JP2018165665A - 経路探索装置及びコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザに対してより適切な経路を探索することを可能とした経路探索装置及びコンピュータプログラムを提供する。
【解決手段】サーバ側地図情報２５に含まれるリンクデータ２７は、進入リンク毎又は退出リンク毎に、当該リンクの旅行時間の統計上のばらつきを表す値を特定する情報を含み、リンクの旅行時間の代表値と該旅行時間の統計上のばらつきを表す値とに基づいて特定されるコスト値を用いて推奨経路を探索するように構成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、コスト値を用いて推奨経路の探索を行う経路探索装置及びコンピュータプログラムに関する。

近年、車両の走行案内を行い、運転者が所望の目的地に容易に到着できるようにしたナビゲーション装置が車両に搭載されていることが多い。ここで、ナビゲーション装置とは、ＧＰＳ受信機などにより自車の現在位置を検出し、その現在位置に対応する地図データをＤＶＤ−ＲＯＭやＨＤＤなどの記録媒体またはネットワークを通じて取得して液晶モニタに表示することが可能な装置である。更に、かかるナビゲーション装置には、所望する目的地を入力すると、自車位置から目的地までの最適経路を探索する経路探索機能を備えており、探索された最適経路を案内経路として設定し、ディスプレイ画面に案内経路を表示するとともに、交差点に接近した場合等には音声による案内をすることによって、ユーザを所望の目的地まで確実に案内するようになっている。また、近年は携帯電話機、スマートフォン、タブレット型端末、パーソナルコンピュータ等においても上記ナビゲーション装置と同様の機能を有するものがある。

また、上記経路探索機能では、出発地から目的地までの経路を探索する経路探索方法として一般的にダイクストラ法が用いられる。ここで、ダイクストラ法では、経路に含まれる各リンクに対してそれぞれ経路としての適正度を示すコスト値を算出し、算出されたコストの加算値に基づいて最適な経路を特定する。また、コスト値の算出方法としては、リンクを車両が通過するのに必要な時間である旅行時間を用いて算出することが行われている。ここで、リンクの旅行時間は、例えばプローブ情報や道路に設置された車両感知器や光ビーコン等によって収集されるが、車両毎に速度や走行態様が異なるので収集される旅行時間にはばらつきが生じる。従って、正確なコスト値を算出する為には旅行時間のばらつきについても考慮する必要があった。

例えば特開２０１５−１６１５５７号公報には、プローブデータを用いてリンクの旅行時間を収集するとともに、旅行時間の平均値とばらつき値とを含む関数によって経路のコスト値を算出することについて開示されている。

特開２０１５−１６１５５７号公報（第１０頁）

ここで、収集されるリンクの旅行時間の分布は、信号制御等の影響により、当該リンクに対してどのリンクから進入し、また、どのリンクへと退出したかによって大きく異なることが知られている。例えば、信号機は交通流をできる限り妨げないように、同一方向に設置された信号機の点灯を同期させることが行われている。具体的には図１３に示すように、直進方向に連続して３つの信号機１０１〜１０３が設置されている場合において、各信号機１０１〜１０３の『青』→『黄』→『赤』と切り替わるタイミングを同期させることが多い。その結果、図１３に示すように車両が直進して走行する場合には減速が不要となるので各リンクの旅行時間は短くなる。一方で、図１４に示すように車両が右左折して通過する場合には、信号機１０４が『青』のタイミングで信号機１０２は『赤』であるので、車両は信号機１０２で停車する可能性が高い。また、信号機１０２が『青』となった後においても信号機１０３で右折待ちをすることが予想される。以上のように、リンクの旅行時間は、同一のリンクであっても当該リンクに対してどのリンクから進入し、また、どのリンクへと退出したかによって大きく異なるものである。

しかしながら、上記特許文献１に記載された技術では上述したような進入するリンクや退出するリンクについては考慮していなかったので、収集されたリンクの旅行時間を統計しても正確な旅行時間の平均値とばらつき値を算出できず、結果として適切なコスト値を特定することができない問題があった。

本発明は前記従来における問題点を解消するためになされたものであり、進入するリンク毎又は退出するリンク毎に区分してリンクの旅行時間の統計上のばらつきを特定する情報を持たせることによって、より適切なコスト値を特定して迅速に推奨経路の探索を行うことを可能とした経路探索装置及びコンピュータプログラムを提供することを目的とする。

前記目的を達成するため本発明に係る経路探索装置は、道路網を示すノード及びリンクを含むネットワークデータと、前記ネットワークデータに含まれるリンクを走行する旅行時間を含むリンク情報とを取得する情報取得手段と、前記ネットワークデータと前記リンク情報とに基づいて目的地までの旅行時間を考慮した推奨経路を探索する経路探索手段と、を有し、前記リンク情報は、当該リンクの一端のノードに進入するリンクである進入リンク毎、又は当該リンクの他端のノードから退出するリンクである退出リンク毎に、当該リンクの旅行時間の統計上のばらつきを表す値を特定する情報を含み、前記経路探索手段は、リンクの旅行時間の代表値と該旅行時間の統計上のばらつきを表す値とに基づいて特定されるコスト値を用いて前記推奨経路を探索する。

また、本発明に係るコンピュータプログラムは、道路網を構成するリンクのコスト値を用いて推奨経路の探索を行わせるコンピュータプログラムである。具体的には、コンピュータを、道路網を示すノード及びリンクを含むネットワークデータと、前記ネットワークデータに含まれるリンクを走行する旅行時間を含むリンク情報とを取得する情報取得手段と、前記ネットワークデータと前記リンク情報とに基づいて目的地までの旅行時間を考慮した推奨経路を探索する経路探索手段と、して機能させる為のコンピュータプログラムであって、前記リンク情報は、当該リンクの一端のノードに進入するリンクである進入リンク毎、又は当該リンクの他端のノードから退出するリンクである退出リンク毎に、当該リンクの旅行時間の統計上のばらつきを表す値を特定する情報を含み、前記経路探索手段は、リンクの旅行時間の代表値と該旅行時間の統計上のばらつきを表す値とに基づいて特定されるコスト値を用いて前記推奨経路を探索する。

前記構成を有する本発明に係る経路探索装置及びコンピュータプログラムによれば、コストの特定対象となるリンクについて、進入リンク毎又は退出リンク毎に区分してリンクの旅行時間の統計上のばらつきを特定する情報を紐付けて持たせることによって、走行態様に応じた正確なばらつきの値が特定でき、その結果、より適切なコスト値を特定することが可能となる。そして、特定されたコスト値を用いることによって、ユーザに対してより適切な推奨経路を迅速に探索することが可能となる。

本実施形態に係る経路探索システムを示した概略構成図である。 本実施形態に係る経路探索システムの構成を示したブロック図である。 進入リンク及び退出リンクの組み合わせ毎に統計したリンクの旅行時間の分布の一例を示した図である。 退出リンク毎に統計したリンクの旅行時間の分布の一例を示した図である。 進入リンク毎に統計したリンクの旅行時間の分布の一例を示した図である。 リンクデータのデータ構造を示した図である。 本実施形態に係るナビゲーション装置の制御系を模式的に示すブロック図である。 本実施形態に係るプローブ情報統計処理プログラムのフローチャートである。 本実施形態に係る経路探索処理プログラムのフローチャートである。 経路探索処理において探索の枝を伸ばす具体例を示す説明図である。 経路探索処理において探索の枝を伸ばす具体例を示す説明図である。 経路探索処理において、注目ノードに付与された候補ラベルの中から不要なラベルを除外する方法を示す説明図である。 従来技術の問題点について説明した図である。 従来技術の問題点について説明した図である。

以下、本発明に係る経路探索装置をサーバ装置に具体化した一実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。先ず、本実施形態に係るサーバ装置１を含む経路探索システム２の概略構成について図１及び図２を用いて説明する。図１は本実施形態に係る経路探索システム２を示した概略構成図である。図２は本実施形態に係る経路探索システム２の構成を示したブロック図である。

図１に示すように、本実施形態に係る経路探索システム２は、プローブセンタ３が備えるサーバ装置（経路探索装置）１と、車両４に搭載された通信端末であるナビゲーション装置５と、を基本的に有する。また、サーバ装置１とナビゲーション装置５は通信ネットワーク網６を介して互いに電子データを送受信可能に構成されている。尚、ナビゲーション装置５の代わりに、例えば携帯電話機、スマートフォン、タブレット型端末、パーソナルコンピュータを用いても良い。

ここで、プローブセンタ３が備えるサーバ装置１は、全国を走行する各車両から現在時刻や走行情報等を含むプローブ情報（材料情報）を収集して蓄積するとともに、蓄積されたプローブ情報から道路に関する各種支援情報（例えば道路の通行止め情報、事故情報、渋滞情報、旅行時間等）を生成し、生成された支援情報をナビゲーション装置５に対して配信したり、支援情報を用いた各種処理を行う情報配信サーバである。特に本実施形態では、サーバ装置１は、リンクを通過するのに必要であった時間である旅行時間を各車両から収集し、収集したリンクの旅行時間の分布から、リンクの旅行時間の代表値（例えば平均値、中央値、最頻値）と統計上のばらつきを表す値（例えば標準偏差）とをそれぞれ算出する。

また、サーバ装置１は、最新バージョンの地図情報を備え、ナビゲーション装置５の要求に応じて上記算出された“リンクの旅行時間の代表値及び統計上のばらつきを表す値”を用いた経路探索についても行う。具体的には、ナビゲーション装置５において目的地が設定された場合に、ナビゲーション装置５からサーバ装置１へと出発地や目的地等の経路探索に必要な情報が経路探索要求とともに送信される。そして経路探索要求を受信したサーバ装置１は、サーバ装置１の有する地図情報やプローブ情報に基づいて算出された“リンクの旅行時間の代表値及び統計上のばらつきを表す値”等を用いて経路探索を行い、出発地から目的地までの推奨経路（センタールート）を特定する。その後、特定された推奨経路に関する経路情報を要求元のナビゲーション装置５へと送信する。そして、ナビゲーション装置５はサーバ装置１から受信した経路情報を用いて案内経路を設定する。

但し、経路探索処理については必ずしもサーバ装置１で行う必要は無く、ナビゲーション装置５で行っても良い。その場合には、プローブ情報に基づいて算出された“リンクの旅行時間の代表値及び統計上のばらつきを表す値”に関する情報をサーバ装置１からナビゲーション装置５へと配信し、ナビゲーション装置５は配信された情報やナビゲーション装置５が有する地図情報等に基づいて経路探索を行う。

一方、ナビゲーション装置５は、車両４に搭載され、格納する地図データに基づいて自車位置周辺の地図を表示したり、地図画像上において車両の現在位置を表示したり、設定された案内経路に沿った移動案内を行う車載機である。また、ナビゲーション装置５はサーバ装置１から受信した渋滞度等の交通情報を利用者に対して案内することについても行う。尚、ナビゲーション装置５の詳細については後述する。

また、通信ネットワーク網６は全国各地に配置された多数の基地局と、各基地局を管理及び制御する通信会社とを含み、基地局及び通信会社を有線（光ファイバー、ＩＳＤＮ等）又は無線で互いに接続することにより構成されている。ここで、基地局はナビゲーション装置５との通信をするトランシーバー（送受信機）とアンテナを有する。そして、基地局は通信会社の間で無線通信を行う一方、通信ネットワーク網６の末端となり、基地局の電波が届く範囲（セル）にあるナビゲーション装置５の通信をサーバ装置１との間で中継する役割を持つ。

続いて、経路探索システム２におけるサーバ装置１の構成について図２を用いてより詳細に説明する。サーバ装置１は、図２に示すようにサーバ制御ＥＣＵ１１と、サーバ制御ＥＣＵ１１に接続された情報記録手段としてのプローブ情報ＤＢ１２と、サーバ側地図ＤＢ１３と、サーバ側通信装置１４とを備える。

サーバ制御ＥＣＵ１１（エレクトロニック・コントロール・ユニット）は、サーバ装置１の全体の制御を行う電子制御ユニットであり、演算装置及び制御装置としてのＣＰＵ２１、並びにＣＰＵ２１が各種の演算処理を行うにあたってワーキングメモリとして使用されるＲＡＭ２２、制御用のプログラムのほか、後述のプローブ情報統計処理プログラム（図８）や経路探索処理プログラム（図９参照）等が記録されたＲＯＭ２３、ＲＯＭ２３から読み出したプログラムを記憶するフラッシュメモリ２４等の内部記憶装置を備えている。尚、サーバ制御ＥＣＵ１１は、後述のナビゲーション装置５のＥＣＵとともに処理アルゴリズムとしての各種手段を有する。例えば、情報取得手段は、道路網を示すノード及びリンクを含むネットワークデータと、前記ネットワークデータに含まれるリンクを走行する旅行時間を含むリンク情報とを取得する。経路探索手段は、ネットワークデータとリンク情報とに基づいて目的地までの旅行時間を考慮した推奨経路を探索する。

また、プローブ情報ＤＢ１２は、全国を走行する各車両４から収集したプローブ情報を累積的に記憶する記憶手段である。尚、本実施形態においては、例えば車両４から収集されるプローブ情報として、（ａ）日時、（ｂ）車両が走行するリンク（進入リンクと退出リンクについても含む）、（ｃ）車両の進行方向、（ｄ）リンクを車両が通過するのに要した時間（以下、旅行時間という）等が含まれる。但し、プローブ情報としては上記（ａ）〜（ｄ）に関する情報を必ずしも全て含む必要はなく、例えば（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に関する情報のみを含む構成としても良い。

そして、サーバ装置１は、プローブ情報ＤＢ１２に記憶されるプローブ情報を統計することによって、全国の各道路に関する支援情報を生成する。特に本実施形態では、サーバ装置１は、プローブ情報としてリンクを通過するのに必要であった時間である旅行時間を各車両４から収集し、収集したリンクの旅行時間の分布から、リンクの旅行時間の代表値（例えば平均値、中央値、最頻値）と統計上のばらつきを表す値（例えば標準偏差）とをそれぞれ算出する。そして、サーバ装置１は、リンクの旅行時間の代表値と統計上のばらつきを表す値とに基づいて、経路探索に用いるリンクのコスト値を特定する。

例えば図３はプローブ情報の一例としてリンクＣを走行した各車両４から収集したリンクＣの旅行時間の分布を示した図である。ここで、本実施形態では、当該リンクの一端のノードに進入するリンクである進入リンク毎、且つ当該リンクの他端のノードから退出するリンクである退出リンク毎にリンクの旅行時間を統計する。図３に示す例では進入リンクとしてリンクＡとリンクＢがあり、退出リンクとしてリンクＤ〜Ｆがあるので、２×３の６区分に分けてリンクの旅行時間を統計する。例えばリンクＡからリンクＣに進入し、リンクＤへと退出する場合のリンクの旅行時間のみをプローブ情報ＤＢ１２から選別して統計したのが、図３の左上にある分布図となる。そして、サーバ装置１は進入リンク毎且つ退出リンク毎にリンクの旅行時間の代表値である平均値と、統計上のばらつきを表す値である標準偏差を算出する。

但し、必ずしも進入リンク毎且つ退出リンク毎にリンクの旅行時間を統計する必要は無い。例えば、図４に示すように進入リンクについては区分せずに退出リンク毎にリンクの旅行時間を統計しても良い。また、図５に示すように退出リンクについては区分せずに進入リンク毎にリンクの旅行時間を統計しても良い。

そして、サーバ装置１は算出されたリンクの旅行時間の平均値と標準偏差を用いて、進入リンク毎且つ退出リンク毎に、当該リンクの経路としての適性度を示すコスト値を特定し、推奨経路の探索を行う。詳細については後述する。また、サーバ装置１は、算出したリンクの旅行時間の平均値と標準偏差を、リンクに対応付けてリンクデータの一部としてＤＢに格納し、管理する。

一方、サーバ側地図ＤＢ１３は、外部からの入力データや入力操作に基づいて登録された最新のバージョンの地図情報であるサーバ側地図情報２５が記憶される記憶手段である。ここで、サーバ側地図情報２５は、ナビゲーション装置５に格納されている地図情報と基本的に同一の構成を有しており、道路網を始めとして経路探索、経路案内及び地図表示に必要な各種情報から構成されている。例えば、道路網を示すノード及びリンクを含むネットワークデータ２６、道路（リンク）に関するリンクデータ２７、ノード点に関するノードデータ、各交差点に関する交差点データ、施設等の地点に関する地点データ、地図を表示するための地図表示データ、経路を探索するための探索データ、地点を検索するための検索データ等からなる。

ここで、特にリンクデータ２７は、プローブ情報を統計することによって算出されたリンクの旅行時間の平均値と標準偏差について紐付けて記憶されている。図６はサーバ側地図ＤＢ１３に記憶されるリンクデータ２７の一例を示した図である。

図６に示すようにリンクデータ２７は、全国にあるリンク毎に、リンクを識別するリンクＩＤと、進入リンク及び退出リンクの組み合わせと、該当するプローブ情報を統計することによって算出された旅行時間の平均値及び標準偏差とから構成される。例えば、図６に示すリンクデータでは、リンクＩＤ『１００００１』のリンクについて、進入リンク『１００００２』から進入し、退出リンク『１０００１０』から退出する場合の旅行時間の平均は５４．５ｓｅｃであり、旅行時間の標準偏差は５４．５ｓｅｃであることを示している。

尚、前述したように必ずしも進入リンク毎且つ退出リンク毎にリンクの旅行時間を統計する必要は無く、進入リンク毎又は退出リンク毎にリンクの旅行時間を統計しても良い。その場合には、リンクデータ２７についても進入リンクのみに旅行時間の平均値及び標準偏差対応付けても良いし、退出リンクのみに旅行時間の平均値及び標準偏差対応付けても良い。

一方、サーバ側通信装置１４はプローブ情報の収集対象となる各車両４やナビゲーション装置５と通信ネットワーク網６を介して通信を行う為の通信装置である。また、ナビゲーション装置５以外にインターネット網や、交通情報センタ、例えば、ＶＩＣＳ（登録商標：Vehicle Information and Communication System）センタ等から送信された渋滞情報、規制情報、交通事故情報等の各情報から成る交通情報の受信についても可能である。

次に、ナビゲーション装置５の概略構成について図７を用いて説明する図７は本実施形態に係るナビゲーション装置５であるナビゲーション装置の制御系を模式的に示すブロック図である。

図７に示すように本実施形態に係るナビゲーション装置５は、ナビゲーション装置５が搭載された車両４の現在位置を検出する現在位置検出部３１と、各種のデータが記録されたデータ記録部３２と、入力された情報に基づいて、各種の演算処理を行うナビゲーションＥＣＵ３３と、ユーザからの操作を受け付ける操作部３４と、ユーザに対して地図や目的地までの案内経路を表示する液晶ディスプレイ３５と、経路案内に関する音声ガイダンスを出力するスピーカ３６と、記憶媒体であるＤＶＤを読み取るＤＶＤドライブ３７と、サーバ装置１やＶＩＣＳセンタ等との間で通信を行う通信モジュール３８と、を有する。

以下に、ナビゲーション装置５を構成する各構成要素について順に説明する。
現在位置検出部３１は、ＧＰＳ４１、車速センサ４２、ステアリングセンサ４３、ジャイロセンサ４４等からなり、現在の車両の位置、方位、車両の走行速度、現在時刻等を検出することが可能となっている。ここで、特に車速センサ４２は、車両の移動距離や車速を検出する為のセンサであり、車両の駆動輪の回転に応じてパルスを発生させ、パルス信号をナビゲーションＥＣＵ３３に出力する。そして、ナビゲーションＥＣＵ３３は発生するパルスを計数することにより駆動輪の回転速度や移動距離を算出する。尚、上記４種類のセンサをナビゲーション装置５が全て備える必要はなく、これらの内の１又は複数種類のセンサのみをナビゲーション装置５が備える構成としても良い。

また、データ記録部３２は、外部記憶装置及び記録媒体としてのハードディスク（図示せず）と、ハードディスクに記録された端末側地図ＤＢ４５、配信情報ＤＢ４６及び所定のプログラム等を読み出すとともにハードディスクに所定のデータを書き込む為のドライバである記録ヘッド（図示せず）とを備えている。尚、データ記録部３２をハードディスクの代わりに不揮発性メモリ、メモリーカード、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスクにより構成しても良い。

ここで、端末側地図ＤＢ４５は、通信端末７における経路探索や走行案内に用いられる地図情報が記憶される記憶手段である。尚、地図情報を外部のサーバから取得する場合については端末側地図ＤＢ４５は必ずしも必要でない。

また、配信情報ＤＢ４６は、サーバ装置１から配信された配信情報（道路に関する支援情報）が記憶される記憶手段である。

一方、ナビゲーションＥＣＵ（エレクトロニック・コントロール・ユニット）３３は、ナビゲーション装置５の全体の制御を行う電子制御ユニットであり、演算装置及び制御装置としてのＣＰＵ５１、並びにＣＰＵ５１が各種の演算処理を行うにあたってワーキングメモリとして使用されるとともに、経路が探索されたときの経路データ等が記憶されるＲＡＭ５２、制御用のプログラム等が記録されたＲＯＭ５３、ＲＯＭ５３から読み出したプログラムを記憶するフラッシュメモリ５４等の内部記憶装置を備えている。

操作部３４は、走行開始地点としての出発地及び走行終了地点としての目的地を入力する際等に操作され、各種のキー、ボタン等の複数の操作スイッチ（図示せず）を有する。そして、ナビゲーションＥＣＵ３３は、各スイッチの押下等により出力されるスイッチ信号に基づき、対応する各種の動作を実行すべく制御を行う。尚、操作部３４は液晶ディスプレイ３５の前面に設けたタッチパネルを有しても良い。また、マイクと音声認識装置を有しても良い。

また、液晶ディスプレイ３５には、道路を含む地図画像、交通情報、操作案内、操作メニュー、キーの案内、出発地から目的地までの案内経路、案内経路に沿った案内情報、ニュース、天気予報、時刻、メール、テレビ番組等が表示される。尚、液晶ディスプレイ３５の代わりに、ＨＵＤやＨＭＤを用いても良い。

また、スピーカ３６は、ナビゲーションＥＣＵ３３からの指示に基づいて案内経路に沿った走行を案内する音声ガイダンスや、交通情報の案内を出力する。

また、ＤＶＤドライブ３７は、ＤＶＤやＣＤ等の記録媒体に記録されたデータを読み取り可能なドライブである。そして、読み取ったデータに基づいて音楽や映像の再生、端末側地図ＤＢ４５の更新等が行われる。尚、ＤＶＤドライブ３７に替えてメモリーカードを読み書きする為のカードスロットを設けても良い。

また、通信モジュール３８は、例えば、サーバ装置１やＶＩＣＳセンタや地図配信センタ等から送信された地図更新情報、支援情報、交通情報等の各情報を受信する為の通信装置であり、例えば携帯電話機やＤＣＭが該当する。

続いて、上記構成を有する本実施形態に係る経路探索システム２を構成するサーバ装置１においてＣＰＵ２１が実行するプローブ情報統計処理プログラムについて図８に基づき説明する。図８は本実施形態に係るプローブ情報統計処理プログラムのフローチャートである。ここで、プローブ情報統計処理プログラムは所定時間間隔（例えば２４時間間隔）で実行され、各車両４から収集したプローブ情報を統計することによってコスト値の算出材料となるリンクの旅行時間の平均値及び標準偏差を算出し、ＤＢ化するプログラムである。尚、以下の図８及び図９にフローチャートで示されるプログラムは、サーバ装置１が備えているＲＡＭ２２やＲＯＭ２３に記憶されており、ＣＰＵ２１により実行される。

ここで、プローブ情報統計処理プログラムでは、プローブ情報をリンク毎、且つ該リンクの進入リンクと退出リンクの組み合わせ毎に区分して統計する。従って、全国にあるリンク毎、且つ該リンクの進入リンクと退出リンクの組み合わせ毎に以下のステップ（以下、Ｓと略記する）１以降の処理を繰り返し実行する。例えば、図３に示すリンクＣを対象として処理を行う場合には、進入リンクとしてリンクＡとリンクＢがあり、退出リンクとしてリンクＤ〜Ｆがあるので、進入リンクと退出リンクの組み合わせとして２×３の６通り分の処理を繰り返し行う。尚、時間帯毎や曜日毎に更に区分する構成としても良い。また、進入リンクについては区分せずにリンク毎且つ退出リンク毎に区分して整備をしても良いし、退出リンクについては区分せずにリンク毎且つ進入リンク毎に区分して整備をしても良い。

先ず、Ｓ１においてＣＰＵ２１は、プローブ情報ＤＢ１２に格納されたプローブ情報の内、処理対象のリンクであって、且つ処理対象の進入リンクと退出リンクの組み合わせに該当するプローブ情報を抽出する。

次に、Ｓ２においてＣＰＵ２１は、前記Ｓ１で取得したプローブ情報から各車両が処理対象のリンクの通過に要した旅行時間の分布を特定し（図３参照）、その旅行時間の代表値として平均値μを算出する。前記Ｓ１でプローブ情報を１００個取得していれば、１００個の旅行時間の平均値が算出されることとなる。

続いて、Ｓ３においてＣＰＵ２１は、旅行時間の統計上のばらつきを表す値として標準偏差σを算出する。前記Ｓ１でプローブ情報を１００個取得していれば、１００個の旅行時間の標準偏差が算出されることとなる。尚、各車両４の旅行時間のばらつきが大きい程、標準偏差についても大きくなる。

その後、Ｓ４においてＣＰＵ２１は、前記Ｓ２やＳ３で算出されたリンクの旅行時間の平均値と標準偏差を、リンクと進入リンクと退出リンクの組み合わせに紐付けてリンクデータ２７としてＤＢに格納する（図６参照）。尚、前記Ｓ４で格納されたリンクデータは、後述のように経路探索処理を行う際のコスト値の特定に用いられる。

続いて、サーバ装置１においてＣＰＵ２１が実行する経路探索処理プログラムについて図９に基づき説明する。図９は本実施形態に係る経路探索処理プログラムのフローチャートである。ここで、経路探索処理プログラムはナビゲーション装置５から経路探索要求を受信した場合に実行され、前述したプローブ情報統計処理プログラム（図８）において算出されたリンクの旅行時間の平均値及び標準偏差を用いて、出発地から目的地へと到る推奨経路を探索するプログラムである。

先ず、Ｓ１１においてＣＰＵ２１は、ナビゲーション装置５から送信される経路探索要求を受信する。尚、経路探索要求には、経路探索要求の送信元のナビゲーション装置５を特定する端末ＩＤと、経路探索の探索条件である出発地（例えば車両の現在位置）と目的地とを特定する情報とが含まれている。

その後、Ｓ１２においてＣＰＵ２１は、サーバ側地図情報２５に含まれるネットワークデータ２６と前記Ｓ１で受信した出発地及び目的地とに基づいて、出発地から目的地までの間にある推奨経路を構成し得る各リンクを抽出する。そして、抽出された各リンクのリンクデータ２７をサーバ側地図情報２５から取得する。ここで、リンクデータ２７には前述したプローブ情報統計処理プログラム（図８）によってリンクの旅行時間の平均値及び標準偏差が予め紐付けられて記憶されている。

次に、Ｓ１３においてＣＰＵ２１は、前記Ｓ１２で取得した各リンクの旅行時間の平均値及び標準偏差を用いて前記Ｓ１１で取得された出発地から目的地までの経路探索処理を行う。具体的には、公知のダイクストラ法を用い、コスト値の合計が最小となる経路を推奨経路とする。特に本実施形態では経路のコスト値の合計Ｓは以下の式（１）により算出する。

尚、式（１）においてＣは、旅行時間のバラつきの重み係数であり、０から１までの範囲で適宜値が設定される。具体的には、目的地への到着時刻を早くすることと到着予想時刻の誤差を少なくすることのどちらに重きを置いた経路を探索するかを調整する為のコスト係数である。例えば、Ｃが１に近くなればコスト値の合計Ｓに対してリンク列の旅行時間の標準偏差が占める割合が大きくなるので、到着予想時刻の誤差を少なくすることに重きを置いた経路探索となる。一方で、Ｃが０に近づけばコスト値の合計Ｓに対してリンク列の旅行時間の平均値が占める割合が大きくなるので、到着時刻を早くすることに重きを置いた経路探索となる。

また、本実施形態では同一のリンクであっても進入リンク毎且つ退出リンク毎に区分してリンクの旅行時間の平均値及び標準偏差が特定されている。従って、前記Ｓ１３においてＣＰＵ２１は、進入リンクと退出リンクの組み合わせに基づいて複数の候補の内から式（１）に代入するリンクの旅行時間の平均値及び標準偏差を適宜選択する必要がある。

また、上記式（１）では、リンクのその他の要因に基づくコスト（extra）についても考慮している。例えば、道路種別に基づくコスト、車線数に基づくコスト、渋滞度に基づくコスト、走行に必要な費用に基づくコスト等が含まれる。但し、リンクの旅行時間の平均値と標準偏差のみを要素に用いてコスト値を算出しても良い。

また、前記Ｓ１３の経路探索処理では、信号制御等によって途中の信号機で停止する可能性が極めて低く、渋滞などの道路事象についてもリンク単位ではなくリンク列全体に影響が生じるリンク列については、リンク列に含まれる複数のリンクをまとめて１のリンク（複合リンク）として上記経路探索処理を行っても良い。その場合には前述したプローブ情報統計処理プログラム（図８）において、複合リンクについては複合リンク毎にリンクの旅行時間の平均値及び標準偏差を算出してＤＢに格納するようにする。

以下では上記複合リンクを考慮した場合における前記Ｓ１３の経路探索処理について具体例を挙げて説明する。
ＣＰＵ２１は、前記Ｓ１１で取得した出発地から目的地までノード及びリンクを辿って探索枝を伸ばしていき、その探索枝の先の注目ノードに対して、そのノードに達するまでの累計コストと探索枝（つまり、前のラベル）とを表す候補ラベルを付与し、付与された候補ラベルの中から所定の条件を満たすラベル（本実施形態では最小コストとなるラベル）を選択して確定させていくことで、推奨経路を求める。

図１０及び図１１は、本実施形態の経路探索処理において探索の枝を伸ばす具体例を示す説明図である。ここで、本実施形態では、各ノードに付与するラベルには、リンクデータ２７に基づいて、ラベル番号と、ノード番号と、該当リンクと、退出リンクと、前のラベル番号と、累計コストと、を表す情報が記録される。図１０に示すように、ノードＮ１に付与されたラベルＬＢ１（該当リンク＝リンクＬ１、退出リンク＝リンクＬ２）が、既に、確定していたとする。その場合にＣＰＵ２１は、そのラベルＬＢ１の退出リンクＬ２の先に存在するノードに対して探索の枝を伸ばす。具体的には、ＣＰＵ２１は、ラベルＬＢ１の退出リンクＬ２を該当リンクとして含み、かつ、ラベルＬＢ１の該当リンクＬ１を進入リンクとして含むリンクデータをサーバ側地図情報２５から取得し、取得されたリンクデータに基づき、探索の枝を伸ばした先のノードに候補ラベルを付与する。図１１には、単独リンク情報に基づき、候補ラベルＬＢ２，ＬＢ３，ＬＢ４が、ノードＮ２に対して付与され、複合リンク情報に基づき、候補ラベルＬＢ５が、ノードＮ３に対して付与された例を示す。ラベルＬＢ２，ＬＢ３，ＬＢ４は、共通する該当リンクＬ２を有しており、それぞれ、異なる退出リンクを有している。また、ラベルＬＢ５は、２つの該当リンクＬ２，Ｌ３を包含しており、退出リンクとしてリンクＬ６を有している。

続いて図１２は、本実施形態の経路探索処理において、注目ノードに付与された候補ラベルの中から不要なラベルを除外する方法を示す説明図である。ＣＰＵ２１は、注目ノードにおいて、該当リンクと退出リンクの組み合わせが競合するラベルが存在する場合には、それらの累計コストを比較し、累計コストが最も小さいラベルをその注目ノードの候補ラベルとして選択する。選択しなかったラベルは、候補ラベルから除外する。こうすることで、累計コストの大きいラベルからは探索の枝が伸びないことになる。図１２に示した例では、ノードＮ２に対して付与されたラベルＬＢ２，ＬＢ５，ＬＢ６が、該当リンク（リンクＬ２）と退出リンク（リンクＬ３）の組み合わせが競合する。そのため、経路探索部２０６は、それらのラベルの累計コストを比較し、最も累計コストの小さいラベルＬＢ２を候補ラベルとして選択し、他のラベルＬＢ５およびラベルＬＢ６を、候補ラベルから除外する。

そして、以下同様に図１０乃至図１２に示した手法に従って、出発地から各ノードに探索の枝を伸ばしていき、順次、各ノードに付与した候補ラベルの中から、最小コストとなるラベルを確定していく。そして、確定されたラベルに含まれる該当リンクを結ぶ経路が推奨経路として探索される。

その後、Ｓ１４においてＣＰＵ２１は、前記Ｓ１３で探索された推奨経路を、経路探索要求のあったナビゲーション装置５へと配信する。そして、推奨経路の配信されたナビゲーション装置５では、配信された推奨経路を液晶ディスプレイ３５等を介してユーザに案内する。そして、その後のユーザの操作に基づいて案内された推奨経路がナビゲーション装置５の案内経路として設定され、設定された案内経路に基づく走行案内が行われる。

尚、サーバ装置１ではなくナビゲーション装置５において、上記経路探索処理（Ｓ１３）を実行させる構成としても良い。その場合には、プローブ情報統計処理プログラム（図８）によって算出されたリンクの旅行時間の平均値及び標準偏差をサーバ装置１からナビゲーション装置５へと配信するように構成する。また、プローブ情報統計処理プログラム（図８）についてもナビゲーション装置５で実行させる構成としても良い。

以上詳細に説明した通り、本実施形態に係るサーバ装置１及びサーバ装置１で実行されるコンピュータプログラムでは、サーバ側地図情報２５に含まれるリンクデータ２７は、進入リンク毎且つ退出リンク毎に、当該リンクの旅行時間の統計上のばらつきを表す値を特定する情報を含み、リンクの旅行時間の代表値と該旅行時間の統計上のばらつきを表す値とに基づいて特定されるコスト値を用いて推奨経路を探索する（Ｓ１１〜Ｓ１４）ので、走行態様に応じた正確なリンクの旅行時間のばらつきの値が特定でき、その結果、より適切なコスト値を特定することが可能となる。そして、特定されたコスト値を用いることによって、ユーザに対してより適切な推奨経路を迅速に探索することが可能となる。

尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。
例えば、本実施形態では、一のサーバ装置１がプローブ情報を統計する処理と推奨経路の探索を行う処理をそれぞれ行っているが、プローブ情報を統計する処理と推奨経路の探索を行う処理は別々のサーバ装置が行うようにしても良い。例えば、サーバ装置１が他のサーバ装置で行われたプローブ情報の統計結果を受信して、経路探索処理を行うようにしても良い。

また、本実施形態ではリンクデータに対してリンクの旅行時間の平均値及び標準偏差をそれぞれ紐付けてＤＢ化しているが、リンクの旅行時間の標準偏差のみを紐付けてＤＢ化しても良い。その場合には、例えばリンクの旅行時間の平均値は経路探索時にプローブ情報から算出するようにしても良い。また、リンクの旅行時間の代表値としては、平均値の代わりに中央値や最頻値を用いても良い。同じく、リンクの旅行時間の統計上のばらつきを表す値としては、標準偏差の代わりに分散を用いても良い。更に、リンクの旅行時間の平均値及び標準偏差の代わりに、リンクの旅行時間の平均値及び標準偏差に基づいて算出されるリンクコスト値を紐付けてＤＢ化しても良い。

また、本実施形態ではリンクデータに対して進入リンクと退出リンクの組み合わせ毎にリンクの旅行時間の平均値及び標準偏差を一括して紐付けてＤＢ化しているが、例えばリンクの旅行時間の平均値と標準偏差は別々にＤＢ化しても良い。また、リンク毎に進入リンクと退出リンクの一の組み合わせ（例えば直進で当該リンクを通過する進入リンクと退出リンクの組み合わせ）に対するリンクの旅行時間の平均値及び標準偏差を基準値としてＤＢ化し、他の組み合わせについては直接的な値ではなく、基準値からの差分や係数を記憶させるようにしても良い。

また、本実施形態では、リンクの旅行時間の平均値と標準偏差を算出する材料としてプローブ情報を用いているが、ＶＩＣＳ情報やその他の交通情報を用いる構成としても良い。更に、経路探索を行う自車両の過去の走行履歴から算出しても良い。

また、本実施形態では図８に示すプローブ情報統計処理プログラム及び図９に示す経路探索処理プログラムの実行主体は、プローブセンタ３のサーバ装置１であったが、ナビゲーション装置５が一部又は全部を実行する構成としても良い。また、ナビゲーション装置５の代わりに、経路探索機能を有する他の装置で経路探索システム２を構成することも可能である。例えば、携帯電話機、スマートフォン、タブレット端末、パーソナルコンピュータ等が可能である。

また、本発明に係る経路探索装置を具体化した実施例について上記に説明したが、経路探索装置は以下の構成を有することも可能であり、その場合には以下の効果を奏する。

例えば、第１の構成は以下のとおりである。
道路網を示すノード及びリンクを含むネットワークデータ（２６）と、前記ネットワークデータに含まれるリンクを走行する旅行時間を含むリンク情報（２７）とを取得する情報取得手段（２１）と、前記ネットワークデータと前記リンク情報とに基づいて目的地までの旅行時間を考慮した推奨経路を探索する経路探索手段（２１）と、を有し、前記リンク情報は、当該リンクの一端のノードに進入するリンクである進入リンク毎、又は当該リンクの他端のノードから退出するリンクである退出リンク毎に、当該リンクの旅行時間の統計上のばらつきを表す値を特定する情報を含み、前記経路探索手段は、リンクの旅行時間の代表値と該旅行時間の統計上のばらつきを表す値とに基づいて特定されるコスト値を用いて前記推奨経路を探索する。
上記構成を有する経路探索装置によれば、コストの特定対象となるリンクについて、進入リンク毎又は退出リンク毎に区分してリンクの旅行時間の統計上のばらつきを特定する情報を紐付けて持たせることによって、走行態様に応じた正確なばらつきの値が特定でき、その結果、より適切なコスト値を特定することが可能となる。そして、特定されたコスト値を用いることによって、ユーザに対してより適切な推奨経路を迅速に探索することが可能となる。

また、第２の構成は以下のとおりである。
進入リンク又は退出リンクに対応付けて、リンクの旅行時間の代表値と、リンクの旅行時間のばらつきを表す値とを記憶媒体（１３）に格納する格納手段（２１）を有し、前記経路探索手段（２１）は、前記記憶媒体に格納された値を用いてコスト値を特定し、前記推奨経路を探索する。
上記構成を有する経路探索装置によれば、予め経路探索処理に用いる旅行時間に関するパラメータをデータベース化することによって、経路探索処理の処理負荷を軽減することが可能となる。また、経路探索処理に係る時間の短縮についても可能となる。更に、データベース化した情報を配信すれば配信先の装置においても同様の経路探索を行うことが可能となる。

また、第３の構成は以下のとおりである。
リンクの旅行時間の代表値と、リンクの旅行時間のばらつきを表す値と、リンクの旅行時間のばらつきの重み係数と、を含む関数に基づいて前記コスト値が特定される。
上記構成を有する経路探索装置によれば、ばらつきの重み係数を適宜設定することによって、目的地への到着時刻を早くすることと到着予想時刻の誤差を少なくすることのどちらに重きを置いた経路を探索するかを調整することが可能となる。従って、よりユーザの要望に沿った経路を探索することが可能となる。

また、第４の構成は以下のとおりである。
前記リンクの旅行時間の代表値は、車両から取得したプローブ情報を統計することによって得られた当該リンクの旅行時間の平均値、中央値又は最頻値である。
上記構成を有する経路探索装置によれば、リンクの旅行時間の平均値、中央値又は最頻値を考慮したコスト値を用いることによって、目的地への到着時間が早くなることを優先した推奨経路を探索することが可能となる。

また、第５の構成は以下のとおりである。
前記リンクの旅行時間のばらつきを表す値は、車両から取得したプローブ情報を統計することによって得られた当該リンクの旅行時間の標準偏差である。
上記構成を有する経路探索装置によれば、リンクの旅行時間の標準偏差を考慮したコスト値を用いることによって、目的地までの到着時間の誤差が小さくなることを優先した推奨経路を探索することが可能となる。

１ サーバ装置
２ 経路探索システム
３ プローブセンタ
４ 車両
５ ナビゲーション装置
１２ プローブ情報ＤＢ
１３ サーバ側地図ＤＢ
２１ ＣＰＵ
２２ ＲＡＭ
２３ ＲＯＭ
２４ フラッシュメモリ
２５ サーバ側地図情報
２６ ネットワークデータ
２７ リンクデータ

Claims (6)

1. 道路網を示すノード及びリンクを含むネットワークデータと、前記ネットワークデータに含まれるリンクを走行する旅行時間を含むリンク情報とを取得する情報取得手段と、
   前記ネットワークデータと前記リンク情報とに基づいて目的地までの旅行時間を考慮した推奨経路を探索する経路探索手段と、を有し、
   前記リンク情報は、当該リンクの一端のノードに進入するリンクである進入リンク毎、又は当該リンクの他端のノードから退出するリンクである退出リンク毎に、当該リンクの旅行時間の統計上のばらつきを表す値を特定する情報を含み、
   前記経路探索手段は、リンクの旅行時間の代表値と該旅行時間の統計上のばらつきを表す値とに基づいて特定されるコスト値を用いて前記推奨経路を探索する経路探索装置。
2. 進入リンク又は退出リンクに対応付けて、リンクの旅行時間の代表値と、リンクの旅行時間のばらつきを表す値とを記憶媒体に格納する格納手段を有し、
   前記経路探索手段は、前記記憶媒体に格納された値を用いてコスト値を特定し、前記推奨経路を探索する請求項１に記載の経路探索装置。
3. リンクの旅行時間の代表値と、リンクの旅行時間のばらつきを表す値と、リンクの旅行時間のばらつきの重み係数と、を含む関数に基づいて前記コスト値が特定される請求項１又は請求項２に記載の経路探索装置。
4. 前記リンクの旅行時間の代表値は、車両から取得したプローブ情報を統計することによって得られた当該リンクの旅行時間の平均値、中央値又は最頻値である請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の経路探索装置。
5. 前記リンクの旅行時間のばらつきを表す値は、車両から取得したプローブ情報を統計することによって得られた当該リンクの旅行時間の標準偏差である請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の経路探索装置。
6. コンピュータを、
   道路網を示すノード及びリンクを含むネットワークデータと、前記ネットワークデータに含まれるリンクを走行する旅行時間を含むリンク情報とを取得する情報取得手段と、
   前記ネットワークデータと前記リンク情報とに基づいて目的地までの旅行時間を考慮した推奨経路を探索する経路探索手段と、して機能させる為のコンピュータプログラムであって、
   前記リンク情報は、当該リンクの一端のノードに進入するリンクである進入リンク毎、又は当該リンクの他端のノードから退出するリンクである退出リンク毎に、当該リンクの旅行時間の統計上のばらつきを表す値を特定する情報を含み、
   前記経路探索手段は、リンクの旅行時間の代表値と該旅行時間の統計上のばらつきを表す値とに基づいて特定されるコスト値を用いて前記推奨経路を探索するコンピュータプログラム。

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