JP3039226B2 - 経路計算方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、運転者による目的地等
の設定に応じて、道路地図メモリから出発地（車両の現
在位置でもよい）と目的地とを含む範囲の経路ネットワ
ークデータを読出し、この経路ネットワークデータに基
づいて目的地に到る最適経路を計算して運転者に示すこ
とができる経路計算方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より画面上に車両の位置方位等を表
示し、見知らぬ土地や夜間等における走行の便宜を図る
ために開発されたナビゲーション装置が知られている。
前記ナビゲーション装置は、ディスプレイ、方位セン
サ、距離センサ、道路地図メモリ、コンピュータを車両
に搭載し、方位センサから入力される方位データ、距離
センサから入力される走行距離データ、及び道路地図メ
モリに格納されている道路パターンとの一致に基づいて
車両位置を検出し、この車両位置を道路地図とともにデ
ィスプレイに表示するものである。

【０００３】この場合、出発地から目的地に至る走行経
路の選択をするために、運転者による目的地の設定入力
に応じて現在の出発地から目的地までの経路をコンピユ
ータにより自動的に計算する方法が提案されている（特
開平５−53504 号公報参照）。この方法は計算の対象と
なる道路を幾つも区切って、区切った点をノードとし、
ノードとノードとを結ぶ経路をリンクとし、出発地（目
的地でもよい）に最も近いノード又はリンクを始点と
し、目的地（出発地でもよい）に最も近いノード又はリ
ンクを終点とし、始点から終点に至るリンクのツリーを
全て探索し、ツリーを構成する経路のリンクコストを順
次加算して、目的地又は出発地に到達する最もリンクコ
ストの少ない経路のみを選択する方法である。

【０００４】この方法で経路を計算し、経路に沿って走
行していけば確実に目的地に到達するので、道を知らな
い運転者にとって便利である。前記経路計算の方法とし
て、従来提案されている方法をまとめると、次のように
なる。 通常のダイクストラ法：ツリーの探索過程において、
探索範囲の中から最小コストの経路１本を逐次探索し、
いずれかの経路が目的地に達したらループの処理を終了
する方法。 ポテンシャル法：探索範囲の中の経路をすべて探索
し、最終的に最小コストとなった経路を選ぶという方
法。

【０００５】前記との方法では、のダイクストラ
法が計算時間という点で優れているように見えるが、実
際には「最小コストの経路１本を逐次探索する」という
処理が必要になるため、のポテンシャル法に比べて計
算時間ははるかに長くなる（小林他「推奨経路表示機能
付ナビゲーションシステム」住友電気第１４１号，PP.1
55-160, １９９２年９月）。計算時間が長くなると、運
転者にとっての利用価値は著しく減少するので、計算時
間が短縮化できる方法が望まれる。

【０００６】したがって、現在では、のポテンシャル
法が採用されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近は
経路ネットワークデータベースが充実してきて、ポテン
シャル法によっても、計算時間が長くなるという傾向に
ある。詳説すると、従来では経路ネットワークのリンク
本数が比較的少なく、経路計算のループ回数が少なかっ
た。ところが、計算対象する道路を細い道路まで含める
などしてリンク本数が増えてくるとツリーが広がり、リ
ンクの探索回数が増える。なぜならば、ポテンシャル法
では、経路が異なれば同じリンクであっても、経路の数
だけ探索しなければならないからである。

【０００８】この結果、計算時間が大幅に増えてくる。
したがって、全体処理（経路ネットワークデータの読み
出し、リンクテーブルへの書換え、経路計算、地図表示
等）に占めるポテンシャル法による経路計算処理の時間
割合が飛躍的に増大し始めている。そこで、結局は経路
計算処理時間を短縮しなければ、全体時間の短縮化は望
めないという状況になってきた。そのためには、計算ル
ープ回数を減らさなければならない。

【０００９】本発明は、前記の問題に鑑みてなされたも
ので、ツリーを構成する経路のリンクコストを順次加算
するときに、上限コストを設け、計算ループ回数を増や
さないようにし、もって、計算時間を短くできる経路計
算方法及び装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めの発明の構成を説明する前に、経路計算の前提とした
いわゆるポテンシャル法について説明する。このポテン
シャル法は、請求項１の「…において」の部分に記載し
たように、計算開始リンクからスタートして、それに接
続するリンクを探索し、探索された接続リンクのトータ
ルコストが前に設定された同じリンクのトータルコスト
より小さくなれば、その値を当該接続リンクのトータル
コストに書換えるという手順を繰り返し、すべてのリン
クについて探索が終了すれば、トータルコストが最小の
リンクに着目して最適経路を決定する方法である。

【００１１】請求項１記載の経路計算方法では、このポ
テンシャル法を実行する場合に、探索しようとするリン
クが計算終了リンクであれば、そのトータルコストを上
限コストの設定値と比較し、上限コストの設定値よりも
小さければ上限コストを前記トータルコストの値に設定
し直し、以後手順(d) を繰り返すときに、第２のテーブ
ルに記入されたリンクのトータルコストを参照し、それ
が上限コストよりも高ければ、接続リンクを探索するこ
となくそのリンクについての処理を打切る。

【００１２】また、請求項２記載の経路計算装置は、前
記請求項１記載の方法を実行する装置である。

【００１３】

【作用】この経路計算方法及び装置によれば、探索され
るリンクが計算終了リンクであれば、そのリンクのトー
タルコストを上限コストとして設定し、この上限コスト
を超えるトータルコストを持つリンクについては、以後
接続リンクの探索処理が打ち切られる。

【００１４】これによって、最初に計算終了リンクにま
で到達した経路のコストを超える経路については、探索
が中止されるので、ループ回数の増大を防止することが
できる。

【００１５】

【実施例】以下本発明の実施例を示す添付図面に基づい
て詳細に説明する。本発明の経路計算方法を実施するナ
ビゲーション装置は、図２に示すように、方位センサ１
１と、距離センサ１２と、シフトセンサ１３と、道路地
図データ及び経路ネットワークデータを格納したディス
ク１４から記憶データを読出すメモリドライブ１５と、
距離センサ１２により検出される走行距離及び方位セン
サ１１により検出される走行方向変化量をそれぞれ積算
し、この積算データとメモリドライブ１５から読出され
た道路地図データとの比較に基いて車両位置を検出する
ロケータ１６と、所定範囲の道路地図の読み出し、経路
ネットワークデータを利用した最適経路の計算、車両の
誘導をするための表示用データの作成、音声出力装置１
８の制御、及びロケータ１６の制御等の種々の制御を行
うコントローラ１７と、ディスプレイ１９と、初期デー
タ等を設定するためのタッチキー２０とを有する。な
お、タッチキー２０に代えてリモコンキーでもよい。

【００１６】さらに詳細に説明すれば方位センサ１１
は、車両の走行に伴なう方位の変化を検出するものであ
り、ジャイロ等を使用することが可能である。距離セン
サ１２は、車両の速度、あるいは、車輪の回転数等に基
づく走行距離を検出するものであり、車輪速センサ、車
速センサ等が使用可能である。ロケータ１６は、距離セ
ンサ１２により検出される距離データ、及び方位センサ
１１により検出される方位変化データをそれぞれ積算し
て走行軌跡データを算出し、走行軌跡データとディスク
１４に格納されている道路のパターンとの比較（いわゆ
る地図マッチング法、特開昭64-53112号公報参照）に基
いて車両位置を検出する。なお、位置検出の精度をあげ
るためにビーコン受信機やＧＰＳ受信機を付加してもよ
い。

【００１７】ディスプレイ１９は、ＣＲＴ、液晶パネル
等の画面上にメニュー画面の表示、道路地図の表示、車
両の現在位置と方位の表示、最適経路の表示、目的地や
目印となる地点の表示、目的地までの方位と距離の表
示、複合交差点の形状拡大画面のウィンドウ表示等を行
うものである。また、ディスプレイ１９には、透明のタ
ッチキー２０が取付けられている。タッチキー２０は、
初期設定メニュー画面上で最適経路の選定基準（最短時
間経路、最短距離経路等）、地図の倍率、目的地等を入
力するものである。すなわち、経路誘導装置と運転者と
の対話を仲介している。

【００１８】ディスク１４は、道路地図（高速自動車国
道、都市高速道路、一般国道、主要地方道、一般都道府
県道、指定都市の一般市道、その他の生活道路を含む）
をメッシュ状に分割し、各メッシュ単位でノードとリン
クとを組み合わせたデータを記憶している。その他、鉄
道、川、地名欄、有名施設、運転者が予め登録した地
点、等高線等の表示用の背景データを含んでいてもよ
い。

【００１９】前記メッシュは、日本道路地図を経度差１
度、緯度差40分で分割し縦横の距離を約80Km×80Kmとし
た第１次メッシュと、この第１次メッシュを縦横８等分
し縦横の距離を約10Km×10Kmとする第２次メッシュとの
二重構造を持っている。ここでノードとは、一般に、道
路の交差点や折曲点を特定するための座標位置のことで
あり、交差点を表わすノードを交差点ノード、道路の折
曲点（交差点を除く）を表わすノードを補間点ノードと
いうことがある。

【００２０】各ノードを繋いだものがリンクである。リ
ンクデータはリンク番号、リンクの始点ノード及び終点
ノードのアドレス、リンクの距離、リンクを通過する方
向、その方向における所要時間、道路種別、道路幅、一
方通行や有料道路等の通行規制データ等からなる。この
ように、リンクデータの中にリンクの始点ノード及び終
点ノードのアドレスが入っていることから、リンクのみ
によっても地点を特定できる。なお、リンクによってリ
ンクの始点を特定する場合そのリンクを「出リンク」と
いい、リンクの終点を特定する場合そのリンクを「入リ
ンク」という。さらに、リンクデータにはリンクを通過
する方向が入っているので、１つのリンクを特定するこ
とにより、車両の進行方向も特定することができる。図
３は十字路を特定する４つの出リンクを、図４は十字路
を特定する４つの入リンクを例示している。以下の実施
例では、地点を特定するのに主に出リンクを用いるもの
とする。

【００２１】コントローラ１７の詳細を図５に示す。コ
ントローラ１７は、メモリドライブ１５を通してディス
ク１４から必要なデータを得るメモリ制御部２１、音声
出力装置に電子的に記録された音声を発声させる音声制
御部２５、ディスプレイ１９に必要な画像を表示させる
表示制御部２２、タッチキー２０で設定された入力情報
を処理する入力処理部２３、ロケータ１６の算出した車
両位置をデータとして取り込む車両位置認識処理部２
４、ポテンシャル法により目的地から出発地までの最適
経路を計算する経路計算処理部２６により構成されてい
る。

【００２２】経路計算処理部２６は、ディスク１４から
取り出された出発地及び目的地を含む一定の範囲のリン
ク情報に基づいて、リンクテーブルと、各リンクに接続
するリンクを探索するためのアークテーブルとを作成
し、これらのテーブルに基づいて最適経路を計算するＣ
ＰＵ２６ａと、上限コスト（後述）の値を記憶するメモ
リ２６ｂと、リンクテーブルとアークテーブルとピボッ
トテーブルとを蓄える主メモリ２６ｃとを備えている。
なお、リンクテーブルとアークテーブルとが、請求項１
の「第１のテーブル」に相当し、ピボットテーブルが
「第２のテーブル」に相当するものである。

【００２３】リンクテーブルは、ディスク１４から取り
出された出発地及び目的地を含む一定の範囲のリンクに
ついて、シーケンス番号、退出リンクのメッシュ番号、
進入リンクのメッシュ番号、アークテーブルへのポイン
タ、道路種別、そのリンクの経路上の前のリンク（以下
「前リンク」又は「進入リンク」という）へのポイン
タ、リンクコスト、リンク長及びトータルコストを記憶
している。

【００２４】前記シーケンス番号は０から昇順に設定さ
れた整数である。リンクコストとは、リンクを走行する
ときの時間を秒で表現したものである。実際には、リン
クコストは渋滞などで変わるものであるが、ここでは法
定速度走行時の所要時間を使う。トータルコストは経路
計算の途中経過を考慮した当該リンクへの到達コストで
ある。さらに正確には、あるリンクのトータルコストと
は、出発値から当該リンクまでつながった経路上の各リ
ンクのアークコストを総和したものとなる。ここで、ア
ークというのは、図６(a) に示すように、リンクの始端
ノードの直後から次のリンクの始端ノードの直後までを
いう。アークコストというのは、図６(b)に示すよう
に、当該リンクのリンクコストと当該リンクから退出す
るための右左折又は直進コストの和である。例えば、進
入禁止の場合、リンクコストは有限であっても直進コス
トは無限大となるので、アークコストも無限大となる。
信号がある場合、アークコストは、リンクコストに右左
折又は直進時の平均的な信号待ち時間を考慮したものを
足したコストとなる。

【００２５】また、リンクテーブルは、表には示してい
ないが、各リンクがピボットテーブルに登録されている
かどうかを示すビットを持っている。アークテーブル
は、シーケンス番号ごとにアークコスト、別メッシュフ
ラグ、同じリンクから出るアークのうち最後のアークか
どうかを示すアーク終端識別子、当該アークに接続する
接続リンクのリンクテーブルへのポインタ（リンクテー
ブルのシーケンス番号で示す）を記憶している。

【００２６】前記アークコストは、既に説明したとおり
であるが、例えばビーコン受信機を通して道路の渋滞情
報が入ってくれば、それを考慮した変更を行うこともで
きる。また、運転者が自分の好みに応じてコストを変更
することもできる。例えば、特定の種別の道路（高速道
路やフェリーなど）についてのみコストを上げたり下げ
たりすることができる。

【００２７】アーク終端識別子は、例えば１つのリンク
から３つのアークが出る場合を想定すると、１番目と２
番目とのアークについてはアーク終端識別子は０が割り
付けられ、３番目のアークについて１が割り付けられ
る。したがって、アークテーブルを用いて１つのリンク
に接続されるリンクを探索するとき、アーク終端識別子
が０のうちは、他の接続リンクが存在し、アーク終端識
別子が１になれば、もうこれ以上接続リンクはないこと
が分かるものである。

【００２８】ピボットテーブルは、リンクテーブルに記
憶されている多数のリンクのうち、現在計算に必要なリ
ンクのシーケンス番号等を記憶している先入れ先出し型
のテーブルである。さらに具体的な経路ネットワークを
想定して説明する。図７は、出発地と目的地とを含む経
路計算の対象となる範囲内のノードをＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，
Ｅ，Ｆとし、Ａを出発地ノードとし、Ｂを目的地ノード
としたリンク経路図を示す。全リンク数は、Ａ→Ｂ，Ａ
→Ｃ，Ｂ→Ａ，Ｂ→Ｃ，Ｂ→Ｅ，Ｂ→Ｆ，Ｃ→Ａ，Ｃ→
Ｂ，Ｃ→Ｄ，Ｄ→Ｅ，Ｅ→Ｂの１１本である。

【００２９】記憶されたテーブルの構造をそれぞれ表
１、表２に示す。表１はリンクテーブルであり、各リン
クについてシーケンス番号、退出リンクのメッシュ番
号、進入リンクのメッシュ番号、アークテーブルへのポ
インタ、道路種別又は前リンクへのポインタ、リンクコ
スト、リンク長、トータルコストの欄を備えている。

【００３０】

【表１】

【００３１】表２は、アークテーブルであり、シーケン
ス番号、アークコスト、別メッシュフラグ、アーク終端
識別子、リンクテーブルへのポインタの欄を備えてい
る。

【００３２】

【表２】

【００３３】なお、リンクテーブル、アークテーブルに
記入された数値は、リンクテーブル、アークテーブルの
実際の記憶状態を示すものではなく、後に経路計算手順
を説明するための都合で書き入れたものにすぎないこと
を断っておく。次に、リンクテーブル、アークテーブル
及びピボットテーブルを利用した経路探索手法を説明す
る。以下の計算では、出発地から目的地までツリーを作
って経路計算する方法を説明するが、これとは反対に目
的地から出発地までツリーを作って経路計算する方法で
もよい。

【００３４】図７を参照して、リンクＡ→Ｂ又はリンク
Ａ→Ｃから出発するとする。目的地はノードＢ付近であ
るとする。リンクテーブルのリンクＡ→Ｂに対応するシ
ーケンス番号０の欄を見ると、アークテーブルへのポイ
ンタは０を示しているので、アークテーブルのシーケン
ス番号０の欄を見る。リンクテーブルへのポインタは４
となっている。そこで、リンクテーブルのシーケンス番
号４の欄を見ると、シーケンス番号４のリンクは始端ノ
ードＢと終端ノードＥによって特定されるリンクＢ→Ｅ
である。したがって、リンクＡ→ＢにリンクＢ→Ｅが接
続されることが分かる。アークテーブルのアーク終端識
別子は０となっているので、リンクＡ→Ｂに続くアーク
が他にも存在する。そこで、アークテーブルを下に辿っ
て、シーケンス番号１の欄を見る。リンクテーブルへの
ポインタは３となっているので、リンクテーブルのシー
ケンス番号３の欄を見ると、リンクＢ→Ｃである。した
がって、リンクＡ→ＢにリンクＢ→Ｃも接続されること
が分かる。さらに、アークテーブルを下に辿って、シー
ケンス番号２の欄を見る。リンクテーブルへのポインタ
は１２となっているので、リンクテーブルのシーケンス
番号１２の欄を見ると、リンクＢ→Ｆである。したがっ
て、リンクＡ→ＢにリンクＢ→Ｆも接続されることが分
かる。ここで、アーク終端識別子は１となっているの
で、リンクＡ→Ｂに接続するリンクの探索はこれで終了
となる。

【００３５】次に、リンクＢ→Ｅに接続されるリンクを
探索する。リンクテーブルのシーケンス番号４の欄を見
ると、アークテーブルへのポインタはないので探索はそ
こで打ち切られる。次に、リンクＢ→Ｃに接続されるリ
ンクを探索する。リンクテーブルのシーケンス番号３の
欄を見ると、アークテーブルへのポインタは６となって
いる。そこで、アークテーブルのシーケンス番号６の欄
を見ると、リンクはリンクＣ→Ａである。アークテーブ
ルのシーケンス番号６の欄のアーク終端識別子は０とな
っているので、リンクＢ→Ｃに接続される他のアークが
存在する。そこで、アークテーブルのシーケンス番号７
の欄を見ると、リンクはリンクＣ→Ｄである。アークテ
ーブルのシーケンス番号７の欄のアーク終端識別子は１
となっているので、探索は、そこで打ち切る。

【００３６】次に、リンクＢ→Ｆに接続されるリンクを
探索する。このリンクは計算終了リンクであり、アーク
テーブルへのポインタはないので探索はそこで打ち切ら
れる。次に、リンクＣ→Ｄに接続されるリンクを探索し
て、リンクＤ→Ｅを見つける。

【００３７】以上のようにして接続リンクがツリーのよ
うに次々と求められる。求められたツリーは図８に示す
ようなものである。図８(a) はリンクＡ→Ｂから広がる
ツリーを示し、図８(b) はリンクＡ→Ｃから広がるツリ
ーを示す。ツリーは無限に広がるが、後述するように処
理に工夫を加えることにより、ツリーの途中で計算を打
ち切るようにしている。

【００３８】以上のようにしてリンクを次々と探索して
いく方法を説明したが、経路計算処理では、経路の探索
に加えて、アークコストを積算していって、最もコスト
の少ない最適な経路を計算する必要がある。そこで最適
経路計算の仕方を、フローチャート（図１，９）を用い
て詳細に説明する。

【００３９】まず、ＣＰＵ２６ａは、出発地、目的地を
含む一定の範囲のリンクデータをディスク１４から取り
出し、所定のプログラムに基づいて、リンクテーブルを
作成する。このとき、出発地、目的地を含む一定の範囲
が複数のメッシュを含むならば、メッシュ番号を連番に
振り直して記憶する。こうすることにより地図管理を容
易にし、高速のアクセスが可能になる。

【００４０】リンクテーブルの作成時、リンクテーブル
のトータルコストの値はすべて無限大（実際には、予想
されるトータルコストより２桁程度大きな値に設定すれ
ば十分である。）、前リンクなしとして初期設定する。
以下、図７の経路ネットワークを想定し、出発地リンク
（計算開始リンクという）をＡ→Ｂ及びＡ→Ｃ、目的地
リンク（計算終了リンクという）をＢ→Ｆとして最適経
路を計算する。

【００４１】ＣＰＵ２６ａは、計算開始リンクＡ→Ｂ及
びＡ→Ｃを取り出し、これらの計算開始リンクＡ→Ｂ及
びＡ→Ｃをピボットテーブルに登録する（ステップＮ
１）。ピボットテーブルに登録されたリンクを、以下
「ピボットリンク」という。これらのピボットリンクに
対応するトータルコストをリンクテーブル上で０にし、
メモリ２６ｂの上限コストは無限大にしておく（ステッ
プＮ２）。

【００４２】ＣＰＵ２６ａは、ピボットテーブルを参照
し、未処理ピボットリンクがあるかどうかを判定する
（ステップＮ３）。最初は何の処理もしていないので、
未処理ピボットリンク例えば計算開始リンクＡ→Ｂがピ
ボットテーブルに存在する。これを未処理ピボットリン
クとして取り出す（ステップＮ４）。そして当該リンク
Ａ→Ｂが計算終了リンクであるかどうか判断する（ステ
ップＮ５）。計算終了リンクでなければ、リンクＡ→Ｂ
のトータルコストが上限コストを越えているかどうか判
定する（ステップＮ８）。リンクＡ→Ｂのトータルコス
トは、リンクテーブル上で初期値０に設定され、上限コ
ストは無限大に設定されているので、ステップＮ８での
判定は“ＮＯ”になり、ステップＮ９に進む。ステップ
Ｎ９では、全アークの探索が終了したかどうかを判断す
る。探索が終了していなければ、ＣＰＵ２６ａは、リン
クＡ→Ｂにつながるリンクを探索するため、リンクＡ→
Ｂに対応するリンクテーブルを参照し、アークテーブル
へのポインタとアークコストを獲得する。その結果、前
述したように、アークテーブルでまずリンクＢ→Ｅが探
し出される。リンクＢ→Ｅのアークコストは、リンクＡ
→Ｂのリンクコスト７０に交差点Ｂでの右折コスト２を
加えたもの７２になる。リンクＡ→Ｂのトータルコスト
（０になっている）に前記アークコスト７２を加え、こ
れをリンクＢ→Ｅのトータルコスト７２とする（以上図
９のステップＮ１１）。このトータルコストが、リンク
テーブルに書込まれた接続リンクＢ→Ｅのトータルコス
ト（その初期値は無限大となっている）より小さいかど
うか判定する（ステップＮ１２）。

【００４３】最初は必ず小さくなっているので、ステッ
プＮ１３に進み、接続リンクＢ→Ｅのトータルコストを
リンクテーブル上で書き換える（ステップＮ１３）。次
に、リンクＢ→Ｅがピボットテーブルに存在するかどう
か調べる（ステップＮ１４）。この調査は、ピボットテ
ーブルのリンクを１本１本調べると時間がかかるので、
前述したリンクテーブル上の所定のビットに基づいて調
べるのである。ピボットテーブルに存在していなけれ
ば、リンクＢ→Ｅをピボットテーブルに登録する（ステ
ップＮ１５）。

【００４４】そしてリンクテーブル上で前リンクである
リンクＡ→Ｂへのポインタを記録する（ステップＮ１
６）。その後、ステップＮ９に戻り、当該リンクＡ→Ｂ
につながる他のリンクを探索するため、アークテーブル
のシーケンス番号１の欄を参照する。その結果、リンク
Ｂ→Ｃが探し出される。リンクＢ→Ｃのアークコスト
は、リンクＡ→Ｂのリンクコスト７０に交差点Ｂでの右
折コスト２を加えたもの７２になる。そして、リンクＡ
→Ｂのトータルコスト（０になっている）に前記アーク
コスト７２を加え、リンクＢ→Ｃのトータルコストとす
る（ステップＮ１１）。そして、このトータルコスト７
２をリンクテーブルに書込みまれたリンクＢ→Ｃのトー
タルコスト（その初期値は無限大になっている）より小
さいかどうか比較し（ステップＮ１２）、小さければ、
ＣＰＵ２６ａは、接続リンクＢ→Ｃのトータルコストを
リンクテーブル上で書き換えて７２にする（ステップＮ
１３）。次に、リンクＢ→Ｃがピボットテーブルに存在
するかどうか調べ（ステップＮ１４）、ピボットテーブ
ルに存在していなければ、リンクＢ→Ｃを登録する（ス
テップＮ１５）。そしてリンクテーブル上で前リンクで
あるリンクＡ→Ｂへのポインタを記録する（ステップＮ
１６）。

【００４５】その後、ステップＮ９に戻り、リンクＡ→
Ｂに対応するアークテーブルのシーケンス番号１の行の
アーク終端識別子を参照すると、０なので、接続リンク
が他にも存在する。その結果、リンクＢ→Ｆが探し出さ
れる。このリンクＢ→Ｆについても、前記と同じように
してアークコスト７０を求め、ノードＢでの直進コスト
１（直進コストが０でないのは交差点の信号待ち等を考
慮したからである）を加えてトータルコスト７１とし
（ステップＮ１１）、接続リンクＢ→Ｆのトータルコス
トをリンクテーブル上で書き換えて７２にする（ステッ
プＮ１３）。さらに、リンクＢ→Ｆをピボットテーブル
に登録し（ステップＮ１５）、リンクテーブル上で前リ
ンクであるリンクＡ→Ｂへのポインタを記録する（ステ
ップＮ１６）。

【００４６】その後、ステップＮ９に戻り、リンクＡ→
Ｂに対応するアークテーブルのシーケンス番号２の行の
アーク終端識別子を参照すると１なので、接続リンクが
他に存在しないことが分かる。その結果、ステップＮ３
に戻り、ピボットテーブルに未処理ピボットリンクがあ
るかどうかを判定する。未処理ピボットリンクとして計
算開始リンクＡ→Ｃがピボットテーブルに存在するの
で、これを取り出し（ステップＮ４）、計算終了リンク
であるかどうか判断し（ステップＮ５）、計算終了リン
クでなければ、ステップＮ８を経由してステップＮ９に
進む。ステップＮ９では、当該リンクＡ→Ｃにつながる
リンクを探索するが、この場合リンクＣ→Ｂ，Ｃ→Ｄが
探索される。トータルコストの算出と書き換え、ピボッ
トテーブルへの登録、前リンクへのポインタの登録は、
前に述べたのと同じ方法なので説明を省略する。

【００４７】その後ステップＮ３に戻り、次に未処理ピ
ボットリンクとしてリンクＢ→Ｅを取り出し、当該リン
クＢ→Ｅにつながるリンクを探索するが、存在しないの
で、次にピボットリンクＢ→Ｃについて、当該リンクＢ
→ＣにつながるリンクＣ→Ａを探索する。その結果、リ
ンクＣ→Ａについてアークコスト４２が求められ、前リ
ンクＢ→Ｃのトータルコスト７２に加算されて、値１１
４が、リンクテーブル上で接続リンクＣ→Ａのトータル
コストとして設定される。さらにリンクＣ→Ａはピボッ
トテーブルに登録され、前リンクであるリンクＢ→Ｃへ
のポインタが記録される。

【００４８】次に、当該リンクＢ→Ｃにつながる他のリ
ンクＣ→Ｄも探索され、その結果、リンクＣ→Ｄについ
てアークコスト４１が求められ、前リンクＢ→Ｃのトー
タルコスト７２に加算されて、値１１３が求められる。
ここでステップＮ１２において、リンクテーブル上の接
続リンクＣ→Ｄのトータルコストと比較される。前のト
ータルコストは２６であるので、ステップＮ１２では
「非小」の判定がなされるので、コスト書換えやリンク
接続替え等の処理はせず、ステップＮ９に戻る。したが
って、リンクＡ→Ｂ，Ｂ→Ｃ，Ｃ→Ｄと続く経路の探索
はここで打ち切られることになる。

【００４９】ステップＮ９では、当該リンクＢ→Ｃにつ
ながる他のリンクを探索するが、存在しないので、ステ
ップＮ３に戻り、次に未処理ピボットリンクであるリン
クＢ→Ｆを取り出す（ステップＮ４）。そして、リンク
Ｂ→Ｆについて、当該リンクＢ→Ｆが計算終了リンクで
あるかどうか判断する（ステップＮ５）。リンクＢ→Ｆ
は、計算終了リンクであるので、ステップＮ６に進み、
そのトータルコストを上限コストと比較する。リンクＢ
→Ｆのトータルコストは、既に述べたように７１であ
り、上限コストの初期値は無限大なので、ステップＮ７
に進み、このトータルコスト７１で上限コストを置き換
える。したがって、以後、上限コストとして７１の値が
設定される。そして、ステップＮ８でリンクＢ→Ｆのト
ータルコストがこの新しい上限コストと比較され、 （リンクＢ→Ｆのトータルコスト）＞上限コスト かどうか調べられる。いまは等号（＝）が成り立つの
で、ステップＮ８で“ＮＯ”と判断され、ステップＮ３
に戻る。

【００５０】さらに、未処理ピボットリンクであるリン
クＣ→Ｂが取り出される（ステップＮ４）。そして、リ
ンクＣ→Ｂについて、当該リンクＣ→Ｂにつながるリン
クが探索され、トータルコストの算出と書き換え、ピボ
ットテーブルへの登録、前リンクへのポインタの登録
が、前に述べたのと同様にして行われる。以下、いまま
でに述べたのと同様の手順により、図８のツリーを構成
するリンクが次々と探索され、トータルコストが条件に
応じて書き換えられていく。

【００５１】ここで例えば、リンクＣ→Ｄにつながるリ
ンクＤ→Ｅを探索する場合を考えると、そのトータルコ
ストは、リンクＣ→Ｄのトータルコストである２６と、
リンクＤ→Ｅのアークコストである６１（リンクＣ→Ｄ
のリンクコスト６０に直進コスト１を加えたもの）との
和８７である。したがって、リンクＤ→Ｅについて、ス
テップＮ８に判定をすれば、不等式 （リンクＤ→Ｅのトータルコスト）８７＞上限コスト７
１ が成立し、ステップＮ８で“ＹＥＳ”の判定がなされ、
リンクＤ→Ｅにつながるリンク例えばリンクＥ→Ｂは探
索されない。つまり、いったん上限コストが有限値に設
定されると、それ以上のトータルコストを持つリンクに
ついては、接続リンクの探索が打ち切られる。したがっ
て、無駄なリンクの探索をしなくて済むので、経路計算
時間が短縮化される。

【００５２】次に、例えば、リンクＣ→Ｂにつながるリ
ンクＢ→Ｆを探索する場合を考えると、そのトータルコ
ストは、リンクＣ→Ｂのトータルコストである２６と、
リンクＢ→Ｆのアークコストである３６（リンクＣ→Ｂ
のリンクコスト３５に直進コスト１を加えたもの）との
和６２である。当該リンクＢ→Ｆは、計算終了リンクで
あり、ステップＮ６においてそのトータルコストが上限
コスト７１と比較される。

【００５３】（トータルコスト６２）＜７１ の関係がなりたつので、ステップＮ７において上限コス
トとして６２が新たに設定される。したがって、以後の
処理においては、この低い方の値６２が上限コストとな
る。この意味は、一度計算終了リンクが探索され、その
トータルコストが上限コストとして設定された後であっ
ても、それ以下のトータルコストを持つ計算終了リンク
までの経路（近道）が探索されると、以後、この低い方
のトータルコストが上限コストとなることである。した
がって、常に、最短コストの経路を探し出すことができ
る。

【００５４】最後に、ステップＮ３において、ピボット
リンクがすべて処理済みとなると、経路の探索は終了し
たことになる。最後に、計算終了リンクＢ→Ｆの前リン
クを辿っていくことにより出発地から目的地に到る経路
が求められる。以上のようにして、最終的には、リンク
Ａ→Ｃ，Ｃ→Ｂ，Ｂ→Ｆが最適経路として確定する。

【００５５】計算終了リンクＢ→Ｆのトータルコスト欄
を参照すると、そのトータルコスト６２が出発地から目
的地までの最適経路コストとなる。

【００５６】

【発明の効果】以上のように、本発明の経路計算方法及
び装置によれば、探索が一度計算終了リンクまで到達す
れば、以後、その計算終了リンクまで到達するのに要し
たコストを超えるコストの経路については、探索が打ち
切られるので、ループ回数を減少させることができ、計
算処理時間を短くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の最適経路計算の方法を説明するフロー
チャートである。

【図２】本発明の経路計算方法を実行するナビゲーショ
ン装置を示すブロック図である。

【図３】十字路における出リンクの例を示す図である。

【図４】十字路における入リンクの例を示す図である。

【図５】コントローラの詳細構成図である。

【図６】トータルコストを説明するための簡単なリンク
構成図である。

【図７】出発地と目的地とを含む経路計算の対象とした
リンク構成図である。

【図８】接続リンクを次々と求めることによって得られ
たリンクのツリーを示す図である。

【図９】最適経路計算の方法を説明するフローチャート
（図１の続き）である。

【符号の説明】

１４ ディスク １７ コントローラ ２６ 経路計算処理部 ２６ａ ＣＰＵ ２６ｂ 初回探索フラグ ２６ｃ 主メモリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平野 和夫 大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友 電気工業株式会社大阪製作所内 (56)参考文献 特開 平２−184998（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−372985（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01C 21/00 G08G 1/0969

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】経路ネットワークを構成する各リンクのコ
   スト及びリンク相互の接続関係を記憶した経路ネットワ
   ークメモリと、 リンクごとに、このリンクの次に接続される１つ又は複
   数の接続リンクと、このリンクの前に接続される計算済
   の経路上のリンクと、このリンクを含む計算済の経路の
   トータルコストとを記入する欄を有する第１のテーブル
   と、 接続リンクを探索すべきリンクを記入する欄を有する第
   ２のテーブルとを用いて、 （ａ）出発地及び目的地の設定に応じて、経路ネットワ
   ークメモリから一定範囲の経路ネットワークデータを読
   み出し、 （ｂ）読み出された経路ネットワークを構成する各リン
   クのトータルコストの初期値を十分大きな値に設定し
   て、前記第１のテーブルの該当欄に書込み、 （ｃ）計算開始リンクを第２のテーブルに書込み、この
   第２のテーブルに書き込まれたリンクに対応する第１の
   テーブルのトータルコスト欄を初期値に設定し、 （ｄ）第２のテーブルに記入されたリンクについて、第
   １のテーブルを参照して接続リンクを探索し、探索され
   た接続リンクのリンクコストを前記第２のテーブルに記
   入されたリンクのコストに加え、この加えた値を、第１
   のテーブルに記入された当該接続リンクのトータルコス
   トと比較し、 （ｅ）比較の結果、加えられた値が大きければ、その接
   続リンクについての処理を打切り、小さければその値を
   第１のテーブルの当該接続リンクのトータルコストに書
   換えるとともに、前記第２のテーブルに記入されたリン
   クをこの接続リンクに到る計算済の経路上のリンクとし
   て書込み、 （ｆ）当該接続リンクを第２のテーブルに新たに記入し
   て、前記（ｄ），（ｅ）の処理を繰り返し、 （ｇ）第２のテーブルに記入された全てのリンクについ
   て接続リンクの探索が終了したときに、計算終了リンク
   を第１のテーブルから探し出し、そのリンクに到る計算
   済の経路上のリンクを順に辿っていくことにより、最適
   経路を決定する経路計算方法において、 前記手順（ｄ）において、第２のテーブルに記入された
   リンクが計算終了リンクであれば、そのトータルコスト
   を上限コストの設定値と比較して、上限コストの設定値
   よりも小さければ上限コストを前記トータルコストの値
   に更新し、以後手順（ｄ）を繰り返すときに、第２のテ
   ーブルに記入されたリンクのトータルコストを参照し、
   設定された上限コストよりも高ければ、接続リンクを探
   索することなくそのリンクについての処理を打切ること
   を特徴とする経路計算方法。
2. 【請求項２】経路ネットワークを構成する各リンクのコ
   スト及びリンク相互の接続関係を記憶した経路ネットワ
   ークメモリと、 リンクごとに、このリンクの次に接続される１つ又は複
   数の接続リンクと、このリンクの前に接続される計算済
   の経路上のリンクと、このリンクを含む計算済の経路の
   トータルコストとを記入する欄を有する第１のテーブル
   と、 接続リンクを探索すべきリンクを記入する欄を有する第
   ２のテーブルと、 請求項１記載の(a) 〜(g) の手順を実行することにより
   道路地図上の２地点間の最適経路を計算する経路計算処
   理手段と、を備える経路計算装置において、 前記経路計算処理手段は、前記手順(d) において、第２
   のテーブルに記入されたリンクが計算終了リンクであれ
   ば、そのトータルコストを上限コストの設定値と比較し
   て、上限コストの設定値よりも小さければ上限コストを
   前記トータルコストの値に更新し、以後手順(d) を繰り
   返すときに、第２のテーブルに記入されたリンクのトー
   タルコストを参照し、設定された上限コストよりも高け
   れば、接続リンクを探索することなくそのリンクについ
   ての処理を打切るものであることを特徴とする経路計算
   装置。