JP5388690B2 - 経路案内装置、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、利用者に現在地から目的地までの経路を案内する経路案内装置、及び経路案内プログラムに関する。

近年、携帯電話機、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）等の携帯端末装置の性能は飛躍的に向上し、かつ多機能化が進んでいる。特に通話機能の他にデータ通信機能が強化され、ユーザに対してインターネットを介した種々のデータ通信サービスが提供されている。ナビゲーションサービスもその１つであり、携帯電話機のユーザに対して、現在地から目的地までの経路案内を提供するサービスが実施されている。

このような携帯電話機に対するナビゲーションサービスに関する発明としては、特許文献１に記載されたナビゲーションシステムがある。このナビゲーションシステムは、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信部とＧＰＳ制御部及びＧＰＳアンテナを携帯電話機に内蔵したＧＰＳ機能付き携帯電話機にて複数のＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信する手段と、該複数のＧＰＳ信号に含まれる衛星位置や衛星受信機間距離情報及び時計情報等を解析して得られた位置情報と当該ＧＰＳ機能付き携帯電話機の電話番号及び探索情報等のデータをパケット送信する手段と、該データを受信して当該ＧＰＳ機能付き携帯電話機及び目的地の位置を検出し適正尺度の地図情報やルート情報及び距離等の地図データを当該ＧＰＳ機能付き携帯電話機に送信することができる手段を有した地図サービスセンタを配設したものである。

ところで、前述の携帯電話機を利用したナビゲーションシステムや通常のカーナビゲーション装置においては、移動中の装置の現在位置の測位データには誤差が含まれているため、測位した現在位置を地図の道路上、或いは案内経路上に修正する処理が行われる。一般的には前者をマップマッチング処理、後者をルートマッチング処理と言う。

ルートマッチング処理については、例えば特許文献２に開示されている。特許文献２は通信型ナビゲーション装置に関するものであり、車両に搭載されたナビゲーション装置において、測位した車両の位置が案内経路（ルート）からずれた場合に、最も近い案内経路を検出して車両の現在位置をその案内経路上に修正するものである。

しかしながら、特許文献２に記載されたルートマッチング処理の場合、案内経路上で複数の部分が近接している箇所を通行する場合に、ミスマッチングを起こすことがある。

このことについて、図７を用いて説明する。この図において、車両は案内経路上のループ状の道路３００に図の下方から進入し、反時計回りに走行して、図の右方から退出する。図の直線４００は車両が走行した軌跡であり、立体交差部３０１の手前に到達していることを示している。Ｐ１，Ｐ２は測位位置であり、Ｑ１，Ｑ２は測位位置Ｐ１，Ｐ２をルートマッチング処理により修正した位置である。測位位置Ｐ１，Ｐ２については、各々に最も近い案内経路上の位置Ｑ１，Ｑ２にマッチングさせることで、正確に修正することができている。

しかし、次の測位位置Ｐ３については、立体交差部３０１の付近では案内経路（道路３００）が互いに近接しており、修正すべき位置Ｑ３よりも立体交差している相手側の位置Ｑ４の方が近いため、誤って位置Ｑ４にマッチングしてしまうという問題がある。この結果、ナビゲーション装置のディスプレイに表示される現在位置ポインタ５０１及び走行軌跡５０２が、図８に示すような位置Ｑ２に対応するものから図９に示す位置Ｑ４に対応するものに急変してしまう。なお、このようなミスマッチングは、立体交差部付近に限らず、例えば略Ω型の平面的な道路の互いに近接している部分でも起こる可能性がある。

特開２００３−２８６６２号公報 特開２００２−３１０９６１号公報

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、案内経路上で交差部付近を通行するときのルートマッチング精度を向上させることである。

本発明の経路案内装置は、ＧＰＳ受信機と、ネットワーク上のサーバから経路データを取得する手段と、前記ＧＰＳ受信機で取得した現在位置を前記経路データによる経路上に修正する修正手段とを有する経路案内装置であって、前記経路データは、経路を複数の区間に分割した分割位置の位置情報を含み、前記修正手段は、経路の交差部を検出する交差部検出手段と、最新のマッチング位置の属する区間又はその次の区間に垂線を降ろせるか否かを判定する第１の判定手段と、該第１の判定手段により垂線を降ろせると判定された区間内の最も近い位置にマッチングさせる第１のマッチング手段と、現在位置に最も近い経路にマッチングさせる第２のマッチング手段と、前記最新のマッチング位置が前記交差部付近に位置する場合は前記第１のマッチング手段を動作させ、それ以外の場合は前記第２のマッチング手段を動作させる制御手段と、を有することを特徴とする経路案内装置である。
本発明の経路案内プログラムは、ＧＰＳ受信機を有する携帯端末装置のコンピュータを、本発明の経路案内装置の各手段として機能させるための経路案内プログラムである。

［作用］
本発明によれば、ＧＰＳ受信機で取得した現在位置を経路上に修正するルートマッチングを行うときに、最新のマッチング位置が経路の交差部付近に位置する場合は、最新のマッチング位置の属する区間又はその次の区間に垂線を降ろせるか否かを判定し、垂線を降ろせると判定された区間内の最も近い位置にマッチングさせ、それ以外の場合は、現在位置に最も近い経路にマッチングさせる。

本発明によれば、案内経路上で交差部付近を通行するときのルートマッチング精度が向上する。

本発明の実施形態の経路案内システムを示す図である。 経路探索処理のフローチャートである。 経路案内処理のフローチャートである。 ルートマッチング処理のフローチャートである。 本発明の実施形態におけるルートマッチングを示す図である。 本発明の実施形態のルートマッチングによるルート表示画面の一例を示す図である。 従来のルートマッチングを示す図である。 従来のルートマッチングによるルート表示画面の一例を示す図である。 従来のルートマッチングによるルート表示画面の別の一例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
〈経路案内システムの構成〉
本発明の実施形態の経路案内システムは、図１に示すように、経路探索サーバ１００と、地図サーバ１５０と、経路案内装置としての携帯電話機２００とを含んでいる。携帯電話機２００は、人が携帯する場合には歩行者用ナビゲーション装置として機能し、車両に搭載した場合には、カーナビゲーション装置として機能する。

携帯電話機２００は、ＧＰＳ受信機２０１と、表示パネル２０２と、音声出力部２０３と、無線通信回路２０５と、コマンド入力部２０６と、主制御部２１０と、通話制御部２２０とを備えている。

主制御部２１０は、携帯電話機２００の各部を制御するためのコントローラである。主制御部２１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１１と、ＲＡＭ（Random Access Memory）２１２と、ＲＯＭ（Read Only Memory）２１３とを備えている。ＣＰＵ２１１は、ＲＯＭ２１３に記憶された制御プログラムをＲＡＭ２１２にロードして実行することで、後述する種々の処理を実現する。

ＧＰＳ受信機２０１は、ＧＰＳ衛星から送信された電波を受信する装置である。主制御部２１０は、ＧＰＳ受信機２０１が受信した電波に基づき現在位置を検出（測位）する。主制御部２１０は、ＧＰＳ受信機２０１が、３つの衛星から電波を受信することができれば、２次元的な現在位置を検出することができ、４つの衛星から電波を受信することができれば、３次元的な現在位置を検出することができる。また、５つ以上の衛星から電波を受信することができれば、高精度に現在位置を検出することができる。

表示パネル２０２は、液晶ディスプレイとこれを駆動する駆動回路とを備えている。主制御部２１０は、表示パネル２０２を制御することで、地図画像や推奨経路、現在位置などを表示する。表示パネル２０２には、液晶ディスプレイに限らず、有機ＥＬディスプレイなど、種々の表示デバイスを採用することができる。

音声出力部２０３は、経路案内時に音声を出力するためのスピーカや、これを駆動する回路などから構成される。

無線通信回路２０５は、基地局ＢＳとの間でデータ通信もしくは音声通信を行うための回路である。基地局ＢＳには、インターネットＩＮＴを介して経路探索サーバ１００や地図サーバ１５０が接続されている。無線通信回路２０５は、基地局ＢＳを介して、経路探索サーバ１００や地図サーバ１５０にアクセスすることができる。

通話制御部２２０は、音声通話のための着信や呼出、音声信号と電気信号の変換などを行う回路である。

コマンド入力部２０６は、テンキー２０６ａやカーソルキー２０６ｂなどのボタン群から構成される。ユーザは、これらのボタンを用いることで、経路探索に用いられる出発地や目的地などの入力を行うことができる。

地図サーバ１５０は、通信部１５２と、制御部１５４と、記憶装置１５５とを備えている。記憶装置１５５には、地図データベース１５６が格納されている。通信部１５２は、インターネットＩＮＴを介して携帯電話機２００と通信を行うことができる。地図データベース１５６には、携帯電話機２００に供給する地図データがベクトル形式で記録されている。この地図データには、地形や建物、道路等の形状を表すデータが含まれている。制御部１５４は、携帯電話機２００から地図データの取得要求があると、指定された範囲の地図データを地図データベース１５６から検索し、通信部１５２を介して携帯電話機２００へ送信する。

経路探索サーバ１００は、通信部１０２と、制御部１０４と、記憶装置１０５とを備えている。通信部１０２は、インターネットＩＮＴを介して携帯電話機２００と通信を行うことができる。記憶装置１０５には、道路のつながり状態が記録された経路データベース１０６が記憶されている。道路のつながり状態は、交差点や分岐点等を表すノードデータと、ノードデータを結ぶ線分によって道路を表すリンクデータとによって表されている。経路探索サーバ１００は、携帯電話機２００から経路探索要求があると、経路データベース１０６を用いて、指定された出発地と目的地とを結ぶ推奨経路を探索する。そして、探索の結果、得られた推奨経路データ（以下、単に経路データと言う）を、通信部１０２を介して携帯電話機２００へ送信する。

本実施形態では、経路データは、推奨経路（以下、単に経路と言う）を複数の区間に分割した分割位置を示す位置データを経路の並び順に配置したものである。即ち現在位置の緯度、経度を（Ｘ０，Ｙ０）、目的地の緯度、経度を（Ｘｎ，Ｙｎ）とし、現在地から目的地に向けて経路をｎ個の区間に分割する位置（Ｘ１，Ｙ１）〜（Ｘｎ−１，Ｙｎ−１）を定め、それらの順番に並べた形式（Ｘ０，Ｙ０，Ｘ１，Ｙ１，Ｘ２，Ｙ２，・・・Ｘｎ−１，Ｙｎ−１，Ｘｎ，Ｙｎ）とした。

本実施形態では、経路探索サーバ１００の制御部１０４は、自己の記憶装置１０５に記憶された経路データベース１０６を用いて経路探索を行う。しかし、経路データベース１０６が地図サーバ１５０に記憶されている場合には、インターネットＩＮＴ経由で、この経路データベース１０６を読み込んで利用してもよい。なお、経路探索サーバ１００と地図サーバ１５０は、一体のサーバとして構成することもできる。また、携帯電話機２００の代わりに、通信機能及び画像表示機能を有する他の携帯端末装置（ＰＤＡ：Personal Digital Assistant）などを用いることもできる。

〈経路探索処理〉
図２は、携帯電話機２００の主制御部２１０が実行する経路探索処理のフローチャートである。この処理は、ユーザが、コマンド入力部２０６を用いて、携帯電話機２００の経路案内機能を呼び出した場合に実行される。また、ここでは、ユーザは車両に乗っているものとする。

経路探索処理が開始されると、まず、主制御部２１０は、コマンド入力部２０６を介して、ユーザから、出発地、目的地等の入力を受け付ける（ステップＳ１）。出発地は、ＧＰＳ受信機２０１により検出された現在位置とすることができる。これらの入力を受け付けると、主制御部２１０は、無線通信回路２０５を用いて、経路探索サーバ１００へ、経路探索の要求信号を送信する（ステップＳ２）。この要求信号には、ステップＳ１で入力された情報が含まれている。

経路探索サーバ１００は、携帯電話機２００から経路探索の要求信号を受信すると、記憶装置１０５に記憶された経路データベース１０６を参照して、要求信号に含まれる出発地と目的地とを結ぶ（経由地が設定されていれば経由地を含む）経路を算出する。経路の算出は、例えば周知のダイクストラ法を用いて行う。経路探索サーバ１００は、携帯電話機２００から取得した出発地或いは目的地の緯度及び経度が、経路データベース１０６に記録された経路上にない場合には、周知のマップマッチング処理を行うことで、その地点に最も近い道路上の地点を、出発地或いは目的地とする。経路探索サーバ１００は、経路を算出すると、前述した経路データを携帯電話機２００へ返信する。

携帯電話機２００の主制御部２１０は、経路探索サーバ１００から経路データを受信すると（ステップＳ３）、その経路データをＲＡＭ２１２に記憶する（ステップＳ４）。ＲＡＭ２１２に記憶された経路データは、後述する地図表示処理において、表示パネル２０２上に表示される。なお、経路探索サーバ１００から携帯電話機２００に送信される経路データには、経路の種別（高速道路、一般道、歩道、線路等）や、案内表示を行うべき交差点や分岐点の緯度、経度を示す位置情報、案内表示時に画面に表示すべき画像データを含めてもよい。案内表示時に画面に表示すべき画像データとしては、例えば、交差点や分岐点における道路の詳細な接続状態を表す画像データや、インターチェンジやランプの案内板を模した画像データなどがある。

〈経路案内処理〉
図３は、図２に示した経路探索処理に続いて実行される経路案内処理のフローチャートである。本実施形態では、携帯電話機２００の主制御部２１０は、この処理を１秒に１回実行する。

この経路案内処理が実行されると、まず、主制御部２１０は、ＧＰＳ受信機２０１を用いて現在位置の検出を行い、検出結果をＲＡＭ２１２に記憶する（ステップＳ１１）。次いで、主制御部２１０は、検出された緯度、経度を含む所定の範囲（例えば、５００ｍ四方）の地図データを地図サーバ１５０から取得する（ステップＳ１２）。現在位置周辺の地図データがＲＡＭ２１２にバッファリングされている場合には、主制御部２１０は、バッファリングされているデータの中から、現在位置に対応する地図データを取得する。取得する地図データの範囲は、ユーザが設定した地図の表示スケールに合わせて調整することができる。

地図データを取得すると、主制御部２１０は、ＲＡＭ２１２から経路データを入力する（ステップＳ１３）。この経路データは、図２に示した経路探索処理のステップＳ３で経路探索サーバ１００から受信したデータである。なお、経路データを、図２のステップＳ３で受信する代わりに、地図データと同様に、現在位置から所定範囲内のものを図３の経路案内処理の中（ステップＳ１１以後〜Ｓ１３以前）で受信するように構成してもよい。

続いて、ステップＳ１１で検出した現在位置と、ステップＳ１３で入力した経路データとを用いて、ルートマッチングを行う（ステップＳ１４）。ルートマッチングの詳細については後述する。

次に、主制御部２１０は、ステップＳ１２で取得したベクトル形式の地図データにより地図を描画し、ステップＳ１３で入力した経路データにより経路を描画し、地図上に経路を重畳して表示パネル２０２に表示する。さらに、経路上にステップＳ１４でマッチングさせて車両の現在位置を示すマーク、及び走行軌跡を重畳する。

〈ルートマッチング処理〉
図４は、図３のルートマッチング処理のフローチャートである。この経路案内処理が実行されると、まず、主制御部２１０は、ステップＳ１１で検出した現在位置データをＲＡＭ２１２から入力する（ステップＳ１４１）。次いで、主制御部２１０は、現在の線分データをＲＡＭ２１２から入力する（ステップＳ１４２）。線分とは、経路をｎ個の区間に分割した区間のことであり、現在の線分とは、最新のマッチング位置（現時点迄で最後にマッチングした位置）が属する線分（区間）のことである。

ここで、図５を用いて現在の線分について説明する。図５において、車両はループ状の道路３００に図の下方から進入し、反時計回りに走行して、図の右方から退出する。図の矢印４００は車両が走行した軌跡であり、立体交差部３０１の手前に到達していることを示している。Ｐ１，Ｐ２は測位位置であり、Ｑ１，Ｑ２は測位位置Ｐ１，Ｐ２をルートマッチング処理により修正した位置である。ＧＩ，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４は線分であり、点線で示す線分の境界線の位置は、経路をｎ分割した位置（Ｘ１，Ｙ１）〜（Ｘｎ−１，Ｙｎ−１）のどれかに対応する。ここでは、便宜上、４個の線分をＧＩ，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４を図示したが、ループ状の道路３００はより多くの線分を含んでいる。最新のマッチング位置はＱ２であり、線分Ｇ１に属している（線分Ｇ１上にある）。

次に、主制御部２１０は、ステップＳ１４１で入力した現在位置データと、ステップＳ１４２で入力した現在の線分データとを用いて、現在位置から現在の線分に垂線を降ろせるか否か判定する（ステップＳ１４３）。

判定の結果、垂線を降ろせる場合（Ｓ１４３：YES）は、現在位置を垂線の降りた位置にマッチングさせる（ステップＳ１４４）。一方、垂線を降ろせない場合（Ｓ１４３：NO）は、現在の線分の一つ前方の線分に垂線を降ろせるか否か判定する（ステップＳ１４５）。図５の場合、現在位置Ｐ３から現在の線分Ｇ１に垂線を降ろすことはできないので、Ｓ１４３からＳ１４５へ進むことになる。

判定の結果、垂線を降ろせる場合（Ｓ１４５：YES）は、現在位置を垂線の降りた位置にマッチングする（ステップＳ１４４）。図５の場合、現在位置Ｐ３から現在の線分の一つ前方の線分Ｇ２に垂線Ｌ１を降ろすことができるので、Ｓ１４５からＳ１４４へ進むことになる。従って、現在位置Ｐ３が垂線Ｌ１と経路との交点の位置Ｑ３に修正される。この結果、携帯電話機２００の表示パネル２０２に表示される現在位置ポインタ５０１及び走行軌跡５０２は図６に示すように、図８から少し変化したものとなる。

もし現在の線分の一つ前方の線分に垂線を降ろせない場合（Ｓ１４５：NO）は、現在の線分の二つ以上前方の線分に垂線を降ろせるか否かを、線分を一つずつ前方へ進めながら判定する（ステップＳ１４６）。そして、垂線を降ろせると最初に判定された線分に垂線を下ろし、マッチングさせる（ステップＳ１４４）。例えば線分Ｇ３に垂線を降ろせず、線分Ｇ４に垂線を降ろせた場合は、線分Ｇ４に垂線を降ろし、マッチングさせる。現在の線分の二つ以上前方のどれにも現在位置から垂線を降ろせない場合（Ｓ１４６：NO）は、経路探索処理（図２）を実行してリルートを行う。

以上説明したように、本実施形態の経路案内システムによれば、ＧＰＳ受信機２０１で取得した現在位置を経路上に修正するルートマッチングを行うときに、最新のマッチング位置の属する線分から順に経路前方の線分に垂線を降ろせるか否かを判定し、最初に垂線を降ろせると判定された線分内の最も近い位置にマッチングさせるので、経路上で複数の部分が近接している箇所を通行するときのマッチング精度が向上する。

〈変形例〉
（１）経路上の立体交差部３０１を地図データ及び経路データを基に識別し、最新のマッチング位置が立体交差部３０１付近に存在する時のみ、図４に示すマッチング処理を実行し、それ以外の時は測位位置に最も近い位置にマッチングさせる。これにより、ミスマッチングが起こり易い状況でのみマッチング精度を向上させればよいため、マッチング処理が簡単になる。

（２）現在の線分の一つ前方の線分に垂線を降ろせなかった場合、強制的にその線分にマッチングさせる。これにより、いずれは現在の線分又はその一つ前方の線分に垂線を降ろせるようになるため、簡単な処理によりマッチングさせることができる。

（３）垂線の長さを計算し、それが予め定めた閾値（例．線分長の１／２）以内の場合のみ、マッチングさせる。これにより、マッチング精度を向上させることができる。

（４）測位位置の差分データから走行速度を算出し、走行速度を加味してマッチング位置を決定する。これにより、マッチング精度を向上させることができる。

１０・・・経路案内システム、１００・・・経路探索サーバ、１５０・・・地図サーバ、２００・・・携帯電話機、２０１・・・ＧＰＳ受信機、２１０・・・主制御部。

Claims (3)

1. ＧＰＳ受信機と、ネットワーク上のサーバから経路データを取得する手段と、前記ＧＰＳ受信機で取得した現在位置を前記経路データによる経路上に修正する修正手段とを有する経路案内装置であって、
   前記経路データは、経路を複数の区間に分割した分割位置の位置情報を含み、
   前記修正手段は、経路の交差部を検出する交差部検出手段と、最新のマッチング位置の属する区間又はその次の区間に垂線を降ろせるか否かを判定する第１の判定手段と、該第１の判定手段により垂線を降ろせると判定された区間内の最も近い位置にマッチングさせる第１のマッチング手段と、現在位置に最も近い経路にマッチングさせる第２のマッチング手段と、前記最新のマッチング位置が前記交差部付近に位置する場合は前記第１のマッチング手段を動作させ、それ以外の場合は前記第２のマッチング手段を動作させる制御手段と、を有することを特徴とする経路案内装置。
2. 請求項１に記載された経路案内装置において、
   前記第１の判定手段が垂線を降ろせないと判定した場合、前記その次の区間の前方の区間に現在位置から垂線を降ろせるか否かを区間の並び順に判定する第２の判定手段と、該第２の判定手段により垂線を降ろせると判定された区間内の最も近い位置にマッチングさせる第３のマッチング手段とを有し、
   前記制御手段は、前記最新のマッチング位置が前記交差部付近に位置する場合のみ前記第２の判定手段及び第３のマッチング手段を動作させることを特徴とする経路案内装置。
3. ＧＰＳ受信機を有する携帯端末装置のコンピュータを、請求項１又は２に記載された経路案内装置の各手段として機能させるための経路案内プログラム。

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