JP4400104B2 - 最短時間経路探索方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、出発地から目的地までの経路探索方法に係り、特に、出発地から目的地まで最短時間で到達可能な最短時間経路を探索する最短時間経路探索方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車の現在地を検出し、この現在地から利用者が指定する目的地までの経路を探索して経路案内を行ういわゆるカーナビゲーション装置が実用化されている。通常のカーナビゲーション装置では、実際の道路ネットワークを約十ｍから数十ｍ程度の短い距離の道路片（以下「道路リンク」という。）として分割したデータの集合である道路データベースを有し、この道路データベースに基づいて現在地から目的地までの経路を探索している。
【０００３】
このような道路データベースには、通常、各道路リンクごとに、当該道路リンクの長さ、法定最高速度、一般道路／高速道路の種別などが関連付けられて記憶されている。そのため、当該道路データベースから経路を探索する場合においては、各道路リンクに関連したデータに基づいてコスト値なるものを定義し、そのコスト値が最も小さくなる経路を最適経路として探索する。即ち、ここでいう「コスト値」とは、最適解を得るときの「最適」を評価するために用いられる尺度となる値のことである。
【０００４】
具体例としては、各道路リンクの長さを「コスト値」としてコスト最小の経路を探索する。これにより、結局、目的地までの経路距離が最短の経路が探索結果として得られる。また他の例としては、各道路リンクの長さを当該リンクの法定速度で除した値、即ちその道路リンクを通過するのに要する時間（推定所要時間）、を「コスト値」として最小コストとなる経路を探索すれば、その結果としては最短時間で目的地へ到達可能な経路、いわゆる最短時間経路が得られる。
【０００５】
一般に、カーナビゲーション装置の利用者としては、目的地まで最短時間で到達可能な経路の探索を望む。ところが、上述したような最短時間経路探索の例では、例えば法定最高速度の値を用いて算出しているため、現実の所要時間を正確に表しているとは言い難い。
【０００６】
そこで、道路に交通流計測のセンサを設置し、現実の平均速度を検出してその検出値に基づいて道路リンクの所要時間を算出することも検討されている一方、特定の経路については、所要時間を求める際に、各道路リンクの時刻別の推定所要時間を求めておき、この推定所要時間を各道路リンクのコスト値として、走行による時間の経過を考慮しつつ各単位区間の走行所要時間を合計することにより、所要時間を算出する方法が提案されている。この方法は、タイムスライス合計手法と呼ばれている（例えば、下記特許文献１）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−３９５８７号公報（第４頁、段落番号０００５）
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、道路に交通流計測のセンサを設置し、現実の平均速度を検出してその検出値に基づいて道路リンクの所要時間を算出する方法では、経路の所要時間を求める際に、経路の各々の地点でその地点を通過する時刻が異なる。そのため、各地点での道路リンクの所要時間は通過時刻によって変動してしまう（例えば朝夕のラッシュ時とそうでない時刻では同一の道路リンクでも所要時間は大きく異なる）という技術的な課題がある。
【０００８】
また、タイムスライス合計手法によるものでは、経路が予め与えられている場合には有効であるものの、出発地と目的地が与えられ、その間の最短時間経路を得るような経路探索の場合には、出発地から経路の候補となる道路リンクを順次探索して繋いでいく際に、時刻別の予想所要時間データから対応する当該リンクの所要時間を抽出して加算していくため、最終的な経路の探索に時間がかかってしまうという技術的な課題がある。
【０００９】
即ち、経路探索においては、一般的に最適となり得る経路の候補を幾つか保持しつつ探索を進めていくのであるが、出発地から開始して目的地へ向かって一方的に経路を探索する方法を採ると、全ての経路候補について目的地までの探索が終了しなければ最適な経路を決定することができない。この方法では、探索される経路が目的地という１点に到達するまで探索処理が継続するので、探索処理の負荷が大きい。
【００１０】
一方、各道路のコストが時刻に対して不変である場合には、出発地と目的地とから同時に経路探索を開始し、双方の探索経路の端点が一致した時点で出発地から目的地までの経路探索が完了するという方法を採ることができる。このような経路探索方法では、出発地／目的地の双方からの経路探索が同一の道路へ達すると、当該道路に沿って双方の探索経路が結びつき経路が完成することになるので、前述したような目的地という特定の１点へ到達するまで探索が終了しない方法に比較して、はるかに探索処理の負荷を軽減することができる。
【００１１】
ところが、このような出発地と目的地とから同時に経路探索を開始する方法であっても、経路探索する際のコスト値として、その道路リンクを通過する時刻によって変化する時刻別所要時間データを用いる場合には、到着時刻が予め設定できないと目的地側からの経路探索におけるコスト値が特定できず、目的地側からは探索を行うことができないという技術的な課題が残る。
【００１２】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、正確かつ高速に最短時間経路を探索し得る最短時間経路探索方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段および発明の作用・効果】
上記目的を達成するため、請求項１の最短時間経路探索方法では、各道路リンクを通過する際に要する推定所要時間を時刻別に記録した時刻別所要時間データを用いて、出発地から目的地までの最短時間経路を探索する最短時間経路探索方法において、前記出発地を出発する出発時刻を取得する出発時刻取得ステップと、前記出発地を出発して前記目的地に到着する概算到着予想時刻を算出する概算到着予想時刻算出ステップと、前記出発地に接続される道路リンクについての前記出発時刻における推定所要時間を前記時刻別所要時間データから求めて前記出発時刻に加算した後、この加算により得られた時刻における推定所要時間を当該道路リンクにつながる他の道路リンクについて前記時刻別所要時間データから求めて当該時刻に加算し、さらにこの加算により得られた時刻における推定所要時間を前記他の道路リンクにつながる道路リンクについて前記時刻別所要時間データから求める処理を、前記目的地方向につながる各道路リンクについて順次行いながら、前記出発地から前記目的地へ向けて最短の推定所要時間でつながる出発地起点最短時間経路を探索する出発地起点経路探索ステップと、前記目的地に接続される道路リンクについての前記概算到着予想時刻における推定所要時間を前記時刻別所要時間データから求めて前記概算到着予想時刻から減算した後、この減算により得られた時刻における推定所要時間を当該道路リンクにつながる他の道路リンクについて前記時刻別所要時間データから求めて当該時刻から減算し、さらにこの減算により得られた時刻における推定所要時間を前記他の道路リンクにつながる道路リンクについて前記時刻別所要時間データから求める処理を、前記出発地方向につながる各道路リンクについて順次行いながら、前記目的地から前記出発地へ向けて最短の推定所要時間でつながる目的地起点最短時間経路を探索する目的地起点経路探索ステップと、前記出発地起点最短時間経路と前記目的地起点最短時間経路とを接続可能な道路リンクのノードが複数存在する場合、推定所要時間が最も短くなるノードで両経路を接続したものを前記最短時間経路として決定する最短時間経路決定ステップと、を備え、前記各道路リンクが特定の領域ごとに区分けされ階層構造をなす複数層に分類されている場合、前記最短時間経路決定ステップは、最上位層に含まれる前記出発地起点最短時間経路と、その一段下の所定層に含まれる前記目的地起点最短時間経路とを接続することを技術的特徴とする。
【００１４】
請求項１では、出発時刻取得ステップにより出発地を出発する出発時刻を取得し、概算到着予想時刻算出ステップにより、出発地から目的地までの直線距離および出発時刻に基づいて出発地を出発して目的地に到着する概算到着予想時刻を算出する。また、出発地起点経路探索ステップにより、出発地に接続される道路リンクについての出発時刻における推定所要時間を時刻別所要時間データから求めて出発時刻に加算した後、この加算により得られた時刻における推定所要時間を当該道路リンクにつながる他の道路リンクについて時刻別所要時間データから求めて当該時刻に加算し、さらにこの加算により得られた時刻における推定所要時間を他の道路リンクにつながる道路リンクについて時刻別所要時間データから求める処理を、目的地方向につながる各道路リンクについて順次行いながら、出発地から前記目的地へ向けて最短の推定所要時間でつながる出発地起点最短時間経路を探索する。また、目的地起点経路探索ステップにより、目的地に接続される道路リンクについての概算到着予想時刻における推定所要時間を時刻別所要時間データから求めて概算到着予想時刻から減算した後、この減算により得られた時刻における推定所要時間を当該道路リンクにつながる他の道路リンクについて時刻別所要時間データから求めて当該時刻から減算し、さらにこの減算により得られた時刻における推定所要時間を前記他の道路リンクにつながる道路リンクについて時刻別所要時間データから求める処理を、出発地方向につながる各道路リンクについて順次行いながら、目的地から出発地へ向けて最短の推定所要時間でつながる目的地起点最短時間経路を探索する。そして、最短時間経路決定ステップにより、前記出発地起点最短時間経路と前記目的地起点最短時間経路とを接続可能な道路リンクのノードが複数存在する場合、推定所要時間が最も短くなるノードで両経路を接続したものを前記最短時間経路として決定する。これにより、最初に目的地までの概算到着予想時刻を算出しておくことで、時刻に依存する時刻別所要時間をコスト値として、目的地を起点とした経路探索を行うことが可能となる。即ち、時刻に依存した各道路リンクの時刻別所要時間データを用いても出発地と目的地とから経路探索が可能となるため、出発地からのみ行う経路探索に比較して短い時間で最短時間経路を探索することが可能となる。したがって、正確かつ高速に最短時間経路を探索することができる。
【００１５】
ここで「前記各道路リンクの前記時刻別所要時間データおよび前記出発時刻に基づいて前記出発地から前記目的地へ向けての出発地起点最短時間経路を探索する」とは、例えば、次の(1) 〜(3) により具現化される。
【００１６】
(1) 出発地付近における、経路の最初の道路リンクについては、出発時刻におけるその道路リンクの推定所要時間を時刻別所要時間データから抽出してコスト値とする。(2) 次の道路リンクについては、(1) で求めた前の道路リンクの所要時間を出発時刻に加えた時刻における推定所要時間を時刻別所要時間データから抽出して当該リンクの推定所要時間をコスト値とする。(3) 前記(2) の処理を目的地方向へ向かって経路探索を繰り返し、コスト値を積算していく。これにより、積算されたコスト値が当該経路のその時点での合計のコスト値となる。
【００１７】
また、「前記各道路リンクの前記時刻別所要時間データおよび前記概算到着予想時刻に基づいて、前記目的地から前記出発地へ向けての目的地起点最短時間経路を探索する」とは、例えば、次の(4) 〜(6) により具現化される。
【００１８】
(4) 目的地付近における、経路の最初の道路リンクについては、概算到着予想時刻におけるその道路リンクの推定所要時間を時刻別所要時間データから抽出してコスト値とする。(5) 次の道路リンクについては、(4) で求めた前の道路リンクの所要時間を概算到着予想時刻から減じた時刻における推定所要時間を時刻別所要時間データから抽出して当該リンクの推定所要時間をコスト値とする。(6) 前記(5) の処理を出発地方向へ向かって経路探索を繰り返し、コスト値を積算していく。これにより、積算されたコスト値が当該経路のその時点での合計のコスト値となる。
【００１９】
なお、経路探索は常に数本の経路候補が探索される（各交差点ごとにそれぞれ異なる道路へ進行する経路が候補となる）が、経路候補のうち、探索の途中ごとにその時点での積算コスト値が小さい候補数本を残しそれ以外の候補は削除していく。経路候補の絞込みなどは従前の経路探索法と同様である。最終的には、数本の経路候補について出発地からの探索経路（出発地起点最短時間経路）と目的地からの探索経路（目的地起点最短時間経路）が結びついた場合、その合計のコスト値が最も小さいものが最短時間経路として特定される。
【００２０】
また、請求項２の最短時間経路探索方法では、請求項１において、前記概算到着予想時刻算出ステップは、前記出発地から前記目的地までの直線距離および前記出発時刻に基づいて、前記概算到着予想時刻を算出することを技術的特徴とする。
【００２１】
請求項２の発明では、概算到着予想時刻算出ステップは、出発地から目的地までの直線距離および出発時刻に基づいて、概算到着予想時刻を算出する。これにより、出発地から目的地までの最短距離経路を探索する処理を行う必要がないので、より高速な計算処理が可能となる。
【００２２】
さらに、請求項３の最短時間経路探索方法では、請求項１において、前記概算到着予想時刻算出ステップは、前記出発地から前記目的地までの最短経路距離および前記出発時刻に基づいて、前記概算到着予想時刻を算出することを技術的特徴とする。
【００２３】
請求項３の発明では、概算到着予想時刻算出ステップは、出発地から目的地までの最短経路距離を用いるので、出発地から目的地までの直線距離に基づいて算出するよりも概算到着予想時刻を正確（高精度）に算出することができる。なお、最短距離経路探索においては、各道路リンクの距離は時刻に関わらず一定であるので、従来技術により出発地と目的地とから同時に経路探索がことができる。
さらに、請求項４の最短時間経路探索方法では、請求項１〜３のいずれか一項において、前記出発地起点最短時間経路および前記目的地起点最短時間経路に基づいて、前記目的地に到着する予想時刻を算出する到着予想時刻再算出ステップを、さらに含むことを技術的特徴とする。
請求項４の発明では、前述の概算到着予想時刻は、あくまでも出発地と目的地の直線距離もしくは最短距離経路の距離に基づく概算値であったが、請求項４の発明では、出発地起点最短時間経路および目的地起点最短時間経路に基づいて、例えば、時刻別所要時間データから各道路リンクの所要時間を再度抽出して加算していくので、目的地に到着する予想時刻を正確に推定することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の最短時間経路探索方法に係る各実施形態を図に基づいて説明する。
［第１実施形態］
まず第１実施形態として、本発明の最短時間経路探索方法をナビゲーション装置の制御処理に適用した例を図１〜図１９に基づいて参照して説明する。図１には第１実施形態のナビゲーション装置１０の構成例を示すブロック図が示されている。
【００２５】
＜ナビゲーション装置１０の構成＞
図１に示すように、ナビゲーション装置１０には、様々なプログラムを実行するＣＰＵ１２、ＣＰＵ１２が実行すべきプログラムを格納したプログラムメモリ１４、車両の現在地を検出するためのセンサとして車速センサ３０、ＧＰＳセンサ３２、ジャイロセンサ３４、外部との通信を行う通信装置３６およびアンテナ３８、実際の道路ネットワークを短い道路片（道路リンク）のデータ（道路リンクデータ）の集合として記録した道路データベース２２、各道路リンクごとのコスト値（各道路リンクの所要時間）のデータ（コストデータ）を記録したコストデータベース２０、が備えられている。例えば、ＣＰＵ１２はマイクロコンピュータにより、またプログラムメモリ１４は半導体メモリ装置に実現される。
【００２６】
道路データベース２２に記録された道路リンクのデータは、経路探索の他に、ディスプレイ４０に地図を表示し、あるいはＧＰＳセンサ３２等で得られたセンサ信号を基に自車の地図上の現在地を特定するためにも用いられる。
【００２７】
なお、図１では道路データベース２２とコストデータベース２０とを分離して構成しているが、物理的あるいは論理的に、単一のデータベースとして構成しても良い。またコストデータは、通信装置３６、アンテナ３８を介して、図略の外部の情報センタから最新のデータを受信して更新できるように構成することも好適である。
【００２８】
プログラムメモリ１４には、経路探索を行うための経路探索プログラム１４ａ（図１中では「プログラム」を「PGM 」と簡略化して記してある。以下同様。）、現在地特定プログラム１４ｂ、経路案内処理を実行する経路案内プログラム１４ｃ、その他、図示しないが上記のほかに、目的地を設定するプログラムなど、通常のナビゲーション機能として必要なプログラムも格納されている。
【００２９】
現在地特定プログラム１４ｂは、ＧＰＳセンサ３２によるセンサデータをもとに車両のおおよその現在地を特定し、特定された現在地の周辺の道路リンクデータを道路データベース２２から抽出する機能や、車速センサ３０、ジャイロセンサ３４のデータから車両の直前の動きを推定し、推定された車両の直前の軌跡を、道路データベース２２から抽出した道路地図データで表されている道路形状と照合して車両が現在位置する道路地図上の位置を特定する機能を有する。このようにして特定された道路地図データ上での車両の位置が車両の現在地として取得される。当該現在地は、ナビゲーション装置１０の内部では、通常、東経北緯の値として特定される。なお、種々のプログラムはプログラムメモリでなくハードディスクなどの情報記録装置、またはＤＶＤなどの情報記録媒体に格納されていても良い。
【００３０】
＜道路リンクデータ／コストデータの説明＞
次に図２および図３を参照して、道路データベース２２に格納された道路リンクデータおよびコストデータベース２０に格納されたコストデータについて説明する。図２は、道路リンクデータの接続関係（道路ネットワーク）を模式的に表した図で、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４およびＲ５で示された直線が、それぞれ道路リンクを表す。ここでは、Ｒ１からＲ５までの各記号を図２に示す道路リンクのＩＤ番号（個々の道路リンクを識別するための番号）とする。なお、同図中のＣ１、Ｃ２、Ｃ３およびＣ４は、各道路リンクの接続点、即ち交差点を表している。
【００３１】
道路リンクデータは、道路データベース２２内に、図３(A) に示すようなデータ構造により格納されている。例えばＩＤ番号がＲ１の道路リンクは、距離が４０(ｍ)で、その始点の交差点はＣ１、終点の交差点はＣ２として表されている。なお、この始点および終点は便宜的に付与されたものである。また、道路リンクＲ１は始点の交差点Ｃ１において、Ｒ２、Ｒ４で表される道路リンクと接続されており、終点の交差点Ｃ２において、Ｒ２で表される道路リンクと接続している。図３(A) に示すように、ＩＤ番号がＲ２の道路リンク、Ｒ３の道路リンク、Ｒ４の道路リンク、Ｒ５の道路リンクについても同様に、距離、始点交差点、終点交差点、始点接続道路リンク、終点接続道路リンクのデータがそれぞれ記録されている。即ち、図２に示した道路リンクの接続関係が、図３(A) に示す図表の情報として道路データベース２２においてデータベース化されている。
【００３２】
一方、コストデータベース２０には、図３(B) に示すようなデータが記録されている。即ち、各道路リンクを通過するのに必要な時間（所要時間）が順方向と逆方向とで時刻別にデータ化されている。ここで、リンクの順方向とはリンクの始点から終点へ進む方向であり、リンクの逆方向とはリンクの終点から始点へ進む方向のことである。なお、図３(B) では、例として、現在時刻の所要時間、現在時刻から１５分後の所要時間、同様に３０分後、４５分後、６０分後の所要時間、というように、現在時刻を基準としてこの現在時刻からの経過時間ごとの表現となっているが、それぞれ時刻別に表現されているものと等価であるのはいうまでもない。また、各道路リンクのデータをリンクＩＤと方向（順逆）により識別しているが、例えばリンクＲ１の順方向をＣ１Ｃ２、逆方向をＣ２Ｃ１というように、交差点番号による表現で識別してもよい。（図１１〜図１５、図１７〜図１９を参照）。
【００３３】
ここで、図２に示す交差点Ｃ１を出発地、交差点Ｃ４を目的地とした場合における経路について、所要時間の算出例を説明する。
まず、交差点Ｃ１から交差点Ｃ４へ至る経路は、道路リンクＲ１・Ｒ２を通過する経路（経路１）、道路リンクＲ３を通過する経路（経路２）および道路リンクＲ４・Ｒ５を通過する経路（経路３）の３つの経路が考えられる。
【００３４】
経路１（Ｒ１・Ｒ２）の所要時間は、まず現在時刻に出発地である交差点Ｃ１から道路リンクＲ１を順方向に通過する際の所要時間として図３(B) に示す図表から、「Ｒ1-順」の行の「現在時刻」の列の値である１７分が抽出される。すると交差点Ｃ２への到着時刻は現在時刻から１７分後となることが判明する。そこで次に道路リンクＲ２の所要時間は図３(B) に示す図表から、「Ｒ2-順」の行の「１５分後」の列の値である１１分が抽出される。したがって、目的地である交差点Ｃ４までの経路１の場合、所要時間は１７＋１１＝２８分と算出される。
【００３５】
経路２（Ｒ３）の所要時間は、現在時刻における道路リンクＲ３の所要時間を図３(B) に示す図表から抽出して３５分と算出される。経路３の所要時間は、出発地である交差点Ｃ１に接続する道路リンクＲ４の所要時間として、図３(B) に示す図表から、「Ｒ4-順」の行の「現在時刻」の列の値１６分が抽出される。すると、次の道路リンクＲ５の始点である交差点Ｃ３への到着時間が１６分後になることから、道路リンクＲ５での所要時間は図３(B) に示す図表から、「Ｒ5-順」の行の、「１５分後」の列の値である７分が抽出される。したがって、経路３における所要時間は１６＋７＝２３分と算出される。
【００３６】
このように、出発地から目的地までの各道路リンクの時刻別の所要時間データを用いて目的地までの所要時間を算出することができる。出発地から目的地までの経路が、短い場合には前掲例のごとく出発地から目的地に向かって経路に沿って所要時間を積算することで所要時間を算出することができるが、目的地までの経路が比較的長距離になると、出発地から目的地へ向かっての経路探索だけでは探索処理の効率が悪くなる。目的地という１点へ、探索した経路が到達するまで処理を行う必要があるからである。
【００３７】
そこで、通常、コスト値が時刻に依存せず一定の場合には、出発地と目的地とからほぼ同時に探索し、双方の探索経路の端点が一致した時点で出発地から目的地までの経路探索が完了するという手法を用いることで、経路探索を効率よく行うことができる。しかし、コスト値がその道路リンクを通過する時刻に依存して変化（以下「時変」）する場合には、経路探索開始時に目的地への到達時刻が不明であるため、時変のコスト値を用いては目的地からの経路探索は従来の手法をそのまま利用することはできない。そこで、本実施形態では、後述する最短時間経路探索処理によって、時変のコスト値を用いても目的地からの経路探索を可能にしている。
【００３８】
＜経路探索処理の説明＞
まずここでは、最短時間経路探索処理の基本となる経路探索の概略と道路リンクデータの構造とを、図４を参照して説明する。
【００３９】
図４に示すように、道路リンクのデータは、いくつかの複数のレイヤに分類されて道路データベース２２に格納されている。
例えば、道路幅の狭い道路リンク（細街路道路リンク）も含めた詳細図データレイヤから、都市間道路や高速道路などの主要幹線道路リンクのみからなる広域図データレイヤ、そしてこれらの中間の道路リンクからなる中間域図データレイヤといった各レイヤに分類されている。そして、それぞれのレイヤに含まれる道路データは、さらに所定の領域ごとに区分けされている。即ち、詳細図データは狭い領域ごとに区分けされ、広域図データは広い領域がひとつのまとまったデータとして区分けされている。これらを模式的に表したものが図４である。
【００４０】
図４に示す符号ａは、詳細図データレイヤ、符号ｂは中間域図データレイヤ、符号ｃは広域図データレイヤを指す。そして、詳細図データレイヤａには、詳細道路データＡ、詳細道路データＢ、などと特定の領域ごとにひとまとりの道路データごとに区分けされている。同様に、中間域データレイヤｂには、中間域道路データＡ、中間域道路データＢという具合に区分けされ格納されている。また各々のデータレイヤの道路データには、各データレイヤに存在する交差点に対して、複数のレイヤに共通して存在する交差点をレイヤ接続交差点と称して、そのレイヤだけに存在する交差点と区別してデータ化されている。なお、図４ではレイヤは３層構造として例示してあるが３層に限定されるものでなく、例えば２層、４層、５層あるいは１０層以上であっても良い。
【００４１】
本実施形態に係る経路探索においては、まず出発地を含む詳細図データレイヤａの詳細道路データを、道路データベース２２から特定し、出発地から、その詳細道路データａにおける全ての交差点までの経路を探索し、レイヤ接続交差点からは次のレイヤ（図４ではｂ：中間域図データレイヤ）のデータを道路データベースから抽出し、さらに全ての交差点までの経路を探索する。このような処理を最上位レイヤ（図４ではｃ：広域図データレイヤ）まで繰り返す。同じ処理を目的地からも行う。ただし、目的地側からは最上位レイヤのひとつ手前（図４ではｂ：中間域図データレイヤ）まで行う。そして、出発地から探索を開始した経路（出発地起点経路）と、目的地から探索を開始した経路（目的地起点経路）とを接続する処理を行い、複数の経路候補を得て、それらの中で最もコストの小さい経路を抽出し経路探索を完了する。
【００４２】
ここで、図４を参考して具体例を説明する。図４に示すように、出発地ｄは、詳細図データレイヤａの詳細道路データＡという領域に含まれ、目的地ｅは、詳細図データレイヤａの詳細道路データＢという領域に含まれる。詳細道路データＡと詳細道路データＢは異なるデータ領域であるので、詳細道路データ領域Ａでは出発地ｄからレイヤ接続交差点までの経路を探索し、詳細道路データＢでは目的地からレイヤ接続交差点までの経路を探索する。例えば詳細道路データＡでは、レイヤ接続交差点ｆまでの経路が探索され、詳細道路データＢではレイヤ接続交差点ｇまでの経路が探索される。
【００４３】
図４に示すように、レイヤ接続交差点ｆは、次のレイヤ層である中間域図データレイヤｂでは中間域道路データＡに属し、レイヤ接続交差点ｇは中間域道路データＢに属する。中間域図データレイヤｂにおいても、出発地から探索した経路の端点であるレイヤ接続交差点ｆと、目的地から探索した経路の端点であるレイヤ接続交差点ｇは異なる領域の道路データに属するので、それぞれの端点からさらに上位のレイヤである広域図データレイヤへのレイヤ接続交差点までの経路を探索する。
【００４４】
次の中間域図データレイヤｂでは、レイヤ接続交差点ｆから上位のレイヤへのレイヤ接続交差点としてレイヤ接続交差点ｈまでの経路が探索され、レイヤ接続交差点ｇから上位のレイヤへのレイヤ接続交差点としてレイヤ接続交差点ｊまでの経路が探索される。次に最上位のレイヤである広域図データレイヤにおいては、目的地側からの接続交差点ｈからｊまでの経路が探索される。そして出発地起点経路と、目的地起点経路とを接続することで経路探索が完了することになる。
【００４５】
上述した例では、出発地ｄからひとつのレイヤ接続交差点ｆまでひとつの経路を探索する例を示したが、各道路データにおいては複数のレイヤ接続交差点までの経路が探索される。すべての交差点までの経路を存続させるのは、出発地起点経路と目的地起点経路を接続し両者のコストを加算するまで、どの経路がコスト最小となるかわからないからである。
【００４６】
このように目的地からの経路探索は、コスト値が時間的に変動しない場合においては、前述したうような従来からの手法によっても探索可能であるが、コスト値が時変の場合は適用することができない。
そこで、本実施形態に係る最短時間経路探索処理では、まず出発地と目的地の直線距離を算出し、その値から概算の目的地到着時刻を算出する、あるいは出発地と目的地の最短距離経路を最初に求め、その距離を予め設定してある平均速度で除した値を目的地までの概算到着予想時刻として求める。そして求められた概算到着予想時刻を基準として、目的地に接続する道路リンクの所要時間を時刻別所要時間データから得ていく。次に得られた所要時間を目的地の概算到着予想時刻から減算した値を、次の道路リンクの所要時間を時刻別所要時間データから得るための時刻とする。これを繰り返すことで目的地からの最短時間経路を探索可能にしている。
【００４７】
次に、最短時間距離経路処理の流れを図５および図６に示すフローチャートならびに図７〜図１９に示す各説明図に基づいて説明する。なお、図５に示すステップＳ１０１〜Ｓ１０７は、経時的な順序処理のように図示されているが、同図に示す「ステップＳ１０１、Ｓ１０３」と「ステップＳ１０５、Ｓ１０７」とは、ほぼ同時に並行して実行されるものであることに留意されたい。またこれらの処理は、利用者により目的地が入力され、ナビゲーション装置１０により車両の現在地が検出され、検出された現在地が経路探索における出発地として設定されたところから開始されるものである。
【００４８】
図５に示すように、本実施形態に係る最短時間距離経路処理では、ステップＳ１０１により出発時刻を設定される処理が行われる。この出発時刻は、ナビゲーション装置１０が有する時計から得られる現在時刻、あるいは利用者により入力された時刻のいずれかが用いられる。なお、このステップＳ１０１は、特許請求の範囲に記載の「出発時刻取得ステップ」に相当するものである。
【００４９】
続いてステップＳ１０３により出発地から最上位レベルまでの全てのノード（交差点）にノードコストを設定する処理が行われる。ノードコストとは、出発地または目的地から当該ノードに到達するのに要するコスト値が最小となるコストのことをいい、図７〜図１０に示す経路図枠の外に「ノード名＝○○（直近経由ノード名）」形式で表記されている。
【００５０】
例えば、図７(A) に示す出発地側の探索例では、ノードＢは直近経由ノードとしてノードＡに接続されているためノードコストは５で「Ｂ＝５（ＡＢ）」と表記され、ノードＥは、ノードＡからノードＢ（直近経由ノード）を経由してノードＥに到達する経路が最小コストになるため、ノードコストは１２で「Ｅ＝１２（ＢＥ）」と表記されている。なお、ノードＡは出発地であるため、ノードコストは０（ゼロ）で「Ａ＝０」と表記されている。
【００５１】
このステップＳ１０３による処理は、前述したコストデータベース２０に格納された各道路リンクごとの時刻別所要時間データ（図３(B) ）およびステップＳ１０１により設定された出発時刻に基づいて、図６に示すノードコスト設定処理により行われるもので、各レイヤごとの各道路リンクの所要時間が算出される（図７(A) 、図８、図９を参照）。この処理の詳細は、図６等を参照して後述する。なお、このステップＳ１０３は、特許請求の範囲に記載の「出発地起点経路探索ステップ」に相当するものである。
【００５２】
一方、ステップＳ１０５では、ステップＳ１０１およびステップＳ１０３による処理と並行して、目的地の到着予定時刻を計算し設定する処理が行われる。具体的には、各レイヤごとに求めた最短距離経路と、予め設定されている走行速度とに基づいて所要時間が計算される。
【００５３】
例えば、図１６に示すように、レベル１のレイヤに属する最短距離経路が一般道路であって、その総距離が６０km（＝４００００ｍ＋２００００ｍ）であり、レベル２のレイヤに属する最短距離経路が高速道路であって、その総距離が１００km（＝１０００００ｍ）である場合には、一般道路の平均走行速度を時速３０km、高速道路の平均走行速度を時速１００kmとすれば、６０／３０＋１００／１００＝３時間（所要時間）が計算される。これにより、例えば、出発地Ａを出発する時刻（出発時刻）が午前１０時である場合には、目的地Ｉに到着する予想時刻（到着予想時刻）は午後１時（１３時）となる。
【００５４】
なお、最短距離経路を地図上の直線距離としても良い。これにより、出発地から目的地までの最短距離経路を探索する処理を行う必要がないので、計算できる概算到着予想時刻の精度は低下するものの、より高速な計算処理が可能となる。
【００５５】
続いてステップＳ１０７により到着地（目的地）から最上位レベル一つ前までの全てのノードにノードコストを設定する処理が行われる。この処理は、前述したコストデータベース２０に格納された各道路リンクごとの時刻別所要時間データ（図３(B) ）およびステップＳ１０５により設定された到着予定時刻に基づいて、前述したステップＳ１０３と同様に、図６に示すノードコスト設定処理により行われ、各レイヤごとの各道路リンクの所要時間が算出される（図７(B) を参照）。この処理の詳細も図６等を参照して後述する。なお、このステップＳ１０７は、特許請求の範囲に記載の「目的地起点経路探索ステップ」に相当するものである。
【００５６】
ステップＳ１０３とステップＳ１０７とによって全てのノードコストが設定されると、ステップＳ１０９により最小コスト経路を計算して最短時間経路を決定する処理が行われる。
例えば、図１０に示す探索例では、目的地側のレベル１のレイヤに属する道路ネットワークはレベル２のレイヤに属する道路ネットワークとノードＫ、Ｌにおいて接続可能である。ノードＫで接続した場合のコストは１２＋２９＝４１となる。一方、ノードＬで接続した場合のコストは１０＋３８＝４８となる。したがって合計コストが小さいノードＫで接続した経路が最短時間経路として決定される。
【００５７】
ここで、ステップＳ１０３で行われるノードコスト設定処理の内容を、図６、図１１〜１５を参照して説明する。なお、この図６に示すノードコスト設定処理は、特許請求の範囲に記載の「出発地起点経路探索ステップ」に相当する。
【００５８】
図６に示すように、ノードコスト設定処理では、まずステップＳ２０１により開始ノードコストを初期化する処理が行われる。開始ノードコストとは、図１１(A) に示す出発地（ノードＡ）に接続される道路ネットワークにおいては「ノードＡ」のことで、このステップによりノードＡのノードコスト０（ゼロ）、出発時刻１０：００が設定される。
【００５９】
次にステップＳ２０３によりノードコスト最小の未確定ノードを選択する処理が行われる。図１１(A) に示す探索例では未確定ノードは開始ノード一つだけであるため必然的にノードＡが選ばれる。
【００６０】
続くステップＳ２０５では、選択ノードに接続されるリンクの当該時間コストを取得する処理が行われる。具体的には、コストデータテーブルを参照し、ステップＳ２０３により選択された選択ノードに対して戻り方向にないノードに到達する予定時刻を計算する。例えば、図１１(A) に示す探索例では、選択ノードＡに接続される戻り方向にないノードはノードＢ、Ｃ、Ｄであるから、これらのノードへの当該時刻１０：００におけるそれぞれのコストを、図１１(B) に示すコストデータテーブルを参照し取得する。これにより、図１２に示すように、選択ノードＡを出発する時刻１０：００におけるノードＢ、Ｃ、ＤへのリンクコストＡＢ＝５、ＡＣ＝７、ＡＤ＝６が得られる。
【００６１】
続くステップＳ２０７では、選択ノードの接続リンク終端側のノードコスト設定処理が行われる。図１１(A) に示す探索例では、ステップＳ２０５により得られた接続リンク終端側ノードへのリンクコストをノードＡのノードコストに加算し、ノードＢ、Ｃ、Ｄを未確定ノードとしてＢ＝５（ＡＢ）、Ｃ＝７（ＡＣ）、Ｄ＝６（ＡＤ）と設定する。
【００６２】
そしてステップＳ２０９により選択ノードがコストの確定したノード（確定ノード）に設定される。図１１(A) に示す探索例ではステップＳ２０３により選択された選択ノードＡがコスト値０の確定ノードとなる。
【００６３】
ステップＳ２１１では、同一レイヤ内の全てのノードのコストが確定しているか否かの判断処理が行われる。そして、全てのノードのコストが確定している場合には（Ｓ２１１でＹｅｓ）、ステップＳ２１３に処理を移行し、全てのノードのコストが確定していない場合には（Ｓ２１１でＮｏ）、ステップＳ２０３に処理を戻し未確定ノードのうちでノードコスト最小のノードを選択する処理が行われる。
【００６４】
図１１(A) に示す探索例では、未確定ノードは、ノードＢ、Ｃ、Ｄであるため、この中からノードコストが最小となるノードＢが次に選択され当該ノードＢが選択ノードとなる。そして、ステップＳ２０５により、選択ノードＢに接続される戻り方向にないノードはノードＥであるから、このノードＥへの当該時刻におけるコストを、図１１(B) に示すコストデータテーブルを参照し取得する。そしてステップＳ２０７により当該ノードＥに到着する予定時刻を計算する。これにより、図１３に示すように、選択ノードＢを出発する時刻１０：０５におけるノードＥまでのコストおよび到着予定時刻は、ＢＥ＝６の１０：１１であることがわかる。そしてノードＥを未確定ノードとしてＥ＝１１（ＢＥ）と設定する。続いてステップＳ２０９により選択ノードがノードコスト５の確定ノードとなる。
【００６５】
同様に未確定ノードＣ、Ｄ、Ｅからノードコスト最小のＤが次に選択され当該ノードＤが選択ノードとなる。そして、ステップＳ２０５により、選択ノードＤに接続される戻り方向にないノードはノードＣ、Ｅであるから、このノードＣ、Ｅへの当該時刻におけるそれぞれのコストを、図１１(B) に示すコストデータテーブルを参照しそれぞれ取得する。そしてステップＳ２０７により当該ノードＣ、Ｅに到着する予定時刻を計算する。これにより、図１４に示すように、選択ノードＤを出発する時刻１０：０６におけるノードＣまでのコストおよび到着予定時刻はＤＣ＝３の１０：０９で、またノードＥまでのコストおよび到着予定時刻はＤＥ＝１６の１０：２２であることがわかる。
【００６６】
ここで、ノードＣのノードコストについては、前回、本ステップにより計算済みのＣ＝７（ＡＣ）よりも小さくはならないことがわかるので、このＣ＝９（ＤＣ）というノードコストおよびノードＤとノードＣとを接続する経路は採択されることなく破棄される。またノードＥのノードコストについても、前回、本ステップにより計算済みのＥ＝１１（ＢＥ）よりも小さくはならないことがわかるので、このＥ＝２２（ＤＥ）というノードコストおよびノードＤとノードＥとを接続する経路も採択されることなく破棄される。なお、計算済みのノードコストよりも小さくなる場合には、計算済みのものに替えて、新たに計算されたものに置き替えて最小ノードコストとして更新される。またステップＳ２０９により選択ノードＤがノードコストの確定したノード（確定ノード）に設定される。
【００６７】
同様に、コスト最小の未確定ノードとしてノードＣが選択されると、選択ノードＣに接続される戻り方向にないノードとしてノードＥの当該時刻におけるコストを、図１１(B) に示すコストデータテーブルを参照し当該ノードＥに到着する予定時刻を計算する。これにより、図１５に示すように、選択ノードＣを出発する時刻１０：０７におけるノードＥまでのコストおよび到着予定時刻はＣＥ＝５の１０：１２であることがわかる。
【００６８】
ここで、ノードＥのノードコストについては、前々回、本ステップにより計算済みのＥ＝１１（ＢＥ）よりも小さくはならないことがわかるので、このＥ＝１２（ＣＥ）というノードコストおよびノードＣとノードＥとを接続する経路は採択されることなく破棄される。なおこの選択ノードＣは、ステップＳ２０９により確定ノードに設定される。
【００６９】
このようにして図１１(A) に示す経路例において、全てのノードが確定ノードに設定されると（図７(A) 参照）、ステップＳ２１１により、全てのノードのコストが確定していると判断されるので（Ｓ２１１でＹｅｓ）、ステップＳ２１３に処理を移行する。
【００７０】
ステップＳ２１３では、レイヤの格上げ処理が終了した否かの判断処理が行われる。レイヤの格上げ処理が終了していると判断した場合には（Ｓ２１３でＹｅｓ）、出発地から最上位レベルまでの全てのノードへのコスト設定が完了しているので、本ノードコスト設定処理を終了し、図５に示す最短時間経路探索処理に処理を戻す。一方、レイヤの格上げ処理が終了していると判断できない場合には（Ｓ２１３でＮｏ）、ステップＳ２１５に処理を移行してレイヤを上位レベルに格上げする処理が行われる。例えば、図１１(A) に示す経路例はレベル１のレイヤに属するものであるので、その上位レベルであるレベル２にノードコスト設定の対象レイヤを格上げする。これにより、ノードコストの設定は、例えば、図９に示すようなレベル２のレイヤに属する経路例が対象となり、ノードＤ〜Ｌの全ノードについて確定したコスト値が設定されるまで前述したステップＳ２０３〜Ｓ２１１による各処理が行われる。
【００７１】
続いて、ステップＳ１０７で行われるノードコスト設定処理の内容を、図６、図１７〜１９を参照して説明する。なお、この図６に示すノードコスト設定処理は、特許請求の範囲に記載の「目的地起点経路探索ステップ」にも相当する。なお、ステップＳ１０７で行われるノードコスト設定処理は、目的地Ｉに到着する予想時刻（到着予想時刻）に基づき時間を遡って最短時間経路を探索可能にノードコストが設定されるほかは、前述したステップＳ１０３で行われるノードコスト設定処理とほぼ同様である。
【００７２】
図６に示すように、ノードコスト設定処理では、まずステップＳ２０１により開始ノードコストを初期化する処理が行われるので、図１７に示す目的地（ノードＩ）に接続される道路ネットワークにおいてはノードＩに、ステップＳ１０５により設定された到着予想時刻１３：００とノードコスト０（ゼロ）が設定される。
【００７３】
次にステップＳ２０３によりノードコスト最小の未確定ノードを選択する処理が行われる。図１７に示す探索例では未確定ノードは開始ノード一つだけであるため、必然的にノードＩが選ばれる。
【００７４】
続くステップＳ２０５により、選択ノードに接続されるリンクの当該時間コストを取得する処理が行われる。選択ノードＩに接続される戻り方向にないノードはノードＫ、Ｊ、Ｌであるから、これらのノードへの当該時刻におけるコストを、図１７に示すコストデータテーブルを参照し取得する。これにより、選択ノードＩに到着する時刻１３：００におけるノードＫ、Ｊ、ＬからのリンクコストＫＩ＝１２、ＪＩ＝１３、ＬＩ＝１０が得られる。
【００７５】
続くステップＳ２０７により、選択ノードの接続リンク終端側のノードコスト設定処理が行われる。ステップＳ２０５により得られた接続リンク終端側ノードへのリンクコストをノードＩのノードコストに加算し、ノードＫ、Ｊ、Ｌを未確定ノードとしてＫ＝１２（ＩＫ）、Ｊ＝１３（ＩＪ）、Ｌ＝１０（ＩＬ）と設定する。そして、ステップＳ２０９により当該選択ノードＩがコスト値０の確定ノードとなる。ノードＩが確定ノードになると、ステップＳ２１１による判断処理を経て、再びステップＳ２０３により処理される。
【００７６】
図１８に示すように、ステップＳ２０３によりノードコスト最小の未確定ノードとしてノードＬが選択され、続くステップＳ２０５により、選択ノードＬに接続される戻り方向にないノードとしてノードＪについて、このノードＪへの当該時刻におけるコストを、図１８に示すコストデータテーブルを参照し当該ノードＪを出発する予想時刻を計算する。これにより、選択ノードＬに到着する１２：５０におけるノードＪからのコストおよび出発予想時刻はＪＬ＝４の１２：４６であることがわかる。
【００７７】
しかし、図１８に示すように、このノードＪのＪ＝１４（ＬＪ）は既に計算済みのＪ＝１３（ＩＪ）よりも小さくならないことがわかるので、このＪ＝１４（ＬＪ）というノードコストおよびノードＬとノードＪとを接続する経路は採択されることなく破棄される。なお、計算済みのノードコストよりも小さくなる場合には、計算済みのものに替えて、新たに計算されたものに置き替えて最小ノードコストとして更新される等は、前述したステップＳ１０３で行われるノードコスト設定処理と同様である。
【００７８】
そして、ステップＳ２０９により当該選択ノードＬがコスト値１０の確定ノードとなる。ノードＬが確定ノードになると、ステップＳ２１１による判断処理を経て、再びステップＳ２０３により処理される。そして同様にステップＳ２０５、ステップＳ２０７、ステップＳ２０９を経て図１９に示すようにノードＫがＫ＝１２（ＩＫ）の確定ノードとなり、再びステップＳ２０３により処理される。
【００７９】
最後に、ステップＳ２０３によりコスト最小の未確定ノードとしてノードＪが選択されるが、続くステップＳ２０５により、選択ノードＪに接続される戻り方向にないノードを選択することができないので、ステップＳ２０７、Ｓ２０９により当該選択ノードＪはコスト値１３の確定ノードとなる。
【００８０】
このようにして図１７〜図１９に示す経路例において、全てのノードが確定ノードに設定されると（図７(B) 参照）、ステップＳ２１１により、全てのノードのコストが確定していると判断されるので（Ｓ２１１でＹｅｓ）、ステップＳ２１３に処理を移行し、目的地から最上位レベル一つ前までの全てのノードへのコスト設定が完了すると、本ノードコスト設定処理を終了し、図５に示す最短時間経路探索処理に処理を戻す。
【００８１】
このように図５に示す最短時間経路探索処理および図６に示すノードコスト設定処理により、出発地から目的地までの最短時間経路を探索することができる。なお、このようにして探索された最短時間経路に基づいて、当該目的地に到着する予想時刻を算出する処理（到着予想時刻再算出ステップ）をステップＳ１０９の後の追加することにより、目的地に到着する予想時刻を正確に推定することができる。
【００８２】
以上説明したように本第１実施形態に係るナビゲーション装置１０によると、ＣＰＵ１２により実行される最短時間経路探索処理によって、出発時刻取得ステップ（Ｓ１０１）により出発地を出発する出発時刻を取得し、概算到着予想時刻算出ステップ（Ｓ１０５）により、出発地から目的地までの最短経路距離および直線距離ならびに出発時刻に基づいて出発地を出発して目的地に到着する概算到着予想時刻を算出する。また、出発地起点経路探索ステップ（Ｓ１０３、Ｓ２０１、Ｓ２０３、Ｓ２０５、Ｓ２０７、Ｓ２０９、Ｓ２１１、Ｓ２１３、Ｓ２１５）により、各道路リンクの時刻別所要時間データおよび出発時刻に基づいて出発地から目的地へ向けての出発地起点最短時間経路を探索するのとほぼ同時並行して、目的地起点経路探索ステップ（Ｓ１０７、Ｓ２０１、Ｓ２０３、Ｓ２０５、Ｓ２０７、Ｓ２０９、Ｓ２１１、Ｓ２１３、Ｓ２１５）により、各道路リンクの時刻別所要時間データおよび概算到着予想時刻に基づいて目的地から出発地へ向けての目的地起点最短時間経路を探索する。
【００８３】
これにより、最初に目的地までの概算到着予想時刻を算出しておくことで、時刻に依存する時刻別所要時間をコスト値として、出発地を起点とした経路探索とほぼ同時に目的地を起点とした経路探索を行うことが可能となる。即ち、時刻に依存した各道路リンクの時刻別所要時間データを用いても出発地と目的地とから同時に経路探索が可能となるため、出発地からのみ行う経路探索に比較して短い時間で最短時間経路を探索することが可能となる。したがって、正確かつ高速に最短時間経路を探索することができる。
【００８４】
［第２実施形態］
前述した第１実施形態では、全てナビゲーション装置１０（図１）で行う処理形態を採っていたが、本第２実施形態は、図７に示すように、車両に搭載されたナビゲーション装置６２と通信を行うセンタ装置６０から構成されるシステムにおいて、車載のナビゲーション装置６２から現在地と目的地を受信し、センタ装置６０にて経路探索を行い、探索された結果を車載のナビゲーション装置６２へ送信する、いわゆる通信型のナビゲーションシステムに本発明を適用したものである。
【００８５】
図７は、車載のナビゲーション装置６２から現在地と目的地を無線通信により基地局７２と通信網７０を介して受信して処理を行うセンタ装置６０が示してある。センタ装置６０内において、第１の実施形態における装置ないしプログラムと同様の機能を有するものには図１と同じ符号に「’」（ダッシュ記号）を付してある。
【００８６】
即ち、センタ装置６０は、プログラムメモリ１４’に格納された通信制御プログラム１４ｄにより制御された通信装置３６’を介してナビゲーション装置６２から現在位置と目的地を受信すると、ＣＰＵ１２’は経路探索プログラム１４ａ’により、道路データベース２２’およびコストデータベース２０’を用いて最短時間経路を探索し、探索された経路をナビゲーション装置６２へ返送する。なお、経路探索処理自体は、第１実施形態のものと同様である。
【００８７】
このように通信型のナビゲーションシステムを構成することによって、各道路リンクの時刻別所要時間のデータ（コストデータベース２０’内に格納されている）を集中管理することができ、また他の交通情報提供施設から交通情報を基にコストデータの更新が迅速にできる。これにより、経路探索時の最短時間と推定される経路探索の精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るナビゲーション装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】道路リンクの一例を模式的に表した説明図である。
【図３】図３(A) は、道路リンクデータのデータ構造の一例を示す図表、図３(B) は、コストデータ（時刻別所要時間データ）のデータ構造の一例を示す図表である。
【図４】道路データベースを構成する道路リンクデータのレイヤ構造の例と経路探索の概要を示す説明図である。
【図５】第１実施形態による最短時間経路探索処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】図５に示すノードコスト設定処理（Ｓ１０３、Ｓ１０７）の流れを示すフローチャートである。
【図７】レベル１のレイヤに属する道路ネットワークにおける探索例を示す説明図で、図７(A) は出発地（ノードＡ）に接続される道路ネットワークの探索例、図７(B) は目的地（ノードＩ）に接続される道路ネットワークの探索例をそれぞれ示すものである。
【図８】レベル１のレイヤとレベル２のレイヤとを接続する例を示す説明図で、レベル１のレイヤに属する道路ネットワーク（経路Ａ〜Ｅ）とレベル２のレイヤに属する道路ネットワーク（経路Ｄ〜Ｈ）とをノードＤ、Ｅにより接続する場合を示すものである。
【図９】レベル２のレイヤに属する道路ネットワークにおける探索例を示す説明図である。
【図１０】レベル１のレイヤとレベル２のレイヤとを接続する例を示す説明図で、レベル１のレイヤに属する道路ネットワーク（経路Ｉ〜Ｌ）とレベル２のレイヤに属する道路ネットワーク（経路Ｄ〜Ｌ）とをノードＫ、Ｌにより接続する場合を示すものである。
【図１１】図１１(A) は出発地（ノードＡ）に接続されるレベル１のレイヤに属する道路ネットワークにおける探索例を示す説明図で、図１１(B) は図１１(A) の道路ネットワークに対応するコストデータテーブルの例である。
【図１２】図１１(A) に示す道路ネットワークに対して行われる探索例のステップＳ２０１、Ｓ２０３、Ｓ２０５による処理内容の説明を補足する説明図で、未確定ノードが「Ａ」、選択ノードが「Ａ」の場合である。
【図１３】図１１(A) に示す道路ネットワークに対して行われる探索例のステップＳ２０３、Ｓ２０５による処理内容の説明を補足する説明図で、確定ノードが「Ａ」、未確定ノードが「Ｂ、Ｃ、Ｄ」、選択ノードが「Ｂ」の場合である。
【図１４】図１１(A) に示す道路ネットワークに対して行われる探索例のステップＳ２０３、Ｓ２０５による処理内容の説明を補足する説明図で、確定ノードが「Ａ、Ｂ」、未確定ノードが「Ｃ、Ｄ、Ｅ」、選択ノードが「Ｄ」の場合である。
【図１５】図１１(A) に示す道路ネットワークに対して行われる探索例のステップＳ２０３、Ｓ２０５による処理内容の説明を補足する説明図で、確定ノードが「Ａ、Ｂ、Ｄ」、未確定ノードが「Ｃ、Ｅ」、選択ノードが「Ｃ」の場合である。
【図１６】出発地（ノードＡ）から目的地（ノードＩ）までの距離最短経路の概念を説明する説明図である。
【図１７】目的地（ノード）Ｉに接続されるレベル１のレイヤに属する道路ネットワークに対して行われる探索例のステップＳ２０１、Ｓ２０３、Ｓ２０５による処理内容の説明を補足する説明図で、未確定ノードが「Ｉ」、選択ノードが「Ｉ」の場合である。
【図１８】目的地（ノード）Ｉに接続されるレベル１のレイヤに属する道路ネットワークに対して行われる探索例のステップＳ２０３、Ｓ２０５による処理内容の説明を補足する説明図で、確定ノードが「Ｉ」、未確定ノードが「Ｊ、Ｋ、Ｌ」、選択ノードが「Ｌ」の場合である。
【図１９】目的地（ノード）Ｉに接続されるレベル１のレイヤに属する道路ネットワークに対して行われる探索例のステップＳ２０３、Ｓ２０５による処理内容の説明を補足する説明図で、確定ノードが「Ｉ、Ｌ」、未確定ノードが「Ｊ、Ｋ」、選択ノードが「Ｋ」の場合である。
【図２０】本発明の第２実施形態に係る通信型のナビゲーションシステムの構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０、６２ ナビゲーション装置
１２、１２’ ＣＰＵ
１４、１４’ プログラムメモリ
１４ａ、１４ａ’ 経路探索プログラム
１４ｂ 現在地特定プログラム
１４ｃ 経路案内プログラム
１４ｄ 通信制御プログラム
２０、２０’ コストデータベース
２２、２２’ 道路データベース
３０ 車速センサ
３２ ＧＰＳセンサ
３４ ジャイロセンサ
３６、３６’ 通信装置
４０ ディスプレイ
６０ センタ装置
７０ 通信網
７２ 基地局
Ｃ１〜Ｃ４ 交差点
Ｒ１〜Ｒ５ 道路リンク
ｄ、Ａ 出発地
ｅ、Ｉ 目的地
ｆ、ｇ、ｈ、ｊ レイヤ接続交差点
Ａ〜Ｅ、Ｉ〜Ｌ レベル１のレイヤに属するノード
Ｄ〜Ｈ、Ｋ、Ｌ レベル２のレイヤに属するノード
Ｓ１０１（出発時刻取得ステップ）
Ｓ１０５（概算到着予想時刻算出ステップ）
Ｓ１０３、Ｓ２０１、Ｓ２０３、Ｓ２０５、Ｓ２０７、Ｓ２０９、Ｓ２１１、Ｓ２１３、Ｓ２１５（出発地起点経路探索ステップ）
Ｓ１０３、Ｓ２０１、Ｓ２０３、Ｓ２０５、Ｓ２０７、Ｓ２０９、Ｓ２１１、Ｓ２１３、Ｓ２１５（目的地起点経路探索ステップ）

Claims (4)

1. 各道路リンクを通過する際に要する推定所要時間を時刻別に記録した時刻別所要時間データを用いて、出発地から目的地までの最短時間経路を探索する最短時間経路探索方法において、
   前記出発地を出発する出発時刻を取得する出発時刻取得ステップと、
   前記出発地を出発して前記目的地に到着する概算到着予想時刻を算出する概算到着予想時刻算出ステップと、
   前記出発地に接続される道路リンクについての前記出発時刻における推定所要時間を前記時刻別所要時間データから求めて前記出発時刻に加算した後、この加算により得られた時刻における推定所要時間を当該道路リンクにつながる他の道路リンクについて前記時刻別所要時間データから求めて当該時刻に加算し、さらにこの加算により得られた時刻における推定所要時間を前記他の道路リンクにつながる道路リンクについて前記時刻別所要時間データから求める処理を、前記目的地方向につながる各道路リンクについて順次行いながら、前記出発地から前記目的地へ向けて最短の推定所要時間でつながる出発地起点最短時間経路を探索する出発地起点経路探索ステップと、
   前記目的地に接続される道路リンクについての前記概算到着予想時刻における推定所要時間を前記時刻別所要時間データから求めて前記概算到着予想時刻から減算した後、この減算により得られた時刻における推定所要時間を当該道路リンクにつながる他の道路リンクについて前記時刻別所要時間データから求めて当該時刻から減算し、さらにこの減算により得られた時刻における推定所要時間を前記他の道路リンクにつながる道路リンクについて前記時刻別所要時間データから求める処理を、前記出発地方向につながる各道路リンクについて順次行いながら、前記目的地から前記出発地へ向けて最短の推定所要時間でつながる目的地起点最短時間経路を探索する目的地起点経路探索ステップと、
   前記出発地起点最短時間経路と前記目的地起点最短時間経路とを接続可能な道路リンクのノードが複数存在する場合、推定所要時間が最も短くなるノードで両経路を接続したものを前記最短時間経路として決定する最短時間経路決定ステップと、を備え、
   前記各道路リンクが特定の領域ごとに区分けされ階層構造をなす複数層に分類されている場合、前記最短時間経路決定ステップは、最上位層に含まれる前記出発地起点最短時間経路と、その一段下の所定層に含まれる前記目的地起点最短時間経路とを接続することを特徴とする最短時間経路探索方法。
2. 前記概算到着予想時刻算出ステップは、前記出発地から前記目的地までの直線距離および前記出発時刻に基づいて、前記概算到着予想時刻を算出することを特徴とする請求項１記載の最短時間経路探索方法。
3. 前記概算到着予想時刻算出ステップは、前記出発地から前記目的地までの最短経路距離および前記出発時刻に基づいて、前記概算到着予想時刻を算出することを特徴とする請求項１記載の最短時間経路探索方法。
4. 前記出発地起点最短時間経路および前記目的地起点最短時間経路に基づいて、前記目的地に到着する予想時刻を算出する到着予想時刻再算出ステップを、さらに含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の最短時間経路探索方法。

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