JP2010237171A - 経路探索装置及び経路探索プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】走行履歴の無い領域を効率良く走行するための経路探索を可能にする。
【解決手段】経路探索装置は、出発地と目的地とを結ぶリンクのコストが最低の経路を探索する。出発地と目的地を設定し（Ｓ１、Ｓ２）、走行履歴の無い領域を通るように経路探索を行う場合（Ｓ３：YES）、走行履歴の有る領域を通るリンクのコストを高くすることにより、走行履歴の有る領域を出来るだけ避け、走行路歴の無い領域を優先的に通行する経路を探索する（Ｓ４、Ｓ５）。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動車の走行経路や鉄道車両の乗車経路などの経路を探索する装置及びプログラムに関し、さらに詳しくは、移動履歴の無い経路を探索する機能を有する経路探索装置及び経路探索プログラムに関する。

車載用ナビゲーション装置には、通常、ユーザが目的地に向けて道路を間違えずに走行できるように案内する機能（経路案内機能）が搭載されている。この経路案内機能は、地図データを用いて出発地（通常は自車の現在位置）から目的地までを結ぶ経路（移動経路）を探索し、その探索した経路を案内経路として記憶しておき、走行中、地図画像上にその案内経路を他の道路とは識別可能に表示するとともに、案内経路上の交差点に接近したとき、地図画像上にその交差点の案内図（交差点拡大図、交差点での進行方向を示す矢印、交差点までの距離、交差点名など）を表示したり、ガイダンス音声を出力したりする機能であって、いずれの道路を走行すればよいのか、また交差点でどの方向に進んだらよいのかの情報をユーザに提供する。

ユーザは、上記経路案内機能により経路探索を行うため、目的地を設定し、さらに各種の条件（高速道路優先で行くのか又は一般道路優先で行くのかなど）も併せて設定する。ナビゲーション装置は、これらの設定されたデータを基に、出発地から目的地までを結ぶ最もコストの低い経路をダイクストラ法などのシミュレーション演算を行うことで、経路探索を行う。コストとは経路探索で使用される各リンクの評価値に相当し、各リンクの距離、通行所要時間、料金などに基づいて設定される値である。

近年、車載用ナビゲーション装置に関しては様々な提案がなされており、その一つに、車両の移動履歴（走行履歴）記憶手段を有し、その記憶内容を参照して、移動履歴の有る領域（今までに行ったことのある領域）と無い領域とを識別可能に表示することにより、移動履歴の有る領域と無い領域とをユーザに知らせ、移動履歴の無い領域に行きたいというユーザの要求を満たすようにしたものがある（特許文献１参照）。

しかしながら、この車載用ナビゲーション装置の場合、移動履歴の有る領域と無い領域とを表示するのみであるため、ユーザが例えば東京２３区の全てを走破してみたいと考えた場合、自分で移動履歴の無い領域を目的地や経由地として設定する走行プランを立て、計画的に実行することになる。このため、未走破の領域が少なくなるに従って、走行プランを立てることが困難となり、数少ない未走破の領域を走行するためだけの非効率な走行を行うことになる。

特許第３９７０６６１号公報

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、移動履歴の無い領域に効率良く行くことのできる経路探索を可能にすることである。

本発明の経路探索装置は、現在地及び目的地を設定する地点設定手段と、移動履歴の有る領域内の経路のコストを相対的に高くするコスト設定手段と、設定された現在地と目的地とを結ぶコストが最低の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である。
本発明の経路探索プログラムは、コンピュータを本発明の経路探索装置として機能させるための経路探索プログラムである。

［作用］
本発明によれば、現在地と目的地とを結ぶコストが最低の経路を探索する際、移動履歴の有る領域内の経路のコストを相対的に高くすることで、移動履歴の有る領域を出来るだけ避け、移動履歴の無い領域を優先的に選択するように経路探索を行う。

本発明によれば、移動履歴の無い領域を効率良く走行するための経路探索ができる。

本発明の実施形態の経路探索装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態の経路探索装置におけるリンクデータを示す図である。 本発明の実施形態の経路探索装置における経路探索処理のフローチャートである。 経路探索処理時に走行履歴の有るエリアを避けるかどうかを入力するための画面を示す図である。 走行履歴の有るエリアを避ける場合の余裕度を入力するための画面を示す図である。 走行履歴の有る領域を避けて経路探索を行う処理のフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態の経路探索装置のハードウェア構成を示すブロック図である。この経路探索装置はいわゆるカーナビゲーション装置であり、以下の説明ではこの経路探索装置が車載のものとして説明するが、本発明は、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、ＰＮＤ（Personal Navigation Device）などにも適用できる。

本実施形態の経路探索装置は、図１に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１ａ、ＲＯＭ（Read Only Memory）１ｂ、ＲＡＭ（Random Access Memory）１ｃ、及び内部メモリ１ｄを有する制御装置１と、それぞれが制御装置１に接続されたＧＰＳ（Global Positioning System）受信機２、方位センサ３、距離センサ４、ディスクドライブ装置５、表示装置６、操作装置７、及び外部Ｉ／Ｆ（インタフェース）８を備えている。

制御装置１内のＣＰＵ１ａは各種演算を実行する。ＲＯＭ１ｂには、ＣＰＵ１ａが実行する各種演算のプログラムや表示装置６に表示される文字、記号などのパターンが記憶されている。ＲＡＭ１ｃには、ＣＰＵ１ａが各種演算を実行するときにデータや演算結果が一時的に記憶される。内部メモリ１ｄは不揮発性メモリからなり、走行履歴データやリンクデータなどが保存される。なお、リンクデータは、後述する地図データが記録されているハードディスク或いは外部メモリに格納することもできる。

ＧＰＳ受信機２は、複数の衛星から送信される電波を受信して演算することにより、受信点、即ちこの経路探索装置を搭載している自動車の位置（緯度、経度、時刻）を求めることができる。方位センサ３は、この自動車の絶対走行方位を検出する地磁気センサなどからなる。距離センサ４は自動車の車輪の回転数に応じたパルスを発生する。

これらＧＰＳ受信機２、方位センサ３、及び距離センサ４の出力データをＣＰＵ１ａに供給し、ＣＰＵ１ａがそれらの出力データを演算処理することで、自車の現在位置データを取得することができる。

ディスクドライブ装置５は、地図データが記録されたＣＤ（Compact Disk）−ＲＯＭ若しくはＤＶＤ（Digital Versatile Disk）−ＲＯＭ、又はハードディスクから、地図データの入力が可能な光学ディスクドライブ装置、又はハードディスクドライブ装置である。

表示装置６は、薄型表示装置、例えば液晶、有機又は無機ＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイなどからなり、地図及び自動車の現在走行位置、方位などを表示する。
操作装置７は、ユーザがこの経路探索装置を使用するときに各種指令の入力を行うための装置であり、表示装置６の画面上のタッチパネル、図示しない装置筐体上のボタン、リモコン装置、或いはそれらの組み合わせから成る。

外部Ｉ／Ｆ８は、ＳＤ（Secure Digital）メモリ、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリなどの外部メモリや、携帯電話端末などの無線通信装置を接続するためのインタフェースである。

図２に、内部メモリ１ｄなどに格納されているリンクデータの一部を示す。図示のように、リンクデータは、リンクＩＤ、始端ノード、終端ノード、リンク長、時間、料金、リンクコスト、及びコストアップフラグを備えている。コストアップフラグについては後述する。

以上の構成を有する経路探索装置の経路探索処理の概要について、図３に示すフローチャートを参照して説明する。このフローチャートの処理は、ＣＰＵ１ａがＲＯＭ１ｂに格納されたプログラムを読み出すことで実行される。通常、このプログラムは装置の製造時にＲＯＭ１ｂに書き込まれるが、このプログラムをＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭなどの光学ディスク、或いはハードディスクなどに記録しておき、それらのディスクをディスクドライブ装置５にセットしてインストールしたり、このプログラムを記録したメモリカードやネットワーク上のサーバから外部Ｉ／Ｆ８を介してインストールすることもできる。

まずＣＰＵ１ａは、ＧＰＳ受信機２の出力により自車の現在位置を検出し、ＲＡＭ１ｃに出発地として設定する（ステップＳ１）。次いで、ＣＰＵ１ａは、表示装置６に目的地入力画面を表示させ、ユーザの入力を促す。ユーザが操作装置７を用いて目的地を入力すると、ＣＰＵ１ａは入力された目的地をＲＡＭ１ｃに設定する（ステップＳ２）。

次いで、ＣＰＵ１ａは、経路探索の際に、走行履歴のある領域を避けるかどうかユーザに選択させるための指示画面を表示装置６に表示させる。図４にこの画面の一例を示す。

この指示画面１１には、「履歴のない領域を通りますか？」という質問文と、「はい」ボタン１１ａ、「いいえ」ボタン１１ｂ、「戻る」ボタン１１ｃ、及び「ＯＫ」ボタン１１ｄが表示されている。なお、図示を省略したが、この時、表示装置６には、走行履歴の有る領域と無い領域とが地図で表示される。操作装置７の操作により、表示される地図を都道府県市区町村などの単位に切り替えることができる。即ち、ユーザは領域として都、道、府、県、市、区、町、村などを任意に選択することができる。

指示画面１１上で、ユーザが「はい」ボタン１１ａ又は「いいえ」ボタン１１ｂを押下し、さらに「ＯＫ」ボタン１１ｄを押下すると、ＣＰＵ１ａは、「はい」ボタン１１ａ、「いいえ」ボタン１１ｂのどちらが押下されたのか判断する（ステップＳ３）。なお、ユーザが「戻る」ボタン１１ｃを押下した場合は、前画面（目的地入力画面）に戻る。

ユーザが「はい」ボタン１１ａを押下したと判断した場合（Ｓ３：YES）は、ＣＰＵ１ａは、走行履歴の無い領域を通る経路探索を行う際の余裕度の入力画面を表示装置６に表示させる。図５にこの入力画面１２の一例を示す。

この入力画面１２には、「余裕度を入力してください。」という指示文と、余裕度として、時間、距離、履歴のある領域の通行数の入力欄１２ａ、１２ｂ、１２ｃが表示されている。

ここで、「時間」、「距離」とは、それぞれ履歴の無い領域を通ることによる時間ロス（余計にかかる時間）、距離ロス（余計に走行する距離）の上限比率である。また、「履歴のある領域の通行数」とは、履歴の無い領域のみの通行では目的地に到達できない場合の「履歴のある領域の通行数」の上限値である。なお、「時間」及び「距離」については、３０分、１５ｋｍのように実数を入力することもできる。また、時間や距離などを個別に入力する代わりに、時間、距離、通行料などを総合したコストの上昇比率を入力できるようにしてもよい。

ユーザが入力画面１２上で余裕度を入力した後、「ＯＫ」ボタン１２ｅを押下すると、ＣＰＵ１ａは入力された余裕度をＲＡＭ１ｃに設定し（ステップＳ４）、その余裕度を満たすように履歴の無い領域を通る経路探索を行い（ステップＳ５）、その結果を表示装置６に表示させる（ステップＳ７）。

ユーザが指示画面１１上で「いいえ」ボタン１１ｂを押下した場合（Ｓ３：NO）、ＣＰＵ１ａは、通常の経路探索を行い（ステップＳ６）、その結果を表示装置６に表示させる（ステップＳ７）。なお、ステップＳ５及びＳ６の詳細については後述する。

次にステップＳ５の詳細について図６のフローチャートを用いて説明する。
まずＣＰＵ１ａは、出発地から目的地に至る経路の候補となるリンクに関するリンクデータを内部メモリ１ｄから抽出し、ＲＡＭ１ｃに設定する（ステップＳ１１）。

次いで、内部メモリ１ｄから走行履歴データを読み出し、先に抽出したリンクの内、走行履歴が有る領域に含まれているリンクのコストアップフラグを“０”から“１”に書き換える（ステップＳ１２）。即ち、例えば図２のリンク０００３が候補として抽出され、かつ走行履歴のある領域に含まれている場合は、そのコストアップフラグを“１”に書き換える。

次いでＣＰＵ１ａは、出発地を経路探索の開始端としてＲＡＭ１ｃに設定（ステップＳ１３）した後、開始端の前方に隣接するリンクの内、コストが最低のリンクを選択する（ステップＳ１４）。

このとき、コストアップフラグが“１”に設定されたリンクについては、図２に示すリンクコストをｋ倍（ｋは１より大きい実数）にアップする。例えば、リンク０００３が出発地の前方に隣接し、かつコストアップフラグが“１”の場合、リンクコストを“ｋ×Co3”とする。なお、コストアップ演算については、このような係数ｋを掛ける以外に、係数を加えたり、掛けることと加えることを組み合わせたりしてもよい。

次いでＣＰＵ１ａは、ステップＳ１４で選択したリンクが、走行履歴の無い領域内にあるか否か判断する（ステップＳ１５）。判断の結果、走行履歴の無い領域内にある場合は、その領域内のリンクのコストアップフラグを“１”にし（ステップＳ１６）、ステップＳ１７に進む。一方、走行履歴の有る領域内にある場合は、そのままステップＳ１７に進む。

なお、ステップＳ１６でコストアップフラグを“１”に書き換えるのは、一旦選択されたリンクが所属する領域のコストをアップすることで、以後のリンクの選択（ステップＳ１４）時に、その領域から出来るだけ早く抜け出せるリンクを選択するためである。

ステップＳ１７では、ステップＳ１４で選択したリンクの終端を経路探索の開始端としてＲＡＭ１ｃに設定し（ステップＳ１７）、ステップＳ１８に進む。ステップＳ１８では、ステップＳ１７で設定した開始端が目的地であるか否か判断する。

判断の結果が目的地でない場合（Ｓ１８：NO）は、ステップＳ１４に戻る。また、目的地の場合（Ｓ１８：YES）は、経路探索の結果が余裕度を満たしているか否か判断し（ステップＳ１９）、満たしている場合（Ｓ１９：YES）は、経路探索処理を終了する。一方、満たしていない場合（Ｓ１９：NO）は、余裕度を満たす経路が無かったため通常の経路探索を行うことを表示装置６に表示させた後、図３のステップＳ６へ移行する。或いは余裕度を満たす経路が無かったため余裕度を大きくすることをユーザに促すことを表示装置６に表示させた後、図３のステップＳ４へ移行して図５に示す入力画面１２を表示させ、ユーザが余裕度を大きくした場合に、ステップＳ５（Ｓ１１）に進み、再度経路探索を行うようにしてもよい。

なお、図３のステップＳ６の通常の経路探索のフローは、図６からステップＳ１２、Ｓ１５、Ｓ１６及びＳ１９を除いたものである。

以上、説明したように、本実施形態によれば、以下（１）〜（３）の作用効果を有する。
（１）走行履歴の有る領域を避けるように経路探索を行うことにより、走行履歴の無い領域を効率的に走行できる経路をユーザに提示することができる。

（２）走行履歴の有る領域を避けるように経路探索を行っている途中で選択したリンクの属する領域内のリンクのコストをアップし、その領域から出来るだけ早く抜け出すように経路を設定することにより、走行履歴の無い領域をより効率的に走行できる経路をユーザに提示することができる。これにより、選択した領域のコストを瞬時にアップすることにより、走行履歴の領域に必要以上に滞在することを防ぐことができる。

（３）走行履歴の有る領域を避けて経路探索を行う場合の余裕度を設定可能にしたので、ユーザの希望する条件を満たしつつ、走行履歴の無い領域を効率的に走行できる経路をユーザに提示することができる。

なお、本発明は下記（１）〜（５）のような変形が可能である。
（１）地図データ、走行履歴データ、リンクデータなどをネットワーク上のサーバで管理し、ＧＰＳ受信機付の携帯端末装置からの経路探索要求に応じて、サーバが経路探索を行い、その結果を携帯端末装置へ送信する。ここで、携帯端末装置としては、カーナビゲーション装置以外に携帯電話機、ＰＤＡ、ＰＮＤが挙げられる。

（２）行ったことのない場所（ランドマーク、観光地、建物（商業施設、ビルなど））を含む領域（都、道、府、県、市、町、村など）を通行するリンクのコストを下げることで、行ったことのない場所を効率よく訪れることのできる経路を探索する。
（３）鉄道車両を利用する場合の経路探索に適用することで、移動履歴の無い領域を通る路線に効率良く乗車する経路探索を行う。この場合、コストを設定する条件として、例えば鉄道の種類(新幹線、特急、各駅停車)、鉄道の本数（時間当たりの運行本数）、停車駅数などを用いることとなる。

（４）図３及び図６において余裕度に関する処理を無くす。即ち、走行履歴の無い経路を余裕度を考えずに探索する。
（５）図２においてリンクデータのコストアップフラグに代えてエリア（領域）ＩＤを設けるとともに、エリアＩＤとコストアップフラグとの対応テーブルを別に設ける。この場合、図６のＳ１２では、Ｓ１１により抽出されたリンクのエリアＩＤを用いて、エリアＩＤとコストアップフラグとの対応テーブルにアクセスし、該当するエリアのコストアップフラグを“１”にする。このようにエリアＩＤを設定したことにより、コスト算出が容易となる。また、ユーザが走行したエリアを確認しようとした場合には、エリアを容易に確認することができる。

１・・・制御装置、１ａ・・・ＣＰＵ、１ｂ・・・ＲＯＭ、１ｃ・・・ＲＡＭ、１ｄ・・・内部メモリ、６・・・表示装置、７・・・操作装置。

Claims (4)

1. 現在地及び目的地を設定する地点設定手段と、移動履歴の有る領域内の経路のコストを相対的に高くするコスト設定手段と、設定された現在地と目的地とを結ぶコストが最低の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に記載された経路探索装置において、
   経路探索手段は、現在地から目的地に向けて順次リンクを選択するリンク選択手段を備え、コスト設定手段は、前記リンク選択手段により選択されたリンクの属する領域内のリンクのコストを移動履歴の有る領域と同様に高くすることを特徴とする経路探索装置。
3. 請求項１に記載された経路探索装置において、
   移動履歴の無い領域を移動することに伴うコストアップの余裕度を設定する手段を有することを特徴とする経路探索装置。
4. コンピュータを、請求項１〜３のいずれかに記載された経路探索装置の各手段として機能させるための経路探索プログラム。

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