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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