JPH05224600A - 経路探索装置 - Google Patents

経路探索装置

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JPH05224600A
JPH05224600A JP7362092A JP7362092A JPH05224600A JP H05224600 A JPH05224600 A JP H05224600A JP 7362092 A JP7362092 A JP 7362092A JP 7362092 A JP7362092 A JP 7362092A JP H05224600 A JPH05224600 A JP H05224600A
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parameter
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 道路地図データにもとづいて、その道路地図
上に設定された2点間を結ぶ各経路における距離,走行
時間,道幅,右左折回数などの複数のコストをパラメー
タにとった予め設定された総合評価関数を用いて、その
数値を最小または最大にする経路を探索する際、車両の
走行に際して運転者ごとに用意された外部メモリをセッ
トするだけで、そのときの運転者の好みが反映された最
適経路が探索されるようにすることを目的とする。 【構成】 予め総合評価関数における各パラメータの重
みを決定する個人情報を不揮発性の外部メモリに書き込
んでおき、車両の走行に際してセットされた外部メモリ
に書き込まれた個人情報を読み出して総合評価関数にお
ける各パラメータの重みを決定し、その決定された総合
評価関数を用いて経路探索を行わせる手段とをとるよう
にしている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、道路地図データにもと
づいて、その道路地図上に設定された2点間を結ぶ最適
経路を探索する経路探索装置に関する。
【0002】
【従来の技術】最近、デジタル道路地図データにもとづ
いて、画面に写し出された道路地図上に出発点および目
的地を任意に設定して、その設定された出発点から目的
地に到るまでの最適経路を探索して、その探索された経
路にしたがって車両の走行案内を行わせるようにしたも
のが開発されている(例えば特開昭62−133600
号公報または特開平1−173297号公報参照)。
【0003】デジタル道路地図データにもとづいて経路
探索を行わせる方法としては、例えばDijkstra
法などの公知のアルゴリズムにしたがって所要距離が最
小となるようにデジタル地図上のつながりのある線分の
接続点(ノード)を次々に追跡して出発点から目的地に
到るまでの距離が最小になる経路の探索を行わせるな
ど、出発点から目的地に到るまでの経路のコスト(例え
ば距離、平均走行時間またはそれらの組合せ、あるいは
距離、平均走行時間および道幅、右左折回数などの道路
の属性の組合せなど)を最小にする経路探索方法が種々
存在する。
【0004】しかして、出発点から目的地に到るまでの
最適経路としては、運転者の好みによって、例えば、最
短距離の経路を望む人もいれば、国道などの道幅の広い
経路を望む人もいて、単に最適経路を一率に決定するよ
うにしたのでは適応性に乏しいものとなってしまう。
【0005】そのため従来では、距離,時間,道幅によ
るコストをパラメータにとった経路の評価関数を用い
て、その数値を最小にする経路を探索するようにし、そ
の際、運転者の好みに応じた1つまたは複数の経路探索
のパラメータを選択的に手動設定できるようにし、その
設定されたパラメータからなる評価関数を用いて、その
数値が最も小さくなる、例えば、最短距離,最短時間ま
たはそれらの組合せなどによる運転者に好みを反映させ
た最適経路を探索させるようにしている(特開平1−1
38409号公報参照)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、車両の走行に際して、出発点から目的地に到るま
での経路のコストをパラメータにとった評価関数の数値
を最小にする経路の探索を行わせる場合、予め入力操作
によって運転者の好みに応じた1つまたは複数の経路探
索のパラメータを選択的に設定するようにしたのでは、
運転者が異なるたびに、そのときの運転者の好みを反映
させるべく経路探索のパラメータの設定変更をそのつど
行わせる必要があり、その入力操作が煩雑になってしま
うことである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、道路地図デー
タにもとづいて、その道路地図上に設定された2点間を
結ぶ各経路における距離,走行時間,道幅,右左折回数
などの複数のコストをパラメータにとった予め設定され
た総合評価関数を用いて、その数値を最小または最大に
する経路を探索する際、総合評価関数における各パラメ
ータの重みを決定する個人情報を不揮発性の外部メモリ
に書き込む手段と、その外部メモリに書き込まれた個人
情報を読み出して総合評価関数における各パラメータの
重みを決定し、その決定された総合評価関数を用いて経
路探索を行わせる手段とをとるようにして、車両の走行
に際して運転者ごとに用意された外部メモリをセットす
るだけで、そのときの運転者の好みが反映された最適経
路が探索されるようにした運転者適応型の経路探索装置
を提供するものである。
【0008】
【実施例】図1は本発明が適用される車両の走行を案内
するための装置の構成例を示すもので、例えば車両のタ
イヤの回転に応じて単位走行距離ごとのパルス信号を出
力する距離センサ1と、例えばヨー方向の角速度の変化
を検出する車両の走行にともなう方向変化量に比例した
信号を出力する方向センサ2と、距離センサ1からのパ
ルス信号数をカウントして車両の走行距離を計測すると
ともに、方向センサ2の出力信号にしたがってその進行
方向の変化をわり出すことにより車両の一定走行距離ご
とにおけるX−Y座標上の現在位置を逐次演算によって
求め、かつこの車両走行案内装置全体の制御を行わせる
マイクロコンピュータからなる信号処理装置3と、その
信号処理装置3によって求められた刻々変化するX−Y
座標上の位置の現在位置のデータを順次格納し、車両の
有限の連続位置情報としてそれを記憶保持する走行軌跡
記憶装置4と、予めデジタル地図データによる道路地図
情報が記憶されている地図情報記憶媒体5と、その記憶
媒体5から必要なエリアの道路地図情報を選択的に読み
出す記憶媒体再生装置6と、その読み出された道路地図
情報にもとづいて所定の道路地図を画面に写し出すとと
もに、その画面に写し出された道路地図上に、車両の現
在位置を、必要に応じて走行軌跡および現在位置におけ
る車両の進行方向などとともに、車両の走行にしたがっ
て更新的に表示させる表示装置7と、信号処理装置3へ
動作指令を与えるとともに、表示装置7に表示させる地
図の選択指定およびその表示された地図上における車両
の出発点,目的地などの設定を行わせ、また走行軌跡な
どの表示指令を選択的に与え、表示される地図および走
行軌跡の方向変換,その表示位置のシフト,地図および
走行軌跡の部分拡大表示,表示縮尺率の選択などの表示
形態の設定変更などを適宜行わせることのできる操作装
置8とによって構成されている。
【0009】このように構成されたものでは、選択的に
読み出された道路地図が表示装置7の画面に映し出され
るとともに、その地図上において設定された出発点から
の車両の走行にしたがって信号処理装置3により予め設
定された地図の縮尺率に応じてX−Y座標上における現
在位置が刻々と演算によって求められ、その演算結果が
走行軌跡記憶装置4に逐次送られてその記憶内容が更新
されていくとともに、その記憶内容が読み出されて表示
装置7に送られる。
【0010】それにより表示装置7には、例えば、図2
に示すように、その画面に表示された地図上に車両の現
在位置を示す表示マークM1,その現在位置における車
両の進行方向を示す表示マークM2および出発点Sから
現在位置に至るまでの走行軌跡表示マークM3が車両の
走行状態に追従して模擬的に表示される。
【0011】本発明による経路探索装置は、このような
構成にあって、信号処理装置3において、地図情報記憶
媒体5から読み出したデジタル地図データにもとづい
て、画面に写し出される道路地図上に設定された出発点
から目的地に到るまでの経路における、例えば、距離、
平均走行時間、右左折回数、道幅またはそれらの組合せ
などのコストを最小にする経路探索を行って、一方通行
などの交通事情を加味した最適経路の決定を行い、例え
ば画面に写し出される道路地図上における最適経路を特
別な色で示すなどして、その最適経路上に車両の現在位
置が更新表示されていくように車両の走行案内を行わせ
ることができるようにしている。
【0012】ここで、経路探索の基本的なアルゴリズム
および最適経路の決定そのものについては、公知の種々
の手法が広く適用される。
【0013】その際、本発明では、信号処理装置3の制
御下において、道路地図データにもとづいて、その道路
地図上に設定された2点間を結ぶ各経路における距離,
平均走行時間,道幅,右左折回数などの複数のコストを
パラメータにとった予め設定された総合評価関数を用い
て、その数値を最小にする経路を探索するようにし、そ
の際、総合評価関数の数値が小さくなる経路を優先順位
をもって複数探索し、そのうちの1つを操作装置8から
の入力操作によって任意に選択させる手段と、その選択
された経路における各パラメータのコスト値と他の経路
における各パラメータのコスト値との各対応した比較に
より、選択された経路におけるコスト値が大きくなって
いるパラメータの重みを減少し、選択された経路におけ
るコスト値が小さくなっているパラメータの重みを増加
させるように総合評価関数を書き換える手段とをとるよ
うにしている。
【0014】なお、選択された経路における各パラメー
タのコスト値と他の経路における各パラメータのコスト
値との各対応した比較を行わせる場合、選択された経路
における各パラメータのコスト値と、その選択された経
路よりも優先順位にある経路における各パラメータのコ
スト値との各対応した比較を行わせるようにする。
【0015】または、その際、総合評価関数の数値が同
値で同順位にある経路でも、各コストの内容に差があれ
ば、それを比較対象とするようにしてもよく、また多少
下位にある経路との比較を行うようにしてもよい。
【0016】また、最適経路を探索する場合、総合評価
関数の数値を最小にする経路が最適となる以外に、総合
評価関数の数値を最大にする経路が最適となるような総
合評価関数を用いることも可能である。
【0017】次式(1)に、経路の区間iにおける総合
評価関数Cの一例を示している。
【0018】 C=a・l+a・t+a・w+a・n …(1)
【0019】ここで、lは距離のコスト,tは平均
走行時間のコスト,wは道幅のコスト,nは右左折
回数のコストであり、a〜aは各コストの重み係数
である。ただし、a,a,a,a≧0である。
【0020】なお、wについては、道幅は広いほどコ
ストが小さいので、ある区間における距離をl,その
区間における平均道幅をWとしたとき、w=l
とする。
【0021】なお、経路のコストとしては、その他に、
通行料金コスト,路面舗装コストなどが種々考えられ、
それらが総合評価関数Cに適宜加えられることにな
る。
【0022】また、総合評価関数Cの数値が小さくな
るように優先順位をもって探索された複数の経路のうち
の1つを、運転者の好みにしたがって任意に選択する手
段としては、具体的に、例えば以下のようにして実行さ
れる。
【0023】図3に示すように、出発点Sから目的地O
に到るまでの最上位の探索経路R1を画面に写し出され
た道路地図上に表示して、操作装置8に設けられた選択
キーK1を押すことによってその探索経路R1が選択さ
れ、また、その探索経路R1を選択しない場合には操作
装置8に設けられた次候補キーK4を押すことによっ
て、先に表示されている最上位の探索経路R1を消去し
たうえで、次順位の探索経路を道路地図上に表示して、
その切り換えられて表示された探索経路の選択の是非を
同様に行わせることができるようにしている。
【0024】以下同様に、運転者が希望する最適経路が
得られるまで、次候補の探索経路の表示切換えが順次行
われていくことになる。
【0025】その際、選択対象となる候補を上位5候補
程度の複数の探索経路に限定して、そのうちの最下位の
探索経路が選択されずに次候補キーK4が押されたとき
には、最初の候補に戻って先と同様の順位をもって経路
選択の是非の操作をくり返し行わせるようにする。
【0026】また、操作装置8に前候補キーK5を別途
に設けて、その前候補キーK5を押したときには道路地
図上に表示される探索経路を直前の候補に切り換え、最
上位の候補が表示されているときに前候補キーK5が押
されたときには最下位の候補に切り換えるようにする。
【0027】また、図4に示すように、上位5候補程度
の複数の探索経路R1〜R5を道路地図上に同時に表示
して、上位候補を点滅させたり、高輝度表示または特定
のカラー表示させたりして、その表示形態を他と変える
ことにより現在選択の対象となる探索経路R1を顕著化
したうえで、操作装置8に設けられた選択キーK1が押
されたときにはその探索経路R1が選択されるようにす
る。
【0028】そして、その探索経路R1を選択しない場
合には操作装置8に設けられた次候補キーK4を押すこ
とにより次候補の入力指定を行わせ、次候補の入力指定
が行われたときには先の候補に切り換えて次順位の探索
経路R2の表示形態を変えて、その探索経路R2の選択
を行わせることができるようにしている。
【0029】以下同様に、上位複数の候補のなかから運
転者が希望する最適経路が得られるまで、次候補の経路
選択の是非の操作が行われていくことになる。
【0030】最下位の探索経路R5が選択されずに次候
補キーK4が押されたときには、最初の探索経路R1に
戻って、先と同様の順位をもって経路選択の是非の操作
をくり返すようにするか、または、直前の候補に戻っ
て、先とは逆の順位をもって経路選択の是非の操作をく
り返し行わせるようにする。
【0031】あるいはまた、操作装置8に前候補キーを
別途に設けて、その前候補キーを押したときには道路地
図上に表示される探索経路を直前の候補に切り換え、最
上位の候補が表示されているときに前候補キーが押され
たときには最下位の候補に切り換えるようにしてもよ
い。
【0032】そして、総合評価関数Cを書き換える手
段としては、具体的に以下のようにして実行される。
【0033】いま、距離,平均走行時間,道幅などの各
コストにおける重み係数a〜aが初期設定された総
合評価関数Cを用いて複数候補の経路R1,R2,R
3,…,Rnが優先順位をもって探索されたとすると、
それらの候補経路R1〜Rnにおける各経路のコストが
距離,平均走行時間,道幅,右左折回数にそれぞれ分け
られて信号処理装置3の内部メモリに格納されて、各経
路に応じたコストの種類別によるテーブルが作成され
る。
【0034】その複数候補の経路R1,R2,R3,
…,RnのなかからR(x)(x=1〜n)の経路が選
択された場合、以下のようにして処理される。
【0035】x=1のとき、すなわち最上位の経路R1
が選択されたときには、現在の総合評価関数Cが運転
者の好みに適したものであるとして、何らその総合評価
関数Cの書換えを行わない。
【0036】x≠1のとき、その上位にある経路R1〜
R(x−1)の全て(または上位数候補の経路)につい
て、コストの種類別による平均値を求める。
【0037】図5は、複数候補の経路R1,R2,R
3,…,Rnのなかから第4番目の順位にある経路R4
が選択されたとき、その上位にある経路R1〜R3にお
ける各コストの種類別によるテーブル内容の特性の一例
を示している。
【0038】図6は、選択された経路R4の上位にある
各経路R1〜R3における種類別による各コストの平均
値の特性の一例を示している。
【0039】そして、その求められた経路R1〜R3に
おける種類別による各コストの平均値のデータと選択さ
れた経路R4における種類別による各コストのデータと
が比較されて、運転者の好みによる経路選択の傾向を分
析する。
【0040】その際、例えば図7に示すように、選択さ
れた経路R4における種類別による各コストの特性D1
と、その上位にある各経路R1〜R3における種類別に
よる各コストの平均値の特性D2との比較結果が得られ
たとすると、経路選択の傾向として、出発点から目的地
に到るまでの距離および平均走行時間が多少長くなって
も、道幅の広い経路が選択される傾向にあり、右左折回
数に関しては特に経路選択に有意な傾向はないと分析さ
れる。
【0041】なお、選択された経路R4の上位にある各
経路R1〜R3における種類別による各コストのデータ
として平均値をとるほかに、最大値または最小値をとる
ようにしてもよく、また平均値に最大値,最小値を加味
した統計的なデータを用いるようにしてもよい。
【0042】以上の分析結果にしたがい、総合評価関数
における距離のコストlおよび平均走行時間のコ
ストtにおける各重み係数a,aを減少させると
ともに、道幅のコストwにおける重み係数aを増加
させ、また右左折回数のコストnにおける重み係数a
を不変として、総合評価関数Cにおける所定のパラ
メータを書き換える。
【0043】次回、その書き換えられた総合評価関数C
を用いて経路探索が行われる際、道幅により重きをお
いた経路の探索がなされて道幅の広い経路が優先的に探
索されるようになる。
【0044】このように、経路探索のつど、総合評価関
数Cを用いて優先順位をもって複数探索される経路の
選択の傾向から運転者の車両走行の好みが分析されて、
その分析結果から総合評価関数Cの内容が学習的に書
き換えられていき、次第に運転者の好みがより反映され
た経路の探索が優先的に行われていくようになる。
【0045】なお、経路選択の傾向による分析結果から
総合評価関数Cにおけるある種類のコストの重み係数
を可変にする方法としては種々考えられるが、例えば、
選択された経路R4におけるコストの値とその上位にあ
る経路R1〜R3における各コストの平均値との差の程
度に応じてそのコストの重み係数を可変にするのでは運
転者の気まぐれによる経路選択でそのコストが一度に大
きく変化してしまうので、そのような気まぐれによる経
路選択の影響を抑制するべく、対象となるコストの変化
の割合が10%程度になるように、コストを増加すると
きにはその重み係数を1.1とし、コストを減少すると
きにはその重み係数を0.9として、その重み係数を一
率に可変として、学習が進むにしたがって運転者の好み
がより反映された経路探索が優先的に行われるコスト値
に次第に収束されていくようにするのが望ましい。
【0046】以上のようなものにあって、特に本発明で
は、図1に示すように、信号処理装置3の制御下におい
て駆動される外部メモリ記憶再生装置9を設けて、特定
の運転者ごとに、学習的に書き換えられた総合評価関数
における各種類ごとのコスト値のデータを個人情報
として、それを不揮発性のRAMからなる外部メモリ1
0に更新的に逐次書き込むようにしている。
【0047】そして、本発明では、車両の走行に際し
て、予め運転者ごとに総合評価関数Cにおける各パラ
メータの重みを決定するための個人情報が書き込まれた
外部メモリ10がその記憶再生装置9にセットされたと
きに、その外部メモリ10に書き込まれている各種類ご
とのコスト値のデータが信号処理装置3に読み込まれて
今回の経路探索を行わせるための総合評価関数Cが作
成されるようにしている。
【0048】なお、外部メモリ10としては、例えば、
カード型のもの(ICカードメモリ)が広く用いられ
る。また、車両のイグニッションキーに不揮発性のRA
Mを埋め込んだものを用いるようにすることも可能であ
る。
【0049】また、外部メモリ10に個人情報を書き込
む際、前述のような学習による自動的な書込みによるこ
となく、操作装置8からの入力操作によって、任意の個
人情報を外部メモリ10に自在に書き込むようにしても
よい。
【0050】さらに、カードライターをそなえたパーソ
ナルコンピュータなどの別途装置を用いて、予め設定さ
れた総合評価関数Cにおける各パラメータの重みを決
定するためのプログラムにしたがい、その入力操作によ
って任意の個人情報を外部メモリ10としてのICカー
ドメモリに自在に書き込むようにすることも可能であ
る。
【0051】このように本発明によれば、出発点から目
的地に到るまでの経路探索を行わせるに際して、例えば
1台の車両を複数の運転者が交替で使用する場合に、各
運転者ごとに用意された外部メモリ10を外部メモリ記
憶再生装置9にセットするだけで、その運転者の車両走
行の好みが反映された最適経路が優先的に探索されるよ
うになる。
【0052】また、本発明では、外部メモリ記憶再生装
置9にセットされた外部メモリ10に個人情報が何ら記
憶されていない場合、あるいは外部メモリ10に記憶さ
れている個人情報の一部が破壊されているなどにより、
その個人情報の読出しを行わせることができない場合
に、信号処理装置3において、そのエラーチェックをし
たのちに、その内部メモリに予め登録されている標準的
な総合評価関数Cを用いて経路探索を行わせ、前述の
ように優先順位をもって複数探索された経路のうちの1
つを選択させるようにしている。
【0053】そして、信号処理装置3において、自己診
断機能により外部メモリ10の状態をチェックして、正
常ならば、前述のように運転者の探索選択の傾向から得
られる個人情報をその外部メモリ10に書き込み、異常
ならば、外部メモリ10に書き込みができない旨を画面
表示または音声などにより運転者に伝えて外部メモリ1
0の交換を促すようにする。
【0054】車両のエンジンが始動して経路探索の動作
開始状態になったとき、外部メモリ記憶再生装置9に外
部メモリ10がセットされていない場合には、信号処理
装置3は、そのエラーチェックをして、その旨を画面表
示または音声などにより運転者に伝えて外部メモリ10
のセットを促すようにする。
【0055】その際、一定時間が経過しても外部メモリ
10がセットされないとき、または入力操作によって外
部メモリ10を使用しない旨の指示が与えられたときに
は、信号処理装置3は、その内部メモリに予め登録され
ている標準的な総合評価関数Cを用いて経路探索を行
う。
【0056】
【発明の効果】以上、本発明による経路探索装置にあっ
ては、出発地から目的地に到るまでの最適経路を探索す
る際、車両の走行に際して運転者ごとに用意された外部
メモリをセットするだけで、運転者各人の車両走行の好
みが反映された最適経路を優先的に探索することがで
き、従来のように運転者が変わるたびにその運転者の好
みに応じた経路探索が行われるような入力操作を行わせ
るという煩雑さを解消することができ、また、特定の運
転者の好みに固定されることなく、各運転者に適応した
最適経路の探索を行わせることができるという優れた利
点を有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用される車両の走行を案内するため
の装置の構成例を示すブロック図である。
【図2】図1に示した装置における表示画面の一例を示
す図である。
【図3】複数候補の探索経路の1つを選択する際の実施
例を示す図である。
【図4】複数候補の探索経路の1つを選択する際の他の
実施例を示す図である。
【図5】選択された経路の上位にある各経路における各
コストの種類別によるテーブル内容の特性の一例を示す
図である。
【図6】選択された経路の上位にある各経路における種
類別による各コストの平均値の特性の一例を示す図であ
る。
【図7】選択された経路における種類別による各コスト
の特性と、その上位にある各経路における種類別による
各コストの平均値の特性との比較状態の一例を示す図で
ある。
【符号の説明】
1 距離センサ 2 方向センサ 3 信号処理装置 4 走行軌跡記憶装置 5 地図情報記憶媒体 6 記憶媒体再生装置 7 表示装置 8 操作装置 9 外部メモリ記憶再生装置 10 外部メモリ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 道路地図データにもとづいて、その道路
    地図上に設定された2点間を結ぶ各経路における距離,
    走行時間,道幅,右左折回数などの複数のコストをパラ
    メータにとった総合評価関数を用いて、その数値を最小
    または最小にする経路を探索するものにおいて、総合評
    価関数における各パラメータの重みを決定する個人情報
    を不揮発性の外部メモリに書き込む手段と、その外部メ
    モリに書き込まれた個人情報を読み出して総合評価関数
    における各パラメータの重みを決定し、その決定された
    総合評価関数を用いて経路探索を行わせる手段とをとる
    ようにしたことを特徴とする経路探索装置。
  2. 【請求項2】 各パラメータの重みが予め設定された総
    合評価関数を用いて、その数値が小さくなるまたは大き
    くなる経路を優先順位をもって複数探索し、そのうちの
    1つを任意に選択させる手段と、その選択された経路に
    おける各パラメータのコスト値と他の経路における各パ
    ラメータのコスト値との各対応した比較結果から、総合
    評価関数における各パラメータの重みを経路選択の傾向
    に合うように変更する手段とをとり、その変更された総
    合評価関数における各パラメータの重みに応じた個人情
    報を外部メモリに更新的に書き込むようにしたことを特
    徴とする前記第1項の記載による経路探索装置。
  3. 【請求項3】 入力操作によって任意の個人情報を外部
    メモリに書き込むようにしたことを特徴とする前記第1
    項の記載による経路探索装置。
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