JP3892643B2 - ナビゲーション装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、経路探索によって出発地と目的地とを結ぶ最適な経路を設定するナビゲーション装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車載用のナビゲーション装置は、自車の現在位置を検出し、その近傍の地図データをＣＤ、ＤＶＤ等のデータ記憶媒体から読み出して画面上に表示する。また、画面上には自車位置を示す車両位置マークが表示されており、この車両位置マークを中心に自車の進行にしたがって近傍の地図がスクロールされ、常時自車位置周辺の地図情報がわかるようになっている。
【０００３】
また、最近の車載用ナビゲーション装置のほとんどには、利用者が所望の目的地に向かって道路を間違うことなく走行できるようにした経路探索・誘導機能が搭載されている。この経路探索・誘導機能によれば、地図データを用いて出発地から目的地までを結ぶ最もコストの小さな経路が横型探索（ＢＦＳ）法やダイクストラ法等のシミュレーションを行うことによって探索され、探索された経路に基づいて経路誘導が行われる。
【０００４】
ところで、従来は、階層化構造を有する地図データを用いて経路探索を行う手法が汎用されている。また、ナビゲーション装置において用いられる地図データは、一般的には、所定の経度および緯度で区切られた矩形形状の図葉を単位として分割して格納されている。
【０００５】
図１４は、階層化構造を有する地図データを用いた経路探索処理の概要について説明する図であり、３つの階層を有する地図データの例が示されている。同図に示すように、階層化構造を有する地図データでは、下位階層の地図データほど、より小さな領域に分割した図葉が設定される。これらの各図葉に対応する地図データには、高速道路や国道に加えて一般道や都道府県道等を含む多数の道路を対象とした詳細な道路情報が含まれる。また、上位階層の地図データほど、より大きな領域に分割した図葉が設定される。これらの各図葉に対応する地図データには、高速道路や国道等の主要道路を主に対象とした道路情報が含まれる。
【０００６】
出発地や目的地の周辺については、より詳細な道路情報を含む下位階層の地図データを用いて、中位階層の地図データにも共通に含まれている国道等に至るまでの経路が探索される。次に、中位階層の地図データを用いて、上位階層の地図データにも共通に含まれている国道や高速道路等に至るまでの経路が探索される。上位階層の地図データに含まれる道路に至るまでの経路が探索されると、上位階層の地図データを用いて、主要道路を探索対象として経路探索が行われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した階層化構造の地図データを用いた従来のナビゲーション装置では、各階層に対応した経路探索を行って一つ上の階層に含まれる道路に至る詳細な走行経路を設定する場合に、その時点で着目している図葉の道路だけで経路探索処理を行うのではなく、この図葉に隣接する図葉の道路も考慮して経路探索処理を行う場合が多い。例えば、一の図葉の周辺付近において上位の階層に含まれる道路に到達する場合に、隣接する図葉に含まれる道路を通ってこの道路に至る経路が最適である場合もあるため、経路探索処理を行う場合には経路探索の出発地等が含まれる図葉のみでなく、その周辺の図葉も処理対象に含ませる必要がある。このため、経路探索処理を行う際に読み込むデータ量が多くなって、経路探索処理に要する時間が長くなるという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、経路探索に要する処理時間を低減することができるナビゲーション装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明のナビゲーション装置は、所定の区分領域に対応する図葉毎の地図データに基づいて所定のナビゲーション動作を行うナビゲーション装置であって、地図データとして、図葉に対応する区分領域に関する第１の経路探索データと、図葉に対応する区分領域に隣接する領域に関する第２の経路探索データとが含まれる地図データを、図葉を単位としてディスク型記憶媒体に格納しており、図葉を指定して、この指定された図葉に対応する第１および第２の経路探索データを含む地図データを読み出し制御手段によって読み出して所定の地図データ格納手段に格納し、この格納された地図データに基づいて、経路探索手段により経路探索処理を行っている。各図葉の地図データにはこの図葉に対応する区分領域内だけでなく、隣接する区分領域に対応する経路探索データも含まれているため、経路探索手段によって行われる経路探索処理に必要な経路探索データをディスク型記憶媒体から読み出す場合の地図データの読み出し回数を減らすことができる。これにより、経路探索に要する処理時間を低減することができる。
【００１０】
また、上述した第２の経路探索データは、対応する区分領域に含まれる地点から各種の探索条件を考慮して経路探索処理を行ったときに実際に通過点として抽出される複数のノードとこれら複数のノードに到達するまでに通過するリンクを特定する情報を含んでいることが望ましい。実際に通過する可能性のあるノードとリンクのみがあらかじめ抽出され、それ以外のノードやリンクが排除された第２の経路探索データが用いられるため、この第２の経路探索データのデータ量を減らすことができ、各図葉毎に第２の経路探索データを格納することによるデータ量の増大を最小限に抑えることができる。
【００１１】
また、上述した図葉は、詳細表示に対応した最下位階層から広域表示に対応した最上位階層までの複数の階層のそれぞれに対応しており、各階層の図葉に対応する第２の経路探索データには、上位層の図葉に対応する区分領域に含まれる道路に到達するまでのノードとリンクを特定する情報が含まれており、上述した経路探索手段は、最下位階層から最上位階層に向けて順番に、より上位の階層に含まれる道路に到達する経路を探索することが望ましい。最下位階層から順番に上位階層に含まれる道路に到達する経路を探索する際に、経路探索処理のために読み込む図葉の枚数を減らすことができるため、経路探索に要する処理時間を低減することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した一実施形態のナビゲーション装置について、図面を参照しながら説明する。
（１）ナビゲーション装置の全体構成
図１は、本発明を適用した一実施形態の車載用ナビゲーション装置の全体構成を示す図である。図１に示すナビゲーション装置は、全体を制御するナビゲーションコントローラ１と、地図表示や経路探索等に必要な地図データを記録したＤＶＤ２と、このＤＶＤ２に記録された地図データを読み出すディスク読取装置３と、利用者が各種の指示を入力する操作部としてのリモートコントロール（リモコン）ユニット４と、自車位置と自車方位の検出を行うＧＰＳ受信機５および自律航法センサ６と、地図画像や誘導経路等を表示するディスプレイ装置７とを備えている。
【００１３】
上述したディスク読取装置３は、１枚あるいは複数枚のＤＶＤ２が装填可能であり、ナビゲーションコントローラ１の制御によっていずれかのＤＶＤ２から地図データの読み出しを行う。なお、装填されるディスクは必ずしもＤＶＤでなくてもよく、ＣＤでもよい。また、ＤＶＤとＣＤの双方を選択的に装填可能としてもよい。
【００１４】
リモコンユニット４は、経路探索指示を与えるための探索キー、経路誘導モードの設定に用いる経路誘導モードキー、目的地入力キー、上下左右のカーソルキー、地図の縮小／拡大キー、表示画面上のカーソル位置にある項目の確定を行う設定キー等の各種操作キーを備えており、キーの操作状態に応じた赤外線信号をナビゲーションコントローラ１に向けて送信する。
【００１５】
ＧＰＳ受信機５は、複数のＧＰＳ衛星から送られてくる電波を受信して、３次元測位処理あるいは２次元測位処理を行って車両の絶対位置および方位を計算し（車両方位は現時点における自車位置と１サンプリング時間ΔＴ前の自車位置とに基づいて計算する）、これらを測位時刻とともに出力する。また、自律航法センサ６は、車両回転角度を相対方位として検出する振動ジャイロ等の角度センサと、所定走行距離毎に１個のパルスを出力する距離センサとを備えており、車両の相対位置および方位を計算する。
【００１６】
ディスプレイ装置７は、ナビゲーションコントローラ１から出力される描画データに基づいて、自車周辺の地図画像を車両位置マークや出発地マーク、目的地マーク等とともに表示したり、この地図上に誘導経路等を表示したりする。
（２）地図データの詳細内容
次に、ＤＶＤ２に記録された地図データの詳細について説明する。ＤＶＤ２に記録された地図データは、所定の経度および緯度で区切られた矩形形状の図葉を単位としており、各図葉の地図データは、図葉番号を指定することにより特定され、読み出すことが可能となる。また、道路上の任意の２点間を結ぶ線をリンクといい、２本以上のリンクを結ぶ隣接点をノードという。
【００１７】
また、本実施形態において用いられる地図データは、上述した図１４に示した従来の階層化構造を有する地図データと同様に、格納する道路情報の詳細度に応じて３つの階層が設けられており、下位階層になるほど詳細な道路情報が格納されている。また、下位階層の地図データほど、より小さな領域に対応した図葉が設定され、上位階層の地図データほど、より大きな領域に対応した図葉が設定されている。なお、以下の説明では、最下位の階層の地図データを「レベル１の地図データ」、２番目に下位の階層の地図データを「レベル２の地図データ」、最も上位の階層の地図データを「レベル３の地図データ」とそれぞれ称するものとする。
【００１８】
次に、各レベルの地図データにおいて、道路情報の格納対象となる道路について具体的に説明する。本実施形態では、レベル１の地図データは、
ａ．高速道路、
ｂ．フェリー航路、
ｃ．国道（路線番号１桁、２桁、３桁直轄）、
ｄ．国道（路線番号３桁の非直轄）、
ｅ．主要地方道、
ｆ．都道府県道、主要一般道、
ｇ．一般道、道路幅３ｍ以上の細道路、
を主に対象とした道路情報を格納している。
【００１９】
また、レベル２の地図データは、上述したレベル１の地図データにおける「都道府県道、主要一般道」および「一般道、道路幅３ｍ以上の細道路」を対象外としており、
ａ．高速道路、
ｂ．フェリー航路、
ｃ．国道（路線番号１桁、２桁、３桁直轄）、
ｄ．国道（路線番号３桁の非直轄）、
ｅ．主要地方道、
を主に対象とした道路情報を格納している。
【００２０】
また、レベル３の地図データは、上述したレベル２における「国道（路線番号３桁の非直轄）」および「主要地方道」を対象外としており、
ａ．高速道路、
ｂ．フェリー航路、
ｃ．国道（路線番号１桁、２桁、３桁直轄）、
を主に対象とした道路情報を格納している。
【００２１】
なお、上述したレベル１〜３の地図データにおいてそれぞれ対象とする道路の分類方法は一例であり、上述した例に限定されるものではない。
次に、本実施形態において、地図データに含まれる道路情報、特に、経路探索処理に必要なデータ（以後、「経路探索用データ」と称する）の基本的な内容について説明する。なお、以下に説明する内容は、レベル１〜３の各地図データにおいて共通であり、各レベルの地図データには、それぞれ格納対象とする道路について、以下に説明するような道路情報が含まれているものとする。
【００２２】
図２は、経路探索用データに含まれる各種テーブルの詳細な内容を示す図である。経路探索用データは、図２（Ａ）に示すように、各図葉に対応した経路計算データフレームＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、……を含んでいる。
また、各経路計算データフレームは、図２（Ｂ）に示すように、
ａ．着目している図葉に含まれる各ノードについての基本情報を含むノードデータフレーム、
ｂ．着目している図葉に含まれる各リンクについての基本情報を含むリンクデータフレーム、
ｃ．着目している図葉に含まれる各リンクのコスト情報を含むリンクコストデータフレーム、
ｄ．経路計算データフレームに含まれるノードで、上位階層にも共通に存在するものについての対応情報を示す上位レベルノード対応データフレーム、
ｅ．経路計算データフレームに含まれる規制情報を含む通行コードデータフレーム、
ｆ．経路計算データフレームに含まれるノードの座標情報を含むノード座標データフレーム、
を含んでいる。
【００２３】
図３は、ノードデータフレームの内容を示す図である。同図に示すように、ノードデータフレームは、着目している図葉に含まれる全ノードに対応したノードレコード＃０、＃１、＃２、……を格納している。そして、各ノードレコードには、このノードが交差点ノードであるか否かを示すフラグ、他の図葉との境界にあるノード（境界ノード）であるか否かを示すフラグ、このノードにおいてリンクが分岐しているか否か、分岐しているとしたら分岐の形状を示す分岐路情報などからなるノードの基本情報が含まれている。
【００２４】
図４は、リンクデータフレームの内容を示す図である。同図に示すように、リンクデータフレームは、着目している図葉に含まれる全リンクに対応したリンクレコード＃０、＃１、＃２、……と、各リンクレコードに付随する規制情報を含む規制レコード＃０、＃１、＃２、……を格納している。各リンクレコードには、このリンクの両端に位置する２つのノードを特定するノード番号、リンクの距離、このリンクに対応した実際の道路が高速道路であるか一般道であるかといった道路種別、道路の幅員、道路に付された路線番号、等が含まれている。また、各規制レコードには、リンクに対応した道路に付随した交通規制（例えば、一方通行の有無等）に関する情報が含まれている。
【００２５】
図５は、リンクコストデータフレームの内容を示す図である。同図に示すように、リンクコストデータフレームは、着目している図葉に含まれる全リンクに対応したリンクコストレコード＃０、＃１、＃２、……を格納している。各リンクコストレコードには、このリンクを走行する場合のコストに関する情報が格納されている。
【００２６】
図６は、上位レベルノード対応データフレームの内容を示す図である。同図に示すように、上位レベルノード対応データフレームは、着目している図葉に含まれる全ノードのうちで、上位階層の経路探索用データにも共通に存在するノードに関してその対応情報を示した上位レベルノード対応レコード＃０、＃１、＃２、……を格納している。
【００２７】
図７は、通行コードデータフレームの内容を示す図である。同図に示すように、通行コードデータフレームは、着目している図葉に含まれる全リンクについてその規制情報を示した通行条件レコード＃０、＃１、＃２、……を格納している。各通行条件レコードには、各リンクに付随する規制情報の具体的な内容を示す通行条件情報が含まれている。
【００２８】
図８は、ノード座標データフレームの内容を示す図である。同図に示すように、ノード座標データフレームは、着目している図葉に含まれる全ノードについての座標情報（正規化緯度・経度）を格納したノード座標レコード＃０、＃１、＃２、……を含んでいる。
【００２９】
ところで、本実施形態では、各図葉において、上述した基本的な経路探索用データに対して所定の拡張データを付加することにより、経路探索処理を行う際に、各レベルの地図データにおいて、読み込む図葉の枚数を低減することができるように工夫されている。これにより、出発地と目的地を結ぶ経路探索を行う場合に、レベル１の地図データにおいては、出発地を含む１枚の図葉と目的地を含む１枚の図葉を読み込むだけで、レベル２の地図データに共通に含まれるノードを抽出して、レベル２の地図データを用いた処理に移行することができる。同様に、レベル２の地図データにおいても、レベル１の地図データを用いて抽出されたノードを含む２枚（出発地側と目的地側で１枚ずつ）の図葉を読み込むだけで、レベル３の地図データに共通に含まれるノードを抽出して、レベル３の地図データを用いた処理に移行することができる。
【００３０】
すなわち、レベル３の地図データを用いた処理に移行するまでに読み込む必要のある図葉の枚数は、レベル１の地図データにおいて２枚、レベル２の地図データにおいて２枚の合計４枚の図葉で済むこととなるので、処理時間を低減することができる。以下、本実施形態において、基本的な経路探索用データに対して付加される拡張データについて詳細に説明する。
【００３１】
図９は、経路探索用データに対して付加される拡張データについて説明する図であり、例えば、レベル１の地図データにおいて、ある図葉Ａに着目して説明が行われている。また、図１０は、拡張データを抽出する場合の手順を示す流れ図であり、１つの図葉に着目して対応する拡張データを抽出する場合の手順が示されている。以下、図９を適宜参照しつつ、図１０に示した流れ図に沿って、拡張データを抽出する手順を説明する。
【００３２】
始めに、着目している図葉において、隣接する図葉との境界にある境界ノードが全て抽出される（ステップ１００）。図９（Ａ）に示す例では、図葉Ａに対応する境界ノードａ１、ａ２、ａ３、ａ４がそれぞれ抽出される。
次に、着目する境界ノードが設定され（ステップ１０１）、その境界ノードの周囲の所定範囲内にある上位ノードが抽出される（ステップ１０２）。例えば、図９（Ｂ）に示す例では、着目する境界ノードとして境界ノードａ１が設定され、この境界ノードａ１を中心とする所定の矩形範囲Ｑ内にある上位ノードｂ１、ｂ２が抽出される。
【００３３】
ここで、上位ノードとは、着目している図葉が属する地図データのレベルよりも上位レベルの地図データに含まれるノードである。具体的には、上述したように、レベル１の地図データに属する図葉Ａに着目している場合においては、レベル２の地図データにも共通に含まれるノードが上位ノードとなる。同様に、レベル２の地図データに属する図葉に着目している場合であれば、レベル３の地図データにも共通に含まれるノードが上位ノードとなる。
【００３４】
次に、ステップ１０２において抽出された上位ノードのうちで、着目している図葉に含まれている上位ノードが除外される（ステップ１０３）。このようにして、境界ノードを中心とする所定の矩形範囲Ｑに含まれ、かつ、着目している図葉に含まれない上位ノードが抽出されると、各上位ノードと境界ノードとを結ぶ経路が各種の探索条件下で探索される（ステップ１０４）。図９（Ｃ）に示す例では、境界ノードａ１と、各上位ノードｂ１およびｂ２のそれぞれとの間を結ぶ経路が各種の探索条件下で探索される。
【００３５】
ここで、探索条件について説明する。境界ノードと上位ノードとを結ぶ経路の探索条件としては、実際のナビゲーション処理において想定されている各種の探索条件、例えば、時間最短、距離最短等の条件が全て考慮される。また、着目している図葉内に出発地が設定される場合と目的地が設定される場合とでは、境界ノードに対する車両の進行方向が異なるので、これらも考慮される。
【００３６】
具体的には、図葉内に出発地が設定されることを想定した場合には、境界ノードから上位ノードに向かう経路を探索する際に、各リンクに付随する一方通行等の交通規制をそのまま考慮して経路探索が行われる。
例えば、図９（Ｃ）に示す例のように、ノードａ１０からノードａ１３に向かう方向に一方通行の交通規制が存在する場合を考えると、境界ノードａ１と上位ノードｂ１を結ぶ経路として、ノード｛ａ１、ａ１０、ａ１１、ａ１２、ｂ１｝という経路に加えて、ノード｛ａ１、ａ１０、ａ１３、ａ１２、ｂ１｝という経路が得られることとなる。また、境界ノードａ１と上位ノードｂ２を結ぶ経路としては、ノード｛ａ１、ａ１０、ａ１４、ｂ２｝が得られる。
【００３７】
一方、図葉内に目的地が設定されることを想定した場合には、境界ノードから上位ノードに向かって、各リンクに付随する交通規制を反対の意味に解釈して経路探索が行われる。例えば、図９（Ｃ）に示す例では、ノードａ１０からノードａ１３に向かう方向に一方通行の交通規制が存在するので、これを反対の意味、すなわち、ノードａ１３からノードａ１０に向かう方向（図中において点線の矢印で表現されている方向）に一方通行の交通規制と解釈すると、境界ノードａ１と上位ノードｂ１を結ぶ経路としては、ノード｛ａ１、ａ１０、ａ１１、ａ１２、ｂ１｝という経路のみが得られ、ノード｛ａ１、ａ１０、ａ１３、ａ１２、ｂ１｝という経路は得られないこととなる。また、境界ノードａ１と上位ノードｂ２を結ぶ経路については、ノード｛ａ１、ａ１０、ａ１４、ｂ２｝が得られる。
【００３８】
このように、各種の探索条件を考慮した経路探索結果が得られると、探索結果として得られた経路に対応するノードおよびリンクに関するデータが拡張データとして抽出される（ステップ１０５）。具体的には、抽出された各ノードおよびリンクのそれぞれに対応して、上述したノードレコード、リンクレコード、規制レコード、リンクコストレコード、上位レベルノード対応レコード、通行条件レコード、ノード座標レコードのそれぞれが拡張データとして抽出される。
【００３９】
その後、未処理の境界ノードがあるか否かが判定され（ステップ１０６）、未処理の境界ノードがなくなるまで（図９に示した例では、境界ノードａ１〜ａ４のそれぞれに対する処理が完了するまで）、上述したステップ１０１に戻り、以降の処理が繰り返される。
【００４０】
図１１は、拡張データの格納位置について説明する図である。同図に示すように、拡張データは、これを抽出する際に着目した図葉に対応した経路計算データフレームに付随するデータとして格納される。例えば、上述したように、図葉Ａに着目して抽出された拡張データは、この図葉Ａに対応する経路計算データフレームＡに付随する拡張経路計算データフレームＡとして格納される。したがって、本実施形態の経路探索用データを用いると、例えば、図葉Ａが指定された場合には、経路計算データフレームＡとともに拡張経路計算データフレームＡが読み出されることとなる。
【００４１】
このように、本実施形態では、各図葉毎に、境界ノードと、境界ノードを中心とした所定範囲内であり、かつ着目している図葉の外に存在する上位ノードとを結ぶ経路を各種探索条件のもとで予め探索し、探索結果として得られた経路に関する地図データを着目している図葉に付随する拡張データ（拡張経路計算データフレーム）として格納している。実際に経路探索を行って得られた経路に関する地図データのみを拡張データとして付加しているので、各図葉を指定した際に読み込まれる地図データの量をそれほど増加することなく、１枚の図葉を指定して対応する地図データを読み込むだけで、必ず上位ノードに至るまでの経路を探索することができるようになる。したがって、ＤＶＤ２に対するアクセス回数を減らして、経路探索時の処理時間を低減することができる。経路探索処理の手順についての具体的な説明は後述する。
【００４２】
なお、上述した説明では、レベル１の地図データに含まれる各図葉を例として拡張データを抽出する方法を説明したが、同様な手順により、レベル２の地図データに含まれる各図葉についても、拡張経路計算データフレームが抽出されて格納される。
【００４３】
（３）ナビゲーションコントローラの詳細構成および動作
次に、図１に示したナビゲーションコントローラ１の詳細構成について説明する。ナビゲーションコントローラ１は、ディスプレイ装置７に自車位置周辺の地図画像等を表示するためのデータバッファ１０、地図読出制御部１２、地図描画部１４、ＶＲＡＭ１６、画像合成部２２と、自車位置の計算やマップマッチング処理、経路探索処理、経路誘導処理を行うとともにその結果を表示するための車両位置計算部３０、経路探索処理部３２、誘導経路メモリ３４、誘導経路描画部３８、マーク画像描画部４０と、利用者に対する各種の操作画面を表示したりリモコンユニット４からの操作指示を各部に伝えるためのリモコン制御部６０、カーソル位置計算部６２、操作画面発生部６４とを備えている。
【００４４】
データバッファ１０は、ディスク読取装置３によってＤＶＤ２から読み出された地図データを一時的に格納するものである。地図読出制御部１２は、車両位置計算部３０によって自車位置が算出されると、この自車位置を含む所定範囲の地図データの読み出し要求をディスク読取装置３に出力する。また、地図読出制御部１２は、経路探索処理部３２からの要求に応じて、経路探索を行うために必要な地図データの読み出し要求をディスク読取装置３に出力する。
【００４５】
地図描画部１４は、データバッファ１０に格納された地図データに含まれる描画ユニットに基づいて、表示に必要な地図描画データを作成する。作成された地図描画データはＶＲＡＭ１６に格納される。
画像合成部２２は、ＶＲＡＭ１６から読み出した地図描画データや、誘導経路描画部３８、マーク画像描画部４０、操作画面発生部６４のそれぞれから出力される描画データを重ねて画像合成を行い、合成描画データをディスプレイ装置７に出力する。
【００４６】
車両位置計算部３０は、ＧＰＳ受信機５および自律航法センサ６の各検出データに基づいて自車位置を計算するとともに、計算した自車位置が地図データの道路上にない場合には、自車位置を修正するマップマッチング処理を行う。経路探索処理部３２は、あらかじめ設定された目的地と出発地との間を所定の条件下で結ぶ走行経路を探索する。例えば、距離最短、時間最短等の各種の条件下で、コストが最小となる走行経路が誘導経路として設定される。経路探索の代表的な手法としては、ダイクストラ法や横型探索法が知られている。このようにして経路探索処理部３２によって設定された誘導経路は、出発地から目的地までのノードの集合として表されて誘導経路メモリ３４に記憶される。
【００４７】
誘導経路描画部３８は、経路探索処理部３２によって設定されて誘導経路メモリ３４に記憶された誘導経路データの中から、その時点でＶＲＡＭ１６に描画された地図エリアに含まれるものを選び出し、誘導経路を地図画像上に重ねて表示するための誘導経路描画データを作成する。マーク画像描画部４０は、マップマッチング処理された後の自車位置に車両位置マークを発生させたり、所定形状を有するカーソルマークを発生するための描画データを作成する。
【００４８】
上述したＤＶＤ２がディスク型記憶媒体に、地図読出制御部１２が読み出し制御手段に、データバッファ１０が地図データ格納手段に、経路探索処理部３２が経路探索手段にそれぞれ対応している。また、上述した経路計算データフレームが第１の経路探索データに、拡張経路計算データフレームが第２の経路探索データにそれぞれ対応している。
【００４９】
本実施形態のナビゲーション装置はこのような構成を有しており、次にその動作を説明する。
図１２は、本実施形態のナビゲーション装置における経路探索処理の内容を概略的に示す図である。また、図１３は、設定された出発地および目的地に応じて経路探索処理を行う場合のナビゲーション装置の動作手順を示す流れ図である。
【００５０】
出発地および目的地がそれぞれ設定されて経路探索を行うよう指示がなされると、経路探索処理部３２は、まず、レベル１の地図データにおいて、出発地を含む１枚の図葉を指定し、対応する地図データ（経路計算データフレームおよび拡張経路計算データフレーム）を読み出す（ステップ２００）。図１２の例では、出発地ノードａ１００を含む１枚の図葉が指定され、対応する地図データが読み出される。
【００５１】
次に、経路探索処理部３２は、読み出した地図データを用いて、出発地から目的地に向かう経路のうちで、出発地からレベル２の地図データに対応した上位ノードに至るまでの経路を探索する（ステップ２０１）。図１２の例では、出発地ノードａ１００からノードｂ１００に至るまでの経路が探索される。
【００５２】
出発地からレベル２の地図データに対応した上位ノードまでの経路が探索されると、経路探索処理部３２は、ステップ２０１における探索結果において、レベル１の地図データに対する上位ノードとして抽出されたノード（図１２に示す例では、ノードｂ１００）を含む１枚の図葉を指定し、対応する地図データをレベル２の地図データから読み出す（ステップ２０２）。
【００５３】
次に、経路探索処理部３２は、読み出した地図データを用いて、レベル３の地図データに対応した上位ノードに至るまでの経路を探索する（ステップ２０３）。図１２の例では、ノードｂ１００からノードｃ１００に至るまでの経路が探索される。
【００５４】
また、経路探索処理部３２は、レベル１の地図データにおいて、目的地を含む１枚の図葉を指定し、対応する地図データ（経路計算データフレームおよび拡張経路計算データフレーム）を読み出す（ステップ２０４）。図１２の例では、目的地ノードａ２００を含む１枚の図葉が指定され、対応する地図データが読み出される。
【００５５】
次に、経路探索処理部３２は、読み出した地図データを用いて、出発地から目的地に向かう経路のうちで、目的地からレベル２の地図データに対応した上位ノードに至るまでの経路を探索する（ステップ２０５）。図１２の例では、目的地ノードａ２００からノードｂ２００に至るまでの経路が探索される。
【００５６】
目的地からレベル２の地図データに対応した上位ノードまでの経路が探索されると、経路探索処理部３２は、ステップ２０４における探索結果において、レベル１の地図データに対する上位ノードとして抽出されたノード（図１２に示す例では、ノードｂ２００）を含む１枚の図葉を指定し、対応する地図データをレベル２の地図データから読み出す（ステップ２０６）。
【００５７】
次に、経路探索処理部３２は、読み出した地図データを用いて、レベル３の地図データに対応した上位ノードに至るまでの経路を探索する（ステップ２０７）。図１２の例では、ノードｂ２００からノードｃ２００に至るまでの経路が探索される。
【００５８】
その後、経路探索処理部３２は、出発地側において、レベル３の地図データに対応したノードとして得られたノード（図１２の例ではノードｃ１００）と、目的地側において、レベル３の地図データに対応したノードとして得られたノード（図１２の例ではノードｃ２００）に基づいて、レベル３の地図データを読み出して（ステップ２０８）、これらのノード間を結ぶ経路を探索する（ステップ２０９）。そして、経路探索が完了すると、経路探索処理部３２は、探索結果を誘導経路メモリ３４に格納して（ステップ２１０）、一連の経路探索処理を終了する。
【００５９】
このように、本発明のナビゲーション装置では、地図データ（経路探索用データ）として、各図葉に関する経路計算データフレームと、図葉に隣接する領域に関する拡張経路計算データフレームが含まれる地図データを、図葉を単位としてＤＶＤ２に格納しているので、経路探索処理に必要な経路探索データをＤＶＤ２から読み出す場合の地図データの読み出し回数を減らすことができ、経路探索に要する処理時間を低減することができる。
【００６０】
特に、上述した拡張経路計算データフレームは、対応する図葉に含まれる地点から各種の探索条件を考慮して経路探索処理を行うことにより、実際に通過する可能性のあるノードとリンクのみを抽出し、それ以外のノードやリンクを排除して作成されているので、拡張経路計算データフレームのデータ量を減らすことができ、各図葉毎に拡張経路計算データフレームを格納することによるデータ量の増大を最小限に抑えることができる。
【００６１】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、地図データは、レベル１〜３の３つの階層を有していたが、階層の数はこれに限定されるものではなく、少ない場合は２層でもよく、あるいは４層以上にしてもよい。
【００６２】
また、上述した実施形態では、拡張経路計算データフレームを抽出する際に、境界ノードの周囲の所定範囲として、矩形範囲を設定してその中に入る上位ノードを抽出していたが、所定範囲の指定方法は矩形範囲でなくてもよい。具体的には、所定範囲の指定方法として、例えば、境界ノードを中心とする所定半径の円を範囲としてもよい。あるいは、所定個数以上の上位ノードが抽出されるまで処理を繰り返すようにしてもよい。
【００６３】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、所定の区分領域に対応する図葉毎の地図データに対して、各図葉に対応する区分領域に関する第１の経路探索データだけでなく、隣接する区分領域に対応する第２の経路探索データも含ませているので、経路探索処理に必要な経路探索データをディスク型記憶媒体から読み出す場合の地図データの読み出し回数を減らすことができ、これにより経路探索に要する処理時間を低減することができる。
【００６４】
特に、第２の経路探索データは、対応する区分領域に含まれる地点から各種の探索条件を考慮して経路探索処理を行って、実際に通過する可能性のあるノードとリンクのみを抽出してそれ以外のノードやリンクを排除したものが用いられているので、各図葉毎に第２の経路探索データを格納することによるデータ量の増大を最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の車載用ナビゲーション装置の全体構成を示す図である。
【図２】経路探索用データに含まれる各種テーブルの詳細な内容を示す図である。
【図３】ノードデータフレームの内容を示す図である。
【図４】リンクデータフレームの内容を示す図である。
【図５】リンクコストデータフレームの内容を示す図である。
【図６】上位レベルノード対応データフレームの内容を示す図である。
【図７】通行コードデータフレームの内容を示す図である。
【図８】ノード座標データフレームの内容を示す図である。
【図９】経路探索用データに対して付加される拡張データについて説明する図である。
【図１０】拡張データを抽出する場合の手順を示す流れ図である。
【図１１】拡張データの格納位置について説明する図である。
【図１２】本実施形態のナビゲーション装置における経路探索処理の内容を概略的に示す図である。
【図１３】設定された出発地および目的地に応じて経路探索処理を行う場合のナビゲーション装置の動作手順を示す流れ図である。
【図１４】階層化構造を有する地図データを用いた経路探索処理の概要について説明する図である。
【符号の説明】
１ ナビゲーションコントローラ
２ ＤＶＤ
３ ディスク読取装置
４ リモートコントロール（リモコン）ユニット
５ ＧＰＳ受信機
６ 自律航法センサ
７ ディスプレイ装置
１０ データバッファ
１２ 地図読出制御部
１４ 地図描画部
１６ ＶＲＡＭ
２２ 画像合成部
３０ 車両位置計算部
３２ 経路探索処理部
３４ 誘導経路メモリ
３８ 誘導経路描画部
４０ マーク画像描画部
６０ リモコン制御部
６２ カーソル位置計算部
６４ 操作画面発生部

Claims (2)

1. 所定の区分領域に対応する図葉毎の地図データに基づいて所定のナビゲーション動作を行うナビゲーション装置であって、
   前記地図データとして、前記図葉に対応する前記区分領域に関する第１の経路探索データと、前記図葉に対応する区分領域に隣接する領域に関する第２の経路探索データとが含まれる前記地図データを、前記図葉を単位として格納するディスク型記憶媒体と、
   前記図葉を指定することにより、この指定された図葉に対応する前記第１および第２の経路探索データを含む前記地図データを読み出して所定の地図データ格納手段に格納する読み出し制御手段と、
   前記地図データ格納手段に格納された前記地図データに基づいて、経路探索処理を行う経路探索手段と、
   を備え、前記第２の経路探索データは、対応する前記区分領域と他の区分領域との境界にある境界ノードと、前記区分領域に対応する図葉よりも大きな領域に対応する上位階層の図葉に含まれる上位ノードとの間の経路について、複数の探索条件を考慮して経路探索処理を行ったときに実際に通過点として抽出される複数のノードと前記上位ノードに到達するまでに通過するリンクを特定する情報を含んでおり、
   前記第２の経路探索データを得るために行われる前記経路探索処理は、前記区分領域内に出発地がある場合と前記区分領域内に目的地がある場合の両方を想定して、経路に沿った交通規制を考慮して行われることを特徴とするナビゲーション装置。
2. 請求項１において、
   前記図葉は、詳細表示に対応した最下位階層から広域表示に対応した最上位階層までの複数の階層のそれぞれに対応しており、
   各階層の前記図葉に対応する前記第２の経路探索データには、上位層の前記図葉に対応する前記区分領域に含まれる道路に到達するまでの前記ノードと前記リンクを特定する情報が含まれており、
   前記経路探索手段は、前記最下位階層から前記最上位階層に向けて順番に、より上位の階層に含まれる道路に到達する経路を探索することを特徴とするナビゲーション装置。

Images