JP2008190906A - 車両用地図表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドライバによる右左折すべき交差点の認識精度を向上させることができる車両用地図表示装置を提供する。
【解決手段】案内地点を拡大した交差点拡大図を表示する際、計算上の残距離Ｌｃが１００ｍ以下になった場合には、マップマッチング位置よりも進行方向前方に自車マークを表示する先送り表示処理を開始することで、数式１から算出される表示上の残距離Ｌｄとなる位置に自車マークを表示する。
【選択図】図３

Description

本発明は、主に車載して使用する車両用地図表示装置に関するものである。

従来から、自車が案内交差点に接近すると、その交差点を拡大表示した交差点拡大図に案内ルート、自車位置を重ね合わせて表示するナビゲーション装置が知られている。自車のドライバは、その交差点拡大図から、右左折すべき交差点と自車との位置関係を認識した後、実世界での道路状況と自車との位置関係を認識することで、右左折すべき交差点を特定する。

このような交差点拡大図を表示するナビゲーション装置として、例えば、特許文献１に記載のものがある。それによれば、交差点拡大図を表示する際の縮尺について、誘導交差点と自車位置との距離が所定値になるごとに拡大される縮尺に変更して表示する。
特開２００６−６４５０９号公報

ところで、走行中のドライバが交差点拡大図から右左折すべき交差点と自車との位置関係を認識し、その後、実世界での道路状況と自車との位置関係を認識するまでには時間差が生じる。そして、この時間差に起因して、ドライバが交差点拡大図で認識した自車位置よりも、実世界の道路における自車位置の方が進行方向前方に位置する、といった自車位置の不一致が生じるため、ドライバは、ナビゲーション装置が案内する交差点ではなく、さらに進行方向前方に存在する交差点を右左折すべき交差点と誤認識する。

この時間差に起因する自車位置の不一致は、特許文献１のナビゲーション装置のように、交差点と自車位置との距離が所定値になるごとに拡大される縮尺に変更して表示しても生じるものであり、ドライバによる右左折すべき交差点の認識精度を高める必要があった。

本発明は、上記の問題を鑑みてなされたもので、ドライバによる右左折すべき交差点の認識精度を向上させることができる車両用地図表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１記載の車両用地図表示装置は、
地図を表示するための地図データを記憶する地図メモリと、
自車の現在位置を測定する測定手段と、
測定手段の測定した自車の現在位置に基づいて、地図における自車の走行している道路を推定する道路推定処理を実行し、その推定した道路における自車の現在位置を示す道路上車両位置を求める手段と、
道路上車両位置に自車マークが表示されるように、自車マークとその周辺の地図を表示手段に表示させる表示制御手段と、を備えるものであって、
表示制御手段は、表示手段に表示させる地図の縮尺が所定縮尺の地図より拡大して表示される縮尺の地図である場合、当該地図において、道路上車両位置よりも進行方向前方に自車マークを表示する先送り表示処理を実行する先送り表示処理手段を備えることを特徴とする。

これにより、ドライバが、所定縮尺の地図より拡大して表示される縮尺の地図から右左折すべき交差点と自車マークとの位置関係を認識した後、実世界での道路状況と自車との位置関係を認識して、右左折すべき交差点を特定する場合であっても、その際に生じる時間差に起因する自車位置の不一致が、先送り表示処理を実行することによって打ち消される（言い換えれば、先送り表示処理を実行することによって、時間差に起因する自車位置の不一致を先取りして、自車マークと実世界の道路における自車位置とを整合させる）ことが可能となるので、ドライバによる右左折すべき交差点の認識精度を向上させることができる。

請求項２の記載によれば、道路上車両位置から自車の走行している道路の進行方向前方に存在する分岐地点、合流地点、及び交差点の少なくとも１つの地点までの残距離が所定距離以下になったかどうかを判定する残距離判定手段を備え、
先送り表示処理手段は、残距離判定手段によって残距離が所定距離以下になったと判定された場合に先送り表示処理を開始することを特徴とする。

これにより、自車が分・合流や右左折する可能性の高い地点に接近した場合に先送り表示処理が開始されるようになる。従って、先送り表示処理開始後の自車位置の不一致が抑制されるようになる。

請求項３に記載のように、目的地へ向かう経路を探索する経路探索手段と、
経路探索手段の探索した経路を表示手段に表示させながら、当該経路を案内する経路案内手段と、を備え、
残距離判定手段が残距離の判定対象とする地点は、経路案内手段が経路上の分岐地点、合流地点、及び交差点の少なくとも１つの地点において自車が進むべき方向の案内を行う案内地点であることが好ましい。

経路案内手段の案内地点において、上述した時間差に起因する自車位置の不一致が生じるからである。そして、一般的な車両用地図表示装置では、自車が進むべき方向の案内を行う案内地点に接近すると、案内地点の拡大地図を表示するので、請求項４に記載のように、先送り表示処理手段は、案内地点の拡大地図を表示する場合に先送り表示処理を実行することがより好ましい。

請求項５の記載によれば、先送り表示処理手段は、先送り表示処理の実行中における自車マークが分岐地点、合流地点、及び交差点の少なくとも１つの地点に到達した場合、道路上車両位置がその地点に到達するまでの間、自車マークの表示をその地点に留めることが好ましい。このような表示をすることで、ドライバによる分・合流や右左折すべき地点の特定が容易になる。

請求項６に記載によれば、先送り表示処理手段は、自車の車速の大きさに応じて、道路上車両位置よりも進行方向前方に自車マークを表示する際の先送りの比率を変更する先送り比率変更手段を備えることが好ましい。

自車の車速の大きさによって、上述した時間差の間に進む自車の距離、すなわち、自車位置の不一致度が異なる。従って、自車の車速の大きさに応じて先送りの比率を変更することで、車速の大きさに関わらず自車位置の不一致を抑制することができる。

以下、本発明の実施形態における車両用地図表示装置に関して、図面に基づいて説明する。図１は、本発明の車両用地図表示装置の機能を搭載したカーナビゲーション装置の概略構成を示すブロック図である。同図に示すように、本実施形態のカーナビゲーション装置は、車速センサ１、方位センサ２、地図メモリ３、コントロールスイッチ（ＳＷ）４、ＧＰＳ受信機５、表示装置６、ＣＲＴコントローラ１３、及び、これらと接続する制御回路７によって構成される。

制御回路７は、マイクロコンピュータとして構成され、何れも周知のＣＰＵ８、ＲＯＭ９、ＲＡＭ１０、入出力回路１１がバス１２によって接続される。ＲＯＭ９には、制御回路７が実行するためのプログラムが書き込まれており、このプログラムに従ってＣＰＵ８等が所定の演算処理を実行する。

図１に示すように、カーナビゲーション装置は、車速センサ１、方位センサ２、及び衛星からの電波に基づいて車両の位置を測定するＧＰＳ（Global Positioning System）のためのＧＰＳ受信機５を用いて、自車の現在位置と進行方位を測定する。ただし、ＧＰＳ受信機５は、常に自車の現在位置を測定して測位情報を出力できるとは限らないし、車速センサ１や方位センサ２（図示しないジャイロスコープを含めて採用してもよい）を用いた自立航法による測位情報から求められる自車の現在位置には少なからず誤差が含まれる。従って、本実施形態では、ＧＰＳに基づく電波航法と、車速センサ１や方位センサ２による自立航法を組み合わせたハイブリッド航法により、自車の現在位置に関するデータ（現在位置座標及び進行方位）を測定する。

地図メモリ３は、道路データ、背景データ及び文字データを含む地図データを記憶する記憶装置である。地図データを記憶する記憶媒体としては、そのデータ量からＣＤ−ＲＯＭまたはＤＶＤ−ＲＯＭを用いるのが一般的であるが、メモリカード、ハードディスク等を用いてもよい。また、地図データは、外部のサーバから通信によって取得し、図示しない外部メモリなどに格納することも可能である。この場合、外部メモリに格納された地図データを用いて、自車周辺の地図表示、表示地図の尺度変更、経路案内等の各種のナビゲーション機能を実施することができる。これらの機能は、主に制御回路７によって各種の演算処理がなされることによって実行される。

ここで、道路データの構成の一例について説明する。道路データは、道路毎に固有の番号を付したリンクＩＤ、リンク座標データ、ノード座標データ、高速道路や国道等の道路種別を示す道路種別データ、道路幅員データ等の各データから構成されている。道路データにおけるリンクとは、地図上の各道路を、分岐地点、合流地点、交差点などを示すノードにより複数に分割し、２つのノード間をリンクとして規定したものである。そして、リンク座標データには、このリンクの始端と終端の座標が記述される。なお、リンクの途中にノードが含まれる場合には、ノード座標データにノード座標が記述される。この道路データは、地図を表示する以外に、マップマッチング処理を行う際の道路の形状を与えるために用いたり、目的地までの案内経路を検索したりする際に用いられる。ただし、案内経路の検索に関しては、別途、案内経路として用いるべき各道路の接続関係を示す道路ネットワークデータを用意し、そのネットワークデータを用いて検索するようにしても良い。

背景データは、図示していないが、地図上の各施設や地形等と、それに対応する地図上の座標を関連付けたデータとして構成している。なお、施設に関しては、その施設に関連付けて電話番号や、住所等のデータも記憶されている。また、文字データは、地名、施設名、道路名等を地図上に表示するものであって、その表示すべき位置に対応する座標データと関連付けて記憶されている。

コントロールＳＷ４は、例えば、後述する表示装置６と一体になったタッチスイッチもしくはメカニカルなスイッチ等によって構成され、各種入力に使用される。例えば、カーナビゲーション装置は、自車の現在位置からその目的地までの最適な経路を自動的に選択して案内経路を形成し表示する、いわゆる経路案内機能を備えており、コントロールＳＷ４を用いて、目的地の位置を入力することが可能である。このような自動的に最適な案内経路を設定する手法として、例えば周知のダイクストラ法等の手法が知られている。また、カーナビゲーション装置は、上述したデータを用いて施設の位置等を検索する検索機能も備えており、コントロールＳＷ４は、所望の施設を検索するための、住所、施設名称、電話番号等を入力するためにも用いられる。

表示装置６は、例えば、液晶ディスプレイによって構成され、表示装置６の画面には自車の現在位置に対応しつつ、その進行方位を表示する自車マーク、及び、地図メモリ３より入力された地図データによって生成される自車周辺の道路地図を表示することができる。さらに、目的地が設定された場合、この道路地図上には、自車の現在位置から目的地までの案内経路を重ねて表示することが出来る。表示装置６は、ＣＲＴコントローラ１３によって、画面に表示する表示内容等がコントロールされる。

次に、本実施形態の特徴に係る、マップマッチング処理を行いつつ、表示装置６に自車の現在位置及び進行方位を示す自車マーク及びその周辺の道路地図を表示しながら、目的地までの経路を案内する経路案内処理について説明する。

マップマッチング処理は、周知のように、測定された自車の現在位置に関するデータ（現在位置座標及び進行方位）に基づいて、道路地図における自車の走行している道路を推定（特定）するものである。

詳しく説明すると、先ず、車速センサ１、方位センサ２、ＧＰＳ受信機５の各センサなどから入力した信号に基づいて、自車の現在位置及び進行方位が算出（推定）される。このとき、ＧＰＳ受信機５による位置データは、上述の道路データの座標データ（緯度と経度）と同じ形態で取得される。また、車速センサ１、方位センサ２によって自車の進行方位及び走行距離に関するデータが取得され、過去に算出もしくはマップマッチング処理によって修正された推定自車位置を基準として、現在位置の座標データの算出を行う（自立航法による座標データの算出）。

推定自車位置は、上述したように、電波航法と自立航法とを組み合わせたハイブリッド航法により求められる。例えば、ＧＰＳ受信機５による位置データが取得されている場合には、その位置データから自車の現在位置を求め、ＧＰＳ受信機５による位置データが取得できない場合には、自立航法により推定自車位置を求める。その他にも、例えば、原則として、常時算出可能な自立航法から推定自車位置を求め、電波航法により推定自車位置が求められている場合には、両位置を比較し、その差が所定距離以上である場合、推定自車位置として、電波航法による推定自車位置を採用するようにしても良い。

続いて、推定自車位置の座標に基づいて自車周辺の地図データの読み込みを行い、その後にマップマッチング処理を行う。このマップマッチング処理では、上記推定自車位置と所定距離以内の道路、もしくは既に道路上にマッチングされている場合には、そのマッチング道路に接続された道路を自車が走行する可能性のある道路として抽出する。そして、過去に算出された複数個の推定自車位置と最新の推定自車位置とを連結して、自車の走行軌跡の形状データを算出する。その走行軌跡の形状データと、自車が走行する可能性のある道路の形状とを比較して、最も相関の高い道路を自車が走行している道路として決定（推定）する。なお、自車の現在位置及び進行方位の算出、及び上述した走行軌跡の算出は、ＧＰＳ受信機５の位置データのみから行っても良いし、自立航法の位置データのみから行っても良い。このように、自車が走行している道路が決定されると、その道路における自車の現在位置（マップマッチング位置）を求める。

経路案内処理では、経路案内が開始されると、自車が分・合流や右左折すべき分岐地点、合流地点、交差点（以下、総称して案内地点）に接近する場合、案内地点における自車の進行方向を案内するための拡大地図を表示する。例えば、図２に示すように、右折すべき交差点に接近すると、交差点拡大図をその自車の周辺の道路地図と並べて表示する。

ここで、交差点拡大図では、上記マップマッチング処理に基づいて求められたマップマッチング位置に自車マークを表示するが、本実施形態では、この交差点拡大図を表示する場合において、マップマッチング位置から自車の走行している道路の進行方向前方に存在する直近の右折すべき交差点（交差点中心）までの距離（残距離）が所定距離（図２では１００ｍ）以下になった場合には、マップマッチング位置よりも進行方向前方に自車マークを表示する先送り表示処理を開始する。

すなわち、図２に示すように、マップマッチング位置から右折すべき交差点までの残距離が１００ｍ超の場合には、交差点拡大図における自車マークの表示位置をマップマッチング位置とするが、残距離が１００ｍ以下となった場合には、それ以降、自車マークの表示位置を先送りして表示する。具体的には、図２では、マップマッチング位置から右折すべき交差点までの残距離Ｌｃ＝８０ｍのときには、交差点拡大図における右折すべき交差点までの残距離Ｌｄを７３ｍとし、以後、Ｌｃ＝６０ｍでＬｄ＝４７ｍ、Ｌｃ＝４０ｍでＬｄ＝２５ｍ、Ｌｃ＝２５ｍでＬｄ＝０ｍとする。

図３は、マップマッチング処理で算出したマップマッチング位置から案内地点までの（計算上の）残距離Ｌｃを横軸に取り、交差点拡大図における、自車マークから案内地点までの（表示上の）残距離Ｌｄを縦軸に取って示したものである。この図３を数式で表すと数式１のようになる。

（数１）
Ld=Lc・・・・・・・・・(Lc>100m)
Ld=(4×Lc-100)/3・・・ (25m<Lc≦100m)
Ld=0・・・・・・・・・ (Lc≦25m)
ここで、図３から明らかなように、表示上の残距離Ｌｄが０ｍ以下になった場合（自車マークが案内地点に到達した場合）には、計算上の残距離Ｌｃが０ｍになるまでの間（マップマッチング位置が案内地点に到達するまでの間）、表示上の残距離Ｌｄ＝０ｍとすることで、自車マークの表示を案内地点に留まるようにしている。このような表示をすることで、ドライバによる案内地点の特定が容易になる。

このように、本実施形態の経路案内処理では、案内地点を拡大した交差点拡大図を表示する際、計算上の残距離Ｌｃが１００ｍ以下になった場合には、マップマッチング位置よりも進行方向前方に自車マークを表示する先送り表示処理を開始することで、数式１から算出される表示上の残距離Ｌｄとなる位置に自車マークを表示する。これにより、自車が案内地点に接近した場合に先送り表示処理が開始されるようになるので、上述した時間差に起因する自車位置の不一致が、先送り表示処理開始後には抑制されるようになる。

以下、交差点拡大図を表示する際に実行する、先送り表示処理における自車マークの表示位置を算出する処理について、図４のフローチャートを用いて説明する。なお、数式１は、先送り表示処理における一例を示したものであるので、以下では、数式２に示す一般式を用いた場合について説明する。数式２におけるパラメータＬ１は、先送りを開始する地点と案内地点までの距離、αは先送りの比率（０＜α＜１．０）であり、予め設定される。

（数２）
Ld=Lc・・・・・・・・・・・・・ (Lc>L1)
Ld=Lc-{(L1-Lc)×α/100}・・・・ ([α×L1/(100+α)]<Lc≦L1)
Ld=0・・・・・・・・・・・・・・(Lc≦[α×L1/(100+α)])
図４の処理は、一定時間毎に繰り返し実行される。先ず、ステップＳ１では、マップマッチング位置から案内地点（中心）までの計算上の残距離Ｌｃを算出する。ステップＳ２では、計算上の残距離Ｌｃは先送り開始距離Ｌ１以下となったかどうかを判断する。ここで、肯定判断した場合にはステップＳ３へ処理を進め、否定判断した場合には、先送り無しとしてステップＳ６に処理を進める。ステップＳ６では、表示上の残距離Ｌｄと計算上の残距離Ｌｃとは等しい（Ｌｄ＝Ｌｃ）として、本処理を終了する。

ステップＳ３では、計算上の残距離ＬｃはＬｄ≦０となる距離、すなわち、Ｌｃ≦｛α×Ｌ１／（１００＋α）｝となったかどうかを判断する。ここで、肯定判断した場合には、自車マークが案内地点に到達したとして、ステップＳ４にてＬｄ＝０として本処理を終了する。一方、否定判断した場合には、ステップＳ５にて、数式２から表示上の残距離Ｌｄを算出して、本処理を終了する。

以上、説明したように、本実施形態のカーナビゲーション装置は、経路案内処理において案内地点を拡大した交差点拡大図を表示する際、計算上の残距離ＬｃがＬ１以下になった場合には、マップマッチング位置よりも進行方向前方に自車マークを表示する先送り表示処理を開始する。

これにより、ドライバが、交差点拡大図から右左折すべき交差点と自車マークとの位置関係を認識した後、実世界での道路状況と自車との位置関係を認識して、右左折すべき交差点を特定する場合であっても、その際に生じる時間差に起因する自車位置の不一致が、先送り表示処理を実行することによって打ち消される（言い換えれば、先送り表示処理を実行することによって、時間差に起因する自車位置の不一致を先取りして、自車マークと実世界の道路における自車位置とを整合させる）ことが可能となるので、ドライバによる右左折すべき交差点の認識精度を向上させることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することができる。

例えば、本実施形態では、先送りの比率αを一定としているが、自車の車速の大きさによって、上述した時間差の間に進む自車の距離（すなわち、自車位置の不一致度）が異なるので、自車の車速の大きさに応じて、先送りの比率αを変更するようにしてもよい。これにより、車速の大きさに関わらず自車位置の不一致を抑制することができる。

本発明の実施形態に係わる、カーナビゲーション装置の概要構成を示すブロック図である。 マップマッチング位置と交差点拡大図における自車マークの表示位置とを比較した図である。 計算上の残距離Ｌｃと表示上の残距離Ｌｄとの関係を示したグラフである。 自車マークの表示位置を算出する処理を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１ 車速センサ
２ 方位センサ
３ 地図メモリ
４ コントロールスイッチ（ＳＷ）
５ ＧＰＳ受信機
６ 表示装置
７ 制御回路
８ ＣＰＵ
９ ＲＯＭ
１０ ＲＡＭ
１１ 入出力回路
１２ バス
１３ ＣＲＴコントローラ

Claims (6)

1. 地図を表示するための地図データを記憶する地図メモリと、
   自車の現在位置を測定する測定手段と、
   前記測定手段の測定した自車の現在位置に基づいて、前記地図における自車の走行している道路を推定する道路推定処理を実行し、その推定した道路における自車の現在位置を示す道路上車両位置を求める手段と、
   前記道路上車両位置に自車マークが表示されるように、前記自車マークとその周辺の地図を表示手段に表示させる表示制御手段と、を備える車両用地図表示装置であって、
   前記表示制御手段は、前記表示手段に表示させる地図の縮尺が所定縮尺の地図より拡大して表示される縮尺の地図である場合、当該地図において、前記道路上車両位置よりも進行方向前方に前記自車マークを表示する先送り表示処理を実行する先送り表示処理手段を備えることを特徴とする車両用地図表示装置。
2. 前記道路上車両位置から前記自車の走行している道路の進行方向前方に存在する分岐地点、合流地点、及び交差点の少なくとも１つの地点までの残距離が所定距離以下になったかどうかを判定する残距離判定手段を備え、
   前記先送り表示処理手段は、前記残距離判定手段によって残距離が所定距離以下になったと判定された場合に前記先送り表示処理を開始することを特徴とする請求項１記載の車両用地図表示装置。
3. 目的地へ向かう経路を探索する経路探索手段と、
   前記経路探索手段の探索した経路を前記表示手段に表示させながら、当該経路を案内する経路案内手段と、を備え、
   前記残距離判定手段が残距離の判定対象とする地点は、前記経路案内手段が前記経路上の分岐地点、合流地点、及び交差点の少なくとも１つの地点において前記自車が進むべき方向の案内を行う案内地点であることを特徴とする請求項２記載の車両用地図表示装置。
4. 前記先送り表示処理手段は、前記案内地点の拡大地図を表示する場合に前記先送り表示処理を実行することを特徴とする請求項３記載の車両用地図表示装置。
5. 前記先送り表示処理手段は、前記先送り表示処理の実行中における前記自車マークが前記分岐地点、合流地点、及び交差点の少なくとも１つの地点に到達した場合、前記道路上車両位置が前記地点に到達するまでの間、前記自車マークの表示を前記地点に留めることを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の車両用地図表示装置。
6. 前記先送り表示処理手段は、前記自車の車速の大きさに応じて、前記道路上車両位置よりも進行方向前方に前記自車マークを表示する際の先送りの比率を変更する先送り比率変更手段を備えることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の車両用地図表示装置。

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