JP3998107B2 - 経路探索装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車に搭載されるナビゲーション装置などにおいて目的地までの経路を探索する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車に搭載されるナビゲーション装置では、道路地図データに基づいて、設定された出発地から目的地までの推奨される経路を探索し、利用者に推奨経路として提示する経路探索の技術が既に実用化されている。
【０００３】
また、このような推奨経路探索は、たとえば、ダイクストラ法と呼ばれる技術などによって、出発地から目的地までの間の取り得る経路のうち、コストが最小となるを経路を探索することにより行われている。ここで、このような経路のコストとしては、経路の総距離や走行所要時間などを用いることが多い。
【０００４】
ここで、従来、このような推奨経路探索においては、道路の規制（一方通行や通行止め）などを考慮して、推奨経路に沿って走行した場合に規制に違反する経路が推奨経路として選択されないようにしていた。また、この際、時間規制（時間帯で設けられた規制）の設けられた全ての道路について、その道路を実際に利用者が走行する時間を予測することが困難なことなどより、時間規制については、これを全日規制（時間帯によらず設けられた規制）と見なして、推奨経路を探索していた。たとえば、午前７時から午前９時まで通行止めの規制が設けられた道路については、一日中通行止めの規制が設けられているものとして、この道路を使用しない経路を推奨経路として探索していた、
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の時間規制を全日規制と見なして行う推奨経路探索の技術によれば、次のような不具合があった。
【０００６】
すなわち、第１に、利用者の走行に際して、実際には時間規制に違反することなく利用できる道路であっても、これを除外するため、推奨経路として利用者が利用可能な経路のうち真に最小コストの経路を探索できず、遠回りな経路を探索してしまう場合がある。
【０００７】
また、たとえば、目的地に連結する２つの道路が時間帯毎に交互に通行止めになるような場合、実際には、二つの道路のうちの走行時に通行止めが設定された時間帯にない方の道路を使用することにより目的地に到達できるにも関わらず、２つの道路の時間規制を全日規制と見なす技術によれば２つの道路とも常時通行止めとみなして経路を探索してしまうため、結果、目的地に到達する経路が探索できなくなってしまう。
【０００８】
そこで、本発明は、時間規制が設けられた道路についても、利用者が実際の走行時に真に利用可能な道路については、この道路を使用する経路を除外することなく推奨経路を探索することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題達成のために本発明は、たとえば、目的地までの推奨する経路を推奨経路として探索する経路探索装置であって、
交通規制が実施される時間帯が設定されている現在位置周辺の道路の利用者の通過予定時刻を推定する手段と、
通過予定時刻が推定された各道路について、推定した当該道路の通過予定時刻と、当該道路の交通規制が実施される時間帯とを比較し、当該道路の利用可／不可を判定する手段と、
利用不可と判定された道路を使用する経路を含まず、利用可と判定された道路を使用する経路を含む、現在位置から目的地までの複数の経路の内から、推奨経路を探索する手段とを有することを特徴とする経路探索装置を提供する。
【００１０】
このような経路探索装置によれば、現在位置周辺の道路、すなわち、その道路を実際に走行すると思われる通過時刻が精度よく算出できる道路については、通過時刻が、時間規制において交通規制が実施される時間帯に含まれるかどうかに応じて、その道路を利用可能かどうかを判定し、推奨経路を探索することができる。したがって、一律に時間規制が設けられた道路を全日規制と見なす従来の技術に比べ、より適切に最小コストの経路を推奨経路として探索することができる。また、一律に時間規制が設けられた道路を全日規制と見なす従来の技術のように、時間規制が設けられた道路にのみ連結する目的地への経路が探索できなくなるようなこともない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る経路探索装置の一実施形態を、車載用ナビゲーション装置への適用を例にとり説明する。
【００１２】
図１に、本実施形態に係るナビゲーション装置の構成を示す。
【００１３】
図中、１はマイクロプロセッサやメモリから構成される処理装置、２は表示装置、３は地図データが記憶されたCD-ROMなどの記憶媒体のアクセスを担うドライブ装置、４は利用者の指示の入力を受け付ける入力装置、５は車速センサや方位センサやＧＰＳ受信機などから構成されるセンサ装置である。
【００１４】
このような構成において、処理装置１は、センサ装置５の方位センサから入力する車両の進行方位や車速センサから入力する車速やＧＰＳ受信機から入力する測定現在位置などに基づいて車両の現在位置を算出したり、入力装置５を介して利用者より入力された目的地と、入力装置５を介して利用者より入力されたもしくはセンサ装置５からの入力より算出した現在位置に基づいて、目的地までの推奨経路の算出などを行う。
【００１５】
また、処理装置１は、算出した現在位置や、車両の進行方位や、入力装置５を介して利用者より指定された内容に基づき、ドライブ装置３を制御し地図データを読み出し、当該地図データの表す地図を表示装置２に表示する。地図の表示は、たとえば、算出した現在位置周辺の領域の地図を所定の縮尺で表示したり、利用者より指定された地区の地図を所定のもしくは指定された縮尺で表示したり、現在位置から目的地までを含む範囲の領域の地図を適当な縮尺で、探索した推奨経路と共に表示することにより行う。また、この際、地図上に車両の現在位置と進行方位を表すマークを地図に重畳して表示したりする。
【００１６】
次に、ドライブ装置３に装着されるCD-ROMなどの記憶媒体に記録された地図データを図２に示す。
【００１７】
図示するように、地図データは、各道路毎に設けられた道路データより構成される。また、道路データは、道路情報と、リンク情報より構成される。
【００１８】
道路情報には、道路を一意に表す道路番号と、道路の名称を表す道路名称と、その道路の種別（有料道路、国道、県道）などを表す道路種別と、その他の道路の情報を表すその他属性が含まれる。
【００１９】
また、リンク情報には、道路を構成する各リンクについて設けられた、リンクの情報を表すリンクデータが含まれる。ここで、リンクは、道路の形状位置を集合として近似する線分である。
【００２０】
リンクデータは、リンクを一意に表すリンク番号と、そのリンクについて設けられている時間規制や全日規制や他の交通規制の内容を示す規制情報と、そのリンクを走行するのに要する標準的な時間を表す所要時間が記述される。ここで、リンク属性には、そのリンクが通行止めである旨の情報などが含まれる。
【００２１】
また、リンクデータは、その両端の点である２つのノードについて、それぞれ、ノードを一意に示すノード番号と、ノードの位置を表すノード座標と、そのノードとリンクを介して連結する全てのノードのノード番号のリストである隣接ノード番号リストを含む。ここで、リンク同士の連結は必ずノードにおいて行われる。たとえば、十字路では、その中心にノードが設けられ、この中心に設けられたノードに４つのリンクが連結する。そして、この場合、中心に設けられたノードの隣接ノード番号リストには、自ノードに連結する４つのリンクの他端の４つのノードのノード番号が記述される。
【００２２】
また、リンクデータは、リンクの形状を特定するリンク形状データを含む。リンク形状データは、１または複数のサブノード座標からなる。リンクの形状は、サブノード座標が二つの場合、リンクの第１番目のノード座標、第１番目のサブノード座標、第２番目のサブノード座標、リンクの第２番目のノード座標を、この順序で順次直線で結んだ形状として特定される。
【００２３】
以下、処理装置１が行う探索処理について説明する。
【００２４】
探査処理は、推奨経路が探索されていない状態において推奨経路を探索する初期探索処理と、推奨経路が探索された後に利用者の走行に応じて推奨経路を探索しなおす再探索処理とがある。
【００２５】
まず、図３に、初期探索処理の処理手順を示す。
【００２６】
図示するように、この処理では、利用者から目的地の指定を受け付けると、まず、現在位置周辺の特定範囲（たとえば、現在位置を中心とする半径１０Ｋｍ内の範囲）内に含まれるリンクのうち、規制情報として時間規制が記述されているリンクの仮規制情報を全日規制に設定する（ステップ３１）。
【００２７】
そして、目的地までの経路を探索する（ステップ３２）。
【００２８】
この経路の探索は次のように行う。すなわち、前記現在位置周辺の特定範囲以外のリンクについては、そのリンクの規制情報に時間規制が記述されている場合には、そのリンクの仮規制情報を規制無しとする。また、仮規制情報が設定されたリンクについては仮規制情報を、仮規制情報が設定されていないリンクについては規制情報を有効規制情報とする。そして、有効規制情報の示す交通規制が、そのリンクに設けられているものとして、その交通規制を違反しない最小コストの経路を探索する。
【００２９】
次に、探索した経路を示す情報を推奨経路データとして保持する（ステップ３３）。
【００３０】
そして、推奨経路に含まれるリンクのうち、規制情報として時間規制が記述されているものを抽出する（ステップ３４）。
【００３１】
次に、図４に示すように、推奨経路データが示す推奨経路４０３を表示装置２に表示すると共に、抽出した規制情報として時間規制が記述されているリンク４０１については、当該リンクの表示に関連づけて、当該リンクの規制情報が示す時間規制の内容４０２を表示する（ステップ３５）。
【００３２】
ここで、以上の初期探索処理では、前記現在位置周辺の特定範囲以外のリンクについては、そのリンクに規制が無いものと見なして推奨経路を探索する。したがって、推奨経路には、時間規制のために実際には走行できないリンクが含まれることがある。そこで、本実施形態では、図４に示したように時間規制が記述されているリンク４０１については、当該リンクの表示に関連づけて、当該リンクの規制情報が示す時間規制の内容４０２を表示することにより利用者の注意を喚起しているのである。
【００３３】
次に、図５に再探索処理の処理手順を示す。
【００３４】
この処理は、図３の初期探索処理において推奨経路を探索した後起動される。
【００３５】
図示するように、この処理では、車両が所定距離走行毎、もしくは、所定時間経過毎、もしくは、現在位置のあらかじめ設定したエリアの入／出を監視する。そして、車両の所定距離走行、もしくは、所定時間経過、もしくは、現在位置があらかじめ設定したエリアを入／出などの、監視内容に応じた事象が検出されたならば、現在位置を基準とする特定範囲内のリンク（たとえば、推奨経路上の、現在位置から目的地方向１０Ｋｍ内に存在するリンク）のうち、規制情報として時間規制が記述されているリンクがあるかどうかを調べる（ステップ５２）。
【００３６】
そして、規制情報として時間規制が記述されているリンクが存在しなければ、ステップ５１の監視に戻る。
【００３７】
一方、規制情報として時間規制が記述されているリンクが存在すれば、規制情報として時間規制が記述されている各リンクについて、当該リンク車両が通過する時間を通過予定時刻として推定する（ステップ５３）。この通過予定時刻は現在時刻と、推奨経路上の当該リンクを通過する地点までに存在する各リンクの所要時間に記述された時間より推定する。
【００３８】
そして、規制情報として時間規制が記述されている各リンクについて、当該リンクの通過予定時刻と、当該リンクの規制情報に記述された時間規制の内容を検証する（ステップ５４）。すなわち、通過予定時刻が、規制が設けられている時間帯およびその前後の所定長時間の時間帯に含まれるかどうかを検証する。たとえば、１２時から１４時まで規制が設けられているのであれば、前記所定長時間を３０分とし、１１時半から１４時半の間に通過予定時刻があるかどうかを検証する。
【００３９】
そして、通過予定時刻が、規制が設けられている時間帯およびその前後の所定長時間の時間帯に含まれているリンクが存在するかどうかを判定し（ステップ５５）、存在すれば、通過予定時刻が、規制が設けられている時間帯およびその前後の所定長時間の時間帯に含まれているリンク仮規制情報を全日規制に設定する（ステップ５６）。一方、存在しない場合には、ステップ５１の監視に戻る。
【００４０】
ステップ５６を実施した場合には、さらに、仮規制情報が設定されたリンクについては仮規制情報を、仮規制情報が設定されていないリンクについては規制情報を有効規制情報とし、有効規制情報の示す交通規制が、そのリンクに設けられているものとして、その交通規制を違反しない現在地から目的地までの最小コストの経路を探索し、推奨経路データと推奨経路の表示を探索した経路に合わせて更新する（ステップ５７）。表示の更新は、先図４に示したように、更新した推奨経路データが示す推奨経路４０３を表示装置２に表示すると共に、推奨経路上の時間規制が記述されているリンク４０１については、当該リンクの表示に関連づけて、当該リンクの規制情報が示す時間規制の内容４０２を表示することにより行う。
【００４１】
そして、ステップ５１の監視に戻る。
【００４２】
以上、本発明の一実施形態について説明した。
【００４３】
なお、以上の説明では、図３の初期探索処理において、現在位置周辺の特定範囲内に含まれるリンクのうち、規制情報として時間規制が記述されているリンクの仮規制情報を全日規制に設定し経路の探索を行った。しかし、在位置周辺の特定範囲内に含まれる規制情報として時間規制が記述されている各リンクについては、次のように仮規制情報を設定するようにしてもよい。すなわち、当該リンクを車両が通過する時間を通過予定時刻として推定し、この通過予定時刻が、そのリンクの規制情報に記述された時間規制が示す規制が設けられている時間帯およびその前後の所定長時間の時間帯に含まれかどうかを調べる、そして、通過予定時刻が、規制が設けられている時間帯およびその前後の所定長時間の時間帯に含まれている場合のみ、そのリンクの仮規制情報を全日規制に設定し、経路を探索する。
【００４４】
また、以上の説明では、リンクの通過時刻を現在時刻と予めリンクデータに含めた所要時間に基づいて算出した。しかし、これは現在時刻と、各リンクのリンク長と、最近の車両の走行速度などに基づいて算出するようにしてもよい。この場合は、推奨経路上の、現在位置から通過時刻を推定するリンクを通過する地点までの間に存在するリンク長の合計を最近の車両の走行速度で割った時間が、現在時刻からリンクを通過するまでに要する時刻となる。また、この他、VICS などの外部システムから渋滞などの情報を受け取り、これを加味して通過時刻を推定するようにしてもよい。
【００４５】
また、図５に示した再探索処理では、ステップ５１において、車両の所定距離走行、もしくは、所定時間経過、もしくは、現在位置があらかじめ設定したエリアを入／出などの事象の発生を監視し、その事象が発生下場合に、ステップ５２以降の処理を行い、経路再探索の要否判定や再探索を行ったが、これは利用者から指示があった場合に、ステップ５２以降の処理を行い、経路再探索の要否判定や再探索を行うように修正してもよい。または、利用者からの指定に応じて、図５に示した再探索処理を行うかどうかを決定するようにしてもよい。
【００４６】
また、本実施形態は、曜日に依存する規制や時期に依存する時間規制（曜日、日付、月によって内容が変化する交通規制）などにも対応するように拡張してもよい。
【００４７】
なお、本実施形態における、処理装置１は、CPUやメモリや適当なOSを備えた電子計算機であってよく、この場合、処理装置１が行う前記各処理は、CPUが、各処理の手順を記述したプログラムを実行することにより実現される。また、この場合、これらのプログラムはCD-ROMなどの記憶媒体を介して、処理装置１に供給するようにしてもよい。
【００４８】
以上のように、本実施形態によれば、現在位置周辺の道路、すなわち、その道路を実際に走行すると思われる通過時刻が精度よく算出できる道路については、通過時刻が、時間規制において交通規制が実施される時間帯に含まれるかどうかに応じて、その道路を利用可能かどうかを判定し、推奨経路を探索することができる。したがって、一律に時間規制が設けられた道路を全日規制と見なす従来の技術に比べ、より適切に最小コストの経路を推奨経路として探索することができる。また、一律に時間規制が設けられた道路を全日規制と見なす従来の技術のように、時間規制が設けられた道路にのみ連結する目的地への経路が探索できなくなるようなこともない。
【００４９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、時間規制が設けられた道路についても、利用者が実際の走行時に真に利用可能な道路については、この道路を使用する経路を除外することなく推奨経路を探索することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る地図データの構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係るナビゲーション装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態に係るナビゲーション装置における表示例を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係るナビゲーション装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 処理装置
２ 表示装置
３ ドライブ装置
４ 入力装置
５ センサ装置

Claims (6)

1. 目的地までの推奨する経路を推奨経路として探索する経路探索装置であって、
   交通規制が実施される時間帯が設定されている現在位置周辺の道路の利用者の通過予定時刻を推定する手段と、
   通過予定時刻が推定された各道路について、推定した当該道路の通過予定時刻と、当該道路の交通規制が実施される時間帯とを比較し、当該道路の利用可／不可を判定する道路利用判定手段と、
   交通規制が実施される時間帯が設定されている現在位置周辺の道路について、当該道路についての交通規制を有効であるとみなし、交通規制が実施される時間帯が設定されている現在位置周辺以外の道路について、当該道路についての交通規制が無いものと見なして、前記交通規制が有効である道路について、前記道路利用判定手段により利用不可と判定された道路を使用する経路を含まず、利用可と判定された道路を使用する経路を含む、現在位置から目的地までの複数の経路の内から、推奨経路を探索する経路探索手段とを有することを特徴とする経路探索装置。
2. 目的地までの交通規制を考慮した経路を探索する経路探索装置であって、
   現在位置周辺の道路のうち、交通規制が実施される時間帯が設定されている一部の道路について、当該道路について交通規制がなされているとみなし、現在位置周辺にない道路のうち、交通規制が実施される時間帯が設定されている一部の道路について、当該道路についての交通規制が無いものと見なして、目的地までの推奨経路を探索する手段と、
   間欠的に、推奨経路に含まれる、交通規制が実施される時間帯が設定されている現在位置より目的地側にある道路であって、現在位置周辺の道路の利用者の通過予定時刻を推定し、通過予定時刻が推定された各道路について、推定した当該道路の通過予定時刻と、当該道路の交通規制が実施される時間帯とを比較して、当該道路の利用可／不可を判定し、推奨経路上の道路が利用不可と判定された場合に、利用不可と判定された道路を使用しない、現在位置から目的地までの新たな推奨経路を再探索する再探索処理を行う再探索手段とを有することを特徴とする経路探索装置。
3. 請求項１に記載の経路探索装置であって、さらに、
   経路を誘導する際に、前記交通規制が実施される時間帯が設定されている現在位置周辺以外の道路のうちのいずれかが、所定の距離内に近づいた場合に、前記経路探索手段を用いて再度経路探索を実施する経路再探索手段を有することを特徴とする経路探索装置。
4. 請求項３に記載の経路探索装置であって、さらに、
   推奨経路に含まれる交通規制が実施される時間帯が設定されている道路に関連づけて、当該道路について交通規制が実施される時間帯を表示する手段を有することを特徴とする経路探索装置。
5. 目的地までの推奨する経路を推奨経路として探索する方法であって、
   交通規制が実施される時間帯が設定されている現在位置周辺の道路の利用者の通過予定時刻を推定するステップと、
   通過予定時刻が推定された各道路について、推定した当該道路の通過予定時刻と、当該道路の交通規制が実施される時間帯とを比較し、当該道路の利用可／不可を判定するステップと、
   交通規制が実施される時間帯が設定されている現在位置周辺の道路について、当該道路についての交通規制を有効であるとみなし、交通規制が実施される時間帯が設定されている現在位置周辺以外の道路について、当該道路についての交通規制が無いものと見なして、前記交通規制が有効である道路について、前記道路の利用可／不可を判定するステップにより利用不可と判定された道路を使用する経路を含まず、利用可と判定された道路を使用する経路を含む、現在位置から目的地までの複数の経路の内から、推奨経路を探索するステップとを有することを特徴とする方法。
6. 電子計算機によって読み取られ実行されるプログラムを格納した記憶媒体であって、
   前記プログラムは、
   交通規制が実施される時間帯が設定されている現在位置周辺の道路の利用者の通過予定時刻を推定するステップと、
   通過予定時刻が推定された各道路について、推定した当該道路の通過予定時刻と、当該道路の交通規制が実施される時間帯とを比較し、当該道路の利用可／不可を判定するステップと、
   交通規制が実施される時間帯が設定されている現在位置周辺の道路について、当該道路についての交通規制を有効であるとみなし、交通規制が実施される時間帯が設定されている現在位置周辺以外の道路について、当該道路についての交通規制が無いものと見なして、前記交通規制が有効である道路について、前記道路の利用可／不可を判定するステップにより利用不可と判定された道路を使用する経路を含まず、利用可と判定された道路を使用する経路を含む、現在位置から目的地までの複数の経路の内から、推奨経路を探索するステップとを前記電子計算機に実行させるプログラムであることを特徴とする記憶媒体。

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