JP5953630B2 - 経路探索装置及びコンピュータプログラム - Google Patents
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例えば、自動車を運転するドライバが車載装置に目的地を入力すると、この目的地と出発地(現在地)との情報が通信によってサーバ装置に送信され、このサーバ装置が、データベースに蓄積している道路リンクのリンクコストを用いて、所定の探索アルゴリズムにより出発地から目的地までの経路を探索する処理を実行する。そして、推奨経路が決定されると、その推奨経路の情報は車載装置に送信され、この情報を受けた車載装置は推奨経路をドライバに通知し、推奨経路に沿った経路案内を開始することが可能となる。
しかし、このような最小時間や最短距離となる経路が推奨経路として決定され、この推奨経路にしたがって経路案内がされ、目的地に到着できたとしても、電気自動車の場合、その目的地から次に移動するために必要となるバッテリの残り電力が不足することがある。つまり、バッテリの電力不足により、次の目的地又は目的地の近傍の充電ステーションへ移動することが不可能になるおそれがある。このような問題点は、航続距離が短い電気自動車の場合に特に多く起こりえると考えられる。
この場合、目的地に到着した際のバッテリの残り電力量が、指定電力量に近くなる経路が、推奨経路として決定される。
この場合、指定電力量を変更することが可能となり、目的地に到着した際のバッテリの残り電力量に関して、ドライバ等の要求に応じることが可能となる。
この場合、出発地から目的地までの走行距離が、電気自動車の航続可能距離よりも長くても、充電ステーションを経由してバッテリの充電を行うことで、目的地に到着することが可能となる。
この場合、目的地に到着した際のバッテリの残り電力量を、できるだけ所定の値(例えば50%)に近づけたい場合に好適である。例えば、経由地である充電ステーションでの充電量をフル充電にすると、目的地に到着した際の残り電力量が70%になってしまうが、その充電ステーションでの充電量をフル充電とせずに、充電量設定部が、それよりも低い充電量(例えば80%)に指定し、その低い充電量まで充電を行うことで、目的地に到着した際のバッテリの残り電力量を、前記所定の値(50%)に近づけることが可能となる。
この場合、例えば、目的地に充電ステーションが設置されている場合、その目的地で充電が可能であることから、バッテリの残り電力量が既定の下限値(例えば20%)未満になっていてもバッテリ切れとならなければ、充電ステーションを経由しない経路を、推奨経路とすることができる。
本発明によれば、前記(1)に記載の経路探索装置と同様の作用効果を奏することができる。
〔交通情報システムについて〕
図1は、本発明の経路探索装置を備えている交通情報システムの一例を示すブロック図である。交通情報システムには、車両、車両に搭載されている車載装置3、車載装置3と無線通信する路側通信装置4、及び、路側通信装置4と通信可能であり各種情報を収集したり各種情報を生成したりするサーバ装置5が含まれている。
なお、車載装置3は、車両2に固定の装置以外に、例えばドライバ(搭乗者)が携帯しているスマートフォン等の携帯端末とすることができる。車載装置3が携帯端末の場合、路側通信装置4は、携帯端末と無線通信を行う基地局装置となる。
車載装置3は、車載コンピュータからなり、この車載装置3を搭載している電気自動車2のプローブ情報(フローティングカー情報ともいう)を取得し、路側通信装置4を通じて、サーバ装置5へ送信する。さらに、サーバ装置5が生成した情報(後述する推奨経路の情報)は、路側通信装置4を通じて、車載装置3へ送信される。
入力部3aは、例えばドライバが操作するタッチパネルからなり、文字入力等により目的地が入力される。入力された目的地は目的地情報とされ、電気自動車2の識別情報(車両ID)と共に送信情報i1に含められ、サーバ装置5へ送信される。この送信情報i1は、サーバ装置5に対する推奨経路の探索要求信号となる。
位置取得部3bは、例えばGPS機能を有した装置からなり、現在位置の情報を取得する。取得した現在位置の情報は送信情報i1に含められ、サーバ装置5へ送信される。
また、車載装置3は、自車のバッテリ7における残り電力量の情報を取得可能であり、この情報も送信情報i1に含められる。
サーバ装置5は、様々な機能を奏する複数の機能部を有しており、これら機能部のうちの一つが経路探索装置1である。つまり、サーバ装置5が有する演算装置17は、CPU及び内部メモリ等を有するコンピュータからなり、このサーバ装置5を経路探索装置1として機能させるためのコンピュータプログラムが、記憶装置15にインストールされている。この経路探索装置1が備えている各機能(探索部10、決定部13、電力量設定部14及び充電量設定部20)は、前記コンピュータプログラムが演算装置17によって実行されることで発揮される。これらの各機能については、後に説明する。なお、探索部10には、第1探索部11と第2探索部12とが含まれる。
そして、経路探索装置1は、推奨経路を決定すると、この推奨経路の情報を応答情報i2に含め、車載装置3へ送信する。車載装置3は、この応答情報i2を受けると、推奨経路をドライバに対して出力することができ、この推奨経路に沿った経路案内を実行することが可能となる。
経由地は、電気自動車2のバッテリ7に充電を行う充電ステーションであり、この経路探索装置1によれば、電気自動車2が充電ステーションを経由することにより目的地に到達することが可能となる推奨経路が得られる。
探索部10は、第1探索部11及び第2探索部12からなり、これら第1探索部11及び第2探索部12それぞれは、ある地点(第1地点)から他の地点(第2地点)まで電気自動車2が走行すべき区間経路を、道路リンクのリンクコストを用いて所定の探索アルゴリズムにより探索する機能を有している。道路リンクのリンクコストは、交通情報データベース15bに蓄積されており、第1探索部11及び第2探索部12は、このデータベース15bを参照する。
第2探索部12による前記推定機能、及び、決定部13による推奨経路の決定機能については、後の具体例で説明する。
電力量設定部14には初期値としての「指定電力量」が設定されているが、この「指定電力量」は変更可能である。例えば、ドライバは、車載装置3を通じて、つまり、前記送信情報i1に「指定電力量」の情報を含ませて送信し、この情報を経路探索装置1が受けると、この送信情報i1に含まれる「指定電力量」の情報は、決定部13が推奨経路を決定するための条件となる「指定電力量」として、電力量設定部14によって設定される。
以上の構成を備えた経路探索装置1によって実行される経路探索方法について説明する。図2は、この経路探索方法を説明するフロー図である。図3〜図6は、経路探索を順に説明する説明図である。なお、図4〜図6において、経由地となり得る充電ステーションを、E1〜E8としている。
また、ステップS2では、経時的に変化する動的情報を用いて区間経路が求められる。経時的に変化する動的情報としては、例えば、道路の渋滞状況に関する交通情報がある。このような交通情報は、交通情報データベース15bに蓄積されており、このデータベース15bを参照することで、第1探索部11は動的情報を用いて区間経路のリンクコストを算出する。
つまり、電気自動車では、一回の航続により走行可能となる距離が制限されており、例えば、バッテリ7が満充電の状態で200キロメートルである。したがって、電気自動車の場合、出発地を中心として半径200キロメートルの範囲が、一回の航続可能範囲の最大となる。なお、この航続可能範囲は、途中の道路リンクの勾配等に応じて変化する。
また、このような充電ステーションを求めるための処理は、個別に並列して進められる。つまり、充電ステーションE6〜E8を求めるための演算及び区間経路w6〜w14を求めるための演算は、個別に並列して実行される(同時に進められる)。
つまり、充電ステーションE1〜E5それぞれを起点とした一回の航続可能範囲内の範囲に、目的地が存在しておらず、充電ステーションE6〜E8が存在しているため、これら充電ステーションE6〜E8、及び、区間経路w6〜w14が、第2探索部12によって求められる。
以上より、ステップS4では、候補として残された区間経路は、区間経路w7,w8,w9,w14であり、これら区間経路w7,w8,w9,w14の情報、及び、経由する充電ステーションE6〜E8の情報が記憶装置15に記憶される(ステップS5)。
これを図示して説明する。区間経路探索処理(1回目)では、充電ステーションE1〜E5それぞれを起点とした航続可能範囲に含まれる複数の充電ステーションが求められているが、充電ステーションE1〜E5それぞれからの探索範囲は、図7に示すとおりである。つまり、充電ステーションE1を起点とする探索範囲は符号Q1で示す円(楕円)の範囲内であり、他も同様に、充電ステーションE2〜E5の探索範囲は、それぞれ符号Q2〜Q5で示す円(楕円)の範囲内である。なお、探索範囲を楕円としているのは、本実施形態では、目的地の方向を優先とする探索範囲決定法を採用しているためである。
なお、区間経路の探索を行う処理時間は、探索する要素(道路・交差点)の数に比例しており、その要素の数は、一般的に、探索する延べ面積(探索範囲)に比例する。したがって、本実施形態では重なり合う探索範囲が削減されることにより、処理時間の短縮化に大きく貢献する。
そこで、第2探索部12は、充電ステーションE1〜E5に到着した際のバッテリ残量から所定の充電量(例えば80%充電)に達するまでに要する充電時間を求め、この充電時間をリンクコストに含め、区間経路を求める処理を行う。
そして、ステップS4では、前記のとおり、充電ステーション毎で充電時間が異なることに起因するリンクコストの相違を考慮して、リンクコストの総和が最小となる区間経路のみが、候補として残される。また、このように、充電時間をリンクコストに含めることで、最終的に、目的地の到着時刻の推定をより正確に行うことが可能となる。
なお、各充電ステーションにおける充電時間は、充電ステーション(充電設備)の供給電力(急速又は普通)に基づいて求められる。
なお、以下の実施形態では、経由する充電ステーションとしてE6が含まれている場合を説明する。
本実施形態(図5)では、未だ到達していないことから(ステップS6で「No」)、ステップS4へと戻り、第2探索部12は、区間経路探索処理(2回目)を実行する。
そして、本実施形態では、候補として残された区間経路が、区間経路w15〜w17であり、これら区間経路w15〜w17の情報が記憶装置15に記憶される(ステップS5)。
本実施形態では、図6に示すように、出発地から目的地に到達するまでの全経路として、充電ステーションE3及びE6を経由する第1の全経路G1と、充電ステーションE3及びE7を経由する第2の全経路G2と、充電ステーションE4及びE6を経由する第3の全経路G3と、充電ステーションE5及びE8を経由する第4の全経路G4とが取得されており、これら4つの全経路G1〜G4が記憶装置15に記憶されている。
さらに、全経路G1〜G4それぞれの場合に関して、第2探索部12によって、目的地に到着した際のバッテリ7の残り電力量が推定されていることから、これら残り電力量の情報についても、全経路G1〜G4それぞれと対応付けられて、記憶装置15に記憶されている。
本実施形態では「目的地に到着した際の電気自動車2が有するバッテリ7の残り電力量」を、複数の全経路G1〜G4から最適である推奨経路を一つ選択するための条件としている。前記のとおり、第2探索部12によって、目的地に到着した際のバッテリ7の残り電力量が推定されていることから、決定部13は、この推定された残り電力量に基づいて、複数の候補となる全経路G1〜G4の中から一つを、目的地までの推奨経路として決定する。以下、決定部13によって行われる推奨経路の決定処理の具体例について説明する。
図6において、4つの候補となる全経路G1〜G4のうち、出発地から目的地までの走行距離が最短となるのは、全経路G1であると仮定する。そして、図9は、図6の全経路G1と全経路G2とを簡略化した説明図である。
全経路G1に含まれる区間経路w15を走行した場合、充電ステーションE6で充電を行ったが、区間経路w15が長くてバッテリ7の消費電力が多くなり、第2探索部12による推定機能によって、目的地に到着した際のバッテリ7の残り電力量が20%になると推定されているとする。
これに対して、全経路G2の場合、充電ステーションE7で充電を行い、区間経路w16を走行すると、区間経路w15と比較してバッテリ7の消費電力が少なく、目的地に到着した際のバッテリ7の残り電力量が50%になると推定されているとする。
そして、目的地に到着した後、その目的地から出発地へと反対に戻ることを考えた場合、この目的地に最も近い充電ステーションE7に到達するためには、目的地を出発する時点でバッテリ7の残り電力量が40%必要であるとする。
そこで、この具体例1では、出発地から目的地までの走行距離が最短ではないが、目的地に到着した際のバッテリ7の残り電力量が、次の充電ステーションE7に到着するために必要となる充電量40%を超える、全経路G2が推奨経路として、決定部13によって決定される。
電気自動車2のバッテリ7は、長期利用しない場合、推奨充電深度で保管するのがバッテリ7の性能を確保する観点で好ましい。そこで、探索部10は、出発地から目的地までの全経路の探索を行うと共に、この目的地に到着した際のバッテリ7の残り電力量を推定することから、探索部10が推定した残り電力量が、指定された「指定電力量」に最も近くなる経路を、推奨経路として決定部13は決定する。そして、この「指定電力量」が、前記推奨充電深度に設定されていればよく、推奨充電深度は50%である。
これに対して、全経路G4の場合、充電ステーションE8で充電を行った後、全経路G4に含まれる区間経路w17を走行すると、目的地に到着した際のバッテリ7の残り電力量が55%になると推定されているとする。
この場合、決定部13は、推定された残り電力量が、指定された指定電力量である50%に最も近くなる全経路G4を、推奨経路として決定する。これにより、電気自動車2は全経路G4を走行し、目的地に到着すると、バッテリ7の残り電力量は55%程度となっていることから、その状態で長期にわたって目的地で電気自動車2を保管することができ、バッテリ7の性能確保に好ましい状態が得られる。
この「指定電力量」の情報は、例えば、ドライバが車載装置3に対して設定(入力)し、「指定電力量」の情報を前記送信情報i1に含ませればよい。この送信情報i1を受信した経路探索装置1において、電力量設定部14は、前記「指定電力量」の情報を新たに設定し、これに基づいて、決定部13による推奨経路の決定が行われる。
前記具体例2では、全経路G4に含まれる区間経路w17を走行すると、目的地に到着した際のバッテリ7の残り電力量が55%(推定値)になることから、この全経路G4を推奨経路として決定することにより、長期保管する場合に、バッテリ7の性能確保に好ましい状態が得られる。
しかし、全経路が複数求められ、どの全経路を走行したとしても、目的地に到着した際のバッテリ7の残り電力量が「指定電力量(例えば50%)」に近くならないことが、当然に想定される。この場合、目的地に到着する前に経由地として立ち寄る充電ステーションにおけるバッテリ7への充電量を、充電量設定部20が指定する。
このように、目的地に到着した際のバッテリ7の残り電力量が、「指定電力量(50%)」と大きく隔たりがある場合、図11に示すように、例えば最小時間として全経路G1が決定部13によって決定されると、この全経路G1において目的地に到着する前に立ち寄る充電ステーションE6における充電量を、充電量設定部20が指定する。
具体的には、充電量設定部20は、充電ステーションE6においてフル充電を行うのではなく、目的地に到着した際にバッテリ7の残り電力量が指定電力量(50%)となるための充電量として、充電完了後のバッテリ7の電力量が80%となる充電量を指定する。
この具体例3のように、充電量設定部20によれば、目的地に到着した際のバッテリの残り電力量を、指定電力量(50%)に近づけることが可能となる。
図12は、全経路G4を簡略化した説明図である。この具体例4では、充電ステーションE8においてバッテリ7に充電を行い、目的地へと向かって区間経路w17を走行するが、目的地に到着した際のバッテリ7の残り電力量が10%になると、探索部10の推定機能によって推定されるとする。
なお、この具体例4では、充電ステーションE8から目的地へと向かう途中に、他の充電ステーションE9が存在しており、また、目的地に充電設備(充電ステーション)E10が備えられているとする。さらに、この経路探索装置1では「通常設定」として、バッテリ7の残り電力量が20%未満となる場合に、充電を行う必要があると設定されている。このため、具体例4では、目的地へと到着する前の走行途中で、バッテリ7の残り電力量が20%未満となるので、「通常設定」では充電ステーションE9を経由する経路が、探索部10によって探索され、決定部13によって、この充電ステーションE9を経由する全経路G4−1が推奨経路として決定されると考えられる。
以上、本実施形態に係る経路探索装置1によれば、目的地に到着した際のバッテリ7の残り電力量に基づいて、その目的地までの推奨経路が決定されるので、目的地に到着したとしても、例えば次に移動するために必要となるバッテリの残り電力が足りなくなるというような、目的地に到着後の電気自動車2における問題点の発生を防止することが可能となる。
また、図12に示す具体例4のように、目的地に充電ステーションE10が設置されており、目的地で充電が可能である場合には、バッテリ7の残り電力量が既定の下限値(例えば20%)未満となっていてもバッテリ切れとならなければ、「通常設定」では経由するはずである充電ステーションE9を経由しない全経路G4−2を、推奨経路とすることができる。
そして、出発地から充電ステーションを求めながら目的地までの全経路が複数について得られると、その中から一つが推奨経路として決定される。
この結果、電気自動車2の航続可能距離が、出発地から目的地までの距離よりも短くても、充電ステーションを経由することにより、目的地に到達することが可能となる推奨経路が得られる。
また、バッテリ7の消費電力に影響を与える因子の情報として、気象(温度)についての情報がある。周辺温度は、車載のエアコン(空調設備)の作動負荷に影響を与え、特に、電気自動車の場合、その影響が大きく、ガソリン車のように廃熱を利用したヒータを備えていないことから、周辺温度が低いと、暖房のためにエアコンを作動させる必要がある。このように、周辺温度が高温であっても低温であってもエアコンを作動させることから、バッテリ7の電力が大きく消費される。また、周辺温度が低くなると、バッテリ7の電力も低下することから、バッテリ7の消費電力に影響を与える因子の情報として、気象(温度)についての情報を含ませるのが好ましい。
このような動的情報は、記憶装置15にデータベース化されており、第1探索部11及び第2探索部12は、このデータベースを参照することで、各道路リンク及び各区間経路におけるバッテリ7の消費電力を、走行自体の消費電力とは別に、動的に算出することができ、これを区間経路の探索(航続可能範囲)に反映させることが可能となる。
探索部10による経路探索は、前記実施形態で説明した以外に、他の方法であってもよい。
Claims (8)
- バッテリの電力を走行動力とする電気自動車が走行すべき出発地から目的地まで推奨経路を探索する経路探索装置であって、
前記出発地から前記目的地までの経路の候補の探索を行うと共に、当該目的地に到着した際の前記バッテリの残り電力量を推定する探索部と、
前記探索部によって推定された前記残り電力量に基づいて、前記目的地までの推奨経路を決定する決定部と、
を備え、
前記決定部は、前記探索部によって推定された前記残り電力量が、前記バッテリを長期利用しない場合に性能確保の観点で好ましい推奨充電深度に最も近くなる経路を、推奨経路として決定することを特徴とする経路探索装置。 - バッテリの電力を走行動力とする電気自動車が走行すべき出発地から目的地まで推奨経路を探索する経路探索装置であって、
前記出発地から前記目的地までの経路の候補の探索を行うと共に、当該目的地に到着した際の前記バッテリの残り電力量を推定する探索部と、
前記探索部によって推定された前記残り電力量に基づいて、前記目的地までの推奨経路を決定する決定部と、
前記バッテリに対して充電を行う充電ステーションにおける充電量を指定する充電量設定部と、
を備え、
前記探索部は、前記目的地までの経路の候補として、前記充電ステーションを経由地として含む経路を探索可能であり、
前記決定部は、前記探索部によって推定された残り電力量が、指定された指定電力量に最も近くなる経路を、推奨経路として決定可能であり、
前記出発地から前記目的地までの経路の候補が前記探索部によって複数求められ、どの経路の候補を走行したとしても、当該目的地に到着した際の前記バッテリの残り電力量が前記指定電力量に近くならない場合、当該目的地に到着する前に経由地として立ち寄る前記充電ステーションにおける前記バッテリへの充電量を、前記充電量設定部が指定することを特徴とする経路探索装置。 - 前記指定電力量を変更可能として設定する電力量設定部を、更に備えている請求項2に記載の経路探索装置。
- 前記探索部は、前記目的地までの経路の候補として、前記バッテリに対して充電を行う充電ステーションを経由地として含む経路を探索可能である請求項1に記載の経路探索装置。
- 前記充電ステーションにおける充電量を指定する充電量設定部を、更に備えている請求項4に記載の経路探索装置。
- 前記探索部は、前記目的地までの経路の候補として、前記バッテリの残り電力量が既定の下限値未満となるために途中で充電ステーションを経由する経路と、前記バッテリの残り電力量が既定の下限値未満となってもバッテリ切れとならなければ充電ステーションを経由しない経路と、を探索可能である請求項1〜5のいずれか一項に記載の経路探索装置。
- バッテリの電力を走行動力とする電気自動車が走行すべき出発地から目的地まで推奨経路を探索する処理を、コンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、
コンピュータを、
前記出発地から前記目的地までの経路の候補の探索を行うと共に、当該目的地に到着した際の前記バッテリの残り電力量を推定する探索部、
推定した前記残り電力量に基づいて、前記目的地までの推奨経路を決定する決定部、
として機能させると共に、
前記決定部は、前記探索部によって推定された前記残り電力量が、前記バッテリを長期利用しない場合に性能確保の観点で好ましい推奨充電深度に最も近くなる経路を、推奨経路として決定するように機能させるためのコンピュータプログラム。 - バッテリの電力を走行動力とする電気自動車が走行すべき出発地から目的地まで推奨経路を探索する処理を、コンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、
コンピュータを、
前記出発地から前記目的地までの経路の候補の探索を行うと共に、当該目的地に到着した際の前記バッテリの残り電力量を推定する探索部、
推定した前記残り電力量に基づいて、前記目的地までの推奨経路を決定する決定部、
前記バッテリに対して充電を行う充電ステーションにおける充電量を指定する充電量設定部、
として機能させると共に、
前記探索部は、前記目的地までの経路の候補として、前記充電ステーションを経由地として含む経路を探索可能であり、
前記決定部は、前記探索部によって推定された残り電力量が、指定された指定電力量に最も近くなる経路を、推奨経路として決定可能であり、
前記出発地から前記目的地までの経路の候補が前記探索部によって複数求められ、どの経路の候補を走行したとしても、当該目的地に到着した際の前記バッテリの残り電力量が前記指定電力量に近くならない場合、当該目的地に到着する前に経由地として立ち寄る前記充電ステーションにおける前記バッテリへの充電量を、前記充電量設定部が指定するように機能させるためのコンピュータプログラム。
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