CN103309932A - 路径搜索方法和路径搜索设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种路径搜索方法和路径搜索设备，计算机根据出发点与目的地点之间的距离，来确定执行路径搜索所针对的多个道路类型中的每个对应于多个级别中的哪个级别。接着，计算机执行从出发点到目的地点的针对与第一级别相关联的道路类型的第一路径搜索、以及从目的地点到出发点的针对与第一级别相关联的道路类型的第二路径搜索。然后，计算机根据在第一路径搜索中获得的点和在第二路径搜索中获得的点，执行针对与第二级别相关联的道路类型的第三路径搜索，并根据第一路径搜索、第二路径搜索和第三路径搜索的结果来生成路径信息。

Description

路径搜索方法和路径搜索设备

技术领域

文中讨论的实施例涉及一种路径搜索方法、路径搜索设备和记录介质。

背景技术

已知如下技术：其中，当搜索基于地图信息的从出发点到目的地点的路径时，根据道路类型，道路被分类成两个或更多个级别中的一个级别并从中选择一个级别。在这种技术中，计算所选级别的道路网络上的暂定出发点和暂定目的地点，并结合地利用对象道路网络上的最短路径、从出发点到暂定目的地点的连接路径以及从暂定目的地点到目的地点的连接路径，来计算从出发点到目的地点的路径。路径搜索时段可以通过将搜索目标限制为一个级别的道路来缩短。

作为基于成本的路径搜索算法，已知各种算法，诸如Dijkstra（迪杰斯特拉）算法和A*算法。

在Dijkstra算法中，通过对节点之间的每个边线设置成本并计算成本相对小的边线的组合作为从开始节点到结束节点的候选路径，可以有效地计算具有最低成本的路径。

A*算法是用于进一步提高效率的修改的Dijkstra算法。在A*算法中，通过向Dijkstra算法的成本相加到达结束节点的成本的估计值（启发式值，heuristic value）来搜索具有最低成本的路径。因此，要搜索的区域可以被缩减以提高处理效率。

专利文献1：日本特开专利公布第06-052237号

非专利文献1：E.W.Dijkstra,"A Note on Two Problems InConnexion with Graphs",Numerische Mathematik1,pp.269-271,1959.

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,Vol.SSC-4,No.2,pp.100-107,1968.

发明内容

在本发明的一个方面中，目的是：当从出发点到目的地点搜索路径时，根据出发点与目的地点之间的距离以更灵活的方式改变要搜索的路径。

根据实施例的一个方面，首先，由计算机执行的路径搜索方法根据出发点与目的地点之间的距离，来确定执行路径搜索所针对的多个道路类型中的每个对应于多个级别中的哪个级别。接着，路径搜索方法执行从出发点到目的地点的针对与多个级别之中的第一级别相关联的道路类型的第一路径搜索、以及从目的地点到出发点的针对与第一级别相关联的道路类型的第二路径搜索。接着，路径搜索方法根据在第一路径搜索中获得的点和在第二路径搜索中获得的点，执行与所述多个级别之中的第二级别相关联的道路类型的第三路径搜索。然后，路径搜索方法根据第一路径搜索、第二路径搜索和第三路径搜索的结果来生成路径信息。

附图说明

图1是示出了路径搜索系统的框图。

图2是示出了路径搜索装置的功能框图。

图3是路径搜索处理的流程图。

图4A是示出了操作参数的图（1）。

图4B是示出了操作参数的图（2）。

图5是确定级别的处理的流程图。

图6是第一部分路径搜索处理的流程图。

图7是第二部分路径搜索处理的流程图。

图8是最高级别的路径搜索处理的流程图。

图9是示出了在近距离的搜索中的第一部分路径搜索的图。

图10是示出了在近距离的搜索中的第二部分路径搜索的图。

图11是示出了在近距离的搜索中的最高级别的路径搜索的图。

图12是示出了在远距离的搜索中的第一部分路径搜索的图。

图13是示出了在远距离的搜索中的第二部分路径搜索的图。

图14是示出了在远距离的搜索中的最高级别的路径搜索的图。

图15是道路网络的图。

图16是部分路径的图。

图17是位于两条高速公路之间的较低级别的道路的图。

图18是包括有两条高速公路和较低级别的道路的路径的图。

图19是连接到两条高速公路之间的较低级别的道路的道路的图。

图20是连接到两条高速公路之间的较低级别的道路的两条道路的图。

图21是类型改变处理的流程图。

图22是信息处理设备的框图。

具体实施方式

在上面的传统的路径搜索技术中，通过将搜索目标限制于一个级别的道路来缩短路径搜索时段。然而，存在如下问题。

在根据道路类型将道路分类成一个级别的方法中，针对每个道路类型，以固定方式确定每个道路所属的级别。因此，同一类型的道路始终被分类成同一组（级别），并且与出发点和目的地点之间的距离是长还是短无关地执行路径搜索。

注意，这种问题还存在于使用除了Dijkstra算法和A*算法之外的路径搜索算法时。

发明人已经发现，如果道路的分组可以根据出发点与目的地点之间的距离而动态地改变，则可以根据距离是长还是短，以更灵活的方式来控制要搜索的道路。

下面将参照附图详细描述一些实施例。

图1示出了包括两个或更多个路径搜索装置的路径搜索系统的配置示例。图1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、以及交通信息数据库107。

终端101是由用户使用的信息处理设备，诸如服务器、个人计算机或移动终端，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，该路径搜索请求包括关于出发点和目的地点的信息。

接口103是接收路径搜索请求的信息处理设备，并且接口103向负载平衡器104传送接收的路径搜索请求。负载平衡器104是分配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给路径搜索装置105-1至105-4之一。

地图信息数据库106在其中存储包括两个或更多个道路的道路信息的地图信息。道路的道路信息包括道路中包含的两个或更多个节点的位置信息、以及对应于节点之间的边线的道路链路的信息。

节点指示道路被分开的断点，包括像使道路分支的交叉点那样的点。由节点定界的一条道路的分段是道路链路。在地图上的一条道路被分成诸如上行线和下行线的相反分段的情况下，可以设置彼此独立且其方向被限定的链路以供考虑。替选地，方向未被限定的链路可以被设置在一条道路上以供考虑。道路的道路信息包括关于道路类型的信息。下文中，道路链路可以被简称为链路。在数学的图论中使用术语“顶点”和“边线”，但是在以下描述中术语“顶点”和“边线”将被表达为“节点”和“链路”。

交通信息数据库107存储包括每个链路的成本的交通信息。作为每个链路的成本，例如，使用链路两端之间的距离（即链路长度）、沿着链路在链路两端之间行驶所需要的时间段、或链路长度与行驶所需要的时间段结合的成本。即使链路长度相同，移动所需要的时间段也可以根据情况（诸如链路所属的道路的类型、链路位置、在链路上移动的日期和时间等）来变化。

路径搜索装置105-1至105-4中的每个是执行路径搜索处理的信息处理设备，并根据所接收的路径搜索请求、地图信息数据库106中的地图信息和交通信息数据库107中的地图信息来计算从出发节点到目的地节点的路径。然后，路径搜索装置105-1至105-4中的每个创建指示所计算的路径的路径信息，并向负载平衡器104发送所创建的路径信息。路径信息然后通过接口103和通信网络102被发送到终端101。

终端101向另一信息处理设备发送用于显示由接收的路径信息指示的路径的信息，或在屏幕上显示路径。

图2示出了图1的路径搜索装置105-1至105-4的功能配置的示例。路径搜索装置105-1至105-4共同具有相似的功能配置，并且路径搜索装置105-1至105-4中的每个被称作路径搜索装置105。图2的路径搜索装置105包括确定单元201、搜索单元202、生成单元203、以及操作参数存储单元204。

操作参数存储单元204存储由确定单元201和搜索单元202参考的操作参数。操作参数包括关于两个或更多个范围标度的信息以及关于根据每个范围标度的道路分组的信息。道路类型的分组指示每个道路类型与两个或更多个级别之中的一个级别之间的关系。

图1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也可以包括两个或更多个终端。此外，图1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目可以等于或小于三个，或可以等于或大于五个。实际上，根据系统上的负载来确定路径搜索装置的数目。在云计算中，可以以灵活的方式增加或减小路径搜索装置的数目。

替代将路径搜索装置实施为独立的信息处理设备，路径搜索装置可以被实施为在相同的信息处理设备中或在不同的信息处理设备中操作的虚拟机。两个或更多个路径搜索请求可以通过批处理来处理，而不是以独立的方式实时地被处理。

发明人考虑在开发路径搜索系统时利用诸如Dijkstra算法和A*算法的算法。发明人已经发现，如果Dijkstra算法或A*算法被实施在系统上，则要搜索的节点或链路的数目随着要搜索路径的区域变宽广而增加，并且结果是，处理时间变得更长。为了解决这一问题，发明人已经发现，优选引入两种构思以在实际处理时间中达成解决方案。

第一种构思对应于常规技术中公开的技术。也就是，在根据道路类型将道路分类成两个或更多个级别时，首先，通过使用最低级别的道路网络来搜索从出发点到较高级别的道路网络上的暂定出发点的路径，并且以相似方式，搜索从目的地点到甚至更高级别的道路网络上的暂定目的地点的路径。然后，在较高级别的道路网络上搜索建立暂定出发点与暂定目的地点之间的连接的路径。在较高级别的道路网络中包括的节点或链路的数目通常小于在较低级别的道路网络中包括的节点或链路的数目。因此，如果使用该技术，则较高级别的道路是搜索目标，并且可以防止处理时间过长。此外，下述路径与个人在他/她通过汽车行驶时实际采取的路径相似：在所述路径中，从出发点到暂定出发点以及从目的地点到暂定目的地点使用最低级别的道路网络，并且在所述路径中，然后从暂定出发点到暂定目的地点使用较高级别的道路网络。

第二种构思对应于常规技术中公开的技术。也就是，当以如上方式执行搜索时，两个或更多个行政道路类型被认为处于同一级别。

考虑到上面讨论的构思，发明人还认识到，优选引入附加机制以在实际处理时间中达成解决方案。首先，要考虑下述构思：其中，当道路类型被分类成两个或更多个级别时，分类方式根据要搜索的区域而改变。这里，不需要根据行政道路类型将道路分类成两个或更多个级别，当然，每个道路可以以独立的方式与任一级别相关联。

作为替选方案，要考虑下述构思：其中，要搜索的范围标度被分成几个阶段，并且针对每个范围标度改变搜索方式。

图3是示出了在图2的路径搜索装置105中的处理单元协作时执行的路径搜索处理的示例的流程图。在根据本实施例的搜索路径的处理中，无需说，两个点不一定是终端101的用户实际从其离开的点或终端101的用户实际到达的点，只要在这两点之间搜索路径即可。在以下描述中，将使用术语“出发点”或“出发节点”以及术语“目的地点”或“目的地节点”。这些术语分别是搜索处理开始所在的第一节点的示例和搜索处理结束所在的第二节点的示例。

首先，确定单元201将路径搜索请求中包括的出发点和目的地点之间的距离与操作参数中包括的两个或更多个范围标度进行比较，并且确定执行路径搜索所针对的两个或更多个道路类型中的每个类型属于两个或更多个级别中的哪个级别（步骤301）。这样做时，根据对应于包括出发点与目的地点之间的距离的范围标度的分组，确定与每个道路类型相关联的级别。作为计算距离的方法，例如，可以根据出发点的纬度/经度以及目的地点的纬度/经度来计算出发点与目的地点之间的直线距离。

接着，搜索单元202根据所确定的每个道路类型的级别，执行从出发节点到目的地节点的针对与第一级别相关联的道路类型的第一路径搜索，并且执行从目的地节点到出发节点的针对与第一级别相关联的道路类型的第二路径搜索（步骤302）。然后，搜索单元202根据在第一路径搜索中获得的点（即，在路径搜索中作为中间到达点的节点）和在第二路径搜索中获得的点（即，在路径搜索中作为另一中间到达点的节点），来执行针对与第二级别相关联的道路类型的第三路径搜索（步骤303）。

接着，生成单元203根据第一路径搜索、第二路径搜索和第三路径搜索的结果来生成路径信息（步骤304）。生成的路径信息包括指示从出发节点到目的地节点的路径的节点和道路链路信息。

步骤301中的处理基于下述构思：当道路类型被分类成两个或更多个级别时，根据要搜索的区域改变分类方式。根据这种路径搜索系统，道路类型的分组可以根据出发点与目的地点之间的距离而动态地改变，由此可以更灵活且更精确地改变在第一路径搜索、第二路径搜索和第三路径搜索中要搜索的道路类型。

注意，在第一路径搜索、第二路径搜索和第三路径搜索中的每个中要搜索的道路类型的级别不一定限制于一个级别。此外，在第一路径搜索和第二路径搜索之间，要搜索的道路类型的级别不一定相同。此外，步骤302或步骤303中的搜索方法可以根据出发点与目的地点之间的距离而改变。

图5是描绘了通过使用图4A和4B的操作参数进行图3的步骤301中的确定级别处理的示例的流程图。稍后将描述图4A和4B。

确定单元201使用地图信息来计算出发点与目的地点之间的距离D，例如通过使用出发点的纬度/经度以及目的地点的纬度/经度。作为距离D，可以使用这两点之间的直线距离。将距离D与两个或更多个阈值进行比较，并且确定“D”包括在哪个范围标度中（步骤501）。

当“D”等于或小于阈值T1（D≤T1）时，即当“D”包括在第一范围标度中时，确定搜索方法为非常近距离的搜索，并且根据与非常近距离的搜索相关联的分组来确定每个道路的级别（步骤502）。当“D”大于阈值T1且等于或小于阈值T2（T1<D≤T2）时，即当“D”包括在第二范围标度中时，确定搜索方法为近距离的搜索，并且根据与近距离的搜索相关联的分组来确定每个道路的级别（步骤503）。

当“D”大于阈值T2并等于或小于阈值T3（T2<D≤T3）时，即当“D”包括在第三范围标度中时，确定搜索方法为中等距离的搜索，并且根据与中等距离的搜索相关联的分组来确定每个道路的级别（步骤504）。当“D”大于阈值T3（T3<D）时，即当“D”包括在第四范围标度中时，确定搜索方法为远距离的搜索，并且根据与远距离的搜索相关联的分组来确定每个道路的级别（步骤505）。

图4A和4B示出了存储在图2的操作参数存储单元204中的操作参数的示例。在图4A的示例中，根据出发点与目的地点之间的距离D所属的范围标度来定义四种搜索方法，即非常近距离的搜索、近距离的搜索、中等距离的搜索和远距离的搜索。

在图4B的示例中，以两种或更多种模式来限定道路类型与每个级别之间的关联性。在图4B中，描绘了基于道路法的规定等的高速公路、国道、主要本地道路、一般县道、政府指定的大城市中的一般城市街道、本地街道和道路、以及其他道路。高速公路不仅包括国家高速公路，而且包括市区高速公路。国道对应于例如一般国道，即不是高速公路而是一般道路的国道。在要执行路径搜索的国家中使用的类别可以用作道路类型。存储在地图信息数据库106中的、关于与每个道路相关联的道路类型的信息是这些道路类型之一。如下为对应于各个搜索方法的范围标度。

（1）非常近距离的搜索：距离D等于或小于阈值T1的第一范围标度。

（2）近距离的搜索:距离D大于阈值T1且等于或小于阈值T2的第二范围标度。

（3）中等距离的搜索：距离D大于阈值T2且等于或小于阈值T3的第三范围标度。

（4）远距离的搜索：距离D大于阈值T3的第四范围标度。

此外，可以采用以下分类方式作为道路分组。

（1）模式A

第一级别：国道、主要本地道路、一般县道、政府指定的大城市中的一般城市街道、本地街道和道路、以及其他道路

（2）模式B

第三级别：高速公路、国道和主要本地道路

第二级别：一般县道和政府指定的大城市中的一般城市街道

第一级别：本地街道和道路、以及其他道路

（3）模式C

第四级别：高速公路和国道

第三级别：主要本地道路

第二级别：一般县道和政府指定的大城市中的一般城市街道

第一级别：本地街道和道路、以及其他道路

（4）模式D

第四级别：高速公路

第三级别：国道和主要本地道路

第二级别：一般县道和政府指定的大城市中的一般城市街道

第一级别：本地街道和道路、以及其他道路

然后，作为范围标度与分组模式之间的关联性，例如，模式A、模式B、模式C和模式D可以分别与非常近距离的搜索、近距离的搜索、中等距离的搜索和远距离的搜索相关联。当例如根据出发点与目的地点之间的距离执行搜索处理时，搜索可以被分成若干阶段并且然后被执行。此外，要使用的模式可以根据阶段来改变。

在图4A中，阈值T1、阈值T2和阈值T3分别对应于例如来自以下范围的值：500m至1500m之间的范围、3000m至10km之间的范围以及30km到100km之间的范围。在图4A的示例中，范围标度被分成四个，但是范围标度也可以被分成三个以下或五个以上。此外，图4B中描绘的每个组中的级别数可以小于或大于图4B中的级别数。在分组的每个级别中的道路类型和范围标度的阈值被设置为操作参数。

根据如图5所示的确定级别的处理，如果例如应用上面的示例，则当执行远距离的搜索时将国道分组为第三级别，而当执行中等距离的搜索时将国道分组为第四级别。此外，当执行近距离的搜索时将国道分组为第三级别，而当执行非常近距离的搜索时将国道分组为第一级别。换言之，根据这种确定级别的处理，相同级别的道路类型可以根据出发点与目的地点之间的距离而动态地改变，由此更容易根据距离来计算路径。

以下搜索技术可以应用于上面的搜索方法。

（1）非常近距离的搜索

排除高速公路的所有道路类型的道路被分类成相同级别（第一级别），即，针对所有道路，通过使用Dijkstra算法、A*算法等，从出发节点到目的地节点执行路径搜索。然而，当出发点或目的地点包括在高速公路中时，高速公路被添加到第一级别并且然后执行路径搜索。

（2）近距离的搜索

首先，作为第一路径搜索，在从出发节点到较高级别的目的地节点的道路级别层级上执行搜索，并且搜索到达特定道路级别。为了说明，该特定道路级别被称作Λ（拉姆达）。在第一路径搜索处理中搜索比Λ更低的道路级别，但是在比Λ更低的道路级别中到达更高级别的节点x1之后，在以下搜索处理中从节点x1搜索该更高级别的链路。

在第一路径搜索处理中，获得一个或更多个候选部分路径，所获得的候选部分路径的组被称作P1。此外，由构成P1全体中的P1的候选部分路径的道路链路集合组成的道路网络被称作U1。此外，P1连接到级别Λ的道路的节点的组被称作N1。

接着，作为第二路径搜索，在从目的地点到更高级别的出发点的道路级别层级上执行搜索，并且搜索到达级别Λ。以与第一路径搜索相似的方式，在第二路径搜索处理中也搜索比Λ更低的道路级别，但是在比Λ更低的道路级别中到达更高级别的节点x2之后，在以下搜索处理中从节点x2搜索该更高级别的链路。

在第二路径搜索处理中，获得一个或更多个候选部分路径，这种候选部分路径的组被称作P3。此外，由构成P3全体中的P3的候选部分路径的道路链路集合组成的道路网络被称作U3。此外，P3连接到级别Λ的道路的节点的组被称作N3。

接着，作为第三路径搜索，确定由“连接到N1和N3的、级别等于或高于级别Λ的道路”组成的网络是“U2”、以及由U1、U2和U3组成的整个网络是“U”，获得通过“U”上的链路组连接在出发节点与目的地节点之间的路径“p”。

在第一路径搜索、第二路径搜索和第三路径搜索中的每个中，可以使用Dijkstra算法、A*算法等。此外，在路径搜索的每个中，可以搜索两个或更多个级别的道路。

（3）中等距离的搜索

路径搜索可以被分成两个或更多个阶段并且然后被执行。换言之，路径搜索可以被分成两个阶段并且然后被执行，其中两个阶段包括计算从出发节点到目的地节点的概略路径的第一路径搜索、以及计算根据第一路径搜索的结果限制的要搜索的区域内的详细路径的第二路径搜索。

首先，在第一路径搜索中，与较高级别（通常为最高级别）相关联的道路类型被限制为几种类型（例如，仅为高速公路和国道）。

接着，在第二路径搜索中，包括在第一路径搜索中获得的路径的区域被设置。要设置的区域例如包括“覆盖在第一路径搜索中获得的路径的一个或更多个空间连续的矩形区域的集合”、“覆盖连接在出发点与目的地点之间的线段的一个或更多个空间连续的矩形区域的集合”、或“这些矩形区域的集合的和”，或者可以使用“当上述和被空间扩展时，覆盖‘矩形区域未覆盖但是被矩形区域围绕的部分’的矩形区域的集合与上述和的和”。然后，在设置的区域中执行路径搜索。在第二路径搜索中，与较高级别（通常为最高级别）相关联的道路类型的数目相比于第一路径搜索增加。然后，作为第二路径搜索的结果而获得的路径被采用以作为整个中等距离路径搜索的搜索结果。

（4）远距离的搜索

首先，计算接近出发节点的高速公路的候选入口E的组。作为候选入口E的组，可以例如从“最接近出发节点的入口”或“‘出发节点与一个入口之间的直线距离+一个入口与目的地节点之间的直线距离’的值是最接近出发节点的入口当中最小的入口”中选择入口。

然后，从出发节点到“E”执行上述非常近距离的搜索或近距离的搜索。结果，获得候选部分路径的组作为整个远距离搜索的一部分。为了说明，这种候选部分路径的组将被称作“R1”。此外，由整个R1中的包括在R1的候选部分路径中的道路链路的集合组成的道路网络被称作“W1”。R1连接到高速公路的节点的组是“E”。

接着，计算接近目的地节点的高速公路的候选出口S的组。作为候选出口S的组，可以例如从“最接近目的地节点的出口”或“‘出发节点与一个出口之间的直线距离+一个出口与目的地点之间的直线距离’的值是最接近目的地节点的出口当中最小的出口”中选择出口。

然后，从目的地节点到“S”执行上述非常近距离的搜索或近距离的搜索。结果，获得候选部分路径的组作为整个远距离搜索的一部分。为了说明，这种候选部分路径的组将被称作“R3”。此外，由整个R3中的包括在R3的候选部分路径中的道路链路的集合组成的道路网络被称作“W3”。R3连接到高速公路的节点的组是“S”。

接着，由“连接到‘E’或‘S’的高速公路”组成的网络被称作“W2”，由W1、W2和W3组成的整个网络被称作“W”。然后，使用Dijkstra算法、A*算法等来计算路径“r”，路径“r”通过“W”上的链路组建立出发节点与目的地节点之间的连接。采用该计算的结果，作为整个远距离的搜索的搜索结果。

上述借助距离的路径搜索方法将以替选方式来表达。在近距离的搜索、中等距离的搜索和远距离的搜索中的每个中，首先，针对连接到出发点的最低级别的道路执行路径搜索。然后，一旦在针对较低级别的道路正执行的路径搜索中到达较高级别的道路，重复将路径搜索切换到要针对较高级别的道路执行的路径搜索的处理。因此，可以获得在出发点侧的部分路径，作为建立出发节点与最高级别的道路之间的连接的部分路径。以相似的方式，可以获得目的地点侧的部分路径，作为建立目的地节点与最高级别的道路之间的连接的部分路径。此外，可以获得中间部分路径，作为通过最高级别的道路并存在于出发点侧的部分路径与目的地点侧的部分路径之间以连接两侧的部分路径的路径。最后，获得整个路径，其开始点是出发点，并且整个路径连接出发点侧的部分路径、目的地点侧的部分路径和中间部分路径以建立出发点与目的地点之间的连接。

注意，因为如果按照出发点侧的部分路径、中间部分路径和目的地点侧的部分路径的顺序来计算路径，则可能没有找到目的地点侧的部分路径的入口，所以在获得中间部分路径之前，预先计算目的地点侧的部分路径作为独立步骤。换言之，如果定时与中间部分路径的计算进程相关，则难以决定何时开始计算目的地点侧的部分路径。

注意，可以存在以下情况：其中，在针对较低级别的道路类型执行路径搜索的同时，搜索处于高出两个或更多个级别的级别的道路上的节点。例如，一旦在针对第一级别的道路类型执行路径搜索的同时，搜索第三级别的道路上的节点，则可以在以下搜索处理中搜索第三级别的道路上的节点。

出发节点或目的地节点所位于的道路不一定限于第一级别的道路，而是可以属于第二级别或更高级别的道路类型。

图6至8是图3的步骤302和303中的切换搜索处理的示例的流程图，其中，图4的操作参数被用于切换级别并且然后执行路径搜索。图6是对应于步骤302中的第一路径搜索的、第一部分路径搜索处理的流程图，其中，获得在目标范围标度中建立出发点与最高级别的道路之间的连接的部分路径。图7是对应于步骤302中的第二路径搜索的、第二部分路径搜索处理的流程图，其中，获得在目标范围标度中建立目的地点与最高级别的道路之间的连接的部分路径。图8是对应于步骤303的、在目标范围标度中针对最高级别的道路的最高级别路径搜索处理的流程图。

在第一部分路径搜索处理中计算的部分路径的数目n（“n”是等于或大于1的整数）以及在第二部分路径搜索处理中计算的部分路径的数目m（“m”是等于或大于1的整数）被设置为操作参数。作为路径搜索算法，例如，使用Dijkstra算法或A*算法，并且成为通过节点候选的节点（即，应答路径候选通过的节点）的信息被存储在开放列表中，同时搜索正在进行中。术语“开放列表”是指下述信息：其中，候选路径作为应答路径候选通过的节点的信息与这些候选路径的成本值相关联。

在第一部分路径搜索处理中，首先，搜索单元202参考作为操作参数值给出的道路分组（其对应于所确定的搜索方法），以搜索建立出发点与最高级别的道路之间的连接的部分路径（图6中的步骤601）。在搜索部分路径中，从包括在地图信息中的两个或更多个道路中，将最低级别到次高级别的道路定为目标。一旦在部分路径搜索中到达较高级别的道路，重复切换搜索的处理，以执行对到达级别的道路的搜索。在步骤601中，执行沿着目标道路跟随一对相邻节点之间的一个道路链路的处理，作为这种搜索的步骤。接着，搜索单元202通过跟踪道路链路检查是否到达目的地点（步骤602）。当已经到达目的地点（步骤602，“是”）时，因为找到从出发节点到目的地节点的路径而结束切换搜索处理。

当尚未到达目的地点（步骤602，“否”）时，搜索单元202检查在该处理中目前为止已经到达最高级别的道路的次数是否为“n”（步骤603）。当已经到达最高级别的道路的次数小于“n”（步骤603，“否”）时，重复步骤601和以下步骤的处理。当已经到达最高级别的道路的次数为“n”（步骤603，“是”）时，结束第一部分路径搜索处理。因此，获得n个部分路径、以及作为每个部分路径的终点且为最高级别的道路上的到达点的n个节点（注意，这些到达点对应于整个路径搜索中的中间到达点）。这些节点是最高级别的道路之一上的链路的终点。

在第二部分路径搜索处理中，首先，搜索单元202参考作为操作参数值给出的道路分组（其对应于所确定的搜索方法），以搜索建立目的地点与最高级别的道路之间的连接的部分路径（图7中的步骤701）。在搜索部分路径中，从包括在地图信息中的两个或更多个道路中，将最低级别到次高级别的道路定为目标。一旦在部分路径搜索中到达较高级别的道路，重复切换搜索的处理以执行对到达级别的道路的搜索。在步骤701中，执行沿着目标道路跟随一对相邻节点之间的一个道路链路的处理，作为这种搜索的步骤。

接着，搜索单元202通过跟踪道路链路检查是否到达出发点（步骤702）。当已经到达出发点（步骤702，“是”）时，因为找到从出发节点到目的地节点的路径而结束切换搜索处理。

当尚未到达出发点（步骤702，“否”）时，搜索单元202检查在该处理中目前为止已经到达最高级别的道路的次数是否为“m”（步骤703）。当已经到达最高级别的道路的次数小于“m”（步骤703，“否”）时，搜索单元202检查是否已经达到目前为止在第一部分路径搜索处理中获得的n个节点之一（步骤704）。当n个节点中还没有节点被达到（步骤704，“否”）时，重复步骤701和以下步骤的处理。当已经到达n个部分路径之一上的任一节点（步骤704，“是”）时，将到达点的节点登记在开始点列表中，作为最高级别的路径搜索中的一个开始点（步骤705），并且然后重复步骤701和以下步骤的处理。

当在步骤703中已经到达最高级别的道路的次数为m（步骤703，“是”）时，结束第二部分路径搜索处理。因此，获得m个部分路径、以及作为每个部分路径的终点且为最高级别的道路上的到达点的m个节点。

在特别强调最高级别的路径搜索处理中，首先，搜索单元202参考作为操作参数值给出的道路分组（其对应于所确定的搜索方法），以便在包括在地图信息中的两个或更多个道路当中搜索特别强调最高级别的道路的路径（图8中的步骤801）。

在该路径搜索中，根据在第一部分路径搜索处理中获得的具有从出发点到n个节点中的每个的路径的道路网络中包括的链路、根据在第二部分路径搜索处理中获得的具有从目的地点到m个节点中的每个的路径的道路网络中包括的链路、以及根据n个节点和m个节点所连接到的最高级别的道路网络中包括的链路，来搜索从出发点到目的地点的路径。这里，在第一部分路径搜索处理中获得的路径可以用作从出发点到n个节点的路径。

在步骤801中，执行沿着目标道路跟随一对相邻节点之间的一个道路链路的处理，作为这种搜索的步骤。

接着，搜索单元202通过跟踪道路链路检查是否到达连接到目的地点的节点（步骤802）。当尚未到达连接到目的地点的节点（步骤802，“否”）时，搜索单元202重复步骤801和以下步骤的处理。当已经到达连接到目的地点的节点（步骤802，“是”）时，因为找到从出发节点到目的地节点的路径而结束特别强调最高级别的路径搜索处理。

在特别强调最高级别的路径搜索处理中，可以基于个体来执行在第一部分路径搜索处理中获得的n个节点与在第二部分路径搜索处理中获得的m个节点之间的路径搜索。然而，对于有效处理而言，优选的是，在第一部分路径搜索中获得的部分路径被认为是搜索到的候选路径，以及在一个路径搜索中获得从出发节点到目的地节点的路径。

例如，在如图9所示的近距离搜索的情况下，在第一部分路径搜索处理中从由图9的细线指示的第一级别的道路911至914搜索路径，获得由图9中的虚线指示的路径921和922，作为建立出发点901到由图9中的粗线指示的第二级别的道路931之间的连接的部分路径。

注意，在要搜索的区域中开始搜索之前，没有确定要预先搜索道路911至914。由于从出发点901到目的地点902搜索路径，所以随后搜索道路911至914。第一部分路径搜索中的部分路径921和922从出发点开始。相似的考虑应用于第二部分路径搜索处理。

在第二部分路径搜索处理中，如图10所示，从由图10的细线指示的第一级别的道路1001至1005搜索路径，获得由图10中的虚线指示的部分路径1011和1012，作为建立出发点902到由图10中的粗线指示的第二级别的道路1021之间的连接的部分路径。

在最高级别路径搜索处理中，如图11所示，获得由图11中的虚线指示的路径1102，作为从出发点901开始，通过部分路径921、第二级别的道路931和1121（1101）和部分路径1011直到目的地点902的路径。

在中间距离的搜索中，图9的道路911至914和图10的道路1001至1005的级别是第二级别或第一级别。

在远距离的搜索中，例如，如图12所示，在第一部分路径搜索处理中，从由图12的细线指示的第一至第三级别的道路1211至1215搜索路径。然后，获得由图12中的虚线指示的部分路径1221，作为建立出发点1201与由图12中的粗线指示的第四级别的高速公路1231的出口和入口1241之间的连接的部分路径。此外，如图13所示，在第二部分路径搜索处理中，从由图13的细线指示的第一至第三级别的道路1301至1304搜索路径。然后，获得由图13中的虚线指示的部分路径1311，作为建立目的地点1202与由图13中的粗线指示的第四级别的高速公路1321的出口和入口1331之间的连接的部分路径。

接着，在最高级别路径搜索处理中，如图14所示，获得由图14中的虚线指示的路径1402，作为从出发点1201开始，通过部分路径1221、高速公路1231和1321（1401）和部分路径1311直到目的地点1202的路径。

在图6至8的切换搜索处理中，可以使用最高级别以及一个或更多个次高级别的道路，来替代最高级别的道路。在这种情况下，在图8的最高级别路径搜索处理中从两个或更多个级别的道路搜索路径。

在图6至8的切换搜索处理中，在获得建立出发点与最高级别的道路之间的连接的n个部分路径之后，获得建立目的地点与最高级别的道路之间的连接的m个部分路径。然而，可以使用不同的部分路径搜索方法。例如，可以在出发点侧与目的地点侧之间以交替的方式搜索部分路径。在该方法中，搜索建立出发点与次高级别的道路之间的连接的部分路径，并且然后搜索建立目的地点与次高级别的道路之间的连接的部分路径，在此之后是再次返回到出发点侧的部分路径搜索，并重复相似处理。替选地，在获得建立目的地点与最高级别的道路之间的连接的m个部分路径之后，可以获得建立出发点与最高级别的道路之间的连接的n个部分路径。

注意，在不同于第一部分路径搜索处理的第二部分路径搜索处理中，执行下述路径搜索：其中，目的地点和出发点作为开始节点和结束节点被处理。例如，假设在如图15所示的道路网络中出发点和目的地点作为节点a和节点z被处理，从节点z至节点a搜索路径，并且搜索下述部分路径：其经由节点x、y或v建立与最高级别的道路上的节点s、t、u或w的连接。然后，按照成本值的升序，从建立与最高级别的道路上的节点的连接的部分路径中获得m个部分路径。

如下为图15中的节点之间的道路链路成本的值。

节点t与节点w之间的道路链路：2

节点w与节点y之间的道路链路：1

节点t与节点y之间的道路链路：4

节点s与节点v之间的道路链路：1

节点v与节点y之间的道路链路：2

节点v与节点x之间的道路链路：1

节点u与节点x之间的道路链路：5

节点y与节点z之间的道路链路：3

节点x与节点z之间的道路链路：6

例如，当通过m=3采用Dijkstra算法时，获得如图16所描绘的三个候选路径，作为部分路径。候选路径“z-y-w”是经由节点y建立节点z与节点w之间的连接的部分路径，其成本值为“3+1=4”。候选路径“z-y-v-s”是经由节点y和v建立节点z与节点s之间的连接的部分路径，其成本值为“3+2+1=6”。候选路径“z-y-t”是经由节点y建立节点z与节点t之间的连接的部分路径，其成本值为“3+4=7”。

在这种情况下，当在最高级别路径搜索处理中找到连接到节点w、s和t（在该节点w、s和t处，图16的任一个候选路径连接到最高级别的道路）的路径时，该节点被添加到开放列表。

此后，在由图16中列出的候选路径中包括的节点和链路组成的道路网络（即，由节点z、y、w、v、s和t以及链路z-y、y-w、y-v、v-s和y-t组成的道路网络）上，进行节点w、s和t与节点z之间的部分中的搜索。注意，针对上述部分连接到最高级别的道路部分的整个网络执行搜索。即使通过在最高级别的道路上的任何搜索到达w、s和t中的任一个，也不结束在最高级别的道路上的搜索。

还在第一部分路径搜索处理中，以相似的方式来执行出发点和目的地点作为开始节点和结束节点被处理的路径搜索，并且按成本值的升序从建立与最高级别的道路上的节点的连接的部分路径，获得n个部分路径。在最高级别路径搜索处理中，所获得的部分路径被用作候选路径。

接着，将参照图17至21说明通过改变特定道路的道路类型来改变特定道路所属的级别的处理。

发明人已经发现下述构思：改变连接特定类型的道路网络的不同类型的道路网络的分配级别。在针对较高级别的道路执行的路径搜索中，没有搜索到级别比当前级别更低的道路，并且一直未找到建立出发点侧的节点与目的地点侧的节点的路径。即使找到路径，这种路径也可能是作为更远的路线的不实际的路径。因此，当较高级别的两个或更多个道路经由较低级别的道路而彼此连接时，可以假设较低级别的道路临时地或永久地为较高级别的道路。通过添加这种处理，可以找到通过较低级别的道路的实际路径。

例如，如图17所示，将说明以下情况：其中，在远距离的搜索中，较低级别的道路1902存在于高速公路1901与高速公路1903之间。高速公路1901包括道路链路1911和1912，道路1902包括道路链路1921至1923。高速公路1903包括道路链路1931和1932。在这种情况下，通过执行道路链路1921至1923被假设为高速公路的链路的路径搜索，可以找到经由道路1902的路径2001，如图18所示。

如果相比于通过将高速公路1901连接至高速公路1903的另一高速公路的情况，成本在通过道路1902的情况下更小，则有可能路径2001是具有最低成本的路径。

例如，当搜索从Niigata（新泻）到Shizuoka（静冈）的路径时，通过Kan-etsu（关越）高速公路和Tomei（东名）高速公路的路径被认为是具有最低成本的路径。在这种情况下，Kan-etsu高速公路没有直接连接到Tomei高速公路，因此如果在最高级别路径搜索中仅搜索高速公路，则不会找到路径，或可以找到作为更远的路线的不实际的路径。然而，如果假设连接Kan-etsu高速公路和Tomei高速公路的作为主要本地道路的8号环路为高速公路，则可以找到通过Kan-etsu高速公路、8号环路和Tomei高速公路的实际路径。

接着，如图19所示，将说明以下情况：其中，存在连接到道路1902的另一道路2101并且出发点2120存在于道路2101上。道路2101包括道路链路2111和2112。还在这种情况下，通过执行道路链路1921至1923被假设为高速公路的链路的路径搜索，可以找到具有建立出发点2120与道路1902上的节点2121之间的连接的部分路径的路径2131。

注意，出发点或目的地点不一定存在于链路或节点上。在这种情况下，最接近的链路上的、与从出发点或目的地点引向最接近的链路的垂直线的交叉点被假设为是对应于出发点的节点或对应于目的地点的节点，并且可以执行以与其他节点等同的方式处理上述节点的搜索处理。可以使用不同的方法来设置对应于出发点或目的地点的节点。

由于对应于出发点或目的地点的节点的产生，初始单个链路可以被分成两个或更多个链路。在这种情况下，与初始链路相关联的道路类型可以应用于分成的链路的组。

另一方面，在除了远距离的搜索之外的搜索方法中，搜索结果是，不仅优选获得完全不包括任何高速公路的路径，而且优选获得包括高速公路但不包括道路1902周围的高速公路的路径。由于此原因，优选地，道路1902作为初始低级别的道路被处理。通过示例，如图20所示，将说明以下情况：其中，存在连接到道路1902的其他道路2201和2202，出发点2251存在于道路2201上，并且目的地点2252存在于道路2202上。道路2201包括道路链路2211和2212，并且道路2202包括道路链路2221和2222。

在这种情况下，可以通过将道路链路1921至1923作为初始级别的道路链路处理而不是将道路链路1921至1923作为高速公路的链路处理，来找到路径2241，该路径2241经由道路1902上的节点2231和2232建立出发点2251与目的地点2252之间的连接。

图21是改变道路类型的类型改变处理的示例的流程图。在图6至8的每个中，可以例如在处理的第一步骤中执行类型改变处理。搜索单元202首先检查在确定级别的处理中确定的搜索方法是否为远距离的搜索（步骤2301）。当搜索方法为远距离的搜索（步骤2301，“是”）时，接着，搜索单元202检查路径搜索是否为最高级别路径搜索处理（步骤2302）。

当路径搜索为最高级别路径搜索处理（这里，假设最高级别仅包括高速公路）（步骤2302，“是”）时，将存在于两个高速公路之间并连接这些高速公路的较低级别的道路的道路类型改变为高速公路。换言之，假设将道路类型改变为高速公路并且执行后续搜索处理（步骤2304）。

当路径搜索不是最高级别路径搜索处理（步骤2302，“否”）时，接着，搜索单元202检查在该路径搜索中存在于两个高速公路之间并连接这些高速公路的较低级别的道路是否应被假设为高速公路（步骤2303）。例如，当较低级别的道路进入高速公路之一时，在路径搜索中，较低级别的道路被假设为高速公路。另一方面，当较低级别的道路没有进入任一高速公路并且路径搜索的目的在于另一高速公路的入口时，在路径搜索中，较低级别的道路不被假设为高速公路。

当较低级别的道路被假设为高速公路（步骤2303，“是”）时，将该道路的道路类型改变为高速公路（步骤2304）。

另一方面，当搜索方法不是远距离的搜索（步骤2301，“否”）时或当连接两个高速公路的较低级别的道路不被假设为高速公路并且然后执行路径搜索（步骤2303，“否”）时，不改变道路类型。

还当较高级别的道路是除了高速公路之外的国道、主要本地道路等时，只要较低级别的道路存在于这些道路之间，就可以将较低级别的道路假设为较高级别的道路。因此，以与高速公路的情况相似的方式，找到实际路径的概率变得更高。

在每个搜索方法中，用户还可以决定是否使用高速公路。在这种情况下，终端101向路径搜索系统发送使用信息，使用信息指示在对应的非常近距离的搜索、近距离的搜索、中等距离的搜索和远距离的搜索中使用或不使用高速公路。然后，路径搜索装置105-1至105-4将使用信息存储在操作参数存储单元204中。替选地，直接接收使用信息，而不将其存储在操作参数存储单元204中，当使用信息指示不使用时，搜索单元202执行在对应的搜索方法中排除高速公路的路径搜索。

当在远距离搜索中指定不使用高速公路时，搜索方法可以改变为中等距离的搜索。

注意，在图5、图6至8和图21中的流程图仅被示出为示例，可以根据路径搜索系统的配置或情况省略或修改一些处理。可以采用除了Dijkstra算法或A*算法之外的其他算法，作为路径搜索算法。例如，可以使用诸如分支定界算法、爬山算法和最佳优先搜索算法的算法。

替选地，可以根据诸如道路链路的长度或宽度和上限行驶速度的属性来将道路分类，而不是根据道路类型将道路分类。当根据道路链路的长度将道路分类时，较长的道路被分类为较高的级别。当根据道路链路的宽度将道路分类时，较宽的道路被分类为较高的级别。当根据道路的上限行驶速度将道路分类时，上限行驶速度较高的道路被分类为较高的级别。在所有情况下，随着道路级别变高，采用机动车辆可以更容易地行驶的分组。

图1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可以例如通过使用如图22所描绘的信息处理设备（计算机）来实现。

图22的信息处理设备设置有中央处理单元（CPU）2401、存储器2402、输入装置2403、输出装置2404、外部存储装置2405、介质驱动器2406、以及网络连接装置2407。这些元件经由总线2408而彼此连接。

存储器2402例如是诸如只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）或闪存的半导体存储器，并且存储器2402存储在处理中使用的程序和数据。例如，CPU2401（处理器）可以使用存储器2402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。

当信息处理设备用作路径搜索装置105-1至105-4时，存储器2402可以用作图2的操作参数存储单元204，并且还可以存储地图信息、交通信息和开放列表。

输入装置2403例如是键盘、指向装置等，并由用户或操作者使用以给出指令或输入信息。输出装置2404例如是显示装置、打印机、扬声器等，并用于向用户或操作者进行查询或输出处理结果。终端101处的处理结果包括其上显示由路径信息指示的路径的屏幕。

外部存储装置2405可以是例如磁盘装置、光盘装置、磁光盘装置、或磁带装置。外部存储装置2405可以是硬盘驱动器。信息处理设备可以将程序和数据存储在外部存储装置2405中，并可以通过将它们加载到存储器2402中来使用存储的程序和数据。

当信息处理设备用作地图信息数据库106或交通信息数据库107时，外部存储装置2405存储地图信息或交通信息。

介质驱动器2406驱动便携式记录介质2409以访问所记录的内容。便携式记录介质2409可以是存储器装置、软盘、光盘、磁光盘等。便携式记录介质2409可以是致密盘-只读存储器（CD-ROM）、数字多功能盘（DVD）、通用串行接口（USB）存储器等。用户或操作者可以将程序和数据存储在便携式记录介质2409中，并可以通过将它们加载到存储器2402中来使用所存储的程序和数据。

如上所述，其中存储有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物理（非暂时的）记录介质，诸如存储器2402、外部存储装置2405和便携式记录介质2409。

网络连接装置2407是连接到通信网络（诸如局域网（LAN）、因特网等）并执行通信中涉及的数据转换的通信接口。信息处理设备可以通过网络连接装置2407从外部装置接收程序和数据，并可以通过将其加载到存储器2402中来使用所接收的程序或数据。

信息处理设备不一定包括图22的所有元件，而是可以根据它们的使用或状况省略一些元件。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2403和输出装置2404。

图1的接口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可以被单独实施在被连接成使得能够彼此通信的信息处理设备上，或可以被实施在单个信息处理设备上。系统的操作者可以决定实施图1的除了终端101之外的处理单元所用的信息处理设备的数目。

Claims (4)

1.一种由计算机执行的路径搜索方法，所述方法包括：

根据出发点与目的地点之间的距离，确定执行路径搜索所针对的多个道路类型中的每个对应于多个级别中的哪个级别；

执行从所述出发点到所述目的地点的针对与所述多个级别之中的第一级别相关联的道路类型的第一路径搜索、以及从所述目的地点到所述出发点的针对与所述第一级别相关联的道路类型的第二路径搜索；

根据在所述第一路径搜索中获得的点和在所述第二路径搜索中获得的点，执行针对与所述多个级别之中的第二级别相关联的道路类型的第三路径搜索；以及

根据所述第一路径搜索、所述第二路径搜索和所述第三路径搜索的结果，生成路径信息。

2.根据权利要求1所述的路径搜索方法，其中，

所述确定所述多个道路类型中的每个对应于所述多个级别中的哪个级别包括：根据所述距离属于多个范围标度中的哪个，确定相同的道路类型属于所述多个级别之中的不同级别。

3.根据权利要求1所述的路径搜索方法，还包括：

当所述距离属于多个分类的范围标度之中的特定范围标度并且与所述多个级别之中的除了特定级别之外的级别相关联的道路存在于与所述特定级别相关联的两条道路之间时，将与除了所述特定级别之外的所述级别相关联的道路的级别改变为所述特定级别。

4.一种路径搜索装置，包括：

确定装置，用于根据出发点与目的地点之间的距离，确定执行路径搜索所针对的多个道路类型中的每个对应于多个级别中的哪个级别；

搜索装置，用于执行从所述出发点到所述目的地点的针对与所述多个级别之中的第一级别相关联的道路类型的第一路径搜索；执行从所述目的地点到所述出发点的针对与所述第一级别相关联的道路类型的第二路径搜索；以及根据在所述第一路径搜索中获得的点和在所述第二路径搜索中获得的点，执行针对与所述多个级别之中的第二级别相关联的道路类型的第三路径搜索；以及

生成装置，用于根据所述第一路径搜索、所述第二路径搜索和所述第三路径搜索的结果，生成路径信息。

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