JPH07296148A - ディジタル地図における経路シミュレーション結果の予測範囲表示方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】最終到達地点データ２０７と最終到達地点ソー
ト処理２０１とスプライン補間処理２０３と出力表示処
理２０４を有する予測範囲表示において、最終到達地点
間引き処理２０２と予測範囲拡大・縮小処理と予測範囲
ラバー修正処理２０６を設けた。 【効果】スプライン補間と間引き処理と頂点ソート処理
によってディジタル地図における予測範囲の表示データ
を生成させることができる。これによって予測範囲領域
を囲む曲線を生成することができ、予測範囲を見栄え良
く表示させることができる。また、拡大縮小や任意形状
の修正を操作者が対話的に行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル計算機にお
いてディジタル地図を用いた予測範囲表示に係り、特
に、イメージ地図とベクトル地図データを用いた意志決
定支援システムに適用可能な予測範囲表示方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】都市と地理情報システム（マップインテ
グレーション研究会編、講談社サイテンティフィク、１
９９２年４月２０日発行）によると、従来の地図上の予
測範囲表示方法として、バス停からの一定の距離内にあ
る地域をバス停からの同心円を用いて表示している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】予測範囲を従来の同心
円で表示する場合、（１）地図上の経路シミュレーショ
ンによって予測範囲を求める場合、予測範囲は複雑な形
状となり、同心円状とはならないので対応できない、
（２）予測範囲を経路シミュレーションの最終到達地点
を頂点とする多角形または閉曲線に近似した多角形で表
示する場合、多角形の頂点を結ぶ順序が決定されていな
い、（３）多角形の頂点を結ぶ順序を決定して結ぶ場
合、頂点が密集している部分があると、その部分が必要
以上に複雑になり、表示が見づらくなる、（４）海や山
などの進入不可能な領域など道路のないところも予測範
囲として表示することがある、（５）操作者が予測範囲
を任意形状に修正することができない、などの問題があ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題に対し、本発明
では、以下の手段を用いる。

【０００５】（１）経路シミュレーションによって予測
範囲を求めた場合、到達可能終点を求め、到達可能終点
を多角形の頂点とし、頂点を結んで予測範囲を表示す
る。

【０００６】（２）経路シミュレーションの開始点を中
心として、頂点が反時計まわりに位置するように、頂点
を順序付ける。

【０００７】（３）隣接する頂点から、それぞれ経路シ
ミュレーション開始点に結ぶ直線のなす角がある値（例
えば１５度）未満になるように、頂点を間引く。

【０００８】（４）あらかじめ海岸線や山道にあたる地
点にマークをしておき、頂点の集合に加えて、予測範囲
を描画する。

【０００９】（５）操作者が予測範囲を修正および変更
したい部分をマウスで指示すると、その位置に頂点を設
け、予測範囲を再計算して表示する。

【００１０】

【作用】上記手段は、以下の作用がある。

【００１１】（１）地図上の経路シミュレーションによ
って予測範囲を求める場合の複雑な形状の予測範囲を表
示することが出来る。

【００１２】（２）予測範囲を経路シミュレーションの
最終到達地点を頂点とする多角形で表示する場合、多角
形の頂点を結ぶ順序を決定することが出来る。

【００１３】（３）最終到達地点の密集部を疎にするこ
とで必要以上の密集部が緩和され、見栄えのよい予測範
囲を表示することが出来る。

【００１４】（４）海や山の進入不可能な領域など道路
のないところを予測範囲から除いて表示することが出来
る。

【００１５】（５）操作者が予測範囲を任意形状に修正
することが出来る。

【００１６】

【実施例】

＜実施例１＞本発明の第１の実施例を図１から図９と数
１から数３を用いて説明する。本発明は、レンタカー店
において、顧客が旅行先である観光地を決定する際に道
路状況を考慮し、ある設定時間内に移動可能な訪問先を
選定することを支援するシステムである。

【００１７】図１を用いて本発明を適用するシステムの
概略を述べる。

【００１８】本システムは、利用者１０７がディスプレ
イ１０６に表示されているイメージ地図１１０に対して
現在地点と旅行予定時間を入力すると、予定時間内に行
くことの出来る予測範囲と観光地を地図上に表示する。

【００１９】本システムでは前処理として、アフィン変
換などを用いて、ベクトル地図データ１０１の位置をイ
メージ地図１１０の位置に合わせるような処理が行われ
ている。

【００２０】本システムは、以下の処理より構成され
る。

【００２１】（１）地図表示処理１０２ イメージ地図データ１１０をディスプレイ１０６に表示
１０２する。またはベクトル地図データ１０１をディス
プレイ１０６に表示してもよい。

【００２２】（２）到達可能範囲算出処理１０３ ベクトル地図データ１０１を用いて、例えばダイクスト
ラのアルゴリズム（参考文献：石畑清著、アルゴリズム
とデータ構造、岩波書店（１９８９））または高速アル
ゴリズム（参考文献：情報処理学会第４８回全国大会論
文集，”ディジタル地図における経路探索法の高速化と
の検討と評価”浜田ほか）を用いて予定時間に到達可能
なノードを算出する。

【００２３】（３）表示データ生成処理１０４ 到達可能範囲算出処理１０３の結果を用いて、結果表示
処理１０５に用いる閉曲線の表示データを生成する。本
処理の詳細は後述する。

【００２４】（４）観光地検索処理１０９ 表示データ生成処理１０４で求めた閉曲線の内部にある
観光地を観光地データ１０８（例えば観光地の位置，観
光地名称，観光地案内情報などから構成されている）か
ら検索する。

【００２５】（５）結果表示処理１０５ 表示データ生成処理１０４で求めた閉曲線と観光地をデ
ィスプレイ１０６の地図上に表示１０５する。

【００２６】なお、本実施例は表示処理部１０２、１０
５はディスプレイ、到達可能範囲算出処理１０３と表示
データ生成処理部１０４と観光地検索処理部１０９はワ
ークステーション、ベクトル地図データ部１０１とイメ
ージ地図データ部１１０と観光地データ部１０８はハー
ドディスクを用いれば実現できる。

【００２７】以下、本発明の主要な処理である表示デー
タ生成処理１０４について図２の処理フローを用いて説
明する。本処理の前には、到達可能範囲算出処理１０３
によって、予定時間内に到達可能な終点ノードの位置情
報が頂点ノードデータ２０７として得られているものと
する。ここで終点ノードとは、到達可能範囲算出処理１
０３で判定された到達可能ノードのうち、さらに制限時
間内に進むことのできる隣接ノードを持たないノードの
ことである。以後、終点ノードのことを頂点と呼ぶ。海
岸線や山道に存在するノードで、終点ではないが、到達
可能範囲の輪郭として必要なノードを、頂点として加え
てもよい。

【００２８】頂点はＰ［ｉ］（ただし、１＜＝ｉ＜＝
ｎ）で表し、頂点の数はｎ個与えられているとする。ま
た、頂点Ｐ［ｉ］の間引きフラグをｐ［ｉ］．ｆとし、
全ての頂点に初期値としてｐ［ｉ］．ｆ＝０を与える。
間引きフラグＰ［ｉ］．ｆは、頂点間引き処理２０２
で、間引く頂点を検索することに用いる。また、頂点の
位置座標を（Ｐ［ｉ］．ｘ，Ｐ［ｉ］．ｙ）とする。頂
点の例を図３に示す。

【００２９】（１）頂点ソート処理２０１ 顧客の現在地点の位置をＯとし、Ｏの位置座標を（ｏ．
ｘ，ｏ．ｙ）とする。あるいは、（ｏ．ｘ，ｏ．ｙ）は
頂点座標の重心として数１，数２によって求めてもよ
い。

【００３０】

【数１】

【００３１】

【数２】

【００３２】次に図３に示すようにＯを通る任意の直線
ｌ（例えばｙ＝０とする）を設定する。ｉ＝１からｎま
で、全ての頂点Ｐ［ｉ］について、ｉ番目の頂点とＯを
結ぶ線分と直線ｌのなす角ａ［Ｐ［ｉ］］を、数３によ
って求める。さらに、終点ノードをａ［Ｐ［ｉ］］の昇
順にクイックソート（参考文献：石畑清著、アルゴリズ
ムとデータ構造、岩波書店（１９８９））などでソート
する。これによって、図４のように頂点は、Ｏを中心に
反時計回りの順にソートすることができる。

【００３３】

【数３】

【００３４】（２）頂点間引き処理２０２ 図５に、頂点を間引きするフローを示す。頂点は既にソ
ートされているので、任意のノードｎ［ｉ］とｎ［ｉ−
１］（ただし、ｎ［ｉ−１］はｉ＝１のとき、ｎ［ｎ］
とする。）は、図４のようにＯを中心に反時計回りに隣
接位置にある。 （２−１）距離計算処理５０１ 全ての頂点Ｐ［ｉ］について、現在地点ＯとＰ［ｉ］の
距離Ｐ［ｉ］．ｌを求める。

【００３５】（２−２）最遠頂点決定処理５０２ 頂点データのうち、間引きのフラグｐ［ｉ］．ｆが初期
値“０”である頂点全てについて、距離Ｐ［ｉ］．ｌが
最大の頂点を求め、残留の意味を示すフラグ（例えば
“１”）をｐ［ｉ］．ｆに代入する。図４の場合、ｐ
［５］．ｌが最長であるので、ｐ［５］．ｆ＝１とす
る。

【００３６】（２−３）近傍頂点間引き処理５０３ 最遠頂点から現在点Ｏを中心として、任意の角度(例え
ば１５度)以内にある頂点の間引きフラグに、間引きの
意味を示すフラグを(例えば“２”)を代入する。例えば
図４のように最遠頂点がＰ［５］である場合、ｔ［Ｐ
［６］，ｐ［５］］＝１３度であり、１５度以下なの
で、Ｐ［６］．ｆ＝２とする。

【００３７】（２−４）ループ判定５０４ 全ての終点ノードの間引きフラグが初期値“０”でなけ
れば、間引き処理505を行う。上記条件を満たさない場
合は最遠頂点決定処理５０２に戻る。

【００３８】（２−５）間引き処理５０５ 全ての頂点を調べ、間引きフラグが間引きを示す値
“２”である頂点を、頂点データから除く。図４の場
合、Ｐ［６］．ｆ＝２であるので、node［６］を間引
き、頂点を反時計回りに再度番号付けする。

【００３９】（３）スプライン補間処理２０３ 間引きを終えた頂点を３次スプライン関数（参考文献：
新紀元社，アルゴリズム選集Ｉ，グラフィクス編，安居
院猛監修，ｐｐ１００〜１２１，１９９２年発行）で補
間する。

【００４０】（４）表示処理２０４ スプライン曲線をディスプレイ１０６上に表示する。表
示の例を「図６」に示す。

【００４１】（５）イベント受付２０５ 利用者１０７は、例えばメニューボタンにより命令を指
示する。命令がラバー修正であれば、ラバー修正処理２
０６を行う。命令が終了であれば、処理を終了する。

【００４２】（６）ラバー修正処理２０６ ラバー修正処理の処理フローを図７に示す。

【００４３】（６−１）ユーザ入力７０１ ユーザは修正する位置をマウスクリックによって指定す
る。修正点をＳＵとする。ユーザの指定した位置の座標
を（ｓｕ．ｘ，ｓｕ．ｙ）とする。修正位置の例を図８
に示す。

【００４４】（６−２）角度計算７０２ 修正位置（ｓｕ．ｘ，ｓｕ．ｙ）と、現在地点（ｏ．
ｘ，ｏ．ｙ）を結ぶ直線と頂点ソート処理２０１で述べ
た直線ｌとのなす角度ａ［ＳＵ］を数３によって求め
る。

【００４５】（６−３）挿入位置判定７０３ ａ［Ｐ［ｉ−１］］＜ａ［ＳＵ］＜ａ［Ｐ［ｉ］］を満
たすｉを求めることによって、反時計回りにソートされ
てる頂点にＳＵを加える位置を判定する。

【００４６】図８の場合、ａ［Ｐ［４］］＜ａ［ＳＵ］
＜＝ａ［Ｐ［５］］であるので、頂点の５番目が挿入位
置である。次に、ａ［Ｐ［ｉ］］−ａ［ＳＵ］＜＝１５
あるいはａ［ＳＵ］−ａ［Ｐ［ｉ−１］］＜＝１５であ
る場合、頂点スワップ処理７０５を行う。上記条件を満
たさない場合は、頂点挿入処理７０４を行う。図８の例
は上記条件を満たさないので、頂点挿入処理７０４を行
う。

【００４７】（６−４）頂点挿入処理７０４ 頂点データにｉ番目の頂点として、ＳＵを加え、全体ノ
ード数をｎに１を加える。「図８」に対して本処理を行っ
た結果を示す。図９では、Ｐ［５］からＰ[９]をＰ
「６」からＰ［１０］に再設定し、５番目の頂点Ｐ
［５］にＳＵを設定する。

【００４８】（６−５）頂点スワップ処理７０５ ａ［Ｐ［ｉ］］−ａ［ＳＵ］＜＝１５のとき、Ｐ［ｉ］
にＳＵを設定する。

【００４９】ａ［ＳＵ］−［Ｐ［ｉ−１］］＜＝１５の
とき、Ｐ［ｉ−１］にＳＵを設定する。

【００５０】以下、マウスをドラッグしている間、部分
スプライン処理７０６，部分表示処理７０７を行う。

【００５１】（６−６）部分スプライン補間処理７０６ 頂点挿入処理７０４または頂点スワップ処理７０５によ
ってＳＵが設定されたノードをＰ［ｉ］とすれば、逐
次、マウスの位置を読み込み、Ｐ［ｉ］の位置とし、Ｐ
［ｉ−２］からＰ［ｉ＋２］を通る３次スプライン曲線
を求める。

【００５２】（６−７）部分表示処理７０７ 部分スプライン補間処理７０６で求めた３次スプライン
曲線を表示する。

【００５３】ラバー修正処理２０６のマウスドラッグを
行わず、マウスをクリックした１点のみを部分スプライ
ン補間処理７０６、部分表示処理７０７を行ってもよ
い。図９に表示例を示す。

【００５４】実施例１によって、利用者が予定時間に旅
行可能な観光地を調査するとき、予定時間内に、行くこ
とのできる予測範囲の輪郭をなめらかな曲線で領域表示
することができる。また、利用者がなめらかな曲線に対
して対話的に修正処理を行うことができる。

【００５５】＜実施例２＞実施例２では、実施例１の地
図表示処理１０２をベクトル地図データ１０１を用いて
行い、ベクトル地図データ上の道路を示すリンクまたは
交差点や道路の屈折部を示すノードを強調表示した例で
ある。

【００５６】以下、実施例２での表示データ生成処理１
０４について図１０の処理フローを用いて説明する。本
処理の前には到達可能範囲算出処理１０３で予定時間内
に到達可能なノードとそのノードへの到達時間と通過リ
ンクと終点ノードを含む到達可能リンクデータ１００４
が得られているものとする。

【００５７】（１）表示処理１００１ 図１１に示すように、通過リンクをディスプレイ１０６
に表示されているベクトル地図データ１０１上に、色を
変えるなどして強調表示する。または、図１２に示すよ
うに、終点ノードを大きく表示するなどして、強調表示
する。

【００５８】（２）イベント受付１００２ 利用者１０７は、例えば、メニューボタンによって命令
を指示する。命令が連続修正ならば、連続修正処理１１
０３を行う。命令が終了であれば、終了する。

【００５９】（３）連続修正処理１１０３ 連続修正機能の処理フローを図１３に示す。

【００６０】（３−１）ユーザ入力処理１３０１ ユーザは修正する位置ＳＵをマウスクリックによって指
定する。ユーザの指定した位置に最も近いノードＮ０を
求める。

【００６１】（３−２）Ｎ０からの経路シミュレーショ
ン１３０２ Ｎ０からダイクストラのアルゴリズムまたは高速経路探
索アルゴリズムによって、終点ノードの一つに到達する
まで経路探索を行う。到達した終点ノードをＮ１とす
る。

【００６２】以下、マウスがドラッグされている間、マ
ウス位置読み込み処理１３０３とＮ１からの経路シミュ
レーション処理１３０４と再表示処理１３０５を行う。

【００６３】（３−３）マウス位置読み込み処理１３０
３ マウスの示す位置を読み込み、その位置に最も距離が近
いノードをＮ２とする。

【００６４】（３−３）Ｎ１からのＮ２の経路シミュレ
ーション１３０４ 経路シミュレーションをＮ１からＮ２まで行い、Ｎ１か
らＮ２までのコストの和を越えない範囲でＮ１から到達
可能なノードを求める。図１４はＮ０が到達可能ノード
である場合の経路シミュレーションの結果であり、図１
５はＮ０がそれ以外であった場合の経路シミュレーショ
ンの結果の例である。

【００６５】（３−４）再表示処理１３０５ Ｎ０が到達可能範囲算出処理１０３によって到達可能ノ
ードである場合は、表示処理１００１の結果からＮ１か
らＮ２の経路シミュレーション処理１３０４の結果を除
いたものを再表示する。Ｎ０が到達可能ノードでない場
合は、表示処理１００１の結果にＮ１からＮ２の経路シ
ミュレーション処理１３０４の結果を加えたものを再表
示する。図１４の場合の表示結果を図１６、図１５の場
合の表示結果を図１７に示す。

【００６６】連続修正処理１００３のマウスドラッグを
行わず、マウスをクリックした１点のみをＮ１からＮ２
の経路シミュレーション処理１３０４と再表示処理１３
０５を行ってもよい。

【００６７】実施例２によって、終点ノードの順序付け
やスプライン補間をせずに、ベクトル地図上に、予測範
囲の表示，修正を行うことができる。また、海や山など
道路の少ない領域でも到達可能なリンクだけを表示する
ので、利用者は、より正確に容易に予測範囲を把握する
ことができる。

【００６８】本発明は、運送会社が、各配送所の配達エ
リアを決定することを支援するシステムや、自治体が公
共施設の設置を検討することを支援するシステムに用い
てもよい。

【００６９】

【発明の効果】本発明によれば、スプライン補間と間引
き処理と頂点ソート処理によってディジタル地図におけ
る予測範囲の表示データを生成させることができる。こ
れによって予測範囲領域を囲む曲線を生成することが可
能となり、利用者は表示された予測範囲を容易に判断で
き、また、予測範囲の修正を直感的に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の旅行先決定支援システムの
構成を示すブロック図。

【図２】イメージ地図上の表示データ生成処理のフロー
チャート。

【図３】頂点と角度の説明図。

【図４】間引き処理の説明図。

【図５】頂点間引き処理のフローチャート。

【図６】スプライン曲線表示結果の説明図。

【図７】ラバー修正処理の処理フローチャート。

【図８】修正位置の例の説明図。

【図９】修正結果の例の説明図。

【図１０】ベクトル地図上の表示データ生成処理のフロ
ーチャート。

【図１１】ベクトル地図上にリンクを協調表示する表示
例の説明図。

【図１２】ベクトル地図上に終点ノードを協調表示する
表示例の説明図。

【図１３】連続修正機能の処理フローチャート。

【図１４】修正箇所の経路シミュレーションの例の説明
図。

【図１５】修正箇所の経路シミュレーションの例の説明
図。

【図１６】修正結果表示例の説明図。

【図１７】修正結果表示例の説明図。

【符号の説明】

２０１…頂点ソート処理、２０２…頂点間引き処理、２
０３…スプライン補間処理、２０４…表示処理、２０５
…イベント受付、２０６…ラバー修正処理、２０７…頂
点データ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北澤 修司 東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地 株式会社日立製作所内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ディジタル地図データと頂点データと頂点
   ソート処理とスプライン補間処理と出力表示処理を有す
   る予測範囲表示において、頂点間引き処理と予測範囲修
   正処理を設けたことを特徴とする予測範囲表示方法。
2. 【請求項２】請求項１における前記頂点ソート処理が頂
   点位置と全頂点の重心位置を結ぶ直線の傾きを求める角
   度算出処理からなる予測範囲表示方法。
3. 【請求項３】請求項１における前記頂点間引き処理が予
   測範囲の中心から各頂点までの距離を求める距離算出処
   理と中心からの距離が最も遠い頂点を求める最遠頂点決
   定処理と予測範囲の中心から特定角度以上の間隔で頂点
   を選択する頂点選択処理からなる予測範囲表示方法。
4. 【請求項４】請求項１における前記予測範囲修正処理
   が、予測範囲の外側または内側に頂点を設けて予測範囲
   を再表示する拡大縮小処理と予測範囲を任意形状に修正
   する予測範囲ラバー修正処理からなる予測範囲表示方
   法。
5. 【請求項５】請求項１の頂点データが前記ディジタル地
   図データ上の海岸線ノードまたは、山道のノードを有す
   る予測範囲表示方法。
6. 【請求項６】請求項１の前記出力表示処理がイメージ地
   図またはベクトル地図上に行われる経路シミュレーショ
   ン方法。
7. 【請求項７】ディジタル地図データと到達可能ノードと
   到達可能限界ノードと通過可能リンクを求める処理を有
   する経路シミュレーションと前記経路シミュレーション
   の結果を出力する出力表示処理を有する予測範囲表示に
   おいて、前記出力表示処理が前記経路シミュレーション
   の結果によって得られた到達可能リンクを強調表示する
   ことによって行われることを特徴とする予測範囲表示方
   法。
8. 【請求項８】請求項７における出力表示処理が上記経路
   シミュレーションによって得られた到達可能限界ノード
   を強調して表示することよって行われることを特徴とす
   る予測範囲表示方法。