JP3774284B2 - 経路探索装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載用ナビゲーション装置などに応用される、出発地から目的地までの経路を探索する経路探索装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
車両位置周辺の道路地図を表示する機能や、マップマッチングを行って車両位置を正確に検出する機能や、出発地から目的地までの推奨ルートを演算する機能等を兼ね備えた車載用ナビゲーション装置が知られている。この車載用ナビゲーション装置では、道路地図表示用のデータ、マップマッチング用のデータおよびルート探索用のデータを1枚のCD−ROMに格納している。
【0003】
道路地図表示用データは、縮尺率が最も小さく広い地域を表示するための最広域地図データと、縮尺率が最も大きく狭い地域を詳細に表示する最詳細地図データと、最広域地図データと最詳細地図データとの間の異なる縮尺率の複数の地図データとを備えている。たとえば最広域地図データをレベル4のデータ、最詳細地図データをレベル1のデータ、レベル4とレベル1との間のデータをそれぞれレベル3および2のデータと呼ぶ。また、ルート探索用データは道路地図データのレベル4とレベル2に対応する2つのデータを備え、ルート探索にあたっては出発地近傍と目的地近傍をレベル2で探索し、それ以外の領域をレベル4で探索するようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
車載用ナビゲーション装置では、ユーザが目的地等を設定した後ルート探索の開始を装置に指示すると、ユーザに違和感を感じさせないように少しでも早くルート探索結果を出力すること求められるため、このルート探索の処理時間をいかに短縮するかが課題となる。
【0005】
本発明の目的は、ルート探索の処理時間を見かけ上短縮するようにした経路探索装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、地図上の道路の最小単位をリンクとして、リンクの位置情報とリンク間の接続情報とを格納する格納手段と、操作者により地図上の目的地の地点を設定することが可能な地点設定手段と、操作者の指示入力に基づき経路探索の開始を指示する探索開始指示手段と、経路探索装置が位置する地図上の現在地を自動的に検出する現在地検出手段と、探索開始指示手段により経路探索の開始が指示されると、リンク間の接続情報に基づいて、現在地から目的地までの経路探索を行う制御手段とを備えた経路探索装置に適用され、制御手段は、地点設定手段により目的地が設定されると、探索開始指示手段により経路探索の開始が指示されていなくても、リンク間の接続情報に基づいて目的地近辺の経路探索を開始することを特徴とするものである。
請求項2の発明は、請求項1記載の経路探索装置において、地点設定手段は、操作者によりさらに地図上の経由地の地点を設定することが可能であり、制御手段は、地点設定手段により経由地が設定されると、探索開始指示手段により経路探索の開始が指示されていなくても、リンク間の接続情報に基づいて経由地近辺の経路探索を開始し、探索開始指示手段により経路探索の開始が指示された後、リンク間の接続情報に基づいて、現在地から経由地を経由して目的地までの経路探索を行うことを特徴とするものである。
請求項3の発明は、請求項1または2記載の経路探索装置において、地点設定手段は、現在地に代えて、操作者により地図上の出発地の地点を設定することが可能であり、制御手段は、地点設定手段により出発地が設定されると、探索開始指示手段により経路探索の開始が指示されていなくても、リンク間の接続情報に基づいて出発地近辺の経路探索を開始し、探索開始指示手段により経路探索の開始が指示された後、リンク間の接続情報に基づいて、出発地から目的地までの経路探索を行うことを特徴とするものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明による経路探索装置を車載用ナビゲーション装置に応用した場合の一実施の形態のブロック図である。図1において、1は車両の現在地を検出する現在地検出装置であり、例えば車両の進行方位を検出する方位センサや車速を検出する車速センサやGPS(Global Positioning System)衛星からのGPS信号を検出するGPSセンサ等から成る。
【0008】
2は装置全体を制御する制御回路であり、マイクロプロセッサおよびその周辺回路から成る。3は車両の目的地等を入力する入力装置、4は現在地検出装置1によって検出された車両位置情報等を格納するDRAM、5は表示装置6に表示するための画像データを格納する画像メモリであり、画像メモリ5に格納された画像データは適宜読み出されて表示装置6に表示される。7は制御回路2が演算した推奨ルート上のノード情報やリンク情報等を格納するSRAMである。
【0009】
8は、道路地図表示、経路探索(ルート探索)およびマップマッチング等を行うための種々のデータを格納する地図データベース装置であり、例えばCD−ROM装置や磁気記録装置等で構成される。地図データベース装置8には、道路形状や道路種別に関する情報などから成る地図表示用データと、道路形状とは直接関係しない分岐点情報や交差点情報などから成るルート探索用データとが格納されている。地図表示用データは主に表示装置6に道路地図を表示する際に用いられ、ルート探索用データは主に推奨経路(推奨ルート)を演算する際に用いられる。
【0010】
9は、地図データベース装置8と制御回路2の間に設けられたバッファーメモリである。制御回路2が地図データベース装置8からデータを読みだそうとする時は、そのデータはいったん地図データベース装置8からバッファーメモリ9にストアされてからそのバッファーメモリ9の内容が読み出される。従って、CD−ROMや磁気ディスクのある領域のデータをアクセスするときに、そのデータがすでにバッファーメモリ9上に存在するときは、CD−ROMや磁気ディスクにアクセスせずバッファーメモリ9からデータが読み取られるため、アクセス時間の短縮が図れる。なお、バッファーメモリ9にデータが読み出されるときは、所定の容量単位で読み出されるため、本来読み出そうとする領域を超えた範囲までバッファーメモリ9に読み出される可能性がある。従って、前に読み出したデータに引き続くデータを読み出す時は、すでにバッファーメモリ9上に存在する確率が高く、これからもアクセス時間の短縮が図れる。バッファーメモリの動作については、コンピュータシステム等において公知な内容であるのでこれ以上の説明は省略する。なお、このバッファーメモリ9は地図データベース装置8に内蔵されているようにしてもよい。
【0011】
次に、地図データベース装置8に格納されている地図表示用データとルート探索用データのデータ構成について詳述する。
【0012】
[1]地図表示用データ
(1)リンク列データの概要
本実施の形態の地図表示用データは、道路地図を所定範囲ごとに区分けしたメッシュ領域ごとにデータを管理しており、メッシュ領域内に存在する各道路をそれぞれ別々のリンク列とする。例えば、図2に示すように、1つのメッシュ領域内で2本の道路D1,D2が交差している場合には、各道路をそれぞれ別々のリンク列1,2で表すものとし、リンク列1はリンク11,12で構成され、リンク列2はリンク21〜23で構成されるものとする。この場合、リンク列1の各リンク、リンク列2の各リンクは同一種別の道路である。リンクは道路を表す最小単位であり、図2では交差点間を一つのリンクの単位とし、各リンクに固有の番号(以下、リンク番号と呼ぶ)をつけて区別する。図2の交差点、すなわち各リンクの接続点をノードN0〜N4で表している。ノードは各リンクの始点と終点でもあり、後述するように、ノード間をさらに細かく区分する補間点を設ける場合もある。
【0013】
地図表示用データは、縮尺率の異なる複数のデータを有する。本実施の形態では、各縮尺率のデータをレベルn(nは例えば1〜4)のデータと呼ぶ。レベル1が最も詳細な道路地図であり、レベルが上がるほど小縮尺率で広域な道路地図となる。さらに、本実施の形態では、後述するように、各レベルにおいて同一のリンクには同一(固有)のリンク番号を付して管理し、異なるレベル間でのデータの対応づけを容易にしている。リンク番号については後述する。
【0014】
(2)リンク列データのデータ構成
図2の道路について説明すると、地図表示用データは、図3に示すとおり、リンク列1,2〜nに関する各種情報を記述したリンク列データをリンク列ごとに設けて構成され、各リンク列のデータはリンク列情報とノードリンク情報とを有し、リンク列情報は図3にも示す通りの次のデータから構成される。
▲1▼リンク列サイズ
▲2▼要素点数
▲3▼リンク属性
▲4▼道路名称オフセット
▲5▼路線番号
【0015】
またノードリンク情報は図3にも示す通りの次のデータから構成される。
▲1▼属性1+X座標
▲2▼属性2+Y座標
▲3▼同一ノードオフセット
▲4▼誘導オフセット
▲5▼リンク番号
▲6▼高さ情報
【0016】
(3)リンク列情報について
図3において、リンク列サイズはリンク列データの収容サイズであり、この収容サイズにより次のリンク列データをすぐにアクセスすることができる。要素点数はノード点数と補間点数の合計を表すデータ、リンク属性は国道、県道、高速道路などの道路の種別を表すデータ、路線番号は国道や県道の番号である。道路名称オフセットはこの実施の形態では関係がないので説明を省略する。補間点は後述する。
【0017】
(4)ノードリンク情報について
図4は図2に示すリンク列1および2の詳細を示す。例えば、図4の太線で示すリンク列2のノードリンク情報は図5のようになる。図示のように、リンク列2のデータは、リンク列上のノードN1,N02,N3(図4の黒丸)に関するノード情報と補間点(図4の白丸)に関する補間点情報とを含む。ノード情報は、ノードの位置座標X,Yと、ノードに接続されるリンクの属性と、リンク番号とを有し、補間点情報は補間点の位置座標X,Yを有する。これらの位置座標が後述する推奨ルート表示用の形状データあるいはマップマッチング用の形状データとして用いられる。図4の太線のリンク列2は、ノードN1とN02の間のリンク番号21のリンクと、ノードN02とN3との間のリンク番号22のリンクと、ノードN3に接続されたリンク番号23のリンクとを有する。図5からわかるように、ノードN02のノード情報はリンク番号21のリンクとリンク番号22のリンクとで共有している。これらノード情報および補間点情報は、リンクの接続順にデータ配置されている。このため、リンク列データを先頭アドレスから順に読み出すことで、リンク列全体の道路形状や道路種別等を検出できる。
【0018】
(5)属性1
ノードのX座標とともに格納される属性1はリンク列データを逆方向に読み出すためのオフセット情報などに利用できる。図6に示すように11ビットから15ビットが利用できるが詳細については省略する。
【0019】
(6)属性2
ノードのY座標とともに格納される属性2は交通規制情報、道路幅情報、車線数情報を含む。リンク列データを構成するノードリンク情報の各データのデータ長は16ビット(2バイト=1ワード)である。属性2+Y座標を表すデータの下位11ビットには、図7(a)に示すように、下位11ビットにY位置座標を格納し、上位5ビットに交通規制情報、道路幅情報および車線数情報が格納される。上位5ビットのビットの組み合わせによって図7(b)の▲1▼〜▲8▼のいずれかの情報が選択される。
【0020】
(7)レベル間の固有のリンク番号について
リンク番号は図3に示す通りノードの属性1+X座標、属性2+Y座標と次のノードの属性1+X座標、属性2+Y座標との間に各リンクごとに格納される。この実施の形態では、最上位レベルのリンクに付与されたリンク番号を下位レベルの対応するリンクのリンク番号とする。すなわち、最上位レベルの一つのリンクに付与されたリンク番号と同一のリンク番号が、固有のリンク番号として、下位レベルで対応するリンクのリンク番号とされる。
【0021】
リンク番号を図8を一例としてさらに説明する。最上位レベル4のリンク列1をリンク番号1の1本のリンクから成るものとしたとき、レベル3では、上位レベル4のリンク番号1のリンクは共通するリンク番号1の2本のリンクで構成されている。レベル2ではリンク番号1の3本のリンクで構成され、レベル1ではリンク番号1の4本のリンクで構成される。
【0022】
このように、上位レベルのリンクに対応する下位レベルのリンクのリンク番号として、上位レベルと同一のリンク番号を使用することにより、異なるレベル間での同一のリンク列の対応づけ、あるいは地図表示用データと経路探索データとの間での同一リンク列の対応づけが容易となり、処理時間の短縮化が図れる。
なお、図3における同一ノードオフセット、誘導オフセット、高さ情報については説明を省略する。
【0023】
[2]ルート探索用データ
ルート探索用データは縮尺率の異なる複数の道路地図表示用データに対応する複数のデータを有し、各縮尺率のデータをレベルmのデータと呼ぶ。本実施の形態ではレベル2とレベル4のデータが準備されている。また、上述したとおり各レベルにおいて同一のリンクは同一のリンク番号で管理され、異なるレベル間でのデータの対応づけと道路地図表示用データとのデータの対応づけを容易にしている。
【0024】
図9はルート探索用データのデータ構成を示す図である。ルート探索用データには、図示のように、道路を表現する最小単位であるリンクの接続点(ノード)ごとに、他のノードとの接続関係を示すノード情報が格納されている。各ノード情報はそれぞれ、自ノード情報と隣接ノード情報とからなり、自ノード情報の中にはノードの位置座標が格納されている。一方、隣接ノード情報には、図示のように、隣接ノード番号と、自ノードから隣接ノードに至るまでのリンクのリンク番号と、そのリンクのリンクコストと、そのリンクの交通規制情報とが格納されている。また、各ノード情報は、リンクの接続順に格納されており、格納される順番によって自ノードのノード番号を把握できるようにしている。このため、自ノード情報として自ノードのノード番号を格納しなくても自ノードのノード番号を把握でき、メモリ容量を削減できる。
【0025】
[3]推奨ルートデータ
図10は、経路探索データに基づいて探索された出発地から目的地までの推奨ルートを表わす推奨ルートデータのデータ構成の概要を示す図である。推奨ルートデータには、推奨ルート上のノード情報とリンク情報とがメッシュ領域単位で分類して格納されている。なお、メッシュ領域とは、道路地図を所定範囲ごとに区分けしたときの区分けされた各領域をいう。
【0026】
図10に示すように、推奨ルートデータは、メッシュコード、ノード数、ノード情報、リンク種別数、リンク情報、フェリー情報およびトンネル情報で構成される。このうち、メッシュコードの記憶領域には、メッシュ領域を識別する番号が格納され、ノード数の記憶領域には、メッシュ領域内に存在するノード数が格納され、ノード情報の記憶領域には、図11(a)に詳細を示すように、メッシュ領域内の各ノードのノード番号、位置座標、距離コスト等が格納される。また、リンク種別数の記憶領域には、メッシュ領域内に存在するリンクの種別数が格納され、リンク情報の記憶領域には、図11(b)に詳細を示すように、メッシュ領域内の各リンクのリンク種別、リンク数、リンク番号等が格納される。図11は同一メッシュコードで示される領域内にリンク列1からリンク列2に至るまでのデータがある場合を示す。
【0027】
なお、上述したように、推奨ルートデータはレベルごとに作成され、本実施の形態の場合には、推奨ルート上の開始点および終了点付近についてはレベル2の推奨ルートデータが、開始点と終了点の中間についてはレベル4の推奨ルートデータが作成される。
【0028】
以下、フローチャートを参照して本実施の形態の動作を説明するが、この実施の形態では、次のようにして推奨ルートを表示装置6に表示する。レベル4とレベル2のルート探索用データを使用して推奨ルートを探索してレベル4と2の推奨ルートデータを作成しさらに、レベル4の推奨ルートデータはレベル2の推奨ルートデータに変換し、レベル2の推奨ルートデータとレベル2または1の道路地図表示用データに基づいて、表示装置6に表示されているレベル2またはレベル1の道路地図上に推奨ルートを重ね合わせて描画して推奨ルートをたとえば赤い太い線で表示する。
【0029】
図12,図13は制御回路2が行うメイン処理の概要を示すフローチャートである。図12のステップS1では、現在地検出装置1を用いて車両位置を検出する。ステップS2では、入力装置3によって入力された目的地を読み込む。ステップS3では、地図データベース装置8に格納されている地図表示用データに基づいて、経路探索の可能な道路上に経路探索の開始点および終了点を設定する。たとえば、車両の開始点は車両の現在位置(車両位置)、終了点が目的地である。経路探索の開始点および終了点の設定については、さらに後述する。
【0030】
ステップS4では、レベル2のルート探索用データを用いて経路探索の開始点付近の経路探索を行う。そして、開始点付近における推奨ルートの候補を複数選択する。ステップS5では、レベル2のルート探索用データを用いて経路探索の終了点付近の経路探索を行う。そして、終了点付近における推奨ルートの候補を複数選択する。
【0031】
ステップS6では、ステップS4,S5で選択した推奨ルートの候補の間の経路についてレベル4のルート探索用データを用いて経路探索を行い、開始点から終了点までの推奨ルートを演算する。
【0032】
このように、開始点および終了点付近と、開始点および終了点の中間付近とで異なるレベルのルート探索用データを用いる理由は、すべての経路についてレベル2のルート探索用データを用いて経路探索を行うと、データ量が膨大なために経路探索に要する演算時間が長くなるからである。ステップS7では、ステップS6で演算した推奨ルートに関する情報を推奨ルートデータとしてSRAM7に記憶する。
【0033】
図12のステップS7の処理が終了すると図13のステップS8に進み、背景地図描画処理を行い、表示装置6に表示するための推奨ルート周辺の道路地図に関するデータを画像メモリ5に描画(格納)する。ステップS8の処理が終了するとステップS9に進み、ステップS6で演算した推奨ルートを表示するのに必要なデータを画像メモリ5に重ねて描画(格納)する。ステップS10では、画像メモリ5に格納されているデータを読み出し、表示装置6に推奨ルートおよびその周辺の道路地図を表示する。
【0034】
−経路探索の開始点、終了点の設定について−
本実施の形態における経路探索の開始点および終了点の設定についてさらに詳細に説明をする。図14は、経路探索の開始点を設定する場合を説明する図である。符号Sで表されるマークは、現在地検出装置1により検出された車両位置(出発位置)を示すものである。この車両位置Sが経路探索の開始点となる。車両位置Sの近傍にはリンクa、bで表される二つの道路が位置している。従来の装置ではこのうち最も近傍の例えばリンクaを開始点として選択し経路探索を行っていた。しかし、このリンクaが例えば一方通行道路であり、図14の矢印方向には進むことができない場合は、経路探索を行うときリンクaから脱出不可となり経路探索ができないという結果になっていた。本実施の形態では、車両位置Sを中心として一定の範囲において開始点の候補となるリンクを複数選択する。これにより、あるリンクにおいて経路探索が不可能となっても、他の候補のリンクにおいて経路探索が可能となる。図14においては、リンクaおよびリンクbが開始点の候補として選択され、それぞれにおいて経路探索が行われる。そして、リンクaにおいて経路探索が不可能となっても、リンクbを開始点とした経路探索が成功するので、最終的に経路探索が不可能という結果にはならない。
【0035】
図15は、同様に経路探索の終了点を設定する場合を説明する図である。符号Dで表されるマークは、入力装置3により指定された目的地を示すものである。この目的地Dが経路探索の終了点となる。目的地Dにおいても複数のリンクを終了点の候補として選択するが、内容は上記と同様であるので説明を省略する。
【0036】
図16は、自車位置Sから目的地Dの間に経由地Vが設定された場合を説明する図である。経由地Vは、自車位置Sから経由地Dまでの経路探索においては、自車位置Sが経路探索の開始点となり、経由地Vが経路探索の終了点となる。次に経由地から目的地までの経路探索においては、経由地Vが経路探索の開始点となり、目的地Dが経路探索終了点となる。図16において、経由地Vは例えば駅のロータリーであり、リンクa、bは矢印方向の一方通行道路であり、図左方向に自車位置Sがあり、図右方向に目的地Dが設定されている。経由地Vはロータリーであるので、リンクa、リンクbは道路としてデータが存在するが、cで示す部分は道路(リンク)として設定されておらずデータがない。
【0037】
この場合に、自車位置Sから経由地Vまでの経路探索においては、経由地Vが経路探索の終了点となり候補となる複数のリンクa、bが選択される。リンクaを終了点とした場合の経路探索は成功し、リンクbを終了点とした経路探索はリンクbの一方通行の方向により経路探索不可という結果になる。一方、経由地Vから目的地Dへの経路探索においては、経由地Vが経路探索の開始点となり、同様に開始点の候補のリンクa、bが選択される。そして、リンクaを開始点とした場合の経路探索は経路探索不可という結果になるが、リンクbを開始点とした経路探索が成功する。本実施の形態では、自車位置Sから経由地Vを経由して目的地Dまでの経路探索において、上記のように経由地Vで道路が途切れる結果になるが、全体として経路探索不可とするよりは、それぞれの経路探索を出力するようにしている。
【0038】
図17は、上記に説明をした経路探索の開始点あるいは終了点において、複数のリンクを選択して格納テーブルに格納する複数リンク選択処理のフローチャートを示す図である。
【0039】
ステップS101では、設定位置(自車位置あるいは出発位置、経由地、目的地)を基準に検索範囲を決める。検索範囲についてはプログラムにより所定の範囲が設定される。例えば、最詳細縮尺地図の表示で画面に表示可能な範囲を検索範囲としたり、現在表示中の画面の範囲を検索範囲としたり、あるいは操作者が入力装置1を操作することにより設定した範囲を検索範囲とすることができる。この範囲は、特定の条件により可変とすることもできる。例えば、都心部などのノードの多いエリアでは検索範囲を縮小し、山間部などのノードの少ないエリアでは検索範囲を拡大するなど、周辺のノード密度に応じて可変とすることができる。ステップS102では、検索範囲にあるリンクを一つ選択し、設定位置から選択されたリンク(Ld)までの距離値(d)を演算する。距離値(d)は、地図表示データに基づいて、設定位置からそのリンク(Ld)に垂線を下ろした場合のその垂線の距離である。垂線が下ろせない場合は、設定値に近い方に位置するノードまでの距離を距離値(d)とする。リンク内の補間点までを考慮する場合は、ノードを補間点に置き換えて同様な考え方で演算をする。
【0040】
ステップS103では、格納テーブルに所定の数のリンクが格納されているかどうか判定する。ここでいう所定の数が、経路探索の開始点、経由点あるいは終了点のそれぞれの地点における複数のリンクの候補の数となる。この数については、プログラムにおいて予め定めておくが、操作者によって任意に変更できるようにしてもよい。所定の数が格納されている場合は、ステップS104に進み、格納テーブル中にすでに格納されているリンクの中から最大距離値(D)を有するリンク(LD)を取得する。後述するステップS107でテーブルは距離値をパラメータにより小さい順にソートされているので、再後尾に位置するリンクを取得すればよい。ステップS105では、選択されたリンク(Ld)の距離値(d)と、格納テーブル中の最大距離値(D)を有するリンク(LD)のその距離値(D)と比較する。選択されたリンク(Ld)の距離値(d)の方が、格納テーブル中最大距離値を有するリンク(LD)の距離値(D)より小さい場合は、ステップS106に進み、格納テーブルにおいてリンクLdをリンクLDと入れ替える。次にステップS107でテーブル内を距離値をパラメータとしてソートし、ステップS108に進む。ステップS108では、検索範囲内の全てのリンクの検証が終了したかどうかを判定し、終了していると判定された場合はこの処理を終了し、終了していないと判定された場合は、ステップS102に戻りを処理を繰り返す。
【0041】
前述のステップS103で、格納テーブルに所定の数のリンクが格納されていないと判定された場合は、ステップS109に進み無条件に選択されたリンクLdをテーブルに格納しステップS107に進む。
【0042】
以上の処理により、出発地(車両位置)、経由地、目的地において、経路探索の開始点および終了点の候補となるリンクが、所定の数がテーブルに格納されるまでは随時テーブルに格納されて行き、所定の数がテーブルに格納された後は、テーブル内の最大の距離値のリンクより小さい距離値のリンクがあれば置き換えられて、距離値の小さい順に複数のリンクが選択されテーブルに格納される。そして、選択された複数の開始点のそれぞれにおいて、前述した図12のステップS4で経路探索が行われる。同様に選択された複数の終了点のそれぞれにおいて、ステップS5で経路探索が行われる。次に、ステップS6で、ステップS4とステップS5で探索されたすべての推奨ルート間において、レベル4のルート探索データを用いた経路探索が行われる。なお、ステップS4とステップS5で探索された推奨ルートに重み付けをし、所定の数の推奨ルート間においてレベル4のルート探索データを用いた経路探索を行うようにしてもよい。例えば、開始点側であれば終了点の方向を優先的に採用し、各経路に与えられた重みづけ(距離コストなどの累計値等)の低いものから上位25本を採用することなどが考えられる。終了点側も同様である。なお、ステップS4を実行するために読み込まれたレベル2のルート探索データに経路探索の開始点および終了点両方が含まれる場合は、レベル2のルート探索データで経路探索が完結するため、ステップS6のレベル4のルート探索データを使用した経路探索は実行されない。また、ステップS4とステップS5で探索された推奨ルート間のノード数が少ないと予測される場合は、ステップS6でもレベル2のルート探索データを用いた経路探索が行われる。
【0043】
以上により、経路探索の開始点あるいは終了点として選択されたリンクに一方通行やその他の通行規制があり経路探索が不可能となっても、次の候補のリンクが選択されて経路探索が行われる。従って、最終的に経路探索が不可能となる確率が低減される。
【0044】
以上の処理ではリンクまでの距離値を基準にリンクを選択したが、距離値以外のパラメータで選択したり、あるいは距離値以外のパラメータを加味して選択するようにしてもよい。例えば、できるだけ大きな道路(幅員が大きいもの)を優先して選択するようにすることなどが考えられる。また、両方向通行不可のリンクは選択しないようにするなど、距離値に例えば通行規制情報情報などにより重み付けをして選択をしてもよい。
【0045】
−経由地がある場合のルート探索データの読み出しについて−
次に、出発地と目的地の間に経由地を設定して経路探索を行う場合のルート探索データの読み出しについて説明をする。
【0046】
図18は、出発地S、目的地Dの間に経由地Vが1箇所ある場合の、ルート探索データの読み出しについて説明をする図である。ルート探索データは、前述した通り、本実施の形態ではレベル2とレベル4について準備されている。レベル4のデータは広域地図データに対応し、レベル2はレベル4より詳細な地図データに対応している。図18(a)は、設定された出発地S、経由地V、目的地Dがレベル4のルート探索データ上に位置していることを概念的に示している。図18(b)は、出発地S、経由地V、および目的地Dの近辺のそれぞれのレベル2のルート探索データを概念的に示している。点線で囲むR1〜R5については、地図データベース装置8からルート探索データを読み出す範囲について概念的に示している。
【0047】
まず、図21を使用してルート探索データの読み出しおよび経路探索処理の一態様を説明する。図21は、従来の装置におけるルート探索データの読み出しおよび経路探索処理のフローチャートである。ここでは、ルート探索データの読み出しおよび経路探索処理の前後の処理については説明を省略する。
【0048】
まず始めに出発地Sから経由地Vまでの経路探索を行う。経路探索の開始点および終了点の設定については前述した通りであるので、ここではその説明を省略する。図21において、ステップS401では、出発地S近辺のレベル2のルート探索データを読み出す(R1)。ステップS402で、出発地Sを経路探索の開始点として開始点付近の経路探索を行い、推奨ルートの候補を複数選択する。ステップS403で、経由地V近辺のレベル2のルート探索データを読み出す(R2)。ステップS404で、経由地Vを経路探索の終了点として終了点付近の経路探索を行い、推奨ルートの候補を複数選択する。ステップS405では、出発地Sおよび経由地Vを含むレベル4のルート探索データを読み出す(R3)。ステップS406では、上述の複数の推奨ルートの候補間の経路探索を行い開始点から終了点まですなわち出発地Sから経由地Vまでの推奨ルートを演算する。
【0049】
次に、経由地Vから目的地Dまでの経路探索を行う。ステップS407では、経由地V近辺のレベル2のルート探索データを読み出す(R2)。ステップS408で、経由地Vを経路探索の開始点として開始点付近の経路探索を行い、推奨ルートの候補を複数選択する。ステップS409で、目的地D近辺のレベル2のルート探索データを読み出す(R3)。ステップS410で、目的地Dを経路探索の終了点として終了点付近の経路探索を行い、推奨ルートの候補を複数選択する。ステップS411では、経由地Vおよび目的地Dを含むレベル4のルート探索データを読み出す(R5)。ステップS412では、上述の複数の推奨ルートの候補間の経路探索を行い開始点から終了点まですなわち経由地Vから目的地Dまでの推奨ルートを演算する。以上により、目的地Sから経由地Vを経由して目的地Vまでの推奨ルートが導き出される。
【0050】
上記のルート探索データの読み出しおよび経路探索処理の一態様では、地図データベース装置8へのアクセス順序は、R1→R2→R4→R2→R3→R5となる。通常CD−ROMなどにルート探索データが格納される場合は、レベル単位にまとまって格納されている。地図データベース装置と制御回路の間にはバッファーメモリ9が備えられているが、レベル2のデータをアクセスした後レベル4のデータをアクセスし、その後再びレベル2のデータをアクセスするときは、バッファーメモリ9上では以前のレベル2近辺のデータはレベル4のデータに置き換えられている確率が高く、バッファーメモリ9でデータにヒットする確率が低下する。従って、再度メカ的な動きを伴うCD−ROM装置あるいは磁気記録装置へのアクセスが必要となり、読み出し処理の速度の低下を招く。
【0051】
図19は、上記の問題点を改良したフローチャートである。図19において、ステップS201では、出発地S近辺のレベル2のルート探索データを読み出す(R1)。ステップS202で、出発地Sを経路探索の開始点として開始点付近の経路探索を行い、推奨ルートの候補を複数選択する。ステップS203で、経由地V近辺のレベル2のルート探索データを読み出す(R2)。ステップS204で、経由地Vを経路探索の終了点として終了点付近の経路探索を行い、推奨ルートの候補を複数選択する。ステップS205で、目的地D近辺のレベル2のルート探索データを読み出す(R3)。ステップS206で、目的地Dを経路探索の終了点として終了点付近の経路探索を行い、推奨ルートの候補を複数選択する。
【0052】
次に、ステップS207では、出発地Sおよび経由地Vを含むレベル4のルート探索データを読み出す(R4)。ステップS208では、上述の出発地S近辺および経由地V近辺の複数の推奨ルートの候補間の経路探索を行い、開始点から終了点まですなわち出発地Sから経由地Vまでの推奨ルートを演算する。ステップS209では、経由地Vおよび目的地Dを含むレベル4のルート探索データを読み出す(R5)。ステップS210では、上述の経由地V近辺および目的地D近辺の複数の推奨ルートの候補間の経路探索を行い開始点から終了点まですなわち経由地Vから目的地Dまでの推奨ルートを演算する。以上により、目的地Sから経由地Vを経由して目的地Vまでの推奨ルートが導き出される。
【0053】
上記の改良した処理では、地図データベース装置8へのアクセス順序は、R1→R2→R3→R4→R5となる。ここでは、レベル2のルート探索データを先に全て読み出し、次にレベル4のルート探索データを読み出しているため、例えばR2でレベル2のデータを読み出したときに、R3で読み出すデータもまとまってバッファーメモリ9に読み出されている確率が高く、次にR3で目的地D近辺のルート探索データを読み出すときにバッファーメモリ9上でヒットする確率が高くなる。また、R4での読み出しとR5での読み出しデータには、経由地Vが両方に含まれているため、R4で読み出した後引き続きR5で読み出すときは、その重複するデータ部分は確実にバッファーメモリ9上でヒットする。さらに、この処理のフローでは、経由地Vのデータを2度読みする必要がなく、また経由地V近辺の経路探索も一度で済み、これらにおいても処理時間の短縮が図れる。なお、経由値が複数設定される場合も同様な考え方で行う。
【0054】
−経路探索処理の見かけ上の処理速度向上について−
上述の図12のフローチャートの説明では、ステップS2、ステップS3で目的地等が設定された後引き続き経路探索の処理に入る説明をしたが、この場合は説明の便宜上操作者の指示などを省略した説明となっている。しかし、経路探索を開始するときは、操作者が目的地等を設定した後、入力装置3を使用して経路探索開始指示を入力するのが通常であり、その指示によりプログラムは経路探索を開始する。
【0055】
本実施の形態では、この処理において見かけ上処理速度を上げるため次のような処理を行う。図20は、経路探索において見かけ上処理速度を上げるための経路探索処理のフローチャートを示す。ステップS301で、操作者による目的地あるいは経由地の設定処理が行われる。ここでは、目的地あるいは複数の経由地のうち一つが設定されると次のステップS302に進む。すなわち、一つの目的地あるいは経由地の設定ごとにステップS301〜S303の処理が繰り返されることになる。ステップS302で、操作者により設定された目的地あるいは経由地について、レベル2のルート探索データを用いてその近辺の経路探索を開始し、この経路探索処理の終了を待たずにステップS303に進む。ステップS303で、操作者による設定が全て終了したかどうかを判定し、まだ全ての地点が設定されていない場合は、ステップS301に戻り処理を繰り返す。ステップS303で全ての地点の設定が終了していると判定されると、ステップS304に進み、操作者による経路探索開始の指示を待つ。この時点では、ステップS302で開始された経路探索が終了していない場合はその処理が続行されている。ステップS303とステップS304はステップを分けて説明をしたが、操作者により経路探索開始の指示がされると、それにより全ての地点の設定を終了したものとみなすこともできる。
【0056】
ステップS304において、操作者により経路探索開始の指示が入力装置3を使用して行われると、ステップS305に進む。ステップS305では、現在地検出装置1により自車位置を検出する。ステップS306では、レベル2のルート探索データを使用して自車位置近辺の経路探索を開始する。自車位置近辺の経路探索は操作者による経路探索開始の指示がなされた後に開始するようにしたのは、自車位置は時々刻々変化するためである。ステップS307では、目的地、経由地、自車位置近辺の経路探索が全て終了しているかどうかを判定する。全て終了していると判定されると、ステップS308に進み、目的地、経由地、自車位置近辺の経路探索された複数の推奨ルート間において、レベル4のルート探索データを使用して経路探索を行う。なお、レベル2のルート探索データを使用して目的地近辺の経路探索された結果内に自車位置が存在している場合などは、特にレベル4のルート探索データを使用した経路探索は行われず、レベル2のルート探索データによる経路探索で完結する。これは、経由地が設定された場合の、目的地と経由地間、経由地と次の経由地間、経由地と目的地間においても同様である。
【0057】
上記では、現在地検出装置1で検出された自車位置を出発地としているが、ステップS301において、目的地や経由地と同様に入力装置3を使用して操作者が出発地を設定するようにしてもよい。そのときは、ステップS302において設定された出発地近辺の経路探索が行われる。
【0058】
このようにして、操作者が目的地等を設定した後、次に操作者が経路探索の開始を指示するまでの空いた時間を利用して、経路探索の処理を先行して進めているため、実際に操作者が経路探索の指示をしてから経路探索が終了するまでの時間が短縮される。本処理において、目的地や経由地のそれぞれの経路探索を開始し、同時に操作者の操作をモニタするなど並行した処理をマルチタスクプログラム処理をすることにより実現している。経路探索を先行して処理を開始した後、操作者が目的地あるいは経由地を変更した場合には、すでに開始した処理を停止し、処理の結果がすでに出ている場合にはその結果を廃棄すればよい。なお、経由値が複数設定される場合も、同様な考え方で行う。
【0059】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の経路探索装置では、出発地や経由地や目的地の地点が設定されると、経路探索の開始が指示されていなくても、リンク間の接続情報に基づいてそれらの地点近辺の経路探索を開始するようにしたので、操作者が目的地等を設定した後次に操作者が経路探索の開始を指示するまでの空いた時間を利用して、経路探索の処理を先行して進めることが可能となり、経路探索の処理時間が見かけ上短縮される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による車載用ナビゲーション装置の一実施の形態のブロック図である
【図2】メッシュ領域内で2本の道路が交差する例を示す図
【図3】道路地図表示用データの構成を示す図
【図4】複数のノードおよび補間点を有する道路地図の例を示す図
【図5】図5の太線道路のリンク列データを示す図
【図6】属性1+X座標データの一例を示す図
【図7】属性2+Y座標データの一例を示す図
【図8】ルート探索データのリンク番号を説明する図
【図9】ルート探索用データのデータ構成を示す図
【図10】推奨ルートデータのデータ構成の概要を示す図
【図11】推奨ルートデータのノード情報とリンク情報のデータ構成の詳細図
【図12】制御回路が行うメイン処理の概要を示すフローチャート
【図13】図12に続くフローチャート
【図14】経路探索の開始点を設定する場合を説明する図
【図15】経路探索の終了点を設定する場合を説明する図
【図16】自車位置から目的地の間に経由地が設定された場合を説明する図
【図17】複数リンク選択処理を示すフローチャート
【図18】ルート探索データの読み出しについて説明をする図
【図19】ルート探索データの読み出しおよび経路探索処理のフローチャート
【図20】経路探索の見かけ上の処理速度を上げる経路探索処理のフローチャート
【図21】ルート探索データの読み出しおよび経路探索処理のフローチャート
【符号の説明】
1 現在地検出装置
2 制御回路
3 入力装置
4 DRAM
5 画像メモリ
6 表示装置
7 地図データベース装置
8 SRAM
9 バッファーメモリ
Claims (3)
- 地図上の道路の最小単位をリンクとして、リンクの位置情報とリンク間の接続情報とを格納する格納手段と、
操作者により地図上の目的地の地点を設定することが可能な地点設定手段と、
操作者の指示入力に基づき経路探索の開始を指示する探索開始指示手段と、
前記経路探索装置が位置する地図上の現在地を自動的に検出する現在地検出手段と、
前記探索開始指示手段により経路探索の開始が指示されると、前記リンク間の接続情報に基づいて、前記現在地から前記目的地までの経路探索を行う制御手段とを備えた経路探索装置において、
前記制御手段は、前記地点設定手段により前記目的地が設定されると、前記探索開始指示手段により経路探索の開始が指示されていなくても、前記リンク間の接続情報に基づいて前記目的地近辺の経路探索を開始することを特徴とする経路探索装置。 - 請求項1記載の経路探索装置において、
前記地点設定手段は、操作者によりさらに地図上の経由地の地点を設定することが可能であり、
前記制御手段は、前記地点設定手段により前記経由地が設定されると、前記探索開始指示手段により経路探索の開始が指示されていなくても、前記リンク間の接続情報に基づいて前記経由地近辺の経路探索を開始し、前記探索開始指示手段により経路探索の開始が指示された後、前記リンク間の接続情報に基づいて、前記現在地から前記経由地を経由して前記目的地までの経路探索を行うことを特徴とする経路探索装置。 - 請求項1または2記載の経路探索装置において、
前記地点設定手段は、前記現在地に代えて、操作者により地図上の出発地の地点を設定することが可能であり、
前記制御手段は、前記地点設定手段により前記出発地が設定されると、前記探索開始指示手段により経路探索の開始が指示されていなくても、前記リンク間の接続情報に基づいて前記出発地近辺の経路探索を開始し、前記探索開始指示手段により経路探索の開始が指示された後、前記リンク間の接続情報に基づいて、前記出発地から前記目的地までの経路探索を行うことを特徴とする経路探索装置。
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