JP4220626B2

JP4220626B2 - 車両用ナビゲーション装置

Info

Publication number: JP4220626B2
Application number: JP21901499A
Authority: JP
Inventors: 浩司香川
Original assignee: Kenwood KK; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Kenwood KK; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1999-08-02
Filing date: 1999-08-02
Publication date: 2009-02-04
Anticipated expiration: 2019-08-02
Also published as: JP2001041761A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の現在位置が推奨経路から逸脱した場合に、その判定を自動的に行うことのできる車両用ナビゲーション装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両の走行中、目的地までの推奨経路を逸脱した場合、その逸脱位置から最初の推奨経路に戻る復帰経路を計算することのできるナビゲーション装置が知られている（特開昭６３−１６３２１０号公報、特開平７−２７２１９４号公報、特開平８−２７８１５６号公報参照）。
【０００３】
前記各公報記載のナビゲーション装置では、経路を逸脱したかどうかの基準として、推奨経路と車両の現在位置との距離が一定のしきい値を越えているかどうかで判定していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、経路を逸脱したかどうかの基準となるしきい値を一定値に設定すると、次のような難点がある。
【０００５】
細街路などの交差点間隔の短い道路を走行していると、交差点間の距離がしきい値より小さくなることがある。このため、推奨経路を逸脱しても、逸脱判定が間に合わず、復帰経路に沿って曲がるべき交差点を曲がらずに通り過ぎてしまうことがある。また、山間部の道路など交差点間隔の長い道路を走行していると、交差点間の距離が十分長いので逸脱判定をゆっくり行えばよいのに、短いしきい値で逸脱判定してしまう。このため、車両が経路を逸脱していないのにわずかの位置検出誤差で逸脱したと誤判定をすることがある。
【０００６】
また、車両が休憩などのために、サービスエリア、パーキングエリアに進入したり、ガソリン補給のためにガソリンスタンドに入ったら逸脱と判定してしまう。このため、逸脱していないのに逸脱したとの表示や案内をして運転者を迷わせてしまう。また、エリアや施設の出口が複数ある場合ならば、遠回りになる復帰経路を計算してしまうこともある。
【０００７】
ＧＰＳ(Global Poitioning System)を使って車両誘導していると、ＧＰＳの誤差により一時的な誤補正が発生した場合にも、推奨経路を逸脱したと判定して逸脱表示や案内をして運転者を迷わせてしまう。
【０００８】
そこで、本発明は、推奨経路を外れて走行したときに、逸脱判定を的確に行うことができ、もって逸脱誤判定率を下げて、運転者に無用な不安を与えることのない車両用ナビゲーション装置を実現することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の車両用ナビゲーション装置によれば、車両が推奨経路を逸脱しているかどうかを判定する逸脱判定手段は、走行している道路の道路種別を判別し、道路種別の判別結果に応じて、車両が推奨経路を逸脱しているかどうかを判定するしきい値である逸脱判定距離を変えるものである。
【００１０】
前記「道路種別」は、交差点間の距離の長い短いに応じて道路区間ごとに定めてもよく、従来からある行政上の道路種別を用いてもよい。行政上の道路種別としては、具体的には、高速自動車国道、自動車専用道路、国道、都道府県道、政令指定都市の道路、市町村道、生活道路のような細街路、が挙げられる。また、都市部の道路、田園部の道路、山間部の道路などの分け方であってもよい。
【００１１】
また、「道路種別の判別結果に応じて、車両が推奨経路を逸脱しているかどうかを判定するしきい値である逸脱判定距離を変える」とは、具体的には、交差点間の距離が短いと認められる道路種別の道路ほど、逸脱判定距離を短くすることであり、交差点間の距離が長いと認められる道路種別の道路ほど、逸脱判定距離を長くすることである。
【００１２】
この構成の車両用ナビゲーション装置であれば、都市部の道路や細街路のような交差点間の距離の短い道路を走行している場合と、高速道路や山間部の道路のような交差点間の距離の長い道路を走行している場合とで、逸脱判定距離を変えるので、常に、適切なしきい値を用いて逸脱判定を行うことができる。したがって、逸脱判定が遅すぎることはなく、位置検出精度の一時的な低下で誤判定をしてしまうこともなくなる。
【００１５】
本発明の請求項２記載の車両用ナビゲーション装置によれば、逸脱判定手段は、位置検出手段の位置検出精度を評価し、位置検出精度が低下している場合は、車両が推奨経路を逸脱しているかどうかの判定をしないものである。前記位置検出手段の例として、ＧＰＳが挙げられる。
【００１６】
位置検出精度が低下していれば、逸脱誤判定を行いやすい。このような場合に逸脱と誤判定してしまうと、運転者を迷わせてしまうので、推奨経路を逸脱しているかどうかの判定をしないこととしたのである。
【００１７】
なお、逸脱判定手段が車両が推奨経路を逸脱していると判定した場合には、車両誘導手段は、運転者に一定の表示又は音声案内をすることとしてもよく（請求項４）、経路計算手段は、目的地又は推奨経路のいずれかの地点に至る復帰経路を計算してもよい（請求項５）。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
図１は、車両用ナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。この車両用ナビゲーション装置は、位置検出のためのＧＰＳ受信機１、走行距離を検出する車速センサ２、ジャイロなどの方位センサ３を備えており、これらの検出信号は、車両用ナビゲーション装置の位置検出部４に与えられる。
【００２０】
位置検出部４は、車速センサ２、方位センサ３による走行距離情報及び方位情報、並びにＧＰＳ受信機１による位置情報と、地図専用ディスクＤに格納されている道路パターンとの比較に基づいて車両位置を算出する。この算出は、一定周期（例えば１秒）ごとに行われ、車両の位置データは、車両の走行に連れてこの周期ごとに更新されていくことになる。
【００２１】
位置検出部４で検出された車両の現在位置データは、車両用ナビゲーション装置の地図描画部８に与えられ、ここで、道路地図と、その地図上における車両の現在位置マークと、推奨経路（後述）に沿った線を生成し、モニター１０に表示させる。
【００２２】
また位置検出部４で検出された車両の現在位置データは、経路計算部６に与えられる。経路計算部６は、この現在位置データと、地図表示等を見ながら操作キー１２から入力された目的地データと、地図専用ディスクＤからディスクドライブ５を通して与えられる道路地図データとに基づいて、現在位置から目的地までの推奨経路（「初期経路」という）を計算するとともに、初期経路を逸脱したと判定した場合に、現在位置データと道路地図データとに基づいて、車両の現在位置から初期経路のいずれかの地点までの推奨経路（「復帰経路」という）を計算するものである。
【００２３】
誘導制御部９は、スピーカ１１，操作キー１２，モニター１０などとのインターフェイスをとり、推奨経路に沿って交差点の右左折などの指示を出すことにより車両を誘導するとともに、位置検出部４で検出された車両の現在位置データに基づいて車両が初期経路を逸脱しているかどうかを判定し、車両が初期経路を逸脱していると判定した場合に、スピーカ１１で音声案内したり、モニター１０に注意表示をしたり、経路計算部６に復帰経路計算の指示を出したりするものである。
【００２４】
誘導制御部９に付属しているメモリ１４は、距離積算テーブル（後述）、初期経路を構成するリンク列、復帰経路計算の結果得られた復帰経路を構成するリンク列等を記憶するものである。
【００２５】
前記地図専用ディスクＤに記憶されている道路地図データは、道路地図（高速自動車国道、自動車専用道路、国道、都道府県道、政令指定都市の道路、市町村道、生活道路のような細街路、施設・エリア内の道路を含む）をメッシュ状に分割して、各メッシュ単位でノードとリンクとの組み合わせからなる経路データを記憶している。この他に、ビルディング、家屋、ガソリンスタンド、レストラン、駐車場などの各種施設・エリアデータ、河、海、湖などの各種地形データも含んでいる。
【００２６】
前記メッシュは、日本道路地図を経度差１度、緯度差４０分で分割し、縦横の距離を約８０km×約８０kmとした上位メッシュと、この上位メッシュを縦横それぞれ８等分し約１０km×約１０kmとした中位メッシュと、中位メッシュを縦横それぞれ１０等分し約１km×約１kmとした下位メッシュとの三重構造を持っている。
【００２７】
ノードとは、道路の交差点や折曲点を特定するための座標点のことであり、交差点を表すノードを交差点ノード、折曲点（交差点を除く）を表すノードを補間点ノードという。
【００２８】
リンクは、始点ノードと終点ノードとをつないだものであって、道路の形に沿った方向付きの折れ線である。
【００２９】
この折れ線の形状を無視して、１本又は複数本つながったリンクを通過するときのリンクコスト情報と、他の圧縮リンクとの接続状態を示す情報とがデータとして記憶されたリンクを「圧縮リンク」という。この圧縮リンクは、経路計算をするときに使うものである。
【００３０】
道路の曲がり具合までを考慮して、リンクを構成するノードの座標で特定したリンクを「形状リンク」という。この形状リンクは、本発明との関連では、車両が推奨経路を逸脱しているかどうか判定するとき等に使用する。
【００３１】
圧縮リンクを記憶したデータファイルをリンク圧縮ファイルといい、１本１本ごとに形状リンクを構成するノードの座標を記憶したデータファイルをリンク形状ファイルという。
【００３２】
リンク圧縮ファイルは、圧縮リンクの道路種別、リンクコスト、リンク長、そのリンクに接続する他のリンクへのポインタ、接続コスト、そのリンクに対応する形状リンクへのポインタ等を記憶している。
【００３３】
リンク形状ファイルは、形状リンクごとに始点ノード、終点ノード及び補間点ノードの各座標と、そのリンクに対応する圧縮リンクへのポインタと、リンクの道路種別、交通規制のデータを持っている。前記「道路種別」とは、例えば(1)高速自動車国道、自動車専用道路などの高速道路、(2)国道、都道府県道、政令指定都市の道路のような一般道路、(3)生活道路のような細街路、(4)サービスエリア、パーキングエリア、公園等のような施設内の道路を区別するための道路種別をいう。
【００３４】
以下、初期経路の設定手順を説明する。
【００３５】
操作キー１２によって運転者が目的地を入力すれば、経路計算部６は、目的地付近及び現在地付近のリンク形状データを読み込み、自己の記憶領域に記憶する。
【００３６】
これらのリンク形状データを獲得している間に、運転者は、経路計算要求をするための計算条件、例えば高速道路を利用するか、経由地点を設定するか等の条件を設定することができる。
【００３７】
次に、操作キー１２によって運転者から経路計算要求があれば、現在位置に最も近い形状リンクを特定しこれに対応する圧縮リンクを計算開始リンクとし、目的地に最も近い形状リンクを特定しこれに対応する圧縮リンクを計算終了リンクとする。そして、計算終了リンクから始まる経路のツリーを求め、その中から計算開始リンクを通る経路を初期経路として決定する。
【００３８】
以上のようにして初期経路が求められ、モニター１０に表示される。車両がこの経路に沿って走行すると、走行中、位置検出部４によって検出される車両の位置に基づいてカーマークが地図の中に表示される。
【００３９】
次に、車両が初期経路から逸脱した場合に、逸脱位置から初期経路に戻る復帰経路を計算する手順を説明する。
【００４０】
図２は、復帰経路計算の手順を説明するためのフローチャートであり、このフローチャートのスタートからエンドまでは、経路計算部６の車両位置算出周期１回分（例えば１秒）に対応する。
【００４１】
誘導制御部９は、前回検出した位置から今回検出した位置までの移動距離Ｄ_Mを計算する(ステップＳ１)。次にＤ_Mが一定距離以上かどうか判定する(ステップＳ２)。Ｄ_Mは、車両が通常の走行をしているときは、１０ｍ位であるが、ＧＰＳの位置検出誤差が生じたときは、検出位置が大きく飛ぶので、ステップＳ２は、この位置の飛びを判定するためである。Ｄ_Mが一定距離以上であれば(ステップＳ２のＹＥＳ)、ＧＰＳ不安定フラグをオンにし、新たな距離の積算を始めるという意味でメモリ１４の距離積算テーブルをクリアする(ステップＳ３)。
【００４２】
Ｄ_Mが一定距離未満であれば(ステップＳ２のＮＯ)、ＧＰＳ不安定フラグがオンかどうか判定し(ステップＳ４)、オンであれば、今回の移動距離を距離積算テーブルに加算する(ステップＳ５)。そして積算距離が一定値（例えば５００ｍ）以上かどうか判定し(ステップＳ６)、一定値以上でなければ、処理を終了する。積算距離が一定値に達していないときは、道路パターンとの比較が十分でなく、検出位置の精度が確保されていないと考えられるから逸脱判定をしないのである。積算距離が一定値以上あれば、ＧＰＳ不安定フラグをオフにする(ステップＳ７)。
【００４３】
ＧＰＳ不安定フラグがオフのときは、ステップＳ８に進み、今走行している道路がサービスエリア、パーキングエリアのリンクかどうか判定する(ステップＳ８)。
【００４４】
図３は、サービスエリアのリンク（ＳＡリンク）を図示した地図である。
【００４５】
サービスエリア、パーキングエリアのリンクであれば、処理を終了する。車両がサービスエリア、パーキングエリアに入っているときは、車両は走行経路を大きく迂回するので、逸脱判定に適さないと判断したためである。
【００４６】
次に、現在地がガソリンスタンドや駐車場のような施設の中かどうか判定する(ステップＳ９)。
【００４７】
図４は、道路に隣接する施設の一例としてガソリンスタンドＧＳを示す地図である。
【００４８】
この判定は、車両の現在位置が、道路地図データに含まれている各種施設の輪郭線（ポリゴン）の中に入っているかどうかに基づいて判定する(ステップＳ１０；地図データの中に施設の輪郭線のデータを含むことは公知であり、例えば特許第２８４９５７７号公報参照）。車両の現在位置が施設の輪郭線の中に入っていれば、処理を終了する。車両が施設内に入っているときは、車両の走行経路が迂回するので、やはり逸脱判定に適さないと判断したためである。
【００４９】
次に、走行中の道路種別が細街路か、高速道路か、一般道路かを判定し(ステップＳ１０，Ｓ１１)、道路種別に応じて逸脱判定距離Ｄ_Dを細街路用（例えば２５ｍ）、高速道路用（例えば１５０ｍ）、一般道路用（例えば５０ｍ）の値にセットする(ステップＳ１２〜Ｓ１４)。これは、細街路のような交差点間の距離の短い道路を走行している場合と、高速道路のような交差点間の距離の長い道路を走行している場合とで、逸脱判定距離を変えることにより、常に、適切なしきい値を用いて逸脱判定を行うためである。
【００５０】
そして、現在地から初期経路までの距離が逸脱判定距離Ｄ_D以上かどうかを判定する(ステップＳ１５)。現在地から初期経路までの距離の計り方は、例えば、図５に示すように、現在地から初期経路を構成する複数の形状リンクＬ1，Ｌ2，Ｌ3，‥‥までの垂直線Ｄ1，Ｄ2，Ｄ3，‥‥のうち、最も短い垂直線Ｄ2の距離とすればよい。
【００５１】
垂直線Ｄ1，Ｄ2，Ｄ3，‥‥の距離を測定するのに代えて、現在地から形状リンクＬ1，Ｌ2，Ｌ3，‥‥の始点までの距離又は終点までの距離を測定してもよい。
【００５２】
逸脱判定距離がＤ_D未満であれば、逸脱カウンタをクリアする(ステップＳ１６)。逸脱判定距離Ｄ_D以上であれば、逸脱カウンタをアップして(ステップＳ１７)、逸脱カウンタが一定値以上かどうか判定し(ステップＳ１８)、一定値以上であれば、自動的に復帰経路を計算する(ステップＳ１９)。なお、逸脱カウンタが一定値以上かどうか判定するのは、初期経路を逸脱したことを確実に判断するためである。
【００５３】
ここで、自動的に復帰経路を計算するときに、いずれのリンクを計算終了リンクに選ぶかは、任意である。例えば、初期経路を計算したときの目的地リンクでもよく（特開平２−１４１８９９号公報）、経由地リンクが設定されていれば、これから通過する予定の経由地リンクでもよい（特開平６−６６５８７号公報）。また、地図専用ディスクＤから読み出して、ＤＲＡＭに記憶している範囲の地図の中で、目的地に一番近いリンクでもよい（特開平８−２７８１５６号公報）。
【００５４】
復帰経路が求まれば、道路地図とともにモニター１０に表示し、新たな車両誘導を行う。
【００５５】
以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は、前記の形態に限られるものではない。前記実施の形態では、逸脱判定時に、復帰経路の自動
計算をしていたが、自動計算はせずに、モニター１０による表示やスピーカ１１による音声で逸脱を知らせるだけでもよい。そして、運転者が操作キー１２で操作したときだけ復帰経路の計算をすることとしてもよい。
【００５６】
また、前記実施の形態では、車両がサービスエリア、パーキングエリア内かどうかを判定するのに、ステップＳ８で走行しているリンクがサービスエリア、パーキングエリアのリンクかどうか判定していたが、車両の現在位置がサービスエリア、パーキングエリアの輪郭を表すポリゴン座標の内か外かで判定してもよく、サービスエリア、パーキングエリアの中心座標から車両の現在位置までの距離が一定距離以内かどうかで判定してもよい。
【００５７】
また、前記実施の形態では、車両がガソリンスタンドや駐車場などの施設の内かどうかを判定するのに、ステップＳ９で車両の現在位置が各種施設の輪郭を表すポリゴンの中に入っているかどうかに基づいて判定していたが、各種施設のリンクがもし定義されているのなら、走行しているリンクが当該施設のリンクかどうかで判定してもよく、各種施設の中心座標から車両の現在位置までの距離が一定距離以内かどうかで判定してもよい。
【００５８】
さらに、前記実施の形態では、走行中の道路種別が細街路か、高速道路か、一般道路かに応じて逸脱判定距離Ｄ_Dを変えていたが、細街路、高速道路、一般道路という分け方に限定されるものではない。国道、都道府県道、市町村道等で分けてもよく、都市部の道路、郊外の道路、山間部の道路などの分け方であってもよい。また、道路の区間区間ごとに、作業者が逸脱判定距離Ｄ_Dを設定していってもよい。
【００５９】
その他、本発明の範囲内で、種々の変更を施すことが可能である。
【００６０】
【発明の効果】
以上のように請求項１記載の本発明によれば、都市部の道路や細街路のような交差点間の距離の短い道路を走行している場合と、高速道路や山間部の道路のような交差点間の距離の長い道路を走行している場合とで、逸脱判定距離を変えるので、常に、適切なしきい値を用いて逸脱判定を行うことができる。したがって、逸脱判定が遅すぎたり、速過ぎたりすることはなくなり、常に、運転者に適切な指示を与えることができる。
【００６２】
請求項２記載の本発明によれば、位置検出精度が低下していれば、従来のように逸脱と誤判定することはないので、運転者に信頼感を与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両用ナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。
【図２】復帰経路計算の手順を説明するためのフローチャートである。
【図３】高速道路の傍のサービスエリアを示す地図である。
【図４】道路に隣接する施設の一例としてガソリンスタンドＧＳを示す地図である。
【図５】現在地から推奨経路までの距離の計り方を説明する図である。
【符号の説明】
１ＧＰＳ受信機
２車速センサ
３方位センサ
４位置検出部
５ディスクドライブ
６経路計算部
８地図描画部
９制御部
１０モニター
１１スピーカ
１２操作キー
１４メモリ

Claims

車両の現在位置を検出する位置検出手段と、記憶媒体から地図情報を読み出し車両の現在位置とともに地図表示する表示手段と、目的地を設定する設定手段と、設定された目的地までの推奨経路を自動的に計算する経路計算手段と、計算された推奨経路に沿って目的地まで車両を誘導する車両誘導手段と、車両が推奨経路を逸脱しているかどうかを判定する逸脱判定手段とを備え、
前記逸脱判定手段は、推奨経路に沿って走行している道路の、交差点間の距離の長い短いに応じて定められた道路種別又は行政上の道路種別を判別し、前記道路種別の判別結果に応じて、車両が推奨経路を逸脱しているかどうかを判定するしきい値としての、車両の現在地から前記推奨経路までの逸脱判定距離を変えるものであることを特徴とする車両用ナビゲーション装置。
前記逸脱判定手段は、位置検出手段の位置検出精度を評価し、位置検出精度が低下している場合は、車両が推奨経路を逸脱しているかどうかの判定をしないことを特徴とする請求項１記載の車両用ナビゲーション装置。
位置検出手段が、ＧＰＳ(Global Poitioning System)を利用した位置検出手段であることを特徴とする請求項２記載の車両用ナビゲーション装置。
逸脱判定手段が車両が推奨経路を逸脱していると判定した場合に、車両誘導手段は、運転者に一定の表示又は音声案内をすることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の車両用ナビゲーション装置。
逸脱判定手段が車両が推奨経路を逸脱していると判定した場合に、経路計算手段は、目的地又は推奨経路のいずれかの地点に至る復帰経路を計算するものであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の車両用ナビゲーション装置。