JP2010025661A - ナビゲーション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】既存のナビゲーション装置では、複数の推奨経路から１つを選択する時、標高差や坂道の多寡を表示画面から把握することができなかった。
【解決手段】複数の推奨経路を表示画面に三次元表示することで、二次元表示時には画面から読み取れなかった経路の高低差を容易に視認することができるようにした。更に、ｚ軸を中心とした回転操作を行えるので、表示画面の視点を、各推奨経路をもっとも確認しやすいものに変更することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の案内経路を三次元表示するナビゲーション装置に関する。

車両の経路誘導中に、道路の標高情報に基づいて、交差する道路の上下関係を画面に表現する車両用ナビゲーション装置が知られている（特許文献１）。このようなナビゲーション装置では、道路の表示形態が標高に基づいて変化するので、地図表示から道路の高さを知ることができる。

特開２０００−３１０５４４号公報

上述した既存のナビゲーション装置では、画面に表示されている道路同士の高低差を把握することはできても、複数の推奨経路から１つを選択する際に、標高差や坂道の多寡を把握することができない。

請求項１に係る発明は、出発地から目的地に至る複数の経路を探索する探索手段と、前記探索手段により探索された前記複数の経路を、三次元画像として表示する表示手段と、前記表示された複数の経路から経路案内に用いる１つの経路を選択する選択手段とを備えることを特徴とするナビゲーション装置である。
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のナビゲーション装置において、前記複数の経路の標高の情報を記憶する記憶手段をさらに備え、前記表示手段は、前記複数の経路の標高の情報に基づき、最高標高点と最低標高点との間の標高差が、三次元空間上におけるＺ軸の表示範囲内に含まれるよう表示することを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項２に記載のナビゲーション装置において、前記表示手段は、前記標高差を示すバー表示を行うことを特徴とする。
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のナビゲーション装置において、前記表示手段は、前記三次元空間に対して、Ｚ軸を中心とした回転表示を行うことを特徴とする。

本発明によれば、複数の推奨経路を選択する際、推奨経路の標高に基づいた三次元表示を行うことで複数の推奨経路を概観できるので、標高差や坂道の多寡に基づいた推奨経路の選択を行うことができる。

――第１の実施の形態――
図１は、本実施形態におけるナビゲーション装置の全体構成を示すブロック図である。

ナビゲーション装置１は、制御回路１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、現在地検出装置１４、画像メモリ１５、表示モニタ１６、スピーカ１７、入力装置１８、ＶＩＣＳ（登録商標）（道路交通情報システム）情報受信部１９およびディスクドライブ２１を有している。ディスクドライブ２１には、地図データが記憶されたＤＶＤ−ＲＯＭ２２が装填されている。

制御回路１１は、マイクロプロセッサ及びその周辺回路からなり、ＲＡＭ１３を作業エリアとしてＲＯＭ１２に格納された制御プログラムを実行して各種の制御を行う。この制御回路１１がＤＶＤ−ＲＯＭ２２に記憶された地図データに基づいて所定の経路探索処理を行うと、その処理結果が推奨経路として表示モニタ１６に表示される。

現在地検出装置１４は車両の現在地を検出する装置である。現在地装置１４は、振動ジャイロ１４ａ、車速センサ１４ｂ、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）センサ１４ｃなどからなる。振動ジャイロ１４ａは車両の進行方向を検出し、車速センサ１４ｂは車速を検出し、ＧＰＳセンサ１４ｃはＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を検出する。ナビゲーション装置１は、この現在地検出装置１４により検出された車両の現在地に基づいて、地図の表示範囲や経路探索開始点などを決定するとともに、地図上にその現在地を表示する。

画像メモリ１５は、表示モニタ１６に表示するための画像データを格納する。この画像データは道路地図描画用データや各種の図形データからなり、それらはＤＶＤ−ＲＯＭ２２に記憶された地図データに基づいて、適宜生成される。ナビゲーション装置１は、このようにして生成された画像データを用いることによって地図表示などを行う。

ディスクドライブ２１は、ＤＶＤ−ＲＯＭ２２から地図データを読み出す。地図データは、地図表示用データ、経路探索用データなどを含む。地図表示用データおよび経路探索用データには、地図データに格納されている道路のリンク情報およびノード情報が含まれている。リンク情報には、各リンクの旅行時間（以下、リンク旅行時間）およびリンク上の複数地点における標高の情報が含まれている。地図表示用データは、広域から詳細まで複数の縮尺の地図データを有し、ユーザの要求にしたがって、表示地図の縮尺を変更することができる。なお、ＤＶＤ−ＲＯＭ２２以外の他の記録メディア、たとえばＣＤ−ＲＯＭやハードディスクなどより地図データを読み出してもよい。

表示モニタ１６は、地図データなどの各種情報に基づいて、自車位置付近の道路地図などの各種情報を画面表示としてユーザに提供する。スピーカ１７は、各種入力操作をユーザに指示したり、経路誘導したりするための音声を出力する。入力装置１８は、ユーザが各種コマンドを設定するための入力スイッチを有し、操作パネルやリモコンなどによって実現される。

ＶＩＣＳ情報受信部１９は、図示しないＶＩＣＳ情報センタから提供される渋滞情報などのＶＩＣＳ情報を受信し、制御回路１１に出力する。このＶＩＣＳ情報は主に高速道路上に設置されている電波ビーコンや、主に一般道路上に設置されている光ビーコン、またはＦＭ多重放送によって送信される。電波ビーコンや光ビーコンは設置地付近を通過する車両に対してＶＩＣＳ情報を送信し、ＦＭ多重放送はそれらよりも広域の通信エリアをカバーする。ナビゲーション装置１は、これらによって送信されたＶＩＣＳ情報をＶＩＣＳ情報受信部１９により受信する。

次に、ナビゲーション装置１における、推奨経路の三次元表示について述べる。ユーザは、表示モニタ１６の表示画面の指示やスピーカ１７からの音声指示にしたがって入力装置１８を操作することにより、目的地を設定する。目的地がユーザにより設定されると、ナビゲーション装置１はＧＰＳセンサ１４ｃにより検出された現在地を出発地として目的地までの経路演算を所定のアルゴリズムに基づいて行う。たとえば、出発地から目的地までの間の旅行時間（リンク旅行時間の合計）が最小になるような経路を演算するアルゴリズムで経路演算が行われる。このような経路演算を以下、経路探索と呼ぶ。また、経路探索により求められた経路を、推奨経路と呼ぶ。なお、ＶＩＣＳ情報受信部１９で受信したＶＩＣＳ情報は、経路探索に反映される。たとえば、渋滞している区間のリンク旅行時間に、渋滞の程度に応じて重み付けを行う。したがって、重み付けしたリンク旅行時間で経路探索が行われる。

本実施形態におけるナビゲーション装置１は、ユーザが目的地を設定すると、前述した経路探索を探索条件を変更して複数回実行し、複数の推奨経路を得る。あるいは、同一条件で経路探索された推奨経路に順位付けをし、上位のいくつかを選択する。その後、それらの推奨経路を同時にまたは順次表示モニタ１６に表示する。推奨経路は、表示形態、たとえば表示色などを変えることによって、ほかの道路とは区別して画面表示される。これにより、ユーザは地図上の推奨経路を画面上で認識することができる。またこの時、各々の推奨経路は異なる表示形態で表示されるので、ユーザはそれぞれの推奨経路を互いに区別することが可能である。ユーザは、これら複数の推奨経路の中から、車両の経路誘導に用いる推奨経路を１つ選択する。ナビゲーション装置１は、ユーザが選択した推奨経路にしたがって車両が走行できるように、ユーザに対して画面や音声などによる進行方向指示を行い、車両を経路誘導する。

図２は、複数の推奨経路が表示された表示モニタ１６の画面の例である。表示画面３０には、出発地を地点３１、目的地を地点３２に設定して経路探索を行い、その結果として得られた３つの推奨経路（３６，３７，３８）が、三次元表示されている。ここで、ｘ軸３３は経度、ｙ軸３４は緯度を表し、ｚ軸３５は標高を表している。

ユーザは、入力装置１８から指示を与えることで、表示画面３０の表示内容を、視点を変更して表示させることができる。具体的には、ｘ軸３３とｙ軸３４から構成される平面を、ｚ軸３５を中心に任意の角度だけ回転させることが可能である（以下、この操作を回転操作と呼ぶ）。回転操作を行うと、ナビゲーション装置１は、表示画面３０に表示されているｘ軸３３、ｙ軸３４、出発地３１、目的地３２、推奨経路３６、３７および３８を、回転角度に応じた位置に再描画する。回転操作を行うことで、ユーザは、任意の視点から各推奨経路の比較を行うことができる。

また、上記で述べたｚ軸３５を中心とした回転操作に加えて、ｘ軸３３を中心とした回転操作ならびにｙ軸３４を中心とした回転操作を行えるようにしてもよい。図３は、図２の表示画面３０にｘ軸３３を中心とした回転操作を行い、ｙ軸３４が表示モニタ１６に対し垂直になる視点とした表示画面である。

表示画面３０において、ｘ軸３３とｙ軸３４の縮尺は同一である。他方、ｚ軸３５の縮尺はこれら２つの軸とは異なる。ｚ軸３５の縮尺は、表示画面３０に最大標高差をバー表示することで示される（３９）。最大標高差とは、すべての推奨経路の中で最も低い標高を持つ地点と、最も高い標高を持つ地点との標高差である。ユーザは最大標高差を確認することで、表示画面３０に描画された推奨経路の勾配の大きさを読み取ることができる。

図２の表示画面３０において、ユーザが車両の経路誘導に用いる推奨経路を１つ選択すると、三次元表示は終了する。車両の経路誘導の際には、通常のナビゲーション装置と同様に、二次元の地図画面などが用いられる。

次に、推奨経路の三次元表示処理を、フローチャートを用いて説明する。図４は、推奨経路の三次元表示処理を説明するためのフローチャートである。まずステップＳ２で、複数の推奨経路を取得する。ステップＳ４では、すべての推奨経路を二次元平面（ｘ−ｙ平面）に描画したときのｘ方向、ｙ方向の大きさをそれぞれ算出する。ステップＳ６では、ステップＳ４で算出した描画の大きさと表示モニタ１６の表示画面のサイズ（ｘ方向、ｙ方向）とから、表示画面にすべての推奨経路を余すところなく表示できる最大の縮尺を計算する。ｘ軸とｙ軸の縮尺には、ステップＳ４で求められた縮尺が使用される。ステップＳ８では、二次元平面上にすべての推奨経路を描画する。図５は、図２に示す推奨経路を二次元平面に描画した図である。最後にステップＳ１０で、推奨経路に各道路リンクの標高を反映させ、すべての推奨経路を三次元表示する。このとき、地図データから複数の推奨経路に含まれるすべてのリンクについて、標高の情報を読み出す。その中から最高と最低の標高を抽出して最大標高差を算出し、ｚ軸の縮尺を、表示画面にすべての推奨経路を余すところなく表示できる最大の縮尺に設定する。算出された最大標高差は画面にバー表示される。

上述した第１の実施の形態によるナビゲーション装置によれば、次の作用効果が得られる。
（１）複数の推奨経路が表示画面に三次元表示される。これにより、二次元表示時は画面から読み取れない経路の高低差を容易に視認することができる。
（２）ｚ軸を中心とした回転操作を行うことで、表示画面の視点を変更することができる。これにより、各推奨経路をもっとも確認しやすい視点から比較することができる。

――第２の実施の形態――
上述した第１の実施の形態では、複数の推奨経路が標高も含まれた形で画面に表示されていた。しかし、画面には座標軸および推奨経路しか表示されていないため、各推奨経路が通過している交差点や道路などの情報を把握しづらい。そこで、以下に詳述する第２の実施の形態では、各推奨経路に加えて、付加的な情報も表示することで、より多くの情報をユーザに提供する。

図６は、第２の実施の形態における複数の推奨経路が表示された表示モニタ１６の画面である。表示画面１３０には、第１の実施の形態におけるナビゲーション装置の表示画面に加えて、交差点名称１４０、道路名称１４１、勾配情報１４２、推奨経路情報１４３が表示されている。

交差点名称１４０および道路名称１４１は、主要な交差点および道路の名称を表示している。また、勾配情報１４２は、急勾配の開始地点に表示され、通行に注意を要する道路であることをユーザに通知する。推奨経路情報１４３は、画面に表示されている推奨経路の凡例であり、各推奨経路の全長および標高差が表示される。推奨経路情報１４３には、これらの情報に加えて、目的地への到着予定時刻や有料道路料金などを表示してもよい。

上述した第２の実施の形態によるナビゲーション装置によれば、第１の実施の形態によるナビゲーション装置で得られる作用効果に加えて、次の作用効果が得られる。
（１）推奨経路中の地点に、交差点の名称、道路の名称ならびに急勾配の情報を表示するようにした。これにより、推奨経路の選択をより的確に行えるようになる。
（２）各推奨経路の情報を凡例として表示するようにした。これにより、目視では見誤る可能性のある各種情報を一目で比較できるようになる。

次のような変形も本発明の範囲内である。
（１）三次元空間には、座標軸および複数の推奨経路のみが表示されているが、これに地図および道路を重ねて三次元表示してもよい。また、建造物を三次元表示してもよい。
（２）標高情報を、道路リンクではなくノードに持たせてもよい。
（３）回転操作の他に、視点の水平移動操作を行えるようにしてもよい。また、縮尺の変更操作を行えるようにしてもよい。
（４）ｚ軸方向の縮尺を、最大標高差によらず一定にしてもよいし、ｘ−ｙ方向の縮尺に基づき決定するようにしてもよい。

本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。

なお、以上説明した実施の形態におけるナビゲーション装置の各構成要素と特許請求の範囲の各構成要素との対応関係は以下の通りである。本発明の探索手段および表示手段は 制御回路１１に対応し、選択手段は入力装置１８に対応する。なお、以上の対応関係の説明は一例であり、権利解釈に際して何ら拘束されるものではない。

第１の実施形態における、ナビゲーション装置の全体構成を示すブロック図である。 第１の実施形態における、複数の推奨経路が表示された表示モニタ１６の画面の例である。 図２の表示画面３０にｘ軸３３を中心とした回転操作を行い、ｙ軸３４が表示モニタ１６に対し垂直になる視点とした表示画面である。 推奨経路の三次元表示処理を説明するためのフローチャートである。 図２に示す推奨経路を二次元平面に描画した図である。 第２の実施の形態における、複数の推奨経路が表示された表示モニタ１６の画面の例である。

符号の説明

１ ナビゲーション装置
１１ 制御回路
１８ 入力装置
３１ 自車位置
３２ 目的地
３６，３７，３８ 推奨経路

Claims (4)

1. 出発地から目的地に至る複数の経路を探索する探索手段と、
   前記探索手段により探索された前記複数の経路を、三次元画像として表示する表示手段と、
   前記表示された複数の経路から経路案内に用いる１つの経路を選択する選択手段とを備えることを特徴とするナビゲーション装置。
2. 請求項１に記載のナビゲーション装置において、
   前記複数の経路の標高の情報を記憶する記憶手段をさらに備え、
   前記表示手段は、前記複数の経路の標高の情報に基づき、最高標高点と最低標高点との間の標高差が、三次元空間上におけるＺ軸の表示範囲内に含まれるよう表示することを特徴とするナビゲーション装置。
3. 請求項２に記載のナビゲーション装置において、
   前記表示手段は、前記標高差を示すバー表示を行うことを特徴とするナビゲーション装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のナビゲーション装置において、
   前記表示手段は、前記三次元空間に対して、Ｚ軸を中心とした回転表示を行うことを特徴とするナビゲーション装置。

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