JP2796199B2 - 経路探索方法 - Google Patents

経路探索方法

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JP2796199B2
JP2796199B2 JP3088325A JP8832591A JP2796199B2 JP 2796199 B2 JP2796199 B2 JP 2796199B2 JP 3088325 A JP3088325 A JP 3088325A JP 8832591 A JP8832591 A JP 8832591A JP 2796199 B2 JP2796199 B2 JP 2796199B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はナビゲ−ション装置の経
路探索方法に係わり、特に地図上の交差点を考慮して出
発地から目的地迄の最短経路を探索する経路探索方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】自動車用ナビゲーション装置は、大量の
地図データを記憶するCD−ROM等の大容量記憶装
置、ディスプレイ装置、自動車の現在地を測定する現在
地検出装置等を有し、自動車の現在地に応じた地図デー
タをCD−ROMから読み出し、該地図データに基づい
て地図をディスプレイ画面に描画すると共に、自動車位
置マ−ク(ロケ−ションカ−ソル)をディスプレイ画面
の一定位置(例えばディスプレイ画面の中心位置)に固
定表示し、自動車の移動に応じて地図をスクロ−ル表示
する。
【0003】CD−ROMに記憶されている地図は縮尺
レベルに応じて適当な大きさの経度幅、緯度幅の地域に
区切られており、道路等は経緯度で表現された頂点(ノ
−ド)の座標集合で示され、これらの描画は各ノ−ドを
順に直線で接続することにより行われる。尚、2以上の
ノ−ドを連結する部分は道路リンクと呼ばれる。
【0004】かかるナビゲ−ション装置には、出発地点
から目的地点まで最短距離となるように誘導経路を探索
して運転者を誘導する経路探索機能があり、実際の運転
に際して、誘導経路を他の道路と識別可能に表示し、あ
るいは自動車位置マ−クの前方に案内マ−クを表示して
運転者を該誘導経路に沿って目的地まで誘導するように
なっている。
【0005】出発地から目的地までの最短経路を求める
方法にはダイクストラ法と称せられる方法が提案されて
いる。このダイクストラ法は出発地と目的地を結ぶ直線
を半径とする領域、あるいは該領域より大きめの領域内
に存在する全交差点を考慮して出発地から目的地迄の最
短経路を探索するものである。図8はダイクストラ法の
概略説明図で、道路を直線、交差点を直線の交点として
グラフ化したものであり、各交差点間の距離は既知で、
STPは出発地(交差点)、DSPは目的地(交差点)
である。
【0006】ダイクストラ法においては、出発地STP
に隣接する1次交差点A1〜A4を求め、各1次交差点
A1〜A4に対応させて0次の交差点(出発地)及び出
発地からの距離を記憶する。ついで、各1次交差点A1
〜A4について2次交差点Bijを求め、各2次交差点に
対応させて1次交差点及び出発地からの距離を求める。
例えば、1次交差点A2については3つの2次交差点B
11,B12,B13が求まり、各2次交差点B11,B12,B
13に対応させて、 B11:1次交差点A2と出発地からの距離d11 B12:1次交差点A2と出発地からの距離d12 B13:1次交差点A2と出発地からの距離d13 ・・(a) を記憶する。又、1次交差点A3について3つの2次交
差点B21,B22,B23が求まり、各2次交差点B21,B
22,B23に対応させて、 B21:1次交差点A3と出発地からの距離d21 ・・(b) B22:1次交差点A3と出発地からの距離d22 B23:1次交差点A3と出発地からの距離d23 を記憶し、他の1次交差点A1,A4についても同様に
2次交差点を求めて所定のデータを記憶する。ところ
で、交差点B13とB21は同一の交差点である。このよう
に、デ−タを記憶すべき交差点が重複すると、出発地か
らの距離d13とd21の大小を比較し、小さい方のデータ
のみを記憶する。たとえば、d13>d21であれば、交差
点B13(=B21)のデータとして(b)のデータが最終的に
記憶される。
【0007】以後、同様に、各2次交差点について3次
交差点Cijを求め、各3次交差点に対応させて2次交差
点及び出発地からの距離を求めて記憶し、一般に各第i
次交差点について第(i+1)次交差点を求め、各第
(i+1)次交差点に対応させて第i次交差点と出発地
からの距離を求めて記憶してゆけば、最終的に目的地D
SPに到達する。
【0008】目的地DSPに到達すれば、該目的地(m
次の交差点とする)に対応させて記憶してある(m−
1)次の交差点、該(m−1)次の交差点に対応させて
記憶してある(m−2)次の交差点、・・・、2次の交
差点に対応させて記憶してある1次交差点、該1次交差
点に対応させて記憶してある0次の交差点(出発地)を
順次結んでなる経路が最短経路となる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ダイクストラ法によれ
ば、グラフ理論的に最短経路が求まるが、出発地と目的
地を交差点としなければならない。このため、自動車の
出発地や目的地が交差点にない場合には、ユ−ザが出発
地や目的地を考慮してダイクストラ法の出発交差点及び
目的交差点を決定して入力しなければならず、面倒とな
る問題がある。
【0010】又、従来の経路探索方法では、出発地から
出発交差点までの経路及び目的交差点から目的地までの
経路が求まらない問題がある。
【0011】以上から本発明の目的は、出発地や目的地
が交差点でない場合であっても自動的に最適の位置に仮
想出発交差点や仮想目的交差点を設定して経路探索がで
るようにすることである。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記課題は、本発明によ
れば、出発地、目的地の少なくとも一方が道路上に存在
しない場合、該出発地または目的地から所定距離内に高
速道路以外の道路が存在するか調べる手段、存在する場
合には、該道路に出発地または目的地より垂線を降ろ
し、垂線の足を交差点とみなす手段、該交差点を仮想出
発地又は仮想目的地として経路探索を行う手段により達
成される。
【0013】出発地、目的地の少なくとも一方が道路上
に存在しない場合、該地点から所定距離内に高速道路以
外の道路が存在するか調べ、存在する場合には、該道路
に前記地点より垂線を降ろし、垂線の足を交差点とみな
し、該交差点を仮想出発地又は仮想目的地として経路探
索を行う。又、設定距離内に、複数の道路が存在する場
合には、最も幅員が広い道路のうち最短距離にある道路
上に仮想出発地又は仮想目的地を設定し、設定距離内に
道路が存在しない場合には、最短距離の交差点を求め、
該交差点を仮想出発地又は仮想目的地として経路探索を
行う。このようにすれば、自動的に最適の位置に出発交
差点や目的交差点を決定して経路探索を行うことができ
る。
【0014】
【実施例】全体の構成 図1は本発明の実施例構成図であり、11は道路地図を
記憶するCD−ROM(地図データ記憶部)である。地
図データは、(1) ノ−ドテ−ブル、隣接ノ−ドリスト、
道路リスト、交差点構成ノ−ドリスト、交差点ネットリ
ストからなる道路レイヤと、(2) 地図上のオブジェクト
を表示するための背景レイヤと、(3) 市町村名や国道名
などを表示するための文字レイヤなどから構成されてい
る。
【0015】12は自動車の現在地に応じた地図や自動
車位置マ−ク、経路探索機能により探索された誘導経路
等を描画するディスプレイ装置(CRT)、13は走行
中の自動車の走行距離と方位に基づいて現在地を算出す
る現在地検出部である。現在地検出部13は、図示しな
いが、自動車の進行方位を検出する方位センサや走行距
離を検出する車速センサ、方位や走行距離に基づいて自
動車の現在地(経度、緯度)を算出する位置計算用CP
Uを有している。
【0016】14は地図検索キー、地図スクロ−ルキ
ー、経路探索モ−ドキー、セットキー、探索開始キー等
を備えた操作部、15は地図表示制御装置であり、地図
データに基づき現在地周辺の地図画像を発生すると共
に、自動車位置マ−クや誘導経路画像を発生する。
【0017】地図表示制御装置 地図表示制御装置15において、15aは現在地データ
に基づき、現在地周辺で画面表示範囲より広い範囲の地
図データ(例えば9画面分の地図データ)をCD−RO
M11から読出し、該地図データに基づいてドットイメ
−ジの地図画像を発生する地図画像描画部である。
【0018】15bは誘導経路探索処理により得られた
出発地から目的地までの誘導経路データに基づいて誘導
経路画像を発生する誘導経路描画部、15cは地図画像
及び誘導経路画像を記憶するビデオRAMである。地図
画像描画部15aはディスプレイ画面の表示範囲がビデ
オRAM15cの画像範囲を越えないように、自動車の
走行に従って、随時、ビデオRAM15cを書き替え、
また誘導経路描画部15bも自動車の走行に応じて誘導
経路画像を発生してビデオRAM15cに記憶するよう
になっている。
【0019】15dは自動車現在地がディスプレイ画面
の中心に位置するようにビデオRAM15cから1画面
分の地図画像を読み出す読出制御部であり、読出し位置
は地図画像描画部15aから指示される。15eはディ
スプレイ画面の中心に自動車位置マ−クを表示するため
の自動車位置マ−ク発生部、15fは経路探索部であ
り、経路探索モード時に出発地と目的地が入力されると
地図データに含まれる道路レイヤ情報に基づいて、出発
地から目的地迄の最短経路を誘導経路として算出する。
15gは出発地から目的地迄の誘導経路を構成するノ−
ドを順次記憶する誘導経路記憶部である。
【0020】15hは合成部であり、ビデオRAM15
c、自動車位置マ−ク発生部15eからそれぞれ読出さ
れた地図画像及び誘導経路画像、自動車位置マ−ク画像
を合成してCRT12に出力して表示する。
【0021】道路レイヤ 地図データに含まれる道路レイヤは図2に示すデータ構
造を有している。このうち、道路リストRDLTは該当
道路リンクの属性情報を与えるもので、リンク上の全ノ
−ド数、リンクを構成する各ノ−ド、道路の種別(国
道、高速道路、幅員、その他の別)等のデータより構成
されている。交差点ノ−ド構成リストCRLTは地図上
の各交差点毎に、該交差点に連結するリンク上の交差点
に最も近いノ−ド(交差点構成ノ−ドという)の集合で
ある。ノ−ドテ−ブルNDTBは地図上の全ノ−ドのリ
ストであり、ノ−ド毎に位置情報(経度、緯度)、該ノ
−ドが交差点であるか否かの交差点識別フラグ、交差点
であれば交差点データを指し、交差点でなければ該ノ−
ドが属するリンクを指すポインタ、隣接ノ−ドを指すポ
インタ等で構成されている。隣接ノ−ドリストNNLは
ノ−ドが属する図葉番号、ユニットコ−ド、ノ−ドテ−
ブル上の自分のノ−ドを指すポインタ等で構成されてい
る。
【0022】交差点ネットリストCRNLは図3に示す
ように、交差点毎に (1) 該交差点が含まれる地図の図葉番号 (2) ユニットコ−ド (3) ユニットにおける交差点シ−ケンシャル番号 以上、交差点ID (4) 交差点構成ノ−ド数 (5) 各隣接交差点のシ−ケンシャル番号 (6) 各隣接交差点までの距離 (7) 各隣接交差点までの道路の属性(道路種別、幅員) 等を有し、経路探索処理において用いられる。尚、交差
点ネットリストCRNLは以上のように、予め道路レイ
ヤとしてCD−ROM11に記憶してもよいが、CD−
ROMに記憶しておかず、経路探索処理に際して、必要
な交差点のみについてソフト的に道路レイヤ情報(道路
リストRDLT、交差点ノ−ド構成リストCRLT、ノ
−ドテ−ブルNDTB、隣接ノ−ドリストNNL)を用
いて作成するようにしてもよい。
【0023】経路探索制御 以下、図4〜図6に示す流れ図に従って本発明の経路探
索制御を説明する。尚、交差点ネットリストCRNLは
予めCD−ROM11に記憶されているものとする。
【0024】経路探索に際して、操作部14上の経路探
索キーを用いて経路探索モ−ドにする。ついで、地図検
索キーを操作し、地図画像描画部15aにより出発地、
目的地それぞれについて所定の地図をディスプレイ画面
に表示し、しかる後、地図スクロ−ルキーを用いて自動
車位置マ−クを出発地、目的地に位置決めし、これら出
発地、目的地を設定する(ステップ101)。
【0025】出発地STPと目的地DSPが設定される
と、経路探索部15fは出発地が交差点であるか調べ
(ステップ102)、交差点であればステップ201に
飛び、以降の処理を行う。一方、交差点でなければ、出
発地が道路上にあるかチェックする(ステップ10
3)。
【0026】出発地STPが道路上に存在すれば、該出
発地を仮想交差点とみなし、該仮想交差点に関する交差
点ネットリストを作成して記憶部15f-1に記憶し(ステ
ップ104)、以後ステップ201以降の処理を行う。
出発地STPが道路上に存在しない場合には(図7(a)
参照)、設定距離r内に道路が存在するか調べ(ステッ
プ105)、道路が存在する場合には、高速道路以外の
一般道路が含まれているか調べ(図7 (b)参照、ステッ
プ106)、含まれていれば、一般道路のうち幅員の最
も広い道路であって、最も近い道路を選択する(ステッ
プ107)。尚、図7(a)において、RD1,RD2は
一般道路で、道路RD1が出発地STPから設定距離r
内に存在している。また、図7(b)において、RD3は
高速道路、RD4は一般道路であり、ともに出発地ST
Pから設定距離内に存在している。
【0027】ステップ107において、最寄りの道路が
決定すると、該道路に出発地STPより垂線を降ろし、
垂線の足STP′を仮想的に交差点とみなし、該仮想交
差点に関する交差点ネットリストを作成して記憶部15f-
1に記憶し(ステップ108)、該仮想交差点を仮想出
発地とみなし(ステップ109)、以後ステップ201
以降の処理を行う。
【0028】一方、ステップ105において設定距離内
に道路が存在しない場合には(図7(c) 参照)、あるい
はステップ106において道路が存在しても高速道路の
場合には、最短距離の交差点を求め(ステップ11
0)、該交差点を仮想出発地とし(ステップ111)、
ステップ201以降の処理を行う。尚、図7(c) におい
て、C1,C2は交差点であり、C1が最短交差点であ
る。
【0029】出発地についての処理が終了すれば、経路
探索部15fは目的地が交差点であるか調べ(ステップ
201)、交差点であればステップ301に飛び、以降
の処理を行う。一方、交差点でなければ、目的地が道路
上にあるかチェックする(ステップ202)。
【0030】目的地DSPが道路上に存在すれば、該目
的地を仮想交差点とみなし、該仮想交差点に関する交差
点ネットリストを作成して記憶部15f-1に記憶し(ステ
ップ203)、以後ステップ301以降の処理を行う。
目的地DSPが道路上に存在しない場合には、設定距離
r内に道路が存在するか調べ(ステップ204)、道路
が存在する場合には、高速道路以外の一般道路が含まれ
ているか調べ(ステップ205)、含まれていれば、一
般道路のうち幅員の最も広い道路であって、最も近い道
路を選択する(ステップ206)。
【0031】最寄りの道路が決定すると、該道路に目的
地DSPより垂線を降ろし、垂線の足を仮想的に交差点
とみなし、該仮想交差点に関する交差点ネットリストを
作成して記憶部15f-1に記憶し(ステップ207)、該
仮想交差点を仮想目的地とみなし(ステップ208)、
以後ステップ301以降の処理を行う。
【0032】一方、ステップ204において設定距離内
に道路が存在しない場合、あるいはステップ205にお
いて道路が存在しても高速道路の場合には、最短距離の
交差点を求め(ステップ209)、該交差点を仮想目的
地とし(ステップ210)、ステップ301以降の処理
を行う。
【0033】仮想出発地及び仮想目的地が求まれば、経
路探索部15fは、検索次数iを0にし(0→i、ステ
ップ301)、第i次交差点に隣接する交差点が存在す
るかを、記憶部15f-1に記憶してある交差点ネットリス
ト(ステップ104、108、203、207で作成)
及びCD−ROMに記憶してある交差点ネットリストC
RNLを参照して調べる(ステップ302)。尚、0次
交差点は仮想出発地である。
【0034】交差点が存在すれば、仮想出発地から隣接
交差点までの累計距離Dを計算する(ステップ30
3)。仮想出発地から第i次交差点までの距離d1は後
述するように、該第i次交差点に対応させて記憶部15f-
1に記憶してあり、また第i次交差点から隣接交差点ま
での距離d2は交差点ネットリストに記憶してあるか
ら、次式d1+d2→Dにより仮想出発地から該隣接交差
点までの累計距離Dが求まる。
【0035】ついで、隣接交差点の検索次数が(i+
1)かチェックし(ステップ304)、(i+1)でな
ければ、隣接交差点に対応させて、以下のデータ (1) 現在着目している第i次交差点のシ−ケンシャル番
号、 (2) 仮想出発地から当該隣接交差点までの累計距離、 (3) 当該隣接交差点の検索次数としての(i+1) を記憶部15f-1に記憶し(ステップ305)、以後、ス
テップ302に戻り着目している第i次交差点に隣接す
る交差点が、なお残存するか調べて以降の処理を繰り返
す。
【0036】一方、ステップ304において、隣接交差
点の次数が(i+1)の場合には、換言すれば、該隣接
交差点が別の第i次交差点に隣接する交差点として参照
されていれば(ステップ305で既に上記(1)〜(3) の
データが記憶されていれば)、該隣接交差点に対応して
記憶してある仮想出発地からの累計距離D′とステップ
303で求めた距離Dの大小を比較する(ステップ30
6)。
【0037】D<D′であれば、当該隣接交差点に対応
して記憶部15f-1に記憶してある、第i次交差点のシ−
ケンシャル番号を現在着目している第i次交差点のシ−
ケンシャル番号で置き換えると共に、距離D′をDで書
き替え(D→D′,ステップ307)、以後、ステップ
302に戻り、着目している第i次交差点に隣接する交
差点が、なお残存するか調べて以降の処理を繰り返す。
又、D≧D′の場合には、当該隣接交差点に対応して記
憶部15f-1に記憶してある内容を変更せずステップ30
2に戻る。
【0038】一方、ステップ302において、着目して
いる第i次交差点に隣接する交差点が存在しなくなれ
ば、別の第i次交差点が存在するか調べ(ステップ30
8)、存在すれば、該別の第i次交差点を新たに第i次
交差点として(ステップ309)、ステップ302以降
の処理を繰り返す。
【0039】ステップ308において、別の第i次交差
点が存在しなければ、仮想目的地に到達したかチェック
し、換言すれば第(i+1)次の交差点に仮想仮想目的
地が含まれているかチェックし(ステップ310)、含
まれていなければ検索次数を1つ歩進し(i+1→i,
ステップ311)、ステップ302以降の処理を繰り返
す。
【0040】しかし、仮想目的地に到達すれば、目的
地DSP→仮想目的地→仮想目的地(m次の交差点
とする)に対応させて記憶してある(m−1)次の交差
点→該(m−1)次の交差点に対応させて記憶してあ
る(m−2)次の交差点→・・・→2次の交差点に対
応させて記憶してある1次交差点→該1次交差点に対
応させて記憶してある0次の交差点(仮想出発地)→
出発地STPを順次結んで最短経路を決定し(ステップ
312)、経路処理を終了する。
【0041】尚、実際の経路誘導に際しては、出発地か
ら仮想出発地迄及び仮想目的地から目的地迄が点線等で
表示される。
【0042】以上では、交差点ネットリストがCD−R
OMに予め記憶されている場合であるが、CD−ROM
に記憶せず、道路レイヤ情報を用いて経路探索範囲内の
交差点について交差点ネットリストCRNLを作成して
RAMに記憶するように構成することもできる。
【0043】
【発明の効果】以上本発明によれば、出発地、目的地の
少なくとも一方が道路上に存在しない場合、該地点から
所定距離内に高速道路以外の道路が存在するか調べ、存
在する場合には、該道路に出発地または目的地より垂線
を降ろし、垂線の足を交差点とみなし、該交差点を仮想
出発地又は仮想目的地として経路探索を行うように構成
したから、自動的に仮想出発地や仮想目的地を決定して
経路探索することができる。
【0044】又、本発明によれば、設定距離内に、複数
の道路が存在する場合には、最も幅員が広い道路のうち
最短距離にある道路上に仮想出発地又は仮想目的地を設
定し、設定距離内に道路が存在しない場合には、最短距
離の交差点を求め、該交差点を仮想出発地又は仮想目的
地として経路探索を行ように構成したから、自動的に最
適の位置に出発交差点や目的交差点を決定できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例構成図である。
【図2】道路レイヤ説明図である。
【図3】交差点ネットリスト説明図である。
【図4】経路探索処理の第1の流れ図である。
【図5】経路探索処理の第2の流れ図である。
【図6】経路探索処理の第3の流れ図である。
【図7】本発明の経路探索の説明図である。
【図8】ダイクストラ法の説明図である。
【符号の説明】
11・・地図データ記憶部 12・・ディスプレイ装置(CRT) 13・・現在地検出部 15・・地図表示制御装置 15a・・地図画像描画部 15f・・経路探索部 15g・・誘導経路記憶部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G09B 29/10 G01C 21/00 G08G 1/0969

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 自動車位置に応じた地図を表示すると共
    に、地図上の交差点を考慮して出発地から目的地迄の最
    短経路を探索し、ドライバを誘導するナビゲ−ション装
    置の経路探索方法において、出発地、目的地の少なくと
    も一方が道路上に存在しない場合、該地点から所定距離
    内に高速道路以外の道路が存在するか調べ、存在する場
    合には、該道路に前記地点より垂線を降ろし、垂線の足
    を交差点とみなし、該交差点を仮想出発地又は仮想目的
    地として経路探索を行うことを特徴とする経路探索方
    法。
  2. 【請求項2】 複数の道路が存在する場合には、最も幅
    員が広い道路のうち最短距離にある道路上に仮想出発地
    又は仮想目的地を設定することを特徴とする請求項1記
    載の経路探索方法。
  3. 【請求項3】 設定距離内に道路が存在しない場合に
    は、最短距離の交差点を求め、該交差点を仮想出発地又
    は仮想目的地として経路探索を行うことを特徴とする請
    求項1記載の経路探索方法。
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