JPH09166453A

JPH09166453A - 経路誘導装置

Info

Publication number: JPH09166453A
Application number: JP32735595A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Takenaga; 寛武長; Kenichiro Yamane; 憲一郎山根; Yoshihiko Miyamoto; 芳彦宮本
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-12-15
Filing date: 1995-12-15
Publication date: 1997-06-24

Abstract

(57)【要約】【課題】道路網のうち特定の道路を経路探索の候補と
して、出発地と目的地とを結ぶ経路を迅速に探索するこ
とができる。【解決手段】入力部１０から出発地と目的地の位置情
報が入力されたときに、経路算出部１４が道路接続マト
リックス記憶部１８とノード接続マトリックス記憶部２
０を検索し、道路接続マトリックスから出発地側の道路
に対応した行の要素と目的地側の道路に対応した列の要
素との論理積和を求め、この値が０のときには各道路が
接続関係がないとし、論理積和の値が１のときには各道
路が互いに接続関係があるとし、ノード接続マトリック
スの要素のうち論理積が１となる要素を乗換え点として
この要素のノード番号を求める。ノード接続マトリック
スを探索して得られたノード番号を乗換え点とし、検索
の対象となる道路の論理積が１となるまで道路接続マト
リックスを探索する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、経路誘導装置に係
り、特に、道路網上の出発地と目的地とを結ぶ経路を探
索し、探索した経路をドライバに提供するに好適な経路
誘導装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車などの車両に搭載された経路誘導
装置においては、道路網上の出発地から目的地まで最短
距離あるいは最短時間で到達できる経路を探索する方式
として、例えば、文献「岩波講座情報科学−１０基
本的算法、ｐｐ．６１〜６５、１９８８、岩波書店：
野下浩平、高岡忠雄、町田元著」に記載されているよ
うに、ダイクストラ法が採用されている。このダイクス
トラ法では、道路網の交差点をノードと、ノード間を接
続する道路をリンクと称し、例えば、最短距離経路を探
索するときには、出発地に近いノードを開始ノードと
し、開始ノードの距離（リンク長）をゼロとしている。
そして、開始ノードに相隣接するノードに開始ノードか
らのリンク長を地図情報に従って代入する。リンク長が
代入されたノードを訪問済ノード集合とする。次に、訪
問済ノード集合だけを通ってこれらに接続するノードま
での最短距離を計算して各ノードに代入し、それらを訪
問済ノード集合に加える。以下、この動作を未訪問のノ
ードがなくなるまで繰り返す。これにより、開始ノード
から各ノードまでの最短距離を計算することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術では、全ての経路を探索の対象としているため、ノー
ド数が増加すると、出発地と目的地とを結ぶ経路を探索
するための計算量が膨大となり、経路探索に多くの時間
を要するという問題点がある。

【０００４】本発明の目的は、道路網のうち特定の道路
を経路探索の候補として、道路網上の出発地と目的地と
を結ぶ経路を迅速に探索することができる経路誘導装置
を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、道路網に関する道路地図情報を記憶する
道路地図情報記憶手段と、道路地図上の出発地と目的地
の位置に関する情報を入力する入力手段と、入力手段か
ら入力された情報に応答して道路地図情報記憶手段の記
憶情報を検索し、検索した情報に基づいて出発地と目的
地にそれぞれ属する道路を抽出し、抽出した道路のうち
目的地の属する道路に含まれる交差点を抽出し、抽出し
た交差点のうち任意の交差点を乗り換え点に設定し、設
定した乗り換え点に交差する道路と出発地の属する道路
とが一致するまで、設定した乗り換え点に交差する道路
を順次抽出すると共に、抽出した道路に属する交差点を
抽出して順次乗り換え点に設定し、設定した乗り換え点
と抽出した道路に従って出発地と目的地とを結ぶ経路を
算出する経路算出手段とを備えている経路誘導装置を構
成したものである。

【０００６】前記経路誘導装置を構成するに際しては、
経路算出手段として、目的地の属する道路に含まれる交
差点を抽出し、抽出した交差点のうち、出発地に近接し
た交差点を乗換え点に設定することもできる。

【０００７】また、上記経路誘導装置を構成するに際し
ては、以下の要素を付加することができる。

【０００８】道路地図情報記憶手段は、道路網を形成す
る各道路の道路地図上の位置を示す位置情報および各道
路相互の接続関係を示す接続情報を各道路および各道路
の交差点に関連づけて記憶してなり、経路算出手段は、
抽出した交差点のうち出発地に近づく方向に位置する交
差点を新たな乗り換え点に設定し、設定した新たな乗り
換え点に交差する道路を抽出してなる。

【０００９】また、本発明は、道路網の情報として各道
路相互の接続の有無に関する接続情報を記憶する道路接
続情報記憶手段と、道路地図上の出発地と目的地の位置
に関する情報を入力する入力手段と、入力手段から入力
された情報に応答して道路接続情報記憶手段の記憶情報
を検索し、検索した情報に基づいて出発地と目的地にそ
れぞれ属する道路を抽出し、抽出した道路のうち目的地
の属する道路に含まれる交差点を抽出し、抽出した交差
点のうち任意の交差点を乗り換え点に設定し、設定した
乗り換え点に交差する道路と出発地の属する道路とが一
致するまで、設定した乗り換え点に交差する道路を順次
抽出すると共に、抽出した道路に属する交差点を抽出し
て順次乗り換え点に設定し、設定した乗り換え点と抽出
した道路に従って出発地と目的地とを結ぶ経路を算出す
る経路算出手段とを備えている経路誘導装置を構成した
ものである。

【００１０】前記経路誘導装置を構成するに際しては、
道路網の情報として各道路の交差点と各道路との接続の
有無に関する接続情報を記憶する交差点情報記憶手段を
設けるとともに、経路算出手段が記憶情報を検索すると
きに、入力手段から入力された情報に応答して道路接続
情報記憶手段と交差点情報記憶手段の記憶情報を検索す
るようにすることもできる。この経路誘導装置を構成す
るに際しては、以下の要素を付加することができる。

【００１１】（１）道路接続情報記憶手段は、複数の行
要素と複数の列要素で構成されるマトリックスの各要素
に、出発地側の道路を行とし目的地側の道路を列とした
ときの接続情報を２値論理で記憶してなり、経路算出手
段は、行要素と列要素の各要素毎の論理積を求めると共
に、各論理積の論理和を求め、この論理和が指定の値の
ときには出発地側の道路と目的地側の道路とは互いに接
続関係があるとし、各論理積の論理和が指定の値とは異
なるときには出発地側の道路と目的地側の道路とは直接
接続関係がないとして、行要素と列要素の各要素毎の論
理積の値が指定の値を示す要素に対応した交差点を乗り
換え点に設定してなる。

【００１２】（２）経路算出手段は、行要素と列要素の
各要素毎の論理積の論理和が指定の値とは異なるときに
は行要素と列要素の各要素毎の論理積が指定の値となる
要素が求まるまで、列要素を順次変更し、出発地側の道
路の行要素と変更した列要素の各要素毎の論理積を求め
る。

【００１３】（３）道路接続情報記憶手段は、道路網を
形成する各道路相互の接続の有無に関する接続情報を各
道路固有の道路番号に対応づけて記憶してなり、交差点
情報記憶手段は、道路網を形成する各道路の交差点と各
道路との接続の有無に関する接続情報を各交差点固有の
ノード番号に対応づけて記憶してなり、経路算出手段
は、経路算出の対象となる一対の道路のうち一方の道路
を目的地道路とし他方の道路を出発地道路としたときの
テーブルとして、目的地道路の道路番号を示す目的地道
路番号と、目的地道路と接続関係にある道路の道路番号
を示す出発地道路番号と、目的地道路と接続関係にある
交差点のノード番号を示す接続ノード番号とを項目に含
むテーブルを備え、経路算出時に、道路接続情報記憶手
段と交差点情報記憶手段の記憶情報を検索してテーブル
の各項目に番号を挿入し、番号の挿入されたテーブルの
出発地道路番号の項目に指定の出発地道路番号が挿入さ
れたか否かを判定し、テーブルの出発地道路番号の項目
に指定の出発地道路番号が挿入されるまでは、テーブル
を変更すると共に変更したテーブルの目的地道路番号項
目に変更前の出発地道路番号を挿入し、且つ変更したテ
ーブルの出発地道路番号項目に新たな道路の道路番号を
挿入し、番号の挿入されたテーブルの出発地道路番号が
指定の出発地道路番号となったときに、テーブルに挿入
された道路番号とノード番号に従って経路を算出する。

【００１４】また前記各経路誘導装置を構成するに際し
ては、以下の要素を付加することができる。

【００１５】（１）道路網の各道路の交通量と各交差点
間の旅行時間に関する交通情報として少なくとも最新の
交通情報を記憶する交通情報記憶手段を備え、経路算出
手段は、算出した経路のうち出発地から目的地まで最短
時間で到達する経路を交通情報記憶手段の記憶情報に従
って選択してなる。

【００１６】（２）経路算出手段の選択による経路を道
路地図上に表示する表示手段を備えている。

【００１７】（３）道路網に関連する領域で発生した火
災を基に火災の延焼する領域を予測する延焼予測手段
と、道路網の交通状況を基に渋滞の広がる領域を予測す
る渋滞予測手段と、道路網に関連する領域に生じた洪水
を基に洪水の広がる領域を予測する洪水予測手段のうち
少なくとも１以上の予測手段を備え、経路算出手段は、
経路算出時に、前記予測手段のうち少なくとも１以上の
予測手段により予測された領域に属する経路を経路算出
の対象となる経路から除去してなる。

【００１８】（４）経路算出手段は、１組以上の出発地
と目的地に関する経路を記憶手段の記憶情報に基づいて
予め算出し、入力手段により出発地と目的地に関する位
置情報が入力されたときに、予め算出した経路の中から
目的地まで最短時間で到達できる経路を交通情報記憶手
段の記憶情報に従って算出してなる。

【００１９】（５）経路算出手段は、１組以上の出発地
と目的地に対して各組の出発地と目的地とを結ぶ経路に
属する交差点を記憶手段の記憶情報に基づいて予め算出
し、入力手段により出発地と目的地に関する位置情報が
入力されて、この出発地と目的地に対応した経路に属す
る交差点を抽出するときには、予め算出した交差点に関
する情報を参照し、この参照結果と交通情報記憶手段の
記憶情報を用いて目的地まで最短時間で到達できる経路
を算出してなる。

【００２０】（６）各道路に関する情報は、道路の種別
に応じて階層化された情報として記憶手段に記憶されて
なり、経路算出手段は、階層化された情報毎に順次経路
に関する処理を実行してなる。

【００２１】前記した手段によれば、道路網上の出発地
と目的地との位置に関する情報が入力されたときには、
入力された情報に応答して、道路地図情報を検索して出
発地と目的地にそれぞれ属する道路を抽出し、抽出した
道路のうち目的地の属する道路に含まれる交差点を抽出
し、抽出した交差点のうち任意の交差点あるいは出発地
に近接した交差点を乗換え点に設定し、設定した乗換え
点に交差する道路と出発地の属する道路とが一致するま
で、乗換え点に交差する道路を順次抽出するとともに、
抽出した道路に属する交差点を順次乗換え点に設定し、
設定した乗換え点と抽出した道路に従って出発地と目的
地とを結ぶ経路を候補として順次算出することとしてい
る。すなわち、全ての道路を経路探索の対象とするので
はなく、目的地に属する道路に含まれる交差点を基準と
して、この交差点に接続関係を有する道路および交差点
を探索し、探索した道路が出発地の属する道路と一致す
るまでの経路を、出発地と目的地とを結ぶ経路の候補と
している。そして経路の候補が探索されたときには、交
通情報を基に出発地から目的地まで最短時間で到達でき
る経路を選択し、選択した経路を表示手段の道路地図上
に表示することとしている。これにより、交通状況にあ
った最適な経路をドライバに提供することができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る経路誘導装置
の一実施形態を図面に基づいて説明する。

【００２３】図１は本発明の一実施形態を示す経路誘導
装置の全体構成図である。図１において、経路誘導装置
は、入力部１０、表示部１２、経路算出部１４、道路地
図情報記憶部１６、道路接続マトリックス記憶部１８、
ノード接続マトリックス記憶部２０、交通情報記憶部２
２を備えて構成されている。

【００２４】入力部１０は、ドライバの操作により、道
路網上の出発地と目的地との位置に関する位置情報を道
路地図に対応づけて入力する入力手段として構成されて
おり、入力部１０から入力された入力情報は経路算出部
１４に入力される。経路算出部１４は、入力部１０から
の入力情報に応答して、各記憶部１６、１８、２０、２
２の記憶情報を検索し、検索した情報に基づいて、出発
地と目的地とを結ぶ経路を算出する経路算出手段として
構成されており、算出した経路のうち目的地まで最短時
間で到達できる経路を選択し、選択した経路を表示部１
２の表示画面上に表示させるようになっている。

【００２５】道路地図情報記憶部１６は、道路網に関す
る道路地図情報を記憶する道路地図情報記憶手段として
構成されており、道路接続マトリックス記憶部１８は、
道路網を形成する各道路相互の接続の有無に関する接続
情報を各道路固有の道路番号に対応づけて記憶する道路
接続情報記憶手段として構成されている。ノード接続マ
トリックス記憶部２０は、道路網を形成する各道路の交
差点と各道路との接続の有無に関する接続情報を各交差
点固有のノード番号に対応づけて記憶する交差点情報記
憶手段として構成されており、交通情報記憶部２２は、
道路網の各道路の交通量と各交差点間の旅行時間に関す
る交通情報として少なくても最新の交通情報を記憶する
交通情報記憶手段として構成されている。そして交通情
報記憶部２２には、各道路網の交通量や旅行時間に関す
る交通情報が交通情報収集装置から入力されるようにな
っている。

【００２６】道路地図情報記憶部１６は、例えばＣＤ−
ＲＯＭ（ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｃｋ−ＲｅａｄＯ
ｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）あるいはハードディスクで構成
されている。道路地図情報記憶部１６には、道路網に関
する各種道路地図情報として、例えば、図２に示すよう
に、実際の道路網に関する道路地図情報が記憶されてい
る。この道路地図情報のデータベースは、例えば、実際
の道路を図３のテーブルのように、ノード（道路と道路
とが交差する交差点）に関するノード情報とリンク（ノ
ードとノードとを結ぶ区間）に関係する情報などで構成
されている。例えば、図２に示す道路番号Ｒ２の道路に
関するノードとして、ノード番号１５については、ノー
ド番号１５の情報として、Ｘ座標：１００、Ｙ座標：１
２０、リンク数：４、リンク番号：２０、２１、１９、
３０の情報がノードテーブルに格納される。これらの情
報は、ノード番号１５の位置座標が（１００，１２０）
で、ノード番号１５の点から流出するリンクの数は４本
あり、それらのリンク番号は２０、２１、１９、３０で
あることを示している。またリンクテーブルのリンク番
号２１には、始点ノード番号：１５、終点ノード番号：
３４、リンク長：５００、道路番号Ｒ２に関する情報が
記憶されている。このリンク番号２１における情報は、
ノード１５からノード３４に向かう道路（道路番号Ｒ
２）上のリンクで、リンク長が５００であることを示し
ている。そしてこの道路が一方通行でなければ、ノード
３４からノード１５に向かう道路が存在し、リンクテー
ブルを見ると、その道路にはリンク番号５５が付けられ
ていることがわかる。またノード番号３４にも、ノード
Ｘ座標：１８０、ノードＹ座標：１４０、リンク数：
４、リンク番号：４０、４１、５５、６０の情報が格納
されている。

【００２７】道路地図情報記憶部１６には、道路地図に
関する道路以外の情報として、建物や公園などの施設、
鉄道、水系などの名称などのデータも記憶される。また
道路番号は、例えば、国道１号線、県道１０号線など道
路に付与された番号が記入される。このとき、脇道など
番号が付与されていないときには、経路算出部１４にお
いて道路固有の番号を割り付けることとしている。さら
にノード番号は互いに重複がないように決定されてい
る。また図３に示すデータベースは基本構成であり、こ
のデータの他にも、ノードに隣接するノード、右折の可
否、リンクの幅員などの情報を付加して各テーブルを構
成することも可能である。

【００２８】道路接続マトリックス記憶部１８には道路
接続マトリックスに関する情報が記憶されており、ノー
ド接続マトリックス記憶部２０にはノード接続マトリッ
クスに関する情報が記憶されている。各マトリックスに
関する情報は、図３に示されるノードテーブルおよびリ
ンクテーブルを用いて作成されている。道路接続マトリ
ックスとノード接続マトリックスを作成するに際して
は、例えば、図４に示すように、道路網として、道路番
号Ｒ１〜Ｒ９の道路と、各道路のノードとしてノード番
号１〜１４を有する場合には、まず、図５（ａ）に示す
ように、道路番号Ｒ１〜Ｒ９に対応した番号をそれぞれ
行番号および列番号として、９×９のノード接続マトリ
ックスを作成し、マトリックスの各要素の初期値を０と
する。なお、図５では、道路番号のうちＲを除去した数
字で行番号および列番号を示している。また、行番号は
出発地側の道路番号に対応し、列番号は目的地側の道路
番号に対応している。

【００２９】ノード接続マトリックスの初期値が設定さ
れた後は、ノード番号１から順番に、図３のノードテー
ブルおよびリンクテーブルを検索し、どの道路とどの道
路とがどのノードを介して接続しているかを調べる。図
４の道路網では、ノード番号１のノードには、３本のリ
ンクが接続されており、そのうちの２本のリンクは道路
番号Ｒ１、残りのリンクは道路番号Ｒ６である。そこ
で、ノード番号１のノードは、道路番号Ｒ１、Ｒ６のリ
ンクと接続関係があるとして、図５（ｂ）に示すよう
に、ノード接続マトリックスの１行６列および６行１列
の要素にノード番号の「１」を記入する。ノード番号２
のノードにも３本のリンクが接続されており、そのうち
の２本のリンクは道路番号Ｒ２、残りの１本のリンクは
道路番号Ｒ６である。そこで、道路番号Ｒ２、Ｒ６のリ
ンクに関する乗換え点を示すノードとして、ノード接続
マトリックスの２行６列および６行２列の要素にノード
番号の「２」を記入する。以下同様に、ノード番号３、
ノード番号４、ノード番号５、……の順に全てのノード
と道路との接続関係を調べ、各道路の乗換え点を示すノ
ードの要素にノード番号を記入することで、ノード接続
マトリックスが完成する。このノード接続マトリックス
は、行側の道路を基準として、各道路が列側の道路とど
のノード（ノード番号）を介して接続されているかを示
している。

【００３０】次に、ノード接続マトリックスが作成され
た後は、ノード接続マトリックスの要素を２値化し、図
５（ｃ）に示すような道路接続マトリックスを作成す
る。すなわち、ノード接続マトリックスの各要素のうち
道路番号が記入され、その値が１以上の要素の値を１と
する。さらに対角要素を１とする。対角要素を１とする
のは、行側の道路と列側の道路のうち番号の同じもの
は、同じ道路を意味しているためである。

【００３１】次に、図５（ｂ）のノード接続マトリック
ス、図５（ｃ）の道路接続マトリックスを用いて経路を
探索する方法について説明する。この考え方は、道路接
続マトリックスにおいて、出発地の道路番号の行要素と
目的地の道路番号の列要素の各要素ごとの論理積の論理
和（以下、要素の論理積和と称する。）を求め、論理積
が１となる要素が見つかるまで道路の接続を考慮しなが
ら、道路接続マトリックスの列を変えていくものであ
る。すなわち、論理積和が１であることは、経路探索の
ための対象となる一対の道路が直接あるいは他の道路を
介して接続していることを表していることに着目したも
のである。この考え方を基に、経路探索の具体例につい
て説明する。

【００３２】まず、図６に示すように、ドライバの操作
により、入力部１０から出発地Ｓと目的地Ｄに関する位
置情報が入力されたときには、出発地Ｓと目的地Ｄの属
する道路番号を道路地図情報に基づいて検索する。この
とき出発地Ｓは道路番号Ｒ３に属し、目的地Ｄは道路番
号Ｒ８に属することがわかる。そこで図５（ｃ）の道路
接続マトリックスのうち３行の要素（０、０、１、１、
１、０、０、０、０、）と８列の要素（１、１、０、
０、０、０、１、１、０）を抽出し、抽出した行要素と
列要素の各要素ごとの論理積を求めるとともに、各論理
積の論理和を求める。このとき論理積和を計算すると、
０となる。従って、論理積和が０であるから、道路番号
Ｒ３の道路（リンク）と道路番号Ｒ８の道路は直接接続
していないことになる。そこで、道路番号Ｒ８の道路と
交差する道路を抽出するために、８列の要素（道路番号
Ｒ８の列要素）で１となる要素の道路番号を道路接続マ
トリックスから求めると、この道路番号としてＲ１、Ｒ
２およびＲ７が抽出される。このとき、ノード接続マト
リックスの８列の要素を調べると、道路番号Ｒ１、Ｒ
２、Ｒ７における乗換え点となるノードのノード番号は
９、１０、１１が得られる。この場合、目的地Ｄに行く
には、道路番号Ｒ１の道路からノード番号９で道路番号
Ｒ８の道路に乗り換えるか、道路番号Ｒ２の道路からノ
ード番号１０で道路番号Ｒ８の道路に乗り換えるか、あ
るいは、道路番号Ｒ７からノード番号１１で道路番号Ｒ
８の道路に乗り換えればよいことになる。

【００３３】次に、道路番号Ｒ３を基準に、道路番号Ｒ
３と道路番号Ｒ１、Ｒ２、Ｒ７との接続関係を調べるこ
とになるが、Ｒ３とＲ１、Ｒ３とＲ２、Ｒ３とＲ７との
順で互いの接続関係を調べてもよいし、あるいはノード
テーブルからノード番号９、１０、１１の座標を求め、
直線距離が目的地に最も近いノード番号が存在する道路
番号順に接続関係を調べてもよい。ここでは、後者の方
法を採用し、後者の方法について説明する。この場合に
は、道路番号Ｒ２からノード番号１０で道路番号Ｒ８の
道路に乗り換える経路が第１候補、道路番号Ｒ７からノ
ード番号１１で道路番号Ｒ８の道路に乗り換える経路が
第２候補、道路番号Ｒ１からノード番号９で道路番号Ｒ
８の道路乗り換える経路が第３候補となる。

【００３４】まず、第１候補の経路から計算すると、経
路探索の対象となる道路の道路番号がＲ２、Ｒ３である
から、これらの道路番号Ｒ２、Ｒ３を基に道路接続マト
リックスを検索すると、道路番号Ｒ２に関する要素とし
て２列の要素（０、１、０、１、１、１、０、１、１）
が抽出され、道路番号Ｒ３に関する３行の要素（０、
０、１、１、１、０、０、０、０）が抽出される。そし
て各要素の論理積和を計算すると１となる。従って、Ｒ
２とＲ３の道路は直接あるいは他の道路を介して接続し
ていることになる。さらに各要素の論理積は（０、０、
０、１、１、０、０、０、０）となり、４番目と５番目
の要素が１であるので、Ｒ２とＲ３の道路はそれぞれ道
路番号Ｒ４とＲ５の道路を介して接続していることにな
る。

【００３５】このとき道路での乗り換える点を示すノー
ド番号は、次のようにして求める。各要素の論理積は
（０、０、０、１、１、０、０、０、０）であるので、
図５（ｂ）のノード接続マトリックスのうち２列の要素
の４番目と５番目の要素を検索すると、ノード番号７と
４が得られる。従って、Ｒ２からノード番号７でＲ４の
道路に乗り換えるか、Ｒ２の道路からノード番号４でＲ
５の道路に乗り換えればよいことになる。

【００３６】さらに、Ｒ４の道路からＲ３の道路への乗
換えおよびＲ５の道路からＲ３の道路への乗換えは、次
のようにして行なう。まず検索の対象となる道路の道路
番号がＲ４、Ｒ３であるから、道路接続マトリックスの
４列の要素（１、１、１、１、０、０、１、０、０）と
３行の要素（０、０、１、１、１、０、０、０、０）を
抽出し、各要素の論理積を計算すると、論理積として、
（０、０、１、１、０、０、０、０、０）が得られる。
そこでノード接続マトリックスの４列の要素から論理積
の要素が１の個所のノード番号を調べると、ノード番号
５が得られる。さらに、検索の対象となる道路の道路番
号がＲ５、Ｒ３のときには、道路接続マトリックスの５
列の要素（０、１、１、０、１、０、０、０、０）と３
行の要素（０、０、１、１、１、０、０、０、０）が抽
出される。これら各要素の論理積を計算すると、この論
理積は（０、０、１、０、１、０、０、０、０）とな
る。そこで、ノード接続マトリックスの５列の要素から
論理積の要素が１の個所のノード番号を調べると、ノー
ド番号３が得られる。

【００３７】従って、Ｒ４からＲ３への乗換えは、ノー
ド番号５で、Ｒ５からＲ３への乗換えは、ノード番号３
で行なえばよいこととなる。

【００３８】以上のことから、出発地Ｓから目的地Ｄに
行く場合には、Ｒ３を出発してノード番号Ｒ５でＲ４
（またはノード番号３でＲ５）に乗換え、ノード番号７
でＲ２（またはノード番号４でＲ２）に乗換え、最後に
ノード番号１０でＲ８に乗り換えて行けばよいことがわ
かる。すなわち、出発地Ｓから目的地Ｄまでの経路とし
て二つの候補が得られたことになる。

【００３９】また、目的地Ｄに到達する他の経路として
は、Ｒ７からノード番号１１でＲ８に乗り換える経路
と、Ｒ１からのノード番号９でＲ８に乗り換える経路が
ある。このとき、Ｒ７を利用するときには、道路接続マ
トリックスの７列の要素（０、０、０、１、０、０、
１、１、１）と３列の要素（０、０、１、１、１、０、
０、０、０）の要素の論理和は１となり、論理積は
（０、０、０、１、０、０、０、０、０）であるので、
Ｒ７とＲ３の道路はそれぞれＲ４の道路を介して接続し
ていることになる。このときノード接続マトリックスの
７列の４番目の要素をみると乗換えノード番号は６であ
ることがわかる。従って、Ｒ７を利用して目的地Ｄにい
く経路は、Ｒ３を出発してノード番号５でＲ４に乗換
え、ノード番号６でＲ７に乗り換えて、最後にノード番
号１１でＲ８に乗り換えることになる。

【００４０】次に、Ｒ１を利用する場合には、道路接続
マトリックスの１列の要素（１、０、０、１、０、１、
０、１、１）と３行の要素（０、０、１、１、１、０、
０、０、０）の要素の論理和は１となり、論理積は
（０、０、０、１、０、０、０、０、０）あるので、Ｒ
１とＲ３の道路はＲ４の道路を介して接続していること
になる。このとき論理積の値が１となる要素として１列
の４番目の要素をみると、乗換えノード番号は８である
ことがわかる。従って、Ｒ１を利用して目的地Ｄに行く
経路は、Ｒ３を出発してノード番号５でＲ４に乗換え、
ノード番号８でＲ１に乗り換えて、最後にノード番号９
でＲ８に乗り換えることになる。

【００４１】本実施形態においては、与えられた出発地
Ｓと目的地Ｄの位置情報を基に、出発地Ｓと目的地Ｄが
属する道路の道路番号を調べる。次に、目的地Ｄの道路
番号から出発してそれに接続する道路の道路番号、その
道路に接続する道路の道路番号の順に調べ、最終的に出
発地の道路に接続するまで、道路の道路番号およびノー
ド番号を調べる。そして、最後にこれらの道路番号およ
びノード番号を出発地の道路番号→乗り換える道路番号
と交差点（ノード番号）→乗り換える道路番号と交差点
→……→目的地Ｄの道路番号と交差点のように並び変え
て、出発地Ｓから目的地Ｄまでの経路としている。この
ため、本実施形態によれば、道路網上の全ての道路や交
差点を検索の対象とする必要はなく、出発地Ｓと目的地
Ｄとを結ぶ経路を迅速に探索することができる。

【００４２】上記実施形態では、具体例について説明し
たが、前記実施形態を一般化した処理を図７に示す。こ
の処理は、経路算出部１４が実行するもので、入力部１
０から出発地と目的地に関する位置情報が入力されたと
きに、出発地の属する道路の道路番号をｓ、目的地の属
する道路の道路番号をｄとする（ステップ１００）。こ
のあと終了フラグ（ｅｎｄｆｌａｇ）を０とし（ステッ
プ１０２）、終了フラグが１となるまで経路テーブルを
作成する（ステップ１０４、１０６）。

【００４３】経路テーブルは、図８に示すように、経路
算出の対象となる一対の道路のうち一方の道路を目的地
道路とし、他方の道路を出発地道路としたときのテーブ
ルとして、各種の項目が設定されている。例えば、目的
地道路の道路番号を示す目的地道路番号２００、道路接
続数２０２、目的地道路と接続関係にある道路番号を示
す出発地道路番号２０４、目的地道路と接続関係にある
交差点のノード番号を示す接続ノード番号２０６、ポイ
ンタ２０８に関する各種項目が設定されている。

【００４４】ここで、経路算出部１４が経路テーブルを
作成するに際しては、以下の式が定義されている。

【００４５】道路網の最大道路本数をｋ、道路接続マト
リックスをＲ＝（ｒｉｊ（１≦ｉ，ｊ≦ｋ）｜道路番号
ｉとｊの接続の有無。ｒｉｊ＝０または１、ただし対角
要素ｒｉｉ＝１）、ノード接続マトリックスをＮ＝（ｎ
ｉｊ（１≦ｉ，ｊ≦ｋ）｜道路番号ｉとｊの接続するノ
ード番号）とする。

【００４６】そして経路テーブルの目的地番号にｄを格
納する。この後、ステップ１〜３の順に経路テーブルを
作成する。まず、ステップ１では、Ｃ＝（ｃｐ＝ｒｓｐ
・ｒｐｄ（１≦ｐ≦ｋ）｜道路番号ｓとｄが道路番号ｐ
を介して接続しているかの有無。）および各要素の論理
積の和ａ＝ｃ１＋ｃ２＋…＋ｃｋ（＋は論理和を表す）
を計算する。

【００４７】上記計算結果においては、ａが１ならば次
のステップ２を実行し、そうでないときにはステップ３
を実行する。

【００４８】（ステップ２）この場合は、出発地の道路
番号ｓと目的地の道路番号ｄが道路番号ｐを介して接続
していることになる。そこで、ｐ＝ｓかどうかを判定す
る。ｐ＝ｓならば、経路テーブルの接続道路番号数に
１、出発地道路番号にｓ、接続ノード番号にｎｓｄおよ
びポインタにＮＵＬＬ（終了を示す符号）を格納して処
理を終了する。

【００４９】一方、ｐ≠ｓならば、経路テーブルの接続
道路数に１、出発地道路番号にｐ、ノード接続番号にｎ
ｐｄおよびポインタに次の経路テーブルアドレスを格納
し、ｄ＝ｐとしてステップ１に戻る。

【００５０】（ステップ３）この場合は、道路番号ｓと
ｄを接続する道路がないことを表している。そこで、ｃ
ｐ＝１（１≦ｐ≦ｋ）となる全てのｐを求め、その総数
を接続道路数に、ｐの値を出発地道路番号に、ノード番
号を接続ノード番号に格納する。そして、ｄ＝ｐとして
ステップ１に戻る。

【００５１】ステップ３の総数が０になるまでステップ
１〜ステップ３を再起的に実行する。ステップ１からわ
かるように、本方式の経路計算は、論理積と論理和だけ
で実現できるため、経路計算時間を大幅に短縮すること
ができる。

【００５２】図６の例を基に上記アルゴリズムを実行し
た結果を図９に示す。

【００５３】図９においては、目的地の属する道路の道
路番号Ｒ８と接続関係のある道路数が３で、各道路の道
路番号がＲ１、Ｒ２、Ｒ７であることを示しており、Ｒ
１、Ｒ２、Ｒ７がそれぞれノード番号９、１０、１１を
介して接続していることを示している。そして出発地道
路番号の項目に最初の出発地の道路番号が挿入されない
ときには、出発地道路番号を新たな目的地道路番号と
し、新たな目的地道路番号を基準に、この道路と経路の
探索の対象となる道路との接続関係について経路テーブ
ルに作成する。すなわち、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ７をそれぞれ
新たな目的地道路番号とし、これらの道路番号と出発地
道路番号Ｒ４、Ｒ５との接続関係を検索する。そしてＲ
１、Ｒ２、Ｒ７を新たな目的地道路番号としても出発地
道路番号にＲ３が記録されないときには、Ｒ４、Ｒ５を
それぞれ新たな目的地道路番号とし、Ｒ４、Ｒ５と接続
関係のある出発地道路を探索する。このとき、新たな目
的地道路Ｒ４、Ｒ５、Ｒ４に対する出発地道路としてＲ
３が記録されたときには、出発地の道路に到達したとし
て、処理を終了することになる。

【００５４】図９の結果から、図６に示す出発地と目的
地に対して、下記の４本の経路が得られたことになる。

【００５５】（１）Ｒ３→Ｒ４→Ｒ２→Ｒ８（２）Ｒ３→Ｒ５→Ｒ２→Ｒ８（３）Ｒ３→Ｒ４→Ｒ７→Ｒ８（４）Ｒ３→Ｒ４→Ｒ１→Ｒ８これら複数の経路が算出されたときには、経路算出部１
４は、交通情報記憶部２２に記憶された交通情報のうち
現在の交通状況から各経路の旅行時間を予測し、最短時
間で目的地まで到達できる経路を求め、この経路を表示
部１２の表示画面に表示された道路地図上に表示する。
これにより、ドライバは出発地から目的地まで最短時間
で到達できる経路を利用することができる。また、複数
の経路をオフラインであらかじめ計算して求めておき、
出発地と目的地の位置情報が与えられたときに、あらか
じめ計算して求めておいた複数の経路の中から最適な経
路を選択してドライバに提供する方法も考えられる。

【００５６】この場合、前述した経路算出方法では、例
えば、Ｒ３→Ｒ５→Ｒ２→Ｒ４→Ｒ１→Ｒ８の経路が存
在するにも関わらず、この経路は求められていない。こ
れは、本発明の方法では、ステップ１のｃｐ＝ｒｓｐ・
ｒｐｄ（１≦ｐ≦ｋ）からわかるように、目的地道路と
出発地道路が直接もしくは１本の道路で接続しているか
どうかを調べていくため、２本以上の道路で接続される
経路は考慮されてないためである。これを解決するに
は、次の方法を採用することができる。例えば、（１）
〜（４）の経路で道路の乗換えに使われたノード番号を
２重丸で示すと、図６の道路網は図１０のように表され
る。そこで、この２重丸のノードだけを用いて、例え
ば、ダイクストラ法などを用いて経路を計算することが
できる。すなわち特定のノードにだけ着目してダイクス
トラ法により経路を計算する。この方法を用いれば、全
てのノードに対してダイクストラ法を適用する必要がな
く、特定のノードだけにダイクストラ法を適用すればよ
いので、全体の計算量としては、従来のダイクストラ法
よりも計算量を減らすことができる。

【００５７】また経路を算出するに際しては、図１１に
示すように、道路網を国道、県道、市道など全ての道路
が記載された道路地図に対して検索が実行されるが、県
道、国道、高速道路を第１グループ、市道、県道を第２
グループのように階層化することにより、検索の対象と
なる道路の本数を少なくすることができる。すなわち出
発地Ｓから目的地Ｄまでの経路を算出するときに、全て
の道路について探索するのではなく、出発地や出発地が
市道に属する場合でも、出発地近傍の高速道路などを基
準に目的地の属する道路を探索し、目的地の近傍で高速
道路や県道と交差する市道を探索する。このような構成
を採用すると、接続道路マトリックス、ノード接続マト
リックスのサイズを小さくすることができるので、経路
計算の時間をさらに短縮することができる。

【００５８】またドライバに経路を提供する際に、交通
渋滞を避けて経路を誘導したり、火災や洪水などの災害
が発生した場合、これらの地域を避けて経路を誘導した
りすることはドライバにとって重要なことである。これ
を実現するには、図１２に示すような構成を採用するこ
とができる。図１２では、渋滞予測シミュレータ２４、
災害予測シミュレータ２６が設けられており、各シミュ
レータ２４、２６によって予測された情報が経路算出部
１４に入力されるようになっている。各シミュレータ２
４、２６には、図１３に示すように、道路網に配置され
た監視カメラ２８からの情報が入力されており、渋滞予
測シミュレータ２４は、道路網の交通状況を監視カメラ
２８から入力し、この入力情報を基に渋滞の拡がる領域
を予測する渋滞予測手段として構成されている。災害予
測シミュレータ２６は、監視カメラ２８からの情報およ
び防災センターからの情報などに基づいて、道路網に関
連する領域で発生した火災を基に火災の延焼する領域を
予測する延焼予測手段および道路網に関連する領域に生
じた洪水を基に洪水の拡がる領域を予測する洪水予測手
段を構成するようになっている。そして経路算出部１４
は、各シミュレータ２４、２６で予測された結果を基
に、予測結果の領域に含まれる道路に対して経路算出の
対象から除外するために、図１４に示すように、道路接
続マトリックスの値が１のものを０にするようになって
いる。これにより、経路算出部１４は、経路を算出する
ときに、渋滞の拡がる領域に属する道路や災害が発生す
ると予測される領域に属する道路を算出経路から除外
し、ドライバに安全な経路を提供することができる。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
出発地と目的地が与えられたときに、目的地の属する道
路に含まれる交差点を抽出し、抽出した交差点のうち任
意の交差点を乗り換え点に設定し、この乗換え点を基準
に、この乗換え点と交差する道路と出発地の属する道路
とが一致するまで、乗換え点に交差する道路を順次抽出
するとともに抽出した道路に属する交差点を順次乗換え
点に設定し、設定した乗換え点と抽出した道路に従って
出発地と目的地とを結ぶ経路を算出するようにしたた
め、全ての道路や交差点を探索の対象とする必要がな
く、出発地と目的地とを結ぶ経路を迅速に求めることで
きる。さらに複数の経路を算出したときに、交通情報を
基に最短時間で目的地まで到達できる経路を求め、この
経路を表示することができる。さらに渋滞や災害が生じ
る領域に含まれる道路を経路探索の領域から除外するこ
とで、渋滞や災害に迅速に対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す経路誘導装置の全体
構成図である。

【図２】道路網の構成説明図である。

【図３】ノードテーブルとリンクテーブルの構成説明図
である。

【図４】道路網の構成説明図である。

【図５】ノード接続マトリックスと道路接続マトリック
スの構成説明図である。

【図６】出発地と目的地との関係を示す概略道路地図の
構成図である。

【図７】経路算出処理を説明するためのフローチャート
である。

【図８】経路テーブルの構成説明図である。

【図９】経路テーブルの作成方法を説明するための図で
ある。

【図１０】本発明にダイクストラ法を適用したときの経
路算出法を説明するための図である。

【図１１】道路網を階層化したときの構成説明図であ
る。

【図１２】本発明の他の実施形態を示す全体構成図であ
る。

【図１３】道路網と交通管制センターとの関係を示す構
成図である。

【図１４】災害発生時の道路接続マトリックスの構成を
説明するための図である。

【符号の説明】

１０入力部１２表示部１４経路算出部１６道路地図情報記憶部１８道路接続マトリックス記憶部２０ノード接続マトリックス記憶部２２交通情報記憶部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】道路網に関する道路地図情報を記憶する
道路地図情報記憶手段と、道路地図上の出発地と目的地
の位置に関する情報を入力する入力手段と、入力手段か
ら入力された情報に応答して道路地図情報記憶手段の記
憶情報を検索し、検索した情報に基づいて出発地と目的
地にそれぞれ属する道路を抽出し、抽出した道路のうち
目的地の属する道路に含まれる交差点を抽出し、抽出し
た交差点のうち任意の交差点を乗り換え点に設定し、設
定した乗り換え点に交差する道路と出発地の属する道路
とが一致するまで、設定した乗り換え点に交差する道路
を順次抽出すると共に、抽出した道路に属する交差点を
抽出して順次乗り換え点に設定し、設定した乗り換え点
と抽出した道路に従って出発地と目的地とを結ぶ経路を
算出する経路算出手段とを備えている経路誘導装置。
【請求項２】道路網に関する道路地図情報を記憶する
道路地図情報記憶手段と、道路地図上の出発地と目的地
の位置に関する情報を入力する入力手段と、入力手段か
ら入力された情報に応答して道路地図情報記憶手段の記
憶情報を検索し、検索した情報に基づいて出発地と目的
地にそれぞれ属する道路を抽出し、抽出した道路のうち
目的地の属する道路に含まれる交差点を抽出し、抽出し
た交差点のうち出発地に近接した交差点を乗り換え点に
設定し、設定した乗り換え点に交差する道路と出発地の
属する道路とが一致するまで、設定した乗り換え点に交
差する道路を順次抽出すると共に、抽出した道路に属す
る交差点を抽出して順次乗り換え点に設定し、設定した
乗り換え点と抽出した道路に従って出発地と目的地とを
結ぶ経路を算出する経路算出手段とを備えている経路誘
導装置。
【請求項３】道路地図情報記憶手段は、道路網を形成
する各道路の道路地図上の位置を示す位置情報および各
道路相互の接続関係を示す接続情報を各道路および各道
路の交差点に関連づけて記憶してなり、経路算出手段
は、抽出した交差点のうち出発地に近づく方向に位置す
る交差点を新たな乗り換え点に設定し、設定した新たな
乗り換え点に交差する道路を抽出してなる請求項１また
は２記載の経路誘導装置。
【請求項４】道路網の情報として各道路相互の接続の
有無に関する接続情報を記憶する道路接続情報記憶手段
と、道路地図上の出発地と目的地の位置に関する情報を
入力する入力手段と、入力手段から入力された情報に応
答して道路接続情報記憶手段の記憶情報を検索し、検索
した情報に基づいて出発地と目的地にそれぞれ属する道
路を抽出し、抽出した道路のうち目的地の属する道路に
含まれる交差点を抽出し、抽出した交差点のうち任意の
交差点を乗り換え点に設定し、設定した乗り換え点に交
差する道路と出発地の属する道路とが一致するまで、設
定した乗り換え点に交差する道路を順次抽出すると共
に、抽出した道路に属する交差点を抽出して順次乗り換
え点に設定し、設定した乗り換え点と抽出した道路に従
って出発地と目的地とを結ぶ経路を算出する経路算出手
段とを備えている経路誘導装置。
【請求項５】道路網の情報として各道路相互の接続の
有無に関する接続情報を記憶する道路接続情報記憶手段
と、道路網の情報として各道路の交差点と各道路との接
続の有無に関する接続情報を記憶する交差点情報記憶手
段と、道路地図上の出発地と目的地の位置に関する情報
を入力する入力手段と、入力手段から入力された情報に
応答して道路接続情報記憶手段と交差点情報記憶手段の
記憶情報を検索し、検索した情報に基づいて出発地と目
的地にそれぞれ属する道路を抽出し、抽出した道路のう
ち目的地の属する道路に含まれる交差点を抽出し、抽出
した交差点のうち任意の交差点を乗り換え点に設定し、
設定した乗り換え点に交差する道路と出発地の属する道
路とが一致するまで、設定した乗り換え点に交差する道
路を順次抽出すると共に、抽出した道路に属する交差点
を抽出して順次乗り換え点に設定し、設定した乗り換え
点と抽出した道路に従って出発地と目的地とを結ぶ経路
を算出する経路算出手段とを備えている経路誘導装置。
【請求項６】道路接続情報記憶手段は、複数の行要素
と複数の列要素で構成されるマトリックスの各要素に、
出発地側の道路を行とし目的地側の道路を列としたとき
の接続情報を２値論理で記憶してなり、経路算出手段
は、行要素と列要素の各要素毎の論理積を求めると共
に、各論理積の論理和を求め、この論理和が指定の値の
ときには出発地側の道路と目的地側の道路とは互いに接
続関係があるとし、各論理積の論理和が指定の値とは異
なるときには出発地側の道路と目的地側の道路とは直接
接続関係がないとして、行要素と列要素の各要素毎の論
理積の値が指定の値を示す要素に対応した交差点を乗り
換え点に設定してなる請求項４または５記載の経路誘導
装置。
【請求項７】経路算出手段は、行要素と列要素の各要
素毎の論理積の論理和が指定の値とは異なるときには行
要素と列要素の各要素毎の論理積が指定の値となる要素
が求まるまで、列要素を順次変更し、出発地側の道路の
行要素と変更した列要素の各要素毎の論理積を求めると
共に、各論理積の論理和を求める請求項６記載の経路誘
導装置。
【請求項８】道路接続情報記憶手段は、道路網を形成
する各道路相互の接続の有無に関する接続情報を各道路
固有の道路番号に対応づけて記憶してなり、交差点情報
記憶手段は、道路網を形成する各道路の交差点と各道路
との接続の有無に関する接続情報を各交差点固有のノー
ド番号に対応づけて記憶してなり、経路算出手段は、経
路算出の対象となる一対の道路のうち一方の道路を目的
地道路とし他方の道路を出発地道路としたときのテーブ
ルとして、目的地道路の道路番号を示す目的地道路番号
と、目的地道路と接続関係にある道路の道路番号を示す
出発地道路番号と、目的地道路と接続関係にある交差点
のノード番号を示す接続ノード番号とを項目に含むテー
ブルを備え、経路算出時に、道路接続情報記憶手段と交
差点情報記憶手段の記憶情報を検索してテーブルの各項
目に番号を挿入し、番号の挿入されたテーブルの出発地
道路番号の項目に指定の出発地道路番号が挿入されたか
否かを判定し、テーブルの出発地道路番号の項目に指定
の出発地道路番号が挿入されるまでは、テーブルを変更
すると共に変更したテーブルの目的地道路番号項目に変
更前の出発地道路番号を挿入し、且つ変更したテーブル
の出発地道路番号項目に新たな道路の道路番号を挿入
し、番号の挿入されたテーブルの出発地道路番号が指定
の出発地道路番号となったときに、テーブルに挿入され
た道路番号とノード番号に従って経路を算出する請求項
５記載の経路誘導装置。
【請求項９】道路網の各道路の交通量と各交差点間の
旅行時間に関する交通情報として少なくとも最新の交通
情報を記憶する交通情報記憶手段を備え、経路算出手段
は、算出した経路のうち出発地から目的地まで最短時間
で到達する経路を交通情報記憶手段の記憶情報に従って
選択してなる請求項１、２、３、４または５記載の経路
誘導装置。
【請求項１０】経路算出手段の選択による経路を道路
地図上に表示する表示手段を備えている請求項９記載の
経路誘導装置。
【請求項１１】道路網に関連する領域で発生した火災
を基に火災の延焼する領域を予測する延焼予測手段と、
道路網の交通状況を基に渋滞の広がる領域を予測する渋
滞予測手段と、道路網に関連する領域に生じた洪水を基
に洪水の広がる領域を予測する洪水予測手段のうち少な
くとも１以上の予測手段を備え、経路算出手段は、経路
算出時に、前記予測手段のうち少なくとも１以上の予測
手段により予測された領域に属する経路を経路算出の対
象となる経路から除去してなる請求項１、２、３、４、
５、９または１０記載の経路誘導装置。
【請求項１２】経路算出手段は、１組以上の出発地と
目的地に関する経路を記憶手段の記憶情報に基づいて予
め算出し、入力手段により出発地と目的地に関する位置
情報が入力されたときに、予め算出した経路の中から目
的地まで最短時間で到達できる経路を交通情報記憶手段
の記憶情報に従って算出してなる請求項９記載の経路誘
導装置。
【請求項１３】経路算出手段は、１組以上の出発地と
目的地に対して各組の出発地と目的地とを結ぶ経路に属
する交差点を記憶手段の記憶情報に基づいて予め算出
し、入力手段により出発地と目的地に関する位置情報が
入力されて、この出発地と目的地に対応した経路に属す
る交差点を抽出するときには、予め算出した交差点に関
する情報を参照し、この参照結果と交通情報記憶手段の
記憶情報を用いて目的地まで最短時間で到達できる経路
を算出してなる請求項９記載の経路誘導装置。
【請求項１４】各道路に関する情報は、道路の種別に
応じて階層化された情報として記憶手段に記憶されてな
り、経路算出手段は、階層化された情報毎に順次経路に
関する処理を実行してなる請求項１、２、３、４、５、
６、７、８、９、１０、１１、１２または１３記載の経
路誘導装置。