JP4263058B2 - ナビゲーション装置、その経路探索方法 - 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旅行時間が最短となる経路を推奨経路として求めるナビゲーション装置が記載されている。

特開平１０−１５３４４７号公報

しかし、ユーザ（ドライバ）がより快適に旅行することが重要であるとの観点にたつと、旅行時間若しくは旅行距離が最短である経路が必ずしも推奨経路であるとはいえない。例えば、規制速度（制限速度）が時速６０ｋｍの道路を時速３０ｋｍで走行しなければならないとすると、ユーザはストレスを感じる。一方、規制速度が時速４０ｋｍの道路を時速３０ｋｍで走行することについては、ユーザはストレスを感じず順調に走行していると感じるものである。

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、出発地・目的地間を順調に走行できる経路を推奨経路として探索する技術を提供することにある。

また、本発明のナビゲーション装置の経路探索方法は、以下のように構成される。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速度に関する情報を記憶する記憶装置を有し、希望速度を設定するステップと、前記旅行速度と前記希望速度との差から求めたコストを前記各リンクに割り当てるコスト割当ステップと、前記各リンクのコストを用いて、出発地から目的地までの推奨経路の探索を行うステップと、を行う。

また、前記記憶装置に記憶する各リンクの旅行速度に関する情報は、過去に収集された交通情報を統計処理することにより求めたものであってもよい。さらに、前記記憶装置に記憶する各リンクの旅行速度に関する情報は、前記交通情報の収集条件ごとに分類されており、前記コスト割当ステップで用いられる各リンクの旅行速度は、当該各リンクを旅行する日時及び状況に対応した収集条件の旅行速度を用いるようにしてもよい。

また、前記記憶装置は、前記各リンクのリンク長情報および前記各リンクの旅行時間情報を記憶し、前記コスト割当ステップで用いる旅行速度は、前記リンク長と前記旅行時間とに基づいて求めた旅行速度を用いるようにしてもよい。

本発明によれば、順調に走行できる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・統計交通データ記憶装置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、ＦＭ多重放送受信装置１２と、ビーコン受信装置１３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・統計交通データ記憶装置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・統計交通データ記憶装置３に記憶されている地図データおよび統計交通データを用いて、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・統計交通データ記憶装置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、地図データおよび統計交通データが記憶されている。

図２は、地図・統計交通データ記憶装置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、リンクの規制速度（制限速度）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の情報（名称、種別、座標情報など）も含まれている。

図３は、地図・統計交通データ記憶装置３に記憶されている統計交通データの構成例を示す図である。図示するように、メッシュ領域毎に統計交通データ３２０が記憶されている。統計交通データ３２０は、メッシュ領域のメッシュＩＤ３２１、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交通情報統計値（過去に収集された交通情報の統計値）を管理するための管理データ３２２を有する。メッシュＩＤ３２１は、地図データ３１０のメッシュＩＤ３１１と同じものを用いている。管理データ３２２は、階層構造を有する複数のテーブル３２２１〜３２２４で構成されている。

テーブル３２２１は、日の種類を登録するテーブルである。日の種類は、交通情報統計値が異なる傾向を示す単位毎に定めるとよい。ここでは、日の種類として、休日前の平日「平日（休日前）」、休日明けの平日「平日（休日後）」、盆、正月などといった特異日前の平日「平日（特異日前）」、特異日明けの平日「平日（特異日後）」、その他の平日「平日（一般）」、特異日の初日「休日（特異日初め）」、特異日の終日「休日（特異日終り）」、その他の休日「休日（一般）」を含めている。

テーブル３２２２は、天気の種類を登録するためのテーブルであり、テーブル３２２１に登録されている日の種類毎に設けられている。天気の種類は、交通情報統計値が異なる傾向を示す単位毎に定めるとよい。ここでは、天気の種類として、「晴れ・曇り」、「雨」、「大雨」、「雪」、「大雪」を含めている。

テーブル３２２３は、メッシュＩＤ３２１により登録される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ＩＤを登録するためのテーブルであり、テーブル３２２２に登録されている天気の種類毎に設けられている。リンクＩＤは、地図データ３１０のリンクＩＤ３１２１と同じものを用いている。

テーブル３２２４は、時間帯毎の交通情報統計値を登録するためのテーブルであり、テーブル３２２３に登録されているリンクＩＤ毎に設けられている。時間帯毎の交通情報統計値は、これらの基となる複数の交通情報により特定されるリンク旅行時間（および／または旅行速度（移動速度））を含んでいる。また、時間帯毎の交通情報統計値は、これらの基となる交通情報の収集条件（基となる交通情報が収集された日の種類および天気の種類）と対象のリンクとによって分類される。つまり、あるテーブル３２２４に登録されている時間帯毎の交通情報統計値の対象リンクは、このテーブル３２２４に対応付けられているテーブル３２２３のリンクＩＤにより特定されるリンクである。そして、これらの統計値の基となる交通情報は、このリンクＩＤが登録されているテーブル３２２３に対応付けられているテーブル３２２２の天気の種類により特定される天気であって、かつ、この天気の種類が登録されているテーブル３２２２に対応付けられているテーブル３２２１の日の種類により特定される日に収集された交通情報である。

地図・統計交通データ記憶装置３には、年月日からテーブル３２２１で管理されている日の種類を特定するための変換テーブルである日付変換テーブルが記憶されている。

図４は、日付変換テーブルの構成例を示す図である。図示するように、日付３３１と、その日付３３１に対応する日の種類３３２とが対応付けられて登録されている。このような日付変換テーブルを用いることで、日付より日の種類を簡単に特定することができる。

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。

ＦＭ多重放送受信装置１２は、ＦＭ多重放送信号としてＦＭ多重放送局から送られてくる概略現況交通データ、交通規制情報、および、天気情報を受信する。

ビーコン受信装置１３は、ビーコンから送られてくるリンク旅行時間を含む現況交通データを受信する。

図５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・統計交通データ記憶装置３から読み出した地図データ、統計交通データや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６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・統計交通データ記憶装置３に記憶されている統計交通データを用いるようにしている。また、経路探索部４２は、予想旅行時間算出・予想到着時刻、および、順調レベル表示区間・各区間の順調レベルも求める処理も行う。

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。

また、経路誘導部４４は、地図・統計交通データ記憶装置３に記憶されている統計交通データを用いて、マップマッチ処理部４７から出力された現在地から目的地までの予想旅行時間を計算する。そして、計算した予想旅行時間を現在時刻に加算することで、目的地への予想到着時刻を算出し、ユーザに通知する。

さらに、経路誘導部４４は、推奨経路の出発地からマップマッチ処理部４７より出力された現在地に至るまでに要した実際の旅行時間を計測する。そして、この旅行時間と、経路探索部４２がこの推奨経路の探索に用いたコストのうち前記出発地から前記現在地に至るまでの区間のコストとを比較し、その比較結果に応じて推奨経路の再探索の必要性を判断する。再探索の必要性ありと判断した場合には、マップマッチ処理部４７から出力された現在地を出発地とし、現在時刻を出発時刻として、推奨経路の再探索を経路探索部４２に要求する。

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）にある地図データおよび統計交通データを、地図・統計交通データ記憶装置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・統計交通データ記憶装置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統計交通データを地図・統計交通データ記憶装置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７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または予想旅行時間計算等の要求を受け付けることで開始する。そして、出発地設定、目的地設定、出発時刻設定（Ｓ１００）、経路探索条件設定（Ｓ１０１）、経路探索（Ｓ１０３）、推奨経路のディスプレイ表示（Ｓ１０５）を行う。以下に、それぞれの処理について、具体的に説明する。

出発地、目的地、出発時刻設定処理（Ｓ１００）では、ユーザ操作解析部４１が、出発地、目的地、出発時刻を経路探索部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、現在時刻を出発時刻に設定する場合は、図示していない内蔵タイマなどを用いて推奨経路の探索要求を受け付けた時に取得した現在時刻を出発時刻に設定する。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・統計交通データ記憶装置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・統計交通データ記憶装置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。

次に、経路探索条件の設定処理（Ｓ１０１）について説明する。ここでは、経路探索において、どのような条件で経路を探索するかを設定する。この際、ユーザ操作解析部４１は、ディスプレイ２に、図８に示すように、探索条件設定画面５００を表示する。画面５００には、探索条件として、有料道路を優先して経路を探索するモードに設定するボタン４１２、一般道を優先して経路を探索するモードに設定するボタン４１４、順調な道路を優先して経路を探索するモードに設定するボタン５１０〜５２２等が表示される。ユーザにより入力装置５を介して、いずれかのモードが選択されると、選択内容がユーザ操作解析部４１を介して経路探索部４２に送られる。経路探索部４２は、選択されたモードの内容で、経路探索を行う。ここでは、順調な道路を優先して経路探索をするモードが設定する場合について説明する。

順調な道路を優先して経路探索するように設定するモードには、旅行速度を規制速度で割った値Ｘが大きいリンクを優先的に選択するモード５１２と、ユーザの希望速度で旅行できるリンクを優先的に選択するモード５２２とを有する。旅行速度を規制速度で割った値Ｘが大きいリンクを優先的に選択するモード５１２においては、さらに、選択ボタン５１３、５１４により旅行時間を考慮するか否かも設定できるようになっている。

ユーザの希望の旅行速度で旅行できるリンクを優先的に選択するモードでは、走行速度を、「高」（時速６０ｋｍ〜１００ｋｍ）、「中」（時速４０ｋｍ〜６０ｋｍ）、「低」（時速４０ｋｍ〜５ｋｍ）から選択できるようになっている。なお、「高」「中」「低」のレベルに割り当てられる速度の範囲は、ユーザの好みに応じて選択できるようにしてもよい。

画面５００の表示中において、ユーザによりいずれかモードを選択されると、経路探索部４２は、選択された内容を、経路探索条件として設定する。

［経路探索処理］次に、経路探索処理（Ｓ１０３）について説明する。以下は経路探索処理の一例である。

図９は、経路探索処理の流れを示すフロー図である。まず、経路探索部４２は、現在位置の座標から、出発地および目的地を含む領域に含まれる各メッシュ領域のメッシュＩＤを特定する。そして、データ読込部４８を介して地図・統計交通データ記憶装置３より、特定したメッシュＩＤを持つ地図データ３１０各々に登録されている各リンクデータ３１２を入手する。また、経路探索部４２は、データ読込部４８を介して地図・統計交通データ記憶装置３より上記の日付変換テーブルを読み出す。そして、日付変換テーブルを用いて、出発日の日の種類を特定する。なお、出発日の日付が日付変換テーブルに登録されていない場合は、計算ロジックにより日付から日の種類を特定する処理を、車載用ナビゲーション装置に組み込まれたソフトウエアで実行することで、出発日に対応する日の種類を特定するようにしてもよい。このようにすることで、日付変換テーブルに登録されている日付の範囲を超えた場合でも、処理を継続実行させることができる（Ｓ１０３０１）。

次に、経路探索部４２は、Ｓ１０３０１で入手した各リンクデータ３１２を用いて、後述するＳ１０３０９でヒープテーブルから抽出された抽出リンクの終了ノードを開始ノードとするリンクを、推奨経路を構成する候補リンクとして選出する。ただし、Ｓ１０３０９での処理が行われていない場合、つまり、ヒープテーブルにリンクが登録されていない初期段階では、抽出リンクの終了ノードを開始ノードとするリンクを候補リンクとして選出する代わりに、出発地が存在あるいは出発地に近接する少なくとも１つのリンクを、候補リンクとして選出する（Ｓ１０３０２）。

次に、経路探索部４２は、抽出リンクの終了ノードへの到着予想時刻を算出する。これは、出発時刻に、ヒープテーブルに登録されている抽出リンクの総旅行時間を加算することで算出できる。また、経路探索部４２は、抽出リンクの終了ノードの座標から終了ノードが位置するメッシュ領域のメッシュＩＤを特定する。ただし、Ｓ１０３０９での処理が行われていない場合、つまり、ヒープテーブルにリンクが登録されていない初期段階では、出発地が位置するメッシュ領域のメッシュＩＤを特定する。そして、経路探索部４２は、ＦＭ多重放送受信装置１２を介して、前記特定したメッシュＩＤと、抽出リンクの終了ノードへの到着予想時刻が属する対象時間帯（注目時間帯と呼ぶ）とを有する天気情報を入手する（Ｓ１０３０３）。なお、車内ＬＡＮ装置１１を介して受信したワイパーの作動状況情報や外気温情報から天気を判断し、この判断結果を天気情報として利用してもよい。

次に、経路探索部４２は、地図・統計交通データ記憶装置３に記憶されているＳ１０３０３で特定したメッシュＩＤを持つ統計交通データ３２０に、データ読込部４８を介してアクセスする。そして、この統計交通データ３２０の管理データ３２２を用いて、候補リンク各々について、注目時間帯の交通情報統計値であって、且つ、Ｓ１０３０１で特定した日の種類およびＳ１０３０３で入手した天気情報により特定される天気の種類に対応付けられている交通情報統計値を入手する（Ｓ１０３０４）。

それから、経路探索部４２は、候補リンク各々について、Ｓ１０３０４で入手した交通情報統計値を用いて当該候補リンクのコストを求める（Ｓ１０３０５）。

候補リンクのコストは、探索条件設定処理（Ｓ１０１）において、どう探索条件を設定したかによって異なる。ここでは、順調な道路を優先して経路探索するように設定された場合における候補リンクのコストの求め方について説明する。

探索条件として、旅行速度を規制速度で割った値が大きいリンクを優先的に選択するモード５１２が設定され、かつ旅行時間を考慮しないモード５１３が設定されている場合、経路探索部４２は、次の処理をする。すなわち、下記数式１で示すように、旅行速度を規制速度３１２５で割った値の逆数を候補リンクのコストとする。

コスト＝規制速度／旅行速度 …数式１
なお、上記数式１、後述する数式２，３において、旅行速度は、交通情報統計値に含まれる旅行時間から求めた旅行速度を用いる。具体的には、リンク長を旅行時間で割って算出する。ただし、交通情報統計値に旅行速度が含まれている場合は、その旅行速度をそのまま用いる。また、旅行速度、旅行時間ともに含まれていない場合は、コストを直接求めることはできないが、かかる場合は、周辺のリンクのコストを割り当てるなどして補完するようにしてもよい。

上記数式１によりコストを求めるようにすれば、より規制速度に近い速度で走行できるリンクで構成される経路を探索できることとなる。

また、旅行速度を規制速度で割った値が大きいリンクを優先的に選択するモード５１２が設定され、かつ旅行時間を考慮するモード５１６に設定されている場合、経路探索部４２は、下記数式２で示すように、旅行時間に、旅行速度を規制速度で割った値の逆数を乗じた値を候補リンクのコストとする。

コスト＝旅行時間×（規制速度／旅行速度） …数式２
上記数式２によりコストを求めれば、より規制速度に近い速度で走行できるリンクで構成され、かつ旅行時間が短い経路を探索することとなる。

また、希望の旅行速度で旅行できるリンクを優先的に選択するモード５２２が設定されている場合、経路探索部４２は、下記数式３で示すように、旅行速度と希望速度との差の絶対値を候補リンクのコストとする。

コスト＝｜旅行速度−希望速度｜ …数式３
ここで、希望速度は、図８に示す設定画面において「高」、「中」、「低」のいずれのレベルが選択されたかによって異なる。例えば、選択されたレベルに割り当てられた旅行速度範囲（例えば「高」では、時速６０ｋｍ〜１００ｋｍ）の中間の旅行速度（「高」の場合は、時速８０ｋｍ）が希望速度として割り当てられることができる。

上記数式３を用いてコストを求めるようにすれば、旅行速度と希望速度との差がより少ないリンクを構成リンクとする経路を探索することとなるので、走行中の速度の変化が少なく、順調に走行できる推奨経路を探索できる。特に、走行速度の大きな変化が抑制できるので車両の燃費を抑えることができる。

図９に戻って説明する。経路探索部４２は、出発地から候補リンクの終了ノードまでの総コストを算出する。具体的には、ヒープテーブルに登録されている抽出リンクの総コストに、Ｓ１０３０５で算出した候補リンクのコストを加算し、その加算結果を当該候補リンクの総コストとする。ただし、ヒープテーブルに抽出リンクが登録されていない初期段階では、Ｓ１０３０５で算出した候補リンクのコストを当該候補リンクの総コストとする。それから、経路探索部４２は、候補リンク各々のリンクデータおよび総コストをヒープテーブルに追加する（Ｓ１０３０７）。

次に、経路探索部４２は、直前に行ったＳ１０３０７にてヒープテーブルに新たに追加されたリンクの中に、目的地リンクがあるか否かを調べる（Ｓ１０３０８）。目的地リンクがないと判断した場合（Ｓ１０３０８でＮｏ）、経路探索部４２は、ヒープテーブルに登録されているリンクの情報を総コストの小さい順にソートし、最初に位置するリンクを抽出するなどして、ヒープテーブルから総コストが最小の候補リンクを抽出する（Ｓ１０３０９）。それから、Ｓ１０３０２に戻る。

一方、目的地リンクがあると判断した場合（Ｓ１０３０８でＹｅｓ）、経路探索部４２は、推奨経路決定処理を行う。具体的には、ヒープテーブルから、目的地リンクを発生させたリンク（目的地リンクの開始ノードを終了ノードとするリンク）を検索し、検出したリンクを推奨経路を構成する構成リンクに決定する。次に、構成リンクが、出発地が存在あるいは出発地に近接する出発地リンクであるか否かを調べ、出発地リンクでないならば、この構成リンクを発生させたリンクを検索し、検出したリンクを構成リンクに決定して、それが出発リンクであるか否かをさらに調べる。この処理を、構成リンクが出発リンクであると判断されるまで繰り返すことで、推奨経路を構成する各構成リンクを決定する。それから、経路探索部４２は、推奨経路を構成する各構成リンクについて、リンクデータ３１２およびＳ１０３０４で入手した交通情報統計値を、経路データ記憶部４３に記憶する（Ｓ１０３１０）。

上記フローによれば、経路探索部４２は、探索条件設定処理（Ｓ１０１）で設定した探索条件を満たすような推奨経路を探索することができる。

以上、経路探索処理について説明したが、本発明に適用できる経路探索処理は、上記に限られない。本発明をその要旨の範囲で実施可能であれば、他の経路探索方法を採用することもできる。例えば、想定されるメッシュ領域に含まれる、出発地から目的地までのすべての経路についてダイクストラ法により総当りで調べたのち、その経路の中でコストが最短となる経路を探索する経路探索方法を採用してもよい。この場合でも、各リンクについて、設定された探索条件に応じて、数式１、数式２又は数式３で求めた値をリンクのコストとし、推奨経路を探索することができる。

［予想旅行時間・予想到着時刻を求める処理］予想旅行時間を求めるため、経路探索部４２は、経路データ記憶部４３に登録されている推奨経路を構成する各リンクのリンクデータおよび交通情報統計値を用いて、各構成リンクの旅行時間を算出する。そして、推奨経路を構成する各リンクの旅行時間の総和を当該推奨経路の予想旅行時間とする。また、出発時刻（現在時刻）に予想旅行時間を加算した時刻を目的地への予想到着時刻とする。

［順調レベルを求める処理］次に、順調レベルを求める処理について説明する。

経路探索部４２は、推奨経路の順調レベル表示区間および各表示区間の順調レベルを決定する。本実施形態では、図１０に示すように、推奨経路を複数の区間（順調レベル表示区間）に分け、区間単位で順調レベルをディスプレイ２に表示できるようにしている。

この処理は、例えば次のようにして行う。まず、推奨経路を構成する各リンクについて、旅行速度を規制速度で割った値Ｘから順調レベルを割り当てる。例えば、順調レベル「高」は、Ｘ値０．７以上、「中」は、Ｘ値０．４以上０．７未満、「低」はＸ値０．４未満という具合に割り当てる。そして、隣接するリンクが互いに同じ順調レベルである場合、両リンクを同じ順調レベル表示区間に割り当てる。そして、当該区間を前記同じ順調レベルに設定する。

なお、交通情報統計値を持たないリンクについては、順調レベル不明の順調レベル表示区間として取り扱う。

さらに、経路探索部４２は、推奨経路全体の順調レベルを算出する。具体的には、まず、推奨経路を構成する各リンクのＸ値をリンクの長さで重みをつけて平均する。平均して求めた値を上記のように「高」「中」「低」のいずれか順調レベルに割り当てる。

［表示処理］次に、上述のようにして得られた情報の表示処理について説明する。

上記のようにして、予想旅行時間・予想到着時刻および順調レベル表示区間・各区間の順調レベルが決定されたならば、ディスプレイ２は、これらの情報を表示する（Ｓ１０５）。具体的には、メニュー表示処理部５０は、経路探索部４２からこれらの情報を入手する。そして、グラフィックス処理部５１を介してディスプレイ２に、予想旅行時間・予想到着時刻、および、順調レベル表示区間・各区間の順調レベルが分かるようにグラフ表示する。また、これらの情報の算出に用いた交通情報統計値の情報源も表示する。

図１０は、これらの情報の表示の一例を示している。この例は、現在時刻（９時）に出発した場合の予想旅行時間等を表示している。棒グラフ８１０の長さは予想旅行時間８０６に比例している。また、グラフ８１０は、順調レベル８１２を示す少なくとも１つの順調レベル表示区間で構成されており、この表示区間の長さも当該区間の旅行時間に比例している。ユーザは、順調レベルの高い順調レベル表示区間のグラフに示す割合を確認することにより、推奨経路の順調度を判断することができる。

さらに、経路全体の順調レベル８１５も表示されている。これによりユーザは推奨経路全体の順調度を判断することができる。

さらに、表示されている情報の算出に用いた交通情報統計値の情報源８０８が表示されている。ユーザは、この情報源８０８を参照することでも、予想旅行時間（予想到着時刻）等の信頼度をおおよそ判断することができる。

また、図１１に示すように、地図表示してもよい。図１１では、出発地９０３および目的地９０４間の推奨経路９０５が、各順調レベル表示区間での順調レベル９０６が識別できるようにして、地図９０９上に表示している。また、図１１において、符号９０１は出発時刻、符号９０７は目的地の予想旅行時間（予想到着時刻）、そして、符号９１１は予想旅行時間（予想到着時刻）９０７等の算出に用いた交通情報統計値の情報源である。なお、順調レベル表示区間毎に、その順調レベル表示区間に到達する予想到着時刻（その順調レベル表示区間の１つ前の順調レベル表示区間を構成する最終リンクの終了ノードへの予想到着時刻）を、地図上におけるその順調レベル表示区間の開始位置に合わせて表示するようにしてもよい。

また、順調に走行できるリンクを優先するように設定して探索した場合の推奨経路と、他の探索条件を設定した場合の推奨経路とを画面上にともに表示するようにしてもよい。こうすれば、ユーザは、探索条件ごとに推奨経路を比較できる。

以上、本発明が適用された一実施形態について説明した。

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、上記の実施形態では、地図・統計交通データ記憶装置３が保持する統計交通情報に含まれる旅行時間、旅行速度を用いてリンクのコストを求めている。しかし、これに限らず、ＦＭ多重放送受信装置１２、ビーコン受信装置１３から、旅行時間等を入手し、リンクのコストの算出に利用してもよい。また、インターネット等により交通情報を配信する交通情報配信センタにアクセスし、そこから旅行時間等の交通情報を入手するようにしてもよい。

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ナビゲーションシステムの概略構成図である。 図２は、車載用ナビゲーション装置１０００の概略構成図である。 図３は、地図・統計交通データ記憶装置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４は、日付から日の種類を特定するための日付変換テーブルの構成例を示す図である。 図５は、演算処理部１のハードウェア構成を示す図である。 図６は、演算処理部１の機能構成を示す図である。 図７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８は、探索条件設定画面の表示例を示す図である。 図９は、経路探索処理の流れを示すフロー図である。 図１０は、推奨経路と順調レベルの表示例（棒グラフ）を示す図である。 図１１は、推奨経路と順調レベルの表示例（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・統計交通データ記憶装置、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、１２…ＦＭ多重放送受信装置、１３…ビーコン受信装置、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 (5)

1. 地図上の道路を構成する各リンクの旅行速度に関する情報を記憶する記憶装置と、
   希望速度を設定する手段と、
   前記旅行速度と前記希望速度との差から求めたコストを前記各リンクに割り当てる手段と、
   前記各リンクのコストを用いて出発地から目的地までの推奨経路の探索を行う手段と、
   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、
   前記推奨経路を構成する各リンクの順調レベルを各リンクのコストに基づいて決定する手段と、
   前記順調レベルを、前記順調レベルごとに区分して表示する表示手段と、
   を行うことを特徴とするナビゲーション装置。
3. 請求項２に記載のナビゲーション装置であって、
   前記表示手段は、
   前記推奨経路の旅行時間を前記順調レベルごとに分割し、分割した区分の長さに対応する長さで棒グラフ状に各順調レベルを表示する
   ことを特徴とするナビゲーション装置。
4. 請求項２に記載のナビゲーション装置であって、
   前記表示手段は、
   前記推奨経路を構成する各リンクの順調レベルを、地図表示した推奨経路とともに表示する
   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速度に関する情報を記憶する記憶装置を有し、
   希望速度を設定するステップと、
   前記旅行速度と前記希望速度との差から求めたコストを前記各リンクに割り当てるコスト割当ステップと、
   前記各リンクのコストを用いて出発地から目的地までの推奨経路の探索を行うステップと、
   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。