JP2016173236A - 経路探索装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザの利便性を向上する経路探索装置を提供する。【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部２５を備える。経路探索部は、設定したメインコスト及びサブコストに基づいて、サブコストの範囲内で、メインコストが最小となる経路を探索する。また、ノード及びリンクからなるネットワーク構造を、メインコスト又はサブコストの条件に基づいて複数の階層に配置し、各階層のネットワーク構造に基づいてダイクストラ法を用いて経路を探索する。【選択図】図２

Description

本発明は、経路探索装置に関する。

本技術分野の背景技術として、特開２０１１−２３２１４６号公報（特許文献１）がある。この公報には、「サーバ３の制御部１６は、各リンクにおける固有の燃料消費量を予測し、この予測した燃料消費量と車両固有の実用燃費とから当該リンク固有のエコ係数を算出し、前記各リンクの前記リンクコストを当該エコ係数で調整してエコ付きリンクコストを作成するから、各リンクのごとに当該リンクに応じた燃料消費量の重みづけをした固有のエコ付きリンクコストを得ることができ、そして、このエコ付きリンクコストと、ノードコストとを用いて目的地までの推奨する経路をダイクストラ法により計算する。これにより、燃料消費低減のみを考慮した経路とならず、燃料消費量を加味しない従来からの走行時間や走行距離について利便性を考慮しつつ燃料消費も低減できる。」と記載されている。

特開２０１１−２３２１４６号公報

特許文献１に記載のとおり、経路の探索において、リンク（道路）の選択に影響を与える「コスト」は、燃料消費量や、走行時間、走行距離等、複数、存在する。そして、経路の探索に際して、複数のコストのうち、どのコストの削減を優先するかはユーザによって異なる。一方、特許文献１に記載の構成では、コストの優先度が考慮されておらず、そのことに起因してユーザが望む経路が探索されない可能性がある。
そこで、本発明は、ユーザにとって利便性の高い経路探索装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、経路探索装置は、出発地から目的地までの経路を探索する経路探索部を備え、前記経路探索部は、設定したメインコストおよびサブコストに基づいて、前記サブコストの範囲内で、前記メインコストが最小となる経路を探索することを特徴とする。

本発明によれば、ユーザにとって利便性の高い経路探索装置を提供することを目的とする。

本発明に係る経路探索装置をナビゲーション装置に適用した実施形態を示す構成図である。 本実施形態のナビゲーション装置の機能的構成を示すブロック図である。 本実施形態のナビゲーション装置の画面例を示す説明図である。 本実施形態のナビゲーション装置の画面例を示す説明図である。 本実施形態のナビゲーション装置の画面例を示す説明図である。 本実施形態のナビゲーション装置の画面例を示す説明図である。 本実施形態のナビゲーション装置の画面例を示す説明図である。 本実施形態のナビゲーション装置の画面例を示す説明図である。 本実施形態のナビゲーション装置の画面例を示す説明図である。 本実施形態のナビゲーション装置の画面例を示す説明図である。 本実施形態におけるネットワーク構造を示す説明図である。 本実施形態における経路探索の基本概念を示す説明図である。 本実施形態における経路探索の基本概念を示す説明図である。 本実施形態における経路探索の手順を示す説明図である。 本実施形態における経路探索の手順を示す説明図である。 本実施形態における経路探索の手順を示す説明図である。 本実施形態における経路探索の手順を示す説明図である。 本実施形態における経路探索の手順を示す説明図である。 本実施形態における経路探索の手順を示す説明図である。 本実施形態における枝刈りの手段を示す説明図である。 本実施形態における枝刈りの他の手段を示す説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は本発明に係る経路探索装置を車両に搭載されるナビゲーション装置に適用した場合の実施形態を示す構成図である。
図１に示すように、ナビゲーション装置１は、出発地から目的地まで自動車などの車両で移動するときに、経路を案内する車載装置である。
ナビゲーション装置１は、車両のダッシュボードなどに設けられるものであり、制御基板や、インタフェースボード、電源部などを収納する筐体１０を備えている。筐体１０の正面には、タッチパネル機能を備えた表示装置１１が設けられている。筐体１０の正面において、表示装置１１の下方には、電源スイッチなどの複数の操作スイッチ１２が設けられた操作パネル１３が設けられる。

図２は、ナビゲーション装置１の機能的構成を示すブロック図である。
図２に示すように、ナビゲーション装置１は、制御部２０と、表示装置１１と、操作部２６と、記憶部２１と、ＧＰＳユニット２２と、相対方位検出ユニット２３と、オーディオ部２４とを備えている。

制御部２０は、ＣＰＵや、ＲＯＭ、ＲＡＭ、その他の周辺回路などを備え、ナビゲーション装置１の各部を制御するように構成されている。また、制御部２０は、出発地からユーザの指定した目的地までの経路として推奨する経路（以下、「推奨経路」という。）を探索する経路探索部２５を備えている。経路探索部２５は、記憶部２１に記憶された経路探索プログラムを読み込んで実行することにより、推奨経路の探索を行う。経路探索部２５の処理については、後述する。

表示装置１１は、液晶表示装置などからなる表示パネル１５により構成され、制御部２０の制御で、各種画像を表示する。表示パネル１５にはタッチセンサ１６が重ねて配置され、ユーザのタッチ操作を検出し、タッチ操作がされた位置を示す信号を制御部２０に出力する。制御部２０は、タッチセンサ１６から入力された信号に基づいて、タッチ操作に対応する処理を実行する。
操作部２６は、操作スイッチ１２を備え、操作スイッチ１２に対する操作を検出し、操作に対応する信号を制御部２０に出力する。制御部２０は、操作部２６から入力された信号に基づいて、操作スイッチ１２に対する操作に対応する処理を実行する。

記憶部２１は、例えば、不揮発性メモリを備え、地図データ２７および上述した経路探索プログラムなどの各種データを記憶する。
地図データ２７は、地図に関する情報や、地図上に存在する施設に関する情報、地図上の道路を示すリンクの情報、リンクの接続部を示すノードの情報などの、表示装置１１に地図を表示するために必要な情報や、後述する推奨経路の探索を行うために必要な情報などを含むデータである。
記憶部２１が記憶する地図データ２７以外のデータについては後述する。

ＧＰＳユニット２２は、図示しないＧＰＳアンテナを介してＧＰＳ衛星からのＧＰＳ電波を受信し、ＧＰＳ電波に重畳されたＧＰＳ信号から、車両の現在位置と進行方向とを演算により取得する。ＧＰＳユニット２２は、取得結果を制御部２０に出力する。

相対方位検出ユニット２３は、図示しないジャイロセンサと、加速度センサとを備えている。ジャイロセンサは、例えば、振動ジャイロにより構成され、車両の相対的な方位（例えば、ヨー軸方向の旋回量）を検出する。加速度センサは、車両に作用する加速度（例えば、進行方向に対する車両の傾き）を検出する。相対方位検出ユニット２３は、検出結果を制御部２０に出力する。

制御部２０は、ＧＰＳユニット２２と相対方位検出ユニット２３とからの入力および地図データ２７に基づいて車両の現在位置を推定し、推定した現在位置を、表示装置１１に表示した地図上に表示する機能を有する。また、制御部２０は、地図に車両の現在位置を表示しつつ、経路探索部２５により探索された推奨経路を表示して、経路を案内する機能を有する。

ところで、一般に、経路探索は、出発地から目的地を結ぶ経路（リンク列）のうち、リンクコストが最小となる経路を算出することにより行われる。
また、リンクコストに影響を与える要素である「コスト」は、目的地に至るまでに消費する燃料を表す「燃料消費量」、目的地に至るまでに要する時間を表す「走行時間」、目的地に至るまでに要する費用（有料道路の通行料等、道路の走行に必要な費用を意味し、燃料にかかる費用等を含まない。）を表す「走行費用」、及び、目的地に至るまでに走行すべき距離を表す「走行距離」等、複数、存在する。そして、複数のコストのうち、どのコストを優先するか（どのコストを削減することを最も求めるか）は、ユーザによって異なる。例えば、目的地にできるだけ早く到着することが求められる状況にあるユーザは、目的地に到着する時刻に係るコストを優先することが想定され、また例えば、金銭的な負担の低減を重視するユーザは、目的地に到着するためにかかる費用を優先することが想定される。

また、コストに関しては、以下の特性がある。すなわち、ユーザにとって最も優先度の高いコスト（以下、「メインコスト」という。）を最小化することによってユーザの利便性を向上できる一方、これに伴って他の１又は複数のコスト（以下、「サブコスト」という。）がユーザの許容範囲を超えて増大した場合、ユーザの利便性が低減する可能性があるという特性がある。

以上を踏まえ、本実施形態に係るナビゲーション装置１は、ユーザがメインコスト、及び、サブコストを設定できる構成を有すると共に、ユーザが設定したメインコスト、及び、サブコストを反映して推奨経路の探索を実行する。以下、詳述する。

まず、メインコストおよびサブコストの設定手段について説明する。
なお、本実施形態では、「コスト」として、少なくとも、上述した「燃料消費量」、「走行時間」、「走行費用」、及び、「走行距離」が存在する。

図１では、ナビゲーション装置１の表示画面として地図が表示された状態である。この図１に示す状態から、操作パネル１３のルートボタン１２ａを操作すると、図３に示すように、例えば、「ルート消去」、「ルート編集」、「ルート再検索」、「探索条件」といったルート（経路）に関する各種操作を行う画面となる。
図３中、「探索条件」が、メインコスト、及び、サブコストを設定する場合にユーザが選択するスイッチである。

この画面から、「探索条件」を選択すると、図４に示すように、メインコストを選択する画面へと遷移する。

図４に示す画面では、上述した走行時間をメインコストとして設定する場合に選択される「時間優先」が表示される。ユーザは、走行時間をメインコストとする場合、対応する設定ボタンＢＢ１を選択する。設定ボタンＢＢ１の選択に応じて、メインコストとして走行時間が設定されると共に、設定ボタンＢＢ１の色が変化し、ユーザに走行時間がメインコストに設定されたことが報知される。

また、図４に示す画面では、上述した走行費用をメインコストとして設定する場合に選択される「費用優先」が表示される。ユーザは、走行費用をメインコストとする場合、対応する設定ボタンＢＢ２を選択する。設定ボタンＢＢ２の選択に応じて、メインコストとして走行費用が設定されると共に、設定ボタンＢＢ２の色が変化し、ユーザに走行費用がメインコストに設定されたことが報知される。

また、図４に示す画面では、上述した走行距離をメインコストとして設定する場合に選択される「距離優先」が表示される。ユーザは、走行距離をメインコストとする場合、対応する設定ボタンＢＢ３を選択する。設定ボタンＢＢ３の選択に応じて、メインコストとして走行距離が設定されると共に、設定ボタンＢＢ３の色が変化し、ユーザに走行距離がメインコストに設定されたことが報知される。

また、図４に示す画面では、上述した燃料消費量をメインコストとして設定する場合に選択される「エコ優先」が表示される。ユーザは、燃料消費量をメインコストとする場合、対応する設定ボタンＢＢ４を選択する。設定ボタンＢＢ４の選択に応じて、メインコストとして燃料消費量が設定されると共に、設定ボタンＢＢ４の色が変化し、ユーザに燃料消費量がメインコストに設定されたことが報知される。

なお、メインコストは、複数のコストのうち、１つのコストのみを設定できる。本実施形態では、メインコストとして、「燃料消費量」、「走行時間」、「走行費用」、及び、「走行距離」のいずれか１つを設定できる。

メインコストの設定後、さらにサブコストを設定する場合、ユーザは、図４の画面において、「詳細設定」を選択する。

「詳細設定」が選択されると、図５に示すように、「時間規制道路を使用」、「回避エリアを考慮」、「サブコストを考慮」といった推奨経路の探索に係る詳細な設定に関する各種操作を行う画面となる。
そして、この画面において、「サブコストを考慮」を「ＯＮ」にすることで、サブコストの設定を行うことができる。具体的には、図５の画面において、「サブコストを考慮」に対応するボタンＢＢ５を選択することにより、サブコストの設定を行うことができる。

ボタンＢＢ５が選択されると、図６に示すように、サブコストに関する設定を行う画面へと遷移する。図６の画面では、メインコストとして設定されたコスト以外の１又は複数のコストをサブコストとして設定できる。図６では、メインコストとして燃料消費量（図４の「エコ優先」）が設定されており、「走行時間」、「走行費用」、及び、「走行距離」のうち、１又は複数のコストをサブコストとして設定する場合の画面を表示している。

図６の画面において、サブコストとして走行時間を設定する場合、ユーザは、「時間優先」に対応する設定ボタンＢＢ６を選択する。設定ボタンＢＢ６の選択に応じて、サブコストとして走行時間が設定されると共に、設定ボタンＢＢ６の色が変化し、ユーザに走行時間がサブコストに設定されたことが報知される。さらに、ユーザは、走行時間として許容する範囲を設定する。走行時間として許容する範囲とは、ユーザが望む走行時間の上限値を意味し、走行時間が当該上限値を超えた場合、ユーザの利便性が低減する可能性がある。本実施形態では、ユーザは、目的地に到達するのに要する最短時間を基準として、許容する増幅を、割合（パーセンテージ）によって設定する。図６に示すように、本例では、調整ボタンＱ１の操作により、ユーザは、簡易に、走行時間として許容する範囲を設定できる。

また、図６の画面において、サブコストとして走行費用を設定する場合、ユーザは、「費用優先」に対応する設定ボタンＢＢ７を選択する。設定ボタンＢＢ７の選択に応じて、サブコストとして走行費用が設定されると共に、設定ボタンＢＢ７の色が変化し、ユーザに走行費用がサブコストに設定されたことが報知される。さらに、ユーザは、走行費用として許容する範囲を設定する。走行費用として許容する範囲とは、ユーザが望む走行費用の上限値を意味し、走行費用が当該上限値を超えた場合、ユーザの利便性が低減する可能性がある。本実施形態では、調整ボタンＱ２の操作により、ユーザは、簡易に、走行費用として許容する範囲を設定できる。

また、図６の画面において、サブコストとして走行距離を設定する場合、ユーザは、「距離優先」に対応する設定ボタンＢＢ８を選択する。設定ボタンＢＢ８の選択に応じて、サブコストとして走行距離が設定されると共に、設定ボタンＢＢ８の色が変化し、ユーザに走行距離がサブコストに設定されたことが報知される。さらに、ユーザは、走行距離として許容する範囲を設定する。走行距離として許容する範囲とは、ユーザが望む走行距離の上限値を意味し、走行距離が当該上限値を超えた場合、ユーザの利便性が低減する可能性がある。本実施形態では、ユーザは、目的地に到達するのに要する最短距離を基準として、許容する増幅を、割合（パーセンテージ）によって設定する。図６に示すように、本例では、調整ボタンＱ３の操作により、ユーザは、簡易に、走行距離として許容する範囲を設定できる。

以下の説明では、サブコストについて、ユーザにより設定された許容する範囲のことを、「サブコストの許容範囲」と表現する。

以上、メインコスト、及び、サブコストの設定手段の一例について説明した。以上の説明のとおり、本実施形態では、ユーザは、階層化された各画面において、ボタンの操作等の適切な操作を行うという簡易な作業により、メインコスト、及び、サブコストを設定できる。

次に、一度、設定されたメインコスト、及び、サブコストを反映して出発地から目的地までの推奨経路の探索を行った後、サブコストの許容範囲を調整する手段について説明する。なお、設定されたメインコスト、及び、サブコストを反映して出発地から目的地までの推奨経路の探索に係る処理については後に詳述する。
以下の説明では、サブコストとして走行時間が設定されている場合を例に説明する。
図１に示すように、まず、目的地の指定と、その目的地までの経路を探索する指示を受け付けると、出発地（現在地）から目的地までの推奨経路の探索を行う。そして、推奨経路の探索を行った後、この画面において、操作パネル１３のルートボタン１２ａを操作することで、図４に示すように、ルート（経路）に関する各種操作を行う画面となる。

この画面において、「ルート再探索」を選択すると、図７に示すように、「他のルート」などルート再探索に関する操作を行う画面となる。ここで、「サブコスト設定」を選択すると、図８に示すように、サブコストの許容範囲を調整可能な画面が表示される。具体的には、図８では、サブコストである走行時間の許容範囲を再設定（調整）する画面が表示される。ユーザは、この画面で、サブコスト（本例では、走行時間。）の許容範囲の再設定（調整）を行うことができる。

サブコストの許容範囲の設定を行った後、ユーザは、画面を図８に示す画面から図７に示す画面へと戻し、推奨経路の再探索を指示する「他のルート」を選択する。「他のルート」の選択に応じて、設定されたメインコストと、調整後のサブコストを反映した推奨経路が再探索される。

以上のように、本実施形態では、ユーザは、サブコストの許容範囲の調整を容易に行うことができ、かつ、調整後のサブコストに基づく推奨経路の再探索を容易に実行させるができる。
ここで、サブコストの範囲については、狭くしすぎると探索される推奨経路の候補を不必要に低減し所望の推奨経路が探索される可能性を低減し、広くしすぎると探索される推奨経路の候補を不必要に増大し処理効率を低減する一方、適切な範囲をユーザが把握しにくい、という特性がある。そして、本実施形態では、ユーザは、サブコストの許容範囲の調整を容易に行うことができ、かつ、調整後のサブコストに基づく推奨経路の再探索を容易に実行させるができるため、ユーザは、サブコストに基づいて探索される推奨経路の結果を踏まえつつ、サブコストの許容範囲を適切な範囲とすることができる。

次に、メインコストおよびサブコストを設定する他の形態について説明する。
例えば、図５に示す詳細設定の画面において、「カスタマイズ設定」の項目を設け、この「カスタマイズ設定」を選択することにより、図９に示すように、メインコストとサブコストとを任意に設定することができるようにしてもよい。

さらに、サブコストの許容範囲を調整する他の形態としては、例えば、図１０に示すように、目的地を設定して推奨経路を探索させた後の画面に、サブコストの設定を行うためのスライダ３０を設けるようにしてもよい。この場合には、スライダ３０を操作することにより、サブコストの許容範囲を調整することができるようにしておくとともに、当該調整に応じて経路を表示させる。このようにすれば、サブコストに応じた経路を容易に視認することができ、使い勝手の向上を図ることができる。

次に、本発明における経路探索手法（推奨経路を探索する手法）の基本概念について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する経路探索手法は、経路探索部２５が行う処理である。
なお、本発明の経路探索は、ダイクストラ法を用いて行われる。

図１１は、本発明の経路探索手法の基本概念の説明に利用する図である。
図１１は、所定の態様で、ノード４０、及び、リンク４１が配置されたネットワーク構造４２を示す。すなわち、図１１のネットワーク構造４２では、（０）地点〜（５）地点までの５つのノード４０が存在する。また、図１１のネットワーク構造４２では、（０）地点と（１）、（２）地点を結ぶリンク４１、（１）地点と（４）地点、（２）地点と（３）地点、（１）地点と（３）地点とをそれぞれ結ぶリンク４１、（４）地点および（３）地点と（５）地点とを結ぶリンク４１が存在する。この例においては、（１）地点と（３）地点を結ぶリンク４１および（４）地点と（５）地点を結ぶリンク４１は、それぞれ有料道路とされている。

以下、図１１のネットワーク構造４２において、（０）地点のノード４０を出発地とし、（５）地点のノード４０を目的地として推奨経路を探索する場合の経路探索手法について、メインコストとして上述した「走行費用」が設定されるとともに、サブコストとして上述した「走行時間」が設定されているものとして説明する。また、ユーザにより設定されたサブコストである走行時間の許容範囲は、「４５分以内」であるものとする。
なお、上記の場合、メインコストである走行費用を最小化し、かつ、サブコストである走行時間が、許容範囲内であることが求められる。上述したように、メインコストを最小化することにより、ユーザの利便性を向上でき、かつ、サブコストを許容範囲内とすることにより、ユーザの利便性の低下を抑制できるからである。

なお、図１１において、各リンク４１に対応して表示している時間は、リンクに対応する道路を走行するのに必要な所要時間の目安（以下、単に「所要時間」という。）である。例えば、（０）地点と、（２）地点とを結ぶリンク４１に対応して「２０分」と表示されているが、これは、このリンク４１を介して（０）地点から（２）地点に至るまでに要する所要時間が「２０分」であることを示す。

また、各リンク４１に対応して表示している金額は、リンクに対応する道路を走行するために必要な費用である。例えば、（１）地点と、（３）地点とを結ぶリンク４１に対応して「５００円」と表示されているが、これは、このリンク４１を介して（１）地点から（３）地点に至るまでに要する費用が「５００円」であることを示す。

なお、以下の説明は、あくまで、経路探索手法の基本概念を説明するものであり、以下で説明に適した表現で概念的に説明する各処理について、経路探索部２５は、対応する演算処理を実行する。

まず、図１２に示すように、経路探索部２５は、出発地から目的地までのノード４０とリンク４１から構成されるネットワーク構造４２が経過時間に応じて階層化されて構成されたネットワーク群４２ａを生成する。ネットワーク群４２ａにおけるネットワーク構造４２の階層は、ノード４０とリンク４１から構成される経路の空間位置と時間位置を１つの図に表したものである。
なお、本実施形態においては、各経過時間は１０分毎に階層を生成するようにしているが、各階層間における経過時間は、各リンクに対応する道路を走行するのに必要な所要時間に対応させて、任意に設定することができるものである。

次に、図１３に示すように、経路探索部２５は、ネットワーク群４２ａにおいて、出発地である（０）地点から、目的地である（５）地点へ至る経路（複数あるばあは複数の経路）を描画する。本実施形態では、（０）地点から（５）地点へ至る経路は、以下の３つの経路が存在する。すなわち、（０）地点→（１）地点→（３）地点→（５）地点を経由する第１経路Ｋ１（図１３において実線で示す経路）と、（０）地点→（１）地点→（４）地点→（５）地点を経由する第２経路Ｋ２（図１３において破線で示す経路）と、（０）地点→（２）地点→（３）地点→（５）地点を経由する第３経路Ｋ３（図１３において２点鎖線で示す経路）である。

図１３に示すように、第１経路Ｋ１は、走行時間が「３０分」であり、走行費用が「５００円」の経路である。また、第２経路Ｋ２は、走行時間が「４０分」であり、走行費用が「２００円」の経路である。また、第３経路Ｋ３は、走行時間が「５０分」であり、走行費用が「０円」の経路である。

ここで、上述したように、本例では、ユーザにより設定されたサブコストである走行時間の許容範囲は、「４５分以内」である。従って、経路探索部２５は、目的地に至る経路のうち、第３経路Ｋ３を考慮しない（推奨経路の候補としない。）。
以下、サブコストが許容範囲ではいことを原因として推奨経路の候補から除外される経路を「排除経路」と表現し、それ以外の経路を「対象経路」と表現する。本例では、第３経路Ｋ３が排除経路に相当し、第１経路Ｋ１、及び、第２経路Ｋ２が対象経路に相当する。

経路探索部２５は、ネットワーク群４２ａに描画した経路のうち対象経路について、メインコストが最小の経路を、推奨経路として特定する。本例では、メインコストは、「走行費用」である。そして、第１経路Ｋ１は、走行費用が「５００円」であり、第２経路Ｋ２は、走行費用が「２００円」である。従って、経路探索部２５は、第２経路Ｋ２を、推奨経路として特定する。

以上の方法で推奨経路を探索することにより、サブコストが許容範囲内であり、メインコストが最小の経路を推奨経路として探索できる。このように、本例では、サブコストに基づいて複数の階層ネットワークを生成することで、メインコストおよびサブコストに基づいて最適な解を演算することができるものである。

次に、このようなダイクストラ法を用いた本発明の経路探索を行う例について説明する。
以下の説明では、上述の説明と同様、メインコストが「走行費用」であり、サブコストが「走行時間」であるものとし、また、サブコストである「走行時間」の許容範囲は、「４５分」以内、であるものとする。
図１４から図１９は、本発明の経路探索手法を示す説明図である。なお、出発地から目的地までのノード４０とリンク４１の構成は、図１１と同様である。
また、図１４に示すように、本発明では、メインコストとサブコストについて所定数の行を備えたテーブル４３を備えている。テーブル４３は、記憶部２１のテーブル記憶部２８に記憶される。なお、テーブル４３の行数は、図１２に示す階層数に対応するものである。

まず、経路探索部２５は、出発地の（０）地点から目的地の（５）地点までの経路を探索する。
本実施形態においては、経路探索部２５は、図１５に示すように、（０）地点から（１）地点までの経路について、（１）地点のテーブル４３に時間（出発地である（０）地点から（１）地点に至るまでに要する時間のこと。以下、同様。）と金額（出発地である（０）地点から（１）地点に至るまでに要する費用のこと。以下、同様。）とを書き込む。ここで、「直前」の欄は、当該ノード４０に進入する側の元のノード４０と、元のノード４０のテーブル４３の何行目のデータに基づく結果であるかを示している。
例えば、（１）地点のテーブル４３における「０−０」とは、（１）地点のノード４０に進入する側の元のノード４０（（０）地点）の０行目のデータに基づく結果であることを示している。

同様に、経路探索部２５は、図１５に示すように、（０）地点から（２）地点までの経路について、（２）地点のテーブル４３に時間と金額とを書き込む。図１６に示すように、（０）地点から（２）地点までの経路は、他に選択しうる経路が存在しないので、（２）地点におけるテーブル４３のデータを確定することで、（０）地点から（２）地点までのコストである金額と時間を確定させる。
続いて、経路探索部２５は、（２）地点のデータを確定した後、（２）地点から（３）地点までの経路について、（２）地点のデータに時間と金額を加算して書き込む。すなわち、（２）地点における時間は２０分、金額は０円であり、（２）地点から（３）地点までのリンク４１の時間は２０分、金額は０円であるため、（３）地点のテーブル４３には、４０分（２０分＋２０分）、０円（０円＋０円）と書き込む。

同様に、図１７に示すように、経路探索部２５は、（０）地点から（１）地点までの経路は、他に選択しうる経路が存在しないので、（１）地点におけるテーブル４３のデータを確定することで、（０）地点から（１）地点までのコストである金額と時間を確定させる。
続いて、経路探索部２５は、（１）地点から（３）地点までの経路について、（３）地点のデータに時間と金額とを加算して書き込む。すなわち、（１）地点における時間は１０分、金額は０円であり、（１）地点から（３）地点までのリンク４１の時間は１０分、金額は５００円であるため、（３）地点のテーブル４３には、１０＋１０＝２０分、５００円と書き込む。

同様に、（１）地点から（４）地点までの経路について、（４）地点のデータに時間と金額とを加算して書き込む。すなわち、（１）地点における時間は１０分、金額は０円であり、（１）地点から（４）地点までのリンク４１の時間は２０分、金額は０円であるため、（４）地点のテーブル４３には、３０分（１０分＋２０分）、０円（０円＋０円）と書き込む。

この状態で、（３）地点におけるテーブル４３には、（２）地点からのデータと、（１）地点からのデータとの２つのデータが書き込まれている。この場合に、（２）地点からのデータは経過時間が４０分であるが金額は０円であり、（１）地点からのデータは、経過時間が２０分であるが金額は５００円である。そのため、（２）地点からのデータは金額が優れており、（１）地点からのデータは経過時間が優れているというトレードオフの関係にある。

しかしながら、（３）地点におけるテーブル４３には、（２）地点からのデータと、（１）地点からのデータとの２つのデータが書き込まれているが、経路探索の条件であるメインコストが走行費用であることから、経路探索部２５は、図１８に示すように、（３）地点のテーブル４３のデータのうち、金額が優れる（２）地点からのデータを確定させて、（３）地点から（５）地点までの経路について、（２）地点のデータに時間と金額とを加算する。
そして、（２）地点のデータに時間と金額を加算する際に、（３）地点から（５）地点までのリンク４１の時間は１０分であり、時間を加算した場合に、サブコストである４５以内という時間条件を満足しなくなってしまう。そのため、経路探索部２５は、この加算結果を、（５）地点のテーブル４３には書き込まず、推奨経路の対象から外す。

一方、図１９に示すように、経路探索部２５は、（４）地点から（５）地点までの経路について、（４）地点のデータに時間と金額とを加算する。すなわち、（４）地点における時間は３０分、金額は０円であり、（４）地点から（５）地点までのリンク４１の時間は１０分、金額は２００円であるため、（５）地点のテーブル４３には、４０分（３０分＋１０分）、２００円（０円＋２００円）と書き込む。
以上の結果、探索された経路は、（０）地点、（１）地点、（４）地点、（５）地点を順次結んだ経路で決定され、この経路は、メインコストである走行費用およびサブコストである走行時間の両方を満たす経路となる。
このように、この例では、メインコストおよびサブコストに基づいて複数の階層を備えたテーブル４３を用いて演算を行うことで、メインコストおよびサブコストに基づいて最適な解を演算することができるものである。

次に、経路探索において、不必要なデータを排除するいわゆる枝刈りについて説明する。
図２０は、枝刈りの手法を示す説明図である。
図２０に示すように、Ｘ地点、Ｙ地点、Ｚ地点からそれぞれＡ地点に向かうリンク４１が存在する場合を例に説明する。
この場合には、経路探索部２５は、Ａ地点におけるテーブル４３に、Ｘ地点からＡ地点までの経路について、Ｘ地点のデータに時間と金額とを加算して書き込む。続いて、経路探索部２５は、Ｙ地点からＡ地点までの経路について、Ｙ地点のデータに時間と金額とを加算して書き込む。

次に、Ｚ地点からＡ地点までの経路について、Ｚ地点のデータに時間と金額とを加算して書き込む場合に、Ａ地点のテーブル４３には、Ｘ地点からのリンク４１では、時間が４０分、金額が０円、Ｙ地点からのリンク４１では、時間が２０分、金額が５００円となっている。そのため、Ｚ地点からのリンク４１では、時間が５０分、金額が２００円であるため、時間および金額ともに、Ｘ地点からのリンク４１のデータより劣っている。
このような場合に、本実施形態においては、経路探索部２５は、Ｚ地点からのリンク４１のデータは、テーブル４３に書き込まないようにしており、それ以降の経路探索の対象から外すようにしている。
このようにすることで、無駄な演算を排除するとともに、テーブル４３の書き込み容量も低減させることが可能となる。

次に、枝刈りの他の手法について説明する。
図２１は、枝刈りの他の手法を示す説明図である。
図２１に示すように、Ｘ地点、Ｙ地点、Ｚ地点からそれぞれＡ地点に向かうリンク４１が存在する場合を例に説明する。
まず、経路探索部２５は、Ａ地点におけるテーブル４３に、Ｘ地点からＡ地点までの経路について、Ｘ地点のデータに時間と金額とを加算して書き込む。続いて、経路探索部２５は、Ｙ地点からＡ地点までの経路について、Ｙ地点のデータに時間と金額とを加算して書き込む。続いて、経路探索部２５は、Ｚ地点からＡ地点までの経路について、Ｚ地点のデータに時間と金額とを加算して書き込む。

次に、新規に追加するデータとして、Ｗ地点からＡ地点までの経路について、Ｗ地点のデータに時間と金額とを加算して書き込む際に、経路探索部２５は、Ｘ地点、Ｙ地点、Ｚ地点からのリンク４１について書き込まれたデータに基づいて、図２１に示すように、横軸を時間、縦軸を金額とした座標系に各地点からのデータをプロットする。
そして、経路探索部２５は、各データのうち、時間が最大かつ金額が最小のデータ（本例では、Ｙ地点からのリンク４１に対応するデータＤ１）、及び、時間が最小かつ金額が最大のデータ（本例では、Ｘ地点からのリンク４１に対応するデータＤ２）をそれぞれ選択する。
次いで、経路探索部２５は、選択したデータを結ぶ線を、枝刈りの基準線４４として設定する。

本実施形態においては、経路探索部２５は、この基準線４４に対して、その他のデータがいずれの位置にあるかにより、排除するデータを選択する。
すなわち、座標系においてデータが基準線４４に対して右側（外側）に位置する場合は、時間及び金額の双方について、既にテーブル４３に書き込まれたデータのいずれよりも、コストが大きいと判定できる。従って、経路探索部２５は、基準線４４に対して右側（外側）に位置するデータについては、テーブル４３への書き込み対象から、排除する。

例えば、Ｚ地点からのリンク４１のデータについては、時間が「２５分」、金額が「２４０円」であり、図２１で示す座標系における位置が基準線４４より内側に位置している。このため、経路探索部２５は、Ｚ地点からのリンク４１のデータは、テーブル４３への書き込み対象から排除しない。一方、Ｗ地点からのリンク４１のデータについては、時間が「４０分」、金額が「２００円」であり、図２１で示す座標系における位置が基準線４４より外側に位置している。そのため、本実施形態においては、経路探索部２５は、Ｗ地点からのリンク４１のデータは、採用せず、テーブル４３に書き込まないようにしている。
このように既にテーブル４３に書き込まれた他のデータとの比較において、メインコスト及びサブコストの双方についてコストが大きいデータについては、テーブル４３への書き込み対象から除外することで、無駄な演算を排除するとともに、テーブル４３の書き込み容量も低減させることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、出発地から目的地までの経路を探索する経路探索部２５を備え、経路探索部２５は、設定したメインコストおよびサブコストに基づいて、サブコストの範囲内で、メインコストが最小となる経路を探索する。
この構成によれば、経路探索部２５は、経路の探索において、コストの優先度を反映して経路を探索することができる。すなわち、ユーザに、コストの優先度を反映した経路に関する情報を提供でき、ユーザの利便性が向上する。

本実施形態によれば、経路探索部２５は、ノード４０およびリンク４１からなるネットワーク構造４２を、メインコストまたはサブコストの条件に基づいて複数の階層に配置し、各階層のネットワーク構造４２に基づいてダイクストラ法を用いて経路を探索する。
この構成によれば、各階層のネットワーク構造４２に基づいて、メインコストとサブコストの両方を満たす経路を探索することができる。

本実施形態によれば、経路探索部２５は、ノード４０およびリンク４１からなるネットワーク構造４２を用い、ノード４０に対応しメインコストおよびサブコストのデータを書き込むテーブル４３を設け、テーブル４３に書き込まれたデータに基づいて、ダイクストラ法を用いて経路を探索する。
この構成によれば、テーブル４３に書き込まれたデータに基づいて、メインコストとサブコストの両方を満たす経路を探索することができる。

本実施形態によれば、経路探索部２５は、テーブル４３に書き込もうとするデータが、テーブル４３に既に書き込まれたメインコストおよびサブコストのデータより劣る値の場合には、テーブル４３に書き込まないようにする。
この構成によれば、無駄な演算を排除するとともに、テーブル４３の書き込み容量も低減させることが可能となる。

本実施形態によれば、経路探索部２５は、テーブル４３に書き込もうとするデータが、メインコストおよびサブコストをそれぞれ縦軸、横軸としたグラフ上で、テーブル４３に既に書き込まれたメインコストが最小となるデータとサブコストが最小となるデータとを結ぶ直線より外側に位置する場合には、テーブルに書き込まないようにする。
この構成によれば、良好な結果が得られる可能性が低いデータについて、あらかじめ採用しないこととすることで、無駄な演算を排除するとともに、テーブル４３の書き込み容量も低減させることができる。

本実施形態によれば、メインコストおよびサブコストは、それぞれ出発地から目的地までの時間、金額、距離、燃料消費量のいずれかである。
この構成によれば、時間、金額、距離、燃料消費量のいずれかを満たす経路を探索することができる。

本実施形態によれば、メインコストまたは前記サブコストの少なくとも一方を設定する設定手段を備え、経路探索部２５は、設定手段により設定されたメインコストおよびサブコストの条件を満たすように経路を探索する。
この構成によれば、設定手段により設定されたメインコストとサブコストの両方を満たす経路を探索することができる。

本実施形態によれば、設定手段は、経路探索部２５による経路探索開始前に、メインコストまたはサブコストの少なくとも一方を設定可能である。
この構成によれば、経路探索開始前に設定されたメインコストとサブコストの両方を満たす経路を探索することができる。

本実施形態によれば、設定手段は、経路探索部２５による経路探索開始後に、メインコストまたはサブコストの少なくとも一方を設定可能である。
この構成によれば、経路探索開始後に設定されたメインコストとサブコストの両方を満たす経路を探索することができる。

本実施形態によれば、経路探索部２５は、ナビゲーション装置１に搭載されており、設定手段は、ナビゲーション装置１が備えている探索条件の設定画面である。
この構成によれば、ナビゲーション装置１によりメインコストおよびサブコストを設定することができる。

なお、前記実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で更なる変形および応用が可能である。

例えば、前記実施形態においては、経路探索装置を車両に搭載されるナビゲーション装置１に搭載した場合の例について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、スマートフォン、携帯電話機あるいは携帯型パーソナルコンピュータなどの携帯端末を用い、この携帯端末に、ナビゲーション用のアプリケーションプログラムを実行させることで、経路探索装置としての機能を持たせるようにしてもよい。

また、経路探索部２５の機能は、経路探索プログラムによって実現されるものである。この経路探索プログラムは、ＣＤやＤＶＤなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、あるいは電気通信回線を通じて提供、販売などすることができる。

１ ナビゲーション装置
１１ 表示装置
１２ 操作スイッチ
２０ 制御部
２１ 記憶部
２２ ＧＰＳユニット
２３ 相対方位検出ユニット
２５ 経路探索部
２７ 地図データ
２８ テーブル記憶部
４０ ノード
４１ リンク
４２ ネットワーク構造
４３ テーブル
４４ 基準線

Claims (10)

1. 出発地から目的地までの経路を探索する経路探索部を備え、
   前記経路探索部は、設定したメインコストおよびサブコストに基づいて、前記サブコストの範囲内で、前記メインコストが最小となる経路を探索することを特徴とする経路探索装置。
2. 前記経路探索部は、ノードおよびリンクからなるネットワーク構造を、メインコストまたはサブコストの条件に基づいて複数の階層に配置し、前記各階層のネットワーク構造に基づいてダイクストラ法を用いて経路を探索することを特徴とする請求項１に記載の経路探索装置。
3. 前記経路探索部は、ノードおよびリンクからなるネットワーク構造を用い、前記ノードに対応し前記メインコストおよび前記サブコストのデータを書き込むテーブルを設け、前記テーブルに書き込まれたデータに基づいて、ダイクストラ法を用いて経路を探索することを特徴とする請求項１に記載の経路探索装置。
4. 前記経路探索部は、前記テーブルに書き込もうとするデータが、前記テーブルに既に書き込まれた前記メインコストおよびサブコストのデータより劣る値の場合には、前記テーブルに書き込まないことを特徴とする請求項３に記載の経路探索装置。
5. 前記経路探索部は、前記テーブルに書き込もうとするデータが、前記メインコストおよび前記サブコストをそれぞれ縦軸、横軸としたグラフ上で、前記テーブルに既に書き込まれた前記メインコストが最小となるデータと前記サブコストが最小となるデータとを結ぶ直線より外側に位置する場合には、前記テーブルに書き込まないことを特徴とする請求項３に記載の経路探索装置。
6. 前記メインコストおよび前記サブコストは、それぞれ出発地から目的地までの時間、金額、距離、燃料消費量のいずれかであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の経路探索装置。
7. 前記メインコストまたは前記サブコストの少なくとも一方を設定する設定手段を備え、
   前記経路探索部は、前記設定手段により設定されたメインコストおよびサブコストの条件を満たすように経路を探索することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の経路探索装置。
8. 前記設定手段は、前記経路探索部による経路探索開始前に、前記メインコストまたは前記サブコストの少なくとも一方を設定可能であることを特徴とする請求項７に記載の経路探索装置。
9. 前記設定手段は、前記経路探索部による経路探索開始後に、前記メインコストまたは前記サブコストの少なくとも一方を設定可能であることを特徴とする請求項７に記載の経路探索装置。
10. 前記経路探索部は、ナビゲーション装置に搭載されており、前記設定手段は、前記ナビゲーション装置が備えている探索条件の設定画面であることを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか一項に記載の経路探索装置。

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