JP2008197373A - 道路地図データ構造及びナビゲーション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】出典の精度に応じた複数の精度を示すリンク情報を混在させて適切に道路ネットワークデータを構成できると共に、各リンク情報の精度レベルに応じた利用が可能である道路地図データ構造を提供する
【解決手段】複数のリンクの接続関係により道路を表す道路ネットワークデータを備える道路地図データ構造であって、道路ネットワークを構成する各リンクについてのリンク情報が、リンク情報の出典の精度に基づいた精度レベル情報を含む。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えばナビゲーション装置等に用いられ、道路を表す道路ネットワークデータを備える道路地図データ構造に関する。また、当該道路地図データ構造を利用するアプリケーションプログラムを有するナビゲーション装置に関する。

ナビゲーション装置等において、現実の道路の情報を表す道路地図データを用いて、自位置の表示や目的地までの経路の案内等を行う技術が知られている。デジタルデータで構築されたこのような道路地図データは、ノードとリンクとの組み合わせにより構築された道路ネットワークデータを備えている。ここで、ノードとは、一般に、道路の交差点、折曲点、などの座標点である。リンクとは、各ノードをつないだものである。そして、複数のリンクの接続関係によって道路を表す道路ネットワークが構築される。
各リンクには、その属性を示すリンク情報が付与されている。属性とは、例えば、リンク番号、リンクの始点ノード及び終点ノードの座標値、リンクの距離、道路の種類又は種別、道路幅、通行規制などである（例えば、下記特許文献１参照。）。

特開平６ー３２３８６１号公報（第１７〜１８段落等）

ところで、このようなリンク情報の精度レベルは、その属性の収集対象となった出典の精度によってまちまちである。特に、リンクの始点ノード、終点ノードの座標値や、リンクの距離など、現実の道路において各種の寸法として存在する属性は、出典の精度による影響を受け易い。ここで、出典とは、地形図、市街図、都市計画図、道路図面、航空写真、実際に道路を走行させた計測車両による計測データ、などである。従来は、道路（リンク）の使用頻度などの重要度に応じて、適切な出典から異なる精度で各リンクの属性を収集していても、実際の道路ネットワークデータは、単一の精度レベルのリンク情報により構成されていた。即ち、従来の道路ネットワークデータでは、精度の高い出典に基づいて生成されたリンク情報であっても、精度の低い出典に基づいて生成されたリンク情報と同レベルの精度に丸められた情報とされていた。

しかし、近年、貴重な情報である道路ネットワークデータを従来からの一般的なナビゲーション装置のアプリケーション以外の複数のアプリケーションに活用する要望が強まってきた。例えば、ナビゲーション装置が搭載された自動車の快適性や安全性を向上させるための別のアプリケーションにも当該道路ネットワークデータを活用しようとするものである。これらのアプリケーションの中には、従来からの一般的なナビゲーション装置のアプリケーションよりも高い精度のリンク情報を必要とするものもある。また、従来からの一般的なナビゲーション装置のアプリケーションであっても、高い精度のリンク情報を用いることで更に詳細な案内等を行い得るものもある。しかし、道路地図データに含まれる全てのリンク情報を高精度の情報とすると、情報収集コストの上昇や道路地図データベースのデータ量の増大を招くという問題がある。従って、それぞれの出典の精度を最大限に生かしてリンク情報を生成し、道路ネットワークデータを構成することが求められる。

本発明は、上記課題に鑑みて創案されたもので、出典の精度に応じた複数の精度を示すリンク情報を混在させて適切に道路ネットワークデータを構成できると共に、各リンク情報の精度レベルに応じた利用が可能である道路地図データ構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係る道路地図データ構造の特徴構成は、
複数のリンクの接続関係により道路を表す道路ネットワークデータを備える道路地図データ構造であって、前記道路ネットワークを構成する各リンクについてのリンク情報が、当該リンク情報の出典の精度に基づいた精度レベル情報を含む点にある。

この特徴構成を備える道路地図データ構造は、リンク情報に出典の精度に基づいた精度レベル情報を含む。従って、複数の精度レベルのリンク情報を用いて適切に道路ネットワークデータを構成することができる。また、当該道路地図データ構造を備える道路ネットワークデータを利用するアプリケーションは、リンクごとの精度レベルを道路ネットワークデータから読み取ることが可能である。その結果、例えば、当該道路ネットワークデータを使用するアプリケーションは、リンクごとに当該道路ネットワークデータを利用できるか否かを判定することができる。従って、各リンク情報の精度レベルに応じた利用が可能となり、１つの道路ネットワークデータが適用可能なアプリケーションを拡大することも可能となる。

また、本発明に係る道路地図データ構造は、前記精度レベル情報が、複数の前記出典の種別のそれぞれの精度に応じて予め規定されたレベル値の情報であることを特徴とする。

この特徴によれば、リンク情報に含まれる精度レベル情報が定量的なレベル値の情報として与えられる。つまり、異なる出典であっても、精度が同等であれば同じ値のレベル値で表現される。従って、リンク情報の容量は出典の多様性に影響されることなく、レベル値の値域の範囲内で一定に保たれる。将来、出典の種別が増加した場合にも、リンク情報の容量を増やすことなく情報を更新することができる。

また、本発明に係る道路地図データ構造は、前記リンク情報が、
前記精度レベル情報に示される精度レベルに応じて定められ、前記リンクの形状を補間するための補間点の配置密度を示す密度情報と、
隣接する補間点間のオフセット量を定義して前記リンクの形状を示す補間点オフセット座標値と、
を含むことを特徴とする。

補間点はリンクの形状を補間するための座標点であるので、出典の精度が高く、リンク情報が有する精度レベルが高い方が、補間点が密に配置される上で好ましい。逆に、出典の精度が低ければ、補間点を密に配置しようとしても情報が不足する。従って、補間点が密に配置されても見かけだけのものとなり、無駄にリンク情報の容量を増加させることになる。しかし、本特徴によれば、精度レベル情報に示される精度レベルに応じて、補間点の配置密度が定められるので、無駄なく適正に補間点を配置することができる。
また、密度情報とオフセット情報とを分けたので、密度情報が異なるリンク間においてもオフセット座標値のオフセット単位を統一することができる。例えば、全てのリンクに共通なオフセット単位を１と設定することで、データ量を少なくすることが可能である。

また、本発明に係る道路地図データ構造は、前記リンク情報が、
前記精度レベル情報に示される精度レベル及び前記リンクの形状に応じて定められ、前記リンクの形状を補間するための補間点の配置密度を示す密度情報と、
隣接する補間点間のオフセット量を定義して前記リンクの形状を示す補間点オフセット座標値と、
を含むことを特徴とする。

リンクの形状が直線や一定曲率のカーブでなく変化の多い形状の場合には、リンク形状を補間するための座標点である補間点が密に設定されることが好ましい。また、補間点は、出典の精度が高く、リンク情報が有する精度レベルが高い方が、密に配置される上で好ましい。但し、リンクの形状が直線など変化に乏しい形状の場合には、出典の精度が高くても補間点が密に設けられる必要性は低く、却って無駄にリンク情報の容量を増加させる。また、出典の精度が低い場合には、密に補間点を配置しようとしても情報が不足する。従って、補間点を密に配置しても見かけだけのものとなり、無駄にリンク情報の容量を増加させることになる。しかし、本特徴によれば、精度レベル情報に示される精度レベル及びリンクの形状に応じて、補間点の配置密度が定められるので無駄なく適正に補間点を配置することができる。

また、本発明に係る道路地図データ構造は、前記密度情報が、最も密な前記補間点の配置密度に対する倍率を、２のべき乗で定義される当該倍率のべき乗数によって示すものであることを特徴とする。

例えば、最も密な補間点の配置密度に対する倍率が８の場合、これを２のべき乗で定義される倍率（８＝２³）のべき乗数で示すと、３となる。倍率８を２進数で表現すると４ビットが必要であるが、べき乗数３は２ビットで表現可能である。つまり、べき乗数を用いて配置密度に対する倍率を示すことによって容量を２分の１に抑制することができる。単一のリンクに関しては２ビットの削減であるが、道路ネットワーク全体では大きな抑制効果が得られる。

また、本発明に係るナビゲーション装置は、
本発明に係る道路地図データ構造の道路ネットワークデータを格納した地図データベースと、
自位置を検出する自位置検出部と、
前記道路ネットワークデータを参照して動作する複数のアプリケーションプログラムと、
を備えることを特徴とする。
そして、前記アプリケーションプログラムは、各アプリケーションプログラムが必要とする要求精度に応じ、当該要求精度以上の精度レベルを示す前記精度レベル情報を有する前記リンク情報を用いて実行されることを特徴とする。

上述したように、本発明に係る道路地図データ構造は、リンク情報に出典の精度に基づいた精度レベル情報を含む。従って、当該道路地図データ構造の道路ネットワークデータを参照して動作するアプリケーションプログラムは、各アプリケーションプログラムの要求精度以上の精度レベルを示す精度レベル情報を有するリンク情報を用いて実行される。当該道路ネットワークデータを使用するアプリケーションプログラムは、リンクごとに当該道路ネットワークデータを利用できるか否かを判定することができる。従って、各リンク情報の精度レベルに応じた利用が可能となり、１つの道路ネットワークデータが適用可能なアプリケーションプログラムが制限されることなく、適用範囲が拡大される。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係るナビゲーション装置の構成を模式的に示すブロック図である。当該ナビゲーション装置１は、本発明に係る道路地図データ構造の道路ネットワークデータを参照して動作する複数のアプリケーションプログラムを備えている。これらアプリケーションプログラムにより、ナビゲーション装置１は、自位置表示、目的地の検索、出発地から目的地までの経路探索、目的地までの進路案内、などのナビゲーション機能を実現する。

図に示すように、ナビゲーション装置１は、地図データベース２、演算処理部３、自位置検出部４、メモリ５、表示部６、音声出力部７などの機能部を備えている。これらの各機能部は、マイクロプロセッサ（micro processor）やＤＳＰ（digital signal processor）などで構成される演算処理部３を中核部品として構成されている。もちろん、地図データベース２や自位置検出部４、メモリ５などの機能部の一部又は全部がマイクロプロセッサやＤＳＰに内蔵されていてもよい。各機能部は、ハードウェア又はソフトウェア（プログラム）あるいはその双方により実装されて構成されている。

アプリケーションプログラムＰＧは、複数のプログラムＰＧ１〜ＰＧ７を有して構成される。本実施形態では、アプリケーションプログラムＰＧは、表示プログラムＰＧ１、マップマッチングプログラムＰＧ２、経路計算プログラムＰＧ３、案内プログラムＰＧ４、検索プログラムＰＧ５、レーン判定プログラムＰＧ６、車両制御プログラムＰＧ７の７つのプログラムを有している。

表示プログラムＰＧ１は、表示操作部２３の表示画面に自位置や目的地等の周辺の地図表示や当該地図上への自位置表示等を行うためのプログラムである。マップマッチングプログラムＰＧ２は、自位置検出部２１により検出された自位置を地図の道路上に合わせるマップマッチング処理を行うためのプログラムである。経路計算プログラムＰＧ３は、例えば自位置から表示操作部２３により入力された目的地までの経路等の経路計算を行うためのプログラムである。案内プログラムＰＧ４は、経路計算により決定された目的地までの経路に従って、表示操作部２３の表示画面による案内表示や音声出力部２４による音声案内等により、適切な進路を案内する処理を行うためのプログラムである。検索プログラムＰＧ５は、目的地や地図表示のための地点等を、住所、電話番号、施設名称、ジャンル等に基づいて検索するためのプログラムである。

レーン判定プログラムＰＧ６、車両制御プログラムＰＧ７は、特にナビゲーション装置１が自動車に搭載される場合に活用されるプログラムである。レーン判定プログラムＰＧ６は、複数車線を有する道路において自位置がどのレーン（車線）であるかを判定するためのプログラムである。また、当該レーンをキープして走行するように車両の運転制御装置に対して情報を出力するようにしてもよい。車両制御プログラムＰＧ７は、例えば停止線などに対する減速や停車位置合わせなどの運転操作をアシストする情報を車両の運転制御装置に対して出力するプログラムである。
尚、上述した各プログラムによるナビゲーション装置１の動作や運転制御装置の動作は公知であるので詳細な説明は省略する。

地図データベース２は、後述するアプリケーションプログラムＰＧを実行する演算処理部３が参照する道路地図データＲＤ（道路ネットワークデータ）が格納されたデータベースである。道路地図データＲＤは、本発明に係る特徴的な道路地図データ構造を備えている。地図データベース２は、例えばディスク（光、磁気、光磁気）、メモリなどの記憶媒体と、ディスクドライブなどの読み取り機構とを、ハードウェア構成として備えている。記憶媒体は、ハードディスク、フラッシュメモリなど、書き換え可能であると道路地図データＲＤの更新が容易であり、好ましい。

地図データベース２には、道路地図データＲＤの他にも、アプリケーションプログラムＰＧで用いられる、表示、案内、検索などのための各種のデータ（案内用データ）が格納されている。これらのデータは、具体的には、画像データ、音声データ、注目点（ＰＯＩ : point of interest）データなどを含んで構成されている。各データは、道路地図データＲＤに含まれるリンクやノード（図２に基づいて後述する。）などに関連付けられて格納されている。

図２は、道路地図データＲＤにより表される道路ネットワークの一例を示す説明図である。この図に示す例では、それぞれ複数のリンクＬを有するリンク列Ａ及びリンク列Ｂの２つのリンク列がある。各リンク列Ａ、Ｂは、ノードＮ（ＮＡ１〜ＮＡ３、ＮＢ１〜ＮＢ３；図２の黒点）と、２個のノードＮ間を結ぶリンクＬ（ＬＡ１、ＬＡ２、ＬＢ１、ＬＢ２；図２の実線）と、各リンクＬの形状を規定する一群の形状補間点Ｉ（ＩＡ１、ＩＡ２、ＩＢ１、ＩＢ２；図２の白抜き点）とを有して構成されている。道路地図データＲＤは、これらの各リンク列を構成する情報を表すデータである。

リンク列を構成する各リンクＬは、それぞれのリンクＬの属性など、各リンクＬについてのリンク情報を有している。例えば、リンク列ＡのリンクＬＡ１は、少なくとも、始点がノードＮＡ１、終点がノードＮＡ２で、所定間隔で５つの形状補間点Ｉを有している、という属性情報を備えている。詳細は後述するが、リンク情報として、リンクＬの精度レベルを示す精度レベル情報や、形状補間点Ｉが配置される所定間隔の設定値なども有している。尚、形状補間点Ｉは本発明の補間点に相当し、所定間隔の設定値は本発明の密度情報に相当する。

なお、リンク列ＡのノードＮＡ２と、リンク列ＢのノードＮＢ２とは、図２上では位置を異ならせて表しているが、同じ交差点を表すノードＮである。道路地図データＲＤでは、各ノードＮに対応するデータはリンク列Ａ、Ｂごとに管理されるため、同じ交差点を表すノードＮに対応するデータは、各リンク列Ａ、Ｂごとに備えられる。尚、そのようなノードＮに対応するデータには、同じ交差点を表す他のノードＮに対応するデータの配置情報が含まれる。

再び図１を参照すると、自位置検出部４は、ナビゲーション装置１の現在位置を検出するための機能部である。このため、自位置検出部４は、例えばＧＰＳ受信機、方位センサ、距離センサなど（何れも不図示）を備えている。自位置検出部４は、これらにより取得された情報に基づいて現在位置を示す座標や進行方位などの情報を生成又は取得して、演算処理部３に出力する。

表示部６は、ＣＲＴや液晶などのディスプレイ装置により構成された表示画面を有している。また、この表示画面に連動するタッチパネルや操作スイッチなどを有している。音声出力部７は、スピーカやアンプなどを備えて構成される。表示部６と音声出力部７とは同一のディスプレイ装置に搭載されていてもよい。表示部６と音声出力部７とは、演算処理部３に接続され、演算処理部３の動作に伴って、自位置の特定、２地点間の経路探索、進路案内、目的地検索などの処理に応じた表示や音声出力を行う。また、タッチパネルや操作スイッチを備えた表示部６はユーザによる操作入力を受け付けて演算処理部３にその内容を伝達する操作入力部としての機能も有している。

このように、ナビゲーション装置１は、本発明の道路地図データ構造の道路地図データＲＤを参照して動作する複数のアプリケーションプログラムＰＧを備えたものである。各アプリケーションプログラムＰＧ１〜ＰＧ７は、それぞれが必要とする要求精度に応じて、要求精度以上の精度レベルを示す精度レベル情報を有するリンク情報を用いて演算処理部３により実行される。以下、この精度レベル情報について説明する。

道路地図情報は、基本図である地形図、地形図よりも縮尺の大きい市街図や都市計画図、各道路の仕様が記載された道路図面、上空から撮影された航空写真や衛星写真、実際に道路を走行させた計測車両により計測された計測データ（以下「計測車両」と略称。）などに基づいて作成される。これら、地形図、市街図、都市計画図、道路図面、航空写真、計測車両などは、道路ネットワークを構成する各リンクＬについてのリンク情報の出典である。道路（各リンク）に対する情報（リンク情報）の精度は、出典の種別により異なる。例えば、日本において地形図は２万５０００分１の縮尺であり、市街図や都市計画図に比べて低い精度である。道路図面や航空写真の精度は、市街図や都市計画図に比べて高いが、実際に計測車両を走行させて測定されたデータに比べると低い精度である。

仮に、全ての道路（リンクＬ）に計測車両を走行させて実測すれば、道路地図データＲＤの全てを高精度なリンク情報で構成することができる。しかし、全ての道路に計測車両を走行させることは、時間的にも費用的にも現実的ではない。また、一般的なナビゲーション機能である自位置の表示や、マップマッチング、経路計算、案内など（以下、適宜単に「マップマッチング等」と称する。）のプログラムの実行には、計測車両による計測データほどの高精度なデータは必要とされない。逆に、走行レーンのキープや停止線における停止アシストなど、車両の走行制御に関するようなプログラムの実行には、高精度なデータが不可欠である。

そこで、本実施形態においては、道路地図データＲＤを構成する各リンクＬについてのリンク情報が、当該リンク情報の出典の精度に基づいた精度レベル情報を含む道路地図データ構造を備えて構成される。
各アプリケーションプログラムＰＧ１〜ＰＧ７は、必要とする要求精度に応じ、当該要求精度以上の精度レベルを示す精度レベル情報を有するリンク情報を用いて実行される。

図３は、リンク情報の出典と精度レベルとアプリケーションとの関係の一例を示す説明図である。ここでは、上述した出典に対応して、１刻みで精度レベルを設定した例を示している。このように、精度レベル情報は、複数の出典の種別のそれぞれの精度に応じて予め規定されたレベル値の情報である。本例においては精度レベル０が最も低い精度レベルを示し、精度レベル５が最も高い精度レベルを示している。これは、もちろん一例であって、精度レベルの設定値や段階の数は、これ以外のものであってもよい。

本例では、基本図である地形図を出典とするリンク情報には、地形図の精度に基づいて精度レベル０と設定される。市街図を出典とするリンク情報には、市街図の精度に基づいて精度レベル１と設定される。都市計画図を出典とするリンク情報には、都市計画図の精度に基づいて精度レベル２と設定される。道路図面を出典とするリンク情報には、道路図面の精度に基づいて精度レベル３と設定される。航空写真を出典とするリンク情報には、航空写真の精度に基づいて精度レベル４と設定される。計測車両を出典とするリンク情報には計測車両の精度に基づいて精度レベル５と設定される。

アプリケーションプログラムＰＧ１〜ＰＧ７のそれぞれが必要とする要求精度は、例えば以下に示すような精度レベルである。
上述したように、一般的なナビゲーション機能であるマップマッチング等には、計測車両による計測データほどの高精度なデータは必要とされない。一方、走行レーンのキープのためのレーン判定には、マップマッチング等よりも高精度なデータが必要とされる。停止線における停止アシストなどの車両制御には、レーン判定よりもさらに高精度なデータが必要とされる。

従って、本例のアプリケーションプログラムＰＧ１〜ＰＧ７の内、マップマッチングプログラムＰＧ２は、図３に示すように、精度レベル情報に示される精度レベルが０以上のリンク情報を用いて実行される。また、図示は省略するが、表示プログラムＰＧ１、経路計算プログラムＰＧ３、案内プログラムＰＧ４、検索プログラムＰＧ５は、マップマッチングプログラムＰＧ２よりも要求される精度レベルが低いので、精度レベル０以上のリンク情報を用いて実行される。
レーン判定プログラムＰＧ６は、図３に示すように精度レベル情報に示される精度レベルが３以上のリンク情報を用いて実行される。
車両制御プログラムＰＧ７は、図３に示すように精度レベル情報に示される精度レベルが５のリンク情報を用いて実行される。

例えば、精度レベル情報に示される精度レベル５を有するリンク（道路）上を走行中は、アプリケーションプログラムＰＧ１〜ＰＧ７の全てが実行可能であるが、精度レベル３や４を有するリンクでは、車両制御プログラムＰＧ７は実行されない。また、精度レベル２以下ではレーン判定プログラムＰＧ６も実行されず、通常のナビゲーション装置と同様に、アプリケーションプログラムＰＧ１〜ＰＧ５のみ実行される。また、精度レベルが異なるリンクに移動し、適用可能なアプリケーションプログラムが増減したことをユーザに報知するように構成しても好適である。このように、精度レベル情報を活用することによって、通常のナビゲーション機能に加えて多様なアプリケーションをユーザに提供することが可能となる。

リンク情報は、上述したように各リンクＬの形状を補間して各リンクＬの形状を規定する形状補間点Ｉを有して構成されている。リンクＬの形状が直線や一定曲率のカーブでなく変化の多い形状の場合には、リンクＬの形状を補間するための座標点である形状補間点Ｉが密に設定されることが好ましい。また、形状補間点Ｉは、出典の精度が高く、リンク情報が有する精度レベルが高い方が、密に配置される上で好ましい。逆に、出典の精度が低ければ、密に形状補間点Ｉを配置しようとしても情報が不足する。従って、形状補間点Ｉを密に配置しても見かけだけのものとなり、無駄にリンク情報の容量を増加させることになる。そこで、本実施形態においては、リンク情報が、精度レベルに応じて定められ、リンクＬの形状を補間して規定するための形状補間点Ｉの配置密度を示す密度情報を含んで構成される。

図４は、形状補間点Ｉの配置密度と密度情報との関係の一例を示す説明図である。図４に示すメッシュは、形状補間点Ｉが最も密に配置される場合の間隔ｐを示した座標マップである。また、図４に示すメッシュは、座標マップの間隔ｐの８つごとを太線で示している。図４には、２つのリンクＬ（ＬＣ及びＬＤ）を例示している。リンクＬＣは、始点のノードＮＣ１、終点のノードＮＣ２で、形状補間点Ｉ（ｃ１、ｃ２）が疎に配置される例を示している。リンクＬＤは、始点のノードＮＤ１、終点のノードＮＤ２で、形状補間点Ｉ（ｄ１〜ｄ７）がリンクＬＣよりも密に配置される例を示している。

リンクＬＣでは、形状補間点Ｉはｎ方向及びｍ方向に８つの間隔をおいて配置される。リンクＬＤでは、形状補間点Ｉはｎ方向及びｍ方向に４つの間隔をおいて配置される。また、各形状補間点Ｉは、隣接する形状補間点Ｉの間のオフセット量を定義してリンクＬの形状を示すオフセット座標値を有している。

例えば、形状補間点ｃ１は、リンクＬＣの始点から終点方向に向かって、隣接する形状補間点に相当する始点のノードＮＣ１から間隔ｐの数でｍ方向に８、ｎ方向に８進んだ位置にある。従って、補間点オフセット座標値（ｍ，ｎ）は（８，８）と表現できる。また、形状補間点ｃ２は、隣接する形状補間点ｃ１から間隔ｐの数でｍ方向に８、ｎ方向に０進んだ位置にあるので、補間点オフセット座標値（ｍ，ｎ）は（８，０）と表現できる。
ここで、リンクＬＣにおける形状補間点Ｉの配置密度は疎であり、その間隔はメッシュの間隔ｐの８つ分である。従って、形状補間点ｃ１は、配置密度を考慮すれば、始点のノードＮＣ１から間隔８ｐ（＝ｐ×８）でｍ方向に１、ｎ方向に１進んだ位置にあることになる。また、形状補間点ｃ２は、形状補間点ｃ１から間隔８ｐでｍ方向に１、ｎ方向に０進んだ位置にあることになる。従って、配置密度を考慮すれば、形状補間点ｃ１の補間点オフセット座標値は（１，１）、形状補間点ｃ２の補間点オフセット座標値は（１，０）と表現できる。ここで、当該リンクＬＣの形状補間点Ｉの配置密度を間隔８ｐと規定する情報が密度情報である。

また、リンクＬＤの形状補間点ｄ４は、リンクＬＤの始点から終点方向に向かって、隣接する形状補間点ｄ３から間隔ｐの数でｍ方向に４、ｎ方向にマイナス４進んだ位置にある。補間点オフセット座標値は、（４，−４）と表現することができる。また、形状補間点ｄ５は、同様に補間点オフセット座標値を（０，−４）と表現することができる。
ここで、リンクＬＤにおける形状補間点Ｉの配置密度はリンクＬＣに比べて密であり、その間隔はメッシュの最小の間隔ｐの４つ分である。従って、配置密度を考慮すれば、形状補間点ｄ４は、形状補間点ｄ３から間隔４ｐ（＝ｐ×４）でｍ方向に１、ｎ方向にマイナス１進んだ位置にあることになる。また、補間点ｄ５は、形状補間点ｄ４から間隔４ｐでｍ方向に０、ｎ方向にマイナス１進んだ位置にあることになる。従って、配置密度を考慮すれば、補間点ｄ４の補間点オフセット座標値は（１，−１）、補間点ｄ５の補間点オフセット座標値は（０，−１）と表現することができる。ここで、当該リンクＬＤの形状補間点Ｉの配置密度を間隔４ｐと規定する情報が密度情報である。

このように、配置密度を考慮して補間点オフセット座標値を表すと、全ての補間点オフセット座標値は、０、１、マイナス１の３つの値を用いて表現できる。つまり、形状補間点Ｉの間隔に拘わらず、一定の単位移動量０、１、マイナス１によって、補間点オフセット座標値を規定することができる。全てのリンクに共通するオフセット単位である単位移動量を用いれば、ｍ方向、ｎ方向それぞれが２ビットずつの合計４ビットで補間点オフセット座標値を表現することができる。配置密度は、リンクＬごとに設定され、リンクＬには複数の形状補間点Ｉが含まれるから、リンク情報全体の容量の増加を大きく抑制することができる。

また、密度情報は、最も密な形状補間点Ｉの配置密度、即ち間隔ｐに対する倍率（例えば、４や８）を、２のべき乗で定義される当該倍率（４＝２²や８＝２³）のべき定数（２や３）で示すことができる。
８を２進数で表現すると４ビットが必要であるが、８を２のべき乗で表した場合のべき乗数３は２ビットで表現可能である。つまり、べき乗数で配置密度に対する倍率を示すことによって、容量を２分の１に抑制することができる。１つのリンクＬに関しては２ビットの削減であるが、道路地図データＲＤ全体では大きな抑制効果が得られる。
図４に基づいて上述した例では、配置密度の倍率が８及び４のみについて説明したが、倍率のべき乗数を１と設定すると倍率２、０と設定すると倍率１の配置密度を規定することができる。

上述したように、出典の精度が高く、リンク情報が有する精度レベルが高い方が、形状補間点Ｉが密に配置される上で好ましい。逆に、出典の精度が低ければ、形状補間点Ｉを密に配置しようとしても情報が不足する。従って、形状補間点Ｉを密に配置しても見かけだけのものとなり、無駄にリンク情報の容量を増加させることになる。従って、リンク情報に含まれる密度情報は、精度レベル情報に示される精度レベルに応じて定められる。

図５は、リンク情報の出典と、精度レベルと、形状補間点Ｉの密度情報との関係の一例を示す説明図である。
本例では、基本図である地形図を出典とするリンク情報は、地形図の精度に基づいて精度レベル情報が精度レベル０と設定されている。この精度レベルでは、形状補間点Ｉを密に配置するには情報不足であるので、密度情報は倍率８を示す、べき乗数３と設定される。
市街図を出典とするリンク情報は、市街図の精度に基づいて精度レベル情報が精度レベル１と設定されている。地形図に基づくリンク情報に比べて密に形状補間点Ｉを配置することができるので、密度情報は倍率４を示す、べき乗数２と設定される。
都市計画図を出典とするリンク情報は、都市計画図の精度に基づいて精度レベル情報が精度レベル２と設定されている。市街図に基づくリンク情報と同様に、地形図に基づくリンク情報と比べて密に形状補間点Ｉを配置することができるので、密度情報は倍率４を示す、べき乗数２と設定される。
道路図面を出典とするリンク情報は、道路図面の精度に基づいて精度レベル情報が精度レベル３と設定されている。市街図や都市計画図に基づくリンク情報に比べてさらに密に形状補間点Ｉを配置することができるので、密度情報は倍率２を示す、べき乗数１と設定される。
航空写真を出典とするリンク情報は、航空写真の精度に基づいて精度レベル情報が精度レベル４と設定されている。最高密度で形状補間点Ｉを配置することができるので、密度情報は倍率１を示す、べき乗数０と設定される。
計測車両を出典とするリンク情報は計測車両の精度に基づいて精度レベル情報が精度レベル５と設定されている。航空写真に基づくリンク情報と同様に最高密度で形状補間点Ｉを配置することができるので、密度情報は倍率１を示す、べき乗数０と設定される。

このように、本発明に係る道路地図データ構造は、リンク情報に、リンク情報の出典の精度に基づいた精度レベル情報と、精度レベル情報に示される精度レベルに基づいた形状補間点Ｉの密度情報とが含まれる。この道路地図データ構造を有した道路地図データＲＤを参照して動作するアプリケーションプログラムは、必要とする要求精度に応じて、当該要求精度以上の精度レベルを有するリンク情報を用いて実行される。従って、１つの道路地図データを複数のアプリケーションプログラムで共有し、必要に応じて適切なリンク情報を用いてプログラムを実行することができる。また、各リンクの出典の精度や必要性に応じてリンク情報が構成された道路地図データ構造を有しているので、道路地図データの容量の増加を抑制することができる。

〔別実施形態〕
上述した実施形態においては、図５に示したように、密度情報が、精度レベル情報に示される精度レベルに応じて定められる場合を例示した。しかし、例えば、リンクＬの形状が直線など変化に乏しい形状の場合には、例え出典の精度が高くても形状補間点Ｉを密に設ける必要がない場合がある。つまり、密に形状補間点Ｉを設けると却って無駄にリンク情報の容量を増加させる場合がある。
そこで、形状補間点Ｉの密度情報に対して、リンクＬの形状に応じた係数あるいはオフセット値を設けるようにしてもよい。例えば、リンクＬの形状が直線など、極めて変化に乏しい場合には、オフセット値１を上述したべき乗数に加算する。変化の乏しさに応じて、オフセット値１や２などの段階を設けてもよい。但し、べき乗数の上限は３にするなど、上限は定めておくことが好ましい。
このように、密度情報が、精度レベル情報に示される精度レベル、及びリンクＬの形状に応じて定められると、アプリケーションプログラムが必要とする道路地図データの要求精度を維持した状態で、道路地図データの容量の増加を抑制することができる。

以上説明したように、本発明によって、出典の精度に応じた複数の精度を示すリンク情報を混在させて適切に道路ネットワークデータを構成できると共に、各リンク情報の精度レベルに応じた利用が可能である道路地図データ構造を提供することができる。

本発明に係るナビゲーション装置の構成を模式的に示すブロック図 道路ネットワークの一例を示す説明図 リンク情報の出典と精度レベルとアプリケーションとの関係の一例を示す説明図 補間点の配置密度と密度情報との関係の一例を示す説明図 リンク情報の出典と精度レベルと補間点の密度情報との関係の一例を示す説明図

符号の説明

１：ナビゲーション装置
２：地図データベース
４：自位置検出部
Ｌ：リンク
ＲＤ：道路地図データ（道路ネットワークデータ）

Claims (6)

1. 複数のリンクの接続関係により道路を表す道路ネットワークデータを備える道路地図データ構造であって、
   前記道路ネットワークを構成する各リンクについてのリンク情報が、当該リンク情報の出典の精度に基づいた精度レベル情報を含む道路地図データ構造。
2. 前記精度レベル情報は、複数の前記出典の種別のそれぞれの精度に応じて予め規定されたレベル値の情報である請求項１に記載の道路地図データ構造。
3. 前記リンク情報は、
   前記精度レベル情報に示される精度レベルに応じて定められ、前記リンクの形状を補間するための補間点の配置密度を示す密度情報と、
   隣接する補間点間のオフセット量を定義して前記リンクの形状を示す補間点オフセット座標値と、
   を含む請求項１又は２に記載の道路地図データ構造。
4. 前記リンク情報は、
   前記精度レベル情報に示される精度レベル及び前記リンクの形状に応じて定められ、前記リンクの形状を補間するための補間点の配置密度を示す密度情報と、
   隣接する補間点間のオフセット量を定義して前記リンクの形状を示す補間点オフセット座標値と、
   を含む請求項１又は２に記載の道路地図データ構造。
5. 前記密度情報は、最も密な前記補間点の配置密度に対する倍率を、２のべき乗で定義される当該倍率のべき乗数によって示すものである請求項３又は４に記載の道路地図データ構造。
6. 請求項１〜５の何れか一項に記載の道路地図データ構造の道路ネットワークデータを格納した地図データベースと、
   自位置を検出する自位置検出部と、
   前記道路ネットワークデータを参照して動作する複数のアプリケーションプログラムと、
   を備え、
   前記アプリケーションプログラムは、各アプリケーションプログラムが必要とする要求精度に応じ、当該要求精度以上の精度レベルを示す前記精度レベル情報を有する前記リンク情報を用いて実行されるナビゲーション装置。

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