JPH11325935A - 経路探索装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】必要充分な探索範囲を設定し、探索範囲内にお
いて推奨経路を探索する 【解決手段】現在位置O（401）と目的地D（４０２）か
らの距離a、ｂの和が、現在位置O（401）と目的地D（４
０２）間の距離mのK倍となる点の集合である楕円の内側
の範囲を探索範囲とする。そして、探索範囲内の経路の
うちコストが最小となる経路を推奨経路として抽出す
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、自動車に搭載され
るナビゲーション装置などにおいて目的地までの経路を
探索する技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車に搭載されるナビゲーション装置
では、道路地図データに基づいて、現在位置から目的地
までの推奨される経路を探索し、推奨経路として利用者
に提示する経路探索の技術が既に実用化されている。こ
のような推奨経路探索は、たとえば、現在位置と目的地
を含む矩形の範囲を探索範囲として設定し、ダイクスト
ラ法と呼ばれる技術によって、この探索範囲に含まれる
現在位置から目的地までの間で取り得る全ての経路のコ
ストを調べ、そのうちコストが最小となる経路を推奨経
路として抽出することにより行われている。ここで、こ
のような経路のコストとしては、経路の総距離や要走行
時間などを用いることが多い。

【０００３】また、さらに、近年では、ナビゲーション
装置において、利用者の希望する条件により適合する経
路を探索する技術も実用化されている。たとえば、利用
者の希望に応じて、有料道路を優先的に使用した経路
や、逆に、有料道路以外の道路を優先的に使用した経路
を探索するナビゲーション装置が実用化されている。こ
こで、このような条件付きの経路探索は、たとえば、ダ
イクストラ法において、有料道路を含む経路のコストを
条件に応じて増減することにより実現できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述した現在位置と目
的地を含む矩形の範囲を探索範囲として設定し、この探
索範囲の内から推奨経路を探索する技術によれば、次の
ような不利益がある。

【０００５】すなわち、たとえば、図５に示すように、
現在位置O(1000)、目的地D(1001)に対して、両者を含む
矩形の範囲が探索範囲1002を設定し、推奨経路1003を探
索する場合を考える。推奨経路の探索においては、一般
的に言って、推奨経路が現在位置、目的地間のコストが
最小となる経路であることより、図示するように現在位
置と目的地を結ぶ直線から大きくはずれない経路が、推
奨経路として求まることが期待できる。

【０００６】しかし、図５より理解されるように、現在
位置と目的地を含む矩形の範囲を探索範囲として設定す
る場合には、探索範囲には、現在位置と目的地を結ぶ直
線1004から大きくはずれた、およそ推奨経路探索に不必
要と思われる範囲が含まることになる。そして、推奨経
路の探索では、前述したように探索範囲に含まれる現在
位置から目的地までの間で取り得る経路の全てを調べる
ため、推奨経路探索に不必要な範囲が探索範囲に含まれ
ると、不必要な処理が生じ、結果、高速に推奨経路を探
索することができなくなってしまう。

【０００７】そこで、本発明は、より適切な探索範囲を
設定することにより、より高速に推奨経路を探索するこ
とを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題達成のために、
本発明は、たとえば、出発地から目的地までの推奨され
る経路を推奨経路として探索する経路探索装置であっ
て、道路地図データを記憶する手段と、出発地と目的地
からの距離の和が、現在位置と目的地間の距離の所定数
倍となる点の集合である楕円の内側の地理的範囲を探索
範囲として設定する手段と、前記道路地図データを参照
し、設定された探索範囲内に含まれる現在位置から目的
地までの間で取り得る全ての経路のうちから推奨経路を
選択する手段とを有することを特徴とする経路探索装置
を提供する。

【０００９】このような経路探索装置によれば、従来の
現在位置と目的地を含む矩形の範囲を探索範囲として設
定する場合に比べ、より小さい範囲を探索範囲として設
定することができるので、より高速に推奨経路の探索を
行うことができると共に、真に最小コストの経路が、こ
の現在位置と目的地を結ぶ直線から大きくはずれない楕
円の範囲内に存在することが期待できるので、従来より
探索範囲を小さくしても、従来に比べ、推奨経路として
劣った経路が、推奨経路として探索されてしまう可能性
を小さくすることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る経路探索装置
の一実施形態を、車載用ナビゲーション装置への適用を
例にとり説明する。

【００１１】図１に、本実施形態に係るナビゲーション
装置の構成を示す。

【００１２】図中、１はマイクロプロセッサやメモリか
ら構成される処理装置、２は表示装置、３は地図データ
が記憶されたCD-ROMなどの記憶媒体のアクセスを担うド
ライブ装置、４は利用者の指示の入力を受け付ける入力
装置、５は車速センサや方位センサやＧＰＳ受信機など
から構成されるセンサ装置である。

【００１３】このような構成において、処理装置１は、
センサ装置５の方位センサから入力する車両の進行方位
や車速センサから入力する車速やＧＰＳ受信機から入力
する測定現在位置などに基づいて車両の現在位置を算出
する処理を行う。また、入力装置５を介して利用者より
入力された目的地と、入力装置５を介して利用者より入
力されたもしくはセンサ装置５からの入力より算出した
現在位置に基づいて、探索範囲を設定する探索範囲設定
処理や、探索範囲内において現在位置から目的地までの
推奨経路を、入力装置５を介して利用者より指定された
優先モードに従って算出する探索処理などを行う。ここ
で、本実施形態では、優先モードとして「有料道路優先
モード」と、「通常モード」を設けている。

【００１４】また、処理装置１は、算出した現在位置
や、車両の進行方位や、入力装置５を介して利用者より
指定された内容に基づき、ドライブ装置３を制御し地図
データを読み出し、当該地図データの表す地図を表示装
置２に表示する。地図の表示は、たとえば、算出した現
在位置周辺の領域の地図を所定の縮尺で表示したり、利
用者より指定された地区の地図を所定のもしくは指定さ
れた縮尺で表示したり、現在位置から目的地までの推奨
経路を含む範囲の領域の地図を適当な縮尺で、推奨経路
と共に表示することにより行う。また、この際、地図上
に車両の現在位置と進行方位を表すマークを地図に重畳
して表示したりする。

【００１５】次に、ドライブ装置３に装着されるCD-ROM
などの記憶媒体に記録された地図データを図２に示す。

【００１６】ここで、ドライブ装置３に装着されるCD-R
OMなどの記憶媒体に記録された地図データについて説明
する。

【００１７】地図データは、メッシュと呼ばれる矩形の
地理的範囲毎に用意される。各メッシュの地図データ
は、図２に示すように、各道路毎に設けられた道路デー
タ２１より構成され、道路データ２１は、道路情報２２
と、リンク情報２３より構成される。

【００１８】道路情報２２には、道路を一意に表す道路
番号２６と、道路の名称を表す道路名称２４と、その道
路の種別（有料道路、国道、県道）などを表す道路種別
２７と、その他の道路の情報を表すその他属性２５が含
まれる。

【００１９】また、リンク情報２３には、道路を構成す
る各リンクについて設けられた、リンクの情報を表すリ
ンクデータ２８が含まれる。ここで、リンクは、道路の
形状や位置を表す（近似する）線分である。

【００２０】リンクデータ２８は、リンクを一意に表す
リンク番号２９と、そのリンクのコスト３０が記述され
る。

【００２１】また、リンクデータ２８は、その両端の点
である２つのノードについて、それぞれ、ノードを一意
に示すノード番号３２と、ノードの位置を表すノード座
標３５と、そのノードとリンクを介して連結する全ての
ノードのノード番号のリストである隣接ノード番号リス
ト３４を含む。ここで、リンク同士の連結は必ずノード
において行われる。たとえば、十字路では、その中心に
ノードが設けられ、この中心に設けられたノードに４つ
のリンクが連結する。そして、この場合、中心に設けら
れたノードの隣接ノード番号リスト３４には、自ノード
に連結する４つのリンクの他端の４つのノードのノード
番号が記述される。

【００２２】また、リンクデータ２８は、リンクの形状
を特定するリンク形状情報３６を含む。リンク形状情報
３６は、１または複数のサブノード座標３７からなる。
リンクの形状は、サブノード座標３７が二つの場合、リ
ンクの第１番目のノード座標、第１番目のサブノード座
標、第２番目のサブノード座標、リンクの第２番目のノ
ード座標を、この順序で順次直線で結んだ形状として特
定される。

【００２３】以下、前述した処理装置１が行う探索範囲
設定処理と探索処理について説明する。

【００２４】まず、探索範囲設定処理について説明す
る。

【００２５】図３に、この処理の処理手順を示す。

【００２６】図示するように、探索範囲設定処理では、
まず、処理装置１は、地図データを参照し、現在位置と
目的地間の直線距離mを算出する（ステップ３０１）。
そして、次に利用者から指定された優先モードが有料道
路優先モードであるかどうかを調べ（ステップ３０
２）、有料道路優先モードであれば、予め定めておいた
有料道路優先時定数を係数Kとして選択し（ステップ３
０３）、有料道路優先モードでなければ、予め定めてお
いた非有料道路優先時定数を係数ｋとして選択する（ス
テップ３０４）。

【００２７】そして、現在位置と目的地と、ステップ３
０１で求めた現在位置と目的地間の直線距離ｍと、係数
Kより探索範囲を設定する（ステップ３０５）。

【００２８】ここでステップ３０５では、図４に示すよ
うに、現在位置O（401）と目的地D（４０２）からの距
離a、ｂの和がK×mとなる点の集合である楕円の内側の
範囲を探索範囲とする。

【００２９】ここで、前述した係数Kの２つの選択肢の
一つである有料道路優先時定数は、あらかじめ統計的に
求めた、有料道路を優先して探索範囲を限定せずに推奨
経路を探索した場合に求まる、推奨経路の長さｎ（図５
参照）の現在位置-目的地間の直線距離mに対する比n/m
としている。また、係数Kの２つの選択肢の残る一つで
ある非有料道路優先時定数は、あらかじめ統計的に求め
た、有料道路を優先せず探索範囲を限定せずに推奨経路
を探索した場合に求まる、推奨経路の長さｎの現在位置
-目的地間の直線距離mに対する比n/mとしている。ただ
し、有料道路優先時定数、非有料道路優先時定数の定め
方は、これ以外の方法によってもよい。その場合も、一
般的には、有料道路優先時定数のほうが非有料道路優先
時定数より大きく設定するようにする。

【００３０】以上、探索範囲設定処理について説明し
た。

【００３１】次に探索処理について説明する。

【００３２】探索処理では、地図データを参照し、探索
範囲設定処理で設定された探索範囲内に含まれる現在位
置から目的地までの間で取り得る全ての経路のコストを
調べる。各経路のコストは、その経路に含まれるリンク
のコスト３０の和とする。ただし、優先モードとして有
料道路優先が設定されている場合には、道路種別２７が
有料道路を示す道路のリンクのコストが、より小さくな
るように、リンクのコストを調整する。また、優先モー
ドとして非有料道路優先が設定されている場合には、道
路種別２７が有料道路を示す道路のリンクのコストが、
より大きくなるように、リンクのコストを調整するか、
有料道路のリンクを含む経路を、これが推奨経路として
抽出されないよう除外する。そして、探索範囲内の経路
のうちコストが最小となる経路を推奨経路として抽出す
る。

【００３３】以上、本発明の一実施形態について説明し
た。

【００３４】以上のように、本実施形態によれば、現在
位置と目的地を焦点とする楕円の領域を探索範囲として
設定する。したがって、本実施形態によれば、従来の現
在位置と目的地を含む矩形の範囲を探索範囲として設定
する場合に比べ、より小さい範囲を探索範囲として設定
するので、より高速に推奨経路の探索を行うことができ
ると共に、真に最小コストの経路が、この現在位置と目
的地を結ぶ直線から大きくはずれない楕円の範囲内に存
在することが期待できるので、従来より探索範囲を小さ
くしても、従来に比べ、劣った経路が推奨経路として探
索されてしまうことが少ない。すなわち、発明者らの知
見によれば、真に最小コストの経路は、現在位置／目的
地近傍では最終的に現在位置と目的地に達しなければな
らないという束縛の影響が大きいために、現在位置と目
的地を結ぶ直線から大きくはずれた位置を通らず、現在
位置と目的地の中間の領域では、この束縛の影響が小さ
くなり、現在位置と目的地を結ぶ直線からはずれた位置
を通る可能性が増大するという傾向がある。したがっ
て、このような傾向に整合する楕円を探索範囲として選
択したことにより、探索範囲を小さくしたことによる最
小コストの経路を推奨経路として探索する性能の劣化を
最小限に押さえながら、その処理の高速化を実現するこ
とができる。

【００３５】また、本実施形態では、有料道路を優先す
る場合には、最小コストの経路が現在位置と目的地を結
ぶ直線から、より大きくはずれる可能性を持つことを考
慮して、探索範囲を広げているので、有料道路を優先し
て推奨経路を探索する場合にも真に最小コストの経路を
推奨経路として探索することができる。また、有料道路
を優先して推奨経路を探索しない場合にまで、不必要に
探索範囲を広げて処理負荷を増大することを排除するこ
とができる。

【００３６】なお、本実施形態における処理装置１は、
CPUやメモリや適当なOSを備えた電子計算機であってよ
く、この場合、処理装置１が行う前記各処理は、CPU
が、各処理の手順を記述したプログラムを実行すること
により実現される。また、このばあい、これらのプログ
ラムはCD-ROMなどの記憶媒体を介して、処理装置１に供
給するようにしてもよい。

【００３７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、より適切
な探索範囲を設定することにより、より高速に推奨経路
を探索することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るナビゲーション装置の
構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施形態に係る地図データの構成を示
す図である。

【図３】本発明の実施形態に係るナビゲーション装置の
動作を示すフローチャートである。

【図４】本発明の実施形態に係る探索範囲を示す図であ
る。

【図５】従来の探索範囲を示す図である。

【符号の説明】

１ 処理装置 ２ 表示装置 ３ ドライブ装置 ４ 入力装置 ５ センサ装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】出発地から目的地までの推奨される経路を
   推奨経路として探索する経路探索装置であって、 道路地図データを記憶する手段と、 出発地と目的地からの距離の和が、現在位置と目的地間
   の距離の所定数倍となる点の集合である楕円の内側の地
   理的範囲を探索範囲として設定する手段と、 前記道路地図データを参照し、設定された探索範囲内に
   含まれる現在位置から目的地までの間で取り得る全ての
   経路のうちから推奨経路を選択する手段とを有すること
   を特徴とする経路探索装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の経路探索装置であって、 特定の種別の道路を優先的に使用した経路もしくは特定
   の種別以外の道路を優先的に使用した経路を推奨経路と
   して探索すべき旨の指示を受け付ける手段と、 前記受け付けた指示に応じて、前記所定数を変更する手
   段とを有することを特徴とする経路探索装置。
3. 【請求項３】道路地図データを記憶した装置上におい
   て、出発地から目的地までの推奨される経路を推奨経路
   として探索する方法であって、 出発地と目的地からの距離の和が、現在位置と目的地間
   の距離の所定数倍となる点の集合である楕円の内側の範
   囲を探索範囲として設定するステップと、 前記道路地図データを参照し、設定された探索範囲内に
   含まれる現在位置から目的地までの間で取り得る全ての
   経路のうちから推奨経路を選択するステップとを有する
   ことを特徴とする方法。
4. 【請求項４】電子計算機によって読み取られ実行される
   プログラムを記憶した記憶媒体であって、 前記プログラムは、 出発地と目的地を受け付けるステップと、 出発地と目的地からの距離の和が、現在位置と目的地間
   の距離の所定数倍となる点の集合である楕円の内側の範
   囲を探索範囲として設定するステップと、 あらかじめ前記電子計算機に記憶された地図データを参
   照し、設定された探索範囲内に含まれる現在位置から目
   的地までの間で取り得る全ての経路のうちから推奨経路
   を選択するステップとを前記電子計算機に実施させるプ
   ログラムであることを特徴とする記憶媒体。