JP2015161557A - 経路探索装置、経路探索方法およびプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】設定された出発地から目的地までの経路を探索する経路探索装置は、道路網を表すノードおよびリンクと、リンクの通過時間の平均を表す平均コスト値と、通過時間のばらつきの程度を表すばらつき値と、を含むネットワークデータと、出発地から目的地までに至るまでの経路を、平均コスト値と、ばらつき値と、ばらつき値の重み係数とに基づいて推奨経路として決定する経路探索部と、を備える。
【選択図】図5
Description
図1は、本発明の第1実施形態としての経路探索システム10の構成を説明するための説明図である。経路探索システム10は、経路探索装置としての経路サーバ20と、自動車12に搭載されたカーナビゲーションシステム50(カーナビ50)とを備える。経路サーバ20とカーナビ50とは互いにインターネットINTに接続されている。カーナビ50は、基地局BSを介して無線によってインターネットINTに接続されている。経路探索システム10は、設定された出発地から目的地までの推奨経路を、カーナビ50が備える表示パネル65に視認可能に表示するためのシステムである。
(i)選択枝「早い」:重み係数λが「0」に設定され、目的地から出発地までに至る複数の経路のうち平均通過時間がばらつき値に無関係に最も短い経路が推奨経路として経路サーバ20によって決定される。
(ii)選択枝「普通」:重み係数λが「1」に設定され、目的地から出発地までに至る複数の経路のうち、ばらつき値を選択枝「早い」よりも重視した経路が推奨経路として経路サーバ20によって決定される。
(iii)選択枝「正確」:重み係数λが「2」に設定され、目的地から出発地までに至る複数の経路のうちばらつき値を選択枝「普通」よりも重視した経路が推奨経路として経路サーバ20によって決定される。
なお、重み係数λは、「0」、「1」、「2」の3段階に限らず、複数の整数によって設定されても良いし、バーなどによって連続的な数値として設定されても良い。
図8は、本発明の第2実施形態における経路探索処理のフローチャートである。第2実施形態の経路探索処理と、第1実施形態の経路探索処理(図5)との異なる点は、候補ラベルを確定ラベルとして決定する処理工程の内容である。よって、図8では、経路探索処理の工程のうち確定ラベルを決定する工程(ステップS20a)の詳細内容を示している。その他の工程および経路探索システム10の構成については第1実施形態と同様であるため説明を省略する。第1実施形態のステップS20では、候補総合コスト値の中から最も小さい値を有するラベルを確定ラベルとして決定したが、第2実施形態のステップS20aでは、所定の条件を満たす場合は、設定された重み係数λに基づいて確定ラベルを決定する。以下に詳細を説明する。
図9は、本発明の第3実施形態における経路探索処理のフローチャートである。図10は、図9のフローチャートを説明するための第1の図である。図11は、図9のフローチャートを説明するための第2の図である。図12は、図9のフローチャートを説明するための第3の図である。図10,12には、第3実施形態を説明するために用いる道路ネットワークデータNW2を記載している。第3実施形態では、ノードN6が出発地点Sに設定され、ノードN30が目的地点Gに設定され、出発地点Sから目的地点Gに向かうまでの途中にリンクL5〜L14を通過する経路があるものとする。また、ネットワークデータNW2には、リンクL5〜L14を接続するノードN6〜N11が図示されている。
・ステップS52,S54が「第1決定工程」に相当する。
・ステップS56〜S60が「第2決定工程」に相当する。
・ステップS60の後に行われるステップS56〜ステップS60が「第3決定工程」に相当する。
D−1.第1変形例:
上記第1,2実施形態では、ばらつき指標をばらつき積算値の正の平方根をとることで算出していたが、これに代えて推奨経路又は途中経路を構成する各リンクの平均コスト値ACを算出する際に用いるヒストグラムを表す統計情報を用いても良い。具体的には、各リンクの統計情報を畳み込み演算し、畳み込み演算後のヒストグラムを表す統計情報から算出した標準偏差をばらつき指標としても良い。また、畳み込み演算後のヒストグラムを表す統計情報から算出した平均コスト値を推奨経路又は途中経路を決定する際に用いても良い。以下に詳細を説明する。図13は、畳み込み演算の概念図である。図13の例では、出発地点Sから目的地点Gの推奨経路がリンクL10,L12,L14によって構成されている。また、リンクデータ25には、リンク番号、始点ノード、終点ノード、平均コスト値AC、及び、ばらつき値VVに加えてヒストグラムH10,H12,H14を表すデータ(統計情報)が規定されている。ヒストグラムH10,H12,H14は、例えばプローブカーから収集されたプローブデータを元に生成され、横軸にリンクの通過時間(分)、縦軸に通過時間ごとの発生確率(%)をとっている。出発地点Sから目的地点Gに向かう直近のリンクL10と次のリンクL12とのヒストグラムを畳み込み演算し、新たなヒストグラムH18を生成する。そして、リンクL12の次のリンクであるリンクL14のヒストグラムH14と、ヒストグラム18とを畳み込み演算し、新たなヒストグラムH20を生成する。畳み込み演算により生成したヒストグラムH18,H20を表す統計情報から標準偏差を求める。言い換えれば、上記のヒストグラムの畳み込み演算は、以下の式(3)によって規定される。
なお、上記式(4)の右辺は、候補平均コスト値を示す第1項と、候補ばらつき値VVの正の平方根と重み係数λとを乗じた補正値を示す第2項により規定されているが、これに限定されるものではない。例えば、第2項は、候補ばらつき値VVと重み係数λとの積であっても良い。また、上記式(4)の右辺は第3項や第4項などの項を含んでも良い。例えば、第3項には、ある特定のリンクの渋滞している場合は渋滞情報としてコスト値を上昇させるための項が定義される。このように、候補総合コスト値を算出する際に、畳み込み演算後の候補統計情報から算出した候補ばらつき値VVを用いることから、誤差を低減したより正確なばらつき値VVを用いた候補総合コスト値を用いて途中経路を決定できる。
図14は、あるリンクLにおける平均コスト値ACとばらつき値VVの算出方法を説明するための図である。図14中のグラフ14Aは、プローブデータを元に生成され、横軸にリンクLの通過時間(分)、縦軸に通過時間ごとの標本数n(発生確率)をとったグラフである。なお、発生確率は標本数に基づいて算出される。グラフ14Bは、グラフ14Aが表す情報(元情報)の平均値と、グラフ14A のうち、地物の影響を受けたと推定される通過時間を削除した後の情報から求めたばらつき値に基づく正規分布のイメージ図である。グラフ14Cは、グラフ14Aが表す情報(元情報)に基づく正規分布のイメージ図である。
上記第1,2実施形態では、経路サーバ20が経路探索処理を行い、その結果である出力情報をカーナビ50が受信することで出力情報を表示パネル65に表示させていたが、これに限ることなく、種々の態様によって出力情報を表示パネル65に表示させることができる。例えば、経路サーバ20が出発地と目的地とを含む必要範囲のネットワークデータをカーナビ50に送信し、ネットワークデータを受信したカーナビ50が経路探索処理を行い、出力情報を表示パネル65に表示させても良い。また、カーナビ50は出力情報を音声によって利用者に報知させても良い。また、カーナビ50自体に経路サーバ20としての機能を搭載しても良い。
上記第1,2実施形態のカーナビ50に代えて携帯電話やパーソナルコンピュータなどの出力情報を利用者に報知させる機能を搭載する各種機器を用いても良い。
上記第1,2実施形態では、総合コスト値や候補総合コスト値は、上記式(1),(2)の関係式を用いて算出した。すなわち、式(1),(2)の右辺の第2項は、重み係数λにばらつき値VVの積算値に対して正の相関を有する値(具体的には正の平方根)とを乗じている。しかしながら上記式(1),(2)に限られず、平均コスト値ACと、ばらつき値VVと、重み係数λとを含む関数を用いて総合コスト値や候補総合コスト値を算出しても良い。例えば、上記式(1)の右辺の第2項をばらつき値の積算値に重み係数を乗じた項に変更しても良い。また、上記式(1),(2)の右辺が第3項や第4項などの項を含んでも良い。例えば、第3項には、ある特定のリンクの渋滞している場合は渋滞情報としてコスト値を上昇させるための項が定義される。
上記第1,2実施形態においてソフトウェアで実現されている機能の一部をハードウェアで実現しても良いし、また、ハードウェアで実現されている機能の一部をソフトウェアで実現しても良い。
12…自動車
18…ヒストグラム
20…経路サーバ
21…通信部
22…制御部
23…経路データベース
24…ネットワークデータ
25…リンクデータ
26…ノードデータ
28…地図データベース
29…経路探索部
31…ノード属性データ
34…リンク属性データ
40…ネットワーク
50…カーナビゲーションシステム
51…主制御部
52…CPU
61…通信部
63…音声出力部
65…表示パネル
67…操作部
W1…探索設定画面
N1〜N4…ノード
L1〜L4,L10〜L14…リンク
W2…出力情報画面
Claims (14)
- 設定された出発地から目的地までの経路を探索する経路探索装置であって、
道路網を表すノードおよびリンクと、各リンクの通過時間の平均を表す平均コスト値と、前記通過時間のばらつきの程度を表すばらつき値と、を含むネットワークデータを記憶する記憶部と、
前記出発地から前記目的地までに至るまでの経路を、前記平均コスト値と、前記ばらつき値と、前記ばらつき値の重み係数とを含む関数に従って算出される総合コスト値に基づいて推奨経路として決定する経路探索部と、を備える、経路探索装置。 - 請求項1に記載の経路探索装置であって、
前記経路探索部は、前記推奨経路の候補となる複数の経路候補のうち、前記出発地から前記目的地までに通過した前記リンクに対応する前記平均コスト値の積算値に、前記重み係数と前記通過した前記リンクに対応する前記ばらつき値の積算値に対して正の相関を有する値とを乗じて算出した補正値を加えることで前記総合コスト値を算出する、経路探索装置。 - 請求項1または請求項2に記載の経路探索装置であって、
前記経路探索部は、前記出発地から前記目的地に至るまでの経路において、前記出発地から前記経路の途中における特定の地点に対応するノードへ至るまでに通過した前記リンクの前記平均コスト値の積算値を示す第1項に、前記重み係数と前記通過した前記リンクに対応する前記ばらつき値の積算値とに基づいて算出した補正値を示す第2項を加えた候補総合コスト値に基づいて前記出発地から前記経路の途中における特定の地点に対応するノードへ至るまでの経路を前記推奨経路の途中経路として決定する、経路探索装置。 - 請求項3に記載の経路探索装置であって、
前記経路探索部は、前記途中経路の候補となる複数の途中経路候補のうち、複数の前記候補総合コスト値のうち最小の前記候補総合コスト値を有する前記途中経路候補を前記途中経路として決定する、経路探索装置。 - 請求項3に記載の経路探索装置であって、
前記経路探索部は、前記複数の途中経路候補が有するそれぞれの前記候補総合コスト値のうち、互いの前記候補総合コスト値の差が所定値以下である複数の前記候補総合コスト値がある場合は、前記重み係数に応じて選択される前記第1項と前記第2項のうちの一方に基づいて前記途中経路を決定する、経路探索装置。 - 請求項3に記載の経路探索装置であって、
前記経路探索部は、
前記途中経路の候補となる複数の途中経路候補のうち、複数の前記候補総合コスト値の中で最小の前記候補総合コスト値を有する第1途中経路候補を決定する第1決定工程と、
前記第1途中経路候補以外の前記途中経路候補である残余途中経路候補のうち、前記第1途中経路候補の前記平均コスト値の積算値よりも小さい前記平均コスト値の積算値を有する次点途中経路候補が1つ以上存在する場合に、前記1つ以上の前記次点途中経路候補のうち最小の前記候補総合コスト値を有する第2途中経路候補を決定する第2決定工程と、
前記第2決定工程によって決定した前記第2途中経路候補を前記第1途中経路候補とし、既に決定した前記第1途中経路候補および第2途中経路候補以外の前記途中経路候補を前記残余途中経路として、前記第2決定工程を繰り返し実行する第3決定工程と、を実行し、
前記第1〜3決定工程によって決定した前記第1途中経路候補および第2途中経路候補を前記途中経路として決定する、経路探索装置。 - 請求項1に記載の経路探索装置であって、
前記経路探索部は、
前記出発地から前記目的地までに至るまでの経路において、前記出発地から前記経路の途中における特定の地点に対応する前記ノードに至るまでの途中経路の候補となる途中経路候補が複数存在する場合に、前記途中経路候補を通過した道路に対応する各リンクの前記通過時間の各ヒストグラムを表す各統計情報を畳み込み演算することでそれぞれの前記途中経路候補における通過時間のヒストグラムを表す候補統計情報を生成し、
前記候補統計情報から算出した前記途中経路候補の通過時間の平均を表す候補平均コスト値及び前記途中経路候補の通過時間のばらつきの程度を表す候補ばらつき値と、前記重み係数とを含む関数に従って算出される候補総合コスト値に基づいて、複数の前記途中経路候補から前記途中経路を決定する、経路探索装置。 - 請求項7に記載の経路探索装置であって、
前記経路探索部は、前記候補平均コスト値を示す第1項と、前記候補ばらつき値と前記重み係数とに基づいて算出した補正値を示す第2項とを含む関数に従って、前記候補総合コスト値を算出する、経路探索装置。 - 請求項8に記載の経路探索装置であって、
前記経路探索部は、前記複数の途中経路候補が有するそれぞれの前記候補総合コスト値のうち、互いの前記候補総合コスト値の差が所定値以下である複数の前記候補総合コスト値がある場合は、前記重み係数に応じて選択される前記第1項と前記第2項のうちの一方に基づいて前記途中経路を決定する、経路探索装置。 - 請求項1から請求項9までのいずれか一項に記載の経路探索装置であって、
前記経路探索部は、前記重み係数の複数の異なる値ごとに前記推奨経路を決定する、経路探索装置。 - 請求項1から請求項10までのいずれか一項に記載の経路探索装置であって、
前記経路探索部は、各リンクの通過時間の各ヒストグラムを表す各統計情報を畳み込み演算することで前記推奨経路の通過時間のヒストグラムを表す統計情報を生成し、前記生成した統計情報の標準偏差に基づいて前記推奨経路の前記通過時間のばらつきの程度を表す指標を算出する、経路探索装置。 - 請求項1から請求項11までのいずれか一項に記載の経路探索装置であって、
前記リンクの前記平均コスト値と前記ばらつき値とは、前記通過時間を表す通過時間データと前記通過時間ごとの発生確率を表す元情報に基づいて算出され、
前記リンクの前記通過時間が一定の頻度で地物によって影響を受ける場合において、
前記影響を受けるリンクである特定リンクの前記平均コスト値は、前記元情報が有する全ての前記通過時間データ及び前記発生確率をもとに算出され、
前記特定リンクの前記ばらつき値は、前記元情報のうち、前記地物の影響を受けずに通過したと推定された前記通過時間データ及び前記発生確率をもとに算出される、経路探索装置。 - 設定された出発地から目的地までの経路を探索する経路探索方法であって、
コンピュータが、道路網を表すノードおよびリンクと、各リンクの通過時間の平均を表す平均コスト値と、前記通過時間のばらつきの程度を表すばらつき値と、を含むネットワークデータを記憶装置に記憶する工程と、
コンピュータが、前記出発地から前記目的地までに至るまでの経路を、前記平均コスト値と、前記ばらつき値と、前記ばらつき値の重み係数とを含む関数に従って算出される総合コスト値に基づいて推奨経路として決定する工程と、を備える、経路探索方法。 - 設定された出発地から目的地までの経路を探索する機能をコンピュータに実現させるためのプログラムであって、
道路網を表すノードおよびリンクと、各リンクの通過時間の平均を表す平均コスト値と、前記通過時間のばらつきの程度を表すばらつき値と、を含むネットワークデータを記憶装置に記憶する機能と、
前記出発地から前記目的地までに至るまでの経路を、前記平均コスト値と、前記ばらつき値と、前記ばらつき値の重み係数とを含む関数に従って算出される総合コスト値に基づいて推奨経路として決定する機能と、を実現させるためのプログラム。
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