(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
階層化されたレベル１領域およびレベル２領域と、２つの前記レベル２領域の各組合せに対応して用意された専用ネットワークとを有する階層化構造の地図データを用いて経路探索処理を行うナビゲーション装置であって、
前記地図データには、一の前記レベル１領域に着目し、前記レベル１領域に含まれるリンクを用いて、この着目しているレベル１領域から実際に探索枝を延ばして、着目している前記レベル１領域を包含する前記レベル２領域あるいはこのレベル２領域に隣接する他の前記レベル２領域に含まれる上位ノードに到達する経路を検出し、着目した一の前記レベル１領域に対応させた第１の経路情報と、２つの前記レベル２領域に着目し、これらのレベル２領域をつなぐ経路を前記レベル２領域に含まれるリンクを用いて実際に探索して、着目した２つの前記レベル２領域の組合せに対して用意された前記専用ネットワークに対応する第２の経路情報とが含まれており、
前記地図データを格納する地図データ格納手段と、
出発地と目的地を設定する出発地・目的地設定手段と、
前記出発地・目的地設定手段によって前記出発地と前記目的地とが設定されたときに、前記地図データ格納手段に格納された前記地図データに含まれる前記第１の経路情報を用いた探索を行って、前記出発地と前記目的地のそれぞれに対応する前記上位ノードを抽出する上位ノード探索手段と、
前記上位ノード探索手段によって抽出された前記出発地と前記目的地のそれぞれに対応する前記上位ノードの間の経路を前記第２の経路情報を用いて探索する上位ノード間探索手段と、
を備えることを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１の経路情報には、前記出発地あるいは前記目的地のそれぞれが含まれる所定領域内の任意地点から探索枝を延ばした際に前記上位ノードに必ず到達することができる範囲である上層移行探索範囲矩形を特定するデータが含まれており、
前記上位ノード探索手段は、前記上層移行探索範囲矩形内で前記レベル１領域に含まれるリンクを対象に探索を行うことを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記上層移行探索範囲矩形は、着目している一の前記レベル１領域を所定個数に分割して各分割領域に対応するように生成された論理メッシュのそれぞれについて、前記論理メッシュの境界にまたがるリンクと、前記レベル２領域の境界ノードとの間をつなぐ経路を探索することにより前記上位ノードに至るまでの経路を検出した結果について、他の前記レベル２領域を変更して論理和をとることにより、設定されていることを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記地図データは、前記レベル２領域に含まれるリンクに関するデータが含まれており、
前記レベル２領域に含まれるリンクには、２つの前記論理メッシュに着目してこれら２つの論理メッシュをつなぐ経路を実際に探索し、この探索された経路に前記レベル１領域のみに含まれるリンクがあったときに、このリンクを前記レベル２領域に対応させて格上げしたリンクが含まれていることを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、
前記第２の経路情報には、２つの前記レベル２領域をつなぐ経路を複数の探索条件を用いて探索し、探索の結果得られた経路を構成する各リンクがどの探索条件に対応しているかを示す探索条件情報が含まれており、
前記上位ノード間探索手段は、探索対象として、前記第２の経路情報の中から予め指定された前記探索条件に対応するものを選択することを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかにおいて、
前記第２の経路情報には、前記専用ネットワークに含まれる経路に対応しており、特定の条件を満たす複数のリンクを集約して作成された集約リンクに関する情報が含まれており、
前記上位ノード間探索手段によって探索された経路に前記集約リンクが含まれているときに、前記第２の経路情報に基づいてこの集約リンクを集約前の元の複数のリンクに展開する集約リンク展開手段をさらに備えることを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかにおいて、
所定区域に含まれる前記レベル１領域、前記レベル２領域および前記専用ネットワークに対応する前記地図データが記録されたディスク型記録媒体と、
前記ディスク型記録媒体に記録された前記地図データの中から、前記出発地および前記目的地に対応する一部の内容の読出しを指示する読出指示手段と、
前記読出指示手段の指示に応じて、前記ディスク型記録媒体から一部の前記地図データを読み出して前記地図データ格納手段に格納する地図データ読出手段と、
をさらに備えることを特徴とするナビゲーション装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、経路探索によって出発地と目的地とを結ぶ経路を設定するナビゲーション装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車載用のナビゲーション装置には、車両の現在位置を出発地として所定の目的地までの最適な経路を探索する経路探索機能が備わっている。この経路探索機能によれば、地図データを用いて出発地から目的地までを結ぶ最もコストが小さな経路を、ダイクストラ法や横形探索（ＢＦＳ）法等のシミュレーションを行って自動探索し、この探索した経路が誘導経路として記憶される。そして、車両走行中に、地図画面上にこの誘導経路を他の道路と色を変えて太く描画したり、車両が進路を変更すべき交差点の一定距離内に近づいたときに、この交差点を拡大表示して進行方向を示す矢印を表示したりすることにより、運転者を目的地まで案内する経路誘導動作が実現されている。
【０００３】
特に、上述した経路探索機能は、運転者が車両に乗り込んだ後に行われるものであり、車両の走行前に処理が終了していることが望ましいため、従来から処理の高速化に関する提案がなされている。例えば、特開平９−２１８０４７号公報には、出発地エリアから目的地エリアまでの経路が予め計算された出発地エリアルートネットワークを用いることにより、経路探索処理の高速化を図った「車両経路算出装置」が開示されている。この車両経路算出装置では、出発地エリアあるいは目的地エリアの周囲に枝刈りゾーンが設けられており、これにより出発地エリアと目的地エリアとの間の経路の本数を減らしており、経路探索処理の高速化が図られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した特開平９−２１８０４７号公報に開示された車両経路算出装置では、経路探索処理の対象となる経路本数を減らすために、出発地エリアあるいは目的地エリアの近傍に枝刈りゾーンが設けられているため、この枝刈りゾーンに含まれる全てのリンクを対象に経路探索処理を行う場合に比べて、コストを最少にするために最適なリンクが処理の対象外になるおそれがある。また、出発地エリアと目的地エリアとを結ぶように出発地エリアルートネットワークが作成されるが、一の出発地エリアと一の目的地エリアとに着目すると、これらの間をつなぐ経路が１本あるいは２本に限定されており、それ以外の経路については出発地エリアルートネットワークを作成する段階で排除されているため、出発地エリア内の出発地の位置あるいは目的地エリア内の目的地の位置によってはそれ以外の経路がコスト最少の最適経路になる場合があっても、実際の経路探索処理ではこの最適経路が選択されることはない。このように、従来の車両経路算出装置では、処理の高速化を図るために探索対象となる経路が限定されており、最適な経路の探索を行うことができない場合があるという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、最適な経路を探索することができ、しかも処理の高速化が可能なナビゲーション装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明のナビゲーション装置は、階層化されたレベル１領域およびレベル２領域と、２つのレベル２領域の各組合せに対応して用意された専用ネットワークとを有する階層化構造の地図データを用いて経路探索処理を行っており、地図データには、一のレベル１領域に着目し、レベル１領域に含まれるリンクを用いて、この着目しているレベル１領域から実際に探索枝を延ばして、着目しているレベル１領域を包含するレベル２領域あるいはこのレベル２領域に隣接する他のレベル２領域に含まれる上位ノードに到達する経路を検出し、着目した一のレベル１領域に対応させた第１の経路情報と、２つのレベル２領域に着目し、これらのレベル２領域をつなぐ経路をレベル２領域に含まれるリンクを用いて実際に探索して、着目した２つのレベル２領域の組合せに対して用意された専用ネットワークに対応する第２の経路情報とが含まれている。また、このナビゲーション装置は、地図データを格納する地図データ格納手段と、出発地と目的地を設定する出発地・目的地設定手段と、出発地・目的地設定手段によって出発地と目的地とが設定されたときに、地図データ格納手段に格納された地図データに含まれる第１の経路情報を用いた探索を行って、出発地と目的地のそれぞれに対応する上位ノードを抽出する上位ノード探索手段と、上位ノード探索手段によって抽出された出発地と目的地のそれぞれに対応する上位ノードの間の経路を第２の経路情報を用いて探索する上位ノード間探索手段とを備えている。第１の経路情報を用いることにより、確実にレベル２領域のノードに探索枝を延ばすことができるため、最適な経路探索を行うことが可能になる。しかも、この第１の経路情報は、探索枝を延ばす元のレベル１領域との対応付けがなされているため、経路探索処理に必要な部分の地図データの読み出しを行う際に、出発地や目的地が含まれるレベル１領域のデータを読み出すときにこのレベル１領域に対応した第１の経路情報のみを一緒に読み出すことが可能になり、読み込むデータ量や読み込み回数を削減することにより処理を高速化することができる。
【０００７】
また、上述した第１の経路情報には、出発地あるいは目的地のそれぞれが含まれる所定領域内の任意地点から探索枝を延ばした際に上位ノードに必ず到達することができる範囲である上層移行探索範囲矩形を特定するデータが含まれており、上位ノード探索手段は、上層移行探索範囲矩形内でレベル１領域に含まれるリンクを対象に探索を行うことが望ましい。第１の経路情報を用いてレベル２領域に含まれる上位ノードに至る経路を探索する際に上層移行探索範囲矩形の範囲内で探索を行うことにより、確実に上位ノードを抽出することが可能になり、効率的な経路探索処理が可能になる。
【０００８】
また、上述した上層移行探索範囲矩形は、着目している一のレベル１領域を所定個数に分割して各分割領域に対応するように生成された論理メッシュのそれぞれについて、論理メッシュの境界にまたがるリンクと、レベル２領域の境界ノードとの間をつなぐ経路を探索することにより上位ノードに至るまでの経路を検出した結果について、他のレベル２領域を変更して論理和をとることにより、設定されていることが望ましい。これにより、出発地や目的地の場所等に関係なく、確実に上位ノードに到達することができる上層移行探索範囲矩形を設定することが可能になる。
【０００９】
また、上述した地図データは、レベル２領域に含まれるリンクに関するデータが含まれており、レベル２領域に含まれるリンクには、２つの論理メッシュに着目してこれら２つの論理メッシュをつなぐ経路を実際に探索し、この探索された経路にレベル１領域のみに含まれるリンクがあったときに、このリンクをレベル２領域に対応させて格上げしたリンクが含まれていることが望ましい。これにより、専用ネットワークを用いて経路探索を行ったときに、レベル１領域に含まれる全てのリンクを考慮したことになるため、最適な経路探索処理を行うことが可能になる。
【００１０】
また、上述した第２の経路情報には、２つのレベル２領域をつなぐ経路を複数の探索条件を用いて探索し、探索の結果得られた経路を構成する各リンクがどの探索条件に対応しているかを示す探索条件情報が含まれており、上位ノード間探索手段は、探索対象として、第２の経路情報の中から予め指定された探索条件に対応するものを選択することが望ましい。これにより、専用ネットワークを用いた探索処理を行う際に処理対象となるリンク数を削減することが可能になる。
【００１１】
また、上述した第２の経路情報には、専用ネットワークに含まれる経路に対応しており、特定の条件を満たす複数のリンクを集約して作成された集約リンクに関する情報が含まれており、上位ノード間探索手段によって探索された経路に集約リンクが含まれているときに、第２の経路情報に基づいてこの集約リンクを集約前の元の複数のリンクに展開する集約リンク展開手段をさらに備えることが望ましい。これにより、専用ネットワークを用いた探索処理を行う際の処理対象となるリンク数をさらに削減して処理の高速化を図ることができる。
【００１２】
また、所定区域に含まれるレベル１領域、レベル２領域および専用ネットワークに対応する地図データが記録されたディスク型記録媒体と、ディスク型記録媒体に記録された地図データの中から、出発地および目的地に対応する一部の内容の読出しを指示する読出指示手段と、読出指示手段の指示に応じて、ディスク型記録媒体から一部の地図データを読み出して地図データ格納手段に格納する地図データ読出手段とをさらに備えることが望ましい。一般に、ディスク型記録媒体からデータを読み出す場合にはある程度の時間がかかるが、本発明のナビゲーション装置では、出発地と目的地のそれぞれに対応するレベル１領域、レベル２領域、２つのレベル２領域によって特定される専用ネットワークのそれぞれに対応する一部の地図データを読み出すだけでよいため、ディスク型記録媒体からデータを読み出す時間を短縮することが可能になり、これにより、経路探索処理を高速化することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した一実施形態のナビゲーション装置について、図面を参照しながら説明する。
（１）ナビゲーション装置の全体構成
図１は、本発明を適用した一実施形態の車載用ナビゲーション装置の全体構成を示す図である。図１に示すナビゲーション装置は、全体を制御するナビゲーションコントローラ１と、地図表示や経路探索等に必要な地図データを記録したＤＶＤ２と、このＤＶＤ２に記録された地図データを読み出すディスク読取装置３と、利用者が各種の指示を入力する操作部としてのリモートコントロール（リモコン）ユニット４と、自車位置と自車方位の検出を行うＧＰＳ受信機５および自律航法センサ６と、地図画像や誘導経路等を表示するディスプレイ装置７とを備えている。
【００１４】
上述したディスク読取装置３は、１枚あるいは複数枚のＤＶＤ２が装填可能であり、ナビゲーションコントローラ１の制御によっていずれかのＤＶＤ２から地図データの読み出しを行う。なお、装填されるディスクは必ずしもＤＶＤでなくてもよく、ＣＤやハードディスクでもよい。また、ＤＶＤとＣＤの双方を選択的に装填可能としてもよい。
【００１５】
リモコンユニット４は、経路探索指示を与えるための探索キー、経路誘導モードの設定に用いる経路誘導モードキー、目的地入力キー、上下左右のカーソルキー、地図の縮小／拡大キー、表示画面上のカーソル位置にある項目の確定を行う設定キー等の各種操作キーを備えており、キーの操作状態に応じた赤外線信号をナビゲーションコントローラ１に向けて送信する。
【００１６】
ＧＰＳ受信機５は、複数のＧＰＳ衛星から送られてくる電波を受信して、３次元測位処理あるいは２次元測位処理を行って車両の絶対位置および方位を計算し（車両方位は現時点における自車位置と１サンプリング時間ΔＴ前の自車位置とに基づいて計算する）、これらを測位時刻とともに出力する。また、自律航法センサ６は、車両回転角度を相対方位として検出する振動ジャイロ等の角度センサと、所定走行距離毎に１個のパルスを出力する距離センサとを備えており、車両の相対位置および方位を計算する。
【００１７】
ディスプレイ装置７は、ナビゲーションコントローラ１から出力される描画データに基づいて、自車周辺の地図画像を車両位置マークや出発地マーク、目的地マーク等とともに表示したり、この地図上に誘導経路等を表示したりする。
（２）ナビゲーションコントローラの詳細構成および動作
次に、ナビゲーションコントローラ１の詳細構成について説明する。ナビゲーションコントローラ１は、ディスプレイ装置７に自車位置周辺の地図画像等を表示するためのデータバッファ１０、地図読出制御部１２、地図描画部１４、ＶＲＡＭ１６、画像合成部２２と、自車位置の計算やマップマッチング処理、経路探索処理、経路誘導処理を行うとともにその結果を表示するための車両位置計算部３０、経路探索処理部３２、誘導経路メモリ３４、誘導経路描画部３８、マーク画像描画部４０と、利用者に対する各種の操作画面を表示したりリモコンユニット４からの操作指示を各部に伝えるためのリモコン制御部６０、カーソル位置計算部６２、操作画面発生部６４とを備えている。
【００１８】
データバッファ１０は、ディスク読取装置３によってＤＶＤ２から読み出された地図データを一時的に格納するものである。地図読出制御部１２は、車両位置計算部３０によって自車位置が算出されると、この自車位置を含む所定範囲の地図データの読み出し要求をディスク読取装置３に出力する。また、地図読出制御部１２は、経路探索処理部３２からの要求に応じて、経路探索を行うために必要な地図データの読み出し要求をディスク読取装置３に出力する。
【００１９】
地図描画部１４は、データバッファ１０に格納された地図データに基づいて、表示に必要な地図描画データを作成する。作成された地図描画データはＶＲＡＭ１６に格納される。
画像合成部２２は、ＶＲＡＭ１６から読み出した地図描画データや、誘導経路描画部３８、マーク画像描画部４０、操作画面発生部６４のそれぞれから出力される描画データを重ねて画像合成を行い、合成描画データをディスプレイ装置７に出力する。
【００２０】
車両位置計算部３０は、ＧＰＳ受信機５および自律航法センサ６の各検出データに基づいて自車位置を計算するとともに、計算した自車位置が地図データの道路上にない場合には、自車位置を修正するマップマッチング処理を行う。経路探索処理部３２は、あらかじめ設定された目的地と出発地との間を所定の条件下で結ぶ走行経路を探索する。例えば、推奨ルート（時間最短）、一般道優先、道幅優先等の各種の条件下で、コストが最小となる走行経路が誘導経路として設定される。経路探索の具体的な内容については後述する。このようにして経路探索処理部３２によって設定された誘導経路は、出発地から目的地までのノードの集合あるいはリンクの集合として表されて誘導経路メモリ３４に記憶される。
【００２１】
誘導経路描画部３８は、経路探索処理部３２によって設定されて誘導経路メモリ３４に記憶された誘導経路データの中から、その時点でＶＲＡＭ１６に描画された地図エリアに含まれるものを選び出し、誘導経路を地図画像上に重ねて表示するための誘導経路描画データを作成する。マーク画像描画部４０は、マップマッチング処理された後の自車位置に車両位置マークを発生させたり、所定形状を有するカーソルマークを発生させるための描画データを作成する。
【００２２】
（３）地図データの詳細内容
本実施形態のＤＶＤ２に記録された地図データは、所定の経度および緯度で区切られた矩形形状のリージョン（領域）を単位として、読み出しが行われる。また、この地図データは、表示縮尺に対応した道路情報の詳細度に応じて５つのレベルの階層化がなされており、最も詳細な表示に対応する下位レベル（最も下位はレベル１）になるほど詳細な道路情報が含まれている。また、下位レベルの地図データほど、より小さな面積のリージョンが設定され、反対に、上位レベルの地図データほど、より大きな面積のリージョンが設定されている。なお、本実施形態では、下位側から順番にレベル１、レベル２、レベル３、レベル４、レベル５の５種類のリージョンが設定されており、この中で、レベル１、２のリージョンの地図データとこれらとは別に用意された専用ネットワークの地図データとを用いて経路探索処理が行われる。
【００２３】
図２は、本実施形態の地図データのフォーマットを示す図である。図２に示すように、本実施形態の地図データは、レベル１〜５の各リージョンの基本部と専用ネットワークを備えている。レベル１〜５のリージョンの各基本部には、それぞれのレベルのリージョンに対応した地図表示処理を行うために必要な地図描画情報の他に、マップマッチング等に必要なリンク情報やノード情報が含まれている。また、専用ネットワークには、任意の２つのレベル２リージョンの組合せに対応して、これら２つのリージョンをつなぐ経路を特定する経路情報が格納されている。
【００２４】
また、上述したレベル１〜５リージョンおよび専用ネットワークの中で、レベル１、２および専用ネットワークのそれぞれには、経路探索処理を高速に行うために必要な拡張部が付加されている。
具体的には、レベル１リージョンの基本部には、「拡張経路計算隣接データフレーム」が拡張部として付加されている。これらの基本部と「拡張経路計算隣接データフレーム」は、例えば経路探索処理の出発地が含まれる特定のレベル１リージョンの地図データを読み出す際に、ひとまとまりの地図データとして読み出される。
【００２５】
また、レベル２リージョンの基本部には、「専用ネットワークへのアドレスデータフレーム」が拡張部として付加されている。これらの基本部と「専用ネットワークへのアドレスデータフレーム」は、特定のレベル２リージョンの地図データを読み出す際に、ひとまとまりの地図データとして読み出される。
【００２６】
また、専用ネットワークでは、「境界ノード対応データフレーム」、「上位ノード対応データフレーム」、「集約リンク展開データフレーム」、「上層移行探索範囲データフレーム」が拡張部として付加されている。２つのレベル２リージョンの組合せを特定して、この組合せに対応する専用ネットワークを指定することにより、レベル２リージョン間をつなぐ経路情報とともに「境界ノード対応データフレーム」、「上位ノード対応データフレーム」、「集約リンク展開データフレーム」、「上層移行探索範囲データフレーム」が、ひとまとまりの地図データとして読み出される。
【００２７】
次に、本実施形態の地図データの内容を、地図データの作成手順を示すことで詳細に説明する。なお、この地図データは、地図データ作成装置によって作成されるものとする。
図３は、地図データ作成装置１１０を機能ブロックで示した構成図である。図３に示す地図データ作成装置１１０は、ＤＶＤ２に記録される地図データ１２０を作成するために、論理メッシュ生成部１３０、レベル１探索範囲設定部１３２、格上げ処理部１３４、上層移行探索範囲矩形作成部１３６、専用ネットワーク作成部１３８、集約リンク作成部１４０を含んで構成されている。
【００２８】
図４は、地図データ作成装置１１０の動作手順を示す流れ図である。
論理メッシュの生成（ステップ１００）
まず、論理メッシュ生成部１３０は、各レベル１リージョン毎に論理メッシュを生成する処理を行う。ここで、論理メッシュとは、レベル１リージョンを所定個数に分割した区分領域である。
【００２９】
図５は、論理メッシュの具体例を示す図である。図５に示す例では、例えば、１つのレベル１リージョンＡの縦方向と横方向がそれぞれ４等分されており、レベル１リージョンＡ全体に対応して１６個の論理メッシュＢが生成される。
レベル１探索範囲の設定（ステップ１０１）
次に、レベル１探索範囲設定部１３２は、上述したステップ１００の処理において生成された全ての論理メッシュについて、レベル１探索範囲を設定する。ここで、レベル１探索範囲とは、論理メッシュを中心として所定本数のリンクが含まれる範囲であり、各論理メッシュ毎に設定される。
【００３０】
図６は、レベル１探索範囲の具体例を示す図である。図６に示すように、論理メッシュＢの上下左右を拡大する距離Ｌを１ｋｍずつ拡大し、その都度その拡大された範囲に含まれるリンク数がカウントされ、このカウント値が所定本数（例えば１０００本）を超えたか否かが判定される。カウント値が所定本数を超えない場合にはさらに距離Ｌを１ｋｍ増加させ、同じカウント動作、判定動作が繰り返される。そして、カウント値が所定本数を超えたときの距離Ｌによって決まる大きさの矩形領域がレベル１探索範囲Ｐとして設定される。当然ながら、このレベル１探索範囲Ｐは、各論理メッシュ毎に設定されるため、一般にレベル１探索範囲Ｐの大きさは論理メッシュＢ毎に異なっている。
【００３１】
リンクの格上げ処理（ステップ１０２）
次に、格上げ処理部１３４は、レベル１リージョンに含まれていてレベル２リージョンに含まれていないリンクの中から、コストの削減が可能なリンクを抽出して、レベル１からレベル２のリンクに格上げする処理を行う。レベル１リージョンのみに含まれているリンクよりもレベル１、２リージョンの両方に含まれるリンクの方が、一般には道路幅が広いため、他の細街路に比べて各種条件下でのコストは小さいと考えられるが、広域農道のようにレベル１リージョンのみに含まれるリンクを走行した場合の方が経路全体のコストが小さくなる場合もある。格上げ処理では、このようなレベル１リージョンのみに含まれるリンクを抽出して、レベル２リージョンの基本部に追加する処理を行う。これにより、レベル２リージョンに含まれるリンクを対象に探索処理を行う場合であっても、従来であれば、レベル１リージョンのみに含まれていたようなリンクであってコスト低減が可能なリンクを用いた経路探索処理が可能になる。
【００３２】
図７および図８は、格上げ処理の具体例を示す図である。まず、格上げ処理部１３４は、処理対象となる論理メッシュＢについて、その中に含まれるノードの中から代表ノードＤを抽出する。この代表ノードＤは、論理メッシュＢの中心に最も近いノードが選ばれる。図７では、代表ノードＤにはハッチングが付されており、それ以外のノード（白丸）と区別されている。このようにして全てのレベル１リージョンに含まれる全ての論理メッシュＢのそれぞれについて代表ノードＤが設定される。
【００３３】
次に、格上げ処理部１３４は、一の論理メッシュＢの代表ノードＤを起点として他の論理メッシュＢに含まれる全ての代表ノードＤに対して、ダイクストラ法を用いて、レベル１リージョンに含まれるリンクによる探索枝が伸ばせなくなるまで探索を行う。探索種別（条件）は、推奨ルート（時間優先）、一般道優先、道幅優先の３種類で行われる。なお、この探索種別の設定は一例であって、例えばこれ以外の探索種別を含めたり、この３種類の探索条件の中から１つあるいは２つを用いるようにしてもよい。このような探索処理が、全ての論理メッシュの代表ノードＤを起点として行われる。
【００３４】
このようにして全ての代表ノード間の探索処理が終了した後、格上げ処理部１３４は、探索結果を用いて格上げリンクを抽出する。この格上げリンクの抽出は、上述したステップ１０１の処理において設定されたレベル１探索範囲Ｐを用いて行われる。この抽出処理では、図８に示すように、２つの論理メッシュＢのそれぞれに含まれる２つの代表ノードＤをつなぐ探索リンクに着目し、それぞれの論理メッシュＢに対応するレベル１探索範囲Ｐに含まれない範囲を格上げ範囲として設定し、この格上げ範囲に含まれるレベル１リージョンのリンクが格上げリンクとして選択される。
【００３５】
但し、経路探索の開始代表ノード側のレベル１探索範囲Ｐに一部が含まれるリンクは、探索方向で見た始端ノードがこのレベル１探索範囲に入っていなければ、レベル２への格上げリンクとして抽出するものとする。また、経路探索の目的地代表ノード側に一部が含まれるリンクは、探索方向で見た終端ノードがこのレベル１探索範囲に入っていなければ、格上げリンクとして抽出するものとする。
【００３６】
このようにして全ての代表ノード間についてレベル２への格上げリンクの抽出が終了した後、格上げ処理部１３４は、これらの抽出された格上げリンクを結合する処理を行う。
図９および図１０は、格上げリンクの結合処理の具体例を示す図である。上述した格上げ処理で抽出された格上げリンクが元々レベル２リージョンに含まれている場合であって、図９に示すように、途中に新たな交差点が追加されていない場合には、抽出された格上げリンクを採用せずに、元々レベル２リージョンに含まれるリンクが用いられる。
【００３７】
また、上述した格上げ処理で抽出された格上げリンクが元々レベル２リージョンに含まれているが、図１０に示すように、途中に交差点が発生した場合には、その交差点に至るまでの複数の格上げリンクや、その交差点の先に存在する複数の格上げリンクを別々に結合する処理が行われる。
【００３８】
このようにして、格上げ処理部１３４は、レベル１リージョンに含まれるリンクの中から格上げリンクの抽出を行い、結合処理を行った場合には結合された後のリンクを、結合処理が行われなかった場合には元の格上げリンクをレベル２リージョンのリンクとしてレベル２リージョンの基本部に追加する。
【００３９】
なお、レベル２に元々存在しないレベル１リージョンのリンクの結合条件としては、
・リンクＩＤが差分で表現できること、
・リンクコストレコードの「リンク属性」が同じであること、
・有料区間、無料区間の属性が同じであること、
・バイパスフラグが同じであること、
・２差路であること（分岐がないこと）、などがあげられる。
【００４０】
レベル１上層移行探索範囲矩形の設定処理（ステップ１０３）
従来から、出発地の周辺についてレベル１リージョンのリンクを用いてレベル２リージョンに含まれるノードに至る経路を探索し、さらに遠隔地にある目的地等に対してレベル２リージョンのリンクを用いて階層的に探索を行う手法が知られている。この手法において、経路探索の出発地が含まれるレベル１リージョンからレベル２リージョンに探索枝を延ばす場合の探索終了条件は、従来は、探索リンク本数や抽出上位ノード数、距離等が用いられている。
【００４１】
また、このような手法を用いてレベル２リージョンに含まれるノードに至る経路を探索する際に、ＣＤ−ＲＯＭ等から地図データを読み込む回数を減らして処理の高速化を図るために、一のレベル１リージョンの地図データに、これらの探索終了条件を満たす隣接レベル１リージョンのリンクのデータを含ませておく方法がある。
【００４２】
しかし、どの程度探索枝を延ばしたときに、レベル２リージョンのノードに到達するかは、都市部や郊外のように道路密度が異なる場合に一定していない。したがって、全ての道路密度に対応できるように、探索終了条件を満たす探索リンク本数等を多く設定すると、不要なリンクについて探索を行うことになって、処理に無駄が生じる。一方、探索終了条件を満たす探索リンク数を少なく設定すると、探索対象となるリンクが少なくなって、最適な経路を探索することができないことになる。
【００４３】
本実施形態では、１つのレベル１リージョンの地図データ（基本部と拡張部）を読み込むだけで、確実に最適なリンクを辿ってレベル２リージョンのノードに到達することができるリンクの抽出を行っている。以下、このようなリンクが含まれる範囲を「レベル１上層移行探索範囲矩形」と称する。
【００４４】
このレベル１上層移行探索範囲矩形は、各論理メッシュに着目し、全ての仮想メッシュに対して実際に探索処理を実行した結果を用いて作成される。ここで、「仮想メッシュ」とは、基本的にはレベル２リージョンがこれに相当する。但し、着目している論理メッシュが含まれるレベル２リージョンと、探索対象のレベル２リージョンとが接近している場合や同一の場合には、この探索対象のレベル２リージョンを分割し、各分割領域が仮想メッシュとして設定される。
【００４５】
上層移行探索範囲矩形作成部１３６は、着目する一の論理メッシュから、探索対象となるレベル２リージョンに対応する仮想メッシュあるいはレベル２リージョンの分割領域に対応する仮想メッシュに対して探索を行う。
図１１は、一の論理メッシュＢからレベル２リージョンに対応する仮想メッシュＣに対して探索を行う場合の具体例を示す図である。この探索は、論理メッシュＢから正方向と逆方向のそれぞれについて（出発地から目的地に向かう方向を正方向、反対に目的地から出発地に向かう方向を逆方向とする）、推奨ルートと一般道優先のそれぞれの探索条件で行われる。また、探索の対象は、論理メッシュＢの境界にまたがる全てのリンクのそれぞれと、レベル２リージョンに対応する仮想メッシュＣの各境界ノードとをつなぐリンクである。この探索処理が、レベル１リージョンに含まれるリンクを用いて行われる。
【００４６】
図１２は、一の論理メッシュＢからレベル２リージョンの分割領域に対応する仮想メッシュＣ’に対して探索を行う場合の具体例を示す図である。この探索は、論理メッシュＢから正方向と逆方向のそれぞれについて、推奨ルートと一般道優先のそれぞれの探索条件で行われる。この点は、図１１に示した場合と同じである。また、探索の対象は、論理メッシュＢの境界にまたがる全てのリンクのそれぞれと、仮想メッシュＣ’よりも一回り大きな最大矩形にまたがるリンクとをつなぐリンクである。
【００４７】
図１３は、図１２に示した仮想メッシュＣ’に対応して設定される最大矩形Ｑの説明図である。レベル２リージョン全体が１つの仮想メッシュＣに対応している場合には、その境界と交差する道路については必ず境界ノードが存在するため、探索の対象をこの境界ノードに限定することができる。ところが、レベル２リージョンを所定個数に等分割（例えば１６分割）した場合には、各分割領域の境界にノードが存在するとは限らない（存在しない場合が多い）。また、このような仮想メッシュＣ’を用いる場合とは、探索対象となる論理メッシュＢと仮想メッシュＣ’とが非常に接近している場合であるため、ある程度レベル１探索範囲を考慮する必要がある。このため、本実施形態では、レベル２リージョンの分割領域に対応して生成される仮想メッシュＣ’を用いる場合には、この仮想メッシュＣ’に全部あるいは一部が含まれる全ての論理メッシュＢを抽出するとともに、これらの抽出された各論理メッシュＢに対応するレベル１探索範囲Ｐを包含するように、上述した最大矩形Ｑが設定されている。
【００４８】
具体的には、上層移行探索範囲矩形の設定処理が以下の（１）〜（３）で示す手順で行われる。
（１）まず、上層移行探索範囲矩形作成部１３６は、着目している論理メッシュＢの境界にまたがる一のリンクから、仮想メッシュの境界ノードあるいは最大矩形にまたがるリンクに対して探索を行う。この探索において、仮想メッシュの境界ノードあるいは最大矩形にまたがるリンクの数に対応する最適経路の探索結果が得られる。
【００４９】
（２）次に、上層移行探索範囲矩形作成部１３６は、探索結果毎に、仮想メッシュ側の探索終了ノードから論理メッシュ側の探索開始ノードに辿っていって、レベル２リージョンに含まれるリンクからレベル１リージョンにのみ含まれるリンクに延びている経路のノードを検出する。
【００５０】
図１４は、探索結果と検出ノードとの関係を示す図である。図１４において、Ｓが論理メッシュ側の探索開始ノードを、Ｅが仮想メッシュ側の探索終了ノードを、それ以外の数字０〜４が途中のノードの番号をそれぞれ示している。また、Ｌｖ２はレベル２リージョンに含まれるリンクを、Ｌｖ１はレベル１リージョンのみに含まれておりレベル２リージョンには含まれていないリンクをそれぞれ示している。図１４に示す例では、探索終了ノードＥから辿っていくと、ノード２を経由したときに、レベル２リージョンに含まれるリンクからレベル１リージョンにのみ含まれるリンクに経路が延びている。
【００５１】
上層移行探索範囲矩形作成部１３６は、図１４に示した探索結果に対応してこのノード２を抽出して上位移行ノードとして記憶するとともに、この上位移行ノードから論理メッシュ側の探索開始ノードＳまでの経路を保持する。なお、このような上位移行ノードが見つからなかった場合には、検索結果全体の経路（探索終了ノードＥから探索開始ノードＳまで）が保持される。
【００５２】
上述した上位移行ノードの記憶動作と経路の保持動作は、着目している論理メッシュの境界にまたがるリンクのそれぞれから、仮想メッシュの境界ノードあるいは最大矩形にまたがるリンクのそれぞれに対応して得られた全ての探索結果について繰り返される。また、（１）、（２）に関する同じ動作は、探索条件を変えて繰り返し行われる。
【００５３】
（３）一の論理メッシュＢに関して、全ての上位移行ノードに対応する経路の保持動作が終了すると、次に、上層移行探索範囲矩形作成部１３６は、保持された経路の全てを包含するような最大範囲を抽出して、着目している一の論理メッシュＢと一の仮想メッシュとの組合せに対応する上層移行探索範囲矩形Ｆを設定する。また、このようにして設定された上層移行探索範囲矩形Ｆを特定するデータは、専用ネットワークの拡張部に含まれる上層移行探索範囲データフレームに格納される。
【００５４】
上述した（１）〜（３）に示した一連の処理が、論理メッシュと仮想メッシュの全ての組合せについて行われる。
図１５は、このようにして設定される上層移行探索範囲矩形の具体例を示す図である。図１５に示すように、論理メッシュＢの境界にまたがる複数のリンクａから上位移行ノードｂまでのリンクｃが多数検出されたときに、これらのリンクｃが全て含まれるような上層移行探索範囲矩形Ｆが設定される。
【００５５】
拡張経路計算隣接データフレームの作成処理（ステップ１０４）
次に、上層移行探索範囲矩形作成部１３６は、レベル１リージョンの拡張部である「拡張経路計算隣接データフレーム」を作成し、該当するレベル１リージョンに対応させて格納する。このデータの作成は、上述した上層移行探索範囲矩形を設定する際に抽出された各論理メッシュの境界にまたがるリンクから上位移行ノードに至るまでの経路に関するデータに基づいて行われる。
【００５６】
図１６は、レベル１基本部に対応する拡張経路計算隣接データフレームに格納するデータの説明図である。図１６に示す例では、レベル１リージョンＡが１６個の論理メッシュＢからなっており、全ての論理メッシュＢに対応して抽出された上位移行ノードまでの経路が抽出される。なお、このとき、レベル１リージョンの外部に延びる経路のみが、重複しないように抽出される。図１６において、レベル１リージョンＡの周囲に延びている枝部分が、このようにして抽出された経路を示している。
【００５７】
図１７は、隣接するレベル１リージョンに延びた経路に関するデータのフォーマットを示す図である。例えば、図１７（Ａ）に示すように、処理対象となるレベル１リージョン（対象リージョン）から、隣接するレベル１リージョン２*、３*、５*（上付きの＊が付された数字は図１７において丸数字を示しているものとする）に延びる経路に着目して拡張経路計算隣接データフレームに格納するデータを作成する場合には、図１７（Ｂ）に示すように、対象リージョンの基本部に対して、リージョン２*、３*、５*に対応する対象リージョン拡張部が拡張経路計算隣接データフレームとして付加される。なお、図１８に示すように、上位ノードＲに接続されたレベル２リージョンのリンクａ１が存在する場合には、このリンクａ１のデータも拡張経路計算隣接データフレームに格納される（レベル１リージョンのみに含まれるリンクａ２については格納しない）。これは、リンクの規制を上位レベル移行時にそのまま用いることを可能にするためである。また、図１７に示した例では、対象リージョンに隣接する３つのレベル１リージョン２*、３*、５*について作成された対象リージョン拡張部について説明したが、一般には、対象リージョンに直接隣接するあるいはさらにその外側に隣接する各レベル１リージョンに対応する対象リージョン拡張部が存在し、これらの全体が対象リージョンの拡張経路計算隣接データフレームに格納される。
【００５８】
上位ノード対応データフレームの作成処理（ステップ１０５）
次に、上層移行探索範囲矩形作成部１３６は、専用ネットワークの拡張部である「上位ノード対応データフレーム」を作成する。この上位ノード対応データフレームには、上述したステップ１０３において検出された上位移行ノードのデータが格納される。但し、この上位移行ノードに至る経路の途中にレベル２リージョンのノードが存在した場合であっても、上位ノード対応データフレームへはこの上位移行ノードのデータのみが格納される。
【００５９】
専用ネットワークの作成処理（ステップ１０６）
上述したように、専用ネットワークとは、レベル２リージョンの全ての組合せ毎に、これらのレベル２リージョンを相互に接続する経路の探索に必要なリンクやノードの情報のみを格納したネットワークデータである。２つのレベル２リージョン間での経路探索に必要となるリンクのみが格納されるため、経路探索の計算量が通常よりもかなり少なくなり、経路探索処理の高速化を図る上では非常に有効である。
【００６０】
専用ネットワーク作成部１３８は、２つのレベル２リージョンの組合せ毎に、正方向と逆方向のそれぞれについて探索を行う。この探索は、２つのレベル２リージョンのそれぞれに対応する境界ノードと格上げノードを用いて行われる。
図１９は、格上げノードの説明図である。格上げノードとは、レベル１リージョンの外部に存在する上位移行ノードであって、このレベル１リージョンが含まれるレベル２リージョンの外部に位置するものをいう。図１９に示す例では、レベル１リージョンの外部に位置する２つの上位移行ノードＲ１、Ｒ２の中で、一方の上位移行ノードＲ１のみが格上げノードとなる。
【００６１】
全ての探索条件で探索した結果を重複しないようにネットワーク化したものが専用ネットワークである。また、このときに、どの探索条件で利用したリンクかを全て記憶しておいて、地図データ１２０をフォーマット化する際に（地図データ１２０の専用ネットワークを作成する際に）、どの探索条件のときに用いられたリンクであるかを示す探索条件情報としてのフラグが各リンクに対応するように格納される。これにより、探索条件毎に必要なリンク数を削減することが可能になり、専用ネットワークを用いた探索処理を高速化することができる。
【００６２】
集約リンクの作成処理
次に、集約リンク作成部１４０は、専用ネットワークを用いた探索処理をさらに高速化するために、２差路のみのリンクについて、リンクＩＤを無視して結合する処理を行う。このようにして結合されたリンクを「集約リンク」という。以下に示す非結合条件に該当しない全ての２差路リンクが結合対象となる。
（非結合条件）
・フェリー属性リンクは結合しない。ここで、フェリー属性リンクとはフェリー航路上のリンクであり、このリンクは結合対象から除外される。
・格上げノードは結合しない。
・ＶＩＣＳ反映距離以内のリンクは結合しない。
・基本部の境界ノードから指し示す専用ネットワーク内の隣接ノードは集約しない。
【００６３】
このようにして結合された集約リンクについては、専用ネットワーク毎に集約リンクＩＤが０から昇順で付与される。また、集約リンクのコストについては、探索種別毎に予めコスト計算した結果が対応づけられる。
このように、集約リンク作成部１４０は、専用ネットワークに含まれるリンクを対象に集約リンクを作成して、２つのレベル２リージョンを相互に接続する経路に関する一部の情報を更新する（ステップ１０７）。
【００６４】
また、リンクの結合に際してどのリンクを結合して集約リンクを作成したかがわかるように、集約リンクＩＤに対して結合対象となった複数のリンクＩＤの情報を記憶しておく必要がある。このために、集約リンク作成部１４０は、専用ネットワークの拡張部である「集約リンク展開データフレーム」を作成し、該当する専用ネットワークに対応させて格納する（ステップ１０８）。集約リンクが探索結果として抽出された経路に含まれている場合には、この集約リンク展開データフレームに含まれる情報に基づいて、図２０に示すように集約リンクから通常のリンクへの展開が行われ、展開された後のレベル２リージョンのリンクを用いた案内処理や描画処理を行うことが可能になる。
【００６５】
その他のデータフレームの作成
次に、専用ネットワーク作成部１３８は、専用ネットワークの拡張部である「境界ノード対応データフレーム」を作成し、該当する専用ネットワークに対応させて格納する（ステップ１０９）。
【００６６】
レベル２リージョンの基本部に含まれる隣接ノード情報は、隣接するレベル２リージョンに関するものである。したがって、いずれかのレベル２リージョンから専用ネットワークに探索枝を延ばすためには、レベル２リージョンの隣接ノード情報に専用ネットワーク内のどのノードが対応しているかを知る必要がある。
【００６７】
図２１は、隣接ノード情報の説明図である。図２１（Ａ）に示すように、隣接ノード情報とは、レベル２リージョンの一の境界ノードに着目したときに、この境界ノードを介して隣接する他のレベル２リージョン（隣接リージョン）内の隣接ノードＮ１を特定するデータである。
【００６８】
専用ネットワーク作成部１３８は、図２１（Ｂ）に示すように、レベル２リージョンの隣接ノード情報に対応する専用ネットワーク内のノードＮ２を特定して、この専用ネットワークの拡張部である「境界ノード対応データフレーム」を作成する。なお、一のレベル２リージョンと専用ネットワークの境界ノードとの対応関係は１：Ｎ（Ｎが専用ネットワークの数）なので、レベル２リージョンから専用ネットワークに探索枝を延ばす際には、新たに作成された境界ノード対応データフレームを用いたデータの変換が必要になるが、各専用ネットワークに含まれる境界ノード情報は一のレベル２リージョンに対応するため、このような変換の必要はない。
【００６９】
また、上述したように、専用ネットワークの拡張部である「上位ノード対応データフレーム」には上位移行ノードの情報が格納されているが、この上位移行ノードの情報では、この上位移行ノードがどのレベル２リージョンに含まれるどのノードに対応しているかが示されている。したがって、図１９に示した格上げノードＲ１のように、上位移行ノードが、着目しているレベル１リージョンが含まれるレベル２リージョン以外の隣接する他のレベル２リージョンに含まれている場合には、この上位移行ノードが専用ネットワーク内のどのノードに対応しているかを特定する必要がある。専用ネットワーク作成部１３８は、格上げノードに対応する専用ネットワーク内のノードを特定する情報を追加して、上述したステップ１０５で作成した「上位ノード対応データフレーム」の内容を更新し、該当する専用ネットワークに対応させて格納する（ステップ１１０）。
【００７０】
また、上述した専用ネットワークは、レベル１〜５の各リージョンの基本部とは別に新規に作成されるものである。したがって、いずれかのレベル２リージョンから一の専用ネットワークに探索枝を延ばす際には、この専用ネットワークのデータを読み込むためのアドレス情報が必要になる。専用ネットワーク作成部１３８は、専用ネットワークを作成した際にその拡張部としてそのアドレス情報が含まれる「専用ネットワークへのアドレスデータフレーム」を作成し、この専用ネットワークに対応させて格納する（ステップ１１１）。
【００７１】
（４）経路探索処理の概要
次に、本実施形態のナビゲーション装置において行われる経路探索処理について説明する。
図２２は、本実施形態のナビゲーション装置によって行われる経路探索処理の動作手順を示す流れ図である。また、図２３は本実施形態のナビゲーション装置によって行われる経路探索処理の概要を示す図である。図２４は経路探索処理を行う経路探索処理部３２の機能ブロック図である。図２４に示すように、経路探索処理部３２は、出発地・目的地設定部２００、地図データ読出範囲設定部２０４、上層移行探索範囲矩形特定部２０６、上位ノード探索部２０８、上位ノード間経路探索部２１０、集約リンク展開部２１２を含んで構成されている。
【００７２】
上述したデータバッファ１０が地図データ格納手段に、出発地・目的地設定部２００が出発地・目的地設定手段に、上層移行探索範囲矩形特定部２０６、上位ノード探索部２０８が上位ノード探索手段に、上位ノード間経路探索部２１０が上位ノード間探索手段に、集約リンク展開部２１２が集約リンク展開手段にそれぞれ対応する。また、ＤＶＤ２がディスク型記録媒体に、地図データ読出範囲設定部２０４、地図読出制御部１２が読出指示手段に、ディスク読取装置３が地図データ読出手段にそれぞれ対応する。
【００７３】
出発地・目的地の設定（ステップ２００）
ナビゲーション装置の利用者によって経路探索動作が指示されると、まず、経路探索処理部３２内の出発地・目的地設定部２００は、経路探索の対象となる出発地と目的地を設定する。例えば、車両位置計算部３０によって計算されるその時点における車両位置が出発地に設定される。また、利用者がリモコン４に備わったジョイスティックキー等を操作して任意のカーソル位置を指定した場合にはその位置が、あるいは施設検索を行って特定施設を検索した場合にはその特定施設が目的地として設定される。なお、出発地および目的地は、これら以外の方法を用いて設定するようにしてもよい。
【００７４】
探索条件の設定（ステップ２０１）
また、利用者によって探索条件が指定されると、上位ノード探索部２０８、上位ノード間経路探索部２１０は、それぞれにおいて探索処理を行う際の探索条件の設定を行う。なお、利用者によって探索条件が指定されない場合には、デフォルトの探索条件（例えば推奨ルート）が設定される。
【００７５】
地図データの読出し（ステップ２０２）
次に、地図データ読出範囲設定部２０４は、出発地・目的地設定部２００によって設定された出発地および目的地のそれぞれが含まれるレベル１、レベル２リージョンの基本部と拡張部の地図データと、出発地が含まれるレベル２リージョンと目的地が含まれるレベル２リージョンの組合せに対応する専用ネットワークとその拡張部の地図データの読出しを行う。なお、実際には、地図データ読出範囲設定部２０４によって、読み出し対象となる２つのレベル１リージョンと２つのレベル２リージョンおよび該当する専用ネットワークが指定されると、この指示内容が地図読出制御部１２に送られ、ディスク読取装置３によってＤＶＤ２に記録された地図データ１２０の中から該当する地図データが選択的に読み出されて、データバッファ１０に格納される。また、２つのレベル２リージョンの組合せに対応する専用ネットワークは、これらのレベル２リージョンの拡張部「専用ネットワークへのアドレスデータフレーム」のデータによって特定することができる。
【００７６】
図２３に示すように、出発地Ｓが特定されると、この出発地Ｓが含まれるレベル１リージョンＡ１と、このレベル１リージョンＡ１が含まれるレベル２リージョンＣ１が特定される。同様に、目的地Ｅが特定されると、この目的地Ｅが含まれるレベル１リージョンＡ２と、このレベル１リージョンＡ２が含まれるレベル２リージョンＣ２が特定される。また、専用ネットワークは、２つのレベル２リージョンの組合せ毎に予め用意されているため、出発地と目的地のそれぞれが含まれる２つのレベル２リージョンが特定されると、この組合せによって決まる専用ネットワークが特定される。このようにして、レベル１、２リージョンと専用ネットワークが特定されて、それらの拡張部を含む地図データが読み出され、データバッファ１０に格納される。
【００７７】
上層移行探索範囲矩形内での上位ノードの抽出（ステップ２０３）
次に、上層移行探索範囲矩形特定部２０６は、出発地および目的地のそれぞれに対応する上層移行探索範囲矩形を特定し、上位ノード探索部２０８は、この上層移行探索範囲矩形内で探索処理を行い、出発地と目的地のそれぞれに対応する上層移行探索範囲矩形に含まれる上位ノード（上位移行ノード）を抽出する。この上位ノードの抽出は、レベル１リージョンの基本部と拡張部「拡張経路計算隣接データフレーム」のそれぞれに対応するリンクの中から、専用ネットワークの拡張部「上層移行探索範囲データフレーム」によって特定される上層移行探索範囲矩形に含まれるものを対象にした探索によって行われる。この探索によって、出発地が含まれる上層移行探索範囲矩形内で複数の上位ノードが抽出されるとともに、目的地が含まれる上層移行探索範囲矩形内で複数の上位ノードが抽出される。なお、出発地側において出発地と各上位ノードまでのコストと、目的地側において目的地と各上位ノードまでのコストが保存される。
【００７８】
上位ノード間の経路の探索（ステップ２０４）
次に、上位ノード間経路探索部２１０は、出発地側に対応して抽出された各上位ノードから探索枝を延ばし、目的地側に対応して抽出された各上位ノードまでの最適な経路を探索する。この探索は、レベル２リージョンの基本部、専用ネットワークとその拡張部「上位ノード対応データフレーム」、「境界ノード対応データフレーム」のそれぞれに対応する地図データを用いて行われる。例えば、上述したステップ２０３において抽出された上位移行ノードがレベル２リージョンあるいは専用ネットワーク内のどの上位ノードに対応しているかは、「上位ノード対応データフレーム」のデータを用いることにより知ることができる。また、レベル２リージョン内の上位ノードから専用ネットワークに探索枝を延ばす場合に、レベル２リージョンの境界ノードから専用ネットワーク内のどのノードに対して探索枝を延ばすことができるかは、「境界ノード対応データフレーム」のデータを用いることにより知ることができる。
【００７９】
上述した上位ノード間の探索は、出発地と目的地とをつなぐ最適な走行経路が決定するまで継続される。例えば、この探索は、最もコストの小さな経路について探索枝を順に延ばすことにより行われる。例えば、図２３に示すように、出発地Ｓを含む上層移行探索範囲矩形に対応して３つの上位ノードＮ１１、Ｎ１２、Ｎ１３が抽出され、出発地Ｓからそれぞれの上位ノードまでのコストをａ１、ａ２、ａ３（ａ１＜ａ２＜ａ３）とすると、最初に、最も小さいコストａ１を有する上位ノードＮ１１から探索枝を一つ延ばす。このとき、この上位ノードＮ１１につながるリンクが複数存在する場合には、全てのリンクに対して探索枝を延ばす。次に、上位ノードＮ１２、Ｎ１３と新たに探索されたレベル２リージョン内あるいは専用ネットワーク内のノードの中からその時点でのコストが最も小さいノードから探索枝を一つ延ばす。このように、コストが最も小さいノードをその都度判定し、このノードから探索枝を延ばす動作を繰り返す。なお、あるノードから探索枝を延ばした先が、既に探索経路が行われたノードである場合には、このノードに至る複数の経路の中で経路全体のコストが最も小さい経路が選択される。このようにして出発地Ｓ側の各上位ノードから目的地Ｅ側の全ての上位ノードまでの最適な走行経路が探索される。
【００８０】
なお、この探索は、最適な経路が探索される可能性がなくなった時点で終了する。例えば、目的地に到達しない探索枝が複数残っている場合であっても、これらの探索枝を用いた探索を行ってもそれ以前に探索された経路よりもコストが大きくなることが明らかになったときに探索処理が終了する。
【００８１】
また、専用ネットワークの各経路を構成するリンクには、どの探索条件のときに用いられるものであるかを示す探索条件情報としてのフラグが設定されているため、ステップ２０１において設定された探索条件に対応するリンクのみを対象に探索処理が行われる。
【００８２】
集約リンクの展開（ステップ２０５）
次に、集約リンク展開部２１２は、上位ノード間経路探索部２１０による探索によって抽出された経路に集約リンクが含まれている場合に、専用ネットワークの拡張部「集約リンク展開データフレーム」のデータに基づいてこの集約リンクを元のレベル２リージョンのリンクに展開する処理を行う。
【００８３】
このように、本実施形態のナビゲーション装置では、地図データに含まれるレベル１リージョンの拡張経路計算隣接データフレームを用いることにより、確実にレベル２リージョンのノードに探索枝を延ばすことができるため、最適な経路探索を行うことが可能になる。しかも、この拡張経路計算隣接データフレームは、探索枝を延ばす元のレベル１リージョンとの対応付けがなされているため、ＤＶＤ２から経路探索処理に必要な部分の地図データの読み出しを行う際に、出発地や目的地が含まれるレベル１リージョンのデータを読み出すときにこのレベル１リージョンに対応したデータのみを一緒に読み出すことが可能になり、読み込むデータ量や読み込み回数の削減が可能になり、経路探索処理を高速化することができる。
【００８４】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、車載用のナビゲーション装置について説明したが、パーソナルコンピュータ等によって所定の地図検索プログラムを実行して経路探索を行う場合にも本発明を適用することができる。
【００８５】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、第１の経路情報を用いることにより、確実にレベル２領域のノードに探索枝を延ばすことができるため、最適な経路探索を行うことが可能になる。しかも、この第１の経路情報は、探索枝を延ばす元のレベル１領域との対応付けがなされているため、経路探索処理に必要な部分の地図データの読み出しを行う際に、出発地や目的地が含まれるレベル１領域のデータを読み出すときにこのレベル１領域に対応した第１の経路情報のみを一緒に読み出すことが可能になり、読み込むデータ量や読み込み回数を削減することにより処理を高速化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の車載用ナビゲーション装置の全体構成を示す図である。
【図２】地図データの詳細内容を示すフォーマット図である。
【図３】本実施形態の地図データ作成装置を機能ブロックで示した構成図である。
【図４】本実施形態の地図データ作成装置の動作手順を示す流れ図である。
【図５】論理メッシュの具体例を示す図である。
【図６】レベル１探索範囲の具体例を示す図である。
【図７】格上げ処理の具体例を示す図である。
【図８】格上げ処理の具体例を示す図である。
【図９】格上げリンクの結合処理の具体例を示す図である。
【図１０】格上げリンクの結合処理の具体例を示す図である。
【図１１】一の論理メッシュＢからレベル２リージョンに対応する仮想メッシュＣに対して探索を行う場合の具体例を示す図である。
【図１２】一の論理メッシュＢからレベル２リージョンの分割領域に対応する仮想メッシュＣ’に対して探索を行う場合の具体例を示す図である。
【図１３】図１２に示した仮想メッシュＣ’に対応して設定される最大矩形Ｑの説明図である。
【図１４】探索結果と検出ノードとの関係を示す図である。
【図１５】上層移行探索範囲矩形の具体例を示す図である。
【図１６】レベル１基本部に対応する拡張経路計算隣接データフレームに格納するデータの説明図である。
【図１７】隣接するレベル１リージョンに延びた経路に関するデータのフォーマットを示す図である。
【図１８】隣接するレベル１リージョンに延びた経路の説明図である。
【図１９】格上げノードの説明図である。
【図２０】集約リンクの展開の具体例を示す図である。
【図２１】隣接ノード情報の説明図である。
【図２２】本実施形態のナビゲーション装置によって行われる経路探索処理の動作手順を示す流れ図である。
【図２３】本実施形態のナビゲーション装置によって行われる経路探索処理の概要を示す図である。
【図２４】経路探索処理を行う経路探索処理部の機能ブロック図である。
【符号の説明】
１  ナビゲーションコントローラ
２  ＤＶＤ
３  ディスク読取装置
１０  データバッファ
１２  地図読出制御部
１４  地図描画部
３０  車両位置計算部
３２  経路探索処理部
３４  誘導経路メモリ
２００  出発地・目的地設定部
２０４  地図データ読出範囲設定部
２０６  上層移行探索範囲矩形特定部
２０８  上位ノード探索部
２１０  上位ノード間経路探索部
２１２  集約リンク展開部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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