JP4357953B2 - 車載用ナビゲーション装置及び走行軌跡表示方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両の走行軌跡を地図画像上に表示する機能を備えた車載用ナビゲーション装置及び走行軌跡表示方法に関する。

車載用ナビゲーション装置は、地図データを記録したＤＶＤ（Digital Versatile Disk）又はハードディスク等の地図データ記憶装置と、液晶パネル等の表示装置と、ジャイロ、ＧＰＳ（Global Positioning System ）受信機及び車速センサ等の車両の現在位置及び車両の向きを検出する車両位置検出装置等を有している。そして、車両の現在位置を含む地図データを地図データ記憶装置から読み出し、該地図データに基づいて車両の現在位置の周囲の地図画像を描画して表示装置に表示すると共に、車両位置マーク（ロケーション）を地図画像に重ね合わせて表示し、車両の移動に応じて地図画像をスクロールしたり、地図画像を画面に固定し車両位置マークを移動させたりして、車両が現在どこを走行しているのかを一目でわかるようにしている。

また、通常、車載用ナビゲーション装置には、ユーザが所望の目的地に向けて道路を間違うことなく容易に走行できるようにした経路誘導機能が搭載されている。この経路誘導機能によれば、地図データを用いて出発地から目的地までを結ぶ最もコストが低い経路を横型探索法又はダイクストラ法等のシミュレーション計算を行って自動探索し、その探索した経路を誘導経路として記憶しておき、走行中、地図上に誘導経路を他の道路とは色を変えて太く描画して表示したり、車両が誘導経路上の右折又は左折すべき交差点に近づいたときに、地図上の交差点に進路を示す矢印を描画することで、ユーザを目的地まで案内する。

なお、コストとは、距離を基に、道路幅員、道路種別（一般道か高速道かなど）、右折及び左折等に応じた定数を乗じた値や車両の走行予測時間などであり、誘導経路としての適正の程度を数値化したものである。距離が同一の２つの経路があったとしても、ユーザが例えば有料道路を使用するか否か、距離を優先するか時間を優先するかなどを指定することによりコストは異なったものとなる。
特開２００２−３５７４３１号公報

ところで、地図に道路として記録されていない場所（例えば一部の林道）を車で走行しているときに、道に迷ってしまうことがある。この場合に、地図に表示されている道路まで戻ろうとしても、地図には車両の現在位置から道路までの経路が表示されていないので、どこを走行すればよいのかわからなくなってしまう。

車載用ナビゲーション装置には、車両が走行した軌跡を自動的に記録する機能を備えたものもある。この種の車載用ナビゲーション装置では、走行軌跡を表示するモード（走行軌跡表示モード）に切替えることにより、地図上に走行軌跡がドット（点）の列として表示されるので、走行軌跡を逆に辿って元の道路まで戻ることができる。

しかしながら、走行軌跡を表示するためには、ユーザが車載用ナビゲーション装置を操作して手動で走行軌跡表示モードに切替えることが必要である。一般的に、車載用ナビゲーション装置には多数の機能が搭載されており、階層構造のメニューにより所望の機能を選択するようになっている。従って、走行軌跡非表示モードから走行軌跡表示モードに切替えるためには、メニュー項目を選択する操作が数回必要があり、煩雑である。常に走行軌跡表示モードにしておくことも考えられるが、そうすると地図上に走行軌跡を示す多数のドットが表示されて、地図が見にくくなってしまう。

なお、特開２００２−３５７４３１号公報には、道路以外の場所（オフロード領域）を走行したときの軌跡を確認するために、車両が道路から外れたときに車両位置データの記録を開始し、車両が道路に戻ったときに車両位置データの記録を終了する車載用ナビゲーション装置が提案されている。しかし、この車載用ナビゲーション装置においても、走行軌跡を表示するときには手動で表示モードを切り替える必要がある。

以上から、本発明の目的は、車両が走行している場所に応じて走行軌跡の表示／非表示を自動的に切替える車載用ナビゲーション装置及び走行軌跡表示方法を提供することである。

上記した課題は、表示装置と、主要道路、細街路及び私道の道路データを含む地図を表示するための地図表示用データと、主要道路のみの道路データを含む経路案内のための経路案内用データとにより構成された地図データを記憶する地図データ記憶部と、車両の現在位置を検出する車両位置検出部と、車両の走行軌跡のデータを記憶する走行軌跡記憶部と、前記地図表示用データに基づいて地図画像を生成し前記表示装置に表示する制御部とを有し、前記制御部は、前記車両位置検出部で検出した車両の現在位置と前記地図データとを用いて車両が前記経路案内用データに記録されている道路上を走行しているか否かを判定し、車両が前記経路案内用データに記録されている道路上を走行していないと判定したときには前記走行軌跡記憶部から走行軌跡のデータを読み出して前記地図画像の上に走行軌跡を表示し、車両が前記経路案内用データに記録されている道路上を走行していると判定したときには前記走行軌跡を非表示とすることを特徴とする車載用ナビゲーション装置により解決する。

上記した課題は、車両の現在位置を検出し、前記車両の現在位置の周辺の地図データを地図データ記憶部から読み出して地図画像を生成し表示装置に表示する車載用ナビゲーション装置の走行軌跡表示方法において、前記地図データは主要道路、細街路及び私道の道路データを含む地図を表示するための地図表示用データと、主要道路のみの道路データを含む経路案内のための経路案内用データとにより構成されていて、前記車両の現在位置に基づいて前記地図データのうちの前記経路案内用データに記録されている道路から外れたか否かを判定し、車両が前記経路案内用データに記録されている道路から外れたと判定したときに走行軌跡を前記地図画像上に表示し、車両が前記経路案内用データに記録されている道路上を走行していると判定したときには走行軌跡を非表示とすることを特徴とする車載用ナビゲーション装置の走行軌跡の表示方法により解決する。

本発明においては、車両が地図データのうちの経路案内用データに記録されている道路から外れたと判定したときに、地図画像上に走行軌跡を表示する。また、車両が経路案内用データに記録されている道路上を走行していると判定したときには、走行軌跡を非表示とする。これにより、例えば車両が地図データに道路として記録されていない場所を走行すると地図上に走行軌跡が自動的に表示されるので、走行軌跡を逆に辿って元の道路まで確実に戻ることができる。また、車両が経路案内用データに記録されている道路上を走行しているときには走行軌跡が非表示となるので、地図が見にくくなることが回避される。

このように、車両が経路案内用データに記録されている道路を走行しているか否かにより走行軌跡の表示／非表示を自動的に行うので、ユーザ自身が走行軌跡の表示／非表示を手動で切替える場合に比して利便性が著しく向上する。

以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る車載用ナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。

１は地図データを記憶したＤＶＤである。ＤＶＤ１に記憶されている地図データには、図２に示すように、画面上に地図画像を表示するための地図表示用データと、誘導経路の探索及び経路案内に使用するための経路案内用データとにより構成されている。

経路案内用データは、車両の通行が可能であることが保証されている道路（主要道路）、例えば、国道、県道及び市道等の道路データにより構成されており、車両の通行が可能であることが保証されていないその他の道路、例えば幅が４ｍ未満の細街路や私道等のデータは含まれていない。主要道路の道路データについては、必要に応じて、例えば右折／左折禁止、進入禁止及び一方通行などの交通情報が付加されている。

一方、地図表示用データは、表示画面上に道路を描画するための道路データと、建築物、公園及び河川等を描画するためのポリゴンデータと、市区町村名などの行政区画名、道路名、交差点名及び建築物の名称等の文字や記号等を表示するための文字・記号データとにより構成されている。地図表示用データに含まれる道路データには、国道、県道及び市道等の主要道路を描画するためのデータだけではなく、細街路や私道を描画するためのデータも含まれている。

なお、ＤＶＤ１に記憶されている地図データでは、道路等は緯度及び経度で表現された頂点（ノード）の座標集合として記録されている。道路は２以上のノードの連結からなり、２つのノードを連結した部分はリンクといわれる。

３は後述するナビゲーション装置本体１０を操作するための種々の操作ボタン等が設けられた操作部である。

４はＧＰＳ衛星から送られてくるＧＰＳ信号を受信して車両の現在位置の緯度及び経度を検出するＧＰＳ受信機である。５は自立航法センサであり、この自立航法センサ５は、車両回転角度を検出するジャイロ等の角度センサ５ａと、一定の走行距離毎にパルスを発生する走行距離センサ５ｂとにより構成されている。

７は地図画像の表示が可能な液晶パネル等の表示装置であり、ナビゲーション装置本体１０は、この表示装置７に車両の現在位置の周囲の地図を表示したり、出発地から目的地までの誘導経路や車両位置マーク及びその他の案内情報を表示する。９は音声によりユーザに案内情報を提供するためのスピーカーである。

ナビゲーション装置本体１０は以下のものから構成されている。

１１はＤＶＤ１から地図データを読み出すＤＶＤコントローラであり、１２はＤＶＤ１から読み出した地図データを一時的に記憶するバッファメモリである。１３は操作部３と接続されるインターフェース、１４はＧＰＳ受信機４と接続されるインターフェース、１５は自立航法センサ５と接続されるインターフェースである。

１７はマイクロコンピュータにより構成される制御部である。制御部１７は、インターフェース１４，１５から入力される信号を基に車両の現在位置を検出したり、ＤＶＤ１から車両の現在位置周辺の地図データをバッファメモリ１２に読み出したり、バッファメモリ１２に読み出した地図データを用いて設定された探索条件で出発地から目的地までの誘導経路を探索するなど、種々の処理を実行する。

１８は車両の走行軌跡を記憶する走行軌跡記憶部（メモリ）である。制御部１７は、例えば車両が一定の距離を走行する毎に車両位置データ（緯度・経度）を走行軌跡記憶部１８に記憶する。なお、車両位置データのデータ量が走行軌跡記憶部１８の容量を越える場合、制御部１７は古いデータを消去して新しいデータを記録する。

１９はバッファメモリ１２に読み出された地図データを用いて地図画像を描画する地図描画部である。２１は動作状況に応じた各種メニュー画面（操作画面）や車両位置マーク及びカーソル等の各種マークを描画する操作画面・マーク描画部である。

２２は制御部１７で探索した誘導経路を記憶する誘導経路記憶部、２３は誘導経路を描画する誘導経路描画部である。誘導経路記憶部２２には、制御部１７によって探索された誘導経路の全ノードが出発地から目的地まで記憶される。誘導経路描画部２３は、誘導経路記憶部２２から誘導経路情報（ノード列）を読み出して、他の道路とは異なる色及び太さで描画する。

２４は音声出力部であり、制御部１７からの信号に基づいて音声信号をスピーカー９に供給する。２５は画像合成部であり、地図描画部１９で描画された地図画像に、操作画面・マーク描画部２１で描画した各種マークや操作画面、誘導経路描画部２３で描画した誘導経路などを重ね合わせて表示装置７に出力する。

このように構成された車載用ナビゲーション装置において、制御部１７は、ＧＰＳ受信機４で受信したＧＰＳ信号と、自立航法センサ５から入力した信号とから車両の現在位置及び車両の向きを検出する。そして、ＤＶＤ１から車両の現在位置の周囲の地図データを読み出してバッファメモリ１２に格納する。地図描画部１９は、バッファメモリ１２に読み出された地図データに基づいて地図画像を生成し、表示装置７に車両の現在位置の周囲の地図画像を表示する。そして、制御部１７は、地図画像上に車両の現在位置を示す車両位置マークを重ね合わせて表示し、車両の移動に伴って地図画像上の車両位置マークを移動させたり、地図画像をスクロールする。

また、ユーザが操作部３を操作して目的地を設定すると、制御部１７は車両の現在位置を出発地とし、予め設定された条件で出発地から目的地までの誘導経路を探索し、探索により得られた誘導経路を誘導経路記憶部２２に記憶する。そして、制御部１７は、車両の走行に伴って適宜案内情報を出力し、車両を目的地まで誘導経路に沿って走行するように案内する。

更に、制御部１７は、車両が一定の距離を走行する毎に車両の現在位置を走行軌跡データとして走行軌跡記憶部１８に記憶する。そして、走行軌跡表示モードに設定されたときは走行軌跡記憶部１８から走行軌跡データを読み出し、操作画面・マーク描画部２１を制御して地図上に走行軌跡を示すドットを表示する。

以下、本実施形態の車載用ナビゲーション装置において、走行軌跡の表示／非表示を自動的に切替えるときの動作を、図３に示すフローチャートを参照して説明する。但し、前述したように、図３に示す処理とは別に、制御部１７は車両が一定の距離を走行する毎に車両の現在位置のデータ（緯度・経度）を走行軌跡記憶部１８に記録する処理を行っている。

まず、車載用ナビゲーション装置の電源がオンになると、ステップＳ１１において、制御部１７は走行軌跡非表示モードに設定する。

次に、ステップＳ１２に移行し、制御部１７はＧＰＳ受信機４及び自立航法センサ５から入力した信号により車両の現在位置（緯度・経度）を検出する。そして、ステップＳ１３に移行し、制御部１７はマップマッチング処理を開始する。その後、ステップＳ１４において、マップマッチングが可能か否か、すなわち車両位置を道路上に補正するか否かを判定する。

例えば、図４（ａ）に示すように、車両の現在位置から所定の範囲内に地図データに記録された道路があり、且つ、車両の進行方向と道路の方向とが略一致している場合はマップマッチング可能であると判断する。この場合は、ステップＳ１４からステップＳ１５に移行して、車両の現在位置を道路上に補正（マップマッチング）する。

その後、ステップＳ１６に移行し、制御部１７はマップマッチングされた道路が主要道路か否かを判定する。主要道路の場合はステップＳ１２に戻って、上記の処理を繰り返す。

車両が主要道路上を走行しているときには、マップマッチングにより車両位置が道路上に補正されるので、走行軌跡非表示モードのままであり、地図上には走行軌跡が表示されてない。従って、走行軌跡を示すドット列により地図の視認性が損なわれることはない。なお、車両が地図データに記録されている道路を走行しているときは、走行軌跡記憶部１８にはマップマッチングにより補正された車両位置のデータが記憶される。

一方、ステップＳ１６において、マップマッチングされた道路が主要道路でない場合は、ステップＳ１６からステップＳ１７に移行する。例えば、車両が主要道路から細街路に進入したときは、ステップＳ１６からステップＳ１７に移行する。

ステップＳ１４において、車両の現在位置から所定の範囲内に地図データに記憶された道路がない場合、又は図４（ｂ）に示すように、車両の走行方向と道路の方向とが大きく異なる場合は、マップマッチングが不可能であると判定してステップＳ１７に移行する。車両が主要道路から地図にない道路や道路以外の場所に進入したときは、ステップＳ１４からステップＳ１７に移行する。

ステップＳ１７において、制御部１７は表示モードを、走行軌跡非表示モードから走行軌跡表示モードに切替える。これにより、画面上には、車両の走行軌跡が表示されるようになる。本実施形態では、自動で走行軌跡表示モードに切替えたときには主要道路上を外れた位置からの走行軌跡を表示する。しかし、走行軌跡記憶部１８に記憶されている全ての走行軌跡を表示するようにしてもよい。また、走行軌跡記憶部１８に記憶されている走行軌跡のうち、主要道路以外の場所を走行した軌跡のみを表示するようにしてもよい。

次に、ステップＳ１８に移行して、制御部１７は、ＧＰＳ受信機４及び自立航法センサ５から入力した信号により車両の現在位置（緯度・経度）を検出する。

次に、ステップＳ１９に移行し、マップマッチング処理を開始する。そして、ステップＳ２０に移行し、マップマッチングが可能か否か、すなわち車両位置を道路上に補正するか否かを判定する。マップマッチングが不可能であると判断した場合はステップＳ１８に戻って、処理を継続する。

ステップＳ２０において、マップマッチングが可能と判定したときは、ステップＳ２１に移行して、車両の位置を道路上の位置に補正（マップマッチング）する。その後、ステップＳ２２に移行し、マップマッチングした道路が主要道路か否かを判定する。主要道路でない場合はステップＳ１８に戻って処理を継続する。一方、ステップＳ２２において、マップマッチングした道路が主要道路であると判定した場合は、ステップＳ２３に移行して、走行軌跡表示モードから走行軌跡非表示モードに切替える。これにより、画面上から走行軌跡を示すドット列が消去される。

なお、上記の例では主要道路に戻るまでの動作について説明したが、更に走行を続ける場合にはステップＳ１２から処理を継続する。

図５（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態の車載用ナビゲーション装置を搭載した車両が主要道路から外れて地図データに道路として記録されていない場所に進入したときの画面の表示例を示す模式図である。車両が主要道路上を走行しているときはマッチマッピングにより車両の位置が道路上に補正されるので、図５（ａ）に示すように車両位置マークが道路上に表示される。このときは走行軌跡非表示モードであるので、地図上には走行軌跡が表示されない。

車両が主要道路を外れて地図データに道路として記録されていない場所（例えば、一部の林道）を走行すると、図５（ｂ）に示すように、走行軌跡非表示モードから走行軌跡表示モードに自動的に切替わり、走行軌跡を示すドット列が地図画面上に表示される。これにより、ユーザは主要道路から現在位置まで、どのような経路を走行したのかを確認することができる。

例えば、画面に表示された走行軌跡を逆に辿って元の主要道路まで戻ると、走行軌跡表示モードから走行軌跡非表示モードに自動的に切替わり、図５（ｃ）に示すように走行軌跡が画面上から消去される。

図６（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態の車載用ナビゲーション装置を搭載した車両が主要道路から外れて細街路に進入したときの画面の表示例を示す模式図である。図６（ａ）において、図中黒く塗りつぶした道路は細街路を示している。

車両が主要道路上を走行しているときはマップマッチングにより車両の位置が道路上に補正されるので、図６（ａ）に示すように車両位置マークが道路上に表示される。このとき、走行軌跡非表示モードであるので、地図上には走行軌跡が表示されない。従って、走行軌跡により地図が見にくくなることがない。

車両が主要道路を外れて細街路に進入すると、走行軌跡非表示モードから走行軌跡表示モードに自動的に切替わり、図６（ｂ）に示すように、走行軌跡を示すドット列が画面上に表示される。車両が細街路を抜けて主要道路に戻ると、走行軌跡表示モードから走行軌跡非表示モードに自動的に切替わり、図６（ｃ）に示すように走行軌跡が画面上から消去される。

このように、本実施形態の車載用ナビゲーション装置は、車両が主要道路（車両の通行が可能であることが保証されている道路）を走行するときには走行軌跡を表示せず、車両が主要道路以外の場所を走行するときには走行軌跡を自動的に表示するので、地図データに道路として記録されていない林道やその他の場所で道に迷ったとしても、主要道路まで確実に戻ることができる。また、車両が走行している場所に応じて走行軌跡の表示／非表示を自動的に切替えるので、ユーザ自身が走行軌跡の表示／非表示を手動で切替える場合に比して利便性が著しく向上する。

図１は、本発明の実施形態の車載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は、地図データの構成を示す図である。 図３は、本発明の実施形態の車載用ナビゲーション装置において、走行軌跡の表示／非表示を自動的に切替えるときの動作を示すフローチャートである。 図４（ａ）はマップマッチングが可能な状態の例を示す模式図、図４（ｂ）はマップマッチングが不可能な状態の例を示す模式図である。 図５（ａ）〜（ｃ）は、実施形態の車載用ナビゲーション装置を搭載した車両が主要道路から外れて地図データに道路として記録されていない場所に進入したときの画面の表示例を示す模式図である。 図６（ａ）〜（ｃ）は、実施形態の車載用ナビゲーション装置を搭載した車両が主要道路から外れて細街路に進入したときの画面の表示例を示す模式図である。

符号の説明

１…ＤＶＤ、
３…操作部、
４…ＧＰＳ受信機、
５…自立航法センサ、
７…表示装置、
１０…ナビゲーション装置本体、
１１…ＤＶＤコントローラ、
１２…バッファメモリ、
１７…制御部、
１８…走行軌跡記憶部、
１９…地図描画部、
２１…操作画面・マーク描画部、
２２…誘導経路記憶部、
２３…誘導経路描画部、
２４…音声出力部、
２５…画像合成部。

Claims (5)

1. 表示装置と、
   主要道路、細街路及び私道の道路データを含む地図を表示するための地図表示用データと、主要道路のみの道路データを含む経路案内のための経路案内用データとにより構成された地図データを記憶する地図データ記憶部と、
   車両の現在位置を検出する車両位置検出部と、
   車両の走行軌跡のデータを記憶する走行軌跡記憶部と、
   前記地図表示用データに基づいて地図画像を生成し前記表示装置に表示する制御部とを有し、
   前記制御部は、前記車両位置検出部で検出した車両の現在位置と前記地図データとを用いて車両が前記経路案内用データに記録されている道路上を走行しているか否かを判定し、車両が前記経路案内用データに記録されている道路上を走行していないと判定したときには前記走行軌跡記憶部から走行軌跡のデータを読み出して前記地図画像の上に走行軌跡を表示し、車両が前記経路案内用データに記録されている道路上を走行していると判定したときには前記走行軌跡を非表示とすることを特徴とする車載用ナビゲーション装置。
2. 前記制御部は、車両が前記経路案内用データに記録されている道路上を走行していないと判定したときに、車両が前記経路案内用データに記録されている道路から外れた位置からの走行軌跡を前記地図画像上に表示することを特徴とする請求項１に記載の車載用ナビゲーション装置。
3. 前記制御部は、前記車両位置検出装置で検出した車両の現在位置を前記経路案内用データに記録されている道路にマップマッチングさせることができないときに、車両が前記経路案内用データに記録されている道路から外れていると判定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車載用ナビゲーション装置。
4. 車両の現在位置を検出し、前記車両の現在位置の周辺の地図データを地図データ記憶部から読み出して地図画像を生成し表示装置に表示する車載用ナビゲーション装置の走行軌跡表示方法において、
   前記地図データは主要道路、細街路及び私道の道路データを含む地図を表示するための地図表示用データと、主要道路のみの道路データを含む経路案内のための経路案内用データとにより構成されていて、前記車両の現在位置に基づいて前記地図データのうちの前記経路案内用データに記録されている道路から外れたか否かを判定し、車両が前記経路案内用データに記録されている道路から外れたと判定したときに走行軌跡を前記地図画像上に表示し、
   車両が前記経路案内用データに記録されている道路上を走行していると判定したときには走行軌跡を非表示とすることを特徴とする車載用ナビゲーション装置の走行軌跡の表示方法。
5. 車両が前記経路案内用データに記録されている道路から外れたと判定したときに、前記車両が前記経路案内用データに記録されている道路から外れた場所からの走行軌跡を前記地図画像上に表示することを特徴とする請求項４に記載の車載用ナビゲーション装置の走行軌跡の表示方法。

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