JPH0736381A

JPH0736381A - 経路計算方法

Info

Publication number: JPH0736381A
Application number: JP5178135A
Authority: JP
Inventors: Kenji Tenmoku; 健二天目
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1993-07-19
Filing date: 1993-07-19
Publication date: 1995-02-07

Abstract

(57)【要約】【目的】経由地点がある場合、出発地点から目的地点に
至る経由地点を含むリンクのツリーを用いて１回で経路
計算する。【構成】経路計算するときに、経由地点を含むリンクを
設定し、そのリンクについてルートコスト値に十分大き
な負の値を加えるとともに、当該リンク及び以後これに
接続される経路に当該経由地点通過済みのステータスを
与え、後に探索されたリンクが経由地点に戻ったとき
に、当該経由地点通過済みのステータスを有していれ
ば、その接続リンクについての処理を打切る。【効果】経由地点を必ず通過し、しかも１回のみ通過す
る最適経路が、１回の経路計算により得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、運転者による目的地点
の設定に応じて、道路地図メモリから出発地点（車両の
現在位置でもよい）と経由地点と目的地点とを含む範囲
の経路ネットワークデータを読出し、この経路ネットワ
ークデータに基づいて経由地点を通る最適経路を計算し
て運転者に示すことができる経路計算方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来より画面上に車両の位置方位等を表
示し、見知らぬ土地や夜間等における走行の便宜を図る
ために開発されたナビゲーション装置が知られている。
前記ナビゲーション装置は、ディスプレイ、方位セン
サ、距離センサ、道路地図メモリ、コンピュータを車両
に搭載し、方位センサから入力される方位データ、距離
センサから入力される走行距離データ、及び道路地図メ
モリに格納されている道路パターンとの一致に基づいて
車両位置を検出し、この車両位置を道路地図とともにデ
ィスプレイに表示するものである。

【０００３】この場合、出発地点から目的地点に至る走
行経路の選択をするために、運転者による目的地点設定
入力に応じて現在の出発地点から目的地点までの経路を
ダイクストラ法を用いてコンピユータにより自動的に計
算する方法が提案されている（特開平５−53504 号公報
参照）。この方法は計算の対象となる道路を幾つも区切
って、区切った点をノードとし、ノードとノードとを結
ぶ経路をリンクとし、出発地点（目的地点でもよい）に
最も近いノード又はリンクを始点とし、目的地点（出発
地点でもよい）に最も近いノード又はリンクを終点と
し、始点から終点に至るリンクのツリーを探索し、ツリ
ーを構成する全ての経路のリンクコストを順次加算し
て、目的地点又は出発地点に到達する最もリンクコスト
の少ない経路のみを選択する方法である。

【０００４】この方法で経路を計算し、経路に沿って走
行していけば確実に目的地点に到達するので、道を知ら
ない運転者にとって便利である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、運転者
が目的地点に到達する前に立ち寄りたい地点、すなわち
経由地点がある場合、出発地点から目的地点に至るリン
クのツリーを用いて１回で経路計算するという訳にはい
かない。この場合、出発地点から経由地点までの最適経
路を計算し、次に経由地点から目的地点までの最適経路
を計算し、最後に両経路をつなぎ合わせるという方法が
普通とられる。

【０００６】しかし、複数回経路計算をしなければなら
ず、処理時間がそれだけ長くなる。という問題がある。
前記のリンクのツリーは、通常、膨大なデータ量になる
ため経路計算時間は経由地点がなくとも長くなりがちで
あるので、それ以上に処理時間が長くなるというのは、
問題がある。本発明は、前記の問題に鑑みてなされたも
ので、経由地点が１つ又は複数設定されている場合であ
っても１回で経路計算することができ、計算時間が長く
ならない経路計算方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めの請求項１記載の発明の構成を説明する前に、経路計
算の前提としたいわゆるポテンシャル法について説明す
る。このポテンシャル法は、請求項１の「…において」
の部分に記載したように、出発地リンクからスタートし
て、それに接続するリンクを探索し、探索された接続リ
ンクのルートコストが前に設定された同じリンクのルー
トコストより小さくなれば、その値を当該接続リンクの
ルートコストに書換えるとともに、経路をこの新しいル
ートに変更し、次にこの接続リンクから出発して以上の
手順を繰り返し、すべてのリンクについて探索が終了す
れば、最適経路を決定する方法である。

【０００８】本発明では、このポテンシャル法を実行す
る場合に、経由地点を含むリンクを設定し、探索された
接続リンクが経由地点を含むリンクであるときに、ルー
トコスト値に十分大きな負の値を加えるとともに、当該
接続リンク及び以後これに接続されるリンクに当該経由
地点通過済みのステータスを与え、後に、探索された接
続リンクが経由地点を含むリンクであるときに、当該経
由地点通過済みのステータスを有していれば、その接続
リンクについての処理を打切るものである。

【０００９】請求項２記載の発明によれば、経由地点の
数が複数個ある場合、前記経由地点通過済みのステータ
スを、各経由地点に応じて区別して設定し、第１のテー
ブルの「前に接続される計算済の経路上のリンク」を、
各経由地点通過・非通過の組み合わせに応じて複数通り
設定している。

【００１０】

【作用】この経路計算方法によれば、探索された接続リ
ンクが経由地点を含むリンクであるときに、前記値は十
分大きな負の値になるので、請求項１の(e) の手順にお
いて、「比較の結果、加えられた値が−−−小さければ
その値を第１のテーブルの当該接続リンクのルートコス
トに書換えるとともに、第２のテーブルに記入されたリ
ンクをこの接続リンクに到る計算済の経路上のリンクと
して書込」む処理を受けることになる。その結果、この
経由地点を含むリンクに到る経路が前の経路から変更さ
れることになる。すなわち、最適経路は、必ず経由地点
を含むリンクを通るようになる。

【００１１】また、当該接続リンク及び以後これに接続
されるリンクに当該経由地点通過済みのステータスを与
えるので、後に、探索された接続リンクがもう一度経由
地点を含むリンクに戻ってきたとき（閉ループを作った
とき）に、当該経由地点通過済みのステータスを有して
いれば、その接続リンクについての処理を打切る。した
がって、経由地点の通過が２回以上になることはない。

【００１２】また、請求項２記載の発明によれば、経由
地点の数が複数個ある場合、前記経由地点通過済みのス
テータスを、各経由地点に応じて区別して設定し、第１
のテーブルの「前に接続される計算済の経路上のリン
ク」を、各経由地点通過・非通過の組み合わせに応じて
複数通り設定しているので、各経由地点を１回ずつ通る
最適経路を１度の計算で求めることができる。

【００１３】

【実施例】以下本発明の実施例を示す添付図面に基づい
て詳細に説明する。本発明の経路計算方法を実施するナ
ビゲーション装置は、図２に示すように、方位センサ１
１と、距離センサ１２と、シフトセンサ１３と、道路地
図データを格納している道路地図メモリ１４Ａ及び経路
ネットワークデータを格納した経路ネットワークメモリ
１４Ｂから記憶データを読出すメモリドライブ１５と、
距離センサ１２により検出される走行距離及び方位セン
サ１１により検出される走行方向変化量をそれぞれ積算
し、この積算データとメモリドライブ１５により読出し
た道路地図データとの比較に基いて車両位置を検出する
ロケータ１６と、所定範囲の道路地図の読み出し、経路
ネットワークデータを利用した最適経路の計算、車両の
誘導をするための表示用データの作成、音声出力装置の
制御、及びロケータ１６の制御等の種々の制御を行うコ
ントローラ１７と、初期データ等を設定するためのタッ
チキー２０と、ディスプレイ１９とを有する。

【００１４】さらに詳細に説明すれば方位センサ１１
は、車両の走行に伴なう方位の変化を検出するものであ
り、地磁気センサ、ジャイロ等を使用することが可能で
ある。距離センサ１２は、車両の速度、あるいは、車輪
の回転数等に基づいて走行距離を検出するものであり、
車輪速センサ、車速センサ等が使用可能である。ロケー
タ１６は、距離センサ１２により検出される距離デー
タ、及び方位センサ１１により検出される方位変化デー
タをそれぞれ積算して走行軌跡データを算出し、走行軌
跡データと道路地図メモリ１４Ａに格納されている道路
のパターンとの比較（いわゆる地図マッチング法、特開
昭64-53112号公報参照）に基いて車両位置を検出する。
なお、位置検出の精度をあげるためにビーコン受信機や
ＧＰＳ受信機を付加してもよい。

【００１５】ディスプレイ１９は、ＣＲＴ、液晶パネル
等の画面上にメニュー画面の表示、道路地図の表示、車
両の現在位置と方位の表示、最適経路の表示、目的地点
や目印となる地点の表示、目的地点までの方位と距離の
表示、複合交差点の形状拡大画面のウィンドウ表示等を
行うものである。また、ディスプレイ１９には、透明の
タッチキー２０が取付けられている。タッチキー２０
は、初期設定メニュー画面上で最適経路の選定基準（最
短時間経路、最短距離経路等）、地図の倍率、目的地点
等を入力するものである。すなわち、経路誘導装置と運
転者との対話を仲介している。

【００１６】各メモリ１４Ａ，１４Ｂは、大容量記憶媒
体であるCD-ROM、ICメモリカード、磁気テープ等のメモ
リ等から構成されている。道路地図メモリ１４Ａは、道
路地図（高速自動車国道、都市高速道路、一般国道、主
要地方道、一般都道府県道、指定都市の一般市道、その
他の生活道路を含む）をメッシュ状に分割し、各メッシ
ュ単位でノードとリンクとを組み合わせたデータを記憶
している。その他、鉄道、川、地名欄、有名施設、運転
者が予め登録した地点、等高線等の表示用の背景データ
を含んでいてもよい。

【００１７】前記メッシュは、日本道路地図を経度差１
度、緯度差40分で分割し縦横の距離を約80Km×80Kmとし
た第１次メッシュと、この第１次メッシュを縦横８等分
し縦横の距離を約10Km×10Kmとする第２次メッシュとの
二重構造を持っている。ここでノードとは、一般に、道
路の交差点や折曲点を特定するための座標位置のことで
あり、交差点を表わすノードを交差点ノード、道路の折
曲点（交差点を除く）を表わすノードを補間点ノードと
いうことがある。

【００１８】各ノードを繋いだものがリンクである。リ
ンクデータはリンク番号、リンクの始点ノード及び終点
ノードのアドレス、リンクの距離、リンクを通過する方
向、その方向における所要時間、道路種別、道路幅、一
方通行や有料道路等の通行規制データ等からなる。この
ように、リンクデータの中にリンクの始点ノード及び終
点ノードのアドレスが入っていることから、リンクのみ
によっても地点を特定できる。なお、リンクによってリ
ンクの始点を特定する場合そのリンクを「退出リンク」
といい、リンクの終点を特定する場合そのリンクを「進
入リンク」という。さらに、リンクデータにはリンクを
通過する方向が入っているので、１つのリンクを特定す
ることにより、車両の進行方向も特定することができ
る。図３は十字路を特定する４つの退出リンクを、図４
は十字路を特定する４つの進入リンクを例示している。
以下の実施例では、地点を特定するのに主に退出リンク
を用いるものとする。

【００１９】コントローラ１７の詳細を図５に示す。コ
ントローラ１７は、メモリドライブ１５を通して道路地
図メモリ１４Ａ及び経路ネットワークメモリ１４Ｂから
必要なデータを得るメモリ制御部２１、音声出力装置に
電子的に記録された音声を発声させる音声制御部２５、
ディスプレイ１９に必要な画像を表示させる表示制御部
２２、タッチキー２０で設定された入力情報を処理する
入力処理部２３、ロケータ１６の算出した車両位置をデ
ータとして取り込む車両位置認識処理部２４、ポテンシ
ャル法により目的地点から出発地点までの最適経路を計
算する経路計算処理部２６が接続される。

【００２０】経路計算処理部２６は、経路ネットワーク
メモリ１４Ｂから取り出された出発地点、経由地点及び
目的地点を含む一定の範囲のリンク情報に基づいて、リ
ンクテーブルと、各リンクの接続リンクを探索するため
のアークテーブルとを作成し、これらのテーブルに基づ
いて最適経路を計算するＣＰＵ２６ａと、リンクテーブ
ルとアークテーブルとピボットテーブルとを蓄える主メ
モリ２６ｃと、アークテーブルやリンクテーブル、ピボ
ットテーブルの内容の一部をコピーし蓄えるキャッシュ
メモリ２６ｂとを備えている。なお、リンクテーブルと
アークテーブルとが、請求項１の「第１のテーブル」に
相当し、ピボットテーブルが「第２のテーブル」に相当
するものである。

【００２１】リンクテーブルは、経路ネットワークメモ
リ１４Ｂから取り出された出発地点、経由地点及び目的
地点を含む一定の範囲のリンクについて、シーケンス番
号、リンク番号、メッシュの境界リンクに対して設定さ
れる隣接メッシュポインタ、アークテーブルへのポイン
タ、リンクコスト、ルートコスト、そのリンクに到達す
る前の経路上のリンク（以下「前リンク」という）、当
該リンクまでの経路が経由地点を通過しているかどうか
を示す経由地点通過フラグ、並びに始端ノードの番号と
終端ノードの番号を記憶している。

【００２２】前記シーケンス番号は０から昇順に設定さ
れた整数、リンク番号は往復リンクのペアごとに付与さ
れる番号である。ルートコストは経路計算の途中経過を
記録した当該リンクへの到達コストである。さらに正確
には、あるリンクのルートコストとは、出発値から当該
リンクまでつながった経路上の各リンクのアークコスト
を総和したものとなる（図６参照）。ここで、アークと
いうのは、リンクの始端ノードの直後から次のリンクの
始端ノードの直後までをいう。アークコストというの
は、当該リンクのリンクコストと当該リンクから退出す
るための右左折又は直進コストの和である。例えば、進
入禁止の場合、リンクコストは有限であっても直進コス
トは無限大となるので、アークコストも無限大となる。
信号がある場合、アークコストは、リンクコストに右左
折又は直進時の平均的な信号待ち時間を考慮したものを
足したコストとなる。

【００２３】前リンクは、経由地点数をＮとすると、経
由地点の通過・非通過の組み合わせに応じて２^N通りの
数だけある（詳細は後述する）。アークテーブルは、シ
ーケンス番号、同じリンクから出るアークのうち最後の
アークかどうかを示すアーク終端識別子、当該アークの
接続リンクのリンクテーブルへのポインタ（リンクテー
ブルのシーケンス番号で示す）及びアークコストを記憶
している。

【００２４】アーク終端識別子は、例えば１つのリンク
から３つのアークか出る場合を想定すると、１番目と２
番目とのアークについてはアーク終端識別子は０が割り
付けられ、３番目のアークについて１が割り付けられ
る。したがって、アークテーブルを用いて１つのリンク
に接続されるリンクを探索するとき、アーク終端識別子
が０のうちは、他の接続リンクが存在することが分か
る。アーク終端識別子が１になれば、もうこれ以上接続
リンクはないことが分かる。

【００２５】さらに具体的な経路ネットワークを想定し
て説明する。図７は、出発地点と目的地点とを含む経路
計算の対象となるの範囲内のノードをＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，
Ｅ，Ｆとし、Ａを出発地点ノードとし、Ｅを目的地点ノ
ードとしたリンク経路図を示す。全リンク数は、Ａ→
Ｂ，Ａ→Ｃ，Ｂ→Ａ，Ｂ→Ｃ，Ｂ→Ｅ，Ｃ→Ａ，Ｃ→
Ｂ，Ｃ→Ｄ，Ｄ→Ｃ，Ｄ→Ｅ，Ｅ→Ｂ，Ｅ→Ｄ，Ｅ→Ｆ
の１３個である。

【００２６】記憶されたテーブルの構造をそれぞれ表
１、表２に示す。表１はリンクテーブルであり、１３個
のリンクに対してシーケンス番号、リンク番号、隣接メ
ッシュポインタ、アークテーブルへのポインタ、リンク
コスト、ルートコスト、前リンク、経由地点通過フラ
グ、始端ノードの番号と終端ノードの番号の欄を備えて
いる。

【００２７】

【表１】

【００２８】表２は、アークテーブルであり、シーケン
ス番号、アーク終端識別子、リンクテーブルへのポイン
タ及びアークコストの欄を備えている。

【００２９】

【表２】

【００３０】ピボットテーブルは、リンクテーブルに記
憶されている多数のリンクのうち、現在計算に必要なリ
ンクのシーケンス番号等を取り出して記憶している先入
れ先だし型のテーブルである。次に、リンクテーブル、
アークテーブル及びピボットテーブルを利用した経路探
索手法を説明する。

【００３１】図７を参照してリンクＡ→Ｂから出発する
とする。目的地点はノードＥであるとする。リンクテー
ブルのリンクＡ→Ｂに対応するシーケンス番号０の欄を
見ると、アークテーブルへのポインタは０を示している
ので、アークテーブルのシーケンス番号０の欄を見る。
リンクテーブルへのポインタは４となっている。そこ
で、リンクテーブルのシーケンス番号４の欄を見ると、
シーケンス番号４のリンクは始端ノードＢと終端ノード
Ｅによって特定されるリンクＢ→Ｅである。したがっ
て、リンクＡ→ＢにリンクＢ→Ｅが接続されることが分
かる。アークテーブルのアーク終端識別子は０となって
いるので、リンクＡ→Ｂに続くアークが他にも存在す
る。そこで、アークテーブルを下に辿って、シーケンス
番号１の欄を見る。リンクテーブルへのポインタは３と
なっているので、リンクテーブルのシーケンス番号３の
欄を見ると、リンクＢ→Ｃである。したがって、リンク
Ａ→ＢにリンクＢ→Ｃが接続されることが分かる。ここ
で、アーク終端識別子は１となっているので、リンクＡ
→Ｂに接続するリンクの探索はこれで終了となる。

【００３２】次に、リンクＢ→Ｅに接続されるリンクを
探索する。リンクテーブルのシーケンス番号４の欄を見
ると、アークテーブルへのポインタは７となっている。
そこで、アークテーブルのシーケンス番号７の欄を見る
と、リンクはリンクＥ→Ｆである。アークテーブルのシ
ーケンス番号７の欄のアーク終端識別子は１となってい
るので、リンクＢ→Ｅに接続されるアークはＥ→Ｆのみ
である。

【００３３】次に、リンクＢ→Ｃに接続されるリンクを
探索する。リンクテーブルのシーケンス番号３の欄を見
ると、アークテーブルへのポインタは５となっている。
そこで、アークテーブルのシーケンス番号５の欄を見る
と、リンクはリンクＣ→Ａである。アークテーブルのシ
ーケンス番号５の欄のアーク終端識別子は０となってい
るので、リンクＢ→Ｃに接続されるアークはＣ→Ａのみ
でない。そこで、アークテーブルの次の欄６を見ると、
リンクテーブルへのポインタは７となっている。そこ
で、リンクテーブルのシーケンス番号７の欄を見るとリ
ンクＣ→Ｄである。アーク終端識別子は１となっている
ので、これ以外に接続リンクはないことになる。

【００３４】以上のようにして接続リンクがツリーのよ
うに次々と求められる。求められたツリーは図８に示す
ようなものである。ツリーは無限に広がるが、後述する
ように処理に工夫を加えることにより、ツリーの途中で
計算を打ち切るようにしている。以上のようにしてリン
クを次々と探索していく方法を説明したが、経路計算処
理では、経路の探索に加えて、アークコストを積算して
いって、最もコストの少ない最適な経路を計算する必要
がある。

【００３５】そこで最適経路計算の仕方を、フローチャ
ート（図９−１２）を用いて詳細に説明する。まず、Ｃ
ＰＵ２６ａは、出発地点、目的地点を含む一定の範囲の
リンクを経路ネットワークメモリ１４Ｂから取り出し、
所定のプログラムに基づいて、リンクテーブルを作成す
る。このとき、リンクテーブルのルートコストの値はす
べて無限大（実際には、予想されるルートコストより２
桁程度大きな値に設定すれば十分である。）、前リンク
なし、経由地点通過フラグ０として初期設定する。

【００３６】以下、図７の経路ネットワークを想定し、
出発地リンクをＡ→Ｂ、目的地リンクをＥ→Ｆとして最
適経路を計算する。まず、経由地点を指定しない場合の
計算方法を図９，１０を用いて説明する。 (1) 経由地点の指定のない場合ＣＰＵ２６ａは、出発地リンク（初期リンクという）Ａ
→Ｂを取り出し、この初期リンクＡ→Ｂをピボットテー
ブルに登録する（ステップＳ１）。ピボットテーブルに
登録されたリンクを、以下「ピボットリンク」という。
このピボットリンクに対応するルートコストをリンクテ
ーブル上で０にしておく。

【００３７】ＣＰＵ２６ａは、ピボットテーブルを参照
し（ステップＳ２）、未処理ピボットリンクがあるかど
うかを判定する（ステップＳ３）。最初は何の処理もし
ていないので、未処理ピボットリンクすなわち初期リン
クＡ→Ｂが存在する。これを未処理ピボットリンクとし
て取り出す（ステップＳ４）。ＣＰＵ２６ａは、全アー
クの探索が終了したかどうかを判断する（ステップＳ
５）。探索が終了していなければ、ピボットリンクＡ→
Ｂにつながるリンクを探索するため、ピボットリンクＡ
→Ｂに対応するアークテーブルを参照する（ステップＳ
６）。ステップＳ７に進み、アークテーブルの当該欄の
アークコストとリンクテーブルへのポインタを参照す
る。その結果、前述したように、リンクＢ→Ｅが探し出
される。アークコストは、リンクＡ→Ｂのリンクコスト
に交差点Ｂでの直進コストを加えたものになる。そし
て、図１０のステップＳ８に移り、ピボットリンクＡ→
Ｂのルートコスト（０になっている）に前記アークコス
トを加える。そして、このコストをリンクテーブルに書
込まれた接続リンクＢ→Ｅのルートコスト（初期値は無
限大となっている）より小さいかどうか判定する（ステ
ップＳ９）。

【００３８】小さければ、ステップＳ１０に進み、接続
リンクＢ→Ｅのルートコストをリンクテーブル上で書き
換える。そして接続リンクＢ→Ｅの前リンクとして、リ
ンクＡ→Ｂを設定する（ステップＳ１１）。さらにこの
接続リンクＢ→Ｅをピボットテーブルに登録する（ステ
ップＳ１２）。

【００３９】その後、ステップＳ５に戻り、当該リンク
Ａ→Ｂにつながる他のリンクを探索するため、アークテ
ーブルの次の欄を参照する（ステップＳ６）。ステップ
Ｓ７に進み、アークテーブルの当該欄のアークコストと
リンクテーブルへのポインタが参照される。その結果、
リンクＢ→Ｃが探し出される。アークコストは、リンク
Ａ→Ｂのリンクコストに交差点Ｂでの右折コストを加え
たものになる。そして、図１０のステップＳ８に移り、
ピボットテーブルのリンクＡ→Ｂのルートコスト（０に
なっている）に前記アークコストを加える。そして、こ
のルートコストをリンクテーブルに書込みまれた接続リ
ンクＢ→Ｃのルートコスト（初期値は無限大になってい
る）より小さいかどうか判定する（ステップＳ９）。

【００４０】小さければ、ステップＳ１０に進み、接続
リンクＢ→Ｃのルートコストをリンクテーブル上で書き
換える。そして接続リンクＢ→Ｃの前リンクとして、リ
ンクＡ→Ｂを設定する（ステップＳ１１）。さらにこの
接続リンクＢ→Ｃをピボットテーブルに登録する（ステ
ップＳ１２）。その後、ステップＳ５に戻り、ピボット
リンクＡ→Ｂに対応するアークテーブルのアーク終端識
別子を参照すると、リンクＡ→Ｂにつながる他のリンク
は存在しないので、全アークの探索が終了したことが分
かる。ステップＳ３１に進み、ピボットリンクＡ→Ｂに
処理済フラグを立てる。そしてピボットテーブルを参照
し（ステップＳ２）、未処理ピボットリンクがあるかど
うかを判定する（ステップＳ３）。この段階では、リン
クＢ→Ｅ，Ｂ→Ｃがピボットテーブルに未処理として登
録されている。そこで、例えば未処理ピボットリンクＢ
→Ｅを取り出し、上と同じ処理をする。すなわち、接続
リンクであるリンクＥ→Ｆを探し出し、ピボットリンク
Ｂ→Ｅのルートコストに、アークコスト（リンクＢ→Ｅ
のリンクコストに交差点Ｅでの直進コストを加えたも
の）を加える。そしてこれをリンクＥ→Ｆのルートコス
トとおき、リンクテーブル上のリンクＥ→Ｆのルートコ
ストを書き換える。これで目的地Ｅに到る１つのルート
コストが求まったことになる。

【００４１】ピボットリンクＢ→Ｃについても同じ処理
をして、リンクＢ→ＣにつながるリンクＣ→Ａ，Ｃ→Ｄ
を探索し、それらのルートコストを書き換える。なお、
リンクＣ→Ａを探索した後、リンクＣ→Ａに接続するリ
ンクをアークテーブルから拾うと、初期リンクＡ→Ｂに
戻ってしまい、経路が閉ループとなって探索が無限に続
くおそれがあるが、この場合はステップＳ９において、
リンクＡ→Ｂの新しいルートコストを、リンクＡ→Ｂの
ルートコストとして登録されている値（初期値＝０）と
比較する。新しいルートコストは、経由地の指定がない
場合は負にはならないので、常に、（新しいルートコスト）＞（前のルートコスト＝０）という関係が成立し、ステップＳ５に戻る。したがっ
て、無限ループに陥るおそれはない。

【００４２】以上ようなことを続けると、最後に、リン
クＥ→Ｆのルートコストが再び求められる。このとき、
ステップＳ９において、新しいルートコストを前にリン
クテーブル上にリンクＥ→Ｆのルートコストとして登録
された値と比較する。リンクＥ→Ｆの新しいルートコス
トが前のルートコストより大きければ、リンクテーブル
を書き換えることなく、ステップＳ５に戻る。

【００４３】そして、ステップＳ５，Ｓ３１，Ｓ２を経
由してステップＳ３に至り未処理ピボットリンクがある
かどうかを判定する。ピボットリンクがすべて処理済み
となると、経路の探索は終了したことになる。ＣＰＵ２
６ａはリンクテーブルの目的地リンクに注目し、目的地
リンクの前リンクを辿っていくと、出発値に到達する。
その経路が最適経路になる（ステップＳ４２）。また、
目的地リンクのルートコストを参照すると、そのルート
コストが出発値から目的地点までの最適経路ルートコス
トとなる。

【００４４】次に、経由地点を指定する場合の計算方法
を図９，１１，１２を用いて説明する。 (2) 経由地点が１つある場合経由地リンクをリンクＢ→Ｃとする。ＣＰＵ２６ａは、
初期リンクＡ→Ｂをピボットテーブルに登録し（ステッ
プＳ１）、このピボットリンクに対応するルートコスト
をリンクテーブル上で０にしておく。

【００４５】ＣＰＵ２６ａは、ピボットテーブルを参照
し（ステップＳ２）、初期リンクＡ→Ｂを未処理ピボッ
トリンクとして取り出す（ステップＳ４）。ＣＰＵ２６
ａは、アークテーブルを参照し、当該リンクＡ→Ｂにつ
ながるリンクを探索する（ステップＳ６）。その結果、
まず、リンクＢ→Ｅが探し出される。ステップＳ７に進
み、アークテーブルの当該欄のアークコストを参照す
る。そして、図１のステップＳ２０に移り、ピボットリ
ンクＡ→Ｂのルートコスト（０になっている）に前記ア
ークコストを加える。次に、接続リンクＢ→Ｅが経由地
リンクＢ→Ｃかどうかを判定する（ステップＳ２１）。
経由地リンクＢ→Ｃでなければ、ステップＳ２４に進
み、このルートコストをリンクテーブルに書込みまれた
接続リンクＢ→Ｅのルートコスト（初期値は無限大）よ
り小さいかどうか判定する。

【００４６】小さければ、ステップＳ２５に進み、接続
リンクＢ→Ｅが経由地リンクＢ→Ｃかどうかを判定す
る。経由地リンクＢ→Ｃでなければ、接続リンクＢ→Ｅ
の経由地点通過フラグとして、進入リンクＡ→Ｂの経由
地点通過フラグの値（初期値０）をそのまま設定する
（ステップＳ２７）。その後、図１１のステップＳ２８
に進み、接続リンクＢ→Ｅのルートコストを書き換え、
接続リンクＢ→Ｅの前リンクとして、リンクＡ→Ｂを設
定する（ステップＳ２９）。さらにこの接続リンクＢ→
Ｅをピボットテーブルに登録する（ステップＳ３０）。

【００４７】その後、ステップＳ５に戻り、当該リンク
Ａ→Ｂにつながる他のリンクを探索する（ステップＳ
６）。その結果、リンクＢ→Ｃが探し出される。ステッ
プＳ７に進み、アークテーブルの当該欄のアークコスト
とリンクテーブルへのポインタが参照される。アークコ
ストは、リンクＡ→Ｂのリンクコストに交差点Ｂでの右
折コストを加えたものになる。そして、図１のステップ
Ｓ２０に移り、ピボットテーブルのリンクＡ→Ｂのルー
トコスト（０になっている）に前記アークコストを加え
る。

【００４８】ステップＳ２１に移り、接続リンクＢ→Ｃ
が経由地リンクＢ→Ｃかどうかが判定される。経由地リ
ンクＢ→Ｃであれば、ステップＳ２２に進み、この接続
リンクＢ→Ｃは経由地点通過済みかどうかが判定され
る。この判定は、経由地点を２度通過しないように行わ
れるもので、経由地点通過フラグが立っているかどうか
により判定される。通過済みであれば、この接続リンク
Ｂ→Ｅの処理は打切り、ステップＳ５にもどり、他の接
続リンクを探す。経由地点が未通過であれば、ステップ
Ｓ２３に進み、ピボットリンクＡ→Ｂのルートコストに
前記アークコストを加えた値（ステップＳ２０で求めた
もの）に−ａを加える。ａは出発地点から目的地点まで
予想されるルートコストよりも２桁程度大きな値であれ
ばよいが、もっと大きな値でもよい。これにより、経由
地点通過時のルートコストを大きく下げて、経由地点の
通過を間接的に保証することができる。

【００４９】ステップＳ２４では、以上のようにして求
められたルートコストがリンクテーブルに書込みまれた
接続リンクＢ→Ｃのルートコスト（初期値＝無限大）よ
り小さいかどうか判定する。小さければ、ステップＳ２
５に進み、接続リンクＢ→Ｃが経由地リンクＢ→Ｃかど
うかが判定される。経由地リンクＢ→Ｃであれば、経由
地点通過フラグ１を設定する（ステップＳ２６）。

【００５０】その後、図１１のステップＳ２８に進み、
接続リンクＢ→Ｃのルートコストを書き換え、接続リン
クＢ→Ｃの前リンクとして、リンクＡ→Ｂを設定する
（ステップＳ２９）。さらにこの接続リンクＢ→Ｃをピ
ボットテーブルに登録し（ステップＳ３０）、ステップ
Ｓ５に戻る。ステップＳ５では、当該リンクＡ→Ｂにつ
ながる他のリンクを探索するが（ステップＳ６）、リン
クＡ→Ｂにつながる他のリンクはこれ以上存在しないの
で、ステップＳ３１に進み、ピボットリンクＡ→Ｂに処
理済フラグを立てる。そしてピボットテーブルを参照し
（ステップＳ２）、未処理ピボットリンクがあるかどう
かを判定する（ステップＳ３）。この段階では、リンク
Ｂ→Ｅ，Ｂ→Ｃがピボットテーブルに未処理として登録
されている。そこで、未処理ピボットリンクを１つずつ
取り出し、上と同じ処理をする。すなわち、接続リンク
を探し出し、そのリンクのルートコストを書き換える。
このようにして、リンクＥ→Ｆ，Ｃ→Ａ，Ｃ→Ｄ，Ｅ→
Ｆのルートコストが求まっていく。

【００５１】なお、リンクＣ→Ａを探索した後、リンク
Ｃ→Ａに接続するリンクをアークテーブルから拾うと、
初期リンクＡ→Ｂに戻ってしまう。この場合はステップ
Ｓ２４において、リンクＡ→Ｂの新しいルートコスト
を、リンクＡ→Ｂのルートコストとして登録されている
値（初期値＝０）と比較する。新しいルートコストは、
経由地を１回通っているので通常のルートコストからａ
を引いた値である。ａは非常に大きな数であるので、（新しいルートコスト）＜（前のルートコスト＝０）という関係が成立し、ステップＳ２５−Ｓ３０に進む。
したがって、経路が閉ループとなって探索が無限に続く
ように見えるが、次に経由地リンクＢ→Ｃに到達したと
きに、経由地点通過済みかどうかの判断がされる（ステ
ップＳ２２）。経由地点通過済みであれば、そこで探索
が打ち切られるので無限ループに陥るおそれはない。

【００５２】最後に求められた目的地リンクＥ→Ｆのル
ートコストは、先に求められたルートコストに比べて、
経由地点通過分ａだけ低い値になっている。したがっ
て、ステップＳ２４からＳ２５，２７を経てステップＳ
２８に進み、ルートコストを書き換える処理をする。さ
らに、ステップＳ２９において、前リンクをリンクＢ→
ＥからリンクＤ→Ｅに変更し、ステップＳ５に戻る。

【００５３】そして、ステップＳ５，Ｓ３１，Ｓ２を経
由してステップＳ３に至り未処理ピボットリンクがある
かどうかを判定する。ピボットリンクがすべて処理済み
となると、ステップＳ４１に行き、リンクテーブルのそ
れぞれのリンクのルートコストの値に、ａを加える。こ
れは、今までルートコストからａを引いたので、元に戻
すためである。そして、ステップＳ４２において、目的
地リンクであるリンクＥ→Ｆの前リンクを辿っていき、
経由地点を通過する最適経路を決定する。この最適経路
は、Ａ→Ｂ，Ｂ→Ｃ，Ｃ→Ｄ，Ｃ→Ｅ，Ｅ→Ｆである。
リンクＥ→Ｆのルートコストを参照すると、そのルート
コストが出発値から目的地点までの経由地点を通過する
最適経路のルートコストとなる。 (3) 経由地点が複数（Ｎ）個ある場合この場合は、リンクテーブルの経由地点通過フラグの種
類をＮ個とする。

【００５４】そして、ステップＳ２２の判断において、
他の経由地点のリンクを通過していても当該経由地リン
クが未通過であれば、「経由地点未通過」の判断をす
る。ステップＳ２６の処理における経由地点通過フラグ
として、通過した経由地点に応じたフラグを立てる。例
えば、通過した接続リンクが経由地点１のリンクであれ
ば、「経由地点通過フラグ１」を立て、接続リンクが経
由地点２のリンクであれば、「経由地点通過フラグ２」
を立てる。

【００５５】このようにすることによって、各経由地点
を１回ずつ通る最適経路を見つけることができるように
なる。ただし、この発明では、各経由地点を通る順番は
特定することができない。さらに、経由地点が複数
（Ｎ）個ある場合は、前リンクの欄を２^N個とする。例
えば経由地点数を２とすれば、通過した経由地点のパタ
ーンに応じて２²＝４通りの前リンク（経由地点１非通
過，経由地点２非通過の場合；経由地点１非通過，経由
地点２通過の場合；経由地点１通過，経由地点２非通過
の場合；経由地点１通過，経由地点２通過の場合）を設
定する。

【００５６】このようにするのは、前に説明したように
経由地点が設定されている場合、経路の一部が重なる、
すなわち各経由地点を通過するために同じ道を２回以上
通ることがあるからである。このとき、通過した経由地
点のパターンによって、前リンクの意味が異なってく
る。したがって、通過した経由地点のパターンに応じて
２^N個の欄を設け、それぞれに前リンクを記入するよう
にすれば、当該リンクが１回目の経路を構成する場合
と、２回目以後の経路を構成する場合とで経路を区別す
ることができるようになる。

【００５７】

【発明の効果】以上のように、本発明の経路計算方法に
よれば、経由地点が１つ又は複数設定されている場合で
あっても、各経由地点を１回ずつ通る最適経路を１度の
計算で求めることができる。したがって、出発地点から
経由地点までの最適経路を計算し、次に経由地点から目
的地点までの最適経路を計算し、最後に両経路をつなぎ
合わせるという方法と比較して、計算処理時間を短くす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】経由地点の指定がある場合の最適経路計算の方
法を説明するフローチャート（図９の続き）である。

【図２】本発明の経路計算方法を実行するナビゲーショ
ン装置を示すブロック図である。

【図３】十字路における退出リンクの例を示す図であ
る。

【図４】十字路における進入リンクの例を示す図であ
る。

【図５】コントローラの詳細構成図である。

【図６】ルートコストを説明するための簡単なリンク構
成図である。

【図７】出発地点と目的地点とを含む経路計算の対象と
なるの範囲内のリンク構成図である。

【図８】接続リンクを次々と求めることによって得られ
たリンクのツリーを示す図である。

【図９】最適経路計算の方法を説明するフローチャート
である。

【図１０】経由地点の指定がない場合の最適経路計算の
方法を説明するフローチャート（図９の続き）である。

【図１１】経由地点の指定がある場合の最適経路計算の
方法を説明するフローチャート（図１の続き）である。

【符号の説明】

１４Ｂ経路ネットワークメモリ１７コントローラ２６経路計算処理部２６ａＣＰＵ２６ｃ主メモリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０６Ｔ 7/60 Ｇ０８Ｇ 1/0969 7531−3Ｈ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】経路ネットワークを構成する各リンクのコ
スト及びリンク相互の接続関係を記憶した経路ネットワ
ークメモリと、リンクごとに、リンクコストと、このリンクの次に接続
される１つ又は複数の接続リンクと、このリンクの前に
接続される計算済の経路上のリンクと、前記計算済の経
路のルートコストとを記入する欄を有する第１のテーブ
ルと、現在接続リンクを探索しているリンクを記入する欄を有
する第２のテーブルとを用いて、 (a) 出発地点、経由地点及び目的地点の設定に応じて、
経路ネットワークメモリから一定範囲の経路ネットワー
クデータを読み出し、 (b) 読み出された経路ネットワークデータに基づいて、
経路ネットワークを構成する各リンクごとのリンクコス
ト、接続リンクを特定するとともに、各リンクのルート
コストの初期値を十分大きな値に設定して、前記第１の
テーブルの該当欄に書込み、 (c) 出発地点を含むリンクを第２のテーブルに書込み、
この第２のテーブルに書き込まれたリンクに対応する第
１のテーブルのルートコスト欄を０に設定し、 (d) 第２のテーブルに記入されたリンクについて、第１
のテーブルを参照して接続リンクを探索し、探索された
接続リンクのリンクコストを前記第２のテーブルに記入
されたリンクコストに加え、この加えた値を、第１のテ
ーブルに記入された当該接続リンクのルートコストと比
較し、 (e) 比較の結果、加えられた値が大きければ、その接続
リンクについての処理を打切り、小さければその値を第
１のテーブルの当該接続リンクのルートコストに書換え
るとともに、前記第２のテーブルに記入されたリンクを
この接続リンクに到る計算済の経路上のリンクとして書
込み、 (f) 当該接続リンクを第２のテーブルに新たに記入し
て、前記(d) ，(e) の処理を繰り返し、 (g) 第２のテーブルに記入された全てのリンクについて
接続リンクの探索が終了したときに、目的地点を含むリ
ンクを第１のテーブルから探し出し、そのリンクに到る
計算済の経路上のリンクを順に辿っていくことにより、
最適経路を決定する経路計算方法において、前記手順(d) において、探索された接続リンクが経由地
点を含むリンクであるときに、前記値に十分大きな負の
値を加えて比較するとともに、当該接続リンク及び以後
探索されるこれに接続されるリンクに当該経由地点通過
済みのステータスを与え、前記手順(d) において、探索された接続リンクが経由地
点を含むリンクであるときに、この接続リンクが当該経
由地点通過済みのステータスを有していれば、その接続
リンクについての探索処理を打切ることを特徴とする経
路計算方法。
【請求項２】経由地点の数が複数個ある場合、前記経由
地点通過済みのステータスを、各経由地点に応じて区別
して設定し、第１のテーブルの「前に接続される計算済
の経路上のリンク」を、各経由地点通過・非通過の組み
合わせに応じて複数通り設定することを特徴とする請求
項１記載の経路計算方法。