JP2020112382A - 経路探索システムおよび経路探索プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】信号機の現示に応じた移動予定経路の探索頻度が過度とならない技術を提供する。【解決手段】経路探索システムは、信号機が設置された信号地点に対する到着予定時刻における信号機の現示である到着現示に基づいて移動予定経路を探索する経路探索部と、案内中の移動予定経路である案内経路上における移動速度に基づいて、案内経路上の信号地点についての到着予定時刻と到着現示とを更新する情報更新部と、案内経路の探索時である基準時から到着現示が変化した場合に、経路探索部に対して移動予定経路を再度探索するように要求する探索要求部と、を備え、探索要求部は、基準時から到着現示が変化した場合であっても、基準時からの到着予定時刻の変化幅が、信号機の現示の変化周期に基づいて設定された基準期間未満である場合に、経路探索部に対して移動予定経路を再度探索するように要求しない。【選択図】図３

Description

本発明は、経路探索システムおよび経路探索プログラムに関する。

交通信号機の状態を考慮して推奨経路を計算する歩行者用経路案内装置が知られている（特許文献１、参照）。特許文献１において、歩行者の位置と速度とに基づいて交通信号機の状態を予測し、交通信号機の状態の予測値が変化した場合には経路のコストを変化させる。具体的に、交通信号機の状態の予測値が赤信号に変化した場合には経路のコストを増加させ、交通信号機の状態の予測値が青信号に変化した場合には経路のコストを減少させている。

特開平８−２０２９８２号公報

特許文献１において、交通信号機への到着予定時刻が交通信号機の状態が変化する変化時刻の近傍である場合、歩行者の速度のわずかな変化に応じて交通信号機の状態の予測値が頻繁に変化することとなる。その結果、推奨経路が頻繁に変化してしまうという問題があった。さらに、推奨経路が頻繁に変化すると、ユーザが歩行に集中することができなくなり、ユーザを混乱させたり、ユーザの安全性が損なわれたりしてしまうという問題もあった。
本発明は、前記課題にかんがみてなされたもので、信号機の現示に応じた移動予定経路の探索頻度が過度とならない技術の提供を目的とする。

前記の目的を達成するため、本発明の経路探索システムは、信号機が設置された信号地点に対する到着予定時刻における信号機の現示である到着現示に基づいて移動予定経路を探索する経路探索部と、案内中の移動予定経路である案内経路上における移動速度に基づいて、案内経路上の信号地点についての到着予定時刻と到着現示とを更新する情報更新部と、案内経路の探索時である基準時から到着現示が変化した場合に、経路探索部に対して移動予定経路を再度探索するように要求する探索要求部と、を備え、探索要求部は、基準時から到着現示が変化した場合であっても、基準時からの到着予定時刻の変化幅が、信号機の現示の変化周期に基づいて設定された基準期間未満である場合に、経路探索部に対して移動予定経路を再度探索するように要求しない。

前記の目的を達成するため、本発明の経路探索プログラムは、コンピュータを、信号機が設置された信号地点に対する到着予定時刻における信号機の現示である到着現示に基づいて移動予定経路を探索する経路探索部、案内中の移動予定経路である案内経路上における移動速度に基づいて、案内経路上の信号地点についての到着予定時刻と到着現示とを更新する情報更新部、案内経路の探索時である基準時から到着現示が変化した場合に、経路探索部に対して移動予定経路を再度探索するように要求する探索要求部、として機能させ、探索要求部は、基準時から到着現示が変化した場合であっても、基準時からの到着予定時刻の変化幅が、信号機の現示の変化周期に基づいて設定された基準期間未満である場合に、経路探索部に対して移動予定経路を再度探索するように要求しない。

以上説明した本発明の構成において、到着予定時刻の変化幅が基準期間以上である場合に移動予定経路を再度探索するように要求し、到着予定時刻の変化幅が基準期間未満である場合には移動予定経路を再度探索するように要求しない。これにより、移動速度がわずかに変化するごとに移動予定経路が更新される可能性を低減できる。すなわち、信号機の現示に応じた移動予定経路の探索頻度が過度とならないようにすることができる。信号機の現示の変化周期に基づいて基準期間を設定することにより、到着予定時刻の変化幅が変化周期と比較して微小な変化に過ぎないか否かを判定できる。

経路探索システムのブロック図である。 図２Ａは基準期間の説明図、図２Ｂ，図２Ｃは案内経路を示す図である。 経路探索処理のフローチャートである。

ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）経路探索システムの構成：
（２）経路探索処理：
（３）他の実施形態：

（１）経路探索システムの構成：
図１は、本発明の一実施形態にかかる経路探索システムとしてのスマートフォン１０の構成を示すブロック図である。スマートフォン１０は、ユーザが携帯する携帯端末である。スマートフォン１０は、制御部２０と記録媒体３０と通信部４０と測位部５０とタッチパネルディスプレイ６０とを備える。

制御部２０は、ＣＰＵとＲＡＭとＲＯＭ等を備えたコンピュータであり、経路探索プログラム２１を実行する。通信部４０は、携帯電話通信網を介して図示しない道路情報サーバと通信を行う無線通信回路であり、道路情報サーバから信号機情報Ｄを受信する。信号機情報Ｄは、スマートフォン１０のユーザが移動する予定の領域である情報取得領域内に存在する信号機の現示の変化周期と位相とを示す情報である。情報取得領域は、例えばユーザの現在地と目的地とを接続する線分から一定距離（例えば５ｋｍ）以内の領域であってもよい。ユーザの現在地は、スマートフォン１０の現在地であり、現在地は後述する移動予定経路の出発地となる。図示しないが、制御部２０は、信号機情報Ｄを記録媒体３０に記録しておく。

図２Ａは、信号機情報Ｄが示す信号機の現示を説明する図である。図２Ａにおいては、歩行者信号の信号機の現示が示されている。信号機情報Ｄは、信号機が設置された交差点を横断する方向（方向１，方向２）ごとに、各現示（青現示，点滅現示，赤現示）の長さと順序とを示す。信号機の変化周期は、ある現示が開始してから同一の現示が次に開始するまでの期間である。図２Ａにおいて矢印で示すように、信号機情報Ｄは、現在時刻（信号機情報Ｄの送信時刻）が変化周期のなかのどのタイミング（位相）であるかを示す。制御部２０は、信号機情報Ｄに基づいて任意の時刻における信号機の現示を推定することができる。

測位部５０は、スマートフォン１０の現在地と進行方向とを算出するために必要な情報を取得するセンサであり、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信部や加速度センサやジャイロセンサや地磁気センサ等を備える。

タッチパネルディスプレイ６０は、ユーザのタッチ操作に対応する操作信号を制御部２０に出力するタッチセンサと、制御部２０から出力された映像信号に基づいて任意の画像を表示するディスプレイとを含む。

記録媒体３０は、地図情報３０ａと経路情報３０ｂとを記録している。地図情報３０ａは、ノードデータとリンクデータとを含む。リンクデータは、道路区間に対応するリンクについての各種情報を示す。道路区間は、交差点ごとに区切った道路の区間である。道路区間には、車両が通行可能な車両区間と徒歩で移動可能な歩行区間とが含まれる。一般的に、歩行区間は、車両区間に沿って設けられており、歩道や路側帯によって構成される。リンクデータは、各道路区間の位置と形状と区間長を示すデータを含む。道路区間の形状は、道路区間上に設定された形状補間点の座標によって特定される。ノードデータは、交差点に対応するノードについての各種情報を示す。ノードデータは、各交差点の座標と信号機の有無を示すデータを含む。以下、信号機が設置された交差点を信号地点と表記する。

経路情報３０ｂは、案内経路を示す情報である。案内経路は、スマートフォン１０が現在においてユーザに案内している移動予定経路である。移動予定経路とは、出発地から目的地までを接続する一連の道路区間によって構成された経路であり、ダイクストラ法等の経路探索手法によって探索された最適な経路である。経路情報３０ｂは、案内経路上の信号地点のそれぞれについて到着予定時刻と到着現示とを示す。到着予定時刻とは、基準時において推定された信号地点への到着予定時刻である。到着現示とは、基準時において推定された信号機の現示である。基準時とは、案内経路を探索した時刻である。つまり、案内経路は、信号地点における到着予定時刻と到着現示とに基づいて探索された最適な経路である。到着予定時刻と到着現示とに基づいて移動予定経路を探索する手法については後述する。

次に、スマートフォン１０のソフトウェア構成を説明する。経路探索プログラム２１は、経路探索モジュール２１ａと情報更新モジュール２１ｂと探索要求モジュール２１ｃとを含む。経路探索モジュール２１ａと情報更新モジュール２１ｂと探索要求モジュール２１ｃとは、それぞれコンピュータとしての制御部２０を経路探索部と情報更新部と探索要求部として機能させるプログラムモジュールである。

経路探索モジュール２１ａの機能により制御部２０は、信号機が設置された信号地点に対する到着予定時刻における信号機の現示である到着現示に基づいて移動予定経路を探索する。経路探索モジュール２１ａの機能により制御部２０は、ユーザが徒歩によって移動する最適な移動予定経路を探索する。制御部２０は、ユーザの現在地を出発地として取得し、ユーザがタッチパネルディスプレイ６０を操作して設定した地点を目的地として取得する。そして、制御部２０は、出発地と目的地とを接続する一連の歩行区間をダイクストラ法によって探索する。本実施形態において、制御部２０は、出発地から目的地までの経路コストとして、所要期間が最小となる経路を移動予定経路として探索する。

図２Ｂは、案内経路Ｒを示す模式図である。上述したように、案内経路Ｒはユーザに案内中の移動予定経路である。図２Ｂにおいて、案内経路Ｒを太線で示し、車両区間Ｌｎを濃いグレーで示し、歩行区間ＬｎＡ，ＬｎＢを薄いグレーで示す。ｎ（ｎ＝１２，１４，...，４５，５４）は車両区間Ｌｎや交差点の識別番号である。歩行区間ＬｎＡは車両区間Ｌｎの紙面上側または紙面左側に設けられた歩行区間を示し、歩行区間ＬｎＢは車両区間Ｌｎの紙面下側または紙面右側に設けられた歩行区間を示す。図２Ｂにおいて、車両区間Ｌｎが交差している３個の交差点が図示されており、３個の交差点のいずれもが信号機が存在する信号地点Ｃｎとなっている。信号地点Ｃｎにおいて、歩行者用信号の到着現示が青現示となる方向を白矢印によって示す。

制御部２０は、各歩行区間ＬｎＡ，ＬｎＢ上をユーザが予め決められた標準速度で移動すると仮定し、各歩行区間ＬｎＡ，ＬｎＢの区間長を標準速度で除算することにより各歩行区間ＬｎＡ，ＬｎＢの旅行時間を算出する。標準速度は、平均的な歩行速度であり、スマートフォン１０を携帯するユーザの過去の歩行速度や多数のユーザの歩行速度を統計処理することにより導出された速度であってもよい。また、標準速度は、ユーザが設定した速度であってもよい。制御部２０は、歩行区間ＬｎＡ，ＬｎＢの旅行時間をリンクコストとして設定する。さらに、制御部２０は、信号待ちが発生しない信号地点Ｃｎについては標準待機時間をノードコストとして設定しない（ノードコストを０と設定する）。標準待機時間は、予め決められた一定の期間であってもよいし、信号機の現示の変化周期の半分等であってもよい。

ここで、制御部２０は、信号機情報Ｄに基づいて、到着予定時刻における信号地点Ｃｎの信号機の現示である到着現示を推定し、当該到着現示が青現示である場合に、信号地点Ｃｎにおいて信号待ちが発生しないと判定する。一方、制御部２０は、到着現示が赤現示または点滅現示である場合に、信号地点Ｃｎにおいて信号待ちが発生すると判定する。なお、制御部２０は、信号地点Ｃｎ以外の交差点、および、信号機情報Ｄを取得できず到着現示が不明な信号地点Ｃｎについては信号待ちが発生しないと見なす。

制御部２０は、ダイクストラ法において設定した出発地Ｓから信号地点Ｃｎまでの経路上の歩行区間ＬｎＡ，ＬｎＢのリンクコスト（旅行時間）と途中の信号地点Ｃｎのノードコスト（標準待機時間）とを合計した期間を所要期間として算出し、当該所要期間を出発時刻に加算することにより到着予定時刻を算出する。出発時刻は、例えば移動予定経路を探索する際の現在時刻であってもよいし、ユーザが設定した時刻であってもよい。なお、ノードコストに、各信号地点Ｃｎを横断するための歩行に要する期間が加味されてもよい。

図２Ｂにおいて、信号地点Ｃ４４の到着予定時刻を例に挙げて説明する。信号地点Ｃ４４までの経路は、歩行区間Ｌ２１Ｂと信号地点Ｃ２２と歩行区間Ｌ３３Ａとによって構成される。制御部２０は、出発時刻に歩行区間Ｌ２１Ｂの旅行時間を加算することにより、信号地点Ｃ４４までの経路の途中に存在する信号地点Ｃ２２の到着予定時刻Ｔ２２を推定する。そして、制御部２０は、信号機情報Ｄと信号地点Ｃ２２の到着予定時刻Ｔ２２とに基づいて、到着予定時刻Ｔ２２における信号地点Ｃ２２の信号機の現示である到着現示を推定する。

図２Ｂに示すように、信号地点Ｃ２２を歩行区間Ｌ２１Ｂから歩行区間Ｌ３３Ａへと横断する方向についての到着現示は青現示であるため、信号地点Ｃ４４までの経路の所要期間（経路コスト）に信号地点Ｃ２２の標準待機時間（ノードコスト）が加算されないこととなる。以上のようにして、制御部２０は、信号地点Ｃｎの到着予定時刻Ｔｎを特定することにより、信号地点Ｃｎについてノードコストを設定することができる。制御部２０は、ダイクストラ法によって経路についてリンクコストとノードコストとを積算した経路コストが最小となる目的地Ｇまでの経路を移動予定経路として探索する。すなわち、制御部２０は、経路コストとしての所要期間が最小となる目的地Ｇまでの経路を移動予定経路として探索する。制御部２０は、移動予定経路をユーザに提示し、ユーザが案内開始を指示した場合に、当該移動予定経路（案内経路Ｒ）の案内を開始する。

制御部２０は、案内経路Ｒの案内を開始すると、案内経路Ｒ上の信号地点Ｃｎのそれぞれについて、案内経路Ｒを探索した際（基準時）に推定した到着予定時刻Ｔｎと到着現示とを対応付けて経路情報３０ｂに記録する。図２Ｂの案内経路Ｒについては、信号地点Ｃ２２，Ｃ４４の基準時の到着予定時刻Ｔ２２，Ｃ４４と到着現示とが経路情報３０ｂに記録されることとなる。なお、案内経路Ｒの案内は、案内経路Ｒを地図上に表示することであってもよいし、交差点における進行方向を音声や画像によって案内することであってもよい。

情報更新モジュール２１ｂの機能により制御部２０は、案内中の移動予定経路である案内経路Ｒ上における移動速度に基づいて、案内経路Ｒ上の信号地点Ｃｎについての到着予定時刻Ｔｎと到着現示とを更新する。具体的に、情報更新モジュール２１ｂの機能により制御部２０は、案内経路Ｒの案内中において、現在時刻におけるユーザの移動速度を取得する。例えば、制御部２０は、現在時刻の直前期間（例えば直近の１０秒間）におけるユーザの現在地の速度の平均値を移動速度として取得してもよい。制御部２０は、ユーザの現在地から案内経路Ｒ上の次の信号地点Ｃｎまでの距離である残距離を移動速度で除算した期間を現在時刻に加算することにより、次の信号地点Ｃｎの到着予定時刻Ｔｎを更新する。さらに、制御部２０は、信号機情報Ｄに基づいて、更新した到着予定時刻Ｔｎにおける次の信号地点Ｃｎの到着現示を更新する。

図２Ｃは、案内経路Ｒの案内中におけるユーザの移動状態を示す。図２Ｃにおいてユーザ（スマートフォン１０）の現在地を白三角で示す。図２Ｃの場合、制御部２０は、案内経路Ｒ上の次の信号地点Ｃ２２までの残距離を移動速度Ｖで除算した期間を現在時刻に加算することにより、次の信号地点Ｃ２２の到着予定時刻Ｔ２２を更新する。さらに、制御部２０は、信号機情報Ｄに基づいて、更新した到着予定時刻Ｔ２２における次の信号地点Ｃ２２の到着現示を更新する。

探索要求モジュール２１ｃの機能により制御部２０は、案内経路Ｒの探索時である基準時から到着現示が変化した場合に、経路探索モジュール２１ａに対して移動予定経路を再度探索するように要求する。すなわち、制御部２０は、基準時において推定された次の信号地点Ｃ２２の到着現示（経路情報３０ｂに記録）と、現在時刻の移動速度Ｖに基づいて更新した次の信号地点Ｃ２２の到着現示とを比較する。そして、基準時において推定された次の信号地点Ｃ２２の到着現示と、現在時刻の移動速度Ｖに基づいて更新した次の信号地点Ｃ２２の到着現示とが異なる場合、制御部２０は、移動予定経路を再度探索するように要求する。

具体的に、制御部２０は、ユーザの現在地を出発地Ｓとして目的地Ｇまでの移動予定経路を探索するように要求する。このとき、制御部２０は、各歩行区間ＬｎＡ，ＬｎＢの区間長を現在時刻の移動速度Ｖで除算した時間で、各歩行区間ＬｎＡ，ＬｎＢのリンクコスト（旅行時間）を更新しておく。これにより、制御部２０は、現在時刻の移動速度Ｖで移動すると仮定した場合に、経路コスト（所要期間）が最小となる移動予定経路を探索することができる。

図２Ｃに示すように、更新した到着予定時刻Ｔ２２における次の信号地点Ｃ２２の到着現示が基準時（図２Ｂ）から変化した場合、歩行区間Ｌ２１Ｂから歩行区間Ｌ３３Ａへと移動するために信号地点Ｃ２２を横断する方向の現示が青現示ではなくなる。そのため、案内経路Ｒの経路コストに信号地点Ｃ２２の標準待機時間（ノードコスト）が加算されることとなる。

従って、制御部２０は、図２Ｃにおいて破線で示すような移動予定経路を最適な経路として探索し得ることとなる。図２Ｃにおいて破線で示す移動予定経路は、現在時刻における移動速度Ｖで移動した場合に、信号待ちをすることなく信号地点Ｃ２２，Ｃ２４，Ｃ４４を横断できる経路である。以上のようにして、移動予定経路を再度探索すると、制御部２０は、当該移動予定経路を自動的に案内経路Ｒに設定し、当該案内経路Ｒの案内を開始する。すなわち、制御部２０は、いわゆるオートリルートを実現する。

ただし、探索要求モジュール２１ｃの機能により制御部２０は、基準時から到着現示が変化した場合であっても、基準時からの到着予定時刻Ｔ２２の変化幅が、信号機の現示の変化周期に基づいて設定された基準期間未満である場合に、経路探索モジュール２１ａに対して移動予定経路を再度探索するように要求しない。具体的に、制御部２０は、基準時において推定された次の信号地点Ｃ２２の到着予定時刻Ｔ２２（経路情報３０ｂに記録）と、現在時刻の移動速度Ｖに基づいて更新した次の信号地点Ｃ２２の到着予定時刻Ｔ２２との差の絶対値を、到着予定時刻Ｔ２２の変化幅として算出する。そして、制御部２０は、到着予定時刻Ｔ２２の変化幅が基準期間以上であるか否かを判定する。ここで、図２Ａに示すように、制御部２０は、信号機の現示の変化周期の１周期の長さを有する期間を基準期間Ｆとして設定する。

制御部２０は、到着予定時刻Ｔ２２の変化幅が基準期間Ｆ以上である場合には経路探索モジュール２１ａに対して移動予定経路を再度探索するように要求する。一方、制御部２０は、到着予定時刻Ｔ２２の変化幅が基準期間Ｆ未満である場合には経路探索モジュール２１ａに対して移動予定経路を再度探索するように要求しない。この場合、制御部２０は、もとの案内経路Ｒの案内をそのまま継続することとなる。

以上説明した本実施形態において、制御部２０は、到着予定時刻Ｔ２２の変化幅が基準期間Ｆ以上である場合に移動予定経路を再度探索するように要求し、到着予定時刻Ｔ２２の変化幅が基準期間Ｆ未満である場合には移動予定経路を再度探索するように要求しないこととした。これにより、移動速度Ｖがわずかに変化するごとに移動予定経路（案内経路Ｒ）が更新される可能性を低減できる。すなわち、信号機の現示に応じた移動予定経路の探索頻度が過度とならないようにすることができる。また、信号機の現示の変化周期に基づいて基準期間Ｆを設定することにより、到着予定時刻Ｔ２２の変化幅が変化周期と比較して微小な変化に過ぎないか否かを判定できる。

また、制御部２０は、到着予定時刻Ｔ２２の変化幅が信号機の現示の変化周期の１周期未満である場合には移動予定経路を再度探索するように要求しないこととした。これにより、信号機の現示の変化周期の１周期に満たない程度の到着予定時刻Ｔ２２の微小変化に応じて移動予定経路（案内経路Ｒ）が頻繁に探索される可能性を低減できる。一方、到着予定時刻Ｔ２２の変化幅が信号機の現示の変化周期の１周期分以上となった場合には、移動予定経路を再度探索するように要求することができる。

（２）経路探索処理：
図３は、経路探索処理のフローチャートである。まず、経路探索モジュール２１ａの機能により制御部２０は、標準速度に基づいて旅行時間を設定する（ステップＳ１００）。すなわち、制御部２０は、各歩行区間ＬｎＡ，ＬｎＢ上をユーザが予め決められた標準速度で移動すると仮定し、各歩行区間ＬｎＡ，ＬｎＢの区間長を標準速度で除算することにより各歩行区間ＬｎＡ，ＬｎＢの旅行時間を設定する。

次に、経路探索モジュール２１ａの機能により制御部２０は、各信号地点Ｃｎの到着現示に基づいて移動予定経路を探索する（ステップＳ１０５）。具体的に、経路探索モジュール２１ａの機能により制御部２０は、出発地Ｓと目的地Ｇとを接続する一連の歩行区間をダイクストラ法によって探索する。具体的に、制御部２０は、出発地Ｓから目的地Ｇまでの経路コストとして、所要期間が最小となる経路を移動予定経路として探索する。制御部２０は、各歩行区間ＬｎＡ，ＬｎＢの旅行時間と信号機情報Ｄに基づいて、到着予定時刻Ｔｎにおける信号地点Ｃｎの信号機の現示である到着現示を推定し、到着現示に基づいて信号待ちが発生するか否かを判定する。そして、制御部２０は、信号待ちが発生する場合に、経路コスト（所要期間）に信号地点Ｃｎのノードコスト（信号待機時間）を加算する。

次に、経路探索モジュール２１ａの機能により制御部２０は、案内経路Ｒの案内を開始する（ステップＳ１１０）。具体的に、制御部２０は、移動予定経路をユーザに提示し、ユーザが案内開始を指示した場合に、当該移動予定経路（案内経路Ｒ）の案内を開始する。

次に、経路探索モジュール２１ａの機能により制御部２０は、基準時の到着予定時刻Ｔｎと到着現示とを記録する（ステップＳ１１５）。具体的に、制御部２０は、案内経路Ｒを探索した際（基準時）に推定した案内経路Ｒ上の信号地点Ｃｎの到着予定時刻Ｔｎと到着現示とを経路情報３０ｂに記録する。なお、信号機情報Ｄがなく現示が推定できなかった信号地点Ｃｎについては到着現示として無効値を記録しておく。

次に、情報更新モジュール２１ｂの機能により制御部２０は、現在地と移動速度Ｖとを取得する（ステップＳ１２０）。具体的に、制御部２０は、現在時刻におけるユーザの現在地と、当該現在地の直近の速度を移動速度Ｖとして取得する。

次に、情報更新モジュール２１ｂの機能により制御部２０は、目的地Ｇに到着したか否かを判定する（ステップＳ１２５）。例えば、制御部２０は、ユーザの現在地と目的地Ｇとの間の距離が予め決められた閾値（例えば２０ｍ）以内となった場合に、目的地Ｇに到着したと判定する。目的地Ｇに到着したと判定した場合（ステップＳ１２５：Ｙ）、制御部２０は、経路探索処理を終了する。

一方、目的地Ｇに到着したと判定しなかった場合（ステップＳ１２５：Ｎ）、情報更新モジュール２１ｂの機能により制御部２０は、次の信号地点Ｃｎの信号機情報Ｄがあるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。すなわち、制御部２０は、案内経路Ｒ上の次の信号地点Ｃｎの信号機の現示を推定可能であるか否かを判定する。

次の信号地点Ｃｎの信号機情報Ｄがあると判定した場合（ステップＳ１３０：Ｙ）、情報更新モジュール２１ｂの機能により制御部２０は、次の信号地点Ｃｎの到着予定時刻Ｔｎと到着現示とを更新する（ステップＳ１３５）。具体的に、制御部２０は、ユーザの現在地から案内経路Ｒ上の次の信号地点Ｃｎまでの距離である残距離を現在時刻の移動速度Ｖで除算した期間を現在時刻に加算することにより、次の信号地点Ｃｎの到着予定時刻Ｔｎを更新する。さらに、制御部２０は、信号機情報Ｄに基づいて、更新した到着予定時刻Ｔｎにおける次の信号地点Ｃｎの到着現示を更新する。

次に、探索要求モジュール２１ｃの機能により制御部２０は、到着予定時刻Ｔｎの変化幅を算出する（ステップＳ１４０）。具体的に、制御部２０は、制御部２０は、基準時において推定された次の信号地点Ｃ２２の到着予定時刻Ｔ２２（ステップＳ１１５において経路情報３０ｂに記録）と、現在時刻の移動速度Ｖに基づいて更新した次の信号地点Ｃ２２の到着予定時刻Ｔ２２との差の絶対値を、到着予定時刻Ｔ２２の変化幅として算出する。

次に、探索要求モジュール２１ｃの機能により制御部２０は、到着予定時刻Ｔｎの変化幅が基準期間Ｆ未満であるか否かを判定する（ステップＳ１４５）。ここで、基準期間Ｆは、次の信号地点Ｃｎに設置された信号機の現示の変化周期の１周期の長さを有する（図２Ａ）。

到着予定時刻Ｔｎの変化幅が基準期間Ｆ未満であると判定しなかった場合（ステップＳ１４５：Ｎ）、探索要求モジュール２１ｃの機能により制御部２０は、到着現示が変化したか否かを判定する（ステップＳ１５０）。具体的に、制御部２０は、基準時において推定された次の信号地点Ｃ２２の到着現示（ステップＳ１１５において経路情報３０ｂに記録）と、現在時刻の移動速度Ｖに基づいて更新した次の信号地点Ｃ２２の到着現示が異なる場合に、到着現示が変化したと判定する。なお、基準時において推定された次の信号地点Ｃ２２の到着現示として無効値が記録されている場合には、制御部２０は、到着現示が変化したと判定しない。

到着現示が変化したと判定した場合（ステップＳ１５０：Ｙ）、探索要求モジュール２１ｃの機能により制御部２０は、移動速度Ｖに基づいて歩行区間ＬｎＡ，ＬｎＢの旅行時間を更新する（ステップＳ１５５）。すなわち、制御部２０は、各歩行区間ＬｎＡ，ＬｎＢの区間長を現在時刻の移動速度Ｖで除算した時間で、各歩行区間ＬｎＡ，ＬｎＢのリンクコスト（旅行時間）を更新する。これにより、移動速度Ｖで移動する場合の最適な移動予定経路を探索することができる。

次に、探索要求モジュール２１ｃの機能により制御部２０は、現在地を出発地Ｓとし、移動予定経路を再度探索するように要求し（ステップＳ１６０）、ステップＳ１０５に戻る。すなわち、制御部２０は、現在時刻の移動速度Ｖで移動すると仮定した場合に、経路コスト（所要期間）が最小となる現在地から目的地Ｇまでの移動予定経路を探索する。これにより、ユーザに案内している案内経路Ｒが更新され得ることとなる。

ここで、次の信号地点Ｃｎの信号機情報Ｄがあると判定しなかった場合（ステップＳ１３０：Ｎ）、探索要求モジュール２１ｃの機能により制御部２０は、移動予定経路を再度探索することを要求することなく、ステップＳ１２０に戻る。すなわち、制御部２０は、次の信号地点Ｃｎの到着現示が変化するか否かを推定不明であるため、現在の案内経路Ｒの案内を継続する。

また、到着予定時刻Ｔｎの変化幅が基準期間Ｆ未満であると判定した場合（ステップＳ１４５：Ｙ）、探索要求モジュール２１ｃの機能により制御部２０は、移動予定経路を再度探索することを要求することなく、ステップＳ１２０に戻る。すなわち、制御部２０は、到着予定時刻Ｔｎの微小な変化に応じて移動予定経路を探索しないようにする。これにより、移動予定経路の探索頻度を低減できる。

さらに、到着現示が変化したと判定しなかった場合（ステップＳ１５０：Ｎ）、探索要求モジュール２１ｃの機能により制御部２０は、移動予定経路を再度探索することを要求することなく、ステップＳ１２０に戻る。すなわち、制御部２０は、予定どおりの現示の下で次の信号地点Ｃｎを移動できるとし、現在の案内経路Ｒの案内を継続する。

（３）他の実施形態：
本発明において、基準期間の長さが動的に設定されてもよい。例えば、基準期間Ｆは、案内経路Ｒ上における移動速度Ｖまたは信号地点Ｃｎまでの残距離に基づいて設定されてもよい。例えば、制御部２０は、信号地点Ｃｎまでの残距離の増加に応じて単調増加する長さの期間を基準期間Ｆとして設定してもよい。ここで、信号地点Ｃｎまでの残距離が大きい場合、移動速度Ｖの微小変化に応じた到着予定時刻Ｔｎの変化幅が長くなりやすくなる。そのため、移動予定経路上における信号地点までの残距離が大きいほど基準期間を長くすることより、移動速度の微小変化に応じて移動予定経路が頻繁に探索される可能性を低減できる。

また、制御部２０は、移動速度Ｖの減少に応じて単調増加する長さの期間を基準期間Ｆとして設定してもよい。ここで、案内経路Ｒ上における移動速度Ｖが小さい場合、移動速度Ｖの微小変化に応じた到着予定時刻の変化幅が長くなりやすくなる。そのため、移動予定経路上における信号地点までの移動速度Ｖが小さいほど基準期間を長くすることより、移動速度Ｖの微小変化に応じて移動予定経路が頻繁に探索される可能性を低減できる。基準期間Ｆを設定する際に考慮する移動速度Ｖは、必ずしも現実の移動速度Ｖでなくてもよい。例えば、歩行区間ＬｎＡ，ＬｎＢを移動する平均的な移動速度であってもよい。また、移動手段が車両である場合には、基準期間Ｆを設定する際に考慮する移動速度Ｖは、車両区間Ｌｎの制限速度であってもよい。

本発明の経路探索手法は、信号地点Ｃｎにおける信号待ちがない（少ない）経路の方が、信号地点Ｃｎにおける信号待ちがある（多い）経路よりも移動予定経路として探索されやすい経路探索手法であればよく、ダイクストラ法に限定されない。例えば、信号待ちがない信号地点Ｃｎに対して負のノードコストを設定してもよい。また、必ずしも所要期間が最短となる経路を探索しなくてもよく、制御部２０は、移動距離等も経路コストに加味して経路を探索してもよい。

さらに、制御部２０は、次の信号地点Ｃｎの到着現示のみに注目しなくてもよく、案内経路Ｒ上の未通過の信号地点Ｃｎのうち現在地に近い順に数えた順番がＩ（Ｉは自然数）番目までの信号地点Ｃｎのそれぞれの到着現示の変化に注目して、移動予定経路を再度探索するか否かを判定してもよい。例えば、制御部２０は、Ｉ番目までの信号地点Ｃｎのうち到着現示が変化した信号地点Ｃｎの割合が閾値以上である場合に、移動予定経路を再度探索するように要求してもよい。むろん、制御部２０は、案内経路Ｒ上の未通過の信号地点Ｃｎのすべての到着現示の変化に注目して、移動予定経路を再度探索するか否かを判定してもよい。

また、信号待ちが発生する信号地点Ｃｎに加算するノードコストは、必ずしも一定の標準待機時間でなくてもよい。制御部２０は、信号機情報Ｄに基づいて、到着予定時刻Ｔｎから次に青現示となる時刻までの期間を待機時間として算出し、当該待機時間に対応する値をノードコストとして設定してもよい。

また、本発明において、経路探索システムは、移動予定経路を探索する装置であればよく、移動予定経路上を移動するユーザとともに移動する装置であってもよいし、ユーザとともに移動する装置に対して移動予定経路を送信するサーバであってもよい。経路探索システムは、案内中の移動予定経路の探索時を取得可能であればよく、必ずしも探索した移動予定経路を案内するナビゲーション手段を備えていなくてもよい。

信号機とは、現示が周期的に変化する交通設備であればよく、信号機が変化する現示の種類の数は特に限定されない。信号機の現示の変化周期とは、任意の現示（例えば青信号）が開始してから次に同一種類の現示が開始するまでの期間である。到着予定時刻は、移動予定経路上をユーザが移動した場合に信号地点に到着すると推定される時刻である。ユーザが移動予定経路上を移動する前においては、出発時刻と、信号地点に到達するまでに移動するリンクの標準的な旅行時間とに基づいて到着予定時刻が推定されてもよい。一方、ユーザが案内中の移動予定経路上を移動している期間においては、信号地点までの残距離と実際の移動速度とに基づいて到着予定時刻を推定することができる。

到着現示とは、到着予定時刻において信号機が示していると推定される現示である。経路探索部は、信号機の現示の変化周期と位相とに基づいて到着現示を推定してもよい。経路探索部は、ユーザが停止する必要がある到着現示の信号地点を避けるように移動予定経路を探索してもよい。この場合、信号待ちの少ない移動予定経路を探索できる。ただし、経路探索部は、必ずしもユーザが信号待ちをする必要がある到着現示の信号地点を避けるように移動予定経路を探索しなくてもよい。例えば、経路探索部は、目的地の到着希望時刻が指定されている場合に、ユーザが信号待ちをする必要がある到着現示の信号地点を経由する移動予定経路を探索することにより、ユーザが到着希望時刻に近い時刻に目的地に到着できるように移動予定経路の所要期間を調整してもよい。

情報更新部は、信号地点までの残距離と現在の移動速度とに基づいて到着予定時刻を更新し、当該到着予定時刻と信号機の現示の変化周期とに基づいて到着現示を更新する。案内経路とは、現在、ユーザに案内している移動予定経路であり、ユーザが移動中の移動予定経路である。基準時とは、案内経路の探索時である。基準時から到着現示が変化するとは、案内経路を探索した際に考慮した到着現示と、現在の移動速度に基づいて更新した到着現示とが異なっていることである。具体的には、基準時から到着現示が変化することには、信号地点において信号待ちが発生しないように案内経路を探索したのに、現在の移動速度で案内経路を移動すると信号待ちが発生する状況が含まれる。また、基準時から到着現示が変化することには、信号地点において信号待ちが発生するように案内経路を探索したのに、現在の移動速度で案内経路を移動すると信号待ちが発生しなくなる状況が含まれる。

探索要求部は、移動予定経路を再度探索するように要求すればよく、現在の移動速度に基づいて更新した到着現示に基づいて移動予定経路を探索するように要求すればよい。再度探索した移動予定経路は、もとの案内経路と異なる経路となる場合もあるし、もとの案内経路と同じ経路となる場合もある。また、再度探索した移動予定経路は、自動的に次の案内経路として案内されてもよい。むろん、再度探索した移動予定経路を次の案内経路とするか否かをユーザが選択可能であってもよい。

探索要求部は、基準時から到着現示が変化した場合であっても、基準時からの到着予定時刻の変化幅が基準期間未満である場合に、経路探索部に対して移動予定経路を再度探索するように要求しない。一方、探索要求部は、基準時から到着現示が変化し、かつ、基準時からの到着予定時刻の変化幅が基準期間以上である場合に、経路探索部に対して移動予定経路を再度探索するように要求する。ここで、基準期間は、信号機の変化周期に基づいて探索された期間であればよく、信号機の変化周期の長さを予め決められた整数で割った長さの期間であってもよいし、信号機の変化周期の長さに予め決められた整数を乗算した長さの期間であってもよい。

具体的に、基準期間は、変化周期の１周期の長さを有してもよい。すなわち、探索要求部は、到着予定時刻の変化幅が変化周期の１周期未満である場合には移動予定経路を再度探索するように要求しないようにしてもよい。これにより、信号機の現示の変化周期の１周期に満たない程度の到着予定時刻の微小変化に応じて移動予定経路が頻繁に探索される可能性を低減できる。一方、到着予定時刻の変化幅が信号機の現示の変化周期の１周期分以上となった場合には、移動予定経路を再度探索するように要求することができる。

基準期間は、案内経路上における移動速度または信号地点までの残距離に基づいて設定されてもよい。ここで、案内経路上における信号地点までの残距離が大きい場合、移動速度の微小変化に応じた到着予定時刻の変化幅が長くなりやすくなる。そのため、移動予定経路上における信号地点までの残距離が大きいほど基準期間を長くすることより、移動速度の微小変化に応じて移動予定経路が頻繁に探索される可能性を低減できる。また、案内経路上における移動速度が小さい場合、移動速度の微小変化に応じた到着予定時刻の変化幅が長くなりやすくなる。そのため、移動予定経路上における信号地点までの移動速度が小さいほど基準期間を長くすることより、移動速度の微小変化に応じて移動予定経路が頻繁に探索される可能性を低減できる。

さらに、本発明のように、信号地点への到着予定時刻が大きく変化する場合に移動予定経路を再度探索する手法は、プログラムや方法としても適用可能である。また、以上のようなシステム、プログラム、方法は、単独の装置として実現される場合もあれば、車両に備えられる各部と共有の部品を利用して実現される場合もあり、各種の態様を含むものである。例えば、以上のような装置を備えた経路探索システムや方法、プログラムを提供することが可能である。また、一部がソフトウェアであり一部がハードウェアであったりするなど、適宜、変更可能である。さらに、装置を制御するプログラムの記録媒体としても発明は成立する。むろん、そのソフトウェアの記録媒体は、磁気記録媒体であってもよいし半導体メモリであってもよいし、今後開発されるいかなる記録媒体においても全く同様に考えることができる。

１０…スマートフォン、２０…制御部、２１…経路探索プログラム、２１ａ…経路探索モジュール、２１ｂ…情報更新モジュール、２１ｃ…探索要求モジュール、３０…記録媒体、３０ａ…地図情報、３０ｂ…経路情報、４０…通信部、５０…測位部、６０…タッチパネルディスプレイ、Ｃｎ…信号地点、Ｄ…信号機情報、Ｆ…基準期間、Ｇ…目的地、Ｌｎ…車両区間、ＬｎＡ，ＬｎＢ…歩行区間、Ｒ…案内経路、Ｓ…出発地、Ｔｎ…到着予定時刻、Ｖ…移動速度

Claims (4)

1. 信号機が設置された信号地点に対する到着予定時刻における前記信号機の現示である到着現示に基づいて移動予定経路を探索する経路探索部と、
   案内中の前記移動予定経路である案内経路上における移動速度に基づいて、前記案内経路上の前記信号地点についての前記到着予定時刻と前記到着現示とを更新する情報更新部と、
   前記案内経路の探索時である基準時から前記到着現示が変化した場合に、前記経路探索部に対して前記移動予定経路を再度探索するように要求する探索要求部と、を備え、
   前記探索要求部は、前記基準時から前記到着現示が変化した場合であっても、前記基準時からの前記到着予定時刻の変化幅が、前記信号機の現示の変化周期に基づいて設定された基準期間未満である場合に、前記経路探索部に対して前記移動予定経路を再度探索するように要求しない、
   経路探索システム。
2. 前記基準期間は、前記変化周期の１周期の長さを有する、
   請求項１に記載の経路探索システム。
3. 前記基準期間は、前記案内経路上における前記移動速度または前記信号地点までの残距離に基づいて設定される、
   請求項２に記載の経路探索システム。
4. コンピュータを、
   信号機が設置された信号地点に対する到着予定時刻における前記信号機の現示である到着現示に基づいて移動予定経路を探索する経路探索部、
   案内中の前記移動予定経路である案内経路上における移動速度に基づいて、前記案内経路上の前記信号地点についての前記到着予定時刻と前記到着現示とを更新する情報更新部、
   前記案内経路の探索時である基準時から前記到着現示が変化した場合に、前記経路探索部に対して前記移動予定経路を再度探索するように要求する探索要求部、
   として機能させ、
   前記探索要求部は、前記基準時から前記到着現示が変化した場合であっても、前記基準時からの前記到着予定時刻の変化幅が、前記信号機の現示の変化周期に基づいて設定された基準期間未満である場合に、前記経路探索部に対して前記移動予定経路を再度探索するように要求しない、
   経路探索プログラム。