JP4198781B2 - 経路探索装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車に搭載されるナビゲーション装置などにおいて、目的地までの推奨経路を逸脱した際に、目的地までの経路を再探索する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車に搭載されるナビゲーション装置では、道路地図データに基づいて、設定された出発地から目的地までの推奨される経路を探索し、利用者に推奨経路として提示する経路探索の技術が既に実用化されている。
【０００３】
また、このような推奨経路探索は、たとえば、ダイクストラ法と呼ばれる技術などによって、出発地から目的地までの間の取り得る経路のうち、コストが最小となるを経路を探索することにより行われている。ここで、このような経路のコストとしては、経路の総距離や走行所要時間などを用いることが多い。
【０００４】
また、ナビゲーション装置において、自動車がナビゲーション装置を用いて探索した推奨経路を逸脱してしまった時に、その時点の現在位置からから元の経路に戻る経路を探索し、この経路と、自動車がはずれてしまった元の経路の、探索した元の経路に戻る経路との連結点より目的地側の部分と結合して目的地までの経路とするオートリルートと呼ばれる技術が知られている。
【０００５】
このオートリルートの技術では、図５に示すように、自動車が元の経路１０００を逸脱してしまった場合に、元の経路上の自動車の現在位置１００１を含む所定範囲の探索範囲１００３を設定し、この探索範囲１００３内に存在する元の経路１０００上の最も目的地側よりの地点を目標点１００２として設定し、この目標点に至る経路１００４を探索範囲１００３内で探索し、元の経路に至る経路とする。
【０００６】
このように目標点を現在位置より、ある程度離れた目的地側の元の経路上の点として元の経路に戻る経路を探索することにより、目的地に対して逆戻りするような経路や、現在地点から目的地に向かう上で遠回りになる経路が、元に経路に戻る経路として探索されてしまうことを、ある程度抑止することができる。また、元の経路に戻る経路を探索する探索範囲を限定することにより、元の経路からの逸脱時に、現在位置から目的地までの経路を速やかに探索することができるようになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来のオートリルートの技術によれば次のような不具合があった。
【０００８】
たとえば、図４に示すように、地点A１００１で、最初に探索された目的地１４００までの推奨経路１０００上を逸脱し、現在位置１１０１に至った時点でオートリルートによって、経路１０００へ復帰する経路１１００を利用者に提示したにも関わらず、さらに経路１０００から大きく逸脱した地点に現在位置１２０１に利用者が進んだ場合を考える。
【０００９】
このようなケースは、渋滞しているなどの理由により利用者が経路１０００を使用することを望まず、他の経路を通ることを意図している場合に生じる。したがって、このような場合に、経路１０００に復帰する経路を探索することは、利用者の意図に適合しない経路を探索することになってしまう。
【００１０】
また、利用者が経路１０００ではない他の経路を通ることを意図していない場合であっても、経路１０００から大きく逸脱してしまった場合には、経路１０００に復帰し目的地に向かう経路以外に、現在位置１２０１から目的地に至る、よりコストが低い経路が存在する可能性がある。したがって、このような場合に、経路１０００に復帰する経路を探索することは、最善ではない経路を探索することになってしまう。
【００１１】
一方、経路１０００を逸脱したときに、常に経路１０００に復帰する経路ではなく、現在位置から目的地１４００までの経路を探索することは、処理負荷が大きく、このようにすると、利用者が経路１０００に復帰することを意図している場合や、経路１０００に復帰し目的地に向かう経路が最善である場合にも、速やかに経路を探索し、利用者に提示することができなくなってしまう。
【００１２】
そこで、本発明は、過剰に処理負荷を増大することなく、目的地までの推奨経路を逸脱した際に、より利用者の便宜を図れるように、目的地までの経路を再探索することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記課題達成のために本発明は、たとえば、目的地までの推奨経路から現在位置が逸脱した場合に、現在位置から目的地に至る経路を探索する経路探索装置であって、
現在位置が推奨経路を逸脱した場合に、逸脱せずに推奨経路を進んだ場合の逸脱した地点から目的地までの経路のコストを逸脱前コストとして算出し、現在位置から推奨経路に復帰して目的地に向かう経路のコストを復帰時コストとして算出する手段と、
前記復帰時コストが前記逸脱前コストより、前記逸脱前コストの大きさに応じて定めたしきい値以上大きい場合に、現在位置から目的地までの間の最小コストの経路を新たな推奨経路として探索する手段と、
前記復帰時コストが前記逸脱前コストより、前記しきい値以上大きい場合でない場合に、現在位置から前記推奨経路に復帰して目的地に向かう経路を新たな経路とする手段とを有することを特徴とする経路探索装置を提供する。
【００１４】
このような経路探索装置によれば、前記復帰時コストが前記逸脱前コストより、所定のしきい値以上大きくなるほどに利用者が推奨経路から離れてしまった場合、すなわち、利用者が経路に復帰する意図がない、もしくは、他により良い経路が存在する可能性があると場合には、現在位置から目的地までの間の最小コストの経路を新たな推奨経路として探索することにより、より利用者に便宜を図れる新たな経路を提示する。
【００１５】
一方、他の場合には、そのような意図や可能性がないものとして、現在位置から推奨経路に復帰する経路を探索する。したがって、このような場合にまで、現在位置から目的地までの最小コストの経路を探索することによる過剰な処理負荷が生じることはない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る経路探索装置の一実施形態を、車載用ナビゲーション装置への適用を例にとり説明する。
【００１７】
図１に、本実施形態に係るナビゲーション装置の構成を示す。
【００１８】
図中、１はマイクロプロセッサやメモリから構成される処理装置、２は表示装置、３は地図データが記憶されたCD-ROMなどの記憶媒体のアクセスを担うドライブ装置、４は利用者の指示の入力を受け付ける入力装置、５は車速センサや方位センサやＧＰＳ受信機などから構成されるセンサ装置である。
【００１９】
このような構成において、処理装置１は、センサ装置５の方位センサから入力する車両の進行方位や車速センサから入力する車速やＧＰＳ受信機から入力する測定現在位置などに基づいて車両の現在位置を算出したり、入力装置５を介して利用者より入力された目的地と、入力装置５を介して利用者より入力されたもしくはセンサ装置５からの入力より算出した現在位置に基づいて、目的地までの推奨経路の算出などを行う。
【００２０】
また、処理装置１は、算出した現在位置や、車両の進行方位や、入力装置５を介して利用者より指定された内容に基づき、ドライブ装置３を制御し地図データを読み出し、当該地図データの表す地図を表示装置２に表示する。地図の表示は、たとえば、算出した現在位置周辺の領域の地図を所定の縮尺で表示したり、利用者より指定された地区の地図を所定のもしくは指定された縮尺で表示したり、現在位置から目的地までを含む範囲の領域の地図を適当な縮尺で、探索した推奨経路（後述する現経路情報が示す経路）と共に表示することにより行う。また、この際、地図上に車両の現在位置と進行方位を表すマークを地図に重畳して表示したりする。
【００２１】
次に、ドライブ装置３に装着されるCD-ROMなどの記憶媒体に記録された地図データを図２に示す。
【００２２】
図示するように、地図データは、各道路毎に設けられた道路データより構成される。また、道路データは、道路情報と、リンク情報よりより構成される。
【００２３】
道路情報には、道路を一意に表す道路番号と、道路の名称を表す道路名称と、その道路の種別（有料道路、国道、県道）などを表す道路種別と、その他の道路の情報を表すその他属性が含まれる。
【００２４】
また、リンク情報には、道路を構成する各リンクについて設けられた、リンクの情報を表すリンクデータが含まれる。ここで、リンクは、道路の形状位置を集合として近似する線分である。
【００２５】
リンクデータは、リンクを一意に表すリンク番号と、リンクについての情報を表すリンク属性とを含む。
【００２６】
また、リンクデータは、その両端の点である２つのノードについて、それぞれ、ノードを一意に示すノード番号と、ノードの位置を表すノード座標と、そのノードとリンクを介して連結する全てのノードのノード番号のリストである隣接ノード番号リストを含む。ここで、リンク同士の連結は必ずノードにおいて行われる。たとえば、十字路では、その中心にノードが設けられ、この中心に設けられたノードに４つのリンクが連結する。そして、この場合、中心に設けられたノードの隣接ノード番号リストには、自ノードに連結する４つのリンクの他端の４つのノードのノード番号が記述される。
【００２７】
また、リンクデータは、リンクの形状を特定するリンク形状データを含む。リンク形状データは、１または複数のサブノード座標からなる。リンクの形状は、サブノード座標が二つの場合、リンクの第１番目のノード座標、第１番目のサブノード座標、第２番目のサブノード座標、リンクの第２番目のノード座標を、この順序で順次直線で結んだ形状として特定される。
【００２８】
以下、処理装置１が行う探索処理について説明する。
【００２９】
ここで、処理装置１は、後述する通常探索処理で経路を探索したとき、探索した経路含まれる各リンクのリンクデータを抽出して経路順に並べたものを初期経路情報として保持する。また、この経路情報には、各リンクのコストを含める。リンクのコストは、たとえばリンクの長さに、リンクの属する道路の種別に応じた値を重みづけしたものを用いる。もちろん、あらかじめ、リンクデータの中にリンクのコストを記述しておき、これを用いるようにしてもよい。
【００３０】
また、処理装置１は、最後に求めた目的地までの経路についての経路情報を現経路情報として保持する。現経路情報の項目は、前記初期経路情報の項目と同じである。ここで、通常探索処理によって経路を探索した直後は、初期経路情報と同一の情報が現経路情報となり、その後、後述する復帰経路探索処理によって経路が求められた場合は、最後に行われた復帰経路探索処理によって求められた経路の経路情報が現経路情報となる。
【００３１】
また、処理装置１は、後述するように、探索処理中において、前述した復帰経路探索処理と通常探索処理とを行う。復帰経路探索処理は、前述したオートリルートの技術を適用した探索処理であり、初期経路情報が示す経路へ復帰する部分的な経路を探索し、探索した部分的な経路と、初期情報が示す経路の、探索した部分的な経路との連結点より目的地側の部分を連結した経路を探索する処理である。通常探索処理は、現在位置から目的地までの最小コストの経路を探索する通常の経路探索処理である。
【００３２】
さて、図３に探索処理の処理手順を示す。
【００３３】
図示するように、処理装置１は、まず、現在位置から利用者から受け付けた目的地までの経路を探索する通常探索処理を行う（ステップ３１）。そして、探索した経路についての経路情報を初期経路情報、現経路情報として保持する（ステップ３２）。
【００３４】
その後、処理装置１は、保持した現経路情報と現在位置に基づいて、現在位置が現経路情報が示す経路から所定距離（たとえば１００ｍ）逸脱することを監視する（ステップ３３）。
【００３５】
そして、現在位置が現経路情報が示す経路から所定距離逸脱した場合には（ステップ３４）、現経路情報が示す経路が初期経路情報が示す経路と同じ経路であれば、現経路情報から逸脱した地点を逸脱地点として記憶する（ステップ３５）。
【００３６】
そして、復帰経路探索処理を行い、探索した目的地までの経路のコストを復帰時コストとして算出する（ステップ３６）。経路のコストは、経路中のリンクのコストの合計とする。
【００３７】
次に、初期経路情報が示す経路の、記憶した逸脱点から目的地までの間の経路のコストを、逸脱前コストとして算出する（ステップ３７）。これは、初期経路情報のリンクデータが含まれるリンクの、記憶した逸脱点から目的地までの間に含まれるリンクのコストの合計とする。
【００３８】
そして、復帰時コストと逸脱前コストを比較し、復帰時コストが逸脱前コストより、所定しきい値以上大きいかどうかを調べる（ステップ３８）。ここで、前記所定しきい値としては適当な固定値（たとえば、時間コスト換算で0.5時間分）としてもよいし、逸脱前コストに応じた値（たとえば逸脱前コストの２割）としてもよい。また、いずれの場合も、ある程度の距離（ステップ３３での監視に用いる所定距離の数倍以上の距離）、利用者が現経路情報の示す経路に従わずに、初期経路情報の示す経路から離れ続けたときに、初めて復帰時コストが逸脱前コストより、所定しきい値以上大きくなるよう、所定しきい値を定めるようにするのがよい。
【００３９】
そして、復帰時コストが逸脱前コストより、所定しきい値以上大きければ、通常探索処理を実行し（ステップ３９）、通常探索処理で探索した経路の経路情報に初期経路情報と現経路情報を更新する（ステップ４０）。一方、復帰時コストが逸脱前コストより、所定しきい値以上大きくなければ、復帰経路探索処理で探索した目的地までの経路の経路情報に現経路情報を更新する（ステップ４１）。
【００４０】
そして、現経路情報が示す経路からの逸脱を監視するステップ３３に戻る。
【００４１】
以上、本発明の実施形態について説明した。
【００４２】
本実施形態によれば、目的地までのコストに従って探索した最小コストの経路を逸脱した場合に、逸脱せずに経路を進んだ場合の目的地までのコストより、現在位置から経路に復帰して目的地に向かう経路のコストが、ある程度以上大きい場合には、利用者が経路に復帰する意図がない、もしくは、他により良い経路が存在する可能性があるとして、再度現在位置から目的地までのコストに従って最小コストの経路を探索することにより、より利用者に便宜を図れる新たな経路を提示する。したがって、前述した図４の場合は、推奨経路１０００から大きく逸脱した地点に現在位置１２０１に利用者が進んだならば、経路１０００に復帰しない、現在位置から目的地までの最小コストの経路１５００が探索され、利用者に提示される。
【００４３】
一方、他の場合には、そのような意図や可能性がないものとして、現在位置から経路に復帰して目的地に向かう経路を探索して速やかに利用者に提示する。したがって、このような場合にまで、現在位置から目的地までの最小コストの経路を探索することによる過剰な処理負荷が生じることはない。
【００４４】
なお、本実施形態における、処理装置１は、CPUやメモリや適当なOSを備えた電子計算機であってよく、この場合、処理装置１が行う前記各処理は、CPUが、各処理の手順を記述したプログラムを実行することにより実現される。また、この場合、これらのプログラムはCD-ROMなどの記憶媒体を介して、処理装置１に供給するようにしてもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、過剰に処理負荷を増大することなく、目的地までの推奨経路を逸脱した際に、より利用者の便宜を図れるように、目的地までの経路を再探索することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る地図データの構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係るナビゲーション装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態に係るナビゲーション装置の動作例を示す図である。
【図５】従来のオートリルートの技術による復帰経路探索の例を示す図である。
【符号の説明】
１ 処理装置
２ 表示装置
３ ドライブ装置
４ 入力装置
５ センサ装置

Claims (4)

1. 目的地までの推奨経路から現在位置が逸脱した場合に、現在位置から目的地に至る経路を探索する経路探索装置であって、
   現在位置が推奨経路を逸脱した場合に、逸脱せずに推奨経路を進んだ場合の逸脱した地点から目的地までの経路のコストを逸脱前コストとして算出し、現在位置から推奨経路に復帰して目的地に向かう経路のコストを復帰時コストとして算出する手段と、
   前記復帰時コストが前記逸脱前コストより、前記逸脱前コストの大きさに応じて定めたしきい値以上大きい場合に、現在位置から目的地までの間の最小コストの経路を新たな推奨経路として探索する手段と、
   前記復帰時コストが前記逸脱前コストより、前記しきい値以上大きい場合でない場合に、現在位置から前記推奨経路に復帰して目的地に向かう経路を新たな経路とする手段とを有することを特徴とする経路探索装置。
2. 請求項１に記載の経路探索装置であって、
   前記推奨経路は、初期推奨経路と、現推奨経路と、を有し、
   前記復帰時コストを算出する手段は、
   現在位置が前記現推奨経路を逸脱した場合に、逸脱せずに前記初期推奨経路を進んだ場合の逸脱した地点から目的地までの経路のコストを逸脱前コストとして算出し、現在位置から前記初期推奨経路に復帰して目的地に向かう経路のコストを復帰時コストとして算出し、
   前記最小コストの経路を新たな推奨経路として探索する手段は、探索した最小コストの経路を、新たな初期推奨経路および現推奨経路とし、
   前記復帰して目的地に向かう経路を新たな経路とする手段は、現在位置から前記初期推奨経路に復帰して目的地に向かう経路を新たな現推奨経路とすることを特徴とする経路探索装置。
3. 目的地までの推奨経路から現在位置が逸脱した場合に、現在位置から目的地に至る経路を探索する方法であって、
   現在位置が推奨経路を逸脱した場合に、逸脱せずに推奨経路を進んだ場合の逸脱した地点から目的地までの経路のコストを逸脱前コストとして算出し、現在位置から推奨経路に復帰して目的地に向かう経路のコストを復帰時コストとして算出するステップと、
   前記復帰時コストが前記逸脱前コストより、前記逸脱前コストの大きさに応じて定めたしきい値以上大きい場合に、現在位置から目的地までの間の最小コストの経路を新たな推奨経路として探索するステップと、
   前記復帰時コストが前記逸脱前コストより、前記しきい値以上大きい場合でない場合に、現在位置から前記推奨経路に復帰して目的地に向かう経路を新たな経路とするステップとを有することを特徴とする方法。
4. 電子計算機によって読み取られ実行されるプログラムを格納した記憶媒体であって、
   前記プログラムは、
   現在位置が推奨経路を逸脱した場合に、逸脱せずに推奨経路を進んだ場合の逸脱した地点から目的地までの経路のコストを逸脱前コストとして算出し、現在位置から推奨経路に復帰して目的地に向かう経路のコストを復帰時コストとして算出するステップと、
   前記復帰時コストが前記逸脱前コストより、前記逸脱前コストの大きさに応じて定めたしきい値以上大きい場合に、現在位置から目的地までの間の最小コストの経路を新たな推奨経路として探索するステップと、
   前記復帰時コストが前記逸脱前コストより、前記しきい値以上大きい場合でない場合に、現在位置から前記推奨経路に復帰して目的地に向かう経路を新たな経路とするステップとを前記電子計算機に実行させるプログラムであることを特徴とする記憶媒体。

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