JP3798865B2 - 経路探索装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【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、ルート探索時間を短縮化している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、出発地と目的地の間に経由地が一つ以上設定されると、レベル２のルート探索データの読み出しとレベル４のルート探索データの読み出しが混在し、ＣＤ−ＲＯＭ装置と制御装置との間にバッファーメモリなどが設けられていても、読み出しデータが効率よくバッファーメモリ上でヒットせず、処理速度の低下を招くという問題が生じていた。
【０００５】
本発明の目的は、ルート探索データを効率よく読み出して処理時間を短縮する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】
上記目的を達成するために、請求項１の経路探索装置は、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、所定の縮尺率の地図に対応する第１のリンク間接続情報と、所定の地図よりより広域な地図に対応する第２のリンク間接続情報とを格納する格納手段と、出発地と経由地と目的地とを設定する地点設定手段と、出発地から経由地を経由して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、（ａ）設定された出発地近辺の第１のリンク間接続情報を読み出す第１の読み出しと、設定された経由地近辺の第１のリンク間接続情報を読み出す第２の読み出しと、設定された目的地近辺の第１のリンク間接続情報を読み出す第３の読み出しを行うとともに、設定された出発地と経由地を含む範囲の第２のリンク間接続情報を読み出す第４の読み出しと、設定された経由地と目的地を含む範囲の第２のリンク間接続情報を読み出す第５の読み出しとを行い、（ｂ）読み出された出発地近辺の第１のリンク間接続情報に基づいて出発地近辺の経路探索を行い、（ｃ）読み出された経由地近辺の第１のリンク間接続情報に基づいて経由地近辺の経路探索を行い、（ｄ）読み出された目的地近辺の第１のリンク間接続情報に基づいて目的地近辺の経路探索を行い、（ｅ）出発地近辺の経路探索結果と経由地近辺の経路探索結果と読み出された出発地および経由地を含む範囲の第２のリンク間接続情報とに基づいて出発地から経由地までの経路探索を行い、（ｆ）経由地近辺の経路探索結果と目的地近辺の経路探索結果と読み出された経由地および目的地を含む範囲の第２のリンク間接続情報とに基づいて経由地から目的地までの経路探索を行い、（ｇ）第１の読み出しから第３の読み出しは、第４の読み出しおよび第５の読み出しよりも先行して行うようにしたものである。
請求項２記載の経路探索装置は、制御手段を、第１の読み出し、第２の読み出し、第３の読み出し、第４の読み出し、第５の読み出しの順に読み出しを行うようにしたものである。
請求項３記載の経路探索装置は、制御手段を、出発地から経由地までの経路探索と経由地から目的地までの経路探索において、第２の読み出しで読み出された経由地近辺の第１のリンク間接続情報に基づいて経路探索された経由地近辺の経路探索結果を共通して使用させるようにしたものである。
請求項４記載の経路探索装置は、地点設定手段を複数の経由地が設定できるようにし、制御手段を、設定された複数の経由地を含む範囲の第２のリンク間接続情報を読み出す第６の読み出しを行わせ、複数の経由地近辺の経路探索結果と読み出された複数の経由地を含む範囲の第２のリンク間接続情報とに基づいて経由地間の経路探索を行わせ、第１の読み出しから第３の読み出しは第６の読み出しより先行して行わせるようにしたものである。
請求項５記載の経路探索装置は、制御手段を、第１の読み出し、第２の読み出し、第３の読み出し、第４の読み出し、第６の読み出し、第５の読み出しの順に読み出しを行わせるようにしたものである。
請求項６記載の経路探索装置は、格納手段はＣＤ−ＲＯＭ装置であり、制御手段はバッファーメモリを備えるようにしたものである。
請求項７記載の経路探索装置は、格納手段は磁気ディスク装置であり、制御手段はバッファーメモリを備えるようにしたものである。
【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、請求項１の経路探索装置は、第１のリンク間接続情報の第１の読み出しから第３の読み出しを、第２のリンク間接続情報の第４の読み出しおよび第５の読み出しよりも先行して行うようにし、第１のリンク間接続情報の読み出しと第２のリンク間接続情報の読み出しを混在しないようにしたので、効率よくデータが読み出せる。
請求項２記載の経路探索装置は、第１の読み出し、第２の読み出し、第３の読み出し、第４の読み出し、第５の読み出しの順に読み出しを行うようにしたので、第１のリンク間接続情報および第２のリンク間接続情報において、データが出発地から経由地を経て目的地の順に配置されている場合に効率よくデータが読み出せる。
請求項３記載の経路探索装置は、経由地近辺の経路探索結果を共通して使用するようにしているので、経由地近辺のルート探索データの読み出しや経路探索処理を重複して行う必要がなく、処理時間の短縮を図ることができる。
請求項４記載の経路探索装置は、複数の経由地を設定できるようにしたので、請求項１と同様の効果を得ながら経由地間の経路探索も可能となる。
請求項５記載の経路探索装置は、複数の経由地が設定された場合にも請求項２と同様の効果が得られる。
請求項６記載の経路探索装置は、ＣＤ−ＲＯＭ装置とバッファーメモリが備えられている場合に、効率よいデータの読み出しが行える。
請求項７記載の経路探索装置は、磁気ディスク装置とバッファーメモリが備えられている場合に、効率よいデータの読み出しが行える。
【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 (7)

1. 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、所定の縮尺率の地図に対応する第１のリンク間接続情報と、前記所定の地図よりより広域な地図に対応する第２のリンク間接続情報とを格納する格納手段と、
   出発地と経由地と目的地とを設定する地点設定手段と、
   前記出発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、
   （ａ）設定された出発地近辺の第１のリンク間接続情報を読み出す第１の読み出しと、設定された経由地近辺の第１のリンク間接続情報を読み出す第２の読み出しと、設定された目的地近辺の第１のリンク間接続情報を読み出す第３の読み出しとを行うとともに、前記設定された出発地と経由地を含む範囲の第２のリンク間接続情報を読み出す第４の読み出しと、前記設定された経由地と目的地を含む範囲の第２のリンク間接続情報を読み出す第５の読み出しとを行い、
   （ｂ）前記読み出された出発地近辺の第１のリンク間接続情報に基づいて前記出発地近辺の経路探索を行い、
   （ｃ）前記読み出された経由地近辺の第１のリンク間接続情報に基づいて前記経由地近辺の経路探索を行い、
   （ｄ）前記読み出された目的地近辺の第１のリンク間接続情報に基づいて前記目的地近辺の経路探索を行い、
   （ｅ）前記出発地近辺の経路探索結果と前記経由地近辺の経路探索結果と前記読み出された出発地および経由地を含む範囲の第２のリンク間接続情報とに基づいて出発地から経由地までの経路探索を行い、
   （ｆ）前記経由地近辺の経路探索結果と前記目的地近辺の経路探索結果と前記読み出された経由地および目的地を含む範囲の第２のリンク間接続情報とに基づいて経由地から目的地までの経路探索を行い、
   （ｇ）前記第１の読み出しから前記第３の読み出しは、前記第４の読み出しおよび第５の読み出しよりも先行して行うことを特徴とする経路探索装置。
2. 請求項１記載の経路探索装置において、
   前記制御手段は、前記第１の読み出し、前記第２の読み出し、前記第３の読み出し、前記第４の読み出し、前記第５の読み出しの順に読み出しを行うことを特徴とする経路探索装置。
3. 請求項１記載の経路探索装置において、
   前記制御手段は、出発地から経由地までの経路探索と経由地から目的地までの経路探索において、前記第２の読み出しで読み出された経由地近辺の第１のリンク間接続情報に基づいて経路探索された経由地近辺の経路探索結果を共通して使用することを特徴とする経路探索装置。
4. 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複数の経由地を設定することが可能であり、
   前記制御手段は、前記設定された複数の経由地を含む範囲の第２のリンク間接続情報を読み出す第６の読み出しを行い、前記複数の経由地近辺の経路探索結果と前記読み出された複数の経由地を含む範囲の第２のリンク間接続情報とに基づいて経由地間の経路探索を行い、前記第１の読み出しから前記第３の読み出しは前記第６の読み出しより先行して行うことを特徴とする経路探索装置。
5. 請求項４記載の経路探索装置において、
   前記制御手段は、前記第１の読み出し、前記第２の読み出し、前記第３の読み出し、前記第４の読み出し、前記第６の読み出し、前記第５の読み出しの順に読み出しを行うことを特徴とする経路探索装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の経路探索装置において、
   前記格納手段はＣＤ−ＲＯＭ装置であり、
   前記制御手段はバッファーメモリを備えることを特徴とする経路探索装置。
7. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の経路探索装置において、
   前記格納手段は磁気ディスク装置であり、
   前記制御手段はバッファーメモリを備えることを特徴とする経路探索装置。

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