专利名称：导航装置、方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及提供指示到达目的地的路径的路径信息的导航装置。
背景技术：
在汽车导航系统等使用的导航装置中，具备搜索从出发地到目的地的路径的功能。作为路径搜索的方法，对构成路径网络的节点和/或链路设定加权系数(成本参数)，通过例如迪杰斯特拉(Dijkstra)法来确定到达目的地的总成本为最小的路径。作为成本参数，使用例如距离、道路类型、路宽、有无信号机、左右拐弯等参数。此外，在专利文献I中，公开了一种导航装置，其按每个预定地域分别设定存储成本参数的成本表，使用这些成本表来算出到达目的地的路径成本。 进而，在专利文献2中，公开了一种导航系统，其具备多个成本表，基于时间段和/或平常日/休息日这样的短期变化的参数，来使用贝叶斯网络选择带条件概率最高的成本表，由此能够搜索反应驾驶员喜好的路径。专利文献I :特开2005-181063号公报；专利文献2 :特开2007-10571号公报。但是，上述专利文献记载的技术，由于对从车辆的当前位置(起点)到目的地(终点)的所有路径进行路径搜索，所以存在路径搜索花费时间的问题。特别地，从在车辆上装载的导航装置省略存储地图数据的存储装置且用与车辆连接的中央服务器来集中进行路径搜索的功能从减小装置成本的观点来看较理想，但是，上述专利文献记载的技术，在从多个车辆同时进行路径搜索请求的情况下，不能迅速地进行路径搜索。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而实现的，其目的在于提供能够在短时间有效地进行路径搜索的导航装置。本发明的导航装置具有下述结构，即具备信息取得部，其取得表示车辆的当前位置的位置信息和表示目的地的位置的目的地信息；地图信息存储部，其存储构成道路地图的多个块的各个所包含的节点的位置信息；块内信息存储部，其对上述块的各个，将与相邻的块的边界上的节点定为转入节点和/或转出节点，存储表示从上述转入节点到上述转出节点的路径的块内路径信息；块内路径生成部，其搜索各个上述块的从上述转入节点到上述转出节点的最佳路径，并以所搜索到的路径信息更新上述块内路径信息；以及整体路径搜索部，其将多个上述块内路径信息组合，生成从上述当前位置到上述目的地的路径信息。通过该结构，由于对将道路地图分割而成的块的各个计算最佳路径，将得到的每个块的最佳路径信息组合，由此提取从当前地到目的地的路径信息，所以能够缩短路径搜索所需的时间。在本发明的导航装置中，块内信息存储部具备最佳路径表，该最佳路径表与上述块内路径信息对应地存储从上述转入节点到上述转出节点的路径的链路成本信息。由此，由于能够使用道路类型和/或拥堵状况这样的链路成本来搜索块内的最佳路径，所以能够实现路径搜索的提闻。在本发明的导航装置中，块内信息存储部具备表示块内的相邻节点间的移动概率的移动概率表，上述块内路径生成部基于在上述移动概率表存储的移动概率来搜索从上述转入节点到上述转出节点的最佳路径。优选地，具备表示块内的节点间的信息素量的信息素量表和表示上述块内的节点间的上述链路成本的链路成本表,上述块内路径生成部按每预定时间更新上述信息素量表和/或上述链路成本表，并且基于上述节点间的上述信息素量和上述链路成本来更新上述移动概率。由此，由 于能够将移动概率最高的节点的组合确定为最佳路径，所以能够高效地提取最佳路径。在本发明的导航装置中，整体路径搜索部将在上述最佳路径表存储的从上述转入节点到上述转出节点的路径看作一个链路，生成从上述当前位置到上述目的地的路径信息。由此，由于通过组合按每个块预先确定的最佳路径，能够搜索到达目的地的路径，所以能够在短时间有效地进行路径搜索。本发明的导航装置，具有具备多个更新上述块的最佳路径信息的上述块内路径生成部的结构。通过该结构，由于能够并行地进行多个块的最佳路径的搜索，所以能够缩短最佳路径的提取处理所需的时间。本发明的导航方法具有下述构成，即包括信息取得步骤，取得表示车辆的当前位置的位置信息和表示目的地的位置的目的地信息；块内信息存储步骤，对构成道路地图的多个块的各个，将与相邻的块的边界上的节点定为转入节点和/或转出节点，存储表示从上述转入节点到上述转出节点的路径的块内路径信息；块内路径生成步骤，搜索各个上述块的从上述转入节点到上述转出节点的最佳路径，并以所搜索到的路径信息更新上述块内路径信息；以及整体路径搜索步骤，将多个上述块内路径信息组合，生成从上述当前位置到上述目的地的路径信息。通过该构成，与上述同样地，也由于计算构成道路地图的各块的最佳路径，通过将它们组合，提取从当前地到目的地的路径信息，所以能够缩短路径搜索所需的时间。本发明的导航系统具备将道路地图分割为多个块并且生成所分割的各块内的最佳路径信息的多个路径生成装置；和与上述路径生成装置连接的导航装置，上述导航装置具备信息取得部，其取得表示车辆的当前位置的位置信息和表示目的地的位置的目的地信息；地图信息存储部，其存储构成道路地图的多个块的各个所包含的节点的位置信息；最佳路径存储部，其对上述块的各个，将与相邻的块的边界上的节点定为转入节点和/或转出节点，存储表示从上述转入节点到上述转出节点的最佳路径的块内最佳路径信息；以及整体路径搜索部，其将多个上述块内路径信息组合，生成从上述当前位置到上述目的地的路径信息，上述路径生成装置具备块内信息存储部，其对上述块的各个，存储表示从上述转入节点到上述转出节点的路径的块内路径信息；以及块内路径生成部，其搜索各个上述块的从上述转入节点到上述转出节点的最佳路径，并以所搜索到的路径信息更新为上述块内最佳路径信息，其中，上述导航装置基于由上述块内路径生成部搜索的上述路径信息更新上述块内最佳路径信息。根据该构成，与上述同样，也由于计算构成道路地图的各块的最佳路径，通过将它们组合，而提取从当前地到目的地的路径信息，所以能够缩短路径搜索所需的时间。
根据本发明，由于将道路地图分割为多个块，计算各块的最佳路径，并且将该各块的最佳路径组合，由此提取从当前地到目的地的路径信息，所以能够在短时间有效地进行路径搜索。
图I是表示从本发明的实施方式所涉及的导航装置向车辆发送路径信息的例子的方框图。图2是表示本发明的实施方式所涉及的导航装置的结构的方框图。图3是表示将道路地图分割为多个块的例子的说明图。 图4是表示构成道路地图的块内的路径图的一例的说明图。
图5是表示块内信息存储部的数据构成的一例的说明图。图6是表不相邻节点间的位置关系和各参数的说明图。图7是表示信息素量表的数据构成的一例的说明图。图8是表示主体路径表的数据构成的一例的说明图。图9是表示最佳路径表的数据构成的一例的说明图。图10是表示由某主体获得的行驶路径的一例的说明图。图11是表示由另一主体获得的行驶路径的一例的说明图。图12是表示所搜索到的路径的一例的说明图。图13是表示块内的各种表的更新处理的一例的流程图。图14是表示从车辆的当前位置到目的地的路径搜索处理的一例的流程图。图15是表示本发明的另一实施方式所涉及的导航系统的结构的方框图。图16是表示本发明的又一实施方式所涉及的导航系统的结构的方框图。图17是表示构成图15的系统的导航装置和路径生成装置的结构的方框图。符号说明10,70,80导航装置，12车辆，22地图DB，24交通信息取得部26、88块内信息存储部，28、72块内路径生成部，30整体路径搜索部，40道路地图，42、44块，50信息素量表，52移动概率表，54链路成本表，56主体路径表，58最佳路径表，74、90路径生成单元，82路径生成装置，86最佳路径存储部。
具体实施例方式(第一实施方式)下面，参照附图来说明本发明的第一实施方式所涉及的导航装置。在图I中，本实施方式所涉及的导航装置10通过例如无线通信线路与在道路上行驶的多个车辆12连接，在从车辆12接收到了到达目的地的路径请求时，通过后述的步骤来搜索到达目的地的路径，作为路径信息而对车辆12发送。此外，导航装置10与VICS中心14连接，接收拥堵信息和/或交通限制信息等各种交通信息。在图2中，导航装置10具备通信部20、地图DB22、交通信息取得部24、块内信息存储部26、路径生成部28、整体路径搜索部30，并由未图示的控制电路来控制其工作。通信部20是例如可与网络线路连接的无线通信模块，从车辆12接收包括当前位置和目的地的信息的路径请求，并且向发出路径请求的车辆12发送路径信息。此外，通信部20具备接收来自VICS中心14的交通信息的接收单元。另外，通信部20也可具备在与通信装置之间进行信息的发送接收的无线通信模块，所述通信装置例如在与车辆之间进行公知的路车间通信。地图DB22包括构成道路地图的各区间(链路)的位置信息、各链路的端点(节点)的位置信息、表示节点和链路的成本的成本信息(例如，距离、道路类型、路宽、拥堵的程度、交通限制的有无、信号机的有无、左右拐弯等信息)、道路上的设施信息等数据。该地图DB22内的信息基于例如来自VICS中心14的交通信息而更新。如图3所示，地图DB22所包括的道路地图40被划分为多个块42，且存储表示所划分的各块的边界位置的信息(例如，边界上的节点的位置信息)。另外，作为道路地图40的分割方法，并不限于图3所示的格子形状，而也可以例如按每个市区县村形成单独的块。
图4放大了构成图3的道路地图的一个块44。块44例如具有在与相邻的块的边界上设置的节点01 03、D1 D3、表示块44内的链路的端点的节点NI N4。此外，在图4中，块44内的箭头46表示道路(链路)。另外，这些节点和链路的位置信息存储在地图DB22。
在图4中，表示为“01”的是车辆在进入该块时通过的节点(转入节点)，表示为“D1”的是车辆在从该块驶出到另一块时通过的节点(转出节点)。在图4的例子中，表示经由通过节点01 03、D1 D3的道路而与相邻块连接的情况。这些转入节点对构成块的各边设定。即，对构成各块的上下左右的每边，设定转入节点和转出节点，在图4中表示在块的左边设定转入节点的例子。另外，关于对块的其他边设定转入节点的例子，由于与图4的例子相同，所以省略说明。另外，在图4的例子中，转入节点01 03和转出节点Dl D3各设置有三个，但是转入节点和转出节点的数量并不限定于此，而能够根据跨越块的道路的数量来确定转入节点和转出节点。此外，在图4的例子中，在块的上边和下边没有设置转入节点和/或转出节点，但是在存在通过块的上边或下边的道路的情况下，当然要设置转入节点和/或转出节点。在图2中，交通信息取得部24取得发出了路径请求的车辆12的位置信息和目的地信息，并且参照在地图DB22中存储的各块的边界节点的位置信息来取得与该车辆12和目的地的地点对应的块的标识信息。此外，交通信息取得部24暂时存储来自VICS中心14的拥堵信息和/或交通限制信息等各种交通信息，并更新地图DB22内的信息。块内信息存储部26存储构成道路地图的各块的信息，如图5所示，其具备信息素量表50、移动概率表52、链路成本表54、主体路径表56、最佳路径表58。该各种表50 58按构成道路地图的每个块设置。这里，所谓信息素量，是表示某链路(节点间)的车辆的存在量的指标，例如，根据“在车辆存在5台的情况下为10”这样的基准来确定。信息素量作为例如时间t的函数而确定且随着时间t的经过而衰减，例如以一秒期间一成的程度衰减。另外，衰减的时间并不限于一秒间隔，而且，衰减比例也不限于一成。节点X与节点Y间的信息素量Txy由例如下式表不。[式I]
T xy(t+l) = (1-p) T xy(t) +A Txy这里，xxy(t)是时间t下的信息素量，P是衰减率，A Txy是在时间t到时间(t+1)之间增加的信息素量(后述的主体的通过数)。另外，信息素量Txy不限于上式，例如，也可包括从相邻的链路以一定比例传递(传递信息素)的分量。此外，在预定时间内信息素量不增加的情况(△ T在预定时间内为零的情况)下，也可将T的值设定为零。所谓链路成本，是表示某链路(节点间)的距离的权重值H，其基于在地图DB22存储的节点的位置信息来计算。在链路间的距离较短的情况下n的值较小，在链路的距离较长的情况下n的值较大。此外，移动概率P表示从某节点移动到相邻的另一节点的概率，移动概率P越大，则车辆通过的比例越高，表示是最佳的行驶路径。从节点X向节点Y的移动概率Pxy能够由例如下式表示。[式2]
权利要求
1.一种导航装置，其特征在于，具备 信息取得部，其取得表示车辆的当前位置的位置信息和表示目的地的位置的目的地信息； 地图信息存储部，其存储构成道路地图的多个块的各个所包含的节点的位置信息； 块内信息存储部，其对上述块的各个，将与相邻的块的边界上的节点定为转入节点和/或转出节点，存储表示从上述转入节点到上述转出节点的路径的块内路径信息； 块内路径生成部，其搜索各个上述块的从上述转入节点到上述转出节点的最佳路径，并以所搜索到的路径信息更新上述块内路径信息；以及 整体路径搜索部，其将多个上述块内路径信息组合，生成从上述当前位置到上述目的 地的路径信息。
2.根据权利要求I所述的导航装置，其特征在于， 上述块内信息存储部具备最佳路径表，该最佳路径表与上述块内路径信息对应地存储从上述转入节点到上述转出节点的路径的链路成本信息。
3.根据权利要求2所述的导航装置，其特征在于， 上述块内信息存储部具备表示块内的相邻节点间的移动概率的移动概率表， 上述块内路径生成部基于在上述移动概率表存储的移动概率来搜索从上述转入节点到上述转出节点的最佳路径。
4.根据权利要求3所述的导航装置，其特征在于， 上述块内信息存储部具备表示上述块内的节点间的信息素量的信息素量表和表示上述块内的节点间的上述链路成本的链路成本表， 上述块内路径生成部按每预定时间更新上述信息素量表和/或上述链路成本表，并且基于上述节点间的上述信息素量和上述链路成本来更新上述移动概率。
5.根据权利要求2 4中的任一项所述的导航装置，其特征在于， 上述整体路径搜索部将在上述最佳路径表存储的从上述转入节点到上述转出节点的路径看作一个链路，生成从上述当前位置到上述目的地的路径信息。
6.根据权利要求I 5中的任一项所述的导航装置，其特征在于， 具备多个更新上述块的最佳路径信息的上述块内路径生成部。
7.一种导航方法，其特征在于，包括 信息取得步骤，取得表示车辆的当前位置的位置信息和表示目的地的位置的目的地信息； 块内信息存储步骤，对构成道路地图的多个块的各个，将与相邻的块的边界上的节点定为转入节点和/或转出节点，存储表示从上述转入节点到上述转出节点的路径的块内路径息; 块内路径生成步骤，搜索各个上述块的从上述转入节点到上述转出节点的最佳路径，并以所搜索到的路径信息更新上述块内路径信息；以及 整体路径搜索步骤，将多个上述块内路径信息组合，生成从上述当前位置到上述目的地的路径信息。
8.一种导航系统，其特征在于，具有将道路地图分割为多个块并且生成所分割的各块内的最佳路径信息的多个路径生成装置；和与上述路径生成装置连接的导航装置，上述导航装置具备 信息取得部，其取得表示车辆的当前位置的位置信息和表示目的地的位置的目的地信息； 地图信息存储部，其存储构成道路地图的多个块的各个所包含的节点的位置信息； 最佳路径存储部，其对上述块的各个，将与相邻的块的边界上的节点定为转入节点和/或转出节点，存储表示从上述转入节点到上述转出节点的最佳路径的块内最佳路径信息；以及 整体路径搜索部，其将多个上述块内路径信息组合，生成从上述当前位置到上述目的地的路径信息，上述路径生成装置具备 块内信息存储部，其对上述块的各个，存储表示从上述转入节点到上述转出节点的路径的块内路径信息；以及 块内路径生成部，其搜索各个上述块的从上述转入节点到上述转出节点的最佳路径，并以所搜索到的路径信息更新上述块内最佳路径信息， 其中，上述导航装置基于由上述块内路径生成部搜索的上述路径信息更新上述块内最佳路径信息。
全文摘要
本发明提供能够在短时间进行路径搜索的导航装置。在地图DB(22)存储构成道路地图的多个块的各个所含的节点的位置信息，交通信息取得部(24)取得表示车辆的当前位置的位置信息和表示目的地的位置的目的地信息。块内信息存储部(26)对块的各个，将与相邻的块的边界上的节点定为转入节点和/或转出节点，存储表示从转入节点到转出节点的路径的块内路径信息。块内路径生成部(28)搜索各个上述块的从转入节点到转出节点的最佳路径，并将所搜索到的路径信息更新为块内路径信息。整体路径搜索部(30)将多个块内路径信息组合，生成从当前位置到前述目的地的路径信息。
文档编号G01C21/26GK102735239SQ20111036199
公开日2012年10月17日 申请日期2011年11月15日 优先权日2011年3月29日
发明者增谷修 申请人:电装It研究所