JPH05224601A - 経路探索装置 - Google Patents

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
タにとった総合評価関数の数値を最小にする経路を探索
する際、経路探索のつど総合評価関数を学習的に書き換
えていって、次第に運転者の好みを反映した最適経路を
優先的に探索できるようにする。 ［構成］ 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する。

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、単に最適経路を一律に決定するよ
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、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を探索する際、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、その操
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、その数値を最小にする経路を
探索する際、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り、経路選択のつど総合評価関数
を学習的に書き換えていって、次第に運転者の好みを反
映した最適経路を優先的に探索できるようにしている。

【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】このようなものにあって、特に本発明で
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】次式（１）に、経路の区間ｉにおける総合
評価関数Ｃ_ｉの一例を示している。

【００１７】 Ｃ_ｉ＝ａ_１・ｌ_ｉ＋ａ_２・ｔ_ｉ＋ａ_３・ｗ_ｉ＋ａ_４・ｎ_ｉ …（１）

【００１８】ここで、ｌ_ｉは距離のコスト，ｔ_ｉは平均
走行時間のコスト，ｗ_ｉは道幅のコスト，ｎ_ｉは右左折
回数のコストであり、ａ_１〜ａ_４は各コストの重み係数
である。ただし、ａ_１，ａ_２，ａ_３，ａ_４≧０である。

【００１９】なお、ｗ_ｉ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_ｉ，その
区間における平均道幅をＷ_ｉとしたとき、ｗ_ｉ＝ｌ_ｉ／
Ｗ_ｉとする。

【００２０】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_ｉに適宜加えられることになる。

【００２１】また、総合評価関数Ｃ_ｉ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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】そして、総合評価関数Ｃ_ｉ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。

【００３２】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_１〜ａ_４が初期設定された総
合評価関数Ｃ_ｉ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。

【００３３】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。

【００３４】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_ｉ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_ｉの書換えを行わない。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】以上の分析結果にしたがい、総合評価関数
Ｃ_ｉにおける距離のコストｌ_ｉおよび平均走行時間のコ
ストｔ_ｉにおける各重み係数ａ_１，ａ_２を減少させると
ともに、道幅のコストｗ_ｉにおける重み係数ａ_３を増加
させ、また右左折回数のコストｎ_ｉにおける重み係数ａ
_４を不変として、総合評価関数Ｃ_ｉにおける所定のパラ
メータを書き換える。

【００４２】次回、その書き換えられた総合評価関数Ｃ
_ｉ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。

【００４３】このように、本発明によれば、総合評価関
数Ｃ_ｉ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を分析しなが
ら、経路探索のつど総合評価関数Ｃ_ｉ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。

【００４４】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_ｉ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。

【００４５】書き換えられた総合評価関数Ｃ_ｉにおける
各種類ごとのコスト値のデータは、バックアップ用メモ
リに更新的に書き込まれて、車両のエンジン停止時にイ
グニッションスイッチがオフされて本装置の電源がしゃ
断されてもそのデータが消失されないようにする必要が
ある。

【００４６】そして、車両の走行に際してイグニッショ
ンスイッチがオンされると、そのバックアップ用メモリ
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に読み込まれて総合評価関数Ｃ_ｉが作成さ
れる。

【００４７】また、本装置にＩＣカードのリーダおよび
ライターを設置して、信号処理装置３の制御下で、特定
の運転者ごとのＩＣカードに書き込まれた総合評価関数
Ｃ_ｉにおける各種類ごとのコスト値のデータを読み込ん
で経路探索を行わせ、その経路探索ごとにそのＩＣカー
ドにおける各種類ごとのコスト値を必要に応じて書き換
えるようにすることも可能である。

【００４８】

【発明の効果】以上、本発明による経路探索装置にあっ
ては、経路の評価関数を用いてその数値を最小にする経
路を探索する際、従来のように運転者の車両走行の好み
に応じた経路探索のパラメータの設定を入力操作によっ
てそのつど行わせるような煩雑さを解消することがで
き、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つを運転者に任意に選択させていくだけで、装
置自体が学習的にその経路選択の傾向を反映した総合評
価関数Ｃ_ｉの書き換えをなして、次第に運転者の好みが
より反映された最適経路の探索を優先的に行わせること
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

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ものにおいて、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たことを特徴とする経路探索装置。
2. 【請求項２】 選択された経路以外の他の経路が複数あ
   るとき、その複数の経路における各対応するパラメータ
   の平均のコスト値と、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をそれぞれ比較するようにしたこ
   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】 選択された経路以外の他の経路が複数あ
   るとき、その複数の経路における各対応するパラメータ
   の最大または最小のコスト値と、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をそれぞれ比較するよ
   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。