JP3479259B2

JP3479259B2 - 道路ネットワーク経路探索方法および装置

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Publication number: JP3479259B2
Application number: JP2000120873A
Authority: JP
Inventors: 啓介大西; 新菊池
Original assignee: Navitime Japan Co Ltd
Current assignee: Navitime Japan Co Ltd
Priority date: 2000-04-21
Filing date: 2000-04-21
Publication date: 2003-12-15
Anticipated expiration: 2020-04-21
Also published as: JP2001304888A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、道路ネットワーク
における、出発地点から目的地点までの経路を最小コス
ト条件下で探索するコンピュータシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、モバイル端末で経路探索の要求が
高まってきている。複雑な道路ネットワークにおいて
は、最適な経路を求めることは容易でない。ネットワー
クが複雑になると高性能のコンピュータをもってしても
計算時間が増加し、実質的に処理が不可能な事態とな
る。

【０００３】このような、実質的に計算不可能な事態に
対応すべく、様々な手法が提案されている。道路ネット
ワークに対するコンピュータを用いた最短経路探索でよ
く用いられるラベル確定法は、コンピュータの要処理時
間が少なくてすみ、迅速に回答を得られる。ラベル確定
法はこの方法の発明者の名をとってダイクストラ法と呼
ばれることもある。

【０００４】ラベル確定法を図１のようなネットワーク
で表現される。特定の地点に対応する図の丸印（○）を
「ノード」、そのノードとノードを結ぶ線は地点間の経
路に相当し、「リンク」と呼ぶ。数学的にはこれらのノ
ードとリンクの集合をグラフと呼び、リンクに向きが有
るものを有向グラフ、無いものを無向グラフと呼んでい
る。図１の例は有向グラフの例である。このようなシス
テムで、出発点のノードｓから目的点のノードｔへの経
路で、最も短くなるものを見い出す問題が最短路問題で
ある。

【０００５】ラベル確定法をコンピュータで実現するた
めに、ノードテーブルが用いられる。たとえば図１の例
において、下記のようなテーブルを作成しておけば、ラ
ベル確定法によって最短路が求められる。ノード番号出リンク終点ノードコスト入リンク始点ノードコスト＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝１１２５０１２５０１２３８０２３８０２３３２０３３２０２４４１５４４１５：：：：：：：：：：：：：：

【０００６】なお上記のテーブルでは、入リンクと出リ
ンクを同じ番号（図１の［］で囲んだ番号）とコストが
同じとしているが、始点ノードと終点ノードおよびそれ
を結ぶリンクが同じ経路としても、一般の場合には入リ
ンクと出リンクのコストは同じではないので、番号を変
えるのが普通である。したがって、図の例はむしろ特殊
なケースである。また、ノードテーブルの作り方は必ず
しも上記の例が唯一の方法ではなく、いくつかの方法が
提唱されている。

【０００７】交通網ネットワークの場合、ノードテーブ
ルは膨大な量になる。しかし、実際にカーナビゲーショ
ン（カーナビ）などで使われる交通網ネットワークで
は、ネットワークはメッシュ化して、メッシュ単位で読
み取られて経路探索や画面表示されている。この方がデ
ータを扱いやすいし、またメモリに限界のある端末での
扱いにおいては現実的である。さらにインターネットで
交通網ネットワークを配信する場合では、膨大な交通網
データを一度に取り寄せることは時間的にもコスト的に
も必ずしも有利とはいえない。

【０００８】交通網ネットワークをメッシュ化し、各メ
ッシュをファイル化した場合に問題になるのは、メッシ
ュとメッシュをつなぐリンクの扱いをどうするかであ
る。たとえば図２の（１）に示すように、メッシュＡと
それに隣接するメッシュＢがある場合、メッシュＡのノ
ードテーブルは、ノード番号出リンク終点ノード入リンク始点ノード＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝［４］Ｂ［７］Ｂであり、メッシュＢのノードテーブルは、ノード番号出リンク終点ノード入リンク始点ノード＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝［７］Ａ［４］Ａとなる（コストは省略）。ここで丸印の番号はノード番
号を表し、その前の英字はメッシュを表す。また［］の
番号はリンク番号を表す。

【０００９】道路ネットワークは年々変わるものであ
り、それに伴う道路ネットワークも改訂される。たとえ
ば、図２の（１）をｈ１年作成のネットワークが、ｈ２
年に図２の（２）に変更されたとしよう。ｈ２年におけ
るメッシュＡのノードテーブルは、ノード番号出リンク終点ノード入リンク始点ノード＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝［５］Ｂ［３］Ｂであり、メッシュＢのノードテーブルは、ノード番号出リンク終点ノード入リンク始点ノード＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝［３］Ａ［５］Ａとなる。同じネットワークであっても、ノード番号やリ
ンク番号を変えて作成した方が、前ネットワークの番号
を踏襲したときよりも自由なナンバリングが行え、交通
網ネットワークが作成しやすい。

【００１０】先に述べたように、インターネットでデー
タを取り寄せる場合には、メッシュ単位の方が効率的で
あり、また現実的であるために、すでに手元（たとえ
ば、すでに手持ちのCD-ROMあるいはインターネットで取
り寄せた全ネットワーク）にある道路ネットワークと結
合させて使用できれば便利である。ところが図２の例の
ような場合、手元のｈ１年ネットワークにｈ２年のメッ
シュＡだけのネットワークを取り寄せたときには、隣接
するメッシュＢとの整合性が取れなくなる。なぜならｈ
２年のメッシュテーブルＡはノードテーブルは、ノード番号出リンク終点ノード入リンク始点ノード＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝［５］Ｂ［３］Ｂであるのに対して、ｈ１年のメッシュＢのノードテーブルは、ノード番号出リンク終点ノード入リンク始点ノード＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝［７］Ａ［４］Ａとなる。本来なら、Ａの終点ノードはＢであり、Ｂ
の終点ノードＡでなければならない。またリンク番
号もちぐはぐになっている。このため、隣接メッシュ間
のつながりがなくなるだけでなく、正しいつながりが得
られないために、間違ったノードテーブルによる経路探
索が行われ、正しい経路が求まらないことになる。

【００１１】そこでこのような問題に対処するために、
リンクがメッシュ間を越える場合には境界でノードを発
生させ、そこにおけるノード番号を固定させるという考
え方がある。たとえば図３の例のように、隣接するメッ
シュＡとメッシュＢの境界線に、メッシュＡ側ではノー
ドを、メッシュＢ側ではを発生させ、独立してノー
ド管理する。このノードを区画辺ノードあるいは区画辺
点といい、各メッシュのノードテーブルを図４の形式で
作成し、区画辺ノード番号を、それが存在する間は番号
を不変にする。図４の形式に従ってｈ１年度の交通網ネ
ットワークを記述すると、メッシュＡの区画辺ノードテ
ーブルは、となる（入リンクは省略）。一方、ｈ２年度の交通網ネ
ットワークでは、メッシュＡの区画辺ノードテーブル
は、となる。ここで重要な点は、接合ノード（隣接メッシュ
接合ノード）の番号が変更前と変更後で変わっていない
ことである。

【００１２】たとえば、ｈ２年度のメッシュＡとｈ１年
度のメッシュＢを接合させた場合、区画辺でのノードテ
ーブルは以下のようになる。メッシュＡの区画辺ノード
テーブルは、となる。隣接メッシュ接合ノード番号は不変であるか
ら、図５に示すような年度を超えたネットワークの融合
が整合性を損なわずに作れることになる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】多くのナビゲーション
システムでは、コンピュータ上の問題解決策手段として
様々な方法が用いられているが、最小コストという条件
で経路探索をする場合には、基本的にはラベル確定法が
用いられている。一般的なラベル確定法では、経路探索
の対象となるネットワークデータは一つにまとめられて
いるが、データ量の関係で複雑に分断されたネットワー
クデータを用いなければならない場合もある。たとえ
ば、モバイル端末で歩行者ナビゲーションシステムやカ
ーナビゲーションシステムを実現する場合、小型軽量と
いう制約があるために、記憶領域にかなりの制約がある
場合が多い。そのため、必要な地図領域だけをダウンロ
ードして使えるように、地図データをメッシュ構造に分
断させている。

【００１４】隣接地域の地図データを個別に扱わねばな
らない場合、ラベル確定法を用いて、隣接メッシュ地域
のデータを含む経路探索を行うためには、隣接メッシュ
地域との関係を定めておく必要がある。この隣接メッシ
ュ地域との関係の定め方は様々な方法が考えられる。モ
バイルなどの小メモリ容量の中での経路探索を意識した
場合、データができるだけ小さなことが望ましい。

【００１５】地図データをメッシュ化することによっ
て、必要範囲のデータを取り出すことができ、効率のよ
いメモリ管理が行える。また、インターネットなどでデ
ータを取り寄せる場合にも、必要なメッシュ単位でのア
クセスでよく、通信効率アップも図れる。とはいえ、地
図データはデータ容量が大きいために、一度に広域のデ
ータを取り寄せたのでは、通信時間が掛かりすぎるなど
の問題点がある。

【００１６】これまでのカーナビは、CD-ROMに格納され
た経路探索データを使っているために、道路が新しくで
きたり、あるいはなくなったりしても、新しいCR-ROMを
購入しない限り、古いデータでの探索しか行えなかっ
た。今後、携帯電話などを用いたコンピュータネットワ
ーク通信で、最新の経路探索ネットワークデータをカー
ナビ端末側に送信することができるようになれば、常に
最新のデータで経路探索ができるようになる。たとえ
ば、データファイルのヘッダーにデータ作成日付情報を
書き込み、端末側とサーバー側が異なる時期のデータで
あれば、端末側にあるデータのをすべて破棄してサーバ
ー側のデータですべて更新すればよい。

【００１７】しかしこれでは、すでに多くのメッシュを
端末側にダウンロードしてある場合、新しく１枚のメッ
シュ地図をダウンロードしただけでも、ノードのナンバ
リグが変更されていたりしたときには、いままでのデー
タが利用できず、結局はすべてのメッシュを新しいメッ
シュで書き換えなければならない。要するに、変更のあ
るメッシュのみを取り寄せて更新する方法は従来の考え
方ではできなことになる。全データを最新のデータで更
新することは、先にも述べたように通信時間が掛かり、
時間的にもコスト的にも好ましいものではない。

【００１８】このような問題点を解決するために、各メ
ッシュが各データ作成時期ごとのすべての隣接メッシュ
結合ノードを持てば、隣接するメッシュのデータ作成時
期をヘッダー等で確認して解決できるが、データ更新す
ればするほどデータ量が増え続けるために、実用的でな
い。また、今回の問題は毎年ノード番号とリン番号が変
わるため、古いデータを隣接メッシュ接合ノードデータ
が使えなくなるということであるから、ある規則に則っ
て道路網に対し、ノード番号を付けていけば、すべての
ノードが実在する限り同じ番号を持ち続けさせるという
方法も考えられる。しかしこの方法においても、道路は
増えたり減ったりするので、増えた部分を見込んで領域
をあらかじめ確保しておかなければならず、将来の増加
番号の見通しの立て方が難しいことと、規則を設けたと
しても、ネットワーク更新に当たりノード番号、リンク
番号の振り方が難しいことである。それに第一、無駄な
領域（未使用の領域）が必要となり、実用的でない。

【００１９】この問題の解決策として、従来技術で挙げ
た区画辺点のノード番号をそのノードが存在する間は不
変に保つという方法である。この方法を用いれば、異な
る年度のネットワークを融合させた場合にも、年度を超
えてメッシュ間の対応が取れるために、経路探索に何の
支障もなく行える。しかも、区画辺上のノード番号のみ
年度を継承すればよいから、区画辺上外のノード番号は
自由に付けられ、他のメッシュを意識することなくナン
バリングが行えることである。ただし、この方法ではノ
ードの消滅した場合でも、そのノード番号は永久欠番と
して利用できないという問題点がある。

【００２０】そこで本発明の目的とするところは、メッ
シュ単位に自由にノード番号が付けられ、しかもメッシ
ュ状に分断された道路ネットワークデータに対して、作
成時期の異なるメッシュデータを混在させても整合性が
失われず、従来のラベル確定法を用いて効率的に経路探
索を可能にする方法を提唱することである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載された発明は、道路ネットワークが
メッシュ状に分断され、なおかつ異なる時期に作成され
たデータが混在し、前記データを用いて出発地点から目
的地点までの経路を、地点をノード、地点間をリンクと
して道路ネットワークを表現し、コンピュータを用いて
ラベル確定法によりコストとして移動時間または移動距
離などを用いて、最短コスト条件下で探索する道路ネッ
トワーク経路探索方法において、(1)メッシュに分割さ
れた道路ネットワークデータは、特定の地点に対応する
ノード、そのノードとノードを結ぶ線は地点間の経路で
あるリンクで表現され、メッシュの境界をリンクが越え
る場合は、メッシュ区画辺上にノードを設定し、(2)前
記区画辺上のノードについては作成時期に係わらず地図
上に固定した緯度経度座標値を付与し、(3)ラベル確定
法による経路探索処理によって、最小ポテンシャルを探
索しながら仮ラベルと永久レベルをメッシュ番号とノー
ドとで設定し、仮ラベルを永久ラベルに変更したノード
が区画辺上のノードのときは、隣接するメッシュ内にお
いて前記区画辺上のノードと同一の緯度経度座標のノー
ドについて、再度、経路探索処理を行う道路ネットワー
ク経路探索方法とする。

【００２２】請求項２に記載された発明は、道路ネット
ワークがメッシュ状に分断され、なおかつ異なる時期に
作成されたデータが混在し、前記データを用いて出発地
点から目的地点までの経路を、地点をノード、地点間を
リンクとして道路ネットワークを表現し、コンピュータ
を用いてラベル確定法によりコストとして移動時間また
は移動距離などを用いて、最短コスト条件下で探索する
道路ネットワーク経路探索システムにおいて、(1)メッ
シュに分割された道路ネットワークデータは、特定の地
点に対応するノード、そのノードとノードを結ぶ線は地
点間の経路であるリンクで表現され、メッシュの境界を
リンクが越える場合は、メッシュ区画辺上にノードを設
定し、(2)前記区画辺上のノードについては作成時期に
係わらず地図上に固定した緯度経度座標値を付与する手
段、(3)ラベル確定法による経路探索処理によって、最
小ポテンシャルを探索しながら仮ラベルと永久レベルを
メッシュ番号とノードとで設定し、仮ラベルを永久ラベ
ルに変更したノードが区画辺上のノードのときは、隣接
するメッシュ内において前記区画辺上のノードと同一の
緯度経度座標のノードについて、再度、経路探索処理を
する手段を備えた道路ネットワーク経路探索システムと
する。

【００２３】請求項３に記載された発明は、道路ネット
ワークがメッシュ状に分断され、なおかつ異なる時期に
作成されたデータが混在し、前記データを用いて出発地
点から目的地点までの経路を、地点をノード、地点間を
リンクとして道路ネットワークを表現し、コンピュータ
を用いてラベル確定法によりコストとして移動時間また
は移動距離などを用いて、最短コスト条件下で探索する
道路ネットワーク経路探索において、(1)メッシュに分
割された道路ネットワークデータは、特定の地点に対応
するノード、そのノードとノードを結ぶ線は地点間の経
路であるリンクで表現され、メッシュの境界をリンクが
越える場合は、メッシュ区画辺上にノードを設定し、
(2)前記区画辺上のノードについては作成時期に係わら
ず地図上に固定した緯度経度座標値を付与し、(3)ラベ
ル確定法による経路探索処理によって、最小ポテンシャ
ルを探索しながら仮ラベルと永久レベルをメッシュ番号
とノードとで設定し、仮ラベルを永久ラベルに変更した
ノードが区画辺上のノードのときは、隣接するメッシュ
内において前記区画辺上のノードと同一の緯度経度座標
のノードについて、再度、経路探索処理する手順をコン
ピュータで実行するプログラムを記録した記録媒体とす
る。

【００２４】本発明の経路探索手法を説明する。なおこ
こで、ポテンシャルは、出発点（出発ノード）からの距
離または時間を表す。すなわち以下の経路探索は、出発
点からの距離または時間が最小になるように、ラベル確
定法を改良した処理である。

【００２５】ステップ１（初期値設定）：出発ノードｓ
に特別な仮ラベル（＊、０）を付け、それ以外のノード
には仮ラベル（Φ,∞）を付ける。ここで、＊は出発ノ
ードであり、どのリンクも入って来ないということを意
味する。またΦは、まだこのノードにどのリンクも到達
していないことを意味する。これを「ノードを未探索」
と呼ぶ。

【００２６】ステップ２（最小ポテンシャルの探索処
理）：仮ラベルを付けたノードのうち、最小ポテンシャ
ルのノードを探索し、それを最小ポテンシャルノードｖ
とする。この最小のポテンシャルを持つノードｖが、目
的ノードの場合は終了する。そうでなければ、仮ラベル
のノードのうち、ポテンシャルが最小のノードｖを求め
ステップ３へ進む。

【００２７】ステップ３（経路探索処理）：ノードｖか
ら出るリンクａで接続する終点ノードをδ^-a、これに掛
かるコストをｄ（δ^-a）としたとき、起点からのすでに
求められているノードｖのポテンシャルをｐ（ｖ）とす
ると、ノードδ^-aのポテンシャルはｐ（ｖ）＋ｄ（ａ）となる。すでにノードδ^-aに対して設定されているポテ
ンシャルをｐ（δ^-ａ）としたとき、ｐ（ｖ）＋ｄ
（ａ）がｐ（δ^-a）より小さければ、ｐ（ｖ）＋ｄ（ａ）を新たなポテンシャルｐ（δ^-a）とし、仮ラベルを（ａ，ｐ（δ^-ａ））とする。上記の処理をしたあと、ノードｖの仮ラベルを
永久ラベルとする。その後、ノードｖが区画辺ノードの
場合はステップ４へ、そうでない場合はステップ２（最
小ポテンシャルの探索処理）に戻る。

【００２８】ステップ４（隣接メッシュ接合・経路探索
処理）：ノードｖと隣接するメッシュの区画辺上のノー
ドをｗとした場合、ｖの経度緯度座標値とｗの経度緯度
座標値を比較し、経度緯度座標値が等しくなるｗをｖの
隣接メッシュ接合ノードと判断し、ノードｗを新たにノ
ードｖとし、上記のステップ３と同様に経路探索処理を
行い、ノードｖのラベルを永久ラベルとしてステップ２
へ戻る。

【００２９】ステップ５（終了処理）ｖを永久ラベル化し、ｖから永久ラベルを逆経路をたど
って出発地点までの経路を要求される形式で出力する。

【００３０】経度緯度座標値の比較は以下のように行
う。たとえば、メッシュＡの区画辺点ノードのノード番
号ｍ、その経度緯度座標値（ｘ_a，ｙ_a）、メッシュＢの
区画辺点ノードのノード番号ｎ、その経度緯度座標値
（ｘ_b，ｙ_b）とした場合、各メッシュにおける区画辺ノ
ードデータは、メッシュＡ：ノード番号ｍ、経度緯度座標値（ｘ_a，
ｙ_a）メッシュＢ：ノード番号ｎ、経度緯度座標値（ｘ_b，
ｙ_b）と登録する。一方、実行時に経路探索でメッシュＡのノ
ードｍが処理の対象となったとき、隣接するメッシュＢ
の区画辺点の経度緯度座標値とノードｍの経度緯度座標
値を比較し、ｘ_a＝ｘ_b かつｙ_a＝ｙ_b となった場合、メッシュＡのノードｍとメッシュＢのノ
ードｎは接合すると判断する。

【００３１】経度緯度座標値（ｘ_a，ｙ_a）、経度緯度座
標値（ｘ_b，ｙ_b）を（緯度，経度）とすれば、この値は
ノードが存在する間、不変（一定）である。メッシュ更
新時、旧ノード番号にこだわらずにまったく新しいノー
ド番号を付け直してもよく、またノードが消滅したとき
には、消滅したノード番号を新たに使用することも可能
である。したがって、ネットワークの更新時、新旧のノ
ード番号に拘束されないナンバリングが可能となる。た
だし、実行時間に経度緯度座標値の比較を行うために、
多少の時間が掛かる。

【００３２】そこで、新規のメッシュデータをロードし
たときに、そのメッシュに接合する隣接メッシュ接合ノ
ードデータをすべて変更し、その変更データをファイル
に書き出しておけば、実行時（経路探索時）のチェック
は不要となり、速度アップが図れる。

【００３３】

【発明の実施の形態】本発明では、ノードテーブルを図
６または図７の形式で持つ。図６は区画辺ノードに経度
緯度座標値を持たせ、図７の区画辺ノードには経度緯度
座標値と隣接メッシュ接合ノードデータを持たせる。前
者は実行時に隣接メッシュ接合ノードをチェックする場
合に用い、後者は実行時に接合ノードをチェックするこ
ともできるが、新しいメッシュを入手した段階で入手し
たメッシュとそれに隣接メッシュの隣接メッシュ接合ノ
ードデータを更新する場合に用いる。図８の例で見てみ
よう（区画辺のみ記述）。

【００３４】図８において各年度の区画辺点の経度緯度
座標値と隣接メッシュ接合ノードデータは以下の通りと
なる。ｈ１年度版メッシュＡのノードテーブルメッシュＢのノードテーブルＡ：（ｘ₁，ｙ₁）ＢＢ：（ｘ₁，ｙ₁）ＡＡ：（ｘ₂，ｙ₂）ＢＢ：（ｘ₂，ｙ₂）ＡＡ：（ｘ₃，ｙ₃）ＢＢ：（ｘ₃，ｙ₃）Ａｈ２年度版ＡメッシュのノードテーブルＢメッシュのノードテーブルＡ：（ｘ₁，ｙ₁）ＢＢ：（ｘ₁，ｙ₁）ＡＡ：（ｘ₃，ｙ₃）ＢＢ：（ｘ₃，ｙ₃）ＡＡ：（ｘ₄，ｙ₄）ＢＢ：（ｘ₄，ｙ₄）Ａこのテーブルからわかることは、区画辺上の接合ノード
は、経度緯度座標値（ｘ、ｙ）が同じであり、ノード番
号と隣接メッシュ接合ノードデータの番号が１対１の関
係になっていることである。メッシュ間の接合ノードは
同一点であることを考えれば当然の結果といえよう。

【００３５】ここでｈ１年度のネットワークにｈ２年度
のメッシュＢをインターネットから入手したとしよう。
このとき、取り寄せたメッシュと元のメッシュのノード
テーブルをそのまま表記すると、以下のようになる。融合ネットワークメッシュＡのノードテーブルメッシュＢのノードテーブル ……（Ｔ１）Ａ：（ｘ₁，ｙ₁）ＢＢ：（ｘ₁，ｙ₁）ＡＡ：（ｘ₂，ｙ₂）ＢＡ：（ｘ₃，ｙ₃）ＢＢ：（ｘ₃，ｙ₃）ＡＢ：（ｘ₄，ｙ₄）Ａ上記の表（Ｔ１）は、ｈ１年度にあった経度緯度座標
（ｘ₂，ｙ₂）のノードＢが消滅し、新たにｈ２年度に
経度緯度座標（ｘ₄，ｙ₄）にノードＢができている。
新旧を混在させるのであるから、新旧のノードの対応が
メッシュＡとメッシュＢの間で取れないのは当然であ
る。しかし、同じ経度緯度座標にあるノード番号に対応
が取れないのは問題がある。少なくても融合ネットワー
クは図８の（３）で示すノード番号の対応をしていなけ
ればならない。上記のノードテーブルが図８の（３）の
ような対応ができていないのは、新旧のテーブルをその
まま踏襲しているからである。

【００３６】上記のテーブルで不変なのは経度緯度座標
値である。この経度緯度座標値をもとに上記の区画辺上
の隣接メッシュ接合ノードデータを書き換える。その手
順は以下のように行う。（処理１）：新たに読み取ったメッシュ（新メッシュ）
の区画辺上のノード番号順に区画辺上ノードの経度緯度
座標値と、隣接メッシュ（旧メッシュ）の隣接メッシュ
接合ノードデータの経度緯度座標値とを比較し、同じ値
の経度緯度座標値を見出したときには、その経度緯度座
標に対応する相手方のノード番号を新たに隣接メッシュ
接合ノードデータとする。もし隣接メッシュに対応する
経度緯度座標値がないときには、適当な記号を用いて相
手方なしの印を隣接メッシュ接合ノードデータに付け
る。（処理２）：（処理１）と同じ処理を隣接する旧メッシ
ュ側から行い、旧メッシュの隣接メッシュ接合ノードデ
ータを新メッシュのノード番号で書き換える。

【００３７】上記の手順でテーブルの書き換えを具体的
に行ってみよう。まず（処理１）から行うと、Ｂの経
度緯度座標値は（ｘ₁，ｙ₁）であるから、このＢに隣
接するメッシュＡから経度緯度座標値が（ｘ₁，ｙ₁）の
ものを探す。検索の結果、Ａが条件に合うから、メッシュＡのノードテーブルメッシュＢのノードテーブルＡ：（ｘ₁，ｙ₁）ＢＢ：（ｘ₁，ｙ₁）Ａとなる。上記の手順説明では（処理１）と（処理２）に
分けたが、経度緯度座標値が同じということは同じ点
（同一ノード）であるから、Ａが選び出された時点
で、メッシュＡのノードＡの隣接メッシュ接合ノード
データをＢで置き換えられることがわかる。したがっ
て、（処理２）を丁寧に行わなくても、上記のようなデ
ータ書き換えが同時に行える。具体的には、図９に示す
処理を行っていることになる。

【００３８】次にＢについて経度緯度座標値（ｘ₃，
ｙ₃）で相手方ノードを探すと、Ａが検出される。そ
の結果、メッシュＡのノードテーブルメッシュＢのノードテーブルＡ：（ｘ₃，ｙ₃）ＢＢ：（ｘ₃，ｙ₃）Ａとなる。同様にＢについて同じ処理を行うと、対象と
なるノードが見つからないから、メッシュＡのノードテーブルメッシュＢのノードテーブルＢ：（ｘ₄，ｙ₄） − となる。ここで、“−”は対象ノードがないことを表
す。

【００３９】（処理２）に従って、メッシュＡからメッ
シュＢを見たとき、まだ書き換えられていないメッシュ
Ａのノードのみを調べる。ここではＡがまだ更新され
ていないから、経度緯度座標値（ｘ₂，ｙ₂）で相手方ノ
ードを調べると、対応するノードがないから、テーブル
は、メッシュＡのノードテーブルメッシュＢのノードテーブルＡ：（ｘ₂，ｙ₂） − となる。

【００４０】以上をまとめるとテーブルＴ１は書き換
えられ、メッシュＡのノードテーブルメッシュＢのノードテーブル ……（Ｔ２）Ａ：（ｘ₁，ｙ₁）ＢＢ：（ｘ₁，ｙ₁）ＡＡ：（ｘ₂，ｙ₂） − Ａ：（ｘ₃，ｙ₃）ＢＢ：（ｘ₃，ｙ₃）ＡＢ：（ｘ₄，ｙ₄） − となる。図９に示すメッシュＢに隣接するすべてのメッ
シュ（図の斜線部）についてもまったく同じ処理となる
から、ここでは説明を省略する。これによって、図８の
（３）の関連を正しくテーブル化することができたこと
になる。

【００４１】メッシュＡ内の出発点からメッシュＢ内の
目的点に行く場合、ノードテーブル（Ｔ２）をもとに経
路探索をしたとき、すでにｈ２年には消滅しているノー
ドＡも経路探索に含まれるが、メッシュＢにつながる
がないために、探索はＡで探索は途絶え、この道路を
通る経路は選択されない。またメッシュＡでは新しくで
きた道路（ノードＢ経由の道路）がないために、この
道路を経由する経路は選択されない。一方、メッシュＢ
内の出発点からメッシュＡ内の目的点に行く場合、新し
い道路（ノードＢ経由の道路）はノードＢの相手方
ノードがないために、経路として選ばれない。すでに消
滅している道路（ノードＡ経由の道路）は、ｈ２年に
はそれに対応するノードがないために、やはり経路とし
て探索されない。以上のように、新規に入手したメッシ
ュ（新メッシュ）に新たにできている道路が相手方旧メ
ッシュにない場合には、その道路は経路として選択され
ない。これは、新旧のズレがあるために止む得ない。こ
れに対してすでに消滅している道路は、たとえ旧メッシ
ュにその道路が残っていたとしても、経路として選ばれ
ないために、問題はない。新しい道路ネットワークで新
しい道路が最小コストになる可能性があっても、最短経
路（最小コスト経路）として新しい道路は選ばれないこ
とはあっても、消滅した道路を経由する道路を選ぶこと
はない。したがって、利用者の問題となるような経路
（たとえば行き止まりの道）が選択されることなく、融
合ネットワークで従来通りのラベル確定法がそのまま使
用でき、そのネットワークでのベストな経路探索が可能
となる。

【００４２】なお、実行時に隣接メッシュ間の接合ノー
ドを検索する方法では、上記の隣接メッシュ接合ノード
データを求める処理をその区画辺点に達するごとに実行
する。したがって、実行時間（経路探索時間）は掛かる
が、隣接メッシュ接合ノードデータを持たないだけデー
タ量を減らすことができる。

【００４３】区画辺点は、隣接するメッシュ内の区画辺
点としか接合しないので、隣接メッシュ接合ノードの検
索は隣接するメッシュ内の区画辺点だけを対象とすれば
良く、実行時に検索しても負荷はあまり大きくない。も
し道路網が格子状になっており、ｎ＊ｎのネットワーク
構造である場合、区画辺点は４ｎ個である。分割メッシ
ュ配信型のネットワークは約１ｋｍ四方のデータで配信
されることが予想され、３０ｍ間隔で道路が存在する密
なネットワークであっても１辺約３０個で1メッシュあ
たり１２０個が最大値と考えられる。単純に自分のメッ
シュ内から隣接メッシュ内の隣接メッシュ接合ノードを
区画辺点内で総当りで考えると１２０＊１２０＊１／２
＝７２００回になるので、これでは負荷が大きい。これ
は実際の道路では首都圏の最も密度の濃い地域よりも条
件が厳しいので、この条件でクリアできれば実用的であ
るといえる。

【００４４】そこで、図１０に示すように、区画辺をメ
ッシュの上下左右の４辺でブロック分けし、さらにそれ
ぞれのブロック内で経度緯度座標でソーティングする。
経度緯度座標でソーティングされていれば２分木法が使
えるようになるので1回の検索がlog2（１２０／４）＝
５回となる。従って、この手法を用いれば、実行時間内
においても十分なパフォーマンスを得ることができる。
図１１は図６のデータ構造を実行時間内で隣接メッシュ
接合ノードが高速に検索できるようにしたデータ構造図
である。

【００４５】

【発明の効果】本発明は新旧のメッシュデータが混在し
ても、経路探索が行えることである。このため、将来メ
ッシュ単位で道路ネットワークデータのインターネット
の配信サービスが行われたときに、必要とする最新のメ
ッシュデータのみ取り寄せれば、現在使用している古い
道路ネットワークデータと融合し、実質的に最新の道路
ネットワークのもとでの経路探索が可能となる。これに
よって、通信時間の短縮化と通信コストの削減が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ラベル確定法を用いて最適解を求める方法を説
明するためのネットワーク図である。

【図２】異なる年度に作成した道路ネットワークにおい
て、区画辺を越えるノード間のノード番号とリンク番号
の変わり方を示した図である。

【図３】異なる年度に作成した道路ネットワークにおい
て、区画辺上のノード番号を固定した場合の例を示した
図である。

【図４】従来技術におけるノードテーブルの説明図であ
る。

【図５】異なる年度に作成したメッシュを混在させた場
合の道路ネットワークの区画辺を中心に見たノードのつ
ながりを説明するための図である。

【図６】本発明のノードテーブルの説明図である（区画
辺点にノードデータと経度緯度座標値を有する場合）。

【図７】本発明のノードテーブルの説明図である（区画
辺点にノードデータ、経度緯度座標値および隣接メッシ
ュ接合ノードデータを有する場合）。

【図８】本発明の経度緯度座標値で異なる年度のメッシ
ュを融合させたときの区画辺上のノードのつながりを説
明するための図である。

【図９】本発明の経度緯度座標値で区画辺ノードのノー
ド番号を更新する方法の説明図である。

【図１０】区画辺点を４辺でブロック分けした説明図で
ある。

【図１１】図６のデータ構造を実行時間内で隣接メッシ
ュ接合ノードが高速に検索できるようにしたデータ構造
図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01C 21/00 G08G 1/0969 G09B 29/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】道路ネットワークがメッシュ状に分断さ
れ、なおかつ異なる時期に作成されたデータが混在し、
前記データを用いて出発地点から目的地点までの経路
を、地点をノード、地点間をリンクとして道路ネットワ
ークを表現し、コンピュータを用いてラベル確定法によ
りコストとして移動時間または移動距離などを用いて、
最短コスト条件下で探索する道路ネットワーク経路探索
方法において、(1)メッシュに分割された道路ネットワ
ークデータは、特定の地点に対応するノード、そのノー
ドとノードを結ぶ線は地点間の経路であるリンクで表現
され、メッシュの境界をリンクが越える場合は、メッシ
ュ区画辺上にノードを設定し、(2)前記区画辺上のノー
ドについては作成時期に係わらず地図上に固定した緯度
経度座標値を付与し、(3)ラベル確定法による経路探索
処理によって、最小ポテンシャルを探索しながら仮ラベ
ルと永久レベルをメッシュ番号とノードとで設定し、仮
ラベルを永久ラベルに変更したノードが区画辺上のノー
ドのときは、隣接するメッシュ内において前記区画辺上
のノードと同一の緯度経度座標のノードについて、再
度、経路探索処理を行うことを特徴とする道路ネットワ
ーク経路探索方法。
【請求項２】道路ネットワークがメッシュ状に分断さ
れ、なおかつ異なる時期に作成されたデータが混在し、
前記データを用いて出発地点から目的地点までの経路
を、地点をノード、地点間をリンクとして道路ネットワ
ークを表現し、コンピュータを用いてラベル確定法によ
りコストとして移動時間または移動距離などを用いて、
最短コスト条件下で探索する道路ネットワーク経路探索
システムにおいて、(1)メッシュに分割された道路ネッ
トワークデータは、特定の地点に対応するノード、その
ノードとノードを結ぶ線は地点間の経路であるリンクで
表現され、メッシュの境界をリンクが越える場合は、メ
ッシュ区画辺上にノードを設定し、(2)前記区画辺上の
ノードについては作成時期に係わらず地図上に固定した
緯度経度座標値を付与する手段、(3)ラベル確定法によ
る経路探索処理によって、最小ポテンシャルを探索しな
がら仮ラベルと永久レベルをメッシュ番号とノードとで
設定し、仮ラベルを永久ラベルに変更したノードが区画
辺上のノードのときは、隣接するメッシュ内において前
記区画辺上のノードと同一の緯度経度座標のノードにつ
いて、再度、経路探索処理をする手段を備えたことを特
徴とする道路ネットワーク経路探索システム。
【請求項３】道路ネットワークがメッシュ状に分断さ
れ、なおかつ異なる時期に作成されたデータが混在し、
前記データを用いて出発地点から目的地点までの経路
を、地点をノード、地点間をリンクとして道路ネットワ
ークを表現し、コンピュータを用いてラベル確定法によ
りコストとして移動時間または移動距離などを用いて、
最短コスト条件下で探索する道路ネットワーク経路探索
において、(1)メッシュに分割された道路ネットワーク
データは、特定の地点に対応するノード、そのノードと
ノードを結ぶ線は地点間の経路であるリンクで表現さ
れ、メッシュの境界をリンクが越える場合は、メッシュ
区画辺上にノードを設定し、(2)前記区画辺上のノード
については作成時期に係わらず地図上に固定した緯度経
度座標値を付与し、(3)ラベル確定法による経路探索処
理によって、最小ポテンシャルを探索しながら仮ラベル
と永久レベルをメッシュ番号とノードとで設定し、仮ラ
ベルを永久ラベルに変更したノードが区画辺上のノード
のときは、隣接するメッシュ内において前記区画辺上の
ノードと同一の緯度経度座標のノードについて、再度、
経路探索処理する手順をコンピュータで実行するプログ
ラムを記録した記録媒体。