JP4388161B2 - ルート計算装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、運転者による目的地等の設定に応じて道路地図メモリから出発地（車両の現在地でもよい）と目的地とを含む範囲の道路ネットワークデータを読み出し、この道路ネットワークデータに基づいて目的地に到るルートを計算して運転者に示すことができるルート計算装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より画面上に車両の位置方位等を表示し、見知らぬ土地や夜間等における走行の便宜を図るために開発されたナビゲーション装置が知られている。前記ナビゲーション装置は、ディスプレイ、方位センサ、距離センサ、ＧＰＳ受信機、道路地図メモリ、及びマイクロコンピュータを車両に搭載し、方位センサから入力される方位データ、距離センサから入力される走行距離データ、及び道路地図メモリに格納されている道路パターンとの一致に基づいて車両位置を検出し、この車両位置を道路地図とともにディスプレイに表示するものである。
【０００３】
この場合、出発地から目的地に到る走行ルートの選択をするために、運転者による目的地の設定入力に応じて現在の出発地から目的地までのルートをマイクロコンピュータにより自動的に計算する方法が提案されている（特開昭６２−２７６６６９７号公報参照）。この方法は、ルート計算の対象となる道路を分岐点毎に区切った点をノードとし、ノードとノードとを結ぶ道路をリンクとし、出発地（目的地でもよい）に最も近いノード又はリンクを始点とし、目的地（出発地でもよい）に最も近いノード又はリンクを終点とし、始点から終点に到るリンクのツリーをすべて探索し、ツリーを構成するルートのリンクを走破する時間若しくは距離（以下、リンクコストと言う）を順次加算して、目的地又は出発地に到達する最もリンクコストの少ないルートを選択する方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記発明によれば高速道路又は高速国道の本線と側道とが平行に沿っている場合、リンクコストの設定の仕方によっては、本線を降りて側道を走り再び本線に登るルートが選択されることもある。これでは、運転者にとって、実用的なルートでない。
【０００５】
この本線から側道にちょっとの降り乗りが発生する原因を、図１のように本線と側道が平行に並んでいる図により説明する。分岐点ＡＢの本線の実距離は、１００．６ｍであるのに対し側道の実距離は、１００．８ｍ（ＡＣ５０．４ｍ＋ＣＢ５０．４ｍ）である。これらの実距離を用いてルート計算した場合、リンクコストが小さい本線が選択される。ところが、ＲＯＭである道路地図メモリ（通常、ＣＤＲＯＭ又はＤＶＤ）を作成する際、１ｍや２ｍ単位で実距離を四捨五入して丸めて道路地図メモリに格納する。この例を１ｍで丸めて比較すると、分岐点ＡＢの本線の丸め距離は、１０１ｍであるのに対し、側道の丸め距離は、１００ｍ（ＡＣ５０ｍ＋ＣＢ５０ｍ）である。この結果を用いて、ルート計算した場合、リンクコストが小さい側道が選択される。
【０００６】
このように本線をちょっと降り乗りを回避するためには、道路地図メモリ内の側道を構成するリンクのリンクコストに場所によって個別の値を削除する修飾の方法が考えられる。しかし、この方法では、全国の側道を調査しなければならないため、現実的でない。
【０００７】
そこで、本発明は、道路地図メモリのリンクコストを個別に削除することなく本線のちょっと降りを避けることができ、運転者にとって実用的なルートを算出するルート計算装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のルート計算装置の特徴は次のとおりである。
ルート計算する際、リンク属性検出手段により、一のリンクの所定のリンク属性を検出した場合、前記一のリンクに接続する先のリンクのリンクコストを修飾する。次に、リンクコスト加算手段により、計算開始リンクから前記一のリンクまでのトータルリンクコストと修飾された先のリンクのリンクコストとを加算する。
【０００９】
こうして、一のリンクに接続する先のリンクを探索してゆき、計算終了リンクのリンクコストが前記リンクコスト加算手段により、加算の対象になった後、計算開始リンクと計算終了リンクとの間のルートのうちで、最小のトータルリンクコストであるルートを抽出するルート抽出手段とを有する。
【００１０】
この請求項に記載されるルート計算装置は、ルート計算する際に、所定のリンクの属性を検知し、所定のリンクコストを修飾することができるため、算出されるルートは、所定のリンクの属性のリンクを通過しない安定したルートである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を示す添付図面に基づいて詳細に説明する。
本発明のルート計算方法を実施するルート計算装置本体１は、図２に示すように、方位センサ５としてジャイロ、車速センサ４として車輪速検出用センサ、ＧＰＳ受信機６、道路ネットワーク上のルートを表示するためのディスプレイ２、及び目的地等を入力するための入力手段３と接続されている。
【００１２】
ルート計算装置本体１は、道路ネットワークデータを格納したコンパクトディスクＤを読みとるＣＤドライブ７、ディスプレイ２に表示させるためのＶＲＡＭ８、入力手段３のインタフェースである入力処理部９、車速センサ４から得られる走行距離と方位センサ５から得られる走行方向変化量をそれぞれ積算し、この積算データ、ＧＰＳ受信機６から得られる車両位置測位データ及びＣＤドライブ７が読み出す道路ネットワークデータとに基づいて車両位置を検出する車両位置検出処理部１０、ＣＤドライブ７が読み出す出発地と目的地とを含む領域の道路ネットワークデータに基づいて出発地から目的地までのルートを算出するルート計算処理部１１とを有する。
【００１３】
コンパクトディスクＤは、道路ネットワークデータをメッシュ状に分割し、各メッシュ単位で、ノードとリンクとを組み合わせたデータを記憶している。このノードとリンクとを組み合わせたデータは、ルート計算用、道路表示用及び車両位置検出用に使用される。ノードとリンクとを組み合わせたデータ以外には、背景データや地名などの文字データをも含まれる。
ノードとは、道路の分岐点や折曲点（分岐点を除く）を特定するための座標である。リンクとは、車両の進行方向をベクトル的にノードとノードを繋いだものである。
【００１４】
ここで、ルート計算を説明するために次の４種類のリンクを定義する。
▲１▼「計算開始リンク」…ルート計算の開始となるリンクである。このリンクから順次探索が進められて行く。またルートの端のリンクでもある。
▲２▼「計算終了リンク」…ルート計算後に得られるルートの計算開始リンクと異なる他の端であるリンクである。
▲３▼「当該リンク」…ルート計算途中で順次接続されているリンクを探すときの元となるリンクである。
▲４▼「先のリンク」…当該リンクから順次接続されているリンクを探すときの接続先のリンクである。
次に本発明であるルート計算時に必要なリンクの情報は、リンク番号、リンクの距離、リンクの通過時間、リンク属性、１又は２以上の先のリンク番号及びルート計算用のワークである。リンクの距離若しくはリンクの通過時間は、リンクコストとして使用される。
【００１５】
リンク属性は、道路種別とリンク種別を有し、具体的には次の通りである。
道路種別…高速道路、都市高速、国道、都道府県道、主要地方道、基本道、一般道路１、一般道路２、細道路１、細道路２、細道路３、フェリー航路、計画道路、カートレイン
リンク種別…本線（上下線非分離）リンク、本線（上下線分離）リンク、連結路（ランプ）リンク、本線と同一路線の側道、ＳＡ等側線リンク。
ここで、本線と同一路線の側道及びＳＡ等側線リンクをまとめて、以下「側道」と呼ぶ。
ルート計算用のワークは、ルート計算中に計算開始リンクから探索途中の先のリンクまでのトータルリンクコストを保持するメモリと先のリンクの接続元である当該リンクのリンク番号とを保持するメモリである。なお、ルート計算用のワークは、後述するＤＲＡＭ１１ｂ上に読み出された後に使用される。先のリンクとしてトータルリンクコストと当該リンク番号をルート計算用のワークに書き込むからである。
【００１６】
ルート計算処理部１１は、ＣＤドライブ７からＤＲＡＭ１１ｂ上に読み出された出発地と目的地とを含む領域の道路ネットワークデータに含まれるリンクデータ１１ｄに基づき、マイクロコンピュータ１１ａにより、出発地から目的地までのルートを計算する。
【００１７】
次に、図３を参照して、ルートを計算するにあたり、プログラムＲＯＭ１１ｅ内のリンク属性検出手段１１ｆ、リンクコスト加算手段１１ｇ及びルート抽出手段１１ｈ並びにＤＲＡＭ１１ｂ上のワークテーブル１１ｂ及びリンクデータ１１ｄの起動又は参照更新のタイミングを説明する。
【００１８】
▲１▼初期化として、出発地近傍の計算開始リンクと目的地近傍の計算終了リンクを認識する。これとは反対に目的地近傍リンクを計算開始リンクと、出発地近傍リンクを計算終了リンクとしてもよい。
▲２▼計算開始リンクのリンク番号を当該リンクとしてワークテーブル１１ｃに登録する。
▲３▼ワークテーブル１１ｃから１本の当該リンクのリンク番号を抽出し、この当該リンク番号に応答する当該リンクデータ１１ｄと当該リンクデータ１１ｄに接続した先のリンクデータ１１ｄとを参照する。
▲４▼リンク属性検出手段１１ｆにより当該リンクデータ１１ｄのリンク属性が側道であるか否かを検出する。
▲５▼リンクコスト加算手段１１ｇは、当該リンクデータ１１ｄのリンク属性が側道である場合、先のリンクデータ１１ｄのリンクコスト（初期時は０）に最小単位コストを加算し、先のリンクデータ１１ｄのトータルリンクコストに格納する。リンク属性が側道でなければ、最小単位コストを加算しない。また、当該リンク番号を先のリンクデータ１１ｄの接続先として、先のリンクデータ１１ｄに格納し、先のリンクデータのリンク番号をワークテーブル１１ｃに登録する。当該リンクのすべての接続先のリンクの参照が終了すれば、ワークテーブル１１ｃから当該リンクのリンク番号を削除する。ワークテーブル１１ｃから抽出すべき当該リンクがあれば、▲３▼に移行する。
【００１９】
▲６▼▲３▼〜▲５▼の処理を順次繰り返してゆき、ワークテーブル１１ｃから抽出すべき当該リンクがなければ、ルート抽出手段１１ｈは、計算終了リンクのリンク番号に基づき先のリンクデータ１１ｄにアクセスし、先のリンクデータ１１ｄに格納された当該リンク番号、つまり接続先のリンク番号を得る。こうして、ルート抽出手段１１ｈは、計算開始リンクまで、当該リンク番号を辿ってゆき、１本のルートを得る。
【００２０】
更に、図４よりルート計算を詳細に説明する。
出発地近傍の計算開始リンクをワークテーブル１１ｃに登録する（Ｓ１）。ワークテーブル１１ｃの構成を特に図示しないが、探索対象となったリンクの番号とそのリンクが属するメッシュの番号を一時的に記憶するテーブルで、数千本程度のリンクを登録することができる。
【００２１】
ＤＲＡＭ１１ｂ上のトータルコストテーブル（図２で図示していない）のトータルコストを無限大の値にする（Ｓ２）。３２ビットのテーブルであれば、ＦＦＦＦＦＦＦＦＨで初期化する。このトータルコストは、計算開始リンクから探索対象の先のリンクまでのトータルリンクコストを保持し、探索途中で、更にトータルリンクコストの小さいルート（近道）が探索されたなら、トータルリンクコストは更新される。
【００２２】
Ｓ３において、ワークテーブル１１ｃに探索対象となった当該リンクがあるか否かを確認する。ワークテーブル１１ｃに当該リンクがあれば（ＹＥＳ）、更にワークテーブル１１ｃから当該リンクを取り出し（Ｓ４）、なければ（ＮＯ）、探索を終了する（ｑｕｉｔ）。ワークテーブル１１ｃに当該リンクが存在しないことは、出発地と目的地とを含む領域のリンクデータ１１ｄを探索し尽くしたことを意味する。
【００２３】
Ｓ４で取り出した当該リンクについて、その当該リンクの先のリンク番号を一本のリンク毎に参照する（Ｓ５）。すべての先のリンクを参照したならば（ＹＥＳ）、Ｓ３へ移行する。そうでなければ（ＮＯ）、一本の先のリンクのトータルコストを算出するためにＳ６へ移行する。
【００２４】
Ｓ６では、先のリンクの情報であるリンク番号を基に、ＤＲＡＭ１１ｂ上の先のリンクデータ１１ｄにアクセスして、先のリンクのコストを取得する。この取得された先のリンクのコストと当該リンクが保持するトータルリンクを加算し、この加算された先のリンクまでのトータルコストを先のリンクのトータルコストに保持する。
【００２５】
Ｓ７において、当該リンクのリンク属性が側道であるか否かを検査する。当該リンクが側道である場合（ＹＥＳ）、Ｓ６の先のリンクのトータルコストに最小単位コストを加算する（Ｓ８）。側道でなければ（ＮＯ）、Ｓ９に移行する。
【００２６】
Ｓ９では、先のリンクのトータルコストとトータルコストテーブルに格納されたトータルコストとを比較し、当該接続先のリンクのトータルコストの方が小さければ（小）、近道が見つかったことを意味し、Ｓ１０へ移行する。大きければ（非小）、近道が見つからなかったことを意味し、Ｓ５に戻り、他の接続先のリンクにアクセスし、Ｓ６〜Ｓ９を再度実行する。
Ｓ１０において、近道が発見されたなら、先のリンクのトータルコストをトータルコストテーブルに格納しアップデイトする。
【００２７】
Ｓ１１では、先のリンクがワークテーブル１１ｃに存在するか否かを確認し、存在すれば（ＹＥＳ）、Ｓ１３にスキップし、存在しなければ（ＮＯ）、Ｓ１２に移行し、先のリンクをワークテーブル１１ｃに登録する（Ｓ１２）。重複するリンクをワークテーブル１１ｃに登録すると、同一リンクにつきＳ３〜Ｓ１３を実行することになり、処理時間が増えるからである。
【００２８】
Ｓ１３では、先のリンクのルート計算用のワークに当該リンクのリンク番号を保持する。本ルート計算後（ｑｕｉｔ）、リンクデータ１１ｄ上で、目的地近傍のリンクから順に計算開始リンクまでルート計算用ワークに記載された当該リンク番号を辿って、一本のルートを作成するからである。但し、図６には、この処理を図示していない。
【００２９】
【実施例】
次に、市販のナビゲーション装置用の道路ネットワークデータに対して、本発明のルート計算装置を実施して得られたルートについて説明する。実施した場所は、愛知県名古屋鉄道知立駅の北、本線と本線に平行な側道とを有する国道１５５号と国道１号が交差している地域である（図５）。
【００３０】
国道１５５号のＡＢにおける本線の実距離は、６３４．２４０５ｍ、側道の実距離は、６３５．３３２６ｍ（ＡＣ間３３８．４１０８ｍ＋ＣＤ間１１．４６００ｍ＋ＤＢ間２８５．４６１８ｍ）である。ここで、地図メモリ作成時に最小単位２ｍで切り捨てると、ＡＢにおける本線の丸め距離は、６３４ｍ、側道の丸め距離は、６３２ｍ（ＡＣ間３３８ｍ＋ＣＤ間１０ｍ＋ＤＢ間２８４ｍ）である。これらの丸め距離を使ってルート計算をすると、丸め距離が小さい側道を選択する（本線６３４ｍ＞側道６３２ｍ）。しかし、本発明のルート計算装置を実施すると、リンク属性が側道であることを３本のリンクにおいてそれぞれ検出され、トータルリンクコストに最小単位距離２ｍが３回加算されるため、側道は６３８ｍとみなされる。このルート計算の結果、丸め距離が小さい本線を選択する（本線６３４ｍ＜側道６３８ｍ）。
【００３１】
【発明の効果】
ルート計算中にリンクのリンク属性が側道であることを検出したとき、所定のリンクコストを加算することにより、本線から側道へ降り乗りするようなちょっとの側道の使用を避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本線と側道が平行に沿っていることを示す図である。
【図２】ルート計算装置を示すブロック図である。
【図３】ルート計算装置におけるルートを算出するための概略フローチャートである。
【図４】ルート計算装置におけるルートを算出するためのフローチャートである。
【図５】本線と側道が平行に沿っていることを示す実際の道路ネットワークの図である。
【符号の説明】
Ｄ…ＣＤＲＯＭ
１…ルート計算装置本体
２…ディスプレイ
３…入力手段
４…車速センサ
５…方位センサ
６…ＧＰＳ受信機
７…ＣＤドライブ
８…ＶＲＡＭ
９…入力処理部
１０…車両位置検出処理部
１１…ルート計算処理部
１１ａ…マイクロコンピュータ
１１ｂ…ＤＲＡＭ
１１ｃ…ワークテーブル
１１ｄ…リンクデータ
１１ｅ…プログラムＲＯＭ
１１ｆ…リンク属性検出手段
１１ｇ…リンクコスト加算手段
１１ｈ…ルート抽出手段

Claims (1)

1. 道路ネットワークを構成する各リンクについて、そのリンクコスト、道路種別とリンク種別とを含むリンク属性及び１又は２以上の接続する先のリンクとの接続関係を記憶した道路ネットワークメモリを有し、前記道路ネットワークに基づき、計算開始リンクから各リンクのリンクコストを順次加算したトータルリンクコストを計算することにより、計算終了リンクまでのルートを算出し、この算出されたルートをディスプレイに表示するルート計算装置において、
   一のリンクのリンク種別が側道であるかを検出するリンク種別検出手段と、
   前記リンク種別検出手段により、前記一のリンクのリンク種別が側道であることを検出した場合、計算開始リンクから前記一のリンクまでのトータルリンクコストと前記先のリンクのリンクコストとリンクコストの増減の１単位量としての単位コストとを加算し、前記一のリンクのリンク種別が側道であることを検出しない場合、計算開始リンクから前記一のリンクまでのトータルリンクコストと先のリンクのリンクコストとを加算するリンクコスト加算手段と、
   計算終了リンクのリンクコストが前記リンクコスト加算手段により、加算の対象になった後、計算開始リンクと計算終了リンクとの間のルートのうちで、最小のトータルリンクコストであるルートを抽出するルート抽出手段と、
   を有することを特徴とするルート計算装置。

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