(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータにおいて用いられる、２つの地点間の移動のルートを決定する方法であって、該コンピュータは、メモリ手段と、プロセッサと、出力手段とを含み、
該方法は、
ａ）該プロセッサが、該メモリ手段から取り出されたデジタルマップデータの領域を複数のゾーンに分割するステップと、
ｂ）該プロセッサが、ゾーンごとに、該ゾーンの該デジタルマップデータと所定のコスト基準とに基づいて、該ゾーンの少なくとも１つの通過方向の少なくとも１つのコスト値を自動的に決定するステップであって、該少なくとも１つのコスト値は、それぞれの通過方向における該ゾーンまでの通過時間および／または通過距離に対応する、ステップと、
ｃ）該プロセッサが、該２つの地点間を結ぶ複数のゾーンの少なくとも１つのシーケンスを自動的に決定するステップであって、該シーケンスの各ゾーンは、該シーケンスの別のゾーンに隣接し、これにより、該複数のゾーンのシーケンスの全コスト値が最適化される、ステップと、
ｄ）該プロセッサが、該２つの地点間を結ぶ複数のゾーンの該決定されたシーケンスのゾーンに対する該デジタルマップデータに基づいて、該ルートを決定するステップと、
ｅ）該出力手段が、音響的および／または光学的な態様で、ルート情報を出力するステップと
を包含する、方法。
【請求項２】
前記コスト値は、隣接するゾーンの所定の部分を考慮に入れて決定される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
各ゾーンは、多角形の形状を有する、請求項１〜２の１つに記載の方法。
【請求項４】
前記ステップａ）は、前記領域を一定間隔をあけてタイリングするステップを包含する、請求項１〜３の１つに記載の方法。
【請求項５】
前記ステップｂ）は、あるエッジから他の各エッジ、および／またはある隅から他の各隅へとゾーンをそれぞれ通過するためのコスト値を決定するステップを包含する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ステップｂ）は、時間に応じて変化するコスト値を決定するステップを包含する、請求項１〜５の１つに記載の方法。
【請求項７】
前記ステップｂ）は、規則的、および／または所定のタイプのイベントの出現に基づいて、少なくとも１つのゾーンのコスト値を自動的に再決定するステップを包含する、請求項１〜６の１つに記載の方法。
【請求項８】
所定のタイプのイベントは、交通メッセージである、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
ゾーンごとに各コスト値を格納するステップをさらに包含する、請求項１〜８の１つに記載の方法。
【請求項１０】
前記格納するステップは、ゾーンごとに隣接情報を格納するステップを包含する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ステップｃ）は、前記２つの地点間を結ぶ複数のゾーンのすべてのシーケンスを自動的に決定するステップであって、シーケンスの各ゾーンは、該シーケンスの別のゾーンに隣接し、これにより、該複数のゾーンのシーケンスの全コスト値は、所定の閾値よりも多い分、該コスト値に関して最適であるシーケンスの該全コスト値と異ならない、ステップを包含する、請求項１〜１０の１つに記載の方法。
【請求項１２】
前記ステップｂ）は、前記ゾーンを含む全コスト値と前記コスト値に関して最適であるシーケンスの前記全コスト値との間の差をゾーンごとに決定するステップを包含する、請求項１〜１１の１つに記載の方法。
【請求項１３】
前記ステップｃ）は、規則的および／または所定のタイプのイベントの出現に基づいて、２つの地点を結ぶ複数のゾーンの前記少なくとも１つのシーケンスを自動的に再決定するステップを包含する、請求項１〜１２の１つに記載の方法。
【請求項１４】
前記２つの地点の１つは、現在地点であり、もう１つの点は、目的地点である、請求項１〜１３の１つに記載の方法。
【請求項１５】
各シーケンスの前記全コスト値は、少なくとも１つの所定の制約下で最適化される、請求項１〜１４の１つに記載の方法。
【請求項１６】
制約は、ゾーンのシーケンスの部分でないように選択される少なくとも１つのゾーンによって課せられる、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な格納媒体であって、該プログラムは、デジタルマップデータを処理するコンピュータのプロセッサに、移動のルートを決定し、請求項１〜１６の１つに記載の方法のステップを実行する手順を行わせる、コンピュータ読み取り可能な格納媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルマップデータを処理する方法に関し、特に、ルートを決定するためのデジタルマップデータを処理する方法、および、２つの地点間のルートを決定するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ナビゲーションシステムは、所定の出発地点から開始する所定の目的地点に到達する方法に関する情報をユーザに提供するために複数の異なった分野において用いられ、かつ有用であることが実証されている。例えば、ナビゲーションシステムは、ハンドヘルドＧＰSデバイスに実装されている。別の例として、ナビゲーションシステムは、自動車等の車両に益々備えられている。
【０００３】
車両において、ナビゲーションシステムは、ドライバに走行指示を与えて支援する。例えば、ユーザは、例えば、予め格納した行き先のリストから特定の行き先を選択することによってか、または、行き先座標を入力することによって所望の行き先を入力し得る。ユーザによって入力される行き先に加えて、ナビゲーションシステムは、通常、ＧＰＳシステム、および、おそらく、さらなる移動センサを用いて現在位置を決定する。あるいは、出発位置もユーザによって手動で入力され得る。出発地点（現在位置等）、および目的地点に基づいて、ナビゲーションシステムは、その後、ルート、すなわち、所定の出発地点から出発して行き先に到着する方法に関する（例えば、道路に関する）情報を決定する。
【０００４】
ルートを決定するために、ナビゲーションシステムは、デジタルマップデータを用いる。カーナビゲーションの関連で、デジタルマップデータは、好ましくは、ロードデータ、および、おそらく、さらなるトポグラフィ情報を含む。ロードは、好ましくは、分類され、これにより、デジタルマップデータを用いるナビゲーションシステムが、小さい道路と高速道路との間を区別し得る。所与の出発点、所与の終点、特に、デジタルマップデータに基づいて、ナビゲーションシステムは、所定の基準に基づいて、行き先に到着する方法を決定する。ユーザに提供されるルート情報は、特に、進むべき道路に関するすべての情報を含む。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ナビゲーションシステムにおいて、ルートの決定は、常に、例えば、道路のレベル等の、非常に小さい規模か、または、ローカルレベルで実行される。例えば、カーナビゲーションの関連でルートを決定する場合、領域内のすべての可能な道路が考慮に入れられるべきである。従って、出発地点および目的地点が互いに遠く離れている場合、これらの２つの地点間のルートを決定するために、大量のデータ、従って、費用および時間がかかる計算にアクセスし、これを処理する必要がある。
【０００６】
このことを考慮して、本発明は、簡単かつより高速のルートの決定を可能にする方法を提供するという問題に基づく。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この問題は、請求項１によるデジタルマップデータを処理する方法、および、請求項１２によるルートを決定する方法により解決される。
【０００８】
従って、ルートを決定するためにデジタルマップを処理する方法が提供され、この方法は、
ａ）領域を複数のゾーンに分割するステップと、
ｂ）ゾーンのデジタルマップデータと所定のコスト基準に基づいて、ゾーンごとに、そのゾーンの少なくとも１つの通過方向（ｐａｓｓｉｎｇ  ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ)のコスト値を自動的に決定するステップと、
を包含する。
【０００９】
デジタルマップデータは、特に、複数のゾーンに分割される領域をあらわすマップデータを含む。コスト値は、所定のコスト基準によりゾーンに割り当てられた複数の値である。このようにして、所定の基準により、各ゾーンにコスト値が重み付けされ、ゾーンに重みまたは格付けが与えられる。
【００１０】
マップデータの用途に応じた異なったコスト基準が可能である。例えば、コスト値は、ゾーンを通過または横断するために必要とされる（推定）時間によって求められ得る。あるいは、コスト値として、道路上のゾーンを通過するために必要とされる距離を割り当てることも可能である。さらなる変形によると、コスト値は、ゾーンを横断する場合に支払われるべき通行税の額によって求められ得る。他の可能性もある。
【００１１】
すでに述べた例は、異なったコスト基準で構成し得るか、または、組み合わされて単一の基準を形成し得ることに留意されたい。例えば、ゾーンを通過するために必要とされた時間は、組み合わされたコスト値をもたらす通行税の額で積算され得る。
【００１２】
従って、結果としてのコスト値は、異なったゾーンを比較することを可能にする。
【００１３】
多くの場合、ゾーンを通過する異なった可能性、すなわち、通過方向が選択され得る。例えば、ゾーンは、北から南へ、東から西へと通過される。従って、ゾーンの異なった通過方向があり得る。これらの通過方向の各々について、コスト値が決定され得る。さらに、コスト基準に基づいて、「北から南」の通過方向のコスト値は、「南から北」の通過方向のコスト値と等しくなり得るが、必ずしも等しくなくてもよい。
【００１４】
上述のように、異なったコスト基準が可能である。マップデータの用途に応じて、いくつかのパラメータが特定の状況において重要であり得る。このような場合、組み合わされた基準が、異なったパラメータに基づき得るか、あるいは、異なったコスト値（各々が異なったコスト基準により）１つのゾーンおよび１つの通過方向ごとに決定され得る。このようにして、異なったセットのコスト値が取得され得、各セットは、特定のコスト基準に基づいて決定されたコスト値に対応する。
【００１５】
領域を複数のゾーンおよび所定のコスト値に分割するために、任意のさらなる処理を簡略化するデジタルマップデータの第１の処理が取得される。これは、局所的レベル（例えば、道路のレベル）でのルート決定に非常に時間がかかる長距離ルートを決定する場合に特に有用である。この場合、これらのゾーンは、中間レベルおよび対応するデータの事前処理を提供する。さらに、任意の局所的変動（例えば、渋滞）が、ゾーンのレベルで考慮に入れられ得、グローバルレベルでルート全体を再決定することは必要でない。さらに、ゾーンは、（ゾーンによって与えられた通関レベルでの）非常に高速で適切なルート、および推定距離および／または移動時間を含む決定を可能にする。
【００１６】
好ましい実施形態によると、各コスト値は、ゾーンの通過方向の距離および／または通過時間に応じて決定され得る。好ましくは、各コスト値は、通過方向および／または通過時間に比例し得る。
【００１７】
これは、コスト値の単純かつ高速の決定を可能にする。特定の通過方向に沿うゾーンを通過する異なった可能性がある場合（例えば、同じ通過方向に延びている異なった道路がある場合）、好ましくは、各コスト値は、最短通過距離および／または最短通過時間に応じて決定され得る。これは、対応して、他の応用分野に適用され、ここで、道路は、あまり重要でなく、例えば、地形または他の事柄は、より重要である。
【００１８】
有利にも、コスト値は、隣接するゾーンの所定の部分を考慮して決定され得る。
【００１９】
２つのゾーンは、少なくとも１つの点で境界が重なり合う場合にこれらは隣接し合う。従って、隣接するゾーンの所定の部分を考慮に入れることによって、境界効果または量子化効果が回避される。例えば、いくつかの場合に、例えば、道路が隣接するゾーンに位置するが、それらのゾーンの近傍にある場合、この道路は、コスト値を決定する目的で、ゾーンの部分であると考えられる場合に結果が改善される。従って、この実施形態において、ゾーンは、コスト値を決定するために拡張される。
【００２０】
前の方法の有利な実施形態において、各ゾーンは、多角形であり、好ましくは、矩形または６角形であり得る。これにより、領域の分割、および、コスト値の決定をさらに簡略化される。
【００２１】
好ましくは、ステップａ）は、領域を一定の間隔をあけて（ｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｌｙ）タイリングするステップを包含し得る。「タイリング（ｔｉｌｉｎｇ）」という用語は、この領域が、ギャップなしで、ゾーンで覆われ、ゾーン（タイル）は、エッジでのみ重なり合うことを意味する。このようにして、ゾーンの格子が取得される。特に、これは、ゾーン内の異なった通過方向のコスト値と対称あるために、異なったゾーンのコスト値との比較を簡略化する。
【００２２】
特に、ゾーンが矩形か、または６角形である場合、ステップｂ）は、ゾーンを一方のエッジから対向するエッジへ、ならびに／あるいは、一方の隅から対向する隅へと通過するためのコスト値を決定するステップを含み得る。このような対称は、コスト値の決定をさらに簡略化する。
【００２３】
上述のすべての方法の好ましい実施形態によると、ステップｂ）は、ゾーンを一方のエッジから他の各々のエッジへ、および／または、一方から他の各々の隅へ通過するためのコスト値をそれぞれ決定するステップを包含し得る。このようにして、ゾーンのエッジまたは隅に関して、コスト値を対応することによって、ゾーンのすべての重要な通過方向の重み付けが取得される。
【００２４】
有利な実施形態において、ステップｂ）は、時間に応じたコスト値を決定するステップを包含し得、特定のゾーンの特定の通過方向のコスト値は一定でないが、時間の関数は一定である。
【００２５】
このようにして、ゾーンにおける条件が変化することが考えられ得る。例えば、ラッシュアワーに、いくつかの道路が渋滞して、通過時間が長くなり得る。この状況は、時間に応じたコスト値を決定する場合に考慮に入れられ得る。
【００２６】
有利にも、ステップｂ）は、規則的に、および／または所定のタイプのイベントの出現に基づいて、少なくとも１つのゾーンのコスト値を自動的に再決定するステップを包含し得る。
【００２７】
このような場合、コスト値を介するゾーンの重み付けは、これらのコスト値が決定された後に固定されない。換言すると、重み付けの動的変化が可能であり、これは、いくつかまたはすべてのゾーンの条件が時間と共に変化することが予測されるべき場合に特に有用である。
【００２８】
所定のタイプのイベントは、さらに、コスト値の再決定を引き起こすか、または開始し得る。その後、コスト値は、必要に応じて更新され、これは、本方法の精度を改善する。例えば、コスト値を再決定することによるユーザの明示的リクエストは、このようなイベントを意味する。
【００２９】
好ましくは、所定の時間のイベントは、交通メッセージであり得る。従って、このような交通メッセージが（例えば、交通メッセージチャネルＴＭＣを介して）受信された場合、コスト値の再決定が開始されて、コスト値が更新されることになる。
【００３０】
しかしながら、コスト値の再決定は、所与のコスト基準およびすべての必要とされるパラメータを用いて、コスト値を決定するステップを包含し得るが、必ずしも包含する必要はない。コスト値の再決定は、好ましくは、所定の値を現在のコスト値に加算するか、または、現在の値に所定の値を乗算することによって、現在のコスト値を改変するステップを包含し得る。例えば、交通渋滞に関して通知する交通メッセージが特定のゾーンにおける特定の通過方向について受信された場合、交通渋滞を考慮に入れるための所定の値が、対応する現在のコスト値に加算され得る。これは、コスト値が予め決定および格納された場合、および、わずかな変化しか起こり得ない場合に、特に有用である。
【００３１】
有利な実施形態によると、上述の方法は、
ｃ）ゾーンごとの各コスト値を格納するステップをさらに包含し得る。
【００３２】
従って、データ構造は、領域のゾーンに関する必要な情報を含んで取得される。方法によって必要とされる場合、例えば、これらのコスト値がアクセスされる。
【００３３】
好ましくは、ステップｃ）は、ゾーンごとの隣接情報を格納するステップを包含し得る。隣接情報は、所与のゾーンに隣接しているゾーンはどれかに関する情報である。すでに述べたように、隣接とは、２つのゾーンの境界が重なり合うことを意味する。例えば、２つのゾーンは、エッジまたは隅を共有し得る。
【００３４】
このような隣接情報は、異なった方法で格納され得る。例えば、ゾーンのコスト地を格納する場合、同時に、実際に隣接している各ゾーンの識別子もまた格納され得る。あるいは、ゾーンのコスト値は、データ構造それ自体がゾーン間の地理的関係を反映するように格納され得る。
【００３５】
隣接情報は、いくつかの理由で重要である。まず、ルート情報を決定するために、処理されたデジタルマップデータを用いる場合、前のゾーンを通過した後に、どのゾーンを追跡するかを知ることは有用である。さらに、拡張されたゾーンを用いて、すなわち、隣接ゾーンの所定の部分を考慮に入れて、コスト値が決定された場合、隣接関係を知ることが必要である。
【００３６】
本発明は、２つの地点間のルートを決定する方法をさらに提供し、この方法は、
ａ）上述の方法の１つによって処理されたデジタルマップデータを提供するステップと、
ｂ）２つ地点を接続するゾーンの少なくとも１つのシーケンスを自動的に決定するステップであって、このシーケンスの各ゾーンは、シーケンスのもう１つのゾーンと隣接し、これにより、ゾーンのシーケンスの全コスト値が最適化される、ステップとを包含する。
【００３７】
この方法は、例えば、カーナビゲーションの場合、道路のレベルで実際のルートを決定するときに、さらに用いられ得る２つの地点間のゾーンのレベルでの「ルート」をもたらす。ゾーンの所定のシーケンスは、１つの地点から他の地点に移動する場合に通過する必要があるゾーンを備える。
【００３８】
ゾーンのシーケンスは、ゾーンのシーケンスの全コスト値が最適化されるように決定される。好ましくは、全コスト値が、シーケンスのゾーンのコスト値の和によって求められ得る。最適化基準は、コスト値のタイプに応じて異なる。例えば、コスト基準が通過時間であり、かつ、結果としてのコスト値がゾーンの通過時間に比例する場合、最適化基準は、通過時間または移動時間全体を最小化すること、すなわち、１つの地点と他の点との間のゾーンを通過する通過時間の和を最小化することであり得る。他のコスト地を用いる場合、最適化は、さらに、最大化でもあり得る。
【００３９】
このようなゾーンのシーケンスを決定する異なった可能性がある。特に、アルゴリズムは、重み付きグラフにおける１つの頂点から別の頂点への最短経路を見つけ出すために開発されたアルゴリズムが用いられ得る。この場合、グラフのエッジの重みは、コスト値によって求められる。グラフが、注文されたグラフ（ｏｒｄｅｒｅｄ  ｇｒａｐｈ）（エッジが頂点の注文されたペアである）か、または、指示されていないグラフ（エッジが頂点の注文されていないペアである）であり得る。例えば、ゾーンにおける北から南への通過方向は、南から北への通過方向と区別される場合、対応するグラフは、方向付けられたグラフである。
【００４０】
最短経路（ゾーンの最適シーケンス）を解決するための異なったアルゴリズムが知られている。可能なアルゴリズムが、例えば、Ｄｉｊｋｓｔｒａのアルゴリズム、Ｂｅｌｌｍａｎ−Ｆｏｒｄアルゴリズム、Ｊｏｈｎｓｏｎのアルゴリズム、またはＡスターアルゴリズムである。
【００４１】
好ましくは、ステップｂ）は、２つの地点を接続するゾーンのすべてのシーケンスを自動的に決定するステップを包含し得、シーケンスの各ゾーンは、シーケンスの他のゾーンと隣接しており、これにより、ゾーンのシーケンスの全コスト値は、コスト値に関して最適であるシーケンスの全コスト値と所定の閾値よりも多くは違わない。
【００４２】
これは、類似の全コスト値を有するゾーンのいくつかの代替的シーケンスをもたらす。これは、デジタルマップデータをさらに処理する間、ゾーンのシーケンスのいくつかが削除される原因である制約が課せられる場合に有用である。さらに、この代替案を、シーケンス間で選択し得るユーザにこれらの代替案を提供することもまた可能である。
【００４３】
有利な実施形態において、ステップｂ）は、ゾーンを含むシーケンスの全コスト値と、コスト値に関して最適化されているシーケンスの全コスト値との間の差をゾーンごとに決定するステップを包含し得る。
【００４４】
このようにして、各ゾーンは、最適なシーケンスに属するゾーンに分類され得る。
【００４５】
好ましくは、ゾーンごとに、決定されるべき差は、このゾーンを含む、包括的に最適なシーケンスと最良のシーケンスとの間の差である。通常、あるゾーンは、２つの地点を結ぶ異なったシーケンスの部分である。従って、この場合、包括的に最適なシーケンスの差を決定するために、（対応する最適化基準による）最適シーケンスのみが選択される。この情報は、最適なシーケンスがなんらかの理由でさらに処理されない場合、例えば、再決定の間、最適シーケンスの部分であり１つのゾーンのコスト値が変化し、これにより、前に最適であったシーケンスがもはや最適でない場合に用いられ得る。このような場合、新しい最適シーケンスは、異なった情報が用いられ得るように決定される必要がある。
【００４６】
好ましい実施形態によると、ステップｂ）は、規則的、および／または所定のタイプのイベントの出現に基づいて２つの地点を結ぶゾーンの少なくとも１つのシーケンスを自動的に決定するステップを包含し得る。
【００４７】
ゾーンの最適シーケンスのこのような更新は、特に、ゾーンのコスト値が時間に依存するか、または、再決定のために変更された場合、実際に最適なシーケンスが常にプリセットされる効果を有する。
【００４８】
好ましくは、２つの地点の１つは、現在の地点であり、もう１つの地点は、目的地点である。これにより、ナビゲーションの目的でこの方法を用いることが可能になり、ここで、ユーザは、目的地点を入力し、現在地点から出発するルートが決定され得る。特に、ゾーンの最適シーケンスが使用中に再決定された場合、ナビゲーションシステムは、常に、現在地点と目的地点とを結ぶゾーンの最適シーケンスで動作し、これは、ナビゲーションシステムの精度および質を向上させる。
【００４９】
好ましい実施形態によると、各シーケンスの全コスト値は、少なくとも１つの所定の制約下で最適化され得る。
【００５０】
このようにして、さらなる情報が考慮に入れられ得る。例えば、カーナビゲーションシステムの場合、ユーザは、通行税のない道路が考慮されるべきであると選択し得る。このような選択は、可能な制約である。
【００５１】
好ましくは、ゾーンのシーケンスの部分でないことが選択される制約が少なくとも１つのゾーンによって課せられる。これにより、例えば、ユーザが回避することを所望する１つまたはいくつかのゾーンを選択することが可能になる。
【００５２】
有利にも、２つの地点間のルートを決定する前の方法は、さらに、
ｃ）２つの地点を結ぶゾーンの決定されたシーケンスのゾーンのデジタルマップデータに基づいてルートを決定するステップをさらに包含し得る。
【００５３】
従って、最適シーケンスが決定された後に、例えば、道路のレベルの対応するルートが、ナビゲーション情報をユーザに提供するために用いられ得るのはどれかが決定され得る。方法が、カーナビゲーションの関連でなく、例えば、ハイキングまたは航海の関連で用いられる場合、ルートは、道路情報によってではなく、他の情報およびパラメータを介して求められる。
【００５４】
いずれの場合も、所定のシーケンスのゾーンに対応するデジタルマップデータは、ルートを決定するために組み合わされる。他のゾーンのマップデータは必要とされない。従って、ルートは、まず、ゾーンのシーケンスが決定され、そして、第２に、このゾーンのシーケンスに基づいて、これらのゾーンのみのデジタルマップデータを用いて、実際のルート情報が取得されるという２つのステップで決定される。従って、この方法は、ルートを決定する可能性をより高速かつ簡単にする。
【００５５】
本発明は、さらに、ナビゲーションを支援する方法を提供し、この方法は、
本方法により、開始地点と目的地点との間のルートを決定するステップと、
聴覚的および／または視覚的にルート情報を出力するステップとを包含する方法をさらに提供する。
【００５６】
従って、上述の方法は、ルートを決定するために用いられ、２つの地点は、開始地点および目的地点のそれぞれである。ルートを決定した後に、対応するルート情報は、ユーザを支援するために出力される。
【００５７】
さらに、本発明は、上述の方法の１つのステップを実行するためのソフトウェアコード部分を含むデジタルコンピュータの内部メモリ内に直接ロード可能なコンピュータプログラム製品をさらに提供する。
【００５８】
さらに、コンピュータに上述の方法の１つのステップを実行させるためのコンピュータ読み出し可能プログラム手段を備えるコンピュータシステムによって読み出し可能な媒体に格納されたコンピュータプログラム製品が提供される。
【００５９】
本発明のさらなる特徴および利点が、以下の実施例および図を参照して記載および説明される。
【発明の効果】
【００６０】
出発地点および目的地点が互いに遠く離れている場合、ナビゲーションシステムにおいて、これらの２つの地点間のルートを決定するために、大量のデータ、従って、費用および時間がかかる計算にアクセスし、これを処理する必要があり、本発明により、簡単かつより高速のルートの決定を可能にする方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６１】
図１において、領域のマップが示される。この例において、領域は、複数のゾーン１０１に分割される。この場合、これらのゾーンは、一定間隔をあけて領域をタイリングする方形である。これは、ゾーンが、ゾーン間にギャップを有することなく、エッジからエッジまでの領域を覆うことを意味する。これらのゾーンは、エッジだけが重なり合う。
【００６２】
示された実施例は、カーナビゲーションの場合に特に重要である。マップにおいて、ルート１０２が示される。続いて、コスト値を決定するステップが特定のゾーン１０３に関して説明される。
【００６３】
ゾーン１０３を西から東へ（すなわち、左エッジから右エッジへ）通過するためのコスト値が決定され得る。例えば、コスト値は、通過方向への通過時間によって求められる。図からわかるように、ゾーン１０２の左から右へと延びる小さい道路１０４がある。さらに、ゾーン１０３を横断する高速道路１０２がある。しかしながら、この高速道路１０２は、ゾーン１０３の左エッジではなく、上部エッジで開始する。しかしながら、高速道路１０２は、さらに、西から延び、かつ、東へ延びる。
【００６４】
この実施例において、コスト値を決定するために、ゾーンが隣接のゾーンにまで拡張される。図１に示されるような方形のタイリングの場合、各ゾーンは、８つのゾーンによって包囲され、換言すると、８つのゾーンがゾーン１０３に隣接する。
【００６５】
ゾーンを西から東へと通過するためのコスト値を決定するために、隣接するゾーン１０７および１０８の部分１０５および１０６が、さらに、考慮に入れられる。従って、コスト値を決定する場合に、高速道路１０２も考慮される。
【００６６】
上述のように、この実施例におけるコスト基準は、通過時間である。この基準のために、異なった道路の平均走行速度が与えられる。例えば、小さい道路１０４について、平均走行速度は、６０ｋｍ／ｈであると想定され、高速道路１０２については、平均走行速度が１２０ｋｍ／ｈであると推定される。ゾーンのエッジ長さは、領域の面積および対応するマップの縮尺に応じて変化する。好ましいエッジ長さは、５〜２０ｋｍであり、より好ましくは、エッジ長さは、約１０〜１２ｋｍである。
【００６７】
考慮された通過方向のゾーン１０３の通過距離は、高速道路１０２の場合よりも道路１０４の場合に小さいが、平均走行速度がより高いために、通過時間は、高速道路１０２の場合により小さい。拡張ゾーンにおける高速道路１０２の長さが２０ｋｍである場合、対応するコスト値は、１０である。なぜなら、ゾーン１０３を平均走行速度を越えた範囲で通過するために必要とされる時間は１０分だからである。
【００６８】
対応するコスト値は、さらに、東から西、および北から南、ならびにこれらの逆の方向への通過方向について決定され得る。当然、特に、適切なパラメータの組み合わせを含む他のコスト基準が用いられ得る。
【００６９】
図２は、ゾーンの形状、および対応する通過方向を示す。ゾーン２０１は、矩形の形状を有する。このゾーン４について、通過方向が示される。これらは、左−右（左から右へ）、右−左、上−下、および下−上である。この実施例において、左−右および右−左、あるいは、上−下および下−上のコスト値が等しくないことが予測され得る場合、４つの通過方向は、特に有用である。これらのペアのコスト値が同一であるという想定のもとに、それぞれ１つが２つの通過方向のみ、すなわち、対向し合うエッジのペアごとに１つを選択し得る。
【００７０】
ゾーン２０２は、方形の形状を有する。この場合、通過方向は８個である。エッジと平行方向の（またはエッジに対して垂直の）４つの方向に加えて、対角線と平行のさらなる４つの通過方向がある。従って、この場合、通過方向は、各エッジから対向するエッジ、ならびに、各隅から対向する隅へと方向付けられる。
【００７１】
ゾーン２０３は、６角形の形状を有する。示された例において、６個の通過方向が、対向するエッジペアごとに２つ示される。
【００７２】
図３は、本発明による、ルートを決定する方法の例を示すフローチャートである。第１のステップ３０１において、領域のゾーンのコスト値のリストが提供される。このために、領域は複数のゾーンに分割される。この分割は、特に、ゾーンの形状および寸法に応じて行われる。
【００７３】
その後、コスト値は、ゾーンごとに決定される。ここで、異なった情報およびパラメータが求められ得る。ある情報は、コスト値の問題を評価するときに、隣接し合うゾーンの部分を考慮に入れるかどうか、および、どの部分を考慮に入れるかということである。別の問題は、考慮に入れられるべき通過方向の数である。さらに、少なくとも１つのコスト基準が与えられなければならない。例えば、通過時間または通過距離等の異なったコスト基準が、すでに述べられた。コスト基準は、時間または距離等のみの静的パラメータに基づく必要はない。コスト基準は、例えば、交通メッセージに等の動的情報をさらに含むことも可能である。
【００７４】
対応するコスト値が、通過方向およびゾーンごとに決定される。コスト値は、ゾーン間の隣接関係を反映する、すなわち、このゾーンは、どの方向に隣接し、どの方向であるかが適切なデータ構造を有するメモリに格納される。コスト値のリストは、ＣＤまたはＤＶＤ等のナビゲーションシステムによって読み出し可能なデータキャリアに格納され得る。
【００７５】
通過方向およびゾーンごとに１つ以上のコスト値を決定することもまた可能である。例えば、コスト値は、時間に応じて変化し得る。あるいは、または、さらに、異なったコストに基づいて異なったコスト値が検出され得る。この場合、コスト値のセットが取得される。例えば、第１のセットは、（通過方向およびゾーンごとに）通過時間によって与えられたコスト値を含むが、有料道路を除外し得る。第２のセットは、通過時間によって与えられたコスト値も含むが、ゾーンにおけるすべての可能な道路を含み得る。
【００７６】
その後、ステップ３０２において、目的地点が決定される。この目的地点は、ユーザによって異なった方法で入力され得る。例えば、ユーザは、システムに格納された可能な目的地の中から選択し得る。あるいは、ユーザは、さらに、キーボード等の適切な入力手段を介して目的地点の座標を入力し得る。
【００７７】
次のステップ３０３において、現在の位置が決定される。これは、衛星ベースの情報（例えば、ＧＰＳを用いて）を用いて、特に、車両ナビゲーションの場合、あるいは、または、さらに、移動センサ（例えば、速度センサ、ジャイロスコープ等）によって提供された情報の場合に達成され得る。現在の位置を手動で入力することも可能である。
【００７８】
その後、ステップ３０４にて、コスト値再決定基準が満たされたかどうかがチェックされる。例えば、所定の時間間隔の後で、コスト値が再決定されるべきであることが提供され得る。あるいは、または、さらに、このような再決定は、さらに、入来する交通メッセージかまたはユーザによるリクエスト等の別のイベントによっても開始され得る。
【００７９】
このような基準が満たされた場合、システムは、再決定されるステップ３０５を継続する。しかしながら、この再決定は、すべてのゾーンについて実行される必要はない。例えば、再決定基準が交通メッセージに基づく場合、実際に関係があるゾーンのみ、例えば、交通渋滞が存在するゾーンのみのコスト値が再決定され得る。特に、再決定は、ゾーンの現在の（格納された）コスト値に所定の値を加算するステップを包含する。さらに、例えば、交通渋滞がもはやゾーンに存在しないというメッセージが受信された場合、交通渋滞が原因で、正の値が事前に加算されたコスト値に負の値が加算され得る。あるいは、または、さらに、ユーザが特定のゾーンを回避することを所望する場合、これらのゾーンに「現在のコスト値に対応する値を加算することによって「罰則的」コストが提供され得る。
【００８０】
ステップ３０４にて、基準が満たされない場合、方法は、ステップ３０６を継続する。ここで、現在位置と目的位置とを結び付けるゾーンの最適シーケンスが決定される。最適化は、所定の最適化基準に基づく。このような基準は、ステップ３０１にて提供されたコスト値（またはコスト基準）に応じて変化する。例えば、コスト値が通過時間または通過距離に基づく場合、ゾーンの最適シーケンスは、通過時間または通過距離の和を最小化するシーケンスによって与えられる。最適シーケンスが一意的である必要はないことに留意されたい。
【００８１】
最適化には、さらなる制約が課せられ得る。例えば、カーナビゲーションシステムの場合、ユーザは、特定のゾーンを避けることを決定し得る。これらの制約は、様々に考えられ得る。一方で、これらの制約は、ステップ３０５にて、コスト値を再決定する部分であり得る。例えば、ゾーンが回避されるべき場合、これらのゾーンには、「罰則的」コスト、すなわち、一般的なコスト基準によって決定されたコストに加えて、コストが提供され得る。あるいは、制約は、ステップ３０６にて、例えば、最適化手順において、対応するゾーンを考慮しないことによって考慮に入れられ得る。
【００８２】
上述のように、最適シーケンスを決定するために複数のアルゴリズムがある。ある可能性は、Ｄｉｊｋｓｔｒａのアルゴリズムである。しかしながら、他の変形もまた可能である。
【００８３】
このステップにおいて、さらに、このゾーンを含む最良のシーケンスが最適シーケンスからどれほど異なるかがゾーンごとに決定され得る。このようにして、すべてのゾーンが、最適シーケンスと比較した対応するシーケンスの全コスト値の差によって各付けされ得る。
【００８４】
最適シーケンスが決定された後、ステップ３０７にて、実際のルートが決定される。このステップにおいて、最適シーケンスを構成するゾーンに対応するマップデータが考慮に入れられ、（対応する最適化基準により）最適ルートが決定される。結果としてのルート情報は、ユーザにとって必要なすべてのナビゲーションデータを含む。カーナビゲーションシステムの場合、ルート情報は、現在位置から出発して目的地に到達するために、ユーザが得なければならない道路のシーケンスに関する情報を含む。従って、すべての他のゾーンのマップデータは、もはや考慮されるべきでなく、これは、ルートを決定するために必要とされる時間を短縮する。
【００８５】
しかしながら、ステップ３０８に示されるように、シーケンスのゾーンを通過するルートが可能でないか、または、さらなる、予期しないコストを伴なってのみ可能であることが明らかになり得る。例えば、なぜなら、高速道路への進入路が近傍にないか、または、進入路が川の反対側にあるために、高速道路（特定のゾーンにおける優れたコスト値原因であった）に到達することができないからである。このような場合、方法は、ステップ３０６に戻り、この制約を考慮に入れて、新しい最適シーケンスを決定する。
【００８６】
あるルートが可能である場合、方法は、ルート情報が出力されるステップ３０９を継続する。出力の種類は、用いられるシステムのタイプおよび状況に応じて変化する。通常、出力は、視覚的および／または聴覚的に与えられ得る。カーナビゲーションシステムの例示的場合に、ルート情報は、スピーカおよび／またはディスプレイを介して出力され得る。好ましくは、次の瞬間または次の数分間と関連したルート情報のみが出力される。
【００８７】
さらなるステップ３１０において、位置更新基準が満たされるかどうかがチェックされる。例えば、この基準は、通過した所定の時間間隔、入来する交通メッセージ、ユーザによる対応する入力等であり得る。基準が満たされた場合、方法は、現在の位置が再決定されるステップ３０３に戻る。さもなければ、または、これと並行して、ルート情報の出力が継続する。
【００８８】
図４は、ゾーンのコスト値が示され得る態様の例示である。この実施例は、方形のゾーンの場合に対応する。北−南（すなわち、北から南）、南−北、東−西、および、西−東の４つの通過方向がある。この図において、着色または影付けされた方形４０１、４０２、４０３および４０４はコスト値を示す。
【００８９】
東−西通過方向を表す方形４０１は、比較的明るく、これは、コスト値が比較的小さく、すなわち、この方向の低いルートコストであることを示す。南−北および北−南通過方向をそれぞれ表す方形４０２および４０３は、方形４０１よりも暗く、従って、大きいコスト値を示す。従って、北−南および南−北通過方向は、コスト値に関して対称である。西−東通過方向を表す方形４０４は、最も暗い方形であり、大きいコスト値を表す。
【００９０】
図５において、ドイツの輪郭が示される。全面積が、方形を有するゾーンによって一定間隔をあけてタイリングされた。各ゾーンは、エッジに対して垂直である４つの通過方向を含む。通過方向およびゾーンごとに、コスト値（通過時間である）が決定される。
【００９１】
結果としてのコスト値は、図４に示されるような表現を用いてこの図に示される。より暗い陰は、対応するコスト値が幾分高いことを意味する。図５において見られ得るように、比較的明るい接続部分がある。これらの低いルートコスト部分は、高速道路に対応する。位部分は、高いコスト部分であり、これは、丘や山が対応するゾーンを通過するために長時間を必要とするからである。
【００９２】
ゾーンのシーケンスに関する例が図６に示される。この場合も、ドイツの輪郭が示される。この場合、予め決定されたコスト値に基づいて、ルートは、南東から出発して、北西に延びることが決定された。この図に示される各方形は、方形状のゾーンを表す。出発点および終点を仮定すると、これらの地点を結ぶゾーンのすべての可能なシーケンスが決定される。図に示される方形の陰は、全通過時間（移動時間）に対応する。最も暗い方形は、ゾーンの最適シーケンスに属する。見られ得るように、１つ以上の最適シーケンスが存在する。
【００９３】
他の方形の陰は、最適シーケンスの移動時間と比較した対応するシーケンスの移動時間の差を表す。方形がルートに属する場合、その移動時間は、最適ルートの移動時間からわずかに異なるだけであり、その陰は、依然として非常に暗いが、最適シーケンスに属する方形の陰よりもわずかに明るい。このようにして、図６は、出発点と目的地点とを繋ぐゾーンの可能なシーケンス、および、シーケンスごとの移動時間に関するこれらの地点の関係を示す。
【００９４】
本発明は、ルートを決定するためのデジタルマップデータを処理する方法に関し、この方法は、領域を複数のゾーンに分割するステップと、ゾーンごとに、ゾーンのデジタルマップデータおよび所定のコスト基準に基づいて、少なくとも１つのゾーンの通過方向について少なくとも１つのコスト値を自動的に決定するステップとを包含する。本発明は、さらに、２つの地点間のルートを決定する方法に関し、この方法は、請求項の１つにより、方法によって処理されたデジタルマップデータを提供するステップと、２つの地点を結ぶ少なくとも１つのゾーンのシーケンスを自動的に決定するステップであって、シーケンスの各ゾーンは、シーケンスの別のゾーンと隣接し、これにより、シーケンスのゾーンのコスト値の和が最適化される、ステップとを包含する。
【００９５】
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】図１は、領域のタイリングを示す。
【図２】図２は、ゾーンの形状および対応する通過方向を示す。
【図３】図３は、ルートを決定する方法を示すフローチャートである。
【図４】図４は、ゾーンのコスト値を示す。
【図５】図５は、領域のタイリング全体のコスト値を示す。
【図６】図６は、ゾーンのシーケンスを示す。
【符号の説明】
【００９７】
１０１  ゾーン
１０２  ルート
１０３  特定のゾーン
１０４  道路
１０５  隣接するゾーン１０７の一部分
１０６  隣接するゾーン１０８の一部分
１０７  隣接するゾーン
１０８  隣接するゾーン
２０１  ゾーン
２０２  ゾーン
２０３  ゾーン
４０１  方形
４０２  方形
４０３  方形
４０４  方形
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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