JPH08334375A - 経路探索方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 最適経路の探索時間を短縮する。 【構成】 上位の主要道路から下位の細街路まで道路種
別に応じて階層化された道路地図データに基づいて、ま
ず出発地周辺Ａ１２から上位階層の道路を経由して目的
地周辺Ａ１３に至る経路を探索し、次に出発地周辺Ａ１
２と目的地周辺Ａ１３で下位階層の道路を含めた経路探
索を行なって最小経路コストの最適経路を探索する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は目的地までの最適経路を
探索する経路探索方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】主要地方道、県道、国道、高速道路など
の道路種別に応じて道路地図データを階層化し、出発地
と目的地周辺において主要地方道や県道などの下位レベ
ルの道路から国道や高速道路などの上位レベルの道路に
至る経路を探索し、下位レベルの道路と上位レベルの道
路との接続ノードを抽出する。そして、出発地周辺の接
続ノードと目的地周辺の接続ノードとを結ぶ上位レベル
の道路を経由した複数の経路を探索し、それらの中から
距離、走行時間、通行料などの経路コストが最小の最適
経路を探索する経路探索方法が知られている（例えば、
特開平２−２７７２００号公報参照）。

【０００３】図７により、上述した従来の最適経路の探
索方法を説明する。まず、出発地Ｏの周辺に所定のエリ
アＡ２を設定し、下位レベルの道路地図データに基づい
て、出発地Ｏから実線で示す下位レベル道路を経由して
破線で示す上位レベル道路へ至る経路を探索し、下位レ
ベル道路と上位レベル道路との接続ノードをすべて、あ
るいは限定された個数分だけ抽出する。この例では、エ
リアＡ２内においてＮ１〜Ｎ４の４個の接続ノードが抽
出される。同様に、目的地Ｄの周辺に所定のエリアＡ３
を設定し、下位レベルの道路地図データに基づいて、目
的地Ｄから実線で示す下位レベル道路を経由して破線で
示す上位レベル道路へ至る経路を探索し、下位レベル道
路と上位レベル道路との接続ノードをすべて、あるいは
限定された個数分だけ抽出する。この例では、エリアＡ
３内においてＮ１１〜Ｎ１４の４個の接続ノードが抽出
される。次に、出発地Ｏの周辺エリアＡ２と目的地Ｄの
周辺エリアＡ３を包含する所定のエリアＡ１を設定し、
上位レベルの道路地図データに基づいて、出発地側の各
接続ノードＮ１〜Ｎ４から実線で示す上位レベル道路を
経由して目的地側の各接続ノードＮ１１〜Ｎ１４へ至る
経路を探索する。そして、探索された出発地Ｏから目的
地Ｄへ至る複数の経路の中から、距離、走行時間、通行
料などの経路コストが最小の経路を最適経路とする。こ
のように、従来の車載ナビゲーション装置では、出発地
と目的地周辺の下位レベル道路から探索を開始し、それ
らの探索結果に基づいて上位レベル道路の探索を行な
う、いわゆるボトムアップ方式で最適経路の探索を行な
っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の経路探索方法では、最適経路を探索するために
出発地と目的地周辺の経路探索エリアを広く設定する
と、多数の接続ノードが抽出されるために下位レベルの
探索時間がかかる上に、上位レベル道路の経路探索にお
いて出発地側の多数の接続ノードから目的地側の多数の
接続ノードへの経路を探索しなければならず、探索時間
がかかり、目的地を設定してから道路地図上に最適経路
が表示されるまでに長時間待たされるという問題があ
る。また、下位レベルと上位レベルの接続ノードを限定
された個数に絞り込めば探索時間は短縮されるが、上位
レベルの探索を行なう前に接続ノードを限定することに
なるので、最適経路を与える接続ノードを抽出できず、
よい経路が得られないことがある。

【０００５】本発明の目的は最適経路の探索時間を短縮
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために、本発明は、出発地から目的地までの最小
経路コストの最適経路を探索する経路探索方法に適用さ
れ、上位の主要道路から下位の細街路まで道路種別に応
じて階層化された道路地図データに基づいて、まず出発
地周辺から上位階層の道路を経由して目的地周辺に至る
経路を探索し、次に前記出発地周辺と前記目的地周辺で
下位階層の道路を含めた経路探索を行なって最小経路コ
ストの最適経路を探索する。請求項２の経路探索方法
は、前記出発地周辺と前記目的地周辺で所定の経路探索
エリアを設定し、前記経路探索エリア内の境界上または
境界近傍に存在するノードを抽出し、それらのノードか
ら出発地または目的地までの暫定直線経路を設定すると
ともに、その暫定直線経路の距離に基づいて暫定経路コ
ストを算出するようにしたものである。

【０００７】

【実施例】図１は一実施例の構成を示す機能ブロック図
である。この実施例の車両用経路誘導装置はマイクロコ
ンピューターを中心に構成される。方位センサー１は車
両の進行方位を検出し、検出した進行方位情報をＡ／Ｄ
変換器２およびインタフェース回路３を介してＣＰＵ４
へ送る。この方位センサー１には、光ファイバジャイロ
や振動ジャイロを用いることができる。車速センサー５
は車両の所定の走行距離ごとにパルス信号を発生し、イ
ンタフェース回路３を介してＣＰＵ４へ出力する。ＣＰ
Ｕ４は、このパルス信号のパルス数をカウントして車両
の走行距離を検出する。ＧＰＳ受信機６は衛星を利用し
た位置検出システムの受信機であり、車両の現在地、進
行方向、車両の速度、加速度などの情報をインタフェー
ス回路３を介してＣＰＵ４へ送る。キー７は車両の目的
地などを設定するための操作部材であり、インタフェー
ス回路３を介してＣＰＵ４へ接続される。

【０００８】ＣＤ−ＲＯＭ８は道路地図データを格納す
る記憶装置であり、インタフェース回路９を介してＣＰ
Ｕ４に接続され、ＣＰＵ４からの道路地図読み出し指令
に応答して指定範囲の道路地図データをＣＰＵ４へ送
る。道路地図データは、細街路、主要地方道、県道、国
道、高速道路などの下位レベルから上位レベルまで道路
種別に応じて階層化されて格納されている。なお、道路
種別に応じた道路地図データの階層化構造は上述した実
施例に限定されない。また、この道路地図データは数値
化データで構成されており、交差点や道路の屈曲点など
を示すノードと、ノードとノードとを結ぶ直線上のリン
クとで道路を表わし、ノードおよびリンクごとにその座
標や道路種別などの情報が記憶されている。道路地図を
表示するディスプレイ１０はグラフィックコントローラ
ー１１を介してＣＰＵ４へ接続され、道路地図上に目的
地までの最適経路と車両の現在地マークを重畳して表示
する。なお、ディスプレイ１０に表示される道路地図
は、キー８により鳥瞰図方式表示、平面図方式表示、あ
るいはその併用表示に切り換え可能である。Ｖ−ＲＡＭ
１２は道路地図データを記憶し、ＣＰＵ４からの表示指
令にしたがってグラフィックコントローラー１１を介し
てディスプレイ１０へ出力する。さらにＣＰＵ４には、
各種データの一時格納用ＲＡＭ１３や後述する制御プロ
グラムを格納するＲＯＭ１４などが接続される。ＣＰＵ
４は、後述する処理プログラムを実行して目的地までの
最適経路を探索する。また、二次元平面の道路地図デー
タを鳥瞰図方式の道路地図データに変換し、鳥瞰図方式
の道路地図または平面図方式の道路地図をディスプレイ
１０に描画するとともに、その地図上に文字情報と車両
の現在地と目的地までの最適経路とを重畳して描画す
る。

【０００９】次に、図２〜図４により、一実施例の最適
経路の探索方法を説明する。この実施例では、道路を種
別により３つのレベルに分類して各レベルで経路探索を
行なう。最上位の第１レベルには国道と高速道路が含ま
れ、第２レベルには第１レベルの道路の他に県道が含ま
れ、第３レベルには第２レベルの道路の他に主要地方道
が含まれる。上述したように、従来の車載ナビゲーショ
ン装置では、出発地と目的地周辺の下位レベル道路から
探索を開始し、それらの探索結果に基づいて上位レベル
道路の探索を行なう、いわゆるボトムアップ方式で最適
経路の探索を行なっている。これに対し本発明では、出
発地から目的地までの上位レベル道路を経由する経路の
探索を行ない、それらの探索結果に基づいて出発地と目
的地周辺の下位レベル道路の探索を行なう、トップダウ
ン方式で最適経路の探索を行なう。この実施例では、ま
ず出発地から目的地までの第１レベル道路を経由する経
路の探索を行ない、次に、出発地と目的地周辺の第２レ
ベル道路の経路探索を行ない、最後に出発地と目的地周
辺の第３レベル道路の経路探索を行なって、出発地から
目的地までの複数の経路を探索し、それらの中から距
離、走行時間、通行料などの経路コストが最小の経路を
選択し、その経路を出発地から目的地までの最適経路と
する。

【００１０】−第１レベル道路の経路探索− 図２のＬＥＶＥＬ１に示すように、出発地Ｏと目的地Ｄ
の周辺にそれぞれ経路探索エリアＡ１２，Ａ１３を設定
する。これらのエリアＡ１２，Ａ１３の大きさは、出発
地から目的地までの直線距離、第１レベル道路の密集
度、出発地から目的地までの間の湖沼、海などの障害エ
リアの有無などに基づいて決定する。なお、出発地Ｏの
周辺エリアＡ１２と出発地Ｏとの位置関係は、必ずしも
出発地ＯをエリアＡ１２の中心とする必要はなく、例え
ば出発地Ｏから目的地Ｄまでの直線距離が小さくなれば
なるほど目的地側が広くなるように設定してもよい。同
様に、目的地Ｄの周辺エリアＡ１３と目的地Ｄとの位置
関係は、必ずしも目的地ＤをエリアＡ１３の中心とする
必要はなく、例えば出発地Ｏから目的地Ｄまでの直線距
離が小さくなればなるほど出発地側が広くなるように設
定してもよい。また、この実施例では出発地Ｏと目的地
Ｄの周辺エリアＡ１２，Ａ１３を四角形としたが、経路
探索エリアの形状はこの実施例に限定されない。

【００１１】次に、設定された経路探索エリアＡ１２，
Ａ１３において、第１レベルの道路地図データから境界
ノードを抽出する。境界ノードとは、エリア外へ向って
第１レベル道路を進む時に、隣接ノードがエリア外にあ
ってエリアの境界上または境界近傍のエリア内にあるノ
ードである。図３は出発地Ｏ周辺の経路探索エリアＡ１
２を拡大して示す。なお、説明を解りやすくするために
図２に示す第１レベル道路と異なる道路が描かれてい
る。図中の●は経路探索エリアＡ１２の第１レベル道路
上の境界ノードＮｉ（ｉ＝１，２，・・）を示す。境界
ノードＮｉを抽出したら、各境界ノードＮｉから出発地
Ｏまでの暫定直線経路を設定し、各経路の距離に基づい
て各境界ノードＮｉから出発地Ｏまでの暫定経路コスト
を算出する。暫定経路コストＲｉ（ｉ＝１，２，・・）
は、

【数１】Ｒｉ＝Ｋ１・ｒｉ ここで、ｒｉ（ｉ＝１，２，・・）は出発地Ｏから各境
界ノードＮｉまでの直線距離、Ｋ１は暫定コスト算出係
数である。あるいはまた、暫定コストＲｉを直線距離ｒ
ｉの任意の関数ｆ１としてもよい。

【数２】Ｒｉ＝ｆ１（ｒｉ） 例えば今、図３に示すように、出発地Ｏから境界ノード
Ｎ１までの直線距離をｒ１とすると、暫定経路コストは
Ｋ１・ｒ１またはｆ１（ｒ１）となる。

【００１２】出発地Ｏの周辺エリアＡ１２において、第
１レベル道路の境界ノードＮｉが抽出され、出発地Ｏか
ら各境界ノードＮｉまでの暫定経路コストが算出された
ら、出発地Ｏから出発地周辺エリアＡ１２内の暫定直線
経路とエリアＡ１２外の第１レベル道路とを経由して目
的地Ｄの周辺エリアＡ１３に到達する経路をダイクスト
ラ法により探索する。この時、出発地Ｏから最初に通過
するノードは出発地周辺エリアＡ１２の境界ノードＮｉ
となる。この経路探索は、探索経路上のノードが目的地
Ｄの周辺エリアＡ１３内に入るまで行なう。図４は、第
１レベル道路の経路探索において探索経路上のノードが
目的地Ｄの周辺エリアＡ１３に入った状態を示す。この
実施例では、目的地Ｄの周辺エリアＡ１３へ向って第１
レベル道路を進む時に、エリアＡ１３内に入った直後に
表われる境界上または境界近傍にあるノードも境界ノー
ドと呼び、記号Ｍｉ（ｉ＝１，２，・・）で表わす。

【００１３】出発地Ｏから出発地周辺エリアＡ１２内の
暫定直線経路とエリアＡ１２外の第１レベル道路とを経
由して目的地周辺エリアＡ１３へ向う経路が探索され、
目的地周辺エリアＡ１３の境界ノードＭｉが確定した
ら、次に目的地周辺エリアＡ１３の境界ノードＭｉから
目的地Ｄまでの暫定直線経路を設定し、その距離に基づ
いて境界ノードＭｉから目的地Ｄまでの暫定経路コスト
を算出する。暫定経路コストＳｉ（ｉ＝１，２，・・）
は、

【数３】Ｓｉ＝Ｋ２・ｓｉ ここで、ｓｉ（ｉ＝１，２，・・）は目的地Ｄから各境
界ノードＭｉまでの直線距離、Ｋ２は暫定コスト算出係
数である。あるいはまた、暫定コストＳｉを直線距離ｓ
ｉの任意の関数ｆ２としてもよい。

【数４】Ｓｉ＝ｆ２（ｓｉ） 例えば今、図４に示すように、目的地Ｄら境界ノードＭ
１までの直線距離をｓ１とすると、暫定経路コストはＫ
２・ｓ１またはｆ２（ｓ１）となる。なお、暫定コスト
算出係数Ｋおよび任意の関数ｆを出発地周辺エリアと目
的地周辺エリアで同一の値としてもよい。

【００１４】出発地Ｏから、出発地周辺エリアＡ１２内
の暫定直線経路と、第１レベル道路と、目的地周辺エリ
アＡ１３内の暫定直線経路とを経由して目的地Ｄへ至る
第１レベルの経路探索を行なうと、まず最初に出発地Ｏ
から目的地Ｄまでの最小経路コストの経路が得られる。
しかし、この経路は出発地周辺エリアＡ１２と目的地周
辺エリアＡ１３の暫定直線経路を経由する経路であり、
経路コストには暫定直線経路の暫定経路コストが含まれ
ているので、第２レベルの経路探索および第３レベルの
経路探索を行なった後に、この第１レベルの経路探索で
最初に得られた経路が最小経路コストの最適経路として
残る保証はない。そこで、引き続いて上述した出発地Ｏ
から目的地Ｄまでの第１レベルの経路探索を繰り返し、
最適経路候補としてｎ本の経路を探索する。最適経路候
補の経路数ｎは、探索時間と暫定経路コストの精度との
バランスを考慮して決定すればよい。なお、出発地Ｏか
ら目的地Ｄまでの複数の経路が同一の境界ノードＮｉま
たは同一の境界ノードＭｉを通過することもあり得る。
ここで、これらの複数の暫定経路を第１レベルの暫定経
路Ｋｊ（ｊ＝１〜ｎ）と呼ぶ。第１レベルの各暫定経路
Ｋｊの経路コストＣＫｊは、出発地Ｏから出発地周辺エ
リアＡ１２の境界ノードＮｉまでの暫定経路コストＲｉ
と、出発地周辺エリアＡ１２の境界ノードＮｉから目的
地周辺エリアＡ１３の境界ノードＭｉまでの第１レベル
道路の経路コストＴｉと、目的地周辺エリアＡ１３の境
界ノードＭｉから目的地Ｄまでの暫定経路コストＳｉと
の和となる。すなわち、

【数５】ＣＫｊ＝Ｒｉ＋Ｔｉ＋Ｓｉ 出発地Ｏから目的地Ｄまでのｎ本の第１レベルの暫定経
路Ｋｊを、暫定経路コストＣＫｊが小さいものから順に
記憶して第１レベルの経路探索処理を終了する。

【００１５】−第２レベル道路の経路探索− 第１レベル道路の暫定経路Ｋｉの探索が終了したら、高
速道路、国道、県道からなる第２レベル道路を中心とし
た経路探索を行なう。まず、図２のＬＥＶＥＬ２に示す
ように、出発地周辺エリアＡ１２と目的地周辺エリアＡ
１３の中にそれぞれエリアＡ１４とＡ１５を設定する。
これらのエリアＡ１４，Ａ１５の大きさはそれぞれ第１
レベルの経路探索エリアＡ１２，Ａ１３よりも狭く、出
発地から目的地までの直線距離、第２レベル道路の密集
度、出発地Ｏから目的地Ｄまでの間の障害エリアの有無
などに基づいて決定すればよい。なお、出発地Ｏの周辺
エリアＡ１４と出発地Ｏとの位置関係は、必ずしも出発
地ＯをエリアＡ１４の中心とする必要はなく、例えば出
発地Ｏから目的地Ｄまでの直線距離が小さくなればなる
ほど目的地側が広くなるように設定してもよい。同様
に、目的地Ｄの周辺エリアＡ１５と目的地Ｄとの位置関
係は、必ずしも目的地ＤをエリアＡ１５の中心とする必
要はなく、例えば出発地Ｏから目的地Ｄまでの直線距離
が小さくなればなるほど出発地側が広くなるように設定
してもよい。また、この実施例では出発地Ｏと目的地Ｄ
の周辺エリアＡ１４，Ａ１５を四角形としたが、経路探
索エリアの形状はこの実施例に限定されない。

【００１６】次に、設定された経路探索エリアＡ１４，
Ａ１５において、第２レベルの道路地図データから境界
ノードを抽出する。この境界ノードとは、エリア外へ向
って第２レベル道路を進む時に、隣接ノードがエリア外
にあってエリアの境界上または境界近傍のエリア内にあ
るノードである。なお、この第２レベル道路の境界ノー
ドの抽出方法は、上述した第１レベル道路の境界ノード
の抽出方法と対象とする道路レベルが異なる以外は同様
であり、図示と詳細な説明を省略する。エリアＡ１４に
おける第２レベル道路の境界ノードＮ’ｉ（ｉ＝１，
２，・・）を抽出したら、エリアＡ１４の各境界ノード
Ｎ’ｉから出発地Ｏまでの直線経路を設定し、各経路の
距離に基づいて各境界ノードＮ’ｉから出発地Ｏまでの
暫定経路コストを算出する。この暫定経路コストの算出
方法は、上述した第１レベルにおける数式１または数式
２と同様であり、説明を省略する。次に、出発地Ｏか
ら、エリアＡ１４内の暫定直線経路とエリアＡ１２内の
第２レベル道路とを経由して、第１レベルの暫定経路Ｋ
ｊ（ｊ＝１〜ｎ）が通過したエリアＡ１２の境界ノード
Ｎｉまでの経路をダイクストラ法により探索する。この
時、出発地Ｏから最初に通過するノードはエリアＡ１４
の境界ノードＮ’ｉとなる。この経路探索は、探索経路
上のノードが第１レベルの暫定経路Ｋｊ（ｊ＝１〜ｎ）
が通過したエリアＡ１２の境界ノードＮｉになるまで行
なう。ここで、出発地ＯからエリアＡ１２の各境界ノー
ドＮｉまでの第２レベルの経路探索による暫定経路の経
路コストは、出発地Ｏから境界ノードＮ’ｉまでの暫定
経路コストと、境界ノードＮ’ｉから境界ノードＮｉま
での経路コストとを加算して求められる。これらの各暫
定経路コストをＱｉ（ｉ＝１，２，・・）とする。

【００１７】同様に、エリアＡ１５における第２レベル
道路の境界ノードＭ’ｉ（ｉ＝１，２，・・）を抽出し
たら、エリアＡ１５の各境界ノードＭ’ｉから目的地Ｄ
までの直線経路を設定し、各経路の距離に基づいて各境
界ノードＭ’ｉから目的地Ｄまでの暫定経路コストを算
出する。この暫定経路コストの算出方法は、上述した第
１レベルにおける数式３または数式４と同様であり、説
明を省略する。次に、目的地Ｄから、エリアＡ１５内の
暫定直線経路とエリアＡ１３内の第２レベル道路とを経
由して、第１レベルの暫定経路Ｋｊ（ｊ＝１〜ｎ）が通
過したエリアＡ１３の境界ノードＭｉまでの経路をダイ
クストラ法により探索する。この時、目的地Ｄから最初
に通過するノードはエリアＡ１４の境界ノードＭ’ｉと
なる。この経路探索は、探索経路上のノードが第１レベ
ルの暫定経路Ｋｊ（ｊ＝１〜ｎ）が通過したエリアＡ１
３の境界ノードＭｉになるまで行なう。ここで、目的地
ＤからエリアＡ１３の各境界ノードＭｉまでの第２レベ
ルの経路探索による暫定経路の経路コストは、目的地Ｄ
から境界ノードＭ’ｉまでの暫定経路コストと、境界ノ
ードＭ’ｉから境界ノードＭｉまでの経路コストとを加
算して求められる。これらの各暫定経路コストをＰｉ
（ｉ＝１，２，・・）とする。

【００１８】すでに、出発地周辺エリアＡ１２から目的
地周辺エリアＡ１３までの第１レベル道路の経路が探索
されているので、この段階で第２レベル道路の探索が終
了したことになる。つまり、上述した第１レベル道路の
経路探索により探索された出発地Ｏから目的地Ｄまでの
暫定経路Ｋｊの内の、出発地ＯからエリアＡ１２の境界
ノードＮｉまでの直線経路を第２レベルの経路探索によ
り探索された経路で置き換えるとともに、暫定経路Ｋｊ
の内の目的地ＤからエリアＡ１３の境界ノードＭｉまで
の直線経路を第２レベルの経路探索により探索された経
路で置き換え、出発地Ｏから目的地Ｄまでの暫定経路を
更新して第２レベルの暫定経路Ｋ’ｊを設定する。第２
レベルの暫定経路Ｋ’ｊの経路コストＣＫ’ｊは、上述
した数式５の暫定経路コストＲｉを上記第２レベルの暫
定経路コストＱｉに置き換えるとともに、暫定経路コス
トＳｉを第２レベルの暫定経路コストＰｉに置き換えて
算出する。すなわち、

【数６】ＣＫ’ｊ＝Ｑｉ＋Ｔｉ＋Ｐｉ 出発地Ｏから目的地Ｄまでの第２レベルの暫定経路Ｋ’
ｊごとに暫定経路コストＣＫ’ｊを算出し、コストの低
い方から順に並べ直してｎ個の第２レベルの暫定経路
Ｋ’ｉ（ｉ＝１〜ｎ）を記憶し、第２レベルの経路探索
処理を終了する。

【００１９】−第３レベル道路の経路探索− 第２レベル道路の暫定経路Ｋ’ｊの探索が終了したら、
高速道路、国道、県道、主要地方道からなる第３レベル
道路を中心とした経路探索を行なう。まず、出発地Ｏの
近傍にある３つの道路リンクを抽出する。そして、それ
らの道路リンクの両端の合計６個のノード（以下、出発
地ノードと呼ぶ）から、第３レベル道路を経由して第２
レベルの暫定経路Ｋ’ｊが通過したエリアＡ１４の境界
ノードＮ’ｉへ至る経路をダイクストラ法により探索す
るとともに、各経路のコストを算出する。そして、第２
レベル道路の経路探索において暫定的に求めた出発地Ｏ
から境界ノードＮ’ｉまでの直線経路とその暫定経路コ
ストを、この第３レベルで探索された経路と正確な経路
コストに更新する。同様に、目的地Ｄの近傍にある３つ
の道路リンクを抽出する。そして、それらの道路リンク
の両端の合計６個のノード（以下、目的地ノードと呼
ぶ）から、第３レベル道路を経由して第２レベルの暫定
経路Ｋ’ｊが通過したエリアＡ１５の境界ノードＭ’ｉ
へ至る経路をダイクストラ法により探索するとともに、
各経路のコストを算出する。そして、第２レベル道路の
経路探索において暫定的に求めた目的地Ｄから境界ノー
ドＭ’ｉまでの直線経路とその暫定経路コストを、この
第３レベルで探索された経路と正確な経路コストに更新
する。以上で第３レベルの経路探索が終了し、出発地ノ
ードから目的地ノードまでのｎ本の第３レベルの暫定経
路Ｋ”ｊと各経路の経路コストＣＫ”ｊが確定する。こ
れらの暫定経路Ｋ”ｊの中から最小経路コストの経路を
出発地Ｏから目的地Ｄまでの最適経路に選択し、最適経
路の探索を終了する。

【００２０】図５は一実施例の道路地図描画プログラム
を示すフローチャートである。このフローチャートによ
り、一実施例の動作を説明する。キー７の不図示のメイ
ンスイッチが投入されると、ＣＰＵ４はこの描画プログ
ラムの実行を開始する。ステップ１においてキー７によ
り設定された目的地情報を読み込み、続くステップ２で
車両の現在地と進行方位を検出する。車両の現在地は自
立航法により計算してもよいし、ＧＰＳ航法により検出
してもよい。また、両者を併用してもよい。前者は、方
位センサー１により検出された進行方位と、車速センサ
ー５からのパルス信号をカウントして測定された走行距
離とに基づいて走行軌跡を計算し、マップマッチングに
より現在地を特定する。後者は、ＧＰＳ受信機６により
算出された現在地と進行方位を用いる。ステップ３で図
６に示す最適経路探索ルーチンを実行し、上記ステップ
で検出された現在地を出発地として目的地までの最適経
路を探索する。この最適経路探索ルーチンについては後
述する。ステップ４でＣＤ−ＲＯＭ８から現在地周辺の
道路地図データを読み込み、続くステップ５でディスプ
レイ１０に現在地周辺の道路地図を描画するとともに、
道路地図上に目的地までの最適経路と現在地マークを重
畳して描画する。ステップ６で、方位センサー１と車速
センサー５による走行距離と進行方位の検出結果に基づ
いて、車両が所定距離移動したか、または所定角度回転
したかを確認し、車両の移動または回転があればステッ
プ４へ戻ってディスプレイ１０に表示されている道路地
図を更新する。

【００２１】図６は最適経路探索ルーチンを示すフロー
チャートである。この実施例では、最上位の第１レベル
道路から順に最下位の第３レベル道路まで、トップダウ
ン方式で最適経路を探索する。ステップ１０において、
上述したように第１レベル道路の経路探索を行なう。第
１レベル道路の経路探索手順を要約すると、 （１） 出発地Ｏと目的地Ｄの周辺に第１レベルの経路
探索エリアＡ１２とＡ１３を設定する。 （２） 出発地周辺エリアＡ１２の境界ノードＮｉを抽
出する。 （３） 出発地ＯからエリアＡ１２の境界ノードＮｉま
での暫定直線経路を設定し、各経路の距離に基づいて暫
定経路コストを算出する。 （４） 出発地Ｏから、エリアＡ１２内の暫定直線経路
と第１レベル道路とを経由して、目的地周辺エリアＡ１
３へ到達する経路をダイクストラ法により探索するとと
もに、目的地周辺エリアＡ１３の境界ノードＭｉを確定
する。 （５） 目的地周辺エリアＡ１３の各境界ノードＭｉか
ら目的地Ｄまでの暫定直線経路を設定し、各経路の距離
に基づいて暫定経路コストを算出する。 （６） 出発地Ｏから、出発地周辺エリアＡ１２内の暫
定直線経路と、第１レベル道路と、目的地周辺エリアＡ
１３内暫定直線経路とを経由して目的地Ｄへ至る、ｎ本
の第１レベルの暫定経路Ｋｊを得る。

【００２２】ステップ１１において、上述したように第
２レベル道路の経路探索を行なう。第２レベル道路の経
路探索を要約すると、 （１１） 第１レベルの経路探索エリアＡ１２とＡ１３
の中に第２レベルの経路探索エリアＡ１４とＡ１５を設
定する。 （１２） 第２レベルの経路探索エリアＡ１４，Ａ１５
の境界ノードＮ’ｉ，Ｍ’ｉを抽出する。 （１３） 第２レベルエリアＡ１４の境界ノードＮ’ｉ
から出発地Ｏまでの暫定直線経路を設定し、各経路の距
離に基づいて暫定コストを算出する。 （１４） 出発地Ｏから、第２レベルエリアＡ１４内の
暫定直線経路と第１レベルエリアＡ１２内の第２レベル
道路とを経由して、第１レベルの暫定経路Ｋｊが通過し
たエリアＡ１２の境界ノードＮｉまでの経路をダイクス
トラ法により探索するとともに、その経路の経路コスト
を算出する。 （１５） 第２レベルエリアＡ１５の境界ノードＭ’ｉ
から目的地Ｄまでの暫定直線経路を設定し、各経路の距
離に基づいて暫定経路コストを算出する。 （１６） 目的地Ｄから、第２レベルエリアＡ１５内の
暫定直線経路と第１レベルエリアＡ１３内の第２レベル
道路とを経由して、第１レベルの暫定経路Ｋｊが通過し
たエリアＡ１３の境界ノードＭｉまでの経路をダイクス
トラ法により探索するとともに、その経路の経路コスト
を算出する。 （１７） 第１レベルの経路探索で探索された出発地Ｏ
から目的地Ｄまでの暫定経路Ｋｊの内の、出発地Ｏから
第１レベルエリアＡ１２の境界ノードＮｉまでの暫定直
線経路を第２レベルの経路探索により探索された経路で
置き換えるとともに、暫定経路Ｋｊの内の目的地Ｄから
第１レベルエリアＡ１３の境界ノードＭｉまでの暫定直
線経路を第２レベルの経路探索により探索された経路で
置き換え、出発地Ｏから目的地Ｄまでの暫定経路を更新
して第２レベルの暫定経路Ｋ’ｊを得る。さらに、各経
路の経路コストＣＫ’ｊを算出して経路コストの小さい
順に並べ直す。

【００２３】ステップ１２において、上述したように第
３レベル道路の経路探索を行なう。第３レベル道路の経
路探索を要約すると、 （２１） 出発地Ｏの近傍にある３つの道路リンクを抽
出し、それらの道路リンクの両端の６個の出発地ノード
から第２レベルエリアＡ１４の境界ノードＮ’ｉまでの
経路をダイクストラ法により探索する。 （２２） 目的地Ｄの近傍にある３つの道路リンクを抽
出し、それらの道路リンクの両端の６個の目的地ノード
から第２レベルエリアＡ１５の境界ノードＭ’ｉまでの
経路をダイクストラ法により探索する。 （２３） 第２レベルの経路探索において設定した暫定
直線経路を、第３レベルの経路探索により算出した経路
に更新し、出発地Ｏから目的地Ｄまでの第３レベルの暫
定経路Ｋ”ｊと各経路の経路コストを得る。 ステップ１３において、出発地Ｏから目的地Ｄまでの経
路コストが最小の経路を最適経路に選択する。

【００２４】なお、上述した実施例では、道路を種別に
より第１レベルから第３レベルに分類して３段階にトッ
プダウン方式の経路探索を行なう例を示したが、道路種
別の分類数は２または４以上であってもよい。２つのレ
ベルで経路探索を行なう場合には上述した経路探索エリ
アＡ１４とＡ１５が不要となり、４以上のレベルで経路
探索を行なう場合にはレベル数に応じて経路探索エリア
の種類が増加するだけで、本発明の基本的なトップダウ
ン方式の経路探索方法はいずれも同様である。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、上
位の主要道路から下位の細街路まで道路種別に応じて階
層化された道路地図データに基づいて、まず出発地周辺
から上位階層の道路を経由して目的地周辺に至る経路を
探索し、次に出発地周辺と目的地周辺で下位階層の道路
を含めた経路探索を行なって、出発地から目的地までの
最小経路コストの最適経路を探索するようにしたので、
出発地から目的地までの経路コストの大部分を占める上
位階層の道路が先に探索され、最小経路コストの最適経
路が探索できる確率が高くなる。また、出発地周辺と目
的地周辺で所定の経路探索エリアを設定し、経路探索エ
リア内の境界上または境界近傍に存在するノードを抽出
し、それらのノードから出発地または目的地までの暫定
直線経路を設定するとともに、その暫定直線経路の距離
に基づいて暫定経路コストを算出するようにしたので、
経路探索時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の構成を示す機能ブロック図。

【図２】一実施例の最適経路の探索方法を説明する図。

【図３】一実施例の最適経路の探索方法を説明する図。

【図４】一実施例の最適経路の探索方法を説明する図。

【図５】一実施例の道路地図描画プログラムを示すフロ
ーチャート。

【図６】一実施例の最適経路探索ルーチンを示すフロー
チャート。

【図７】従来の最適経路の探索方法を説明する図。

【符号の説明】

１ 方位センサー ２ Ａ／Ｄ変換器 ３ インタフェース回路 ４ ＣＰＵ ５ 車速センサー ６ ＧＰＳ受信機 ７ キー ８ ＣＤＲＯＭ ９ インタフェース回路 １０ ディスプレイ １１ グラフィックコントローラ １２ Ｖ−ＲＡＭ １３ ＲＡＭ １４ ＲＯＭ Ａ１１〜Ａ１５ 経路探索エリア

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 出発地から目的地までの最小経路コスト
   の最適経路を探索する経路探索方法において、 上位の主要道路から下位の細街路まで道路種別に応じて
   階層化された道路地図データに基づいて、まず出発地周
   辺から上位階層の道路を経由して目的地周辺に至る経路
   を探索し、次に前記出発地周辺と前記目的地周辺で下位
   階層の道路を含めた経路探索を行なって最小経路コスト
   の最適経路を探索することを特徴とする経路探索方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の経路探索方法におい
   て、 前記出発地周辺と前記目的地周辺で所定の経路探索エリ
   アを設定し、前記経路探索エリア内の境界上または境界
   近傍に存在するノードを抽出し、それらのノードから出
   発地または目的地までの暫定直線経路を設定するととも
   に、その暫定直線経路の距離に基づいて暫定経路コスト
   を算出することを特徴とする経路探索方法。