JP4673530B2 - 出発地から目的地までのルート検出方法およびルート検出装置 - Google Patents

Description

【０００１】
技術分野
本発明は、請求項１の上位概念による、出発地から目的地までのルートを、デジタル地図を基礎にして検出する方法に関する。このデジタル地図は実際の道路網をそれぞれ抵抗とノードを有するエッジにマッピングする。ここではルート探索アルゴリズムによってルートに対して最適化されたエッジがルートテーブルに記憶され、このルートに対して少なくとも１つの中間目的地が予め定義される。
【０００２】
本発明はさらに請求項１１の上位概念による、出発地から目的地までのルートを、メモリに記憶されたデジタル地図を基礎にして検出する装置に関し、このデジタル地図は実際の道路網をそれぞれ抵抗とノードを有するエッジにマッピングする。
【０００３】
従来の技術
移動手段、例えば自動車、飛行機または船舶では、固定的に設置されたナビゲーションシステムが移動手段の運転者を迅速、簡単かつ安全に所望の目的地へ案内する。このとき運転者は前もって時間を掛けてルートを計画したり、相応の地図材料を入手して研究する必要がない。このために例えば相応の地図または道路地図に基づくナビゲーションデータがナビゲーション装置に、例えばＣＤ−ＲＯＭに記憶されて存在する。ナビゲーション装置は例えばＧＰＳ（Global Positioning System）を使用して瞬時の立地点を検出し、所定の目的地に至る相応のナビゲーション指示を計算する。ここでナビゲーションデータは有利には自動車用の道路および経路についてのデータを含んでいる。
【０００４】
従来のナビゲーション装置で自動車の運転者は、計算すべきルートの経過を種々多様に調整することができる。すなわち、種々の最適化基準、例えば「最短ルート」、「高速ルート」、「一般道優先」などの選択によって、手動または情報通信により決められた道路区間（ルート計算の際にこの道路区間に迂回するか、またはこの道路区間が優先される）の制御によって、または１つまたは複数の中間目的地（これらを順に走行すると最終目的地に到達する）の定義によって調整することができる。しかし運転者の希望「カッセルからハノーバーを経由してミンデンまで走行したい」に対しては最後に述べた手段しか提供されていない。運転者はハノーバーの中に、例えば市街中心地である中間目的地を定義し、その後に２つのルート計算が行われる。すなわちカッセルからハノーバーまでの第１のルートと、ハノーバーからミンデンまでの第２のルートが計算される。２つのルートを相互につなぐことにより全体ルートが得られる。例えばアンパイン社のナビゲーションシステム“ＧＰShuttle NVE-N055VP”では５つまでの中間目的地を選択することができる。
【０００５】
しかし中間目的地を使用する場合に、中間目的地の数に相応して複数の相互に依存しないルート計算を行うことは欠点である。すなわちまず、実際位置から中間目的地までの部分ルートが決定され、次に後者の中間目的地から次の目的地までの部分ルートが、そして最後に本来の目的地までの部分ルートが決定される。しかしここでそれぞれの部分ルートは最適化されても、全体ルートは最適化されない。中間目的地として地点ではなく、地域、例えばハノーバー市街地域を入力しても、ルートの最適化はこの地域の周辺まで行われるだけである。したがって第１の部分ルートは冒頭に述べた場合では、ハノーバー周辺部のどこかで終了する。この地点が正確にはハノーバー周辺のどこに存在するかは、スタート点からこの中間目的地までのルートにだけ依存する。しかしハノーバー周辺にあるこの地点を以降のルート、例えば目的地または次の中間目的地を基準にして最適化することは行われない。そのため場合によっては、中間目的地の領域で不利なルート案内、無意味な転回、または強制的な市街地通過が生じる。
【０００６】
本発明の説明、課題、解決手段、利点
本発明の課題は上記の形式の方法を改善し、上記の欠点を除去し、最適ルートの計算が、ナビゲーション方法の使用者が中間目的地を入力しても保証されるようにすることである。
【０００７】
この課題は請求項１の特徴部分に記載した方法によって解決され、請求項１１の特徴部分に記載した装置によって解決される。
【０００８】
このために本発明の方法では、少なくとも１つの中間目的地を移行領域としてエッジ群の形態で定義する。ここではルートの決定の際に出発地から全ての中間目的地を介して目的地に至る全ルートの抵抗が最小化される。
【０００９】
このことの利点は、計算すべきルートの区間案内が移行領域（経由エリア）の設定により所期のように調整できることである。中間目的地による従来の方法とは異なり、出発位置から移行領域を介して目的地に至るルートが全体として最適化され、部分毎に最適化されるのではない。さらに運転者は具体的な中間目的地定義について考える必要がない。本発明により、ルート計算の後では任意の時点で、いずれかの可能な出発点ないし可能な車両位置から目的地まで、移行領域を介した最適ルートの得られることが保証される。このことにより目的地までの相応の距離、並びに残留走行時間または予想到着時間を常に表示することができる。出発地から目的地までのルート計算の際には、従来の所定の基準、例えば「最短ルート」、「高速ルート」等の他に、１つまたは複数の経由エリアも考慮され、経由エリアはユーザにより予め決定された順序で、計算されたルートに組み込まれる。
【００１０】
本発明の方法の有利な実施形態は請求項２から１０に記載されている。
【００１１】
有利な実施例では、各中間目的地が移行領域としてデジタル地図の平面領域の形態で定義され、これが相応する移行領域の平面領域にある相応のエッジに配属され、移行領域リストに記憶される。ここで第１のエッジ最適化は、目的地に相応する目的地エッジから始まって実行され、結果が第１のルートテーブルに記憶される。さらに所定の移行領域の数に相応する別の区間エッジ最適化が実行され、それぞれ別個の区間ルートテーブルに記憶され、第１エッジ最適化の終了時に、基本初期化および目的地初期化された移行領域リストに記憶された、相応の抵抗を有するエッジが第１のルートテーブルから更新される。そしてさらに各区間エッジ最適化の開始時にそれぞれ基本初期化された区間ルートテーブルに、移行領域リストのエッジの瞬時抵抗がエントリーされる。そしてさらに第１から最後の１つ前の区間エッジ最適化のそれぞれ終了時に、それぞれ瞬時の移行領域リストに記憶されたエッジの抵抗をそれぞれの区間ルートテーブルの相応するエッジの抵抗により更新する。そして最後の区間エッジ最適化の後、最後の区間ルートテーブルから始まって第１のルートテーブルまでこれらから１つのルートリストが合成されろ。その結果、出発地から１つまたは複数の中間目的地を介して目的地に至るルートの全体抵抗が最小となる。
【００１２】
有利にはルートリストの合成は次のように行う。すなわち、最後に実行された区間エッジ最適化の区間ルートテーブルから始まって、順次相応するエッジをルートリストにエントリーし、このエントリーをエッジに対するそれぞれの区間ルートテーブルに後続エッジが定義されなくなるまで行い、次の区間ルートテーブルおよび別の区間ルートテーブルを有するこのエッジにより第１のルートテーブルまで同じように実行し、そして区間ルートテーブルが処理される順序を移行領域リストで予め定めるのである。
【００１３】
有利な実施例では、移行領域リストには移行領域記述リストと移行領域インデクステーブルとが記憶される。ここで移行領域インデクステーブルは、移行領域と移行領域記述リストおよびルートテーブルとの配属関係を含む。またそれぞれの移行領域の移行領域記述リストは、所属の抵抗を備える配属されたエッジを含む。ここでは移行領域記述リストへの第１のエントリーとして抵抗０の目的地がエントリーされる。
【００１４】
基本初期化のために、全ての抵抗が無限大にセットされ、場合により記憶された後続エッジが消去される。これに対して目的地初期化のためには目的地に相応するエッジの抵抗が０にセットされる。
【００１５】
有利には移行領域は矩形、多角形、楕円または円形として、マークされた点、とりわけ都市、工業地帯、または高速道路出口の周辺に選択される。
【００１６】
移行領域の記述は意識的に空間として不鮮明なままにすることができる。なぜなら運転者はルート全体の調整を達成したいだけだからである。
【００１７】
有利には付加的な道路網影響を情報通信および／またはユーザにより定義された操作、例えば「前方に渋滞」−通行止めにより、ルート計算の際に考慮することができる。このことにより情報通信サービスプロバイダによるダイナミックなルート調整が可能であり、例えば交通量の多い部分を迂回することができる。ここでも車両のナビゲーション計算器は完全に自動のままであり、運転者のルートからの逸脱に対して自立的かつ迅速に応答することができる。
【００１８】
上記形式の装置では本発明により、少なくとも１つの中間目的地を入力および定義するための装置と、記憶装置とが設けられる。ここで中間目的地は移行領域としてデジタル地図の平面領域の形態で定義される。また前記記憶装置は、移行領域の特性および場合により順序を記憶する。
【００１９】
本発明の装置の有利な構成では、この装置はナビゲーション計算器、デジタル地図を実際の道路網のマップとして格納する大容量メモリ、センサ装置、位置決め装置、ルート探索装置、インデクスメモリ、インタフェース、スピーカ、表示装置、および入力装置を有する。
【００２０】
図面の簡単な説明
以下本発明を添付図面に基づき詳細に説明する。
【００２１】
図１は、デジタル地図の例を示す。
【００２２】
図２は、最適化ステップの概要を示す。
【００２３】
図３は、中間目的地なしの全体ルートを示す。
【００２４】
図４は、出発地から中間目的地までの部分ルートを示す。
【００２５】
図５は、中間目的地から目的地までの部分ルートを示す。
【００２６】
図６は、中間目的地ルート探索による、中間目的地を備えた全体ルートを示す。
【００２７】
図７は、中間目的地ルート探索なしでの、中間目的地を備えた全体ルートを示す。
【００２８】
図８は、デジタル地図の領域を区間および経由エリアに分割する様子を示す。
【００２９】
図９は、本発明によるルート探索のフローチャートである。
【００３０】
図１０は、経由エリアインデクステーブルと経由エリア記述リストとの関係を概略的に示す。
【００３１】
図１１は、最適化条件のフローチャートを示す。
【００３２】
図１２は、経由エリアリストとルートテーブルとの関係を概略的に示す。
【００３３】
図１３は、デジタル地図の道路網を例として示す。
【００３４】
図１４から図２２は、種々の最適化ステップの概略図である。
【００３５】
図２３は、全体ルートを示す。
【００３６】
図２４は、本発明の経由エリアルータ探索方法のフローチャートである。
【００３７】
図２５は、本発明の方法を実施するための装置の有利な実施例を示す。
【００３８】
図２６は、単に出発地と目的地だけを入力した際に計算されたルートの道路地図である。
【００３９】
図２７および図２７ａは、出発地と目的地、並びに中間目的地を地点の形態で入力した際に計算されたルートの道路地図である。
【００４０】
図２８および図２８ａは、出発地と目的地、並びに中間目的地を本発明の移行領域の形態で入力した際に計算されたルートの道路地図である。
【００４１】
本発明を実施するための最適手段
本発明の方法は、出発地から目的地までのルートを少なくとも１つのユーザ定義された中間目的地を介して、デジタル地図を基礎として検出する。このデジタル地図は相応に配属された抵抗を備えるエッジを含む。エッジは実際の道路網におけるそれぞれ実際の道路に相当する。ここで中間目的地は正確に入力されるのではなく、空間的に不鮮明に面領域として入力される。ルート計算の際には、ルートに所属する全てのエッジの全体抵抗が最小化される。ここでは中間目的地内でも複数のエッジを選択することができ、中間目的地内でのエッジ選択は本発明の方法によりルートの全体抵抗が最小になるよう行われる。
【００４２】
以下本発明の方法を、例として具体的実施例に基づき詳細に説明する。まず図１から図７を参照して、デジタルデータないしデジタル地図による実際の道路網のマッピング、並びにルート探索アルゴリズムによるその使用について詳細に説明する。
【００４３】
図１からわかるように、道路網は数学的処理のためルートアルゴリズムによって、エッジｋとノードｐを有するグラフに表示される。ここでエッジは相応の道路を表し、ノードは道路または道路網の相応の合流分岐点を表す。図１には８つのエッジｋ１，ｋ２，ｋ３，ｋ４，ｋ５，ｋ６，ｋ７，ｋ８、並びに８つのノードｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐ４，ｐ５，ｐ６，ｐ７，ｐ８が示されている。実際の道路交通では、交通の流れは方向性を有するから、エッジｋも方向性のあるベクトルとして示されなければならない。エッジｋにはさらに抵抗、いわゆる区間抵抗が配属されている。この抵抗は、道路網においてノードから次のノードまで走行するための費やす測定量を表す。例えばエッジ長は区間抵抗として使用される。択一的に平均交通速度を算入して、エッジでの走行時間をそれぞれの区間抵抗と見なすこともできる。ノードには付加的に操縦抵抗を割り当てることができる。全ての最適経路アルゴリズムは最終的に、スタートエッジと目的地エッジとの間のルートを、方向性を有するグラフにおいて検出することである。すなわち求められたルートのエッジの区間抵抗の総和が最小であるような特性を有するグラフにおいて検出することである。
【００４４】
ルート計算のための標準的アルゴリズムとして、ＦｏｒｄないしＭｏｏｒｅによるグラフ理論から公知の最適経路アルゴリズムに基づく方法が用いられる。ここでこのアルゴリズムは実際の車両ナビゲーションシステムでの使用に対する特別の要求に適合されている。
【００４５】
この種の最適経路アルゴリズムはルート計算のために逆行反復性に動作し、グラフにおいて全てのエッジを調査し、目的地エッジへの最良経路を基準にして評価する。言い替えると、目的地エッジから出発して逆行性に各反復ステップにおいて、抵抗の点でより有利な経路をリスト上のエッジ（このエッジは先行する反復ステップで最適化されている）で調査するのである。結果としてこの方法は、グラフ内の各エッジから目的地エッジまでの最適ルートを提供する。計算結果を表示するためにナビゲーション装置のメモリにはいわゆるルートテーブルがファイルされている。この種のテーブルは、図１に示されたグラフに対する例として次のようなものである。
【００４６】
【表１】

【００４７】
グラフ内の各エッジに対してテーブルには、目的地エッジまでの抵抗と、目的地方向に続く後続エッジが示されている。初期値として抵抗は無限大「∞」にセットされ、後続エッジは未定義「−」にセットされる。抵抗の行および後続エッジの行での正符号はそれぞれのエッジをその矢印方向で考察することを、負符号はそれぞれのエッジをその矢印方向とは反対の方向で考察することを意味する。
【００４８】
反復的最適化の開始の前に、目的地エッジがルートテーブルで抵抗０により初期化される。目的地エッジの例としてまずエッジｋ１を用いる。このようにして目的地初期化の後の記憶されたルートテーブルは次のようになる。
【００４９】
【表２】

【００５０】
さらに目的地エッジｋ１が、すでに最適化されたエッジのリストにエントリーされる。このリストはナビゲーション装置に記憶されている。これによりすでに最適化されたリストとして次のリスト１が得られる。
【００５１】
【表３】

【００５２】
さらに、次の最適化ステップで検査すべきエッジを記憶するための第２のリストが設けられる。このリストは本方法の開始時には次のリスト２のように空である。
【００５３】
【表４】

【００５４】
本方法は上記の初期化の後、リスト１に挙げられた全てのエッジを車両の仮想実際位置と見なし、この「実際エッジ」と合流分岐する全てのエッジ、いわゆる「合流エッジ」に対して最適化検査（Ｏ）を実行する。これらは前記の例（図１参照）では、実際エッジ＋ｋ１と合流分岐するエッジ−ｋ１，＋ｋ２および−ｋ３（＝合流エッジ）がそうである。ここでは図２に示したような状況が生じる。ここでＯ１ａ、Ｏ１ｂおよびＯ２ｃはそれぞれ最適化検査を表す。エッジｋ１は実際エッジであるのに対し、エッジｋ２とｋ３は合流エッジである。最適化に対して、車両は合流エッジの１つに、実際エッジへの走行方向で存在することが仮定される。最適化検査では次にそれぞれの合流エッジの目的地までの抵抗が、その合流エッジが実際エッジを介して目的地まで至るとしたら有することとなる抵抗と比較される。これがいわゆる抵抗最適化条件である。
【００５５】
抵抗（合流エッジ）＞区間抵抗（合流エッジ）＋抵抗（実際エッジ）
ここで「抵抗」は、ルートテーブルにエントリーされた抵抗および「区間抵抗」を表す。区間抵抗は、グラフ（図１参照）においてそれぞれのエッジに配属された区間抵抗である。言い替えると最適化条件として、合流エッジからの古い既存ルートが、実際エッジを使用した新たなルートより劣るか否かが検査される。実際エッジを介するルートがより最適であることが判明すると、最適化が行われる。図２に相応して、次の最適化関係が得られる。
【００５６】
【表５】

【００５７】
各実際−合流エッジ関係に対して最適化検査が行われる。この最適化検査を合流エッジｋ２（最適化Ｏ１ｂ）の例で説明する。最適化検査では、目的地までの合流エッジ＋ｋ２の古いルートテーブル抵抗が、この合流エッジが実際エッジを介して目的地に至るとしたら有することとなる抵抗と比較される。
【００５８】
Ｒ_{ＲＴ，Ｉｓｔ（＋ｋ１）}＋Ｒ_{Ｋａｎｔｅ，Ａｎｋ（ｋ２）}＜Ｒ_{ＲＴａｌｔ，Ａｎｋ（ｋ２）}
ここで、
Ｒ_{ＲＴ，Ｉｓｔ（＋ｋ１）}は、目的地までの実際エッジ＋ｋ１の、ルートテーブルからの抵抗、
Ｒ_{Ｋａｎｔｅ，Ａｎｋ（ｋ２）}は、合流エッジｋ２のエッジ抵抗、
Ｒ_{ＲＴａｌｔ，Ａｎｋ（ｋ２）}は、合流エッジ＋ｋ２の、ルートテーブルからの抵抗。
【００５９】
条件が満たされるとき、すなわち合流エッジの新たな抵抗が古い抵抗より小さいときに最適化が行われる。合流エッジの抵抗はルートテーブルにおいて新たな比較的小さな値により置換され、後続エッジとして実際エッジがエントリーされ、最適化された合流エッジがリスト２に記録される。
【００６０】
全てのエッジがリスト１から、すでに述べたように処理されれば、リスト１とリスト２が交換される。すなわち次の最適化に対する出発点は最後のステップで最適化されたエッジである。この方法は、リスト１が空であることが発見されるとき、すなわち先行する実行で最適化されたエッジが存在しないときに終了する。
【００６１】
以下まず冒頭に述べた全体ルートを単に部分最適化した場合の問題点について説明する。すなわち個々の部分ルートを相互に依存しないで順次最適化する場合の問題点を説明する。引き続き本発明を説明することにより、従来技術に対する本発明の効果がより一層明りょうになるであろう。
【００６２】
図３には考察する道路網が示されている。ここで矢印１０はルート方向を示す。ここではエッジｋ２以外の全てのエッジが抵抗値１０を有しており、エッジｋ２だけは抵抗値１５を有することを前提とする。目的地はエッジｋ８である。ここでは瞬時の実際位置（エッジｋ１）から目的地ｋ８までの最適ルートが検出される。前に述べたＦｏｒｄ、Ｍｏｏｒｅによる最適経路アルゴリズムと、抵抗を基準にした相応の最適化規則を適用すると、同じように図３に示すルートが得られる。これの全体抵抗は４５である。
【００６３】
次にこの例を、エッジｋ４，ｋ５，ｋ６からなる中間目的地１２だけ拡張する。これが図４から図６に示されている。瞬時の実際位置（エッジｋ１）から中間目的地１２を介して目的地（エッジｋ８）に至るルートは、順次計算される２つの部分ルートに分割される。部分ルートの計算は両方の場合とも、冒頭に述べた方法および最適化規則に従って行われる。まず瞬時実際位置（エッジｋ１）から中間目的地１２までの第１の部分ルートが決定される。図４に示すように第１の部分ルートの抵抗は２０である。第２の部分ルートは、中間目的地１２にある第１の部分ルートの終点から目的地までで決定される。これが図５に示されており、抵抗は４０である。図４と図５の２つの部分ルートを順次追加することにより、図６に示した全体ルートが得られる。この全体ルートは出発地（エッジｋ１）から中間目的地１２を介して目的地（エッジｋ８）に至る。このようにして得られたルートは２０＋４０＝６０の抵抗を有する。
【００６４】
この図６の全体ルートを冒頭に述べた図３のルートと比較すると、中間目的地１２を介して発見されたルートは出発地（エッジｋ１）から中間目的地１２を介して目的地（エッジｋ８）に至る最適全体ルートではないことがわかる。冒頭で検出された図３のルートは実際位置（エッジｋ１）から目的地（エッジｋ８）までの４５の抵抗値を有しており、同じように中間目的地１２を経由する。従ってこのルートは、図７に示したものよりも中間目的地１２を介するルートとしてより適切なものであることがわかる。この例は、これまでのルート計算方法では実際位置から目的地までの所定の中間地点を介した最適ルートを求めることができないことを示すものである。
【００６５】
次の本発明によれば、従来必要であった情報、すなわち例えばＧＰＳ位置決めから得られる出発地、およびユーザによりユーザインタフェースを介して入力された目的地の他に、１つまたは複数の所定の移行領域が使用される。この移行領域を以下、経由エリアと称する。経由エリアは例えば通常の地理的座標を介して特定される。この地理的座標には所定の幾何形状、例えば円形、矩形、多角形または楕円がマッピングされる。ナビゲーション装置のメニュー点を介してインデクスから選択するほかに、ユーザは有利には点を地図から選択することもできる。経由エリアの形状、例えば楕円、矩形または円形と大きさも有利にはメニューないしメニュー点を介して選択することができ、または地図で直接変更することができる。ここでは以下の周辺条件が与えられる。
【００６６】
出発地、目的地および経由エリア間の相応の最短距離により領域の最大サイズと最小サイズが選択される。この領域をユーザないし運転者は経由エリアを介して選択することができる。距離の大きいことは比較的に大きな最小値および最大値を生ずる。経由エリアとして特定された領域で、経由エリアエッジとして適切なエッジが使用できない場合には、領域を拡大して少なくとも１つの適切なエッジが見出されるようにする。
【００６７】
ルートから接触する経由エリアまでの順序はまず入力順序によって設定される。ユーザないし運転者はさらに経由エリアの順序を並び替えることができる。経由エリアとその順序は移行領域インデクステーブルないし経由エリアインデクステーブル（以下、ＶＡＩＴと称する）に記憶される。経由エリアの地理的記述に基づいて、この経由エリアに配属されたエッジが移行領域記述リストないし経由エリア記述リスト（以下、ＶＡＤＬと称する）に記憶される。このリストにはエッジ自体の他に、ルート計算に必要な所定の特性も記憶される。従って経由エリアの完全にな記述はＶＡＩＴとＶＡＤＬによって共通に与えられる。この２つは共に以下、移行領域リストないし経由エリアリストまたは単にＶＡＬと称する。
【００６８】
目的地および場合により出発地を入力し、使用すべき経由エリアを特定した後、以下に説明するルート探索が所望の基準によりスタートする。
【００６９】
経由エリアルート探索では、全体ルートが個々の区間に分割される。これが図８に示されている。しかし区間の境界は従来技術による中間目的地ルート探索とは異なり、鮮明に相互に隣接しているのではなくむしろ重なり合っている。しかし分かり易くするため、第１から第４の経由エリア４１〜４４を所定の区間に配属する。区間の標識と計数は観察の仕方による。区間ないしルート（以下、第１から第４のルート区間２１〜２４と称する）は瞬時の車両位置から目的地方向で計数される。最適化の観点では、区間を目的地から計数する。以下、第１から第４の最適化区間３１〜３４と称する。経由エリアの領域にはある程度の対応不鮮明さが生じる。なぜなら、ルートが両方の区間で記述されるからである。経由エリアのエッジ特性が目的地方向で既知である最適化から出発して、これらは以前に最適化された区間に常に加算計数される。従って目的地自体は区間には所属せず、第４の経由エリア４４と見なされる。
【００７０】
本発明の経由エリアルート探索が図９にフローチャートとして示されており、次の部分に分割されている。ステップ５０でのスタート、ステップ５１でのルートテーブルの初期化、ステップ５２での経由エリアの初期化、ステップ５３でのグラフのエッジの最適化、ステップ５４での区間全体が最適化されたか否かの検出、ステップ５４での否定の場合には（分岐５８）ステップ５５での経由エリアリストの更新、ステップ５４での肯定の場合には（分岐５９）ステップ５６でのルートリストの合成、そしてステップ５７での終了である。
【００７１】
経由エリアルート探索の方法は、Ｆｏｒｄ、Ｍｏｏｒｅの最適経路アルゴリズムに基づく。ここではグラフのエッジの特性を記述するためにルートテーブルが使用される。各区間をそれ自体で記述することができるようにするため、各区間毎にルートテーブルが設けられる。これを以下、ルート区間テーブルと称する。これらルート区間テーブル間を参照するためにＶＡＬが使用される。さらに最適化すべきエッジおよびすでに最適化されたエッジを記憶するために２つのリストが設けられている。
【００７２】
ルートテーブルは、道路網エッジ全体の特性を、目的地へのルートの区間に関して記述したものである。各エッジは、エッジの特性を矢印方向でも反対方向でも含むエントリーによってマッピングされる。次のテーブルはＭエッジに対して基本初期化されたルートテーブルである。
【００７３】
【表６】

【００７４】
経由エリアルート探索では、各ルート区間が別個のルートテーブルに記述される。なぜならエッジおよび後続エッジの目的地までの抵抗は区間が異なれば異なることがあるからである。
【００７５】
経由エリアの記述、およびグラフ中の所属のエッジとの結合の記述は、相互に結合された経由エリアインデクステーブル（ＶＡＩＴ）および経由エリア記述リスト（ＶＡＤＬ）によって行われる。ＶＡＩＴには経由エリア全体が含まれている。このテーブルへのエントリー順序によってルート中の順序（経由エリア１がルートの第１経由エリアである等々）が決定される。第１のエントリーは経由エリアを含まず、単に第１のルート区間のルートテーブルを参照するためにだけ用いる。ＶＡＩＴにある最後のエントリーは本来の目的地であり、従ってルート探索でのフロー制御が単純化される。各経由エリアにはＶＡＩＴでルートテーブルが配属される。最後のエントリーは目的地に相当し、従って対応する区間を有していないから、これには取り決めとしてルート区間テーブルを割り当てない。
【００７６】
【表７】

【００７７】
各経由エリアに対してＶＡＩＴには、経由エリアに所属するエッジのリスト（ＶＡＤＬ）への参照が記憶される。各エッジに対して経由エリアインデクスの他に、目的地までの抵抗が両方向の各々に対して記憶される。エッジをリストにエントリーする際には、両方向に対して抵抗が無限大にセットされる。
【００７８】
【表８】

【００７９】
図１０は、ＶＡＩＴとＶＡＤＬの関係を示す。ＶＡＩＴ１６の各経由エリア（ＶＡ）１４には、ＶＡＤＬ１８の相応するエッジが配属される。ＶＡＩＴの第１エントリー６０は空である。第１経由エリア６１にはエッジＫ１（ＶＡ１）７０とＫ２（ＶＡ１）７１が配属される。第２経由エリア６２にはエッジＫ１（ＶＡ２）７２，Ｋ２（ＶＡ２）７３およびＫ３（ＶＡ２）７４が配属される。第３経由エリア６３にはエッジＫ１（ＶＡ３）７５とＫ２（ＶＡ３）７６が配属される。（Ｎ−１）番目の経由エリア６４にはエッジＫ１（ＶＡ（Ｎ−１））７７、Ｋ２（ＶＡ（Ｎ−１））７８およびＫ３（ＶＡ（Ｎ−１））７９が配属される。Ｎ番目の経由エリア６５は目的地に相当し、これにはエッジＫ１（目的地）８０，Ｋ２（目的地）８１，Ｋ２（目的地）８２およびＫ３（目的地）８３が配属される。
【００８０】
経由エリアルート探索の最適化は部分的には従来のルート探索の最適化に相当する。すでに最適化されたエッジを記憶するために、従来のルート探索と同じようにリスト１が使用される。リスト２は、次の最適化ステップで検査すべきエッジを含んでいる。実際エッジから全合流エッジが検査される。これは前に図２に基づいて詳細に説明したのと同じである。本発明の経由エリアルート探索では各区間が固有のルートテーブルで最適化されるから、従来のルート探索の最適化に対する条件を使用することができる。
【００８１】
次に本発明のルート探索、ないしグラフのエッジの最適化について詳細に説明する。まず瞬時区間のルートテーブルが基本初期化される。ここでは抵抗が無限大にセットされ、後続エッジが消去される（テーブル６参照）。ルートテーブルのこの基本初期化の後、最後の経由エリアのエッジの抵抗がＶＡＤＬ（テーブル８参照）からルートテーブルにエントリーされ、エッジが最適化すべきエッジのリストに記録される。このエッジの後続エッジは初期値、すなわち後続エッジなしにセットされ、これにより別のルート記述を次のルート区間のルートテーブル内で見出すべきことを指示する。第１の最適化すべき区間に対してはＶＡＩＴ（テーブル７参照）の最後のエントリーが使用される。取り決めに従いここでは目的地自体が取り扱われる。これにより第１最適化区間に対して特別処理を実行する必要がない。
【００８２】
ルートテーブルおよび経由エリアないしＶＡＩＴとＶＡＤＬの初期化の後に本来のルート探索が行われる。図１１に示した最適化規則に基づいて、ルート区間の最適化が実行される。ステップ９０でエッジ最適化が開始される。ステップ９１で最適化に対する次の条件が検査される：
Ｒ_{ＲＴ，Ｉｓｔ}＋Ｒ_{Ｋａｎｔｅ，Ａｎｋ}＜Ｒ_{ＲＴＡｌｔ，Ａｎｋ}
ここで、
Ｒ_{ＲＴ，Ｉｓｔ}は、ルートテーブルからの、目的地までの実際エッジの抵抗、
Ｒ_{Ｋａｎｔｅ，Ａｎｋ}は、合流エッジのエッジ抵抗、
Ｒ_{ＲＴＡｌｔ，Ａｎｋ}は、ルートテーブルからの、合流エッジの抵抗である。
【００８３】
言い替えると、ルートテーブルにエントリーされた実際エッジの抵抗と合流エッジのエッジ抵抗との和が、ルートテーブルにエントリーされた合流エッジの古い抵抗よりも小さいときには、それぞれのエッジを最適化しなければならない。この検査結果が「肯定」であれば分岐９２へ進み、検査結果が「否定」であれば分岐９３へ進む。分岐９２ではステップ９４で、相応するエントリーがルートテーブルで更新される。ここでは合流エッジの抵抗がルートテーブルで更新され、実際エッジが後続エッジとしてエントリーされる。ステップ９５でエッジ最適化は終了する。
【００８４】
図１１によるエッジ最適化はリスト１にエントリーされた全てのエッジに対して行われる。これら全てのエッジが相応の処理されると、次にリスト１とリスト２が交換される。すなわち次の最適化に対する出発点は最後のステップで最適化されたエッジである。この方法は、リスト１が空であることが発見されるときに終了する。
【００８５】
続いてＶＡＬが次のようにして更新される。上に述べた瞬時区間のグラフのエッジが最適化された後、後続区間の経由エリアの抵抗値がＶＡＤＬで更新される。これらの値は次の区間の最適化の出発点をである。次の区間が最後に最適化すべき区間である場合には、すなわち第１ルート区間である場合には、ＶＡＬの更新ではなく次のステップが実行される：
最後の最適化区間３４（図８）の最適化の後、ルートリストが個々の区間の個々のルートテーブルおよびＶＡＬから形成される。瞬時の車両位置（出発地）のエッジに基づき、このエッジが第１ルートテーブル中の後続連鎖に相応してルートリストに記述される。次の経由エリアは後続エッジを有しない第１のエッジに到達する。ＶＡＩＴに相応して次のルート区間のルートテーブルが求められる。このルートテーブルでは、最後に処理されたエッジから始まって連鎖が目的地方向で、後続エッジのない次のエッジまで追跡される。この方法は各区間毎に実行される。最後のルート区間では、後続エッジのないエッジは目的地エッジ自体に相当する。ＶＡＩＴにはさらなるルートテーブルへの参照が存在しない。従ってルートリストの合成が終了する。ルートリストを個々のルートテーブルから、ＶＡＬからの結合を用いて合成することが図１２に示されている。ルートはスタート１００（出発地）で始まる。そしてそれぞれのルート区間１，２，３の個々のルートテーブル１１０，１２０，１３０を、種々のルート探索後の瞬時のＶＡＬ１０２にある参照に従って繋ぎ合わせることによってルートが合成される。ＶＡＬはエントリー「ＶＡ−」１０３，「ＶＡ１」１０４，「ＶＡ２」１０５をそれぞれの経由エリア（ＶＡ）に対して含み、さらに「目的地」１０６を含む。ルートテーブル１１０，ｌ１２０，１３０は、エッジ＋ｋ１，＋ｋ２，＋ｋ３...＋ｋｎ１４１〜１４４と−ｋ１，−ｋ２，−ｋ３...−ｋｎ１５１〜１５４に対するそれぞれのエントリーを含む。
【００８６】
本発明の方法をさらに説明するため、次に本発明の方法による具体的なルート探索を詳細に説明する。出発点として図６の例示道路網を用いる。この道路網に対しては、エッジｋ２以外の全てのエッジが１０の抵抗を有し、エッジｋ２は１５の抵抗を有することを前提とする。目的地はここでもｋ８である。瞬時位置から、この目的地までの最適ルートが経由エリア１４を考慮して検出される。経由エリア１４にはエッジｋ４，ｋ５，ｋ６が所属する。目的地と経由エリア１４を定義した後、ＶＡＬに含まれる次のようなＶＡＩＴとＶＡＤＬが得られる：
【００８７】
【表９】

【００８８】
【表１０】

【００８９】
次に第１最適化ステップのルートテーブルが目的地から経由エリアまでテーブル１１に従って基本初期化される。ここでは各エントリーに対して抵抗が無限大にセットされ、後続エッジが消去される。
【００９０】
【表１１】

【００９１】
瞬時区間は最初に最適化すべき区間である。従ってＶＡＩＴの最後のエントリーを使用しなければならない。取り決めに従ってこれは目的地自体である。基本初期化の後、目的地のエッジの抵抗がＶＡＤＬからルートテーブルにエントリーされ、このエッジが最適化すべきエッジのリスト１（テーブル１３）に記録される。次のテーブル１２によるルートテーブルが得られる：
【００９２】
【表１２】

【００９３】
【表１３】

【００９４】
瞬時区間を最適化する際には、図１１による条件が基礎とされる。最適化ステップ１でリスト１トリスと２は次のようになる。
【００９５】
【表１４】

【００９６】
【表１５】

【００９７】
最適化ステップ１では、図１３に示された最適化ステップＯ１ａ１６１，Ｏ１ｂ１６２，およびＯ１ｃ１６３が実行される。最適化ステップＯ１ａ１６１では合流エッジ＋ｋ７に対して、このエッジの区間値と実際エッジのルートテーブルエントリーとから次の新たな値が得られる：
Ｒ_{ＲＴＮｅｗ，Ａｎｋ（＋ｋ７）}＝Ｒ_{ＲＴ，Ｉｓｔ（＋ｋ８）}＋Ｒ_{Ｋａｎｔｅ，Ａｎｋ（＋ｋ７）}
Ｒ_{ＲＴＮｅｗ，Ａｎｋ（＋ｋ７）}＝０＋１０
Ｒ_{ＲＴＮｅｗ，Ａｎｋ（＋ｋ７）}＝１０
合流エッジの新たな抵抗値は最適化条件（図１１）に相応して、このエッジの古い値と比較される。
【００９８】
Ｒ_{ＲＴＮｅｗ，Ａｎｋ（＋ｋ７）}＜Ｒ_{ＲＴ，Ａｌｔ，Ａｎｋ（＋ｋ７）}
１０＜∞
条件が満たされ、従ってエッジを最適化しなければならない。このために新たな抵抗と後続エッジ（実際エッジ）がルートテーブルにエントリーされる。合流エッジ＋ｋ８と−ｋ８の最適化はステップＯ１ｂ１６２とＯ１ｃ１６３では行われない。なぜなら目的地エッジは常に最小の抵抗を有するからである。従って最適化ステップ１の後に、テーブル１６から１８に示すような状態が、ルートテーブルおよびリスト１とリスト２に対して得られる：
【００９９】
【表１６】

【０１００】
【表１７】

【０１０１】
【表１８】

【０１０２】
次の最適化ステップ２のためにリスト１とリスト２は相互に交換され、テーブル１９と２０のようになる。
【０１０３】
【表１９】

【０１０４】
【表２０】

【０１０５】
最適化ステップ２では、図１４に示された最適化ステップＯ２ａ１６４とＯ２ｂ１６５がエッジにより次のテーブル２１に従って実行される：
【０１０６】
【表２１】

【０１０７】
最適化ステップＯ２ａ１６４とＯ２ｂ１６５は実質的に最適化ステップ１のそれに相当する。従ってこれらについては詳細に説明しない。最適化ステップ２の後のルートテーブルおよびリスト１とリスト２はテーブル２２から２４のようになる：
【０１０８】
【表２２】

【０１０９】
【表２３】

【０１１０】
【表２４】

【０１１１】
次の最適化ステップ３のために再びリスト１とリスト２が相互の交換されテーブル２５と２６になる。
【０１１２】
【表２５】

【０１１３】
【表２６】

【０１１４】
最適化ステップ３では、図１５に示した最適化ステップＯ３ａ１６６，Ｏ３ｂ１６７，Ｏ３ｃ１６８，Ｏ３ｄ１６９とＯ３ｅ１７０がエッジにより次のテーブル２７に従って実行される：
【０１１５】
【表２７】

【０１１６】
合流エッジ＋ｋ７に対しては実際エッジ−ｋ７を基準にして（Ｏ３ｄ１６９）このエッジの区間値と、実際エッジのルートテーブルエントリーとから次の新たな値が得られる：
Ｒ_{ＲＴＮｅｕ，Ａｎｋ（＋ｋ７）}＝Ｒ_{ＲＴ，Ｉｓｔ（ - ｋ７）}＋Ｒ_{Ｋａｎｔｅ，Ａｎｋ（＋ｋ７）}
Ｒ_{ＲＴＮｅｕ，Ａｎｋ（＋ｋ７）}＝２０＋１０
Ｒ_{ＲＴＮｅｕ，Ａｎｋ（＋ｋ７）}＝３０
合流エッジの新たな抵抗値は最適化条件（図１１）に相応してこのエッジの古い値と比較される。
【０１１７】
Ｒ_{ＲＴＮｅｕ，Ａｎｋ（＋ｋ７）}＜Ｒ_{ＲＴＡｌｔ，Ａｎｋ（＋ｋ７）}
３０＜１０
条件が満たされないから、最適化は行われない。合流エッジ−ｋ８の最適化（Ｏ３ｅ１７０）は行われない。なぜなら、目的地エッジは常に最小の抵抗を有するからである。最適化ステップ３の後にルートテーブルおよびリスト１トリスと２に対する以下の状態がテーブル２８から３０に示すように得られる：
【０１１８】
【表２８】

【０１１９】
【表２９】

【０１２０】
【表３０】

【０１２１】
次の最適化ステップ４のために再びリスト１トリスと２が互いに交換され、テーブル３１と３２のようになる。
【０１２２】
【表３１】

【０１２３】
【表３２】

【０１２４】
最適化ステップ４では図１６からわかるように最適化ステップＯ４ａ１７１，Ｏ４ｂ１７２，Ｏ４ｃ１７３，Ｏ４ｄ１７４，Ｏ４ｅ１７５，Ｏ４ｆ１７６およびＯ４ｇ１７７がエッジにより次のテーブル３３に従って行われる：
【０１２５】
【表３３】

【０１２６】
合流エッジ＋ｋ２と＋ｋ５（Ｏ４ａからＯ４ｅ）に対しては最適化が必要である。合流エッジ−ｋ６（Ｏ４ｆとＯ４ｇ）に対しては最適化は行われない。なぜなら、ルートテーブルにある合流エッジの瞬時抵抗が新たな抵抗より小さいからである。最適化ステップ４の後、ルートテーブルおよびリスト１トリスと２に対してテーブル３４から３６の状態が得られる：
【０１２７】
【表３４】

【０１２８】
【表３５】

【０１２９】
【表３６】

【０１３０】
次の最適化ステップ５のために再びリスト１とリスト２が互いに交換され、テーブル３７および３８のようになる。
【０１３１】
【表３７】

【０１３２】
【表３８】

【０１３３】
最適化ステップ５では図１７に示した最適化ステップＯ５ａ１７８，Ｏ５ｂ１７９，Ｏ５ｃ１８０，Ｏ５ｄ１８１，Ｏ５ｅ１８２，Ｏ５ｆ１８３，Ｏ５ｇ１８４，Ｏ５ｈ１８５，Ｏ５ｉ１８６，Ｏ５ｋ１８７およびＯ５ｌ１８８がエッジにより次のテーブル３９に従って行われる：
【０１３４】
【表３９】

【０１３５】
実際エッジ＋ｋ１を基準にした合流エッジ−ｋ１に対しては最適化（Ｏ５ａ）が必要である。なぜならこの合流エッジの抵抗はまだ無限大の値を有するからである。最適化ステップＯ５ｂからＯ５ｄの合流エッジと実際エッジに対しては最適化が必要ない。なぜならルートテーブルにあるそれぞれの合流エッジの瞬時抵抗は新たな抵抗より小さいからである。最適化ステップＯ５ｅかＯ５ｆの合流エッジと実際エッジに対しては最適化が必要である。なぜならそれぞれの合流エッジの抵抗はまだ無限大の値を有するからである。
【０１３６】
Ｏ５ａからＯ５ｆの最適化ステップの後、テーブル４０に示すルートテーブルに対する状態が得られる：
【０１３７】
【表４０】

【０１３８】
合流エッジ＋ｋ３と−ｋ４は以降の最適化ステップＯ５ｇおよびＯ５ｈで新たな合流エッジとなる。実際エッジ＋ｋ４を基準にした合流エッジ−ｋ４と＋ｋ３に対しては、これらエッジの区間値と実際エッジのルートテーブルエントリーとから次の新たな値が得られる：
Ｒ_{ＲＴＮｅｕ，Ａｎｋ（ - ｋ４）}＝Ｒ_{ＲＴ，Ｉｓｔ（＋ｋ４）}＋Ｒ_{Ｋａｎｔｅ，Ａｎｋ（ - ｋ４）}
Ｒ_{ＲＴＮｅｕ，Ａｎｋ（ - ｋ４）}＝４０＋１０
Ｒ_{ＲＴＮｅｕ，Ａｎｋ（ - ｋ４）}＝５０
Ｒ_{ＲＴＮｅｕ，Ａｎｋ（＋ｋ３）}＝Ｒ_{ＲＴ，Ｉｓｔ（＋ｋ４）}＋Ｒ_{Ｋａｎｔｅ，Ａｎｋ（＋ｋ３）}
Ｒ_{ＲＴＮｅｕ，Ａｎｋ（＋ｋ３）}＝４０＋１０
Ｒ_{ＲＴＮｅｕ，Ａｎｋ（＋ｋ３）}＝５０
合流エッジの新たな抵抗値は最適化条件（図１１）に相応してこのエッジの古い値と比較される。
【０１３９】
Ｒ_{ＲＴＮｅｕ，Ａｎｋ（ - ｋ４）}＜Ｒ_{ＲＴＡｌｔ，Ａｎｋ（ - ｋ４）}
５０＜５５
Ｒ_{ＲＴＮｅｕ，Ａｎｋ（＋ｋ３）}＜Ｒ_{ＲＴＡｌｔ，Ａｎｋ（＋ｋ３）}
５０＜５５
条件がそれぞれ満たされるから、両方の場合とも最適化を実行しなければならない。
【０１４０】
最適化ステップＯ５ｉからＯ５ｋの合流エッジと実際エッジに対しては最適化の必要はない。なぜならルートテーブルにあるそれぞれの合流エッジの瞬時抵抗が新たな抵抗より小さいからである。最適化ステップ５の後に、テーブル４１から４３に示す状態がルートテーブルおよびリスト１とリスト２に対して得られる：
【０１４１】
【表４１】

【０１４２】
【表４２】

【０１４３】
【表４３】

【０１４４】
次の最適化ステップ５のために再びリスト１とリスト２が互いに交換され、テーブル４４および４５のようになる。
【０１４５】
【表４４】

【０１４６】
【表４５】

【０１４７】
最適化ステップ５では図１８に示すように最適化ステップＯ６ａ１８９，Ｏ６ｂ１９０，Ｏ６ｃ１９１，Ｏ６ｄ１９２，Ｏ６ｅ１９３，Ｏ６ｆ１９４，Ｏ６ｇ１９５およびＯ６ｈ１９６がエッジにより次のテーブル４６に従って行われる：
【０１４８】
【表４６】

【０１４９】
最適化ステップＯ６ａからＯ６ｈのいずれでも最適化条件が満たされない。従ってさらなる最適化は行われない。最適化ステップ６の後にテーブル４７から４９に示す状態がルートテーブルおよびリスト１とリスト２に対して得られる：
【０１５０】
【表４７】

【０１５１】
【表４８】

【０１５２】
【表４９】

【０１５３】
従って最適化ステップ６の後では、検査すべきエッジのリスト、すなわちリスト２は空であり、本発明の経由エリアルート探索の第１区間に対する終了条件が満たされ、終了する。この区間のルートテーブル（テーブル４７）は確保される。
【０１５４】
瞬時区間のグラフの全エッジを最適化した後、最後の区間の経由エリアの抵抗値および後続エッジがＶＡＤＬで更新される。これらの値は、次に最適化すべき区間の最適化のための出発点となる。テーブル５０と５１のようなＶＡＬが得られる。
【０１５５】
【表５０】

【０１５６】
【表５１】

【０１５７】
経由エリアから出発する第２の最適化区間のために、再びルートテーブルの基本初期化がまず行われ、テーブル５２のようになる。ここで抵抗は無限大にセットされ、後続エッジは消去される。
【０１５８】
【表５２】

【０１５９】
ルートテーブルのこの基本初期化の後、最後の経由エリアのエッジの抵抗がＶＡＤＬからルートテーブルにエントリーされ、このエッジが最適化すべきエッジのリストに収められる。テーブル５３のルートテーブルが得られる。
【０１６０】
【表５３】

【０１６１】
さらに経由エリア１４に配属されたエッジがテーブル５４のリスト１に書き込まれる。テーブル５５のリスト２はまだ空である。
【０１６２】
【表５４】

【０１６３】
【表５５】

【０１６４】
第２の区間の最適化の際にも再び図１１の条件が適用される。最適化ステップ７では図１９に示した最適化ステップＯ７ａ２０１，Ｏ７ｂ２０２，Ｏ７ｃ２０３，Ｏ７ｄ２０４，Ｏ７ｅ２０５，Ｏ７ｆ２０６，Ｏ７ｇ２０７と、Ｏ７ｈ２０８，Ｏ７ｉ２０９，Ｏ７ｋ２１０，Ｏ７ｌ２１１，Ｏ７ｍ２１２，Ｏ７ｎ２１３およびＯ７ｏ２１４がエッジにより次のテーブル５６に従って行われる：
【０１６５】
【表５６】

【０１６６】
最適化ステップＯ７ａ２０１とＯ７ｂ２０２については、合流エッジ＋ｋ３（Ｏ７ｂ２０２）に対してだけ最適化が必要である。なぜならこれらの合流エッジはまだ無限大の抵抗を有するからである。合流エッジ−ｋ４（Ｏ７ａ２０１）に対しては抵抗が改善されない。なぜなら、このエッジはすでに先行の区間で最適化されているからである。最適化ステップＯ７ｃ２０３とＯ７ｄ２０４では、それぞれの合流エッジ＋ｋ４と−ｋ５については最適化が必要ない。なぜならこれらの合流エッジは最後の経由エリアのエッジとしてすでに最適だからである。同じことが合流エッジ＋ｋ４と−ｋ５による最適化ステップＯ７ｅ２０５とＯ７ｆ２０６に対しても当てはまる。最適化ステップＯ７ｇ２０７とＯ７ｉ２０９の合流エッジ＋ｋ５と−ｋ６に対しては最適化が必要でない。なぜならこれらの合流エッジは最後の経由エリアのエッジとしてすでに最適だからである。最適化ステップＯ７ｈ２０８の合流エッジ＋ｋ２に対しては、このエッジの区間値と、実際エッジ−ｋ５のルートテーブルエントリーとから次の新たな値が得られる：
Ｒ_{ＲＴＮｅｕ，Ａｎｋ（＋ｋ２）}＝Ｒ_{ＲＴ，Ｉｓｔ（ - ｋ５）}＋Ｒ_{Ｋａｎｔｅ，Ａｎｋ（＋ｋ２）}
Ｒ_{ＲＴＮｅｕ，Ａｎｋ（＋ｋ２）}＝４０＋１０
Ｒ_{ＲＴＮｅｕ，Ａｎｋ（＋ｋ２）}＝５０
合流エッジの新たな抵抗値は最適化条件（図１１）に相応してこのエッジの古い値と比較される。
【０１６７】
Ｒ_{ＲＴＮｅｕ，Ａｎｋ（＋ｋ２）}＜Ｒ_{ＲＴＡｌｔ，Ａｎｋ（＋ｋ２）}
５０＜∞
条件が満たされるので、このエッジを最適化しなければならない。
【０１６８】
最適化ステップＯ７ｋ２１０とＯ７ｍ２１２の合流エッジ＋ｋ５と−ｋ６に対して、最適化は必要ない。なぜならこれらの合流エッジは最後の経由エリアのエッジとしてすでに最適だからである。最適化ステップＯ７ｌ２１１の合流エッジ＋ｋ２に対しては、このエッジの区間値と実際エッジ＋ｋ６のルートテーブルエントリーとから次の新たな値が得られる：
Ｒ_{ＲＴＮｅｕ，Ａｎｋ（＋ｋ２）}＝Ｒ_{ＲＴ，Ｉｓｔ（＋ｋ６）}＋Ｒ_{Ｋａｎｔｅ，Ａｎｋ（＋ｋ２）}
Ｒ_{ＲＴＮｅｕ，Ａｎｋ（＋ｋ２）}＝３０＋１０
Ｒ_{ＲＴＮｅｕ，Ａｎｋ（＋ｋ２）}＝４０
合流エッジの新たな抵抗値は最適化条件（図１１）に相応してこのエッジの古い値と比較される。
【０１６９】
Ｒ_{ＲＴＮｅｕ，Ａｎｋ（＋ｋ２）}＜Ｒ_{ＲＴＡｌｔ，Ａｎｋ（＋ｋ２）}
４０＜５０
条件が満たされるので、このエッジを最適化しなければならない。
【０１７０】
実際エッジ−ｋ６（最適化ステップＯ７ｎ２１３とＯ７ｏ２１４）については、合流エッジ−ｋ７（Ｏ７ｏ２１４）に対してだけ最適化が必要である。なぜならこの合流エッジはまだ無限大の抵抗値を有しているからである。合流エッジ＋ｋ６（Ｏ７ｎ２１３）に対しては抵抗は改善されない。なぜならこの合流エッジはすでに先行の第１区間で最適化されているからである。
【０１７１】
従って最適化ステップ７の後、テーブル５７から５９に示す状態がルートテーブルとリスト１およびリスト２に対して得られる。
【０１７２】
【表５７】

【０１７３】
【表５８】

【０１７４】
【表５９】

【０１７５】
次の最適化ステップ８のために再びリスト１とリスト２が互いに交換され、テーブル６０と６１のようになる。
【０１７６】
【表６０】

【０１７７】
【表６１】

【０１７８】
最適化ステップ８では、図２０に示した最適化ステップＯ８ａ１７８，Ｏ８ｂ１７９，Ｏ８ｃ１８０，Ｏ８ｄ１８１，Ｏ８ｅ１８２，Ｏ８ｆ１８３，Ｏ８ｇ１８４およびＯ８ｈ１８５がエッジにより次のテーブル６２に従って行われる。
【０１７９】
【表６２】

【０１８０】
最適化ステップＯ７ａ２１５からＯ７ｃ２１７の合流エッジに対しては最適化が必要である。なぜならこれらそれぞれの合流エッジの抵抗はまだ無限大だからである。同じことが最適化ステップＯ８ｄ２１８の合流エッジ−ｋ３に対しても当てはまる。最適化ステップＯ８ｅ２１９の合流エッジ−ｋ２に対して、このエッジの区間値と実際エッジ＋ｋ３のルートテーブルエントリーとから次の新たな値が得られる：
Ｒ_{ＲＴＮｅｕ，Ａｎｋ（ - ｋ２）}＝Ｒ_{ＲＴ，Ｉｓｔ（＋ｋ３）}＋Ｒ_{Ｋａｎｔｅ，Ａｎｋ（ - ｋ２）}
Ｒ_{ＲＴＮｅｕ，Ａｎｋ（ - ｋ２）}＝５０＋１５
Ｒ_{ＲＴＮｅｕ，Ａｎｋ（ - ｋ２）}＝６５
合流エッジの新たな抵抗値は最適化条件（図１１）に相応して、このエッジの古い値と比較される。
【０１８１】
Ｒ_{ＲＴＮｅｕ，Ａｎｋ（ - ｋ２）}＜Ｒ_{ＲＴＡｌｔ，Ａｎｋ（ - ｋ２）}
６５＜５０
条件が満たされないから、このエッジを最適化してはならない。最適化ステップＯ８ｆ２２０の合流エッジ＋ｋ１に対しては、同じ結果が生じる。最適化ステップＯ８ｇ２２１とＯ８ｈ２２２の合流エッジと実際エッジに対しては、最適化が必要である。なぜならそれぞれの合流エッジの抵抗はまだ無限大だからである。
【０１８２】
従って最適化８の後、ルートテーブルおよびリスト１とリスト２の状態がテーブル６３から６５のように得られる。
【０１８３】
【表６３】

【０１８４】
【表６４】

【０１８５】
【表６５】

【０１８６】
次の最適化ステップ８のために、再びリスト１とリスト２が互いに交換され、テーブル６６と６７のようになる。
【０１８７】
【表６６】

【０１８８】
最適化ステップ９では、図２１に示した最適化ステップＯ９ａ２２３，Ｏ９ｂ２２４，Ｏ９ｃ２２５，Ｏ９ｄ２２６，Ｏ９ｅ２２７，Ｏ９ｆ２２８，Ｏ９ｇ２２９，Ｏ９ｈ２３０およびＯ９ｉ２３１がエッジにより次のテーブル６７に従って行われる：
【０１８９】
【表６７】

【０１９０】
実際エッジ＋ｋ１を基準にした最適化ステップＯ９ａ２２３の合流エッジ−ｋ１に対しては最適化が必要である。なぜなら、合流エッジーｋ１はまだ無限大の抵抗を有するからである。最適化ステップＯ９ｂ２２４，Ｏ９ｃ２２５，Ｏ９ｄ２２６，Ｏ９ｅ２２７，Ｏ９ｆ２２８，Ｏ９ｇ２２９およびＯ９ｈ２３０の合流エッジと実際エッジに対しては、最適化は必要ない。なぜなら相応の合流エッジの瞬時抵抗はルートテーブルにおいて新たな抵抗よりも小さいからである。
【０１９１】
実際エッジ−ｋ８（Ｏ９ｉ２３１）については、合流エッジ＋ｋ８に対して最適化が必要である。なぜなら合流エッジ＋ｋ８はまだ無限大の抵抗値を有するからである。
【０１９２】
従って最適化ステップ９の後、ルートテーブルおよびリスト１とリスト２の状態はテーブル６８から７０のようになる。
【０１９３】
【表６８】

【０１９４】
【表６９】

【０１９５】
【表７０】

【０１９６】
次の最適化ステップ１０のために、リスト１とリスト２が互いに交換され、テーブル７１と７２のようになる。
【０１９７】
【表７１】

【０１９８】
【表７２】

【０１９９】
最適化ステップ１０では、図２２に示した最適化ステップＯ１０ａ２３２，Ｏ１０ｂ２３３，Ｏ１０ｃ２３４，Ｏ１０ｄ２３５，Ｏ１０ｅ２３６がエッジにより次のテーブル７３に従って行われる。
【０２００】
【表７３】

【０２０１】
全ての最適化ステップＯ１０ａからＯ１０ｅに対して最適化は必要ない。なぜならそれぞれの合流エッジの瞬時抵抗はルートテーブルにおいて新たな抵抗よりも小さいからである。
【０２０２】
従って最適化ステップ１０の後に次の状態がルートテーブルおよびリスト１とリスト２に対してテーブル７５から７７のように得られる。
【０２０３】
【表７４】

【０２０４】
【表７５】

【０２０５】
【表７６】

【０２０６】
第１０最適化ステップにより検査すべきエッジのリストは空になり、従って本発明の経由エリアルート探索の第２と最後の区間に対する終了基準が満たされる。
【０２０７】
続いてルートリストが個々の区間の個々のルートテーブルとＶＡＬから合成される。瞬時走行位置のエッジに基づいて、最後の最適化区間のルートテーブルにあるエッジがルートリストに書き込まれる。従ってテーブル７５の第１区間のルートテーブルから始まり、このテーブルからエッジ＋ｋ１が取り出され、第１のエントリーとしてルートリストに書き込まれる。テーブル７５には後続エッジとしてエッジ＋ｋ２がエントリーされ、そしてこのエッジは第２のエントリーとしてルートリストに書き込まれる。＋ｋ２の後続エッジはエッジ＋ｋ６であり、このエッジは相応にして次のエッジとしてルートリストにエントリーされる。エッジ＋ｋ６は後続エッジをそれ以上有していない。従ってテーブル７５による第１区間のルートテーブルの評価は終了する。ルートリストはテーブル７８に示す内容となる：
【０２０８】
【表７７】

【０２０９】
第１経由エリアは第１エッジに後続エッジなしで到達する。この第１エッジはこの場合エッジ＋ｋ６である。ＶＡＩＴ（テーブル５０）に相応して、次のルート区間のルートテーブルが検出される。これはテーブル４７の第２区間のルートテーブルである。このルートテーブル（テーブル４７）では最後に処理されたエッジ、すなわちエッジ＋ｋ６により続行され、目的方向への連鎖が、後続エッジを有しない次のエッジまでさらに追跡される。したがってこれらは連続するエッジ＋ｋ６，＋ｋ７，＋ｋ８である。従ってルートリストはテーブル７９に示す内容となる：
【０２１０】
【表７８】

【０２１１】
この経由エリアルートは図２３に示した経過を有する。
【０２１２】
図２４は、上に具体例で説明した本発明の方法のフローチャートである。ステップ３００で本発明の方法がスタートする。ブロック３０１では、目的地と経由エリアが定義される。さらにＶＡＬがＶＡＩＴとＶＡＤＬによって形成される。ブロック３０２で、実際に処理された区間のルートテーブルが初期化される。ブロック３０３では、ＶＡＬがＶＡＩＴとＶＡＤＬにより初期化される。３０４で、区間のエッジの最適化が行われる。ブロック３０５で、リスト１が空であるか否かが問い合わされる。「否定」の場合には分岐３０６へ進み、「肯定」の場合は分岐３０７へ進む。分岐３０６のブロック３０８では、実際エッジがリスト１にある次のエッジとして検出される。ブロック３０９では続いて、この実際エッジに配属された合流エッジが検出される。ブロック３１０では、エッジ最適化が図１１の条件に従って実行される。ブロック３１１では、全ての合流エッジが処理されたか否かが検出される。「否定」の場合は分岐３１２で、ブロック３０９の前の点３１３へリターンジャンプする。「肯定」の場合は、分岐３１４へ進み、ブロック３１５で、リスト１から全てのエッジが処理されたか否かが問い合わされる。「否定」の場合は分岐３１６によりブロック３０８の前の点３１７へリターンジャンプする。「肯定」の場合は分岐３１８へ進み、ブロック３１９でリスト１とリスト２が交換される。その後ブロック３０５の前の点３２０へリターンジャンプする。
【０２１３】
リスト１が空であることが発見されると直ちに、分岐３０７によりブロック３２１へ進み、このブロックで全ての区間が最適化されたか否かが問い合わされる。「否定」の場合は分岐３２２でブロック３２３へ分岐し、ここでＶＡＬが更新される。続いてブロック３０２の前の点３２４へリターンジャンプする。ブロック３２１で「肯定」が検出されると、さらに分岐３２５によりブロック３２６へ進む。このブロックではルーチンリストが合成される。そしてブロック３２７でこの方法は終了する。
【０２１４】
本発明の方法を実施するために構成された装置４００が例として図２５に示されている。この装置は、ナビゲーション計算器４０１，デジタル地図を実際の道路網のマッピングとして有する大容量データメモリ４０２，センサ装置４０４，位置決め装置４０６，ルート探索装置４０８，インデクスメモリ４１０，インタフェース４１２，スピーカ４１４，表示装置４１６および入力装置４１８を有する。インタフェース４１２は経由エリアを入力および定義するために相応に拡張されている。インデクスメモリ４１０も、ＶＡＩＴとＶＡＤＬを有するＶＡＬ、並びに個々の区間の相応のルートテーブルを記憶するために相応に拡張されている。
【０２１５】
次に、図２６〜図２８に基づき本発明の方法を従来のルート計算と比較して説明する。図２６から図２８はそれぞれ道路５１０と地点５１２から５２０を有する道路地図を示す。図示の道路網は例として、実際に存在する地点「カッセル」５１２，「ミンデン」５１４，「ハノーバー」５１６，「ブラウンシュバイク」５１８，および「ビーレフェルト」５２０を有する道路網に相当する。地図５００の各々は、道路５１０の他に計算されたルート５２２を含み、これは太線で示されている。
【０２１６】
図２６は、ルート計算のために単に出発地「カッセル」５１２と目的地「ミンデン」５１４を入力した場合の状況を示す。言い替えると、これが「通常の」ルートである。計算されたルートは１７６ｋｍの距離を有し、予想として１：４４ｈの走行時間を必要とする。ルートリストは以下の内容である：“市街地地域カッセル、Ａ４４，Ａ３３，Ａ２そしてミンデン周辺”。
【０２１７】
しかしハノーバーを経由するルートが所望の場合は、これまでのナビゲーション方法およびナビゲーション装置では、中間目的地「ハノーバー」５１６を付加的に出発地「カッセル」５１２と目的地「ミンデン」５１４に設定し、続いてルートを計算する。ここではまず「カッセル」５１２から「ハノーバー」５１６までの第１ルートが計算され、その後、「ハノーバー」５１６から「ミンデン」５１４への別個の第２ルートが計算される。そして続いて、これら２つのルートが単純に合成される。第１ルートは１６５ｋｍの距離を有し、予想走行時間は１：３６ｈである。第２ルートは７５ｋｍの距離を有し、予想走行時間は０：５５ｈである。従って全体ルート５２２は２４０ｋｍの距離を有し、予想走行時間は２：３２ｈである。ルートリストには以下がエントリーされる：“市街地地域カッセル、Ａ７，ハノーバー（市街地通過）、Ａ２，ミンデン周辺”。
【０２１８】
単純に合成される２つの別個のルート計算では、２つのルートの接触領域、すなわち中間目的地「ハノーバー」５１６での最適化が行われないことが明らかである。分かり易くするために図２７ａと図２８ａに中間目的地「ハノーバー」の領域を概略的に拡大して示す。ルート５２２は市街中心領域を直接通過する（図２７ａ）。このことは走行時間に相応に不利に作用する。これの原因は、ナビゲーションシステムが中間目的地を備えた真のルートを計算するのではなく、第１ルート計算では「ハノーバー」５１６が目的地であるためである。
【０２１９】
この重大な欠点は上に説明した本発明により除去され、真に“中間目的地を備えたルート”が計算される。これが図２８と図２８ａに示されている。ここで「ハノーバー」５１６は移行領域５２４として定義される。全体ルート５２２の距離は２４５ｋｍであり、図２７によるルートよりやや長いが、しかし走行時間２：１７ｈで格段に短縮されている。「カッセル」５１２と「ハノーバー」５１７との間の区間は１６４ｋｍであり、予想走行時間は１：２６ｈである。「ハノーバー」５１６から「ミンデン」５１４への区間の距離は今度は８１ｋｍであり、予想走行時間は０：５１ｈである。ルートリストには次のようにエントリーされる：“市街地地域カッセル、Ａ７，ＡＫハノーバー東、Ａ２、ミンデン周辺”。本発明では全体ルート５２２の計算の際に、最終目的地、すなわち「ミンデン」５１４への走行が見失われず、計算されたルート５２２は「ハノーバー」５１６の中心部を通過せずに「ハノーバー」５１６の市街地領域を迂回している。このことによりは相応に時間が短縮される。
【０２２０】
図２８ないし図２８ａを図２７ないし図２７ａと比較すれば、本発明の方法と従来のルート計算方法との相違が明らかである。図２７の従来の方法では、「ハノーバー」５１６から「ミンデン」５１４へさらに走行することが考慮されておらず、従って「ハノーバー」５１６の市街地領域への経路が選択される。これはまるで「ハノーバー」５１６が最終的目的地であるかのようである。これに対して本発明の方法は、中間目的地「ハノーバー」５１６の移行領域５１４で、「ミンデン」５１４への走行続行について最適化されたルートを選択する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、デジタル地図の例を示す。
【図２】 図２は、最適化ステップの概要を示す。
【図３】 図３は、中間目的地なしの全体ルートを示す。
【図４】 図４は、出発地から中間目的地までの部分ルートを示す。
【図５】 図５は、中間目的地から目的地までの部分ルートを示す。
【図６】 図６は、中間目的地ルート探索による、中間目的地を備えた全体ルートを示す。
【図７】 図７は、中間目的地ルート探索なしでの、中間目的地を備えた全体ルートを示す。
【図８】 図８は、デジタル地図の領域を区間および経由エリアに分割する様子を示す。
【図９】 図９は、本発明によるルート探索のフローチャートである。
【図１０】 図１０は、経由エリアインデクステーブルと経由エリア記述リストとの関係を概略的に示す。
【図１１】 図１１は、最適化条件のフローチャートを示す。
【図１２】 図１２は、経由エリアリストとルートテーブルとの関係を概略的に示す。
【図１３】 図１３は、デジタル地図の道路網を例として示す。
【図１４】 図１４から図２２は、種々の最適化ステップの概略図である。
【図１５】 図１４から図２２は、種々の最適化ステップの概略図である。
【図１６】 図１４から図２２は、種々の最適化ステップの概略図である。
【図１７】 図１４から図２２は、種々の最適化ステップの概略図である。
【図１８】 図１４から図２２は、種々の最適化ステップの概略図である。
【図１９】 図１４から図２２は、種々の最適化ステップの概略図である。
【図２０】 図１４から図２２は、種々の最適化ステップの概略図である。
【図２１】 図１４から図２２は、種々の最適化ステップの概略図である。
【図２２】 図１４から図２２は、種々の最適化ステップの概略図である。
【図２３】 図２３は、全体ルートを示す。
【図２４】 図２４は、本発明の経由エリアルータ探索方法のフローチャートである。
【図２５】 図２５は、本発明の方法を実施するための装置の有利な実施例を示す。
【図２６】 図２６は、単に出発地と目的地だけを入力した際に計算されたルートの道路地図である。
【図２７】 図２７、出発地と目的地、並びに中間目的地を地点の形態で入力した際に計算されたルートの道路地図である。
【図２７ａ】 図２７の拡大図である。
【図２８】 図２８は、出発地と目的地、並びに中間目的地を本発明の移行領域の形態で入力した際に計算されたルートの道路地図である。
【図２８ａ】 図２８の拡大図である。

Claims (11)

1. 出発地（Ｐ１）から目的地（Ｐ８）までのルートを、デジタル地図を基礎にして検出する方法であって、
   該デジタル地図では、実際の道路網がそれぞれ抵抗とノード（ｐ１，Ｐ２，...ｐ８）を有するエッジ（ｋ１，ｋ２，...ｋ８）にマッピングされており、
   ルート探索アルゴリズムを用いて、前記ルートに対してエッジ最適化を行い、当該最適化されたエッジがルートテーブルに記憶され、
   前記エッジ最適化の際に全体ルートの抵抗が、出発地（Ｐ１）から中間目的地（１２）を介して目的地（Ｐ８）まで最小化される方法において、
   ａ）前記ルートに対して少なくとも１つの中間目的地（１２）が、複数のエッジ（ｋ４，ｋ５，ｋ６）からなるエッジ群を備える移行領域として入力装置を介して入力され、前記エッジ群のエッジ（ｋ４，ｋ５，ｋ６）が移行領域リストに記憶され、
   ｂ）第１のエッジ最適化が、前記移行領域リストに記憶されたエッジ群のエッジのうち、前記目的地エッジに最も近い第１のエッジ（ｋ６）について実行され、
   前記第１のエッジ最適化の結果が第１の区間ルートテーブルに記憶され、
   前記第１のエッジ最適化が終了すると、前記移行領域リストに記憶された第１のエッジ（ｋ６）の抵抗が、前記第１の区間ルートテーブルからの前記第１のエッジ最適化の結果による抵抗によって更新され、
   ｃ）さらなるエッジ最適化が、前記第1のエッジ（ｋ６）に合流するエッジ（ｋ２，ｋ５）について実行され、
   当該エッジ最適化は、前記エッジ群のエッジの数に相応する数で行われ、
   ｃ１）ここでは、各エッジ最適化が開始される際に当該各エッジの区間ルートテーブルに、前記移行領域リストに記憶されたエッジの現在の抵抗が記憶され、
   ｃ２）それぞれのエッジ最適化の結果がそれぞれ所属する区間ルートテーブルに記憶され、
   ｃ３）第１のエッジ最適化から最後から１つ前のエッジ最適化まで、それぞれのエッジ最適化が終了すると、それぞれの移行領域リストに記憶されたエッジの現在の抵抗が、それぞれの区間ルートテーブルからの前記エッジ最適化の結果による抵抗によって更新され、
   ｄ）最後のエッジ最適化の後、最後の区間ルートテーブルから始まって第１の区間ルートテーブルまで、これらの区間ルートテーブルから１つのルートリストを合成し、
   ｅ）出発地（Ｐ１）から１つまたは複数の中間目的地（１２）を介して目的地（Ｐ８）に至るルートの全体抵抗が最小となるようにする、
   ことを特徴とする方法。
2. ルートリストの合成を次のように行う、すなわち、最後に実行されたエッジ最適化の区間ルートテーブルから始まって、相応するエッジをルートリストに順次登録し、当該登録は後続するエッジがなくなるまで行い、
   次の区間ルートテーブルおよび別の区間ルートテーブルのエッジにより、第１の区間ルートテーブルまで同じように実行し、
   区間ルートテーブルが処理される順序を移行領域リストで予め定める、請求項１記載の方法。
3. 移行領域リストに、移行領域記述リストおよび移行領域インデクステーブルを記憶し、
   該移行領域インデクスリストは、移行領域と移行領域記述リストとの配属関係を含んでおり、
   それぞれ１つの移行領域の移行領域記述リストは、所属の抵抗を備える配属されたエッジを含む、請求項１または２記載の方法。
4. 移行領域記述リストへの第１のエントリーとして、抵抗０の目的地をエントリーする、請求項３記載の方法。
5. 移行領域リストの基本初期化のために、全ての抵抗を無限大にセットし、場合により記憶されている後続エッジを消去する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 移行領域リストの目的地初期化のために、目的地に相応するエッジの抵抗を０にセットする、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 移行領域を、矩形、多角形、楕円または円形として、顕著な点、とりわけ都市、工業地帯または高速道路出口の周辺に選択する、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
8. 移行領域を空間的に不鮮明に記述する、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
9. 付加的に道路網影響を、情報通信および／またはユーザにより定義された操作、例えば「前方に渋滞」−通行止めにより、ルート計算の際に考慮する、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
10. 出発地から目的地までのルートを、メモリ（４０２）に記憶されたデジタル地図に基づいて検出する、請求項１から９までのいずれか一項記載の方法を実施する装置（４００）であって、
    該デジタル地図は、実際の道路網をそれぞれ抵抗とノードを有するエッジにマッピングする形式の装置において、
    移行領域（１４）としてデジタル地図の平面領域の形態で定義された中間目的地を入力および定義するための装置（４１２，４１８）と、
    移行領域の特性および場合により順序を記憶するための記憶装置（４１０）とが設けられている、
    ことを特徴とするルート検出装置。
11. ナビゲーション計算器（４０１）、デジタル地図を実際の道路網のマッピングとして含む大容量メモリ（４０２）、センサ装置（４０４）、位置決め装置（４０６）、ルート探索装置（４０８）、インデクスメモリ（４１０）、インタフェース（４１２）、スピーカ（４１４）、表示装置（４１６）、および入力装置（４１８）を有する、請求項１０記載の装置（４００）。

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