JP2018165674A - 情報処理装置、プログラム - Google Patents

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Abstract

【課題】分かりやすい経路を検索できる情報処理装置を提供すること。【解決手段】第一の地点から第二の地点の間の経路をコストに換算して経路を検索する情報処理装置31であって、前記第二の地点へ誘導する誘導情報が用意されている場所又は該場所以外の場所のコストを調整する調整手段17と、前記調整手段が調整したコストを前記第一の地点から第二の地点の間の経路に適用して、コストがより小さい経路を検索する経路検索手段13と、を有する。【選択図】図1

Description

本発明は、情報処理装置、及びプログラムに関する。
ナビゲーション装置はユーザを目的地まで案内するため、交差点等においてユーザに進行方向を案内する。しかしながら、ユーザが案内どおりに移動できない場合もあり、ナビゲーション装置には分かりやすい案内を提供するための様々な工夫が盛り込まれている。
例えば、よりグラフィカルな画像をナビ画面で表示したり、進行方向の変更時に交差点の画像を拡大して表示したりする。ユーザはナビ画面と視界に入る道路形状等を照らし合わせ進行方向を判断するので移動すべき方向をより把握しやすくなり、案内どおりに移動できるようになる。
このような案内の一例として、道路に敷設された看板と同様の看板画像をナビ画面が表示する技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。特許文献1には、分岐点に複数の看板がある場合、これらを有効に活用する電子装置について記載されている。
特開2015−206680号公報
しかしながら、従来のナビゲーション装置は、案内の分かりやすさを考慮した経路検索ができないという問題がある。経路検索では取り得る経路の距離や所要時間をコストに換算してコストが最も低くなるように経路計算を行う。しかし、従来の経路検索では、選択可能な複数の経路のコストが同程度の場合に、どちらを選ぶかについて有効な判断が行われていない。このため、わずかでもコストが低い経路が選択されてしまい、ユーザにとって分かりやすい経路が選択されるとは限らなかった。
本発明は上記課題に鑑み、分かりやすい経路を検索できる情報処理装置を提供することを目的とする。
本発明は、第一の地点から第二の地点の間の経路をコストに換算して経路を検索する情報処理装置であって、前記第二の地点へ誘導する誘導情報が用意されている場所又は該場所以外の場所のコストを調整する調整手段と、前記調整手段が調整したコストを前記第一の地点から第二の地点の間の経路に適用して、コストがより小さい経路を検索する経路検索手段と、を有する。
分かりやすい経路を検索できる情報処理装置を提供することができる。
ナビゲーションシステムの概略的な動作を説明する図の一例である。 ナビゲーションシステムのシステム構成図の一例である。 端末の種類を説明する図の一例である。 サーバ及び端末のハードウェア構成図の一例である。 ナビゲーションシステムが備える各機能を図示した機能ブロック図の一例である。 地図DBについて説明する図の一例である。 誘導情報のうち案内画像の一例を示す図である。 道路地図の階層を示す図の一例である。 ダイクストラ法とA-star法の使い分けを説明する図の一例である。 経路検索部がダイクストラ法で経路を検索する手順を示すフローチャート図の一例である。 経路検索部がA-star法で経路を検索する手順を示すフローチャート図の一例である。 ノードコスト及びリンクコストを説明する図の一例である。 ノードコスト減算部があるノードのノードコストを算出する手順を示すフローチャート図の一例である。 ノードコスト減算部が出発地の周辺及び目的地の周辺と周辺以外で減算量を変更して経路検索する手順を示すフローチャート図の一例である。
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
<ナビゲーションシステムの概略について>
図1は、本実施形態のナビゲーションシステムの概略的な動作を説明する図の一例である。図1はP1とP2の2点間の経路を模式的に示している。なお、ユーザの移動方法は車両、自転車、徒歩等のいずれでもよいが、特に断らない場合は車両であるとする。従来から、ナビゲーションシステムはP1(第一の地点)からP2(第二の地点)へ移動する経路を検索する際、経路Aと経路Bの距離、幅員・車線数、右左折などをコストに変換し、コストの低い方をユーザに提案する経路として採用する。
本実施形態のナビゲーションシステムは、経路に沿って目的地までユーザを誘導する誘導情報の利用可否を考慮してノードのコストを調整する。そして、リンクやノードのコストの合計がより低くなるように経路を決定する。図1では誘導情報9の一例として3D交差点画像を示している。P1からP2に移動する経路A,Bでは、経路Aの距離の方が長く、経路Aでは右折が必要であり経路Bでは左折が必要であるという違いがある。一般に、左折コストの方が右折コストよりも小さいので、従来であれば経路Bが提案される。
本実施形態のナビゲーションシステムは、誘導情報9が用意されているノードN1を通過する場合、このノードN1のコストを減じる。図1では、ノードN1のコストが小さくなるが、ノードN2のコストは小さくならない。ノードN1のコストの減少量が、距離の違い及び右左折のコストの違いよりも大きければ、ナビゲーションシステムは経路Aを選択することができる。
このように、誘導情報9が用意されているノードN1を通過する経路Aのコストが小さくなる傾向になるためナビゲーションシステムが採用しやすくなる。誘導情報9はユーザが経路に沿ってスムーズに移動できるように用意されているため、ユーザにとって分かりやすい経路を提供する可能性を高めることができる。
<用語について>
誘導情報とは、ユーザを経路に誘導するための情報である。より具体的には、視覚的又は聴覚的に経路を分かりやすく案内する情報である。例えば、現実にユーザの視界に入る経路に関する画像である。経路に関する画像とは、道路形状を模倣した画像、道路形状を模式化した画像、進行方向ごとの行き先を表す画像、現在地を知らせる画像、所定の施設が表示される画像などである。また、誘導情報が音声情報の場合、進行方向を音声で案内する情報である。
誘導情報が用意されている場所は、誘導情報の出力が経路への誘導に好ましい場所である。換言すると、経路に沿った移動をユーザが行いにくいと判断される場所である。例えば、取り得る多くの進行方向からユーザが1つの進行方向を選択する場所、又は、経路どおりに移動できないことが多いと評価されている場所である。
調整とは、経路のコストの算出形式に合わせてコストを増減することをいう。四則演算のいずれが利用されてよい。
特許請求の範囲の「誘導情報が用意されている場所」は、ユーザが誘導情報を利用可能な場所である。例えば、ノードや案内ポイントである。また、「該場所以外の場所」は、誘導情報が用意されていないノードや案内ポイントを言う。
<システム構成例>
図2は、ナビゲーションシステム100のシステム構成図の一例である。ナビゲーションシステム100は、ネットワーク34を介して通信可能に接続されたサーバ31及び端末35を有している。
ネットワーク34は、回線事業者が提供する携帯電話網等の主に無線の回線(3G、4G,LTE、無線LAN、WiMAX等)及び、種々の回線をインターネットに接続するプロバイダのプロバイダネットワーク等により構築されている。室内のLANや広域イーサネット(登録商標)などを含んでいてもよい。また、いわゆるインターネットも含まれる。ネットワーク34は有線又は無線のどちらで構築されてもよく、また、有線と無線が組み合わされていてもよい。
また、ネットワーク34にはアクセスポイントなどの基地局32が接続されており、端末35は無線で基地局32に接続することでネットワーク34に接続する。端末35は無線で構築される通信網を介して基地局32と通信する。
サーバ31は端末35に対し、ナビゲーションに関するサービス・機能を提供する。例えば、端末35から現在地の位置情報と目的地を取得して経路を検索し、経路及びメニューなどの各種アイコンが電子地図と共に表示されるナビ画面を端末35に送信する。
ネットワーク34には端末35が接続され得る。サーバ31と通信する端末35は1台とは限らず、複数の端末35がサーバ31からサービス・機能の提供を受けられる。
端末35は移動体8に搭載されても、ユーザに携帯されてもよい。図2の移動体8は車両であるが、自動二輪車又は自転車等の軽車両に搭載されてもよい。
ユーザは移動体8の視線移動が少ない場所に設置された端末35の案内にしたがって、目的地まで移動する。端末35は移動体8の種類に適したものやユーザが使いやすいものでよく、汎用的な情報処理端末又は専用端末の場合がある。
図3は、端末35の種類を説明する図の一例である。端末35は、汎用的な情報処理端末351である場合とナビゲーション専用端末352の場合がある。ナビゲーション専用端末352はPND(Portable Navigation Device)とも呼ばれる。なお、本実施例の端末35は、情報処理端末351又はナビゲーション専用端末352以外でもよい。
汎用的な情報処理端末351としての端末35は、例えば、スマートフォン、タブレット端末、携帯電話、PDA(Personal Digital Assistant)、ノートPC、及び、ウェアラブルPC(例えば、腕時計型、サングラス型など)などである。情報処理端末351はこれらに限定されるものではなく、ナビ画面の表示や経路案内に適切な装置であればよい。これらの装置は、普段は情報処理端末351として利用されるが、ナビゲーションのためのアプリケーションソフトウェアを実行すると、ナビゲーション専用端末352と同様、経路検索及び経路案内等を行う。
また、端末35は、汎用的な情報処理端末351とナビゲーション専用端末352のどちらの場合でも、移動体8に搭載された状態と携帯可能な状態の切り替えが可能であってもよい。つまり、端末35は移動体8に対し脱着可能である。端末35は目的地まで経路案内して、ユーザが移動体8から取り外した端末35を携帯すると、目的地までの経路案内を再開する。
端末35の動作態様には大きく2つある。1つは、端末35が例えば専用のアプリケーションソフトウェアやWebブラウザを起動してサーバ31と通信し、経路案内に関する情報を受信して表示するクライアント型の動作態様である。もう1つは、原則的に地図の描画などの処理を端末35内で完結し、地図データの取得など必要な場合にのみサーバ31と通信するアプリケーション型の動作態様である。本実施例では、クライアント型を例に説明するが、アプリケーション型に対しても本実施例の経路検索を好適に適用できる。
なお、ユーザは2台の端末35を用いて、ナビゲーションシステム100を利用してもよい。例えば、ノートPCなどの端末35でドライブポータルサイトにアクセスして、出発地から目的地までの経路を事前に検索しておく。ドライブポータルサイトは、運転者(ドライバ)のための情報サービスサイトである。検索された経路はドライブポータルサイトに登録しておき、任意のタイミングでスマートフォンなどの端末35から登録されている経路情報をダウンロードする。このような使い方により、ユーザは予め経路を事前に検索しておくことができ、出発前の端末35の操作を少なくできる。
<ハードウェア構成>
図4は、サーバ31及び端末35のハードウェア構成図の一例である。サーバ31及び端末35は情報処理装置の機能を有している。図4(a)に示すように、サーバ31は、ハードウェア構成として、CPU(Central Processing Unit)211、ROM(Read Only Memory)215、RAM(Random Access Memory)216、補助記憶装置217、入力装置212、表示装置213、及び、通信装置214を有する。
また、図4(b)に示すように、端末35は、ハードウェア構成として、CPU211、ROM215、RAM216、補助記憶装置217、入力装置212、表示装置213、通信装置214、音声入出力装置218、及び、GPS受信装置219を有する。
CPU211は、各種プログラムの実行や演算処理を行う。ROM215には、起動時に必要なプログラムなどが記憶されている。RAM216は、CPU211での処理を一時的に記憶したり、データを記憶したりする作業エリアである。補助記憶装置217は、各種データ及びプログラム2101、2102を格納する不揮発性のメモリである。入力装置212は、例えばキーボードやマウスである。表示装置213は、ディスプレイやプロジェクタ、HUD(Head Up Display)であり、例えば、ナビ画面等が表示される。通信装置214は、基地局32を介してネットワーク34に接続しサーバ31等との通信を行う。音声入出力装置218は、音声の入出力を行う装置であり、例えば、ナビゲーションの音声ガイダンスが出力される。GPS受信装置219は、GPS衛星の電波を受信して現在地を算出するGNSS(Global Navigation Satellite System)の一例である。
なお、端末35の入力装置212は、キーボードやマウスに代え又はこれらに加えて、画面に対する接触位置(タッチ座標)を検知可能なタッチパネルにより実現されうる。また、入力装置212は、音声入出力装置218が入力させた音声を認識する音声認識装置としての機能を有していてもよい。
サーバ31又は端末35の補助記憶装置217に記憶されているプログラム2101,2102は、USBメモリなどの記憶媒体に記憶された状態で配布される。あるいは、プログラムを配布する配信サーバから端末35がダウンロードすることで配布される。端末35のプログラム2102は、経路案内に専用のアプリケーションソフトウェアでもよいし、ブラウザソフトウェアでもよい。また、実行形式で配布されてもインストール用の形式で配布されてもよい。
なお、サーバ31にはクラウドコンピューティングが適用されていることが好ましい。クラウドコンピューティングとは、特定ハードウェア資源が意識されずにネットワーク上のリソースが利用される利用形態をいう。クラウドコンピューティングの物理的な構成に厳密な定義はないが、情報処理装置を構成するCPU、RAM、ストレージなどのリソースが負荷に応じて動的に接続・切断されることで情報処理装置の構成や設置場所が柔軟に変更されることをいう。また、クラウドコンピューティングでは、サーバ31が仮想化されることが一般的である。一台の情報処理装置が仮想化によって複数のサーバ31としての機能を提供することや、複数の情報処理装置が仮想化によって一台のサーバ31としての機能を提供することができる。
したがって、図示したサーバ31のハードウェア構成は、1つの筐体に収納されていたり一まとまりの装置として備えられていたりする必要はなく、サーバ31が備えていることが好ましいハード的な要素を示す。なお、サーバ31がクラウドコンピューティングとしてではなく単独の情報処理装置により提供されることも可能である。
<ナビゲーションシステムの機能構成例>
図5は、本実施例のナビゲーションシステム100が備える各機能を図示した機能ブロック図の一例である。
<<サーバの機能構成>>
サーバ31は、受信部11、施設検索部12、経路検索部13、送信部14、ナビ画面作成部15、及び、記憶・読出部16を有している。これらの各機能は図4(a)に示したCPU211がプログラム2101を実行してサーバ31のハードウェアと協働することで実現される機能又は手段である。これらの機能の一部又は全てがICなどのハードウェア回路により実現されてもよい。
また、サーバ31は、図4(a)に示した補助記憶装置217、ROM215又はRAM216により構築される記憶部19を有している。記憶部19には、地図DB191、道路ネットワークDB192、歩行者ネットワークDB193、施設情報DB194、及び、ユーザ設定情報DB195が構築されている。これらの各DBは、サーバ31が直接有していなくてもよく、サーバ31がアクセス可能なネットワーク34上の任意の場所にあればよい。
まず、各データベースについて説明する。
図6を用いて地図DB191について説明する。地図DB191は、電子地図を描画するための地図データを記憶している。電子地図に表示される情報には、都道府県などの区画、緑地、河川、道路又は鉄道、記号や注記など多くの表示対象があるため、性質の似たものに分類し各分類ごとに描画できるようになっている。それぞれに分類された表示対象又は表示対象が描画された状態をレイヤーといい、電子地図はいくつかのレイヤーを重ねることで描画される。各レイヤーの地図データは、ベクトルデータ又はラスターデータのうち表示対象に適したフォーマットで記述されている。また、地図データは経度・緯度などが既知のメッシュ状に区切られており、1つ以上のメッシュを結合してナビ画面が作成される。ベクトルデータの場合は、緯度・経度でポイント、ポリライン、ポリゴンの位置が定められている。また、ラスターデータの場合は緯度・経度に対応づけて縮尺に応じたデータが用意されている。
表1は道路ネットワークDB192の構成を模式的に示す。道路ネットワークDB192は、車両が通行可能な道路の構造を表すデータであって、表1(a)のノードテーブル、表1(b)のリンクテーブル、及び、表1(c)のノード誘導情報テーブルを有している。ノードテーブルには、ノードを識別するためのノードIDとノードの座標(緯度・経度)が登録されている。ノードとは道路網表現上の結節点である。具体的にはノードは例えば交差点、分岐点、合流点、屈曲点などであるが、道路の名称が変わる場合など直線の一部に設定される場合もある。ノードIDが分かればノードに繋がっているリンクがリンクテーブルから判明するので、ノードテーブルとリンクテーブルを相互に参照することで道路を検索できる。
また、リンクテーブルにはリンクを識別するためのリンクID、リンクの始点ノード、リンクの終点ノード、リンク長、幅員、道路種別、及び、セクションIDが登録されている。リンクとはノードとノードを結ぶ道路を表し、リンクはノード同士を結ぶ線分となる。道路種別は、例えば一般道、高速道路、自動車専用道路、国道、県道などである。セクションとは、ある程度のリンクをひとまとめに扱うための単位である。1つのセクションは、例えば以下のように決定される。リンク2つ分又はリンク3つ分などのように予め決めたルールにしたがって定められる。また、おおよそ数百メートル分のノードやリンクを1つのセクションとしてよい。また、道路種別や、丁目、番地、号などの区切りでセクションも切り替わるようにセクションが設定されてよい。
表1(c)のノード誘導情報テーブルは、ノードにどのような誘導情報が用意されているかを示すテーブルである。同じノードでも進入する方向と退出する方向によって用意されている誘導情報が異なるため、ノード誘導情報テーブルは進入リンクと退出リンクの組み合わせに対し登録されている。表1(c)では1つの進入リンクに対し3つの退出リンクが登録されているので、十字路のノードである。
信号機の項目は信号機が有る場合を「○」で、無い場合を「×」で示す。信号機の有無はコストの計算に使用される。
誘導情報は、例えば、3D交差点画像、道路形状画像、方面名称画像、交差点名称画像、レーンガイド画像、音声案内、及び、有名施設である。各誘導情報の有る無しが「○」と「×」で示されている。3D交差点画像、道路形状画像、方面名称画像、交差点名称画像、及びレーンガイド画像はナビ画面に表示される案内画面である。音声案内は音声で出力される「次の交差点を左方向です」等のメッセージ、又は、必要な操作を知らせる音楽である。有名施設は例えば駅やコンビニエンスストアなど、多くのユーザにとって進路変更の目印となり得る施設である。これらの誘導情報はノードのコストの調整に用いられる。
歩行者ネットワークDB193は、ノードテーブルとリンクテーブルとを有する点で歩行者ネットワークDB193と同様である。ただし、歩行者ネットワークDB193には、歩行者が走行可能な道のリンクと、リンクの始点と終点のノード等が登録されている。
サーバ31が経路検索する場合、移動体8に適したデータベースとして道路ネットワークDB192又は歩行者ネットワークDB193のいずれかを参照する。サーバ31は移動体8の種類に応じてどのデータベースを採用するか判断する。
表2は施設情報DB194に保持される情報をテーブル状に示す施設情報テーブルを模式的に示す。施設情報DB194には、業種名、店舗名、住所、郵便番号、電話番号、施設座標、及び、アイコンなどが対応づけて登録されている。業種名はサービス名、ブランド名、社名などの名称である。店舗名は同一の業種名がある場合に施設を区別するために登録されている。郵便番号と電話番号は主に施設の検索のために使用される。施設座標は施設の位置情報であり「緯度(X)、経度(Y)」が登録されている。また、アイコンは施設を表す画像データであり、表2では保存場所を示すURI(Uniform Resource Identifier)が登録されている。
表3は、ユーザ設定情報DB195に保持される情報をテーブル状に示すユーザ設定テーブルを模式的に示す。ユーザ設定テーブルはユーザごとのユーザの設定に関する情報が登録されている。ユーザ設定情報DB195にはユーザID、案内画像の表示有無、案内画像の優先度、及び、音声案内の出力有無の各項目が登録されている。ユーザIDはユーザを識別又は特定するための識別情報である。案内画像の表示有無は、ユーザが案内画像の表示又は非表示のどちらを設定したかを示す。案内画像の優先度は、案内画像が表示される設定の場合で、1つのノードが複数の案内画像を有する場合にどの案内画像を表示するかに関するユーザ設定である。音声案内の出力有無はユーザが音声案内の出力又は非出力のどちらを設定したかを示す。
(サーバ31の機能について)
続いて、サーバ31が有する機能について説明する。受信部11は、端末35からナビゲーションに関する種々の要求を受け付ける。この要求は、例えば、目的地までの経路検索要求、又は、ナビ画面の更新要求(拡大・縮小、表示範囲の変更など)などがある。受信部11はこれらの要求をナビ画面作成部15又は経路検索部13に振り分ける。なお、受信部11は、図4(a)のCPU211がプログラムを実行して通信装置214を制御すること等により実現される。
施設検索部12は、経路検索要求に含まれる目的地(施設名や住所等)を経路検索部13から取得して施設情報DB194を検索し、目的地の位置である施設座標を取得する。施設検索部12は、図4(a)のCPU211がプログラムを実行すること等により実現される。
経路検索部13は、経路検索要求に対し道路ネットワークDB192又は歩行者ネットワークDB193の少なくとも一方を用いて、2点間(現在地と目的地、又は、任意の出発地と目的地)の経路を検索し経路情報を作成する。経路検索には、出発地から目的地までのリンクのコスト及びノードのコストの合計が最も少なくなる経路を選ぶダイクストラ法又はA-star法が知られている。経路検索部13はダイクストラ法とA-star法を組み合わせて出発地から目的地までの経路を検索する。経路検索部13は、図4(a)のCPU211がプログラムを実行すること等により実現される。
経路情報は、2点間(例えば出発地と目的地)を結ぶリンクのノードID又はリンクIDが順番に登録された構造となっている。また、経路情報は、ユーザを誘導するための案内ポイントを有する。案内ポイントは、進路変更するノード、事前に進路変更を案内する位置、及び、無案内区間が長時間にならないようにするための通過ノード(直進ノード)などである。端末35は案内ポイントを使って音声や映像で経路を案内する。なお、案内ポイントはノードの手前などに設定されておりノードと同じ場所とは限らないが、ほぼ1対1にノードと対応するためノードと案内ポイントを厳密には区別しないで説明する場合がある。
経路検索部13はノードコスト減算部17を有している。ノードコスト減算部17は、ノードのコストから誘導情報が提供される分の減算量を減算する。ただし、1つのノードのノードコストは負値にならない(ゼロを下回らない)。
ナビ画面作成部15は、経路情報の2点を包含する領域を含み、経路及び2点(例えば出発地及び目的地)が強調表示されたナビ画面を作成する。なお、ナビ画面は、経路及び電子地図を含めGIFやJpegなどの画像データとして作成される場合と、画像データとしての電子地図と、プログラムコードとして記述された経路情報とに分けて作成される場合がある。
後者の場合、サーバ31のナビ画面作成部15は経路を描画するためのプログラムコードを生成して端末35に送信し、端末35がプログラムコードを実行することでナビ画面に経路を描画する。このようなプログラムコードとしてはJavaScript(登録商標)が知られている。
また、ユーザが移動を開始すると、ナビ画面作成部15は案内に適した縮尺のナビ画面を作成する。また、端末35から更新要求を取得すると、ナビ画面作成部15は要求された縮尺や表示範囲に応じてナビ画面を作成する。
送信部14は、ナビ画面及び経路情報を端末35に送信する。送信部14は、図4(a)のCPU211がプログラムを実行して通信装置214を制御すること等により実現される。
<<端末の機能構成>>
続いて端末35の機能又は手段について説明する。端末35は、送信部21、案内情報要求部22、操作受付部23、位置検出部24、受信部25、経路案内部26、及び、ナビ画面表示部27を有している。これらは、図4(b)に示したCPU211がプログラム2102を実行して端末35のハードウェアと協働することで実現される機能又は手段である。これらの機能の一部又は全てがICなどのハードウェア回路により実現されてもよい。
送信部21は、サーバ31に経路検索要求、及び更新要求など各種の要求を送信する。また受信部25は、サーバ31からナビ画面、及び経路情報を受信する。送信部21及び受信部25は、図4(b)のCPU211がプログラムを実行して通信装置214を制御すること等により実現される。
操作受付部23は、ユーザから経路検索のため少なくとも目的地の入力を受け付け、必要であれば現在地以外の出発地を受け付ける。また、経路案内の開始、リルートの指示、ナビ画面の拡大・縮尺の指示、及び、表示範囲変更などの指示を受け付ける。操作受付部23は、図4(b)のCPU211がプログラムを実行して入力装置212を制御すること等により実現される。
位置検出部24は、定期的に及びユーザの操作に応じて現在地を検出する。検出した現在地は経路検索要求と共に送信部21からサーバ31に送信される。また、経路案内部26とナビ画面表示部27に送出される。位置検出部24は、図4(b)のCPU211がプログラムを実行しGPS受信装置219を制御すること等により実現される。
経路案内部26は、サーバ31から取得した経路情報と現在地とに基づいて経路案内を行う。すなわち、ユーザの現在地が経路情報に含まれる案内ポイントに到着すると、曲がり角などを指示する音声データを音声入出力装置218に出力させる。なお、音声データはサーバ31から送信されてもよいし、端末35が案内用のテキストデータに基づいて音声合成をおこなって作成してもよい。また、経路案内部26はユーザの現在地が経路情報に含まれる案内ポイントに到着すると、誘導情報をナビ画面の一部又は重畳して表示し、音声メッセージを出力する。経路案内部26は、図4(b)のCPU211がプログラムを実行すること等により実現される。
ナビ画面表示部27は、サーバ31から受信したナビ画面を表示装置213に表示する。上記のように、経路情報を描画するためのプログラムコードが端末35に送信された場合、端末35がプログラムコードを実行することで経路をナビ画面に描画する。ナビ画面表示部27が現在地を取得して現在地アイコンをナビ画面に重畳してもよい。ナビ画面表示部27は、図4(b)のCPU211がプログラムを実行すること等により実現される。
<誘導情報の案内画像>
図7は、誘導情報のうち案内画像と有名施設のアイコンが表示されるナビ画面の一例を示す。図7(a)は3D交差点画像を、図7(b)は道路形状画像を、図7(c)は方面名称画像を、図7(d)は交差点名称画像を、図7(e)はレーンガイド画像をそれぞれ示す。3D交差点画像は交差点を進行方向のやや上方から俯瞰した図であり、道路形状画像は進行方向の道路の形状に関する画像であり、方面名称画像は分岐点などで各方面の行き先を表示する画像であり、交差点名称画像は直近の交差点の名称を表示する画像であり、レーンガイド画像は各走行レーンごとの進行方向を表示する画像である。
図示するように誘導情報は進行方向などを分かりやすくユーザに提示するため、ユーザとしては多少、目的地までの距離が長くなっても誘導情報があるノードを走行することで分かりやすい経路で目的地まで移動できる。
図7(f)は有名施設のアイコン401が表示されるナビ画面の一例を示す。有名施設のアイコン401は予め施設情報DB194に登録されており、有名施設がナビ画面の描画範囲に含まれると自動的に表示される。移動中のユーザは視界に入る有名施設とナビ画面の有名施設のアイコン401を見比べて経路に沿った移動が可能なので、有名施設があるノードを走行することで分かりやすい経路で目的地まで移動できる。
<経路検索について>
図8を用いて経路検索における道路地図の階層の概念を説明する。図8は道路地図の階層0〜階層3を示している。図8(a)は階層3の道路地図を示し、図8(b)は階層2の道路地図を示し、図8(c)は階層1の道路地図を示し、図8(d)は階層0の道路地図を示す。階層0が最も詳細な道路地図であり、次に階層1の詳細度が高く、次に階層2の詳細度が高く、階層3の詳細度が最も低い(地図が粗い)。
例えば、階層0の道路地図は道路ネットワークDB192の全ての道路で形成される道路地図であり、階層1の道路地図は道路ネットワークDB192の道路のうち幅員が閾値1以上の道路で形成される道路地図であり、階層2の道路地図は道路ネットワークDB192の道路のうち幅員が閾値2(>閾値1)以上の道路で形成される道路地図であり、階層3の道路地図は道路ネットワークDB192の道路のうち県道、国道、高速道路、及び、自動車専用道路などである。
検索される道路地図がこのように階層化されることで、経路の検索が高速になる。すなわち、出発地と目的地はユーザが様々に決定するので出発地と目的地が面している道路を検索できるように階層0の詳細な道路地図が使用される。出発地と目的地から離れた領域ではある程度、大きな道路(幅員が広い、国道、県道、高速道などの道路)を検索すれば出発地及び目的地の周囲まで検索できる。したがって、全ての道路を検索する必要が無くなり検索を高速化できる。
階層0の道路地図が検索に使用されるのは出発地と目的地の周辺(例えば数Km以内)だけである。階層0の道路地図の検索が終了すると、次に階層1の道路地図が検索される。階層1の道路地図の検索が終了すると、次に階層2の道路地図が検索される。階層2の道路地図の検索が終了すると、次に階層3の道路地図が検索される。
階層nから階層n+1への上層移行条件は、階層n+1にあるノードが階層nで所定数以上、見つかる(確定される)ことである。階層nにあるノードを実線の丸で、階層n+1にある階層nのノードに対応するノードを点線の丸で示す。なお、図8では説明の便宜上、各階層で1つのノードしか示していないが、階層nと階層n+1に共通のノードは複数あり得る。
例えば、図8(d)ではノードdで示すノードが所定数以上、見つかることであり、図8(c)ではノードcで示すノードが所定数以上、見つかることであり、図8(b)ではノードbで示すノードが所定数以上、見つかることである。
図9はダイクストラ法とA-star法の使い分けを説明する図の一例である。出発地Sと目的地Gの周辺ではダイクストラ法が使用され、出発地Sと目的地Gの間ではA-star法が使用される。A-star法により出発地Sから目的地Gに向かって経路の検索を行うと、出発地Sから見て目的地Gの方向にないインターチェンジなどを検索できなくなる。これに対しダイクストラ法は指向性がないため、出発地Sを中心に周辺の経路を検索できるため、出発地Sから見て目的地Gの方向にないインターチェンジなどを検索できる。このため、少し遠回りでも最終的に目的地に早く到着できる経路を検索可能になる。
一方、出発地Sと目的地Gの間では、出発地Sの方向に戻って検索する必要性が無く、また、目的地Gに向かって経路を検索することで距離が短い経路を検索しやすくなるため、A-star法が使用される。
<ダイクストラ法による経路検索の手順>
図10は、経路検索部13がダイクストラ法で経路を検索する手順を示すフローチャート図の一例である。
経路検索部13は、出発地の距離をゼロとし、各ノードまでの距離を無限大(未確定)とする(S10)。この各ノードは階層0の道路地図において出発地の周辺のノードである。
次に、経路検索部13は、未確定のノードの中からノードコストとリンクコストの合計が最も小さいノードを選んで、ノードコストとリンクコストの合計をそのノードまでの最小コストとして確定する(S20)。最初は出発地が選択される。
次に、確定したノードから「直接つながっている」かつ「未確定である」ノードに対して、確定したノードを経由した場合のコストを計算し、今までの距離よりも小さければ書き直す(S30)。このコストの算出方法については図12にて説明する。
次に、未確定のノードの中からコストが最も小さいノードを選び、そのノードまでのコストを最小距離として確定する(S40)。
経路検索部13は全てのノードを確定したか否かを判断し(S50)、未確定のノードがある場合はステップS30に進み、未確定のノードがなくなると図10の処理を終了する。
<A-star法による経路検索の手順>
図11は、経路検索部13がA-star法で経路を検索する手順を示すフローチャート図の一例である。
経路検索部13は、出発地のノードの状態をOPENに設定する(S10)。OPENするとは、以下の処理を行うことを言う。
・実コストを計算する
・推定コストを計算する
・スコアを算出する
実コストとはあるノードから次のノードへ移動するためのコストである。すなわち、次のノードへ移動するためのリンクコスト及びノードコストである。詳細は図12にて説明する。コストの算出方法はダイクストラ法とA-star法で同じである。推定コストとは目的地まで必要と推定されるコストである。例えば、着目しているノードから目的地までの直線距離、又は、水平距離と垂直距離の大きい方などである。スコアは実コストと推定コストの合計である。
次に、経路検索部13は、基準ノードに直接、接続されたノードをOPENする(S20)。基準ノードとはスコアが最も小さいノードである。各ノードの実コスト、推定コスト、及び、スコアを算出する。なお、出発地のノードはCLOSEしておく。CLOSEとは該ノードについてスコアの算出が終了したことをいう。
経路検索部13は、OPENしたノードに親ノードのポインタを設定しておく(S30)。親ノードのポインタがあることで、経路を辿ることができる。
経路検索部13は基準ノードをクローズする(S40)。
次に、経路検索部13は、OPENしたノードからスコアが最も小さいノードを基準ノードに決定する(S50)。スコアが最も小さいノードが複数ある場合はそれぞれを基準ノードに設定し、順番に処理する。スコアには推定コストが含まれているので、目的地との距離が短いノードが基準ノードに選択されやすくなり、指向性がある検索が可能になる。
経路検索部13は目的地のノードをOPENしたか否かを判断し(S60)、目的地のノードをOPENするまではステップS20に進み、目的地のノードをOPENすると図11の処理を終了する。なお、目的地の周辺ではA-star法が使用されないので、階層0から階層1の道路地図に移行するノードがOPENされたら終了する。
<コストの算出>
図10のステップS20のコストと図11のステップS20の実コスト(以下、単にコストという)の算出方法を説明する。まず、従来のコストの算出方法を説明する。図10,図11で説明したように、ノードとリンクはコストに換算され、通過するノードとコストが増えるほどに大きくなる。
コストには、リンクに起因するリンクコストとノードに起因するノードコストがある。
・リンクコスト
リンクの距離が長いほど大きいコスト
幅員が小さい又は車線数が少ないほど大きいコスト
その他、道路種別、路側帯の有無などで変わりうるコスト
・ノードコスト
右折に関するコスト:C1
左折に関するコスト:C2
車線数が減少する場合のコスト:C3
信号機がある場合のコスト:C4
これらのリンクコストとノードコストはいずれも加算分のコストでありそのまま足し算される。ただし、ノードコストは、経路が同じノードを通過する場合でも右左折する場合と直進する場合とで異なる。なお、右折するか、左折するか、又は、直進するかは、ノードへの進入リンクと退出リンクの角度により判断される。リンクは直線なので、2つの直線の角度が求められ、閾値以上なら右折又は左折と判断される。
図12を用いて経路A〜Cのコストの算出例を説明する。図12はノードコスト及びリンクコストを説明する図の一例である。説明の便宜上、ダイクストラ法を例にして説明する。ノードN1の確定されたコストをCOST1、ノードN2の確定されたコストをCOST2、ノードN3の確定されたコストをCOST3とする。リンクコストはいずれも5である。
経路Aの場合、ノードN2までのコストはCOST1+5である。次に、ノードN4までのコストはCOST1+5+5であるが、ノードN2で移動体8が右折することになるため右折コストC1が加えられ、経路AのコストはCOST1+5+C1+5となる(信号機、車線数の減少がない場合)。経路CではノードN2を直進するので右左折のコストは発生しないが、車線数が減少するためコストC3が発生する。したがって、経路CではCOST2+C3+5がノードN4までのコストとなる(信号機、車線数の減少がない場合)。このように同じノードを通過しても、経路によってノードコストが変わる。経路検索部13は1つのノードに到達するごとに、そのノードの手前のノードをどのように通過したかを判断し、リンクコストに必要なノードコストを加える。
経路Bの場合も同様に、ノードN4までのコストはCOST3+5であるが、ノードN3で信号機を通過しているためノードN4までのコストはCOST3+C4+5となる。
なお、ノードN4のコストは、経路A〜Cのうち最も小さいコストに確定される。
<本実施形態のノードコスト>
本実施形態では図12のようなノードコストを、誘導情報がある経路が選択されやすくなるように誘導情報の利用可否によって調整する。
例えば図12の経路AのノードN2に誘導情報があり、かつ、ユーザが誘導情報の表示有無を「表示」に設定しているものとする。また、誘導情報に基づく減算量をΔCとする。経路AにおけるノードN2のノードコストは、「C1−ΔC」となる。
経路CのノードN2に誘導情報がない場合、経路CにおけるノードN2のノードコストは、「C3」となる。経路BのノードN3に誘導情報がある場合、経路BにおけるノードN3のノードコストは、「C4−ΔC」となる。
このように、誘導情報があるノードのコストが小さくなるので、ノードN4では誘導情報がある経路を通過するコストで確定されやすくなる。
なお、ΔCの値は固定(一定)であるとする。しかしながら、例えば、ユーザが各誘導情報の案内画像の減算量ΔCを適切な値に設定してもよい。例えば、3D交差点画像ではΔC=10、道路形状画像ではΔC=5、方面名称画像ではΔC=7、交差点名称画像ではΔC=5、レーンガイド画像ではΔC=7の如くである。
また、ユーザが減算量を設定する他、ユーザが間違いやすい案内画像をナビゲーションシステム100が学習してもよい。ノードコスト減算部17は、経路検索部13が設定した経路と移動体8の位置を比較して、経路を外れた場合に案内画像が表示されたか否かを判断する。案内画像が表示されていた場合、該案内画像の種類をユーザIDに対応付けて記録する。記録される回数(頻度)が多い案内画像の種類は表示されてもユーザが間違えやすい案内画像である。ノードコスト減算部17は、間違えにくい案内画像ほど大きい減算量でノードコストから減算する。これにより、ユーザが間違えにくい案内画像が表示されるノードを通過する経路が検索されやすくなる。
更に、誘導情報のうち音声案内は案内画像と並行に(独立に)出力されるため、ノードコスト減算部17は案内画像の減算量とは別に減算量ΔC2を減算してもよい。更に、誘導情報のうち有名施設が経路にある場合、ノードコスト減算部17は別途、減算量ΔC3を減算してもよい。
しかしながら、1つのノードのノードコストは0(ゼロ)以上に維持される。つまり、負値にはならない。これは、検索範囲が広がると経路のコストは必ず増えることがダイクストラ法やA-star法の前提だからである。このため、あるノードを通過するまでのコストよりもあるノードを通過した後のコストの方が小さくなると、経路の検索が困難になる(あるノードの先により小さいコストのノードがあっても経路になり得ない)。
図13は、ノードコスト減算部17があるノードのノードコストを算出する手順を示すフローチャート図の一例である。
まず、ノードコスト減算部17は加算分のノードのコストを算出する(S10)。すなわち、通過するノードの右折に関するコスト、左折に関するコスト、車線数が減少する場合のコスト、及び、信号機がある場合のコストを合計する。
次に、ノードコスト減算部17は、ユーザ設定情報DB195を参照し、案内画像の表示有無が「表示」に設定されているか否かを判断する(S20)。
ステップS20の判断がNoの場合、誘導情報に応じてノードコストを減算する必要がないので、図13の処理は終了する。
ステップS20の判断がYesの場合、ノードコスト減算部17はノード誘導情報テーブルを参照し、ノードの進入リンクと退出リンクに基づいて誘導情報を特定する(S30)。複数の誘導情報が用意されている場合、優先度にしたがって誘導情報が選択される。
ノードコスト減算部17は出力される誘導情報に応じてノードのコストから減算量を減算する(S40)。上記のように固定の減算量ΔCを減算してもよいし、誘導情報の種類によって異なる減算量ΔCを減算してもよい。また、表示又は出力される誘導情報に応じて複数の減算量を減算してもよい。
ノードコスト減算部17はノードコストが負値か否かを判断する(S50)。
負値の場合、ノードコスト減算部17はノードコストに0(ゼロ)を設定する(S60)。なお、ノードコストはゼロにする他、ゼロとみなせる小さい値に減少されてもよい。
<変形例>
ノードコスト減算部17は出発地の周辺及び目的地の周辺と該周辺以外で減算量を変更してもよい。出発地の周辺及び目的地の周辺は狭い道路も含まれるため、頻繁な右左折が発生するなどユーザが迷いやすくなる。このため、出発地の周辺及び目的地の周辺では誘導情報が用意されているノードを通過する経路が選択されやすくなるように、ノードコスト減算部17は減算量を大きくする。一方、出発地の周辺及び目的地の周辺以外では、右左折はそれほど多くなく、わかりやすさよりも目的地までの距離が短い方が好まれる場合がある。
そこで、以下のようにノードコスト減算部17は出発地の周辺及び目的地の周辺と周辺以外で減算量を変更する。
図14は、ノードコスト減算部17が出発地の周辺及び目的地の周辺と周辺以外で減算量を変更して経路検索する手順を示すフローチャート図の一例である。図14の処理は経路の検索が開始されるとスタートする。
まず、ノードコスト減算部17は減算量をΔC´に設定する(S10)。そして、経路検索部13は出発地の周辺(階層0の道路地図)で経路検索する(S20)。
階層0の道路地図において出発地から階層1の道路地図にあるノードまでの経路を幾つか検索することで上層移行条件が成立した場合(S30のYes)、ノードコスト減算部17は目的地の周辺(階層0の道路地図)で経路検索を行う(S40)。
同様に、階層0の道路地図において目的地から階層1の道路地図にあるノードまでの経路を幾つか検索することで上層移行条件が成立した場合(S50のYes)、ノードコスト減算部17は減算量をΔC´´に設定する(S60)。ただし、ΔC´´<ΔC´である。
そして、経路検索部13は階層1〜3の道路地図で、出発地の周辺と目的地の周辺以外の経路を検索する(S70)。なお、ステップS50で見つかった目的地の周辺の階層1の幾つかのノードがステップS70の経路の検索先となる。
このように、ノードコスト減算部17は出発地の周辺及び目的地の周辺と周辺以外で減算量を変更することで、出発地の周辺で誘導情報を活用できると共に距離が短い経路を検索できる。
<コストの加算>
本実施形態では、ノードコストから誘導情報の利用可否に応じて減算量を減算したが、誘導情報の利用可否に応じて加算量を加算してもよい。経路検索ではコストが大きいほど選択されにくくなるので、誘導情報を利用可能なノードに加算するのでなく、ノードコスト減算部17は誘導情報がないノードに加算量を加算する。
しかしながら、誘導情報が用意されていないノードの数は誘導情報が用意されているノードの数よりも多いため、ノードコスト減算部17は経路上の多くのノードに加算量を加算する必要がある。この結果、誘導情報がないことにより経路全体のコストが大きくなってしまい、リンクコストが経路全体のコストに与える影響が小さくなってしまう。つまり、経路の検索結果に距離を反映しにくくなり、距離が大きい経路が選択されやすくなるおそれがある。このため、誘導情報が用意されたノードの数が少ない状況では、減算量を減算する方が好ましい。
なお、加算量を加算する場合、ユーザの設定や間違えやすさの学習結果に応じて、わかりやすい案内画像の加算量を小さくし、分かりづらい案内画像の加算量を大きくすることが好ましい。
<まとめ>
以上説明したように、誘導情報が用意されているノードを通過する経路のコストが小さくなる傾向になり、ナビゲーションシステム100が採用しやすくなる。誘導情報はユーザがスムーズに移動できるように用意されているため、ユーザが移動しやすい経路を選択する可能性を高めることができる。
<その他の好適な適用例>
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等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において種々の変形及び置換を加えることができる。
例えば、以下のようにコストを調整することができる。
・経路の検索に関し、ノードが5差路以上である場合はコストを加算する。
・直交交差点でなければ(各リンク同士がなす角が90度近傍であることで判断)コストを加算する。
・直前に大きな交差点(幅員が大きい道路や信号機がある道路を跨ぐ)がある交差点、交差点間の距離が短い2つめの交差点ではコストを加算する。ただし、「道なり」の組み合わせの場合にはコストを加算しない。
このようなコストの加算により、間違いやすい交差点を通過する経路を案内することを回避できる。
また、本願ではノードのコストを調整(減算)したが、リンクのコストを調整することも可能である。例えば、リンクに分かりやすい誘導情報が用意されている場合、このリンクのリンクコストを減算する。
また、ノードコストの減算や加算の他、定数の乗算や除算によりノードコストを調整してもよい。例えば、1より小さい値を乗じてノードコストを小さくしてもよいし、1より大きい値を乗じてノードコストを大きくしてもよい。
また、本実施形態ではサーバ31が目的地の設定及び経路検索を行ったが、端末35が目的地の設定及び経路検索を行うことも可能である。この場合、端末35が各種のデータベースを有していてもよいし、ネットワークを介して各種のデータベースにアクセスしてもよい。
また、図5などの構成例は、サーバ31と端末35による処理の理解を容易にするために、主な機能に応じて分割したものである。処理単位の分割の仕方や名称によって本願発明が制限されることはない。サーバ31及び端末35の処理は、処理内容に応じて更に多くの処理単位に分割することもできる。また、1つの処理単位が更に多くの処理を含むように分割することもできる。
また、サーバ31が有する各データベースを複数の情報処理装置が分散して有していてもよい。また、図2、図5では一台のサーバ31を図示したが、サーバ31が複数台、存在してもよい。また、一台のサーバ31が有する機能が複数のサーバに分散して配置されてもよい。
なお、ノードコスト減算部17は調整手段の一例であり、経路検索部13は経路検索手段の一例である。
8 :移動体
9 :誘導情報
13 :経路検索部
15 :ナビ画面作成部
17 :ノードコスト減算部
26 :経路案内部
27 :ナビ画面表示部
31 :サーバ
35 :端末
100 :ナビゲーションシステム

Claims (10)

  1. 第一の地点から第二の地点の間の経路をコストに換算して経路を検索する情報処理装置であって、
    前記第二の地点へ誘導する誘導情報が用意されている場所又は該場所以外の場所のコストを調整する調整手段と、
    前記調整手段が調整したコストを前記第一の地点から第二の地点の間の経路に適用して、コストがより小さい経路を検索する経路検索手段と、
    を有する情報処理装置。
  2. 前記誘導情報は、前記経路に沿って移動する場合に視界に入る経路に関する画像であることを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。
  3. 前記誘導情報は、前記経路に沿って移動する場合に進行方向を音声で案内する音声案内であることを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。
  4. 前記誘導情報は、前記経路に存在する施設に関する画像であることを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。
  5. 前記経路検索手段は、前記第一の地点から前記第二の地点までのノードとリンクをコストに換算して、通過するノード又はリンクが多くなるほどコストを加算して前記経路のコストを算出するものであり、
    前記調整手段は、前記誘導情報が対応付けられたノードのコストを減算する請求項1〜4のいずれか1項に記載の情報処理装置。
  6. 前記経路検索手段は、前記経路に含まれるノードに関するコストをノードごとに加算するものであり、
    前記調整手段は、各ノードのコストが負値にならない範囲で前記誘導情報が対応付けられたノードのコストを減算する請求項5に記載の情報処理装置。
  7. 前記経路検索手段は、前記第一の地点及び前記第二の地点の周辺と前記周辺以外で詳細度が異なる道路地図を使って経路を検索するものであり、
    前記第一の地点及び前記第二の地点の周辺で使用される前記道路地図で前記経路が検索される場合と、前記周辺以外の前記道路地図で前記経路が検索される場合とで、前記調整手段は異なる減算量をノードのコストから減算する請求項5又は6に記載の情報処理装置。
  8. 前記誘導情報が、前記経路に沿って移動する場合に視界に入る経路に関する画像である場合、
    前記調整手段は、前記画像の種類によって異なる減算量を前記ノードのコストから減算する請求項5〜7のいずれか1項に記載の情報処理装置。
  9. 前記調整手段は、ユーザの識別情報に対応付けられた前記誘導情報の表示有無を参照し、前記ユーザが前記誘導情報を表示すると設定している場合、前記ノードの値を調整する請求項5〜8のいずれか1項に記載の情報処理装置。
  10. 第一の地点から第二の地点の間の経路をコストに換算して経路を検索する情報処理装置を、
    前記第二の地点へ誘導する誘導情報が用意されている場所又は該場所以外の場所のコストを調整する調整手段と、
    前記調整手段が調整したコストを前記第一の地点から第二の地点の間の経路に適用して、コストがより小さい経路を検索する経路検索手段、
    として機能させるためのプログラム。
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