JP2018136198A - ナビゲーション装置、経路探索サーバ、および経路探索方法 - Google Patents

Abstract

【課題】経路案内に際して走行困難区間を適宜に排除すると共に、その代替経路の経路品質を良好なものとする。【解決手段】ナビゲーション装置２００において、走行困難区間を含む経路を探索した場合、当該経路のコストに所定のペナルティコストを加算した上で当該経路を経路候補と特定し、探索した経路における走行困難区間の所定構成ノードから目的地に至る第一の部分経路と、探索した経路における出発地から探索済みのノードに至る第二の部分経路とを接続した代替経路を特定し、 第一および 第二の各部分経路のコストに、探索済みのノードから 走行困難区間の所定構成ノードに至る接続コストを加算した上で当該代替経路を経路候補と特定し、ペナルティコストを加算した経路候補と 接続コストを加算した経路候補とのうち、コストの小さいものを案内用経路として選択する演算装置２０４を含む構成とする。【選択図】図９

Description

本発明は、ナビゲーション装置、経路探索サーバ、および経路探索方法に関するものであり、具体的には、経路案内に際して走行困難区間を適宜に排除すると共に、その代替経路の経路品質を良好なものとする技術に関する。

自車両の現在位置を推定して道路地図上に示し、目的地に至る経路等を画面表示することで、ドライバに案内を行うカーナビゲーションシステム（以降、カーナビ）が知られている。

こうしたカーナビにおいて経路を設定する際は、道路をリンクとし交差点をノードとして扱ったデジタル地図データ（以降、地図データ）を使い、出発地から目的地に至るまでの旅行時間や距離、燃料消費量といったリンクコストの総和を最小化する経路を計算するのが一般的である。このような機能は経路探索機能と呼ばれ、その実現にはダイクストラ法やそれに準ずるアルゴリズムが広く利用されている。

カーナビが探索した経路の情報は、画面表示や音声を使ったドライバへの案内のために使われるだけでなく、自動運転車両が目的地まで自動走行するためにも使われることが想定される。そのため、実際の道路を当該経路に沿って走行する際の安全性が重要である。

一方、従来のカーナビは、実際の道路のうち走行が困難となる区間（以降、走行困難区間）を含む経路を探索することがある。例えば、複数のレーンで構成される本線道路に左側から合流した後、直近交差点までの短い距離を走行する間に複数回右側にレーン移動して、交差点で右折する、といった区間を含む経路である。こうした経路は、ドライバを案内する上でも、自動運転車両を制御する上でも、安全性に支障をきたす恐れがあり、好ましくない。

そこで、無理な車線変更を強いられる経路（走行困難経路）が案内経路に含まれないよう考慮する従来技術として、ノード間を接続するリンクのリンク情報とリンク間の接続情報とに基づき、出発地から目的地への経路である案内経路を設定する経路設定手段を備えた経路設定装置において、前記経路設定手段は、片道２車線以上のリンクに接続された後、その前方で右左折又は分岐する経路であって、前記接続地点から前記右左折／分岐地点までの距離と当該距離を走行する間に強いられる車線変更の回数とに少なくとも基づく計算値が所定の判定条件を満たさない経路である走行困難経路を含まない前記案内経路を設定可能であることを特徴とする経路設定装置（特許文献１参照）などが提案されている。

特開２００１−３３０４５９号公報

従来技術においては、ダイクストラ法またはそれに準ずるアルゴリズムを利用して、走行困難区間を含む経路に対して相対的に大きいコストを設定する。これにより、走行困難区間を含む経路が案内されることを抑止する。

しかしながら、ダイクストラ法では、未確定のノードのうちコストが最小のノードを選
択し、そのノードのコスト及び出発地からの経路を確定させる処理を繰り返していく。そのため、経路中の走行困難区間を検出したときには既に多くのノードが確定済みの状態である。従って、走行困難区間を検出した後で、その経路を抑止しても、代替経路となり得る経路候補（最終的に案内用経路が選択されるまでに候補となる経路）のバリエーションが限定的となる。その結果、案内用経路として選択される代替経路が、遠回りするなど、適切なものにならないことが想定される。

そこで本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、経路案内に際して走行困難区間を適宜に排除すると共に、その代替経路の経路品質を良好なものとする技術の提供を目的とする。

上記課題を解決する本発明のナビゲーション装置は、出発地から目的地までの経路を探索するナビゲーション装置であって、走行困難区間を含む経路を探索した場合、当該経路のコストに所定のペナルティコストを加算した上で当該経路を経路候補と特定する処理と、前記探索した経路における走行困難区間の所定構成ノードから目的地に至る第一の部分経路と、前記探索した経路における出発地から探索済みのノードに至る第二の部分経路とを接続した代替経路を特定し、前記第一および前記第二の各部分経路のコストに、前記探索済みのノードから前記走行困難区間の所定構成ノードに至る接続コストを加算した上で当該代替経路を経路候補と特定する処理と、前記ペナルティコストを加算した経路候補と前記接続コストを加算した経路候補とのうち、コストの小さいものを案内用経路として選択する処理と、を実行する演算装置を備えることを特徴とする。

また、本発明の経路探索サーバは、出発地から目的地までの経路を探索する経路探索サーバであって、走行困難区間を含む経路を探索した場合、当該経路のコストに所定のペナルティコストを加算した上で当該経路を経路候補と特定する処理と、前記探索した経路における走行困難区間の所定構成ノードから目的地に至る第一の部分経路と、前記探索した経路における出発地から探索済みのノードに至る第二の部分経路とを接続した代替経路を特定し、前記第一および前記第二の各部分経路のコストに、前記探索済みのノードから前記走行困難区間の所定構成ノードに至る接続コストを加算した上で当該代替経路を経路候補と特定する処理と、前記ペナルティコストを加算した経路候補と前記接続コストを加算した経路候補とのうち、コストの小さいものを案内用経路として選択する処理と、当該案内用経路の情報を所定装置に送信する処理と、を実行する演算装置を備えることを特徴とする。

また、本発明の経路探索方法は、出発地から目的地までの経路を探索するナビゲーション装置が、走行困難区間を含む経路を探索した場合、当該経路のコストに所定のペナルティコストを加算した上で当該経路を経路候補と特定する処理と、前記探索した経路における走行困難区間の所定構成ノードから目的地に至る第一の部分経路と、前記探索した経路における出発地から探索済みのノードに至る第二の部分経路とを接続した代替経路を特定し、前記第一および前記第二の各部分経路のコストに、前記探索済みのノードから前記走行困難区間の所定構成ノードに至る接続コストを加算した上で当該代替経路を経路候補と特定する処理と、前記ペナルティコストを加算した経路候補と前記接続コストを加算した経路候補とのうち、コストの小さいものを案内用経路として選択する処理と、を実行することを特徴とする。

また、本発明の経路探索方法は、出発地から目的地までの経路を探索する経路探索サーバが、走行困難区間を含む経路を探索した場合、当該経路のコストに所定のペナルティコストを加算した上で当該経路を経路候補と特定する処理と、前記探索した経路における走行困難区間の所定構成ノードから目的地に至る第一の部分経路と、前記探索した経路にお
ける出発地から探索済みのノードに至る第二の部分経路とを接続した代替経路を特定し、前記第一および前記第二の各部分経路のコストに、前記探索済みのノードから前記走行困難区間の所定構成ノードに至る接続コストを加算した上で当該代替経路を経路候補と特定する処理と、前記ペナルティコストを加算した経路候補と前記接続コストを加算した経路候補とのうち、コストの小さいものを案内用経路として選択する処理と、当該案内用経路の情報を所定装置に送信する処理と、を実行することを特徴とする。

本発明によれば、経路案内に際して走行困難区間を適宜に排除すると共に、その代替経路の経路品質を良好なものとできる。

実施例１におけるシステム構成例を示す図である。 実施例１におけるナビゲーション装置の構成例を示す図である。 走行困難区間を含む経路の一例を示す図である。 走行困難区間を含む経路の一例を示す図である。 経路探索終了時、経路が走行困難区間を含んでいる状態を示す図である。 本実施形態における経路探索方法のフロー例１を示す図である。 従来技術で提示可能な代替経路の一例を示す図である。 従来技術で提示できない代替経路の一例を示す図である。 実施例１における経路候補を追加する手順を示す図である。 実施例１における経路候補を追加する手順を示す図である。 実施例１における経路探索方法のフロー例２を示す図である。 経路候補管理テーブルの一例を示す図である。 走行困難区間を含む経路候補とその代替経路の案内方法の一例を示す図である。 走行困難区間を含む経路候補とその代替経路の案内方法の一例を示す図である。 実施例２における経路探索方法のフロー例を示す図である。 実施例３におけるシステム構成例を示す図である。 実施例３における経路探索サーバの構成例を示す図である。

−−−実施例1−−−

以下に本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、実施例１におけるシステム構成例を示す図である。図１に示すシステム構成では、車両１００にナビゲーション装置２００が搭載された構成を例示している。こうした構成におけるナビゲーション装置２００は、経路案内に際して走行困難区間を適宜に排除すると共に、その代替経路の経路品質を良好なものとする装置である。こうしたナビゲーション装置２００は、ドライバからの要求に応じて目的地までの経路を探索し、当該ドライバへの案内や自動運転車両の制御を実現する。

図１で例示するナビゲーション装置２００は、上述のドライバが操作する車両１００に搭載されている。この車両１００は、一般的な自動車としての機構の他に、ナビゲーション装置２００および車両制御ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）３００を備えている。

このうちナビゲーション装置２００は、出力部２１０、操作部２２０、制御部２３０、記憶部２４０、センサ２５０、外部通信部２６０、および、車両通信部２７０を備えてい
る。以下では、このナビゲーション装置２００が経路を探索し、車両１００のドライバへの案内を行い、或いは自動運転車両に経路を送信する一連の流れを説明する。

まず、制御部２３０の自車位置推定部２３１は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）ユニットなどの適宜な測位センサや、ジャイロセンサ、加速度センサなどを含むセンサ２５０から得た情報と、車両通信部２７０から取得した車速情報とを用いて、自車位置を推定する。なお、車両通信部２７０は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの規格に対応したものとなっている。

一方、車両１００のドライバが、タッチパネルなどの操作部２２０から目的地設定操作を行ったとする。この場合、制御部２３０の経路探索部２３２は、上述で推定した自車位置から目的地までの間について経路探索を行う。

この経路探索は、経路探索部２３２が地図データ２４１を用いて、ダイクストラ法などのアルゴリズムにより実現する。この際、ＷｉＦｉモジュールなどの外部通信部２６０を通して、目的地周辺やそこに至る道路等に関する最新の交通情報を受信し、経路探索に適宜用いるとしてもよい。また、上述の地図データ２４１は、自動運転を目的として整備が進んでいる、高精度な道路データを含んでいてもよい。

また、制御部２３０の経路誘導部２３３は、上述の経路探索で得た経路の情報に基づき、画面表示や音声発話によりドライバを案内するための情報を作成し、これを、ディスプレイである表示部２１１やスピーカである音声出力部２１２などの出力部２１０に出力する。なお、車両１００が経路に沿った自動運転に対応している場合、経路送信部２３４が上述の経路探索で得た経路の情報を、車両通信部２７０を通して車両制御ＥＣＵ３００に送信する。

また、上述のナビゲーション装置２００のハードウェア構成は、例えば図２に例示するものとなる。ナビゲーション装置２００は、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）やハードディスクドライブなど適宜な不揮発性記憶素子で構成される記憶装置２０１、ＲＡＭなど揮発性記憶素子で構成されるメモリ２０３、記憶装置２０１に保持されるプログラム２０２をメモリ２０３に読み出すなどして実行し装置自体の統括制御を行なうとともに各種判定、演算及び制御処理を行なうＣＰＵなどの演算装置２０４、ユーザたるドライバからのタッチ入力や音声入力を受け付ける入力装置２０５、処理データの表示や音声出力を行うディスプレイやスピーカー等の出力装置２０６、適宜な通信路を介して他装置とのデータ通信処理を担う通信装置２０７、を備える。

なお、図１で示した構成のうち、出力部２１０は出力装置２０６により実装され、操作部２２０は入力装置２０５により実装され、制御部２３０は演算装置２０４により実装され、記憶部２４０は記憶装置２０１により実装され、外部通信部２６０および車両通信部２７０は通信装置２０７により実装される。また、記憶装置２０１内には、本実施形態のナビゲーション装置２００として必要な機能を実装する為のプログラム２０２に加えて、上述の地図データ２４１と、経路候補管理テーブル２４２（後述）が少なくとも記憶されている。

次に、図３Ａおよび図３Ｂを用いて、走行困難区間を含む経路について説明する。ここで想定する状況において、図３Ａで示すように、自車両が片側４車線（車線１〜４）の本線道路に左折合流しようとしている。この場合の経路は、本線道路の車線１に進入した後、直近交差点Ｙで車線４から右折するものである。そのため、当該自車両は直近交差点Ｙまで走行する間に、車線１から車線２、車線２から車線３、車線３から車線４へと、合計３回のレーン移動をする必要が生じる。しかし、本線道路への合流地点Ｘから直近交差点
Ｙまでの距離Ｚが所定基準より短い場合、上述の３回のレーン移動は困難である。さらに、本線道路上を他車両が走行していた場合、無理にレーン移動しようとすると衝突する恐れがあり危険である。そのため、図３Ａのような経路は案内用経路として選択せず、抑止する必要がある。より具体的には、経路探索を行う際、図３Ｂに示したリンク、ノードで構成される走行困難区間を通ることを抑止する必要がある。

以下、本実施形態における経路探索方法の実際手順について図に基づき説明する。以下で説明する経路探索方法に対応する各種動作は、ナビゲーション装置２００がメモリ等に読み出して実行するプログラムによって実現される。そして、このプログラムは、以下に説明される各種の動作を行うためのコードから構成されている。

図４は、経路探索終了時、経路が走行困難区間Ｒを含んでいる状態を示す図であり、また、図５は、実施例１における経路探索方法のフロー例１を示す図である。これら図４及び図５を参照して、探索後の経路から走行困難区間Ｒを検出する処理について説明する。

図４に示すように自車両は出発地Ｓに位置しており、この自車両のドライバによってナビゲーション装置２００にて目的地Ｇが設定されたとする。この場合、ナビゲーション装置２００は、ダイクストラ法に従って経路探索を開始する。ダイクストラ法では、未確定のノードのうち、出発地からのコストが最も小さいノードの確定と、確定させたノードに隣接するノードのコストの更新、という処理を繰り返す。

上述のノードの確定処理では、出発地Ｓからそのノードに至るまでのコストを登録するのに加え、そのノードに至る１つ前のノードを登録する。例えば、図中におけるノードｂを確定させる場合、１つ前のノードｅを、また、ノードｄを確定させる際は１つ前のノードｃを登録することとなる。

ナビゲーション装置２００は、こうした一連の処理を継続していき、目的地Ｇに到達する（ノードＧのコストが更新される）と、その時点で処理を打ち切る。その後、ノードＧから、確定時に登録した１つ前のノードをＧ→ｋ→ｄ→ｃ→ｂ→ｅ→Ｓと順次辿り、さらにそれを逆向きに再構築することで、経路Ｘ（Ｓ→ｅ→ｂ→ｃ→ｄ→ｋ→Ｇ）を作成することができる。ここで、区間ｅ→ｂ→ｃ→ｄ→ｋは走行困難区間Ｒであるとする。
こうして経路Ｘを探索したナビゲーション装置２００が、当該経路Ｘに含まれる走行困難区間Ｒを検出するフローについて、図５に基づき説明する。

この場合、ナビゲーション装置２００は、上述の経路Ｘを構成するノード数（経路Ｘの場合は、Ｓ、ｅ、ｂ、ｃ、ｄ、ｋ、Ｇの７つ）だけ、すなわち各ノードについてＳ１４０２からＳ１４１３までの処理を繰り返すループを開始する（Ｓ１４０１）。

続いて、ナビゲーション装置２００は、今次のループにて処理対象とした所定ノードに接続するリンクの数が３以上であるか否かを判定する（Ｓ１４０２）。一般的に、合流地点には３本以上の道路が接続しているため、本判定を行う。なお、こうした判定には、地図データ２４１が、各ノードおよび各リンクに関して保持する情報を利用するものとする（以下の各判定でも同様）。

上述の判定の結果、該当ノードに接続するリンクの数が３以上でなかった場合（Ｓ１４０２：Ｎｏ）、ナビゲーション装置２００は、処理を次のノードに関する処理に進める。

他方、上述の判定の結果、該当ノードに接続するリンクの数が３以上であった場合（Ｓ１４０２：Ｙｅｓ）、ナビゲーション装置２００は、該当ノードの退出リンクが２車線以上の道路であるか否かを判定する（Ｓ１４０３）。

上述の判定の結果、該当ノードの退出リンクが２車線以上の道路でなかった場合（Ｓ１４０３：Ｎｏ）、ナビゲーション装置２００は、次のノードに関する処理に進む。

他方、上述の判定の結果、該当ノードの退出リンクが２車線以上の道路であった場合（Ｓ１４０３：Ｙｅｓ）、ナビゲーション装置２００は、該当ノードの退出リンクの道路種別が高速道路であるか、一般道路であるかを判定する（Ｓ１４０４）。退出リンクの道路種別が高速道路であるか一般道路であるかによって、走行困難区間の構成が異なるため、本判定を行う。

上述の判定の結果、該当ノードの退出リンクの道路種別が高速道路であった場合（Ｓ１４０４：Ｙｅｓ）、ナビゲーション装置２００は、進入リンクのリンク種別がランプまたはＪＣＴ（ジャンクション、渡り線とも呼ぶ）であるか（Ｓ１４０５）、退出リンクのリンク種別が本線道路であるか（Ｓ１４０６）について判定する。

このＳ１４０５、Ｓ１４０６のいずれかの判定結果がＮｏ、すなわち進入リンクのリンク種別がランプまたはＪＣＴでないか、退出リンクのリンク種別が本線道路でない場合、ナビゲーション装置２００は、次のノードに関する処理に進む。

他方、上述のＳ１４０５、Ｓ１４０６の判定結果がともにＹｅｓ、すなわち進入リンクのリンク種別がランプまたはＪＣＴ（ジャンクション、渡り線とも呼ぶ）であり、かつ、退出リンクのリンク種別が本線道路である場合、ナビゲーション装置２００は、当該ノードが合流地点であると判定する。

また、上述のＳ１４０４の判定において、該当ノードの退出リンクの道路種別が一般道路であった場合（Ｓ１４０４：Ｎｏ）、ナビゲーション装置２００は、該当ノードに信号機が設置されていないこと（Ｓ１４０７）、進入リンクの道路種別に対して、退出リンクの道路種別の方が格上（より太い、幹線道路）であること（Ｓ１４０８）を判定する。

上述のＳ１４０７における判定の結果、該当ノードに信号機が設置されている場合（Ｓ１４０７：Ｙｅｓ）、または、Ｓ１４０８における判定の結果、進入リンクの道路種別に対して、退出リンクの道路種別の方が格上でない場合（Ｓ１４０７：Ｎｏ）、ナビゲーション装置２００は、次のノードに関する処理に進む。

一方、Ｓ１４０７における判定の結果、該当ノードに信号機が設置されていない場合（Ｓ１４０７：Ｎｏ）、かつＳ１４０８における判定の結果、進入リンクの道路種別に対して、退出リンクの道路種別の方が格上である場合（Ｓ１４０８：Ｙｅｓ）、ナビゲーション装置２００は、当該ノードが合流地点であると判定する。

続いて、ナビゲーション装置２００は、上述の各判定で特定した合流地点から経路上の所定距離内に右左折を含む分岐地点があるか否かを判定する（Ｓ１４０９）。

上述の判定の結果、合流地点から経路上の所定距離内に右左折を含む分岐地点が無い場合（Ｓ１４０９：Ｎｏ）、ナビゲーション装置２００は、次のノードに関する処理に進む。 他方、上述の判定の結果、合流地点から経路上の所定距離内に右左折を含む分岐地点がある場合（Ｓ１４０９：Ｙｅｓ）、ナビゲーション装置２００は、該当分岐地点におけるレーン位置を特定し（Ｓ１４１０）、合流から分岐までに必要なレーン移動回数を算出する（Ｓ１４１１）。

続いて、ナビゲーション装置２００は、合流から分岐までの距離に対してレーン移動回
数が、所定基準より多いか否かを判定する（Ｓ１４１２）。この場合、具体的には、合流から分岐までの距離ｄ（例：０．５ｋｍ）で、レーン移動回数ｋ（例：２）を除算したｋ／ｄ（例：４）の値が、所定の閾値（例：２）より大きいか否か判定する。

上述の判定の結果、合流から分岐までの距離に対するレーン移動回数が、所定基準より少ない場合（Ｓ１４１２：Ｎｏ）、すなわち、距離当たりのレーン移動回数が閾値以下で走行困難ではないと判定し、ナビゲーション装置２００は、次のノードに関する処理に進む。

他方、上述の判定の結果、合流から分岐までの距離に対してレーン移動回数が所定基準より多い場合（Ｓ１４１２：Ｙｅｓ）、経路上に当該ノードを合流地点とする走行困難区間が存在すると判定し、その走行困難区間Ｒの構成ノード（図４におけるノードｅ、ｂ、ｃ、ｄ、ｋ）を、記憶装置１０１に記憶する（Ｓ１４１３）。
次に、図６及び図７を参照して、上述の走行困難区間Ｒを通る経路Ｘを抑止した結果、ドライバに提示可能な代替経路について説明する。

このうち図６は、従来技術で提示可能な代替経路の一例を示している。図４における経路Ｘに走行困難区間Ｒが含まれていた場合に、経路Ｘを抑止して代替経路を得る方法として、経路Ｘが目的地Ｇに到達した直後の状態から経路探索を再開する方法がある。これにより、未確定ノードの確定、コストの更新処理が進むため、走行困難区間Ｒの一部を通り、ノードｑから目的地Ｇに到達する代替経路Ａや、走行困難区間Ｒを一切通らず、ノードｐから目的地Ｇに到達する代替経路Ｂなどを提示可能となる。

一方、図７は、従来技術で提示できない代替経路の一例を示している。図６における代替経路Ａや代替経路Ｂは、探索を再開することで提示できるのに対して、図７における代替経路Ｙや代替経路Ｚは提示できない。これは、先述したダイクストラ法のノード確定処理において、そのノードに至る１つ前のノードを登録することが理由となっている。

例えば、ノードｂを確定した時点で１つ前のノードｅを登録するため、ノードａからノードｂに至る代替経路Ｙは提示できなくなる。また、ノードｄを確定した時点で１つ前のノードｃを登録するため、ノードｇからノードｄに至る代替経路Ｚは提示できなくなる。
本発明は、図７の代替経路Ｙや代替経路Ｚで例示される、従来技術では提示できない経路を提示可能とするものであり、代替経路となり得る経路候補のバリエーションを増やすことにより、走行困難区間を含む経路を抑止した場合の代替経路の品質を向上することができる。

続いて、図８Ａ、図８Ｂ及び図９を参照して、経路候補追加処理及び経路選択処理のフローについて説明する。この場合、ナビゲーション装置２００は、経路探索部２３２により得ている経路候補が走行困難区間を含んでおり、当該走行困難区間の構成ノードが記憶装置１０１にて記憶されているか否かを判定する（Ｓ１８０１）。なお、当該判定の対象となる走行困難区間は、図５のフローにおける処理で特定されたものである。

上述の判定の結果、該当経路候補が走行困難区間を含んでいなかった場合（Ｓ１８０１：Ｎｏ）、ナビゲーション装置２００は、走行困難区間を含んでいない該当経路候補を案内用経路として選択し（Ｓ１８１４）、処理を終了する。

一方、上述の判定の結果、該当経路候補が走行困難区間を含んでおり、走行困難区間の構成ノードが記憶装置１０１にて記憶されていた場合（Ｓ１８０１：Ｙｅｓ）、ナビゲーション装置２００は、該当経路候補に所定のペナルティコスト（例：所要時間や有料道路料金などであり、例えば、距離当たりのレーン移動回数の多さなど走行困難性の高さに応
じて予め定めた所定値）を加算する（Ｓ１８０２）。これにより、走行困難区間を含む元の経路候補が案内用経路として選択されにくくする。

続いて、ナビゲーション装置２００は、上述の走行困難区間の構成ノードの隣接ノードの情報を取得する（Ｓ１８０３）。具体的には、図８に示す走行困難区間の構成ノードｂに隣接するノードａ及びノードｉ、ノードｃに隣接するノードｆ及びノードｊ、ノードｄに隣接するノードｇ及びノードｍ、および、ノードｋに隣接するノードｊ及びノードｌ、の各情報を取得する。

ここで、走行困難区間の最初のノードであるノードｅの隣接ノードは取得しない。その理由は、走行困難区間の最初のノードを含めてしまうと、追加する経路候補が必ず走行困難区間を含むことになるためである。また、同様の理由で、走行困難区間の構成ノードに隣接するノードが走行困難区間の構成ノードであった場合は取得しない。例えば、走行困難区間の構成ノードｂに隣接するノードｃ、ノードｋに隣接するノードｄなどは取得しない。

以降、ナビゲーション装置２００は、Ｓ１８０４からＳ１８１０までの各処理を、上述の隣接ノード数（図８の例では７）だけ繰り返す（Ｓ１８０４〜Ｓ１８１１）。

このループにおいて、ナビゲーション装置２００は、今次の処理対象とした隣接ノードが探索済みか否かを判定する（Ｓ１８０５）。ここで、「探索済み」は、経路探索終了時までにコストが１度でも更新されたノードの状態を意味し、確定か未確定かは問わない。
上述の判定の結果、隣接ノードが探索済みでなかった場合（Ｓ１８０５：Ｎｏ）、ナビゲーション装置２００は、次の隣接ノードに関する処理に進む。

他方、上述の判定の結果、隣接ノードが探索済みであった場合（Ｓ１８０５：Ｙｅｓ）、ナビゲーション装置２００は、当該隣接ノードから走行困難区間に進入可能であるか否かを判定する（Ｓ１８０６）。例えば、図８で、走行困難区間Ｒの構成ノードに隣接するノードａからノードｂに進入可能であるかを判定する。進入できない要因としては、一方通行や、右左折禁止などの通行規制が挙げられる。

上述の判定の結果、隣接ノードから走行困難区間Ｒに進入可能でない場合（Ｓ１８０６：Ｎｏ）、ナビゲーション装置２００は、次の隣接ノードに関する処理に進む。

他方、上述の判定の結果、隣接ノードから走行困難区間Ｒに進入可能である場合（Ｓ１８０６：Ｙｅｓ）、ナビゲーション装置２００は、走行困難区間Ｒの構成ノードに隣接するノードから走行困難区間Ｒに進入する場合のコスト、すなわち接続コストを計算する（Ｓ１８０７）。図８の例では、例えば、ノードａからノードｂに向かうコストに相当する。

続いて、ナビゲーション装置２００は、上述の走行困難区間Ｒの構成ノードから目的地Ｇに至る部分経路と、出発地Ｓから走行困難区間Ｒの構成ノードに隣接する探索済みのノードに至る部分経路とを接続する（Ｓ１８０８）。

図８の例であれば、ナビゲーション装置２００は、例えば、ノードｂからノードｃ、ｄ、ｋを経由して目的地Ｇに至る第一の部分経路Ｃと、出発地Ｓからノードａに至る第二の部分経路Ｄとを接続し、Ｓ→ａ→ｂ→ｃ→ｄ→ｋ→Ｇの順に目的地に向かう経路候補を作成する。

なお、接続後の経路候補のコスト総和は、（第一の部分経路Ｃのコスト）＋（第二の部
分経路Ｄのコスト）＋（接続コスト）となる。接続コストの計算で考慮するものとして、いくつかのパターンが考えられる。ノードａとｂの間のリンクコストだけを接続コストとしてもよいし、ノードａで合流する際の角度コスト（例：出発地Ｓからノードａの車線に合流する際の、車両進行方向の延長線と該当車線の延長線との間で成す夾角の大きさに応じて予め定めた時間等のコスト）を加味してもよい。さらに、元の経路候補におけるノードｃのコストは、ノードｅからｂで合流する際の角度コストを加味して計算されているため、その角度コストと、接続後の経路候補中のノードａからノードｂを通過する際の角度コストとの差分を加味してもよい。

続いて、ナビゲーション装置２００は、Ｓ１８０８における接続処理で得られた経路候補が走行困難区間を含んでいるか否かを判定する（Ｓ１８０９）。この判定処理は、図５に示すフローと同様のため、説明は省略する。

上述の判定の結果、接続処理で得られた経路候補が走行困難区間を含んでいた場合（Ｓ１８０９：Ｙｅｓ）、ナビゲーション装置２００は、該当経路候補を経路候補としての追加対象外とし、次の隣接ノードに関する処理に進む。

他方、上述の判定の結果、接続処理で得られた経路候補が走行困難区間を含んでいなかった場合（Ｓ１８０９：Ｎｏ）、ナビゲーション装置２００は、Ｓ１８０８における接続処理で得ている経路候補を、経路候補管理テーブル２４２（図１０参照、説明は後述）に追加する（Ｓ１８１０）。

ナビゲーション装置２００は、上述のＳ１８０４からＳ１８１０までの各処理を、隣接ノード数分繰り返した後、経路候補管理テーブル２４２に追加した経路候補があるか否かを判定する（Ｓ１８１２）。

上述の判定の結果、経路候補管理テーブル２４２に追加した経路候補がなければ（Ｓ１８１２：Ｎｏ）、ナビゲーション装置２００は、走行困難区間を含む元の経路候補だけしか経路候補がないため、元の経路候補を案内用経路として選択し（Ｓ１８１４）、処理を終了する。

他方、上述の判定の結果、経路候補管理テーブル２４２に追加した経路候補があれば（Ｓ１８１２：Ｙｅｓ）、ナビゲーション装置２００は、経路候補管理テーブル２４２の中で、コストが最も小さい経路候補を案内用経路として選択し、これの情報を表示部２１１や音声出力部２１２で出力し（Ｓ１８１３）、当該フローを終了する。

以上で説明したフローにより、図７で例示した代替経路Ｙや代替経路Ｚを経路候補として追加でき、コストが最も小さかった場合は、案内用経路としてユーザたるドライバに提示可能となる。

なお、経路候補を追加する処理のフローは、これに限定されるものではない。例えば、図９では、走行困難区間の構成ノードに隣接するノードを取得して探索済みか否かを判定したが、判定対象とするノードを、走行困難区間の構成ノードから２つ以上離れたノードまで拡張してもよい。その場合は、複数のリンクを跨ぐ際のコストを接続コストとする必要がある。

次に、図１０を参照して、上述の経路候補管理テーブル２４２について説明する。経路候補管理テーブル２４２は、最も早く目的地に到達した元の経路候補や、図９のフローで追加した経路候補を管理するためのテーブルである（図９、Ｓ１８１０参照）。

こうした経路候補管理テーブル２４２は、経路候補ＩＤ９０１、コスト９０２、走行困難区間通過フラグ９０３、経路長９０４、自動運転区間長９０５、経路内リンク数９０６、および、経路内リンクＩＤ列９０７で構成される。

このうち経路候補ＩＤ９０１は、複数ある経路候補を一意に識別するための番号である。また、コスト９０２は、該当経路候補のコスト総和である。その経路候補が走行困難区間を含む場合はペナルティコスト加算後の値を、図９のフローで追加した経路候補の場合は２つの部分経路のコストと接続コストの総和が設定されている。

また、走行困難区間通過フラグ９０３は、該当経路候補が走行困難区間を通過していれば「１」が、そうでなければ「０」が設定さている。また、経路長９０４は、該当経路候補における出発地から目的地までのリンクの長さの総和である。

また、自動運転区間長９０５は、該当経路候補のうち自動運転が可能な区間の長さである。自動運転は高速道路から導入開始が見込まれる。このことから、経路候補のうち、道路種別が高速道路であるリンクの長さの総和を設定してもよいし、図１における地図データ２４１に格納される各リンクに、自動運転の可否を示す情報が付与されている場合は、経路候補のうち、自動運転が可能であることを示す情報が付与されたリンクの長さの総和を設定してもよい。

また、経路内リンク数９０６は、経路候補を構成するリンクの数である。また、経路内リンクＩＤ列９０７は、経路候補を構成するリンクを識別するためのＩＤの列である。以上、経路候補管理テーブル２４２について説明したが、上述のテーブル構成に限定されるものではない。例えば、経路内のリンクが存在するメッシュ（地図データの管理単位）を特定する情報を含めてもよいし、各リンクの方向や属性情報を追加してもよい。

次に、図１１Ａ、図１１Ｂを参照して、走行困難区間Ｒを含む経路候補とその代替経路の案内方法について説明する。経路探索及び経路候補追加処理の結果、走行困難区間Ｒを含む経路候補と、追加した経路候補が得られたとき、コスト総和の大小が僅差となることが考えられる。

この場合、ナビゲーション装置２００は、ユーザが案内用経路を適宜に選択できるよう、表示部２１１や音声出力部２１２を通して複数の経路候補をドライバに提示するとしてもよい。

例えば図１１Ａに示すように、走行困難区間Ｒを含む経路候補である経路Ｘと、追加した経路候補である代替経路Ｙが得られたとする。また、ノードａ、ｂ、ｄは高速道路のＩＣ（インターチェンジ）に対応しており、経路ＸはノードｂのＩＣから高速道路に乗り、ノードｄのＩＣで高速道路を降りる経路である。また、代替経路ＹはノードａのＩＣから高速道路に乗り、ノードｄのＩＣで高速道路を降りる経路である。

本発明は、走行困難区間Ｒより手前（出発地側）で経路が変化する代替経路を提示できることが特徴であるため、例えば「１つ手前のＩＣから高速道路に乗る」といった経路の提示が可能となる。

このとき、経路Ｘと代替経路Ｙとの間で、それぞれのコスト総和の大小が僅差だった場合、ナビゲーション装置２００は、図１１Ｂに示すような出力部２１０における画面１１００や音声の出力によって、ドライバに対し各経路候補の比較結果を提示する。「有料優先」の経路候補が経路Ｘに、「走りやすさ優先」の経路候補が代替経路Ｙに対応する。この場合の画面１１００には、各経路候補の自動運転区間や、乗り／降りの各ＩＣなどを表
示し、さらに、音声では代替経路Ｙを提示した理由である「余裕を持って車線変更できる」ことを発話する。このように、本発明により追加した経路候補を、追加した理由とともに提示することにより、ユーザが、自身の運転技量や好みなどに応じて自由に案内用経路を選択することが可能となる。
−−−実施例２−−−

続いて、図９に示したフローにおいて追加経路候補が見つからなかった場合、つまり、走行困難区間を含む経路候補だけしか特定出来なかった場合に、再探索を行うことで、走行困難区間を含む経路が案内用経路となることを回避する処理について、図１２に基づき説明する。なお、図９のフローと共通するステップについては、同じ符号を付け、説明は省略するものとする。ここでは、Ｓ１８１２での判定ステップから説明を行う。

ナビゲーション装置２００は、Ｓ１８１２において、経路候補管理テーブル２４２にて追加した経路候補が無いことが判明した場合（Ｓ１８１２：Ｎｏ）、走行困難区間の最終ノードに向かうリンクに擬似的に通行規制を設定する（Ｓ２１０１）。具体的には、図４のノードｄからｋに向かうリンクに通行規制（例：通行止めの情報を設定）を設定する。
これにより、再探索を行う際に、ノードｄからｋのコストを更新しないため、結果として、経路が走行困難区間を含むのを抑止することができる。

続いて、ナビゲーション装置２００は、出発地Ｓから目的地Ｇまでの経路を再探索し（Ｓ２１０２）、目的地Ｇのノードのコストが更新された時点で、処理を打ち切り、走行困難区間を検出するフロー（図５参照）に移る。走行困難区間の検出を再び行う理由は、Ｓ２１０１で設定した擬似的な通行規制により、１度目の探索で検出した走行困難区間を含む経路を抑止することはできるが、再探索した結果、別の走行困難区間を通る可能性があるためである。もし、再探索後の経路も走行困難区間を含んでいた場合は、経路候補を追加するフロー（図９参照）に移る。以上で説明した実施例２により、走行困難区間を含む経路が案内用経路として選択される可能性をさらに低くし、結果として、よりユーザは安全・安心な案内用経路で走行することができる。
−−−実施例３−−−

実施例３では、ナビゲーション装置２００に代わって経路探索サーバ４００が経路探索を行い、得られた経路情報をナビゲーション装置２００に送信する構成を示す。例えば、高頻度で電子地図をアップデートし、道路管理者等の提供する最新の交通情報も保持する経路探索サーバ４００が経路探索を行うとすれば、最新の交通情報や地図データ４３１を用いて経路探索を行える利点がある。また、ナビゲーション装置２００の処理負荷を低減することができる。

図１３および図１４を参照して、実施例３における経路探索サーバ４００について説明する。この場合の経路探索サーバ４００は、制御部４１０、通信部４２０、および、記憶部４３０を備えている。また、経路探索サーバ４００のハードウェア構成は、必要な機能を実装するプログラム４０２等を保持する記憶装置４０１、メモリ４０３、演算装置４０４、および、通信装置４０５を含んでいる。サーバ装置であるため、入力装置および出力装置は必須構成ではないが、備えるとしてもよい。また、記憶装置４０１には、実施例１、２のナビゲーション装置２００と同様に、地図データ４３１および経路候補管理テーブル４３２を保持するものとする。

この場合のナビゲーション装置２００は、携帯電話網などの適宜な通信網５００を介して、車両１００の自車位置およびドライバが設定した目的地の情報６０１を、経路探索サーバ４００に送信する。

一方、経路探索サーバ４００は、上述のナビゲーション装置２００が送信してきた、上述の自車位置および目的地の情報６０１を通信部４２０で受信すると、経路探索部４１１により、地図データ４３１を用いた経路探索を行う。なお、経路探索後の走行困難区間を検出する処理（図５参照）や、経路候補を追加する処理（図９参照）は、先述のナビゲーション装置２００におけるフローと同じである。そのため該当処理の説明は省略する。

また、経路探索サーバ４００は、案内用経路の選択が完了すると、その経路情報６０２をナビゲーション装置２００に送信する。ナビゲーション装置２００は、経路探索サーバ４００から受信した経路情報６０２を、案内用経路として出力部２１０で出力して案内を行う。

なお、経路探索サーバ４００は、経路探索を行った結果、コストの大小が僅差である経路候補が複数あった場合、当該複数の経路候補を経路情報６０２としてナビゲーション装置２００に送信してもよい。この場合のナビゲーション装置２００は、図１１に示した案内方法により、ユーザたるドライバに複数の経路候補を提示する。さらに、車両１００が経路に沿った自動運転に対応している場合、ナビゲーション装置２００は、当該経路の情報を車両制御ＥＣＵ３００に送信して車両制御に用いるものとできる。なお、経路情報６０２のデータフォーマットについては、図１０に示した経路候補管理テーブルと同じものであってもよいし、他のフォーマットであってもよい。

以上、本発明を実施するための最良の形態などについて具体的に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、経路探索開始時に、目的地が１つに決められておらず、探索対象のエリアに属するノードのコストが更新できなくなるまで探索を継続する場合が考えられる。そのような場合においても、探索終了までに到達したあるノードに注目して、それを目的地とみなせば、出発地から目的地に至る経路候補が成立するため、本発明を適用できる。

こうした本実施形態によれば、走行困難区間を含む経路の代替経路となり得る経路候補のバリエーションを増やした上で、コストが最小となる経路候補を選択するため、結果として提示される案内用経路の品質が向上する。すなわち、経路案内に際して走行困難区間を適宜に排除すると共に、その代替経路の経路品質を良好なものとできる。

本明細書の記載により、少なくとも次のことが明らかにされる。すなわち、本実施形態のナビゲーション装置において、前記演算装置は、前記代替経路が走行困難区間を含む場合、当該代替経路を経路候補としないものである、としてもよい。
これによれば、走行困難区間を含む経路を代替経路として新たに提案する事態を回避出来る。

また、本実施形態のナビゲーション装置において、前記演算装置は、前記代替経路において、前記探索済みのノードから前記走行困難区間の所定構成ノードに至る間に通行規制がある場合、当該代替経路を経路候補としないものである、としてもよい。
これによれば、通行規制により走行出来ない区間を含む経路を代替経路として新たに提案する事態を回避出来る。

また、本実施形態のナビゲーション装置において、前記演算装置は、前記ペナルティコストを加算した経路候補と、前記接続コストを加算した経路候補との間で、コストの差が所定値より小さい場合、両方の経路候補の情報と、前記接続コストを加算した経路候補の方が前記ペナルティコストを加算した経路候補より走行しやすい旨の情報とを、所定装置に出力するものである、としてもよい。

これによれば、走行困難区間を含む経路と含まない代替経路とで、所要時間や所要金額といったコスト面で差異が少ない場合に、案内用経路の選択をユーザに委ねうるインターフェイスを提供可能となる。また、走行困難区間が含まれない経路候補の存在をユーザに明示的に示すこともできる。

また、本実施形態のナビゲーション装置において、前記演算装置は、特定出来た経路候補が、前記ペナルティコストを加算した経路候補のみであった場合、当該経路候補またはその周囲の所定箇所に通行規制を擬似的に設定し、経路の再探索を行うものである、としてもよい。
これによれば、ユーザが走行困難区間が含まれる経路を選ばざるをえない状況の発生を的確に回避することが出来る。

また、本実施形態の経路探索方法において、前記ナビゲーション装置が、前記代替経路が走行困難区間を含む場合、当該代替経路を経路候補としない、としてもよい。

また、本実施形態の経路探索方法において、前記ナビゲーション装置が、前記代替経路において、前記探索済みのノードから前記走行困難区間の所定構成ノードに至る間に通行規制がある場合、当該代替経路を経路候補としない、としてもよい。

また、本実施形態の経路探索方法において、前記ナビゲーション装置が、前記ペナルティコストを加算した経路候補と、前記接続コストを加算した経路候補との間で、コストの差が所定値より小さい場合、両方の経路候補の情報と、前記接続コストを加算した経路候補の方が前記ペナルティコストを加算した経路候補より走行しやすい旨の情報とを、所定装置に出力する、としてもよい。

また、本実施形態の経路探索方法において、前記ナビゲーション装置が、特定出来た経路候補が、前記ペナルティコストを加算した経路候補のみであった場合、当該経路候補またはその周囲の所定箇所に通行規制を擬似的に設定し、経路の再探索を行う、としてもよい。

１０ ネットワーク
１００ 車両
２００ ナビゲーション装置
２０１ 記憶装置
２０２ プログラム
２０３ メモリ
２０４ 演算装置
２０５ 入力装置
２０６ 出力装置
２０７ 通信装置
２１０ 出力部
２１１ 表示部
２１２ 音声出力部
２２０ 操作部
２３０ 制御部
２３１ 自車位置推定部
２３２ 経路探索部
２３３ 経路誘導部
２３４ 経路送信部
２４０ 記憶部
２４１ 地図データ
２４２ 経路候補管理テーブル
２５０ センサ
２６０ 外部通信部
２７０ 車両通信部
３００ 車両制御ＥＣＵ
４００ 経路探索サーバ
４０１ 記憶装置
４０２ プログラム
４０３ メモリ
４０４ 演算装置
４０５ 通信装置
４１０ 制御部
４１１ 経路探索部
４１２ 経路送信部
４２０ 通信部
４３０ 記憶部
４３１ 地図データ
４３２ 経路候補管理テーブル
５００ 通信網
６０１ 自車位置および目的地
６０２ 経路情報

本発明は、ナビゲーション装置、経路探索サーバ、および経路探索方法に関するものであり、具体的には、経路案内に際して走行困難区間を適宜に排除すると共に、その代替経路の経路品質を良好なものとする技術に関する。

自車両の現在位置を推定して道路地図上に示し、目的地に至る経路等を画面表示することで、ドライバに案内を行うカーナビゲーションシステム（以降、カーナビ）が知られている。

こうしたカーナビにおいて経路を設定する際は、道路をリンクとし交差点をノードとして扱ったデジタル地図データ（以降、地図データ）を使い、出発地から目的地に至るまでの旅行時間や距離、燃料消費量といったリンクコストの総和を最小化する経路を計算するのが一般的である。このような機能は経路探索機能と呼ばれ、その実現にはダイクストラ法やそれに準ずるアルゴリズムが広く利用されている。

カーナビが探索した経路の情報は、画面表示や音声を使ったドライバへの案内のために使われるだけでなく、自動運転車両が目的地まで自動走行するためにも使われることが想定される。そのため、実際の道路を当該経路に沿って走行する際の安全性が重要である。

一方、従来のカーナビは、実際の道路のうち走行が困難となる区間（以降、走行困難区間）を含む経路を探索することがある。例えば、複数のレーンで構成される本線道路に左側から合流した後、直近交差点までの短い距離を走行する間に複数回右側にレーン移動して、交差点で右折する、といった区間を含む経路である。こうした経路は、ドライバを案内する上でも、自動運転車両を制御する上でも、安全性に支障をきたす恐れがあり、好ましくない。

そこで、無理な車線変更を強いられる経路（走行困難経路）が案内経路に含まれないよう考慮する従来技術として、ノード間を接続するリンクのリンク情報とリンク間の接続情報とに基づき、出発地から目的地への経路である案内経路を設定する経路設定手段を備えた経路設定装置において、前記経路設定手段は、片道２車線以上のリンクに接続された後、その前方で右左折又は分岐する経路であって、前記接続地点から前記右左折／分岐地点までの距離と当該距離を走行する間に強いられる車線変更の回数とに少なくとも基づく計算値が所定の判定条件を満たさない経路である走行困難経路を含まない前記案内経路を設定可能であることを特徴とする経路設定装置（特許文献１参照）などが提案されている。

特開２００１−３３０４５９号公報

従来技術においては、ダイクストラ法またはそれに準ずるアルゴリズムを利用して、走行困難区間を含む経路に対して相対的に大きいコストを設定する。これにより、走行困難区間を含む経路が案内されることを抑止する。

しかしながら、ダイクストラ法では、未確定のノードのうちコストが最小のノードを選択し、そのノードのコスト及び出発地からの経路を確定させる処理を繰り返していく。そのため、経路中の走行困難区間を検出したときには既に多くのノードが確定済みの状態である。従って、走行困難区間を検出した後で、その経路を抑止しても、代替経路となり得る経路候補（最終的に案内用経路が選択されるまでに候補となる経路）のバリエーションが限定的となる。その結果、案内用経路として選択される代替経路が、遠回りするなど、適切なものにならないことが想定される。

そこで本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、経路案内に際して走行困難区間を適宜に排除すると共に、その代替経路の経路品質を良好なものとする技術の提供を目的とする。

上記課題を解決する本発明のナビゲーション装置は、複数のノードを有する出発地から目的地までの経路候補を探索し、前記経路候補毎にコストを管理し、前記コストに基づいて前記経路候補のうちから案内用経路を選択するナビゲーション装置であって、走行困難区間を含む第一の経路候補を探索した場合、前記第一の経路候補のコストに所定のペナルティコストを加算したコストを前記第一の経路候補のコストとして管理し、前記第一の経路候補に含まれる走行困難区間の第一のノードから目的地に至る第一の部分経路と、前記第一の経路候補における出発地から前記第一のノードに隣接する第二のノードに至る第二の部分経路と、を接続した代替経路を第二の経路候補として特定し、前記第一の部分経路のコストと、前記第二の各部分経路のコストと、前記第一の部分経路と前記第二の部分経路の接続にかかるコストである接続コストの和を前記第二の経路候補のコストとして管理し、前記第一の経路候補のコストと前記第二の経路候補のコストとを比較し、コストの小さいものを案内用経路として選択する経路探索部を備えることを特徴とする。

また、本発明の経路探索サーバは、ナビゲーション装置と接続され、複数のノードを有する出発地から目的地までの経路候補を探索し、前記経路候補毎にコストを管理し、前記コストに基づいて前記経路候補のうちから案内用経路を選択する経路探索サーバであって、走行困難区間を含む第一の経路候補を探索した場合、前記第一の経路候補のコストに所定のペナルティコストを加算したコストを前記第一の経路候補のコストとして管理し、前記第一の経路候補に含まれる走行困難区間の第一のノードから目的地に至る第一の部分経路と、前記第一の経路候補における出発地から前記第一のノードに隣接する第二のノードに至る第二の部分経路と、を接続した代替経路を第二の経路候補として特定し、前記第一の部分経路のコストと、前記第二の各部分経路のコストと、前記第一の部分経路と前記第二の部分経路の接続にかかるコストである接続コストの和を前記第二の経路候補のコストとして管理し、前記第一の経路候補のコストと前記第二の経路候補のコストとを比較し、コストの小さいものを案内用経路として選択する経路探索部と、前記案内用経路の情報を前記ナビゲーション装置に送信する経路送信部と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の経路探索方法は、複数のノードを有する出発地から目的地までの経路候補を探索し、前記経路候補毎にコストを管理し、前記コストに基づいて前記経路候補のうちから案内用経路を選択するナビゲーション装置による経路探索方法であって、走行困難区間を含む第一の経路候補を探索した場合、前記第一の経路候補のコストに所定のペナルティコストを加算したコストを前記第一の経路候補のコストとして管理する処理と、前記第一の経路候補に含まれる走行困難区間の第一のノードから目的地に至る第一の部分経路と、前記第一の経路候補における出発地から前記第一のノードに隣接する第二のノードに至る第二の部分経路と、を接続した代替経路を第二の経路候補として特定する処理と、前記第一の部分経路のコストと、前記第二の各部分経路のコストと、前記第一の部分経路と前記第二の部分経路の接続にかかるコストである接続コストの和を前記第二の経路候補のコストとして管理する処理と、前記第一の経路候補のコストと前記第二の経路候補のコストとを比較し、コストの小さいものを案内用経路として選択する処理と、を実行することを特徴とする。

また、本発明の経路探索方法は、ナビゲーション装置と接続され、複数のノードを有する出発地から目的地までの経路候補を探索し、前記経路候補毎にコストを管理し、前記コストに基づいて前記経路候補のうちから案内用経路を選択する経路探索サーバによる経路探索方法であって、走行困難区間を含む第一の経路候補を探索した場合、前記第一の経路候補のコストに所定のペナルティコストを加算したコストを前記第一の経路候補のコストとして管理する処理と、前記第一の経路候補に含まれる走行困難区間の第一のノードから目的地に至る第一の部分経路と、前記第一の経路候補における出発地から前記第一のノードに隣接する第二のノードに至る第二の部分経路と、を接続した代替経路を第二の経路候補として特定する処理と、前記第一の部分経路のコストと、前記第二の各部分経路のコストと、前記第一の部分経路と前記第二の部分経路の接続にかかるコストである接続コストの和を前記第二の経路候補のコストとして管理する処理と、前記第一の経路候補のコストと前記第二の経路候補のコストとを比較し、コストの小さいものを案内用経路として選択する処理と、前記案内用経路の情報を前記ナビゲーション装置に送信する処理と、を実行することを特徴とする。

本発明によれば、経路案内に際して走行困難区間を適宜に排除すると共に、その代替経路の経路品質を良好なものとできる。

実施例１におけるシステム構成例を示す図である。 実施例１におけるナビゲーション装置の構成例を示す図である。 走行困難区間を含む経路の一例を示す図である。 走行困難区間を含む経路の一例を示す図である。 経路探索終了時、経路が走行困難区間を含んでいる状態を示す図である。 本実施形態における経路探索方法のフロー例１を示す図である。 従来技術で提示可能な代替経路の一例を示す図である。 従来技術で提示できない代替経路の一例を示す図である。 実施例１における経路候補を追加する手順を示す図である。 実施例１における経路候補を追加する手順を示す図である。 実施例１における経路探索方法のフロー例２を示す図である。 経路候補管理テーブルの一例を示す図である。 走行困難区間を含む経路候補とその代替経路の案内方法の一例を示す図である。 走行困難区間を含む経路候補とその代替経路の案内方法の一例を示す図である。 実施例２における経路探索方法のフロー例を示す図である。 実施例３におけるシステム構成例を示す図である。 実施例３における経路探索サーバの構成例を示す図である。

−−−実施例1−−−
以下に本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、実施例１におけるシステム構成例を示す図である。図１に示すシステム構成では、車両１００にナビゲーション装置２００が搭載された構成を例示している。こうした構成におけるナビゲーション装置２００は、経路案内に際して走行困難区間を適宜に排除すると共に、その代替経路の経路品質を良好なものとする装置である。こうしたナビゲーション装置２００は、ドライバからの要求に応じて目的地までの経路を探索し、当該ドライバへの案内や自動運転車両の制御を実現する。

図１で例示するナビゲーション装置２００は、上述のドライバが操作する車両１００に搭載されている。この車両１００は、一般的な自動車としての機構の他に、ナビゲーション装置２００および車両制御ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）３００を備えている。

このうちナビゲーション装置２００は、出力部２１０、操作部２２０、制御部２３０、記憶部２４０、センサ２５０、外部通信部２６０、および、車両通信部２７０を備えている。以下では、このナビゲーション装置２００が経路を探索し、車両１００のドライバへの案内を行い、或いは自動運転車両に経路を送信する一連の流れを説明する。

まず、制御部２３０の自車位置推定部２３１は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）ユニットなどの適宜な測位センサや、ジャイロセンサ、加速度センサなどを含むセンサ２５０から得た情報と、車両通信部２７０から取得した車速情報とを用いて、自車位置を推定する。なお、車両通信部２７０は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの規格に対応したものとなっている。

一方、車両１００のドライバが、タッチパネルなどの操作部２２０から目的地設定操作を行ったとする。この場合、制御部２３０の経路探索部２３２は、上述で推定した自車位置から目的地までの間について経路探索を行う。

この経路探索は、経路探索部２３２が地図データ２４１を用いて、ダイクストラ法などのアルゴリズムにより実現する。この際、ＷｉＦｉモジュールなどの外部通信部２６０を通して、目的地周辺やそこに至る道路等に関する最新の交通情報を受信し、経路探索に適宜用いるとしてもよい。また、上述の地図データ２４１は、自動運転を目的として整備が進んでいる、高精度な道路データを含んでいてもよい。

また、制御部２３０の経路誘導部２３３は、上述の経路探索で得た経路の情報に基づき、画面表示や音声発話によりドライバを案内するための情報を作成し、これを、ディスプレイである表示部２１１やスピーカである音声出力部２１２などの出力部２１０に出力する。なお、車両１００が経路に沿った自動運転に対応している場合、経路送信部２３４が上述の経路探索で得た経路の情報を、車両通信部２７０を通して車両制御ＥＣＵ３００に送信する。

また、上述のナビゲーション装置２００のハードウェア構成は、例えば図２に例示するものとなる。ナビゲーション装置２００は、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）やハードディスクドライブなど適宜な不揮発性記憶素子で構成される記憶装置２０１、ＲＡＭなど揮発性記憶素子で構成されるメモリ２０３、記憶装置２０１に保持されるプログラム２０２をメモリ２０３に読み出すなどして実行し装置自体の統括制御を行なうとともに各種判定、演算及び制御処理を行なうＣＰＵなどの演算装置２０４、ユーザたるドライバからのタッチ入力や音声入力を受け付ける入力装置２０５、処理データの表示や音声出力を行うディスプレイやスピーカー等の出力装置２０６、適宜な通信路を介して他装置とのデータ通信処理を担う通信装置２０７、を備える。

なお、図１で示した構成のうち、出力部２１０は出力装置２０６により実装され、操作部２２０は入力装置２０５により実装され、制御部２３０は演算装置２０４により実装され、記憶部２４０は記憶装置２０１により実装され、外部通信部２６０および車両通信部２７０は通信装置２０７により実装される。また、記憶装置２０１内には、本実施形態のナビゲーション装置２００として必要な機能を実装する為のプログラム２０２に加えて、上述の地図データ２４１と、経路候補管理テーブル２４２（後述）が少なくとも記憶されている。

次に、図３Ａおよび図３Ｂを用いて、走行困難区間を含む経路について説明する。ここで想定する状況において、図３Ａで示すように、自車両が片側４車線（車線１〜４）の本線道路に左折合流しようとしている。この場合の経路は、本線道路の車線１に進入した後、直近交差点Ｙで車線４から右折するものである。そのため、当該自車両は直近交差点Ｙまで走行する間に、車線１から車線２、車線２から車線３、車線３から車線４へと、合計３回のレーン移動をする必要が生じる。しかし、本線道路への合流地点Ｘから直近交差点Ｙまでの距離Ｚが所定基準より短い場合、上述の３回のレーン移動は困難である。さらに、本線道路上を他車両が走行していた場合、無理にレーン移動しようとすると衝突する恐れがあり危険である。そのため、図３Ａのような経路は案内用経路として選択せず、抑止する必要がある。より具体的には、経路探索を行う際、図３Ｂに示したリンク、ノードで構成される走行困難区間を通ることを抑止する必要がある。

以下、本実施形態における経路探索方法の実際手順について図に基づき説明する。以下で説明する経路探索方法に対応する各種動作は、ナビゲーション装置２００がメモリ等に読み出して実行するプログラムによって実現される。そして、このプログラムは、以下に説明される各種の動作を行うためのコードから構成されている。

図４は、経路探索終了時、経路が走行困難区間Ｒを含んでいる状態を示す図であり、また、図５は、実施例１における経路探索方法のフロー例１を示す図である。これら図４及び図５を参照して、探索後の経路から走行困難区間Ｒを検出する処理について説明する。

図４に示すように自車両は出発地Ｓに位置しており、この自車両のドライバによってナビゲーション装置２００にて目的地Ｇが設定されたとする。この場合、ナビゲーション装置２００は、ダイクストラ法に従って経路探索を開始する。ダイクストラ法では、未確定のノードのうち、出発地からのコストが最も小さいノードの確定と、確定させたノードに隣接するノードのコストの更新、という処理を繰り返す。

上述のノードの確定処理では、出発地Ｓからそのノードに至るまでのコストを登録するのに加え、そのノードに至る１つ前のノードを登録する。例えば、図中におけるノードｂを確定させる場合、１つ前のノードｅを、また、ノードｄを確定させる際は１つ前のノードｃを登録することとなる。

ナビゲーション装置２００は、こうした一連の処理を継続していき、目的地Ｇに到達する（ノードＧのコストが更新される）と、その時点で処理を打ち切る。その後、ノードＧから、確定時に登録した１つ前のノードをＧ→ｋ→ｄ→ｃ→ｂ→ｅ→Ｓと順次辿り、さらにそれを逆向きに再構築することで、経路Ｘ（Ｓ→ｅ→ｂ→ｃ→ｄ→ｋ→Ｇ）を作成することができる。ここで、区間ｅ→ｂ→ｃ→ｄ→ｋは走行困難区間Ｒであるとする。

こうして経路Ｘを探索したナビゲーション装置２００が、当該経路Ｘに含まれる走行困難区間Ｒを検出するフローについて、図５に基づき説明する。

この場合、ナビゲーション装置２００の経路探索部２３２は、上述の経路Ｘを構成するノード数（経路Ｘの場合は、Ｓ、ｅ、ｂ、ｃ、ｄ、ｋ、Ｇの７つ）だけ、すなわち各ノードについてＳ１４０２からＳ１４１３までの処理を繰り返すループを開始する（Ｓ１４０１）。

続いて、ナビゲーション装置２００の経路探索部２３２は、今次のループにて処理対象とした所定ノードに接続するリンクの数が３以上であるか否かを判定する（Ｓ１４０２）。一般的に、合流地点には３本以上の道路が接続しているため、本判定を行う。なお、こうした判定には、地図データ２４１が、各ノードおよび各リンクに関して保持する情報を利用するものとする（以下の各判定でも同様）。

上述の判定の結果、該当ノードに接続するリンクの数が３以上でなかった場合（Ｓ１４０２：Ｎｏ）、ナビゲーション装置２００の経路探索部２３２は、処理を次のノードに関する処理に進める。

他方、上述の判定の結果、該当ノードに接続するリンクの数が３以上であった場合（Ｓ１４０２：Ｙｅｓ）、ナビゲーション装置２００の経路探索部２３２は、該当ノードの退出リンクが２車線以上の道路であるか否かを判定する（Ｓ１４０３）。

上述の判定の結果、該当ノードの退出リンクが２車線以上の道路でなかった場合（Ｓ１４０３：Ｎｏ）、ナビゲーション装置２００の経路探索部２３２は、次のノードに関する処理に進む。

他方、上述の判定の結果、該当ノードの退出リンクが２車線以上の道路であった場合（Ｓ１４０３：Ｙｅｓ）、ナビゲーション装置２００の経路探索部２３２は、該当ノードの退出リンクの道路種別が高速道路であるか、一般道路であるかを判定する（Ｓ１４０４）。退出リンクの道路種別が高速道路であるか一般道路であるかによって、走行困難区間の構成が異なるため、本判定を行う。

上述の判定の結果、該当ノードの退出リンクの道路種別が高速道路であった場合（Ｓ１４０４：Ｙｅｓ）、ナビゲーション装置２００の経路探索部２３２は、進入リンクのリンク種別がランプまたはＪＣＴ（ジャンクション、渡り線とも呼ぶ）であるか（Ｓ１４０５）、退出リンクのリンク種別が本線道路であるか（Ｓ１４０６）について判定する。

このＳ１４０５、Ｓ１４０６のいずれかの判定結果がＮｏ、すなわち進入リンクのリンク種別がランプまたはＪＣＴでないか、退出リンクのリンク種別が本線道路でない場合、ナビゲーション装置２００の経路探索部２３２は、次のノードに関する処理に進む。

他方、上述のＳ１４０５、Ｓ１４０６の判定結果がともにＹｅｓ、すなわち進入リンクのリンク種別がランプまたはＪＣＴ（ジャンクション、渡り線とも呼ぶ）であり、かつ、退出リンクのリンク種別が本線道路である場合、ナビゲーション装置２００の経路探索部２３２は、当該ノードが合流地点であると判定する。

また、上述のＳ１４０４の判定において、該当ノードの退出リンクの道路種別が一般道路であった場合（Ｓ１４０４：Ｎｏ）、ナビゲーション装置２００の経路探索部２３２は、該当ノードに信号機が設置されていないこと（Ｓ１４０７）、進入リンクの道路種別に対して、退出リンクの道路種別の方が格上（より太い、幹線道路）であること（Ｓ１４０８）を判定する。

上述のＳ１４０７における判定の結果、該当ノードに信号機が設置されている場合（Ｓ１４０７：Ｙｅｓ）、または、Ｓ１４０８における判定の結果、進入リンクの道路種別に対して、退出リンクの道路種別の方が格上でない場合（Ｓ１４０７：Ｎｏ）、ナビゲーション装置２００の経路探索部２３２は、次のノードに関する処理に進む。

一方、Ｓ１４０７における判定の結果、該当ノードに信号機が設置されていない場合（Ｓ１４０７：Ｎｏ）、かつＳ１４０８における判定の結果、進入リンクの道路種別に対して、退出リンクの道路種別の方が格上である場合（Ｓ１４０８：Ｙｅｓ）、ナビゲーション装置２００の経路探索部２３２は、当該ノードが合流地点であると判定する。

続いて、ナビゲーション装置２００の経路探索部２３２は、上述の各判定で特定した合流地点から経路上の所定距離内に右左折を含む分岐地点があるか否かを判定する（Ｓ１４０９）。

上述の判定の結果、合流地点から経路上の所定距離内に右左折を含む分岐地点が無い場合（Ｓ１４０９：Ｎｏ）、ナビゲーション装置２００の経路探索部２３２は、次のノードに関する処理に進む。他方、上述の判定の結果、合流地点から経路上の所定距離内に右左折を含む分岐地点がある場合（Ｓ１４０９：Ｙｅｓ）、ナビゲーション装置２００の経路探索部２３２は、該当分岐地点におけるレーン位置を特定し（Ｓ１４１０）、合流から分岐までに必要なレーン移動回数を算出する（Ｓ１４１１）。

続いて、ナビゲーション装置２００の経路探索部２３２は、合流から分岐までの距離に対してレーン移動回数が、所定基準より多いか否かを判定する（Ｓ１４１２）。この場合、具体的には、合流から分岐までの距離ｄ（例：０．５ｋｍ）で、レーン移動回数ｋ（例：２）を除算したｋ／ｄ（例：４）の値が、所定の閾値（例：２）より大きいか否か判定する。

上述の判定の結果、合流から分岐までの距離に対するレーン移動回数が、所定基準より少ない場合（Ｓ１４１２：Ｎｏ）、すなわち、距離当たりのレーン移動回数が閾値以下で走行困難ではないと判定し、ナビゲーション装置２００の経路探索部２３２は、次のノードに関する処理に進む。

他方、上述の判定の結果、合流から分岐までの距離に対してレーン移動回数が所定基準より多い場合（Ｓ１４１２：Ｙｅｓ）、ナビゲーション装置２００の経路探索部２３２は、経路上に当該ノードを合流地点とする走行困難区間が存在すると判定し、その走行困難区間Ｒの構成ノード（図４におけるノードｅ、ｂ、ｃ、ｄ、ｋ）を、記憶装置１０１に記憶する（Ｓ１４１３）。

次に、図６及び図７を参照して、上述の走行困難区間Ｒを通る経路Ｘを抑止した結果、ドライバに提示可能な代替経路について説明する。

このうち図６は、従来技術で提示可能な代替経路の一例を示している。図４における経路Ｘに走行困難区間Ｒが含まれていた場合に、経路Ｘを抑止して代替経路を得る方法として、経路Ｘが目的地Ｇに到達した直後の状態から経路探索を再開する方法がある。これにより、未確定ノードの確定、コストの更新処理が進むため、走行困難区間Ｒの一部を通り、ノードｑから目的地Ｇに到達する代替経路Ａや、走行困難区間Ｒを一切通らず、ノードｐから目的地Ｇに到達する代替経路Ｂなどを提示可能となる。

一方、図７は、従来技術で提示できない代替経路の一例を示している。図６における代替経路Ａや代替経路Ｂは、探索を再開することで提示できるのに対して、図７における代替経路Ｙや代替経路Ｚは提示できない。これは、先述したダイクストラ法のノード確定処理において、そのノードに至る１つ前のノードを登録することが理由となっている。

例えば、ノードｂを確定した時点で１つ前のノードｅを登録するため、ノードａからノードｂに至る代替経路Ｙは提示できなくなる。また、ノードｄを確定した時点で１つ前のノードｃを登録するため、ノードｇからノードｄに至る代替経路Ｚは提示できなくなる。 本発明は、図７の代替経路Ｙや代替経路Ｚで例示される、従来技術では提示できない経路を提示可能とするものであり、代替経路となり得る経路候補のバリエーションを増やすことにより、走行困難区間を含む経路を抑止した場合の代替経路の品質を向上することができる。

続いて、図８Ａ、図８Ｂ及び図９を参照して、経路候補追加処理及び経路選択処理のフローについて説明する。この場合、ナビゲーション装置２００の経路探索部２３２は、既に図５のフローにて得ている経路候補が走行困難区間を含んでおり、当該走行困難区間の構成ノードが記憶装置１０１にて記憶されているか否かを判定する（Ｓ１８０１）。なお、当該判定の対象となる走行困難区間は、図５のフローにおける処理で特定されたものである。

上述の判定の結果、該当経路候補が走行困難区間を含んでいなかった場合（Ｓ１８０１：Ｎｏ）、ナビゲーション装置２００の経路探索部２３２は、走行困難区間を含んでいない該当経路候補を案内用経路として選択し（Ｓ１８１４）、処理を終了する。

一方、上述の判定の結果、該当経路候補が走行困難区間を含んでおり、走行困難区間の構成ノードが記憶装置１０１にて記憶されていた場合（Ｓ１８０１：Ｙｅｓ）、ナビゲーション装置２００の経路探索部２３２は、該当経路候補に所定のペナルティコスト（例：所要時間や有料道路料金などであり、例えば、距離当たりのレーン移動回数の多さなど走行困難性の高さに応じて予め定めた所定値）を加算する（Ｓ１８０２）。これにより、走行困難区間を含む元の経路候補が案内用経路として選択されにくくする。

続いて、ナビゲーション装置２００の経路探索部２３２は、上述の走行困難区間の構成ノードの隣接ノードの情報を取得する（Ｓ１８０３）。具体的には、図８に示す走行困難区間の構成ノードｂに隣接するノードａ及びノードｉ、ノードｃに隣接するノードｆ及びノードｊ、ノードｄに隣接するノードｇ及びノードｍ、および、ノードｋに隣接するノードｊ及びノードｌ、の各情報を取得する。

ここで、走行困難区間の最初のノードであるノードｅの隣接ノードは取得しない。その理由は、走行困難区間の最初のノードを含めてしまうと、追加する経路候補が必ず走行困難区間を含むことになるためである。また、同様の理由で、走行困難区間の構成ノードに隣接するノードが走行困難区間の構成ノードであった場合は取得しない。例えば、走行困難区間の構成ノードｂに隣接するノードｃ、ノードｋに隣接するノードｄなどは取得しない。

以降、ナビゲーション装置２００の経路探索部２３２は、Ｓ１８０４からＳ１８１０までの各処理を、上述の隣接ノード数（図８の例では７）だけ繰り返す（Ｓ１８０４〜Ｓ１８１１）。

このループにおいて、ナビゲーション装置２００の経路探索部２３２は、今次の処理対象とした隣接ノードが探索済みか否かを判定する（Ｓ１８０５）。ここで、「探索済み」は、経路探索終了時までにコストが１度でも更新されたノードの状態を意味し、確定か未確定かは問わない。

上述の判定の結果、隣接ノードが探索済みでなかった場合（Ｓ１８０５：Ｎｏ）、ナビゲーション装置２００の経路探索部２３２は、次の隣接ノードに関する処理に進む。

他方、上述の判定の結果、隣接ノードが探索済みであった場合（Ｓ１８０５：Ｙｅｓ）、ナビゲーション装置２００の経路探索部２３２は、当該隣接ノードから走行困難区間に進入可能であるか否かを判定する（Ｓ１８０６）。例えば、図８で、走行困難区間Ｒの構成ノードに隣接するノードａからノードｂに進入可能であるかを判定する。進入できない要因としては、一方通行や、右左折禁止などの通行規制が挙げられる。

上述の判定の結果、隣接ノードから走行困難区間Ｒに進入可能でない場合（Ｓ１８０６：Ｎｏ）、ナビゲーション装置２００の経路探索部２３２は、次の隣接ノードに関する処理に進む。

他方、上述の判定の結果、隣接ノードから走行困難区間Ｒに進入可能である場合（Ｓ１８０６：Ｙｅｓ）、ナビゲーション装置２００の経路探索部２３２は、走行困難区間Ｒの構成ノードに隣接するノードから走行困難区間Ｒに進入する場合のコスト、すなわち接続コストを計算する（Ｓ１８０７）。図８の例では、例えば、ノードａからノードｂに向かうコストに相当する。

続いて、ナビゲーション装置２００の経路探索部２３２は、上述の走行困難区間Ｒの構成ノードから目的地Ｇに至る部分経路と、出発地Ｓから走行困難区間Ｒの構成ノードに隣接する探索済みのノードに至る部分経路とを接続する（Ｓ１８０８）。

図８の例であれば、ナビゲーション装置２００の経路探索部２３２は、例えば、ノードｂからノードｃ、ｄ、ｋを経由して目的地Ｇに至る第一の部分経路Ｃと、出発地Ｓからノードａに至る第二の部分経路Ｄとを接続し、Ｓ→ａ→ｂ→ｃ→ｄ→ｋ→Ｇの順に目的地に向かう経路候補を作成する。

なお、接続後の経路候補のコスト総和は、（第一の部分経路Ｃのコスト）＋（第二の部分経路Ｄのコスト）＋（接続コスト）となる。接続コストの計算で考慮するものとして、いくつかのパターンが考えられる。ノードａとｂの間のリンクコストだけを接続コストとしてもよいし、ノードａで合流する際の角度コスト（例：出発地Ｓからノードａの車線に合流する際の、車両進行方向の延長線と該当車線の延長線との間で成す夾角の大きさに応じて予め定めた時間等のコスト）を加味してもよい。さらに、元の経路候補におけるノードｃのコストは、ノードｅからｂで合流する際の角度コストを加味して計算されているため、その角度コストと、接続後の経路候補中のノードａからノードｂを通過する際の角度コストとの差分を加味してもよい。

続いて、ナビゲーション装置２００の経路探索部２３２は、Ｓ１８０８における接続処理で得られた経路候補が走行困難区間を含んでいるか否かを判定する（Ｓ１８０９）。この判定処理は、図５に示すフローと同様のため、説明は省略する。

上述の判定の結果、接続処理で得られた経路候補が走行困難区間を含んでいた場合（Ｓ１８０９：Ｙｅｓ）、ナビゲーション装置２００の経路探索部２３２は、該当経路候補を経路候補としての追加対象外とし、次の隣接ノードに関する処理に進む。

他方、上述の判定の結果、接続処理で得られた経路候補が走行困難区間を含んでいなかった場合（Ｓ１８０９：Ｎｏ）、ナビゲーション装置２００の経路探索部２３２は、Ｓ１８０８における接続処理で得ている経路候補を、経路候補管理テーブル２４２（図１０参照、説明は後述）に追加する（Ｓ１８１０）。

ナビゲーション装置２００の経路探索部２３２は、上述のＳ１８０４からＳ１８１０までの各処理を、隣接ノード数分繰り返した後、経路候補管理テーブル２４２に追加した経路候補があるか否かを判定する（Ｓ１８１２）。

上述の判定の結果、経路候補管理テーブル２４２に追加した経路候補がなければ（Ｓ１８１２：Ｎｏ）、ナビゲーション装置２００の経路誘導部２３３は、走行困難区間を含む元の経路候補だけしか経路候補がないため、元の経路候補を案内用経路として選択し（Ｓ１８１４）、処理を終了する。

他方、上述の判定の結果、経路候補管理テーブル２４２に追加した経路候補があれば（Ｓ１８１２：Ｙｅｓ）、ナビゲーション装置２００の経路誘導部２３３は、経路候補管理テーブル２４２の中で、コストが最も小さい経路候補を案内用経路として選択し、これの情報を表示部２１１や音声出力部２１２で出力し（Ｓ１８１３）、当該フローを終了する。

以上で説明したフローにより、図７で例示した代替経路Ｙや代替経路Ｚを経路候補として追加でき、コストが最も小さかった場合は、案内用経路としてユーザたるドライバに提示可能となる。

なお、経路候補を追加する処理のフローは、これに限定されるものではない。例えば、図９では、走行困難区間の構成ノードに隣接するノードを取得して探索済みか否かを判定したが、判定対象とするノードを、走行困難区間の構成ノードから２つ以上離れたノードまで拡張してもよい。その場合は、複数のリンクを跨ぐ際のコストを接続コストとする必要がある。

次に、図１０を参照して、上述の経路候補管理テーブル２４２について説明する。経路候補管理テーブル２４２は、最も早く目的地に到達した元の経路候補や、図９のフローで追加した経路候補を管理するためのテーブルである（図９、Ｓ１８１０参照）。

こうした経路候補管理テーブル２４２は、経路候補ＩＤ９０１、コスト９０２、走行困難区間通過フラグ９０３、経路長９０４、自動運転区間長９０５、経路内リンク数９０６、および、経路内リンクＩＤ列９０７で構成される。

このうち経路候補ＩＤ９０１は、複数ある経路候補を一意に識別するための番号である。また、コスト９０２は、該当経路候補のコスト総和である。その経路候補が走行困難区間を含む場合はペナルティコスト加算後の値を、図９のフローで追加した経路候補の場合は２つの部分経路のコストと接続コストの総和が設定されている。

また、走行困難区間通過フラグ９０３は、該当経路候補が走行困難区間を通過していれば「１」が、そうでなければ「０」が設定さている。また、経路長９０４は、該当経路候補における出発地から目的地までのリンクの長さの総和である。

また、自動運転区間長９０５は、該当経路候補のうち自動運転が可能な区間の長さである。自動運転は高速道路から導入開始が見込まれる。このことから、経路候補のうち、道路種別が高速道路であるリンクの長さの総和を設定してもよいし、図１における地図データ２４１に格納される各リンクに、自動運転の可否を示す情報が付与されている場合は、経路候補のうち、自動運転が可能であることを示す情報が付与されたリンクの長さの総和を設定してもよい。

また、経路内リンク数９０６は、経路候補を構成するリンクの数である。また、経路内リンクＩＤ列９０７は、経路候補を構成するリンクを識別するためのＩＤの列である。以上、経路候補管理テーブル２４２について説明したが、上述のテーブル構成に限定されるものではない。例えば、経路内のリンクが存在するメッシュ（地図データの管理単位）を特定する情報を含めてもよいし、各リンクの方向や属性情報を追加してもよい。

次に、図１１Ａ、図１１Ｂを参照して、走行困難区間Ｒを含む経路候補とその代替経路の案内方法について説明する。経路探索及び経路候補追加処理の結果、走行困難区間Ｒを含む経路候補と、追加した経路候補が得られたとき、コスト総和の大小が僅差となることが考えられる。

この場合、ナビゲーション装置２００の経路誘導部２３３は、ユーザが案内用経路を適宜に選択できるよう、表示部２１１や音声出力部２１２を通して複数の経路候補をドライバに提示するとしてもよい。

例えば図１１Ａに示すように、走行困難区間Ｒを含む経路候補である経路Ｘと、追加した経路候補である代替経路Ｙが得られたとする。また、ノードａ、ｂ、ｄは高速道路のＩＣ（インターチェンジ）に対応しており、経路ＸはノードｂのＩＣから高速道路に乗り、ノードｄのＩＣで高速道路を降りる経路である。また、代替経路ＹはノードａのＩＣから高速道路に乗り、ノードｄのＩＣで高速道路を降りる経路である。

本発明は、走行困難区間Ｒより手前（出発地側）で経路が変化する代替経路を提示できることが特徴であるため、例えば「１つ手前のＩＣから高速道路に乗る」といった経路の提示が可能となる。

このとき、経路Ｘと代替経路Ｙとの間で、それぞれのコスト総和の大小が僅差だった場合、ナビゲーション装置２００の経路誘導部２３３は、図１１Ｂに示すような出力部２１０における画面１１００や音声の出力によって、ドライバに対し各経路候補の比較結果を提示する。「有料優先」の経路候補が経路Ｘに、「走りやすさ優先」の経路候補が代替経路Ｙに対応する。この場合の画面１１００には、各経路候補の自動運転区間や、乗り／降りの各ＩＣなどを表示し、さらに、音声では代替経路Ｙを提示した理由である「余裕を持って車線変更できる」ことを発話する。このように、本発明により追加した経路候補を、追加した理由とともに提示することにより、ユーザが、自身の運転技量や好みなどに応じて自由に案内用経路を選択することが可能となる。

−−−実施例２−−−
続いて、図９に示したフローにおいて追加経路候補が見つからなかった場合、つまり、走行困難区間を含む経路候補だけしか特定出来なかった場合に、再探索を行うことで、走行困難区間を含む経路が案内用経路となることを回避する処理について、図１２に基づき説明する。なお、図９のフローと共通するステップについては、同じ符号を付け、説明は省略するものとする。ここでは、Ｓ１８１２での判定ステップから説明を行う。

ナビゲーション装置２００の経路探索部２３２は、Ｓ１８１２において、経路候補管理テーブル２４２にて追加した経路候補が無いことが判明した場合（Ｓ１８１２：Ｎｏ）、走行困難区間の最終ノードに向かうリンクに擬似的に通行規制を設定する（Ｓ２１０１）。具体的には、図４のノードｄからｋに向かうリンクに通行規制（例：通行止めの情報を設定）を設定する。これにより、再探索を行う際に、ノードｄからｋのコストを更新しないため、結果として、経路が走行困難区間を含むのを抑止することができる。

続いて、ナビゲーション装置２００の経路探索部２３２は、出発地Ｓから目的地Ｇまでの経路を再探索し（Ｓ２１０２）、目的地Ｇのノードのコストが更新された時点で、処理を打ち切り、走行困難区間を検出するフロー（図５参照）に移る。走行困難区間の検出を再び行う理由は、Ｓ２１０１で設定した擬似的な通行規制により、１度目の探索で検出した走行困難区間を含む経路を抑止することはできるが、再探索した結果、別の走行困難区間を通る可能性があるためである。もし、再探索後の経路も走行困難区間を含んでいた場合は、経路候補を追加するフロー（図９参照）に移る。以上で説明した実施例２により、走行困難区間を含む経路が案内用経路として選択される可能性をさらに低くし、結果として、よりユーザは安全・安心な案内用経路で走行することができる。

−−−実施例３−−−
実施例３では、ナビゲーション装置２００に代わって経路探索サーバ４００が経路探索を行い、得られた経路情報をナビゲーション装置２００に送信する構成を示す。例えば、高頻度で電子地図をアップデートし、道路管理者等の提供する最新の交通情報も保持する経路探索サーバ４００が経路探索を行うとすれば、最新の交通情報や地図データ４３１を用いて経路探索を行える利点がある。また、ナビゲーション装置２００の処理負荷を低減することができる。

図１３および図１４を参照して、実施例３における経路探索サーバ４００について説明する。この場合の経路探索サーバ４００は、制御部４１０、通信部４２０、および、記憶部４３０を備えている。また、経路探索サーバ４００のハードウェア構成は、必要な機能を実装するプログラム４０２等を保持する記憶装置４０１、メモリ４０３、演算装置４０４、および、通信装置４０５を含んでいる。サーバ装置であるため、入力装置および出力装置は必須構成ではないが、備えるとしてもよい。また、記憶装置４０１には、実施例１、２のナビゲーション装置２００と同様に、地図データ４３１および経路候補管理テーブル４３２を保持するものとする。

この場合のナビゲーション装置２００は、携帯電話網などの適宜な通信網５００を介して、車両１００の自車位置およびドライバが設定した目的地の情報６０１を、経路探索サーバ４００に送信する。

一方、経路探索サーバ４００は、上述のナビゲーション装置２００が送信してきた、上述の自車位置および目的地の情報６０１を通信部４２０で受信すると、経路探索部４１１により、地図データ４３１を用いた経路探索を行う。なお、経路探索後の走行困難区間を検出する処理（図５参照）や、経路候補を追加する処理（図９参照）は、先述のナビゲーション装置２００におけるフローと同じである。そのため該当処理の説明は省略する。

また、経路探索サーバ４００の経路送信部４１２は、案内用経路の選択が完了すると、その経路情報６０２をナビゲーション装置２００に送信する。ナビゲーション装置２００は、経路探索サーバ４００から受信した経路情報６０２を、案内用経路として出力部２１０で出力して案内を行う。

なお、経路探索サーバ４００の経路送信部４１２は、経路探索を行った結果、コストの大小が僅差である経路候補が複数あった場合、当該複数の経路候補を経路情報６０２としてナビゲーション装置２００に送信してもよい。この場合のナビゲーション装置２００の経路誘導部２３３は、図１１に示した案内方法により、ユーザたるドライバに複数の経路候補を提示する。さらに、車両１００が経路に沿った自動運転に対応している場合、ナビゲーション装置２００の経路送信部２３４は、当該経路の情報を車両制御ＥＣＵ３００に送信して車両制御に用いるものとできる。なお、経路情報６０２のデータフォーマットについては、図１０に示した経路候補管理テーブルと同じものであってもよいし、他のフォーマットであってもよい。

以上、本発明を実施するための最良の形態などについて具体的に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、経路探索開始時に、目的地が１つに決められておらず、探索対象のエリアに属するノードのコストが更新できなくなるまで探索を継続する場合が考えられる。そのような場合においても、探索終了までに到達したあるノードに注目して、それを目的地とみなせば、出発地から目的地に至る経路候補が成立するため、本発明を適用できる。

こうした本実施形態によれば、走行困難区間を含む経路の代替経路となり得る経路候補のバリエーションを増やした上で、コストが最小となる経路候補を選択するため、結果として提示される案内用経路の品質が向上する。すなわち、経路案内に際して走行困難区間を適宜に排除すると共に、その代替経路の経路品質を良好なものとできる。

本明細書の記載により、少なくとも次のことが明らかにされる。すなわち、本実施形態のナビゲーション装置において、前記経路探索部は、前記代替経路が走行困難区間を含む場合、当該代替経路を前記第二の経路候補としないものである、としてもよい。

これによれば、走行困難区間を含む経路を代替経路として新たに提案する事態を回避出来る。

また、本実施形態のナビゲーション装置において、前記経路探索部は、前記代替経路において、前記第二のノードから前記走行困難区間の前記第一のノードに至る間に通行規制がある場合、当該代替経路を経路候補としないものである、としてもよい。

これによれば、通行規制により走行出来ない区間を含む経路を代替経路として新たに提案する事態を回避出来る。

また、本実施形態のナビゲーション装置において、出力部と、前記第一の経路候補と前記第二の経路候補との間で、コストの差が所定値より小さい場合、両方の経路候補の情報と、前記第二の経路候補の方が前記第一の経路候補より走行しやすい旨の情報とを、前記出力部に出力する経路誘導部と、を更に備えるとしてもよい。

これによれば、走行困難区間を含む経路と含まない代替経路とで、所要時間や所要金額といったコスト面で差異が少ない場合に、案内用経路の選択をユーザに委ねうるインターフェイスを提供可能となる。また、走行困難区間が含まれない経路候補の存在をユーザに明示的に示すこともできる。

また、本実施形態のナビゲーション装置において、前記経路探索部は、特定した経路候補が、前記第一の経路候補のみであった場合、前記第一の経路候補またはその周囲の所定箇所に通行規制を擬似的に設定し、経路の再探索を行うものである、としてもよい。

これによれば、ユーザが走行困難区間が含まれる経路を選ばざるをえない状況の発生を的確に回避することが出来る。

また、本実施形態の経路探索方法において、前記ナビゲーション装置が、前記代替経路が走行困難区間を含む場合、当該代替経路を前記第二の経路候補としない、としてもよい。

また、本実施形態の経路探索方法において、前記ナビゲーション装置が、前記代替経路において、前記第二のノードから前記走行困難区間の前記第一のノードに至る間に通行規制がある場合、当該代替経路を経路候補としない、としてもよい。

また、本実施形態の経路探索方法において、前記ナビゲーション装置が、出力部を備え、前記第一の経路候補と前記第二の経路候補との間で、コストの差が所定値より小さい場合、両方の経路候補の情報と、前記第二の経路候補の方が前記第一の経路候補より走行しやすい旨の情報とを、前記出力部に出力する、としてもよい。

また、本実施形態の経路探索方法において、前記ナビゲーション装置が、特定した経路候補が、前記第一の経路候補のみであった場合、前記第一の経路候補またはその周囲の所定箇所に通行規制を擬似的に設定し、経路の再探索を行う、としてもよい。

１０ ネットワーク
１００ 車両
２００ ナビゲーション装置
２０１ 記憶装置
２０２ プログラム
２０３ メモリ
２０４ 演算装置
２０５ 入力装置
２０６ 出力装置
２０７ 通信装置
２１０ 出力部
２１１ 表示部
２１２ 音声出力部
２２０ 操作部
２３０ 制御部
２３１ 自車位置推定部
２３２ 経路探索部
２３３ 経路誘導部
２３４ 経路送信部
２４０ 記憶部
２４１ 地図データ
２４２ 経路候補管理テーブル
２５０ センサ
２６０ 外部通信部
２７０ 車両通信部
３００ 車両制御ＥＣＵ
４００ 経路探索サーバ
４０１ 記憶装置
４０２ プログラム
４０３ メモリ
４０４ 演算装置
４０５ 通信装置
４１０ 制御部
４１１ 経路探索部
４１２ 経路送信部
４２０ 通信部
４３０ 記憶部
４３１ 地図データ
４３２ 経路候補管理テーブル
５００ 通信網
６０１ 自車位置および目的地
６０２ 経路情報

Claims (12)

1. 出発地から目的地までの経路を探索するナビゲーション装置であって、
   走行困難区間を含む経路を探索した場合、当該経路のコストに所定のペナルティコストを加算した上で当該経路を経路候補と特定する処理と、前記探索した経路における走行困難区間の所定構成ノードから目的地に至る第一の部分経路と、前記探索した経路における出発地から探索済みのノードに至る第二の部分経路とを接続した代替経路を特定し、前記第一および前記第二の各部分経路のコストに、前記探索済みのノードから前記走行困難区間の所定構成ノードに至る接続コストを加算した上で当該代替経路を経路候補と特定する処理と、前記ペナルティコストを加算した経路候補と前記接続コストを加算した経路候補とのうち、コストの小さいものを案内用経路として選択する処理と、
   を実行する演算装置を備えることを特徴とするナビゲーション装置。
2. 前記演算装置は、
   前記代替経路が走行困難区間を含む場合、当該代替経路を経路候補としないものである、
   ことを特徴とする請求項１に記載のナビゲーション装置。
3. 前記演算装置は、
   前記代替経路において、前記探索済みのノードから前記走行困難区間の所定構成ノードに至る間に通行規制がある場合、当該代替経路を経路候補としないものである、
   ことを特徴とする請求項１に記載のナビゲーション装置。
4. 前記演算装置は、
   前記ペナルティコストを加算した経路候補と、前記接続コストを加算した経路候補との間で、コストの差が所定値より小さい場合、両方の経路候補の情報と、前記接続コストを加算した経路候補の方が前記ペナルティコストを加算した経路候補より走行しやすい旨の情報とを、所定装置に出力するものである、
   ことを特徴とする請求項１に記載のナビゲーション装置。
5. 前記演算装置は、
   特定出来た経路候補が、前記ペナルティコストを加算した経路候補のみであった場合、当該経路候補またはその周囲の所定箇所に通行規制を擬似的に設定し、経路の再探索を行うものである、
   ことを特徴とする請求項１に記載のナビゲーション装置。
6. 出発地から目的地までの経路を探索する経路探索サーバであって、
   走行困難区間を含む経路を探索した場合、当該経路のコストに所定のペナルティコストを加算した上で当該経路を経路候補と特定する処理と、前記探索した経路における走行困難区間の所定構成ノードから目的地に至る第一の部分経路と、前記探索した経路における出発地から探索済みのノードに至る第二の部分経路とを接続した代替経路を特定し、前記第一および前記第二の各部分経路のコストに、前記探索済みのノードから前記走行困難区間の所定構成ノードに至る接続コストを加算した上で当該代替経路を経路候補と特定する処理と、前記ペナルティコストを加算した経路候補と前記接続コストを加算した経路候補とのうち、コストの小さいものを案内用経路として選択する処理と、当該案内用経路の情報を所定装置に送信する処理と、
   を実行する演算装置を備えることを特徴とする経路探索サーバ。
7. 出発地から目的地までの経路を探索するナビゲーション装置が、
   走行困難区間を含む経路を探索した場合、当該経路のコストに所定のペナルティコスト
   を加算した上で当該経路を経路候補と特定する処理と、
   前記探索した経路における走行困難区間の所定構成ノードから目的地に至る第一の部分経路と、前記探索した経路における出発地から探索済みのノードに至る第二の部分経路とを接続した代替経路を特定し、前記第一および前記第二の各部分経路のコストに、前記探索済みのノードから前記走行困難区間の所定構成ノードに至る接続コストを加算した上で当該代替経路を経路候補と特定する処理と、
   前記ペナルティコストを加算した経路候補と前記接続コストを加算した経路候補とのうち、コストの小さいものを案内用経路として選択する処理と、
   を実行することを特徴とする経路探索方法。
8. 前記ナビゲーション装置が
   前記代替経路が走行困難区間を含む場合、当該代替経路を経路候補としない、
   ことを特徴とする請求項７に記載の経路探索方法。
9. 前記ナビゲーション装置が、
   前記代替経路において、前記探索済みのノードから前記走行困難区間の所定構成ノードに至る間に通行規制がある場合、当該代替経路を経路候補としない、
   ことを特徴とする請求項７に記載の経路探索方法。
10. 前記ナビゲーション装置が、
    前記ペナルティコストを加算した経路候補と、前記接続コストを加算した経路候補との間で、コストの差が所定値より小さい場合、両方の経路候補の情報と、前記接続コストを加算した経路候補の方が前記ペナルティコストを加算した経路候補より走行しやすい旨の情報とを、所定装置に出力する、
    ことを特徴とする請求項７に記載の経路探索方法。
11. 前記ナビゲーション装置が、
    特定出来た経路候補が、前記ペナルティコストを加算した経路候補のみであった場合、当該経路候補またはその周囲の所定箇所に通行規制を擬似的に設定し、経路の再探索を行う、
    ことを特徴とする請求項７に記載の経路探索方法。
12. 出発地から目的地までの経路を探索する経路探索サーバが、
    走行困難区間を含む経路を探索した場合、当該経路のコストに所定のペナルティコストを加算した上で当該経路を経路候補と特定する処理と、
    前記探索した経路における走行困難区間の所定構成ノードから目的地に至る第一の部分経路と、前記探索した経路における出発地から探索済みのノードに至る第二の部分経路とを接続した代替経路を特定し、前記第一および前記第二の各部分経路のコストに、前記探索済みのノードから前記走行困難区間の所定構成ノードに至る接続コストを加算した上で当該代替経路を経路候補と特定する処理と、
    前記ペナルティコストを加算した経路候補と前記接続コストを加算した経路候補とのうち、コストの小さいものを案内用経路として選択する処理と、
    当該案内用経路の情報を所定装置に送信する処理と、
    を実行することを特徴とする経路探索方法。