CN108458720A - 导航装置、路径搜索服务器及路径搜索方法 - Google Patents

导航装置、路径搜索服务器及路径搜索方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供导航装置、路径搜索服务器以及路径搜索方法。导航装置搜索具有多个节点的从出发地到目的地的路径候选，按每个路径候选管理成本，基于成本选择导引用路径，所具备的路径搜索部在搜索到包含行驶困难区间的第一路径候选时，对第一路径候选的成本加上规定的惩罚成本作为第一路径候选的成本；将连接第一、第二部分路径而得的代替路径确定为第二路径候选，第一部分路径是从行驶困难区间的第一节点到目的地的路径，第二部分路径是从出发地到与第一节点相邻的第二节点的路径；将第一、第二部分路径的成本、和第一、第二部分路径的连接成本之和作为第二路径候选的成本；比较第一、第二路径候选的成本，选择成本较小的路径候选作为导引用路径。

Description

导航装置、路径搜索服务器及路径搜索方法
技术领域
本发明涉及导航装置、路径搜索服务器及路径搜索方法，具体而言，涉及在路径导引时将行驶困难区间适当地排除，并使其代替路径的路径品质良好的技术。
背景技术
已知有推测本车辆的当前位置并表示在道路地图上，将达到目的地的路径等进行画面显示，从而对驾驶员进行导引的车辆导航系统(以后称作汽车导航)。
在这样的汽车导航中，在设定路径时，通常使用将道路作为路段(link)、将交叉点作为节点的数字地图数据(以下称作地图数据)，计算使从出发地到目的地的旅行时间或距离、燃料消耗量这样的路段成本的总和最小的路径。这样的功能被称作路径搜索功能，在其实现中，广泛地使用迪杰斯特拉(Dijkstra)法及依据它的算法。
设想汽车导航搜索到的路径的信息不仅被利用于使用画面显示或声音的对驾驶员的导引，还被利用于自动驾驶车辆自动行驶到目的地。因此，在实际的道路中沿着该路径行驶时的安全性是重要的。
另一方面，以往的汽车导航有搜索实际的道路中的包含行驶困难的区间(以下称作行驶困难区间)的路径的情况。例如是包含以下这样的区间的路径，该区间为，从左侧合流到由多个车道构成的主线道路之后，在行驶最近交叉点为止的较短距离的期间中多次向右侧移动车道，在交叉点处右转弯这样的区间。这样的路径不仅在导引驾驶员的方面、在控制自动驾驶车辆的方面，都有可能对安全性带来妨碍，是不优选的。
所以，作为使得在导引路径中不包含被迫进行强行的车线变更的路径(行驶困难路径)的以往技术，提出了以下路径设定装置(参照专利文献1)等，该路径设定装置具备基于将节点间连接的路段的路段信息和路段间的连接信息来设定从出发地到目的地的路径即导引路径的路径设定机构，其特征在于，上述路径设定机构能够设定不包含行驶困难路径的上述导引路径，该行驶困难路径是被连接到单向道2车线以上的路段上之后、在其前方左右转弯或分岔的路径，并且是至少基于从上述连接地点到上述左右转弯/分岔地点的距离和在行驶该距离的期间中被迫进行的车线变更的次数得到的计算值不满足规定的判定条件的路径。
专利文献1：日本特开2001－330459号公报
在以往技术中，利用迪杰斯特拉法或依据它的算法，对于包含行驶困难区间的路径设定相对大的成本。由此，抑制被导引包含行驶困难区间的路径。
但是，在迪杰斯特拉法中，反复进行在未确定的节点中选择成本最小的节点、确定该节点的成本及从出发地起的路径的处理。因此，当检测出路径中的行驶困难区间时，已经是许多节点已确定的状态。因而，在检测出行驶困难区间后，即使抑制该路径，能成为代替路径的路径候选(到最终选择导引用路径之前作为候选的路径)的变化也是有限的。结果，可以想到被选择为导引用路径的代替路径为会绕远等不是适当的路径的情况。
发明内容
所以，本发明是鉴于上述课题而做出的，目的是提供一种在路径导引时将行驶困难区间适当地排除、并且使其代替路径的路径品质良好的技术。
解决上述课题的本发明的导航装置，搜索具有多个节点的从出发地到目的地的路径候选，按每个上述路径候选对成本进行管理，基于上述成本从上述路径候选中选择导引用路径，其特征在于，具备路径搜索部，该路径搜索部执行以下处理：在搜索到包含行驶困难区间的第一路径候选的情况下，将对上述第一路径候选的成本加上规定的惩罚成本后的成本作为上述第一路径候选的成本进行管理；将连接第一部分路径与第二部分路径而得到的代替路径确定为第二路径候选，上述第一部分路径是从上述第一路径候选所包含的行驶困难区间的第一节点到目的地的路径，上述第二部分路径是从上述第一路径候选中的出发地到与上述第一节点相邻的第二节点的路径；将上述第一部分路径的成本、上述第二部分路径的成本、以及作为上述第一部分路径与上述第二部分路径的连接所需要的成本的连接成本之和作为上述第二路径候选的成本进行管理；将上述第一路径候选的成本与上述第二路径候选的成本进行比较，选择成本较小的路径候选作为导引用路径。
此外，本发明的路径搜索服务器，与导航装置连接，搜索具有多个节点的从出发地到目的地的路径候选，按每个上述路径候选对成本进行管理，基于上述成本从上述路径候选中选择导引用路径，其特征在于，具备路径搜索部和路径发送部，上述路径搜索部执行以下处理：在搜索到包含行驶困难区间的第一路径候选的情况下，将对上述第一路径候选的成本加上规定的惩罚成本后的成本作为上述第一路径候选的成本进行管理；将连接第一部分路径与第二部分路径而得到的代替路径确定为第二路径候选，上述第一部分路径是从上述第一路径候选所包含的行驶困难区间的第一节点到目的地的路径，上述第二部分路径是从上述第一路径候选中的出发地到与上述第一节点相邻的第二节点的路径；将上述第一部分路径的成本、上述第二部分路径的成本、以及作为上述第一部分路径与上述第二部分路径的连接所需要的成本的连接成本之和作为上述第二路径候选的成本进行管理；将上述第一路径候选的成本与上述第二路径候选的成本进行比较，选择成本较小的路径候选作为导引用路径；上述路径发送部将上述导引用路径的信息发送给上述导航装置。
此外，本发明的路径搜索方法，其是导航装置的路径搜索方法，上述导航装置搜索具有多个节点的从出发地到目的地的路径候选，按每个上述路径候选对成本进行管理，基于上述成本从上述路径候选中选择导引用路径，上述路径搜索方法的特征在于，在搜索到包含行驶困难区间的第一路径候选的情况下，执行以下处理：将对上述第一路径候选的成本加上规定的惩罚成本后的成本作为上述第一路径候选的成本进行管理的处理；将连接第一部分路径与第二部分路径而得到的代替路径确定为第二路径候选的处理，上述第一部分路径是从上述第一路径候选所包含的行驶困难区间的第一节点到目的地的路径，上述第二部分路径是从上述第一路径候选中的出发地到与上述第一节点相邻的第二节点的路径；将上述第一部分路径的成本、上述第二部分路径的成本、以及作为上述第一部分路径与上述第二部分路径的连接所需要的成本的连接成本之和作为上述第二路径候选的成本进行管理的处理；以及将上述第一路径候选的成本与上述第二路径候选的成本进行比较，选择成本较小的路径候选作为导引用路径的处理。
此外，本发明的路径搜索方法，其是路径搜索服务器的路径搜索方法，上述路径搜索服务器与导航装置连接，搜索具有多个节点的从出发地到目的地的路径候选，按每个上述路径候选对成本进行管理，基于上述成本从上述路径候选中选择导引用路径，上述路径搜索方法的特征在于，在搜索到包含行驶困难区间的第一路径候选的情况下，执行以下处理：将对上述第一路径候选的成本加上规定的惩罚成本后的成本作为上述第一路径候选的成本进行管理的处理；将连接第一部分路径与第二部分路径而得到的代替路径确定为第二路径候选的处理，上述第一部分路径是从上述第一路径候选所包含的行驶困难区间的第一节点到目的地的路径，上述第二部分路径是从上述第一路径候选中的出发地到与上述第一节点相邻的第二节点的路径；将上述第一部分路径的成本、上述第二部分路径的成本、以及作为上述第一部分路径与上述第二部分路径的连接所需要的成本的连接成本之和作为上述第二路径候选的成本进行管理的处理；将上述第一路径候选的成本与上述第二路径候选的成本进行比较，选择成本较小的路径候选作为导引用路径的处理；以及将上述导引用路径的信息发送给上述导航装置的处理。
根据本发明，能够在路径导引时将行驶困难区间适当地排除，并使其代替路径的路径品质良好。
附图说明
图1是表示实施例1的系统结构例的图。
图2是表示实施例1的导航装置的结构例的图。
图3A是表示包含行驶困难区间的路径的一例的图。
图3B是表示包含行驶困难区间的路径的一例的图。
图4是表示在路径搜索结束时、路径包含行驶困难区间的状态的图。
图5是表示本实施方式的路径搜索方法的流程例1的图。
图6是表示在以往技术中能够提示的代替路径的一例的图。
图7是表示在以往技术中不能提示的代替路径的一例的图。
图8A是表示实施例1的追加路径候选的次序的图。
图8B是表示实施例1的追加路径候选的次序的图。
图9是表示实施例1的路径搜索方法的流程例2的图。
图10是表示路径候选管理表的一例的图。
图11A是表示包含行驶困难区间的路径候选和其代替路径的导引方法的一例的图。
图11B是表示包含行驶困难区间的路径候选和其代替路径的导引方法的一例的图。
图12是表示实施例2的路径搜索方法的流程例的图。
图13是表示实施例3的系统结构例的图。
图14是表示实施例3的路径搜索服务器的结构例的图。
标号说明
10网络
100车辆
200导航装置
201存储装置
202程序
203存储器
204运算装置
205输入装置
206输出装置
207通信装置
210输出部
211显示部
212声音输出部
220操作部
230控制部
231本车位置推测部
232路径搜索部
233路径引导部
234路径发送部
240存储部
241地图数据
242路径候选管理表
250传感器
260外部通信部
270车辆通信部
300车辆控制ECU
400路径搜索服务器
401存储装置
402程序
403存储器
404运算装置
405通信装置
410控制部
411路径搜索部
412路径发送部
420通信部
430存储部
431地图数据
432路径候选管理表
500通信网
601本车位置及目的地
602路径信息
具体实施方式
实施例1
以下，使用附图对本发明的实施方式详细地说明。图1是表示实施例1的系统结构例的图。在图1所示的系统结构中，例示了在车辆100中搭载有导航装置200的结构。这样的结构中的导航装置200，是在路径导引时将行驶困难区间适当地排除、并使其代替路径的路径品质良好的装置。这样的导航装置200根据来自驾驶员的请求对到目的地的路径进行搜索，实现向该驾驶员的导引及自动驾驶车辆的控制。
图1中例示的导航装置200被搭载于上述驾驶员操作的车辆100。该车辆100除了作为通常的汽车的机构以外，还具备导航装置200及车辆控制ECU(Electronic ControlUnit：电子控制单元)300。
其中，导航装置200具备输出部210、操作部220、控制部230、存储部240、传感器250、外部通信部260及车辆通信部270。以下，说明该导航装置200搜索路径、进行向车辆100的驾驶员的导引、或向自动驾驶车辆发送路径的一系列的流程。
首先，控制部230的本车位置推测部231使用从包括GPS(Global PositioningSystem：全球定位系统)单元等的适当的测位传感器、或陀螺仪传感器、加速度传感器等的传感器250得到的信息、和从车辆通信部270取得的车速信息，推测本车位置。另外，车辆通信部270对应于CAN(Controller Area Network：控制器局域网)等规格。
另一方面，假设车辆100的驾驶员从触摸面板等的操作部220进行了目的地设定操作。在此情况下，控制部230的路径搜索部232关于从上述中推测出的本车位置到目的地之间进行路径搜索。
该路径搜索由路径搜索部232使用地图数据241通过迪杰斯特拉法等的算法实现。此时，也可以通过WiFi模块等的外部通信部260接收与目的地周边及达到那里的道路等有关的最新的交通信息，适当地用于路径搜索。此外，上述地图数据241也可以包含以自动驾驶为目的而备齐的高精度的道路数据。
此外，控制部230的路径引导部233基于通过上述路径搜索得到的路径的信息，制作用于通过画面显示或声音讲话来导引驾驶员的信息，将其向作为显示器的显示部211或作为扬声器的声音输出部212等的输出部210输出。另外，在车辆100对应于沿着路径的自动驾驶的情况下，路径发送部234将通过上述路径搜索得到的路径的信息经由车辆通信部270向车辆控制ECU300发送。
此外，上述导航装置200的硬件结构例如为图2中例示的结构。导航装置200具备由SSD(Solid State Drive)或硬盘驱动器等适当的非易失性存储元件构成的存储装置201、由RAM等易失性存储元件构成的存储器203、将被保持在存储装置201中的程序202读出到存储器203中等而执行并进行装置整体的综合控制并进行各种判定、运算及控制处理的CPU等的运算装置204、受理来自作为用户的驾驶员的触摸输入及声音输入的输入装置205、进行处理数据的显示及声音输出的显示器或扬声器等的输出装置206、经由适当的通信路径承担与其他装置的数据通信处理的通信装置207。
另外，在图1所示的结构中，输出部210通过输出装置206而被安装，操作部220通过输入装置205而被安装，控制部230通过运算装置204而被安装，存储部240通过存储装置201而被安装，外部通信部260及车辆通信部270通过通信装置207而被安装。此外，在存储装置201内，除了用来安装作为本实施方式的导航装置200而所需的功能的程序202以外，还至少存储有上述地图数据241和路径候选管理表242(后述)。
接着，使用图3A及图3B，对包含行驶困难区间的路径进行说明。在这里设想的状况下，如图3A所示，本车辆要左转弯合流到单侧4车线(车线1～4)的主线道路中。该情况下的路径为，在进入到主线道路的车线1之后、在最近交叉点Y处从车线4右转弯。因此，该本车辆在行驶到最近交叉点Y的期间中，需要从车线1向车线2、从车线2向车线3、从车线3向车线4合计进行3次车道移动。但是，在从向主线道路的合流地点X到最近交叉点Y的距离Z比规定基准短的情况下，上述3次车道移动是困难的。进而，在其他车辆在主线道路上行驶的情况下，如果要强行进行车道移动，则有可能碰撞，是危险的。因此，需要将图3A那样的路径不选择为导引用路径而抑制。更具体地讲，在进行路径搜索时，需要抑制穿过图3B所示的由路段、节点构成的行驶困难区间。
以下，基于附图对本实施方式的路径搜索方法的实际次序进行说明。与以下说明的路径搜索方法对应的各种动作通过由导航装置200读出到存储器等中并执行的程序实现。并且，该程序由用来进行以下说明的各种动作的代码构成。
图4是表示在路径搜索结束时、路径包含行驶因难区间R的状态的图，此外，图5是表示实施例1的路径搜索方法的流程例1的图。参照这些图4及图5，对从搜索后的路径中检测行驶困难区间R的处理进行说明。
如图4所示，假设本车辆位于出发地S，由该本车辆的驾驶员在导航装置200上设定了目的地G。在此情况下，导航装置200按照迪杰斯特拉法开始路径搜索。在迪杰斯特拉法中，反复进行未确定的节点中的从出发地起的成本最小的节点的确定、和与所确定的节点相邻的节点的成本的更新这样的处理。
在上述节点的确定处理中，除了登记从出发地S到该节点的成本以外，还登记到该节点的前1个节点。例如，在确定图中的节点b的情况下，登记前1个节点e，此外在确定节点d时登记前1个节点c。
导航装置200在继续这样的一系列的处理时，如果到达目的地G(节点G的成本被更新)，则在该时间点将处理中止。然后，从节点G起，依次推移在确定时登记的前1个节点，如G→k→d→c→b→e→S，进而将其向反方向重构，从而能够制作出路径X(S→e→b→c→d→k→G)。这里，假设区间e→b→c→d→k是行驶困难区间R。
基于图5，对这样搜索了路径X的导航装置200检测该路径X中包含的行驶困难区间R的流程进行说明。
在此情况下，导航装置200开始构成上述路径X的节点数(在路径X的情况下，是S、e、b、c、d、k、G的7个)相当的量的、即针对各节点反复进行从S1402到S1413的处理的循环(S1401)。
接着，导航装置200判定在此次的循环中与作为处理对象的规定节点连接的路段的数量是否是3以上(S1402)。通常，由于在合流地点连接着3条以上的道路，所以进行本判定。另外，在这样的判定中，利用地图数据241关于各节点及各路段保持的信息(在以下的各判定中也同样)。
在上述判定的结果为与相应节点连接的路段的数量不是3以上的情况下(S1402：否)，导航装置200将处理前进到与下一个节点有关的处理。
另一方面，在上述判定的结果为与相应节点连接的路段的数量是3以上的情况下(S1402：是)，导航装置200判定相应节点的退出路段是否是2车线以上的道路(S1403)。
在上述判定的结果为相应节点的退出路段不是2车线以上的道路的情况下(S1403：否)，导航装置200前进到与下一个节点有关的处理。
另一方面，在上述判定的结果为相应节点的退出路段是2车线以上的道路的情况下(S1403：是)，导航装置200判定相应节点的退出路段的道路类别是高速公路还是普通道路(S1404)。由于根据退出路段的道路类别是高速公路还是普通道路，行驶困难区间的结构不同，所以进行本判定。
在上述判定的结果为相应节点的退出路段的道路类别是高速公路的情况下(S1404：是)，导航装置200判定进入路段的路段类别是否是坡道或JCT(junction(汇接点)，也称作交汇线)(S1405)，退出路段的路段类别是否是主线道路(S1406)。
在该S1405、S1406中的某一个判定结果为“否”，即进入路段的路段类别不是坡道或JCT、或者退出路段的路段类别不是主线道路的情况下，导航装置200前进到与下一个节点有关的处理。
另一方面，在上述S1405、S1406的判定结果都为“是”，即进入路段的路段类别是坡道或JCT(junction(汇接点)，也称作交汇线)、并且退出路段的路段类别是主线道路的情况下，导航装置200判定为该节点是合流地点。
此外，在上述S1404的判定中，在相应节点的退出路段的道路类别是普通道路的情况下(S1404：否)，导航装置200判定在相应节点没有设置信号机的情况(S1407)，相对于进入路段的道路类别，退出路段的道路类别为更高级别(更宽的干线道路)的情况(S1408)。
在上述S1407中的判定的结果为在相应节点处设置有信号机的情况下(S1407：是)，或者S1408中的判定的结果为，相对于进入路段的道路类别，退出路段的道路类别不是更高级别的情况下(S1407：否)，导航装置200前进到与下一个节点有关的处理。
另一方面，在S1407中的判定的结果为在相应节点处没有设置信号机的情况下(S1407：否)，并且S1408中的判定的结果为，相对于进入路段的道路类别，退出路段的道路类别为更高级别的情况下(S1408：是)，导航装置200判定为该节点是合流地点。
接着，导航装置200判定从通过上述各判定确定的合流地点起在路径上的规定距离内是否有包括左右转弯的分岔地点(S1409)。
在上述判定的结果为，从合流地点起在路径上的规定距离内不存在包括左右转弯的分岔地点的情况下(S1409：否)，导航装置200前进到与下一个节点有关的处理。另一方面，在上述判定的结果为，从合流地点起在路径上的规定距离内有包括左右转弯的分岔地点的情况下(S1409：是)，导航装置200确定相应分岔地点处的车道位置(S1410)，计算从合流到分岔需要的车道移动次数(S1411)。
接着，导航装置200对于从合流到分岔的距离，判定车道移动次数是否比规定基准多(S1412)。在此情况下，具体而言，判定从合流到分岔的距离d(例：0.5km)除以车道移动次数k(例：2)而得到的k/d(例：4)的值是否比规定的阈值(例：2)大。
在上述判定的结果为，相对于从合流到分岔的距离的车道移动次数比规定基准少的情况下(S1412：否)，即，在单位距离的车道移动次数为阈值以下时，判定为不是行驶困难，导航装置200前进到与下一个节点有关的处理。
另一方面，在上述判定的结果为，相对于从合流到分岔的距离，车道移动次数比规定基准多的情况下(S1412：是)，判定为在路径上存在以该节点为合流地点的行驶困难区间，将该行驶困难区间R的构成节点(图4中的节点e、b、c、d、k)存储到存储装置101中(S1413)。
接着，参照图6及图7，对抑制经过上述行驶困难区间R的路径X的结果、能够向驾驶员提示的代替路径进行说明。
其中，图6表示在以往技术中能够提示的代替路径的一例。在图4中的路径X中包含有行驶困难区间R的情况下，作为抑制路径X而得到代替路径的方法，有从路径X刚到达目的地G后的状态起重新开始路径搜索的方法。由此，进行未确定节点的确定、成本的更新处理，所以能够提示经过行驶困难区间R的一部分、从节点q到达目的地G的代替路径A，及完全不经过行驶困难区间R、从节点p到达目的地G的代替路径B等。
另一方面，图7表示在以往技术中不能提示的代替路径的一例。图6中的代替路径A及代替路径B可以通过重新开始搜索来提示，相对于此，图7中的代替路径Y及代替路径Z不能提示。这是因为，在上述迪杰斯特拉法的节点确定处理中，登记达到该节点的前1个节点。
例如，在确定了节点b的时间点登记前1个节点e，所以不能提示从节点a到达节点b的代替路径Y。此外，在确定了节点d的时间点登记前1个节点c，所以不能提示从节点g到达节点d的代替路径Z。
本发明使得能够提示由图7的代替路径Y及代替路径Z例示的、在以往技术中不能提示的路径，通过增加能够成为代替路径的路径候选的变化，能够提高抑制了包含行驶困难区间的路径的情况下的代替路径的品质。
接着，参照图8A、图8B及图9，对路径候选追加处理及路径选择处理的流程进行说明。在此情况下，导航装置200判定是否是由路径搜索部232得到的路径候选包含行驶闲难区间、该行驶困难区间的构成节点已存储在存储装置101中(S1801)。另外，作为该判定的对象的行驶困难区间是由图5的流程中的处理确定的。
在上述判定的结果为，相应路径候选不包含行驶困难区间的情况下(S1801：否)，导航装置200选择不包含行驶困难区间的相应路径候选作为导引用路径(S1814)，结束处理。
另一方面，在上述判定的结果为，相应路径候选包含行驶困难区间，行驶困难区间的构成节点已存储在存储装置101中的情况下(S1801：是)，导航装置200对相应路径候选加上规定的惩罚成本(例：所需时间或收费道路费用等；例如，根据单位距离的车道移动次数的多少等行驶困难性的高低而预先设定的规定值)(S1802)。由此，包含行驶困难区间的原来的路径候选不易被选择为导引用路径。
接着，导航装置200取得上述行驶困难区间的构成节点的相邻节点的信息(S1803)。具体而言，取得图8A及图8B所示的与行驶困难区间的构成节点b相邻的节点a及节点i、与节点c相邻的节点f及节点j、与节点d相邻的节点g及节点m、以及与节点k相邻的节点j及节点1的各信息。
这里，不取得作为行驶困难区间的最初的节点的节点e的相邻节点。其理由是因为，如果包含行驶困难区间的最初的节点，则追加的路径候选必定会包含行驶困难区间。此外，因为同样的理由，在与行驶困难区间的构成节点相邻的节点是行驶困难区间的构成节点的情况下不取得。例如，不取得与行驶困难区间的构成节点b相邻的节点c、与节点k相邻的节点d等。
以下，导航装置200将从S1804到S1810的各处理反复进行上述相邻节点数相当的量(在图8的例子中是7次)(S1804～S1811)。
在该循环中，导航装置200判定作为此次的处理对象的相邻节点是否已搜索(S1805)。这里，“已搜索”是指到路径搜索结束时为止成本被更新即便1次的节点的状态，与确定还是未确定没有关系。
在上述判定的结果为不是相邻节点已搜索的情况下(S1805：否)，导航装置200前进到与下一个相邻节点有关的处理。
另一方面，在上述判定的结果为相邻节点已搜索的情况下(S1805：是)，导航装置200判定是否能够从该相邻节点进入行驶困难区间(S1806)。例如，在图8A及图8B中，判定是否能够从与行驶困难区间R的构成节点相邻的节点a进入节点b。作为不能进入的因素，可以举出单向通行、或禁止左右转弯等通行限制。
在上述判定结果为，不能从相邻节点进入行驶困难区间R的情况下(S1806：否)，导航装置200向关于下个相邻节点的处理前进。
另一方面，在上述判定的结果为能够从相邻节点进入行驶困难区间R中的情况下(S1806：是)，导航装置200计算从与行驶困难区间R的构成节点相邻的节点进入行驶困难区间R的情况下的成本，即连接成本(S1807)。在图8A、图8B的例子中，例如相当于从节点a朝向节点b的成本。
接着，导航装置200将从上述行驶困难区间R的构成节点到目的地G的部分路径、和从出发地S到与行驶困难区间R的构成节点相邻的已搜索的节点的部分路径连接(S1808)。
如果是图8A、图8B的例子，则导航装置200例如将从节点b经由节点c、d、k而到达目的地G的第一部分路径C与从出发地S到节点a的第二部分路径D连接，制作以S→a→b→c→d→k→G的顺序朝向目的地的路径候选。
另外，连接后的路径候选的成本总和为(第一部分路径C的成本)+(第二部分路径D的成本)+(连接成本)。作为在连接成本的计算中考虑的模式，可以想到一些模式。既可以仅将节点a与b之间的路段成本作为连接成本，也可以添加在节点a处合流时的角度成本(例：当从出发地S合流到节点a的车线时的、根据在车辆行进方向的延长线与相应车线的延长线之间所成的夹角的大小而预先设定的时间等的成本)。进而，原来的路径候选中的节点c的成本由于添加从节点e合流到b时的角度成本来计算，所以也可以添加其角度成本与从连接后的路径候选中的节点a经过节点b时的角度成本的差分。
接着，导航装置200判定通过S1808中的连接处理得到的路径候选是否包含行驶困难区间(S1809)。由于该判定处理与图5所示的流程是同样的，所以省略说明。
在上述判定的结果为通过连接处理得到的路径候选包含行驶困难区间的情况下(S1809：是)，导航装置200将相应路径候选设为作为路径候选的追加对象外，前进到与下一个相邻节点有关的处理。
另一方面，在上述判定的结果为通过连接处理得到的路径候选不包含行驶困难区间的情况下(S1809：否)，导航装置200将通过S1808中的连接处理得到的路径候选追加到路径候选管理表242(参照图10，说明后述)中(S1810)。
导航装置200在将从上述S1804到S1810的各处理反复进行相邻节点数相当的量之后，判定是否有追加到路径候选管理表242中的路径候选(S1812)。
如果上述判定的结果是不存在追加到路径候选管理表242中的路径候选(S1812：否)，则由于路径候选只有包含行驶困难区间的原来的路径候选，所以导航装置200选择原来的路径候选作为导引用路径(S1814)，结束处理。
另一方面，如果上述判定的结果是有追加到路径候选管理表242中的路径候选(S1812：是)，则导航装置200在路径候选管理表242中选择成本最小的路径候选作为导引用路径，将其信息通过显示部211或声音输出部212输出(S1813)，结束该流程。
通过以上说明的流程，能够将在图7中例示的代替路径Y及代替路径Z作为路径候选追加，在成本最小的情况下，能够作为导引用路径向作为用户的驾驶员提示。
另外，追加路径候选的处理的流程并不限定于此。例如，在图9中，取得与行驶困难区间的构成节点相邻的节点来判定是否已搜索，但也可以将作为判定对象的节点扩展到从行驶困难区间的构成节点离开2个以上的节点。在此情况下，需要将跨多个路段时的成本作为连接成本。
接着，参照图10对上述路径候选管理表242进行说明。路径候选管理表242是用来管理最早到达目的地的原来的路径候选、及在图9的流程中追加的路径候选的表(参照图9，S1810)。
这样的路径候选管理表242由路径候选ID901、成本902、行驶困难区间穿过标志903、路径长904、自动驾驶区间长905、路径内路段数906及路径内路段ID序列907构成。
其中，路径候选ID901是用来唯一地识别多个路径候选的号码。此外，成本902是相应路径候选的成本总和。在该路径候选包含行驶困难区间的情况下设定加上惩罚成本后的值，当为通过图9的流程追加的路径候选的情况下设定2个部分路径的成本和连接成本的总和。
此外，对于行驶困难区间穿过标志903，如果相应路径候选穿过行驶困难区间则设定“1”，如果不是则设定“0”。此外，路径长904是相应路径候选的从出发地到目的地的路段的长度的总和。
此外，自动驾驶区间长905是相应路径候选中的能够自动驾驶的区间的长度。预计从高速公路开始导入自动驾驶。因此，既可以设定路径候选中的道路类别是高速公路的路段的长度的总和，在对图1中的地图数据241中保存的各路段赋予了表示能否自动驾驶的信息的情况下，也可以设定路径候选中的被赋予了表示能够自动驾驶的信息的路段的长度的总和。
此外，路径内路段数906是构成路径候选的路段的数量。此外，路径内路段ID序列907是用来识别构成路径候选的路段的ID的序列。以上，对路径候选管理表242进行了说明，但并不限定于上述表结构。例如，既可以包含确定路径内的路段所在的网格(地图数据的管理单位)的信息，也可以追加各路段的方向、属性信息。
接着，参照图11A、图11B，对包含行驶困难区间R的路径候选和其代替路径的导引方法进行说明。当路径搜索及路径候选追加处理的结果得到了包含行驶困难区间R的路径候选和追加的路径候选时，成本总和的大小的差微小。
在此情况下，导航装置200通过显示部211或声音输出部212向驾驶员提示多个路径候选，以便用户能够适当地选择导引用路径。
例如如图11A所示，假设得到了作为包含行驶困难区间R的路径候选的路径X、和作为追加的路径候选的代替路径Y。此外，节点a、b、d对应于高速公路的IC(出入口)，路径X是从节点b的IC进入上高速公路、在节点d的IC处从高速公路退出的路径。此外，代替路径Y是从节点a的IC进入高速公路、在节点d的IC处从高速公路退出的路径。
本发明的特征在于能够提示在行驶困难区间R之前(出发地侧)路径变化的代替路径，所以例如能够进行“从前1个IC进入高速公路”这样的路径提示。
此时，在路径X与代替路径Y之间，各自的成本总和的大小之差微小的情况下，导航装置200通过如图11B所示的输出部210的画面1100及声音的输出，对驾驶员提示各路径候选的比较结果。“收费优先”的路径候选对应于路径X，“行驶容易度优先”的路径候选对应于代替路径Y。在该情况下的画面1100上，显示各路径候选的自动驾驶区间及进入/退出的各IC等，还用声音讲出作为提示代替路径Y的理由的“能够有富余地进行车线变更”。这样，通过将由本发明追加的路径候选与追加的理由一起提示，用户能够根据自身的驾驶技能及喜好等自由地选择导引用路径。
实施例2
接着，基于图12说明在图9所示的流程中没有找到追加路径候选的情况下、即仅确定出了包含行驶困难区间的路径候选的情况下，通过重新进行搜索来避免包含行驶困难区间的路径成为导引用路径的处理。另外，对与图9的流程共通的步骤赋予相同的标号而省略说明。这里，从S1812中的判定步骤起进行说明。
导航装置200在S1812中判明了在路径候选管理表242中不存在追加的路径候选的情况下(S1812：否)，对朝向行驶困难区间的最终节点的路段模拟地设定通行限制(S2101)。具体而言，对图4的从节点d朝向k的路段设定通行限制(例：设定阻止通行的信息)。
由此，当重新进行搜索时，由于不将从节点d到k的成本更新，所以结果能够抑制路径包含行驶困难区间。
接着，导航装置200重新搜索从出发地S到目的地G的路径(S2102)，在目的地G的节点的成本被更新的时间点将处理中止，向检测行驶困难区间的流程(参照图5)转移。再次进行行驶困难区间的检测的理由是通过在S2101中设定的模拟的通行限制，能够抑制通过第1次的搜索检测到的包含行驶困难区间的路径，但重新搜索的结果有可能经过别的行驶困难区间。假如在重新搜索后的路径也包含行驶困难区间的情况下，向追加路径候选的流程(参照图9)转移。通过以上说明的实施例2，能够进一步降低包含行驶困难区间的路径被选择为导引用路径的可能性，结果，用户能够以更安全/安心的导引用路径行驶。
实施例3
在实施例3中，表示代替导航装置200而由路径搜索服务器400进行路径搜索并将得到的路径信息发送给导航装置200的结构。例如，如果由以高频度将电子地图更新、将道路管理者等提供的最新的交通信息也进行保持的路径搜索服务器400进行路径搜索，则有能够使用最新的交通信息及地图数据431进行路径搜索的优点。此外，能够降低导航装置200的处理负荷。
参照图13及图14，对实施例3的路径搜索服务器400进行说明。该情况下的路径搜索服务器400具备控制部410、通信部420及存储部430。此外，路径搜索服务器400的硬件结构包括将安装需要的功能的程序402等进行保持的存储装置401、存储器403、运算装置404及通信装置405。由于是服务器装置，所以输入装置及输出装置不是必须结构，但也可以装备。此外，在存储装置401中，与实施例1、2的导航装置200同样，假设保持地图数据431及路径候选管理表432。
该情况下的导航装置200经由移动电话网等适当的通信网500，将车辆100的本车位置及驾驶员设定的目的地的信息601向路径搜索服务器400发送。
另一方面，路径搜索服务器400如果由通信部420接收到上述导航装置200发送来的上述本车位置及目的地的信息601，则通过路径搜索部411，进行使用地图数据431的路径搜索。另外，路径搜索后的检测行驶困难区间的处理(参照图5)及追加路径候选的处理(参照图9)与上述导航装置200的流程相同。因此，对应处理的说明省略。
此外，路径搜索服务器400如果导引用路径的选择完成，则将该路径信息602向导航装置200发送。导航装置200将从路径搜索服务器400接收到的路径信息602作为导引用路径而通过输出部210输出并进行导引。
另外，路径搜索服务器400在进行路径搜索的结果是成本的大小之差微小的路径候选有多个的情况下，也可以将该多个路径候选作为路径信息602向导航装置200发送。该情况下的导航装置200通过图11所示的导引方法向作为用户的驾驶员提示多个路径候选。进而，在车辆100对应于沿着路径的自动驾驶的情况下，导航装置200能够将该路径的信息发送给车辆控制ECU300而用于车辆控制。另外，关于路径信息602的数据格式，既可以与在图10中表示的路径候选管理表相同，也可以是其他的格式。
以上，对用来实施本发明的优选的形态等具体地进行了说明，但本发明并不限定于此，能够在不脱离其主旨的范围内各种各样地变更。例如，考虑在路径搜索开始时目的地没有被决定为1个、继续搜索直到属于搜索对象区域的节点的成本不能更新的情况。在这样的情况下，也如果着眼于在搜索结束之前到达的某个节点而将其看作目的地，则从出发地到目的地的路径候选成立，所以能够应用本发明。
根据这样的本实施方式，增加了能够作为包含行驶困难区间的路径的代替路径的路径候选的变化，而且选择成本最小的路径候选，所以作为结果提示的导引用路径的品质提高。即，能够在路径导引时将行驶困难区间适当地排除，并且使其代替路径的路径品质良好。
通过本说明书的记载，至少使以下变得清楚。即，在本实施方式的导航装置中，上述运算装置也可以在上述代替路径包含行驶困难区间的情况下，不将该代替路径作为路径候选。
由此，能够避免将包含行驶困难区间的路径作为代替路径新提出的状况。
此外，在本实施方式的导航装置中，上述运算装置也可以在上述代替路径中在从上述已搜索的节点到上述行驶困难区间的规定构成节点之间有通行限制的情况下，不将该代替路径作为路径候选。
由此，能够避免将包含因通行限制而不能行驶的区间的路径作为代替路径新提出的状况。
此外，在本实施方式的导航装置中，上述运算装置也可以在加上上述惩罚成本后的路径候选与加上上述连接成本后的路径候选之间、成本之差比规定值小的情况下，向规定装置输出双方路径候选的信息、和加上上述连接成本后的路径候选比加上上述惩罚成本后的路径候选更容易行驶之意的信息。
由此，在包含行驶困难区间的路径和不包含的代替路径中，在所需时间或所需金额这样的成本面上差异较少的情况下，能够提供可向用户委托导引用路径的选择的界面。此外，也可以向用户明示地表示不包含行驶困难区间的路径候选的存在。
此外，在本实施方式的导航装置中，上述运算装置也可以在确定出的路径候选仅是加上上述惩罚成本后的路径候选的情况下，对该路径候选或其周围的规定处模拟地设定通行限制，进行路径的重新搜索。
由此，能够可靠地避免用户不得不选择包含行驶困难区间的路径的状况的发生。
此外，在本实施方式的路径搜索方法中，上述导航装置也可以在上述代替路径包含行驶困难区间的情况下，不将该代替路径作为路径候选。
此外，在本实施方式的路径搜索方法中，上述导航装置也可以在上述代替路径中，在从上述已搜索的节点到上述行驶困难区间的规定构成节点之间有通行限制的情况下，不将该代替路径作为路径候选。
此外，在本实施方式的路径搜索方法中，上述导航装置也可以在加上上述惩罚成本后的路径候选与加上上述连接成本后的路径候选之间成本之差比规定值小的情况下，向规定装置输出双方路径候选的信息、和加上上述连接成本后的路径候选比加上上述惩罚成本后的路径候选更容易行驶之意的信息。
此外，在本实施方式的路径搜索方法中，上述导航装置也可以在确定出的路径候选仅是加上上述惩罚成本后的路径候选的情况下，对该路径候选或其周围的规定处模拟地设定通行限制，进行路径的再搜索。

Claims (12)

1.一种导航装置，搜索具有多个节点的从出发地到目的地的路径候选，按每个上述路径候选对成本进行管理，基于上述成本从上述路径候选中选择导引用路径，其特征在于，
具备路径搜索部，该路径搜索部执行以下处理：
在搜索到包含行驶困难区间的第一路径候选的情况下，
将对上述第一路径候选的成本加上规定的惩罚成本后的成本作为上述第一路径候选的成本进行管理；
将连接第一部分路径与第二部分路径而得到的代替路径确定为第二路径候选，上述第一部分路径是从上述第一路径候选所包含的行驶困难区间的第一节点到目的地的路径，上述第二部分路径是从上述第一路径候选中的出发地到与上述第一节点相邻的第二节点的路径；
将上述第一部分路径的成本、上述第二部分路径的成本、以及作为上述第一部分路径与上述第二部分路径的连接所需要的成本的连接成本之和作为上述第二路径候选的成本进行管理；
将上述第一路径候选的成本与上述第二路径候选的成本进行比较，选择成本较小的路径候选作为导引用路径。
2.如权利要求1所述的导航装置，其特征在于，
上述路径搜索部在上述代替路径包含行驶困难区间的情况下，将该代替路径不作为上述第二路径候选。
3.如权利要求1所述的导航装置，其特征在于，
上述路径搜索部在上述代替路径中从上述第二节点到上述行驶困难区间的上述第一节点之间有通行限制的情况下，将该代替路径不作为路径候选。
4.如权利要求1所述的导航装置，其特征在于，
上述导航装置还具备：
输出部；以及
路径引导部，在上述第一路径候选与上述第二路径候选之间成本之差小于规定值的情况下，向上述输出部输出双方路径候选的信息、以及上述第二路径候选比上述第一路径候选更容易行驶之意的信息。
5.如权利要求1所述的导航装置，其特征在于，
上述路径搜索部在所确定的路径候选仅是上述第一路径候选的情况下，对上述第一路径候选或其周围的规定处模拟地设定通行限制，重新搜索路径。
6.一种路径搜索服务器，与导航装置连接，搜索具有多个节点的从出发地到目的地的路径候选，按每个上述路径候选对成本进行管理，基于上述成本从上述路径候选中选择导引用路径，其特征在于，
具备路径搜索部和路径发送部，
上述路径搜索部执行以下处理：
在搜索到包含行驶困难区间的第一路径候选的情况下，
将对上述第一路径候选的成本加上规定的惩罚成本后的成本作为上述第一路径候选的成本进行管理；
将连接第一部分路径与第二部分路径而得到的代替路径确定为第二路径候选，上述第一部分路径是从上述第一路径候选所包含的行驶困难区间的第一节点到目的地的路径，上述第二部分路径是从上述第一路径候选中的出发地到与上述第一节点相邻的第二节点的路径；
将上述第一部分路径的成本、上述第二部分路径的成本、以及作为上述第一部分路径与上述第二部分路径的连接所需要的成本的连接成本之和作为上述第二路径候选的成本进行管理；
将上述第一路径候选的成本与上述第二路径候选的成本进行比较，选择成本较小的路径候选作为导引用路径，
上述路径发送部将上述导引用路径的信息发送给上述导航装置。
7.一种路径搜索方法，其是导航装置的路径搜索方法，上述导航装置搜索具有多个节点的从出发地到目的地的路径候选，按每个上述路径候选对成本进行管理，基于上述成本从上述路径候选中选择导引用路径，上述路径搜索方法的特征在于，
在搜索到包含行驶困难区间的第一路径候选的情况下，执行以下处理：
将对上述第一路径候选的成本加上规定的惩罚成本后的成本作为上述第一路径候选的成本进行管理的处理；
将连接第一部分路径与第二部分路径而得到的代替路径确定为第二路径候选的处理，上述第一部分路径是从上述第一路径候选所包含的行驶困难区间的第一节点到目的地的路径，上述第二部分路径是从上述第一路径候选中的出发地到与上述第一节点相邻的第二节点的路径；
将上述第一部分路径的成本、上述第二部分路径的成本、以及作为上述第一部分路径与上述第二部分路径的连接所需要的成本的连接成本之和作为上述第二路径候选的成本进行管理的处理；以及
将上述第一路径候选的成本与上述第二路径候选的成本进行比较，选择成本较小的路径候选作为导引用路径的处理。
8.如权利要求7所述的路径搜索方法，其特征在于，
上述导航装置在上述代替路径包含行驶困难区间的情况下，将该代替路径不作为上述第二路径候选。
9.如权利要求7所述的路径搜索方法，其特征在于，
上述导航装置在上述代替路径中从上述第二节点到上述行驶困难区间的上述第一节点之间有通行限制的情况下，将该代替路径不作为路径候选。
10.如权利要求7所述的路径搜索方法，其特征在于，
上述导航装置具备输出部；
上述导航装置在上述第一路径候选与上述第二路径候选之间成本之差小于规定值的情况下，向上述输出部输出双方路径候选的信息、以及上述第二路径候选比上述第一路径候选更容易行驶之意的信息。
11.如权利要求7所述的路径搜索方法，其特征在于，
上述导航装置在所确定的路径候选仅是上述第一路径候选的情况下，对上述第一路径候选或其周围的规定处模拟地设定通行限制，重新搜索路径。
12.一种路径搜索方法，其是路径搜索服务器的路径搜索方法，上述路径搜索服务器与导航装置连接，搜索具有多个节点的从出发地到目的地的路径候选，按每个上述路径候选对成本进行管理，基于上述成本从上述路径候选中选择导引用路径，上述路径搜索方法的特征在于，
在搜索到包含行驶困难区间的第一路径候选的情况下，执行以下处理：
将对上述第一路径候选的成本加上规定的惩罚成本后的成本作为上述第一路径候选的成本进行管理的处理；
将连接第一部分路径与第二部分路径而得到的代替路径确定为第二路径候选的处理，上述第一部分路径是从上述第一路径候选所包含的行驶困难区间的第一节点到目的地的路径，上述第二部分路径是从上述第一路径候选中的出发地到与上述第一节点相邻的第二节点的路径；
将上述第一部分路径的成本、上述第二部分路径的成本、以及作为上述第一部分路径与上述第二部分路径的连接所需要的成本的连接成本之和作为上述第二路径候选的成本进行管理的处理；
将上述第一路径候选的成本与上述第二路径候选的成本进行比较，选择成本较小的路径候选作为导引用路径的处理；以及
将上述导引用路径的信息发送给上述导航装置的处理。
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