JP3466413B2 - 経路探索装置 - Google Patents
経路探索装置Info
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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- G01C21/34—Route searching; Route guidance
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Description
外部から交通情報を得て目的地までの経路を探索する動
的経路案内(DRGS)に関する。
tion Communication System)を用いて情報センタか
らリンク旅行時間等の交通情報を得て、この交通情報に
基づいて目的地まで最短時間で到達するための経路を探
索し運転者に教示する動的経路案内システム(DRG
S)が提案されている。このようなシステムでは、全て
のリンクの交通情報が得られるのが理想的であるが、ビ
ーコンの設置できないリンクや設置してもビーコンの不
具合等で交通情報が得られないリンクが少なからず存在
するのが実状であり、このようなリンクをどのように処
理するかが最適経路探索を行う上で極めて重要である。
このような実状に鑑み、本願出願人は先に特開平7−1
29893号公報にて、リンク旅行時間情報が得られな
いリンクの旅行時間を周囲のリンクの旅行時間から推定
して経路を探索する技術を提案した。具体的には、旅行
時間が得られないリンクの前後のリンクの旅行時間とリ
ンク長から平均車速を求め、この車速で当該リンクも走
行できるとして旅行時間を推定する、あるいは並行する
左右の旅行時間の平均を当該リンクの旅行時間として推
定する。これにより、全く交通情報がない場合に比べて
最適経路探索の精度を向上させることができる。
術では、原理的に交通情報の得られないリンクに対し、
交通情報が得られるリンクが隣接して存在する場合に有
効であり、交通情報が得られるリンクから距離的あるい
は時間的に離間しているリンクに対しては、精度良く交
通情報を推定することが困難で、動的経路探索を有効に
活用するには一定の限界があった。
みなされたものであり、その目的は、リンク旅行時間等
の交通情報のないリンクに対し、従来以上に広範囲に交
通情報を推定し、もって最適経路探索の精度を向上させ
ることができる装置を提供することにある。
に、第1の発明は、交通情報を有する第1リンクと交通
情報を有しない第2リンクを用いて目的地までの経路を
探索する経路探索装置であって、前記第2リンクの交通
情報を、前記第1リンクに対する前記第2リンクの方向
差及び離間度に応じ、前記方向差あるいは離間度が増大
するにしたがって所定の関係で重みが減少するように前
記第1リンクの交通情報を重み付けすることで算出する
演算手段を有することを特徴とする。第1リンクと第2
リンクの交通情報の相関度は、第1リンクに対する第2
リンクの方向及び離間度に応じて変化する。すなわち、
第1リンクと第2リンクがほぼ同一方向で、かつ近い距
離にあれば、第2リンクにとっての第1リンクの交通情
報は相関度が高いが、方向が同一でも離間している、あ
るいは距離的に近くても方向が異なれば、第2リンクに
とっての第1リンクの交通情報の相関度は低下する。従
って、方向差及び離間度に応じて第1リンクの交通情報
の重み付け、すなわち相関度を決定することで、従来以
上に広範囲に第2リンクの交通情報を推定できる。
て、さらに前記交通情報の時間変化を検出する検出手段
を有し、前記演算手段は、前記時間変化に基づいて重み
付けすることを特徴とする。交通情報が時間とともに変
化する場合、第2リンクの状況も時間的に変化すること
が予想される。例えば、第1リンクの渋滞が増大する傾
向にある場合、第2リンクの渋滞も一般的に増大する傾
向にある。従って、第1リンクの交通情報の時間変化を
考慮して第2リンク推定時の重みを決定することで、一
層の精度向上を図ることができる。
て、さらに統計的交通情報を記憶する記憶手段を有し、
前記演算手段は、前記統計的交通情報に基づいて重み付
けすることを特徴とする。交通情報が得られない第2リ
ンクについても、何らかの統計的交通情報が存在する場
合には、これを活用する、すなわち推定値を統計値に一
致させるような重みを設定することで推定の精度を上げ
ることができる。
形態について説明する。
構成ブロック図が示されている。送受信機10は路側に
設けられた光ビーコンや電波ビーコンと通信することで
交通情報を取得するもので、具体的には光ビーコンから
は前方半径10km先の詳細交通情報、電波ビーコンか
らは高速道路又はそれに属する道路の交通情報を取得す
るものである。交通情報としては、各リンクの渋滞度や
リンクの旅行時間、工事等の規制情報であり、渋滞度は
複数の評価段階で評価(例えば、渋滞、混雑、空き)さ
れる。得られた交通情報はVICS用のECU(電子制
御装置)12に供給される。また、FMアンテナ14及
びレシーバ16が設けられ、FM多重放送で送信されて
くる交通情報を受信する。この交通情報は、FM受信エ
リア内の広域交通情報であり、得られた交通情報は同様
にVICS用ECU12に供給される。VICS用EC
U12は、これらの交通情報(渋滞度やリンク旅行時
間、規制情報等)をナビゲーション用ECU(図では簡
略してナビECUと記す)18に供給する。ナビECU
18は地図表示用リンク及び経路探索用リンクを含む地
図データを記憶する地図データベース及び演算手段とし
てのマイクロコンピュータを有しており、地図データベ
ースに記憶された経路探索用リンクを読み出し、VIC
S用ECU12から供給された交通情報を考慮して目的
地まで最短時間で到達できる経路を探索する。この際、
経路探索用リンクのうち、交通情報が得られないリンク
に対しては、交通情報が得られたリンクに基づいてその
交通情報を推定する演算を実行する。探索して得られた
経路は、目的地までの推奨経路としてディスプレイ20
上に表示する。
ンピュータの全体処理フローチャートが示されている。
まず、渋滞度やリンク旅行時間等の交通情報を受信し
(S101)、経路探索用リンクのうち交通情報が得ら
れていないリンクの渋滞度を推定する(S102)。こ
の渋滞度推定処理は、マイクロコンピュータ内のROM
に予め記憶された処理プログラムを実行することにより
行われ、交通情報の得られていないリンク(第2リン
ク)の交通情報を、交通情報の得られたリンク(第1リ
ンク)に対する第2リンクの方向差及び離間度に応じて
第1リンクの交通情報を重み付けすることで算出する。
重み付けの具体的方法については後述する。そして、交
通情報が実際に得られ、その渋滞度が既知のリンクと、
渋滞度を推定したリンクを用いて目的地までの経路を公
知の探索法(ダイクストラ法等)で探索する(S10
3)。この経路探索は、新たな交通情報が得られる度に
実行する。そして、得られた経路は、地図データ上に重
畳してディスプレイ20に表示する(S104)。もち
ろん、交通情報として規制情報が存在する場合には、そ
の情報をディスプレイ20に表示することもできる。
で実行される渋滞度推定処理が模式的に示されている。
図3は、車両の現在位置を中心として、交通情報が得ら
れたリンクの渋滞度Jを、その現在位置の属するリンク
に対する方向差(θ)及び離間度(図では時間間隔t)
の関数として示した3次元マップであり、図4は、実経
路上の渋滞度の位置を示す説明図である。現在位置の属
するリンク(d1)は交通情報の得られたリンクであ
り、その渋滞度はJ1である。そして、このリンクd1
の渋滞度J1によって生じる周囲の渋滞度J(d1)
は、原点で渋滞度が最大(つまり、得られた渋滞度J1
そのもの)で、θ及びtが増大するに従って所定の関係
(例えば正規分布)で減少していく。
クの方向差θ及び第1リンクに対する第2リンクの時間
差tによって決まる重み関数であるとすると、第1リン
クの渋滞度J1による近傍の第2リンクの渋滞度J(d
1)は、
関度が高く、θあるいはtが離れるに従ってその渋滞度
の相関度が低下していくことを意味している。
の位置にも交通情報が得られたリンクd2があり、その
渋滞度がJ2であるとすると、リンクd2の周囲の渋滞
度J(d2)も、同様にして(θ2、t2)で渋滞度が
最大(つまり、得られた渋滞度J2そのもの)となり、
(θ2、t2)から離れるに従って所定の重み関数α
(θ、t)で減少していく。さらに、リンクd1に対し
て同一方向(方向差ゼロ)で時間間隔がt3、つまり
(0、t3)の位置に交通情報が得られたリンクd3が
あり、その渋滞度がJ3であるとすると、リンクd3の
周囲の渋滞度J(d3)も、(0、t3)で渋滞度が最
大(つまり得られた渋滞度J3そのもの)となり、
(0、t3)から離れるに従い所定の重み関数α(θ、
t)で減少していく。以上の重み付けを交通情報の得ら
れた全てのリンクに対して実行し、これらを加算するこ
とで、θ、tを独立変数、渋滞度Jを従属変数とする3
次元マップが得られる。
通情報の得られた第1リンクに対して第2リンクとの方
向差及び離間度(時間間隔)で重み付けして、第2リン
クにとっての第1リンクの相関度を評価する。そして、
交通情報が得られない第2リンクの渋滞度に対しては、
図3に示された3次元マップからその渋滞度Jを推定
し、探索範囲内の全てのリンクに対して交通情報を付与
する。従って、交通情報を有する第1リンクと交通情報
の得られない第2リンクが存在する場合でも、交通情報
の有効活用を図り、最適の経路を探索することができ
る。
交通情報の得られたリンク(第1リンク)に対する交通
情報の得られない第2リンクの方向差と離間度に応じて
所定の重み関数で重み付けすることで、第2リンクの交
通情報を推定したが、本実施形態では、渋滞度の時間変
化に基づいて重み付けすることにより、推定の精度を一
層向上させる例を説明する。本実施形態の構成は図1と
同様であるが、ナビECU18内のマイクロコンピュー
タがVICS用ECU12から供給された渋滞度の時間
変化を検出し、この時間変化に応じて重みを決定する点
に特徴がある。
のうちのあるリンクの時間変化の様子が示されている。
図において、横軸は時間t、縦軸は渋滞度であり、ある
時間間隔Δt1では渋滞度がΔJ(t1)だけ増加し、
ある時間間隔Δt2では渋滞度がΔJ(t2)だけ減少
する。このように、あるリンクの渋滞度は時間変化する
ので、例えば渋滞度が時間とともに増大している場合に
は図3における減少量、すなわち重み関数α(θ、t)
で規定されるピーク値からの減少量を少なくし、渋滞度
が時間とともに減少している場合には図3における減少
量、すなわち重み関数α(θ、t)で規定されるピーク
値からの減少量を多くする。
付けを変化させる様子が示されている。なお、図では簡
略化のため、方向差θと渋滞度の2次元マップとして示
す。図において、破線は時間変化がない場合の、交通情
報が得られたあるリンク周囲の渋滞度であり、図3に示
された重み付けと同一である。一方、実線Aは渋滞の時
間変化が正、つまり渋滞が時間とともに増加する場合の
重みであり、渋滞が悪化する傾向にあることを考慮して
減少の度合いを少なくしている。また、実線Bは渋滞の
時間変化が負、つまり渋滞が時間とともに減少する場合
の重みであり、渋滞が緩和する傾向にあることを考慮し
て減少の度合いを多くしている。すなわち、任意の位置
における第1実施形態の渋滞度Jと第2実施形態におけ
る渋滞度J’を比較すると、渋滞度が時間とともに増大
する場合にはJ’>Jとなり、渋滞度が時間とともに減
少する場合にはJ’<Jとなる。
を変化させることで、交通情報の得られない第2リンク
の推定精度を一層上げることができ、最適経路探索を得
ることが容易となる。
2実施形態では、VICS用ECU12から供給され
た、リアルタイムの交通情報に基づいて第2リンクの交
通情報を推定したが、第2リンクについて何らかの統計
的な交通情報が存在する場合には、これを利用して第2
リンクの交通情報推定の精度を上げることも可能であ
る。本実施形態の構成も図1と同様であるが、ナビEC
U18内のメモリに統計的交通情報データ、例えば渋滞
度データを記憶し、これを適宜読み出して重みを決定す
る点が相違する。
加え、統計値J(s)が存在する場合の重みが示されて
いる。あるリンクの統計値J(s)が存在する場合、そ
のリンクにおける渋滞度の推定値が統計値J(s)に一
致するように、第1リンクの交通情報の重みを決定す
る。例えば、ある渋滞度J(d1)のみに着目すると、
(s)であったとすると、
により、統計データを有効活用して、交通情報も統計デ
ータもないリンクの交通情報を精度良く推定することが
可能となる。
報として渋滞度を例にとり説明したが、交通情報を有す
る第1リンクの旅行時間から、交通情報を有しない第2
リンクの旅行時間を全く同様に推定することも可能であ
る。
時間間隔を示したが、時間間隔の代わりに第1リンクと
第2リンクの距離を用いることも可能である。
(θ、t)、あるいは距離をxとするとα(θ、x)の
例として正規分布をとって説明したが、θとt、あるい
はθとxが増大するに従ってその値が減少していく任意
の関数を用いることも可能である。図8〜図10には、
このような重み関数の一例が示されている。図8は上記
各実施形態と同様の正規分布であり、f(x)及びg
(θ)をそれぞれ第1リンクと第2リンクの距離xにつ
いての正規分布、第1リンクと第2リンクの方向差θに
ついての正規分布として
ステップ状に変化させたものであり、これに応じて重み
関数
るための重みであり、f(x)及びg(θ)が3段階に
変化する。
方向差が大きくない複数のリンクが存在し、そのうちの
一つのリンクが交通情報の得られた第1リンクで、その
周囲に交通情報の得られない第2リンクである場合、方
向差=0として実質的に離間度のみに応じて簡易的に交
通情報を推定することも可能である。例えば、図11に
示すように、ほぼ同一方向の5つのリンクA,B,C,
D,Eが存在し、リンクAのみが第1リンクでその渋滞
度J=10であった場合、リンクAに近い第2リンク
B,Cに対しては一律に渋滞度J=5を割り当て、リン
クAから遠い第2リンクD,Eに対しては一律にJ=1
を割り当てて経路探索を実行することも可能である。
交通情報のない任意のリンクに対し、従来以上に精度良
く交通情報を推定することができるので、最適経路探索
の精度を向上させることができる。
間隔)及び渋滞度との関係を示す3次元グラフ図であ
る。
図である。
すグラフ図である。
す2次元グラフ図である。
間隔)及び渋滞度との関係を示す3次元グラフ図であ
る。
る。
る。
る。
アンテナ、16 レシーバ、18 ナビECU、20
ディスプレイ。
Claims (3)
- 【請求項1】 交通情報を有する第1リンクと交通情報
を有しない第2リンクを用いて目的地までの経路を探索
する経路探索装置であって、 前記第2リンクの交通情報を、前記第1リンクに対する
前記第2リンクの方向差及び離間度に応じ、前記方向差
あるいは離間度が増大するにしたがって所定の関係で重
みが減少するように前記第1リンクの交通情報を重み付
けすることで算出する演算手段を有することを特徴とす
る経路探索装置。 - 【請求項2】 前記交通情報の時間変化を検出する検出
手段をさらに有し、 前記演算手段は、前記時間変化に基づいて重み付けする
ことを特徴とする請求項1記載の経路探索装置。 - 【請求項3】 統計的交通情報を記憶する記憶手段をさ
らに有し、 前記演算手段は、前記統計的交通情報に基づいて重み付
けすることを特徴とする請求項1記載の経路探索装置。
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