JP2002098540A

JP2002098540A - 経路探索方法

Info

Publication number: JP2002098540A
Application number: JP2001213303A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Tanimoto; 敏谷本; Koichi Endo; 浩一遠藤; Hayes David; ヘイズデビッド
Original assignee: Alpine Electronics Inc
Current assignee: Alpine Electronics Inc
Priority date: 2000-08-07
Filing date: 2001-07-13
Publication date: 2002-04-05
Anticipated expiration: 2021-07-13
Also published as: US6263277B1; JP4353658B2

Abstract

(57)【要約】【課題】少々距離が長くなってもフリーウェイ等のメ
インの道路を選択しやすくする。【解決手段】リンク情報に、リンク両端のノード、リ
ンク長、リンクの制限速度、リンクの機能的クラスFCを
含ませて地図情報を作成する。経路探索に際して、誘導
経路探索部１５ｇは目的地までの直線距離とリンクの機
能的クラスFCとに基づいて該リンクの制限速度を補正
し、補正された制限速度とリンク長よりリンク通過時間
を計算し、該リンク通過時間に基づいて目的地までの所
要時間が最短となる経路を探索する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は経路探索方法に係わ
り、特に、目的地までの経路を探索するナビゲーション
装置における経路探索方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】車載用ナビゲーション装置は、車両位置
を検出してDVDなどの地図記憶媒体から車両位置周辺の
地図データを読み出して地図をディスプレイ画面に描画
するとともに該地図上の所定箇所に車両位置マークを重
ねて描画する。そして、車両が移動するに従い、車両位
置マークを画面中央等の所定位置に固定すると共に地図
をスクロールして、常に、車両位置周辺の地図が一目で
判るようにようになっている。かかる車載用ナビゲーシ
ョン装置には、出発地点から目的地点まで例えば最短時
間あるいは最短距離を辿るような誘導経路を探索し、画
面に該経路を表示して運転者の走行案内をする経路誘導
機能が設けられている。この経路誘導機能によれば、実
際の運転に際して、誘導経路を特定の色で太く表示する
など他の道路と識別可能に表示して、運転者が目的地ま
で容易に到着できるようになっている。車両が走行する
誘導経路を道路地図データから検索する方法として、ダ
イクストラ法やＡ^*アルゴリズム等が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ナビゲーション装置の
経路探索に際して、ユーザは生成される経路の質だけで
は満足しない。その経路を探索するのに費やされる時間
についても考慮する必要がある。理想的な経路探索に望
まれるのは、より高速で、より質の良い解である。しか
し、一般に解の質と探索時間はトレードオフの関係にあ
り、現実的に探索時間が短くて済む最適解に近い解の方
が、長い探索時間を必要とする最適解よりも利用価値が
ある。ダイクストラ法やＡ^*アルゴリズムは最適経路、
すなわち、最短経路を探索できるが、探索範囲が広いた
め探索時間が長くなる。特に、出発地から目的地までの
距離が長くなったり、道路網の密度が高くなると経路探
索の対象となる交差点、リンクが多くなり、経路探索時
間が増加する。

【０００４】本発明の目的は、目的地までの距離が長く
なれば少々距離が長くなってもフリーウェイ等のメイン
の道路を選択しやすくすることである。本発明の別の目
的は、短時間で目的地までの経路を探索できるようにす
ることである。本発明の別の目的は、交差点における信
号待ち、一時停止待ちなど交差点通過時間を考慮した経
路探索を行えるようにすることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によれ
ば、(1) リンク情報に、リンク両端のノード、リンク
長、リンクの制限速度、リンクの機能的クラスを含ませ
て地図情報を作成すること、(2) 経路探索に際して、着
目リンクのノードから目的地までの直線距離と該リンク
の機能的クラスとに基づいて該リンクの制限速度を補正
すること、(3) 補正制限速度とリンク長とからリンク通
過時間を計算し、(4) 該リンク通過時間に基づいて目的
地までの所要時間が最短となる経路を探索すること、を
有する経路探索方法により達成される。

【０００６】又、上記課題は、本発明によれば、更に、
(1) 出発地が属するリンクの機能的クラスと同一クラス
のリンクを用いて上位クラスのリンクに到達するまで該
出発地より目的地に向けて経路探索を行うこと、(2) 同
様に目的地が属するリンクの機能的クラスと同一クラス
のリンクを用いて上位クラスのリンクに到達するまで該
目的地より出発地に向けて経路探索を行うこと、(3) 前
記出発地より探索した上位クラスのリンクのノードを新
たな出発地、前記目的地より探索した上位クラスのリン
クのノードを新たな目的地とし、該クラスのリンクを用
いて上記処理を繰り返すこと、(4) ２つのパスが遭遇す
るとき、出発地側から求めた各クラスの探索経路と目的
地側から求めた各クラスの探索経路を接続して誘導経路
を形成すること、を有する経路探索方法により達成され
る。

【０００７】又、上記課題は本発明によれば、(1) 交差
する道路の機能的クラス及び自リンクの機能的クラスを
考慮してノード通過時間を推定すること、(2) 該ノード
通過時間を前記リンク通過時間に加算して該リンク通過
時間を補正すること、を有する経路探索方法により達成
される。

【０００８】

【発明の実施の形態】（ａ）車載ナビゲーション装置の
全体構成図１は本発明の車載ナビゲーション装置の全体構成図で
ある。図中、１１は地図データを記憶するDVD(Digital
Video Disk)などの地図情報記憶部である。地図は縮尺
レベルに応じて適当な大きさの経度幅、緯度幅に区切ら
れており、道路は経緯度で表現された頂点(ノード)の座
標集合で示され、各頂点(ノード)を順に直線で接続する
ことに描画できる。２つの交差点ノードを連結した道路
部分はリンクと呼ばれ、道路は多数のリンクで構成され
ている。

【０００９】地図データには、図２に示すように、道路
リスト、各道路の道路データ、道路を構成する各リンク
のリンクデータを有している。道路データは、道路名、
道路を構成するリンクIDを含んでいる。例えば、道路網
が図３に示すような場合、Road 2の道路データは図２に
示すようになる。リンクデータLink Dataは、(1) リン
ク両端のノードID(NDPT11、NDPT12)、(2) リンク長
Ｄ_L、(3) リンクの制限速度を特定するスピードカテゴ
リーSC、(4) リンクの機能的クラスFC(FunctionalClas
s)、その他、(5) 一方通行情報、(6) レーン数、(7)Fre
e Road/ Toll Roadの別などを含んでいる。スピードカ
テゴリーSCと制限速度Ｖの関係は例えば図４に示す通り
であり、制限速度Ｖは0〜7の８段階に区分されている。
又、リンクの機能的クラスFCは、リンクの幅員（又はレ
ーン数）、制限速度、道路の種別など機能的要素を考慮
して決定され、例えばFC=0〜5まで６段階に区分されて
いる。FC=0はメインクラスで、フリーウェイ（freewa
y）を意味し、FC=1はファーストクラスで、有料道路/州
間ハイウェイ(tollhway/interstate highway)を意味
し、FC=2はセカンドクラスで一般国道を意味し、FC=3は
サードクラスで県道を意味し、FC=4はフォースクラス
で、県道以下の狭い道路を意味し、FC=5はフォースクラ
ス以下のクラス(Less Than Fourth クラス)であり、細
街路を意味する。

【００１０】図１に戻って、１２は車両の現在位置に応
じた地図画像や車両位置マーク、誘導経路等を描画する
ディスプレイ装置（CRT）、１３は車両位置検出部であ
り、図示しないが、車両の進行方位を検出する振動ジャ
イロ等の方位センサと所定走行距離毎に１個のパルスを
発生する距離センサとGPS衛星からの電波を受信して車
両の絶対位置を測位するGPS受信機とを使って車両の現
在位置（緯度、経度）を算出している。１４はリモコン
であり、画面に表示されている各種メニューリストから
メニューを選択したり、地図をスクロールする際に使用
する。１５はナビゲーション制御部であり、(1) 地図デ
ータを用いた車両周辺の地図画像発生処理、(2) 経路探
索処理、(3) 車両位置マークや誘導経路画像の発生処理
などを行う。

【００１１】ナビゲーション制御部１５において、１５
ａはリモコンの操作に応じた信号を受信して各部に指示
するリモコン制御部である。１５ｂは車両位置データに
基づき、現在地周辺で画面表示範囲より広い範囲の地図
データ（例えば９画面分の地図データ）を地図情報記憶
部１１から読み出し、該地図データに基づいてドットイ
メージの地図画像を発生する地図画像描画部である。１
５ｃは誘導経路探索処理により得られた出発地から目的
地までの誘導経路データに基づいて誘導経路画像を発生
する誘導経路描画部、１５ｄは地図画像及び誘導経路画
像を記憶するビデオRAMである。地図画像描画部１５ｂ
はディスプレイ画面の表示範囲がビデオRAM １５ｄの画
像範囲を超えないように、車両の走行に従って、随時、
ビデオRAM１５ｄを書き換え、また誘導経路描画部１５
ｃも車両の走行に応じて誘導経路画像を発生してビデオ
RAM １５ｄに記憶させるようになっている。１５ｅは車
両の現在位置がディスプレイ画面の中心に位置するよう
にビデオRAM １５ｄから１画面分の地図画像を切り出す
画像切り出し制御部であり、切り出し位置は地図画像描
画部１５ｂから指示される。１５ｆはディスプレイ画面
の中心に車両位置マークを表示するための車両位置マー
ク発生部である。

【００１２】１５ｇは誘導経路探索部であり、出発地
（例えば車両現在位置）、目的地が入力されると地図情
報に基づいて出発地から目的地までの誘導経路を探索す
る。誘導経路探索部１５ｇは出発地から目的地までの交
差点間のリンク旅行時間の合計が最も短くなるような経
路をＡ^*アルゴリズムにしたがって探索し、この経路に
沿って経路誘導を行う。15g-1は制限速度補正値テーブ
ルを記憶する記憶部であり、制限速度補正値テーブル15
g-1は図５に示すように、目的地までの直線距離Ｄmgと
リンクの機能的クラスFCとの組み合わせに対するリンク
制限速度Ｖの補正値Ｖcを保持している。この速度補正
値Ｖcは目的地までの距離が長くなる程上位クラスのリ
ンク(道路)が経路として選択されやすくなるように決定
されている。すなわち、(1) 速度補正値Ｖcは、上位ク
ラスほど制限速度Ｖが大になるように決定され(Ｖc>
0)、又、下位クラスほど制限速度Ｖが小さくなるように
決定され(Ｖc<0)、更に、(2) 目的地までの直線距離が
長くなるほど速度補正値Ｖcの絶対値が大きくなるよう
に決定されている。

【００１３】１５ｈは出発地から目的地までの誘導経路
を記憶する誘導経路記憶部、１５ｉは合成部で、ビデオ
ＲＡＭ１５ｄ、車両位置マーク発生部１５ｆからそれぞ
れ読み出された地図画像及び誘導経路画像、車両位置マ
ーク画像を合成してディスプレイ装置１２に出力し、画
像表示する。

【００１４】（ｂ）第１の経路探索処理Ａ^*アルゴリズムは、最短経路あるいは最短時間経路を
効率的に発見できるアルゴリズムである。このＡ^*アル
ゴリズムは、探索段階においてｈ(n)，ｇ(n)の和をノー
ドｎ（交通網における交差点）の評価ｆ(n)とする。つ
まり、ｆ(n)＝ｇ(n)＋ｈ(n) (1) ただし、ｈ(n)＝ノードｎから目的地ノード到達までに必要と予
測される最小コスト（ヒューリスティック関数）ｇ(n)＝出発地点ノードからノードｎまでの実コストである。このノードの評価ｆ(n)を最小にするノードが
探索の各段階で枝を広げ、探索が進められる。なお、最
短時間経路探索において、良好な結果を与えるヒューリ
スティック関数として、次式ｈ(n)＝［ノードｎからゴールＧまでの直線距離を平均走行速度Ｖavr で除算した値］・・・(2) が知られている。図６は評価関数の図解的説明図であ
り、Ｓは出発地、Ｇは目的地、ｎは着目ノードである。
Ａ^*アルゴリズムの特徴として、次の２点があげられ
る。

【００１５】・出発地点Ｓから目的地点Ｇまでの経路が
あるならば、必ず経路（解）を発見することができる。・ヒューリスティック関数ｈ(n)が、真のコストを越え
ないのであれば、最短時間経路を発見することができ
る。道路網における２点間の直線距離は、その２点を結
ぶ最短経路の距離よりも必ず小さいので、前述の(2)式
におけるヒューリスティック関数ｈ(n)は真のコストを
越えることがなく、従って、必ず最短時間経路を得るこ
とができる。

【００１６】図７は本発明のＡ^*アルゴリズムの処理フ
ローである。なお、ノードｎからノードｍに至るリンク
L(n、m)のコストをcost(n,m)、あるノードｎに接続する
全てのリンクを求める処理を展開するといい、前記ある
ノードｎを親ノード、求めたリンクの他方のノードｍを
子ノードという。又、展開可能性のあるノードの集合を
OPEN、既に展開済みのノードの集合をCLOSEDとする。
初期時、集合OPENを構成するノードを出発地Ｓのみと
し、集合CLOSEDを空集合とする（ステップ101）。すな
わち、 OPEN：（Ｓ） CLOSED：［］とする。

【００１７】ついで、集合OPENが空集合であるかチェッ
クし(ステップ102）、空集合であれば最適経路探索は失
敗と判定する（ステップ103）。しかし、空集合でなけ
れば、集合OPENの先頭ノード（初期時には出発地Ｓ）を
取り出してｎとする（ステップ104）。先頭ノードを取
り出すことにより該ノードを集合OPENより削除する。つ
いで、ノードｎが目的地Ｇであるかチェックし（ステッ
プ105）、目的地であれば、経路探索が成功する（ステ
ップ106）。したがって、後述するポインタを用いて目
的地Ｇより出発地Ｓ方向に辿ることにより最短時間経路
を得ることができる。一方、ステップ105において、ノ
ードｎが目的地Ｇでなければ、該ノードｎと接続する全
リンクを求め、ノードｎを集合CLOSEDに入れる（ステッ
プ 107）。以後、求めた全てのリンクＬ(n,m)の子ノー
ドｍについて以下のステップ108a〜 108dを実行する。

【００１８】すなわち、子ノードｍについて、評価値を
次式ｆ(n,m)＝ｇ(n)+cost(n,m)＋ｈ(m) (3) により計算する（ステップ108a）。上記(3)式中のｇ(n)
はノードｎまでの実コストで既知である。(3)式の評価
値ｆ(n,m)の計算は図８に示すフローに従って行う。
まず、リンクL(n,m)のリンク長Ｄ_L、スピードカテゴリ
ーSC及び機能的クラスFCを求める(ステップ201)。つい
で、着目リンクL(n,m)の子ノードｍから目的地までの直
線距離Ｄmgを計算し(ステップ202)、平均速度Ｖavrを用
いて次式ｈ(m)＝Ｄmg／Ｖavr (4) によりヒューリスティック関数ｈ(m)を計算する(ステッ
プ203)。

【００１９】ついで、機能的クラスFC、直線距離Ｄmgに
基づいて補正値テーブル(図５参照）より速度補正値Ｖc
を求める（ステップ204)。又、スピードカテゴリーSCに
応じた制限速度Ｖを制限速度テーブル（図４参照）より
求める（ステップ205)。しかる後、リンク通過時間cost
(n,m)を次式 cost(n,m)=Ｄ_L／（Ｖ＋Ｖc） (5) により計算し(ステップ206)、最後に、ｇ(n), cost(n,
m)、ｈ(m)を用いて(3)式により評価値ｆ(n,m)を計算す
る(ステップ207)。以上により、評価値ｆ(n,m)が求まれ
ば、子ノードｍが集合OPENあるいは集合CLOSEDに含まれ
ているかチェックする。子ノードが集合OPEN、CLOSEDの
いずれにも含まれていなければ、子ノードｍから親ノードｎへのポインタを作成し、前記評価値ｆ(n,m)をｆ(m)とし（ｆ(n,m)→ｆ(m)）、ポインタ及び評価値ｆ(m)をそれぞれ子ノードｍに関連
付け、該子ノードｍを集合OPENに入れる（ステップ 108
b）。

【００２０】一方、子ノードｍが集合OPENに含まれてい
れば、集合OPENの該ノードに関連付けられている評価値
ｆ(m)（第１の評価値）と前記計算した評価値ｆ(n,
m)（第２の評価値）を比較する。第２の評価値が小さけ
れば、集合OPENの前記ノードｍの評価値を第２の評価値
ｆ(n,m)で更新し（ｆ(n,m)→ｆ(m)）、かつ、該ノード
ｍの親ノードがノードｎとなるようにポインタを更新す
る（ステップ108c）。しかし、第２の評価値ｆ(n,m)が
第１の評価値ｆ(m)より大きければ、ステップ108cの処
理をせず、着目している子ノードｍを棄てる。このステ
ップ108cは、ノードｍに到る既知経路より更に評価値の
良い経路が発見された場合、ポインタを更新することに
より評価値のよい経路を新たな既知経路とするものであ
る。

【００２１】一方、子ノードｍが集合CLOSEDに含まれて
いれば、集合CLOSEDの該ノードに関連付けられている評
価値ｆ(m)（第１の評価値）と前記計算した評価値ｆ(n,
m)（第２の評価値）を比較する。第２の評価値が小さけ
れば、集合CLOSEDにおける着目ノード（子ノードｍ）の
親ノードがノードｎとなるようにポインタを更新し、か
つ、該着目ノードの評価値を第２の評価値ｆ(n,m)で更
新し（ｆ(n,m)→ｆ(m)）、該着目ノードを集合OPENに戻
す（ステップ108d）。尚、第２の評価値ｆ(n,m)が第１
の評価値より大きければ、ステップ108dの処理はせず、
着目している子ノードｍを棄てる。このステップ108d
は、ノードｍに到る既知の経路より更に評価値の良い経
路が発見された場合であって、該ノードｍが既に展開済
みになっている場合に、ノードｍのポインタを更新する
ことにより評価値のよい経路を新たな既知経路とし、か
つ、ノードｍを新たな既知経路に関連して展開可能性が
あるものとして集合OPENに復活するものである。

【００２２】ついで、集合OPENを構成する各ノードの評
価値に基づいて評価値の小さい順に並び替える（ステッ
プ109）。これにより、評価値が最小の、現時点では最
も最適と思われるノードが集合OPENの先頭ノードにな
る。以後、ステップ102に戻り、目的地Ｇにたどり着く
まで以降の処理を繰り返す。目的地Ｇに到着すれば、ポ
インタを用いて目的地Ｇより出発地Ｓに向けて辿ること
により、出発地Ｓから目的地Ｇまでの最短時間経路を得
ることができる。以上第１の経路探索処理によれば、速
度補正値Ｖcを上位クラスほど制限速度Ｖが大になるよ
うに決定し(Ｖc>0)、下位クラスほど制限速度Ｖが小さ
くなるように決定し(Ｖc<0)、又、目的地までの直線距
離が長くなるほど速度補正値Ｖcの絶対値|Ｖc|が大きく
なるように決定するから、目的地までの距離が長くなる
ほど上位クラスのリンク(道路)を経路として選択するこ
とができる。

【００２３】（ｃ）評価値計算の別の処理以上では、評価値ｆ(n,m)を交差点通過時間を考慮しな
いで計算したが、この交差点通過時間を考慮して評価値
を計算することもできる。地図情報には、信号の有無、
一時停止、信号待ち時間などの情報が含まれていない。
そこで、交差点における通過時間T_PSを、交差するリン
クの機能的クラス及び自リンクの機能的クラスを考慮し
て推定し、該交差点通過時間T_PSを前記リンク通過時間c
ost(n,m)に加算して該リンク通過時間を補正する。図９
Ａに示すように走行中リンク（L₁₁、L₁₂)の方が交差す
るリンク（L₂₁、L₂₂)より機能的クラスFCが上位であれ
ば、交差点通過時間を小さい時間Tsとする。逆に走行中
リンクの方が交差するリンクより機能的クラスFCが下位
であれば、交差点通過時間を大きな時間T_L(>Ts)とす
る。又、図９Ｂに示すように走行中リンク（L₁₁、L₁₂)
と交差するリンク（L₂₁、L₂₂)の機能的クラスFCが同じ
であれば、交差点通過時間を Ts,T_Lの中間的な時間T_M(=
(Ts+T_L)/2)とする。

【００２４】図１０は交差点通過時間を考慮した評価値
の計算処理フローであり、ステップ205までは図８の処
理フローと同じである。ステップ205において、スピー
ドカテゴリーSCに応じた制限速度Ｖを制限速度テーブル
より求めれば、cost′(n,m)を次式 cost′(n,m)=Ｄ_L／（Ｖ＋Ｖc） (5)′ により計算する(ステップ211)。ついで、子ノードｍで
交差するリンクの機能的クラスFCが自リンクより上位の
クラスかチェックし(ステップ212)、上位のクラスであ
れば交差点通過時間T_PS=T_Lとし(ステップ213a)、下位の
クラスであれば交差点通過時間T_PS=T_Sとし(ステップ213
b)、同一クラスであれば交差点通過時間T_PS=T_Mとする
(ステップ213c)。

【００２５】ついで、リンク通過時間cost(n,m)を次式 cost(n,m)=cost′(n,m)+T_PS(6) により計算し(ステップ214)、最後に、ｇ(n), cost(n,
m)、ｈ(m)を用いて(3)式により評価値ｆ(n,m)を計算す
る(ステップ215)。

【００２６】（ｄ）第２の経路探索処理図７の第１の経路探索では、全リンクを対象にＡ^*アル
ゴリズムを適用した。しかし、全リンクを対象にすると
探索時間が長くなる。そこで、第２の経路探索では、
(1) 出発地が属するリンクの機能的クラスFCと同一クラ
スのリンクを用いて上位クラスのリンクに到達するまで
該出発地より目的地に向けて経路探索を行い、(2) 同様
に、目的地が属するリンクの機能的クラスと同一クラス
のリンクを用いて上位クラスのリンクに到達するまで該
目的地より出発地に向けて経路探索を行い、(3) 出発地
より探索した上位クラスのリンクのノードを新たな出発
地とし、又、目的地より探索した上位クラスのリンクの
ノードを新たな目的地とし、(4) 該上位クラスのリンク
を用いて上記処理を繰り返し、(5) 所定クラスにおいて
目的地に到達すれば、出発地側から求めた各クラスの探
索経路と目的地側から求めた各クラスの探索経路を順番
に接続して誘導経路を形成する。ただし、前記新たな出
発地を１つのノードとするリンクのクラスと、前記新た
な目的地を１つのノードとするリンクのクラスは同じで
ある。

【００２７】図１１は本発明の第２の経路探索処理フロ
ーである。まず、出発地（車両現在位置）と目的地を入
力し（ステップ301)、ｉ=5(最下位の機能的クラス）と
する（ステップ302）。ついで、出発地よりFC=iのリン
クのみを用いて図７の第１の経路探索処理を行い(ステ
ップ303)、目的地に到達したかチェックする(ステップ3
04)。目的地に到達してなければ、FC=j(>i)の上位クラ
ス（上層）のリンクまで探索できたかチェックし（ステ
ップ305)、「NO」であれば、ステップ303以降の処理を繰
り返す。ステップ305で、「YES」となれば、目的地より
FC=iのリンクのみを用いて図７の第１の経路探索処理を
行い(ステップ306)、FC=j(>i)の上層ノードまで探索で
きたかチェックし（ステップ307)、「NO」であれば、ステ
ップ306以降の処理を繰り返す。FC=j(>i)の上層ノード
まで探索できれば、出発地から上層リンクまでの経路S
(FC)、目的地から上層リンクまでの経路G(FC)を保存す
る(ステップ308)。

【００２８】ついで、j→iとし(ステップ 309)、出発地
側の上層リンクのノードＮsを新たな出発地、目的地側
の上層リンクのノードＮ_Gを新たな目的地とし(ステップ
310)、ステップ303以降の処理を繰り返す。以後、上記
処理が繰り返され、最終的にステップ304において目的
地に到達すれば、保存してある出発地側から求めた各ク
ラスの探索経路S(5),S(4),S(3),S(2),S(1),S(0)と目的
地側から求めた各クラスの探索経路G(5),G(4),G(3),G
(2),G(1),G(0)を順番に接続して誘導経路 S(5)→S(4)→S(3)→S(2)→S(1)→S(0)→G(0)→G(1)→G
(2)→G(3)→G(4)→G(5) を形成する(ステップ311)。尚、ステップ303の経路探索
処理において、評価値が等しければ、機能的クラスが上
位のリンクが選ばれるように経路探索を行う。

【００２９】第２の経路探索処理によれば、各リンクに
機能的クラスを割付け、出発地及び目的地がFC=iのノー
ドであれば、FC=iのみのリンクを用いて経路探索し、上
位クラスj(>i)のリンクに到達すれば、上位クラスFC=j
のみのリンクを用いて経路探索し、以下同様に経路探索
するから、経路探索対象のリンク数が少なくなり、短時
間で目的地までの経路を探索できる。又、第２の経路探
索によれば、速度補正値Ｖcを上位クラスほど制限速度
Ｖが大になるように決定し(Ｖc>0)、下位クラスほど制
限速度Ｖが小さくなるように決定し(Ｖc<0)、又、目的
地までの直線距離が長くなるほど速度補正値Ｖcの絶対
値|Ｖc|が大きくなるように決定するから、素早く上位
クラスのリンクに到達することができ、探索時間を短縮
できる。すなわち、上位クラスほどリンク数が少なく、
かつ、エリアが広くなるから、素早く上位クラスのリン
クに到達することにより探索時間を短縮できる。

【００３０】以上では経路探索法としてＡ^*アルゴリズ
ムを用いた場合について説明したが、ダイクストラ法な
ど別の経路探索処理を適用することもできる。以上、本
発明の実施例により説明したが、本発明は請求の範囲に
記載した本発明の趣旨に従い種々の変形が可能であり、
本発明はこれらを排除するものではない。

【００３１】

【発明の効果】以上本発明によれば、目的地までの距離
が長くなれば少々距離が長くなってもフリーウェイ等の
メインの道路を選択しやすくできる。又、本発明によれ
ば、短時間で目的地までの経路を探索することができ
る。又、本発明によれば、交差点における信号待ち、一
時停止待ちなど交差点通過時間を考慮した経路探索を行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車載ナビゲーション装置の全体構成図
である。

【図２】地図データ説明図である。

【図３】道路データ説明図である。

【図４】スピードカテゴリーと制限速度の関係図であ
る。

【図５】制限速度補正値テーブル説明図である。

【図６】Ａ^*アルゴリズムにおける評価関数の図解的説
明図である。

【図７】本発明のＡ^*アルゴリズムによる経路探索処理
フローである。

【図８】評価値の計算処理フローである。

【図９】図９Ａ、図９Ｂは交差点通過時間説明図であ
る。

【図１０】交差点通過時間を考慮した評価値の計算処理
フローである。

【図１１】本発明の第２の経路探索処理フローである。

【符号の説明】

１１地図情報記憶部１２ディスプレイ装置（CRT）１３車両位置検出部１４リモコン１５ナビゲーション制御部１５ａリモコン制御部１５ｂ地図画像描画部１５ｃ誘導経路描画部１５ｄビデオRAM １５ｅ画像切り出し制御部１５ｆ車両位置マーク発生部１５ｇ誘導経路探索部１５ｈ誘導経路記憶部１５ｉ合成部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者デビッドヘイズ 90064 アメリカ合衆国カリフォルニア州ロスアンジェルスソウテルブルバード＃401 2852 Ｆターム(参考） 2C032 HB02 HB05 HB22 HC08 HC13 HD03 HD16 HD21 2F029 AA02 AB01 AB07 AB13 AC02 AC04 AC06 AC08 AC14 5H180 AA01 BB13 BB15 FF04 FF05 FF22 FF27 FF32

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】目的地までの経路を探索するナビゲーシ
ョン装置における経路探索方法において、リンク情報に、リンク両端のノード、リンク長、リンク
の制限速度、リンクの機能的クラスを含ませて地図情報
を作成し、経路探索に際して、目的地までの直線距離とリンクの機
能的クラスとに基づいて該リンクの制限速度を補正し、補正された制限速度とリンク長よりリンク通過時間を計
算し、該リンク通過時間に基づいて目的地までの所要時間が最
短となる経路を探索する、ことを特徴とする経路探索方法。
【請求項２】幅員、制限速度、道路の種別のうち少な
くとも１つが含まれる道路の機能的要素を考慮して前記
機能的クラスを決定し、上位クラスのリンクにおける制限速度が大きくなるよう
に、又、下位クラスのリンクにおける制限速度が小さく
なるように補正値を決定する、ことを特徴とする請求項１記載の経路探索方法。
【請求項３】目的地までの直線距離が長くなるほど、
補正値を大きくする、ことを特徴とする請求項２記載の経路探索方法。
【請求項４】目的地までの直線距離とリンクの機能的
クラスとの組み合わせに対する制限速度の補正値を保持
するテーブルを設け、該テーブルより求まる補正値を用いてリンクの制限速度
を補正する、ことを特徴とする請求項３記載の経路探索方法。
【請求項５】交差する道路の機能的クラス及び自リン
クの機能的クラスを考慮してノード通過時間を推定し、該ノード通過時間を前記リンク通過時間に加算して該リ
ンク通過時間を補正する、ことを特徴とする請求項１記載の経路探索方法。
【請求項６】幅員、制限速度、道路の種別のうち少な
くとも１つが含まれる道路の機能的要素を考慮して前記
機能的クラスを決定し、上位クラスのリンクにおける制限速度が大きくなるよう
に、又、下位クラスのリンクにおける制限速度が小さく
なるように補正値を決定する、ことを特徴とする請求項５記載の経路探索方法。
【請求項７】目的地までの直線距離が長くなるほど、
補正値を大きくする、ことを特徴とする請求項６記載の
経路探索方法。
【請求項８】目的地までの直線距離とリンクの機能的
クラスとの組み合わせに対する制限速度の補正値を保持
するテーブルを設け、該テーブルより求まる補正値を用いてリンクの制限速度
を補正する、ことを特徴とする請求項７記載の経路探索方法。
【請求項９】目的地までの経路を探索するナビゲーシ
ョン装置における経路探索方法において、リンク情報に、リンク両端のノード、リンク長、リンク
の制限速度、リンクの機能的クラスを含ませて地図情報
を作成し、経路探索に際して、目的地までの直線距離とリンクの機
能的クラスとに基づいて該リンクの制限速度を補正し、補正された制限速度とリンク長よりリンク通過時間を計
算し、該リンク通過時間に基づいて目的地までの所要時間が最
短となる経路を探索し、出発地が属するリンクの機能
的クラスと同一クラスのリンクを用いて上位クラスのリ
ンクに到達するまで該出発地より目的地に向けて経路探
索を行い、目的地が属するリンクの機能的クラスと同一クラスのリ
ンクを用いて上位クラスのリンクに到達するまで該目的
地より出発地に向けて経路探索を行い、前記出発地より探索した上位クラスのリンクのノードを
新たな出発地、前記目的地より探索した上位クラスのリ
ンクのノードを新たな目的地とし、該上位クラスのリン
クを用いて上記処理を繰り返し、所定クラスにおいて目的地に到達すれば、出発地側から
求めた各クラスの探索経路と目的地側から求めた各クラ
スの探索経路を順番に接続して誘導経路を形成する、ことを特徴とする経路探索方法。
【請求項１０】前記新たな出発地をノードとするリン
クのクラスと前記新たな目的地をノードとするリンクの
クラスは同じである、ことを特徴とする請求項９記載の経路探索方法。
【請求項１１】幅員、制限速度、道路の種別のうち少
なくとも１つが含まれる道路の機能的要素を考慮して前
記機能的クラスを決定し、上位クラスのリンクにおける制限速度が大きくなるよう
に、又、下位クラスのリンクにおける制限速度が小さく
なるように補正値を決定する、ことを特徴とする請求項１０記載の経路探索方法。
【請求項１２】目的地までの直線距離が長くなるほ
ど、補正値を大きくする、ことを特徴とする請求項１１記載の経路探索方法。
【請求項１３】目的地までの直線距離とリンクの機能
的クラスとの組み合わせに対する制限速度の補正値を保
持するテーブルを設け、該テーブルより求まる補正値を用いてリンクの制限速度
を補正する、ことを特徴とする請求項１２記載の経路探索方法。
【請求項１４】交差する道路の機能的クラス及び自リ
ンクの機能的クラスを考慮してノード通過時間を推定
し、該ノード通過時間を前記リンク通過時間に加算して該リ
ンク通過時間を補正する、ことを特徴とする請求項９記載の経路探索方法。
【請求項１５】前記新たな出発地をノードとするリン
クのクラスと前記新たな目的地をノードとするリンクの
クラスは同じである、ことを特徴とする請求項１４記載の経路探索方法。
【請求項１６】幅員、制限速度、道路の種別のうち少
なくとも１つが含まれる道路の機能的要素を考慮して前
記機能的クラスを決定し、上位クラスのリンクにおける制限速度が大きくなるよう
に、又、下位クラスのリンクにおける制限速度が小さく
なるように補正値を決定する、ことを特徴とする請求項１５記載の経路探索方法。
【請求項１７】目的地までの直線距離が長くなるほ
ど、補正値を大きくする、ことを特徴とする請求項１６記載の経路探索方法。
【請求項１８】目的地までの直線距離とリンクの機能
的クラスとの組み合わせに対する制限速度の補正値を保
持するテーブルを設け、該テーブルより求まる補正値を用いてリンクの制限速度
を補正する、ことを特徴とする請求項１７記載の経路探索方法。
【請求項１９】目的地までの経路を探索するナビゲー
ション装置における経路探索方法において、リンク情報に、各リンクの制限速度および機能的クラス
を含ませて地図情報を作成し、出発地が属するリンクの機能的クラスと同一クラスのリ
ンクを用いて上位クラスのリンクに到達するまで該出発
地より目的地に向けて経路探索を行い、目的地が属するリンクの機能的クラスと同一クラスのリ
ンクを用いて上位クラスのリンクに到達するまで該目的
地より出発地に向けて経路探索を行い、前記出発地より探索した上位クラスのリンクのノードを
新たな出発地、前記目的地より探索した上位クラスのリ
ンクのノードを新たな目的地とし、該上位クラスのリン
クを用いて上記処理を繰り返し、所定クラスにおいて目的地に到達すれば、出発地側から
求めた各クラスの探索経路と目的地側から求めた各クラ
スの探索経路を順番に接続して誘導経路を形成する、ことを特徴とする経路探索方法。
【請求項２０】前記新たな出発地をノードとするリン
クのクラスと前記新たな目的地をノードとするリンクの
クラスは同じである、ことを特徴とする請求項１９記載の経路探索方法。
【請求項２１】幅員、制限速度、道路の種別のうち少
なくとも１つが含まれる道路の機能的要素を考慮して前
記機能的クラスを決定し、上位クラスのリンクにおける制限速度が大きくなるよう
に、又、下位クラスのリンクにおける制限速度が小さく
なるように補正値を決定する、ことを特徴とする請求項２０記載の経路探索方法。
【請求項２２】目的地までの直線距離が長くなるほ
ど、補正値を大きくする、ことを特徴とする請求項２１記載の経路探索方法。
【請求項２３】目的地までの直線距離とリンクの機能
的クラスとの組み合わせに対する制限速度の補正値を保
持するテーブルを設け、該テーブルより求まる補正値を用いてリンクの制限速度
を補正する、ことを特徴とする請求項２２記載の経路探索方法。
【請求項２４】交差する道路の機能的クラス及び自リ
ンクの機能的クラスを考慮してノード通過時間を推定
し、該ノード通過時間を含むリンク通過時間を計算する、ことを特徴とする請求項１９記載の経路探索方法。
【請求項２５】前記新たな出発地をノードとするリン
クのクラスと前記新たな目的地をノードとするリンクの
クラスは同じである、ことを特徴とする請求項２４記載の経路探索方法。
【請求項２６】幅員、制限速度、道路の種別のうち少
なくとも１つが含まれる道路の機能的要素を考慮して前
記機能的クラスを決定し、上位クラスのリンクにおける制限速度が大きくなるよう
に、又、下位クラスのリンクにおける制限速度が小さく
なるように補正値を決定する、ことを特徴とする請求項２５記載の経路探索方法。
【請求項２７】目的地までの直線距離が長くなるほ
ど、補正値を大きくする、ことを特徴とする請求項２６記載の経路探索方法。
【請求項２８】目的地までの直線距離とリンクの機能
的クラスとの組み合わせに対する制限速度の補正値を保
持するテーブルを設け、該テーブルより求まる補正値を用いてリンクの制限速度
を補正する、ことを特徴とする請求項２７記載の経路探索方法。