WO2000062270A1 - Support de stockage de donnees cartographiques, dispositif de recuperation de l'information et dispositif de navigation - Google Patents

Description

明 細 書 地図データ記憶媒体、 地図情報検索装置およびナビゲーシヨン装置 [技術分野]

本発明は、 地図デ一夕を複数のメッシュに分割して記憶する地図データ記憶媒 体 （デ一夕ベース） 及びこれを利用した地図情報検索装置またはナビゲ一シヨン 装置に関する。

[背景技術]

従来より、 車両に搭載され経路案内を行うナビゲーシヨン装置が知られており、 これを搭載する車両も増えてきている。 このナビゲ一シヨン装置では、 D V Dな どの記憶媒体で構成される地図データベースを搭載しており、 G P S (グロ一バ ル .ポジショニング · システム） 装置などにより検出した現在位置を地図上の位 置として認識し、 これを表示する。 また、 目的地が設定された場合には、 現在位 置などから目的地までの最適経路を探索する。 すなわち、 地図データベースには、 道路ネッ トワークについてのデ一夕が記憶されているため、 2点間の最短距離は 線形計画法などを利用して探索して、 最適経路を探索する。 また、 単に距離だけ でなく、 その道路を通過する際の速度などを記憶しておくことで、 最短時間の経 路なども算出できる。 さらに、 地図デ一夕ベースには、 各種施設などのデータも 記憶されており、 デパート、 コンビニエンスス トア、 駅、 病院などの検索対象と なる施設を入力することで、 現在地周辺の検索対象施設を検索することができる ようになっている。

ここで、 地図データベースにおける地図データは、 地図を縦横のマトリクス上 に複数のメッシュに分割し、 各メヅシュにメッシュ番号を割り付けて整理記憶さ れている。 このメッシュは、 1次メッシュ、 2次メッシュという別があり、 1次 メッシュが大きな分割であり、 この 1次メヅシュの中がさらに 2次メヅシュに分 割されている。 3次メッシュであれば、 2次メッシュの中をさらに再分割したも のである。 このようにして、 地図デ一夕をメッシュに分割して記憶し、 各メッシ ュにメッシュ番号を割り当てておくことで、 メッシュ番号を指定することで、 そ のメッシュ番号に対応する地域の地図デ一夕が得られる。

しかし、 従来のメッシュ番号は、 マトリクスについて、 その配列順に順番に割 り付けられていた。 従って、 隣接するメッシュについて必ずしも近い番号が割り 付けられない場合も多い。 すなわち、 1次メッシュでは、 かなり大きな分割であ り、 あまり問題とならないが、 2次メッシュでは、 1次メッシュの中で、 配列順 に番号がつけられるため、 隣接する位置であっても、 かなり遠くの番号が割り付 けられる場合も多い。

一方、 施設検索などでは、 ある範囲の地図デ一夕を検索しなければならない。 このような場合に、 検索すべき地図デ一夕に離れたメッシュ番号が割り当てられ ていると、 検索にそれだけ時間がかかってしまうという問題点があった。 また、 世界全体の地図を考えた場合に、 そのメッシュの割り付け方などが統一されてお らず、 地域ごとにシステムを構築したり、 メッシュの割り付け方についてのデー 夕を別途持つ必要があつた。

[発明の開示]

本発明は、 上記課題に鑑みなされたものであり、 効率的な番号の割り付けが行 える地図データベースを提供することを目的とする。

本発明に係る地図データ記憶媒体 （データベース） では、 地図データを複数の メッシュに分割して記憶する。 基準の 1つのメッシュを起点として、 所定数の近 接するメッシュについて所定のルールで決定される順番で移動して順次番号を割 り付ける。 次に、 基準となるメッシュを移動し、 これを繰り返す。 これにより、 各メッシュに番号を割り付け、 この割り付けられた番号に従って、 ソートされた 地図データを記憶する。

このように、 一定のルールで、 近接する各メッシュに番号をつけ、 地図デ一夕 をその番号順に記憶するため、 地図上で近接するメッシュについてのデータが記 憶媒体上で近接して位置する。 地図データベースは一定のェリァについての検索 を行う場合が多く、 それらが記憶媒体上で近い位置にあるため、 検索の際におけ る記憶媒体へのァクセスの効率が上昇する。 また、 上記所定数のメッシュへの番号の割り付けを終了した場合に、 この番号 の割り付けが終了したメッシュをまとめて、 1つの大メッシュとし、 この大メヅ シュについて、 上記所定のルールで決定される順番で移動し、 それぞれの大メッ シュ内のメッシュについて、 上記所定の順序で隣接するメッシュに順次番号を割 り付け、 さらに、 上記大メッシュを所定数毎にまとめて、 さらに大きなメッシュ を形成し、 このさらに大きなメッシュについて同一のルールに従った順番で移動 して、 メッシュ毎の番号の割り付けを行い、 これを繰り返すことによって地図全 体についての番号付けを行うことが好適である。

このような処理により、 地球全体であって、 一定のルールに従って番号を振る ことができ、 体系的な地図データベースを構成することができる。

また、 上記所定のルールは、 起点となるメッシュの上、 右、 右上の順で、 N字 型に移動し、 4つのメッシュに番号を割り付けるものを基準とすることが好適で ある。 このようなルールは比較的簡単であり、 かつ近接するメッシュに順に番号 付けを行うことができる。

また、 地図デ一夕は、 建物を特定する建物 I Dを含むことが好適である。 建物 I Dにより建物を特定でき、 同一建物内の施設の検索を容易に行うことができる。 また、 表示用の地図データには、 建物 I Dを記憶することで、 詳細デ一夕は建物 I Dで特定できる他の場所に記憶することができ、 地図表示のスクロールを高速 化することができる。

また、 上記メッシュの番号には、 メッシュを複数個まとめて、 まとめられたメ ッシュのうちの 1つの番号を割り付けた統合メッシュの番号を含むことが好適で ある。 このような統合メッシュを形成することで、 地図デ一夕をまとめて取り込 むことができ、 アクセスを効率化することができる。

また、 本発明に係る地図情報検索装置は、 上述のような地図データ記憶媒体を 利用して、 地図情報を検索することを特徴とする。

また、 本発明に係るナビゲ一シヨン装置は、 上述のような地図データ記憶媒体 を利用して、 経路案内を行うことを特徴とする。

[図面の簡単な説明] 図 1は、 装置の構成を示すブロック図である。

図 2は、 メッシュの構成を示す図である。

図 3は、 メッシュ番号を説明する図である。

図 4は、 メッシュ番号を説明する図である。

図 5は、 メッシュの境界を説明する図である。

図 6は、 メッシュの統合を説明する図である。

図 7は、 統合メッシュの番号を説明する図である。

図 8は、 施設検索を説明する図である。

図 9は、 検索結果の表示例を示す図である。

図 1 0は、 検索結果の表示例を示す図である。

図 1 1は、 レコードの構成を示す図である。

[発明を実施するための最良の形態]

以下、 本発明の実施の形態について、 図面に基づいて説明する。

「全体構成」

図 1は、 ナビゲーシヨン装置の全体構成を示すブロック図である。 ナビゲーシ ヨン E C U 1 0は、 ナビゲ一シヨンのための各種データ処理を行う。 このナビゲ —シヨン E C U 1 0には、 図に示すような各種の装置が接続されている。

位置検出装置 1 2は、 G P S装置などで構成され、 車両の現在位置を検出する < なお、 D— G P S装置、 ビーコン受信機、 方位検出装置など各種の装置を利用す ることができる。 入力装置 1 4は、 操作コマンドなど各種の入力を行うためのも のであり、 操作ボタンや、 夕ツチパネルなどで構成される。 ディスプレイ 1 6は、 ナビゲ一シヨンのための地図画面など各種の表示を行う。 また、 入力装置 1 4を 夕ツチパネルとした場合には、 このディスプレイ 1 6の前面に夕ツチスィツチを 形成することが好適である。 スピーカ 1 8は、 経路案内音声や、 各種の操作ガイ ドを音声出力する。

そして、 地図データベース 2 0には、 各種の地図データが記録されている。 そ して、 ナビゲーシヨン E C U 1 0は、 この地図データを利用して、 経路探索、 施 設の探索、 地図画面の表示などを行う。 この地図デ一夕ペース 2 0は、 C D R O M、 D V D、 ハードディスクなどの記憶媒体で構成される。

たとえば、 目的地を設定して、 そこまでの経路を探索する場合には、 入力装置 1 4を利用して、 目的地を入力する。 この目的地の入力は、 たとえば地名や電話 番号の入力により、 対応する地図をディスプレイ 1 6に表示させ、 地図上の該当 個所を夕ツチすることなどによって行うことができる。 そして、 この目的地が入 力された場合には、 ナビゲーシヨン E C U 1 0は、 地図データベース 2 0の道路 ネットワークのデータから、 現在地から目的地までの最適経路を探索する。 この 探索には、 ダイクストラ法など各種の探索方法が利用可能である。 そして、 経路 が設定された場合には、 ディスプレイ 1 6に設定経路、 現在地を示し、 経路案内 が行われる。 交差点における右左折などのガイ ドは、 ディスプレイ 1 6にガイ ド の表示を行うとともに、 スピーカ 1 8から音声でガイ ドすることが好適である。 「地図データベースの構成」

地図デ一夕ベース 2 0は、 車両が走行する地域についての地図データを記憶す る。 たとえば、 日本において使用する車両であれば、 日本の全国地図のデ一夕、 ョ一口ッパであれば、 ョ一口ツバの各国を含む地図データを記憶する。

ここで、 本実施形態の地図データベース 2 0においては、 地球上のすべての地 域を所定の大きさの検索メッシュ （分割されたエリアの単位） に分割し、 各検索 メッシュにユニークな番号を振って整理している。

すなわち、 図 2に示すように、 地球全体を 4 0 5 0 0 X 4 0 5 0 0の検索メッ シュに分割している。 これによつて、 1つの検索メッシュは、 角度で 3 2秒 X 3 2秒、 距離で約 1 k m X 1 k mの大きさになる。

そして、 各検索メヅシュは、 （最小経度： L O m i n， 最小緯度： L A m i n ) を最初の基準点として、 順次 N字の順番で、 各検索メッシュにナンバーが振られ る。 すなわち、 図 3、 4に示すように、 左下が 1番で、 N字型に移動して、 順次 番号が振られる。 4つの検索メッシュについて、 1〜4の番号が振られた場合に は、 この 4つの検索メッシュで構成されるメッシュを単位として、 N字型に移動 して各検索メッシュについて、 順に番号を振り、 これを繰り返す。 そして、 右上 の （最大経度： L O m a x， 最大緯度： L A m a x ) の点が最後の番号の振られ る基準点となる。 従って、 図 5に示すように、 地球全体は、 北緯 '西経、 北緯 '東経、 南緯 ·西 経、 南緯 '東経の 4つのエリアに分割され、 それぞれの最小経緯度から最大経緯 度までの検索メッシュに順番にメッシュ番号が振られる。 また、 各エリアを最小 経緯度以上、 最大経緯度未満とすることで、 境界の点がいずれのエリアに含まれ るかを決定することができる。 図においては、 実線で示した下辺、 左辺の境界が それぞれのェリアに含まれる。

そして、 地図データペース 2 0において、 地図デ一夕は、 このメッシュ番号順 に記憶される。 すなわち、 地図データベース 2 0は、 C D— R O M、 D V D ノ、 一ドディスクなどの記憶媒体で構成されており、 地図データは一次元にメッシュ 番号順に並べて記録されている。

ナビゲーシヨン装置において、 地図表示を行う場合や、 施設の検索を行う場合 など、 隣接する地図データが必要になる場合が多い。 本実施形態によれば、 N字 型の順で、 各検索メッシュにメッシュ番号を振っている。 このため、 位置的に近 い検索メッシュに近いメッシュ番号が割り付けられ、 これが記憶媒体の中で近接 して位置する。 そこで、 高速で効率的な記憶媒体へのアクセスが達成される。 「統合メッシュ」

上述のように、 地図データは検索メッシュを基準として記憶されており、 この 検索メッシュは、 基本的に緯度経度によって決定される一定の大きさ （上述の例 では、 1 k m四方） である。 一方、 所定地点の周辺における検索を行う周辺検索 などにおいては、 1 0 k m四方を検索対象範囲とする場合もある。 この場合には、 最大 1 0 0個の検索メッシュを検索することになる。 従って、 1検索メヅシュず つデータを取り出していると、 データ取得効率が悪い。

そこで、 図 6に示すように、 ある程度の検索メッシュを統合して管理すること が好ましい。 すなわち、 検索メッシュを 4つまとめて統合度 1のメヅシュ、 1 6 個まとめて統合度 2のメッシュというように、 4 ⁿのメッシュをまとめて、 nを統 合度と定義する。

そして、 メッシュ管理部において、 統合度に応じてそれぞれメッシュ番号を記 憶しておき、 統合度 0のメッシュ番号 1であれば、 統合度 0の検索フレーム管理 部により、 メヅシュ番号 m a p 1の地図データにアクセスする。 一方、 統合度 1 のメヅシュ番号 m a p 4へのアクセスであれば、 統合度 1の検索フレーム管理部 を利用して、 メッシュ番号 m a p 4〜7の地図デ一夕にアクセスする。 さらに、 統合度 2のメ ッシュ番号 m a p 0へのアクセスであれば、 統合度 2のフレーム管 理部を利用してメッシュ番号 m a p 0〜 1 5の地図デ一夕へアクセスする。 このように、 統合度というデ一夕を用いることで、 検索対象範囲に応じて効率 的な地図データへのアクセスが行える。

そして、 このように、 各統合度に対し検索フレーム管理部を設けることで、 検 索対象データ自体は、 統合度 0に応じて 1つだけ持てばよく、 各統合度における 検索デ一夕の共有化を図ることができる。 なお、 検索対象データは、 たとえば、 周辺検索であれば、 種別コード （施設のカテゴリー） 、 座標 （施設の位置） 、 地 点情報へのポインタ （施設の詳細データが記憶されているアドレス） などの情報 である。

さらに、 地球上一定の大きさの検索メッシュに分割すると、 地図デ一夕がたく さんある検索メッシュもあれば、 ほとんどない検索メッシュもある。 地図データ のない検索メッシュについて、 それぞれメヅシュ番号を割り振るのは、 効率的で ない。 そこで、 いくつかの検索メッシュを積極的に統合しておくことが好適であ る。 図 7に示すように、 いくつかの検索メッシュを統合し、 統合された検索メ ヅ シュの中の 1つのメヅシュ番号でその統合した検索メッシュを代表することで、 統合メッシュを 1つの検索メッシュとして取り扱うことができる。

この図の例では、 基準メッシュ 1 6個からなるエリアが、 統合度 0のメッシュ 5つと、 統合度 1のメヅシュ 4つの合計 9つのメッシュから構成されることにな

「周辺検索の例」

現在地周辺の施設を検索する場合について図 8に基づいて説明する。 まず、 本 実施形態では、 施設などのデ一夕は、 表示用の地図デ一夕と切り離して、 別のデ 一夕べ一スとして記憶する。 従って、 表示用の地図デ一夕ベースのデータ量が少 なくなり、 表示地図のスクロールの高速化が図れる。

施設の検索を行う場合、 ユーザは、 まず施設のカテゴリーを入力する。 たとえ ば、 レス トランなどというカテゴリーを入力する。 これによつて、 種別コードが 特定される。 一方、 ナビゲーシヨン E C U 1 0は、 現在地に応じて、 その周辺の 検索範囲を決定し、 その検索メッシュ番号を特定する。 なお、 検索範囲はデフォ ル卜で定めてある範囲を自動的に設定してもよいし、 またユーザが入力してもよ い。 そして、 検索範囲のメッシュの施設検索用情報について、 それぞれ該当する 種別の施設 （たとえば、 レス トラン） があるかを検索する。

このようにメッシュ番号順に記憶された検索用のデータから施設検索を行う。 この検索用のデ一夕及び後述する詳細デ一夕は、 すべて表示用の地図データとは 別に記憶されており、 メッシュ番号を特定することで、 検索対象エリアを特定し て施設検索を行う。

ここで、 統合メッシュを利用する場合には、 統合メッシュで特定される基準メ ッシュのデータについてアクセスして検索を行う。 従って、 まとめ読みによる検 索を行うことができる。 また、 メッシュ番号順のデ一夕は、 位置座標が近接する データが近接して位置しているため、 効率のよい記憶媒体へのアクセスが行える。 各施設検索用情報には、 詳細情報へのポインタが含まれており、 このポインタ により、 該当施設についての詳細デ一夕が読み出される。 そして、 この詳細デー 夕についてもメッシュ番号順に記憶されている。 そこで、 周辺検索結果に応じた 複数の詳細デ一夕も比較的近接して記憶されており、 効率的なアクセスが行われ

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さらに、 本実施形態では、 建物を特定する検索を行うことができる。 すなわち、 ユーザが建物名や、 住所などで建物を特定するデ一夕を入力した場合には、 これ に基づいて、 該当する建物を検索する。 そして、 各建物にはその建物を特定する 建物 I Dがふられており、 同一メッシュの中の詳細デ一夕は建物 I D順に並んで いる。 そこで、 この建物別の施設を検索する場合に、 そのデータが並んでおり、 効率的なアクセスが行える。

「検索結果の表示」

上述の周辺検索では、 レストランなどの施設のカテゴリ一を特定し、 該当する 施設を検索した。 一方、 本実施形態では、 施設名を特定する検索も行うことがで さる。

たとえば、 「とよた」 という文字を入力して、 その名称の施設の検索を行う。 この場合、 「とよた」 という音と名称の上位が一致する施設が地図デ一夕の所定 範囲内から検索される。 そして、 検索の結果から、 「トヨ夕学園」 、 「トヨ夕自 動車」 、 「豊田自動織機」 の 3つの名称が得られたとする。 ここで、 実際の施設 名において、 「トヨ夕自動車」 は、 「トヨ夕自動車高岡工場」 、 「トヨ夕自動車 堤工場」 、 「トヨ夕自動車本社工場」 、 「トヨ夕自動車元町工場」 の 4つの施設 があったとする。

しかし、 これら 4つは、 トヨ夕自動車という名称は同じであり、 「とよた」 と いう入力についての検索結果については、 図 9に示すように、 「トヨ夕学園」 、 「トヨ夕自動車」 、 「豊田自動織機」 という 3つの表示とする。 そして、 トヨタ 自動車については複数の施設があることをマーク等で表示しておき、 このマーク に夕ツチするなどの操作に応じて、 図 1 0に示すように、 実際の施設名称の表示 を行うようにする。

このように、 表示すべきデータを所定のルールに基づいてグループ化し、 グル —プ化されたデ一夕を表示することによって、 検索結果の表示を見やすくするこ とができる。 さらに、 所定の操作によりグループの内容を表示することによって、 施設を特定することができ、 地図上の位置表示や、 詳細内容の表示などについて の指定が行える。

なお、 上述の例では、 名称の上位の一致により、 グループ化したが、 住所の戸 番の上位一致に基づきグループ化することも好適である。

「データレコードの記述」

上述のように、 本実施形態の地図デ一夕ベース 2 0においては、 施設について の詳細データなどを持つ。 この施設データは、 その記述内容が必ずしも一定でな い。 すなわち、 ある施設に対しては、 電話番号、 収容人員、 料金など各種項目に ついてすべてのデ一夕がそろっているが、 他の施設ではそのようなデ一夕が存在 しない場合もある。 従って、 各施設について、 すべての項目を固定長で持つと、 データのない部分が多数生じ効率的でない。

そこで、 本実施形態では、 図 1 1に示すように、 1つの施設についてのデータ ( 1レコード） について、 各項目にデ一夕が存在するか否かデ一夕を記憶する管 理フィールドを設ける。 この例では、 管理フィールドを 8ビットで構成し、 1が たっているビッ トについて、 対応するデータが存在していることを示す。 この例 では、 レコード 1の管理フィ一ルドは、 「 1 1 0 1 0 1 1 1」 であり、 項目 1， 2 , 4 , 6， 7 , 8についてデ一夕が存在する。 そこで、 項目 2， 4， 6 , 7 , 8について、 長さ、 内容が順に記載される。 一方、 レコード 2では、 管理フ ィールドが 「 1 0 1 0 1 0 1 0」 であり、 項目、 1 , 3 , 5， 7の 4つの項目の みのデータが記載される。 さらに、 レコード 3では、 管理フィールドが 「0 0 1 0 1 0 0 0」 であり、 項目 3 , 5のみのデータが記憶される。

このようにして、 管理フィールドを持ち、 各レコードをその内容にあわせて、 可変長とすることで、 データ欠落が多いレコ一ドを含むデータベースにおいて、 記憶領域を効率的に利用することが可能となる。

なお、 種別コードは、 通常 2バイ 卜の固定長であり、 長さについてのデ一夕を 省略することもできる。 また、 必ず記載が必要であり、 その項目についての管理 フィールドを省略することもできる。 さらに、 管理フィールドは、 各レコードの 先頭に設ける必要はなく、 管理フィールドを別のメモリ領域 （たとえば、 レコ一 ドの定義ファイル） に格納してもよい。

以上説明したように、 本発明によれば、 一定のルールで、 近接する各メッシュ に番号をつけ、 地図データをその番号順に記憶するため、 地図上で近接するメッ シュについてのデータが記憶媒体上で近接して位置する。 地図デ一夕べ一スはー 定のェリァについての検索を行う場合が多く、 それらが記憶媒体上で近い位置に あるため、 検索の際における記憶媒体へのアクセスの効率が上昇する。

上述の実施形態においては、 メッシュ番号を各メヅシュに対し N字のパターン で割り付けたが、 Z字パターンにすることもできる。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 地図デ一夕を複数のメッシュに分割して記憶する地図デ一夕記憶媒体であつ て、

基準の 1つのメッシュを起点として、 所定数の近接するメッシュについて所定 のルールで決定される順番で移動して順次番号を割り付け、 基準となるメッシュ を移動し、 これを繰り返すことにより、 各メッシュに番号を割り付け、

この割り付けられた番号に従って、 ソートされた地図デ一夕を記憶する。

2 . 請求項 1に記載の地図デ一夕記憶媒体において、

上記所定数のメッシュへの番号の割り付けを終了した場合に、 この番号の割り 付けが終了したメッシュをまとめて、 1つの大メッシュとし、

この大メッシュについて、 上記所定のルールで決定される順番で移動し、 それ それの大メッシュ内のメヅシュについて、 上記所定の順序で隣接するメヅシュに 順次番号を割り付け、

さらに、 上記大メッシュを所定数毎にまとめて、 さらに大きなメッシュを形成 し、 このさらに大きなメッシュについて同一のルールに従った順番で移動して、 メッシュ毎の番号の割り付けを行い、 これを繰り返すことによって、

地図全体についての番号付けが行われている。

3 . 請求項 1に記載の地図デ一夕記憶媒体において、

上記所定のルールは、 起点となるメッシュの上、 右、 右上の順で、 N字型に移 動し、 4つのメッシュに番号を割り付けるものを基準とする。

4 . 請求項 1に記載の地図データ記憶媒体であって、

地図データは、 建物を特定する建物 I Dを含む。

5 . 請求項 1に記載の地図データ記憶媒体において、

上記メッシュの番号には、 メッシュを複数個まとめて、 まとめられたメッシュ のうちの 1つの番号を割り付けた統合メッシュの番号を含む。

6 . 地図情報検索装置であって、

請求項 1の地図データ記憶媒体を利用して、 地図情報を検索する。

7 . ナビゲ一シヨン装置であって、

請求項 1の地図デ一夕記憶媒体を利用して、 経路案内を行う。

8 . 地図デ一夕を複数のメッシュに分割して記憶する地図デ一夕記憶媒体の作成 方法であって、

基準の 1つのメッシュを起点として、 所定数の近接するメッシュについて所定 のルールで決定される順番で移動して順次番号を割り付け、 基準となるメッシュ を移動し、 これを繰り返すことにより、 各メッシュに番号を割り付け、

この割り付けられた番号に従って、 ソートされた地図データを記憶する。