JP2003254768A - ナビゲーション装置及びナビゲーション方法 - Google Patents
ナビゲーション装置及びナビゲーション方法Info
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Abstract
理を簡素化しながら、精度を向上できるナビゲーション
装置及びナビゲーション方法の提供を目的とする。 【解決手段】 地球の周囲を周回している複数の人工衛
星からの電波を利用して利用者の現在位置を経度,緯度
の絶対位置により求める位置検出手段11と、出発地と
目的地とを設定することで得られる予定ルート上にある
ノードの経度,緯度からなる座標を記憶する記憶手段1
4と、前記現在位置や前記予定ルートを表示する表示手
段12と、前記現在位置に応じた補正を行いながら前記
絶対位置及び前記座標の角度データを距離データへ変換
すると共に前記ノード間のエレメントを計算により求め
このエレメントと前記現在位置との距離が一定範囲内に
あるか否かで前記現在位置が前記予定ルート上にあるか
否かを計算して表示手段12での表示を制御する制御手
段16と、を有する。
Description
動体の誘導等に利用されるナビゲーション装置及びナビ
ゲーション方法に関する。
されるナビゲーション装置は、地球の周囲を周回してい
る複数の人工衛星からの電波を利用して前記車両の利用
者の現在位置を求めるGPS(Global Positioning Sys
tem:全地球測位システム)等の位置検出手段と、地図
データ及びそれに関連する付属データ(地名,道路名等
の前記地図データと共に表示される表示データや、道路
において交差点あるいは所定角度(数度)以上に曲がっ
た地点等であるノードの座標や前記ノード間の線分であ
るエレメントの距離等の前記地図データと共に表示され
ない非表示データ等)が記憶されたCD−ROM等の記
憶媒体の再生を行う再生手段と、これらを制御するマイ
コン等の制御手段とを備え、前記位置検出手段で特定さ
れた前記現在位置に基づいて前記再生手段が前記記憶媒
体に記憶された対応する地域の前記地図データを読み出
し、液晶表示素子等の表示手段において前記現在位置等
を表示するように構成されていた(例えば、特開平10-2
0776号公報,同11-14378号公報参照)。
イッチ等の入力手段を操作して出発地と目的地(途中の
経由地も含む)を設定することで、前記制御手段がその
周辺の前記地図データ等から予定ルートの探索を行った
り、この予定ルートと前記現在位置とに基づき前記表示
手段を用いて前記利用者を誘導するものも実用化されて
いる。
装置は、前記位置検出手段,前記再生手段(前記記憶媒
体を含む),前記制御手段,前記表示手段及び前記入力
手段等のナビゲーション装置全体を前記車両に搭載しな
ければならず、システム構成が大掛かりになり搭載スペ
ースの確保に問題があった。
手段が前記GPSだけでは前記現在位置を正確に求める
ことが困難であることから、前記GPSで得られる経
度,緯度からなる絶対位置と、距離センサと方向センサ
とにより基準点(例えば、前記出発点)からの移動量を
累積して測定する自立航法により求まる相対位置とを併
用することで、精度を高めるナビゲーション装置も知ら
れている(例えば、特開平9-145394号公報参照)。
は高まるものの、その反面、前記絶対位置と前記相対位
置との演算処理が複雑になる等の問題があった。
記憶する容量を小さくするため、地図情報として、分岐
路の分岐数、分岐方向および位置情報(緯度・経度・高
度)をフラッシュメモリに記憶し、これら分岐の状況を
表示するとともに、各分岐路間を結ぶ直線を距離・方向
を合わせて表示するナビゲーション装置も知られている
(例えば、特開2002-22480号公報参照)。
は少なくなるものの、経度,緯度という角度データを用
いているため、前記現在位置と前記分岐との関係を計測
して表示する際に必要な距離データに関して差が生じる
ことが考えられる。これは、地球が球体形状であること
から、角度差が同じでも地点間距離に差が生じることに
起因する。
られたものであり、システム構成を小型化できると共
に、演算処理を簡素化しながら、精度を向上できるナビ
ゲーション装置及びナビゲーション方法の提供を目的と
する。
本発明のナビゲーション装置は、請求項1に記載のよう
に、地球の周囲を周回している複数の人工衛星からの電
波を利用して利用者の現在位置を経度,緯度の絶対位置
により求める位置検出手段と、出発地と目的地との経
度,緯度からなる座標及び前記出発地と前記目的地とを
設定することで得られる予定ルート上にあるノードの経
度,緯度からなる座標を記憶する記憶手段と、前記現在
位置や前記予定ルートを表示する表示手段と、前記現在
位置に応じた補正を行いながら前記絶対位置及び前記座
標の角度データを距離データへ変換すると共に前記ノー
ド間のエレメントを計算により求めこのエレメントと前
記現在位置との距離が一定範囲内にあるか否かで前記現
在位置が前記予定ルート上にあるか否かを計算して前記
表示手段での表示を制御する制御手段と、を有する。
囲を周回している複数の人工衛星からの電波を利用して
利用者の現在位置を経度,緯度の絶対位置により求める
位置検出手段と、出発地と目的地との経度,緯度からな
る座標及び前記出発地と前記目的地とを設定することで
得られる予定ルート上にあるノードの経度,緯度からな
る座標を記憶する記憶手段と、前記現在位置や前記予定
ルートを表示する表示手段と、前記現在位置に応じた補
正を行いながら前記絶対位置及び前記座標の角度データ
を距離データへ変換すると共に前記ノード間のエレメン
トを計算により求めこのエレメントと前記現在位置との
距離が一定範囲内にあるか否かで前記現在位置が前記予
定ルート上にあるか否かを計算して前記表示手段での表
示を制御する制御手段と、前記予定ルートの探索を行う
外部補助装置との間でデータの伝達を行うインターフェ
ース手段と、を有する。
ション方法は、請求項3に記載のように、利用前に外部
補助装置で出発地と目的地とを設定して予定ルートを探
索して少なくとも一つの前記予定ルートを求め、出発地
と目的地との経度,緯度からなる座標及びその予定ルー
ト上にあるノードの経度,緯度からなる座標をインター
フェース手段を介してナビゲーション装置の記憶手段に
記憶し、位置検出手段により地球の周囲を周回している
複数の人工衛星からの電波を利用して利用者の現在位置
を経度,緯度の絶対位置を求め、前記現在位置に応じた
補正を行いながら前記絶対位置及び前記座標の角度デー
タを距離データへ変換すると共に前記ノード間のエレメ
ントを計算により求め、このエレメントと前記現在位置
との距離が一定範囲内にあるか否かで前記現在位置が前
記予定ルート上にあるか否かを計算し、この結果に応じ
て表示手段で前記現在位置や前記予定ルートを表示す
る。
ように、前記一定範囲は、前記予定ルートに対して前記
現在位置が近づいて来る場合の値と離れて行く場合の値
とを異ならせ、前者を後者よりも短く設定する。
の形態に基づき説明する。
するブロック図であり、ナビゲーション装置10は、地
球の周囲を周回している複数の人工衛星からの電波を利
用して利用者の現在位置を経度,緯度の絶対位置により
求めるGPSレシーバからなる位置検出手段11と、前
記現在位置や経路を表示する液晶表示素子からなる表示
手段12と、外部との間でデータの伝達を有線(LA
N)又は無線(IrDA)により行うインターフェース
手段13と、前記データを格納するメモリからなる記憶
手段14と、表示手段12での表示形態の変更等で使用
するスイッチ類からなる入力手段15と、システム全体
を制御するマイコンからなる制御手段16により構成さ
れている。
演算処理を行うためのプログラム等を内蔵するROM1
4aと、外部補助装置20で求めた予定ルートに関する
ノードデータ(後述する)を格納するためのRAM14
bとから構成されている。
ス手段21とナビゲーション装置10のインターフェー
ス手段13とを接続することによりナビゲーション装置
10と接続されるもので、出発地と目的地(途中の経由
地も含む、以下同じ)を設定することで前記予定ルート
の探索を行うパソコンやPDAからなる処理手段22
と、前記探索のための地図データ及びそれに関連する付
属データ(地名,道路名等の前記地図データと共に表示
される表示データや、道路において交差点あるいは所定
角度(数度)以上に曲がった地点等であるノード(Nod
e)の座標(ノードデータ)や前記ノード間の道路を示
すエレメント(Element)の距離等の前記地図データと
共に表示されない非表示データ等)が記憶されたCD−
ROM等の記憶媒体23の再生を行う再生手段24とに
より構成されている。図1では、処理手段22がデスク
トップパソコン、記憶媒体23がCD−ROM、再生手
段24がCD−ROMドライブユニットであって、処理
手段22と再生手段24とは構造上一体化されている。
なお、前記エレメントは、業界によってはリンク(Lin
k)と称する場合もある。
得る手段としては、記憶媒体23と再生手段24を用い
るだけでなく、インターネット25を利用することも可
能である。
ビゲーション方法について、図2〜図4を加えながら説
明する。
利用前、例えば、車両に乗り込む前に、外部補助装置2
0の記憶媒体23と再生手段24、及び/又は、インタ
ーネット25を用い、出発地Sと目的地Fを設定するこ
とで前記予定ルートの探索を行い、少なくとも一つの予
定ルートLを求めて決定する(図2参照)。
て出発地S(Start)及び目的地F(Finish)の座標
(地点データB)や、交差点あるいは所定角度(数度)
以上に曲がった地点等であるノードNの座標(ノードデ
ータD)を求め、これら地点データBやノードデータD
をインターフェース手段21を介してナビゲーション装
置10へ送ると、ナビゲーション装置10は、インター
フェース手段13を介して受取った前記付属データの一
部である地点データBやノードデータDを記憶手段14
のRAM14bに格納する。
地点データBの内容が経度,緯度であることから{X
s,Ys}{Xf,Yf}で示す。同様に、ノードデー
タDについて、任意のノードNn(図2では、n=1〜
6)のノードデータDnの内容が経度,緯度であること
から{Xn,Yn}で示す。ここで、Xs,Xf,Xn
は経度、Ys,Yf,Ynは緯度の各値であることか
ら、RAM14bに格納される地点データBやノードデ
ータDnの値{Xs,Ys}{Xf,Yf}{Xn,Y
n}の単位は「角度[°]」である。
部補助装置20で少なくとも1つの予定ルートLを計算
して求めた後、その予定ルートLに関する前記付加デー
タの一部である地点データBやノードデータDをナビゲ
ーション装置10の記憶手段14へ伝送して、前記車両
にはナビゲーション装置10のみを搭載して利用し、外
部補助装置20は利用しない。
のROM14aに記憶されているプログラムに従って制
御手段16が所定の計算を行い、現在位置Aが予定ルー
トLに乗っているか否かを判定し、表示手段12で表示
を行う。
Aの絶対位置である経度,緯度の値{Xa,Ya}を一
定タイミング毎に求め、これに近い出発地S,目的地
F,ノードNnを計算し、例えば、ノードN4を求め
る。そして、ノードN4と繋がるノードN3,N5の内
から、現在位置Aに近い方を計算し、例えば、ノードN
5を求める(図3(a)参照)。
{Xa,Ya}{X4,Y4}{X5,Y5}につい
て、経度,緯度の角度データから東西距離,南北距離の
距離データへ変換する。この際、地球が球体形状である
ことから、角度差が同じでも地点間距離に差が生じるこ
と、特に、東西距離については高緯度になるほど短くな
ることに鑑みて、現在位置Aの値{Xa,Ya}に応じ
て補正を行い、単位が「距離[m]」となる値{X
a’,Ya’}{X4’,Y4’}{X5’,Y5’}
を求める(図3(b)参照)。なお、前記補正に用いら
れる係数(単位は[m/°])は地理学的に既知であ
り、パラメータやデータテーブルとして、例えば、記憶
手段14のROM14aに記憶されている。
レメントに関する前記付属データは記憶されていない
が、ノードNn,Nn+1間は直線と看なせるので、予
定ルートLの一部であるノードN4,N5間のエレメン
トM45は、値{X4’,Y4’}{X5’,Y5’}
から計算で求められる。
値{Xa’,Ya’}とを比較し、現在位置Aからエレ
メントM45へ引いた垂線Pの距離aが一定範囲(例え
ば、20m)内であれば、現在位置Aが予定ルートL上
にあるオンルート、なければ予定ルートLから外れてい
るオフルートと制御手段16が計算を行い、この計算の
結果に基づき表示手段12で表示するものであり、図4
(a)が前記オンルートにおける表示例、図4(b)が
前記オフルートにおける表示例を夫々示している。同図
中において、符号A’は、現在位置A(図2,3参照)
の位置を示す現在位置アイコン、符号L’は、現在位置
Aに最も近いエレメントM45(図3参照)である予定
ルートL(図2,3参照)の一部を示す予定ルートイメ
ージである。また、ノードN4,N5は、表示してもし
なくても何れでも良い。
12の特定個所に固定する現在位置固定表示モードや、
走行方向の前方を広く表示するフロントワイド表示モー
ド等、更に、前記各モードにおいて、方位の「北」を上
にして表示するノースアップ表示モードや、進行方向を
上にして表示するヘディングアップ表示モード等を組み
合わせて表示を行い、これらの表示モードは、入力手段
15を操作することにより適宜選択することができる。
図4(a),(b)では、現在位置固定表示モードにノ
ースアップ表示モードを組み合わせた表示モードを示し
ている。
からの値と記憶手段14のRAM14bの値とに基づい
て前述した計算に従って表示手段12を制御する。
して現在位置Aが近づいて来る場合の値と離れて行く場
合の値とを異ならせるようにヒステリシスを持たせても
良く、前者を後者よりも短く設定することにより、前記
オフルートの発生頻度を抑えることができるので、位置
検出手段11としてGPSレシーバを用いることに起因
する精度不良を表面化させない。
れば、ナビゲーション装置に記憶媒体やこれを再生する
ための再生手段を備える必要がなくなり、システム構成
を小型化することができ、携帯型や二輪車等のスペース
が限られる状況での使用に好適となる。
た予定ルート上にあるノードの座標(ノードデータ)の
みを用いてオンルート又はオフルートの計算を行うので
演算処理を簡素化することができ、ナビゲーション装置
の制御手段として高機能マイコンを必要としないシステ
ム構成に好適となる。
タである前記ノードデータしか記憶しないため、イメー
ジデータを記憶するような大容量の記憶手段は不要であ
り、かつ、長距離の予定ルートや複数の予定ルート等の
膨大なノードを記憶することができるので、ナビゲーシ
ョン装置の利便性を高めるのに好適である。
を行いながら距離データへ変換してオンルート又はオフ
ルートの計算を行うので、ナビゲーション装置の精度を
向上するのに好適である。
ば、利用前にルートのプランニングを十分な時間と手間
をかけて行うことができ、かつ、長距離の予定ルートや
複数の予定ルート等の膨大なノードを記憶することがで
きるので、ナビゲーション装置の利便性を高めるのに好
適なナビゲーション方法である。
して前記現在位置が近づいて来る場合の値と離れて行く
場合の値とを異ならせ、前者を後者よりも短く設定する
ことで、位置検出手段としてGPSレシーバを用いるこ
とに起因する精度不良による表示手段での不要なオフル
ートの表示を防ぐことができ、視認性を高めるのに好適
である。
図。
Claims (4)
- 【請求項1】 地球の周囲を周回している複数の人工衛
星からの電波を利用して利用者の現在位置を経度,緯度
の絶対位置により求める位置検出手段と、出発地と目的
地との経度,緯度からなる座標及び前記出発地と前記目
的地とを設定することで得られる予定ルート上にあるノ
ードの経度,緯度からなる座標を記憶する記憶手段と、
前記現在位置や前記予定ルートを表示する表示手段と、
前記現在位置に応じた補正を行いながら前記絶対位置及
び前記座標の角度データを距離データへ変換すると共に
前記ノード間のエレメントを計算により求めこのエレメ
ントと前記現在位置との距離が一定範囲内にあるか否か
で前記現在位置が前記予定ルート上にあるか否かを計算
して前記表示手段での表示を制御する制御手段と、を有
することを特徴とするナビゲーション装置。 - 【請求項2】 地球の周囲を周回している複数の人工衛
星からの電波を利用して利用者の現在位置を経度,緯度
の絶対位置により求める位置検出手段と、出発地と目的
地との経度,緯度からなる座標及び前記出発地と前記目
的地とを設定することで得られる予定ルート上にあるノ
ードの経度,緯度からなる座標を記憶する記憶手段と、
前記現在位置や前記予定ルートを表示する表示手段と、
前記現在位置に応じた補正を行いながら前記絶対位置及
び前記座標の角度データを距離データへ変換すると共に
前記ノード間のエレメントを計算により求めこのエレメ
ントと前記現在位置との距離が一定範囲内にあるか否か
で前記現在位置が前記予定ルート上にあるか否かを計算
して前記表示手段での表示を制御する制御手段と、前記
予定ルートの探索を行う外部補助装置との間でデータの
伝達を行うインターフェース手段と、を有することを特
徴とするナビゲーション装置。 - 【請求項3】 利用前に外部補助装置で出発地と目的地
とを設定して予定ルートを探索して少なくとも一つの前
記予定ルートを求め、出発地と目的地との経度,緯度か
らなる座標及びその予定ルート上にあるノードの経度,
緯度からなる座標をインターフェース手段を介してナビ
ゲーション装置の記憶手段に記憶し、位置検出手段によ
り地球の周囲を周回している複数の人工衛星からの電波
を利用して利用者の現在位置を経度,緯度の絶対位置を
求め、前記現在位置に応じた補正を行いながら前記絶対
位置及び前記座標の角度データを距離データへ変換する
と共に前記ノード間のエレメントを計算により求め、こ
のエレメントと前記現在位置との距離が一定範囲内にあ
るか否かで前記現在位置が前記予定ルート上にあるか否
かを計算し、この結果に応じて表示手段で前記現在位置
や前記予定ルートを表示することを特徴とするナビゲー
ション方法。 - 【請求項4】 前記一定範囲は、前記予定ルートに対し
て前記現在位置が近づいて来る場合の値と離れて行く場
合の値とを異ならせ、前者を後者よりも短く設定するこ
とを特徴とする請求項3に記載のナビゲーション方法。
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