JP2561437B2 - 経路探索方法 - Google Patents

経路探索方法

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JP2561437B2
JP2561437B2 JP8734094A JP8734094A JP2561437B2 JP 2561437 B2 JP2561437 B2 JP 2561437B2 JP 8734094 A JP8734094 A JP 8734094A JP 8734094 A JP8734094 A JP 8734094A JP 2561437 B2 JP2561437 B2 JP 2561437B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、地図画面上に自車位置
や目的地を表示することができる、いわゆるナビゲーシ
ョン装置で好適に実施され、目的地や経由地などまでの
経路を探索するための方法に関する。
【0002】
【従来の技術】前記ナビゲーション装置は、自動車に搭
載され、地図画面上に自車位置を併せて表示し、その表
示を自車の走行に伴って更新してゆく装置である。また
近年、このナビゲーション装置において、現在位置およ
び目的地または経由地を入力することによって、現在位
置からその目的地または経由地までで、たとえば最短距
離となる経路が演算されて、推薦経路として表示するよ
うにした経路探索機能が付加されるようになってきてい
る。
【0003】一方、前記地図画面の基となる地図データ
は、大略的に、陸地、海および川などの地形データと、
道路データとから構成されている。また前記道路データ
は、カーブを折線近似した折点または交差点等の地点を
表すノードデータと、各ノード間を連結するリンクデー
タとを含んで構成されている。
【0004】経路探索を行うにあたって、探索のし易い
相互の接続状態のデータを備えているノードを探索地点
とする必要がある。典型的な従来技術では、入力指定さ
れた前記現在位置および目的地または経由地に関して、
最も近いノードを探索地点に設定している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】したがって上述の従来
技術では、たとえば図7で示すように、入力指定された
地点P20に関して、各ノードN21,N22,N2
3,N24,N25の中から最も近いノードN23が選
択されて探索地点とされる。しかしながら、実際にはノ
ードN21,N22間を連結するリンクL21の地点P
21が最も近接していることになる。
【0006】特に、前記ノードN23とノードN25と
を連結するリンクL23は、前記リンクL21と交差し
ているけれども、立体交差の場合には分岐点とならない
のでノードは設定されておらず、したがってこのような
場合には、ユーザが希望する経路がリンクL21であっ
ても、リンクL23またはL22を選択してしまい、ユ
ーザの所望とする地点間で正確に探索を行うことができ
ず、違和感を抱かせてしまう。または、設定操作をやり
直す必要が生じ、操作性に劣る。
【0007】さらにまた、直線が長く続く高速道路など
では、ノード間の距離が長く、ユーザの入力指定した地
点と、探索開始地点または終了地点となるべき探索地点
とが大きく離れてしまうことになる。
【0008】本発明の目的は、ユーザの入力指定した地
点間で可及的に正確に経路を探索することができる経路
探索方法を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、地形のデータ
とともに、道路データが、カーブを折線近似した折点ま
たは交差点等の地点を表すノードデータと、各ノード間
を連結するリンクデータとを含んで構成されている地図
データから、所望とする地域の地図データを描画処理し
て表示し、その表示された地図画面上に設定された地点
間の経路を探索する方法であって、入力指定された地点
に最も近いリンク上の地点を選択して経路を探索する経
路探索方法において、前記選択されたリンクの両端のノ
ードから、リンクを辿って交差点のノードを抽出し、そ
の抽出した交差点のノードが前記入力指定地点から予め
定める距離以内であるときには、前記入力指定地点に近
い方のノードを探索の起点である探索地点とし、前記選
択されたリンクの両端のノードが、前記入力指定地点か
ら予め定める距離より離れているときには、選択された
リンク上において前記入力指定地点に最も近接した地点
に、疑似ノードを設定して前記探索地点とすることを特
徴とする経路探索方法である。また本発明は、前記各リ
ンクデータには、道路種別を表すデータを含めておき、
指定された種別のリンクを選択するとともに、指定され
た種別のリンクが選択できないときには、全てのリンク
を対象として、最も近いリンクの選択を行うことを特徴
とする。
【0010】
【0011】
【0012】
【0013】
【0014】
【0015】
【作用】本発明に従えば、地図画面上にユーザによって
入力指定された、たとえば現在位置と目的地または経由
地との間の経路を選択して表示し、経路案内等に用いら
れるナビゲーション装置などにおいて、前記地図画面の
基となる地図データは、地形のデータと、道路データと
を含んで構成されている。前記道路データは、カーブを
折線近似した折点または交差点等の地点を表すノードデ
ータと、各ノード間を連結するリンクデータとを含んで
構成されている。このような地図データの所望とする地
域分のデータが選択的に読出されて描画処理され、上述
のように地図画面表示が行われる。
【0016】このようなナビゲーション装置において、
前記経路探索は、ユーザによって入力指定された地点に
最も近いリンク上の地点を探索の起点である探索地点と
して、そのリンク上の地点からまたはそのリンク上の地
点までの経路が探索される。したがって、高速道路など
の直線が連続する場合などで入力指定地点から最も近接
しているノードまでの距離が離れている場合でも、探索
はそのノードからまたはノードまでではなく、前記入力
指定地点に最も近いリンク上の地点からまたはリンク上
の地点までで行われるので、ユーザの希望に沿った、可
及的に正確な探索を行うことがきる。
【0017】選択されたリンクの両端のノードから順次
リンクを辿って交差点のノードを抽出し、その抽出した
交差点のノードのうち、入力指定地点に近い方のノード
を探索地点として経路を探索するように、すなわち交差
点のノードを優先的に選択することによって、たとえば
前記入力指定地点からわずかに離れた交差点で右左折す
る場合などでは、屈曲が少なく、見易い表示を行うこと
ができる。
【0018】前記交差点のノードの優先的な選択を、入
力指定地点から所定の距離以内に制限することによっ
て、入力指定地点から必要以上に離れている地点の交差
点までを探索地点とすることなく、前記距離以内に交差
点が存在しないときには前記リンク上の地点、または所
定距離以内に存在する近い方のリンク端のノードを探索
地点として、探索の開始地点または終了地点と、入力指
定地点との距離が不自然に開いてしまうことを防止する
ことができる。
【0019】選択されたリンクの両端のノードが入力指
定地点から予め定める距離より離れているときには、そ
の選択されたリンク上において、前記入力指定地点に最
も近接した地点に疑似ノードを設定することによって、
探索開始地点または終了地点となるノードと、入力指定
地点とが不自然に離れてしまうことを防止することがで
きるとともに、既存のノードを優先して使用するので、
新規データの作成を抑えることもできる。
【0020】さらにまた好ましくは、各リンクデータに
道路種別を表すデータを含めておくことによって、たと
えば高速道路を優先とするなどの、指定された種別のリ
ンクを優先して選択することができる。またこの場合、
指定された種別のリンクが選択できないときには、全て
のリンクを対象として最も近いリンクの選択が可能とな
るようにしてもよい。
【0021】
【実施例】図1は、本発明の一実施例の経路探索方法が
用いられるナビゲーション装置1の電気的構成を示すブ
ロック図である。このナビゲーション装置1は、自動車
に搭載されて、現在位置表示や目的地までの経路案内表
示を行い、運転者の進路決定などに役立てられる。
【0022】したがって、概略的に、このナビゲーショ
ン装置1では、操作キー2への入力操作に応答して、マ
イクロコンピュータなどで実現される中央処理装置3が
通信バス4を介してCD−ROM装置5へ所望とする地
域の地図データの読取りを指示する。その指示に応答し
て、処理回路6が、デコーダ7を介して、CD−ROM
ディスク8に記録されている地図データから対応する地
域の地図データを読出す。こうして処理回路6から前記
通信バス4を介して入力された地図データに対応して、
前記中央処理装置3が、表示駆動回路9を介して、液晶
表示装置などで実現される表示装置10を表示駆動する
ことによって、前記所望とする地域の地図画面表示が実
現される。
【0023】また、このナビゲーション装置1には、G
PS(Global Positioning System)受信機11が設け
られており、このGPS受信機11は、GPSアンテナ
12で受信された地球周回軌道を回る測位衛星からの信
号に基づいて三角測量を行い、自車の緯度、経度、高度
および走行速度などを演算し、その演算結果を前記通信
バス4を介して中央処理装置3へ出力する。
【0024】さらにまた、このナビゲーション装置1に
は、地磁気センサ13と、ジャイロセンサ14と、車輪
速センサ15とが備えられている。地磁気センサ13は
車両の進行方向を検出し、ジャイロセンサ14は車両の
姿勢変化を検出し、車輪速センサ15は車体速度を検出
する。センサ13,14の検出結果は、それぞれアナロ
グ/デジタル変換器16,17でデジタル値に変換され
て処理回路19に入力される。また、車輪速センサ15
からの車速パルスは、パルスカウンタ18でカウントさ
れ、処理回路19に入力される。このとき、後退位置検
出器25によって変速機の変速段が後退位置であること
が検出されると、前記カウント値は負の値とされる。
【0025】処理回路19へは前記処理回路3から操作
キー2で入力された自車位置などに関するデータが入力
され、これによって該処理回路19は、前記各センサ1
3〜15の検出結果から現在の自車位置を推測演算し、
その演算結果を中央処理装置3へ出力する。こうして、
たとえばビル影、高架下またはトンネル内などで前記G
PS受信機11によって正確な自車位置を計測すること
が不可能な地点においても、いわゆる推測航法によって
正確に自車位置を計測することができる。
【0026】さらにまた、中央処理装置3に関連してメ
モリ20が設けられている。このメモリ20には、後述
するように選択された経路の目的地や経由地などが記憶
されるとともに、探索の始点または終点となった探索地
点を記憶して保持している。
【0027】図2は、上述のように構成されたナビゲー
ション装置1の経路案内動作を説明するための機能ブロ
ック図である。前記操作キー2、GPS受信機11およ
び処理回路19などの入力部31から現在位置および目
的地または経由地が入力されると、探索を開始する前に
経路探索部32の地点設定部33が、入力された地点に
関連して、探索を開始すべき地点または探索を終了すべ
き地点となるべき探索地点を初期設定する。
【0028】設定された探索地点間で探索部34は、C
D−ROM装置5などから参照符35で示すように地図
データを読出して、リンクを辿って経路を探索し、その
探索結果36は経路案内部37に与えられるとともに、
該経路探索部32内のデータ管理部38で前記メモリ2
0に保管される。
【0029】一方、前記地図データ35はまた、自車位
置検出部39に与えられており、この自車位置検出部3
9は、前記GPS受信機11および処理回路19などか
らの出力と前記地図データ35とのマップマッチングを
行い、正確な自車位置を演算して前記経路案内部37に
与えるとともに、前記表示駆動回路9および表示装置1
0などで実現される出力部40に与える。出力部40に
はまた、前記経路案内部37から、選択された経路に関
するデータが与えられており、こうして、経路案内部3
7によって作成された経路上に、自車位置検出部39で
計測された自車位置が併せて表示され、経路案内を行う
ことができる。
【0030】図3は、上述の地点設定部33の動作を説
明するための図である。この図3で示すように、各ノー
ドN1,N2,…,N11間は、リンクL1,L2,L
4〜L11で接続されているものとする。ユーザが入力
部31から入力指定した地点が参照符P0で示されると
き、本実施例では、地点設定部33は先ず、この地点P
0に最も近いリンクL5を抽出し、このリンクL5上の
地点を探索開始または探索終了地点である探索地点とす
る。
【0031】すなわち、図4(1)でも示すように、入
力指定地点P0をリンクL5上に投影した該入力指定地
点P0から最短距離となるリンクL5上の地点P1の座
標を予め求めておく。そして、以下のようにしてさらに
探索を行うべきノードまたはリンク上の地点を決定す
る。
【0032】先ず、リンクL5の両端のノードN4,N
5が、カーブの折点などの単純なノードであるか、また
は分岐するリンクが存在する交差点のノードであるかを
判断し、図4(2)で示すように交差点のノードN3に
到達するまで、前記ノードN4またはN5からリンクL
4またはL6を辿ってゆく。
【0033】こうして抽出された交差点のノードN3
が、前記地点P1から予め定める距離r以内であるか否
かが判断され、図4(3)で示すように、そうであると
きには、その交差点のノードN3を経路探索のための探
索地点とする。
【0034】前記交差点のノードN3が、図4(4)で
示すように前記地点P1から距離r以内にないときに
は、選択されたリンクL5の両端のノードN4またはN
5のうち、該地点P1に近い方のノードN4が前記距離
r以内であるか否かが判断され、そうであるときには、
そのノードN4を経路探索のための探索地点とする。
【0035】これに対して図4(5)で示すように、地
点P1に対して、近い方のノードN4であっても前記距
離r以内にないときには、前記地点P1を疑似ノードと
し、メモリ20に登録しておく。このようにして、上述
の図4(1)〜図4(5)のいずれかの段階で設定され
たノードまたはリンク上の地点は、所定データ数分だけ
更新して登録され、次の入力指定時に、以前に登録され
た地点が存在するときには、上述の図4で示す設定動作
を繰返すことなく、その以前に登録されたデータがその
まま流用して使用される。
【0036】前記疑似ノードの登録は、たとえば以下の
ように2つの方法で行うことができる。まず、地図デー
タそのものを再作成する場合、ノードテーブルに疑似ノ
ードとして地点P1の座標を追加する。次に、リンクL
5を削除して、リンクL5a,L5bを追加する。続い
て、接続関係を修正する。したがって、N4〜N5であ
ったときには、N4〜P1〜N5に、またN4→N5で
あったときには、N4→P1→N5とする。ただし、→
矢印は通行可能な方向を表し、ノードN4からノードN
5方向への一方通行を表す。
【0037】これに対して、地図データとは別に対応テ
ーブルを作成して保持しておく場合には、前記地点P1
のx,y座標とともに、リンクL5a,L5bのリンク
長が併せて登録される。このような疑似ノードが複数存
在する場合には、上述のデータを並べて、対応テーブル
に作成する。
【0038】またこのとき、リンクの方位、一方通行な
どの通行規制、および幅員などはリンクL5の属性をそ
のまま承継して用いるものとする。
【0039】なお、リンクデータには、そのリンクの道
路種別、たとえば高速道路であるのか、国道であるの
か、または県道やその他の道路であるのかなどを表すデ
ータも含まれている。したがって上述のような設定動作
を行うにあたって、たとえば一般道路を優先に探索する
モードに設定されているときには、先ず高速道路および
有料道路を選択の対象から外して選択が行われる。この
とき、該当するリンクが存在しないと、前記高速道路お
よび有料道路を含めて再選択が行われ、さらに該当する
リンクが存在しないときには、全ての道路を対象として
再選択が行われる。
【0040】図5は、経路探索動作を説明するためのフ
ローチャートである。ステップm1で、現在位置、目的
地、または経由地などの探索地点の入力指定が行われる
とステップm2に移り、その入力指定地点P0のデータ
がメモリ20に登録されているデータ内に存在するか否
かが判断され、そうであるときにはステップm3でその
登録されているデータの読出しが行われた後ステップm
5に移り、そうでないときにはステップm4で後述の図
6で示すような探索地点の設定処理が行われた後ステッ
プm5に移る。なお、探索地点に関連するデータは、探
索地点のノードまたはリンク番号、もしくは新たに設定
された疑似ノードの場合には、その地点の座標である。
【0041】ステップm5では、操作キー2によって予
め設定されている探索モード、たとえば高速道路の優
先、道幅の広い道路の優先などのモードが設定されてい
るときにはそれらのモードに従って、また設定されてい
ないときには距離が最短となる経路で、探索処理が行わ
れる。探索が終了すると、ステップm6で前記探索地点
のデータがメモリ20内に登録され、さらにその後ステ
ップm7で表示装置10によって探索した経路が表示さ
れて動作を終了する。
【0042】図6は、探索地点設定動作を説明するため
のフローチャートである。ステップk1では、ユーザの
入力指定地点とリンクとの間の距離Lが算出される。ス
テップk2では、その距離Lが過去に得られた前記距離
Lの最小値Lminより小さいか否かが判断され、そう
であるときにはステップk3で、前記最小値Lminの
内容が、今回算出された距離Lに更新された後ステップ
k4に移り、そうでないときには前記更新を行わず直接
ステップk4に移る。ステップk4では、たとえば表示
装置10の表示画面中に表示されている全てのリンクに
関して上述のような最短距離の判定動作が終了したか否
かが判断され、そうでないときには前記ステップk1に
戻り、そうであるときにはステップk5に移る。
【0043】ステップk5では、選択されたリンクの道
路種別が、設定された選択モードによる道路種別に一致
しているか否かが判断され、そうであるとき、すなわち
前記入力指定地点に最も近いリンクの選択が終了すると
ステップk7に移り、そうでないときにはステップk6
で、たとえば高速道路優先モードから広い道路の優先モ
ードへとモード変更が行われた後、前記ステップk1に
戻る。
【0044】ステップk7では、前記ステップk1〜k
6で選択されたリンク上において、前記入力指定地点P
0に最も近い地点P1の座標が予め算出しておかれる。
ステップk8では、選択されたリンクの両端のノードN
1,N2のうち、一方のノードN1の側のノードが交差
点のノードであるか否かが判断され、そうでないときに
はステップk9でさらにノードN1に接続するリンクを
辿って次のノードが抽出された後前記ステップk8に戻
る。このようにして、一方のノードN1側で交差点のノ
ードが抽出されるとステップk10に移る。ステップk
10では、他方のノードN2の側のノードが交差点のノ
ードであるか否かが判断され、そうでないときにはステ
ップk11で前記ステップk9と同様にリンクを辿って
次のノードが抽出された後ステップk10に戻り、こう
してノードN2側についての交差点のノードの抽出が終
了するとステップk12に移る。
【0045】ステップk12では、前記ステップk8,
k9またはk10,k11で抽出した交差点のノードの
うち、前記地点P1に近い方のノードが該地点P1から
前記距離r以内であるか否かが判断され、そうであると
きにはステップk15でその交差点のノードが探索地点
に設定されて動作を終了し、そうでないときにはステッ
プk13に移る。
【0046】ステップk13では、前記両端のノードN
1またはN2のうち、前記地点P1に近い方のノードが
前記距離r以内であるか否かが判断され、そうであると
きには前記ステップk15に移り、そうでないときには
ステップk14において前記地点P1が疑似ノードに設
定されてステップk15に移る。
【0047】このように本発明に従うナビゲーション装
置1では、経路探索のための探索地点の設定にあたっ
て、ユーザの入力指定地点に最も近いリンク上に探索地
点を設定するので、たとえば高速道路などでノード間距
離が離れている場合などでも、違和感のないユーザの希
望に沿った正確な設定を行うことができる。
【0048】また、このリンクから順次ノードを辿って
交差点のノードを抽出し、その抽出した交差点のノード
がユーザの入力指定地点から距離r以内であるときには
そのノードを探索地点として用いるので、入力指定地点
から交差点までの距離が短く、すぐに右左折する場合な
どでも、見易い表示を行うことができる。
【0049】さらにまた、前記距離r以内に交差点のノ
ードが存在しないときには、選択されたリンクの両端の
ノードの近い方のノードが前記距離r以内であるか否か
を判断し、そうであるときにはそのノードを用い、そう
でないときにはリンク上に疑似ノードを設定するので、
ユーザの入力指定地点と各ノードまたはリンクとの関係
に応じて最も適切と思われる探索地点を設定することが
できるとともに、既存のノードを優先して使用し、新規
データの作成を抑えることもできる。
【0050】また、該当する道路種別のリンクが存在し
ない場合には、優先モードを自動的に変更するので、ユ
ーザが前記優先モードを変更して再度経路探索を指示す
る必要はなく、操作性を向上することができる。さらに
また、以前に登録しておいた地点データが存在するとき
には、その地点データを流用するので、探索開始にあた
って、探索地点の初期設定の処理速度を向上することが
できる。
【0051】なお、前記地図データを、前記CD−RO
Mディスク8ではなく、ICカードなどの、記録媒体を
駆動することなく、読出し可能な記録媒体に記録してお
くようにし、低コスト化を図るようにしてもよい。ま
た、ジャイロセンサ14として、振動ジャイロセンサ、
光ファイバジャイロセンサまたはガスレートセンサなど
が用いられてもよく、また地磁気センサ13を含めて、
それらのセンサが選択的に組合わせられて、またはいず
れか1つが用いられてもよい。
【0052】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ユーザの
入力指定地点に最も近いリンク上の地点を探索地点とし
て、そのリンク上の地点からまたはそのリンク上の地点
までの経路探索を行うので、たとえば高速道路などでノ
ード間距離が長くても、違和感なく、ユーザの希望した
地点までの経路を正確に探索することができる。
【0053】選択されたリンクの両端のノードから順次
リンクを辿って交差点のノードを抽出し、その抽出した
交差点のノードのうち、入力指定地点に近い方のノード
を探索地点とする、すなわち交差点のノードを優先的に
選択することによって、たとえば前記入力指定地点から
わずかに離れた交差点で右左折する場合などでは、屈曲
が少なく、見易い表示を行うことができる。
【0054】前記交差点のノードの優先的な選択を、入
力指定地点から所定の距離以内に制限するので、入力指
定地点から必要以上に離れている地点の交差点までを探
索地点とすることなく、前記距離以内に交差点が存在し
ないときには前記リンク上の地点、または所定距離以内
に存在する近い方のリンク端のノードを探索地点とし
て、探索の開始地点または終了地点と、入力指定地点と
の距離が不自然に開いてしまうことを防止することがで
きる。
【0055】選択されたリンクの両端のノードが入力指
定地点から予め定める距離より離れているときには、そ
の選択されたリンク上に疑似ノードを設定するので、探
索開始地点または終了地点となるノードと、入力指定地
点とが不自然に離れてしまうことを防止することができ
るとともに、既存のノードを優先して使用するので、新
規データの作成も抑えることができる。
【0056】さらにまた好ましくは、各リンクデータに
道路種別を表すデータを含めておくので、たとえば高速
道路を優先とするなどの、指定された種別のリンクを優
先して選択することができる。またこの場合、指定され
た種別のリンクが選択できないときには、全てのリンク
を対象として、最も近いリンクの選択を行うので、ユー
ザによる種別変更と再選択とのための操作を省略するこ
とができ、操作性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の経路探索方法が用いられる
ナビゲーション装置1の電気的構成を示すブロック図で
ある。
【図2】前記ナビゲーション装置1における経路案内動
作を説明するための機能ブロック図である。
【図3】前記ナビゲーション装置1による経路探索のた
めの探索地点設定動作を説明するための図である。
【図4】探索地点の設定動作を説明するための図であ
る。
【図5】経路探索動作を説明するためのフローチャート
である。
【図6】探索地点設定動作を説明するためのフローチャ
ートである。
【図7】従来技術による探索地点設定方法を説明するた
めの図である。
【符号の説明】
1 ナビゲーション装置 2 操作キー 3 中央処理装置 5 CD−ROM装置 10 表示装置 11 GPS受信機 13〜15 センサ 19 処理回路 20 メモリ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−319986(JP,A) 特開 平4−359112(JP,A) 特開 平6−323863(JP,A) 特開 平6−137881(JP,A) 特開 平4−88600(JP,A) 特開 平3−54590(JP,A) 特開 平4−365088(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 地形のデータとともに、道路データが、
    カーブを折線近似した折点または交差点等の地点を表す
    ノードデータと、各ノード間を連結するリンクデータと
    を含んで構成されている地図データから、所望とする地
    域の地図データを描画処理して表示し、その表示された
    地図画面上に設定された地点間の経路を探索する方法で
    あって、入力指定された地点に最も近いリンク上の地点
    を選択して経路を探索する経路探索方法において、 前記選択されたリンクの両端のノードから、リンクを辿
    って交差点のノードを抽出し、その抽出した交差点のノ
    ードが前記入力指定地点から予め定める距離以内である
    ときには、前記入力指定地点に近い方のノードを探索の
    起点である探索地点とし、 前記選択されたリンクの両端のノードが、前記入力指定
    地点から予め定める距離より離れているときには、選択
    されたリンク上において前記入力指定地点に最も近接し
    た地点に、疑似ノードを設定して前記探索地点とするこ
    とを特徴とする経路探索方法。
  2. 【請求項2】 前記各リンクデータには、道路種別を表
    すデータを含めておき、指定された種別のリンクを選択
    するとともに、指定された種別のリンクが選択できない
    ときには、全てのリンクを対象として、最も近いリンク
    の選択を行うことを特徴とする請求項1記載の経路探索
    方法。
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