專利名稱：導航裝置、方法和系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及提供指示到達目的地的路徑的路徑信息的導航裝置。
背景技術：
在汽車導航系統等使用的導航裝置中，具備搜索從出發地到目的地的路徑的功能。作為路徑搜索的方法，對構成路徑網絡的節點和/或鏈路設定加權系數(成本參數)，通過例如迪杰斯特拉(Dijkstra)法來確定到達目的地的總成本為最小的路徑。作為成本參數，使用例如距離、道路類型、路寬、有無信號機、左右拐彎等參數。此外，在專利文獻I中，公開了一種導航裝置，其按每個預定地域分別設定存儲成本參數的成本表，使用這些成本表來算出到達目的地的路徑成本。 進而，在專利文獻2中，公開了一種導航系統，其具備多個成本表，基于時間段和/或平常日/休息日這樣的短期變化的參數，來使用貝葉斯網絡選擇帶條件概率最高的成本表，由此能夠搜索反應駕駛員喜好的路徑。專利文獻I :特開2005-181063號公報；專利文獻2 :特開2007-10571號公報。但是，上述專利文獻記載的技術，由于對從車輛的當前位置(起點)到目的地(終點)的所有路徑進行路徑搜索，所以存在路徑搜索花費時間的問題。特別地，從在車輛上裝載的導航裝置省略存儲地圖數據的存儲裝置且用與車輛連接的中央服務器來集中進行路徑搜索的功能從減小裝置成本的觀點來看較理想，但是，上述專利文獻記載的技術，在從多個車輛同時進行路徑搜索請求的情況下，不能迅速地進行路徑搜索。

發明內容
本發明是鑒于上述情況而實現的，其目的在于提供能夠在短時間有效地進行路徑搜索的導航裝置。本發明的導航裝置具有下述結構，即具備信息取得部，其取得表示車輛的當前位置的位置信息和表示目的地的位置的目的地信息；地圖信息存儲部，其存儲構成道路地圖的多個塊的各個所包含的節點的位置信息；塊內信息存儲部，其對上述塊的各個，將與相鄰的塊的邊界上的節點定為轉入節點和/或轉出節點，存儲表示從上述轉入節點到上述轉出節點的路徑的塊內路徑信息；塊內路徑生成部，其搜索各個上述塊的從上述轉入節點到上述轉出節點的最佳路徑，并以所搜索到的路徑信息更新上述塊內路徑信息；以及整體路徑搜索部，其將多個上述塊內路徑信息組合，生成從上述當前位置到上述目的地的路徑信息。通過該結構，由于對將道路地圖分割而成的塊的各個計算最佳路徑，將得到的每個塊的最佳路徑信息組合，由此提取從當前地到目的地的路徑信息，所以能夠縮短路徑搜索所需的時間。在本發明的導航裝置中，塊內信息存儲部具備最佳路徑表，該最佳路徑表與上述塊內路徑信息對應地存儲從上述轉入節點到上述轉出節點的路徑的鏈路成本信息。由此，由于能夠使用道路類型和/或擁堵狀況這樣的鏈路成本來搜索塊內的最佳路徑，所以能夠實現路徑搜索的提聞。在本發明的導航裝置中，塊內信息存儲部具備表示塊內的相鄰節點間的移動概率的移動概率表，上述塊內路徑生成部基于在上述移動概率表存儲的移動概率來搜索從上述轉入節點到上述轉出節點的最佳路徑。優選地，具備表示塊內的節點間的信息素量的信息素量表和表示上述塊內的節點間的上述鏈路成本的鏈路成本表,上述塊內路徑生成部按每預定時間更新上述信息素量表和/或上述鏈路成本表，并且基于上述節點間的上述信息素量和上述鏈路成本來更新上述移動概率。由此，由 于能夠將移動概率最高的節點的組合確定為最佳路徑，所以能夠高效地提取最佳路徑。在本發明的導航裝置中，整體路徑搜索部將在上述最佳路徑表存儲的從上述轉入節點到上述轉出節點的路徑看作一個鏈路，生成從上述當前位置到上述目的地的路徑信息。由此，由于通過組合按每個塊預先確定的最佳路徑，能夠搜索到達目的地的路徑，所以能夠在短時間有效地進行路徑搜索。本發明的導航裝置，具有具備多個更新上述塊的最佳路徑信息的上述塊內路徑生成部的結構。通過該結構，由于能夠并行地進行多個塊的最佳路徑的搜索，所以能夠縮短最佳路徑的提取處理所需的時間。本發明的導航方法具有下述構成，即包括信息取得步驟，取得表示車輛的當前位置的位置信息和表示目的地的位置的目的地信息；塊內信息存儲步驟，對構成道路地圖的多個塊的各個，將與相鄰的塊的邊界上的節點定為轉入節點和/或轉出節點，存儲表示從上述轉入節點到上述轉出節點的路徑的塊內路徑信息；塊內路徑生成步驟，搜索各個上述塊的從上述轉入節點到上述轉出節點的最佳路徑，并以所搜索到的路徑信息更新上述塊內路徑信息；以及整體路徑搜索步驟，將多個上述塊內路徑信息組合，生成從上述當前位置到上述目的地的路徑信息。通過該構成，與上述同樣地，也由于計算構成道路地圖的各塊的最佳路徑，通過將它們組合，提取從當前地到目的地的路徑信息，所以能夠縮短路徑搜索所需的時間。本發明的導航系統具備將道路地圖分割為多個塊并且生成所分割的各塊內的最佳路徑信息的多個路徑生成裝置；和與上述路徑生成裝置連接的導航裝置，上述導航裝置具備信息取得部，其取得表示車輛的當前位置的位置信息和表示目的地的位置的目的地信息；地圖信息存儲部，其存儲構成道路地圖的多個塊的各個所包含的節點的位置信息；最佳路徑存儲部，其對上述塊的各個，將與相鄰的塊的邊界上的節點定為轉入節點和/或轉出節點，存儲表示從上述轉入節點到上述轉出節點的最佳路徑的塊內最佳路徑信息；以及整體路徑搜索部，其將多個上述塊內路徑信息組合，生成從上述當前位置到上述目的地的路徑信息，上述路徑生成裝置具備塊內信息存儲部，其對上述塊的各個，存儲表示從上述轉入節點到上述轉出節點的路徑的塊內路徑信息；以及塊內路徑生成部，其搜索各個上述塊的從上述轉入節點到上述轉出節點的最佳路徑，并以所搜索到的路徑信息更新為上述塊內最佳路徑信息，其中，上述導航裝置基于由上述塊內路徑生成部搜索的上述路徑信息更新上述塊內最佳路徑信息。根據該構成，與上述同樣，也由于計算構成道路地圖的各塊的最佳路徑，通過將它們組合，而提取從當前地到目的地的路徑信息，所以能夠縮短路徑搜索所需的時間。
根據本發明，由于將道路地圖分割為多個塊，計算各塊的最佳路徑，并且將該各塊的最佳路徑組合，由此提取從當前地到目的地的路徑信息，所以能夠在短時間有效地進行路徑搜索。


圖I是表示從本發明的實施方式所涉及的導航裝置向車輛發送路徑信息的例子的方框圖。圖2是表示本發明的實施方式所涉及的導航裝置的結構的方框圖。圖3是表示將道路地圖分割為多個塊的例子的說明圖。 圖4是表示構成道路地圖的塊內的路徑圖的一例的說明圖。
圖5是表示塊內信息存儲部的數據構成的一例的說明圖。圖6是表不相鄰節點間的位置關系和各參數的說明圖。圖7是表示信息素量表的數據構成的一例的說明圖。圖8是表示主體路徑表的數據構成的一例的說明圖。圖9是表示最佳路徑表的數據構成的一例的說明圖。圖10是表示由某主體獲得的行駛路徑的一例的說明圖。圖11是表示由另一主體獲得的行駛路徑的一例的說明圖。圖12是表示所搜索到的路徑的一例的說明圖。圖13是表示塊內的各種表的更新處理的一例的流程圖。圖14是表示從車輛的當前位置到目的地的路徑搜索處理的一例的流程圖。圖15是表示本發明的另一實施方式所涉及的導航系統的結構的方框圖。圖16是表示本發明的又一實施方式所涉及的導航系統的結構的方框圖。圖17是表示構成圖15的系統的導航裝置和路徑生成裝置的結構的方框圖。符號說明10,70,80導航裝置，12車輛，22地圖DB，24交通信息取得部26、88塊內信息存儲部，28、72塊內路徑生成部，30整體路徑搜索部，40道路地圖，42、44塊，50信息素量表，52移動概率表，54鏈路成本表，56主體路徑表，58最佳路徑表，74、90路徑生成單元，82路徑生成裝置，86最佳路徑存儲部。
具體實施例方式(第一實施方式)下面，參照附圖來說明本發明的第一實施方式所涉及的導航裝置。在圖I中，本實施方式所涉及的導航裝置10通過例如無線通信線路與在道路上行駛的多個車輛12連接，在從車輛12接收到了到達目的地的路徑請求時，通過后述的步驟來搜索到達目的地的路徑，作為路徑信息而對車輛12發送。此外，導航裝置10與VICS中心14連接，接收擁堵信息和/或交通限制信息等各種交通信息。在圖2中，導航裝置10具備通信部20、地圖DB22、交通信息取得部24、塊內信息存儲部26、路徑生成部28、整體路徑搜索部30，并由未圖示的控制電路來控制其工作。通信部20是例如可與網絡線路連接的無線通信模塊，從車輛12接收包括當前位置和目的地的信息的路徑請求，并且向發出路徑請求的車輛12發送路徑信息。此外，通信部20具備接收來自VICS中心14的交通信息的接收單元。另外，通信部20也可具備在與通信裝置之間進行信息的發送接收的無線通信模塊，所述通信裝置例如在與車輛之間進行公知的路車間通信。地圖DB22包括構成道路地圖的各區間(鏈路)的位置信息、各鏈路的端點(節點)的位置信息、表示節點和鏈路的成本的成本信息(例如，距離、道路類型、路寬、擁堵的程度、交通限制的有無、信號機的有無、左右拐彎等信息)、道路上的設施信息等數據。該地圖DB22內的信息基于例如來自VICS中心14的交通信息而更新。如圖3所示，地圖DB22所包括的道路地圖40被劃分為多個塊42，且存儲表示所劃分的各塊的邊界位置的信息(例如，邊界上的節點的位置信息)。另外，作為道路地圖40的分割方法，并不限于圖3所示的格子形狀，而也可以例如按每個市區縣村形成單獨的塊。
圖4放大了構成圖3的道路地圖的一個塊44。塊44例如具有在與相鄰的塊的邊界上設置的節點01 03、D1 D3、表示塊44內的鏈路的端點的節點NI N4。此外，在圖4中，塊44內的箭頭46表示道路(鏈路)。另外，這些節點和鏈路的位置信息存儲在地圖DB22。
在圖4中，表示為“01”的是車輛在進入該塊時通過的節點(轉入節點)，表示為“D1”的是車輛在從該塊駛出到另一塊時通過的節點(轉出節點)。在圖4的例子中，表示經由通過節點01 03、D1 D3的道路而與相鄰塊連接的情況。這些轉入節點對構成塊的各邊設定。即，對構成各塊的上下左右的每邊，設定轉入節點和轉出節點，在圖4中表示在塊的左邊設定轉入節點的例子。另外，關于對塊的其他邊設定轉入節點的例子，由于與圖4的例子相同，所以省略說明。另外，在圖4的例子中，轉入節點01 03和轉出節點Dl D3各設置有三個，但是轉入節點和轉出節點的數量并不限定于此，而能夠根據跨越塊的道路的數量來確定轉入節點和轉出節點。此外，在圖4的例子中，在塊的上邊和下邊沒有設置轉入節點和/或轉出節點，但是在存在通過塊的上邊或下邊的道路的情況下，當然要設置轉入節點和/或轉出節點。在圖2中，交通信息取得部24取得發出了路徑請求的車輛12的位置信息和目的地信息，并且參照在地圖DB22中存儲的各塊的邊界節點的位置信息來取得與該車輛12和目的地的地點對應的塊的標識信息。此外，交通信息取得部24暫時存儲來自VICS中心14的擁堵信息和/或交通限制信息等各種交通信息，并更新地圖DB22內的信息。塊內信息存儲部26存儲構成道路地圖的各塊的信息，如圖5所示，其具備信息素量表50、移動概率表52、鏈路成本表54、主體路徑表56、最佳路徑表58。該各種表50 58按構成道路地圖的每個塊設置。這里，所謂信息素量，是表示某鏈路(節點間)的車輛的存在量的指標，例如，根據“在車輛存在5臺的情況下為10”這樣的基準來確定。信息素量作為例如時間t的函數而確定且隨著時間t的經過而衰減，例如以一秒期間一成的程度衰減。另外，衰減的時間并不限于一秒間隔，而且，衰減比例也不限于一成。節點X與節點Y間的信息素量Txy由例如下式表不。[式I]
T xy(t+l) = (1-p) T xy(t) +A Txy這里，xxy(t)是時間t下的信息素量，P是衰減率，A Txy是在時間t到時間(t+1)之間增加的信息素量(后述的主體的通過數)。另外，信息素量Txy不限于上式，例如，也可包括從相鄰的鏈路以一定比例傳遞(傳遞信息素)的分量。此外，在預定時間內信息素量不增加的情況(△ T在預定時間內為零的情況)下，也可將T的值設定為零。所謂鏈路成本，是表示某鏈路(節點間)的距離的權重值H，其基于在地圖DB22存儲的節點的位置信息來計算。在鏈路間的距離較短的情況下n的值較小，在鏈路的距離較長的情況下n的值較大。此外，移動概率P表示從某節點移動到相鄰的另一節點的概率，移動概率P越大，則車輛通過的比例越高，表示是最佳的行駛路徑。從節點X向節點Y的移動概率Pxy能夠由例如下式表示。[式2]
權利要求
1.一種導航裝置，其特征在于，具備 信息取得部，其取得表示車輛的當前位置的位置信息和表示目的地的位置的目的地信息； 地圖信息存儲部，其存儲構成道路地圖的多個塊的各個所包含的節點的位置信息； 塊內信息存儲部，其對上述塊的各個，將與相鄰的塊的邊界上的節點定為轉入節點和/或轉出節點，存儲表示從上述轉入節點到上述轉出節點的路徑的塊內路徑信息； 塊內路徑生成部，其搜索各個上述塊的從上述轉入節點到上述轉出節點的最佳路徑，并以所搜索到的路徑信息更新上述塊內路徑信息；以及 整體路徑搜索部，其將多個上述塊內路徑信息組合，生成從上述當前位置到上述目的 地的路徑信息。
2.根據權利要求I所述的導航裝置，其特征在于， 上述塊內信息存儲部具備最佳路徑表，該最佳路徑表與上述塊內路徑信息對應地存儲從上述轉入節點到上述轉出節點的路徑的鏈路成本信息。
3.根據權利要求2所述的導航裝置，其特征在于， 上述塊內信息存儲部具備表示塊內的相鄰節點間的移動概率的移動概率表， 上述塊內路徑生成部基于在上述移動概率表存儲的移動概率來搜索從上述轉入節點到上述轉出節點的最佳路徑。
4.根據權利要求3所述的導航裝置，其特征在于， 上述塊內信息存儲部具備表示上述塊內的節點間的信息素量的信息素量表和表示上述塊內的節點間的上述鏈路成本的鏈路成本表， 上述塊內路徑生成部按每預定時間更新上述信息素量表和/或上述鏈路成本表，并且基于上述節點間的上述信息素量和上述鏈路成本來更新上述移動概率。
5.根據權利要求2 4中的任一項所述的導航裝置，其特征在于， 上述整體路徑搜索部將在上述最佳路徑表存儲的從上述轉入節點到上述轉出節點的路徑看作一個鏈路，生成從上述當前位置到上述目的地的路徑信息。
6.根據權利要求I 5中的任一項所述的導航裝置，其特征在于， 具備多個更新上述塊的最佳路徑信息的上述塊內路徑生成部。
7.一種導航方法，其特征在于，包括 信息取得步驟，取得表示車輛的當前位置的位置信息和表示目的地的位置的目的地信息； 塊內信息存儲步驟，對構成道路地圖的多個塊的各個，將與相鄰的塊的邊界上的節點定為轉入節點和/或轉出節點，存儲表示從上述轉入節點到上述轉出節點的路徑的塊內路徑息; 塊內路徑生成步驟，搜索各個上述塊的從上述轉入節點到上述轉出節點的最佳路徑，并以所搜索到的路徑信息更新上述塊內路徑信息；以及 整體路徑搜索步驟，將多個上述塊內路徑信息組合，生成從上述當前位置到上述目的地的路徑信息。
8.一種導航系統，其特征在于，具有將道路地圖分割為多個塊并且生成所分割的各塊內的最佳路徑信息的多個路徑生成裝置；和與上述路徑生成裝置連接的導航裝置，上述導航裝置具備 信息取得部，其取得表示車輛的當前位置的位置信息和表示目的地的位置的目的地信息； 地圖信息存儲部，其存儲構成道路地圖的多個塊的各個所包含的節點的位置信息； 最佳路徑存儲部，其對上述塊的各個，將與相鄰的塊的邊界上的節點定為轉入節點和/或轉出節點，存儲表示從上述轉入節點到上述轉出節點的最佳路徑的塊內最佳路徑信息；以及 整體路徑搜索部，其將多個上述塊內路徑信息組合，生成從上述當前位置到上述目的地的路徑信息，上述路徑生成裝置具備 塊內信息存儲部，其對上述塊的各個，存儲表示從上述轉入節點到上述轉出節點的路徑的塊內路徑信息；以及 塊內路徑生成部，其搜索各個上述塊的從上述轉入節點到上述轉出節點的最佳路徑，并以所搜索到的路徑信息更新上述塊內最佳路徑信息， 其中，上述導航裝置基于由上述塊內路徑生成部搜索的上述路徑信息更新上述塊內最佳路徑信息。
全文摘要
本發明提供能夠在短時間進行路徑搜索的導航裝置。在地圖DB(22)存儲構成道路地圖的多個塊的各個所含的節點的位置信息，交通信息取得部(24)取得表示車輛的當前位置的位置信息和表示目的地的位置的目的地信息。塊內信息存儲部(26)對塊的各個，將與相鄰的塊的邊界上的節點定為轉入節點和/或轉出節點，存儲表示從轉入節點到轉出節點的路徑的塊內路徑信息。塊內路徑生成部(28)搜索各個上述塊的從轉入節點到轉出節點的最佳路徑，并將所搜索到的路徑信息更新為塊內路徑信息。整體路徑搜索部(30)將多個塊內路徑信息組合，生成從當前位置到前述目的地的路徑信息。
文檔編號G01C21/26GK102735239SQ20111036199
公開日2012年10月17日 申請日期2011年11月15日 優先權日2011年3月29日
發明者增谷修 申請人:電裝It研究所