JP2013545078A - ルート設計デジタル地図を最適化するための方法、システム、およびコンピュータ・プログラム製品 - Google Patents

ルート設計デジタル地図を最適化するための方法、システム、およびコンピュータ・プログラム製品 Download PDF

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Abstract

デジタルネットワーク地図の開発および保守のためのシステム。システムは、ルート案内、複合一貫輸送システムの監視、位置ベースの消費者用のアプリケーション、および自動車隊の管理のような（これらに限定されないが）、位置ベースのシステムのための参照基準として機能するデジタルネットワーク地図を最適化するために用意されている。システムは、運転手またはユーザが実際に移動してデジタル地図を更新したルートに関するデータの少なくとも一部から導出されたデジタルルート地図を開発および保守する機能を提供する。２つ以上の点の間で定義されたルートに対して、ルートセグメント毎にコストが割り当てられてもよい。そのように、ルートの好みの集合が与えられ、その好みと一致するよう一組のコストを求めて道路セグメントに割り当てることによって、最適化されたルート設計デジタル地図を生成することが可能なアルゴリズムが提供される。

Description

本発明は、デジタルネットワーク地図の開発および保守の分野に関する。より具体的には、本発明は、ルート案内、複合一貫輸送システムの監視、位置ベースの消費者用のアプリケーション、および自動車隊の管理のような（これらに限定されないが）、位置ベースのシステムに対して参照基準として機能するデジタルネットワーク地図の最適化の分野に関する。
（関連出願の相互参照）
本願は、２０１０年９月２９日に出願され「基礎となるルート設計を学習するための方法、システム、およびコンピュータ・プログラム製品」という名称の米国仮出願No.61/387,753と、２０１０年９月２９日に出願され「基礎となるルート設計を学習するための方法、システム、およびコンピュータ・プログラム製品」という名称の米国仮出願No.61/387,703とからの優先権を主張する。それらの開示の内容は、参照することによりここに組み込まれる。
（発明の背景）
過去数年に渡って、Googleマップなどのルート設計ソフトウェアは、商用および個人の双方のユーザにとって、移動の計画を立てる上で不可欠な部分となってきた。また、Apple iPhone等のＧＰＳ機能が搭載されより強力になった携帯機器が、無線データサービスの改善および交通状況等の補足的なデータソースとの統合と組み合わされることで、カスタマイズされた使用場所の移動のルート設計へユビキタスに近いアクセスを行なってきた。
これらの進歩に関わらず、従来のルート設定システムの性能は、特に、例えば、埋め込まれたセンサからの交通量等のデータソースが利用できず、かつ重要な道路セグメントの特徴が容易には定量化できない（例えば、路上駐車場の配置、除雪の効率、スピードバンプの存在）補助的な街路網のような状況では、最適なものではなかった。定量化されないネットワーク・セグメントの要因の主な原因である従来のルート設定システムの能力の低さは、特に、ルート最適化のための基準としての最短の時間または距離等の標準的な基準を用いない、緊急対応要員、物流会社、または軍隊等の特殊化されたユーザにとって問題となる。
根底では、従来のルート設計システムの性能および柔軟性に関する上記不備に対処するには、デジタルネットワーク地図内の情報を符号化する新しい手法が必要となる。デジタルネットワーク地図は、セグメント、ノード、および円弧コストに関するデータを含み、ルート設計システムの機能の中核を成す。しかし、デジタルネットワーク地図の開発、最適化、および保守に対する従来の手法には、大きな限界がある。
よって、本明細書に記載された発明の種々の実施形態の一態様は、最適化されたデジタルネットワーク地図の開発および保守のために数々の課題を解決している。ここで、最適化されたデジタルネットワーク地図は、次のものを含むが、これらに限定されない。１）特殊化されたユーザの集団または団体の間での「最適な」ルートの不均質性、２）対応するセグメントの特徴の特性がない好みを説明すること、３）失われたまたは壊れたネットワーク・セグメントの高速な識別、４）限定されたまたは不完全なデータセグメント特性が利用可能な場合にルートの好みを反映すること、５）「回避のための」ネットワーク内のエリアの、自動的／データに基づく決定、および６）ネットワークの状態、またはシステム全体でのルート設定における優先事項の、急な変化への応答。
本発明の実施形態の一態様は、デジタルネットワーク地図の開発および保守の分野に関する。より具体的には、本発明の実施形態の一態様は、運転手が実際に移動してデジタル地図を更新したルートに関するデータの少なくとも一部から導出されたデジタルルート地図に対する、とりわけ開発および保守を可能とする。最適化されたデジタル地図は、システムまたは方法によって生成されたルートを、とりわけ、運転手またはシステムのユーザが実際に移動したルートに似させることを可能とするルート案内システムまたは方法のために使用可能である。２つ以上の点の間で定義されたルートに対して、ルートセグメント毎にコストが割り当てられてもよい。運転手またはシステムのユーザが他のルートより好ましい１つのルートを見つけた場合、その好ましいルートのコストより低くする。そのように、実施形態の一態様は、ルートの好みの集合が与えられ、その好みと一致するよう一組のコストを求めて道路セグメントに割り当てることによって、最適化されたルート設計デジタル地図を生成することが可能なアルゴリズムを提供する。
本発明の実施形態の一態様は、デジタルネットワーク地図を開発および保守するためのシステム、方法、およびコンピュータ・プログラム製品を提供する。例えば、本発明の実施形態の一態様は、ルート設計デジタル地図を開発および／または保守するためのシステム、方法、およびコンピュータ・プログラム製品を提供する。さらに、ルート設計デジタル地図は、これらに限定されないが、ルート案内、複合一貫輸送システムの監視、位置ベースの消費者用のアプリケーション、および自動車隊の管理のような、位置ベースのシステムのための参照基準としての機能を果たす。
ここに記載された発明の種々の実施形態の一態様は、最適化されたデジタルネットワーク地図の開発および保守のためのシステム、方法、およびコンピュータ・プログラム製品を提供する。ここで、最適化されたデジタルネットワーク地図は、次のものを含むが、これらに限定されない。１）特殊化されたユーザの集団または団体の間での「最適な」ルートの不均質性、２）対応するセグメントの特徴の特性がない好みを説明すること、３）限定されたまたは不完全なデータセグメント特性が利用可能な場合に好みのルートを反映すること、４）失われたまたは壊れたネットワーク・セグメントの高速な識別、５）「回避のための」ネットワーク内のエリアの、自動的／データに基づく決定、６）ネットワークの状態、またはシステム全体でのルート設定における優先事項の、急な変化への応答、および７）はっきりとは表されず、跡がつかず、または計測されない重要な要因の反映。
本発明の一実施形態の一態様は、第１ルート設計デジタル地図に適用される最適なルート設計デジタル地図を決定するためのシステムを提供する。システムは、ａ）メモリコンポーネントとｂ）メモリコンポーネントと通信するプロセッサを備えてもよい。メモリコンポーネントは、ノードと、一対のノード間の線分として定義される円弧との集合を含み得る第１ルート設計デジタル地図、およびある定量化されない基準に対してエンティティが望ましいとするルートの集合を表す円弧の集合を含み得る好ましいルートデータを格納してもよい。メモリコンポーネントは、円弧に、好ましいルートデータを基準の円弧コストにおける分布と合成することによって決定される円弧コストを割り当て、割り当てられた円弧コストを第１ルート設計デジタル地図に適用して最適化されたルート設計デジタル地図を提供し、ｉ）最適化されたルート設計デジタル地図を使用のために格納すること、またはｉｉ）最適化されたルート設計デジタル地図を使用のために出力機器もしくは他のプロセッサベースのシステムに伝送することのうちの少なくとも一つを実行する。
本発明の一実施形態の一態様は、最適なルート設計デジタル地図を決定するためのコンピュータに実装される方法を提供する。方法は、ノードと一対のノード間の線分として定義される円弧との集合を含む第１ルート設計デジタル地図データを受信することを提供することと、ある定量化されない基準に対してエンティティが望ましいとするルートの集合を表す円弧の集合を含む好ましいルートデータを受信することを提供することと、円弧に、好ましいルートデータを基準の円弧コストにおける分布を合成することによって決定される円弧コストを割り当てることを提供することと、割り当てられた円弧コストを第１ルート設計デジタル地図に割り当てて最適化されたルート設計デジタル地図を提供することを提供することと、最適化されたルート設計デジタル地図を格納または出力のために伝送することを提供することとを含んでもよい。
本発明の一実施形態の一態様は、コンピュータ・システムに最適なルート設計デジタル地図を決定させることを可能とするコンピュータ・プログラム・ロジックを有する持続性のコンピュータ使用可能媒体を含むコンピュータ・プログラム製品を提供する。コンピュータ・ロジックは、ノードと一対のノード間の線分として定義される円弧との集合を含む第１ルート設計デジタル地図データを受信することと、ある定量化されない基準に対してエンティティが望ましいとするルートの集合を表す円弧の集合を含む好ましいルートデータを受信することと、円弧に、好ましいルートデータを基準の円弧コストにおける分布を合成することによって決定される円弧コストを割り当てること、割り当てられた円弧コストを第１ルート設計デジタル地図に割り当てて最適化されたルート設計デジタル地図を提供することと、最適化されたルート設計デジタル地図を格納または出力のために伝送することとを含んでもよい。さらに、コンピュータ・プログラム製品は、この開示によって提供および議論される方法ステップのいずれかを実行できるコンピュータ・ロジックを含む。
本発明の一実施形態の一態様は、サーバ・コンピュータ・システムを提供する。サーバ・コンピュータ・システムは、最適化されたルート設計デジタル地図を表すデータを受信して格納するメモリコンポーネントと、メモリコンポーネントと通信して最適化されたルート設計デジタル地図を実行するプロセッサとを含んでもよい。さらに、最適化されたルート設計デジタル地図は、次のステップによって作成されたもの（または、作成され得るもの）である。ａ）ノードと一対のノード間の線分として定義される円弧との集合を含む第１ルート設計デジタル地図データを受信するステップ、ｂ）ある定量化されない基準に対してエンティティが望ましいとするルートの集合を表す円弧の集合を含む好ましいルートデータを受信するステップ、ｃ）円弧に、好ましいルートデータを基準の円弧コストにおける分布を合成することによって決定される円弧コストを割り当てるステップ、およびｄ）割り当てられた円弧コストを第１ルート設計デジタル地図に割り当てて最適化されたルート設計デジタル地図を生成するステップ。
本発明の一実施形態の一態様は、例えばサーバ・コンピュータ・システムと共に用いられる、ナビゲーション・システムを提供する。ナビゲーション・システムは、サーバ・コンピュータ・システムからデータを受信して最適化されたルート設計デジタル地図を表すデータを格納するメモリコンポーネントと、メモリコンポーネントと通信して最適化されたルート設計デジタル地図を実行するプロセッサとを含んでもよい。さらに、最適化されたルート設計デジタル地図は、次のステップによって作成されたもの（または、作成され得るもの）である。ａ）ノードと一対のノード間の線分として定義される円弧との集合を含む第１ルート設計デジタル地図データを受信するステップ、ｂ）ある定量化されない基準に対してエンティティが望ましいとするルートの集合を表す円弧の集合を含む好ましいルートデータを受信するステップ、ｃ）円弧に、好ましいルートデータを基準の円弧コストにおける分布を合成することによって決定される円弧コストを割り当てるステップ、およびｄ）割り当てられた円弧コストを第１ルート設計デジタル地図に割り当てて最適化されたルート設計デジタル地図を生成するステップ。
本明細書で説明する本発明の種々の実施形態の一態様は、最適化されたルート設計デジタル地図の開発および保守のためのシステム、方法、ならびにコンピュータ・プログラム製品を提供する。ここで、最適化されたルート設計デジタル地図の用途は、二点間ルート設計の提供と、都市設計者および運輸技術者のための定量的分析の実現と、業務用配達および供給連鎖管理等のための、複数の停止位置があるルートの分析の提供と、注文仕立ての、カスタマイズされた、または的を絞ったマーケティングに提供するための自動車または歩行者の分析の提供と、現在のルート設計ソフトウェアへのスリムな統合の提供と、地形、安全性、美意識、または地図に載っていない駐車場、裏通りを横切る、もしくは小道に沿った近道を含めるための、ナビゲーションの選択肢の拡大と、常に最新である地図による改良されたルート設計の助言の提供と、既存のルート設計ソフトウェアへの容易な統合とであるが、これらに限定されない。
これらの目的および他の目的は、本明細書によって開示された発明の実施形態の種々の態様の利点および特長と共に、以下の記載、図面、および特許請求の範囲によってより明らかになる。
添付の図面は、本明細書に組み込まれて本明細書の一部を形成するものであり、本発明の幾つかの態様および実施形態を説明し、また、以下の説明と共に、発明の原理を説明するものである。図面は、本発明の選択された実施形態の説明の目的のためのみに提供されるのであって、発明を限定するよう解釈されるべきではない。
最適化されたルート設計デジタル地図を決定するためのデジタル地図最適化システムの一実施形態の概略ブロック図。 最適化されたルート設計デジタル地図を決定するための、コンピュータで実施される方法の一実施形態を説明するフローチャート。 円弧コストの割り当てに関する方法を説明するフローチャート。 本発明の全体または一部の実施形態のシステムまたは関連する方法の、概略ブロック図。 本発明の全体または一部の実施形態のシステムまたは関連する方法の、概略ブロック図。 図４で開示した一実施形態のシステムまたは関連する方法において、追加の態様が種々のサーバ上で遠隔的に行われるよう修正を加えた概略ブロック図。 本発明の全体または一部の実施形態のシステムまたは関連する方法の、概略ブロック図。 本発明の全体または一部の実施形態のシステムまたは関連する方法の、概略ブロック図。 本発明の全体または一部の実施形態のシステムまたは関連する方法の、概略ブロック図。 本発明のデジタル地図最適化システムおよび方法の一実施形態の一態様のルート設計デジタル地図の概略図。 本発明のデジタル地図最適化システムおよび方法の一実施形態を用いて生成された、カリフォルニア州サンフランシスコの最適化されたルート設計地図を表す図。 本発明のデジタル地図最適化システムおよび方法の一実施形態を用いて生成された、カリフォルニア州サンフランシスコの最適化されたルート設計地図を表し、生成された従来の提案ルートと比較する。 タクシーのデータの分析に基づく、回避すべきセグメントを識別する、カリフォルニア州サンフランシスコのルート設計地図の一部を表す図。 本発明のデジタル地図最適化システムおよび方法の一実施形態を用いて生成された、カリフォルニア州サンフランシスコの最適化されたルート設計地図（従来の提案ルートとの比較を与える。）。 本発明のデジタル地図最適化システムおよび方法の一実施形態を用いて生成された、カリフォルニア州サンフランシスコの最適化されたルート設計地図（従来の提案ルートとの比較を与える。）。 本発明のデジタル地図最適化システムおよび方法の一実施形態を用いて生成された、カリフォルニア州サンフランシスコの最適化されたルート設計地図（従来の提案ルートとの比較を与える。）。 本発明のデジタル地図最適化システムおよび方法の一実施形態を用いて生成された、カリフォルニア州サンフランシスコの最適化されたルート設計地図（従来の提案ルートとの比較を与える。）。
（例となる実施形態の詳細な説明）
効率的なデジタルネットワーク地図の開発、最適化、および保守は、公的および私的な輸送、物流のルート設計、および車隊管理ソフトウェアシステムの効率的な処理にとって、ますます重要になってきている。ルート設計システムは、以下の機能を実現するために、２つの基本的な参照リストからなるデジタルネットワーク地図を必要とする。
ａ）これらに限定されないが、表示されることとなる、道路もしくは自転車／歩行者の通り道のネットワーク、配送エリア、または軍隊の配備エリア等、興味のある地理エリア内のネットワーク・セグメントおよびその接続ノードの集合または「地図」で構成されるデジタルネットワーク地図。
ｂ）ルート設計ソフトウェアに、ネットワーク・セグメントを組み合わせたものの総相対「円弧コスト」を比較させることによってユーザにとって「最適な」ルートを決定させる、各ネットワーク・セグメントの重みの推定値（この文書において「円弧コスト」、「円弧重み」、または「エッジ重み」という）。
図９は、本発明のノード９０６、９０７、および９０８と円弧９０２、９０３、および９０４の集合を含むデジタル地図最適化システムおよび方法の一実施形態の一態様を意図したルート設計デジタル地図９０９の概略図を示す。ここで、円弧は、一対のノード間の線分として定義される。
本発明の一実施形態の一態様は、これに限定されないが、最適なルート設計デジタル地図を決定するためのシステムを提供する。図１は、例えば、入力モジュール１１２経由で提供される第１ルート設計デジタル地図に適用されるデジタル地図最適化システム１１０の実施手法の概略図を示す。第１ルート設計デジタル地図は、入力モジュール１１２経由でプロセッサ１１４に受信され、ノードと円弧との集合を含む。ここで、円弧は、一対のノード間の線分として定義される。入力モジュール１１２経由で、好ましいルートデータがプロセッサ１１４に提供される。ここで、好ましいルートデータは、ある定量化されない基準に対してエンティティが望ましいとするルートの集合を表す円弧の集合を含む。処理ユニット１１５は、例えば、メモリ・モジュール１２２と通信する。次に、ソフトウェア・モジュール１１６によって表されるアルゴリズムは、コード１１８とデータ１２０とを含み、円弧コストをその円弧に割り当てるよう構成される。割り当てられる円弧コストは、好ましいルートデータを基準の円弧コストにおける分布と合成することにより決定される。次に、割り当てられた円弧コストは、第１ルート設計デジタル地図に適用され、最適化されたルート設計デジタル地図を提供する。ストレージデバイスは、とりわけ、最適化されたルート設計デジタル地図を、メモリ・モジュール１２２または補助メモリ・モジュール（不図示）、またはそれらを組み合わせたもの、または更なるメモリによって格納するために設けられる。あるいは、上記メモリに加えて、出力モジュール１２４が、意図された、望ましい、または必要な用途のために、最適化されたルート設計デジタル地図を出力するために設けられてもよい。
さらに図１を参照すると、本発明の一実施形態の実施手法において、第１ルート設計デジタル地図に適用される最適なルート設計デジタル地図を決定するためのシステム１１０が含まれてもよい。システム１１０は、ａ）１）ノードと一対のノード間の線分として定義される円弧との集合を含む第１ルート設計デジタル地図、２）ある定量化されない基準に対してエンティティが望ましいとするルートの集合を表す円弧の集合を含み得る好ましいルートデータとを格納するよう構成されたメモリコンポーネント１２２を含んでもよい。また、システム１１０は、メモリコンポーネント１２２と通信する処理モジュール１１４を含んでもよい。処理モジュールは、１）好ましいルートデータを基準の円弧コストにおける分布と合成することによって決定された円弧コストを、円弧に割り当て、２）割り当てた円弧コストを第１ルート設計デジタル地図に適用して最適化されたルート設計デジタル地図を提供し、３）少なくとも次のうちの一つを行なう。ａ）使用のための最適化されたルート設計デジタル地図を格納する。ｂ）使用のための最適化されたルート設計デジタル地図を出力デバイスまたは他のプロセッサベースのシステムに伝送する。
好ましいルートデータは、ある定量化されない基準に対してエンティティが望ましいとするルートの集合を表す円弧の集合を含む。例えば、エンティティは個体、複数の個体、または特殊化されたユーザであってもよいし、またはこれらの任意の組み合わせであってもよい。特殊化されたユーザは、例えば、次のものであってもよい。タクシー運転手、自転車の運転者、緊急医療サービスのためのルート設計者、小荷物配達用のルート案内、不動産業者、所望のまたは要求される種々の業種、軍関係者、有人または無人の軍用車両、災害復旧隊員等。個体は、例えば、人間、動物、ロボット、両生類、または爬虫類がありうる。本発明のアルゴリズムおよび関連する方法とシステムの一部として第１または既存のデジタルネットワーク地図に適用される円弧コストに関して、円弧コストは次のデータまたは情報を含んでもよい：移動時間、安全性、制限速度、混雑状況、道路セグメントの回避、道路欠損のアクティビティ、距離、ペナルティ、道路幅、道路状態、天気、イベント、エピソード、および地形。
一実施形態において、道路欠損のアクティビティは、第１または既存のデジタルネットワーク地図において失われたまたは壊れたネットワーク・セグメントの高速な識別の手段を提供する。例えば、元のまたは第１ルート設計デジタル地図はデジタル「ホール」を含み、これは、デジタル地図の一部に関する情報を失わせ、ひいては第１または既存のデジタル地図を利用するルート設計システムの最適な動作を潜在的に妨げ、または阻む。デジタルホールの存在（または欠落した情報）にも関わらず、所定のエンティティがデジタル地図の欠落領域に対応する道路または通り道を利用していることが見られ得る。「道路欠損のアクティビティ」という種類の円弧コストを導入することにより、基本的にデータのない（または情報が欠落した）場所で、それをデジタル地図上でアクティビティがサポートするために行われていることが見られた場合、当該アクティビティが第１または既存のデジタル地図上の道路がない場所で行われていると判断できる。このようにデジタルホールまたは欠落道路セグメントを識別することにより、第１または既存のデジタル地図を直接的に更新することが可能となる。（なお、「デジタルホール」および「道路欠落のアクティビティ」に関連して用いられる「道路」という用語は、これに限定されないが、アクティビティが行われるが既存の地図に表示されない、任意の形式のネットワーク・セグメントまたはノードを含む。これは、以下に限定されないが、歩行車用および二輪車用の道路または空中回廊のような、明確に定義されているが表示されない「道路」セグメントを含むことが可能である。重要なことに、これは、以下に限定されないが、公共の広場を通る主要な歩道、非公式の都市内の二輪車または歩行者の近道、ネットワーク上にない有人または無人の軍用車両または部隊の移動等の、以前には表示されなかった「非公式の」ネットワーク・セグメントをも含む。）
アルゴリズムによって実現される合成は、確率モデルを用いた円弧コストの推測によって行われる。推測された円弧コストは、確率モデルから推定値を導き出すことにより選ばれる。当然ながら、確率モデルは、本発明の一実施形態の当業者および／またはユーザによって所望のまたは要求される、様々な利用可能なモデルであってよい。例えば、確率モデルとしてベイズモデルを実装してもよいが、これは単に説明のための一例であって、これに限定されるものと解釈すべきではない。ベイズモデルを利用することにより、推測円弧コストが、例えば、最大事後確率（ＭＡＰ）推定として選ばれてもよい。最大事後確率（ＭＡＰ）推定の技術は限定となることを意図していない。他の利用可能な推定手法が、本発明の一実施形態の当業者および／またはユーザの所望または要求に応じて実装されてもよい。さらに、推測円弧コストのＭＡＰ推定は、逐次非制約形最小化技法を用いて計算されてもよい。逐次非制約形最小化技法は限定となることを意図していない。他の計算方法が本発明の一実施形態の当業者および／またはユーザの所望または要求に応じて実装されてもよい。
さらに図１を参照すると、好ましいルートデータは、手動通信入力、ＧＰＳ通信、インターネット通信、または好ましいルートデータのメモリの少なくとも一つまたはこれらの任意の組み合わせを含むソースから受信または生成されてもよい。さらに、好ましいルートデータは、三角測量システム、加速度計システム、トランスポンダ・システム、無線システム、Bluetooth通信システム、ＲＦＩＤシステム、またはジャイロのうちの少なくとも一つを含むソース、または利用可能な追跡システム、デバイス、および／またはソフトウェアから受信または生成されてもよい。
さらに図１を参照すると、割り当てた円弧コストはリアルタイムで更新されてもよい。同様に、好ましいルートデータはリアルタイムで受信される。さらに、割り当てた円弧コストの更新および好ましいルートデータの受信の両方がリアルタイムで行われてもよい。
さらに、説明のためであって発明の範囲を限定するよう解釈されるべきでないが、図１を参照すると、デジタル地図システム１１０は、商用または個人用輸送、小荷物配達、タクシーまたはリムジンサービス、軍用兵站および輸送、緊急医療サービス（ＥＭＳ）、災害対応、船舶による物流、および避難ルート設計のために利用されてもよい。またはこれらの任意の組み合わせのために利用されてもよい。実施手法において、出力モジュールはインターフェース・デバイスまたはコンポーネントと通信する。インターフェースの幾つかの説明のための例は、それらに限定されないが、次のものを含む。モデム、ネットワーク・インターフェース（例えばイーサネット・カード）、通信ポート（例えば、シリアルまたはパラレル等）、ＰＣＭＣＩＡスロットおよびカード、モデム、（またはこれらの任意の組み合わせ）等。
図２Ａは、本発明の一実施形態の一態様である、最適なルート設計デジタル地図を決定するためのコンピュータに実装される方法２００を説明するフローチャートである。ステップ２１０において、方法は、ノードと円弧との集合を含む第１ルート設計デジタル地図データを受信することを含む。ここで、円弧は、一対のノード間の線分として定義される。ステップ２２５において、本方法は、ある定量化されない基準に対してエンティティが望ましいとするルートの集合を表す円弧の集合を含む好ましいルートデータを受信することを含む。ステップ２４０において、本方法は上記円弧に、円弧コストを割り当てることを含む。円弧コストは上記好ましいルートデータを基準の円弧コストにおける分布と合成することにより決定される。ステップ２５５において、本方法は、上記割り当てた円弧コストを上記第１ルート設計デジタル地図に適用して、最適化されたルート設計デジタル地図を提供することを含む。ステップ２７０において、本方法は、前述の最適化された設計デジタル地図を、格納または出力のために伝送することを含む。
図２Ｂは、図２Ａのフローチャートですでに議論したステップ２４０に記載された、円弧コストの割り当てに関連する、コンピュータで実装される方法２１２の一実施形態を説明するフローチャートである。例えば、好ましいルートデータを決定する実施手法はさらに、デジタル地図において従前の分布を円弧コストに割り当てることを含む、ステップ２４２を含む。従前の分布は、修正された円弧コストに対する妥当な値の範囲の特性を示す。例えば、修正された円弧コストに、円弧によって表される道路セグメントの距離に近い値が割り当てられるべきであると考えられる場合、セグメントの距離を中心とする従前の分布が選択されてもよい。従前の分布は、ベイズ統計の推定方法（または他の最適化手法）で達成され得る要素である。さらに、ステップ２４４において、本方法は、一対のルートの好み毎に、分布を、円弧に関するエラー項目に割り当てることを含む。ルートの好みのデータは、幾つかの変化および不一致を必ず含むものである。例えば、ある人の好みは別の人の好みと一致しないかもしれない。別の例としては、特定の日に観測された好みが、単にその日の交通量に影響を受けた出来事の結果であるかもしれない。エラー項目により、アルゴリズムまたは方法は、ルートの好みのばらつきのモデルを作成できる。エラー項目を注意深く選ぶことにより、アルゴリズムまたは方法は、より意味があると考えられるルートの好みに、より多くの重みを付与することが可能である。例えば、より古いルートで観測された好みは、アルゴリズムまたは方法がデータから抽出したい好みの基準と関連がない「エラー」の結果である可能性が高い。エラー項目は、類似の項目が、観測上の不一致またはばらつきを説明するために用いられるよう実装されてもよい。さらに、ステップ２４６において、本方法は、各ルートの好みを見つける確率を特徴づける尤度関数を構築することを含む。尤度関数は特定のルートの好みが見つかり、特定の円弧コストが割り当てられうる確率を示す。尤度関数はエラー項目の分布から算出される。（他の最適化手法と同様に）尤度関数はベイズ統計の推定方法で達成される要素である。さらに、ステップ２４８において、本方法は、従前の分布および尤度関数を組み合わせて更新された円弧コストを決定することを含む。本実施形態では、実施手法は、我々が構築したモデルから円弧コストを推定するためにベイズ推定方法を実行することを含む。さらに、出願人の実験において、ベイズモデルから導き出された最大事後確率（ＭＡＰ）推定が用いられている。ステップ２５５において、そしてまた図２Ａで議論したように、本方法は、計算された円弧コストを、出力するデジタル地図に割り当てることを含む。本アルゴリズムの適用によって、新しく算出されたコストが反映された、更新されたデジタル地図を生成する機能を可能とする。
例えば、好ましいルートデータの決定法は、ベイズ統計に基づいて実行される。しかし当然ながら、他の統計的な最適化方法およびアルゴリズムが実行されてもよいし、ひいては、ベイズ統計を利用することは本発明を限定するよう解釈されるべきではない。この手法において、本方法は、様々なルートの好みが観測される可能性のあるセグメントに割り当てられ得るコストに関する確率モデルを構築することを含む。このモデルを用いることで、本方法は、観測された好みの集合が与えられたコストに対して良好な選択を推定できる。例えば、ステップ２４２において、本方法は、デジタル地図において、従前の分布を円弧コストに割り当てることを含む。デジタル地図は、ノードＶの集合および円弧Ｅ⊂ＶｘＶの集合による道路ネットワークを示す。円弧ｅ∈Ｅごとに、その円弧に割り当てられる典型的なコストＣｅがある。初期基準円弧コストＣｅは、本発明アルゴリズムの一実施形態によって修正される。最初に、妥当な円弧コストの従前の分布ｆｅ（ｘｅ）は、各円弧ｅに割り当てられる。変数ｘｅは、円弧ｅに割り当てられ得る、様々な更新された円弧コストを表す。実装され得るひとつの分布は、モードＣｅを持つ下記のガンマ分布である。
従前の分布が独立していると仮定すると、全ての円弧コストについての従前の分布の結合は、下記のようになる。
ステップ２４４において、本方法は、一対のルートの好み毎に、分布を、円弧に関するエラー項目に割り当てることを含む。入力データとして、一対のルートの好み（Ｒｉ,Ｒ’ｉ）の集合が与えられるとする。ここで、各ルートは、Ｅにおける円弧の部分集合である。一対の好み（Ｒｉ,Ｒ’ｉ）において、ルートＲｉはルートＲ’ｉより好ましい。本発明の方法の一実施形態は、ＲｉまたはＲ’ｉのどちらか一方に現れる各円弧ｅを円弧コストｘｅ＋εｅｉに割り当てる。エラー項目εｅｉには、確率分布が割り当てられる。典型的には、本発明の方法の一実施形態は、平均がゼロで分散がσｉ ２である下記のガウス分布を用いる。
一実施形態の実施手法は、全てのエラー項目を、独立しているものとして扱う。
さらに、ステップ２４６において、本方法は、各ルートの好みが観測される確率を示す尤度関数を構築することを含む。ある円弧コストｘｅおよびエラー項目εｅｉに対して、一実施形態の実施手法は、次式が成り立つときに、ルートＲｉがルートＲ’ｉよりも好ましいと定める。
ある円弧コストが与えられたとき、一実施形態の実施手法は、ルートＲｉがルートＲ’ｉよりも好ましい確率を求めるようにしてもよい。実施手法は独立したエラー項目とガウス分布をモデル化しているので、大幅に簡略化できる。不等式（１）は次式のように書き換えられる。
ここで、εｉは、平均がゼロであり、分散が次式で表されるガウス確率変数である。
円弧コストｘｅでルートの好みｉが満足される確率は、次式のようになる。
ここで、Ｆｉは、εｅｉの累積分布関数である。エラー項目は独立であるので、円弧コストｘｅが用いられるとき、全てのｍ個のルートの好みが満たされる確率は、次式となる。
さらにステップ２４８において、本方法は、従前の分布と尤度とを組み合わせて更新された円弧コストを決定することを含む。円弧コストのＭＡＰ推定を計算するために、一実施形態は、次式を最大化するコストｘｅの集合を求めてもよい。
一般に行われているように、一実施形態がこの数式の負の対数を同様に最小化することも可能である。ガンマ型の従前の分布およびガウス型のエラー項目の場合、これは、次式を最小化することになる。
本発明の一実施形態の一重要な態様でもあり得るこの新しい数学的な手法は、更新されたデジタルネットワーク地図（例えば、デジタルルート地図）内の円弧コストの割り当てを標準的な凸最適化問題に変換し、かつ勾配降下法または当業者によく知られた他の最適化手法を用いて解決され得る。よって、この手法は、問題を凸最適化問題に単純化する一重要な態様を提供し、これにより、多くの技術で解決できるようになる。
ステップ２５５において、そして図２Ａでも議論したように、本方法は、計算された円弧コストを、出力するデジタル地図に割り当てることを含む。本アルゴリズムの適用によって、新しく算出されたコストが反映された、更新されたデジタル地図を生成する機能を可能とする。
図３を参照する。図３は、本発明の一実施形態の一部または一実施形態の一例の実装のためのコンピュータ・システム３００の機能的なブロック図である。例えば、本発明の一実施形態の方法またはシステムは、ハードウェア、ソフトウェア、またはこれらの組み合わせを用いて実現されてもよいし、充分なメモリおよび処理性能を備えた携帯情報端末（ＰＤＡ）のような、１つ以上のコンピュータ・システムまたは他の処理システムにより実現されてもよい。実施形態の一例において、本発明は、図３に示される汎用コンピュータ上で実行されるソフトウェアにより実現された。コンピュータ・システム３００は、プロセッサ３０４のような１つ以上のプロセッサを含んでもよい。プロセッサ３０４は、通信設備３０６（例えば、通信バス、クロスオーバー・バー、またはネットワーク）に接続されている。コンピュータ・システム３００は、通信設備３０６からの（または不図示のフレームバッファからの）グラフィック、テキスト、および／または他のデータを、ディスプレイ・ユニット３３０上で表示するために送信するディスプレイ・インターフェース３０２を含んでもよい。ディスプレイ・ユニット３３０はデジタルおよび／またはアナログでもよい。
また、コンピュータ・システム３００は主メモリ３０８、好ましくはランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）を含んでもよいし、また補助メモリ３１０を含んでもよい。補助メモリ３１０は、例えば、ハードディスクドライブ３１２および／または、フロッピーディスクドライブ、磁気テープドライブ、光学ディスクドライブ、フラッシュメモリ等を表す、着脱可能なストレージドライブ３１４を含んでもよい。着脱可能なストレージドライブ３１４は、着脱可能なストレージユニット３１８からの読み出しおよび／または着脱可能なストレージユニット３１８への書き込みを周知の方法で行なう。着脱可能なストレージユニット３１８は、フロッピーディスク、磁気テープ、光学ディスク等を表し、着脱可能なストレージドライブ３１４によって読み出しおよび書き込みが行われる。後に分かるように、着脱可能なストレージユニット３１８は、コンピュータ・ソフトウェアおよびまたはデータを格納している、コンピュータが利用可能なストレージ媒体を含む。
別の実施形態において、補助メモリ３１０は、コンピュータ・プログラムまたは他の命令をコンピュータ・システム３００にロードさせるための他の手段を含んでもよい。当該手段は、例えば、着脱可能なストレージユニット３２２およびインターフェース３２０を含んでもよい。当該着脱可能なストレージユニット／インターフェースの例は、プログラム・カートリッジおよびカートリッジ・インターフェース（例えば、テレビゲーム機器において見られるもののような）、着脱可能なメモリチップ（例えば、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、またはＥＥＰＲＯＭ）および対応するソケット、および、ソフトウェアおよびデータを着脱可能なストレージユニット３２２からコンピュータ・システム３００に転送することを可能とする、他の着脱可能なストレージユニット３２２およびインターフェース３２０を含む。
また、コンピュータ・システム３００は、通信インターフェース３２４を含んでもよい。通信インターフェース３２４は、ソフトウェアおよびデータをコンピュータ・システム３００と外部機器との間で転送する。通信インターフェース３２４の例は、モデム、ネットワーク・インターフェース（例えば、イーサネット・カード）、通信ポート（例えば、シリアルまたはパラレル等）、ＰＣＭＣＩＡスロットおよびカード、モデム等である。ソフトウェアおよびデータは、信号３２８の形で通信インターフェース３２４を介して転送される。ここで、信号３２８は、電子的、電磁的、光学的、または通信インターフェース３２４により受信できる他の信号でよい。信号３２８は、通信ルート（例えば、伝送路）３２６を介して通信インターフェース３２４に提供される。伝送路３２６（または任意の他の通信手段、または本明細書に開示された伝送路）は、信号３２８を伝送する。伝送路３２６は、ワイヤまたはケーブル、光学ファイバ、Bluetooth、電話線、携帯電話回線、電波回線、赤外線回線、無線回線または接続、および他の通信伝送路を用いて実現されてもよい。
本明細書において、「コンピュータ・プログラム媒体」および「コンピュータ利用可能な媒体」との用語は、種々のソフトウェア、ファームウェア、ディスク、ドライブ、着脱可能なストレージドライブ３１４、ハードディスクドライブ３１２に取り付けられたハードディスク、および信号等の媒体を示すために広く用いられる。これらのコンピュータ・プログラム製品（「コンピュータ・プログラム媒体」および「コンピュータ利用可能な媒体」）は、ソフトウェアをコンピュータ・システム３００に提供するための手段である。コンピュータ・プログラム製品は、コンピュータ・プログラム・ロジックを格納するコンピュータが利用可能な媒体を含んでもよい。本発明は、そのようなコンピュータ・プログラム製品を含む。「コンピュータ・プログラム製品」および「コンピュータ利用可能な媒体」は、コンピュータ・ロジックを格納する、コンピュータが読み取り可能な任意の媒体であってもよい。
コンピュータ・プログラム（コンピュータ制御ロジックまたはコンピュータ・プログラム・ロジックともいう）は、主メモリ３０８および／または補助メモリ３１０に格納されてもよい。また、コンピュータ・プログラムは通信インターフェース３２４を介して受信されてもよい。そのようなコンピュータ・プログラムは、実行されると、コンピュータ・システム３００が本明細書で議論しているような本発明の特徴を実行するのを可能とする。特に、コンピュータ・プログラムは、実行されると、プロセッサ３０４が本発明の機能を実行するのを可能とする。よって、そのようなコンピュータ・プログラムは、コンピュータ・システム３００の制御部を示す。
本発明がソフトウェアを用いて実現される一実施形態において、ソフトウェアはコンピュータ・プログラム製品に格納されて、着脱可能なストレージドライブ３１４、ハードドライブ３１２、または通信インターフェース３２４を用いてコンピュータ・システム３００にロードされてもよい。制御ロジック（ソフトウェアまたはコンピュータ・プログラム・ロジック）は、プロセッサ３０４によって実行されると、プロセッサ３０４に本明細書で説明するような本発明の機能を実行させる。
別の実施形態において、本発明は、例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等のハードウェア要素を用いて主にハードウェアにより実現される。本明細書で説明される機能を実行するためにハードウェア状態機械を実装することは、関連技術分野の当業者にとって自明であろう。
さらなる別の実施形態において、本発明は、ハードウェアおよびソフトウェア両方の組み合わせを用いて実装される。
本発明のソフトウェアでの実施形態の一例において、前述の方法は、ＳＰＳＳ制御言語またはＣ＋＋プログラミング言語により実装されてもよい。しかし、前述の方法は、他の種々のプログラム、コンピュータ・シミュレーションおよびコンピュータ支援設計、コンピュータ・シミュレーション環境、ＭＡＴＬＡＢ、または他の任意のソフトウェア・プラットフォームまたはプログラム、Windowsインターフェースまたはオペレーティング・システム（または他のオペレーティング・システム）または当業者が知っているまたは利用可能な他のプログラムにより実装できる。
図４は、本発明の一実施形態のシステムまたは関連する方法の、全体または一部の概略ブロック図である。図４は、入力モジュールを通じて提供されたような第１ルート設計デジタル地図に適用されるデジタル地図最適化システム４１０の実施手法の概略図である。ここで、入力モジュールとは、例えば、キーボード４１４、マウス４１６、および／またはタッチスクリーン４１８である。入力モジュールの他の例は、（特に説明しないが）これらに限定されないが、トラックボール、タッチペン、タッチパッド、ハンドルボタン、マイク、ジョイスティック、ゲームパッド、衛星放送受信アンテナ、スキャナ、ＴＶチューナカード、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ウェブカメラ、遠隔制御等である。また、入力機能は、サーバ４３２、ユーザ４７２、追跡モジュール４８２、または予備モジュール４９２、またはこれらの幾つかの組み合わせを介して実現されてもよい。サーバ４３２に、予め必要なウェブ用ソフトウェア、ハードウェア、またはファームウェアが備えられ、パソコン４２４に必須のブラウザ・ソフトウェアが備えられてもよい。同様に、図４に示す関連する入力機能またはモジュールのいずれかは、（本開示の全体を通じて議論されるように）適切なソフトウェア、ハードウェア、またはファームウェアによってサポートされてもよい。入力モジュールを通じて、とりわけ第１ルート設計デジタル地図は、パーソナル・コンピュータ４２４（または充分なメモリおよび処理性能を備えた、ＰＤＡ等の任意のシステム）のようなプロセッサによって受信される。第１ルート設計デジタル地図は、ノードと、一対のノード間の線分として定義される円弧との集合を含む。例えば、本開示の全体を通じて議論されるように、関連する方法に関係するアルゴリズムはＰＣ４２４において実行される。あるいは、アルゴリズムは、ＰＣで実行されてもよいし、遠隔的に、サーバ４３０、追跡モジュール４８２、または予備モジュール４９２、またはこれらの幾つかの組み合わせで実行されてもよい。次に、割り当てた円弧コストを第１ルート設計デジタル地図に適用して、最適化されたルート設計デジタル地図を提供する。格納機能は、とりわけ最適化されたルート設計デジタル地図を、パソコンの一部としてのメモリ（不図示）で格納するために、または外部メモリ・モジュール４４２、補助メモリ・モジュール（不図示）、サーバ４３２、ユーザ４７２、追跡モジュール４８２、または予備モジュール４９２の他、ここで議論される任意のメモリ・モジュールの使用を組み合わせたものに出力するために設けられている。もしくは、または前述のメモリ・モジュールに加えて、出力モジュールは、モニタ４６２および／またはプリンタ４６４の他、任意のＧＵＩでの使用のために、最適化されたルート設計デジタル地図を出力するために設けられてもよい。
さらに図４を参照すると、プロセッサが受信する好ましいルートデータは、入力モジュール、サーバ４３２、ユーザ４７２、予備モジュール４９２、または追跡モジュール４８２等の任意の入力装置によって受信することが可能である。好ましいデータのソースは、例えば、手動通信入力、ＧＰＳ通信、インターネット通信、または好ましいルートデータのメモリストレージでよい。さらに、好ましいデータのソースは、例えば、三角測量システム、加速度計システム、またはジャイロからのものであってもよい。追跡モジュール４８２の一例は、これらに限定されないが、セルラー局を介したＧＰＳ、または三角測量である。
当然のことながら、図１および図４〜８に示す全てのモジュール、設備、または機器の間に示される種々の通信ルート、回線、および伝送路は、信号またはデータを転送または通信するために適切な様々な手段を用いて実現される。ここで、様々な手段とは、これらに限定されないが、ワイヤ、ケーブル、インターネット、無線、光学ファイバ、Bluetooth、電話線、携帯電話回線、電波回線、赤外線回線、および他の任意の利用可能な通信手段を含む。
当然のことながら、本明細書で議論される予備モジュールは、次に挙げるもののうちの少なくとも一つの任意の組み合わせでよい。入力モジュール、出力モジュール、プロセッサ・モジュール、サーバ・モジュール、人工衛星システム、ＧＰＳ、携帯電話、ＰＤＡ、追跡モジュール、通信システム、車両システム、ナビゲーション・システム、ストレージ媒体、インターネット機能が搭載された機器、またはデータベース。
図５は、図４に開示されたものに似たデジタル地図最適化システム５１０に、追加の態様が種々のサーバ上でのように遠隔的に行われるよう修正を加えたものの一実施形態のシステムまたは関連する方法の概略ブロック図である。例えば、多数のモジュールがサーバ５３３と遠隔的に関連付けられている。システム５１０は、追跡モジュール５８２、サーバ５３２、ユーザ５７２、予備モジュール５９２、入力モジュール５１２または関連する機能、コード５１８およびデータ５２０を含むソフトウェア５１８、メモリ５２２、処理ユニット５１５を伴ったプロセッサ５１４、出力モジュール５２２または関連する機能、およびサーバ５３３等の様々なモジュールにより実現される。
図６は、本発明の一実施形態のシステムおよび関連する方法の、全体または一部の概略ブロック図である。図６は、例えば、これに限定されないが、ナビゲーション・システムが、ルート案内の妥当性を向上させるために、本発明のデジタル地図最適化システム６１０および関連する方法の一実施形態を使用することが可能な実施手法を説明した図である。それぞれのナビゲーション・システム６２２のユーザ６９４（例えば、ＧＰＳ等のスタンドアロン型ナビゲーション・システム）は、自己が移動した（捕捉した）ルート６２３に関するデータを、ナビゲーション・システム製造業者モジュール６３２（例えば、ＧＰＳ製造者のサーバ）にアップロードする。移動したルートに関するこのデータ（捕捉したデータ）６２５は、デジタル地図最適化システム６１０に提供され、格納されたルートのデータベース６３２に受信される。デジタル地図最適化システム６１０システムは、最適化アルゴリズム６３４を用いて移動したルートと一致するデジタル地図上の円弧コストを選択し、最適化されたデジタル地図データベース６３６に格納された最適化されたデジタル地図を計算する。この新しい円弧コストは、（デジタル地図の更新または最適化されたデジタル地図６３８の形で）ナビゲーション・システム製造業者６３２に返される。ナビゲーション・システム製造業者６３２は地図の更新６３８をそのユーザ６９４にスタンドアロン型ナビゲーション・システム６２２で提供する。
図７は、本発明の一実施形態のシステムおよび関連する方法の、全体または一部の概略ブロック図である。図７は、例えば、これに限定されないが、本発明の一実施形態であるデジタル地図最適化システム７１０および関連する方法が、複数の既存のデータソースを使用して既存のデジタル地図を改良するために、利用されることが可能な実施手法を説明した図である。作業車７２４、スマートフォン、またはＰＤＡ７２６によって現時点で収集されたデータがシステム７１０に提供される。このデータは、処理されて（７３２）、デジタル地図上の個々のルートに分割される。例えば、この処理は、共通フォーマットを得るための処理を含んでもよい。システムは、格納されたルートのデータベース７３６から、デジタル地図上の移動したルートに一致する円弧コストを選択する。最適化アルゴリズム７４２は、デジタル地図のデータベース７５２と通信して、最適化されたデジタル地図を計算する。この更新された地図は、ウェブ上の地図サービス７６４、スマートフォンまたはＰＤＡ用の地図アプリケーション７６６等のデジタル地図の複数の消費者に供給され得る。さらに、更新された地図、デジタル地図データのプロバイダ７６２に直接供給することも可能である。
図８は、本発明の一実施形態のシステムおよび関連する方法の、全体または一部の概略ブロック図である。図８は、本発明の一実施形態であるデジタル地図最適化システム８１０および関連する方法を、例えば、これに限定されないが、ルート案内の妥当性を向上させるため、配送日程８３２を改善するため、そして運転手の能力評価８３４を改善するために、車隊管理システム８２６によって利用されることが可能な実施手法を説明した図である。車隊のルートは、既存の車隊管理システム８２６によって監視され格納される。ユーザ８９４によって使用される車両８２４からの車隊のルートに関するこの捕捉されたルートデータ８２５は、格納されたルートデータ８４２として、システム８１０に提供される。システム８１０は、移動したルートと一致するデジタル地図上の円弧コストを、最適化アルゴリズム８４６を用いて、デジタル地図のデータベース８４４から選択する。（４）これらの新しい円弧コスト――デジタル地図の更新８４８として――は車隊管理システム８２６に返される。（５）車隊管理システム８２６は、ルート案内８５２、配送日程８３２、および運転手の能力評価８３４のために、更新された地図を使用する。
本発明の一実施形態の一態様は、ルート設計デジタル地図の開発および／または保守のためのシステム、方法、およびコンピュータ・プログラム製品を提供する。さらに、ルート設計デジタル地図は、これらに限定されないが、ルート案内、複合一貫輸送システムの監視、位置ベースの消費者用のアプリケーション、および自動車隊の管理等の、位置ベースのシステムのための参照基準としての機能を有してもよい。実施形態の一例は、最適化されたルート設計データを、店頭、ビジネス戦略、またはマーケティング用途等の、位置ベースの消費者用のアプリケーションに提供することを含んでもよい。マーケティング用途とは、例えば、任意のルート、運転手、エンティティ、またはマーケティング業務（または、所望のまたは要求されるビジネス業務）の適用の目的のために提供され得るユーザ情報を利用してもよい。ルート、運転手、エンティティ、またはユーザ情報は、最適化ルート設計データから探り出される、導き出される、または生成されるものである。
当然ながら、「円弧コスト」の用語は、「エッジコスト」に置き換えられてもよい。当然ながら、「円弧」の用語は、「エッジ」に置き換えられてもよい。当然ながら、「円弧コスト」は「円弧重み」に置き換えられてもよい。本開示の目的のために、「道路」の用語は、次の用語を含むよう解釈されるべきである。道路、橋、トンネル、通り道、土地、小道、山道、通り、歩行路、線路、地域、空中回廊、またはセグメント。地域は、例えば、これらに限定されないが、軍隊配備地域、他の種類の軍事地域の他、興味のある一般型の指定地域またはエリアであってもよい。地域の一例は、店、事務所、ショッピング・モール、群衆、および集まりのような、占められたエリアであってもよい。占有者（人、動物等）の追跡は、例えば、視認および認証追跡ソフトウェアによって達成できる。本開示の目的のために、「車」は、有人または無人の自動車、航空機、宇宙船、船、自動二輪車、自転車、ロボット、または人力のもの（人に基づくものの他に、動物、爬虫類、両生類に基づくものでもよい）を含むべきである。本開示の目的のために、セグメントまたは円弧は、陸、海、宇宙、または空に適用されてもよい。
（具体例）
発明の実施形態の一態様の実践は、下記の具体例および実験結果から、より詳しく理解される。具体例および実験結果は、本明細書で例示のために表されるのであって、決して本発明を限定するために解釈されるべきではない。
実験結果および具体例１
図１０は、本発明の一実施形態であるデジタル地図最適化システムおよび方法を用いて生成された、カルフォルニア州サンフランシスコの最適化されたルート設計地図を表す。現実世界のデータ（タクシー）のサンプルの使用に由来する好ましいデータの一態様。その地図は最適化されたルートを示す。最適化されたルートは必ずしも最短の利用可能なルート（出発点Ｓから目的地Ｄまでの間）ではないが、むしろ最適なルート設計デジタル地図を生成する一実施形態のアルゴリズムに基づく最も好ましいルートである。
実験結果および具体例２
図１１は、本発明の一実施形態であるデジタル地図最適化システムおよび方法を用いて生成された、カルフォルニア州サンフランシスコの最適化されたルート設計地図を表す。その地図は、ＣＳで示される、生成された従来の提案ルートとの比較を提供する。その地図は最適化されたルートを示す。最適化されたルートは、必ずしも最速の速度規制があるルート（出発点Ｓから目的地Ｄまでの間）ではないが、むしろ最適なルート設計デジタル地図を生成する一実施形態のアルゴリズムに基づく最も好ましいルートである。よって、最適化されたルートは１１．５分の移動時間を必要とするのに対し、従来の提案ルートＣＳは１５．４分の移動時間を必要とする。
実験結果および具体例３
図１２は、最適化された設計デジタル地図を生成するための少なくとも一部が用いられた一実施形態のアルゴリズムを用いて検出された、Ａ１、Ａ２、Ａ３、およびＡ４で示される、回避すべきセグメントを特定した、カリフォルニア州サンフランシスコのルート設計地図の一部を表す。
実験結果および具体例４〜７
図１３〜１６はそれぞれ、本発明の一実施形態であるデジタル地図最適化システムおよび方法を用いて生成された、カルフォルニア州サンフランシスコのルート設計地図を表す。その地図は、ＣＳで示される、生成された従来の提案ルートＣＳとの比較を提供する。その地図は最適化されたルートを示す。最適化されたルートは、必ずしも最速の速度規制がある、または最短距離であるルートではないが、例えば、むしろ最適なルート設計デジタル地図を生成する一実施形態のアルゴリズムに基づく最も好ましいルートである。
ここに開示された発明の種々の実施形態の機器、システム、合成物、コンピュータ・プログラム製品、および方法は、下記の参考文献、出願、公報、および発明に開示された態様を利用してもよく、参照することによりここに全体が組み込まれる。
１．米国特許出願公報US2008/0033633A1、Akiyoshiら、「案内ルート検索機器および案内ルート検索方法」、２００８年２月７日、米国特許出願番号10/574,kl015、２００６年１０月１９日出願。
２．米国特許US7,062,376B2、Oesterling、「テレマティックス・システムを用いた相乗りサービスの提供のための方法およびシステム」、２００６年６月１３日
３．米国特許US7,577,244B2、Taschereau、「地理的に目標とされた情報および宣伝を提供するための方法およびシステム」、２００９年８月１８日。
４．米国特許US7,225,076B2、Sugawara、「地図検索システム」、２００７年５月２９日。
５．米国特許US5,177,685、Davisら、「リアルタイムに話された運転指示を用いた自動車ナビゲーション・システム」、１９９３年１月５日。
６．米国特許出願公報US2008/0172172A1、ＮＧ、「ルート設計プロセス」、２００８年２月１７日、米国特許出願番号12/004,516、２００７年１２月２１日出願。
７．欧州特許出願公報EP0317181B1、Tarrant、「路上走行車ルート選択および案内システム」、１９９４年１月１９日、欧州特許出願番号88310624.7、１９８８年１１月１０日出願。
８．米国出願公報US2009/0175172A1、Prytzら、「リンクコストの相互作用のあるルートコストの決定および選択の方法および手配」、米国特許出願番号11/917,112、２００８年１０月１４日出願。
９．米国特許US6,633,812B1、Martinら、「ナビゲーション・システムにおいてルートを決定するためのソース日付に影響を及ぼすための方法」、２００３年１０月１４日。
１０．米国特許出願公報US2008/0270019A1、Andersonら、「自家輸送を強化するためのシステムおよび方法」、２００８年１０月３０日、米国特許出願番号12/005,845、２００７年１２月２８日出願。
１１．米国特許7,577,108B1、Zhangら、「メッセージで始まる制約に基づくルート設定のための学習に基づいた戦略」、２００９年８月１８日。
１２．米国特許出願公報US2009/0271104A1、Letchnerら、「擬人化され文脈に敏感なルート設定の推薦を生成するための協調的ルート設計」、２００９年１０月２９日、米国特許出願番号12/466,308、２００９年５月１４日出願。
１３．米国特許US7,610,151B2、Letchnerら、「擬人化され文脈に敏感なルート設定の推薦を生成するための協調的ルート設計」、２００９年１０月２７日。
１４．Googleマップ・メーカー
１５．米国特許出願公報US2010/0131186A1、Geelenら、「ナビゲーション機器用の改良された地図データを生成する方法、ひいては地図データおよびナビゲーション機器」、２０１０年５月２７日、米国特許出願番号12/310,102、２０１０年１月２５日出願。
１６．米国特許出願公報US2010/0131189A1、Geelenら、「ナビゲーション機器用の改良された地図データを生成する方法、および改良された地図データ付きのナビゲーション機器」、２０１０年５月２７日、米国特許出願番号12/310,064、２０１０年１月２５日出願。
１７．米国特許出願公報US2008/0082225A1、Barrett、「ナビゲーション機器に用いられる地図データのエラーを報告する方法」、米国特許出願番号11/464,609、２００６年８月１５日出願。
１８．国際特許出願公報WO2008/019885A1、Geelenら、「ナビゲーション機器用の改良された地図データを生成する方法」、２００８年２月２１日、国際特許出願番号PCT/EP2007/007311、２００７年８月１５日出願。
要約すると、本発明は具体的な実施形態を説明している間、多くの改良されたもの、変形されたもの、修正されたもの、置換されたもの、および等価なものは、当業者にとって明らかである。本発明は、ここに本明細書に開示された具体的な実施形態の範囲に限定されるべきでない。確かに、本発明の種々の改良は、本明細書で説明したものに加えて、上記説明および添付の図面から当業者にとって明らかである。よって、発明は、改良されたものおよび等価なものの全てを含む、精神および下記のクレームの範囲によってのみ限定されるものと考えられるべきである。
さらに他の実施形態は、実施形態の例の上記の詳細な説明および図面を読むことにより当業者にすぐに分かる。当然のことながら、多くの変形されたもの、改良されたもの、および更なる実施形態が可能であり、よって、これらの変形されたもの、改良されたもの、および実施形態は、精神およびこの出願の範囲の内にあるものと見なされるべきである。例えば、この出願の任意の部分（例えば、名称、分野、背景、概要、要約、作図等）の内容に関わらず、明確に正反対の規定がない限り、任意の特定の説明または解説されたアクティビティまたは要素、任意の特定の一連の当該アクティビティ、または当該アクティビティの任意の特定の相互関係を、本明細書のいかなる請求項にも本明細書で優先権を主張する出願のいかなる請求項にも含める必要はない。さらに、任意のアクティビティは反復されることが可能であり、任意のアクティビティは複数のエンティティによって実行されることが可能であり、および／または任意の要素が複写されることが可能である。また、任意のアクティビティまたは要素は取り除かれることが可能であり、一連のアクティビティは変形でき、および／または要素の相互関係は変形できる。明確に正反対の規定がない限り、いかなる特定の説明または解説されたアクティビティまたは要素も、いかなる特定の一連のまたは当該アクティビティも、いかなる特定のサイズ、速度、材料、次元、または周波数、または当該要素のいかなる特定の相互関係も必要ない。よって、説明および図面は、本質的に例示と見なされるべきであって、制限として見なされるべきでない。さらに、本明細書で数字または範囲が説明されるとき、明らかな別段の定めがない限り、いかなる数字または範囲もおおよそのものである。本明細書で範囲が説明されるとき、明らかな別段の定めがない限り、いかなる範囲もその中の全ての値とその中の全ての小範囲とを含む。本明細書に参照により組み込まれるいかなる資料（例えば、米国／外国特許、米国／外国特許出願、本、記事等）に含まれるいかなる情報も、当該情報とここに示した他の説明および図面との間で矛盾が生じない限りにおいて、参照され組み込まれるだけである。もし、いずれのクレームまたは優先権を主張するクレームをも無効にする矛盾を含む当該矛盾があった場合は、参考資料により組み込まれた、いかなる矛盾する情報も具体的には参照により組み込まれない。

Claims (59)

  1. 第１ルート設計デジタル地図に適用される最適なルート設計デジタル地図を決定するためのシステムであって、
    ａ）前記第１ルート設計デジタル地図、および好ましいルートデータを格納するメモリコンポーネントと、
    ｂ）前記メモリコンポーネントと通信するプロセッサと
    を備え、
    前記第１ルート設計デジタル地図は、ノードと、一対のノード間の線分として定義される円弧との集合を含み、
    前記好ましいルートデータは、ある定量化されない基準に対してエンティティが望ましいとするルートの集合を表す円弧の集合を含み、
    前記プロセッサは、
    前記円弧に、前記好ましいルートデータを基準の円弧コストにおける分布と合成することによって決定される円弧コストを割り当て、
    前記割り当てた円弧コストを前記第１ルート設計デジタル地図に適用して最適化されたルート設計デジタル地図を提供し、
    前記最適化されたルート設計デジタル地図を使用のために格納すること、または
    前記最適化されたルート設計デジタル地図を使用のために出力機器もしくは他のプロセッサベースのシステムに伝送すること
    のうちの少なくとも一つを実行する、
    システム。
  2. 前記エンティティは、個体、複数の個体、および特殊化されたユーザのうちの少なくとも一つを含む、
    請求項１記載のシステム。
  3. 前記円弧コストは、少なくとも一つのペナルティを含む、
    請求項１記載のシステム。
  4. 前記円弧コストは、少なくとも一つの道路セグメントの回避を含む、
    請求項１記載のシステム。
  5. 前記円弧コストは、イベント、エピソード、および気象条件のうちの少なくとも一つを含む、
    請求項１記載のシステム。
  6. 前記円弧コストは、移動時間、安全性、制限速度、混雑状況、距離、道路幅、道路状況、および地形のうちの少なくとも一つを含む、
    請求項１記載のシステム。
  7. 前記円弧コストは、移動時間、安全性、制限速度、混雑状況、道路セグメントの回避、道路欠損のアクティビティ、距離、ペナルティ、道路幅、道路状況、天気、イベント、エピソード、および地形のうちの少なくとも一つを含む、
    請求項１記載のシステム。
  8. 前記円弧コストは、少なくとも一つの道路欠損のアクティビティを含む、
    請求項１記載のシステム。
  9. 前記合成は、確率モデルを用いて円弧コストを推測することによって実行される、
    請求項１記載のシステム。
  10. 前記確率モデルはベイズモデルである、
    請求項９記載のシステム。
  11. 前記推測される円弧コストは、前記確率モデルから推定値を導き出すことにより選択される、
    請求項９記載のシステム。
  12. 前記推測される円弧コストは、最大事後確率（ＭＡＰ）推定として選択される、
    請求項１０記載のシステム。
  13. 前記推測される円弧コストの前記ＭＡＰ推定は逐次非制約形最小化技法を用いて計算される、
    請求項１２記載のシステム。
  14. 前記好ましいルートデータは、手動通信入力、ＧＰＳ通信、インターネット通信、または好ましいルートデータの記憶装置うちの少なくとも一つを含むソースから受信される、
    請求項１記載のシステム。
  15. 前記好ましいルートデータは、三角測量システム、加速度計システム、トランスポンダ・システム、無線システム、Bluetooth通信システム、ＲＦＩＤシステム、またはジャイロのうちの少なくとも一つを含むソースから受信される、
    請求項１記載のシステム。
  16. 割り当てられた円弧コストはリアルタイムに更新される、
    請求項１記載のシステム。
  17. 前記好ましいルートデータの少なくとも一部の受信はリアルタイムに行われる、
    請求項１記載のシステム。
  18. 前記割り当てられた円弧コストはリアルタイムに更新される、
    請求項１７記載のシステム。
  19. 前記最適化されたルート設計デジタル地図は、商用または個人用輸送、小荷物配達、タクシーもしくはリムジンサービス、軍用兵站および輸送、緊急医療サービス（ＥＭＳ）、災害対応、船舶による物流、ならびに避難ルートの設計のうちの少なくとも一つのために利用される、
    請求項１記載のシステム。
  20. 前記最適化されたルート設計デジタル地図は、ルート案内、複合一貫輸送システムの監視、位置ベースの消費者用のアプリケーション、および自動車隊の管理のうちの少なくとも一つのために利用される、
    請求項１記載のシステム。
  21. 前記出力機器は、モニタ、プリンタ、スピーカ、またはディスプレイのうちの少なくとも一つを含む、
    請求項１記載のシステム。
  22. 前記プロセッサベースのシステムは、コンピュータ、遠隔コンピュータ、ネットワーク・コンピュータ、サーバ、ＰＤＡ、ＰＣ、追跡モジュール、ワークステーション、マイコン制御の電化機器、およびナビゲーション・システムのうちの少なくとも一つを含む、
    請求項１記載のシステム。
  23. 前記合成は、前記第１ルート設計デジタル地図において、従前の分布を前記円弧コストに割り当てることを含む、
    請求項１記載のシステム。
  24. 前記合成は、分布を、一対のルートの好み毎に、前記円弧に関するエラー項目に割り当てることを含む、
    請求項２３記載のシステム。
  25. 前記合成は、各ルートの好みが見つかる確率を特徴づける尤度関数を構築することを含む、
    請求項２４記載のシステム。
  26. 前記合成は、従前の分布と尤度関数を組み合わせて更新された円弧コストを決定することを含む、
    請求項２５記載のシステム。
  27. 最適なルート設計デジタル地図を決定するためのコンピュータ実装方法であって、
    ノードと、一対のノード間の線分として定義される円弧との集合を含む第１ルート設計デジタル地図データを受信することを提供し、
    ある定量化されない基準に対してエンティティが望ましいとするルートの集合を表す円弧の集合を含む好ましいルートデータを受信することを提供し、
    前記円弧に、前記好ましいルートデータを基準の円弧コストにおける分布と合成することによって決定される円弧コストを割り当てることを提供し、
    前記割り当てた円弧コストを前記第１ルート設計デジタル地図に適用して最適化されたルート設計デジタル地図を提供することを提供し、
    前記最適化された設計デジタル地図を格納または出力のために伝送することを提供する、
    方法。
  28. 前記エンティティは、個体、複数の個体、および特殊化されたユーザのうちの少なくとも一つを含む、
    請求項２７記載の方法。
  29. 前記円弧コストは、少なくとも一つのペナルティを含む、
    請求項２７記載の方法。
  30. 前記円弧コストは、少なくとも一つの道路セグメントの回避を含む、
    請求項２７記載の方法。
  31. 前記円弧コストは、イベント、エピソード、および気象条件のうちの少なくとも一つを含む、
    請求項２７記載の方法。
  32. 前記円弧コストは、移動時間、安全性、制限速度、混雑状況、距離、道路幅、道路状況、および地形のうちの少なくとも一つを含む、
    請求項２７記載の方法。
  33. 前記円弧コストは、移動時間、安全性、制限速度、混雑状況、道路セグメントの回避、道路欠損のアクティビティ、距離、ペナルティ、道路幅、道路状況、天気、イベント、エピソード、および地形のうちの少なくとも一つを含む、
    請求項２７記載の方法。
  34. 前記円弧コストは、少なくとも一つの道路欠損のアクティビティを含む、
    請求項２７記載の方法。
  35. 前記合成は、確率モデルを用いて円弧コストを推測することによって実行される、
    請求項２７記載の方法。
  36. 前記確率モデルはベイズモデルである、
    請求項３５記載の方法。
  37. 前記推測される円弧コストは、前記確率モデルから推定値を導き出すことにより選択する、
    請求項３５記載の方法。
  38. 前記推測される円弧コストは、最大事後確率（ＭＡＰ）推定として選択される、
    請求項３６記載の方法。
  39. 前記推測される円弧コストの前記ＭＡＰ推定は逐次非制約形最小化技法を用いて計算される、
    請求項３８記載の方法。
  40. 前記好ましいルートデータは、手動通信入力、ＧＰＳ通信、インターネット通信、および好ましいルートデータの記憶装置うちの少なくとも一つを含むソースから受信される、
    請求項２７記載の方法。
  41. 前記好ましいルートデータは、三角測量システム、加速度計システム、トランスポンダ・システム、無線システム、Bluetooth通信システム、ＲＦＩＤシステム、またはジャイロのうちの少なくとも一つを含むソースから受信される、
    請求項２７記載の方法。
  42. 割り当てられた円弧コストはリアルタイムに更新される、
    請求項２７記載の方法。
  43. 前記好ましいルートデータの少なくとも一部の受信はリアルタイムに行われる、
    請求項２７記載の方法。
  44. 前記割り当てられた円弧コストはリアルタイムに更新される、
    請求項４３記載の方法。
  45. 前記最適化されたルート設計デジタル地図は、商用または個人用輸送、小荷物配達、タクシーもしくはリムジンサービス、軍用兵站および輸送、緊急医療サービス（ＥＭＳ）、災害対応、船舶による物流、ならびに避難ルートの設計のうちの少なくとも一つのために利用される、
    請求項２７記載の方法。
  46. 前記最適化されたルート設計デジタル地図は、ルート案内、複合一貫輸送システムの監視、位置ベースの消費者用のアプリケーション、および自動車隊の管理のうちの少なくとも一つのために利用される、
    請求項２７記載の方法。
  47. 前記出力機器は、モニタ、プリンタ、スピーカ、またはディスプレイのうちの少なくとも一つを含む、
    請求項２７記載の方法。
  48. 前記プロセッサベースのシステムは、コンピュータ、遠隔コンピュータ、ネットワーク・コンピュータ、サーバ、ＰＤＡ、ＰＣ、追跡モジュール、ワークステーション、マイコン制御の電化機器、およびナビゲーション・システムのうちの少なくとも一つを含む、
    請求項２７記載の方法。
  49. 前記合成は、前記第１ルート設計デジタル地図において、従前の分布を前記円弧コストに割り当てることを含む、
    請求項２７記載の方法。
  50. 前記合成は、分布を、一対のルートの好み毎に、前記円弧に関するエラー項目に割り当てることを含む、
    請求項４９記載の方法。
  51. 前記合成は、各ルートの好みが見つかる確率を特徴づける尤度関数を構築することを含む、
    請求項５０記載の方法。
  52. 前記合成は、従前の分布と尤度関数を組み合わせて更新された円弧コストを決定することを含む、
    請求項５１記載の方法。
  53. コンピュータ・システムに最適なルート設計デジタル地図を決定させることを可能とするコンピュータ・プログラム・ロジックを有する、持続性のコンピュータ使用可能媒体を含むコンピュータ・プログラム製品であって、
    前記コンピュータ・プログラム・ロジックは、
    ノードと、一対のノード間の線分として定義される円弧との集合を含む第１ルート設計デジタル地図データを受信し、
    ある定量化されない基準に対してエンティティが望ましいとするルートの集合を表す円弧の集合を含む好ましいルートデータを受信し、
    前記円弧に、前記好ましいルートデータを基準の円弧コストにおける分布と合成することによって決定される円弧コストを割り当て、
    前記割り当てた円弧コストを前記第１ルート設計デジタル地図に適用して最適化されたルート設計デジタル地図を提供し、
    前記最適化された設計デジタル地図を格納または出力のために伝送する、
    コンピュータ・プログラム製品。
  54. 最適化されたルート設計デジタル地図を表すデータを受信し、および格納するメモリコンポーネントと、
    前記メモリコンポーネントと通信して前記最適化されたルート設計デジタル地図を実行するプロセッサと
    を備え、
    前記最適化されたルート設計デジタル地図は、
    ノードと、一対のノード間の線分として定義される円弧との集合を含む第１ルート設計デジタル地図データを受信するステップと、
    ある定量化されない基準に対してエンティティが望ましいとするルートの集合を表す円弧の集合を含む好ましいルートデータを受信するステップと、
    前記円弧に、前記好ましいルートデータを基準の円弧コストにおける分布と合成することによって決定される円弧コストを割り当てるステップと、
    前記割り当てた円弧コストを前記第１ルート設計デジタル地図に適用して前記最適化されたルート設計デジタル地図を生成するステップと
    により作成されたものである、
    サーバ・コンピュータ・システム。
  55. 前記サーバ・コンピュータ・システムはナビゲーション・システム・サーバである、
    請求項５４記載のサーバ・コンピュータ・システム。
  56. サーバ・コンピュータ・システムと共に用いられるナビゲーション・システムであって、
    前記サーバ・コンピュータ・システムからデータを受信し、最適化されたルート設計デジタル地図を表すデータを格納するメモリコンポーネントと、
    前記メモリコンポーネントと通信して前記最適化されたルート設計デジタル地図を実行するプロセッサと
    を備え、
    前記最適化されたルート設計デジタル地図は、
    ノードと、一対のノード間の線分として定義される円弧との集合を含む第１ルート設計デジタル地図データを受信するステップと、
    ある定量化されない基準に対してエンティティが望ましいとするルートの集合を表す円弧の集合を含む好ましいルートデータを受信するステップと、
    前記円弧に、前記好ましいルートデータを基準の円弧コストにおける分布と合成することによって決定される円弧コストを割り当てるステップと、
    前記割り当てた円弧コストを前記第１ルート設計デジタル地図に適用して前記最適化されたルート設計デジタル地図を生成するステップと
    により作成されたものである、
    ナビゲーション・システム。
  57. 前記ナビゲーション・システムは、ＧＰＳシステム、ＰＤＡ、コンピュータ、携帯電話、またはインターネットを使用可能な機器のうちの少なくとも一つを含む、
    請求項５６記載のナビゲーション・システム。
  58. 第１ルート設計デジタル地図に適用される最適なルート設計デジタル地図を決定するためのシステムであって、
    ノードと、一対のノード間の線分として定義される円弧との集合を含む第１ルート設計デジタル地図データを受信する手段と、
    ある定量化されない基準に対してエンティティが望ましいとするルートの集合を表す円弧の集合を含む好ましいルートデータを受信する手段と、
    前記円弧に、前記好ましいルートデータを基準の円弧コストにおける分布と合成することによって決定される円弧コストを割り当てる手段と、
    前記割り当てた円弧コストを前記第１ルート設計デジタル地図に適用して最適化されたルート設計デジタル地図を提供する手段と、
    前記最適化された設計デジタル地図を格納または出力のために伝送する手段と
    を備えた、
    システム。
  59. 前記コンピュータ・ロジックは、請求項２８ないし５２のいずれか一項に含まれるステップを実行する、
    請求項５３記載のコンピュータ・プログラム製品。
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