WO2020230277A1 - 経路探索装置、経路探索方法、及び経路探索プログラム - Google Patents

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恭太 堤田
充 望月
治 松田
瀬下　仁志
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日本電信電話株式会社
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    • G01C21/34—Route searching; Route guidance
    • G01C21/3407—Route searching; Route guidance specially adapted for specific applications
    • G01C21/343—Calculating itineraries, i.e. routes leading from a starting point to a series of categorical destinations using a global route restraint, round trips, touristic trips
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
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    • G01C21/34—Route searching; Route guidance

Definitions

  • the disclosed technology relates to a route search device, a route search method, and a route search program.
  • Non-Patent Document 2 As a conventional technology, there is a technology for searching a movement route for a user to reach a destination in a map application such as a smartphone, pedestrian navigation, car navigation, etc., and providing guidance based on the searched route.
  • the route search method there is a technique for searching a route from a starting point to a destination based on the shortest path searching algorithm such as Dijkstra's algorithm of Non-Patent Document 1.
  • a Turn-by-turn format in which guidance such as "turn 30 m ahead to the right” is provided according to an operation such as turning left or right (for example, Non-Patent Document 2).
  • the landmark is information called POI (Point of Interest) of, for example, a convenience store or a post office in the direction of turning at an intersection where a right or left turn is made.
  • POI Point of Interest
  • guidance texts such as "Turn left at the corner of the post office” and guidance texts such as "Turn right at the end” are generated, making it easier for users to identify the intersection to turn. Efforts to do so are widely made (for example, Non-Patent Document 3).
  • the disclosed technology has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a route search device, a route search method, and a route search program capable of searching for a route that can be guided with high user convenience. To do.
  • the first aspect of the present disclosure is a route search device, which is a search condition acquisition unit for acquiring search conditions for searching a route including a starting point and a destination, and a link ID, a link start point and a link end point node ID.
  • the route data storage unit that stores the road network information about the road network including the length of the link, and the guide that stores the guide text data including the type related to the node ID, the value related to the type, and the coefficient related to the value.
  • each of the route candidates including the shortest route is generated, and each of the route candidates is based on the information included in the guide text data.
  • a route generation unit that calculates an index value and outputs a route candidate whose index value of the route candidate is improved from the index value of the shortest route as a search route is included.
  • the second aspect of the present disclosure is a route search method, in which a search condition for searching a route including a departure point and a destination is acquired, and the search condition, a stored link ID, a link start point, and a link start point are obtained. Based on the node ID of the end point and the road network information about the road network including the length of the link, each of the route candidates including the shortest route is generated, and for each of the route candidates, the type related to the node ID, the above. An index value is calculated based on the information included in the guide text data including the value related to the type and the coefficient related to the value, and the route candidate whose index value of the route candidate is improved from the index value of the shortest route is obtained.
  • the feature is that the computer executes a process including outputting as a search path.
  • the third aspect of the present disclosure is a route search program, which acquires a search condition for searching a route including a starting point and a destination, and obtains the search condition, a stored link ID, a link starting point, and a link starting point. Based on the node ID of the end point and the road network information about the road network including the length of the link, each of the route candidates including the shortest route is generated, and for each of the route candidates, the type related to the node ID, the above. An index value is calculated based on the information included in the guide text data including the value related to the type and the coefficient related to the value, and the route candidate whose index value of the route candidate is improved from the index value of the shortest route is obtained. Have the computer execute the output as a search path.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the route search system of the present embodiment.
  • the route search system 1 includes a route search device 10 and a navigation device 40.
  • the route search device 10 is composed of a search condition acquisition unit 110, a route generation unit 120, an output unit 130, a route data storage unit 200, and a guide text data storage unit 300.
  • the navigation device 40 includes a guidance text generation unit 400 and a display unit 410.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the hardware configuration of the route search device 10.
  • the route search device 10 includes a CPU (Central Processing Unit) 11, a ROM (Read Only Memory) 12, a RAM (Random Access Memory) 13, a storage 14, an input unit 15, a display unit 16, and a communication interface. It has (I / F) 17. Each configuration is communicably connected to each other via a bus 19.
  • CPU Central Processing Unit
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • the CPU 11 is a central arithmetic processing unit that executes various programs and controls each part. That is, the CPU 11 reads the program from the ROM 12 or the storage 14, and executes the program using the RAM 13 as a work area. The CPU 11 controls each of the above configurations and performs various arithmetic processes according to the program stored in the ROM 12 or the storage 14. In the present embodiment, the route search program is stored in the ROM 12 or the storage 14.
  • the ROM 12 stores various programs and various data.
  • the RAM 13 temporarily stores a program or data as a work area.
  • the storage 14 is composed of an HDD (Hard Disk Drive) or an SSD (Solid State Drive), and stores various programs including an operating system and various data.
  • the input unit 15 includes a pointing device such as a mouse and a keyboard, and is used for performing various inputs.
  • the display unit 16 is, for example, a liquid crystal display and displays various types of information.
  • the display unit 16 may adopt a touch panel method and function as an input unit 15.
  • the communication interface 17 is an interface for communicating with other devices such as terminals, and for example, standards such as Ethernet (registered trademark), FDDI, and Wi-Fi (registered trademark) are used.
  • Ethernet registered trademark
  • FDDI FDDI
  • Wi-Fi registered trademark
  • the navigation device 40 may have the same hardware configuration as the route search device 10, detailed description thereof will be omitted.
  • Each functional configuration is realized by the CPU 11 reading the route search program stored in the ROM 12 or the storage 14, deploying it in the RAM 13, and executing it.
  • FIG. 3 is an image of a database table of the route data storage unit 200 in this embodiment.
  • a node of a road such as an intersection is a node
  • one road separated by a road network is a link.
  • the database is such that the start point node ID, which is the start point node of the road, the end point node ID, which is the end point node, and the length d of the link (road) can be referred to.
  • road network information Information about the road network including the length d of these links.
  • various information included in the road network information will be described on the premise that it is stored in the route data storage unit 200.
  • FIG. 4 is an image of a database table of the guide text data storage unit 300 in this embodiment.
  • the database of the guide text data storage unit 300 contributes to the generation of the guide text when searching for the guide text data, the type such as POI and intersection shape, the value of the convenience store and the junction, and the route using the node ID as a key. Includes a coefficient a (hereinafter a is omitted unless necessary).
  • the database of the guide text data storage unit 300 is configured so that the information included in the guide text data can be referred to.
  • the value is an object that indicates a specific mark or feature of the type.
  • the coefficient is, for example, a coefficient indicating the degree to which the value contributes to guidance.
  • the types, values, and coefficients may be freely designed according to the navigation usage scene and the purpose of the application. For example, in order to include landmarks such as tourist attractions as POI, add them as "Type: POI, Value: XX Temple, Coefficient: 0.4". Further, for the purpose of considering whether or not the intersection is likely to be congested by the route generation unit 120, it may be added as "type: congestion degree, value: large, coefficient: 1.5".
  • the values are the names and features of the landmarks for convenience of explanation, but they are actually identifiable values.
  • the types, values, and coefficients will be described on the premise that they are stored in the guide text data storage unit 300.
  • the route search device 10 acquires search conditions for searching a route including a starting point and a destination as an input.
  • the route generation unit 120 generates a route candidate including the shortest route based on the search conditions and the road network information.
  • the route generation unit 120 calculates an index value for each of the route candidates based on the information included in the guide text data, and sets the route candidate whose index value of the route candidate is improved from the index value of the shortest route as an output route. Output.
  • the kth shortest path algorithm described in Non-Patent Document 4 is applied to generate each of the route candidates in ascending order of the route length.
  • the route length is the sum of the lengths of the links included in the route candidates based on the information included in the guide text data.
  • the index value corrected so as to decrease or increase is calculated.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the flow of the route search process by the route search device 10.
  • the route search is performed by the CPU 11 reading the route search program from the ROM 12 or the storage 14, expanding it into the RAM 13 and executing the route search program.
  • the route search device 10 receives the search condition as an input and performs the following processing.
  • step S200 the CPU 11 acquires the search condition including the departure point and the destination in the search condition acquisition unit 110 as the search condition acquisition process, and outputs the search condition to the route generation unit 120.
  • the search condition represents a route guided by the user or an external system.
  • step S210 the CPU 11 then acquires the road network information from the route data storage unit 200 and the information included in the guidance text data from the guidance text data storage unit 300 in the route generation unit 120 as the route generation processing. To do.
  • a search route s * which is a search route based on the acquired information, is generated and output to the output unit 130.
  • step S220 the CPU 11 outputs the search path s * to the navigation device 40 in the output unit 130 as the output process of the search path.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the details of the route generation process.
  • the route generation process of the route generation unit 120 according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
  • the following processing is a processing executed by the CPU 11 as the route generation unit 120.
  • step S300 the CPU 11 receives the search condition including the departure point and the destination from the search condition acquisition unit 110.
  • step S311 the CPU 11 acquires road network information from the route data storage unit 200 using the search conditions including the departure point and the destination acquired in step S300.
  • the road network information to be acquired is the link ID, the start point node ID and the end point node ID related to the link ID, and the length of the link.
  • step S312 the CPU 11 subsequently uses a k-th shortest path algorithm such as Yen's algorithm (Non-Patent Document 4) to perform the top K paths in ascending order of distance between the starting point and the destination. Generate candidates.
  • This set of path candidates the path candidate set R, k th distances short path candidates to r k.
  • the shortest path is r 1.
  • step S321 CPU 11, for each path of the route candidate set R, first distance of the route r k dist (r k) is, or the as follows (1) is equal to or less than w times the shortest route r 1 Judge by comparing.
  • step S322 If the condition of the equation (1) is satisfied, the process proceeds to step S322. If not satisfied, the process proceeds to step S330.
  • w can be determined according to the application example, and when incorporated in a navigation application for pedestrians, for example, 1.5 between 1 ⁇ w ⁇ 2 is set.
  • step S322 CPU 11, from the guidance words data storage unit 300, acquires information included in the guidance statement data for the route r k (type, value, and coefficients) a.
  • the information included in the guide text data is defined.
  • V k of the node ID of the nodes included in the route candidate r k a set of link ID and E k, each node ID v ⁇ V k, each link ID and e ⁇ E k.
  • the start node and i a set of starting node of the link e i in the set E k link ID I k, the link e i coefficients corresponding to the start point nodes included in a i, the set E k link ID the length of the link e i and d i. Therefore in step S322, type corresponding to the set I k of the starting node may acquire values, and the coefficients a i.
  • step S323 CPU 11 has acquired information on the POI or the like (type, value, and the coefficient) based on the calculated index value of the path candidate r k score (r k).
  • index value score (r k) for example when defining a value discounted by the sum a v of the coefficients of the type the length d of each link included in v is a node ID, using the following equation (2) be able to.
  • max () is a function for acquiring the maximum value
  • ⁇ is a threshold value for discounting the link length, and for example, 0.5 is used as a value of 0 ⁇ ⁇ 1.
  • step S324 according to the following equation (3), comparing the (2) index value was calculated by the formula score (r k), the provisional solution s * index value score (s *).
  • the above equation (2) is an equation when the index value is used to reduce the route length, but when the index value is used to increase the route length, ai may be added or the like.
  • step S325. If it is not satisfied, the loop is repeated, and the next k is set in step S320 until k K, and the process is repeated.
  • step S330 the CPU 11 outputs s * as a search path obtained as a result of the search to the output unit 130 to complete the process.
  • the search route s * includes at least a link ID and a node ID necessary for generating the route.
  • the guide text generation unit 400 acquires the search path s * output from the output unit 130. Further, the guide text generation unit 400 refers to the guide text data storage unit 300 from the node ID included in the search route s * , acquires the information of the value of the corresponding node ID, and generates the guide information.
  • the node ID included in the search route s * is a node near the intersection, and there is a convenience store near the node. Using the node ID as a key, the type "POI" and the value "convenience store" are acquired, and information on the acquired type and value is generated as guidance information.
  • FIG. 7 is a diagram showing an image comparing the relationship between markers in the search path of the conventional method and the method of the present embodiment.
  • a search route that is the shortest route but does not include the POI, such as the broken line part of the search route example is displayed. ..
  • the search route including the POI required for the guide text as shown by the solid line portion can be displayed.
  • a guidance text such as "Turn right at the corner of the convenience store” is generated.
  • a sentence such as "Turn right at the first intersection” is generated.
  • the guidance text generation unit 400 displays the generated guidance information on the display unit 410.
  • the guidance text displayed by the method of this embodiment is "1. At the first intersection, turn right between the tempura shop and the convenience store. 2. Proceed to the end of the school and turn left. 3. Go straight to your destination.
  • Temporative-san and "convenience store” are associated with the value of the guide text data storage unit 300 in the node ID of the node of the road link that turned right in the guidance of, and a valid coefficient is given to each.
  • the settings are given.
  • Appropriate guidance information can be generated.
  • the method of the present embodiment enables guidance including landmarks that serve as landmarks of the user, which could not be realized only by outputting the shortest route.
  • the route search system of the present embodiment it is possible to search for a route that can be guided with high user convenience.
  • various processors other than the CPU may execute the route search executed by the CPU reading the software (program) in each of the above embodiments.
  • the processors include PLD (Programmable Logic Device) whose circuit configuration can be changed after manufacturing FPGA (Field-Programmable Gate Array), and ASIC (Application Specific Integrated Circuit) for executing ASIC (Application Special Integrated Circuit).
  • An example is a dedicated electric circuit or the like, which is a processor having a circuit configuration designed exclusively for it.
  • the route search may be performed by one of these various processors, or a combination of two or more processors of the same type or different types (for example, a plurality of FPGAs, and a combination of a CPU and an FPGA, etc.). ) May be executed.
  • the hardware structure of these various processors is, more specifically, an electric circuit in which circuit elements such as semiconductor elements are combined.
  • the program is a non-temporary storage medium such as a CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory), a DVD-ROM (Digital entirely Disk Online Memory), and a USB (Universal Serial Bus) memory. It may be provided in the form. Further, the program may be downloaded from an external device via a network.
  • a network of roads that acquires search conditions for searching a route that includes a starting point and a destination, and includes the search conditions, a stored link ID, node IDs at the start and end points of the link, and the length of the link.
  • Each of the route candidates including the shortest route is generated based on the road network information related to the node ID, and for each of the route candidates, the guide text data including the type related to the node ID, the value related to the type, and the coefficient related to the value.
  • An index value is calculated based on the information contained in the above, and a route candidate whose index value of the route candidate is improved from the index value of the shortest route is output as a search route.
  • a route search device configured as such.
  • a network of roads that acquires search conditions for searching a route that includes a departure point and a destination, and includes the search conditions, a stored link ID, node IDs at the start and end points of the link, and the length of the link.
  • Each of the route candidates including the shortest route is generated based on the road network information related to the node ID, and for each of the route candidates, the guide text data including the type related to the node ID, the value related to the type, and the coefficient related to the value.
  • An index value is calculated based on the information contained in the above, and a route candidate whose index value of the route candidate is improved from the index value of the shortest route is output as a search route.
  • a non-temporary storage medium that stores a route search program that causes a computer to execute things.
  • Route search system 10 Route search device 40 Navigation device 110 Search condition acquisition unit 120 Route generation unit 130 Output unit 200 Route data storage unit 300 Guide text data storage unit 312 Step 324 Step 330 Step 400 Guide text generation unit 410 Display unit

Abstract

ユーザの利便性が高い案内が可能な経路を探索できる。　経路探索装置であって、出発地及び目的地を含む経路を探索するための探索条件を取得する探索条件取得部と、リンクＩＤ、リンクの始点及び終点のノードＩＤ、並びにリンクの長さを含む道路のネットワークに関する道路ネットワーク情報を記憶した経路データ記憶部と、ノードＩＤにかかる種別、前記種別に関する値、及び前記値に関する係数を含む案内文用データを記憶した案内文用データ記憶部と、前記探索条件、及び前記道路ネットワーク情報に基づいて、最短経路を含む経路候補の各々を生成し、前記経路候補の各々について、前記案内文用データに含まれる情報に基づいて指標値を算出し、前記経路候補の前記指標値が前記最短経路の前記指標値より改善する経路候補を、探索経路として出力する経路生成部と、を含む。

Description

経路探索装置、経路探索方法、及び経路探索プログラム
　開示の技術は、経路探索装置、経路探索方法、及び経路探索プログラムに関する。
　従来技術として、スマートフォンなどの地図アプリケーションや歩行者ナビゲーション、カーナビゲーション等に於いて、利用者が目的地に到達するための移動経路を探索し、探索した経路に基づく案内を行う技術がある。経路探索の手法の例として、非特許文献１のダイクストラ法などの最短経路探索アルゴリズムに基づいて出発地から目的地までの経路を探索する技術がある。また、Ｔｕｒｎ－ｂｙ－ｔｕｒｎ形式と呼ばれる、右左折等の動作に応じて「３０ｍ先を右に曲がります」といった案内を行う方法がある（例えば、非特許文献２）。
　また、Ｔｕｒｎ－ｂｙ－ｔｕｒｎ形式の案内文を生成する際に、目印、及び突き当りなどの交差点の形状に関する情報を含めることができる。目印は、例えば、右左折を行う交差点の曲がる方向にあるコンビニエンスストアや郵便局などのＰＯＩ（Ｐｏｉｎｔ　ｏｆ　Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）と呼ばれる情報である。これらの情報を含めることで、「郵便局の角を左に曲がります」といった案内文や、「突き当りを右に曲がります」といった案内文を生成し、利用者が曲がるべき交差点をより判別しやすくする取組みが広く行われている（例えば、非特許文献３）。
E. W. Dijkstra "A Note on Two Problems in Connexion with Graphs," Numerische Mathematik, vol.1, 1959, pp. 269-271, doi:10.1007/BF01386390. Kacorri, Hernisa, et al. "Environmental Factors in Indoor Navigation Based on Real-World Trajectories of Blind Users." Proceedings of the 2018 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems. ACM, 2018. Furukawa H., Nakamura Y. (2013) A Pedestrian Navigation Method for User’s Safe and Easy Wayfinding. In: Kurosu M. (eds) Human-Computer Interaction. Users and Contexts of Use. HCI 2013. Lecture Notes in Computer Science, vol 8006. Springer, Berlin, Heidelberg. Yen, Jin Y. "Finding the k shortest loopless paths in a network." management Science 17.11 (1971): 712-716.
　しかしながら、上記非特許文献１のような最短経路を探索するアルゴリズムを用いて、非特許文献２、及び非特許文献３のように案内文を生成する際に、最短経路に目印となるＰＯＩ等が含まれない場合がある。そのため、経路の案内文にもＰＯＩ等を含めることができないといった課題があった。
　開示の技術は、上記の点に鑑みてなされたものであり、ユーザの利便性が高い案内が可能な経路を探索できる経路探索装置、経路探索方法、及び経路探索プログラムを提供することを目的とする。
　本開示の第１態様は、経路探索装置であって、出発地及び目的地を含む経路を探索するための探索条件を取得する探索条件取得部と、リンクＩＤ、リンクの始点及び終点のノードＩＤ、並びにリンクの長さを含む道路のネットワークに関する道路ネットワーク情報を記憶した経路データ記憶部と、ノードＩＤにかかる種別、前記種別に関する値、及び前記値に関する係数を含む案内文用データを記憶した案内文用データ記憶部と、前記探索条件、及び前記道路ネットワーク情報に基づいて、最短経路を含む経路候補の各々を生成し、前記経路候補の各々について、前記案内文用データに含まれる情報に基づいて指標値を算出し、前記経路候補の前記指標値が前記最短経路の前記指標値より改善する経路候補を、探索経路として出力する経路生成部と、を含む。
　本開示の第２態様は、経路探索方法であって、出発地及び目的地を含む経路を探索するための探索条件を取得し、前記探索条件と、記憶されているリンクＩＤ、リンクの始点及び終点のノードＩＤ、並びにリンクの長さを含む道路のネットワークに関する道路ネットワーク情報とに基づいて、最短経路を含む経路候補の各々を生成し、前記経路候補の各々について、ノードＩＤにかかる種別、前記種別に関する値、及び前記値に関する係数を含む案内文用データに含まれる情報に基づいて指標値を算出し、前記経路候補の前記指標値が前記最短経路の前記指標値より改善する経路候補を、探索経路として出力する、ことを含む処理をコンピュータが実行することを特徴とする。
　本開示の第３態様は、経路探索プログラムであって、出発地及び目的地を含む経路を探索するための探索条件を取得し、前記探索条件と、記憶されているリンクＩＤ、リンクの始点及び終点のノードＩＤ、並びにリンクの長さを含む道路のネットワークに関する道路ネットワーク情報とに基づいて、最短経路を含む経路候補の各々を生成し、前記経路候補の各々について、ノードＩＤにかかる種別、前記種別に関する値、及び前記値に関する係数を含む案内文用データに含まれる情報に基づいて指標値を算出し、前記経路候補の前記指標値が前記最短経路の前記指標値より改善する経路候補を、探索経路として出力する、ことをコンピュータに実行させる。
　開示の技術によれば、ユーザの利便性が高い案内が可能な経路を探索することができる。
本実施形態の経路探索システム１の構成を示すブロック図である。 経路探索装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 本実施形態における経路データ記憶部のデータベースのテーブルのイメージである。 本実施形態における案内文用データ記憶部のデータベースのテーブルのイメージである。 経路探索装置による経路探索処理の流れを示すフローチャートである。 経路生成処理の詳細を示すフローチャートである。 従来手法及び本実施形態の手法の探索経路における目印の関係を比較したイメージを示す図である。
　以下、開示の技術の実施形態の一例を、図面を参照しつつ説明する。なお、各図面において同一又は等価な構成要素及び部分には同一の参照符号を付与している。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
　以下、本実施形態の構成について説明する。
　図１は、本実施形態の経路探索システムの構成を示すブロック図である。
　図１に示すように、経路探索システム１は、経路探索装置１０と、ナビゲーション装置４０とを含んで構成されている。経路探索装置１０は、探索条件取得部１１０、経路生成部１２０、出力部１３０、経路データ記憶部２００、及び案内文用データ記憶部３００から構成される。ナビゲーション装置４０は、案内文生成部４００、及び表示部４１０から構成される。
　図２は、経路探索装置１０のハードウェア構成を示すブロック図である。
　図２に示すように、経路探索装置１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）１１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）１２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）１３、ストレージ１４、入力部１５、表示部１６及び通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）１７を有する。各構成は、バス１９を介して相互に通信可能に接続されている。
　ＣＰＵ１１は、中央演算処理ユニットであり、各種プログラムを実行したり、各部を制御したりする。すなわち、ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２又はストレージ１４からプログラムを読み出し、ＲＡＭ１３を作業領域としてプログラムを実行する。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２又はストレージ１４に記憶されているプログラムに従って、上記各構成の制御及び各種の演算処理を行う。本実施形態では、ＲＯＭ１２又はストレージ１４には、経路探索プログラムが格納されている。
　ＲＯＭ１２は、各種プログラム及び各種データを格納する。ＲＡＭ１３は、作業領域として一時的にプログラム又はデータを記憶する。ストレージ１４は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）又はＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）により構成され、オペレーティングシステムを含む各種プログラム、及び各種データを格納する。
　入力部１５は、マウス等のポインティングデバイス、及びキーボードを含み、各種の入力を行うために使用される。
　表示部１６は、例えば、液晶ディスプレイであり、各種の情報を表示する。表示部１６は、タッチパネル方式を採用して、入力部１５として機能しても良い。
　通信インタフェース１７は、端末等の他の機器と通信するためのインタフェースであり、例えば、イーサネット（登録商標）、ＦＤＤＩ、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）等の規格が用いられる。
　なお、ナビゲーション装置４０も経路探索装置１０と同様のハードウェア構成でよいため詳細な説明を省略する。
　次に、経路探索装置１０の各機能構成について説明する。各機能構成は、ＣＰＵ１１がＲＯＭ１２又はストレージ１４に記憶された経路探索プログラムを読み出し、ＲＡＭ１３に展開して実行することにより実現される。
　図３は、本実施形態における経路データ記憶部２００のデータベースのテーブルのイメージである。経路データ記憶部２００のテーブルでは、交差点などの道路の結節点をノード、道路ネットワークで区切られる１つの道路をリンクとする。道路のＩＤであるリンクＩＤをキーとして、当該道路の始点のノードである始点ノードＩＤ、終点のノードである終点ノードＩＤ、及びリンク（道路）の長さｄがそれぞれ参照できるようなデータベースとなっている。これらのリンクの長さｄを含む道路ネットワークに関する情報を、以下、道路ネットワーク情報と記載する。以下、道路ネットワーク情報に含まれる各種情報は、経路データ記憶部２００に格納されていることを前提に記載する。
　図４は、本実施形態における案内文用データ記憶部３００のデータベースのテーブルのイメージである。案内文用データ記憶部３００のデータベースは、案内文用データとして、ノードＩＤをキーとして、ＰＯＩや交差点形状等の種別、コンビニ及び丁字路などの値、経路の探索時に案内文の生成に寄与する係数ａ（以下ａを必要な場合を除き省略する）を含む。案内文用データ記憶部３００のデータベースは、案内文用データに含まれる情報がそれぞれ参照できるような構成となっている。値は、種別の具体的な目印または特徴を示す対象である。係数は、例えば値が案内に寄与する度合いを示す係数である。種別、値、及び係数については、ナビゲーションの利用シーン及びアプリケーションの目的に応じて自由に設計してよい。例えば、観光名所などのランドマークをＰＯＩとして含めるためには、「種別：ＰＯＩ，値：○○寺，係数：０．４」として追加する。また、交差点が混雑しやすい箇所かどうかを経路生成部１２０で考慮する目的で「種別：混雑度，値：大，係数：１．５」として追加したりしてもよい。なお、値は説明の便宜のためランドマークの名前、特徴を表記しているが、実際には識別可能な値である。以下、種別、値、及び係数は、案内文用データ記憶部３００に格納されていることを前提に記載する。
　経路探索装置１０は、入力として、出発地及び目的地を含む経路を探索するための探索条件を取得する。
　経路生成部１２０は、探索条件、及び道路ネットワーク情報に基づいて、最短経路を含む経路候補を生成する。経路生成部１２０は、経路候補の各々について、案内文用データに含まれる情報に基づいて指標値を算出し、経路候補の指標値が最短経路の指標値より改善する経路候補を、出力経路として出力する。具体的には、非特許文献４に記載のｋ－ｔｈ　ｓｈｏｒｔｅｓｔ　ｐａｔｈアルゴリズムを適用して、経路長の短い順に経路候補の各々を生成する。また、最短経路に対して予め指定した倍率の経路長以下の経路候補の各々について、案内文用データに含まれる情報に基づいて、経路候補に含まれる各リンクの長さの和である経路長を低減又は増加するように補正した指標値を算出する。
　なお、ナビゲーション装置４０の各処理の詳細については、経路探索装置１０の作用の説明の後に説明する。
　次に、経路探索装置１０の作用について説明する。
　図５は、経路探索装置１０による経路探索処理の流れを示すフローチャートである。ＣＰＵ１１がＲＯＭ１２又はストレージ１４から経路探索プログラムを読み出して、ＲＡＭ１３に展開して実行することにより、経路探索が行なわれる。経路探索装置１０は、入力として、探索条件を受け付けて以下の処理を行う。
　ステップＳ２００で、ＣＰＵ１１は、探索条件の取得処理として、探索条件取得部１１０において、出発地及び目的地を含む探索条件を取得し、経路生成部１２０へ出力する。探索条件は、ユーザや外部のシステムから案内する経路を表す。
　ステップＳ２１０で、ＣＰＵ１１は、次に、経路生成処理として、経路生成部１２０において、経路データ記憶部２００から道路ネットワーク情報、及び案内文用データ記憶部３００から案内文用データに含まれる情報を取得する。取得した情報に基づいて探索した経路である探索経路ｓ＊を生成し、出力部１３０へ出力する。
　ステップＳ２２０で、ＣＰＵ１１は、探索経路の出力処理として、出力部１３０において、探索経路ｓ＊をナビゲーション装置４０に出力する。
　図６は、経路生成処理の詳細を示すフローチャートである。図６のフローチャートを用いて、本実施形態に係る経路生成部１２０の経路生成処理について説明する。以下の処理は、ＣＰＵ１１が経路生成部１２０として実行する処理である。
　ステップＳ３００で、ＣＰＵ１１は、探索条件取得部１１０から出発地及び目的地を含む探索条件を受け付ける。
　ステップＳ３１１で、ＣＰＵ１１は、ステップＳ３００で取得した出発地及び目的地を含む探索条件を用いて、経路データ記憶部２００から道路ネットワーク情報を取得する。取得する道路ネットワーク情報は、リンクＩＤ、リンクＩＤにかかる始点ノードＩＤ及び終点ノードＩＤ、並びにリンクの長さである。
ステップＳ３１２で、ＣＰＵ１１は、続いて、Ｙｅｎのアルゴリズム（非特許文献４）などのｋ－ｔｈ　ｓｈｏｒｔｅｓｔ　ｐａｔｈアルゴリズムを用いて、出発地と目的地との間の距離が短い順に、上位Ｋ件の経路候補を生成する。この経路候補の集合を、経路候補集合Ｒ、ｋ番目に距離の短い経路候補をｒｋとする。最短経路はｒ１である。また経路候補集合Ｒの内、距離が最短となる１番目の最短経路ｒ１を、出力する探索経路の暫定解ｓ＊とする（ｓ＊＝ｒ１）。このＫの値は、５や１０といった小さな値を設定すれば性能の低い計算機であっても実用的な計算時間となり、１００や１０００といった大きな値を設定すれば、より幅広く良い結果を探索することができる。
　ステップＳ３２０で、ＣＰＵ１１は、ｋの値（ｋ＝１，．．．，Ｋ）を設定する。ここでは、最短の経路候補である１を除く２から順に設定するようにすればよい。ループが完了するまで、すなわちｋ＝Ｋとなるまで以下の処理を繰り返す。
　ステップＳ３２１で、ＣＰＵ１１は、経路候補集合Ｒの経路それぞれについて、まず経路ｒｋの距離ｄｉｓｔ（ｒｋ）が、最短経路ｒ１のｗ倍以下となっているかを以下（１）式のように比較して判断する。
ｄｉｓｔ（ｒｋ）≦ｄｉｓｔ（ｒ１）＊ｗ　　・・・（１）
　（１）式の条件を満たすのであればステップＳ３２２へ移行する。満たさなければステップＳ３３０へ移行する。
　これにより、以降の処理によって経路候補の指標値が良い値であっても、最短路ｒ１と比べて著しく移動距離が長くなってしまうような探索経路が出力されるのを避けることができる。また、経路候補集合Ｒの経路候補ｒｋが距離順にソートされていることを用いて、不要な探索を打ち切ることで処理を高速化することができる。このｗの値は応用例に応じて決めることができ、歩行者向けのナビゲーションアプリに組込む場合は、例えば１≦ｗ≦２の間の１．５を設定する。
　ステップＳ３２２で、ＣＰＵ１１は、案内文用データ記憶部３００から、当該経路ｒｋについての案内文用データに含まれる情報（種別、値、及び係数）を取得する。
　ここで、案内文用データに含まれる情報に関して定義する。経路候補ｒｋに含まれるノードのノードＩＤの集合をＶｋ、リンクＩＤの集合をＥｋとし、各ノードＩＤをｖ∈Ｖｋ、各リンクＩＤをｅ∈Ｅｋとする。始点ノードをｉとし、リンクＩＤの集合Ｅｋに含まれるリンクｅｉの始点ノードの集合をＩｋ、リンクｅｉに含まれる始点ノードに対応する係数をａｉ、リンクＩＤの集合Ｅｋのリンクｅｉの長さをｄｉとする。そのためステップＳ３２２では、始点ノードの集合Ｉｋに対応する種別、値、及び係数ａｉを取得すればよい。
　ステップＳ３２３で、ＣＰＵ１１は、取得したＰＯＩ等に関する情報（種別、値、及び係数）に基づいて、経路候補ｒｋの指標値ｓｃｏｒｅ（ｒｋ）を算出する。ここで、ノードＩＤのｖのすべての種別における係数の和をａｖとする。ａｖは図４の案内文用データ記憶部３００のノードＩＤがｖ＝１０００の場合であれば、ＰＯＩ：コンビニの係数ａ＝０．１、交差点形状：丁字路の係数ａ＝０．３であるためａ１０００＝０．１＋０．３＝０．４となる。また、指標値ｓｃｏｒｅ（ｒｋ）は、例えば各リンクの長さｄをノードＩＤであるｖに含まれる種別の係数の和ａｖで割引いた値として定義する場合、以下（２）式を用いることができる。ここで、ｍａｘ（）は値の最大値を取得する関数、θはリンクの長さを割引く際の閾値であり０＜θ＜１の値として例えば０．５を用いる。
ｓｃｏｒｅ（ｒｋ）＝Σｉｄｉ＊ｍａｘ（（１－ａｉ），θ）　　・・・（２）
　ステップＳ３２４で、以下（３）式に従って、（２）式で算出した指標値ｓｃｏｒｅ（ｒｋ）と、暫定解ｓ＊の指標値ｓｃｏｒｅ（ｓ＊）を比較する。上記（２）式は経路長を低減させる指標値とする場合の式であるが、経路長を増加させる指標値とする場合にはａｉを加算する等の式にすればよい。
ｓｃｏｒｅ（ｒｋ）＜ｓｃｏｒｅ（ｓ＊）　　・・・（３）
　（３）式の条件を満たすのであればステップＳ３２５へ移行する。満たさなければループの繰り返しにより、ｋ＝ＫとなるまでステップＳ３２０で次のｋを設定して処理を繰り返す。
　ステップＳ３２５で、ＣＰＵ１１は、指標値が改善したとして、暫定解ｓ＊をｒｋで更新する。更新後は、ループの繰り返しにより、ｋ＝ＫとなるまでステップＳ３２０で次のｋを設定して処理を繰り返す。このように、ステップＳ３２１でループを抜けるか、ｋ＝Ｋとなるまで繰り返す。
ステップＳ３３０で、ＣＰＵ１１は、ｓ＊を探索の結果得られた探索経路として出力部１３０に出力して処理を完了する。探索経路ｓ＊には、少なくとも経路の生成に必要なリンクＩＤ及びノードＩＤが含まれる。
　次に、本実施形態に係るナビゲーション装置４０の案内処理について説明する。案内文生成部４００は、出力部１３０から出力された探索経路ｓ＊を取得する。また、案内文生成部４００は、探索経路ｓ＊に含まれるノードＩＤから、案内文用データ記憶部３００を参照し、該当するノードＩＤの値の情報を取得して、案内情報を生成する。具体的な例を説明する。例えば、探索経路ｓ＊に含まれるノードＩＤが交差点の付近のノードで、ノードの付近にコンビニがあったとする。ノードＩＤをキーとして、種別の「ＰＯＩ」、値の「コンビニ」を取得し、案内情報として、取得した種別及び値に関する情報を生成する。
　図７は、従来手法及び本実施形態の手法の探索経路における目印の関係を比較したイメージを示す図である。図７の例では、従来手法の一般的な経路探索アルゴリズムを用いた場合、探索経路の例の破線部のような、最短経路であるがＰＯＩが含まれない交差点を曲がる探索経路が表示される。一方で、本実施形態の手法では実線部で示すような案内文に必要なＰＯＩを含んだ探索経路を表示できるようになる。
　従来手法の案内情報としては、例えば「コンビニの角を右折します」といった案内文を生成する。また本実施形態の探索経路について、従来手法で一般的なＴｕｒｎ－ｂｙ－ｔｕｒｎ形式の案内文では、「最初の交差点を右折します。」のような文を生成する。しかし、本実施形態では「最初の交差点で、天ぷら屋さんとコンビニの間を右折します。」のような文を生成できるようになる。案内文生成部４００は、生成した案内情報を表示部４１０により表示する。図７の例で、本実施形態の手法で表示される案内文は、「１．最初の交差点で、てんぷら屋さんとコンビニとの間を右折します。２．学校がある突き当たりまで進み、左折します。３．目的地まで直進します。」となる。このような案内を可能とするために、１．の案内で右折した道路のリンクのノードのノードＩＤには、案内文用データ記憶部３００の値に「てんぷら屋さん」及び「コンビニ」が対応付けられており、それぞれに有効な係数が与えられた設定が与えられているとする。これにより、案内文生成部４００の取得時に閾値以上の係数の値となっている値を参照したり、予め探索情報ｓ＊に有効な係数を持つ値に関する情報を含める等しておくことで、適切な案内情報の生成が可能となる。このように、本実施形態の手法により、最短経路を出力するだけでは実現できなかった、ユーザの目印となるランドマークを含んだ案内が可能となる。
　以上説明したように本実施形態の経路探索システムによれば、ユーザの利便性が高い案内が可能な経路を探索できる。また、ユーザの利便性の高い探索経路の案内情報を表示できる。
　なお、上記各実施形態でＣＰＵがソフトウェア（プログラム）を読み込んで実行した経路探索を、ＣＰＵ以外の各種のプロセッサが実行してもよい。この場合のプロセッサとしては、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）等の製造後に回路構成を変更可能なＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｌｏｇｉｃ　Ｄｅｖｉｃｅ）、及びＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が例示される。また、経路探索を、これらの各種のプロセッサのうちの１つで実行してもよいし、同種又は異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡ、及びＣＰＵとＦＰＧＡとの組み合わせ等）で実行してもよい。また、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路である。
　また、上記各実施形態では、経路探索プログラムがストレージ１４に予め記憶（インストール）されている態様を説明したが、これに限定されない。プログラムは、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｋ　Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｋ　Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、及びＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ　Ｓｅｒｉａｌ　Ｂｕｓ）メモリ等の非一時的（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ）記憶媒体に記憶された形態で提供されてもよい。また、プログラムは、ネットワークを介して外部装置からダウンロードされる形態としてもよい。
　以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
　（付記項１）
　メモリと、
　前記メモリに接続された少なくとも１つのプロセッサと、
　を含み、
　前記プロセッサは、
出発地及び目的地を含む経路を探索するための探索条件を取得し、前記探索条件と、記憶されているリンクＩＤ、リンクの始点及び終点のノードＩＤ、並びにリンクの長さを含む道路のネットワークに関する道路ネットワーク情報とに基づいて、最短経路を含む経路候補の各々を生成し、前記経路候補の各々について、ノードＩＤにかかる種別、前記種別に関する値、及び前記値に関する係数を含む案内文用データに含まれる情報に基づいて指標値を算出し、前記経路候補の前記指標値が前記最短経路の前記指標値より改善する経路候補を、探索経路として出力する、
　ように構成されている経路探索装置。
　（付記項２）
　出発地及び目的地を含む経路を探索するための探索条件を取得し、前記探索条件と、記憶されているリンクＩＤ、リンクの始点及び終点のノードＩＤ、並びにリンクの長さを含む道路のネットワークに関する道路ネットワーク情報とに基づいて、最短経路を含む経路候補の各々を生成し、前記経路候補の各々について、ノードＩＤにかかる種別、前記種別に関する値、及び前記値に関する係数を含む案内文用データに含まれる情報に基づいて指標値を算出し、前記経路候補の前記指標値が前記最短経路の前記指標値より改善する経路候補を、探索経路として出力する、
　ことをコンピュータに実行させる経路探索プログラムを記憶した非一時的記憶媒体。
１     経路探索システム
１０   経路探索装置
４０   ナビゲーション装置
１１０ 探索条件取得部
１２０ 経路生成部
１３０ 出力部
２００ 経路データ記憶部
３００ 案内文用データ記憶部
３１２ ステップ
３２４ ステップ
３３０ ステップ
４００ 案内文生成部
４１０ 表示部

Claims (6)

  1. 　出発地及び目的地を含む経路を探索するための探索条件を取得する探索条件取得部と、
    　リンクＩＤ、リンクの始点及び終点のノードＩＤ、並びにリンクの長さを含む道路のネットワークに関する道路ネットワーク情報を記憶した経路データ記憶部と、
    　ノードＩＤにかかる種別、前記種別に関する値、及び前記値に関する係数を含む案内文用データを記憶した案内文用データ記憶部と、
    　前記探索条件、及び前記道路ネットワーク情報に基づいて、最短経路を含む経路候補の各々を生成し、
    　前記経路候補の各々について、前記案内文用データに含まれる情報に基づいて指標値を算出し、前記経路候補の前記指標値が前記最短経路の前記指標値より改善する経路候補を、探索経路として出力する経路生成部と、
    を含む経路探索装置。
  2. 　前記経路生成部は、
    　所定のアルゴリズムを適用して、経路長の短い順に経路候補の各々を生成し、
    　最短経路に対して予め指定した倍率の経路長以下の経路候補の各々について、前記案内文用データに含まれる情報に基づいて、前記指定した倍率の経路長以下の経路候補に含まれる各リンクの長さの和である経路長を低減又は増加するように補正した前記指標値を算出する、
    　請求項１に記載の経路探索装置。
  3. 　前記指定した倍率の経路長以下の経路候補に含まれる各リンクの長さを、前記リンクに含まれる前記ノードＩＤにかかる前記種別に対応する係数によって補正することで、前記指標値を算出する請求項２に記載の経路探索装置。
  4. 　前記探索経路に前記値が含まれる場合に、前記探索経路に対応する前記値に関する情報を含む請求項１～請求項３の何れか１項に記載の経路探索装置。
  5. 　出発地及び目的地を含む経路を探索するための探索条件を取得し、
    　前記探索条件と、記憶されているリンクＩＤ、リンクの始点及び終点のノードＩＤ、並びにリンクの長さを含む道路のネットワークに関する道路ネットワーク情報とに基づいて、最短経路を含む経路候補の各々を生成し、
    　前記経路候補の各々について、ノードＩＤにかかる種別、前記種別に関する値、及び前記値に関する係数を含む案内文用データに含まれる情報に基づいて指標値を算出し、前記経路候補の前記指標値が前記最短経路の前記指標値より改善する経路候補を、探索経路として出力する、
    　ことを含む処理をコンピュータが実行することを特徴とする経路探索方法。
  6. 　出発地及び目的地を含む経路を探索するための探索条件を取得し、
    　前記探索条件と、記憶されているリンクＩＤ、リンクの始点及び終点のノードＩＤ、並びにリンクの長さを含む道路のネットワークに関する道路ネットワーク情報とに基づいて、最短経路を含む経路候補の各々を生成し、
    　前記経路候補の各々について、ノードＩＤにかかる種別、前記種別に関する値、及び前記値に関する係数を含む案内文用データに含まれる情報に基づいて指標値を算出し、前記経路候補の前記指標値が前記最短経路の前記指標値より改善する経路候補を、探索経路として出力する、
    　ことをコンピュータに実行させる経路探索プログラム。
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