JP4217569B2 - 道路セグメントの網を表示する方法及びルートを決定する方法 - Google Patents

Description

本発明は、地理的データに係り、より詳細には、ルート計算のようなあるナビゲーション関連ファンクションを容易にするように地理的データベースにおいて道路網を表示する方法に係る。

ナビゲーションシステムは、希望の行先へのルートを計算しそしてそのルートをたどるように誘導を行うという有用な特徴を発揮する。これらの特徴を発揮するために、ナビゲーションシステムは、道路及び交差点の位置や、道路に沿った推定走行時間や、道路に沿った制限速度等々の情報を含む地理的データベースを使用している。又、ナビゲーションシステムにより使用される地理的データベースは、一方向道路や左折禁止等の交通規制に関するデータも含み、ナビゲーションシステムが合法的なルート（即ち、適用される交通法及び規則に適合するルート）を計算できるようにする。地理的データベースを使用して、ナビゲーションシステムに使用されるプログラミングアルゴリズムは、指定の行先への最適な（例えば、最速又は最短の）ルートを見つけることができる。

地理的データベースにおいて道路を表示する従来の方法は、それらを個別のセグメントとして表示することであり、即ちセグメントは、交差点と交差点との間の道路の部分に対応する。この種のモデルにおいて、交通規制（旋回規制のような）は、道路セグメントの特性として処理される。このモデルは、道路を認知する方法に合致し、一般的に良好に機能する。

図１は、道路網１０の一部分を示す。図２は、従来のグラフィックデータベース１４において図１に示した道路網１０をいかに表示するか示す図である。

ある地理的データベースでは、一連の接続された個々の道路セグメントが、地理的データベースを使用するある形式のファンクションを容易にするための集合体として表示される。一連の接続された個々の道路セグメントが集合体として表示される地理的データベースの一例が、参考として全開示をここに援用する米国特許第６，０３８，５５９号及び第６，１１２，２００号に開示されている。

道路を表示する従来の方法は良好に機能するが、改良の余地がある。例えば、地理的データベースを使用したルートの計算は、計算機能上過酷である。ルート計算のようなあるファンクションを更に容易にする方法で地理的データベースにおいて道路を表示することができれば、有益であろう。

これら及び他の目的を達成するために、本発明の実施形態は、地理的データベースにおいて道路網を表示する方法であって、道路網に沿った位置と位置との間のルートの決定を容易にする方法に関する。地理的データベースにおいて、道路網は、遷移ポイント対データを使用して表示される。各遷移ポイント対データ記録は、入口ポイント、この入口ポイントから離れるように導くアーム（即ち道路セグメント）、出口ポイント、ルート属性、及びおそらくは、他のデータを含む。マルチセグメント規制の運転操縦のような幾つかの例外を除いて、遷移ポイント対の入口ポイント及び出口ポイントは、隣接する判断ポイント交差点である。判断ポイント交差点とは、その交差点から離れるように導く２つ以上の考えられる道路セグメントのいずれの１つをとるかの判断を行うことがドライバに要求される交差点である。遷移ポイント対データは、２つの位置間のルートを計算するときに使用される。

Ｉ．マスター地理的データベースからのコンパイルされた地理的データベースの形成
図３は、地理的データベースのマスターバージョン１００を示す。地理的データベースのマスターバージョン１００は、カバレージエリア１０４における地理的特徴を表わすデータ１０２を含む。カバレージエリア１０４は、米国のような国全体に対応する。或いは又、カバレージエリア１０４は、米国、カナダ及びメキシコ、或いはフランス、ドイツ及びイタリア、等々の幾つかの国々に対応してもよい。別の形態によれば、地理的データベースのマスターバージョン１００のカバレージエリア１０４は、米国の西海岸又は中西部のような国内の１つの地域のみを表わしてもよい。地理的データベースのマスターバージョン１００は、全カバレージエリア１０４における地理的特徴を表わすデータを含むが、カバレージエリア１０４の一部分は、地理的データベースのデータにより表わされない地理的特徴を含んでもよいし、或いは地理的特徴の表示が希薄であってもよい。

地理的データベースのマスターバージョン１００は、カバレージエリア１０４内に位置する道路網１２０に関するデータを含む。道路網１２０に関するデータは、道路の位置の地理的座標、道路のストリート名、道路に沿った住所の範囲、道路の交差点における旋回の規制等々の種々の種類のデータを含む。又、地理的データベースのマスターバージョン１００は、カバレージエリア１０４内の当該ポイントに関するデータを含む。当該ポイントは、ホテル、レストラン、博物館、オフィス、自動車販売店、自動車修理工場、等々を含む。地理的データベースのマスターバージョン１００は、これら当該ポイントの場所に関するデータを含む。又、地理的データベースのマスターバージョン１００は、市、町、又は他の共同体のような場所に関するデータも含む。地理的データベースのマスターバージョン１００は、他の種類の情報を含んでもよい。

カバレージエリア１０４内の地理的特徴に関するデータは、イリノイ州、シカゴのナビゲーション・テクノロジーズ・コーポレーションのような地理的データベース開発者によって収集される。しかしながら、ここに開示する本発明の概念は、特定のデータソースに限定されない。

地理的データベースのマスターバージョン１００は、カバレージエリア１０４に関連した最新のデータを有するコピーとして維持される。従って、地理的データベースのマスターバージョン１００は、規則的及び連続的に更新され、拡張され及び／又はその他変更される。これらのオペレーションをようにするために、地理的データベースのマスターバージョン１００は、更新、維持及び開発を容易にするフォーマットで記憶される。一般に、マスターデータベース１００のフォーマットは、ナビゲーションシステムに使用するのに適していない。

地理的データベースのマスターバージョン１００のコピーは、第１位置１１４に物理的に配置される。一実施形態において、地理的データベースのマスターバージョン１００は、１つ以上のハードドライブ、テープ又は他の媒体に記憶され、そして適当なコンピュータ１１６によりアクセスされる。メインフレームコンピュータ、複数のネットワーク接続されたマイクロコンピュータ等の適当なコンピュータが使用される。

図４を参照すれば、地理的データベースのマスターバージョン１００は、コンパイル（又は導出）されたデータベース製品１１０を形成するのに使用される。コンパイルされたデータベース製品１１０は、コンパイラー１１１を使用して作られる。コンパイラー１１１は、適当なコンピュータプラットホームにおいて実行されるソフトウェアプログラムである。

コンパイルされたデータベース製品１１０は、地理的データベースのマスターバージョン１００により表わされたカバレージエリアの一部分のみを表わしてもよい。例えば、コンパイルされたデータベース製品１１０は、地理的データベースのマスターバージョン１００のカバレージエリア１０４内の１つ以上の特定のサブエリアのみに関連したデータを含んでもよい。更に、コンパイルされたデータベース製品１１０は、地理的データベースのマスターバージョン１００で表わされた地理的特徴を記述する全てのデータ属性より少ないものを含んでもよい。

コンパイルされたデータベース製品１１０は、種々の種類のコンピュータプラットホーム１１２において使用される。例えば、コンパイルされたデータベース製品１１０は、ナビゲーションシステム（乗物搭載のナビゲーションシステムやハンドヘルド式ポータブルナビゲーションシステム等）、パーソナルコンピュータ（デスクトップ及びノートブックコンピュータを含む）、他の種類のデバイス、例えば、ＰａｌｍＰｉｌｏｔ（登録商標）型デバイス、ページャー、電話、パーソタルデジタルアシスタンス等に使用される。又、コンパイルされたデータベース製品１１０は、インターネットに接続されたシステムを含むネットワーク接続のコンピュータプラットホーム及び環境にも使用される。

コンパイルされたデータベース製品１１０は、それらが使用されるハードウェアプラットホームに適した媒体に記憶される。例えば、コンパイルされたデータベース製品は、ＣＤ−ＲＯＭディスク、ハードドライブ、ＤＶＤディスク、フラッシュメモリ、又は現在入手できるか又は将来入手できる他の形式の媒体に記憶することができる。

コンピュータプラットホーム１１２において、コンパイルされたデータベース製品１１０は、種々のソフトウェアアプリケーションにより使用される。例えば、コンパイルされたデータベース製品１１０は、ナビゲーション関連ファンクション、例えば、ルート計算、ルートガイダンス、乗物位置決め、マップ表示、電子的イエローページ、及び他の種類のファンクションを与えるソフトウェアアプリケーションにより使用される。

ＩＩ．コンパイルされた地理的データベースにおける道路の表示
コンパイルされたデータベース１１０では、地理的データは、地理的データベースのマスターバージョン１００とは異なる仕方で編成される。コンパイルされたデータベースは、それがインストールされるコンピュータプラットホームにおいてデータの使用を容易にするフォーマットで編成され、構成され、構造化され及び／又は記憶される。又、コンパイルされたデータベースは、それが配置される媒体に圧縮フォーマットで記憶することもできる。

Ａ．地理的データの個別の機能的形式
ナビゲーション関連ファンクションの遂行を容易にする１つの方法は、特定のナビゲーション関連ファンクションに使用するための地理的データの個別集合体又はサブセットを設けることである。このような各々の個別集合体は、特定の関連ファンクションを遂行するのに必要なデータ及び属性を含むが、ファンクションを遂行するのに必要でないデータ及び属性は除外する。図５は、ファンクションに基づいて地理的データの個別サブセットを与える１つの方法を示す。図５において、コンパイルされた地理的データベース１１０は、ルートデータ、地図作成データ（マップ表示用）、操縦データ（ルートガイダンス用）、当該ポイントデータ等の個別集合体で構成される。コンパイルされた地理的データベース１１０は、これらの異なる形式のデータより少ないもの又は多いもので定義されてもよく、そして他の形式のデータが定義されて含まれてもよい。更に、１つ以上のこれら異なる形式のデータ（又は以下に述べるようにそのレベル）を結合して複合形式としてもよい。データ形式のこれらサブセットを互いに作用できるようにするために、クロスレファレンス、サーチツリー、又は他のデータ探索技術を与える１つ以上のインデックスが含まれる。

Ｂ．地理的データのレベル
コンパイルされた地理的データベースにおけるデータを使い易く編成することのできる別の方法は、データをレベルで与えることである。マップ表示ファンクションやルート計算ファンクションといったナビゲーション関連ファンクションの幾つかは、異なる詳細レベルでデータを使用する。データの異なるレベルを実施するために、表示される道路セグメントの各々は、道路の機能的クラスに対応するランクと関連付けされる。ランク「４」の道路セグメントは、エクスプレスウェイやフリーウェイのような大交通量の出入り制御された道路を含む。ランク「３」の道路セグメントは、若干のスピード変化を伴う大交通量の道路であるが、必ずしも出入り制御されない道路である。それよりランクの低い道路は、それに対応する低い交通量を取り扱い、一般的に、スピード変化が大きいか又は低いスピードである。ランク「０」の道路セグメントは、最も少ない交通量を取り扱う。例えば、それらは、横丁、路地等を含む。

表示される道路のランクは、その道路を表わすデータエンティティが含まれる最高のデータレベルを特定するのに使用される。例えば、図５を参照すれば、ルート形式データは、データの個別レベル「レベル０」、「レベル１」、等々を含み、その各々は、異なる詳細レベルを伴うルートデータの個別の集合体より成り、そしてその各々は、ルート計算ファンクションにより使用することができる。データのルート形式において、レベル０は、ランク「０」以上の道路を表わすデータ記録を含み、従って、レベル「０」は、地理的領域における全ての道路の全ての表示部分に対応するデータを含む。ルートデータのレベル１は、ルートデータの個別サブセット（又は集合体）より成り、そしてランク「１」以上の道路を表わすデータのみを含む。ルートデータのレベル２は、ルートデータの個別サブセットより成り、そしてランク「２」以上の道路を表わすデータのみを含む、等々となる。最高レベルは、ランクｎの道路を表わす記録のみを含む。各々のより高いレベルは、より少数の記録を含むが、これらの記録は、走行が一般的により速い道路を表わす。ルート計算は、例えば、出発点又は行先から離れるルートの一部分に対して、可能であるときに、より高いレベルのルートデータを使用することにより、容易に行うことができる。

同様に、他の形式のデータのあるものは、関連ファンクションにより使用できる異なるレベルで設けられる。例えば、異なるレベルの地図作成データを使用すると、マップ表示ファンクションによるパン及びズームが容易になる。
あるデータをレベルに編成すると、データが複写されるが、効率が高くなることで一般に欠点を相殺する。これらの異なるレベルを一緒に作用できるようにするために、インデックスを設けることができる。

道路を表示する地理的データベースのサブセットを個別レベルに編成するための上記方法に加えて、他の方法も使用できる。例えば、道路をレベルに編成する別の方法は、各レベルにおいて接続性が維持されるならば、異なる基準を使用することである。実際に、ルートのクオリティを改善するために、選択された道路をあるレベルから別のレベルへ移動することを含む。選択された道路のランクを変更することで同じ結果を得ることができる。

Ｃ．ルーティングのための道路網のデータ表示
上述したように、地理的データベース１１０は、ルート計算に使用される特定の部分又はサブセットを含む。公知の地理的データベースでは、ルート計算に使用されるデータのサブセットは、道路セグメントデータ（個々の道路セグメントを表わす）と、ノードデータ（道路セグメントの交差点又は終了ポイントを表わす）とを含んでいる。ここに示す実施形態では、ルート計算に使用されるデータのサブセットは、道路の交差点を表わすノードデータを含む。しかしながら、ここに示す実施形態では、ルート計算に使用されるデータのサブセットは、道路セグメントデータではなく、遷移ポイント対データを含む。以下に詳細に説明するように、遷移ポイント対データは、個々の道路セグメントを表わさない。

（ここに開示する実施形態を説明する助けとして、遷移ポイント対に含まれる「道路セグメント」、「リンク」又は「交差点」、或いは遷移ポイント対の「経路」を参照する。これらの参照は、説明上のものに過ぎず、遷移ポイント対データが、ここに開示するものを除いて、特定の道路セグメントに対する実際の参照を含むことを意味するものではない。）

各々の「遷移ポイント対」は、入口ポイント、それに関連した出口ポイント、及びそれに関連したコストを含む。ルートを計算するときには、遷移ポイント対データは、関連する入口ポイントから出口ポイントへ走行するのに関連したコスト（例えば、走行時間）を決定するのに使用される。ここに示す実施形態では、遷移ポイント対データは、入口ポイントから出口ポイントへ到達し得る厳密な経路（即ち、特定の個々の道路セグメント）を指示しない。入口ポイントと出口ポイントとの間の厳密な経路を決定するために、地理的データベースにおける別の形式のデータを参照する。しかしながら、入口ポイントと出口ポイントとの間の厳密な経路（及び拡張により、実際の道路セグメントで作られたルート）の決定は、ルートの骨格バージョン（遷移ポイント対で作られた）が計算された後に実行することができ、これにより、完全なルートを計算するのに必要な時間長さを短縮する。ルートを決定するために詳細なデータは必要とされず、それをハイライトするか又はそれをたどるだけでよい。

ここに示す実施形態では、入口ポイント及び出口ポイントのほとんどが判断ポイント交差点に対応する。「判断ポイント交差点」とは、３つ以上の道路セグメントの交差点で、それら道路セグメントの１つに沿って交差点に入るドライバが、少なくとも他の２つの道路セグメントを経て交差点を合法的に出ることができ、即ち交差点から２つ以上の道路セグメントのどの１つをたどるかドライバが「判断」しなければならない交差点である。

ある交差点が判断ポイント交差点であるかどうかは、その交差点に入るところの道路セグメントに依存する。例えば、１つの道路セグメント、例えば、セグメントＡに沿って交差点に入るドライバは、セグメントＢへと左折するか、セグメントＣへと直進するか、又はセグメントＤへと右折する選択肢を有する。従って、この交差点は、セグメントＡに沿って接近したときに判断ポイント交差点である。しかしながら、セグメントＢに沿って同じ交差点に入るドライバは、セグメントＤへと直進する選択肢しかない。この場合に、交差点は、セグメントＢに沿って接近したときには判断ポイント交差点ではない。

遷移ポイント対において、入口ポイントは、判断ポイント交差点である。遷移ポイント対の出口ポイントは、入口ポイントから離れるように延びる道路セグメントの選択された１つに沿って入口ポイントを出た後にドライバが遭遇する次に好適な判断ポイント交差点である。判断ポイント交差点は、次のものでない限り好適である。
（１）規制された運転操縦の一部分；
（２）出口ポイントに向う方向とは逆の方向における一方向条件の開始；
（３）時限付き一方向条件の開始；又は
（４）通り抜け禁止条件の開始。

これらの例外の幾つかについて以下に詳細に説明する。
遷移ポイント対の入口ポイントと出口ポイントとの間には、１つ以上の交差点があるか、又は交差点が存在しない。従って、遷移ポイント対の入口ポイントと出口ポイントとの間には２つ以上の実際の道路セグメントがある。更に、同じ実際の道路セグメントが２つの異なる遷移ポイント対の一部分であってもよい。

ルート計算に使用される地理的データベースのサブセットにおいて、各遷移ポイント対は、個別のデータエンティティ又は記録により表わされる。図６は、遷移対データエンティティ２００の要素を示す。各遷移ポイント対データエンティティ２００は、入口ポイント、入口ポイントからの出口アーム（図６に「開始アーム」と示された）及び出口ポイントを指示するデータを含む。この実施形態では、入口ポイントは、入口ポイントに対応するノードのＩＤにより指示される。出口アームは、入口ポイントに対応するノードに接続される道路セグメントの各々に指定された数字（例えば、１、２等）により指示される。この数字は、ある方向、例えば、北からスタートして時計方向に各道路セグメントに指定される。出口ポイントは、出口ポイントに対応するノードのＩＤにより指示される。

又、ここに示す実施形態では、遷移ポイント対データエンティティは、出口ポイント（図６に「終了アーム」と示された）に通じるセグメントを指示するデータも含む。ここに示す実施形態では、出口ポイントに通じる道路セグメントは、アーム番号で指示される。
遷移ポイント対データエンティティが「経由ノード」を含む場合には、以下に述べるように、経由ノードを指示するデータが遷移ポイント対データエンティティに含まれる。
遷移ポイント対データエンティティが「条件」を含む場合には、以下に述べるように、条件を指示するデータが遷移ポイント対データエンティティ含まれる。

又、遷移ポイント対データエンティティは、ルート属性のセットも含む。これらのルート属性は、スタートポイントと出口ポイントとの間の道路セグメントの全長、スタートポイントから出口ポイントまで走行するのに要する平均時間、乗物出入り情報、及びコスト変更属性を含む。
遷移対データエンティティは、他のデータ要素を含んでもよい。

（「遷移ポイント対」及び「ノード」という語は、これらの概念を説明する１つの用語を表わすに過ぎない。別の実施形態では、「遷移ポイント」対は、別の語で表わされてもよい。「遷移ポイント対」は、「セグメント」と称されてもよい。本発明の概念は、特定の用語に限定されないことを理解されたい。）

例
図７は、図１に示された道路網の一部分を、ここに示す実施形態を使用して、いかに表示するか示す図である。図７において、遷移ポイント対Ａ−Ｃは、個別のリンクＡ−Ｂ及びＢ−Ｃを表わすことに注意されたい。リンクＡ−Ｂはランプであるので、リンクＡ−ＢからリンクＢ−Ｃへの合法的経路しかない。それ故、Ｂにおける交差点は、判断ポイント交差点ではなく、そして交差点Ｂは、Ａからアーム＝２に沿ってスタートする遷移ポイント対の出口ポイントとして使用されない。この経路に沿った次の判断ポイントは、交差点Ｃである。

図７における別の例は、遷移ポイント対Ａ−Ｇである。この遷移ポイント対は、個別のリンクＡ−Ｆ及びＦ−Ｇを表わす。Ｆでは旋回が許されず、それ故、Ｆは、判断ポイント交差点ではない。従って、Ｆは、Ａからアーム＝１に沿ってスタートする遷移ポイント対の出口ポイントとして使用されない。この経路に沿った次の判断ポイントは、Ｃである。

Ｄ．ノード
上述したように、ここに示す実施形態では、ルート計算に使用されるデータのサブセットがノードデータを含む。ノードは、リンクの終了ポイントであり、それ故、道路の交差点を表わす。ルート計算に使用されるデータのサブセットは、各ノードに対するデータの記録を含む。ノードデータ記録には、それ及び／又はその地理的位置（例えば、その経度、緯度、及び任意であるが標高又は高度）に接続されるリンク（１つ又は複数）を識別できるようにする情報（「属性」や「フィールド」のような）が関連付けされる。

Ｅ．公称経路
ここに示す実施形態は、公称経路データを使用する。公称経路は、交差点の属性である。地理的データベースを形成するときには、地理的データベースの開発者が、各交差点に対して公称経路のリストを識別する。交差点を通る公称経路は、表示された交差点に入ることのできる各道路セグメントに対して、その表示された交差点を出るところの１つのそして唯一の道路セグメントを識別する。公称経路においては、入口セグメントに関連した出口セグメントは、必ずしも、交差点を合法的に出ることのできる唯一のセグメントではない。しかしながら、公称経路を識別するときには、地理的データベースの開発者により、所与の入口セグメントに対して交差点を出る可能性が最も高い道路セグメントを識別する試みがなされる。公称経路データは、地理的データベースのコンパイルされたバージョン（図４の１１０）に含まれると共に、地理的データベースのマスターバージョン（図４の１００）にも含まれる。公称経路の更に別の説明は、参考として全開示をここに援用する２０００年８月２５日出願の「METHOD AND SYSTEM FOR COMPACT REPRESENTATION OF ROUTES」と題する米国特許出願第０９／６４９，７１５号に含まれている。
ここに示す実施形態では、公称経路は、ルート計算に使用されるデータのサブセットには含まれない。むしろ、公称経路データは、別のデータサブセット、例えば、操縦又は複合サブセットに含まれる。

Ｆ．公称及び変形遷移ポイント対
２つの形式の遷移ポイント対、即ち公称形式及び変形形式がある。公称遷移ポイント対は、入口ポイント（即ち開始ノード）から各交差点を経て出口ポイント（即ち終了ノード）へ至る公称経路をたどるものである。変形遷移ポイント対は、その入口ポイントと出口ポイントとの間の各交差点において公称経路をたどらない。変形遷移ポイント対が公称経路から逸脱するところの交差点（即ちノード）は、「経由ノード」と称される。変形遷移ポイント対は、遷移ポイント対が判断ポイント交差点で開始しそして終了する一般的ルールに対する例外である。変形遷移ポイント対は、規制のある運転操縦を表わすのに使用される。経由ノード以外では、入口ポイントと出口ポイントとの間の遷移ポイント対の経路は、各交差点における公称経路をたどる。
変形遷移ポイント対を表わす遷移ポイント対データ記録は、経由ノードを指示するデータ（例えば、ノードＩＤ）と、経由ノードから出口ポイントに向ってたどる道路セグメント（即ちアーム）とを含む。

Ｇ．遷移ポイント対に関連した事項
上述したように、遷移ポイント対は、常時ではないが通常、「判断ポイント交差点」において開始及び終了する。ここに示す実施形態では、遷移ポイント対が判断ポイント交差点を横切る場合、その判断ポイント交差点を通る各付加的な合法的経路に対して、同じ開始ノード及びアームをもつ別の遷移ポイント対がある。これらの付加的な遷移ポイント対は、公称経路をたどらないので、変形である。

遷移ポイント対は、一方向性である。ルート計算に使用されるデータのサブセットにおける各遷移ポイント対データ記録は、開始ノード（即ち入口ポイント）から終了ノード（即ち出口ポイント）へ進行する１つの方向を表わす。ここに示す実施形態によれば、逆方向における同じ経路は、異なる遷移ポイント対データ記録により表わされる。

遷移ポイント対の経路は、別の遷移ポイント対の経路に部分的又は完全に重畳してもよい。これは、単一リンク（即ち道路セグメント）が各方向に２つ以上の遷移ポイント対の一部分であることを意味する。別の遷移ポイント対に完全に重畳する遷移ポイント対は、「コンテナ」と称される。

一実施形態では、コンパイルされたデータベースにおける遷移ポイント対記録は、データベースＩＤ、即ちデータベースにおいて各遷移ポイント対記録を識別できる独特に識別子をもたない。遷移ポイント対は、その開始ノードＩＤ、開始アーム及び終了ノードＩＤにより独特に定義される。
必ずしも、遷移ポイント対を作り上げる全てのリンク（即ち道路セグメント）が同じランクであることはない。

上述したように、ある地理的データベースでは、ルート計算に使用されるデータのサブセットがレベルに編成され、最低レベルより上の各レベルは、それに対応するランク以上の道路を表わすデータしか含まない。ここに示す実施形態では、ルートの計算に使用されるデータのサブセットは、レベルに編成される。各レベルは、上述したように遷移ポイント対データを含む。

Ｈ．規制付き運転操縦に対するサポート
遷移ポイント対データは、マルチセグメント規制付き運転操縦を表わす効果的な方法である。マルチセグメント規制付き運転操縦は、１つの他の道路セグメントにより分離された別の道路セグメントから１つの道路セグメントに走行するのに適用される交通規制である。ここに示す実施形態では、マルチセグメント規制付き運転操縦は、ある交差点を通る全ての合法的経路を、マルチリンクセグメントを表わす遷移ポイント対として定義するが、規制付き経路を定義しないことにより、サポートされる。時間ベースの条件は、選択されたセグメントを時間規制でタグ付けすることによりサポートされる。

Ｉ．例
図８ないし１２は、種々の遷移ポイント対データエンティティにより表わされた道路セグメントをグラフで示す。
図８は、一般的なケースを示す。２つの遷移データポイント対２２０及び２２２は、各方向に１つの、単一の両方向リンクとして定義される。
図９は、多数の道路セグメントを表わす２つの遷移ポイント対２３０及び２３２の一例を示す。この例では、交差点２３４及び２３６において旋回は許されない。

図１０は、道路２４２に合流するランプ２４０を示す。ランプ２４０の終りで交差点２４４には１つの経路しか許されないので、交差点２４４は、判断ポイント交差点ではない。それ故、交差点２４４は、ランプ２４０に沿って２４６で開始する遷移ポイント対２４８の出口ポイントではない。出口ポイントは、交差点２５０である。２４４と２５０との間のリンク２４２は、２５６に入口ポイントを有する遷移ポイント対２５４の一部分でもあることに注意されたい。

図１１は、セグメント３４２からセグメント３４４への左折をもたない交差点３４０を示す。交差点３４８でスタートする遷移ポイント対３４６は、交差点３５０に出口ポイントを有する。交差点３４０と交差点３５０との間のセグメント３５２は、交差点３５６に開始ポイントをそして交差点３５０に出口ポイントを有する遷移ポイント対３５４の一部分でもあることに注意されたい。

図１２は、マルチセグメント規制付き運転操縦を含む道路網の一部分を示す。図１２において、ハイウェイ３６０は、道路セグメント３６２、３６４及び３６６で構成される。道路セグメント３６２からハイウェイ３６０に沿って道路セグメント３６４へと進行するドライバは、ハイウェイ３６０に沿って道路セグメント３６６へ進行することが許されるか、又は道路セグメント３６８に沿って退出してもよい。しかしながら、ランプ３７０からハイウェイ３６０の道路セグメント３６４に入るドライバは、道路セグメント３６８に沿ってハイウェイ３６０を出ることが禁止される。むしろ、ランプ３７０から道路セグメント３６４に入るドライバは、ハイウェイ３６０に沿って道路セグメント３６６へ進行することだけが許される。ここに示す実施形態は、禁止された経路をたどる遷移ポイント対を定義しないことによりこの規制をモデリングする。マルチセグメント規制付き運転操縦交差点を通る経路の残りは、定義される。マルチセグメント規制付き運転操縦のために、遷移ポイント対３７２及び３７４は、判断ポイント交差点、即ち交差点３７６を横断する。マルチセグメント規制付き運転操縦がない状態では、遷移ポイント対は、交差点３７６で終りとなる。

Ｊ．複雑な交差点（コネクタリンク）
１つの別の実施形態は、ルートの計算を容易にするために、ある形式の複雑な交差点を表示する方法を含む。複雑な交差点は、交差点内部の乗物走行経路を表わす多数の個別のリンク（セグメント）を有する交差点を含む。これら内部（即ちコネクタ）リンクは、実際の物理的道路セグメントを表わしてもよいし、又は交差点を横切る単なる乗物経路を表わしてもよい。複雑な交差点は、例えば、２つのマルチデジタル化(multi-digitized)道路の交差点を含む。

この別の形態によれば、複雑な交差点に入りそして出る道路セグメントを表わすときには、遷移ポイント対は、内部リンクを除外する。従って、複雑な交差点に入る道路セグメントを表わす遷移ポイント対は、複雑な交差点への入口ノードで終了し、そして複雑な交差点から出る道路セグメントを表わす遷移ポイント対は、複雑な交差点から出る出口ノードで始まる。複雑な交差点に入りそして出る道路セグメントを表わすこの方法により、複雑な交差点に入るか又は出る遷移ポイント対は、その先行（又は後続）遷移ポイント対とでノードを共有しない。

マルチセグメント規制付き運転操縦を含む複雑な交差点には、複雑な交差点に入るか又は出る道路セグメントを表わすこの方法に対する例外が適用される。複雑な交差点をまたぐ規制付き運転操縦の多数のセグメントを表わす遷移ポイント対は、複雑な交差点内部のセグメントを表わす。複雑な交差点を横切る遷移が公称経路をたどる場合には、コネクタリンクに関する情報を含む必要がない。コネクタリンクに関連した距離及び時間は、遷移距離及び時間ルート属性に含まれる。複雑な交差点を横切る遷移経路が公称経路から逸脱するところのリンクは、経由ノード（上述した）として記憶される。これらの経由ノードは、交差点遷移の属性であり、遷移ポイント対の一部分ではない。それらは、テーブルに記憶され、そして遷移ポイント対の先行者を指示するテーブルから参照される。テーブルに含まれた操縦形式を指示するデータは、コネクタリンクを考慮に入れる。

図１３Ａ−１３Ｄは、破線で示されたコネクタリンクをもつ交差点の一例を示す。図１３Ａは、マルチデジタル化交差点を示す。図１３Ｂは、マルチデジタル化Ｔ交差点を示す。図１３Ｃは、旋回レーンを示す。図１３Ｄは、マルチデジタル化道路からシングルデジタル化道路への遷移を示す。

Ｋ．ルーティングのための判断ポイント対の使用
遷移ポイント対データは、ルート計算のための既知の技術に使用できる。ルートを決定するときには、遷移ポイント対データを使用して、所与のポイントから他のポイントのどこに到達できるかを識別する。既知のルート計算技術を使用すると、これらの到達可能なポイントを評価して、それらのうちのどの１つ以上を潜在的な解決ルートに含ませるように考慮しなければならないかを決定する。次いで、遷移ポイント対データを再び使用して、更に別の到達可能ポイントが決定され、次いで、それらを評価し、等々となる。出発点と行先とを接続する接続遷移ポイント対のリストが見つかるまでデータが繰り返し使用される。遷移ポイント対データは、各方向に、即ち出発点から行先に向う方向、又は行先から出発点へ戻る方向にサーチするように使用できる。ルート計算技術は、参考としてここに援用する米国特許第６，１９２，３１４号に開示されている。

ルート計算プロセスの首尾良い結果は、出発点と行先とを接続する一連の接続遷移ポイント対を含むリストである。上述したように、遷移ポイント対データは、入口ポイントから出口ポイントに到達できるところの特定の道路セグメントを指示しない。従って、出発点と行先とを接続する一連の接続遷移ポイント対を含むリストは、実際の解決ルートの骨格のみを表わす。この骨格ルートが決定された後に、骨格ルートが拡張され、遷移ポイント対に対応する全ての個別の個々の道路セグメントが決定される。全骨格ルートを一度に拡張する必要はない。例えば、乗物の現在位置に先行する若干のリンクだけを一度に拡張してもよい。

骨格ルートを拡張するために、ナビゲーションシステムは、地理的データベースに別のデータサブセットを使用するアプリケーションを含む。一実施形態では、このアプリケーションは、複合サブセットを使用する。データの複合サブセットは、乗物のポジショニング、ルートガイダンス及びジェオコード(geocoding)に使用されるデータを含む。

解決ルートにおける第１の遷移ポイント対データ記録でスタートして、データの複合サブセットは、実際の道路セグメントのどれが第１遷移ポイント対の入口ポイントからの出口アームに対応するか決定するのに使用される。第１の遷移ポイント対データ記録に対応する実際の道路セグメントの残りは、（１）入口ポイントの出口アームに対応する実際の道路セグメントの他端のノードを識別し、そして（２）第１の遷移ポイント対データ記録の出口ポイントに到達するまで、公称経路データを使用して、第１の遷移ポイント対データ記録に対応する実際の道路セグメントの残りを決定することにより、決定される。第１の遷移ポイント対データ記録が変形形式である場合には、経由ノードデータを使用して、実際の道路セグメントのどれが、交差点において公称経路をたどらない遷移ポイント対に対応するか決定される。

出発点が位置する道路セグメントが決定される（例えば、データの複合サブセットにおける道路セグメント記録に関連した形状ポイントデータを使用して）。この道路セグメントと、第１遷移ポイント対の出口ポイントまでの第１遷移ポイント対に対応する道路セグメントの残りは、解決ルートの拡張（完全）バージョンに記憶される。次いで、骨格解決ルートにおける次の遷移ポイント対に対応する実際の道路セグメントが決定される。これら実際の道路セグメントは、第１の遷移ポイント対データ記録に関連して上述したのと同様に決定される。従って、これらの実際の道路セグメントは、解決ルートの拡張（完全）バージョンに含まれる。次いで、骨格解決ルートにおける次の遷移ポイント対に対応する実際の道路セグメントが決定され、等々となって、骨格解決ルートにおける最後の遷移ポイント対の出口ポイントに到達するまで行われる。行先が位置する道路セグメントは、出発点に関連して上述したのと同様に決定される。

骨格ルートに対応する全ての実際の道路セグメントが決定されると、解決ルートの拡張（完全）バージョンは、出発点及び行先に接続する実際の道路セグメントのリストを含む。このリストは、ルートガイダンスを発生し、マップを目に見えるように表示してマップ上にルートをハイライト処理し、及び他の目的に使用することができる。

以上、本発明を詳細に説明したが、これは、本発明を例示するものであって、本発明を何ら限定するものではなく、本発明の範囲は、全ての等効物を包含する特許請求の範囲によって限定されるものと理解されたい。

道路網の一部分を示す図である。 従来の地理的データベースにおいて図１に示された道路網の一部分をいかに表示するか示す図である。 地理的データベースのマスターバージョンとカバレージエリアとの間の関係を示す図である。 図３に示された地理的データベースのマスターバージョンからコンパイルされた地理的データベース製品の形成を示す図である。 図４のコンパイルされたデータベースの１つの編成を示すブロック図である。 第１の実施形態により図５に示された道路セグメント（リンク）の１つのデータ表示の要素を示すブロック図である。 第１の実施形態により図１に示された道路網の一部分を地理的データベースにおいていかに表示するか示す図である。 第１の実施形態において種々の道路セグメント組合せをいかに表示するか示すグラフである。 第１の実施形態において種々の道路セグメント組合せをいかに表示するか示すグラフである。 第１の実施形態において種々の道路セグメント組合せをいかに表示するか示すグラフである。 第１の実施形態において種々の道路セグメント組合せをいかに表示するか示すグラフである。 第１の実施形態において種々の道路セグメント組合せをいかに表示するか示すグラフである。 別の実施形態を使用して表わされた複雑な交差点の例を示す図である。 別の実施形態を使用して表わされた複雑な交差点の例を示す図である。 別の実施形態を使用して表わされた複雑な交差点の例を示す図である。 別の実施形態を使用して表わされた複雑な交差点の例を示す図である。

符号の説明

１００：地理的データベース
１０２：データ
１０４：カバレージエリア
１１０：コンパイルされたデータベース製品
１１１：コンパイラー
１１２：プラットホーム
１１４：第１位置
１１６：コンピュータ
１２０：道路網

Claims (11)

1. 道路セグメントに沿ったルートの計算を容易にするように地理的領域（１０４）に位置する道路セグメントの網（１２０）を表示する方法であって、コンピュータプラットホーム上のコンパイラ（１１１）がマスタ地理的データベース（１００）のデータを使用してコンパイルされたデータベース（１１０）を生成することによって実施される方法において、
   上記コンパイラ（１１１）が、遷移ポイント対（２００）のデータ表示を形成して上記データベース（１１０）に記憶させ、
   各々の上記遷移ポイント対（２００）は、入口ポイント及び出口ポイントを含み、
   上記入口ポイントは、判断ポイント交差点（２４６）に対応し、
   上記判断ポイント交差点（２４６）は、少なくとも３つの道路セグメントの交差点であって、それら道路セグメントの１つにおいて交差点に入る乗物は、少なくとも２つの他の道路セグメントにおいて交差点を合法的に出ることができ、
   上記出口ポイントは、上記入口ポイントからの単一の合法的走行方向において１つ以上の接続された道路セグメントの経路に沿った第１の判断ポイント交差点（２５０）に対応し、そして
   上記コンパイラ（１１１）が、少なくとも２つの遷移ポイント対に対する入口ポイントとして使用される交差点に対応する入口ポイントを含む全ての遷移ポイント対が表示されるまで、遷移ポイント対のデータ表示を形成して上記データベース（１１０）に記憶させることを継続して行う、
   という段階を備えた方法。
2. 上記コンパイラ（１１１）が、マルチセグメント規制付き運転操縦を表わすための遷移ポイント対（２００）のデータ表示を形成する段階を更に備え、規制付き運転操縦を伴う遷移ポイント対の各データ表示は、上記マルチセグメント規制付き運転操縦にわたる合法的走行経路のみを表わす請求項１に記載の方法。
3. 上記コンパイラ（１１１）が、道路セグメントの上記網に沿った位置と位置との間のルートを決定するのに使用されるデータベースのサブセットに遷移ポイント対の上記データ表示を上記データベース（１１０）に記憶させる段階を更に備えた請求項１に記載の方法。
4. 上記コンパイラ（１１１）が、道路セグメントの終了ポイントに対応するノードのデータ表示を上記データベース（１１０）に記憶させる段階を更に備えた請求項１に記載の方法。
5. 上記コンパイラ（１１１）が、遷移ポイント対の上記データ表示を上記データベース（１１０）の第１サブセットに記憶させる段階を更に備え、この第１サブセットは、道路セグメントの上記網に沿った位置と位置との間のルートを決定するのに使用され、そして
   上記コンパイラ（１１１）が、上記データベース（１１０）の第２サブセットを形成する段階を更に備え、この第２サブセットは、個々の道路セグメントを表わすデータを含み、そしてこの第２サブセットは、上記個々の道路セグメントのどれが遷移ポイント対に対応するかを決定するのに使用される請求項１に記載の方法。
6. 上記コンパイラ（１１１）が、遷移ポイント対（２００）の上記データ表示と共にデータベース（１１０）に公称経路データを記憶させる段階を更に備え、この公称経路データは、交差点を通る公称経路を指示し、そして各公称経路は、それに沿って交差点に入ることのできる各道路セグメントに対して、それに沿って交差点を出ることのできる１つの道路セグメントを指示する請求項１に記載の方法。
7. 上記コンパイラ（１１１）が、遷移ポイント対（２００）の上記データ表示と共にデータベース（１１０）に公称経路データを記憶させる段階を更に備え、この公称経路データは、交差点を通る公称経路を指示し、そして各公称経路は、それに沿って交差点に入ることのできる各道路セグメントに対して、それに沿って交差点を出ることのできる１つの道路セグメントを指示し、そして
   上記コンパイラ（１１１）が、入口ポイントと出口ポイントとの間に位置する交差点を通して公称経路から逸脱する遷移ポイント対（２００）のデータ表示に、このような逸脱が生じるノードと、それらのノードからどの道路セグメントが続くかを指示するデータを含めて、上記データベース（１１０）に記憶させる段階を更に備えた請求項１に記載の方法。
8. 上記第１の判断ポイント交差点（２５０）は、規制付き運転操縦、出口ポイントに向う方向とは逆方向の一方向条件の開始、時限付き一方向条件の開始、又は通り抜け禁止条件の開始の部分ではない判断ポイント交差点である請求項１に記載の方法。
9. 上記コンパイラ（１１１）が、遷移ポイント対（２００）のデータ表示をコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶させる段階を更に備えた請求項１に記載の方法。
10. 道路網（１２０）の少なくとも一部を表わす地理的データベース（１１０）でルートを決定する方法であって、上記地理的データベース（１１０）がコンピュータプラットホーム（１１２）において使用されるものである方法において、
    コンピュータプラットホーム（１１２）が、遷移ポイント対データ（２００）を含む地理的データベース（１１０）のサブセットを使用して、出発点と行先との間の骨格解決ルートを決定し、
    上記遷移ポイント対データ（２００）は、入口ポイント、この入口ポイントから離れるように導く道路セグメント、出口ポイント、及び上記入口ポイントと出口ポイントとの間の走行コストを指示する属性を各々含むデータエンティティを備え、
    更に、各入口ポイント及び出口ポイントは、判断ポイント交差点（２４６、２５０）に対応し、その判断ポイント交差点（２４６、２５０）は、少なくとも３つの道路セグメントの交差点であって、これら少なくとも３つの道路セグメントの１つに沿って交差点に入るドライバは、これら少なくとも３つの道路セグメントの少なくとも２つの他のセグメントに沿って交差点を合法的に出るという選択肢を有し、そして
    更に、コンピュータプラットホーム（１１２）が、上記地理的データベース（１１０）の別のサブセットを使用して、上記骨格解決ルートに対応する各道路セグメントを決定する、
    という段階を備えた方法。
11. 上記地理的データベース（１１０）の他のサブセットは、上記交差点を通る公称経路を指示するデータを含み、各公称経路は、それに沿って交差点に入ることのできる各道路セグメントに対して、それに沿って交差点を出ることのできる１つの道路セグメントを指示する請求項１０に記載の方法。

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