JP2006194603A - Route search device and method using genetic algorithm - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a route search device and a method using a genetic algorithm capable of generating a slave route by rearranging a part of a master route after a node, even if the node is not common. <P>SOLUTION: In this route search device, a common node used in common by the first route and the second route is extracted as a crossable node in cross processing, and when a connection route linking from a node on one route which is not a common node to the other route is searched for, the node is added to the extracted crossable node group. In the route search device, when the crossable node selected from the crossable node group exists only on one route, one route is rearranged partially after the crossable node by a connection route using the crossable node as a start end and a route which is a part of the other route, from a node on the other route which is a terminal end of the connection route to a destination, to thereby generate one slave route. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、車載用ナビゲーション装置に代表される経路探索装置と、出発地から目的地に至る経路を探索する経路探索方法とに関する。   The present invention relates to a route search device represented by an in-vehicle navigation device and a route search method for searching for a route from a departure place to a destination.

経路探索装置は、多数のノードとリンクで構成された経路網上において、出発地から目的地に至る最適な経路を求める装置である。周知のように、車載用ナビゲーション装置は、社会において最も広く普及している経路探索装置であり、ノード及びリンク情報を含む地図データを記録した記録媒体と、GPS等を用いた車両情報取得手段と、LCD等を用いた表示手段と、車両情報取得手段等から送られたデータの処理や経路探索等を行う制御手段とを具えている。車載用ナビゲーション装置では、ノードは、交差点や交差点等の経路網上の基準点に相当している。リンクは、ノード間の接続(つまり、ノード間を繋ぐ道路)を表しており、向きを有する場合が一般的である。   A route search device is a device that obtains an optimum route from a departure point to a destination on a route network composed of a large number of nodes and links. As is well known, the in-vehicle navigation device is the most widely used route search device in society, and includes a recording medium in which map data including node and link information is recorded, vehicle information acquisition means using GPS, and the like. And a display means using an LCD or the like, and a control means for processing the data sent from the vehicle information acquisition means or the like, or searching for a route. In the vehicle-mounted navigation device, a node corresponds to a reference point on a route network such as an intersection or an intersection. A link represents a connection between nodes (that is, a road connecting the nodes), and generally has a direction.

車載用ナビゲーション装置では、出発地(出発地ノード)及び目的地(目的地ノード)が入力又は決定されると、これらの地点を結ぶ最適経路(又は複数の経路からなる最適経路候補)が制御手段にて求められてユーザに提示される。また、車載用ナビゲーション装置では、車両情報取得手段によって逐次得られる位置情報に基づいて、車両付近の地図データが記録媒体から読み出される。そして、車両の現在位置と選択すべき道路とが明示された状態で、現在位置付近の地図が表示手段にて随時表示されることによって、最適経路に沿ってユーザが誘導される。   In an in-vehicle navigation system, when a departure point (departure node) and a destination (destination node) are input or determined, an optimal route (or an optimal route candidate consisting of a plurality of routes) connecting these points is controlled. And presented to the user. In the in-vehicle navigation device, map data around the vehicle is read from the recording medium based on the position information sequentially obtained by the vehicle information acquisition means. Then, in a state where the current position of the vehicle and the road to be selected are clearly indicated, a map around the current position is displayed on the display means as needed, thereby guiding the user along the optimum route.

一般的な車載用ナビゲーション装置では、ダイクストラ法によって、最適経路が求められている。ダイクストラ法は、基本的なアルゴリズムが比較的単純であるために、制御手段として実装されるマイクロコンピュータ(以下、「マイコン」と称する)に過度の負担を掛けることがなく、経路探索が短時間で済む利点がある。しかしながら、その一方で、信頼性が低く、真に又は十分に適切な経路が求められない事態がかなりの頻度で生じてしまう。この問題を解決するために、近年、遺伝的アルゴリズムを用いて最適経路を探索する車載用ナビゲーション装置が幾つか提案されている(特許文献1乃至3参照)。   In a general vehicle-mounted navigation device, an optimum route is obtained by the Dijkstra method. In the Dijkstra method, since the basic algorithm is relatively simple, it does not place an excessive burden on a microcomputer mounted as a control means (hereinafter referred to as a “microcomputer”), and the route search can be performed in a short time. There is an advantage to end. However, on the other hand, a situation in which reliability is low and a truly or sufficiently appropriate route is not required occurs with great frequency. In order to solve this problem, several in-vehicle navigation devices that search for an optimum route using a genetic algorithm have been proposed in recent years (see Patent Documents 1 to 3).

車載用ナビゲーション装置において、遺伝的アルゴリズムを用いた経路探索は、例えば以下のように行われる。まず、出発地から目的地に至る経路を染色体とする初期集団が準備される。遺伝的アルゴリズムでは、各染色体は、遺伝子の集団で構成される。車載用ナビゲーション装置では、通常、遺伝子としてリンク又はノードが用いられて、各経路は、リンク列又はノード列で表現される。   In an in-vehicle navigation device, a route search using a genetic algorithm is performed as follows, for example. First, an initial population having a chromosome from the starting point to the destination is prepared. In a genetic algorithm, each chromosome is composed of a population of genes. In an in-vehicle navigation device, a link or a node is usually used as a gene, and each route is represented by a link string or a node string.

次に、各経路について算出された評価コスト(適応度)に基づいて選択処理が行われて、初期集団から2本の親経路が選択される。2本の親経路がランダムに選択されてもよいが、通常、評価コストが高い経路がより高い確率で選択されるように選択処理が行われる。評価コストとは、移動時間、移動費用、又は経路長さ等である。   Next, selection processing is performed based on the evaluation cost (fitness) calculated for each route, and two parent routes are selected from the initial group. Although two parent routes may be selected at random, the selection process is usually performed so that a route with a high evaluation cost is selected with a higher probability. The evaluation cost is a travel time, a travel cost, a route length, or the like.

次に、選択された親経路に対して遺伝子操作処理が、一般的には、交叉処理、さらには突然変異処理が行われて新たな経路が作成される。交叉処理は、染色体の一部、即ちリンク列又はノード列の一部を、選択された経路間で組み換えて新たな経路(子経路)を生成するものであり、突然変異処理は、生成された子経路のリンク列又はノード列の一部を適当なリンク列又はノード列に入れ換えるものである。このように生成された子経路は、初期集団に加えられる。そして、評価コストが低い2本の経路を初期集団から取り除く淘汰処理が行われる。以後、経路集団に対して、選択処理、遺伝子操作処理、及び淘汰処理が所定の回数だけ繰り返された後、評価コストが最も優れた経路が最適経路として特定される。
特開平9−178500号公報 特開平11−118501号公報 特開2000−172664号公報
Next, genetic manipulation processing is performed on the selected parent route, and generally, crossover processing and further mutation processing are performed to create a new route. The crossover process is to recombine a part of the chromosome, that is, a part of the link string or the node string between the selected paths to generate a new path (child path), and the mutation process is generated. A part of the link sequence or node sequence of the child path is replaced with an appropriate link sequence or node sequence. The child path thus generated is added to the initial population. Then, a dredging process is performed to remove two routes with low evaluation costs from the initial group. Thereafter, after the selection process, genetic manipulation process, and selection process are repeated a predetermined number of times for the path group, the path with the best evaluation cost is identified as the optimal path.
JP-A-9-178500 Japanese Patent Laid-Open No. 11-118501 JP 2000-172664 A

しかしながら、上記のような遺伝的アルゴリズムを用いた経路探索では、以下に述べる問題が生じる。図7は、高速道路のインターチェンジ(IC)付近のノード及びリンクを示している。図においてノードは白丸で、リンクは矢印で示されている(以下同様)。なお、黒の矢印は高速道路、白の矢印は一般道路、灰色の矢印は連結路に対応している。   However, the route search using the genetic algorithm as described above has the following problems. FIG. 7 shows nodes and links near the interchange (IC) on the highway. In the figure, nodes are indicated by white circles and links are indicated by arrows (the same applies hereinafter). Black arrows correspond to expressways, white arrows correspond to general roads, and gray arrows correspond to connecting roads.

上記に述べた選択処理にて、経路E及びFの2本の経路が選択されたケースを考える。経路Eは、高速道路を用いて目的地に向かう経路であって、このICを通り過ぎる。経路Eは、リンク列{Le(1),・・・,Le(i),Le(i+1),Le(i+2),・・・,Le(n)}で表現される。経路Fは、(少なくともこのIC付近では)一般道路を通って目的地に向かう経路であって、リンク列{Lf(1),・・・,Lf(j),Lf(j+1),Lf(j+2),・・・,Lf(m)}で表現される。経路E及びFに交叉処理を施して、新たな経路が生成されるためには、このICにてこれら経路が交わっていること、言い換えると、このICにてこれら経路に共通ノードがあることが必要とされる。 Consider a case where two routes E and F are selected in the selection process described above. The route E is a route toward the destination using the highway, and passes this IC. Path E, the link string {L e (1), ··· , L e (i), L e (i + 1), L e (i + 2), ···, L e (n)} in Expressed. The route F is a route toward a destination through a general road (at least in the vicinity of this IC), and is a link string {L f (1) ,..., L f (j) , L f (j + 1 ), L f (j + 2 ), ···, it is expressed by L f (m)}. In order to create a new route by performing crossover processing on routes E and F, it is necessary that these routes intersect in this IC, in other words, there are common nodes in these routes in this IC. Needed.

しかしながら、図7に示すような経路E及びFが選択された場合、このICにて経路E及びFの共通ノードは存在しないことから、交叉処理の結果として、このICにて高速道路を降りて一般道路に移行する経路{Le(1),・・・,Le(i),Lr(1),Lf(j+2),・・・,Lf(m)}(Lr(1)は連結路を表すリンク)が生成されることはない。また、同様な理由から、このICにて一般道路から高速道路に移行する経路{Lf(1),・・・,Lf(j),Lr(2),Le(j+2),・・・,Le(n)}(Lr(2)は連結路を表すリンク)も生成されることはない。従って、このICにて高速道路から一般道路に、又は一般道路から高速道路に移行することが最適経路に求められる場合に、従来の遺伝的アルゴリズムを用いた経路探索では、交叉処理が有効に機能し得えなかった。その結果、遺伝的アルゴリズムを用いても、最適経路として適切な経路が必ずしも求められない事態が生じていた。 However, when routes E and F as shown in FIG. 7 are selected, there is no common node for routes E and F in this IC, so as a result of the crossover process, get off the highway at this IC. Route to the general road {L e (1) , ..., L e (i) , L r (1) , L f (j + 2) , ..., L f (m) } (L r (1) is a link that represents a connection path). For the same reason, a route {L f (1) ,..., L f (j) , L r (2) , L e (j + 2) that moves from a general road to a highway in this IC. ,..., L e (n) } (L r (2) is a link representing a connection path) is not generated. Therefore, when it is required for the optimum route to move from a highway to a general road or from a general road to a highway in this IC, crossover processing functions effectively in the route search using the conventional genetic algorithm. I couldn't. As a result, even when a genetic algorithm is used, there has been a situation in which an appropriate route is not always required as the optimum route.

同様な問題は、高架橋を含んだ交差路についても生じる。図8Aは、このような交差路付近のノード及びリンクを示している。選択処理にて、例えば、経路G及び経路Hの2本の経路が選択されており、経路Gは高架橋上の基幹道路(黒色の矢印(リンク)で示す)を通って目的地に向かう経路であって、リンク列{Lg(1),・・・,Lg(i),Lg(i+1),Lg(i+2),・・・,Lg(n)}で表現される。経路Hは、高架橋下の道路(白色の矢印で示す)を通って目的地に向かう経路であって、リンク列{Lh(1),・・・,Lh(j),Lh(j+1),Lh(j+2),・・・,Lh(m)}で表現される。交差路付近にて経路G及びHには共通のノード(白丸で示す)が存在しないことから、交叉処理の結果として、高架橋下の道路から連結路(灰色の矢印で示す)を通って基幹道路に移行する経路{Lh(1),・・・,Lh(j),Lr(3),Lg(j+2),・・・,Lg(n)}(Lr(3)は連結路を表すリンク)が生成されることはない。 Similar problems occur for crossroads that include viaducts. FIG. 8A shows nodes and links near such an intersection. In the selection process, for example, two routes of route G and route H are selected, and route G is a route toward the destination through a main road (indicated by a black arrow (link)) on the viaduct. there are, link row {L g (1), ··· , L g (i), L g (i + 1), L g (i + 2), ···, L g (n)} expressed in Is done. A route H is a route toward a destination through a road under a viaduct (indicated by a white arrow), and is a link string {L h (1) ,..., L h (j) , L h (j +1) , L h (j + 2) ,..., L h (m) }. Since there is no common node (indicated by white circles) in the routes G and H near the intersection, as a result of the crossover process, the main road passes through the connecting road (indicated by the gray arrow) from the road under the viaduct. migration routes {L h (1), ··· , L h (j), L r (3), L g (j + 2), ···, L g (n)} to (L r (3 ) Is not a link that represents a connection path).

また、同様な問題は、本道と側道から構成される平行道路についても生じる。図8Bは、このような平行道路のノード及びリンクを示している。選択処理において、図示したノード付近にて本道(黒色の矢印(リンク)で示す)を通る経路Iと、側道(白色の矢印で示す)を通る経路Jとが選択された場合、交叉処理にて、連結路(灰色の矢印で示す)を通って本道から側道に移行する経路、又は側道から本道に移行する経路が生成されることはない。   Similar problems also occur on parallel roads composed of main roads and side roads. FIG. 8B shows such parallel road nodes and links. In the selection process, when the route I passing the main road (indicated by the black arrow (link)) and the route J passing through the side road (indicated by the white arrow) are selected near the illustrated node, the crossover process is performed. Thus, a route that moves from the main road to the side road through the connecting path (indicated by the gray arrow) or a path that moves from the side road to the main road is not generated.

本発明は、以上の問題を解決するものであり、あるノードが共通ノードでない場合でも、そのノード以降にて親経路の一部を組み換えて子経路を生成可能である遺伝的アルゴリズムを用いた経路探索装置及び方法を提供する。   The present invention solves the above problems, and even when a certain node is not a common node, a path using a genetic algorithm that can generate a child path by recombining a part of the parent path after that node. A search apparatus and method are provided.

本発明の経路探索装置は、出発地から目的地に至る複数の経路で構成される経路集団から第1経路及び第2経路を選択し、前記第1経路及び前記第2経路に対して交叉処理を施して、1又は2本の子経路を生成することを繰り返す遺伝的アルゴリズムを用いた経路探索装置である。   The route search apparatus of the present invention selects a first route and a second route from a route group composed of a plurality of routes from a starting point to a destination, and performs a crossover process on the first route and the second route. And a route search device using a genetic algorithm that repeatedly generates one or two child routes.

本発明の経路探索装置は、前記交叉処理にて、前記第1経路及び前記第2経路が共有する共通ノードを交叉可能ノードとして抽出し、共通ノードではない前記第1経路上のノードから前記第2経路に繋がる所定の条件を満たす第1連結経路が探索された場合に、このノードを抽出された交叉可能ノード群に加え、共通ノードではない前記第2経路上のノードから前記第1経路に繋がる前記所定の条件を満たす第2連結経路が探索された場合に、このノードを前記交叉可能ノード群に加える。   The route search apparatus according to the present invention extracts, in the crossover process, a common node shared by the first route and the second route as a crossover-capable node, and from the nodes on the first route that are not common nodes. When a first connected route satisfying a predetermined condition connected to two routes is searched, this node is added to the extracted crossable node group, and a node on the second route that is not a common node is changed to the first route. When a second connected route satisfying the predetermined condition to be connected is searched, this node is added to the crossable node group.

さらに、本発明の経路探索装置は、前記交叉可能ノード群から選択された交叉可能ノードが、共通ノードである場合、選択された交叉可能ノード以降にて前記1経路及び前記第2経路を部分的に相互に組み換えて2本の子経路を生成し、前記交叉可能ノード群から選択された交叉可能ノードが、前記第1経路上のみに存在する場合、選択された交叉可能ノード以降にて、この交叉可能ノードを始端ノードとする第1連結経路と、前記第2経路の一部であって、この第1連結経路の終端ノードである前記第2経路上のノードから前記目的地に至る経路とで、前記第1経路を部分的に組み換えて1本の子経路を生成し、前記交叉可能ノード群から選択された交叉可能ノードが、前記第2経路上のみに存在する場合、選択された交叉可能ノード以降にて、この交叉可能ノードを始端ノードとする第2連結経路と、前記第1経路の一部であって、この第2連結経路の終端ノードである前記第1経路上のノードから前記目的地に至る経路とで、前記第2経路を部分的に組み換えて1本の子経路を生成する。   Furthermore, in the route search device according to the present invention, when the crossover node selected from the crossover node group is a common node, the first route and the second route are partially separated after the selected crossover node. If the crossable node selected from the crossable node group exists only on the first route, the crossover node is selected after the selected crossable node. A first connection route having a crossover-capable node as a start node, a route from a node on the second route that is a terminal node of the first connection route and is a terminal node of the first connection route to the destination Then, when the first path is partially recombined to generate one child path, and the crossable node selected from the crossable node group exists only on the second path, the selected crossover is performed. After possible nodes A second connection route having the crossover node as a start node and a node on the first route which is a part of the first route and is a terminal node of the second connection route to the destination. The second route is partially recombined to generate a single child route.

本発明の経路探索方法は、出発地から目的地に至る複数の経路で構成される経路集団から第1経路及び第2経路を選択し、前記第1経路及び前記第2経路に対して交叉処理を施して、1又は2本の子経路を生成することを繰り返す遺伝的アルゴリズムを用いた経路探索方法である。   The route search method of the present invention selects a first route and a second route from a route group composed of a plurality of routes from a departure point to a destination, and performs a crossover process on the first route and the second route. And a route search method using a genetic algorithm that repeatedly generates one or two child routes.

本発明の経路探索方法は、前記第1経路及び前記第2経路が共有する共通ノードを交叉可能ノードとして抽出する工程と、共通ノードではない前記第1経路上のノードから前記第2経路に繋がる所定の条件を満たす第1連結経路が探索された場合に、このノードを抽出された交叉可能ノード群に加える工程と、共通ノードではない前記第2経路上のノードから前記第1経路に繋がる前記所定の条件を満たす第2連結経路が探索された場合に、このノードを前記交叉可能ノード群に加える工程とを含んでいる。   In the route search method of the present invention, a step of extracting a common node shared by the first route and the second route as a crossable node and a node on the first route that is not a common node are connected to the second route. When a first connected route satisfying a predetermined condition is searched, a step of adding this node to the extracted crossable node group, and a node on the second route that is not a common node is connected to the first route. And a step of adding this node to the crossable node group when a second connection route satisfying a predetermined condition is searched.

さらに、本発明の経路探索方法は、前記交叉可能ノード群から選択された交叉可能ノードが、共通ノードである場合、選択された交叉可能ノード以降にて前記1経路及び前記第2経路を部分的に相互に組み換えて2本の子経路を生成する工程と、前記交叉可能ノード群から選択された交叉可能ノードが、前記第1経路上のみに存在する場合、選択された交叉可能ノード以降にて、この交叉可能ノードを始端ノードとする第1連結経路と、前記第2経路の一部であって、この第1連結経路の終端ノードである前記第2経路上のノードから前記目的地に至る経路とで、前記第1経路を部分的に組み換えて1本の子経路を生成する工程と、前記交叉可能ノード群から選択された交叉可能ノードが、前記第2経路上のみに存在する場合、選択された交叉可能ノード以降にて、この交叉可能ノードを始端ノードとする第2連結経路と、前記第1経路の一部であって、この第2連結経路の終端ノードである前記第1経路上のノードから前記目的地に至る経路とで、前記第2経路を部分的に組み換えて1本の子経路を生成する工程とを含んでいる。   Furthermore, in the route search method according to the present invention, when the crossover node selected from the crossover node group is a common node, the first route and the second route are partially separated after the selected crossover node. And the step of generating two child paths by recombination with each other and the crossover possible node selected from the group of crossover possible nodes exist only on the first path after the selected crossover possible node The first connection route having the crossover node as a start node and a part of the second route that is a terminal node of the first connection route from the node on the second route to the destination A path that partially recombines the first path to generate one child path, and a crossable node selected from the crossable node group exists only on the second path, Selected dating After the possible node, from a second connection route having the crossover node as a start node and a node on the first route that is a part of the first route and is a terminal node of the second connection route And a step of partially recombining the second route with the route to the destination to generate one child route.

本発明によれば、あるノードが共通ノードでなくとも、所定の条件を満たす場合には、そのノード以降にて、一方の親経路が、連結経路と、連結経路の終端から目的地に至る他方の親経路の一部分と組み換えられて子経路が生成される。従って、選択された親経路が、例えば、ICにて交差しない場合であっても、交叉処理にて、ICから一般道路に移行する子経路又は一般道路からICに移行する子経路が生成されて、遺伝的アルゴリズムによる経路探索がより効率的に機能すする。   According to the present invention, even if a certain node is not a common node, when a predetermined condition is satisfied, after that node, one parent route is a connected route and the other from the end of the connected route to the destination. It is recombined with a part of the parent pathway to generate a child pathway. Therefore, even if the selected parent route does not intersect at the IC, for example, a child route that moves from the IC to the general road or a child route that moves from the general road to the IC is generated by the crossover process. Path search by genetic algorithm functions more efficiently.

所定の条件は、共通ノードではない第1又は第2経路上のノードと、このノードを始端ノードとする第1又は第2連結経路の終端ノードとの間の距離が、所定の距離以下であることを含むのが好ましい。また、所定の条件は、第1又は第2連結経路の長さが所定の長さ以下であることを含むことが好ましい。これらによって、適切な第1及び第2連結経路が探索される。   The predetermined condition is that a distance between a node on the first or second route that is not a common node and a terminal node of the first or second connection route that uses this node as a start node is equal to or less than a predetermined distance. Is preferably included. The predetermined condition preferably includes that the length of the first or second connection path is equal to or less than a predetermined length. By these, suitable 1st and 2nd connection paths are searched.

また、経路集団は、ダイクストラ法を用いて準備するのが好ましく、第1連結経路及び前記第2連結経路は、ダイクストラ法を用いて探索されるのが好ましい。ダイクストラ法を、このように、遺伝的アルゴリズムと組み合わせることによって、遺伝的アルゴリズムを用いた経路探索を迅速化することが可能となる。   The route group is preferably prepared using the Dijkstra method, and the first connection route and the second connection route are preferably searched using the Dijkstra method. By combining Dijkstra's method with a genetic algorithm in this way, it is possible to speed up the route search using the genetic algorithm.

以下、本発明を車載用ナビゲーション装置に適用した実施例について説明する。図1は、本発明の実施例である車載用ナビゲーション装置(以下、「ナビゲーション装置」と称する)の概要を示すブロック図である。本実施例のナビゲーション装置は、車両の現在位置等を取得する車両情報取得手段と、記録媒体に記録された地図データを読み出す記録手段と、ナビゲーション画面や各種情報等を表示する表示手段と、ドライバーを誘導する音声を出力する音声出力手段と、各種キー等を含む操作手段と、これら手段に接続されて動作上必要な各種処理及び制御等を行う制御手段とを含んでいる。   Embodiments in which the present invention is applied to an in-vehicle navigation device will be described below. FIG. 1 is a block diagram showing an outline of an in-vehicle navigation device (hereinafter referred to as “navigation device”) that is an embodiment of the present invention. The navigation apparatus of this embodiment includes vehicle information acquisition means for acquiring the current position of a vehicle, recording means for reading map data recorded on a recording medium, display means for displaying a navigation screen, various information, and the like, a driver Voice output means for outputting a voice for guiding the sound, operation means including various keys, and control means connected to these means for performing various processes and controls necessary for operation.

車両情報取得手段は、GPS受信部(1)と、ジャイロスコープ(3)と、ジャイロマイコン(5)等で構成される。GPS受信部(1)は、GPSアンテナ(7)を介してGPS衛星から送られる電波を受信し、受信信号に基づいて車両の絶対位置を算出する。算出された車両の絶対位置(例えば、この位置は、緯度及び経度で与えられる)は、制御手段たる制御マイコン(9)に送られる。制御マイコン(9)は、図示を省略したCPU、RAM及びROM等で構成されている。ジャイロスコープ(3)は、車両の方位を得るために用いられており、ジャイロマイコン(5)は、ジャイロスコープ(3)から送られた信号に基づいて車両の方位を決定し、その情報を制御マイコン(9)に送る。また、ジャイロマイコン(5)には、車両に設けられた車速センサ(図示せず)から車速パルス信号が送られる。ジャイロマイコン(5)は、車速パルス信号に基づいて車両の速度や走行距離を決定し、それらを制御マイコン(9)に送る。制御マイコン(9)は、ジャイロマイコン(5)から送られる車両の方位及び走行距離情報から車両の相対位置を決定し、相対位置情報とGPS受信部(1)から送られる絶対位置情報とから走行軌跡を求めて、地図データ上の道路(リンク)と整合させる。   The vehicle information acquisition means includes a GPS receiver (1), a gyroscope (3), a gyro microcomputer (5), and the like. The GPS receiver (1) receives radio waves sent from GPS satellites via the GPS antenna (7), and calculates the absolute position of the vehicle based on the received signals. The calculated absolute position of the vehicle (for example, this position is given by latitude and longitude) is sent to the control microcomputer (9) as control means. The control microcomputer (9) is composed of a CPU, RAM, ROM, etc., not shown. The gyroscope (3) is used to obtain the vehicle orientation, and the gyro microcomputer (5) determines the vehicle orientation based on the signal sent from the gyroscope (3) and controls the information. Send to microcomputer (9). Further, a vehicle speed pulse signal is sent to a gyro microcomputer (5) from a vehicle speed sensor (not shown) provided in the vehicle. The gyro microcomputer (5) determines the speed and travel distance of the vehicle based on the vehicle speed pulse signal and sends them to the control microcomputer (9). The control microcomputer (9) determines the relative position of the vehicle from the vehicle direction and travel distance information sent from the gyro microcomputer (5), and travels from the relative position information and the absolute position information sent from the GPS receiver (1). The trajectory is obtained and matched with the road (link) on the map data.

記録手段は、記録媒体(11)と、記録媒体(11)から情報を読み出して制御マイコン(9)に送るドライバ(13)等とで構成される。記録媒体(11)には、例えばDVD、CD−ROMやハードディスクが用いられており、地図データが記録されている。地図データには、形状情報(背景データ及び道路データ)、接続情報(道路ネットワークデータ)、及び属性情報(場所検索データ及びサービス検索データ)等が含まれている。接続情報は、地図上のノードとリンクに関する情報を含んでおり、経路探索に用いられる。各ノードに関する情報は、例えば、ノードID番号、座標、道路種別情報、及び隣接リンク情報で構成される。各リンクに関する情報は、例えば、リンクID番号、道路種別情報、規制情報、リンク長、隣接ノード情報、及び展開可能リンク番号等で構成される。   The recording means includes a recording medium (11) and a driver (13) that reads information from the recording medium (11) and sends it to the control microcomputer (9). As the recording medium (11), for example, a DVD, a CD-ROM, or a hard disk is used, and map data is recorded. The map data includes shape information (background data and road data), connection information (road network data), attribute information (location search data and service search data), and the like. The connection information includes information regarding nodes and links on the map, and is used for route search. The information regarding each node includes, for example, a node ID number, coordinates, road type information, and adjacent link information. The information regarding each link is composed of, for example, a link ID number, road type information, restriction information, link length, adjacent node information, deployable link number, and the like.

制御マイコン(9)は、処理に必要な情報を、ドライバ(13)を介して記録媒体(11)から適宜取得する。例えば、表示手段にナビゲーション画像を表示するナビゲーション動作を行っている際、ナビゲーション装置は、車両情報取得手段から得られた位置情報等に基づいて、その付近のノード、リンク及びその他の情報を取得する。制御マイコン(9)は、車両情報取得手段及び記録手段から得られた情報を処理して、ナビゲーション画像を作成するのに必要な指示を表示手段に送る。表示手段は、描画IC(15)、LCDI/F(17)及びLCD(19)等で構成されている。描画IC(15)は、車両の現在位置及び進行方向や各種道路及び施設等を表現するキャラクタデータと、住所や道路の名称等を表示するための文字データとを記憶したメモリを有しており、制御マイコン(9)からの指示に基づいてナビゲーション画像の画像データを作成する。描画IC(15)で作成された画像データはLCDI/F(17)を介してLCD(19)に送られて、該LCD(19)にナビゲーション画像が表示される。また、制御マイコン(9)は、ナビゲーション動作の際に、車両情報取得手段及び記録手段から得られた情報を処理して、音声でドライバーを誘導するための音声データを作成する。音声データは、デジタル形式で作成されて、音声出力手段に送られる。音声出力手段は、デジタル−アナログコンバータ(21)と、アンプ(23)と、スピーカ(25)等とで構成されており、制御マイコン(9)から送られた音声データは、デジタル−アナログコンバータ(21)でアナログ化されて、アンプ(23)で増幅された後に、スピーカ(25)から出力される。   The control microcomputer (9) appropriately acquires information necessary for processing from the recording medium (11) via the driver (13). For example, when performing a navigation operation for displaying a navigation image on the display means, the navigation device acquires nearby nodes, links, and other information based on position information obtained from the vehicle information acquisition means. . The control microcomputer (9) processes the information obtained from the vehicle information acquisition means and the recording means, and sends instructions necessary for creating a navigation image to the display means. The display means includes a drawing IC (15), an LCD I / F (17), an LCD (19), and the like. The drawing IC (15) has a memory storing character data representing the current position and traveling direction of the vehicle, various roads and facilities, and character data for displaying addresses, road names, and the like. Then, image data of the navigation image is created based on an instruction from the control microcomputer (9). The image data created by the drawing IC (15) is sent to the LCD (19) via the LCD I / F (17), and a navigation image is displayed on the LCD (19). The control microcomputer (9) processes the information obtained from the vehicle information acquisition means and the recording means during the navigation operation, and creates voice data for guiding the driver by voice. The audio data is created in a digital format and sent to the audio output means. The audio output means is composed of a digital-analog converter (21), an amplifier (23), a speaker (25), etc., and the audio data sent from the control microcomputer (9) is a digital-analog converter ( After being converted into an analog by 21) and amplified by the amplifier (23), it is output from the speaker (25).

操作手段は、ナビゲーション装置の筐体に設けられた各種操作キー(27)と、LCD(19)上に配置されるタッチパネル(29)と、付属のリモートコントローラ(図示せず)と、このリモートコントローラから送られた赤外線信号を受光するリモコン受光部(31)と、これらからの入力を処理するキーマイコン(33)等とで構成される。ある操作キー(27)が押されると、キーマイコン(33)は、押された操作キー(27)を判別して、それに応じた動作コマンドを制御マイコン(9)に送る。また、キーマイコン(33)は、LCD(19)に設定用画面が表示されている状態にて、タッチパネル(29)が押された領域を判別して、操作に対応した動作コマンドを制御マイコン(9)に送る。リモコン受光部(31)は、受光した赤外線信号を電気信号に変換し、さらには変換した電気信号を復調してキーマイコン(33)に送り、キーマイコン(33)は、送られた信号に基づいて特定した動作コマンドを制御マイコン(9)に送る。   The operation means includes various operation keys (27) provided on the casing of the navigation device, a touch panel (29) disposed on the LCD (19), an attached remote controller (not shown), and the remote controller The remote control light receiving unit (31) that receives the infrared signal sent from the computer and the key microcomputer (33) that processes the input from these are configured. When a certain operation key (27) is pressed, the key microcomputer (33) discriminates the pressed operation key (27) and sends an operation command corresponding thereto to the control microcomputer (9). The key microcomputer (33) determines the area where the touch panel (29) is pressed while the setting screen is displayed on the LCD (19), and sends an operation command corresponding to the operation to the control microcomputer ( Send to 9). The remote control light receiving unit (31) converts the received infrared signal into an electrical signal, further demodulates the converted electrical signal and sends it to the key microcomputer (33). The key microcomputer (33) is based on the transmitted signal. The specified operation command is sent to the control microcomputer (9).

上述した車両情報取得手段や記憶手段等に加えて、ナビゲーション装置には、道路交通情報を提供する情報システムや高速道路の自動料金徴収システム等のインフラストラクチャを利用する手段が設けられている。ナビゲーション装置は、VICS(Vehicle Information Communication System)を利用して、渋滞情報、事故・工事情報及び速度規制情報等の道路交通情報を取得可能である。VICSチューナ(35)は、FM用アンテナ(37)を介して、道路交通情報が重畳されたFM多重放送を受信し、RFアンテナ(39)を介して、道路上に設けられた電波ビーコンから送られた、道路交通情報に関する2.5GHzのRF信号を受信して復調する。また、VICSマイコン(41)には、道路上に設けられた光ビーコンから送られた、道路交通情報に関する赤外線信号を受光する光ビーコン受光部(43)が接続されており、光ビーコン受光部(43)は、受光した赤外線信号を電気信号に変換、さらには電気信号を復調する。VICSマイコン(41)は、VICSチューナ(35)や光ビーコン受光部(43)から送られる復調信号を処理して道路交通情報を得る。得られた道路交通情報は、制御マイコン(9)で処理されて、LCD(19)に表示される。また、ナビゲーション動作中では、車両情報や地図データに加えて、VICSマイコン(41)から送られる道路交通情報にも基づいて、ナビゲーション画面が作成される。例えば、渋滞情報に基づいて、渋滞した道路がナビゲーション画面にて明示される。   In addition to the vehicle information acquisition means and storage means described above, the navigation apparatus is provided with means for using infrastructure such as an information system for providing road traffic information and an automatic toll collection system for highways. The navigation device can acquire road traffic information such as traffic jam information, accident / construction information, and speed regulation information using VICS (Vehicle Information Communication System). The VICS tuner (35) receives FM multiplex broadcasting on which road traffic information is superimposed via the FM antenna (37), and transmits it from the radio beacon provided on the road via the RF antenna (39). The received 2.5 GHz RF signal related to road traffic information is received and demodulated. The VICS microcomputer (41) is connected to an optical beacon light receiving unit (43) that receives an infrared signal related to road traffic information transmitted from an optical beacon provided on the road. 43) converts the received infrared signal into an electrical signal, and further demodulates the electrical signal. The VICS microcomputer (41) processes the demodulated signal sent from the VICS tuner (35) and the optical beacon light receiving unit (43) to obtain road traffic information. The obtained road traffic information is processed by the control microcomputer (9) and displayed on the LCD (19). In addition, during the navigation operation, a navigation screen is created based on road traffic information sent from the VICS microcomputer (41) in addition to vehicle information and map data. For example, a congested road is clearly shown on the navigation screen based on the traffic jam information.

さらに、ナビゲーション装置には、ETC(Electronic Toll Collection System)を利用するためのETC装置(45)が接続されている。ETC装置(45)は、5.8GHzのRF信号を送受信するためのRFアンテナと、変復調処理を行う送受信部と、ETCカードを読み書きするリーダライタと等で構成されている(何れも図示せず)。制御マイコン(9)は、例えば、ETC装置(45)から送られた情報に基づいて、ETCゲートのレーンをスピーカ(25)の音声で案内したり、ETCゲートの拡大図をLCD(19)に表示する。   Further, an ETC device (45) for using an ETC (Electronic Toll Collection System) is connected to the navigation device. The ETC device (45) includes an RF antenna for transmitting and receiving a 5.8 GHz RF signal, a transmitting and receiving unit that performs modulation / demodulation processing, a reader / writer that reads and writes an ETC card, and the like (none of which are shown). ). For example, based on the information sent from the ETC device (45), the control microcomputer (9) guides the lane of the ETC gate with the voice of the speaker (25), or displays an enlarged view of the ETC gate on the LCD (19). indicate.

以下、本実施例のナビゲーション装置が行う経路探索動作について説明する。図2は、この経路探索動作の概要を示すフローチャートであって、この動作を記述したプロクラムは、制御マイコン(9)内のROMに格納されており、制御マイコン(9)内のCPUにて実行される。操作手段を介して経路探索動作モードが選択されると、制御マイコン(9)からの指示により、出発地及び目的地の入力をドライバーに促す設定画面がLCD(19)に表示されて、それらの設定が行われる(S1)。なお、設定される出発地は、車両情報取得手段から得られた車両の現在位置でもよい。そして、制御マイコン(9)は、出発地及び目的地を含む所定の領域内のノード及びリンク情報を記録媒体(11)から読み出して、内蔵するRAMに記憶する(S2)。以後の処理において、RAMに記憶されたノード及びリンク情報は適宜参照される。   Hereinafter, a route search operation performed by the navigation device of this embodiment will be described. FIG. 2 is a flowchart showing an outline of the route search operation. The program describing this operation is stored in the ROM in the control microcomputer (9) and is executed by the CPU in the control microcomputer (9). Is done. When the route search operation mode is selected via the operation means, a setting screen for prompting the driver to input the starting point and the destination is displayed on the LCD (19) according to an instruction from the control microcomputer (9). Setting is performed (S1). Note that the set departure point may be the current position of the vehicle obtained from the vehicle information acquisition unit. Then, the control microcomputer (9) reads the node and link information in a predetermined area including the departure place and the destination from the recording medium (11) and stores them in the built-in RAM (S2). In subsequent processing, the node and link information stored in the RAM are referred to as appropriate.

ステップS2の後、制御マイコン(9)は、ダイクストラ法を用いて初期集団を生成する処理を行う(S3)。初期集団は、複数の経路からなる経路集団(遺伝子プール)であって、出発地のノード(又は出発地に最も近いノード。以下「出発地ノード」と称す)と、目的地のノード(又は目的地に最も近いノード。以下「目的地ノード」と称す)とを結ぶ複数の経路(例えば、20本の経路)で構成されている。生成された経路集団は、RAMに記憶される。なお、DFS法又はダイクストラ法以外のBFS法を用いて、初期集団が生成されてもよい。   After step S2, the control microcomputer (9) performs processing for generating an initial population using the Dijkstra method (S3). The initial population is a route population (gene pool) consisting of a plurality of routes, which is a departure node (or a node closest to the departure location, hereinafter referred to as a “departure node”) and a destination node (or destination). It is composed of a plurality of routes (for example, 20 routes) connecting nodes closest to the ground (hereinafter referred to as “destination nodes”). The generated route group is stored in the RAM. Note that the initial population may be generated using a BFS method other than the DFS method or the Dijkstra method.

ステップS3の後、経路集団から親経路を2本選択する処理が行われる(S4)。ステップS4では、任意の2本の親経路が選択されてもよいが、後述する評価コストが高い経路がより高い確率で親経路として選択されるのが好ましい。本実施例では、リンクを遺伝子としており、経路はリンク列で表現される。以後、選択された2本の親経路を経路A{La(1),・・・,La(n)}と、経路B{Lb(1),・・・,Lb(m)}表記する。経路Aは、出発地側から順番に、La(1)からLa(n)までのn個のリンクで構成されている。経路Bは、出発地側から順番に、Lb(1)からLb(m)までのm個のリンクで構成されている。また、以後、経路A上のn+1個のノードを、出発地側から順番に、Na(0),・・・,Na(n)(Na(0)は出発地ノード、Na(n)は目的地ノード)と表記する。また、経路B上のm+1個のノードを、出発地側から順番に、Nb(0),・・・,Nb(m)(Nb(0)=Na(0) 、Nb(m)=Na(n))と表記する。リンクLa(i)の始端ノードは、ノードNa(i-1)となり、リンクLa(i)の終端ノードは、ノードNa(i)となる。 After step S3, processing for selecting two parent routes from the route group is performed (S4). In step S4, any two parent routes may be selected, but a route with a high evaluation cost, which will be described later, is preferably selected as a parent route with a higher probability. In this embodiment, the link is a gene, and the path is expressed by a link string. Thereafter, the selected two parental route path A {L a (1), ···, L a (n)} and the path B {L b (1), ···, L b (m) }write. The route A is composed of n links from La (1) to La (n) in order from the departure point side. The route B is composed of m links from L b ( 1) to L b (m) in order from the departure side. In addition, after that, n + 1 nodes on the route A are sequentially arranged from the departure side, N a (0) ,..., N a (n) (N a (0) is the departure node, N a (0 n) is expressed as destination node). In addition, m + 1 nodes on the route B are arranged in order from the departure side, N b (0) ,..., N b (m) (N b (0) = N a (0) , N b ( m) = N a (n) ) The starting node of the link La (i) is the node Na (i-1) , and the terminal node of the link La (i) is the node Na (i) .

ステップS4の後、遺伝子操作処理、具体的には、選択された親経路に対して交叉処理が施されて、1又は2本の子経路が生成される(S5)。生成された経路は経路集団に加えられて、淘汰処理が行われる(S6)。淘汰処理では、経路集団を構成する経路について評価コストが比較されて、評価コストが最も低い1又は2本の経路が経路集団から取り除かれる。子経路が1本である場合1本の経路が、子経路が2本である場合2本の経路が取り除かれる。なお、経路集団に同一の経路が複数存在するケースがあり得るので、同一経路があるか否かの判定を行って、同一経路がない場合には、上述のように淘汰処理を行い、同一経路がある場合には、経路の重複分を経路集団から取り除くようにステップS6を構成してもよい。また、本実施例では、ステップS5において、交叉処理のみが行われるが、生成された子経路の一部のリンク列を入れ換える突然変異処理のような子経路を対象とする処理がさらに行われてもよい。本発明は、遺伝的アルゴリズムにおける交叉処理に関するものであって、本発明の効果が失われない限り、経路探索動作はどのように変更されてもよい。   After step S4, gene manipulation processing, specifically, crossover processing is performed on the selected parent route, and one or two child routes are generated (S5). The generated route is added to the route group, and wrinkle processing is performed (S6). In the selection process, the evaluation costs are compared for the routes constituting the route group, and one or two routes having the lowest evaluation cost are removed from the route group. When there is one child path, one path is removed, and when there are two child paths, two paths are removed. Note that there may be a plurality of identical routes in the route group. Therefore, when there is no identical route, it is determined whether or not the same route exists. If there is a route, step S6 may be configured to remove the overlapping portion of the route from the route group. In this embodiment, only the crossover process is performed in step S5. However, a process for a child path such as a mutation process that replaces a part of the link string of the generated child path is further performed. Also good. The present invention relates to a crossover process in a genetic algorithm, and the route search operation may be changed in any way as long as the effect of the present invention is not lost.

本実施例では、ステップS6(必要に応じてステップS4も)において、経路の評価コストは、評価コスト=Σ(所用時間×ドライバ時間単価)+燃料単価×Σ消費燃料+有料道路料金、として求められる。この式で、所用時間、ドライバ時間単価及び消費燃料は、リンクに応じて定められる値であり、Σは、経路を構成する全リンクについて和をとることを意味する。各リンクの所用時間は、所要時間=(平均移動時間×道路種別係数×道幅係数×規制速度係数)+10秒×右折左折回数+30秒×信号数+5秒×交差点数)×地域係数×バイパス係数、として算出される。平均移動時間、道路種別係数、規制速度係数、信号数等は各リンクについて地図データに含まれているか、地図レーダの情報に基づいて定められる。平均移動時間は、リンクを移動するのに要する平均時間であり、道路種別係数、道幅係数、規制速度係数、地域係数及びバイパス係数は、そのリンクの種々の特長に応じて設定される係数である。例えば、地域係数は、リンクが都会にある場合は0.9とされ、その他は1とされる。また、バイパス係数は、リンクがバイパスである又はバイパスの一部であるならば1.1とされ、その他は1とされる。ドライバ時間単価は、所用時間をコスト(価格)に換算するための値であり、出発地付近では高く、目的地付近では低く、中間では中程度に設定される。   In this embodiment, in step S6 (also step S4 as necessary), the route evaluation cost is obtained as: evaluation cost = Σ (required time × driver hour unit price) + fuel unit price × Σconsumed fuel + toll road fee It is done. In this equation, the required time, the driver time unit price, and the fuel consumption are values determined according to the link, and Σ means that the sum is taken for all the links constituting the route. The required time for each link is the required time = (average travel time x road type factor x road width factor x regulation speed factor) + 10 seconds x number of left / right turns + 30 seconds x number of signals + 5 seconds x number of intersections) x regional coefficient x bypass coefficient Is calculated as The average travel time, road type coefficient, regulation speed coefficient, number of signals, etc. are included in the map data for each link or are determined based on the information of the map radar. The average travel time is the average time required to move the link, and the road type coefficient, road width coefficient, regulation speed coefficient, area coefficient and bypass coefficient are coefficients set according to various features of the link. . For example, the area coefficient is 0.9 when the link is in the city, and 1 otherwise. The bypass coefficient is 1.1 if the link is bypass or part of the bypass, and 1 otherwise. The driver time unit price is a value for converting the required time into cost (price), and is set high near the departure point, low near the destination, and medium in the middle.

各リンクに関する消費燃料は、消費燃料=リンク長÷燃費×道路種別消費燃料係数+50ml×右折左折回数+50ml×信号数、として算出される。また、評価コストに関する上述の式にて、ドライバ時間単価とは、移動時間をコストに換算する値であり、有料道路料金とは、経路における高速道路等の通行料金である。   The fuel consumption for each link is calculated as fuel consumption = link length ÷ fuel consumption × road type fuel consumption coefficient + 50 ml × number of right / left turns + 50 ml × number of signals. Further, in the above-described formula relating to the evaluation cost, the driver hour unit price is a value for converting the travel time into the cost, and the toll road fee is a toll for a highway or the like on the route.

ステップS6の後、制御マイコン(9)は、終了条件が満たされているか否かを判断する(S7)。例えば、終了条件は、ステップS4乃至6の繰り返し回数が、所定回数(例えば、50回)に至ったというものである。ステップS7にて、終了条件が満たされていないと判断された場合には、再度、制御マイコン(9)は、ステップS4乃至6の処理を行う。満たされていると判断された場合には、制御マイコン(9)は、経路探索結果をLCD(19)に表示する(S8)。LCD(19)には、例えば、評価コストの最も高い経路、又は、評価コストが上位である複数の経路が表示される。   After step S6, the control microcomputer (9) determines whether or not an end condition is satisfied (S7). For example, the end condition is that the number of repetitions of steps S4 to S6 has reached a predetermined number (for example, 50 times). When it is determined in step S7 that the termination condition is not satisfied, the control microcomputer (9) performs the processes of steps S4 to S6 again. If it is determined that the condition is satisfied, the control microcomputer (9) displays the route search result on the LCD (19) (S8). On the LCD (19), for example, the route with the highest evaluation cost or a plurality of routes with the highest evaluation cost is displayed.

本発明は、一方の親経路のあるノードが共通ノードでなくとも、交叉処理(S5)にて、所定の条件を満たすならば、そのノード以降についてリンク列を部分的に組み換えて子経路を生成できることを特徴とする。以下、図3乃至5のフローチャートを参照して、本実施例の交叉処理を具体的に説明する。図3を参照すると、まず最初に変数g及びフラグの初期化が行われる(S11)。変数gは1に、フラグはオフにされる。なお、以下に言及する変数の値、フラグ及び処理結果等は、制御マイコン(9)内のRAMに適宜記憶され、読み出される。次に、経路A及びBの両方に存在する共通ノードを抽出する処理が行われる(S12)。抽出された共通ノードは、交叉可能ノードとして制御マイコン(9)内に記憶される。以後、抽出されたk個の交叉可能ノードを、N(1),・・・,N(k)と表記する。なお、この際、出発地及び目的地ノードは交叉可能ノードから除外される。さらに、経路A及びBにおいて最初の幾つかのリンクが共通する場合には、及び/又は、経路A及びBにおいて最後の幾つかのリンクが共通する場合には、このようなリンク上の共通ノードも交叉可能ノードから除外されるのが好ましい。ステップS12にて抽出された交叉可能ノードが0個である場合もあり得るが、この場合でも図3乃至5に示す経路探索動作は、問題なく実行される。 In the present invention, even if a node having one parent path is not a common node, if a predetermined condition is satisfied in the crossover process (S5), a child path is generated by partially recombining the link string after that node. It is possible to do. Hereinafter, the crossover process of the present embodiment will be described in detail with reference to the flowcharts of FIGS. Referring to FIG. 3, first, a variable g and a flag are initialized (S11). The variable g is set to 1 and the flag is turned off. Note that the values of variables, flags, processing results, etc. mentioned below are appropriately stored in the RAM in the control microcomputer (9) and read out. Next, a process of extracting a common node existing in both paths A and B is performed (S12). The extracted common node is stored in the control microcomputer (9) as a crossover capable node. Hereinafter, k extracted nodes capable of crossing are denoted as N (1) ,..., N (k) . At this time, the departure point and the destination node are excluded from the crossover possible nodes. Further, if the first few links are common in paths A and B and / or if the last few links are common in paths A and B, the common nodes on such links Are preferably excluded from the crossover possible nodes. There may be zero crossable nodes extracted in step S12. Even in this case, the route search operation shown in FIGS. 3 to 5 is executed without any problem.

ステップS12の後、以後の処理にて経路A上のノードを特定する変数iの値を設定する処理が行われる(S13)。最初にステップS13が行われる場合、iは1に設定される。ステップS13は、後述するステップS14からS26までの処理を繰り返すループの始端となっており、後述するステップS15は、このループの終端となっている。ステップS13の後、ノードNa(i)が共通ノードであるか否かが判断される(S14)。ステップS14にて、ノードNa(i)が共通ノードであると判断された場合、ステップS15にて、ノードNa(i)が目的地ノードの1つ手前のノードであるか否か、即ち、iの値がn−1に等しいか否かが判断される(S15)。ステップS15にて、iの値はn−1と異なると判断された場合、処理はステップS13に戻って、iの値がインクリメントされる。その後、ステップS14以降の処理が再度行われる。 After step S12, a process of setting a value of a variable i for specifying a node on the path A is performed in the subsequent process (S13). When step S13 is performed first, i is set to 1. Step S13 is the beginning of a loop that repeats the processing from steps S14 to S26 described later, and step S15 described later is the end of this loop. After step S13, it is determined whether or not the node N a (i) is a common node (S14). If it is determined in step S14 that the node N a (i) is a common node, it is determined in step S15 whether or not the node N a (i) is a node immediately before the destination node. , I is determined whether it is equal to n-1 (S15). If it is determined in step S15 that the value of i is different from n-1, the process returns to step S13 and the value of i is incremented. Thereafter, the processing after step S14 is performed again.

ステップS14にて、ノードNa(i)は共通ノードではないと判断された場合、以後の処理にて経路Bのノードを特定する変数jの値を設定する処理が行われる(S16)。最初にステップS16が行われる場合、jは1に初期化される。ステップS16は、後述するステップS17からS24までの処理を繰り返すループの始端となっており、後述するステップS18は、このループの終端となっている。ステップS16の後、ノードNb(j)が共通ノードであるか否かが判断される(S17)。ステップS17にて、ノードNb(j)が共通ノードであると判断された場合、ステップS18にて、ノードNb(j)が目的地ノードの1つ手前のノードであるか否か、即ち、jの値がm−1に等しいか否かが判断される(S18)。ステップS18にて、jの値がm−1と異なると判断された場合、処理はステップS16に戻って、jの値がインクリメントされる。その後、ステップS17以降の処理が再度行われる。 If it is determined in step S14 that the node N a (i) is not a common node, processing for setting the value of the variable j that identifies the node of the path B is performed in the subsequent processing (S16). When step S16 is performed first, j is initialized to 1. Step S16 is the beginning of a loop that repeats the processing from steps S17 to S24 described later, and step S18 described later is the end of this loop. After step S16, it is determined whether or not the node N b (j) is a common node (S17). If it is determined in step S17 that the node N b (j) is a common node, it is determined in step S18 whether the node N b (j) is a node immediately before the destination node. , J is equal to m−1 or not (S18). If it is determined in step S18 that the value of j is different from m−1, the process returns to step S16, and the value of j is incremented. Thereafter, the processing after step S17 is performed again.

ステップS17にて、ノードNb(j)は共通ノードではないと判断された場合、ノードNa(i)とノードNb(j)間の直線距離が、所定の距離X以下であるか否かが判断される(S19)。ステップS19にて、この直線距離が、所定の距離Xを超えていると判断された場合、ステップS18以降の処理が行われる。ステップS19にて、直線距離が所定の距離X以下であると判断された場合、ノードNa(i)からノードNb(j)への経路(以下、「連結経路」と称する)の探索が、タイクストラ法を用いて行われる(S20)。なお、DFS法又はダイクストラ法以外のBFS法が用いられてもよい。ステップS20の後、経路探索が成功したか否かが判断される(S21)。例えば、所定の時間、経路探索が行われても連結経路が得られない場合に、ステップS21にて経路探索に失敗したと判断される。経路探索に失敗したと判断された場合、つまりノードNa(i)からノードNb(j)への連結経路が得られなかった場合、ステップS18以降の処理が行われる。ステップS20にて、ノードNa(i)からノードNb(j)への連結経路が得られた場合(ステップS21にて経路探索に成功したと判断された場合)、この連結経路の長さがX+α(αは所定の定数)以下であるか否かが判断される(S22)。 If it is determined in step S17 that the node N b (j) is not a common node, whether or not the straight line distance between the node N a (i) and the node N b (j) is equal to or less than a predetermined distance X Is determined (S19). If it is determined in step S19 that the straight line distance exceeds the predetermined distance X, the processes in and after step S18 are performed. If it is determined in step S19 that the straight line distance is equal to or less than the predetermined distance X, a search for a route (hereinafter referred to as “connected route” ) from the node N a (i) to the node N b (j) is performed. This is performed using the Tykstra method (S20). Note that a BFS method other than the DFS method or the Dijkstra method may be used. After step S20, it is determined whether the route search is successful (S21). For example, if a connected route is not obtained even if route search is performed for a predetermined time, it is determined in step S21 that the route search has failed. If it is determined that the route search has failed, that is, if a connection route from the node N a (i) to the node N b (j) cannot be obtained, the processing from step S18 is performed. When a connected route from the node N a (i) to the node N b (j) is obtained in step S20 ( when it is determined that the route search is successful in step S21), the length of this connected route Is less than or equal to X + α (α is a predetermined constant) (S22).

ステップS22にて、得られた連結経路の長さがX+αを超えていると判断された場合、ステップS18以降の処理が行われる。ステップS20で求められた経路の長さがX+α以下であると判断された場合、ノードNa(i)は、交叉可能ノードN(k+g)として記憶されて、交叉可能ノード群に加えられる(S23)。その後、探索された連結経路は、R(g) :{Lr(g)(1),・・・,Lr(g)(o)}(oは正の整数。o=1ならば、R(g)は1つのリンクLr(g)(1))として記憶されて、フラグがオンにされる(S24)。 When it is determined in step S22 that the length of the obtained connection route exceeds X + α, the processing after step S18 is performed. When it is determined that the length of the route obtained in step S20 is less than or equal to X + α, the node Na (i) is stored as a crossover possible node N (k + g) and added to the crossoverable node group. (S23). Then, the searched connection path is R (g) : {L r (g) (1) ,..., L r (g) (o) } (o is a positive integer. If o = 1, R (g) is stored as one link Lr (g) (1) ), and the flag is turned on (S24).

ステップS24の後、ステップS18が行われる。ノードNb(1)からノードNb(j-1)について、ステップS17、S19乃至24が繰り返し行われると、ステップS18にて、jの値はm−1と等しいと判断される。その場合、ステップS18の後に、フラグがオンであるか否かが判断されて(S25)、フラグがオンである場合には、変数gの値がインクリメントされて、フラグがオフに戻される(S26)。ステップS26の後、又は、ステップS25にてフラグがオフである場合には、ステップS15が行われる。 Step S18 is performed after step S24. When Steps S17 and S19 to 24 are repeatedly performed for the node Nb (1) to the node Nb (j-1) , it is determined in Step S18 that the value of j is equal to m-1. In this case, after step S18, it is determined whether or not the flag is on (S25). If the flag is on, the value of the variable g is incremented and the flag is turned off (S26). ). After step S26, or when the flag is off in step S25, step S15 is performed.

なお、ノードNb(1)からノードNb(j-1)について、ステップS17、S19乃至24が繰り返し行われるので、経路A上のあるノードNa(i)について、連結される経路B上のノードが異なる複数の連結経路が探索されることが起こり得る。本実施例では、このような場合にステップS24が繰り返して行われると、記録された連結経路R(g)が上書きされて、最終的により目的地に近い連結経路(連結される経路B上のノードが最も目的値に近い連結経路)が記録されるようになっている。なお、ステップS24にて、既に記憶されている連結経路R(g)の長さと、新たに得られた連結経路の長さを比較して、後者の長さが前者の長さよりも短い場合に、上書きして後者を連結経路R(g)として記憶してもよい。 Since steps S17 and S19 to 24 are repeatedly performed for the node N b (1) to the node N b (j−1) , a certain node N a (i) on the route A is on the route B to be connected. It is possible that a plurality of connected routes having different nodes are searched. In this embodiment, when step S24 is repeatedly performed in such a case, the recorded connection route R (g) is overwritten, and finally the connection route closer to the destination (on the connection route B). The connection route where the node is closest to the target value) is recorded. In step S24, when the length of the connection route R (g) already stored is compared with the length of the newly obtained connection route, the latter is shorter than the length of the former. The latter may be overwritten and stored as the connection route R (g) .

ノードNa(1)からノードNa(i-1)について、ステップS14、S16乃至S26が繰り返し行われると、ステップS15にて、iの値はn−1と等しいと判断される。そして、その後、図4に示す一連の処理が行われる。図4に示すステップS31乃至44の処理は、経路Aと経路Bの立場が変わった点を除いて、図3に示したステップS13以降の処理と基本的に同じものである。故に、図4に示すステップS31乃至44の処理に関する詳細な説明は省略する。例えば、ステップS31はステップS13に、ステップS32はステップS14に、ステップS35はステップS17に相当しており、ステップS37はステップS19に相当している。 When Steps S14, S16 to S26 are repeatedly performed for the node Na (1) to the node Na (i-1) , the value of i is determined to be equal to n-1 in Step S15. Thereafter, a series of processes shown in FIG. 4 is performed. The processes in steps S31 to S44 shown in FIG. 4 are basically the same as the processes in and after step S13 shown in FIG. 3 except that the positions of the route A and the route B are changed. Therefore, the detailed description regarding the process of step S31 thru | or 44 shown in FIG. 4 is abbreviate | omitted. For example, step S31 corresponds to step S13, step S32 corresponds to step S14, step S35 corresponds to step S17, and step S37 corresponds to step S19.

ノードNb(1)からノードNb(j-1)について、ステップS32、S34乃至44が行われると、ステップS33にて、jの値はm−1と等しいと判断される。そして、その後、図5に示す一連の処理が行われる。まず、記憶されている交叉可能ノード群から、任意の交叉可能ノードN(w)が選択される(S61)。ここで、w=1〜k+gfであり、gfは、最終的なgの値、つまり、上記の説明と、図3及び図4とから理解されるように、ステップS12で抽出された交叉可能ノード群に対して、後に加えられた交叉可能ノードの全数に等しい。次に、選択した交叉可能ノードN(w)が経路A上のノードであるか否かが判断される(S62)。ステップS62にて、交叉可能ノードN(w)が経路A上にあると判断された場合、交叉可能ノードN(w)が経路B上のノードであるか否かが判断される(S63)。ステップS63にて、交叉可能ノードN(w)が経路B上にあると判断された場合、つまり、交叉可能ノードN(w)が経路A及びBの共通ノードである場合、この交叉可能ノードN(w)以降にて、経路A及びBのリンク列を部分的に相互に組み換える交叉処理が行われて、子経路C及びDが生成される(S64)。交叉可能ノードN(w)が経路A上で出発地ノードから数えてp+1番目に位置するノードNa(p)であり、さらに、経路B上で出発地ノードから数えてq+1番目に位置するノードNb(q)であるとすると、ステップS64で生成される子経路Cは、リンク列{La(1),・・・,La(p),Lb(q+1),・・・,Lb(m)}となり、子経路Dは、リンク列{Lb(1),・・・,Lb(q),Lb(p+1),・・・,La(n)}となる。ステップS64の後、これら子経路C及びDが経路集団に加えられて(S65)、交叉処理は終了する。 When Steps S32 and S34 to 44 are performed for the node Nb (1) to the node Nb (j-1) , it is determined in Step S33 that the value of j is equal to m-1. Thereafter, a series of processes shown in FIG. 5 is performed. First, an arbitrary crossoverable node N (w) is selected from the stored crossoverable node group (S61). Here, w = 1 to k + g f , and g f is extracted in step S12 as understood from the final value of g, that is, the above description and FIGS. It is equal to the total number of crossover nodes added later for the crossover node group. Next, it is determined whether or not the selected crossable node N (w) is a node on the route A (S62). If it is determined in step S62 that the crossover possible node N (w) is on the path A, it is determined whether or not the crossover possible node N (w) is a node on the path B (S63). If it is determined in step S63 that the crossover possible node N (w) is on the route B, that is, if the crossover possible node N (w) is a common node of the routes A and B, this crossover possible node N (w) After that, a crossover process for partially recombining the link strings of the paths A and B is performed, and child paths C and D are generated (S64). Crossable node N (w) is node N a (p) located on p + 1 from the departure node on route A, and is further located on q + 1 from route node on route B Assuming that N b (q) , the child path C generated in step S64 is a link string {L a (1) ,..., L a (p) , L b (q + 1) ,. , L b (m) }, and the child path D is linked to the link string {L b (1) ,..., L b (q) , L b (p + 1) ,. ) }. After step S64, these child paths C and D are added to the path group (S65), and the crossover process ends.

ステップS61にて選択した交叉可能ノードN(w)が経路A上のノードではないと、即ち、経路B上にのみ存在するノードであると、ステップS62にて判断された場合、この交叉可能ノードN(w)以降にて、経路Bのリンク列を部分的に組み換える交叉処理が行われて、1本の子経路Dが生成される(S66)。ステップS66では、交叉可能ノードN(w)以降のリンク列は、ステップS42で記憶された、この交叉可能ノードN(w)と経路A上のノードを結ぶ連結経路R(g)のリンク列{Lr(g)(1),・・・,Lr(g)(o)}と、経路Aの一部であって、リンクLr(g)(o)の終端ノードである経路A上のノードから目的地ノードに至る経路のリンク列とを合成したものとなる。例えば、交叉可能ノードN(w)が、出発地ノードから数えて、経路Bにてq+1番目に位置するノードであり、リンクLr(g)(o)の終端ノードである経路A上のノードが、出発地ノードから数えてp+1番目に位置するノードであるとすると、子経路Dは、リンク列{Lb(1),・・・,Lb(q),Lr(g)(1),・・・,Lr(g)(o),La(p+1),・・・,La(n)}となる。ステップS66の後、この子経路Dが経路集団に加えられて(S65)、交叉処理は終了する。 If it is determined in step S62 that the crossover possible node N (w) selected in step S61 is not a node on the route A, that is, a node that exists only on the route B, this crossable node After N (w) , a crossover process for partially recombining the link sequence of the path B is performed to generate one child path D (S66). In step S66, the link sequence after the crossover possible node N (w) is stored in step S42, and the link sequence { ( link ) of the connection route R (g) connecting the crossover possible node N (w) and the node on the route A L r (g) (1) ,..., L r (g) (o) } and on path A which is a part of route A and is a terminal node of link L r (g) (o) And the link sequence of the route from the node to the destination node. For example, the node N (w) that can be crossed is the node located at the q + 1th position on the route B counted from the departure node, and the node on the route A that is the terminal node of the link L r (g) (o) Is the node located at the p + 1th position from the departure node, the child route D is linked to the link string {L b (1) ,..., L b (q) , L r (g) (1 ), ···, L r (g ) (o), L a (p + 1), the ···, L a (n)} . After step S66, this child route D is added to the route group (S65), and the crossover process ends.

ステップS61にて選択した交叉可能ノードN(w)が経路B上のノードではないと、即ち、経路A上にのみ存在するノードであると、ステップS63にて判断された場合、この交叉可能ノードN(w)以降にて、経路Aのリンク列を部分的に組み換える交叉処理が行われて、1本の子経路Cが生成される(S67)。ステップS67では、交叉可能ノードN(w)以降のリンク列は、ステップS24で記憶された、この交叉可能ノードN(w)と経路B上のノードとを繋ぐ連結経路R(g)のリンク列{Lr(g)(1),・・・,Lr(g)(o)}と、経路Bの一部であって、リンクLr(g)(o)の終端ノードである経路B上のノードから目的地ノードに至る経路のリンク列とを合成したものとなる。交叉可能ノードN(w)が、経路Aにて出発地ノードから数えてp+1番目に位置するノードであり、リンクLr(g)(o)の終端ノードである経路B上のノードが、出発地ノードから数えてq+1番目に位置するノードであるとすると、子経路Cは、リンク列{La(1),・・・,La(p),Lr(g)(1),・・・,Lr(g)(o),Lb(q+1),・・・,Lb(m)}となる。ステップS67の後、この子経路Cが経路集団に加えられて(S65)、交叉処理は終了する。 If it is determined in step S63 that the crossover possible node N (w) selected in step S61 is not a node on the route B, that is, a node that exists only on the route A, this crossable node After N (w) , a crossover process for partially recombining the link string of the path A is performed to generate one child path C (S67). At step S67, the crossover enabled node N (w) after the link row is stored in step S24, the link row of connection channel R (g) connecting the this crossover allows node N (w) and on the path B node {L r (g) (1) ,..., L r (g) (o) } and a route B that is a part of the route B and is a terminal node of the link L r (g) (o) This is a composite of the link sequence of the route from the upper node to the destination node. The crossover possible node N (w) is the node located at the p + 1th position on the route A from the departure node, and the node on the route B which is the terminal node of the link L r (g) (o) Assuming that the node is located at the q + 1th position from the ground node, the child path C has link strings {L a (1) ,..., L a (p) , L r (g) (1),. .., L r (g) (o) , L b (q + 1) ,..., L b (m) }. After step S67, this child route C is added to the route group (S65), and the crossover process is terminated.

図6は、本実施例の交叉処理を説明する概念図であり、図2に示すステップS4にて選択された親経路A及びBの一例を示している。本図では、これら経路は部分的に省略されて示されており、経路Aを構成する各リンクは黒色の矢印で、 経路Bを構成する各リンクは白色の矢印で、ノードは白丸で示されている。図3に示すステップS12では、共通ノードが抽出されて交叉可能ノードとして記憶される。図6に示す例では、ステップS12が行われると、リンクLa(2)とLb(2)の終端ノードが交叉可能ノードN(1)として、リンクLa(n-1)とLb(m-1)の始端ノードが交叉可能ノードN(k)として記憶される(なお、交叉可能ノードN(1)とN(k)の間に位置するその他の共通ノードも記憶される)。 FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating the crossover process of this embodiment, and shows an example of the parent routes A and B selected in step S4 shown in FIG. In the figure, these routes are shown partially omitted. Each link constituting route A is indicated by a black arrow, each link constituting route B is indicated by a white arrow, and nodes are indicated by white circles. ing. In step S12 shown in FIG. 3, a common node is extracted and stored as a crossable node. In the example shown in FIG. 6, the step S12 is executed, the link L as a (2) and L b (2) of the terminating node crossover allows nodes N (1), the link L a (n-1) and L b (m-1) starting node is stored as crossover enabled node N (k) (Note that other common node located is also stored during the crossover possible nodes N (1) and N (k)).

図3に示すステップS13以降の処理は、共通ノードではない経路A上のノードの各々について、所定の条件を満たした、該ノードから経路Bに接続する連結経路を探索して記憶するものである。また、そのような連結経路が探索されたノードは、交叉可能ノード群に加えられる。ステップS16を始端とし、ステップS18を終端とするループでは、ステップS13で指定された共通ノードではない、経路A上のある1つのノードについて、出発地及び目的地ノードを除く経路B上のノードの各々について、所定の条件を満たす連結経路を求める試みが行われる。例えば、ステップS13にて、図6に示す経路A上のノードNa(p)が指定された場合、第1の条件は、連結経路の両端のノード間の直線距離が所定の距離X以下であることなので、ステップS19にて、ステップS17で指定された経路B上のノードがノードNa(p)を中心とする半径Xの円内にあるか否かが判断される。図6に示す例では、経路B上のノードNb(q)がこの円内に入っており、ステップS17にてノードNb(q)が指定された場合、ステップS19の後に、ノードNa(p)からノードNb(q)への連結経路が探索される(S20)。 The processing after step S13 shown in FIG. 3 searches for and stores a connected route connecting from the node to route B that satisfies a predetermined condition for each node on route A that is not a common node. . Further, the node for which such a connection route is searched is added to the crossable node group. In a loop starting from step S16 and ending at step S18, a node on the route B excluding the departure point and destination node is not a common node specified in step S13. For each, an attempt is made to find a connection path that satisfies a predetermined condition. For example, when the node N a (p) on the route A shown in FIG. 6 is specified in step S13, the first condition is that the linear distance between the nodes at both ends of the connection route is a predetermined distance X or less. Therefore, in step S19, it is determined whether or not the node on the route B designated in step S17 is within a circle with a radius X centered on the node Na (p) . In the example shown in FIG. 6, when the node N b (q) on the route B is in this circle and the node N b (q) is designated in step S17, the node N a is added after step S19. A connection route from (p) to node N b (q) is searched (S20).

第2の条件は、連結経路の長さが所定の長さ以下であることである。ステップS20で得られた連結経路は、例えば、図6に示す円から大きくはみ出た経路である可能性があり、このような実質的に無意味な経路がこの条件を課すことで排除される。この条件は、ステップS22にて判断される。所定の長さX+αは、当然にXよりも長く、例えば、αは、Xと同程度の大きさに設定される。連結経路が、この第2の条件を満たす場合、ノードNa(p)は、交叉可能ノードとして記憶され(S23)、連結経路はR(g)として記憶される(S24)。図6では、記憶された連結経路R(g)を、灰色の矢印のリンクで示してある。 The second condition is that the length of the connection path is not more than a predetermined length. The connection route obtained in step S20 may be, for example, a route that protrudes greatly from the circle shown in FIG. 6, and such a substantially meaningless route is eliminated by imposing this condition. This condition is determined in step S22. The predetermined length X + α is naturally longer than X. For example, α is set to the same size as X. When the connection route satisfies the second condition, the node N a (p) is stored as a crossable node (S23), and the connection route is stored as R (g) (S24). In FIG. 6, the stored connection route R (g) is indicated by a link with a gray arrow.

図4に示すステップS31以降の処理は、ステップS12で抽出された共通ノードではない経路B上のノードの各々について、上記と同様にして、上述の第1及び第2の条件を満たした、該ノードから経路Aに接続する連結経路を求めて記憶するものである。また、そのような連結経路の始端となる経路B上のノードは、交叉可能ノード群に加えられる。   The processing after step S31 shown in FIG. 4 satisfies the above first and second conditions in the same manner as described above for each of the nodes on the route B that are not the common nodes extracted in step S12. A connection route connecting from the node to the route A is obtained and stored. In addition, the node on the route B that is the starting end of such a connection route is added to the group of nodes that can be crossed.

図6に示す例では、例えば、ステップS61にて、図中に示すノードN(1)やノードN(k)のような共通ノードである交叉可能ノードが選択されると、ステップS64にて、従来の交叉処理のようにリンク列の組換えが行われて2本の子経路が作成される。一方で、例えば、ステップS61にて、図6中に示すノードNa(p)が選択されると、上述したように、経路Aのように出発地ノードからノードNa(p)に至り、その後、連結経路R(g)を通って、経路BのようにノードNb(q)から目的地ノードに至る1本の子経路Cが生成される。 In the example shown in FIG. 6, for example, when a crossover node that is a common node such as the node N (1) or the node N (k) shown in the figure is selected in step S61, in step S64, Link trains are recombined as in the conventional crossover process to create two child paths. On the other hand, for example, when the node N a (p) shown in FIG. 6 is selected in step S61, as described above, the route reaches the node N a (p) from the departure node as shown in FIG. Thereafter, one child route C from the node N b (q) to the destination node is generated through the connection route R (g) as in the route B.

本実施例では、各経路は、先に示したようにリンクを遺伝子としたリンク列で表現されているが、ノードを遺伝子としてノード列で表現されていてもよい。また、本発明を車載用ナビゲーション装置に適用した実施例を取り上げて本発明を説明したが、本発明は、それ以外の経路探索装置、例えば、荷物等の輸送経路を探索する装置や巡回経路を探索する装置に用いることができる。   In the present embodiment, each route is represented by a link string having a link as a gene as described above, but may be represented by a node string having a node as a gene. In addition, the present invention has been described by taking an embodiment in which the present invention is applied to an in-vehicle navigation device. However, the present invention is not limited to other route search devices, for example, a device for searching for a transportation route such as luggage or a patrol route. It can be used for a searching device.

上記実施例の説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。本発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。   The above description of the embodiments is for explaining the present invention, and should not be construed as limiting the invention described in the claims or reducing the scope thereof. Each part configuration of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made within the technical scope described in the claims.

本発明の実施例である車載用ナビゲーション装置の概要を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the outline | summary of the vehicle-mounted navigation apparatus which is an Example of this invention. 本発明の本実施例のナビゲーション装置が行う経路探索動作の概要を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the outline | summary of the route search operation | movement which the navigation apparatus of a present Example of this invention performs. 本発明の実施例のナビゲーション装置が行う交叉処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the crossover process which the navigation apparatus of the Example of this invention performs. 本発明の実施例のナビゲーション装置が行う交叉処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the crossover process which the navigation apparatus of the Example of this invention performs. 本発明の実施例のナビゲーション装置が行う交叉処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the crossover process which the navigation apparatus of the Example of this invention performs. 本発明の実施例のナビゲーション装置が行う交叉処理を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the crossover process which the navigation apparatus of the Example of this invention performs. 高速道路のインターチェンジ付近のノード及びリンクを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the node and link of the interchange vicinity of a highway. 図8Aは、交差路付近のノード及びリンクを示す説明図、図8Bは、平行道路のノード及びリンクを示す説明図である。FIG. 8A is an explanatory diagram showing nodes and links in the vicinity of an intersection, and FIG. 8B is an explanatory diagram showing nodes and links on a parallel road.

符号の説明Explanation of symbols

(1) GPS受信部
(3) ジャイロスコープ
(5) ジャイロマイコン
(9) 制御マイコン
(11) 記録媒体
(19) LCD
(25) スピーカ
(27) キー
(1) GPS receiver
(3) Gyroscope
(5) Gyro microcomputer
(9) Control microcomputer
(11) Recording medium
(19) LCD
(25) Speaker
(27) key

Claims (10)

出発地から目的地に至る複数の経路で構成される経路集団から第1経路及び第2経路を選択し、前記第1経路及び前記第2経路に対して交叉処理を施して、1又は2本の子経路を生成することを繰り返す遺伝的アルゴリズムを用いた経路探索装置であって、
前記交叉処理にて、
前記第1経路及び前記第2経路が共有する共通ノードを交叉可能ノードとして抽出し、
共通ノードではない前記第1経路上のノードから前記第2経路に繋がる所定の条件を満たす第1連結経路が探索された場合に、この第1経路上のノードを、抽出された交叉可能ノード群に加え、
共通ノードではない前記第2経路上のノードから前記第1経路に繋がる前記所定の条件を満たす第2連結経路が探索された場合に、この第2経路上のノードを前記交叉可能ノード群に加え、
前記交叉可能ノード群から選択された交叉可能ノードが、共通ノードである場合、選択された交叉可能ノード以降にて前記1経路及び前記第2経路を部分的に相互に組み換えて2本の子経路を生成し、
前記交叉可能ノード群から選択された交叉可能ノードが、前記第1経路上のみに存在する場合、選択された交叉可能ノード以降にて、この交叉可能ノードを始端ノードとする第1連結経路と、前記第2経路の一部であって、この第1連結経路の終端ノードである前記第2経路上のノードから前記目的地に至る経路とで、前記第1経路を部分的に組み換えて1本の子経路を生成し、
前記交叉可能ノード群から選択された交叉可能ノードが、前記第2経路上のみに存在する場合、選択された交叉可能ノード以降にて、この交叉可能ノードを始端ノードとする第2連結経路と、前記第1経路の一部であって、この第2連結経路の終端ノードである前記第1経路上のノードから前記目的地に至る経路とで、前記第2経路を部分的に組み換えて1本の子経路を生成する経路探索装置。
One or two routes are selected by selecting a first route and a second route from a route group composed of a plurality of routes from a starting point to a destination, and performing a crossover process on the first route and the second route. A route search device using a genetic algorithm that repeatedly generates child routes of
In the crossover process,
A common node shared by the first route and the second route is extracted as a crossable node;
When a first connected route satisfying a predetermined condition connected to the second route is searched from a node on the first route that is not a common node, the nodes on the first route are extracted as a group of nodes that can be crossed. In addition to
When a second connected route that satisfies the predetermined condition connected to the first route from a node on the second route that is not a common node is searched, the node on the second route is added to the crossable node group. ,
If the crossable node selected from the crossable node group is a common node, two child routes are obtained by partially recombining the one route and the second route after the selected crossable node. Produces
A crossover node selected from the crossover node group is present only on the first route, a first connection route having the crossover node as a start node after the selected crossover node; A part of the second route that is a terminal node of the first connection route and a route from the node on the second route to the destination is partially recombined with the first route. Create a child path of
When the crossover possible node selected from the crossover possible node group exists only on the second route, the second connection route having the crossover possible node as the start node after the selected crossover possible node; A part of the first route that is a terminal node of the second connection route and a route from the node on the first route to the destination is obtained by partially recombining the second route. Search device that generates a child route.
前記所定の条件は、共通ノードではない前記第1経路又は前記第2経路上のノードと、このノードを始端ノードとする第1連結経路又は第2連結経路の終端ノードとの間の距離が、所定の距離以下であることを含む、請求項1に記載の経路探索装置。   The predetermined condition is that a distance between a node on the first route or the second route that is not a common node and a terminal node of the first connection route or the second connection route having the node as a start node is: The route search device according to claim 1, comprising being less than or equal to a predetermined distance. 前記所定の条件は、第1連結経路又は第2連結経路の長さが所定の長さ以下であることを含む、請求項1又は請求項2に記載の経路探索装置。   The route search device according to claim 1 or 2, wherein the predetermined condition includes that a length of the first connection route or the second connection route is equal to or less than a predetermined length. 前記経路集団の初期集団は、ダイクストラ法を用いて準備される、請求項1乃至3の何れかに記載の経路探索装置。   The route search device according to claim 1, wherein an initial population of the route population is prepared using a Dijkstra method. 第1連結経路及び第2連結経路は、ダイクストラ法を用いて探索される、請求項1乃至4の何れかに記載の経路探索装置。   The route search device according to any one of claims 1 to 4, wherein the first connection route and the second connection route are searched using a Dijkstra method. 出発地から目的地に至る複数の経路で構成される経路集団から第1経路及び第2経路を選択し、前記第1経路及び前記第2経路に対して交叉処理を施して、1又は2本の子経路を生成することを繰り返す遺伝的アルゴリズムを用いた経路方法であって、
前記第1経路及び前記第2経路が共有する共通ノードを交叉可能ノードとして抽出する工程と、
共通ノードではない前記第1経路上のノードから前記第2経路に繋がる所定の条件を満たす第1連結経路が探索された場合に、この第1経路上のノードを、抽出された交叉可能ノード群に加える工程と、
共通ノードではない前記第2経路上のノードから前記第1経路に繋がる前記所定の条件を満たす第2連結経路が探索された場合に、この第2経路上のノードを前記交叉可能ノード群に加える工程と、
前記交叉可能ノード群から選択された交叉可能ノードが、共通ノードである場合、選択された交叉可能ノード以降にて前記1経路及び前記第2経路を部分的に相互に組み換えて2本の子経路を生成する工程と、
前記交叉可能ノード群から選択された交叉可能ノードが、前記第1経路上のみに存在する場合、選択された交叉可能ノード以降にて、この交叉可能ノードを始端ノードとする第1連結経路と、前記第2経路の一部であって、この第1連結経路の終端ノードである前記第2経路上のノードから前記目的地に至る経路とで、前記第1経路を部分的に組み換えて1本の子経路を生成する工程と、
前記交叉可能ノード群から選択された交叉可能ノードが、前記第2経路上のみに存在する場合、選択された交叉可能ノード以降にて、この交叉可能ノードを始端ノードとする第2連結経路と、前記第1経路の一部であって、この第2連結経路の終端ノードである前記第1経路上のノードから前記目的地に至る経路とで、前記第2経路を部分的に組み換えて1本の子経路を生成する工程とを含む経路探索方法。
One or two routes are selected by selecting a first route and a second route from a route group composed of a plurality of routes from a starting point to a destination, and performing a crossover process on the first route and the second route. A path method using a genetic algorithm that repeatedly generates child paths of
Extracting a common node shared by the first route and the second route as a crossable node;
When a first connected route satisfying a predetermined condition connected to the second route is searched from a node on the first route that is not a common node, the nodes on the first route are extracted as a group of nodes that can be crossed. Adding to the process,
When a second connected route satisfying the predetermined condition connected to the first route from a node on the second route that is not a common node is searched, the node on the second route is added to the crossable node group Process,
If the crossable node selected from the crossable node group is a common node, two child routes are obtained by partially recombining the one route and the second route after the selected crossable node. Generating
A crossover node selected from the crossover node group is present only on the first route, a first connection route having the crossover node as a start node after the selected crossover node; A part of the second route that is a terminal node of the first connection route and a route from the node on the second route to the destination is partially recombined with the first route. Generating a child path of
When the crossover possible node selected from the crossover possible node group exists only on the second route, the second connection route having the crossover possible node as the start node after the selected crossover possible node; A part of the first route that is a terminal node of the second connection route and a route from the node on the first route to the destination is obtained by partially recombining the second route. Generating a child route of the route.
前記所定の条件は、共通ノードではない前記第1経路又は前記第2経路上のノードと、このノードを始端ノードとする第1連結経路又は第2連結経路の終端ノードとの間の距離が、所定の距離以下であることを含む、請求項6に記載の経路探索方法。   The predetermined condition is that a distance between a node on the first route or the second route that is not a common node and a terminal node of the first connection route or the second connection route having the node as a start node is: The route search method according to claim 6, comprising being equal to or less than a predetermined distance. 前記所定の条件は、第1連結経路又は第2連結経路の長さが所定の長さ以下であることを含む、請求項6又は請求項7に記載の経路探索方法。   The route search method according to claim 6 or 7, wherein the predetermined condition includes that a length of the first connection route or the second connection route is equal to or less than a predetermined length. 前記経路集団の初期集団を、ダイクストラ法を用いて準備する工程を含む、請求項6乃至8の何れかに記載の経路探索方法。   The route search method according to claim 6, comprising preparing an initial population of the route population using a Dijkstra method. 第1連結経路及び第2連結経路は、ダイクストラ法を用いて探索される、請求項6乃至9の何れかに記載の経路探索方法。   The route search method according to claim 6, wherein the first connection route and the second connection route are searched using a Dijkstra method.
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