JPH1038595A - 最適経路探索回路 - Google Patents
最適経路探索回路Info
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- JPH1038595A JPH1038595A JP19087196A JP19087196A JPH1038595A JP H1038595 A JPH1038595 A JP H1038595A JP 19087196 A JP19087196 A JP 19087196A JP 19087196 A JP19087196 A JP 19087196A JP H1038595 A JPH1038595 A JP H1038595A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 道路の混雑状況等の制約条件がリアルタイム
に変化する場合にも対応できる最適経路探索回路を提供
する。 【解決手段】 所定個の初期経路Ｘの中から目的関数ｆ
（Ｘ）の値が最適値に近い経路を所定個選抜する選抜手
段と、選抜された経路Ｘのうち互いに共通の交差点を経
由する経路Ｘについて、その共通の交差点より目的地ま
での部分経路を互いに交換して所定個の新たな経路Ｘを
形成する交換手段と、任意の連続する４個の交差点で形
成される置換用部分経路Ｙの両端の交差点を２つとも経
由する経路Ｘについて、その２つの交差点に挟まれる部
分経路に置換用部分経路Ｙを置換する置換手段と、上記
選抜・交換・置換処理後の経路Ｘのうち目的関数ｆ
（Ｘ）の値が最適値に最も近い準最適経路を保持する準
最適経路保持回路とを備え、制約条件を満たす置換用部
分経路Ｙを含む最適経路を探索する。
に変化する場合にも対応できる最適経路探索回路を提供
する。 【解決手段】 所定個の初期経路Ｘの中から目的関数ｆ
（Ｘ）の値が最適値に近い経路を所定個選抜する選抜手
段と、選抜された経路Ｘのうち互いに共通の交差点を経
由する経路Ｘについて、その共通の交差点より目的地ま
での部分経路を互いに交換して所定個の新たな経路Ｘを
形成する交換手段と、任意の連続する４個の交差点で形
成される置換用部分経路Ｙの両端の交差点を２つとも経
由する経路Ｘについて、その２つの交差点に挟まれる部
分経路に置換用部分経路Ｙを置換する置換手段と、上記
選抜・交換・置換処理後の経路Ｘのうち目的関数ｆ
（Ｘ）の値が最適値に最も近い準最適経路を保持する準
最適経路保持回路とを備え、制約条件を満たす置換用部
分経路Ｙを含む最適経路を探索する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、カーナビゲーショ
ンのために最適経路を発見する最適経路探索回路に係
り、特に、道路の混雑状況等の制約条件がリアルタイム
に変化する場合にも対応できる最適経路探索回路に関す
るものである。
ンのために最適経路を発見する最適経路探索回路に係
り、特に、道路の混雑状況等の制約条件がリアルタイム
に変化する場合にも対応できる最適経路探索回路に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】最適経路を発見する経路プランニング問
題は最適化問題の一種であり、基本的には現在地から目
的地までの考えられる全ての経路を列挙し、各々の経路
について目的関数を計算し、目的関数の最適値を与える
経路を求めることによって解決される。しかし、考えら
れる経路の数が膨大となるため、分岐限定法などの探索
アルゴリズムによって最適経路を求めているのが現状で
ある。この技術については次の文献に詳しく述べられて
いる。
題は最適化問題の一種であり、基本的には現在地から目
的地までの考えられる全ての経路を列挙し、各々の経路
について目的関数を計算し、目的関数の最適値を与える
経路を求めることによって解決される。しかし、考えら
れる経路の数が膨大となるため、分岐限定法などの探索
アルゴリズムによって最適経路を求めているのが現状で
ある。この技術については次の文献に詳しく述べられて
いる。
【０００３】茨木俊秀，“組合わせ最適化”，４２頁〜
４６頁，岩波書店，平成３年ところが、現実には道路の
混雑状況等の制約条件がリアルタイムに変化する。制約
条件が変化した場合、再び始めから探索をやり直すこと
になり、実用的な時間内に探索しきれないことがある。
そこで、制限時間内に準最適な経路を探索する技術が検
討されている。その一例である遺伝的アルゴリズムの技
術については次の文献に詳しく述べられている。
４６頁，岩波書店，平成３年ところが、現実には道路の
混雑状況等の制約条件がリアルタイムに変化する。制約
条件が変化した場合、再び始めから探索をやり直すこと
になり、実用的な時間内に探索しきれないことがある。
そこで、制限時間内に準最適な経路を探索する技術が検
討されている。その一例である遺伝的アルゴリズムの技
術については次の文献に詳しく述べられている。
【０００４】北野宏明，“遺伝的アルゴリズム”，４３
頁〜６０頁，産業図書，平成５年遺伝的アルゴリズムに
基づいて本出願人が構成した基本的な最適経路探索回路
を図５に示す。図５の最適経路探索回路は、現在地Ｓか
ら目的地Ｇまでに複数の交差点ｘを経由して形成される
複数の経路Ｘの中から、交差点ｘの選び方に関するｍ個
の制約条件Ｃ＝（Ｃ1 ，Ｃ2 ，…，Ｃｍ）を満たし、か
つ経路Ｘを変数とし探索目的への適性を数値化する目的
関数ｆ（Ｘ）の値が最適値となるような経路Ｘを発見す
る最適経路探索回路である。
頁〜６０頁，産業図書，平成５年遺伝的アルゴリズムに
基づいて本出願人が構成した基本的な最適経路探索回路
を図５に示す。図５の最適経路探索回路は、現在地Ｓか
ら目的地Ｇまでに複数の交差点ｘを経由して形成される
複数の経路Ｘの中から、交差点ｘの選び方に関するｍ個
の制約条件Ｃ＝（Ｃ1 ，Ｃ2 ，…，Ｃｍ）を満たし、か
つ経路Ｘを変数とし探索目的への適性を数値化する目的
関数ｆ（Ｘ）の値が最適値となるような経路Ｘを発見す
る最適経路探索回路である。
【０００５】この最適経路探索回路にあっては、交差点
に番号ｘを付し、経由する交差点番号ｘをその経由順に
並べたリストで経路Ｘを表している。交差点番号はリス
トの要素であり、その並び順は要素番号である。最適経
路探索回路は、この経路ＸのリストをＮ１個記憶する第
一記憶回路と、前記Ｎ１個のリストについてそれぞれ目
的関数ｆ（Ｘ）の値を計算し、その値が最適値に近い順
（例えば最適値が無限大なら大きい順）にＮ２個（Ｎ１
＞Ｎ２）のリストを選抜し、その後第一記憶回路１の内
容を消去する選択回路２と、選択されたＮ２個のリスト
を記憶する第二記憶回路３と、このＮ２個のリストの中
から共通の交差点番号ｘを検出することにより、リスト
内に互いに共通の交差点番号ｘを含むリストの対を検出
する共通要素検出回路４と、その検出された対のリスト
間でその共通の交差点番号ｘよりも要素番号の大きい、
従ってリスト後順に並ぶ交差点番号ｘを相互に交換し、
これを新たなリストとして第一記憶回路１に記憶させる
という動作をＮ１／２回実行する経路交換回路５と、こ
のようにして第一記憶回路１に記憶されたリストの中か
ら目的関数ｆ（Ｘ）の値が最適値に最も近いリストを取
出して記憶する最適経路記憶回路９とを備えている。
に番号ｘを付し、経由する交差点番号ｘをその経由順に
並べたリストで経路Ｘを表している。交差点番号はリス
トの要素であり、その並び順は要素番号である。最適経
路探索回路は、この経路ＸのリストをＮ１個記憶する第
一記憶回路と、前記Ｎ１個のリストについてそれぞれ目
的関数ｆ（Ｘ）の値を計算し、その値が最適値に近い順
（例えば最適値が無限大なら大きい順）にＮ２個（Ｎ１
＞Ｎ２）のリストを選抜し、その後第一記憶回路１の内
容を消去する選択回路２と、選択されたＮ２個のリスト
を記憶する第二記憶回路３と、このＮ２個のリストの中
から共通の交差点番号ｘを検出することにより、リスト
内に互いに共通の交差点番号ｘを含むリストの対を検出
する共通要素検出回路４と、その検出された対のリスト
間でその共通の交差点番号ｘよりも要素番号の大きい、
従ってリスト後順に並ぶ交差点番号ｘを相互に交換し、
これを新たなリストとして第一記憶回路１に記憶させる
という動作をＮ１／２回実行する経路交換回路５と、こ
のようにして第一記憶回路１に記憶されたリストの中か
ら目的関数ｆ（Ｘ）の値が最適値に最も近いリストを取
出して記憶する最適経路記憶回路９とを備えている。
【０００６】図５の最適経路探索回路は、選択回路２、
共通要素検出回路４、経路交換回路５、最適経路記憶回
路９の順に動作する。図５の最適経路探索回路の動作結
果の例を、本発明の実施形態の図３を借りて説明する。
共通要素検出回路４、経路交換回路５、最適経路記憶回
路９の順に動作する。図５の最適経路探索回路の動作結
果の例を、本発明の実施形態の図３を借りて説明する。
【０００７】図３（ａ）は、第一記憶回路１に予め初期
値として記憶されているＮ１＝４個のリストを示してい
る。即ち、経路Ｘ１のリストはＳとＧとの間に交差点番
号１，６，１４を有しており、経路Ｘ１が現在地Ｓ，１
番交差点，６番交差点，１４番交差点，目的地Ｇの順で
経由していることが判る。Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４についても
同様である。各リストに含まれている交差点番号の個数
は一定ではない。
値として記憶されているＮ１＝４個のリストを示してい
る。即ち、経路Ｘ１のリストはＳとＧとの間に交差点番
号１，６，１４を有しており、経路Ｘ１が現在地Ｓ，１
番交差点，６番交差点，１４番交差点，目的地Ｇの順で
経由していることが判る。Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４についても
同様である。各リストに含まれている交差点番号の個数
は一定ではない。
【０００８】図３（ｂ）は、選択回路２により書き込ま
れた第二記憶回路３の内容を示している。Ｎ２＝３であ
る場合の第二記憶回路３の経路Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４のリス
トは、それぞれ図３（ａ）の第一記憶回路１中の経路の
リストから目的関数ｆ（Ｘ）の値の大きい順に選択し、
記憶されたものである。
れた第二記憶回路３の内容を示している。Ｎ２＝３であ
る場合の第二記憶回路３の経路Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４のリス
トは、それぞれ図３（ａ）の第一記憶回路１中の経路の
リストから目的関数ｆ（Ｘ）の値の大きい順に選択し、
記憶されたものである。
【０００９】図３（ｃ）は、共通要素検出回路４が検出
したリストの対を示し、共通の交差点番号６が枠囲みで
示されている。
したリストの対を示し、共通の交差点番号６が枠囲みで
示されている。
【００１０】図３（ｄ）は、経路交換回路５により書き
込まれた第一記憶回路１の内容を示している。即ち、先
ず、図３（ｂ）の第二記憶回路３中の経路Ｘ２，Ｘ４の
リストについて６番交差点より後順の交差点番号を互い
に交換し、そのリストを第一記憶回路１に新たな経路Ｘ
１，Ｘ２のリストとして書き込み、次に、第二記憶回路
３中の経路Ｘ３，Ｘ４のリストについて５番交差点より
後順の交差点番号を互いに交換し、そのリストを第一記
憶回路１に新たな経路Ｘ３，Ｘ４のリストとして書き込
んでいる。この交換は、Ｎ１／２＝２回実行されている
ので、Ｎ１＝４個のリストが得られている。
込まれた第一記憶回路１の内容を示している。即ち、先
ず、図３（ｂ）の第二記憶回路３中の経路Ｘ２，Ｘ４の
リストについて６番交差点より後順の交差点番号を互い
に交換し、そのリストを第一記憶回路１に新たな経路Ｘ
１，Ｘ２のリストとして書き込み、次に、第二記憶回路
３中の経路Ｘ３，Ｘ４のリストについて５番交差点より
後順の交差点番号を互いに交換し、そのリストを第一記
憶回路１に新たな経路Ｘ３，Ｘ４のリストとして書き込
んでいる。この交換は、Ｎ１／２＝２回実行されている
ので、Ｎ１＝４個のリストが得られている。
【００１１】以上の動作により、第一記憶回路１の内容
は図３（ａ）から図３（ｄ）に更新されたことになる。
は図３（ａ）から図３（ｄ）に更新されたことになる。
【００１２】この更新された第一記憶回路１の内容を新
たな初期値として、上記と同様の動作を繰り返すことに
より第一記憶回路１の内容は、次々と更新される。従っ
て、最適経路探索回路９には限りなく最適に近付く準最
適な経路が記憶されることになる。
たな初期値として、上記と同様の動作を繰り返すことに
より第一記憶回路１の内容は、次々と更新される。従っ
て、最適経路探索回路９には限りなく最適に近付く準最
適な経路が記憶されることになる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】図５の回路は、第一記
憶回路１の内容を書き換えること、すなわち探索の手段
として経路交換回路５を具備しており、これによって効
率的な探索を実現している。しかしながら、リスト長さ
や制約条件の個数ｍが特に大きい最適化問題に対して
は、実用的な時間内に満足できる準最適解を発見できな
いことがあるという欠点があった。
憶回路１の内容を書き換えること、すなわち探索の手段
として経路交換回路５を具備しており、これによって効
率的な探索を実現している。しかしながら、リスト長さ
や制約条件の個数ｍが特に大きい最適化問題に対して
は、実用的な時間内に満足できる準最適解を発見できな
いことがあるという欠点があった。
【００１４】一方、従来技術では、制約条件Ｃは目的関
数ｆ（ｘ）を計算するときに次の式（１）の形式で考慮
されるが、この計算は選択回路で行っており、探索のと
きには制約条件Ｃは考慮されていない。
数ｆ（ｘ）を計算するときに次の式（１）の形式で考慮
されるが、この計算は選択回路で行っており、探索のと
きには制約条件Ｃは考慮されていない。
【００１５】
【数１】
【００１６】ただし、 ｆ´（ｘ）：制約条件Ｃを考慮した関数 ｆ（ｘ）：最適化したい目的関数 ｃｏｎｆ（ｊ）：ｊ番目の制約条件が満たされていると
きは零、満たされていないときは正の値を取る関数 Ａ，Ｂ：定数 本出願人は、探索のとき制約条件を利用することが有効
であると考え、制約条件を利用した探索の手段があれ
ば、より効率的な探索が実現でき、従来技術の問題点が
解決できると考えて本発明に至ったものである。
きは零、満たされていないときは正の値を取る関数 Ａ，Ｂ：定数 本出願人は、探索のとき制約条件を利用することが有効
であると考え、制約条件を利用した探索の手段があれ
ば、より効率的な探索が実現でき、従来技術の問題点が
解決できると考えて本発明に至ったものである。
【００１７】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、道路の混雑状況等の制約条件がリアルタイムに変化
する場合にも対応できる最適経路探索回路を提供するこ
とにある。
し、道路の混雑状況等の制約条件がリアルタイムに変化
する場合にも対応できる最適経路探索回路を提供するこ
とにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、現在地から目的地までに複数の交差点を経
由して形成される経路の中から、交差点の選び方に関す
る制約条件を満たし、かつ経路を変数とし探索目的への
適性を数値化する目的関数の値が最適値となるような経
路を発見する最適経路探索回路において、所定個の初期
経路の中から上記目的関数の値が最適値に近い経路を所
定個選抜する選抜手段と、選抜された経路のうち互いに
共通の交差点を経由する経路について、その共通の交差
点より目的地までの部分経路を互いに交換して所定個の
新たな経路を形成する交換手段と、任意の連続する４個
の交差点で形成される置換用部分経路の両端の交差点を
２つとも経由する経路について、その２つの交差点に挟
まれる部分経路に上記置換用部分経路を置換する置換手
段と、上記選抜・交換・置換処理後の経路のうち目的関
数の値が最適値に最も近い準最適経路を保持する準最適
経路保持回路とを備えたものである。
に本発明は、現在地から目的地までに複数の交差点を経
由して形成される経路の中から、交差点の選び方に関す
る制約条件を満たし、かつ経路を変数とし探索目的への
適性を数値化する目的関数の値が最適値となるような経
路を発見する最適経路探索回路において、所定個の初期
経路の中から上記目的関数の値が最適値に近い経路を所
定個選抜する選抜手段と、選抜された経路のうち互いに
共通の交差点を経由する経路について、その共通の交差
点より目的地までの部分経路を互いに交換して所定個の
新たな経路を形成する交換手段と、任意の連続する４個
の交差点で形成される置換用部分経路の両端の交差点を
２つとも経由する経路について、その２つの交差点に挟
まれる部分経路に上記置換用部分経路を置換する置換手
段と、上記選抜・交換・置換処理後の経路のうち目的関
数の値が最適値に最も近い準最適経路を保持する準最適
経路保持回路とを備えたものである。
【００１９】上記選抜・交換・置換処理後の経路を初期
経路として同じ処理を繰り返し、準最適経路を更新して
もよい。
経路として同じ処理を繰り返し、準最適経路を更新して
もよい。
【００２０】上記置換用部分経路内の交差点が上記制約
条件を満たす交差点であってもよい。
条件を満たす交差点であってもよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態による最適経路
探索回路は、図１に示されるように、第一記憶回路１、
選択回路２、第二記憶回路３、共通要素検出回路４、経
路交換回路５、第三記憶回路６、部分検出回路７、置換
回路８、最適経路記憶回路９から構成されている。
探索回路は、図１に示されるように、第一記憶回路１、
選択回路２、第二記憶回路３、共通要素検出回路４、経
路交換回路５、第三記憶回路６、部分検出回路７、置換
回路８、最適経路記憶回路９から構成されている。
【００２２】選択回路２は、第一記憶回路１中にリスト
として記憶された所定個の初期経路から経路を選抜し、
第二記憶回路３にリストとして記憶する選抜手段を構成
している。共通要素検出回路４及び経路交換回路５は、
共通の交差点より目的地までの部分経路を互いに交換す
る交換手段を構成している。ここまでは図５の最適経路
探索回路にも含まれる。また、準最適経路保持手段を構
成する最適経路記憶回路９も同様である。
として記憶された所定個の初期経路から経路を選抜し、
第二記憶回路３にリストとして記憶する選抜手段を構成
している。共通要素検出回路４及び経路交換回路５は、
共通の交差点より目的地までの部分経路を互いに交換す
る交換手段を構成している。ここまでは図５の最適経路
探索回路にも含まれる。また、準最適経路保持手段を構
成する最適経路記憶回路９も同様である。
【００２３】第三記憶回路６は、任意の連続する４個の
交差点で形成される置換用部分経路をリストとして記憶
するものである。リストの形態は、４個の交差点番号ｋ
１，ｋ２，ｋ３，ｋ４を並べたものとなる。このリスト
はＮ３個記憶されるものとする。また、このリスト中の
ｋ２，ｋ３によってｍ個の制約条件Ｃ＝（Ｃ1 ，Ｃ2 ，
…，Ｃｍ）が全て満たされるものとする。部分検出回路
７は、置換用部分経路の両端の交差点を２つとも経由す
る経路を検出するものである。具体的には、第三記憶回
路６中の各リストの両端の交差点番号ｋ１，ｋ４を２つ
とも含むリストを第一記憶回路１中の各リストから検出
する。ただし、交差点番号ｋ１，ｋ４間に挟まれる交差
点番号がｋ２，ｋ３であるものは除く。置換回路８は、
２つの交差点に挟まれる部分経路に置換用部分経路を置
換するものである。具体的には、検出されたリストに対
し、当該２つの交差点に挟まれる全ての交差点番号を削
除し、代わりに置換用部分経路の中間の２つの交差点番
号ｋ２，ｋ３を挿入し、このように加工したリストを第
一記憶回路１に上書きする。
交差点で形成される置換用部分経路をリストとして記憶
するものである。リストの形態は、４個の交差点番号ｋ
１，ｋ２，ｋ３，ｋ４を並べたものとなる。このリスト
はＮ３個記憶されるものとする。また、このリスト中の
ｋ２，ｋ３によってｍ個の制約条件Ｃ＝（Ｃ1 ，Ｃ2 ，
…，Ｃｍ）が全て満たされるものとする。部分検出回路
７は、置換用部分経路の両端の交差点を２つとも経由す
る経路を検出するものである。具体的には、第三記憶回
路６中の各リストの両端の交差点番号ｋ１，ｋ４を２つ
とも含むリストを第一記憶回路１中の各リストから検出
する。ただし、交差点番号ｋ１，ｋ４間に挟まれる交差
点番号がｋ２，ｋ３であるものは除く。置換回路８は、
２つの交差点に挟まれる部分経路に置換用部分経路を置
換するものである。具体的には、検出されたリストに対
し、当該２つの交差点に挟まれる全ての交差点番号を削
除し、代わりに置換用部分経路の中間の２つの交差点番
号ｋ２，ｋ３を挿入し、このように加工したリストを第
一記憶回路１に上書きする。
【００２４】最適経路探索回路は、選択回路２、共通要
素検出回路４、経路交換回路５、部分検出回路７、置換
回路８、最適経路記憶回路９の順に動作する。
素検出回路４、経路交換回路５、部分検出回路７、置換
回路８、最適経路記憶回路９の順に動作する。
【００２５】次に、以下の経路プランニング問題に沿っ
て動作を説明する。
て動作を説明する。
【００２６】経路プランニング問題；交差点番号１から
１５の１５箇所の交差点を有する地図上で現在地Ｓから
目的地Ｇまでの経路で、制約条件を満たし、かつ最適な
経路を求める問題である。経路が最適かどうかは、その
探索目的への適性を数値化する目的関数ｆ（Ｘ）を用い
る。例えば、その目的関数ｆ（Ｘ）の値が大きいほど適
性が高いことを示す関数を用いる。制約条件について
は、部分経路（３，４）（９，１１）（４，５）（５，
７）が制約条件を満たす４つの部分経路であり、この部
分経路を１つ以上含む経路は制約条件を満たすものとす
る。また、以下の４個のリスト Ｙ１＝（１，３，４，１２） Ｙ２＝（２，９，１１，１４） Ｙ３＝（３，４，５，６） Ｙ４＝（４，５，７，１３） がそれぞれ連続する４個の交差点で形成される置換用部
分経路のリストであり、これら置換用部分経路は、いず
れも上記制約条件の部分経路を１つ以上含むものとす
る。
１５の１５箇所の交差点を有する地図上で現在地Ｓから
目的地Ｇまでの経路で、制約条件を満たし、かつ最適な
経路を求める問題である。経路が最適かどうかは、その
探索目的への適性を数値化する目的関数ｆ（Ｘ）を用い
る。例えば、その目的関数ｆ（Ｘ）の値が大きいほど適
性が高いことを示す関数を用いる。制約条件について
は、部分経路（３，４）（９，１１）（４，５）（５，
７）が制約条件を満たす４つの部分経路であり、この部
分経路を１つ以上含む経路は制約条件を満たすものとす
る。また、以下の４個のリスト Ｙ１＝（１，３，４，１２） Ｙ２＝（２，９，１１，１４） Ｙ３＝（３，４，５，６） Ｙ４＝（４，５，７，１３） がそれぞれ連続する４個の交差点で形成される置換用部
分経路のリストであり、これら置換用部分経路は、いず
れも上記制約条件の部分経路を１つ以上含むものとす
る。
【００２７】図２に示されるように、処理ステップは以
下の順に行われる。
下の順に行われる。
【００２８】ステップ１；第一記憶回路を初期化 第一記憶回路１に初期経路のリストとして、現在地Ｓか
ら目的地Ｇまでに経由する交差点の交差点番号ｘをその
経由順に並べたリストをＮ１個書き込む。図３（ａ）
は、Ｎ１＝４のときの第一記憶回路の内容を示してい
る。各リストに含まれている交差点番号の個数は一定で
はない。
ら目的地Ｇまでに経由する交差点の交差点番号ｘをその
経由順に並べたリストをＮ１個書き込む。図３（ａ）
は、Ｎ１＝４のときの第一記憶回路の内容を示してい
る。各リストに含まれている交差点番号の個数は一定で
はない。
【００２９】ステップ２；第二記憶回路をクリア 第二記憶回路２をオールクリアする。
【００３０】ステップ３；第三記憶回路に定数を記憶 第三記憶回路６に前記４個の置換用部分経路のリストを
全て書き込む。図４（ａ）は、このときの第三記憶回路
６の内容である。
全て書き込む。図４（ａ）は、このときの第三記憶回路
６の内容である。
【００３１】ステップ４；選択 選択回路２により、第一記憶回路１の各リストについて
目的関数ｆ（Ｘ）の値を計算し、目的関数ｆ（Ｘ）の値
の大きい順にリストをＮ２個選択して第二記憶回路２に
書き込み、その後、第一記憶回路１を消去する。図３
（ｂ）は、Ｎ２＝３のときの第二記憶回路の内容を示し
ている。
目的関数ｆ（Ｘ）の値を計算し、目的関数ｆ（Ｘ）の値
の大きい順にリストをＮ２個選択して第二記憶回路２に
書き込み、その後、第一記憶回路１を消去する。図３
（ｂ）は、Ｎ２＝３のときの第二記憶回路の内容を示し
ている。
【００３２】ステップ５；共通要素検出 共通要素検出回路４により、第二記憶回路２から共通の
交差点番号を含むリストを一対検出する。図３（ｃ）
は、共通要素検出回路が検出したリストの対を示し、経
路Ｘ２のリストの第４項と経路Ｘ４のリストの第４項に
相当する共通の交差点番号６が枠囲みで示されている。
交差点番号を含むリストを一対検出する。図３（ｃ）
は、共通要素検出回路が検出したリストの対を示し、経
路Ｘ２のリストの第４項と経路Ｘ４のリストの第４項に
相当する共通の交差点番号６が枠囲みで示されている。
【００３３】ステップ６；経路交換 ステップ５で検出した共通の交差点番号を含む一対のリ
スト間で、当該共通要素よりも要素番号の大きい要素同
士を交換し、交換によって形成された新しいリストを第
一記憶回路１に書き込む。この共通要素検出・交換・書
き込みの動作をＮ１／２回実行する。図３（ｄ）は、図
３（ｂ）の第二記憶回路中の経路Ｘ２，Ｘ４のリスト及
び経路Ｘ３，Ｘ４のリストについて経路交換の動作を施
した後の第一記憶回路１の内容を示している。
スト間で、当該共通要素よりも要素番号の大きい要素同
士を交換し、交換によって形成された新しいリストを第
一記憶回路１に書き込む。この共通要素検出・交換・書
き込みの動作をＮ１／２回実行する。図３（ｄ）は、図
３（ｂ）の第二記憶回路中の経路Ｘ２，Ｘ４のリスト及
び経路Ｘ３，Ｘ４のリストについて経路交換の動作を施
した後の第一記憶回路１の内容を示している。
【００３４】ステップ７；部分検出 部分検出回路７により第一記憶回路１に記憶されたリス
トの中から、第三記憶回路６に記憶されたリストの両端
の交差点番号ｋ１，ｋ４を２つとも含むリストを検出す
る。
トの中から、第三記憶回路６に記憶されたリストの両端
の交差点番号ｋ１，ｋ４を２つとも含むリストを検出す
る。
【００３５】ステップ８；置換 前記ステップ７で検出されたリストの交差点番号ｋ１，
ｋ４に挟まれる全ての交差点番号を削除し、代わりに交
差点番号ｋ２，ｋ３を挿入し、このように加工したリス
トを第一記憶回路１に上書きする。図４（ｂ）は、図３
（ｄ）の経路Ｘ１のリストに対し、図４（ａ）の置換用
部分経路Ｙ２のリストの交差点番号２，１４が含まれる
ことから、交差点番号３，６，８を削除し、置換用部分
経路Ｙ２のリストの交差点番号９，１１を挿入したもの
である。
ｋ４に挟まれる全ての交差点番号を削除し、代わりに交
差点番号ｋ２，ｋ３を挿入し、このように加工したリス
トを第一記憶回路１に上書きする。図４（ｂ）は、図３
（ｄ）の経路Ｘ１のリストに対し、図４（ａ）の置換用
部分経路Ｙ２のリストの交差点番号２，１４が含まれる
ことから、交差点番号３，６，８を削除し、置換用部分
経路Ｙ２のリストの交差点番号９，１１を挿入したもの
である。
【００３６】ステップ９；最適経路を記憶 最適経路記憶回路９に既に記憶されている経路のリスト
と、第一記憶回路１に記憶されている経路のリストとの
中から目的関数ｆ（Ｘ）の値が最大となるリストを求め
最適経路記憶回路９に上書きする。
と、第一記憶回路１に記憶されている経路のリストとの
中から目的関数ｆ（Ｘ）の値が最大となるリストを求め
最適経路記憶回路９に上書きする。
【００３７】以上のステップ４〜９を制限時間内にでき
るだけ多く繰り返すことにより、真の最適解に近い準最
適解を得ることができる。
るだけ多く繰り返すことにより、真の最適解に近い準最
適解を得ることができる。
【００３８】なお、置換用部分経路Ｙ１〜Ｙ４は、現在
地Ｓから目的地Ｇまでの経路に比べて短い部分経路なの
で、制約条件を満たす置換用部分経路Ｙ１〜Ｙ４は極め
て短時間に求めることができる。
地Ｓから目的地Ｇまでの経路に比べて短い部分経路なの
で、制約条件を満たす置換用部分経路Ｙ１〜Ｙ４は極め
て短時間に求めることができる。
【００３９】以上の動作に於いて、記憶回路をクリアし
たり、回数をカウントする回路などは、通常の論理回路
等で簡単に構成できるので、特別な回路を必要としな
い。また、図１に示された１〜９回路もマイクロコンピ
ュータ等で実現できる。
たり、回数をカウントする回路などは、通常の論理回路
等で簡単に構成できるので、特別な回路を必要としな
い。また、図１に示された１〜９回路もマイクロコンピ
ュータ等で実現できる。
【００４０】他の実施形態を説明する。
【００４１】図１の回路に於いて、選択回路２が第二記
憶回路３に書き込むリストとしては、目的関数ｆ（Ｘ）
の値が必ずしも大きい順でなくても良い。すなわち、目
的関数ｆ（Ｘ）の値がＮ２番目以下のリストをＮ２個の
数％程度選択することによって、本発明の性能が向上す
る場合もある。
憶回路３に書き込むリストとしては、目的関数ｆ（Ｘ）
の値が必ずしも大きい順でなくても良い。すなわち、目
的関数ｆ（Ｘ）の値がＮ２番目以下のリストをＮ２個の
数％程度選択することによって、本発明の性能が向上す
る場合もある。
【００４２】
【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。
る。
【００４３】道路の混雑状況等の制約条件がリアルタイ
ムに変化する場合にも、この制約条件を取り入れた高速
な探索が可能なので、実用的な時間内に満足できる最適
経路を発見でき、処理時間が短縮できる。
ムに変化する場合にも、この制約条件を取り入れた高速
な探索が可能なので、実用的な時間内に満足できる最適
経路を発見でき、処理時間が短縮できる。
【図１】本発明の一実施形態を示す最適経路探索回路の
回路図である。
回路図である。
【図２】本発明による処理ステップ図である。
【図３】本発明による（ａ）第一記憶回路の状態図、
（ｂ）第二記憶回路の状態図、（ｃ）共通要素検出回路
の出力、（ｄ）第一記憶回路の状態図である。
（ｂ）第二記憶回路の状態図、（ｃ）共通要素検出回路
の出力、（ｄ）第一記憶回路の状態図である。
【図４】本発明による（ａ）第三記憶回路の状態図、
（ｂ）第一記憶回路の状態図である。
（ｂ）第一記憶回路の状態図である。
【図５】本発明の基本的な最適経路探索回路の回路図で
ある。
ある。
１ 第一記憶回路 ２ 選択回路 ３ 第二記憶回路 ４ 共通要素検出回路 ５ 経路交換回路 ６ 第三記憶回路 ７ 部分検出回路 ８ 置換回路 ９ 最適経路記憶回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 狩野 均 茨城県つくば市竹園３丁目409−１ (72)発明者 松本 美幸 茨城県つくば市天久保３−２−１ (72)発明者 中村 晃之 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社オプトロシステム研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】 現在地から目的地までに複数の交差点を
経由して形成される経路の中から、交差点の選び方に関
する制約条件を満たし、かつ経路を変数とし探索目的へ
の適性を数値化する目的関数の値が最適値となるような
経路を発見する最適経路探索回路において、所定個の初
期経路の中から上記目的関数の値が最適値に近い経路を
所定個選抜する選抜手段と、選抜された経路のうち互い
に共通の交差点を経由する経路について、その共通の交
差点より目的地までの部分経路を互いに交換して所定個
の新たな経路を形成する交換手段と、任意の連続する４
個の交差点で形成される置換用部分経路の両端の交差点
を２つとも経由する経路について、その２つの交差点に
挟まれる部分経路に上記置換用部分経路を置換する置換
手段と、上記選抜・交換・置換処理後の経路のうち目的
関数の値が最適値に最も近い準最適経路を保持する準最
適経路保持手段とを備えたことを特徴とする最適経路探
索回路。 - 【請求項２】 上記選抜・交換・置換処理後の経路を初
期経路として同じ処理を繰り返し、準最適経路を更新す
ることを特徴とする請求項１記載の最適経路探索回路。 - 【請求項３】 上記置換用部分経路内の交差点が上記制
約条件を満たす交差点であることを特徴とする請求項１
又は２記載の最適経路探索回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19087196A JPH1038595A (ja) | 1996-07-19 | 1996-07-19 | 最適経路探索回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19087196A JPH1038595A (ja) | 1996-07-19 | 1996-07-19 | 最適経路探索回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1038595A true JPH1038595A (ja) | 1998-02-13 |
Family
ID=16265150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19087196A Pending JPH1038595A (ja) | 1996-07-19 | 1996-07-19 | 最適経路探索回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1038595A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2028444A3 (en) * | 2007-06-22 | 2015-02-11 | Hitachi Ltd. | Route searching method and route searching system |
| JP2015192508A (ja) * | 2014-03-27 | 2015-11-02 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｍａｃｈｉｎｅｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 情報処理装置、情報処理方法、およびプログラム |
| JP2017112828A (ja) * | 2016-12-16 | 2017-06-22 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｍａｃｈｉｎｅｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 情報処理装置、情報処理方法、およびプログラム |
-
1996
- 1996-07-19 JP JP19087196A patent/JPH1038595A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2028444A3 (en) * | 2007-06-22 | 2015-02-11 | Hitachi Ltd. | Route searching method and route searching system |
| JP2015192508A (ja) * | 2014-03-27 | 2015-11-02 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｍａｃｈｉｎｅｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 情報処理装置、情報処理方法、およびプログラム |
| US10053080B2 (en) | 2014-03-27 | 2018-08-21 | International Business Machines Corporation | Optimizing use states of a hybrid mobile vehicle along a discretized travel route |
| JP2017112828A (ja) * | 2016-12-16 | 2017-06-22 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｍａｃｈｉｎｅｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 情報処理装置、情報処理方法、およびプログラム |
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