JP4807083B2 - 経路探索システム - Google Patents

Description

本発明は、目的地までの経路を探索する経路探索装置、経路探索システム、および、経路探索方法に関する。

従来、過去に収集された交通情報の統計データと、現在の交通情報データとに基づいて、目的地までの旅行時間が最も短くなる経路を演算し、演算した経路を推奨経路として提示するナビゲーション装置が知られている（特許文献１参照）。

特開２００４−２８６５６５号公報

しかしながら、従来のナビゲーション装置では、自車位置周辺の固定された範囲のエリアに対しては、現在の交通情報を適用し、その他のエリアに対しては、過去の交通情報の統計データを適用しているため、現在の交通情報を適用したエリアと過去の統計データの交通情報を適用したエリアとの境界付近のエリアでは、必ずしも精度の高い方の交通情報を適用しているとはいえないという問題があった。

本発明による経路探索システムは、過去の交通情報を統計化した統計交通情報の精度が現在時刻より先の予測交通情報の精度より高くなる時間しきい値をエリアごとに算出する情報センターと、車両の現在地を基準として、エリアごとに、車両の通過時間を予測し、予測した通過時間が、情報センターにより算出された時間しきい値以下のエリアを、予測交通情報の精度が統計交通情報の精度より高いエリアとして検出し、検出したエリア内では、現在の交通情報または予測交通情報を利用し、検出されなかったエリアでは、統計交通情報を利用して、目的地までの推奨経路を探索する経路探索装置とを備え、経路探索装置は、現在の交通情報および予測交通情報を情報センターから取得することを特徴とする。

本発明による経路探索装置、経路探索システム、および、経路探索方法によれば、予測交通情報の精度が統計交通情報の精度より高いエリアにおいては、現在の交通情報または予測交通情報を利用し、それ以外のエリアでは、統計交通情報を利用して、目的地までの推奨経路を探索するので、精度の高い交通情報に基づいた適切な推奨経路を探索することができる。

図１は、一実施の形態における経路探索システムの全体構成を示す図である。一実施の形態における経路探索システムは、ナビゲーション装置１００と情報センター２００とから構成される。ナビゲーション装置１００は、無線通信を介して、情報センター２００から、現在の交通情報および現在時刻より先の予測交通情報を取得することができる。なお、図１では、ナビゲーション装置１００を１つだけ示しているが、同様のナビゲーション装置が多くの車両に搭載されており、情報センター２００は、複数のナビゲーション装置と無線を介して通信を行うことができる。

ナビゲーション装置１００は、ＧＰＳユニット１と、地図データベース２と、交通情報データベース３と、コントローラ４と、ディスプレイ５と、スピーカ６と、通信装置７と、入力スイッチ８とを備える。ＧＰＳユニット１は、図示しないＧＰＳ衛星から発信されるＧＰＳ電波を受信して、車両の現在位置を検出する。

地図データベース２には、複数のスケール（縮尺）の地図データが格納されている。この地図データは、メッシュと呼ばれる所定の大きさの範囲に区切られており、メッシュを１単位として管理されている。地図データベース２に格納されている地図データには、道路地図をノードおよびリンクで表現した道路データが含まれている。道路データでは、交差点にノードが対応し、各ノード間を結ぶ線分、すなわち道路区間がリンクに対応する。各ノードには、識別番号としてのノード番号が付与されており、各リンクには、識別番号としてのリンク番号が付与されている。

交通情報データベース３には、過去の交通情報を統計化した交通情報（以下、統計交通情報）のデータが格納されている。この統計交通情報データには、各メッシュ内のリンクごとに、過去に収集された交通情報の統計値より定まるリンク旅行時間（リンク移動速度）およびリンク渋滞度が少なくとも含まれている。リンク旅行時間は、そのリンクを走行するのに要する平均時間であり、リンク移動速度は、そのリンクを走行する車両の平均速度である。また、リンク渋滞度は、そのリンクの渋滞度合を表す値であり、例えば、そのリンクを走行する車両の平均速度と法定速度とに基づいて算出することができる。なお、統計交通情報は、ナビゲーション装置１００で算出してもよいし、情報センター２００で算出されたものを、無線通信を介して取得するようにしてもよい。

ディスプレイ５には、後述するコントローラ４からの指示に基づいて、車両の現在地周辺の地図や目的地までの推奨経路等が表示される。スピーカ６は、経路案内を行う際の音声等を出力する。通信装置７は、情報センター２００の通信装置２４との間で無線通信を行う。入力スイッチ８は、ユーザによって操作されるスイッチであり、例えば、ユーザがナビゲーション装置に目的地を設定する際に操作される。

コントローラ４は、ＣＰＵ４ａおよびメモリ４ｂ等を備え、目的地までの推奨経路を演算する処理や、車両の現在地付近の地図をディスプレイ５に表示させる処理などを行う。目的地までの推奨経路の演算は、後述するように、情報センター２００から取得する現在の交通情報および現在より先の予測交通情報と、交通情報データベース３に格納されている統計交通情報とに基づいて行う。

情報センター２００は、現況交通情報データベース２０と、動的予測交通情報データベース２１と、統計交通情報データベース２２と、データ処理装置２３と、通信装置２４とを備える。現況交通情報データベース２０には、図示しないＶＩＣＳセンターから取得した現在（最新）の交通情報のデータが格納されている。現在の交通情報データには、各メッシュ内のリンクごとに、現在（最新）の交通情報より定まるリンク旅行時間（リンク移動速度）およびリンク渋滞度が少なくとも含まれている。

動的予測交通情報データベース２１には、現在の交通情報および過去の交通情報に基づいて求められる未来の予測交通情報のデータが格納されている。未来の予測交通情報とは、例えば、６０分後の予測交通情報であり、後述するデータ処理装置２３によって求められる。未来の予測交通情報データには、各メッシュ内のリンクごとに、予測された交通情報より定まるリンク旅行時間（リンク移動速度）およびリンク渋滞度が少なくとも含まれている。

統計交通情報データベース２２には、ナビゲーション装置１００の交通情報データベース３に格納されている統計交通情報データと同様の統計交通情報データ、すなわち、過去の交通情報を統計化した交通情報データが格納されている。この統計交通情報データには、各メッシュ内のリンクごとに、過去に収集された交通情報の統計値より定まるリンク旅行時間（リンク移動速度）およびリンク渋滞度が少なくとも含まれている。

データ処理装置２３は、各メッシュ内のリンクごとに、現況交通情報データベース２０に格納されている現在の交通情報と、統計交通情報データベース２２に格納されている過去の交通情報とに基づいて、現在時刻より先の交通情報を予測する。現在時刻より先の交通情報とは、例えば、現在時刻を基準として、１２０分後までの交通情報である。この予測交通情報は、現在時刻に近い時間帯の予測交通情報ほど、予測精度が高く、現在時刻より時間が経過した時間帯になるほど、予測精度は低くなる。なお、現在時刻より先の交通情報を予測する処理は、例えば、所定時間ごとに繰り返し行い、予測した交通情報は、リンクごとに、動的予測交通情報データベース２１に格納しておく。

データ処理装置２３は、また、同一のリンクを対象として、統計交通情報データベース２２に格納されている過去の統計交通情報、および、動的予測交通情報データベース２１に格納されている予測交通情報の精度を比較する処理を行う。統計交通情報の精度および予測交通情報の精度は、現在の交通情報との差異に基づいてそれぞれ求める。上述したように、統計交通情報および予測交通情報には、リンク旅行時間およびリンク渋滞度がそれぞれ含まれているため、現在の交通情報に含まれるリンク旅行時間およびリンク渋滞度に対する差異をそれぞれ求め、差異が小さいほど、交通情報の精度は良く、差異が大きいほど、交通情報の精度は悪いと判断する。一般的に、現在の車両位置に近いリンクについては、統計交通情報の精度より予測交通情報の精度の方が良く、現在の車両位置から遠いリンクについては、予測交通情報の精度より統計交通情報の精度の方が良い。

図２は、あるリンクにおける過去の統計交通情報の精度と、未来の予測交通情報の精度との関係の一例を示す図である。上述したように、未来の予測交通情報は、現在時刻に近いほど、精度が高く、時間が経過するほど、精度が低くなる。統計交通情報の精度は、時間の経過に関わらず、一定となっている。

図２に示す例では、現在時刻を基準として、６０分後までの範囲であれば、予測交通情報の精度が統計交通情報の精度より高く、６０分を超える範囲では、統計交通情報の精度の方が高くなっている。データ処理装置２３は、各リンクごとに、統計交通情報と予測交通情報の精度を比較して、統計交通情報の精度が予測交通情報の精度より高くなる時間しきい値Ｔshを求めておく。図２に示す例では、時間しきい値Ｔshは６０分となる。

ナビゲーション装置１００は、情報センター２００のデータ処理装置２３によって求められたリンクごとの時間しきい値Ｔshを、通信装置７を介して、受信する。受信した時間しきい値Ｔshは、メモリ４ｂに格納する。以後、ナビゲーション装置１００は、情報センター２００となんらかの通信を行う際に、メモリ４ｂに格納されている時間しきい値Ｔshを情報センター２００に送信する。情報センター２００のデータ処理装置２３は、ナビゲーション装置１００から送信されてきた時間しきい値と、最新の（直近に演算した）時間しきい値とを比較し、両者の値が異なる場合に、最新の時間しきい値をナビゲーション装置１００に送信する。これにより、ナビゲーション装置１００のメモリ４ｂには、常に最新の時間しきい値Ｔshが格納されている。

図３は、ナビゲーション装置１００および情報センター２００によって行われる処理内容をそれぞれ示すフローチャートである。ナビゲーション装置１００の電源がオンされると、コントローラ４は、ステップＳ１０の処理を開始する。ステップＳ１０では、ユーザが目的地の設定を行ったか否かを判定する。ユーザが入力スイッチ８を操作することによって、目的地を設定したと判定するとステップＳ２０に進み、目的地の設定が行われていないと判定すると、ステップＳ１０で待機する。

ステップＳ２０では、ＧＰＳユニット１によって検出される車両位置から、ユーザによって設定された目的地に至る経路において、各リンク（道路）を通過する時の現在時刻からの経過時間を予測する。すなわち、ステップＳ２０では、各リンクを何分後に走行するかを予測する。リンク通過時の経過時間の予測は、例えば、自車位置からの距離と、道路の法定速度とに基づいて行う。各リンクを通過する際の予測経過時間を求めると、ステップＳ３０に進む。

ステップＳ３０では、メモリ４ｂに格納されている時間しきい値Ｔshに基づいて、ステップＳ２０で予測した通過時間が時間しきい値Ｔshより短いリンクを抽出する。例えば、あるリンクの予測通過時間が現在時刻より４０分後であり、該当リンクの時間しきい値Ｔshが図２に示すように、６０分であれば、予測通過時間が時間しきい値Ｔshより短いと判断して、そのリンクを抽出する。なお、抽出するリンクの数は１つに限られず、該当する全てのリンクを抽出する。予測通過時間が時間しきい値Ｔshより短いリンクを抽出すると、ステップＳ４０に進む。ステップＳ４０では、ステップＳ３０で抽出したリンクの現在の交通情報および予測交通情報を、通信装置７を介して、情報センター２００に要求する。

ステップＳ１００からステップＳ１２０の処理は、情報センター２００のデータ処理装置２３によって行われる。ステップＳ１００では、現在の交通情報および予測交通情報の送信要求をナビゲーション装置１００から受信したか否かを判定する。通信装置２４を介して、交通情報の送信要求を受信したと判定するとステップＳ１１０に進み、受信していないと判定すると、ステップＳ１００で待機する。

ステップＳ１１０では、ナビゲーション装置１００から要求のあったリンクの現在の交通情報を現況交通情報データベース２０の中から抽出するとともに、該当リンクの予測交通情報を動的予測交通情報データベース２１の中から抽出して、ステップＳ１２０に進む。なお、現在の交通情報および未来の予測交通情報の抽出は、ナビゲーション装置１００から要求のあった全てのリンクを対象として行う。ステップＳ１２０では、ステップＳ１１０で抽出した現在の交通情報および予測交通情報を、通信装置２４を介して、要求のあったナビゲーション装置１００に送信する。

ステップＳ５０において、ナビゲーション装置１００のコントローラ４は、情報センター２００に要求した現在の交通情報および予測交通情報を、通信装置７を介して受信したか否かを判定する。要求した現在の交通情報および予測交通情報を受信していないと判定するとステップＳ５０で待機し、受信したと判定すると、ステップＳ６０に進む。

ステップＳ６０では、ステップＳ２０で予測した通過時間が時間しきい値Ｔshより長いリンクに対応する統計交通情報を、交通情報データベース３から抽出して、ステップＳ７０に進む。ステップＳ７０では、情報センター２００から受信した現在の交通情報および予測交通情報と、ステップＳ５０で抽出した統計交通情報とに基づいて、目的地までの旅行時間が最も短くなる経路を演算し、演算した経路を推奨経路として、ディスプレイ５に表示する。

図４は、出発地（車両の現在地）から目的地に至る推奨経路の一例を示す図である。図４に示す推奨経路は、リンクＬ１〜Ｌ５から構成されている。リンクＬ１に対しては、現在の交通情報が適用されており、リンクＬ２およびＬ３に対しては、予測交通情報が適用されており、リンクＬ４およびＬ５に対しては、統計交通情報が適用されている。すなわち、出発地（車両の現在地）付近のリンクに対しては、最も精度の高い現在の交通情報を適用し、統計交通情報の精度より予測交通情報の精度が高いリンクに対しては、予測交通情報を適用し、予測交通情報の精度より統計交通情報の精度が高いリンクに対しては、統計交通情報を適用している。これにより、精度の高い交通情報を用いて、より最適な推奨経路を演算することができる。また、目的地の到着予想時刻の精度も向上させることができる。

一実施の形態における経路探索システムによれば、現在時刻より先の交通情報を予測した予測交通情報の精度が過去の交通情報を統計化した統計交通情報の精度より高いエリア（リンク）においては、現在の交通情報または予測交通情報を利用し、それ以外のエリア（リンク）においては、統計交通情報を利用して、車両の現在地から目的地までの推奨経路を探索するので、精度の高い交通情報に基づいた最適な推奨経路を探索することができる。また、目的地の到着予想時刻の精度も向上させることができる。

一実施の形態における経路探索システムによれば、エリア（リンク）ごとに、車両の通過時刻を予測し、予測した通過時刻における現在の交通情報と予測交通情報との差異が、車両の予測通過時刻における現在の交通情報と統計交通情報との差異より小さいエリア（リンク）を、予測交通情報の精度が統計交通情報の精度より高いエリア（リンク）として検出する。実際の交通情報との差異に基づいて、交通情報の精度を求めるので、予測交通情報の精度が統計交通情報の精度より高いエリア（リンク）を正確に検出することができる。

一実施の形態における経路探索システムによれば、現在時刻より先の予測交通情報および現在の交通情報は、情報センター２００から取得し、統計交通情報は、交通情報データベース３から取得するので、統計交通情報の精度が予測交通情報の精度より高いエリアについては、情報センター２００からデータを取得する必要がなくなり、通信費を抑制することができる。また、現在より先の交通情報をナビゲーション装置１００側で予測する必要がないので、演算量が増大するのを抑制することができる。

一実施の形態における経路探索システムによれば、情報センター２００のデータ処理装置２３は、ナビゲーション装置１００のメモリ４ｂに保存されている時間しきい値と、最新の時間しきい値とを比較し、両者の値が異なる場合に、最新の時間しきい値をナビゲーション装置１００に送信するようにしたので、メモリ４ｂには常に最新の時間しきい値を保存しておくことができる。また、時間しきい値を情報センター２００側で求めるようにしたので、ナビゲーション装置１００の演算負荷を低減することができる。

本発明は、上述した一実施の形態に限定されることはない。例えば、上述した一実施の形態では、各リンクごとに、予測交通情報の精度と統計交通情報の精度とを比較したが、地図データのメッシュごとに、予測交通情報の精度と統計交通情報の精度とを比較することもできるし、所定のエリアごとに、予測交通情報の精度と統計交通情報の精度とを比較することもできる。

統計交通情報の精度が予測交通情報の精度より高くなる時間しきい値Ｔshは、情報センター２００で求めて、ナビゲーション装置１００に送信するようにしたが、ナビゲーション装置１００で求めることもできる。

特許請求の範囲の構成要素と一実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、ＧＰＳユニット１が位置検出手段を、地図データベース２が地図データ格納手段を、交通情報データベース３が統計交通情報格納手段を、通信装置７が現況交通情報取得手段および予測交通情報取得手段を、コントローラ４がエリア検出手段、推奨経路探索手段および通過時間予測手段をそれぞれ構成する。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する上で、上記の実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係に何ら限定されるものではない。

一実施の形態における経路探索システムの全体構成を示す図 あるリンクにおける過去の統計交通情報の精度と、未来の予測交通情報の精度との関係の一例を示す図 ナビゲーション装置および情報センターによって行われる処理内容をそれぞれ示すフローチャート 出発地（車両の現在地）から目的地に至る推奨経路の一例を示す図

符号の説明

１…ＧＰＳユニット、２…地図データベース、３…交通情報データベース、４…コントローラ、５…ディスプレイ、６…スピーカ、７…通信装置、８…入力スイッチ、２０…現況交通情報データベース、２１…動的予測交通情報データベース、２２…統計交通情報データベース、２３…データ処理装置、２４…通信装置、１００…ナビゲーション装置、２００…情報センター

Claims (2)

1. 経路探索装置と、前記経路探索装置と無線通信を介して、様々な情報のやり取りを行う情報センターとを備える経路探索システムにおいて、
   前記情報センターは、
   過去の交通情報を統計化した交通情報（以下、統計交通情報）を格納する統計交通情報格納手段と、
   現在の交通情報を格納する現況交通情報格納手段と、
   現在時刻より先の予測交通情報を予測する予測手段と、
   現在時刻を基準として、前記統計交通情報の精度が前記予測交通情報の精度より高くなる時間しきい値をエリアごとに算出する時間しきい値算出手段と、を備え、
   前記経路探索装置は、
   車両の現在地を検出する位置検出手段と、
   地図データを格納する地図データ格納手段と、
   前記統計交通情報を格納する統計交通情報格納手段と、
   前記位置検出手段によって検出される車両の現在地を基準として、エリアごとに、車両の通過時間を予測する通過時間予測手段と、
   前記情報センターから、前記現在の交通情報を取得する現況交通情報取得手段と、
   前記情報センターから、前記通過時間予測手段によって予測される通過時間の予測交通情報を取得する予測交通情報取得手段と、
   前記情報センターから、エリアごとに算出された前記時間しきい値を取得する時間しきい値取得手段と、
   前記通過時間予測手段によってエリアごとに予測された通過時間が前記時間しきい値取得手段によって取得された時間しきい値以下のエリアを、前記予測交通情報の精度が前記統計交通情報の精度より高いエリアとして検出するエリア検出手段と、
   前記地図データ格納手段によって格納されている地図データに基づいて、前記エリア検出手段によって検出されるエリア内では、現在の交通情報または前記予測交通情報を利用し、前記エリア検出手段によって検出されなかったエリア内では、前記統計交通情報を利用して、前記位置検出手段によって検出される車両の現在地から目的地までの推奨経路を探索する推奨経路探索手段と、を備えることを特徴とする経路探索システム。
2. 請求項１に記載の経路探索システムにおいて、
   情報センターは、経路探索装置が保持している前記時間しきい値と、前記時間しきい値算出手段によって算出された最新の時間しきい値とが異なる場合に、最新の時間しきい値を前記経路探索装置に送信する送信手段をさらに備えることを特徴とする経路探索システム。

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