JP3760813B2

JP3760813B2 - 経路探索装置及び経路探索方法

Info

Publication number: JP3760813B2
Application number: JP2001216383A
Authority: JP
Inventors: 柳　　拓良; 眞幸渡部
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2001-07-17
Filing date: 2001-07-17
Publication date: 2006-03-29
Anticipated expiration: 2021-07-17
Also published as: JP2003028658A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、出発地から複数の設定ノードを経由して目的地に至る経路探索装置に関し、特に選択候補となる複数の経路を短時間で探索する経路探索装置及び経路探索方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
出発地から目的地に至る経路を探索するこの種の経路探索装置では、ユーザの経路選択の自由度が確保されるように、複数通りの経路候補を提案するものがある。このように与えられた始点と終点の間の準最適な複数の経路候補を自動探索する方法として２つの従来例を挙げると、第１の方法は優先順位の条件を順次指定し、各条件ごとに個別に探索をする方法であり、この方法では、例えば、道路種別を高速道路、国道、一般道などに順次指定して探索を行い、条件ごとの探索結果をユーザに提示し、提示された経路の中からユーザが最適な経路を選択する。また、第２の方法は、経路ごとのコストを設定し、このコストの大小に応じて経路を選択することを前提とし、過去の経路探索結果に応じて経路を探索する方法である。この方法では、例えば、既に探索された経路については重み付けをした経路コストを設定することで、同じ経路が探索されないようにし、ユーザの選択肢が広がるような複数の別経路を探索する（特開平８−２９２０５８号公報）。これらの方法によれば、ユーザの操作に応じて複数の経路が探索され、これらを選択候補群としてユーザに提示することができ、ユーザの経路選択の自由度は確保されることとなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような複数経路の探索は探索条件ごとに経路探索機能を複数回起動させなければならず、探索条件の増加や選択候補数の増加に応じて探索に要する時間が増加してしまう。このため、すべての候補経路がユーザに提示されるまでには長い時間を要し、ユーザは検索結果を得るまでに長時間待たされるという不都合があった。
【０００４】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、選択候補となる複数の経路を短時間で探索する経路探索装置及び経路探索方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明によれば、出発地から複数の設定ノードを経由して目的地に至る経路を探索する経路探索装置であって、前記出発地の情報と前記目的地の情報とを受け付ける受付手段と、前記設定ノードを含む地図情報を記憶する記憶手段と、前記地図情報を参照して、前記出発地を基準とする第１の経路探索範囲を設定する第１の探索範囲設定手段と、前記地図情報を参照して、前記目的地を基準とし、前記第１の経路探索範囲と一部又は全部が重複する第２の経路探索範囲を設定する第２の探索範囲設定手段と、前記第１の経路探索範囲内において、前記地図情報を参照して前記出発地から前記各設定ノードへ至る距離が最短となる各設定ノードごとの第１の最短経路をそれぞれ探索する第１のノード経路探索手段と、前記第２の経路探索範囲内において、前記地図情報を参照して前記各設定ノードから前記目的地へ至る距離が最短となる各設定ノードごとの第２の最短経路をそれぞれ探索する第２のノード経路探索手段と、前記探索された第１の経路探索範囲及び第２の経路探索範囲に属する前記設定ノードの中から１又は２以上の経由地を設定する経由地設定手段と、前記探索された第１の最短経路のうち前記出発地から前記設定された経由地に至る距離が最短となる該第１の最短経路を第１の経由ルートとし、前記探索された第２の最短経路のうち前記設定された経由地から前記目的地に至る距離が最短となる該第２の最短距離を第２の経由ルートとし、前記第１の経由ルートと前記第２の経由ルートとを編集し、前記出発地から目的地に至る経路を探索する経路探索手段と前記経路の探索に関する情報を送出する出力手段とを有する経路探索装置が提供される。
【０００６】
また、請求項８記載の発明によれば、出発地から複数の設定ノードを経由して目的地に至る経路を探索する経路探索方法であって、前記出発地の情報と前記目的地の情報とを受け付け、記憶された前記設定ノードを含む地図情報を読み出し、前記地図情報を参照して前記出発地を基準とする第１の経路探索範囲を設定し、前記地図情報を参照して前記目的地を基準とし、前記第１の経路探索範囲と一部又は全部が重複する第２の経路探索範囲を設定し、前記第１の経路探索範囲内において、前記地図情報を参照して前記出発地から前記各設定ノードへ至る距離が最短となる各設定ノードごとの第１の最短経路を探索し、前記第２の経路探索範囲内において、前記地図情報を参照して前記各設定ノードから前記目的地へ至る距離が最短となる各設定ノードごとの第２の最短経路を探索し、前記探索された第１の経路探索範囲及び第２の経路探索範囲に属する前記設定ノードの中から１又は２以上の経由地を設定し、前記探索された第１の最短経路のうち前記出発地から前記設定された経由地に至る距離が最短となる該第１の最短経路を第１の経由ルートとするとともに、前記探索された第２の最短経路のうち前記設定された経由地から前記目的地に至る距離が最短となる該第２の最短経路を第２の経由ルートとし、前記第１の経由ルートと前記第２の経由ルートとを編集し、前記出発地から目的地に至る経路を探索する経路探索方法が提供される。
【０００７】
本発明では、出発地と目的地とを基準とする経路探索範囲を設定する経路探索範囲設定手段と、この範囲内において各設定ノードに関する最短経路を探索する経路探索手段と、出発地と目的地の間に位置する経由地を設定する経由地設定手段と、出発地から経由地及び経由地から目的地の経由ルートをそれぞれ設定し、これらを編集し、最終的に出発地から目的地までの経路を探索する経路探索手段とを有している。これらの各手段は出発地と目的地に応じて処理を行うため、出発地に関しては、第１の探索範囲設定手段、第１のノード経路探索手段、第１の経由ルート探索手段とを有し、目的地に関しては、第２の探索範囲設定手段、第２のノード経路探索手段、第２の経由ルート探索手段とを有している。
【０００８】
これらの各構成についてそれぞれ説明をする。受付手段は出発地の情報と目的地の情報とを受付ける。この情報はユーザが入力した情報を受け付けてもよいし、車両に搭載されたＧＰＳ機能、自律測位機能、その他の位置測位手段から自動的に入力された情報であってもよい。
【０００９】
この受付手段から受け付けた出発地と目的地とを基準として本経路探索装置が経路を探索する。この経路探索に際して参照されるのが記憶手段に記憶されている情報である。この記憶手段は少なくとも設定ノードを含む地図情報を記憶しており、経路探索装置のハードディスク、また読みとり可能なＣＤ、ＭＤ、ＤＶＤ、ＭＯ等の搬送可能な記録媒体を利用することができる。ここに記憶された設定ノードとは地図上の経路網（道路網）における起点又は終点となりうる地点であり、例えば、経路、路線の交点、有料道路等の始点又は終点、高速道路のジャンクション、交差点その他の経路の区切り点ををいう。また、地図情報に含まれる設定ノードに関する情報に含まれる情報としては、地図上の位置に対応させた位置情報、設定ノードを識別するための名称、目印となる施設、店舗等の情報、互いに隣接する設定ノード同士を識別する情報などがある。この設定ノードは互いに経路で連絡し、ある設定ノードは他の設定ノードへ向かう経路の始点となり、他の設定ノードから向かってくる経路の終点ともなる。この関係が、１の設定ノードごとに隣接する全ての設定ノードに対して存在することとなる。よって、少なくとも、１の設定ノードから隣接する他の設定ノードとを関連づける情報と、各設定ノード間の距離情報とが設定ノードに関する情報として地図情報に含まれる。
【００１０】
この地図情報を参照して、経路探索範囲を設定するのが探索範囲設定手段である。このうち、出発地を基準とする経路探索範囲を設定するのが第１の探索範囲設定手段であり、目的地を基準とする経路探索範囲を設定するのが第２の探索範囲設定手段である。この経路探索範囲の設定手法は特に限定されることなく、出発地若しくは目的地とを中心とする円、楕円、扇形状、出発地若しくは目的地を頂点とする多角形、又は出発地若しくは目的地を含む円、楕円、扇形状、多角形等、その形状や大きさは限定されることがない。ただし、各経路探索範囲は、出発地を基準とする第１の経路探索範囲と目的地を基準とする第２の経路探索範囲とは一部又は全部において重複するように設定される。よって、第１の経路探索範囲と第２の経路探索範囲とが一つの図形内に含まれてもよい。例えば、出発地と目的地とを含む１つの円、楕円、多角形等を第１の経路探索範囲及び第２の経路探索範囲として設定することができる。この場合第１の経路探索範囲と第２の経路探索範囲とは全部において重複することとなる。
【００１１】
このように設定された経路探索範囲内において各設定ノードへの到達距離が最短となるそれぞれの最短経路を探索するのがノード経路探索手段である。このうち、出発地から各設定ノードへの距離が最短となる各設定ノードごとの第１の最短距離を探索するのが第１のノード経路探索手段であり、各設定ノードから目的地へ至る距離が最短となる各設定ノードごとの第２の最短距離をそれぞれ探索するのが第２のノード経路探索手段である。この最短経路の探索は前記記憶手段の地図情報を参照して行われる。この探索はダイスクトラ法や遺伝的アルゴリズムを利用した経路探索法等の公知のあらゆる経路探索の手段を用いることができ、この手法については特に限定されない。また、記憶手段やその他の記憶媒体に、この各最短経路を記憶させておいてもよいし、過去に探索した出発地、目的地については記憶しておき、後に同じ出発地、目的地についての探索を行う場合に、これらの過去の探索結果を呼び出して利用してもよい。このように記憶された最短経路の探索結果を利用することで、より早い経路探索を行うことができる。
【００１２】
このノード経路探索手段が経路探索範囲内の最短経路を探索したところで、経由地設定手段が起動し、経由地を設定する。この経由地は、第１の経路探索範囲と第２の経路探索範囲に属する設定ノード、すなわち重複部分の設定ノードである。このように重複部分の設定ノードの中から経由地を選択することで、出発地からの第１の最短経路と目的地への第２の最短経路との双方の探索結果を利用して出発地から目的地に至る経路を探索できる。また、経由地の数は１つであってもよいし、ユーザの選択肢を広げる観点から２以上の経由地を設定してもよい。さらに、経由地の設定はユーザの入力により設定してもよいし、自動的に設定してもよい。なお、この経由地の設定は車両に搭載されたカーナビゲーションシステムの機能を利用してもよい。
【００１３】
こうして出発地と目的地とを結ぶ経由地が設定されると、経路探索手段が起動して、出発地から経由地までが最短距離となる第１の最短経路を第１の経由ルートとし、経由地から目的地までが最短距離となる第２の最短経路を第２の経由ルートとし、これらは経由地を共有するため出発地から経由地までの一つの経路とすることができる。経路探索手段はこれら第１の経由ルートと第２の経由ルートとを編集して出発地から目的地までの経路を探索することとなる。もちろん、経由地に至る第１の経由ルート及び第２の経由ルートは一通りとは限らない。
【００１４】
このように探索された経路を含む経路の探索に関する情報は、出力手段によりモニタ、ディスプレイ又は他のシステム等の外部装置に送出され、ユーザに提示されたり、経路情報の加工に用いられる。この出力手段が出力する情報は経路探索手段によって編集された経路に限定されず、経路の探索に関するあらゆる情報である。よって、出力手段は、探索範囲設定手段が設定した経路探索範囲、ノード経路探索手段が探索した最短距離、経由地設定手段が設定した１又は２以上の経由地、経路探索手段が探索した出発地から目的地までの経路のいずれをも出力することができる。このように出力手段が出発地から目的地までの経路を探索する過程における情報を出力するため、これらの情報に基づいたユーザの希望を受付手段を介して受け付けることもでき、ユーザの意思を経路の探索に反映させることができる。たとえば、経路探索範囲の設定に関して、経路探索範囲を狭めれば処理は当然早くなるから、ユーザがより早い探索を希望する場合には、経路探索範囲を狭める情報を受付手段を介して受け付ければよい。また、経由地の設定に関して、経由地をユーザの行動予定に応じて絞り込めば探索処理は当然早くなるから、ユーザの行動予定に応じた経由地の指定情報を受付手段を介して受け付ければよい。
【００１５】
次に動作を説明する。出発地と目的地に関する情報が受付手段を介して受け付けられると、記憶手段に記憶された地図情報を参照して出発地を基準とする第１の経路探索範囲と目的地を基準とする第２の経路探索範囲とが各探索範囲設定手段により設定される。続いて、ノード経路探索手段は、この設定された経路探索範囲内で出発地から各設定ノードを最短で結ぶ第１の最短経路と、各設定ノードから目的地を最短で結ぶ第２の最短経路とを探索する。このように出発地と目的地との位置を関係づけた上で、各ノード間の最短経路を導き、さらに出発地から目的地へ至る間に位置する経由地を経由地設定手段が設定する。経由地が設定されたところで、出発地から経由地としての設定ノードまでを結ぶ第１の最短経路を第１の経由ルートとし、経由地としての設定ノードから目的地までを結ぶ第２の最短経路を第２の経由ルートとする。このようにすることで第１の経由ルートは経由地で第２の経由ルートと連結し、この第１の経由ルートと第２の経由ルートを編集することで出発地から目的地までの経由地ごとの最短経路が探索される。この情報を含む経路探索に関する情報は出力手段を介してユーザに提示される。以上の説明は、経路探索方法の発明の作用においても同様である。
このように、この発明によれば、選択候補となる複数の経路を短時間で探索する経路探索装置及び経路探索方法を提供することができる。
【００１６】
（２）上記目的を達成するために、上記請求項１記載の発明において、請求項２記載の発明によれば、前記経由地設定手段は複数の前記経由地を設定し、前記経路探索手段は前記設定された各経由地を経由する複数の経路を探索する経路探索装置が提供され、前記経由地設定手段は、少なくとも前記第１の経路探索範囲と前記第２の経路探索範囲とが重複する部分を含む範囲にメッシュ座標を設定し、当該メッシュ座標の交点に最も近い設定ノードを経由地として設定することが好ましく（請求項３）、また、前記経由地設定手段は、前記出発地と前記目的地を結ぶ線分の垂直二等分線付近の前記設定ノードを経由地として設定することが好ましい（請求項４）。
【００１７】
また、これに対応する経路探索方法の発明において、請求項９記載の発明によれば、前記経由地を複数設定し、前記設定された各経由地を経由する複数の経路を探索する経路探索方法が提供され、少なくとも前記第１の経路探索範囲と前記第２の経路探索範囲とを含む範囲にメッシュ座標を設定し、当該メッシュ座標の交点に最も近い設定ノードを経由地として設定するすることが好ましく（請求項１０）、また、前記出発地と前記目的地を結ぶ線分の垂直二等分線付近の前記設定ノードを経由地として設定することが好ましい（請求項１１）。
【００１８】
この発明では、ユーザの経路選択の自由度を確保するために、複数の経路を選択肢として提案する観点から、経由地設定手段が複数の経由地を設定し、経路探索手段がこれら複数の経由地を経由する経路を探索する。
【００１９】
この経由地の設定手段は特に限定されることはないが、例えば、第１の経路探索範囲と第２の経路探索範囲との重複部分を含む範囲にメッシュ座標を設定し、その座標交点に最も近い設定ノードを経由地として設定することが好ましい。この発明において、設定されるメッシュ座標は、直交するＸ−Ｙ座標、このＸ−Ｙ座標を所定角度（４５度等）回転させた座標、ハニカム状の座標、同心形状が蜘蛛の巣状に広がる座標、その他の所定の位置が特定できるメッシュ座標であればその形態は限定されない。さらに経由地を設定する手段として、出発地と目的地を直線で結び、その線分の垂直二等分線上の点に近いノードを経由地として設定してもよい。このようにすることで、出発地から経由地を経て目的地に至る経路の距離をより短くする観点から経由地を選択することができる。
このように、この発明によれば、選択候補となる複数の経路を短時間で探索する経路探索装置及び経路探索方法を提供することができる。
【００２０】
（３）上記目的を達成するために、請求項５記載の発明によれば、前記受付手段は、前記探索された複数の経路から特定の経路を選択するユーザからの選択情報を受け付け、前記出力手段は、前記選択された経路に関する情報を送出する経路探索装置が提供される。
この発明では、経路経路探索手段が探索した複数の経路のうち、特定の経路を選択するユーザからの選択情報を受付手段が受け付け、この選択情報に基づき選択された経路に関する情報を出力手段が送出する。
これにより、探索された複数の経路がユーザに提示されたところで、ユーザは自分の希望する行動に最も適した経路を地図上で確認しながら選択することができる。このように経路が絞り込まれたところで、この経路に関する情報はモニタやナビゲーションシステム等の外部に向けて送出される。このように選択された経路に関する情報がモニタに向けて出力されれば、ユーザは当該経路を確認しながら運転することができ、この情報が車両に搭載されたカーナビゲーションシステムに送出されれば、当該ナビゲーション機能はユーザの選択した経路に従ってユーザを目的地へ誘導する。
これにより、ユーザは、短時間で検索された選択候補となる複数の経路路から自己の行動や希望に応じた経路を対話的に選択することができ、検索時間を短縮させながら経路選択の自由を確保できる経路探索装置を提供することができる。
【００２１】
（４）上記目的を達成するために、請求項６記載の発明によれば、前記経由地設定手段は、第１の経由ルートが経由する前記設定ノードと第２の経由ルートが経由する前記設定ノードとを比較して、前記設定された経由地以外に共通する設定ノードが含まれている場合には、前記経由地のみが共通する設定ノードとなるように前記経由地を更新する経路探索装置が提供される。
この発明によれば、経由地設定手段が第１経由ルートと第２経由ルートとが重複している場所や、ループ状になっている場所を検索するために、第１の経由ルートが経由する設定ノードと第２の経由ルートが経由する設定ノードとを比較して、これらの中に設定された経由地以外に共通する設定ノードが含まれていないかを判断し、経由地以外に共通する設定ノードが含まれているのであれば、経由地のみが共通する設定ノードとなるように、経由地の位置を更新する。
これにより、第１の経由ルートと第２の経由ルートとは経由地のみで接続されるため、無駄な往復経路や、無駄なループ経路を含むことのない経路探索を行う経路探索装置を提供することができる。
【００２２】
（５）上記目的を達成するために、請求項７記載の発明によれば、前記出力手段は、前記経路の探索に関する情報を提示するモニタを有する経路探索装置が提供される。これにより、ユーザは経路探索に関する情報をモニタに表わされた地図情報とともに確認することができ、経路確認を容易に行うことができる。
【００２３】
【発明の効果】
本願に係る発明によれば、選択候補となる複数の経路を短時間で探索する経路探索装置及び経路探索方法を提供することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は第１の実施形態の経路探索装置の構成を示すブロック図、図２は第１の実施形態の経路探索装置の基本動作を説明するフローチャート、図３は経路探索範囲の設定を説明するための図、図４は第１の最短経路の設定を説明するための図、図５は第２の最短経路の設定を説明するための図、図６は経由地をＷＰ１の設定ノードとした場合の経路探索を説明するための図、図７は経由地をＷＰ２の設定ノードとした場合の経路探索を説明するための図、図８は第３の実施形態の動作を示すフローチャート、図９は経由地候補の設定の第１の例を説明するための図、図１０は経由地候補の設定の第２の例を説明するための図、図１１は第２の実施形態の動作を示すフローチャート、図１２は経由地の更新を説明するための図である。
【００２５】
第１の実施形態
まず、第１の実施形態に係る経路探索装置１の基本的な構成と動作を図１〜７を参照しつつ説明をする。この基本的な構成と動作は続いて説明をする第２の実施形態及び第３の実施形態にも共通するため、ここでまとめて説明する。
図１は経路探索装置１のブロック図である。図１に示すように、経路探索装置１は、入力装置２としてのインタフェース２１、受付手段２２及び現在位置情報取得手段２３と、経路を探索する演算手段３と、少なくとも地図情報を記憶する記憶手段９と、ユーザに経路の探索に関する情報を出力する出力手段１０とを有している。
【００２６】
この経路探索装置１は出発地と目的地とに基づいて経路を探索するが、これらの情報は、ユーザが操作するインタフェース２１又は現在位置情報取得手段２３から入力される。本実施形態では車両に搭載されたカーナビゲーションシステムの位置入力システムを利用することとしている。特に出発地については、ユーザが自ら自車両の位置を入力することも可能ではあるが、本実施形態では現在位置情報取得手段２３として、測位衛星から発信される電波を利用するＧＰＳ（Global Positioning System）と、ジャイロセンサ及び車輪に取り付けられた距離センサからの測位データに基づく自律航法システムを用いて車輌の位置を測位するナビゲーションシステムを利用している。これらの入力情報は受付手段２２で受け付けられ演算装置３へ送出される。
【００２７】
これらの出発地情報と目的地情報とともに、経路探索のデータベースとなる設定ノードを含む地図情報が記憶手段９に記憶されている。記憶手段９としては、本経路探索装置のハードディスク、車両に搭載されたカーナビゲーションシステムのハードディスクの記憶領域、読みとり可能なＣＤ、ＭＤ、ＤＶＤ、ＭＯ等が考えられるが、本実施形態ではカーナビゲーションシステムが読みとり可能なＤＶＤを記憶手段９として用いている。ここに記憶された地図情報にはノード情報、ルート情報のほか、一般の経路誘導に利用される店舗情報、案内情報、イベント情報等の情報が記憶されている。
【００２８】
ここでノードについて説明をすると、ノードは、基本的には経路と経路との結び点をいうが、本実施形態においては、これに限定されることはなく、地図上の経路網（道路網）における起点又は終点となりうる地点であればよく、例えば、経路、路線の交点、有料道路等の始点又は終点、高速道路のジャンクション、交差点その他の経路の区切り点を含む概念である。また、地図情報に含まれる設定ノードに関する情報に含まれる情報としては、地図上の設定ノードの位置に対応させた位置情報、設定ノードを識別するための名称（例えば、「ＸＸ通り交差点」「ＹＹ高速道路ＺＺインター」）、目印となる施設、店舗等の情報（例えば「ＡＡデパート」）、互いに隣接する設定ノード同士を識別する設定ノードごとの識別コード情報などがある。この設定ノードは互いに経路で連絡され、ある設定ノードは他の設定ノードへ向かう経路の始点となり、反対に他の設定ノードから向かってくる経路の終点ともなる。この関係が１の設定ノードごとに隣接する全ての設定ノードに対して存在することとなる。よって、少なくとも、地図情報中の経路に関する情報には、１の設定ノードと他の設定ノードとを関連づける情報、これら隣り合う設定ノード間の距離情報が含まれる。具体的には、１の設定ノードごとに、当該設定ノードの識別コードと、隣接する他のすべての設定ノードの識別コードと、これら隣接する設定ノード間の距離がこの地図情報に含まれ、これらに基づいて出発地から各設定ノードに至る距離が最短となる第１の最短経路を辿ることができ、各設定ノードから目的地に至る距離が最短となる第２の最短経路を辿ることができる。
【００２９】
この記憶手段９に記憶された地図情報を参照して、先に受付手段２２で受け付けた出発地情報と目的地情報とに基づいて、演算装置３が出発地から目的地までの経路の検索を行う。この演算装置３は図１に示すように、探索範囲設定手段４、経由地設定手段５、ノード経路検索手段６、経由ルート探索手段７、経路編集手段８とを有している。
【００３０】
これらの各構成について、それぞれ説明をすると、出発地と目的地との経路探索範囲を設定するのが探索範囲設定手段４である。このうち、出発地を基準とする経路探索範囲を設定するのが第１の探索範囲設定手段４１であり、目的地を基準とする経路探索範囲を設定するのが第２の探索範囲設定手段４２である。この設定された２つの経路探索範囲は一部又は全部において重複しており、出発地と目的地とを結ぶ最短経路をカバーするが、２つの経路探索範囲は別個独立に設定されなければならないわけではなく、出発地と目的地とを包含する１つの経路探索範囲が設定されてもよい。この探索範囲設定手段４の行う経路探索範囲の設定手法は特に限定されることがなく、出発地若しくは目的地とを中心とする円、楕円、扇形状、出発地若しくは目的地を頂点とする多角形、又は出発地若しくは目的地を含む円、楕円、扇形状、多角形等、その形状や大きさが限定されることがない。もちろん、出発地と目的地とを含む１つの円、楕円、多角形等を第１の経路探索範囲及び第２の経路探索範囲として設定することができる。例えば、「出発地と目的地とをそれぞれ中心とする半径５kmの円を描き、その双方の円を内包する最少の正方形」という設定でもよいし（ただし半径の大きさは例示である）、「出発地と目的地との中間点を中心とし、出発地と目的地の距離の０．７倍を半径とする円」という設定でもよいし（ただし、半径の係数は例示である）、「楕円形の長軸を出発地と目的地の距離の１．６倍とする」という設定（ただし長軸の係数は例示である）であってもよい。このように、経路探索範囲の設定の範囲、大きさ、手法についてはあらゆる幾何学的な手法を用いることができる。
【００３１】
このように設定された経路探索範囲内において各設定ノードへの到達距離が最短となる最短経路を探索するのがノード経路探索手段６である。このうち、出発地から各設定ノードへの距離が最短となる各設定ノードごとの第１の最短距離を探索するのが第１のノード経路探索手段６１であり、各設定ノードから目的地へ至る距離が最短となる各設定ノードごとの第２の最短距離を探索するのが第２のノード経路探索手段６２である。
【００３２】
この最短経路の探索は前記記憶手段９の地図情報を参照して行われ、ダイスクトラ法や遺伝的アルゴリズムを利用した経路探索法等の公知のあらゆる経路探索の手段を用いることができ、本実施形態において経路探索の手法については特に限定されない。また、ノード経路探索手段６の探索した第１、第２の最短経路は、あらかじめ又は探索の結果として記憶手段９に記憶させておいてもよい。出発地と目的地が同じ経路を繰り返し走行することは、勤務地と自宅の往復など、日常よくあることなので、これらの最短経路を記憶しておくと、出発地、目的地を入力してこの記憶された最短経路を読み出せば、新たに探索をしたのと同様の結果を得られる。このように記憶された最短経路の探索結果を利用することで、より早い経路探索を行うことができる。
【００３３】
このノード経路探索手段６が経路探索範囲内の最短経路を探索したところで、経由地設定手段５が起動し、経由地を設定する。この経由地は、第１の経路探索範囲と第２の経路探索範囲の双方に属する設定ノード、すなわち重複部分に存在する設定ノードを経由地として設定する。このように重複部分の設定ノードの中から経由地を選択することで、出発地からの第１の最短経路と目的地への第２の最短経路との双方の探索結果を利用して出発地から目的地に至る経路を探索できる。また、経由地の数は１つであってもよいし、ユーザの選択肢を広げる観点から２以上の経由地を設定してもよい。さらに、経由地の設定はユーザの入力により設定してもよいし、自動的に設定してもよい。なお、この経由地の設定は車両に搭載されたカーナビゲーションシステムの機能を利用してもよい。
【００３４】
このように、第１の最短経路と第２の最短経路とが探索され、経由地が設定されたところで、経由ルート探索手段７が起動する。この経由ルート探索手段７のうち、第１の経由ルート探索手段７１は、第１の経路探索範囲内における出発地から経由地（設定ノード）までの第１の最短経路を第１の経由ルートと規定し、第２の経由ルート探索手段７２は、第２の経路探索範囲内における経由地（設定ノード）から目的地までの第２の最短経路を第２の経由ルートと規定する。
【００３５】
このように、出発地から経由地までの最短ルートと、経由地から目的地までの最短ルートが経由ルートとして選ばれたところで、これらを出発地から目的地までの経路として編集するのは編集手段８である。この編集手段８は経由地で接続する第１の経由ルートと第２の経由ルートとを組み合わせて、出発地から目的地までの経路とする。
【００３６】
こうして探索された経路は、出力手段１０により出力される。本実施形態ではこの出力手段１０をユーザが黙視可能なモニタとしたが、経路に関する情報は本装置１とは別の動作を行うナビゲーションシステムその他の外部装置に向けて出力され、さらなる加工を経てからユーザに提示されてもよい。この実施形態ではモニタ１０を介してユーザに提示されるのは探索された出発地から目的地に至る経路であるが、出力される情報はこれに限定されることなく、探索範囲設定手段４の設定した探索範囲であってもよいし、経由地設定手段５が設定した経由地であってもよいし、ノード経路探索手段６が探索した最短経路であってもよいし、経由ルート探索手段７が探索した経由ルートであってもよい。
【００３７】
次に、本経路探索装置１の動作を、図２のフローチャートに基づいて、各動作の結果情報を示す図３〜図７を参照しつつ本実施形態の基本的動作を説明する。
【００３８】
経路探索が開始されると（ステップ１０１）、ユーザｌから出発地ノードと目的地ノードとが入力される（ステップ１０２）。この入力はユーザ自らの入力であっても自動的な入力であってもよい。入力された出発地を基準として第１の経路探索範囲が設定され、入力された目的地を基準として第２の経路探索範囲が設定される（ステップ１０３）。この経路探索範囲が設定されたところを図３（ａ）（ｂ）に示した。ここでは、出発地を「Ｓ」、目的地を「Ｇ」、経由地を「ＷＰ」として表示している。図３（ａ）では、出発地Ｓと目的地Ｇとを両方含む一つの楕円を第１の経路探索範囲及び第２の経路探索範囲ＲＯとして設定するパターンと、出発地Ｓを囲う経路探索範囲Ｒ１と目的地Ｇを囲う経路探索範囲Ｒ２とがそれぞれ別個に設定されるパターンとが示されている。経由地ＷＰはＲ１とＲ２の重複する部分に設定される。また、図３（ｂ）では、発地Ｓと目的地Ｇとを両方含む一つの長方形を第１の経路探索範囲及び第２の経路探索範囲ＲＯ’として設定するパターンと、出発地Ｓを囲う経路探索範囲Ｒ１’と目的地Ｇを囲う経路探索範囲Ｒ２’とがそれぞれ別個に設定されるパターンとが示されている。経由地ＷＰはＲ１’とＲ２’との重複する部分に設定される。このように、経路探索範囲Ｒ１、Ｒ２の設定方法、設定範囲については、出発地Ｓから目的地Ｇまでの距離及び地図情報を考慮して設定される。
【００３９】
経路探索範囲が設定されたところで、第１のノード経路探索手段６１が第１の最短経路の探索を行う（ステップ１０４）。ここでは設定された第１の経路探索範囲内において地図情報を参照して出発ノードＳから各設定ノードへ至る距離が最短となる第１の最短経路をそれぞれ探索する。この探索の結果を図４に示した。図４は第１の経路探索範囲の出発ノードと目的ノードとを含む部分を切り取って示したものである。図４の地図情報上には経路の交点ごとに黒丸で示した設定ノードが設定され、出発地に擬制された出発ノードからいくつかの設定ノードを経て目的ノードに至ることができる。出発ノードから各設定ノードに至る経路のうち、出発地から最短で各設定ノードまでを結ぶ経路が第１の最短経路であって、図中矢印で示されている。この第１の最短経路は各設定ノードごとに１つづつ探索されている。
【００４０】
続いて、第２のノード経路探索手段６２が第２の探索経路の探索を行う（ステップ１０５）。ここでは設定された第２の経路探索範囲内において地図情報を参照して各設定ノードから目的ノードＧへ至る距離が最短となる第２の最短経路をそれぞれ探索する。この探索の結果を図５に示した。図５の地図情報は基本的には図４で示した地図情報と同様である。図５の地図情報上に設定された出発ノードＳを含む各設定ノードからいくつかの設定ノードを経て目的地に至ることができる。各目的ノードに至る経路のうち、各設定ノードから最短距離で目的ノードまでを結ぶ経路が第２の最短経路であって、図中矢印で示されている。この第２の最短経路は各設定ノードごとに１つづつ探索されている。
【００４１】
第１の最短経路と第２の最短経路とが探索されたところで、経由地設定手段５が経由地を設定する（ステップ１０６）、この経由地は第１の経路探索範囲と第２の経路探索範囲との重複する範囲にある設定ノードのいずれかである。この経由地はユーザの希望する設定ノードが入力されてもよいし、自動的に設定されてもよい。
【００４２】
経由地が設定されたところで、第１の経由ルート探索手段７１が出発ノードから経由地までを最短距離で結ぶ第１の経由ルートを設定する（ステップ１０７）。この第１の経由ルートの設定は、探索された出発ノードから各設定ノードまでの第１の最短経路の中から、出発ノードから経由地までを最短の距離で結ぶ最短経路を選び、これを第１の経由ルートとすればよい。これと同様に、第２の経由ルート探索手段７２が第２の経由ルートを設定する（ステップ１０８）。
【００４３】
こうして、出発ノードから経由地、経由地から目的ノードまでの経由ルートがそれぞれ探索されたところで、編集手段８は第１の経由ルートと第２の経由ルートとを編集する（ステップ１０９）。具体的にはこれらを組み合わせることにより出発ノードから目的ノードまでを結ぶこととなるが、これを具体的に示したのが図６と図７である。図６においては設定ノードのうちＷＰ１を経由地として設定している。経由地が設定されれば、図４を参照すれば目的ノードから経由地までの第１の最短経路を特定することができる。また、図５を参照すれば経由地から目的ノードまでの第２の最短経路を特定することができる。これをＷＰ１を挟んで組み合わせると、図６に示す出発ノードから目的ノードまでの経路が探索されることとなる。図７は経由地位置をＷＰ２に変えて経路を探索したものである。
【００４４】
このように探索された情報は出力手段１０を介して出力される（ステップ１１０）。出力される情報は最終的な出発ノードから目的ノードまでの経路に限定されることはなく、このフローチャートで処理された各ステップごとの情報も出力される情報に含まれる。以上説明した動作については経路探索方法として実施することができ、同様の動作によって、同様の作用と効果を奏することとなる。
【００４５】
このように、異なる経由地が設定されるたびに出発ノードから目的ノードまでの最短の経路を瞬時に探索することができる。
【００４６】
第２の実施形態
続いて、第２の実施形態について説明をする。第２の実施形態の基本的構成及び基本的動作は第１の実施形態と共通するため、ここでは説明を省略する。第１の実施形態と異なる点は、経由地設定手段５が経由地を自動的に設定するために、メッシュ設定機能５１及び経由地選択機能５２とを備えている点である。この経由地の設定動作を示すフローチャートを図８に示した。本発明の基本的な動作であるステップ２０１からステップ２０５までは図２で示す第１の実施形態の動作であるステップ１０１からステップ１０５と共通するため、ここでは、第１の最短経路と第２の最短経路とが探索されたところから説明をする。
【００４７】
まず、第１の経路探索範囲と第２の経路探索範囲との重複部分を含むようにメッシュ座標を設定する（ステップ２０６）。このメッシュ座標を設定した状態を図９に示した。本実施形態では直交するメッシュ座標を設定したが、このメッシュの形態は特に限定されることなく、この直交メッシュ座標を所定の角度（例えば４５度）回転させたものであってもよいし、ハニカム形状のメッシュパターンであってもよいし、蜘蛛の巣状に周囲に向かって広がるパターンであってもよいし、パターンの幅も限定されることなく設定することができる。図９に示すように、第１の経路探索領域Ｒ１と第２の経路探索領域Ｒ２とが設定され、その重複部分をカバーするようにメッシュ座標が設定されている。当該重複部分におけるメッシュ座標の交点はＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４となる（ステップ２０７）。これらを基準として経由地をそれぞれ設定するが、既に設定されている設定ノードを利用する場合にはメッシュ座標の交点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４にそれぞれ近い設定ノードを選択することとし、図９では×の印で表示するＷＰ１、ＷＰ２、ＷＰ３、ＷＰ４とを経由地として設定した（ステップ２０８）。この対応づけは記憶手段９の地図情報を参照して行われることとなるが、この場合に経由地を国道、県道のみに限定して設定したり、市街地では細街路をも含めた範囲で設定することもできる。この場合、地図情報には道路の種別についての情報が記憶されている。
【００４８】
複数の経由地が設定されたところで、続いて、経由ノードＷＰ１〜ＷＰ４に対応する第１の経由ルートを設定し（ステップ２０９）、同様に経由ノードＷＰ１〜ＷＰ４に対応する第２の経由ルートを設定する（ステップ２１０）。こうして経由ノードＷＰ１〜ＷＰ４に対応する第１の経由ルートと第２の経由ルートとが編集され、設定された経由ルートは経由地を挟んで接続される（ステップ２１１）。このように編集された経路は４つであり、出発ノードＳからＷＰ１を介して目的ノードＧへ至る第１の経路、出発ノードＳからＷＰ２を介して目的ノードＧへ至る第２の経路、発ノードＳからＷＰ３を介して目的ノードＧへ至る第３の経路、出発ノードＳからＷＰ４を介して目的ノードＧへ至る第４の経路が探索されることとなる。
【００４９】
ここで、経由地設定手段５が経由地を自動的に設定する他の手法を図１０を参照しつつ説明する。この例ではメッシュ座標を設定するのではなく、出発ノードと目的ノードとを結ぶ線分に対して垂直二等分線をひき、この線上に所定間隔で存在するＰ５、Ｐ６、Ｐ７とを経由地候補として設定し、このＰ５、Ｐ６、Ｐ７に対応する（近い）設定ノードＷＰ５、ＷＰ６、ＷＰ７を経由地として設定し、経路を探索する。この例で編集された経路は３つであり、出発ノードＳからＷＰ５を介して目的ノードＧへ至る第１の経路、出発ノードＳからＷＰ６を介して目的ノードＧへ至る第２の経路、発ノードＳからＷＰ７を介して目的ノードＧへ至る第３の経路が探索されることとなる。
【００５０】
このように様々な手法で経由地を自動的に設定し、これに基づいて複数の経由地を探索すると、この複数の経路の中からユーザは自分の意志や行動に最も適した経路を選択し、その情報をインタフェース２１から入力し、受付手段２２がこれを受け付ける（ステップ２１２）。そうすると、選ばれた経路がユーザに向けて出力される（ステップ２１３）。
【００５１】
この第２の実施形態によれば、経由地を自動的に複数抽出し、これに基づいて短時間で複数の経路を探索することができるため、ユーザの行動の自由度を確保しつつ処理速度の速い経路探索装置１を提供することができる。
【００５２】
第３の実施形態
次に、第３の実施形態について説明をする。第３の実施形態の基本的構成及び基本的動作は第１の実施形態と共通するため、ここでは説明を省略する。第１の実施形態と異なる点は、経由地設定手段５が経由地更新機能５３を有している点である。この経由地の更新動作を示すフローチャートを図１１に示した。本発明における基本的な動作であるステップ３０１からステップ３０９までは図２で示す第１の実施形態の動作であるステップ１０１からステップ１０９と共通するため、ここでは、第１の経由ルートと第２の経由ルートとが編集されて経路が探索されたところから説明をする。
【００５３】
ステップ３０９で編集された経路について、経由地設定手段５は経路の確認を行う（ステップ３１０）。この確認は重複する経路はないか、無駄なループを含む経路はないか等の観点から行われる（ステップ３１１）。具体的に本実施形態では、編集される第１の経由ルートと第２の経由ルートとにおいて共通する設定ノードを抽出し、共通する設定ノードに設定された経由地以外の設定ノードが含まれているか否かを判断する。もし、経由地以外の設定ノードを２つの経由ルートが共有する場合には編集された経路中に重複部分、ループ部分が含まれていることを示唆するからである。重複経路がないと判断された場合には経路探索に関する情報が出力手段１０を介して出力され（ステップ３１２）、重複経路があると判断された場合には経由地の更新が行われる（ステップ３０６へ戻る）。
【００５４】
この処理を図１２を参照しつつ説明する。図１２に示された地図情報は出発ノードＳと目的ノードＧとが設定され、経由地としてＷＰ３が設定され、経由地ＷＰ３を接続点として第１の経由ルートと第２の経由ルートとが編集されている。ところが、この編集によれば、経由地ＷＰ３と隣のノードＳＷＰとを結ぶ経路が往復するように経路が探索されており、この探索経路に従う場合には、ユーザは出発ノードＳからＳＷＰを通り、経由地ＷＰ３へ至り、その後再度ＳＷＰを通って目的ノードＧへ向かうこととなり、ＳＷＰとＷＰ３との間は無駄に往復することとなる。このため、本実施形態では、このような事態を共有ノードＳＷＰの存在を確認することによって予測し、探索経路の中に重複経路を含まないようにする。経由地以外の設定ノードが共有されている場合には、経由地ＷＰ３を共有ノードＳＷＰまで遡るようにし、経由地ＷＰ３を共有ノードＳＷＰに置き換え、共有ノードＳＷＰを経由地として更新する。こうして経由地を更新することにより、出発ノードＳから経由地ＳＷＰを経て目的ノードＧへの経路までの経路から重複経路が排除されることとなる。
【００５５】
この第３の実施形態によれば、短い時間で複数の経路の探索を実現しつつ、さらに、重複経路等を含むことのない経路が探索され、ユーザに有用な探索経路を提示することができる経路探索装置１を提供することができる。
【００５６】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の経路探索装置の構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態の経路探索装置の基本動作を説明するフローチャートである。
【図３】経路探索範囲の設定を説明するための図である。
【図４】第１の最短経路の設定を説明するための図である。
【図５】第２の最短経路の設定を説明するための図である。
【図６】経由地をＷＰ１の設定ノードとした場合の最短経路の探索を説明するための図である。
【図７】経由地をＷＰ２の設定ノードとした場合の最短経路の探索を説明するための図である。
【図８】第３の実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図９】経由地候補の設定の第１の例を説明するための図である。
【図１０】経由地候補の設定の第２の例を説明するための図である。
【図１１】第２の実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図１２】経由地の更新を説明するための図である。
【符号の説明】
１…経路探索装置
２…入力装置
２１…インタフェース
２２…受付手段
２３…現在位置情報取得手段
３…演算装置
４…探索範囲設定手段
４１…第１の探索範囲設定手段
４２…第２の探索範囲設定手段
５…経由地設定手段
５１…メッシュ設定機能
５２…経由地選択機能
５３…経由地更新機能
６…経路探索手段
６１…第１のノード経路探索手段
６２…第２のノード経路探索手段
７…経由ルート探索手段
７１…第１の経由ルート探索手段
７２…第２の経由ルート探索手段
８…経路編集手段
９…記憶手段
１０…出力手段、モニタ

Claims

出発地から複数の設定ノードを経由して目的地に至る経路を探索する経路探索装置であって、
前記出発地の情報と前記目的地の情報とを受け付ける受付手段と、
前記設定ノードを含む地図情報を記憶する記憶手段と、
前記地図情報を参照して、前記出発地を基準とする第１の経路探索範囲を設定する第１の探索範囲設定手段と、
前記地図情報を参照して、前記目的地を基準とし、前記第１の経路探索範囲と一部又は全部が重複する第２の経路探索範囲を設定する第２の探索範囲設定手段と、
前記第１の経路探索範囲内において、前記地図情報を参照して前記出発地から前記各設定ノードへ至る距離が最短となる各設定ノードごとの第１の最短経路をそれぞれ探索する第１のノード経路探索手段と、
前記第２の経路探索範囲内において、前記地図情報を参照して前記各設定ノードから前記目的地へ至る距離が最短となる各設定ノードごとの第２の最短経路をそれぞれ探索する第２のノード経路探索手段と、
前記探索された第１の経路探索範囲及び第２の経路探索範囲に属する前記設定ノードの中から１又は２以上の経由地を設定する経由地設定手段と、
前記探索された第１の最短経路のうち前記出発地から前記設定された経由地に至る距離が最短となる該第１の最短経路を第１の経由ルートとし、前記探索された第２の最短経路のうち前記設定された経由地から前記目的地に至る距離が最短となる該第２の最短距離を第２の経由ルートとし、前記第１の経由ルートと前記第２の経由ルートとを編集し、前記出発地から目的地に至る経路を探索する経路探索手段と
前記経路の探索に関する情報を送出する出力手段とを有する経路探索装置。
前記経由地設定手段は複数の前記経由地を設定し、
前記経路探索手段は前記設定された各経由地を経由する複数の経路を探索する請求項１記載の経路探索装置。
前記経由地設定手段は、前記第１の経路探索範囲と前記第２の経路探索範囲とが重複する部分を少なくとも含む範囲にメッシュ座標を設定し、当該メッシュ座標の交点に最も近い設定ノードを経由地として設定する請求項２記載の経路探索装置。
前記経由地設定手段は、前記出発地と前記目的地を結ぶ線分の垂直二等分線付近の前記設定ノードを経由地として設定する請求項２記載の経路探索装置。
前記受付手段は、前記探索された複数の経路から特定の経路を選択するユーザからの選択情報を受け付け、
前記出力手段は、前記選択された経路に関する情報を送出する請求項２〜４記載の経路探索装置。
前記経由地設定手段は、第１の経由ルートが経由する前記設定ノードと第２の経由ルートが経由する前記設定ノードとを比較して、前記設定された経由地以外に共通する設定ノードが含まれている場合には、前記経由地のみが共通する設定ノードとなるように前記経由地を更新する請求項１〜５記載の経路探索装置。
前記出力手段は、前記経路の探索に関する情報を提示するモニタを有する請求項１〜６記載の経路探索装置。
出発地から複数の設定ノードを経由して目的地に至る経路を探索する経路探索方法であって、
前記出発地の情報と前記目的地の情報とを受け付け、
記憶された前記設定ノードを含む地図情報を読み出し、
前記地図情報を参照して前記出発地を基準とする第１の経路探索範囲を設定し、前記地図情報を参照して前記目的地を基準とし、前記第１の経路探索範囲と一部又は全部が重複する第２の経路探索範囲を設定し、
前記第１の経路探索範囲内において、前記地図情報を参照して前記出発地から前記各設定ノードへ至る距離が最短となる各設定ノードごとの第１の最短経路を探索し、
前記第２の経路探索範囲内において、前記地図情報を参照して前記各設定ノードから前記目的地へ至る距離が最短となる各設定ノードごとの第２の最短経路を探索し、
前記探索された第１の経路探索範囲及び第２の経路探索範囲に属する前記設定ノードの中から１又は２以上の経由地を設定し、
前記探索された第１の最短経路のうち前記出発地から前記設定された経由地に至る距離が最短となる該第１の最短経路を第１の経由ルートとするとともに、前記探索された第２の最短経路のうち前記設定された経由地から前記目的地に至る距離が最短となる該第２の最短経路を第２の経由ルートとし、
前記第１の経由ルートと前記第２の経由ルートとを編集し、
前記出発地から目的地に至る経路を探索する経路探索方法。
前記経由地を複数設定し、
前記設定された各経由地を経由する複数の経路を探索する請求項８記載の経路探索方法。
前記第１の経路探索範囲と前記第２の経路探索範囲との重複部分を少なくとも含む範囲にメッシュ座標を設定し、
当該メッシュ座標の交点に最も近い設定ノードを経由地として設定する請求項９記載の経路探索方法。
前記出発地と前記目的地を結ぶ線分の垂直二等分線付近の前記設定ノードを経由地として設定する請求項９記載の経路探索方法。