JP6419586B2 - ルート探索システム及びコンピュータプログラム - Google Patents

Description

本発明は、自動運転を行う自動車のルートを設定する技術に関するものである。

自動運転を行う自動車のルートを設定する技術としては、道路をリンクの連結によって表すと共に、自動運転可能なリンクのリンクコストを、そのリンクが自動運転可能でないリンクである場合よりも所定比率で小さくなるように設定した上で、ルートに含まれる各リンクのリンクコストの総和が最小となるように目的地までのルートを設定することにより自動運転可能なリンクを優先的に使用したルートを設定する技術が知られている（たとえば、特許文献１）。

特許第３９２８５３７号公報

上述した,自動運転可能なリンクのリンクコストを、そのリンクが自動運転可能でないリンクである場合よりも所定比率で小さくなるように設定した上で、リンクコストの総和が最小となるように目的地までのルートを設定する技術によれば、目的地までのルートを、自動運転可能な区間を比較的多く含んだルートとすることができる。

しかしながら、この技術によれば、自動運転可能なリンクよりも自動運転できないリンクの方がリンクコストが小さくなる部分については、自動運転できないリンクをルートを構成するリンクとして選択するものであるため、自動運転可能な区間と自動運転できない区間とがルート上に混在してしまうことが避けられない。

そして、このようにルート上に自動運転可能な区間と自動運転できない区間とが混在してしまうと、自動運転と手動運転を何度も切り替えながら走行するという、煩雑な操作をユーザが行う必要が生じる。
そこで、本発明は、自動運転を行う自動車のルートとして、自動運転可能な区間と自動運転できない区間とが混在しないルートを可及的に設定することを課題とする。

前記課題達成のために、本発明は、自動運転可能な区間において自動運転を行う自動車に搭載されるルート探索システムに、地図データを記憶した記憶部と、出発地から目的地までのルートを探索するルート探索手段とを備えたものである。ここで、前記地図データには、上位階層の道路として自動運転可能な区間の道路が登録され、下位階層の道路として自動運転できない区間の道路が登録されており、前記ルート探索手段は、出発地と目的地とが下位階層の道路上の地点である場合に、出発地から上位階層の道路までの下位階層の道路を用いた経路である第１経路と、目的地から上位階層の道路までの下位階層の道路を用いた経路である第２経路と、第１経路の終点と第２経路の終点間の上位階層の道路を用いた経路である第３経路とを探索し、探索した第１経路と第２経路と第３経路とを連結した経路を出発地から目的地までのルートとして探索する。

ここで、このようなルート探索システムは、下位階層の道路よりも上位階層の道路を優先的に用いるルートを探索するものであり、上位階層には、自動運転可能な道路区間のみが含まれることが期待できるので、探索されるルートは、自動運転可能な道路が優先的に使用されたルートとなる。

また、上位階層には、自動運転可能な道路区間のみが含まれるので、このようなルート探索処理によって探索されるルートは、一旦、自動運転可能な道路区間に進入した後は、目的地近くで下位階層の道路に戻るまで、自動運転可能な道路区間が連続するルートとなり、自動運転可能な道路区間と自動運転できない道路区間が交互に混在するルートとなることはない。

また、本発明は、前記課題達成のために、自動運転可能な区間において自動運転を行う自動車に搭載されるルート探索システムに、地図データを記憶した記憶部と、出発地から目的地までのルートを探索するルート探索手段とを備えたものである。ここで、前記地図データには、上位階層の道路として高速道路が登録され、中位階層の道路として高速道路以外の自動運転可能な区間の道路が登録され、下位階層の道路として、上位階層および中位階層に登録されていない自動運転できない区間の道路が登録されており、前記ルート探索手段は、出発地と目的地とが下位階層の道路上の地点である場合に、出発地から中位階層の道路までの下位階層の道路を用いた経路である第１経路と、当該第１経路の終点から上位階層の道路までの中位階層の道路を用いた経路である第２経路と、目的地から中位階層の道路までの下位階層の道路を用いた経路である第３経路と、当該第３経路の終点から上位階層の道路までの中位階層の道路を用いた経路である第４経路と、第２経路の終点と第４経路の終点間の上位階層の道路を用いた経路である第５経路とを探索し、探索した第１経路と第２経路と第３経路と第４経路と第５経路とを連結した経路を出発地から目的地までのルートとして探索する。

また、前記課題達成のために、本発明は、自動運転可能な区間において自動運転を行う自動車に搭載されるルート探索システムに、地図データを記憶した記憶部と、出発地から目的地までのルートを探索するルート探索手段とを備えたものである。ここで、前記地図データには、上位階層の道路として高速道路が登録され、中位階層の道路として高速道路以外の自動運転可能な区間の道路と、所定の自動運転できない区間の道路とが登録され、下位階層の道路として、上位階層および中位階層に登録されていない自動運転できない区間の道路が登録されており、中位階層の道路として登録される前記所定の自動運転できない区間の道路とは、他の自動運転可能な道路と上位階層の道路とのいずれからも孤立している自動運転可能な道路を、他の自動運転可能な道路または上位階層の道路に連結する自動運転できない区間の道路であり、前記ルート探索手段は、出発地と目的地とが下位階層の道路上の地点である場合に、出発地から中位階層の道路までの下位階層の道路を用いた経路である第１経路と、当該第１経路の終点から上位階層の道路までの中位階層の道路を用いた経路である第２経路と、目的地から中位階層の道路までの下位階層の道路を用いた経路である第３経路と、当該第３経路の終点から上位階層の道路までの中位階層の道路を用いた経路である第４経路と、第２経路の終点と第４経路の終点間の上位階層の道路を用いた経路である第５経路とを探索し、探索した第１経路と第２経路と第３経路と第４経路と第５経路とを連結した経路を出発地から目的地までのルートとして探索する。

また、本発明は、前記課題達成のために、自動運転可能な区間において自動運転を行う自動車に搭載されるルート探索システムに、地図データを記憶した記憶部と、出発地から目的地までのルートを探索するルート探索手段とを備えたものである。ここで、前記地図データには、上位階層の道路として高速道路が登録され、中位階層の道路として高速道路以外の自動運転可能な区間の道路と、所定の自動運転できない区間の道路とが登録され、下位階層の道路として、上位階層および中位階層に登録されていない自動運転できない区間の道路が登録されており、中位階層の道路として登録される前記所定の自動運転できない区間の道路とは、他の自動運転可能な道路上位階層の道路とのいずれからも孤立している自動運転可能な道路を含む路線に属する自動運転できない区間の道路であり、前記ルート探索手段は、出発地と目的地とが下位階層の道路上の地点である場合に、出発地から中位階層の道路までの下位階層の道路を用いた経路である第１経路と、当該第１経路の終点から上位階層の道路までの中位階層の道路を用いた経路である第２経路と、目的地から中位階層の道路までの下位階層の道路を用いた経路である第３経路と、当該第３経路の終点から上位階層の道路までの中位階層の道路を用いた経路である第４経路と、第２経路の終点と第４経路の終点間の上位階層の道路を用いた経路である第５経路とを探索し、探索した第１経路と第２経路と第３経路と第４経路と第５経路とを連結した経路を出発地から目的地までのルートとして探索する。

これらのルート探索システムは、下位階層の道路よりも中位階層、上位階層の道路を優先的に用いるルートを探索するものであり、中位階層、上位階層には、基本的には、自動運転可能な道路区間のみが含まれるので、探索されるルートは、おおよそ自動運転可能な道路が優先的に使用されたルートとなる。

また、中位階層、上位階層には、基本的には、自動運転可能な道路区間のみが含まれるので、このようなルート探索処理によって探索されるルートは、一旦、自動運転可能な道路区間に進入した後は、目的地近くで下位階層の道路に戻るまで、自動運転可能な道路区間が連続するルートとなり、自動運転可能な道路区間と自動運転できない道路区間が交互に混在するルートとならないことが期待できる。

また、上述のように中位階層の道路として所定の自動運転できない区間の道路を含めたルート探索システムによれば、高速道路以外の自動運転可能な区間の道路の他に、中位階層に孤立する道路が発生しないように選定した自動運転できない区間の道路を含めているので、中位階層におけるルートの探索に支障が生じることを排除することができる。

ここで、上述のように中位階層の道路として所定の自動運転できない区間の道路を含めたルート探索システムは、前記ルート探索手段において、出発地から中位階層の道路までの下位階層の道路を用いた経路のうちの、所要走行時間または所要走行距離が大きいほどコストが大きくなるコストモデルを用いて算出したコストが最小となる経路を前記第１経路として探索し、目的地から中位階層の道路までの下位階層の道路を用いた経路のうちの、所要走行時間または所要走行距離が大きいほどコストが大きくなるコストモデルを用いて算出したコストが最小となる経路を前記第３経路として探索し、前記第１経路の終点から上位階層の道路までの中位階層の道路を用いた経路のうちの、自動運転可能な区間が連続するほどコストが小さくなるコストモデルを用いて算出したコストが最小となる経路を前記第２経路として探索し、前記第３経路の終点から上位階層の道路までの中位階層の道路を用いた経路のうちの、自動運転可能な区間が連続するほどコストが小さくなるコストモデルを用いて算出したコストが最小となる経路を前記第４経路として探索し、第２経路の終点と第４経路の終点間の上位階層の道路を用いた経路のうちの、所要走行時間または所要走行距離が大きいほどコストが大きくなるコストモデルを用いて算出したコストが最小となる経路を前記第５経路として探索するように構成してもよい。

このようにすることにより、中位階層のルート部分を、できるだけ自動運転可能な道路区間が連続するルート部分とすることができるようになる。

以上のように、本発明によれば、自動運転を行う自動車のルートとして、自動運転可能な区間と自動運転できない区間とが混在しないルートを可及的に設定することができる。

本発明の実施形態に係る車載システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る地図データを示す図である。 本発明の実施形態に係る地図データの階層構造を示す図である。 本発明の実施形態に係るレベル２地図データの構成例を示す図である。 本発明の実施形態に係る自動運転リンクコストと自動運手ノードコストの設定例を示す図である。 本発明の実施形態に係るルート探索処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について説明する。
図１に、本実施形態に係る車載システムの構成を示す。
車載システムは自動車に搭載されているシステムであり、図示するように、 ナビゲーションシステム１、自動運転システム２、ＥＣＵ３、地図データを記憶した地図データ記憶部４、車両状態センサ５、ＧＰＳ受信機６を備えている。
また、ナビゲーションシステム１は、ルート設定部１１、現在位置算出部１２、ナビゲーション制御部１３、表示装置１４、入力装置１５を備えている。なお、ナビゲーションシステム１は、ＣＰＵやメモリなどを備えたコンピュータを用いて構成されるものであり、ルート設定部１１、現在位置算出部１２、ナビゲーション制御部１３などは、ＣＰＵが所定の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ものである
ここで、車両状態センサ５は、角加速度センサや地磁気センサなどである方位センサや、車速パルスセンサなどである車速センサなどの、車両状態を検出する各種センサであり、ナビゲーションシステム１の現在位置算出部１２は、車両状態センサ５やＧＰＳ受信機６の出力から推定される現在位置に対して、地図データ記憶部４から読み出した地図データが表す地図とのマップマッチング処理などを施して、現在位置として最も確からしい座標と、現在の進行方向として最も確からしい方向とを、それぞれ現在位置、現在進行方位として算出する。

次に、ナビゲーション制御部１３は、表示装置１４と入力装置１５を用いたユーザインタフェースを介してユーザから目的地の設定を受け付け、ルート設定部１１は、地図データ記憶部４に記憶された地図データを用いて、設定を受け付けた目的地までのルートを探索し設定する。ここで、このルート設定部１１による、ルートの探索の詳細については後述する。

また、ナビゲーション制御部１３は、現在位置算出部１２が算出した現在位置を自動運転システム２に繰り返し通知する処理や、ルート設定部１１が設定したルートを自動運転システム２に転送する処理を行う。
そして、自動運転システム２は、現在位置が自動運転可能な道路区間内にあるときには、自動運転モードを設定し、ナビゲーション制御部１３から転送されたルートに沿って走行するようにＥＣＵ３を介して、自動車の自動運転を制御する。ここで、自動運転システム２は、自動車前方を撮影するカメラや、自動車前方の物体を検出するレーダ装置や、自動運転用に道路に設置されたマーカを検出するセンサなどの自動運転用のセンサを備えており、自動運転用のセンサを用いて自車の状態や自車周辺の状態を認識しながら、自動車の自動運転を制御する。

ここで、自動運転可能な道路区間とは、たとえば、自動運転システム２が自動運転の制御に自動運転用に道路に設置されたマーカを用いるものである場合には、マーカが設置されている道路区間が自動運転可能な道路区間となり、自動運転システム２が自動運転の制御に、周辺認識用の景観のマッチングデータなどの特別なデータを必要とするものである場合には、当該データが、自動運転システム２が利用可能な形態で整備されている道路区間が自動運転可能な道路区間となる。

さて、ＥＣＵ３は、自動車の操舵を行う操舵アクチュエータ３１や、自動車のブレーキを駆動するブレーキアクチュエータ３２や、自動車のエンジンや変速器などのパワートレインを駆動するパワートレインアクチュエータ３３等を、ステアリングやアクセルペダルやブレーキペダルやシフトレバーなどの自動車の運転装置３４の操作に応じて制御する。また、ＥＣＵ３は、自動運転モードが設定されているときには、自動運転システム２の制御に応じて、操舵アクチュエータ３１、ブレーキアクチュエータ３２、パワートレインを駆動するパワートレインアクチュエータ３３の制御を行う。

次に、地図データ記憶部４に記憶されている地図データについて説明する。
図２に示すように、地図データは、レベル１地図データ、レベル２地図データ、レベル３地図データを含んでいる。そして、たとえば、図３に示すように、レベル１地図データはレベル１の階層の道路の地図を表し、レベル２地図データはレベル２の階層の道路の地図を表し、レベル３地図データはレベル３の階層の道路の地図を表している。ここで、各階層の道路については後述する。

さて、図２に戻り、レベル１、２、３の各レベルの地図データの各々は、ノードと、ノード間を連結するリンクの集合として道路網を表した地図を定義しており、ノード毎に設けられたノードデータを含むノードテーブルと、リンク毎に設けられたリンクデータを含むリンクテーブルとを有する。

なお、交差点などの道路の連結点には、必ずノードが設けられる。
また、レベル１地図データにおいては、レベル１の道路とレベル２の道路の接続点（交差点）にノードが必ず設けられており、レベル２地図データにおいては、レベル２の道路とレベル１の道路の接続点と、レベル２の道路とレベル３の道路の接続点とにノードが必ず設けられており、レベル３地図データにおいては、レベル３の道路とレベル２の道路の接続点にノードが必ず設けられている。

そして、各ノードデータには、対応するノードの識別子となるノードID、対応するノードの位置を表す座標情報、対応するノードに接続する同階層のリンクを表す接続リンク情報、上層対応ノード情報、自動運転コストテーブルなどが登録されている。
ここで、上層対応ノード情報は、レベル１地図データとレベル２地図データのノードデータにのみ含まれる情報であり、ノードデータに対応するノードが一つ上位の階層の道路との接続点に相当するノードである場合に、その接続点に相当する一つ上位の階層のノードの情報が登録される。すなわち、レベル１地図データの、レベル２の階層の道路との接続点となるノードのノードデータの上層対応ノード情報には、当該接続点に相当するレベル２の階層のノードのレベル２地図データのノードデータを識別するための情報が登録され、レベル２地図データの、レベル３の階層の道路との接続点となるノードのノードデータの上層対応ノード情報には、当該接続点に相当するレベル３の階層のノードのレベル３地図データのノードデータを識別するための情報が登録される。

次に、自動運転コストテーブルには、対応するノードを通過可能な各方向毎に、自動運転ノードコストが登録されている。ここで、ノードを通過可能な各方向は、その方向にノードを通過する際にノードへの進入に使用するリンクである進入リンクと、その方向にノードを通過する際にノードからの退出に使用するリンクである退出リンクの組み合わせによって示される。ここで、自動運転ノードコストについては後述する。

次に、各リンクデータには、対応するリンクの識別子となるリンクID、対応するリンクの端点となるノードを表す端点ノード情報、対応するリンクに接続する同階層の他のリンクを表す接続リンク情報、対応するリンクの始点から終点に向かう向きを表すリンク方位、対応するリンクの長さを表すリンク長、対応するリンクが含まれる道路の高速道路、国道、一般道などの種別等を表す道路情報、リンクコストテーブルが登録されている。

また、リンクコストテーブルには、走行距離に関して対応するリンクの走行に要するコストを表す距離コストや、走行時間に関して対応するリンクの走行に要するコストを表す時間コストや、自動運転リンクコストなどが登録される。ここで、自動運転リンクコストについては後述する。

以下、上述したように、地図データの各レベルの階層の道路について説明する。
まず、レベル３の階層の道路は、高速道路であり、レベル３地図データには高速道路のリンクのリンクデータと高速道路のノードのノードデータが登録されている。なお、本実施形態では、全ての高速道路の全ての区間は、自動運転可能な区間として整備されていることを想定している。ただし、高速道路は、一部に自動運転できない区間を含むものであってもよい。

次に、レベル２の階層の道路は、高速道路以外の自動運転可能な区間の道路であり、レベル２地図データには高速道路以外の自動運転可能な区間のリンクのリンクデータと高速道路以外の自動運転可能な区間のノードのノードデータが登録されている。
そして、レベル１の階層の道路は、自動運転できない区間の道路であり、レベル１地図データには自動運転できない区間のリンクのリンクデータと自動運転できない区間のノードのノードデータが登録されている。
ただし、レベル３地図データが表すレベル３の階層の道路とレベル２地図データが表すレベル２の階層の道路とより道路網上で、孤立するレベル２の階層の道路区間が発生する場合には、その道路区間を、レベル２の階層の他の道路区間の道路、または、高速道路に連結する、自動運転できない区間の道路を、レベル１の階層の道路とはせずにレベル２の階層の道路として、レベル１地図データではなく、レベル２地図データに登録するようにする。

すなわち、高速道路以外の自動運転可能なリンクのノードのうち、高速道路以外の自動運転可能な他リンクと高速道路のリンクのいずれにも接続していないノードについては、そのノードと、高速道路以外の自動運転可能な他リンク、または、高速道路とを結ぶ、自動運転できないリンクによる経路を探索し、経路中のリンクを、レベル１の階層のリンクではなく、高速道路以外の自動運転可能なリンクと同様なレベル２の階層のリンクとして、レベル１地図データ、レベル２地図データを作成する。

すなわち、たとえば、いま、図４ａに示すようにリンクが定義されているものとする。ここで、図４ａ中において、点線で示すリンクが自動運転できないリンク、実線で示すリンクが高速道路以外の自動運転可能なリンク、二重線で示すリンクが高速道路リンク、黒丸がノードであるものとする。

この場合において、高速道路以外の自動運転可能なリンクのうちのリンク４１０、４１１の区間の両端のノードは、双方とも他の高速道路以外の自動運転可能なリンクにも、高速道路にも接続しておらず、孤立している。
そこで、この場合には、たとえば、図４ｂに示すように、孤立したリンク４１０、４１１の道路区間の一方の端点となるノード４１０１を他の自動運転可能なリンクに連結する自動運転できないリンク４２１と、孤立したリンク４１０、４１１の道路区間の他方の端点となるノード４１１１を他の自動運転可能なリンクに連結する自動運転できないリンク４２２とを、レベル１の階層のリンクではなく、高速道路以外の自動運転可能なリンクと同様なレベル２の階層のリンクとして、レベル１地図データ、レベル２地図データを作成するようにする。

ただし、レベル２地図データが表すレベル２の階層の道路網上で孤立するレベル２の階層の道路区間が発生する場合には、その道路区間を含む路線の全体をレベル２地図データに登録するようにしてもよい。すなわち、たとえば、国道Ｘ号線の一部の道路区間が孤立している場合には、国道Ｘ号線の全体をレベル２地図データに登録するようにしてもよい。

すなわち、図４ａのように、リンク４１０、４１１の道路区間が孤立した場合には、図４ｃに示すように、リンク４１０、４１１を含む路線のリンク４３１-４３４をレベル１の階層のリンクではなく、高速道路以外の自動運転可能なリンクと同様なレベル２の階層のリンクとして、レベル１地図データ、レベル２地図データを作成するようにしてもよい。

次に、上述した自動運転リンクコストと自動運転ノードコストについて説明する。
まず、自動運転リンクコストについて説明する。
図５の各図において、太線は自動運転可能なリンクを、細線は自動運転できないリンクを、黒丸はノードを表している。
また、図５ａ中の数字は各リンクの自動運転リンクコストを表しており、図示するように自動運転可能なリンクの自動運転リンクコストは「１」を、自動運転できないリンクの自動運転リンクコストは「２」としている。ただし、自動運転リンクコストは、自動運転可能なリンクの自動運転リンクコストが、自動運転できないリンクの自動運転リンクコストよりも小さくなるように、任意の値を設定するようにしてもよい。

次に、自動運転ノードコストについて説明する。
図５ｂ１、ｂ２の矢印は、ノードの通過方向を、矢印の末尾に示した数字は、ノードの矢印が示す通過方向の自動運転ノードコストを表している。図示するように、自動運転できないリンクから自動運転できないリンクに向かう通過方向の自動運転ノードコストは「１」とし、自動運転可能なリンクから自動運転できないリンクに向かう通過方向の自動運転ノードコストは「１」とし、自動運転可能なリンクから自動運転可能なリンクに向かう通過方向の自動運転ノードコストは「０」とし、自動運転できないリンクから自動運転可能なリンクに向かう通過方向の自動運転ノードコストは「０」としている。

ただし、自動運転ノードコストは、自動運転可能なリンクに向かう通過方向の自動運転ノードコストが、自動運転できないリンクに向かう通過方向の自動運転ノードコストよりも小さくなるように、任意の値を設定するようにしてもよい。
すなわち、たとえば、図５ｃ１、ｃ２に示すように、自動運転できないリンクから自動運転できないリンクに向かう通過方向の自動運転ノードコストは「１」とし、自動運転可能なリンクから自動運転できないリンクに向かう通過方向の自動運転ノードコストは「２」とし、自動運転可能なリンクから自動運転可能なリンクに向かう通過方向の自動運転ノードコストは「０」とし、自動運転できないリンクから自動運転可能なリンクに向かう通過方向の自動運転ノードコストは「０」とするようにしてもよい。

以上、地図データ記憶部４に記憶されている地図データについて説明した。
次に、このような地図データを用いて、ナビゲーションシステム１のルート設定部１１が行う、目的地までのルートの探索の動作について説明する。
図６に、ルート設定部１１がルートの探索のために行うルート探索処理の手順を示す。
図示するように、この処理では、まず、現在位置がレベル３の階層の道路上にあるかどうかを調べ（ステップ６０２）、現在位置がレベル３の階層の道路上にあれば、現在位置を現在位置側レベル３階層始点に設定し（ステップ６１６）、ステップ６２２に進む。
一方、現在位置がレベル３の階層の道路上になければ、現在位置がレベル２の階層の道路上にあるかどうかを調べ（ステップ６０４）、現在位置がレベル２の階層の道路上にあれば、現在位置を現在位置側レベル２階層始点に設定し（ステップ６１４）、ステップ６１０に進む。

そして、現在位置がレベル３の階層の道路上にもレベル２の階層の道路上にもなければ、現在位置最寄りのレベル１の階層の道路上の地点から、レベル２の階層の道路との接続点までの経路を、レベル１地図データを用いて、優先モードに従ったコストを用いたコストモデルを用いて探索する（ステップ６０６）。ここで、優先モードは、距離優先モードや時間優先モードなどをユーザの選択操作に応じて予め設定する。また、優先モードに従ったコストを用いたコストモデルを用いた探索は、優先モードが距離優先モードであれば、経路中のリンクのリンクデータが表す距離コストの総和を経路のコストとして、最小コストの経路を探索することにより行い、優先モードが時間優先モードであれば、経路中のリンクのリンクデータが表す時間コストの総和を経路のコストとして、最小コストの経路を探索することにより行う。また、レベル２の階層の道路との接続点は、ノードデータに上層対応ノード情報が登録されているノードとして求まる。

そして、現在位置最寄りのレベル１の階層の道路上の地点から、レベル２の階層の道路との接続点までの経路を探索したならば、探索した経路をルート部分に設定すると共に、探索した経路の終点に相当するレベル２の道路上の地点を現在位置側レベル２階層始点に設定し（ステップ６０８）、ステップ６１０に進む。なお、探索した経路の終点に相当するレベル２の道路上の地点とは、探索した経路の終点のノードのノードデータの上層対応ノード情報が示すレベル２の階層のノードである。

そして、以上のようにしてステップ６１４またはステップ６０８から、ステップ６１０に進んだならば、現在位置側レベル２階層始点からレベル３の階層の道路との接続点までの経路を、レベル２地図データを用いて、自動運転リンクコストと自動運転ノードコストをコストとするコストモデルを用いたコストモデルを用いて探索する。ここで、自動運転リンクコストと自動運転ノードコストをコストとするコストモデルを用いた探索は、経路中のリンクのリンクデータが表す自動運転リンクコストの総和と、経路中のノードのノードデータが表す、経路に沿ったノードの通過方向の自動運転ノードコストの総和との合計を経路のコストとして、最小コストの経路を探索することにより行う。

そして、現在位置側レベル２階層始点からレベル３の階層の道路との接続点までの経路を探索したならば、探索した経路をルート部分に設定すると共に、探索した経路の終点に相当するレベル３の道路上の地点を現在位置側レベル３階層始点に設定し（ステップ６１２）、ステップ６２２に進む。

次に以上のようにして、ステップ６１６またはステップ６１２から、ステップ６２２に進んだならば、目的地側から以上と同様の処理を行う。
すなわち、目的地がレベル３の階層の道路上にあるかどうかを調べ（ステップ６２２）、目的地がレベル３の階層の道路上にあれば、目的地を目的地側レベル３階層始点に設定し（ステップ６２６）、ステップ６４０に進む。
一方、現在位置がレベル３の階層の道路上になければ、目的地がレベル２の階層の道路上にあるかどうかを調べ（ステップ６２４）、目的地がレベル２の階層の道路上にあれば、目的地を目的地側レベル２階層始点に設定し（ステップ６３４）、ステップ６３０に進む。

そして、目的地がレベル３の階層の道路上にもレベル２の階層の道路上にもなければ、目的地最寄りのレベル１の階層の道路上の地点から、レベル２の階層の道路との接続点までの経路を、レベル１地図データを用いて、優先モードに従ったコストを用いたコストモデルを用いて探索する（ステップ６２６）。

そして、目的地最寄りのレベル１の階層の道路上の地点から、レベル２の階層の道路との接続点までの経路を探索したならば、探索した経路をルート部分に設定すると共に、探索した経路の終点に相当するレベル２の道路上の地点を目的地側レベル２階層始点に設定し（ステップ６２８）、ステップ６３０に進む。

そして、以上のようにしてステップ６３４またはステップ６２８から、ステップ６３０に進んだならば、目的地側レベル２階層始点からレベル３の階層の道路との接続点までの経路を、レベル２地図データを用いて、自動運転リンクコストと自動運転ノードコストをコストとするコストモデルを用いたコストモデルを用いて探索する。

そして、目的地側レベル２階層始点からレベル３の階層の道路との接続点までの経路を探索したならば、探索した経路をルート部分に設定すると共に、探索した経路の終点に相当するレベル３の道路上の地点を目的地側レベル３階層始点に設定し（ステップ６３２）、ステップ６４０に進む。

次に以上のようにして、ステップ６３２またはステップ６３６からステップ６４０に進んだならば、現在位置側レベル３階層始点と目的地側レベル３階層始点との間の経路を、レベル３地図データを用いて、優先モードに従ったコストを用いたコストモデルを用いて探索する。

そして、探索した経路をルート部分に設定すると共に、これまでに設定したルート部分を連結してルートに設定し（ステップ６４２）、ルート探索処理を終了する。
以上、ルート探索処理について説明した。
このようなルート探索処理によれば、現在位置から目的地までのルート探索は、たとえば、図３に示すように行われる。
すなわち、いま、レベル１の階層の道路上に現在位置２０１があり、レベル１の階層の道路上に目的地２１１が設定された場合、まず、レベル１地図データを用いて現在位置２０１から、レベル２の階層の道路との接続点となるノード２０２までの経路２０３を距離や時間をコストとするコストモデルを用いて探索する。

次に、探索した経路終点のノード２０２に対応するレベル２の階層のノード２０４を現在位置側レベル２階層始点として、レベル２地図データを用いてレベル３の階層の道路との接続点となるノード２０５までの経路２０６を、自動運転リンクコストと自動運転ノードコストをコストとするコストモデルを用いて探索し、探索した経路終点のノード２０５に対応するレベル３の階層のノード２０７を現在位置側レベル３階層始点とする。

また、同様に、レベル１地図データを用いて目的地２１１から、レベル２の階層の道路との接続点となるノード２１２までの経路２１３を距離や時間をコストとするコストモデルを用いて探索する。
次に、探索した経路終点のノード２１２に対応するレベル２の階層のノード２１４を目的地側レベル２階層始点として、レベル２地図データを用いてレベル３の階層の道路との接続点となるノード２１５までの経路２１６を、自動運転リンクコストと自動運転ノードコストをコストとするコストモデルを用いて探索し、探索した経路終点のノード２１５に対応するレベル３の階層のノード２１７を目的地側レベル３階層始点とする。

そして、レベル３地図データを用いて、現在位置側レベル３階層始点２０７と目的地側レベル３階層始点２１７の間の経路２２０を探索し、それまで探索した経路２０３、２０６、２２０、２１６、２１３を現在位置２０１から目的地２１１に向かって連結し、現在位置２０１から目的地２１１までの間のルートとする。

ここで、このようなルート探索処理は、レベル１の階層の道路よりもレベル２、３の階層の道路を優先的に用いるルートを探索するものであり、レベル２、３の階層には、基本的には、自動運転可能な道路区間のみが含まれるので、探索されるルートは、自動運転可能な道路が優先的に使用されたルートとなる。

また、レベル２、３の階層には、基本的には、自動運転可能な道路区間のみが含まれるので、このようなルート探索処理によって探索されるルートは、一旦、自動運転可能な道路区間に進入した後は、目的地近くでレベル１の階層の道路に戻るまで、自動運転可能な道路区間が連続するルートとなり、自動運転可能な道路区間と自動運転できない道路区間が交互に混在するルートとなることはない。

また、図４ｂ、ｃに示したように、孤立するレベル２の階層の道路区間が発生しないように、自動運転できない区間の道路を、レベル１の階層の道路とはせずにレベル２の階層の道路とした場合であっても、レベル２地図データを用いたレベル２の階層のルート部分の探索は、自動運転可能な道路区間を連続して通る場合により小さい値となるように設定した自動運転ルートコストと自動運転ノードコストをコストとするコストモデルを用いて行うので、レベル２の階層のルート部分を、できるだけ自動運転可能な道路区間が連続するルート部分とすることができるようになる。

以上、本発明の実施形態について説明した。
ところで、以上の実施形態は、上述したルート探索処理によって探索したルートと、上述したルート探索処理のレベル２地図データを用いたルート部分の探索を優先モードに従ったコストを用いたコストモデルを用いて行うように修正した処理によって探索したルートとの双方をユーザに提示すると共に、ユーザから採用するルートの選択を受け付けて、選択を受け付けたルートを現在位置から目的地までのルートとして設定するようにしてもよい。

また、この場合には、自動運転可能な区間の所要走行時間と自動運転できない区間の所要走行時間とを、各ルートについてユーザに、ルート選択の参考用に提示するようにしてもよい。
なお、本実施形態で示した地図データやルート探索の構成は、自動運転可能な道路が連続的に使用されルートを設定する用途の他、さまざまな用途に応用が可能である。たとえば、レベル２地図データに自動運転可能な道路に代えて、良く利用される道路を登録するようにすれば、良く利用される道路が優先的に使用されるルートを設定することができるようになる。なお、この場合には、良く利用される道路は、交通統計や、プローブカーを用いて求めた走行実績より算定することができる。

１…ナビゲーションシステム、２…自動運転システム、３…ＥＣＵ、４…地図データ記憶部、５…車両状態センサ、６…ＧＰＳ受信機、１１…ルート設定部、１２…現在位置算出部、１３…ナビゲーション制御部、１４…表示装置、１５…入力装置、３１…操舵アクチュエータ、３２…ブレーキアクチュエータ、３３…パワートレインアクチュエータ、３４…運転装置。

Claims (9)

1. 自動運転可能な区間において自動運転を行う自動車に搭載されるルート探索システムであって、
   第１の地図データと第２の地図データとを記憶した記憶部と、
   出発地から目的地までのルートを探索するルート探索手段とを有し、
   前記第１の地図データには、上位階層の道路として自動運転可能な区間の道路が登録されており、前記第２の地図データには、下位階層の道路として自動運転できない区間の道路が登録されており、
   前記ルート探索手段は、出発地と目的地とが下位階層の道路上の地点である場合に、出発地から上位階層の道路までの下位階層の道路を用いた経路である第１経路と、目的地から上位階層の道路までの下位階層の道路を用いた経路である第２経路とを前記第２の地図データを用いて探索し、第１経路の終点と第２経路の終点間の上位階層の道路を用いた経路である第３経路を前記第１の地図データを用いて探索し、探索した第１経路と第２経路と第３経路とを連結した経路を出発地から目的地までのルートとして探索することを特徴とするルート探索システム。
2. 自動運転可能な区間において自動運転を行う自動車に搭載されるルート探索システムであって、
   第１の地図データと第２の地図データと第３の地図データとを記憶した記憶部と、
   出発地から目的地までのルートを探索するルート探索手段とを有し、
   前記第１の地図データには、上位階層の道路として高速道路が登録されており、前記第２の地図データには、中位階層の道路として高速道路以外の自動運転可能な区間の道路が登録されており、前記第３の地図データには、下位階層の道路として、上位階層および中位階層に登録されていない自動運転できない区間の道路が登録されており、
   前記ルート探索手段は、出発地と目的地とが下位階層の道路上の地点である場合に、出発地から中位階層の道路までの下位階層の道路を用いた経路である第１経路を前記第３の地図データを用いて探索し、当該第１経路の終点から上位階層の道路までの中位階層の道路を用いた経路である第２経路を前記第２の地図データを用いて探索し、目的地から中位階層の道路までの下位階層の道路を用いた経路である第３経路を前記第３の地図データを用いて探索し、当該第３経路の終点から上位階層の道路までの中位階層の道路を用いた経路である第４経路を前記第２の地図データを用いて探索し、第２経路の終点と第４経路の終点間の上位階層の道路を用いた経路である第５経路を前記第１の地図データを用いて探索し、探索した第１経路と第２経路と第３経路と第４経路と第５経路とを連結した経路を出発地から目的地までのルートとして探索することを特徴とするルート探索システム。
3. 自動運転可能な区間において自動運転を行う自動車に搭載されるルート探索システムであって、
   第１の地図データと第２の地図データと第３の地図データとを記憶した記憶部と、
   出発地から目的地までのルートを探索するルート探索手段とを有し、
   前記第１の地図データには、上位階層の道路として高速道路が登録されており、前記第２の地図データには、中位階層の道路として高速道路以外の自動運転可能な区間の道路と所定の自動運転できない区間の道路とが登録されており、前記第３の地図データには、下位階層の道路として、上位階層および中位階層に登録されていない自動運転できない区間の道路が登録されており、
   中位階層の道路として前記第２の地図データに登録される前記所定の自動運転できない区間の道路とは、他の自動運転可能な道路と上位階層の道路とのいずれからも孤立している自動運転可能な道路を、他の自動運転可能な道路または上位階層の道路に連結する自動運転できない区間の道路であり、
   前記ルート探索手段は、出発地と目的地とが下位階層の道路上の地点である場合に、出発地から中位階層の道路までの下位階層の道路を用いた経路である第１経路を前記第３の地図データを用いて探索し、当該第１経路の終点から上位階層の道路までの中位階層の道路を用いた経路である第２経路を前記第２の地図データを用いて探索し、目的地から中位階層の道路までの下位階層の道路を用いた経路である第３経路を前記第３の地図データを用いて探索し、当該第３経路の終点から上位階層の道路までの中位階層の道路を用いた経路である第４経路を前記第２の地図データを用いて探索し、第２経路の終点と第４経路の終点間の上位階層の道路を用いた経路である第５経路を前記第１の地図データを用いて探索し、探索した第１経路と第２経路と第３経路と第４経路と第５経路とを連結した経路を出発地から目的地までのルートとして探索することを特徴とするルート探索システム。
4. 自動運転可能な区間において自動運転を行う自動車に搭載されるルート探索システムであって、
   第１の地図データと第２の地図データと第３の地図データとを記憶した記憶部と、
   出発地から目的地までのルートを探索するルート探索手段とを有し、
   前記第１の地図データには、上位階層の道路として高速道路が登録されており、前記第２の地図データには、中位階層の道路として高速道路以外の自動運転可能な区間の道路と所定の自動運転できない区間の道路とが登録されており、前記第３の地図データには、下位階層の道路として、上位階層および中位階層に登録されていない自動運転できない区間の道路が登録されており、
   中位階層の道路として前記第２の地図データに登録される前記所定の自動運転できない区間の道路とは、他の自動運転可能な道路と上位階層の道路とのいずれからも孤立している自動運転可能な道路を含む路線に属する自動運転できない区間の道路であり、
   前記ルート探索手段は、出発地と目的地とが下位階層の道路上の地点である場合に、出発地から中位階層の道路までの下位階層の道路を用いた経路である第１経路を前記第３の地図データを用いて探索し、当該第１経路の終点から上位階層の道路までの中位階層の道路を用いた経路である第２経路を前記第２の地図データを用いて探索し、目的地から中位階層の道路までの下位階層の道路を用いた経路である第３経路を前記第３の地図データを用いて探索し、当該第３経路の終点から上位階層の道路までの中位階層の道路を用いた経路である第４経路を前記第２の地図データを用いて探索し、第２経路の終点と第４経路の終点間の上位階層の道路を用いた経路である第５経路を前記第１の地図データを用いて探索し、探索した第１経路と第２経路と第３経路と第４経路と第５経路とを連結した経路を出発地から目的地までのルートとして探索することを特徴とするルート探索システム。
5. 請求項３または４記載のルート探索システムであって、
   前記ルート探索手段は、
   出発地から中位階層の道路までの下位階層の道路を用いた経路のうちの、所要走行時間または所要走行距離が大きいほどコストが大きくなるコストモデルを用いて算出したコストが最小となる経路を前記第１経路として探索し、
   目的地から中位階層の道路までの下位階層の道路を用いた経路のうちの、所要走行時間または所要走行距離が大きいほどコストが大きくなるコストモデルを用いて算出したコストが最小となる経路を前記第３経路として探索し、
   前記第１経路の終点から上位階層の道路までの中位階層の道路を用いた経路のうちの、自動運転可能な区間が連続するほどコストが小さくなるコストモデルを用いて算出したコストが最小となる経路を前記第２経路として探索し、
   前記第３経路の終点から上位階層の道路までの中位階層の道路を用いた経路のうちの、自動運転可能な区間が連続するほどコストが小さくなるコストモデルを用いて算出したコストが最小となる経路を前記第４経路として探索し、
   第２経路の終点と第４経路の終点間の上位階層の道路を用いた経路のうちの、所要走行時間または所要走行距離が大きいほどコストが大きくなるコストモデルを用いて算出したコストが最小となる経路を前記第５経路として探索することを特徴とするルート探索システム。
6. 自動運転可能な区間において自動運転を行う自動車に搭載されるコンピュータによって読み取られ実行されるコンピュータプログラムであって、
   当該コンピュータプログラムは、前記コンピュータを、
   第１の地図データと第２の地図データとを記憶した記憶部と、
   出発地から目的地までのルートを探索するルート探索手段として機能させ
   前記第１の地図データには、上位階層の道路として自動運転可能な区間の道路が登録されており、前記第２の地図データには、下位階層の道路として自動運転できない区間の道路が登録されており、
   前記ルート探索手段は、出発地と目的地とが下位階層の道路上の地点である場合に、出発地から上位階層の道路までの下位階層の道路を用いた経路である第１経路と、目的地から上位階層の道路までの下位階層の道路を用いた経路である第２経路とを前記第２の地図データを用いて探索し、第１経路の終点と第２経路の終点間の上位階層の道路を用いた経路である第３経路を前記第１の地図データを用いて探索し、探索した第１経路と第２経路と第３経路とを連結した経路を出発地から目的地までのルートとして探索することを特徴とするコンピュータプログラム。
7. 自動運転可能な区間において自動運転を行う自動車に搭載されるコンピュータによって読み取られ実行されるコンピュータプログラムであって、
   当該コンピュータプログラムは、前記コンピュータを、
   第１の地図データと第２の地図データと第３の地図データとを記憶した記憶部と、
   出発地から目的地までのルートを探索するルート探索手段として機能させ、
   前記第１の地図データには、上位階層の道路として高速道路が登録されており、前記第２の地図データには、中位階層の道路として高速道路以外の自動運転可能な区間の道路が登録されており、前記第３の地図データには、下位階層の道路として、上位階層および中位階層に登録されていない自動運転できない区間の道路が登録されており、
   前記ルート探索手段は、出発地と目的地とが下位階層の道路上の地点である場合に、出発地から中位階層の道路までの下位階層の道路を用いた経路である第１経路を前記第３の地図データを用いて探索し、当該第１経路の終点から上位階層の道路までの中位階層の道路を用いた経路である第２経路を前記第２の地図データを用いて探索し、目的地から中位階層の道路までの下位階層の道路を用いた経路である第３経路を前記第３の地図データを用いて探索し、当該第３経路の終点から上位階層の道路までの中位階層の道路を用いた経路である第４経路を前記第２の地図データを用いて探索し、第２経路の終点と第４経路の終点間の上位階層の道路を用いた経路である第５経路を前記第１の地図データを用いて探索し、探索した第１経路と第２経路と第３経路と第４経路と第５経路とを連結した経路を出発地から目的地までのルートとして探索することを特徴とするコンピュータプログラム。
8. 自動運転可能な区間において自動運転を行う自動車に搭載されるコンピュータによって読み取られ実行されるコンピュータプログラムであって、
   当該コンピュータプログラムは、前記コンピュータを、
   第１の地図データと第２の地図データと第３の地図データとを記憶した記憶部と、
   出発地から目的地までのルートを探索するルート探索手段として機能させ
   前記第１の地図データには、上位階層の道路として高速道路が登録されており、前記第２の地図データには、中位階層の道路として高速道路以外の自動運転可能な区間の道路と所定の自動運転できない区間の道路とが登録されており、前記第３の地図データには、下位階層の道路として、上位階層および中位階層に登録されていない自動運転できない区間の道路が登録されており、
   中位階層の道路として前記第２の地図データに登録される前記所定の自動運転できない区間の道路とは、他の自動運転可能な道路と上位階層の道路とのいずれからも孤立している自動運転可能な道路を、他の自動運転可能な道路または上位階層の道路に連結する自動運転できない区間の道路であり、
   前記ルート探索手段は、出発地と目的地とが下位階層の道路上の地点である場合に、出発地から中位階層の道路までの下位階層の道路を用いた経路である第１経路を前記第３の地図データを用いて探索し、当該第１経路の終点から上位階層の道路までの中位階層の道路を用いた経路である第２経路を前記第２の地図データを用いて探索し、目的地から中位階層の道路までの下位階層の道路を用いた経路である第３経路を前記第３の地図データを用いて探索し、当該第３経路の終点から上位階層の道路までの中位階層の道路を用いた経路である第４経路を前記第２の地図データを用いて探索し、第２経路の終点と第４経路の終点間の上位階層の道路を用いた経路である第５経路を前記第１の地図データを用いて探索し、探索した第１経路と第２経路と第３経路と第４経路と第５経路とを連結した経路を出発地から目的地までのルートとして探索することを特徴とするコンピュータプログラム。
9. 自動運転可能な区間において自動運転を行う自動車に搭載されるコンピュータによって読み取られ実行されるコンピュータプログラムであって、
   当該コンピュータプログラムは、前記コンピュータを、
   第１の地図データと第２の地図データと第３の地図データとを記憶した記憶部と、
   出発地から目的地までのルートを探索するルート探索手段として機能させ
   前記第１の地図データには、上位階層の道路として高速道路が登録され、前記第２の地図データには、中位階層の道路として高速道路以外の自動運転可能な区間の道路と所定の自動運転できない区間の道路とが登録され、前記第３の地図データには、下位階層の道路として、上位階層および中位階層に登録されていない自動運転できない区間の道路が登録されており、
   中位階層の道路として前記第２の地図データに登録される前記所定の自動運転できない区間の道路とは、他の自動運転可能な道路と上位階層の道路とのいずれからも孤立している自動運転可能な道路を含む路線に属する自動運転できない区間の道路であり、
   前記ルート探索手段は、出発地と目的地とが下位階層の道路上の地点である場合に、出発地から中位階層の道路までの下位階層の道路を用いた経路である第１経路を前記第３の地図データを用いて探索し、当該第１経路の終点から上位階層の道路までの中位階層の道路を用いた経路である第２経路を前記第２の地図データを用いて探索し、目的地から中位階層の道路までの下位階層の道路を用いた経路である第３経路を前記第３の地図データを用いて探索し、当該第３経路の終点から上位階層の道路までの中位階層の道路を用いた経路である第４経路を前記第２の地図データを用いて探索し、第２経路の終点と第４経路の終点間の上位階層の道路を用いた経路である第５経路を前記第１の地図データを用いて探索し、探索した第１経路と第２経路と第３経路と第４経路と第５経路とを連結した経路を出発地から目的地までのルートとして探索することを特徴とするコンピュータプログラム。