ナビゲーション装置及び地図表示方法
【課題】カーブが連続する区間について道路形状等の地図情報を把握し易い形態で地図表示を行う「ナビゲーション装置及び地図表示方法」を提供する。
【解決手段】カーブが連続する区間である多旋回区間に自動車が進入した後の地点（ｔ３、ｔ４、ｔ５）の案内画像（ｂ３、ｂ４、ｂ５）では、多旋回区間全体に対して設定した区間標準方向を上方向として、多旋回区間内の道路の表示上の左右方向の全てが表示されるように設定した縮尺で生成した地図５１１を表示する。そして、現在位置の区間標準方向と平行な方向の移動については、地図５１１を表示する地理的範囲である地図表示範囲を区間標準方向に移動することにより、現在位置の区間標準方向と垂直な方向の移動については現在位置マーク５１２を表示上の左右に動かすことにより、現在位置の移動を表現する。また、現在位置マーク５１２の向きの変化により現在進行方向の変化を表す。
【解決手段】カーブが連続する区間である多旋回区間に自動車が進入した後の地点（ｔ３、ｔ４、ｔ５）の案内画像（ｂ３、ｂ４、ｂ５）では、多旋回区間全体に対して設定した区間標準方向を上方向として、多旋回区間内の道路の表示上の左右方向の全てが表示されるように設定した縮尺で生成した地図５１１を表示する。そして、現在位置の区間標準方向と平行な方向の移動については、地図５１１を表示する地理的範囲である地図表示範囲を区間標準方向に移動することにより、現在位置の区間標準方向と垂直な方向の移動については現在位置マーク５１２を表示上の左右に動かすことにより、現在位置の移動を表現する。また、現在位置マーク５１２の向きの変化により現在進行方向の変化を表す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザの走行を案内するナビゲーション装置において、地図情報を提示する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車に搭載されるナビゲーション装置において、地図情報を提示する技術としては、現在位置を基準に定まる現在位置周辺の範囲を表示範囲として、表示範囲内の地図を、現在位置を示すマークと共に表示する技術が広く用いられている。そして、このような地図表示おける地図の表示方向を制御する技術としては、常に真北を表示上の上方向として地図を表示するノースアップと呼ばれる技術と、現在の進行方向を上方向として地図を表示するヘッドアップと呼ばれる技術が広く用いられている。
また、このようなヘッドアップによる地図表示を行った場合にワインディングロード等において地図の表示方向がめまぐるしく変化してしまうことを抑制する技術として、ユーザが所定の操作を行った時点における進行方向を、その後の表示の上方向として設定して地図を表示する技術（たとえば、特許文献１）や、地図の表示範囲内の走行中道路上に設定した１または複数の参照点の現在位置から見た方向の平均の方向を地図表示の上方向とする技術（たとえば、特許文献２）が知られている。
【特許文献１】特開平5−216405号公報
【特許文献２】特開平10−239070号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記特許文献１や特許文献２記載の、地図の表示方向がめまぐるしく変化してしまうことを抑制する技術によれば、現在位置を基準として地図の表示範囲を定めているために、ワインディングロードなどを走行した場合に以下のような問題が生じる。
すなわち、いま、峠などの左カーブ、右カーブと続くワインディングロードを考えた場合、前の左カーブと後の右カーブとの位置が、左カーブ付近走行時点における地図表示の左右方向に関して大きく離れた位置となる場合がある。そして、このような場合、現在位置を基準に現在位置周辺の範囲として地図の表示範囲を定めたのでは、左カーブ付近を走行している時点で、次に走行すべき右カーブが地図の表示範囲から外れてしまうことになり、ドライバに対してこの次の右カーブを予告することができなくなってしまう。
【０００４】
また、上記した特許文献２の、地図の表示範囲内の走行中道路上に設定した１または複数の参照点の現在位置から見た方向の平均の方向を地図表示の上方向とする技術によれば、表示範囲内の走行中道路のみを考慮して地図表示の上方向を定めているために、ワインディングロードが続く区間が地図表示の範囲を越えて続いているような場合に、それまでとは旋回方向の傾向の異なるカーブが表示範囲内に含まれるようになった時点などに、地図の表示方向が大きく変化してしまうことを防ぐことができないという問題もある。
【０００５】
そこで、本発明は、ワインディングロード等のカーブが連続する区間について、よりユーザが道路形状等の地図情報を把握し易い形態で地図表示を行うことを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題達成のために、本発明は、地図上に現在位置を表した案内画像を表示するナビゲーション装置に、現在位置を算出する現在位置算出手段と、カーブが連続する道路区間であるカーブ連続区間内に前記現在位置があるかどうかを検出するカーブ連続区間内走行検出手段と、少なくともカーブ連続区間内走行検出手段が前記カーブ連続区間内に前記現在位置があると検出している期間中、当該カーブ連続区間に対して設定した方向である基準方向を上方向とし、当該基準方向と垂直な方向を左右方向とする、前記カーブ連続区間中の道路の前記基準方向と垂直な方向の最大幅に従って定まる当該最大幅以上の左右方向の幅を持つ地図表示範囲であって、前記カーブ連続区間中の道路の前記基準方向と垂直な方向の存在範囲を当該地図表示範囲の左右方向の範囲の内に含み、かつ、当該地図表示範囲内に前記現在位置を含む前記地図表示範囲を設定する地図表示範囲設定手段と、設定された地図表示範囲内の地図を表す所定サイズの地図画像を、当該地図表示範囲の上下方向を当該地図画像の上方向とし当該地図表示範囲の左右方向を当該地図画像の左右方向として生成する地図画像生成手段と、生成された地図画像上に、現在位置を表すマークを描画した案内画像を表示する案内画像表示手段とを備えたものである。
【０００７】
このようなナビゲーション装置によれば、少なくとも現在位置がカーブ連続区間内にある期間は、当該カーブ連続区間に対して設定した基準方向を上方向として地図表示範囲を設定して案内画像の表示を行うので、ワインディングロード等において案内画像に含まれる地図画像の表示方向がめまぐるしく変化してしまうことを排除することができる。また、前記カーブ連続区間中の道路の前記基準方向と垂直な方向についての存在範囲を、前記地図表示範囲の左右方向の範囲の内に含むように地図表示範囲を設定するので、ワインディングロードの左カーブ付近を走行している時点で、次に走行すべき右カーブが地図の表示範囲から外れてしまうようなことを極力排除して、ドライバに対して次のカーブをより確実に予告することができるようになる。
【０００８】
ここで、以上のようなナビゲーション装置は、前記地図表示範囲設定手段において、前記カーブ連続区間中の道路の前記基準方向と垂直な方向についての存在範囲の中央が、前記地図表示範囲の左右方向の範囲の中央となるように前記地図表示範囲を設定するように構成してもよい。このようにすることにより、地図画像を表示する範囲である地図表示範囲が表示上の左右方向に移動しないようにすることができるので、ドライバの前方道路の道路形状などの把握がより容易になる。また、これらのナビゲーション装置は、前記地図表示範囲設定手段において、前記現在位置の、前記地図表示範囲内における上下方向の位置が、固定的に所定の位置となるように前記地図表示範囲を設定するようにすることも好ましい。このようにすることにより、現在位置の表示を地図画像上で上下に移動せずに左右にのみ移動するようにすることができるので、ドライバにとって、より現在位置を認識し易い案内画像の表示を行うことができるようになる。
【０００９】
なお、以上のナビゲーション装置におけるカーブ連続区間に現在位置があるかどうかの検出は、あらかじめ、ナビゲーション装置に、前記カーブ連続区間となる道路区間を示すカーブ連続区間情報を含む地図データを記憶した地図データ記憶手段を備え、前記カーブ連続区間内走行検出手段において、地図データに記録されたカーブ連続区間情報に従って、前記カーブ連続区間内に前記現在位置があるかどうかを判定することにより行うようにしてもよい。または、ナビゲーション装置に、道路形状を表す地図データを記憶した地図データ記憶手段を備え、前記カーブ連続区間内走行検出手段において、地図データに記録された道路形状に基づいて前記カーブ連続区間を検出し、検出したカーブ連続区間内に前記現在位置があるかどうかを判定することにより行うようにしてもよい。
【００１０】
また、以上のナビゲーション装置において、前記カーブ連続区間に対して設定した基準方向は、当該カーブ連続区間を構成する道路の平均的な進行方向とすることも好ましい。
なお、以上のナビゲーション装置において、前記地図画像生成手段は、地図表示範囲内の地図を表す地図画像を、地図表示範囲の上下方向を当該地図画像の左右方向として当該地図表示範囲の左右方向を当該地図画像の上下方向として生成するようにしてもよい。すなわち、以上のナビゲーション装置における案内画像の表示の上下と左右は、これを入れ替えるようにしてもよい。
【００１１】
また、併せて、本発明は、ナビゲーション装置において、地図を表示する地図表示方法として、現在位置を算出するステップと、カーブが連続する道路区間であるカーブ連続区間内に前記現在位置があるかどうかを検出するステップと、少なくとも前記カーブ連続区間内に前記現在位置がある期間中、当該カーブ連続区間の全体に対して設定した唯一の方向である基準方向を表示の上方向として、前記現在位置を含む範囲の地図を表す、所定サイズの地図画像を生成するステップと、生成された地図画像上に、現在位置を表すマークを描画した案内画像を表示するステップとを有する方法も提供する。
【００１２】
このような地図表示方法によれば、少なくとも現在位置がカーブ連続区間内にある期間は、当該カーブ連続区間の全体に対して唯一設定した基準方向を上方向として地図表示範囲を設定して案内画像の表示を行うので、ワインディングロードにおいて地図画像の表示方向がめまぐるしく変化したり、突然大きく変化してしまうことを排除することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように本発明によれば、ワインディングロード等のカーブが連続する区間について、よりユーザが道路形状等の地図情報を把握し易い形態で地図表示を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について説明する。
まず、第１の実施形態について説明する。
図１に、本実施形態に係るナビゲーションシステムの構成を示す。
図示するように、ナビゲーションシステムは、ナビゲーション装置１と、操作部２と、表示装置３と、車両状態センサ４と、ＧＰＳ受信機５とを備えて構成される。ここで、車両状態センサ４は、角加速度センサや地磁気センサなどである方位センサや車速パルスセンサなどである車速センサなどの車両状態を検出するセンサ群である。
【００１５】
そして、ナビゲーション装置１は、地図を表す地図データを記憶したＤＶＤドライブやＨＤＤなどの記憶装置である地図データ記憶部１１、現在状態算出部１２、ユーザとの間の入出力インタフェースを制御するＧＵＩ制御部１３、ルート探索部１４、メモリ１５、制御部１６、案内画像生成部１７を有する。
【００１６】
但し、以上のナビゲーション装置１は、ハードウエア的には、マイクロプロセッサや、メモリや、その他のグラフィックプロセッサやジオメトリックプロセッサ等の周辺デバイスを有する一般的な構成を備えたＣＰＵ回路であって良く、この場合、以上に示したナビゲーション装置１の各部は、マイクロプロセッサが予め用意されたプログラムを実行することにより具現化するプロセスとして実現されるものであって良い。また、この場合、このようなプログラムは、記録媒体や適当な通信路を介して、ナビゲーション装置１に提供されるものであって良い。
【００１７】
次に、図２に地図データ記憶部１１に記憶される地図データの内容を示す。
ここで、地図データは、所定の地理的区域毎に図葉と呼ばれる単位で管理されており、各図葉の地図は、１つまたは複数のユニットよりなる。そして、各ユニットは、自身が属する図葉の地理的区域またはこれを分割した区域の地図を表現したものである。
【００１８】
そして、図２に示すように、地図データは、地図データの製作日時などを記述した管理データ、地図を表す基本地図データ、路線データを含んで構成される。
そして、基本地図データは、前述したユニット毎のユニットデータと、各ユニットデータと図葉や区域との関係を記述したユニット管理データを含む。そして、各ユニットデータはユニット内の道路網を表す道路ユニットと、ユニット内の表示地図を規定する描画ユニットとを有する。
【００１９】
そして、道路ユニットは道路網を表すデータであり、ノードリストと、リンクテーブルと、接続データと、多旋回区間情報とを有する。
ここで、道路ユニットでは、道路を直線であるリンクの集合として表現しており、この各リンクの端点がノードである。このようなノードは、交差点等の道路の接続点に必ず設けられる他、隣接するユニットの境界に必ず設けられる。また、各リンクは方向を持ち、リンクを介して隣接する二つのノードの間には、その道路が双方向である場合には基本的には相互に逆方向の二つのリンクが設けられる。
【００２０】
さて、ノードリストは、各ノード毎のノードレコードを含み、各ノードレコードは、ノードの識別子であるノードオブジェクト番号、ノードの座標、当該ノードが交差点や高速道路の出入口に対応するノードであるか等を表すノード属性、ノードに接続するリンクのリンク番号のリストである接続リンク番号リスト、ノードにリンクを介して隣接する他のノードのノードオブジェクト番号のリストである隣接ノードオブジェクト番号リストが記述される。
【００２１】
次に、リンクテーブルは、各リンク毎のリンクレコードを含み、各リンクレコードには、リンクの識別子であるリンクオブジェクト番号、リンクの始点となるノードのノードオブジェクト番号を示す始点ノードオブジェクト番号、リンクの終点となるノードのノードオブジェクト番号を示す終点ノードオブジェクト番号、リンクに対応する道路の区間についての各種情報を表すリンク属性、リンクの距離、リンクの方位、リンクに与えた経路探索用のコストであるリンクコスト、リンクの属する路線の路線番号等が記述される。ここで、リンク属性としては、リンクが属する道路の有料道路や国道や県道などの種別を表す道路種別や、リンクに対応する道路区間の道路幅や車線数や、リンクが属する多旋回区間についての多旋回区間レコードの区間識別子等が記述される。なお、多旋回区間、多旋回区間レコードについては後述する。
次に、描画ユニットは、地形図形や道路図形や建物図形などの地図の地理的な表示要素となる各図形を規定するデータや、建物名称や道路名称や交差点名称などの地図上に表示する各文字列を規定するデータや、駐車場やガソリンスタンド等の施設の存在を表すために地図上に表示するマークを規定するデータなどを含む。
【００２２】
次に、多旋回区間情報は、多旋回区間毎に設けた多旋回区間レコードを有する。
多旋回区間とは、カーブが連続している道路区間であり、たとえば、図３ａに示すような左右にワインディング（蛇行）している（複数のカーブが連続して表れる）道路区間や、高速道路のジャンクションやインターチェンジで良く見られる図３ｂに示すようなループ状の（一つのカーブが長く連続している）道路区間を指す。なお、図３ａ、図３ｂにおいて、黒丸はノードでありノードを端点とする直線がリンクである。そして、図中において、太線で表したリンクが多旋回区間を構成するリンクである。
【００２３】
さて、このような多旋回区間毎に設けた多旋回区間レコードには、多旋回区間の識別子である区間番号、区間標準進行方向、区間幅、区間中央線、多旋回区間を構成するリンクのリンク番号のリストが記述される。
ここで、区間標準進行方向とは、たとえば、図３ａの３０１や図３ｂの３１１として示したように、多旋回区間を構成するリンクの方向の平均として求めた方向である。ただし、区間標準進行方向としては、多旋回区間を構成するリンクの方向のリンクの距離を重みとした加重平均として求めた方向や、図３ａの３０２や図３ｂの３１２として示したように、多旋回区間の入口となるノードから多旋回区間の出口となるノードに向かう方向などとしてもよい。また、多旋回区間の出口で高速道路本線に連結しているような場合には、区間標準進行方向を図３ｂの３１３として示したように、多旋回区間の出口の先に連結しているリンクの方向としても良い。
【００２４】
次に、区間幅とは、多旋回区間の区間標準進行方向と垂直な方向の最大幅またはこの最大幅に所定のマージンを加えた幅であり、図３ａの３０１の区間標準進行方向に対しては区間幅はたとえば同図中Ｗの幅となり、図３ｂの３１１の区間標準進行方向に対しては区間幅はたとえば同図中Ｗの幅となる。なお、前述した区間標準進行方向は、逆に、この区間幅が最小となる方向として設定するようにしてもよい。
【００２５】
そして、区間中央線とは、区間幅の中央を通る区間標準進行方向と平行な線を示すデータであり、図３ａの３０１の区間標準進行方向に対しては同図中ＣＬの線が区間中央線となり、図３ｂの３１１の区間標準進行方向に対しては同図中ＣＬの線が区間中央線となる。
【００２６】
次に、地図データに含まれる路線データは、各道路毎に設けられた路線レコードを有し、各路線レコードには、道路の識別子である路線番号や、各道路の高速道路、国道、県道などの路線種別や、各道路の道路名称が記述される。
さて、このような構成において、ナビゲーション装置１の現在状態算出部１２は、以下の処理を繰り返し行う。
すなわち、現在状態算出部１２は、車両状態センサ４やＧＰＳ受信機５の出力から推定される現在位置に対して、地図データ記憶部１１から読み出した地図データが示す前回決定した現在位置の周辺の地図とのマップマッチング処理などを施して、現在位置として最も確からしい座標と、現在の進行方向として最も確からしい方向と、現在の走行中のリンクとして最も確からしいリンクとを、それぞれ現在位置、現在進行方位、走行中リンクとして決定し、メモリ１５に設定する。
【００２７】
また、制御部１６は、ユーザの目的地設定要求に応じて、ユーザから操作部２、ＧＵＩ制御部１３を介して目的地の設定を受付け、これをメモリ１５にセットし、目的地までの推奨ルートをルート探索部１４に探索させる。ルート探索部１４は、必要地理的範囲の道路ユニットのデータを地図データ記憶部１１から読み出し、メモリ１５に設定されている現在位置から目的地までの、走行中リンクを最初に辿る最小コストの経路を、リンクテーブルの各リンクレコードに記述されたリンクコストなどを用いた所定のコストモデルに基づいて推奨ルートとして算出し、算出した推奨ルートの経路データを、メモリ１５にセットする。
【００２８】
また、制御部１６は、メモリ１５にセットされた現在位置が目的地近傍となったならば、目的地到着と判定し、メモリ１５にセットされている目的地と推奨ルートをクリアする処理も行う。
そして、案内画像生成部１７は、制御部１６が設定した表示縮尺と表示上方向と表示基準位置に従って定まる地図表示範囲内の、設定された表示上方向とする地図画像を、地図データ記憶部１１に記憶された地図データに基づいて描画する。また、描画した地図画像上に、メモリ１５にセットされている現在位置や推奨ルートや目的地を表した案内画像を生成し、ＧＵＩ制御部１３を介して表示装置３に表示する。
【００２９】
ここで、制御部１６が設定する表示縮尺と表示上方向と表示基準位置と、地図表示範囲との関係は、以下の通りである。
すなわち、地図表示範囲の大きさは、予め固定的に設定された地図画像の大きさに表示縮尺の逆数を乗じた大きさに等しい。そして、地図表示範囲の向きは表示上方向が上となる向きである。また、地図表示範囲の位置は、表示地図縮尺による縮尺で地図表示範囲内の領域の地図を地図画像として表示上方向を上として表示した場合に、表示基準位置が、図３ｃに示すように地図画像３２１中の下部中央のＸで示した位置となる位置である。すなわち、地図表示範囲が変化しても地図画像中の表示基準位置は常に下部中央の位置となる。
【００３０】
さて、制御部１６は、このような表示縮尺と表示上方向と表示基準位置の設定のために表示属性設定処理を行う。
図４に、表示属性設定処理の手順を示す。
図示するように、この処理では、制御部１６は、操作部２を用いたユーザの表示縮尺変更操作が発生したかどうかをＧＵＩ制御部１３を介して調べ（ステップ４０２）、発生していればユーザの表示縮尺変更操作に応じた表示縮尺を設定し（ステップ４２４）、ステップ４０２に戻る。
【００３１】
また、制御部１６は、ユーザの表示縮尺変更操作が発生していなければ、現在の地図表示モードとしてノースアップモードが設定されているか（ステップ４０４）、ヘッドアップモードが設定されているか（ステップ４０６）を調べる。そして、ノースアップモードが設定されていれば、表示上方向として真北を設定し（ステップ４２６）、表示基準位置としてメモリ１５に設定されている現在位置を設定する（ステップ４２８）。そして、ステップ４０２からの処理に戻る。
【００３２】
一方、もし、ヘッドアップモードが設定されている場合には、メモリ１５に設定されている走行中リンクのリンクレコードのリンク属性に多旋回区間レコードの区間識別子が登録されているかどうかより、現在位置が多旋回区間内に進入したかどうかを調べ（ステップ４０８）、現在位置が多旋回区間内でなければ、表示上方向としてメモリ１５に設定されている現在進行方位を設定し（ステップ４３０）、表示基準位置としてメモリ１５に設定されている現在位置を設定する（ステップ４３２）。そして、ステップ４０２からの処理に戻る。
【００３３】
また、現在位置が多旋回区間内に進入している場合には、まず、メモリ１５に設定されている走行中リンクのリンクレコードのリンク属性に登録されている区間識別子の多旋回区間レコードを走行中多旋回区間レコードとして読み込み、走行中多旋回区間レコードに記述されている区間標準進行方向を表示上方向として設定する（ステップ４１０）。そして、現在設定されている表示縮尺を保存した上で（ステップ４１２）、現在の表示縮尺による地図表示範囲の左右方向の幅が、走行中多旋回区間レコードに記述されている区間幅以上であるかどうかを調べ（ステップ４１４）、そうでなければ、予め定めたいくつかの異なる縮尺のうちで、地図表示範囲の左右方向の幅が、走行中多旋回区間レコードに記述されている区間幅以上となる最小の縮尺を表示縮尺として設定し（ステップ４２２）、ステップ４１６に進む。また、現在の表示縮尺による地図表示範囲の左右方向の幅が、走行中多旋回区間レコードに記述されている区間幅以上であれば、そのままステップ４１６に進む。
【００３４】
ステップ４１６では、図３ｄに示すように、メモリ１５に設定されている現在位置３３１から、走行中多旋回区間レコードに記述されている区間中央線ＣＬに下ろした垂線と、区間中央線ＣＬとの交点（垂線の足の位置）３３２を表示基準位置として設定する。そして、現在位置が多旋回区間から脱するまで、すなわち、メモリ１５に設定されている走行中リンクが走行中多旋回区間レコードにリンク番号が記述されているリンクでなくなるまで（ステップ４１８）、ステップ４１６を繰り返し実行し、現在位置の変化に応じて表示基準位置を更新する処理を繰り返す。
【００３５】
そして、現在位置が多旋回区間から脱したならば、（ステップ４１８）、ステップ４１２で保存しておいた表示縮尺を現在の表示縮尺として設定し（ステップ４２０）、ステップ４０２からの処理に戻る。
以上、制御部１６が行う表示属性制御処理について説明した。
以上のようなナビゲーションシステムの動作によって表示装置３に表示される案内画像の例を図５に示す。
ここでは、図５ａに示すように、車両が多旋回区間外から、図中で太線で示したリンクよりなる多旋回区間内に進入し、また、多旋回区間外に進出する場合を例にとる。すなわち、図５ａにおいて、時間順に順次、ｔ１地点、ｔ２地点、ｔ３地点、ｔ４地点、ｔ５地点、ｔ６地点、ｔ７地点と自動車が進んだ場合を例にとる。
【００３６】
この場合、ｔ１〜ｔ７の各地点において設定される地図表示範囲は、図５ａ中の矩形５０１〜５０７に示すようになる。すなわち、ｔ１地点では地図表示範囲５０１が設定され、ｔ２地点では地図表示範囲５０２が設定され、ｔ３地点では地図表示範囲５０３が設定され、ｔ４地点では地図表示範囲５０４が設定され、ｔ５地点では地図表示範囲５０５が設定され、ｔ６地点では地図表示範囲５０６が設定され、ｔ７地点では地図表示範囲５０７が設定される。なお、各地図表示範囲の辺上に表示した矢印は、その地図表示範囲が設定されるときの地図表示方向を表している。また、図５ａ中の３つのＸ印は、多旋回区間内の地点で設定される表示基準位置を表しており、各々下から順に、ｔ３地点で設定される表示基準位置、ｔ４地点で設定される表示基準位置、ｔ５地点で設定される表示基準位置を表している。なお、その他の多旋回区間外の地点で設定される表示基準位置は、現在位置に等しい。
【００３７】
そして、図５ｂに示すように、地図表示範囲の地図画像５１１上に現在位置を示す現在位置マーク５１２を現在進行方向に向けて表す案内画像は、ｔ１〜ｔ７の各地点において、ｂ１〜ｂ７に示すものとなる。すなわち、ｔ１地点では案内画像ｂ１が表示され、ｔ２地点では案内画像ｂ２が表示され、ｔ３地点では案内画像ｂ３が表示され、ｔ４地点では案内画像ｂ４が表示され、ｔ５地点では案内画像ｂ５が表示され、ｔ６地点では案内画像ｂ６が表示され、ｔ７地点では案内画像ｂ７が表示される。
【００３８】
図中ｂ１、ｂ２に示すように、多旋回区間に自動車が進入する前のｔ１地点、ｔ２地点における案内画像は、現在進行方向を上方向として、ユーザなどが設定した表示縮尺で地図画像５１１が表示されたものとなる。また、案内画像における現在位置を示す現在位置マーク５１２の位置や向きは固定となる。すなわち、現在位置マーク５１１に対して地図画像５１１として表示される地図表示範囲の移動や回転を行うことにより、現在位置の移動や現在進行方向の変化を表現するものとなっている。
【００３９】
一方、この後、多旋回区間に自動車が進入した後のｔ３、ｔ４、ｔ５地点における案内画像は、図中ｂ３、ｂ４、ｂ５に示すように、その多旋回区間の区間標準方向を上方向として、多旋回区間内の道路の表示上の左右方向の全てが地図画像に含まれるように設定した表示縮尺で地図画像が表示されたものとなる。また、案内画像における現在位置を示す現在位置マーク５１２の左右方向の位置や向きは現在位置の進行に伴って変化する。また、地図画像５１１として表示される地図表示範囲も、現在位置の進行に伴って表示上の上下方向に変化する。すなわち、現在位置の区間標準方向と平行な方向の移動については地図画像５１１として表示される地図表示範囲を表示上の上下に動かすことにより、現在位置の区間標準方向と垂直な方向の移動については現在位置マーク５１２を表示上の左右に動かすことにより表現される。また、現在位置マーク５１２の向きの変化により現在進行方向の変化が表現される。
【００４０】
そして、多旋回区間から自動車が進出した後のｔ６、ｔ７の地点では、図中ｂ６、ｂ７に示すように表示縮尺は、多旋回区間に自動車が進入するまえの表示縮尺に復帰し、案内画像は、多旋回区間に自動車が進入する前のｔ１地点、ｔ２地点における案内画像と同様、現在位置マーク５１１に対して地図画像５１１として表示される地図表示範囲の移動や回転を行うことにより、現在位置の移動や現在進行方向の変化を表現するものとなる。
【００４１】
以上、本発明の実施形態について説明した。
ところで、以上の実施形態では、多旋回区間の定義や多旋回区間についての各種情報（多旋回区間を形成するリンク、区間標準方向、区間幅、区間幅中央線）を予め地図データの一部として設けたが、これらの情報は地図データに含めずに、走行中に適宜、地図データが示す道路形状から求めるようにしてもよい。
【００４２】
すなわち、たとえば、多旋回区間や多旋回区間についての各種情報は、多旋回区間外のリンクを走行中に、定期的にまたは走行中リンクが変化するたびに、制御部１６が、図６に示す多旋回区間設定処理を行うことにより設定するようにしてもよい。
図示するように、この多旋回区間設定処理では、現在走行している路線上の、現在位置から道程距離Ｌ（たとえば、１.５ｋｍ）現在進行方向上前進方向に進んだ地点と現在位置との間の道路区間を対象区間とする（ステップ６０２）。
そして、メモリ１５に設定されている走行中リンクと、リンクテーブルの各リンクレコードの路線番号より、対象区間に属する各リンクを求める。そして、求めたリンクのリンクレコードのリンク方位より、図３ｅに示すような各隣接するリンク間の角度θを求め、求めた各角度θの絶対値の総和を評価値とする（ステップ６０４）。
【００４３】
次に、求めた評価値が所定のしきい値Ｔｈ（たとえば、３π／２）より大きいかどうかを調べ、大きくなければ、処理を終了する。
一方、求めた評価値が所定のしきい値Ｔｈより大きければ、対象区間を仮多旋回区間として設定する（ステップ６０８）。また、走行中路線の仮多旋回区間の終点より前進方向にΔＬ（たとえば、３００ｍ）進んだ地点を対象地点として設定し（ステップ６１０）、対象地点から現在進行方向上後退方向に戻った地点と対象地点との間の道路区間を対象区間として（ステップ６１２）前述のように評価値を求めて（ステップ６１４）、求めた評価値がしきい値Ｔｈより大きければ（ステップ６１６）仮多旋回区間をΔＬ、現在進行方向上前進方向に延長する処理（ステップ６１８）を、評価値がしきい値Ｔｈ以下となるまで（ステップ６１６）繰り返す。そして、評価値がしきい値Ｔｈ以下となったならば（ステップ６１６）、仮多旋回区間を多旋回区間として設定し、この多旋回区間の区間標準方向、区間幅、区間幅中央線を、地図データのリンクテーブルが表す、多旋回区間を形成するリンクの形状から前述のように求め設定する（ステップ６２０）。
【００４４】
以上のように、本実施形態によれば、現在位置が多旋回区間内にある期間は、多旋回区間に対して設定した区間標準方向を上方向として地図表示範囲を設定して案内画像の表示を行うので、ワインディングロードにおいて案内画像に含まれる地図画像の表示方向がめまぐるしく変化してしまうことを排除することができる。また、各道路区間が地図表示範囲内に含まれているか否かを問わず、カーブが連続している各道路区間の全体を一つの多旋回区間として、この多旋回区間に対して唯一の区間基準方向を設定するので、ワインディングロードにおいて地図表示範囲の変化に伴い案内画像に含まれる地図画像の表示方向が突然大きく変化してしまうことを排除することができる。また、表示縮尺や表示基準位置を、多旋回区間内の走行中に、多旋回区間内の道路が表示上の左右方向について地図画像から外れることのないように設定するので、左カーブ付近を走行している時点で、次に走行すべき右カーブが地図画像の表示範囲から外れてしまうようなことを極力排除して、ドライバに対して次のカーブをより確実に予告することができるようになる。
【００４５】
なお、現在位置が多旋回区間内にある期間は、地図画像の表示の上下と左右は、これを入れ替えても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施形態に係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】本発明の実施形態に係る地図データの内容を示す図である。
【図３】本発明の実施形態で設定する多旋回区間を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る表示属性制御処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態に係るナビゲーション装置の表示例を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る多旋回区間設置を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４７】
１…ナビゲーション装置、２…操作部、３…表示装置、４…車両状態センサ、５…ＧＰＳ受信機、１１…地図データ記憶部、１２…現在状態算出部、１３…ＧＵＩ制御部、１４…ルート探索部、１５…メモリ、１６…制御部、１７…案内画像生成部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザの走行を案内するナビゲーション装置において、地図情報を提示する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車に搭載されるナビゲーション装置において、地図情報を提示する技術としては、現在位置を基準に定まる現在位置周辺の範囲を表示範囲として、表示範囲内の地図を、現在位置を示すマークと共に表示する技術が広く用いられている。そして、このような地図表示おける地図の表示方向を制御する技術としては、常に真北を表示上の上方向として地図を表示するノースアップと呼ばれる技術と、現在の進行方向を上方向として地図を表示するヘッドアップと呼ばれる技術が広く用いられている。
また、このようなヘッドアップによる地図表示を行った場合にワインディングロード等において地図の表示方向がめまぐるしく変化してしまうことを抑制する技術として、ユーザが所定の操作を行った時点における進行方向を、その後の表示の上方向として設定して地図を表示する技術（たとえば、特許文献１）や、地図の表示範囲内の走行中道路上に設定した１または複数の参照点の現在位置から見た方向の平均の方向を地図表示の上方向とする技術（たとえば、特許文献２）が知られている。
【特許文献１】特開平5−216405号公報
【特許文献２】特開平10−239070号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記特許文献１や特許文献２記載の、地図の表示方向がめまぐるしく変化してしまうことを抑制する技術によれば、現在位置を基準として地図の表示範囲を定めているために、ワインディングロードなどを走行した場合に以下のような問題が生じる。
すなわち、いま、峠などの左カーブ、右カーブと続くワインディングロードを考えた場合、前の左カーブと後の右カーブとの位置が、左カーブ付近走行時点における地図表示の左右方向に関して大きく離れた位置となる場合がある。そして、このような場合、現在位置を基準に現在位置周辺の範囲として地図の表示範囲を定めたのでは、左カーブ付近を走行している時点で、次に走行すべき右カーブが地図の表示範囲から外れてしまうことになり、ドライバに対してこの次の右カーブを予告することができなくなってしまう。
【０００４】
また、上記した特許文献２の、地図の表示範囲内の走行中道路上に設定した１または複数の参照点の現在位置から見た方向の平均の方向を地図表示の上方向とする技術によれば、表示範囲内の走行中道路のみを考慮して地図表示の上方向を定めているために、ワインディングロードが続く区間が地図表示の範囲を越えて続いているような場合に、それまでとは旋回方向の傾向の異なるカーブが表示範囲内に含まれるようになった時点などに、地図の表示方向が大きく変化してしまうことを防ぐことができないという問題もある。
【０００５】
そこで、本発明は、ワインディングロード等のカーブが連続する区間について、よりユーザが道路形状等の地図情報を把握し易い形態で地図表示を行うことを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題達成のために、本発明は、地図上に現在位置を表した案内画像を表示するナビゲーション装置に、現在位置を算出する現在位置算出手段と、カーブが連続する道路区間であるカーブ連続区間内に前記現在位置があるかどうかを検出するカーブ連続区間内走行検出手段と、少なくともカーブ連続区間内走行検出手段が前記カーブ連続区間内に前記現在位置があると検出している期間中、当該カーブ連続区間に対して設定した方向である基準方向を上方向とし、当該基準方向と垂直な方向を左右方向とする、前記カーブ連続区間中の道路の前記基準方向と垂直な方向の最大幅に従って定まる当該最大幅以上の左右方向の幅を持つ地図表示範囲であって、前記カーブ連続区間中の道路の前記基準方向と垂直な方向の存在範囲を当該地図表示範囲の左右方向の範囲の内に含み、かつ、当該地図表示範囲内に前記現在位置を含む前記地図表示範囲を設定する地図表示範囲設定手段と、設定された地図表示範囲内の地図を表す所定サイズの地図画像を、当該地図表示範囲の上下方向を当該地図画像の上方向とし当該地図表示範囲の左右方向を当該地図画像の左右方向として生成する地図画像生成手段と、生成された地図画像上に、現在位置を表すマークを描画した案内画像を表示する案内画像表示手段とを備えたものである。
【０００７】
このようなナビゲーション装置によれば、少なくとも現在位置がカーブ連続区間内にある期間は、当該カーブ連続区間に対して設定した基準方向を上方向として地図表示範囲を設定して案内画像の表示を行うので、ワインディングロード等において案内画像に含まれる地図画像の表示方向がめまぐるしく変化してしまうことを排除することができる。また、前記カーブ連続区間中の道路の前記基準方向と垂直な方向についての存在範囲を、前記地図表示範囲の左右方向の範囲の内に含むように地図表示範囲を設定するので、ワインディングロードの左カーブ付近を走行している時点で、次に走行すべき右カーブが地図の表示範囲から外れてしまうようなことを極力排除して、ドライバに対して次のカーブをより確実に予告することができるようになる。
【０００８】
ここで、以上のようなナビゲーション装置は、前記地図表示範囲設定手段において、前記カーブ連続区間中の道路の前記基準方向と垂直な方向についての存在範囲の中央が、前記地図表示範囲の左右方向の範囲の中央となるように前記地図表示範囲を設定するように構成してもよい。このようにすることにより、地図画像を表示する範囲である地図表示範囲が表示上の左右方向に移動しないようにすることができるので、ドライバの前方道路の道路形状などの把握がより容易になる。また、これらのナビゲーション装置は、前記地図表示範囲設定手段において、前記現在位置の、前記地図表示範囲内における上下方向の位置が、固定的に所定の位置となるように前記地図表示範囲を設定するようにすることも好ましい。このようにすることにより、現在位置の表示を地図画像上で上下に移動せずに左右にのみ移動するようにすることができるので、ドライバにとって、より現在位置を認識し易い案内画像の表示を行うことができるようになる。
【０００９】
なお、以上のナビゲーション装置におけるカーブ連続区間に現在位置があるかどうかの検出は、あらかじめ、ナビゲーション装置に、前記カーブ連続区間となる道路区間を示すカーブ連続区間情報を含む地図データを記憶した地図データ記憶手段を備え、前記カーブ連続区間内走行検出手段において、地図データに記録されたカーブ連続区間情報に従って、前記カーブ連続区間内に前記現在位置があるかどうかを判定することにより行うようにしてもよい。または、ナビゲーション装置に、道路形状を表す地図データを記憶した地図データ記憶手段を備え、前記カーブ連続区間内走行検出手段において、地図データに記録された道路形状に基づいて前記カーブ連続区間を検出し、検出したカーブ連続区間内に前記現在位置があるかどうかを判定することにより行うようにしてもよい。
【００１０】
また、以上のナビゲーション装置において、前記カーブ連続区間に対して設定した基準方向は、当該カーブ連続区間を構成する道路の平均的な進行方向とすることも好ましい。
なお、以上のナビゲーション装置において、前記地図画像生成手段は、地図表示範囲内の地図を表す地図画像を、地図表示範囲の上下方向を当該地図画像の左右方向として当該地図表示範囲の左右方向を当該地図画像の上下方向として生成するようにしてもよい。すなわち、以上のナビゲーション装置における案内画像の表示の上下と左右は、これを入れ替えるようにしてもよい。
【００１１】
また、併せて、本発明は、ナビゲーション装置において、地図を表示する地図表示方法として、現在位置を算出するステップと、カーブが連続する道路区間であるカーブ連続区間内に前記現在位置があるかどうかを検出するステップと、少なくとも前記カーブ連続区間内に前記現在位置がある期間中、当該カーブ連続区間の全体に対して設定した唯一の方向である基準方向を表示の上方向として、前記現在位置を含む範囲の地図を表す、所定サイズの地図画像を生成するステップと、生成された地図画像上に、現在位置を表すマークを描画した案内画像を表示するステップとを有する方法も提供する。
【００１２】
このような地図表示方法によれば、少なくとも現在位置がカーブ連続区間内にある期間は、当該カーブ連続区間の全体に対して唯一設定した基準方向を上方向として地図表示範囲を設定して案内画像の表示を行うので、ワインディングロードにおいて地図画像の表示方向がめまぐるしく変化したり、突然大きく変化してしまうことを排除することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように本発明によれば、ワインディングロード等のカーブが連続する区間について、よりユーザが道路形状等の地図情報を把握し易い形態で地図表示を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について説明する。
まず、第１の実施形態について説明する。
図１に、本実施形態に係るナビゲーションシステムの構成を示す。
図示するように、ナビゲーションシステムは、ナビゲーション装置１と、操作部２と、表示装置３と、車両状態センサ４と、ＧＰＳ受信機５とを備えて構成される。ここで、車両状態センサ４は、角加速度センサや地磁気センサなどである方位センサや車速パルスセンサなどである車速センサなどの車両状態を検出するセンサ群である。
【００１５】
そして、ナビゲーション装置１は、地図を表す地図データを記憶したＤＶＤドライブやＨＤＤなどの記憶装置である地図データ記憶部１１、現在状態算出部１２、ユーザとの間の入出力インタフェースを制御するＧＵＩ制御部１３、ルート探索部１４、メモリ１５、制御部１６、案内画像生成部１７を有する。
【００１６】
但し、以上のナビゲーション装置１は、ハードウエア的には、マイクロプロセッサや、メモリや、その他のグラフィックプロセッサやジオメトリックプロセッサ等の周辺デバイスを有する一般的な構成を備えたＣＰＵ回路であって良く、この場合、以上に示したナビゲーション装置１の各部は、マイクロプロセッサが予め用意されたプログラムを実行することにより具現化するプロセスとして実現されるものであって良い。また、この場合、このようなプログラムは、記録媒体や適当な通信路を介して、ナビゲーション装置１に提供されるものであって良い。
【００１７】
次に、図２に地図データ記憶部１１に記憶される地図データの内容を示す。
ここで、地図データは、所定の地理的区域毎に図葉と呼ばれる単位で管理されており、各図葉の地図は、１つまたは複数のユニットよりなる。そして、各ユニットは、自身が属する図葉の地理的区域またはこれを分割した区域の地図を表現したものである。
【００１８】
そして、図２に示すように、地図データは、地図データの製作日時などを記述した管理データ、地図を表す基本地図データ、路線データを含んで構成される。
そして、基本地図データは、前述したユニット毎のユニットデータと、各ユニットデータと図葉や区域との関係を記述したユニット管理データを含む。そして、各ユニットデータはユニット内の道路網を表す道路ユニットと、ユニット内の表示地図を規定する描画ユニットとを有する。
【００１９】
そして、道路ユニットは道路網を表すデータであり、ノードリストと、リンクテーブルと、接続データと、多旋回区間情報とを有する。
ここで、道路ユニットでは、道路を直線であるリンクの集合として表現しており、この各リンクの端点がノードである。このようなノードは、交差点等の道路の接続点に必ず設けられる他、隣接するユニットの境界に必ず設けられる。また、各リンクは方向を持ち、リンクを介して隣接する二つのノードの間には、その道路が双方向である場合には基本的には相互に逆方向の二つのリンクが設けられる。
【００２０】
さて、ノードリストは、各ノード毎のノードレコードを含み、各ノードレコードは、ノードの識別子であるノードオブジェクト番号、ノードの座標、当該ノードが交差点や高速道路の出入口に対応するノードであるか等を表すノード属性、ノードに接続するリンクのリンク番号のリストである接続リンク番号リスト、ノードにリンクを介して隣接する他のノードのノードオブジェクト番号のリストである隣接ノードオブジェクト番号リストが記述される。
【００２１】
次に、リンクテーブルは、各リンク毎のリンクレコードを含み、各リンクレコードには、リンクの識別子であるリンクオブジェクト番号、リンクの始点となるノードのノードオブジェクト番号を示す始点ノードオブジェクト番号、リンクの終点となるノードのノードオブジェクト番号を示す終点ノードオブジェクト番号、リンクに対応する道路の区間についての各種情報を表すリンク属性、リンクの距離、リンクの方位、リンクに与えた経路探索用のコストであるリンクコスト、リンクの属する路線の路線番号等が記述される。ここで、リンク属性としては、リンクが属する道路の有料道路や国道や県道などの種別を表す道路種別や、リンクに対応する道路区間の道路幅や車線数や、リンクが属する多旋回区間についての多旋回区間レコードの区間識別子等が記述される。なお、多旋回区間、多旋回区間レコードについては後述する。
次に、描画ユニットは、地形図形や道路図形や建物図形などの地図の地理的な表示要素となる各図形を規定するデータや、建物名称や道路名称や交差点名称などの地図上に表示する各文字列を規定するデータや、駐車場やガソリンスタンド等の施設の存在を表すために地図上に表示するマークを規定するデータなどを含む。
【００２２】
次に、多旋回区間情報は、多旋回区間毎に設けた多旋回区間レコードを有する。
多旋回区間とは、カーブが連続している道路区間であり、たとえば、図３ａに示すような左右にワインディング（蛇行）している（複数のカーブが連続して表れる）道路区間や、高速道路のジャンクションやインターチェンジで良く見られる図３ｂに示すようなループ状の（一つのカーブが長く連続している）道路区間を指す。なお、図３ａ、図３ｂにおいて、黒丸はノードでありノードを端点とする直線がリンクである。そして、図中において、太線で表したリンクが多旋回区間を構成するリンクである。
【００２３】
さて、このような多旋回区間毎に設けた多旋回区間レコードには、多旋回区間の識別子である区間番号、区間標準進行方向、区間幅、区間中央線、多旋回区間を構成するリンクのリンク番号のリストが記述される。
ここで、区間標準進行方向とは、たとえば、図３ａの３０１や図３ｂの３１１として示したように、多旋回区間を構成するリンクの方向の平均として求めた方向である。ただし、区間標準進行方向としては、多旋回区間を構成するリンクの方向のリンクの距離を重みとした加重平均として求めた方向や、図３ａの３０２や図３ｂの３１２として示したように、多旋回区間の入口となるノードから多旋回区間の出口となるノードに向かう方向などとしてもよい。また、多旋回区間の出口で高速道路本線に連結しているような場合には、区間標準進行方向を図３ｂの３１３として示したように、多旋回区間の出口の先に連結しているリンクの方向としても良い。
【００２４】
次に、区間幅とは、多旋回区間の区間標準進行方向と垂直な方向の最大幅またはこの最大幅に所定のマージンを加えた幅であり、図３ａの３０１の区間標準進行方向に対しては区間幅はたとえば同図中Ｗの幅となり、図３ｂの３１１の区間標準進行方向に対しては区間幅はたとえば同図中Ｗの幅となる。なお、前述した区間標準進行方向は、逆に、この区間幅が最小となる方向として設定するようにしてもよい。
【００２５】
そして、区間中央線とは、区間幅の中央を通る区間標準進行方向と平行な線を示すデータであり、図３ａの３０１の区間標準進行方向に対しては同図中ＣＬの線が区間中央線となり、図３ｂの３１１の区間標準進行方向に対しては同図中ＣＬの線が区間中央線となる。
【００２６】
次に、地図データに含まれる路線データは、各道路毎に設けられた路線レコードを有し、各路線レコードには、道路の識別子である路線番号や、各道路の高速道路、国道、県道などの路線種別や、各道路の道路名称が記述される。
さて、このような構成において、ナビゲーション装置１の現在状態算出部１２は、以下の処理を繰り返し行う。
すなわち、現在状態算出部１２は、車両状態センサ４やＧＰＳ受信機５の出力から推定される現在位置に対して、地図データ記憶部１１から読み出した地図データが示す前回決定した現在位置の周辺の地図とのマップマッチング処理などを施して、現在位置として最も確からしい座標と、現在の進行方向として最も確からしい方向と、現在の走行中のリンクとして最も確からしいリンクとを、それぞれ現在位置、現在進行方位、走行中リンクとして決定し、メモリ１５に設定する。
【００２７】
また、制御部１６は、ユーザの目的地設定要求に応じて、ユーザから操作部２、ＧＵＩ制御部１３を介して目的地の設定を受付け、これをメモリ１５にセットし、目的地までの推奨ルートをルート探索部１４に探索させる。ルート探索部１４は、必要地理的範囲の道路ユニットのデータを地図データ記憶部１１から読み出し、メモリ１５に設定されている現在位置から目的地までの、走行中リンクを最初に辿る最小コストの経路を、リンクテーブルの各リンクレコードに記述されたリンクコストなどを用いた所定のコストモデルに基づいて推奨ルートとして算出し、算出した推奨ルートの経路データを、メモリ１５にセットする。
【００２８】
また、制御部１６は、メモリ１５にセットされた現在位置が目的地近傍となったならば、目的地到着と判定し、メモリ１５にセットされている目的地と推奨ルートをクリアする処理も行う。
そして、案内画像生成部１７は、制御部１６が設定した表示縮尺と表示上方向と表示基準位置に従って定まる地図表示範囲内の、設定された表示上方向とする地図画像を、地図データ記憶部１１に記憶された地図データに基づいて描画する。また、描画した地図画像上に、メモリ１５にセットされている現在位置や推奨ルートや目的地を表した案内画像を生成し、ＧＵＩ制御部１３を介して表示装置３に表示する。
【００２９】
ここで、制御部１６が設定する表示縮尺と表示上方向と表示基準位置と、地図表示範囲との関係は、以下の通りである。
すなわち、地図表示範囲の大きさは、予め固定的に設定された地図画像の大きさに表示縮尺の逆数を乗じた大きさに等しい。そして、地図表示範囲の向きは表示上方向が上となる向きである。また、地図表示範囲の位置は、表示地図縮尺による縮尺で地図表示範囲内の領域の地図を地図画像として表示上方向を上として表示した場合に、表示基準位置が、図３ｃに示すように地図画像３２１中の下部中央のＸで示した位置となる位置である。すなわち、地図表示範囲が変化しても地図画像中の表示基準位置は常に下部中央の位置となる。
【００３０】
さて、制御部１６は、このような表示縮尺と表示上方向と表示基準位置の設定のために表示属性設定処理を行う。
図４に、表示属性設定処理の手順を示す。
図示するように、この処理では、制御部１６は、操作部２を用いたユーザの表示縮尺変更操作が発生したかどうかをＧＵＩ制御部１３を介して調べ（ステップ４０２）、発生していればユーザの表示縮尺変更操作に応じた表示縮尺を設定し（ステップ４２４）、ステップ４０２に戻る。
【００３１】
また、制御部１６は、ユーザの表示縮尺変更操作が発生していなければ、現在の地図表示モードとしてノースアップモードが設定されているか（ステップ４０４）、ヘッドアップモードが設定されているか（ステップ４０６）を調べる。そして、ノースアップモードが設定されていれば、表示上方向として真北を設定し（ステップ４２６）、表示基準位置としてメモリ１５に設定されている現在位置を設定する（ステップ４２８）。そして、ステップ４０２からの処理に戻る。
【００３２】
一方、もし、ヘッドアップモードが設定されている場合には、メモリ１５に設定されている走行中リンクのリンクレコードのリンク属性に多旋回区間レコードの区間識別子が登録されているかどうかより、現在位置が多旋回区間内に進入したかどうかを調べ（ステップ４０８）、現在位置が多旋回区間内でなければ、表示上方向としてメモリ１５に設定されている現在進行方位を設定し（ステップ４３０）、表示基準位置としてメモリ１５に設定されている現在位置を設定する（ステップ４３２）。そして、ステップ４０２からの処理に戻る。
【００３３】
また、現在位置が多旋回区間内に進入している場合には、まず、メモリ１５に設定されている走行中リンクのリンクレコードのリンク属性に登録されている区間識別子の多旋回区間レコードを走行中多旋回区間レコードとして読み込み、走行中多旋回区間レコードに記述されている区間標準進行方向を表示上方向として設定する（ステップ４１０）。そして、現在設定されている表示縮尺を保存した上で（ステップ４１２）、現在の表示縮尺による地図表示範囲の左右方向の幅が、走行中多旋回区間レコードに記述されている区間幅以上であるかどうかを調べ（ステップ４１４）、そうでなければ、予め定めたいくつかの異なる縮尺のうちで、地図表示範囲の左右方向の幅が、走行中多旋回区間レコードに記述されている区間幅以上となる最小の縮尺を表示縮尺として設定し（ステップ４２２）、ステップ４１６に進む。また、現在の表示縮尺による地図表示範囲の左右方向の幅が、走行中多旋回区間レコードに記述されている区間幅以上であれば、そのままステップ４１６に進む。
【００３４】
ステップ４１６では、図３ｄに示すように、メモリ１５に設定されている現在位置３３１から、走行中多旋回区間レコードに記述されている区間中央線ＣＬに下ろした垂線と、区間中央線ＣＬとの交点（垂線の足の位置）３３２を表示基準位置として設定する。そして、現在位置が多旋回区間から脱するまで、すなわち、メモリ１５に設定されている走行中リンクが走行中多旋回区間レコードにリンク番号が記述されているリンクでなくなるまで（ステップ４１８）、ステップ４１６を繰り返し実行し、現在位置の変化に応じて表示基準位置を更新する処理を繰り返す。
【００３５】
そして、現在位置が多旋回区間から脱したならば、（ステップ４１８）、ステップ４１２で保存しておいた表示縮尺を現在の表示縮尺として設定し（ステップ４２０）、ステップ４０２からの処理に戻る。
以上、制御部１６が行う表示属性制御処理について説明した。
以上のようなナビゲーションシステムの動作によって表示装置３に表示される案内画像の例を図５に示す。
ここでは、図５ａに示すように、車両が多旋回区間外から、図中で太線で示したリンクよりなる多旋回区間内に進入し、また、多旋回区間外に進出する場合を例にとる。すなわち、図５ａにおいて、時間順に順次、ｔ１地点、ｔ２地点、ｔ３地点、ｔ４地点、ｔ５地点、ｔ６地点、ｔ７地点と自動車が進んだ場合を例にとる。
【００３６】
この場合、ｔ１〜ｔ７の各地点において設定される地図表示範囲は、図５ａ中の矩形５０１〜５０７に示すようになる。すなわち、ｔ１地点では地図表示範囲５０１が設定され、ｔ２地点では地図表示範囲５０２が設定され、ｔ３地点では地図表示範囲５０３が設定され、ｔ４地点では地図表示範囲５０４が設定され、ｔ５地点では地図表示範囲５０５が設定され、ｔ６地点では地図表示範囲５０６が設定され、ｔ７地点では地図表示範囲５０７が設定される。なお、各地図表示範囲の辺上に表示した矢印は、その地図表示範囲が設定されるときの地図表示方向を表している。また、図５ａ中の３つのＸ印は、多旋回区間内の地点で設定される表示基準位置を表しており、各々下から順に、ｔ３地点で設定される表示基準位置、ｔ４地点で設定される表示基準位置、ｔ５地点で設定される表示基準位置を表している。なお、その他の多旋回区間外の地点で設定される表示基準位置は、現在位置に等しい。
【００３７】
そして、図５ｂに示すように、地図表示範囲の地図画像５１１上に現在位置を示す現在位置マーク５１２を現在進行方向に向けて表す案内画像は、ｔ１〜ｔ７の各地点において、ｂ１〜ｂ７に示すものとなる。すなわち、ｔ１地点では案内画像ｂ１が表示され、ｔ２地点では案内画像ｂ２が表示され、ｔ３地点では案内画像ｂ３が表示され、ｔ４地点では案内画像ｂ４が表示され、ｔ５地点では案内画像ｂ５が表示され、ｔ６地点では案内画像ｂ６が表示され、ｔ７地点では案内画像ｂ７が表示される。
【００３８】
図中ｂ１、ｂ２に示すように、多旋回区間に自動車が進入する前のｔ１地点、ｔ２地点における案内画像は、現在進行方向を上方向として、ユーザなどが設定した表示縮尺で地図画像５１１が表示されたものとなる。また、案内画像における現在位置を示す現在位置マーク５１２の位置や向きは固定となる。すなわち、現在位置マーク５１１に対して地図画像５１１として表示される地図表示範囲の移動や回転を行うことにより、現在位置の移動や現在進行方向の変化を表現するものとなっている。
【００３９】
一方、この後、多旋回区間に自動車が進入した後のｔ３、ｔ４、ｔ５地点における案内画像は、図中ｂ３、ｂ４、ｂ５に示すように、その多旋回区間の区間標準方向を上方向として、多旋回区間内の道路の表示上の左右方向の全てが地図画像に含まれるように設定した表示縮尺で地図画像が表示されたものとなる。また、案内画像における現在位置を示す現在位置マーク５１２の左右方向の位置や向きは現在位置の進行に伴って変化する。また、地図画像５１１として表示される地図表示範囲も、現在位置の進行に伴って表示上の上下方向に変化する。すなわち、現在位置の区間標準方向と平行な方向の移動については地図画像５１１として表示される地図表示範囲を表示上の上下に動かすことにより、現在位置の区間標準方向と垂直な方向の移動については現在位置マーク５１２を表示上の左右に動かすことにより表現される。また、現在位置マーク５１２の向きの変化により現在進行方向の変化が表現される。
【００４０】
そして、多旋回区間から自動車が進出した後のｔ６、ｔ７の地点では、図中ｂ６、ｂ７に示すように表示縮尺は、多旋回区間に自動車が進入するまえの表示縮尺に復帰し、案内画像は、多旋回区間に自動車が進入する前のｔ１地点、ｔ２地点における案内画像と同様、現在位置マーク５１１に対して地図画像５１１として表示される地図表示範囲の移動や回転を行うことにより、現在位置の移動や現在進行方向の変化を表現するものとなる。
【００４１】
以上、本発明の実施形態について説明した。
ところで、以上の実施形態では、多旋回区間の定義や多旋回区間についての各種情報（多旋回区間を形成するリンク、区間標準方向、区間幅、区間幅中央線）を予め地図データの一部として設けたが、これらの情報は地図データに含めずに、走行中に適宜、地図データが示す道路形状から求めるようにしてもよい。
【００４２】
すなわち、たとえば、多旋回区間や多旋回区間についての各種情報は、多旋回区間外のリンクを走行中に、定期的にまたは走行中リンクが変化するたびに、制御部１６が、図６に示す多旋回区間設定処理を行うことにより設定するようにしてもよい。
図示するように、この多旋回区間設定処理では、現在走行している路線上の、現在位置から道程距離Ｌ（たとえば、１.５ｋｍ）現在進行方向上前進方向に進んだ地点と現在位置との間の道路区間を対象区間とする（ステップ６０２）。
そして、メモリ１５に設定されている走行中リンクと、リンクテーブルの各リンクレコードの路線番号より、対象区間に属する各リンクを求める。そして、求めたリンクのリンクレコードのリンク方位より、図３ｅに示すような各隣接するリンク間の角度θを求め、求めた各角度θの絶対値の総和を評価値とする（ステップ６０４）。
【００４３】
次に、求めた評価値が所定のしきい値Ｔｈ（たとえば、３π／２）より大きいかどうかを調べ、大きくなければ、処理を終了する。
一方、求めた評価値が所定のしきい値Ｔｈより大きければ、対象区間を仮多旋回区間として設定する（ステップ６０８）。また、走行中路線の仮多旋回区間の終点より前進方向にΔＬ（たとえば、３００ｍ）進んだ地点を対象地点として設定し（ステップ６１０）、対象地点から現在進行方向上後退方向に戻った地点と対象地点との間の道路区間を対象区間として（ステップ６１２）前述のように評価値を求めて（ステップ６１４）、求めた評価値がしきい値Ｔｈより大きければ（ステップ６１６）仮多旋回区間をΔＬ、現在進行方向上前進方向に延長する処理（ステップ６１８）を、評価値がしきい値Ｔｈ以下となるまで（ステップ６１６）繰り返す。そして、評価値がしきい値Ｔｈ以下となったならば（ステップ６１６）、仮多旋回区間を多旋回区間として設定し、この多旋回区間の区間標準方向、区間幅、区間幅中央線を、地図データのリンクテーブルが表す、多旋回区間を形成するリンクの形状から前述のように求め設定する（ステップ６２０）。
【００４４】
以上のように、本実施形態によれば、現在位置が多旋回区間内にある期間は、多旋回区間に対して設定した区間標準方向を上方向として地図表示範囲を設定して案内画像の表示を行うので、ワインディングロードにおいて案内画像に含まれる地図画像の表示方向がめまぐるしく変化してしまうことを排除することができる。また、各道路区間が地図表示範囲内に含まれているか否かを問わず、カーブが連続している各道路区間の全体を一つの多旋回区間として、この多旋回区間に対して唯一の区間基準方向を設定するので、ワインディングロードにおいて地図表示範囲の変化に伴い案内画像に含まれる地図画像の表示方向が突然大きく変化してしまうことを排除することができる。また、表示縮尺や表示基準位置を、多旋回区間内の走行中に、多旋回区間内の道路が表示上の左右方向について地図画像から外れることのないように設定するので、左カーブ付近を走行している時点で、次に走行すべき右カーブが地図画像の表示範囲から外れてしまうようなことを極力排除して、ドライバに対して次のカーブをより確実に予告することができるようになる。
【００４５】
なお、現在位置が多旋回区間内にある期間は、地図画像の表示の上下と左右は、これを入れ替えても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施形態に係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】本発明の実施形態に係る地図データの内容を示す図である。
【図３】本発明の実施形態で設定する多旋回区間を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る表示属性制御処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態に係るナビゲーション装置の表示例を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る多旋回区間設置を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４７】
１…ナビゲーション装置、２…操作部、３…表示装置、４…車両状態センサ、５…ＧＰＳ受信機、１１…地図データ記憶部、１２…現在状態算出部、１３…ＧＵＩ制御部、１４…ルート探索部、１５…メモリ、１６…制御部、１７…案内画像生成部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地図上に現在位置を表した案内画像を表示するナビゲーション装置であって、
現在位置を算出する現在位置算出手段と、
カーブが連続する道路区間であるカーブ連続区間内に前記現在位置があるかどうかを検出するカーブ連続区間内走行検出手段と、
少なくともカーブ連続区間内走行検出手段が前記カーブ連続区間内に前記現在位置があると検出している期間中、当該カーブ連続区間に対して設定した方向である基準方向を上方向とし、当該基準方向と垂直な方向を左右方向とする、前記カーブ連続区間中の道路の前記基準方向と垂直な方向の最大幅に従って定まる当該最大幅以上の左右方向の幅を持つ地図表示範囲であって、前記カーブ連続区間中の道路の前記基準方向と垂直な方向の存在範囲を当該地図表示範囲の左右方向の範囲の内に含み、かつ、当該地図表示範囲内に前記現在位置を含む前記地図表示範囲を設定する地図表示範囲設定手段と、
設定された地図表示範囲内の地図を表す所定サイズの地図画像を、当該地図表示範囲の上下方向を当該地図画像の上下方向とし当該地図表示範囲の左右方向を当該地図画像の左右方向として生成する地図画像生成手段と、
生成された地図画像上に、現在位置を表すマークを描画した案内画像を表示する案内画像表示手段とを有することを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項２】
請求項１記載のナビゲーション装置であって、
前記地図表示範囲設定手段は、前記カーブ連続区間中の道路の前記基準方向と垂直な方向についての存在範囲の中央が、前記地図表示範囲の左右方向の範囲の中央となるように前記地図表示範囲を設定することを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のナビゲーション装置であって、
前記地図表示範囲設定手段は、前記現在位置の、前記地図表示範囲内における上下方向の位置が、固定的に所定の位置となるように前記地図表示範囲を設定することを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項４】
請求項１、２または３記載のナビゲーション装置であって、
前記カーブ連続区間となる道路区間を示すカーブ連続区間情報を含む地図データを記憶した地図データ記憶手段を備え、
前記カーブ連続区間内走行検出手段は、地図データに記録されたカーブ連続区間情報に従って、前記カーブ連続区間内に前記現在位置があるかどうかを判定することを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項５】
請求項１、２または３記載のナビゲーション装置であって、
道路形状を表す地図データを記憶した地図データ記憶手段を備え、
前記カーブ連続区間内走行検出手段は、地図データに記録された道路形状に基づいて前記カーブ連続区間を検出し、検出したカーブ連続区間内に前記現在位置があるかどうかを判定することを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項６】
請求項１、２、３、４または５記載のナビゲーション装置であって、
前記カーブ連続区間に対して設定した基準方向は、当該カーブ連続区間を構成する道路の平均的な進行方向であることを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項７】
ナビゲーション装置において、地図を表示する地図表示方法であって、
現在位置を算出するステップと、
カーブが連続する道路区間であるカーブ連続区間内に前記現在位置があるかどうかを検出するステップと、
少なくとも前記カーブ連続区間内に前記現在位置がある期間中、当該カーブ連続区間に対して設定した方向である基準方向と平行な二つの第１の辺と当該基準方向と垂直な二つの第２の辺を持つ長方形または正方形の、前記第２の辺が前記カーブ連続区間中の道路の前記基準方向と垂直な方向の最大幅以上の長さを持つ地図表示範囲であって、前記カーブ連続区間中の道路の前記基準方向と垂直な方向についての存在範囲を当該地図表示範囲の前記基準方向と垂直な方向の範囲の内に含み、かつ、当該地図表示範囲内に前記現在位置を含む地図表示範囲を設定するステップと、
設定された地図表示範囲内の地図を表す所定サイズの地図画像を、当該地図表示範囲の前記第１の辺の方向が当該地図画像の上下方向、または、当該地図画像の左右方向となるように生成するステップと、
生成された地図画像上に、現在位置を表すマークを描画した案内画像を表示するステップとを有することを特徴とする地図表示方法。
【請求項８】
ナビゲーション装置において、地図を表示する地図表示方法であって、
現在位置を算出するステップと、
カーブが連続する道路区間であるカーブ連続区間内に前記現在位置があるかどうかを検出するステップと、
少なくとも前記カーブ連続区間内に前記現在位置がある期間中、当該カーブ連続区間の全体に対して設定した唯一の方向である基準方向を表示の上方向として、前記現在位置を含む範囲の地図を表す、所定サイズの地図画像を生成するステップと、
生成された地図画像上に、現在位置を表すマークを描画した案内画像を表示するステップとを有することを特徴とする地図表示方法。
【請求項１】
地図上に現在位置を表した案内画像を表示するナビゲーション装置であって、
現在位置を算出する現在位置算出手段と、
カーブが連続する道路区間であるカーブ連続区間内に前記現在位置があるかどうかを検出するカーブ連続区間内走行検出手段と、
少なくともカーブ連続区間内走行検出手段が前記カーブ連続区間内に前記現在位置があると検出している期間中、当該カーブ連続区間に対して設定した方向である基準方向を上方向とし、当該基準方向と垂直な方向を左右方向とする、前記カーブ連続区間中の道路の前記基準方向と垂直な方向の最大幅に従って定まる当該最大幅以上の左右方向の幅を持つ地図表示範囲であって、前記カーブ連続区間中の道路の前記基準方向と垂直な方向の存在範囲を当該地図表示範囲の左右方向の範囲の内に含み、かつ、当該地図表示範囲内に前記現在位置を含む前記地図表示範囲を設定する地図表示範囲設定手段と、
設定された地図表示範囲内の地図を表す所定サイズの地図画像を、当該地図表示範囲の上下方向を当該地図画像の上下方向とし当該地図表示範囲の左右方向を当該地図画像の左右方向として生成する地図画像生成手段と、
生成された地図画像上に、現在位置を表すマークを描画した案内画像を表示する案内画像表示手段とを有することを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項２】
請求項１記載のナビゲーション装置であって、
前記地図表示範囲設定手段は、前記カーブ連続区間中の道路の前記基準方向と垂直な方向についての存在範囲の中央が、前記地図表示範囲の左右方向の範囲の中央となるように前記地図表示範囲を設定することを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のナビゲーション装置であって、
前記地図表示範囲設定手段は、前記現在位置の、前記地図表示範囲内における上下方向の位置が、固定的に所定の位置となるように前記地図表示範囲を設定することを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項４】
請求項１、２または３記載のナビゲーション装置であって、
前記カーブ連続区間となる道路区間を示すカーブ連続区間情報を含む地図データを記憶した地図データ記憶手段を備え、
前記カーブ連続区間内走行検出手段は、地図データに記録されたカーブ連続区間情報に従って、前記カーブ連続区間内に前記現在位置があるかどうかを判定することを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項５】
請求項１、２または３記載のナビゲーション装置であって、
道路形状を表す地図データを記憶した地図データ記憶手段を備え、
前記カーブ連続区間内走行検出手段は、地図データに記録された道路形状に基づいて前記カーブ連続区間を検出し、検出したカーブ連続区間内に前記現在位置があるかどうかを判定することを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項６】
請求項１、２、３、４または５記載のナビゲーション装置であって、
前記カーブ連続区間に対して設定した基準方向は、当該カーブ連続区間を構成する道路の平均的な進行方向であることを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項７】
ナビゲーション装置において、地図を表示する地図表示方法であって、
現在位置を算出するステップと、
カーブが連続する道路区間であるカーブ連続区間内に前記現在位置があるかどうかを検出するステップと、
少なくとも前記カーブ連続区間内に前記現在位置がある期間中、当該カーブ連続区間に対して設定した方向である基準方向と平行な二つの第１の辺と当該基準方向と垂直な二つの第２の辺を持つ長方形または正方形の、前記第２の辺が前記カーブ連続区間中の道路の前記基準方向と垂直な方向の最大幅以上の長さを持つ地図表示範囲であって、前記カーブ連続区間中の道路の前記基準方向と垂直な方向についての存在範囲を当該地図表示範囲の前記基準方向と垂直な方向の範囲の内に含み、かつ、当該地図表示範囲内に前記現在位置を含む地図表示範囲を設定するステップと、
設定された地図表示範囲内の地図を表す所定サイズの地図画像を、当該地図表示範囲の前記第１の辺の方向が当該地図画像の上下方向、または、当該地図画像の左右方向となるように生成するステップと、
生成された地図画像上に、現在位置を表すマークを描画した案内画像を表示するステップとを有することを特徴とする地図表示方法。
【請求項８】
ナビゲーション装置において、地図を表示する地図表示方法であって、
現在位置を算出するステップと、
カーブが連続する道路区間であるカーブ連続区間内に前記現在位置があるかどうかを検出するステップと、
少なくとも前記カーブ連続区間内に前記現在位置がある期間中、当該カーブ連続区間の全体に対して設定した唯一の方向である基準方向を表示の上方向として、前記現在位置を含む範囲の地図を表す、所定サイズの地図画像を生成するステップと、
生成された地図画像上に、現在位置を表すマークを描画した案内画像を表示するステップとを有することを特徴とする地図表示方法。
【図１】
【図２】
【図４】
【図６】
【図３】
【図５】
【図２】
【図４】
【図６】
【図３】
【図５】
【公開番号】特開２００６−３０８９（Ｐ２００６−３０８９Ａ）
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１７６５０６（Ｐ２００４−１７６５０６）
【出願日】平成１６年６月１５日（２００４．６．１５）
【出願人】（０００１０１７３２）アルパイン株式会社 (2,424)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月１５日（２００４．６．１５）
【出願人】（０００１０１７３２）アルパイン株式会社 (2,424)
【Ｆターム（参考）】
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