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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-09-26
(45)【発行日】2022-10-04
(54)【発明の名称】端末装置、サーバ装置、プログラム
(51)【国際特許分類】
   G01C 21/36 20060101AFI20220927BHJP
   G09B 29/00 20060101ALI20220927BHJP
   G09B 29/10 20060101ALI20220927BHJP
   G08G 1/0969 20060101ALI20220927BHJP
【FI】
G01C21/36
G09B29/00 A
G09B29/10 A
G08G1/0969
【請求項の数】 6
(21)【出願番号】P 2019005508
(22)【出願日】2019-01-16
(65)【公開番号】P2020112519
(43)【公開日】2020-07-27
【審査請求日】2021-02-19
(73)【特許権者】
【識別番号】500578216
【氏名又は名称】株式会社ゼンリンデータコム
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】柏崎 公生
(72)【発明者】
【氏名】末次 智
【審査官】西中村 健一
(56)【参考文献】
【文献】特開2013-083604(JP,A)
【文献】特開2018-165674(JP,A)
【文献】特開2007-218770(JP,A)
【文献】特開2011-185785(JP,A)
【文献】特開2009-097981(JP,A)
【文献】特開2012-103141(JP,A)
【文献】特開2011-075382(JP,A)
【文献】特開2015-161604(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G01C 21/00-21/36
G01C 23/00-25/00
G09B 29/00-29/14
G08G 1/00-99/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
移動体が有するエネルギーで移動体が移動できる範囲を表示する端末装置であって、
現在地に関する第1の地点から第2の地点に移動する場合の第1の消費エネルギー量を複数の前記第2の地点ごとに算出し、
更に、前記第2の地点から第3の地点に移動する場合の第2の消費エネルギー量を複数の前記第2の地点ごとに算出する消費エネルギー量算出手段と、
前記第1の消費エネルギー量と前記第2の消費エネルギー量の合計が、移動体が有するエネルギー量以下となる複数の前記第2の地点に基づいて立ち寄り可能範囲を決定する範囲決定手段と、
前記範囲決定手段が決定した前記立ち寄り可能範囲を電子地図に表示する表示処理手段と、
前記第1の地点から前記第1の地点の周囲のノードに移動する経路を、前記エネルギー量以下の範囲で、前記消費エネルギー量算出手段が算出する消費エネルギー量をコストにして探索する探索手段と、を有し、
前記探索手段は、前記第3の地点から前記第3の地点の周囲のノードに移動する経路を、前記エネルギー量以下の範囲で、逆方向に辿る場合の消費エネルギー量をコストにして探索し、
前記消費エネルギー量算出手段は、前記第1の地点から前記第1の地点の周囲のノードに移動する経路の消費エネルギー量を前記第1の消費エネルギー量として算出し、
前記第3の地点の周囲のノードから前記第3の地点に移動する経路の消費エネルギー量を前記第2の消費エネルギー量として算出し、
前記範囲決定手段は、前記第1の消費エネルギー量と前記第2の消費エネルギー量の合計が、前記エネルギー量以下となるノードを前記第2の地点として決定し、複数の前記第2の地点に基づいて前記立ち寄り可能範囲を決定することを特徴とする端末装置。
【請求項2】
前記消費エネルギー量算出手段は、リンク長がより長い高レベル道路ネットワークデータを用いて、前記第1の消費エネルギー量と前記第2の消費エネルギー量を算出し
前記範囲決定手段は、前記第1の消費エネルギー量と前記第2の消費エネルギー量の合計が、移動体が有するエネルギー量以下となる複数の前記第2の地点のうち外縁に当たる前記第2の地点を決定し、
前記探索手段は、前記範囲決定手段が決定した前記第2の地点と前記高レベル道路ネットワークデータにおいて隣接したノードとを結ぶリンクに対応する、リンク長がより短い低レベル道路ネットワークデータのリンクのノードを、前記範囲決定手段が決定した前記第2の地点から前記消費エネルギー量算出手段が算出する消費エネルギー量をコストにして探索し、
前記消費エネルギー量算出手段は、前記第1の地点から前記第2の地点を経由して前記低レベル道路ネットワークデータの探索されたノードに移動するための前記第1の消費エネルギー量を算出し、
前記低レベル道路ネットワークデータの探索されたノードから前記第2の地点を経由して前記第3の地点に移動するための前記第2の消費エネルギー量を算出し、
前記範囲決定手段は、前記第1の消費エネルギー量と前記第2の消費エネルギー量の合計が、移動体が有するエネルギー量以下となる、前記低レベル道路ネットワークデータで探索されたノードに基づいて前記立ち寄り可能範囲を決定することを特徴とする請求項1に記載の端末装置。
【請求項3】
前記探索手段は前記第1の地点の周囲のノードに移動する経路を、前記消費エネルギー量算出手段が算出した消費エネルギー量をコストにして探索する際、前記第1の地点の周囲のノードから前記第3の地点までの直線距離をヒューリスティックコストとするA-Star法で探索することを特徴とする請求項1又は2に記載の端末装置。
【請求項4】
前記第1の消費エネルギー量が、移動体が有するエネルギー量より大きい場合、前記探索手段は、前記第1の地点の周囲のノードの探索を終了する請求項1に記載の端末装置。
【請求項5】
移動体が有するエネルギーで移動体が移動できる範囲を移動体に提供するサーバ装置であって、
前記移動体から現在地に関する第1の地点と第3の地点の位置情報を受信する通信手段と、
前記第1の地点から複数の第2の地点に移動する場合の第1の消費エネルギー量を算出し、
更に、前記第2の地点から第3の地点に移動する場合の第2の消費エネルギー量を複数の前記第2の地点ごとに算出する消費エネルギー量算出手段と、
前記第1の消費エネルギー量と前記第2の消費エネルギー量の合計が、移動体が有するエネルギー量以下となる複数の前記第2の地点に基づいて立ち寄り可能範囲を決定する範囲決定手段と、
前記第1の地点から前記第1の地点の周囲のノードに移動する経路を、前記エネルギー量以下の範囲で、前記消費エネルギー量算出手段が算出する消費エネルギー量をコストにして探索する探索手段と、を有し
前記探索手段は、前記第3の地点から前記第3の地点の周囲のノードに移動する経路を、前記エネルギー量以下の範囲で、逆方向に辿る場合の消費エネルギー量をコストにして探索し、
前記消費エネルギー量算出手段は、前記第1の地点から前記第1の地点の周囲のノードに移動する経路の消費エネルギー量を前記第1の消費エネルギー量として算出し、
前記第3の地点の周囲のノードから前記第3の地点に移動する経路の消費エネルギー量を前記第2の消費エネルギー量として算出し、
前記範囲決定手段は、前記第1の消費エネルギー量と前記第2の消費エネルギー量の合計が、前記エネルギー量以下となるノードを前記第2の地点として決定し、複数の前記第2の地点に基づいて前記立ち寄り可能範囲を決定し、
前記通信手段は、前記立ち寄り可能範囲を前記移動体に送信することを特徴とするサーバ装置。
【請求項6】
移動体が有するエネルギーで移動体が移動できる範囲を表示する端末装置を、
現在地に関する第1の地点から複数の第2の地点に移動する場合の第1の消費エネルギー量を算出し、
前記第2の地点から第3の地点に移動する場合の第2の消費エネルギー量を複数の前記第2の地点ごとに算出する消費エネルギー量算出手段と、
前記第1の消費エネルギー量と前記第2の消費エネルギー量の合計が、移動体が有するエネルギー量以下となる複数の前記第2の地点に基づいて立ち寄り可能範囲を決定する範囲決定手段と、
前記範囲決定手段が決定した立ち寄り可能範囲を電子地図に表示する表示処理手段
前記第1の地点から前記第1の地点の周囲のノードに移動する経路を、前記エネルギー量以下の範囲で、前記消費エネルギー量算出手段が算出する消費エネルギー量をコストにして探索する探索手段、として機能させ、
前記探索手段は、前記第3の地点から前記第3の地点の周囲のノードに移動する経路を、前記エネルギー量以下の範囲で、逆方向に辿る場合の消費エネルギー量をコストにして探索し、
前記消費エネルギー量算出手段は、前記第1の地点から前記第1の地点の周囲のノードに移動する経路の消費エネルギー量を前記第1の消費エネルギー量として算出し、
前記第3の地点の周囲のノードから前記第3の地点に移動する経路の消費エネルギー量を前記第2の消費エネルギー量として算出し、
前記範囲決定手段は、前記第1の消費エネルギー量と前記第2の消費エネルギー量の合計が、前記エネルギー量以下となるノードを前記第2の地点として決定し、複数の前記第2の地点に基づいて前記立ち寄り可能範囲を決定することを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、端末装置、サーバ装置、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
車両など移動体はエネルギーを消費しながら移動し、エネルギーがなくなると基本的に移動できない。このため、現在のエネルギー残量で車両の現在地からエネルギー補給なしで到達できる到達範囲は運転者等のユーザにとって関心事となる。特に、電気自動車のようにエンジン車よりも航続距離が短い車両では、到達範囲は重要な意味を持つ。
【0003】
また、電気自動車の場合、充電に時間がかかり、充電スタンドの数もあまり多くないため、電気自動車のユースケースとして充電なしに行って帰って来られる行動計画を立てるユーザが多い。充電なしに行って帰って来られる範囲をラウンドトリップといい、これもユーザの大きな関心事となる。
【0004】
従来から、途中で充電せずに移動できるラウンドトリップをユーザに提供する技術が考案されている(例えば、特許文献1参照。)。特許文献1には、指定された始点位置から周囲に向けて道路リンクを辿り、各道路ノードについて、始点位置から遠ざかる方向のエネルギー量を積算した第1積算値と、始点位置に近づく方向のエネルギー量を積算した第2積算値とを算出し、各道路ノードにおける第1積算値と第2積算値の和と与えられた指定エネルギー量との関係に基づいて、ラウンドトリップの範囲を算出する走行可能範囲算出装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開2013-185977号公報
【文献】栗栖嵩、「EVの航続可能範囲の視覚化と観光行動パターンに基づく充電施設配置に関する研究」、2012年、土木学会論文集D3 (土木計画学), Vol.68, No.5 (土木計画学研究・論文集第29巻)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、従来の技術では、自宅に戻る場合に移動体の現在地からどこまで行けるかをユーザに提供することができないという問題がある。すなわち、車載された端末装置等が、エネルギーの補給なしに移動体の現在地からどこまで行けるかという到達範囲、又は、移動体の現在地から出発して帰って来られるラウンドトリップを提供する。しかし、例えば、自宅から目的地に向けて出発したが、当初の予定通りに移動しなかった場合、又は、外出先で充電した場合、到達範囲もラウンドトリップも変化する。このような状況では、ユーザは移動体の現在地からエネルギーの補給なしに自宅に帰ることができる立ち寄り可能範囲を知りたいが、従来はこのような立ち寄り可能範囲を提供することができなかった。
【0007】
本発明は上記課題に鑑み、ある地点に戻る場合に別の地点から立ち寄れる立ち寄り可能範囲をユーザに提供する端末装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題に鑑み、本発明は、移動体が有するエネルギーで移動体が移動できる範囲を表示する端末装置であって、現在地に関する第1の地点から第2の地点に移動する場合の第1の消費エネルギー量を複数の前記第2の地点ごとに算出し、更に、前記第2の地点から第3の地点に移動する場合の第2の消費エネルギー量を複数の前記第2の地点ごとに算出する消費エネルギー量算出手段と、前記第1の消費エネルギー量と前記第2の消費エネルギー量の合計が、移動体が有するエネルギー量以下となる複数の前記第2の地点に基づいて立ち寄り可能範囲を決定する範囲決定手段と、前記範囲決定手段が決定した前記立ち寄り可能範囲を電子地図に表示する表示処理手段と、前記第1の地点から前記第1の地点の周囲のノードに移動する経路を、前記エネルギー量以下の範囲で、前記消費エネルギー量算出手段が算出する消費エネルギー量をコストにして探索する探索手段と、を有し、前記探索手段は、前記第3の地点から前記第3の地点の周囲のノードに移動する経路を、前記エネルギー量以下の範囲で、逆方向に辿る場合の消費エネルギー量をコストにして探索し、前記消費エネルギー量算出手段は、前記第1の地点から前記第1の地点の周囲のノードに移動する経路の消費エネルギー量を前記第1の消費エネルギー量として算出し、前記第3の地点の周囲のノードから前記第3の地点に移動する経路の消費エネルギー量を前記第2の消費エネルギー量として算出し、前記範囲決定手段は、前記第1の消費エネルギー量と前記第2の消費エネルギー量の合計が、前記エネルギー量以下となるノードを前記第2の地点として決定し、複数の前記第2の地点に基づいて前記立ち寄り可能範囲を決定することを特徴とする。

【発明の効果】
【0009】
ある地点に戻る場合に別の地点から立ち寄れる立ち寄り可能範囲をユーザに提供する端末装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1】ナビゲーションシステムが提供する立ち寄り可能範囲の決定方法を模式的に説明する図である。
図2】ナビゲーションシステムの一例のシステム構成図である。
図3】ナビゲーション装置の種類を説明する図の一例である。
図4】サーバ装置及びナビゲーション装置の一例のハードウェア構成図である。
図5】ナビゲーションシステムが有するサーバ装置とナビゲーション装置の機能をブロック状にして説明する機能ブロック図の一例である。
図6】道路ネットワークDBの構成の一例を模式的に示す図である。
図7】ダイクストラ法による経路検索を模式的に説明する図の一例である。
図8】一例の消費電力量データを示す図である。
図9】立ち寄り可能範囲を計算する際に消費電力量算出が往路消費電力量を算出する手順を示す一例のフローチャート図である。
図10】立ち寄り可能範囲を計算する際に消費電力量算出が復路消費電力量を算出する手順を示す一例のフローチャート図である。
図11】立ち寄り可能範囲決定部が立ち寄り可能範囲を決定する手順を示す一例のフローチャート図である。
図12】立ち寄り可能範囲の表示方法を説明する図の一例である。
図13】高レベル道路ネットワークデータと低レベル道路ネットワークデータの一例を模式的に示す図である。
図14】低レベル道路ネットワークデータを使用した詳細な立ち寄り可能範囲の探索を模式的に説明する図の一例である。
図15】立ち寄り可能範囲決定部が低レベル道路ネットワークデータで詳細な立ち寄り可能範囲ノードを決定する一例の手順を示すフローチャート図である。
図16】h*として現在地到達可能ノードから自宅までの直線距離を使用した場合に、移動体の現在地から探索される現在地到達可能ノードを模式的に示す図である。
図17】A-Star法を用いて立ち寄り可能範囲を計算する際に消費電力量算出部が往路消費電力量を算出する手順を示す一例のフローチャート図である。
図18】ナビゲーション装置がナビ画面に表示した立ち寄り可能範囲の表示例を示す図である。
図19】ナビゲーションシステムが提供する立ち寄り可能範囲の決定方法を模式的に説明する図である(実施例2)。
図20】立ち寄り可能範囲決定部が立ち寄り可能範囲を決定する手順を示す一例のフローチャート図である。
図21】ナビゲーションシステムが提供する立ち寄り可能範囲の決定方法を模式的に説明する図である(実施例3)。
図22】立ち寄り可能範囲決定部が立ち寄り可能範囲を決定する手順を示す一例のフローチャート図である。
図23】ナビゲーションシステムが提供する立ち寄り可能範囲の決定方法を模式的に説明する図である(実施例3)。
図24】立ち寄り可能範囲決定部が立ち寄り可能範囲を決定する手順を示す一例のフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
【実施例1】
【0012】
まず、図1を用いて本実施例のナビゲーションシステムの動作の概略について説明する。図1は、ナビゲーションシステムが提供する立ち寄り可能範囲の決定方法を模式的に説明する図である。図1に示すように、自宅8から離れた位置に移動体9が存在する。立ち寄り可能範囲とは、移動体9が自宅8に戻ることを前提にエネルギー(例えば、電力や燃料)の補給なしに現在地から移動体9がどこまで行けるか(立ち寄れるか)を示す範囲である。
【0013】
(1)図1(a)に示すように、移動体9に搭載されたナビゲーション装置は消費電力量をコストと見なして移動体9の現在地からダイクストラ法で現在の電池残量で到達できる現在地到達可能ノード11を検索する。この場合、道路の勾配を考慮することが好ましい。図1(a)において、小さい白丸が現在の電池残量で到達できる現在地到達可能ノード11である。各現在地到達可能ノード11には移動体9の現在地から現在地到達可能ノード11に到達するための消費電力量(以下、A.往路消費電力量という。第1の消費エネルギー量の一例。)を格納しておく。
【0014】
(2)次に、図1(b)に示すように、ナビゲーション装置は自宅8から同様にノードを探索する。図1(b)において、複数の大きい白丸が自宅位置から現在の電池残量で到達できる自宅到達可能ノード12である。各自宅到達可能ノード12には該自宅到達可能ノード12から自宅8に到達するための消費電力量(以下、B.復路消費電力量という。第2の消費エネルギー量の一例。)を格納しておく。なお、自宅8から自宅到達可能ノード12を探索する場合と、復路消費電力量を算出する場合とで、勾配が逆になることに注意する。
【0015】
(3)次に、図1(a)で検索した現在地到達可能ノード11と、図1(b)で検索した自宅到達可能ノード12が重複している各ノードについて、ナビゲーション装置はA. 往路消費電力量とB. 復路消費電力量の合計を算出する。そして、「A. 往路消費電力量+B. 復路消費電力量 ≦ 電池残量」、を満たす立ち寄り可能範囲ノード13を特定する。図1(c)では大きい白丸で囲まれた小さい黒丸が立ち寄り可能範囲ノード13である。
【0016】
したがって、この複数の立ち寄り可能範囲ノード13の外縁で形成される範囲が立ち寄り可能範囲14である。ユーザが自宅から離れた場所で立ち寄り可能範囲14を確認した場合、立ち寄り可能範囲14は常に自宅に帰着可能な範囲であるため、ユーザは安心して立ち寄り可能範囲14の中を移動できる。
【0017】
<用語について>
ナビゲーション装置を使用するのは主に運転者であるが、同乗者が使用してもよい。本実施形態ではこれらをユーザと称する。また、自動運転では運転者が存在しなくてよい。
【0018】
ナビゲーション装置は端末装置の一例に過ぎず、車載装置、情報処理端末、端末などと呼ばれてもよい。
【0019】
消費エネルギー量は移動体9が移動するために消費されるエネルギー量である。電気自動車の場合は電力であり、内燃機関を有する車両の場合はガソリンや軽油(燃料)などであり、ハイブリッド車の場合は電力及び燃料である。この他、燃料電池車では水素がエネルギーとなりうる。以下の実施形態では、説明の便宜上、電気自動車を想定して説明し、消費エネルギー量を消費電力量として説明する。
【0020】
また、自宅とはユーザにとって自分の家をいうが、本実施形態ではエネルギーを補給すると決めた場所、又は、エネルギーを補給できる場所である(第3の地点の一例)。したがって、自宅に限らず、例えば、勤務先、車両の販売店、又は、任意の充電ステーションなどでよい。
【0021】
現在地(第1の地点の一例)とは、移動体9が存在する場所である。移動体9が移動中でも構わない。移動中の場合は、ユーザが立ち寄り可能範囲を表示させる操作を行ったタイミングで適宜、検出された場所でよい。あるいは一定時間、一定距離、一定エネルギー消費ごとに立ち寄り可能範囲を決定してもよい。
【0022】
現在地からユーザが立ち寄って自宅に戻る場合の立ち寄り先が第2の地点である。立ち寄り先は実際にユーザが立ち寄るか否かに関係なく、電池残量から見て立ち寄ることが可能な範囲であれば立ち寄り先となりうる。
【0023】
<システム構成例>
図2は、本実施形態にかかるナビゲーションシステム100のシステム構成図の一例である。ナビゲーションシステム100は、ネットワーク34を介して通信可能に接続されたサーバ装置31及びナビゲーション装置35を有している。
【0024】
ネットワーク34は、回線事業者が提供する携帯電話網等の主に無線の回線(3G、4G,LTE、無線LAN、WiMAX等)及び、種々の回線をインターネットに接続するプロバイダのプロバイダネットワーク等により構築されている。サーバ装置31は例えばデータセンタ等の施設に配置されているため室内のLANや広域イーサネット(登録商標)などを含んでいてもよい。また、いわゆるインターネットも含まれる。ネットワーク34は有線又は無線のどちらで構築されてもよく、また、有線と無線が組み合わされていてもよい。
【0025】
また、ネットワーク34にはアクセスポイントなどの基地局32が接続されており、ナビゲーション装置35は無線で基地局32に接続することでネットワーク34に接続する。ナビゲーション装置35は無線で構築される通信網を介して基地局32と通信する。
【0026】
サーバ装置31は、各ナビゲーション装置35に各種の情報を配信する情報処理装置である。サーバ装置31がナビゲーション装置35に対し、ナビゲーションに関するサービス・機能を提供する形態と、ナビゲーション装置35がナビゲーションに関するサービス・機能を有する形態がある(必要に応じてサーバ装置31と通信する場合がある)。前者の場合、サーバ装置31はナビゲーション装置35から移動体9の現在地の位置情報を取得して、移動体9の現在地周辺の地図描画用データをナビゲーション装置35に送信する。また、サーバ装置31は出発地と目的地(2地点)の位置情報と共に経路検索要求を取得すると、経路を検索し経路情報と案内情報をナビゲーション装置35に送信する。本実施形態はサーバ装置31とナビゲーション装置35のどちらがナビゲーションに関するサービス・機能を提供してもよいが、以下の説明では、ナビゲーション装置35がナビゲーションに関するサービス・機能を提供するものとする。
【0027】
ナビゲーション装置35は移動体9において使用される。図2の移動体9は内燃機関又は電気モータの少なくとも一方を動力として走行する車両である。車両には、四輪車だけでなく自動二輪車も含まれる。また、近年では、1~2人乗りのモビリティ(コミュータ)も車両として市販されている。また、エネルギーを消費する電動アシスト自転車も含まれてよい。エネルギーを消費する軽車両であれば移動体9に相当する。また、電動車椅子も移動体9である。
【0028】
ナビゲーション装置35は単体で(サーバ装置31がなくても)ナビゲーションの機能を有している。すなわち、出発地から目的地までの経路を検索して電子地図に設定し、ディスプレイやHUD(Head Up Display)などの表示装置に表示された電子地図に経路と現在地を表示したり、経路に基づいて進路変更の手前で音声案内や電子地図上のアニメーションなどで適切な進路を案内したりする。車両に搭載されると「カーナビゲーション装置」と呼ばれる場合がある。次述するように、車両に搭載される専用のナビゲーション装置35だけでなく、スマートフォンやタブレットなどがアプリを実行してナビゲーションを行う汎用型の装置がある。
【0029】
図3は、ナビゲーション装置35の種類を説明する図の一例である。ナビゲーション装置35は、専用端末352の場合と汎用的な情報処理端末351の場合とがある。
【0030】
専用端末352としてのナビゲーション装置35は、AV(Audio Visual)機能を有していてよい。AV機能とは、ラジオ・テレビで放送されたコンテンツ又はDVDなどの記憶媒体に記憶されたコンテンツを再生したり、カメラで撮像した周囲の映像を表示したりする機能である。また、ネットワーク34に接続してインターネット上のWebページを表示する機能を有していてよい。ナビゲーション機能とAV機能を併せてAVN(Audio Visual Network)機能という場合がある。
【0031】
汎用的な情報処理端末351としてのナビゲーション装置35は、例えば、スマートフォン、タブレット端末、携帯電話、PDA(Personal Digital Assistant)、ノートPC、及び、ウェアラブルPC(例えば、腕時計型、サングラス型など)などである。汎用的なナビゲーション装置35はこれらに限定されるものではなく、ナビ画面の表示や経路案内に適切な装置であればよい。これら汎用的な情報処理端末351は、普段は汎用的な情報処理装置として利用されるが、ナビゲーションのためのアプリケーションソフトウェアを実行すると、専用端末352と同様、経路検索及び経路案内等を行う。
【0032】
汎用的な情報処理端末351が実行するアプリケーションソフトウェアはナビゲーションに専用のアプリケーションソフトウェアの場合とWebブラウザの場合のどちらでもよい。
【0033】
また、ナビゲーション装置35は、汎用的な情報処理端末351と専用端末352のどちらの場合でも、移動体9に搭載された状態と携帯可能な状態の切り替えが可能であってもよい。
【0034】
<ハードウェア構成>
図4は、サーバ装置31及びナビゲーション装置35のハードウェア構成図の一例である。サーバ装置31及びナビゲーション装置35は情報処理装置の機能を有している。図4(a)に示すように、サーバ装置31は、ハードウェア構成として、CPU(Central Processing Unit)211、ROM(Read Only Memory)215、RAM(Random Access Memory)216、補助記憶装置217、及び、通信装置214を有する。
【0035】
また、図4(b)に示すように、ナビゲーション装置35は、ハードウェア構成として、CPU211、ROM215、RAM216、補助記憶装置217、入力装置212、表示装置213、通信装置214、音声入出力装置218、及び、GPS受信装置219を有する。
【0036】
CPU211は、各種プログラムの実行や演算処理を行う。ROM215には、起動時に必要なプログラムなどが記憶されている。RAM216は、CPU211での処理を一時的に記憶したり、データを記憶したりする作業エリアである。補助記憶装置217は、各種データ及びプログラム2101、2102を格納する不揮発性のメモリである。サーバ装置31の通信装置214はナビゲーション装置35と通信する。
【0037】
ナビゲーション装置35の入力装置212は、キーボードやマウスに代え又はこれらに加えて、画面に対する接触位置(タッチ座標)を検知可能なタッチパネルにより実現されうる。また、入力装置212は、音声入出力装置218が入力させた音声を認識する音声認識装置としての機能を有していてもよい。
【0038】
表示装置213は、ディスプレイやプロジェクタ、HUDであり、例えば、ナビ画面等が表示される。通信装置214は、基地局32を介してネットワーク34に接続しサーバ装置31等との通信を行う。音声入出力装置218は、音声の入出力を行う装置であり、例えば、ナビゲーションの音声ガイダンスが出力される。GPS受信装置219は、GPS衛星の電波を受信して現在地を算出するGNSS(Global Navigation Satellite System)の一例である。
【0039】
サーバ装置31又はナビゲーション装置35の補助記憶装置217に記憶されているプログラム2101,2102は、USBメモリなどの記憶媒体に記憶された状態で配布される。あるいは、プログラムを配布する配信サーバからナビゲーション装置35がダウンロードすることで配布される。ナビゲーション装置35のプログラム2102は、経路案内に専用のアプリケーションソフトウェアでもよいし、ブラウザソフトウェアでもよい。また、実行形式で配布されてもインストール用の形式で配布されてもよい。
【0040】
なお、サーバ装置31にはクラウドコンピューティングが適用されていてよい。クラウドコンピューティングとは、特定ハードウェア資源が意識されずにネットワーク上のリソースが利用される利用形態をいう。したがって、図示したサーバ装置31のハードウェア構成は、1つの筐体に収納されていたり一まとまりの装置として備えられていたりする必要はなく、サーバ装置31が備えていることが好ましいハード的な要素を示す。なお、サーバ装置31がクラウドコンピューティングとしてではなく単独の情報処理装置により提供されることも可能である。
【0041】
<機能について>
次に、図5を用いてナビゲーションシステム100の機能を説明する。図5は、ナビゲーションシステム100が有するサーバ装置31とナビゲーション装置35の機能をブロック状にして説明する機能ブロック図の一例である。
【0042】
<<サーバ装置について>>
サーバ装置31は、第1通信部41を有している。第1通信部41は図4(a)に示したCPU211がプログラム2101を実行してサーバ装置31のハードウェアと協働することで実現される機能又は手段である。これらの機能の一部又は全てがICなどのハードウェア回路により実現されてもよい。
【0043】
また、サーバ装置31は、図4(a)に示した補助記憶装置217、ROM215又はRAM216により構築される記憶部19を有している。記憶部19には、道路ネットワークDB191(Data Base)、及び、地図描画DB192が構築されている。これらの各DBは、サーバ装置31が直接有していなくてもよく、サーバ装置31がアクセス可能なネットワーク34上の任意の場所にあればよい。
【0044】
サーバ装置31がナビゲーション装置35に対し、ナビゲーションに関するサービス・機能を提供するナビゲーションシステム100では、サーバ装置31がナビゲーションに関するサービス・機能を有し、ナビゲーション装置35と頻繁に通信して、道路ネットワークDB191、及び、地図描画DB192を使用して経路情報やナビ画面を提供する。本実施形態でもこのような形態が可能だが、本実施形態ではナビゲーション装置35が経路検索やナビ画面の作成を行うものとし、詳細はナビゲーション装置35の説明において行う。
【0045】
(サーバ装置が有する機能について)
続いて、サーバ装置31が有する機能について説明する。第1通信部41はナビゲーション装置35と各種の情報を送受信する。一般的な例としては、移動体9がサーバ装置31に送信する位置情報や車速などを受信したり、サーバ装置31が地図データ(道路ネットワークデータ、地図描画用データ)を送信したりする。サーバ装置31が立ち寄り可能範囲14を決定する場合、ナビゲーション装置35から自宅8の位置情報及び移動体9の現在地の位置情報を受信し、複数の立ち寄り可能範囲ノード13をナビゲーション装置35に送信する。
【0046】
<<ナビゲーション装置について>>
続いてナビゲーション装置35の機能又は手段について説明する。ナビゲーション装置35は、第2通信部21、位置検出部22、操作受付部23、経路検索部24、立ち寄り可能範囲決定部25、経路案内部26、ナビ画面描画部27、及び、表示処理部28を有している。これらは、図4(b)に示したCPU211がプログラム2102を実行してナビゲーション装置35のハードウェアと協働することで実現される機能又は手段である。これらの機能の一部又は全てがICなどのハードウェア回路により実現されてもよい。
【0047】
また、ナビゲーション装置35は図4(b)に示した補助記憶装置217、ROM215又はRAM216により構築される記憶部29を有している。記憶部29には、道路ネットワークDB291、及び、地図描画DB292が構築されている。道路ネットワークDB291及び地図描画DB292は予めナビゲーション装置35に組み込まれていてもよいし、サーバ装置31からダウンロードされたものでもよい。
【0048】
図6は、道路ネットワークDB191の構成を模式的に示す。図6(a)はノードテーブルであり、図6(b)はリンクテーブルを示す。道路ネットワークDB191には、移動体9が通行可能な車道の構造を表す道路について、ノードテーブルとリンクテーブルとが相互に参照可能な構造で保持されている。
【0049】
ノードテーブルには、ノードを識別するためのノードID、ノードの座標(緯度・経度)、及び、標高が登録されている。道路ネットワークデータのレベル(詳細度)によっては標高が登録されていない場合もある。ノードとは道路網表現上の結節点である。具体的にはノードは例えば交差点、分岐点、合流点、屈曲点などであるが、道路の名称が変わる場合など直線の一部に設定される場合もある。ノードIDが分かればノードに繋がっているリンクがリンクテーブルから判明するので、ノードテーブルとリンクテーブルを相互に参照することで経路を検索できる。なお、図示する情報は簡略化されており、他の情報(例えば交差点などのノードの種類等)を有していてよい。
【0050】
リンクテーブルにはリンクを識別するためのリンクID、リンクの始点ノード、リンクの終点ノード、リンク長、幅員、及び、道路種別、などが登録されている。リンクとはノードとノードを結ぶ道路を表し、リンクはノード同士を結ぶ線分となる。道路種別は、例えば国道、一般道、県道、高速道路、自動車専用道路、トンネル、私道など、道路の種類をいう。なお、図示する情報は簡略化されており、他の情報(例えば交通規則等)を有していてよい。
【0051】
地図描画DB292は、電子地図をナビゲーション装置35が描画するための地図描画用データを記憶している。電子地図に表示される情報には、都道府県などの区画、緑地や河川、道路や鉄道、記号や注記など多くの表示対象があるため、性質の似たものに分類し各分類の表示対象ごとに描画できるようになっている。それぞれに分類された表示対象又は表示対象が描画された状態をレイヤーといい、電子地図はいくつかのレイヤーを重ねることで描画される。各レイヤーの地図データは、ベクトルデータ又はラスターデータのうち表示対象に適したフォーマットで記述されている。
【0052】
地図描画用データは経度・緯度などの領域ごとにメッシュ状に区切られており、1つ以上のメッシュを結合して1画面の電子地図が作成される。ベクトルデータの場合は、緯度・経度でポイント、ポリライン、ポリゴンの位置が定められている。また、ラスターデータの場合は緯度・経度に対応づけて縮尺に応じたデータが用意されている。
【0053】
(ナビゲーション装置の機能について)
続いて、ナビゲーション装置35が有する機能について説明する。第2通信部21は、サーバ装置31と種々の情報を送受信する。
【0054】
位置検出部22は、例えばGPS受信装置219を利用して定期的に及びユーザの操作に応じて移動体9の現在地を検出する。位置検出部22が検出する位置情報は、ナビゲーション装置35の各機能が利用できる。例えば、経路案内部26、及びナビ画面描画部27等が位置情報を利用する場合がある。
【0055】
操作受付部23は、ユーザから電子地図を表示させる操作を受け付け、また、経路検索のため少なくとも目的地の入力を受け付け、必要であれば移動体9の現在地以外の出発地を受け付ける。また、経路案内の開始、リルートの指示、ナビ画面の拡大・縮尺の指示、及び、表示範囲変更などの指示を受け付ける。
【0056】
経路検索部24は、2地点間(例えば出発地から目的地まで)の経路を検索する。目的地が施設名や住所等で与えられた場合は施設の座標情報を有する施設情報DBを検索し、目的地の位置である施設座標を取得する。経路検索部24は、道路ネットワークDB291を用いて、出発地と目的地の経路を示す経路情報を作成する。経路情報は、移動体9が走行するリンク又はノードが順番に設定されたリストである。経路検索には、リンク長や幅員、渋滞状況をコストに換算して、出発地から目的地までのコストの合計が最も少なくなる経路を選ぶダイクストラ法及びA-Star法が知られている。
【0057】
また、本実施形態の経路検索部24は消費電力量算出部36を有している。消費電力量算出部36は、道路ネットワークDB291に記憶されている標高データを使って勾配を算出するなどして、リンクを移動するための消費電力量を算出し、経路に沿って移動体9が移動する場合の消費電力量を算出する。また、各リンクの消費電力量を経路検索部24に提供し、消費電力量をコストとして消費電力量が少ない経路を検索することを可能にする。
【0058】
立ち寄り可能範囲決定部25は、経路検索部24及び消費電力量算出部36と協働して、図1などで説明したような立ち寄り可能範囲14を決定する。詳細は後述される。
【0059】
経路案内部26は、経路検索部24が検索した経路情報と移動体9の現在地とに基づいて経路案内を行う。すなわち、移動体9の現在地が経路情報に含まれる案内ポイント(ノードの所定距離(例えば数km、数100m、数10m、直前等)手前の位置)に到着すると、曲がり角などを指示する音声データを音声入出力装置218に出力させる。なお、音声データはナビゲーション装置35が予め記憶していてもよいし、ナビゲーション装置35が案内用のテキストデータに基づいて音声合成をおこなって作成してもよい。また、経路案内部26は移動体9の現在地が経路情報に含まれる案内ポイントに到着すると、交差点の3D表示、交差点の拡大表示、及び、道路名などを表示する看板のアイコンを電子地図の一部に又は重畳して表示する。
【0060】
ナビ画面描画部27は、指定された位置の周辺の地図描画用データを地図描画DB292から取得して描画用のメモリに電子地図を含むナビ画面を描画する。ナビ画面はいわゆる電子地図が表示される画面である。操作メニューボタンなどが表示されてもよい。ナビ画面描画部27は経路情報に基づいて電子地図に目的地までの経路を描画する。経路が設定されていない場合、経路は描画されない。
【0061】
表示処理部28は、描画用のメモリに描画されたナビ画面を表示装置213に表示する。
【0062】
<経路の検索方法>
図7を用いて経路の検索方法について説明する。図7はダイクストラ法による経路検索を模式的に説明する図の一例である。図7(a)では、出発地をA,目的地をFとする。ノードA~Fを結ぶ線に付された数値はコストである。本実施形態ではコストとして消費電力量が使用することが想定されるが、燃料消費量が使用されてもよい。ダイクストラ法のおよその手順は以下のようになる。
【0063】
ダイクストラ法ではオープンリストを使用して経路を検索する。図7(b)~(e)はオープンリストの遷移例である。オープンリストはnode、from、costの各項目を有する。nodeは図7(a)の各ノードを意味し、fromはどのノードから辿ったかを意味し、costはそのノードを通るのに要するコストを意味する。オープンリストはコストの昇順にソートされる。
(1)出発地であるノードAをオープンリストに格納する。ノードAはどこからも来ていないのでfromの項目にnull(何も示さないもの)を入れておく。また、スタート時点なのでコストは0である(図7(b))。なお、図7(c)~(e)において点線領域はコストが確定したノードである。
(2)オープンリストの最低コスト(最上位)のノードAを取り出し、このノードAから接続している他のノードB,Cをオープンリストに格納する。ノードB,CはノードAから来ており、コストは図7(a)に示すとおりなので、オープンリストは図7(c)のようになる。
(3)図7(c)のオープンリストの最低コスト(最上位)のノードBを取り出し、このノードBから接続している他のノードC、D、Eをオープンリストに格納する。なお、図7(c)のノードCのコストは9であるが、A→B→Cの経路のコストは5なので(9より小さい)、ノードCのfromとcostを置き換える(図7(d))。
(4)図7(d)のオープンリストの最低コスト(最上位)のノードDを取り出し、このノードDから接続している他のノードC、E、Fをオープンリストに格納する。なお、図7(d)のノードCのコストは5であり、A→B→D→Cの経路のコストは9なので、ノードCを更新しない。図7(d)のノードEのコストは9であるが、A→B→D→Eの経路のコストは8なので、ノードEのfromとcostを置き換える(図7(e))。
(5)オープンリストの最上位に目的地であるノードFが得られたので、計算終了となる。ノードFにいたるfromを順番に辿ると、F→D→B→Aであるので、ノードAからFまでコスト(消費電力量)が最も少ない経路が求められる。
【0064】
A-Star法は、「出発地からノードまでの合計コスト」だけでなく、「ノードから目的地までの予想距離」が短い点から順にノードを確定する(使用済みにする)検索方法である。予想距離としてはノードと目的地の直線距離が使用されることが多い。「出発地からノードまでの合計コスト」をg、「ノードから目的地までの予想距離」をh*として、各ノードのコストf*をf*=g+h*と表す。h*をヒューリスティックコストという。したがって、ダイクストラ法はA-Star法においてh*=0の場合である。図7(a)の例では、目的地のノードFと各ノードの直線距離がh*である。
【0065】
ダイクストラ法では出発地から全方向に探索するノードが伸びる傾向があるのに対し、A-Star法ではh*が小さいノードから先に確定されるため、出発地から目的地に近い方向にノードが伸びる傾向がある。つまり、より少ない数のノードの探索で目的地まで到達できるアルゴリズムとして知られている。
【0066】
<消費電力量の算出>
本実施形態では消費電力量をどのように算出してもよい。一例として以下のように勾配を考慮する方法がある。
【0067】
図8は、消費電力量データの一例を示す。消費電力量データは、ナビゲーション装置35が勾配に基づいて消費電力量を算出するための情報である。図8の例では、横軸が勾配〔%〕であり、縦軸が消費電力量〔Wh/km〕であり、どのくらいの勾配の時にどの位の消費電力量が消費されるかが対応線330で示されている。なお、消費電力量がマイナスの場合は電力が回生される(発電される)ことを意味している。したがって、図8によれば、勾配が分かれば1km走行するための消費電力量を決定できる。
【0068】
なお、よく知られているように車種が異なれば消費電力量も異なり、同じ車種であっても総重量などによって消費電力量は変化する。消費電力量に影響するこの他の要因としては、経年、速度、天候(外気温)等がある。したがって、消費電力量テーブルは、車種、総重量、経年、速度、及び、天候(外気温)の組み合わせによって作成されることが好ましい。必ずしも全ての組み合わせで消費電力量テーブルを作成しなくてもよいが、消費電力量への影響が大きい要因については各要因をいくつか変えてそれらを組み合わせて消費電力量テーブルを用意することが好ましい。
【0069】
また、各種の演算により消費電力量を算出する研究が行われている。例えば、次式は消費電力量を推定する式である(非特許文献1参照。)。
【0070】
【数1】
本実施形態では、適切な方法で消費電力量を求めればよく、特にその方法は制限されないものとする。
【0071】
<動作手順>
図9は、立ち寄り可能範囲を計算する際に消費電力量算出部36が往路消費電力量を算出する手順を示す一例のフローチャート図である。図9の処理は、ユーザが立ち寄り可能範囲14を表示させる操作を行い、操作受付部23がこの操作を受け付けると開始する。なお、移動体9の現在地の位置情報、電池残量など、車両から取得できる情報は適宜、取得されるものとする。また、必要があればサーバ装置31から取得してもよい。
【0072】
まず、経路検索部24は、消費電力量算出部36が算出する消費電力量をコストにして、移動体9の現在地からダイクストラ法で周囲のノードを探索する(S1)。図7で説明したように、移動体9の現在地の周囲に確定したノードが徐々に広がっていく。
【0073】
次に、経路検索部24は、1つのノードが確定するごとに移動体9の現在地から該ノードまでの往路消費電力量を記憶する(S2)。往路消費電力量はノードの確定時に自動的に定まる。
【0074】
そして、経路検索部24は往路消費電力量が電池残量以下であるか否かを判断する(S3)。電池残量そのものでなく電池残量の90%等と比較してもよい。往路消費電力量が電池残量以下である場合(S3のYes)、処理はステップS1に戻り、ノードの探索を継続する。
【0075】
往路消費電力量が電池残量より大きい場合(S3のNo)、更にノードを辿っても自宅までは戻れないので、図9の処理を終了する。なお、ダイクストラ法では円状に探索されるノードが広がるので、1つのノードについてステップS3でNoと判断された場合には他のノードも自宅まで戻れない程度に広がっていると推定される。したがって、1つのノードについてステップS3でNoと判断されただけで図9の処理を終了してもよいし、より確実に判断するためにN個以上のノードで往路消費電力量が電池残量より大きい場合に、図9の処理を終了してもよい。
【0076】
図10は、立ち寄り可能範囲を計算する際に消費電力量算出部36が復路消費電力量を算出する手順を示す一例のフローチャート図である。図10の処理は図9の処理に続いて行われるが、図10の処理が図9よりも先に行われてもよいし、並行に行われてもよい。
【0077】
まず、経路検索部24は、消費電力量算出部36が算出する消費電力量をコストにして、自宅8の位置からダイクストラ法で周囲のノードを探索する(S11)。図7で説明したように、自宅の周囲からノードが徐々に広がっていく。
【0078】
次に、1つのノードが確定するごとに、消費電力量算出部36がノードから自宅までの復路消費電力量を算出し、経路検索部24がノードに対応付けて復路消費電力量を記憶する(S12)。確定したノードから自宅までの復路消費電力量を改めて算出することで、勾配を考慮して復路消費電力量を算出できる。
【0079】
そして、経路検索部24は復路消費電力量が電池残量以下であるか否かを判断する(S13)。復路消費電力量が電池残量以下である場合(S13のYes)、処理はステップS11に戻り、ノードの探索を継続する。
【0080】
復路消費電力量が電池残量より大きい場合(S13のNo)、更にノードを辿っても自宅までは戻れないので、図10の処理を終了する。なお、1つのノードだけで図10の処理を終了してもよいし、N個以上のノードで往路消費電力量が電池残量より大きい場合に、図10の処理を終了してもよい。
【0081】
図11は、立ち寄り可能範囲決定部25が立ち寄り可能範囲14を決定する手順を示す一例のフローチャート図である。まず、立ち寄り可能範囲決定部25は、往路消費電力量と復路消費電力量の両方が計算されたノードを特定する(S101)。
【0082】
次に、立ち寄り可能範囲決定部25は特定したノードで往路消費電力量と復路消費電力量を合計する(S102)。
【0083】
そして、立ち寄り可能範囲決定部25は、「往路消費電力量と復路消費電力量≦電池残量」を満たすノードを立ち寄り可能範囲ノード13に決定する(S103)。
【0084】
表示処理部28は、立ち寄り可能範囲ノード13の外縁の内側を立ち寄り可能範囲14として表示する(S104)。表示例を図18に示す。
【0085】
以上により、外出中のユーザが自宅に戻る場合に移動体9の現在地からどこまで行けるか(立ち寄れるか)をユーザが容易に把握できるようになる。
【0086】
図12を用いて、立ち寄り可能範囲14の表示について補足する。図12は立ち寄り可能範囲14の表示方法を説明する図の一例である。立ち寄り可能範囲ノード13の外縁を結んで得られる領域が立ち寄り可能範囲14なので、表示処理部28は、最も外側の立ち寄り可能範囲ノード13を結ぶ領域を決定すればよい。このような最も外側の点を見つける処理を凸包という。凸包のアルゴリズムはいくつか知られているが、例えばギフト包装法がある。
(i) まず、凸包の境界に対応する立ち寄り可能範囲ノード13を1つ見つける。例えば、全ての立ち寄り可能範囲ノード13の重心から最も遠い立ち寄り可能範囲ノードでよい。
(ii) 選んだ立ち寄り可能範囲ノード13から別の立ち寄り可能範囲ノード13に直線を引き、他のすべての立ち寄り可能範囲ノード13がその直線の片側に来るような立ち寄り可能範囲ノード13を試行錯誤的に見つける。
(iii) (i)で最初に選んだ立ち寄り可能範囲ノード13が(ii)で再び選ばれるまで繰り返す。
【0087】
このような処理で図12に示すように立ち寄り可能範囲14を決定できる。表示処理部28は立ち寄り可能範囲14を色分けするなどして表示する。なお、このような処理は一例に過ぎず立ち寄り可能範囲14をどのように決定してもよい。また、表示処理部28は、移動体9の現在地から全ての立ち寄り可能範囲ノード13までの経路を例えば色で強調して表示するなどして、立ち寄り可能範囲14を表示してもよい。
【0088】
<より詳細な立ち寄り可能範囲の決定方法>
ナビゲーション装置35などが2点間の経路を検索する場合、道路ネットワークデータを利用するが、道路ネットワークデータには詳細度に応じていくつかのレベルがある。ナビゲーション装置35がある程度遠方の目的地までの経路を検索する場合、計算量を低減するため、1つのリンク長が長く、比較的粗いリンクで構成された道路ネットワークデータ(以下、高レベル道路ネットワークデータという)を使用する。
【0089】
このため、本実施形態の立ち寄り可能範囲14を算出する際においても、高レベル道路ネットワークデータが使用される場合が多い。しかし、高レベル道路ネットワークデータでノードの探索が打ち切られても、低レベル道路ネットワークデータを使用すれば、より遠方のノードの探索が可能な場合がある。
【0090】
図13は高レベル道路ネットワークデータと低レベル道路ネットワークデータを模式的に示す図である。図13(a)は高レベル道路ネットワークデータを示し、図13(b)は低レベル道路ネットワークデータを示す。高レベル道路ネットワークデータには高速道路や国道などの主要道路のみが含まれ、低レベル道路ネットワークデータには主要道路に加え県道や市道が含まれる。したがって、同じ地域でも詳細度の異なる道路ネットワークデータが用意されている。図13(a)(b)は共に道路310、320を有しているが、図13(b)は更に道路340等を有している。
【0091】
また、高レベル道路ネットワークデータはリンク長がより長く、低レベル道路ネットワークデータではリンク長がより短くなっている。すなわち、図13(a)の道路310は4つのリンクA~Dを有しているが、図13(b)の道路310はリンクa~hを有している。リンクAにはリンクa,bが対応し、リンクBにはリンクc,dが対応し、リンクCにはリンクe,fが対応し、リンクDにはリンクg,hが対応する。図13(b)の例では、高レベル道路ネットワークデータの1つのリンクに低レベル道路ネットワークデータの2つのリンクが対応しているが、高レベル道路ネットワークデータの1つのリンクに低レベル道路ネットワークデータの何個のリンクが対応するかは、詳細度の違いにより様々である。図13では、高レベルと低レベルの二種類の道路ネットワークを示したが、レベルが数段階(例えばレベル0~3)で異なる道路ネットワークデータが用意されることも少なくない。
【0092】
なお、高レベル道路ネットワークデータのノードは低レベル道路ネットワークデータのノードにもなっている(つまり対応するノードがある)。また、高レベル道路ネットワークデータのリンクと低レベル道路ネットワークデータのリンクはリンクID又はノードIDにより対応付けられている。
【0093】
図14は、低レベル道路ネットワークデータを使用した詳細な立ち寄り可能範囲の探索を模式的に説明する図の一例である。立ち寄り可能範囲ノード13-1の周囲にノード11-1~11-3、12-1~12-3がある。ノード11-1~11-3とノード12-1~12-3は同じノードなので、説明の便宜上、ノード12-1~12-3は省略する。立ち寄り可能範囲ノード13-1は、複数の立ち寄り可能範囲ノード13のうち図12で求めた外縁の立ち寄り可能範囲ノード13である。
【0094】
立ち寄り可能範囲ノード13-1とノード11-1を結ぶリンク1、立ち寄り可能範囲ノード13-1とノード11-2を結ぶリンク2、及び、立ち寄り可能範囲ノード13-1とノード11-3を結ぶリンク3の途中に、低レベル道路ネットワークデータにおける詳細な立ち寄り可能範囲ノードがあると推定される。ノード11-4は復路消費電力量が算出されていないので詳細な立ち寄り可能範囲ノードを探索するリンクとならない。ただし、探索の対象としてもよい。
【0095】
したがって、立ち寄り可能範囲決定部25は、高レベル道路ネットワークデータのリンク1~3に対応する、低レベル道路ネットワークデータのリンクにおいて、ダイクストラ法でノードを探索する。
【0096】
立ち寄り可能範囲決定部25は、立ち寄り可能範囲ノード13-1からリンク1~3に対応する低レベル道路ネットワークデータのリンク上でノードの探索を行い、確定したノードで往路消費電力量と復路消費電力量を算出する。往路消費電力量と復路消費電力量は、立ち寄り可能範囲ノード13-1から確定したノードまでの範囲で算出されればよい。これにより、移動体9の現在地から立ち寄り可能範囲ノード13-1を経由して低レベル道路ネットワークデータで確定したノードまでの往路消費電力量、及び、低レベル道路ネットワークデータで確定したノードから立ち寄り可能範囲ノード13-1を経由して自宅8までの復路消費電力量を算出できる。ただし、復路消費電力量は確定したノードから立ち寄り可能範囲ノード13-1までの消費電力量をコストとする経路に基づいて算出される。
【0097】
図13を参考にして、立ち寄り可能範囲ノード13-1が図13のノード301a、ノード11-1がノード301bだとすると、ノード301aからノード302bの往路消費電力量を算出する。また、ノード302bからノード301aまでの復路消費電力量を算出する。そして、移動体9の現在地からノード301a(ノード立ち寄り可能範囲ノード13-1)を経由して低レベル道路ネットワークデータで確定したノード302bまでの往路消費電力量、及び、低レベル道路ネットワークデータで確定したノード302bからノード301a(ノード立ち寄り可能範囲ノード13-1)を経由して自宅8までの復路消費電力量の合計が、電池残量以下の場合、ノード302bが詳細な立ち寄り可能範囲ノードとなる。
【0098】
図15は、立ち寄り可能範囲決定部25が低レベル道路ネットワークデータで詳細な立ち寄り可能範囲ノードを決定する手順を示すフローチャート図の一例である。
【0099】
まず、立ち寄り可能範囲決定部25は外側の立ち寄り可能範囲ノードを特定する(S111)。外側の立ち寄り可能範囲ノードとは、図12で説明した外縁の立ち寄り可能範囲ノードである。詳細な立ち寄り可能範囲ノードは外縁の立ち寄り可能範囲ノードよりも外側のノードだからである。
【0100】
立ち寄り可能範囲決定部25は特定した立ち寄り可能範囲ノードと高レベル道路ネットワークデータにおいて隣接し、往路消費電力量と復路消費電力量が算出されたノードを結ぶリンクに対応する、低レベル道路ネットワークデータのリンクを特定する(S112)。
【0101】
次に、経路検索部24は、特定したリンクにおいて、立ち寄り可能範囲ノードから低レベル道路ネットワークデータを使ってダイクストラ法でノードを探索し、確定したノードについて消費電力量算出部36が往路消費電力量と復路消費電力量を算出する(S113)。
【0102】
そして、立ち寄り可能範囲決定部25は「往路消費電力量+復路消費電力量≦電池残量」を満たすノードを低レベル道路ネットワークデータにおける詳細な立ち寄り可能範囲ノードに決定する(S114)。
【0103】
こうすることで、低レベル道路ネットワークデータを用いてより詳細な立ち寄り可能範囲14を決定できる。なお、更にレベルが低い低レベル道路ネットワークデータがある場合は、図15で決定された詳細な立ち寄り可能範囲ノードからノードを広げることで、更に詳細な立ち寄り可能範囲14を決定できる。
【0104】
<A-Star法を用いた修正>
ダイクストラ法では、自宅8と移動体9の現在地を中心に円形状にノードが探索されていくため、往路消費電力量及び復路消費電力量を算出すべきノードの数が多くなる傾向が生じる。そこで、移動体9の現在地からノードを探索する際にA-Star法を使用することが有効である。つまり、各ノードのコストf*をf*=g+h*と表した場合、h*としてノードから自宅までの直線距離を使用する。すると、ノードから自宅までの直線距離が短いノードが優先的に確定されるため、移動体9の現在地からノードを探索する際に探索されるノードが円形状でなく、自宅との距離が短い方向に広がっていく。
【0105】
図16は、h*として移動体9の現在地の周囲のノードから自宅までの直線距離を使用した場合に、移動体9の現在地から探索された現在地到達可能ノード11を模式的に示す。図1(a)と比較すると明らかなように、自宅の周囲の現在地到達可能ノード11が探索されやすくなる。
【0106】
図17は、A-Star法を用いて立ち寄り可能範囲を計算する際に経路検索部24が往路消費電力量を算出する手順を示す一例のフローチャート図である。
【0107】
まず、経路検索部24は、消費電力量をコストとしてA-Star法で移動体9の現在地から周囲のノードを探索する(S1-2)。h*を移動体9の現在地の周囲のノードから自宅8までの直線距離とする。
【0108】
次に、1つのノードが確定するごとに移動体9の現在地から該ノードまでの往路消費電力量を記憶する(S2)。この往路消費電力量は、直線距離を考慮する必要がなく、図9と同様に消費電力量でよい。
【0109】
そして、立ち寄り可能範囲決定部25は往路消費電力量が電池残量以下であるか否かを判断する(S3)。往路消費電力量が電池残量以下である場合(S3のYes)、処理はステップS1に戻り、ノードの探索を継続する。
【0110】
<表示例>
図18は、ナビゲーション装置35がナビ画面に表示した立ち寄り可能範囲14の表示例を示す図である。表示処理部28は立ち寄り可能範囲14の色を変えるなどして強調して表示する。図示するように、自宅8を示す自宅アイコン8aと、移動体9を示す移動体アイコン9aが表示され、立ち寄り可能範囲14により、移動体9の現在地からどこまでならエネルギー補給なしに自宅に戻れるかをユーザが容易に把握できる。
【0111】
なお、例えば、ユーザの操作に応じて、移動体9の現在地から到達できる到達範囲、及び、行って戻って来られるラウンドトリップを表示してもよい。
【0112】
また、自宅8から出発する際に算出したラウンドトリップを表示処理部28が常に表示することで、移動体9の現在地から自宅に戻れるかどうかを判断するという目的を達成することもできる。この場合、ラウンドトリップの範囲で立ち寄り先まで移動しても自宅に戻ることができる可能性がある(立ち寄る先までの距離が小さい場合に限られる)。
【0113】
また、ナビゲーション装置35が起動した時(例えばACCオン)のラウンドトリップを常に表示してもよい。ただし、エネルギー補給を行った場合は、エネルギー補給を行った時点でラウンドトリップを再計算する。
【0114】
<まとめ>
本実施例のナビゲーションシステム100によれば、ユーザが自宅から離れた場所で立ち寄り可能範囲14を確認した場合、立ち寄り可能範囲14は常に自宅に帰着可能な範囲であるため、ユーザは安心して立ち寄り可能範囲14を移動できる。
【実施例2】
【0115】
本実施例では、実施例1とは異なる方法で立ち寄り可能範囲14を決定する方法を説明する。なお、本実施例においては、上記の実施例1にて説明した図4のハードウェア構成図、図5に示した機能ブロック図、及び、その他の説明を援用できるものとして説明する。
【0116】
図19は、本実施例において、ナビゲーションシステム100が提供する立ち寄り可能範囲14の決定方法を模式的に説明する図である。
【0117】
(1)図19(a)の処理は図1(a)とほぼ同様でよい。ナビゲーション装置35は消費電力量をコストと見なして移動体9の現在地からダイクストラ法でノードを探索する。この段階で各ノードには移動体9の現在地からノードに到達するためのA. 往路消費電力量が求められる。次述する(2)の判断が行われるため、往路消費電力量が電池残量以下かどうかを判断しなくてよい。ただし、便宜的に図19(a)のノードを現在地到達可能ノード11とした。
【0118】
(2)次に、図19(b)に示すように、ナビゲーション装置35は現在地到達可能ノード11から自宅までの経路51をダイクストラ法又はA-Star法で検索し、この経路51に沿って移動する場合の復路消費電力量を算出する。「A. 往路消費電力量+B. 復路消費電力量 > 電池残量」となったら現在地到達可能ノード11の探索を終了する。この条件を満たす現在地到達可能ノード11の外縁の内側が立ち寄り可能範囲14である。
【0119】
このような立ち寄り可能範囲14の生成方法では、自宅8の位置からのダイクストラ法によるノードの探索が不要になるが、移動体9の現在地から探索した各現在地到達可能ノード11から自宅まで経路検索が必要になるので、処理負荷が大きくなる可能性がある。
【0120】
<動作手順>
図20は、立ち寄り可能範囲決定部25が立ち寄り可能範囲を決定する手順を示す一例のフローチャート図である。
【0121】
まず、経路検索部24は消費電力量算出部36が算出した消費電力量をコストにして移動体9の現在地からダイクストラ法で周囲のノードを探索し、移動体9の現在地から確定したノードまでの往路消費電力量を消費電力量算出部36が算出する(S201)。
【0122】
次に、経路検索部24は確定したノードから自宅までの経路をダイクストラ法又はA-Star法で検索し、ノードから自宅まで復路消費電力量を算出する(S202)。A-Star法で検索する場合のh*はノードから自宅8までの直線距離でよい。
【0123】
そして、立ち寄り可能範囲決定部25は「往路消費電力量+復路消費電力量≦電池残量」を満たすか否かを判断する(S203)。
【0124】
ステップS203の判断がYesの場合、立ち寄り可能範囲決定部25はステップS201で探索したノードを立ち寄り可能範囲ノードに決定する(S204)。
【0125】
ステップS203の判断がNoの場合、立ち寄り可能範囲決定部25はステップS203でNoと判断されたノードで探索を終了する。つまり、このノードに次のノードがつながっていても、つながったノードを探索しない。なお、1つのノードだけで図20の処理を終了してもよいし、N個以上のノードで往路消費電力量と復路消費電力量の合計が電池残量より大きい場合に、図20の処理を終了してもよい。
【0126】
なお、図20の処理においても、低レベル道路ネットワークデータを使ってより詳細な立ち寄り可能範囲を決定できる。ステップS203の判断がNoの場合、Noと判断されたノードの1つ前のノードから低レベル道路ネットワークデータを使ってダイクストラ法でノードを探索することで往路消費電力量を算出し、更に復路消費電力量を算出する。Noと判断されたノードの1つ前のノードは、親ノードして既知である。
【0127】
<変形例>
確定した全てのノードから自宅までの経路を検索することは処理負荷が大きすぎるおそれがある。そこで、確定したノードから自宅までの経路を直線と見なして、往路消費電力量を算出してもよい。
【0128】
この場合、図20のステップS202の処理が、「確定したノードから自宅までの直線距離を算出し、この直線距離を移動するための往路消費電力量を算出する」となる。この場合、ノードから自宅までの経路検索が不要となるので、処理負荷を大きく低減できる。
【0129】
しかし、直線距離の往路消費電力量は、経路に沿った往路消費電力量よりも少なくなると予想され、立ち寄り可能範囲の精度が低下するおそれがある。そこで、直線距離を大きく見積もったり(例えば、10~30%くらい)、又は、電池残量を少なく見積もったりする(例えば、10~30%くらい)ことで、立ち寄り可能範囲14の精度の低下を抑制する。
【0130】
<まとめ>
したがって、本実施例のナビゲーションシステム100によれば、ユーザが自宅から離れた場所で立ち寄り可能範囲14を確認した場合、立ち寄り可能範囲14は常に自宅に帰着可能な範囲であるため、ユーザは安心して立ち寄り可能範囲14を移動できる。
【実施例3】
【0131】
本実施例では、比較的処理負荷の少ない立ち寄り可能範囲の決定方法を説明する。なお、本実施例においては、上記の実施例1にて説明した図4のハードウェア構成図、図5に示した機能ブロック図、及び、その他の説明を援用できるものとして説明する。
【0132】
図21は本実施例において、ナビゲーションシステム100が提供する立ち寄り可能範囲14の決定方法を模式的に説明する図である。
【0133】
(1)図21(a)に示すように、経路検索部24は移動体9の現在地から自宅までの経路(以下、帰宅経路52という)を、消費電力量をコストとしてダイクストラ法又はA-Star法で検索し、消費電力量算出部36はこの帰宅経路52で移動する場合の必要消費電力量(第3の消費エネルギー量の一例)を算出する。移動体9が現在地から移動できる範囲は電池残量から必要消費電力量を減じた利用可能消費電力量(第4の消費エネルギー量の一例)である。
【0134】
(2)次に、図21(b)に示すように、立ち寄り可能範囲決定部25は移動体9の現在地から各ノード16までのラウンドトリップを算出する。すなわち、消費電力量をコストと見なして移動体9の現在地からダイクストラ法でノード16を探索する。ノード16が確定すると、移動体9の現在地からノード16までの往路消費電力量が定まる。そして、消費電力量算出部36はこのノード16から移動体9の現在地に戻る際の戻り消費電力量を算出する。
【0135】
「往路消費電力量+戻り消費電力量≦利用可能消費電力量」のノード16は立ち寄り可能範囲ノード13であり、立ち寄り可能範囲ノード13の外縁の内側が、本実施例の立ち寄り可能範囲14である。
【0136】
この方法では、ダイクストラ法で移動体9の現在地からノード16を探索すればよいので、実施例1,2よりも少ない処理負荷で立ち寄り可能範囲14を決定できる。
【0137】
より負荷を低減するため戻り消費電力量を算出するのでなく、往路消費電力量が利用可能消費電力量以下となる範囲(到達範囲)を求め、この半分をラウンドトリップとしてもよい。半分とは、現在地からノード16までの道なりの距離を半分にして特定したノードまでをいう。
【0138】
<動作手順>
図22は、立ち寄り可能範囲決定部25が立ち寄り可能範囲14を決定する手順を示す一例のフローチャート図である。
【0139】
まず、立ち寄り可能範囲決定部25は、移動体9の現在地から自宅8の位置まで消費電力量をコストにしてダイクストラ法又はA-Star法で経路検索し、消費電力量算出部36は帰宅経路52で移動する際の必要消費電力量を算出する(S301)。消費電力量をコストにすることで消費電力量が少ない経路を算出できる。
【0140】
次に、消費電力量算出部36は、電池残量から必要消費電力量を減じて、利用可能消費電力量を算出する(S302)。
【0141】
次に、経路検索部24は消費電力量をコストにして移動体9の現在地からダイクストラ法で周囲のノードを探索し、消費電力量算出部36が移動体9の現在地からノード16までの往路消費電力量と、ノード16から移動体9の現在地までの戻り消費電力量を算出する(S303)。消費電力量をコストにしているため、往路消費電力量はノードの確定と共に求まる。戻り消費電力量については、ダイクストラ法で求められた経路を逆方向に辿る場合の消費電力量である。勾配や起伏の違いにより、往路消費電力量と戻り消費電力量は異なるため、別々に算出することで立ち寄り可能範囲14の精度を向上できる。
【0142】
次に、立ち寄り可能範囲決定部25は、「往路消費電力量+戻り消費電力量≦利用可能消費電力量」を満たすか否かを判断する(S304)。
【0143】
ステップS304の判断がYesの場合、立ち寄り可能範囲決定部25は往路消費電力量と戻り消費電力量を算出したノード16を立ち寄り可能範囲ノード13に決定する(S305)。この場合、処理はステップS303に戻り、ノード16の探索を継続する。
【0144】
ステップS304の判断がNoの場合、立ち寄り可能範囲決定部25は図22の処理を終了する。なお、1つのノードだけで図22の処理を終了してもよいし、N個以上のノードで、「往路消費電力量+戻り消費電力量≦利用可能消費電力量」を満たさなくなった場合に、図22の処理を終了してもよい。
【0145】
図22の処理においても、実施例2と同様に、低レベル道路ネットワークデータを使ってより詳細な立ち寄り可能範囲14を決定できる。
【0146】
<帰宅経路からのラウンドトリップ>
本実施例と同様の立ち寄り可能範囲を、帰宅経路52上の任意の場所から生成することもできる。
【0147】
図23は本実施例において、ナビゲーションシステム100が提供する立ち寄り可能範囲14の決定方法を模式的に説明する図である。
【0148】
(1)図23(a)については、図21(a)と同様でよい。すなわち、帰宅経路52で移動する場合の必要消費電力量を算出する。移動体9が帰宅経路52から移動できる範囲は電池残量から必要消費電力量を減じた利用可能消費電力量である。
【0149】
(2)次に、図23(b)に示すように、移動体9が帰宅経路52の一部を移動した経路上の途中地点53から帰宅経路52以外に立ち寄った場合を想定する。実際に移動するかどうかは問わない。帰宅経路52の一部とは、移動体9の現在地から帰宅経路52上の途中地点53までであり、例えば、移動体9の現在地から大きな交差点まで、移動体9の現在地から帰宅経路を等分に分割した場合の最寄りノードなど、ユーザが寄り道する可能性が高いノードまでをいう。
【0150】
(3)次に、図23(c)に示すように、ナビゲーション装置35は途中地点53から行って戻って来られるラウンドトリップを算出する。すなわち、消費電力量をコストと見なして途中地点53からダイクストラ法でノード16を探索する。ノード16が確定すると往路消費電力量が定まる。そして、このノード16から移動体9の現在地に戻る際の戻り消費電力量を算出する。
【0151】
「往路消費電力量+戻り消費電力量≦利用可能消費電力量」のノード16が立ち寄り可能範囲ノード13である。帰宅経路52を細かく分割して(途中地点53を数多く設定し)、(2)(3)の処理を行うことで、帰宅経路52上から立ち寄れる立ち寄り可能範囲14の精度を向上できる。
【0152】
<動作手順>
図24は、立ち寄り可能範囲決定部25が立ち寄り可能範囲を決定する手順を示す一例のフローチャート図である。図24の説明では図22との相違を説明する場合がある。まず、ステップS301、S302の処理は図22と同様でよい。
【0153】
次に、立ち寄り可能範囲決定部25は帰宅経路をM個に分割する(S302-2)。M個は多いほど立ち寄り可能範囲14の精度を向上するが処理負荷が増大するため、ナビゲーション装置35の処理能力などに応じて決定されてよい。また、ユーザが設定してもよい。
【0154】
次に、経路検索部24は消費電力量をコストにして途中地点53からダイクストラ法で周囲のノードを探索し、消費電力量算出部36が移動体9の途中地点53からノード16までの往路消費電力量と、ノード16から途中地点53までの戻り消費電力量を算出する(S303-2)。
【0155】
ステップS304、S305の処理は図22と同様でよい。ステップS305に続いて、立ち寄り可能範囲決定部25は全ての途中地点53でラウンドトリップを求める処理を終了したか否かを判断する(S306)。
【0156】
ステップS306の判断がNoの場合、処理はステップS303-2に戻り、次の途中地点53でラウンドトリップを求める。ステップS306の判断がYesの場合、図24の処理は終了する。
【0157】
<まとめ>
本実施例のナビゲーション装置35は、移動体9の現在地又は帰宅経路の途中地点から立ち寄ることができる立ち寄り可能範囲14を少ない処理負荷で求めることができる。
【0158】
<その他の適用例>
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
【0159】
例えば、本実施形態ではナビゲーション装置が立ち寄り可能範囲14を算出したが、サーバ装置31が立ち寄り可能範囲14を算出し、ナビゲーション装置35に提供することもできる。この場合、ナビゲーション装置35は、自宅の位置情報及び現在地の位置情報をサーバ装置31に送信し、サーバ装置31から立ち寄り可能範囲ノード13を受信する。
【0160】
また、ナビゲーション装置35はいわゆるディスプレイオーディオなどでもよい。ディスプレイオーディオはナビゲーションの機能を搭載せずに主にAV機能と通信機能を提供する装置である。ディスプレイオーディオは、スマートフォンなどの端末装置との通信によりナビゲーションの機能を提供する。この場合、端末装置に搭載されるアプリがナビ画面等を生成し、このアプリが生成するナビ画面をディスプレイオーディオが通信で取得して表示する。このようなアプリとしてCarPlay(登録商標)やAndroid Auto(登録商標)等が知られている。したがって、端末装置が立ち寄り可能範囲を算出する。
【0161】
また、図5などの構成例は、サーバ装置31とナビゲーション装置35による処理の理解を容易にするために、主な機能に応じて分割したものである。処理単位の分割の仕方や名称によって本願発明が制限されることはない。サーバ装置31及びナビゲーション装置35の処理は、処理内容に応じて更に多くの処理単位に分割することもできる。また、1つの処理単位が更に多くの処理を含むように分割することもできる。
【0162】
なお、消費電力量算出部36は消費エネルギー量算出手段の一例であり、探索手段は経路検索部24の一例であり、立ち寄り可能範囲決定部25は範囲決定手段の一例であり、表示処理部28は表示処理手段の一例であり、第1通信部41は通信手段の一例である。
【符号の説明】
【0163】
31 :サーバ装置
35 :ナビゲーション装置
100 :ナビゲーションシステム
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15
図16
図17
図18
図19
図20
図21
図22
図23
図24