JPH1164024A

JPH1164024A - ナビゲーション装置

Info

Publication number: JPH1164024A
Application number: JP9363379A
Authority: JP
Inventors: Mikio Ohashi; 三喜雄大橋; Kan Shishido; 完宍戸; Satoshi Tanimoto; 敏谷本
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Alpine Electronics Inc
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Alpine Electronics Inc
Priority date: 1996-11-27
Filing date: 1997-11-26
Publication date: 1999-03-05
Anticipated expiration: 2017-11-26
Also published as: JP3559847B2; US6026346A

Abstract

(57)【要約】【目的】オフルート時に再計算によって求められる経
路から車両の現在位置が逸脱することがなく、もとの誘
導経路上のリターンポイントまたは目的地への誘導を適
切に行わせることができるようにする。【構成】車両が誘導経路から外れたことを検出するオ
フルート検出手段と、そのオフルート検出手段がオフル
ートを検出したときに、車両の現在位置から目的地また
は誘導経路上のリターンポイントまでの経路を計算する
経路計算手段とを設けて、その経路計算手段が、誘導経
路を計算するときのリンクコストを修正するための重み
を決定する重み決定手段、その重み値にもとづいてオフ
ルート中に走行しているリンクのリンクコストを低下さ
せる修正手段、その修正されたリンクコストの関数を用
いて、車両の現在位置から目的地または誘導経路上のリ
ターンポイントまでの経路を計算する計算手段からなる
ようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画面に写し出された道
路地図上に車両の現在位置を表示しながら、その道路地
図上に設定された誘導経路にしたがって車両を目的地へ
誘導するナビゲーション装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両の走行誘導の案内を行い、自車が所
望の目的地に容易に到達できるようにしたナビゲーショ
ン装置は、車両の位置を検出してＣＤ−ＲＯＭから車両
位置周辺の地図データを読み出し、地図画像をディスプ
レイ画面に描画するとともに、その地図画像上の所定箇
所に車両位置マーク（自車位置マーク）を重ねて表示す
る。そして、車両の移動により現在位置が変化するにし
たがい、画面の自車位置マークを移動したり、あるいは
自車位置マークを画面中央等の所定位置に固定した状態
で地図をスクロールして、常に車両位置周辺の地図情報
が一目でわかるようになっている。

【０００３】このようなナビゲーション装置は、出発地
から目的地までの誘導経路を設定し、その誘導経路を地
図上に表示するとともに、交差点案内（交差点拡大図、
進行方向の表示）を行う経路誘導機能をそなえている。
出発地と目的地を入力すると、ナビゲーション装置の誘
導経路制御部は自動的に最適な誘導経路を決定し、その
誘導経路上におげる各ノード（節点）の経緯度値を誘導
経路メモリに連続して記憶する。そして、実際の走行時
には、誘導経路メモリに記憶されたノード列の中から画
面の地図表示エリアに入っている誘導経路をサーチし、
その誘導経路を他の道路と識別可能に表示するととも
に、接近中の交差点より所定距離内に入ると交差点案内
図（交差点拡大図とその交差点での進行方向を示す矢
印）を表示し、いずれの道路を走行すれば良いか、交差
点でどの方向に進んだらよいかがわかるようになってい
る。また、誘導経路を外れると（オフルート）、車両の
現在位置から誘導経路上の所定ポイント（リターンポイ
ント）までの経路を探索（計算）し、そのリターンポイ
ントを介して目的地に車両を案内するようになってい
る。

【０００４】図１９は誘導経路表示例の説明図であり、
ＣＭは自車マーク、ＲＴ（点線）は誘導経路、ＥＬＩは
交差点Ｑにおける交差点拡大図である。交差点拡大図Ｅ
ＬＩは交差点構成リンクＢ１〜Ｂ４を所定太さのリンク
図形で表現し、しかる後、透視変換して表示したもので
あり、各リンクにはその方向の行先名（大宮、所沢、浦
和駅、日本橋）が表示され、また、誘導経路方向を示す
矢印ＡＰＲが表示される。交差点拡大図を描画するに
は、図２０に示すように交差点進入方向（交差点進入リ
ンクＬ１の方向）を基準にして、交差点Ｑの回り３６０
゜を８等分して８個の角度領域（進入逆方向領域Ａ１、
左斜め下領域Ａ２、左折領域Ａ３、左斜め上領域Ａ４、
直進領域Ａ５、右斜め上領域Ａ６、右折領域Ａ７、右斜
め下領域Ａ８）を求める。そして、交差点構成リンクが
どの領域に属するか調べ、交差点構成リンクが属する角
度領域に応じた方向に分岐を有する交差点拡大図を作成
して描画する。

【０００５】図２１は音声で交差点案内するメッセージ
の説明図であり、交差点を通過するリンク方向が右折の
場合には「この先を右です。」、右斜め上の場合には
「この先をななめ右です。」などのように案内する。な
お、直進の場合には、交差点案内を行わないナビゲーシ
ョン装置もある。

【０００６】以上は日本国内におけるナビゲーション装
置の概略であるが、米国等におけるナビゲーション装置
では、走行時に地図および車両位置マークを有する地図
画面（マップ画面）は表示せず、図２２〜図２７に示す
ような案内画面を表示し、音声で進行方向を案内するよ
うになっている。それらの各案内画面において、ＣＤＳ
は交差点までの距離、ＤＤＳは目的地までの距離、ＶＣ
Ｄは音声案内サービス中を示すもの、ＴＤＬは現時刻、
ＮＶＧは進行方向を示す案内画像である。車両現在位置
から所定距離内の誘導経路上に交差点あるいは分岐路が
存在しない場合には、図２２に示すように直進を示す案
内画面を表示し、所定距離内に接近中の交差点あるいは
分岐路が存在する場合には、図２３〜図２６に示すよう
に交差点あるいは分岐路の拡大図とともに進行方向を示
す矢印を表示し、また、Ｕターンが必要な場合には図２
７に示すＵターン図形を表示する。そして、分岐路ある
いは交差点より所定距離に到達すると、音声によって進
行方向を案内するようになっている。

【０００７】以上のように、米国等におけるナビゲーシ
ョン装置は、車両位置を検出し、その車両位置に応じた
地図データをＣＤ−ＲＯＭ等の地図データベースより読
み取り、車両現在位置から所定距離内の誘導経路上に接
近中の交差点あるいは分岐路があれば、日本における交
差点拡大図表示と同様に地図データを用いてその交差点
あるいは分岐路の拡大図形を表示するとともに進行方向
を矢印で表示し、音声で進行方向を案内する。そして、
所定距離内に接近中の交差点あるいは分岐路が存在しな
ければ直進を示す案内画面を表示する。また、誘導経路
を外れると（オフルート）、車両現在位置から誘導経路
上の所定ポイント（リターンポイント）までの経路を探
索し、そのリターンポイントを介して目的地に車両を案
内するようになっている。さらに、誘導経路設定時に
は、マップ画面に切り換えて、出発地や目的地を入力し
て誘導経路を設定するようになっている。

【０００８】以上より、日本国内のナビゲーション装置
と米国等のナビゲーション装置は内部的にはほとんど同
じ構成をそなえており、表示画面の制御が異なるだけで
ある。

【０００９】ナビゲーション装置において車両の現在位
置を測定する方法として、車両に搭載した自立航法セン
サ（距離センサおよび方位センサ）を用いて車両位置を
測定する測定法（自立航法）と、衛星を用いたＧＰＳに
よる測定法（衛星航法）がある。自立航法による車両位
置測定は、比較的低コストで車両位置の測定ができる
が、センサ誤差により高精度に位置測定ができない対題
があり、マップマッチング等の補正処理が必要になる。
また、衛星航法は絶対的な位置の検出が可能であるが、
測定位置データは種々の要因によるドリフト的な位置誤
差を含んでおり、米国機関の公称精度は１００ｍ以下
（精度９５％）である。また、衛星航法では、トンネル
やビルなどの衛星電波が遮られる場所で位置検出ができ
ない問題もある。

【００１０】そこで、最近の車載ナビゲーション装置は
自立航法と衛星航法を併用しており、通常は、自立航法
により位置、方位を推定するとともに、マップマッチン
グ処理により推定車両位置を修正して走行道路上の実車
両位置を求めるようにしている。そして、何らかの原因
でマップマッチングが不可能になって自立航法による測
定車両位置が実車両位置から大幅にずれ、その測定車両
位置とＧＰＳによる測定車両位置の距離がＧＰＳの誤差
範囲を越えると、車両位置をＧＰＳにより測定された位
置に修正し、しかるのち、マップマッチング処理により
車両位置を走行道路に合せ込んで実車両位置を求めるよ
うにしている。

【００１１】自立航法においては、距離センサと相対方
位センサの出力にもとづいて積算により以下のようにし
て車両位置を検出する。図２８は自立航法による車両位
置検出方法の説明図であり、距離センサは車両がある処
位距離Ｌｏ走行するごとパルスを出力するものとし、ま
た、基準方位（θ＝０）をＸ軸の正方向、基準方位から
反時計回りを＋方向とする。前回の車両位置を点Ｐ０
（Ｘ０，Ｙ０）、点Ｐ０での車両進行方向をθ０、単位
距離Ｌｏ走行した時点での相対方位センサの出力をΔθ
１とすると、車両位置の変化分は、 ΔＸ＝Ｌｏ・ｃｏｓ（θ０＋Δθ１） …（１） ΔＹ＝Ｌｏ・ｓｉｎ（θ０＋Δθ１） …（２）となり、今回の点Ｐ１での車両進行方向の推定方位θ１
と推定車両位置（Ｘ１，Ｙ１）は、 θ１＝θ０＋Δθ１ …（３）Ｘ１＝Ｘ０＋ΔＸ＝Ｘ０＋Ｌｏ・ｃｏｓ（θ０＋Δθ１） …（４）Ｙ１＝Ｙ０＋ΔＹ＝Ｙ０＋Ｌｏ・ｓｉｎ（θ０＋Δθ１） …（５）としてベクトル合成により計算できる。したがって、ス
タート地点での車両の絶対方位と位置座標を与えれば、
その後、車両が単位走行するごとに、（３）〜（５）式
の計算をくり返すことにより車両位置をリアルタイムで
推定できる。

【００１２】しかし、自立航法では走行するにつれて誤
差が累積して推定車両位置が道路から外れる。そこで、
マップマッチング処理によって推定車両位置を道路デー
タと照合して道路上の実車両位置に修正する。図２９お
よび図３０は、投影法によるマップマッチングの説明図
である。現車両位置が点Ｐｉ−ｌ（Ｘｉ−ｌ，Ｙｉ−
ｌ）にあり、車両方位がθｉ−ｌであったとする（図２
９では点Ｐｉ−ｌは道路ＲＤａと一致していない場合を
示す）。点Ｐｉ−ｌより一定距離Ｌｏ（例えば１０ｍ）
走行したときの相対方位がΔθｉであれば、自立航法に
よる推定車両位置Ｐｉ′（Ｘｉ′，Ｙｉ′）と、その位
置Ｐｉ′での推定車両方位θｉは、次式により求められ
る。 θｉ＝θｉ−ｌ＋Δθｉ …（６）Ｘｉ′＝Ｘｉ−ｌ＋Ｌｏ・ｃｏｓθｉ …（７）Ｙｉ′＝Ｙｉ−ｌ＋Ｌｏ・ｓｉｎθｉ …（８）

【００１３】このとき、（ａ）推定車両位置Ｐｉ′を中
心に２００ｍ四方に含まれ、しかも垂線をおろすことの
できるリンク（道路を構成するエレメント、またはセグ
メント）であって、推定車両位置Ｐｉ′での推定車両方
位θｉとリンクのなす角度が一定値以内（例えば４５゜
以内）で、かつ推定車両位置Ｐｉ′からリンクにおろし
た垂線の長さが一定距離（例えば１００ｍ）以内となっ
ているものを探す。ここでは道路ＲＤａ上の方位θａ１
のリンクＬＫａ１（ノードＮａ０とＮａ１を結ぶ直線）
と道路ＲＤｂ上の方位θｂ１のリンクＬＫｂ１（ノード
Ｎｂ０とＮｂ１を結ぶ直線）となる。

【００１４】（ｂ）次いで、推定車両位置Ｐｉ′からリ
ンクＬＫａ１、ＬＫｂ１におろした垂線ＲＬｉａ、ＰＬ
ｉｂの長さを求める。（ｃ）しかる後、次式によって係
数Ｚを算出する。Ｚ＝ｄＬ・２０＋ｄθ・２０（ｄθ≦３５゜） …（９）またはＺ＝ｄＬ・２０＋ｄθ・４０（ｄθ＞３５゜） …（１０）なお、ｄＬは推定車両位置Ｐｉ′からリンクにおろした
垂線の長さ（推定車両位置からリンクまでの距離）、ｄ
θは推定車両方位θｉとリンクのなす角度であり、角度
ｄθが大きいほど重み係数を大きくしている。

【００１５】（ｄ）係数Ｚが求まれば、以下の条件
（１）、（２）、（３）を満足するリンクを求め、係数
値が最小のリンクをマッチング候補（最適道路）とす
る。（１）距離ｄＬ≦７５ｍ（最大合せ込み距離７５ｍ）（２）角度差ｄ０≦３０゜（最大合せ込み角度３０゜）（３）係数値Ｚ≦１５００ここでは、条件（１）、（２）、（３）を満足するリン
クがＬＫａ１となる。

【００１６】（ｅ）そして、点Ｐｉ−ｌと点Ｐｉ′を結
ぶ走行軌跡ＳＨｉを垂線ＲＬｉａの方向に点Ｐｉ−ｌが
リンクＬＫａ１上（またはリンクＬＫａ１の延長線上）
にくるまで平行移動して、点Ｐｉ−ｌと点Ｐｉ′の移動
点ＰＴｉ−ｌとＰＴｉ′を求める。

【００１７】（ｆ）最後に、点Ｔｉ−ｌを中心としてＰ
Ｔｉ′がリンクＬＫａ１上（またはリンクＬＫａ１の延
長線上）にくるまで回転移動して移動点を求め、実車両
位置Ｐｉ（Ｘｉ，Ｙｉ）とする。なお、実車両位置Ｐｉ
での車両方位はθｉのままとされる。また、図２７に示
すように、前回の車両位置である点Ｐｉ−ｌが道路ＲＤ
ａ上にあるときは、移動点ＰＴｉ−ｌは点Ｐｉ−ｌと一
致する。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】ナビゲーション装置で
は、マップマッチング処理により求まった最適道路が誘
導経路を構成するか常時チェックし、誘導経路を構成し
ないと、車両が誘導経路から外れたものとみなす（オフ
ルート）。オフルートになると、ナビゲーション装置は
自動経路探索モードになっていれば、直ちに車両位置か
ら誘導経路上の末通過ノードであって、車両位置からの
直線距離が最短のノード（リターンポイント）を求め、
車両位置からそのリターンポイントへ車両を誘導する経
路を探索し、その探索した経路にしたがって車両を誘導
経路に案内する。また、自動経路探索モードになってい
なければ、ドライバがリモコン等を操作して経路探索を
指示すると、リターンポイントを求め、車両位置がらそ
のリターンポイントへ車を誘導する経路を探索し、その
探索した経路にしたがって車両を誘導経路に案内する。

【００１９】しかし、オフルート時における従来の経路
探索には種々の問題がある。第１の問題点は、誘導経路
に戻るための最短経路を選択できない場合があるこどで
ある。図３１は、かかる状況の説明図である。車両が実
線で示す誘導経路ＮＶＲＴ上を走行しできてポイントＣ
Ｐでオフルートすると、自動経路探索モードがオンの場
合は直ちに、また、自動経路モードがオフの場合は経路
探索が指示されたときに、経路探索が開始される。この
ような経路探索において、ナビゲーション装置は車両位
置（Ａ地点）から直線距離が最も近い誘導経路上の末通
過ノードＣをリターンポイントとして求める。しかる
後、ナビゲーション装置は点線で示すように車両位置Ａ
からリターンポイントＣに至る経路の探索を行い、車両
をその経路に沿って誘導する。しかし、その経路よりも
Ａ→Ｂに沿った経路ＲＴで誘導経路ＮＶＲＴに戻った方
が目的地までの距離は短い。すなわち、従来方法では、
誘導経路に戻るために最短距離を選択できない場合が生
ずる。なお、最初の誘導経路の探索時にＣＰ→Ａ→Ｂの
ルートが選ばれない理由は、幅員の大きな道路が優先的
に選択されるからである。

【００２０】第２の問題点は、リターンポイントまでの
経路が陳腐化することである。従来の経路探索では、走
行しながら車両位置およびリターンポイントの両方から
経路探索を行い、両方から経路が交差したとき、両経路
を合成して車両位置からリターンホイントへ戻る経路
（点線）を得ている。しかし、そのような方法では、車
両が走行しているため、経路が求まったときには既に車
両は相当距離移動している。そのため、オフルートにな
って探索した経路を使用できなくなってしまう。

【００２１】第３の問題点は、目的地でオフルートする
と、目的地に対して遠ざかる経路あるいは目的地を大回
りする経路が探索されることである。図３２および図３
３は、かかる場合の説明図であり、ＮＶＲＴ（斜線）は
誘導経路、ＣＲは車両、ＤＳＰは目的地である。図３２
において、誘導経路ＮＶＲＴよりオフルートしたとき、
自動経路探索モードになっていると、直ちに経路探索が
開始される。この場合、Ａ地点から最も近い誘導経路上
のノードはＢ地点であるため、車両位置Ａより進行方向
にＢ地点に向かう経路を探索すると、点線で示す経路を
探索してしまい、目的地から遠ざかる経路となってしま
う。また、図３３において、誘導経路ＮＶＲＴよりオフ
ルートしたとき、自動経路探索モードになっていない場
合、地点Ａまで進行してから経路探索をリモコンより指
示すると、最も近い誘導経路上のノードはＢであるため
（目的地はノード上にない）、地点Ａから地点Ｂへの大
回りの経路が探索されてしまう。

【００２２】本発明は、以上の点を考慮したうえで、誘
導経路から車両が外れても（オフルート）、目的地まで
の走行距離が短くなるように車両を誘導経路に戻す経路
を探索できるようにするものである。

【００２３】また、本発明は、オフルート後に探索され
た経路が陳腐化しておらず、その経路に沿って車両を誘
導経路に戻すように誘導できるようにするものである。

【００２４】さらに、本発明は、目的地付近でオフルー
トしても、最短走行距離で車両を目的地に誘導する経路
を探索し、その誘導経路にしたがって車両を目的地へ誘
導できるようにするものである。

【００２５】その際、特に本発明では、オフルート時に
もとの誘導経路上のリターンポイントに戻すための経路
または目的地へ直接誘導するための経路を再計算する場
合、その再計算によって求められる経路から車両の現在
位置が外れることがないように、現在走行中の道路がそ
の再計算によって求められる経路中に含まれるようにす
ることを目的としている。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、誘導経
路にしたがって車両を目的地へ誘導するナビゲーション
装置において、車両が誘導経路から外れたことを検出す
るオフルート検出手段と、そのオフルート検出手段がオ
フルートを検出したときに、車両の現在位置から目的地
または誘導経路上のリターンポイントまでの経路を計算
する経路計算手段とを設けて、その経路計算手段が、誘
導経路を計算するときのリンクコストを修正するための
重みを決定する重み決定手段、その重み値にもとづいて
オフルート中に走行しているリンクのリンクコストを低
下させる修正手段、その修正されたリンクコストの関数
を用いて、車両の現在位置から目的地または誘導経路上
のリターンポイントまでの経路を計算する計算手段から
なるようにすることによって達成される。

【００２７】

【実施例】図１は、本発明によるナビゲーション装置の
全体の構成図を示している。１はナビゲーション制御装
置、２はナビゲーション制御装置に対する各種指令の入
力、誘導経路設定操作、各種データの設定操作等を行う
操作部（例えばリモコン）、３は試図、誘導経路、交差
点案内図、各種メニュー等を表示するディスプレイ装
置、４は地図情報を記憶するＣＤ−ＲＯＭ（地図データ
ベース）、５はＣＤ−ＲＯＭドライブ、６は衛星からの
電波を受信して車両の現在位置、方位を測定するＧＰＳ
受信機、７は各衛星からの電波を受信するマルチビーム
アンテナ、８は自立航法用センサ、９は交差点での案内
音声を出力するオーディオ部であり、カーオーディオ装
置が利用できる。

【００２８】ＧＰＳ受信機６は、３次元測位あるいは２
次元測位の処理を行って車両位置、方位を計算し（方位
は現自車位置と１サンプリング時間ΔＴ前の自車位置を
結んだ方向となる）、これらを測位時刻とともに出力す
る。

【００２９】自立航法センサ８は、図示しないが、車両
の進行方向変化の角度を検出する振動ジャイロ等の相対
方位センサ（角度センサ）、所定走行距離ごとに１個の
パルスを発生する距離センサをそなえている。

【００３０】ＣＤ−ＲＯＭ４に記憶される地図情報は、
（１）地図上の道路成分を表示するための道路レイヤ、
（２）地図上のオブジェクトを表示するための背景レイ
ヤ、（３）市町村名などの文字を表示するための文字レ
イヤ、（４）ＩＩＳ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＩｎｆｏ
ｒｍａｔｉｏｎＳｅｒｖｉｃｅ）情報を記憶するＩＩ
Ｓレイヤなどから構成されている。このうち、道路レイ
ヤは、図２に示すように、道路リンクデータＲＬＤＴ、
ノードデータＮＤＤＴ、交差点データＣＲＤＴを有して
いる。

【００３１】道路リンクデータＲＬＤＴは該当道路の属
性情報を与えるもので、道路リンク上の全ノード数、道
路を構成する各ノードの番号、道路番号（道路名）、道
路の種別（高速道路、国道、県道、その他の区別）等の
データにより構成されている。

【００３２】交差点データＣＲＤＴは、地図上の各交差
点に連結するリンク上のノードのうち、交差点に最も近
いノード（交差点構成ノードという）の集合である。

【００３３】また、ノードデータＮＤＤＴは、道路を構
成する全ノードのリストであり、ノードごとの位置情報
（緯度、経度）、ノードが交差点であるか否かの交差点
識別フラグ、ノードが交差点であれば交差点データを示
し、交差点でなければそのノードが属する道路リンクを
示すポインタ等で構成される。

【００３４】図３は、リモコンの外観図である。２ａ
は、カーソル（フォーカスという）や自車マーク等を地
図に対して相対的に８方向に移動させたり、所望のメニ
ュー項目を選択するためにメニュー選択バーを上下左右
に移動したり、フォーカス位置を設定入力する際あるい
はメニューを選択する際などに押下されるジョイスティ
ックキーである。２ｂは詳細レベルの地図を表示する際
に操作される拡大キー、２ｃは広域地図を表示する際に
操作される縮小キー、２ｄはメニューを表示する際に操
作されるメニューキーである。２ｅは自車位置が存在す
る地図を自車マークとともに表示するためのナビゲージ
ョンキー（ＮＶキー）、２ｆは所望の地点を記憶する際
に操作されるメモリキー（ＭＥＭＯキー）、２ｇは頻繁
に使用する機能を設定しておくことによってその機能を
選択できるファンクションキー、２ｈは電源キーであ
る。

【００３５】ジョイスティックキー２ａを操作して自動
経路探索モードのオン・オフ項目をディスプレイ両面に
表示し、オン選択することにより、ナビゲーション装置
を自動経路探索オンモードにすることができ、また、オ
フ操作することにより自動経路探索オフモードにするこ
とができる。

【００３６】ナビゲーション装置は、自動経路探索オン
モードにおいて、オフルートすると、自動的に経路を探
索する。また、自動経路探索オフモードにおいては、走
行時にＮＶキー２ｅを押下することにより、経路探索開
始をナビゲーション装置に指示することができる。

【００３７】図４はナビゲーション装置の具体的な構成
図であり、１はナビゲーション制御装置、２はリモコ
ン、３はディスプレイ装置、４は地図情報を記憶するＣ
Ｄ−ＲＯＭ、６はＧＰＳ受信機、７はマルチビームアン
テナ、８は自立航法分センサ、９はオーディオ部であ
る。自立航法センサ８は、車両の進行方向の変化の角度
を検出する振動ジャイロ等の相対方位センサ（角度セン
サ）８ａ、所定走行距離ごとに１個のパルスを発生する
距離センサ８ｂをそなえている。

【００３８】ナビゲーション制御装置１において、１１
は地図読出制御部であり、（１）ジョイスティックキー
や地図の縮小／拡大キー等で地図の移動操作や地図選択
操作がなされたときにフォーカス位置（画面中心の経緯
度値）を計算するとともに、（２）自車位置あるいはフ
ォーカス位置等にもとづいてＣＤ−ＲＯＭ４から所定の
地図情報を読み出すものである。１２は、ＣＤ−ＲＯＭ
４から読み出された地図情報を記憶する地図バッファで
ある。地図バッファ１２には、後述する地図スクロール
ができるように、自車位置あるいはフォーカス位置周辺
の複数枚（複数ユニット）の地図情報、例えば３×３ユ
ニットの地図情報が読み出される。１３は地図描画部で
あり、地図バッファ１２に記憶された地図情報を用いて
地図画像を発生する。１４は地図画像を記憶するＶＲＡ
Ｍ、１５は画面中心位置（自車位置、フォーカス位置）
にもとづいてＶＲＡＭ１４から切り出す１画面分の位置
を変えて自車位置の移動あるいはフォーカス移動にした
がって地図をスクロール表示する読出制御部である。

【００３９】また、ナビゲーション制御装置１におい
て、１６は接近中の交差点における案内をディスプレィ
画像および音声で行う交差点案内部であり、実際の経路
誘導に際して、自車が接近中の交差点より所定範囲内に
接近したときに、その交差点の案内図（交差点拡大図、
行先、進行方向矢印）をディスプレイ画面に表示すると
ともに、進行方向を音声で案内する。１７はリモコン２
の操作に応じた信号を受信して各部に指示するリモコン
制御部、１８はＧＰＳ受信機６からのＧＰＳデータを記
憶するＧＰＳデータ記憶部、１９は自立航法センサ出力
にもとづいて自車位置（推定車両位置）および車両方位
を計算する車両位置・方位計算部である。２０はマップ
マッチング制御部であり、地図バッファ１２に読み出さ
れている地図情報と推定車両位置および車両方位とを用
いて所定走行距離（例えば１０ｍ）ごとに投影法による
マップマッチング処理を行って自車位置を走行道路上に
位置修正する。マップマッチング制御部２０は、車両位
置を所定道路上に位置修正したとき、その道路が誘導経
路を構成していない場合には、車両が誘導経路から外れ
たものとみなしてオフルート信号を出力する。

【００４０】また、ナビゲーション制御装置１におい
て、２１は誘導経路制御部であり、入力された出発地か
ら目的地までの誘導経路の計算処理、および車両が誘導
経路より外れたとき（オンルート）に後述する経路の探
索処理を行う。２２は誘導経路を記憶する誘導経路メモ
リ、２３ば誘導経路描画部である。

【００４１】誘導経路メモリ２２には、誘導経路制御部
２１により計算された誘導経路ＩＲＴ（図５参照）上の
全ノードＮｓ，Ｎｉ（ｉ＝１、２、３、…）、Ｎｏの位
置データが出発地から目的地まで図６に示すように記憶
される。誘導経路描画部２３は、走行時、誘導経路メモ
リ２２より誘導経路情報（ノード列）を読み出して地図
上に描画する。

【００４２】さらに、ナビゲーション制御装置１におい
て、２４は各種メニュー画面（操作画面）を表示する操
作画面発生部、２５は自車マークやカーソル（フォーカ
ス）などの各種マークを出力するマーク発生部、２６は
画像合成部である。

【００４３】図７は、誘導経路制御部の構成図である。
２１は誘導経路制御部、２２は誘導経路メモリ、３１は
誘導経路制御プロセッサ、３２は誘導経路計算プログラ
ムＮＶＰＩやオンルート時の経路計算プログラムＮＶＰ
２を記憶するプログラムメモリである。

【００４４】以下に、誘導経路制御部１における誘導経
路計算処理について述べる。誘導経路計算プログラムＮ
ＶＰ１は出発地がら目的地までの誘導経路を計算するも
ので、最短距離経路を誘導経路とする場合にはダイクス
トラ法が知られている。ダイクストラ法は、出発地と目
的地を結ぶ直線を半径とする領域、あるいはその領域よ
り大きめの領域内に存在する全交差点を考慮して、出発
地から目的地までの距離を最短にする経路を探索するも
のである。図８はダイクストラ法の概略説明図で、道路
を直線、交差点を直線の交点としてグラフ化したもので
あり、各交差点間の距離は既知である。図中、ＳＴＰは
出発地、ＤＳＰは目的地である。

【００４５】ダイクストラ法においては、出発地ＳＴＰ
に隣接する１次交差点Ａ１〜Ａ４を求め、各１次交差点
Ａ１〜Ａ４に対応させて０次交差点（出発地）からの距
離を記憶する。次いで、各１次交差点Ａ１〜Ａ４につい
て２次交差点Ｂｉｊを求め、各２次交差点に対応させて
１次交差点および出発地からの距離を求める。

【００４６】その際、例えば、１次交差点Ａ２について
は３つの２次交差点Ｂ１１、Ｂ１２、Ｂ１３が求まり、
各２次交差点Ｂ１１、Ｂ１２、Ｂ１３に対応させて、Ｂ１１：１次交差点Ａ２と出発地からの距離ｄ１１Ｂ１２：１次交差点Ａ２と出発地からの距離ｄ１２Ｂ１３：１次交差点Ａ２と出発地からの距離ｄ１３を記憶する。

【００４７】また、１次交差点Ａ３について３つの２次
交差点Ｂ２１、Ｂ２２、Ｂ２３が求まり、各２次交差点
Ｂ２１、Ｂ２２、Ｂ２３に対応させて、Ｂ２１：１次交差点Ａ３と出発地からの距離ｄ２１Ｂ２２：１次交差点Ａ３と出発地からの距離ｄ２２Ｂ２３：１次交差点Ａ３と出発地からの距離ｄ２３を記憶する。他の一次交差点Ａ１、Ａ４についても同様
に、２次交差点を求めて所定のデータを記憶する。

【００４８】ところで、交差点Ｂ１３とＢ２１とは同一
の交差点である。このように、データを記憶すべき交差
点が重複すると、出発地からの距離ｄ１３とｄ２１の大
小を比較し、小さい方のデータのみを記憶する。例え
ば、ｄ１３＞ｄ２１であれば、交差点Ｂ１３（＝Ｂ２
１）のデータとしてＢ２１のデータが最終的に記憶さ
れ、Ｂ１３のデータは削除される。

【００４９】以後、同様に、各２次交差点について３次
交差点Ｃｉｊを求め、各３次交差点に対応させて２次交
差点および出発地がらの距離を求めて記憶し、一般に各
第ｉ次交差点について第（ｉ＋ｊ）次交差点を求め、各
第（ｉ＋ｊ）次交差点に対応させて第ｉ次交差点と出発
地からの距離を求めて記憶していけば、最終的目的地Ｄ
ＳＰに到達する。

【００５０】目的地ＤＳＰに到達すれば、その目的地
（ｍ次の交差点とする）に対応させて記憶してある（ｍ
−１）次の交差点、その（ｍ−１）次の交差点に対応さ
せて記憶してある（ｍ−２）次の交差点、…、２次の交
差点に対応させて記憶してある１次交差点、その１次交
差点に対応させて記憶してある０の交差点（出発地）を
順次結んでなる経路が最短経路となる。なお、実際には
高速道路優先、幅員の広い道路優先などの条件を加味し
て最適な誘導経路が決定される。

【００５１】以下に、誘導経路制御部１におけるオフル
ート時の経路計算処理について述べる。オフルート時の
経路計算プログラムＮＶ２はオフルート時に誘導経路を
再計算するものであり、図９はそのときのプログラムに
よる処理のフローチャートを示している。

【００５２】図９において、誘導経路制御部２１か誘導
経路制御プロセッサ３１は、マップマッチング制御部２
０（図４）からの信号にもとづいてオフルートになった
か否かを監視し（ステップ１０１）、オフルートでない
場合には、それまでの誘導経路にしたがって車両を誘導
する（ステップ１０２）。

【００５３】しかし、オフルート信号がマップマッチン
グ制御部２０より入力されると、誘導経路制御プロセッ
サ３１はオフルート時の経路計算プログラムＮＶＰ２に
したがって処理を開始する。

【００５４】その際、まず、自動経路探索がオンである
か否かをチェックし（ステップ１０３）、オンモードの
場合には、図１０に示すように、誘導経路ＮＶＲＴ上の
末通過の全ノード（×印）について、車両位置Ｐｃから
各ノードまでの直線距離Ｄ１ど、各ノードから目的地Ｄ
ＳＰまでの誘導経路ＮＶＲＴに沿った道なり距離Ｄ２と
をそれぞれ求める。

【００５５】次いで、次式Ｄ＝α・Ｄ１＋β・Ｄ２ …（１１）により、Ｄ１，Ｄ２に補正係数α，βをそれぞれ乗じた
和Ｄを演算する。ここで、α＜βであり、例えばα＝
０．３、β＝０．７である。すなわち、道なり距離Ｄ２
の重み係数βを直線距離Ｄ１の重み係数αより大きくし
て、各距離を補正したときの補正距離α・Ｄ１，β・Ｄ
２の和を求める。しかるのち、補正距離の和Ｄが最小と
なるノードをリターンポイントとして決定する（ステッ
プ１０４）。

【００５６】リターンポイントが決まれば、車両位置か
らリターンポイントに向けて進行方向に１方向からダイ
クストラ法等により経路を探索し（ステップ１０５）、
以後、その探索した経路を表示する。そして、そのリタ
ーンポイントに向けて車両を誘導し、リターンポイント
に戻った後は当初の誘導経路にしたがって車両を目的地
に向けて誘導する（ステップ１０６）。

【００５７】一方、ステップ１０３において、自動経路
探索モードがオフの場合には、誘導経路制御プロセッサ
３１は、マップマッチング制御部２０からの信号にもと
づいて、経路探索がリモコン２から指示されたか否かを
監視し（ステップ１０７）、指示されなければそれまで
の誘導経路を表示する（ステップ１０２）。また、オフ
ルート後にリモコン２から経路探索が指示された場合に
は、ステップ１０４以降の処理により経路探索を行う。

【００５８】以上のように、（１１）式により求まる補
正距離の和Ｄが最小のノードをリターンポイントとする
ことにより、直線距離Ｄ１より道なり距離Ｄ２に重きを
おいてリターンポイントを決定する。その結果、車両位
置から目的地までのトータルの走行距離が短い経路を探
索することができる。

【００５９】例えば、図１１に示すように、車両は実線
で示す誘導経路ＮＶＲＴ上を走行してきてポイントＣＰ
でオフルートすると、自動経路探索モードがオンの場合
は直ちに、また、自動経路探索モードがオフの場合は経
路探索が指示されたときに経路探索を開始する。かかる
経路探索において、ナビゲーション装置は前述した処理
によりノードＢをリターンポイントと決定し、Ａ地点よ
りＢ地点に至る経路ＲＴを探索する。その結果、目的地
までの走行距離が短い経路ＲＴに沿って車両を誘導する
ことができる。

【００６０】なお、以上では末通過の全ノードについて
（１１）式の演算を行う場合について説明したが、オフ
ルート時の経路計算プログラムＮＶ２は、誘導経路順に
各ノードについて（１１）式の演算を行い、Ｄの値が減
小から増大に変化したときのノードをリターンポイント
とし、以後の演算を打つ切るようにすることも可能であ
る。

【００６１】以下に、誘導経路制御部１におけるオフル
ート時の別の経路計算処理について述べる。図１２はオ
フルート時の別の経路計算処理のフローである。前述し
た経路計算処理では経路探索時点における車両位置から
目的地までの直線距離を考慮しなかったが、この経路計
算処理では車両位置から目的地までの直線距離を考慮し
て誘導経路の計算を行う。

【００６２】誘導経路制御プロセッサ３１（図７）は、
マップマッチング制御部２０（図４）からの信号にもと
づいて、車両がオフルートになったか否かを監視し（ス
テップ１１１）、オフルートでない場合にはそれまでの
誘導経路にしたがって車両を誘導する（ステップ１１
２）。

【００６３】しかし、オフルート信号がマップマッチン
グ制御部２０（図４）より入力されると、誘導経路制御
プロセッサ３１（図７）はオフルート時の経路計算プロ
グラムＮＶＰ２にしたがって処理を開始する。

【００６４】まず、自動経路探索オンモードであるか否
かをチェックし（ステップ１１３）、オンモードの場合
には、車両位置から目的地までの直線距離Ｄ３を演算に
よって求め、その直線距離Ｄ３が設定値、例えば１０Ｋ
ｍ以下か否かを判断する（ステップ１１４）。そハ直線
距離Ｄ３が設定値以上の場合には、換言すれば、目的地
から離れている場合には、前述の経路計算処理と同様に
リターンポイントを求めて、そのリターンポイントに至
る経路を探索する。すなわち、誘導経路ＮＶＲＴ（図１
０）上の末通過の全ノードについて、車両位置Ｐｃから
各ノードまでの直線距離Ｄ１と、対応の各ノードから目
的地ＤＳＰまでの誘導経路ＮＶＲＴに沿った道なり距離
Ｄ２を求め、（１１）式により補正距離の和Ｄを算出
し、その算出された補正距離の和Ｄが最小のノードをリ
ターンポイントとして決定する（ステップ１１５）。

【００６５】リターンポイントが求まれば、再計算サブ
ルーチンにおいて、ダイクストラ法等により車両位置か
らリターンポイントに向けて進行方向に１方向から経路
が探索される（ステップ１１６）。詳細は後述するが、
再計算サブルーチンによって、走行中の道路における車
両の進行方向における交差点間距離を、探索される経路
ができるだけ直線経路となるように補正する。サブルー
チンによる探索の後、そのように探索された経路を表示
し、リターンポイントに向けて車両を誘導し、車両がリ
ターンポイントに戻った後は、当初の誘導経路にしたが
って車両を目的地に向けて誘導する（ステップ１１
７）。

【００６６】一方、車両位置が雷宗吉芽学摘脳岡嘉憂Ｄ
１が設定値以下の場合には、車両位置から目的地までの
誘導経路を前述の再計算サブルーチンによって再計算す
る（ステップ１１９）。しかる後、再計算された誘導経
路を表示し、その誘導経路に沿って車両を案内する（ス
テップ１１７）。

【００６７】再計算サブルーチンについて；オフルート
時の誘導経路再計算処理におけるステップ１１６または
ステップ１１９において、再計算サブルーチンが実行さ
れ、具体的には図１３のフローに示される処理が行われ
る。

【００６８】図１３に示されるサブルーチンにおいて、
走行中のオフルート道路ＯＦＲＴにおける距離の重みを
減少させる補正値αを決定する処理を行う（ステップＳ
１２０１）。次いで、走行中の道路における前方の交差
点間距離を、それに補正値（例えばα＝０．６）を乗ず
ることによって、前方の交差点間距離が実際の交差点間
距離よりも短くなるように補正する（ステップＳ１２０
２）。ここでは、補正をオフルート道路ＯＦＲＴ以外の
道路がない状態で行うので、実際の交差点間距離が誘導
経路の再計算に用いられる。

【００６９】次いで、ステップＳ１２０３において、現
在位置からリターンポイント（または目的地）までの誘
導経路をダイクストラ法を用いて計算する。図１４は、
ダイクストラ法を用いる誘導経路再計算処理を概略的に
示す図である。

【００７０】図１４において、車両の現在位置ＳＴＰは
円の中心にあり、車両の進行方向は図の右方向である。
ここでは、オフルート道路ＯＦＲＴは、現在位置ＳＴＰ
−Ａ２−Ｂ１２−Ｃ２２である。また、誘導経路再計算
の対象となるリターンポイントはＲＰで示され、現在位
置からそのリターンポイントＲＰに至る誘導経路を再計
算によって求める。ここでは、オフルート道路ＯＦＲＴ
は図１３のステップＳ１２０１において求めにれた補正
係数で補正されているので、交差点間距離ｄ０１とｄ１
２はそれぞれ実際の距離よりも短いと判定され、したが
って誘導経路が直進道路となる傾向が大きくなる。しか
し、もし現在位置付近の交差点（例えば交差点Ａ２）の
後のかなりの距離内においてオフルート道路に交差点が
存在せず、次の交差点が交差点Ｃ２２またはそれに続く
交差点であるなら、誘導経路は交差点Ａ２で折れるよう
な経路となる傾向が強くなる。

【００７１】なお、図１３のステップＳ１２０１におけ
る補正値αは、図１５または図１６に示される車速と補
正値αとの関係からわかるように、誘導経路再計算の開
始時における車速に応じて変化する。補正値αがこのよ
うに変化する場合、車両が再びオフルートになる可能性
が大きくなる。

【００７２】以上説明した実施例においては誘導経路探
索を交差点間の距離にもとづいて行ったが、本発明はそ
れに限定されることなく、道路データが交差点間の平均
走行時間などのコストとして与えられる場合、そのコス
トを減少させるような補正を、距離に対する補正と同じ
ような補正値αを用いて行うことも可能である。

【００７３】車両がオフルートすると、そのオフルート
道路ＯＦＲＴの誘導経路計算において交差点間距離がよ
り短い距離に補正されるので、車両を現在位置に近いオ
フルート道路の交差点でターンさせるように誘導する可
能性が少なくなる。その結果、車両をリターンポイント
に誘導するための経路探索において、車両がオフルート
する可能性が少なくなり、経路探索を有効に行うことが
できる。

【００７４】以上のように、目的地付近でオフルートし
た場合、目的地までの誘導経路を再計算し、その誘導経
路にしたがって車両を案内するようにしながら、従来の
ように目的地から遠ざかる方向に経路が設定されたり、
目的地を大回りするような経路が探索されることがなく
なる。

【００７５】図１７および図１８はかかる場合の説明図
であり、ＮＶＲＴは誘導経路（斜線）、ＣＲは車両、Ｄ
ＳＰは目的地である。

【００７６】図１７において、誘導経路ＮＶＲＴよりオ
フルートしたとき、自動経路探索モードになっている
と、直ちに経路探索が開始する。この場合、オフルート
したＡ地点から目的地までの距離が設定値以下であるた
め、Ａ地点から目的地ＤＳＰまでの誘導経路の再計算を
行い、図中点線で示す誘導経路を求め、その誘導経路に
沿って車両を案内する。

【００７７】また、図１８において、誘導経路ＮＶＲＴ
よりオフルートし（自動経路探索モードになっていな
い）、Ａ地点まで進行してから経路探索をリモコンより
指示すると、オフルートしたＡ地点から目的地までの距
離が設定値以下であるため、Ａ地点から目的地ＤＳＰま
での誘導経路の再計算を行い、図中点線で示す誘導経路
を求め、その誘導経路に沿って車両を案内する。

【００７８】以上、本発明を実施例により説明したが、
本発明は特許請求の範囲に記載した構成にもとづいて種
々の変形実施が可能であり、本発明はそれら全てを包含
するものである。

【００７９】

【発明の効果】以上、本発明によれば、誘導経路にした
がって車両を目的地へ誘導するナビゲーション装置にお
いて、車両が誘導経路から外れたこどを検出するオフル
ート検出手段と、そのオフルート検出手段がオフルート
を検出したときに、車両の現在位置から目的地または誘
導経路上のリターンポイントまでの経路を計算する経路
計算手段とを設けて、その経路計算手段が、誘導経路を
計算するときのリンクコストを修正するための重みを決
定する重み決定手段、その重み値にもとづいてオフルー
ト中に走行しているリンクのリンクコストを低下させる
修正手段、その修正されたリンクコストの関数を用い
て、車両の現在位置から目的地または誘導経路上のリタ
ーンポイントまでの経路を計算する計算手段からなるよ
うにしているので、オフルート時にもとの誘導経路上の
リターンポイントに戻すための経路または目的地へ直接
誘導するための経路を再計算するに際して現在走行中の
道路がその再計算によって求められる経路中に含まれる
ようになり、再計算中の車両走行によってもその再計算
によって求められる経路から車両の現在位置が逸脱する
ことがなく、リターンポイントまたは目的地への誘導を
適切に行わせることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるナビゲーション装置のブロック構
成図である。

【図２】地図データ中における道路データの構成例を示
す図である。

【図３】リモコンの外観図である。

【図４】本発明によるナビゲーション装置の詳細な構成
を示すブロック図である。

【図５】誘導経路を構成するノード列を示す図である。

【図６】誘導経路メモリにおける誘導経路データの記憶
状態を示す図である。

【図７】本発明のナビゲーション装置における誘導経路
制御部および誘導経路メモリ部分の具体的な構成を示す
ブロック図である。

【図８】ダイクストラ法の説明図である。

【図９】オフルート時の誘導経路再計算処理のフローを
示す図である。

【図１０】誘導経路からオフルートしたときの車両位置
と誘導経路上の各ノードとの位置関係の一例を示す図で
ある。

【図１１】オフルート位置から誘導経路上に復帰する経
路の探索状態の一例を示す図である。

【図１２】オフルート時における別の誘導経路再計算処
理のフローを示す図である。

【図１３】オフルート時の誘導経路再計算サブルーチン
のフローを示す図である。

【図１４】誘導経路再計算時におけるダイクストラ法の
説明図である。

【図１５】車速と補正値αとの関係の一例を示す特性図
である。

【図１６】車速と補正値αとの関係の他の例を示す特性
図である。

【図１７】本発明による経路探索の状態の一例を示す図
である。

【図１８】本発明による経路探索の状態の他の例を示す
図である。

【図１９】従来のナビゲーション装置における誘導経路
案内の表示両面の一例を示す図である。

【図２０】交差点拡大図形描画法の説明図である。

【図２１】音声案内メッセージの内容の一例を示す表図
である。

【図２２】米国におけるナビゲーション装置における目
的地への誘導画面の一例を示す図である。

【図２３】米国におけるナビゲーション装置における目
的地への誘導画面の他の例を示す図である。

【図２４】米国におけるナビゲーション装置における目
的地への誘導画面のさらに他の例を示す図である。

【図２５】米国におけるナビゲーション装置における目
的地への誘導画面のさらに他の例を示す図である。

【図２６】米国におけるナビゲーション装置における目
的地への誘導画面のさらに他の例を示す図である。

【図２７】米国におけるナビゲーション装置における目
的地への誘導画面のさらに他の例を示す図である。

【図２８】自立航法による車両の位置および方位計算の
説明図である。

【図２９】投影法によるマップマッチングの一例を示す
図である。

【図３０】投影法によるマップマッチングの他の例を示
す図である。

【図３１】従来の経路探索の状態の一例を示す図であ
る。

【図３２】従来の経路探索の状態の他の例を示す図であ
る。

【図３３】従来の経路探索の状態のさらに他の例を示す
図である。

【符号の説明】

１ナビゲーション制御装置２リモコン３ディスプレイ装置４ＣＤ−ＲＯＭ（地図データベース）５ＣＤ−ＲＯＭドライブ６ＧＰＳ受信機８自立航法センサ９オーディオ部２０マップマッチング制御部２１誘導経路制御部２２誘導経路メモリ２３誘導経路描画部ＮＶＲＴ誘導経路ＤＳＰ目的地

フロントページの続き (72)発明者谷本敏東京都品川区西反田１丁目１番８号アルパイン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】誘導経路にしたがって車両を目的地へ誘
導するナビゲーション装置において、車両が誘導経路か
ら外れたことを検出するオフルート検出手段と、そのオ
フルート検出手段がオフルートを検出したときに、車両
の現在位置から目的地または誘導経路上のリターンポイ
ントまでの経路を計算する経路計算手段とを設けて、そ
の経路計算手段が、誘導経路を計算するときのリンクコ
ストを修正するための重みを決定する重み決定手段、そ
の重み値にもとづいてオフルート中に走行しているリン
クのリンクコストを低下させる修正手段、その修正され
たリンクコストの関数を用いて、車両の現在位置から目
的地または誘導経路上のリターンポイントまでの経路を
計算する計算手段からなることを特徴とするナビゲーシ
ョン装置。
【請求項２】重み値が車両速度に応じて変更されるこ
とを特徴とする請求項１の記載によるナビゲーション装
置。