专利名称：车辆导航系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车辆导航系统。
背景技术：
如果在刚经过与高速公路的交汇点之后，一条车道没有变更到主车道，那么高速公路的入口匝道有时直接通向出口匝道。为了防止直接进入出口匝道，提出了一种导航系统，该系统在分为高速路的主车道和出口匝道的分支点处进行路线引导(专利文献1)。
-专利文献1JP-2000-266556A(US-6466867B1)然而，在从交汇点到分支点的距离很短的情况下，经过交汇点之后的路线引导可能无法给予用户足够的时间来确定和操作车道变更。在引导交叉路口内也会发生类似的问题。该引导交叉路口是指，在该交叉路口处，对象车辆依照路线引导需要进行左转或右转等，而不是在该车正在行驶的公路上继续行驶。
例如，假设这样一种情况，车辆依照路线引导或引导路线左转，刚左转之后，依照引导路线，该车被建议将车道变更到最右侧车道。在这种情况下，也会出现没有给用户足够时间来确定和操作车道变更的上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种车辆导航系统以解决上述问题。该系统能够执行路线引导，从而对于依照引导路线，在刚刚经过引导交叉路口或交汇点之后需要进行车道变更的情况，给用户足够的时间做出反应。
为了实现上述目的，车辆导航系统配备了以下单元分支点确定单元，用于确定距引导交叉路口给定距离内，沿引导路线存在分支点；偏离确定单元，用于确定，利用自然出口车道接近已确定为在给定距离内存在的分支点会导致进入不包括在引导路线中的一条公路，这里，自然出口车道包括在从引导交叉路口离开的出口公路内，并且自然地沿着引导路线从引导交叉路口离开；车道变更引导单元，用于根据由偏离确定单元的确定结果，在进入引导交叉路口之前建议，在经过引导交叉路口之后需要车道变更。
另外，通过使上述引导交叉路口适合于交汇点，也可以实现本发明的目的。
根据以下参考附图的详细说明，本发明的上述和其它目的、特征和优点会更加明显。
图1是根据本发明实施例的车辆导航系统的结构示意图；图2是程序流程图；图3是具有车道变更路线引导的引导交叉路口附近区域的俯视图。
具体实施例方式
以下利用
根据本发明实施例的车辆导航系统1。注意，除非另外指出，以下说明基于日本的靠左行驶交通规则。
图1示出了目标车辆上安装的车辆导航系统1的硬件结构。该系统1包括位置检测器11、操作开关组12、图像显示单元13、音频放大器14、扬声器15、外部存储介质18和控制电路19。
位置检测器11包括已知的传感器，比如地磁传感器、陀螺仪、速度传感器和GPS(全球定位系统)接收机。位置检测器11向控制电路19输出信息，该信息基于传感器的各自特征，并指示车量的当前位置或前进方向。
操作开关组12是输入单元，比如配置在系统1中的多个机械开关，或配置在图像显示单元13的显示屏上的触摸面板。用户按下机械开关或接触触摸面板产生的信号输出到控制电路19。
图像显示单元13根据从控制电路19输出的视频信号，向用户显示视频。所显示的视频包括围绕当前位置的地图。
音频放大器14将从控制电路19输出的声音信号放大。
外部存储介质18是诸如硬盘之类的非易失性存储介质，存储用于路线引导的地图数据和被控制电路19读取并执行的程序。
地图数据包括连线(或公路段)和节点(或交叉路口)的位置信息，连线和节点的连接关系信息，连线的车道数量信息，以及相对于各车道的出口公路(出口公路信息)的信息。
这里，以下详细说明出口公路或出口公路信息。假设通过从进入交叉路口的某个特定入口公路段的第一车道向离开交叉路口的某个特定出口公路段前进，车辆可以经过该交叉路口。在这种情况下，相对于该特定入口公路段的第一车道的出口公路信息就是该特定出口公路段的信息。
控制电路19包括RAM、ROM、和CPU(未示出)。CPU执行从ROM和外部存储介质18读出的、用来操作系统1的程序。这里，CPU从ROM、RAM和外部存储介质18读出信息，向RAM和外部存储介质18写入信息，并与位置检测器11、操作开关组12、图像显示单元13和音频放大器14交换信号。
控制器19的CPU利用程序执行的具体处理包括当前位置指示处理，引导路线检索处理和路线引导处理。
当前位置指示处理根据来自位置检测器11的信号，利用已知的地图匹配技术，来指示车量的当前位置或前进方向。
引导路线检索处理通过接收用户通过输入单元输入的目的地，来计算从当前位置到目的地的最佳引导路线。
路线引导处理从外部存储介质18读取地图数据之后，在图像显示单元13上输出计算出的引导路线或计算出的当前位置的图像，该图像叠加在地图之上。另外，路线引导处理利用与引导路线之内的引导交叉路口相关的图像或声音，来产生引导数据，然后将产生的数据存储在外部存储介质18中。这里，该引导交叉路口是指，在该交叉路口处，对象车辆依照引导路线或路线引导需要右转或左转等，而不是在该车辆正在行驶的公路上继续行驶。当对象车辆接近引导交叉路口时，路线引导处理根据引导交叉路口的引导数据向音频放大器14输出声音数据，或向图像显示单元13输出图像数据。
接下来，以下说明路线引导处理中，产生各引导交叉路口的引导数据的处理。为了完成该处理，每次对象车辆接近引导路线之内的引导交叉路口时，控制电路19执行图2所示的程序100。
在步骤110，根据地图数据获得目标引导交叉路口的数据，和与该目标引导交叉路口相连的公路段的数据。
在步骤120，确定是否有一个或多于一个可进入的车道存在于进入该引导交叉路口的入口公路段之内。这里，当对象车辆不再自然地继续行驶在其在进入引导交叉路口之前正在行驶的公路上时，例如，当对象车辆在引导交叉路口左转或右转时，对象车辆沿着引导路线，利用在入口公路段之内的可进入车道，或在该可进入车道上行驶。根据与包含在入口公路段中的各条车道相关的出口公路信息来执行该确定。即，计算出通向或可进入出口公路段的入口公路段的车道数量。
当仅有一条可进入车道时，程序前进到步骤130，当有两条或多条可进入车道时，程序前进到步骤170。
在步骤130，根据读取的地图数据，确定出口公路段的车道数量是否为多条。当车道数量为多条时，程序前进到步骤140。当车道数量仅为一条时，程序前进到步骤170。
在步骤140，确定在经过引导交叉路口之后给定距离(例如，100米)内是否存在分支点。这里，交叉路口被定义为多于两条公路段交汇的点，所以，该交叉路口包括交汇点和分支点，还包括引导交叉路口和除引导交叉路口之外的交叉路口(或非引导交叉路口)。另外，沿引导路线的作为分支点的交叉路口被定义为这样一个点，即，一条沿着引导路线的入口公路在该交叉路口分为多于一条从该入口公路段可进入的公路段。当确定分支点存在于给定距离内时，程序前进到步骤150。否则，程序前进到步骤170。
在步骤150，确定在沿着引导路线经过引导交叉路口之后、车辆从出口公路段的自然出口车道进入或经过分支点的情况下，该车辆是否只以不包含在引导路线内的公路段为目的地。
这里，在沿引导路线经过引导交叉路口之后的出口公路段的自然出口车道指的是，例如，在车辆依照引导路线、在靠左行驶交通规则下左转的情况下，自然出口车道是出口公路的最左侧车道。基于这样一个事实当车辆左转并且入口公路段之内仅有一条可进入车道时，该出口车道通常是出口公路段的最左侧车道。该说明中，在靠左行驶交通规则下左转，例如，在日本。因此，上述左转对应于靠右行驶交通规则中的右转，例如，在美国。即，上述左转指的是，向交通规则中与公路中向前行驶一侧相同的一侧转。
当确定车辆只以未包括在引导路线中的公路段为目的地时(或当车辆接近未包括在引导路线中的公路段时)，程序前进到步骤160。否则，程序前进到步骤170。
在步骤160，为相应的引导交叉路口和经过引导交叉路口后所需的车道变更产生引导数据。
车道变更是为了车辆进入通向引导路线的车道。该引导数据包括声音引导数据和图像引导数据。声音引导指示在引导交叉路口处和经过该引导交叉路口后需要的车道变更处的转弯方向。例如，该声音引导是“立刻左转，然后进入右车道”。图像引导包括相应的引导交叉路口及与其相关的入口公路段和出口公路段的地图，并进一步包括地图上的标记或说明。该标记或说明表示入口公路段和出口公路段的车道，依照引导路线的入口公路段的可进入车道，以及在经过该引导交叉路口后要变更的相应车道。
在步骤170，产生声音引导数据和图像引导数据，用于单独指示相应的引导交叉路口。例如，图像引导数据包括地图，该地图包含引导交叉路口和到该引导交叉路口的可进入车道。这里，将可进入车道叠加在地图上，着重显示。声音引导数据是，例如“立刻左转。”在步骤160或步骤170之后的步骤180，将产生的引导数据存储在外部存储介质18中，并且程序100结束其执行。
因此，程序100的执行使控制电路19将关于引导交叉路口的两种类型引导数据存储在外部存储介质18中。在以下引导交叉路口中产生第一类型。依照引导路线的入口公路段的可进入入口车道只有一条；经过交叉路口后的出口公路的车道数量有多条；在经过交叉路口后的给定距离内存在分支点；以及从该交叉路口自然地离开并通向不包含在引导路线中的公路段的出口公路段的自然出口车道。第一类型引导数据包括的引导包括在引导交叉路口处指示转弯方向，以及经过该交叉路口后建议需要的车道变更。在除了上述引导交叉路口以外的引导交叉路口中产生第二类型引导数据。第二类型引导数据包括对于相应的引导交叉路口的单独引导。
然后，控制电路19执行路线引导处理，其中根据产生和存储的各类型的引导数据，利用声音或显示图像进行引导。换言之，当对象车辆接近预定距离内的引导目标位置时，分别将基于相应引导数据的图像信号和声音信号输出到图像显示单元13和音频放大器14。然后，图像显示单元13显示引导显示图像，同时扬声器15输出引导声音。
图3示出了，在引导交叉路口和经过该引导交叉路口后需要的车道变更需要被指示的情况下，引导交叉路口周围的俯视图。该图中，一条引导路线32从图3中引导交叉路口31的下侧方向上的、具有两条车道的入口公路，经过引导交叉路口31，延伸到图3中的引导交叉路口31的左侧方向上的、具有两条车道的出口公路。该入口公路只有一条可进入入口车道，能够通向出口公路。该唯一可进入车道是左侧车道，如路标漆33、34所示。在分支点35，该出口公路进一步被车道隔离物36分成两条公路。当车辆继续在出口公路的左车道行驶时，该车辆进入两条公路的左边公路。该左车道朝向或通向未包括在引导路线32中的公路。另外，从捷径路线37的入口到分支点35的距离在给定距离之内。
在图3所示的例子中，系统1根据地图数据决定以下内容可进入入口车道仅一条；出口公路有两条车道；引导交叉路口31和分支点35之间的距离在给定距离内；左转之后利用两条车道中的左车道到达分离点35，导致偏离引导路线32。然后，系统1根据这些确定，利用声音和显示图像执行引导，该引导指示引导交叉路口31和经过该引导交叉路口31后需要的车道变更。
系统1的上述结构能够在进入引导交叉路口之前，向对象车辆的司机指示经过该引导交叉路口后需要的车道变更的引导。该司机可以有回旋时间对该引导预先做出反应。
(其它)另外，本发明也适合于诸如高速公路入口这样的交汇点。这也为司机的决定和操作提供了回旋时间。例如发生以下情况。车辆行驶在进入高速公路的入口匝道上，并进入高速公路；当不改变车道时，该车经过分支点进入通向高速公路的出口匝道的支路。在这种情况下，在程序100的步骤中用交汇点替代引导交叉路口，可以在与高速公路交汇之前提供与分支点有关的引导。
另外，除了引导交叉路口，本发明也可以适合于非引导交叉路口(除引导交叉路口之外的交叉路口)。这也为司机的决定和操作提供了回旋时间。
另外，沿着引导路线经过引导交叉路口后的自然出口车道的一个例子是，当在引导交叉路口左转时出口公路的最左侧的车道。然而，自然出口车道可以包括其它的例子。例如，假设地图数据包括与交叉路口相关的，进口公路段的某一特定车道和通过引导交叉路口与该进口公路的特定车道连接的出口公路段的自然出口车道之间的一对一的对应关系信息。在这种情况下，可以根据地图数据的一对一的对应关系信息来确定上述自然出口车道。这里，需要知道对象车辆利用进口公路段的多条车道中的哪条，以得到出口公路段的自然出口车道。为此，即，为了指示入口公路段之内车辆的位置，可以采用以下技术或方法。可以采用一种车道指示方法，该方法从车内摄像机获得公路图像，以根据该图像内白色车道标记的位置关系来指示该车辆当前正在行驶的车道。另外，还可以采用一种基于诸如RTK-GPS(实时动态-全球定位系统)这样的高精度车辆定位技术的方法。
另外，即使只存在一条可进入入口车道，用于在引导交叉路口处左转时，也不总是必然将出口公路的自然出口车道指示为出口公路的最左侧车道。例如，只有在引导交叉路口处提供专门用于左转的捷径路径37作为唯一可进入的入口车道的情况下，才总是将出口公路的最左侧车道看作出口公路的自然出口车道。
另外，即使存在多条可进入入口车道时，以下情况也可以发生。假设在引导交叉路口处，入口公路中存在两条可进入入口车道，出口公路中存在三条车道。进一步假设，在从两条可进入入口车道进入并从引导交叉路口离开的情况下，出口公路的三条车道中的两条最左侧车道是自然出口车道。进一步假设，在给定距离内存在分支点，且出口公路的三条车道中的最右侧车道仅通向包括在引导路线中的公路。在这种情况下，可以设计系统1，从而在进入引导交叉路口之前，建议在经过该引导交叉路口之后车道变更到最右侧车道。
另外，在该实施例中，根据在距引导交叉路口的给定距离内是否存在分支点，来执行车道变更引导。这里，在程序100中可以将给定距离预先确定为一个常数，或者通过基于各种条件的计算来确定给定距离，只要在上述确定过程之前确定该给定距离即可。
计算的条件包括例如，引导交叉路口处的交通流量。当交通流量大时，假定车道变更困难。当交通流量不大时，假定车道变更容易。因此，交通流量大的情况下，可以增大给定距离。交通流量小的情况下，可以减小给定距离。可以利用VICS(车辆信息通信系统)或已知交通信息服务来获得交通流量。
另外，可以利用由引导交叉路口周围的平均速度计算得到的、经过该引导交叉路口到达分支点的给定必要时间代替给定距离，来执行车道变更引导。可以将该确定参数看作用于确定给定距离的参考。这里，在地图数据中可以预先包含一个平均速度，或者可以从上述诸如VICS这样的交通服务获得平均速度。
另外，在每次进入相应的引导交叉路口之前的特定距离(例如，100米)处，可以由控制电路19多次产生(例如，3次)在步骤160产生的声音引导数据。另外，只有在多次声音引导的最后一次，才可以设计利用声音来既引导相应的引导交叉路口又引导经过该交叉路口后需要的车道变更。即，在其它各次声音引导中，只利用声音来引导引导交叉路口。否则，在多次声音引导的每一次，都可以设计利用声音来额外地既引导相应的引导交叉路口又引导经过该引导交叉路口后的车道变更。
另外，程序100可以存储在计算机可读介质中，并且当需要时可以利用接口设备将程序100加载到车辆导航系统1中。另外，当需要时，也可以通过通信网络将程序下载到系统1中。
对本领域的技术人员来说很明显可以对本发明的上述实施例进行各种修改。然而，本发明的范围应该由所附的权利要求书确定。
权利要求
1.一种车辆导航系统(1)，其特征在于包括分支点确定单元(19)，其确定在距引导交叉路口(31)给定距离内，沿引导路线(32)存在分支点(35)；偏离确定单元(19)，其确定利用自然出口车道接近被确定为在所述给定距离内存在的所述分支点，会导致进入一条未包含在所述引导路线中的公路，其中，所述自然出口车道包括在从所述引导交叉路口离开的出口公路中，并且该自然出口车道沿着所述引导路线从所述引导交叉路口自然地离开；以及车道变更引导单元(19)，其根据由所述偏离确定单元确定的结果，在进入所述引导交叉路口之前，建议在经过所述引导交叉路口后需要车道变更。
2.根据权利要求1所述的车辆导航系统，还包括车道数量确定单元(19)，用于确定到所述引导交叉路口的入口公路的可进入入口车道仅有一条，其中所述可进入入口车道进入所述引导交叉路口，并且在靠右行驶交通规则下，所述可进入入口车道便于沿着所述引导路线右转，其中，当由所述车道数量确定单元确定所述可进入入口车道仅有一条，并且所述自然出口车道是所述出口公路的多条出口车道中的最右侧车道时，所述偏离确定单元确定，利用所述自然出口车道接近所述分支点会导致进入未包含在所述引导路线中的公路。
3.根据权利要求1所述的车辆导航系统，还包括车道数量确定单元(19)，用于确定到所述引导交叉路口的入口公路的可进入入口车道仅有一条，其中所述可进入入口车道进入所述引导交叉路口，并且在靠左行驶交通规则下，所述可进入入口车道便于沿着所述引导路线左转，其中，当由所述车道数量确定单元确定所述可进入入口车道只有一条，并且所述自然出口车道是所述出口公路的多条出口车道中的最左侧车道时，所述偏离确定单元确定，利用所述自然出口车道接近所述分支点会导致进入未包含在所述引导路线中的公路。
4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的车辆导航系统，其中，在进入所述引导交叉路口之前，所述车道变更引导单元除了建议在经过所述引导交叉路口之后需要车道变更之外，还建议与所述引导交叉路口有关的引导。
5.一种车辆导航系统(1)，其特征在于包括分支点确定单元(19)，其确定在距交汇点给定距离内，沿引导路线存在分支点；偏离确定单元(19)，其确定利用自然出口车道接近被确定为在所述给定距离内存在的所述分支点，会导致进入一条未包含在所述引导路线中的公路，其中，所述自然出口车道包含在从所述交汇点离开的出口公路中，并且该自然出口车道沿着所述引导路线从所述交汇点自然地离开；以及车道变更引导单元(19)，其根据由所述偏离确定单元确定的结果，在进入所述交汇点之前建议在经过所述交汇点后需要车道变更。
6.一种计算机可读介质中的计算机程序产品，该计算机程序产品用在车辆导航系统(1)中，该产品的特征在于包括用于确定在距引导交叉路口给定距离内，沿引导路线存在分支点的指令(140)；用于确定利用自然出口车道接近所述分支点会导致进入未包含在所述引导路线中的公路的指令(150)，其中所述自然出口车道包含在从所述引导交叉路口离开的出口公路中，并且沿着所述引导路线从所述引导交叉路口自然地离开；以及用于在进入所述引导交叉路口之前建议，在经过所述交汇点之后需要车道变更的指令。
7.一种计算机可读介质中的计算机程序产品，该计算机程序产品用在车辆导航系统(1)中，该产品的特征在于包括用于确定(140)在距交汇点给定距离内，沿引导路线存在分支点的指令；用于确定(150)利用自然出口车道接近所述分支点会导致进入未包含在所述引导路线中的公路的指令，其中所述自然出口车道包含在从所述交汇点离开的出口公路中，并且沿着所述引导路线从所述交汇点自然地离开；以及用于在进入所述交汇点之前建议，在经过所述交汇点之后需要车道变更的指令。
全文摘要
在车辆导航系统(1)中，确定距引导交叉路口(31)给定距离内沿引导路线(32)存在分支点(35)。然后确定利用自然出口车道接近分支点会导致进入未包含在引导路线中的一条公路，其中，该自然出口车道包含在从引导交叉路口离开的出口公路中，并自然地沿着引导路线从该引导交叉路口离开。在进入引导交叉路口之前，建议在经过该引导交叉路口之后需要车道变更。因此，在经过引导交叉路口之后需要车道变更的情况下，司机可以具有足够的反应时间。
文档编号G08G1/0968GK1719490SQ20051008324
公开日2006年1月11日 申请日期2005年7月7日 优先权日2004年7月7日
发明者坂下尚广, 近江真宜 申请人:株式会社电装