JP2002081952A - ナビゲーションシステム - Google Patents

ナビゲーションシステム

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JP2002081952A
JP2002081952A JP2000274539A JP2000274539A JP2002081952A JP 2002081952 A JP2002081952 A JP 2002081952A JP 2000274539 A JP2000274539 A JP 2000274539A JP 2000274539 A JP2000274539 A JP 2000274539A JP 2002081952 A JP2002081952 A JP 2002081952A
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road
node
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map
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JP2000274539A
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English (en)
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Fumio Mizoguchi
文雄 溝口
Hironori Hiraishi
広典 平石
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Mizoguchi Fumio
Creo Co Ltd
Original Assignee
Mizoguchi Fumio
Creo Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ネットワーク通信を利用して目的地に行くため
に最適な道路情報を提供可能なナビゲーションシステム
を提供する。 【解決手段】データベース(記憶手段)1と、データ受
信手段2と、道路探索手段3と、地図作成手段4と、デ
ータ送信手段5とを備える。データベース1は探索用地
図データを記憶する。データ受信手段2はユーザのモバ
イルxから出発地・目的地データと、探索パターンデー
タとを受信する。道路探索手段3は出発地から目的地に
至る道路を、探索パターンデータ及び探索用地図データ
に基づいて探索する。具体的には評価関数f=g+ε・
hが最小のノード探索が繰り返される。地図作成手段4
は探索された道路を含む地図を作成する。データ送信手
段5は作成された地図に関する地図データをモバイルx
に送信する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、出発地から目的地
までの道路を探索するナビゲーションシステムに関す
る。
【0002】
【従来の技術】一般に車両に搭載され、DVD−ROM
やCD−ROM等の記録媒体から読み取られた地図情報
を現在位置とともに表示することで、ユーザを目的地ま
で誘導するナビゲーションシステムが利用されている。
しかし、道路状況や建造物の状況は刻々と変化するた
め、定期的に新しい記録媒体に交換する必要がある。ま
た、記録媒体の交換が間に合わなければ、地図に載って
いる建物や道路がいざ行ってみるとなくなっていたり、
様子が違っていたりという事態が生じうる。
【0003】一方、画像表示機能を有する情報処理端末
においてネットワークを介してサーバーからダウンロー
ドした地図情報を表示させるナビゲーションシステムが
利用されている。このシステムによれば、サーバー側で
定期的に地図情報が更新されていれば、ユーザは常に最
新の地図情報を得ることができる。
【0004】しかし、現在位置から目的地までの道路全
体を含む地図情報のデータ量が大きいため、予めダウン
ロードして情報処理端末に記録しておくことができない
場合が多い。これは、携帯電話やPHS等のモバイルの
ように記憶容量が比較的小さい情報処理端末においては
特に顕著である。このため、常に情報処理端末をサーバ
ーに接続されたオンライン状態としてサーバーより地図
情報を継続的にダウンロードしなければならない。従っ
て、通信に大きなコストがかかる。
【0005】また、ユーザの要求があってからサーバー
側で迅速に目的地までの道路が探索されなければ、道路
情報がユーザの情報処理端末に遅れて送信されてくるこ
とになり、使い勝手が悪くなる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、ネ
ットワーク通信を利用して目的地に行くために最適な道
路情報を提供可能なナビゲーションシステムを提供する
ことを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、画像表示機能
を有する携帯型の情報処理端末のユーザに対して出発地
から目的地に至るまでの道路を含む地図に関する地図デ
ータをネットワーク通信を利用して提供するナビゲーシ
ョンシステムである。
【0008】前記課題を解決するための本発明のナビゲ
ーションシステムは、道路の構成要素であるノードに関
するデータを含む探索用地図データを記憶する記憶手段
と、前記情報処理端末から発信される出発地及び目的地
に関する出発地・目的地データと、該情報処理端末の操
作を通じて該ユーザにより選択される道路探索が行われ
る領域の広がり方のパターンに関する探索パターンデー
タとを受信するデータ受信手段と、該データ受信手段に
より受信された該出発地・目的地データに関する出発地
から目的地に至る道路を、該データ受信手段により受信
された該探索パターンデータ及び該記憶手段に記憶され
ている探索用地図データに基づいて探索する道路探索手
段と、該道路探索手段により探索された該道路を含む地
図を作成する地図作成手段と、該地図作成手段により作
成された地図に関する地図データを該情報処理端末に送
信するデータ送信手段とを備えている。
【0009】また、前記道路探索手段は、前記出発地に
対応するスタートノードを第1集合に含ませ、該出発地
に接続されるノードを第2集合に含ませた上で、該第2
集合に含まれるノードのうち、該出発地から該ノードま
での接続距離を表すコスト関数g、該ノードから該目的
地までの直線距離を表す最小コスト関数h及び重み係数
ε(≧1)により、f=g+ε・hと表される評価関数
fが最小のノードを求める最小ノード探索処理を行う。
さらに、該評価関数fが最小のノードを該第2集合から
除外して該第1集合に含ませ、該ノードに接続されるノ
ードを新たに該第2集合に含ませた上で、該データ受信
手段により受信された該探索パターンデータに基づいて
該重み係数εの値を増減しながら前記目的地に対応する
ゴールノードが該第2集合に含まれるまで該最小ノード
探索処理を繰り返し行う。そして、該第1集合に含ま
れ、該スタートノードから該ゴールノードまで連続する
ノードを順次接続してなる道路を探索する。
【0010】ここで、本発明のシステムにおいて実行さ
れる道路探索の概要について図7及び図8を用いて説明
する。また、道路探索は各ノードにおける評価関数f=
g+ε・hに基づいて行われるが、重み係数εの大小に
より道路探索の様子がどのように変動するかを把握する
ため、重み係数εが1の場合と、3の場合とを比較す
る。なお、「ノード」とは交差点等、道路において特徴
的な位置を意味する。
【0011】まず、ε=1の場合、図7(a)の左に示
す出発地に対応するスタートノードSから右に示す目的
地に対応するゴールノードGに至るまでの道路が探索さ
れ、スタートノードSに接続されるノードがA、B、
C、Dの4つであるとする。このとき、第1集合Ω1
{S}、第2集合Ω2 ={A、B、C、D}とされる。
また、ノードA、B、C、Dにおけるコスト関数g、最
小コスト関数fが(2、7.5)、(3、7)、(2、
9)、(3、9)であるとする。この場合、評価関数f
=g+1・hは各ノードで9.5、10、11、12と
求められる。gはスタートノードSから各ノードまでの
接続距離を表し、hは各ノードからゴールノードGまで
の直線距離を表す。例えば、スタートノードSの右側に
あってゴールノードGに近づくノードA、Bの方が、ス
タートノードSの左側にあってゴールノードGから遠ざ
かるノードC、Dよりもhが小さいのがわかる。
【0012】このとき、第2集合ノードΩ2 に含まれる
ノードA〜Dのうち、評価関数fが最小のノードAが第
2集合Ω2 から除外され、第1集合Ω1 に含まれる。ま
た、第1集合Ω1 に含まれず、図7(b)に示すように
ノードAに接続する2つのノードE、Fも第2集合Ω2
に含まれる。従って、Ω1 ={S、A}、Ω2 ={B、
C、D、E、F}となる。
【0013】ノードAからE、Fまでの距離が2、1.
5とすると、スタートノードSからノードAまでの距
離、即ちノードAにおけるコスト関数gが2なので、ノ
ードE、Fにおけるgは2+2=4、2+1.5=3.
5となる。また、ノードE、Fにおける最小コスト関数
hが7.5、7とすると、評価関数fはそれぞれ4+
7.5=11.5、3.5+7=10.5となる。この
とき、第2集合Ω2 に含まれているノードB〜Fのう
ち、評価関数fが最小のBが第2集合Ω2 から除外され
て第1集合Ω1 に含まれる。また、第1集合Ω1 に含ま
れず、図7(c)に示すようにノードBに接続される2
つのノードI、Hが第2集合Ω2 に含まれる。従って、
Ω1 ={S、A、B}、Ω2 ={C、D、E、F、I、
H}となる。以降、第2集合Ω2 にゴールノードGが含
まれるまで上の処理が繰り返される。
【0014】次に、ε=3の場合、再度図7(a)を参
照して、ノードA、B、C、Dにおける評価関数fは2
4.5、24、29、30となり、fが最小のノードは
AではなくBである。このため、ノードAに接続される
ノードE、Fが第2集合Ω2に含まれず、図7(d)に
示すようにノードBに接続されるノードI、Hが第2集
合Ω2 に含まれる。従って、Ω1 ={S、B}、Ω2
{C、D、I、H}となり、この第2集合Ω2 のうち、
評価関数fが最小のノードが探索され、以降、第2集合
Ω2 にゴールノードGが含まれるまで上の処理が繰り返
される。
【0015】すなわち、ε=3の場合の方がε=1の場
合よりも直線的に評価関数fが最小のノードが探索され
ていく。これは、評価関数f=g+ε・hが最小となる
ようにノードが探索され、εが大きくなるとゴールノー
ドGとの直線距離をあらわす最小コスト関数hが小さい
ノードほどfが小さくなり、より優先的に探索されてい
くことによる。すなわち、図8に略楕円形状に示すよう
にスタートノードSからゴールノードGに至るまでの道
路を探索する際に、ノードが探索される領域が重み係数
εが大きくなるにつれて幅狭となる。以上がεの大小に
応じた道路探索の様子についての説明である。
【0016】本発明によれば、ユーザは情報処理端末の
操作を通じて道路探索が行われる領域の広がり方のパタ
ーンを選択することができる。道路探索が行われる領域
の広がりパターンとしては、図9(a)に示すようにス
タートノードSの近傍で幅広でゴールノードGの近傍で
幅狭となるもの、図9(b)に示すようにスタートノー
ドSの近傍で幅狭でゴールノードGの近傍で幅広となる
もの、図9(c)に示すようにスタートノードS及びゴ
ールノードGの近傍で幅狭で両者間で幅広となるもの
等、さまざまである。
【0017】データ受信手段により受信された探索パタ
ーンデータに関するパターンに従って、道路探索手段に
より上述の手順で出発地から目的地に至るまでの道路が
探索される。道路探索手段による道路探索に要する時間
は、ノードが探索される領域が狭いほど短くなるので、
εが適宜増大されて当該領域が縮小されることでこの探
索時間が短縮される。例えば、図9(a)に示すパター
ンでは、ゴールノードGの近傍において道路の探索領域
が縮小される分だけ探索時間が短縮される。そして、ユ
ーザは情報処理端末を通じて目的地に行くのに必要な地
図情報を迅速に獲得することができる。
【0018】また、一般にユーザは目的地までのおおよ
その進路を知っており、右折又は左折すべき交差点の位
置さえわかれば、目的地まで移動することが可能であ
る。このため、必要最小限の情報として道路探索手段に
より探索された道路さえ地図に含まれていればよい。従
って、地図データの送信データ量を情報処理端末の記憶
容量の範囲内に抑制することができ、これによりユーザ
は情報処理端末において短時間で必要最小限の地図情報
を獲得することができる。
【0019】前記地図作成手段は、前記第1集合又は前
記第2集合に含まれた遍歴のあるノードを接続してなる
道路を含む地図を作成することを特徴とする。
【0020】本発明によれば、ユーザは情報処理端末を
通じて道路探索が行われた領域に含まれる道路情報を獲
得する。例えば、図9(a)に示すようにスタートノー
ドSの付近では幅広で、ゴールノードGに近づくにつれ
幅狭となるパターンの領域において道路が検索されたと
する。この場合、ユーザはスタートノードSの周辺にお
ける詳細な道路情報を獲得できる。また、データ送信手
段からユーザの情報処理端末への地図データの送信デー
タ量は、道路情報が少ないほど小さくなる。従って、領
域の幅が狭いゴールノードGの周辺における道路情報が
削減された分だけ、送信データ量が低減される。このた
め、ユーザは情報処理端末をオンライン状態とする時
間、さらには通信コストを節約することができる。
【0021】前記地図作成手段は、前記出発地から前記
目的地まで至る道路を構成するノードと、前記第1集合
又は第2集合に含まれた遍歴があり、該ノードに直結す
るノードとを接続してなる道路を含む地図を作成するこ
とを特徴とする。
【0022】本発明によれば、ユーザは出発地から目的
地までの道路を構成するノードにおいて、当該道路がT
字路、十字路になっている等、道路がどのように周囲に
枝分かれしているかを把握することができる。
【0023】前記データ受信手段により受信された前記
探索パターンデータに関する道路探索のパターンが、前
記出発地から前記目的地に向かう縮小部分を有する場
合、前記道路探索手段は、該縮小部分の手前で前記重み
係数εを増大させることを特徴とする。
【0024】また、前記データ受信手段により受信され
た前記探索パターンデータに関する道路探索のパターン
が、前記出発地から前記目的地に向かう拡大部分を有す
る場合、前記道路探索手段は、該拡大部分の手前で前記
重み係数εを減少させるとともに該出発地に近いほど優
先的に前記第2集合から一部のノードを削除することを
特徴とする。
【0025】本発明によれば、重み係数εの増大により
ノードの探索領域が局所的に縮小される。また、重み係
数εの減少及び第2集合から一部のノードが削除される
ことにより当該探索領域が局所的に拡大される。ノード
は出発地に近いものほど優先的に第2集合から削除され
る。これは、ノードの探索領域が目的地に近づいている
途中において、重み係数εが減少されたときに出発地に
近いノードの最小コスト関数が最小となり、ノードの探
索領域が出発地に押し戻される事態を防止するためであ
る。
【0026】前記道路探索手段は、前記出発地における
最小コスト関数h(s)、道路探索の制限時間T、及び
残り時間T−tの段階における前記第2集合に含まれる
ノードのうち最小の最小コスト関数h(n)より、基準
値V=h(s)/Tと、有効値v={h(s)−h
(n)}/tとを求め、両者の差(v−V)が、第1所
定値より大きい場合は前記重み係数εの値を減少させ、
該第1所定値以下の第2所定値より小さい場合は該重み
係数εの値を増大させて最小ノード探索処理を行うこと
を特徴とする。
【0027】前記道路探索手段は、前記出発地における
最小コスト関数h(s)、道路探索のデータ処理量の制
限値M、及び該制限値Mがmだけ減少した段階において
前記第2集合に含まれるノードのうち最小の最小コスト
関数h(n)より、基準値V=h(s)/Mと、有効値
v={h(s)−h(n)}/mとを求め、両者の差
(v−V)が、第1所定値より大きい場合は前記重み係
数εの値を減少させ、該第1所定値以下の第2所定値よ
り小さい場合は該重み係数εの値を増大させて最小ノー
ド探索処理を行うことを特徴とする。
【0028】本発明の基準値Vは、制限時間T又はデー
タ処理量の制限値Mに応じてどれだけのペース配分で道
路探索を行えばよいかを表し、有効値vは途中において
道路探索がどの程度のペースで行われているかを表す。
また、両者の差(v−V)はこのままのペースで制限時
間T又はデータ処理量の制限値Mの範囲内で道路探索を
完了できるか否かを表す。即ち、(v−V)が第1所定
値より大きい場合は道路探索のペースが十分に速いこと
を示し、第1所定値以下の第2所定値より小さい場合は
道路探索のペースが遅いということを示す。道路探索の
ペースは道路探索の領域が広ければ遅くなり、狭ければ
速くなる。
【0029】従って、(v−V)が第1所定値より大き
い場合は、重み係数εが減少されて道路の探索領域が拡
大されて道路探索のペースダウンが図られる。これによ
りユーザは制限時間Tやデータ処理量の制限値Mの範囲
内で、道路探索のペースダウンにより拡大された探索領
域における最適な道路情報を獲得することができる。一
方、(v−V)が第1所定値以下の第2所定値より小さ
い場合は、重み係数εが増大されて道路の探索領域が縮
小されて道路探索のペースアップが図られる。これによ
りユーザは制限時間Tやデータ処理長の制限値Mの範囲
内で道路情報を獲得することができる。
【0030】前記道路探索手段は、前記出発地における
最小コスト関数h(s)、道路探索の制限時間T及びそ
の一部ΔT(<T)、及び残り時間T−tの段階におい
て前記第2集合に含まれるノードのうち最小の最小コス
ト関数h(n)より、第1基準値V1 =h(s)/T
と、第2基準値V2 =h(s)/(T−ΔT)(>V)
と、有効値v={h(s)−h(n)}/tとを求め、
最新の基準値Vとして第1基準値V1 及び第2基準値V
2 を所定のタイミングで切り替えた上で、該基準値Vと
前記有効値vとの差(v−V)が、第1所定値より大き
い場合は前記重み係数εの値を減少させ、該第1所定値
以下の第2所定値より小さい場合は該重み係数εの値を
増大させて最小ノード探索処理を行うことを特徴とす
る。
【0031】前記道路探索手段は、前記出発地における
最小コスト関数h(s)、道路探索のデータ処理量の制
限値M、該制限値の一部ΔM(<M)及び該制限値Mが
mだけ減少した段階において前記第2集合に含まれるノ
ードのうち最小の最小コスト関数h(n)より、第1基
準値V1 =h(s)/Mと、第2基準値V2 =h(s)
/(M−ΔM)(>V)と、有効値v={h(s)−h
(n)}/mとを求め、最新の基準値Vとして第1基準
値V1 及び第2基準値V2 を所定のタイミングで切り替
えた上で、該基準値Vと前記有効値vとの差(v−V)
が、第1所定値より大きい場合は前記重み係数εの値を
減少させ、該第1所定値以下の第2所定値より小さい場
合は該重み係数εの値を増大させて最小ノード探索処理
を行うことを特徴とする。
【0032】本発明の第2基準値V2 は、制限時間T又
はデータ処理量の制限値MをΔT又はΔMだけ過小評価
することで、第1基準値V1 より大きく設定されてい
る。このため、基準値Vとして第2基準値V2 に切り替
えられている場合、有効値vと基準値Vとの差(v−
V)は第2所定値より小さくなりやすく、道路探索のペ
ースは実際よりも遅いと判断される傾向となる。そし
て、重み係数εが増大され、道路探索のペースアップが
図られる。
【0033】一方、基準値Vとして第2基準値V2 が第
1基準値V1 に切り替えられた場合、それまで過小評価
されていた制限時間T及びデータ処理量の制限値Mが本
来の値とされ、有効値vと当該基準値Vとの差(v−
V)は第1所定値より大きくなりやすく、道路探索のペ
ースは十分に速いと判断される傾向となる。そして、重
み係数εが減少され、道路探索のペースダウンが図られ
る。
【0034】こうして道路探索のペースダウン及びペー
スアップが切り替えられることで、探索領域を任意に拡
大又は縮小させ、制限時間T又はデータ処理量の制限値
Mの範囲内で道路検索を完了させることができる。
【0035】前記基準値Vとして第2基準値V2 が第1
基準値V1 に切り替えられる前記所定のタイミングが、
前記最小コスト関数hが所定値以下のノードが前記第2
集合に新たに含まれるときであることを特徴とする。
【0036】基準値Vとして第2基準値V2 から第1基
準値V1 への切り替えは、道路の探索領域を拡大傾向と
することを意味する。本発明によれば、第2集合に最小
コスト関数hが所定値以下のノードが新たに含まれる場
合、即ち、目的地までの距離が当該所定値と略等距離に
ある領域において道路探索中に道路の探索領域が拡大傾
向とされる。
【0037】前記基準値Vとして第2基準値V2 が第1
基準値V1 に切り替えられる前記所定のタイミングが、
近傍に目印のあるノードが前記第2集合に新たに含まれ
るときであることを特徴とする。
【0038】本発明によれば、第2集合に近傍に目印の
あるノードが新たに含まれるとき、即ち、目印がある含
まれる領域において道路探索中に道路の探索領域が拡大
傾向とされる。従って、ユーザは情報処理端末を通じて
取得した地図をたどって視覚的に又は第三者から教えて
もらう等により目印の存在を確認しやすく、ひいては自
分が目的地に正しく向かっているか否かを確認できる。
【0039】前記道路探索手段は、前記重み係数εを減
少させるとき、前記出発地に近いほど優先的に前記第2
集合から一部のノードを削除することを特徴とする。
【0040】本発明によれば、ノードの探索領域が目的
地に近づいている途中において、重み係数εが減少され
たときに出発地に近いノードの最小コスト関数が最小と
なる事態が防止される。そして、ノードの探索領域が出
発地に押し戻される事態を防止することができる。
【0041】前記道路探索手段は、前記最小コスト関数
hが所定の最小コスト値以上のノードを前記第2集合か
ら削除することを特徴とする。
【0042】これにより最小コスト関数hが大きい、即
ち目的地から遠く出発地に近いノードが優先的に第2集
合から削除される。
【0043】前記地図作成手段は、目印を含ませて地図
を作成することを特徴とする。
【0044】本発明によれば、ユーザは地図に表示され
ている道路に加え、目印に基づいて自分の位置や正しく
移動しているか否かを確認することができる。
【0045】前記情報処理端末において、前記データ送
信手段により送信された地図データに関する地図上に、
該情報処理端末の現在位置が表示されることを特徴とす
る。
【0046】本発明によれば、ユーザは情報処理端末を
通じて自分の現在位置を知ることができるので、道路探
索手段によって探索された道路の上にいるか否かを確認
することができ、ひいてはより確実に目的地に向かうこ
とができる。
【0047】前記データ送信手段は、前記道路探索手段
により探索された道路の少なくとも一部を含む詳細地図
に関する詳細地図データを、前記情報処理端末に送信す
ることを特徴とする。
【0048】本発明によれば、ユーザは情報処理端末を
通じて詳細地図を獲得することができ、ひいては詳細地
図に含まれる領域においてより確実に目的地へ向かって
移動することができる。
【0049】
【発明の実施の形態】ここで、本発明のナビゲーション
システムの実施形態について添付図面を用いて説明す
る。図1は本実施形態のナビゲーションシステムの構成
説明図であり、図2乃至図5は本実施形態のナビゲーシ
ョンシステムによる道路探索の説明図であり、図6は本
実施形態のナビゲーションシステムにおいて利用される
モバイルの表示画面の説明図である。
【0050】図1に示すナビゲーションシステムのユー
ザは、携帯電話やPHS、さらにはその付属装置等、画
像表示機能を有するモバイル(本発明の「携帯型の情報
処理端末」)xを有している。本システムは、データベ
ース(本発明の「記憶手段」)1と、データ受信手段2
と、道路探索手段3と、地図作成手段4と、データ送信
手段5とを備えている。
【0051】データベース1は、道路の構成要素である
ノードに関するデータを含む探索用地図データを記憶す
る。データ受信手段2は、モバイルxから発信される出
発地及び目的地に関する出発地・目的地データと、モバ
イルxの操作を通じてユーザにより選択される道路探索
が行われる領域の広がり方のパターンに関する探索パタ
ーンデータとをネットワークを介して受信する。ここ
で、探索パターンとしては道路探索の少なくとも前半に
おいて探索領域を拡張する「前半拡張パターン」(図9
(a)参照)と、少なくとも後半において探索領域を拡
張する「後半拡張パターン」(図9(b)参照)とがあ
る。道路探索手段3は、出発地・目的地データに関する
出発地から目的地に至る道路を、探索パターンデータ及
びデータベース1に記憶されている探索用地図データに
基づいて探索する。道路探索手段3は、前述のように評
価関数f=g+ε・hが最小のノードを重み係数εの値
を調節しながら探索する最小ノード探索処理を繰り返す
ことで道路探索を行う。地図作成手段4は道路探索手段
3により探索された道路を含む地図を作成する。データ
送信手段5は、地図作成手段4により作成された地図に
係る地図データをモバイルxにネットワークを介して送
信する。
【0052】前記構成のナビゲーションシステムでは、
まず、データ受信手段2がモバイルxから発信される出
発地及び目的地に係る出発地・目的地データと、道路探
索パターンに関する探索パターンデータとを受信する。
次に、これらのデータと、データベースに記憶されてい
る探索用地図データとに基づいて道路探索手段3により
道路探索が行われる。この道路探索について図2〜図7
及び図9を用いて説明する。
【0053】道路探索手段3は道路探索パターンが「前
半拡張パターン」の場合は図2及び図3のフローチャー
トに従って最小ノード探索処理を繰り返す。まず、図2
に従って、第1集合Ω1 に出発地に対応するノードであ
るスタートノードSが含まれ、第2集合Ω2 にスタート
ノードSに接続されるノード(図7(a)のノードA、
B、C、Dを参照)が含まれる(STEP101)。次
に、スタートノードSにおける最小コスト関数h
(s)、データ処理量の制限値M、及び基準値V=h
(s)/Mが算出される(STEP102)。ここで、
制限値Mとしてはモバイルxの記憶容量が選択される。
続いて、重み係数εが初期化される(STEP10
3)。道路探索に必要なペースを表す基準値Vが小さけ
れば重み係数εは大きめ、基準値Vが大きければ重み係
数εは小さめとされる。前述のように重み係数εはノー
ド、ひいては道路の探索領域の幅を決定するものであ
り、スタートノードS付近の探索領域は初期化された重
み係数εが大きければ幅狭となり、小さければ幅狭とな
る。そして、第2集合Ω2 に含まれているノードのう
ち、評価関数fが最小のノードn(図7(a)のノード
A参照)が探索される(STEP104)。
【0054】次に、図3に従って、評価関数fが最小の
ノードnが第2集合Ω2 から除外された上で第1集合Ω
1 に含まれ、このノードnに接続され、第1集合Ω1
含まれていないノード(図7(b)のノードE、F参
照)が第2集合Ω2 に新たに含まれる(STEP10
5)。また、ノードnにおける最小コスト関数h
(n)、ノード探索による制限値Mの減少分mより、有
効値v={h(s)−h(n)}/mが算出される(S
TEP106)。続いて、有効値vと基準値Vとの差
(v−V)が第1所定値c1 より大きいか、第1所定値
1 以下の第2基準値c2 より小さいか、それ以外であ
るかが判断される(STEP107)。
【0055】(v−V)が第1所定値c1 より大きい場
合(STEP107−aでYES)、重み係数εがδ
(>0)だけ減じられる(STEP108−a)。(v
−V)が第2所定値c2 より小さい場合(STEP10
7−aでNO、STEP107−bでYES)、重み係
数εがδ(>0)だけ減じられる(STEP108−
b)。(v−V)が第1所定値c1 以下、第2所定値c
2 以上の場合(STEP107−bでNO)、重み係数
εはそのままとされる(STEP108−c)。
【0056】続いて、第2集合Ω2 が空集合であるか否
かが判断され(STEP109)、さらに第2集合Ω2
に目的地に対応するゴールノードGが含まれているか否
かが判断される(STEP110)。第2集合Ω2 が空
集合ならば(STEP109でNO)、図2のSTEP
103に戻って重み係数εの初期化がやり直される。ま
た、第2集合Ω2 が空集合でなく(STEP109でY
ES)、ゴールノードGを含んでいなければ(STEP
110でNO)、図2のSTEP104に戻ってSTE
P104〜110の処理が繰り返される。そして、第2
集合Ω2 にゴールノードGが含まれる場合(STEP1
10でYES)、最小ノード探索処理が終了する。
【0057】道路探索手段3は道路探索パターンが「後
半拡張パターン」の場合は図4及び図5のフローチャー
トに従って最小ノード探索処理を繰り返す。また、図4
及び図5に示すSTEP201〜210は図2及び図3
に示すSTEP101〜110に対応するが、次の相違
がある。即ち、STEP201ではSTEP101の基
準値Vに対応する第1基準値V1 のみならず、制限値M
の一部をΔMとして、第2の基準値V2 =h(s)/
(M−ΔM)も算出される。また、STEP206と2
07との間で、ノードnにおける最小コスト関数h
(n)がα・h(s)(0<α<1)以下となったか否
かが判断される(STEP211)。さらに、この判断
結果に応じて最新の基準値Vとして第1基準値V1 及び
第2基準値V2が切り替えられる(STEP212)。
また、重み係数εが減少されるとき(STEP208−
aの後)、最小コスト関数h(k)がβ・h(s)(0
<α<β<1)(本発明の「所定の最小コスト値」)よ
り大きいノードkが第2集合Ω2から削除される(ST
EP213)。
【0058】道路探索手段3は、最小ノード探索処理が
終了したとき、第1集合Ω1 に含まれているノードのう
ち、スタートノードSからゴールノードGまで連続する
ノードから構成される道路を探索する。このとき、地図
作成手段4は、第1集合Ω1、第2集合Ω2 に含まれる
全てのノードを接続して構成される道路を含む地図を作
成する。この地図には道路探索手段3により探索された
道路が含まれている。続いて、データ送信手段5は、地
図作成手段4により作成された地図に関する地図データ
をモバイルxに送信する。これによりユーザはモバイル
xを通じて出発地から目的地までの道路に関する地図情
報を取得することができる。
【0059】ここで、図2及び図3のフローチャートに
従って道路が探索された場合にモバイルxにどのような
地図が表示されるかについて、モバイルxの記憶容量の
制限値Mの大小と関連付けて説明する。M=32KB、
64KBで、データ送信手段5からモバイルxへのデー
タ送信量が31.984KB、63.656KBであっ
た場合の表示地図を図6(a)、図6(b)にそれぞれ
示す。
【0060】図6(a)及び6(b)に示す地図は、ス
タートノードSの近傍では道路の網目が拡がっている
が、ゴールノードGに近づくにつれて網目が縮まってい
る点で共通している。これは、最初は重み係数εが小さ
めに設定されて道路の探索領域を幅広としていたことを
意味する(図2のSTEP103参照)。また、後半に
行くにつれてデータ送信量をMの範囲内に収めるべく、
道路探索のペースアップが図られたことを意味する。即
ち、重み係数εが徐々に増大され、探索領域が徐々に幅
狭とされたことを意味する(図3のSTEP108−b
参照)。なお、双方の地図にユーザの現在位置が表示さ
れている。
【0061】一方、図6(a)に示す地図は網目の拡が
り方が小さい点で、網目の拡がり方が大きい図6(b)
に示す地図と相違する。これは、後者が前者よりもモバ
イルxの記憶容量の制限値Mに余裕があるため、有効値
vが比較的大きめの状態が長く続いたことを示す。即
ち、後者が前者よりも図2のSTEP107−bでYE
Sとならない状態が長く続いたことを示しており、ひい
ては重み係数εがなかなか増大されないことを意味す
る。
【0062】図示しないが、図4及び図5のフローチャ
ートに従って道路が探索された場合、スタートノードS
の近傍では道路の網目が縮まり、ゴールノードGに近づ
くにつれて網目が拡がる傾向にある。また、探索領域が
ゴールノードGに近づき(STEP211でYES)、
重み係数εが減少されたとき(STEP208−a)、
ゴールノードGから遠くスタートノードSに近いノード
が第2集合Ω2 から削除される(STEP213)。従
って、ノードの探索領域がゴールノードGの近傍に至っ
ているにもかかわらず、重み係数εが減少されたときに
当該探索領域がスタートノードSに向かって押し戻され
る事態を回避することができる。これにより、ゴールノ
ードGに近づくにつれて道路の網目が広がる傾向とな
る。なお、STEP211における係数α、又はSTE
P213における係数βを探索領域がゴールノードGに
近づくほど増大させてもよい。
【0063】本実施形態のナビゲーションシステムによ
れば、(v−V)が第1所定値c1より大きい場合は、
重み係数εが減少されて道路の探索領域が拡大され、道
路探索のペースダウンが図られる。これによりユーザは
モバイルxの記憶容量の制限値Mの範囲内で、道路探索
のペースダウンにより拡大された探索領域における最適
な道路情報を獲得することができる。一方、(v−V)
が第2所定値c2 (≦c1 )より小さい場合は、重み係
数εが増大されて道路の探索領域が縮小され、道路探索
のペースアップが図られる。これによりユーザはモバイ
ルxの記憶容量の制限値Mの範囲内で道路情報を獲得す
ることができる。
【0064】かかるペースアップ又はダウンの切り替え
により、データ送信手段1からモバイルxへの地図デー
タのデータ送信量を抑制することができる。従って、コ
ンパクトではあるが記憶容量が小さいモバイルxを通じ
てユーザは必要最小限の地図情報を取得することができ
る。モバイルxが携帯型とされることで、車両変更に伴
う再取付等の煩わしさのないユーザーフレンドリーなナ
ビゲーションシステムを構築することができる。また、
駐車場から目的地まである程度離れている場合でも、ユ
ーザは車を降りてからモバイルxを携帯して地図を見な
がら目的地に向かうことができる。
【0065】なお、前記実施形態では基準値Vと有効値
vとの差に基づいて重み係数εが調節されたが、他の実
施形態として第2集合Ω2 に含まれるノードにおけるコ
スト関数gの最大値や、最小コスト関数hの最小値がい
くらになったかに基づいて重み係数εが調節されてもよ
い。探索パターンが出発地から目的地に向かう縮小部分
を有する場合、第2集合Ω2 に含まれるノードにおける
コスト関数gの最大値や、最小コスト関数hの最小値に
基づいて探索領域が縮小部分の手前に至ったことが検知
されてもよい。そして、このとき重み係数εが増大され
てもよい。一方、探索パターンが出発地から目的地に向
かう拡大部分を有する場合、第2集合Ω 2 に含まれるノ
ードにおけるコスト関数gの最大値や、最小コスト関数
hの最小値に基づいて拡大部分の手前に至ったことが検
知されてもよい。そして、このとき重み係数εが減少さ
れるとともに第2集合Ω2 から出発地に近い一部のノー
ドが削除されてもよい。
【0066】前記実施形態では道路の探索パターンとし
て2通りであったが、他の実施形態として探索パターン
が3つ以上あってもよい。また、探索領域が幅広、幅
狭、幅広、幅狭、・・と繰り返し切り替えられるパター
ンでもよい。
【0067】また、前記実施形態ではモバイル4の記憶
容量(データ処理量)の制限値Mから基準値Vが算出さ
れ(STEP102、202参照)、その減少分mから
有効値vが算出されたが(STEP106、206参
照)、他の実施形態として道路探索の制限時間Tから基
準値Vがh(s)/T又はh(s)/(T−ΔT)と算
出され、道路探索の途中の残り時間をT−tから有効値
vが{h(s)−h(n)}/tと算出されてもよい。
この場合、ユーザは例えば20秒等の制限時間内にモバ
イルxを通じて出発地から目的地までの道路に関する地
図を取得することができる。
【0068】さらに、前記実施形態ではノードnにおけ
る最小コスト関数が所定値α・h(s)以下か否かに応
じて基準値Vの値が切り替えられたが(STEP21
1、212参照)、他の実施形態として第2集合Ω2
新たに加えられたノードの近傍に建造物や幹線道路との
交差点等の目印があるか否かに応じて基準値Vの値が切
り替えられてもよい。また、この目印が地図上に表示さ
れてもよい。さらに、前記実施形態では切り替えられる
基準値は2つであったが、他の実施形態として切り替え
られる基準値が3つ以上あってもよい。この場合、探索
領域の拡大の度合いが複数段階にわたって調節される。
【0069】前記実施形態では地図作成手段4が第1集
合Ω1 、第2集合Ω2 に含まれる全てのノードを接続し
て構成される道路を含む地図を作成したが、他の実施形
態として地図作成手段4が当該道路のみを含む地図を作
成してもよく、さらに当該道路を構成するノードと、第
1集合Ω1 又は第2集合Ω2 に含まれ、これらノードに
直結するノードとを接続してなる道路をも含む地図を作
成してもよい。これにより、モバイルxへのデータ送信
量をさらに低減させることができる。この地図は十字路
かT字路か、右折か左折か等を示すため、ユーザはこれ
らの情報によって出発地から目的地に確実に向かうこと
ができる。
【0070】前記実施形態では最小コスト関数hが所定
の最小コスト値より大きいノードが第2集合Ω2 から削
除されたが、他の実施形態としてコスト関数が所定のコ
スト値より小さいノードや、3回等の所定回数より前の
最小ノード探索処理において第2集合Ω2 に追加された
ノードが第2集合Ω2 から削除されてもよい。
【0071】また、前記実施形態ではデータ送信手段5
が地図作成手段4により作成された地図に関する地図デ
ータをモバイルxに送信したが、他の実施形態としてデ
ータ送信手段5が当該地図データに加えて道路探索手段
3により探索された道路のうち目的地近傍等の一部につ
いての詳細地図に関する詳細地図データをもモバイルx
に送信してもよい。これによりユーザはモバイルxを通
じて目的地の近傍等における詳細地図を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態のナビゲーションシステムの構成説
明図
【図2】本実施形態のナビゲーションシステムによる道
路探索の説明図
【図3】本実施形態のナビゲーションシステムによる道
路探索の説明図
【図4】本実施形態のナビゲーションシステムによる道
路探索の説明図
【図5】本実施形態のナビゲーションシステムによる道
路探索の説明図
【図6】本実施形態のナビゲーションシステムにおいて
利用されるモバイルの表示画面の説明図
【図7】本発明のナビゲーションシステムにおける道路
探索の概要説明図
【図8】本発明のナビゲーションシステムにおける道路
探索の概要説明図
【図9】本発明のナビゲーションシステムにおける道路
探索の概要説明図
【符号の説明】
1‥データベース(記憶手段)、2‥データ受信手段、
3‥道路探索手段、4‥地図作成手段、5‥データ送信
手段、x‥モバイル(携帯型の情報処理端末)
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G09B 29/00 G09B 29/00 Z A 29/10 29/10 A (72)発明者 溝口 文雄 千葉県野田市山崎2641 東京理科大学情報 メディアセンター内 (72)発明者 平石 広典 千葉県野田市山崎2641 東京理科大学情報 メディアセンター内 Fターム(参考) 2C032 HB25 HC08 HD21 2F029 AA02 AA07 AB05 AB13 AC02 AC09 AC14 AC16 AC20 5B075 KK03 KK07 KK13 KK33 KK37 ND03 ND06 ND20 ND22 NK10 NK13 NK22 PP02 PP12 PP22 PQ02 PR08 QM10 UU14 UU16 5H180 AA01 AA21 BB04 BB05 CC12 FF05 FF13 FF22 FF33

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】画像表示機能を有する携帯型の情報処理端
    末のユーザに対して出発地から目的地に至るまでの道路
    を含む地図に関する地図データをネットワーク通信を利
    用して提供するナビゲーションシステムであって、 道路の構成要素であるノードに関するデータを含む探索
    用地図データを記憶する記憶手段と、 前記情報処理端末から発信される出発地及び目的地に関
    する出発地・目的地データと、該情報処理端末の操作を
    通じて該ユーザにより選択される道路探索が行われる領
    域の広がり方のパターンに関する探索パターンデータと
    を受信するデータ受信手段と、 該データ受信手段により受信された該出発地・目的地デ
    ータに関する出発地から目的地に至る道路を、該データ
    受信手段により受信された該探索パターンデータ及び該
    記憶手段に記憶されている探索用地図データに基づいて
    探索する道路探索手段と、 該道路探索手段により探索された該道路を含む地図を作
    成する地図作成手段と、該地図作成手段により作成され
    た地図に関する地図データを該情報処理端末に送信する
    データ送信手段とを備え、 前記道路探索手段は、前記出発地に対応するスタートノ
    ードを第1集合に含ませ、該出発地に接続されるノード
    を第2集合に含ませた上で、該第2集合に含まれるノー
    ドのうち、該出発地から該ノードまでの接続距離を表す
    コスト関数g、該ノードから該目的地までの直線距離を
    表す最小コスト関数h及び重み係数ε(≧1)により、 f=g+ε・h と表される評価関数fが最小のノードを求める最小ノー
    ド探索処理を行い、 該評価関数fが最小のノードを該第2集合から除外して
    該第1集合に含ませ、該ノードに接続されるノードを新
    たに該第2集合に含ませた上で、該データ受信手段によ
    り受信された該探索パターンデータに基づいて該重み係
    数εの値を増減しながら前記目的地に対応するゴールノ
    ードが該第2集合に含まれるまで該最小ノード探索処理
    を繰り返し行い、該第1集合に含まれ、該スタートノー
    ドから該ゴールノードまで連続するノードを順次接続し
    てなる道路を探索することを特徴とするナビゲーション
    システム。
  2. 【請求項2】前記地図作成手段は、前記第1集合又は前
    記第2集合に含まれた遍歴があるノードを接続してなる
    道路を含む地図を作成することを特徴とする請求項1記
    載のナビゲーションシステム。
  3. 【請求項3】前記地図作成手段は、前記出発地から前記
    目的地まで至る道路を構成するノードと、前記第1集合
    又は第2集合に含まれた遍歴があり、該ノードに直結す
    るノードとを接続してなる道路を含む地図を作成するこ
    とを特徴とする請求項1記載のナビゲーションシステ
    ム。
  4. 【請求項4】前記データ受信手段により受信された前記
    探索パターンデータに関する道路探索のパターンが、前
    記出発地から前記目的地に向かう縮小部分を有する場
    合、 前記道路探索手段は、該縮小部分の手前で前記重み係数
    εを増大させることを特徴とする請求項1乃至3のいず
    れか1つに記載のナビゲーションシステム。
  5. 【請求項5】前記データ受信手段により受信された前記
    探索パターンデータに関する道路探索のパターンが、前
    記出発地から前記目的地に向かう拡大部分を有する場
    合、 前記道路探索手段は、該拡大部分の手前で前記重み係数
    εを減少させるとともに該出発地に近いほど優先的に前
    記第2集合から一部のノードを削除することを特徴とす
    る請求項1乃至3のいずれか1つに記載のナビゲーショ
    ンシステム。
  6. 【請求項6】前記道路探索手段は、前記出発地における
    最小コスト関数h(s)、道路探索の制限時間T、及び
    残り時間T−tの段階における前記第2集合に含まれる
    ノードのうち最小の最小コスト関数h(n)より、基準
    値V=h(s)/Tと、有効値v={h(s)−h
    (n)}/tとを求め、 両者の差(v−V)が、第1所定値より大きい場合は前
    記重み係数εの値を減少させ、該第1所定値以下の第2
    所定値より小さい場合は該重み係数εの値を増大させて
    最小ノード探索処理を行うことを特徴とする請求項1乃
    至3のいずれか1つに記載のナビゲーションシステム。
  7. 【請求項7】前記道路探索手段は、前記出発地における
    最小コスト関数h(s)、道路探索の制限時間T及びそ
    の一部ΔT(<T)、及び残り時間T−tの段階におい
    て前記第2集合に含まれるノードのうち最小の最小コス
    ト関数h(n)より、第1基準値V1 =h(s)/T
    と、第2基準値V2 =h(s)/(T−ΔT)(>V)
    と、有効値v={h(s)−h(n)}/tとを求め、 最新の基準値Vとして第1基準値V1 及び第2基準値V
    2 を所定のタイミングで切り替えた上で、 該基準値Vと前記有効値vとの差(v−V)が、第1所
    定値より大きい場合は前記重み係数εの値を減少させ、
    該第1所定値以下の第2所定値より小さい場合は該重み
    係数εの値を増大させて最小ノード探索処理を行うこと
    を特徴とする請求項1乃至3のいずれか1つに記載のナ
    ビゲーションシステム。
  8. 【請求項8】前記道路探索手段は、前記出発地における
    最小コスト関数h(s)、道路探索のデータ処理量の制
    限値M、及び該制限値Mがmだけ減少した段階において
    前記第2集合に含まれるノードのうち最小の最小コスト
    関数h(n)より、基準値V=h(s)/Mと、有効値
    v={h(s)−h(n)}/mとを求め、 両者の差(v−V)が、第1所定値より大きい場合は前
    記重み係数εの値を減少させ、該第1所定値以下の第2
    所定値より小さい場合は該重み係数εの値を増大させて
    最小ノード探索処理を行うことを特徴とする請求項1乃
    至3のいずれか1つに記載のナビゲーションシステム。
  9. 【請求項9】前記道路探索手段は、前記出発地における
    最小コスト関数h(s)、道路探索のデータ処理量の制
    限値M、該制限値の一部ΔM(<M)及び該制限値Mが
    mだけ減少した段階において前記第2集合に含まれるノ
    ードのうち最小の最小コスト関数h(n)より、第1基
    準値V1 =h(s)/Mと、第2基準値V2 =h(s)
    /(M−ΔM)(>V)と、有効値v={h(s)−h
    (n)}/mとを求め、最新の基準値Vとして第1基準
    値V1 及び第2基準値V2 を所定のタイミングで切り替
    えた上で、 該基準値Vと前記有効値vとの差(v−V)が、第1所
    定値より大きい場合は前記重み係数εの値を減少させ、
    該第1所定値以下の第2所定値より小さい場合は該重み
    係数εの値を増大させて最小ノード探索処理を行うこと
    を特徴とする請求項1乃至3のいずれか1つに記載のナ
    ビゲーションシステム。
  10. 【請求項10】前記基準値Vとして第2基準値V2 が第
    1基準値V1 に切り替えられる前記所定のタイミング
    が、前記最小コスト関数hが所定値以下のノードが前記
    第2集合に新たに含まれるときであることを特徴とする
    請求項7又は9記載のナビゲーションシステム。
  11. 【請求項11】前記基準値Vとして第2基準値V2 が第
    1基準値V1 に切り替えられる前記所定のタイミング
    が、近傍に目印のあるノードが前記第2集合に新たに含
    まれるときであることを特徴とする請求項7又は9記載
    のナビゲーションシステム。
  12. 【請求項12】前記道路探索手段は、前記重み係数εを
    減少させるとき、前記出発地に近いほど優先的に前記第
    2集合から一部のノードを削除することを特徴とする請
    求項6乃至11のいずれか1つに記載のナビゲーション
    システム。
  13. 【請求項13】前記道路探索手段は、前記最小コスト関
    数hが所定の最小コスト値以上のノードを前記第2集合
    から削除することを特徴とする請求項5又は12記載の
    ナビゲーションシステム。
  14. 【請求項14】前記地図作成手段は、目印を含ませて地
    図を作成することを特徴とする請求項1乃至13のいず
    れか1つに記載のナビゲーションシステム。
  15. 【請求項15】前記情報処理端末において、前記データ
    送信手段により送信された地図データに関する地図の上
    に、該情報処理端末の現在位置が表示されることを特徴
    とする請求項1乃至14のいずれか1つに記載のナビゲ
    ーションシステム。
  16. 【請求項16】前記データ送信手段は、前記道路探索手
    段により探索された道路の少なくとも一部を含む詳細地
    図に関する詳細地図データを、前記情報処理端末に送信
    することを特徴とする請求項1乃至15のいずれか1つ
    に記載のナビゲーションシステム。
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