JPH02201600A - バケットに基づくルート計画方法及びそのような方法を実行するルート計画装置を具備する航法システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の背景〕 電子航法及び情報システムは、目下、自動車向は用途の
為に開発されつつある。これらのシステムによれば、自
動車の運転者あるいは乗客は目的地までの最適のルート
を決定する面倒から開放される。特に、警察、消防隊あ
るいは救急車等にとっては、このようなシステムを用い
ることにより、上記のような最適ルートの検索に時間を
浪費しないことが重要であるばかりか、平均的な運転者
がかなりの煩わしさから開放されることが重要である。

このようなシステムは未知の環境において有効であるば
かりか、既知の環境においても交通渋滞を避けるような
ルートを計画する場合に有効である。

自動車用の航法及び情報システムの開発における主たる
問題の一つは、ルート計画のために必要とされる地理的
情報及び交通情報が非常に大量になるということである
。このような情報は、プロセサにおいて処理すべく、記
録されかつ即座にアクセスすることができなければなら
ない。

コンパクトディスクはデジタルデータの記録用として極
めて高効率な媒体である、すなわち−個のＣＤは４８０
０Ｍｂｉｔを記録することができる。この容量は、現在
人手可能な最大のＲＡＭ半導体メモリの記録容量の数千
倍を越える。ＣＤのアクセス時間は磁気テープカセット
のアクセス時間よりも充分に短いが、半導体メモリのも
のよりも長く、確かに無視できるほどは短くはない。

この発明は、出発位置と終着位置との間の最適ルートを
、地理的情報と交通情報とに基づいて、ベクトルの繰り
返し選択と検索ツリーの拡張とにより決定する方法に関
するものである。この場合、上記検索ツリーは既に計画
されたサブルートを形成する複数のベクトルを含み、各
ベクトルには重み係数が割り付けられ、各サブルートに
関しては既に計画されたサブルートのベクトルの重み係
数の加算による積算重み係数が決定される。

また、この発明は以下の要素を含むルート計画装置を具
備する航法システムにも関する。

−地理的情報及び交通情報をバケット状に記憶するメモ
リ、 出発位置と終着位置とに関する情報の入力及び出力用の
人力／出力ユニット、 −ベクトルの繰り返し選択と、既に計画されたサブルー
トを形成する複数のベクトルを含む検索ツリーの拡張と
を介して、ある出発位置からある終着位置迄の最適ルー
トが各ベクトルに割り当てられた重み係数に基づいて計
算されるようにプログラムされたプロセサ。

上記のような種類の方法は、１９６８年７月のＩＢＢＢ
Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｆ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　５
ｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　ＣｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓのＶｏ
ｌ、　５ＳＣ−４，Ｎｏ、　２のＨａｒｔ等による「最
小コスト通路の自学自習的決定のための形式的基礎（ｆ
ｏｒｍａｌ　ｂａｓｉｓ）Ｊなる記事から既知である。

この場合、割り当てられた重み係数に基づいて、ルート
が最適化される基礎となる判断基準、例えば最短距離ま
たは最短時間、がテストされる。

上記のような方法及びそのような方法に基づいて動作す
る航法システムは、実際にルート計画のために継続的に
必要とされるデータの量が、このような方法及びシステ
ムと共に用いられるワーキングメモリにとっては多過ぎ
るという欠点を有している。

〔発明の概要〕

したがって、この発明の目的は、順次選択されるサブ情
報のブロックに基づいて最適ルートを決定し、かつどの
サブ情報がプロセサ内での直ぐ先の計算にとって重要で
あるかを予想するような方法を提供することにある。こ
れを達成するために、本発明による方法は、前記情報が
バケットに複分割され、ベクトルの繰り返し選択および
検索ツリーの拡張のため、全ての利用可能なバケットか
ら既に計画されたサブルートと、関連するバケットを介
してたどるべき予想された仮のサブルートとの構成ベク
トルの重み係数の和により決定される評価値に基づいて
選択された、所定の最大数のバケットからベクトルが専
ら使用されることを特徴としている。

このように、その都度、その時点で必要な情報がルート
計画のために選択される。

また、本発明による航法システムは、そのメモリがバッ
クグラウンドメモリを有し、このバックグラウンドメモ
リにはバケット状に構成された地理的情報及び交通情報
が記憶され、また前記システムはワーキングメモリを有
し、このワーキングメモリには、既に計画されたサブル
ートと、関連するバケットを介してたどるべき予想され
た仮のサブルートとの構成ベクトルの重み係数の和によ
り決定される評価値に基づいて選択されたバケットのみ
が前記バックグラウンドメモリから転送され、該ワーキ
ングメモリ内のバケットからのベクトルのみがベクトル
の繰り返し選択及び検索ツリーの拡張に使用されること
を特徴としている。

しかして、その時点で必要な情報は常に上記ツーキング
メモリ内にあることになる。

〔実施例〕

例えば、出願人によるＣＡＲＩＮ（Ｃａｒ　Ｉｎｆｏｒ
ｍａｔｉｏｎａｎｄ　Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ）　システ
ムのような、自動車用の航法及び情報システムは、最良
のルートを計画し、音声合成器または記号表示パネルに
よ、り運転者を補助し、車両の位置を定期的に決定し、
符号化されたデジタルラジオ信号により交通障害が知ら
された場合は代わりのルートを選択し、また旅行情報等
も提供することができる。

必要な地理情報及び交通情報を記録するために、ＣＡＲ
ＩＮシステムはコンパクトディスクを使用している。

第１図は、自動車用の上記システムを示している。この
図において、マイクロプロセサ２と、例えば］、　Ｍ　
ｂ　ｙ　ｔ　ｅの容量を持つワーキングメモリ３と、Ｃ
Ｄプレーヤ４とは、バス１を介して相互に通信を行なう
。ラジオ５は、既知のラジオ信号に加えて、交通情報を
含む符号化されたデジタルラジオ信号も受信する。これ
らの信号はデコーダ６によりデコードされるが、このデ
コーダはインターフェース７を介して前記バス１に接続
されている。また、キーボド９はインターフェース１１
を介してバス１に接続され、またデイスプレィｌＯにも
接続されている。このデイスプレィ１０はモニタと電子
音声合成器とを有し、地理データ、交通データ及び航法
データ等を再生する。また、マイクロプロセッサ２は、
インターフェース１２を介して、コンパス１３（例えば
、光フアイバージャイロスコープ）とオドメータ１４と
車輪センサ１５等との補助のちとに車両の実際の位置を
決定する。

上記地理的情報及び交通情報は種々の方法によりデジタ
ル化することができる。例えば、ラスクスキャン方法に
よれば以下のようである。すなわち、地図（例えば、１
００．０００分の１のスケールのもの）が例えば０．１
ｍｍ　ｘ　０．１ｍｍのピクセルに分割される。この場
合、各ピクセルの色はデジタルコードで表される。また
、大幅に少ない記憶容量でよい他の方法としてはベクト
ル方法がある。この方法においては、道路の軸が直線の
線分により近似され、この直線線分の各々がベクトルを
表す。

この場合、ある要件を満足するベクトルの一端は、ノー
ドまたはＯセルと称される。また、２つのノードを相互
接続する一つのベクトルまたは一連のベクトルはチェー
ンまたは１セルと称される。また、チェーンにより囲ま
れる表面領域は２セルと称される。上記のＯセル、１セ
ル及び２セルなる用語はトポロジーから既知であり、こ
れに関しては、プリンストン、Ｎ、Ｊ、のプリンストン
大学プレス１９４９年のＳ、Ｌｅｆｓｃｈｅｔｚによる
ｒ　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｔｏ　ｔｏρｏｌｏｇｙ
」を参照されたい。ここで説明すべき検索アルゴリズム
に関しては、量子化がベクトル方法を用いて行なわれる
と仮定する。したがって、以下においては簡略化のため
、各１セルが一つのベクトルであり、各ベクトルが１セ
ルである。

前述したように、当該システム用の記憶媒体としてコン
パクトディスク（特に国際標準が準備されているコンパ
クトディスクインタラクティブ、いわゆるＣＤ−１）が
用いられる。上記ＣＤ−１デイスクは必要なデジタル情
報に加えて、ソフトウェアを含むことができる。また、
−枚のＣＤの記憶容量は４８００Ｍｂｉｔである。一方
、コンピュータの半導体ワーキングメモリは約８Ｍｂｉ
ｔの容量しか有していない。そして、−枚のＣＤの全て
の情報を読み取るには約１時間を要し、またＣＤから供
給される情報で上記ワーキングメモリを完全に満たすに
は約６秒を要する。ＣＤの情報へのアクセス時間は無視
できるほどは短くはないので、データはそれらが航法に
必要なその瞬間には読み出すことはできない。

ところで、本発明によれば、直ぐ先の期間内において行
なわれる航法に関するサブ情報に関しては予想が行なわ
れる。この為には、データは出来る限り便利なようにＣ
Ｄに記憶されなければならない。

すなわち、情報は好ましくはバケットの形に（かならず
しも、矩形のバケットである必要はないが）分割される
。上記アクセス時間を最小にするために、上記各バケッ
トは路間−の量のデータを持つのが好ましく、更に、地
理的に互いに近くに位置するバケットはＣＤ上でも互い
に近くに位置することが好ましい。

一つの地図は種々のアルゴリズムに応じてバケットに副
分割することができる。例えば、ｒ　ｒｅｇｉＯｎ　ｑ
ｕａｄ　ｔｒｅｅ」アルゴリズムにおいては、矩形の地
図は、各矩形内の情報量がある限界値以下となるまで繰
り返し４個の矩形に副分割される。

このような矩形により形成されたバケットのＣＤ上の配
列は、２次元構造から１次元構造への変換と比較しえる
ものである。これに関しては、１９６８年のＩＢＢＢ　
Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　Ｃ−１７の９４９頁ないし
９５３頁のＢ、Ａ、　Ｐａｔｒｉｃｋ、　Ｄ、Ｒ，Ａｎ
ｄｅｒｓｏｎ、　Ｆ、に、　Ｂｅｃｈｔｅｌによる「コ
ンピュータ出力表示用の複次元空間の１次元空間へのマ
ツピング」を参照されたい。

上記は、空間充填曲線（Ｓｐａｃｅ−ｆｉｌｌｉｎｇ　
ｃｕｒｖｅｓ）の方法により実現することが出来るが、
これら空間充填曲線は１９８０年のＭａｔｈ　Ａｎｎａ
ｌｅｎ　３６の１５７頁から１６０頁のＧ、　Ｐｅａｎ
ｏによる記事ｒＳｕｒ　ｕｎｅ　ｃｏｕｒｂｅ、　ｑｕ
ｉ　ｒｅｍｐｌｉｔ　ｔｏｕｔｅ　ｕｎｅ　ａｉｒｅ　
ｐｌａｎＨから既知である。上記のような空間充填曲線
は、ｒ　ｒｅｇｉｏｎ　ｑｕａｄ　ｔｒｅｅＪアルゴリ
ズムを用いて分割することにより得られたバケットの配
列に好適である。

その理由は、互いに接近しあったバケットは、しばしば
、その曲線上においても互いに接近しており、従ってそ
のような近い領域に関する情報を取り出すのに殆ど時間
が掛からないからである。

更に、各バケット内においても、ＣＤから読み出された
情報を効率よく処理するために、効率的な構造が必要で
ある。すなわち、０．１及び２セル用のデータを含むメ
モリ内のアドレスはリストを用いて結合されており、該
リストは種々のメモリ位置を結合するためにポインタを
用いている。

第２図は、１９６８年７月のＩＢＢＢ　Ｔｒａｎｓａｃ
ｔｉｏｎｓ　ｏｆＳｙｓｔｅｍｓ　５ｃｉｅｎｃｅ　ａ
ｎｄ　Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓのシｏ１．５ＳＣ−４゜
Ｎ０８２のｆｌａｒｔ等による［最小コスト通路の自学
自習的決定のための形式的基礎（ｆｏｒｍａｌ　ｂａｓ
ｉｓ）Ｊなる記事から既知の検索アルゴリズムのフロー
チャートである。この場合、情報はメモリ全体から取り
出される。このアルゴリズムは、候補リストＣからのベ
クトルの級り返し選択と、既に計画されたサブルートを
形成するベクトルＶを含む検索ツリーＳの拡張とに基づ
いて動作する。この場合、各ベクトルＶに対しては重み
係数Ｒ（ｖ）　＞＝　０　、例えば対応する距離または
その対応する距離を走行するに要する予測時間、を割り
当てる。このように、各ベクトルに関しては、ベクトル
Ｖ迄の既に計画された通路の積算重み係数ｇ（ｖ）が決
定され、また、ベクトルＶと終着位置との間の最適通路
の合計重み係数に関して予測ｈ　（ｖ）がなされる。そ
して、ｇ（ｖ）とｈ（ｖ）との合計（ｆ　（Ｖ）として
参照する）がベクトルＶの評価値となる。バケツ）ｂの
評価値ｆ　（ｂ）は、候補リス）Ｃ上に掲げられている
バケツ）ｂ内の各ベクトルの最も魅力的な評価値として
定義される。ここで、この最良値が呈されるベクトルを
Ｖ、とする。対応するｆ、　ｇ、　ｈ値を伴う出発位置
ベクトルすなわち開始位置ベクトルのリス）ＢＶと、目
標位置ベクトルすなわち終着位置ベクトルのりストＤＶ
とが与えられると、前記アルゴリズムは、最適通路が存
在するかぎり、各目標位置に関して終着位置の一つへの
最適通路を見つける。この場合、３つのデータ構造、す
なわち候補リス）Ｃと、未だ見つかっていない目標位置
を含むリス）Ｔと、前記候補リストＣ上に掲げられてい
る又は掲げられていたベクトルを含むリス）Ｓ（検索ツ
リー）とが使用される。

このアルゴリズムの実行中においては、第２図のブロッ
ク１において候補リストＣと検索ツリーＳとが先ず初期
化される。すなわち、Ｃは全ての出発位置ベクトルによ
り満たされ、Ｓは全ての出発位置ベクトルとそれらに関
連するｆ、　ｇ、　ｈ値及び計画されたサブルートを一
緒に構成する他のベクトルとの関係を示すポインタを登
録するだめの空き領域とにより満たされる。次に、ブロ
ック２においては、未だ見つかっていない目標位置を伴
うリストＴが初期化される。この場合、Ｔは目標位置リ
ストＤＶとなる。この点に関しては、ＢＶとＤＶとが空
の交差部を有する（共通要素を持たない）ものと仮定す
る。な右、以下においては、上記リストＴを単に検索リ
ストと称する。次に、ブロック３においては、前記２つ
のりストＣとＴの内の少なくともどちらか一方が空であ
るか否かがチエツクされる。もし、これに該当する場合
は当該検索は終了される。すなわち、もし候補リス）Ｃ
は空であるが検索リス）Ｔが空でない場合はいくつかの
目標位置には到達できず、また検索リストＴが空の場合
は全ての目標位置ベクトルに対して最適の通路が見つけ
だされていることになる。そして、ブロック１２におい
ては、前記目標位置リストＤνが、未だ見つかっていな
い目標位置を伴う検索リストＴ（このリストは空かも知
れない）に変換される。次に、ブロック１３においては
、検索ツリーＳが出力されるが、これはポインタによっ
て最適通路をたどるに必要である。なお、前記候補リス
）Ｃ及び検索リストＴが空でないかぎりは、ブロック３
ないし１１により形成されるループに沿うことになる。

この場合、ブロック４においては、最も魅力的な評価値
を持つベクトルＶが前記候補リストＣから選択される。

次に、ブロック５においては、このベクトルＶが検索リ
ス）Ｔに含まれているか否かがチエツクされる。もしこ
れが真なら、ブロック６において該ベクトルＶが検索リ
ストＴから取り除かれる。これは、目標位置が発見され
たからである。次いで、ブロック７においては、検索リ
ス）Ｔが空であるか否かがチエツクされる。もしそうで
あるなら、全ての目標位置に対する最適通路が見つかっ
ているので当該検索は終了され、プログラムはブロック
１２に続く。一方、そうでない場合は、ブロック８にお
いて、上記ベクトルＶが候補リストＣから削除される。

次に、ブロック９においては、前記ベクトルＶを引き継
ぐベクトルが決定される。すなわち、これらベクトルは
前記ベクトルＶに関係するベクトルＶｉである。そして
、ブロック１１においては、各後継ベクトルＶ、に関し
て、当該ベクトルν、を含む新たな通路が、ベクトルＶ
ｉを含む既に存在している通路よりもより良いか否かが
チエツクされる。

もし、良いなら前記検索ツＩＪ　−Ｓと、候補リストＣ
と、評価値ｆ（νＩ）と、積算重み係数ｇ（Ｖｉ　）と
が以下に述べるように更新（適応化）される。

なお、上記の為に、ブロックＩＯにおいては、その都度
新たなベクトルｖｂが選択される。そして、全てのベク
トルが処理された場合は、プログラムはブロック３に続
く。

第３図は、前記ブロック１１をより詳細に表したもので
ある。この図において、ブロック２１においては、ベク
トルＶｉが検索ツＩＪ　−Ｓの中にあるか否かがチエツ
クされる。もしあるなら、ブロック２２において、新た
な通路の積算重み係数、すなわちｇ（ｖ）　＋　Ｒ（Ｖ
ｉ　）が、以前に見つかった通路の積算重み係数ｇ（Ｖ
ｉ　）と比較される。ここで、Ｒ（ｖｌ）はベクトルｖ
１の重み係数である。そして、もし上記の新しい通路が
より魅力的なものであったならば、ブロック２３におい
て、当該ベクトルｖｂが候補リス）Ｃに加えられ、対応
する評価値ｆ（Ｖｌ　）および積算重み係数ｇ（Ｖｉ　
）が更新される。その場合、前記検索ツリーＳはブロッ
ク２４において更新される。すなわち、新たな値ｆおよ
びｇが、ベクトルＶ、に加えられ、ツリーを後方向に参
照することによりベクトルＶ、と出発位置との間に計画
された通路を示すことになるポインタも加えられる。一
方、ブロック２２において、よりよい値が見つからなか
った場合は、ブロック１１（第２図）は放棄される。ま
た、ブロック２１でベクトル％’ｉが検索ツリーＳ内に
無いことが判った場合は、ブロック２５において、ベク
トルν、が候補リス）Ｃに加えられ、評価値ｆ（Ｖｉ　
）および積算重み係数ｇ（Ｖｉ）が更新される。そして
、ブロック２６において、検索ツリーＳが更新される。

すなわち、ベクトルｖＩにそのｆ、　ｇ、　ｈ値が加え
られ、後方参照用のポインタも加えられる。そして、ブ
ロック１０及び１１からなるループは、ベクトルＶの全
ての後継ベクトルＶｔが調べられるまで継続される。

上述したアルゴリズムは、評価関数が所定の要件を満た
すこと条件に、目標位置までの最適の通路を作り出す。

この点に関して証明したい場合は、Ｈａｒｔ等による前
記引例を参照されたい。

本発明により提案されるバケットに基づく検索アルゴリ
ズムは、以下の点で既知のアルゴリズムとは異なってい
る。すなわち、多数のバケットが一時的に固定され、検
索はこれらの固定されたバケットの中だけでなされる。

この場合、固定されるべきバケットは以下のようにして
選択される。

すなわち、候補リストＣと重なり合うバケットは、−緒
になって候補バケットリス）ＢＣを形成する。

既に述べたように、これらバケットはある評価値、すな
わち候補リストＣに掲げられた関連するバケット内のベ
クトルの最も魅力的な評価値、を有している。最初には
、最も魅力的な評価値を持つ出来る限り多くの数（利用
可能な最大の記憶空間により制限される）の候補バケッ
トをワーキングメモリ中に固定することができる。そし
て、固定すべきバケットを決定する後続する各段階にお
いては、ワーキングメモリ中に在るある数の候補バケッ
トが与えられると、全ての近接するバケット（後に詳述
する）についても評価値が計算される。

上記候補バケットは、これらメモリ中の候補バケットの
近傍のバケットと共に、バケット要求リストＢＲを構成
する。そして、このリストから計算された評価値に基づ
いて、ワーキングメモリ中に固定されるべきバケットが
選択される。固定されるバケットの決定は、当該検索ア
ルゴリズムの実行中に定期的に行なわれる。

固定されたバケット中にない候補リス）Ｃ上のベクトル
は、待ちリスト上に載せるために当該リストからは取り
除かれる。結果として、見つけられた目標位置迄の通路
は最適でなくてもよい。なぜなら、候補ベクトルが、Ｈ
ａｒｔ等によれば最適の結果を得るために必要であるよ
うに、評価値の順には拡張されてはいないからである。

したがって、目標位置に到達した場合は、未だ見つかっ
ていないより良い通路が存在していることもある。故に
、最適の結果をｍ認するために、検索は継続されなけれ
ばならない。

検索中においては、いかなる時点においても、その時点
での最も魅力的な評価値を持つ候補ベクトルに関連する
通路のみが最適となる。何故なら、より魅力的な評価値
を持っていた全てのベクトルがチエツクされ、これらが
より魅力のない評価値をもつ通路となったからである。

したがって、候補リスト上の目標位置ベクトルは、当該
候補リスト上の他の全てのベクトルがより魅力のない評
価値を持つ場合のみに除去することができる。このよう
に、検索は、候補リスト上の全てのベクトルが全ての目
標位置ベクトルよりもより魅力のない評価値を持つよう
になる迄継続されなければならない。全ての目標位置ベ
クトルよりもより魅力のない評価値を持つ候補リスト上
のベクトルは決してより良い通路とはならないら、これ
らは取り除いてよい。これは、検索中においては評価値
ｆは単調に下降しないものであるからである（Ｈａｒｔ
等の文献参照）。

そして、第４図は上記検索アルゴリズムを本発明に基づ
いて変形したフローチャートである。既に述べたように
、このアルゴリズムは固定されたバケット（リストし）
中に存在する候補ベクトルのみをチエツクする。なおこ
の図において、第２図のアルゴリズムに対応するステッ
プは点線で示され、新たなステップは実線にて示されて
いる。

以下に、これらの新たなステップを説明する。

ブロック３１においては、固定されたバケットを伴うリ
ストＬとバケット要求リストＢ、Ｒとが空になるように
初期化される。そして、ｆ、として参照される候補リス
トＣの最も魅力的なｆ値と、ｆｕとして参照される検索
リス）Ｔの最も魅力のないｆ値とが決定される。ブロッ
ク３２においては、エラーメツセージが読み出されその
後”不正な”　（例えば判別不可能な）バケット中にあ
る全てのベクトルが候補リス）Ｃから除去されるか、ま
たはメモリへのバケットの書込みに関するメツセージが
読み出される。後者の場合において、もし固定されたバ
ケットのリストＬ中に利用可能なバケットｂが無い場合
は、そ、の評価値ｆ　（ｂ）が、ｖｌｕとして参照され
るそれまでの当該メツセージ行の最良の評価値と比較さ
れる。もし必要ならば、ｖｌｕは更新される。次に、ブ
ロック３３においては、候補リストＣが空であるか否か
がチエツクされる。もしブロック３２におけるエラーメ
ツセージのため候補リストＣが空の場合は、ブロック３
９において、到達されなかった目標位置ベクトルが目標
位置リス）ＤＶから削除され、正しい積算評価値が到達
された目標位置ベクトルに割り当てられ、かつ固定され
たバケットが開放される。一方候補リス）Ｃが空でなか
った場合は、ブロック３４において、フィルタされた候
補リス）ＣＬが、当該候補リス）Ｃのどの要素が固定さ
れたバケットのリス）Ｌ内にあるか否かをチエツクする
ことにより、形成される。

次いて、ブロック３５においては、フィルタされた候補
リストＣＬが空であるか、またはブロック３２における
前記評価値ｖｌｕが、固定されたバケットのリス）Ｌ上
のバケットの評価値の中央値よりも魅力的な値を得てい
るか否か（重要な新たなバケットが読み込まれているこ
とを意味する）がチエツクされる。これらの２つの条件
の内の少なくとも一つが満たされた場合は、以下のこと
がブロック３６において行なわれる。すなわち、全ての
固定されたバケットが解除され、候補バケツ）　ＩＪス
）ＢＣとバケット要求リス）ＯＲと固定されたバケット
のりストＬとフィルタされた候補リストＣＬとが再び決
定される。そして、その後、フィルタされた候補リスト
ＣＬが一旦空になるとバケットのメモリへの書込みが待
ちとなり、この手順がリス）ＣＬが空でなくなるか又は
リストＣが空になるまで繰り返される。次いで、ブロッ
ク３７においては、候補リストＣが空であるか否かがチ
エツクされる。もしそうであるなら処理はブロック３９
に進み、もしそうでないなら処理はブロック４に進む。

また、図におけるいくつかのブロックは僅かだけ変更さ
れており、これらは第２図で用いた符号と補助符号Ａと
により参照する。ブロック５Ａにおいては、ベクトルＶ
が、検索リス）Ｔ内にありかつ候補リストＣ上の全ての
ベクトル中のうちで最も魅力的な評価値を有しているか
否かがチエツクされる。もし、これら両条件が満たされ
た場合は、ベクトルＶは検索リス）Ｔから削除すること
ができる。ブロック８Ａにおいては、ベクトルＶが候補
リス）Ｃからのみならずフィルタされた候補リストＣＬ
からも取り除かれる。また、ブロック９Ａにおいては、
ベクトルＶのあるバケット内に位置する後継ベクトルが
決定される。ブロック１１＾はブロック１１とは次の点
で異なっている。すなわち、もしベクトルＶｉのバケッ
トがリストＬ内にあるなら、ベクトルｖｂは、候補リス
）Ｃ（ブロック１１の２つの位置において）に加えられ
る前にフィルタされた候補リストＣＬにも加えられる。

そして、ブロック３８においては、ｆｔ　′Ｊ６よびｆ
ｕが新たな候補リストＣおよび検索リス）Ｔに各々適応
され、ｆｕよりも魅力の少ない値を持つベクトルと　１
．よりも良い評価値を持つ目標位置ベクトルとが、候補
リス）Ｃまたはフィルタされた候補リス）ＣＬから取り
除かれる。しかしながら、これらは検索ツリーＳには残
る。最後に、ブロック３９においては、未だ到達されて
いない目標位置ベクトルが目標位置リス）ＤＶから削除
され、正しい積算評価値が到達された目標位置ベクトル
に割り当てられ、固定されたバケットが開放される。

車両は常に動いているので、出発位置ベクトルも検索中
に常に変化する。したがって、逆方向に検索するのが、
すなわち、固定された目標位置から車両の実際の位置ま
で戻るようにルートを決定するのが便利である。

固定されるべきバケットの決定法の変形例を以下に説明
する。既に述べたように、候補リス）Ｃに重なるバケッ
トは、−緒に候補バケットリス）・ＢＣを構成する。ワ
ーキングメモリ内にいかなる時点において固定されてい
る候補バケットの全ての近接するバケットに関しても、
評価値が以下のようにして決定される（第５図参照）。

実際のバケツ）ｂとそれに関係する近傍バケットｂ°と
の中心点を結ぶ結合線は、それらの共通境界線またはそ
の延長線と点２において交差する。この場合、近傍バケ
ットｂ°の評価値ｆ　（ｂ’　）は、ｆ（ｂ’）　＝ｇ
（ｖｂ）　＋　ｈ（ｖ、、、　ｚ）　＋　ｈ（ｚ）と定
義される。ここで、ν５は候補リスト上のバケツ）ｂ中
のベクトルで最も魅力的な評価値を持つもの（ただ１個
のそのようなベクトルが存在すると仮定する）であり、
ｆ（Ｖｂ　）　＝　ｊ（１））であり、ｇ（Ｖｂ　）は
ベクトルｖｂから目標位置ｄまでの既に計画されたサブ
ルートの積算重み係数であり、ｈ（ｔ’ｂｌ　Ｚ）はベ
クトルｖｂの端点と点Ｚとの間の理想化された直線通路
の重み係数であり、ｈ（ｚ）は上記点２と車両の実際の
位置Ｓとの間の理想化された直線通路の重み係数である
。

もし、バケツ）ｂに関して最も魅力的な評価値を持つ数
個のベクトルがある場合は、例えば、点２に一番近くに
位置するベクトルを選択することができる。

また、バケットｂ′が数個の固定されたバケットに近接
している場合はｆ　（ｂ’　）に関する最も魅力的な値
が選択される。

また、あるベクトルＶの後継ベクトルを決定する場合、
バケットに基づくアルゴリズムにおいては以下のような
問題が起きる可能性がある。すなわち、ベクトルＶが、
あるバケットの境界線に接触する場合は、１以上の後継
ベクトルが、未だワーキングメモリ内に固定されていな
い近傍バケット内に位置している可能性がある。この問
題は第６図を参照して説明する様にして解決される。

第６図において、バケツ）ｂｌのベクトルｖ１はバケツ
）ｂｌとｈ２との境界線に接触している。いわゆるスレ
ッドポインタ（ｔｈｒｅａｄ　ｐｏｉｎｔｅｒｓ）によ
り示されるベクトルＶの後継ベクトルを決定する間には
、後継ベクトルｖ３が固定されていない近傍バケツ）ｂ
２内に位置するやいなや、ベクトルｖ３へのポインタを
伴うベクトルｖ１が候補リストＣに加えられる。このポ
インタは、中断されたベクトルｖ１の後継ベクトルの決
定処理はバケツ）ｂ２が読み出されかつ固定されるやい
なやｖ３から継続しなければならない、ことを示してい
る。これに該当する場合は、ｂｌがもはや固定されてい
なかった場合、ｖｌの後継ベクトルの選択処理はｖ４に
おいて再び中断されなければならない。

中断毎に候補リストＣに加えられたポインタを伴うベク
トルに対して「無限に魅力的な」評価値を割り当てるこ
とにより、次のことが確実になされる。すなわち、近傍
バケットが読み出されるやいなや該・バケットが固定さ
れ、かつ全ての後継ベクトルの発生及び調査がなされる
までそれらの決定処理が継続される。

車両が動いている場合は、実際の位置は、最適ルートを
検索するよう指定された出発位置とは一致しない。この
検索中のある時点で検索ツリーにより実際の位置に到達
した場合は、該検索は中断されてもよい。実際の位置が
、指定された出発位置への最適ルートの決定後に、発生
された検索ツリーの外側に位置する場合は、検索は検索
ツリーが実際の位置に到達するまで継続されねばならな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、自動車用の航法システムを示すブロック図、 第２図は、既知の検索アルゴリズムのフローチャート、 第３図は、同フローチャートの一部を詳細に示すフロー
チャート、 第４図は、本発明により変形された検索アルゴリズムの
フローチャート、 第５図は、ワーキングメモリ内での候補バケットの近傍
バケットに関する評価値の決定処理を示す説明図、 第６図は、ベクトルがバケット境界と接触するような地
図部分を概念的に示す説明図である。 １・・・バス、２・・・マイクロプロセッサ、３・・・
ワーキングメモリ、４・・・ＣＤプレーヤ、５・・・ラ
ジオ、６・・・デコーダ、７・・・インターフェース、
９・・・キーボード、１０・・・デイスプレィ、１１・
・・インターフェース、１２・・・インターフェース、
１３・・・コンパス、１４・・・オドメータ、１５・・
・車輪センサ。 ３　・ １２　・・ ９　・・ １３　・・ １４　　・・ １５　　・ パス マイクロプロセサ ワーキングメモリ ＣＤプレーヤ ラジオ デコーダ インターフェース キーボード デイスプレィ コンパス オドメータ 車輪センサ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、出発位置と終着位置との間の最適ルートを、地理的
   情報と交通情報とに基づいて、ベクトルの繰り返し選択
   と、既に計画されたサブルートを形成する複数のベクト
   ルを含む検索ツリーの拡張とにより決定する方法であっ
   て、前記各ベクトルには重み係数が割り付けられ、前記
   各サブブルートに関しては既に計画されたサブルートの
   ベクトルの重み係数の加算による積算重み係数が決定さ
   れる方法において、前記情報はバケットに複分割され、
   前記ベクトルの繰り返し選択と前記検索ツリーの拡張と
   に関しては、全ての利用可能なバケットから、既に計画
   されたサブルートと、関連するバケットを介してたどる
   べき予想された仮のサブルートとの構成ベクトルの重み
   係数の和により決定される評価値に基づいて選択された
   所定の最大数のバケットからベクトルが専ら使用される
   、 ことを特徴とする最適ルートを決定する方法。 ２、地理的情報及び交通情報をバケット状に記憶するメ
   モリと、 出発位置と終着位置とに関する情報の入力及び出力用の
   入力／出力ユニットと、 ベクトルの繰り返し選択と、既に計画されたサブルート
   を形成する複数のベクトルを含む検索ツリーの拡張とを
   介して、ある出発位置からある終着位置迄の最適ルート
   が各ベクトルに割り当てられた重み係数に基づいて計算
   されるようにプログラムされたプロセサと、を含むルー
   ト計画装置を具備する航法システムにおいて、 前記メモリは、 前記のバケット状に構成された地理的情報及び交通情報
   が記憶されるバックグラウンドメモリと、 既に計画されたサブルートと、関連するバケットを介し
   てたどるべき予想された仮のサブルートとの構成ベクト
   ルの重み係数の和により決定される評価値に基づいて選
   択されたバケットのみが前記バックグラウンドメモリか
   ら転送されるワーキングメモリと、 を有し、当該ワーキングメモリ内のバケットからのベク
   トルのみが前記のベクトルの繰り返し選択と前記検索ツ
   リーの拡張とに使用されることを特徴とする航法システ
   ム。 ３、請求項１に記載の最適ルートを決定する方法におい
   て、前記評価値が、 前記ワーキングメモリ中のバケットに関しては、候補リ
   スト上に掲げられた関連するバケット内の全てのベクト
   ルのうちの最も魅力的な評価値により決定される一方、 前記ワーキングメモリ内のバケットの近傍バケットに関
   しては、 現在位置と、前記バケットと前記近傍バケットとの中心
   間を結ぶ結合線がこれらバケットの境界線またはその延
   長線と交差する点ｚとの間の理想化された直線通路の重
   み係数と、前記点ｚと前記バケット内のあるベクトルｖ
   ＿ｂの一端との間の理想化された直線通路の重み係数と
   、 前記ベクトルｖ＿ｂから目標位置ベクトル迄の間に既に
   計画されたサブルートの積算重み係数と、 の加算により決定されることを特徴とする最適ルートを
   決定する方法。 ４、請求項３に記載の最適ルートを決定する方法におい
   て、前記ベクトルｖ＿ｂが前記候補リスト上に掲げられ
   た前記バケットの全てのベクトルの内で最も魅力的な評
   価値を有していることを特徴とする最適ルートを決定す
   る方法。 ５、請求項４に記載の最適ルートを決定する方法におい
   て、前記候補リスト上に掲げられたあるバケット内の幾
   つかのベクトルが最も魅力的な評価値を有している場合
   、前記ベクトルｖ＿ｂは前記点ｚの一番近くに位置して
   いるベクトルであることを特徴とする最適ルートを決定
   する方法。 ６、請求項３または４または５に記載の最適ルートを決
   定する方法において、ある近傍バケットが前記ワーキン
   グメモリ中の幾つかのバケットに接する場合、当該近傍
   バケットの評価値は、見つけだされた最も魅力的な評価
   値であることを特徴とする最適ルートを決定する方法。 ７、請求項２に記載の航法システムにおいて、当該シス
   テムが現実の位置を決定する手段を有し、前記ルート計
   画装置が前記現実の位置と見つけられたルート上の位置
   とを比較する手段を有し、該ルート計画装置は、この比
   較で一致が見つからない場合はその検索を継続し、一致
   が見つかった場合は該検索を終了することを特徴とする
   航法システム。 ８、請求項２に記載の航法システムにおいて、前記ワー
   キングメモリ内に、拡張のために選択されるべきベクト
   ルを含む候補リストと、それまでに調べられたベクトル
   とそれらの評価値及びポインタを含む検索ツリーと、未
   だ見つかっていない目標位置ベクトルを含む検索リスト
   と、前記候補リストと重なり合うバケットを含む候補バ
   ケットリストと、前記ワーキングメモリ内の前記候補バ
   ケットとこれら候補バケットの近傍バケットとを含むバ
   ケット要求リストと、前記ワーキングメモリ内に固定さ
   れた固定バケットのリストと、前記ワーキングメモリ内
   のあるバケット内にある候補リストベクトルを含むフィ
   ルタされた候補リストと、を記憶する空間が確保されて
   いることを特徴とする航法システム。