地図表示装置、及び該地図配信システム
【課題】処理負荷を軽減しつつも更新内容が反映された道路地図を表示するのに好適な地図表示装置を提供すること。
【解決手段】道路網をノードとリンクとで管理する第一の道路レイヤを有する地図データを格納した地図格納手段と、道路網に含まれない別の道路を画像として管理する第二の道路レイヤの道路データであって、該画像中の少なくとも２点を地図データに対応する座標と関連付けてメタ情報として保持する道路データを取得する道路データ取得手段と、第一の道路レイヤの道路網を描画して道路網画像を生成する画像生成手段と、メタ情報として付帯する座標を用いて第二の道路レイヤの画像を道路網画像に重ね合わせる地図画像重畳手段と、重ね合わせられた地図画像を所定の表示画面に表示する表示手段とにより地図表示装置を構成した。
【解決手段】道路網をノードとリンクとで管理する第一の道路レイヤを有する地図データを格納した地図格納手段と、道路網に含まれない別の道路を画像として管理する第二の道路レイヤの道路データであって、該画像中の少なくとも２点を地図データに対応する座標と関連付けてメタ情報として保持する道路データを取得する道路データ取得手段と、第一の道路レイヤの道路網を描画して道路網画像を生成する画像生成手段と、メタ情報として付帯する座標を用いて第二の道路レイヤの画像を道路網画像に重ね合わせる地図画像重畳手段と、重ね合わせられた地図画像を所定の表示画面に表示する表示手段とにより地図表示装置を構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、道路地図を表示する地図表示装置、及び該地図表示装置を有する地図配信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧＰＳ（Global Positioning System）は、地球を周回するＧＰＳ衛星から発信されるＧＰＳ信号を用いて対象物の位置情報等を測定するための測位システムであり、日常生活においても広く利用されている。
【０００３】
ＧＰＳでは、複数のＧＰＳ衛星がＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式によって同じ周波数帯を共用してＧＰＳ信号を送信する。具体的には、ＧＰＳ信号は、クロック情報やＧＰＳ衛星の軌道情報を含む通信信号としての航法メッセージと、ＧＰＳ衛星毎に定められた拡散符号としてのＰＲＮコード（Pseudo Random Noise code）とにより、１５７５．４２ＭＨｚのキャリアをＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）変調したものである。ＧＰＳレシーバは、原理上必要とされる個数以上のＧＰＳ衛星を選択してＧＰＳアンテナにより受信し、受信したＧＰＳ衛星に対応するＰＲＮコードを生成し、生成されたＰＲＮコードの位相をＧＰＳ信号に同期させて乗じることにより航法データを復調する。ＧＰＳレシーバは、復調処理により得られた航法データを用いて演算を行い、対象物の位置情報、方位情報、移動速度情報等を生成する。以下においては、説明の便宜上、ＧＰＳレシーバによるＧＰＳ信号を利用した対象物の位置測定、方位測定、移動速度測定等を「ＧＰＳ測位」と記す。
【０００４】
ＧＰＳレシーバを備えるエンドユーザ向け製品には、例えば一般乗用車等の車両に搭載されるカーナビゲーション装置がある。カーナビゲーション装置は、ＧＰＳ測位に加えてＤＲ（Dead Reckoning）センサを用いた位置測定、方位測定、移動速度測定等（以下、「ＤＲ測位」と記す。）も行い、２つの測位方式の弱点を補完するように、両方式による測位結果から最終的な測位結果を演算する。カーナビゲーション装置は、演算して得られた最終的な測位結果に基づいて、地図画面上に表示する自車位置を更新する。カーナビゲーション装置は、目的地が設定されている場合、地図画面上の自車位置の更新と併せて当該目的地に向けたナビゲーションを行う。
【０００５】
ところで、カーナビゲーション装置は、ローカルに保存されている地図データを参照してナビゲーションを行うため、地図データにない新しい道路や一時的な迂回路等に対応することができない。最新の道路地図に対応するためには、地図データを格納するＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体を入れ替えたり、地図情報提供業者のサーバにアクセスして更新データをダウンロードしたりする必要がある（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２４５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般に、地図データは、道路レイヤ、施設レイヤ、背景レイヤ等の複数のレイヤデータで構成されている。このうちの道路レイヤは、道路の主要地点（交差点その他道路網表現上の結節点等）に対応するノードと、隣接するノードを連結するリンク（隣接ノード間の道路区間）とを関連付けてデータベース化して、道路データとして管理している。そのため、カーナビゲーション装置は、地図の更新データをダウンロードした際に、当該更新データを適用してデータベースを再構築するという処理を行う必要がある。しかし、道路レイヤのデータベースを再構築するという処理は、カーナビゲーション装置のような、ＣＰＵ（Central Processing Unit）の性能やメモリ容量等のリソースが限られる装置にとって負荷が大きすぎるという問題が指摘される。
【０００８】
そこで、本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、処理負荷を軽減しつつも更新内容が反映された道路地図を表示するのに好適な地図表示装置、及び該地図配信システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決する本発明の一形態に係る地図表示装置は、地図を構成するオブジェクトを種別毎に別個のレイヤで管理する地図データであって、道路網をノードとリンクとで管理する第一の道路レイヤを有する地図データを格納した地図格納手段と、道路網に含まれない別の道路を画像として管理する第二の道路レイヤの道路データであって、該画像中の少なくとも２点を地図データに対応する座標と関連付けてメタ情報として保持する道路データを所定の外部装置と通信して取得する道路データ取得手段と、第一の道路レイヤの道路網を描画して道路網画像を生成する画像生成手段と、メタ情報として付帯する座標を用いて第二の道路レイヤの画像を道路網画像に重ね合わせる地図画像重畳手段と、重ね合わせられた地図画像を所定の表示画面に表示する表示手段とを有することを特徴とした装置である。
【００１０】
かかる構成によれば、更新後の道路を表示するにあたり、ノードとリンクからなるデータベースを再構築する必要がない。そのため、地図表示装置の処理負荷が過大になるという不都合の発生を有効に避けつつも、最新の道路地図をユーザに提示することができる。また、当該構成によれば、廉価版の地図表示装置の設計に有利である。
【００１１】
本発明に係る地図表示装置は、ＧＰＳ航法と自律航法の少なくとも一方を使用して現在位置を測定する位置測定手段と、測定された現在位置に対応する地図画像中の位置を計算する位置計算手段と、計算された位置を第一の道路レイヤの道路上の位置に補正するマップマッチング手段と、補正された位置に所定のマークを配置するマーク配置手段とを更に有する構成としてもよい。
【００１２】
本発明に係る地図表示装置は、例えば第二の道路レイヤの道路を走行中であっても、地図画面上の現在位置マークが、第一の道路レイヤの道路上の位置に強制的に補正されるという不都合を解消するため、次のように構成されている。
【００１３】
すなわち、本発明に係る地図表示装置は、測定された現在位置に基づいて第二の道路レイヤの道路が該現在位置周辺に存在するか否かを検知する検知手段と、検知手段によって第二の道路レイヤの道路が検知された場合に、マップマッチング手段による第一の道路レイヤの道路上への位置の補正機能を停止する補正機能停止手段とを更に有する構成が想定される。
【００１４】
また、本発明に係る地図表示装置は、測定された現在位置に基づいて第二の道路レイヤの道路が該現在位置周辺に存在するか否かを検知する検知手段と、検知手段によって第二の道路レイヤの道路が検知された場合に、ＧＰＳ航法の測位結果と、自律航法の測位結果との差が所定の基準値以下であるか否かを判定すると共に、該自律航法又は該ＧＰＳ航法によって測定された位置と、該位置に最も近い第一の道路レイヤの道路との距離が所定距離以上であるか否かを判定する判定手段と、上記差が所定の基準値以下であると同時に上記距離が所定距離以上であると判定された場合に、マップマッチング手段による第一の道路レイヤの道路上への位置の補正機能を停止する補正機能停止手段とを更に有する構成が想定される。
【００１５】
また、本発明に係る地図表示装置は、測定された現在位置に基づいて第二の道路レイヤの道路が該現在位置周辺に存在するか否かを検知する検知手段と、検知手段によって第二の道路レイヤの道路が検知された場合に、ＧＰＳ航法の測位結果と、自律航法の測位結果との差が所定の基準値以下であるか否かを判定すると共に、該自律航法又は該ＧＰＳ航法による測位結果をそのまま反映したときの表示画面上の位置と、該表示画面上において該位置の最も近くに配置される該第二の道路レイヤの道路の画像位置との距離が所定距離以下であるか否かを判定する判定手段と、上記差が所定の基準値以下であると同時に上記距離が所定距離以下であると判定された場合に、マップマッチング手段による第一の道路レイヤの道路上への位置の補正機能を停止する補正機能停止手段とを更に有する構成が想定される。
【００１６】
本発明に係る地図表示装置としては、例えば車両に搭載された車載型装置が想定される。
【００１７】
上記の課題を解決する本発明の一形態に係る地図配信システムは、上記の何れかに記載の地図表示装置と、第二の道路レイヤの道路データを蓄積する地図サーバとを有するシステムである。地図表示装置が地図格納手段に格納されている地図データのバージョンを所定のタイミングで地図サーバに送信すると、地図サーバは、受信したバージョンに基づいて第二の道路レイヤの道路データの差分を検出し、検出された差分データを地図表示装置に配信する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、処理負荷を軽減しつつも更新内容が反映された道路地図を表示するのに好適な地図表示装置、及び該地図配信システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態のカーナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態のカーナビゲーション装置が有するＧＰＳレシーバの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態の地図配信システムの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態のカーナビゲーション装置で実行される地図更新データ取得処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態のカーナビゲーション装置で実行される地図表示処理を示すフローチャートである。
【図６】差分レイヤ画像を基本レイヤ画像に重ね合わせる処理を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態のカーナビゲーション装置について説明する。
【００２１】
図１は、一般乗用車等の車両に搭載されるカーナビゲーション装置２００の構成を示すブロック図である。図１に示されるように、カーナビゲーション装置２００は、ＧＰＳレシーバ１００、ジャイロセンサ１０２、車速センサ１０４、Ａ／Ｄ変換部１０２ａ、１０４ａ、ＣＰＵ１０８、ＲＯＭ（Read Only Memory）１１０、ＲＡＭ（Random Access Memory）１１２、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１１４、表示部１１６、入力部１１８、ＶＲＡＭ（Video Random Access Memory）１２０、通信インタフェース１２２を有している。
【００２２】
ＣＰＵ１０８は、カーナビゲーション装置２００全体の制御を統括的に実行する。ＣＰＵ１０８は、カーナビゲーション装置２００の各構成要素と連携して動作して、各種機能を実現する。
【００２３】
ＧＰＳレシーバ１００は、複数のＧＰＳ衛星からＧＰＳ測位に必要な個数以上のＧＰＳ信号を捕捉、追尾してＧＰＳ測位を行い、得られたＧＰＳ測位結果をＣＰＵ１０８に出力する。ＧＰＳレシーバ１００によるＧＰＳ測位は、例えば毎秒一回行われる。
【００２４】
ジャイロセンサ１０２、車速センサ１０４は共に、周知のＤＲセンサである。ジャイロセンサ１０２は、カーナビゲーション装置２００を搭載した車両の水平面における方位に関する角速度を計測して、その計測結果をＡ／Ｄ変換部１０２ａに出力する。車速センサ１０４は、当該車両の左右の駆動輪の回転速度を検出して、その検出結果に応じたパルス数をＡ／Ｄ変換部１０４ａに出力する。Ａ／Ｄ変換部１０２ａ、１０４ａに入力した信号は、Ａ／Ｄ変換後、ＣＰＵ１０８に入力する。
【００２５】
ＲＯＭ１１０は、ナビゲーション処理を実行するための各種プログラムを格納している。これらのプログラムは、システム起動時にＲＡＭ１１２のワークエリアにロードされる。ＣＰＵ１０８は、ロードされたプログラムの実行を行う。
【００２６】
ＣＰＵ１０８は、各ＤＲセンサの出力信号を用いてＤＲ測位演算を行い、ＤＲ測位結果を取得する。次いで、取得されたＤＲ測位結果と、ＧＰＳレシーバ１００のＧＰＳ測位結果とを、夫々の測位結果に対する誤差の推定値を加味した上で比較する。ＣＰＵ１０８は、比較結果を参照して、ＤＲ測位結果の精度が低下していないことを検知した場合、ＤＲ測位結果を最終的な測位結果として決定する。一方、ＤＲ測位結果の精度低下を検知した場合は、ＧＰＳ測位結果を用いてＤＲ測位結果に補正をかけて、最終的な測位結果を計算する。ＣＰＵ１０８は、ＧＰＳ測位結果の出力が無い場合には、上記の比較処理を行うことなくＤＲ測位結果を最終的な測位結果とする。
【００２７】
ＣＰＵ１０８は、決定した測位結果をキーにＨＤＤ１１４内の地図データベース（以下、「ローカル地図データベース」と記す。）を検索して、自車位置周辺の地図を切り出す。ＲＡＭ１１２の所定領域は、表示部１１６の画面サイズ（解像度）よりも広範なイメージバッファを構成している。ＣＰＵ１０８は、切り出した地図データのイメージバッファへの描画を行うと共に、自車の方位等に合わせて地図を回転・移動等するジオメトリ処理を行い、処理結果に応じたイメージバッファ内のイメージ領域の指定を行う。また、ＣＰＵ１０８は、マップマッチングによる地図上への自車位置マークの配置を行う。
【００２８】
ＶＲＡＭ１２０は、表示部１１６に直接表示される内容を保持するメモリであり、表示部１１６の画面サイズに対応するイメージ領域を有している。ＶＲＡＭ１２０には、イメージバッファ内の指定イメージ領域に描画された内容が転送される。描画結果がＶＲＡＭ１２０に転送されると、例えば自車位置を基準とした周辺地図が表示部１１６の表示画面上に表示される。
【００２９】
なお、ＣＰＵ１０８は、ユーザによる入力部１１８の操作によって目的地が設定されている場合、当該目的地に向けた周知のナビゲーション処理も併せて行う。
【００３０】
図２は、ＧＰＳレシーバ１００の構成を示すブロック図である。図２に示されるように、ＧＰＳレシーバ１００は、ＧＰＳアンテナ１、ＧＰＳレシーバモジュール３を有している。
【００３１】
ＧＰＳ衛星から発信されたＧＰＳ信号は、ＧＰＳアンテナ１によって受信される。ＧＰＳアンテナ１によって受信されたＧＰＳ信号は、ＧＰＳレシーバモジュール３が有するＲＦアナログ処理部３２に入力する。ＲＦアナログ処理部３２に入力したＧＰＳ信号は、ダウンコンバータ３２ａにおいて、基準クロック３２ｄの信号を基に所定周波数の信号を発生するシンセサイザ３２ｃからの信号により、フィルタリング等の信号処理に適した中間周波数にダウンコンバートされる。ダウンコンバートされた中間周波数の信号は、Ａ／Ｄコンバータ３２ｂによってデジタル信号に変換されて、ベースバンドデジタル処理部３３に出力される。
【００３２】
ベースバンドデジタル処理部３３は、スペクトラム拡散されているＧＰＳ信号を逆拡散するための処理を行う。Ａ／Ｄコンバータ３２ｂからキャリア相関部３３ａに出力される信号は、数値制御発信器であるキャリアＮＣＯ（Number Controlled Oscillator）３３ｃからの信号と乗算され、次いで、乗算結果が積分され、それにより相関計算が行われる。この相関計算によるピーク値が得られるように、すなわち、搬送波との同期が確立するように、測位演算部３３ｆは、キャリア追尾ループを介してキャリアＮＣＯ３３ｃを制御する。
【００３３】
キャリア相関部３３ａからの信号は、更に、ＰＲＮコード相関部３３ｂに出力される。ＰＲＮコード相関部３３ｂでは、キャリア相関部３３ａからの信号と、捕捉すべきＧＰＳ衛星と同じ疑似ランダムコードをコードＮＣＯ３３ｅからの信号に基づいて発生するＰＲＮコード発生部３３ｄからの信号とが乗算され、次いで、乗算結果が積分され、それにより相関計算が行われる。この相関計算によるピーク値が得られるように、すなわち、ＧＰＳ信号に含まれるＰＲＮコード信号との同期が確立するように、測位演算部３３ｆは、コード追尾ループを介してコードＮＣＯ３３ｅを制御する。
【００３４】
以上の信号処理により、ＧＰＳ信号は、逆拡散される。また、ＰＲＮコード相関部３３ｂによる相関出力からは、ベースバンド信号が得られる。測位演算部３３ｆは、得られたベースバンド信号から衛星位置情報等を含むＧＰＳメッセージを取得する。また、測位演算部３３ｆは、ＧＰＳレシーバモジュール３側で発生するＰＲＮコード信号の発生タイミングを基にＧＰＳ信号の飛行時間を取得して疑似距離の計測を行い、また、キャリアＮＣＯ３３ｃの位相変化量を基に、ＧＰＳレシーバモジュール３自身の速度、方位等も算出する。
【００３５】
ベースバンドデジタル処理部３３は、キャリア相関部３３ａ、ＰＲＮコード相関部３３ｂ、キャリアＮＣＯ３３ｃ、ＰＲＮコード発生部３３ｄ、コードＮＣＯ３３ｅで構成される受信チャンネルを複数有する。図２においては、受信チャンネルが例えば８チャンネルあるとする。測位演算部３３ｆは、各受信チャンネルで受信される受信信号のうち４つ以上から得られる疑似距離を基に、幾何学的な演算によりＧＰＳレシーバモジュール３自身の位置を求める測位演算（３次元測位）を実行する。これら測位結果、速度、方位等のデータは、外部インタフェース部３４を介してホストシステムに、ここではＣＰＵ１０８に渡される。
【００３６】
測位演算部３３ｆは、ベースバンドデジタル処理部３３の各受信チャンネルにおいて受信された信号の受信Ｃ／Ｎを検出して、受信Ｃ／Ｎが所定の閾値を超えるもののみを選択して測位演算に用いている。測位演算部３３ｆは、トラッキングしているＧＰＳ衛星の数が例えば３つの場合は２次元測位を、４つ以上の場合には３次元測位を行う。
【００３７】
以上が、カーナビゲーション装置２００で実行される基本的な処理動作である。ここで、カーナビゲーション装置２００は、新しい道路や一時的な迂回路等に対応するため、ローカル地図データベースを更新する必要がある。本実施形態においては、外部サーバにアクセスして更新データをダウンロードし、ローカル地図データベースを更新する構成が採用されている。そして、ローカル地図データベースを更新する際のカーナビゲーション装置２００の処理負荷を軽減するため、次に説明する構成を有している。
【００３８】
図３は、本実施形態の地図配信システム１０の構成を示すブロック図である。図３に示されるように、地図配信システム１０は、カーナビゲーション装置２００に加えて、外部サーバである地図配信サーバ３００を有している。カーナビゲーション装置２００と地図配信サーバ３００は、互いが有する通信インタフェース１２２又は３４０により、周知のインターネット網４００を介して双方向通信可能に接続されている。なお、図３においては、説明の便宜上、地図配信サーバ３００に接続されるクライアント（カーナビゲーション装置２００）を一台のみ示しているが、実際には複数台のクライアントが接続されている。クライアントの形態としては、カーナビゲーション装置以外に、簡易型ナビゲーション装置であるＰＮＤ（Personal Navigation Device）や携帯電話端末等の移動体端末が想定される。
【００３９】
地図配信サーバ３００は、地図情報提供業者が保有するサーバであり、ＣＰＵ３１０、メモリ３２０、地図データベース３３０、及び前述の通信インタフェース３４０を有している。ＣＰＵ３１０は、メモリ３２０に格納されている各種プログラムの実行等を行う。地図データベース３３０には、所定範囲（例えば全国）の地図データがデータベース化され管理されている。地図データベース３３０は、現実の道路網に合わせて定期的に又は任意のタイミングで更新される。地図データは、道路、施設、背景等の各種オブジェクトを道路レイヤ、施設レイヤ、背景レイヤ等の別個のレイヤで管理するデータ構造を有している。
【００４０】
図４は、カーナビゲーション装置２００で実行される地図更新データ取得処理を示すフローチャートである。この地図更新データ取得処理は、例えばカーナビゲーション装置２００のシステム起動と共に実行開始される。以降の本明細書中の説明並びに図面において、各処理ステップは、「Ｓ」と省略して記す。
【００４１】
カーナビゲーション装置２００は、地図配信サーバ３００にアクセスして、地図データベース３３０の更新の有無を確認する（Ｓ１）。具体的には、地図配信サーバ３００は、地図データベース３３０をバージョン管理している。地図配信サーバ３００は、カーナビゲーション装置２００のリクエスト・メッセージに含まれるローカル地図データベースのバージョンをチェックして、更新の要否を判定する。
【００４２】
地図配信サーバ３００は、地図データベース３３０とローカル地図データベースのバージョンが相違する場合、更新が必要と判定する。この場合、地図配信サーバ３００は、バージョンの相違に応じた差分データを地図データベース３３０から抽出して、カーナビゲーション装置２００に送信する。カーナビゲーション装置２００は、差分データを受信すると（Ｓ２：ＹＥＳ）、当該差分データをローカル地図データベースに蓄積して（Ｓ３）、地図配信サーバ３００とのセッションを終了する。
【００４３】
この差分データに含まれる道路データ（以下、「差分道路データ」と記す。）は、ノードとリンクの情報からなる一般的な道路レイヤのデータ構造を有さない。具体的には、差分道路データは、上記の道路レイヤとは別のレイヤデータであって、新しい道路網等を画像化した画像データである。差分道路データは、ファイル名等の一般的なプロパティに加えて、画像中の少なくとも２点を地図データに対応する座標（緯度、経度）と関連付けて、メタ情報として保持している。以下、説明の便宜上、差分道路データに対応するレイヤを、「差分道路レイヤ」と記す。
【００４４】
地図配信サーバ３００は、地図データベース３３０とローカル地図データベースのバージョンのバージョンが一致する場合には、その旨をカーナビゲーション装置２００に通知する。カーナビゲーション装置２００は、当該通知を受信すると（Ｓ２：ＮＯ）、地図配信サーバ３００とのセッションを終了する。
【００４５】
なお、図４の地図更新データ取得処理は、カーナビゲーション装置２００のシステム起動時に限らず、システム動作中に定期的に又はユーザが指定するタイミング等で実行されてもよい。
【００４６】
図５は、カーナビゲーション装置２００で実行される地図表示処理を示すフローチャートである。この地図表示処理は、例えばカーナビゲーション装置２００のシステム動作中継続的に実行される。
【００４７】
図５に示されるように、カーナビゲーション装置２００は、測位結果をキーにローカル地図データベースを検索して、自車位置周辺の地図を切り出す（Ｓ１１）。カーナビゲーション装置２００は、切り出されたエリアに含まれる道路レイヤ、施設レイヤ、背景レイヤ等の各レイヤに配置されたオブジェクトのイメージバッファへの描画を行う（Ｓ１２）。
【００４８】
カーナビゲーション装置２００は、切り出されたエリアに含まれる差分道路レイヤの中から、切り出しエリア内の座標をメタ情報として保持する差分道路データを検索する（Ｓ１３）。該当する差分道路データが検索された場合は（Ｓ１４：ＹＥＳ）、その差分道路データの描画を行い、Ｓ１２の処理で描画されたレイヤ画像に重ね合わせる（Ｓ１５）。以下、説明の便宜上、Ｓ１２の処理で描画されたレイヤ画像を「基本レイヤ画像」と記し、差分道路データの描画結果を「差分レイヤ画像」と記す。なお、該当する差分道路データが検索されない場合は（Ｓ１４：ＮＯ）、イメージバッファに描画された基本レイヤ画像のうち、指定イメージ領域に描画された内容であって、ジオメトリ、マップマッチング等の各種処理後の結果がＶＲＡＭ１２０を介して表示部１１６の表示画面上に表示される（Ｓ１６）。
【００４９】
図６（ａ）〜（ｃ）は、Ｓ１５の処理、つまり、差分レイヤ画像を基本レイヤ画像に重ね合わせるという処理を説明するための図である。図６（ａ）は、イメージバッファに描画された基本レイヤ画像を示す。図６（ａ）中、「Ａ」は、自車位置マークを、「Ｂ」は、設定された目的地を、実線（細線）は、道路を、実線（太線）は、ナビゲーション処理によって検索されたルートを、それぞれ示す。「ａ」、「ｂ」、「ｃ」は、切り出されたエリア内の任意の座標に便宜上符号を付したものであり、画像として現れる要素ではない。図６（ｂ）は、イメージバッファに描画される差分レイヤ画像を示す。図６（ｂ）中、破線は、新しい道路を示す。「ａ’」、「ｂ’」、「ｃ’」は、当該差分道路データがメタ情報として保持する座標に便宜上符号を付したものであり、画像として現れる要素ではない。
【００５０】
座標ａ’、ｂ’、ｃ’はそれぞれ、地図データベースにおいて、切り出されたエリア内の座標ａ、ｂ、ｃと同一の座標で管理されている。ＣＰＵ１０８は、図６（ｃ）に示されるように、座標ａ’、ｂ’、ｃ’の各々が座標ａ、ｂ、ｃと一致するように、差分レイヤ画像を基本レイヤ画像に重ね合わせる。なお、本実施形態においては、二次元地図を想定している。従って、この重ね合わせ処理の実行には、差分道路データで保持される座標が最低限２点あれば足りる。三次元地図の場合は、最低限３点の座標が必要である。
【００５１】
以上の各ステップの処理、及び、ジオメトリ、マップマッチング等の各種処理の実行を経て、表示部１１６の表示画面上には、イメージバッファ内の指定イメージ領域Ｒ（図６（ｃ）参照）に描画された、新しい道路を含む地図画像が表示される（Ｓ１６）。ここで、基本レイヤ画像と差分レイヤ画像は、相対的に固定した状態で管理されている。従って、ジオメトリ処理による地図の移動や回転、拡大、縮小等が行われた場合も、基本レイヤ画像の道路と差分レイヤ画像の道路とが相対的にずれるという不具合が発生することはない。
【００５２】
このように、本実施形態のカーナビゲーション装置２００においては、更新後の道路を表示するにあたり、ノードとリンクからなるデータベースを再構築する必要がない。そのため、カーナビゲーション装置２００のリソースが限定的である場合も、処理負荷が過大になるという不都合の発生を有効に避けつつ、最新の道路地図をユーザに提示することができる。別の側面によれば、本実施形態の構成を採用した場合、廉価版のカーナビゲーション装置の設計に有利である。
【００５３】
ところで、既存のマップマッチングは、道路レイヤで管理される（基本レイヤ画像の）道路に対してのみ行われる。従って、自車位置マークの表示位置は、差分道路レイヤで管理される（差分レイヤ画像の）新しい道路を走行中であっても、道路レイヤの道路上に強制的に補正される。そこで、本実施形態のカーナビゲーション装置２００は、かかる不都合を解消すべく、次の処理（１）〜（３）の何れかを実行する。なお、処理（１）〜（３）の実行は、図５のＳ１４の処理において差分道路データが検索されている、すなわち、自車位置周辺における新しい道路の存在が検知されていることが前提である。
【００５４】
＜処理（１）＞
カーナビゲーション装置２００は、マップマッチング機能を一時的に停止する。すなわち、マップマッチング機能自体の速やかな停止によって上記の不都合を解消する。マップマッチング機能の停止は、差分道路データが検索されないエリアに、すなわち新しい道路が存在しないエリアに車両が進入するまで継続する。
【００５５】
＜処理（２）＞
（２−１）ＤＲ測位結果とＧＰＳ測位結果との差が所定の設定基準値以下である。
（２−２）ＤＲ測位による位置と、当該位置に最も近い道路レイヤ中の道路との距離が所定距離以上に拡大した。
カーナビゲーション装置２００は、上記条件（２−１）と（２−２）とが同時に満たされる期間に限り、マップマッチング機能を停止する。すなわち、ＤＲ測位結果の精度が高いにも拘わらず、自車位置が道路レイヤ中の道路から大きく外れている場合は、車両が新しい道路を走行している可能性が高いと判断して、マップマッチング機能を一時的に停止する。なお、上記条件（２−２）の「ＤＲ測位による位置」は、「ＧＰＳ測位による位置」に置き換えてもよい。
【００５６】
＜処理（３）＞
前提条件として、差分道路レイヤの道路を他の何れのレイヤ画像でも使用されない特定の色で表示する。
（３−１）ＤＲ測位結果とＧＰＳ測位結果との差が所定の設定基準値以下である。
（３−２）ＤＲ測位結果をそのまま反映したときの自車の表示画面上の位置（座標）と、当該位置の最も近くに配置される上記特定の色を表示する座標との距離が所定距離以下に縮小した。
カーナビゲーション装置２００は、上記条件（３−１）と（３−２）とが同時に満たされる期間に限り、マップマッチング機能を停止する。すなわち、差分道路レイヤの道路であると推定できる道路が高精度で信頼性の高いＤＲ測位による位置近傍に存在する場合は、車両が新しい道路を走行している可能性が高いと判断して、マップマッチング機能を一時的に停止する。なお、上記条件（３−２）の「ＤＲ測位結果」は、「ＧＰＳ測位結果」に置き換えてもよい。
【００５７】
以上の処理（１）〜（３）の何れかを実行することにより、実際には新しい道路を走行しているにも拘わらず表示画面上では自車位置が道路レイヤの道路上に補正されるという不都合が有効に避けられる。
【００５８】
以上が本発明の実施形態の説明である。本発明は、上記の構成に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１０ 地図配信システム
１００ ＧＰＳレシーバ
２００ カーナビゲーション装置
３００ 地図配信サーバ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、道路地図を表示する地図表示装置、及び該地図表示装置を有する地図配信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧＰＳ（Global Positioning System）は、地球を周回するＧＰＳ衛星から発信されるＧＰＳ信号を用いて対象物の位置情報等を測定するための測位システムであり、日常生活においても広く利用されている。
【０００３】
ＧＰＳでは、複数のＧＰＳ衛星がＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式によって同じ周波数帯を共用してＧＰＳ信号を送信する。具体的には、ＧＰＳ信号は、クロック情報やＧＰＳ衛星の軌道情報を含む通信信号としての航法メッセージと、ＧＰＳ衛星毎に定められた拡散符号としてのＰＲＮコード（Pseudo Random Noise code）とにより、１５７５．４２ＭＨｚのキャリアをＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）変調したものである。ＧＰＳレシーバは、原理上必要とされる個数以上のＧＰＳ衛星を選択してＧＰＳアンテナにより受信し、受信したＧＰＳ衛星に対応するＰＲＮコードを生成し、生成されたＰＲＮコードの位相をＧＰＳ信号に同期させて乗じることにより航法データを復調する。ＧＰＳレシーバは、復調処理により得られた航法データを用いて演算を行い、対象物の位置情報、方位情報、移動速度情報等を生成する。以下においては、説明の便宜上、ＧＰＳレシーバによるＧＰＳ信号を利用した対象物の位置測定、方位測定、移動速度測定等を「ＧＰＳ測位」と記す。
【０００４】
ＧＰＳレシーバを備えるエンドユーザ向け製品には、例えば一般乗用車等の車両に搭載されるカーナビゲーション装置がある。カーナビゲーション装置は、ＧＰＳ測位に加えてＤＲ（Dead Reckoning）センサを用いた位置測定、方位測定、移動速度測定等（以下、「ＤＲ測位」と記す。）も行い、２つの測位方式の弱点を補完するように、両方式による測位結果から最終的な測位結果を演算する。カーナビゲーション装置は、演算して得られた最終的な測位結果に基づいて、地図画面上に表示する自車位置を更新する。カーナビゲーション装置は、目的地が設定されている場合、地図画面上の自車位置の更新と併せて当該目的地に向けたナビゲーションを行う。
【０００５】
ところで、カーナビゲーション装置は、ローカルに保存されている地図データを参照してナビゲーションを行うため、地図データにない新しい道路や一時的な迂回路等に対応することができない。最新の道路地図に対応するためには、地図データを格納するＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体を入れ替えたり、地図情報提供業者のサーバにアクセスして更新データをダウンロードしたりする必要がある（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２４５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般に、地図データは、道路レイヤ、施設レイヤ、背景レイヤ等の複数のレイヤデータで構成されている。このうちの道路レイヤは、道路の主要地点（交差点その他道路網表現上の結節点等）に対応するノードと、隣接するノードを連結するリンク（隣接ノード間の道路区間）とを関連付けてデータベース化して、道路データとして管理している。そのため、カーナビゲーション装置は、地図の更新データをダウンロードした際に、当該更新データを適用してデータベースを再構築するという処理を行う必要がある。しかし、道路レイヤのデータベースを再構築するという処理は、カーナビゲーション装置のような、ＣＰＵ（Central Processing Unit）の性能やメモリ容量等のリソースが限られる装置にとって負荷が大きすぎるという問題が指摘される。
【０００８】
そこで、本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、処理負荷を軽減しつつも更新内容が反映された道路地図を表示するのに好適な地図表示装置、及び該地図配信システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決する本発明の一形態に係る地図表示装置は、地図を構成するオブジェクトを種別毎に別個のレイヤで管理する地図データであって、道路網をノードとリンクとで管理する第一の道路レイヤを有する地図データを格納した地図格納手段と、道路網に含まれない別の道路を画像として管理する第二の道路レイヤの道路データであって、該画像中の少なくとも２点を地図データに対応する座標と関連付けてメタ情報として保持する道路データを所定の外部装置と通信して取得する道路データ取得手段と、第一の道路レイヤの道路網を描画して道路網画像を生成する画像生成手段と、メタ情報として付帯する座標を用いて第二の道路レイヤの画像を道路網画像に重ね合わせる地図画像重畳手段と、重ね合わせられた地図画像を所定の表示画面に表示する表示手段とを有することを特徴とした装置である。
【００１０】
かかる構成によれば、更新後の道路を表示するにあたり、ノードとリンクからなるデータベースを再構築する必要がない。そのため、地図表示装置の処理負荷が過大になるという不都合の発生を有効に避けつつも、最新の道路地図をユーザに提示することができる。また、当該構成によれば、廉価版の地図表示装置の設計に有利である。
【００１１】
本発明に係る地図表示装置は、ＧＰＳ航法と自律航法の少なくとも一方を使用して現在位置を測定する位置測定手段と、測定された現在位置に対応する地図画像中の位置を計算する位置計算手段と、計算された位置を第一の道路レイヤの道路上の位置に補正するマップマッチング手段と、補正された位置に所定のマークを配置するマーク配置手段とを更に有する構成としてもよい。
【００１２】
本発明に係る地図表示装置は、例えば第二の道路レイヤの道路を走行中であっても、地図画面上の現在位置マークが、第一の道路レイヤの道路上の位置に強制的に補正されるという不都合を解消するため、次のように構成されている。
【００１３】
すなわち、本発明に係る地図表示装置は、測定された現在位置に基づいて第二の道路レイヤの道路が該現在位置周辺に存在するか否かを検知する検知手段と、検知手段によって第二の道路レイヤの道路が検知された場合に、マップマッチング手段による第一の道路レイヤの道路上への位置の補正機能を停止する補正機能停止手段とを更に有する構成が想定される。
【００１４】
また、本発明に係る地図表示装置は、測定された現在位置に基づいて第二の道路レイヤの道路が該現在位置周辺に存在するか否かを検知する検知手段と、検知手段によって第二の道路レイヤの道路が検知された場合に、ＧＰＳ航法の測位結果と、自律航法の測位結果との差が所定の基準値以下であるか否かを判定すると共に、該自律航法又は該ＧＰＳ航法によって測定された位置と、該位置に最も近い第一の道路レイヤの道路との距離が所定距離以上であるか否かを判定する判定手段と、上記差が所定の基準値以下であると同時に上記距離が所定距離以上であると判定された場合に、マップマッチング手段による第一の道路レイヤの道路上への位置の補正機能を停止する補正機能停止手段とを更に有する構成が想定される。
【００１５】
また、本発明に係る地図表示装置は、測定された現在位置に基づいて第二の道路レイヤの道路が該現在位置周辺に存在するか否かを検知する検知手段と、検知手段によって第二の道路レイヤの道路が検知された場合に、ＧＰＳ航法の測位結果と、自律航法の測位結果との差が所定の基準値以下であるか否かを判定すると共に、該自律航法又は該ＧＰＳ航法による測位結果をそのまま反映したときの表示画面上の位置と、該表示画面上において該位置の最も近くに配置される該第二の道路レイヤの道路の画像位置との距離が所定距離以下であるか否かを判定する判定手段と、上記差が所定の基準値以下であると同時に上記距離が所定距離以下であると判定された場合に、マップマッチング手段による第一の道路レイヤの道路上への位置の補正機能を停止する補正機能停止手段とを更に有する構成が想定される。
【００１６】
本発明に係る地図表示装置としては、例えば車両に搭載された車載型装置が想定される。
【００１７】
上記の課題を解決する本発明の一形態に係る地図配信システムは、上記の何れかに記載の地図表示装置と、第二の道路レイヤの道路データを蓄積する地図サーバとを有するシステムである。地図表示装置が地図格納手段に格納されている地図データのバージョンを所定のタイミングで地図サーバに送信すると、地図サーバは、受信したバージョンに基づいて第二の道路レイヤの道路データの差分を検出し、検出された差分データを地図表示装置に配信する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、処理負荷を軽減しつつも更新内容が反映された道路地図を表示するのに好適な地図表示装置、及び該地図配信システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態のカーナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態のカーナビゲーション装置が有するＧＰＳレシーバの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態の地図配信システムの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態のカーナビゲーション装置で実行される地図更新データ取得処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態のカーナビゲーション装置で実行される地図表示処理を示すフローチャートである。
【図６】差分レイヤ画像を基本レイヤ画像に重ね合わせる処理を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態のカーナビゲーション装置について説明する。
【００２１】
図１は、一般乗用車等の車両に搭載されるカーナビゲーション装置２００の構成を示すブロック図である。図１に示されるように、カーナビゲーション装置２００は、ＧＰＳレシーバ１００、ジャイロセンサ１０２、車速センサ１０４、Ａ／Ｄ変換部１０２ａ、１０４ａ、ＣＰＵ１０８、ＲＯＭ（Read Only Memory）１１０、ＲＡＭ（Random Access Memory）１１２、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１１４、表示部１１６、入力部１１８、ＶＲＡＭ（Video Random Access Memory）１２０、通信インタフェース１２２を有している。
【００２２】
ＣＰＵ１０８は、カーナビゲーション装置２００全体の制御を統括的に実行する。ＣＰＵ１０８は、カーナビゲーション装置２００の各構成要素と連携して動作して、各種機能を実現する。
【００２３】
ＧＰＳレシーバ１００は、複数のＧＰＳ衛星からＧＰＳ測位に必要な個数以上のＧＰＳ信号を捕捉、追尾してＧＰＳ測位を行い、得られたＧＰＳ測位結果をＣＰＵ１０８に出力する。ＧＰＳレシーバ１００によるＧＰＳ測位は、例えば毎秒一回行われる。
【００２４】
ジャイロセンサ１０２、車速センサ１０４は共に、周知のＤＲセンサである。ジャイロセンサ１０２は、カーナビゲーション装置２００を搭載した車両の水平面における方位に関する角速度を計測して、その計測結果をＡ／Ｄ変換部１０２ａに出力する。車速センサ１０４は、当該車両の左右の駆動輪の回転速度を検出して、その検出結果に応じたパルス数をＡ／Ｄ変換部１０４ａに出力する。Ａ／Ｄ変換部１０２ａ、１０４ａに入力した信号は、Ａ／Ｄ変換後、ＣＰＵ１０８に入力する。
【００２５】
ＲＯＭ１１０は、ナビゲーション処理を実行するための各種プログラムを格納している。これらのプログラムは、システム起動時にＲＡＭ１１２のワークエリアにロードされる。ＣＰＵ１０８は、ロードされたプログラムの実行を行う。
【００２６】
ＣＰＵ１０８は、各ＤＲセンサの出力信号を用いてＤＲ測位演算を行い、ＤＲ測位結果を取得する。次いで、取得されたＤＲ測位結果と、ＧＰＳレシーバ１００のＧＰＳ測位結果とを、夫々の測位結果に対する誤差の推定値を加味した上で比較する。ＣＰＵ１０８は、比較結果を参照して、ＤＲ測位結果の精度が低下していないことを検知した場合、ＤＲ測位結果を最終的な測位結果として決定する。一方、ＤＲ測位結果の精度低下を検知した場合は、ＧＰＳ測位結果を用いてＤＲ測位結果に補正をかけて、最終的な測位結果を計算する。ＣＰＵ１０８は、ＧＰＳ測位結果の出力が無い場合には、上記の比較処理を行うことなくＤＲ測位結果を最終的な測位結果とする。
【００２７】
ＣＰＵ１０８は、決定した測位結果をキーにＨＤＤ１１４内の地図データベース（以下、「ローカル地図データベース」と記す。）を検索して、自車位置周辺の地図を切り出す。ＲＡＭ１１２の所定領域は、表示部１１６の画面サイズ（解像度）よりも広範なイメージバッファを構成している。ＣＰＵ１０８は、切り出した地図データのイメージバッファへの描画を行うと共に、自車の方位等に合わせて地図を回転・移動等するジオメトリ処理を行い、処理結果に応じたイメージバッファ内のイメージ領域の指定を行う。また、ＣＰＵ１０８は、マップマッチングによる地図上への自車位置マークの配置を行う。
【００２８】
ＶＲＡＭ１２０は、表示部１１６に直接表示される内容を保持するメモリであり、表示部１１６の画面サイズに対応するイメージ領域を有している。ＶＲＡＭ１２０には、イメージバッファ内の指定イメージ領域に描画された内容が転送される。描画結果がＶＲＡＭ１２０に転送されると、例えば自車位置を基準とした周辺地図が表示部１１６の表示画面上に表示される。
【００２９】
なお、ＣＰＵ１０８は、ユーザによる入力部１１８の操作によって目的地が設定されている場合、当該目的地に向けた周知のナビゲーション処理も併せて行う。
【００３０】
図２は、ＧＰＳレシーバ１００の構成を示すブロック図である。図２に示されるように、ＧＰＳレシーバ１００は、ＧＰＳアンテナ１、ＧＰＳレシーバモジュール３を有している。
【００３１】
ＧＰＳ衛星から発信されたＧＰＳ信号は、ＧＰＳアンテナ１によって受信される。ＧＰＳアンテナ１によって受信されたＧＰＳ信号は、ＧＰＳレシーバモジュール３が有するＲＦアナログ処理部３２に入力する。ＲＦアナログ処理部３２に入力したＧＰＳ信号は、ダウンコンバータ３２ａにおいて、基準クロック３２ｄの信号を基に所定周波数の信号を発生するシンセサイザ３２ｃからの信号により、フィルタリング等の信号処理に適した中間周波数にダウンコンバートされる。ダウンコンバートされた中間周波数の信号は、Ａ／Ｄコンバータ３２ｂによってデジタル信号に変換されて、ベースバンドデジタル処理部３３に出力される。
【００３２】
ベースバンドデジタル処理部３３は、スペクトラム拡散されているＧＰＳ信号を逆拡散するための処理を行う。Ａ／Ｄコンバータ３２ｂからキャリア相関部３３ａに出力される信号は、数値制御発信器であるキャリアＮＣＯ（Number Controlled Oscillator）３３ｃからの信号と乗算され、次いで、乗算結果が積分され、それにより相関計算が行われる。この相関計算によるピーク値が得られるように、すなわち、搬送波との同期が確立するように、測位演算部３３ｆは、キャリア追尾ループを介してキャリアＮＣＯ３３ｃを制御する。
【００３３】
キャリア相関部３３ａからの信号は、更に、ＰＲＮコード相関部３３ｂに出力される。ＰＲＮコード相関部３３ｂでは、キャリア相関部３３ａからの信号と、捕捉すべきＧＰＳ衛星と同じ疑似ランダムコードをコードＮＣＯ３３ｅからの信号に基づいて発生するＰＲＮコード発生部３３ｄからの信号とが乗算され、次いで、乗算結果が積分され、それにより相関計算が行われる。この相関計算によるピーク値が得られるように、すなわち、ＧＰＳ信号に含まれるＰＲＮコード信号との同期が確立するように、測位演算部３３ｆは、コード追尾ループを介してコードＮＣＯ３３ｅを制御する。
【００３４】
以上の信号処理により、ＧＰＳ信号は、逆拡散される。また、ＰＲＮコード相関部３３ｂによる相関出力からは、ベースバンド信号が得られる。測位演算部３３ｆは、得られたベースバンド信号から衛星位置情報等を含むＧＰＳメッセージを取得する。また、測位演算部３３ｆは、ＧＰＳレシーバモジュール３側で発生するＰＲＮコード信号の発生タイミングを基にＧＰＳ信号の飛行時間を取得して疑似距離の計測を行い、また、キャリアＮＣＯ３３ｃの位相変化量を基に、ＧＰＳレシーバモジュール３自身の速度、方位等も算出する。
【００３５】
ベースバンドデジタル処理部３３は、キャリア相関部３３ａ、ＰＲＮコード相関部３３ｂ、キャリアＮＣＯ３３ｃ、ＰＲＮコード発生部３３ｄ、コードＮＣＯ３３ｅで構成される受信チャンネルを複数有する。図２においては、受信チャンネルが例えば８チャンネルあるとする。測位演算部３３ｆは、各受信チャンネルで受信される受信信号のうち４つ以上から得られる疑似距離を基に、幾何学的な演算によりＧＰＳレシーバモジュール３自身の位置を求める測位演算（３次元測位）を実行する。これら測位結果、速度、方位等のデータは、外部インタフェース部３４を介してホストシステムに、ここではＣＰＵ１０８に渡される。
【００３６】
測位演算部３３ｆは、ベースバンドデジタル処理部３３の各受信チャンネルにおいて受信された信号の受信Ｃ／Ｎを検出して、受信Ｃ／Ｎが所定の閾値を超えるもののみを選択して測位演算に用いている。測位演算部３３ｆは、トラッキングしているＧＰＳ衛星の数が例えば３つの場合は２次元測位を、４つ以上の場合には３次元測位を行う。
【００３７】
以上が、カーナビゲーション装置２００で実行される基本的な処理動作である。ここで、カーナビゲーション装置２００は、新しい道路や一時的な迂回路等に対応するため、ローカル地図データベースを更新する必要がある。本実施形態においては、外部サーバにアクセスして更新データをダウンロードし、ローカル地図データベースを更新する構成が採用されている。そして、ローカル地図データベースを更新する際のカーナビゲーション装置２００の処理負荷を軽減するため、次に説明する構成を有している。
【００３８】
図３は、本実施形態の地図配信システム１０の構成を示すブロック図である。図３に示されるように、地図配信システム１０は、カーナビゲーション装置２００に加えて、外部サーバである地図配信サーバ３００を有している。カーナビゲーション装置２００と地図配信サーバ３００は、互いが有する通信インタフェース１２２又は３４０により、周知のインターネット網４００を介して双方向通信可能に接続されている。なお、図３においては、説明の便宜上、地図配信サーバ３００に接続されるクライアント（カーナビゲーション装置２００）を一台のみ示しているが、実際には複数台のクライアントが接続されている。クライアントの形態としては、カーナビゲーション装置以外に、簡易型ナビゲーション装置であるＰＮＤ（Personal Navigation Device）や携帯電話端末等の移動体端末が想定される。
【００３９】
地図配信サーバ３００は、地図情報提供業者が保有するサーバであり、ＣＰＵ３１０、メモリ３２０、地図データベース３３０、及び前述の通信インタフェース３４０を有している。ＣＰＵ３１０は、メモリ３２０に格納されている各種プログラムの実行等を行う。地図データベース３３０には、所定範囲（例えば全国）の地図データがデータベース化され管理されている。地図データベース３３０は、現実の道路網に合わせて定期的に又は任意のタイミングで更新される。地図データは、道路、施設、背景等の各種オブジェクトを道路レイヤ、施設レイヤ、背景レイヤ等の別個のレイヤで管理するデータ構造を有している。
【００４０】
図４は、カーナビゲーション装置２００で実行される地図更新データ取得処理を示すフローチャートである。この地図更新データ取得処理は、例えばカーナビゲーション装置２００のシステム起動と共に実行開始される。以降の本明細書中の説明並びに図面において、各処理ステップは、「Ｓ」と省略して記す。
【００４１】
カーナビゲーション装置２００は、地図配信サーバ３００にアクセスして、地図データベース３３０の更新の有無を確認する（Ｓ１）。具体的には、地図配信サーバ３００は、地図データベース３３０をバージョン管理している。地図配信サーバ３００は、カーナビゲーション装置２００のリクエスト・メッセージに含まれるローカル地図データベースのバージョンをチェックして、更新の要否を判定する。
【００４２】
地図配信サーバ３００は、地図データベース３３０とローカル地図データベースのバージョンが相違する場合、更新が必要と判定する。この場合、地図配信サーバ３００は、バージョンの相違に応じた差分データを地図データベース３３０から抽出して、カーナビゲーション装置２００に送信する。カーナビゲーション装置２００は、差分データを受信すると（Ｓ２：ＹＥＳ）、当該差分データをローカル地図データベースに蓄積して（Ｓ３）、地図配信サーバ３００とのセッションを終了する。
【００４３】
この差分データに含まれる道路データ（以下、「差分道路データ」と記す。）は、ノードとリンクの情報からなる一般的な道路レイヤのデータ構造を有さない。具体的には、差分道路データは、上記の道路レイヤとは別のレイヤデータであって、新しい道路網等を画像化した画像データである。差分道路データは、ファイル名等の一般的なプロパティに加えて、画像中の少なくとも２点を地図データに対応する座標（緯度、経度）と関連付けて、メタ情報として保持している。以下、説明の便宜上、差分道路データに対応するレイヤを、「差分道路レイヤ」と記す。
【００４４】
地図配信サーバ３００は、地図データベース３３０とローカル地図データベースのバージョンのバージョンが一致する場合には、その旨をカーナビゲーション装置２００に通知する。カーナビゲーション装置２００は、当該通知を受信すると（Ｓ２：ＮＯ）、地図配信サーバ３００とのセッションを終了する。
【００４５】
なお、図４の地図更新データ取得処理は、カーナビゲーション装置２００のシステム起動時に限らず、システム動作中に定期的に又はユーザが指定するタイミング等で実行されてもよい。
【００４６】
図５は、カーナビゲーション装置２００で実行される地図表示処理を示すフローチャートである。この地図表示処理は、例えばカーナビゲーション装置２００のシステム動作中継続的に実行される。
【００４７】
図５に示されるように、カーナビゲーション装置２００は、測位結果をキーにローカル地図データベースを検索して、自車位置周辺の地図を切り出す（Ｓ１１）。カーナビゲーション装置２００は、切り出されたエリアに含まれる道路レイヤ、施設レイヤ、背景レイヤ等の各レイヤに配置されたオブジェクトのイメージバッファへの描画を行う（Ｓ１２）。
【００４８】
カーナビゲーション装置２００は、切り出されたエリアに含まれる差分道路レイヤの中から、切り出しエリア内の座標をメタ情報として保持する差分道路データを検索する（Ｓ１３）。該当する差分道路データが検索された場合は（Ｓ１４：ＹＥＳ）、その差分道路データの描画を行い、Ｓ１２の処理で描画されたレイヤ画像に重ね合わせる（Ｓ１５）。以下、説明の便宜上、Ｓ１２の処理で描画されたレイヤ画像を「基本レイヤ画像」と記し、差分道路データの描画結果を「差分レイヤ画像」と記す。なお、該当する差分道路データが検索されない場合は（Ｓ１４：ＮＯ）、イメージバッファに描画された基本レイヤ画像のうち、指定イメージ領域に描画された内容であって、ジオメトリ、マップマッチング等の各種処理後の結果がＶＲＡＭ１２０を介して表示部１１６の表示画面上に表示される（Ｓ１６）。
【００４９】
図６（ａ）〜（ｃ）は、Ｓ１５の処理、つまり、差分レイヤ画像を基本レイヤ画像に重ね合わせるという処理を説明するための図である。図６（ａ）は、イメージバッファに描画された基本レイヤ画像を示す。図６（ａ）中、「Ａ」は、自車位置マークを、「Ｂ」は、設定された目的地を、実線（細線）は、道路を、実線（太線）は、ナビゲーション処理によって検索されたルートを、それぞれ示す。「ａ」、「ｂ」、「ｃ」は、切り出されたエリア内の任意の座標に便宜上符号を付したものであり、画像として現れる要素ではない。図６（ｂ）は、イメージバッファに描画される差分レイヤ画像を示す。図６（ｂ）中、破線は、新しい道路を示す。「ａ’」、「ｂ’」、「ｃ’」は、当該差分道路データがメタ情報として保持する座標に便宜上符号を付したものであり、画像として現れる要素ではない。
【００５０】
座標ａ’、ｂ’、ｃ’はそれぞれ、地図データベースにおいて、切り出されたエリア内の座標ａ、ｂ、ｃと同一の座標で管理されている。ＣＰＵ１０８は、図６（ｃ）に示されるように、座標ａ’、ｂ’、ｃ’の各々が座標ａ、ｂ、ｃと一致するように、差分レイヤ画像を基本レイヤ画像に重ね合わせる。なお、本実施形態においては、二次元地図を想定している。従って、この重ね合わせ処理の実行には、差分道路データで保持される座標が最低限２点あれば足りる。三次元地図の場合は、最低限３点の座標が必要である。
【００５１】
以上の各ステップの処理、及び、ジオメトリ、マップマッチング等の各種処理の実行を経て、表示部１１６の表示画面上には、イメージバッファ内の指定イメージ領域Ｒ（図６（ｃ）参照）に描画された、新しい道路を含む地図画像が表示される（Ｓ１６）。ここで、基本レイヤ画像と差分レイヤ画像は、相対的に固定した状態で管理されている。従って、ジオメトリ処理による地図の移動や回転、拡大、縮小等が行われた場合も、基本レイヤ画像の道路と差分レイヤ画像の道路とが相対的にずれるという不具合が発生することはない。
【００５２】
このように、本実施形態のカーナビゲーション装置２００においては、更新後の道路を表示するにあたり、ノードとリンクからなるデータベースを再構築する必要がない。そのため、カーナビゲーション装置２００のリソースが限定的である場合も、処理負荷が過大になるという不都合の発生を有効に避けつつ、最新の道路地図をユーザに提示することができる。別の側面によれば、本実施形態の構成を採用した場合、廉価版のカーナビゲーション装置の設計に有利である。
【００５３】
ところで、既存のマップマッチングは、道路レイヤで管理される（基本レイヤ画像の）道路に対してのみ行われる。従って、自車位置マークの表示位置は、差分道路レイヤで管理される（差分レイヤ画像の）新しい道路を走行中であっても、道路レイヤの道路上に強制的に補正される。そこで、本実施形態のカーナビゲーション装置２００は、かかる不都合を解消すべく、次の処理（１）〜（３）の何れかを実行する。なお、処理（１）〜（３）の実行は、図５のＳ１４の処理において差分道路データが検索されている、すなわち、自車位置周辺における新しい道路の存在が検知されていることが前提である。
【００５４】
＜処理（１）＞
カーナビゲーション装置２００は、マップマッチング機能を一時的に停止する。すなわち、マップマッチング機能自体の速やかな停止によって上記の不都合を解消する。マップマッチング機能の停止は、差分道路データが検索されないエリアに、すなわち新しい道路が存在しないエリアに車両が進入するまで継続する。
【００５５】
＜処理（２）＞
（２−１）ＤＲ測位結果とＧＰＳ測位結果との差が所定の設定基準値以下である。
（２−２）ＤＲ測位による位置と、当該位置に最も近い道路レイヤ中の道路との距離が所定距離以上に拡大した。
カーナビゲーション装置２００は、上記条件（２−１）と（２−２）とが同時に満たされる期間に限り、マップマッチング機能を停止する。すなわち、ＤＲ測位結果の精度が高いにも拘わらず、自車位置が道路レイヤ中の道路から大きく外れている場合は、車両が新しい道路を走行している可能性が高いと判断して、マップマッチング機能を一時的に停止する。なお、上記条件（２−２）の「ＤＲ測位による位置」は、「ＧＰＳ測位による位置」に置き換えてもよい。
【００５６】
＜処理（３）＞
前提条件として、差分道路レイヤの道路を他の何れのレイヤ画像でも使用されない特定の色で表示する。
（３−１）ＤＲ測位結果とＧＰＳ測位結果との差が所定の設定基準値以下である。
（３−２）ＤＲ測位結果をそのまま反映したときの自車の表示画面上の位置（座標）と、当該位置の最も近くに配置される上記特定の色を表示する座標との距離が所定距離以下に縮小した。
カーナビゲーション装置２００は、上記条件（３−１）と（３−２）とが同時に満たされる期間に限り、マップマッチング機能を停止する。すなわち、差分道路レイヤの道路であると推定できる道路が高精度で信頼性の高いＤＲ測位による位置近傍に存在する場合は、車両が新しい道路を走行している可能性が高いと判断して、マップマッチング機能を一時的に停止する。なお、上記条件（３−２）の「ＤＲ測位結果」は、「ＧＰＳ測位結果」に置き換えてもよい。
【００５７】
以上の処理（１）〜（３）の何れかを実行することにより、実際には新しい道路を走行しているにも拘わらず表示画面上では自車位置が道路レイヤの道路上に補正されるという不都合が有効に避けられる。
【００５８】
以上が本発明の実施形態の説明である。本発明は、上記の構成に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１０ 地図配信システム
１００ ＧＰＳレシーバ
２００ カーナビゲーション装置
３００ 地図配信サーバ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地図を構成するオブジェクトを種別毎に別個のレイヤで管理する地図データであって、道路網をノードとリンクとで管理する第一の道路レイヤを有する地図データを格納した地図格納手段と、
前記道路網に含まれない別の道路を画像として管理する第二の道路レイヤの道路データであって、該画像中の少なくとも２点を前記地図データに対応する座標と関連付けてメタ情報として保持する道路データを所定の外部装置と通信して取得する道路データ取得手段と、
前記第一の道路レイヤの道路網を描画して道路網画像を生成する画像生成手段と、
前記メタ情報として付帯する前記座標を用いて前記第二の道路レイヤの画像を前記生成された道路網画像に重ね合わせる地図画像重畳手段と、
前記重ね合わせられた地図画像を所定の表示画面に表示する表示手段と、
を有することを特徴とする地図表示装置。
【請求項２】
ＧＰＳ（Global Positioning System）航法と自律航法の少なくとも一方を使用して現在位置を測定する位置測定手段と、
前記測定された現在位置に対応する前記地図画像中の位置を計算する位置計算手段と、
前記計算された位置を前記第一の道路レイヤの道路上の位置に補正するマップマッチング手段と、
前記補正された位置に所定のマークを配置するマーク配置手段と、
を更に有することを特徴とする、請求項１に記載の地図表示装置。
【請求項３】
前記測定された現在位置に基づいて前記第二の道路レイヤの道路が該現在位置周辺に存在するか否かを検知する検知手段と、
前記検知手段によって前記第二の道路レイヤの道路が検知された場合に、前記マップマッチング手段による前記第一の道路レイヤの道路上への前記位置の補正機能を停止する補正機能停止手段と、
を更に有することを特徴とする、請求項２に記載の地図表示装置。
【請求項４】
前記測定された現在位置に基づいて前記第二の道路レイヤの道路が該現在位置周辺に存在するか否かを検知する検知手段と、
前記検知手段によって前記第二の道路レイヤの道路が検知された場合に、前記ＧＰＳ航法の測位結果と、前記自律航法の測位結果との差が所定の基準値以下であるか否かを判定すると共に、該自律航法又は該ＧＰＳ航法によって測定された位置と、該位置に最も近い前記第一の道路レイヤの道路との距離が所定距離以上であるか否かを判定する判定手段と、
前記差が前記所定の基準値以下であると同時に前記距離が前記所定距離以上であると判定された場合に、前記マップマッチング手段による前記第一の道路レイヤの道路上への前記位置の補正機能を停止する補正機能停止手段と、
を更に有することを特徴とする、請求項２に記載の地図表示装置。
【請求項５】
前記測定された現在位置に基づいて前記第二の道路レイヤの道路が該現在位置周辺に存在するか否かを検知する検知手段と、
前記検知手段によって前記第二の道路レイヤの道路が検知された場合に、前記ＧＰＳ航法の測位結果と、前記自律航法の測位結果との差が所定の基準値以下であるか否かを判定すると共に、該自律航法又は該ＧＰＳ航法による測位結果をそのまま反映したときの前記表示画面上の位置と、該表示画面上において該位置の最も近くに配置される該第二の道路レイヤの道路の画像位置との距離が所定距離以下であるか否かを判定する判定手段と、
前記差が前記所定の基準値以下であると同時に前記距離が前記所定距離以下であると判定された場合に、前記マップマッチング手段による前記第一の道路レイヤの道路上への前記位置の補正機能を停止する補正機能停止手段と、
を更に有することを特徴とする、請求項２に記載の地図表示装置。
【請求項６】
車両に搭載された車載型装置であることを特徴とする、請求項１から請求項５の何れか一項に記載の地図表示装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６の何れか一項に記載の地図表示装置と、
前記第二の道路レイヤの道路データを蓄積する地図サーバと、
を有し、
前記地図表示装置は、
前記地図格納手段に格納されている前記地図データのバージョンを所定のタイミングで前記地図サーバに送信し、
前記地図サーバは、
受信した前記バージョンに基づいて前記第二の道路レイヤの道路データの差分を検出し、検出された差分データを前記地図表示装置に配信することを特徴とする地図配信システム。
【請求項１】
地図を構成するオブジェクトを種別毎に別個のレイヤで管理する地図データであって、道路網をノードとリンクとで管理する第一の道路レイヤを有する地図データを格納した地図格納手段と、
前記道路網に含まれない別の道路を画像として管理する第二の道路レイヤの道路データであって、該画像中の少なくとも２点を前記地図データに対応する座標と関連付けてメタ情報として保持する道路データを所定の外部装置と通信して取得する道路データ取得手段と、
前記第一の道路レイヤの道路網を描画して道路網画像を生成する画像生成手段と、
前記メタ情報として付帯する前記座標を用いて前記第二の道路レイヤの画像を前記生成された道路網画像に重ね合わせる地図画像重畳手段と、
前記重ね合わせられた地図画像を所定の表示画面に表示する表示手段と、
を有することを特徴とする地図表示装置。
【請求項２】
ＧＰＳ（Global Positioning System）航法と自律航法の少なくとも一方を使用して現在位置を測定する位置測定手段と、
前記測定された現在位置に対応する前記地図画像中の位置を計算する位置計算手段と、
前記計算された位置を前記第一の道路レイヤの道路上の位置に補正するマップマッチング手段と、
前記補正された位置に所定のマークを配置するマーク配置手段と、
を更に有することを特徴とする、請求項１に記載の地図表示装置。
【請求項３】
前記測定された現在位置に基づいて前記第二の道路レイヤの道路が該現在位置周辺に存在するか否かを検知する検知手段と、
前記検知手段によって前記第二の道路レイヤの道路が検知された場合に、前記マップマッチング手段による前記第一の道路レイヤの道路上への前記位置の補正機能を停止する補正機能停止手段と、
を更に有することを特徴とする、請求項２に記載の地図表示装置。
【請求項４】
前記測定された現在位置に基づいて前記第二の道路レイヤの道路が該現在位置周辺に存在するか否かを検知する検知手段と、
前記検知手段によって前記第二の道路レイヤの道路が検知された場合に、前記ＧＰＳ航法の測位結果と、前記自律航法の測位結果との差が所定の基準値以下であるか否かを判定すると共に、該自律航法又は該ＧＰＳ航法によって測定された位置と、該位置に最も近い前記第一の道路レイヤの道路との距離が所定距離以上であるか否かを判定する判定手段と、
前記差が前記所定の基準値以下であると同時に前記距離が前記所定距離以上であると判定された場合に、前記マップマッチング手段による前記第一の道路レイヤの道路上への前記位置の補正機能を停止する補正機能停止手段と、
を更に有することを特徴とする、請求項２に記載の地図表示装置。
【請求項５】
前記測定された現在位置に基づいて前記第二の道路レイヤの道路が該現在位置周辺に存在するか否かを検知する検知手段と、
前記検知手段によって前記第二の道路レイヤの道路が検知された場合に、前記ＧＰＳ航法の測位結果と、前記自律航法の測位結果との差が所定の基準値以下であるか否かを判定すると共に、該自律航法又は該ＧＰＳ航法による測位結果をそのまま反映したときの前記表示画面上の位置と、該表示画面上において該位置の最も近くに配置される該第二の道路レイヤの道路の画像位置との距離が所定距離以下であるか否かを判定する判定手段と、
前記差が前記所定の基準値以下であると同時に前記距離が前記所定距離以下であると判定された場合に、前記マップマッチング手段による前記第一の道路レイヤの道路上への前記位置の補正機能を停止する補正機能停止手段と、
を更に有することを特徴とする、請求項２に記載の地図表示装置。
【請求項６】
車両に搭載された車載型装置であることを特徴とする、請求項１から請求項５の何れか一項に記載の地図表示装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６の何れか一項に記載の地図表示装置と、
前記第二の道路レイヤの道路データを蓄積する地図サーバと、
を有し、
前記地図表示装置は、
前記地図格納手段に格納されている前記地図データのバージョンを所定のタイミングで前記地図サーバに送信し、
前記地図サーバは、
受信した前記バージョンに基づいて前記第二の道路レイヤの道路データの差分を検出し、検出された差分データを前記地図表示装置に配信することを特徴とする地図配信システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１３７６９５（Ｐ２０１１−１３７６９５Ａ）
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９７２３３（Ｐ２００９−２９７２３３）
【出願日】平成２１年１２月２８日（２００９．１２．２８）
【出願人】（０００００１４８７）クラリオン株式会社 (1,722)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２８日（２００９．１２．２８）
【出願人】（０００００１４８７）クラリオン株式会社 (1,722)
【Ｆターム（参考）】
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