JP2798615B2 - 経路探索装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地図画面上に自動車位
置や目的位置を表示することができる、いわゆるナビゲ
ーション装置に好適に実施され、現在位置から目的地ま
での経路などを探索するために用いられる経路探索装置
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、地図画面上に自動車位置を併せて表示し、その
表示を自動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】地図画面の元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。また道路データは、交差点を表
すノードデータと、各ノードデータ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】このように構成される地図データは、ＣＤ
−ＲＯＭ装置に記憶されており、経路探索を行うにあた
って、経路探索を行う探索手段が、経路探索に必要な地
域の地図データを、ＣＤ−ＲＯＭ装置から順次読出して
探索手段内に備えられるメモリに取込みながら経路探索
を行う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術では、
一般に、経路探索を開始する始点から経路探索を終了す
る終点までの経路探索を行う際、経路探索に用いられる
地図データは単一の縮尺の地図データが用いられる。こ
のため、たとえば始点と終点との間の距離が大きな場合
などに、経路探索に用いる地図データの縮尺が小さい
と、ＣＤ−ＲＯＭ装置から読出す地図データの情報量が
大きくなり、その結果、経路探索のために演算すべき情
報量が増大し、選択すべき推薦経路を決定するまでの所
要時間が大きくなる。また、探索手段に備えられるメモ
リの記憶容量を大きくする必要があり、装置の製造コス
トが上昇する。

【０００６】本発明の目的は、経路探索の所要時間を小
さくし、メモリの記憶容量を削減することができる経路
探索装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、出発地と目的
地との間の経路を地図データに基づいて探索する経路探
索装置において、複数の縮尺の地図データを記憶する記
憶手段と、予め定められた位置関係に基づく規則に従
い、前記出発地および目的地のうち一方の地点を経路探
索を開始する始点とし、他方の地点を経路探索を終了す
る終点として、この始点と終点に基づいて経路探索に関
する領域を設定し、前記始点および終点からの距離が大
きくなるにつれて縮尺の大きい地図データに基づいて経
路探索を行う探索手段と、前記記憶手段から読出された
地図データに基づいて地図上に前記探索手段によって探
索された経路を表示する表示手段とを備えることを特徴
とする経路探索装置である。また本発明は、２地点間の
経路を地図データに基づいて探索する経路探索装置にお
いて、複数の縮尺毎の地図データを階層的に記憶する記
憶手段と、前記２地点のうち一方の地点を経路探索を開
始する始点とし、他方の地点を経路探索を終了する終点
とし、前記記憶手段から地図データを読出し、前記始点
および終点からの距離が大きくなるにつれて縮尺の大き
い地図データに基づいて経路探索を行う探索手段とを備
え、前記地図データの読出しは、経路探索を行っている
階層の地図データおよびこの地図の１つ上の階層の地図
データとを読出し、前記経路探索が上の階層に移行し
て、この階層が予め定める所定の階層であったときに
は、前記移行前の階層の地図データの読出しを禁止する
ことを特徴とする経路探索装置である。また本発明は、
２地点間の経路を地図データに基づいて探索する経路探
索装置において、複数の縮尺毎の地図データを階層的に
記憶する記憶手段と、前記２地点のうち一方の地点を経
路探索を開始する始点とし、他方の地点を経路探索を終
了する終点とし、前記記憶手段から地図データを読出
し、前記始点および終点からの距離が大きくなるにつれ
て縮尺の大きい地図データに基づいて経路探索を行う探
索手段とを備え、前記探索手段は同一階層内の地図デー
タに含まれる経路の経路コストよりも上の階層または下
の階層内の地図データに含まれる経路の経路コストを小
さく設定して経路探索を行うことを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明に従えば、操作者によって２つの地点が
指定されると、探索手段が、記憶手段から経路探索に必
要な地図データを順次読出し、読出した地図データに基
づいて経路探索を行い、探索手段によって探索された経
路が表示手段によって表示される。

【０００９】探索手段が経路探索に用いる地図データ
は、経路探索を開始する始点および経路探索を終了する
終点の付近では縮尺が小さくなっており、始点および終
点からの距離が大きくなるにつれて縮尺が大きくなるよ
うになっている。

【００１０】したがって、始点および終点の付近では縮
尺の小さい地図データに基づいて経路探索を行い、始点
および終点からの距離が大きくなるにつれて縮尺の大き
い地図データに基づいて経路探索を行うので、たとえば
始点から終点までの全経路にわたって縮尺の小さい地図
データに基づいて経路探索を行う場合に比べて、経路探
索に用いる地図データの情報量が少なくてすみ、その結
果、経路探索に要する所要時間を小さくすることができ
る。また、用いる地図データの情報量が小さくてすむの
で、記憶手段から読出した地図データを一時記憶してお
くためのメモリの記憶容量を小さくすることができ、そ
の結果、経路探索装置の製造コストを低コスト化するこ
とができる。

【００１１】また、始点および終点の付近では、縮尺の
小さな地図データに基づいて経路探索を行うので、たと
えば始点または終点が主要な幹線道路から離れている場
合でも、詳細な道路データが含まれる縮尺の小さな地図
データに基づいて適切な経路を探索することができる。

【００１２】

【００１３】

【００１４】また本発明に従えば、操作者によって２つ
の地点が指定されると、探索手段は２つの地点のうちの
一方の地点を始点、他方の地点を終点とする設定動作を
行い、その動作に続いて、始点の付近では縮尺が最も小
さい地図データを記憶手段から読出し、始点からの距離
が大きくなるにつれて縮尺が大きくなるように地図デー
タを記憶手段から読出す。このような地図データの読出
しは、探索動作を行っている階層の地図データと、その
１つ上の階層に属する所定の地域の地図データとが読出
され、探索経路が、各階層毎に設定される所定の階層に
到達すると、その１つの階層よりも下の階層に属する新
たな地図データの読出しが終了される。これによって始
点から最上階層までの階層を昇る経路、および最上階層
から終点までの階層を降りる経路を探索手段が経路探索
する際には、読出し動作によって読出した地図データに
基づいて、必要としない下の階層の地図データを読出す
ことなく経路探索を行い、探索動作による探索経路が縮
尺の小さい下の階層で必要以上に広がるのを防止するこ
とができ、その結果、探索動作による経路探索の所要時
間を小さくすることができる。また、記憶手段から読出
した地図データを一時記憶するためのメモリの記憶容量
を削減することができる。

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【００２６】また本発明に従えば、同一階層Ａの地図デ
ータに含まれる経路の経路コストよりも上の階層または
下の階層内の地図データに含まれる経路コストを小さく
指定して経路探索を行うので、探索されている探索経路
が、たとえば一般道路に比べて経路コストが小さい高速
道路に集中するのが防止される。したがって、高速道路
などに沿って上位ノードまたは下位ノードが集中するの
が防止でき、上位ノードまたは下位ノードを適度なばら
つきで設定することができる。その結果、探索動作にお
いて適切な経路を探索することができる。

【００２７】

【００２８】

【実施例】図１は、本発明の一実施例の経路探索装置が
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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】処理回路１９へは前記中央処理装置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１３〜１５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ＧＰＳ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。

【００３３】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、中央処理装置３が処理回路６を介して
ＣＤ−ＲＯＭディスク８から読出した経路探索に用いる
ための地図データが記憶されている。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】ナビゲーション装置１による経路探索の際
の動作を大略的に説明する。入力部３１から、現在位置
を示す地点と、目的地または経由地を示す地点とが入力
されると、地点設定部３３が、入力された２つの地点に
関連して、後述するように予め定められた規則に従って
２つの地点のうち一方の地点を経路探索を開始すべき地
点と設定し、他方の地点を経路探索を終了すべき終点と
設定する、すなわち経路探索の方向を設定するソート動
作を行う。

【００３８】ソート動作が行われると、設定された始点
から終点までの経路を探索する第１探索動作に先立っ
て、始点の付近では縮尺が最も小さくなるように、かつ
始点からの距離が大きくなるにつれて縮尺が大きくなる
ように地図データを読出す第１読出し動作と、その第１
読出し動作に続いて、終点の付近では縮尺が最も小さく
なるように、かつ終点からの距離が大きくなるにつれて
縮尺が大きくなるように地図データを読出す第２読出し
動作とが行われる。これによって、第１探索動作の際に
用いられる地図データが、始点の周辺部と、終点の周辺
部とで予め決定されることになる。

【００３９】第１および第２読出し動作が行われると、
第１および第２読出し動作によって読出された地図デー
タに基づいて第１探索動作が行われ、始点から終点まで
の経路が選択される。

【００４０】第１および第２読出し動作の際には、ＣＤ
−ＲＯＭ装置５のＣＤ−ＲＯＭディスク８に記憶されて
いる地図データのうちから所定の縮尺の所定の地域の地
図データを選択して読出すために、始点および終点を起
点として経路探索を行う第２探索動作がそれぞれ行われ
る。第２探索動作の際には、経路探索を行っている探索
経路の末端の点を示す探索点の移動に伴って、探索点が
属する階層と同一階層または１つ上の階層に属する所定
の地域の地図データが読出される。

【００４１】経路探索の始点および終点を設定するため
のソート動作を説明する前に、図３に基づいて、従来の
始点および終点の設定の仕方について説明する。経路探
索の基本的方法として一般に用いられるDijkstra法で
は、２地点間の経路探索を行う場合、経路探索の方向を
設定する必要があり、従来では、現在位置を示す地点と
目的地を示す地点が入力されると、現在位置を示す地点
が経路探索を開始する始点と設定され、目的地を示す地
点が経路探索を終了する終点と設定され、経路探索は現
在位置から目的地の方向へ行われる。

【００４２】このような現在位置から目的地への方向に
経路探索を行う構成では、現在位置から目的地までの経
路探索を行う場合と、現在位置と目的地とが入れ替わっ
た場合の経路探索の場合とで、経路探索を行う方向が互
いに逆向きとなり、同一条件で経路探索を行う場合で
も、経路探索の特性などにより互いに大きく異なる経路
が選ばれることがある。

【００４３】たとえば図３（１）に示されるように、地
点Ａと地点Ｂとの間の往復の経路を探索する場合、地点
Ａを現在位置とし地点Ｂを目的地とする行きの経路を探
索するときと、地点Ｂを現在位置とし地点Ａを目的地と
して帰りの経路を探索するときとで、行きの経路Ｒ１と
帰りの経路Ｒ２とが互いに大きく異なった経路として探
索されてしまうことがある。一般に、往復の経路におい
て、行きの最適な経路と帰りの最適な経路とが大幅に異
なるケースはまれであり、行きの経路Ｒ１と帰りの経路
Ｒ２とが大きく異なるのは不自然である。

【００４４】上述のような行きの経路Ｒ１と帰りの経路
Ｒ２とに違いが生じる１つの原因として、図３（２）に
示される行きの経路を探索する際に設定される経路探索
の探索範囲Ｃ１と、図３（３）に示される帰りの経路Ｒ
２を探索する際に設定される探索範囲Ｃ２とが、互いに
異なっていることが挙げられる。

【００４５】経路探索は、予め設定された探索範囲、た
とえば探索範囲Ｃ１，Ｃ２内の領域において行われる。
探索範囲は、図３（２）に示されるように、経路探索を
行う地点Ａ，Ｂを含むように設定され、その探索範囲の
形状は一般に始点の周辺部と終点の周辺部とでは形状が
異なり、たとえば終点Ｂの周辺部では始点Ａの周辺部よ
りも広くなるように設定されている。

【００４６】このため地点Ａ，Ｂをそれぞれ始点および
終点として、図３（２）に示されるように、行きの経路
を探索する場合において、道路幅が広く、移動速度が速
い経路Ｒ１と、道路幅が狭く、移動速度が遅い経路Ｒ２
とが推薦経路として選択可能であるときに、距離が長く
ても道幅が広く移動速度が速い経路Ｒ１が最終的に推薦
経路として選択されたとする。これに対し、図３（３）
に示されるように、地点Ｂ，Ａをそれぞれ始点および終
点として帰りの経路を探索する際には、行きの経路とし
て探索された経路Ｒ１が探索範囲Ｃ２からはみ出してい
るので、経路Ｒ２が帰りの経路として探索されることと
なる。

【００４７】上述の点を解決するために、本発明では予
め定められた規則に従い経路探索を行う方向を決定する
ソート動作を行う。このソート動作は、地図上の各地点
の緯度および経度を表す地図データに含まれる座標デー
タに基づいて行われる。

【００４８】前述の図３に示される地点Ａと地点Ｂとの
間の往復の経路を探索する場合を例として、ソート動作
を説明する。地点Ａの緯度をＸＡ、経度をＹＡとし、地
点Ｂの緯度をＸＢとし、経度をＹＢとするとき、ＸＡ，
ＹＡとＸＢ，ＹＢとの関係がＸＡ＜ＸＢ、またはＸＡ＝
ＸＢかつＹＡ＜ＹＢである場合には、地点Ａを始点と
し、地点Ｂを終点とする。反対にＸＡ＞ＸＢ、またはＸ
Ａ＝ＸＢかつＹＡ＞ＹＢである場合には、地点Ａを終点
とし、地点Ｂを始点とする。このように始点および終点
を設定することにより、たとえば地点Ａの経度が地点Ｂ
の経度よりも小さい場合には、常に地点Ａが始点と設定
され、地点Ｂが終点と設定されることとなる。

【００４９】実際に経路探索を行う場合、地点Ａが現在
位置であり、地点Ｂが目的地である経路の進行方向と探
索方向とが一致する正方向の探索の場合には、そのまま
経路探索を行えばよいが、地点Ａが目的地であり、地点
Ｂが現在位置である経路の進行方向と探索方向とが互い
に逆方向である逆方向の探索の場合には、実際に自動車
が進行する方向と経路探索が行われる方向とが互いに逆
方向であるので、経路探索を行う際に、一方通行の反
転、および右折と左折とで経路コストの計算を変更する
必要がある。

【００５０】このような逆方向の経路探索の際には、探
索中の経路が一方通行の区間に到達すると、その区間の
一方通行の向きを反転し、探索中の経路が交差点などで
右折または左折した場合には、右折と左折とで経路コス
トの計算値が異なるため、右折を左折に、左折を右折に
読替えながら経路探索を行う。このように逆方向の経路
探索を行うことによって、実際に自動車が進行する方向
と逆方向の経路探索が適切に行われる。

【００５１】本実施例ではソート動作を行うことによっ
て、たとえば行きの経路を探索する際と帰りの経路を探
索する際とで同一方向に経路探索が行われるので、経路
探索の方向が互いに逆向きとなって行きの経路と帰りの
経路とが大きく異なって探索されるようなことが防止さ
れる。

【００５２】図４は、第１および第２の読出し動作を説
明するための図である。前述のソート動作によって始点
Ｓおよび終点Ｇが設定されると、第１および第２の読出
し動作によってＣＤ−ＲＯＭディスク８から地図データ
が読出される。第１読出し動作の際には、始点Ｓを起点
とした第２探索動作が行われ、第２探索動作によって探
索される探索経路の末端の点を示す探索点が移動するの
に伴って地図データが読出され、第２読出し動作の際に
は、終点Ｇを起点とした第２探索動作が行われ、第２探
索動作によって探索される探索経路の末端の点を示す探
索点が移動するに伴って地図データが読出される。

【００５３】ＣＤ−ＲＯＭディスク８には、複数種類の
縮尺の各地域の地図データが、縮尺毎に階層的に記憶さ
れており、第２探索動作に伴ってＣＤ−ＲＯＭディスク
８に記憶されている地図データのうちから所定の地域の
所定の縮尺の地図データが順次読出される。

【００５４】第２探索動作は、縮尺が互いに異なる地図
データ間で探索を行っている探索経路が互い移り変わる
ことが可能な経路探索である。図６および図７に基づい
て後述するように、始点Ｓおよび終点Ｇをそれぞれ含む
縮尺が最も小さい、すなわち最も下の階層である最下階
層Ｍａに属する地図データＭａ１，Ｍａ２上の始点Ｓお
よび終点Ｇを起点として第２探索動作が開始されると、
経路探索が進むにつれて、探索点が上の階層に移動し、
順次上の階層の地図データが読出される。経路探索が進
み、始点Ｓおよび終点Ｇを起点とした探索中の探索経路
の探索点が所定の数だけ最も縮尺の大きい、すなわち最
も上の階層である最上階層Ｍｃに到達すると、第１およ
び第２読出し動作による地図データの読出しが終了され
る。

【００５５】本実施例では、ＣＤ−ＲＯＭディスク８に
は３種類の縮尺の地図データが、３段階の階層Ｍａ，Ｍ
ｂ，Ｍｃをなして記憶されている。また第１および第２
読出し動作における始点Ｓおよび終点Ｇを起点とした第
２探索動作によって、最も下の階層Ｍａからは地図デー
タＭａ１，Ｍａ２がそれぞれ読出され、真ん中の階層Ｍ
ｂからは地図データＭｂ１，Ｍｂ２がそれぞれ読出さ
れ、最も上の階層Ｍｃからは地図データＭｃ１，Ｍｃ２
がそれぞれ読出されている。

【００５６】このような第１および第２読出し動作によ
って、後述する第１探索動作において最下階層Ｍａの始
点Ｓから最上階層Ｍｃまでの階層を昇る経路を探索する
際、および最上階層Ｍｃから最下階層Ｍａの終点Ｇに階
層を降りる経路を探索する際に用いられる地図データが
予め決定される。

【００５７】図５は、前述の第２探索動作に伴って行わ
れる上位ノードおよび下位ノードを設定する設定動作を
説明するための図である。ＣＤ−ＲＯＭディスク８に記
憶されている地図データには、交差点を表すノードデー
タと、各ノード間を接続するリンクデータとが含まれて
おり、ノードデータとリンクデータとによって各道路の
接続状態が表されている。

【００５８】ＣＤ−ＲＯＭディスク８に記憶されている
地図データにおいて、互いに異なる階層に属する地図デ
ータ間で、互いに対応するノードデータを表すデータが
含まれていない場合には、後述する第１探索動作におい
て互いに異なる階層間を移り変わる経路探索を行うため
には、ＣＤ−ＲＯＭディスク８から読出した互いに異な
る階層に属する地図データ間で、ノードデータに含まれ
る座標データや、そのノードに接続されるリンクの数な
どに基づいてノード同士の照合を行い、対応するノード
データを予め検出しておく必要がある。

【００５９】第２探索動作において、たとえば探索中の
探索経路の探索点が属する図５（１）に示される１つの
階層Ｉａよりも図５（２）に示される１つ上の階層Ｉｂ
に属する地図データＩｂ１を読出した場合、階層Ｉａに
属する既に読出している地図データＩａ１〜Ｉａ３と、
新たに読出した１つ上の階層Ｉｂに属する地図データＩ
ｂ１との照合を行い、地図データＩａ１〜Ｉａ３に含ま
れるノードデータに対応する地図データＩｂ１に含まれ
るノードデータを検出する。

【００６０】対応するノードデータが検出されると、検
出されたノードの全部または一部を、始点を起点として
第２対応動作を行っている際には、上位ノードＵとして
地図データＩａ１〜Ｉａ３に含まれるノードデータに設
定し、終点を起点として第２探索動作を行っている際に
は、下位ノードＤとして地図データＩｂ１に含まれるノ
ードデータに設定する。上位ノードＵは、第１探索動作
において探索中の探索経路の探索点が上位ノードＵに到
達すると、上位ノードに対応する１つ上の階層に属する
地図データのノードに探索点が移ることが可能なノード
である。下位ノードＤは、第１探索動作において探索中
の探索経路の探索点が下位ノードＤに到達すると、探索
点が下位ノードＤから１つ下の階層に属する地図データ
の対応するノードに移ることが可能なノードである。

【００６１】本実施例では、第１探索動作において探索
点が上位ノードに到達すると、上位ノードを介して１つ
上の階層に属するノードに探索点が移るように設定され
ており、探索点が下位ノードに到達すると下位ノードを
介して１つ下の階層に属するノードに探索点が移るよう
に設定されている。

【００６２】なお、図５（１）に示される地図データＩ
ａ４は、読込みが禁止されているなどの理由で、まだ読
出されていない地図データである。

【００６３】図６は、始点を起点とした第２探索動作を
説明するためのフローチャートである。前述のソート動
作によって始点および終点が設定されると、ステップａ
１で始点を含む地域の地図データが、最下層の地図デー
タから読出され、ステップａ２でステップａ１において
読出した地図データに基づいて始点を起点とした第２探
索動作が開始される。

【００６４】ステップａ２からステップａ３に移り、第
２探索動作によって探索が行われている探索経路の末端
の点である探索点が、その探索点が属する地図データの
周縁部に到達したかどうかが判断され、到達したと判断
される場合にはステップａ４に移り、当接しないと判断
される場合にはステップａ９に移る。ここで、地図デー
タの周縁部とは、１つの地域の地図データが網羅する地
域において、他の地図データが網羅する地域にその地域
が隣接する部分を指す。ステップａ４では、探索点が位
置する地図データの周辺部が隣接する地域の地図データ
の読出しが禁止されているかどうかが判断され、禁止さ
れている場合にはステップａ９へ移り、禁止されていな
い場合にはステップａ５へ移る。

【００６５】ステップａ５では、探索点が位置する周縁
部が隣接する地域の地図データが読出され、ステップａ
６に移り、ステップａ５で読出した地図データの地域に
対応する１つ上の階層に属する地図データが既に読込ま
れているかどうかが判断され、既に読込まれている場合
にはステップａ８に移り、読込まれていない場合にはス
テップａ７に移り、ステップａ７では、ステップａ５で
読出した地図データの地域に対応する１つ上の階層に属
する地図データが読出され、ステップａ８に移る。

【００６６】ステップａ８では、探索点が属する階層の
既に読出しているまたはステップａ５で新たに読出した
地図データと、探索点が属するする階層の１つ上の階層
に属する既に読出しているまたはステップａ７で新たに
読出した地図データとの照合が行われ、図５（１）に示
されるような上位ノードが、探索点が属する階層の地図
データ上に設定される。ステップａ８の上位ノード設定
動作は、ステップａ５またはステップａ７で新たな地図
データが読込まれた際に行われる。

【００６７】ステップａ８からステップａ９に移り、ス
テップａ９では、前述のステップａ２で行われる経路探
索によって探索中の経路の探索点がステップａ８で設定
された上位ノードに到達し、１つ上の階層に移行したか
どうかが判断され、移行したと判断される場合にはステ
ップａ１０に移り、移行しないと判断される場合にはス
テップａ２に戻る。

【００６８】ステップａ１０では、探索中の探索経路が
各階層に到達した数を各階層毎にカウントし、ステップ
ａ１１に移る。ステップａ１１では、ステップａ１０で
カウントした各カウント値と、階層毎に予め設定された
所定の各値とをそれぞれ比較し、各階層に対応するいず
れかのカウント値が対応する所定の値以上となったかど
うかが判断され、なったと判断される場合にはステップ
ａ１２に移り、ならないと判断される場合にはステップ
ａ２に戻る。

【００６９】ステップａ１２では、ステップａ１１で所
定の値以上となっていると判断されたカウント値が、最
上階層に対応するカウント値かどうかが判断され、最上
階層に対応するカウント値であると判断された場合には
ステップａ１４に移り、始点を起点とした第２の探索動
作が終了され、最上階層に対応するカウント値でないと
判断される場合にはステップａ１３に移り、所定の値以
上となったカウント値に対応する階層よりも下の階層に
属する地図データの新たな読出しが禁止され、ステップ
ａ２に戻る。

【００７０】このように、ステップａ２からステップａ
１３を繰返すことによって、ＣＤ−ＲＯＭディスク８か
ら順次地図データが読出される。前述の各階層毎に予め
設定される所定の各値は、各階層の縮尺の大きさや、各
階層に属する１つの地図データが網羅する地域の広さな
どによって適切な値が設定される。

【００７１】図７は、終点を起点とした第２探索動作を
説明するためのフローチャートである。図７のフローチ
ャートにおいて、前述の図６のステップと対応するステ
ップには同一の参照符号を付し、説明を省略する。図７
に示される終点を起点とした第２探索動作は、図６に示
される始点を起点とした第２探索動作と類似しており、
図６の第２探索動作と異なる点は、ステップｂ１で終点
を含む地域の最下階層に属する地図データが読出される
点と、ステップｂ８で上位ノードではなく下位ノードが
図５（２）に示されるように設定される点とであり、他
のステップの動作はほぼ同様な動作が行われる。ただ
し、図７のステップａ２で行われる第２探索動作では、
終点を起点として始点方向に経路探索が行われる。

【００７２】図６の始点を起点とした第２探索動作の場
合と同様に、図７の終点を起点とした第２探索動作にお
いても、ステップｂ１で最下階層に属する地図データを
読出した後、ステップａ２からステップａ１３までの各
ステップを繰返し行うことによって、順次地図データが
読出される。

【００７３】図６および図７に示される始点および終点
を起点とした第２探索動作が行われる際には、必要以上
に広い範囲の地図データが読出されることがないよう
に、所定領域以外の地域の地図データの読出しが禁止さ
れている。この地図データの読出しの禁止は、図６およ
び図７におけるステップａ４において判断される。

【００７４】終点を起点とした第２探索動作の際、探索
中の探索点が、探索点が属する階層よりも１つ上の階層
の下位ノードと対応するノードに到達すると、探索点は
その対応するノードから１つ上の階層の上位ノードに移
る。

【００７５】図６および図７に示される第２探索動作で
は、経路探索が進み探索中の探索点が１つの階層に属す
る１つの地域の地図データの周縁部に到達すると、その
周縁部に隣接する地域の地図データが読込まれ、これに
伴って、読込まれた地域の地図データと対応する１つ上
の階層に属する地域の地図データが読込まれる。このよ
うに、第２探索動作では、経路探索が進むにつれて、す
なわち大略的に始点および終点と探索中の探索点との間
の距離が離れるに従って、順次上の階層の縮尺が大きい
地図データが読出される。

【００７６】図６および図７の第２探索動作の際には、
互いに種別の異なる道路間で単位距離あたりの経路コス
トの差が後述する第１探索動作の際に比べて小さく設定
されて経路探索が行われる。後述する第１探索動作のよ
うな通常の経路探索では、たとえば移動速度の速い高速
道路は一般道路に比べて単位距離あたりの経路コストが
小さく設定されて経路探索が行われる。このような設定
のもとでは、全経路の経路コストの和が最も小さくなる
経路を選択するように経路探索が行われるので、経路コ
ストの小さい高速道路などが推薦経路として選択される
確率が高くなる。通常の経路探索では、このように経路
コストを設定することによって適切な経路を探索するこ
とができる。ここで、経路コストは、経路に沿って自動
車が実際に移動したときの移動に要した時間などを表
す。

【００７７】ところがこのような設定のもとで第２探索
動作を行うと、経路コストの小さい高速道路などに沿っ
て前述の上位ノードおよび下位ノードが設定される確率
が高くなり、また経路コストの小さい経路に沿って地図
データが読出される確率が高くなり、設定される上位ノ
ードおよび下位ノード、および読出される地図データに
偏りが生じてしまうこととなる。

【００７８】上位ノードおよび下位ノード、および読出
される地図データに偏りが生じると、後述する第１探索
動作によって経路探索を行う際、選択すべき経路に比べ
て大回りな経路が選択される回り込みが生じる原因とな
る。したがって、第２探索動作においては、このような
上位ノードおよび下位ノード、および読出される地図デ
ータの偏りを防止するために、互いに種別が異なる道路
間で単位距離あたりの経路コストの差が小さく設定され
ている。

【００７９】第２探索動作が行われる第１および第２読
出し動作が終了すると、始点から終点までの全経路を探
索する第１探索動作が行われる。図４を参照して、第１
探索動作は、最下階層Ｍａに属する始点Ｓから最上階層
Ｍｃまでの第１探索区間と、最上階層Ｍｃにおける第２
探索区間と、最上階層Ｍｃから最下階層Ｍａに属する終
点Ｇまでの第３探索区間とから成る。

【００８０】第１および第３探索区間は、第１および第
２読出し動作によって読出された地図データに基づいて
のみ経路探索が行われ、第２探索区間は、最上階層Ｍｃ
に属する地図データのみを読出しながら経路探索が行わ
れる。

【００８１】始点Ｓを起点として第１探索動作が開始さ
れ、探索中の探索経路の探索点が最下階層Ｍａに属する
地図データＭａ１上における上位ノードＵ１に到達する
と、上位ノードＵ１から、上位ノードＵ１に対応する１
つ上の階層Ｍｂの地図データＭｂ１上のノードＮ１に移
る。さらに経路探索が続けられ、地図データＭｂ１上の
上位ノードＵ２に探索点が到達すると、上位ノードＵ２
に対応する１つ上の階層である最上階層Ｍｃに属するノ
ードＮ２にその探索点が移る。このように探索点が最上
階層Ｍｃに到達すると、第１探索区間の探索動作から第
２探索区間の探索動作へと探索動作が移行する。

【００８２】第２探索区間の探索動作では、経路探索の
進行に伴って最上階層Ｍｃに属する地図データがＣＤ−
ＲＯＭディスク８から読出されながら経路探索が行われ
る。第２探索区間における探索動作が進み、第２読出し
動作によって読出された最上階層Ｍｃに属する地図デー
タＭｃ２に探索中の探索点が到達すると第２探索区間に
おける探索動作が終了され、第３探索区間における探索
動作へ移行する。

【００８３】第３探索区間における探索動作では、探索
中の探索点が最上階層Ｍｃに属する地図データＭｃ２上
に設定された下位ノードＤ１に到達すると、探索点が、
下位ノードＤ１から、下位ノードＤ１に対応する１つ下
の階層Ｍｂに属する地図データＭｂ２上のノードＮ３に
移る。さらに探索点が地図データＭｂ２上の下位ノード
Ｄ２に到達すると、１つ下の階層である最下階層Ｍａに
属する地図データＭａ２上のノードＮ４に探索点が移
り、さらに経路探索が続けられ、探索中の探索点が終点
Ｇに到達すると第１探索動作が終了される。

【００８４】第１探索動作による経路探索は、探索中の
探索経路の末端の点である探索点を移動しながら、始点
から探索点までの経路コストの和を算出し、経路コスト
の和が最も小さくなる探索点を選択する。次に、その選
択した探索点に至る他の経路があるかどうかを調べ、他
の経路がある場合には、選択した探索点に至るその複数
の経路のうちから経路コストの和が最も小さくなる経路
を、始点から選択した探索点までの推薦経路とする。

【００８５】このように選択された探索点までの推薦経
路が確定すると、新たな探索点を選択された探索点のノ
ードに１つのリンクを介して隣接するノード上に設け、
その新たな探索点を順次移動しながら、同様に新たな探
索点までの推薦経路を決定する。

【００８６】このように経路探索によって探索される推
薦経路は、互いに隣接するノード間の１つのリンクに対
応する区間毎に確定されてゆき、順次設定される探索点
が終点に到達すると、経路探索が終了される。第２探索
動作による経路探索も同様に行われる。

【００８７】前述の始点および終点を起点とした第２探
索動作、および第１探索動作において、実際に自動車が
移動する方向と経路探索とが行われる方向とが互いに逆
方向である逆方向の経路探索である場合には、一方通行
の反転、および右折および左折の読替えなどを行いなが
ら経路探索を行う。

【００８８】図６の始点を起点とした第２探索動作の際
に、探索中の探索点が終点に到達した場合には、その時
点で第２探索動作を終了し、図７の終点を起点とした第
２探索動作を行わずに、全経路の経路探索を行う第１探
索動作を開始する。これによって経路探索に要する時間
を短縮することができる。

【００８９】したがって始点から終点までの全経路の経
路探索を行う第１探索動作において、始点および終点の
付近では縮尺が最も小さくなるように、かつ始点および
終点からの距離が大きくなるにつれて縮尺が大きくなる
ように読出された地図データに基づいて経路探索が行わ
れるので、たとえば従来のように縮尺が小さい単一の地
図データに基づいて始点から終点までの経路探索を行う
場合に比べて、ＣＤ−ＲＯＭディスク８から読出す地図
データの情報量を削減することができる。その結果、演
算処理すべき情報量が減少し、経路探索に要する時間を
大幅に削減することができる。また、読出した地図デー
タを一時記憶するためのメモリ２０の記憶容量を小さく
することができ、ナビゲーション装置１の製造コストを
削減することができる。

【００９０】また、指定された２地点間の経路を探索す
る際、２つの地点の座標データに基づいて２つの地点の
内の一方の地点を始点と設定し、他方の地点を終点と設
定するソート動作を行うので、自動車の進行方向にかか
わらず探索の方向が設定され、これによって、たとえば
２地点間の往復の経路を探索する際などに行きの経路と
帰りの経路との間に大きな違いが生じるのを防止するこ
とができる。

【００９１】また、第１および第２読出し動作の際に、
始点および終点を起点とする第２探索動作による探索中
の探索経路の探索点が移動するのに伴って読出すべき地
図データを決定するので、始点および終点の付近では縮
尺が小さくなるようにかつ、始点および終点からの距離
が大きくなるにつれて縮尺が大きくなるように効率よく
地図データを読出すことができる。

【００９２】また、第１探索動作において、始点から最
上階層までの第１探索区間および最上階層から終点まで
の第３探索区間の探索動作の際には、第１および第２読
出し動作によって予め読出されている地図データに基づ
いて経路探索が行われるので、第１探索動作による探索
中の経路が縮尺の小さい下位の階層で必要以上に広がる
のを防止することができ、その結果、第１探索動作によ
る経路探索の所要時間を小さくすることができる。

【００９３】また、第１探索動作において、最上階層に
おける第２探索区間の探索動作の際には、縮尺の大きい
最上階層に属する地図データのみを読出しながら探索動
作を行うので、ＣＤ−ＲＯＭディスク８から読出す地図
データの情報量を小さくすることができ、第１探索動作
による経路探索の所要時間を小さくすることができる。

【００９４】また、始点および終点を起点とした第２探
索動作の際、互いに異なる階層間で地図データを参照
し、上位ノードおよび下位ノードを設定しながら地図デ
ータを読み出すので、ＣＤ−ＲＯＭディスク８に記録さ
れている地図データに、上位ノードおよび下位ノードに
関するデータが含まれておらず、互いに異なる階層間で
ノードの対応関係が未知である場合でも、その地図デー
タを経路探索に用いることができる。

【００９５】また、始点および終点を起点とした第２探
索動作の際には、互いに種別が異なる道路間の単位距離
あたりの経路コストの差を、第１探索動作の際に比べて
小さく設定するので、経路コストが小さい高速道路など
に沿って上位ノードおよび下位ノード、および読出され
た地図データが集中するのが防止することができ、上位
ノードおよび下位ノードを適度なばらつきで設定するこ
とができる。その結果、第１探索動作において経路の回
り込みなどが生じることがなく、適切な経路探索するこ
とができる。

【００９６】中央処理装置３は、ＣＤ−ＲＯＭディスク
８に記憶されている地図データに、表示用描画データ、
表示用文字データおよび道路データがひとまとめになっ
て含まれている場合には、第１および第２読出し動作、
および第１探索動作においてＣＤ−ＲＯＭディスク８か
ら地図データを読出した際には、経路探索に必要なデー
タのみを読み出したデータから抜き出してメモリ２０に
記憶する。したがって、メモリ２０の記憶容量を小さく
することができる。また、メモリ２０内の検索すべき地
図データの情報量が小さくなるので処理速度の向上を図
ることができる。

【００９７】なお、上述の実施例では、ＣＤ−ＲＯＭデ
ィスク８に記憶されている地図データに、上位ノードお
よび下位ノードに関するデータが含まれていない場合を
想定したが、上位ノードおよび下位ノードに関する予め
設定されている場合には、図６および図７における始点
および終点を起点とする第２探索動作において、上位ノ
ードを設定するステップａ８と、下位ノードを設定する
ステップｂ８の処理が省略される。

【００９８】また、上述の実施例では、座標データに基
づいてソート動作を行うようにしたが、指定された２地
点に対応するノードデータに含まれる交差点名称や地名
などに基づいて、５０音順に始点および終点を設定する
ようにしてもよい。

【００９９】また、上述の実施例では第１読出し動作を
行い、次に第２読出し動作を行い、さらに第１探索動作
行う構成にしたが、中央処理装置３が複数の処理を同時
に行うことが可能なマルチタスク処理が可能な処理装置
である場合には、第１読出し動作を行った後に、第２読
出し動作と第１探索動作とを並行して行うようにしても
よい。または、第１探索動作を始点側と終点側との両方
から行うようにし、第１読出し動作を行いつつ始点側か
らの第１探索動作を行い、それと同時に第２読出し動作
を行いつつ終点側からの第１探索動作を行うようにして
もよい。

【０１００】また、上述の実施例では、全経路の探索を
行う第１探索動作に先立って、第１探索動作による探索
経路が最上階層よりも下の階層で広がり過ぎるのを防止
するために、探索に用いる地図データを予め決定してお
く第１および第２読出し動作を行うようにしたが、第１
探索動作において経路探索を行う際に、探索中の経路
が、同一階層内を移動するのに比べてひとつ上の階層ま
たはひとつ下の階層に移りやすくすることによって、最
上階層よりも下の階層で第１探索動作による探索経路が
広がり過ぎるのを防止し、第１および第２読出し動作を
省くようにしてもよい。第１および第２読出し動作を省
くことによって、経路探索に要する時間を大幅に削減す
ることができる。

【０１０１】探索中の探索経路が、同一階層内に比べて
ひとつ上又はひとつ下の階層内に移りやすくする方法の
一つとして１つ上または１つ下に移る経路の経路コスト
を、同一階層内の経路の経路コストに比べて小さく設定
する方法などが挙げられる。

【０１０２】また、第１および第２読出し動作を省くた
めの他の方法として第１探索動作において、始点から最
上階層までの第１探索区間、および最上階層から終点ま
での第３探索区間の探索動作によって探索される探索経
路が必要以上に広がらないように、ＣＤ−ＲＯＭディス
ク８から読み出される地図データの領域を各階層毎に予
め制限しておく方法などが挙げられる。

【０１０３】

【発明の効果】したがって、始点および終点の付近では
縮尺の小さい地図データに基づいて経路探索を行い、始
点および終点からの距離が大きくなるにつれて縮尺の大
きい地図データに基づいて経路探索を行うので、たとえ
ば始点から終点までの全経路にわたって縮尺の小さい地
図データに基づいて経路探索を行う場合に比べて、経路
探索に用いる地図データの情報量が少なくてすみ、その
結果、経路探索に要する所要時間を小さくすることがで
きる。

【０１０４】また、用いる地図データの情報量が小さく
てすむので、記憶手段から読出した地図データを一時記
憶しておくためのメモリの記憶容量を小さくすることが
でき、その結果、経路探索装置の製造コストを低減する
ことができる。

【０１０５】また、始点および終点の付近では、縮尺の
小さな地図データに基づいて経路探索を行うので、たと
えば始点または終点が主要な幹線道路から離れている場
合でも、詳細な道路データが含まれる縮尺の小さな地図
データに基づいて適切な経路を探索することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の経路探索装置が用いられる
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】ナビゲーション１における経路案内を説明する
機能ブロック図である。

【図３】従来の経路探索動作を説明するための図であ
る。

【図４】第１および第２読出し動作を説明するための図
である。

【図５】上位ノードおよび下位ノードを設定する設定動
作を説明するための図である。

【図６】第１読出し動作における始点を起点とした第２
探索動作を示すフローチャートである。

【図７】第２読出し動作における終点を起点とした第２
探索動作を示すフローチャートである。

【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４−301515（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−29013（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−232874（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−27679（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−230299（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−250200（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−27568（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01C 21/00 G08G 1/0969 G09B 29/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 出発地と目的地との間の経路を地図デー
   タに基づいて探索する経路探索装置において、 複数の縮尺の地図データを記憶する記憶手段と、 予め定められた位置関係に基づく規則に従い、前記出発
   地および目的地のうち一方の地点を経路探索を開始する
   始点とし、他方の地点を経路探索を終了する終点とし
   て、この始点と終点に基づいて経路探索に関する領域を
   設定し、前記始点および終点からの距離が大きくなるに
   つれて縮尺の大きい地図データに基づいて経路探索を行
   う探索手段と、 前記記憶手段から読出された地図データに基づいて地図
   上に前記探索手段によって探索された経路を表示する表
   示手段とを備えることを特徴とする経路探索装置。
2. 【請求項２】 ２地点間の経路を地図データに基づいて
   探索する経路探索装置において、 複数の縮尺毎の地図データを階層的に記憶する記憶手段
   と、 前記２地点のうち一方の地点を経路探索を開始する始点
   とし、他方の地点を経路探索を終了する終点とし、前記
   記憶手段から地図データを読出し、前記始点および終点
   からの距離が大きくなるにつれて縮尺の大きい地図デー
   タに基づいて経路探索を行う探索手段とを備え、 前記地図データの読出しは、経路探索を行っている階層
   の地図データおよびこの地図の１つ上の階層の地図デー
   タとを読出し、前記経路探索が上の階層に移行して、こ
   の階層が予め定める所定の階層であったときには、前記
   移行前の階層の地図データの読出しを禁止することを特
   徴とする経路探索装置。
3. 【請求項３】 ２地点間の経路を地図データに基づいて
   探索する経路探索装置において、 複数の縮尺毎の地図データを階層的に記憶する記憶手段
   と、 前記２地点のうち一方の地点を経路探索を開始する始点
   とし、他方の地点を経路探索を終了する終点とし、前記
   記憶手段から地図データを読出し、前記始点および終点
   からの距離が大きくなるにつれて縮尺の大きい地図デー
   タに基づいて経路探索を行う探索手段とを備え、 前記探索手段は同一階層内の地図データに含まれる経路
   の経路コストよりも上の階層または下の階層内の地図デ
   ータに含まれる経路の経路コストを小さく設定して経路
   探索を行うことを特徴とする請求項１記載の経路探索装
   置。