JP7135699B2 - 経路探索システムおよび経路探索プログラム - Google Patents

Description

本発明は、経路探索システムおよび経路探索プログラムに関する。

従来、車両が走行する経路を探索する技術が知られている。例えば、特許文献１においては、車両が案内ルートから外れたときに元の案内ルートに向けたリルートを行う技術が開示されている。

特開第４９７０９０７号公報

上述した従来の技術においては、交差点において車両を転回させて案内ルートに戻すために、車両に近いものから順に交差点を判定対象とし、条件に合致している場合に当該交差点で転回して案内ルートに戻す経路を取得する構成が開示されている。すなわち、従来の技術においては、車両が既存の案内ルートから外れたときに、近い交差点で転回させて案内ルートへリルートする経路を探索することが想定されている。
本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、出発地から目的地までの全域で転回を考慮した経路を探索可能にする技術の提供を目的とする。

上記の目的を達成するため、経路探索システムは、車両の出発地と目的地との間に存在するノードを取得するノード取得部と、ノードの間の道路区間の通過コストとノードが示す交差点の通過コストを取得する通過コスト取得部と、出発地と目的地との間の通過コストの和が最小になる経路を探索する経路探索部とを備え、経路探索部は、出発地から目的地までの経路の候補に含まれる交差点の全てにおいて、転回が行われる場合の通過コストを転回後の道路区間に基づいて設定する。

すなわち、経路探索システムにおいては、出発地から目的地までの経路の候補に含まれる交差点の全てにおいて、転回が行われる場合の通過コストを転回後の道路区間に基づいて設定する。この結果、出発地から目的地までの全域で転回を考慮した経路を探索することが可能になる。

経路探索システムのブロック図である。 図２Ａは２条道路、図２Ｂは１条道路を示す図であり、図２Ｃは道路の例を示す図である。 経路探索処理を示すフローチャートである。

ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）経路探索システムの構成：
（２）経路探索処理：
（３）他の実施形態：

（１）経路探索システムの構成：
図１は、本発明の一実施形態にかかる経路探索システムとして機能するナビゲーションシステム１０の構成を示すブロック図である。ナビゲーションシステム１０は、車両に備えられており、車両の経路を案内する機能を備えている。ナビゲーションシステム１０は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ等を備える制御部２０および記録媒体３０を備え、ＧＮＳＳ受信部４１，車速センサ４２，ジャイロセンサ４３，ユーザＩ／Ｆ部４４に接続されている。

ＧＮＳＳ受信部４１は、Global Navigation Satellite Systemの信号を受信する装置であり、航法衛星からの電波を受信し、図示しないインタフェースを介して車両の現在地を算出するための信号を出力する。制御部２０は、この信号を取得して車両の現在地を取得する。車速センサ４２は、車両が備える車輪の回転速度に対応した信号を出力する。制御部２０は、図示しないインタフェースを介してこの信号を取得し、車速を取得する。ジャイロセンサ４３は、車両の水平面内の旋回についての角加速度を検出し、車両の向きに対応した信号を出力する。制御部２０は、この信号を取得して車両の進行方向を取得する。車速センサ４２およびジャイロセンサ４３等は、車両の走行軌跡を特定するために利用され、本実施形態においては、車両の出発地と走行軌跡とに基づいて現在地が特定され、当該出発地と走行軌跡とに基づいて特定された車両の現在地がＧＮＳＳ受信部４１の出力信号に基づいて補正される。

ユーザＩ／Ｆ部４４は、運転者の指示を入力し、また、運転者に各種の情報を提供するためのインタフェース部であり、図示しないタッチパネル方式のディスプレイやスイッチ等やスピーカー等を備えている。すなわち、ユーザＩ／Ｆ部４４は画像や音声の出力部および利用者の指示を入力する入力部を備えている。

記録媒体３０には予め地図情報３０ａが記録されている。地図情報３０ａは、道路区間の端点に対応するノードの位置、ノード間の道路の形状を特定するための形状補間点の位置等を示す形状補間点データ、ノード同士の連結を示すリンクデータ、施設の位置や名称、属性等を示す施設データ等を含んでいる。なお、本実施形態において、ノードデータには、規制情報が含まれ得る。例えば、交差点における転回禁止の規制や右折禁止、左折禁止の規制等を示す情報がノードデータに対応づけられている。

また、リンクデータには、リンクデータが示す道路区間の道路種別、車線の数を示す情報が対応づけられている。さらに、リンクデータには、道路区間上の進行方向に関する情報が対応づけられている。本実施形態において進行方向を示す情報は、２種類の態様で定義されている。すなわち、双方向通行道路におけるそれぞれの進行方向を異なるリンクによって表現した態様と、双方向通行道路または一方通行道路を１本のリンクによって表現した態様とが存在する。本実施形態においては、前者を２条道路、後者を１条道路と呼ぶ。なお、双方向通行道路は、同一道路上に進行方向が互いに逆向きの車線が存在する道路である。

２条道路は、例えば、図２Ａに示す道路Ｒ₂のような双方向通行道路であり、その中央に中央分離帯が存在し、比較的車線の数が多く幅が広い道路である。従って、地図情報３０ａにおいて道路区間が２条道路の態様で表現されている場合、当該道路区間においては、転回後に走行すべき道路の幅が比較的広く転回が容易であると見なすことができる。なお、図２Ａに示す道路において、道路区間Ｒ₂は２条道路であるが、直交する道路は２条道路ではない。従って、２条道路であるか否かは、交差点における転回の前後に通過する道路に基づいて決定される。

一方、１条道路は、双方向通行道路または一方通行道路である。例えば、図２Ｂに示す道路区間Ｒ₁は双方向通行道路であり、各方向に４個の車線が存在する。１条道路にはこのような道路以外にも種々の道路が存在し、車線数がより少ない道路や一方通行の道路等が存在し得る。そこで、地図情報３０ａにおいて道路区間が１条道路の態様で表現されている場合、転回後の道路区間の車線の数によって転回が容易であるか否か判定される。具体的には、転回後の道路区間の車線の数が閾値（例えば、３車線）以上であれば転回が容易であると見なされる。

さらに、本実施形態においては施設データが示す施設が目的地となり得る。また、施設データには、施設沿いの道路区間が双方向通行道路のいずれであるのかを示す情報が対応づけられている。すなわち、施設が双方向通行道路沿いに存在する場合、当該施設を示す施設データには、施設沿いに存在する双方向通行道路を示すリンクデータの識別情報が対応づけられている。この構成によれば、当該施設を目的地とする場合、最終的に双方向通行道路のいずれを走行すべきであるのかを特定することが可能である。

制御部２０は、図示しないナビゲーションプログラムの機能によりユーザＩ／Ｆ部４４の入力部を介して運転者による目的地の入力を受け付け、車両の現在位置から目的地までの経路を探索する。また、制御部２０は、当該ナビゲーションプログラムの機能により、車両の運転者に対して地図上の経路等を案内しながら目的地まで誘導する経路案内を行うことが可能である。

案内対象となる経路は、制御部２０によって探索された経路であり、ナビゲーションプログラムは経路探索を行うための経路探索プログラム２１を備えている。本実施形態において、制御部２０は、経路探索プログラム２１により所定のアルゴリズム（例えば、ダイクストラ法等）によって出発地から目的地までの経路探索を行う。

当該探索は、経路に含まれる道路区間および交差点の通過コストの和が最小になるように実施される。このような探索を実現するため、本実施形態において制御部２０は、探索処理の過程で道路区間および交差点についての通過コストを取得する。むろん、通過コストは、探索処理が開始される前に予め計算され、地図情報３０ａ等に含まれていても良い。

本実施形態において、地図情報３０ａが示すノードは交差点であり、リンクは交差点間の道路区間を示している。通過コストは、経路に含まれる可能性を示す値に相当し、値が小さいほど経路に含まれる可能性が高い。通過コストの大きさは、道路区間や交差点の通過しやすさに対応した値であり、種々の要素によって決められて良く、例えば、道路区間の長さ、所要期間、渋滞度等によって決められて良い。本実施形態においては、道路区間の通過コストが距離によって決められている例を想定する。すなわち、道路区間の距離が長いほど通過コストの値が大きくなるように値が設定される。

一方、交差点の通過コストも、交差点が通過しやすいか否かを示す種々の要素で決められていて良く、例えば、進行方向、車線の数、接続する道路の数等によって決められて良い。本実施形態においては、交差点の通過コストが交差点での進行方向（退出方向）によって決められている例を想定する。すなわち、交差点を直進する際のコスト＜右左折する際のコスト＜転回する際のコストとなるように値が設定される。

このような通過コストに基づいて経路を探索するため、経路探索プログラム２１は、ノード取得部２１ａ、通過コスト取得部２１ｂ、経路探索部２１ｃを備えている。ノード取得部２１ａは、車両の出発地と目的地との間に存在するノードを取得する機能を制御部２０に実行させるプログラムモジュールである。すなわち、制御部２０は、ノード取得部２１ａの機能により、探索の過程において出発地以降の経路を構成し得る交差点を示すノードを候補ノードとして取得する。本実施形態においては、出発地以後において、経路の候補を順次設定し、目的地に向けて経路の候補を増やしていく。この過程において、各ノードに到達し得る経路の中から、通過コストの和が最小になる経路が確定すると、当該経路が候補ノードへの経路として確定される。

候補ノードは、ある候補から到達し得る全てのノードであるが、演算量が過度に増加しないように候補ノードとなり得るノードが制限されても良い。例えば、候補となり得る交差点や候補となり得る道路区間が制限されても良く、より具体的には、可能な限り上位のメッシュに属する交差点や道路区間を候補とする構成等を採用可能である。

通過コスト取得部２１ｂは、ノードの間の道路区間の通過コストとノードが示す交差点の通過コストを取得する機能を制御部２０に実行させるプログラムモジュールである。すなわち、制御部２０は、候補ノードを取得することによって新たに道路区間が候補となった場合には、当該道路区間の通過コストを取得する。本実施形態においては、道路区間の距離によって通過コストが定義されるため、制御部２０は、地図情報３０ａを参照して道路区間の端点であるノードの位置を特定し、両端の位置に基づいて道路区間の距離を取得する。そして、制御部２０は、予め決められた単位距離あたりの通過コストに基づいて道路区間の通過コストを取得する。

一方、候補ノードを取得することによって交差点における進行方向が特定された場合、制御部２０は、当該交差点における当該進行方向の通過コストを取得する。なお、本実施形態において、直進方向と右折方向と左折方向の通過コストは予め決められており、これらの方向である場合、制御部２０は、予め決められた値によって通過コストを決定する。

交差点での進行方向が転回方向である場合、制御部２０は、地図情報３０ａを参照し、転回後の道路区間に基づいて通過コストを決定する。すなわち、転回が行われる道路が２条道路である場合、制御部２０は、転回後の道路区間が転回容易な幅であると見なし、通過コストを、転回容易であることを示す値（例えば、既定の距離（数百ｍ等）と同等の値）に設定する。この構成によれば、簡易な構成により転回の容易さに応じた通過コストを設定することができる。

転回が行われる道路が１条道路である場合、制御部２０は、地図情報３０ａを参照し、転回後の道路区間を示すリンクデータに基づいて車線の数を取得する。そして、車線の数が閾値以上である場合、制御部２０は、通過コストを、転回容易であることを示す値に設定する。車線の数が閾値未満である場合、制御部２０は、通過コストを、転回不可能であることを示す値（本実施形態においては∞）に設定する。さらに、地図情報３０ａが示すノードデータに転回禁止であることを示す情報が対応づけられている場合、通過コストを、転回不可能であることを示す値に設定する。この構成によれば、転回の容易さに応じた通過コストを設定することができる。

経路探索部２１ｃは、出発地と目的地との間の通過コストの和が最小になる経路を探索する機能を制御部２０に実行させるプログラムモジュールである。すなわち、道路区間およびノードにおける通過コストが取得されると、制御部２０は、候補ノードまで到達し得る経路のそれぞれについて、経路に含まれる交差点および道路区間の通過コストの和を取得する。そして、候補ノードまで到達し得る経路として考慮されるべき経路の全てについて通過コストの和が取得されると、当該候補ノードまでの通過コストの和が最小になる経路が特定された状態になる。そこで、制御部２０は当該経路が当該候補ノードまでの経路と見なす。本実施形態において制御部２０は、このような処理を繰り返し、目的地が候補ノードとなった状態で通過コストの和が最小になる経路が特定されると、当該経路を出発地から目的地までの経路として取得する。

なお、本実施形態において、出発地は現在地、目的地は地図情報３０ａが示す施設である。従って、経路探索が行われる際に制御部２０は、ＧＮＳＳ受信部４１，車速センサ４２，ジャイロセンサ４３の出力信号に基づいて車両の現在地を取得し、出発地と見なす。この構成によれば、道路区間上の任意の位置が出発地となり得る。出発地が取得されると制御部２０は、道路区間上の出発地を最初のノードと見なして経路探索を行う。

一方、目的地は地図情報３０ａが示す施設であるが、本実施形態において地図情報３０ａには道路外の情報は含まれていない。従って、目的地に最も近い道路上までであれば経路を探索可能であるが、道路を外れて施設まで接近するための経路は探索できない。そこで、制御部２０は、目的地である施設沿いの道路区間上で目的地である施設に最も近い位置を目的地と等価であると見なし、当該位置までの経路を探索する。

制御部２０は、以上のようにして出発地から目的地までの経路を探索するが、この過程において、候補ノードの全てにおいて転回が行われる場合の通過コストを転回後の道路区間に基づいて設定する。すなわち、規制や車線の数によって転回の場合の通過コストが無限になることはありえるものの、本実施形態においては一律で全ての交差点について転回を禁止したり、全ての交差点について転回を許容したりするのではない。探索の過程で候補となった全ての交差点について、制御部２０は、転回する際のコストを演算し決定する。

以上の構成によれば、出発地から目的地までの経路の候補に含まれる交差点の全てにおいて、転回が行われる場合の通過コストを転回後の道路区間に基づいて設定することになる。この結果、出発地から目的地までの全域で転回を考慮した経路を探索することが可能になる。

（２）経路探索処理：
次に、図３に示すフローチャートに基づいて車両における経路探索処理を詳細に説明する。ユーザＩ／Ｆ部４４の入力部を操作して利用者が経路探索処理の開始を指示すると、制御部２０は、図３に示す経路探索処理を開始する。経路探索処理が開始されると、制御部２０は、経路探索部２１ｃの機能により、目的地を取得する（ステップＳ１００）。すなわち、制御部２０は、経路探索部２１ｃの機能により、目的地の入力を受け付ける。具体的には、制御部２０は、ユーザＩ／Ｆ部４４の出力部を制御して施設を入力させるためのインタフェースを表示させる。

利用者は、当該インタフェースを利用して所望の施設を入力する。むろん、施設を入力するための態様は種々の態様であって良く、施設の名称や住所、属性等によって検索された施設の候補から利用者が選択する構成や、地図上に表示された施設を指定する構成などを採用可能である。

施設が特定されると、制御部２０は、地図情報３０ａを参照し、施設沿いの道路区間を特定する。施設沿いの道路区間が双方向通行道路である場合、制御部２０は、施設沿いの道路区間が双方向通行道路のいずれであるのかを特定する。そして、制御部２０は、施設沿いの道路区間上で施設に最も近い位置を特定し、当該位置を目的地と見なす。当該位置はノードと見なされる。施設沿いの道路区間が双方向通行道路でない場合、施設沿いの道路区間は一方通行である。制御部２０は、当該一方通行の道路区間上で施設に最も近い位置を特定し、当該位置を目的地と見なす。

図２Ｃは、道路を模式的に示す図であり、黒丸によってノードを示し、黒丸間の実線によって道路区間を示している。なお、図２Ｃにおいて上下方向に延びる道路Ｒは２条道路である。従って、上下方向に短い間隔で並んでいる２本の線は、同一の双方向通行道路上に存在する進行方向が逆向きの道路区間を示している。図２Ｃにおいては、目的地としての施設を符号Ｇで示している。この例であれば、制御部２０は、施設から最も近い双方向通行道路上の位置Ｐｇを目的地となるノードと見なして経路探索を行う。

次に、制御部２０は、経路探索部２１ｃの機能により、出発地を取得する（ステップＳ１０５）。すなわち、制御部２０は、ＧＮＳＳ受信部４１、車速センサ４２、ジャイロセンサ４３の出力信号に基づいて車両の現在地を取得し、出発地と見なす。図２Ｃに示す利においては、符号Ｓで示す位置Ｐｓが現在地である。なお、図２Ｃに示す例は車両が右側通行である国の例である。従って、図２Ｃに示す例においては、車両の現在地の後方に目的地が存在するが、現在地が存在する道路から図２Ｃにおいて後方に向けて直線的に目的地に車両を走行させることはできない。

次に制御部２０は、ノード取得部２１ａの機能により、候補ノードを取得する（ステップＳ１１０）。本実施形態においては、既に候補になったノードから到達可能な隣接ノードが候補ノードになり、設定された候補ノードに基づいて通過コストを取得し、通過コストの和が最小になる経路を各候補ノードについて特定していく処理を繰り返す。当該処理において、経路探索開始当初の初期の段階で経路に含まれているノードは出発地のみである。

従って、初期の段階で既に候補になったノードは出発地のみである。このため、最初にステップＳ１１０が実行されると、出発地から到達可能な隣接ノードが候補ノードとして取得される。例えば、図２Ｃに示す例においては、出発地Ｐｓから前方にのみ移動可能であるため、出発地Ｐｓから到達可能な隣接ノードであるノードＮ₁が候補ノードとして取得される。

なお、本実施形態においては地図情報３０ａに２条道路が含まれる。本実施形態において、２条道路は、双方向通行道路のそれぞれを示すリンクデータによって表現されている。従って、２条道路上の交差点においては、同一の交差点を示すノードが２個以上存在し得る。例えば、図２Ｃに示す例であれば、道路Ｒが２条道路であり、ノードＮ₁，Ｎ₂は同一の交差点を示している。このような場合、ノードＮ₁，Ｎ₂は同一と見なされ、ノードＮ₁が候補ノードになればノードＮ₂も候補ノードになる。従って、図２Ｃに示す例において、初期にノードＮ₁が候補ノードとして取得されると、ノードＮ₂も候補ノードとなる。

一方、出発地ＰｓおよびノードＮ₁，Ｎ₂が既に候補になっている場合にステップＳ１１０が実行されると、制御部２０は、既に候補になったノードから到達可能な隣接ノードであるノードＮ₃，Ｎ₅，Ｎ₆，Ｎ₈を候補ノードとして取得する。ここで、ノードＮ₁，Ｎ₂からノードＮ₆に至る経路は、ノードＮ₁，Ｎ₂が示す交差点で転回を行った場合の経路に相当する。すなわち、制御部２０は、出発地から目的地までの経路の候補に含まれる交差点の全てにおいて、転回が行われる場合の通過コストを決定するため、転回方向も含めて候補ノードを取得する。

次に、制御部２０は、通過コスト取得部２１ｂの機能により、転回方向の経路を特定する（ステップＳ１１５）。すなわち、制御部２０は、ステップＳ１１０で新たに取得された候補ノードに到達する経路の中から転回方向の経路を特定する。例えば、図２Ｃに示す例において、新たに取得された候補ノードがノードＮ₃，Ｎ₅，Ｎ₆，Ｎ₈である場合、ノードＮ₁，Ｎ₂からノードＮ₆に至る経路が転回方向の経路として特定される。

次に、制御部２０は、通過コスト取得部２１ｂの機能により、転回規制が存在するか否か判定する（ステップＳ１２０）。すなわち、制御部２０は、地図情報３０ａを参照し、ステップＳ１１５で取得された経路における転回が規制によって禁止されているか否かを判定する。例えば、図２Ｃに示すノードＮ₁，Ｎ₂からノードＮ₆に至る経路が判定対象である場合、ノードＮ₁，Ｎ₂が示す交差点においてノードＮ₁，Ｎ₂からノードＮ₆に至る転回が禁止されている場合、転回規制があると判定される。また、１条道路が一方通行道路であり、転回後の走行方向が一方通行と逆方向である場合、転回規制があると判定される。

ステップＳ１２０において、転回規制が存在すると判定された場合、制御部２０は、通過コスト取得部２１ｂの機能により、転回方向の経路の通過コストを無限に設定する（ステップＳ１４０）。すなわち、ステップＳ１２０において、転回規制が存在すると判定された場合、転回は禁止すべきである。そこで、制御部２０は、転回方向の経路の通過コストを無限とし、実質的に経路として選択されないようにする。

一方、ステップＳ１２０において、転回規制が存在すると判定されない場合、制御部２０は、通過コスト取得部２１ｂの機能により、転回後の道路区間が１条道路であるか否かを判定する（ステップＳ１２５）。すなわち、制御部２０は、地図情報３０ａを参照し、ステップＳ１１５で取得された経路で走行する転回後の道路区間が１条道路であるか否かを判定する。

ステップＳ１２５において、転回後の道路区間が１条道路であると判定されない場合、すなわち、転回後の道路区間が２条道路である場合、制御部２０は、転回容易であると見なす。そして、制御部２０は、転回方向の経路の通過コストを既定値に設定する（ステップＳ１４５）。すなわち、既定値は、交差点の転回に対して予め決められた値であり、交差点において転回する経路が探索され得るように決められた値である。例えば、交差点での動作として難易度が高いほど大きい値になるように決められていて良い。このような値であれば同一の交差点で右左折する際の通過コストよりも大きい値になるが、無限よりは遥かに小さい。例えば、交差点で右左折する際の通過コストの値の２倍程度の値を既定値とすることが可能である。

一方、ステップＳ１２５において、転回後の道路区間が１条道路であると判定された場合、制御部２０は、通過コスト取得部２１ｂの機能により、転回後の道路区間における車線の数が閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。すなわち、転回後の道路区間が１条道路である場合、制御部２０は、地図情報３０ａを参照し、転回後の道路区間における車線の数を示す情報を取得する。そして、制御部２０は、転回後の道路区間における車線の数と予め決められた閾値とを比較する。

ステップＳ１３０において、転回後の道路区間における車線の数が閾値以上であると判定された場合、制御部２０は、通過コスト取得部２１ｂの機能により、転回方向の経路の通過コストを既定値に設定する（ステップＳ１４５）。すなわち、転回後の道路区間における車線数が多いことに起因して転回が容易である状況において、制御部２０は、交差点において転回する経路が探索され得るように交差点の通過コストを設定する。

一方、ステップＳ１３０において、転回後の道路区間における車線の数が閾値以上であると判定されない場合、制御部２０は、通過コスト取得部２１ｂの機能により、転回方向の経路の通過コストを無限に設定する（ステップＳ１４０）。すなわち、転回後の道路区間における車線数が少ないことに起因して転回が困難である状況において、制御部２０は、交差点において転回する経路が探索されないように交差点の通過コストを設定する。

以上のようにして、ステップＳ１４０またはステップＳ１４５によって転回方向の経路の通過コスト（交差点において転回する場合の通過コスト）が設定されると、制御部２０は、通過コスト取得部２１ｂの機能により、残りの経路の通過コストを設定する（ステップＳ１５０）。ここで、残りの経路は、ステップＳ１１０において新たに候補ノードが取得されたことによって新たに候補となった経路であって、ステップＳ１１５で特定された転回方向の経路と異なる経路である。このような経路としては、交差点における経路と道路区間上の経路とがあり得る。前者は、交差点での動作が挙げられ、例えば、交差点で左折する場合には交差点における左折方向の経路が交差点における経路と見なされる。

例えば、図２Ｃに示す例において、新たに取得された候補ノードがノードＮ₃，Ｎ₅，Ｎ₆，Ｎ₈である場合、ノードＮ₁，Ｎ₂が示す交差点の進行方向に応じて交差点の通過コストが設定される。具体的には、交差点で道路区間Ｌ₁に向けて直進する経路に関し、交差点の通過コストは直進する際の値に設定される。同様に、交差点で道路区間Ｌ₃に向けて左折する経路に関し、交差点の通過コストは左折する際の値に設定され、交差点で道路区間Ｌ₆に向けて右折する経路に関し、交差点の通過コストは右折する際の値に設定される。

また、交差点で直進して道路区間Ｌ₁を走行する経路に関し、道路区間の通過コストは道路区間Ｌ₁の距離に基づいて設定される。交差点で左折して道路区間Ｌ₃を走行する経路に関し、道路区間の通過コストは道路区間Ｌ₃の距離に基づいて設定され、交差点で右折して道路区間Ｌ₆を走行する経路に関し、道路区間の通過コストは道路区間Ｌ₆の距離に基づいて設定される。交差点で転回して道路区間Ｌ₄を走行する経路に関し、道路区間の通過コストは道路区間Ｌ₄の距離に基づいて設定される。

ステップＳ１５０が実行されると、ステップＳ１１０において新たに候補ノードが取得されたことによって新たに候補となった経路のそれぞれについて交差点および道路区間の通過コストが特定された状態になる。そこで、制御部２０は、経路探索部２１ｃの機能により、最小コストが確定したノードを取得する（ステップＳ１５５）。すなわち、制御部２０は、出発地から候補ノードに到達し得る経路の全てについて交差点および道路区間の通過コストが特定されている場合、当該候補ノードは最小コストが確定したノードと見なし、以後、候補ノードではなく経路が確定したノードであると見なす。なお、経路が確定したノードについて、制御部２０は、出発地から当該ノードに到達し得る各経路に含まれる交差点および道路区間の通過コストの和を経路毎に取得する。そして、制御部２０は、和が最小の経路を当該ノードへの経路とみなす。

次に、制御部２０は、経路探索部２１ｃの機能により、目的地への経路が確定したか否か判定する（ステップＳ１６０）。すなわち、ステップＳ１００の処理によって目的地と見なされたノードへの最小コストが確定されている場合に、制御部２０は、目的地への経路が確定したと判定する。ステップＳ１６０において、目的地への経路が確定したと判定されない場合、制御部２０は、ステップＳ１１０以降の処理を繰り返す。

一方、ステップＳ１６０において、目的地への経路が確定したと判定された場合、制御部２０は、経路探索部２１ｃの機能により、目的地への経路を作成する（ステップＳ１６５）。すなわち、制御部２０は、確定した経路について、出発地から目的地までの道路区間および交差点を通過順に示す情報を生成し、経路情報としてＲＡＭ等に記録する。以上のようにして経路が作成されると、制御部２０は、ナビゲーションプログラムの機能により、当該経路の案内を実行する。

以上の構成によれば、転回容易な交差点における転回を許容した状態で経路を探索することができる。従って、図２Ｃに示す例において、車両の現在地Ｓから目的地Ｇまでの経路が探索される際に、破線のように転回を繰り返すことで短距離の走行で目的地Ｇに到達する経路を探索することができる。

転回が許容されない場合、例えば、出発地Ｓの直近の交差点（ノードＮ₁，Ｎ₂）を右折し、交差点で右折を繰り返すことによって目的地Ｇに到達する一点鎖線のような経路になってしまう。この場合、目的地Ｇまでの距離が破線の経路と比較して過度に長くなってしまう。しかし、本実施形態においては、直近の交差点のみならず、出発地Ｓから目的地Ｇに至る経路の全域で転回が許容されるため、複数回の転回を行うことで目的地Ｇまで効率的に走行する経路を探索することが可能である。

（３）他の実施形態：
以上の実施形態は本発明を実施するための一例であり、出発地から目的地までの経路の候補に含まれる交差点の全てにおいて、転回が行われる場合の通過コストが設定される限りにおいて、各種の態様を採用可能である。例えば、ナビゲーションシステム１０は、車両に備えられていても良いし、可搬型の端末等であっても良い。さらに、図１に示すシステムがより多数のシステムで構成されても良い。例えば、ナビゲーションシステム１０の機能の一部（通過コストを取得する機能等）がサーバ等の他のシステムで構成されても良い。

また、ナビゲーションシステム１０を構成する各部（ノード取得部２１ａ、通過コスト取得部２１ｂ、経路探索部２１ｃ）の少なくとも一部が複数の装置に分かれて存在していても良い。例えば、ＧＮＳＳ受信部４１等の信号に基づいて車両の現在地を取得する機能は、制御部２０以外のＥＣＵ等で実現されても良い。また、上述の実施形態の一部の構成が省略される構成や、処理が変動または省略される構成も想定し得る。

ノード取得部は、車両の出発地と目的地との間に存在するノードを取得することができればよい。すなわち、ノードと道路区間（リンク）とによって表現される道路ネットワークに基づいて経路が探索される構成において、ノード取得部は、出発地と目的地との間に存在するノードを選択することによってコストの評価対象となる経路の候補を取得することができればよい。なお、道路区間の両端に相当するノードが選択されると道路区間が選択されたことと等価であるため、ノードの取得は道路区間の取得であると見なされても良い。

車両の出発地は、車両の現在地であっても良いし、経路探索の起点として指定された地点（例えば、自宅や勤務先等）であっても良い。目的地は、車両による訪問が予定されている地点であれば良く、最終目的地のみならず経由地も目的地であると見なされる構成であっても良い。ノードは道路区間の端点になっていれば良く、交差点以外の地点がノードである構成となってもよい。

通過コスト取得部は、ノードの間の道路区間の通過コストとノードが示す交差点の通過コストを取得することができればよい。すなわち、通過コスト取得部は、ノードが取得されることによって経路の候補が特定された場合に、新たに追加された経路の候補の通過コストを、道路区間と交差点とのそれぞれについて取得すればよい。なお、通過コスト取得部は、道路区間とノードのそれぞれについて通過コストを取得する。

この際、通過コスト取得部は、出発地から目的地までの経路の候補に含まれる交差点の全てにおいて、通過コストを取得する。すなわち、交差点での転回を一切考慮しないのではなく、全ての交差点において、転回が行われる場合の各交差点の通過コストを設定する。ただし、転回についての通過コストは、転回が行われる場合の通過コストである。

従って、全ての交差点について通過コストが他の通過コスト（例えば、右左折コスト等）と比較して非常に大きく（無限や２桁以上大きい数等）に設定される構成は含まれない。すなわち、通過コストによって実質的に全ての交差点での転回が禁止されている状態は、交差点の全てにおいて、転回が行われる場合の通過コストが設定されている状態ではない。

むろん、交差点の通過コストは、転回後の道路区間に基づいて設定されるため、転回後の道路区間が狭い交差点において通過コストが他の交差点よりも非常に大きくなることはあり得る。また、一方通行や、交差する道路の大きさ等に基づいて交差点の通過コストが他の交差点よりも非常に大きくなることはあり得る。このように、交差点の通過コストが他の交差点よりも非常に大きくなる場合、交差点での転回が実質的に禁止されている状態であるが、実質的に全ての交差点で禁止されている状態にはならない。すなわち、転回できない事情がなければ、全ての交差点において転回後の道路区間に応じた通過コストが設定され、転回が選択しになり得る大きさの通過コストが設定される。

なお、交差点の通過コストは、転回に関するコスト以外についても設定されていて良く、右左折や直進の際のコストや、交差点の大きさや曲がる角度、交差点に接続された道路の数など、種々の手法で決められて良い。むろん、道路区間の通過コストも種々の手法で決められて良く、上述の距離に応じた値の他、車線の数や渋滞度合い、道路種別など、種々の要素で決められて良い。むろん、複数の要素の通過コストを複合的（例えば線形結合等）に算入してもよいし、重視する通過コストの要素が可変であっても良い（例えば、距離優先、一般道路優先等）。

出発地から目的地までの経路の候補に含まれる交差点の全てにおいて、転回が行われる場合の通過コストが設定される状態は、交差点の一部（例えば、車両進行方向前方に存在する交差点のみ等）のみにおいて転回を許容する状態でなければよい。すなわち、転回後の道路が狭いなどの事情で通過コストが大きくなる交差点は存在し得るが、出発地から目的地までの全ての区間で転回可能であるか否か評価された上で探索が行われればよい。

経路探索部は、出発地と目的地との間の通過コストの和が最小になる経路を探索することができればよい。すなわち、道路区間の通過コストと交差点の通過コストとに基づいて、経路が探索されれば良い。探索は種々の手法で行われて良く、例えばダイクストラ法やＡ＊アルゴリズム、それらの改良型アルゴリズムなどを採用可能である。通過コストの和が最小になる経路は、道路区間や交差点が通過しやすいほど通過コストの値が小さくなるように定義された状態で探索される経路である。従って、道路区間や交差点が通過しやすいほど通過コストの値が大きくなるように通過コストが定義された場合、通過コストの和が最大になる経路が探索されるが、両者は実質的には等価である。

施設沿いの道路区間は、利用者が当該施設を訪れる際に車両から直接（道路を横切ることなく）施設に進入可能である道路区間や、施設に対する最寄り地点まで接近可能な道路区間である。従って、施設に対する最寄りの道路が双方向通行道路である場合、施設に近い方の道路区間が施設沿いの道路区間となる。なお、上述の実施形態においては、施設が目的地である場合、施設沿いの道路区間上で目的地である施設に最も近い位置までの経路が探索される構成であるが、むろん、施設に近づくための道路区間や施設内の道路区間が定義されている場合、これらの道路区間を含む経路が探索されても良い。

さらに、通過コストを決定するための手法は、上述の実施形態以外にも種々の構成が採用されてもよい。例えば、転回が行われる場合の通過コストがエリア毎に変化しても良い。通過コストは、エリア毎にどのような値であっても良く、実質的に転回を禁止するエリアや転回を許容するエリアが設けられていても良い。例えば、転回禁止エリアが存在する場合、地図情報３０ａに転回禁止エリアを示す情報が記録される。

そして、制御部２０が、通過コスト取得部２１ｂの機能により、地図情報３０ａを参照し、候補ノードが転回禁止エリアに存在するか否か判定する。候補ノードが転回禁止エリアに存在する交差点である場合、制御部２０は、当該交差点で転回が行われる場合の通過コストを、通過不可能であることを示す値に設定する。以上の構成によれば、転回を禁止する際のコストを容易に設定することができる。

さらに、本発明のように、出発地から目的地までの経路の候補に含まれる交差点の全てにおいて、転回が行われる場合の通過コストが設定される手法は、プログラムや方法としても適用可能である。また、以上のようなシステム、プログラム、方法は、単独の装置として実現される場合もあれば、車両に備えられる各部と共有の部品を利用して実現される場合もあり、各種の態様を含むものである。例えば、以上のようなシステムで実現される方法、プログラムを提供することが可能である。また、一部がソフトウェアであり一部がハードウェアであったりするなど、適宜、変更可能である。さらに、装置を制御するプログラムの記録媒体としても発明は成立する。むろん、そのソフトウェアの記録媒体は、磁気記録媒体であってもよいし半導体メモリであってもよいし、今後開発されるいかなる記録媒体においても全く同様に考えることができる。

１０…ナビゲーションシステム、２０…制御部、２１…経路探索プログラム、２１ａ…ノード取得部、２１ｂ…通過コスト取得部、２１ｃ…経路探索部、３０…記録媒体、３０ａ…地図情報、４１…ＧＮＳＳ受信部、４２…車速センサ、４３…ジャイロセンサ、４４…ユーザＩ／Ｆ部

Claims (6)

1. 車両の出発地と目的地との間に存在し、前記出発地以降の経路を構成し得る交差点を示すノードを候補ノードとして取得するノード取得部と、
   前記候補ノードの間の道路区間の通過コストと前記候補ノードが示す交差点の前記通過コストを取得する通過コスト取得部と、
   前記出発地と前記目的地との間の前記通過コストの和が最小になる経路を探索する経路探索部とを備え、
   前記通過コスト取得部は、
   前記出発地から前記目的地までの経路の候補に含まれる前記候補ノードの全てにおいて転回が行われる場合の前記通過コストを転回後の前記道路区間に基づいて設定する、
   経路探索システム。
2. 前記目的地となり得る施設には、前記施設沿いの前記道路区間が双方向通行道路のいずれであるのかを示す情報が対応づけられており、
   前記経路探索部は、
   前記出発地から、前記目的地である前記施設沿いの前記道路区間上で前記目的地である前記施設に最も近い位置までの経路を探索する、
   請求項１に記載の経路探索システム。
3. 転回が行われる場合の前記通過コストは、
   前記転回後の前記道路区間に存在する車線の数が閾値以上である場合に通過可能であることを示す値となり、
   前記転回後の前記道路区間に存在する車線の数が閾値未満である場合に通過不可能であることを示す値となる、
   請求項１または請求項２に記載の経路探索システム。
4. 転回前後で走行する前記道路区間が双方向通行道路である場合、転回が行われる場合の前記通過コストは、通過可能であることを示す値となる、
   請求項１～請求項３のいずれかに記載の経路探索システム。
5. 転回禁止エリアに存在する前記交差点で転回が行われる場合の前記通過コストは、
   通過不可能であることを示す値となる、
   請求項１～請求項４のいずれかに記載の経路探索システム。
6. コンピュータを、
   車両の出発地と目的地との間に存在し、前記出発地以降の経路を構成し得る交差点を示すノードを候補ノードとして取得するノード取得部、
   前記候補ノードの間の道路区間の通過コストと前記候補ノードが示す交差点の前記通過コストを取得する通過コスト取得部、
   前記出発地と前記目的地との間の前記通過コストの和が最小になる経路を探索する経路探索部として機能させ、
   前記通過コスト取得部は、コンピュータに
   前記出発地から前記目的地までの経路の候補に含まれる前記候補ノードの全てにおいて転回が行われる場合の前記通過コストを転回後の前記道路区間に基づいて設定する機能を実行させる、
   経路探索プログラム。

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