JP2929924B2

JP2929924B2 - 車両用経路誘導装置

Info

Publication number: JP2929924B2
Application number: JP32830893A
Authority: JP
Inventors: 沖彦中山; グラムブライアン
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1993-12-24
Filing date: 1993-12-24
Publication date: 1999-08-03
Anticipated expiration: 2014-08-03
Also published as: JPH07181055A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、現在地から目的地まで
経路探索を行って最適経路を求め、その最適経路に従っ
て車両を目的地まで誘導する車両用経路誘導装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】車両の現在地から目的地まで経路探索を
行って最適経路を求め、その最適経路と車両の現在地と
をディスプレイに表示する車両用経路誘導装置が知られ
ている。また、特開平2-277200号公報には、乗員が希望
する種々の経路探索条件を設定した後、公知のダイクス
トラ法等により経路探索を行う装置が開示されている。
この経路探索条件として、目的地までの時間が最も短い
経路、目的地までの距離が最も短い経路、目的地までの
経費が最も少ない経路、目的地までの右左折回数が最も
少ない経路等を設定することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】車両が交差点で右折ま
たは左折する場合、右折のための信号間隔は左折よりも
短いことが多いため、一般に右折の方が左折よりも交差
点を通過するのに時間がかかる。したがって、経路探索
を行う場合は、交差点での直進、右折および左折を区別
して演算を行うのが望ましい。このため、上記公報で
は、右折時の時間係数と左折時の時間係数をそれぞれ総
右折回数と総左折回数に掛けて経路探索を行うようにし
ている。

【０００４】しかしながら、例えば一般道から国道に右
折する場合と、一般道から一般道に右折する場合とで
は、同じ右折でも右折に要する時間が異なる。したがっ
て、右左折時の交差点通過時間を予測する際には、右左
折前の道路種別と右左折後の道路種別を考慮に入れる必
要がある。この点、上記公報では、単に右左折回数と右
左折時間係数だけで交差点通過時間を予測しており、正
しい予測はできない。

【０００５】また、交差点に接続される道路数が多いほ
ど信号間隔は短くなり、各道路に進行できる時間が制限
されるため、交差点通過時間は長くなる。したがって、
接続される道路数も考慮に入れて経路探索を行うのが望
ましい。

【０００６】本発明の目的は、交差点での右左折、交差
点での道路種別の変化および交差点の接続道路数によっ
て交差点通過時間を予測した上で経路探索を行うように
した車両用経路誘導装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】実施例を示す図１に対応
づけて本発明を説明すると、本発明は、交差点情報を含
む道路地図データを記憶する道路地図記憶手段３と、車
両の現在地を検出する車両位置検出手段１，２と、目的
地を設定する目的地設定手段７と、道路地図データに基
づいて現在地から目的地まで経路探索を行い、最適経路
を求める経路探索手段４と、最適経路を表示する表示手
段９とを備える車両用経路誘導装置に適用され、交差点
への進入道路と該交差点からの進出道路との間の角度に
応じて、該交差点での車両の直進、右折または左折を判
別する右左折判別手段４と、進入道路の道路種別と進出
道路の道路種別との相違を検出する道路種別差検出手段
４と、右左折判別手段４による判別結果と、道路種別差
検出手段４によって検出された相違とに基づいて、車両
の交差点通過時間を予測する交差点通過時間予測手段４
とを備え、予測された交差点通過時間に基づいて現在地
から目的地までの最適経路を求めるように経路探索手段
４を構成することにより、上記目的は達成される。請求
項２に記載の発明は、請求項１に記載された車両用経路
誘導装置において、交差点に接続される道路数を各交差
点ごとに計測する接続道路数計測手段４を備え、交差点
に接続される道路数が多いほど交差点通過時間が長いと
予測するように、交差点通過時間予測手段４を構成する
ものである。

【０００８】

【作用】請求項１に記載の発明では、右左折判別手段４
によって交差点での車両の直進、右折または左折が判別
され、道路種別差検出手段４によって交差点の進入道路
の道路種別と進出道路の道路種別の相違が検出され、こ
の右左折判別手段４の判別結果と道路種別差検出手段４
によって検出された相違に基づいて、交差点通過時間予
測手段４によって交差点通過時間が予測される。そし
て、その予測された交差点通過時間によって経路探索手
段４では現在地から目的地までの最適経路を求めるた
め、演算される最適経路の精度が向上する。請求項２に
記載の発明では、接続道路数計測手段４によって計測さ
れた各交差点ごとの交差点に接続される道路数が多いほ
ど、交差点通過時間予測手段４は交差点通過時間が長い
と予測する。

【０００９】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。

【００１０】

【実施例】図１は本発明による車両用経路誘導装置の一
実施例のブロック図である。図１において、１は方位セ
ンサであり、例えば車両の存在する位置の地磁気を検出
することで車両の進行方位を検出する。２は車速センサ
であり、例えば車両のトランスミッションに取り付けら
れ、車速に応じて所定数のパルス信号を出力する。３は
交差点ネットワークデータを含む道路地図データを記憶
する地図記憶メモリであり、高速道路や国道等の道路種
別情報、交差点の接続道路情報、交差点間の距離情報、
道路幅情報、地名等の文字情報等が記憶されている。

【００１１】４は後述する図２〜４，６，７の処理を行
って現在地から目的地までの最短時間経路を演算するＣ
ＰＵである。５はＣＰＵ４によって実行される制御プロ
グラム等を記憶するＲＯＭ、６はＣＰＵ４による演算結
果を記憶するＲＡＭである。７は車両の目的地を入力す
る操作ボード、８はＣＰＵ４によって生成された画像デ
ータを記憶するＶ−ＲＡＭであり、このＶ−ＲＡＭ８に
記憶されたデータはディスプレイ９に表示される。上記
方位センサ１、車速センサ２、地図記憶メモリ３、ＣＰ
Ｕ４、ＲＯＭ５、ＲＡＭ６、操作ボード７、Ｖ−ＲＡＭ
８およびディスプレイ９はいずれも、インタフェース回
路１０を介して相互に接続される。

【００１２】図１のように構成された車両用経路誘導装
置において、ＣＰＵ４は車両走行中に、車速センサ２か
ら出力される単位時間当たりのパルス数またはパルス周
期を測定することにより車両の走行速度を検出するとと
もに、パルス数を計測することにより車両の走行距離を
検出する。次にＣＰＵ４は、検出した車両走行距離と方
位センサ１により検出される車両の進行方位とに基づい
て車両の走行軌跡を演算し、地図記憶メモリ３に記憶さ
れている道路地図データとマップマッチングを行って車
両の現在地を特定する。

【００１３】次にＣＰＵ４は図２〜４に示す処理を行っ
て、各交差点での交差点通過時間を予測する。図２のス
テップＳ１では、地図記憶メモリ３に記憶されている交
差点情報を読み込む。ステップＳ２では、後述する図３
の処理によって角度係数α１を求める。この角度係数α
１は、交差点での直進、右折または左折を区別する係数
である。ステップＳ３では、後述する図４の処理によっ
て道路種別係数α２を求める。この道路種別係数α２
は、交差点での道路種別の相違度を示す係数である。ス
テップＳ４では、各交差点に接続される道路数（以下、
接続道路数と呼ぶ）に応じて決定される接続道路数係数
α３を求める。このα３は、接続道路数が多いほど大き
くなる。すなわち、Ｔ字路交差点よりも十字路交差点の
方が、十字路交差点よりも五差路交差点の方がα３の値
は大きい。なお、α３は１より大きい実数である。

【００１４】ステップＳ５では、ステップＳ２〜Ｓ４で
求めた各係数を用いて、交差点通過予測時間Ｔを演算す
る。具体的には、交差点を通過するのに要する平均通過
時間をＴ０とすると、以下に示す（１）式で示される。

【数１】Ｔ＝Ｔ０×α１×α２×α３・・・（１）なお、平均通過時間Ｔ０は、例えば実際の交差点での測
定値を基準に定められる。

【００１５】図３は図２のステップＳ２における角度係
数α１の設定処理を示すフローチャートである。ステッ
プＳ１１では、各交差点に接続される道路のうち、いず
れか一つを進入道路、他のいずれか一つを進出道路とし
て、進入道路と進出道路との間の角度θを求める。ステ
ップＳ１２では、角度θが図５に示すように０°以上で
１３５°未満であるか否かを判定する。判定が肯定され
ると右折とみなしてステップＳ１３に移行し、角度係数
α１を、α１＝１＋Ｋ１＋Ｋ２（ただし、Ｋ１，Ｋ２＞
０とする）としてリターンする。ステップＳ１２で判定
が否定されるとステップＳ１４に移行し、角度θが１３
５°以上で２２５°未満であるか否かを判定する。判定
が肯定されると直進とみなしてステップＳ１５に移行
し、角度係数α１を、α１＝１としてリターンする。ス
テップＳ１４で判定が否定されると左折とみなしてステ
ップＳ１６に移行し、角度係数α１を、α１＝１＋Ｋ１
としてリターンする。

【００１６】このように、交差点で直進する場合の角度
係数α１を「１」とし、左折する場合にはそれに「Ｋ
１」を加算し、右折する場合にはさらに「Ｋ２」を加算
することで、直進→左折→右折の順に角度係数α１が大
きくなるように設定する。

【００１７】図４は図２のステップＳ３における道路種
別係数α２の設定処理を示すフローチャートである。ス
テップＳ２１では、道路種別値を設定する。この道路種
別値は、高速道路、国道、主要地方道および一般道の各
道路種別を区別するための係数値であり、高速道路を
「４」、国道を「３」、主要地方道を「２」、一般道を
「１」とする。ステップＳ２２では、各交差点に接続さ
れる道路のうち、いずれか一つを進入道路、他のいずれ
か一つを進出道路として、進入道路の道路種別値と進出
道路の道路種別との絶対値差Ａを算出する。例えば、進
入道路が主要地方道で進出道路が国道の場合はＡ＝｜２
−３｜＝１、進入道路が高速道路で進出道路が一般道の
場合はＡ＝｜４−１｜＝３となる。

【００１８】ステップＳ２３では、進入道路の道路種別
値が進出道路の道路種別値よりも大きいか否かを判定す
る。判定が否定されるとステップＳ２４に移行し、係数
ＢをＢ＝１にしてステップＳ２６に移行する。一方、ス
テップＳ２３で判定が肯定されるとステップＳ２５に移
行し、Ｂ＝１＋Ｋ３（ただし、Ｋ３＞０）としてステッ
プＳ２６に移行する。ステップＳ２６では、（２）式に
従って道路種別係数α２を求めた後、リターンする。

【数２】α２＝１＋Ｋ４×Ａ×Ｂ・・・（２）

【００１９】図４の処理をまとめると、ステップＳ２２
で進入・進出道路の各道路種別の差を定量化し、ステッ
プＳ２３〜Ｓ２４で進入・進出道路の各道路種別のいず
れが大きいかを区別し、それらの結果に基づいてステッ
プＳ２５で道路種別係数α２を求める。

【００２０】このように図２〜４のフローチャートで
は、交差点における車両の進行方向、道路種別の相違度
および接続道路数に基づいて、交差点の平均通過時間を
重み付けするようにしたため、交差点通過時間を正確に
予測できる。

【００２１】図２〜４の処理によって道路地図データの
すべての交差点について交差点通過予測時間が演算され
ると、ＣＰＵ４は図６，７のフローチャートに従って経
路探索を行い、現在地から目的地までの最短時間経路を
演算する。

【００２２】図６のステップＳ１０１では、出発交差点
を特定する。この出発交差点は、例えば特開昭62-86499
号公報に開示されているように、現在地周辺の交差点の
中から、現在地を中心とする所定半径の円外に存在し、
かつ最も現在地に近い交差点を出発交差点として特定す
る。ステップＳ１０２では、出発交差点を中心交差点に
設定し、出発交差点に隣接する交差点のうち、現在地に
近い方向にある交差点を直前交差点に設定する。ステッ
プＳ１０３では、出発交差点の所要時間Ｌを０に設定
し、他のすべての交差点の所要時間を非常に大きな値＋
∞に設定する。なお、所要時間Ｌとは、出発交差点から
対象となる交差点に行くのに要する時間をいう。

【００２３】ステップＳ１０４では、中心交差点に隣接
する交差点の中からいずれか１つを選択する。ステップ
Ｓ１０５では、中心交差点の所要時間Ｌと、中心交差点
から隣接交差点に行くまでに要する時間Ｌ０と、直前交
差点から中心交差点を通って隣接交差点に行く際の中心
交差点での交差点通過予測時間Ｔとを加算した値ｆを求
める。なお、この場合の交差点通過予測時間Ｔは図２〜
４の処理によって求めた値を用いる。ステップＳ１０６
では、ステップＳ１０５で求めたｆが隣接交差点の所要
時間Ｌよりも小さいか否かを判定する。判定が肯定され
るとステップＳ１０７に移行し、隣接交差点の所要時間
Ｌをｆに設定する。

【００２４】次に、図７のステップＳ１０８では、隣接
交差点が中心交差点候補リストに登録されているか否か
を判定する。判定が否定されるとステップＳ１０９に移
行し、中心交差点候補リストに隣接交差点を追加登録し
てステップＳ１１０に移行する。一方、ステップＳ１０
８の判定が肯定された場合もステップＳ１１０に移行
し、隣接交差点の直前交差点を中心交差点に設定してス
テップＳ１１１に移行する。

【００２５】一方、ステップＳ１０６で判定が否定され
た場合もステップＳ１１１に移行し、すべての隣接交差
点についてステップＳ１０４〜Ｓ１１０の処理を行った
か否かを判定する。判定が否定されるとステップＳ１１
２に移行し、中心交差点候補リストの中で所要時間Ｌが
最も小さい交差点を選択し、その交差点を新たに中心交
差点に設定する。

【００２６】ステップＳ１１３では、中心交差点が目的
地と一致するか否かを判定する。判定が否定されるとス
テップＳ１１４に移行し、ステップＳ１１２で選択され
た中心交差点を中心交差点候補リストから削除してステ
ップＳ１０４に戻る。同様に、ステップＳ１１１の判定
が否定された場合もステップＳ１０４に戻る。一方、ス
テップＳ１１３で判定が肯定されるとステップＳ１１５
に移行し、目的地から直前交差点を順に辿ることによ
り、現在地から目的地までの最短時間経路を求め、この
結果をＲＡＭ６に記憶する。

【００２７】以上に説明した図６，７のフローチャート
の処理をまとめると、ステップＳ１０１〜Ｓ１０３で初
期設定を行い、ステップＳ１０４〜Ｓ１０７において、
隣接交差点（中心交差点に隣接する交差点のいずれか）
の所要時間Ｌ（出発交差点から隣接交差点に行くのに要
する時間）の更新処理を行う。その際、中心交差点での
交差点通過予測時間Ｔを考慮に入れて演算する。ステッ
プＳ１０８〜Ｓ１１０では、中心交差点候補リストへの
登録と隣接交差点の直前交差点の特定を行う。中心交差
点に隣接する交差点すべてについてステップＳ１０４〜
Ｓ１１０の処理を行った後、ステップＳ１１２では中心
交差点候補リストの中で所要時間Ｌが最小の交差点を中
心交差点に設定する。中心交差点が目的地に一致するま
でステップＳ１０４〜Ｓ１１２の処理を繰り返し、中心
交差点が目的地になるとステップＳ１１５で最短時間経
路を求める。

【００２８】このように、図６，７のフローチャートで
は、中心交差点での交差点通過予測時間を考慮に入れ
て、公知のダイクストラ法により経路探索を行うように
したため、現在地から目的地までの最短時間経路を精度
よく算出できる。また、図６のステップＳ１０５の処理
を除いて従来の装置の処理と共通するため、アルゴリズ
ムの変更が少なくて済む。

【００２９】上記実施例では、図２〜４の処理によって
道路地図上のすべての交差点の通過予測時間を演算した
後、図６，７の処理によって経路探索を行うようにした
が、図２〜４の処理の前に図６，７の処理を行い、図６
のステップＳ１０６において、対称となる交差点の通過
予測時間のみを図２〜４の処理によって求めるようにし
てもよい。これにより、演算時間を短縮することができ
る。図３のステップＳ１２では、進入道路と進出道路と
の間の角度が１３５°未満のときに右折と判断するよう
にしたが、この判定に用いる角度は１３５°に限定され
ない。同様に左折の場合も２２５°に限定されない。図
４では道路種別として高速道路、国道、主要地方道、一
般道の４つに分類したが、もっと細かく分類してもよ
く、あるいは逆に、例えば高速道路と一般道のように４
つ未満に分類してもよい。

【００３０】上記実施例では、角度係数α１、道路種別
係数α２、接続道路数係数α３の３つの係数を設けて交
差点通過予測時間を求めたが、これら以外の係数を設け
てもよい。例えば進入・進出道路の道路幅を考慮に入れ
た係数を設けてもよい。上記実施例では、現在地から目
的地までの最短時間経路を演算したが、図２のフローチ
ャートで求めた交差点通過予測時間を距離に変換して、
現在地から目的地までの最短距離経路を演算してもよ
い。図６，７では、最短時間経路を演算する際にダイク
ストラ法を用いたが、ダイクストラ法以外の手法で演算
してもよい。

【００３１】このように構成された実施例にあっては、
地図記憶メモリ３が道路地図記憶手段に、方位センサ１
および車速センサ２が車両位置検出手段に、操作ボード
７が目的地設定手段に、図６，７の処理が経路探索手段
に、ディスプレイ９が表示手段に、図３の処理が右左折
判別手段に、図４の処理が道路種別差検出手段に、図２
の処理が交差点通過時間予測手段に、図２のステップＳ
４が接続道路数計測手段に、それぞれ対応する。

【００３２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、交差点での右左折と交差点での道路種別の変化に
よって交差点通過時間を予測した上で経路探索を行うよ
うにしたため、現在地から目的地までの最適経路を精度
よく演算できる。また、請求項２に記載の発明によれ
ば、交差点の接続道路数も考慮に入れて交差点通過時間
を予測するようにしたため、経路探索の精度がより一層
向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による車両用経路誘導装置の一実施例の
ブロック図である。

【図２】ＣＰＵによる交差点通過予測時間の演算処理を
示すフローチャートである。

【図３】ＣＰＵによる角度係数の設定処理を示すフロー
チャートである。

【図４】ＣＰＵによる道路種別係数の設定処理を示すフ
ローチャートである。

【図５】交差点進入道路と進出道路との間の角度関係を
説明する図である。

【図６】ＣＰＵによるダイクストラ法による経路探索処
理を示すフローチャートである。

【図７】図６に続くフローチャートである。

【符号の説明】

１方位センサ２車速センサ３地図記憶メモリ４ＣＰＵ５ＲＯＭ６ＲＡＭ７操作ボード８Ｖ−ＲＡＭ９ディスプレイ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平７−129893（ＪＰ，Ａ) 特開平４−372985（ＪＰ，Ａ) 特開平４−280287（ＪＰ，Ａ) 特開平２−244399（ＪＰ，Ａ) 特開平６−266998（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01C 21/00 G08G 1/0969

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】交差点情報を含む道路地図データを記憶
する道路地図記憶手段と、車両の現在地を検出する車両位置検出手段と、目的地を設定する目的地設定手段と、前記道路地図データに基づいて現在地から目的地まで経
路探索を行い、最適経路を求める経路探索手段と、前記最適経路を表示する表示手段とを備える車両用経路
誘導装置において、交差点への進入道路と該交差点からの進出道路との間の
角度に応じて、該交差点での車両の直進、右折または左
折を判別する右左折判別手段と、前記進入道路の道路種別と前記進出道路の道路種別との
相違を検出する道路種別差検出手段と、前記右左折判別手段による判別結果と、前記道路種別差
検出手段によって検出された前記相違とに基づいて、車
両の交差点通過時間を予測する交差点通過時間予測手段
とを備え、前記経路探索手段は、前記予測された交差点通過時間に
基づいて現在地から目的地までの最適経路を求めること
を特徴とする車両用経路誘導装置。
【請求項２】請求項１に記載された車両用経路誘導装
置において、交差点に接続される道路数を各交差点ごとに計測する接
続道路数計測手段を備え、前記交差点通過時間予測手段は、交差点に接続される道
路数が多いほど交差点通過時間が長いと予測することを
特徴とする車両用経路誘導装置。