JP2006250662A - ナビゲーション装置および誘導経路の探索方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ランプ道に無駄に降りずに本線を通るルートや、ランプ道を通って無駄に遠回りしないルートを目的地に応じて適切に設定可能な「ナビゲーション装置および誘導経路の探索方法」を提供する。
【解決手段】 １つのノードに対する進入リンクと脱出リンクとの接続関係に応じて通行規制情報を定義し、進入リンクおよび脱出リンクの両方ともランプ道ｃ，ａというリンク間接続関係に対して「通行可であるが推奨しない」という通行規制情報を定義することにより、ランプ道に対して一意的にリンクコストが重み付けされるのではなく、本線からランプ道に入り再び本線に戻るルートについてのみリンクコストが重み付けされるようにする一方、本線からランプ道を通過して他の道路に入るルートや、他の道路からランプ道を通過して本線に入るルートに関しては、リンクコストに対する重み付けが行われないようにする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ナビゲーション装置および誘導経路の探索方法に関するものである。

一般に、車載用のナビゲーション装置では、自立航法センサやＧＰＳ（Global Positioning System）受信機などを用いて車両の現在位置を検出し、その近傍の地図データを記録媒体から読み出して画面上に表示する。そして、画面上の所定箇所に自車位置を示す自車位置マークを重ね合わせて表示することにより、車両が現在どこを走行しているのかを一目で分かるようにしている。

また、最近のナビゲーション装置の殆どには経路誘導機能が搭載されている。この経路誘導機能では、地図データを用いて現在地から目的地までを結ぶ最もコストが小さな経路を自動探索し、その探索した経路を誘導経路として地図画面上で他の道路とは色を変えて太く描画する。また、車両が誘導経路上の案内交差点に一定距離内に近づいたときに交差点拡大図を表示して交差点案内を行うことにより、運転者を目的地まで案内するようになっている。

なお、コストとは、距離をもとに、道路幅員、道路種別、右折および左折、交通規制などに応じた所定の定数を乗じた値であり、誘導経路として適正の程度を数値化したものである。経路探索処理においては、交差点や分岐など複数の道路が交わる点をノード、隣接するノード間を結ぶベクトルをリンクとして、現在地から目的地に至る様々な経路上のリンクコストを順次加算し、リンクコストの合計が最も小さい経路を選択する。

ところで、高架交差点におけるリンクとノードは、図７のように設定されている。図７において、１０１は高架道の本線を表すリンク、１０２，１０３は高架道の本線に対して立体交差する交差道を表すリンク、１０４は高架道の本線から交差道に入るためのランプ道を表すリンク、１０５は交差道から高架道の本線に入るためのランプ道を表すリンクである。また、２０１は高架道の本線リンク１０１と交差道へのランプ道リンク１０４とが交わるノード、２０２は交差道リンク１０２，１０３とランプ道リンク１０４，１０５とが交わるノード、２０３は高架道の本線リンク１０１と交差道から本線へのランプ道リンク１０５とが交わるリンクである。

ランプ道は通常、本線から交差道に入る場合や、交差道から本線に入る場合に使われる。ところが、このように高架交差点におけるリンクとノードとが設定されている場合、道路状況によっては、高架道の本線を降りてランプ道を走り再び高架道の本線に戻るルートが誘導経路として選択されることもある。例えば、図８（ａ）のように本線の幅員がランプ道の幅員よりも狭い場合、図８（ｂ）のように本線の距離がランプ道の距離よりも長い場合、図８（ｃ）のように本線に渋滞が発生している場合などには、本線を降りてランプ道を走り再び本線に戻る無駄なルートが選択されてしまうことがある。

従来、このような不都合を回避するために、誘導経路の探索時にランプ道のリンク１０４，１０５に対して一定の係数（例えば、通常の２〜３倍の重み係数）を与え、リンクコストを高めることによってランプ道のリンク１０４，１０５が誘導経路として選択されにくくなるようにした技術が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
特開平１１−２０１７６８号公報 特開２０００−２９２１８８号公報

しかしながら、上記特許文献１，２のように、ランプ道のリンク１０４，１０５のリンクコストを一意的に重み付けするだけでは、本来ならランプ道を通過した方が良い場合にも、ランプ道を通らずに迂回したルートが選択されてしまうことがあるという問題があった。例えば、図９のように、目的地３００の場所によっては、点線で示す理想のルート３０１のようにランプ道を通過した方が本来は良いにもかかわらず、リンクコストの重み付けによってランプ道が通りにくくなっているために、実線で示すような迂回されたルート３０２が選択されてしまうことがあった。

また、上記特許文献１，２に記載の技術では、誘導経路の探索時に、誘導経路探索アプリケーションプログラムのソフトウェア的な処理として、ランプ道であるか否かを判定したり、道路種別が変化しているか否かを判定したりする必要がある。このような判定処理を経路探索時に行わなければならないため、その分ルート探索時間が長くなってしまうという問題もあった。

本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、ランプ道を通らないルート（ランプ道に無駄に降りずに本線を通るルート）やランプ道を通るルートを目的地に応じて適切に設定できるようにすることを目的とする。
また、本発明は、そのような適切なルートをより短い時間で探索できるようにすることも目的とする。

上記した課題を解決するために、本発明では、地図データ中に存在するノードに対して定義される通行規制情報を、１つのノードに接続している複数のリンクのリンク間接続関係に応じて定義するようにしている。すなわち、１つのノードに対する進入リンクと１つのノードからの脱出リンクとの接続関係に応じて通行規制情報を定義する。例えば、進入リンクおよび脱出リンクの両方ともランプ道というリンク間接続関係に対して、通行可であるが推奨しないという通行規制情報を定義する。

本発明の他の態様では、地図データ上で所定区間の道路に対して同一ノードを両端に持つリンクを２本ずつ定義し、当該２本のリンクが接続しているノードにおいては当該２本のリンクに対する通行規制をそれぞれ定義するようにしている。例えば、所定区間の道路が本線に対するランプ道であり、ランプ道に対応した２本のリンクどうし間には通行不可の通行規制情報を定義し、ランプ道と本線とが接続しているノードについては２本のリンクのうち一方のリンクに対して通行不可の通行規制情報を定義する。

上記のように構成した本発明によれば、ランプ道に対して一律にリンクコストが重み付けされるのではなく、本線からランプ道に入り再び本線に戻るルートについてのみリンクコストが重み付けされることとなる。一方、本線からランプ道を通過して他の道路に入るルートや、他の道路からランプ道を通過して本線に入るルートに関しては、リンクコストに対する重み付けは行われないこととなる。これにより、ランプ道に無駄に降りずに本線のみを通る誘導経路や、本線の方に無駄に迂回せずにランプ道を通る誘導経路を目的地に応じて適切に設定することができるようになる。

また、本発明によれば、地図データ上であらかじめ定義された通行規制情報に従って単純にリンクコストの重み付けをすれば良い。すなわち、リンクコストの重み付けをするために、探索枝のリンクがランプ道であるか否かを判定したり、道路種別が変化しているか否かを判定したりするソフトウェア的な処理を行う必要がない。したがって、目的地に応じてランプ道を通ったり通らなかったりする適切な誘導経路をより短い時間で探索することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、第１の実施形態によるナビゲーション装置の構成例を示すブロック図である。

図１において、１はＤＶＤ−ＲＯＭ等の地図記録媒体であり、地図表示や経路探索等に必要な地図データを記憶している。ここでは地図データを記憶する記録媒体としてＤＶＤ−ＲＯＭ１を用いているが、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク等の他の記録媒体を用いても良い。２はＤＶＤ−ＲＯＭ制御部であり、ＤＶＤ−ＲＯＭ１からのデータの読み取りを制御する。

ＤＶＤ−ＲＯＭ１に記憶されている地図データには、地図表示に必要な各種のデータから成る描画ユニットや、マップマッチングや経路探索等の各種の処理に必要なデータから成る道路ユニットなどが含まれている。道路ユニットは、交差点や分岐など、複数の道路が交わる点に対応するノードに関する情報と、道路上のあるノードとこれに隣接する他のノードとの間を接続する、道路や車線等に対応するリンクに関する情報とを含んでいる。すなわち、道路ユニットには、全ノードの詳細データを納めた接続ノードテーブルと、隣接する２つのノードによって特定されるリンクの詳細データを納めたリンクテーブルとが含まれている。

接続ノードテーブルには、存在するノードのそれぞれ毎に、ノードの正規化経度・緯度、属性フラグ、交通規制の数、交通規制レコード等の情報が含まれている。正規化経度・緯度は、区画を基準とした経度方向・緯度方向の相対位置を示す。属性フラグは、そのノードが交差点ノードであるか否かを示す交差点ノードフラグを含んでいる。交通規制の数は、そのノードに接続されているリンクに右折禁止やＵターン禁止等の交通規制が存在する場合に、その交通規制の数を示す。交通規制レコードは、上述した交通規制が存在する場合にはその数に対応した交通規制の具体的な内容を示す。

本実施形態において、交通規制レコードに格納される通行規制情報は、１つのノードに接続している複数のリンクのリンク間接続関係に応じて定義されている。具体的には、１つのノードに対する進入リンクと１つのノードからの脱出リンクとの接続関係に応じて定義されている。ここで、進入リンクと脱出リンクとの接続関係に応じた通行規制情報を定義するノードは、少なくとも、当該進入リンクおよび脱出リンクの少なくとも一方がランプ道となっているノードである。より詳細には、ランプ道のリンクが２本以上接続されているノードのみとしても良い。ランプ道のリンクが全く接続されていないノードに関しては、従来と同様の通行規制情報、つまり、進入リンクと脱出リンクとの接続関係に拠らない単純な通行規制情報を定義しても良い。

図２は、進入リンクと脱出リンクとの接続関係に応じて定義した第１の実施形態に係る通行規制情報の例を示す図である。ここで、図２（ａ）はこのような通行規制情報を定義するノードＮとそれに接続するリンクａ〜ｄの状況を示す図、図２（ｂ）は具体的な通行規制情報の例を示す図である。

図２（ａ）において、リンクａ，ｃはランプ道のリンク、リンクｂ，ｄはランプ道に平行して走る本線と立体交差する交差道のリンクである。また、ノードＮは、２本のランプ道のリンクａ，ｃが接続されているノードであり、進入リンクと脱出リンクとの接続関係に応じた通行規制情報を定義する対象のノードである。なお、リンクｘ，ｙ，ｚは、ランプ道に平行して走っている高架道の本線のリンクである。

図２（ｂ）において、進入リンクがランプ道リンクｃで、脱出リンクがランプ道リンクａの場合、すなわち、進入リンクおよび脱出リンクの両方がランプ道というリンク間接続関係に対して、「通行可であるが推奨しない」という通行規制情報が定義されている。また、進入リンクがランプ道リンクｃで、脱出リンクが交差道リンクｂ，ｄの場合、または、進入リンクが交差道リンクｂ，ｄで、脱出リンクがランプ道リンクａの場合、すなわち、進入リンクおよび脱出リンクのどちらか一方のみがランプ道というリンク間接続関係に対しては、「通行可」という通行規制情報が定義されている。

なお、ランプ道リンクｃはノードＮの方に向かう一方通行なので、進入リンクおよび脱出リンクの両方ともランプ道リンクｃというリンク間接続関係に対しては、「Ｕターン禁止」という通行規制情報が定義される。また、図２（ｂ）中には図示していないが、脱出リンクがランプ道リンクｃとなるものに関しては、全て「通行禁止」という通行規制情報が定義される。もう１つのランプ道リンクａはノードＮから遠ざかる向きに一方通行なので、進入リンクがランプ道リンクａとなるものに関しては、全て「通行禁止」という通行規制情報が定義される。

また、道路レイヤ中のリンクテーブルには、リンクの距離、リンクのコスト、道路属性フラグ、道路種別フラグ等の情報が含まれている。リンクの距離は、当該リンクに対応した実際の道路の実距離を示す。リンクのコストは、例えば、そのリンクを走行する場合の所要時間を道路種別等から計算により求めて、そのリンクの通過に必要な時間を例えば分単位で示したものである。また、そのリンクの通過に必要な時間を各リンク間の相対比で表した係数であっても良い。道路属性フラグは、そのリンクに関する各種の属性を示す。道路種別フラグは、そのリンクに対応した実際の道路が高速道路であるか一般道であるかといった種別を示す。

図１に戻り、３は車両の現在位置を測定する位置測定装置であり、自立航法センサ、ＧＰＳ受信機、位置計算用ＣＰＵ等で構成されている。自立航法センサは、所定走行距離毎に１個のパルスを出力して車両の移動距離を検出する車速センサ（距離センサ）と、車両の回転角度（移動方位）を検出する振動ジャイロ等の角速度センサ（相対方位センサ）とを含んでいる。自立航法センサは、これらの車速センサおよび角速度センサによって車両の相対位置および方位を検出する。

位置計算用ＣＰＵは、自立航法センサから出力される自車の相対的な位置および方位のデータに基づいて、絶対的な自車位置（推定車両位置）および車両方位を計算する。また、ＧＰＳ受信機は、複数のＧＰＳ衛星から送られてくる電波をＧＰＳアンテナで受信して、３次元測位処理あるいは２次元測位処理を行って車両の絶対位置および方位を計算する（車両方位は、現時点における自車位置と１サンプリング時間ΔＴ前の自車位置とに基づいて計算する）。

４は地図情報メモリであり、ＤＶＤ−ＲＯＭ制御部２の制御によってＤＶＤ−ＲＯＭ１から読み出された地図データを一時的に格納する。すなわち、ＤＶＤ−ＲＯＭ制御部２は、位置測定装置３から車両現在位置の情報を入力して、その車両現在位置を含む所定範囲の地図データの読み出し指示を出力することにより、地図表示や誘導経路の探索に必要な地図データをＤＶＤ−ＲＯＭ１から読み出して地図情報メモリ４に格納する。この地図情報メモリ４は、本発明の地図データ記憶部に相当する。

５はリモコン等の操作部であり、ユーザがナビゲーション装置に対して各種の情報（例えば、経路誘導の目的地や経由地）を設定したり、各種の操作（例えば、メニュー選択操作、拡大／縮小操作、手動地図スクロール、数値入力など）を行ったりするための各種操作子（ボタンやジョイスティック等）を備えている。６はリモコンインタフェースであり、リモコン５からその操作状態に応じた赤外線信号を受信する。

７はプロセッサ（ＣＰＵ）であり、ナビゲーション装置の全体を制御する。８はＲＯＭであり、各種プログラム（誘導経路探索プログラムなど）を記憶する。９はＲＡＭであり、各種処理の過程で得られるデータや、各種処理の結果得られるデータを一時的に格納する。

上述のＣＰＵ７は、ＲＯＭ８に記憶されている誘導経路探索プログラムに従って、地図情報メモリ４に格納された地図データを用いて、現在地から目的地までを結ぶ最もコストが小さな誘導経路を探索する処理を行う。すなわち、現在地から目的地に至る様々な経路上に設定されているリンクコストを順次加算し、リンクコストの合計が最も小さい経路を誘導経路として選択する。このように、ＣＰＵ７は、本発明の経路探索手段を構成する。

１０は誘導経路メモリであり、ＣＰＵ７が探索した誘導経路のデータを記憶する。誘導経路のデータは、現在地から目的地まで至る各ノードに対応させて、各ノードの位置と、各ノードが交差点か否かを表す交差点識別フラグとを記憶したものである。

ＣＰＵ７が誘導経路の探索を行う場合、現在地と目的地とを含む所定範囲の交差点ネットワークリストがあらかじめ作成され、ＲＡＭ９等のワークメモリに格納される。交差点ネットワークリストとは、道路ユニットに含まれる全ノードの中から交差点を抽出し、交差点ごとに経路探索処理に必要なデータを集めたものである。この交差点ネットワークリストには、経路探索実行前からあらかじめ用意されている情報と、経路探索実行時に登録される情報とがある。後者の情報としては、経路探索時に探索枝を順次伸ばしていく際に決定した１つ前の交差点のシーケンシャル番号、現在地からその交差点までのコストの合計などがある。

誘導経路を探索する際の具体的な処理手順は以下の通りである。まず、リモコン５の操作によって経路探索の目的地が設定されると、ＣＰＵ７は、その目的地データを誘導経路メモリ１０に格納する。また、リモコン５の操作によって経路探索の指示が出されると、そのときの自車位置を出発地データに設定して誘導経路メモリ１０に格納する。そして、誘導経路メモリ１０に格納された出発地と目的地との間を結ぶ走行経路を、ユーザにより指定された条件下で探索する。例えば、時間最短、距離最短、料金最小等の何れかの条件下でコストが最小となる誘導経路を探索して設定する。

コスト計算の際にＣＰＵ７は、図２（ｂ）に示した通行規制情報の内容に応じて、脱出リンクのリンクコストに重み付けを実施する。すなわち、対象リンクのリンクコストを定数倍した上で（固定値を加算するようにしても良い）、このように重み付けしたリンクコストを利用して経路の探索を行う。ここで、「Ｕターン禁止」や「通行禁止」の通行規制情報が定義されている脱出リンクに対しては極めて大きい重みをかける。「通行可」の通行規制情報が定義されている脱出リンクに対しては重みをかけない（元々設定されているリンクコストのままとする）。また、「通行可であるが推奨しない」の通行規制情報が定義されている脱出リンクに対しては、比較的大きな重みをかける。

例えば、図２の例において、ランプ道リンクｃからランプ道リンクａに抜けるルートを探索枝とする場合、脱出リンクとなるランプ道リンクａのリンクコストには比較的大きな重みがかけられる。したがって、本線のリンクｘからランプ道リンクｃ，ａを通り本線のリンクｚに戻るようなルートは選択されにくくなる。それよりも、本線のリンクｘ，ｙ，ｚをそのまま通過するルートの方がリンクコストの合計が小さくなり、本線のリンクｘ，ｙ，ｚが誘導経路の一部として選択されることとなる。

一方、ランプ道リンクｃから交差道リンクｂ，ｄに抜けるルートを探索枝とする場合は、脱出リンクとなるランプ道リンクｂ，ｄのリンクコストには何ら重みがかけられないので、このようなルートを選択することは可能である。すなわち、目的地の場所によっては、ランプ道リンクｃから交差道リンクｂ，ｄに抜けるルートが誘導経路の一部として選択されることとなる。

１１はディスプレイコントローラであり、地図情報メモリ４に格納された地図データに基づいて、表示装置１７への表示に必要な地図画像データを生成する。１２はビデオＲＡＭであり、ディスプレイコントローラ１１によって生成された画像データを一時的に格納する。すなわち、ディスプレイコントローラ１１によって生成された画像データはビデオＲＡＭ１２に一時的に格納され、１画面分の画像データが読み出されて画像合成部１６に出力される。

１３はメニュー発生部であり、リモコン５を用いて各種の操作を行う際に必要なメニュー画像を発生して出力する。１４は誘導経路発生部であり、誘導経路メモリ１０に記憶された経路探索処理の結果を使用して、誘導経路の描画データを発生する。すなわち、誘導経路メモリ１０に記憶された誘導経路データの中から、その時点でビデオＲＡＭ１２に描画された地図エリアに含まれるものを選択的に読み出し、地図画像に重ねて他の道路と異なる所定色で太く強調した誘導経路を描画する。

１５はマーク発生部であり、マップマッチング処理された後の自車位置に表示する車両位置マークや、ガソリンスタンドやコンビニエンスストア等を表示する各種ランドマーク等を発生して出力する。なお、マップマッチング処理とは、地図情報メモリ４に読み出されている地図データと、位置測定装置３によって測定されたＧＰＳ受信機による自車位置および車両方位のデータと、自立航法センサによる推定車両位置および車両方位のデータとを用いて、自車の走行位置を地図データの道路上に位置修正する処理のことを言う。

１６は画像合成部であり、各種画像を合成して出力する。すなわち、ディスプレイコントローラ１１により読み出された地図画像データに対して、メニュー発生部１３、誘導経路発生部１４、マーク発生部１５のそれぞれから出力される各画像データを重ねて画像合成を行い、合成した画像データを表示装置１７に出力する。これにより、表示装置１７の画面上には、自車周辺の地図情報が車両位置マークや各種ランドマーク等と共に表示される。また、誘導経路が設定されている場合には、この地図上に誘導経路が表示される。

１８は音声発生部であり、自車両の進行方向を案内する音声や、各種操作案内の音声などを発声する。１９はスピーカであり、音声発生部１８により発生された音声を外部に出力する。

次に、上記のように構成した第１の実施形態に係るナビゲーション装置によって行われる誘導経路の探索方法について説明する。図３は、第１の実施形態による誘導経路探索処理の動作を示すフローチャートである。図３において、まずＤＣＤ−ＲＯＭ制御部２は、現在位置周辺を含む地図データをＤＶＤ−ＲＯＭ１から読み出して地図情報メモリ４に格納し、現在地と目的地とを含む所定範囲の交差点ネットワークリストをＲＡＭ９上に作成する（ステップＳ１）。

次にＣＰＵ７は、１つのノード（最初は現在地のノード）から１つ先に探索枝を伸ばす（ステップＳ２）。そして、そのノードより前に存在する１つ前の探索枝を進入リンク、新たに伸ばした探索枝を脱出リンクとして、図２（ｂ）のような通行規制情報を参照し、「通行可」以外の規制が存在するか否かを判定する（ステップＳ３）。「通行可」以外の規制が存在する場合には、その規制内容に応じて、新たに伸ばした探索枝のリンクコストに重みを付ける（ステップＳ４）。一方、「通行可」以外の規制が存在しない場合には、新たに伸ばした探索枝のリンクコストに重みは付けない。

このようにして必要に応じてリンクコストに重み付けをした後、新たに伸ばした探索枝のリンクコストをそれまでの加算結果に対して更に加算することによって、現在地から当該新たに伸ばした探索枝の先のノードまでのコストの合計を求める（ステップＳ５）。そして、ＣＰＵ７は、探索枝を目的地まで伸ばしていった結果としてコスト最小の経路が見つかったか否かを判定し（ステップＳ６）、目的地までのルート探索がまだ終了していない場合には、ステップＳ２に戻って処理を繰り返す。一方、目的地までのルート探索が終了した場合には、このフローチャートの処理を終了する。そのとき誘導経路メモリ２１に格納されているルートが誘導経路となる。

以上詳しく説明したように、第１の実施形態によれば、地図データ中に存在するノードに対して定義される通行規制情報を、１つのノードに対する進入リンクと１つのノードからの脱出リンクとの接続関係に応じて定義し、進入リンクおよび脱出リンクの両方ともランプ道というリンク間接続関係に対しては、「通行可であるが推奨しない」という通行規制情報を定義するようにしている。

これにより、従来のようにランプ道のリンクコストが一意的に高められることはなくなり、本線からランプ道に入り再び本線に戻るルートについてのみリンクコストが高められて規制されることとなる。一方、本線からランプ道を通過して他の道路に入るルートや、他の道路からランプ道を通過して本線に入るルートに関しては、リンクコストの重み付けは行われないこととなる。これにより、ランプ道に無駄に降りずに本線のみを通る誘導経路や、本線の方に無駄に迂回せずにランプ道を通る誘導経路を目的地に応じて適切に設定することができる。

図４（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態において設定可能な誘導経路の例を示す図である。例えば図４（ａ）に示すように、目的地３００が交差道の先にあるような場合には、ランプ道から交差道に抜けるルートを設定することが可能であり、図９に示したように本線を通る遠回りのルートは設定されなくなる。もちろん、図４（ｂ）のように目的地３００が本線の先にあるような場合には、本線を通るルートが誘導経路として設定される。また、図４（ｃ）に示すように、車両の現在地４００が交差道上にある場合には、交差道からランプ道を通過して本線に入るルートを誘導経路として設定することが可能である。

また、本実施形態によれば、地図データ上であらかじめ定義された通行規制情報に従って単純にリンクコストの重み付けをすれば良い。すなわち、リンクコストの重み付けをするために、探索枝のリンクがランプ道であるか否かを判定したり、道路種別が変化しているか否かを判定したりするソフトウェア的な処理を探索アプリケーションによって行う必要がない。したがって、目的地に応じてランプ道を通ったり通らなかったりする適切な誘導経路をより短い時間で探索することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態に係るナビゲーション装置の構成は、図１に示したものと同様である。第２の実施形態も地図データの持ち方に特徴があり、その内容が第１の実施形態と相違している。図５は、第２の実施形態に係る通行規制情報の例を示す図である。ここで、図５（ａ）は通行規制情報の定義対象とするノードとそれに接続するリンクの状況を示す図、図５（ｂ）は具体的な通行規制情報の例を示す図である。

図５（ａ）に示すように、第２の実施形態では、ランプ道に対して、同一ノードを両端に持つリンクを２本ずつ定義している。すなわち、図５（ａ）において、リンクａ，ｃは通常のランプ道リンク、リンクａ’，ｃ’は当該ランプ道リンクａ，ｃと同一のノードを両端に持つダミーリンクである（ダミーリンクもランプ道リンクの一種であるが、通常のランプ道リンクと区別するためにこの名称を使用する）。つまり、ノードＮ１とノードＮ２とを両端に持つランプ道リンクｃに対して、それと同一のノードＮ１，Ｎ２を両端に持つダミーリンクｃ’を定義するとともに、ノードＮ１とノードＮ３とを両端に持つランプ道リンクａに対して、それと同一のノードＮ１，Ｎ３を両端に持つダミーリンクａ’を定義している。

なお、リンクｂ，ｄはランプ道に平行して走る本線と立体交差する交差道のリンクである。また、ノードＮ１〜Ｎ３は、少なくとも１つのランプ道リンクａ，ｃが接続されているノードであり、進入リンクと脱出リンクとの接続関係に応じた通行規制情報を定義する対象のノードである。また、リンクｘ，ｙ，ｚは、ランプ道に平行して走っている高架道の本線のリンクである。

図５（ｂ）に示すように、２本のランプ道リンクａ，ｃが接続されているノードＮ１に関しては、当該ランプ道リンクａ，ｃとダミーリンクａ’，ｃ’との間に相互の行き来ができないように「通行禁止」の通行規制情報を定義する。すなわち、進入リンクがランプ道リンクｃで脱出リンクがダミーリンクａ’というリンク間接続関係、進入リンクがダミーリンクｃ’で脱出リンクがランプ道リンクａというリンク間接続関係に対して、「通行禁止」という通行規制情報を定義している。

一方、進入リンクがランプ道リンクｃで脱出リンクがランプ道リンクａというリンク間接続関係、進入リンクがダミーリンクｃ’で脱出リンクがダミーリンクａ’というリンク間接続関係に対しては「通行可」という通行規制情報を定義している。

また、図５（ｂ）中に図示はしていないが、進入リンクがランプ道リンクｃで脱出リンクが交差道リンクｂ，ｄというリンク間接続関係、進入リンクが交差道リンクｂ，ｄで脱出リンクがランプ道リンクａまたはダミーリンクａ’というリンク間接続関係に対しては、「通行可」という通行規制情報が定義されている。また、ランプ道リンクｃとダミーリンクｃ’はノードＮ２からノードＮ１の方に向かう一方通行なので、脱出リンクがランプ道リンクｃやダミーリンクｃ’となるものに関しては、全て「通行禁止」という通行規制情報が定義される。また、ランプ道リンクａとダミーリンクａ’はノードＮ１からノードＮ３の方に向かう一方通行なので、進入リンクがランプ道リンクａやダミーリンクａ’となるものに関しても、全て「通行禁止」という通行規制情報が定義される。

また、本線からランプ道に降りる際に使用するランプ道リンクｃが接続されているノードＮ２に関しては、本線リンクｘからダミーリンクｃ’への進入ができないように「通行禁止」の通行規制情報を定義する。すなわち、進入リンクが本線リンクｘで脱出リンクがダミーリンクｃ’というリンク間接続関係に対して、「通行禁止」という通行規制情報を定義している。一方、進入リンクが本線リンクｘで脱出リンクがランプ道リンクｃというリンク間接続関係、進入リンクが本線リンクｘで脱出リンクが本線リンクｙというリンク間接続関係に対しては「通行可」という通行規制情報を定義している。

さらに、ランプ道から本線に乗る際に使用するランプ道リンクａが接続されているノードＮ３に関しては、ランプ道リンクａから本線リンクｙ，ｚへの進入ができないように「通行禁止」の通行規制情報を定義する。すなわち、進入リンクがランプ道リンクａで脱出リンクが本線リンクｙというリンク間接続関係、および、進入リンクがランプ道リンクａで脱出リンクが本線リンクｚというリンク間接続関係に対して、「通行禁止」という通行規制情報を定義している。一方、進入リンクがダミーリンクａ’で脱出リンクが本線リンクｚというリンク間接続関係、進入リンクが本線リンクｙで脱出リンクが本線リンクｚというリンク間接続関係に対しては「通行可」という通行規制情報を定義している。

コスト計算の際にＣＰＵ７は、図５（ｂ）に示した通行規制情報の内容に応じて、脱出リンクのリンクコストに重み付けを実施する。すなわち、対象リンクのリンクコストを定数倍した上で（固定値を加算するようにしても良い）、このように重み付けしたリンクコストを利用して経路の探索を行う。ここで、「通行禁止」の通行規制情報が定義されている脱出リンクに対しては極めて大きい重みをかける。「通行可」の通行規制情報が定義されている脱出リンクに対しては重みをかけない（元々設定されているリンクコストのままとする）。

図５（ｂ）のように通行規制情報を定義した場合、例えば本線リンクｘからランプ道リンクｃに入りランプ道リンクａに抜けるルートを探索枝とする場合（ランプ道リンクｃからダミーリンクａ’に抜けるルートは通行が禁止されている）、その先の探索枝は本線リンクｙ，ｚのみとなるが、当該本線リンクｙ，ｚへの通行は禁止されている。これにより、ランプ道リンクａの脱出リンクとなる本線リンクｙ，ｚのリンクコストには大きな重みがかけられる。したがって、本線からランプ道に入り再び本線に戻るようなルートは選択されにくくなる。それよりも、本線のリンクｘ，ｙ，ｚをそのまま通過するルートの方がリンクコストの合計が小さくなり、本線のリンクｘ，ｙ，ｚが誘導経路の一部として選択されることとなる。

一方、本線リンクｘからランプ道リンクｃに入り交差道リンクｂ，ｄに抜けるルートを探索枝とする場合、当該ランプ道リンクｃから交差道リンクｂ，ｄへの通行は禁止されていない。これにより、ランプ道リンクｃの脱出リンクとなるランプ道リンクｂ，ｄのリンクコストには何ら重みがかけられないので、このようなルートを選択することは可能である。すなわち、目的地の場所によっては、ランプ道リンクｃから交差道リンクｂ，ｄに抜けるルートが誘導経路の一部として選択されることとなる。

また、交差道リンクｂ，ｄからダミーリンクａ’を通過して本線リンクｚに入るルートを探索枝とする場合（ランプ道リンクａから本線リンクｚに対する通行は禁止されているので、ダミーリンクａ’が探索枝として選択される）、当該交差道リンクｂ，ｄからダミーリンクａ’への通行、ダミーリンクａ’から本線リンクｚへの通行は禁止されていない。これにより、交差道リンクｂ，ｄの脱出リンクとなるダミーリンクａ’およびダミーリンクａ’の脱出リンクとなる本線リンクｚのリンクコストには何ら重みがかけられないので、このようなルートを選択することは可能である。すなわち、目的地の場所によっては、交差道リンクｂ，ｄからダミーリンクａ’を通過して本線リンクｚに入るルートが誘導経路の一部として選択されることとなる。

以上のことから、第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、図４（ａ）〜（ｃ）に示したような各種のルートを、目的地に応じて適宜設定することができる。また、第２の実施形態ではさらに、図６（ａ）〜（ｃ）に示すようなルートも誘導経路として設定することが可能である。

すなわち、第２の実施形態では、ランプ道リンクｃからランプ道リンクａに入る通行自体を禁止しているのではなく、その先のランプ道リンクａから本線リンクｙ，ｚへの通行を禁止している。すなわち、「本線→ランプ道→本線」という一連のパスに対してのみ通行を禁止している。したがって、図６（ａ）のように目的地３００がランプ道リンクａ上にある場合にも、本線リンクｘからランプ道リンクｃに入り更にランプ道リンクａを通って目的地３００に至る最短のルートを適切に設定することができる。

また、「本線→ランプ道→本線」という一連のパスに対してのみ通行を禁止しているので、図６（ｂ）のようにランプ道上に複数の交差点が存在するような場合でも、ランプ道を通って目的地３００に至る最短のルートを適切に設定することができる。また、図６（ｃ）に示すように、間違って本線を逸脱してランプ道に入ってしまったときでも、そのときの現在地４００から目的地３００までのリルート探索時において、ダミーリンクｃ’，ａ’のパスを使用することにより、ランプ道から本線に戻って目的地３００に至る最短のルートを適切に設定することができる。

また、第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、地図データ上であらかじめ定義された通行規制情報に従って単純にリンクコストの重み付けをすれば良い。すなわち、リンクコストの重み付けをするために、探索枝のリンクがランプ道であるか否かを判定したり、道路種別が変化しているか否かを判定したりするソフトウェア的な処理を探索アプリケーションによって行う必要がない。したがって、目的地に応じてランプ道を通ったり通らなかったりする適切な誘導経路をより短い時間で探索することができる。

なお、上記第１および第２の実施形態では、ランプ道に関する通行規制情報を定義して誘導経路の探索を行う例について説明したが、通行規制情報を設定する対象の道路はランプ道に限定されない。例えば、ある交差点では右折が大変混み合うため通行を推奨しないという事情がある場合に、その交差点のノードに接続されている進入リンクと脱出リンクとの関係で通行を規制することにより、道路事情などを反映した誘導経路の探索も行うことができる。

また、あるインターチェンジの入口ノードから有料道路に入って次のインターチェンジの出口ノードから一般道に戻るルートにダミーリンクを設定し、「一般道→有料道路の１区間→一般道」というパスに対して通行を規制するようにしても良い。このようにすれば、有料道路を１区間だけ使用して降りてしまうような、非現実的なルートが誘導経路として探索されてしまうことを防止することができる。

また、上記第１および第２の実施形態では、地図データ上では図２（ｂ）または図５（ｂ）のような通行規制情報を格納しておき、当該通行規制情報に基づいてリンクコストの重み付けを行っているが、本発明はこれに限定されない。例えば、１つのノードに対する進入リンクと脱出リンクとの関係でリンクコスト自体を定義した情報を地図データ中に格納しておき、定義されているリンクコストをそのまま用いるようにしても良い。

その他、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその精神、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

本発明は、地図データを用いて現在地から目的地までを結ぶ最もコストが小さな経路を自動探索し、その探索した誘導経路に従って車両を目的地まで案内する誘導経路探索機能を備えたナビゲーション装置に有用である。

第１および第２の実施形態によるナビゲーション装置の構成例を示すブロック図である。 進入リンクと脱出リンクとの接続関係に応じて定義した第１の実施形態に係る通行規制情報の例を示す図である。 第１および第２の実施形態による誘導経路探索処理の動作を示すフローチャートである。 第１および第２の実施形態において設定可能な誘導経路の例を示す図である。 進入リンクと脱出リンクとの接続関係に応じて定義した第２の実施形態に係る通行規制情報の例を示す図である。 第２の実施形態において設定可能な誘導経路の例を示す図である。 高架交差点におけるリンクとノードの一般的な設定例を示す図である。 ランプ道を無駄に通るルートの設定例を示す図である。 ランプ道を通らずに遠回りする無駄なルートの設定例を示す図である。

符号の説明

４ 地図情報メモリ
７ ＣＰＵ
１０ 誘導経路メモリ
１４ 誘導経路発生部

Claims (7)

1. 複数の道路が交わる点をノード、隣接するノード間を結ぶ道路部分をリンクとして、存在するノードのそれぞれ毎に通行規制情報が含まれた地図データを記憶する地図データ記憶部と、
   現在地から目的地に至る様々な経路上に設定されたリンクコストを順次加算し、上記リンクコストの合計が最も小さい経路を誘導経路として選択する経路探索手段とを備え、
   上記通行規制情報は、１つのノードに接続している複数のリンクのリンク間接続関係に応じて定義されており、
   上記経路探索手段は、上記通行規制情報の内容に応じて重み付けられた上記リンクコストを用いて上記誘導経路を探索することを特徴とするナビゲーション装置。
2. 上記リンク間接続関係に応じた通行規制情報は、上記１つのノードに対する進入リンクと上記１つのノードからの脱出リンクとの接続関係に応じて定義されていることを特徴とする請求項１に記載のナビゲーション装置。
3. 上記進入リンクおよび上記脱出リンクの少なくとも一方が本線に対するランプ道のリンクであり、上記進入リンクおよび上記脱出リンクの両方がランプ道というリンク間接続関係に対して、通行可であるが推奨しないという通行規制情報が定義されていることを特徴とする請求項２に記載のナビゲーション装置。
4. 複数の道路が交わる点をノード、隣接するノード間を結ぶ道路部分をリンクとして、存在するノードのそれぞれ毎に通行規制情報が含まれた地図データを記憶する地図データ記憶部と、
   現在地から目的地に至る様々な経路上に設定されたリンクコストを順次加算し、上記リンクコストの合計が最も小さい経路を誘導経路として選択する経路探索手段とを備え、
   上記地図データ上では所定区間の道路に対して同一ノードを両端に持つリンクが２本ずつ定義され、上記通行規制情報は、当該２本のリンクが接続しているノードにおいては上記２本のリンクに対する通行規制がそれぞれ定義されており、
   上記経路探索手段は、上記通行規制情報の内容に応じて重み付けられた上記リンクコストを用いて上記誘導経路を探索することを特徴とするナビゲーション装置。
5. 上記所定区間の道路は本線に対するランプ道であり、上記ランプ道に対応した上記２本のリンクどうし間に通行不可の通行規制情報が定義されるとともに、上記ランプ道と上記本線とが接続しているノードについては上記２本のリンクのうち一方のリンクに対して通行不可の通行規制情報が定義されていることを特徴とする請求項４に記載のナビゲーション装置。
6. 複数の道路が交わる点をノード、隣接するノード間を結ぶ道路部分をリンクとして、存在するノードのそれぞれ毎に通行規制情報が含まれた地図データであって、１つのノードに接続している複数のリンクのリンク間接続関係に応じて上記通行規制情報が定義されている地図データを読み出す第１のステップと、
   現在地から目的地に向かって探索枝のリンクを伸ばしていく過程で、上記通行規制情報の内容に基づいて、上記リンクコストに対する重み付けを必要に応じて行う第２のステップと、
   上記重み付けが必要に応じて行われたリンクコストを順次加算し、上記現在地から上記目的地に至る様々な経路の中から上記リンクコストの合計が最も小さい経路を誘導経路として選択する第３のステップとを有する誘導経路の探索方法。
7. 複数の道路が交わる点をノード、隣接するノード間を結ぶ道路部分をリンクとして、存在するノードのそれぞれ毎に通行規制情報が含まれた地図データであって、所定区間の道路に対して同一ノードを両端に持つリンクが２本ずつ定義され、当該２本のリンクが接続しているノードにおいては上記２本のリンクに対する通行規制情報がそれぞれ定義されている地図データを読み出す第１のステップと、
   現在地から目的地に向かって探索枝のリンクを伸ばしていく過程で、上記通行規制情報の内容に基づいて、上記リンクコストに対する重み付けを必要に応じて行う第２のステップと、
   上記重み付けが必要に応じて行われたリンクコストを順次加算し、上記現在地から上記目的地に至る様々な経路の中から上記リンクコストの合計が最も小さい経路を誘導経路として選択する第３のステップとを有する誘導経路の探索方法。

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