JP2006098174A - 経路探索装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
実際に、より順調に走行できる経路を探索する技術を提供する。
【解決手段】
ナビゲーション装置は、現況の交通情報を入手する手段を有する。そして、現況の交通情報から各リンクの走行速度を推定する。推定走行速度が、設定された順調速度以上であるリンクが経路に採用されやすいようにリンクコストを決定する。
また、道路勾配と走行速度に対応した燃費情報を記憶する。そして、現況の交通情報から推定された走行速度と、燃費情報とを用いて、燃料消費量の少ない経路が探索されるようにリンクコストを求める。
【選択図】図１１

Description

本発明は、経路探索装置に関し、特に、車載用ナビゲーション装置に関する。

特許文献１には、自身の記憶装置に保持する情報を用いて、距離、時間、費用などの複数の条件項目別にそれぞれベストな経路を探索し、それらの経路と、各経路の特徴量(条件項目が「距離」の場合は経路長、「時間」の場合は所要時間、「費用」の場合は通行料金)とをディスプレイに表示するカーナビゲーション装置が記載されている。ユーザは、表示された複数の経路の中から、希望の経路を選択することになる。

特開２００３−２１４８７９号公報

しかし、特許文献１に記載の技術では、現在の交通状況を考慮していないので、実際に順調に走行できる経路が探索されるとは限らない。

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、実際に、より順調に走行できる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、本発明の経路探索装置は、現況の交通情報を用いて算出されたリンクコストを用いて経路探索を行う。

例えば、本発明の経路探索装置は、現況の交通情報を配信するセンタから交通情報を入手する情報入手手段と、速度閾値の入力を受け付ける速度閾値受付手段と、前記情報入手手段で入手した現況の交通情報と前記速度閾値とを用いてリンクコストを求めるリンクコスト算出手段と、前記リンクコスト算出手段により算出されたリンクコストを用いて経路を探索する経路探索手段とを有する。

また、本発明の経路探索装置は、地図情報と燃費情報とを記憶する手段と、現況の交通情報を配信するセンタから交通情報を入手する情報入手手段と、前記情報入手手段で入手した現況の交通情報と前記地図情報と前記燃費情報とを用いてリンクコストを求めるリンクコスト算出手段と、前記リンクコスト算出手段により算出されたリンクコストを用いて経路を探索する経路探索手段とを有する。

また、本発明の経路探索装置は、探索条件を設定する手段と、前記探索条件に従って標準経路を探索する経路探索手段と、前記標準経路を表示する表示手段と、前記標準経路の修正指示を受け付ける経路修正受付手段とを有していてもよい。そして、前記経路探索手段は、さらに、前記経路修正受付手段により受け付けた修正指示に従い修正経路を探索し、前記表示手段は、前記標準経路と修正経路とを表示するとともに、前記標準経路と前記修正経路とを比較する比較情報を表示するようにしてもよい。

図1は、本発明の一実施形態が適用されたナビゲーションシステムの概略構成図である。本実施形態のナビゲーションシステムは、車両に搭載されるカーナビゲーション装置１０１と、地点情報や交通情報などの様々なデータをカーナビゲーション装置１０１に提供する情報提供センタ１０６と、全国の交通情報を収集し、専用回線１０８で接続された情報提供センタ１０６へ交通情報を提供する交通情報センタ１０７とを有する。カーナビゲーション装置１０１は、携帯電話１０２と接続され、この携帯電話１０２から無線基地局１０４およびネットワーク１０５を介して、情報提供センタ１０６と通信を行う。また、カーナビゲーション装置１０１は、ＧＰＳ受信機１０３や、図示しない車速センサ、ジャイロセンサなどの車両に搭載された各種センサが接続可能に構成されている。なお、交通情報センタ１０７は、公知のコンピュータシステムにより実現可能である。

図２は、情報提供センタ１０６の概略構成図である。情報提供センタ１０６は、ＣＰＵ４０１と、メモリ４０２と、ハードディスク装置等の外部記憶装置４０３と、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等の可搬性を有する記憶媒体４１０からデータを読み取る読取装置４０９と、キーボードやマウス等の入力装置４０７と、モニタ等の出力装置４０８と、交通情報センタ１０７と通信する通信装置１（４０５）と、ネットワーク１０５を介して通信する通信装置２（４０６）と、これらの各装置を接続するバス４０４とを有する。情報提供センタ１０６は、このような構成を有するコンピュータシステムを複数備えていてもよい。そして、各々のコンピュータシステムを図示されていないネットワークインターフェースを用いて相互に接続することにより構成した分散ネットワークシステム上に構築することもできる。

図３は、情報提供センタ１０６の機能ブロック図である。情報提供センタ１０６は、通信部３０１と、要求受付部３０２と、提供部３０３と、交通情報処理部３０７と、交通情報取得部３０８と、地図情報ＤＢ３１０と、地点情報ＤＢ３１１と、予測交通情報ＤＢ３１３と、交通情報ＤＢ３１２とを有する。

通信部３０１は、ネットワーク１０５を介して接続されたカーナビゲーション装置１０１と通信する。要求受付部３０２は、通信部３０１を介して接続されたカーナビゲーション装置１０１からの要求を受け付け、提供部３０３にその要求を伝達する。

提供部３０３は、カーナビゲーション装置１０１から通信で送られてきた要求に対応した情報を、通信部３０１を介してカーナビゲーション装置１０１に提供する。提供部３０３は、地図提供部３０４と、ＰＯＩ(Point of Interest)検索部３０５と、交通情報提供部３０６とを有する。

地図提供部３０４は、カーナビゲーション装置１０１から地図データを要求されたとき、要求時に指定された地点の位置を含む所定の領域の地図データを地図情報ＤＢ３１０から呼び出す。そして、ファイルとして格納した後、カーナビゲーション装置１０１に提供する。なお、地図情報ＤＢ３１０に格納されている地図情報は、後述するカーナビゲーション装置１０１の保持する地図情報２２０と同様の構成をとることができる。

ＰＯＩ検索部３０５は、地点情報を要求されたとき、要求時にカーナビゲーション装置１０１から指定されたジャンル、電話番号、地点名称、住所などを元に地点情報ＤＢ３１１から該当するＰＯＩ（地点情報）を検索する。そして、その情報をファイルとして格納した後、カーナビゲーション装置１０１に提供する。

交通情報提供部３０６は、カーナビゲーション装置１０１から交通情報が要求されたとき、交通情報処理部３０７を介して、予測交通情報ＤＢ３１３又は交通情報ＤＢ３１２にアクセスし、要求された情報を探索する。そして、ファイルとして一旦格納した後、カーナビゲーション装置１０１に提供する。

図４は、交通情報提供部３０６がカーナビゲーション装置１０１へ提供（ダウンロード）する交通情報の構成例を示す。ダウンロードする交通情報は、渋滞・旅行時間情報１０３０や事故・規制情報１０６４０などを含む。

渋滞・旅行時間情報１０３０は、経路探索に利用される情報である。渋滞・旅行時間情報１０３０は、各リンクのリンクＩＤ１０３１ごとに、代表渋滞状況１０３２と、リンク旅行時間１０３３と、区間数１０３４と、区間情報１０３５とを含む。

リンクＩＤ１０３１は、対象リンクを一意に同定するための固有番号であり、地図情報ＤＢ３１０の地図情報のリンクＩＤと対応している。代表渋滞状況１０３２は、対象リンク全体の渋滞状況を示す渋滞情報であり、渋滞、混雑、順調の３レベルで示される。リンク旅行時間１０３３は、対象リンクの終端から始端までを走行するのに要する時間を示す情報である。区間数１０３４は、リンク内の区間の数である。区間情報１０３５は、対象リンク内の詳細な区間における渋滞状況を示す情報である。区間情報１０３５は、区間を特定するための区間先頭位置１０３７と、区間長１０３８と、当該区間における渋滞状況１０３６とを含む。

図５（Ａ）は、渋滞・旅行時間情報１０３０の具体的な構成例を示す図である。図５（Ｂ）は、当該例におけるリンクの様子を示す図である。すなわち、リンクＩＤ１０３１が”１”のリンクの渋滞・旅行時間情報１０３０が、図５（Ａ）のように構成される場合、区間数１０３４から、このリンクが、３つの区間からなることが分かる。そして、渋滞状況１０３６、先頭位置１０３７、区間長１０３８に関する情報から、区間１は２００ｍの順調な区間であり、区間２は１１０ｍの混雑した区間であり、区間３は１９０ｍの渋滞した区間であることが分かる。なお。図５の例では区間数を３としているが、リンク内の渋滞の様子に応じて任意の区間数で表現できるものとする。

事故・規制情報１０４０は、地点情報１０４２と、リンクＩＤ１０４３と、事故・規制の種別１０４４とを含む。

図３に戻って説明する。交通情報取得部３０８は、専用回線１０８で接続された交通情報センタ１０７から定期的に最新の交通情報をダウンロードし、交通情報ＤＢ３１２に格納する。交通情報処理部３０７は、交通情報ＤＢ３１２に蓄積された交通情報を用いて数分、数時間、もしくは数日先の交通状況を予測し、その予測情報を予測交通情報ＤＢ３１３に格納する。交通情報処理部３０７は、例えば以下のような方法を利用して近未来の交通状況の予測を行う。
（１）交通情報ＤＢ３１２に蓄積された交通情報を平日や休日などの日種別に分類し、分類ごとに同時間帯の旅行時間データもしくは渋滞データの平均値を求めて、その値を対象時間帯の予測値に適用する方法。
（２）現在の時系列データに対して、自己回帰、カルマンフィルター、ニューラルネットワークなどの手法で外挿する曲線(直線)を求め、近未来の交通状況を予測する時系列データ外挿法。
（３）過去の日の時系列データと当日の時系列データを比較して類似している日のデータを利用して予測する方法。

交通情報処理部３０７は、以上のいずれかの手法を用いて数分先、数時間先、もしくは数日先の交通状況を予測して予測交通情報を生成し、予測交通情報ＤＢ３１３に格納する。

図６は、カーナビゲーション装置１０１の概略構成図である。カーナビゲーション装置１０１は、ＣＰＵ２０１と、ＣＰＵ２０１のワークエリアとして機能するＲＡＭ２０２と、カーナビゲーション装置１０１が提供可能な各機能を実現するための各種プログラムが格納されたフラッシュＲＯＭ２０３と、携帯電話１０２を接続するための携帯電話ＩＦ（インターフェース）２０４と、各種情報を記憶しておくＨＤＤ(ハードディスク)２１０と、ＧＰＳ受信機１０３や車速センサ，ジャイロセンサなどの各種センサを接続するためのセンサＩＦ２０６と、操作ボタン群２０７と、リモコン１１０からの信号を受信するリモコン受光部２０５と、ディスプレイ２０８と、これらを相互に接続するためのバス２０９とを有する。

ＨＤＤ２１０に格納されている情報は、地図情報２２０と、渋滞レベル情報２２２と、燃費情報２２４と、交通情報２２６と、経路情報２２８とを含む。

地図情報２２０は、２次メッシュ区画に区分されたメッシュごとに交差点に関するノードデータと、交差点をつなぐ道路に関するリンクデータを記憶している。２次メッシュ区画は、北緯１度当たり１２分割、東経１度当たり８分割された、約１０ｋｍ四方の区域である。図７（Ａ）は、２次メッシュ区画ごとに記憶されているノードデータ２２０１の構成例を示す図である。ノードデータは、ノードレコードごとに、ノードを一意に同定可能なノード番号２２０２と、緯度経度２２０３と、当該ノードと接続関係にあるリンクに関する接続リンク番号２２０４とを含む。図７（Ｂ）は、リンクデータの構成例を示す図である。リンクデータは、リンクレコード２２１１ごとに、リンクを一意に同定可能なリンク番号２２１２と、リンク長２２１３と、当該リンクが一般道路か高速道路かを判別可能な道路種別２２１４と、車線数２２１５と、規制速度２２１６と、接続ノード番号２２１７と、形状２２１８と、道路の傾きを示す勾配２２１９とを含む。

地図情報２２０は、予めカーナビゲーション装置１０１のＨＤＤ２１０に記憶されるようにしても良いし、情報提供センタ１０６よりダウンロードされ利用されるようにしてもよい。

渋滞レベル情報２２２は、後述する順調経路を探索する際のリンクコストの算出に用いる基本データである。渋滞レベル情報２２２は、一般道路、都市内高速道路、都市内高速道路の別に記憶されている。渋滞レベル情報２２２は、図８に示すように、走行可能な速度Ｖ［ｋｍ／ｈ］に対する単位長さ当たりの渋滞レベルＣ（Ｖ）２２２１に関する情報を含む。この単位長さ当たりの渋滞レベルＣ（Ｖ）２２２１は、基本的には速く走行できる区間ほど小さくなる。単位長さ当たりの渋滞レベルＣ（Ｖ）２２２１は、例えば、５つのレベルに分けられる。そして、走行可能速度Ｖが１０ｋｍ／ｈ以下の区間を最大レベルの５とし、走行可能速度Ｖが４０ｋｍ／ｈ以上の区間を最小レベルの１とする。なお、この渋滞レベルは５段階でなくてもよいし、各レベル値も０〜５の範囲に限った値でなくてもよい。

渋滞レベル情報２２２は、予めカーナビゲーション装置１０１のＨＤＤ２１０に記憶されているようにしても良いし、情報提供センタ１０６よりダウンロードされ利用されるようにしてもよい。

燃費情報２２４は、後述する燃料消費の少ない経路を探索する際のリンクコストの算出に用いる基本データである。燃費情報２２４は、図９に示すように、走行速度と道路勾配に対する燃費に関する情報を含む。燃費情報２２４に含まれる燃費は、次の傾向にある。道路勾配を一定として、走行速度−燃費の関係を見ると、基本的には走行速度が低いほど燃費は悪くなり、走行速度が高いほど燃費は良くなる。また、走行速度を一定として、道路勾配−燃費の関係を見ると、道路勾配が大きく（プラスの方向に）なるほど登り坂となるため、燃費は悪くなり、道路勾配が小さく（マイナスの方向に）なるほど下り坂となるため、燃費は良くなる。以上のように、車両の燃費は、車両の走行速度と道路勾配に依存しているため、燃費情報２２４は、このような走行速度と道路勾配に対応した燃費データ２２４１を含む。燃費情報２２４は、一般車両の平均的な特性を含むようにしてもよい。また、該カーナビゲーション装置を搭載する車両の燃費特性を含むようにしてもよい。また、燃費情報データ２２４１は、図９に示すように、１リットル当たりの走行距離として記憶されていてもよいし、単位長さ当たりの燃料消費量として記憶されていてもよい。

燃費情報２２４は、予めカーナビゲーション装置１０１のＨＤＤ２１０に記憶されているようにしても良いし、情報提供センタ１０６よりダウンロードされ利用されるようにしてもよい。

交通情報２２６は、情報提供センタ１０６よりダウンロードした情報であり、現況の交通情報を含む。

経路情報２２８は、探索した経路に関する情報である。経路情報２２８は、経路を構成するリンク情報やノード情報などを含む。

図１０は、カーナビゲーション装置１０１の機能ブロック図である。カーナビゲーション装置１０１は、入力部６００と、渋滞レベル修正部６０２と、自車位置取得部６０９と、交通情報取得部６１０と、リンクコスト算出部６１３と、標準経路探索部６１４と、経路比較情報生成部６１６と、修正経路探索部６１８と、表示部６１２と、情報記憶部６０５とを有する。

入力部６００は、ユーザの操作信号を主制御部６０１に伝達する。入力部６００は、操作ボタン群２０７やリモコン１１０、リモコン受光部２０５などで構成される。

記憶部６０５は、ＲＡＭ２０２、フラッシュＲＯＭ２０３、ＨＤＤ２１０などで構成される。表示部６１２は、ディスプレイ２０８で構成され、各処理部からの指示に従って表示を行う。

自車位置取得部６０９は、ＧＰＳ受信機１０３や車速センサなどで得られた信号より自車位置を計算する。

交通情報取得部６１０は、携帯電話１０２などを介して情報提供センタ１０６より定期的に又はユーザからの要求に応じて、現在の交通状況を含む交通情報をダウンロードする。そして、ダウンロードした交通情報を記憶部６０５に記憶させる。

渋滞レベル修正部６０２は、ユーザが入力部６００を利用して入力した順調速度を元に、記憶部６０５に記憶されている渋滞レベル情報２２２の修正を行う。

リンクコスト算出部６１３は、自車位置取得部６０９で計算された自車位置の情報と、交通情報取得部６１０が受信した交通情報と、渋滞レベル情報２２２と、燃費情報２２２と、地図情報２２４と、入力部６００を介してユーザが入力した目的地や探索条件の情報と、に基づき各リンクのリンクコストを計算する。

標準経路探索部６１４は、リンクコスト算出部６１３で計算された各リンクのリンクコストを元に、ダイクストラ法などを利用して自車位置から目的地までのコストが最小の経路（以下「標準経路」と呼ぶ）を探索する。また、探索した経路を表示部６１２に表示する。

修正経路探索部６１８は、探索された経路に対する修正指示を受け付けた場合、修正指示の内容を反映した経路（以下、「修正経路」と呼ぶ）を探索する。また、探索した経路を表示部６１２に表示する。修正経路探索部６１８は、経路修正指示を何度でも受付可能であり、受け付ける度に修正経路を探索する。

経路比較情報生成部６１６は、標準経路探索部６１４が探索した標準経路と、修正経路探索部６１８が探索した修正経路の、経路情報(経路長や所要時間、経路上の渋滞長、燃料消費量など)の差分を計算して、ユーザが両経路を比較しやすくするための情報を生成して表示部６１２に表示する。

上記の各処理部の機能は、ＣＰＵ２０１がメモリ２０２にロードされたプログラムを実行することにより達成される。

[動作の説明] 次に、上記のように構成されるカーナビゲーション装置１０１の動作について説明する。図１１は、カーナビゲーション装置１０１の動作の処理の流れを示すフロー図である。このフローは、ユーザからリモコン１１０や操作ボタン群２０７を介して、経路探索要求を受け付けたときに開始する。

（ステップ５００） まず、主制御部６０１は、ユーザの希望する順調速度（順調速度の閾値）の設定を行う。具体的には、主制御部６０１は、図１２に示すように、順調速度の設定画面９００をディスプレイ２０８に表示する。なお、ユーザから順調速度の設定要求を受け付けた場合に、設定画面９００を表示するようにしてもよい。設定画面９００には、一般道路、都市内高速道路、都市間高速道路それぞれについて、現在設定されている順調速度が表示される。順調速度の初期値は、それぞれ４０ｋｍ／ｈ、６０ｋｍ／ｈ、８０ｋｍ／ｈとなっている。

主制御部６０１は、これらの値の変更要求をリモコン１１０等を介して受け付ける。そして、変更要求された値をディスプレイ２０８に表示する。主制御部６０１は、ユーザから順調速度の変更の確定要求を受け付けると、そのとき指定されている値で順調速度を設定する。

（ステップ５０５） 次に、渋滞レベル修正部６０２は、記憶部６０５に格納されている渋滞レベル情報２２２を修正する。具体的には、設定された順調速度以上において、単位長さ当たりの渋滞レベルが最小レベルになるように渋滞レベル情報２２２を修正する。例えば、走行速度と渋滞レベルの関係が図８に示したようになっている場合において、順調速度が４０ｋｍ／ｈから５０ｋｍ／ｈに変更された場合は、図１３に示すようになる。すなわち、４０〜５０ｋｍ／ｈの渋滞レベルを一つ上げて、走行速度５０ｋｍ／ｈ以上においてのみ、単位長さ当たりの渋滞レベルが最小の１になるように修正する。そして、渋滞レベル修正部６０２は、修正された渋滞レベル情報２２２を記憶部６０５に記憶させる。

（ステップ５１０） 次に、主制御部６０１は、探索条件を設定する。具体的には、主制御部６０１は、まず、図１２（Ｂ）に示すように、設定画面９０５をディスプレイ２０８に表示する。画面９０５には、例えば、目的地までの最短距離経路を探索する“走行距離短く”９０６と、目的地までの最短所要時間経路を探索する“到着時間速く”９０７と、ステップ５００で設定された順調速度以上の速度で目的地まで安定的に走行できる経路を探索する“順調区間多く”９０８と、燃料消費量を最小とする“燃料消費少なく”９０９等の探索条件が表示される。主制御部６０１は、リモコン１１０や操作ボタン群２０７などを介して、４つの探索条件のなかからひとつを選択する要求を受け付けると、選択された内容で探索条件を設定する。

（ステップ５２０） 次に、リンクコスト算出部６１３は、ステップ５１０で設定された探索条件を満足する標準経路が探索されるように、リンクコストを計算する。リンクコスト算出部６１３は、以下の（式１）により、リンクコストを計算する。

(式１) リンクコスト＝α１×リンク長＋α２×リンク旅行時間＋α３×リンク渋滞レベル＋α４×燃料消費量
ここで、α１、α２、α３、α４はコスト係数である。（式１）の右辺のリンク長は、各リンクの長さを示し、記憶部６０５の地図情報２２０に含まれている“リンク長”が代入される。（式１）の右辺のリンク旅行時間は、対象リンクにおける走行所要時間を示し、記憶部６０５の交通情報２２６に含まれる“リンク旅行時間”が代入される。（式１）の右辺のリンク渋滞レベルと燃料消費量は、それぞれ渋滞レベル情報２２２と燃費情報２２２をもとに計算された値が代入される。これらについては後述する。

(式１)の右辺の第１項から第４項は、ステップ５１０で設定した経路探索条件に対応している。第１項を重視すれば“走行距離短く”を満足する経路が探索され、第２項を重視すれば“到着時間速くを”満足する経路が探索され、第３項を重視すれば“順調区間多く”を満足する経路が探索され、第４項を重視すれば“燃料消費少なく”を満足する経路が探索される。従って、リンクコスト算出部６１３は、ユーザが選択した探索条件に対応した項目の重みが大きくなるように、コスト係数を決定してリンクコストを計算することになる。

図１４は、各探索条件が選択された場合のコスト係数の設定値の一例を示している。例えば、ユーザが探索条件２２３１として“走行距離短く”２２３２を選択した場合は、α１のみを１に設定し、それ以外の係数を0とする。これにより、(式１)の右辺の第1項のみが残るため、単純に距離最短の経路が探索されることになる。また、“到着時間速く”２２３３が選択された場合は、α２のみを１に設定し、それ以外の係数を0とする。同様に“順調区間多く”３３３４、“燃料消費少なく”２２３５が選択された場合は、それぞれα３、α４のみを１に設定し、それ以外を０とする。

次に、(式１)の右辺のリンク渋滞レベルの算出方法について、図１５を用いて説明する。リンク渋滞レベルは、渋滞レベル情報２２２と交通情報２２６とを用いて求められる。あるリンクのリンク渋滞レベルを求める際は、まずリンクを微小間隔ｄ(例えば１０ｍ)の区間２２４１に分割する。そして、各微小区間２２４１における渋滞状況を交通情報２２６の区間情報１０３５より得る。渋滞状況が“渋滞”の場合は１０ｋｍ／ｈ(Ｖ＝１０)、“混雑”の場合は２０ｋｍ／ｈ(Ｖ＝２０)、“順調”の場合は当該リンクの規制速度(Ｖ＝規制速度)で走行できるものと仮定する。そして、渋滞レベル情報２２２より、渋滞レベルＣ(Ｖ)を求め、Ｃ(Ｖ)・ｄより区間渋滞レベルを計算して、リンク全体で累積することで、当該リンクのリンク渋滞レベルとする。

もしくは、次のようにしてリンク渋滞レベルを求めるようにしてもよい。まず、交通情報２２６のリンク旅行時間と地図情報２２０のリンク長より(リンク長)／(リンク旅行時間)からリンクの平均速度を求める。このリンクの平均速度を対象リンクにおける走行可能な速度Ｖと仮定して、渋滞レベル情報２２２より、単位長さ当たりの渋滞レベルＣ（Ｖ）を読み込み、Ｃ（Ｖ）・リンク長より対象リンクの渋滞レベルを計算する。これらのいずれかの方法を利用して(式１)右辺のリンク渋滞レベルを算出する。

次に、(式１)の右辺に含まれる燃料消費量の算出方法について説明する。各リンクの燃料消費量は、記憶部６０５に記憶されている燃費情報２２４と、交通情報２２６と、地図情報２２０とにより計算する。まず、地図情報２２０より各リンクの勾配情報を読み込む。また、各リンクの走行可能な速度を交通情報２２６のリンク旅行時間と地図情報２２０のリンク長より(リンク長)／(リンク旅行時間)で求める。そして、各リンクの勾配と走行可能な速度から燃費情報２２４より燃費を読み込み、下記(式２)で各リンクの燃料消費量を計算する。
(式２) 燃料消費量＝(リンク長)／(燃費)
以上により、(式１)の右辺に含まれる燃料消費量を計算することができる。なお、燃費情報２２４が、１リットル当たりの走行可能距離ではなく、単位長さ当たりの燃料消費量となっている場合は、（リンク長）×（単位長さ当たりの燃料消費量）として、対象リンクにおける燃料消費量を算出することが可能である。

（ステップ５３０） 以上のようにして、リンクコストが求まると、次に、標準経路探索部６１４は、上記で算出されたリンクコストに基づき標準経路を探索する。標準経路の探索は、例えば、自車位置と目的地とを結ぶ直線を対角線とする矩形領域、もしくは出発地と目的地を結ぶ直線を半径とする円領域に係る２次メッシュ内に存在するリンクを対象にダイクストラ法を用いて計算する。ダイクストラ法によれば、出発地(自車位置)から目的地までの経路(リンク列)のなかでリンクコストの累積値が最小となる経路を見つけることができる。そして、標準経路探索部６１４は、この経路探索の結果を経路情報２２８として記憶部６０５に格納する。

また、標準経路探索部６１４は、標準経路の距離、所要時間、経路上の渋滞距離、および燃料消費量（以降ではこれらを総称して経路の特長量と呼ぶ）を計算する。標準経路の距離については、自車位置から目的地までの標準経路を構成するリンクのリンク長の総和により求める。また、所要時間については、各リンクのリンク旅行時間の総和により求める。また、経路上の渋滞距離については、各リンクの区間情報に基づき渋滞度が“渋滞”になっている区間の長さの総和、もしくは、ステップ５００で設定した順調速度未満の走行速度となる区間長の総和により求める。この渋滞距離については経路全体に占める渋滞割合としても構わない。渋滞割合の場合は、渋滞距離／経路長より求める。また、燃料消費量については、（式２）で算出される各リンクの燃料消費量の総和により求める。

（ステップ５４０） 次に、標準経路探索部６１４は、これらの情報を経路情報２２８として記憶部６０５に記憶するとともに、ディスプレイ２０８に表示する。図１６に表示画面の例を示す。図１６の表示画面９１０において、符号１１４０は自車位置であり、符号１１４２は探索した標準経路、符号１１４４は目的地、符号１１３０は標準経路に関する情報である。

なお、ここで示した特長量のうち渋滞距離については、逆に順調距離を計算して表示するようにしても構わない。順調距離の計算は、ステップ５００で設定した順調速度以上で走行可能な区間の長さの総和で求めることができる。また、この順調距離は順調割合として表示するようにしてもよい。順調割合は順調距離／経路長で求めることができる。

（ステップ５４５） 次に、主制御部６０１は、ユーザから標準経路を誘導経路として採用するか否かの選択を受け付ける。ユーザが標準経路を誘導経路として選択した場合（つまり、リモコン１１０などを用いて決定ボタンが押下された場合）（ステップ５４５でＹｅｓ）、主制御部６０１は、標準経路を用いて、経路誘導を開始する（ステップ５７０）。

（ステップ５５０） ユーザがこの標準経路に満足せず、標準経路が選択されなかった場合（ステップ５４５でＮｏ）、修正経路探索部６１８は、修正経路を探索する。

具体的には、まず、修正経路探索部６１８は、図１６に示すように、修正項目の設定画面９１５を表示する。設定画面９１５には、経路を修正する経路修正ボタン１１００〜１１１４が表示される。ボタン１１００、１１０２は、標準経路に対してそれぞれ距離を“短く”、“長く”するように経路修正を行う修正ボタンである。また、ボタン１１０４、１１０６は、標準経路に対してそれぞれ所要時間を“短く”、“長く”するように修正するボタンである。ボタン１１０８、１１１０は、標準経路に対してそれぞれ渋滞距離を“少なく”、“多く”するように修正するボタンである。ボタン１１１２、１１１４は、標準経路に対してそれぞれ燃料消費量を“少なく”、“多く”するように修正するボタンである。これらのいずれかのボタン１１００〜１１１４がユーザによりリモコン１１０等を介して押下されると、修正経路探索部６１８は、それを反映した修正経路を探索する。なお、修正経路探索部６１８は、ユーザがいずれかの経路修正ボタンを1回押下するごとに、修正経路を1本探索する。以降ではこの経路を探索された順に修正経路１、修正経路２、修正経路３、・・・と呼ぶ。

ここで、修正経路探索部６１８が、修正経路１を探索する処理について詳細に説明する。まず、標準経路１１４２のみ表示されている画面９１０において、ユーザによりいずれかの経路修正ボタンが1回押下されると、リンクコスト算出部６１３は、どのボタンが押下されたのかを認識する。そして、“距離”、“所要時間”、“渋滞”、“燃料消費”の各項目に対応した（式１）右辺の第１項から第４項の重みの変更を行う。この重みの変更は、（式１）右辺の第１項から第４項の各コスト係数α１からα４の値を調整することで実現される。図１７は、各経路修正ボタンが選択された場合のコスト係数の変化量を示している。この変化量のデータは、予め記憶部６０５に記憶されている。コスト係数の初期値（つまり、標準経路の探索で用いたコスト係数）をそれぞれ｛α１、α２、α３、α４｝とすると、修正経路１の探索では、コスト係数として、図１７に示すコスト係数の変化量２２４１を加味した｛α１＋Δα１、α２＋Δα２、α３＋Δα３、α４＋Δα４｝を用いる。そして、リンクコスト算出部６１３は、（式１）より新たにαリンクコストを計算する。修正経路探索部６１８は、このように計算されたリンクコストを用いて、経路探索を行う。なお、ここで、各コスト係数の値のとりうる範囲は０以上1未満とし、０≦αｉ＋Δαｉ≦１（ｉ＝１、２、３、４）を満足しないコスト係数になる場合には、対応する経路修正ボタンを押下できないように、もしくは押下しても機能しないようにしておいてもよい。

（ステップ５６０） 以上のようにして、修正経路が探索されると、経路比較情報生成部６１６は、標準経路と修正経路１とを比較するための比較情報を生成して画面に表示する。ここで、比較情報とは、標準経路と修正経路１の各経路の特長量、すなわち距離と、所要時間と、経路上の渋滞長と、燃料消費量の差分を示す情報である。修正経路１と比較情報の表示例を図１８に示している。なお、図１８において図１６と同符号の要素は、同一のものであることを意味している。図１８の経路１１５２は、修正経路１を示し、符号１１５４は両経路の比較情報を示している。符号１１５４の比較情報における各項目の数値は、それぞれ標準経路の特長量からの増減分を示している。すなわち、図１８の例では修正経路１は標準経路に対して距離が−５ｋｍ（つまり、２０ｋｍ）、所要時間が−５分（つまり、３０分）、経路上の渋滞が＋２ｋｍ（つまり、５ｋｍ）、燃料消費量が＋０．６リットル（つまり、３．８リットル）であることを示している。このように、比較情報として標準経路に対する特性値の差を“＋”、“−”を付して示すことでユーザは経路の優劣を一目で認識できる。

次に、図１８の画面においてユーザが更に経路修正ボタンを押下した場合の2回目以降の修正処理について説明する。2回目以降の修正処理も基本的には1回目と同様に行うことになる。ユーザが経路修正ボタンのいずれかを押下して修正経路２の探索を要求した場合、リンクコスト算出部６１３は、前記修正経路１の探索に用いたコスト係数を｛α１'、α２'、α３'、α４'｝とすると、修正経路２の探索に用いるコスト係数を｛α１'＋Δα１、α２'＋Δα２、α３'＋Δα３、α４'＋Δα４｝として、リンクコストを計算する。そして、修正経路探索部６１８は、このように計算されたリンクコストを用いて、経路探索を行う。

なお、Δα１、Δα２、Δα３、Δα４の変化量は、修正経路１の場合と同様に、図１７に示した値である。そして、経路比較情報生成部６１６は、修正経路1の場合と同じ要領で、標準経路と修正経路２との比較情報を生成して画面に表示する。

修正経路２の画面表示の例を図１９に示している。ここで、修正経路１の情報に関しては、情報記憶部６０５の経路情報２２８には記憶されているが、画面表示はしないようにする。つまり、修正経路２と標準経路のみの情報を画面表示する。3回目以降に関しては、2回目の修正と同様の手順であるため説明を省略する。

次に、以上の標準経路の探索から修正経路の探索までのコスト係数変更の流れについて具体的な例を挙げて説明する。まず、標準経路を探索する際に図１３の経路探索条件選択画面９０５においてユーザが“順調区間多く”を選択したとする。この場合、図１４に示したように、コスト係数は｛α１、α２、α３、α４｝＝｛０、０、１、０｝である。リンクコスト算出部６１３は、これを用いて（式１）よりリンクコストを計算する。そして、標準経路探索部６１４は、このリンクコストを用いて標準経路を探索する。そして、標準経路のみを表示している図１６の画面において、ユーザが所要時間の“短く”を１回選択した場合、図１７の変化量を加味して、｛α１、α２、α３、α４｝＝｛０、０．２、１、０｝として、リンクコスト算出部６１３は、（式１）よりリンクコストを計算する。そして、修正経路探索部６１８は、修正経路１を探索する。更に、ユーザが燃料消費量も加味したいと考え、燃料消費の“少なく”を選択した場合、図１７の変化量を加味して、リンクコスト算出部６１３は、｛α１、α２、α３、α４｝＝｛０、０．２、１、０．２｝として、（式１）よりリンクコストを計算する。そして、修正経路探索部６１８は、修正経路２を探索する。3回目以降に関しても同様に図１７のコスト係数の変化量を加味して、修正経路３、修正経路４・・・、と経路探索が行われる。

次に図１９の画面において、経路リスト表示ボタン１１７０が押下された場合の処理について説明する。経路リスト表示ボタン１１７０がユーザにより押下されると、主制御部６０５は、記憶部６０５に記憶されている経路情報２２８を読み込み、これまでに探索した修正経路のリストを作成して図２０のように画面表示する。図２０の画面９４０において右側に表示されているリスト９４１は各修正経路の比較情報である。主制御部６０５は、ユーザによりリモコン１１０や操作ボタン群２０７を介していずれかひとつの比較情報が選択されると、その比較情報に対応した修正経路を画面に表示する。そして、選択の決定ボタンが押されると、主制御部６０５は、当該選択された経路により目的地までの誘導を開始する（ステップ５７０）。

以上、本発明の一実施形態について説明した。

上記実施形態のカーナビゲーション装置によれば、交通情報を配信するセンタから最新の交通情報を入手し、現在の交通状況に基づいてリンクコストを求める。そして、求めたリンクコストを用いて経路探索を行う。したがって、より実際の交通状況を考慮した経路探索が行われる。すなわち、実際に、より順調に走行できる経路が探索される。

また、上記実施形態のカーナビゲーション装置によれば、ユーザが入力した順調速度の情報を利用してＨＤＤ２１０に記憶されている渋滞レベル情報２２２を修正する。そして、この渋滞レベル情報２２２を用いてリンクコストを計算し、このリンクコストを経路探索に用いる。したがって、ユーザが入力した順調速度以上の速度で安定的に目的地まで走行できる経路を探索することができ、よりユーザの好み通りの経路を探索できる。

また、上記実施形態のカーナビゲーション装置によれば、ＨＤＤ２１０に記憶されている燃費情報２２２と、情報提供センタ１０６より受信した交通情報２２６と、地図情報２２０に含まれている各リンクの勾配情報を用いて、各リンクの燃料消費量を推定し、この燃料消費量をリンクコストとして、標準経路探索部６１４が経路を探索する。したがって、燃料消費量が最小の経路を提供することができ、よりユーザの好み通りの経路を探索できる。

また、上記実施形態のカーナビゲーション装置によれば、標準経路と、修正経路と、標準経路と修正経路との特長量の差分を示す比較情報と、を表示部６１２に表示する。したがって、ユーザは経路比較を容易に行うことができると共に、経路修正指示の入力を繰り返し行うことで好みを満足する経路を見つけることができる。

なお、上記で説明したカーナビゲーション装置が行う各処理は、情報提供センタなどのサーバ側が行うようにしてもよい。そして、カーナビゲーション装置は、サーバにより処理された情報を入手して、表示するようにしてもよい。

また、上記実施形態は、本発明の要旨の範囲内で様々な変形が可能である。例えば、上記では、本発明をカー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カーナビゲーションシステムの概略構成図である。 図２は、情報提供センタの概略構成図である。 図３は、情報提供センタの機能ブロック図である。 図４は、情報提供センタからナビゲーション装置にダウンロードされる情報の構成例を示す図である。 図５は、渋滞・旅行時間情報について説明するための図である。 図６は、カーナビゲーション装置の概略構成図である。 図７（Ａ）は、地図情報に含まれるノードデータの構成例を示す図であり、図７（Ｂ）は、リンクデータの構成例を示す図である。 図８は、渋滞レベル情報を示すデータグラフの一例である。 図９は、燃費情報を示すデータグラフの一例である。 図１０は、カーナビゲーション装置の機能ブロック図である。 図１１は、カーナビゲーション装置の動作の処理を示すフロー図である。 図１２（Ａ）は、順調速度の設定画面の表示例であり、図１２（Ｂ）は、探索条件の設定画面の表示例である。 図１３は、渋滞レベルの修正方法を説明するための図である。 図１４は、各探索条件が選択された場合のコスト係数設定値の一例を示す図である。 図１５は、渋滞レベルの算出方法を説明するため図である。 図１６は、標準経路のディスプレイ画面への表示例である。 図１７は、経路修正ボタンが押下された場合のコスト係数の変化量の一例である。 図１８は、修正経路１のディスプレイ画面への表示例である。 図１９は、修正経路２のディスプレイ画面への表示例である。 図２０は、経路リスト表示ボタンが押された場合のディスプレイ画面の表示例である。

符号の説明

１０１・・・カーナビゲーション装置、１０２・・・携帯電話、１０３・・・ＧＰＳ受信機、１０４・・・基地局、１０５・・・ネットワーク、１０６・・・情報提供センタ、１０７・・・交通情報センタ、１０８・・・専用回線、１１０・・・リモコン、２０１・・・ＣＰＵ、２０２・・・ＲＡＭ、２０３・・・フラッシュＲＯＭ、２０４・・・携帯電話ＩＦ、２０５・・・リモコン受光部、２０６・・・センサＩＦ、２０７・・・操作ボタン群、２０８・・・ディスプレイ、２０９・・・バス、２１０・・・ＨＤＤ、２２０・・・地図情報、２２２・・・渋滞レベル情報、２２４・・・燃費情報、２２６・・・交通情報、２２８・・・経路情報、３０１・・・通信部、３０２・・・要求受付部、３０３・・・提供部、３０４・・・地図提供部、３０５・・・ＰＯＩ探索部、３０６・・・交通情報提供部、３０７・・・交通情報処理部、３０８・・・交通情報取得部、３１０・・・地図情報ＤＢ、３１１・・・地点情報ＤＢ、３１２・・・交通情報ＤＢ、３１３・・・予測交通情報ＤＢ、４０１・・・ＣＰＵ、４０２・・・メモリ、４０３・・・外部記憶装置、４０４・・・バス、４０５・・・通信装置１、４０６・・・通信装置２、４０７・・・入力装置、４０８・・・出力装置、４０９・・・読取装置、４１０・・・記憶媒体、６００・・・入力部、６０２・・・渋滞レベル修正部、６０５・・・記憶部、６０９・・・自車位置取得部、６１０・・・交通情報取得部、６１２・・・表示部、６１３・・・リンクコスト算出部、６１４・・・標準経路探索部、６１６・・・経路比較情報生成部、６１８・・・修正経路探索部

Claims (13)

1. 経路探索装置において、
   現況の交通情報を配信するセンタから交通情報を入手する情報入手手段と、
   速度閾値の入力を受け付ける速度閾値受付手段と、
   前記情報入手手段で入手した現況の交通情報と前記速度閾値とを用いてリンクコストを求めるリンクコスト算出手段と、
   前記リンクコスト算出手段により算出されたリンクコストを用いて経路を探索する経路探索手段と
   を有することを特徴とする経路探索装置。
2. 請求項１において、さらに、
   前記情報入手手段で入手した現況の交通情報を用いて、各リンクの推定走行速度を求める走行速度推定手段を有し、
   前記リンクコスト算出手段は、
   前記推定走行速度が前記速度閾値より大きいリンクが経路に採用されやすいように、リンクコストを重み付けする
   ことを特徴とする経路探索装置。
3. 請求項２において、
   前記走行速度推定手段は、
   前記現況の交通情報に含まれる渋滞度と、当該渋滞度に応じて予め定められた走行速度とを用い、各リンクの推定走行速度を求める
   ことを特徴とする経路探索装置。
4. 請求項１において、さらに、
   走行速度が大きくなるほど小さくなるように対応付けられた渋滞レベルを含む渋滞レベル情報を記憶する手段を有し、
   前記リンクコスト算出手段は、
   前記渋滞レベル情報を、前記速度閾値より大きい走行速度の渋滞レベルが最少のレベルになるように修正した後、修正された当該渋滞レベル情報を用いてリンクコストを算出し、
   前記経路探索手段は、前記リンクコスト算出手段により算出されたリンクコストを用いて総コストが最少となる経路を探索する
   することを特徴とする経路探索装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに一項において、さらに、
   前記経路探索手段により探索された経路における前記速度閾値未満もしくは前記速度閾値以上で走行可能な区間の長さに関する情報を表示する表示手段を有する
   ことを特徴とする経路探索装置。
6. 経路探索装置において、
   地図情報と燃費情報とを記憶する手段と、
   現況の交通情報を配信するセンタから交通情報を入手する情報入手手段と、
   前記情報入手手段で入手した現況の交通情報と前記地図情報と前記燃費情報とを用いてリンクコストを求めるリンクコスト算出手段と、
   前記リンクコスト算出手段により算出されたリンクコストを用いて経路を探索する経路探索手段と
   を有することを特徴とする経路探索装置。
7. 請求項６において、
   前記地図情報は、道路勾配を示す情報を含み、
   前記燃費情報は、道路勾配と走行速度に対する燃費を示す情報であり、
   前記リンクコスト算出手段は、
   前記地図情報から各リンクの道路勾配を求め、
   前記情報入手手段で入手した現況の交通情報から各リンクの推定走行速度を求め、
   前記燃費情報を用いて各リンクの前記道路勾配と前記推定走行速度とに対応する燃料消費量を求め、
   前記燃料消費量が少ない経路が探索されるようにリンクコストを算出する
   ことを特徴とする経路探索装置。
8. 請求項６において、
   前記燃費情報は、道路勾配と走行速度に対する単位長さ当たりの燃料消費量を示す情報であり、
   前記リンクコスト算出手段は、前記地図情報から各リンクの道路勾配を求め、
   前記情報入手手段で入手した現況の交通情報から各リンクの推定走行速度を求め、
   前記燃費情報から、各リンクについて、前記道路勾配と前記推定走行速度とに対応する前記単位長さ当たりの燃料消費量を求め、
   求めた燃料消費量と各リンクのリンク長との積により燃料消費量を求め、
   前記燃料消費量が少ない経路が探索されるようにリンクコストを算出する
   ことを特徴とする経路探索装置。
9. 請求項６において、さらに、
   前記経路探索手段により探索された経路の燃料消費量に関する情報を表示する表示手段を有することを特徴とする経路探索装置。
10. 請求項９において、
    前記表示手段は、前記経路を構成する各リンクの燃料消費量の総和を表示することを特徴とする経路探索装置。
11. 経路探索装置において、
    探索条件を設定する手段と、
    前記探索条件に従って標準経路を探索する経路探索手段と、
    前記標準経路を表示する表示手段と、
    前記標準経路の修正指示を受け付ける経路修正受付手段とを有し、
    前記経路探索手段は、さらに、
    前記経路修正受付手段により受け付けた修正指示に従い修正経路を探索し、
    前記表示手段は、前記標準経路と修正経路とを表示するとともに、
    前記標準経路と前記修正経路とを比較する比較情報を表示する
    ことを特徴とする経路探索装置。
12. 請求項１１において、
    前記比較情報は、前記標準経路と前記修正経路との差に関する情報である
    ことを特徴とする経路探索装置。
13. 請求項１１において、
    前記経路修正受付手段は、さらに、修正経路の修正指示を受け付け、
    前記経路探索手段は、
    前記経路修正受付手段により受け付けた修正指示に従い、再度、修正経路を探索し、
    前記表示手段は、前記標準経路と再度探索された前記修正経路とを表示するとともに、前記標準経路と当該修正経路とを比較する比較情報を表示する
    ことを特徴とする経路探索装置。

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