JP2016105109A - 地図データのデータ構造及び制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】出発地から目的地までの経路探索に関する技術を提供する。【解決手段】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、所定区間の道路を表すデータであるリンクに対応付けて、該リンクに対応する道路の通りやすさの指標であるコスト情報と、リンクに対応する道路を該道路の一方の端点から他方の端点に向かう方向に進行した場合に道路から通行可能な道路を示すリンクを接続リンクとして表した接続リンク情報とを、ネットワークデータとして記憶する記憶部と、ネットワークデータを参照して、経路を探索する際の一のリンクに対する接続リンクを抽出し、抽出した接続リンクの各コスト情報に基づいて経路を確定する処理部とを備える。【選択図】図３

Description

本発明は、出発地から目的地までの経路探索の技術に関するものである。

経路探索装置に用いる電子地図データは、道路網をノードとリンクとを用いたネットワークデータによって表すのが一般的である（例えば特許文献１）。道路には、右折禁止や進入禁止など種々の交通規制が存在する。ネットワークデータにおいてこのような交通規制を表す場合、リンクとノードとを組み合わせたデータを用いて表す。そして、経路探索装置が経路探索処理を行う際には、リンクのデータと、このリンクとノードとを組み合わせた交通規制情報とを交互に参照しながら処理を行う。しかし、経路探索処理の処理速度の更なる向上を図る場合、リンクデータの参照と交通規制情報の参照とを交互に繰り返しながら行う処理の態様は好ましくないとの指摘がされていた。

特開２００３−１５００４７号公報

本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、経路探索の処理速度を高速化することのできる技術を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するために、以下の形態または適用例を取ることが可能である。

［適用例１］
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、
所定区間の道路を表すデータであるリンクに対応付けて、該リンクに対応する道路の通りやすさの指標であるコスト情報と、前記リンクに対応する道路を該道路の一方の端点から他方の端点に向かう方向に進行した場合に前記道路から通行可能な道路を示すリンクを接続リンクとして表した接続リンク情報とを、ネットワークデータとして記憶する記憶部と、
前記ネットワークデータを参照して、経路を探索する際の一のリンクに対する接続リンクを抽出し、前記抽出した接続リンクの各コスト情報に基づいて経路を確定する処理部と
を備える経路探索装置。

この経路探索装置によると、接続リンク情報から通行可能な道路を示す接続リンクを参照して経路探索処理を行うので、高速に経路探索処理を行うことができる。なお、通行可能な道路とは、道路が物理的に繋がっていること（開通していること）によって通行が可能であることのみを表すのではない。例えば、経時的に道路の通行規制の内容が変化する場合には、当該時間において通行が可能な道路を表す。このような場合には、通行可能な道路は経時的に変化する。要するに、種々のパラメータ（例えば、時間）の変化によって、通行の可否が変化する場合には、そのパラメータに依存して通行可能な道路も変化する。

［適用例２］
適用例１記載の経路探索装置であって、前記接続リンク情報は、接続リンクとしてさらに、前記リンクに対応する道路を該道路の一方の端点から他方の端点に向かう方向とは逆の方向に進行した場合に前記道路から通行可能な道路を示すリンクを接続リンクとして表す経路探索装置。

この経路探索装置によると、１つのリンクにおいて、一方の端点から他方の端点に向かう方向の通行可能な道路を示す接続リンクと、その逆の方向に通行可能な道路を示す接続リンクとを接続リンク情報として表すので、接続リンク情報を参照することによって、そのリンクにおける両方向の経路を探索対象として経路探索処理を行うことができる。

［適用例３］
出発地から目的地までの経路を表示する携帯端末であって、所定区間の道路を表すデータであるリンクに対応付けて、該リンクに対応する道路の通りやすさの指標であるコスト情報と、前記リンクに対応する道路を該道路の一方の端点から他方の端点に向かう方向に進行した場合に前記道路から通行可能な道路を示すリンクを接続リンクとして表した接続リンク情報とを、ネットワークデータとして外部から取得するネットワークデータ取得部と、前記出発地および前記目的地の情報である探索情報を取得する探索情報取得部と、前記取得したネットワークデータを参照して、経路を探索する際の一のリンクに対する接続リンクを抽出し、前記抽出した接続リンクの各コスト情報に基づいて、前記出発地から前記目的地までの経路を探索する経路探索部と、前記探索した結果を視認可能に表示する表示部とを備える携帯端末。

この携帯端末によると、ネットワークデータを取得することによって、通行可能な道路を示すリンクを接続リンクとして表した接続リンク情報を参照して経路探索処理を行うので、高速に経路探索処理を行うことができる。

［適用例４］
コンピュータが経路探索を行う際に利用するリンクデータのデータ構造であって、所定区間の道路を表すデータであるリンクと、該リンクに対応する道路の通りやすさの指標であるコスト情報と、前記リンクに対応する道路を該道路の一方の端点から他方の端点に向かう方向に進行した場合に前記道路から通行可能な道路を示すリンクを接続リンクとして表した接続リンク情報とを備え、前記コスト情報と前記接続リンク情報とは、経路探索において前記リンクを指標として参照可能に配置されたリンクデータのデータ構造。

このようなデータ構造を有するリンクデータを用いることにより、コンピュータは経路探索を行う際に接続リンク情報を参照することができるので、経路探索を高速に行うことができる。

［適用例５］
出発地から目的地までの経路を表示する携帯端末であって、所定区間の道路を表すデータであるリンクに対応付けて、該リンクに対応する道路の通りやすさの指標であるコスト情報と、前記リンクに対応する道路を該道路の一方の端点から他方の端点に向かう方向に進行した場合に前記道路から通行可能な道路を示すリンクを接続リンクとして表した接続リンク情報とが記録されたネットワークデータを参照して、経路を探索する際の一のリンクに対する接続リンクを抽出し、前記抽出した接続リンクの各コスト情報に基づいて探索した前記経路の探索結果を取得する取得部と、前記取得した探索結果を視認可能に表示する表示部とを備える携帯端末。

この携帯端末によると、接続リンク情報を参照して高速に経路探索処理を行った探索結果を取得して、探索結果を表示部に表示させることができる。

［適用例６］
出発地から目的地までの経路を探索し、前記経路を携帯端末へ送信するサーバであって、所定区間の道路を表すデータであるリンクに対応付けて、該リンクに対応する道路の通りやすさの指標であるコスト情報と、前記リンクに対応する道路を該道路の一方の端点から他方の端点に向かう方向に進行した場合に前記道路から通行可能な道路を示すリンクを接続リンクとして表した接続リンク情報とを、ネットワークデータとして記憶する記憶部と、前記出発地および前記目的地の情報である探索情報を前記携帯端末から取得する探索情報取得部と、前記ネットワークデータを参照して、経路を探索する際の一のリンクに対する接続リンクを抽出し、前記抽出した接続リンクの各コスト情報に基づいて、前記出発地から前記目的地までの経路を探索する経路探索部と、前記探索した結果を前記携帯端末へ送信する送信部とを備えるサーバ。

このサーバによると、接続リンク情報から通行可能な道路を示す接続リンクを参照して経路を探索するので、高速に経路の探索を行うことができる。

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、電子地図データ生成方法および装置、リンクデータ提供システム、それらの方法または装置の機能を実現するための集積回路、コンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体等の形態で実現することができる。

経路探索システム１０の概略構成を示す説明図である。 ネットワークデータＮＷ１の説明図である。 リンクＬ１〜Ｌ１０を表すリンクデータのデータ構造の説明図である。 ネットワークデータＮＷ２の説明図である。 Ｌ１１〜Ｌ１８を表すリンクデータのデータ構造の説明図である。 経路探索処理の流れを示したフローチャートである。 経路探索処理の流れを説明する説明図である。

Ａ．第１実施例：（Ａ１）経路探索システムの構成：
図１は、本発明の実施例としての経路探索システム１０の概略構成を示す説明図である。経路探索システム１０は、経路サーバ２０と、地図サーバ４０と、携帯端末としての携帯電話５０とを備える。経路サーバ２０と地図サーバ４０と携帯電話５０とは互いにインターネットＩＮＴに接続されている。携帯電話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、ユーザが指定した出発地から目的地までの推奨経路を、携帯電話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。

経路サーバ２０は、携帯電話５０からの経路探索要求に応じて、携帯電話５０が指定した出発地と目的地とを結ぶ推奨経路の経路探索を行い（以下、経路探索処理とも呼ぶ）、探索結果を推奨経路データとしてインターネットＩＮＴを介して携帯電話５０に送信するためのサーバである。経路サーバ２０は、通信部２１と、制御部２２と、経路データベース２３（以下、経路ＤＢ２３とも呼ぶ）とを備える。通信部２１は、インターネットＩＮＴを介して携帯電話５０と通信を行う。制御部２２は、経路サーバ２０の全体の動作を制御する。経路データベース２３は、地図上の道路網をネットワークで表したネットワークデータ２４を備える。ネットワークデータ２４は、リンクデータ２５を備える。リンクデータ２５は、道路網を所定区間毎に区切り、区切った各区間の道路を線分で表したリンクを示すデータである。ネットワークデータ２４については後で詳しく説明する。

地図サーバ４０は、携帯電話５０からの地図データの取得要求に応じて、指定された範囲の地図画像のデータ（以下、地図データとも呼ぶ）をインターネットＩＮＴを介して携帯電話５０に送信するためサーバである。地図サーバ４０は、通信部４１と、制御部４２と、地図データベース４３（以下、地図ＤＢ４３とも呼ぶ）とを備える。通信部４１は、インターネットＩＮＴを介して携帯電話５０と通信を行う。制御部４２は、地図サーバ４０の全体の動作を制御する。地図データベース４３には、携帯電話５０に供給する地図データがベクトルデータ形式で格納されている。なお、地図データは、ベクトルデータ形式に代えて、ビットマップ形式やＪＰＥＧデータ形式などのラスタデータ形式で格納されていても良い。この地図データには、地形や建物、道路等の形状を表すデータが含まれている。これら経路サーバ２０および地図サーバ４０は、内部に周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤなどを備え、所定のプログラムを実行することにより、上記説明した経路探索処理、推奨経路の携帯電話５０への送信、および地図データの携帯電話５０への送信を行う。

携帯電話５０は、主制御部５１を中心に構成され、通信部６１、通話制御部６３、表示パネル６５、キー入力部６７、ＧＰＳ受信機６９が接続されている。さらに、主制御部５１は、ＣＰＵ５２と、ＲＡＭ５４と、ＲＯＭ５６とを備える。主制御部５１は携帯電話５０の全体の動作の制御を行う。通信部６１は、基地局ＢＳとの間でデータ通信もしくは音声通信を行うための回路である。通信部６１は基地局ＢＳを介して、経路サーバ２０および地図サーバ４０にアクセスを行うことができる。通話制御部６３は、音声通話のための着信や呼び出し、音声信号と電気信号の変換などを行う回路である。携帯電話５０は、通信部６１と通話制御部６３とを備えることにより電話として動作する。

表示パネル６５は、液晶ディスプレイとこれを駆動する駆動回路とを備える。表示パネル６５は、液晶ディスプレイに限らず、有機ＥＬディスプレイなど、種々の表示装置を採用することが可能である。キー入力部６７は、方向入力キー６７ａや、その他の操作キー６７ｂなどのキー群から構成される。携帯電話５０のユーザは、これらのキーを用いることで、各種の操作を行う。ＧＰＳ受信機６９は、ＧＰＳ（Global Positioning System／全地球測位システム）を構成する人工衛星から送信された電波を受信する装置である。

携帯電話５０は、ユーザがキー入力部６７を用いて入力した出発地と目的地との情報（以下、探索情報とも呼ぶ）を、インターネットＩＮＴを介して経路サーバ２０に送信し、経路サーバ２０が行った経路探索処理の結果としての推奨経路データを受信する。その後、携帯電話５０は、受信した推奨経路データに基づいて推奨経路を含む範囲の地図データを地図サーバ４０に要求し、地図サーバ４０が送信した地図データ（推奨経路の範囲を含む）を受信する。そして、携帯電話５０は、受信した地図データと推奨経路とを重畳した画像である案内画像を生成し、ユーザに視認可能に表示パネル６５に表示する。

（Ａ２）ネットワークデータのデータ構造：
経路サーバ２０が備えるネットワークデータ２４のデータ構造を説明する。図２は、ネットワークデータの具体例１として、所定範囲の道路を示すネットワークデータＮＷ１を説明する説明図である。ネットワークデータは、道路の配置をリンクを用いて表したデータである。リンクは、車道、林道、農道などの車両通行用道路や、歩道、地下街などの歩行者通行用道路等、通行可能な道路を表している。また、道路として、鉄道やモノレール等における線路を含めるとしてもよい。各リンクの始点および終点は、例えば、交差点、分岐点、道路の始点、終点など道路の形状における特異点や、トンネルの端点、一般道路と高速道路の境界、制限速度の変化する点など道路の属性が変化する属性変化点など、道路における種々の要素によって決定される。

ネットワークデータＮＷ１は、リンクＬ１〜Ｌ９からなるネットワークデータである。各リンクを示す符号に括弧書きで記載されている数字は各リンクのコスト情報を示し、各リンクに付されている矢印はリンクの方向情報を示す。リンクの始点から終点に向かう方向に矢印が付されている。なお、コスト情報および方向情報については後で説明する。

ネットワークデータＮＷ１においては、リンクＬ６に対応する道路をリンクＬ６の終点方向に向かって進行する際には、左折を禁止する交通規制がされている。この交通規制は、図２において太線矢印と×印とで表している。また、ネットワークデータＮＷ１においては、リンクＬ１０の始点方向への一方通行の交通規制規制（リンクＬ１０の終点方向への進行禁止）がされている。この交通規制は、図２において破線の矢印で表している、なお、図２には、後に説明する経路探索処理において用いる出発地を示す出発地点Ｓと、目的地を示す目的地点Ｇとを示している。

図３は、ネットワークデータＮＷ１（図２）が有するリンクＬ１〜Ｌ１０のリンクデータのデータ構造を概念的に説明する説明図である。リンクデータは、各リンクの属性を表すリンク属性情報として、方向情報とコスト情報と接続リンク情報とを有する。

方向情報は、リンクの方向を区別するための情報である。リンクに方向情報を付随させることにより、１つのリンクで２つの経路を表すことが可能である。例えば、図２において、リンクＬ３の始点からリンクＬ３の終点へ進行する経路を「リンクＬ３の順方向」、リンクＬ３の終点からリンクＬ３の始点へ進行する経路を「リンクＬ３の逆方向」と定義付けることにより、１つのリンクＬ３で２つの経路を表すことができる。リンクの方向を区別するため、リンクの２点の端点のうちの一方の端点を始点（Ｂ）、他方の端点を終点（Ｅ）として設定し、リンクの始点および終点を方向情報としている。図３においては、例えば、リンクＬ１の始点をＬ１（Ｂ）、終点をＬ１（Ｅ）として表している。実際のデータ構造においては、リンクの始点や終点に対応する座標が、Ｌ１（Ｂ）やＬ１（Ｅ）の情報として記録されている。リンクにおける２点の端点のうち、いずれを始点または終点とするかは、任意に決定することができる。本実施例においては、始点から終点へ向かう方向が、北から南、西から東となるように、リンクにおける始点と終点とを設定している。方向情報における、始点から終点へ向かう方向を「順方向」と呼び、終点から始点へ向かう方向を「逆方向」と呼ぶ。例えば、リンクＬ２を順方向に進行する経路は「Ｌ２順」と表し、リンクＬ２を逆方向に進行する経路は「Ｌ２逆」と表す。

コスト情報は、各リンクに対応する道路の通りやすさを示す指標を数値で表した情報である。コスト情報は、そのリンクに対応する道路の距離や、道路の細さ、道路の路面状態、その道路を通過するまでの平均所要時間など、道路の通行に関するパラメータによって決定される。また、コスト情報は、リンクに対応する道路の渋滞の程度や、雨や降雪による視界の悪さなどの天候に起因する道路状況など、常に変化する道路の通行に関するパラメータよって動的に変更されるとしてもよい。コスト情報は、後で説明する経路探索処理に用いる数値であり、上述した道路の距離や渋滞の程度によるものに限らず、道路を通行する際に影響する種々のパラメータを考慮して決定するとしてもよい。

接続リンク情報は、各リンクから進入し通行可能なリンク（以下、接続リンクとも呼ぶ）を表す情報である。各リンクは「順方向」と「逆方向」の二つの経路を表すため、各リンクを順方向に進行した場合の通行可能な接続リンク（以下、「順方向接続リンク」と呼ぶ）と、各リンクを逆方向に進行した場合の通行可能な接続リンク（以下、「逆方向接続リンク」と呼ぶ）とに分けて接続リンク情報は設定されている。

例えば、リンクＬ６の接続リンク情報の場合（図２、図３参照）、リンクＬ６を順方向に進行した場合には左折禁止の規制があるため、通行可能なリンクはリンクＬ５の逆方向（Ｌ５逆）と、リンクＬ８の順方向（Ｌ８順）となり、リンクＬ６の順方向接続リンクはリンク「Ｌ５逆」「Ｌ８順」と表される。リンクＬ７の順方向（Ｌ７順）は左折禁止の規制によってリンクＬ６から通行することはできないので、リンクＬ６の順方向接続リンクには該当しない。このようにリンクＬ６における左折禁止の交通規制は、リンクＬ６における順方向接続リンクに「Ｌ７順」を設定しないことで表すことができる。一方、リンクＬ６の逆方向接続リンクは、リンクＬ６を逆方向に進行して通行可能なリンクはリンクＬ４の逆方向のみであるので「Ｌ４逆」と表される。

また、リンクＬ８の順方向は行き止まりとなっているため、次に通行可能なリンクが存在しない。そのため、リンクＬ８順方向接続リンクは存在しない。よって、リンクＬ８の接続リンク情報としては「行き止まり」と記載したが、データ構造上は、「ＮＵＬＬ」として記述し、該当データが存在しないことを表す。また、リンクＬ１０においては逆方向一方通行である。従って、リンク１０を順方向に進行することは無い。よって、リンクＬ７の順方向接続リンクや、リンクＬ９の逆方向接続リンクとして「Ｌ１０順」を設定しないことで、逆方向一方通行の規制を表している。なお、道路の通行規制は、同じ道路であっても時間帯によって規制の内容が変化する場合がある。このような場合には、制御部２２は、時間帯によって動的に接続リンク情報の書き換えを行う。例えば、２２：００〜２４：００の間だけリンクＬ５に対応する道路が両方向通行止めである場合、制御部２２は、２２：００〜２４：００の間、接続リンクとしての「Ｌ５順」および「Ｌ５逆」の設定を解除（消去）する。そして、２４：００が経過後、制御部２２は、再び、解除した「Ｌ５順」および「Ｌ５逆」を接続リンクとして再設定する。また、二輪車であるか四輪車であるかによって、通行規制の内容が異なる場合がある。そのような場合には、ユーザが移動手段として用いる車種によって接続リンク情報の内容を変更する。ユーザが用いる車種の情報は、ユーザが携帯電話５０を用いて入力した車種を、インターネットＩＮＴを介して経路サーバ２０が取得することができる。その他、制御部２２は、冬季通行規制などの季節・時期による通行規制や、チェーン規制などの車両装備による規制、工事や事故などによる一時的な通行規制、所定の時間帯はバスのみが通行可能であるような車種と時間とを組み合わせた通行規制など、種々のパラメータによって変化する通行可能な道路を考慮して接続リンク情報の変更を行う。

次に、ネットワークデータの具体例２として、交差点周辺における道路を表すネットワークデータＮＷ２について説明する。図４は、ネットワークデータＮＷ２を説明する説明図である。ネットワークデータＮＷ２は、リンクＬ１１〜リンクＬ１８を有する。理解を容易とするため、図４においては、リンクの他に、実際の道路の輪郭形状を図示している。ネットワークデータＮＷ２におけるリンクＬ１３を有する交差点は、上下逆方向の２つＴ字路が左右にずれて組み合わさった十字路（以下、「オフセット十字路」とも呼ぶ）である。リンクＬ１６およびリンクＬ１７の終点（Ｌ１６（Ｅ）およびＬ１７（Ｅ））とリンクＬ１８の始点（Ｌ１８（Ｂ））とを有する交差点はＴ字路である。また、リンクＬ１
５に対応する道路はトンネル区間（図４：トンネルＴＬ）を示す。

ネットワークデータＮＷ２において、×印を重畳した破線で表した経路は交通規制を示す。具体的には、リンクＬ１１順→リンクＬ１３順→リンクＬ１４順に道路を進行する経路と、その逆方向の経路であるＬ１４逆→リンクＬ１３逆→リンクＬ１１逆に道路を進行する経路はいずれも通行することができない。またネットワークデータＮＷ２において、破線と矢印で表した経路は、矢印の方向への一方通行の交通規制を示す。具体的には、リンクＬ１７順→リンクＬ１８順の経路に進行することは可能であるが、Ｌ１８逆→リンク１７逆に進行することはできない。

リンクＬ１３は、１つの交差点内に存在する近距離のリンクである。リンクＬ１３のように、１つの交差点と扱うことができる領域内に存在するリンクを「交差点内リンク」と呼ぶ。交差点内リンクは他のリンクとは扱いが異なる。交差点内リンクは、経路探索において存在しないリンクとして扱うことが可能なリンクである。リンクＬ１３が存在しないリンクと見なした場合、リンクＬ１３を他のリンクから通行可能なリンク（接続リンク）として扱わなくても経路探索処理上支障が無い。従って、本実施例においてリンクＬ１３は、他のリンクからの接続リンクとしては扱わない。

図５は、ネットワークデータＮＷ２が有するリンクＬ１１〜Ｌ１８のリンクデータのデータ構造を概念的に説明する説明図である。上述したように、交差点内リンクであるリンクＬ１３は、他のリンクからの接続リンクとしては扱わない。例えば、リンクＬ１１の順方向接続リンクは（図４参照）、本来はＬ１２逆とＬ１３順となるが、リンクＬ１３は交差点内リンクであるため、経路探索上存在しないリンクと見なして扱い、リンクＬ１１の順方向接続リンクは、Ｌ１３順に換えてＬ１６順とする。なお、この場合、リンクＬ１１にリンクＬ１４が接続されていることになるが（図４参照）、上述した交通規制により、リンクＬ１４はリンクＬ１１の順方向接続リンクには該当しない。他のリンクにおける接続リンクにおいても同じように、交差点内リンクであるリンクＬ１３を考慮し、リンクＬ１３が経路探索上存在しないリンクとして扱って接続リンクを設定する。

一方、例えば、ユーザの現在地がリンクＬ１３上である場合には、リンクＬ１３からの経路探索を行う必要があることから、リンクＬ１３から見た接続リンクは、リンクＬ１３の接続リンク情報としてリンクデータに記録されている。

図４で説明したように、リンクＬ１１順→リンクＬ１３順→リンクＬ１４順に進行する経路と、その逆方向の経路であるＬ１４逆→リンクＬ１３逆→リンクＬ１１逆に進行する経路はいずれも通行することができない。このような交通規制は、リンクＬ１１の順方向接続リンクにＬ１４順を設定しないことと、リンクＬ１４の逆方向接続リンクにＬ１１逆を設定しないことで表すことができる。

また、リンクＬ１７からリンクＬ１８への一方通行の交通規制については、リンクＬ１６の順方向接続リンクとしてＬ１７逆を設定しないことと、リンクＬ１８の逆方向接続リンクとしてＬ１７逆を設定しないことで表すことができる。なお、この一方通行の交通規制によるリンクＬ１８を逆方向に進行することは無いため、リンクＬ１８の逆方向接続リンクは該当データ無しとなりデータ構造上は「ＮＵＬＬ」と記述する。

（Ａ３）経路探索処理：
次に、経路サーバ２０が行う経路探索処理について説明する。経路探索処理は、ユーザが設定した出発地と目的地とを結ぶ推奨経路を探索する処理である。最初に、経路探索処理の大凡の流れをフローチャートを用いて説明し、その後に、図２に示したネットワークデータＮＷ１を用いて、経路探索処理の処理内容を具体的に説明する。

図６は、経路サーバ２０の制御部２２が行う経路探索処理の流れを示したフローチャートである。経路探索処理は、経路サーバ２０が携帯電話５０から探索情報（出発地、目的地）を受信することによって開始される。制御部２２は経路探索処理を開始すると、探索情報に基づいて経路探索処理に用いる出発地の座標の設定と（ステップＳ１２）、目的地の座標の設定を行う（ステップＳ１４）。

その後、制御部２２は、座標を設定した出発地に基づいて、その出発地に最も近いリンク上の点を検索し、検索結果としてのリンク上の点を経路探索処理を行う上での出発地点Ｓとして扱う（ステップＳ１６）。以下、座標が与えられた点の直近のリンク上の点を「引込点」とも呼ぶ。次に、制御部２２は、出発地点Ｓの設定と同様に、座標を設定した目的地に基づいて、その目的地の引込点を検索し、検索結果としての引込点を目的地点Ｇとして設定する（ステップＳ１８）。

そして、制御部２２は、出発地点Ｓから目的地点Ｇまでの経路のうち、通行するリンクのコストの総和が最小となる経路を探索する。具体的には、制御部２２は、経路を探索する際、１つのリンクに注目し、その注目したリンク（以下、「注目リンク」とも呼ぶ）から通行可能なリンク（接続リンク）を抽出し、抽出した接続リンクのうち最小コストとなるリンクを順次探索することによって行う。

まず、出発地点Ｓが存在するリンクにおける進行方向の端点（始点または終点）に、仮ラベルを設定する（ステップＳ２０）。仮ラベルは、出発地点Ｓから仮ラベルの設定されている地点までのコストの総和を表すために用いる。従って、制御部２２は、出発地点Ｓが存在するリンクにおける進行方向の端点（始点または終点）に、仮ラベルを設定する際には、出発地点Ｓが存在するリンクのコスト情報を参照してコストの値を取得し、仮ラベルとして設定する。

その後、制御部２２は、設定した仮ラベルのうち、最小コストの仮ラベルを検出し確定する（ステップＳ２２）。経路探索処理として最初に最小コストの仮ラベルを確定する際は、仮ラベルが１つしか設定されていないため、出発地点Ｓが存在するリンクにおける進行方向の端点（始点または終点）に設定した仮ラベルを最小コストの仮ラベルとして確定する。

次に、制御部２２は、確定した最小コストの仮ラベルに対応するリンク（以下、「最小コストリンク」とも呼ぶ）が、目的地点Ｇのリンクであるか判断する（ステップＳ２４）。最小コストリンクが目的地点Ｇの存在するリンクである場合（ステップＳ２４：ＹＥＳ）、確定した仮ラベルのリンクにおける進行方向の端点（始点または終点））を経由する経路を推奨経路として確定し経路探索処理を終了する。

最小コストリンクが目的地点Ｇの存在するリンクでない場合（ステップＳ２４：ＮＯ）、制御部２２は、最小コストリンクを注目リンクに設定し、経路探索をしている進行方向が注目リンクの順方向である場合には（ステップＳ２６：順方向）、注目リンクの接続リンク情報を参照して、順方向接続リンクにおける進行方向の端点（始点または終点）に仮ラベルの設定をする（ステップＳ２８）。一方、経路探索をしている進行方向が注目リンクの逆方向である場合には（ステップＳ２６：逆方向）、注目リンクの接続リンク情報を参照して、逆方向接続リンクにおける進行方向の端点（始点または終点）に仮ラベルの設定をする（ステップＳ３０）。

その後、最小コストリンクが目的地点Ｇの存在するリンクになるまで（ステップＳ２４：ＹＥＳ）、ステップＳ２２からステップＳ３０までを繰り返し行い、最小コストリンクが目的地点Ｇのリンクになった場合に、確定した仮ラベルのリンクにおける進行方向の端点（始点または終点）を経由する経路を処理結果（推奨経路）として確定し、経路探索処理を終了する。

次に、経路探索処理を、具体例を用いて説明する。図７は、ネットワークデータＮＷ１（図２）において、経路サーバ２０が実際に経路探索処理を行った場合の、具体的な処理の流れを説明する説明図である。図２のネットワークデータＮＷ１に示した「Ｓ」を出発地点Ｓ、「Ｇ」を目的地点Ｇとして設定した後からの処理の流れを説明する。

制御部２２は、リンクＬ１に出発地点Ｓを設定する（ステップＣ１）。次に、リンクＬ１の終点（Ｅ）に仮ラベルを設定する（ステップＣ２）。本実施例ではリンクＬ１のコストも考慮して経路を探索する。従って、リンクＬ１から進行可能な方向の先のリンクＬ１の終点（Ｅ）に最初の仮ラベルを設定する。

仮ラベルはＬａ［Ｌ１Ｅ，３］と表記する。「Ｌａ」は仮ラベルを意味し、「Ｌ１Ｅ」はリンクＬ１の終点（Ｅ）を意味し、「３」は、出発地点Ｓからのコストの総和を意味する。なお、例えばリンクＬ５の始点（Ｂ）を表す場合は「Ｌ５Ｂ」と表記する。制御部２２は、設定した仮ラベルのうち最小コストとなる仮ラベルを検出する。仮ラベルはＬａ［Ｌ１Ｅ，３］しか設定していないので、Ｌａ［Ｌ１Ｅ，３］を最小コストの仮ラベルとして確定する（ステップＣ３）。

次に、制御部２２は、リンクＬ１の接続リンク情報を参照して、順方向接続リンクであるＬ２順とＬ３順を読み込み、リンクＬ２の終点に仮ラベルＬａ［Ｌ２Ｅ，８］を設定し、リンクＬ３の終点に仮ラベルＬａ［Ｌ３Ｅ，７］を設定する（ステップＣ４）。制御部２２は、設定した仮ラベルＬａ［Ｌ２Ｅ，８］と仮ラベルＬａ［Ｌ３Ｅ，７］とのコストを比較し、最小コストとなる仮ラベルを検出する。この場合、仮ラベルＬａ［Ｌ２Ｅ，８］のコストは「８」、仮ラベルＬａ［Ｌ３Ｅ，７］のコストは「７」であるので、最小コストの仮ラベルを仮ラベルＬａ［Ｌ３Ｅ，７］に確定する（ステッＣ５）。

その後、最小コストの仮ラベルＬａ［Ｌ３Ｅ，７］に対応するリンクであるリンクＬ３の順方向の接続リンク情報を参照し、その接続リンクであるＬ４順の終点に仮ラベルＬａ［Ｌ４Ｅ，１０］を設定する（ステップＣ６）。以下、「最小コストの仮ラベルの検出」→「最小コストの仮ラベルの確定」→「最小コストリンクの接続リンクへの仮ラベルの設定」の順で、順次処理を行い（ステップＣ７〜Ｃ１８）、最小コストの仮ラベルを設定した最小コストリンクが目的地点Ｇのリンクと一致したところで経路を確定し、経路探索処理は終了する（ステップＣ１９）。

ステップＣ１〜Ｃ１９の処理中、制御部２２は、既に仮ラベルが設定されたリンクに新たな仮ラベルを設定しようとする場合に、その新たな仮ラベルのコストが、既に設定された同一リンク端点の仮ラベルのコストより大きい場合には、新たな仮ラベルを設定しない（ステップＣ１４）。すなわち、ステップＣ１４において、リンクＬ８の終点に仮ラベルとしてＬａ［Ｌ８Ｅ，２０］を用意しているが、リンクＬ８の終点には、ステップＣ１２において既に仮ラベルＬａ［Ｌ８Ｅ，１８］が設定されており、ステップＣ１４で用意した仮ラベルのコストの値の方が大きいため、用意した仮ラベルはリンクＬ８の終点に設定することはできない。

また、制御部２２は、最小コストとして確定した仮ラベルのリンクに接続リンクが無い（ＮＵＬＬ）場合には、最小コストの仮ラベルの次に小さいコストの仮ラベルを、最小コストの仮ラベルと見なして処理を進めるといった処理規則を採用する（ステップＣ１６）。このようにして、制御部２２は経路探索処理を行う。

以上説明したように、本実施例におけるリンクデータ２５は、各リンクから通行可能なリンクを接続リンク情報として有し、交通規制を接続リンク情報として表す。従って、経路サーバ２０は、コスト情報と方向情報と接続リンク情報とを参照することによって経路探索処理を行うことができる。すなわち、別途、交通規制情報を参照する必要がない。よって、ノードを用いて交通規制情報（ノード交通規制情報）を表したネットワークデータを用い、リンクデータとノード交通規制情報とを交互に参照しながら経路探索処理を行う場合と比較して、経路サーバ２０は経路探索処理を高速に行うことができる。

また、右折禁止や、特定の道路から道路への進入禁止など、リンク間の交通規制を接続リンク情報によって表しているので、ノードとリンクとを組み合わせてリンク間の交通規制を表した場合と比較して、ネットワークデータのデータ構造を簡易に、かつデータ容量を小さくすることができる。また、上述したように、このデータ構造のネットワークデータを用いて経路探索をする場合、別途規制情報を取得および参照する必要がない。

Ｂ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
（Ｂ１）変形例１：
上記実施例においては、リンクデータが方向情報を備えることにより、１つのリンクで順方向と逆方向との２つの経路を表したが、順方向と逆方向とに対して別個のリンクを割り当てるとしてもよい。すなわち、各リンクは一方向のみの経路を表すデータとなる。リンクデータをこのようなデータ構造とすることで、方向情報を備える必要がなくなる。また、接続リンク情報も順方向接続リンクのみのデータとなり、逆方向接続リンクのデータを備える必要がなくなる。結果として、経路探索処理において、注目リンクにおける接続リンク数を減らすことができ、経路判断をする際に参照するデータ量が少なくなる。従って、経路探索処理を更に高速に行うことができる。

このようなデータ構造のリンクデータを備える経路探索装置であれば、例えば、地震等の災害によって公共交通機関が運行停止になった場合の、徒歩による帰宅者の帰宅支援にも効果を奏する。具体的には、企業にとって従業員を安全に帰宅させるための帰宅支援として、自宅までの案内ルートを提供する機能に限定した経路探索装置としてもよい。このような場合、対象となる企業を中心として接続リンク情報を放射状に設定することで、経路判断をする際に参照するデータ量が少なくなるので経路探索処理を高速に行い、探索結果を帰宅者に提供することができる。

（Ｂ２）変形例２：
上記実施例においては、経路サーバ２０が経路探索処理を行った処理結果を携帯電話５０が受信し、表示パネル６５に推奨経路として表示するとしたが、それに限ることなく、種々の態様によって推奨経路を表示パネル６５に表示することができる。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携帯電話５０に送信し、ネットワークデータを受信した携帯電話５０において上記説明した経路探索処理を行い、経路探索結果を表示パネル６５に推奨経路として表示、または音声による経路案内をするとしてもよい。

上述したように、リンクデータは接続リンク情報によって交通規制を表したデータ構造となっているため、リンクデータを参照するのみで経路探索処理が可能である。またネットワークデータ受信後に携帯電話５０側で異なるデータ構造への変換処理を行う必要がないので、データ受信後に受信データの復元を行ってから経路探索処理を行う態様と比較して、経路探索処理を高速に行うことができる。また、リンク間の交通規制情報を別個に備えないのでネットワークデータのデータ容量が小さい。よって、携帯電話５０がネットワークデータを受信し格納する場合であっても、格納に必要な記憶容量を比較的小さく抑えることができる。また、ネットワークデータのデータ容量が小さいため、携帯電話５０への送信時にデータ圧縮の必要がない。さらに、交通規制情報の参照を必要としないので、
経路探索処理が比較的容易であり、通常の携帯端末が備えるＣＰＵで十分に経路探索処理を行うことが可能となる。

携帯端末によって経路探索処理を行うことが可能であることによって、例えば、地震等の災害によって公共交通機関が運行停止になった場合の徒歩による帰宅者の帰宅支援に効果を奏する。このような場合、多数の帰宅者が携帯端末を用いて一斉に徒歩による帰宅経路を探索することが想定される。経路サーバからネットワークデータを取得して、各携帯端末で経路探索処理を行う場合、経路サーバは経路探索処理を行う必要が無いので、経路サーバが処理能力オーバーとなる可能性は少なくなり、かつ、各帰宅者はスムーズに帰宅経路の経路探索を行うことが可能となる。

（Ｂ３）変形例３：
上記実施例においては、図２に示すように、リンクデータのデータ構造として、リンクと方向情報とコスト情報と接続リンク情報とが一体となったデータ構造を採用しているが、それに限ることなく、リンクと方向情報、リンクとコスト情報、リンクと接続リンク情報と言ったように、リンクをインデックスとして各情報を対応付けたデータ構造を採用するとしてもよい。このようなデータ構造を採用することによって、各情報の変更や更新を行う際に、最小範囲のデータの変更、更新のみで対応することが可能となる。

（Ｂ４）変形例４：
上記実施例において、リンクの両端に、座標を表すノードの概念を採用するとしてもよい。また、ノードは、交差点、分岐点、道路の始点、終点など道路の形状における特異点や、トンネルの端点、一般道路と高速道路の境界、制限速度の変化する点など道路の属性が変化する属性変化点など、道路における種々の要素によって決定することができる。

（Ｂ５）変形例５：
上記実施例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よく、あるいは、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よい。

１０…経路探索システム
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
４０…地図サーバ
４１…通信部
４２…制御部
４３…地図データベース
５０…携帯電話
５１…主制御部
５２…ＣＰＵ
５４…ＲＡＭ
５６…ＲＯＭ
６１…通信部
６３…通話制御部
６５…表示パネル
６７…キー入力部
６７ａ…方向入力キー
６７ｂ…操作キー
６９…ＧＰＳ受信機
Ｓ…出発地点
Ｇ…目的地点
ＴＬ…トンネル
ＢＳ…基地局
Ｌａ…仮ラベル
ＩＮＴ…インターネット
Ｌ１〜Ｌ１８…リンク

本発明は、地図データのデータ構造及びその地図データを利用した制御システムに関するものである。

本発明は、車両の適切な誘導を行うための地図データのデータ構造及びその地図データ用いた制御システムを提供することを目的とする。

［適用例１］
第１の道路の一部を構成する第１の車線に含まれる区間であって、第１の区間及び前記第１の区間の進行方向前方に隣接する第２の区間と、前記第１の道路の一部を構成し、前記第１の車線に対して前記第１の道路の幅方向に隣接する第２の車線に含まれる区間であって、第３の区間及び前記第３の区間の進行方向前方に隣接する第４の区間と、前記第１の道路から分岐した第２の道路とを含む領域に対応した地図データであって、前記第３の区間及び前記第４の区間は、前記第１の区間及び前記第２の区間に対して前記第１の道路の幅方向に隣接する区間である地図データのデータ構造において、
前記第１の区間内の所定の地点の位置を表す情報及び前記第１の区間から前記第２の区間への進入を可能とするための情報を含む第１の区間情報と、
前記第３の区間内の所定の地点の位置を表す情報及び前記第３の区間から前記第４の区間への進入を可能とするための情報を含む第２の区間情報と、を有し、
前記第１の区間情報は、前記第１の区間から前記第２の区間への進入を可能とするための情報に加え、前記第１の区間から前記第２の道路への進入を可能とするための情報を有する一方、前記第２の区間情報は、前記第３の区間から前記第２の道路への進入を可能とするための情報を有さない地図データのデータ構造。

［適用例２］
適用例１に記載の地図データの第１の区間情報の前記第１の区間から前記第２の道路への進入を可能とするための情報に基づいて、前記第１の道路から第２の道路へ車両を誘導し、前記地図データの第１の区間情報の前記第１の区間から前記第２の区間への進入を可能とするための情報に基づいて、前記第１の道路を直進するように車両を誘導する制御部を有する制御装置。
［適用例３］
適用例２に記載の制御システムにおいて、前記制御部は、時間帯によって変化する規制情報を前記第１の区間情報に関連させるように制御する制御システム。
［適用例４］
適用例２に記載の制御システムにおいて、前記制御部は、時間の経過と共に変化する情報に基づいて、前記地図データの情報を変更するように制御する制御システム。

Claims (6)

1. 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、
   所定区間の道路を表すデータであるリンクに対応付けて、該リンクに対応する道路の通りやすさの指標であるコスト情報と、前記リンクに対応する道路を該道路の一方の端点から他方の端点に向かう方向に進行した場合に前記道路から通行可能な道路を示すリンクを接続リンクとして表した接続リンク情報とを、ネットワークデータとして記憶する記憶部と、
   前記ネットワークデータを参照して、経路を探索する際の一のリンクに対する接続リンクを抽出し、前記抽出した接続リンクの各コスト情報に基づいて経路を確定する処理部と
   を備える経路探索装置。
2. 請求項１記載の経路探索装置であって、
   前記接続リンク情報は、接続リンクとしてさらに、前記リンクに対応する道路を該道路の一方の端点から他方の端点に向かう方向とは逆の方向に進行した場合に前記道路から通行可能な道路を示すリンクを接続リンクとして表す
   経路探索装置。
3. 出発地から目的地までの経路を表示する携帯端末であって、
   所定区間の道路を表すデータであるリンクに対応付けて、該リンクに対応する道路の通りやすさの指標であるコスト情報と、前記リンクに対応する道路を該道路の一方の端点から他方の端点に向かう方向に進行した場合に前記道路から通行可能な道路を示すリンクを接続リンクとして表した接続リンク情報とを、ネットワークデータとして外部から取得するネットワークデータ取得部と、
   前記出発地および前記目的地の情報である探索情報を取得する探索情報取得部と、
   前記取得したネットワークデータを参照して、経路を探索する際の一のリンクに対する接続リンクを抽出し、前記抽出した接続リンクの各コスト情報に基づいて、前記出発地から前記目的地までの経路を探索する経路探索部と、
   前記探索した結果を認識可能に出力する出力部と
   を備える携帯端末。
4. コンピュータが経路探索を行う際に利用するリンクデータのデータ構造であって、
   所定区間の道路を表すデータであるリンクと、
   該リンクに対応する道路の通りやすさの指標であるコスト情報と、
   前記リンクに対応する道路を該道路の一方の端点から他方の端点に向かう方向に進行した場合に前記道路から通行可能な道路を示すリンクを接続リンクとして表した接続リンク情報とを備え、
   前記コスト情報と前記接続リンク情報とは、経路探索において前記リンクを指標として参照可能に配置された
   リンクデータのデータ構造。
5. 出発地から目的地までの経路を表示する携帯端末であって、
   所定区間の道路を表すデータであるリンクに対応付けて、該リンクに対応する道路の通りやすさの指標であるコスト情報と、前記リンクに対応する道路を該道路の一方の端点から他方の端点に向かう方向に進行した場合に前記道路から通行可能な道路を示すリンクを接続リンクとして表した接続リンク情報とが記録されたネットワークデータを参照して、
   経路を探索する際の一のリンクに対する接続リンクを抽出し、前記抽出した接続リンクの各コスト情報に基づいて探索した前記経路の探索結果を取得する取得部と、
   前記取得した探索結果を認識可能に出力する出力部と
   を備える携帯端末。
6. 出発地から目的地までの経路を探索し、前記経路を携帯端末へ送信するサーバであって、
   所定区間の道路を表すデータであるリンクに対応付けて、該リンクに対応する道路の通りやすさの指標であるコスト情報と、前記リンクに対応する道路を該道路の一方の端点から他方の端点に向かう方向に進行した場合に前記道路から通行可能な道路を示すリンクを接続リンクとして表した接続リンク情報とを、ネットワークデータとして記憶する記憶部と、
   前記出発地および前記目的地の情報である探索情報を前記携帯端末から取得する探索情報取得部と、
   前記ネットワークデータを参照して、経路を探索する際の一のリンクに対する接続リンクを抽出し、前記抽出した接続リンクの各コスト情報に基づいて、前記出発地から前記目的地までの経路を探索する経路探索部と、
   前記探索した結果を前記携帯端末へ送信する送信部と
   を備えるサーバ。
   
   

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