CN103309917A - 路径搜索方法和路径搜索装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了路径搜索方法和路径搜索装置。在该路径搜索方法中，计算机利用节点以及连接两个节点并且被设定了成本的链路来执行从第一节点到第二节点的路径搜索。利用第一搜索方法从与被搜索到的节点相邻并且还未被搜索到的待搜索节点之中搜索一个节点。然后，记录被搜索到的节点与第二节点之间的距离，并且将被搜索到的节点记录为已搜索节点。接下来，根据第二节点与作为执行多次搜索和记录的结果而获得的两个或更多个被搜索到的节点之间的距离，将第一搜索方法改变为防止待搜索节点的数量增加的第二搜索方法。然后，生成根据通过第二搜索方法搜索到的节点的路径信息。

Description

路径搜索方法和路径搜索装置

技术领域

此处公开的实施例涉及路径搜索方法、路径搜索装置和记录介质。

背景技术

作为搜索从出发地节点到目的地节点的路径的路径搜索算法，公知有诸如Dijkstra算法和A*算法等多种类型的算法。

在Dijkstra算法中，根据提前设定在链路上的成本信息，在由连接节点的链路所表示的地图上搜索总计成本变得最低的路径（链路列）。在道路地图中，将出发地节点、目的地节点、道路交叉口等用作节点，并且将连接一对道路交叉口的道路用作链路。而且，将链路的长度、旅行时间等用作每条链路的成本。

在Dijkstra算法中，首先将与出发地节点相邻的节点看作是待搜索节点组，并且从其中选择能够以最低成本到达的节点并将其确定为被搜索到的节点。接下来，从待搜索节点组中排除被搜索到的节点，并且将经由被搜索到的节点可到达的节点组新增到待搜索节点组中。这样，在到达被搜索到的节点之前已被穿过的节点被记录为先前被穿过的节点。在这个阶段，出发地节点是先前被穿过的节点。当被搜索到的节点不是目的地节点时，从待搜索节点组中持续地确定可从出发地节点以最低的成本到达的节点。重复这样的搜索处理直到目的地节点被确定为被搜索到的节点。当目的地节点被确定为被搜索到的节点时，搜索处理终止，并且通过从目的地节点按顺序回溯先前被穿过的节点，从而求得以最低成本连接出发地节点与目的地节点的路径。

图1图示了在使用Dijkstra算法的路径搜索处理中搜索节点如何进行。在图1中，白色圆点指示待搜索节点，黑色圆点指示被搜索到的节点。在图1的“（a）”中，与出发地节点S相邻的四个节点被登记为待搜索节点，并且在图1的“（b）”和“（c）”中，与被搜索到的节点相邻的两个或更多个节点被增加为待搜索节点。然后，当在图1的“（d）”中顺序地登记的被搜索到的节点与目的地节点G之间一致时，路径搜索处理终止。

在A*算法中，如果在计算到达待搜索节点的成本时增加诸如待搜索节点与目的地节点之间的直线距离等成本，则搜索处理的速度可能增加。

在Dijkstra算法中，如果出发地节点离目的地节点很远，则经常出现待搜索节点的数量在到达目的地节点之前变得太大以及处理所需的时间段变得太长的一些情况。考虑到这样的问题，公知这样的技术：其中，依据道路的类型将道路分类成两个或更多个级别并且根据出发地点与目的地点之间的直线距离来选择一个级别，从而搜索道路。

在该技术中，例如，将由高速公路和国道组成的道路网分类为最高级别，将由高速公路、国道和都道府县道组成的道路网分类为比最高级别低的次一级的最高级别。而且，例如将由大于或等于市镇道路的道路（包括高速公路、国道和县道）组成的道路网分类为更次一级的最高级别，并且将所有道路分类为最低级别。在出发地点与目的地点之间的直线距离短的情况下，采用作为详细道路网的最低级别，考虑所有道路用于旅行来搜索路径。

相反，在直线距离长的情况下，首先采用最低级别道路网来搜索从出发地点到更高级别的道路网上的假定出发地点的路径，并且以相似的方式，搜索从目的地点到更高级别的道路网上的假定目的地点的路径。然后，在更高级别的道路网上搜索连接假定出发地点和假定目的地点的路径。如上所述，通过搜索适合于出发地点与目的地点之间的距离的级别的道路网，可以减少待搜索节点的数量，从而可以缩短搜索处理所需的时间段。而且，在长距离旅行的情况下，可以通过搜索对诸如国道等宽的道路而不是窄小街道给予优先的路径，来求得满足一般用户的需要的路径。

专利文献1：日本特开平6-052237号公报。

非专利文献1：E.W.Dijkstra,“A Note on Two Problems In Connexionwith Graphs”，Numerische Mathematik1，第269-271页，1959年。

非专利文献2：P.E.Hart,N.J.Nilsson,B.Raphael,“A Formal Basisfor the Heuristic Determination of Minimum Cost Paths”，IEEETransactions of Systems Science and Cybernetics，卷SSC-4，第2号，第100-107页，1968年。

发明内容

本发明的一个方面的目的是当从出发地点到目的地点的路程上的实际距离显著地不同于出发地点与目的地点之间的距离时，防止搜索路径的处理所需的时间段变长。

根据实施例的一个方面，由计算机执行的路径搜索方法利用由多个节点和多个链路表示的信息，其中每条链路连接多个节点中的两个节点并且对每条链路设定成本。然后，路径搜索方法利用处理器执行从上述多个节点之中的第一节点到第二节点的路径搜索。

此时，路径搜索方法通过第一搜索方法从多个待搜索节点中搜索一个节点，其中待搜索节点还未被搜索并且与在上述多个节点之中被记录为已搜索节点的节点相邻。然后，本路径搜索方法记录在搜索处理中被搜索到的节点与第二节点之间的距离，并且将被搜索到的节点记录为已搜索节点。

接下来，路径搜索方法根据第二节点与作为执行两次或更多次搜索处理和记录处理的结果而获得的、被记录为已搜索节点的两个或更多个节点之间的距离，利用处理器将第一搜索方法改变为防止待搜索节点的数量增加的第二搜索方法。然后，路径搜索方法利用处理器生成根据通过第二搜索方法搜索到的节点的路径信息。

附图说明

图1图示了使用Dijkstra算法的路径搜索处理。

图2是路径搜索系统的方框图。

图3图示了地图信息数据库的节点信息。

图4图示了地图信息数据库的链路信息。

图5图示了在交通信息数据库中的信息。

图6是路径搜索装置的功能方框图。

图7是第一路径搜索处理的流程图。

图8是搜索部的功能方框图。

图9图示了存储在存储部中的数据。

图10示出了道路网组。

图11示出了距离平均值的阈值。

图12A和12B是第二路径搜索处理的流程图。

图13图示了被搜索到的节点的信息。

图14是图示了搜索可替选路径的路径搜索处理的图（1）。

图15是图示了搜索可替选路径的路径搜索处理的图（2）。

图16是图示了搜索可替选路径的路径搜索处理的图（3）。

图17是图示了搜索次数与距离平均值之间的关系的图（1）。

图18是图示了搜索次数与距离平均值之间的关系的图（2）。

图19A和图19B是第三路径搜索处理的流程图。

图20示出了最小距离值的阈值。

图21A和图21B是第四路径搜索处理的流程图。

图22A和图22B是第五路径搜索处理的流程图。

图23是信息处理设备的方框图。

具体实施方式

依据出发地点与目的地点之间的位置关系，存在这种情况：其中虽然直线距离较短但是由于位于出发地点与目的地点之间的、诸如海湾、湖或山等障碍物而不存在直线路径，因此需要搜索绕过障碍物的路径。本发明人已经注意到，在这样的情况下，实际可旅行的可替选路径的旅行距离远远不同于出发地点与目的地点之间的直线距离。

然而，在上述将道路分类成两个或更多个级别后再搜索路径的传统方法中，根据出发地点与目的地点之间的直线距离选择道路网。为此，尽管实际上需要搜索具有长距离的可替选路径，但是也会利用供短距离用的详细的道路网来执行搜索，并且这可能变为增长了处理时间的一个因素。

注意到这种问题还出现在当使用除了Dijkstra算法和A*算法之外的路径搜索算法时。

下面将参照附图详细地说明一些实施例。

图2图示了包括两个或更多个路径搜索装置的路径搜索系统的构造的示例。图2的路径搜索系统包括接口103、负载平衡器104、路径搜索装置105-1至105-4、地图信息数据库106和交通信息数据库107。

终端101是诸如用户的服务器、个人计算机、移动终端或车载导航仪等信息处理设备，并且终端101经由有线或无线通信网络102访问接口103。终端101向接口103发送路径搜索请求，所述路径搜索请求包括关于用于设定路径待搜索的区域的两个地点的信息。此处，该两个地点例如可以是出发地点和目的地点。例如可以使用每个点的纬度/经度信息作为关于两个点的信息。

接口103是接收路径搜索请求的信息处理设备，并且接口103将接收到的路径搜索请求传送至负载平衡器104。在这个阶段，接口103可以对于操作终端101的用户执行认证处理等。

负载平衡器104是配送两个或更多个路径搜索请求的信息处理设备，并且负载平衡器104根据指定的负载平衡算法将从接口103传送的路径搜索请求发送至路径搜索装置105-1至105-4中的一个。

地图信息数据库106是将包括两个或更多个道路的道路信息的地图信息存储在内的存储装置。道路的道路信息包括在道路中包括的两个或更多个节点的位置信息和节点之间的链路的信息。作为关于节点的信息，如图3所示，唯一地识别节点的信息、节点的位置信息和经由链路与节点相邻的另一个节点的识别信息被彼此关联并且被存储。作为关于链路的信息，如图4所示，唯一地识别链路的信息、链路所属的道路的类型以及链路长度信息被彼此关联并且被存储。唯一地识别链路的信息可以被存储为指示链路的两端的节点的信息。存储在地图信息数据库106中的信息被假定为在根据本实施例的系统开始操作之前被预先存储。注意的是，当系统正在操作中时，相邻节点的信息被改变时可以更新存储在地图信息数据库106中的信息。

交通信息数据库107是存储在每条链路上的旅行时间信息的存储装置。即使链路的长度相同，旅行时间也可以被设定为依据条件变化的成本，所述条件诸如是链路所属的道路的类型、链路的位置、在链路上移动的日期和时间等。在图5的示例中，与成本相关的值在与日期和时间信息关联后被存储，所述成本与用于识别链路的、链路的两端的节点的信息关联地被设定给链路。日期和时间信息可以由任意时间单位组成。图5的示例示出了日期和时间信息被存储为包括年/月/日格式的日期和时间的信息的示例，但是日期和时间信息可以仅包括日期，或者可以包括星期中的一天或某一时间段等。存储在交通信息数据库107中的信息被假设为在根据本实施例的系统开始操作之前被预先存储。注意的是，当在系统正操作中时，改变旅行时间信息时可以更新存储在交通信息数据库107中的信息。

包括在地图信息数据库106和交通信息数据库107中的每条链路的链路长度和旅行时间信息在路径搜索中被用作成本信息。存储在地图信息数据库106和交通信息数据库107中的信息可以以集体方式存储在一个表格中，或者可以被分散和存储在彼此关联的两个或更多个表格中。

路径搜索装置105-1至105-4中的每一个是执行路径搜索处理的信息处理设备，并且根据接收到的路径搜索请求、地图信息数据库106中的地图信息以及交通信息数据库107中的交通信息计算从出发地节点到目的地节点的路径。然后，路径搜索装置105-1至105-4中的每一个创建指示所计算的路径的路径信息，并将所创建的路径信息发送至负载平衡器104。然后，通过接口103和通信网络102将路径信息发送至终端101。

终端101将用于显示由接收到的路径信息指示的路径的信息发送到另一信息处理单元或将该路径显示在画面上。

图6图示了图2的路径搜索装置105-1至105-4的功能构造的示例。图2的路径搜索装置105-1至105-4共同具有相似的功能构造，并且它们中的每一个对应于图6的路径搜索装置105。下文中，可以将路径搜索装置105-1至105-4中的任一个只称作路径搜索装置105。图6的路径搜索装置105包括搜索部201、存储部202、修改部203和生成部204。

图7是图示了由图6的路径搜索装置105中的处理部以合作方式执行的路径搜索处理的第一示例的流程图。

首先，在由从终端101接收到的路径搜索请求所指定的从第一节点到第二节点的路径搜索中，搜索部201使用第一搜索方法从两个或更多个待搜索节点中搜索一个节点（步骤301）。例如，可以假设对应于出发地点的节点为第一节点，并且对应于目的地点的节点为第二节点。在下面的说明中，第一节点和第二节点可以称作出发地节点和目的地节点。在根据本实施例的搜索路径的处理中，无需说，只要是在两个点之间搜索路径，则该两个点不一定是终端101的用户实际出发的点或者终端101的用户实际到达的点。

当使用第一搜索方法搜索节点时，可以搜索具有最低成本的节点。

然后，将被搜索到的节点与目的地节点之间的距离记录在存储部202中（步骤302）。可以使用直线距离作为距离。

搜索部201重复步骤301的从两个或更多个待搜索节点中搜索一个节点的处理和步骤302的处理直到搜索处理达到指定状态。当在搜索处理达到指定状态之前在步骤301中被搜索到的节点变为与目的地节点相同时，处理转移到步骤304。

当在步骤302中搜索处理达到指定状态时，修改部203根据两个或更多个被搜索到的节点与目的地节点之间的距离将第一搜索方法改变为防止待搜索节点的数量增加的第二搜索方法（步骤303）。例如，当两个或更多个被搜索到的节点与目的地节点之间的距离的平均值与指定阈值相比较并且距离的平均值大于阈值时，可以将第一搜索方法改变为第二搜索方法。

一旦改变了搜索方法，则搜索部201利用改变后的搜索方法重复步骤301的从两个或更多个待搜索节点中搜索一个节点的处理和步骤302的处理。

然后，当被搜索到的节点变为与目的地节点相同时，生成部204生成根据被搜索到的节点的路径信息（步骤304）。所生成的路径信息包括指示从出发地节点到目的地节点的路径的节点和链路的信息。

根据这种路径搜索系统，当从出发地点到目的地点的路程上的实际距离显著地不同于出发地点与目的地点之间的距离时，可以防止搜索路径的处理所需的时间段变长。

图2的路径搜索系统包括一个终端101，但是在根据本实施例的路径搜索系统中，可以包括两个或更多个终端。而且，图2的路径搜索系统包括四个路径搜索装置105-1至105-4，但是在根据本实施例的路径搜索系统中包括的路径搜索装置的数量可以等于或小于三个，或者可以等于或大于五个。实际上，根据系统的负载确定路径搜索装置的数量。当路径搜索装置105的数量只为一个时，在系统中无需包括负载平衡器104。在系统中可以不包括接口103并且路径搜索装置105可以直接接收来自终端101的数据。

不是将路径搜索装置105-1至105-4作为单独的信息处理设备来实施，而是可以将路径搜索装置105-1至105-4作为在一个信息处理设备上操作的两个或更多个虚拟机来实施。可替选地，路径搜索装置105-1至105-4可以作为以分布方式设在两个或更多个不同的信息处理设备上的两个或更多个虚拟机来实施。两个或更多个路径搜索请求可以通过批处理来处理而不是以各自的方式实时地处理。

图8图示了图6的搜索部201的功能构造的示例。图8的搜索部201包括输入接收部401、道路网选择部402、阈值设定部403、阈值更新部404、搜索处理部405和输出部406。

图9图示了存储在图6的存储部202中的数据的示例。图9的存储部202在其中存储待搜索节点信息501、被搜索到的节点信息502和搜索参数503。

待搜索节点信息501包括从存储在地图信息数据库106中的道路信息中读取的、待由搜索部201搜索的一个或多个节点的信息。被搜索到的节点信息502包括被搜索到的节点和到达该被搜索到的节点所需的总成本以及在到达该被搜索到的节点之前被穿过的先前被穿过的节点的信息。搜索参数503包括距离平均值的阈值、定义阈值的递减量的参数、指示搜索次数的搜索计数器和搜索次数的阈值。

距离平均值的阈值被用来判断在路径搜索处理中是否应当改变待搜索的道路网，并且在路径搜索处理中被动态地改变。距离平均值的阈值的初始值假定大于出发地节点与目的地节点之间的直线距离。

路径搜索装置105通过利用道路信息执行路径搜索处理，其中对所述道路信息设定与其详细度不同于彼此的两个或更多个道路网对应的两个或更多个组。哪种类型的道路与哪个组关联的信息、即道路网组的信息存储在搜索参数503中作为搜索参数的一种。图10与道路网组相关地示出了组和道路的类型被彼此关联并被存储的数据表的示例。

组1对应于由例如包括高速公路、国道、都道府县道和其他地方街道和道路的所有道路组成的道路网，并且组2对应于例如由高速公路、国道和都道府县道组成道路网。组3对应于由高速公路和国道组成的道路网。例如，假定组1是最低级别而组3是最高级别，则当被搜索到的节点与目的地节点之间的距离的平均值大于阈值时，通过将搜索方法改变为根据更高级别的道路网执行路径搜索的搜索方法，从而防止待搜索节点的数量增加。

图11示出了在搜索参数503中被设定为距离平均值的阈值的初始值的示例。如图11所示的用于设定阈值的表也存储在存储部202中。在该示例中，根据涉及出发地节点与目的地节点之间的距离D的范围尺度定义上述组1至3的三个道路网，并且分别对组1和2设定阈值T1和T2。

组2或组3的道路网具有比组1的道路网更少的节点和链路的数量，因此组2或组3的道路网与组1的道路网比较可以表示为“粗”。而且，组3的道路网具有比组2的道路网更少的节点和链路的数量，因此组3的道路网与组2的道路网比较可以表示为“粗”。对于组3，因为没有比组3更粗的道路网的组，所以没有对其设定阈值。对应于各种范围尺度的道路类型如下。

（1）短距离

—范围尺度：D等于或小于D1

—组1：所有道路

—距离平均值的阈值：T1

（2）中等距离

—范围尺度：D大于D1并且等于或小于D2

—组2：高速公路、国道和都道府县道

—距离平均值的阈值：T2

（3）长距离

—范围尺度：D大于D2

—组3：高速公路和国道

作为划分范围尺度的值，例如在3000m～10km之间的范围内的值被用于D1，例如在30km～100km之间的范围内的值被用于D2。在图11的示例中，将范围尺度分成三个，但是范围尺度可以分为两个、四个或多于四个。将阈值T1和T2设定为例如分别等于或大于D1和D2的值。

注意，不一定要对于每个道路网的组设定初始阈值，而是可以通过将出发地节点与目的地节点之间的距离乘以指定系数来确定初始阈值。

当被搜索到的节点与目的地节点之间的距离平均值等于或小于阈值时，通过从阈值中减去在搜索参数503中被作为定义阈值的递减量的参数而存储的指定递减量来更新阈值。阈值的递减量可以是固定值，或可以是初始阈值或当前阈值乘以某一比率的结果。在后者的情况下，乘法结果或某一比率被设定为定义阈值的递减量的参数。某一比率例如可以是10%、20%等。

图12A和12B是图示了由图6的路径搜索装置105执行的路径搜索处理的第二示例的流程图。首先，搜索部201的输入接收部401从终端101接收路径搜索请求。然后，输入接收部401根据从终端101接收到的路径搜索请求，除了在存储在地图信息数据库106中的道路信息中的节点之外，还生成对应于出发地点的纬度/经度的出发地节点以及对应于目的地点的纬度/经度的目的地节点（步骤701）。

接下来，道路网选择部402根据出发地节点和目的地节点信息计算出发地节点与目的地节点之间的距离（步骤702），并且根据计算出的距离确定待搜索的道路网（步骤703）。如上面针对图7的说明所提及的，可以使用直线距离作为距离。

阈值设定部403根据步骤702中计算出的距离来参照存储在存储部202中的如图11中图示的用于设定阈值的表。然后，阈值设定部403确定用于距离平均值的阈值的初始值，并且将所确定的初始值存储在存储部202的搜索参数503中（步骤704）。可以首先执行步骤703和步骤704中的任一个。

接下来，搜索处理部405将包括在搜索参数503中的搜索计数器设为“0”（步骤705）。然后，以待搜索节点信息501登记与出发地节点相邻的一个或多个节点，所述一个或多个节点对应于存储在图3和4中图示的地图信息数据库106的道路信息中的两个或更多个节点（步骤706）。接下来，参照图5中图示的交通信息数据库107中的信息，从所登记的待搜索节点中搜索能够以最低成本从出发地节点到达的节点（步骤707），并且使搜索计数器增加1（步骤708）。然后，以被搜索到的节点信息502登记被搜索到的节点（步骤709）。注意的是，在步骤707中，通过利用Dijkstra算法或A*算法来搜索节点。可以通过将与被搜索到的节点与相邻节点之间的链路关联的成本增加到与被搜索到的节点关联地记录的总成本中来计算自出发地节点起的成本。

接下来，搜索处理部405从待搜索节点信息501中排除在步骤707中被搜索到的节点，即，步骤709中以被搜索到的节点信息502登记的节点，并且将与该被搜索到的节点相邻的一个或多个节点增加到待搜索节点信息501（步骤710）。然后，搜索处理部405以被搜索到的节点信息502将紧接在被搜索到的节点之前被穿过的节点登记为先前被穿过的节点，其中先前被穿过的节点与该被搜索到的节点关联。而且，搜索处理部405以被搜索到的节点信息502登记从出发地节点到达在步骤707中被搜索到的节点所需的总成本，其中所述总成本与该被搜索到的节点关联（步骤711）。然后，搜索处理部405检查被搜索到的节点是否是目的地节点（步骤712）。

当被搜索到的节点是目的地节点时（步骤712，“是”），输出部406将被搜索到的节点信息502作为搜索结果输出到生成部204（步骤713）。然后，生成部204通过从目的地节点到出发地节点按顺序回溯包括在被搜索到的节点信息502中的先前被穿过的节点来生成指示从出发地节点到目的地节点的路径的路径信息，并且输出生成的路径信息。注意的是，在输出路径信息时，生成部204将包括在路径信息中的节点的位置转换成纬度/经度信息。

当在步骤707中被搜索到的节点不是目的地节点时（步骤712，“否”），搜索处理部405计算被搜索到的节点与目的地节点之间的距离并将计算出的距离存储在存储部202中（步骤714）。图13示出了作为被搜索到的节点信息502存储在存储部202中的数据的示例。在步骤709中生成新的记录，并且将在步骤707中被搜索到的节点，即，被搜索到的节点的标识符登记在所生成的记录的被搜索到的节点栏中。然后，在步骤711中，将先前被穿过的节点的标识符登记在该记录的先前被穿过的节点栏中，并且将总成本信息登记在总成本栏中。然后，将在步骤714中计算出的距离登记在记录的距离栏中。

接下来，修改部203将搜索计数器与搜索次数的阈值（步骤715）相比较。当由搜索计数器指示的值小于阈值时（步骤715，“否”），搜索处理部405重复步骤707和后续步骤的处理。当由搜索计数器指示的值达到阈值时（步骤715，“是”），修改部203计算从最近被搜索到的节点到目的地节点的距离的平均值，并且将计算出的平均值与关联于当前待搜索的道路网组而存储在搜索参数503中的距离平均值的阈值相比较（步骤716）。

此处，最近被搜索到的节点指示以指定次数的最近搜索所搜索到的两个或更多个节点，并且最近被搜索到的节点例如包括最新的被搜索到的节点。对于指定次数，使用等于或小于搜索次数的阈值的次数。例如，当搜索次数的阈值是五百时，指定次数可以是一百，其中可以使用从第401次到第500次搜索中被搜索到的节点到达目的地节点的距离的平均值。

当计算出的平均值等于或小于阈值时（步骤716，“否”），搜索部201的阈值更新部404使阈值递减由参数指定的量（步骤719）。然后，搜索处理部405将搜索计数器设为“0”（步骤720），并且重复步骤707和后续步骤的处理。相应地，通过利用在步骤710中更新的待搜索节点信息501来继续路径搜索。

另一方面，当计算出的平均值大于阈值时（步骤716，“是”），修改部203使待搜索的道路网改变为更粗一个级别的组（步骤717）。然后，阈值更新部404将距离平均值的阈值改变为对应于待搜索的道路网的初始值（步骤718），并且搜索处理部405对存储在被搜索到的节点信息502中的信息进行初始化并且重复步骤705和后续步骤的处理。相应地，路径搜索用改变后的道路网从出发地节点重新开始。

例如，当在步骤703中选择组1的道路网时，在步骤716中使用阈值T1。然后，在步骤717中一旦将待搜索的道路网改变至组2，则在步骤718中阈值改变为T2。

随后，当在步骤716中计算出的平均值超过阈值T2时，在步骤717中待搜索的道路网改变至组3。注意的是，由于不对组3设定阈值，因此在步骤718中阈值没有改变。在要对组3的道路网执行的路径搜索中，假设提前设定组成组3的道路网以使得将以可接受的处理时间到达目的地节点。

图14至图16图示了目的地节点跨过海湾位于出发地节点的对岸的情况的路径搜索处理，作为从出发地点到目的地点的路径上的实际距离显著地不同于出发地节点与目的地节点之间的距离的情况的示例。图17和图18以图线形式图示了在上述路径搜索处理中搜索次数与距离平均值之间的关系，其中纵轴指示距离的平均值，横轴指示搜索次数。在这种情况下，因为没有连接图14的出发地节点S与目的地节点G之间的直线路径，所以搜索绕过海湾的路径。

在图17和图18中，实线1501和1502以及1601至1606指示距离平均值的阈值，虚线指示距离平均值中的改变。注意的是，搜索次数N1与搜索次数的阈值一致，并且搜索次数N1～N6的间隔也与搜索次数的阈值一致。

例如，当选择组1的道路网作为最初的搜索对象时，如图15图示，自出发地节点S起的所有道路变为搜索节点的对象。然后，重复步骤707至715的处理，并且如图17图示，在步骤715中当搜索计数器达到阈值N1时，在步骤716中将距离平均值与阈值1501（T1）相比较。此时，当距离平均值小于阈值1501时，在步骤719中，阈值1501改变为小于T1的阈值1502。

当搜索次数达到N2时，搜索计数器的值再次指示阈值N1并且将距离平均值与改变后的阈值1502相比较。当距离平均值大于阈值1502时，在步骤717中待搜索的道路网改变至组2。

接下来，如图16图示，从由高速公路、国道和都道府县道组成的组2中搜索节点。如图18图示，当在步骤715中搜索计数器达到阈值N1时，在步骤716中使距离平均值与阈值1601（即，T2）相比较。此时，当距离平均值小于阈值1601时，在步骤719中，将阈值1601改变为小于T2的阈值1602。

当自最初搜索起的搜索次数达到N2时，即，当在阈值1601改变为阈值1602之后执行的搜索次数达到N1时，搜索计数器再次指示阈值N1，并且使距离平均值与改变后的阈值1602相比较。此时，当距离平均值小于阈值1602时，在步骤719中阈值1602改变为更小的阈值1603。

以类似的方式，当搜索次数达到N3～N5时，距离平均值的阈值分别改变为更小的阈值1604～1606，并且当被搜索到的节点与目的地节点G一致时，路径搜索处理终止。

当要搜索不属于组1的道路中的节点时，其中包括切换了待搜索的道路组之后的情况，可以使用上面提及的传统的搜索方法。换言之，对于属于比待搜索的组中的道路更详细的道路的节点，从出发地节点到目的地节点执行搜索处理，直到到达属于待搜索的组中的道路的节点。一旦在重复搜索处理之后到达待搜索的组中的道路的节点，则对于比待搜索的组中的道路更详细的道路的节点，从目的地节点到出发地节点执行搜索处理。

一旦随着从目的地节点重复搜索处理而到达待搜索的组中的道路的节点，则在自出发地节点起的搜索中找到的在待搜索的组中的道路上的节点与在自目的地节点起的搜索中找到的在待搜索的组中的道路上的节点之间搜索连接路径，其中仅考虑属于待搜索的组中的道路的节点。当搜索到路径时，路径搜索处理终止。

如上所述，路径搜索装置105在两次或更多次重复节点的搜索的时刻，检查被搜索到的节点是否正在相对于出发地节点朝接近目的地节点的方向移动。如果从出发地节点到目的地节点的路径上的实际距离没有显著地不同于出发地节点与目的地节点之间的距离，则被搜索到的节点与目的地节点之间的距离应当变得短于出发地节点与目的地节点之间的距离。换言之，认为正在从出发地节点到目的地节点的方向上执行搜索。

当被搜索到的节点与目的地节点之间的距离没有变得短于出发地节点与目的地节点之间的距离时，认为指示没有正在朝接近目的地节点的方向上执行搜索的情形。这种情形例如可以是在出发地节点与目的地节点之间存在诸如海湾、湖或山等障碍物、并且在障碍物的区域内不存在链路或节点的情况。当在步骤716中由路径搜索装置105检测到搜索处理的这种状态时，将搜索处理转变为待搜索的节点的数量变少的搜索方法。

当距离平均值超过阈值时，路径搜索装置105将搜索方法改变为使用更粗的道路网的搜索方法。将搜索对象改变为粗道路网等同于待搜索的节点或链路的数量减少。相应地，即使搜索绕过位于出发地节点与目的地节点之间的诸如海湾、湖或山等障碍物的路径，也可以控制待搜索节点的数量的增加。结果，防止处理时间变长。还可以在长距离旅行中搜索对诸如国道等宽的道路而不是窄小街道给予优先的旅行路径。

此外，当距离平均值等于或小于阈值时，路径搜索装置105可以通过将阈值改变为更小的阈值来迅速地检测距离平均值随着搜索次数增加而增加的趋势，并且可以在更早的阶段改变待搜索的道路网。

在图12的步骤717中，待搜索的道路网改变为更粗一个级别的组，但是待搜索的道路网可以改变为对应于计算出的距离平均值的组。当距离平均值例如大于D1并且等于或小于D2时，选择组2作为待搜索的道路网。而且，当距离平均值例如大于D2时，选择组3作为待搜索的道路网。相应地，可以根据最近的距离平均值选择最佳道路网，并且与以逐级的方式切换道路网时相比，可以缩短处理时间。

图19A和19B是图示了由路径搜索装置105执行的路径搜索处理的第三示例的流程图。图19中的步骤1701、1703至1714以及1716至1722的处理类似于图12的步骤701至720的处理。在该处理中，图9的搜索参数503包括处理时间的阈值。

一旦从终端101接收到路径搜索请求，则搜索部201的搜索处理部405开始测量处理时间（步骤1702）。在步骤1713中，当被搜索到的节点不是目的地节点时（步骤1713，“否”），修改部203将到目前为止的处理时间与处理时间的阈值相比较（步骤1715）。这种比较不一定每当确定被搜索到的节点时都必须执行，而是可以在每当确定特定数量的被搜索到的节点时执行。

当处理时间等于或小于阈值时（步骤1715，“否”），修改部203执行步骤1716和后续步骤的处理。当处理时间大于阈值时（步骤1715，“是”），立即改变待搜索的道路网（步骤1719）。

如上所述，路径搜索装置105通过执行图19A和19B的流程图所示的处理，从而在处理已经开始之后经过了某一时间段时，强制改变待搜索的道路网。相应地，即使在距离平均值没有超过阈值时，路径搜索装置105也可以将搜索方法切换为更快的搜索方法。例如，当以窄小街道为对象的路径搜索已经执行了太长一段时间时，可以强制地将搜索方法切换为以更粗的道路网定为对象的搜索方法。

此处，改变待搜索的道路网并且从出发地节点开始新的搜索、而不顾最近被搜索到的节点在从出发地节点到目的地节点的方向上变得更近这一事实，是效率差的。为此，可以采用这样的方法：计算从最近被搜索到的节点中的每一个到目的地节点的距离的最小值，并且当计算出的最小值等于或小于指定值时，即使距离平均值大于阈值也不改变待搜索的道路网。

图20图示了最小距离值的阈值的示例。最小距离值的阈值可以与距离平均值的阈值以相似的方式存储在存储部202中作为一种搜索参数503。在该示例中，根据涉及出发地节点与目的地节点之间的距离D的范围尺度定义三个道路网的组1～3，并且分别对组1～3设定阈值M1～M3。例如，阈值M1被设定为小于距离平均值的阈值T1的值，阈值M2被设定为小于距离平均值的阈值T2的值。

图21A和图21B是图示了这种路径搜索处理的第四示例的流程图。图21的步骤1901至1916以及1918至1921的处理类似于图12的步骤701至720的处理。在该处理中，图9的搜索参数503包括最小距离值的阈值。

在步骤1916中，当距离平均值大于阈值时（步骤1916，“是”），修改部203计算从最近被搜索到的节点到目的地节点的距离的最小值。然后，修改部203将计算出的最小值与最小距离值的阈值相比较（步骤1917）。当最小值等于或小于阈值时（步骤1917，“否”），修改部203不改变待搜索的道路网，并且搜索部201执行步骤1920和后续步骤的处理。另一方面，当最小值大于阈值时（步骤1917，“是”），修改部203改变待搜索的道路网（步骤1918）。

如上所述，当最小距离值等于或小于阈值时，即使距离平均值大于阈值，待搜索的道路网也不会改变。通过这样做，避免了自出发地节点起的重复的搜索处理，并且可以防止处理时间变长。

图22A和22B是图示了路径搜索处理的第五示例的流程图。除了上述切换待搜索的节点的方法以外，还可以采用这种替代的方法：其中由路径搜索装置105改变将赋予道路链路的成本值，因而进一步减少了待搜索的节点的数量。在图22的2001～2002、2004～2016和2018～2020中的处理类似于图12的步骤701～702、704～716和718～720中的处理。在该处理中，图9的搜索参数503包括乘以链路成本的每条道路的权重。注意的是，由于总是要搜索所有的道路，因而图8的道路网选择部402变得不必要。

搜索部201的搜索处理部405根据包括在路径搜索请求中的出发地节点和目的地节点信息，计算出发地节点与目的地节点之间的距离（步骤2002）。然后，根据计算出的距离确定乘以链路成本的每条道路的权重（步骤2003）。

例如，当距离被分类为短距离时，对所有的道路赋予相同的权重，当距离被分类为中等距离时，将比赋予高速公路、国道和都道府县道的权重更大的权重赋予除了高速公路、国道和都道府县道以外的地方街道和道路。当距离被分类为长距离时，将比赋予高速公路和国道的权重更大的权重赋予都道府县道以及地方街道和道路。由于在被赋予更大权重的道路链路中成本相对增加，因此当搜索到最低成本的节点时，这样的道路链路被选择为旅行路径的可能性降低。

在步骤2016中，当距离平均值大于阈值时（步骤2016，“是”），修改部203改变道路的权重（步骤2017）。例如，当出发地节点与目的地节点之间的距离被分类为短距离时，除了高速公路、国道和都道府县道以外的地方街道和道路的权重改变为大于高速公路、国道和都道府县道的权重的值。当距离被分类为中等距离时，都道府县道以及地方街道和道路的权重被改变为还要更大的值。

如上所述，由于方法改变为使窄道路的权重增加的搜索方法，因而在优先的基础上选择在更宽的道路上旅行的路径，并且可以抑制待搜索节点的增加。相应地，可以防止处理时间变长。

注意的是，图12A和图12B、图19A和图19B、图21A和图21B以及图22A和图22B的流程图仅图示为示例，可以根据路径搜索系统的构造或条件省略或修改一些处理。例如，可以在步骤1717之后执行图19B的步骤1715中的处理时间与阈值之间的比较。同样在图21A和图21B以及图22A和图22B的路径搜索处理中，也以类似于图19A和图19B的路径搜索处理的方式，当处理时间超过阈值时，可以强制改变搜索方法。

而且，在图12B的步骤717中，可以改变路径搜索算法而不是改变待搜索的道路网。例如，通过将Dijkstra算法改变为A*算法，可以抑制待搜索节点的数量的增加。可以采用除了Dijkstra算法或A*算法以外的另外的方法作为路径搜索算法。例如，可以使用诸如分支定界、登山（hill-climbing）以及最佳优先搜索等算法。当希望改变待搜索的道路网时，可以将搜索方法改变为待搜索的节点的数量小于之前运行的搜索方法中的待搜索的节点的数量的搜索方法。

可替选地，可以根据诸如道路的长度和宽度以及上限旅行速度等属性对道路进行分类而不是根据道路的类型对道路进行分类。依照出发地节点与目的地节点之间的距离设定的道路网的组数可以是2个、4个或更多。

图2的终端101、接口103、负载平衡器104、路径搜索装置105-1至105-4、地图信息数据库106和交通信息数据库107可以通过例如利用如图23所示的信息处理设备（计算机）实现。

图23的信息处理设备设置有中央处理单元（CPU）2101、存储器2102、输入装置2103、输出装置2104、外部存储器2105、介质驱动器2106以及网络连接装置2107。这些元件通过总线2108彼此连接。

例如，内存2102是诸如只读存储器（ROM）、随机访问存储器（RAM）或闪存等半导体存储器，并且存储器2102存储在处理中使用的程序和数据。例如，CPU2101（处理器）可以使用存储器2102执行程序，从而执行终端101、接口103、负载平衡器104和路径搜索装置105-1至105-4的处理。当执行路径搜索装置105-1至105-4的处理时，CPU2101通过执行程序而作为处理部（即，搜索部201、修改部203、生成部204以及搜索部201中的各部401至406）虚拟地工作。

当信息处理设备被作为路径搜索装置105-1至105-4中的一个使用时，存储器2102可以被用作图6的存储部202，并且也可以存储地图信息和交通信息。

输入装置2103例如是键盘、指点设备等，并且由用户或操作者使用以给出指令或输入信息。输出装置2104例如是显示装置、打印机、扬声器等，并且由用户或操作者使用以进行问询或输出处理结果。终端101的处理结果包括显示由路径信息所指示的路径的画面。

外部存储器2105例如可以是磁盘装置、光盘装置，磁光型光盘装置或磁带装置。外部存储器2105包括硬盘驱动器。信息处理设备可以在外部存储器2105中存储程序和数据，并且可以通过将所存储的程序和数据载入到存储器2102中而使用它们。

当使用信息处理设备作为地图信息数据库106或交通信息数据库107时，外部存储器2105存储地图信息或交通信息。

介质驱动器2106驱动便携式记录介质2109以访问记录内容。便携式记录介质2109可以是存储器设备、软盘、光盘、磁光型光盘等。该便携式记录介质2109可以包括光盘只读存储器（CD-ROM），数字多功能光盘（DVD），通用串行总线（USB）存储器等。用户或操作者可以在该便携式记录介质2109中存储程序和数据并且可以通过将所存储的程序和数据载入到存储器2102中而使用它们。

如上所述，存储用于各种处理的程序和数据的计算机可读记录介质可以包括诸如存储器2102、外部存储器2105和便携式记录介质2109等物理（非易失）记录介质。

网络连接装置2107是连接到诸如局域网（LAN）、因特网等通信网络、并且执行通信中涉及的数据转换的通信接口。信息处理设备可以从外部装置中通过网络连接装置2107接收程序和数据并且可以通过将接收到的程序或数据载入到存储器2102中而使用它们。

信息处理设备无需包括图23的所有要素，而是可以根据用途或条件省略其中一些要素。例如，当信息处理设备被用作接口103、负载平衡器104、路径搜索装置105-1至105-4、地图信息数据库106或交通信息数据库107时，可以省略输入装置2103和输出装置2104。

Claims (10)

1.一种由计算机执行的路径搜索方法，所述路径搜索方法包括：

利用处理器，在使用了由多个节点以及连接所述多个节点中的两个节点并且各自被设定了成本的多个链路所表示的信息的、从所述多个节点中的第一节点到第二节点的路径搜索中，通过第一搜索方法从多个待搜索节点中搜索一个节点，所述多个待搜索节点还未被搜索并且与被记录为所述多个节点中的已搜索节点的节点相邻；

记录在所述搜索中被搜索到的节点与所述第二节点之间的距离，并且将所述被搜索到的节点记录为已搜索节点；

利用所述处理器，根据所述第二节点与作为执行两次或更多次所述搜索和所述记录的结果而获得的、被记录为已搜索节点的两个或更多个节点之间的距离，将所述第一搜索方法改变为防止待搜索节点的数量增加的第二搜索方法；以及

利用所述处理器，生成根据通过所述第二搜索方法搜索到的节点的路径信息。

2.根据权利要求1所述的路径搜索方法，其中

所述改变包括：将所述第二节点与被记录为已搜索节点的所述两个或更多个节点之间的距离的平均值与阈值相比较，并且当所述平均值大于所述阈值时，将所述第一搜索方法改变为防止所述待搜索节点的数量增加的所述第二搜索方法。

3.根据权利要求2所述的路径搜索方法，其中

当所述第二节点与被记录为已搜索节点的所述两个或更多个节点之间的距离的平均值小于所述阈值时，将所述阈值改变为更小的值，以通过所述第一搜索方法从多个待搜索节点中搜索一个节点，并且记录被搜索到的节点与所述第二节点之间的距离，并且将所述被搜索到的节点记录为已搜索节点，以及

当在所述阈值改变之后、所述第二节点与作为执行两次或更多次所述搜索和所述记录的结果而获得的、被记录为已搜索节点的两个或更多个节点之间的距离的平均值大于改变后的阈值时，将所述第一搜索方法改变为所述第二搜索方法。

4.根据权利要求2所述的路径搜索方法，其中

在所述第一搜索方法中，根据距离将道路的类型分类成多个组，并且根据与对应于所述第一节点与所述第二节点之间的距离的第一组道路对应的多个节点和多个链路执行路径搜索，并且

在所述第二搜索方法中，根据与对应于比所述第一节点与所述第二节点之间的距离更长的距离的第二组道路对应的多个节点和多个链路执行路径搜索。

5.根据权利要求4所述的路径搜索方法，其中

选择与由所述第二节点与通过所述第一搜索方法搜索到并被记录为所述已搜索节点的两个或更多个节点之间的距离的平均值指示的距离对应的组，作为所述第二组道路。

6.根据权利要求1所述的路径搜索方法，其中

当自从所述第一节点到所述第二节点的路径搜索开始起的时间流逝超过特定时间段时，将所述第一搜索方法改变为所述第二搜索方法，而无论所述第二节点与被记录为已搜索节点的所述两个或更多个节点之间的距离如何。

7.根据权利要求2所述的路径搜索方法，其中

当所述第二节点与被记录为已搜索节点的所述两个或更多个节点之间的距离的平均值大于所述阈值并且所述第二节点与被记录为已搜索节点的所述两个或更多个节点之间的距离的最小值大于特定值时，将所述第一搜索方法改变为所述第二搜索方法。

8.根据权利要求1所述的路径搜索方法，其中

在所述第一搜索方法中，根据所述多个待搜索节点的第一加权成本执行路径搜索，并且

在所述第二搜索方法中，根据不同于所述第一加权成本的第二加权成本执行路径搜索。

9.根据权利要求1所述的路径搜索方法，其中

在所述第一搜索方法中，根据Dijkstra算法执行路径搜索，并且

在所述第二搜索方法中，根据A*算法执行路径搜索。

10.一种路径搜索装置，包括：

搜索单元，所述搜索单元在使用了由多个节点以及连接所述多个节点中的两个节点并且各自被设定了成本的多个链路所表示的信息的、从所述多个节点中的第一节点到第二节点的路径搜索中，通过第一搜索方法从多个待搜索节点中搜索一个节点，所述多个待搜索节点还未被搜索并且与被记录为所述多个节点中的已搜索节点的节点相邻；

存储单元，所述存储单元存储在所述搜索中被搜索到的节点与所述第二节点之间的距离，并且将所述被搜索到的节点存储为已搜索节点；

修改单元，所述修改单元根据所述第二节点与作为执行两次或更多次所述搜索和所述记录的结果而获得的、被记录为已搜索节点的两个或更多个节点之间的距离，将所述第一搜索方法改变为防止待搜索节点的数量增加的第二搜索方法；以及

生成单元，所述生成单元生成根据通过所述第二搜索方法搜索到的节点的路径信息。

Images