JP5513215B2 - 経路探索装置、ネットワークデータのデータ構造、およびネットワークデータ生成装置 - Google Patents

Description

本発明は、出発地から目的地までの経路を探索する経路探索装置、ネットワークデータのデータ構造、およびネットワークデータ生成装置に関するものである。

従来から、カーナビゲーションデバイスや、携帯して持ち運びすることが可能な、例えばＰＮＤ（Personal Navigation Device）等に経路探索装置が利用されている。
従来の経路探索装置としては、例えば、道路のネットワークデータを含む地図情報が記憶されているハードディスク等の記憶媒体にアクセスし、所望の地図情報を取得して画面に表示するとともに、出発地から目的地への経路探索・案内を行なうナビゲーション機能を有するものが広く用いられている。また、行き止まりや袋小路等のリンクに行き止まり属性フラグを付与し、この行き止まり属性フラグを参照し、行き止まり属性フラグを有するリンクの先の経路を探索しないようにした経路探索装置も知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
上記特許文献１に記載の経路探索装置によれば、出発地から目的地への通行経路になり得ないリンクに探索の枝を伸ばさないようにしているので、経路を探索する処理の時間の短縮を図ることが可能となる。

特開２０００−１８９５８号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の経路探索装置は、出発地および目的地を含むパーセル内では行き止まり属性フラグを参照しないことにしているので、出発地および目的地がいずれも袋小路内にある場合であっても、袋小路外の広い領域に経路を探索する枝が伸びることがあり、このような場合には経路を探索する処理の時間が効果的に短縮されないという問題がある。また、上記特許文献１に記載の経路探索装置によれば、目的地が袋小路内にある場合には経路を探索することができないという問題がある。
すなわち、上記特許文献１に記載の経路探索装置は、袋小路の内側に出発地や目的地がある場合に経路を探索する処理において課題を有している。
本発明は、出発地および目的地の位置に応じて経路を検索する範囲を限定することにより、経路を探索する処理の高速化を図ることを可能とした経路探索装置およびネットワークデータを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の経路探索装置は、複数のリンクおよびノードを含むネットワーク領域であって該ネットワーク領域の外に接続するリンクが１つだけの下位レベルのネットワーク領域、および該下位レベルのネットワーク領域を含む上位レベルのネットワーク領域の包含関係が木構造化されている複数のネットワーク領域からなるネットワークデータを参照するネットワークデータ参照部と、前記ネットワークデータに含まれるリンクまたはノード上に出発地および目的地をそれぞれ設定する地点設定部と、前記出発地および前記目的地をともに含むネットワーク領域のうち最も下位レベルのネットワーク領域から、前記出発地および前記目的地のいずれも含まないネットワーク領域を除いた探索領域を設定する探索領域設定部と、前記探索領域内に限定して前記出発地から前記目的地への経路を探索する経路探索部とを備えることを特徴とするものである。
なお、上述した特徴は、本発明の特徴のすべてを列挙したものではなく、これらを要部とする構成（または方法）もまた発明となり得る。

本発明の経路探索装置は、複数のリンクおよびノードを含むネットワーク領域であってネットワーク領域の外に接続するリンクが１つだけの下位レベルのネットワーク領域、および下位レベルのネットワーク領域を含む上位レベルのネットワーク領域の包含関係が木構造化されたネットワークデータを参照し、出発地および目的地をともに含むネットワーク領域のうち最も下位レベルのネットワーク領域から、出発地および目的地のいずれも含まないネットワーク領域を除いた探索領域を設定して経路を探索している。従って、本発明の経路探索装置によれば、出発地および目的地の位置に応じて経路を検索する範囲を限定することによって、不必要なリンクに向けた探索の枝が伸びなくなるので、経路を探索する処理の高速化を図ることが可能となる。

本実施例の経路探索装置の構成を示すブロック図である。 （ａ）は本実施例の経路探索装置に用いるネットワークのネットワーク領域の包含関係を示す図であり、（ｂ）は本実施例の経路探索装置に用いるネットワークのネットワーク領域をレベル毎に示す図である。 本実施例の経路探索装置１における処理を示すフローチャートである。 （ａ）は本実施例の経路探索装置１における処理を説明するネットワーク領域の包含関係の例を示す図であり、（ｂ）は（ａ）のネットワーク領域をレベル毎に示す図である。 本実施例の経路探索装置における処理の第１の例における経路をネットワーク領域の包含関係とともに示す図である。 本実施例の経路探索装置における処理の第２の例における経路をネットワーク領域の包含関係とともに示す図である。 本実施例の経路探索装置における処理の第３の例における経路をネットワーク領域の包含関係とともに示す図である。 本実施例の経路探索装置の構成を示すブロック図である。 本実施例のネットワークデータ生成装置における処理を示すフローチャートである。 行き止まり道路領域を設定する処理を説明する図である。 行き止まり道路領域を設定する処理を説明する図である。 （ａ）は各袋小路道路領域の関係を説明する図であり、（ｂ）は（ａ）のネットワーク領域をレベル毎に示す図である。 （ａ）はネットワーク領域を設定する処理を説明する図であり、（ｂ）は（ａ）のネットワーク領域をレベル毎に示す図である。

＜本実施例の経路探索装置の構成＞
以下、本発明を具体化した実施形態を説明する。まずは、経路探索装置が経路探索する処理について説明する。図１は、本実施例の経路探索装置の構成の一例を示すブロック図である。本実施例における経路探索装置１は、車両に搭載されたカーナビゲーションであり、表示部１１、入力器１２、計算機１３、および地図情報記憶部１４を備えている。

表示１１は、画像表示器のＬＣＤであり、入力器１２は、ＬＣＤの表示面に設けられた入力デバイスのタッチパネルであり、地図情報記憶部１４は、地図情報を記憶した外部記憶装置としてのフラッシュメモリである。

地図情報記憶部１４が記憶している地図情報は、行政界図、道路図および家形図等を生成するための地図描画用データ、経路探索に利用されるリンクやノード等のネットワークデータ等を含むものである。

本実施例のネットワークデータは、リンクおよびノードのデータ、それぞれのリンクおよびノードが属するネットワーク領域の情報、ならびに領域の外に接続するリンクが１つだけの下位レベルのネットワーク領域、およびこの下位レベルのネットワーク領域を含む上位レベルのネットワーク領域の包含関係を認識するための情報を含むものである。

図２（ａ）は、本実施例の経路探索装置に用いるネットワークのネットワーク領域の包含関係を示す図である。Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉは、それぞれ複数のリンクおよびノードを含むネットワーク領域を特定する情報を示している。直接の下位レベルのネットワーク領域は上位レベルのネットワーク領域の中に含まれ、同じネットワーク領域を上位レベルとしていても、レベルが同じである下位レベルのネットワーク領域同士は、お互いに重複するリンクおよびノードは存在しない。

具体的には、例えば、図２（ａ）においては、ネットワーク領域Ａには、直接の下位レベルにネットワーク領域Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅが含まれており、ネットワーク領域Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅはお互いに重複するリンクおよびノードは存在しない。さらに、ネットワーク領域Ｂには、直接の下位レベルにネットワーク領域Ｆ，Ｇが含まれており、ネットワーク領域Ｆ，Ｇはお互いに重複するリンクおよびノードは存在しない。さらにまた、ネットワーク領域Ｄには、直接の下位レベルにネットワーク領域Ｈ，Ｉが含まれており、ネットワーク領域Ｈ，Ｉはお互いに重複するリンクおよびノードは存在しない。なお、ネットワーク領域Ｆ，Ｇはネットワーク領域Ｂを介して間接的にネットワーク領域Ａの下位レベルに含まれ、ネットワーク領域Ｈ，Ｉはネットワーク領域Ｄを介して間接的にネットワーク領域Ａの下位レベルに含まれている。

そして、図２（ａ）に示されるネットワーク領域Ａ〜Ｉのうち、ネットワーク領域Ａを除くネットワーク領域Ｂ〜Ｉは、ネットワーク領域の外に接続するリンクが１つだけの局所的なネットワーク領域となっている。具体的には、進入リンクが一つしかない袋小路や、先が行き止まりの一本道等のことである。なお、ネットワーク領域の外に接続するリンクが１つだけの状態は、往復可能な１本のリンクに限定するものではなく、一般道を往路および復路に別々に２つのリンクの対として表現したものも含まれる。また、往路の一方通行路と復路の一方通行路とをそれぞれ表現するリンクが対になっているものも含まれる。

図２（ｂ）は、本実施例の経路探索装置に用いるネットワークのネットワーク領域をレベル毎に示す図であり、Ｌｖ０，Ｌｖ１，Ｌｖ２は、それぞれのネットワーク領域のレベルの情報を示している。図２（ｂ）に示すように、本例におけるネットワークデータは、ネットワーク領域の外に接続するリンクが１つだけの下位レベルのネットワーク領域、およびこの下位レベルのネットワーク領域を含む上位レベルのネットワーク領域の包含関係が木構造化されている複数のネットワーク領域からなるものである。そして、各リンクには、ネットワーク領域を特定する情報およびネットワーク領域のレベルの情報がそれぞれ付与されており、下位レベルのネットワーク領域のリンクには直接の上位レベルのネットワーク領域を特定する情報が付与されている。なお、このようなネットワークデータにおけるネットワーク領域の外に接続するリンクが１つだけの下位レベルのネットワーク領域、およびこの下位レベルのネットワーク領域を含む上位レベルのネットワーク領域の包含関係を認識するための情報を含むネットワークデータの更新は、該当するネットワーク領域に限定した範囲で行なえばよい。

計算機１３は、コンピュータプログラムや処理条件等が予め記憶されているＲＯＭやＲＡＭ等の内部記憶装置、このコンピュータプログラムを実行するＣＰＵ、およびデータの読み書きが可能な小型のハードディスクやフラッシュメモリ等の外部記憶装置を備えた小型のコンピュータである。本例の経路探索装置１における計算機１３は、コンピュータプログラムを実行することにより実現される所定の機能を有するユニットを複数備えている。具体的には、計算機１３は、地図情報記憶部１４に記憶されている地図情報を参照するネットワークデータ参照部１３１、出発地および目的地を設定する地点設定部１３２、後述する出発地付近領域および目的地付近領域を設定する地点付近領域設定部１３３、出発地付近領域および目的地付近領域の包含関係に応じて探索領域を設定する探索領域設定部１３４、探索領域内に限定して出発地から目的地への経路を探索する経路探索部１３５を備えている。

次に、経路探索装置１が、出発地から目的地までの経路を探索する処理について説明する。

＜経路探索装置の処理の第１の例＞
図３は、本実施例の経路探索装置１における処理を示すフローチャートであり、図４（ａ）は、本実施例の経路探索装置１における処理を説明するネットワーク領域の包含関係の例を示す図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のネットワーク領域をレベル毎に示す図であり、図５は、本実施例の経路探索装置１における処理の第１の例における経路をネットワーク領域の包含関係とともに示す図である。

図４に示すネットワークデータは、複数のリンクＬＫおよびノードＫＮを含む複数のネットワーク領域Ｎ１１，Ｎ２１，Ｎ２２，Ｎ２３，Ｎ３１，Ｎ３２，Ｎ３３，Ｎ３４，Ｎ３５，Ｎ３６，Ｎ４１からなるものである。Ｎ１１，Ｎ２１，Ｎ２２，Ｎ２３，Ｎ３１，Ｎ３２，Ｎ３３，Ｎ３４，Ｎ３５，Ｎ３６，Ｎ４１はネットワーク領域を特定する情報を示し、Ｌｖ０，Ｌｖ１，Ｌｖ２，Ｌｖ３はネットワーク領域のレベルの情報を示す。図４（ｂ）に示すように、最も上位レベルのネットワーク領域Ｎ１１には、直接の下位レベルにネットワーク領域Ｎ２１，Ｎ２２，Ｎ２３が含まれている。また、ネットワーク領域Ｎ２１には直接の下位レベルにネットワーク領域Ｎ３１が含まれ、ネットワーク領域Ｎ２２には直接の下位レベルにネットワーク領域Ｎ３２，Ｎ３３が含まれ、ネットワーク領域Ｎ２３には直接の下位レベルにネットワーク領域Ｎ３４，Ｎ３５，Ｎ３６が含まれている。さらに、ネットワーク領域Ｎ３６には直接の下位レベルにネットワーク領域Ｎ４１が含まれている。なお、ネットワーク領域を特定する情報およびネットワーク領域のレベルの情報は各リンクに属性情報として付与されており、下位レベルのネットワーク領域のリンクには直接の上位レベルのネットワーク領域を特定する情報が付与されている。

まず、計算機１３は、ネットワークデータ参照部１３１により、外部記憶装置に記憶されている地図情報のデータベースを参照し、現在地付近の領域に対応する地図描画用データおよびネットワークデータを参照する処理を実行する（ステップＳ１０１）。計算機１３は、ステップＳ１０１が終了すると、参照した地図描画用データに基づいて画面１１に地図を表示させておき、タッチパネルにユーザーの指が接触した点の指定を受付ける。しかる後に、計算機１３は、地点設定部１３２により、参照したネットワークデータに含まれるリンク上に、ユーザーが指定した点に対応する出発地ＳＰおよび目的地ＥＰをそれぞれ設定する処理を実行する（ステップＳ１０２）。

計算機１３は、ステップＳ１０２が終了すると、地点付近領域設定部１３３により、出発地ＳＰが設定されているリンクに付与されているネットワーク領域を特定する情報およびネットワーク領域のレベルの情報に基づいて、出発地ＳＰを含むネットワーク領域のうち最も下位レベルのネットワーク領域Ｎ２１から出発地ＳＰを含まないさらに下位レベルのネットワーク領域Ｎ３１を除いた領域Ａ１を出発地付近領域Ａ１として設定するとともに、目的地ＥＰが設定されているリンクに付与されているネットワーク領域を特定する情報およびネットワーク領域のレベルの情報に基づいて、目的地ＥＰを含むネットワーク領域のうち最も下位レベルのネットワーク領域Ｎ２１からさらに下位レベルのネットワーク領域Ｎ３１を除いた領域Ａ１を目的地付近領域Ａ１として設定する処理を実行する（ステップＳ１０３）。

計算機１３は、ステップＳ１０３が終了すると、探索領域設定部１３４により、出発地付近領域Ａ１および目的地付近領域Ａ１の包含関係を把握し、把握した包含関係に応じて探索領域を設定する処理を実行する（ステップＳ１０４）。具体的には、本例における計算機１３は、出発地付近領域Ａ１と目的地付近領域Ａ１とがいずれも同じ領域Ａ１であるため、出発地付近領域Ａ１および目的地付近領域Ａ１に対応する領域Ａ１を探索領域Ａ１として設定する。すなわち、本実施例の経路探索装置１の計算機１３は、出発地ＳＰおよび目的地ＥＰをともに含むネットワーク領域のうち最も下位レベルのネットワーク領域Ｎ２１から、出発地ＳＰおよび目的地ＥＰのいずれも含まないネットワーク領域Ｎ３１を除いた探索領域Ａ１を設定するものである。

計算機１３は、ステップＳ１０４が終了すると、経路探索部１３５により、探索領域Ａ１内に限定して出発地ＳＰから目的地ＥＰへ到る経路を、ダイクストラ法をベースにした探索手法により探索し、探索結果として得られた経路Ｒ１を設定する処理を実行する（ステップＳ１０５）。

本実施例の経路探索装置１における処理の第１の例によれば、経路を検索する範囲を、図５に示すように、ネットワーク領域Ｎ２１から下位レベルのネットワーク領域Ｎ３１を除いた領域Ａ１に限定することによって、不必要なリンクに向けた探索の枝が伸びなくなるので、経路を探索する処理の高速化を図ることが可能となっている。

＜経路探索装置の処理の第２の例＞
図６は、本実施例の経路探索装置１における処理の第２の例における経路探索をネットワーク領域の包含関係とともに示す図である。本例については、上述した処理の第１の例と異なる点についてのみ説明し、同様の構成要素については同一の参照符を用いて重複する説明を省略するものとする。

まず、計算機１３は、処理の第２の例においても、処理の第１の例と同様の手順で、ステップＳ１０１〜Ｓ１０３の処理を実行する。本例においては、出発地ＳＰが設定されているリンクに付与されているネットワーク領域を特定する情報およびネットワーク領域のレベルの情報に基づいて、出発地ＳＰを含むネットワーク領域のうち最も下位レベルのネットワーク領域Ｎ４１を出発地付近領域Ｎ４１として設定するとともに、目的地ＥＰが設定されているリンクに付与されているネットワーク領域を特定する情報およびネットワーク領域のレベルの情報に基づいて、目的地ＥＰを含むネットワーク領域のうち最も下位レベルのネットワーク領域Ｎ２３から目的地ＥＰを含まないさらに下位レベルのネットワーク領域Ｎ３４、Ｎ３５、Ｎ３６を除いた領域Ａ２１を目的地付近領域Ａ２１として設定する。

計算機１３は、ステップＳ１０３が終了すると、探索領域設定部１３４により、出発地付近領域Ｎ４１および目的地付近領域Ａ２１の包含関係を把握し、把握した包含関係に応じて探索領域を設定する処理を実行する（ステップＳ１０４）。具体的には、本例において、出発地付近領域Ｎ４１および目的地付近領域Ａ２１は、互いに異なる領域であるとともに、ネットワーク領域Ｎ３６のうちネットワーク領域Ｎ４１を除いた領域Ａ２２を介して間接的に包含関係にある。このため、計算機１３は、出発地付近領域Ｎ４１、目的地付近領域Ａ２１、ならびに出発地付近領域Ｎ４１および目的地付近領域Ａ２１のうち一方とは上位レベルにあるとともに他方とは下位レベルにあるネットワーク領域Ａ２２からなる領域Ａ２を探索領域Ａ２として設定する。別の見方をすると、計算機１３は、出発地ＳＰおよび目的地ＥＰを含む最も下位レベルのネットワーク領域Ｎ２３のうち出発地付近領域Ｎ４１と目的地付近領域Ａ２１との間で直接的にも間接的にも包含関係にないネットワーク領域Ｎ３４，Ｎ３５を除く領域Ａ２を探索領域Ａ２として設定する。さらに別の見方をすると、本実施例の経路探索装置１の計算機１３は、出発地ＳＰおよび目的地ＥＰをともに含むネットワーク領域のうち最も下位レベルのネットワーク領域Ｎ２３から、出発地ＳＰおよび目的地ＥＰのいずれも含まないネットワーク領域Ｎ３４，Ｎ３５を除いた探索領域Ａ２を設定するものである。

計算機１３は、ステップＳ１０４が終了すると、経路探索部１３５により、探索領域Ａ２内に限定して出発地ＳＰから目的地ＥＰへの経路Ｒ２を探索する処理を実行する（ステップＳ１０５）。

本実施例の経路探索装置１の処理の第２の例によれば、経路を検索する範囲を、図６に示すように、ネットワーク領域Ｎ２３から下位レベルのネットワーク領域Ｎ３４，Ｎ３５を除いた領域Ａ２に限定することによって、不必要なリンクに向けた探索の枝が伸びなくなるので、経路を探索する処理の高速化を図ることが可能となっている。

＜経路探索装置の処理の第３の例＞
図７は、本実施例の経路探索装置１における処理の第３の例における経路をネットワーク領域の包含関係とともに示す図である。本例については、上述した処理の第１、第２の例と異なる点についてのみ説明し、同様の構成要素については同一の参照符を用いて重複する説明を省略するものとする。

まず、計算機１３は、処理の第３の例においても、処理の第１、第２の例と同様の手順で、ステップＳ１０１〜Ｓ１０３の処理を実行する。本例においては、出発地ＳＰが設定されているリンクに付与されているネットワーク領域を特定する情報およびネットワーク領域のレベルの情報に基づいて、出発地ＳＰを含むネットワーク領域のうち最も下位レベルのネットワーク領域Ｎ３６から出発地ＳＰを含まないさらに下位レベルのネットワーク領域Ｎ４１を除いた領域Ａ２２を出発地付近領域Ａ２２として設定するとともに、目的地ＥＰが設定されているリンクに付与されているネットワーク領域を特定する情報およびネットワーク領域のレベルの情報に基づいて、目的地ＥＰを含むネットワーク領域のうち最も下位レベルのネットワーク領域Ｎ３４を目的地付近領域Ｎ３４として設定する。

計算機１３は、ステップＳ１０３が終了すると、探索領域設定部１３４により、出発地付近領域Ａ２２および目的地付近領域Ｎ３４の包含関係を把握し、把握した包含関係に応じて探索領域を設定する処理を実行する（ステップＳ１０４）。具体的には、本例において、出発地付近領域Ａ２２と目的地付近領域Ｎ３４とは、互いに異なる領域であるとともに、直接的にも間接的にも包含関係にはない。このため、計算機１３は、出発地付近領域Ａ２２、目的地付近領域Ｎ３４、ならびに出発地および目的地を含む最も下位レベルのネットワーク領域Ｎ２３からさらに下位レベルのネットワーク領域Ｎ３４，Ｎ３５，Ｎ３６を除いた領域Ａ２１からなる領域Ａ３を探索領域Ａ３として設定する。別の見方をすると、計算機１３は、出発地ＳＰおよび目的地ＥＰを含む最も下位レベルのネットワーク領域Ｎ２３のうちこのネットワーク領域Ｎ２３と出発地付近領域Ａ２２および目的地付近領域Ｎ３４のそれぞれとの間で直接的にも間接的にも包含関係にないネットワーク領域Ｎ３５，Ｎ４１を除く領域Ａ３を探索領域Ａ３として設定する。さらに別の見方をすると、本実施例の経路探索装置１の計算機１３は、出発地ＳＰおよび目的地ＥＰをともに含むネットワーク領域のうち最も下位レベルのネットワーク領域Ｎ２３から、出発地ＳＰおよび目的地ＥＰのいずれも含まないネットワーク領域Ｎ３５，Ｎ４１を除いた探索領域Ａ２を設定するものである。

計算機１３は、ステップＳ１０４が終了すると、経路探索部１３５により、探索領域Ａ３内に限定して出発地ＳＰから目的地ＥＰへの経路Ｒ３を探索する処理を実行する（ステップＳ１０５）。

本実施例の経路探索装置１の処理の第３の例によれば、経路を検索する範囲を、図７に示すように、ネットワーク領域Ｎ２３から下位レベルのネットワーク領域Ｎ３５，Ｎ４１を除いた領域Ａ３に限定することによって、不必要なリンクに向けた探索の枝が伸びなくなるので、経路を探索する処理の高速化を図ることが可能となっている。

＜ネットワークデータ生成装置の構成＞
次に、ネットワークデータ生成装置がネットワークデータを生成する処理について説明する。図８は、本実施例のネットワークデータ生成システムの構成を示すブロック図である。本実施例におけるネットワークデータ生成システム２０は、ネットワークデータ生成装置２１、原地図情報記憶装置２２および生成地図情報記憶装置２３を備える。

ネットワークデータ生成装置２１は、コンピュータプログラムや処理条件等が予め記憶されているＲＯＭやＲＡＭ等の内部記憶装置、およびこのコンピュータプログラムを実行するＣＰＵ等を備えた小型のコンピュータである。原地図情報記憶装置２２および生成地図情報記憶装置２３は、フラッシュメモリ、ハードディスク、ＤＶＤまたはブルーレイディスク等の外部記憶装置である。

原地図情報記憶装置２２が記憶している原地図情報は、経路探索等に利用されるリンクやノード等のデータを含むネットワークデータであって、ネットワークデータ生成装置２１によるネットワークデータの生成に用いられるネットワークデータである。生成地図情報記憶装置２３が記憶している生成地図情報は、ネットワークデータ生成装置２１が生成したネットワークデータである。

また、ネットワークデータ生成装置２１は、コンピュータプログラムを実行することにより実現される所定の機能を複数有しており、それぞれの機能に対応するユニットをそれぞれ備えている。具体的には、ネットワークデータ生成装置２１は、ネットワークデータ参照部２１１、局所領域設定部２１２、基準根設定部２１３、レベル設定部２１４を備えている。

ネットワークデータ参照部２１１は、原地図情報記憶装置２２に記憶されている地図情報を参照する機能を有している。局所領域設定部２１２は、ネットワークを構成するリンクおよびノードを含むネットワーク領域であってこのネットワーク領域の外に存在するネットワークに接続するリンクが１つだけの局所的なネットワーク領域およびその局所的なネットワーク領域における出入口リンクまたは出入口ノードを設定する機能を有している。基準根設定部２１３は、すべてのリンクおよびノードを含む最上位のレベルのネットワーク領域に含まれるネットワークを構成するリンクまたはノードのうち局所的なネットワーク領域を含まないいずれかのリンクまたはノードを選択しネットワーク領域の包含関係を設定するための基準の根として設定する機能を有している。レベル設定部２１４は、各ネットワーク領域に含まれるネットワークを構成するリンクまたはノードと基準の根との接続状態に基づいて下位レベルのネットワーク領域およびこの下位レベルのネットワーク領域を含む上位レベルのネットワーク領域の包含関係を設定して木構造化されたネットワークデータを生成する機能を有する。

このような本実施例のネットワークデータ生成装置２１によれば、局所的なネットワーク領域の出入口を設定し、各ネットワーク領域に含まれるネットワークを構成するリンクまたはノードと基準の根との接続状態に基づいてネットワーク領域の包含関係を設定するので、ネットワーク領域の包含関係が漏れなく設定されたネットワークデータを生成することができる。

＜ネットワークデータ生成装置の処理の例＞
図９は、本実施例のネットワークデータ生成装置２１の処理を示すフローチャートであり、図１０および図１１は、行き止まり道路領域を設定する処理を説明する図である。

まず、ネットワークデータ生成装置２１は、局所領域設定部２１２により、先が行き止まりの一本道の区間である行き止まり道路領域、およびこの行き止まり道路領域における出入口リンクを設定する処理を実行する（ステップＳ２０１）。具体的には、まず、ネットワークデータ生成装置２１は、局所領域設定部２１２により、接続するリンクが１つしかない行き止まりノードを検出し、検出した行き止まりノードを一端として分岐点のノードを他端とする区間のリンクを選択し、この区間のリンクを１つの行き止まり道路領域として検出する。次に、検出した行き止まり道路領域のリンクのうち分岐点のノードに接続するリンクをこの行き止まり道路領域の出入口リンクに設定する。例えば、図１０に示すように、リンクＬ３３が行き止まり道路領域Ｎ３３の出入口リンクＬ３３に設定され、リンクＬ４２が行き止まり道路領域Ｎ４２の出入口リンクＬ４２に設定され、リンクＬ４３が行き止まり道路領域Ｎ４３の出入口リンクＬ４３に設定される。

検出した行き止まり道路領域は、行き止まり道路領域を検出する対象から除外する。なお、図１０に示す、検出した行き止まり道路領域Ｎ３３，Ｎ４２，Ｎ４３を除外すると、図１１に示すように、残ったリンクのうち、ノードＫ５５が、接続するリンクが１つの行き止まりノードＫ５５となる。このような場合には、新たに発生した行き止まりノードＫ５５を一端とする行き止まり道路領域Ｎ５５を検出し、検出する対象から除外する。ネットワークデータ生成装置２１は、行き止まりノードが検出されなくなると、ステップＳ２０１を終了させる。

ネットワークデータ生成装置２１は、ステップＳ２０１が終了すると、局所領域設定部２１２により、進入リンクが１つしかない道路網である袋小路道路領域およびこの袋小路道路領域における出入口リンクを設定する処理を実行する（ステップＳ２０２）。具体的には、まず、ステップＳ２０１で検出した行き止まり道路領域を除外した状態で、袋小路道路領域を設定するための基点となる基点ノードを１つ設定しておいて、基点ノードを出発地とし、基点ノードを目的地とする経路をすべて探索する。

図１２（ａ）は、各袋小路道路領域の関係を説明する図である。図１２（ａ）において、行き止まり道路領域は除外されており、ノードＫＫが基点ノードとして設定されている。図１２（ａ）に示すように、リンクＬ２３を通過した後、もう一度そのリンクＬ２３を通過しないと基点ノードＫＫに戻れない特定のリンクＬ２３がある場合には、基点ノードＫＫからみてこの特定のリンクＬ２３から先を袋小路領域Ｎ２３として検出し、特定のリンクＬ２３を袋小路領域Ｎ２３の出入口リンクＬ２３に設定する。また、設定した出入口リンクＬ２３の先をさらにたどっていき、基点ノードＫＫからみて１つの出入口リンクＬ２３を通過した先に、出入口リンクとすべき別の特定のリンクＬ３６が存在する場合は、この出入口リンクから先を新たに１つの袋小路領域Ｎ３６として検出し、その特定のリンクＬ３６を新たに検出した袋小路領域Ｎ３６の出入口リンクＬ３６に設定する。図１２に示す例においては、袋小路領域Ｎ２１，Ｎ２２，Ｎ２３，Ｎ３１，Ｎ３２，Ｎ３４，Ｎ３６，Ｎ４１が検出されている。

ネットワークデータ生成装置２１は、出入口リンクとすべき特定のリンクが検出されなくなると、ステップＳ２０２を終了させる。

なお、ステップＳ２０１およびステップＳ２０２で検出された行き止まり道路領域および袋小路領域はいずれも、全てのリンクおよびノードを含む最上位のレベルのネットワーク領域に対して局所的なネットワーク領域として区別される。

以上のように、ステップＳ２０１およびステップＳ２０２において、ネットワークデータ生成装置２１は、局所領域設定部２１２により、ネットワークを構成するリンクおよびノードを含むネットワーク領域であってこのネットワーク領域の外に存在するネットワークに接続するリンクが１つだけの局所的なネットワーク領域およびその局所的なネットワーク領域における出入口リンクまたは出入口ノードを設定する処理を実行する。

ネットワークデータ生成装置２１は、ステップＳ２０２が終了すると、基準根設定部２１３により、ネットワークを構成するノードのうちいずれかのノードを選択しネットワーク領域の包含関係を設定するための基準の根として設定する処理を実行する（ステップＳ２０３）。具体的には、行き止まり道路領域を除外した状態のネットワークを構成するノードのうちのいずれかのノードを基準の根として設定する。

また、本実施例においては、図１２（ａ）に示すように、全てのリンクＬＫおよびノードＫＮを含む最上位のレベルのネットワーク領域Ｎ１１に含まれるネットワークを構成するリンクまたはノードのうち、袋小路道路領域Ｎ２１，Ｎ２３，Ｎ３１，Ｎ３２，Ｎ３４，Ｎ３６，Ｎ４１を含まないノードのうちの１つのノードＫＫを基準の根ＫＫとして設定しており、これにより基準の根を選定する範囲がさらに限定されるので、ステップＳ２０３の処理がより簡略化されて効率がよくなる。

ネットワークデータ生成装置２１は、ステップＳ２０３が終了すると、レベル設定部２１４により、行き止まり道路領域として検出された局所的なネットワーク領域を除くネットワークにおいて、各ネットワーク領域に含まれるネットワークを構成するリンクまたはノードと基準の根との接続状態に基づいて下位レベルのネットワーク領域およびこの下位レベルのネットワーク領域を含む上位レベルのネットワーク領域の包含関係を設定する（ステップＳ２０４）。具体的には、図１２（ａ）に示すように、袋小路道路領域として検出された局所的なネットワーク領域Ｎ２３を構成するリンクおよびノードについては、基準の根ＫＫとの接続においては出入口リンクＬ２３を介さなければ基準の根ＫＫと接続しないので、ネットワーク領域Ｎ２３のレベルを出入口リンクＬ２３よりも基準の根ＫＫ側のネットワーク領域に対して格下げする。また、袋小路道路領域として検出された局所的なネットワーク領域Ｎ３６を構成するリンクおよびノードについては、基準の根ＫＫとの接続においては出入口リンクＬ３６を介さなければ基準の根ＫＫと接続しないので、ネットワーク領域Ｎ３６のレベルを出入口リンクＬ３６よりも基準の根ＫＫ側のネットワーク領域に対して格下げする。

図１２（ｂ）は（ａ）のネットワーク領域をレベル毎に示す図である。図１２（ａ）および図１２（ｂ）に示す例においては、まず、全てのリンクＬＫおよびノードＫＮを含む最上位のレベルのネットワーク領域Ｎ１１の直接的な下位レベルのネットワーク領域として局所的なネットワーク領域Ｎ２１，Ｎ２２，Ｎ２３が設定されている。また、ネットワーク領域Ｎ２１の直接的な下位レベルのネットワーク領域として局所的なネットワーク領域Ｎ３１が設定されている。また、ネットワーク領域Ｎ２３の直接的な下位レベルのネットワーク領域として局所的なネットワーク領域Ｎ３４、Ｎ３６が設定されており、さらに、ネットワーク領域Ｎ３６の直接的な下位レベルのネットワーク領域として局所的なネットワーク領域Ｎ４１が設定されている。

ネットワークデータ生成装置２１は、ステップＳ２０４が終了すると、レベル設定部２１４により、ステップＳ２０１において除外されている行き止まり道路領域として検出された局所的なネットワーク領域を、ステップＳ２０４までに生成したネットワークに加え、各ネットワーク領域を構成するリンクまたはノードと出入口リンクまたは出入口ノードと基準の根との接続状態に基づいて各ネットワーク領域の包含関係を設定する（ステップＳ２０５）。

図１３（ａ）はネットワーク領域を設定する処理を説明する図であり、図１３（ｂ）は図１３（ａ）のネットワーク領域をレベル毎に示す図である。図１３（ａ）および図１３（ｂ）に示すように、行き止まり道路領域として検出された局所的なネットワーク領域Ｎ３５を構成するリンクおよびノードについては、基準の根ＫＫとの接続においては出入口リンクＬ３５を介さなければ基準の根ＫＫと接続していないので、ネットワーク領域Ｎ３５のレベルを出入口リンクＬ３５よりも基準の根ＫＫ側のネットワーク領域に対して格下げする。なお、本実施例においては、行き止まり道路領域同士が接続する場合は、ネットワーク領域Ｎ３５のように１つのネットワーク領域としてまとめる処理を実行することにしている。

また、行き止まり道路領域として検出された局所的なネットワーク領域Ｎ３３を構成するリンクおよびノードについては、基準の根ＫＫとの接続においては出入口リンクＬ３３を介さなければ基準の根ＫＫと接続していないので、ネットワーク領域Ｎ３３のレベルを出入口リンクＬ３３よりも基準の根ＫＫ側のネットワーク領域に対して格下げする。なお、この場合、設定したネットワーク領域Ｎ３３の出入口リンクは、ステップＳ２０４で設定したネットワーク領域Ｎ２２の出入口リンクに接続されている。このため、ネットワーク領域Ｎ３３をネットワーク領域Ｎ２２に含めるように設定し、ネットワーク領域Ｎ２２の下位レベルのネットワーク領域Ｎ３２を新たに設定する。

ステップＳ２０４およびステップＳ２０５において、ネットワークデータ生成装置２１は、レベル設定部２１４により、各ネットワーク領域に含まれるネットワークを構成するリンクまたはノードと基準の根との接続状態に基づいて下位レベルのネットワーク領域およびこの下位レベルのネットワーク領域を含む上位レベルのネットワーク領域の包含関係を設定して木構造化されたネットワークデータを生成する処理を実行することにより、ネットワークデータを生成する処理が完了する。

本実施例のネットワークデータ生成装置２１は、レベル設定部２１４は、基準の根との接続において、特定の出入口リンクまたは出入口ノードを介さなければ基準の根と接続しないリンクおよびノードが属するネットワーク領域のレベルを、特定の出入口リンクまたは出入口ノードよりも基準の根側のネットワーク領域に対して格下げすることによりネットワーク領域同士の包含関係を設定している。したがって、本実施例の経路探索装置のように探索範囲を限定する経路探索に適する、ネットワーク領域の包含関係が木構造化されたネットワークデータが生成されることとなる。

＜その他の例＞
なお、本発明は上述の実施形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更、改良が可能である。例えば、上述した実施形態の例においては、経路探索装置１をカーナビゲーションとしているが、このような形態に限定するものではなく、例えば、ＰＮＤ、携帯電話またはＰＣとすることも可能である。

また、上述した実施形態の例においては、入力器１２をタッチパネルとしているが、このような形態に限定するものではなく、例えば、キーボードやマウスとすることも可能である。さらに、入力器１２をキーボードとした場合、ステップＳ１０２において、出発地および目的地をキーボードで入力した後に出発地および目的地を含む範囲の地図を表示させるようにすることも可能である。

また、上述した実施形態の例においては、出発地および目的地をリンク上に設定しているが、ノード等の他のネットワークデータ要素に関連させて設定することも可能である。

ステップＳ２０１の処理においては行き止まり道路領域に出入口リンクを設定する例を示しているが、行き止まり道路領域に出入口ノードを設定することにしてもよい。この場合、出入口リンクに対応するリンクが接続する２つのノードのうち、行き止まりノード側のノードを出入口ノードとして設定する。

ステップＳ２０２の処理においては袋小路道路領域に出入口リンクを設定する例を示しているが、袋小路道路領域に出入口ノードを設定することにしてもよい。この場合、出入口リンクに対応するリンクが接続する２つのノードのうち、基点ノードから遠い方のノードを出入口ノードとして設定する。

ステップＳ２０３の処理においてはノードを基準の根として設定しているが、リンクを基準の根に設定することにしてもよい。

１…経路探索装置
１１…表示部
１２…入力器
１３…計算機
１３１…ネットワークデータ参照部
１３２…地点設定部
１３３…地点付近領域設定部
１３４…探索領域設定部
１３５…経路探索部

Claims (4)

1. 複数のリンクおよびノードを含むネットワーク領域であって該ネットワーク領域の外に接続するリンクが１つだけの下位レベルのネットワーク領域、および該下位レベルのネットワーク領域を含む上位レベルのネットワーク領域の包含関係が木構造化されている複数のネットワーク領域からなるネットワークデータを参照するネットワークデータ参照部と、
   前記ネットワークデータに含まれるリンクまたはノード上に出発地および目的地をそれぞれ設定する地点設定部と、
   前記出発地および前記目的地をともに含むネットワーク領域のうち最も下位レベルのネットワーク領域から、前記出発地および前記目的地のいずれも含まないネットワーク領域を除いた探索領域を設定する探索領域設定部と、
   前記探索領域内に限定して前記出発地から前記目的地への経路を探索する経路探索部と
   を備える経路探索装置。
2. コンピュータが経路を探索する処理を実行する際に用いられるネットワークデータのデータ構造であって、
   前記ネットワークデータに含まれるリンクおよびノードのデータ、それぞれの前記リンクおよび前記ノードが属するネットワーク領域の情報、ならびに領域の外に接続するリンクが１つだけの下位レベルのネットワーク領域、および該下位レベルのネットワーク領域を含む上位レベルのネットワーク領域の包含関係を認識するための情報を含み、
   前記ネットワーク領域の包含関係を認識するための情報は、
   コンピュータが、出発地および目的地をともに含むネットワーク領域のうち最も下位レベルのネットワーク領域から、前記出発地および前記目的地のいずれも含まないネットワーク領域を除いた探索領域を設定し、
   前記コンピュータが前記探索領域内に限定して前記出発地から前記目的地への経路を探索する経路探索処理に用いられるネットワークデータのデータ構造。
3. ネットワークを構成するリンクおよびノードを含むネットワーク領域であって該ネットワーク領域の外に存在するネットワークに接続するリンクが１つだけの局所的なネットワーク領域における出入口リンクまたは出入口ノードを設定する局所領域設定部と、
   すべてのリンクおよびノードを含む最上位のレベルのネットワーク領域に含まれるネットワークを構成するリンクまたはノードのうちいずれかのリンクまたはノードを選択しネットワーク領域の包含関係を設定するための基準の根として設定する基準根設定部と、
   各ネットワーク領域を構成するリンクまたはノードと出入口リンクまたは出入口ノードと前記基準の根との接続状態に基づいて各ネットワーク領域の包含関係を設定して木構造化されたネットワークデータを生成するレベル設定部と
   を備えるネットワークデータ生成装置。
4. 前記レベル設定部は、前記基準の根との接続において、特定の出入口リンクまたは出入口ノードを介さなければ前記基準の根と接続しないリンクおよびノードが属するネットワーク領域のレベルを、前記特定の出入口リンクまたは出入口ノードよりも前記基準の根側のネットワーク領域に対して格下げすることによりネットワーク領域同士の包含関係を設定することを特徴とする請求項３に記載のネットワークデータ生成装置。