JP2021120669A - 経路探索システムおよび経路探索プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】サービスを提供できる可能性が高い道路を含む経路を探索することが可能な技術の提供。【解決手段】顧客を乗せて指示地点まで行くサービスを行う車両の現在地を取得する現在地取得部と、前記車両の目的地を取得する目的地取得部と、前記車両のエリア毎の需要予測に基づいて、前記エリア内の交差点と道路区間とのいずれかまたは双方に前記需要予測に応じたコストを与えるコスト付与部と、前記コストに基づいて、前記現在地から前記目的地までの経路を探索する経路探索部と、を備える経路探索システムが構成される。【選択図】図１

Description

本発明は、経路探索システムおよび経路探索プログラムに関する。

従来、タクシーなど、顧客を乗せて指示地点まで行くサービスを行う車両に対して、顧客の需要予測に基づいた案内を行う技術が知られている。例えば、特許文献１においては、エリア毎の顧客の需要予測とエリア毎に供給可能な移動体の供給数とに基づいて実質的な需要の期待値を算出する。そして、期待値に基づいて通過エリアが選択されることが開示されている。

特開２００９−７９２６７号公報

上述した従来の技術においては、期待値が高いエリアを通過して目的地まで走行するために、どの道路を通るべきか具体的に特定することが困難であった。
本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、サービスを提供できる可能性が高い道路を含む経路を探索することが可能な技術の提供を目的とする。

上記の目的を達成するため、経路探索システムは、顧客を乗せて指示地点まで行くサービスを行う車両の現在地を取得する現在地取得部と、車両の目的地を取得する目的地取得部と、車両のエリア毎の需要予測に基づいて、エリア内の交差点と道路区間とのいずれかまたは双方に需要予測に応じたコストを与えるコスト付与部と、コストに基づいて、現在地から目的地までの経路を探索する経路探索部と、を備える。

また、上記の目的を達成するため、経路探索プログラムは、コンピュータを、顧客を乗せて指示地点まで行くサービスを行う車両の現在地を取得する現在地取得部、車両の目的地を取得する目的地取得部、車両のエリア毎の需要予測に基づいて、エリア内の交差点と道路区間とのいずれかまたは双方に需要予測に応じたコストを与えるコスト付与部、コストに基づいて、現在地から目的地までの経路を探索する経路探索部、として機能させる。

すなわち、経路探索システム、経路探索プログラムにおいては、エリア毎の需要予測に基づいて、エリア内の交差点と道路区間とのいずれかまたは双方に需要予測に応じたコストを与える。このため、当該コストに基づいて経路が探索されると、需要予測が大きい交差点や道路区間を含む経路が探索される。従って、サービスを提供できる可能性が高い道路を含む経路を探索することが可能である。

経路探索システムのブロック図である。 図２Ａ、図２Ｂは需要予測値の例を示す図である。 経路探索処理を示す図である。 境界に属する道路区間のコスト算出例を示す図である。

ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）経路探索システムの構成：
（２）経路探索処理：
（３）他の実施形態：

（１）経路探索システムの構成：
図１は、本発明の一実施形態にかかる経路探索システムとして機能するナビゲーションシステム１０の構成を示すブロック図である。ナビゲーションシステム１０は、車両に備えられており、車両の経路を案内する機能を備えている。本実施形態において、車両は、顧客を乗せて指示地点まで行くサービスを行うタクシーである。ナビゲーションシステム１０は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ等を備える制御部２０および記録媒体３０を備え、ＧＮＳＳ受信部４１，車速センサ４２，ジャイロセンサ４３，ユーザＩ／Ｆ部４４に接続されている。

ＧＮＳＳ受信部４１は、Global Navigation Satellite Systemの信号を受信する装置であり、航法衛星からの電波を受信し、図示しないインタフェースを介して車両の現在地を算出するための信号を出力する。制御部２０は、この信号を取得して車両の現在地を取得する。車速センサ４２は、車両が備える車輪の回転速度に対応した信号を出力する。制御部２０は、図示しないインタフェースを介してこの信号を取得し、車速を取得する。ジャイロセンサ４３は、車両の水平面内の旋回についての角加速度を検出し、車両の向きに対応した信号を出力する。制御部２０は、この信号を取得して車両の進行方向を取得する。車速センサ４２およびジャイロセンサ４３等は、車両の走行軌跡を特定するために利用され、本実施形態においては、車両の出発地と走行軌跡とに基づいて現在地が特定され、当該出発地と走行軌跡とに基づいて特定された車両の現在地がＧＮＳＳ受信部４１の出力信号に基づいて補正される。

ユーザＩ／Ｆ部４４は、運転者の指示を入力し、また、運転者に各種の情報を提供するためのインタフェース部である。ユーザＩ／Ｆ部４４は、図示しないタッチパネル方式のディスプレイやスイッチ等やスピーカー等を備えている。すなわち、ユーザＩ／Ｆ部４４は画像や音声の出力部および利用者の指示を入力する入力部を備えている。

記録媒体３０には地図情報３０ａおよび需要予測情報３０ｂが記録される。地図情報３０ａは、道路区間の端点に対応するノードの位置、ノード間の道路の形状を特定するための形状補間点の位置等を示す形状補間点データ、ノード同士の連結を示すリンクデータ、施設の位置や名称、属性等を示す施設データ等を含んでいる。

なお、本実施形態において、ノードは複数の道路区間の端点に相当する交差点である。多くの交差点は３個以上の道路区間が接続された三叉路、四叉路またはそれ以上の構造であるが、２個の道路区間が接続された交差点も存在し得る。例えば、１本の道路であるが、ある地点で道路種別が変化する場合、当該地点を異なる道路種別の道路区間が接続した交差点とみなしてノードを設定する。この場合、１本の道路上にノードとしての交差点が設定された状態になる。リンクデータには、リンクデータが示す道路区間の道路種別、車線の数、車線の幅等を示す情報が対応づけられている。本実施形態において、道路種別は一般道路と有料道路（高速道路）に区別されている。一般道路は、さらに、細街路や国道などに細分化されている。

需要予測情報３０ｂは、車両のエリア毎の需要予測を示す情報である。本実施形態における地図情報３０ａにおいて、地図は、複数の矩形のエリアに予め分類されている（メッシュやパーセル）。本実施形態において需要予測情報３０ｂは、予め定義され、各車両のナビゲーションシステム１０に配信される。本実施形態において、需要予測は、タクシーが顧客を乗せた地点の履歴を、例えばプローブカーとしてのタクシーから収集することで定義される。また、本実施形態において、需要予測は、時間帯毎に統計される。

すなわち、本実施形態においては、顧客を乗せた地点の数がエリア毎、時間帯毎に集計される。そして、顧客を乗せた地点の数がエリア毎に比較されることで得られる相対値が需要予測値として定義される。図２Ａにおいては、ある時間帯におけるエリアＭ₁〜Ｍ₄の需要予測値が例示されている。なお、図２Ａにおいては、破線によってエリアＭ₁〜Ｍ₄の境界を示しており、実線によって道路を示している。

この例において、エリアＭ₁，Ｍ₂，Ｍ₃，Ｍ₄の需要予測値は、それぞれ、１０，５，１，２０である。この場合、エリアＭ₁はエリアＭ₂よりも２倍の需要が統計的に期待できるとみなすことができる。本実施形態においては、このようなエリア毎の需要予測値が、各エリア内の交差点に対応付けられることで需要予測情報３０ｂが定義される。なお、本実施形態においては、１本の道路上にノードとしての交差点が設定されている場合、当該交差点に需要予測値は対応づけられない。

図２Ｂは、需要予測情報３０ｂの例を示している。図２Ｂにおいては、１０分毎に需要予測値が統計されて需要予測情報３０ｂが生成された例を示している。また、図２Ｂに示す１０：００以降の１０分間の需要予測値は、図２Ａに示す需要予測値である。例えば、エリアＭ₁における需要予測値は１０であり、エリアＭ₁内には交差点Ｉ₁，Ｉ₂，Ｉ₄，Ｉ₅が存在するため、これらの交差点Ｉ₁，Ｉ₂，Ｉ₄，Ｉ₅には需要予測値１０が対応づけられている。

制御部２０は、図示しないナビゲーションプログラムの機能によりユーザＩ／Ｆ部４４の入力部を介して運転者による目的地の入力を受け付け、車両の現在位置から目的地までの経路を探索する。また、制御部２０は、当該ナビゲーションプログラムの機能により、車両の運転者に対して地図上の経路等を案内しながら目的地まで誘導する経路案内を行うことが可能である。

本実施形態において運転者は、タクシーを運転し、道路を移動しながら、タクシーを呼び止めて利用する顧客を探す。従って、運転者は、この段階で特定の目的地に向かう必要がない場合も多いが、本実施形態において運転者は、経路探索のために目的地を設定する。そして、本実施形態においては、当該経路としてタクシーの需要が高い道路区間を優先的に通る経路が探索される。ナビゲーションプログラムはこのような経路探索を行うための経路探索プログラム２１を備えている。

経路探索プログラム２１は、現在地取得部２１ａ、目的地取得部２１ｂ、コスト付与部２１ｃ、経路探索部２１ｄ、経路案内部２１ｅを備えている。現在地取得部２１ａは、車両の現在地を取得する機能を制御部２０に実行させるプログラムモジュールである。すなわち、制御部２０は、現在地取得部２１ａの機能により、ＧＮＳＳ受信部４１，車速センサ４２，ジャイロセンサ４３の出力信号に基づいて車両の現在地を取得する。

目的地取得部２１ｂは、車両の目的地を取得する機能を制御部２０に実行させるプログラムモジュールである。すなわち、制御部２０は、目的地取得部２１ｂの機能により、ユーザＩ／Ｆ部４４を制御し、運転者による目的地の入力を受け付ける。目的地の入力態様や目的地の特定態様は種々の態様であってよい。例えば、目的地は、名称や属性等で検索されてもよい。また、目的地は、地図上から選択されてもよいし、需要予測値が相対的に高いエリアが検索され、当該エリア内の地点が目的地となってもよい。目的地は、座標に基づいて特定されてもよいし、地図情報３０ａに含まれる施設のいずれかによって特定されてもよい。

本実施形態においてコスト付与部２１ｃは、道路区間に対して経路探索のためのコストを付与する機能を制御部２０に実行させるプログラムモジュールである。すなわち、本実施形態において、制御部２０は、経路探索プログラム２１により所定のアルゴリズム（例えば、ダイクストラ法等）によって出発地から目的地までの経路探索を行う。この際、制御部２０は、コストが最小化される経路を探索する。従って、コストが小さい道路区間であるほど、経路として探索される可能性が高くなる。

本実施形態においては、道路区間毎にコストが設定されるため、制御部２０は、コスト付与部２１ｃの機能により、複数の要素に基づいて、道路区間にコストを付与する。コストの決定のために参照すべき要素や考慮すべき度合い（重み）は、経路の探索条件によって異なる。すなわち、制御部２０は、コスト付与部２１ｃの機能によりユーザＩ／Ｆ部４４を制御し、経路の探索条件を受け付ける。探索条件は、どの種類のコストをコスト計算に算入すべきか否かを決定し、また、コストの重みを決定する。

探索条件としては、例えば、有料優先や距離優先などの条件がある。有料優先であれば、道路種別が有料道路である道路区間のコストが他の道路種別の道路区間のコストより小さくなる。距離優先であれば、道路区間が大きくなるほど値が大きくなるコストが、他の種類のコストより重視される。

このように、コストには複数の種類が存在し、探索条件によって複数の種類から選択されるが、本実施形態においては、需要の高い道路を優先的に走行する経路を探索する探索条件も存在する。この場合、需要予測値が高いほど道路区間の値が小さくなるコストがコストの計算に算入される。すなわち、コスト付与部２１ｃは、車両のエリア毎の需要予測に基づいて、エリア内の道路区間に需要予測に応じたコストを与える機能を制御部２０に実行させる。

以上のように、本実施形態において制御部２０は、複数の種類のコストのそれぞれを各道路区間に付与し、経路を構成する道路区間のコストの和が最小になるように経路を探索する。このため、複数の種類のコストが計算されるが、以後においては、距離が大きくなるほど値が大きくなる距離コスト、規模の小さい道路種別であるほど大きくなる種別コスト、需要が少ないほど大きくなる需要コストを利用して経路探索する条件について主に説明する。むろん、この条件は一例であるし、コストは交差点に付与されてもよい。

なお、距離コストを取得する場合、制御部２０は、地図情報３０ａを参照し、コスト取得対象の道路区間の距離を取得する。そして、制御部２０は、距離コストの値を、例えば、単位距離あたりのコストに道路区間の距離を乗じるなどして決定する。種別コストを取得する場合、制御部２０は、地図情報３０ａを参照し、コスト取得対象の道路区間の道路種別を取得する。そして、制御部２０は、道路種別毎に予め決められた種別コストの値を、当該コスト取得対象の道路区間のコストとして取得する。

需要コストを取得する場合、制御部２０は、道路区間の出口側に存在する交差点（進行方向前方の端点であるノード）についての需要予測情報３０ｂを参照し、コスト取得対象の道路区間の需要予測値を取得する。そして、制御部２０は、需要予測値が大きいほど小さくなるコスト、例えば、需要予測値の逆数や基準値から需要予測値に負号を付した値等を、需要コストとして取得する。なお、本実施形態において制御部２０は、交差点のコストに基づいて道路区間のコストを特定するが、交差点に付与されたコストに基づいて通過交差点を決定するように経路探索が行われてもよい。

経路探索部２１ｄは、コストに基づいて、現在地から目的地までの経路を探索する機能を制御部２０に実行させるプログラムモジュールである。当該探索は、経路に含まれる道路のコストの和が最小になるように実施される。このような探索を実現するため、本実施形態において制御部２０は、探索処理の過程で経路の候補となるリンク（道路区間）を選択し、そのリンクが経路となる場合のコストの和を取得する。そして、コストの和が最小になる経路が確定した場合にはその経路を採用し、出発地から目的地までの経路が確定した場合に経路の探索を終了する。

すなわち、本実施形態は、探索された経路を構成する道路区間について取得されたコストの和に対して、新たに候補となった道路区間の距離コスト、種別コスト等を加えていく構成である。本実施形態においては、これらのコストに加えてさらに、需要コストが取得され、和に算入される。むろん、コストは、探索処理が開始される前に予め計算され、地図情報３０ａや需要予測情報３０ｂに含まれていても良い。

制御部２０は、地図情報３０ａを参照し、出発地から目的地に向けて走行し得る道路区間を候補として取得する。候補となる道路区間の選定には各種の制限が考慮されて良く、例えば、メッシュによって選択し得る道路区間を制限するなど、各種の公知技術を採用可能である。

いずれにしても制御部２０は、候補となった道路区間を探索済の経路に加えた場合のコストを算出する。すなわち、制御部２０は、コスト付与部２１ｃの機能で取得されたコストに基づいて、経路に含まれる道路区間のコストの総和を取得する。新たな道路区間が候補になった場合、制御部２０は、取得されたコストを総和に算入する。そして、コストの総和が最小になる経路が確定した交差点が現れると、制御部２０は、当該交差点までの経路を確定する。制御部２０は、この処理を目的地まで繰り返すことによって出発地から目的地までの経路を探索する。

経路案内部２１ｅは、探索された経路を出力部において案内させる機能を制御部２０に実行させるプログラムモジュールである。すなわち、制御部２０は、ＧＮＳＳ受信部４１，車速センサ４２，ジャイロセンサ４３の出力信号に基づいて、車両の現在地を取得する。また、制御部２０は、地図情報３０ａを参照し、車両の現在地を含む地図を表示するための画像を表示する。そして、制御部２０は、ユーザＩ／Ｆ部４４の出力部を制御し、車両の現在地を含む地図を、出力部に表示させる。

さらに、制御部２０は、ユーザＩ／Ｆ部４４の出力部を制御し、経路探索部２１ｄが探索した経路を地図上で強調表示させる。制御部２０は、以上の処理を繰り返すことにより、車両の現在地に追従して地図情報の表示範囲を変化させ、目的地までの経路を案内する。

以上のような本実施形態によれば、需要コストに基づいて経路が探索されるため、需要予測が大きい道路区間を含む経路が探索され、需要予測が小さい道路区間は避けられる。従って、サービスを提供できる可能性が高い道路を含む経路を探索することが可能である。また、このような経路を案内することにより、サービスを提供できる可能性が高い道路を含む経路を案内することができる。

（２）経路探索処理：
次に、図３に示すフローチャートに基づいて車両における経路探索処理を詳細に説明する。経路探索処理は、需要予測情報３０ｂが記録媒体３０に記録された状態で実行される。ユーザＩ／Ｆ部４４の入力部を操作して利用者が経路探索処理の開始を指示すると、制御部２０は、図３に示す経路探索処理を開始する。経路探索処理が開始されると、制御部２０は、現在地、目的地、探索条件を受け付ける（ステップＳ１００）。すなわち、制御部２０は、現在地取得部２１ａの機能により、ＧＮＳＳ受信部４１，車速センサ４２，ジャイロセンサ４３の出力信号に基づいて車両の現在地を取得する。

また、制御部２０は、目的地取得部２１ｂの機能により、ユーザＩ／Ｆ部４４の入力部を介して運転者が入力する目的地を取得する。さらに、制御部２０は、ユーザＩ／Ｆ部４４の入力部を介して運転者が入力する探索条件を取得する。以後においては、図２Ａに示す現在地Ｐｃに車両が存在する状態で経路探索処理が開始されたことを想定する。また、図２Ａに示す目的地Ｇが入力されたことを想定する。探索条件は、上述のように、距離コスト、種別コスト、需要コストを利用して経路探索する条件が入力されたことを想定する。

次に、制御部２０は、コスト付与部２１ｃの機能により、初期コストを付与する（ステップＳ１０５）。すなわち、制御部２０は、地図情報３０ａを参照し、ステップＳ１００で取得された現在地から目的地までの間の経路になり得る道路区間のそれぞれについて距離および道路種別を取得する。そして、制御部２０は、各道路区間について距離コストおよび種別コストを取得する。むろん、距離コストおよび種別コストは、経路の探索過程で選択された道路区間について取得されてもよい。

次に、制御部２０は、ステップＳ１１０〜Ｓ１４５において、探索済の経路の端点である交差点に接続された道路区間を順次選択し、選択された道路区間のコストを経路のコストの和に算入する処理を繰り返すことで経路を探索する。この処理を行うため、制御部２０は、経路探索部２１ｄの機能により、コストの和が最小の経路から延びる道路区間を選択する（ステップＳ１１０）。すなわち、経路探索の過程では、探索済の経路が候補として複数個生じ得る。制御部２０は、経路探索部２１ｄの機能により、探索済の経路のコストの総和が最小である経路の端点に相当する交差点（初回は出発地前方の最隣接交差点）を選択し、当該交差点から辿ることが可能な隣接交差点を特定し、これらの交差点をつなぐ道路区間を選択する。

例えば、図２Ａに示す例において、探索開始直後は車両の現在地Ｐｃから交差点Ｉ₅までの経路が探索済であり、交差点Ｉ₅以後の経路が探索される場面でステップＳ１１０が実行される場合を想定する。この場合、探索済の経路は現在地Ｐｃから交差点Ｉ₅までの経路のみであるため、当該経路はコストの和が最小の経路である。この場合、交差点Ｉ₅以後の道路区間（Ｌ₅₆，Ｌ₅₉，Ｌ₅₄）が選択される。

次に、制御部２０は、コスト付与部２１ｃの機能により、ステップＳ１１０で新たに選択された道路区間の出口の交差点への到着予測時刻を取得する（ステップＳ１１５）。すなわち、制御部２０は、地図情報３０ａを参照し、ステップＳ１１０で選択された道路区間の出口側の交差点を特定する。さらに、制御部２０は、地図情報３０ａを参照し、探索済の経路の距離にステップＳ１１０で選択された道路区間の距離を加え、平均車速で除することで経路走行の所要時間を特定する。そして、所要時間を現在時刻に加えた時刻を到着予測時刻として取得する。制御部２０は、以上の処理を、ステップＳ１１０で選択された道路区間によって構成される経路のそれぞれについて実行する。

この結果、例えば、図２Ａに示す例において道路区間Ｌ₅₆，Ｌ₅₉，Ｌ₅₄が選択された段階であれば、現在地から交差点Ｉ₅、Ｉ₆を辿る経路、現在地から交差点Ｉ₅、Ｉ₉を辿る経路、現在地から交差点Ｉ₅、Ｉ₄を辿る経路のそれぞれについて到着予測時刻が取得される。むろん、到着予測時刻を算出する際には、現在地からの経路の所要時刻を都度算出するのではなく、各交差点への到着予測時刻が保存され、選択された道路区間の所要時間が加えられることで新たな交差点への到着予測時刻が取得されてもよい。また、所要時間を算出するための構成としては、種々の構成を採用可能であり、渋滞度など、各種の要素が算入されてもよい。

次に、制御部２０は、コスト付与部２１ｃの機能により、ステップＳ１１０で新たに選択された道路区間の出口の交差点に対応づけられた需要予測値が存在するか否か判定する（ステップＳ１２０）。すなわち、制御部２０は、ステップＳ１１５で到着予測時刻が取得された交差点のそれぞれについて需要予測情報３０ｂを参照し、当該到着予測時刻を含む時間帯の需要予測値が存在するか否か判定する。

例えば、図２Ａに示す例において道路区間Ｌ₅₆，Ｌ₅₉，Ｌ₅₄が選択された段階であれば、制御部２０は、出口側の交差点Ｉ₆，Ｉ₉，Ｉ₄のそれぞれへの到着予測時刻が属する時間帯について需要予測値が存在するか否か判定する。図２Ｂに示す例において、交差点Ｉ₆，Ｉ₉，Ｉ₄への到着予測時刻が１０：００以降の１０分以内であれば、どの交差点についても到着予想時刻が存在すると判定される。一方、図２Ｂに示す例において、交差点Ｉ₄に対しては、１０：１０以降の１０分間についての需要予測値が存在しない。従って、交差点Ｉ₄への到着予測時刻が１０：１０以降の１０分間に含まれる場合であれば、制御部２０は、到着予想時刻が存在しないと判定する。

ステップＳ１２０において、道路区間の出口の交差点に対応づけられた需要予測値が存在すると判定された場合、制御部２０は、コスト付与部２１ｃの機能により、需要予測情報３０ｂに基づいて需要予測値を取得し（ステップＳ１３０）、需要予測値に応じたコストを和に算入する（ステップＳ１３５）。すなわち、制御部２０は、ステップＳ１１０で選択された道路区間の出口の交差点に対応づけられた需要予測値をコストに変換し、当該ステップＳ１１０で選択された道路区間のコストとみなす。

そして、各道路区間を含む経路のそれぞれに当該コストを加える。例えば、図２Ａに示す例において、道路区間Ｌ₅₆が選択され、当該道路区間の出口の交差点Ｉ₆への到着予測時刻が１０：００以降の１０分以内である場合、道路区間Ｌ₅₆を含む経路に需要予測値１０に基づいて特定されたコストが加えられる。なお、ステップＳ１３５においては、ステップＳ１１０で選択された道路区間についての他のコスト、例えば、距離コストおよび種別コストが特定され、当該道路区間を含む経路のコストに加えられる。

一方、ステップＳ１２０において、道路区間の出口の交差点に対応づけられた需要予測値が存在すると判定されない場合、制御部２０は、コスト付与部２１ｃの機能により、需要予測値が不明であることに応じた高コストを和に算入する（ステップＳ１４０）。すなわち、本実施形態においては、需要予測値が不明である道路は避けるように構成されており、他の道路区間より相対的に高い需要コストが予め決められている。制御部２０は、当該高いコストが、当該ステップＳ１１０で選択された道路区間のコストであるとみなす。なお、ステップＳ１４０においては、ステップＳ１１０で選択された道路区間についての他のコスト、例えば、距離コストおよび種別コストが特定され、当該道路区間を含む経路のコストに加えられる。

以上の処理によって、ステップＳ１１０で選択された道路区間を含む経路のコストの和が算定されると、制御部２０は、経路探索部２１ｄの機能により、探索が終了したか否かを判定する（ステップＳ１４５）。すなわち、ステップＳ１１０で選択された道路区間を含む経路のコストの和が算定されることにより、目的地までの経路であって、コストの和が最小である経路が確定している場合、制御部２０は、当該コストの和が最小である経路を探索結果として取得する。ステップＳ１４５で探索が終了したと判定されない場合、制御部２０は、ステップＳ１１０以降の処理を繰り返す。すなわち、新たな道路区間を選択しなおしてコストの取得および和への算入を繰り返す。むろん、経路の候補となる道路区間の存在範囲は、種々の要素によって限定されてもよい。

以上のような処理によれば、時間帯毎の需要に応じ、顧客にサービスを提供できる可能性が高い道路を含む経路を探索することが可能である。なお、本実施形態において、需要予測値はエリア毎に定義されているが、当該エリア毎の需要予測値から道路区間毎のコストを特定し、案内することにより、運転者は、需要の多い経路を選択できる可能性が高くなる。

例えば、エリア毎の需要のみに基づいて走行すべきエリアを選択する場合、図２Ａに示す例において現在地から目的地Ｇに行くためには、需要予測値が１であるエリアＭ₃への進入を避け、エリアＭ₁，Ｍ₂，Ｍ₄と辿るのが良さそうに見える。しかし、実際は、エリアＭ₃を通過した方が需要の多い道路区間を長く走行できる場合もある。例えば、現在地Ｐｃから交差点Ｉ₅，Ｉ₆，Ｉ₇，Ｉ₁₃と辿って目的地へ行く経路と、現在地Ｐｃから交差点Ｉ₅，Ｉ₉，Ｉ₁₂，Ｉ₁₃と辿って目的地へ行く経路とを比較すると、後者の方が、需要予測値２０のエリアＭ₄を長く通る。

従って、後者の方が顧客にサービスを提供できる可能性が高いと期待できる。本実施形態による探索が行われると、このような経路を探索できる可能性が高い。具体的には、現在地Ｐｃから交差点Ｉ₅，Ｉ₆，Ｉ₇，Ｉ₁₃と辿って目的地へ行く経路と、現在地Ｐｃから交差点Ｉ₅，Ｉ₉，Ｉ₁₂，Ｉ₁₃と辿って目的地へ行く経路との距離はほぼ同等である。従って、両経路の距離コストは同等である。両経路に含まれる道路区間の道路種別が同一であれば、種別コストも同一である。

そこで、需要コストのみを比較する。需要コストが需要予測値に負号を付した値である例を想定すると、交差点Ｉ₅以後において交差点Ｉ₆，Ｉ₇，Ｉ₁₃と辿って目的地へ行く経路のコストは−５−５−２０と見積もることができる。一方、交差点Ｉ₅以後において交差点Ｉ₉，Ｉ₁₂，Ｉ₁₃と辿って目的地へ行く経路のコストは−１−２０−２０と見積もることができる。この場合、後者の方が、コストが小さいため、他の経路がなければ前者ではなく後者が経路として探索される。以上のように、本実施形態においては、需要の多い経路を選択できる可能性が高い。

（３）他の実施形態：
以上の実施形態は本発明を実施するための一例であり、交差点と道路区間とのいずれかまたは双方に需要予測に応じたコストを与えて経路を探索する限りにおいて、各種の態様を採用可能である。例えば、ナビゲーションシステム１０は、車両に備えられていても良いし、可搬型の端末等であっても良い。さらに、図１に示すシステムがより多数のシステムで構成されても良い。例えば、ナビゲーションシステム１０の機能の一部（コストを取得する機能等）がサーバ等の他のシステムで構成されても良い。

また、ナビゲーションシステム１０を構成する各部（現在地取得部２１ａ、目的地取得部２１ｂ、コスト付与部２１ｃ、経路探索部２１ｄ、経路案内部２１ｅ）の少なくとも一部が複数の装置に分かれて存在していても良い。例えば、コスト付与部２１ｃや経路探索部２１ｄの機能の少なくとも一部が外部のサーバ等で実行されてもよい。また、上述の実施形態の一部の構成が省略される構成や、処理が変動または省略される構成も想定し得る。例えば、需要予測に応じた経路探索を行ってナビゲーション端末に配信するサーバであれば、経路案内部２１ｅは省略され、経路案内部２１ｅはの機能はナビゲーション端末に備えられていてもよい。

現在地取得部は、顧客を乗せて指示地点まで行くサービスを行う車両の現在地を取得することができればよい。すなわち、現在地取得部は、各種のセンサによる検出結果に基づいて車両の現在地を取得することができればよい。現在地は、経路の起点であれば良く、車両の走行開始前に取得された現在地を起点として経路が探索されてもよいし、車両の移動によって現在地が変化した場合に、変化後の現在地を起点とした経路が探索されてもよい。顧客を乗せて指示地点まで行くサービスを行う車両は、例えば、タクシーや乗り合い車両が挙げられるが、車両の態様は限定されない。従って、道路上で顧客を見つけるニーズがあるあらゆる車両が、顧客を乗せて指示地点まで行くサービスを行う車両に該当し得る。

目的地取得部は、車両の目的地を取得することができればよい。すなわち、経路を探索するために、その終点となる目的地が取得される。むろん、目的地は、最終目的地でなくてもよく、ある目的地までの経路が探索された後、当該目的地からさらに次の目的地までの経路が探索されてもよい。

コスト付与部は、車両のエリア毎の需要予測に基づいて、エリア内の交差点と道路区間とのいずれかまたは双方に需要予測に応じたコストを与えることができればよい。すなわち、コストは、経路として選択されにくいか否かを決める値である。コスト付与部は、需要予測に応じたコストを交差点と道路区間とのいずれかまたは双方に与えることにより、需要が多いほど経路となりやすくなるようにコストを定義する。従って、コストを最小化することで経路探索を行う構成においては、コストが小さい交差点および道路区間であるほど、経路として探索される可能性が高くなる。この場合、需要予測が示す需要が多いほど小さいコストが付与される。

コストは、エリア毎の需要予測に基づいて特定されるため、例えば、コストを最小化することで経路探索を行う構成において、需要が多いエリア内の交差点、道路区間のコストは需要が少ないエリアのコストより小さい。ただし、エリア内には多数の道路区間、コストが存在するため、例外はあってよい。例えば、細街路など、需要が見込めない道路区間については、エリアによらず同程度の大きいコストが付与される構成等が採用されてもよい。なお、コストは、需要予測以外の要素で変化してもよい。例えば、道路区間の距離、渋滞度、道路種別、車線数等で変化してもよい。

需要予測は、顧客を乗せて指示地点まで行くサービスを行う車両の顧客が存在する可能性の多寡を示していればよく、過去の統計から得られる予測であってもよいし、統計等から種々の要素に基づいて特定された予測であってもよい。従って、上述の実施形態のように、タクシーが顧客を乗せた地点がエリア毎、時間毎に集計され、その相対値が需要予測値となる構成以外にも種々の構成を採用可能である。例えば、エリア毎のサービス車両の多寡と需要とに基づいて特定された期待値を含む需要予測であってもよい。また、過去の統計から機械学習した人工知能等が出力した需要予測であってもよい。

エリアは、需要予測の特定単位として予め設定された区画であれば良く、上述の実施形態のように、地図を予め決められた形状の複数の区画に分割して得られるエリア以外にも、種々のエリアが採用され得る。例えば、行政区画等であってもよいし、特定の地点（例えば、タクシー乗り場等）からの距離等に基づいて区画されたエリア等であってもよい。さらに、同一エリア内において需要予測は一定値であってもよいし、変動してもよい。

経路探索部は、コストに基づいて、現在地から目的地までの経路を探索することができればよい。すなわち、ダイクストラ法やＡ＊アルゴリズム、それらの改良型アルゴリズ
ムなどの各種アルゴリズムによって、コストに基づいて経路を探索することができればよい。探索された経路は種々のシステムで利用されてよい。従って、ナビゲーションシステムにおいて経路探索が行われ、案内される上述の実施形態のような構成以外にも、種々の態様があり得る。例えば、サーバによって実現された経路探索システムで経路が探索され、クライアントとして機能するナビゲーション端末（例えば、スマートフォンや車載機等）によって案内される構成等であってもよい。

需要予測に対応したコストを時間帯毎に定義する構成において、時間帯は、種々の長さとすることができる。例えば、上述のような１０分毎である構成に限定されないし、需要の多寡等に応じて時間帯の長さが変動してもよい。後者としては、需要が多い時刻では１０分等の短期間の時間帯毎にコストが定義されるが、需要が少ない時刻では１時間等の相対的に長期間の時間帯毎にコストが定義される構成等が挙げられる。また、一日の中の一部の時刻ではコストが定義されない構成等であってもよい。例えば、需要が想定されない深夜の時間帯においては、需要予測に対応したコストが定義されない構成等であってもよ。

上述の実施形態においては、需要予測が特定されたエリアの境界に属する（交わる）道路区間の需要コストは、当該道路区間の出口側の交差点に対応づけられた需要予測値に基づいて特定されるが、他の構成が採用されてもよい。例えば、境界に属する道路区間の両端の需要予測値に基づいて当該道路区間のコストが特定されてもよい。

このような構成としては、例えば、第１のエリアと第２のエリアとの境界に属する道路区間、または当該道路区間に接続された交差点、におけるコストが、第１のエリアの需要予測から得られるコストに対して第１のエリア側に属する道路区間の距離に応じた重み付け係数を乗じ、第２のエリアの需要予測から得られるコストに対して第２のエリア側に属する道路区間の距離に応じた重み付け係数を乗じ、加えた値である構成が挙げられる。

図４は、上述の実施形態において、境界に属する道路区間のコストを特定する例を説明するための図である。図４においては、互いに隣接する第１のエリアＲ₁と第２のエリアＲ₂とが示されている。また、第１のエリアＲ₁内には交差点Ｉｒ₁，Ｉｒ₂が存在し、第２のエリアＲ₂内には交差点Ｉｒ₃が存在する。なお、交差点Ｉｒ₂は１本の道路上の地点であり、交差点Ｉｒ₂に需要予測値は対応づけられていない。このような状況において、例えば、交差点Ｉｒ₁から交差点Ｉｒ₃までの道路区間のコストを交差点Ｉｒ₁および交差点Ｉｒ₃の双方の需要予測値から決定してもよい。

この構成は、例えば、上述の実施形態において、制御部２０が交差点Ｉｒ₁，Ｉｒ₃の間の道路区間の需要コストを算出する際に、需要予測情報３０ｂを参照し、当該道路区間の入口側、出口側の交差点Ｉｒ₁，Ｉｒ₃に対応づけられた需要予測値を取得する。さらに、制御部２０は、各需要予測値に応じたコストＣ₁，Ｃ₃を取得する。そして、制御部２０は、コストＣ₁に対して、第１のエリア側に属する道路区間の距離に応じた重み付け係数を乗じる。さらに、制御部２０は、コストＣ₃に対して、第２のエリア側に属する道路区間の距離に応じた重み付け係数を乗じる。そして、両者を加えた値がコストであるとみなす。

第１のエリア側に属する道路区間の距離、第２のエリア側に属する道路区間の距離は、概算であってもよいし、境界の位置に応じて正確に特定されてもよい。概算を行う場合、例えば、交差点Ｉｒ₂の位置を利用可能である。すなわち、交差点Ｉｒ₁，Ｉｒ₂，Ｉｒ₃の位置は、地図情報３０ａによって定義されているため、制御部２０は、容易に交差点Ｉｒ₁，Ｉｒ₂，Ｉｒ₃の位置を特定可能である。位置が特定されると、制御部２０は、第１のエリアＲ₁に属する交差点Ｉｒ₁，Ｉｒ₂の距離Ｌ₁を、第１のエリアＲ₁側に属する道路区間の距離の概算値として取得する。また、制御部２０は、第２のエリアＲ₂に属する交差点Ｉｒ₂，Ｉｒ₃の距離Ｌ₂を、第２のエリアＲ₂側に属する道路区間の距離の概算値として取得する。この場合、道路区間のコストは、例えば、距離に応じた重み付けの和、すなわち、Ｃ₁×Ｌ₁／（Ｌ₁＋Ｌ₂）＋Ｃ₂×Ｌ₂／（Ｌ₁＋Ｌ₂）によって特定される。

正確な距離は、例えば、制御部２０が、第１のエリアＲ₁、第２のエリアＲ₂の定義に基づいて、図４において破線で示す境界と道路区間との交点の位置を特定し、交差点Ｉｒ₁と交点との距離Ｌ₃と、交差点Ｉｒ₃と交点との距離Ｌ₄とを取得する構成等が挙げられる。この場合、道路区間のコストは、例えば、距離に応じた重み付けの和、すなわち、Ｃ₁×Ｌ_３／（Ｌ₃＋Ｌ₄）＋Ｃ₂×Ｌ₄／（Ｌ₃＋Ｌ₄）によって特定される。なお、本実施形態において、交差点Ｉｒ₂には需要予測値が対応づけられないため、交差点Ｉｒ₂は距離の比率の特定に利用され、コストの特定に関与していない。しかし、交差点Ｉｒ₂には需要予測値が対応づけられる場合には、交差点Ｉｒ₁，Ｉｒ₂，Ｉｒ₃の需要予測値や交差点Ｉｒ₂，Ｉｒ₃の需要予測値からコストが特定されてもよい。

さらに、既定の規模以下の道路種別の道路に属する交差点および道路区間のコストは、既定の規模より大きい道路種別の道路に属する交差点および道路区間のコストよりも大きい構成であってもよい。この構成によれば、同一の需要予測値であるエリア内に属する道路区間のコストを道路の規模によって変化させることができる。従って、同一の需要予測値の道路区間をコストによって選択可能である。

なお、規模に基づいてコストを決定するための手法としては、種々の手法で実現されてよく、上述の種別コストで実現されてもよい。また、上述の需要コストが道路種別によって補正されてもよい。この構成は、例えば、需要コストに基づいて道路区間のコストが決められた後、規模が大きい道路区間は規模が小さい道路区間よりも値が小さくなるように当該需要コストが補正される構成等が挙げられる。以上の構成によれば、既定の規模以下の道路種別、例えば、細街路が、経路になる可能性を低くして経路探索を行うことができる。

なお、既定の規模以下の道路種別は、細街路に限定されない。例えば、道路の規模が大きくなるほど需要が多いとみなされ、同じエリア内でも道路の規模が大きい道路種別であるほど需要が多いとみなされる構成であってもよい。また、道路の規模は、種々の要素で決定されてよい。例えば、道路の幅、道路の車線数等で決められていてもよい。また、予め道路種別と規模とが対応づけられていてもよい。例えば、道路種別が、細街路、一般道路、高速道路と分類されている場合に、道路の実際の幅等によらず、細街路、一般道路、高速道路の順に規模が大きくなるとみなされてもよい。

さらに、本発明のように、交差点と道路区間とのいずれかまたは双方に需要予測に応じたコストを与えて経路を探索する手法は、プログラムや方法としても適用可能である。また、以上のようなシステム、プログラム、方法は、単独の装置として実現される場合もあれば、車両に備えられる各部と共有の部品を利用して実現される場合もあり、各種の態様を含むものである。例えば、以上のようなシステムで実現される方法、プログラムを提供することが可能である。また、一部がソフトウェアであり一部がハードウェアであったりするなど、適宜、変更可能である。さらに、装置を制御するプログラムの記録媒体としても発明は成立する。むろん、そのソフトウェアの記録媒体は、磁気記録媒体であってもよいし半導体メモリであってもよいし、今後開発されるいかなる記録媒体においても全く同様に考えることができる。

１０…ナビゲーションシステム、２０…制御部、２１…経路探索プログラム、２１ａ…現在地取得部、２１ｂ…目的地取得部、２１ｃ…コスト付与部、２１ｄ…経路探索部、２１ｅ…経路案内部、３０…記録媒体、３０ａ…地図情報、３０ｂ…需要予測情報、４１…ＧＮＳＳ受信部、４２…車速センサ、４３…ジャイロセンサ、４４…ユーザＩ／Ｆ部

Claims (6)

1. 顧客を乗せて指示地点まで行くサービスを行う車両の現在地を取得する現在地取得部と、
   前記車両の目的地を取得する目的地取得部と、
   前記車両のエリア毎の需要予測に基づいて、前記エリア内の交差点と道路区間とのいずれかまたは双方に前記需要予測に応じたコストを与えるコスト付与部と、
   前記コストに基づいて、前記現在地から前記目的地までの経路を探索する経路探索部と、
   を備える経路探索システム。
2. 前記コストは、
   前記需要予測が示す需要が多いほど小さくなり、
   前記コストが小さい前記交差点および前記道路区間であるほど、前記経路として探索される可能性が高い、
   請求項１に記載の経路探索システム。
3. 前記コストは、
   時間帯毎に定義されており、
   前記コスト付与部によって付与される前記コストは、
   前記交差点および前記道路区間への到着予測時刻が属する前記時間帯に対応した前記コストである、
   請求項１または請求項２に記載の経路探索システム。
4. 第１の前記エリアと第２の前記エリアとの境界に属する前記道路区間、または当該道路区間に接続された前記交差点、における前記コストは、
   第１の前記エリアの前記需要予測から得られるコストに対して第１の前記エリア側に属する前記道路区間の距離に応じた重み付け係数を乗じ、第２の前記エリアの前記需要予測から得られるコストに対して第２の前記エリア側に属する前記道路区間の距離に応じた重み付け係数を乗じ、加えた値である、
   請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の経路探索システム。
5. 既定の規模以下の道路種別の道路に属する前記交差点および前記道路区間の前記コストは、既定の規模より大きい前記道路種別の道路に属する前記交差点および前記道路区間の前記コストよりも大きい、
   請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の経路探索システム。
6. コンピュータを、
   顧客を乗せて指示地点まで行くサービスを行う車両の現在地を取得する現在地取得部、
   前記車両の目的地を取得する目的地取得部、
   前記車両のエリア毎の需要予測に基づいて、前記エリア内の交差点と道路区間とのいずれかまたは双方に前記需要予測に応じたコストを与えるコスト付与部、
   前記コストに基づいて、前記現在地から前記目的地までの経路を探索する経路探索部、
   として機能させる経路探索プログラム。

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