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CN1584503A - 通信型车辆导航系统的服务器装置、车载终端装置及其程序 - Google Patents

通信型车辆导航系统的服务器装置、车载终端装置及其程序 Download PDF

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CN1584503A
CN1584503A CNA2004100576347A CN200410057634A CN1584503A CN 1584503 A CN1584503 A CN 1584503A CN A2004100576347 A CNA2004100576347 A CN A2004100576347A CN 200410057634 A CN200410057634 A CN 200410057634A CN 1584503 A CN1584503 A CN 1584503A
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CN
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navigation
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CNA2004100576347A
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新吉高
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Hitachi Ltd
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明涉及通信型车辆导航系统的服务器装置、车载终端装置及其程序。其中，服务器装置(4)中，探索了在行驶开始时所显示的导航路线之后，立即通过最短路径算法，求出各个节点到目的地的最短路线的数据(回归路线指示数据(423))，将该数据与包含有导航路线的发送地图数据(424)发送给车载终端装置(1)。车载终端装置(1)在车辆脱离导航路线时，根据回归指示数据(423)求出从脱离地点出发的新导航路线或回归路线并显示出来。因此本发明的通信型车辆导航系统，即使在车辆脱离当初的导航路线时，也不需要接收服务器装置所发送的新的导航路线，而能够在车载终端装置(1)中求出新导航路线并显示出来。

Description

通信型车辆导航系统的服务器装置、 车载终端装置及其程序
技术领域
本发明涉及一种基于GPS(Global Positioning System)的车辆导航系统，特别是一种经公众通信网络进行车载终端装置与服务器装置之间的数据的发送接收的通信型车辆导航系统的服务器装置、车载终端装置及其程序。
背景技术
近年来，伴随着通信费用的降低以及通信速度的提升，通信型车辆导航系统越来越被人关注。通信型车辆导航系统中，全国规模的广域的地图数据被保存在服务器装置中，服务器装置根据来自车载终端装置的请求求出导航路线，将该导航路线以及其附近地区的地图数据发送给车载终端装置。因此，保存全国规模的广域的地图数据的DVD(Digital Versatile Disk)等大容量的存储装置，对车载终端装置来说是不需要的。另外，由于导航路线探索操作也不需要在车载终端装置上执行，因此车载终端装置的处理器的处理负荷被大幅减轻。其结果是，能够实现降低车载终端装置的费用。
另外，通信型车辆导航系统中，当导航中的车辆从导航路线脱离时所进行的导航路线的再探索(以下将“导航路线的再探索”称作“再寻路”)后的处理中出现了下述的弱点。
车辆导航系统中，导航中的车辆脱离导航路线之后，必须要进行再寻路并通知用户新的导航路线，或回到原来的导航路线的路线。因此，通信型导航系统中，由服务器装置进行再寻路，将该结果发送给车载终端装置。然而，由于车辆行驶中存在通信不稳定的区域以及无法通信的区域等，因此并不一定能够稳定的发送到。并且，再发送还会增加额外的通信费用。另外，即使该通信不稳定或无法通信的时间非常短，但对用户来说，就对通信型导航系统的使用产生了不好的印象。
已经有人开始尝试克服上述弱点了。例如专利文献1中，公开了通过差分数据发送地图数据，或者通过使地图中所显示的信息较粗等方法来削减再寻路时的通信量的技术。削减通信量之后，通信时间只需要很短就够了，因此能够提高通信的稳定性，降低通信费用。
另外，专利文献2中，公开了通过分割导航路线并事先检测出隧道等无法通信的区域，从而避开在无法通信的区域中进行通信的技术。
另外，专利文献2以及专利文献3中，公开了在由于无法通信等原因无法将再寻路信息发送给车载终端装置时，车载终端装置独自求出回归到起初的导航路线的路线，并将其显示出来的技术。另外，专利文献4中，公布了一种除了最佳导航路线之外，还预先求出作为其他的导航路线的第2、第3路线，并将其显示出来，从而能够提高用户的路线选择自由度，并且能够避免行驶中的再寻路的技术。
【专利文献1】特开2002-107169号公报(段落编号0054～0105、图22～图41)
【专利文献2】特开2001-147132号公报(段落编号0025～0099、图1～图7)
【专利文献3】特开2003-075180号公报(段落编号0118～0159、图4～图8)
【专利文献4】特开2002-139336号公报(段落编号0044～0069、图2～图6)
然而，上述专利文献1至专利文献3中所公布的任何一个技术中，在再寻路时都进行服务器装置与车载装置之间的通信。因此，这些技术中，对上述行驶中的通信不稳定问题或通信费用增加问题来说，都不是充分的解决方法。
另外，专利文献2或专利文献3中所公开的技术中，车载终端装置所独自求出的导航路线，作为最佳路线来说其精度是不够的，只能够说是能够回归到原来的路线的路线。另外，专利文献4中所公开的技术中所求出的第2、第3导航路线，是从出发地出发的准最佳路线，而不是从脱离发生位置出发的最佳路线。
发明内容
这里，本发明的目的是，从根本上解决再寻路时所产生的行驶中的通信不稳定问题以及通信费用增加问题，同时能够求出用于在车载终端装置中独自进行再寻路的最佳导航路线的通信型车辆导航系统的服务器装置、终端装置及其程序。
为了解决上述问题，在本发明中，即使车辆脱离了导航路线，也不需要进行服务器装置与车载终端装置之间的通信。
为此，服务器装置中，除了求出从现在位置到目的地的导航路线数据的导航路线探索单元(程序)之外，还设置有切取导航路线附近的地图，对其中所包括的能够导航的道路路段(道路链接)探索出到目的地的最短路线，生成回归路线指示数据的单元(程序)。这样，服务器装置在求出应到导航的路线之后，立即生成该回归路线指示数据，将该数据与包括有导航路线数据的地图数据一起，或者将该组合入包括有导航路线数据的地图数据，发送给车载终端装置。
另外，车载终端装置中，设置有根据服务器装置所发送的回归路线指示数据求出用于再寻路的回归路线的单元(程序)，以及将该回归路线显示出来的单元(程序)。这样，车辆在行驶途中脱离导航路线时，车载终端装置根据该回归路线指示数据独自求出用于再寻路的回归路线，并将其显示出来。
根据本发明，当车辆脱离导航路线时，由于车载终端装置已经接收到了根据最短路线算法所求出的回归路线指示数据，在实际上脱离导航路线时，不需要从服务器装置接收任何新信息，就能够根据先前所接收到的回归路线指示数据求出到达目的地或者原来的导航路线的回归路线并将其显示出来。因此，不管车辆何时何地脱离导航路线，车载装置与服务器装置之间都不需要进行通信。也即，不需要考虑作为以前的通信型车辆导航系统的弱点的行驶途中的通信不稳定的问题，以及此时所必须的通信费用的问题。或者也可以说解决了这些问题。
另外，回归路线指示数据，由于为表示起初的导航路线附近的各个道路路段分别到目的地的最短路线的数据，因此不管车辆在哪里脱离导航路线，车载装置都能够显示出到目的地的最佳路线。
附图说明
图1为说明采用本发明的通信型车辆导航系统中的车载终端装置的构成例的示意图。
图2为说明采用本发明的通信型车辆导航系统中的服务器装置的构成例的示意图。
图3为说明终端软件以及服务器软件的构成例的示意图。
图4为说明服务器装置中的导航路线探索以及回归路线探索处理的流程的示意图。
图5为用来说明服务器装置中的导航路线探索以及回归路线探索处理的内容的参考图。
图6为说明发送地图数据的数据构造的例子的示意图。
图7为说明发送地图数据中的道路数据的详细构造的例子的示意图。
图8为用来说明最短路线算法的道路网中的节点、路段以及路段花费的例子的示意图。
图9为说明基于Dijkstra法的最短路线探索处理的流程的示意图。
图10为基于Dijkstra法所求出的到目的地的最短路线的示意图。
图11为说明设定回归方向矩阵成分rij的规则的示意图。
图12为说明对图11的道路网的例子所求出的回归方向矩阵(rij)的示意图。
图13为说明标志数据附加处理的流程的示意图。
图14为说明行驶开始时车载终端装置中所显示的导航路线的例子的示意图。
图15为在车载终端装置中同时显示导航路线与回归方向的例子。
图16为说明在车载终端装置中求出代替路线的流程的示意图。
图17为在车载终端装置中显示代替路线的例子的示意图。
图18为说明在车载终端装置中求出到导航路线的回归路线的流程的示意图。
图19为在车载终端装置中显示到导航路线的回归路线的例子的示意图。
图20为用来对同一个交叉点ID进行补充说明的图。
图中：1：车载终端装置，2：通信装置，3：公众通信网络，4：服务器装置，421：地图数据库，423：回归路线指示数据，424：发送地图数据，712：导航路线探索程序，713：地图切取程序，714：路线探索程序，715：发送地图变换程序，622：定位程序，625：导航路线显示程序，626：回归路线显示程序，627：代替路线显示程序
具体实施方式
<系统构成>
下面对照适当的附图对本发明的实施方式进行详细说明。
首先，对照图1以及图2，对适用本发明的通信型车辆导航系统的构成进行说明。这里，图1为说明通信型车辆导航系统中的车载终端装置1的构成例的示意图，图2为说明通信型车辆导航系统中的服务器装置4的构成例的示意图。
如图1以及图2所示，通信型车辆导航系统，由装载在需要导航路线的车辆上的车载终端装置1，以及通过通信装置2以及公众通信网络3与该车载终端装置1相连接的服务器装置4构成。这里，通信装置2为移动电话等，公众通信网络3包括电话线路的网络以及互联网络协议的网络。
图1中，车载终端装置1，由作为信息处理装置的终端处理器11，与兼备输入与输出功能的触摸屏显示器12、接收人工卫星的电波的GPS(GlobalPositioning System)接收机13、陀螺仪等方向传感器14、输入车轮的旋转速度的车速传感器15、扬声器16以及麦克风17等相连接而构成。另外，终端处理器11，由CPU(Central Processing Unit)111与用来保存终端软件6的闪存113、用来保存服务器装置4所发送的数据的DRAM(DynamicRandom Access Memory)112、控制触摸屏显示器12的显示的图像处理器116以及图像存储装置117、接收来自触摸屏显示器的输入的串行I/F(I/F为接口的省略用法，下同。)118、作为与GPS接收器13、方向传感器14以及车速传感器15的接口的传感器系统I/F114、作为与移动电话等的通信装置2的接口的通信装置I/F115等相连接而构成。
图2中，服务器装置4由服务器计算机41与硬盘装置42、监视器43、键盘44以及鼠标45等相连接而构成。另外，服务器计算机41由CPU411与用来保存BIOS(Basic Input Output System)的闪存413、保存服务器软件7的DRAM412、控制监视器的显示的图像处理器418与图像存储装置419、作为与硬盘装置42的接口的SCSI(Small Computer System Interface)415、作为与公众通信网络3的接口的网络I/F417以及作为与键盘44或鼠标45的接口的USB(Universal Serial Bus)I/F414等相连接而构成。硬盘装置42中保存有服务器软件7以及地图数据库421，根据需要生成路线探索数据库422、回归线路指示数据423以及传输地图数据424等，并暂时保存。
图3为说明终端软件6以及服务器软件7的构成例的示意图。
终端软件6被保存在终端处理器11的闪存113中，通过执行该终端软件6能够使终端处理器实现各种功能。终端软件6大体上由用户接口61、工具62以及OS(Operating System)63构成。这里，工具62能够使车载终端处理器11具有作为通信型导航系统的终端的功能，包括地图管理621、定位622、通信623、地图显示624、导航路线显示625、回归路线显示626、代替路线显示627等应用程序。另外，OS63包括文件管理驱动程序631、传感器系统驱动程序632、通信装置驱动程序633、串行I/F驱动程序634、图像驱动程序635以及声音驱动程序636等控制各种接口的驱动程序。
服务器软件7大体上由导航应用程序71、服务器中间件72、数据库管理软件73以及服务器OS74构成。这里，导航应用程序71为用来使服务器计算机41具有作为通信型车辆导航系统的服务器装置4的功能的应用程序，包括目的地检索711、导航路线检索712、地图分割713、回归路线检索714以及传输地图变换715等程序。另外，服务器中间件72为用来使该导航应用程序71的各个程序的记录与动作较容易的程序，包括HTTP(Hyper TextTransfer Protocol)服务器721、CGI(Common Gateway Interface)722、数据库访问723等。
<服务器装置的动作以及处理内容>
下面对照图4至图13，对通信型车辆导航系统中的服务器装置的动作以及处理内容进行详细说明。另外，此时还要适当参考图2的服务器装置4的构成例以及图3的服务器软件7的构成例。
通信型车辆导航系统中，当车辆的行驶开始也即开始驾驶时，用户在车载终端装置1中设定目的地，得到到达目的地的导航路线。这里，车载终端装置1，在接通电源之后便通过GPS取得现在位置的纬度以及经度的数据，通过触摸屏显示器12等得到所输入的目的地以及探索导航路线时的条件(例如，时间优先的最短时间线路、高速公路优先的线路等)。接下来，将这些出发地的纬度·经度、目的地的纬度·经度以及探索条件等数据作为CGI参数表格发送给服务器装置4。这里，该CGI参数表格中，包括回归路线标志(再寻路标志)。当该回归路线为ON状态时，向服务器装置4请求获得回归路线。另外，这样的CGI参数表格，可以作为从车载终端装置1向服务器装置4的URL形式的请求来实现，例如，HTTP：//servemame/route.cgi？src＝N35.40.39，E139.46.20&dest＝N35.32.52，E139.47.28&cond＝time，freeway&reroute＝on这样进行记录，“src＝N35.40.39，E139.46.20”表示出发地的纬度·经度，“dest＝N35.32.52，E139.47.28”表示目的地的纬度·经度，“cond＝time，freeway”表示探索条件，“reroute＝on”对应于回归路线标志表示求出回归路线。另外，探索条件的“time，freeway”表示时间优先且高速公路优先的探索条件。
图4为说明服务器装置4中的导航路线探索以及回归路线探索处理的流程图。另外，图5为用来说明其处理内容的参考图。
服务器装置4接收到车载终端装置1所发送的CGI参数表格之后，开始探索从现在位置到目的地的导航路线。首先，根据现在位置以及目的地的纬度、经度的数据访问地图数据库421，抽出现在位置也即出发地以及目的地附近的能够探索的道路，确定出发地链接Ls与目的地链接Le(S7210)。另外，在该处理中生成路线探索数据库422。这里，能够探索的道路是指能够作为导航路线的道路，即使显示在地图中，也不包括宽度较小的辅路等。链接(路段)是指被节点所分开的道路，节点是指交叉点(但实际上也可以在道路中途设置节点)。
接下来，访问线路探索数据库422，进行从出发地路段Ls到目的地路段Le的路线探索处理，将其中的最佳路线作为导航路线抽出(S7121)。这里，最佳路线是指对通过CGI参数表格的检索条件等所指定的条件来说最佳的路线。按照所抽出的导航路线访问地图数据库421，将该导航路线变换成显示为道路形状的点阵(S7122)。进一步，沿着导航路线的道路形状的点阵，确定地图的切取范围R(S7123)，访问地图数据库421，从中切取出所切取的范围R内的地图(S7124)。图5中显示了地图切取范围以及导航路线的例子。
接下来，检测CGI参数表格中的回归路线标记的状态，在回归路线标记为OFF的状态下(S7125中为否)，将路线探索处理(S7121)的结果所得到的导航路线以及所切取的地图变换成发送地图数据424(S7126)。将该发送地图数据424发送给车载终端装置1。
另外，在回归路线标记为ON的状态下(S7125中为是)，执行对切取范围R内的能够探索道路的回归路线探索处理(S7127)。将路线探索处理(S7121)的结果所得到的导航路线以及所切取的地图变换成发送地图数据424(S7128)，进一步将回归路线探索处理(S7127)的结果所得到的回归路线信息，作为附属于发送地图数据424中的道路链接列数据的回归标志数据，而进行其附加处理(S7129)。将该附加了回归标志数据的发送地图数据424发送给车载终端装置1。
图6为说明发送地图数据424的数据构造的例子的示意图。发送地图数据424由导航路线数据4241以及地图数据4242构成，地图数据4242由多个网格数据4243构成，网格数据4243由多个道路数据4244、多个背景数据4245以及多个名称数据4246构成。另外，道路数据4144由多个道路链接列数据4247构成。道路链接列数据4247由多个点数据4248构成。另外，图6中被标上了*标记的数据，表示有多个。
图7为说明道路数据4244的详细构造的例子的示意图。道路数据4244由多个道路链接列数据4247构成，各个道路链接列数据4247中被附加有回归方向的有无标志以及代替导航有无标志，同时是由点数据4248所排列成的构造。这里，点数据基本上表示位置座标数据，不但包括交叉点，还包括交叉点之间的数据。但是这里为了便于说明，点数据只表示与交叉点相关的数据，以后称作节点数据。因此，节点数据4248如图7所示，是包括交叉点ID、位置座标、相同交叉点ID(当该交叉点被包括在其他的道路链接列数据中时，该交叉点的交叉点ID)、道路的种类(省道2号线、昭和公路等数据)、其他的道路信息、回归方向标志以及代替导航标志的构造。这里，回归方向有无标志、代替导航有无标志、回归方向标志以及代替导航标志，是在图4的处理流程的回归标志附加处理(S7129)中被添加的。
接下来对图4的处理流程中的回归路线探索处理(S7127)以及回归标志附加处理(S7129)进行更加详细的说明。
另外，通过回归标志的ON/OFF变更处理的流程，是为了使服务器装置4也能够对应于以前的车载终端装置。也即，以前的车载终端装置所发送的CGI参数表格中由于回归路线标志不会为ON(S7125的No)，因此不会进行回归路线探索处理(S7127)以及回归标志附加处理(S7129)。这些处理，是在本实施方式的车载终端装置1中该回归路线标志被设定为ON，将该标志发送给服务器装置4时被执行的。
首先对回归路线探索处理(S7127)进行说明。该处理是对与先前所求出的导航路线相对应而被设定的地图的切取范围内的能够探索的道路求出回归路线或代替路线的处理。这里，回归路线是指车辆从当初的导航路线脱离时的位置到目的地或当初的导航路线的路线。这里，最佳条件是被车载终端装置1所发送的CGI表格的检索条件决定的。
到目的地的最佳路线是通过所谓的最短路线算法求出的。最短路线算法中，道路网由节点与路段构成，在各个路段上定义花费，求出连接任意两点之间的路段的花费总和最小值的状况。因此，节点相当于交叉点，路段相当于连接交叉点之间的道路。另外，路段花费相当于交叉点间的距离或交叉点间的行驶时间，由最适化条件决定。
另外，本实施方式中由于将出发地以及目的地作为路段，为了适用于该最短路线算法，必须将它们变换成节点。这里，为了简单起见，选择车辆现在位置附近的节点。
图8为用来说明最短路线算法的道路网中的节点、路段以及路段花费的例子的示意图。图中，圆圈表示节点，圆圈中标记有节点编号。另外，连接节点的线表示路段，其附近所标注的箭头与数字表示向着箭头方向前进时的路段花费。另外，当道路为单行道时，只定义单向路段花费，未定义的方向的路段花费为∞。用路段花费矩阵(dij)表示这些路段花费。这里，dij表示从节点i到节点j方向的路段花费，相互之间不连通的路段节点之间的路段花费为∞。
最短路线算法中最常用的是Dijkstra算法。图9为说明采用Dijkstra算法的最短路线探索处理的流程的示意图。通常，最短路线是求出从出发地向目的地的最短路线，但这里通过将路线探索时所设定的目的地反过来当做处理的出发地，从地图切取范围内的能够探索的道路中求出从目的地开始到所有的节点的最短路线。也即，对全部节点求出到目的地的最短路线。
赋给图9的Dijkstra算法的数据为路段花费矩阵(dij)，所要求出的数据为节点编号的集合{pi}与路线花费的集合{vi}。这里，pi表示从节点i到目的地节点的最短路线上的下一个节点编的号，vi表示从节点i到目的地节点的最短路线的路段花费的和。
下面设全体节点的集合为N，全部节点数为n，未处理的节点集合为M，对图9的处理流程进行说明。
首先，设目的地的编号为e，设定初始值ve＝0，vj＝∞(j＝1，...，n，j≠e)，M＝N-[e]，i＝e(S7140)。
接下来，对dij＜∞的j∈M，如果vj＜vi+dij，使vj＝vi+dij，pj＝i(S7141)。表示对节点i求出相连接的节点j，对节点j比较已经求出的到目的地节点的路段花费的和节点vj，与从节点j出发经节点i到目的地的路线的路段花费的和vi+dji相比较，如果经过节点i到达目的地的路线的路段花费的和较小，则将到达节点j的最短路线变更为经过节点i的路线。
接下来，对未处理的节点的集合M中所包括的所有的节点j取出vj，求出其中最小的vj，将此时的j作为j0(S7142)。这样，从未处理节点集合M中去掉节点j0，成为新的未处理节点的集合M，将作为处理步骤S7141时的基准的节点i设置为i＝j0(S7143)。
循环操作步骤S7141～S7143，直到未处理节点的集合M为空，最终所得到的pi与vi(j＝1，...，n，j≠e)为通过Dijkstra法所求出的最短路线节点的集合{pi}与最短路线花费的集合{vi}。
图10为说明通过Dijkstra法对图8的道路网的例子所求出的到达目的地的最短路线(粗线所表示的路线)的示意图。图中，各个节点附近的括弧内所记载的数字分别以(vi，pi)表示对各个节点所求出的pi与vi。另外，方框外显示了{pi}与{vi}。由于pi表示到达目的地节点的最短路线上的下一个节点的编号，因此通过追随该编号就能够到达目的地。也即，本例中，由于p2＝4，因此从节点2到目的地的最短路线要延伸到节点4，另外，由于p4＝6，便可得知该路线已经到达目的地节点。也即，通过Dijkstra法能够对全体节点求出到目的地的最短路线。
因此，如果具有最短路线节点集合{pi}与最短路线花费集合{vi}的数据，不管车辆在道路网的哪处从当初的导航路线脱离，只要从车辆的现在位置行驶到最近的节点，就能够表示出到达目的地节点的路线。但是，当从导航路线脱离时，如果所行驶的路线不在上述的Dijkstra法所求出的导航路线上，例如在图10的例子中，在从节点1向2行驶的道路上脱离的情况下，不能够很快知道是向前方前进较好，还是返还较好。因此，为了能够直观的了解，导入回归方向矩阵(rij)。rij通过方向表示在从路段ij脱离的情况下，应当向节点i与节点j中的哪一方前进，在该应当前进方向与路段ij的方向(从节点i到节点j的方向)相同时，定义为rij＝1，反之定义为rij＝-1。将对该回归方向矩阵中的各个路段所设定的前进方向称作推荐航向。
图11为说明设定回归方向矩阵成分rij的规则的示意图。该规则根据上述定义，设定的基本方法是，对连接节点i与节点j的路段ij，如果vi＜vj，便设定rij＝-1，rji＝1。也即，如果从节点i到目的地的路段花费的和vi比从节点j到目的地的路段花费的和vj小，就将从节点j向节点i行驶的方向选择为最佳路线。另外，当然当dij＝∞，dji＝∞时，节点i与节点j之间没有路段，因此使rij＝rji＝0。另外，在只存在单行路段的dij＝∞，dji＜∞的情况下，不考虑vi、vj的值，直接使rij＝-1，rji＝1。另外，如果vi＝vj，由于不管向哪个方向行驶都一样，当路段ij为向着接近当初的导航路线的方向时，使rij＝1，当其为远离方向时，使rij＝-1。另外，还有一种图中未显示的情况，当起点与终点为同一个节点时，使rii＝0。
图12为对图8的道路网所求出的回归方向矩阵(rij)。图12的各个路段上所标记的箭头为对应于rij的推荐航向的方向。也即，如果沿着该箭头前进，不管车辆在与导航路线同时被发送过来的地图上的哪一处脱离导航路线，都能够到达目的地。另外，除了目的地之外标记在各个节点上的黑圈，表示标记有该黑圈的路段是通过上述Dijkstra法所求出的{pi}的路段pi。也即，如果沿着该黑圈侧的路段行驶，就能够从该节点沿着最佳路线到达目的地。
从上述说明可以得知，如果有最短路线节点的集合{pi}与回归方向矩阵(rij)，就能够求出回归路线以及代替路线。因此，在车辆行驶开始时也即开始驾驶时，如果将包括有导航路线的发送地图数据424以及这些数据发送给车载终端装置1的话，不管车辆在哪里脱离导航路线，车载终端装置1都能够使用最短路线节点的集合{pi}与回归方向矩阵(rij)的数据求出回归路线以及代替路线。这里，将最短路线节点的集合{pi}与回归方向矩阵(rij)的数据总称为回归路线指示数据423。
图13为说明回归标志附加处理S7129中的标志数据附加处理的流程图。回归标志附加处理是指根据回归路线指示数据423的数据，在发送地图数据424的道路链接列数据4247中添加标志数据的处理。因此，对该处理所输入的数据为从最短路线节点的集合{pi}、回归方向矩阵(rij)以及图7的道路链接列数据4247中去除了回归方向有无标志、代替导航有无标志、回归方向标志以及代替导航标志之后的数据。在图13中所示的标志数据附加处理中，生成并添加该标志数据。
另外，图13中所示的标志附加处理流程，为取出1个道路链接列数据4247，在该道路链接列数据4247中添加标志的处理的流程。由于道路链接列数据4247通常为多个，因此给所有的道路链接列数据4247添加标志需要执行多次该操作。
首先，作为前处理，从作为处理对象的道路路段的各个节点数据中取出交叉点ID，将其变换成求{pi}与(rij)时的节点编号，顺次为k(1)，k(2)，...，k(n)。接下来，使附属于道路链接列数据4247的各个道路路段回归方向有无标志以及代替导航方向有无标志为ON，表示在该道路路段中设置了回归方向标志与代替导航标志，同时，使计时器初始化为i＝1(S71520)。
接下来，如果所给定的i的rk(i)k(i+1)＝1(S71521中的“是”)，使对应于交叉点k(i)的回归方向标志为ON(S71522)，进一步，如果pk(i)＝k(i+1)，使代替导航标志也为ON(S71523)。另外，如果rk(i)k(i+1)＝-1(S71525中的“是”)，使对应于交叉点k(i)的回归方向标志为OFF(S71526)，进一步，如果pk(i)＝k(i)，使代替导航标志也为OFF(S71527)。
接下来，给计数器i加1(S71524)，反复操作步骤S71521至步骤S71528的操作，直到i变为n(S71528)。通过上述处理，设定表示是否存在成为各个节点中的推荐航向的起点的节点的回归方向标志，和表示某个节点是否为包括该节点的路段中的代替路线的起点(是否为图7中的黑圈)的代替导航标志。
通过上述处理，在图7中的各个道路链接列数据4247中添加回归方向有无标志以及代替导航有无标志，同时还添加回归方向标志以及代替导航标志，将该数据作为发送地图数据424发送给车载终端装置1。于是，车载终端装置1通过参照这些标志，显示回归方向以及代替导航路线。
<车载终端装置的动作以及处理内容>
下面对照图14～图20，对通信型车辆导航系统中的车载终端装置1的动作以及处理内容进行详细说明。
图14为行驶开始时显示在车载终端装置1中的导航路线的例子。
车载终端装置1，通上述的服务器装置4在开始行驶时接收添加有回归方向标志以及代替导航标志的发送地图数据424。根据该数据，能够显示出如图14所示的包括有现在位置(出发地)以及导航路线的地图。
在图14的显示例中，出发地并不在能够导航的道路路段上，因此推定位于小路或辅路或者大停车场中。此时，将距离现在位置最近的路段选择为出发地路段。图中选择为与出发地相邻的东北侧的道路。将从该路段到目的地的导航路线例如用粗线表示。
图15为在车载终端装置1中同时显示导航路线以及回归方向的例子。图中，实线的箭头为代替导航标志所指示的回归方向，虚线的箭头为回归方向标志所指示的回归方向。另外，箭头不但可以显示在道路的旁边，还可以显示在道路上，实线箭头与虚线箭头的区别也可以通过不同的颜色来进行。
车辆脱离导航路线，并不一定是发生的行驶途中。如图14所示，当出发地不在能够导航的路线上时，也可以看作脱离了导航路线。这种情况下如果显示回归方向，对驾驶者来说是非常方便的。也即，位于出发地的车辆即使要驶向作为路线探索结果所设定的导航路线的导航开始地点的东北侧的路段的道路，如果实际上没有向该道路的出口，就不得不驶入例如西部侧路段的道路等实际上设置有出口的其他路段。此时，由于西北侧的路段上显示有回归方向，因此不管怎么样前进都能够回到原来的导航路线，从而能够容易的进行判断。另外，如果沿着实线箭头前进，就能够沿着路线到达目的地。这样，通过不但显示从现在位置到导航路线的方向，还对现在位置周边的道路显示回归方向，能够容易的判断并选择出到达导航路线的路线。
另外，由于此时车载终端装置1接收添加有回归方向标志以及代替导航标志的发送地图数据424的发送，能够求出回归方向，将回归方向与地图共同显示出来。另外，在行驶途中脱离导航路线的情况下，也能够同样表示回归方向，因此驾驶者不会迷路，能够按照适当的路线到达目的地或原来的导航路线。并且，此时车载终端装置1并不需要与服务器装置4进行通信。
回归方向标志的显示如下所述。在图7的道路链接列数据4247中，取出节点数据4248，参考其中的回归方向标志以及代替导航标志。接下来，如果代替导航标志为ON，便在道路链接列的方向上显示实线箭头；如果代替导航标志为OFF，在回归方向标志为ON时，在道路链接列的方向上显示虚线箭头，在回归方向标志为OFF时，在道路链接列的逆方向上显示虚线箭头。这里，道路链接列数据的方向是指在道路链接列数据4247中，由表示交叉点ID的节点的连接所构成的路段列的方向。
下面对车辆在行驶中脱离导航路线的情况进行补充说明。
车辆在行驶中脱离导航路线之后，连续发出“脱离路线”的警告消息，像所谓的“turn by turn方式”中的导航那样，根据对应于现在正行驶的道路的路段的回归方向标志，提示驾驶者用来回归到原来的导航路线的行驶方向。此时的行驶方向的指示是通过以上所说明的回归方向标志来进行的。
另外，通常，在因驾驶错误而脱离导航路线之后，或者在驾驶者有意的暂时脱离导航路线之后，在行驶中的路线不是单行道的情况下，根据该路段中所指定的推荐航向，发出指示驾驶者回归该路段的指示。这种情况下，在从导航路线偏离之后所发出的回归方向指示，具有通知从路线中脱离这一事项的功能，但在驾驶者向着与推荐航向相反的方向行驶时如果总是发出返还指示的话，在为了返回而调转方向非常困难的道路上行驶等情况下，驾驶者会对该指示感到厌烦。
因此，在驾驶者向着与推荐航向相反的方向行驶的情况下，如果正在行驶的路段的终端节点与其他路段相连接，正在行驶的路段在下一个将要到来的节点(也即目前正在行驶的路段的终点的节点)上没有标记有如图12所示的黑圈的路段的情况下，可以提示在行驶中的路段的终端出发的回归路线。这样，在目前行驶中的路段中向着与推荐航向相反的方向行驶的情况下，如果通过了路段的中间点之后，可以指示继续前行。当接近下个节点达到了给定的距离时，根据下个节点上的代替导航标志，指示行驶方向。
另外，将添加有道路数据的各个节点的回归方向标志与代替导航标志以及在回归路线探索处理S7127中所求出的各个节点上的路段花费的和vi的这种形式的发送地图数据424发送给车载终端装置，在通过了路段两端的节点中的路段花费的内分比所分割的区间之后，即使在目前行驶中的路段中向着与推荐航向相反的方向行驶的情况下，也可以发出继续前行的指示。
图16为在车载终端装置1中求出代替路线的流程图。
首先，由定位器622判断车辆是否在道路上(S6270)。在车辆在道路上的情况下(S6270中的“是”)，通过定位器622的地图匹配处理确定道路路段L，将其作为代替路线的开始路段L0，使路段的计数器i＝1(S6272)。另外，在车辆不在道路上的情况下(S6270中的“否”)，从全体道路链接列数据4247中抽出与车辆位置最近的道路路段L，将其作为代替路线的开始路段L0，使路段的计数器i＝1(S6271)。
接下来求出道路路段Li两端的节点(N1，N2)，如果N1的回归方向标志为ON则使N＝N2，如果为OFF则使N＝N1(S6273)。这里，N相当于图7中的节点数据4248的交叉点ID。
进一步，在该N的节点数据4248的代替导航标志为OFF时，将具有与该节点数据4248中的同一交叉点ID上所标记的数据相同的交叉点ID的节点数据4248，从其他的道路链接列数据4247中抽出。这里，由于同一交叉点ID并不限定为1个，因此所抽出的节点数据也有可能为2个以上。于是，在所抽出的节点数据4248中，进一步找出代替导航标志为ON的数据。将N替换为该交叉点ID(S6274)。
接下来，对包括N的道路路段，如果N的节点数据4248的回归方向标志为ON，使L＝(N，N的顺方向节点)，如果为OFF，使L＝(N，N的逆方向节点)(S6275)。
接下来，检测L是否为目的地路段，在其不是目的地路段的情况下(S6276中的“否”)，使Li＝L，i＝i+1(S6277)，重复步骤S6273至步骤S6276的处理。另外，在L为目的地路段的情况下(S6276中的“是”)，将通过上述步骤所求出的路段列L0，...，Li作为代替路线输出(S6278)。
图17为在车载终端装置1显示代替路线的例子。该例子中所表示的代替路线与原来的导航路线的显示方式相同，然而实际上，原来的导航路线的显示保持不变，采用与原来的导航路线的显示不同的醒目的颜色来显示代替路线。另外，既可以将原来的导航路线消去，也可以使其较淡从而不太醒目。
另外，显示代替路线的时刻是在车辆从导航路线脱离时。在该例子中，车辆在图14的出发地上，将距离出发地最近的东北侧的道路路段设为出发路段，显示到目的地的导航路线，由于无法从小路进入东北侧的道路路段，因此不得不从小路向西北驶出。这时，车辆接近西北侧的道路路段，如果判断出比东北侧的路段路线更近，就将车辆看作位于西北侧的道路路段。这时，车辆从导航路线脱离，从而显示代替路线。
对导航系统的用户来说，有时会对图17所示的那样的系统随意变更导航路线感到困惑。因此，有时如图15所示的那样只显示回归方向，实际的回归路线的选择由驾驶者来决定这种方法更好，另外，还可以如后面将要说明的图19中所示的那样显示与原来的导航路线相连接的路线。这里，选择哪一种显示方法，能够由用户指定。因此，车载终端装置1中设有显示模式选择专用按钮。或者也可以在触摸屏中设置软按钮。另外还可以通过麦克风输入声音来选择显示模式。
图18为在车载终端装置1中求出到达导航路线的回归路线的流程图。求出到达导航路线的回归路线的流程，在不利用代替导航标志这一点上与图16中的求出代替路线的流程不同，但大部分是相同的。也即，在图16的流程中，在探索路段时，追踪具有代替路线标志为ON的节点的路段，而在本流程中，通过选择被设定为能更接近导航路线的路段的回归路线，求出与原来的导航路线相连接的路段。首先，前处理部分的步骤S62710至步骤S62713与求出代替路线的流程中的步骤S6270至步骤S6273相同。
通过这些处理得到节点N，将具有与该节点数据中所记录的同一交叉点ID相同的交叉点ID的节点数据从其他的道路链接列数据4247中检索并抽出。如果所抽出的节点的回归方向标志为ON，则使L’＝(N，N的顺方向的节点)，如果回归方向标志为OFF，则使L’＝(N，N的逆方向的节点)。这里，在上述同一交叉点ID为多个的情况下，由于同样也能够得到多个L’，因此，这时将距离导航路线最近的选择为L(S62714)。
接下来，检测L是否被包括在导航路线中，在其没有被包括在导航路线中的情况下(S62715中的“否”)，使Li＝L，i＝i+1(S62716)，重复步骤S62713至步骤S62715的处理。另外，在L被包括在导航路线中的情况下(S62715中的“是”)，将通过上述步骤所求出的路段列L0，...，Li作为代替路线输出(S62718)。
图19为显示到达导航路线的回归路线的例子。如该图所示，与图17的代替路线的显示不同，由于显示了到达导航路线的回归路线，与即使知道不是到达当初的导航路线就是到达目的地的，但是为与导航路线不同的路线的代替路线的情况相比，能够给驾驶者以安心感。
图20为用来补充说明同一交叉点ID的图。图20中所示的道路网中的道路链接列是指例如连接(1，2，4，6)的节点列的路段列、连接(1，3，5，6)的节点列的路段列、连接(2，3，4)的节点列的路段列。此时，各个节点上被标记有交叉点ID，该交叉点ID分别被标记在每一个路段列上。因此，很多场合下，各个节点具有多个交叉点ID。图20中，交叉点ID为记载在各个节点下方的编号，例如节点2具有交叉点ID102与302。这里，在图7中的节点数据4248中确保一定的区域，用来保存作为该路段列数据而被设定的交叉点ID以及与该交叉点一样的交叉点ID。另外，同一交叉点ID的数目不一定是1个。
以上所说明的实施方式中，服务器装置4，对先求出的导航路线所设定的地图的切取范围内所包含的角度绕路，预先根据最短路线算法生成回归路线指示数据423，将该回归路线指示数据423作为标志数据组合入包括到达目的地的导航路线的发送地图数据424中，向车载终端装置发送。通过该回归路线指示数据423，能够求出向地图的切取范围内的各个道路的哪个方向行驶会接近目的地，以及在交叉点上选择哪个道路会更加靠近目的地。另外，车载终端装置1能够根据所接收到的发送地图数据424，独自求出到达目的地的代替路线或到达原来的导航路线的回归路线。因此，车载终端装置1，不管车辆在哪里脱离导航路线，都不需要与服务器装置4重新通信就能够显示出根据最佳路线的代替路线、回归路线等。
另外，当然，如果车辆进一步偏离，车载终端装置1进入当初所接收到的发送地图数据424的范围之外时，车载终端装置1与服务器装置4进行通信，请求再寻路。
<其他的实施方式>
以上说明了本发明的最佳实施方式的一个例子，但本发明并不仅限于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内还可以进行适当的变更。
例如，在上述实施方式中，服务器装置4是将回归路线指示数据423以标志数据形式组合入发送地图数据424中，并发送给车载终端装置的，但也可以将回归路线指示数据423保持原有的形式而发送给车载终端装置1。这种情况下，将最短路线节点的集合{pi}以及回归方向矩阵(rij)，与不包括标志数据的发送地图数据同时发送给车载终端装置1。
车载装置1中，接收到最短路线节点的集合{pi}与回归方向矩阵(rij)之后，能够毫无问题的进行图15至图19所说明的回归方向显示、代替路线的显示以及到达导航路线的回归路线的显示。也即，从发送地图数据424的道路链接列数据427中取出各个道路路段两端的节点编号(交叉点ID)，根据该节点编号参照回归方向矩阵(rij)，就能够容易的表示图15中所示的回归方向标志。另外，关于图17那样的代替路线的显示，只要同样进行图16的处理流程中所显示的步骤S6270至S6273求出开始路段的节点N，代替路线就能够容易的通过最短路线节点的集合{pi}求出。另外，关于求得图19的与导航路线相连接的回归路线的图18中所示的处理，由于在步骤S62713以及S62714中求出了路段两端的节点，因此该节点回归方向标志便能够通过回归方向矩阵(rij)容易的求出来。

Claims (10)

1.一种通信型车辆导航系统的服务器装置，通过通信网络与车载终端装置相连接，其特征在于，包括：
根据上述车载终端装置所发送的现在位置和目的地的数据，参照地图数据库，求出从现在位置到目的地的导航路线数据的导航路线探索单元；
从上述地图数据库切取包含有关于上述导航路线附近区域的能够导航的道路的地图数据的地图切取单元；
针对上述所切取的能够导航的道路所构成的道路网，根据最短路径算法，求出从上述道路网的各个路段到目的地的回归路线指示数据的回归路线探索单元；
将上述导航路线数据以及所切取的地图数据变换成发送地图数据的单元；以及
将上述回归路线指示数据与上述发送地图数据一起发送给车载终端装置的单元。
2.一种通信型车辆导航系统的服务器装置，通过通信网络与车载终端装置相连接，其特征在于，包括：
根据上述车载终端装置所发送的现在位置和目的地的数据，参照地图数据库，求出从现在位置到目的地的导航路线数据的导航路线探索单元；
从上述地图数据库切取包含有关于上述导航路线附近区域的能够导航的道路的地图数据的地图切取单元；
针对上述所切取的能够导航的道路所构成的道路网，根据最短路径算法，求出从上述道路网的各个路段到目的地的回归路线指示数据的回归路线探索单元；
将上述导航路线数据以及所切取的地图数据变换成发送地图数据的单元；
将上述回归路线指示数据变换成附属于上述发送地图数据中的路段列数据的标志数据，并将上述所变换的标志数据添加到上述发送地图数据中的标志添加单元；以及
将上述发送地图数据发送给车载终端装置的单元。
3.一种通信型车辆导航系统的服务器装置的程序，在通过通信网络与车载终端装置相连接的通信型车辆导航系统的服务器装置中，其特征在于，使得该服务器装置的计算机实现以下功能：
根据上述车载终端装置所发送的现在位置和目的地的数据，参照地图数据库，求出从现在位置到目的地的导航路线数据的导航路线探索单元；
从上述地图数据库切取包含有关于上述导航路线附近区域的能够导航的道路的地图数据的地图切取单元；
针对上述所切取的能够导航的道路所构成的道路网，根据最短路径算法，求出从上述道路网的各个路段到目的地的回归路线指示数据的回归路线探索单元；
将上述导航路线书籍以及所切取的地图数据变换成发送地图数据的单元；以及
将上述回归路线指示数据与上述发送地图数据一起发送给车载终端装置的单元。
4.一种通信型车辆导航系统的服务器装置的程序，在通过通信网络与车载终端装置相连接的通信型车辆导航系统的服务器装置中，其特征在于，使得该服务器装置的计算机实现以下功能：
根据上述车载终端装置所发送的现在位置和目的地的数据，参照地图数据库，求出从现在位置到目的地的导航路线数据的导航路线探索单元；
从上述地图数据库切取包含有关于上述导航路线附近区域的能够导航的道路的地图数据的地图切取单元；
针对上述所切取的能够导航的道路所构成的道路网，根据最短路径算法，求出从上述道路网的各个路段到目的地的回归路线指示数据的回归路线探索单元；
将上述导航路线数据以及所切取的地图数据变换成发送地图数据的单元；
将上述回归路线指示数据变换成附属于上述发送地图数据中的路段列数据的标志数据，并将上述所变换的标志数据添加到上述发送地图数据中的标志添加单元；以及
将上述发送地图数据发送给车载终端装置的单元。
5.一种通信型车辆导航系统的车载终端装置，通过通信网络与权利要求1所述的服务器装置相连接，其特征在于，包括：
根据上述服务器装置所发送的上述发送地图数据，显示导航路线及其附近的地图的导航路线显示单元；
根据来自包括GPS的车辆位置传感器的输入数据，求出该车辆的现在位置，判断该现在位置是否脱离上述导航路线的定位单元；以及
当上述定位单元判断该车辆的现在位置脱离了上述导航路线时，根据上述服务器已经发送了的上述回归路线指示数据求出上述回归路线，将上述回归路线显示在上述导航路线及其附近的地图中的回归路线显示单元。
6.一种通信型车辆导航系统的车载终端装置，通过通信网络与权利要求2所述的服务器装置相连接，其特征在于，包括：
根据上述服务器装置所发送的上述发送地图数据，显示导航路线及其附近的地图的导航路线显示单元；
根据来自包括GPS的车辆位置传感器的输入数据，求出该车辆的现在位置，判断该现在位置是否脱离上述导航路线的定位单元；以及
当上述定位单元判断该车辆的现在位置脱离了上述导航路线时，根据上述服务器已经发送了的上述发送地图数据中的标志数据求出上述回归路线，将上述回归路线显示在上述导航路线及其附近的地图中的回归路线显示单元。
7.如权利要求5或权利要求6所述的通信型车辆导航系统的车载终端装置，其特征在于：
还包括：消去上述所显示的导航路线，在上述回归路线中显示作为从上述该车辆的现在位置到目的地的最佳路线的代替路线的代替路线显示单元。
8.一种通信型车辆导航系统的车载终端装置的程序，在通过通信网络与权利要求1所述的服务器装置相连接的通信型车辆导航系统的车载终端装置中，其特征在于，使得该车载终端装置的处理器实现以下功能：
根据上述服务器装置所发送的上述发送地图数据，显示导航路线及其附近的地图的导航路线显示单元；
根据来自包括GPS的车辆位置传感器的输入数据，求出该车辆的现在位置，判断该现在位置是否脱离上述导航路线的定位单元；以及
当上述定位单元判断该车辆的现在位置脱离了上述导航路线时，根据上述服务器已经发送了的上述回归路线指示数据求出上述回归路线，将上述回归路线显示在上述导航路线及其附近的地图中的回归路线显示单元。
9.一种通信型车辆导航系统的车载终端装置的程序，在通过通信网络与权利要求2所述的服务器装置相连接的通信型车辆导航系统的车载终端装置中，其特征在于，使得该车载终端装置的处理器实现以下功能：
根据上述服务器装置所发送的上述发送地图数据，显示导航路线及其附近的地图的导航路线显示单元；
根据来自包括GPS的车辆位置传感器的输入数据，求出该车辆的现在位置，判断该现在位置是否脱离上述导航路线的定位单元；以及
当上述定位单元判断该车辆的现在位置脱离了上述导航路线时，根据上述服务器已经发送了的上述发送地图数据中的标志数据求出上述回归路线，将上述回归路线显示在上述导航路线及其附近的地图中的回归路线显示单元。
10.如权利要求8或权利要求9所述的通信型车辆导航系统的车载终端装置的程序，其特征在于：还使得该车载终端装置的处理器实现以下功能：
消去上述所显示的导航路线，在上述回归路线中显示作为从上述该车辆的现在位置到目的地的最佳路线的代替路线的代替路线显示单元。
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