JP4263071B2 - ナビゲーション装置、経路探索方法 - Google Patents

Description

本発明は、ナビゲーション装置に関し、特に車載用ナビゲーション装置の推奨経路探索処理の技術に関する。

特許文献１には、出発地から目的地までの推奨経路、特に、旅行時間が最短、距離が最短、料金が最小等となる経路を探索するナビゲーション装置が記載されている。そして、探索した経路をユーザに提示し、ユーザが最適と思う経路を選択させることを可能とした技術が記載されている。

特開２００３−２１４８７９号公報

しかし、旅行時間、旅行距離、料金などのいずれかが最小である経路だからといって、ユーザにとってそれが最良の経路であるとは限らない。例えば、ユーザによっては、多少時間がかかっても、料金が安くコストパフォーマンスのよい経路の探索を望む場合がある。

特許文献１の技術は、旅行時間、旅行距離、料金などのいずれかが最小である経路を探索するので、かかるユーザのニーズに答えられない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、有料道路の料金を考慮しつつ、出発地・目的地間の推奨経路を探索する技術を提供することにある。

上記課題を解決すべく、本発明のナビゲーション装置の経路探索方法は、有料道路に属すリンクについては、有料道路の料金から定めたコストを用いて、その他の道路の属すリンクについては、旅行時間から定めたコストを用いて、出発地・目的地間の総コストが最少となる経路を探索する。

例えば、ナビゲーション装置の経路探索方法であって、前記ナビゲーション装置は、地図上の道路を構成する各リンクの旅行時間を含むリンクデータと、前記地図上の道路の有料道路料金とを記憶する記憶装置を有し、出発地および目的地を設定するステップと、有料道路に属すリンクについては前記有料道路料金に基づいて定めたコストを用いて、その他の道路に属すリンクにおいては前記旅行時間に基づいて定めたコストを用いて、前記出発地・目的地間の総コストが最少となる推奨経路を探索する経路探索ステップとを行う。

前記ナビゲーション装置は、さらに、換算係数を設定する換算係数設定ステップを行うようにしてもよい。そして、前記有料道路の料金に基づいて定めたコストは、前記換算係数を用いて料金を時間に換算した値であるようにしてもよい。

また、前記有料道路の旅行時間に基づいて定めたコストは、前記換算係数を用いて旅行時間を料金に換算した値であるようにしてもよい。

また、前記ナビゲーション装置は、換算係数として、料金をコストに換算する料金換算係数と、旅行時間をコストに換算する旅行時間換算係数とを設定する換算係数設定ステップを行うようにしてもよい。そして、前記有料道路の料金に基づいて定めたコストは、前記料金換算係数を用いて料金を換算して求めた値であり、前記有料道路の旅行時間に基づいて定めたコストは、前記旅行時間換算係数を用いて旅行時間を換算して求めた値であるようにしてもよい。

本発明によれば、有料道路の料金を考慮しつつリーズナブルな推奨経路を探索する技術を提供することができる。

以下に、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態にかかる車載用ナビゲーション装置１０００の概略構成図である。図示するように、本実施形態の車載用ナビゲーション装置１０００は、演算処理部１と、ディスプレイ２と、地図データ記憶装置３と、音声入出力装置４と、入力装置５と、車輪速センサ６と、地磁気センサ７と、ジャイロセンサ８と、ＧＰＳ(Global Positioning System)受信装置９と、車内ＬＡＮ装置１１とを有する。

演算処理部１は、様々な処理を行う中心的ユニットである。例えば各種センサ６〜８やＧＰＳ受信装置９から出力される情報を基にして現在地を検出し、得られた現在地情報に基づいて、表示に必要な地図データを地図データ記憶装置３から読み出す。また、読み出した地図データをグラフィックス展開し、そこに現在地を示すマークを重ねてディスプレイ２へ表示する。また、地図データ記憶装置３に記憶されている地図データを用いて、ユーザから指示された目的地と現在地（出発地）とを結ぶ最適な経路（推奨経路）を探索し、音声入出力装置４やディスプレイ２を用いてユーザを誘導する。

ディスプレイ２は、演算処理部１で生成されたグラフィックス情報を表示するユニットで、ＣＲＴや液晶ディスプレイなどで構成される。また、演算処理部１とディスプレイ２との間の信号Ｓ１は、ＲＧＢ信号やＮＴＳＣ（National Television System Committee）信号で接続するのが一般的である。

地図データ記憶装置３は、ＣＤ-ＲＯＭやＤＶＤ-ＲＯＭやＨＤＤやＩＣカードといった記憶媒体で構成されている。この記憶媒体には、地図データが記憶されている。

図２は、地図データ記憶装置３に記憶されている地図データの構成例を示す図である。図示するように、メッシュ領域毎に地図データ３１０が記憶されている。地図データ３１０は、メッシュ領域の識別コード（メッシュＩＤ）３１１、および、そのメッシュ領域に含まれる道路を構成する各リンクのリンクデータ３１２を有する。リンクデータ３１２は、リンクの識別コード（リンクＩＤ）３１２１、リンクを構成する２つのノード（開始ノード、終了ノード）の識別コード（ノードＩＤ）及び座標情報３１２２、リンクを含む道路の種別情報３１２３、リンクの長さを示すリンク長情報３１２４、旅行時間情報３１２５、２つのノードにそれぞれ接続するリンクのリンクＩＤ（接続リンクＩＤ）３１２６などを有する。なお、ここでは、リンクを構成する２つのノードについて開始ノードと終了ノードとを区別することで、同じ道路の上り方向と下り方向とを、それぞれ別のリンクとして管理するようにしている。また、地図データ３１０には、対応するメッシュ領域に含まれている道路以外の地図構成物（インターチェンジ、建物、施設など）の情報（名称、住所、種別、座標情報など）も含まれている。

地図データ記憶装置３には、さらに、有料道路の料金を算出するために用いられる情報が記憶されている。この情報は、料金所ノードデータ３２０と、経由地ノードデータ３３０と、料金データ３４０とを含む。

料金所ノードデータ３２０は、図３に示すように、料金所が置かれているノードの識別コード（料金所ノードID）３２１ごとに、地図データ３１０上のそのノードに対応するノードID３２２と、有料道路の入口（IN）か出口（OUT）かの識別情報３２３とを含む。すなわち、料金所ノードデータ３２０を参照すれば、料金所ノードと地図データ３１０上のノードとの対応関係が分かるようになっている。また、その料金所ノードがIN（入口）側料金所ノードかOUT（出口）側料金所ノードかも分かるようになっている。

経由地ノードデータ３３０は、図４に示すように、有料道路上の経由地ノードの識別コード（経由地ノードID）３３１と、そのノードに対応する地図データ３３２上のノードIDとを含む。すなわち、経由地データ３３０を参照すると、有料道路上の経由地ノードが、地図データ上のどのノードに相当するのかが分かるようになっている。

料金データ３４０は、有料道路の料金に関する情報を含んでいる。図５に示すように、IN側料金所ノードID（ＩＮ／ＯＵＴ識別情報３２３がＩＮ）３４１とOUT側料金所ノードID（ＩＮ／ＯＵＴ識別情報３２３がＯＵＴ）３４２との組み合わせごとに、料金情報３４３、３４５を含んでいる。

ところで、有料道路の料金は、単純に走行距離に比例するとは限らない。また、有料道路の入口（IN）と出口（OUT）が同じでも、通行経路によって料金が異なる場合もある。したがって、有料道路の料金は、走行経路ごとに定められているのが一般的である。走行経路は、有料道路の入口・出口と、有料道路上のいずれの経由地を経由してきたかで特定される。そこで、本実施形態では、経由地から経路を特定し、料金を算出することとしている。

すなわち、料金データ３４０には、図５に示すように、経由地３４３ごとの料金３４５が含まれている。また、１つの経由地が特定されれば、１つの経路が特定されるとは限らない。複数の経由地によって１つの経路が特定される場合もある。そこで、かかる場合は、複数の経由地の経由地ノードID３４３により経路を特定し料金を求めるようになっている。

図１に戻って説明を続ける。音声入出力装置４は、演算処理部１で生成したユーザへのメッセージを音声信号に変換し出力すると共に、ユーザが発した声を認識し演算処理部１にその内容を転送する処理を行う。

入力装置５は、ユーザからの指示を受け付けるユニットで、スクロールキー、縮尺変更キーなどのハードスイッチ、ジョイスティック、ディスプレイ上に貼られたタッチパネルなどで構成される。

センサ６〜８およびＧＰＳ受信装置９は、車載用ナビゲーション装置で現在地（自車位置）を検出するために使用するものである。車輪速センサ６は、車輪の円周と計測される車輪の回転数の積から距離を測定し、さらに対となる車輪の回転数の差から移動体が曲がった角度を計測する。地磁気センサ７は、地球が保持している磁場を検知し、移動体が向いている方角を検出する。ジャイロ８は、光ファイバジャイロや振動ジャイロ等で構成され、移動体が回転した角度を検出するものである。ＧＰＳ受信装置９は、ＧＰＳ衛星からの信号を受信し移動体とＧＰＳ衛星間の距離と距離の変化率を３個以上の衛星に対して測定することで移動体の現在地、進行速度および進行方位を測定する。

車内ＬＡＮ装置１１は、本実施形態の車載用ナビゲーション装置が搭載された車両の様々な情報、例えばドアの開閉情報、ライトの点灯状態情報、エンジンの状況や故障診断結果などを受ける。

図６は、演算処理部１のハードウェア構成例を示す図である。

図示するように、演算処理部１は、各デバイス間をバス３２で接続した構成としてある。演算処理部１は、数値演算及び各デバイスを制御するといった様々な処理を実行するＣＰＵ(Central Processing Unit)２１と、地図データ記憶装置３から読み出した地図データ、演算データなどを格納するＲＡＭ(Random Access Memory)２２と、プログラムやデータを格納するＲＯＭ(Read Only Memory)２３と、メモリ間およびメモリと各デバイスとの間のデータ転送を実行するＤＭＡ（Direct Memory Access）２４と、グラフィックス描画を実行し且つ表示制御を行う描画コントローラ２５と、グラフィックスイメージデータを蓄えるＶＲＡＭ(Video Random Access Memory)２６と、イメージデータをＲＧＢ信号に変換するカラーパレット２７と、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ/Ｄ変換器２８と、シリアル信号をバスに同期したパラレル信号に変換するＳＣＩ(Serial Communication Interface)２９と、パラレル信号をバスに同期させてバス上にのせるＰＩＯ(Parallel Input/Output)３０と、パルス信号を積分するカウンタ３１と、を有する。

図７は、演算処理部１の機能構成を示す図である。

図示するように、演算処理部１は、ユーザ操作解析部４１と、経路探索部４２と、経路データ記憶部４３と、経路誘導部４４と、地図表示処理部４５と、現在位置演算部４６と、マップマッチ処理部４７と、データ読込部４８と、軌跡記憶部４９と、メニュー表示処理部５０と、グラフィックス処理部５１とを有する。

現在位置演算部４６は、車輪速センサ６で計測される距離パルスデータＳ５およびジャイロ８で計測される角加速度データＳ７を各々積分した結果得られる距離データおよび角度データを用い、そのデータを時間軸で積分していくことにより、初期位置（Ｘ，Ｙ）から自車走行後の位置である現在地（Ｘ′，Ｙ′）を定期的に演算し、マップマッチ処理部４７に出力する処理を行う。ここで、自車の回転した角度と進む方位との関係を一致させるため、地磁気センサ７から得られる方位データＳ６と、ジャイロ８から得られる角加速度データＳ７を積分した角度データとを参照して、自車が進行している方向の絶対方位を推定する。なお、車輪速センサ６のデータおよびジャイロ８のデータを各々積分してゆくと、誤差が蓄積するため、ある時間周期でＧＰＳ受信装置９から得られた位置データＳ８をもとに蓄積した誤差をキャンセルするという処理を施して、現在地の情報をマップマッチ処理部４７に出力する。

マップマッチ処理部４７は、データ読込部４８によって読み込まれた現在地周辺の地図データと、後述する軌跡記憶部４９に記憶されている走行軌跡とを互いに照らし合わせ、形状の相関が最も高い道路（リンク）上に、現在位置演算部４６より定期的に出力される現在地を合わせ込むというマップマッチ処理を行う。現在位置演算部４６で得られる現在地の情報にはセンサ誤差が含まれているため、さらに位置精度を高めることを目的に、マップマッチ処理を行う。これにより、現在地は、多くの場合、走行道路と一致するようになる。

軌跡記憶部４９は、マップマッチ処理部４７でマップマッチ処理が施された現在地の情報を、軌跡データとして自車が所定距離走行する度に記憶する。なお、この軌跡データは、これまで走行してきた道路につき、対応する地図上の道路に軌跡マークを描画するために用いられる。

ユーザ操作解析部４１は、入力装置５に入力されたユーザからの要求を受け、その要求内容を解析して、その要求内容に対応する処理が実行されるように演算処理部１の各部を制御する。例えば、ユーザが推奨経路の探索を要求したときは、目的地を設定するため、地図をディスプレイ２に表示する処理を地図表示部４５に要求し、さらに、現在地（出発地）から目的地までの経路を演算する処理を経路探索部４２に要求する。

経路探索部４２は、ダイクストラ法等を用いて、地図データを用いて、指定された２地点（現在地、目的地）間を結ぶ経路を探索する。その結果得られた推奨経路を経路データ記憶部４３に蓄える。本実施形態では、２地点間を結ぶ経路のコスト計算のために、地図データ記憶装置３に記憶されているリンク長情報３１２４若しくは旅行時間情報３１２５を用いるようにしている。

経路データ記憶部４３は、上述のように経路探索部４２により求められた推奨経路を記憶する。また、推奨経路を探索する過程で蓄積される情報も記憶する。例えば、図１２に示すＩＮ側料金所候補テーブル４３１、ＯＵＴ側料金所テーブル４３２、図１３に示すＩＮ側料金所・ＯＵＴ側料金所のペア候補テーブル４３３を記憶する。これらの詳細については後述する。

経路誘導部４４は、経路データ記憶部４３に蓄えられた推奨経路の情報と、マップマッチ処理部４７から出力された現在地の情報とを比較し、交差点等を通過する前に直進すべきか、右左折すべきかを音声出入力装置４を用いて音声でユーザに知らせる。また、経路誘導部４４は、ディスプレイ２に表示された地図上に進行すべき方向を表示して、ユーザに推奨経路を通知する。

データ読込部４８は、ディスプレイ２への表示が要求される領域や、経路探索のために要求される領域（出発地および目的地を含む領域）にある地図データを、地図データ記憶装置３から読み込み準備するように動作する。

地図表示処理部４５は、ディスプレイ２への表示が要求される領域にある地図データを地図データ記憶装置３から受け取り、グラフィック処理部５１が、指定された縮尺、描画方式で、道路、その他の地図構成物や、現在地、目的地、誘導経路のための矢印といったマークを描画するように地図描画コマンドを生成する。また、ユーザ操作解析部４１から出力される命令を受けて、ディスプレイ２への表示が要求されるデータを地図データ記憶装置３から受け取り、ディスプレイ２に表示中の地図上に、各道路の交通情報を重ねて表示するように地図描画コマンドを生成する。

メニュー表示処理部５０は、ユーザ操作解析部４１から出力される命令を受け、グラフィック処理部５１が、様々な種類のメニューやグラフなどを描画するようにメニュー描画コマンドを生成する。

グラフィックス処理部５１は、地図表示処理部４５およびメニュー表示処理部５０で生成されたコマンドを受け、ディスプレイ２に表示する画像データをＶＲＡＭ２６にイメージ展開する。

［動作の説明］次に、車載用ナビゲーション装置１０００の動作について説明する。図８は、本実施形態の車載用ナビゲーション装置１０００について経路の探索処理を中心に動作の概略を示すフロー図である。

このフローは、ユーザ操作解析部４１が、音声入出力装置４あるいは入力装置５を介してユーザより推奨経路の探索要求を受け付けることで開始する。そして、探索モードの設定（Ｓ１００）、料金・時間換算係数の設定（Ｓ１０５）、出発地・目的地の設定（Ｓ２００）、出発地付近のＩＮ側料金所ノードの探索（Ｓ３００）、目的地付近のＯＵＴ側料金所ノードの探索（Ｓ４００）、ＩＮ側料金所ノードとＯＵＴ側料金所ノードのペアの作成（Ｓ５００）、ＩＮ側料金所ノード・ＯＵＴ側料金所ノード間の料金の算出（Ｓ６００）、出発地・目的地間のコスト算出（Ｓ７００）、推奨経路の決定（Ｓ８００）、ディスプレイ２への表示（Ｓ９００）の処理を行う。以下、詳しく説明する。

まず、経路探索部４２は、探索モードを設定する（Ｓ１００）。このとき、メニュー表示処理部５０は、経路探索部４２の指示を受けて、ディスプレイ２に図１０で示すような探索モード設定画面２１０を表示する。本実施形態では、探索モードとして、旅行時間が最短の経路を探索するモード、料金が最安の経路を探索するモード、料金がリーズナブルな経路（コストパフォーマンスがよい経路）を探索するモードを有する。そこで、メニュー表示処理部５０は、画面２１０に、これらの探索モードを選択肢２１２〜２１６として表示する。

ユーザにより入力装置５を介していずれかの探索モードが選択されると、ユーザ操作解析部４１は、選択された内容を経路探索部４２に送信する。経路探索部４２は、受信した内容を探索モードとして設定する。

なお、探索モードが予め設定されている場合は、探索モード設定処理（Ｓ１００）は省略することもできる。

以下、探索モードとして、料金がリーズナブルな経路を探索するモードに設定された場合について説明する。

料金がリーズナブルな経路を探索するモードに設定された場合、経路探索部４２は、メニュー表示処理部５０に指示し、図１０で示すような料金・時間換算係数の設定画面をディスプレイ２に表示させる。

ここで、料金・時間換算係数について説明する。本実施形態では、旅行時間が最短の経路、料金が最安の経路等を探索するだけでなく、旅行時間と料金とをともに考慮したリーズナブルな経路を探索することを特徴とする。ここで、リーズナブルな経路とは、有料道路を使用したことによる旅行時間の短縮の度合いが有料道路の料金に見合う、コストパフォーマンスが良いと判断される経路である。これに対して、有料道路を使用したことによる旅行時間の短縮の度合いが有料道路の料金と見合わない場合、例えば、高い料金を支払うにも関わらず大して旅行時間が短縮されない場合、このような経路はリーズナブルな経路（コストパフォーマンスがよい経路）とはいえない。

しかしながら、有料道路を使用したことによる旅行時間の短縮の度合いが、有料道路の料金に見合うか否かは、ユーザの好みにより異なる。ある金額がどのくらいの時間の価値に相当すると考えるかは、どのユーザでも同じというわけではない。お金と時間の交換価値は、ユーザにより、または探索を行うときの状況により異なってくるものである。

そこで、本実施形態では、料金を時間に換算する料金・時間換算係数を設定することとした。そして、この係数をユーザにより調整可能とし、ユーザの好み（価値観）に応じたリーズナブルな経路を探索できるようにした。すなわち、ある程度料金が高くても旅行時間が短い経路を望む場合、ユーザは、料金・時間換算係数を低めに設定すればよい。一方、ある程度旅行時間が長くても、料金が安い経路を望む場合は、ユーザは、料金・時間換算係数を高めに設定すればよい。

メニュー表示処理部５０は、ディスプレイ２に、このような料金・時間換算係数をユーザが容易に設定できるように支援する画面を表示する。また、メニュー表示処理部５０は、画面２３０に、料金・時間換算係数設定ボタン２４０のほか、どのような値に設定すれば良いかの判断を助けるメッセージ２５２、２５３を表示する。メッセージは、例えば、「ある程度旅行時間が長くても、料金が安い経路を探索する場合、高めに設定してください」等の料金・時間換算係数を高めに設定する場合のアドバイス２４８、「ある程度料金がかかっても旅行時間が短い経路を探索する場合は、低めに設定してください」等の料金・時間換算係数を低めに設定する場合のアドバイス２４９等があげられる。なお、これらのメッセージは、予め地図データ記憶装置３に記憶されている。

ボタン２４５は、料金・時間換算係数を増加させるボタンで、このボタンが選択されると、料金・時間換算係数２４２の数値が増加する。一方、ボタン２４６は、料金・時間換算係数を減少させるボタンで、このボタンが選択されると、料金・時間換算係数２４２の数値が減少する。

画面２３０の表示中においてＯＫボタン２４５が選択されると、経路探索部４２は、指定された値２４２を料金・時間換算係数として設定する。

なお、本実施形態では、料金・時間換算係数をｘ分／１００円という具合に定めることとしている。これに限らず、料金時間換算係数の単位は、ユーザの好みに応じて適宜選択できる。例えば、ｘ秒／円、ｘ分／円、ｘ時間／１０００円という単位を用いてもよい。どのような単位で設定するかを、ユーザ操作解析部４１を介してユーザに選択させるようにしてもよい。

なお、料金・時間換算係数が予め設定されている場合は、料金・時間換算係数設定処理（Ｓ１０５）を省略することもできる。

上記のように、料金・時間換算係数の設定（Ｓ１０５）が終了すると、次に、ユーザ操作解析部４１は、出発地・目的地を経路探索部４２に設定する。具体的には、推奨経路の探索要求を受け付けた時にマップマッチ処理部４７より出力された現在地を出発地に設定する。また、目的地の設定は、ユーザの指示に基づき行われる。例えばユーザ操作解析部４１が、メニュー表示処理部５０およびグラフィックス処理部５１を介してディスプレイ２に、データ読込部４８を介して地図データ記憶装置３から読み込んだ地図データに登録されている地図構成物の情報を表示させ、音声入出力装置４あるいは入力装置５を介してユーザより、この表示中の地図構成物の情報の中から目的地を選択させる。あるいは、ユーザによって予めＲＡＭ２２などの記憶装置に登録されている地点（登録地）の情報を表示させ、音声入出力装置４あるいは入力装置５を介してユーザより、この表示中の登録地の情報の中から目的地を選択させる。さらには、ユーザ操作解析部４１が、地図表示処理部４５およびグラフィックス処理部５１を介してディスプレイ２に、データ読込部４８を介して地図データ記憶装置３から読み込んだ地図データより特定される地図を表示させ、音声入出力装置４あるいは入力装置５を介してユーザより、地図上にて地点の指定を受け付けることで、目的地を選択させる。

かかる目的地設定処理では、例えば、図１１に示すように、ディスプレイ２の画面が遷移する。まず、メニュー表示処理部５０は、ディスプレイ２に、目的地指定方法の選択画面２５０を表示する。画面２５０には、住所２５１、施設２５２、インターチェンジ２５３、地図２５４、登録地２５５、５０音２５６等の目的地指定方法を特定させるボタンが表示される。ユーザによりインターチェンジ２５３が選択された場合、すなわち、インターチェンジを指定して目的地を設定するように選択された場合、メニュー表示処理部５０は、ディスプレイ２に高速道路の選択画面２６０を表示する。画面には、高速道路のリスト２６２が表示される。ユーザにより特定の高速道路が選択された場合、メニュー表示処理部５０は、ディスプレイ２にインターチェンジ選択画面２７２を表示する。画面には、インターチェンジリスト２７２が表示される。ユーザにより、特定のインターチェンジが選択されると、メニュー表示処理部５０は、ディスプレイ２にそのインターチェンジ周辺の地図２８２を表示する。経路探索部４２は、そのインターチェンジを目的地として設定する。このように画面を遷移させることで、ユーザに容易に目的地を設定させることができる。

図８に戻って説明する。上記のように、出発地、目的地が設定されると（Ｓ２００）、次に、経路探索部４２は、出発地付近のＩＮ側料金所ノードの探索を行う（Ｓ３００）。

具体的には、経路探索部４２は、ダイクストラ法等により、旅行時間をコストとして、出発地からのコストが少ない順に複数のＩＮ側料金ノードを探索する。そして、経路探索部４２は、探索したＩＮ側料金所ノードについて、図１２（Ａ）に示すように、そのノードＩＤ４３１１と、出発地・ＩＮ側料金所ノード間の経路構成リンクのリンクデータ４３１２と、出発地・ＩＮ側料金所ノード間の旅行時間４３１３とを、経路データ記憶部４３のＩＮ側料金所ノード候補テーブル４３１に登録する。出発地までのコストの少ない順に、予め定めた数（例えば１０個）のＩＮ側料金所ノードを探索すると、経路探索部４２は、ＩＮ側料金所ノード探索処理を終了する。なお、地図上の各ノードがＩＮ側料金所ノードであるか否かは、料金所ノードデータ３２０を参照して判断される。

ＩＮ側料金所ノードの探索（Ｓ３００）を終了すると、経路探索部４２は、次に、目的地付近のＯＵＴ側料金所ノードの探索処理を行う（Ｓ４００）。ここでの処理は、上記した出発地付近のＩＮ側料金所ノード探索処理とほぼ同じである。

ただし、実際の旅行では、ＯＵＴ側料金所ノードから目的地に向かって旅行することになるが、ここでのＯＵＴ料金所ノード探索処理においては、処理の簡便化のため、目的地を開始点としてＯＵＴ側料金所ノードを探索する。

すなわち、ダイクストラ法等により、旅行時間をコストとして、目的地からのコストが少ない順に複数のＯＵＴ側料金ノードを探索する。そして、経路探索部４２は、探索したＯＵＴ側料金所ノードについて、図１２（Ｂ）に示すように、そのノードＩＤ４３２１と、目的地・ＩＮ側料金所ノードまでの経路構成リンクのリンクデータ４３２２と、旅行時間４３２３とを、経路データ記憶部４３のＯＵＴ側料金所ノード候補テーブル４３２に登録する。目的地からのコストが少ない順に、予め定めた数（例えば１０個）のＩＮ側料金所ノードが探索されると、経路探索部４２は、ＯＵＴ側料金所ノード探索処理を終了する。なお、地図上の各ノードがＯＵＴ側料金所ノードであるか否かは、料金所ノードデータ３２０を参照して判断される。

次に、経路探索部４２は、ＩＮ側料金所ノード候補テーブル４３１に登録されたＩＮ側料金所ノードＩＤ４３１１と、ＯＵＴ側料金所ノード候補テーブル４３２に登録されたＯＵＴ側料金所ノードＩＤ４３２１とを総当りさせ、ペアを作成する（Ｓ５００）。例えば、ＩＮ側料金所ノードＩＤ４３１１がｍ個、ＯＵＴ側料金所ノードＩＤ４３２１がｎ個登録されている場合、総当りさせると、（ｍ×ｎ）個のペアが作成されることになる。ペアを作成すると、経路探索部４２は、作成したＩＮ側料金所ノードＩＤ４３３１とＯＵＴ側料金所ノードＩＤ４３３２とのペアを、図１３に示すように、経路データ記憶部４３のペア候補テーブル４３３に登録する。

次に、経路探索部４２は、料金データ３４０を参照して、作成したペアのＩＮ側料金所ノード・ＯＵＴ側料金所ノード間の有料道路の料金を求める。このとき、ＩＮ側料金所ノード・ＯＵＴ側料金所ノード間に複数の経路があり、それぞれ料金が異なる場合は、最安の経路の料金をそのペアの料金とする。そして、求めた料金４３２３を、図１３に示すように、ペアを対応させてペア候補テーブル４３３に登録する。

次に、経路探索部４２は、ペア候補テーブル４３３に登録された各ペアの有料道路を採用した場合の、出発地・目的地間の総コストを求める（Ｓ７００）。

コストは、ＩＮ側料金所ノード候補テーブル４３１、ＯＵＴ側料金所ノード候補テーブル４３２、ペア候補テーブル４３３を参照して、また、Ｓ１０５で設定した料金・時間換算係数を用いて、以下の数式（１）を用いて求める。

コスト＝（出発地・ＩＮ側料金所ノード間の旅行時間４３１２）＋（ＯＵＴ側料金所ノード・目的地間の旅行時間４３２３）＋（（ＩＮ側料金所ノード・ＯＵＴ側料金所ノード間の料金４３２３）×（料金・時間換算係数））…数式（１）
ペア候補テーブル４３３に登録されている全てのペアについて、そのペアの有料道路を採用した場合の経路の出発地・目的地間の総コストを求めると（Ｓ７５０）、経路探索部４２は、コストが最少となる経路を特定する（Ｓ８００）。そして、特定した経路を推奨経路として、経路データ記憶部４３に記憶する。

なお、ＩＮ側料金所ノード・ＯＵＴ側料金所ノード間に複数の経路がある場合は、料金が最安となる経路を、ＩＮ側料金所ノード・ＯＵＴ側料金所ノード間の経路として採用する。

次に、経路探索部４２は、ディスプレイ２に、推奨経路を表示する（Ｓ９００）。具体的には、経路探索部４２は、メニュー表示処理分５０に、経路データ記憶部４３に記憶されているＳ８００で求めた推奨経路を、地図表示するように指示する。

図１４に、ディスプレイ２への表示例を示す。画面６００上で、太い実線６１４は有料道路を表す。またＩＣ６１５はインターチェンジ（料金所）を表す。画面６００上には、地図上に出発地６１１から目的地６１２までの推奨経路６２０が破線で表示されている。また、有料道路の料金および所要時間６３０が表示されている。また、料金・時間換算係数６３５が表示されている。

これらの表示により、ユーザは容易に推奨経路を把握できる。

以上、本発明が適用された一実施形態について説明した。

上記実施形態によれば、料金と旅行時間とをともに考慮したコストパフォーマンスのよい、リーズナブルな推奨経路を探索できる。

料金・時間換算係数は、容易に変更可能なので、ユーザの好みに応じたリーズナブルな推奨経路が探索できる。

尚、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で様々な変形が可能である。

例えば、出発地から目的地まで、有料道路を含めてダイクストラ法等により経路探索し、コストとして、有料道路でないリンクは旅行時間を用いて、有料道路については料金を料金・時間換算係数で時間に換算した値を用いて、コストが最少の経路を推奨経路として探索する構成をとることもできる。この場合でも、上記実施形態のように、料金・時間換算係数をユーザにより調整できるようにして、ユーザの好みに応じて、ユーザがリーズナブルだと考える経路を探索するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、有料道路の料金を時間に換算してコストを求めたが、逆に、有料道路の料金をそのままコストとして、有料道路でないリンクについては、旅行時間を料金に換算した値をコストとして用いて経路探索を行うようにしてもよい。

また、換算係数を２種類設定するようにしてもよい。例えば、料金をコストに換算する料金換算係数と、旅行時間をコストに換算する時間換算係数を設定し、特定の有料道路に属すリンクのコストとしては、料金を料金換算係数を用いて算出した値を用い、その他の道路に属すリンクのコストとしては、旅行時間を時間換算係数を用いて算出した値を用いて、経路探索するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、有料道路でないリンクについては、時間をコストとしたが、リンクデータを参照して、リンク長をコストとしてもよい。そして、料金・時間換算係数のかわりに、料金・距離換算係数を用いて、有料道路のリンクのコストとして料金を距離に換算した値をコストとして、上記実施形態と同様の方法により推奨経路を求めるようにしてもよい。この場合でも、上記実施形態のように、料金・距離換算係数をユーザにより調整できるようにして、ユーザの好みに応じて、ユーザがリーズナブルだと考える経路を探索するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、換算係数（例えば、料金・時間換算係数）をユーザにより変更可能としているが、予め特定の値に設定しておいてもよい。例えば、統計的に一般的なユーザがリーズナブルと考える経路が探索されるような換算係数を予め設定しておいてもよい。

また、上記実施形態では、有料道路を含まない経路探索（出発地若しくは目的地から有料道路までの経路探索）と、有料道路を含む経路探索（料金所間の経路探索）の２レベルの経路探索を組み合わせて出発地・目的地間の経路探索をしている。本実施形態は、これに限らず、２レベル以上のレベルの経路探索を組み合わせて経路探索を行うこともできる。例えば、出発地若しくは目的地から主要幹線道路までの経路探索、幹線道路から高速道路までの経路探索、高速道路上での入口・出口間の経路探索の３つのレベルでの経路探索を組み合わせて経路探索を行うこともできる。この場合でも、経路探索の処理を、出発地若しくは目的地から最上位のレベルの有料道路上までの経路探索と、最上位の有料道路上の経路探索に大きく分けることで、上記実施形態が適用できる。

また、有料道路の中でも、特定の有料道路のみ、最上位のレベルの経路探索に用いるようにしてもよい。例えば、高速道路でない有料道路や、他の有料道路と連結していない有料道路、橋の区間だけが有料等の主要でない有料道路については、上位のレベルに含ませないで、下位のレベルに含ませて経路探索を行うようにしてもよい。この場合、料金を時間に換算した値をコストとして経路探索に用いるようにするとよい。

また、本発明を車載用ナビゲーション装置に適用した例について説明したが、本発明は車載用以外のナビゲーション装置にも適用することができる。

図１は、本発明の一実施形態が適用された車載用ナビゲーション装置１０００の概略構成図である。 図２は、地図データ記憶装置３に記憶されている地図データの構成例を示す図である。 図３は、地図データ記憶装置３に記憶されている料金所データの構成例を示す図である。 図４は、地図データ記憶装置３に記憶されている経由地データの構成例を示す図である。 図５は、地図データ記憶装置３に記憶されている料金データの構成例を示す図である。 図６は、演算処理部１のハードウェア構成を示す図である。 図７は、演算処理部１の機能構成を示す図である。 図８は、車載用ナビゲーション装置１０００の動作の概略を示すフロー図である。 図９は、探索モード設定画面の表示例を示す図である。 図１０は、料金・時間換算係数の設定画面の表示例を示す図である。 図１１は、目的地設定処理における画面の遷移を示す図である。 図１２は、経路データ記憶部４３に記憶されているＩＮ側料金所ノード候補テーブル（Ａ）、ＯＵＴ側料金所ノード候補テーブル（Ｂ）の構成例を示す図である。 図１３は、経路データ記憶部４３に記憶されているＩＮ側料金所ノードとＯＵＴ側料金所ノードのペア候補テーブルの構成例を示す図である。 図１４は、推奨経路の表示例（地図表示）を示す図である。

符号の説明

１・・・演算処理部、２・・・ディスプレイ、３・・・地図データ記憶装置、４・・・音声出入力装置、５・・・入力装置、６・・・車輪速センサ、７・・・地磁気センサ、８・・・ジャイロ、９・・・ＧＰＳ受信機、１０・・・ネットワーク接続装置、１１・・・車内ＬＡＮ装置、２１・・・ＣＰＵ、２２・・・ＲＡＭ、２３・・・ＲＯＭ、２４・・・ＤＭＡ、２５・・・描画コントローラ、２６・・・ＶＲＡＭ、２７・・・カラーパレット、２８・・・Ａ/Ｄ変換器、２９・・・ＳＣＩ、３０・・・ＰＩＯ、３１・・・カウンタ、４１・・・ユーザ操作解析部、４２・・・経路探索部、４３…経路データ記憶部、４４・・・経路誘導部、４５・・・地図表示処理部、４６・・・現在位置演算部、４７・・・マップマッチ処理部、４８・・・データ読込部、４９・・・軌跡記憶部、５０・・・メニュー表示処理部、５１・・・グラフィックス処理部

Claims (7)

1. ナビゲーション装置であって、
   地図上の道路を構成する各リンクの旅行時間を含むリンクデータと、前記地図上の道路の有料道路料金とを記憶する記憶装置と、
   出発地および目的地、ならびに料金を時間に換算するとき用いられる換算係数を設定する換算係数設定手段と、
   前記出発地付近の有料道路の入口と、目的地付近の有料道路の出口とを探索する入口出口探索手段と、
   前記入口出口探索手段で探索した有料道路の入口と出口の総当りペアを作成するペア作成手段と、
   前記ペア作成手段で作成した各ペアについて、有料道路の料金を求める手段と、
   出発地から目的地までの総コストを、下記数式（１）により求める総コスト算出手段と、
   総コスト＝（出発地から料金所入口までの旅行時間）＋（目的地から料金所出口までの旅行時間）＋（（料金所入口・出口間の料金）×（換算係数）） …数式（１）
   総コストが最少の経路を推奨経路として特定する経路探索手段と
   を有することを特徴とするナビゲーション装置。
2. 請求項１に記載のナビゲーション装置であって、
   前記換算係数設定手段は、前記換算係数の指定を受け付ける
   ことを特徴とするナビゲーション装置。
3. ナビゲーション装置であって、
   地図上の道路を構成する各リンクの旅行時間を含むリンクデータと、前記地図上の道路の有料道路料金とを記憶する記憶装置と、
   出発地および目的地、ならびに時間を料金に換算するとき用いられる換算係数を設定する換算係数設定手段と、
   前記出発地付近の有料道路の入口と、目的地付近の有料道路の出口とを探索する入口出口探索手段と、
   前記入口出口探索手段で探索した有料道路の入口と出口の総当りペアを作成するペア作成手段と、
   前記ペア作成手段で作成した各ペアについて、有料道路の料金を求める手段と、
   出発地から目的地までの総コストを、下記数式（１）により求める総コスト算出手段と、
   総コスト＝｛（出発地から料金所入口までの旅行時間）＋（目的地から料金所出口までの旅行時間）｝×（換算係数）＋（料金所入口・出口間の料金） …数式（１）
   総コストが最少の経路を推奨経路として特定する経路探索手段と
   を有することを特徴とするナビゲーション装置。
4. ナビゲーション装置であって、
   地図上の道路を構成する各リンクのリンク長を含むリンクデータと、前記地図上の道路の有料道路料金とを記憶する記憶装置と、
   出発地および目的地、ならびに料金を距離に換算するとき用いられる換算係数を設定する換算係数設定手段と、
   前記出発地付近の有料道路の入口と、目的地付近の有料道路の出口とを探索する入口出口探索手段と、
   前記入口出口探索手段で探索した有料道路の入口と出口の総当りペアを作成するペア作成手段と、
   前記ペア作成手段で作成した各ペアについて、有料道路の料金を求める手段と、
   出発地から目的地までの総コストを、下記数式（１）により求める総コスト算出手段と、
   総コスト＝（出発地から料金所入口までの旅行距離）＋（目的地から料金所出口までの旅行距離）＋（（料金所入口・出口間の料金）×（換算係数）） …数式（１）
   総コストが最少の経路を推奨経路として特定する経路探索手段と
   を有することを特徴とするナビゲーション装置。
5. ナビゲーション装置の経路探索方法であって、
   前記ナビゲーション装置は、
   地図上の道路を構成する各リンクの旅行時間を含むリンクデータと、前記地図上の道路の有料道路料金とを記憶する記憶装置を有し、
   出発地および目的地、ならびに料金を時間に換算するとき用いられる換算係数を設定する換算係数設定ステップと、
   前記出発地付近の有料道路の入口と、目的地付近の有料道路の出口とを探索する入口出口探索ステップと、
   前記入口出口探索ステップで探索した有料道路の入口と出口の総当りペアを作成するペア作成ステップと、
   前記ペア作成ステップで作成した各ペアについて、有料道路の料金を求めるステップと、
   出発地から目的地までの総コストを、下記数式（１）により求める総コスト算出ステップと、
   総コスト＝（出発地から料金所入口までの旅行時間）＋（目的地から料金所出口までの旅行時間）＋（（料金所入口・出口間の料金）×（換算係数））…数式（１）
   総コストが最少の経路を推奨経路として特定する経路探索ステップと
   を行うことを特徴とするナビゲーション装置の経路探索方法。
6. ナビゲーション装置の経路探索方法であって、
   前記ナビゲーション装置は、
   地図上の道路を構成する各リンクの旅行時間を含むリンクデータと、前記地図上の道路の有料道路料金とを記憶する記憶装置を有し、
   出発地および目的地、ならびに時間を料金に換算するとき用いられる換算係数を設定する換算係数設定ステップと、
   前記出発地付近の有料道路の入口と、目的地付近の有料道路の出口とを探索する入口出口探索ステップと、
   前記入口出口探索ステップで探索した有料道路の入口と出口の総当りペアを作成するペア作成ステップと、
   前記ペア作成ステップで作成した各ペアについて、有料道路の料金を求めるステップと、
   出発地から目的地までの総コストを、下記数式（１）により求める総コスト算出ステップと、
   総コスト＝｛（出発地から料金所入口までの旅行時間）＋（目的地から料金所出口までの旅行時間）｝×（換算係数）＋（料金所入口・出口間の料金） …数式（１）
   総コストが最少の経路を推奨経路として特定する経路探索ステップと
   を行うことを特徴とするナビゲーション装置の経路探索方法。
7. ナビゲーション装置の経路探索方法であって、
   前記ナビゲーション装置は、
   地図上の道路を構成する各リンクのリンク長を含むリンクデータと、前記地図上の道路の有料道路料金とを記憶する記憶装置を有し、
   出発地および目的地、ならびに料金を距離に換算するとき用いられる換算係数を設定する換算係数設定ステップと、
   前記出発地付近の有料道路の入口と、目的地付近の有料道路の出口とを探索する入口出口探索ステップと、
   前記入口出口探索ステップで探索した有料道路の入口と出口の総当りペアを作成するペア作成ステップと、
   前記ペア作成ステップで作成した各ペアについて、有料道路の料金を求めるステップと、
   出発地から目的地までの総コストを、下記数式（１）により求める総コスト算出ステップと、
   総コスト＝（出発地から料金所入口までの旅行距離）＋（目的地から料金所出口までの旅行距離）＋（（料金所入口・出口間の料金）×（換算係数））…数式（１）
   総コストが最少の経路を推奨経路として特定する経路探索ステップと
   を行うことを特徴とするナビゲーション装置の経路探索方法。

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