DE69420731T2

DE69420731T2 - Navigationssystem und Wegsuchverfahren

Info

Publication number: DE69420731T2
Application number: DE1994620731
Authority: DE
Inventors: Takehiro Fujita; Takashi Nomura
Original assignee: Hitachi Ltd; Xanavi Informatics Corp
Current assignee: Hitachi Ltd; Faurecia Clarion Electronics Co Ltd
Priority date: 1994-10-05
Filing date: 1994-10-05
Publication date: 2000-04-27
Anticipated expiration: 2014-10-06
Also published as: DE69420731D1; EP0706031B1; EP0706031A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Navigationstechnologie. Insbesondere bezieht sie sich auf ein Navigationssystem in einem Fahrzeug, welches nach einem empfehlenswerten Weg in Übereinstimmung mit einem gegebenen Endziel sucht und das nacheinander den Fahrer eines Fahrzeugs die gegenwärtige Position des Fahrzeugs und die Fahrtrichtung desselben entlang eines empfohlenen Weges lehrt.
Techniken zum Suchen eines empfehlenswerten Weges, der von einem Abfahrtspunkt (nämlich einem Ursprung oder Start) zu einem Zielpunkt reicht, in Übereinstimmung mit solchen gegebenen Punkten, sind aus dem Amtsblatt der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschriften Nr. 306400/1990 und einem Papier "Path Search Algorithm based on Hierarchical Expression of Road System and Application to Map Information Processing System" (Bulletin of the Japanese Institute of Information Processing, Bd. 32, Nr. S. S. 659-666, März 1990) bekannt.
Wie in Fig. 14A gezeigt ist, unterteilt das Verfahren, das in dem Amtsblatt der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschriften Nr. 306400/1990 offenbart ist, eine Karte in Einheitsflächen einer vorbestimmten Form und Größe (in individuelle Quadratzellen, die in der Figur gezeigt sind), so daß die Einheitsflächen gehandhabt werden können, und führt eine Wegsuche auf der Grundlage der Kartendaten der Einheitsflächen durch. Wenn hierbei der Ausgangspunkt und der Zielpunkt in verschiedenen Einheitsflächen auftreten, wird die Wegsuche durchgeführt durch Setzen von einer der folgenden Suchflächen (Fläche, die durchsucht werden soll):
(1) Einheitsflächen, welche durch eine gerade Linie durchquert werden, die beide Punkte verbindet;
(2) Einheitsflächen, welche durch eine gerade Linie durchquert werden, die beide Punkte verbindet, und ein Einheitsflächen, die neben früheren Einheitsflächen liegen;
(3) unter den Einheitsflächen, die durch eine gerade Linie durchquert werden, welche die zwei Punkte verbindet, und Einheitsflächen, die neben den früheren Einheitsflächen liegen, die Einheitsflächen, von denen jede mindestens neben zwei anderen Einheitsflächen liegt.
Andererseits, gemäß diesem Verfahren, das in dem Papier "Path Search Algorithm based on Hierarchical Expression of Road System and Application to Map Information Processing System" aufgeführt ist, werden Straßendaten, wie in Fig. 15A erläutert, sukzessive hierarchisch geordnet in einer solchen Weise, daß die Straßendaten in eine Mehrzahl von Hierarchien eingeordnet sind, wie beispielsweise Autobahnen, Bundesstraßen und kleinere Straßen. In jeder dieser Hierarchien, die erwähnt wurden, wird eine geschlossene Fläche (Block), die von Straßen mit höherer Hierarchie umgeben ist und Straßen enthält, gehandhabt als ein Block niedrigen Niveaus gegenüber dem Block der höheren Hierarchie. Hierin wird der Weg für jeden Block gesucht und zwar in einer schrittweisen Art vom Block mit der niedrigen Hierarchie zu dem Block mit der höheren Hierarchie. Daneben wird neben der Wegsuche noch der Weg, der sich zu der höheren Hierarchie erstreckt, gesucht sowohl von der Straße am nächsten zum Abfahrtspunkt als auch zu der Straße, die am nächsten zum Zielpunkt liegt.
Mit dem Verfahren, das in dem Amtsblatt der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 306400/1990 offenbart ist, kann die Anzahl der Objekte, die zu suchen sind begrenzt werden. Da jedoch Straßen weggelassen sind, stellt dieses Verfahren das Problem, daß ein geeigneter Weg nicht ausgewählt werden kann.
Beispielsweise wird der Fall betrachtet, daß eine Autobahn, die den Ausgangspunkt mit dem Zielpunkt verbindet, existiert, wie es in Fig. 14B gezeigt ist. In diesem Fall erstreckt sich die Autobahn leicht außerhalb des Satzes von Suchflächen und da sie nicht innerhalb der Suchfläche sich fortsetzt, kann sie nicht ausgewählt werden. Daher gibt es eine große Wahrscheinlichkeit, daß der mehr vorzuziehende Weg nicht ausgewählt wird, obwohl Autobahnen, Bundesstraßen und allgemeine Straßen gewöhnlich für Reisen in der erwähnten Reihenfolge am geeignetsten sind.
Mittlerweile ist das Weglassen von Straßen zurückgegangen, da die Größe von jeder Einheitsfläche erhöht wurde, doch führt dies zu einer Erhöhung in der Anzahl von Objekten, die durchsucht werden müssen.
Andererseits führt das Papier "Path Search Algorithm based on Hierarchical Expression of Road System and Application to Map Information Processing System" das Problem bezüglich der Schwierigkeit des Wartens der Straßendaten aus.
Insbesondere, wie in Fig. 15B gezeigt ist, in einem Fall, wo eine Straße hinzugefügt oder gelöscht wurde, in einem beliebigen hierarchischen Niveau, das von dem untersten Niveau verschieden ist, muß der Block, der zu der unteren Hierarchie von Blöcken von der hinzugefügten oder gelöschten Straße gehört, neu organisiert werden durch Teilung des einzelnen Blocks oder Verschmelzen von Blöcken.
Ein anderes Problem besteht darin, daß die Identifizierung von benachbarten Blöcken schwierig ist, weil die Fläche der individuellen Managementblöcke nicht einheitlich ist und die Anzahl der Blöcke gewöhnlich nicht einheitlich wird.
Folglich ist es in dem Fall, wenn das Karteninformations-Verarbeitungssystem das Fahrzeug während des Laufens durch Anzeigen der Karte auf einer Anzeigeeinheit führt, schwierig, einen Schirm zu rollen und den nächsten Block mit der Bewegung des Fahrzeugs anzuzeigen. Daher ist das Verfahren, das in diesem System verwendet wird, nicht zur Verwendung in Fahrzeugen geeignet.
Darüber hinaus sind die Straßen nicht ausgelegt für die Ausdehnung von Blöcken der gleichen Hierarchie, sondern der Weg, der sich zur Straße eines höheren Niveaus erstreckt, wird für jeden Block gesucht, und danach wird der Weg in der höheren Hierarchie gesucht. Es stellt sich somit das Problem, daß, wenn mehrere Niveaus zwischen den Straßen höherer Niveaus und den Straßen niedriger Niveaus überschritten werden, die Verbindung der Straßen mit niedrigem Niveau, die zu einem Block gehören, verlorengeht. In dem Fall, der in Fig. 15C gezeigt ist, wo der Ausgangspunkt und der Zielpunkt auf eine Straße gesetzt wurden, die zwei Blöcke verbindet und die eine vielfache Niveau-Überkreuzung mit der Straße höheren Niveaus, die die Grenze dieser Blöcke ist, bildet, kann der Weg, der eine solche Straße enthält, nicht gesucht werden, obwohl es der optimale Weg wäre.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

In Hinsicht auf den Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Navigationssystem bereitzustellen, in welchem ein vorteilhafterer Weg schnell gesucht werden kann unter Verwendung eines Straßendatenformats, das leicht zu warten ist.
Um diese Aufgabe zu erfüllen, umfaßt gemäß der vorliegenden Erfindung ein Navigationssystem zur Installation auf einem Fahrzeug: Speichermittel zum darin Speichern von Straßendaten zum Repräsentieren von Straßen, die zu Verwaltungsgebieten gehören für jedes der Verwaltungsgebiete, die geographische Flächen vorbestimmter Ausdehnung und Form sind, und für jede der Hierarchien entsprechend den Typen von Straßen; Positioniermittel zum Erfassen eines gegenwärtigen Punktes und einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs; Einstellmittel zum Akzeptieren der Einstellung eines Zielpunktes; Wegsuchmittel zum Suchen eines Weges, welcher sich von einem gegebenen Abfahrtspunkt zu dem Zielpunkt erstreckt und Führungsmittel zum Führen der Fahrt des Fahrzeuges auf der Grundlage des gegenwärtigen Punktes, der von dem Positioniermittel gemessen wird, und dem Weg, der durch das Wegsuchmittel gesucht wird; wobei das Wegsuchmittel die Suche ausführt für den Weg in der Reihenfolge der jeweiligen Hierarchien in Bezug auf die jeweiligen Hierarchien und auf der Basis von Straßendaten der jeweiligen Hierarchie, die mindestens für ein Verwaltungsgebiet relevant ist, das innerhalb der Grenzen liegt, die eine Größe haben, die der relevanten Hierarchie entspricht.
Daneben sollte in einem Navigationssystem das Wegsuchmittel vorzugsweise die Wegsuche in einer solchen Weise durchführen, daß Knoten, die Straßen höherer Hierarchie verbinden, und Wege, die sich zu den Knoten erstrecken, gesucht werden vom Ausgangspunkt und vom Zielpunkt in der Reihenfolge der jeweiligen Hierarchien von der Hierarchie entsprechend dem Ausgangspunkt und dem Zielpunkt bis zur Hierarchie entsprechend einem Abstand zwischen dem Ausgangspunkt und dem Zielpunkt, wobei die Verbindungsknoten und die sich erstreckenden Wege gesucht werden für die jeweiligen Hierarchien und auf der Grundlage der Straßendaten der relevanten Hierarchie, die mindestens für eines der Verwaltungsgebiete relevant ist, das innerhalb der Grenzen liegt, das eine Größe entsprechend der relevanten Hierarchie hat, und daß ein Weg zwischen den Knoten gesucht wird, nach welchen gesucht wurde, und die die Straßen in der Hierarchie entsprechend dem Abstand zwischen dem Ausgangspunkt und dem Zielpunkt verbinden.
Entsprechend dem Navigationssystem der vorliegenden Erfindung sind die Straßendaten der Straßen, die zu den Verwaltungsgebieten gehören, für jedes der Verwaltungsgebiete gespeichert, die die vorbestimmte Ausdehnung und Form haben, und die leicht zu warten sind, und für jede der Hierarchien entsprechend den Straßenarten. Beim Suchen des Weges ist ein zu durchsuchendes Gebiet begrenzt auf die Größe entsprechend zu jeder der Hierarchien. Unter dieser Bedingung wird der Weg durchsucht in der Reihenfolge der jeweiligen Hierarchien in Bezug auf die jeweiligen Hierarchien und auf der Grundlage der Straßendaten der relevanten Hierarchie, die relevant ist für mindestens eines der Verwaltungsgebiete, das innerhalb der Grenzen liegt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines Navigationssystems in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel der Hardwarearchitektur des Navigationssystems zeigt;
Fig. 3A und 3B sind Diagramme zum Bestimmen des Konzepts des Straßendatenmanagements in dem Navigationssystem;
Fig. 4A bis 4G sind Diagramme, die die Situation einer Straßensuche zeigen;
Fig. 5A bis 5D sind Diagramme, die die Situation des Suchens eines Weges zeigen, der sich von einer Straße höherer Hierarchie erstreckt;
Fig. 6 ist ein Flußdiagramm, das die Verarbeitungsschritte der Wegsuche zeigt;
Fig. 7 ist ein Flußdiagramm, das die Verarbeitungsschritte der Wegsuche zeigt, die innerhalb eines Kandidatengebietes gemacht werden;
Fig. 8 ist ein Flußdiagramm, das die Verarbeitungsschritte der Wegsuche für einen Weg zeigt, der sich zu einer Straße höherer Hierarchie erstreckt;
Fig. 9 ist ein Flußdiagramm, das die anfänglichen Verarbeitungsschritte eines Führungsprozesses zeigt;
Fig. 10 ist ein Flußdiagramm, das die Verarbeitungsschritte eines laufenden Führungsprozesses zeigt;
Fig. 11A bis 11C sind Diagramme, die ein Beispiel eines Führungsschirmes zeigen;
Fig. 12 ist ein Diagramm, das die Verwaltungsgebiete zeigt, welche ein Kandidaten-Suchgebiet, das zu durchsuchen ist und das kreisförmig eingestellt ist, zeigt;
Fig. 13 ist ein Diagramm, das die Situation des Bestimmens eines Suchstartpunktes in einer höheren Hierarchie zeigt;
Fig. 14A und 14B sind Diagramme, die eine Wegsuchtechnik gemäß dem Stand der Technik zeigen; und
Fig. 15A bis 15C sind Diagramme, die eine andere Wegsuchtechnik aus dem Stand der Technik zeigen.

BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG

Nun wird eine Ausführungsform des Navigationssystems gemäß der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen beschrieben,
Fig. 1 zeigt den Aufbau des Navigationssystems in dieser Ausführungsform.
Mit Bezug auf die Figur umfaßt ein Positioniermittel 101 einen geomagnetischen Sensor, einen Gyro-Sensor, einen GPS- (global positioning system) Sensor oder ähnliches, und das Positioniermittel führt einen Kartenübereinstimmungsprozeß etc. aus, um die gegenwärtige Position eines Fahrzeugs, auf welchem das Navigationssystem installiert ist, zu erfassen. Eine Kartendaten- Speichereinrichtung 102, wie beispielsweise eine CD-ROM (compact disk read only memory) speichert darin Kartendaten bezüglich einer Karteninformation. Ein Einstellmittel 103 umfaßt Schalter des mechanischen, photoelektrischen oder ähnlichen Typs und akzeptiert das Einstellen des Zielpunktes (oder Endpunktes) des Fahrzeugs. Wegsuch/Führungssteuermittel 104 suchen einen Weg oder eine Route und kontrollieren eine Führungsanzeige auf der Grundlage des gesuchten Weges. Anzeigesteuermittel 105 steuern die Anzeige eines Anzeigemittels 106, wie beispielsweise eine CRT (cathode-ray tube) oder LCD (liquid-crystal display) unter der Steuerung des Wegsuch/Führungssteuermittels 104.
Zudem kann das Navigationssystem in dieser Ausführungsform ebenso durch eine Hardwarearchitektur implementiert sein, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist. Hierin umfaßt eine Mikrocomputer-Schaltung hauptsächlich ein ROM 2, in welchem Programme, wie beispielsweise Wegsuch- und Steuerprogramme, gespeichert sind, eine CPU (central processing unit) 3, die die Programme ausführt, und ein RAM (random access memory), das als Arbeitsbereich der CPU 3 verwendet wird. Die folgenden sind mit der Mikrocomputer-Schaltung durch jeweilige geeignete Mittel verbunden: Sensoren, die eine externe Speicherung enthalten, wie beispielsweise eine CD-ROM 1, die die Kartendaten darin enthält; eine Anzeigeeinheit, wie beispielsweise eine CRT oder LCD; und ein Eingabe/Ausgabegerät, wie beispielsweise eine Einstelleinheit.
Das Navigationssystem in dieser Ausführungsform verwaltet die Kartendaten, wie es in den Fig. 3A und 3B gezeigt ist.
In Fig. 3A bezeichnet das Bezugszeichen 301 einen Abschnitt oder Abteil der Kartendaten. Solche Abschnitte werden erhalten durch Unterteilen der Karte in Einheiten einer vorbestimmten Breite in Bezug auf Länge und Breite. Jeder der Abschnitte wird identifiziert für die Verwaltung mit einer Verwaltungsnummer auf der Grundlage der Länge und Breite des linken unteren Eckpunktes des jeweiligen Abschnittes. Entsprechend kann die Nachbarschaft der Abschnitte leicht identifiziert werden.
Jeder Abschnitt ist unterteilt in Gebiete in Einheiten von vorbestimmter Breite bezüglich Länge und Breite. Die Gebiete sind als Verwaltungsgebiete gegeben, die zur Verwaltung innerhalb des bestimmten Abschnittes verwendet werden.
In dem Fall von Fig. 3A bezeichnet Bezugszeichen 302 ein Verwaltungsgebiet, das in dem Abschnitt 301 liegt, und das Bezugszeichen 306 bezeichnet Straßendaten, die in dem Verwaltungsgebiet 302 liegen. Das heißt, 302 ist eine vergrößerte Ansicht von 301, und 306 ist eine vergrößerte Ansicht von 302. Wie in der Figur gezeigt ist, umfassen die Straßendaten Daten bezüglich der Form der Straßen (eine Koordinatenebenenanordnung, in welcher die Straßen durch Anordnungen von Linien ausgedrückt sind) und Netzwerkdaten, welche aus Knoten gebildet sind, die Überschneidungen ausdrücken, und Verbindungen, die Verbindungsbeziehungen der Überschneidungen ausdrücken (Verbindungsinformationseingaben, von denen jede die Nummern der benachbarten Knoten in einem Paar aufweist). Die Typen der individuellen Straßen werden ebenfalls in den Formdaten registriert. Zudem ist die Knotennummer jedem der Knoten zugeordnet und erlaubt es, daß bestimmte Knoten eindeutig identifiziert werden. Selbst wenn die Verbindung zwischen den Knoten benachbarte Verwaltungsgebiete überbrückt, sind die Knotennummern der Verbindungsknoten in den entsprechenden Verbindungen registriert.
In dieser Ausführungsform sind die Straßendaten der Verwaltungsgebiete 302 in Hierarchien unterteilt für jeweilige Arten von Straßen und die sich ergebenden Hierarchien werden für das Management verwendet. Beispielsweise, wie es in Fig. 3B tabelliert ist, werden Autobahnen und Bundesstraßen auf die Hierarchienummer #1 am obersten Niveau gesetzt; Hauptstraßen und allgemeine Straßen werden auf die Hierarchienummer #2 gesetzt, und enge Straßen mit Breiten von weniger als 5,5 m werden auf die Hierarchie #3 am untersten Niveau gesetzt. In dem Fall jedoch, wo die Zufahrt zur Autobahn mit der Bundesstraße durch die Straßen der Hierarchienummer #2 verbunden ist, wird diese Straße der Hierarchienummer #2 in eine höhere Hierarchienummer #1 gebracht, wodurch eine Unterbrechung im Straßennetzwerk verhindert wird.
Als Folge dieser Hierarchieanordnung sind die Straßen des Verwaltungsgebietes 302 klassifiziert in Straßen 303, welche in der Hierarchienummer #1 registriert sind, in Straßen 304, welche in der Hierarchienummer #2 registriert sind und in Straßen 305, welche in der Hierarchienummer #3 registriert sind. Gemäß dieser Klassifizierung sind die Straßendaten 307, die in Fig. 3A gezeigt sind, registriert in der Hierarchienummer #1 des Verwaltungsgebietes 302, die Straßendaten 308 in der Hierarchienummer #2 desselben, und die Straßendaten 309 sind registriert in der Hierarchienummer #3 desselben.
Hier enthalten die Straßendaten jeder Hierarchie, die registriert werden, nicht nur die Formdaten, sondern auch den Knoten 310 zwischen den Straßen, die in der bestimmten Hierarchie enthalten sind, wie auch die Verbindung entsprechend zu diesem Knoten 310, und den Knoten 311 zwischen den Straßen, die in der bestimmten Hierarchie enthalten sind, sowie die Straße, die in der höheren Hierarchie enthalten ist, und die Verbindung entsprechend zu diesem Knoten 311. Weiterhin, wenn die Knoten 311 mit den Straßen der höheren Hierarchie verbunden sind durch Straßen der höheren Hierarchie, wird die Verbindung zwischen diesen Knoten 311 ebenfalls registriert. In anderen Worten, wenn die Kreuzung 311 benachbart ist, wird die Information über die Verbindung durch die Straße des höheren Niveaus ebenfalls registriert. Betrachtet man weiterhin, daß der Knoten 311 mit der Straße der höheren Hierarchie, die neben dem Knoten 312 zwischen den Straßen der höheren Hierarchie liegt (d. h. mit der Straße der höheren Hierarchie verbunden ist), dann ist die Verbindung mit dem Knoten 312 zwischen den Straßen der höheren Hierarchie ebenfalls registriert. In anderen Worten, betrachtet man die Kreuzung, die neben der Kreuzung 312 liegt, dann wird die Information der Verbindung mit der Kreuzung entsprechend dem höheren Niveau ebenfalls registriert. In dem Fall, wenn die Hierarchien entsprechend den jeweiligen Straßendaten aufgeteilt werden, wie es in Fig. 3B tabelliert ist, und wenn der Knoten 312 in der höheren Hierarchie nicht in der unteren Hierarchie registriert ist, kann die Verbindung der höheren Hierarchie und die der niedrigeren Hierarchie in einer solchen Weise assoziiert werden, daß für jeden Knoten 311 die Knotennummern von beiden Enden der höheren Hierarchie, mit welcher der bestimmte Knoten 311 verbunden ist, registriert werden. Als ein anderes Hierarchieeinteilungsverfahren kann die höhere Hierarchie/Hierarchien sehr wohl in jeder der Hierarchien enthalten sein, die in Fig. 3B gezeigt sind. Das heißt, die Straßendaten können beispielsweise klassifiziert werden in 1 Hierarchienummer #1, 2 Hierarchienummer #1 + Hierarchienummer #2, und 3 Hierarchienummer #1 + Hierarchienummer #2 + Hierarchienummer #3 (alle Straßen). In diesem Fall werden die Knoten 312 der höheren Hierarchien registriert in den unteren Hierarchien.
Selbst in einem Fall, wenn der Knoten oder die Verbindung, die registriert werden soll, in einem Verwaltungsgebiet liegt, das von dem bestimmten Verwaltungsgebiet 8302 in Fig. 3A) verschieden ist, wird es in ähnlicher Weise registriert.
Zudem werden der Abstand zwischen den Knoten und eine mittlere Durchlaufzeit registriert als die Faktoren von Durchgangskosten in jeder Straßenverbindung.
Auf diese Weise wird gemäß dieser Ausführungsform das Straßennetzwerk, das in dem Verwaltungsgebiet 302 liegt, ausgedrückt durch drei Hierarchien. Bei dieser Gelegenheit kann die Größe eines Verwaltungsgebietes für jede der Hierarchien geändert werden. Insbesondere ist der Umfang der Daten in den höheren Hierarchien geringer. Daher ist es beispielsweise ebenfalls erlaubt, die Hierarchienummer #3 in Einheiten von dem einzelnen Verwaltungsgebiet 302 zu verwalten, die Hierarchienummer #2 mit n · n (wobei n eine ganze Zahl größer als eins ist) Verwaltungsgebieten 302, die als ein Verwaltungsgebiet gesetzt sind, zu verwalten, und die Hierarchienummer #1 mit N * N (wobei der Buchstabe N eine ganze Zahl größer als die ganze Zahl n ist) Verwaltungsgebiete 302, die als ein Verwaltungsgebiet gesetzt sind, zu verwalten.
Wenn die Hierarchieniveaus der Straßen gesetzt sind, wie es in Fig. 3B tabelliert ist, ist die Straße des höheren Niveaus geeigneter für die Bewegung des Fahrzeugs, und die Dichte der Straßendaten in einem Verwaltungsgebiet ist niedriger (die Anzahl der Kreuzungen ist geringer) in bezug auf diese Straße. Wenn daher ein Weg auszuwählen ist, wird die Suche nach dem Weg vorzugsweise in der Straßenhierarchie des höchsten Niveaus durchgeführt, das heißt, sie wird ersetzt durch eine Suche auf dem höchsten Niveau, wobei die Anzahl der Knoten, die durchsucht werden müssen, begrenzt ist, und der Weg, der für den Lauf des Fahrzeuges geeignet ist, kann ausgewählt werden. Gemäß diesem Prinzip führt das Wegsuch/Führungssteuermitel 104 die Wegsuche durch, wie unten erklärt wird.
Dir Fig. 6, 7 und 8 zeigen die Verarbeitungsschritte eines Wegsuchprozesses, der von dem Wegsuch/Führungssteuermittel 104 ausgeführt wird.
Zunächst wird auf einen Zielpunkt 402, der in Fig. 4A gezeigt ist und durch das Setzeingabemittel 103 gesetzt wurde, Bezug genommen (Schritt 601), und die Wegsuche beginnt von der Seite eines Ausgangspunktes 401, der in Fig. 4A gezeigt ist (Schritte 602 bis 610). In dem Fall des Navigationssystems im Fahrzeug, ist der Ausgangspunkt 401 gegeben durch eine gegenwärtige Position, die durch das Positionsmittel 101 gemessen wird.
Anschließend wird eine Straße und eine Kreuzung, die am nächsten zum Ausgangspunkt 401 ist, aufgefunden, wobei die naheliegendste Kreuzung, die gefunden wurde, als der Suchstartpunkt "KNOTEN O (Ursprung)" gesetzt wird, und die Hierarchie, zu welcher die nächstliegend aufgefundene Straße gehört, wird als die Hierarchie "NIVEAU O" gesetzt (Schritte 603 und 604). Weiterhin werden eine oder mehrere Verwaltungsgebiete, die in solchen Grenzen um den Suchstartpunkt "KNOTEN O" liegen, die durch die Hierarchie "NIVEAU O" bestimmt sind, gesetzt als Kandidaten-Suchgebiete, die zu durchsuchen sind (ein Kandidat für ein zu durchsuchendes Suchgebiet) "O" (403 in Fig. 4A und 4B) (Schritt 605). Wenn zudem der Zielpunkt 402 in dem Kandidaten-Suchgebiet "O" enthalten ist, wird der Punkt 403 kontrolliert (Schritt 606). Hier, für das Kandidaten-Suchgebiet "O" ist der Punkt 403 identifiziert durch ein größeres Gebiet in den höheren Hierarchien. Beispielsweise wird er wie folgt eingestellt:
Hierarchie #3: Verwaltungsgebiete, die in 5 [km²] um den Suchstartpunkt enthalten sind.
Hierarchie #2: Verwaltungsgebiete, die in 20 [km²] um den Suchstartpunkt enthalten sind.
Hierarchie #1: Verwaltungsgebiete, die in 40 [km²] um den Suchstartpunkt enthalten sind.
Die Verwaltungsgebiete entsprechend dem Kandidaten-Suchgebiet "O" 403 sind in Fig. 4B klar gezeigt. Wenn der Zielpunkt 402 nicht in dem Kandidaten- Suchgebiet "O" 403 enthalten ist, das in Fig. 4A gezeigt ist, wird festgestellt, daß eine Bewegung entlang nur den Straßen der betreffenden Hierarchie "NIVEAU O" nicht hinreicht. Anschließen wird kontrolliert, ob die Hierarchie "NIVEAU O" die höchste Hierarchie ist (Schritt 607). Wenn die Hierarchie "NIVEAU O" nicht das höchste Niveau ist, werden die Daten der Hierarchie "NIVEAU O" betreffend das Kandidaten-Suchgebiet "O" 403 aus dem Kartendatenspeichermittel 102 ausgelesen (Schritt 608), bis der Zielpunkt 402 in dem Kandidaten-Suchgebiet "O" 403 enthalten ist, wie in Fig. 4D gezeigt ist. Als nächstes sucht das Wegsuch/Führungssteuermittel 104 eine Kreuzung auf (wie es in Fig. 4C gezeigt ist), die als Eingang von dem Suchstartpunkt "KNOTEN O" zu der Straße der Hierarchie, welche direkt höher als die gegenwärtige Hierarchie "NIVEAU O" ist, dient, und ein Weg, welcher sich von der Kreuzung erstreckt, wird aufgesucht (Schritt (609). Die gefundene Kreuzung wird als der neue Suchstartpunkt "KNOTEN O" gesetzt und die direkt höhere Hierarchie wird als die neue Hierarchie "NIVEAU O" gesetzt (Schritt 610). Danach iteriert das Mittel 104 die Verarbeitung des Schrittes 605, bei welchem das neue zu durchsuchende Kandidaten-Suchgebiet "O" entsprechend der neuen Hierarchie "NIVEAU O" gesetzt wird, und der Schritt 606 entscheidet, ob oder ob nicht der Zielpunkt 402 in dem neuen Kandidaten-Suchgebiet "O" enthalten ist.
Wie oben erklärt, wird die Wegsuche schrittweise auf das höhere Niveau geführt. Fallweise, wenn der Suchstartpunkt auf dem höheren Niveau gefunden wurde, wird ein Knoten entsprechend dazu zu dem höheren Niveau hinzugefügt. Bei dieser Gelegenheit wird die Anzahl der Knoten benachbart zum entsprechenden Knoten, welcher auf dem höheren Niveau liegt, als Verbindungsinformation registriert. Die Anzahl solcher benachbarter Knoten wird registriert als die assoziierte Information der Verbindungen des höheren Niveaus und solcher des vorigen niedrigen Niveaus.
Mit Bezug zurück zu Fig. 6, selbst in dem Fall, wo der Zielpunkt 402 nicht in dem Kandidaten-Suchgebiet "O" 403 enthalten ist, wird ein Weg gesucht in der Hierarchie #1 unter der Bedingung, daß die Hierarchie "NIVEAU O" das oberste Niveau (Hierarchie #1) geworden ist, weil keine höhere Hierarchie existiert. Insbesondere wird eine Kreuzung, die als ein Eingang vom Zielpunkt zu der Straße der Hierarchie #1 dient, und ein Weg, der sich von der Kreuzung erstreckt, gesucht, die gefundene Kreuzung wird als Suchstartpunkt "KNOTEN D (Destination)" gesetzt, und die Hierarchie # 1 wird als eine Hierarchie "NIVEAU D" gesetzt (Schritt 614). Anschließend, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, wird ein zu durchsuchendes Kandidaten-Suchgebiet "D" 445 um den Suchstartpunkt "KNOTEN D" gesetzt in Übereinstimmung mit der Hierarchie "NIVEAU D" ähnlich zu dem Kandidaten-Suchgebiet "O" 403, das um den Suchstartpunkt "KNOTEN O" in Übereinstimmung mit der Hierarchie "NIVEAU O" gesetzt worden ist, wobei ein Gebiet 406, welches neben dem Kandidaten-Suchgebiet "0" 403 und dem Kandidaten-Suchgebiet "D" 405 liegt, als das zu durchsuchende Suchgebiet eingestellt wird (das wirkliche Suchgebiet), und eine Suche für den kostengünstigsten Weg wird durchgeführt auf der Basis der Straßendaten der Hierarchie #1, die in dem Suchgebiet 406 enthalten sind, wodurch der Weg gefunden wird, welcher sich von dem Startpunkt "KNOTEN O" zu dem Suchstartpunkt "KNOTEN D" erstreckt (Schritt 615). Auf diese Weise wird der gesamte Weg, der sich vom Ausgangspunkt 401 zum Zielpunkt 402 erstreckt, in sequentieller Weise erhalten. Er wird als ein Ausgang (Schritt 616) übertragen, wodurch die Wegsuche abgeschlossen ist.
Zwischenzeitlich, wenn in dem Schritt 606 entschieden worden ist, daß der Zielpunkt 402 in dem Kandidaten-Suchgebiet "O" 403 enthalten ist, wie in Fig. 4D gezeigt ist, verschiebt sich der Ablauf des Wegsuchvorgangs zu einer Wegsuche von Zielpunkt 402.
Wie aus Fig. 4E erkennbar ist, werden eine Straße und eine Kreuzung, welche am nächsten zum Zielpunkt 402 liegen, gefunden, und die gefundene Kreuzung wird als Suchstartpunkt "KNOTEN D" gesetzt (Schritt 611). Weiterhin wird die Hierarchie, zu welcher die gefundene Straße gehört, eingestellt als eine Hierarchie "NIVEAU D", und eines oder mehrere Verwaltungsgebiete um den Suchstartpunkt "KNOTEN D", die innerhalb der Grenzen liegen, welche durch die Hierarchie "NIVEAU D" gesetzt sind, werden als zu durchsuchende Kandidaten-Suchgebiete "D" gesetzt (Schritt 612). Anschließend wird eine Wegsuche innerhalb des Kandidaten-Suchgebietes "D" durchgeführt (Schritt 613). Ein gesuchter Weg wird als ein Ausgang übertragen (Schritt 616), wodurch der Wegsuchvorgang beendet ist.
Die Wegsuche innerhalb des Kandidaten-Suchgebietes "D" an dem Schritt 613 geht weiter gemäß einem Ablauf, der in Fig. 7 dargestellt ist.
In einem Fall, wo die Art der Straße am nächsten zum Zielpunkt 402 gesetzt ist, kleiner im Niveau ist als die Hierarchie "NIVEAU O" (Schritt 701), werden die Straßendaten der Hierarchie "NIVEAU D", die für das Kandidaten-Suchgebiet "D" erforderlich sind, aus dem Kartendatenspeichermittel 102 ausgelesen (Schritt 704). In dem nächsten Schritt 705 sucht das Wegsuch/Führungssteuermittel 104 nach einer Kreuzung, welche als ein Eingang von dem Suchstartpunkt "KNOTEN D" zu der Straße der gegenwärtigen Hierarchie "NIVEAU O" dient, und einen Weg, welcher zu der Kreuzung führt. Hier wird die Suche sequentiell in höheren Hierarchien durchgeführt. Genauer gesagt wird die Kreuzung, die gefunden wurde, als der neue Suchstartpunkt "KNOTEN O" gesetzt, die Hierarchie "NIVEAU D" wird gleich gesetzt mit der Hierarchie "NIVEAU O", und ein neues zu durchsuchendes Kandidaten-Suchgebiet "D" 407 entsprechend der neuen Hierarchie "NIVEAU D" wird gesetzt, wie es in Fig. 4F gezeigt ist. Nun, da die Hierarchien "NIVEAU D" und "NIVEAU O" gleich sind (Schritt 702), wird ein Gebiet 408 (ebenfalls in Fig. 4F gezeigt), das sowohl an das Kandidaten- Suchgebiet "O" 403 wie auch an das Kandidaten-Suchgebiet "D" 407 angrenzt, gesetzt als zu durchsuchendes Suchgebiet (das wirkliche Suchgebiet), und eine Suche nach dem kostengünstigsten Weg wird durchgeführt auf der Grundlage der Straßendaten in und oberhalb der Hierarchie "NIVEAU O" ( = NIVEAU D") soweit sie in dem Suchgebiet 408 enthalten sind, wodurch der Weg aufgefunden wird, der sich von dem Suchstartpunkt "KNOTEN O" zu dem Suchstartpunkt "KNOTEN D" erstreckt (Schritt 703). Wie oben erklärt, werden die Straßendaten auf und über die Hierarchie "NIVEAU O" (= "NIVEAU D"), wie beispielsweise die Daten aller Hierarchien von #1 bis #3 für das Hierarchieniveau #3 oder die Daten der Hierarchien #1 und #2 für das Hierarchieniveau #2 extrahiert. Der Grund dafür liegt darin, daß der Weg, der für die Bewegung am leichtesten ist, aufgesucht werden kann durch eine Suche auf der Grundlage nicht nur der Daten auf dem Niveau "NIVEAU O" ("NIVEAU D"), die durch das Suchgebiet 408 festgelegt sind, sondern auch auf Grundlage der Daten eines höheren Niveaus. Da die Dichte der Daten auf dem höheren Niveau gewöhnlich geringer ist als die Straßendichte auf dem gegenwärtigen niedrigen Niveau, macht die Hinzufügung einer Straße auf dem höheren Niveau keine Schwierigkeiten in dem Suchvorgang. Darüber hinaus kann ein Überschreiten von mehreren Niveaus (was nicht die "Kreuzungen" bedeutet, die zuvor erwähnt wurden) gehandhabt werden durch Einbeziehen der Daten des Niveaus, das durch das Suchgebiet 408 festgelegt ist.
Andererseits, in dem Fall, wo die Hierarchie "NIVEAU D", die durch die Art der Straße am nächsten zum Zielpunkt 402 festgelegt ist, höher ist als die Hierarchie "NIVEAU O" (Schritte 701 und 702), werden die Straßendaten der Hierarchie "NIVEAU O", die für das Kandidaten-Suchgebiet "O" notwendig sind, ausgelesen aus dem Kartendatenspeichermittel 102 (Schritt 706). Als nächster Schritt 707 sucht das Wegsuch/Führungssteuermittel 104 nach einer Kreuzung, welche als ein Eingang von dem Suchstartpunkt "KNOTEN O" zu der Straße der gegenwärtigen Hierarchie "NIVEAU D" dient, und einen Weg, welcher sich zu der Kreuzung erstreckt. Hierbei wird die Suche in sequentieller Weise in den höheren Hierarchien durchgeführt. Genauer gesagt wird die gefundene Kreuzung als der neue Suchstartpunkt "KNOTEN O" gesetzt, die Hierarchie "NIVEAU O" wird gleichgesetzt mit der Hierarchie "NIVEAU D", und ein neues zu durchsuchendes Kandidaten-Suchgebiet "O" 403 entsprechend zu der neuen Hierarchie "NIVEAU O" wird gesetzt, wie es in Fig. 11 gezeigt ist. Anschließend wird ein Gebiet 408, welches sowohl an das Kandidaten-Suchgebiet "O" 403 wie auch an das Kandidaten-Suchgebiet "D" 407 angrenzt, als zu durchsuchendes Suchgebiet gesetzt (das wirkliche Suchgebiet), und eine Suche nach dem kostengünstigsten Weg wird durchgeführt auf der Grundlage der Straßendaten auf und über der Hierarchie "NIVEAU D" (= "NIVEAU O"), soweit sie in dem Suchgebiet 408 enthalten sind, wodurch der Weg aufgefunden wird, der sich von dem Suchstartpunkt "KNOTEN O" zu dem Suchstartpunkt "KNOTEN D" erstreckt (Schritt 703).
Wie oben erklärt, wird die Suche nach dem kostengünstigsten Weg durchgeführt, nachdem die Niveaus der Suchstartpunkte "KNOTEN O" und "KNOTEN D" in Übereinstimmung gebracht wurden. Der Grund dafür ist der, daß, wenn der Zielpunkt 402 nahe der Straße der höheren Hierarchie liegt, die Bewegung des Fahrzeugs erleichtert wird durch Fortschreiten von der Seite des Zielpunktes 401 bis zu dieser höheren Hierarchie ausgehend von der ersten.
In dem obigen Vorgang such jeder Schritt 609, 705 und 707 nach der Kreuzung, welche als ein Eingang von dem Suchstartpunkt zu der Straße der höheren Hierarchie dient, und nach dem Weg, der sich zu der Kreuzung erstreckt. Hier werden die Verarbeitungsschritte dieses Suchvorgangs mit Bezug auf Fig. 8 beschrieben.
Wie in der Figur gezeigt, werden alle Straßen des gegenwärtigen Suchniveaus und solche des höheren Suchniveaus, die in dem zu durchsuchenden Kandidaten- Suchgebiet enthalten sind, extrahiert, und es wird bestätigt, daß die Straße des höheren Niveaus innerhalb des Kandidaten-Suchgebiets existiert (Schritte 801 und 802). Bei dieser Gelegenheit wird bestätigt, daß die Kreuzung (des Knotens 311 in Fig. 3A) mit der Straße der höheren Hierarchie ebenfalls existiert. Hier werden jedoch Kreuzungen mit Autobahnen der Hierarchienummer #1 von den Objekten der Suche ausgeschlossen. Der Grund dafür ist der, daß die Knoten zwischen den Autobahnen und den Straßen von anderer Art in der Anzahl begrenzt sind und schwierig zu finden sind.
Unter der Bedingung, daß die Straße des höheren Niveaus nicht in dem Kandidaten-Suchgebiet existiert, wird das Kandidaten-Suchgebiet vergrößert (Schritt 809). Wenn als Ergebnis der andere Suchstartpunkt (der Zielpunkt im Gegensatz zum Ausgangspunkt) in das Kandidaten-Suchgebiet fällt, beendet der Wegsuchprozeß die Suche nach der Kreuzung, die als Eingang zu der Straße der höheren Hierarchie dient, und die Suche nach dem Weg, der sich zu der Kreuzung erstreckt, und bewegt sich zu der Suche innerhalb des Kandidaten-Suchgebietes des höheren Niveaus (Schritt 611 in Fig. 6) (Schritte 810 und 811).
Im Gegensatz dazu, unter der Bedingung, daß die Straße des höheren Niveaus innerhalb des Kandidaten-Suchgebietes existiert (Schritt 802), wird kontrolliert, ob die Straßen des höheren Niveaus in der unteren, oberen, rechten und linken Richtung eines Suchstartpunktes existieren (501, gezeigt in Fig. 4A) (Schritte 803 und 804).
Unter den Straßen des höheren Niveaus in der oberen, unteren, rechten und linken Richtung wird für die Straße, die am weitesten entfernt vom Suchstartpunkt ist, der Abstand von D errechnet (Schritt 805). Anschließend wird der Bereich (502 in Fig. 5B) eines regulären Quadrates, dessen Mitte der Suchstartpunkt bildet und dessen Seiten jeweils 2D lang sind, und der Teil (503 in Fig. 5C) des Bereichs 502, welcher das Kandidaten-Suchgebiet überlappt, als zu durchsuchendes Suchgebiet (das wirkliche Suchgebiet) festgelegt (Schritt 806). Im übrigen, in dem Fall, wenn es keine Straßen auf dem höheren Niveau in der oberen, unteren, rechten und linken Richtung des Suchstartpunktes gibt, wird das Kandidaten- Suchgebiet als das wirkliche Suchgebiet gesetzt (Schritt 812).
Der oben erwähnte Bereich 502 kann in der folgenden Weise erhalten werden: Wie in Fig. 5D gezeigt ist, ist das Kandidaten-Suchgebiet in Maschen eingeteilt, und die Formdaten werden in den entsprechenden Maschen registriert. In diesem Zustand werden die Maschen in der oberen, unteren, rechten und linken Richtung untersucht beginnend mit der Masche, in welcher der Knoten des Suchstartpunktes enthalten ist.
Nach dem Schritt 806 wird der Knoten 311, der die Straße des höheren Niveaus verbindet, innerhalb des Suchgebietes aufgefunden (Schritt 807), und der kostengünstigste Weg, der sich von dem Knoten 311 erstreckt, wird gesucht (Schritt 808). In dem Fall, wenn nur die. Überkreuzung von mehreren Niveaus innerhalb des Suchgebietes existiert (807), wird das Kandidaten-Suchgebiet als das wirkliche Suchgebiet gesetzt (812), in welchem der Knoten 311, der mit der Straße des höheren Niveaus verbunden ist, aufgefunden wurde, und der kostengünstigste Weg, der sich zu dem Knoten 311 erstreckt, wird gesucht (Schritt 808).
Weiterhin, in einem Fall, wenn eine Kreuzung erhalten wurde, die mit der Straße eines höheren Niveaus verbunden ist, und ein Weg sich zu der Kreuzung erstreckt, wird der Knoten 311, der gefunden wurde, als der Suchstartpunkt gesetzt, die zu handhabende Hierarchie wird um ein Niveau angehoben, und das zu durchsuchende Datensuchgebiet wird gesetzt gemäß dem neuen Suchstartpunkt und der neuen Hierarchie. Danach wird der obige Vorgang wiederholt.
Aufgrund des Wegsuchvorganges, wie er eben beschrieben wurde, kann der optimale Weg, der sich vom Ausgangspunkt zum Zielpunkt erstreckt, gesucht werden. In dem Fall, wenn das Navigationssystem gemäß dieser Ausführungsform für die Benutzung in einem Fahrzeug installiert ist, kann ein Vorgang zum Geben von Leitungsvorschlägen unmittelbar nachdem der Fahrer des Fahrzeugs den Zielpunkt festgelegt hat, begonnen werden, wie es in Fig. 9 gezeigt ist.
Insbesondere, wenn der Fahrer eine Anforderung für eine Wegsuche/Führung gestellt hat, wird ein Weg, der sich zu der Straße einer höheren Hierarchie erstreckt, gesucht durch Verwendung der Information der gegenwärtigen Position des Fahrzeuges, ohne daß das Ende des Einstellvorgangs des Zielpunktes abgewartet wird (Schritte 901 bis 907). Daher kann der erste Führungsvorschlag vorbereitet werden, während der Fahrer den Zielpunkt festlegt. Wenn der Zielpunkt festgelegt ist (Schritt 908), wird das Ergebnis der Suche nach der Straße der höheren Ordnung angeboten als Führungsvorschlag für den Fahrer für die gegenwärtige Zeit (Schritt 909). Wenn die gegenwärtige Position die Straße des höchsten Niveaus ist, wird ein Weg, der mit einer Kreuzung verbunden ist, die am nächsten zum Zielpunkt in Fahrtrichtung des Fahrzeugs liegt, als gegenwärtiger Führungsvorschlag dem Fahrer angeboten, nachdem die Führungsanforderung gemacht worden ist. Der Führungsvorschlag kann bei dieser Gelegenheit in einer solchen Weise gegeben werden, daß eine Anzeige, wie sie in den Fig. 11A oder 11B gezeigt ist, auf einer Anzeigevorrichtung 106 dargestellt wird. Wie aus der Fig. 11A oder der Fig. 11B zu sehen ist, wird vorgeschlagen, die Suchstart- Kreuzung des höheren Niveaus zu passieren und zu der nächstliegenden Kreuzung des höheren Niveaus zu fahren. Der Weg und die Kreuzung, die ausgewählt wurden, sind hervorgehoben. Eine Anzeige "BITTE FAHREN SIE ZUR STRASSE XX UND FAHREN SIE IN RICHTUNG DER KREUZUNG XX" kann angezeigt oder angesagt werden. Aufgrund des Führungsvorgangs kann auf die Führungsanfrage des Fahrers schnell geantwortet werden. Im übrigen ist es ebenfalls möglich, daß wenn der Fahrer keine Wegsuche/Führungsanforderung stellt, der Weg, der sich von der gegenwärtigen Position zu der Straße des höheren Niveaus erstreckt, ebenfalls im voraus gesucht wird, wodurch es möglich ist, mit einer Anfrage schnell fertig zu werden. In diesem Fall wird die Suche nach dem Weg, der sich zu der Straße des höheren Niveaus erstreckt, periodisch ausgeführt in Übereinstimmung mit der Rechnerkapazität des Bordsystems.
Nachdem der Führungsvorschlag gemacht wurde, wie in den Fig. 11A oder Fig. 11B gezeigt wurde, beginnt das Bordnavigationssystem eine Suche nach einem Weg, der sich zu dem Zielpunkt erstreckt, mit einem Suchstartpunkt "KNOTEN O (Ursprung)", der als Kreuzung gesetzt ist, die mit der Straße der höheren Hierarchie verbunden ist. Gleichzeitig führt das System einen laufenden Führungsprozeß aus, wie in Fig. 10 gezeigt ist.
In dem Fall, wenn der Fahrer die Fahrt mit dem Fahrzeug in Übereinstimmung mit dem ersten oder temporären Führungsvorschlag begonnen hat, wird ein Führungsvorschlag (laufender Führungsvorschlag) in einer solchen Weise gegeben, daß die Information der Kreuzung, die in Fahrtrichtung des Fahrzeugs angeordnet ist, angeboten wird, selbst wenn die Wegsuche noch nicht beendet ist. Der laufende Führungsvorschlag wird in bestimmten Abständen gegeben, und die Wegsuche wird fortgeführt während der Leerlaufzeitperioden des laufenden Führungsprozesses.
Genauer gesagt, bevor das Fahrzeug die Straße der höheren Hierarchie erreicht, die gemäß dem Ablauf von Fig. 9 im voraus gesucht wurde (Schritt 1004), wird der erste Führungsvorschlag gegeben, wie es in Fig. 11A oder 11B gezeigt ist (Schritte 1001 bis 1003). Nachdem das höhere Niveau erreicht wurde (Schritt 1004), wird ein laufender Führungsvorschlag in Richtung des Zielpunktes gegeben (Schritte 1007 bis 1009 und 1012) unter der Bedingung, daß die Suche nach dem Weg, der sich von dem Zielpunkt zu der direkt anschließenden Kreuzung erstreckt, noch nicht abgeschlossen ist (Schritte 1005 und 1010). Das heißt, bevor die Wegsuche endet, wird der laufende Führungsvorschlag in Richtung des Zielpunktes angezeigt, wie es in Fig. 11 C gezeigt ist. Hier wird eine Anzeige "BITTE WENDEN SIE BEI DER NÄCHSTEN KREUZUNG NACH LINKS" angezeigt oder gesprochen.
Weiterhin, unter der Bedingung, daß die Suche nach dem Weg, der sich von dem Zielpunkt zu der direkt anschließenden Kreuzung erstreckt, abgeschlossen ist (Schritte 1005 oder 1010), führt das Navigationssystem in Übereinstimmung mit dem gefundenen Weg (Schritte 1006 oder 1011).
Zwischenzeitlich, in dem Fall einer Suche gemäß einem der obigen Vorgänge, können die Wegkosten vermindert werden in Abhängigkeit von der Art der Straße etc. Das heißt, die Straße des oberen Niveaus kann als die bevorzugte ausgewählt werden. Beispielsweise, wenn der Buchstabe X den Abstand zwischen den Knoten bezeichnet, wird eine Autobahn gesetzt als 0,7x, eine Bundesstraße als 0,8x und eine Hauptstraße als 0,9x in Bezug auf die Art der Straßen, und eine Breite größer als 13 [m] wird als 0x gesetzt, eine Breite von 5,5 [m] bis 13 [m] wird als 0,05x gesetzt, und eine Breite von weniger als 0,5 [m] wird als 0,1x in Bezug auf die Breite der Straßen gesetzt. Weiterhin wird die Summe beider Werte als die Kosten festgelegt. Im Ergebnis sind die Kosten der Hauptstraße mit der Breite von 5,5 [m] bis 13 [m] gleich 0,9x + 0,05x = 0,95x. In diesem Fall, selbst wenn alle Straße auf einem einzigen Niveau gehandhabt werden ohne Einordnung in Hierarchien und Verwalten der Straßendaten, wie es den Fig. 3A und 3B gezeigt ist, kann die Straße, die für die Bewegung des Fahrzeugs geeignet ist, ausgewählt werden. Daher können ähnliche Wirkungen erwartet werden.
Zudem muß das zu durchsuchende Kandidaten-Suchgebiet nicht immer ein Quadrat mit vorbestimmtem Abstand (bezeichnet als X) für jede der Hierarchien sein, sondern es können unterteilte Kartendaten, die auf oder innerhalb eines Kreises mit einem Durchmesser von X, wie es in Fig. 12 gezeigt ist, extrahiert werden. In diesem Fall wird die Mitte des Kreises als Suchstartpunkt des gegenwärtigen Niveaus gesetzt. Auf diese Weise kann das Kandidaten-Suchgebiet verkleinert werden. In dem Fall von Fig. 12 können die Teile (nicht schraffierte Zellen) im rechten Diagramm von dem Kandidaten-Suchgebiet entfernt werden.
Weiterhin kann in dem Fall des Suchens nach dem Weg, welcher sich zu dem höheren Niveau erstreckt, der einzelne Knoten, der mit minimalen Kosten erreicht werden kann, nicht immer gewählt werden. Alternativ, wie es in Fig. 13 gezeigt ist, wird eine Mehrzahl von Knoten, die um den Suchstartpunkt liegen und die mit den jeweiligen Straßen des höheren Niveaus verbunden sind, zunächst gesucht, und einer der Knoten wird ausgewählt als Suchstartpunkt auf dem höheren Niveau auf der Grundlage der Richtung des entgegengesetzten Suchstartpunktes (auf der Seite des Zielpunktes im Gegensatz zur Seite des Ausgangspunktes) und der Fahrtrichtung des Fahrzeugs. Auf diese Weise kann ein vorteilhafterer Weg ausgewählt werden. In dem Fall von Fig. 13 wird unter den Kreuzungen zwischen den Straßen des höheren Niveaus die Kreuzung, die am nächsten in Richtung des Zielpunktes liegt und die innerhalb einer vorbestimmten rechtwinkligen Ausdehnung von der Fahrtrichtung liegt, ausgewählt als Suchstartpunkt auf dem höheren Niveau.
Es ist ebenfalls möglich, daß Verkehrssteuerinformationsangaben (wie beispielsweise "kein Links- oder Rechtsabbiegen" und "Einbahnstraße") in den Straßendaten als Attribute der Straßen enthalten sind und daß eine Wegsuche unter Berücksichtigung der Steuerinformation ausgeführt wird. Beispielsweise in einem Fall, wo das Fahrzeug keine der Straßen höherer Ordnung betreten kann, die in dem wirklichen Suchgebiet liegen, werden die Daten, die in dem Kandidaten-Suchgebiet liegen, zuerst kontrolliert. Wenn keine betretbare Straße auf dem höheren Niveau gefunden wird, wird die Flächengröße des Kandidaten- Suchgebietes vergrößert. In einem Fall, wenn die Straße, auf welcher das Fahrzeug läuft, eine unverzweigte Straße auf dem gegenwärtigen Niveau ist und das Fahrzeug nicht zu jedem Ort gelangen kann, ohne über diese Straße zu laufen, wird nach einer Straße auf dem unteren Niveau gesucht, welche mit der Straße des gegenwärtigen Niveaus verbunden ist, die es erlaubt, daß das Fahrzeug zu dem anderen Weg fährt. Wenn das gegenwärtige Niveau das unterste Niveau ist, wird eine Kehrtwendung vorgeschlagen.
Weiterhin, in dem Fall, wenn die lokalen Informationsangaben (wie beispielsweise Verkehrsstaus und Verkehrsregulierungsmaßnahmen, z. B. Baustellen) von externen Informationsquellen erhalten werden, kann eine Wegsuche durchgeführt werden, die die lokale Information berücksichtigt.
Wie beschrieben wurde, wird gemäß dieser Ausführungsform ein Wegsuchbereich flexibel eingestellt gemäß der regionalen Situation zur Zeit eines Suchvorgangs, so daß das Auslassen des optimalen Weges innerhalb des Suchbereichs, wie es bei einem festen Bereich auftritt, verhindert werden kann.
Zudem, da die meisten Straßen allgemeine Straßen sind, können die zu durchsuchenden Objekte wirksam begrenzt werden.
Zudem sind bei der Verwaltung der Kartendaten die Daten nicht unterteilt in Abhängigkeit von den Situationen der Straßen, so daß das Warten der Daten erleichtert wird.
Weiterhin kann ein Führungsvorschlag sofort gegeben werden. Beim Führen eines Fahrzeugs führt das Navigationssystem das Fahrzeug schnell zu einem höheren Niveau, was eine leichtere Bewegung erlaubt, wodurch das Fahrzeug bequem gefahren werden kann.
Ein Weg, der sich zu einer Straße eines höheren Niveaus erstreckt, wird errechnet nahe eines gegenwärtigen Punktes (eines Ausgangspunktes) im voraus, wodurch ein Weg vorgeschlagen werden kann, unmittelbar nachdem der Fahrer eines Fahrzeugs einen Zielpunkt eingegeben hat.
Wie oben beschrieben, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, ein Navigationssystem bereitzustellen, in welchem der vorteilhafteste Weg schnell gesucht werden kann unter Verwendung von Kartendaten, in einer Form, die leicht zu warten ist.

Claims

1. Navigationssystem zum Einbau in ein Fahrzeug, aufweisend:

Speichermittel (102) zum darin Speichern von Straßendaten zum Repräsentieren von Straßen, wobei die Straßendaten Knoten darstellen inklusive einigen Knoten, die Verbindungspunkte von Straßen sind, Arten von Straßen und Formen von Straßen, wobei die Straßen klassifiziert sind unter Schichten und Verwaltungsgebieten und die Straßendaten in eine Anzahl von Straßendaten-Einheiten aufgeteilt sind, jede für eine Anzahl von Kombinationen der Schicht und des Verwaltungsgebiets, in welche entsprechende Straßen klassifiziert sind, wobei die Schichten jede einer Anzahl von Straßenarten jeweils entsprechen;

erste Einstellmittel (603-605) zum Einstellen eines Abfahrtspunktes als ein erster Suchstartpunkt, Einstellen der Schicht, in welcher die dem ersten Suchstartpunkt nächste Straße als eine erste Suchschicht enthalten ist, Einstellen eines ersten Kandidaten-Suchgebiets, das eine vorbestimmte geographische Breite entsprechend der ersten Suchschicht hat, um den ersten Suchstartpunkt herum, und Wiederholen eines ersten Prozesses;

wobei der erste Prozeß dazu bestimmt ist, das erste Kandidaten-Suchgebiet zu vergrößern, bis das erste Kandidaten-Suchgebiet denjenigen Knoten enthält, der die Straße enthält, welche zu der ersten Suchschicht gehört, mit der Straße, welche zu der unmittelbar höheren Schicht als die erste Suchschicht gehört, wenn das erste Kandidaten-Gebiet einen solchen Knoten nicht enthält, Suchen nach einem partiellen Weg, der von dem ersten Suchpunkt auf der Straße gehört, die zu der unmittelbar höheren Schicht als die erste Schicht gehört, auf der Basis der Straßendaten- Einheiten entsprechend den Kombinationen der Verwaltungsgebiete, die in dem gegenwärtigen ersten Kandidaten-Suchgebiet enthalten sind, und der Schicht entsprechend der gegenwärtigen ersten Suchschicht, Erneuern des ersten Suchstartpunkts zu einem Endpunkt des gesuchten partiellen Weges, Erneuern der ersten Suchschicht auf die unmittelbar höhere Suchschicht als die erste Suchschicht und Erneuern des ersten Kandidaten- Suchgebiets, derart, daß das erneuerte erste Kandidaten-Suchgebiet eine vorbestimmte geographische Breite entsprechend der erneuerten ersten Schicht aufweist, um den erneuerten ersten Suchstartpunkt herum; und

Vorschlagsweg-Erzeugungsmittel (611-616) zum Suchen nach verbleibendem partiellen Weg, der zwischen dem ersten Suchstartpunkt, der schließlich durch die ersten Einstellmittel erhalten wurde, und dem Zielpunkt verläuft, und nachfolgend Verbinden der ersten Partialwege, die durch die ersten Einstellmittel erhalten wurden, mit dem verbleibenden Partialweg, wodurch ein Vorschlagsweg erhalten wird, der von dem Abfahrtspunkt zu dem Zielpunkt verläuft;

wobei die vorbestimmte geographische Breite breitere geographische Breite aufweist, wenn die erste Suchschicht höher ist.

2. Navigationssystem gemäß Anspruch 1, bei welchem:

die ersten Einstellmittel (603-606) den ersten Prozeß wiederholen, bis der Zielpunkt in dem ersten Kandidaten-Suchgebiet enthalten ist; und bei welchem die Vorschlagsweg-Erzeugungsmittel (611-616) aufweisen:

zweite Einstellmittel (611-613) zum Einstellen des Zielpunkts als ein zweiter Suchstartpunkt, Einstellen der Schicht, in welcher die dem zweiten Suchstartpunkt nächste Straße als eine zweite Suchschicht enthalten ist, Einstellen eines zweiten Kandidaten-Suchgebiets, welches eine vorbestimmte geographische Breite aufweist, die der zweiten Suchschicht entspricht, um den zweiten Suchstartpunkt herum, Wiederholen des ersten Prozesses, bis die erste Suchschicht gleich der zweiten Suchschicht wird, wenn die erste Suchschicht, die schließlich durch die ersten Einstellmittel erhalten wurde, niedriger ist als die zweite Suchschicht, und Wiederholen eines zweiten Prozesses, bis die zweite Suchschicht gleich der ersten Suchschicht wird, wenn die zweite Suchschicht niedriger als die erste Suchschicht ist, die schließlich durch die ersten Einstellmittel erhalten wurde,

wobei der zweite Prozeß dazu bestimmt ist, das zweite Kandidaten- Suchgebiet zu vergrößern, bis das zweite Kandidaten-Suchgebiet denjenigen Knoten enthält, welcher die Straße, die zu der zweiten Suchschicht gehört, mit der Straße, die zu der unmittelbar höheren als die zweite Suchschicht gehört, verbindet, wenn das zweite Kandidaten-Suchgebiet einen derartigen Knoten nicht enthält, Suchen nach einem partiellen Weg, der von dem zweiten Suchstartpunkt auf der Straße verläuft, welche auf der unmittelbar höheren als die zweite Suchschicht zugehörigen Straße verläuft, auf der Basis der Straßendaten-Einheiten, entsprechend den Kombinationen des in dem gegenwärtigen zweiten Kandidaten-Suchgebiet enthaltenen Verwaltungsgebiets und der Schicht entsprechend der gegenwärtigen zweiten Suchschicht, Erneuern des zweiten Suchstartpunkts zu einem Endpunkt des gesuchten Partialweges, Erneuern der zweiten Suchschicht zu der unmittelbar höheren als die gegenwärtige zweite Suchschicht und Erneuern des zweiten Kandidaten-Suchgebiets, derart, daß das erneuerte zweite Kandidaten-Suchgebiet eine vorbestimmte geographische Breite aufweist, welche der erneuerten zweiten Suchschicht entspricht, um den erneuerten zweiten Suchstartpunkt herum; und

dritte Einstellmittel (703) zum Einstellen eines Gebiets, welches das erste Kandidaten-Suchgebiet und das gegenwärtige zweite Kandidaten- Suchgebiet umschreibt als ein Suchgebiet, nachdem die erste Suchschicht und die zweite Suchschicht gleich geworden sind, Suchen nach einem verbleibenden Partialweg, der zwischen dem gegenwärtigen ersten Suchstartpunkt und dem gegenwärtigen zweiten Suchstartpunkt verläuft, auf der Basis der Straßendaten-Einheiten, die den Kombinationen entsprechen, die das Verwaltungsgebiet aufweist, welches in dem Suchgebiet enthalten ist, und nachfolgend Verbinden der Partialwege, die durch den ersten Prozeß und den zweiten Prozeß gesucht worden sind, mit dem verbleibenden Partialweg, wodurch ein vorgeschlagener Weg erhalten wird, der von dem Abfahrtspunkt zu dem Zielpunkt verläuft;

wobei die vorbestimmte geographische Breite eine breitere geographische Breite aufweist, wenn die zweite Suchschicht höher ist.

3. Navigationssystem gemäß Anspruch 1, weiter aufweisend:

Führungsmittel zum Führen des Fahrens des Fahrzeugs gemäß dem Vorschlagsweg; und

Akzeptanzmittel zum Akzeptieren des Zielpunkts; wobei:

die ersten Einstellmittel einen ersten der partiellen Wege suchen, der von dem ersten Suchpunkt, welcher der Abfahrtspunkt ist, auf der Straße verläuft, die zu der Schicht unmittelbar höher als die erste Schicht gehört, vor dem Akzeptieren des Zielpunkts, und den oder die verbleibenden partiellen Wege nach Akzeptieren des Zielpunkts suchen;

die Führungsmittel das Fahren des Fahrzeugs auf der Basis des ersten der partiellen Wege führt, der vor dem Akzeptieren des Zielpunkts gesucht wurde, unmittelbar nach Akzeptieren des Zielpunkts.

4. Verfahren zum Suchen eines vorgeschlagenen Weges zwischen einem Abfahrtspunkt und einem Zielpunkt, aufweisend:

Schritt zum Vorbereiten von Straßendaten zum Repräsentieren von Straßen, wobei die Straßendaten Knoten repräsentieren inklusive einiger Knoten, die Verbindungspunkte von Straßen sind, Arten von Straßen und Formen von Straßen, wobei die Straßen in Schichten und Verwaltungsgebiete klassifiziert sind und die Straßendaten in eine Anzahl von Straßendaten- Einheiten, jede für eine Anzahl von Kombinationen der Schicht und des Verwaltungsgebiets, in welche entsprechende Straßen klassifiziert sind, unterteilt sind, wobei die Schichten jede eine Anzahl von Straßenarten jeweils entsprechen;

erster Einstellschritt (603-605) zum Einstellen eines Abfahrtspunkts als ein erster Startpunkt, Einstellen derjenigen Schicht, in welcher die dem ersten Suchstartpunkt nächste Straße enthalten ist, als eine Suchschicht, Einstellen eines ersten Kandidaten-Suchgebiets, welches eine vorbestimmte geographische Breite entsprechend der ersten Suchschicht aufweist, um den ersten Suchstartpunkt herum, und Wiederholen eines ersten Prozesses;

wobei der erste Prozeß dazu bestimmt ist, das erste Kandidaten-Suchgebiet zu vergrößern, bis das erste Kandidaten-Suchgebiet denjenigen Knoten enthält, der die Straße, welche zu der ersten Suchschicht gehört, mit der Straße, welche zu der unmittelbar höheren Schicht als die erste Suchschicht gehört, verbindet, wenn das erste Kandidaten-Gebiet einen solchen Knoten nicht enthält, Suchen nach einem partiellen Weg, der von dem ersten Suchpunkt auf der Straße verläuft, die zu der unmittelbar höheren Schicht als die erste Schicht gehört, auf der Basis der Straßendaten- Einheiten entsprechend den Kombinationen des Verwaltungsgebietes, in dem gegenwärtigen ersten Kandidaten-Suchgebiet enthalten, und der Schicht entsprechend der gegenwärtigen ersten Suchschicht, Erneuern des ersten Suchstartpunkts zu einem Endpunkt des gesuchten partiellen Weges, Erneuern der ersten Suchschicht auf die unmittelbar höhere Suchschicht als die erste Suchschicht und Erneuern des ersten Kandidaten- Suchgebiets, derart, daß das erneuerte erste Kandidaten-Suchgebiet eine vorbestimmte geographische Breite entsprechend der erneuerten ersten Schicht aufweist, um den erneuerten ersten Suchstartpunkt herum; und

Vorschlagsweg-Erzeugungsschritt (611-616) zum Suchen nach verbleibendem partiellen Weg, der zwischen dem ersten Suchstartpunkt, der durch die ersten Einstellmittel erhalten wurde, und dem Zielpunkt verläuft, und nachfolgend Verbinden der ersten Partialwege, die durch die ersten Einstellmittel erhalten wurden, mit dem verbleibenden Partialweg, wodurch ein Vorschlagsweg erhalten wird, der von dem Abfahrtspunkt zu dem Zielpunkt verläuft.