JP3988431B2

JP3988431B2 - 経路探索装置

Info

Publication number: JP3988431B2
Application number: JP2001324974A
Authority: JP
Inventors: 博昭関山
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-10-23
Filing date: 2001-10-23
Publication date: 2007-10-10
Anticipated expiration: 2021-10-23
Also published as: JP2003130666A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は経路探索装置、特に施設と地点間の経路を探索する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、出発地から目的地に到る経路を探索してユーザに提供する経路探索装置が知られており、携帯状態端末ＰＤＡや携帯電話、車両用ナビゲーション装置に用いられている。一般に、経路探索装置では、出発地と目的地が指定されると、ノードとリンクで構成される地図データを用いてダイクストラ法やニコルソン法等により最短距離となる経路を探索する。したがって、例えば出発地として特定の施設、例えば駅を指定し、駅から目的地に到る経路を探索する場合、駅に最も近い道路、具体的には駅の中心点から駅近傍の道路に対して垂線を下ろした交点までの距離が最も小さい道路を選択し、その交点を起点として目的地に到る経路を探索している。
【０００３】
図６には、従来の経路探索装置における経路探索の様子が示されている。図において、駅１０から目的地Ｄに到る経路を探索するものとする。この場合、駅１０の中心から近傍の道路に垂線を下ろした交点までの距離を複数の道路で互いに比較し、最も距離の小さい道路を選択してその交点を起点として目的地Ｄに到る経路を探索する。したがって、図６においては駅１０の中心点から道路１２が最も近いため道路１２が選択され、道路１２の交点から道路１２を通って交差点Ｐに至り、交差点Ｐから道路１６を通って目的地Ｄに到る経路が探索されユーザに提供されることになる。
【０００４】
なお、目的地Ｄを出発地として駅１０に至る経路を探索する場合も同様であり、駅から距離的に最も近い道路の交点を終点として経路探索を行う。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図６からわかるように、探索して得られた経路の他に道路１４を用いる経路も存在し、道路１２を用いる経路は道路１４を用いる経路よりも遠回りの経路である。このように、従来においては駅１０に最も近い道路を起点として経路探索しているため、最適経路が必ずしも得られない問題があった。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みなされたものであり、その目的は、駅等の施設と地点間の経路を探索する際に、確実に最短経路が得られる装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、地図データを用いて施設と地点間の経路を探索する装置であって、前記施設近傍の道路のうち、前記施設の基準点から前記道路に下ろした垂線の交点が、前記地点と基準点とを結ぶ第１の直線に垂直で前記基準点を通る第２の直線に対して前記地点側の領域に存在し、かつ、前記基準点から前記交点までの距離が所定距離以内である道路上に存在する場合は、該道路を通過する経路を演算し、前記基準点から前記交点までの距離が前記所定距離を超える道路上に存在する場合は、前記基準点から最も近い道路を通過する経路を演算する手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、地図データを用いて駅と地点間の経路を探索する装置であって、前記駅近傍の道路のうち、前記駅の基準点から前記道路に下ろした垂線の交点が、前記駅の基準点における線路の接線に対して前記地点側の領域に存在する道路を通過する経路を演算する手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明において、前記交点と前記基準点との距離が所定距離以内とすることが好適である。
【００１１】
このように、本発明の経路探索装置では、施設の基準から道路に下ろした垂線の交点が目的の地点（あるいは出発の地点）に対して一定の関係にある場合のみ検索の対象とする。すなわち、地点と施設基準点とを結ぶ直線に垂直で基準点を通る直線に対して交点が地点側に存在する場合のみ検索の対象とする。あるいは、施設が駅である場合には、駅基準点における線路の接線に対して交点が地点側に存在する場合のみ検索の対象とする。これにより、目的の地点（あるいは出発の地点）に対して遠い側の施設出入口を案内してしまうことを防止できる。
【００１２】
なお、交点が地点側に存在する場合でも、施設との距離が離間している場合には最適の経路となり得ない。そこで、交点が施設から所定距離以内にある場合のみ検索の対象とすることで、より確実な経路探索が可能となる。
本発明は施設と地点間の経路探索に用いることができるが、地点としては現在位置や目的地位置の他、施設も含まれる。すなわち、施設と地点間の経路には、出発施設から目的地までの経路、出発地から目的施設までの経路、出発施設から目的施設までの経路のいずれも含まれる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
【００１４】
＜第１実施形態＞
図１には、本実施形態に係る経路探索装置の構成ブロック図が示されている。経路探索装置は、操作部１、位置検出部２、制御部３、地図データ記憶部４及び表示部５を有して構成される。経路探索装置は、車両やＰＤＡ、携帯電話等に搭載することができる。
【００１５】
操作部１は、操作ボタンやタッチスイッチ、操作ペン等で構成され、ユーザが目的地や経由地等を入力する。経路探索の出発地を入力してもよい。入力されたデータは制御部３に供給される。
【００１６】
位置検出部２は、ＧＰＳや方位センサ、電波送受信機等で構成され、ユーザの現在位置を検出して制御部３に供給する。なお、本実施形態では、ユーザの現在位置を出発地とする。
【００１７】
制御部３は、システムＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵ等を有し、入力された出発地から目的地に到る経路を探索して表示部５に出力する。経路探索は、地図データ記憶部４に記憶された地図データを用いて公知のダイクストラ法等で行う。一方、出発地が予め定められた特定の施設、例えば駅やデパートの場合には、後述するアルゴリズムを用いて出発地から目的地に至る経路を探索し表示部５に出力する。
【００１８】
地図データ記憶部４は、ノードとリンクで構成される地図データの他、駅やデパートなどの施設情報を記憶する。地図データ記憶部４はＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤなどの記録媒体で構成する他、外部の情報センタ内に設けられた地図データベースを用いることもできる。
【００１９】
表示部５は、ＣＲＴや液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイなど任意のディスプレイを用いることができる。
【００２０】
図２には、本実施形態における制御部３の処理フローチャートが示されており、また、図３には本実施形態における経路探索の様子が示されている。制御部３は、出発地として駅が指定され、目的地Ｄに到る経路を探索する場合、まず目的地Ｄと駅１０の基準点（例えば駅中心点）とを結ぶ直線ａを算出する（Ｓ１０１）。図３において、目的地Ｄと駅１０の中心点とを結ぶ直線ａは符号１００で示されている。この直線は、目的地Ｄの座標および駅１０の中心点座標から算出することができる。
【００２１】
次に、駅１０の中心点を通り直線ａに垂直な直線ｂを算出する（Ｓ１０２）。図３には、この直線が符号２００で示されている。
【００２２】
直線ｂを算出した後、駅１０の近傍に存在する道路に対して駅１０の中心点から垂線を下ろした交点が直線ｂに対して目的地Ｄ側の領域に存在するか否かを判定する（Ｓ１０３）。図３において、直線ｂに相当する直線２００に対し、目的地Ｄ側の領域が領域IIとして示されており、目的地と反対側の領域が領域Ｉとして示されている。したがって、駅１０の中心点から道路に引いた垂線の交点が領域IIに存在する場合にはＹＥＳと判定され、領域Ｉ側に存在する場合にはＮＯと判定されることになる。なお、交点が直線ｂ上に存在する場合、地図データの精度上の問題もあるので本実施形態ではＮＯと判定される。また、交点が目的地Ｄ側に存在する道路が複数存在する場合、交点までの距離が最も小さい道路（最近道路）が選択される。
【００２３】
次に、選択された道路との距離、すなわち駅１０の中心から垂線の交点までの距離が所定値ｒ以内か否かを判定する（Ｓ１０４）。この判定は、直線ｂに対して目的地Ｄ側に交点が存在するものの、駅１０からあまりに離れた道路は不適当なものとして排除するためである。所定値ｒはシステムにデフォルト値として予めＲＯＭに記憶しておくこともでき、ユーザが操作部１から入力してもよい。所定値ｒは例えば５０ｍとすることができる。目的地Ｄ側にある最近道路までの距離が所定値ｒ以内と判定された場合、当該道路の交点を起点として目的地Ｄに到る経路を探索し（Ｓ１０５）、得られた経路を表示部５に出力する（Ｓ１０６）。
【００２４】
なお、Ｓ１０３にてＮＯ、すなわち目的地Ｄ側に存在する交点がない場合には、従来と同様に駅１０の中心から最も近い道路を選択する。また、Ｓ１０４にてＮＯ、すなわち目的地Ｄ側に交点が存在するものの、その距離が所定値ｒを超える場合にも、従来と同様に駅１０の中心から最も近い道路を選択する。もちろん、Ｓ１０４にてＮＯであっても、目的地Ｄ側に存在する道路を選択し、目的地Ｄに至る経路を探索して従来のアルゴリズムにより得られた経路と比較し、距離が短い方の経路を選択して表示部５に表示してもよい。
【００２５】
図４には、以上のようにしてＳ１０６で表示される経路が示されている。比較のため、地図データは図６に示された従来の地図データと同一である。
【００２６】
駅１０の近傍には上述したように道路１２と道路１４が存在するが、本実施形態では、駅１０の中心から道路１２に下ろした垂線の交点は領域IIにはなく領域Ｉに存在するため、Ｓ１０３でＮＯと判定され起点として選択されない。一方、道路１４は道路１２より遠いものの、その交点は領域II側に存在するためＳ１０３でＹＥＳと判定され、Ｓ１０４でもＹＥＳ（交点までの距離を例えば２０ｍとする）と判定される。そして、その交点を起点として目的地Ｄに到る経路が探索されるので、結局図４に示されるように道路１４を通り、交差点Ｑを通過し、さらに道路１６を通って目的地Ｄに到る経路が得られることになる。
【００２７】
なお、交点が目的地Ｄ側、つまり領域II側にあり、しかも交点までの距離が互いにほぼ等しく、いずれも所定値ｒより小さい複数の道路が存在する場合、いずれか一方の道路を選択する他、それぞれを起点とする経路を表示部５に表示してもよい。また、駅１０の中心とそれぞれの道路の垂線と直線ａとのなす角度を比較し、その角度がより小さい道路を選択してもよい。
【００２８】
また、本実施形態では、駅１０を出発地、地点Ｄを目的地とした場合について説明したが、地点Ｄを出発地、駅１０を目的地（目的施設）とした場合も同様に処理することもできる。
【００２９】
＜第２実施形態＞
上述した第１実施形態においては、目的地Ｄと駅１０の中心とを結ぶ直線ａに垂直な直線ｂを基準として目的地Ｄ側に交点が存在する道路を選択しているが、施設が駅の場合には直線ｂの代わりに線路を用いることも可能である。
【００３０】
図５には、本実施形態における経路探索の様子が示されている。駅１０を通る線路が存在し、この線路の駅１０の中心点における接線を算出する。図５において、接線は符号２００で示されている。そして、この接線２００に対して目的地Ｄ側の領域IIとその反対側の領域Ｉを設定し、駅１０の中心から道路に下ろした垂線の交点が領域Ｉ、IIのいずれに存在するかを判定する。交点が領域II側に存在する場合には、その距離が所定値ｒ以内か否かを判定し（領域II側に存在する道路が複数の場合には最近の道路）、所定値ｒ以内の場合にはその交点を起点として目的地Ｄに至る経路を探索する。
【００３１】
本実施形態の処理によっても、図４に示されるように道路１２ではなく道路１４が選択され、目的地Ｄに至る最適経路を得ることができる。
【００３２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく種々の変更が可能である。
【００３３】
例えば、本実施形態では施設として駅を例示しているが、デパートや劇場その他の施設でもよい。
【００３４】
また、本実施形態では施設から目的地までの経路、及び目的地から施設までの経路を例示したが、地点として他の施設の基準点を用い、施設間の経路を探索することも可能である。例えば、Ａ駅からＢ駅に至る経路、あるいはＡデパートからＢ駅に至る経路等である。Ａ駅からＢ駅に至る経路を探索する場合、まずＡ駅近傍の道路のうち、Ａ駅中心からの垂線の交点が直線２００に対してＢ駅の中心点側に存在する交点を起点とし、次にＢ駅近傍の道路のうち、Ｂ駅中心からの垂線の交点が直線２００に対してＡ駅の中心点側に存在する交点を終点とし、起点から終点に至る経路を探索すればよい。直線２００としてはＡ駅、Ｂ駅とも直線ｂあるいは接線を用いることもでき、Ａ駅については直線ｂを用い、Ｂ駅については接線を用いることも可能である。
【００３５】
また、本実施形態において、制御部３と地図データ記憶部４を外部の情報センタに設け、操作部１や位置検出部２から入力された出発地や目的地データを無線機で情報センタに送信し、情報センタ内で上述した経路探索処理を実行して返信し、表示部５に表示することもできる。この場合、情報センタが経路探索装置として機能することになる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば施設と地点間の最短経路を探索してユーザに提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る経路探索装置の構成ブロック図である。
【図２】実施形態の処理フローチャートである。
【図３】実施形態の経路探索説明図である。
【図４】実施形態の経路説明図である。
【図５】他の実施形態の経路探索説明図である。
【図６】従来の経路探索説明図である。
【符号の説明】
１操作部、２位置検出部、３制御部、４地図データ記憶部、５表示部、１０駅、１２，１４，１６道路、１００直線ａ、２００直線ｂ。

Claims

地図データを用いて施設と地点間の経路を探索する装置であって、
前記施設近傍の道路のうち、前記施設の基準点から前記道路に下ろした垂線の交点が、前記地点と基準点とを結ぶ第１の直線に垂直で前記基準点を通る第２の直線に対して前記地点側の領域に存在し、かつ、前記基準点から前記交点までの距離が所定距離以内である道路上に存在する場合は、該道路を通過する経路を演算し、前記基準点から前記交点までの距離が前記所定距離を超える道路上に存在する場合は、前記基準点から最も近い道路を通過する経路を演算する手段と、
を有することを特徴とする経路探索装置。
請求項１記載の装置において、前記施設は駅であり、前記基準点は前記地図データにおける前記駅の中心点であることを特徴とする経路探索装置。
地図データを用いて駅と地点間の経路を探索する装置であって、
前記駅の基準点における線路の接線を算出する手段と、
前記駅近傍の道路のうち、前記駅の基準点から前記道路に下ろした垂線の交点が、前記駅の基準点における前記線路の接線に対して前記地点側の領域に存在する道路を通過する経路を演算する手段と、
を有することを特徴とする経路探索装置。
請求項３記載の装置において、
前記交点と前記基準点との距離が所定距離以内であることを特徴とする経路探索装置。