ナビゲーションシステム、携帯端末装置および出発、到着判別方法
【課題】携帯端末装置に加速度センサを備え、利用者が乗車した交通機関が駅を発車、ないしは、駅に到着するイベントを容易判別でき、駅の到着前や発車後に適切な案内ができるようにする。
【解決手段】加速度センサを備えた加速度検出手段２１９を有する携帯端末装置２０は、基地局との通信状態の履歴を記憶する通信圏判別手段２２０と、駅への到着、駅からの出発を、加速度検出手段の検出結果と、通信圏判別手段２２０の判別結果とに基づいて判別する到着・出発判別手段２２１とを備える。加速度検出手段２１９は、予め設定した所定の加速度範囲内の加速度が、所定期間継続した場合に交通手段の移動による加速度変化として検出し、到着・出発判別手段２２１は加速度変化が検出された際に、通信圏判別手段２２０に記憶された通信状態履歴を参照し、所定期間前の通信状態履歴が通信圏内であるか通信圏外であるかにより、駅への到着または駅からの出発を判別する。
【解決手段】加速度センサを備えた加速度検出手段２１９を有する携帯端末装置２０は、基地局との通信状態の履歴を記憶する通信圏判別手段２２０と、駅への到着、駅からの出発を、加速度検出手段の検出結果と、通信圏判別手段２２０の判別結果とに基づいて判別する到着・出発判別手段２２１とを備える。加速度検出手段２１９は、予め設定した所定の加速度範囲内の加速度が、所定期間継続した場合に交通手段の移動による加速度変化として検出し、到着・出発判別手段２２１は加速度変化が検出された際に、通信圏判別手段２２０に記憶された通信状態履歴を参照し、所定期間前の通信状態履歴が通信圏内であるか通信圏外であるかにより、駅への到着または駅からの出発を判別する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、出発地から目的地まで交通機関を含む経路を探索して案内するナビゲーションシステム、携帯端末装置および出発、到着判別方法に関するものであり、特に、経路探索サーバと携帯電話を携帯端末装置とした通信型のナビゲーションシステムにおいて、携帯電話に加速度センサを備え、通信基地局との間の通信圏内、圏外判定を利用して地下鉄路線内の駅への到着、発車を検出することにより簡単に携帯端末装置の利用者に到着案内を行えるようにしたナビゲーションシステム、携帯端末装置および出発、到着判別方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、地図データ、道路データを用いて、所望の出発地から目的地までの経路を探索して利用者を案内するナビゲーション装置、ナビゲーションシステムが知られており、このようなナビゲーション装置、ナビゲーションシステムとしては、自動車に搭載して運転者に経路を案内するカーナビゲーション装置、携帯電話をナビゲーション端末として利用して経路探索サーバに経路探索要求を送り、その結果を受信して経路案内を受ける通信型のナビゲーションシステムなどが実用化されている。
【０００３】
特に、通信型のナビゲーションシステムは、携帯電話などの携帯端末をナビゲーション端末として利用したシステムであって、歩行者用のナビゲーションシステムとしても用いられるものである。歩行者用のナビゲーションシステムとしては、交通機関を含めた経路案内機能を付加することが好ましく、徒歩経路の探索と案内に加えて、経路探索サーバに交通機関の路線や運行時刻データを蓄積し、所望の発車駅から所望の目的駅までの経路（乗車候補列車）を、徒歩経路の探索と案内に加えて案内する機能を有するナビゲーションシステムも存在する。また、徒歩経路の経路探索を伴わずに情報配信サーバから交通機関の路線や時刻表、乗車可能な列車などの情報の配信を受けて表示する交通案内システムも存在する。
【０００４】
また、航空機、列車、電車、バスなどの交通手段を用いて出発地から目的地までの経路を探索して案内する経路探索システムも知られている。このような経路探索システムは一般的には、ユーザが指定する発車日時、出発地、目的地、到着時刻等の経路探索条件に基づいて、各交通機関の運行時刻データをデータベース化した運行時刻データベースを参照して、乗り継ぎを含めて出発地と目的地を結ぶ、利用可能な各交通手段を経路として順次たどり、経路探索条件に合致する案内経路（出発地駅、目的地駅、路線、列車などの交通手段）の候補を１つまたは複数提示するように構成される。経路探索条件としては更に、所要時間、乗り継ぎ回数、運賃などの条件を指定できるようにされているのが一般的である。
【０００５】
また、交通機関に関する検索、案内を行うシステムとして、携帯電話などの端末装置から、交通機関の路線情報や時刻表情報を案内する情報配信サーバに接続して所望の発車駅、発車時刻、目的駅などを指定して乗車可能な路線や列車、電車などの交通手段の情報配信を受け、端末装置に表示することができる案内システムも提供されている。一般に端末装置からこのような利用を行う場合には、ダウンロードしたい情報の存在する場所を特定するためのＵＲＬ（Universal Resource Locator）やドメイン名などのアドレス情報を端末装置に入力して当該アドレスにより特定される情報配信サーバ（情報サイト）にアクセスして所望の情報をダウンロードする構成がとられている。
【０００６】
交通機関を利用した経路探索、経路案内をするナビゲーションシステムなどにおける経路探索用のデータは、車載用ナビゲーションシステムや歩行者用ナビゲーションシステムにおける道路ネットワークのデータと同様に交通路線の各駅をノードとし、駅間を双方向リンクとしてネットワーク化したデータの他に、各交通路線上を運行される交通手段ごとに各リンクの運行時刻、所要時間がリンクコストのデータとして加えられる。更に、運賃データが加えられ、探索した案内経路の運賃が合わせて案内されるシステムも存在する。
【０００７】
従って端末装置に配信される案内経路データには、利用者が指定した経路探索条件である出発地から目的地までの路線経路や、乗車を案内するバス、電車、列車およびその時刻が含まれ、運行時刻表や駅に掲示されるいわゆる駅貼り時刻表などがそのままあるいは必要部分が画面表示できる表示データなどの形式に加工されて端末装置に配信される。端末装置では案内経路のデータや運行時刻表あるいは駅貼り時刻表を表示して経路や乗車すべき交通手段を確認することができる。
【０００８】
しかしながら、電車や地下鉄等の交通機関に乗車したユーザが、降りる駅が分からなかったり、寝過ごしたりして乗り過ごすことがある。このような乗り過ごしを防止するための技術として、以下の従来技術（１）〜（３）が提案されている。
（１）目的駅（降車駅）の到着予定時刻を使用する技術
到着予定時刻を使用する技術としては、例えば、特許文献１（特開平５−２０８７号公報）、特許文献２（特開２００２−１７８９２３号公報）記載の技術がある。
特許文献１、２においては、電車の時刻表により電車が乗換駅や降車駅に到着する時刻を求め、時刻表から算出された時刻と内蔵時計から得られる現在時刻とに基づいて、乗換駅や降車駅に到着することをユーザに告知している。
【０００９】
（２）駅や車両といった交通機関の施設に設置された信号発信装置から通知を受けて降車駅を検出する技術
このような技術としては、例えば、特許文献３（特開平５−２８４０６９号公報）、特許文献４（特開平６−１３８８２１号公報）、特許文献５（特開２００２−６７９５９号公報）記載の技術がある。
特許文献３には、移動する車両の車内に設置された信号送信装置から送信された駅名を示すコード信号を受信機で受信して、受信した駅名を示すコードと予め設定された降車駅のコードとに基づいて降車駅に近づいたか否かの告知を行う技術が記載されている。
特許文献４には、走行中の列車内や駅の周辺に設置された送信手段から送信された駅の識別情報を携帯端末装置で受信し、予め記憶された目的駅の識別情報に基づいて、降車駅であるか否かの判別を行う技術が記載されている。
特許文献５には、車両内に配置された停車駅情報発信機から発信された駅の情報を携帯端末装置で受信し、予め記憶された降車すべき駅の情報に基づいて警報を発する技術が記載されている。
【００１０】
（３）携帯電話の基地局やＧＰＳ（Global Positioning System、全地球無線側位システム）等との交信を利用して降車駅を検出する技術
このような技術としては、例えば、特許文献６（特開平５−３７４６０号公報）、特許文献７（特開平９−２３４７７号公報）、特許文献８（特開２００２−２０４４６７号公報）、特許文献９（特開２００１−４４９１７号公報）記載の技術がある。
特許文献６には、降車駅を含むエリアをカバーする無線基地局のエリアコードを無線端末機に予め登録しておき、無線基地局から無線電波で発信されたエリアコードを受信し、比較することにより降車駅（目的地）に近づいたことを告知する技術が記載されている。
特許文献７には、予め降車駅の駅名または降車駅付近の基地局のパラメータを移動機に登録しておき、基地局から送信される駅名または基地局のパラメータを含む報知情報を受信し、登録情報と報知情報とを比較して降車駅に近づいたかを判別して、降車駅に近づいた場合にユーザに告知する技術が記載されている。
特許文献８には、駅の改札機またはＧＰＳからの受信信号に基づいて降車駅の手前になると警報を発する携帯乗り越し防止機に関する技術が記載されている。
特許文献９には、駅にある携帯電話の基地局から、携帯電話にその場所特有の情報を転送し、これによって、携帯電話がどの駅にいるかを表示する技術が記載されている。
【００１１】
【特許文献１】特開平５−２０８７号公報（「００１２」〜「００１３」）
【特許文献２】特開２００２−１７８９２３号公報（「００６４」〜「００６８」、第１１図〜第１４図）
【特許文献３】特開平５−２８４０６９号公報（「０００６」〜「０００８」、第１図、第３図）
【特許文献４】特開平６−１３８８２１号公報（「００１９」〜「００２２」、「００２６」〜「００２８」、第２図）
【特許文献５】特開２００２−６７９５９号公報（「００１７」〜「００３５」）
【特許文献６】特開平５−３７４６０号公報（「００１２」〜「００２０」）
【特許文献７】特開平９−２３４７７号公報（「００３４」〜「００４８」、第１図〜第８図）
【特許文献８】特開２００２−２０４４６７号公報（「０００８」〜「００１０」、第１図〜第３図）
【特許文献９】特開２００１−４４９１７号公報（図１、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１、２に記載された従来技術（１）では、時刻表に基づいて降車駅の案内を行っているため、事故や混雑等によって電車の遅延や運休等が発生すると、実際の運行状況に応じた案内を行うことができないという問題がある。そして、遅延等が発生した状態で、時刻表通りの案内をすると、誤った案内を行ってしまい、ユーザが下車する駅を間違えてしまう恐れがある。
【００１３】
特許文献３〜５に記載された従来技術（２）では、駅や車両といった施設や設備に情報を送信するための装置を新たに設置する必要がある。このような装置を、全ての駅や全ての車両に新たに設置するには膨大なコストが必要になるという問題があり、現実的ではなく、実用化されていない。また、特定の駅や特定の路線の車両のみに設置した場合、案内をできる地域や路線が限定される。
【００１４】
特許文献６〜９に記載された従来技術（３）では、基地局やＧＰＳから送信された信号を受信できる環境でしか使用できないという問題がある。例えば、ＧＰＳを使用する場合、ＧＰＳからの電波を受信できない地下鉄では使用できない。また、基地局からの電波を利用する場合、基地局からの電波が受信できない受信圏外に電車が移動した場合には、降車駅の案内ができない。
【００１５】
また、特許文献９に記載された技術は、地下鉄における基地局の通信圏内において、基地局から場所特有の情報を受信してどの駅であるかを知るものであるが、地下鉄では駅間に基地局が無いため、駅間（トンネル部分）では無線電波の圏外になる。駅に近づくと電波圏内に入ることになるが、実際には新たな基地局とのハンドシェイク処理などがあるため処理に時間がかかる。
【００１６】
従って、携帯電話で通話圏内の表示を出したりメールが受信できるようになるのは、ほとんど駅構内に電車が入ってからである。逆に、駅から発車する場合は、すでに通信のハンドシェイクが取れているので、電波が受信できる限り処理を継続でき、電車が駅を出発して駅間に進行してもしばらくは通信圏内である。実際にはこのような状況なので、この技術では、電車が目的駅に入ってから突然、案内が行われる。電車が駅を発車してもしばらくはもとのままの案内で変わらないという状態になる。
【００１７】
上記の従来技術の不具合に鑑み、電車に乗車した利用者が携帯端末装置を使用して交通機関を含む経路案内や下車駅、乗り換え案内などのサービスを受ける場合、携帯端末装置に加速度センサを搭載して加速度検出信号を解析することによって乗車した電車の停車、発車を検出する構成にすることが考えられる。このように構成すれば加速度センサのみを用いて交通機関を含む経路案内や下車駅、乗り換え案内などを行うことができるようになる。
【００１８】
例えば、加速度センサで検出された加速度が電車の移動開始時加速度範囲内であり、ららにその範囲内に連続して含まれている期間が、加速度継続時間以上である場合に、電車が移動開始（駅を発車）したと判別し、電車の発車を検出した場合に、加速度センサで検出された加速度に基づいて、電車の移動距離を算出し、この移動距離と、各駅間の駅間距離の情報と各駅を識別する駅識別情報とを含む路線情報に基づいて、次の駅までの残り距離を算出して下車駅、乗り換え駅への到着（接近）を利用者に告知（案内）することができる。
【００１９】
しかしながら、このような構成の場合、加速度センサの出力を解析して電車の駅からの発車、駅への到着を解析する解析部の構成が複雑であり、携帯端末装置のコスト上昇の要因となるという問題点が生じる。図９は、電車内で携帯端末装置の加速度センサが示す検出波形を説明する波形図であり、図９Ａは加速度の履歴図、図９Ｂは速度の履歴図、図９Ｃは移動距離の履歴図である。
【００２０】
図９Ａに示すように、交通機関としての電車は、立って乗車している人が転倒しない加速度の範囲で、且つ全体としてなるべく早く加速をするために、許容範囲の上限付近の加速度で所定時間加速するという特徴がある。電車の加速は、かつてはモータに直列に抵抗を挿入して、その抵抗を徐々に抵抗値の小さなものに切り替えていく手動進段方式や自動進段方式があり、最近はＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御方式（パルス幅制御方式）で滑らかな加速を実現している。したがって、これに対応して、一般的な電車の加速度の範囲である１ｋｍ／ｈ／ｓ〜４ｋｍ／ｈ／ｓを移動開始時加速度範囲として加速度センサの出力を解析し、電車の発車示す加速度の変化を解析する。なお、この移動開始時加速度範囲は、利用する交通機関に応じて適宜設定可能である。
【００２１】
加速度センサ出力の解析手段は、部加速度センサで検出された３軸方向の加速度から計算される加速度の絶対値、即ち、加速度の大きさが上記移動開始時加速度範囲内であるか否かを判別する。すなわち、加速度データを例えば０〜２５５までサンプリングして記憶しておき、記憶された０〜２５５の最新の加速度データａｘ〜ａｚを、−９．８ｍ／ｓ2（＝−１Ｇ）〜＋９．８ｍ／ｓ2（＝＋１Ｇ）の加速度データＡ′ｘ，Ａ′ｙ，Ａ′ｚに逆変換する。そして、加速度の大きさである｛（Ａ′ｘ）2＋（Ａ′ｙ）2＋（Ａ′ｚ）2｝1/2が１ｋｍ／ｈ／ｓ〜４ｋｍ／ｈ／ｓの範囲内であるか否かを判別する。なお、３軸方向の特定の１軸方向の加速度に基づいて判別することも可能であるし、３軸の内何れか１軸方向の加速度が所定の加速度範囲に入っている場合に移動開始時加速度範囲内であると判別することも可能である。
【００２２】
次いで、解析手段は電車が移動を開始したか否かを判別するための加速度継続時間を解析する。例えば、加速度継続時間としては１５秒を設定し、この間に加速度センサで検出された加速度が移動開始時加速度範囲に連続して含まれている期間が、前記加速度継続時間以上であるか否かを判別する。この解析は、加速度センサの出力をサンプリングした際にその出力が移動開始時加速度範囲に含まれている連続回数をカウントすることによって行う。以上の解析手順を満足した場合に電車が駅を発車したと判別することができる。
【００２３】
次いで、解析手段は加速度センサ出力に基づいて電車の移動距離を解析し駅への接近、到着を解析する。前述のようにして電車の移動開始が検出された場合、加速度センサで検出された加速度ａｘ〜ａｚに基づいて、電車の移動距離Ｌ（図９Ｃ参照）を算出する。移動開始が検出された場合に各サンプリングにおいてえられた加速度データを２回積分して計算される各軸方向の移動距離Ｌｘ，Ｌｙ，Ｌｚから移動距離Ｌ（＝（（Ｌｘ）2＋（Ｌｙ）2＋（Ｌｚ）2）1/2）を計算する。即ち、各サンプリングにおいて得られた加速度データａｘ〜ａｚを各軸毎に全て加算した後、サンプリング間隔ｔ１の二乗を乗算し且つ１／２を乗算した値が移動距離Ｌｘ〜Ｌｚとして計算される。そして、それ以後は、最新の加速度データとサンプリング間隔ｔ１に基づいて最新の移動距離Ｌｘ〜Ｌｚが計算され、更新される。
【００２４】
そして、電車が駅に接近、到着する際の判別には、更に案内経路データから次の停車駅までの残り距離を算出し、電車が駅に接近したか否かを判別するための接近判別距離Ｌｓ（図９Ｃ参照）を設定しておき、残り距離Ｌｎと接近判別距離Ｌｓとに基づいて、電車が次の停車駅に接近したか否かを判別する。例えば、接近判別距離Ｌｓとして２００ｍを設定した場合、次の停車駅までの残り距離Ｌｎが２００ｍを切った場合に接近したと判別する。
【００２５】
駅への到着を判別する際には、解析手段は、電車が駅に到着したか否かを判別するための到着判別速度Ｖｔ（図９Ｂ参照）を設定しておき、電車の移動速度Ｖｘ〜Ｖｚと到着判別速度Ｖｔとに基づいて電車が駅に到着したか否かの判別を行う。例えば、到着判別速度Ｖｔとして５ｋｍ／ｈを設定しておき、電車の移動速度の絶対値Ｖ（＝｛（Ｖｘ）2＋（Ｖｙ）2＋（Ｖｚ）2｝1/2）が到着判別速度Ｖｔより小さくなった場合に、駅に到着したと判別する。
【００２６】
このように、携帯端末装置に搭載した加速度センサのみによって、電車が駅を発車したこと、あるいは、電車が駅に接近、到着したことを検出するためには加速度センサの出力を解析するために複雑な解析手段が必要であった。
【００２７】
本願の発明者は、上記の加速度センサを用いる場合の問題点を解消すべく種々検討を重ねた結果、携帯電話を携帯端末装置として使用する場合、現在では地下鉄路線内であっても、各駅構内に基地局が設置され携帯電話が利用可能な環境が広く提供されており、基地局が駅構内に設けられることに着目し、地下鉄路線内では、携帯電話が基地局、すなわち駅構内の圏内に位置するか、圏外に位置するかを知ることができることに想到して本発明を完成するに至ったものである。
【００２８】
つまり、携帯電話が基地局、すなわち、駅構内の通信圏内に位置するか、通信圏外に位置するかを知ることができれば、加速度センサの検出出力と組み合わせ、電車が駅を発車したイベント、駅に到着するイベントを容易に識別できることに想到して本発明を完成したものである。
【００２９】
すなわち、本発明は携帯端末装置に加速度センサを備え、利用者が乗車した交通機関が駅を発車、ないしは、駅に到着するイベントを容易判別でき、駅の到着前や発車直後に最適な案内ができるようにしたナビゲーションシステム、携帯端末装置および出発、到着判別方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
前記課題を解決するために、本願の請求項１にかかる発明は、
携帯端末装置の移動時の加速度を検出する加速度センサを備えた加速度検出手段を有する携帯端末装置と、携帯端末装置から送信された経路探索条件に従って交通機関を利用した経路を探索して前記携帯端末装置に案内経路データを配信する経路探索サーバとを備えたナビゲーションシステムであって、
前記携帯端末装置は、基地局との通信状態を判別しその履歴を記憶する通信圏判別手段と、交通手段とともに移動する際の携帯端末装置の駅への到着、駅からの出発を、前記加速度検出手段の検出結果と前記通信圏判別手段の判別結果とに基づいて判別する到着・出発判別手段と、を備え、
前記加速度検出手段は、予め設定した所定の加速度範囲内の加速度が、所定期間継続した場合に交通手段の移動による加速度変化として検出し、前記到着・出発判別手段は前記加速度変化が検出された際に、前記通信圏判別手段に記憶された通信状態履歴を参照し、所定期間前の前記通信状態履歴が、通信圏内であるか、通信圏外であるかによって、駅への到着または駅からの出発を判別することを特徴とする。
【００３１】
本願の請求項２にかかる発明は、請求項１にかかるナビゲーションシステムにおいて、
前記到着・出発判別手段は、前記加速度変化が検出された際に前記通信圏判別手段に記憶された通信状態履歴を参照し、当該加速度変化の開始時点における通信状態履歴が通信圏内であった場合に交通手段の発車であると判別することを特徴とする。
【００３２】
本願の請求項３にかかる発明は、請求項１にかかるナビゲーションシステムにおいて、
前記到着・出発判別手段は、前記加速度変化が検出された際に前記通信圏判別手段に記憶された通信状態履歴を参照し、当該加速度変化の開始時点における通信状態履歴が通信圏外であった場合に交通手段の到着であると判別することを特徴とする。
【００３３】
本願の請求項４にかかる発明は、請求項２にかかるナビゲーションシステムにおいて、
前記携帯端末装置は、前記到着・出発判別手段が交通手段の発車を判別した場合、前記交通手段の発車後の案内を出力することを特徴とする。
【００３４】
本願の請求項５にかかる発明は、請求項３にかかるナビゲーションシステムにおいて、
前記携帯端末装置は、前記到着・出発判別手段が交通手段の到着を判別した場合、前記交通手段の到着の案内を出力することを特徴とする
【００３５】
また、本願の請求項６にかかる発明は、
携帯端末装置から送信された経路探索条件に従って交通機関を利用した経路を探索して前記携帯端末装置に案内経路データを配信する経路探索サーバにネットワークを介して接続され、携帯端末装置の移動時の加速度を検出する加速度センサを備えた加速度検出手段を有する携帯端末装置であって、
前記携帯端末装置は、基地局との通信状態を判別しその履歴を記憶する通信圏判別手段と、交通手段とともに移動する際の携帯端末装置の駅への到着、駅からの出発を、前記加速度検出手段の検出結果と前記通信圏判別手段の判別結果とに基づいて判別する到着・出発判別手段と、を備え、
前記加速度検出手段は、予め設定した所定の加速度範囲内の加速度が、所定期間継続した場合に交通手段の移動による加速度変化として検出し、前記到着・出発判別手段は前記加速度変化が検出された際に、前記通信圏判別手段に記憶された通信状態履歴を参照し、所定期間前の前記通信状態履歴が、通信圏内であるか、通信圏外であるかによって、駅への到着または駅からの出発を判別することを特徴とする。
【００３６】
本願の請求項７にかかる発明は、請求項６にかかる携帯端末装置において、
前記到着・出発判別手段は、前記加速度変化が検出された際に前記通信圏判別手段に記憶された通信状態履歴を参照し、当該加速度変化の開始時点における通信状態履歴が通信圏内であった場合に交通手段の発車であると判別することを特徴とする。
【００３７】
本願の請求項８にかかる発明は、請求項６にかかる携帯端末装置において、
前記到着・出発判別手段は、前記加速度変化が検出された際に前記通信圏判別手段に記憶された通信状態履歴を参照し、当該加速度変化の開始時点における通信状態履歴が通信圏外であった場合に交通手段の到着であると判別することを特徴とする。
【００３８】
本願の請求項９にかかる発明は、請求項７にかかる携帯端末装置において、
前記携帯端末装置は、前記到着・出発判別手段が交通手段の発車を判別した場合、前記交通手段の発車後の案内を出力することを特徴とする。
【００３９】
本願の請求項１０にかかる発明は、請求項８にかかる携帯端末装置において、
前記携帯端末装置は、前記到着・出発判別手段が交通手段の到着を判別した場合、前記交通手段の到着の案内を出力することを特徴とする。
【００４０】
また、本願の請求項１１にかかる発明は、
携帯端末装置から送信された経路探索条件に従って交通機関を利用した経路を探索して前記携帯端末装置に案内経路データを配信する経路探索サーバにネットワークを介して接続され、携帯端末装置の移動時の加速度を検出する加速度センサを備えた加速度検出手段を有する携帯端末装置であって、基地局との通信状態を判別しその履歴を記憶する通信圏判別手段と、交通手段とともに移動する際の携帯端末装置の駅への到着、駅からの出発を、前記加速度検出手段の検出結果と前記通信圏判別手段の判別結果とに基づいて判別する到着・出発判別手段と、を備えた携帯端末装置における交通手段の出発、到着を判別する出発、到着判別方法であって、
前記加速度検出手段が、予め設定した所定の加速度範囲内の加速度が、所定期間継続した場合に交通手段の移動による加速度変化として検出する第１のステップと、前記加速度変化が検出された際に、前記到着・出発判別手段が、前記通信圏判別手段に記憶された通信状態履歴を参照し、所定期間前の前記通信状態履歴が、通信圏内であるか、通信圏外であるかによって、駅への到着または駅からの出発を判別する第２のステップとを有することを特徴とする。
【００４１】
本願の請求項１２にかかる発明は、請求項１１にかかる出発、到着判別方法において、
前記第２のステップは、前記加速度変化が検出された際に前記通信圏判別手段に記憶された通信状態履歴を参照し、当該加速度変化の開始時点における通信状態履歴が通信圏内であった場合に交通手段の発車であると判別する処理を含むことを特徴とする。
【００４２】
本願の請求項１３にかかる発明は、請求項１１にかかる出発、到着判別方法において、
前記第２のステップは、前記加速度変化が検出された際に前記通信圏判別手段に記憶された通信状態履歴を参照し、当該加速度変化の開始時点における通信状態履歴が通信圏外であった場合に交通手段の到着であると判別する処理を含むことを特徴とする。
【００４３】
本願の請求項１４にかかる発明は、請求項１２にかかる出発、到着判別方法において、
前記携帯端末装置は、更に、前記到着・出発判別手段が交通手段の発車を判別した場合、前記交通手段の発車後の案内を出力する第３のステップを有することを特徴とする。
【００４４】
本願の請求項１５にかかる発明は、請求項１３にかかる出発、到着判別方法において、
前記携帯端末装置は、更に、前記到着・出発判別手段が交通手段の到着を判別した場合、前記交通手段の到着の案内を出力する第３のステップを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００４５】
請求項１にかかる発明においては、携帯端末装置は、基地局との通信状態を判別しその履歴を記憶する通信圏判別手段と、交通手段とともに移動する際の携帯端末装置の駅への到着、駅からの出発を、前記加速度検出手段の検出結果と前記通信圏判別手段の判別結果とに基づいて判別する到着・出発判別手段と、を備え、加速度検出手段は、予め設定した所定の加速度範囲内の加速度が、所定期間継続した場合に交通手段の移動による加速度変化として検出し、到着・出発判別手段は前記加速度変化が検出された際に、通信圏判別手段に記憶された通信状態履歴を参照し、所定期間前の前記通信状態履歴が、通信圏内であるか、通信圏外であるかによって、駅への到着または駅からの出発を判別する。
【００４６】
このような構成によれば、加速度検出手段によって交通手段の発車、停車を示す加速度を検出し、これと合わせて駅構内の基地局の通信圏内に位置するか、通信圏外に位置するかを知ることによって容易に電車の発車、到着を判別することができるようになる。このため、交通手段の発車後、到着時の減速開始後それぞれ大きな遅れなく、次の案内を出すことができ、利用者に適切な案内をすることができるようになる。
【００４７】
請求項２、請求項３にかかる発明においては、請求項１にかかる発明において、前記到着・出発判別手段は、前記加速度変化が検出された際に前記通信圏判別手段に記憶された通信状態履歴を参照し、当該加速度変化の開始時点における通信状態履歴が通信圏内であった場合に交通手段の発車であると判別し、または、通信圏外であった場合に交通手段の到着であると判別する。
このような構成によれば、加速度検出手段によって交通手段の発車、停車を示す加速度を検出し、これと合わせて駅構内の基地局の通信圏内に位置するか、通信圏外に位置するかを知ることによって容易に電車の発車、到着を判別することができるようになる。このため、交通手段の発車後、到着時の減速開始後それぞれ大きな遅れなく、次の案内を出すことができ、利用者に適切な案内をすることができるようになる。
【００４８】
請求項４にかかる発明においては、請求項２にかかる発明において、前記携帯端末装置は、前記到着・出発判別手段が交通手段の発車を判別した場合、前記交通手段の発車後の案内を出力する。
このような構成によれば、加速度検出手段によって交通手段の発車、停車を示す加速度を検出し、これと合わせて駅構内の基地局の通信圏内に位置するか、通信圏外に位置するかを知ることによって容易に電車の発車を判別することができるようになる。このため、交通手段の発車後、大きな遅れなく、次の案内を出すことができ、利用者に適切な案内をすることができるようになる。
【００４９】
請求項５にかかる発明においては、請求項３にかかる発明において、前記携帯端末装置は、前記到着・出発判別手段が交通手段の到着を判別した場合、前記交通手段の到着の案内を出力する。
このような構成によれば、加速度検出手段によって交通手段の発車、停車を示す加速度を検出し、これと合わせて駅構内の基地局の通信圏内に位置するか、通信圏外に位置するかを知ることによって容易に電車の到着を判別することができるようになる。このため、交通手段の到着時の減速開始後、大きな遅れなく次の案内を出すことができ、利用者に適切な案内をすることができるようになる。
【００５０】
請求項６ないし請求項１０にかかる発明においては、それぞれ請求項１ないし請求項５にかかるナビゲーションシステムを構成する携帯端末装置を提供することができるようになり、請求項１１ないし請求項１５にかかる発明においては、それぞれ請求項６ないし請求項１０にかかる携帯端末装置における交通手段の出発、到着を判別する出発、到着判別方法を提供することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
以下、本発明の具体例を実施例及び図面を用いて詳細に説明する。但し、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのナビゲーションシステムを例示するものであって、本発明をこのナビゲーションシステムに特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のナビゲーションシステムにも等しく適用し得るものである。
【実施例１】
【００５２】
本発明の実施例にかかるナビゲーションシステム１０は、図１に示すように、インターネットなどのネットワーク１１を介して接続される携帯端末装置２０と経路探索サーバ３０を備えて構成されている。経路探索サーバ３０は携帯端末装置２０から要求された経路探索条件（出発地、目的地）をもとに最適経路を探索する。そして探索した案内経路のデータとして案内経路となる交通機関の路線や出発地の最寄り駅、乗車すべき交通手段（以下、具体例として電車を例に説明する）とその発車時刻、乗り換え駅、乗り継ぎ交通手段とその発車時刻、目的地の最寄り駅、到着時刻などが含まれる。
【００５３】
経路探索のため経路探索サーバ３０は、地図データ３１６、駅時刻表データ３１７Ａ、運行時刻表データ３１７Ｂ、道路ネットワークデータ３１８Ａ、交通ネットワークデータ３１８Ｂなどのデータベースを備えており、これらのデータベースを参照して発車地から目的地までの経路を探索する。経路探索の方法については後述する。
また経路探索サーバ３０は、制御手段３１１、通信手段３１２、配信データ編集手段３１３、案内経路データ作成手段３１４、経路探索手段３１５などを備えて構成されている。
【００５４】
制御手段３１１は、図示してはいないがＲＡＭ、ＲＯＭ、プロセッサを有するマイクロプロセッサであり、ＲＯＭに格納された制御プログラムにより各部の動作を制御する。通信手段３１２は、ネットワーク１１を介して携帯端末装置２０と通信するためのインターフェースである。経路探索手段３１５は携帯端末装置２０から送信された経路探索条件に従って道路ネットワークデータ３１８Ａなどのデータベースを参照して最適経路を探索する。
【００５５】
案内経路データ作成手段３１４は、前述したように経路探索手段３１５が探索した案内経路のデータを作成し、案内経路データは配信データ編集手段３１３により携帯端末装置２０に配信するためのデータに編集される。また、携帯端末装置２０から地図情報の配信が要求されると、経路探索サーバ３０は携帯端末装置２０の現在位置を含む所定の範囲の地図情報を地図データ３１６から読み出して配信する。
【００５６】
一方、携帯端末装置２０は、例えば携帯電話などの携帯端末装置であり、制御手段２１１、通信手段２１２、配信データ記憶手段２１３、報知手段２１４、表示手段２１５、操作・入力手段２１６、ＧＰＳ測位手段２１７、データ要求手段２１８、加速度検出手段２１９、通信圏判別手段２２０、到着・出発判別手段２２１、計数手段２２２などを備えて構成されている。制御手段２１１は、図示してはいないがＲＡＭ、ＲＯＭを有するマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）を備えて構成され、ＲＯＭに格納された制御プログラムにより各部の動作を制御する。
【００５７】
報知手段２１４は、駅への到着、次の駅への接近などのイベントを表示手段２１５やイヤホンやバイブレータを介して利用者に案内するためのものである。操作・入力手段２１６は、数字キーやアルファベットキー、その他の機能キー、選択キー、スクロールキーなどからなる入力手段であり、出力手段である表示手段２１５に表示されるメニュー画面から所望のメニューを選択し、あるいは、キーを操作して種々の入力操作を行うものである。通信手段２１２は、ネットワーク１１を介して経路探索サーバ３０と通信するためのインターフェースである。
【００５８】
ＧＰＳ測位手段２１７は複数のＧＰＳ衛星からの信号を受信して携帯端末装置２０の現在位置（緯度・経度）を算出する。データ要求手段２１８は経路探索サーバ３０に経路探索要求、地図要求、時刻表要求を行うためのものであり、例えば、経路探索要求を行う場合には経路探索条件を設定する。経路探索条件としては出発地、目的地、移動手段や発車時刻または到着時刻などが含まれる。出発地と目的地は操作・入力手段２１６から住所、緯度・経度、ランドマークの名称等を入力することによって指定でき、あるいは、表示手段２１５に周辺の地図を表示し地図上で指定することもできる。また、ＧＰＳ測位手段２１７で測位した現在位置を発車地として選択することもできる。移動手段は徒歩、自動車、徒歩と交通機関の併用などであり、メニュー画面で選択または入力して指定する。
【００５９】
配信データ記憶手段２１３は経路探索サーバ３０から配信された案内経路データを一時記憶する。案内経路データは必要に応じて配信データ記憶手段２１３から読み出され表示手段２１５に表示される。
【００６０】
加速度検出手段２１９は加速度センサから構成され、携帯端末装置２０が電車内で使用される際に、電車の発車、停止によって生ずる加速度の変化を検出する。この場合の加速度センサの出力波形の変化は図２に示すようになる。図２において縦軸は加速度（ｋｍ／ｈ／ｓｅｃ）を表し、横軸は時間（ｓｅｃ）を表している。電車の加速はＫｍ/ｈ/ｓで表すことが多く、１秒間に何Ｋｍ／ｈ加速するかという単位である。図２の例は、約２Ｋｍ/ｈ／ｓで３０秒間加速する地下鉄の例を示している。図２においては時速６０Ｋｍ／ｈで定速走行し、約−２Ｋｍ／ｈ／ｓで３０秒間減速して、次の駅に到着している。地下鉄の走行方向に軸を合わせた加速度センサではこのように測定される。
【００６１】
図２からわかるように電車が駅に停車中は、加速度センサ出力はほぼフラットであり加速度は検出されない。次いで、電車が駅を発車して加速を開始すると加速度センサから正の出力を生じる。電車が定速走行になると再度加速度センサ出力はほぼフラットになり加速度は検出されなくなる。次いで、電車が駅に接近して減速を開始すると加速度センサから負の出力を生じる。そして電車が駅に到着して停止すると、再び加速度センサ出力はほぼフラットになり加速度は検出されなくなる。
【００６２】
しかしながら、この加速度センサの出力波形からのみでは電車が駅を発着したしことを正確に検出することはできない。一般に電車が正常に運行している場合はよいが、電車の運行間隔が詰まる場合には、駅と駅の間で電車が不規則に減速したり、加速したりする場合が生じる。このようなケースは運行間隔が短くなる朝夕のラッシュ時や乗客が線路内に物を落として運行ダイヤが乱れた場合などによく経験することである。このような場合には駅と駅の間であっても図２に示すような加速度の変化を示すことがある。
【００６３】
前述したように加速度センサのみにより電車が駅を発車したこと、あるいは、電車が駅に接近、到着したことを検出するには複雑な解析手段が必要である。本実施例においては、地下鉄路線内では、携帯端末装置２０が駅構内の基地局の通信圏内に位置するか、通信圏外に位置するかを知ることができるということに着目して、加速度センサ出力とを合わせて解析することによって容易に電車の発車、到着を判別する。
【００６４】
図３は、地下鉄電車内の携帯端末装置２０と各駅に設置された基地局の通信エリア（通信圏）との関係を示す概念図である。図３に示すように矢印で示す進行方向の電車内に携帯端末装置２０があるとすると、駅構内Ａを電車が発車する場合駅構内Ａに設置された基地局との通信のハンドシェイクが取れているので、電波が受信できる限り携帯端末装置２０は処理を継続でき駅構内Ａを発車した後もしばらくは通信圏内Ａに入っている。
【００６５】
逆に、電車が駅構内Ｂに到着する場合、電車は駅が近づくと、駅構内Ｂに設置された基地局の通信圏内になるが、実際には新たな基地局とのハンドシェイク処理などがあるため、処理に時間がかかり、実質的に携帯端末装置２０が通信圏内Ｂに入るのは、駅構内Ｂに電車が入ってからとなる。地下鉄では駅間に基地局が無いため、駅間（トンネル部分）では無線電波の圏外になる。
【００６６】
携帯端末装置２０と基地局との間の通信状態、すなわち、基地局と携帯端末装置２０とが電波を送受信できる通信圏内にあるか、電波を送受信できない通信圏外にあるかを、携帯端末装置２０の移動に応じて履歴として記憶しておき、加速度センサの検出出力と組み合わせることで、電車の発車、到着を判別する。図４は、携帯端末装置２０が電車とともに移動している場合の通信状態（通信圏内、通信圏外）の履歴（３−１）と図２に示す加速度（２−１）との関係を、時間軸を合わせて図示したものである。本発明においては、絶対座標上で加速度の演算を行う必要はない。加速度センサから加速度の傾向が分かれば、それを基に以下のようにして発車と到着を判定できる。
【００６７】
図４に示すように、加速ないしは減速による加速度４ａ、４ｂ（加速度検出波形絶対値（２−１）参照）の始点が検出された時に、携帯端末装置２０が駅基地局の通信圏内４ｃ、通信圏外４ｄ（通信圏内、通信圏外の検出履歴（３−１）参照）にあるかによって、駅構内での加速か、駅手前での減速かを判別することができる。これによって、適切な案内をすることができるようになる。
【００６８】
すなわち、所定の加速度範囲の加速度が検出され、その後所定の加速度継続時間の間継続して前記加速度が継続した場合、発車または到着（停車）の加速度と判定する。そして、所定時間前（加速度を検出した検出開始時点）の通信圏履歴を参照して通信圏内であったならば、駅から電車が発車したものと判別できる（以下これを発車イベントという）。こうして発車イベントを検出すると「次は・・・駅です」のような案内メッセージを表示手段２１５に表示し、あるいは報知手段２１４により音声出力する。
【００６９】
一方、所定の加速度範囲の加速度が検出され、その後所定の加速度継続時間の間継続して前記加速度が継続した場合、発車または停車の加速度と判定する。そして、所定時間前（加速度を検出した検出開始時点）の通信圏履歴を参照して通信圏外であったならば、駅に電車が到着したものと判別できる（以下これを到着イベントという）。こうして到着イベントを検出すると「まもなく・・・駅に到着です」のような、案内メッセージを表示手段２１５に表示し、あるいは報知手段２１４により音声出力する。停車を案内する駅が案内経路の下車駅である場合には、上記の案内とともにバイブレーションを発生させ、利用者に下車駅であることを報知することもできる。
【００７０】
このようにして電車の発車、到着（停車）を判別すれば、加速度の正負、加速度の方向や、加速度センサ出力を演算して移動速度、移動距離を演算し、また、駅までの残り距離を判別するなどの複雑な解析処理を必要としない。
【００７１】
図５は、携帯端末装置２０と基地局との間の通信圏履歴（通信圏内にあるか、通信圏外にあるかの履歴）を記憶する処理手順を示すフローチャートである。この処理は周期的に繰り返される。通信圏判別手段２２０はステップＳ１１の処理において携帯端末装置２０が基地局の通信圏内にあるか通信圏外にあるかを判別する。通信圏外（ＹＥＳ）であればステップＳ１４の処理に進み、通信圏判別手段２２０は記憶部（図示せず）に「通信圏外」を記録してリターンする。ステップＳ１１の判定処理において通信圏外（ＮＯ）であれば通信圏内にあることになり、通信圏判別手段２２０はステップＳ１２の処理において新たな基地局の通信圏であるかを判別する。
【００７２】
ステップＳ１２の判定処理において新たな基地局でないと判定されるとステップＳ１５の処理において通信圏判別手段２２０は記憶部（図示せず）に「通信圏内」を記憶してリターンする。新たな基地局であると判定されるとステップＳ１３の処理において現在駅を更新し、ステップＳ１５の処理において通信圏判別手段２２０は記憶部（図示せず）に「通信圏内」を記憶してリターンする。
【００７３】
一方、加速度検出手段２１９による加速度のサンプリングおよび電車の発車、到着は図６に示すフローチャートの手順で行われる。ここで扱う加速度データは、加速度検出手段２１８が３軸加速度センサを備えているものして説明する。３軸加速度センサを使用しても絶対座標に変換する必要はなく、３軸の加速度データを以下のように扱う。
【００７４】
（１）３軸の加速度データの自乗和をとる。
これは、総合的な加速度の合成ベクトル（の自乗）に関係するので、携帯電話がどのような向きで保持されても同じ結果を出力してくれる。１Ｇの重力加速度に、ほぼ直角に電車の加速度が合成される。加速または減速があると、合成ベクトルが大きくなるので、検出できる。ただし、重力加速度が大きくて、変化は微小になるので、この方法は精度の高い加速度センサを用いる場合に推奨される。
【００７５】
（２）あるいは、絶対値で最も大きな値を検出している軸は重力加速度の影響を受けているので除外して、残りの軸のそれぞれの加速度出力の変化、あるいは合成加速度の変化で電車加速度を検出しても良い。
図４に示す加速度検出波形は上記（１）または（２）の方法で検出された電車の加速度の成分である。なお、図４の縦軸のスケールは図２のスケールとは異なっている。
【００７６】
図６のフローチャートに戻って、先ず、ステップＳ２０の処理において加速度検出手段２１９は、３軸加速度センサの出力を読み取り、ステップＳ２１の処理において加速度の履歴（図９Ｂ参照）を記録する。次いで、ステップＳ２２の処理において加速度が所定の範囲内の加速度、すなわち、図９Ａを参照して説明したように電車の発車、停車時に期待される加速度上限、加速度下限の範囲内の加速度であるかが検出される。このためステップＳ２２の処理では、電車による加速度変化が発生しているか調べる。例えば３軸の合成加速度が１Ｇから変化しているか調べ、電車の出発、到着に特有である加速度の変化があるか否かを判別する。
【００７７】
電車特有の加速度でないことが検出されると、加速度検出手段２１９はステップＳ２３の処理に進み、経過時間をリセットしてリターンし、電車特有の加速度であることが検出されるとステップＳ２４の処理において経過時間をカウント（カウントアップ）する。そしてステップＳ２５で経過時間が所定時間以上になったか否かを判定し、所定の時間以上その加速が継続しているか調べる。所定時間以上経過していない場合はリターンする。
【００７８】
ステップＳ２５の処理において経過時間が所定時間以上であった場合はステップＳ２６の処理に進み、到着・発車判別手段２２１は通信圏判別手段２２０に記憶された通信圏履歴を参照して所定時間前に通信圏内であったか、通信圏外であったかを調べ、電車の発車（発車イベント）、到着（到着イベント）を判別する。所定時間とは、電車特有の加速度を検出した検出開始時点である。すなわち、ステップＳ２６の処理において所定時間前の通信圏履歴が通信圏内（圏内）であったならば、駅から電車が発車したものと判別でき、ステップＳ２７の処理において発車イベント発生時の案内（発車後の案内：「次は・・・駅です」）を行ってリターンする。
【００７９】
一方、ステップＳ２６の処理において所定時間前の通信圏履歴が通信圏外（圏外）であったならば、駅に電車が到着したものと判別でき、ステップＳ２８の処理において到着イベント発生時の案内（「まもなく・・・駅に到着します」）を行ってリターンする。なお前記の所定時間は、５〜１０秒程度でよいから、発車後、減速開始後それぞれ大きな遅れなく、次の案内を出すことが出来る。
【００８０】
なお、乗車駅から最初の１区間は電車がどちらに移動しているのか基地局電波を受信しないことには、わからないので、次の駅の基地局を受信したところで移動の方向を確定して案内を出すようにする。次の駅が下車駅であるばあいは、特に案内を行わなくても駅の案内看板などで明らかであるので、次の駅の発車検出後から案内をすれば十分である。
【００８１】
次に、経路探索のためのネットワークデータについて説明する。道路ネットワークデータ３１８Ａは、徒歩経路、自動車による経路の探索に用いられるネットワークデータであり、次のように構成されている。すなわち、道路が図７に示すように道路Ａ、Ｂ、Ｃからなる場合、道路Ａ、Ｂ、Ｃの端点、交差点、屈曲点などをノードとし、各ノード間を結ぶ道路を有向性のリンクで表し、ノードデータ（ノードの緯度・経度）、リンクデータ（リンク番号）と各リンクのリンクコスト（リンクの距離またはリンクを走行するのに必要な所要時間）をデータとしたリンクコストデータとで表され、道路ネットワークデータを構成している。図７において、○印、◎印がノードを示し、◎印は道路の交差点を示している。各ノード間を結ぶ有向性のリンクを矢印線（実線、点線、２点鎖線）で示している。リンクは、道路の上り、下りそれぞれの方向を向いたリンクが存在するが、図７では図示を簡略化するため矢印の向きのリンクのみを図示している。
【００８２】
このような道路ネットワークデータ３１８Ａをデータベースとして経路探索を行う場合、出発地のノードから目的地のノードまで連結されたリンクをたどりそのリンクコストを累積し、累積リンクコストの最少になる経路を探索して案内する。すなわち、図７において発車地をノードＡＸ、目的地をノードＣＹとして経路探索を行う場合、ノードＡＸから道路Ａを走行して２つ目の交差点で右折して道路Ｃに入りノードＣＹにいたるリンクを順次たどりリンクコストを累積し、リンクコストの累積値が最少になる経路を探索して案内する。図７ではノードＡＸからノードＣＹに至る他の経路は図示されていないが、実際にはそのような経路が他にも存在するため、ノードＡＸからノードＣＹに至る可能な経路を同様にして探索し、それらの経路のうちリンクコストが最少になる経路を最適経路として決定するものである。この手法は、例えば、ダイクストラ法と呼ばれる周知の手法によって行われる。
【００８３】
交通機関を利用した経路探索のための交通ネットワークデータ３１８Ｂは、例えば、図８に示すように交通路線Ａ、Ｂ、Ｃからなる場合、各交通路線Ａ、Ｂ、Ｃに設けられた各駅をノードとし、各ノード間を結ぶ区間を有向性のリンクで表し、ノードデータ（緯度・経度）、リンクデータ（リンク番号）をネットワークデータとしている。図８において、○印、◎印がノードを示し、◎印は交通路線の乗り継ぎ点（乗換え駅など）を示し、各ノード間を結ぶ有向性のリンクを矢印線（実線、点線、２点鎖線）で示している。リンクは、交通路線の上り、下りそれぞれの方向を向いたリンクが存在するが、図８では図示を簡略化するため矢印の向きのリンクのみを図示している。
【００８４】
しかしながら、交通ネットワークデータ３１８Ｂは道路ネットワークデータ３１８Ａと比べリンクコストが基本的に異なる。すなわち、道路のネットワークではリンクコストは固定的、静的なものであったが、交通機関のネットワークでは、図８に示すように交通路線を運行する列車や航空機（以下個々の列車や航空機などの各経路を交通手段と称する）が複数あり、各交通手段毎にあるノードを発車する時刻と次のノードに到着する時刻とが定まっており（時刻表データ、運行データで規定される）、かつ、個々の経路が必ずしも隣接するノードにリンクしない場合がある。例えば、急行と各駅停車の列車のような場合である。このような場合には同じ交通路線上に異なる複数のリンクが存在することになり、またノード間の所要時間が交通手段により異なる場合もある。
【００８５】
図８に例示する交通ネットワークデータ３１８Ｂにおいては、交通路線Ａの同じリンクに複数の交通手段（経路）Ａａ〜Ａｃ・・・、交通路線Ｃに複数の交通手段（経路）Ｃａ〜Ｃｃ・・・が存在することになる。従って、交通ネットワークデータ３１８Ｂは、単純な道路ネットワークと異なり、ノード、リンク、リンクコストの各データは交通手段（個々の航空機や列車などの経路）の総数に比例したデータ量になり、道路ネットワークのデータ量に比べて膨大なデータ量のネットワークデータとなる。従って、それに応じて、経路探索に要する時間も多く必要になる。
【００８６】
このような交通ネットワークデータ３１８Ｂを用いてある出発地からある目的地までの経路を探索するためには、出発地から目的地まで到達する際に使用（乗車）できる全ての交通手段を探索して探索条件に合致する交通手段を特定する必要がある。例えば、図８において、発車地を交通路線ＡのノードＡＸとしてある特定の発車時刻を指定して、交通路線ＣのノードＣＹを目的地とする経路探索を行う場合、交通路線Ａ上を運行する交通手段Ａａ〜Ａｃ・・・のうち発車時刻以降の全ての交通手段を順次出発時の経路として選択し、交通路線Ｃへの乗り継ぎノードへの到着時刻に基づいて、交通路線Ｃ上を運行する各交通手段Ｃａ〜Ｃｃ・・・のうち、乗り継ぎノードにおいて乗車可能な時刻以降の交通手段の全ての組み合わせを探索して各経路の所要時間や乗り換え回数などを累計して案内経路が探索される。
【００８７】
上記のようなネットワークデータを参照して出発地から目的地までの徒歩経路、交通機関を利用した経路が探索され、案内経路データが携帯端末装置２０に配信される。そして利用者は必要に応じて乗車駅、乗り換え駅、下車駅の案内を受けることができる。
【００８８】
以上、詳細に説明したように本発明によれば、地下鉄路線のように駅間に基地局を持たない交通機関において、加速度検出結果と通信圏履歴を組み合わせることによって簡単に電車の駅からの発車、駅への到着を検出することができるようになる。従って、加速度の正負、加速度の方向や、加速度センサ出力を演算して移動速度、移動距離を演算し、また駅までの残り距離を判別するなどの複雑な解析処理を必要としない。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
電車が地上を走る区間においては携帯端末装置に搭載したＧＰＳ測位手段を利用して走行区間を検出することが多々提案されているので、本発明をそれらの技術と組み合わせれば、地上でも地下鉄区間でも次の駅を案内し続けることが出来るようになり利便性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の実施例にかかるナビゲーションシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】電車内で携帯端末装置の加速度センサが出力する加速度の波形を示す波形図である。
【図３】地下鉄電車内の携帯電話と各駅に設置された基地局の通信エリア（通信圏）との関係を示す概念図である。
【図４】加速度センサ出力と携帯端末装置の通信圏内、圏外検出結果とを時間軸を合わせて示した図である。
【図５】携帯端末装置と基地局との間の通信圏履歴を記憶する手順を示すフローチャートである。
【図６】駅からの発車、駅への到着を検出する処理手順を示すフローチャートである。
【図７】経路探索のための道路ネットワークデータの概念を示す模式図である。
【図８】交通機関の経路探索のための交通ネットワークデータの概念を示す模式図である。
【図９】電車内で携帯端末装置の加速度センサが示す検出波形を説明する波形図であり、図９Ａは加速度の履歴図、図９Ｂは速度の履歴図、図９Ｃは移動距離の履歴図である。
【符号の説明】
【００９１】
１０・・・・ナビゲーションシステム
２０・・・・携帯端末装置
２１１・・・制御手段
２１２・・・通信手段
２１３・・・配信データ記憶手段
２１４・・・報知手段
２１５・・・表示手段
２１６・・・操作・入力手段
２１７・・・ＧＰＳ測位手段
２１８・・・データ要求手段
２１９・・・加速度検出手段
２２０・・・通信圏判別手段
２２１・・・到着・出発判別手段
２２２・・・計数手段
３０・・・・経路探索サーバ
３１１・・・制御手段
３１２・・・通信手段
３１３・・・配信データ編集手段
３１４・・・案内経路データ作成手段
３１５・・・経路探索手段
３１６・・・地図データ
３１７Ａ・・駅時刻表データ
３１７Ｂ・・運行時刻表データ
３１８Ａ・・道路ネットワークデータ
３１８Ｂ・・交通ネットワークデータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、出発地から目的地まで交通機関を含む経路を探索して案内するナビゲーションシステム、携帯端末装置および出発、到着判別方法に関するものであり、特に、経路探索サーバと携帯電話を携帯端末装置とした通信型のナビゲーションシステムにおいて、携帯電話に加速度センサを備え、通信基地局との間の通信圏内、圏外判定を利用して地下鉄路線内の駅への到着、発車を検出することにより簡単に携帯端末装置の利用者に到着案内を行えるようにしたナビゲーションシステム、携帯端末装置および出発、到着判別方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、地図データ、道路データを用いて、所望の出発地から目的地までの経路を探索して利用者を案内するナビゲーション装置、ナビゲーションシステムが知られており、このようなナビゲーション装置、ナビゲーションシステムとしては、自動車に搭載して運転者に経路を案内するカーナビゲーション装置、携帯電話をナビゲーション端末として利用して経路探索サーバに経路探索要求を送り、その結果を受信して経路案内を受ける通信型のナビゲーションシステムなどが実用化されている。
【０００３】
特に、通信型のナビゲーションシステムは、携帯電話などの携帯端末をナビゲーション端末として利用したシステムであって、歩行者用のナビゲーションシステムとしても用いられるものである。歩行者用のナビゲーションシステムとしては、交通機関を含めた経路案内機能を付加することが好ましく、徒歩経路の探索と案内に加えて、経路探索サーバに交通機関の路線や運行時刻データを蓄積し、所望の発車駅から所望の目的駅までの経路（乗車候補列車）を、徒歩経路の探索と案内に加えて案内する機能を有するナビゲーションシステムも存在する。また、徒歩経路の経路探索を伴わずに情報配信サーバから交通機関の路線や時刻表、乗車可能な列車などの情報の配信を受けて表示する交通案内システムも存在する。
【０００４】
また、航空機、列車、電車、バスなどの交通手段を用いて出発地から目的地までの経路を探索して案内する経路探索システムも知られている。このような経路探索システムは一般的には、ユーザが指定する発車日時、出発地、目的地、到着時刻等の経路探索条件に基づいて、各交通機関の運行時刻データをデータベース化した運行時刻データベースを参照して、乗り継ぎを含めて出発地と目的地を結ぶ、利用可能な各交通手段を経路として順次たどり、経路探索条件に合致する案内経路（出発地駅、目的地駅、路線、列車などの交通手段）の候補を１つまたは複数提示するように構成される。経路探索条件としては更に、所要時間、乗り継ぎ回数、運賃などの条件を指定できるようにされているのが一般的である。
【０００５】
また、交通機関に関する検索、案内を行うシステムとして、携帯電話などの端末装置から、交通機関の路線情報や時刻表情報を案内する情報配信サーバに接続して所望の発車駅、発車時刻、目的駅などを指定して乗車可能な路線や列車、電車などの交通手段の情報配信を受け、端末装置に表示することができる案内システムも提供されている。一般に端末装置からこのような利用を行う場合には、ダウンロードしたい情報の存在する場所を特定するためのＵＲＬ（Universal Resource Locator）やドメイン名などのアドレス情報を端末装置に入力して当該アドレスにより特定される情報配信サーバ（情報サイト）にアクセスして所望の情報をダウンロードする構成がとられている。
【０００６】
交通機関を利用した経路探索、経路案内をするナビゲーションシステムなどにおける経路探索用のデータは、車載用ナビゲーションシステムや歩行者用ナビゲーションシステムにおける道路ネットワークのデータと同様に交通路線の各駅をノードとし、駅間を双方向リンクとしてネットワーク化したデータの他に、各交通路線上を運行される交通手段ごとに各リンクの運行時刻、所要時間がリンクコストのデータとして加えられる。更に、運賃データが加えられ、探索した案内経路の運賃が合わせて案内されるシステムも存在する。
【０００７】
従って端末装置に配信される案内経路データには、利用者が指定した経路探索条件である出発地から目的地までの路線経路や、乗車を案内するバス、電車、列車およびその時刻が含まれ、運行時刻表や駅に掲示されるいわゆる駅貼り時刻表などがそのままあるいは必要部分が画面表示できる表示データなどの形式に加工されて端末装置に配信される。端末装置では案内経路のデータや運行時刻表あるいは駅貼り時刻表を表示して経路や乗車すべき交通手段を確認することができる。
【０００８】
しかしながら、電車や地下鉄等の交通機関に乗車したユーザが、降りる駅が分からなかったり、寝過ごしたりして乗り過ごすことがある。このような乗り過ごしを防止するための技術として、以下の従来技術（１）〜（３）が提案されている。
（１）目的駅（降車駅）の到着予定時刻を使用する技術
到着予定時刻を使用する技術としては、例えば、特許文献１（特開平５−２０８７号公報）、特許文献２（特開２００２−１７８９２３号公報）記載の技術がある。
特許文献１、２においては、電車の時刻表により電車が乗換駅や降車駅に到着する時刻を求め、時刻表から算出された時刻と内蔵時計から得られる現在時刻とに基づいて、乗換駅や降車駅に到着することをユーザに告知している。
【０００９】
（２）駅や車両といった交通機関の施設に設置された信号発信装置から通知を受けて降車駅を検出する技術
このような技術としては、例えば、特許文献３（特開平５−２８４０６９号公報）、特許文献４（特開平６−１３８８２１号公報）、特許文献５（特開２００２−６７９５９号公報）記載の技術がある。
特許文献３には、移動する車両の車内に設置された信号送信装置から送信された駅名を示すコード信号を受信機で受信して、受信した駅名を示すコードと予め設定された降車駅のコードとに基づいて降車駅に近づいたか否かの告知を行う技術が記載されている。
特許文献４には、走行中の列車内や駅の周辺に設置された送信手段から送信された駅の識別情報を携帯端末装置で受信し、予め記憶された目的駅の識別情報に基づいて、降車駅であるか否かの判別を行う技術が記載されている。
特許文献５には、車両内に配置された停車駅情報発信機から発信された駅の情報を携帯端末装置で受信し、予め記憶された降車すべき駅の情報に基づいて警報を発する技術が記載されている。
【００１０】
（３）携帯電話の基地局やＧＰＳ（Global Positioning System、全地球無線側位システム）等との交信を利用して降車駅を検出する技術
このような技術としては、例えば、特許文献６（特開平５−３７４６０号公報）、特許文献７（特開平９−２３４７７号公報）、特許文献８（特開２００２−２０４４６７号公報）、特許文献９（特開２００１−４４９１７号公報）記載の技術がある。
特許文献６には、降車駅を含むエリアをカバーする無線基地局のエリアコードを無線端末機に予め登録しておき、無線基地局から無線電波で発信されたエリアコードを受信し、比較することにより降車駅（目的地）に近づいたことを告知する技術が記載されている。
特許文献７には、予め降車駅の駅名または降車駅付近の基地局のパラメータを移動機に登録しておき、基地局から送信される駅名または基地局のパラメータを含む報知情報を受信し、登録情報と報知情報とを比較して降車駅に近づいたかを判別して、降車駅に近づいた場合にユーザに告知する技術が記載されている。
特許文献８には、駅の改札機またはＧＰＳからの受信信号に基づいて降車駅の手前になると警報を発する携帯乗り越し防止機に関する技術が記載されている。
特許文献９には、駅にある携帯電話の基地局から、携帯電話にその場所特有の情報を転送し、これによって、携帯電話がどの駅にいるかを表示する技術が記載されている。
【００１１】
【特許文献１】特開平５−２０８７号公報（「００１２」〜「００１３」）
【特許文献２】特開２００２−１７８９２３号公報（「００６４」〜「００６８」、第１１図〜第１４図）
【特許文献３】特開平５−２８４０６９号公報（「０００６」〜「０００８」、第１図、第３図）
【特許文献４】特開平６−１３８８２１号公報（「００１９」〜「００２２」、「００２６」〜「００２８」、第２図）
【特許文献５】特開２００２−６７９５９号公報（「００１７」〜「００３５」）
【特許文献６】特開平５−３７４６０号公報（「００１２」〜「００２０」）
【特許文献７】特開平９−２３４７７号公報（「００３４」〜「００４８」、第１図〜第８図）
【特許文献８】特開２００２−２０４４６７号公報（「０００８」〜「００１０」、第１図〜第３図）
【特許文献９】特開２００１−４４９１７号公報（図１、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１、２に記載された従来技術（１）では、時刻表に基づいて降車駅の案内を行っているため、事故や混雑等によって電車の遅延や運休等が発生すると、実際の運行状況に応じた案内を行うことができないという問題がある。そして、遅延等が発生した状態で、時刻表通りの案内をすると、誤った案内を行ってしまい、ユーザが下車する駅を間違えてしまう恐れがある。
【００１３】
特許文献３〜５に記載された従来技術（２）では、駅や車両といった施設や設備に情報を送信するための装置を新たに設置する必要がある。このような装置を、全ての駅や全ての車両に新たに設置するには膨大なコストが必要になるという問題があり、現実的ではなく、実用化されていない。また、特定の駅や特定の路線の車両のみに設置した場合、案内をできる地域や路線が限定される。
【００１４】
特許文献６〜９に記載された従来技術（３）では、基地局やＧＰＳから送信された信号を受信できる環境でしか使用できないという問題がある。例えば、ＧＰＳを使用する場合、ＧＰＳからの電波を受信できない地下鉄では使用できない。また、基地局からの電波を利用する場合、基地局からの電波が受信できない受信圏外に電車が移動した場合には、降車駅の案内ができない。
【００１５】
また、特許文献９に記載された技術は、地下鉄における基地局の通信圏内において、基地局から場所特有の情報を受信してどの駅であるかを知るものであるが、地下鉄では駅間に基地局が無いため、駅間（トンネル部分）では無線電波の圏外になる。駅に近づくと電波圏内に入ることになるが、実際には新たな基地局とのハンドシェイク処理などがあるため処理に時間がかかる。
【００１６】
従って、携帯電話で通話圏内の表示を出したりメールが受信できるようになるのは、ほとんど駅構内に電車が入ってからである。逆に、駅から発車する場合は、すでに通信のハンドシェイクが取れているので、電波が受信できる限り処理を継続でき、電車が駅を出発して駅間に進行してもしばらくは通信圏内である。実際にはこのような状況なので、この技術では、電車が目的駅に入ってから突然、案内が行われる。電車が駅を発車してもしばらくはもとのままの案内で変わらないという状態になる。
【００１７】
上記の従来技術の不具合に鑑み、電車に乗車した利用者が携帯端末装置を使用して交通機関を含む経路案内や下車駅、乗り換え案内などのサービスを受ける場合、携帯端末装置に加速度センサを搭載して加速度検出信号を解析することによって乗車した電車の停車、発車を検出する構成にすることが考えられる。このように構成すれば加速度センサのみを用いて交通機関を含む経路案内や下車駅、乗り換え案内などを行うことができるようになる。
【００１８】
例えば、加速度センサで検出された加速度が電車の移動開始時加速度範囲内であり、ららにその範囲内に連続して含まれている期間が、加速度継続時間以上である場合に、電車が移動開始（駅を発車）したと判別し、電車の発車を検出した場合に、加速度センサで検出された加速度に基づいて、電車の移動距離を算出し、この移動距離と、各駅間の駅間距離の情報と各駅を識別する駅識別情報とを含む路線情報に基づいて、次の駅までの残り距離を算出して下車駅、乗り換え駅への到着（接近）を利用者に告知（案内）することができる。
【００１９】
しかしながら、このような構成の場合、加速度センサの出力を解析して電車の駅からの発車、駅への到着を解析する解析部の構成が複雑であり、携帯端末装置のコスト上昇の要因となるという問題点が生じる。図９は、電車内で携帯端末装置の加速度センサが示す検出波形を説明する波形図であり、図９Ａは加速度の履歴図、図９Ｂは速度の履歴図、図９Ｃは移動距離の履歴図である。
【００２０】
図９Ａに示すように、交通機関としての電車は、立って乗車している人が転倒しない加速度の範囲で、且つ全体としてなるべく早く加速をするために、許容範囲の上限付近の加速度で所定時間加速するという特徴がある。電車の加速は、かつてはモータに直列に抵抗を挿入して、その抵抗を徐々に抵抗値の小さなものに切り替えていく手動進段方式や自動進段方式があり、最近はＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御方式（パルス幅制御方式）で滑らかな加速を実現している。したがって、これに対応して、一般的な電車の加速度の範囲である１ｋｍ／ｈ／ｓ〜４ｋｍ／ｈ／ｓを移動開始時加速度範囲として加速度センサの出力を解析し、電車の発車示す加速度の変化を解析する。なお、この移動開始時加速度範囲は、利用する交通機関に応じて適宜設定可能である。
【００２１】
加速度センサ出力の解析手段は、部加速度センサで検出された３軸方向の加速度から計算される加速度の絶対値、即ち、加速度の大きさが上記移動開始時加速度範囲内であるか否かを判別する。すなわち、加速度データを例えば０〜２５５までサンプリングして記憶しておき、記憶された０〜２５５の最新の加速度データａｘ〜ａｚを、−９．８ｍ／ｓ2（＝−１Ｇ）〜＋９．８ｍ／ｓ2（＝＋１Ｇ）の加速度データＡ′ｘ，Ａ′ｙ，Ａ′ｚに逆変換する。そして、加速度の大きさである｛（Ａ′ｘ）2＋（Ａ′ｙ）2＋（Ａ′ｚ）2｝1/2が１ｋｍ／ｈ／ｓ〜４ｋｍ／ｈ／ｓの範囲内であるか否かを判別する。なお、３軸方向の特定の１軸方向の加速度に基づいて判別することも可能であるし、３軸の内何れか１軸方向の加速度が所定の加速度範囲に入っている場合に移動開始時加速度範囲内であると判別することも可能である。
【００２２】
次いで、解析手段は電車が移動を開始したか否かを判別するための加速度継続時間を解析する。例えば、加速度継続時間としては１５秒を設定し、この間に加速度センサで検出された加速度が移動開始時加速度範囲に連続して含まれている期間が、前記加速度継続時間以上であるか否かを判別する。この解析は、加速度センサの出力をサンプリングした際にその出力が移動開始時加速度範囲に含まれている連続回数をカウントすることによって行う。以上の解析手順を満足した場合に電車が駅を発車したと判別することができる。
【００２３】
次いで、解析手段は加速度センサ出力に基づいて電車の移動距離を解析し駅への接近、到着を解析する。前述のようにして電車の移動開始が検出された場合、加速度センサで検出された加速度ａｘ〜ａｚに基づいて、電車の移動距離Ｌ（図９Ｃ参照）を算出する。移動開始が検出された場合に各サンプリングにおいてえられた加速度データを２回積分して計算される各軸方向の移動距離Ｌｘ，Ｌｙ，Ｌｚから移動距離Ｌ（＝（（Ｌｘ）2＋（Ｌｙ）2＋（Ｌｚ）2）1/2）を計算する。即ち、各サンプリングにおいて得られた加速度データａｘ〜ａｚを各軸毎に全て加算した後、サンプリング間隔ｔ１の二乗を乗算し且つ１／２を乗算した値が移動距離Ｌｘ〜Ｌｚとして計算される。そして、それ以後は、最新の加速度データとサンプリング間隔ｔ１に基づいて最新の移動距離Ｌｘ〜Ｌｚが計算され、更新される。
【００２４】
そして、電車が駅に接近、到着する際の判別には、更に案内経路データから次の停車駅までの残り距離を算出し、電車が駅に接近したか否かを判別するための接近判別距離Ｌｓ（図９Ｃ参照）を設定しておき、残り距離Ｌｎと接近判別距離Ｌｓとに基づいて、電車が次の停車駅に接近したか否かを判別する。例えば、接近判別距離Ｌｓとして２００ｍを設定した場合、次の停車駅までの残り距離Ｌｎが２００ｍを切った場合に接近したと判別する。
【００２５】
駅への到着を判別する際には、解析手段は、電車が駅に到着したか否かを判別するための到着判別速度Ｖｔ（図９Ｂ参照）を設定しておき、電車の移動速度Ｖｘ〜Ｖｚと到着判別速度Ｖｔとに基づいて電車が駅に到着したか否かの判別を行う。例えば、到着判別速度Ｖｔとして５ｋｍ／ｈを設定しておき、電車の移動速度の絶対値Ｖ（＝｛（Ｖｘ）2＋（Ｖｙ）2＋（Ｖｚ）2｝1/2）が到着判別速度Ｖｔより小さくなった場合に、駅に到着したと判別する。
【００２６】
このように、携帯端末装置に搭載した加速度センサのみによって、電車が駅を発車したこと、あるいは、電車が駅に接近、到着したことを検出するためには加速度センサの出力を解析するために複雑な解析手段が必要であった。
【００２７】
本願の発明者は、上記の加速度センサを用いる場合の問題点を解消すべく種々検討を重ねた結果、携帯電話を携帯端末装置として使用する場合、現在では地下鉄路線内であっても、各駅構内に基地局が設置され携帯電話が利用可能な環境が広く提供されており、基地局が駅構内に設けられることに着目し、地下鉄路線内では、携帯電話が基地局、すなわち駅構内の圏内に位置するか、圏外に位置するかを知ることができることに想到して本発明を完成するに至ったものである。
【００２８】
つまり、携帯電話が基地局、すなわち、駅構内の通信圏内に位置するか、通信圏外に位置するかを知ることができれば、加速度センサの検出出力と組み合わせ、電車が駅を発車したイベント、駅に到着するイベントを容易に識別できることに想到して本発明を完成したものである。
【００２９】
すなわち、本発明は携帯端末装置に加速度センサを備え、利用者が乗車した交通機関が駅を発車、ないしは、駅に到着するイベントを容易判別でき、駅の到着前や発車直後に最適な案内ができるようにしたナビゲーションシステム、携帯端末装置および出発、到着判別方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
前記課題を解決するために、本願の請求項１にかかる発明は、
携帯端末装置の移動時の加速度を検出する加速度センサを備えた加速度検出手段を有する携帯端末装置と、携帯端末装置から送信された経路探索条件に従って交通機関を利用した経路を探索して前記携帯端末装置に案内経路データを配信する経路探索サーバとを備えたナビゲーションシステムであって、
前記携帯端末装置は、基地局との通信状態を判別しその履歴を記憶する通信圏判別手段と、交通手段とともに移動する際の携帯端末装置の駅への到着、駅からの出発を、前記加速度検出手段の検出結果と前記通信圏判別手段の判別結果とに基づいて判別する到着・出発判別手段と、を備え、
前記加速度検出手段は、予め設定した所定の加速度範囲内の加速度が、所定期間継続した場合に交通手段の移動による加速度変化として検出し、前記到着・出発判別手段は前記加速度変化が検出された際に、前記通信圏判別手段に記憶された通信状態履歴を参照し、所定期間前の前記通信状態履歴が、通信圏内であるか、通信圏外であるかによって、駅への到着または駅からの出発を判別することを特徴とする。
【００３１】
本願の請求項２にかかる発明は、請求項１にかかるナビゲーションシステムにおいて、
前記到着・出発判別手段は、前記加速度変化が検出された際に前記通信圏判別手段に記憶された通信状態履歴を参照し、当該加速度変化の開始時点における通信状態履歴が通信圏内であった場合に交通手段の発車であると判別することを特徴とする。
【００３２】
本願の請求項３にかかる発明は、請求項１にかかるナビゲーションシステムにおいて、
前記到着・出発判別手段は、前記加速度変化が検出された際に前記通信圏判別手段に記憶された通信状態履歴を参照し、当該加速度変化の開始時点における通信状態履歴が通信圏外であった場合に交通手段の到着であると判別することを特徴とする。
【００３３】
本願の請求項４にかかる発明は、請求項２にかかるナビゲーションシステムにおいて、
前記携帯端末装置は、前記到着・出発判別手段が交通手段の発車を判別した場合、前記交通手段の発車後の案内を出力することを特徴とする。
【００３４】
本願の請求項５にかかる発明は、請求項３にかかるナビゲーションシステムにおいて、
前記携帯端末装置は、前記到着・出発判別手段が交通手段の到着を判別した場合、前記交通手段の到着の案内を出力することを特徴とする
【００３５】
また、本願の請求項６にかかる発明は、
携帯端末装置から送信された経路探索条件に従って交通機関を利用した経路を探索して前記携帯端末装置に案内経路データを配信する経路探索サーバにネットワークを介して接続され、携帯端末装置の移動時の加速度を検出する加速度センサを備えた加速度検出手段を有する携帯端末装置であって、
前記携帯端末装置は、基地局との通信状態を判別しその履歴を記憶する通信圏判別手段と、交通手段とともに移動する際の携帯端末装置の駅への到着、駅からの出発を、前記加速度検出手段の検出結果と前記通信圏判別手段の判別結果とに基づいて判別する到着・出発判別手段と、を備え、
前記加速度検出手段は、予め設定した所定の加速度範囲内の加速度が、所定期間継続した場合に交通手段の移動による加速度変化として検出し、前記到着・出発判別手段は前記加速度変化が検出された際に、前記通信圏判別手段に記憶された通信状態履歴を参照し、所定期間前の前記通信状態履歴が、通信圏内であるか、通信圏外であるかによって、駅への到着または駅からの出発を判別することを特徴とする。
【００３６】
本願の請求項７にかかる発明は、請求項６にかかる携帯端末装置において、
前記到着・出発判別手段は、前記加速度変化が検出された際に前記通信圏判別手段に記憶された通信状態履歴を参照し、当該加速度変化の開始時点における通信状態履歴が通信圏内であった場合に交通手段の発車であると判別することを特徴とする。
【００３７】
本願の請求項８にかかる発明は、請求項６にかかる携帯端末装置において、
前記到着・出発判別手段は、前記加速度変化が検出された際に前記通信圏判別手段に記憶された通信状態履歴を参照し、当該加速度変化の開始時点における通信状態履歴が通信圏外であった場合に交通手段の到着であると判別することを特徴とする。
【００３８】
本願の請求項９にかかる発明は、請求項７にかかる携帯端末装置において、
前記携帯端末装置は、前記到着・出発判別手段が交通手段の発車を判別した場合、前記交通手段の発車後の案内を出力することを特徴とする。
【００３９】
本願の請求項１０にかかる発明は、請求項８にかかる携帯端末装置において、
前記携帯端末装置は、前記到着・出発判別手段が交通手段の到着を判別した場合、前記交通手段の到着の案内を出力することを特徴とする。
【００４０】
また、本願の請求項１１にかかる発明は、
携帯端末装置から送信された経路探索条件に従って交通機関を利用した経路を探索して前記携帯端末装置に案内経路データを配信する経路探索サーバにネットワークを介して接続され、携帯端末装置の移動時の加速度を検出する加速度センサを備えた加速度検出手段を有する携帯端末装置であって、基地局との通信状態を判別しその履歴を記憶する通信圏判別手段と、交通手段とともに移動する際の携帯端末装置の駅への到着、駅からの出発を、前記加速度検出手段の検出結果と前記通信圏判別手段の判別結果とに基づいて判別する到着・出発判別手段と、を備えた携帯端末装置における交通手段の出発、到着を判別する出発、到着判別方法であって、
前記加速度検出手段が、予め設定した所定の加速度範囲内の加速度が、所定期間継続した場合に交通手段の移動による加速度変化として検出する第１のステップと、前記加速度変化が検出された際に、前記到着・出発判別手段が、前記通信圏判別手段に記憶された通信状態履歴を参照し、所定期間前の前記通信状態履歴が、通信圏内であるか、通信圏外であるかによって、駅への到着または駅からの出発を判別する第２のステップとを有することを特徴とする。
【００４１】
本願の請求項１２にかかる発明は、請求項１１にかかる出発、到着判別方法において、
前記第２のステップは、前記加速度変化が検出された際に前記通信圏判別手段に記憶された通信状態履歴を参照し、当該加速度変化の開始時点における通信状態履歴が通信圏内であった場合に交通手段の発車であると判別する処理を含むことを特徴とする。
【００４２】
本願の請求項１３にかかる発明は、請求項１１にかかる出発、到着判別方法において、
前記第２のステップは、前記加速度変化が検出された際に前記通信圏判別手段に記憶された通信状態履歴を参照し、当該加速度変化の開始時点における通信状態履歴が通信圏外であった場合に交通手段の到着であると判別する処理を含むことを特徴とする。
【００４３】
本願の請求項１４にかかる発明は、請求項１２にかかる出発、到着判別方法において、
前記携帯端末装置は、更に、前記到着・出発判別手段が交通手段の発車を判別した場合、前記交通手段の発車後の案内を出力する第３のステップを有することを特徴とする。
【００４４】
本願の請求項１５にかかる発明は、請求項１３にかかる出発、到着判別方法において、
前記携帯端末装置は、更に、前記到着・出発判別手段が交通手段の到着を判別した場合、前記交通手段の到着の案内を出力する第３のステップを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００４５】
請求項１にかかる発明においては、携帯端末装置は、基地局との通信状態を判別しその履歴を記憶する通信圏判別手段と、交通手段とともに移動する際の携帯端末装置の駅への到着、駅からの出発を、前記加速度検出手段の検出結果と前記通信圏判別手段の判別結果とに基づいて判別する到着・出発判別手段と、を備え、加速度検出手段は、予め設定した所定の加速度範囲内の加速度が、所定期間継続した場合に交通手段の移動による加速度変化として検出し、到着・出発判別手段は前記加速度変化が検出された際に、通信圏判別手段に記憶された通信状態履歴を参照し、所定期間前の前記通信状態履歴が、通信圏内であるか、通信圏外であるかによって、駅への到着または駅からの出発を判別する。
【００４６】
このような構成によれば、加速度検出手段によって交通手段の発車、停車を示す加速度を検出し、これと合わせて駅構内の基地局の通信圏内に位置するか、通信圏外に位置するかを知ることによって容易に電車の発車、到着を判別することができるようになる。このため、交通手段の発車後、到着時の減速開始後それぞれ大きな遅れなく、次の案内を出すことができ、利用者に適切な案内をすることができるようになる。
【００４７】
請求項２、請求項３にかかる発明においては、請求項１にかかる発明において、前記到着・出発判別手段は、前記加速度変化が検出された際に前記通信圏判別手段に記憶された通信状態履歴を参照し、当該加速度変化の開始時点における通信状態履歴が通信圏内であった場合に交通手段の発車であると判別し、または、通信圏外であった場合に交通手段の到着であると判別する。
このような構成によれば、加速度検出手段によって交通手段の発車、停車を示す加速度を検出し、これと合わせて駅構内の基地局の通信圏内に位置するか、通信圏外に位置するかを知ることによって容易に電車の発車、到着を判別することができるようになる。このため、交通手段の発車後、到着時の減速開始後それぞれ大きな遅れなく、次の案内を出すことができ、利用者に適切な案内をすることができるようになる。
【００４８】
請求項４にかかる発明においては、請求項２にかかる発明において、前記携帯端末装置は、前記到着・出発判別手段が交通手段の発車を判別した場合、前記交通手段の発車後の案内を出力する。
このような構成によれば、加速度検出手段によって交通手段の発車、停車を示す加速度を検出し、これと合わせて駅構内の基地局の通信圏内に位置するか、通信圏外に位置するかを知ることによって容易に電車の発車を判別することができるようになる。このため、交通手段の発車後、大きな遅れなく、次の案内を出すことができ、利用者に適切な案内をすることができるようになる。
【００４９】
請求項５にかかる発明においては、請求項３にかかる発明において、前記携帯端末装置は、前記到着・出発判別手段が交通手段の到着を判別した場合、前記交通手段の到着の案内を出力する。
このような構成によれば、加速度検出手段によって交通手段の発車、停車を示す加速度を検出し、これと合わせて駅構内の基地局の通信圏内に位置するか、通信圏外に位置するかを知ることによって容易に電車の到着を判別することができるようになる。このため、交通手段の到着時の減速開始後、大きな遅れなく次の案内を出すことができ、利用者に適切な案内をすることができるようになる。
【００５０】
請求項６ないし請求項１０にかかる発明においては、それぞれ請求項１ないし請求項５にかかるナビゲーションシステムを構成する携帯端末装置を提供することができるようになり、請求項１１ないし請求項１５にかかる発明においては、それぞれ請求項６ないし請求項１０にかかる携帯端末装置における交通手段の出発、到着を判別する出発、到着判別方法を提供することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
以下、本発明の具体例を実施例及び図面を用いて詳細に説明する。但し、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのナビゲーションシステムを例示するものであって、本発明をこのナビゲーションシステムに特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のナビゲーションシステムにも等しく適用し得るものである。
【実施例１】
【００５２】
本発明の実施例にかかるナビゲーションシステム１０は、図１に示すように、インターネットなどのネットワーク１１を介して接続される携帯端末装置２０と経路探索サーバ３０を備えて構成されている。経路探索サーバ３０は携帯端末装置２０から要求された経路探索条件（出発地、目的地）をもとに最適経路を探索する。そして探索した案内経路のデータとして案内経路となる交通機関の路線や出発地の最寄り駅、乗車すべき交通手段（以下、具体例として電車を例に説明する）とその発車時刻、乗り換え駅、乗り継ぎ交通手段とその発車時刻、目的地の最寄り駅、到着時刻などが含まれる。
【００５３】
経路探索のため経路探索サーバ３０は、地図データ３１６、駅時刻表データ３１７Ａ、運行時刻表データ３１７Ｂ、道路ネットワークデータ３１８Ａ、交通ネットワークデータ３１８Ｂなどのデータベースを備えており、これらのデータベースを参照して発車地から目的地までの経路を探索する。経路探索の方法については後述する。
また経路探索サーバ３０は、制御手段３１１、通信手段３１２、配信データ編集手段３１３、案内経路データ作成手段３１４、経路探索手段３１５などを備えて構成されている。
【００５４】
制御手段３１１は、図示してはいないがＲＡＭ、ＲＯＭ、プロセッサを有するマイクロプロセッサであり、ＲＯＭに格納された制御プログラムにより各部の動作を制御する。通信手段３１２は、ネットワーク１１を介して携帯端末装置２０と通信するためのインターフェースである。経路探索手段３１５は携帯端末装置２０から送信された経路探索条件に従って道路ネットワークデータ３１８Ａなどのデータベースを参照して最適経路を探索する。
【００５５】
案内経路データ作成手段３１４は、前述したように経路探索手段３１５が探索した案内経路のデータを作成し、案内経路データは配信データ編集手段３１３により携帯端末装置２０に配信するためのデータに編集される。また、携帯端末装置２０から地図情報の配信が要求されると、経路探索サーバ３０は携帯端末装置２０の現在位置を含む所定の範囲の地図情報を地図データ３１６から読み出して配信する。
【００５６】
一方、携帯端末装置２０は、例えば携帯電話などの携帯端末装置であり、制御手段２１１、通信手段２１２、配信データ記憶手段２１３、報知手段２１４、表示手段２１５、操作・入力手段２１６、ＧＰＳ測位手段２１７、データ要求手段２１８、加速度検出手段２１９、通信圏判別手段２２０、到着・出発判別手段２２１、計数手段２２２などを備えて構成されている。制御手段２１１は、図示してはいないがＲＡＭ、ＲＯＭを有するマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）を備えて構成され、ＲＯＭに格納された制御プログラムにより各部の動作を制御する。
【００５７】
報知手段２１４は、駅への到着、次の駅への接近などのイベントを表示手段２１５やイヤホンやバイブレータを介して利用者に案内するためのものである。操作・入力手段２１６は、数字キーやアルファベットキー、その他の機能キー、選択キー、スクロールキーなどからなる入力手段であり、出力手段である表示手段２１５に表示されるメニュー画面から所望のメニューを選択し、あるいは、キーを操作して種々の入力操作を行うものである。通信手段２１２は、ネットワーク１１を介して経路探索サーバ３０と通信するためのインターフェースである。
【００５８】
ＧＰＳ測位手段２１７は複数のＧＰＳ衛星からの信号を受信して携帯端末装置２０の現在位置（緯度・経度）を算出する。データ要求手段２１８は経路探索サーバ３０に経路探索要求、地図要求、時刻表要求を行うためのものであり、例えば、経路探索要求を行う場合には経路探索条件を設定する。経路探索条件としては出発地、目的地、移動手段や発車時刻または到着時刻などが含まれる。出発地と目的地は操作・入力手段２１６から住所、緯度・経度、ランドマークの名称等を入力することによって指定でき、あるいは、表示手段２１５に周辺の地図を表示し地図上で指定することもできる。また、ＧＰＳ測位手段２１７で測位した現在位置を発車地として選択することもできる。移動手段は徒歩、自動車、徒歩と交通機関の併用などであり、メニュー画面で選択または入力して指定する。
【００５９】
配信データ記憶手段２１３は経路探索サーバ３０から配信された案内経路データを一時記憶する。案内経路データは必要に応じて配信データ記憶手段２１３から読み出され表示手段２１５に表示される。
【００６０】
加速度検出手段２１９は加速度センサから構成され、携帯端末装置２０が電車内で使用される際に、電車の発車、停止によって生ずる加速度の変化を検出する。この場合の加速度センサの出力波形の変化は図２に示すようになる。図２において縦軸は加速度（ｋｍ／ｈ／ｓｅｃ）を表し、横軸は時間（ｓｅｃ）を表している。電車の加速はＫｍ/ｈ/ｓで表すことが多く、１秒間に何Ｋｍ／ｈ加速するかという単位である。図２の例は、約２Ｋｍ/ｈ／ｓで３０秒間加速する地下鉄の例を示している。図２においては時速６０Ｋｍ／ｈで定速走行し、約−２Ｋｍ／ｈ／ｓで３０秒間減速して、次の駅に到着している。地下鉄の走行方向に軸を合わせた加速度センサではこのように測定される。
【００６１】
図２からわかるように電車が駅に停車中は、加速度センサ出力はほぼフラットであり加速度は検出されない。次いで、電車が駅を発車して加速を開始すると加速度センサから正の出力を生じる。電車が定速走行になると再度加速度センサ出力はほぼフラットになり加速度は検出されなくなる。次いで、電車が駅に接近して減速を開始すると加速度センサから負の出力を生じる。そして電車が駅に到着して停止すると、再び加速度センサ出力はほぼフラットになり加速度は検出されなくなる。
【００６２】
しかしながら、この加速度センサの出力波形からのみでは電車が駅を発着したしことを正確に検出することはできない。一般に電車が正常に運行している場合はよいが、電車の運行間隔が詰まる場合には、駅と駅の間で電車が不規則に減速したり、加速したりする場合が生じる。このようなケースは運行間隔が短くなる朝夕のラッシュ時や乗客が線路内に物を落として運行ダイヤが乱れた場合などによく経験することである。このような場合には駅と駅の間であっても図２に示すような加速度の変化を示すことがある。
【００６３】
前述したように加速度センサのみにより電車が駅を発車したこと、あるいは、電車が駅に接近、到着したことを検出するには複雑な解析手段が必要である。本実施例においては、地下鉄路線内では、携帯端末装置２０が駅構内の基地局の通信圏内に位置するか、通信圏外に位置するかを知ることができるということに着目して、加速度センサ出力とを合わせて解析することによって容易に電車の発車、到着を判別する。
【００６４】
図３は、地下鉄電車内の携帯端末装置２０と各駅に設置された基地局の通信エリア（通信圏）との関係を示す概念図である。図３に示すように矢印で示す進行方向の電車内に携帯端末装置２０があるとすると、駅構内Ａを電車が発車する場合駅構内Ａに設置された基地局との通信のハンドシェイクが取れているので、電波が受信できる限り携帯端末装置２０は処理を継続でき駅構内Ａを発車した後もしばらくは通信圏内Ａに入っている。
【００６５】
逆に、電車が駅構内Ｂに到着する場合、電車は駅が近づくと、駅構内Ｂに設置された基地局の通信圏内になるが、実際には新たな基地局とのハンドシェイク処理などがあるため、処理に時間がかかり、実質的に携帯端末装置２０が通信圏内Ｂに入るのは、駅構内Ｂに電車が入ってからとなる。地下鉄では駅間に基地局が無いため、駅間（トンネル部分）では無線電波の圏外になる。
【００６６】
携帯端末装置２０と基地局との間の通信状態、すなわち、基地局と携帯端末装置２０とが電波を送受信できる通信圏内にあるか、電波を送受信できない通信圏外にあるかを、携帯端末装置２０の移動に応じて履歴として記憶しておき、加速度センサの検出出力と組み合わせることで、電車の発車、到着を判別する。図４は、携帯端末装置２０が電車とともに移動している場合の通信状態（通信圏内、通信圏外）の履歴（３−１）と図２に示す加速度（２−１）との関係を、時間軸を合わせて図示したものである。本発明においては、絶対座標上で加速度の演算を行う必要はない。加速度センサから加速度の傾向が分かれば、それを基に以下のようにして発車と到着を判定できる。
【００６７】
図４に示すように、加速ないしは減速による加速度４ａ、４ｂ（加速度検出波形絶対値（２−１）参照）の始点が検出された時に、携帯端末装置２０が駅基地局の通信圏内４ｃ、通信圏外４ｄ（通信圏内、通信圏外の検出履歴（３−１）参照）にあるかによって、駅構内での加速か、駅手前での減速かを判別することができる。これによって、適切な案内をすることができるようになる。
【００６８】
すなわち、所定の加速度範囲の加速度が検出され、その後所定の加速度継続時間の間継続して前記加速度が継続した場合、発車または到着（停車）の加速度と判定する。そして、所定時間前（加速度を検出した検出開始時点）の通信圏履歴を参照して通信圏内であったならば、駅から電車が発車したものと判別できる（以下これを発車イベントという）。こうして発車イベントを検出すると「次は・・・駅です」のような案内メッセージを表示手段２１５に表示し、あるいは報知手段２１４により音声出力する。
【００６９】
一方、所定の加速度範囲の加速度が検出され、その後所定の加速度継続時間の間継続して前記加速度が継続した場合、発車または停車の加速度と判定する。そして、所定時間前（加速度を検出した検出開始時点）の通信圏履歴を参照して通信圏外であったならば、駅に電車が到着したものと判別できる（以下これを到着イベントという）。こうして到着イベントを検出すると「まもなく・・・駅に到着です」のような、案内メッセージを表示手段２１５に表示し、あるいは報知手段２１４により音声出力する。停車を案内する駅が案内経路の下車駅である場合には、上記の案内とともにバイブレーションを発生させ、利用者に下車駅であることを報知することもできる。
【００７０】
このようにして電車の発車、到着（停車）を判別すれば、加速度の正負、加速度の方向や、加速度センサ出力を演算して移動速度、移動距離を演算し、また、駅までの残り距離を判別するなどの複雑な解析処理を必要としない。
【００７１】
図５は、携帯端末装置２０と基地局との間の通信圏履歴（通信圏内にあるか、通信圏外にあるかの履歴）を記憶する処理手順を示すフローチャートである。この処理は周期的に繰り返される。通信圏判別手段２２０はステップＳ１１の処理において携帯端末装置２０が基地局の通信圏内にあるか通信圏外にあるかを判別する。通信圏外（ＹＥＳ）であればステップＳ１４の処理に進み、通信圏判別手段２２０は記憶部（図示せず）に「通信圏外」を記録してリターンする。ステップＳ１１の判定処理において通信圏外（ＮＯ）であれば通信圏内にあることになり、通信圏判別手段２２０はステップＳ１２の処理において新たな基地局の通信圏であるかを判別する。
【００７２】
ステップＳ１２の判定処理において新たな基地局でないと判定されるとステップＳ１５の処理において通信圏判別手段２２０は記憶部（図示せず）に「通信圏内」を記憶してリターンする。新たな基地局であると判定されるとステップＳ１３の処理において現在駅を更新し、ステップＳ１５の処理において通信圏判別手段２２０は記憶部（図示せず）に「通信圏内」を記憶してリターンする。
【００７３】
一方、加速度検出手段２１９による加速度のサンプリングおよび電車の発車、到着は図６に示すフローチャートの手順で行われる。ここで扱う加速度データは、加速度検出手段２１８が３軸加速度センサを備えているものして説明する。３軸加速度センサを使用しても絶対座標に変換する必要はなく、３軸の加速度データを以下のように扱う。
【００７４】
（１）３軸の加速度データの自乗和をとる。
これは、総合的な加速度の合成ベクトル（の自乗）に関係するので、携帯電話がどのような向きで保持されても同じ結果を出力してくれる。１Ｇの重力加速度に、ほぼ直角に電車の加速度が合成される。加速または減速があると、合成ベクトルが大きくなるので、検出できる。ただし、重力加速度が大きくて、変化は微小になるので、この方法は精度の高い加速度センサを用いる場合に推奨される。
【００７５】
（２）あるいは、絶対値で最も大きな値を検出している軸は重力加速度の影響を受けているので除外して、残りの軸のそれぞれの加速度出力の変化、あるいは合成加速度の変化で電車加速度を検出しても良い。
図４に示す加速度検出波形は上記（１）または（２）の方法で検出された電車の加速度の成分である。なお、図４の縦軸のスケールは図２のスケールとは異なっている。
【００７６】
図６のフローチャートに戻って、先ず、ステップＳ２０の処理において加速度検出手段２１９は、３軸加速度センサの出力を読み取り、ステップＳ２１の処理において加速度の履歴（図９Ｂ参照）を記録する。次いで、ステップＳ２２の処理において加速度が所定の範囲内の加速度、すなわち、図９Ａを参照して説明したように電車の発車、停車時に期待される加速度上限、加速度下限の範囲内の加速度であるかが検出される。このためステップＳ２２の処理では、電車による加速度変化が発生しているか調べる。例えば３軸の合成加速度が１Ｇから変化しているか調べ、電車の出発、到着に特有である加速度の変化があるか否かを判別する。
【００７７】
電車特有の加速度でないことが検出されると、加速度検出手段２１９はステップＳ２３の処理に進み、経過時間をリセットしてリターンし、電車特有の加速度であることが検出されるとステップＳ２４の処理において経過時間をカウント（カウントアップ）する。そしてステップＳ２５で経過時間が所定時間以上になったか否かを判定し、所定の時間以上その加速が継続しているか調べる。所定時間以上経過していない場合はリターンする。
【００７８】
ステップＳ２５の処理において経過時間が所定時間以上であった場合はステップＳ２６の処理に進み、到着・発車判別手段２２１は通信圏判別手段２２０に記憶された通信圏履歴を参照して所定時間前に通信圏内であったか、通信圏外であったかを調べ、電車の発車（発車イベント）、到着（到着イベント）を判別する。所定時間とは、電車特有の加速度を検出した検出開始時点である。すなわち、ステップＳ２６の処理において所定時間前の通信圏履歴が通信圏内（圏内）であったならば、駅から電車が発車したものと判別でき、ステップＳ２７の処理において発車イベント発生時の案内（発車後の案内：「次は・・・駅です」）を行ってリターンする。
【００７９】
一方、ステップＳ２６の処理において所定時間前の通信圏履歴が通信圏外（圏外）であったならば、駅に電車が到着したものと判別でき、ステップＳ２８の処理において到着イベント発生時の案内（「まもなく・・・駅に到着します」）を行ってリターンする。なお前記の所定時間は、５〜１０秒程度でよいから、発車後、減速開始後それぞれ大きな遅れなく、次の案内を出すことが出来る。
【００８０】
なお、乗車駅から最初の１区間は電車がどちらに移動しているのか基地局電波を受信しないことには、わからないので、次の駅の基地局を受信したところで移動の方向を確定して案内を出すようにする。次の駅が下車駅であるばあいは、特に案内を行わなくても駅の案内看板などで明らかであるので、次の駅の発車検出後から案内をすれば十分である。
【００８１】
次に、経路探索のためのネットワークデータについて説明する。道路ネットワークデータ３１８Ａは、徒歩経路、自動車による経路の探索に用いられるネットワークデータであり、次のように構成されている。すなわち、道路が図７に示すように道路Ａ、Ｂ、Ｃからなる場合、道路Ａ、Ｂ、Ｃの端点、交差点、屈曲点などをノードとし、各ノード間を結ぶ道路を有向性のリンクで表し、ノードデータ（ノードの緯度・経度）、リンクデータ（リンク番号）と各リンクのリンクコスト（リンクの距離またはリンクを走行するのに必要な所要時間）をデータとしたリンクコストデータとで表され、道路ネットワークデータを構成している。図７において、○印、◎印がノードを示し、◎印は道路の交差点を示している。各ノード間を結ぶ有向性のリンクを矢印線（実線、点線、２点鎖線）で示している。リンクは、道路の上り、下りそれぞれの方向を向いたリンクが存在するが、図７では図示を簡略化するため矢印の向きのリンクのみを図示している。
【００８２】
このような道路ネットワークデータ３１８Ａをデータベースとして経路探索を行う場合、出発地のノードから目的地のノードまで連結されたリンクをたどりそのリンクコストを累積し、累積リンクコストの最少になる経路を探索して案内する。すなわち、図７において発車地をノードＡＸ、目的地をノードＣＹとして経路探索を行う場合、ノードＡＸから道路Ａを走行して２つ目の交差点で右折して道路Ｃに入りノードＣＹにいたるリンクを順次たどりリンクコストを累積し、リンクコストの累積値が最少になる経路を探索して案内する。図７ではノードＡＸからノードＣＹに至る他の経路は図示されていないが、実際にはそのような経路が他にも存在するため、ノードＡＸからノードＣＹに至る可能な経路を同様にして探索し、それらの経路のうちリンクコストが最少になる経路を最適経路として決定するものである。この手法は、例えば、ダイクストラ法と呼ばれる周知の手法によって行われる。
【００８３】
交通機関を利用した経路探索のための交通ネットワークデータ３１８Ｂは、例えば、図８に示すように交通路線Ａ、Ｂ、Ｃからなる場合、各交通路線Ａ、Ｂ、Ｃに設けられた各駅をノードとし、各ノード間を結ぶ区間を有向性のリンクで表し、ノードデータ（緯度・経度）、リンクデータ（リンク番号）をネットワークデータとしている。図８において、○印、◎印がノードを示し、◎印は交通路線の乗り継ぎ点（乗換え駅など）を示し、各ノード間を結ぶ有向性のリンクを矢印線（実線、点線、２点鎖線）で示している。リンクは、交通路線の上り、下りそれぞれの方向を向いたリンクが存在するが、図８では図示を簡略化するため矢印の向きのリンクのみを図示している。
【００８４】
しかしながら、交通ネットワークデータ３１８Ｂは道路ネットワークデータ３１８Ａと比べリンクコストが基本的に異なる。すなわち、道路のネットワークではリンクコストは固定的、静的なものであったが、交通機関のネットワークでは、図８に示すように交通路線を運行する列車や航空機（以下個々の列車や航空機などの各経路を交通手段と称する）が複数あり、各交通手段毎にあるノードを発車する時刻と次のノードに到着する時刻とが定まっており（時刻表データ、運行データで規定される）、かつ、個々の経路が必ずしも隣接するノードにリンクしない場合がある。例えば、急行と各駅停車の列車のような場合である。このような場合には同じ交通路線上に異なる複数のリンクが存在することになり、またノード間の所要時間が交通手段により異なる場合もある。
【００８５】
図８に例示する交通ネットワークデータ３１８Ｂにおいては、交通路線Ａの同じリンクに複数の交通手段（経路）Ａａ〜Ａｃ・・・、交通路線Ｃに複数の交通手段（経路）Ｃａ〜Ｃｃ・・・が存在することになる。従って、交通ネットワークデータ３１８Ｂは、単純な道路ネットワークと異なり、ノード、リンク、リンクコストの各データは交通手段（個々の航空機や列車などの経路）の総数に比例したデータ量になり、道路ネットワークのデータ量に比べて膨大なデータ量のネットワークデータとなる。従って、それに応じて、経路探索に要する時間も多く必要になる。
【００８６】
このような交通ネットワークデータ３１８Ｂを用いてある出発地からある目的地までの経路を探索するためには、出発地から目的地まで到達する際に使用（乗車）できる全ての交通手段を探索して探索条件に合致する交通手段を特定する必要がある。例えば、図８において、発車地を交通路線ＡのノードＡＸとしてある特定の発車時刻を指定して、交通路線ＣのノードＣＹを目的地とする経路探索を行う場合、交通路線Ａ上を運行する交通手段Ａａ〜Ａｃ・・・のうち発車時刻以降の全ての交通手段を順次出発時の経路として選択し、交通路線Ｃへの乗り継ぎノードへの到着時刻に基づいて、交通路線Ｃ上を運行する各交通手段Ｃａ〜Ｃｃ・・・のうち、乗り継ぎノードにおいて乗車可能な時刻以降の交通手段の全ての組み合わせを探索して各経路の所要時間や乗り換え回数などを累計して案内経路が探索される。
【００８７】
上記のようなネットワークデータを参照して出発地から目的地までの徒歩経路、交通機関を利用した経路が探索され、案内経路データが携帯端末装置２０に配信される。そして利用者は必要に応じて乗車駅、乗り換え駅、下車駅の案内を受けることができる。
【００８８】
以上、詳細に説明したように本発明によれば、地下鉄路線のように駅間に基地局を持たない交通機関において、加速度検出結果と通信圏履歴を組み合わせることによって簡単に電車の駅からの発車、駅への到着を検出することができるようになる。従って、加速度の正負、加速度の方向や、加速度センサ出力を演算して移動速度、移動距離を演算し、また駅までの残り距離を判別するなどの複雑な解析処理を必要としない。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
電車が地上を走る区間においては携帯端末装置に搭載したＧＰＳ測位手段を利用して走行区間を検出することが多々提案されているので、本発明をそれらの技術と組み合わせれば、地上でも地下鉄区間でも次の駅を案内し続けることが出来るようになり利便性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の実施例にかかるナビゲーションシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】電車内で携帯端末装置の加速度センサが出力する加速度の波形を示す波形図である。
【図３】地下鉄電車内の携帯電話と各駅に設置された基地局の通信エリア（通信圏）との関係を示す概念図である。
【図４】加速度センサ出力と携帯端末装置の通信圏内、圏外検出結果とを時間軸を合わせて示した図である。
【図５】携帯端末装置と基地局との間の通信圏履歴を記憶する手順を示すフローチャートである。
【図６】駅からの発車、駅への到着を検出する処理手順を示すフローチャートである。
【図７】経路探索のための道路ネットワークデータの概念を示す模式図である。
【図８】交通機関の経路探索のための交通ネットワークデータの概念を示す模式図である。
【図９】電車内で携帯端末装置の加速度センサが示す検出波形を説明する波形図であり、図９Ａは加速度の履歴図、図９Ｂは速度の履歴図、図９Ｃは移動距離の履歴図である。
【符号の説明】
【００９１】
１０・・・・ナビゲーションシステム
２０・・・・携帯端末装置
２１１・・・制御手段
２１２・・・通信手段
２１３・・・配信データ記憶手段
２１４・・・報知手段
２１５・・・表示手段
２１６・・・操作・入力手段
２１７・・・ＧＰＳ測位手段
２１８・・・データ要求手段
２１９・・・加速度検出手段
２２０・・・通信圏判別手段
２２１・・・到着・出発判別手段
２２２・・・計数手段
３０・・・・経路探索サーバ
３１１・・・制御手段
３１２・・・通信手段
３１３・・・配信データ編集手段
３１４・・・案内経路データ作成手段
３１５・・・経路探索手段
３１６・・・地図データ
３１７Ａ・・駅時刻表データ
３１７Ｂ・・運行時刻表データ
３１８Ａ・・道路ネットワークデータ
３１８Ｂ・・交通ネットワークデータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯端末装置の移動時の加速度を検出する加速度センサを備えた加速度検出手段を有する携帯端末装置と、携帯端末装置から送信された経路探索条件に従って交通機関を利用した経路を探索して前記携帯端末装置に案内経路データを配信する経路探索サーバとを備えたナビゲーションシステムであって、
前記携帯端末装置は、基地局との通信状態を判別しその履歴を記憶する通信圏判別手段と、交通手段とともに移動する際の携帯端末装置の駅への到着、駅からの出発を、前記加速度検出手段の検出結果と前記通信圏判別手段の判別結果とに基づいて判別する到着・出発判別手段と、を備え、
前記加速度検出手段は、予め設定した所定の加速度範囲内の加速度が、所定期間継続した場合に交通手段の移動による加速度変化として検出し、前記到着・出発判別手段は前記加速度変化が検出された際に、前記通信圏判別手段に記憶された通信状態履歴を参照し、所定期間前の前記通信状態履歴が、通信圏内であるか、通信圏外であるかによって、駅への到着または駅からの出発を判別することを特徴とするナビゲーションシステム。
【請求項２】
前記到着・出発判別手段は、前記加速度変化が検出された際に前記通信圏判別手段に記憶された通信状態履歴を参照し、当該加速度変化の開始時点における通信状態履歴が通信圏内であった場合に交通手段の発車であると判別することを特徴とする請求項１に記載のナビゲーションシステム。
【請求項３】
前記到着・出発判別手段は、前記加速度変化が検出された際に前記通信圏判別手段に記憶された通信状態履歴を参照し、当該加速度変化の開始時点における通信状態履歴が通信圏外であった場合に交通手段の到着であると判別することを特徴とする請求項１に記載のナビゲーションシステム。
【請求項４】
前記携帯端末装置は、前記到着・出発判別手段が交通手段の発車を判別した場合、前記交通手段の発車後の案内を出力することを特徴とする請求項２に記載のナビゲーションシステム。
【請求項５】
前記携帯端末装置は、前記到着・出発判別手段が交通手段の到着を判別した場合、前記交通手段の到着の案内を出力することを特徴とする請求項３に記載のナビゲーションシステム。
【請求項６】
携帯端末装置から送信された経路探索条件に従って交通機関を利用した経路を探索して前記携帯端末装置に案内経路データを配信する経路探索サーバにネットワークを介して接続され、携帯端末装置の移動時の加速度を検出する加速度センサを備えた加速度検出手段を有する携帯端末装置であって、
前記携帯端末装置は、基地局との通信状態を判別しその履歴を記憶する通信圏判別手段と、交通手段とともに移動する際の携帯端末装置の駅への到着、駅からの出発を、前記加速度検出手段の検出結果と前記通信圏判別手段の判別結果とに基づいて判別する到着・出発判別手段と、を備え、
前記加速度検出手段は、予め設定した所定の加速度範囲内の加速度が、所定期間継続した場合に交通手段の移動による加速度変化として検出し、前記到着・出発判別手段は前記加速度変化が検出された際に、前記通信圏判別手段に記憶された通信状態履歴を参照し、所定期間前の前記通信状態履歴が、通信圏内であるか、通信圏外であるかによって、駅への到着または駅からの出発を判別することを特徴とする携帯端末装置。
【請求項７】
前記到着・出発判別手段は、前記加速度変化が検出された際に前記通信圏判別手段に記憶された通信状態履歴を参照し、当該加速度変化の開始時点における通信状態履歴が通信圏内であった場合に交通手段の発車であると判別することを特徴とする請求項６に記載の携帯端末装置。
【請求項８】
前記到着・出発判別手段は、前記加速度変化が検出された際に前記通信圏判別手段に記憶された通信状態履歴を参照し、当該加速度変化の開始時点における通信状態履歴が通信圏外であった場合に交通手段の到着であると判別することを特徴とする請求項６に記載の携帯端末装置。
【請求項９】
前記携帯端末装置は、前記到着・出発判別手段が交通手段の発車を判別した場合、前記交通手段の発車後の案内を出力することを特徴とする請求項７に記載の携帯端末装置。
【請求項１０】
前記携帯端末装置は、前記到着・出発判別手段が交通手段の到着を判別した場合、前記交通手段の到着の案内を出力することを特徴とする請求項８に記載の携帯端末装置。
【請求項１１】
携帯端末装置から送信された経路探索条件に従って交通機関を利用した経路を探索して前記携帯端末装置に案内経路データを配信する経路探索サーバにネットワークを介して接続され、携帯端末装置の移動時の加速度を検出する加速度センサを備えた加速度検出手段を有する携帯端末装置であって、基地局との通信状態を判別しその履歴を記憶する通信圏判別手段と、交通手段とともに移動する際の携帯端末装置の駅への到着、駅からの出発を、前記加速度検出手段の検出結果と前記通信圏判別手段の判別結果とに基づいて判別する到着・出発判別手段と、を備えた携帯端末装置における交通手段の出発、到着を判別する出発、到着判別方法であって、
前記加速度検出手段が、予め設定した所定の加速度範囲内の加速度が、所定期間継続した場合に交通手段の移動による加速度変化として検出する第１のステップと、前記加速度変化が検出された際に、前記到着・出発判別手段が、前記通信圏判別手段に記憶された通信状態履歴を参照し、所定期間前の前記通信状態履歴が、通信圏内であるか、通信圏外であるかによって、駅への到着または駅からの出発を判別する第２のステップとを有することを特徴とする出発、到着判別方法。
【請求項１２】
前記第２のステップは、前記加速度変化が検出された際に前記通信圏判別手段に記憶された通信状態履歴を参照し、当該加速度変化の開始時点における通信状態履歴が通信圏内であった場合に交通手段の発車であると判別する処理を含むことを特徴とする請求項１１に記載の出発、到着判別方法。
【請求項１３】
前記第２のステップは、前記加速度変化が検出された際に前記通信圏判別手段に記憶された通信状態履歴を参照し、当該加速度変化の開始時点における通信状態履歴が通信圏外であった場合に交通手段の到着であると判別する処理を含むことを特徴とする請求項１１に記載の出発、到着判別方法。
【請求項１４】
前記携帯端末装置は、更に、前記到着・出発判別手段が交通手段の発車を判別した場合、前記交通手段の発車後の案内を出力する第３のステップを有することを特徴とする請求項１２記載の出発、到着判別方法。
【請求項１５】
前記携帯端末装置は、更に、前記到着・出発判別手段が交通手段の到着を判別した場合、前記交通手段の到着の案内を出力する第３のステップを有することを特徴とする請求項１３に記載の出発、到着判別方法。
【請求項１】
携帯端末装置の移動時の加速度を検出する加速度センサを備えた加速度検出手段を有する携帯端末装置と、携帯端末装置から送信された経路探索条件に従って交通機関を利用した経路を探索して前記携帯端末装置に案内経路データを配信する経路探索サーバとを備えたナビゲーションシステムであって、
前記携帯端末装置は、基地局との通信状態を判別しその履歴を記憶する通信圏判別手段と、交通手段とともに移動する際の携帯端末装置の駅への到着、駅からの出発を、前記加速度検出手段の検出結果と前記通信圏判別手段の判別結果とに基づいて判別する到着・出発判別手段と、を備え、
前記加速度検出手段は、予め設定した所定の加速度範囲内の加速度が、所定期間継続した場合に交通手段の移動による加速度変化として検出し、前記到着・出発判別手段は前記加速度変化が検出された際に、前記通信圏判別手段に記憶された通信状態履歴を参照し、所定期間前の前記通信状態履歴が、通信圏内であるか、通信圏外であるかによって、駅への到着または駅からの出発を判別することを特徴とするナビゲーションシステム。
【請求項２】
前記到着・出発判別手段は、前記加速度変化が検出された際に前記通信圏判別手段に記憶された通信状態履歴を参照し、当該加速度変化の開始時点における通信状態履歴が通信圏内であった場合に交通手段の発車であると判別することを特徴とする請求項１に記載のナビゲーションシステム。
【請求項３】
前記到着・出発判別手段は、前記加速度変化が検出された際に前記通信圏判別手段に記憶された通信状態履歴を参照し、当該加速度変化の開始時点における通信状態履歴が通信圏外であった場合に交通手段の到着であると判別することを特徴とする請求項１に記載のナビゲーションシステム。
【請求項４】
前記携帯端末装置は、前記到着・出発判別手段が交通手段の発車を判別した場合、前記交通手段の発車後の案内を出力することを特徴とする請求項２に記載のナビゲーションシステム。
【請求項５】
前記携帯端末装置は、前記到着・出発判別手段が交通手段の到着を判別した場合、前記交通手段の到着の案内を出力することを特徴とする請求項３に記載のナビゲーションシステム。
【請求項６】
携帯端末装置から送信された経路探索条件に従って交通機関を利用した経路を探索して前記携帯端末装置に案内経路データを配信する経路探索サーバにネットワークを介して接続され、携帯端末装置の移動時の加速度を検出する加速度センサを備えた加速度検出手段を有する携帯端末装置であって、
前記携帯端末装置は、基地局との通信状態を判別しその履歴を記憶する通信圏判別手段と、交通手段とともに移動する際の携帯端末装置の駅への到着、駅からの出発を、前記加速度検出手段の検出結果と前記通信圏判別手段の判別結果とに基づいて判別する到着・出発判別手段と、を備え、
前記加速度検出手段は、予め設定した所定の加速度範囲内の加速度が、所定期間継続した場合に交通手段の移動による加速度変化として検出し、前記到着・出発判別手段は前記加速度変化が検出された際に、前記通信圏判別手段に記憶された通信状態履歴を参照し、所定期間前の前記通信状態履歴が、通信圏内であるか、通信圏外であるかによって、駅への到着または駅からの出発を判別することを特徴とする携帯端末装置。
【請求項７】
前記到着・出発判別手段は、前記加速度変化が検出された際に前記通信圏判別手段に記憶された通信状態履歴を参照し、当該加速度変化の開始時点における通信状態履歴が通信圏内であった場合に交通手段の発車であると判別することを特徴とする請求項６に記載の携帯端末装置。
【請求項８】
前記到着・出発判別手段は、前記加速度変化が検出された際に前記通信圏判別手段に記憶された通信状態履歴を参照し、当該加速度変化の開始時点における通信状態履歴が通信圏外であった場合に交通手段の到着であると判別することを特徴とする請求項６に記載の携帯端末装置。
【請求項９】
前記携帯端末装置は、前記到着・出発判別手段が交通手段の発車を判別した場合、前記交通手段の発車後の案内を出力することを特徴とする請求項７に記載の携帯端末装置。
【請求項１０】
前記携帯端末装置は、前記到着・出発判別手段が交通手段の到着を判別した場合、前記交通手段の到着の案内を出力することを特徴とする請求項８に記載の携帯端末装置。
【請求項１１】
携帯端末装置から送信された経路探索条件に従って交通機関を利用した経路を探索して前記携帯端末装置に案内経路データを配信する経路探索サーバにネットワークを介して接続され、携帯端末装置の移動時の加速度を検出する加速度センサを備えた加速度検出手段を有する携帯端末装置であって、基地局との通信状態を判別しその履歴を記憶する通信圏判別手段と、交通手段とともに移動する際の携帯端末装置の駅への到着、駅からの出発を、前記加速度検出手段の検出結果と前記通信圏判別手段の判別結果とに基づいて判別する到着・出発判別手段と、を備えた携帯端末装置における交通手段の出発、到着を判別する出発、到着判別方法であって、
前記加速度検出手段が、予め設定した所定の加速度範囲内の加速度が、所定期間継続した場合に交通手段の移動による加速度変化として検出する第１のステップと、前記加速度変化が検出された際に、前記到着・出発判別手段が、前記通信圏判別手段に記憶された通信状態履歴を参照し、所定期間前の前記通信状態履歴が、通信圏内であるか、通信圏外であるかによって、駅への到着または駅からの出発を判別する第２のステップとを有することを特徴とする出発、到着判別方法。
【請求項１２】
前記第２のステップは、前記加速度変化が検出された際に前記通信圏判別手段に記憶された通信状態履歴を参照し、当該加速度変化の開始時点における通信状態履歴が通信圏内であった場合に交通手段の発車であると判別する処理を含むことを特徴とする請求項１１に記載の出発、到着判別方法。
【請求項１３】
前記第２のステップは、前記加速度変化が検出された際に前記通信圏判別手段に記憶された通信状態履歴を参照し、当該加速度変化の開始時点における通信状態履歴が通信圏外であった場合に交通手段の到着であると判別する処理を含むことを特徴とする請求項１１に記載の出発、到着判別方法。
【請求項１４】
前記携帯端末装置は、更に、前記到着・出発判別手段が交通手段の発車を判別した場合、前記交通手段の発車後の案内を出力する第３のステップを有することを特徴とする請求項１２記載の出発、到着判別方法。
【請求項１５】
前記携帯端末装置は、更に、前記到着・出発判別手段が交通手段の到着を判別した場合、前記交通手段の到着の案内を出力する第３のステップを有することを特徴とする請求項１３に記載の出発、到着判別方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−１２０９５３（Ｐ２００７−１２０９５３Ａ）
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３０９３４２（Ｐ２００５−３０９３４２）
【出願日】平成１７年１０月２５日（２００５．１０．２５）
【出願人】（５００１６８８１１）株式会社ナビタイムジャパン (410)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月２５日（２００５．１０．２５）
【出願人】（５００１６８８１１）株式会社ナビタイムジャパン (410)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]