JP2000283777A - 車載用ナビゲーション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 経路探索を高速で行なうことができる車載用
ナビゲーション装置を提供する。 【解決手段】 ディスプレイ画面に地図画像を描画する
地図描画用データ２ａと経路探索用の道路ネットワーク
データ２ｂを別々に記憶させ、道路ネットワークデータ
２ｂをデータキャッシュや先読みし易いようにデータ量
が略同一な複数の領域に分割する。また道路ネットワー
クデータ２ｂは、所定の高速道路データの全てを有する
領域を含み、さらに道路ネットワークデータ２ｂのデー
タ更新は、領域を単位として行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車載用ナビゲーショ
ン装置に関し、より詳細には地図表示や経路探索等の各
種の処理を行なうために必要な地図データの格納方式に
関する。

【０００２】

【従来の技術】車載用ナビゲーション装置では、地図表
示のために必要となる描画に関するデータや経路探索に
必要となる道路に関するデータが地図データとして、Ｃ
Ｄ−ＲＯＭ又はＤＶＤ−ＲＯＭ等のメディアに格納され
提供されている。この地図データには、所定の経度・緯
度で区切られた等面積の矩形地域を単位として格納する
地図データ格納方式と、等面積の矩形領域を単位とする
のではなく、所定のデータ量で区切られた矩形領域を単
位として格納する地図データ格納方式とがある。例え
ば、図７は所定の経度・緯度で区切られた矩形領域を単
位として格納する等面積で分割された地図データを示す
図である。地図を所定の経度・緯度で区切り、区切られ
た矩形領域を図葉と称し図葉毎に番号を付与する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した所定
の経度・緯度で区切られた矩形領域を単位として等面積
で格納する地図データ格納方式の場合、矩形領域に区切
られた図葉のデータ量が都市部や郊外でそれぞれ異なる
ため、メモリに制限のあるナビゲーション装置では、ア
プリケーションによるデータのキャッシュや先読み等の
制御が難しくなってしまうという問題点がある。又、所
定のデータ量で区切られた矩形領域を単位として格納す
る地図データ格納方式の場合、矩形領域に区切られたデ
ータを結ぶためのネットワークが複雑な構造となり、解
読するのに時間がかかるという問題がある。さらに、こ
れらの地図データ格納方式は、地図描画に関する描画デ
ータと経路探索用の道路ネットワークデータとが一体と
なったデータ構造で格納されている。このため、道路が
新設、変更又は削除された場合、道路に関するデータを
更新するには、地図描画に関する描画データも含めて更
新しなければならず、データ更新に時間を要してしまう
という問題がある。この発明は、上記従来技術の問題点
を解決し、経路探索を高速で行なえる車載用ナビゲーシ
ョン装置を提供することを課題とする。

【０００４】

【課題が解決するための手段】上記課題は本発明によれ
ば、道路形状を表現する最小単位であるリンクが一つ以
上連続したリンク列に関するリンク列データを含む経路
探索用の道路ネットワークデータと、ディスプレイ画面
に描画する描画データとを別々に記憶した地図データ格
納手段と、前記地図データ格納手段に格納された前記道
路ネットワークデータに基づいて経路探索を行なう経路
探索手段とを有する車載用ナビゲーション装置におい
て、前記経路探索用の道路ネットワークデータは、デー
タ量が略均一な複数の領域に分割されていることによっ
て解決される。又、上記課題は本発明によれば、前記経
路探索用の道路ネットワークデータは、所定の高速道路
データの全てを有する領域を含むことによって達成され
る。又、上記課題は本発明によれば、前記経路探索用の
道路ネットワークデータは、前記領域を単位にしてデー
タ更新されることによって達成される。

【０００５】

【発明の実施の形態】（１）ナビゲーション装置の構成 図１は、本発明の車載用ナビゲーション装置の構成を示
す図である。ナビゲーション装置は、全体を制御するナ
ビゲーションコントローラ１と、地図描画や経路探索等
に必要な地図データを記憶したＣＤ−ＲＯＭ又はＤＶＤ
−ＲＯＭ等の記憶メディア２と、記憶メディア２に記憶
された地図データを読み出すディスク読取装置３と、運
転者や搭乗者が各種の指示を入力する操作部としてのリ
モートコントロール（リモコン）ユニット４と、車両位
置と車両方位の検出を行なうＧＰＳ受信機５及び自律航
法センサ６と、地図画像やこれに重ねて誘導経路を表示
するディスプレイ装置７と、経路誘導を行なう際に所定
の案内音声を出力するオーディオ部８とを備えている。

【０００６】ディスク読取装置３は、１枚あるいは複数
枚の記憶メディア２が装填可能であり、ナビゲーション
コントローラ１の制御によっていずれかの記憶メディア
２から地図データの読み出しを行なう。又、リモコンユ
ニット４は経路探索指示を与えるための探索キー、経路
誘導モードの設定に用いる経路誘導モードキー、目的地
入力キー、左右上下のカーソルキー、地図の縮小／拡大
キー、表示画面上のカーソル位置にある項目の確定を行
なう設定キー等の各種操作キーを備えており、キーの操
作状態に応じた赤外線信号がナビゲーションコントロー
ラ１に向けて送信される。

【０００７】ＧＰＳ受信機５は、複数のＧＰＳ衛星から
送られてくる電波を受信して、３次元測位処理あるいは
２次元測位処理を行なって車両の絶対位置及び方位を計
算し（車両方位は現時点における車両位置と１サンプリ
ング時間ΔＴ前の車両位置とに基づいて計算する）、こ
れらを測位時刻と共に出力する。又、自律航法センサ６
は車両回転角度を相対方位として検出する振動ジャイロ
等の角度センサ１１と、所定走行距離毎に１個のパルス
を出力する距離センサ１２とを備えており、車両の相対
位置及び方位を検出する。

【０００８】ディスプレイ装置７は、ナビゲーションコ
ントローラ１から出力される画像データに基づいて、車
両周辺の地図情報を車両位置マークや出発地マーク、目
的地マーク、ランドマーク（施設マーク）等と共に表示
したり、同地図上に誘導経路を表示したりする。オーデ
ィオ部８は、車両が接近中の交差点における案内音声を
出力する。

【０００９】（２）地図データの詳細内容 記憶メディア２に記憶されている地図データは、所定の
経度・緯度で区切られた矩形領域を単位として格納され
る地図描画用データ２ａと、所定のデータ量で区切られ
た多角形領域を単位として格納される経路探索用の道路
ネットワークデータ２ｂとで構成される。地図描画用デ
ータ２ａは、図２（ａ）で示すように、所定の経度・緯
度で区切りられた図葉を単位としており、各図葉の地図
描画用データは領域の広さに応じて複数の階層に分類さ
れ、図２（ｂ）に示すように、各図葉の地図描画用デー
タには描画ユニットが含まれている。又、各図葉の地図
描画用データは図葉番号を指定することにより特定され
読み出すことが可能となる。描画ユニットは地図描画に
必要な各種のデータから構成されている。例えば、描画
ユニットには建物、地形、海岸線、河川等を描画するた
めに必要な背景レイヤのデータと、市町村名や道路名、
ランドマーク等を表示するために必要な文字レイヤのデ
ータと、道路等をディスプレイ画面に表示するのに必要
な描画用道路データとが含まれている。

【００１０】経路探索用の道路ネットワークデータ２ｂ
は、階層毎に所定の既定データ量、例えば５１２Ｋバイ
ト以下で区切られた多角形領域を単位として格納されて
おり、階層０の道路ネットワークデータは、図３（ａ）
に示すように、所定のデータ量で区切られた多角形領域
（以下「セクション」と称す）を単位としている。各セ
クションは道路網の情報量を基に階層構造にして、道路
網の情報の多い下位階層から道路網の情報の少ない上位
階層へと階層を展開すると共に、各階層間の接続情報を
有している。図４は道路ネットワークデータの階層構造
を示す図である。例えば、道路データを「高速道路、１
〜２桁国道」、「その他の国道」、「地方道」、「その他一般
道」の４レベルに区分した場合、各セクションの道路ネ
ットワークデータは、レベルに応じて上位の階層から、
レベル３は「高速道路、１〜２桁国道」の道路網データ、
レベル２はレベル３の道路網データに「その他の国道」を
加えた道路網データ、レベル１はレベル２とレベル３の
道路網データに「地方道」を加えた道路網データ、レベル
０はレベル１〜３の道路網データに「その他一般道」を加
えた道路網データであり、４階層に分類され管理され
る。尚、図３（ｂ）に示すように、主要道路であるレベ
ル３「高速道路、１〜２桁国道」のセクションを同一自動
車道毎に、例えば東北自動車道用のセクションNo.301や
東名自動車道用のセクションNo.302のようにセクション
を構成することも可能である。このようにすると、遠距
離探索する際に読み込むべき道路ネットワークのセクシ
ョン数を少なくでき、例えば、盛岡市と名古屋市間を経
路探索する場合、東北自動車道を含むセクションNo.301
と東名自動車道を含むNo.302の２セクションを読み込む
ことで、遠距離探索が可能となり探索時間が短くなる。
又、各セクションの道路ネットワークデータは、図５に
示すように、経路探索の処理に必要なデータからなる道
路ユニットから構成されており、各階層毎の各セクショ
ンのデータ量は既定データ量以下とする。

【００１１】上述した道路ユニットにおいて、道路のつ
ながりや、種別、規制等を表現する道路ネットワークの
各点をノードといい、道路の屈曲点や交差点を表す。ノ
ード間を結ぶ方向付きベクトルをリンクという。道路ユ
ニットには、ユニットを識別するためのユニット識別コ
ード、該セクションの道路レベルを示すデータや該セク
ションに対応する図葉番号のデータで構成されるユニッ
トヘッダと、接続ノードリストの格納位置を示すノード
テーブルと、全ノードの詳細データを納めた接続ノード
リストと、隣接する２つのノードによって特定されるリ
ンクの詳細データを納めたリンクテーブルとが含まれて
いる。

【００１２】図６は、道路ユニットに含まれる各種のテ
ーブルの詳細な内容を示す図である。ノードテーブル
は、図６（ａ）に示すように、着目しているセクション
に含まれる全ノードに対応したノードレコード＃０、＃
１、．．．を格納している。各ノードレコードは、その
並び順に＃０から順にノード番号が与えられており、各
ノードレコードに対応する接続ノードテーブルの格納位
置を示す。

【００１３】又、接続ノードテーブルは、図６（ｂ）に
示すように、存在するノードのそれぞれ毎に、 ａ．正規化経度・緯度、 ｂ．このノードが交差点ノードであるか否かを示す交差
点ノードフラグ、他のセクションとの境界にあるノード
であるか否かを示す隣接ノードフラグ等からなる「ノー
ドの属性フラグ」、 ｃ．このノードをリンクの一方端とするリンクがある場
合に各リンクの他方端を構成するノードの数を示す「接
続しているノードの数」、 ｄ．このノードに接続されているリンクに右折禁止やＵ
ターン禁止等の交通規制が存在する場合にはその「交通
規制の数」、 ｅ．このノードが一方端となっている各リンクのリンク
番号を示すリンク本数分の接続ノードレコード、 ｆ．上述した交通規制が存在する場合にはその数に対応
した交通規制の具体的な内容を示す交通規制レコード、 ｇ．このノードが他のセクションとの境界にあるノード
である場合には、隣接するセクションの対応するノード
の接続ノードテーブルの位置を示す「隣接ノードレコー
ド」、 ｈ．このノードが交差点ノードである場合には、交差点
ユニットにおける対応する交差点レコードの格納位置及
びサイズ、等が含まれる。

【００１４】リンクテーブルは、図６（ｃ）に示すよう
に、着目しているセクションに含まれる全てのリンクに
対応したリンク番号順の複数のリンクレコードを含んで
いる。これらの各リンクレコードは、 ａ．主に探索経路用に各リンクに付されたコードである
リンクＩＤ、 ｂ．リンクの両端に位置する２つのノードを特定するノ
ード番号１及びノード番号２、 ｃ．リンクの距離、 ｄ．このリンクの通過に必要な時間を分単位で示したコ
スト、 ｅ．このリンクに対応する道路の属性情報を含む各種の
道路属性フラグ、 ｆ．このリンクに対応した実際の道路が高速道路である
か一般道であるかといった道路の種別や、道路の幅が何
メートルあるかといった道路の幅員を示す道路種別フラ
グ、 ｇ．このリンクに対応した道路に付された路線番号、等
が含まれる。

【００１５】（３）ナビゲーションコントローラの詳細
構成及び経路探索動作 次に、図１に示したナビゲーションコントローラ１の詳
細な構成について説明する。ナビゲーションコントロー
ラ１は、記憶メディア２から読み出した地図データに基
づいてディスプレイ装置７に所定の地図を表示するため
の地図バッファ２１、地図読出制御部２２、地図描画部
２３、ＶＲＡＭ２４、読出制御部２５、画像合成部２６
と、自車位置の計算やマップマッチング処理、経路探索
処理、経路誘導処理を行なうと共にその結果を表示する
ためのデータ記憶部２７、車両位置・方位計算部２８、
マップマッチング処理部２９、経路探索処理部３０、経
路探索メモリ３１、誘導経路メモリ３２、誘導経路描画
部３３、マーク画像発生部３４、交差点案内部３５と、
利用者に対する各種の操作画面を表示したりリモコンユ
ニット４からの操作指示を各部に伝えるためのリモコン
制御部３６、カーソル位置計算部３７、操作画面発生部
３８とを備えている。

【００１６】地図バッファ２１は、ディスク読取装置３
によって記憶メディア２から読み出された地図データを
一時的に格納するためのものである。地図読出制御部２
２によって画面中央位置が計算されると、この画面中心
位置を含む所定範囲の地図データの読み出し指示が地図
読出制御部２２からディスク読取装置３に送られて、地
図表示に必要な地図表示データ及び描画用道路データが
記憶メディア２から読み出されて地図バッファ２１に格
納される。例えば、画面中心位置を含む９枚の図葉の地
図表示データが読み出されて地図バッファ２１に格納さ
れる。

【００１７】地図描画部２３は、地図バッファ２１に格
納された９つの図葉の地図表示データに含まれる描画ユ
ニットに基づいて、表示に必要な地図画像を作成する。
作成された地図画像データはＶＲＡＭ２４に格納され、
読出制御部２５によって１画面分の地図画像データが読
み出される。画像合成部２６は、この読み出された地図
画像データに、マーク画像発生部３４、交差点案内部３
５、操作画面発生部３８のそれぞれから出力される各画
像データを重ねて画像合成を行ない、合成された画像が
ディスプレイ装置７の画面に表示される。

【００１８】データ記憶部２７は、ＧＰＳ受信機５から
出力される測位位置（自車位置）データを順次格納す
る。又、車両位置・方位計算部２８は、自律航法センサ
６から出力される自車の相対的な位置及び方位から絶対
的な自車位置及び方位を計算する。マップマッチング処
理部２９は、データ記憶部２７に格納されたＧＰＳ受信
機５による自車位置あるいは車両位置・方位計算部２８
によって計算された自車位置が地図データの道路上に存
在するか否かを判定し、道路上から外れた場合には計算
により求めた自車位置を修正する処理を行なう。

【００１９】経路探索処理部３０は、リモコンユニット
４のカーソルキーの操作によって、地図上の特定箇所に
カーソルが移動された後、目的地入力キーが押下される
と、この時カーソル位置計算部３７によって計算された
カーソル位置を経路探索の目的地として設定する。設定
された目的地データは誘導経路メモリ３２に格納され
る。又、経路探索処理部３０はリモコンユニット４の探
索キーが押下されると、マップマッチング処理部２９に
よって修正された後の自車位置を出発地として設定して
誘導経路メモリ３２に格納する。次に、道路ネットワー
クデータ２ｂの階層をレベル０とし、記憶メディア２
から出発地と目的地を内包する矩形領域を設定し、矩
形領域に一部、もしくは全部が含まれるセクション数を
数え、セクション数が既定値（＝地図バッファ２１の
記憶データ容量÷１セクション当たりの既定データ容
量）を超えたか否か判断し、超えた場合、道路ネットワ
ークデータ２ｂの階層を一階層上げてレベル１とし、上
記からの処理を繰り返し、セクション数が既定値以
下に収まる階層を求め、該階層を経路探索レベルとす
る。次に、探索領域に含まれ上記経路探索レベルの道路
ネットワークデータ２ｂを読み出し、地図バッファ２１
に一時的に格納し、誘導経路メモリ３２に格納された出
発地及び目的地を所定の条件下で結ぶ走行経路を探索す
る。例えば、時間最短等の各種の条件下で、コストが最
小となる誘導経路が設定される。このようにして経路探
索処理部３０によって設定された誘導経路は、誘導経路
メモリ３２に記憶される。

【００２０】誘導経路描画部３３は、誘導経路メモリ３
２に記憶された誘導経路データの中から、その時点でＶ
ＲＡＭ２４に描画された地図エリアに含まれるものを選
び出し、地図画像に重ねて所定色で太く強調した誘導経
路を描画する。マーク画像発生部３４は、マップマッチ
ング処理された後の自車位置に車両位置マークを発生さ
せたり、所定形状を有するカーソルマークを発生する。

【００２１】交差点案内部３５は、車両が接近中の交差
点における案内を画像表示及び音声で行なうものであ
り、実際の経路誘導時に、自車が誘導経路前方にある曲
がるべき交差点から所定距離内に接近したときに、この
接近中交差点の案内図（交差点拡大図、進行方向矢印）
をディスプレイ装置７の画面に表示すると共に、オーデ
ィオ部８を通して進行方向を音声で案内する。

【００２２】本実施例によれば、地図バッファ２１の記
憶データ容量と各セクションの既定データ容量は予め定
められており、地図バッファ２１に読み込める最大のセ
クション数を予め知ることができ、経路探索用の道路ネ
ットワークデータの先読み制御がし易いという効果があ
る。又、経路探索用の道路ネットワークデータ２ｂを表
示用データとは別個に持っているため、道路ネットワー
クデータ２ｂの読み出しを高速に実行できるという効果
もある。尚、本発明は上記実施形態に限定されるもので
はなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能
である。例えば、記憶メディア２の代わりに書き換え可
能なＤＶＤ−ＲＡＭを使い、更新すべきセクションに対
応した道路ネットワークデータのみを通信によって外部
情報センターから受信し、ＤＶＤ−ＲＡＭのセクション
データを更新するようにすると、これらの通信処理で扱
うデータ量が小さくなり、通信時間及びこれに伴う通信
コストの低減が可能になる。

【００２３】

【発明の効果】このように、本発明によれば、経路探索
用の道路ネットワークデータと、ディスプレイ画面に描
画する描画データとが別々に記憶され、道路ネットワー
クデータはデータ量が略均一な複数の領域に分割されて
いるため、経路探索用の道路ネットワークデータの読み
込みを高速に行なえ、強いては経路探索を高速化でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車載用ナビゲーション装置の構成を示
す図である。

【図２】本発明の地図描画用データの概略を示す図であ
る。

【図３】本発明の道路ネットワークデータの概略を示す
図である。

【図４】本発明の道路ネットワークデータの階層構造を
示す図である。

【図５】本発明の道路ネットワークデータの構成を示す
図である。

【図６】道路ユニットを構成するデータを示す図であ
る。

【図７】従来の等面積で分割された地図データを示す図
である。

【符号の説明】

２ａ・・地図画像を描画する地図描画用データ ２ｂ・・経路探索用の道路ネットワークデータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｂ 29/10 Ｇ０６Ｆ 15/62 ３３５

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 道路形状を表現する最小単位であるリン
   クが一つ以上連続したリンク列に関するリンク列データ
   を含む経路探索用の道路ネットワークデータと、ディス
   プレイ画面に描画する描画データとを別々に記憶した地
   図データ格納手段と、 前記地図データ格納手段に格納された前記道路ネットワ
   ークデータに基づいて経路探索を行なう経路探索手段と
   を有する車載用ナビゲーション装置において、 前記経路探索用の道路ネットワークデータは、データ量
   が略均一な複数の領域に分割されていることを特徴とす
   る車載用ナビゲーション装置。
2. 【請求項２】 前記経路探索用の道路ネットワークデー
   タは、所定の高速道路データの全てを有する領域を含む
   ことを特徴とする請求項１記載の車載用ナビゲーション
   装置。
3. 【請求項３】 前記経路探索用の道路ネットワークデー
   タは、前記領域を単位にしてデータ更新されることを特
   徴とする請求項１記載の車載用ナビゲーション装置。