JP4862626B2 - 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、経路探索装置は、ノード間を接続するリンク毎の評価値を算出し、出発地から目的地に至るまでの総評価値（経路コスト）が小さくなる経路を探索するようになっている。このような装置として、プローブカーによって収集された渋滞情報に基づいて渋滞を考慮した経路を探索する装置や、日時や曜日に対応して用意された算出パラメータを用いて該当する日時や曜日の交通量を考慮した経路を探索する装置（例えば、特許文献１参照）がある。
特開２００２−１４８０６５号公報

ところで、渋滞中の道路を横切って直進する場合や渋滞中の道路を横切った後右折するような場合、図３に示すように、進路が渋滞中の車でふさがれ、進行したい方向へスムーズに進むことができない場合がある。このように渋滞中の道路を横切る場合、信号機の設置されている交差点であれば、信号の指示に従って進行したい方向へ容易に進むことが可能であるが、特に、信号機の設置されていない場所では直進または右折するのは困難である。

従来の経路探索装置では、このような渋滞中の道路を横切る箇所を回避するような経路コストの計算が行われていないため、渋滞中の道路を横切る箇所を含む経路が探索される可能性があった。

本発明は上記点に鑑みたもので、渋滞中の道路を横切る箇所を回避する経路を探索できるようにすることを目的とする。

本発明の第１の特徴は、ノード間を接続するリンク毎の評価値を算出し、出発地から目的地に至るまでの総評価値が小さくなる経路を探索する経路探索装置であって、経路中に渋滞中のリンクを横切る箇所が含まれるか否かを判定する第１の判定手段と、第１の判定手段によって経路中に渋滞中のリンクを横切る箇所が含まれると判定された場合、渋滞中のリンクを横切る箇所が含まれる経路の総評価値が大きくなるように渋滞中のリンクを横切る箇所に対して予め定められた評価値を加算する評価値加算手段と、を備え、評価値加算手段は、渋滞中のリンクを横切る箇所が渋滞中のリンクの末尾か否かを判定する第２の判定手段を備え、評価値加算手段は、第２の判定手段によって渋滞中のリンクを横切る箇所が渋滞中のリンクの末尾であると判定された場合、渋滞中のリンクを横切る箇所が渋滞中のリンクの末尾以外であると判定された場合よりも、渋滞中のリンクを横切る箇所に対して予め定められた評価値を小さくして総評価値を計算することである。

このような構成では、経路中に渋滞中のリンクを横切る箇所が含まれると判定された場合、渋滞中のリンクを横切る箇所が含まれる経路の総評価値が大きくなるように渋滞中のリンクを横切る箇所に対して予め定められた評価値が加算されるので、渋滞中の道路を横切る箇所を回避する経路を探索することができる。また、渋滞中のリンクの末尾では渋滞が発生していない場合もあるため、必ずしも渋滞中のリンクを横切る箇所を回避する経路が探索されなくても良い場合がある。上記した構成によれば、渋滞中のリンクを横切る箇所が渋滞中のリンクの末尾であると判定された場合、渋滞中のリンクを横切る箇所が渋滞中のリンクの末尾以外であると判定された場合よりも、渋滞中のリンクを横切る箇所に対して予め定められた評価値を小さくして総評価値が計算されるので、渋滞中のリンクの末尾を横切る場合には、渋滞中のリンクの末尾以外を横切る場合と比較して、渋滞中の道路を横切る箇所を含む経路を探索しやすくすることが可能である。

また、本発明の第２の特徴は、対象リンクが渋滞中のリンクに接続され、対象リンクと渋滞中のリンクとの接続点に信号機が無いか否かを判定する第３の判定手段を備え、評価値加算手段は、第１の判定手段によって経路中に渋滞中のリンクを横切る箇所が含まれると判定され、かつ、第３の判定手段によって対象リンクが渋滞中のリンクに接続され、対象リンクと渋滞中のリンクとの接続点に信号機が無いと判定された場合、総評価値が大きくなるように渋滞中のリンクを横切る箇所に対して予め定められた評価値を加算することである。

このような構成では、経路中に渋滞中のリンクを横切る箇所が含まれると判定され、かつ、第３の判定手段によって対象リンクが渋滞中のリンクに接続され、対象リンクと渋滞中のリンクとの接続点に信号機が無いと判定された場合、総評価値が大きくなるように渋滞中のリンクを横切る箇所に対して予め定められた評価値が加算されるので、信号機が無い場所で渋滞中のリンクを横切るような箇所を含む経路を回避することができる。

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。本実施形態における経路探索装置は、ナビゲーション装置１を用いて構成される。本ナビゲーション装置１は、位置検出器１１、地図データ入力器１６、操作スイッチ群１７、送受信機１８、外部メモリ１９、表示装置２０、音声出力装置２１、リモコンセンサ２２およびこれらに接続された制御回路２４を備えている。

位置検出器１１は、地磁気センサ１２、ジャイロスコープ１３、距離センサ１４およびＧＰＳ受信機１５を有しており、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２４に出力する。

地図データ入力器１６は、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、道路の接続を表した道路データを含む各種データを記憶媒体から入力するための装置である。なお、地図データ入力器１６から入力される地図データを記憶する記憶媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤまたはハードディスクドライブなどが用いられる。

道路データのフォーマットには、リンク情報とノード情報、及びリンク間接続情報などがある。リンク情報としては、リンクを特定するための固有の番号であるリンクＩＤや、例えば、高速道路、有料道路、一般道あるいは取付道などを示す道路種別（リンククラス）や、道路の幅員、車線数あるいは中央分離帯の有無などを示す道路幅員情報、リンクの始点座標および終点座標や、リンクの長さを示す道路長（リンク長）、などのリンク自体に関する情報がある。一方、ノード情報としては、リンクを結ぶノード固有の番号であるノードＩＤや、交差点での右左折禁止や、信号機有無などの情報がある。また、リンク間接続情報には、例えば、一方通行などの理由で通行が可か不可かを示すデータなどが設定されている。

操作スイッチ群１７は、表示装置２０の表示画面の周囲に設けられた複数の押しボタンスイッチ（メカニカルスイッチ）、当該表示画面に重ねて設けられたタッチパネル等の入力装置からなり、ユーザによる押しボタンスイッチの押下、タッチパネルのタッチに基づいた信号を制御回路２４に出力する。

また、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。送受信機置１８は、ＶＩＣＳセンタ３からの渋滞情報等を受信し、ＶＩＣＳセンタ３へ車両情報、ユーザ情報等を送信する。なお、ＶＩＣＳセンタ３からは、特定のリンク（以下、ＶＩＣＳリンクと呼ぶ）に対する渋滞情報が送信される。

外部メモリ１９は、制御回路２４の内部とは別に設けられる記憶部で、不揮発性の記憶媒体によって構成され、各種のデータやプログラムなどが記憶される。

表示装置２０は、液晶ディスプレイ等の表示画面を有し、制御回路２４からの映像信号に応じて液晶ディプレイ等の表示画面に当該映像を表示させる。

音声出力装置２１は、スピーカを有し、制御回路２４からの音声信号に応じてスピーカに当該音声を出力させる。

リモコンセンサ２２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２３から受信した信号を制御回路２４へ出力する。

制御回路２４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、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種処理を行う。

制御回路２４の処理には、自車位置算出処理、目的地検索処理、経路設定処理、経路案内処理等がある。自車位置算出処理は、位置検出器１１からの信号に基づき、マップマッチング等の技術を用いて周期的に自車位置や向きを算出する処理である。目的地検索処理は、ユーザの操作によって入力された条件に従って、５０音検索、電話番号検索、ジャンル検索などによる目的地検索を実施する処理である。経路探索処理は、ノード間を接続するリンク毎の評価値を算出し、出発地から目的地に至るまでの総評価値が小さくなる経路を探索する処理である。なお、出発地から目的地に至るまでの総評価値が小さくなる経路を探索する手法としては、ダイクストラ法等が知られている。経路案内処理は、経路探索処理によって探索された案内経路に従って走行案内を行う処理である。例えば、表示装置２０の表示画面に案内経路を強調表示させ、また、案内交差点の所定距離手前では右左折案内等の音声案内等を行う。

次に、経路探索処理における総評価値（経路コスト）の算出について説明する。出発地から目的地までの経路コストは、数式１を用いて算出される。

（数１）
経路コスト＝Σ（１本のリンク毎の評価値）＋Σ（右左折に対する評価値）
ただし、１本のリンク毎の評価値は、道路長×道路幅員係数×道路種別係数＋信号機の存在する数である。また、右左折に対する評価値は、右左折係数×右折回数＋左折係数×左折回数である。

また、本実施形態では、経路中に渋滞中のリンクを横切る箇所が含まれる場合、経路中の渋滞中のリンクを横切る箇所に対して、経路コストが大きくなるように渋滞中のリンクを横切る箇所に対して予め定められた評価値（渋滞横切りに対する評価値）を加算するようになっている。すなわち、出発地から目的地までの経路コストは、数式２を用いて算出される。

（数２）
経路コスト＝Σ（１本のリンク毎の評価値）＋Σ（右左折に対する評価値）＋Σ（渋滞横切りに対する評価値）
次に、図２に従って、制御回路２４による経路探索処理について説明する。イグニッションスイッチがオンすると、ナビゲーション装置１は動作状態となり、自車位置算出処理等の処理を開始する。また、ユーザの操作に応じて目的地が特定された後、経路探索の開始が指示されると、制御回路２４は、図２に示す処理を開始する。

まず、全ての処理対象リンクに対して処理を完了したか否かを判定する（Ｓ１００）。具体的には、リンク毎の評価値を算出するようになっており、算出すべき全ての対象リンクに対してリンク毎の評価値の算出処理が完了したか否かを判定する。

全ての処理対象リンクに対して処理を完了していない場合、Ｓ１００の判定はＮＯとなり、次に、処理対象リンクがＶＩＣＳリンクであるか否かを判定する（Ｓ１０２）。具体的には、ＶＩＣＳセンタ３からの渋滞情報に基づいて渋滞中のＶＩＣＳリンクを特定し、処理対象リンクがＶＩＣＳリンクであるか否かを判定する。

処理対象リンクがＶＩＣＳリンクの場合、Ｓ１０２の判定はＹＥＳとなり、渋滞情報に基づいて既存の重み付けを実施し（Ｓ１０４）、Ｓ１００へ戻る。

また、処理対象リンクがＶＩＣＳリンクでない場合、Ｓ１０２の判定はＮＯとなり、次に、処理対象のリンクが渋滞中のリンクに接続され、処理対象のリンクと渋滞中のリンクとの接続点に信号機が無いか否かを判定する（Ｓ１０６）。

処理対象のリンクが渋滞中のリンクに接続されていない場合、あるいは処理対象のリンクと渋滞中のリンクとの接続点に信号機が有る場合、Ｓ１０６の判定はＮＯとなり、数式１を用いて経路コストを算出し（Ｓ１０７）、Ｓ１００へ戻る。

また、処理対象のリンクが渋滞中のリンクに接続され、かつ、処理対象のリンクと渋滞中のリンクとの接続点に信号機が無い場合、Ｓ１０６の判定はＹＥＳとなり、次に、経路が渋滞中のＶＩＣＳリンクを横切るか否かを判定する（Ｓ１０８）。具体的には、経路中に渋滞中のリンクを横切る箇所が含まれるか否かを判定する。渋滞中のリンクを横切る状況としては、渋滞中の道路を横切って直進する場合と渋滞中の道路を横切った後右折するような場合がある。なお、渋滞中のリンクに左折して合流するような場合は含まれない。

経路中に渋滞中のリンクを横切る箇所が含まれない場合、Ｓ１０８の判定はＮＯとなり、数式１を用いて経路コストを算出し（Ｓ１０７）、Ｓ１００へ戻る。

また、経路中に渋滞中のリンクを横切る箇所が含まれる場合、Ｓ１０８の判定はＹＥＳとなり、次に、経路が横切る箇所が渋滞中のＶＩＣＳリンクの末尾か否かを判定する（Ｓ１１０）。具体的には、経路中に含まれる渋滞中のリンクを横切る箇所が渋滞中のＶＩＣＳリンクの末尾か否かを判定する。

経路中に含まれる渋滞中のリンクを横切る箇所が渋滞中のＶＩＣＳリンクの末尾の場合、Ｓ１１０の判定はＹＥＳとなり、次に、渋滞横切り係数×渋滞末尾係数を評価値として加算する処理を行う（Ｓ１１２）。具体的には、数式２において、渋滞横切りに対する評価値＝渋滞横切り係数×渋滞末尾係数として、経路コストを算出する。なお、渋滞末尾係数は、０よりも大きく１よりも小さな値となる。

また、経路中に含まれる渋滞中のリンクを横切る箇所が渋滞中のＶＩＣＳリンクの末尾以外の場合、Ｓ１１０の判定はＮＯとなり、次に、渋滞横切り係数を評価値として加算する処理を行う（Ｓ１１４）。具体的には、数式２における渋滞横切りに対する評価値＝渋滞横切り係数として経路コストを算出し、Ｓ１００へ戻る。

上述したように、渋滞末尾係数は０よりも大きく１よりも小さな値となっており、経路中に含まれる渋滞中のリンクを横切る箇所が渋滞中のＶＩＣＳリンクの末尾にある場合、渋滞中のＶＩＣＳリンクの末尾以外にある場合よりも、渋滞横切りに対する評価値が小さくなる。渋滞中のリンクの末尾では渋滞していないことが考えられるため、このように経路中に含まれる渋滞中のリンクを横切る箇所が渋滞中のＶＩＣＳリンクの末尾にある場合には、渋滞横切りに対する評価値を軽減して経路コストを計算するようにしている。

そして、全ての処理対象リンクに対して処理が完了すると、Ｓ１００の判定はＹＥＳとなり、本処理を終了する。

上記したように経路探索処理により出発地から目的地までの案内経路が探索された後、経路案内の開始を指示する信号が入力されると、制御回路２４は、探索した経路に従って経路案内を開始する。

上記した構成によれば、経路中に渋滞中のリンクを横切る箇所が含まれると判定された場合、渋滞中のリンクを横切る箇所が含まれる経路の総コストが大きくなるように渋滞中のリンクを横切る箇所に対して予め定められた評価値が加算されるので、渋滞中の道路を横切る箇所を回避する経路を探索することができる。

また、経路中に渋滞中のリンクを横切る箇所が含まれると判定され、かつ、対象リンクが渋滞中のリンクに接続され、対象リンクと渋滞中のリンクとの接続点に信号機が無いと判定された場合、経路コストが大きくなるように渋滞中のリンクを横切る箇所に対して予め定められた評価値が加算されるので、信号機が無い場所で渋滞中のリンクを横切るような箇所を含む経路を回避することができる。

また、渋滞中のリンクを横切る箇所が渋滞中のリンクの末尾であると判定された場合、渋滞中のリンクを横切る箇所が渋滞中のリンクの末尾以外であると判定された場合よりも、渋滞中のリンクを横切る箇所に対して予め定められた評価値を小さくして経路コストが計算されるので、渋滞中のリンクの末尾を横切る場合には、渋滞中のリンクの末尾以外を横切る場合と比較して、渋滞中の道路を横切る箇所を含む経路を探索しやすくすることが可能である。

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、経路コスト＝Σ（１本のリンク毎の評価値）＋Σ（右左折に対する評価値）として経路コストを算出する例を示したが、このような式に限定されるものではなく、例えば、経路コスト＝Σ（１本のリンク毎の評価値）として経路コストを算出するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、ＶＩＣＳセンタから送信される渋滞情報に基づいて渋滞中のリンクを特定する例を示したが、ＶＩＣＳセンタから送信される渋滞情報に限定されるものではなく、例えば、ＦＭ放送等によって提供される渋滞情報に基づいて渋滞中のリンクを特定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、Ｓ１０８が第１の判定手段に相当し、Ｓ１１０、Ｓ１１２、Ｓ１１４が評価値加算手段に相当し、Ｓ１０６が第３の判定手段に相当し、Ｓ１１０が第２の判定手段に相当する。

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。 制御回路による経路探索処理のフローチャートである。 課題を説明するための図である。

符号の説明

１…ナビゲーション装置、１１…位置検出器、１２…地磁気センサ、
１３…ジャイロスコープ、１４…距離センサ、１５…ＧＰＳ受信機、
１６…地図データ入力器、１７…操作スイッチ群、１８…送受信機、
１９…外部メモリ、２０…表示装置、２１…音声出力装置、２２…リモコンセンサ、
２３…リモコン、２４…制御回路。

Claims (2)

1. ノード間を接続するリンク毎の評価値を算出し、出発地から目的地に至るまでの総評価値が小さくなる経路を探索する経路探索装置であって、
   前記経路中に前記渋滞中のリンクを横切る箇所が含まれるか否かを判定する第１の判定手段と、
   前記第１の判定手段によって前記経路中に前記渋滞中のリンクを横切る箇所が含まれると判定された場合、前記渋滞中のリンクを横切る箇所が含まれる経路の総評価値が大きくなるように前記渋滞中のリンクを横切る箇所に対して予め定められた評価値を加算する評価値加算手段と、を備え、
   前記評価値加算手段は、前記渋滞中のリンクを横切る箇所が前記渋滞中のリンクの末尾か否かを判定する第２の判定手段を備え、
   前記評価値加算手段は、前記第２の判定手段によって前記渋滞中のリンクを横切る箇所が前記渋滞中のリンクの末尾であると判定された場合、前記渋滞中のリンクを横切る箇所が前記渋滞中のリンクの末尾以外であると判定された場合よりも、前記渋滞中のリンクを横切る箇所に対して予め定められた評価値を小さくして前記総評価値を計算することを特徴とする経路探索装置。
2. 前記対象リンクが前記渋滞中のリンクに接続され、前記対象リンクと前記渋滞中のリンクとの接続点に信号機が無いか否かを判定する第３の判定手段を備え、
   前記評価値加算手段は、前記第１の判定手段によって前記経路中に前記渋滞中のリンクを横切る箇所が含まれると判定され、かつ、前記第３の判定手段によって前記対象リンクが前記渋滞中のリンクに接続され、前記対象リンクと前記渋滞中のリンクとの接続点に信号機が無いと判定された場合、前記総評価値が大きくなるように前記渋滞中のリンクを横切る箇所に対して予め定められた評価値を加算することを特徴とする請求項１に記載の経路探索装置。

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