JP4462316B2 - 経路探索装置 - Google Patents

Description

本発明は、出発地から目的地に至る経路を探索する経路探索装置に関する。

従来、リンク毎の走行時間と地図情報と温室効果ガス計測装置の計測データを用いて指標となる各リンク毎の二酸化炭素排出量データを算出してデータ記憶部に記録し、算出した二酸化炭素排出量データと地図情報に基づいて温室効果ガス排出量が最小となる出発地−目的地間の経路を探索し、探索して経路を表示部に表示する装置がある（例えば、特許文献１参照）。

また、車両の走行に伴って排出される二酸化炭素量を推定する技術として、走行時間Ｔ、走行距離Ｄ、加速エネルギーＡＥＥを用いて、リンク毎の燃料消費量Ｑ＝０．３Ｔ＋０．０２８Ｄ＋０．０５６ＡＥＥを算出し、この燃料消費量Ｑからリンク毎の二酸化炭素排出量を推定する方法が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
特開２００５−０３０８２３号公報 土木学会論文集（No.695/IV-54，125-136，2002.1）

上記特許文献１に記載の装置は、交通情報を受信して得られた各リンクの走行時間と、地図情報より取得した各リンクの距離から各リンクの旅行速度を算出し、この各リンクの旅行速度から各リンクの二酸化炭素排出量を算出するようになっており、走行時間や走行距離等の影響等が考慮されていないため、二酸化炭素排出量の算出精度がよくないといった問題がある。

そこで、非特許文献１に記載された上記算出式を用いることでリンク毎の二酸化炭素排出量を定量的に算出することが可能であるが、この計算式では、道路勾配による影響が考慮されていないので、二酸化炭素排出量の算出精度が十分でないといった問題がある。

本発明は上記問題に鑑みたもので、二酸化炭素排出量をより精度良く算出することを目的とする。

本発明の第１の特徴は、車両の内燃機関から排出される二酸化炭素排出量を、出発地から目的地に至る各区間毎に算出する二酸化炭素排出量算出手段と、二酸化炭素排出量算出手段により算出された各区間の二酸化炭素排出量に基づいて出発地から目的地までの総二酸化炭素排出量が最小となる二酸化炭素最小経路を探索する二酸化炭素最小経路探索手段と、を備えた経路探索装置であって、各区間の両端の高低差を表す情報を記憶する記憶手段を備え、二酸化炭素排出量算出手段は、記憶媒体に記憶された各区間の両端の高低差を表す情報に基づいて道路勾配が平坦であると判定した場合、摩擦係数をμ、車両重量をｍ、重力加速度をｇとして、係数ｂ＝μｍｇを算出し、当該係数ｂを前記区間の距離Ｄに乗算して前記区間毎の距離に応じて変化する二酸化炭素排出量を特定するとともに、前記区間毎の走行時間に応じて変化する二酸化炭素排出量を特定し、更に、車両重量をｍ、平均車速をｖとして、（１／２）ｍｖ²として算出することができる前記区間毎の停止回数に応じて変化する二酸化炭素排出量とを個別に特定し、該特定した各二酸化炭素排出量を合計して区間毎の二酸化炭素排出量を算出することである。

このような構成では、記憶媒体に記憶された各区間の両端の高低差を表す情報に基づいて道路勾配が平坦であると判定した場合、摩擦係数をμ、車両重量をｍ、重力加速度をｇとして、係数ｂ＝μｍｇを算出し、当該係数ｂを区間の距離Ｄに乗算して区間毎の距離に応じて変化する二酸化炭素排出量を特定するとともに、区間毎の走行時間に応じて変化する二酸化炭素排出量を特定し、更に、車両重量をｍ、平均車速をｖとして、（１／２）ｍｖ２として算出することができる区間毎の停止回数に応じて変化する二酸化炭素排出量とを個別に特定し、該特定した各二酸化炭素排出量を合計して区間毎の二酸化炭素排出量が算出される。すなわち、高低差による影響を反映させて定量的に二酸化炭素排出量が算出されるので、二酸化炭素排出量をより精度良く算出することができる。

また、本発明の第２の特徴は、二酸化炭素排出量算出手段は、記憶媒体に記憶された各区間の両端の高低差を表す情報に基づいて道路勾配が上りであると判定した場合、摩擦係数をμ、車両重量をｍ、重力加速度をｇ、区間の距離をＤ、区間の高低差をＨとして、係数ｂ＝（ｍｇ／Ｄ）・（μＤ√（１−（Ｈ／Ｄ） ² ）＋Ｈ）を算出し、当該係数ｂを区間の距離Ｄに乗算して区間毎の距離に応じて変化する二酸化炭素排出量を特定するとともに、区間毎の走行時間に応じて変化する二酸化炭素排出量を特定し、更に、車両重量をｍ、平均車速をｖとして、（１／２）ｍｖ ² として算出することができる区間毎の停止回数に応じて変化する二酸化炭素排出量を個別に特定し、該特定した各二酸化炭素排出量を合計して区間毎の二酸化炭素排出量を算出することである。

このように、各区間の両端の高低差から道路勾配が上りであると判定した場合、摩擦係数をμ、車両重量をｍ、重力加速度をｇ、区間の距離をＤ、区間の高低差をＨとして、係数ｂ＝（ｍｇ／Ｄ）・（μＤ√（１−（Ｈ／Ｄ）２）＋Ｈ）を算出することができる。

また、本発明の第３の特徴は、二酸化炭素排出量算出手段は、記憶媒体に記憶された各区間の両端の高低差を表す情報に基づいて道路勾配が下りであると判定した場合、摩擦係数をμ、車両重量をｍ、重力加速度をｇ、区間の水平距離をＬ、区間の距離をＤ、区間の高低差をＨとして、μｍｇＬ≧ｍｇＨの場合には、係数ｂ＝（ｍｇ／Ｄ）・（μＤ√（１−（Ｈ／Ｄ） ² ）−Ｈ）を算出し、μｍｇＬ＜ｍｇＨの場合には、係数ｂ＝０とし、係数ｂを区間の距離Ｄに乗算して区間毎の距離に応じて変化する二酸化炭素排出量を特定するとともに、区間毎の走行時間に応じて変化する二酸化炭素排出量を特定し、更に、車両重量をｍ、平均車速をｖとして、（１／２）ｍｖ ² として算出することができる区間毎の停止回数に応じて変化する二酸化炭素排出量とを個別に特定し、該特定した各二酸化炭素排出量を合計して区間毎の二酸化炭素排出量を算出することである。

このように、各区間の両端の高低差から道路勾配が下りであると判定した場合、摩擦係数をμ、車両重量をｍ、重力加速度をｇ、区間の水平距離をＬ、区間の距離をＤ、区間の高低差をＨとして、μｍｇＬ≧ｍｇＨの場合には、係数ｂ＝（ｍｇ／Ｄ）・（μＤ√（１−（Ｈ／Ｄ）²）−Ｈ）を算出し、μｍｇＬ＜ｍｇＨの場合には、係数ｂ＝０とすることができる。

また、本発明の第４の特徴は、二酸化炭素排出量算出手段は、車両の内燃機関の排気量および車両の燃料種別により特定される係数を区間毎の走行時間に乗算して区間毎の走行時間に応じて変化する二酸化炭素排出量を算出することである。

このように、車両の内燃機関の排気量および車両の燃料種別により特定される係数を区間毎の走行時間に乗算して区間毎の走行時間に応じて変化する二酸化炭素排出量を算出することができる。

また、本発明の第５の特徴は、二酸化炭素排出量と異なる評価値を用いて出発地から目的地までの総評価値が最小となる経路を探索する経路探索手段と、経路探索手段により探索された経路に対して、出発地から目的地までの総二酸化炭素排出量を算出する総二酸化炭素排出量算出手段と、総二酸化炭素排出量算出手段により経路に対した算出された総二酸化炭素排出量と二酸化炭素最小経路の総二酸化炭素排出量とを比較する二酸化炭素排出量比較画面を表示する二酸化炭素排出量比較画面表示手段と、を備えたことである。

ここで、二酸化炭素排出量と異なる評価値を用いて出発地から目的地までの総評価値が最小となる経路を探索する経路探索手段は、所要時間が最小となる時間優先ルート探索処理、所要距離が最小となる距離優先ルート探索処理、一般道路を優先的に探索する一般道優先ルート探索処理、高速道路を優先的に探索する高速道優先ルート探索処理等である。

このような構成では、二酸化炭素排出量と異なる評価値を用いて出発地から目的地までの総評価値が最小となる経路を探索する経路探索手段により探索された経路に対して、出発地から目的地までの総二酸化炭素排出量を算出する総二酸化炭素排出量算出手段と、総二酸化炭素排出量算出手段により経路に対して算出された総二酸化炭素排出量と二酸化炭素最小経路の総二酸化炭素排出量とを比較する二酸化炭素排出量比較画面が表示されるので、探索された各経路の二酸化炭素排出量を容易に比較することができる。

また、本発明の第６の特徴は、出発地から目的地までの所要時間が最小となる時間優先経路を探索する時間優先経路探索手段と、二酸化炭素最小経路探索手段により探索された二酸化炭素最小経路に対して出発地から目的地に至る所要時間を算出する所要時間算出手段と、所要時間算出手段により二酸化炭素最小経路に対して算出された出発地から目的地に至る所要時間と時間優先経路の出発地から目的地に至る所要時間を比較する所要時間比較画面を表示する所要時間比較画面表示手段と、を備えたことである。

このような構成では、二酸化炭素最小経路に対して算出された出発地から目的地に至る所要時間と時間優先経路の出発地から目的地に至る所要時間を比較する所要時間比較画面が表示されるので、所要時間比較画面により各経路の所要時間を容易に比較することができる。

また、本発明の第７の特徴は、出発地から目的地までの所要距離が最小となる距離優先経路を探索する距離優先経路探索手段と、二酸化炭素最小経路探索手段により探索された二酸化炭素最小経路に対して出発地から目的地に至る所要距離を算出する所要距離算出手段を備え、所要距離算出手段により算出された二酸化炭素最小経路の出発地から目的地に至る所要距離と距離優先経路探索手段により探索された距離優先経路の出発地から目的地までの所要距離とを比較する所要距離比較画面を表示する所要距離比較画面表示手段と、を備えたことである。

このような構成では、二酸化炭素最小経路の出発地から目的地に至る所要距離と距離優先経路の出発地から目的地までの所要距離とを比較する所要距離比較画面が表示されるので、所要距離比較画面により各経路の所要距離を容易に比較することができる。

本発明の一実施形態に係る経路探索装置の構成を図１に示す。本実施形態に係る経路探索装置は、ナビゲーション装置１として構成されている。

本ナビゲーション装置１は、位置検出器１０、地図データ入力器１５、操作スイッチ群１６、外部メモリ１７、表示装置１８、リモコンセンサ１９、送受信機２０および制御回路２１を備えている。

位置検出器１０は、いずれも周知の地磁気センサ１１、ジャイロスコープ１２、距離センサ１３、ＧＰＳ受信機１４等を備え、これらセンサの各々の性質に基づいた、車両の現在位置や向きを特定するための情報を制御回路２１に出力する。

地図データ入力器１５は、地図データを記憶したハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の不揮発性の記憶媒体およびこの記憶媒体に対してデータの読み出しおよび書き込みを行う装置から成る。

地図データには、各リンクの距離、道路種別、車線数、信号機の位置等を表す道路データ、位置検出精度を向上するためのいわゆるマップマッチングデータ、川、湖、海、鉄道、施設などの位置、形状、名称を表す背景データ、各地の施設の名称、所在位置、施設種類等を示す施設データ等が含まれる。

操作スイッチ群１６は、表示装置１８のディスプレイの周囲等に設けられたメカニカルスイッチ、表示装置１８のディスプレイの前面に重ねて設けられたタッチスイッチ等によって構成され、ユーザのスイッチへの操作に応じた信号を制御回路２１へ出力する。

外部メモリ１７は、後述する制御回路２１に設けられたＲＡＭやＲＯＭとは別に設けられたメモリであり、フラッシュメモリ等の不揮発性記憶媒体によって構成されている。

本実施形態における外部メモリ１７には、二酸化炭素排出量の算出に必要な各種パラメータがエコマップとして記憶されている。二酸化炭素排出量の算出に必要な各種パラメータには、各リンクの始点と終点の高低差を表す情報、車両重量、燃料タイプ等がある。

表示装置１８は、液晶等のディスプレイを有し、制御回路２１から入力される映像信号に応じた映像をディスプレイに表示させる。

リモコンセンサ１９は、ユーザの操作に基づいて赤外線等による無線信号を送信するリモコン１９ａから受信した信号を制御回路２１へ出力する。

送受信機１８は、ＶＩＣＳセンタ３とデータの送受信を行うための装置である。ＶＩＣＳセンタ３は、図示しないプローブカーの走行に伴って収集されたプローブ情報（走行中のリンク情報、リンク毎の走行時間等）を受信して格納するデータベースを有しており、このデータベースに格納されたプローブ情報から得られる交通情報（渋滞情報、リンク毎の走行時間等）を路側に設けられた路側機を介して走行車両に提供する。なお、渋滞情報は、リンクに対応付けて順調、混雑、渋滞の３段階で提供される。

制御回路２１は、送受信機１８を介してＶＩＣＳセンタ３から提供される交通情報を受信すると、受信した交通情報を外部メモリ１７に記憶するようになっている。

制御回路２１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏ等を備えたコンピュータとして構成されており、ＣＰＵはＲＯＭに記憶されたプログラムに従って各所処理を実施する。制御回路２１の処理としては、位置検出器１０から入力される車両の現在位置や向きを特定するための情報に基づいて現在位置や車両の向きを特定する現在位置特定処理、自車位置周辺の地図上に自車位置マークを重ねて表示装置１８のディスプレイに表示させる地図表示処理、ユーザの操作に応じて目的地を検索する目的地検索処理、出発地から目的地に至る案内経路を探索する経路探索処理、案内経路に従って走行案内を行う経路案内処理等がある。

また、本ナビゲーション装置は、経路探索処理において、出発地から目的地までの所要時間が最小となる時間優先ルートを探索する時間優先ルート探索処理、出発地から目的地までの所要距離が最小となる距離優先ルートを探索する距離優先ルート探索処理および出発地から目的地までの総二酸化炭素排出量が最小となる二酸化炭素排出量優先ルートを探索する二酸化炭素排出量優先ルート探索処理を実施し、ユーザの選択操作に応じて好みのルートを表示装置１８のディスプレイに表示させることが可能となっている。

図２に、この経路探索処理のフローチャートを示す。制御回路２１は、目的地検索処理によって目的地が検索され、ユーザの操作に応じてこの目的地に至る経路の探索を指示する信号が入力されると、図２に示す処理を実施する。

まず、目的地を特定し（Ｓ１００）、次に、表示順序の設定を行う（Ｓ１０２）。この表示順序の設定は、後述するＳ５００において、時間優先ルート、距離優先ルートおよび二酸化炭素排出量優先ルートの中から地図上に優先的に表示させるルートを決定するための処理である。本実施形態では、二酸化炭素排出量優先ルート、距離優先ルート、時間優先ルートの順に表示順序が設定されている。なお、この表示順序は、ユーザの操作に応じて変更することも可能となっている。

次に、二酸化炭素排出量優先ルート（ＣＯ_２優先ルート）探索処理を実施する（Ｓ２００）。この二酸化炭素排出量優先ルート探索処理の詳細なフローチャートを図３に示す。この処理では、まず、渋滞情報を取得する（Ｓ２０２）。具体的には、外部メモリ１７から渋滞情報を読み出す。

次に、リンク毎のコストを算出する（Ｓ２０４）。具体的には、出発地から目的地に至る各リンクの燃料消費量を算出し、この燃料消費量に変換係数を乗算して二酸化炭素排出量を算出する。ここで、燃料消費量を算出について説明する。

各リンクの燃料消費量Ｑは、車両のエンジン排気量および燃料タイプに応じて決定される係数ａ、リンクの走行時間Ｔ、リンクの始点と終点の高低差等に応じて決定される係数ｂ、リンクの距離Ｄ、車両重量に応じて決定される係数ｃおよび道路種別、車線数、信号機の数等に応じて決定される加速エネルギーＡＥＥを用いて、数式１を用いて算出することができる。

（数１）
Ｑ＝ａＴ＋ｂＤ＋ｃＡＥＥ
この数式１において、第１項はアイドリング状態で消費される燃料消費量、第２項は一定速走行時に消費される燃料消費量、第３項は停止状態から走行状態になるときの加速等によって消費される燃料消費量を表している。数式１に示されるように、第１項〜３項を合計することにより燃料消費量Ｑを定量的に算出することができる。

本実施形態では、係数ａ、係数ｃを定数とし、走行道路の高低差による二酸化炭素消費量の影響を反映させるために係数ｂを変数として燃料消費量Ｑを算出する。

第１項のａＴは、リンクの距離Ｄ、平均車速ｖを用いて、ａＴ＝ａＤ／ｖとして算出することができる。係数ａは、車両の内燃機関の排気量および車両の燃料種別に応じて決定される。ナビゲーション装置１の取り付け時に作業者により車両の内燃機関の排気量および車両の燃料種別の入力操作が行われると、車両の内燃機関の排気量および車両の燃料種別が外部メモリ１７に記憶されるようになっており、制御回路２１は、この外部メモリ１７に記憶された情報に基づいて係数ａを決定する。本実施形態では、係数ａ＝０．２５として説明する。また、本実施形態では、交通の流れが順調なリンクについては平均速度ｖを時速２５キロメートル（秒速６．９メートル）、混雑中のリンクについては平均速度ｖを時速１５キロメートル（秒速４．２メートル）、渋滞中のリンクについては平均速度ｖを時速５キロメートル（秒速１．４メートル）に設定してａＴの算出を行う。

数式１の第２項の係数ｂの算出は、リンクの勾配に応じて（１）平坦、（２）上り、（３）下りの３つの場合に分類して行う。

（１）平坦な場合、摩擦係数μ、車両重量ｍ、重力加速度ｇを用いて、係数ｂ＝μｍｇとして算出される。

（２）上りの場合、図４に示すように距離Ｄを区間長としたときの水平成分をＬ、区間の高低差をＨとすると、μｍｇｃｏｓθ＋ｍｇｓｉｎθ＝ｂの関係からμｍｇＬ＋ｍｇＨ＝ｂＤが成り立つ。ここで、Ｌ＝Ｄｃｏｓθとすると、ｂ＝（ｍｇ／Ｄ）・（μＤｃｏｓθ＋Ｈ）となる。また、ｓｉｎθ＝Ｈ／Ｄの関係から、ｃｏｓθ＝√（１−（Ｈ／Ｄ）^２）が得られる。したがって、係数ｂ＝（ｍｇ／Ｄ）・（μＤ√（１−（Ｈ／Ｄ）^２）＋Ｈ）として算出することができる。

（３）下りの場合、更に（３−１）μｍｇＬ≧ｍｇＨの場合と（３−２）μｍｇＬ＜ｍｇＨの場合に分類される。

（３−１）μｍｇＬ≧ｍｇＨの場合、ｍｇ（μＬ−Ｈ）＝ｂＤの関係が成り立つ。ここで、Ｌ＝Ｄｃｏｓθとすると、係数ｂ＝（ｍｇ／Ｄ）・（μＤｃｏｓθ−Ｈ）となる。また、上記したように、ｃｏｓθ＝√（１−（Ｈ／Ｄ）^２）の関係から、係数ｂ＝（ｍｇ／Ｄ）・（μＤ√（１−（Ｈ／Ｄ）^２）−Ｈ）として算出することができる。

（３−２）μｍｇＬ＜ｍｇＨの場合、係数ｂ＝０とする。

上記したようにリンクの勾配に応じて係数ｂを算出し、この係数ｂをリンクの距離Ｄに乗算して、数式１の第２項を算出する。なお、リンクの距離Ｄは地図データから取得することができ、リンクの高低差Ｈは、外部メモリ１７に記憶された各リンクの始点と終点の高低差を表す情報から特定することができる。また、摩擦係数μは、上りの場合と下りの場合とで異なるが、本実施形態では、摩擦係数μ＝０．０１として係数ｂを算出するようにしている。なお、上りの場合と下りの場合とで摩擦係数μを異ならせて係数ｂを算出してもよい。

数式１の第３項のＡＥＥは、停止回数に応じて変化する指標である。リンクにおける平均速度をｖとした場合、ｃＡＥＥ＝（１／２）ｍｖ^２として算出することができる。ただし、実際には、１ｃｃの燃料から得られるエネルギーは約８２００Ｊであるため、ｃＡＥＥ＝（１／２）ｍｖ^２／８２００として算出する。また、本実施形態では、係数ｃ＝（１／２）ｍ、交通の流れが順調なリンクについては平均速度ｖを時速２５キロメートル（秒速６．９メートル）、混雑中のリンクについては平均速度ｖを時速１５キロメートル（秒速４．２メートル）、渋滞中のリンクについては平均速度ｖを時速５キロメートル（秒速１．４メートル）に設定してｃＡＥＥの算出を行う。

図３の説明に戻り、次のＳ２０６では、出発地から目的地までの総二酸化炭素（ＣＯ_２）排出量が最小となる二酸化炭素排出量優先ルートを探索する。二酸化炭素排出量は、燃料消費量に比例するため、各リンクの二酸化炭素排出量Ｅは、変換係数をＥｃとして、数式２を用いて算出することができる。

（数２）
Ｅ＝Ｅｃ・Ｑ＝Ｅｃ・（ａＴ＋ｂＤ＋ｃＡＥＥ）
数式２を用いて各リンクの二酸化炭素（ＣＯ_２）排出量を算出し、各リンクの二酸化炭素（ＣＯ_２）排出量を合計することにより出発地から目的地までの総二酸化炭素（ＣＯ_２）排出量を求めることができる。

ここで、図５（ａ）、（ｂ）および図６を参照して、現在地を出発地として目的地までの各リンクの燃料消費量を算出する例について説明する。図５（ａ）中には、各リンクの（リンク番号，距離Ｄ、高低差Ｈ）および混雑状況が示されている。例えば、図中の（１，１２０，８）は、リンク番号が１、リンクの距離が１２０メートル、リンクの両端の高低差が８メートルであることを示している。図中に示されている各リンクの（リンク番号，距離Ｄ，高低差Ｈ）および混雑状況から数式１を用いて各リンクの燃料消費量Ｑを算出する。

図６に、数式１を用いて各リンクの燃料消費量Ｑを算出した例を示す。ただし、図６の算出例では、μ＝０．０１、ｃ＝（１／２）ｍ、ｍ＝１５００、ＡＥＥ＝１００として、すなわち、ｃＡＥＥ＝（１／２）・１５００・１００／８２００＝９．１４６３４１として算出されている。

また、例えば、リンク１のａＴは、ａＴ＝ａＤ／ｖ＝２１．４２８５７として算出され、リンク１のｂＤは、上りの場合の係数ｂの算出式を用いて、ｂＤ＝（ｍｇ／Ｄ）・（μＤ√（１−（Ｈ／Ｄ）^２）＋Ｈ）Ｄ＝１６．４８７９として算出されている。

上記したように、各リンクの燃料消費量Ｑを算出し、この各リンクの燃料消費量Ｑを用いて、出発地から目的地までの総燃料消費量Ｑが最小となる経路を特定する。

図５（ｂ）には、各リンクの燃料消費量が示されている。例えば、リンク１の燃料消費量Ｑは４７．１ｃｃ、リンク２の燃料消費量Ｑは１５．３ｃｃとなっている。各リンクを組み合わせて出発地から目的地までの総燃料消費量が最小となる経路を特定する。この例では、リンク２、３、７、８を通るルート（図中、太線で示す）が二酸化炭素排出量優先ルートとして特定されている。

図２の説明に戻り、Ｓ２００の二酸化炭素排出量優先ルート探索処理が終了すると、次に、Ｓ３００の時間優先ルート探索処理を実施する。

図７に、この時間優先ルート探索処理のフローチャートを示す。この処理では、まず、渋滞情報を取得し（Ｓ３０２）、次に、リンク毎のコストを算出する（Ｓ３０４）。具体的には、出発地から目的地に至る各リンクの経路コストを算出する。この時間優先ルート探索処理における経路コストの算出は、周知の技術であり、例えば、各リンクの旅行時間にノードコストを加算して求めることができる。

次に、総所要時間が最小となる経路を特定する（Ｓ３０６）。具体的には、ダイクストラ法等の手法を用いて出発地から目的地までの総所要時間が最小となる時間優先ルートを探索し、本処理を終了する。

図２に示したように、Ｓ３００の時間優先ルート探索処理が終了すると、次に、Ｓ４００の距離優先ルート探索処理を実施する。

図８に、距離優先ルート探索処理のフローチャートを示す。この処理では、まず、リンク毎のコストを算出する（Ｓ４０２）。具体的には、出発地から目的地に至る各リンクの経路コストを算出する。この経路コストの算出も、周知の技術であり、例えば、リンク長×道路幅員係数×道路種別係数＋信号機の存在する数として算出することができる。

次に、総所要距離が最小となる経路を特定する（Ｓ４０４）。具体的には、ダイクストラ法等の手法を用いて出発地から目的地までの総所要距離が最小となる距離優先ルートを探索し、本処理を終了する。

図２に示したように、Ｓ４００の距離優先ルート探索処理が終了すると、次に、探索されたルートを表示する（Ｓ５００）。図９に、表示装置１８のディスプレイの表示例を示す。Ｓ１０２の表示順序の設定により、二酸化炭素排出量優先ルート（ＣＯ_２優先ルート）Ａ、距離優先ルートＢ、時間優先ルートＣの順に表示順序が設定されており、表示順序の最も高い二酸化炭素排出量優先ルート（ＣＯ_２優先ルート）Ａが地図上に重ねて表示されている。

また、画面左上部には、優先ルートの表示を指定するための指示部が選択的に表示されており、ユーザのタッチパネル、リモコン１９ａの操作により所望の指示部が選択操作されると、選択操作された優先ルートの表示に切り替わるようになっている。

このように、優先ルートが表示されると、本処理を終了する。なお、この処理が終了した後、表示された優先ルートに従って走行案内が開始される。

また、本実施形態における制御回路２１は、図９に示したような二酸化炭素排出量優先ルート（ＣＯ_２優先ルート）Ａが表示された状態で、二酸化炭素排出量の比較画面の表示を指示する指示部（図示せず）が選択操作されると、二酸化炭素排出量の比較画面を表示する二酸化炭素排出量比較画面表示処理を実施するようになっている。

図１０に、この二酸化炭素排出量比較画面表示処理のフローチャートを示す。この処理では、まず、二酸化炭素排出量優先ルート（ＣＯ_２優先ルート）、時間優先ルート、距離優先ルートの各ルートに対して総二酸化炭素排出量を算出する（Ｓ６００）。各ルートに対する総二酸化炭素排出量は、図４のＳ２０４、Ｓ２０６で示したように、数式１、２を用いて算出することができる。

次に、二酸化炭素排出量の比較画面を表示する（Ｓ６０２）。図１１に、二酸化炭素排出量の比較画面の表示例を示す。図に示すように、二酸化炭素排出量優先ルート（ＣＯ_２優先ルート）Ａ、距離優先ルートＢ、時間優先ルートＣの各二酸化炭素排出量をグラフ化した比較画面が表示装置１８のディスプレイに表示される。このように比較画面を表示すると、本処理を終了する。

また、本実施形態における制御回路２１は、図２に示した経路探索処理により、時間優先ルートが表示された状態で、所要時間の比較画面の表示を指示する指示部（図示せず）が選択操作されると、所要時間の比較画面を表示する所要時間比較画面表示処理を実施するようになっている。

図１２に、この所要時間比較画面表示処理のフローチャートを示す。この処理では、まず、二酸化炭素排出量優先ルート（ＣＯ_２優先ルート）、時間優先ルート、距離優先ルートの各ルートに対して総所要時間を算出する（Ｓ７００）。各ルートに対する総所要時間は、図７のＳ３０４、Ｓ３０６と同様の方法で算出することができる。

次に、所要時間の比較画面を表示する（Ｓ７０２）。図１３に、所要時間の比較画面の表示例を示す。図に示すように、二酸化炭素排出量優先ルート（ＣＯ_２優先ルート）Ａ、距離優先ルートＢ、時間優先ルートＣの各所要時間をグラフ化した比較画面が表示装置１８のディスプレイに表示される。このように比較画面を表示すると、本処理を終了する。

また、本実施形態における制御回路２１は、図２に示した経路探索処理により、距離優先ルートが表示された状態で、所要距離の比較画面の表示を指示する指示部（図示せず）が選択操作されると、所要距離の比較画面を表示する所要距離比較画面表示処理を実施するようになっている。

図１４に、この所要距離比較画面表示処理のフローチャートを示す。この処理では、まず、二酸化炭素排出量優先ルート（ＣＯ_２優先ルート）、時間優先ルート、距離優先ルートの各ルートに対して総所要距離を算出する（Ｓ８００）。各ルートに対する総所要時間は、図８のＳ４０２、Ｓ４０４と同様の方法で算出することができる。

次に、所要距離の比較画面を表示する（Ｓ８０２）。図１５に、所要距離の比較画面の表示例を示す。図に示すように、二酸化炭素排出量優先ルート（ＣＯ_２優先ルート）Ａ、距離優先ルートＢ、時間優先ルートＣの各所要時間をグラフ化した比較画面が表示装置１８のディスプレイに表示される。このように比較画面を表示すると、本処理を終了する。

上記した構成によれば、外部メモリ１７に記憶された各区間の両端の高低差に基づいて各区間の道路勾配状況に応じた係数を算出し、当該係数を区間毎の距離に乗算して区間毎の距離に応じて変化する二酸化炭素排出量を算出するとともに区間毎の走行時間に応じて変化する二酸化炭素排出量および区間毎の停止回数に応じて変化する指標に基づく二酸化炭素排出量を個別に特定し、該特定した各二酸化炭素排出量を合計して区間毎の二酸化炭素排出量が算出される。すなわち、高低差による影響を反映させて定量的に二酸化炭素排出量が算出されるので、二酸化炭素排出量をより精度良く算出することができる。

また、所要時間が最小となる時間優先ルート探索処理、所要距離が最小となる距離優先ルート探索処理等、二酸化炭素排出量と異なる評価値を用いて出発地から目的地までの総評価値が最小となる経路を探索し、探索された各経路に対して、出発地から目的地までの総二酸化炭素排出量を算出し、算出した総二酸化炭素排出量と二酸化炭素最小経路の総二酸化炭素排出量とを比較する二酸化炭素排出量比較画面が表示されるので、探索された各経路の二酸化炭素排出量を容易に比較することができる。

また、二酸化炭素最小経路に対して算出された出発地から目的地に至る所要時間と時間優先経路の出発地から目的地に至る所要時間を比較する所要時間比較画面が表示されるので、所要時間比較画面により各経路の所要時間を容易に比較することができる。

また、二酸化炭素最小経路の出発地から目的地に至る所要距離と距離優先経路の出発地から目的地までの所要距離とを比較する所要距離比較画面が表示されるので、所要距離比較画面により各経路の所要距離を容易に比較することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々なる形態で実施することができる。

例えば、上記実施形態では、リンクにおける平均速度をｖとしてｃＡＥＥを算出する例を示したが、平均速度ｖはリンク内の停止回数により変化するため、例えば、信号機の数が多いリンクでは信号機の数が少ないリンクよりも平均速度を低く設定してｃＡＥＥを算出してもよい。また、例えば、片側１車線の道路を走行している場合には、前方に低速走行している車両があると信号等で停止する回数が多くなるのに対し、片側２車線以上の道路を走行する場合には、車線を変更して低速走行している車両の影響を受けることなく走行することが可能であるため、信号等で停止する回数が比較的少なくなる。したがって、１車線のリンクでは複数車線のリンクよりも平均速度を大きく設定してｃＡＥＥを算出してもよい。また、信号機の１サイクル当たりの通行許可時間(サイクルのうちの赤以外の時間)の時間配分を表すスプリットが長い程、平均速度を低く設定してｃＡＥＥを算出するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、各リンクの燃料消費量を算出した後、各リンクの燃料消費量に変換係数Ｅｃを乗算して各リンクの二酸化炭素排出量を算出し、各リンクの二酸化炭素排出量を合計して出発地から目的地までの総二酸化炭素排出量を算出する例を示したが、例えば、各リンクの燃料消費量を算出した後、各リンクの燃料消費量を合計して出発地から目的地までの総燃料消費量を算出し、総燃料消費量に変換係数Ｅｃを乗算して総二酸化炭素排出量を算出するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、出発地から目的地までの二酸化炭素排出量が最小となる経路を二酸化炭素排出量優先ルートとして探索する例を示したが、出発地から目的地までの総燃料消費量が最小となる経路を二酸化炭素排出量優先ルートとして探索してもよい。

また、上記実施形態では、外部メモリ１７に各リンクの両端の高低差Ｈを記憶しておき、燃料消費量Ｑを算出する際に、この外部メモリ１７に記憶された各リンクの両端の高低差Ｈに基づいて係数ｂを算出する例を示したが、このような例に限定されるものではなく、例えば、外部メモリ１７に各リンクの両端の標高情報を記憶しておき、燃料消費量Ｑを算出する際に、この外部メモリ１７に記憶された各リンクの両端の標高情報に基づいて係数ｂを算出するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、図１０に示した二酸化炭素排出量比較画面表示処理、図１２に示した所要時間比較画面表示処理、図１４に示した所要距離比較画面表示処理において、二酸化炭素排出量優先ルート（ＣＯ_２優先ルート）と時間優先ルート、距離優先ルートを比較する画面を表示する例を示したが、このような例に限定されるものではなく、例えば、一般道路を優先して走行する一般道優先ルートを探索する一般道優先ルート探索処理、高速道路を優先して走行する一般道優先ルートを探索する高速道優先ルート探索処理、別ルートを探索する別ルート探索処理等によって探索された各経路と比較する画面を表示するようにしてもよい。

なお、上記実施形態における構成と特許請求の範囲の構成との対応関係について説明すると、Ｓ２０４が二酸化炭素排出量算出手段に相当し、Ｓ２０６が二酸化炭素最小経路探索手段に相当し、外部メモリ１７が記憶手段に相当し、時間優先ルート探索処理、距離優先ルート探索処理、一般道優先ルート探索処理、高速道優先ルート探索処理等が経路探索手段に相当し、Ｓ６００が総二酸化炭素排出量算出手段に相当し、Ｓ６０２が二酸化炭素排出量比較画面表示手段に相当し、時間優先ルート探索処理が時間優先経路探索手段に相当し、Ｓ７００が所要時間算出手段に相当し、Ｓ７０２が所要時間比較画面表示手段に相当し、距離優先ルート探索処理が距離優先経路探索手段に相当し、Ｓ８００が所要距離算出手段に相当し、Ｓ８０２が所要距離比較画面表示手段に相当する。

本発明の一実施形態に係る経路探索装置の構成を示す図である。 経路探索処理のフローチャートである。 二酸化炭素排出量優先ルート探索処理のフローチャートである。 距離Ｄと高低差Ｈの関係について説明するための図である。 現在地を出発地として目的地までの各リンクの燃料消費量を算出する例について説明するための図である。 各リンクの燃料消費量の算出例について説明するための図表である。 時間優先ルート探索処理のフローチャートである。 距離優先ルート探索処理のフローチャートである。 距離優先ルート探索処理により探索されたルートの表示例を示す図である。 二酸化炭素排出量比較画面表示処理のフローチャートである。 二酸化炭素排出量の比較画面の表示例を示す図である。 所要時間比較画面表示処理のフローチャートである。 所要時間の比較画面の表示例を示す図である。 所要距離比較画面表示処理のフローチャートである。 所要距離の比較画面の表示例を示す図である。

符号の説明

１…ナビゲーション装置、３…ＶＩＣＳセンタ、１０…位置検出器、
１１…地磁気センサ、１２…ジャイロスコープ、１３…距離センサ、
１４…ＧＰＳ受信機、１５…地図データ入力器、１６…操作スイッチ群、
１７…外部メモリ、１８…表示装置、１９…リモコンセンサ、１９ａ…リモコン、
２０…送受信機、２１…制御回路。

Claims (7)

1. 車両の内燃機関から排出される二酸化炭素排出量を、出発地から目的地に至る各区間毎に算出する二酸化炭素排出量算出手段と、
   前記二酸化炭素排出量算出手段により算出された各区間の二酸化炭素排出量に基づいて前記出発地から目的地までの総二酸化炭素排出量が最小となる二酸化炭素最小経路を探索する二酸化炭素最小経路探索手段と、を備えた経路探索装置であって、
   前記各区間の両端の高低差を表す情報を記憶する記憶手段を備え、
   前記二酸化炭素排出量算出手段は、前記記憶媒体に記憶された前記各区間の両端の高低差を表す情報に基づいて道路勾配が平坦であると判定した場合、摩擦係数をμ、車両重量をｍ、重力加速度をｇとして、係数ｂ＝μｍｇを算出し、当該係数ｂを前記区間の距離Ｄに乗算して前記区間毎の距離に応じて変化する二酸化炭素排出量を特定するとともに、前記区間毎の走行時間に応じて変化する二酸化炭素排出量を特定し、更に、車両重量をｍ、平均車速をｖとして、（１／２）ｍｖ²として算出することができる前記区間毎の停止回数に応じて変化する二酸化炭素排出量とを個別に特定し、該特定した各二酸化炭素排出量を合計して前記区間毎の二酸化炭素排出量を算出することを特徴とする経路探索装置。
2. 車両の内燃機関から排出される二酸化炭素排出量を、出発地から目的地に至る各区間毎に算出する二酸化炭素排出量算出手段と、
   前記二酸化炭素排出量算出手段により算出された各区間の二酸化炭素排出量に基づいて前記出発地から目的地までの総二酸化炭素排出量が最小となる二酸化炭素最小経路を探索する二酸化炭素最小経路探索手段と、を備えた経路探索装置であって、
   前記各区間の両端の高低差を表す情報を記憶する記憶手段を備え、
   前記二酸化炭素排出量算出手段は、前記記憶媒体に記憶された前記各区間の両端の高低差を表す情報に基づいて道路勾配が上りであると判定した場合、摩擦係数をμ、車両重量をｍ、重力加速度をｇ、区間の距離をＤ、区間の高低差をＨとして、係数ｂ＝（ｍｇ／Ｄ）・（μＤ√（１−（Ｈ／Ｄ）²）＋Ｈ）を算出し、当該係数ｂを前記区間の距離Ｄに乗算して前記区間毎の距離に応じて変化する二酸化炭素排出量を特定するとともに、前記区間毎の走行時間に応じて変化する二酸化炭素排出量を特定し、更に、車両重量をｍ、平均車速をｖとして、（１／２）ｍｖ²として算出することができる前記区間毎の停止回数に応じて変化する二酸化炭素排出量を個別に特定し、該特定した各二酸化炭素排出量を合計して前記区間毎の二酸化炭素排出量を算出することを特徴とする経路探索装置。
3. 車両の内燃機関から排出される二酸化炭素排出量を、出発地から目的地に至る各区間毎に算出する二酸化炭素排出量算出手段と、
   前記二酸化炭素排出量算出手段により算出された各区間の二酸化炭素排出量に基づいて前記出発地から目的地までの総二酸化炭素排出量が最小となる二酸化炭素最小経路を探索する二酸化炭素最小経路探索手段と、を備えた経路探索装置であって、
   前記各区間の両端の高低差を表す情報を記憶する記憶手段を備え、
   前記二酸化炭素排出量算出手段は、前記記憶媒体に記憶された前記各区間の両端の高低差を表す情報に基づいて道路勾配が下りであると判定した場合、摩擦係数をμ、車両重量をｍ、重力加速度をｇ、区間の水平距離をＬ、区間の距離をＤ、区間の高低差をＨとして、μｍｇＬ≧ｍｇＨの場合には、係数ｂ＝（ｍｇ／Ｄ）・（μＤ√（１−（Ｈ／Ｄ）²）−Ｈ）を算出し、μｍｇＬ＜ｍｇＨの場合には、係数ｂ＝０とし、前記係数ｂを前記区間の距離Ｄに乗算して前記区間毎の距離に応じて変化する二酸化炭素排出量を特定するとともに、前記区間毎の走行時間に応じて変化する二酸化炭素排出量を特定し、更に、車両重量をｍ、平均車速をｖとして、（１／２）ｍｖ²として算出することができる前記区間毎の停止回数に応じて変化する二酸化炭素排出量とを個別に特定し、該特定した各二酸化炭素排出量を合計して前記区間毎の二酸化炭素排出量を算出することを特徴とする経路探索装置。
4. 前記二酸化炭素排出量算出手段は、前記車両の内燃機関の排気量および前記車両の燃料種別により特定される係数を前記区間毎の走行時間に乗算して前記区間毎の走行時間に応じて変化する二酸化炭素排出量を算出することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の経路探索装置。
5. 前記二酸化炭素排出量と異なる評価値を用いて出発地から目的地までの総評価値が最小となる経路を探索する経路探索手段と、
   前記経路探索手段により探索された前記経路に対して、出発地から目的地までの総二酸化炭素排出量を算出する総二酸化炭素排出量算出手段と、
   前記総二酸化炭素排出量算出手段により前記経路に対して算出された前記総二酸化炭素排出量と前記二酸化炭素最小経路の総二酸化炭素排出量とを比較する二酸化炭素排出量比較画面を表示する二酸化炭素排出量比較画面表示手段と、を備えたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の経路探索装置。
6. 出発地から目的地までの所要時間が最小となる時間優先経路を探索する時間優先経路探索手段と、
   前記二酸化炭素最小経路探索手段により探索された前記二酸化炭素最小経路に対して出発地から目的地に至る所要時間を算出する所要時間算出手段と、
   前記所要時間算出手段により前記二酸化炭素最小経路に対して算出された出発地から目的地に至る所要時間と前記時間優先経路の出発地から目的地に至る所要時間を比較する所要時間比較画面を表示する所要時間比較画面表示手段と、を備えたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の経路探索装置。
7. 出発地から目的地までの所要距離が最小となる距離優先経路を探索する距離優先経路探索手段と、
   前記二酸化炭素最小経路探索手段により探索された前記二酸化炭素最小経路に対して出発地から目的地に至る所要距離を算出する所要距離算出手段を備え、
   前記所要距離算出手段により算出された前記二酸化炭素最小経路の出発地から目的地に至る所要距離と前記距離優先経路探索手段により探索された前記距離優先経路の出発地から目的地までの所要距離とを比較する所要距離比較画面を表示する所要距離比較画面表示手段と、を備えたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の経路探索装置。

Images