JP3570564B2 - 経路誘導装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、例えば自動車の運転者に対して走行経路を示すことにより走行経路を誘導する経路誘導装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、経路誘導装置を備えた車両では、表示装置に、目的地までの推奨経路を目立つように表示して、運転者の便に供すると共に、実際に運転された走行路を監視し、推奨経路から外れそうな場合や外れた場合には、警告を発したり、あるいは経路誘導に失敗したとして、経路誘導を中止し、運転者に対して経路計画の指示を促すようにしている。
【０００３】
即ち、従来の経路誘導装置は運転者の、意図、状態、好み、習慣などと無関係に推奨経路を設定し、誘導指示を与えるようになっている。これは、運転者の意図、状態、好み、習慣などを検知するのが困難なためである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の特開平５−８０６９８号では、最適経路計算過程のデータを記憶しておき、経路を外れた場合において、このデータに基づいて新たな最適な修正された経路を決定することにより、再計画時間を短縮するようにしている。
また、同じく、特開平４−１８８１８２号では、地域を制限することで、再計画時の演算を迅速に行なうようにしている。
【０００５】
しかしながら、上記従来例では、再計画時の経路設定が適切でないために、再計画に時間がかかったり、あるいは再計画された経路が運転者に不適切であった。
このために、運転者は、経路から外れないように運転することに神経を集中させることとなり、表示装置の画面を見る時間や回数が増えて運転そのものに払うべき配慮が減少する。また、経路から外れないように、無理をしても誘導指示に従おうとする傾向が強くなる。また、上述したように、従来の誘導装置では、経路の設定は運転者のその時点の状態や好みや習慣とは無縁に設定されているので、推奨される経路は、運転者にとっては、柔軟性に欠け、使いずらく、利便性に欠ける。例えば、分岐点の手前において、推奨された道路よりも慣れた道を通りたいというような場合や、推奨道路が優良道路であるために通りたくないとか、あるいは、推奨道路には渋滞が発生しているのでそこを通りたくないとか、である。
【０００６】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、経路から外れた場合に、元の経路上の地点に戻るように新たな経路の再計画を可能にすることにより、運転者に経路から外れないように運転することの緊張を強いない経路誘導装置を提案するものである。
本発明のさらなる目的は、経路から外れた場合に、元の経路上に、中間目的地を設定し、その中間目的地までの経路を再計画することのできる経路誘導装置を提案するものである。
【０００７】
本発明のさらなる目的は、経路から外れた場合に、効率よく、中間目的地を設定することのできる経路誘導装置を提案するものである。
本発明のさらなる目的は、経路から外れた場合に、新たに設定しようとする経路が、運転者に負担とならないような経路であるように、中間目的地を設定することのできる経路誘導装置を提案するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成すべく、本発明は、
自車位置情報と目的地と地図情報とに基づいて推奨経路を設定して運転者にこの推奨経路を示す経路誘導装置であって、
自車位置が推奨経路外を走行しているかを判断する判断手段と、
前記判断手段が推奨経路外を走行していると判断したときに、前記推奨経路上に中間目的地を設定する設定手段と、
前記判断手段と設定手段の出力を受け、前記判断手段が推奨経路外を走行していると判断したときに、現在位置から前記設定手段によって設定された中間目的地までの経路を再計画する計画手段とを具備し、
前記判断手段は、
自車位置が道路の密集地近傍にあるか否かを判断し、
道路の密集地近傍において経路を外れたと判断したときは、前記計画手段による再計画を禁止することを特徴とする。
【０００９】
道路の密集地における経路の再計画を禁止することにより、運転者を混乱させることを減らすことができる。
【００１０】
上記の目的を達成すべく、本発明は更に、
自車位置情報と目的地と地図情報とに基づいて推奨経路を設定して運転者にこの推奨経路を示す経路誘導装置であって、
自車位置が推奨経路外を走行しているかを判断する判断手段と、
前記判断手段が推奨経路外を走行していると判断したときに、前記推奨経路上に中間目的地を設定する設定手段と、
前記判断手段と設定手段の出力を受け、前記判断手段が推奨経路外を走行していると判断したときに、現在位置から前記設定手段によって設定された中間目的地までの経路を再計画する計画手段とを具備し、
前記計画手段は、車速と経路長とに基づいた評価値に、経路上での前記現在位置から交差点までの距離に応じた重みを与え、この評価値に基づいて経路を再計画することを特徴とする。
【００１１】
経路の再計画に際し、車速や経路長に基づいた評価値を演算し、この評価値に経路上での前記現在位置から交差点までの距離に応じた重みを与えることにより、運転者により適切な経路が再計画される。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。尚、以下の実施例は本発明を自動車用の経路誘導装置に適用したものである。
〈装置の構成〉
図１は実施例の経路誘導装置のシステム構成を示す。このシステムは、地図や推奨経路などを表示する表示装置２２と、この表示装置２２の表示画面の上に設けられ指などによって目的地を入力するためのタッチパネル２３と、大量の地図情報を含む地図データベース１２と、ＧＰＳや車速センサからの信号を入力して自車位置を検出するロケータ１１と、渋滞情報や道路工事情報などの一過性の情報を入力するための交通情報受信装置１０と、音声を発して運転者に注意等を喚起する音声出力装置２１などを具備する。
【００１５】
地図データベース１２には、例えば、交差点や大きな建物、有名な地点に対してノードが設定されており、地図情報としては、ノードの位置、１つのノードにリンクされている他のノードの識別子、ノード間の距離等を含む。
表示装置２２、タッチパネル２３、地図データベース１２、ロケータ１１、交通情報受信装置１０、音声出力装置２１は演算処理部２０によって制御される。
【００１６】
即ち、処理部２０は、タッチパネル２３を会して入力された目的地と、ロケータ１１が検出した自車位置とに基づいて、地図データベース１２内のノード情報を参考にして現在位置から目的地までの推奨経路を計画し、この推奨経路を表示装置２２上に他の道路と区別できるようにして表示する。処理部２０は、現在の自車位置を示すマーカを推奨経路と共に表示装置２２上に表示する。
【００１７】
処理部２０は、ロケータ１１が検出した現在位置が推奨経路から外れたか否かを監視する。外れたことを検出したならば、後述する手法に従って新たに経路計画を行なう。
〈制御手順〉
図２は、処理部２０におけるメインルーチンの制御手順を示す。尚、この制御手順は、別途計画された推奨経路の存在を前提としており、推奨経路の計画方法は周知であるので、ここでは説明を省略する。この実施例の特徴は、推奨経路から外れたときに、中間目的地を設定し、この中間目的地との関係で新たに経路を計画する点にある。
【００１８】
尚、推奨経路から外れたことの理由には、誤って経路から外れた場合と、意図的に経路外を走行した場合とがある。
先ず、ステップＳ１００において、ロケータ１１からの信号を入力して現在位置を検出する。ステップＳ２００では、この現在位置が既に策定されている経路から外れているかを判断する。
【００１９】
ステップＳ２００における経路外れの判断の手法は、道路が密集しているところを走行しているか否かによって異ならせている。道路が密集しているか否かは、現在の自車位置に最も近接している２つのリンクが表す道路間の距離Ｉが定数Ｉ０よりも大きいか否かによって判断する。即ち、Ｉ＞Ｉ０ならば道路が密集していないと判断し、Ｉ＜Ｉ０ならば道路が密集していると判断する。図３は密集していない場合の判断を、図４は密集している場合の判断を示す。
【００２０】
図３において、密集していない場合においては、現在位置から最も近いリンクまでの距離ｄを定数ｄ０と比較し、ｄ＞ｄ０ならば経路を外れたと判断し、ｄ＜ｄ０ならば経路を外れていないと判断する。一方、密集している場合においては、上記定数ｄ０をそのまま使うことはできない。経路外れを誤判断する可能性が高いからである。そこで、Ｃを１未満の係数とすると、図４において、ｄ＞Ｃ・ｄ０ならば経路を外れたと判断し、ｄ＜Ｃ・ｄ０ならば経路を外れていないと判断する。
【００２１】
ステップＳ３００において経路外れがないと判断できたならば、ステップＳ１００に戻って前述の制御手順（ステップＳ１００〜ステップＳ３００）を繰り返す。
一方、ステップＳ３００において経路外れがあったと判断された場合には、ステップＳ４００で、経路外れがあった回数を記憶するカウンタＣＮＴをカウントアップする。ステップＳ５００では、このカウンタの係数値ＣＮＴを経過時間ＴＭで除した値（即ち、経路外れの頻度）が所定数ＴＨを超えているか否かを判断する。所定数を超えていない場合にはステップＳ６００に進み、現在の自車位置が密集道路近辺を走行しているかを判断する。この判断は前述のリンク間距離Ｉについて、ＩとＩ０とを比較して行なう。
【００２２】
道路密集地帯でないところにおいて経路外れが検出された場合（ステップＳ６００でＮＯ）には、ステップＳ７００に進み、経路の再計画（この詳細は図５などに示す）を行なう。ステップＳ８００では再計画された経路を表示する。一方、道路密集地帯において経路外れが検出された場合（ステップＳ６００でＹＥＳ）には、ステップＳ１００に戻り、即ち、ステップＳ７００に進まないことにより経路の再計画は行なわない。
【００２３】
このように、図２の制御手順では、経路外れがあった場合において、経路の再計画を行なうのは、経路外れの頻度が高くない（経路外れはロケータの不良ではなく実際に発生した）場合と、密集地を走行していない場合である。密集地を走行している場合（ステップＳ６００でＹＥＳ）は、ロケータの誤差か経路外れをしたかの判別が困難であり、このような場合に経路計画を行なうと運転者を混乱させるからである。また、ロケータが不良の場合（ステップＳ９００でＹＥＳ）も経路の再計画を行なわないことにより、同じく運転者を混乱させないようにする。
【００２４】
図２のステップＳ７００における経路再計画の手順について図５のフローチャートと、図６の概念図を参照しながら詳細に説明する。
図６において、実線の１０１，１０２，１０３は元の推奨経路を示す。自動車は、ノード１００までは推奨経路上を辿ってきたが、その経路をノード１００において外れ、現在地１０５まで進んできて経路外れが検出されたとする。
【００２５】
経路外れが検出されて図５の制御手順が実行されると、ステップＳ７１０において、元の経路上の最も時間的に近いノード（「最近の誘導ポイント」という）を求める。図６の例ではノード１００がそのような誘導ポイントである。次に、ステップＳ７１２において中間目的地を設定する。中間目的地の設定には色々な手法があるが、図６の例における設定の手法は、「最近の誘導ポイント」から所定の距離だけ離れた、元の推奨道路上のノード（またはポイント）である。図６の例では、「誘導ポイント」１００から、元の推奨道路１０１にそって距離ｋだけ離間した位置にあるノードＡが「中間目的地Ａ」として設定された。
【００２６】
次にステップＳ７１４において、この中間目的地Ａから、最終目的地１０７へ向けて走行可能であるかを判断する。「走行可能」であるか否かの判断は、図６の例では、中間目的地Ａの前方において渋滞が発生していないか、あるいは事故が発生していないか等に基づいて決定する。渋滞か事故か否かの情報は前述の交通情報受信装置１０を介して得る。
【００２７】
渋滞も事故も発生していなくて、仮に決定した中間地点Ａからの走行が可能であると判断された場合は、ステップＳ７１６において、「誘導ポイントを用いた部分的な経路の再計画」を行なう。ここで、この「誘導ポイントを用いた部分的な経路の再計画」とは、現在地（図６の例では１０５）から前述の「最近の誘導ポイント」（図６の例では１００）までの経路を新たな「推奨経路」とし、さらに、「最近の誘導ポイント」１００から「中間目的地」までの元の推奨道路１０１、中間目的地Ａから最終目的地までの元の推奨経路を再度「推奨道路」とする。そこで、ステップＳ７２４で、新たに計画された経路と元の走行可能な経路とを統合して「推奨経路」として表示する。
【００２８】
一方、中間目的地Ａの前方に事故（または渋滞）などが発生していて、走行が不可能（または好ましくない）とステップＳ７１４において判断された場合は、ステップＳ７１８に進んで、最初に設定した「中間目的地Ａ」の距離ｍだけ前方の「中間目的地Ｂ」を、元の推奨経路上に設定する。図６の例では、Ｂ点がそのような中間目的地となる。そして、ステップＳ７２０に進んで、この中間目的地Ｂが「走行可能」か否かを判断する。図６の例では、中間目的地Ｂの前方には、渋滞や事故などがないことが交通情報からわかっていて走行可能であるので、ステップＳ７２０に進んで、現在地から「中間目的地Ｂ」までの「部分的な経路再計画」を行なう。ステップＳ７２２の「部分的な経路の再計画」は、最初の中間目的地Ａが使用できないので、「最近の誘導ポイント」は使用できないので、現在地から「中間目的地Ｂ」までの経路を後述（図８の制御手順）の経路計画法に基づいて設定する。図６の例では、経路１０４が新たに計画される。そして、ステップＳ７２４において、経路１０４と経路１０３が統合されて新たな「推奨経路」として表示される。
【００２９】
図７のフローチャートに示す「部分的経路計画」法は、
▲１▼：現在地から「中間目的地」までの候補経路を複数通り探索し（ステップＳ７３０）、探索された候補経路の各々について「コスト」を計算し（ステップＳ７３６）、この中から最小の「コスト」の経路を「再計画された部分経路」として推奨する（ステップＳ７３８）、
▲２▼：候補の探索範囲を時間と共に拡大する（ステップＳ７４２）、
というものである。
【００３０】
図８は、「コスト」の計算手法の一例を示す。図８において、１５０は経路外れが起こる前の推奨経路、１５１は現在地、１５２は中間目的地とする。現在地１５１から「中間目的地」１５２までに２通りの経路１５３（第１の経路），１５４（第２の経路）が探索されたとする。この実施例では、経路は複数の「リンク」からなり、１つのリンクの基本「コスト」は、車速をｖすると、（距離）／ｖとなる。本実施例では、リンク毎に「重み」ｗを設定する。重みｗは、通常の経路については“１”であり、図８の例では、現在位置１５１から経路上の交差点までの距離に短いほど大きな値とする。図８の例では、経路１についてのコストは、
wx1 (x1/v) + wy1 (y1/v) + wz1 (z1/v)
であり、経路２についてのコストは
wx2 (x2/v) + wy2 (y2/v) + wz2 (z2/v)
で定義される。ここで、ｗｘ１＝ｗｙ１＝ｗｚ１＝ｗｙ２＝ｗｚ２＝１とする。一方、ｗｘ２＞１とする。ｗｘ１＝１であるから、ｗｘ２＞ｗｘ１である。ｗｘ２＞ｗｘ１とした理由は、経路２を選択すると、現在地から、経路１を通って最初の交差点までの距離ｘ１と経路２を通って最初の交差点までの距離ｘ２とを比較した場合にｘ１＞ｘ２であるので、現時点から短時間の間に忙しいハンドル操作が要求されることとなり、このようなハンドル操作を必要とされる経路は選択される可能性が低くなるようにコストを高める必要があるからである。
【００３１】
〈中間目的地探索の他の例１〉
図９は、「中間目的地」の他の設定手法を説明する。同図において、Ｎ０，Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３は元の経路上のノードである。Ｎ０，Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３のうちのどれかのノードが中間目的地賭して選択される。Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７は、中間目的地を決定するうえです７３０で探索された候補ノードである。また、閉曲線２００〜２０４は探索範囲を示し、１つの範囲がある制限時間内で探索された範囲を示す。即ち、図７のステップＳ７４２で探索範囲を拡張すると、図９に示す如く探索範囲が拡張されていく。図９の例では、範囲２００内に１つのノードＳ０が、範囲２０１内にはノードＳ２，Ｓ３が、範囲２０２内にはノードＳ４，Ｓ６，Ｓ７，Ｎ０が、範囲２０３内にはノードＳ５，Ｎ１が、範囲２０４内にはノードＮ２，Ｎ３が探索されたことを示す。
【００３２】
図９に示された手法は、探索された元の経路上のノードが１つであれば、そのノードを、複数見つかれば、最小のコストを与えるノードを中間目的地とすると言うものである。このときのコスト式は、現在位置に近いノードをＳ０とすると、
ΣＣ（Ｓ０，Ｎｉ）＋ΣＣ（Ｎｉ，Ｇ）
で表される。ここで、コストＣ（Ｓ０，Ｎｉ）は、ノードＳ０からノードＮｉまでのコストを、Ｃ（Ｎｉ，Ｇ）はノードＮｉから最終目的地Ｇまでのコストを示す。
【００３３】
このようにすると、コストよりも時間を優先しつつも、最短の時間内に最もコストの易い中間目的地を発見することができる。
〈中間目的地探索の他の例２〉
図１０は、地図情報中のノードとリンクを階層化することにより、中間目的地探索の速度を上げる工夫を説明する図である。
【００３４】
図１０において、太い実線は上位の階層に属するノードおよびリンクを表し、細い実線は下位階層に属するノードとリンクを表す。初期的に、出発地点から最終目的地までの経路の設定は、上位階層のノードおよびリンクのみを用いて行なう。即ち、推奨経路は上位階層のノードおよびリンク上に設定される。このような経路上を走行中に、誤って（あるいは意図的に）下位階層のリンク進入した場合には、図１０に示すように、その下位階層のリンクおよびノードのみを探索することにより、新しい経路の計画を行なう。迷い込んだ階層と同じ階層のリンク，ノードのみを探索することは、中間目的地探索の速度を上げることになる。階層は、例えば幹線道路は上位に、脇道は下位に設定され、あるいは同じ太さの道路は同じ階層に設定されるので、上位に設定されていた元の推奨経路に戻るための経路探索の効率が上がるからである。図１０に示すように、「部分経路の再計画」は、元の経路と交差したノードまでを新しい経路として設定し、そのノードを中間目的地とする。
【００３５】
〈経路探索の他の例〉
図８に関連して説明した手法は、新たな経路の設定が運転者に急激な運転操作を強いるようなものは推奨しないようにするというものである。図８の例では、最初のコーナが近いようなものは急激な運転操作を強いると考えている。次に説明する例は、急激な角度の進路変更はコストを高めて、なるべく経路として候補に上がらないようにするというものである。
【００３６】
図１１において、直進しようとする経路には重みＷ３を、緩いカーブには重みｗ２を、角には重みｗ１を与えている。運転者には新たな経路が緊張を強いないようにすることが好ましいので、なるべく進路変更の少ない経路が探索されることが好ましいことに鑑みて、
Ｗ３＜ｗ２＜ｗ１
とした。
【００３７】
〈他の変形〉
本発明は種々変形に適用できる。上記実施例は自動車への適用例であったが、本発明は自動車に限られず、車両、船舶、航空機にも適用できる。
また、上記実施例では、渋滞情報などはターンに表示するにとどめていたが、この表示を視認性を高めるためにも、動きのあるものとすることが好ましい。
【００３８】
例えば、図１２に示すように、３つのカラーバーからなる図形を設定し、同図において左から順に、薄い赤色、赤色、濃い赤色のバー（色縞折れ線）を設定する。そして一定時間毎（例えば２５０ｍｓ）にバーの色を進行方向にずらしていく。抗することにより、渋滞の存在、渋滞の方向が一瞥するだけで認識できる。さらに、色をずらす速度を変更することで、渋滞の程度を表すことができる。もし昇り線と下り線の両方に渋滞が存在する場合には、図１２のカラーバーを２つ互いに数ドット離して表示し、色の進行方向を逆にすればよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の経路誘導装置に拠れば、経路から外れた場合に、元の経路上の地点に戻るように新たな経路の再計画を可能にすることにより、運転者に経路から外れないように運転することの緊張を強いない経路誘導装置を提供することができる。
【００４０】
また、経路から外れた場合に、元の経路上に、中間目的地を設定し、その中間目的地までの経路を再計画することのできる経路誘導装置を提供することができる。
また、経路から外れた場合に、効率よく、中間目的地を設定することのできる経路誘導装置を提供することができる。
【００４１】
また、経路から外れた場合に、新たに設定しようとする経路が、運転者に負担とならないような経路であるように、中間目的地を設定することのできる経路誘導装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の誘導装置システムの構成を示す図。
【図２】実施例における経路再計画の制御手順を示すフローチャート。
【図３】道路の密集地を識別する手法を説明する図。
【図４】道路の密集地を識別する手法を説明する図。
【図５】実施例において、中間目的地を設定するための制御手順を示すフローチャート。
【図６】図５の制御手順に関連して中間目的地を設定する原理を説明する図。
【図７】経路探索の制御手順を説明するフローチャート。
【図８】最適な経路を探索するための原理を説明する図。
【図９】最適な経路を探索するための他の手法を説明する図。
【図１０】最適な経路を探索するための他の手法を説明する図。
【図１１】最適な経路を探索するためのさらに他の手法を説明する図。
【図１２】渋滞の表示する図形の形状を説明する図。
【符号の説明】
１５０…元の経路
１０５，１５１…自車の現在位置
１０７，１５２…最終目的地
【産業上の利用分野】
この発明は、例えば自動車の運転者に対して走行経路を示すことにより走行経路を誘導する経路誘導装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、経路誘導装置を備えた車両では、表示装置に、目的地までの推奨経路を目立つように表示して、運転者の便に供すると共に、実際に運転された走行路を監視し、推奨経路から外れそうな場合や外れた場合には、警告を発したり、あるいは経路誘導に失敗したとして、経路誘導を中止し、運転者に対して経路計画の指示を促すようにしている。
【０００３】
即ち、従来の経路誘導装置は運転者の、意図、状態、好み、習慣などと無関係に推奨経路を設定し、誘導指示を与えるようになっている。これは、運転者の意図、状態、好み、習慣などを検知するのが困難なためである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の特開平５−８０６９８号では、最適経路計算過程のデータを記憶しておき、経路を外れた場合において、このデータに基づいて新たな最適な修正された経路を決定することにより、再計画時間を短縮するようにしている。
また、同じく、特開平４−１８８１８２号では、地域を制限することで、再計画時の演算を迅速に行なうようにしている。
【０００５】
しかしながら、上記従来例では、再計画時の経路設定が適切でないために、再計画に時間がかかったり、あるいは再計画された経路が運転者に不適切であった。
このために、運転者は、経路から外れないように運転することに神経を集中させることとなり、表示装置の画面を見る時間や回数が増えて運転そのものに払うべき配慮が減少する。また、経路から外れないように、無理をしても誘導指示に従おうとする傾向が強くなる。また、上述したように、従来の誘導装置では、経路の設定は運転者のその時点の状態や好みや習慣とは無縁に設定されているので、推奨される経路は、運転者にとっては、柔軟性に欠け、使いずらく、利便性に欠ける。例えば、分岐点の手前において、推奨された道路よりも慣れた道を通りたいというような場合や、推奨道路が優良道路であるために通りたくないとか、あるいは、推奨道路には渋滞が発生しているのでそこを通りたくないとか、である。
【０００６】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、経路から外れた場合に、元の経路上の地点に戻るように新たな経路の再計画を可能にすることにより、運転者に経路から外れないように運転することの緊張を強いない経路誘導装置を提案するものである。
本発明のさらなる目的は、経路から外れた場合に、元の経路上に、中間目的地を設定し、その中間目的地までの経路を再計画することのできる経路誘導装置を提案するものである。
【０００７】
本発明のさらなる目的は、経路から外れた場合に、効率よく、中間目的地を設定することのできる経路誘導装置を提案するものである。
本発明のさらなる目的は、経路から外れた場合に、新たに設定しようとする経路が、運転者に負担とならないような経路であるように、中間目的地を設定することのできる経路誘導装置を提案するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成すべく、本発明は、
自車位置情報と目的地と地図情報とに基づいて推奨経路を設定して運転者にこの推奨経路を示す経路誘導装置であって、
自車位置が推奨経路外を走行しているかを判断する判断手段と、
前記判断手段が推奨経路外を走行していると判断したときに、前記推奨経路上に中間目的地を設定する設定手段と、
前記判断手段と設定手段の出力を受け、前記判断手段が推奨経路外を走行していると判断したときに、現在位置から前記設定手段によって設定された中間目的地までの経路を再計画する計画手段とを具備し、
前記判断手段は、
自車位置が道路の密集地近傍にあるか否かを判断し、
道路の密集地近傍において経路を外れたと判断したときは、前記計画手段による再計画を禁止することを特徴とする。
【０００９】
道路の密集地における経路の再計画を禁止することにより、運転者を混乱させることを減らすことができる。
【００１０】
上記の目的を達成すべく、本発明は更に、
自車位置情報と目的地と地図情報とに基づいて推奨経路を設定して運転者にこの推奨経路を示す経路誘導装置であって、
自車位置が推奨経路外を走行しているかを判断する判断手段と、
前記判断手段が推奨経路外を走行していると判断したときに、前記推奨経路上に中間目的地を設定する設定手段と、
前記判断手段と設定手段の出力を受け、前記判断手段が推奨経路外を走行していると判断したときに、現在位置から前記設定手段によって設定された中間目的地までの経路を再計画する計画手段とを具備し、
前記計画手段は、車速と経路長とに基づいた評価値に、経路上での前記現在位置から交差点までの距離に応じた重みを与え、この評価値に基づいて経路を再計画することを特徴とする。
【００１１】
経路の再計画に際し、車速や経路長に基づいた評価値を演算し、この評価値に経路上での前記現在位置から交差点までの距離に応じた重みを与えることにより、運転者により適切な経路が再計画される。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。尚、以下の実施例は本発明を自動車用の経路誘導装置に適用したものである。
〈装置の構成〉
図１は実施例の経路誘導装置のシステム構成を示す。このシステムは、地図や推奨経路などを表示する表示装置２２と、この表示装置２２の表示画面の上に設けられ指などによって目的地を入力するためのタッチパネル２３と、大量の地図情報を含む地図データベース１２と、ＧＰＳや車速センサからの信号を入力して自車位置を検出するロケータ１１と、渋滞情報や道路工事情報などの一過性の情報を入力するための交通情報受信装置１０と、音声を発して運転者に注意等を喚起する音声出力装置２１などを具備する。
【００１５】
地図データベース１２には、例えば、交差点や大きな建物、有名な地点に対してノードが設定されており、地図情報としては、ノードの位置、１つのノードにリンクされている他のノードの識別子、ノード間の距離等を含む。
表示装置２２、タッチパネル２３、地図データベース１２、ロケータ１１、交通情報受信装置１０、音声出力装置２１は演算処理部２０によって制御される。
【００１６】
即ち、処理部２０は、タッチパネル２３を会して入力された目的地と、ロケータ１１が検出した自車位置とに基づいて、地図データベース１２内のノード情報を参考にして現在位置から目的地までの推奨経路を計画し、この推奨経路を表示装置２２上に他の道路と区別できるようにして表示する。処理部２０は、現在の自車位置を示すマーカを推奨経路と共に表示装置２２上に表示する。
【００１７】
処理部２０は、ロケータ１１が検出した現在位置が推奨経路から外れたか否かを監視する。外れたことを検出したならば、後述する手法に従って新たに経路計画を行なう。
〈制御手順〉
図２は、処理部２０におけるメインルーチンの制御手順を示す。尚、この制御手順は、別途計画された推奨経路の存在を前提としており、推奨経路の計画方法は周知であるので、ここでは説明を省略する。この実施例の特徴は、推奨経路から外れたときに、中間目的地を設定し、この中間目的地との関係で新たに経路を計画する点にある。
【００１８】
尚、推奨経路から外れたことの理由には、誤って経路から外れた場合と、意図的に経路外を走行した場合とがある。
先ず、ステップＳ１００において、ロケータ１１からの信号を入力して現在位置を検出する。ステップＳ２００では、この現在位置が既に策定されている経路から外れているかを判断する。
【００１９】
ステップＳ２００における経路外れの判断の手法は、道路が密集しているところを走行しているか否かによって異ならせている。道路が密集しているか否かは、現在の自車位置に最も近接している２つのリンクが表す道路間の距離Ｉが定数Ｉ０よりも大きいか否かによって判断する。即ち、Ｉ＞Ｉ０ならば道路が密集していないと判断し、Ｉ＜Ｉ０ならば道路が密集していると判断する。図３は密集していない場合の判断を、図４は密集している場合の判断を示す。
【００２０】
図３において、密集していない場合においては、現在位置から最も近いリンクまでの距離ｄを定数ｄ０と比較し、ｄ＞ｄ０ならば経路を外れたと判断し、ｄ＜ｄ０ならば経路を外れていないと判断する。一方、密集している場合においては、上記定数ｄ０をそのまま使うことはできない。経路外れを誤判断する可能性が高いからである。そこで、Ｃを１未満の係数とすると、図４において、ｄ＞Ｃ・ｄ０ならば経路を外れたと判断し、ｄ＜Ｃ・ｄ０ならば経路を外れていないと判断する。
【００２１】
ステップＳ３００において経路外れがないと判断できたならば、ステップＳ１００に戻って前述の制御手順（ステップＳ１００〜ステップＳ３００）を繰り返す。
一方、ステップＳ３００において経路外れがあったと判断された場合には、ステップＳ４００で、経路外れがあった回数を記憶するカウンタＣＮＴをカウントアップする。ステップＳ５００では、このカウンタの係数値ＣＮＴを経過時間ＴＭで除した値（即ち、経路外れの頻度）が所定数ＴＨを超えているか否かを判断する。所定数を超えていない場合にはステップＳ６００に進み、現在の自車位置が密集道路近辺を走行しているかを判断する。この判断は前述のリンク間距離Ｉについて、ＩとＩ０とを比較して行なう。
【００２２】
道路密集地帯でないところにおいて経路外れが検出された場合（ステップＳ６００でＮＯ）には、ステップＳ７００に進み、経路の再計画（この詳細は図５などに示す）を行なう。ステップＳ８００では再計画された経路を表示する。一方、道路密集地帯において経路外れが検出された場合（ステップＳ６００でＹＥＳ）には、ステップＳ１００に戻り、即ち、ステップＳ７００に進まないことにより経路の再計画は行なわない。
【００２３】
このように、図２の制御手順では、経路外れがあった場合において、経路の再計画を行なうのは、経路外れの頻度が高くない（経路外れはロケータの不良ではなく実際に発生した）場合と、密集地を走行していない場合である。密集地を走行している場合（ステップＳ６００でＹＥＳ）は、ロケータの誤差か経路外れをしたかの判別が困難であり、このような場合に経路計画を行なうと運転者を混乱させるからである。また、ロケータが不良の場合（ステップＳ９００でＹＥＳ）も経路の再計画を行なわないことにより、同じく運転者を混乱させないようにする。
【００２４】
図２のステップＳ７００における経路再計画の手順について図５のフローチャートと、図６の概念図を参照しながら詳細に説明する。
図６において、実線の１０１，１０２，１０３は元の推奨経路を示す。自動車は、ノード１００までは推奨経路上を辿ってきたが、その経路をノード１００において外れ、現在地１０５まで進んできて経路外れが検出されたとする。
【００２５】
経路外れが検出されて図５の制御手順が実行されると、ステップＳ７１０において、元の経路上の最も時間的に近いノード（「最近の誘導ポイント」という）を求める。図６の例ではノード１００がそのような誘導ポイントである。次に、ステップＳ７１２において中間目的地を設定する。中間目的地の設定には色々な手法があるが、図６の例における設定の手法は、「最近の誘導ポイント」から所定の距離だけ離れた、元の推奨道路上のノード（またはポイント）である。図６の例では、「誘導ポイント」１００から、元の推奨道路１０１にそって距離ｋだけ離間した位置にあるノードＡが「中間目的地Ａ」として設定された。
【００２６】
次にステップＳ７１４において、この中間目的地Ａから、最終目的地１０７へ向けて走行可能であるかを判断する。「走行可能」であるか否かの判断は、図６の例では、中間目的地Ａの前方において渋滞が発生していないか、あるいは事故が発生していないか等に基づいて決定する。渋滞か事故か否かの情報は前述の交通情報受信装置１０を介して得る。
【００２７】
渋滞も事故も発生していなくて、仮に決定した中間地点Ａからの走行が可能であると判断された場合は、ステップＳ７１６において、「誘導ポイントを用いた部分的な経路の再計画」を行なう。ここで、この「誘導ポイントを用いた部分的な経路の再計画」とは、現在地（図６の例では１０５）から前述の「最近の誘導ポイント」（図６の例では１００）までの経路を新たな「推奨経路」とし、さらに、「最近の誘導ポイント」１００から「中間目的地」までの元の推奨道路１０１、中間目的地Ａから最終目的地までの元の推奨経路を再度「推奨道路」とする。そこで、ステップＳ７２４で、新たに計画された経路と元の走行可能な経路とを統合して「推奨経路」として表示する。
【００２８】
一方、中間目的地Ａの前方に事故（または渋滞）などが発生していて、走行が不可能（または好ましくない）とステップＳ７１４において判断された場合は、ステップＳ７１８に進んで、最初に設定した「中間目的地Ａ」の距離ｍだけ前方の「中間目的地Ｂ」を、元の推奨経路上に設定する。図６の例では、Ｂ点がそのような中間目的地となる。そして、ステップＳ７２０に進んで、この中間目的地Ｂが「走行可能」か否かを判断する。図６の例では、中間目的地Ｂの前方には、渋滞や事故などがないことが交通情報からわかっていて走行可能であるので、ステップＳ７２０に進んで、現在地から「中間目的地Ｂ」までの「部分的な経路再計画」を行なう。ステップＳ７２２の「部分的な経路の再計画」は、最初の中間目的地Ａが使用できないので、「最近の誘導ポイント」は使用できないので、現在地から「中間目的地Ｂ」までの経路を後述（図８の制御手順）の経路計画法に基づいて設定する。図６の例では、経路１０４が新たに計画される。そして、ステップＳ７２４において、経路１０４と経路１０３が統合されて新たな「推奨経路」として表示される。
【００２９】
図７のフローチャートに示す「部分的経路計画」法は、
▲１▼：現在地から「中間目的地」までの候補経路を複数通り探索し（ステップＳ７３０）、探索された候補経路の各々について「コスト」を計算し（ステップＳ７３６）、この中から最小の「コスト」の経路を「再計画された部分経路」として推奨する（ステップＳ７３８）、
▲２▼：候補の探索範囲を時間と共に拡大する（ステップＳ７４２）、
というものである。
【００３０】
図８は、「コスト」の計算手法の一例を示す。図８において、１５０は経路外れが起こる前の推奨経路、１５１は現在地、１５２は中間目的地とする。現在地１５１から「中間目的地」１５２までに２通りの経路１５３（第１の経路），１５４（第２の経路）が探索されたとする。この実施例では、経路は複数の「リンク」からなり、１つのリンクの基本「コスト」は、車速をｖすると、（距離）／ｖとなる。本実施例では、リンク毎に「重み」ｗを設定する。重みｗは、通常の経路については“１”であり、図８の例では、現在位置１５１から経路上の交差点までの距離に短いほど大きな値とする。図８の例では、経路１についてのコストは、
wx1 (x1/v) + wy1 (y1/v) + wz1 (z1/v)
であり、経路２についてのコストは
wx2 (x2/v) + wy2 (y2/v) + wz2 (z2/v)
で定義される。ここで、ｗｘ１＝ｗｙ１＝ｗｚ１＝ｗｙ２＝ｗｚ２＝１とする。一方、ｗｘ２＞１とする。ｗｘ１＝１であるから、ｗｘ２＞ｗｘ１である。ｗｘ２＞ｗｘ１とした理由は、経路２を選択すると、現在地から、経路１を通って最初の交差点までの距離ｘ１と経路２を通って最初の交差点までの距離ｘ２とを比較した場合にｘ１＞ｘ２であるので、現時点から短時間の間に忙しいハンドル操作が要求されることとなり、このようなハンドル操作を必要とされる経路は選択される可能性が低くなるようにコストを高める必要があるからである。
【００３１】
〈中間目的地探索の他の例１〉
図９は、「中間目的地」の他の設定手法を説明する。同図において、Ｎ０，Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３は元の経路上のノードである。Ｎ０，Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３のうちのどれかのノードが中間目的地賭して選択される。Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７は、中間目的地を決定するうえです７３０で探索された候補ノードである。また、閉曲線２００〜２０４は探索範囲を示し、１つの範囲がある制限時間内で探索された範囲を示す。即ち、図７のステップＳ７４２で探索範囲を拡張すると、図９に示す如く探索範囲が拡張されていく。図９の例では、範囲２００内に１つのノードＳ０が、範囲２０１内にはノードＳ２，Ｓ３が、範囲２０２内にはノードＳ４，Ｓ６，Ｓ７，Ｎ０が、範囲２０３内にはノードＳ５，Ｎ１が、範囲２０４内にはノードＮ２，Ｎ３が探索されたことを示す。
【００３２】
図９に示された手法は、探索された元の経路上のノードが１つであれば、そのノードを、複数見つかれば、最小のコストを与えるノードを中間目的地とすると言うものである。このときのコスト式は、現在位置に近いノードをＳ０とすると、
ΣＣ（Ｓ０，Ｎｉ）＋ΣＣ（Ｎｉ，Ｇ）
で表される。ここで、コストＣ（Ｓ０，Ｎｉ）は、ノードＳ０からノードＮｉまでのコストを、Ｃ（Ｎｉ，Ｇ）はノードＮｉから最終目的地Ｇまでのコストを示す。
【００３３】
このようにすると、コストよりも時間を優先しつつも、最短の時間内に最もコストの易い中間目的地を発見することができる。
〈中間目的地探索の他の例２〉
図１０は、地図情報中のノードとリンクを階層化することにより、中間目的地探索の速度を上げる工夫を説明する図である。
【００３４】
図１０において、太い実線は上位の階層に属するノードおよびリンクを表し、細い実線は下位階層に属するノードとリンクを表す。初期的に、出発地点から最終目的地までの経路の設定は、上位階層のノードおよびリンクのみを用いて行なう。即ち、推奨経路は上位階層のノードおよびリンク上に設定される。このような経路上を走行中に、誤って（あるいは意図的に）下位階層のリンク進入した場合には、図１０に示すように、その下位階層のリンクおよびノードのみを探索することにより、新しい経路の計画を行なう。迷い込んだ階層と同じ階層のリンク，ノードのみを探索することは、中間目的地探索の速度を上げることになる。階層は、例えば幹線道路は上位に、脇道は下位に設定され、あるいは同じ太さの道路は同じ階層に設定されるので、上位に設定されていた元の推奨経路に戻るための経路探索の効率が上がるからである。図１０に示すように、「部分経路の再計画」は、元の経路と交差したノードまでを新しい経路として設定し、そのノードを中間目的地とする。
【００３５】
〈経路探索の他の例〉
図８に関連して説明した手法は、新たな経路の設定が運転者に急激な運転操作を強いるようなものは推奨しないようにするというものである。図８の例では、最初のコーナが近いようなものは急激な運転操作を強いると考えている。次に説明する例は、急激な角度の進路変更はコストを高めて、なるべく経路として候補に上がらないようにするというものである。
【００３６】
図１１において、直進しようとする経路には重みＷ３を、緩いカーブには重みｗ２を、角には重みｗ１を与えている。運転者には新たな経路が緊張を強いないようにすることが好ましいので、なるべく進路変更の少ない経路が探索されることが好ましいことに鑑みて、
Ｗ３＜ｗ２＜ｗ１
とした。
【００３７】
〈他の変形〉
本発明は種々変形に適用できる。上記実施例は自動車への適用例であったが、本発明は自動車に限られず、車両、船舶、航空機にも適用できる。
また、上記実施例では、渋滞情報などはターンに表示するにとどめていたが、この表示を視認性を高めるためにも、動きのあるものとすることが好ましい。
【００３８】
例えば、図１２に示すように、３つのカラーバーからなる図形を設定し、同図において左から順に、薄い赤色、赤色、濃い赤色のバー（色縞折れ線）を設定する。そして一定時間毎（例えば２５０ｍｓ）にバーの色を進行方向にずらしていく。抗することにより、渋滞の存在、渋滞の方向が一瞥するだけで認識できる。さらに、色をずらす速度を変更することで、渋滞の程度を表すことができる。もし昇り線と下り線の両方に渋滞が存在する場合には、図１２のカラーバーを２つ互いに数ドット離して表示し、色の進行方向を逆にすればよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の経路誘導装置に拠れば、経路から外れた場合に、元の経路上の地点に戻るように新たな経路の再計画を可能にすることにより、運転者に経路から外れないように運転することの緊張を強いない経路誘導装置を提供することができる。
【００４０】
また、経路から外れた場合に、元の経路上に、中間目的地を設定し、その中間目的地までの経路を再計画することのできる経路誘導装置を提供することができる。
また、経路から外れた場合に、効率よく、中間目的地を設定することのできる経路誘導装置を提供することができる。
【００４１】
また、経路から外れた場合に、新たに設定しようとする経路が、運転者に負担とならないような経路であるように、中間目的地を設定することのできる経路誘導装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の誘導装置システムの構成を示す図。
【図２】実施例における経路再計画の制御手順を示すフローチャート。
【図３】道路の密集地を識別する手法を説明する図。
【図４】道路の密集地を識別する手法を説明する図。
【図５】実施例において、中間目的地を設定するための制御手順を示すフローチャート。
【図６】図５の制御手順に関連して中間目的地を設定する原理を説明する図。
【図７】経路探索の制御手順を説明するフローチャート。
【図８】最適な経路を探索するための原理を説明する図。
【図９】最適な経路を探索するための他の手法を説明する図。
【図１０】最適な経路を探索するための他の手法を説明する図。
【図１１】最適な経路を探索するためのさらに他の手法を説明する図。
【図１２】渋滞の表示する図形の形状を説明する図。
【符号の説明】
１５０…元の経路
１０５，１５１…自車の現在位置
１０７，１５２…最終目的地
Claims (2)
- 自車位置情報と目的地と地図情報とに基づいて推奨経路を設定して運転者にこの推奨経路を示す経路誘導装置であって、
自車位置が推奨経路外を走行しているかを判断する判断手段と、
前記判断手段が推奨経路外を走行していると判断したときに、前記推奨経路上に中間目的地を設定する設定手段と、
前記判断手段と設定手段の出力を受け、前記判断手段が推奨経路外を走行していると判断したときに、現在位置から前記設定手段によって設定された中間目的地までの経路を再計画する計画手段とを具備し、
前記判断手段は、
自車位置が道路の密集地近傍にあるか否かを判断し、
道路の密集地近傍において経路を外れたと判断したときは、前記計画手段による再計画を禁止することを特徴とする経路誘導装置。 - 自車位置情報と目的地と地図情報とに基づいて推奨経路を設定して運転者にこの推奨経路を示す経路誘導装置であって、
自車位置が推奨経路外を走行しているかを判断する判断手段と、
前記判断手段が推奨経路外を走行していると判断したときに、前記推奨経路上に中間目的地を設定する設定手段と、
前記判断手段と設定手段の出力を受け、前記判断手段が推奨経路外を走行していると判断したときに、現在位置から前記設定手段によって設定された中間目的地までの経路を再計画する計画手段とを具備し、
前記計画手段は、車速と経路長とに基づいた評価値に、経路上での前記現在位置から交差点までの距離に応じた重みを与え、この評価値に基づいて経路を再計画することを特徴とする経路誘導装置。
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