專利名稱：路徑引導(dǎo)導(dǎo)航裝置以及路徑引導(dǎo)導(dǎo)航方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種移動體的路徑引導(dǎo)導(dǎo)航裝置以及路徑引導(dǎo)導(dǎo)航方法。
背景技術(shù)：
GPS(Global Positioning System)等衛(wèi)星定位技術(shù)越來越發(fā)達(dá)，只要是能夠接收來自定位衛(wèi)星的電波的區(qū)域，不管是地球上的哪一個場所，都能夠檢測出自己的位置的這種使用定位衛(wèi)星的汽車導(dǎo)航裝置等正在廣泛應(yīng)用。但是，由于占人們的生活空間中的相當(dāng)大的區(qū)域的室內(nèi)以及地下通道中，無法接收定位衛(wèi)星的電波，因此無法檢測出自己的位置。因此，以前如專利文獻(xiàn)1(特開2004-85511號公報)中所示，根據(jù)人們的移動距離與前進(jìn)方向，檢測出移動軌跡。
專利文獻(xiàn)1特開2004-85511號公報。
以往技術(shù)中，對每單位時間的移動距離與前進(jìn)方向進(jìn)行積分，檢測出移動距離。前進(jìn)方向的檢測裝置，使用地磁場傳感器或陀螺傳感器，但地磁場傳感器會產(chǎn)生基于磁場的紊亂的誤差，陀螺傳感器會產(chǎn)生基于0點偏移的誤差。因此，通過積分處理這些誤差被積累，成為非常大的誤差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明考慮到以上問題，目的在于提供一種不需要檢測出前進(jìn)方向就能夠?qū)⒁苿芋w引導(dǎo)到目的地的路徑引導(dǎo)導(dǎo)航裝置以及路徑引導(dǎo)導(dǎo)航方法。
本發(fā)明的路徑引導(dǎo)導(dǎo)航裝置以及路徑引導(dǎo)導(dǎo)航方法，為解決上述問題，求出移動體的移動距離，將在通過路徑搜索所求出的到目的地之間的路徑數(shù)據(jù)上只移動了移動距離的位置，作為移動體的位置求出。
通過本發(fā)明，不使用方位信息也能夠進(jìn)行路徑引導(dǎo)導(dǎo)航。


圖1為本發(fā)明的一實施方式的移動體路徑引導(dǎo)導(dǎo)航裝置的功能方框圖。
圖2為表示圖1的實施方式中的路徑引導(dǎo)導(dǎo)航方法的流程圖。
圖3為地下通道中的路徑引導(dǎo)導(dǎo)航的一例地下通道的例子。
圖4為節(jié)點與線路設(shè)置在一直線上的路徑搜索結(jié)果的顯示。
圖5為表示通路向右拐的視頻顯示。
圖6為表示提醒左轉(zhuǎn)彎的畫面顯示。
圖7為本發(fā)明的另一實施方式的移動體路徑引導(dǎo)導(dǎo)航裝置的功能方框圖。
圖8為表示圖7的實施方式中的路徑引導(dǎo)導(dǎo)航方法的流程圖。
圖中1-位置設(shè)定機(jī)構(gòu)，2-運算處理機(jī)構(gòu)，3-移動檢測傳感器，4-信息顯示機(jī)構(gòu)，5-地圖D.B.，6-路徑D.B.，7-路徑搜索結(jié)果存儲用D.B.，71-位置檢測機(jī)構(gòu)，72-位置檢測機(jī)構(gòu)所檢測出的位置與節(jié)點的對應(yīng)D.B.。
具體實施例方式
圖1中示出了本發(fā)明的一實施方式的移動體路徑引導(dǎo)導(dǎo)航裝置的功能方框圖。位置設(shè)定機(jī)構(gòu)1設(shè)定作為移動體的行人的現(xiàn)在位置與目的地等。移動檢測傳感器3檢測出行人的步行狀態(tài)等移動體的移動。移動體檢測傳感器3使用加速度傳感器或步數(shù)計。運算處理機(jī)構(gòu)2對移動體檢測傳感器3的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，計算出行人的移動距離，進(jìn)行路徑搜索處理，進(jìn)行地圖或聲音的生成處理。例如，根據(jù)加速度傳感器的波形數(shù)據(jù)推定每一次步行動作的步幅并累積，使用通過步數(shù)計所測量的步數(shù)與預(yù)先所測量的步幅，計算出移動距離。運算處理機(jī)構(gòu)2，可以使用微計算機(jī)等各種處理器。地圖D.B.(數(shù)據(jù)庫)5中存儲地圖顯示用數(shù)據(jù)。地圖D.B.5中存儲有用來讓地圖對用戶可視化的數(shù)據(jù)，也即現(xiàn)在位置附近的地圖顯示、路徑途中的道路引導(dǎo)地圖的顯示、以及在設(shè)定用戶的現(xiàn)在位置或目的地的情況下的地圖顯示中所使用的數(shù)據(jù)。路徑D.B.6中保存路徑搜索用數(shù)據(jù)。搜索用數(shù)據(jù)包括道路的片斷(路線)、距離、路線成本等信息，用來搜索從現(xiàn)在位置到目的地的最短路徑等。路徑搜索結(jié)果存儲用D.B.7中，暫存路徑搜索結(jié)果，將路徑搜索處理中所求出的現(xiàn)在位置到目的地之間的路徑的相關(guān)信息保存起來。另外，這些D.B.使用硬盤或半導(dǎo)體存儲器等記憶裝置。信息顯示機(jī)構(gòu)4將地圖信息以及路徑引導(dǎo)信息，作為圖像或聲音顯示出來。信息顯示機(jī)構(gòu)，使用終端畫面、各種顯示裝置、揚聲器等。
圖2為表示圖1的實施方式中的路徑引導(dǎo)導(dǎo)航方法的流程圖。另外，圖3中示出了地下通道中的路徑引導(dǎo)導(dǎo)航之一例。下面使用圖2與圖3進(jìn)行說明，但是以行人沒有脫離檢索路徑進(jìn)行移動為前提。
首先，設(shè)定現(xiàn)在位置(圖3，出發(fā)點30)(圖2，步驟20)，進(jìn)而設(shè)定目的地(圖3目的地35)(圖2步驟21)。設(shè)定方法例如是通過地圖D.B.5(圖1)的數(shù)據(jù)生成包含有如圖3所示的臺階36、店鋪38以及通道的地圖信息，并顯示在終端畫面中，操作終端的給定按鍵選擇并決定地圖上的位置，通過這樣來設(shè)定現(xiàn)在位置與目的地。另外，圖3中目的地35也是店鋪38之一。
現(xiàn)在位置以及目的地設(shè)定完成之后，執(zhí)行路徑搜索處理(圖2，步驟22)。路徑搜索處理中，使用路徑D.B.6(圖1)中所存儲的路徑搜索用數(shù)據(jù)，通過迪杰斯特(Dijkstra)法等求出從現(xiàn)在位置到目的地的路徑數(shù)據(jù)。路徑搜索用數(shù)據(jù)中包括關(guān)于道路的片斷(線路)以及接點的信息。路線中登錄有道路片斷的距離以及道路的狀況(臺階或坡道等)的相關(guān)信息。這些信息作為線路成本在路徑搜索處理時的評價中使用。節(jié)點中除了節(jié)點的位置信息(經(jīng)緯度等)之外，還登錄有其他線路的連接關(guān)系。例如，“節(jié)點(A)與線路(a)、線路(b)以及線路(c)相連接”之類的信息。另外，表示連接關(guān)系的數(shù)據(jù)除了如上所述保存在節(jié)點中之外，還可以保存在線路中。如果執(zhí)行路徑搜索處理，便生成從出發(fā)點30(現(xiàn)在位置)到目的地35之間的總路線成本最低的路徑數(shù)據(jù)。圖3中，生成從出發(fā)點30(S)走下臺階36，順次通過節(jié)點1(31)、節(jié)點2(32)、節(jié)點3(33)、節(jié)點4(34)，到達(dá)節(jié)點D也即目的地35的路徑數(shù)據(jù)。
生成了路徑數(shù)據(jù)之后，就指示引導(dǎo)開始(圖2，步驟23)。為了指示引導(dǎo)開始，操作終端中所設(shè)置的引導(dǎo)開始按鈕，或使用聲音識別將“引導(dǎo)開始”這樣的聲音作為引導(dǎo)開始信號。指示了引導(dǎo)開始之后，檢測出行人的移動距離(圖2，步驟24)。步驟24中使用行人所攜帶的終端中所設(shè)置的移動檢測傳感器3(圖1，例如加速度傳感器)，計算出每單位時間的移動距離1(n)。從出發(fā)點到現(xiàn)在位置之間的移動距離L(t)能夠通過下式(公式1)求出。并且“t”表示現(xiàn)在時間。
公式1L(t)=Σn=1n=tl(n)...(1)]]>接下來，在以出發(fā)點30為基點所搜索出的路徑數(shù)據(jù)中，沿著路線將作為移動體的行人的位置移動使用上述式(公式1)所檢測出的移動距離(步驟25)。圖4中從圖3中的路徑搜索結(jié)果中去掉與方位信息以及搜索路徑無關(guān)的節(jié)點信息(節(jié)點5、6)，將節(jié)點與路線設(shè)置成一條直線并顯示。例如，路線37與節(jié)點2以及節(jié)點3相連接，長25m。步驟26(圖2)中判斷行人是否接近節(jié)點。在接近節(jié)點的情況下，在步驟27(圖2)中生成節(jié)點地點的路徑引導(dǎo)信息，并顯示在終端畫面等信息顯示機(jī)構(gòu)4(圖1)中。例如，在行人距離節(jié)點2在2m以內(nèi)的情況下，如果通過運算處理判斷滿足下式(公式2)的條件，則生成路徑引導(dǎo)信息，并提供給行人。
公式2
這里對信息的提供方法，在圖3中行人位于位置41中的情況下進(jìn)行說明。所提供的信息是從已經(jīng)到達(dá)的節(jié)點到下一個節(jié)點的前進(jìn)方向以及距離、向下一個節(jié)點前進(jìn)的路徑(線路)的信息等。在用戶位于位置41中的情況下，下一個要到達(dá)的節(jié)點是節(jié)點2。從節(jié)點2開始的前進(jìn)方向，可以通過從節(jié)點1到節(jié)點2的路線39以及從節(jié)點2到節(jié)點3的路線37來求出。這種情況下，所求出的前進(jìn)方向是向右90度。另外，路線37的距離可以根據(jù)節(jié)點2與節(jié)點3的位置信息(經(jīng)緯度)求出。另外，圖3中雖然沒有記載各個節(jié)點的經(jīng)緯度，但設(shè)路線37的距離為25m。另外，路徑(線路)的數(shù)據(jù)，在各個線路中事先登錄道路的路面狀況等并參照該數(shù)據(jù)。路線37是通常的通道，但在前一個線路中登錄有關(guān)于臺階36的信息并參照該信息。根據(jù)這些信息，生成作為路徑引導(dǎo)信息的視頻顯示或聲音引導(dǎo)。圖3的位置41中，節(jié)點2的地點是向右拐的路徑數(shù)據(jù)，因此如圖5所示，通過向右轉(zhuǎn)彎的視頻顯示50來引導(dǎo)通道，或輸出“前方2m右拐。之后直行25m”這樣的聲音引導(dǎo)。
用戶按照視頻顯示50右拐，在通過(公式1)所求出的到出發(fā)地點的移動距離是30m的情況下，表示行人的位置是節(jié)點2與節(jié)點3之間的位置43(圖3以及圖4)。也即，雖然在節(jié)點2右拐，但通過將圖4的去掉了方位信息的路徑信息與通過公式1所求出的到出發(fā)點的移動距離對應(yīng)起來，將行人的位置在路徑數(shù)據(jù)上移動移動距離，通過這樣也能夠掌握路徑上的現(xiàn)在位置。另外，通過讓圖4中對應(yīng)的路線37上的位置與圖3相對應(yīng)，能夠像圖3中的行人的位置43這樣掌握二維空間中的位置。另外，位置43是距離節(jié)點3接近到2m的位置，如圖6所示，能夠顯示提示左轉(zhuǎn)彎的畫面，引導(dǎo)用戶。
另外，能夠像上式(公式2)那樣，將路徑數(shù)據(jù)中的從現(xiàn)在位置到給定位置之間的距離，與通過上式(公式1)所計算出的移動距離進(jìn)行比較，根據(jù)比較的結(jié)果，顯示出各種引導(dǎo)信息。例如，在給定的位置是除了上述前進(jìn)方向變更的節(jié)點之外，臺階的最上部或最下部這樣的路徑狀態(tài)(線路的屬性)發(fā)生變更的位置的情況下，能夠顯示出臺階的開始或結(jié)束。
接下來，如果總移動距離達(dá)到了全部線路的合計距離(圖3，圖4中為44m)，就判斷到達(dá)目的地(圖2，步驟28)，通過在終端畫面中的視頻顯示或聲音引導(dǎo)等，通知到達(dá)目的地并結(jié)束路徑引導(dǎo)(圖2，步驟29)。
另外，本實施方式中，在接近節(jié)點的情況下提供路徑引導(dǎo)信息，但也可以像圖3中的位置41或位置43這樣，在連接的移動區(qū)間中，在二維地圖中顯示出現(xiàn)在位置并提示移動的狀況。另外，還可以如圖4所示，刪除方位信息，顯示出設(shè)置成直線狀的節(jié)點與連接的關(guān)系以及一維的路徑地圖，在該路徑地圖上像位置41或位置43這樣，表示出行人的現(xiàn)在位置。
上述實施方式中，不使用方位信息就能夠進(jìn)行路徑引導(dǎo)導(dǎo)航。因此，能夠防止磁場的紊亂或陀螺傳感器的漂移所引起的方向檢測的誤差的影響。
圖7中示出了本發(fā)明的另一實施方式的路徑引導(dǎo)導(dǎo)航裝置的功能方框圖。本實施方式與圖1的實施方式的不同點在于，具有位置檢測機(jī)構(gòu)71以及位置檢測機(jī)構(gòu)所檢測出的位置與節(jié)點的對應(yīng)D.B.(數(shù)據(jù)庫)72。本實施方式中，通過檢測出作為移動體的行人達(dá)到節(jié)點這樣的路徑數(shù)據(jù)上的給定位置的位置檢測機(jī)構(gòu)71以及D.B.72，能夠?qū)榱饲蟪鲆苿泳嚯x而通過上式(公式1)從出發(fā)點到目的地進(jìn)行積分處理所伴隨的誤差進(jìn)行修正。位置檢測機(jī)構(gòu)71，采用使用IC標(biāo)簽等RFID(Radio FrequencyIdentification)、無線信標(biāo)、無線LAN、或GPS的位置檢測裝置。本實施方式中，將使用設(shè)置在實際路徑中的給定位置中的RFID，例如埋設(shè)在凸字塊中的RFID檢測出位置的裝置作為位置檢測機(jī)構(gòu)71。使用RFID的位置檢測機(jī)構(gòu)71中，使用將位置信息與RFID所發(fā)送的ID信息對應(yīng)起來的表格，檢測出行人的位置。埋設(shè)有RFID的凸字塊，設(shè)置在相當(dāng)于圖3中的各個節(jié)點的實際路徑上的位置中。埋設(shè)在各個節(jié)點的位置中的RFID的ID信息，與各個節(jié)點的位置信息的對應(yīng)表格，登錄在D.B.72中。因此，如果從行人所攜帶的終端讀取埋設(shè)在實際的路徑中的RFID的ID信息，就能夠參照D.B.72中所登錄的表格，得到表示行人是否位于該節(jié)點位置中的位置信息。
圖8為表示圖7的實施方式中的路徑引導(dǎo)導(dǎo)航方法的流程圖。步驟20～25與圖2的流程圖相同，檢測出行人的移動距離(步驟24)，接下來，沿著搜索路徑的線路，將現(xiàn)在位置移動所檢測出的移動距離(步驟25)。如果移動距離達(dá)到圖3的節(jié)點2，就檢測出設(shè)置在實際線路的節(jié)點位置中的RFID所發(fā)送的節(jié)點的ID信息(步驟81)。使用上式(公式1)積分移動距離之后，便因移動距離檢測誤差，從出發(fā)點到節(jié)點2之間的距離中產(chǎn)生誤差。因此如下式(公式3)所示，將通過(公式1)所求出的到節(jié)點2之間的移動距離，替換成根據(jù)在D.B.72(圖7)中對應(yīng)ID信息的節(jié)點2的位置信息，由線路D.B.所求出的從出發(fā)點到節(jié)點2之間的連接長度。
公式3
并且m表示讀取節(jié)點2的ID信息的時間。
通過這樣，能夠消除在到達(dá)節(jié)點2之前通過積分運算所累積的誤差，在誤差較小的狀態(tài)下，以節(jié)點2為基點，再次執(zhí)行移動距離的積分運算處理。
圖7以及圖8的實施方式中，由于消除了每一個節(jié)點的累積誤差，因此能夠抑制誤差的累積。另外，使用RFID的以前的位置檢測中，在節(jié)點間的線路的中間點中，無法掌握移動體的位置，但通過本實施方式，即使在這樣的中間地點也能夠檢測出位置，因此能夠檢測出行人到其所面向的節(jié)點的距離，對行人進(jìn)行引導(dǎo)顯示。
另外，圖2的實施方式中，通過終端的按鍵操作設(shè)定現(xiàn)在位置，但圖7、圖8的實施方式中，如果從圖3中的出發(fā)點30的節(jié)點(S)的RFID讀取了ID信息，就能夠自動設(shè)定現(xiàn)在位置。
另外，即使是使用無線信標(biāo)或無線LAN代替RFID的位置檢測機(jī)構(gòu)，也同樣能夠修正移動距離的誤差。例如，如果讀取了實際路徑中的節(jié)點附近的無線信標(biāo)的值，就能夠判斷在該節(jié)點附近，將通過積分運算所求出的移動距離的值，替換成通過路徑D.B.所求出的值，通過這樣能夠修正誤差。另外，在使用GPS的情況下，在能夠使用GPS的區(qū)間使用GPS的位置信息，在無法使用GPS的情況下，能夠?qū)⒆詈竽軌蚪邮誈PS的位置作為基點，使用圖8的方法在路徑上引導(dǎo)行人。
進(jìn)而，在路徑出錯，讀取到了路徑中所沒有的RFID的信息的情況下，例如在圖3的節(jié)點2中沒有向右拐而是直行，到達(dá)了節(jié)點5的情況下，將所檢測出的RFID的ID信息所對應(yīng)的節(jié)點位置作為始點，再次執(zhí)行到目的地的路徑搜索，之后就能夠繼續(xù)與各個實施方式相同的路徑引導(dǎo)。
另外，本發(fā)明并不僅限于上述實施方式，還能夠在本發(fā)明的技術(shù)思想的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變形。
權(quán)利要求
1.一種路徑引導(dǎo)導(dǎo)航裝置，是一種用來將移動體從現(xiàn)在位置引導(dǎo)到目的地的路徑引導(dǎo)導(dǎo)航裝置，其特征在于，具有設(shè)定上述現(xiàn)在位置以及上述目的地的機(jī)構(gòu)；檢測出上述移動體的移動的傳感器；運算機(jī)構(gòu)，其根據(jù)上述傳感器的輸出數(shù)據(jù)，運算出上述移動體距離上述現(xiàn)在位置的移動距離，將在通過路徑搜索所求出的上述現(xiàn)在位置到上述目的地之間的路徑數(shù)據(jù)上，從上述現(xiàn)在位置只移動了所運算出的上述移動距離的位置，作為上述移動體的位置求出；以及對應(yīng)于所求出的上述移動體的位置，顯示出路徑引導(dǎo)信息的顯示機(jī)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的路徑引導(dǎo)導(dǎo)航裝置，其特征在于上述運算機(jī)構(gòu)，比較上述路徑數(shù)據(jù)中從上述現(xiàn)在位置到給定位置之間的距離與上述移動距離，根據(jù)上述比較的結(jié)果，上述顯示機(jī)構(gòu)顯示出關(guān)于上述給定位置的路徑引導(dǎo)信息。
3.如權(quán)利要求2所述的路徑引導(dǎo)導(dǎo)航裝置，其特征在于上述給定的位置是上述移動體的前進(jìn)方向發(fā)生變化的位置。
4.如權(quán)利要求2所述的路徑引導(dǎo)導(dǎo)航裝置，其特征在于上述給定的位置是上述路徑數(shù)據(jù)中路徑的狀態(tài)發(fā)生變化的位置。
5.如權(quán)利要求1所述的路徑引導(dǎo)導(dǎo)航裝置，其特征在于通過檢測上述移動體到達(dá)上述路徑數(shù)據(jù)中的給定位置的位置檢測機(jī)構(gòu)的輸出數(shù)據(jù)，修正上述移動距離。
6.如權(quán)利要求5所述的路徑引導(dǎo)導(dǎo)航裝置，其特征在于上述檢測機(jī)構(gòu)使用RFID、無線信標(biāo)、無線LAN、以及GPS中的任一種。
7.一種路徑引導(dǎo)導(dǎo)航方法，是一種用于將移動體從現(xiàn)在位置引導(dǎo)到目的地的路徑引導(dǎo)導(dǎo)航方法，其特征在于，包括設(shè)定上述現(xiàn)在位置以及上述目的地的步驟；求出上述移動體自上述現(xiàn)在位置開始的移動距離，將在通過路徑搜索所求出的從上述現(xiàn)在位置到上述目的地之間的路徑數(shù)據(jù)上，從上述現(xiàn)在位置只移動了上述移動距離的位置，作為上述移動體的位置求出的步驟；以及對應(yīng)于所求出的上述移動體的位置，顯示出路徑引導(dǎo)信息的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供一種不需要檢測出前進(jìn)方向就能夠?qū)⒁苿芋w引導(dǎo)到目的地的路徑引導(dǎo)導(dǎo)航裝置以及路徑引導(dǎo)導(dǎo)航方法。求出移動體的移動距離，將在通過路徑搜索所求出的到目的地之間的路徑數(shù)據(jù)上，只移動了移動距離的位置，作為移動體的位置求出。通過這樣，能夠進(jìn)行不受伴隨著方向檢測的誤差的影響的路徑引導(dǎo)導(dǎo)航。
文檔編號G01C21/34GK1884975SQ20061009402
公開日2006年12月27日 申請日期2006年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月22日
發(fā)明者鵜沼宗利, 倉田謙一郎, 井上秀樹, 長岡康范 申請人:株式會社日立制作所