CN1105902C - 道路地图信息的读出装置及记录媒体与传送方法 - Google Patents

道路地图信息的读出装置及记录媒体与传送方法 Download PDF

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Abstract

本发明是道路地图信息的读出装置和记录媒体及传送方法。车辆导航用的道路地图信息被分为用于路径探索处理频度高的主干道组和频度低的次级道路组。属主干道组的信息用处理速度比缩小记录所需的信息容量优先的形式记录，属次级道路组的信息反之。又将小街道组分为任意个小组，路径探索处理时极力缩小需要信息的小街道范围。将能一笔描画的一条道路与从该道路分叉的道路归纳为一组记录。以此可提高道路地图信息的记录效率，降低记录信息量。

Description

道路地图信息的读出装置及记录媒体与传送方法
本发明涉及道路地图信息的读出装置及记录媒体与传送方法，特别是涉及使用于任意地点的地图显示、该时刻所处地点的检索以及从该时刻所处地点到目的地的路径计算等用途的道路地图信息的读出装置及记录媒体与传送方法。
通常，包含车辆导航等使用的各种信息的数据称为航向地图数据。这种航向地图数据由节点、(交通网络中的)路段(link)、连接信息、路段的形状及属性信息数据构成。
节点数据主要是表达道路的交叉点的数据。路段数据是表达连接节点的道路的数据。该路段数据是具有航向信息的数据，由于是借助于这些路段的集合表达道路地图，所以将这样的地图称为航向地图。连接信息数据是表示各节点和路段的连接关系的数据。路段的形状数据是只使用节点、路段及其连接信息时地图表达不充分的情况下对其进行补充的数据。例如在山岳地带和临海地带的道路多曲折。在这种情况下只使用与该道路对应的一个路段数据不能充分表现该道路的曲折形状，因此，为了确切表示该道路的曲折情况，对路段的形状数据加以补充。属性信息数据包含关于节点的节点属性数据和关于路段的路段属性数据。节点属性数据是关于交叉点名称和有否信号灯等的数据。路段属性数据是道路的名称、道路种类(国道或县道)、车道数目和有否中央分离带等数据。
下面说明使用由上述各种数据构成的航向地图的已有的地图信息显示装置。
首先对已有的地图信息显示装置使用的航向地图数据的格式加以说明。日本工业技术中心主办的讨论会的资料「高精度路径引导系统的实用化动向」(下称第1号文献)所示的格式是已有的航向地图数据的格式的一个例子。在第1号文献中，与数据的格式关联，记载着路段的表达方法和连接信息的压缩。
图18表示表达第1号文献记载的道路的连接关系的记录方法。第1号文献记载的记录方法为了对每一节点记录节点之间的连接，记录着称为“指数”(index)的、连接的节点的识别数据和称为“费用”(cost)的、到所连接的节点的距离和移动所需要的时间的数据。图18(a)表示某一任意节点构成的费用表的例子。图18(a)表示由8个节点构成的道路网络中该道路网络中的一个节点连接于其他4个节点(相当于指数2、3、4和7)的状态。该1个节点与其他节点之间的费用以16进位数表示(例如，在指数2的情况下为“2”)。而对于未与该节点连接的节点，设定16进位数‘FFFF’表示费用(相当于指数1、5、6和8)。图18(b)是收容图18(a)的费用表中所示的各种连接信息的记录方式的例子(下称记录方式例1)。在记录方式1中，不是单纯记录对于8个节点的费用，而是以减少记录容量为目的。记录方式例1在具有相同费用的节点相连的情况下只记录该相连的节点的最后的节点的信息，在此之前的相同费用的节点信息全部删除。具体地说，记录方式1因为对于指数3和4的费用都是‘7’，所以在记录关于指数2的费用后记录关于指数4的费用。又由于指数5和指数6的费用相同，所以在记录关于指数4的费用后记录关于指数6的费用。从而，关于图18(a)的费用表所示的各种连接信息，应该记录的节点数是除了指数3和5以外的‘6’个。又，关于这些节点的连接信息的数据容量为记录方式例1的列数，即14。
但是，在记录方式例1中，即使对于没有连接着的节点也记录着连接信息，所以记录效率差。因此，在第1篇文献中采用图18(c)的记录方式(下称记录方式例2)作为其他连接信息的记录方式。记录方式例2只对有连接的节点记录指数和费用。具体地说，如记录方式例2所示，只对存在费用的指数2、3、4和7进行记录。
如上所述，记录方式例1中连接信息的记录容量基本上与节点数的2次方成比例，而在记录方式例2，可以削减记录容量到连接于各节点的节点数乘以全部节点数的值。又，通常航向地图数据往往使用分割为各任意区域的地图数据。但是，即使是在如上所述分割区域的情况下该分割的区域内的节点数目通常也达到数百个。另一方面，连接在各节点上的节点数目平均为3～4个。由此也可以了解到，与记录方式1相比，能够显著削减、即压缩地图信息的信息量。下面在本说明书中称这样的连接信息削减为「连接信息压缩」。
只用上述连接信息基本上也能够表现道路的连接关系。但是，在现实上，此外还将具有相同属性的路段编成小组，记录该路段的连接的方法也按一般方法进行。下面对表达第1篇文献所记载的路段的连接的方法加以说明。
表达第1篇文献所记载的路段的连接关系的方法，在具有相同属性的路段存在多个的情况下，不是分别对各路段记录该相同的属性，而是以具有该相同属性的路段作为一条道路进行编组，只将一个作为该编组的道路的属性加以记录。采用这种方法记录多个相同的属性由于已经编组只要记录一个即可，记录效率高。这种方法具体使用于只想表示地图上国道等情况。
图19表示有否这样的编组导致的、路段的连接信息的表现方法的不同。在图19中，L0～L3表示路段。N0b～N3a和N0b-1a～N2b-3a表示节点的识别码。C1和C2表示路段的费用。而C01～C32为表示各节点的连接状态的数据(例如所要连接的节点的编号和偏移(offset)信息)。
图19(a)表示没有编组的单个路段的表现方法。这种单个路段的表现方法，为了将一个个分立存在的路段连接起来，需要路段的费用的信息，同时需要路段两端的节点的所有的连接信息。而图19(b)表示编组的成列的路段的表现方法。这种成列的路段的表现方法，是按照连接的路段的顺序相关联地记录路段信息的方法。从而，成列的路段的表现方法与单个路段的表现方法相比，上述属性信息当然也可以省略路段相互之间的连接信息。还有，这样的连接信息的编组化在本说明书以後称为「道路信息的压缩」。
另一方面，作为已有的地图信息显示装置有例如日本专利特开平7-37067号公报(下称第2篇文献)所述的装置。图20表示第2篇文献所记载的地图信息显示装置的结构的方框图。
下面参照图20对已有的地图信息显示装置加以说明。
在图20中，第2篇文献所记载的地图信息显示装置具备：航向地图数据2001、数据变换单元2002、第1存储单元2003、第2存储单元2008、位置输入单元2007、图象处理单元2004、帧存储器2005以及显示单元2006。
航向地图数据2001用数据变换单元2002以规定的抽除削减方法削减该地图数据的容量。这里所谓抽除削减的方法是指抽除削减表达道路形状用的航向数据、即路段的形状的数据的方法。在第2篇文献记载的地图信息显示装置中，利用把道路的形状以直线近似、作为线段(航向)的集合表达的方法，判断在道路显示时影响小的冗余点(航向的端点)以进行抽除削减处理。抽除削减过的航向地图数据2001作为数据变换后的航向地图数据(下称变换数据)存储于第1存储单元2003(硬盘等媒体)。另一方面，第2存储单元2008由能够高速存取的存储器构成，存储第1存储单元2003所存储的变换数据的必要部分。这里，第2存储单元2008由容量比第1存储单元2003小但可高速存取的存储器构成。借助于此，图象处理单元2004可以按照用户通过位置输入单元2007指出的用户指定(指定希望显示的地图)，高速存取第2存储单元2008存储的地图数据，在帧存储器2005进行描画，以及由显示装置2006进行显示。
如上所述，第2篇文献所记载的地图信息显示装置进行了航向地图数据的抽除削减，并且使用能够高速存取的存储器等价格昂贵的存储媒体，能够储存更多的地图信息。因此，第2篇文献所记载的地图信息显示装置具有，在相同存储容量的情况下能够储存更大范围的航向地图数据，反之，在储存相同的地图信息的情况下只要使用更少的存储容量即可的优点。还有，本说明书在此之后称这样的道路形状的抽除削减方法为「道路形状的压缩」。
如上所述，第1篇文献和第2篇文献所记载的地图信息显示装置借助于「连接信息的压缩」、「道路信息的压缩」和「道路形状的压缩」三种压缩单元实现地图信息的压缩。借助于此，第1篇文献和第2篇文献所记载的地图信息显示装置使得地图信息记录媒体的容量的减少、地图读出时间的缩短、以及观光信息等地图信息以外的信息在同一媒体上的记录等成为可能。
近年来，以根据上述已有技术进行地图信息压缩的航向地图数据为前提，开发研制着各种各样的实用的地图信息显示装置和车载导航装置。而在这些已有的地图信息显示装置等当中，现在使用着CD-ROM和硬盘等大容量的记录媒体。但是今后考虑使用有线或无线方式传送地图信息，考虑在利用地图信息时使用对记录媒体的容量限制大的便携式信息机器。在这些用途下，需要更小信息量的地图信息而不是现在这样的大信息量。但是，上述已有的地图信息显示装置存在如下所示的问题，不能够解决缩小信息量的课题。
首先，已有的地图信息显示装置等的「连接信息的压缩」方法以相同的数据形式对所有的道路记录道路的连接信息，这是一个问题。
道路主要可分为“主干道”和“小街道”。所谓“主干道”是指国道和高速公路等使用的人多的道路。而所谓“小街道”是相对于主干道而言，指住宅街内的生活道路、农业活动道路、林业活动道路等使用的人少的道路(或只有特定的人使用的道路)。因此，在地图信息显示装置中区分主干道和小街道时，道路的连接信息的使用频度在主干道和在小街道可以认为是不同的。特别是地图信息显示装置等计算到所希望的地点为止的路径探索处理中，在大范围内需要主干道的连接信息，而小街道的连接信息只不过在出发地点和目的地周边的有限范围需要。而且，在实际地图数据中，在都市部分的详细地图中全部道路往往有一半以上是小街道。
但是，已有的地图信息显示装置不顾上面所述，以相同的数据形式对所有的道路记录道路的连接信息。因此，占地图信息的大部分的是使用频度低的小街道的连接信息，即依然存在地图信息的信息量大的问题。
第2，已有的地图信息显示装置的「道路信息的压缩」的方法中，存在道路的编组没能充分进行的问题。
所谓「道路信息的压缩」是把相同道路类别而且能够以一笔描画出的并列的路段编组，但是实际上尽管是相同的道路类别，往往不能一笔描画。例如都市的高速公路(首都高速公路等)，在比较短的间隔距离上存在着坡道(ramp)。所谓坡道是高速公路的干线与一般道路连接的出入口。因而，高速公路干线在每一个坡道口分叉。因此，在按一笔描画将干线编组的情况下，合流于在各坡道口分叉的一般道路的短的路段被留下来没有编组。这些路段虽然具有相同的属性，但是相互之间没有直接连接，因此有必要将一个个的属性同时加以记录。
这样的现象多见于上行线和下行线分离的主干道的连接上行线和下行线的道路部分等、都市的主要道路。这样，在已有的地图信息显示装置中可能编组的路段被限定于能够一笔描画的路段的集合，这成了地图信息量大问题的一个原因。
第3，已有的地图信息显示装置等的「道路形状的压缩」的方法中，存在屈曲道路、缓慢弯曲的道路、收费道路的互通式立体交叉(interchange)等曲线道路的表达问题。
已有的地图信息显示装置等的「道路形状的压缩」的方法中，设定许多用于表达屈曲道路等道路形状的插补点，在这些插补点之间以直线近似表示出接近曲线的形状。从而这大量的插补点的数据也是地图信息的信息量大的原因之一。
如上所述，已有的技术由于存在上述3个遗留问题，未能充分压缩地图信息。因此，由于现在地图信息的信息量还是很大，所以实现地图信息的传送和半导体存储器存储地图信息等仍然存在困难。
因此，本发明的目的在于提供车载导航系统等使用的、减少道路地图信息的记录信息量的道路地图信息读出装置和记录媒体及传送方法。
为了达到上述目的，本发明具有如下特征。
本发明的第1种状态是从记录媒体读出道路地图信息，输出其连接信息的装置，这种道路地图信息读出装置具备：
预先把道路地图上的全部或一部分区域所包含的道路分类为多组，这些组分别分担不同的记录形式，把该组所包含的道路的连接信息由该组分担的记录形式加以记录的道路地图信息记录媒体、
指定规定的读出范围的读出范围指定部、
从道路地图信息记录媒体读出规定的读出范围所对应的连接信息的读出控制部、以及
输出由读出控制部读出的连接信息的输出部。
如上所述，第1种状态中，把道路地图分类为任意多数目的组，分配各不相同的记录形式，按照该分配的记录形式将各组内的道路连接信息记录于道路地图信息记录媒体上。也就是说，适当地分配适合地图范围的性质的记录形式。从而可以减少应该记录在该记录媒体上的全部道路的地图信息的信息量。而且，与此同时，可以提高道路地图信息读出装置的读出速度。
这里，最好是将上述多个组分类为使用频率高的道路构成的主干道组和与主干道组相比使用频率较低的道路构成的次级道路组。然後，给次级道路分配的记录形式，其中记录的信息量较分配给主干道组的记录形式记录的信息量小就足够了。即最好是给主干道组分配看重处理速度的记录形式，给次级道路组分配看重缩小信息量的记录形式。
又上述主干道组的记录形式考虑采取对于各节点(交叉点)将该节点的连接状态作为表格记录的形式。而次级道路组的记录形式考虑采取对于各节点记录应该在该节点后面到来的节点的地址和表示连接与否的升笔标记(pen up flag)的形式。以此可以进一步减少应该记录于该记录媒体的全部道路的地图信息的信息量，又可以使该装置的处理速度更加快。
而在属于上述主干道组的第1条道路与属于次级道路组的第2条道路交叉的情况下，也可以把表示第1条道路上的交叉点的辅助点的信息，和由第2条道路指定该辅助点的信息再记录在上述信息媒体上。以此可以减少关于第1条道路的连接信息的信息量，同时可以不计算该交叉点坐标而求出第1条道路与第2条道路交叉的信息。从而可以容易得到交叉道路的连接信息。
还有，属于上述次级道路组的道路也可以区分为更小的组。借助于此，可以只对属于必要的小组的道路进行选择性变换处理。可进一步缩短道路连接信息的变换处理时间，而且即使是压缩了记录信息量的道路地图信息，也能够迅速得到道路连接处理的结果。
本发明的第2种状态也是从记录媒体读出道路地图信息，输出其连接信息的装置，这种道路地图信息读出装置具备：
把以一笔描画表现连接状态的道路和从该道路分叉出来，而且具有同种属性的至少一条道路分为一组，将两种道路的连接信息作为一组的连接信息加以记录的道路地图信息记录媒体、
指定规定的读出范围的读出范围指定部、
从道路地图信息记录媒体读出规定的读出范围所对应的连接信息的读出控制部、以及
输出由读出控制部读出的连接信息的输出部。
如上所述，第2种状态中，在以一笔描画的要领连接的一条道路的组里，把从该道路分叉的、不能够以一笔相连的、具有相同属性的道路也一起管理、记录于道路地图记录媒体。以此可以减少在道路地图信息记录媒体应该记录的全部道路的地图信息的信息量。而且，与此同时，可以提高道路地图信息读出装置的读出速度。
本发明的第3种状态也是从记录媒体读出道路地图信息，输出其连接信息的装置，这种道路地图信息读出装置具备：
借助于规定的插补处理，从而具有以根据插补点描画的曲线形状连接节点的道路信息，将该插补点的位置记录于该曲线形状上的道路地图信息记录媒体、
指定规定的读出范围的读出范围指定部、
从道路地图信息记录媒体读出与规定的读出范围对应的插补点的读出控制部、以及
输出由读出控制部读出的插补点的输出部。
如上所述，第3种状态中，在道路地图信息记录媒体上记录能够使用描画通过多个插补点的曲线的规定的曲线插补处理，以该处理表现道路形状的最少的插补点。以此可以减少表现曲线道路用的插补点数目。以此可以减少在道路地图信息记录媒体应该记录的全部道路的地图信息的信息量。而且，与此同时，可以提高道路地图信息读出装置的处理速度。
本发明的第4种状态是记录道路地图信息的道路地图信息记录媒体，
其特征在于，预先把道路地图上的全部或一部分区域所包含的道路分类为多组，给这些组分别分配不同的记录形式，把该组所包含的道路的连接信息按给该组分配的记录形式加以记录。
如上所述，第4种状态是，把道路地图分类为任意多数目的组，分配各不相同的记录形式，按照该分配的记录形式将各组内的道路连接信息加以记录的道路地图信息记录媒体。即是恰当分配适应地图范围的性质的记录形式，减少所记录的全部道路的地图信息的信息量的记录媒体。以此，可以削减作为道路地图信息的读入缓冲器使用的道路地图读出装置的存储器容量。从而，存储器容量小的其他系统也能够利用该道路地图信息。
这里，最好是将上述多个组分类为使用频率高的道路构成的主干道组和与主干道组的道路相比使用频率较低的道路构成的次级道路组。然後，给次级道路分配较分配给主干道组的记录形式记录信息量小就足够的记录形式。即最好是给主干道组分配看重处理速度的记录形式，给次级道路组分配看重缩小信息量的记录形式。
又上述主干道组的记录形式考虑采取对于各节点(交叉点)将该节点的连接状态作为表格记录的形式。而次级道路组的记录形式考虑采取对于各节点记录应该在该节点后面到来的节点的地址和表示连接与否的升笔标记(pen up flag)的形式。借助于此，将成为记录的全部道路的地图信息的信息量更少的记录媒体。
而在属于上述主干道组的第1条道路与属于次级道路组的第2条道路交叉的情况下，也可以把表示第1条道路上的交叉点的辅助点的信息，和由第2条道路指定该辅助点的信息再记录在上述信息媒体上。以此可以减少关于第1条道路的连接信息的信息量，同时可以不计算该交叉点坐标而求出第1条道路与第2条道路交叉的信息。从而可以容易得到交叉道路的连接信息。
还有，属于上述次级道路组的道路也可以区分为更小的组。借助于此，可以只对属于必要的小组的道路进行选择性变换处理。可进一步缩短道路连接信息的变换处理时间，而且即使是压缩了记录信息量的道路地图信息，也能够迅速得到道路连接处理的结果。
本发明的第5种状态是记录道路地图信息的道路地图信息记录媒体，
其特征在于，把以一笔描画表现连接状态的道路和从该道路分叉出来，而且具有同种属性的至少一条道路分为一组，将两种道路的连接信息作为一组连接信息加以记录。
如上所述，第5种状态是在以一笔描画的要领连接的一条道路的组里，把从该道路分叉的、不能够以一笔描画相连的、具有相同属性的道路也一起管理、记录的道路地图记录媒体。也就是使所记录的全部道路的地图信息的信息量减少的记录媒体。以此可以减少在作为道路地图信息的读入缓冲器使用的道路地图读出装置的存储器容量。从而，即使在存储器记录容量小的其他系统，也能够利用该道路地图信息。
本发明的第6种状态是记录道路地图信息的道路地图信息记录媒体，
其特征在于借助于规定的插补处理，从而包含以根据插补点描画的曲线形状连接节点的道路信息，将该插补点记录于该曲线形状上的信息也加以记录。
如上所述，第6种状态是使用描画通过多个插补点的曲线的规定的曲线插补处理，记录能够以该处理表现道路形状的最少的插补点的道路地图信息记录媒体。即是可以减少表现曲线道路用的插补点数目，以减少记录信息量的记录媒体。以此，可以削减作为道路地图信息的读入缓冲器使用的道路地图读出装置的存储器容量。从而，存储器容量小的其他系统也能够利用该道路地图信息。
本发明的第7种状态是借助于通信，把该道路地图信息传送给使用道路地图信息的装置的道路地图信息传送方法，
其特征在于，上述道路地图信息是道路地图上的全部或一部分区域所包含的道路被预先分类为多组，这些组分别分担不同的记录形式，把该组所包含的道路的连接信息按该组分担的记录形式加以记录的信息。
如上所述，第7种状态是使用，把道路地图分类为任意多数目的组，分配各不相同的记录形式，按照该分配的记录形式将各组内的道路连接信息加以记录的道路地图信息进行传送的方法。即使用记录信息量小的形式的信息的传送方法。从而可以在第4种状态所述的效果的基础上增加缩短传送时间的效果。因此，具有容易实现从道路地图信息的外部装置传送信息的效果。
这里，最好是上述多个组分类为使用频率高的道路构成的主干道组和与主干道组的道路相比使用频率较低的道路构成的次级道路组。然後，给次级道路分配较分配给主干道组的记录形式记录信息量小就足够的记录形式。即最好是给主干道组分配看重处理速度的记录形式，给次级道路组分配看重缩小信息量的记录形式。
又上述主干道组的记录形式考虑采取对于各节点(交叉点)将该节点的连接状态作为表格记录的形式。而次级道路组的记录形式考虑采取对于各节点记录应该在该节点后面到来的节点的地址和表示连接与否的升笔标记(pen up flag)的形式。以此可进一步缩短传送时间。
而在属于上述主干道组的第1条道路与属于次级道路组的第2条道路交叉的情况下，也可以把表示第1条道路上的交叉点的辅助点的信息，和从第2条道路指定该辅助点的信息再记录在上述信息媒体上。以此可进一步缩短传送时间。
还有，属于上述次级道路组的道路也可以区分为更小的组。借助于此，可以只对属于必要的小组的道路进行选择性变换处理。可进一步缩短道路连接信息的变换处理时间，而且即使是压缩了记录信息量的道路地图信息，也能够迅速得到道路连接处理的结果。
本发明的第8种状态也是借助于通信，把该道路地图信息传送给使用道路地图信息的装置的道路地图信息传送方法，
上述道路地图信息，其特征在于，把以一笔描画表现连接状态的道路和从该道路分叉出来，而且具有同种属性的至少一条道路分为一组，将两种道路的连接信息作为一组连接信息加以记录。
如上所述，第8种状态是使用，在以一笔描画的要领连接的一条道路的组里，把从该道路分叉的、不能够以一笔描画相连的、具有相同属性的道路也一起管理、记录的道路地图信息进行传送的方法。从而，可以在上述第5种状态所述的效果的基础上增加缩短传送时间的效果。因此，具有容易实现从道路地图信息的外部装置传送信息的效果。
本发明的第9种状态也是借助于通信，把该道路地图信息传送给使用道路地图信息的装置的道路地图信息传送方法，
其特征在于，道路地图信息是借助于规定的插补处理，从而具有以根据插补点描画的曲线形状连接节点的道路信息，将该插补点记录于该曲线形状上的信息。
如上所述，第9种状态是使用，用描画通过多个插补点的曲线的规定的曲线插补处理，记录能够以该处理表现道路形状的最少的插补点的道路地图信息的传送方法。从而可以在上述第6种状态所述的效果的基础上增加缩短传送时间的效果。因此，具有容易实现从道路地图信息的外部装置传送信息的效果。
图1为表示本发明所有的实施形态的道路地图信息读出装置的结构的方框图。
图2为表示本发明所有的实施形态的道路地图信息读出装置的动作的流程图。
图3为表示本发明所有的实施形态的道路地图信息读出装置使用的地图单元的图。
图4为表示本发明第1实施形态的道路地图信息读出装置的地图单元信息的记录形式的图。
图5表示道路网络的一个例子。
图6表示主干道的道路连接信息的巡回地址指定记录方法。
图7表示有关第1实施形态的记录形式的说明的图5的小街道的放大图。
图8表示本发明第2实施形态的道路地图信息读出装置的地图单元信息的记录形式。
图9表示有关第2实施形态的记录形式的说明的图5的小街道的放大图。
图10表示本发明第3实施形态的道路地图信息读出装置的地图单元信息的记录形式。
图11表示有关第3实施形态的记录形式的说明的图5的小街道的放大图。
图12表示本发明第3实施形态的以插补点表现道路形状的一个例子。
图13表示本发明第4实施形态的道路地图信息读出装置的地图单元信息的记录形式。
图14表示有关第4实施形态的记录形式的说明的道路网络。
图15表示有关第4实施形态的记录形式的说明的道路网络。
图16表示本发明第5实施形态的道路地图信息读出装置的地图单元信息的记录形式。
图17表示有关第5实施形态的记录形式的说明的道路网络。
图18表示已有的道路的连接关系的记录形式之一例。
图19说明已有的编组的路段的连接信息的表现方法。
图20是表示已有的地图信息显示装置的结构的方框图。
图21是将已有的地图信息显示装置与本发明的第1实施形态的道路地图信息读出装置的地图信息的记录信息量加以比较的图。
下面参照附图对本发明的实施形态加以说明。
第1实施形态
图1为表示本发明第1实施形态的道路地图信息读出装置的结构的方框图。在图1中本发明第1实施形态的道路地图信息读出装置具备地图信息记录媒体101、读出范围指定单元102、地图读出控制单元103以及地图输出单元104。
地图信息记录媒体101记录由航向地图信息与管理信息构成的地图信息。而第1实施形态的地图信息记录媒体101也可以是地图信息记录装置。读出范围指定单元102是用户用于指定希望读出的地图范围的单元。地图读出控制单元103根据读出范围指定单元102指定的范围从地图信息记录媒体101读出所需要的地图信息。地图输出单元104显示地图读出控制单元103读出的地图信息。而上述地图信息除了用地图输出单元104显示以外，还用于现在位置的检测修正和路径探索等。
下面对具有上述结构的本发明第1实施形态的道路地图信息读出装置的动作加以说明。
本发明第1实施形态的道路地图信息读出装置首先将道路分类为使用连接信息的频度高的主干道和使用路径信息的频度低的小街道。采取比主干道使用的记录形式信息量小的记录形式作为小街道使用的连接信息的记录形式。以此可以压缩应该记录于道路地图信息读出装置的地图信息的信息量。
图2为表示本发明第1实施形态的道路地图信息读出装置的地图读出步骤的流程图。下面参照图2对其动作加以说明。
本地图读出步骤一开始，首先是指定地图的读出范围(步骤S201)。该指定可以由用户直接进行范围输入，也可以在车载导航系统自动决定车辆当时所在地方周边的任意范围进行。或自动决定本道路地图信息读出装置进行路径探索处理所需要的地图进行。然後，在指定地图读出范围后，从地图信息记录媒体101检索、读出该指定的范围的地图信息(步骤S202)。
图3表示第1实施形态的道路地图信息读出装置使用的地图的概要的一个例子。如图3所示，地图通常是各种大小的单元的集合。通常作为各单元的管理信息记录的有关于单元原点(例如单元框格的左下角)的经纬度以及单元在经度方向和纬度方向的尺寸的信息。利用这种管理信息对指定范围重叠的地图单元进行检索。
再参照图2。一旦在步骤S202读出必要的地图信息，即判断小街道的连接信息的必要性(步骤S203)。在需要小街道的连接信息时，进行小街道的连接信息的形式变换(步骤S205)。另一方面，在不需要小街道的连接信息时，地图信息原封不动地输出(步骤S204)。该输出也可以是地图的显示，也可以作为车辆位置检测处理使用的当时所在地周边的地图使用，或作为路径探索处理用的地图使用。然後在输出该地图信息后回到步骤S201，再次进行上述处理。
以上是地图读出处理的流程概要。下面对步骤S203和S205进行更加详细的说明。
图4为表示本发明第1实施形态的道路地图信息读出装置使用的地图信息的记录形式的图。在图4中，作为地图总体的信息的地图单元信息由记录有关主干道的信息的「节点表」和「道路表」，以及记录有关小街道的信息的「小街道表」构成。「节点表」记录作为主干道的交叉点数据的「节点信息」。「道路表」记录作为连接主干道的交叉点的路段的集合的「道路信息」。「小街道表」将小街道的信息作为「单元点信息」加以记录。「节点信息」由作为交叉点有否信号灯的数据的「节点属性」和作为表示交叉点位置的数据的「正规化经度」与「正规化纬度」以及「连接路段指针(pointer)」构成。「道路信息」由作为路段概要的国道、收费道路等道路类别等的数据的「道路属性」、「前头节点指针」、以及作为路段的内部数据的「路段信息」构成。该「路段信息」由作为单向通行信息和车道数目等数据的「路段属性」和「连接节点指针」构成。「单元点信息」由「升笔标记(pen up flag)」、「信号标记」、「单向通行标记」以及作为表示单元点位置的数据的「正规化经度」和「正规化纬度」构成。
图5表示地图信息的一个例子。在图5中，A～C表示主干道交叉点，a～f表示连接主干道交叉点的路段。而以b处标出的一些细线表示小街道。
如上所述，采用第1实施形态的地图信息记录形式，关于主干道的信息，交叉点数据记录于「节点表」，而该交叉点的路段的数据记录于「道路表」。以此，采用第1实施形态的地图信息记录形式可以容易了解连接各交叉点的路段。
这里首先参照图4、图5和图6对有关主干道的记录方法加以说明。
以各路段的两端节点作为始点节点和终点节点。于是，在「道路信息」内，称最初的路段的始点节点为道路的前头节点。而各路段的终点节点又成为下一路段的始点节点。在图5中，道路502由路段e和路段f构成，以节点B为道路502的前头节点。而道路503只由路段d构成，以节点B为路段d的终点节点。
图6表示着眼于图5的节点B时「节点表」和「道路表」的记录的一个例子。在节点B的「连接路段指针」记录着记录路段d的「连接节点指针」的地址。这里，在路段d的「连接节点指针」记录着记录道路502的「前头节点指针」的地址。而在该道路502的「前头节点指针」记录着记录节点B的「连接路段指针」的地址。这样，在对某一节点进行处理时，以指针指示依序记录的部分，以便该处理能够巡回记录着与该节点有关的信息的所有部分。借助于此，不管连接在节点上的路段数目，只有在「节点信息」上记录一个「连接路段指针」即可。
从而，在第1实施形态的地图信息的记录形式中，调查连接于某一节点的路段时，以该「连接路段指针」所指示的地址为顺序寻找，可以了解到连接的所有路段的信息。从而在进行路段的调查时没有必要对大量的地图信息进行检索，就能够很快得到所需要的连接信息。而且，连接信息的快速检索是连接探索处理特别需要的。由于上述理由，对于路径探索处理中使用机会多的主干道，最好采用上述记录形式。
接着在下面对有关小街道的信息的记录形式加以详细说明。
小街道的道路连接信息的记录形式如前所述由于以压缩信息为目的，所以不使用主干道的说明所示的记录形式。小街道的道路连接信息的记录形式，如图4所示，是基本上与以不包含连接属性数据的单纯的图画表示道路形状的地图信息相同的数据结构。该结构接近于显示用的地图信息使用的形式。这里「正规化经度」及「正规化纬度」是在各地图单元内的相对坐标。从而要计算出真正的经度和纬度必须在上述单元的原点坐标上加上该正规化经度、正规化纬度。
图7是图5的路段b附近的小街道的放大图。在图7中，编号1～24是构成小街道的单元点，连接这些单元点的即为道路。下面参照图4和图7对小街道的道路连接信息的记录方法加以说明。
本记录方法是以一笔描画的要领连结小街道的各单元点作成图7所示的道路网络，按照该一笔描画的顺序记录该单元点的内容。但是，也不必一定限于该道路网络一切都能够以一条道路描画，因此，在这里使用表示是继续进行着一笔描画还是中途中断的「升笔标记」。「升笔标记」为“0”时，即是该单元点与前一单元点之间由道路连接着。因此通常「升笔标记」为“0”。在「升笔标记」为“1”时，即为道路不能继续以一笔描画的情况，即表示下一次一笔描画开始的情况。下面以图7的小街道具体加以说明。首先，由于从单元点1→2→…→10为止可以一笔描画，所有各单元点信息中的「升笔标记」为“0”。接着，从单元点10→11，小街道不存在(而且在这种情况下，作为主干道(路段b)不存在的情况处理)，因此单元点11的「升笔标记」为“1”。从该单元点11起，又，从11→12…→18为止能够一笔描画成，所以从单元点12～18的「升笔标记」为“0”。下面也一样，单元点19与23的「升笔标记」为“1”，此外其他单元点的「升笔标记」为“0”。
「信号标记」是表示在该单元点的位置上有无信号灯的标记，在有信号灯的情况下为“1”。「而单向通行标记」用2比特表示单向通行的信息。2比特中的第1比特是表示有无单向通行的限制的标记，在与前面的单元点之间的道路为单向通行的道路时为“1”。2比特中的第2比特在有单向通行限制的情况下表示通行方向，在从前面的单元点向现在的单元点能够通行时为“0”，反方向能够通行时为“1”。
这样，在第1实施形态的记录形式中，能够以「单元点信息」的形式表达小街道的道路形状和连接信息。本发明第1实施形态的道路地图信息读出装置借助于这种记录形式，与上述第1篇文献所述的已有的装置相比减低了地图信息的信息量，即提高了信息的压缩率。
对于这一信息压缩率的提高，下面用图7所示的道路具体地对第1实施形态的记录形式和第1篇文献所述的记录形式下的地图信息的压缩率(记录信息量)的不同点进行数值计算并加以比较。
还有，作为计算的前提，有关经度、纬度的信息需要各两个字节，有关节点的指定(index或pointer)以及费用(cost)需要1个字节，有关标记需要1个比特(＝0.125字节。但是对于单向通行标记需要2比特)。但是两种形式均不考虑「节点属性」和「道路属性」。
下面首先对第1种文献所述的记录形式计算记录地图信息所需要的信息容量。第1种文献所述的记录形式是与主干道和小街道的差别无关地就任意节点记录连接于该节点的其他节点的信息的记录形式。因此，只要对图7中的节点A～F和1～21(在一个节点上有重复的编号时对较小的编号进行计算)分别求出坐标信息及连接信息即可。坐标信息由于对于一个节点需要经度、纬度信息(2×2＝4字节)，表示所有(23个)节点的坐标所需的信息量为：
23×4＝92(字节)
又如图21(a)所示，连接信息只要从各节点所连接的节点数目计算出记录长度即可，例如试就节点A进行计算。连接于节点A的节点数目为B～D共3个。这些节点中的各个节点关于「指数(index)」和「费用(cost)」各需要1字节。又如图18(c)所示，各连接信息关于「数据信息容量」和「节点数目」需要各1字节。因此，节点A的记录长度需要3×2+2＝8字节。这样对于全部23个节点计算出记录长度，将其相加即可求得连接信息。图7所示的道路的所有的连接信息为166字节(参照图21(a)).
下面就第1实施形态的记录形式计算地图信息的记录所需要的信息量。首先考虑主干道。如上所述，主干道有A～F共6个节点。而「节点表」的各节点如图4所示由经度、纬度(2×2＝4字节)及指针(1字节)的信息构成。因此，关于「节点表」的信息的信息容量为
6×(4+1)＝30〔字节〕
(其中24字节相当于坐标信息，6字节相当于连接信息)。另一方面，主干道的能够一笔描画的道路组为节点D→A→C→F、A→B→C→E两组。因此，表达道路组用的路段(前面文章的‘→’)的数目为6。而「道路表」如图4所示，对于各路段由指针(1字节)及路段(即费用。1字节)的信息构成。又，对于各道路组需要前头节点指针(1字节)。因此，关于「道路表」的信息的信息容量为
6×(1+1)+2＝14〔字节〕
(全部14字节相当于连接信息)。
下面就小街道的道路信息计算必要的信息容量。如图7所示，小街道的单元点编号为1～24。但是，与第1篇文献的情况不同，第1实施形态的记录形式为了以一笔描画的方式处理所有的道路，在编号重复的情况下(例如4与13)必须再次记录。而「小街道表」对于各节点，如图4所示由经度、纬度(2×2＝4字节)及标记(0.125×4＝0.5字节)的信息构成。因此，有关「小街道表」的信息量为
24×(4+0.5)＝108(字节)
(其中96字节相当于坐标数据，12字节相当于连接数据)。
从而，将上述各计算值加以比较，即得出图21(b)的结果。即在记录相同的道路信息的情况下，第1实施形态的记录形式与第1篇文献所述的记录形式相比，关于图7所示的地图信息，可以削减106字节的信息量。因此，使用本发明第1实施形态的记录形式可以压缩地图信息。
如上所述，使用第1实施形态的记录形式，可以压缩地图信息。但是这种小街道的记录形式(「小街道表」)和用于主干道的记录形式(「节点表」及「道路表」)不同。因此，在该小街道的记录形式中为了得到连接于某一单元点的道路信息，有必要将所有的「单元点信息」作为对象，探索与该单元点有相同的坐标值的单元点。这虽然是简单的处理，但是在多次反复进行的情况下，处理也费时间。
另一方面，在进行路径探索处理的情况下，关于小街道的信息几乎都是只使用当时所在地点周边的小街道信息和目的地周边的小街道信息，因此，即使为了得到关于小街道的道路连接信息花费一些检索时间，对路径探索处理的总处理时间的影响是小的。再说现在的都市部分等的详细地图中，地图单元内的全部道路中往往有一半以上是小街道。
因此，本发明第1实施形态的道路地图信息读出装置设置判断小街道的连接信息的必要性的步骤，将伴随小街道的道路信息的压缩而变长的处理时间加以缩短(图2，步骤S203)。
在图2中，在只是将步骤S202读出的地图信息使用于地图的显示时不需要小街道的连接信息。因此，在该情况下本发明第1实施形态的道路地图信息读出装置不经过小街道的连接信息的形式变换这样的特别的处理即进行地图的显示处理(步骤S204)。另一方面，在使用地图信息于路径探索处理等的情况下，需要小街道的连接信息。于是，要求该装置一再进行检索相同单元点的连接道路的处理。因此，在该情况下该装置读出地图单元内的「小街道表」，在各单元点中选择交叉点、探索连接道路，变换为与主干道相同的形式(即「节点表」和「道路表」的形式)(步骤S205)。这种形式变换按照反复进行探索连接道路的处理的方法很容易对「小街道表」内的所有的单元点进行。然後，该装置在进行了这种形式变换后进入步骤S204，根据主干道和小街道两者的信息输出地图信息。
而这种形式变换的处理当然需要一定的时间。但是，以第1实施形态的形式进行记录，设置上述判断步骤S203，要比主干道和小街道的信息都使用相同的形式进行记录，在路径探索处理中每一次探索连接在小街道的各单元点的道路在总体上处理速度更高。
如上所述，本发明第1实施形态的道路地图信息读出装置，对于道路连接信息使用频度低的小街道，与连接信息的获取处理容易性相比，更优先压缩其信息的长度。本发明第1实施形态的道路地图信息读出装置借助于此大幅度减少该装置所需要的地图信息的总信息容量。
还有，本发明第1实施形态的道路地图信息读出装置对小街道的连接信息在进行了步骤S205的形式变换后在路径探索处理等上面加以利用，但是也可以对小街道的连接信息原封不动地在路径探索处理等上面加以利用。又，在步骤S205变换的形式不限于第1实施形态的主干道的形式，只要不是单纯的地图信息，而是具有连接信息的形式，即使是其他形式也可以。
第2实施形态
下面对本发明第2实施形态的道路地图信息读出装置加以说明。本发明的第2实施形态的道路地图信息读出装置是以本发明第1实施形态的道路地图信息读出装置为依据发明的，装置的结构(图1)、动作流程图(图2)及地图单元(图3)是共通的。第2实施形态的装置与第1实施形态的装置的不同点在于「小街道表」的记录形式。
上述第1实施形态中的「小街道表」的记录形式中，为了得到连接某一单元点的道路，有必要以所有的「单元点信息」为对象探索与该单元点具有相同坐标的单元点。而且，如果是第1实施形态的记录形式，则由于在相同的坐标上产生多个单元点，信息不能不变得冗长。
为了解决上述问题而改良的第1实施形态的记录形式就是本发明第2实施形态的道路地图信息读出装置。下面以图8和图9加以说明。
图8表示第2实施形态的「小街道表」的结构。在图8中，「单元点信息」内的「单元点节点信息」的结构与第1实施形态中的「单元点信息」的结构相同(参照图4)。而「节点表」和「道路表」的结构也和图4所示的结构相同，这里省略其说明。简要地说，第2实施形态中的「小街道表」新设置「单元点连接信息」。在该「单元点连接信息」上只记录已经定义的单元点之间的连接。
图9是用于说明第2实施形态的记录顺序的、表示与图7对应的小街道的地图。在第2实施形态的记录顺序中也采用一笔描画方式。首先，在图中以一笔描画连接从1到10的单元点。一直到这里，与第1实施形态的情况是相同的。但是，这里不相同的地方是，在第2实施形态，下面所描述的一笔描画有，不通过已经定义的(已经一笔描画的)单元点描画的条件。因此，例如以图9来说明，是单元点11→12→15→16的道路。在描画该道路后剩下的单元点中能够以上述条件一笔描画的是单元点13→14。借助于上述处理，图9所示的粗虚线表示的道路可以以一笔描画的方式进行记录。这里，单元点17没有被以一笔描画方式记录，因此「升笔标记」作“1”，以点的方式在「单元点节点信息」上记录。
借助于迄今为止的处理，可以把图9所示的小街道的所有的单元点(1～17)记录于「单元点节点信息」内。但是，仅此还不能表现小街道，因此，下面是对于单元点间的未连接部分进行连接信息记录。即因为在图9中单元点4和12、4和13、5和14、5和15、6和17、8和17、15和17之间尚未连接，所以再对其间的连接信息加以记录。因此，为了该连接信息的记录，在第2实施形态使用「单元点连接信息」。「单元点连接信息」以「单元点节点信息」定义的顺序、以双方的单元点编号及其单向通行信息的形式记录单元点间的未连接部分。借助于此，第2实施形态的记录形式可以表现所有的小街道。
采用第2实施形态的记录形式，在探索连接于某一单元点的其他单元点时，不使用坐标，而使用单元点编号进行探索。也就是说，探索的对象从经度和纬度两个信息削减为单元点编号一个信息，因此探索可以高速度进行。而且第2实施形态的记录形式具有，对于立体交叉那样的具有相同的坐标但不相连接的多个单元点也能够分别记录单元点信息的优点。当然，第2实施形态的记录形式信息的压缩方式也以如下方法实现。
下面就第2实施形态的记录形式计算出地图信息的信息量。首先，「小街道表」的「单元点节点信息」的结构和第1实施形态的记录形式中的「单元点信息」的结构相同。因此，记录17个单元点的所有的「单元点节点信息」所需要的信息容量为
17×(4+0.5)＝76.5(字节)
其次，「小街道表」的「单元点连接信息」如图8所示由各连接信息的两端的单元点编号(1×2＝2字节)和单向通行标记(0.125×2＝0.25字节)的信息构成。因此，有关小街道表的信息容量为
7×2.25≌16(字节)
而关于主干道的「节点表」和「道路表」的必要的信息容量与第1实施形态的说明算出的数值相同，分别为30字节和14字节。
因此，记录地图信息所需要的总信息容量如下：
76.5+16+30+14＝136.5(字节)
如上所述，第2实施形态的记录形式与第1实施形态的记录形式相比，不但可以进一步减少地图信息的记录信息量，而且可以提高小街道的连接信息的获取处理速度。
第3实施形态
下面对本发明第3实施形态的道路地图信息读出装置加以说明。本发明的第3实施形态的道路地图信息读出装置是以本发明第1实施形态的道路地图信息读出装置为依据发明的，装置的结构(图1)、动作流程图(图2)及地图单元(图3)是共通的。第3实施形态的装置与第1实施形态的装置的不同点在于改善「小街道表」的记录形式，而且又设置「形状表」。
上述第1和第2实施形态中的「小街道表」的记录形式中，要得到主干道与小街道的交叉点，必须进行坐标计算，再判断在主干道的形状上是否存在小街道的单元点的坐标。因此，第1和第2实施形态的道路地图信息读出装置在进行道路探索等处理时，为获取信息而进行的处理很费时间。
为解决上述问题而对第1和第2实施形态的记录形式进行的改善就是本发明的第3实施形态的道路地图信息读出装置。下面用图10和图11加以说明。
图10表示第3实施形态的「形状表」和「小街道表」的结构。在图10中，「单元点信息」内的「单元点节点信息(A)」的结构和「单元点连接信息」与第2实施形态中的「单元点信息」的结构相同(参照图8)。而且，「节点表」和「道路表」的结构也和图4所示的结构相同，在这里省略其说明。要而言之，第3实施形态的记录形式新设置「形状表」，又在「小街道表」内设置「单元点节点信息(B)」。
下面首先对「形状表」加以说明。如图10所示，「形状表」具有「道路形状信息」。这种「道路形状信息」由「道路内路段编号」和「插补点信息」构成。「插补点信息」由「插补点属性」、「正规化经度」及「正规化纬度」的坐标信息构成。
对每一条道路以和「道路表」的「道路信息」相同的排列记录「道路形状信息」。该「道路形状信息」按照图4的「道路信息」中记录「路段信息」的顺序对该道路内的「路段编号」和「插补点信息」进行记录。还有，在相同道路内(即相同节点之间)多条路段各有形状的情况下，将若干「路段编号」和「插补点信息」并列记录。
「插补点信息」是表示路段的形状的信息。在图10中，以插补点的坐标为「正规化经度」和「正规化纬度」，而即使这是与路段的前头节点的坐标等的差分值也可以。「插补点属性」在这里使用于区别表达路段的形状用的插补点和作为与小街道的交叉点的插补点。例如，图11为表示路段b(节点A～C的路段)所具有的插补点，在图11中，涂成四方形的点(①、②、③和⑤)是表达路段b和小街道的交叉点的插补点，而白的圆点(④)是用于表现路段形状的插补点。因此，在表示路段b的情况下只要节点A和插补点④以及插补点④和节点c之间分别以直线连接即可。还在各插补点以记录顺序的排列赋予编号。例如在路段b，从左边起(从节点A到节点C的方向)依序赋予编号。
下面对「小街道表」加以说明。如上所述，第3实施形态的记录形式与第2实施形态的记录形式不同，在「单元点信息」内有「单元点节点信息(B)」。在该「单元点节点信息(B)」中记录着在小街道的单元点与主干道在插补点交叉时指定具有该插补点的主干道作为该单元点的连接信息，并且把指定该插补点本身的信息加以记录。但是，该插补点是与主干道的交叉点，而且也是小街道的单元点节点。因此，「单元点节点信息(B)」与第1实施形态相同，具有「升笔标记」、「信号标记」及「单向通行标记」。「中央分离带标记」是在该交叉点表示主干道侧有否中央分离带的标记。「中央分离带标记」在主干道侧具有中央分离带的情况下显示“1”，在不具有中央分离带的情况下显示‘0’。在具有中央分离带时由于两边的车辆都不能右转弯，该「中央分离带标记」的信息在路径探索处理中是重要的。「道路编号」、「路段编号」及「插补点编号」是记录交叉的主干道的位置的信息，根据这一信息，可以从「小街道表」了解交叉的主干道的位置。借助于此，第3实施形态的道路地图信息读出装置可以不进行坐标计算而指定主干道与小街道的交叉点。例如在图11的单元点16上，在「道路编号」记录‘1’，在「路段编号」记录‘2’，在「插补点编号」记录‘3’。因此，在以图11的单元点5附近作为目的地的情况下，该装置根据该信息从作为主干道的路段b的插补点③的位置(这和小街道的单元点16一致)计算出连接于小街道的路径，也容易对其进行显示。
如上所述，第3实施形态的记录形式在「形状表」记录主干道的插补点，而在「小街道表」记录「道路编号」、「路段编号」及「插补点编号」的各种信息。借助于此，第3实施形态的道路地图信息读出装置从「小街道表」了解交叉的主干道的位置，以缩短路径探索处理等的处理时间。还有，由于第3实施形态的目的是缩短处理时间，从削减信息量的观点出发，与第2实施形态相比，如下所述，信息量增加(但是与已有的情况相比当然信息量是减少了)。
下面对第3实施形态的记录形式计算地图信息的信息量。首先，「小街道表」的「单元点节点信息(A)」的结构与第2实施形态的记录形式的「单元点信息」的结构相同。但是，与主干道交叉的单元点(1、10、11及16)除外记录对象为13个。因此，记录全部13个单元点的「单元点节点信息(A)」所需的信息容量为
13×(4+0.5)＝58.5(字节)
其次，「小街道表」的「单元点连接信息」也和第2实施形态的记录形式的「单元点连接信息」的结构相同。因此，记录「单元点连接信息」所需要的信息容量为
7×2.25≌16(字节)
其次，「单元点节点信息(B)」，如图10所示，对于与主干道交叉的单元点1、10、11和16的每一点，都由各标记(0.125×5＝0.625字节)及各编号(1×3＝3字节)的信息构成。从而，记录全部4个交叉的单元点的「单元点节点信息(B)」所需要的信息容量为
4×(0.625+3)＝14.5(字节)
还有，「形状表」的「道路形状信息」，对于主干道上的每一个插补点，由道路内路段编号(1字节)、插补点信息的插补点属性(1字节)及经纬度的坐标(2×2＝4字节)的信息构成。因此，记录「道路形状信息」所需要的信息容量为
5×(1+1+4)＝30(字节)
而关于主干道的「节点表」和「道路表」所必须的信息容量与由第1实施形态的说明计算出的数值相同，分别为30字节和14字节。
因此，记录地图信息所需要的信息容量如下：
58.5+16+14.5+30+30+14＝163(字节)
如上所述，第3实施形态的记录形式与已有的记录形式相比，可以进一步降低地图信息的记录容量。而且第3实施形态的记录形式不进行插补点的坐标计算就能够求出主干道与小街道的交叉点，因此与第2实施形态的记录形式相比，可以提高小街道的连接信息的获取处理速度。
又，在上述说明中，为了表现路段的形状采取了以直线连接插补点的方法，但是在插补点数目多的弯曲道路和高速公路上，可以使用曲线插补以大幅度减少插补点的数目。因此可以进一步压缩地图信息的信息量。
例如高速公路干线，往往如图12(a)所示缓缓弯曲横贯地图单元内。又，在立体交叉(interchange)、坡道(ramp)、和连接(junction)等情况下，往往有如图12(b)所示的大回环的道路。为了将这样形状的道路以近似于直线的方式平滑地描画，需要许多插补点(参照图12(a)、(b))。但是，即使是这样的道路，使用曲线近似的方法，如图12(c)、(d)所示，可以大幅度减少插补点，并且可以表示出平滑的道路形状。
但是曲线插补方式有若干应该注意的事项。例如作为插补方式使用Basisspline函数进行插补时，插补曲线的形状具有与连接插补点的直线相切的形状。因此，使用Basis spline函数的方式时，描画的曲线不通过插补点(参照图12(e))。所以，在以使用Basis spline函数的方式表现地图单元边界附近的曲线道路时，发生插补点的位置为地图单元范围框之外的坐标值的情况(参照图12(e))。这就意味着不能描画具有处在该框外的插补点的道路。
如上所述，插补点的坐标通常使用作为地图单元框内的坐标的「正规化经度」和「正规化纬度」。因此曲线插补不采用Basis spline方式，而有必要采取如图12(f)所示的通过插补点的曲线插补方式。
第4实施形态
下面对本发明第4实施形态的道路地图信息读出装置加以说明。本发明的第4实施形态的道路地图信息读出装置是以本发明第1、第2、第3实施形态的道路地图信息读出装置为依据发明的，装置的结构(图1)、动作流程图(图2)及地图单元(图3)是共通的。第4实施形态的装置与第3实施形态的装置的不同点在于，在「小街道表」上设置「组间连接信息」的记录。
上述第1、第2及第3实施形态的「小街道表」的记录形式下，在图2的步骤S205，有必要以地图单元内的全部「单元点信息」为对象进行连接信息的形式变换。但是现实上，进行路径探索等处理所需要的小街道连接信息往往只是地图单元内的一部分。因此，第1、第2及第3实施形态的道路地图信息读出装置由于对不必要的小街道也进行形式变换处理，在路径探索等处理中获取信息的处理所需要的时间很多。
因此，为了解决上述问题而改善第1、第2及第3实施形态的记录形式，将小街道分组管理的装置就是本发明第4实施形态的道路地图信息读出装置。下面使用图13、图14加以说明。
图13(a)表示第4实施形态的「小街道表」的结构。在图13(a)，「单元点信息」内的「单元点节点信息(A)」、「单元点节点信息(B)」及「单元点连接信息」与第3实施形态的「单元点信息」的结构相同(参照图10)。而「节点表」、「道路表」和「形状表」的结构也与图4及图10所示的结构相同，这里省略其说明。要而言之，第4实施形态的记录形式是在「小街道表」内新设置「组间连接信息」的记录形式。这一「组间连接信息」记录表示小街道组的识别编号的「组编号」。
图14是某一地域的地图。在图14中，粗线表示主干道，细线表示小街道。第4实施形态的记录形式如图14所示，以主干道包围地图地域内的小街道的区分进行分组(在图14为小街道组1～6)。然後，对每一组与第3实施形态的顺序一样定义单元点信息，表现小街道。但是由于对小街道进行了分割，需要小街道组的识别编号。因此，第4实施形态的记录形式以「组间连接信息」记录各小街道组的识别编号。
这样把小街道分组，可以选择必要的小街道组的一部分，进行图2的步骤S205的小街道连接信息的形式变换。因此，可以对小街道的信息高速进行形式变换。例如在图14中，进行从A点到B点的路径探索处理时，对于小街道只对小街道组1和6的信息进行变换处理，以此进行路径探索即可。即在进行小街道组1的路径探索时，只要找出连接A点到道路1404(或道路1402)的第1条路径，以及在小街道组6进行路径探索时只要找出连接B点到道路1402(或道路1405等)的第2条路径即可。这样做，以後可以借助于主干道的探索，以主干道将上述第1条路径和第2条路径连接起来。
以此，使用第4实施形态的记录形式，与对地图单元内的所有的小街道进行形式变换的上述第1～第3实施形态相比，处理的小街道的信息量可以限制于最低限度。因此，该记录形式可以缩短整个路径探索处理过程所花的时间。
还有，在第4实施形态，以被主干道包围的小街道范围进行分组，为了进一步提高处理速度，也可以对该小街道组进一步进行更小的分组。但是，在该情况下，小街道组间的连接所需要的信息必须是如下所述的。
图15表示将小街道组进一步分组的具体例子。在图15，道路1501和1502是横跨小街道组1和小街道组2，连接两者的道路，因此需要该道路的连接信息。即指示小街道组1的单元点编号5和小街道组2的单元点编号5的信息及其通行方向，或指示小街道组1的单元点编号6和小街道组2的单元点编号4的信息及其通行方向的信息。为了记录这些信息，第4实施形态的记录形式在「组间连接信息」需要有表示一小街道组的「组编号1 」、表示该小街道组内的单元点的「单元点编号1 」、表示该组的单元点所连接的另小街道组的「组编号2 」、表示该另一小街道组内的单元点的「单元点编号2」及「单向通行标记」(参照图13(b))。
第5实施形态
下面对本发明第5实施形态的道路地图信息读出装置加以说明。本发明的第5实施形态的道路地图信息读出装置是以本发明第1实施形态的道路地图信息读出装置为依据发明的，装置的结构(图1)、动作流程图(图2)及地图单元(图3)是共通的。第5实施形态的装置与第1实施形态的装置的不同点在于「道路表」内的「路段信息」的记录形式。
上述第1实施形态把相同道路属性(例如高速公路、国道等)的路段加以归纳作为一种道路信息加以记录，将地图信息的信息量加以压缩。但是被归纳的路段限于能够一笔描画的路段，因此也存在许多未能适合条件被归纳的路段。
为了解决上述问题而改善第1实施形态的记录形式，对一笔描画以外的具有相同属性的路段也能够一起归纳的装置就是本发明第5实施形态的道路地图信息读出装置。下面使用图16和图17加以说明。
图17表示如上所述不能归纳为一的收费道路和普通道路并行的区间的道路网络的一个例子。图17是收费道路1701和普通道路1702并行。如第1实施形态所示，在以一笔描画的方式归纳道路时，对于道路1701，可以将a、b、c加以归纳，对于道路1702，可以将路段f、g、h加以归纳。但是，这里成问题的是连接收费道路的坡道到普通道路的路段d和e。这两个路段d和e不包含于一笔描画的情况，因此必须作为独立的一条道路进行记录。根据这一理由，一条道路必须由一个路段构成这种情况不仅在收费道路，即使是一般道路也常见。
与这一问题对应，在第5实施形态的记录形式中使用图16所示的「路段信息」。在图16，「道路表」内的「路段属性」中具有「升笔标记」。「升笔标记」与记录上述小街道的道路连接信息时一样使用，所以在表示不能一笔描画的路段时作‘1’，而通常为‘0’。例如在记录图17所示的道路网络的情况下，对于道路1701，按照路段a-d-b-e-c的顺序排列，只将路段d和路段e的「升笔标记」作为‘1’记录。而对于道路1702，排列为路段f-g-h，将所有的「升笔标记」作为‘0’记录。
还有，道路内的路段的连接关系例如按照下面所述定义，则有可能在一个意思上进行指定。
1.「升笔标记」为‘1’的路段定义为分叉路段(图17的路段d和路段e)。而分叉路段的终点节点为道路的端点(图17的节点C和节点D)。
2.在分叉路段的后面记录的路段与刚才记录的分叉路段共有始点节点。
如上所述，采取第5实施形态时即使是包含分叉的道路(图17那样的道路)，也能够把具有同种类的「道路属性」的道路加以归纳管理。因此，第5实施形态的记录形式能够削减所记录的道路数目，同时也削减「道路属性」和「前头节点指针」等的信息，结果，可以减少地图信息量。
还有，在第5实施形态，分叉路段由一条路段构成，但是也可在「升笔标记」进行分叉路段数目等的记录，规定由多个路段构成的分叉路段。

Claims (33)

1.一种道路地图信息读出装置，其特征在于，包含：
预先把道路地图上的全部或一部分区域所包含的道路分类为多组，这些组分别分配不同的记录形式，把该组所包含的道路的连接信息由该组分配的记录形式加以记录的道路地图信息记录媒体、
指定规定的读出范围的读出范围指定单元、
从道路地图信息记录媒体读出所述规定的读出范围所对应的所述连接信息的读出控制单元、以及
输出由所述读出控制单元读出的所述连接信息的输出单元。
2.根据权利要求1所述的道路地图信息读出装置，其特征在于，
多个所述的组包含主干道组和次级道路组，
属于所述主干道组的道路是与属于所述次级道路组的道路相对比较使用者使用频度较高的道路，
属于所述次级道路组的道路是与属于所述主干道组的道路相对比较使用者使用频度较低的道路，
而且与所述主干道组相比，分配给所述次级道路组有更好的道路地图信息记录效率的记录形式。
3.根据权利要求2所述的道路地图信息读出装置，其特征在于，
分配给所述主干道组的记录形式是对每一节点记录表示该节点的连接状态的表的记录形式，
分配给所述次级道路组的记录形式是对每一节点记录特定应该在该节点之后到来的节点的信息和表示升笔或下笔的标记的记录形式。
4.根据权利要求2所述的道路地图信息读出装置，其特征在于，
在属于所述主干道组的第1条道路和属于所述次级道路组的第2条道路交叉的道路形状中，
表示所述第1条道路上的所述交叉点的辅助点和从所述第2条道路指定该辅助点得到的信息又被记录在所述道路地图信息记录媒体上。
5.根据权利要求3所述的道路地图信息读出装置，其特征在于，
在属于所述主干道组的第1条道路和属于所述次级道路组的第2条道路交叉的道路形状中，
表示所述第1条道路上的所述交叉点的辅助点和从所述第2条道路指定该辅助点得到的信息又被记录在所述道路地图信息记录媒体上。
6.根据权利要求2所述的道路地图信息读出装置，其特征在于，
所述次级道路组又被区分为多个小组，
各所述小组内的道路的连接信息和连接相邻的一个或两个以上的所述小组之间的道路的连接信息又被记录在所述道路地图信息记录媒体上。
7.根据权利要求3所述的道路地图信息读出装置，其特征在于，
所述次级道路组又被区分为多个小组，
各所述小组内的道路的连接信息和连接相邻的一个或两个以上的所述小组之间的道路的连接信息又被记录在所述道路地图信息记录媒体上。
8.根据权利要求4所述的道路地图信息读出装置，其特征在于，
所述次级道路组又被区分为多个小组，
各所述小组内的道路的连接信息和连接相邻的一个或两个以上的所述小组之间的道路的连接信息又被记录在所述道路地图信息记录媒体上。
9.根据权利要求5所述的道路地图信息读出装置，其特征在于，
所述次级道路组又被区分为多个小组，
各所述小组内的道路的连接信息和连接相邻的一个或两个以上的所述小组之间的道路的连接信息又被记录在所述道路地图信息记录媒体上。
10.一种道路地图信息读出装置，其特征在于，具备：
把以一笔描画表现连接状态的道路和从该道路分叉出来，而且具有同种属性的至少一条道路分为一组，将两种道路的连接信息作为一组的连接信息加以记录的道路地图信息记录媒体、
指定规定的读出范围的读出范围指定单元、
从道路地图信息记录媒体读出所述规定的读出范围所对应的所述连接信息的读出控制单元、以及
输出由所述读出控制单元读出的连接信息的输出单元。
11.一种道路地图信息读出装置，其特征在于，具备：
借助于规定的曲线插补处理，从而具有以根据插补点描画的曲线连接节点间的道路信息，将该插补点的位置记录于该曲线上的道路地图信息记录媒体、
指定规定的读出范围的读出范围指定单元、
从所述道路地图信息记录媒体读出与所述规定的读出范围对应的所述插补点的读出控制单元、以及
输出由所述读出控制单元读出的所述插补点的输出单元。
12.一种道路地图信息记录媒体，其特征在于，
预先把道路地图上的全部或一部分区域所包含的道路分类为多组，给这些组分别分配不同的记录形式，把该组所包含的道路的连接信息按给该组分配的记录形式加以记录。
13.根据权利要求12所述的道路地图信息记录媒体，其特征在于，
多个所述的组包含主干道组和次级道路组，
属于所述主干道组的道路是与属于所述次级道路组的道路相对比较使用者使用频度较高的道路，
属于所述次级道路组的道路是与属于所述主干道组的道路相对比较使用者使用频度较低的道路，
而且与所述主干道组相比，分配给所述次级道路组具有更好的道路地图信息记录效率的记录形式。
14.根据权利要求13所述的道路地图信息记录媒体，其特征在于，
分配给所述主干道组的记录形式是对每一节点记录表示该节点的连接状态的表的记录形式，
分配给所述次级道路组的记录形式是对每一节点记录指定应该跟着该节点到来的节点的信息和表示升笔或下笔的标记的记录形式。
15.根据权利要求13所述的道路地图信息记录媒体，其特征在于，
在属于所述主干道组的第1条道路和属于所述次级道路组的第2条道路交叉的道路形状中，
表示所述第1条道路上的所述交叉点的辅助点和从所述第2条道路指定该辅助点得到的信息又被加以记录。
16.根据权利要求14所述的道路地图信息记录媒体，其特征在于，
在属于所述主干道组的第1条道路和属于所述次级道路组的第2条道路交叉的道路形状中，
表示所述第1条道路上的所述交叉点的辅助点和从所述第2条道路指定该辅助点得到的信息又被加以记录。
17.根据权利要求13所述的道路地图信息记录媒体，其特征在于，
所述次级道路组又被区分为多个小组，
各所述小组内的道路的连接信息和连接相邻的一个或两个以上的所述小组之间的道路的连接信息又被加以记录。
18.根据权利要求14所述的道路地图信息记录媒体，其特征在于，
所述次级道路组又被区分为多个小组，
各所述小组内的道路的连接信息和连接相邻的一个或两个以上的所述小组之间的道路的连接信息又被加以记录。
19.根据权利要求15所述的道路地图信息记录媒体，其特征在于，
所述次级道路组又被区分为多个小组，
各所述小组内的道路的连接信息和连接相邻的一个或两个以上的所述小组之间的道路的连接信息又被加以记录。
20.根据权利要求16所述的道路地图信息记录媒体，其特征在于，
所述次级道路组又被区分为多个小组，
各所述小组内的道路的连接信息和连接相邻的一个或两个以上的所述小组之间的道路的连接信息又被加以记录。
21.一种道路地图信息记录媒体，其特征在于，
把以一笔描画表现连接状态的道路和从该道路分叉出来，而且具有同种属性的至少一条道路分为一组，将两种道路的连接信息作为一组的连接信息加以记录。
22.一种记录道路地图信息的道路地图信息记录媒体，其特征在于，
所述道路地图信息包含借助于规定的曲线插补处理，以根据插补点描画的曲线连接节点的道路信息，将该插补点的记录于该曲线上。
23.一种用通信方法将有关的道路地图信息传送给使用道路地图信息的装置的道路地图信息传送方法，其特征在于，
所述道路地图信息是，道路地图上的全部或一部分区域所包含的道路被预先分类为多组，这些组分别被分配不同的记录形式，把该组所包含的道路的连接信息按给该组分配的记录形式加以记录的信息。
24.根据权利要求23所述的道路地图信息传送方法，其特征在于，
多个所述的组包含主干道组和次级道路组，
属于所述主干道组的道路是与属于所述次级道路组的道路相对比较使用者使用频度较高的道路，
属于所述次级道路组的道路是与属于所述主干道组的道路相对比较使用者使用频度较低的道路，
而且与所述主干道组相比，分配给所述次级道路组具有更好的道路地图信息记录效率的记录形式。
25.根据权利要求24所述的道路地图信息传送方法，其特征在于，
分配给所述主干道组的记录形式是对每一节点记录表示该节点的连接状态的表的记录形式，
分配给所述次级道路组的记录形式是对每一节点记录指定接着该节点应该到来的节点的信息和表示升笔或下笔的标记的记录形式。
26.根据权利要求24所述的道路地图信息传送方法，其特征在于，
在属于所述主干道组的第1条道路和属于所述次级道路组的第2条道路交叉的道路形状中，
表示所述第1条道路上的所述交叉点的辅助点和从所述第2条道路指定该辅助点得到的信息又被加以记录。
27.根据权利要求25所述的道路地图信息传送方法，其特征在于，
在属于所述主干道组的第1条道路和属于所述次级道路组的第2条道路交叉的道路形状中，
表示所述第1条道路上的所述交叉点的辅助点和从所述第2条道路指定该辅助点得到的信息又被加以记录。
28.根据权利要求24所述的道路地图信息传送方法，其特征在于，
所述次级道路组又被区分为多个小组，
各所述小组内的道路的连接信息和连接相邻的一个或两个以上的所述小组之间的道路的连接信息又被加以记录。
29.根据权利要求25所述的道路地图信息传送方法，其特征在于，
所述次级道路组又被区分为多个小组，
各所述小组内的道路的连接信息和连接相邻的一个或两个以上的所述小组之间的道路的连接信息又被加以记录。
30.根据权利要求26所述的道路地图信息传送方法，其特征在于，
所述次级道路组又被区分为多个小组，
各所述小组内的道路的连接信息和连接相邻的一个或两个以上的所述小组之间的道路的连接信息又被加以记录。
31.根据权利要求27所述的道路地图信息传送方法，其特征在于，
所述次级道路组又被区分为多个小组，
各所述小组内的道路的连接信息和连接相邻的一个或两个以上的所述小组之间的道路的连接信息又被加以记录。
32.一种用通信方法将有关的道路地图信息传送给使用道路地图信息的装置的道路地图信息传送方法，其特征在于，
所述道路地图信息是，把以一笔描画表现连接状态的道路和从该道路分叉出来，而且具有同种属性的至少一条道路分为一组，将两种道路的连接信息作为一组连接信息加以记录的信息。
33.一种用通信方法将有关的道路地图信息传送给使用道路地图信息的装置的道路地图信息传送方法，其特征在于，
所述道路地图信息是，借助于规定的曲线插补处理，从而具有以根据插补点描画的曲线连接节点的道路信息，将该插补点记录于该曲线上的信息。
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