JP2878849B2 - ナビゲ−ションにおける経路探索方法 - Google Patents

ナビゲ−ションにおける経路探索方法

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JP2878849B2 JP41561690A JP41561690A JP2878849B2 JP 2878849 B2 JP2878849 B2 JP 2878849B2 JP 41561690 A JP41561690 A JP 41561690A JP 41561690 A JP41561690 A JP 41561690A JP 2878849 B2 JP2878849 B2 JP 2878849B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はナビゲ−ションにおける
経路探索方法に係り、特に高速道路を考慮して出発地点
から目的地点までの経路を探索する経路探索方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】自動車用ナビゲーション・システムは、
大量の地図データを記憶するCD−ROM等の大容量記
憶装置、ディスプレイ装置、車両の現在位置を測定する
位置測定装置等を有し、車両の現在位置に応じた地図デ
ータをCD−ROMから読み出し、該地図データに基づ
いて地図をディスプレイ画面に描画すると共に、車両の
移動に応じてマ−ク(ロケ−ションカ−ソル)を地図上
で移動させ、あるいはマ−クをディスプレイ画面の一定
位置に固定表示すると共に車両の移動に応じて地図をス
クロ−ル表示する。
【0003】CD−ROMに記憶されている地図は縮尺
レベルに応じて適当な大きさの経度幅、緯度幅の地域に
区切られており、道路等は経緯度で表現された頂点(ノ
−ド)の座標集合で示され、これらの描画は各ノ−ドを
順に直線で接続することにより行われる。尚、2以上の
ノ−ドを連結する部分は道路リンクと呼ばれる。かかる
ナビゲ−ションシステムには、出発地点から目的地点ま
で最短距離となるように経路を探索して運転者を誘導す
る経路探索機能があり、経路が探索されると実際の運転
に際してディスプレイ画面上で矢印により運転者を探索
経路に沿って目的地まで誘導するようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】道路には高速道路と高
速道路でない一般道路がある。高速道路においては平均
80〜90Km/hの速度で走行できるため、高速道路
に乗れるまでに若干廻り道になっても、あるいは高速道
路から降りて目的地に到達するまでに廻り道になって
も、長距離の場合には高速道路を走行した方が目的地に
到達するまでの時間が短くなり、有利である。このた
め、経路探索においては高速道路の使用選択(使用しな
い/使用するの選択)が必要となり、ユ−ザにメニュ−
画面を用いて選択させることが考えられる。しかし、か
かる方法では、操作が面倒となると共に、その都度ユ−
ザの「高速道路を使用する/しない」の判断が必要とな
り、一定の基準に従った画一的な判断ができず、最適経
路の探索ができない場合がある。
【0005】以上から、本発明の目的は自動的に高速道
路を使用する/しないの判断をして経路探索ができるナ
ビゲ−ションにおける経路探索方法を提供することであ
る。本発明の別の目的は、高速道路と一般道路に重み付
けを行い、目的地点までの総距離が最短の経路を最適経
路として決定するナビゲ−ションにおける経路探索方法
を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明におい
ては、出発地点と目的地点を含む広範囲のエリアを設定
する手段と、該エリアに2以上のインタ−チェンジを有
する高速道路が存在するかを地図データに含まれる道路
情報を用いて判断する手段と、高速道路が存在する場合
には、高速道路を含む少なくとも1つの経路を最短経路
の候補として選択する手段と、高速道路を含まない少な
くとも1つの経路を最短経路の候補として選択する手段
と、高速道路と一般道路に所定の重み付けをして、各経
路の出発地点から目的地点までの総距離を求める手段
と、総距離が最短の経路を探索する手段とにより達成さ
れる。
【0007】
【作用】発明の第1の方法においては、出発地点と目的
地点を含む広範囲のエリアを設定し、該エリアに2以上
のインタ−チェンジを有する高速道路が存在するかを地
図データに含まれる道路情報を用いて判断し、存在する
場合には高速道路を含む経路を優先し、高速道路を含む
経路の中より総距離が最短の経路を探索する。この第1
の方法においては、高速道路と一般道路に所定の重み付
けをして、出発地点から目的地点までの総距離が最短の
高速道路を含む経路を探索する。又、高速道路は長距離
程有効であるので、経路に含まれる高速道路は入口から
出口の間に所定数以上のインタ−チェンジを含むことを
条件とする。
【0008】本発明の第2の方法においては、出発地点
と目的地点を含む広範囲のエリアを設定し、該エリアに
2以上のインタ−チェンジを有する高速道路が存在する
かを地図データに含まれる道路情報を用いて判断し、存
在する場合には、高速道路を含む少なくとも1つの経路
を最短経路の候補として選ぶと共に、高速道路を含まな
い少なくとも1つの経路を最短経路の候補として選び、
高速道路と一般道路に所定の重み付けをして、前記選ば
れた各候補経路の出発地点から目的地点までの総距離を
求め、総距離が最短の経路を探索する。これにより、高
速道路を含まない経路を含めて最短距離の経路を探索す
ることができる。
【0009】
【実施例】(a) 第1の実施例全体の構成 図1は本発明の第1の実施例構成図であり、11は道
路地図を記憶するCD−ROM等の地図データ記憶部で
ある。地図データは、(1) 道路リンクデータ、交差点デ
ータ、ノ−ドデータ等からなる道路レイヤと、(2) 地図
上のオブジェクトを表示するための背景レイヤと、(3)
市町村名や国道名などを表示するための文字レイヤなど
から構成されている。
【0010】道路レイヤは図2に示すデータ構造を有し
ている。このうち、道路リンクデータRLDTは該当道
路リンクの属性情報を与えるもので、リンク上の全ノ−
ド数、リンクを構成する各ノ−ド、道路の種別(国道、
高速道路、その他の別)、リンク距離等のデータより構
成されている。又、交差点データCRDTは地図上の各
交差点毎に、該交差点に連結するリンク上の交差点に最
も近いノ−ド(交差点構成ノ−ドという)の集合であ
り、ノ−ドデータNDDTは地図上の全ノ−ドのリスト
であり、ノ−ド毎に位置情報(経度、緯度)、該ノ−ド
が交差点であるか否かの交差点識別フラグ、交差点であ
れば交差点データを指し、交差点でなければ該ノ−ドが
属するリンクを指すポインタ等で構成されている。
【0011】高速道路を示す道路リンクにおいて、イン
タ−チェンジはノ−ドとなっており、該ノ−ド(インタ
−チェンジ)には交差点でなくても「交差点識別フラ
グ」が立っている。この結果、道路リンクの「道路種別
データ」より高速道路か否かが識別され、該道路リンク
を構成するノ−ドに「交差点識別フラグ」が立っている
か否かでインタ−チェンジが識別される。尚、これら道
路情報は、経路探索処理において、実距離最短経路の候
補を作成し、決定する際に用いられる。
【0012】図1に戻って、12は地図データ記憶部1
1から読み出した地図データを記憶するバッファメモ
リ、13はディスプレイ画面上に出発地点を含む地図を
表示させ、カ−ソルにより出発地点SPを指示、入力す
る出発地点入力部、14はディスプレイ画面上に目的地
点を含む地図を表示させ、カ−ソルにより目的地点DP
を指示、入力する目的地点入力部、15は出発地点SP
と目的地点DP間の直線距離L(図3参照)を計算する
距離計算部、16は出発地点と目的地点を含む広範囲の
矩形領域RTARを設定する矩形領域設定部である。こ
の矩形領域RTARは図3を参照すると以下のように決
定される。すなわち、出発地点SPと目的地点DPを結
ぶ直線SDLを両側に距離Lのa%(=L1)だけ延長
したポイントP1,P2と、直線SDLに直交する方向
に出発地点SP、目的地点DPからそれぞれ距離Lのb
%(=L2)離れたポイントQ11,Q12,Q21,
Q22を定め、これら各点を辺上に含むように矩形領域
RTARを決定する。尚、aは例えば20,bは30程
度が妥当であるが、これらに限定されない。
【0013】17は矩形領域RTAR内に2以上のイン
タ−チェンジを有する高速道路が存在するかを地図デー
タに含まれる道路情報を用いて判断する高速道路存在識
別部である。高速道路か否かは道路リンクの「道路種別
データ」より識別でき、またインタ−チェンジか否かは
高速道路の道路リンクを構成するノ−ドに「交差点識別
フラグ」が立っているかにより識別できる。図3では高
速道路HWYが矩形領域RTAR内に存在し、該高速道
路の5つのインタ−チェンジIC1〜IC5が矩形領域
RTAR内に存在している。
【0014】18は目的地点までの経路を探索する経路
探索部である。経路探索方法としては、第1、第2の2
つの方法がある。第1の方法は、2以上のインタ−チェ
ンジを含む高速道路が存在する場合、高速道路を含む経
路を優先し、高速道路を含む経路の中から総距離が最短
の経路を探索する。この場合、高速道路と一般道路に所
定の重み付けをして、出発地点から目的地点までの総距
離が最短の高速道路を含む経路を探索する。尚、高速道
路での平均速度が約80〜90Km/h、一般道路での
平均速度が約30〜40Kmとすると、重みは高速道路
の1に対して一般道路は2〜3(=w)が妥当である。
すなわち、一般道路の距離dと高速道路の距離w・dは
同一距離とみなす。従って、候補経路における一般道路
の実際の距離をD1、高速道路の実際の距離をD2、重
みを1:wとすると、総距離Dは次式 D=D1+w・D2 により求まる。又、第1の方法において高速道路が存在
しない場合には、従来と同様に総距離が最短の一般道路
からなる経路を探索する。
【0015】第2の方法は、2以上のインタ−チェンジ
を有する高速道路が存在する場合、高速道路を含む少な
くとも1つの経路を最短経路の候補として選ぶと共に、
高速道路を含まない少なくとも1つの経路を最短経路の
候補として選び、高速道路と一般道路に所定の重み付け
(1:w)をして、前記選ばれた各経路の出発地点から
目的地点までの総距離を求め、総距離が最短の経路を探
索する。このようにすれば、高速道路を含まない経路を
含めて最短距離の経路を探索することができる。
【0016】全体の動作 経路探索モ−ドにおいて、出発地点入力部13と目的
地点入力部14を用いて、出発地点SPと目的地点DP
を入力する。出発地点SPと目的地点DPが入力される
と、距離計算部15は出発地点と目的地点を結ぶ直線S
DLの距離Lを計算し、矩形領域設定部16は距離Lの
a%、b%を計算して出発地点と目的地点を含む矩形領
域RTARを設定する。矩形領域RTARが設定される
と、高速道路存在識別部17は、矩形領域内に2以上の
インタ−チェンジを有する高速道路が存在するかを地図
データに含まれる道路情報を用いて判断し、判断結果を
経路探索部18に通知する。
【0017】2以上のインタ−チェンジを有する高速道
路が存在する場合、経路探索部18は高速道路を含む経
路を優先し、高速道路を含む経路の中から総距離が最短
の経路を探索する。この場合、高速道路と一般道路に
1:wの重み付けをして、出発地点から目的地点までの
総距離が最短の高速道路を含む経路(図3一点鎖線参
照)を探索する。尚、高速道路は長距離でないと効果が
でないので、経路に含まれる高速道路は入口から出口の
間に所定数以上(例えば2以上)のインタ−チェンジを
含むことを条件とするように構成してもよい。又、高速
道路を降りてから再び乗るような経路であってもよい。
【0018】一方、2以上のインタ−チェンジを有する
高速道路が存在しない場合には、従来と同様に総距離が
最短の一般道路からなる経路を探索する。以上では、経
路探索部18において、高速道路を含む経路を優先し、
高速道路を含む経路の中から総距離が最短の経路を探索
する場合であるが、一般道路のみの経路を含めて最短距
離の経路を探索するように構成することもできる。この
場合には、経路探索部18は、2以上のインタ−チェン
ジを有する高速道路が存在する場合には、高速道路を含
む少なくとも1つの経路を最短経路の候補として選ぶと
共に(図4一点鎖線参照)、高速道路を含まない少なく
とも1つの経路を最短経路の候補として選び(図4点線
参照)、高速道路と一般道路に所定の重み付け(1:
w)をして、選ばれた各経路の出発地点から目的地点ま
での総距離を求め、総距離が最短の経路を探索する。
【0019】本発明の別の実施例 図5は本発明の別の実施例構成図であり、図におい
て、21は地図データ記憶手段となるCD−ROM、2
2は地図検索キー、地図スクロ−ルキー、経路探索モ−
ドキー、セットキー、探索開始キー等を備えた操作部、
23は自動車の進行方位を検出する地磁気センサ等の方
位センサ、24は移動量センサで、走行距離を検出する
車速センサ、前後進を検出する変速機センサなどを有し
ている。25は位置計算用CPUで、方位センサ23,
移動量センサ24から入力されるそれぞれの値により、
自分の車両の現在位置(経度、緯度)を算出する。
【0020】26はデータ処理装置で、マイコン構成の
制御部27、各種データを記憶する記憶部28を有して
いる。尚、記憶部28にはCD−ROMから読み取った
地図データや経路探索で求めた経路等を記憶する記憶域
M1,M2等が設けられている。
【0021】制御部27は後述する経路探索処理のほか
に、操作部22からのCD−ROMアクセス指令や、位
置計算用CPU25から入力される自動車の現在位置等
に基いて、CD−ROM21をアクセスし、必要とする
地図データを記憶部28に読み出し、該地図データをデ
ィスプレイ側に転送する。
【0022】30はディスプレイ装置であり、CRTコ
ントローラ31、ビデオRAM(VRAM)32、読み
出し制御部33、ブラウン管(CRT)34等を有し、C
RTに所望の地図及びカ−ソルを表示するようになって
いる。
【0023】経路探索処理 図6は経路探索処理の流れ図である。経路探索モ−ド
キーを操作して経路探索モ−ドにする。経路探索モ−ド
になると、制御部27は目的地点と出発地点が入力され
たか監視し、入力されると記憶部28に記憶する(ステ
ップ101)。出発地点SP(図3参照)と目的地点D
Pが入力されると、制御部27は出発地点と目的地点を
結ぶ直線SDLの距離Lを計算し(ステップ102)、
ついで距離Lのa%、b%を計算して出発地点と目的地
点を含む矩形領域RTARを設定する(ステップ10
3)。矩形領域RTARの設定処理が終了すると、制御
部27は矩形領域内に高速道路が存在するかを地図デー
タに含まれる道路情報を用いて判断し(ステップ10
4)、存在すれば2以上のインタ−チェンジが矩形領域
内に存在するか判断する(ステップ105)。
【0024】2以上のインタ−チェンジを有する高速道
路が存在する場合には、高速道路を含む少なくとも1つ
の経路を最短経路の候補として選ぶと共に(図4一点鎖
線参照)、高速道路と一般道路に所定の重み付け1:w
(w=2〜3)をして、各候補経路の出発地点から目的
地点までの総距離を求める(ステップ106)。つい
で、高速道路を含まない少なくとも1つの経路を最短経
路の候補として選び(図4点線参照)、各候補経路の出
発地点から目的地点までの総距離を求める(ステップ1
07)。そして、最後に、総距離が最短の経路を最適経
路として決定して経路探索処理を終了する(ステップ1
08)。
【0025】一方、ステップ104、105において、
2以上のインタ−チェンジを有する高速道路が存在しな
いことが判明すれば、制御部27はステップ107にお
いて高速道路を含まない,いくつかの経路を候補として
選び、これら候補経路の中から従来と同様に総距離が最
短の経路を探索して経路探索処理を終了する。尚、2以
上のインタ−チェンジを有する高速道路が存在する場合
には、高速道路を含む経路を優先し、高速道路を含む経
路の中から総距離が最短の経路を探索するように構成す
ることもできる。この場合、高速道路と一般道路に1:
wの重み付けをして、出発地点から目的地点までの総距
離が最短の高速道路を含む経路を探索する。
【0026】以上では出発地点と目的地点を含む矩形領
域を設定し、該矩形領域に高速道路が存在するか判断し
たが、必ずしも矩形領域である必要はなく、出発地点、
目的地点を中心とする半円とこれら半円の端点を結ぶ直
線で囲まれた領域を設定するなど種々の形状が考えられ
る。
【0027】
【発明の効果】以上本発明によれば、出発地点と目的地
点を含む広範囲の領域内に、2以上のインタ−チェンジ
を有する高速道路が存在するか否か判断し、存在する場
合には高速道路を含む経路を優先し、高速道路を含む経
路の中から総距離が最短の経路を探索するように構成し
たから、自動的に高速道路を使用する/しないの判断が
でき簡単に、且つ画一的に高速道路を考慮した経路探索
ができる。
【0028】又、本発明によれば、2以上のインタ−チ
ェンジを有する高速道路が存在する場合、高速道路を含
む少なくとも1つの経路を最短経路の候補として選ぶと
共に、高速道路を含まない少なくとも1つの経路を最短
経路の候補として選び、高速道路と一般道路に所定の重
み付けをして、各候補経路の出発地点から目的地点まで
の総距離を求め、総距離が最短の経路を探索するように
構成したから、高速道路を含まない経路を含めて最短距
離の経路を探索することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例構成図である。
【図2】地図データに含まれる道路情報(道路レイヤ)
の構成図である。
【図3】本発明の説明図である。
【図4】本発明の説明図である。
【図5】本発明の別の実施例構成図である。
【図6】経路探索処理の流れ図である。
【符号の説明】
11・・地図データ記憶装置 13・・出発地点入力部 14・・目的地点入力部 15・・距離計算部 16・・矩形領域設定部 17・・高速道路存在識別部 18・・経路探索部

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 出発地点から目的地点までの距離が最短
    の経路を地図データを用いて探索するナビゲ−ションに
    おける経路探索方法において、出発地点と目的地点を含
    む広範囲のエリアを設定し、該エリアに2以上のインタ
    −チェンジを有する高速道路が存在するかを地図データ
    に含まれる道路情報を用いて判断し、存在する場合に
    は、高速道路を含む経路の中より総距離が最短の経路を
    探索することを特徴とするナビゲ−ションにおける経路
    探索方法。
  2. 【請求項2】 高速道路と一般道路に所定の重み付けを
    して、出発地点から目的地点までの総距離が最短の経路
    を探索することを特徴とする請求項1記載のナビゲ−シ
    ョンにおける経路探索方法。
  3. 【請求項3】 経路に含まれる高速道路は入口から出口
    の間に所定数以上のインタ−チェンジを含むことを条件
    とする請求項1または2記載のナビゲ−ションにおける
    経路探索方法。
  4. 【請求項4】 発地点から目的地点までの距離が最短の
    経路を地図データを用いて探索するナビゲ−ションにお
    ける経路探索方法において、出発地点と目的地点を含む
    広範囲のエリアを設定し、該エリアに2以上のインタ−
    チェンジを有する高速道路が存在するかを地図データに
    含まれる道路情報を用いて判断し、存在する場合には、
    高速道路を含む少なくとも1つの経路を最短経路の候補
    として選ぶと共に、高速道路を含まない少なくとも1つ
    の経路を最短経路の候補として選び、高速道路と一般道
    路に所定の重み付けをして、前記各候補経路の出発地点
    から目的地点までの総距離を求め、総距離が最短の経路
    を探索することを特徴とするナビゲ−ションにおける経
    路探索方法。
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