ
ット地図もダウンロードすることができる。例えば、運転操作が特に複雑な場合
、サーバーシステムはその運転操作点周辺のスポット地図をダウンロードする。設定ルート８００及びスポット地図９００を車両にダウンロードした後、車載
システム１０５とサーバーシステム１２５の間の通信は通常は完了する。この時
点で、運転者はルートを予め検討するかあるいは目的地への走行を開始すること
ができる。運転者は、設定ルートがダウンロードされる前に走行を開始してもよ
い。車載システムは、ダウンロードが開始されるとルートのダウンロードの完了
を必ずしも待たずに、最初の誘導指示の提供及び出発位置周辺のスポット地図の
表示を開始する。目的地への走行中、車載システムは自車位置を追跡しようとする。車載システ
ムにより車両が各運転操作点に接近中であると判断される度に、その運転操作点
でとるべき操作に関する指示が音声及びグラフィック形式で運転者へ提供される
。その運転操作に関するスポット地図がダウンロードされる場合、車載システム
はグラフィック形式の指示に加えて、またはその代わりにスポット地図を表示す
る。目的地へのルートの最初の部分、またはサーバーシステムがスポット地図を提
供した運転操作点の周辺であって、車両がスポット地図９００の領域内にある間
、この車載システムはこのスポット地図を用いて運転者を設定ルートへ誘導する
。さらに詳説すると、この車載システムは、スポット地図及び設定ルートの最初
の部分を運転者に表示する。さらに、この車載システムはスポット地図と共に車
両の追跡位置を表示する。このため、運転者は追跡位置が設定ルートに沿ってい
ないことを発見し、スポット地図に示す道路から如何なる方向転換を行えば設定
ルートへ復帰できるかを知ることによって、目的地へのルートの最初の部分で生
じるエラーを補正することができる。車載システムはまた、予めロードされた主要道路網１０００を有するが、これ
は主要道路及びそれより大きい道路（即ち、住宅地域の道路を除く）を含む地図
を蓄積したバージョンである。図１０は、主要道路網１０００の一部を示す。主
要道路網１０００は、図示されたリンク数が少ない点を除き図７に示すサーバー
の道路網７００と同じ形態を有する。ちなみに、設定ルート７９２を点線で示す
。目的地への走行中、車載システムは車両の推定位置を追跡する。運転者が指示
に正しく従わない場合、車載システムにより車両が設定ルートから離れすぎてい
ることが検知される。車両がルートから外れたことが検知されると、車両を最初
の設定ルートへ戻すための補正ルートを図１０の主要道路地図により設定する。図６に戻って、この例では、運転者は主要道路６２８から主要道路６２０へ右
折せずに主要道路６２８を直進している。図１０に帰って、車載システムは、車
両が点７３２と７３５を結ぶリンク上にあるべきであるにも拘らずノード７３２
と７２２を結ぶ主要道路区分上の点に対応する地点１０１０にあって、ルートか
ら外れたことを検知する。車載システムは、この主要道路網１０００を用いて一
点鎖線１０１２で示す補正ルートを設定する。この再設定ルートは点７２５で最
初の設定ルートとつながる。ルートから外れた後でルートを再設定するにあたり
、車載システムは必ずしもサーバーシステムに接触する必要はなく、主要道路網
１０００により再設定を行う。従って、車載システムは、車両が設定ルートから外れたと判断されたとき、車
両に予めロードされた主要道路網１０００と、設定ルート８００と共に車両にダ
ウンロードされたスポット地図９００とを組み合わせてルートを再設定する。システムの別の例では、最初の走行部分で設定ルートから外れた場合、スポッ
ト地図９００により主要道路網１０００を補充してルートを再設定する。上述のシステムの動作に関し、車両の運転者は、グラフィック形式による運転
操作に関する指示、音声情報による運転操作の指示、スポット地図による指示を
受ける。システムの別の例では、これら種々の形式の指示の一部を利用する。例えば、
システム一例では、音声情報による指示だけを利用する。別の例では、地図また
は音声による指示なしにグラフィック形式の運転操作指示を与えることができる
。他の組み合わせまたは他の指示モードも同様に使用できる。さらに、システム
の別の例では、使用する指示モードを車両の運転者が選択できるように、例えば
運転者が地図による指示とグラフィック形式の指示モードとを切り替えることが
できるような例もある。２ハードウェア及びソフトウェアのアーキテクチャ（図２―５）２．1 車載システムの構成要素（図２）図２を参照して、各車載システム１０５は、車両の移動に関連する情報を提供
するセンサー２３０、車両の運転者とナビゲーションシステムの間をインターフ
ェイスする入出力（Ｉ／Ｏ）装置２４０、及びＧＰＳ衛星１４０からサーバーシ
ステム１２５へ、またその逆方向の通信を行う通信システム２５０を含む構成要
素の動作の協調させる車載コンピュータ２１０を有する。車載コンピュータ２１
０は、ドアロックシステム２７２及びエアバッグシステム２７４を含む車両のシ
ステム２７０にも結合されている。車載コンピュータ２１０は、その記憶容量及び処理能力が限られている。車載
システムのこの例では、車載コンピュータ２１０はデータバス２１４を介して他
の構成要素に結合されたプロセッサ２１２を有する。これらの他の構成要素には
、プロセッサ２１２のための２ＭＢの作業用記憶域を提供するダイナミックＲＡ
Ｍ（ＤＲＡＭ）２２０、４ＭＢの非揮発性記憶域を提供する消去及びプログラム
可能ＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）２１８、システムの他の構成要素との間でシリアル通
信を可能にするユニバーサル非同期型受信機−送信機（ＵＡＲＴ）２１６がある
。別のハードウェア構成として、例えば記憶容量が大きいかまたは小さいものを
用いることも可能である。プロセッサ２１２は、システム動作のためにコード及びデータを記憶する非揮
発性メモリであるスタティクメモリ２２２にも結合されている。詳説すると、以
下においてさらに説明するように、このスタティクメモリ２２２は主要道路網１
０００（図１０）のような地図関連情報の記憶に使用されるが、この地図関連情
報は車載コンピュータ２１２においてルートの設定及び誘導を行う際に使用され
る。スタティクメモリ２２２は、ディスク記憶装置をエミュレーションする取外
し可能な４０ＭＢのフラッシュメモリシステムである。取外し可能なあるいは取
外しができないディスク記憶装置及び半導体メモリを含む他のスタティク記憶装
置を使用してもよい。センサー２３０は、速度信号を車載コンピュータ２１０へ与える速度センサー
２３０を有する。この速度信号は、車両変速機の出力軸の１回転当たり一定数の
パルスを発生させることにより、従って走行マイル当たり一定数のパルスを発生
させることにより、車両の走行距離を符号化したものである。センサー２３０は
また、車両の走行方向を符号化する信号を車載コンピュータ２１０へ与える磁気
コンパス２３４を備えている。システムの別の例では、速度信号だけを用いるた
め、磁気コンパス２３４は必ずしも備える必要はない。また、別の例として、車
両の回転速度を測定するジャイロスコープまたは加速度計、あるいは車両の両側
の車輪の相対速度を発生させて方向転換の際の回転半径を符号化する差速度セン
サーを含む車両の状態を測定する他のセンサーを含むものがある。入出力（Ｉ／Ｏ）デバイス２４０にはディスプレイ２４２が含まれる。グラフ
ィック形式の指示だけを表示する車載システムの例において、このディスプレイ
２４２は、車両の運転者へテキスト形式及び概略的なイメージ形式の指示を与え
る小型（例えば、テキストの高さがライン４−５本で、６４×２４０個のピクセ
ルより成る）の単色液晶ディスプレイ（ＬＣＴ）である。スポット地図を運転者
に表示する車載システムの例では、このディスプレイ２４２は、ほぼ２００×２
００個のピクセルを有する対角線長が４乃至５インチのディスプレイであり、こ
のディスプレイは、地図による指示を運転者に与えることが可能な詳細地図表示
に十分な大きさで高い解像度を有する。また、システムの別の例では、視覚によ
るフィードバックは必ずしも用いられず、代わりにシステムから運転者へ音声に
よる指示だけが伝達される。入出力装置２４０は入力デバイス２４４も有する。この入力デバイス２４４は
ディスプレイ２４２に関連する多数の押しボタンを備えている。運転者はこれら
の押しボタンによりディスプレイ２４２上に示される選択肢を選択するか、ある
いは表示された選択肢のリストをスクロールする。システムの別の例には、車載
コンピュータに結合された文字数字式キーボードを含むものがある。図２Ａ−Ｃを参照して、一体型入力デバイス２４１は、ディスプレイ２４２と
、入力デバイス２４４の一部である一組で４個の揺動スイッチを有する。１つの
揺動スイッチには「メニュー」と「削除」の入力が割り当てられ、他の３つのス
イッチは再構成可能である。図２Ａを参照して、ディスプレイ２４２はテキスト
形式の指示とグラフィック形式の指示の両方を表示するために用いる。図２Ｂ−
Ｃを参照して、ディスプレイ２４２は情報入力する際運転者に視覚的フィードバ
ックを与えるために用いる。図２Ｂはリストからの選択を行う態様を示し、図２
Ｃは運転者がロータリースイッチにより文字を選択して入力ワードを設定する際
のスペル入力の態様を示す。図２に戻って、入出力デバイス２４０は音声出力デバイス２４６も有する。こ
の音声出力デバイス２４６は、例えば、圧縮波形あるいは連結波形若しくは音声
合成器を用いて車載コンピュータに記憶されたかあるいは合成された音声による
指示より成る音声出力を提供する。入出力デバイス２４０は、車載コンピュータ２１０に専用のものとするか、ま
たはラジオのような別の車載装置の一部である場合がある。後者の場合、ディス
プレイ２４２と入力デバイス２４４はそれぞれディスプレイと他の構成要素の入
力ボタンである。多くの音声装置は、Ford Motor Company製の車両に使用された
ＡＣＰ（音声制御プロトコル）インターフェイスのような標準型制御インターフ
ェイスを備えている。かかる場合、車載コンピュータ２１０は標準通信インター
フェイスにより音声装置と通信可能である。音声出力は音声システムを介して運
転者へ提供できるが、音声出力が専用の音声パスを通して与えられている間、車
載コンピュータ２１０が音声システム出力を停止または減衰させるようにしても
よい。引き続き図２を参照して、通信システム２５０は、ＧＰＳ衛星１４０から信号
を受信するＧＰＳアンテナ２５３に結合されたＧＰＳ受信機２５２を有する。Ｇ
ＰＳ受信機２５２は、位置関連情報を、例えば１秒間隔で車載コンピュータ２１
０へ送る。位置関連情報は緯度及び経度で表わした推定位置かあるいは推定位置
の計算に使用できる他の生の測定値でありうる。ＧＰＳ受信機２５２はまた、そ
の生の測定値から高精度の推定位置を算定するための補正データを車載コンピュ
ータ２１０から受信することができる。以下においてさらに述べるように、この
補正データはサーバーシステム１２５から受信することが可能であり、ＧＰＳ受
信機２５２により提供される位置関連情報の精度を上げるために時として使用さ
れる。通信システム２５０はまた、セルラー電話アンテナ２５５に結合されたセルラ
ートランシーバ２５４を有する。このセルラートランシーバ２５４は音声とデー
タの通信能力を運転者に提供する。車載コンピュータ２１０とセルラートランシ
ーバ２５４との間にはモデム２５６が結合されている。セルラー電話ラインを介
してサーバーシステム１２５との間で送受信されるデータは、モデム２５６を通
過する。セルラートランシーバ２５４はハンドセット２６０にも結合されている
。運転者はセルラートランシーバ２５４がサーバーシステム１２５との通信に使
用されていない間は、ハンドセット２６２により普通の通話が可能である。２．２サーバーシステムの構成要素（図３）図３を参照して、サーバーシステム１２５は車載システム１０５と通信するサ
ーバーコンピュータ３１０を有する。サーバーシステム１２５は、個々の車載シ
ステム１０５とデータ伝送を行うべく通話するための電話インターフェイス３２
０を有する。車載システム１０５は、サーバーシステムの電話番号にセルラー電話をかけるこ
とによってサーバーシステム１２５との通信を開始する。この電話はセルラー電
話網３５０を介して公衆通信交換網（ＰＳＴＮ）３４０から電話インターフェイ
ス３２０へ接続される。電話インターフェイス３２０はその電話に応答する。電
話インターフェイス３２０は、電話をかける車両のモデム２５６（図２）とデー
タ接続を行うためにモデム機能を含んでいる。このシステムの別の例として、電
話インターフェイス３２０がセルラー電話網３５０へ直接接続されたものがある
。また、データ信号は、例えば電話網自身のサーバーシステムに到達する前に復
調するようにしてもよい。サーバーシステムは車両の電話番号に電話をかけることによって特定の車両と
のデータ伝送を同様に行うことも可能である。セルラートランシーバ２５４（図
２）は、かかってきた電話がサーバーシステムからのデータコールかまたは車両
の運転者との音声による通信のための音声コールかを判断する。データコールは
電話インターフェイス３２０とモデム２５６との間のデータ接続を与えるモデム
２５６（図２）へ接続される。サーバーシステム１２５もＧＰＳ受信機３２５を有する。ＧＰＳ受信機３２５
はＧＰＳ衛星１４０からの信号を受信する。集中サーバー１２０の既知の場所に
あるサーバーシステム１２５は、その位置を求めるためにＧＰＳ受信機３２５に
頼ることはない。その代わり、サーバーコンピュータ３１０は、その既知の位置
（即ち、緯度及び経度）をＧＰＳ受信機３２５へ送る。衛星信号及びサーバーの
既知の位置に基づき、ＧＰＳ受信機３２５は、ＧＰＳ補正データ、例えば海上サ
ービスのための無線技術コミッション（ＲＴＣＭ）標準ＲＴＣＭＳＣ―１０４
に従って提供される「差動」擬似レンジ補正データを代わりに送信する。この補
正データは、章２．４にさらに詳説するように、車両１００の推定位置精度の向
上に使用される。サーバーコンピュータ３１０は、プロセッサ３１２、作業用メモリ及びスタテ
ィクメモリ３１６を有する。スタティクメモリ３１６は、サーバーシステムがル
ートの計算に用いる地図関連情報を記憶する記憶域を有する。サーバーコンピュータは外部の情報システム１３０に結合されている。例えば
、外部情報システムとして、インターネットのようなデータネットワーク３３０
を介してサーバーシステム１２５へ結合される他のコンピュータがある。サーバーシステム１２５は、光ディスク（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ）のような取
外し可能なコンピュータのメディア３６０上に地図プロバイダ１６０からの地図
情報を受信する。サーバーコンピュータ３１０は、この地図データを読取り、処
理した地図情報をさらに利用するためにスタティクメモリ３１６に記憶させる。
あるいは、地図プロバイダ１６０は何か他の方法、例えばデータネットワーク３
３０を介してサーバーシステム１２５へ送ることにより、地図情報をサーバーシ
ステムへ提供することができる。２．３地図データベース車載システム及びサーバーシステムは、地図プロバイダ１６０からコンピュー
タのメディア３６０（図３）上に供給される地図情報から取出したデータを利用
する。地図プロバイダ１６０により提供される生の地図情報には、例えば米国の
一部のような特定の地理的領域の道路網に関する種々の情報が含まれている。こ
の領域内の情報は、図７に示すグラフのような道路網の表示を含む。グラフのリ
ンクは道路網の区分、例えば、２つの交差点間の道路区分に対応する。グラフの
ノードは、２またはそれ以上のリンクが結合される交差点または他の点に対応す
る。２つのリンクだけを結合するノードは、例えば単一の道路が方向を変える場
合は「形成点」として使用される。これにより、連続する直線区分に道路を十分
に近似させることが可能になる。地図情報には、それらの緯度及び経度と等価な項で表わしたグラフ上のノード
位置が含まれる。この地図情報には、道路名及びリンク並びにリンク上の番地の
範囲のようなリンク情報も含まれる。リンクはまた、住宅地域の小さい道路から
インターステートハイウェイまで、それらの大きさに従って分類されている。このシステムの地図プロバイダの一例として、Navigational Technologies, I
nc. (NavTech) of Rosemont, Illinois がある。地図情報は国際標準フォーマッ
トである地理的データファイル（ＧＰＦ）フォーマットのように多数の取替え可
能なフォーマットのうちの１つで提供される。ＧＰＦフォーマットの地図は、リ
ンクとノード及びそれらの属性並びにグラフのノードとリンクの関係に関連する
データ構造を含む。NavTechは、道路のリンクが０から４の等級で分類され、０は住宅地域の道路（側道）、１は主要道路、２は幹線道路、３はフリーウェイ、
４はインターステートハイウェイである地図を提供する。システムの別の例では、道路網のリンクとノードの表示に変換可能な形式の地図
情報を用いることが可能である。２．４ＧＰＳ及び（Ｄ）ＧＰＳの補正以上において略述したように、車載システムとサーバーシステムは共にＧＰＳ
受信機を有する。ＧＰＳによる測位には、地球周りの正確に知られた軌道にある
多数の衛星までの距離が使用される。ほぼ２４個の衛星群は、かかる既知の地球
軌道を回っている。地表またはその近くの任意の点にある受信機は、通常、３個
またはそれ以上の衛星より成る部分集合のレンジ内にある。ＧＰＳ受信機は、レ
ンジ内の衛星の部分集合の各衛星までの距離またはレンジ（擬似レンジ測定値）
の推定値を算定する。そして、擬似レンジ測定値を算定した部分集合の各衛星の
既知の座標に関するその三次元座標を算定する。簡単な幾何学的計算（すなわち
、球が交差する点）に基づき、受信機の座標を一義的に求めるには４つの擬似レ
ンジ測定値で充分である。受信機が考えられる２つの点のうちの１つにある、通
常は、そのうちのただ１つ点が合理的である（例えば、外宇宙よりも地表にある
）と判断するには、３つの測定値で充分である。ＧＰＳ受信機は、３つの擬似レ
ンジ測定値から、ほぼ１００メートルの精度で地表の２次元位置を求めることが
できる。しかしながら、擬似レンジ測定値はいくつかの要因により受信機から衛星まで
の距離を完全に正確に表わいたものではない。まず第１に、衛星からＧＰＳ受信
機への信号伝播速度は大気圏の状態のばらつきにより変化する。また、送信され
る信号は、送信機において可変の時間遅延を導入することによって意図的に調整
されているため、受信機における擬似レンジ測定値だけに基づく推定位置の精度
には制約がある。擬似レンジ測定値の精度上の難点を克服する１つの方法として、差動ＧＰＳ（
（Ｄ）ＧＰＳ）を使用する。差動ＧＰＳは、既知の場所にある受信機でＧＰＳ衛
星から信号を受信することより成る。衛星からその受信機への擬似レンジ測定値
と、衛星の位置と受信機の位置との間の算定距離との間の差が、その衛星に関す
る擬似レンジ補正項である。各衛星について別々の擬似レンジ補正項を計算する
。信号の伝播がゆっくりと変化するため、また意図的に導入した遅延もゆっくり
と変化するため、変化率に関し相対的に短い時間、例えば、１分間、１つの衛星
に関する擬似レンジ補正項によりその衛星からの擬似レンジ測定値をさらに補正
することができる。また、伝播速度のばらつきは地理的に見れば局所的でないた
め、擬似レンジ補正項を計算したＧＰＳ受信機とは異なる場所にあるＧＰＳ受信
機においてこの擬似レンジ補正項を適用することができる。車両情報システムでは、差動ＧＰＳ補正について３つのアプローチを使用する
。第１のアプローチは一般的に「反転（Ｄ）ＧＰＳ」として知られている。この
アプローチは、車載システムが擬似レンジ測定値またはその擬似レンジ測定値に
関連する他の生のＧＰＳデータであって、ＧＰＳ受信機からセルラー電話リンク
を介してサーバーシステムへ送られたものを送信する。サーバーシステムは、前
にそれ自身のＧＰＳ受信機から得た差動ＧＰＳ補正項を車載システムから受信し
た受信擬似レンジ測定値に適用し、サーバーシステムがその車両に関する補正位
置を計算する。ＧＰＳによる位置推定の第２のアプローチは、サーバーシステムが擬似レンジ
補正データを車載システムへ送信する。車載システムは受信した補正データをそ
のＧＰＳ受信機へ送り、このＧＰＳ受信機がその生の擬似レンジ測定値及び擬似
レンジ補正データに基づき精度が向上した推定位置を出力する。差動ＧＰＳをシステムで用いる第３の方法は、車載システムがそれ自身の推定
位置に基づきそれ自身の擬似レンジ補正データを求めるアプローチである。例え
ば、車載システムにより車両が設定ルートに沿う既知の運転操作点にあることが
検知されると、ダウンロードされたその運転操作点位置に基づき擬似レンジ補正
データを計算する。運転操作点を通過した後、ある時間の間、この差動補正デー
タを使用する。車載システムが計算したＧＰＳ推定位置の補正を行う別のモードは、擬似レン
ジ測定値の差ではなくて緯度及び経度の差で表わした補正データを使用する。例
えば、サーバーシステムは、そのＧＰＳ受信機からの緯度及び経度の推定位置に
車載システムが加算する緯度及び経度のオフセットを含むＧＰＳ補正データを提
供することができる。この種のＧＰＳ補正方法を用いる場合、車載ＧＰＳ受信機
は差動ＧＰＳ能力を備える必要はない。その理由は、位置の補正がＧＰＳ受信機
における推定位置の計算プロセスの一部としてでなくＧＰＳ受信機の出力上で実
行されるからである。２．５車載ソフトウェアの構成要素（図４Ａ−Ｂ）図４Ａ−Ｂを参照して、車載コンピュータ２１０（図２）で実行される車載シ
ステム１０５のソフトウェアの構成要素は、スタティクメモリ２２２に記憶され
た比較的スタティクなデータと、図２に示すＤＲＡＭ２２０とＥＰＲＯＭ２１８
のある組み合わせより成る作業用メモリ４１０に記憶されたコードとを含む。スタティクデータは、車載データベース４３２及びソフトウェア４３６を含む
。作業用メモリ４１０内のコードは、航法アプリケーション４１２、通信インタ
ーフェイス４１４及び車両インターフェイス４１６を含む。通信インターフェイ
ス４１４は、航法アプリケーション４１２とＧＰＳ受信機２５２並びにセルラー
トランシーバ２５４の間のインターフェイスを提供する。車両インターフェイス
４１６は、航法アプリケーション４１２、センサー２３０、車両システム２７０
及びＩ／Ｏデバイス２４０の間のインターフェイスを提供する。２．５．１車載データベース４３２（図１１−１４）車載データベース４３２は、２つの主要な機能について車載システム１０５が
利用しる。第１に、車載システム１０５は、データベースを用いて運転者に提示
する選択肢を決定する目的地指定過程において車載データベース４３２を利用し
、運転者からの入力を確認する。第２に、車載システム１０５は、誘導過程にお
いて、車載システムにより車両がルートから外れたことが検知され、新しいルー
トの設定が必要であると判断された場合、車載データベース４３２を利用する。目的地を入力する過程について、データベース４３２は、既知の都市名、それ
らの都市の道路名（住宅地域の道路すなわち側道を含む）及びそれらの道路の有
効な番地を求めるために車載システムが利用する表を含む。このデータベースは
また、興味ある地点の種類、自車位置の近傍または特定の都市における特定の種
類の興味ある地点を示す表を含む。誘導過程につき、データベース４３２は、測位済み位置（緯度及び経度）から所
望の目的地あるいは以前設定したルート上の中間点までのルートを設定するため
に車載システムが利用する別の表を含む。例えば、車載データベース４３２のデ
ータ表には、主要道路網１０００（図１０）が蓄積される。図１１を参照して、車載データベース４３２の住所／都市／州名表１１１０は
、国名、州名、都市名の組み合わせを一連の道路、番地範囲の組み合わせと関連
付ける一連のレコードを含む。住所／都市／州名表１１１０の典型的なレコード
１１１２は、国名表１１２０の国名を参照する国名フィールド１１１４を含む。
国名表１１２０は、米国またはカナダのような既知の国名のテキスト表示を保持
する。レコード１１１２はまた、国名フィールド１１１４により参照される国名
中の都市名及び州名のテキスト表示を求めるために利用される都市／州名表１１
３０を参照する都市／州名フィールド１１１６を有する。レコード１１１２はま
た、住所／道路名表１１５０のレコード範囲１１５８の第１のレコードを参照す
る住所／道路名フィールド１１１８を含む。住所／都市／州名表１１１０のレコ
ード１１１２のすぐ後のレコード１１１３は、レコード範囲１１５８の後の次の
レコード１１５３を参照する住所／道路名フィールド１１１９を含み、それによ
り範囲１１５８内のレコードが決まる。住所／道路名表１１５０の各レコードは、完全な道路名とその道路名の有効な
番地範囲との組み合わせに関するものである。住所／道路名表１１５０の多数の
レコードは、同一の道路名を有し、これにより有効な番地範囲全部が形成される
。住所／道路名表１１５０の典型的なレコード１１５２は、道路名フィールド１
１５４と番地範囲フィールド１１５６を含む。道路名フィールド１１５４は、道
路名のテキスト表示を形成するための道路レコード表１１６０のレコードを参照
する。番地範囲フィールド１１５６は、関連の道路の有効な番地範囲内の最も低
い数値１１８４と最も高い数値１１８６のエントリーを含む番地範囲表１１８０
のレコード１１８２を参照する。道路名レコード表１１６０は、ベースとなる道路名、オプションとしての接頭
辞及び接尾辞、道路の種類により道路名を完全に指定するために使用される。例
えば、「North Main Blvd.」はベースとなる道路名「Main」と接頭辞及び接尾辞
の組み合わせ「North/-」と、道路の種類「Blvd.」とで表わされる。道路名レコ
ード表１１６０における典型的なレコード１１６２は、道路名表１１７０に蓄積
されたベースとなる道路名のテキスト表示を参照する道路名フィールド１１６４
と、接頭辞／接尾辞の組み合わせの所定の集合への索引としての接頭辞／接尾辞
の組み合わせの表示と、道路の種類のテキスト表示とを含む接辞タイプフィール
ド１１６６とを含む。住所／都市／州名表１１１０のレコード１１１２へ戻って、都市／州名フィー
ルド１１１６０は都市／州名表１１３０のレコード１１３２を参照する。レコー
ド１１３２は、都市名のテキスト表示を符号化する都市名フィールド１１３４と
、州名を符号化する州名表１１４０のレコード１１４２を参照する州名フィール
ド１１３６とを含む。図１１に示すいくつかの表は、テキスト名のリストを蓄積したものである。こ
れらには、国名表１１２０、道路名表１１７０、州名表１１４０及び都市／州名
表１１３０が含まれる。図１１において、レコードへの参照を、蓄積されたテキ
スト表示への直接アクセスを可能にするものとして示す。図１２を参照して、典
型的なテキスト表１２００は、見出し１２１０と、圧縮テキスト領域１２２０と
を含む。特定のレコードへの参照を、見出し１２１０のレコード１２１２に対す
るオフセットとして使用する。レコード１２１２は、起点フィールド１２１４と
、長さフィールド１２１６とを含む。圧縮テキスト１２２０は、一連６ビットの
文字表示として符号化される全てのテキスト表示群を含む。起点フィールド１２
１４は、そのレコードの最初の６ビット文字の見出しである。車載コンピュータ
２１０により実行される手順がそのテキスト部分をアクセスできるようにするた
め、その手順は先ずその見出しを蓄積された８ビットの最初のバイトの住所に変
換し、その後、６ビットの文字表示を分解してそのレコードの標準８ビット文字
表示を形成する。図１４を参照して、別の組の表は「興味ある地点」（ＰＯＩ）としての目的地
の入力をサポートする。興味ある地点は、「レストラン」、「ＡＴＭ機」、「ガ
ソリンスタンド」のような種類に分類されている。POIタイプ表１４１０は一連のレコードを含む。POIタイプ表１４１０の典型的なレコード１４１２は、POIタ
イプ表１４２０のレコード１４２２を参照するタイプフィールド１４１４を含む
。レコード１４２２はＰＯＩの種類のテキスト表示である。 POIタイプ表１４１０のレコード１４１２は、POI名／都市名表１４３０のレコ
ード範囲１４４４の第１のレコード１４３２を参照するオフセットフィールド１
４１６を含む。POIタイプ表１４１０のレコード１４１２のすぐ後のレコード１４１３のオフセットフィールド１４１７は、POIタイプ表１４１０のレコード範囲１４４４のすぐ後のPOI名／都市名表１４３０のレコード１４４６を参照する。 P OI名／都市名表１４３０のレコード１４３２は、国名表１１２０（図１１）
のレコードを参照する国名フィールド１４３４、都市／州名表１１３０のレコー
ドを参照する都市／州名フィールド１４３６、POI名フィールド１４３８、レコード１４３２に関連するPOIリスト表１４５０のレコード範囲１４６４の第１のレコードであるPOIリスト表１４５０のレコード１４５２を参照するオフセットフィールド１４４０を含む。都市／州名表１４３０のレコード１４３２のすぐ後
のレコード１４３３のオフセットフィールド１４４０は、POIリスト表１４５０の範囲１４６４のすぐ後のレコード１４６６を参照する。 POIリスト表１４５０のレコード１４５２は、道路名レコード表１１６０のレコードを参照する道路名フィールド１４５４と、興味ある地点の住所に関連する
番地を符号化する住所フィールド１４５６と、興味ある地点の電話番号を符号化
する電話番号フィールド１４５８と、興味ある地点の緯度及び経度を符号化する
緯度／経度フィールド１４６０とを含む。車載データベース４３２には、目的地の明細の他の形式をサポートする別の表
が含まれる。「イエローページ」（電話帳）形式で目的地の明細をサポートする
システムの例において、車載データベース４３２は、イエローページの職種をテ
キスト形式で表わした表を含む。交差する一対の道路により目的地の明細をサポ
ートするシステムの例では、車載データベース４３２は、交差する道路の有効な
組み合わせを表わす表を含む。交差する道路の組み合わせの表が含まれる場合、
その表は主要道路の交差点だけを含むか、また別に、主要道路とそれよりも小さ
い住宅地域の道路との交差点、さらには住宅地域の道路同士の交差点を、車載シ
ステムの記憶容量に十分な空きがあれば含むことも可能である。車載データベース４３２の別の表を、車両がルートから外れたと判断されたと
き誘導過程で利用する。詳説すると、これらの表は主要道路網１０００（図１０
）を符号化したものである。図１３Aを参照して、主要道路網１０００の代表的なリンクは、ノードｉ１３０１とノードｊ１３０２とを連結する。リンクｃ１３
０７は、ノードｉ１３０１とｊ１３０２とを連結する。リンクｃ１３０７は、２
つの形成点１３０３及び１３０３を含んでいる。ノードｉ１３０１はまたリンク
ａ１３０５とｂ１３０６とに連結され、ノードｊ１３０２はまたリンクｄ１３０
８とｅ１３０９とに連結されている。図１３Bを参照して、主要道路網１０００を表わすためにいくつかの表を使用する。図１３Ａに示す代表的なリンクに関連するこれらの表のレコードを、図１
３Ｂに示す。マスターノード表１３１０は、道路網の各ノードについて長さが論
理的に可変のレコードを含む。ノードｉ１３０１に関連する１３１２は、ノード
ｉ１３０１の位置を符号化する緯度／経度フィールド１３１４を含む。レコード
１３１２はまた、１組のリンクフィールド１３１６を含み、各フィールドはノー
ドｉ１３０１で連結された各リンクに対応するものである。各リンクフィールド
１３１６は、そのノードにおいてそのリンクから他のリンクへの転換が可能な方
向に関する情報と、そのリンクに関連するリンク区分表１３３０のレコードへの
参照を含む。例えば、リンクｃ１３０７に関連するリンクフィールド１３１６は
リンク区分表１３３０のレコード１３３２を参照する。リンク区分表１３３０のレコード１３３２は、道路名レコード表１１６０のレ
コードを参照する道路名フィールド１３３４と、マスターノード表１３１０のレ
コード１３１２及び１３１８をそれぞれ参照する基準ノードフィールド１３３６
及び非基準ノードフィールド１３３８とを含む。レコード１３３２はまた、形成
点情報表１３５０のレコード１３５２を参照する形成点情報フィールド１３４０
を含む。形成点情報フィールド１３４０により参照されるレコードは、そのリン
ク上の形成点に関連する情報だけでなく、そのリンク上の標識に関連する情報も
含む。レコード１３３２はまた、そのリンクの道路等級を符号化する等級フィー
ルド１３４２と、１つが道路の各側に対応する住所範囲表１１８０の２つのレコ
ードを参照する住所範囲フィールド１３４４とを含む。リンク形成点表１３５０のレコード１３５２は、形成点数フィールド１３５４
と、標識数フィールド１３５６とを含む。各形成点につき、レコード１３５２は
、前の形成点から、あるいは第１の形成点の基準ノードからの緯度及び経度の変
化を符号化したものを含む。レコード１３５２はまた、リンクに沿って運転する
者が見掛けるであろう標識を記載する標識情報フィールド１３６０を含む。２．６サーバーのソフトウェア構成要素（図５）図５を参照して、サーバーシステム１２５は、サーバーコンピュータ３１０（
図３）上で実行されるソフトウェアを含む。このソフトウェアには、車載システ
ムとの対話に使用する航法アプリケーション５１２が含まれる。航法アプリケー
ション５１２は、電話インターフェイス３２０（図３）との通信に使用される通
信インターフェイス５１４に結合される。航法アプリケーションは、ＧＰＳ受信
機３２５（図３）に結合されるＧＰＳインターフェイス５１６にも結合される。航法アプリケーション５１２も、データインターフェイス５１８を介してアク
セスする多数のデータベースを利用する。サーバーシステム１２５は、完全な道
路網７００（図７）を含むサーバー地図データベース５２０を含む。このデータ
ベースは、地図プロバイダ１６０により提供される地図情報３６０より取出され
る。この地図情報は、この情報を再フォーマットしてサーバー地図データベース
５２０を形成する地図プロセッサ５５０により処理される。同じ地図情報は、車
両の車載データベース４３２に蓄積される地図情報を取出すために使用される。
地図プロセッサ５５０は、サーバーコンピュータ３１０上で実行されるソフトウ
ェアモジュールとして実現するか、または再フォーマットの仕事に割当てられる
他のコンピュータ上で実行できる。同じ地図情報からサーバー地図データベース
と車載地図データベースの両方を取出すことにより、車載データとサーバーのデ
ータの間の一貫性が保証される。航法アプリケーション５１２もまた、イエローページデータベース５２２を利
用して所望の目的地の電話番号を「逆方向」番号探索表の番地に変換する。イエ
ローページデータベース５２２の構成に必要な情報は、電話会社または電話帳出
版社のような外部情報システム１３０により提供される。航法アプリケーション５１２は、交通データベース５２４も利用する。交通デ
ータベース５２４の情報には、ルート設定に用いる典型的なリンクの速度が含ま
れている。この情報は、政府管理の交通監視局及び調査用車両（章３．５）から
得られる記録データのような外部情報システム１３０を組み合わせることにより
得られる。調査用車両を用いて交通情報を収集する場合、交通情報をサーバーシ
ステムから外部の交通情報システムへ提供させることも可能である。３システムの動作（図１５Ａ−Ｂ及び図１６―１８）３．１一般的手順システムの動作には、車載システム１０５とサーバーシステム１２５（図１を
参照）との協働が含まれる。車両の運転者が目的地の指定を開始してから車両が
指定した目的地に到達するまでに従う手順を、図１５Ａ−Ｂ及び図１６―１８の
擬似コードリストに示す。図１５Ａを参照して、運転者が所望の目的地の指定を開始する時から車載システ
ムが運転者の目的地への誘導を開始できるときまでに車載システム１０５（図１
、２）が従う手順を示す。車載システムはまず、運転者から目的地の明細を受取
る（ライン１５０２）。これは、例えば、運転者が都市、その後道路及び番地を
選択するように、運転者とのいくつかの対話動作を必要とする。以下においてさ
らに説明するように（章３．２．１）、このシステムは種々のタイプの目的地指
定手順をサポートする。車載システムはまた、最初の自車位置またはその最初の自車位置に関するデー
タ、システムの別のバージョンでは車両の方向を求める（ライン１５０３）。位
置または位置関連データには、（ａ）ナビゲーションリクエストが実行中の時得
られるＧＰＳ推定位置または擬似レンジ測定値、（ｂ）過去のＧＰＳ推定位置、
（ｃ）前のＧＰＳ推定位置または運転操作点からの推測航法位置のうちの１また
は２以上が含まれる。出発位置の推定については以下に述べる（章３．２．２）
。運転者から目的地の明細及び車両の現在位置に関する位置データを受信すると
、車載システムはサーバーシステムとの通信セッションを開始する（ライン１５
０４）。車載システムは、セルラー電話によりサーバーシステムへ電話をかけ、
次いでモデムによりサーバーシステムとのデータ伝送を開始することにより、通
信セッションを開始する。車載システムはその後、位置データと目的地の明細をサーバーシステムへ送信す
る（ライン１５０５）。図１５Ｂを参照して、サーバーシステムは車両からの通信セッションを受け入
れて、位置データ及び目的地の明細を受信する（ライン１５５３）。サーバーシステムは、多数のＧＰＳ衛星１４０からの信号を受信し、各衛星に
ついてＧＰＳ補正データを計算する（ライン１５５４）。その後、サーバーシス
テムはその車両の位置を求める（ライン１５５５）。その車両の位置を求めるに
あたり、車載システムが擬似レンジ測定値のような生のＧＰＳデータをＧＰＳ衛
星１４０へ提供する場合、サーバーシステムは計算したＧＰＳ補正データを車両
が提供する生のＧＰＳデータに適用してその車両の位置を計算する。サーバーシステムの別の例では、サーバーのＧＰＳ受信機（または少なくとも
１つのＧＰＳアンテナ）を必ずしも集中サーバーの所に設置する必要はない。例
えば、集中サーバーは車両から多少離れた所にあってもよい。ＧＰＳ受信機及び
アンテナは集中サーバーよりも車両に近い所に設置される。この場合、サーバー
システムのＧＰＳ受信機がＧＰＳ推定位置を推定中の車両に近いため、ＧＰＳ補
正データがより正確なものになる。また、サーバーシステムは種々の場所で多数
のＧＰＳ受信機を備えるようにしてもよい。その場合、サーバーシステムは補正
データが提供される車両に最も近いＧＰＳ受信機を選択する。このようにすると
、単一のサーバーシステムが、補正項の地理的ばらつきにより共通のＧＰＳ補正
データを使用できない広い地理的領域に展開する車両にサービスを提供すること
が可能となる。受信されるある特定種類の目的地の明細、特にイエローページ形の目的地の明
細については、この時点における目的地の指定は十分でない。この場合（ライン
１５５６）、運転者はサーバーシステムにより提供される二次的明細データに応
答してさらに入力を行う必要があろう。サーバーシステムは、二次的データを車
両へ送信する（ライン１５５７）。例えば、運転者がイエローページの形式で目
的地を指定する場合、サーバーシステムはその車両の位置近傍のその種類に属す
る特定のリストを有する二次データを提供する。図１５Ａへ戻って、車載システムは二次的な目的地明細データを受取る（ライ
ン１５０７）。車載システムはこのデータを運転者へ提示し、運転者から例えば
二次的明細データに含まれる目的地リストからの選択として二次的な目的地の明
細を受取る。二次的な目的地の明細はサーバーへ送られる（ライン１５０９）。
この時点において、サーバーシステムは完全に指定された目的地を有することに
なる。図１５Ｂへ戻って、サーバーシステムはその車両の位置から指定された目的地
までのルート（章３．２．４を参照）を設定する（ライン１５６１）。サーバー
システムはまた、車両へダウンロードする車両位置周辺のスポット地図を決定す
る。サーバーシステムはまた、運転操作の複雑さを考慮して運転操作点周辺のス
ポット地図をダウンロードすべきか否かを判断し、またこれらの運転操作点周辺
のスポット地図を決定する。サーバーシステムは、設定したルート、スポット地図、ＧＰＳ補正データを車
載システムへ送信する（ライン１５６３）。図１５Ａに戻って、車載システムは、設定ルート、スポット地図、ＧＰＳ補正
データをサーバーシステムから受信し（ライン１５１２）、サーバーシステムと
の通信セッションを停止する（ライン１５１３）。図１６を参照すると、車両はここで、その初期位置から設定ルート上を走行す
るための出発時の運転操作につき運転者が誘導指示を待つ待機状態にある。最初
に、車載システムはその推定位置を初期化する。サーバーシステムは、車載シス
テムが提供するＧＰＳ補正データをそのＧＰＳ受信機へ送ることにより、ＧＰＳ
受信機により提供される推定位置の精度を向上させる。サーバーシステムが提供
するＧＰＳ補正データは短時間の間有効であるにすぎない。ＧＰＳ補正データを
サーバーシステムがそのＧＰＳ受信機から得てから約一分のインターバルの後、
車載システムはこの補正データの使用を停止し、その代わりに標準ＧＰＳを用い
る。以下において詳説するように、ＧＰＳ補正データは走行中他の時点で得るこ
とが可能であり、かかる場合、車載システムは、補正データがＧＰＳ受信機によ
り発生された後の一定時間インターバルの間その補正データをそのＧＰＳ受信機
へ提供する。車両が設定ルートを辿るようになるまでのその最初の走行部分である出発運転
操作時、車載システムは、ＧＰＳ補正データが古すぎた値になるまでは差動ＧＰ
Ｓによる推定位置を用いて自車位置を追跡し、その後は未補正ＧＰＳ推定位置に
より車両を追跡する（ライン１６０４）。車載システムは、スポット地図を車両
の推定位置及び設定ルートの表示と共に表示する（ライン１３０５）。車載シス
テムにより車両が設定ルートを辿っていることが検知されると、出発時の運転操
作部分が完了し、方向転換によりルートを辿る部分が開始される。図１７を参照して、ルートを辿る手順は設定ルートに沿う各リンクを運転者に
通報することにより実行される。ルートに沿って走行する間、車載システムはそ
の車両の２つの推定位置を維持する。第１の推定位置は、ＧＰＳによる推定値、
または現在のＧＰＳ補正データが利用可能な場合の（Ｄ）ＧＰＳ推定値に基づく
ものである。第２の推定位置は、推測航法によるものである。この手順は車両が
設定ルートを正しく辿っていると仮定する。推測航法は、設定ルートに沿う運転
操作点及び中間地点ならびに車両のセンサー、特に速度センサーからの情報を用
いて第２の推定位置を更新する。車両がルートを本当に辿っている場合、２つの
推定値は互いに近いはずである。この推測航法は車両が設定ルートに沿って走行
していると仮定するため、車両位置の追跡にあたり推定方向を利用しないことに
注意されたい。リンクに沿う走行中、そのリンクの最初のノードで最初の運転操作をした後、
車載システムはオフルート許容値を初期化する。この許容値はＧＰＳによる推定
位置と推測航法による推定位置の間の許容可能な差である。この許容値は、速度
センサーによる計算の不正確さとＧＰＳ補正データの経時変化とにより推定位置
の精度が低くなるのを補償するため、運転操作直後の初期値から増加する。オフ
ルート許容値は１５０フィートに初期化されるが、１００フィート走行するごと
に約１フィートの割合で最大５００フィートまで線形的に増加する。次の運転操作点（ライン１７０４でスタートするループ）まで走行する間、車
両はそのオフルート許容値を増加させ（ライン１７０５）、その推測航法位置を
追跡し（ライン１７０６）、そして現在のＧＰＳ補正データが利用可能であるか
否かによるがそのＧＰＳまたは（Ｄ）ＧＰＳ位置を追跡する（ライン１７０７）
。推測航法位置と（Ｄ）ＧＰＳによる位置との間の差が任意の時点においてオフ
ルート許容値よりも大きくなると、オフルートルーチンが始動される（ライン１
７１０）。リンクに沿って走行すると、車両は次の運転操作点近くの或る点に到達する。
車両が次の運転操作点から見てある距離範囲内にあると推定されると、運転者は
車載システムから次に行う運転操作につきグラフィック形式及び音声形式による
通報を受ける。この通報範囲の大きさは走行中の道路の等級により左右されるが
、これは運転者が通報を受ける運転操作を行うまでの時間に関係がある。例えば
、ハイウェイ上で運転者がハイウェイ出口のような運転操作点の通報を受けるの
は、住宅地域内での運転操作点の通報を受ける場合よりも、運転操作点のかなり
前方である。リンクに沿って走行する間、車載システムは次の運転操作の正確な地点を検知
しようとする。車両が次の運転操作点から見てある距離範囲内にある場合、車載
システムはこの運転操作点を検知しようとする。例えば、その運転操作が右折で
ある場合、磁気コンパスまたはレートジャイロスコープからのような車載センサ
ーからの信号が、または方向変化が検知されるＧＰＳ推定位置の時系列が運転操
作点のあることを明確に指示する。運転操作点が検知されると（ライン１７１８）、車載システムはその運転操作
点の位置に応じてその推測航法推定位置を更新する（ライン１７１９）。また、
車載システムは、ダウンロードした運転操作点の位置を利用してそれ自身のＧＰ
Ｓ補正データを計算する（ライン１７２０）。即ち、車載システムは、運転操作
点の緯度及び経度の偏差を計算し、これらの偏差値を、運転操作の後１分のイン
ターバルの間そのＧＰＳ受信機から出力された緯度及び経度の推定位置に補正値
として適用する。あるいは、車載システムは、運転操作点が検知されたときの運
転操作点の位置及び車両のＧＰＳ受信機により得られた擬似レンジ測定値を用い
て新しいＧＰＳ補正データを計算し、これらのＧＰＳ補正データは運転操作後１
分のインターバルの間使用される。ここで、例えば、車両センサーでは正確に検知されないわずかな方向転換のよ
うな運転操作が検知されない場合があることに注意されたい。このような場合、
車載システムは、車両がルート上にあると仮定して推測航法手順を継続する。か
かる検知されない運転操作点は、車両の推測航法位置の追跡の観点から本質的に
中間地点と同様な取り扱いをする。ルートを辿る手順は、目的地に到達するまでルートに沿って１つのリンクから次
のリンクへと継続する（ライン１７２５）。図１８を参照して、オフルートルーチンは先ず、推測航法による位置補正手順
を含む（ライン１８０２−１８１０）。推定位置間の差が検出された後、例えば
７５フィートのインターバルの間走行方向が設定ルートにマッチする場合、推測
航法位置は設定ルートに沿う（Ｄ）ＧＰＳ推定位置に最も近い点に更新される。
このようにすると、推定位置の偏差がルートに沿う距離の追跡が不正確なことに
よる場合でも、位置補正手順によりこのエラーが成功裏に解消するはずである。
（Ｄ）ＧＰＳ推定値と推測航法推定値の間の偏差がオフルート許容値よりも小さ
い場合、車載システムはルートを辿る手順に復帰する（ライン１８０８）。一方
、設定ルート上の最も近い点でも（Ｄ）ＧＰＳ位置からオフルート許容値以上離
れている場合は、位置補正手順がうまく機能せず、ルートを再設定する手順が始
動される。図１８を参照して、ルート再設定手順は先ず、車両に蓄積された主要道路網１
０００上で車両位置（図１０）推定する。ＧＰＳ推定位置を用いて車両が走行中
のリンクを見つける（ライン１８１１）。車両が主要道路網上にいることが分かった場合、車載システムは、以前設定し
たルートに沿う運転操作点または中間地点のうちの１つにつながる最良のルート
を計算する（ライン１８１３）。前のルート上の運転停止点または中間地点まで
の新しい設定ルートは、前に設定したルートの残部と共に、前のルートにとって
代わる新しい設定ルートとなる（ライン１８１５）。その後、リンクごとのルー
トを辿る手順に復帰する（ライン１８１６）。以下において、システムの一般的動作の或る特定の側面を説明する。これらの側
面には、車上での目的地の明細を含むルートの設定だけでなくサーバーシステム
での最良ルートの計算が含まれる。これら側面には、車両システムが実行する誘
導動作だけでなく車両がルートから外れたことが検知された場合に車載システム
が実行するルート再設定動作も含まれる。加えて、車両の一団が交通関連データ
の収集に利用されるシステムの動作についても以下において説明する。３.２ルートの設定（図１５Ａ−Ｂ）ルートの設定には、図１５Ａ−Ｂで示すように幾つかのステップがある。ルー
トの設定動作を詳しく説明すると、目的地の指定（図１５Ａのライン１５０２）
、出発位置の測位（図１５Ａのライン１５０３）、サーバーシステムへの照会（
図１５Ａのライン１５０４−１５１０、図１５Ｂのライン１５５２−１５６０）
、ルートの設定（図１５Ｂのライン１５６１）、ルート及びスポット地図のダウ
ンロード（図１５Ｂのライン１５６２−１５６３、及び図１５Ａのライン１５１
２）が含まれる。これら各ステップにおいて車載システム及びサーバーシステ
ムが実行する指定の動作を、以下の章に示す。３.２.１目的地の入力図１５Ａ（ライン１５０２）で示すように、所望の目的地へのナビゲーション
の最初のステップは車両の運転者による目的地の入力である。車載システム１０
５（図１，２）は、多数の異なる方法による目的地の指定を可能にする。一般的
に、車載システムは、車載データベース４３２（図４）を用いて、運転者が選択
するリストをスクロールすることにより選択肢を選べるようにする。目的地の明
細としては、以下のものから１つを選ぶとよい。道路の住所（例えば、都市、道路及び番地）；興味ある地点（例えば、都市、興味ある地点及びリストからの選択）；イエローページリスト（例えば、リストの種類及びリストからの選択）；目的地の電話番号；交差する一対の道路；最近指定した目的地のリストからの選択；ユーザーの個人情報に含まれる前に選択した目的地のリストからの選択。システムとの最初の対話動作において、運転者はいずれの目的地入力方法を使用
するか、例えば選択肢表示リストからの選択を選ぶかを指定する。３.２.１.１道路の住所の指定運転者が目的地を指定できる１つの方法は、目的地の番地による指定である。
この場合の目的地の明細は、国名、州名、都市名、道路名及び番地の完全な組み
合わせの指定より成る。ユーザーはこれらのフィールドをそれぞれ順番に入力す
る必要はない。例えば、現在の（即ち、以前使用した）国名及び州名をデフォル
トとして使用できる。フィールドの指定を別の順番を行うこともできる。その１つは、最初に現在の
国及び州の中の都市名リストをスクロールして都市を選択する。図１１を参照し
て、有効な州名リストは都市／州名表１１３０から得られる。運転者が所望の都
市を選択すると、車載システムはその都市の有効な道路名のスクロール自在なリ
ストを提供する。有効な道路名リストは、住所／都市／州名表１１００、及びそ
の関連の住所／道路名表１１５０、道路レコード表１１６０、道路名表１１７０
を用いて得られる。運転者は、所望の道路を選択した後、番地を入力する。車載
システムは、住所／道路名表１１５０及び住所／範囲表１１８０を用いて番地を
確認する。以上述べた手順において、有効な名前のリストからの選択を行うにあたり、別
の方法を用いることができる。例えば、「ＵＰ」及び「ＤＯＷＮ」ボタンにより
リストをスクロールしてその名前の接頭部分を変えることにより、最終的に完全
な名前を一義的に指定するやり方がある。このシステムは、文字数字式キーボー
ドを必ずしも備えていない。その場合、運転者はカーソルを所望の文字または数
字部分に移動させてその文字または数字を選択することにより、道路の住所名ま
たは数字を入力する。所望の目的地の都市名が分からない場合がある。その場合
、都市名は最初は分からない状態のままでよい。車載システムにより運転者に提
供される有効な道路名リストは、現在の州名に関連の全ての道路を含む。道路名
を選択した場合、都市名が不明確であれば、運転者は可能性のある都市名リスト
から選択を行い、その後で番地を入力する。目的地の道路の番地を指定した後で
その都市名が明確になることがある。３.２.１.２興味ある地点の指定目的地として興味ある地点（ＰＯＩ）を指定するにあたり、運転者は最初に興
味ある地点の種類が掲載されたリストから選択を行う。ＰＯＩの種類の例として
は、銀行、ガソリンスタンド、病院及びレストランがある。図１４を参照して、
有効な種類名のリストは車載システムがＰＯＩ種類名表１４２０から得る。運転者は、選択したＰＯＩの種類に該当する特定のＰＯＩを多数の方法で選択
できる。第１の方法において、運転者が次に行う選択は目的地としてのＰＯＩの
ある都市の選択である。このシステムは、ＰＯＩ名／都市名表１４３０を用いて
、選択された都市にある選択された種類のＰＯＩの名前、住所及び電話番号のリ
ストを表示する。その後、運転者は表示されたＰＯＩリストから選択を行う。例
えば、運転者がレストランのような目的地へ向かうか否かを決定する前にその目
的地へ電話したい場合、電話番号があれば便利であろう。このシステムは、都市を指定するのでなくて、車両の現在位置に近いという理
由でＰＯＩを表示できる。選択したＰＯＩの種類に該当するＰＯＩにつき、ＧＰ
Ｓによる緯度及び経度の推定位置と、ＰＯＩリスト表１４５０のレコードの緯度
／経度フィールドとを比較する。その後、車載システムはアルファベット順でな
くて現在位置に近い順にそれらのＰＯＩを表示する。３.２.１.３「イエローページ」車載データベース４３２は、車載システムに対するイエローページリストによ
る目的地の指定をサポートするが、運転者がサーチする全ての可能なリストを蓄
積するほどの容量を有していない。その代わり、例えば「宝石店」のような種類
が掲載されたリストを含んでいる。車載システムは最初に、運転者が特定の種類
を選択するための種類名リストを表示する。その後、運転者は特定の目的地の都
市名を選択するか、または現在位置に近いものが掲載されたリストをリクエスト
する。車載システムはその種類のリストを運転者に提示し、運転者がそのリスト
から選択を行う。この時点では特定の目的地（即ち、道路の住所）は依然として
指定されていないため、目的地の指定は完了していないことに注意されたい。サーバーとの通信セッションが開始されると、サーバーは、選択されたイエロ
ーページの種類または職種に該当する特定のリストを、選択された都市分だけ或
いは車両位置に近い順に、車載システムへダウンロードする。その後、運転者は
ダウンロードされたリストから選択を行う。３.２.１.４他の目的地の指定目的地指定方法としての他のいくつかのオプションを、車載システムにサポー
トさせることができる。運転者は交差する一対の道路を選択することにより目的地を指定できる。交差
する一対の道路の選択をサポートするため、車載データベース４３２は、有効な
主要道路の対、主要道路と側道或いは側道同士の可能な対を示す表を含む。運転
者は第１の道路を選択した後、表示された交差する有効な道路名リストの中から
１つの道路を選択する。番地による目的地の指定と同様、交差する道路の指定前に都市を指定しない場
合、一方または両方の道路を選択した後で都市を指定する。運転者は、電話番号を指定して目的地を指定することができる。車載データベ
ース４３２には完全な電話帳は蓄積されていないため、恐らく市外局番が正しい
か否かの点は別として電話番号が正しいか否かは車載システムがサーバーシステ
ムとの通信セッションを開始する前は検証されない。サーバーシステムは電話番
号を受信した後、電話帳を逆方向にサーチして、目的地の道路の住所を得る。以下においてさらに説明するように、個々の運転者は車両に個人情報リストを
蓄積することが可能であるが、サーバーシステム上にそれに対応する記憶領域を
設けてもよい。この個人情報リストには、勤務先、家庭、空港など、運転者が特
定の場所として指定した代表的な目的地を掲載させることができる。運転者は、最近指定したいくつかの場所から選択を行って目的地を指定するこ
とが可能である。例えば、運転者は最近訪れた仕事関連のサイトを再び訪れるこ
とがあろう。目的地を道路の住所で指定するシステムの別のバージョンがあるが、車載シス
テムは指定された道路の住所の範囲を確認するデータを持ち合わせていない。例
えば、車載システムは任意の番地を確認する能力を具備しない場合があり、また
目的地が、住所範囲を示すデータが蓄積された地理的範囲外である場合がある。
車載システムは、道路の住所を確認できない場合でも、サーバーコンピュータと
の通信セッションを開始できる。サーバーコンピュータはこの確認手順を完了す
る。３.２.２出発位置の測位車載システムは、その推定位置をサーバーシステムに送信するか、またはその
ＧＰＳ受信機から生のＧＰＳデータをサーバーシステムに送信し、そのデータか
らサーバーシステムが車両位置を計算する（図１５Ａのライン１５０３）車両がその出発位置でＧＰＳ衛星からの信号を受信できない状況が存在する。
例えば、車両が地下ガレージにある場合などがあろう。この場合、車両は出発位
置に到着する前にシステムが測位した推定位置を利用する。さらに、ＧＰＳ受信
機の電源を最初に投入した後、その受信機が推定位置を与えるまでかなりの時間
インターバルがあることがある。例えば、ＧＰＳ受信機は、レンジ内にある各衛
星の位置を確かめ、軌道上のそれらの位置を計算する必要がある。従って、車載システムは、運転者がルートに沿って誘導される途中でなくても
ＧＰＳによる推定位置の履歴を恒常的に維持する。この履歴は、システムの電源
を切るまでは車載システムの非揮発性メモリに蓄積される。従って、ＧＰＳ信号
を出発位置で受信できなくても、蓄積した履歴の最も最近のＧＰＳ推定位置を使
用する。車載システムは、位置関連データをサーバーシステムに送信するだけでなく、
速度及び方向に関連するデータを送信する。方向は、過去の連続するＧＰＳ推定
位置から、或いは磁気コンパスから得ることができる。サーバーシステムは、速
度及び方向に関する情報により、例えば近傍の多数の道路区分のうちどの部分上
にいるかを、道路区分の等級及びそれら区分上の許容できる進行方向に基づいて
明らかにできる。出発位置へ来る前車両が誘導を受けなかった場合、この出発位置は前に設定し
たルートに沿う推測航法により求めることができる。ＧＰＳ補正データがサーバーシステムから車載システムに送信されると、この
車載システムはＧＰＳ補正データによりその出発位置を更新する（図１６のライ
ン１６０２）。例えば、ＧＰＳ補正データが擬似レンジ補正データである場合、
車載システムはこの擬似レンジ補正データをそのＧＰＳ受信機へ送信し、ＧＰＳ
受信機から補正された推定位置を受信する。ＧＰＳ補正データが緯度及び経度の
オフセットである場合、車載システムはこれらのオフセットをそのＧＰＳ受信機
から出力された推定位置に適用する。３.２.３サーバーへの照会車載システムがサーバーシステムとの通信セッションを開始する際（図１５Ａ
のライン１５０４−１５１０）、このシステムは２つのステップでそれを行う。
まず、車載システムはセルラー電話を介してサーバーシステムと接続し、その後
セルラー電話回線により変調データを送受信する。第１のステップとして、このセルラー電話による接続は車載システムが指定番
号をダイヤルしてサーバーシステムを呼出すことにより実行される。車載システ
ムは、セルラー電話システムの到達区域外にある場合またはセルラー電話システ
ムの容量がその呼出しを受付けない場合のようなアナログ式セルラー電話ネット
ワークに見られる代表的なエラー状態に対処できる。第２のステップとして、車載システムは、電話接続が成った後、サーバーシス
テムとのデータ接続を確立しようとする。代表的なモデムにより、互換性のある
変調、圧縮及びエラー補正プロトコルを選択するためのやり取りが行なわれる。
通信セッションを開始するに要する時間を節減するため、例えば全ての車両がサ
ポートする「最低レベルの」共通プロトコルとして、特定のプロトコルセットを
予め選択する。サーバーシステムは、この最低レベルのプロトコルを用いる通信
を予想する。これにより、プロトコル選択のためのやり取りの完了を待たずにデ
ータをできるだけ早く流すことが可能となる。伝送されるデータ量が比較的少な
いため、最善のプロトコル選択のためのやり取りに要する時間は、予め選択した
プロトコルでなくてこのやり取りの結果として選択されたプロトコルを用いてデ
ータを送信することにより節減できる時間よりも恐らく大きいであろう。３.２.４ルートの設定サーバーシステムにおけるルートの設定（図１５Ｂのライン１５６１）には周
知のルート発見方法を用いる。詳説すると、道路網７００（図７）に関連して周
知のＡ^＊（「Ａ―スター」）グラフ探索アルゴリズムを２例につき使用する。一
例では、Ａ^＊アルゴリズムは出発位置でスタートし、所望の目的地から「逆向き
に」スタートする。Ａ^＊アルゴリズムは「最良最初」探索法の一種である。その
アルゴリズム実行の任意の点において、最初のノードから１組の中間ノードへの
グラフに沿う実距離は計算済みである。各中間ノードから最終ノードまでの距離
の下限（アルゴリズムのバージョンによっては、推定値）を実距離に加算する。
最も小さい和を有する中間ノードを延長する。その下限を用いる場合、このアル
ゴリズムは最初のノードから最終のノードまでの最短経路を与える。Ａ^＊アルゴ
リズムを２例につき用いて、この２例に共通の中間ノードが存在すると最良の経
路が選択される。Ａ^＊ルート設定アルゴリズムとは別の方法を使用できる。例えば、ダイクスト
ラのアルゴリズムまたは別種の「最良最初」アルゴリズムを使用可能である。ルートの設定は種々の基準に基づいて行うことができる。最短の合計距離とし
て、道路網の各リンクの実距離を使用することによりその経路のコストを計算す
る。残りの経路の下限は、中間ノードと最終ノードの間の直線距離とすることが
できる。ルート設定は、最短の予想走行時間を基準にしてもよい。リンクに沿う
走行時間は、種々の等級の道路の予想速度を基準とするか、或いは特定のリンク
に関連してサーバーシステム上に蓄積した指定速度データを基準とすることも可
能である。例えば、サーバーシステムは、或る特定のリンクは混雑状態にあるた
め、その等級の道路の予想速度よりも遅いことを知っていることがある。ルート
設定アルゴリズムは、別のルートがあればこのような混雑状態のリンクを回避す
る傾向がある。サーバーシステム上において他のルート設定法を使用することができる。例え
ば、ルートを特定の道路区分を辿るように限定することが可能であり、ルートの
コストに距離または予想走行時間とは別の要因、例えばそのルートの通行料を含
めることも可能である。３.２.５ルートとスポット地図のダウンロード図８及び９を参照して、サーバーシステムは運転操作点で連結される一連のリ
ンクとしてのルートをダウンロードし、また出発位置または選択された運転操作
点周辺の小さなグラフとしてスポット地図をダウンロードする（図１５Ｂのライ
ン１５６２−１５６３、図１５Ａのライン１５１２）。ダウンロードに要する時
間を節減するため、このデータはコンパクトなデータ構造として表わされる。設定ルートは、ルートを構成する一連のリンクとして圧縮フォーマットを用い
てダウンロードされる。設定ルートの各リンクにつき、ダウンロードされる情報
には、１０^-5度の単位で３２ビットの整数として符号化されたリンクの出発ノード（
運転操作点）の緯度及び経度；「右折」、「左折」などのようなメッセージを表わす索引として符号化された
方向転換情報；現在の運転操作点における「分岐」数；次の運転操作点に至る前の中間地点の数；及びこのリンクに関連する道路区分の等級（例えば、道幅或いは等級）がある。さらに、各中間地点に対して、リンクのデータには、前の中間地点からの或い
は第１の中間地点のための出発ノードからの、１０^-5度の単位で１２ビットの整
数として符号化された、緯度及び経度の変化が含まれる。緯度又は経度の変化を１２ビットで符号化することにより、その変化がほぼ２
12ｘ１０^-5＝０．０４°に制限されることに注意されたい。サーバーシステムに
より設定されるルートの１区分が連続する運転操作点または中間地点間において
より大きな変化を含む場合、サーバーシステムは１２ビットの大きさで変化を符
号化できる充分近いさらに別の中間地点を挿入する。さらに、各リンクにつき、ダウンロードされるデータには、リンクに関連する道路名、及び次の運転操作点で方向転換することにより移る
道路名並びに運転者に提示すべき任意の標識または他の特別な情報に関連するテ
キストフィールドの長さ；及びそのテキストフィールドそれ自体が含まれる。運転操作点の各「分岐」について、ダウンロードされるデータには、運転操作
点で連結される道路の交差角度に関連するデータが含まれるため、運転操作の比
較的正確なグラフィック表示を運転者に提供することが可能となる。このルートをダウンロードするフォーマットは、サーバーから車両へ迅速にダ
ウンロード可能なコンパクトな表示を提供する。そのシステムの別のバージョン
は、例えば、蓄積された道路名を参照するか或いは車両に既に蓄積された主要道
路網のノードへの参照を利用することにより、車載データベースのデータを利用
してデータ量をさらに減少することが可能である。このシステムの別のバージョ
ンはまた、リンクに関連するさらに別の情報を含むことができる。例えば、サー
バーがリンクが例外的混雑状態にあることを知っている場合、リンクの走行速度
をダウンロードすることができる。ルートをダウンロードする別の方法には、車載システムに蓄積済みの予め設定
された一連の道路区分を使用するものがある。サーバーシステムは、一連の道路
区分、運転操作点及び中間地点の代わりに、予め設定され蓄積済みのこれらの一
連の点への参照を利用する。このようにすると、例えばハイウエイに沿う通常の
走行ルートは特にダウンロードする必要はない。サーバーシステムは、車両に蓄
積されたこれらの点が連続するものを定期的に更新してそれらの車両が普通リク
エストするルートとすることができる。或いは、車載システムに以前ダウンロー
ドしたルートを記憶させ、サーバーが新しく設定したルートをダウンロードする
際にこれらのルートの一部を参照できるようにすればよい。３.３誘導運転者を所望の目的地へ誘導する過程には、車載システムの動作の幾つかの側
面が関連する。これらの側面には、出発時の運転操作（図１６）；推測航法による位置の追跡（図１７のライン１７０６）；ＧＰＳによる位置の追跡及びルートを外れたことの検知（図１７のライン１７
０７−１７１０）；及び運転操作の通報及び検知（図１７のライン１７１２−１７２２）；が含まれる。これらの側面を以下の章で説明する。３.３.１出発時の運転操作幾つかの理由で、運転者がルートの最初の部分を辿ることができない場合があ
る。その１つは、車両の出発位置が不正確な場合である。例えば、ＧＰＳは実際
は近くの駐車場または隣接する道路上にあるが、別の道路上にあると指示される
場合がある。また、車両が道路上でサーバーシステムの予想とは反対の方向に向
いている場合、車両は最初の段階でルートを外れる傾向がある。また、例えば、
側道の間隔が狭い、道路標識が不適切、注意が散漫、混雑状況にある等の理由に
よりルートの出発時指示に従うのが困難な場合がある。上記及び他の理由により、システムは、最初の出発位置から運転者がミスをし
ないことに期待を掛けられない。そのため、出発位置に基づいてスポット地図を
決定し、これを車両へダウンロードする。このスポット地図は、通常、出発位置
から任意の方向にある２または３つの交差点だけをカバーする。設定ルートを、
車両の（Ｄ）ＧＰＳによる位置のように、スポット地図と共に図示する。運転者
はこの地図を用いて設定ルートに乗る。車両が設定ルートの１区分に乗り、正しい方向に走行し始めると、方向転換に
よる誘導過程が開始される。３.３.２推測航法による位置の追跡車載システムは、方向転換によりルートを辿る誘導過程に入ると、その車両の
推測航法による推定位置を維持する。一般的に、車載システムは、運転者が指示
に従うように努力していると仮定して車両を追跡する。推測航法は、速度センサ
ー２３２からの信号と、設定ルートに沿う運転操作点または中間地点間のリンク
の直線近似とを更新された位置に変換することをその基本とする。さらに詳説す
ると、車載システムが車両が既知の運転操作点にあると仮定する場合、車両が速
度信号に従って測定される距離を走行すると、車載システムは車両位置を運転操
作点から一連のリンクに沿って測定された距離の点と推定する。各リンクの端部
のノード位置は車載システムにとって既知であるため、車載システムはリンクの
方向に基づき、車両が運転操作点を過ぎてそのルート上の後続リンクを走行する
際の車両の走行方向を推定する。推測航法は、速度信号と走行距離との間の既知の対応関係に基づくものである
。この対応関係に影響を与える幾つかの要因として温度により変化するタイヤ圧
があり、このタイヤ圧はタイヤの周長を変化させる。走行距離を速度信号から推
定する際の精度を向上させるため、恒常的な較正手順がサポートされている。車
載システムは、運転操作を検知すると、速度センサーによる推定距離と地図によ
る推定距離とを比較する。車載システムは、速度信号パルスの数を走行距離に関
連付けるスケール係数を調整することにより、速度センサーによる走行距離の推
定値と地図による推定値がマッチするようにする。３.３.３ＧＰＳによる位置の追跡及びルートを外れたことの検知運転者が設定ルートに沿って運転操作点を次々に通過する間、車載システムは
ＧＰＳ衛星信号を受信しながらそのＧＰＳによる推定位置を継続的に更新する。
加えて、例えば、差動補正モードによってＧＰＳ推定位置の精度を向上させるた
めに、車載システムがＧＰＳ受信機に送信する現在のＧＰＳ補正データをその車
載システムが保持するインターバルがある。ＧＰＳ補正データは、設定ルートがダウンロードされると、車載システムがサ
ーバーシステムから受信する。このシステムの別のバージョンには、サーバーが
差動補正データを提供する別の時、例えば、別の目的で開始された通信セッショ
ンが行われている間があるであろう。車載システムはまた、その位置を正確に知ると、それ自身のＧＰＳ補正データ
を計算することができる。車載システムは、設定ルートがダウンロードされると
各運転操作点の正確な位置がサーバーシステムにダウンロードされるため、運転
者が設定された運転操作を実行するのを検知する時その位置を非常に正確に推定
する。従って、設定ルートを走行時、車載システムはＧＰＳまたは（Ｄ）ＧＰＳによ
る推定位置の時系列を受信する。この推定位置の時系列は、車載システムによっ
ても維持される推測航法による推定位置と恒常的に比較される。車両の運転操作が実行された後、特に、運転操作点の位置及び車両が運転操作
点を通過するとき記録された生のＧＰＳデータに基づいてＧＰＳ補正データ計算
されると、ＧＰＳによる位置及び推測航法による位置とがマッチするはずである
。車両が設定リンクに沿って正しく走行する際、推測航法位置とＧＰＳ位置とが
幾つかの理由により幾分異なることが予想される。これらの理由にとしては、Ｇ
ＰＳによる推定誤差が大きいこと及び地図に誤差のある可能性があることが考え
られる。ＧＰＳ補正データは、運転操作後約１分の間ＧＰＳ受信機へ送られる。そのイ
ンターバルの間、補正データの有効性は徐々に低下する。即ち、（Ｄ）ＧＰＳに
よる推定位置の誤差は徐々に増加する。ＧＰＳ補正データをもはや使用しなくな
った後、ＧＰＳの誤差は固定レンジ内にあると予想される。推測航法による推定位置の誤差は、主として、リンクに沿う走行距離の推測誤
差に起因して増加する。リンクの長さと中間地点または運転操作点の位置の両方
について地図に誤差があるため、推測航法の位置の誤差が増加することがある。２つの項の各々につき誤差が増加するが、これらの誤差の組合わせは、車載シ
ステムがそれを越えるとルートを外れた状態と判断する許容値を大きくすること
により補償される。この許容値は１５０フィートからスタートする。この許容値
は５００フィートになるまで走行距離１００フィートごとに１フィートの割合で
増加する。任意の地点において２つの推定位置間の差が許容値を越えた場合、車載システ
ムは車両がルートを外れたと判断して推測航法による推定位置を補正しようとし
、もしそれがうまく行かなければ、ルートを再設定する手順を実行する（章３. ４を参照）。３.３.４運転操作の通報及び検知運転操作の通報及び検知は共に推測航法による推定位置を利用する。さらに詳
説すると、前に検知した運転操作点からの設定ルートに沿うスカラー量としての
走行距離の推測航法による推定値を利用する。車載システムは、車両が次の運転操作を実行すると予想する時点以前において
操作点から離れた地点で運転者に指示を与える。これは、運転者に必要な反応時
間と、次の運転操作点までの距離のシステムによる推定値が不正確であることの
両方を考慮してのことである。運転者が指示に応答して操作するに要する時間ま
たは距離にばらつきがあるのを考慮して、住宅地域の小さな道路上よりもハイウ
エイのような高速リンク上において、次の運転操作点からより遠く離れた所で指
示が与えられる。各道路の等級には、それに応じた、次の指示を与える次の運転
操作点までの一定距離がある。車載システムはまた、車両が通報範囲内に入ると音声プロンプトを与える。グ
ラフィック形式及びテキスト形式のプロンプト及び指示は、かかる通報範囲内に
車両が入ると、少なくともその地点から表示されるが、それよりも早く表示され
るようにしてもよい。車載システムが次の運転操作点であると予想する地点周辺の或る距離範囲を画
定する「窓」の中で、車載システムは運転操作が行われる正確な位置を検知しよ
うとする。例えば、運転操作が右折を伴うものであれば、車載磁気コンパスの出
力またはＧＰＳによる推定方向を用いることにより運転操作点を高い信頼性で検
知する。また、料金収納ブースで停止するようなある特定の運転操作を検知する
ため車両速度が検知される。運転操作のなかには、高精度で検知できないものがある。例えば、磁気コンパ
スからの信号では、動きがあまりも遅すぎて検知できない方向転換があろう。車
両が運転操作検知「窓」を通過したが、予想された運転操作を検知できなかった
場合、車載システムは次の運転操作が検知されるまでただ推測航法位置を継続し
て更新する。３.３.４.１ディスプレイ及び音声による指示音声による指示を受けるだけでなく、車載システムのディスプレイ上には運転
操作に関する通報及び指示が提示される。このディスプレイには、次の運転操作点までの距離のグラフィック形式による表示、例えばリンクを辿
るにつれて棒の長さが増加するバーチャート；例えば、マイル数またはフィート数で表わした残りの距離のデジタル表示；例えば、次の交差点における全ての道路の交差角度を示す、次の運転操作点に
おける道路の幾何学的形状のグラフィック表示；及び次の運転操作点において視覚により感知できる道路標識のテキスト；が含まれる。音声による指示には、運転者に次の運転操作点を通報する指示、及び指示が与
えられる点で運転操作をするように運転者に指示する命令を含む予め蓄積された
種々の指示が含まれる。３.４ルートの再設定車載システムは、車両が設定ルートから外れたことを検知すると、ルート再設
定手順（図１８）を実行する。第１のステップでは、車両が車載データベース４
３２に蓄積された主要道路網１０００上のどこを走行しているかを測位する。車載システムは、ＧＰＳまたは（Ｄ）ＧＰＳによる緯度及び経度の予想値を用
いてマスターノード表１３１０中のノードリストをサーチする。一連のＧＰＳ推
定位置または磁気コンパスの出力を用いて、隣接するノードを連結するリンクに
沿う走行方向を求める。従って、これにより、リンク区分表１３３０中のいずれ
のリンク上を車両が走行しているか、及びリンクに沿う走行方向が分かる。その後、車載システムは、そのリンクからスタートして設定ルートに沿う運転
操作点または中間地点のうちの１つの点に至る最短経路を求めるサーチを実行す
る（例えば、Ａ^＊サーチ）。最後の運転操作点の両側の多数の点または全ての点
を、再設定されたルートが前に設定したルートと接続する点として使用する。例
えば、最後に検知した運転操作点の前後にある１０個の点を使用することができ
る。点の数を制限すると、ルートの再設定に必要な計算量（時間及びメモリ）を
節減することができる。１０個よりも少ない点が残っている場合、実際の所望の
目的地は再設定されたルートが設定ルートに繋がる点の１つである。サーバーシステムによるルート設定方法と同様、車載システムはＡ^＊アルゴリ
ズムを用いてルートを設定する。出発位置は、上述したように、マスターノード
表１３１０を走査して求める。中間ノードはＡ^＊サーチで考慮されるため、所望
の位置への距離の下限は、中間地点から運転操作点または中間地点までの直線距
離にその運転操作点または中間地点から所望の目的地までの前に算定した距離を
加えた和の最後に検知された運転操作点近傍の運転操作点及び中間地点に亘って
最小である。このようにして、前に設定したルートを再び結合する最良の点を見
つける。サーバーシステムによるルートの設定のように、リンク上を走行するコストは
、リンク長、リンクの道路等級に基づくそのリンクの推定走行時間、またはリン
クに関連する特定の道路速度情報に基づくそのリンクの推定走行時間に基づく。３.５遊動車両によるデータの収集図１９を参照して、サーバーシステム１２５の一部である航法アプリケーショ
ン５１２は、予想走行時間に基づいてルートを設定する際交通データベース５２
４を利用する。上述のシステムの説明では、例えば、政府管理の交通監視局のよ
うな外部情報システム１３０から提供される交通情報を用いて交通データベース
５２４が形成される。サーバーシステム１２５は、外部から提供される交通情報だけでなく、幾つか
のまたは全ての車両１００を、交通情報を収集する調査用車両として利用する。
航法アプリケーション５１２は、調査用車両から交通情報を受信し、収集した交
通情報を交通データベース５２４へフィードバックする。さらに、サーバーシス
テムは、オプションとして、更新した交通情報を外部情報システムへ送信する。
このようにして、車両のナビゲーションシステムは外部情報システム１３０から
の交通情報を利用するだけでなく、それに代わる交通情報の供給源となり得る。データの収集には２つのモードが使用される。第１のモードでは、調査用車両
の車載システムが現在の交通状況データを収集する。これら調査用車両は、時々
、それらが収集したデータをサーバーシステムへアプロードし、サーバーシステ
ムがアプロードされた情報に基づいてその交通データベースを更新する。第２の
モードでは、調査用車両の車載システムが、走行中の道路の等級に基づいて、或
いは車両に蓄積され予想速度と走行中の道路区分とを関連づける交通関連データ
に基づいて、車両の速度が予想よりも著しく遅い場合を検知する。車載システム
により車両速度が予想よりも遅い、即ち、予想される交通状況から見ると何らか
の例外的状況の存在することが検知されると、車載システムはその例外的状況を
サーバーシステムに報告して、サーバーシステムがその交通データベース５２４
を更新することにより予想されなかった交通状況がを反映されるようにする。３.５.１交通情報の収集交通データ収集の第１のモードにおいて、調査用車両の車載システム１０５の
航法アプリケーション４１２は、主要道路網のリンク上の車両の走行速度（或い
は等価的にリンク上の走行時間）の履歴（状況）を継続的に収集する。車載シス
テムは誘導機能とは無関係に交通状況データを収集する。即ち、交通状況データ
を収集するためには、車両はナビゲーションシステムによって誘導される必要は
ない。航法アプリケーションは、リンク速度ログ１９２０にその日の時間及び各
リンク上の走行速度を蓄積する。リンク速度ログ１９２０を形成するため、車載システムは車載データベース４
３２に蓄積された主要道路網１０００上の車両の位置を追跡する。車載システム
は、このシステムがそのＧＰＳ受信機から受信するＧＰＳ推定位置を用いて、車
両が主要道路網の道路区分（リンク）を辿っていることを検知する。車載システ
ムは、車両がそのリンクの一方の端部から他方の端部まで走行するに要する時間
を記録し、リンク速度ログにそのリンク、その日の時間、そのリンクに沿う走行
速度への参照を蓄積する。車両が主要道路網の多数のリンク上を走行するにつれ
て一連の走行時間が記録されるが、その各々の記録は走行したリンクに関連する
。時として、例えば車両が主要道路網から定期的に、例えば毎日離れる場合、車
載システムは、リンク速度ログ１９２０に蓄積してある記録された状況情報を、
車載システムがサーバーシステムとのセルラー電話接続によって始動するデータ
回線によりサーバーシステムに送信する。車載システムは、情報を送信した後そ
のリンク速度ログをクリアする。車両の運転者は、車載システムのユーザーインターフェイスを介していずれか
のデータ収集モードを作動関係或いは非作動関係にするオプションを有する。サ
ーバーシステムはまた、いずれかのタイプのデータ収集を作動状態（またはリク
エスト状態）にすることができる。例えば、サーバーシステムは、より多くのデ
ータが必要であればより多くの車両を利用できるようにし、必要以上のデータを
受信中であれば幾つかの車両によるデータの収集を停止させることができる。サーバーシステムにおいて、航法アプリケーション５１２は多数の調査用車両
から記録された速度情報を受信する。航法アプリケーションは、この収集した情
報を用いて交通データベース５２４を更新する。例えば、航法アプリケーション
は、特定のリンクにつき報告された速度をその交通データベースに蓄積されたそ
のリンクの平均速度に取り込む。オプションとして、サーバーシステムは更新し
た交通情報を外部情報システム１３０へ提供する。サーバーシステム上において、交通データベース５２４は、各リンクの（両方
向の）平均リンク速度だけでなく、朝及び夕方のラッシュアワー（混雑期間）の
開始及び終了時間を含む。これらの各混雑期間について、この交通データベース
はその期間の平均速度を含む。インターバルとして種々の値を使用できる。例えば、同じ５分のインターバル
を使用できるし、また夜間は一時間、一般的に混雑する期間は５分の不等インタ
ーバルを使用してもよい。オプションとして、サーバーシステムの交通データベース５２４に蓄積された
平均リンク速度は、各車両の車載システムにダウンロードされてそのリンク速度
データベース１９１０に蓄積される。このリンク速度データベースは、例えば、
最短予想走行時間に基づいてルートを設定する際、車載システムにより利用され
る。３.５.２例外的状況の報告交通データ収集の第２のモードにおいて、車載システムはそのリンク速度デー
タベース１９１０の情報を利用するが、この情報には主要道路網１００の全ての
リンクの予想走行速度が含まれる。例えば、朝と夕方の混雑期間によるばらつき
を考慮して、各リンクにつき多数の走行時間が蓄積されている。各リンクについ
て、以下の情報が記録される。代表的な予想速度；朝の混雑期間の開始及び終了時間；朝の混雑期間の予想速度；夕方の混雑期間の開始及び終了時間；夕方の混雑期間の間の予想速度。或いは、速度情報を蓄積するために他の種類のインターバルを用いることも可
能である。また、車載システムは、リンクの特定の速度情報によらずに、そのリ
ンクの代表的な予想速度をそのリンクの等級に基づいて決定することもできる。
例えば、等級４（ハイウエイ）上のリンクは一般的に速度制限（例えば、５５Ｍ
ＰＨ）に近いと予想できる。状況データ収集モードにおけるように、調査用車両の車載システムは主要道路
網もリンクを走行中ＧＰＳ推定位置によって車両位置を追跡し、主要道路網の特
定リンクを車両が通過するときを検知する。車載システムは、リンクに沿う走行
速度が一日のその時間におけるそのリンクの予想速度（例えば、予想速度の７５
％またはそれより遅い速度）よりも実質的に遅いか或いは速い場合に例外的交通
状況が発生したと判断する。例外的交通状況が発生すると、車載システムはサーバーシステムをセルラー電
話で呼出すことによりサーバーシステムとの通信セッションを開始する。車載シ
ステムは、この例外的状況を符号化し、そのリンクと走行速度を示す短いデータ
メッセージをサーバーシステムへ送信する。例外的交通状況の報告を行う別の方法として、車両は例外的交通状況メッセー
ジを送信するか否かを確率により選択する。この例では、例外的交通状況に遭遇
する全ての車両がサーバーシステムへの送信を行う訳でないため、サーバーシス
テムにかかる通信負荷が減少する。サーバーシステムは、車載システムから例外的交通状況メッセージを受信する
。サーバーシステムは交通データベース５２４を更新し、このデータベースによ
り、調査用車両から受信する例外的交通状況メッセージに基づいてルートを設定
する。道路網上の調査用車両の「密度」が充分に高い場合、サーバーシステムは
通常、多数の調査用車両から例外的交通状況メッセージを受信する。従って、オ
プションとして、サーバーシステムは、その交通データベースを更新する前に２
または３台以上の調査用車両が例外的交通状況を報告する（即ち、例外的交通状
況が他の車両により確認される）のを必要条件とすることができる。サーバーシステムは、例外的交通状況が報告されたリンクの予想速度を、それ
らのリンクについて調査用車両が例外的交通状況を報告しなくなった時からある
時間経過した後、リセットする。例外的交通状況データ収集モードの作動には、運転者の介入は必ずしも必要で
はない。調査用車両の運転者は、この例外的交通状況の報告モードを作動状態し
たり非作動状態したりすることができる。また、例外的交通状況に関する情報を
サーバーシステムに送る前に運転者がその状況の確認を求められるように車載シ
ステムを構成可能である。例えば、車載システムは例外的交通状況メッセージを
運転者に表示することが可能であり、また運転者はサーバーシステムへの送信前
にそのメッセージの有効性を確認したことを示すボタンを押す必要がある。この
確認方式により、交通状況とは無関係の理由、例えば、リンクに沿うガソリンス
タンドでの停止のように速度が減少したとき、車両が例外的交通状況の存在を報
告するのを防止することができる。このシステムの別のバージョンでは、例外的交通状況はサーバーシステムに直
ちに報告されずに、記録される。車載システムはその後、例外的交通状況を記録
した交通状況データを、個人情報をアップロードすると同じ態様でサーバーシス
テムへアップロードする。３.６サーバーの制御システムの別のバージョンにおいて、このシステムは、例えば調査用車両から
データを受取る速度を制限するか或いは特定の領域または道路に関連するデータ
を受信するように、車両データの収集を制御する。データ収集を制御する別の方
法として、以下のものがある。第１の選択肢として、調査用車両はサーバーシステムから照会を受けるまで記
録した速度データを送信しない。サーバーシステムは、記録した速度データを受
信するために車両に対してポーリング（問合せ）を行う。１つのアプローとして
、サーバーシステムは車両が通常走行する地理的領域に基づき車両をポーリング
する。例えば、サーバーシステムに、ある領域の道路に関する最新データがない
場合、その領域を通常走行中の車両をポーリングする。車両をポーリングするた
めに、サーバーシステムはセルラー電話を利用するか或いはその車両の車載シス
テムへ通報する。車載システムは、電話を受けると、記録した速度データをサー
バーへ送信する。例えば、電話回線の利用とは別の方法として、商業ラジオ放送
の側波帯上の放送チャンネルを利用して多数の車両にメッセージを放送すること
がある。この方法とは別に、サーバーシステムは、設定ルートを最近提供しそれ
らのルートの道路区分につき記録された速度データを保持していると予想する車
両をポーリングする。別の例として、車載システムが記録した速度データを転送するためにサーバー
システムに電話をかけるが、サーバーシステムはその電話を何時かけるかの指示
を以前車載システムに与えている場合がある。例えば、サーバーシステムが設定
ルートを車載システムに提供する際、設定ルートと共に、車両が指定の道路区分
を通過した後サーバーシステムに電話をかけるように命じる指示を提供する。別の方法として、車載システムがサーバーシステムへ電話をかけるときは必ず
、サーバーシステムは、オプションとして、車両の記録した速度データをリクエ
ストする。車両がルート設定サービスを要求する場合、所望の目的地のアップロ
ードと設定ルートのダウンロード開始との間のインターバルの間、或いは車両か
らサーバーシステムへのデータ伝送に使用されない任意の他のインターバルの間
にデータ伝送を行う。別の方法として、サーバーシステムが設定ルートを車載システムに提供する際
、設定ルートに、サーバーシステムの持つ最新の予想リンク時間（即ち、リンク
時間は最近受信した調査用車両のデータを反映する）が含まれるようにする。こ
の選択肢では、１つの道路区分における例外的交通状況は、サーバーシステムが
ルート設定時にその例外的交通状況を既に知っている場合はそのサーバーに報告
されない。３.７データの融合システムの別のバージョンにおいて、サーバーシステムは外部情報サービスか
ら交通関連情報を受信する。例えば、サーバーシステムは、偶発事件の報告（例
えば、故障レポート）を受信し、調査用車両からのそれら道路区分に関するデー
タの受信を待たずに、その報告に基づいて走行速度が遅くなるのを予測する。同
様に、サーバーシステムは、イベント（例えば、スポーツ行事）に関する情報を
受信し、それに基づいてリンク速度を予測する。サーバーシステムは、最短予想
走行時間基準に従って車載システムのための新しいルートを計算する際、これら
の予測されたリンク速度と調査用車両により報告されるリンク速度とを組み合わ
せる。４車両の更新（図２０Ａ−Ｃ）上述したシステムにおいて、車載システム及びサーバーシステムは、一貫した
状態に保たれるデータを有する。例えば、車載システムに蓄積される主要道路網
は、サーバーシステム上においてそれら道路網の部分集合を含む。データが一貫
している場合、車載システムにより確認される目的地の明細はサーバーシステム
にとっても有効であろう。全ナビゲーションシステムにより使用される情報は、時々更新される。例えば
、地図プロバイダは、道路網を定期的に更新して、前のエラーを補正するか或い
は新しい道路の追加のような道路網の変化が反映されるようにする。このシステムの別のバージョンは、車載データベース及びシステムデータベー
スが一貫した状態に維持されるように、車載システムを更新する１または２以上
のアプローチを用いる。これらのデータベースが一貫している場合、車載システ
ムにより確認される目的地の明細は、サーバーシステムがその目的地へのルート
を設定しようとするときサーバーシステムによって無効であると判断されない。
逆に言えば、これらのデータベースに一貫性があれば、車載システムは、例えば
、新しい道路が道路網に追加されたと言う理由で、サーバーシステムが有効であ
ると判断する目的地の明細を除外しないであろう。このシステムはまた、車載システムのデータに加えてソフトウエアを更新する
手段を含む。例えば、既存の機能のためのユーザーインターフェイスを、新しい
コードをダウンロードすることにより変更できる。また、全く新しい機能をダウ
ンロードすることも可能である。この新しいまたは変更された機能には、オペレ
ータとのインターフェイスに使用する変更したメニューやグラフィック表示を含
まれるであろう。新しいソフトウエア及びインターフェイスは、幾つかのよく知られた選択肢の
うちの１つを用いて車載システムに一体化される。例えば、新しいソフトウエア
モジュールは、車載システムの既存のソフトウエアモジュールからアクセスされ
る予め定義した入力点を提供できる。新しいソフトウエアモジュールへのインタ
ーフェイスを記載したデータは、そのモジュールを実現するコードと共にダウン
ロードすることができる。ユーザーインターフェイスは、ディスプレイ上でピク
セルを操作する低レベルコードを用いることにより実現可能であり、またはマー
クアップ言語（例えば、ＨＴＭＬ）を用いるようなハイレベルの説明を使用でき
る。ナビゲーションシステムは、車載システムを更新する以下の選択的アプローチ
のうちの１または２以上のものを使用する。車載システムのスタティックメモリを物理的に交換する；例えば、ディーラまたは他のサービスセンターにおいて高速データリンクによ
り更新を行う；セルラー電話によるデータリンクを介して更新する。これらの各アプローチを以下の章において説明する。４.１メモリの物理的交換図２０Ａを参照して、第１のアプローチでは、車載システム１０５の車載コン
ピュータ２１０のスタティックメモリ２２２は取外し可能な装置である。例えば
、スタティックメモリ２２２はとして、磁気ディスクを収容するＰＣＭＣＩＡカ
ードまたはフラッシュメモリシステムがあろう。車載システムの更新には、メモリ２２２をデータベースの更新済みバージョン
を予めロードした別のメモリ２２２ａと交換することが含まれる。これにより、
例えば、主要道路網を異なる地理的領域に対応するように更新する必要がある場
合、データベース全体の迅速な更新が可能となる。４.２高速データリンクによる更新図２０Ｂを参照して、車載システムを更新する第２のアプローチには、高速（
例えば、最大１メガビット／秒）のデータ回線を介する車載システムへのデータ
の転送が含まれる。この車載システムは、車載システム１０５の車載コンピュー
タ２１０に接続されたデータインターフェイス２０２０を含む。更新データのソ
ースはデータインターフェイスに接続されている。例えば、高速接続手段２０１
０は、FordのＳＣＰまたはＳＡＥＪ１８５０プロトコルのような業界標準通信
プロトコルを用いて更新された情報をダウンロードするディーラまたはサービス
センターのサービス装置２０３０に接続可能である。或いは、車両の所有者は、
パソコン２０３１（ラップトップコンピュータのようなもの）を車載システムに
接続できる。車載システムの更新情報は、ＣＤ−ＲＯＭのような記録メディア２
０４０上に或いはインターネットを介して所有者が手に入れるであろう。パソコ
ンと車載システムとの間の接続２０１１には赤外線リンクのような無線接続を利
用できる。図２０Ｃを参照して、車載システムを更新するさらに別の選択的アプローチで
は、有線の電話回線を利用する。このアプローチにおいて、車載システムは、中
位速度のモデム２０５０（例えば、毎秒５６キロビットのモデム）及び電話コネ
クタを有する。所有者は、電話コネクタから公衆電話ネットワーク（ＰＳＴＮ）
３４０へ物理的な接続２０５２を行う。車載システムは、サーバーシステムある
いはデータ更新用の別のサーバーへ電話をかけ、この電話回線を介して中位速度
でデータをダウンロードする。４.３無線リンクによる更新車載データベースを更新する第３のアプローチでは、車載システムとサーバー
システムとの間のセルラー電話回線のような無線データ回線を利用する。合理的
な時間（例えば、一時間以下）で送信可能なデータ量は、かかる回線により達成
可能な比較的遅いデータ伝送速度による制約を受ける。一般的に、無線データ回
線では、データはデータベースの新しいコピー全体がダウンロードされるのでは
なくて、少しづつ更新される。サーバーシステムと接続する無線データ回線によるデータベースの更新を開始
させるには、幾つかの選択的アプローチのうち１つを利用する。その第１のもの
は、運転者が車載システムのユーザーインターフェイスを介して更新を明示的に
リクエストする。第２のアプローチは、車載システムが前の更新からの経過時間
に基づいて更新をリクエストできる。第３のアプローチでは、車載システムがサ
ーバーシステムとの通信セッションを開始した後、設定ルートをダウンロードす
る前に、またはその後で、データベース編集分をダウンロードすることができる
。第４のアプローチとして、サーバーシステムは各車両に電話をかけて各車両に
編集した更新情報を順番に「押し込む」。車載データとサーバーシステムのデータとの間の一貫性を維持するために、デ
ータベースのデータはあるバージョン数のものである。サーバーシステムがその
データを更新するたびに、バージョン数を更新する。車両がルートをリクエスト
すると、車両はまたそのルートの目的地の明細を確認するために使用されたデー
タのバージョン数情報を与える。サーバーシステムは、受信したバージョン数情
報を用いて電話をかけてきた車両へいずれの更新情報が依然としてダウンロード
されてないかをチェックする。サーバーは、１つのセッションで全ての更新情報を必ずしもダウンロードする
必要はない。その代わり、更新情報を少しずつ送信する。この少しずつ送信する
アプローチでは、最も関連ある更新情報を最初に送信する。例えば、サーバーシ
ステムは、別の都市の更新情報をダウンロードする前に、車両が通常走行する都
市の主要道路網を更新する。車載システムのデータベースが旧ければ、車載システムがサーバーシステムへ
送信する確認済みの目的地明細情報は道路網が変化しているため無効であろう。
例えば、道路名が変更されている場合がある。従って、サーバーシステムが車載
システムから受信する目的地の明細情報が有効でない場合、サーバーシステムは
車載システムに通報し、車載システムが運転者に通報する。その後、運転者は別
の住所を指定するか、或いはサーバーシステムから車両へ更新された情報がダウ
ンロードされるのを待つことができる。５付加的サービス車両情報システムの別のバージョンは、ナビゲーションサービスを提供するだ
けでなく、路傍における支援、遠隔操作による車両の制御、交通情報及び通信関
連サービスのような付加的なサービスを提供する。５.１緊急時及び路傍における支援サービス緊急時及び路傍における支援サービスは、車両の運転者へ支援施設に接触して
車両位置を知らせるための方法を提供する。図２１Ａを参照して、運転者が開始
する対話動作では、運転者が車載システムのユーザーインターフェイス上で緊急
時及び路傍における支援サービスのオプションを選択する。車両が、サーバーシ
ステムか、またはかかるリクエストを取扱うために車載システムが電話をかける
よう構成された別のサーバーへ、セルラー電話回線で電話をかける。電話がつな
がると、車載システムは通話先のサーバーへのデータ接続をする。車載システム
はサーバーへ車両のＩＤを送信する。サーバーはこのＩＤを用いて車両の製造者
、モデル及び色のような情報にアクセスするが、これは派遣されるサービス車両
が運転者の車両を発見する際役に立つであろう。車載システムはまた、その推定
位置または生のＧＰＳデータと、そのＧＰＳ測定値に基づく最も最近の走行方向
とを送信する。サーバーシステムは、ＧＰＳ補正データを車両の推定位置または
生のＧＰＳデータへ適用して、補正された推定位置を計算する。車載システムが
サーバーへのデータ伝送を完了すると、運転者は車両の電話のハンドセットを用
いてサーバーの所の電話オペレータ２０１０と通話することができる。これによ
り、運転者は支援を行う車両を急派するにあたり役に立つ詳細な情報を提供する
ことができる。運転者からの支援を求めるリクエストとは別に、車載システムは、エアバッグ
システムの作動或いは緊急事態を示す何か他の信号により支援を求めるリクエス
トが自動的に発信されるモードを含む。このモードは、例えば、車両が衝突事故
に巻き込まれて運転者が支援を求める電話をかけられないか或いはかけることを
思い付かない場合に利用されるであろう。５.２車両の遠隔制御さらに別のサービスとして、車両の遠隔制御がある。車載システムは、ドアロ
ックサブシステムのような車両のサブシステム或いは車両制御サブシステムに結
合されている。この結合により、Ford社により製造される車両にあるＳＣＰ（全
社標準プロトコル）のような現在多くの車両に使用されている標準車両データ通
信インフラストラクチュアを利用できる。５.２.１ドアのロック解除図２１Ｂを参照して、遠隔操作によるドアロックの解除は遠隔操作による車両
制御サービスの一例である。運転者がキーを車両内に残して自動車をロックして
しまった場合、例えば、サーバーシステムへのアクセスできる電話オペレータへ
電話をかけることによってサーバーシステムに接触する。電話オペレータによる
適当な認証完了後、電話オペレータはサーバーシステムにより実行される遠隔ド
アロック解除手順を始動させる。運転者が車両を離れているとき、車両のセルラー電話の受信機は、バッテリー
の消耗を減少するために通常「オン」の状態になっていない。従って、サーバー
システムはドアのロックを解除するために車載システムに電話をかけることがで
きないのが普通である。明確なスケジュールに従って、車載システムは、セルラー電話受信機の電源を
繰返し投入することにより、その時点で電話がかかってきていないか否かをチェ
ックする。例えば、車載システムは、１５分ごとにこのサイクルを繰返す。車載
システムが電話がかかってきていないことを検知すると、次の予定チェック時間
まで電話受信機の電源を「オフ」にする。車両のスケジュールはサーバーシステムに蓄積されており、車載システムとサ
ーバーシステムは、例えばＧＰＳ信号に基づく共通の時間ベースを共有する。サ
ーバーシステムは、ロックされた車両の次の予定チェック時間まで待ってセルラ
ー電話をかけることにより、車載システムとのデータ伝送チャンネルを開始させ
る。データ回線がつながると、サーバーシステムは車載システムにドアのロック
を解除する命令を送信する。車両の運転者が電話オペレータへドアロック解除サービスをリクエストすると
、電話オペレータは車両の運転者にドアのロックが解除される時間を通報するが
、これは車両のチェック時間のスケジュールが電話オペレータに分かっているか
らである。５.２.２車両の不動化車両の不動化サービスには、ドアロック解除サービスと同様な方式を用いる。
車両の運転者は、集中サーバーの電話オペレータに電話して、車両が盗難にあっ
たことを通報する。サーバーシステムは、車両の電話受信機の電源が投入状態に
あれば直ちに車載システムに電話をかけるか或いは上述したドアロック解除機能
に使用される予定電源投入モードを利用する。いずれの場合でも、車載システムとサーバーシステムとが通信を行うと、車載
システムが車両位置をサーバーシステムに送信し、サーバーシステムが車載シス
テムに車両を非作動状態にする命令を送信する。その後、車載システムは車両の
システムにこの車両を非作動命令を送る。５.３交通情報交通情報サービスでは、指定された少数の選択的「トリップ」に関連する交通
状況のレポートを運転者に提供する。例えば、運転者には自宅から仕事場へ行く
のに３つの選択的なルートとしての選択肢がある。運転者は、そのトリップを開
始しようとするとき、車載システムと対話して、それらのトリップに関する交通
情報をリクエストする。車載システムはサーバーシステムに接触し、サーバーシ
ステムは各トリップについて現在の交通状況に関する情報を運転者へ提供する。運転者がトリップを指定する１つの方法として、１組のトリップ区分を示す車
載の表を利用する。これらの区分は通常、道路網の多くの道路区分を含む。例え
ば、２つの交差するハイウエイ間の主要なハイウエイの一部がトリップ区分であ
ろう。運転者は、トリップ区分の部分集合を選択することにより個人的なトリッ
プを計画する。運転者の個人的トリップに関する交通状況をチェックするために
車載システムがサーバーシステムに接触する場合、車載システムは運転者の選択
されたトリップ区分をサーバーシステムへ転送する。サーバーシステムは、道路網の道路区分上の現在のリンク速度を含むその交通
データベースから、運転者のトリップに関連する現在の交通状況を知ろうとする
。交通状況の表示には種々の選択肢が考えられる。このシステムのこのバージョ
ンでは、交通状況は、「普通」、「混雑」、「極端に混雑」の少数のカテゴリー
に分類され、各カテゴリーが異なるアイコンにより運転者にグラフィック表示さ
れる。システムの別のバージョンでは、ユーザーが前に指定したトリップのうちの１
つに例外的交通状況が存在する場合、サーバーシステムは積極的にユーザーに接
触する。例えば、サーバーシステムは、車載システムに電話することによりその
情報を送信するか、または呼出しメッセージを送信するか、または電子メールを
送るか、もしくはユーザーに電話することにより、例外的状況を通報する。別の例では、ユーザーは幾つかの選択肢となるトリップを指定する。サーバー
システムによりユーザーが指定したトリップのうちの１つに例外的交通状況が存
在するのが検知されると、サーバーシステムは選択肢であるトリップに関連する
交通情報を積極的にダウンロードする。このようにすると、ユーザーは車載シス
テムがサーバーシステムに電話するのを待たずに、ルートを再設定できる。６拡張可能なサーバーアーキテクチュア（図２２）図２２を参照して、別の例のサーバーシステム１２５ａは、上述のサーバーシ
ステム１２５の機能と共に車両に他のサービスを提供するための拡張可能なアー
キテクチュアを提供する。サーバーシステム１２５ａは、ＬＡＮ２２０５を介し
て結合される多数のサーバーコンピュータを有する。別の例として、これらのサ
ーバーコンピュータの機能は、少数のコンピュータ上で、或いはこれら全ての機
能を実行する単一のコンピュータ上で実現可能である。サーバーシステム１２５ａは、電話インターフェイス３２０に結合されたゲー
トウエイシステム２２１０を含む。ゲートウエイシステム２２１０は、車両１０
０とサーバーシステム１２５ａのサーバーコンピュータとの間の通信ゲートウエ
イを提供するために使用され、車載システムから受信した情報が適当なサーバー
コンピュータに送られるようにメッセージルーチング機能を実現する。ゲートウ
エイシステム２２１０は、サーバーシステムと車両との間を行き交うデータの内
容を解釈する必要は必ずしもない。サーバーコンピュータは、上述の航法アプリケーションを実行するナビゲーシ
ョンシステム２２５０を含む。車載システムがサーバーシステム１２５ａと通信
セッションを開始することによりルート設定サービスをリクエストすると、ゲー
トウエイシステム２２１０は通信セッションにおいて車載システムにより提供さ
れる情報を用いてこのセッションをナビゲーションシステム２２５０に接続すべ
きか否かを判断する。例えば、車載システムはデータの流れの最初の部分におい
てナビゲーションサービスを指定する。或いは、サーバーシステム１２５ａによ
り実現される種々のサービスは電話インターフェイス３２０に割当てられたそれ
ぞれ異なる電話番号を有し、ゲートウエイシステム２２１０が車載システムがダ
イヤルする電話番号に基づいて適当なサーバーコンピュータへの接続を行う。ナビゲーションシステム２２５０は、図５に示すようにサーバーシステム１２
５の機能を実現する。即ち、ＧＰＳ受信機３２５へのインターフェイスを有し、
サーバー地図データベース５２０、イエローページデータベース５２２及び交通
データベース５２４を含んでいる。ナビゲーションシステム２２５０は、地図プ
ロバイダ２２５２及び交通情報システム２２５４に結合されている。サーバーシステム１２５ａにより提供される別のサービスは、通信システム２
２６０により実現される。この通信システム２２６０は、電子メールシステム２
２６２及び呼出しシステム２２６４を含む外部の通信システムに結合されている
。これら外部の通信システムは、特定の車両に向けられたメッセージを通信シス
テム２２６０へ送信する。通信システム２２６０は、ゲートウエイシステム２２
１０へ特定の車両とのデータ通信チャンネルを開始するよう要求するリクエスト
を発信し、データと命令を車載システムに送信する。車両の車載システムは、サーバーシステムにより提供されるサービスに対応す
るソフトウエアモジュールを有する。例えば、通信システム２２６０から車載シ
ステムへ送られる通信情報は、受信するデータ及び命令を解釈する通信モジュー
ルが受信される。例えば、メッセージ通信モジュールは、車載システムのディス
プレイ上に呼出しメッセージまたは電子メールメッセージを表示するか、或いは
それらを合成音声メッセージとして提供する。ニュースシステム２２７０は、特定の車両の運転者にとって興味あるニュース
に対応するデータを車両に送信するサービスを提供する。ニュースは外部のニュ
ースサービス２２７２により提供される。サーバーシステム１２５ａはまた、ＬＡＮ２２０５とインターネットに結合さ
れた遠隔構成システム２２３０を有する。ナビゲーションシステムのユーザーは
、この遠隔構成システムを用いることにより、サーバーシステムに蓄積されたユ
ーザーの個人情報２２３２のうち彼等のレコードを変更することができる。ユー
ザーの個人情報は、そのユーザーの車両の車載システムへサーバーシステムから
ダウンロードするか、或いはサーバーシステム上に蓄積することができる。ユー
ザーの個人情報に含まれる情報に、車載システムに対して目的地を指定する際ユ
ーザーが選択する蓄積された目的地を含む種々の情報を含めることができる。例
えば、ユーザーはインターネットを介してしばしば訪れる目的地のリストを指定
した後、車両内で車載システムによりそのリストを表示して選択を行うことによ
り、特定の目的地を選択することができる。ユーザーの個人情報の別の側面には、交通情報サービスに関連するものがある
。ユーザーは、車載インターフェイスにより一組のトリップを決定する必要はな
く、グラフィック形式の地図によるインターフェイスを用いてトリップを選択す
ればよい。例えば、ハイウエイシステムまたは主要道路網の全体地図を表示させ
る。ユーザーは連続するトリップ区分をいくつか選択することによりグラフ上で
いくつかの経路を選択する。これらのトリップは、ユーザーの車両へダウンロー
ドするかサーバーシステムに蓄積すればよい。サーバーシステムに蓄積された場
合、ユーザーが車両内で交通情報をリクエストすると、車載システムは必ずしも
運転者のトリップ明細を伝送せずに、運転者の名前を指定し、サーバーシステム
が運転者が蓄積したトリップを探索する。ユーザーの個人情報に、ユーザーが使いたくない特定の道路のような好みを入
れるようにしてもよい。ユーザーの個人情報には、ユーザーが使いたくない道路
を使った場合節約できる時間を含めることもできる。ユーザーはまた、ルート設定リクエストを入力するために遠隔構成システム２
２３０を利用する。例えば、ユーザーは遠隔構成システムに目的地の明細を送り
、サーバーシステムがユーザーが車両に乗り込む前に目的地までの設定ルートを
ダウンロードする。ユーザーは、インターネット、サーバーにある自動音声認識
装置と対話する音声電話回線を含む種々のメディアを介して、この遠隔構成シス
テムにアクセスできる。ユーザーは、目的地を指定するだけでなく、目的地に特
定の時間に到着するためトリップを開始する必要のある時間を教えてくれるよう
なリクエストを行うこともできる。この出発時間の教示は、電話、呼出しサービ
ス或いは種々の他の通報方式により可能である。サーバーシステム１２５ａへの新しいサービスの追加は、サーバーコンピュー
タを追加し、そのサービスのための通信が新しいサーバーコンピュータに差し向
けられるようにゲートウエイシステム２２１０を更新し、各車載システムに対応
のソフトウエアモジュールを追加して車載システムを更新することにより行う。
車載システムは、上述したように（章４を参照）、セルラー電話回線或いは物理
的な接続により更新される。このシステムの別のバージョンには、上述した全ての特徴を必ずしも具備しな
いものもある。例えば、交通情報システムは、運転者が指定したトリップを含む
ようにしてもよい。車載システムは、それらトリップのための交通情報を得るた
めにサーバーシステムに接触する。車載システムは、ＧＰＳ受信機または地図デ
ータベース、或いはこれらの特徴部分だけをサポートする他の装置を必要としな
い。別の例では、車載システムは必ずしも自律的なルート再設定をサポートしない
。車載システムは、車両がルートから外れたと判断した場合、サーバーに接触し
てルートを再設定するか、或いは再設定に用いる地図を提供することができる。このシステムの別のバージョンは回り道を行う能力を提供する。詳説すると、
運転者は設定ルートから除外すべき道路区分を指定し、車載システムはその主要
道路データベースを用いてその道路区分を迂回する回り道を設定する。システムの別のバージョンにおいて、サーバーシステムは幾つかのルート、例
えば最短時間、最短距離などの異なる基準で選んだルートを設定し、ダウンロー
ドする。車載システムは、選択肢の属性（例えば、時間、距離）を表示し、運転
者がその１つを選択する。サーバーが全てのルートをまだダウンロードしていな
ければ、選択したルートを引き続きダウンロードする。システムの別の例では、サーバーシステムはそのルートと共に別のデータをダ
ウンロードする。例えば、交通情報をダウンロードして運転者に表示する。また
、ルートに沿うレストランに関する広告情報をダウンロードして運転者に表示し
、車両がそのルートに沿って進行する。別の例として、例えば、運転者が指定した一組のトリップに従って車両に交通
情報をダウンロードする。交通情報は道路網の地図と共に表示する。交通情報は
、テキストによる解説、アイコン及び色を含む種々の形式の１つを用いて表示す
る。別の例では、サーバーシステムは車載システムにスポット地図をダウンロード
しない。車載システムは、出発点からの方向転換の指示を与える。例えば、第１
の指示は、道路Ｘの方向を示す矢印を含む「道路Ｘへ進む」であろう。別の例では、車載システムは、自律的ルート再設定のための主要道路網を有す
るが、道路の住所を確認するための住所範囲データは含まない。その代わり、車
載システムは、サーバーシステムを利用して運転者が指定する番地を確認する。
このようにして、車載システムは住所を部分的に確認し、サーバーシステムを利
用してこの確認作業を完了する。同一のサーバーシステムは、上述した種々の選択的能力のような種々の能力を
有する車載システムを同時にサポートできる。別のバージョンは、運転者が一連の目的地を指定するのを可能にする。例えば
、第１の目的地はガソリンスタンド、第２の目的地は運転者の仕事場である場合
がある。一連の目的地の全て、車載システムがサーバーシステムに接触する前に
確認する。サーバーシステムは、出発位置から第１の目的地までのルートを設定
した後、第１の目的地から次の目的地までのルートを設定する。サーバーシステ
ムは、設定したルート全体を車載システムにダウンロードする。以上の説明は例示を目的とし、頭書の特許請求の範囲により決定される本発明
の技術的範囲を限定するものではないことを理解されたい。他の実施例もその特
許請求の範囲に含まれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】車両ナビゲーションシステムのブロック図。

【図２】該システムの車載装置のブロック図。

【図２Ａ】一体型入出力装置を示す図。

【図２Ｂ】一体型入出力装置を示す図。

【図２Ｃ】一体型入出力装置を示す図。

【図３】サーバーシステムの構成要素を示すブロック図。

【図４Ａ】車載システムのソフトウエアアーキテクチュアを示す図。

【図４Ｂ】車載システムのソフトウエアアーキテクチュアを示す図。

【図５】サーバーシステムのソフトウエアアーキテクチュアを示す図。

【図６】例示的領域の道路網を示す概略的な地図。

【図７】例示的領域の道路網を示すグラフ。

【図８】サーバーシステムから車両へダウンロードされる設定ルートの一例を示す図。

【図９】サーバーシステムから車両へダウンロードされるスポット地図の一例を示す図
。

【図１０】車両に予めロードされる主要道路地図。

【図１１】車載データベースのデータ構造を示す図。

【図１２】車載データベースのテキスト表の構造を示す図。

【図１３Ａ】主要道路網の代表的なリンクを示す図。

【図１３Ｂ】主要道路網を符号化する車載データベースのデータ構造を示す図。

【図１４】興味ある地点の情報を符号化する車載データベースの要素を示す図。

【図１５Ａ】車載システムのルート設定手順の擬似コードリスト。

【図１５Ｂ】サーバーのルート設定手順の擬似コードリスト。

【図１６】出発時運転操作手順の擬似コードリスト。

【図１７】ルートを辿る手順の擬似コードリスト。

【図１８】ルート再設定手順の擬似コードリスト。

【図１９】拡張可能なサーバーアーキテクチュアを示す図。

【図２０Ａ】車載システムの更新方法を示す図。

【図２０Ｂ】車載システムの更新方法を示す図。

【図２０Ｃ】車載システムの更新方法を示す図。

【図２１Ａ】サーバーシステムにより提供される付加的情報サービスを示す図。

【図２１Ｂ】サーバーシステムにより提供される付加的情報サービスを示す図。

【図２２】拡張可能なサーバーシステムのブロック図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｑ 7/34 Ｈ０４Ｂ 7/26 １０６Ａ (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者ロード，メルビン，エイアメリカ合衆国ミシガン州 48359 オライオンスターリング・ヒル６ (72)発明者ブラウン，スティーブンアメリカ合衆国ミシガン州 48313 スターリング・ハイツピーターボロー 14114 (72)発明者アッシャー，ハリーアメリカ合衆国ミシガン州 48135 ガーデン・シティーラッシュ・ストリート 31792 (72)発明者ジョゼフォウィッズ，ポール，エイアメリカ合衆国ミシガン州 48066 ローズビルチッペンデール 25180 Ｆターム(参考） 2C032 HB03 HB08 HB15 HB22 HB25 HC08 HC16 HC31 HD03 HD07 HD13 HD16 HD23 HD24 2F029 AA02 AB07 AB13 AC02 AC14 AC18 5H180 BB05 FF05 FF13 FF22 FF25 5J062 AA05 AA08 BB01 CC07 5K067 AA34 BB41 BB43 DD00 EE00 EE02 EE07 FF03 HH22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】道路網を介して出発位置から目的地まで車両を誘導する方法
であって、目的地の明細をサーバーへ送信し、道路網を介する目的地までの設定ルートの明細をサーバーから受信するステッ
プよりなる車両の誘導方法。
【請求項２】設定ルート近傍の道路網の明細を含む地図をサーバーから受
信するステップをさらに含む請求項１の方法。
【請求項３】道路網の指定した部分が出発位置の近傍にある請求項１の方
法。
【請求項４】設定ルートの明細に車両が実行する複数の運転操作の明細が
含まれ、各運転操作の明細に運転操作点が含まれる請求項１の方法。
【請求項５】道路網の指定した部分が１又は２以上の運転操作点近傍にあ
る請求項１の方法。
【請求項６】受信した地図を設定ルート及び車両位置の表示と共に表示す
るステップをさらに含む請求項１の方法。
【請求項７】車両位置を推定し、車両が設定ルートを辿っているのを検知
するステップをさらに含む請求項６の方法。
【請求項８】目的地の明細をサーバーへ送信し、指定した地点近傍の道路網の明細を含む地図をサーバーから受信するステップ
を含む車両の誘導方法。
【請求項９】目的地の明細をサーバーへ送信し、道路網を介する目的地までの設定ルートの明細をサーバーから受取り、設定ルート近傍の道路網の明細を含む地図をサーバーから受取る機能を車載コンピュータに実行させるためにコンピュータが読取り可能なメディ
ア上に記録されたソフトウエア。
【請求項１０】目的地の明細を車両から受信し、目的地への道路網の設定ルートを求め、設定ルートの明細を車両へ送信し、設定ルート近傍の道路網の明細を含む地図を車両へ送信するステップを含む車
両へナビゲーション情報を提供する方法。
【請求項１１】測位システムから基準信号を受信し、受信した基準信号を用いて車両位置に関連する位置データを計算し、位置データをサーバーへ送信し、サーバーから位置補正データを受信し、受信した基準信号から計算したデータと位置補正データとを組み合わせること
を含む車両の推定座標を求めるステップよりなる車両の追跡方法。
【請求項１２】位置データの計算、位置データ及び位置補正データの組み
合わせを含む推定座標の設定が、受信した同一の位置補正データを用いて時間イ
ンターバルの間繰返し実行され、さらに該インターバルの後で位置データを計算
し、位置補正データを使用せずに位置データを用いて車両の推定座標を求めるス
テップをさらに含む請求項１１の方法。
【請求項１３】測位システムから基準信号を受信するステップは複数の測
位衛星から信号を受信するステップを含み、位置データを計算するステップは各測位衛星からのレンジ測定値を計算するス
テップを含み、位置補正データを受信するステップは測位衛星までのレンジ測定値に対するレ
ンジ補正データを受信するステップを含み、位置データと位置補正データを組み合わせるステップはレンジ測定値とレンジ
補正データを組み合わせるステップを含む請求項１２の方法。
【請求項１４】位置補正データを受信するステップは位置補正値を受信す
るステップを含み、位置データと位置補正データを組み合わせるステップは位置データからの未補
正座標を計算して位置補正値を未補正座標に加算することにより車両の推定位置
を求めるステップを含む請求項１２の方法。
【請求項１５】測位システムから基準信号を受信し、受信した基準信号を用いて車両位置に関連する位置データを計算し、位置データをサーバーへ送信し、サーバーから位置補正データを受信し、受信した基準信号から計算したデータと位置補正データとを組み合わせること
を含む車両の推定座標を求める機能を車載コンピュータに実行させるためにコンピュータが読取り可能なメディ
ア上に記録されたソフトウエア。
【請求項１６】測位システムから基準信号を受信する測位システム受信機
と、サーバーからデータ信号を受取る無線通信インターフェイスと、測位システムと無線通信インターフェイスに結合されたプロセッサとよりなり
、プロセッサの車載コンピュータが、測位システム受信機から基準データを受取り、基準データから位置データを求め、位置データを無線通信インターフェイスへ提供してサーバーへ送信し、位置補正データを通信インターフェイスから受取り、基準データ及び受取った位置補正データから車両の推定座標を求める機能を実
行するようにプログラムされていることを特徴とする車載ナビゲーションシステ
ム。
【請求項１７】プロセッサはさらに、基準データ及び受取った位置補正デ
ータから車両の推定座標を求めた後、受取った位置補正データを使用せずに基準
データから車両の推定位置を求めるインターバルのタイミングを決定する機能を
実行するようにプログラムされている請求項１６のシステム。
【請求項１８】第１の位置の座標を含む第１の位置の明細を受信し、車両が第１の位置にあると判断し、車両が第１の位置にあると判断されたとき測位システムから受信した基準信号
により第１の位置データを計算し、第１の位置データ及び第１の位置の座標を用いて位置補正データを計算し、車両が第１の位置にあると判断された後の第２の時点において測位システムか
ら受信した基準信号を用いて第２の位置データを計算し、補正データ及び第２の位置データを組み合わせて第２の時点における車両の座
標を求めるステップよりなる車両の追跡方法。
【請求項１９】第１の位置の明細は第１の位置において車両が実行すべき
運転操作の明細を含み、車両が第１の位置にあると判断するステップは車両が指
定された運転操作を実行すると判断するステップを含む請求項１８の方法。
【請求項２０】第１の位置の座標を含む第１の位置の明細を受信し、車両が第１の位置にあると判断し、車両が第１の位置にあると判断されたとき測位システムから受信した基準信号
により第１の位置データを計算し、第１の位置データ及び第１の位置の座標を用いて位置補正データを計算し、車両が第１の位置にあると判断された後の第２の時点において測位システムか
ら受信した基準信号を用いて第２の位置データを計算し、補正データ及び第２の位置データを組み合わせて第２の時点における車両の座
標を求める機能を車載コンピュータに実行させるためにコンピュータが読取り可能なメディ
ア上に記録されたソフトウエア。
【請求項２１】測位システムから基準信号を受信する測位システム受信機
と、第１の位置の座標を含む第１の位置の明細を保持する第１の蓄積手段と、位置補正データを保持する第２の蓄積手段と、車両の移動を感知する車両センサーと、測位システム受信機、第１及び第２の蓄積手段及び車両センサーに結合された
プロセッサとよりなり、該プロセッサは、車両センサーからの信号を用いて車両が第１の位置にあると判断し、車両が第１の位置にあると判断されたとき測位システム受信機から車両位置に
関する第１の基準データを受取り、第１の基準データ及び第１の位置の座標を用いて位置補正データを計算し、車両が第１の位置にあると判断された後の第２の時点において計算した位置補
正データを用いて車両の座標を求める機能を実行するようにプログラムされてい
る、車両ナビゲーションシステム。
【請求項２２】車両が設定ルートを外れたことを検知する方法であって、測位システムから車両が受信した信号を用いて車両の第１の推定位置を追跡し
、設定ルートに沿って走行した推定距離を用いて車両の第２の推定位置を追跡し
、第１の推定位置が第２の推定位置から少なくとも許容距離離れた場合車両が設
定ルートから外れたことを検知するステップよりなる検知方法。
【請求項２３】設定ルートは第１の点と第１の点の後の経路を含み、第２
の推定位置を追跡するステップは車両が設定ルート上の第１の点にあることを検
知して第１の点以降の該経路に沿う走行距離を推定するステップを含む請求項２
２の方法。
【請求項２４】車両が設定ルート上の第１の点にあると判断されると許容
距離を減少させ、車両が第１の点を過ぎて該経路を走行するにつれて許容距離を
増加させることを含む許容距離を調整するステップをさらに含む請求項２３の方
法。
【請求項２５】測位システムから車両が受信した信号を用いて車両の第１
の推定位置を追跡し、設定ルートに沿って走行した推定距離を用いて車両の第２の推定位置を追跡し
、第１の推定位置が第２の推定位置から少なくとも許容距離離れた場合車両が設
定ルートから外れたことを検知する機能を車載コンピュータに実行させるためにコンピュータが読取り可能なメディ
ア上に記録されたソフトウエア。
【請求項２６】測位システム受信機から受信した情報を用いて車両位置の
第１の推定位置を求めるための、測位システム受信機を含む、第１の位置推定手
段と、設定ルートの蓄積手段と、車両の移動センサーと設定ルートの蓄積手段とに結合されて車両センサー及び
車両から受信した情報と設定ルートとを用いて車両位置の第２の推定位置を求め
る第２の位置推定手段と、第１の位置推定手段及び第２の位置推定手段に結合されて車両の第１の推定位
置と第２の推定位置とを比較するオフルート検知手段とよりなる車両追跡システ
ム。
【請求項２７】一連の運転操作点を含む設定ルートを辿る車両の運転者に
誘導指示を提供する方法であって、車両が第１の運転操作点にあることを検知し、設定ルートに沿う第１の運転操作点から車両が走行した距離を追跡し、追跡距離が第１の運転操作点と設定ルートに沿うその後の運転操作点との間の
距離の所定の通報距離範囲内に入ると運転者に次の運転操作を通報するステップ
よりなる方法。
【請求項２８】追跡距離が第２の運転操作点と設定ルートに沿うその後の
運転操作点の間の距離の所定の検知距離範囲内に入ると、車両の移動測定値を用
いて車両が第２の運転操作点にあるのを検知するステップをさらに含む請求項２
７の方法。
【請求項２９】サーバーシステムにあるサーバー地図データベースにアク
セスするための有効な位置の明細に関連するデータを含む車載データベースを車
載システムに提供し、位置の明細を受取り、車載地図データベースを用いて位置の明細を確認し、車載システムからサーバーシステムへ確認された位置の明細を送信するステッ
プを含む車両ナビゲーションシステムにおいて位置を指定する方法。
【請求項３０】サーバー地図データベースをサーバーシステムに提供し、サーバーシステムで確認された位置の明細を受信し、受信した確認済みの位置の明細を用いてサーバー地図データベースを受取るス
テップをさらに含む請求項２９の方法。
【請求項３１】指定した位置までのルートを求め、求めたルートをサーバーシステムから車載システムへ送信するステップをさら
に含む請求項３０の方法。
【請求項３２】車載地図データベースのために蓄積手段と、運転者から位置の明細を受取る入力装置と、サーバーと通信する無線通信システムと、プロセッサとよりなり、該プロセッサは入力装置から位置の明細を受取り、車載地図データベースにアクセスし、位置の明細を確認し、確認した位置の明細を無線通信システムへ提供してサーバーへ送信する機能を
実行するようにプログラムされている車両ナビゲーションシステム。
【請求項３３】設定ルートを蓄積する第２の蓄積手段をさらに含み、プロ
セッサはさらに、無線通信システムから指定した位置への設定ルートを受取り、
設定ルートを第２の蓄積手段に蓄積する機能を実行するようプログラムされてい
る請求項３２のシステム。
【請求項３４】測位システムを用いて位置データを繰返し求め、求めた位置データと位置データに関連する時間を記録し、記録した位置データとその関連の時間を取り出し、取り出した位置データと時間をサーバーへ送信し、サーバーから推定位置を受信するステップよりなる車両位置の推定方法。
【請求項３５】車両においてサーバーから目的地までの設定ルートを受信
し、車両において設定ルートを蓄積し、蓄積した設定ルートに従って車両の運転者へ指示を提供し、車両の位置を追跡し、車両が設定ルートから外れたか否かを検知し、車両が設定ルートから外れたことを検知した場合車両の目的地までの新しいル
ートを設定するステップよりなる車両の誘導方法。
【請求項３６】新しいルートの設定は、車両位置を求め、車両に蓄積され
た地図データベースにアクセスするステップを含む請求項３５の方法。
【請求項３７】サーバーとの無線通信チャンネルを開始し、無線通信チャンネルを介して目的地の明細を送信し、設定ルートを送信した後無線通信チャンネルを停止させるステップをさらい含
む請求項３５の方法。
【請求項３８】車両においてサーバーから目的地までの設定ルートを受信
し、車両において設定ルートを蓄積し、蓄積した設定ルートに従って車両の運転者へ指示を提供し、車両の位置を追跡し、車両が設定ルートから外れたか否かを検知し、車両が設定ルートから外れたことを検知した場合車両の目的地までの新しいル
ートを設定する機能を車載コンピュータに実行させるためにコンピュータが読取り可能なメディ
ア上に記録されたソフトウエア。
【請求項３９】ルート設定手段を含むサーバーと、各々が車載地図データベースのための蓄積手段と設定ルートのための蓄積手段
を含む複数の車載システムと、サーバーと各車載システムとの間でデータをやり取りする無線通信システムと
よりなり、各車載システムは目的地の明細を受取り、車載地図データベースを用いて目的地の明細を確認し、無線通信システムを介して確認された目的地の明細をサーバーへ送信し、無線通信システムを介して目的地までの設定ルートを受信し、目的地へ運転者を誘導する誘導システムを具備し、各車載システムはさらに車両が設定ルートから外れたか否かを検知し、車両が設定ルートから外れたと判断されると車載地図データベースを用いて目
的地までの新しいルートを設定する自律的ルート再設定システムを具備する車両
ナビゲーションシステム。
【請求項４０】交通情報を収集する方法であって、車両が道路網の複数の区分の各々を通過したことを検知して車両位置を追跡し
、検知した各区分について、各区分上の車両速度に関連するデータを含む交通関
連データを記録し、記録したデータをサーバーへ送信するステップを含む方法。
【請求項４１】交通関連データの記録を可能にするためサーバーから命令
を受信するステップをさらに含む請求項４０の方法。
【請求項４２】記録したデータをサーバーへ送信するリクエストを受信す
るステップをさらに含む請求項４０の方法。
【請求項４３】交通情報を収集する方法であって、車両が道路網の複数の区分の各々を通過したことを検知して車両位置を追跡し
、検知した各区分について、各区分上の車両速度をその区分につき蓄積した速度
と比較し、車両速度が蓄積速度と異なっている場合その区分を識別する交通情報をサーバ
ーへ送信するステップよりなる交通情報収集方法。
【請求項４４】交通情報を収集する方法であって、複数の車両から交通関連データを受信し、道路網の複数の道路区分に関連する速度情報を更新することにより受信した交
通関連データを用いて交通データベースを更新し、道路区分に関連する速度情報を用いて道路網を介する出発位置から目的地まで
のルートを設定するステップよりなる交通情報収集方法。
【請求項４５】調査用車両の利用可能な集合のうちの部分集合を交通関連
データを提供できるようにするステップをさらに含む請求項４４の方法。
【請求項４６】交通データベースのうちの更新対象部分を決定するステッ
プをさらに含み、調査用車両の部分集合を交通関連データを提供できるようにす
るステップは調査用車両を交通データベースの更新対象部分につき情報を提供で
きるようにするステップを含む請求項４５の方法。
【請求項４７】データベースの更新対象とされる部分は地理的領域に対応
し、調査用車両を交通関連データを提供できるようにするステップは調査用車両
がその地理的領域内にある可能性に従って実行されることを含む請求項４６の方
法。
【請求項４８】車両ナビゲーションシステムに対して目的地を指定する方
法であって、目的地の種類のリストにアクセスし、種類のリストから選択した選択肢を受取り、種類のリストから選択した選択肢をサーバーシステムへ送信し、選択された種類に該当する目的地のリストをサーバーシステムから受信し、目的地のリストから選択した選択肢を受取り、選択された目的地をサーバーシステムへ送信するステップよりなる方法。
【請求項４９】車両位置に関連するデータをサーバーシステムへ送信する
ステップをさらに含み、目的地の受信リストは車両の近傍の目的地を含む請求項
４８の方法。
【請求項５０】ナビゲーションシステムに対して目的地を指定する方法で
あって、車両から目的地の種類の明細を受取り、指定した種類に該当する目的地のリストを求め、目的地のリストを車両に送信し、車両から目的地のリストからの目的地の明細を受信するステップよりなる目的
地を指定する方法。
【請求項５１】車両位置に関連するデータをさらに受信し、目的地のリス
トを求めるステップは車両への近さに従って目的地のリストを決定することを含
む請求項５０の方法。
【請求項５２】ユーザーが指定する基準に基づいて目的地のリストにフィ
ルタをかけるステップをさらに含む請求項５０の方法。
【請求項５３】車両ナビゲーションシステムを構成する方法であって、道路網の複数の道路区分に関連するデータを含むサーバー地図データベースを
サーバーへ提供し、共通の基準を満足するサーバー地図データベースの複数の道路区分の部分集合
に関連するデータを含む車両地図データベースを車載システムに提供するステッ
プよりなる方法。
【請求項５４】車両地図データベースの道路区分が満足する基準は道路区
分の道路の等級に関連する請求項５３の方法。
【請求項５５】車両地図データベースの道路区分が満足する基準は地理的
領域に関連する請求項５３の方法。
【請求項５６】車両地図データベースの情報にアクセスする方法であって
、第１の表の道路レコードにアクセスし、前記アクセスは第２の表の道路のベース名を含むレコードへの参照を含むフィ
ールドにアクセスし、接頭辞、接尾辞及び道路の種類よりなる群から選択した１
または２以上の属性を識別する第２のフィールドにアクセスするステップを含み
、道路のベース名と第２のフィールドの情報から道路名のテキスト表示を得るス
テップよりなる方法。
【請求項５７】テキスト表示を得るステップはベース名の圧縮形式を拡張
するステップを含む請求項５６の方法。
【請求項５８】車載地図データベースであって、蓄積された第１の表と、蓄積された第２の表とよりなり、蓄積された第１の表は、各々が蓄積された第２の表の道路のベース名を含むレ
コードへの参照を含むフィールドと、第２のフィールドとを含む複数のレコード
とを含み、蓄積された第２の表は各々が圧縮フォーマットで蓄積された道路のベース名を
含む複数のレコードを含む車載地図データベース。
【請求項５９】道路区分により連結される複数の中間点を有するルートを
車両ナビゲーションシステムに送信する方法であって、複数の中間点のうちの第１の中間点の位置の明細を送信し、複数の中間のうちの第２の中間点と第１の中間点の間の差の明細を送信するス
テップよりなる送信方法。
【請求項６０】差の明細は割当てられたビット数よりも少ないビット数を
用い、該方法はさらに、道路区分により連結された最初の複数の中間点を含む最初のルートを設定し、設定した最初のルートから設定ルートを形成し、この設定ルートの形成は、そ
の区分の境界である中間点の位置の差が割当てられたビット数で特定できるもの
よりも大きい最初のルートの任意の道路区分について、その道路区分上にさらに
別の中間点を挿入することにより隣接する中間点の位置間の差がそれぞれ割当て
られたビット数で特定できるようにするステップを含む請求項５９の方法。
【請求項６１】地図データベースのための蓄積手段を含む車載コンピュー
タと、車載コンピュータと遠隔のサーバーとの間でデータをやり取りする無線通信シ
ステムと、車載コンピュータと車両の運転者との間にユーザーインターフェイスを提供す
る入出力装置と、移動に関連する信号を車載コンピュータへ提供する車両センサーとよりなり、車載コンピュータは、無線通信システムを介してサーバーから設定ルートを受取り、車両センサーからの移動に関連する信号を用いて第１の推定位置を維持し、設定ルートと第１の推定位置を用い入出力装置を介して運転者に誘導指示を与
える機能を実行するようにプログラムされている車両ナビゲーションシステム。
【請求項６２】車載システムに蓄積された情報に関連するバージョン数を
受信し、車載システムに蓄積された情報がサーバーに蓄積された情報のバージョンより
前のバージョン数を有する場合はサーバーから車載システムへ更新情報を送信す
るステップよりなる車載情報システムを更新する方法。
【請求項６３】車載システムに蓄積された情報は地図データを含む請求項
６２の方法。
【請求項６４】更新情報の送信は更新情報により表わされる地理的領域に
従って更新情報に優先度を与え、更新情報を優先度順に送信することを含む請求
項６３の方法。
【請求項６５】車載システムに蓄積された情報はコンピュータの指示を含
む請求項６２の方法。
【請求項６６】複数の車両と複数の情報システムとの間で無線データ通信
を可能にする車両通信インターフェイスよりなり、情報システムは車両からルート設定リクエストを受け、通信インターフェイスを介して設定ル
ートを提供するナビゲーションシステムと、外部情報システムに結合されて外部情報システムから車両へ情報を提供する通
信システムとを含む車両情報サーバーシステム。
【請求項６７】交通関連情報をユーザーに提供する方法であって、道路網の１または２以上の道路区分よりなる経路の明細をユーザーから受取り
、道路網の道路区分に関連する交通データを受取り、受取った交通データにより指定経路に例外的交通状況が存在すること分かると
ユーザーにその交通状況を通報するステップよりなる方法。
【請求項６８】経路の明細を受取るステップは車載システムが経路の明細
を受取るステップを含み、該方法はさらに車載システムからサーバーシステムへ
その明細を送信するステップよりなる請求項６７の方法。
【請求項６９】経路の明細を受取るステップは通信ネットワークを介して
明細を受取るステップを含む請求項６７の方法。
【請求項７０】交通データを受信するステップは複数の調査用車両から交
通データを受信するステップを含む請求項６７の方法。
【請求項７１】ユーザーに通報するステップは例外的交通状況を回避する
指定経路とは別の経路を提示することを含む請求項６７の方法。