JP2010217711A - 道路ネットワークデータ整備装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 通行の困難性に関する通行困難性情報の整備漏れを防止しつつ、高精度で付与することのできる道路ネットワークデータ整備装置を提供する。
【解決手段】 ＣＰＵは、まずリンク角度が、判定基準となる角度３０度以上であるか否かを判定する。リンク角度が３０度以上である場合、２つのリンクのうち何れか一方の道路幅員情報が４ｍ以上であるか否かを判定する。そして、ＣＰＵは、何れか一方のリンクに対応する道路の幅員が４ｍ以上であると判定した場合、通行の困難性のレベルを最も低いレベル１に設定する。また、２つのリンクに対応する道路の幅員が何れも４ｍ未満であると判定した場合、通行の困難性のレベルをレベル２に設定する。
【選択図】図４

Description

本発明は、ナビゲーション装置等において経路探索を実行する際に用いられる道路ネットワークデータに対して交通規制情報を整備するための道路ネットワークデータ整備装置に関するものである。

ナビゲーション装置等で経路探索を実行する場合、道路の形状を表わすリンクデータと、そのリンクデータの端点又は接続点の位置を表わすノードデータとで構成される道路ネットワークデータが用いられる。この道路ネットワークデータには、ノードデータに接続される複数のリンクデータに対して、どのリンクデータから進入してどのリンクデータに退出することが困難であるかという交通規制情報としての通行困難性情報が付与されている（特許文献１参照）。この通行困難性情報が付与されていることで、実際の経路探索では、通行が困難である道路をできるだけ避けるような経路が探索されるため、ユーザは通行しやすいルートを走行することが可能となる。

特開平１１−８３５２６号公報

現在、こうした道路ネットワークデータの交通規制情報は、実際の道路が撮影された動画等を参照して、オペレータによって整備されている。そのため複数のオペレータで道路の困難性を判断する基準が異なり、付与精度にばらつきが生じるといった問題や、複雑な道路ネットワークの場合には整備漏れが生じ得るといった問題がある。
本発明は、こうした道路ネットワークの整備時に生ずる問題点を解決するためになされた発明である。その目的は、通行の困難性に関する通行困難性情報の整備漏れを防止しつつ、高精度で付与することのできる道路ネットワークデータ整備装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、複数のリンクデータ及びノードデータで構成される道路ネットワークデータを入力する入力部と、入力された前記道路ネットワークデータを記憶するデータ記憶部と、前記道路ネットワークデータから、１つのノードデータ及び該ノードデータに接続される２つのリンクデータの組み合わせを抽出する抽出部と、前記２つのリンクデータのなす角に関する角度情報及び前記リンクデータに付与されている幅員情報に基づいて前記２つのリンクデータに対応する道路の一方から他方への通行の困難性を判定する判定部と、前記通行の困難性に関する通行困難性情報を前記道路ネットワークデータに付与する通行困難性情報付与部とを備えることを特徴とする。
なお、上述した特徴は、本発明の特徴の全てではなく、これらを要部とする構成又は方法等も発明となり得る。

本発明によれば、通行の困難性に関する通行困難性情報が道路ネットワークデータに対応する全ての地点において漏れなくかつ高精度に付与された道路ネットワークデータを整備することができる。

道路ネットワークデータ整備装置の構成図。 道路ネットワークの説明図。 通行規制情報を付与する処理のフローチャート。 通行困難性の判定処理のフローチャート。 経路探索処理の説明図。 参考例の説明図。

(実施形態）
以下、本発明を具体化した実施形態を説明する。
図１に示すように、本実施例における道路ネットワークデータ整備装置は、入力部としてのＤＶＤドライブ１１、データ記憶部としてのハードディスク１２、抽出部及び判定部及び通行困難性情報付与部としてのＣＰＵ１３、一時記憶部としてのメモリ１４を備える。

これら各部１１〜１４は、相互にデータ通信可能な状態でバス１５に接続されており、各部１１、１２、１４はＣＰＵ１３によって動作制御される。
ＤＶＤドライブ１１は、ＤＶＤ−ＲＯＭ１６に記憶されている、複数のリンクデータ及びノードデータで構成される道路ネットワークデータを読み込む機能を有する。
ハードディスク１２には、ＤＶＤドライブ１１から読み込まれた道路ネットワークデータや、各種プログラム等が記憶される。

ＣＰＵ１３は、各種プログラムが実行されることにより、当該プログラムに応じた処理を実行する。例えば、本実施形態において、ＣＰＵ１３は、以下の処理等を実行する。
・道路ネットワークデータから、１つのノードデータ及びそのノードデータに接続される２つのリンクデータの組み合わせを抽出する。
・２つのリンクデータのなす角度に関する情報及び当該リンクデータに属性情報として付与されている幅員情報に基づいて２つのリンクデータに対応する道路の一方から他方への通行が可能であるか否かを判定する。
・通行が可能か否かの判定結果に基づいて、通行の困難性に関する通行困難性情報を道路ネットワークデータに付与する。

メモリ１４には、ＣＰＵ１３によってハードディスク１２に記憶されている道路ネットワークデータから抽出されたリンクデータやノードデータ等の各種データが一時的に記憶される。
次に、道路ネットワークデータについて説明する。
図２に示すように、地図２１の道路に対応する道路ネットワークデータは、道路を表わす複数のリンクデータ２２及び交差点等を表わすノードデータ２３で構成される。

リンクデータ２２は、地図上の各道路を、交差・分岐・合流する点など複数の地点で分割したときの地点間を結んだリンクに関するデータである。リンクデータ２２は、リンクを特定する固有のＩＤ番号、リンクの長さを示すリンク長、リンクの始端及び終端に存在するノードの緯度・経度座標、リンクにおける複数地点の緯度・経度座標、道路名称、道路種別、道路幅員、車線数、右折・左折専用車線の有無とその専用車線の数、及び制限速度等の各種データを属性情報として有する。

一方、ノードデータ２３は、地図上の各道路が交差、合流、分岐する地点や、道路の属性が変更される地点等に付されるノードに関するデータである。ノードデータ２３は、ノードを特定する固有のＩＤ番号、ノード座標、ノード名称、ノードに接続するリンクのリンクＩＤが記述される接続リンクＩＤ、交差点種類等の各種データを属性情報として有する。

次に、本実施形態における道路ネットワークデータ整備装置によって、道路ネットワークデータを整備するための方法について説明する。
図３に示すように、まずＤＶＤドライブ１１から、通行の困難性に関する通行困難性情報が未整備である所定の地域における道路ネットワークデータが読み込まれるとともに、当該道路ネットワークデータがハードディスク１２に記憶される（ステップＳ３１）。

次に、ＣＰＵ１３は、道路ネットワークデータから、１つのノードデータと、そのノードデータに対応するノードに接続されている２つのリンクのリンクデータとで構成されるデータの組み合わせを抽出してメモリ１４に記憶する（ステップＳ３２）。具体的には、ＣＰＵ１３は、ノードデータに付与されている固有のＩＤ番号に基づいて、ＩＤ番号の小さいデータから順に１つずつノードデータを抽出する。更に、ＣＰＵ１３は、当該ノードデータに付されており、そのノードデータに対応するノードに接続するリンクのリンクＩＤ情報に基づいて抽出された２つのリンクデータを抽出する。

この１つのノードデータと２つのリンクデータとの組み合わせを道路ネットワークデータから全て抽出する。ただし、ＣＰＵ１３は、１つのノードデータ及びそのノードデータに接続される２つのリンクデータの組み合わせであって通行が不可能である組み合わせについては除外する。除外するか否かの判断には、予めノードデータに付与されている進入禁止や一方通行等の交通規制情報が用いられる。つまり、ＣＰＵ１３は、通行が可能な組み合わせについてのみ抽出する。論理規制情報によって通行が制限されている経路については、困難性を判断する必要がないためである。

ここで、１つのノードに３つのリンクが接続されている場合には、当該１つのノードについて、３つの組み合わせが抽出される。また、１つのノードに４つのリンクが接続されている場合には、当該１つのノードについて、６つの組み合わせが抽出される。つまり、１つのノードにＮ個（Ｎは２以上の整数）のリンクが接続されている場合には、１つのノードについて、（Ｎ^２−Ｎ）／２個の組み合わせが抽出される。なお、メモリ１４の容量には制限があるため、この組み合わせの抽出処理は、メモリ１４に記憶できる規模で分割して実行される。

次に、ＣＰＵ１３は、１つのノードデータと、そのノードデータに接続されている２つのリンクデータとの組み合わせにおいて、ノードを頂点とした２つのリンクのなすリンク角度を算出する。具体的には、ＣＰＵ１３によって、ノードの存在する位置座標と、当該ノードから延びる２つのリンク上における特定位置の位置座標とに基づいてリンク角度が算出される。更に、ＣＰＵ１３は、２つのリンクデータに付与されている道路幅員情報を抽出する（ステップＳ３３）。

そして、ＣＰＵ１３は一方のリンクから他方のリンクへの通行困難性について、リンク角度情報及び道路幅員情報に基づいて判定する（ステップＳ３４）。
次に、この通行困難性の判定処理について具体的に説明する。
図４に示すように、ＣＰＵ１３は、まずリンク角度が、判定基準となる角度３０度以上であるか否かを判定する（ステップＳ４１）。

リンク角度が３０度以上である場合、２つのリンクのうち何れか一方の道路幅員情報が４ｍ以上であるか否かを判定する（ステップＳ４２）。そして、ＣＰＵ１３は、何れか一方のリンクに対応する道路の幅員が４ｍ以上であると判定した場合、通行の困難性のレベルを最も低いレベル１に設定する（ステップＳ４３）。また、２つのリンクに対応する道路の幅員が何れも４ｍ未満であると判定した場合、通行の困難性のレベルをレベル２に設定する（ステップＳ４４）。

つまり、リンク角度が３０度以上であって、かつ、何れか一方のリンクに対応する道路の幅員が４ｍ以上であれば、その道路の通行は一般的に容易であると推定して、通行の困難性のレベルは最も低いレベル１に設定される。これに対して、リンク角度が３０度以上であったとしても、２つのリンクに対応する道路の幅員が何れも４ｍ未満であれば、車種によっては通行に支障を来たすことも想定される。したがって、こうしたノード及びリンクの組み合わせについては、通行の困難性のレベルをレベル２（通行が困難な場合もあり）に設定される。

一方、リンク角度が３０度未満である場合、２つのリンクのうち何れか一方の道路幅員が４ｍ以上であるか否かを判定する（ステップＳ４５）。そして、ＣＰＵ１３は、道路幅員が４ｍ以上であると判定した場合、通行の困難性のレベルをレベル２に設定する（ステップＳ４６）。また、道路幅員が４未満であると判定した場合、通行の困難性のレベルを最も高いレベル３に設定する（ステップＳ４７）。

つまり、リンク角度が３０度未満であったとしても、何れか一方のリンクに対応する道路の幅員が４ｍ以上であれば、その道路は車種によっては必ずしも通行が困難であるとはいえない場合もあるため、通行の困難性のレベルはレベル２に設定される。これに対して、リンク角度が３０度未満であって、かつ２つのリンクに対応する道路の幅員が何れも４ｍ未満であれば、車両での通行は不可能であるか、あるいは極めて困難であることが想定される。したがって、こうしたノード及びリンクの組み合わせについては、通行の困難性のレベルはレベル３（通行は極めて困難）に設定される。

このようにして設定された通行の困難性に関するレベル情報は、ＣＰＵ１３によって一方のリンクから他方のリンクへの通行の困難性を示す通行困難性情報として、対応するノードデータに付与される（ステップＳ４８）。
そして、ＣＰＵ１３は、道路ネットワークにおける１つのノードデータと、そのノードデータに接続されている２つのリンクデータとで構成される全ての組み合わせについて処理が終了したか否かを確認する（ステップＳ４９）。処理が終了していない場合には、通行困難性の判定処理を続行する。一方、処理が終了している場合には通行困難性の判定処理を終了する。

次に、このようにして通行の困難性に関する通行困難性情報としてのレベル情報が付与された道路ネットワークデータを用いて実行される経路探索処理について説明する。経路探索処理は、車両に搭載されているナビゲーション装置等において、ユーザによって出発地、目的地、及び、探索条件等の各種情報が入力された場合に実行される。

経路探索処理では、ノードデータ、リンクデータ、及びこれらノードデータ及びリンクデータに付与されている属性情報を用いて、出発地から目的地までのリンクコストが最小となるようなリンクの一連の組み合わせを最短経路データとして出力する。最短経路データの算出に際しては、ダイクストラ法やラベル修正法などの一般的な最短経路探索手法を用いることができる。

図５に示すように、ユーザによって出発地点ＳＰ、目的地点ＧＰが設定される。すると、ＣＰＵ１３は、ダイクストラ法によって出発地点ＳＰから目的地点ＧＰまでの最短経路を探索する。ここで、リンクＬ１〜Ｌ６には、それぞれ１０，２，１２，８，１０，６というリンクコストが付与されているものとする。
従来技術のように、リンクに付与されているリンクコストにのみ基づいて経路が探索された場合、リンクＬ１→リンクＬ６→リンクＬ５に対応する道路の経路が探索結果として出力される。

一方、各ノードに通行困難性情報であるレベル情報が付与されている場合には、リンクに付与されているリンクコストに加えて当該レベル情報が参照されて経路が出力される。ここで、ノードＮ１にはリンクＬ１からリンクＬ６への通行が困難であるとして、レベル３のレベル情報が付されており、その他のノードＮ２〜５にはレベル１のレベル情報が付されているものとする。

この場合、リンクＬ１からリンクＬ６への通行は極めて困難であると判断された上で別の経路が探索される。つまり、図５の場合、リンクＬ１→リンクＬ２→リンクＬ３→リンクＬ４→リンクＬ５に対応する道路の経路が探索結果として出力されることになる。
このように、本実施形態で整備された道路ネットワークデータを経路探索に用いれば、ノードに通行の困難性を表わすレベル情報が付与されていることで、進入禁止や一方通行等の法律で通行が禁止されていることを表す交通規制情報によって通行が規制されてはいないが、実際の交通が困難であると判定された道路の通行を回避するような経路探索結果を得ることが可能となる。

以上、説明した実施例によれば、以下の効果を奏する。
・道路ネットワークデータから、１つのノードデータ及びそのノードデータに接続される２つのリンクデータの組み合わせをコンピュータによって抽出するようにした。したがって、全ての組み合わせを漏らすことなく抽出することができるため、整備漏れを防止することができる。
・２つのリンクデータのなす角に関する角度情報及びリンクデータの道路幅員情報に基づいて、２つのリンクデータに対応する道路の一方から他方への通行の困難性のレベルを判定するようにした。したがって、道路の困難性を判断する基準が一定に保たれて、付与精度にばらつきが生じることを防止することができる。

・ＣＰＵ１３は、１つのノードデータ及びそのノードデータに接続される２つのリンクデータの組み合わせについて、一方のリンクから他方のリンクへの通行が可能な組み合わせついてのみ抽出するようにした。したがって、不要な判定が防止されて、処理の高速化が可能となる。
・複数の車種毎に、通行の困難性のレベルを判定するとともに、当該レベルを道路ネットワークデータに付与するようにした。したがって、当該道路ネットワークデータを用いて経路探索を実行する場合、車種に応じて最適な経路探索を実行することができる。

（参考例）
次に、道路ネットワークデータを整備する他の方法について説明する。
本手法では、道路ネットワークデータに付与されている属性情報に基づいて通行の困難性を判定するのではなく、市街地図データに基づいて判定される。図６（ａ）に示すように、市街地図データは、道路６１や建物６２の外枠形状が描かれた市街地図を表わすためのデータである。市街地図データは、図６（ｂ）に示すように、道路６１に対応する道路ポリゴン６３や交差点に対応する交差点ポリゴン６４が対応付けられた状態でハードディスク１２に記憶されている。

まずＤＶＤドライブ１１から市街地図データが読み込まれるとともに、当該市街地図データがハードディスク１２に記憶される。
次に、ＣＰＵ１３は、市街地図データから、交差点に対応する部分の交差点ポリゴン６４に関するデータを抽出してメモリ１４に記憶する。そして、図６（ｃ）に示すように、ＣＰＵ１３は、所定の大きさの円ポリゴン６５を形成して、当該円ポリゴン６５が交差点に対応する交差点ポリゴン６４内に収まるか否かを判定する。

この円ポリゴン６５が市街地図データにおける所定の交差点ポリゴン６４内に収まる場合には、所定の車両（例えば、最小回転半径が５ｍである車両）が当該交差点に接続する一方の道路から他方の道路へ進行することが可能であると。逆に、円ポリゴン６５が市街地図データにおける所定の交差点ポリゴン６４内に収まらない場合、換言すれば、円ポリゴン６５の一部の領域と交差点ポリゴン６４の一部の領域とが重複する場合、車両は当該交差点に接続する一方の道路から他方の道路へ進行することが不可能である。

円ポリゴン６５が交差点を表わす交差点ポリゴン６４内に収まる場合には、ＣＰＵ１３は、当該ポリゴンに対応する交差点に対して車両が通行可能である通行可能情報を付与する。一方、円ポリゴン６５が交差点ポリゴン６４内に収まらない場合には、ＣＰＵ１３は、当該交差点ポリゴン６４に対応する交差点に対して車両が右左折困難であることを示す通行不可能情報を付与する。ＣＰＵ１３は、こうした判定処理を、市街地図データにおける全ての交差点に対して実行する。

判定処理が終了すると、ＣＰＵ１３は、道路ネットワークデータを読み込む。そして、当該道路ネットワークデータと、市街地図データとの交差点対応付け処理を施す。この処理によって、道路ネットワークデータにおける交差点を表わすノードと、市街地図データにおける交差点とが１対１で対応付けられる。最後に、市街地図データにおける交差点に付与されている通行可能情報及び通行不可能情報が、通行困難性情報として、道路ネットワークデータにおける交差点を表わすノードデータに反映される。

（別例）
上記実施形態及び参考例は、以下のような形態に適宜変更してもよい。
・通行困難性についての判定処理においては、小型車、中型車、大型車など、複数の車種に応じた判定が好適である。具体的には、車種毎に角度基準値、幅員基準値を予め設定しておく。そして、車種毎に判定された通行困難性に関する情報をノードデータに属性情報として付与するようにしてもよい。このような属性情報の付与された道路ネットワークを用いることにより、大型車では通行が困難であるが、小型車、中型車では通行が可能であるといった情報に基づいて、好適な経路探索が可能となる。

・通行困難性の判定処理においては、リンク角度の判定よりも道路幅員の判定を先に実行してもよい。また、判定基準となるリンク角度や道路幅員に関する情報は、適宜変更可能である。
・通行の困難性に関する通行困難性情報としてレベル１〜３を採用したが、所定の困難性の判断基準を満たさない経路にのみ、対応するノードのノードデータに進入禁止に関する情報を付与するといった態様や、困難性のレベルに応じて経路のコストを付加するような態様としてもよい。また、判断基準を複数設けて、通行の困難性を更に多くのレベルに分類するようにしてもよい。

・道路ネットワークデータは、ＵＳＢケーブルを介して外付けのハードディスクから入力するようにしてもよい。また、社内ＬＡＮなど、各種ネットワーク回線を経由して他のコンピュータやサーバ等から入力するようにしてもよい。

上記実施形態は、以下の発明として表現することもできる。
複数のリンクデータ及びノードデータで構成される道路ネットワークデータを入力部から入力し、入力された前記道路ネットワークデータをデータ記憶部に記憶し、前記道路ネットワークデータから、１つのノードデータ及び該ノードデータに接続される２つのリンクデータの組み合わせを抽出して一時記憶部に記憶し、前記２つのリンクデータのなす角度に関する情報及び前記リンクデータに付与されている幅員情報に基づいて前記２つのリンクデータに対応する道路の一方から他方への通行の困難性を判定し、前記通行の困難性に関する通行困難性情報を前記道路ネットワークデータに付与する道路ネットワークデータ整備方法。

１１…入力部としてのＤＶＤドライブ、１２…データ記憶部としてのハードディスク、１３…判定部及び通行困難性情報付与部としてのＣＰＵ、２２…リンクデータ、２３…ノードデータ。

Claims (3)

1. 複数のリンクデータ及びノードデータで構成される道路ネットワークデータを入力する入力部と、
   入力された前記道路ネットワークデータを記憶するデータ記憶部と、
   前記道路ネットワークデータから、１つのノードデータ及び該ノードデータに接続される２つのリンクデータの組み合わせを抽出する抽出部と、
   前記２つのリンクデータのなす角に関する角度情報及び前記リンクデータの幅員情報に基づいて前記２つのリンクデータに対応する道路の一方から他方への通行の困難性を判定する判定部と、
   前記通行の困難性に関する通行困難性情報を前記道路ネットワークデータに付与する通行困難性情報付与部と
   を備える道路ネットワークデータ整備装置。
2. 前記抽出部は、前記ノードデータに付与されている、交通の規制を表す交通規制情報に基づいて、前記２つのリンクデータのうち一方から他方への通行が可能な組み合わせを抽出する請求項１に記載の道路ネットワークデータ整備装置。
3. 前記判定部は、属性の異なる複数の車種毎に前記２つのリンクデータに対応する道路の一方から他方への通行の困難性を判定し、
   前記通行困難性情報付与部は、前記車種毎の通行困難性情報を前記道路ネットワークデータに付与する請求項１又は請求項２に記載の道路ネットワークデータ整備装置。
   

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