JP2786407B2 - 経路探索装置 - Google Patents
経路探索装置Info
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- JP2786407B2 JP2786407B2 JP7059262A JP5926295A JP2786407B2 JP 2786407 B2 JP2786407 B2 JP 2786407B2 JP 7059262 A JP7059262 A JP 7059262A JP 5926295 A JP5926295 A JP 5926295A JP 2786407 B2 JP2786407 B2 JP 2786407B2
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Description
自車位置を表示することによって、ユーザを目的地に誘
導するナビゲーション・システムの機能などとして利用
可能な経路探索装置に関する。
特開平1−134209号公報に開示されている先行技
術は、高度情報も利用して設定された走行経路上に自車
位置があるか否かを判別する構成を開示している。複数
のGPS人工衛星からの電波を受信して、位相差などを
検出することによって、自車の位置を二次元的に検出す
るばかりではなく、高度情報も併せて検出することがで
きる。このような高度情報を利用すれば、高架道路とそ
の下を通る道路との区別などが可能となる。
高度情報を比較するための基準データは、車両の走行経
路に沿って地図データに含まれる高度に関連するデータ
から抽出する。経路を探索する基本的な手法としては、
ダイクストラ(Dijkstra)法が知られており、数学的な
最短経路を探索する手法である。この手法では、出発点
である始点ノードから目的地である終点ノードまで、道
路であるリンクと、交差点であるノードとの組合せを選
択し、ノードの長さに対応する経路コストが最短となる
組合せを求める。
最短にすることが多く、道路の条件によっては距離が短
くても時間がかかる場合がある。このため、第1式に示
すように道路属性を用いて経路コストの算出が行われ
る。
別であり、g(atr)は道路種別に対する重みを求め
る関数であり、widが道路幅員であり、h(wid)
は道路幅員に対する重みを求める関数であり、angは
曲がり角度であり、i(ang)は曲がり角度に対する
重みを求める関数である。第1式で、g(atr)*h
(wid)を速度の逆数、i(ang)を時間とすれ
ば、Costは道路属性から求められる推定の所要時間
となり、第1式を使った経路探索では最短時間経路を求
めることができる。
9号公報の先行技術では、高度情報を経路探索時には利
用していない。しかしながら、車両の走行速度は、道路
の種別や幅員や曲がり角の角度ばかりでなく、勾配によ
っても大きく左右される。第1式では、道路勾配にかか
わらず同じ経路コストを算出してしまう。実際は、上り
勾配が大きいほど時間がかかる。
に勾配の影響を評価してより実用性が高い経路探索機能
を実現することができる経路探索装置を提供することで
ある。
た道路地図データを参照して、2地点間の経路を探索す
る装置において、道路地図データに基づき、道路の両端
の高度差および距離から勾配情報を抽出する勾配抽出手
段と、勾配抽出手段が抽出した勾配情報に従い、経路探
索時の経路コストの重み付けを行う重み設定手段とを含
むことを特徴とする経路探索装置である。また本発明の
前記道路地図データは、リンクとノードから成る道路ネ
ットワークデータであり、前記道路の両端は、リンクの
両端のノードであることを特徴とする。また本発明の前
記重み設定手段は、前記勾配抽出手段が抽出する勾配が
急になるほど、経路コストが大きくなるように重み付け
を行うことを特徴とする。また本発明の前記重み設定手
段は、道路の勾配が上りとなるとき、下りとなるときよ
りも経路コストが大きくなるように重み付けを行うこと
を特徴とする。さらに本発明は、予め記録された道路地
図データを参照して、2地点間の経路を探索する装置に
おいて、道路地図データに基づき、高速道路であるこ
と、または有料道路かつ高架道路であることを表す属性
を抽出する属性抽出手段と、属性抽出手段が抽出した属
性が有料道路かつ高架道路を表すとき、高速道路と同じ
重み付けを行う重み設定手段とを含むことを特徴とする
経路探索装置である。また本発明の前記属性抽出手段
が、都市高速道路であること、または高速道路かつ高架
道路であることを表す属性を抽出するとき、前記重み設
定手段は、都市高速道路として重み付けを行うことを特
徴とする。
て、道路地図データに基づき、道路の両端の高度差およ
び距離から道路勾配情報を抽出する。重み設定手段は、
勾配抽出手段が抽出した道路勾配情報に従って、経路探
索時に道路コストの重み付けを行う。経路探索が勾配情
報に従って重み付けられた経路コストに基づいて行われ
るので、道路勾配を反映して実用性の高い経路探索を行
うことができる。
道路の勾配情報をリンクとノードから成る道路ネットワ
ークデータである道路地図データのリンク両端間の高度
差および距離から抽出する。これによって、各道路に対
する勾配情報が含まれていない道路地図データを用いて
も、道路の勾配情報を抽出することができる。
路の勾配が急になるほど経路コストが大きくなるように
重み付けを行うので、道路の勾配を充分に考慮した適切
な経路探索を行うことができる。すなわち、勾配が上り
であれば急になるほどエンジンの負担が大きくなり、速
度が低下する。また下り勾配が急になるほど、安全のた
めにブレーキを強く作動させ、低速で走行しなければな
らなくなる。このような事情を反映させて、より適切な
経路探索を行うことができる。
きは下りとなるときよりも経路コストが大きくなるよう
に重み付けを行う。上り勾配では特に速度の増加が困難
であるので、この事情を適切に反映した経路探索を行う
ことができる。
属性抽出手段が抽出する属性が有料道路でかつ高架道路
を表すとき高速道路と同じ重み付けを行う。最短時間経
路の観点からは、高速道路をできるだけ通過するように
経路を探索する必要がある。高速道路を道路情報の属性
として有していない道路地図データに対しても、有料道
路と高架道路との属性を併せて有していれば、比較的に
近年に、しかもできるだけ直線に近くなるように建設さ
れた道路であると判断され、高速道路として判断してよ
り適切な経路探索結果を得ることができる。
道路かつ高架道路であることを表す属性を抽出すると、
重み設定手段は、都市高速道路として重み付けを行う。
重み設定手段は、属性抽出手段が都市高速道路を表す属
性を抽出するときは当然都市高速道路としての重み付け
を行う。都市高速道路としての道路属性を持たない道路
地図データを使っても、都市高速道路としての適切な重
みを与えて経路を探索することができる。
装置であるナビゲーション装置の概略的な電気的構成を
示す。経路探索案内装置10には、自車位置検出装置1
1からの自車位置を示すデータと、記録装置12からの
道路地図データとが与えられる。入力装置13からは、
車両の出発地点、目的地点、およびその途中の経過地点
や、さらに案内を行うべき案内地点などが設定される。
出力装置14からは、経路探索案内装置10によって探
索された経路に沿って、記録装置12を参照しながら形
成される道路地図と、画像表示による案内および音声出
力による案内が行われる。
含まれ、メインメモリ21を参照しがら予め設定される
プログラムに従って車両の運転者を支援する動作を行
う。メインメモリ21は、RAMやROMを含み、CP
U20がプログラム動作を行う際のワークエリアやプロ
グラムメモリなどとして使用される。記録装置12は、
たとえばCD−ROMやICカードやハードディスクな
どの記録媒体あるいは記録装置であり、主として表示用
の道路地図データが格納されている。
置22、距離センサ23および方位センサ24などが含
まれる。GPS受信装置22は、GPS衛星25からの
電波を受信し、全地球測位システム(Global Positioni
ng System)を用いて車両の現在位置を全体的に検出す
る。距離センサ23および方位センサ24は、出発位置
から車両の現在位置までの変化を相対的に検出するため
に使用する。このような方法によって検出される車両の
現在位置は、種々の要因で誤差が避けられず、記録装置
12内に記録されている道路地図情報とのマップマッチ
ングを行ってより精度の高い自車位置として修正される
場合もある。
や液晶表示素子(LCD)などのディスプレイ装置を含
む画像表示装置26と、案内地点などを音声で案内する
ための音声再生装置27とが含まれる。
装置22が、GPS衛星25からの電波のドップラシフ
トなどを観測して、車両の移動距離や方位を求めること
もできる。また距離センサ23としては、車速センサに
よって検出される車両の走行速度を積分して移動距離を
求めることもできる。方位センサ24は、地磁気セン
サ、振動ジャイロ、光ファイバジャイロあるいはガスレ
ートセンサなどのいずれか、もしくはそれらの組合せに
よって実現される。
れる機能を示す。図1の経路探索案内装置10は、経路
探索装置30および経路案内装置31として機能する。
経路探索装置30内には、地点設定部35、経路探索部
36および探索結果出力部37が含まれる。経路探索装
置30には、図1の入力装置13によって実現される入
力部13aから、車両の出発地、目的地点および案内地
点などの入力データが、車両の走行前に与えられる。経
路探索装置30内の地点設定部35は、入力された案内
地点が設定される。経路探索部36では、図1の記録装
置12内に記録されている地図データ12aを参照し
て、案内地点を含む走行経路を探索する。探索された探
索結果は、探索結果出力部37から導出され、図1の記
録装置12によって実現される出力部14aによって表
示される。
録されているデータの内容を示す。図3(1)はデータ
を展開して表示する状態を示し、図3(2)は記録され
ているデータ構造を示す。図4(1)のように表される
デジタル道路地図は、図4(2)に示すようにノードお
よびリンクの組合せとして道路を表現する。図3(1)
のデジタル道路地図を構成するノード30〜37と、リ
ンク40〜45とは、それぞれ図3(2)に示すノード
属性およびリンク属性を有する。ノード属性としては、
接続するリンクの数である「接続数」、「交差点名」、
「交通規制」の内容、「高度」などが含まれる。リンク
属性としては、「リンク長」、「道路種別」、「幅
員」、「交通規制」の内容、「道路勾配」、高架道路で
あることを示す「高架フラグ」、有料道路であることを
示す「有料フラグ」などが含まれる。道路勾配も、リン
ク属性の1つとしてデジタル道路地図に格納されてお
り、経路探索時に、その他の道路属性であるリンク長や
道路種別などと一緒に読取られる。
路勾配に対する重みを求める関数j(x)を追加して経
路コストを算出する関係式を示す。
示し、ang2は道路勾配を角度で示す。第2式で、g
(atr)*h(wid)*j(ang2)を速度の逆
数とすれば、Costは推定の所要時間となる。この推
定の所要時間を最小限とするように経路を選択すれば、
最短経路探索が行われる。
す。勾配=0から下り勾配のときには、同一の重みとす
るけれども、上りでは勾配が大きくなるほど大きな重み
とする。これを第2式に当て嵌めれば、上り勾配が大き
くなるほど経路コストが大きくなることになる。
格納されていないような場合や、図3(2)のリンク属
性中に道路勾配を初めから含んでいない場合は、ノード
属性の高度(標高)データが格納されていれば、それを
用いて道路勾配を求めることができる。GPSを用いて
測位を行うときには、2次元測位時の誤差補正用に、道
路データの示す地域に対する高度をノード属性として格
納している場合がある。
て道路勾配を計算する場合の考え方を示す。経路コスト
を考慮する対象となるリンクの始点ノードと終点ノード
との間の高度データの差分である高度差と、リンク長と
を用いて、道路勾配θを次の第3式のように算出するこ
とができる。
(−)とすると、求める経路の方向が始点ノードから終
点ノードである場合は、 高度差 = 終点ノード−始点ノード …(4) となり、求める経路の方向が終点ノードから始点ノード
である場合は、 高度差 = 始点ノード−終点ノード …(5) となる。
の経路探索装置30が道路属性を考慮して重み付けを行
うときの動作を示す。ここで「高速道路」は、「東名高
速道路」や「名神高速道路」のような制限時速が80〜
100kmである高速自動車国道を示し、「都市高速道
路」は「首都高速道路」や「阪神高速道路」のような制
限時速が60km未満の自動車専用道路を示し、「有料
道路」は他の観光用などの有料道路を示すものとする。
デジタル道路地図で道路種別として、「高速道路」や
「都市高速道路」に該当するデータフォーマットがない
場合には、道路種別で重み付けして経路コストを計算し
て経路探索を行う場合に、次のような問題点が発生す
る。 高速道路を有料道路とみなすと、経路コストを大きく
計算してしまう。 都市高速道路を有料道路とみなすと、経路コストを大
きく計算してしまう。
フラグおよび有料フラグを利用して、「高速道路」とみ
なして重み付けを行う処理を示す。なお高架フラグは0
のときに通常の道路を示し、1のときに高架道路である
ことを示す。また有料フラグは、0のときに無料である
ことを示し、1のときに有料道路であることを示す。
テップa2では図3(2)のリンク属性の読取りを行
う。パラメータaには有料フラグの値を代入し、パラメ
ータbには高架フラグの値を代入し、パラメータlen
はリンク長の値を代入する。ステップa3では、a=1
で有料を示し、かつb=1で高架を示すか否かを判断す
る。条件が成立するときにはステップa4に移り、パラ
メータaに高速道路であることを表す2の値を代入す
る。ステップa4が終了したとき、あるいはステップa
3で条件が不成立と判断されるときにはステップa5に
移り、経路コストCに重み関数f(a)にリンク長le
nを乗算した値を代入する。ステップa5で経路コスト
Cが算出されると、ステップa6で処理を終了する。重
み関数fは、次の第6式のように表される。
み付けを行う場合の処理を示す。図3(2)に示すよう
なデジタル道路地図の道路種別に「都市高速道路」に該
当するデータフォーマットがない場合に、道路種別で経
路コストを計算する経路探索を行うと、下記の問題点が
生じる。 「都市高速道路」を「高速道路」とみなすと、経路コ
ストを小さく計算してしまう。 「都市高速道路」を「有料道路」とみなすと、経路コ
ストを大きく計算してしまう。
ステップb2でリンク特性の読取りを行って、パラメー
タa,b,lenに道路種別、高架フラグおよびリンク
長をそれぞれ代入する。ステップb3では、aの道路種
別が高速道路でありかつbの高架フラグが高架道路であ
ることを表す1であるか否かを判断する。条件が成立す
るときにはステップb4に移り、道路種別として「都市
高速道路」であることを表すデータを代入する。ステッ
プb4が終了したとき、あるいはステップb3で条件が
不成立のときには、ステップb5に移り、経路コストC
を算出し、ステップb6で処理を終了する。ステップb
5の道路種別に対する重み関数fは、次の第7式のよう
にして表される。
ば、より実用的な経路探索を行うことができる。
よって表される道路勾配による重み付けを加えれば、さ
らに最短時間として有効な経路探索を行うことができ
る。
配を考慮して経路コストを算出し、経路コストが最小と
なるように経路探索を行うことができる。これによっ
て、より適切な経路探索結果を得ることができる。
路勾配情報を持たない道路データからも、両端間の高度
差と距離とに基づいて道路勾配情報を抽出することがで
きる。
るほど重みが大きくなるように重み付けして経路コスト
を算出するので、より実用的な経路を探索することがで
きる。
なるときに下りとなるときよりも重みを大きくして経路
探索を行うので、さらに実用的な探索結果を得ることが
できる。
たない道路地図データを使っても、有料属性および高架
属性を備える道路を高速道路と判定して、高速道路属性
を有する場合と同様の重み付けを行い、より適切な探索
結果を得ることができる。
持たない道路地図データを用いても、有料属性および高
架属性を有する道路を都市高速道路と判定し、経路コス
トに重み付けを行うので、より適切な経路探索結果を得
ることができる。
ブロック図である。
である。
タル道路地図の内容を示す模式図およびデータ構造図で
ある。
である。
す模式図である。
を示すフローチャートである。
の動作を示すフローチャートである。
Claims (6)
- 【請求項1】 予め記録された道路地図データを参照し
て、2地点間の経路を探索する装置において、 道路地図データに基づき、道路の両端の高度差および距
離から勾配情報を抽出する勾配抽出手段と、 勾配抽出手段が抽出した勾配情報に従い、経路探索時の
経路コストの重み付けを行う重み設定手段とを含むこと
を特徴とする経路探索装置。 - 【請求項2】 前記道路地図データは、リンクとノード
から成る道路ネットワークデータであり、 前記道路の両端は、リンクの両端のノードであることを
特徴とする請求項1記載の経路探索装置。 - 【請求項3】 前記重み設定手段は、前記勾配抽出手段
が抽出する勾配が急になるほど、経路コストが大きくな
るように重み付けを行うことを特徴とする請求項1また
は2記載の経路探索装置。 - 【請求項4】 前記重み設定手段は、道路の勾配が上り
となるとき、下りとなるときよりも経路コストが大きく
なるように重み付けを行うことを特徴とする請求項1〜
3のいずれかに記載の経路探索装置。 - 【請求項5】 予め記録された道路地図データを参照し
て、2地点間の経路を探索する装置において、 道路地図データに基づき、高速道路であること、または
有料道路かつ高架道路であることを表す属性を抽出する
属性抽出手段と、 属性抽出手段が抽出した属性が有料道路かつ高架道路を
表すとき、高速道路と同じ重み付けを行う重み設定手段
とを含むことを特徴とする経路探索装置。 - 【請求項6】 前記属性抽出手段が、都市高速道路であ
ること、または高速道路かつ高架道路であることを表す
属性を抽出するとき、 前記重み設定手段は、都市高速道路として重み付けを行
うことを特徴とする請求項5記載の経路探索装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7059262A JP2786407B2 (ja) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | 経路探索装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7059262A JP2786407B2 (ja) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | 経路探索装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08261771A JPH08261771A (ja) | 1996-10-11 |
JP2786407B2 true JP2786407B2 (ja) | 1998-08-13 |
Family
ID=13108290
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7059262A Expired - Lifetime JP2786407B2 (ja) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | 経路探索装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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JP5319434B2 (ja) * | 2009-07-22 | 2013-10-16 | 株式会社明電舎 | ドライバーズエイド装置 |
KR101270955B1 (ko) * | 2009-07-22 | 2013-06-11 | 메이덴샤 코포레이션 | 드라이버 에이드 장치 및 드라이버 에이드 시스템 |
JP2011112479A (ja) * | 2009-11-26 | 2011-06-09 | Clarion Co Ltd | 自転車モード付きパーソナルナビゲーションデバイス |
JP2012149995A (ja) * | 2011-01-19 | 2012-08-09 | Nec System Technologies Ltd | ルート検索装置、ルート検索方法およびルート検索プログラム |
AT510101B1 (de) * | 2011-09-21 | 2014-01-15 | Avl List Gmbh | Verfahren zur computerbasierten Erzeugung eines Fahrzyklus-Datensatzes und eines Längsprofil-Datensatzes sowie Verfahren zum Testen eines Kraftfahrzeuges |
JP5546665B2 (ja) * | 2013-03-27 | 2014-07-09 | 株式会社明電舎 | ドライバーズエイド装置 |
JP6890069B2 (ja) * | 2017-08-31 | 2021-06-18 | 株式会社東芝 | 情報処理装置、情報処理方法及びコンピュータプログラム |
CN113778106A (zh) * | 2021-09-26 | 2021-12-10 | 上汽通用五菱汽车股份有限公司 | 轮式机器人节能轨迹规划方法、规划设备及可读存储介质 |
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JPH08178683A (ja) * | 1994-12-26 | 1996-07-12 | Nissan Motor Co Ltd | 電気自動車の走行ルート選定システム |
-
1995
- 1995-03-17 JP JP7059262A patent/JP2786407B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
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JPH08261771A (ja) | 1996-10-11 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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