経路探索装置
【課題】より適切な案内経路を探索できるようにする
【解決手段】経路候補上に存在する各信号機Ａ〜Ｎにおける停車指示の開始および終了の時期を特定することが可能なサイクル情報を情報センタ２から取得し（Ｓ１０２）、経路候補上に存在する各信号機Ａ〜Ｎのサイクル情報を用いて各信号機Ａ〜Ｎの停車指示により自車が一時停車中に消費される停車時燃料消費量を算出し（Ｓ１０６）、この停車時燃料消費量および区間毎の燃料消費量を用いて総燃料消費量が最小となる案内経路を探索する（Ｓ１０８〜Ｓ１１２）。
【解決手段】経路候補上に存在する各信号機Ａ〜Ｎにおける停車指示の開始および終了の時期を特定することが可能なサイクル情報を情報センタ２から取得し（Ｓ１０２）、経路候補上に存在する各信号機Ａ〜Ｎのサイクル情報を用いて各信号機Ａ〜Ｎの停車指示により自車が一時停車中に消費される停車時燃料消費量を算出し（Ｓ１０６）、この停車時燃料消費量および区間毎の燃料消費量を用いて総燃料消費量が最小となる案内経路を探索する（Ｓ１０８〜Ｓ１１２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、出発地から目的地に至る案内経路を探索する経路探索装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線通信を介して交通信号における青信号と赤信号の点灯時間情報を取得し、この点灯時間情報に基づいて通行一時停止状態が発生する確率を演算し、この確率から通行一時停止状態が発生することを認識した場合、通行一時停止状態発生地点を迂回する迂回経路を探索するようにした装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３２５９３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されたような装置では、探索された経路に従って走行している途中で、特定の交通信号の点灯時間情報に基づいて通行一時停止状態が発生することが認識されると、迂回経路上に存在する各交通信号等により発生する通行一時停止状態を考慮することなく迂回経路の案内が行われるので、例えば、迂回経路上に存在する交通信号による停車回数や停車時間が多く、かえって走行燃費や走行時間等に適さない経路の案内が行われてしまうことが考えられる。
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑みたもので、より適切な案内経路を探索できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、予め定められた区間毎の評価値を算出し、出発地から目的地に至る複数の経路候補の中から総評価値が最小となる案内経路を探索する経路探索装置であって、外部と通信を行う通信装置と、通信装置を介して、経路候補上に存在し、通行車両に対して周期的に停車指示を行う各設備における停車指示の開始および終了の時期を特定するための停車指示タイミング情報を取得する停車指示タイミング情報取得手段と、経路候補上に存在する各設備の停車指示タイミング情報を用いて各設備の停車指示により自車が一時停車することにより生じる停車時評価値を算出する停車時評価値算出手段と、停車時評価値および区間毎の評価値を用いて総評価値が最小となる案内経路を探索する経路探索手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００７】
このような構成によれば、経路候補上に存在し、通行車両に対して周期的に停車指示を行う各設備における停車指示の開始および終了の時期を特定するための停車指示タイミング情報を取得し、この停車指示タイミング情報を用いて各設備の停車指示により自車が一時停車することにより生じる停車時評価値を算出し、この停車時評価値および区間毎の評価値を用いて総評価値が最小となる案内経路が探索されるので、より適切な案内経路を探索することができる。
【０００８】
ここで、請求項２に記載のように、評価値をエネルギー消費量とし、停車時評価値を各設備の停車指示により自車が一時停車中に消費する停車時エネルギー消費量とすることができる。なお、エネルギー消費量は、燃料消費量および電力消費量等を含む概念である。
【０００９】
また、請求項３に記載のように、評価値を移動時間とし、停車時評価値を各設備の停車指示により自車が一時停車する停車時間とすることができる。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、自車の現在位置を特定する現在位置特定手段と、地図データを取得する地図データ取得手段と、を備え、停車時評価値算出手段は、地図データを参照して自車の現在位置と経路候補上に存在する各設備の位置情報から自車が経路候補上に存在する各設備に到達するまでの距離および時期を特定するとともに、経路候補上に存在する各設備の停車指示タイミング情報に基づいて各設備の停車指示の開始および終了の時期を特定し、自車が経路候補上に存在する各設備に到達する時期と各設備の停車指示の開始および終了の時期に基づいて停車時評価値を算出することを特徴としている。
【００１１】
このように、自車が経路候補上に存在する各設備に到達するまでの距離および時期を特定するとともに、経路候補上に存在する各設備の停車指示タイミング情報に基づいて各設備の停車指示の開始および終了の時期を特定し、自車が経路候補上に存在する各設備に到達する時期と各設備の停車指示の開始および終了の時期に基づいて停車時評価値を算出することができる。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明は、案内経路として特定された経路候補上に存在する各地点への車両の到達時刻に予め定められた閾値以上のずれが生じたか否かに基づいて車両が走行計画から逸脱したか否かを判定する逸脱判定手段を備え、逸脱判定手段により車両が走行計画から逸脱したと判定された場合、再度、停車指示タイミング情報取得手段は、通信装置を介して、経路候補上に存在し、通行車両に対して周期的に停車指示を行う各設備の停車指示タイミング情報を取得し、停車時評価値算出手段は、経路候補上に存在する各設備の停車指示タイミング情報を用いて停車時評価値を算出し、経路探索手段は、停車時評価値および区間毎の評価値を用いて総評価値が最小となる案内経路を探索することを特徴としている。
【００１３】
このような構成によれば、車両が走行計画から逸脱してしまっても、再度、通信装置を介して、経路候補上に存在し、通行車両に対して周期的に停車指示を行う各設備の停車指示タイミング情報を取得し、この停車指示タイミング情報を用いて総評価値が最小となる案内経路の探索が実施されるので、案内経路の再探索の操作を行うことなく、案内経路の再探索を行うことができる。
【００１４】
また、請求項６に記載の発明のように、停車指示タイミング情報取得手段は、通行車両に対して周期的に停車指示を行う各設備の停車指示の開始および終了の時期を特定するための停車指示タイミング情報を管理する情報センタから停車指示タイミング情報を取得することができ、また、請求項７に記載の発明のように、通行車両に対して周期的に停車指示を行う各設備から停車指示タイミング情報を取得することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る経路探索装置の構成を示す図である。
【図２】サイクル情報について説明するための図である。
【図３】本発明の第１実施形態における経路探索処理のフローチャートである。
【図４】総評価値の算出手法について説明するための図である。
【図５】本発明の第２実施形態における経路探索処理のフローチャートである。
【図６】変形例について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る経路探索装置の構成を図１に示す。本経路探索装置１は、ナビゲーション装置として構成されており、各信号機Ａ〜Ｎのサイクル情報を管理する情報センタ２に設置された情報処理装置２０と通信を行い、出発地から目的地に至る最適な案内経路の探索を行う。本経路探索装置１は、通信装置１１、表示装置１２、地図データ取得部１３、ＧＰＳ受信機１４、車速センサ１５、ジャイロセンサ１６、地磁気センサ１７および制御装置１８を備えている。
【００１７】
通信装置１１は、外部と通信を行うための装置である。本実施形態における通信装置１１は、有線通信と無線通信の両方を行うことが可能となっている。
【００１８】
表示装置１２は、液晶等のディスプレイを有し、制御装置１８から入力される映像信号に応じた映像をディスプレイに表示させる。
【００１９】
地図データ取得部１３は、ＨＤＤ、ＤＶＤ、ＣＤ等の記憶媒体に記憶された地図データを取得するための装置である。地図データには、各リンクの識別情報、距離、道路種別、道路幅員、道路形状、道路名、車線数等を表す道路データ、位置検出精度を向上するためのいわゆるマップマッチングデータ、川、湖、海、鉄道、施設などの位置、形状、名称を表す背景データ、各地の施設の名称、所在位置、施設種類、電話番号等を示す施設データ等が含まれる。
【００２０】
ＧＰＳ受信機１４は、衛星から送信される現在位置を特定するための信号を受信し、現在位置を特定するための情報を制御装置１８へ出力する。また、車速センサ１５、ジャイロセンサ１６および地磁気センサ１７は、各物理量に応じた信号を制御装置１８へ出力する。
【００２１】
制御装置１８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、Ｉ／Ｏ等を備えたコンピュータとして構成されており、ＣＰＵはＲＯＭに記憶されたプログラムに従って各種処理を実施する。
【００２２】
制御装置１８の処理としては、ＧＰＳ受信機１４、車速センサ１５、ジャイロセンサ１６および地磁気センサ１７から入力される情報に基づいて自車の現在位置を特定してＲＡＭに記憶する現在位置特定処理、自車位置周辺の地図上に自車位置マークを重ねて表示する地図表示処理、出発地から目的地に至る最適な案内経路を探索する経路探索処理、案内経路に従って経路案内を行う経路案内処理等がある。
【００２３】
本実施形態における制御装置１８は、経路探索処理において、燃料消費量を評価値として、予め定められた区間毎の評価値を算出し、出発地から目的地に至る複数の経路候補の中から総評価値が最小となる案内経路を探索する。また、制御装置１８は、この経路探索処理において、経路候補上に存在し、各信号機におけるサイクル情報（停車指示タイミング情報に相当する）を取得し、この経路候補上に存在する各信号機のサイクル情報を用いて各信号機の停車指示により自車が一時停車することにより生じる停車時評価値を算出し、停車時評価値および区間毎の評価値を用いて総評価値が最小となる案内経路を探索する。
【００２４】
情報処理装置２０は、ＣＰＵ、メモリ、記憶装置、操作部、表示部等を備えたコンピュータとして構成されている。また、情報処理装置２０には、各地に設置された信号機Ａ〜Ｎおよび経路探索装置１と通信することが可能な通信装置２１が接続されている。
【００２５】
信号機Ａ〜Ｎは、それぞれ信号制御装置３０および通信装置３１を備えている。信号制御装置３０は、青色、黄色、赤色の各ランプの点灯および消灯の制御を行うとともに通信装置３１を介して自己を識別するための識別情報ととともにサイクル情報を周期的に情報センタ２へ送出する処理を行う。なお、図２に示すように、サイクル情報には、青信号の点灯時間Ｂ、黄信号の点灯時間Ｙ、赤信号の点灯時間Ｒ、信号機サイクル時間Ｔおよび赤信号から青信号に変化するまでの残時間ＲＴが含まれる。
【００２６】
情報センタ２に設置された情報処理装置２０は、通信装置２１を介して各地に設置された信号機Ａ〜Ｎから周期的に送信されるサイクル情報を受信すると、各信号機Ａ〜Ｎを識別するための識別情報と受信したサイクル情報を関連付けて記憶媒体に記憶させる処理を行う。情報処理装置２０は、記憶媒体に記憶させた各サイクル情報に基づいて各信号機Ａ〜Ｎの信号状態をリアルタイムで特定することが可能となっている。
【００２７】
図３に、制御装置１８による経路探索処理のフローチャートを示す。本経路探索装置１は、自車両のイグニッションスイッチがオンすると動作状態となる。制御装置１８は、乗員の操作に応じて出発地および目的地を特定した後、経路探索の実行が指示されると、図３に示す処理を開始する。
【００２８】
まず、予め定められた区間（例えば、リンク）毎の評価値（燃料消費量）を算出し、出発地から目的地に至る複数の経路候補を特定する（Ｓ１００）。具体的には、ダイクストラ法等の経路探索アルゴリズムを用いて複数の経路候補を特定する。
【００２９】
次に、通信装置１１を介して、経路候補上に存在する各信号機のサイクル情報を情報センタ２から取得する（Ｓ１０２）。具体的には、各経路候補上に存在し、かつ、各経路候補上を自車が走行する際に自車に対して停車指示を行う各信号機のサイクル情報の送出を情報センタ２に要求し、この要求に応じて情報センタ２から送出される各信号機のサイクル情報を受信することにより各信号機のサイクル情報を一括して取得する。
【００３０】
図４に示すように、出発地から信号機Ｓ１１、Ｓ１２、・・、Ｓ１（Ｍ−２）、Ｓ１（Ｍ−１）が設置された各地点を経由して目的地に到達する第１経路候補と、出発地から信号機Ｓ２１、Ｓ２２、・・、Ｓ２（Ｎ−２）、Ｓ２（Ｎ−１）が設置された各地点を経由して目的地に到達する第２経路候補が経路候補として特定された場合、第１経路候補上に存在する全ての信号機Ｓ１１、Ｓ１２、・・、Ｓ１（Ｍ−２）、Ｓ１（Ｍ−１）と第２経路候補上に存在する全ての信号機Ｓ２１、Ｓ２２、・・、Ｓ２（Ｎ−２）、Ｓ２（Ｎ−１）の各サイクル情報を情報センタ２から取得する。
【００３１】
次に、各信号機において赤信号で停車する時間ＳＴを算出する（Ｓ１０４）。具体的には、現在位置特定処理により特定された自車の現在位置をＲＡＭから読み出すとともに地図データ取得部１３より現在位置周辺の地図データを取得し、この地図データを参照して自車の現在位置と経路候補上に存在する各信号機の位置情報から自車が経路候補上に存在する各信号機に到達するまでの距離および到達時期を特定するとともに、経路候補上に存在する各信号機のサイクル情報に基づいて各信号機の停車指示の開始および終了の時期、すなわち、赤信号から青信号に変化するまでの時期を特定し、自車が経路候補上に存在する各信号機に到達する時期と信号機が赤信号から青信号に変化するまでの時期に基づいて各信号機において赤信号で停車する時間ＳＴを算出する。
【００３２】
図４において、出発地と信号機Ｓ１１間の距離をＬ１１、自車の走行時の平均車速（基準車速）をＶとすると、出発地を出発してから信号機Ｓ１１に至るまでの時間Ｔ１１は、Ｔ１１＝Ｌ１１／Ｖとして算出することができる。また、信号機Ｓ１１のサイクル情報から、自車が信号機Ｓ１１に到達する時点における信号機Ｓ１１の停車指示の開始および終了の時期を特定する。そして、自車が信号機Ｓ１１の停車指示により一時停車しなければならない場合には、自車が信号機Ｓ１１の停車指示により一時停車する時間を算出する。なお、本実施形態では、黄信号から赤信号に変化する時期を停車指示の開始時期とし、赤信号から青信号に変化する時期を停車指示の終了時期とする。すなわち、自車が信号機Ｓ１１に到達する時点において信号機Ｓ１１が赤信号となっている場合、自車が信号機Ｓ１１の停車指示により一時停車する時間ＳＴ１１は、信号機Ｓ１１の赤信号から青信号に変化するまでの残時間ＲＴ１１とすることができる。例えば、自車が信号機Ｓ１１に到達する時点において信号機Ｓ１１の赤信号から青信号に変化するまでの残時間ＲＴ１１が２０秒となっている場合、自車が信号機Ｓ１１の停車指示により一時停車する時間ＳＴ１１は２０秒となる。
【００３３】
また、信号機Ｓ１１が青信号または黄信号となっており、信号機Ｓ１１の停車指示により一時停車する必要がない場合には、自車が信号機Ｓ１１の停車指示により一時停車する時間ＳＴ１１を０秒とする。
【００３４】
同様に、次に、自車が信号機Ｓ１２の停車指示により一時停車する時間ＳＴを算出する。なお、自車が信号機Ｓ１１の停車指示により停車する場合、自車が信号機１２に到達する時期はその停車時間分だけ遅くなるため、その停車時間分、自車が信号機１２に到達する時期を遅延させる。このようにして、第１経路候補上に存在する各信号機において赤信号で停車する時間ＳＴ１１、ＳＴ１２、・・・、ＳＴ１（Ｍ−１）および第２経路候補上に存在する各信号機において赤信号で停車する時間ＳＴ２１、ＳＴ２２、・・・、ＳＴ２（Ｎ−１）を算出する。
【００３５】
次に、各信号機において赤信号で一時停車中に消費される燃料消費量を算出する（Ｓ１０６）。
【００３６】
ここで、自車の停車時における単位時間当たりの燃料消費量をＰＡ（リッター／秒）、自車が信号機Ｓ１１の停車指示により一時停車する時間をＳＴ１１とすると、自車が信号機Ｓ１１の停車指示により一時停車中に消費する停車時燃料消費量ＰＺ１１は、ＰＺ１１＝ＰＡ・ＳＴ１１として算出することができる。
【００３７】
同様に、次に、自車が信号機Ｓ１２の停車指示により一時停車することにより生じる停車時燃料消費量ＰＺ１２を算出する。
【００３８】
同様にして、第１経路候補上に存在する各信号機Ｓ１３、Ｓ１４、・・、Ｓ１（Ｍ−１）について行い、各信号機Ｓ１３、Ｓ１４、・・、Ｓ１（Ｍ−１）により自車が一時停車中に消費する停車時燃料消費量ＰＺ１３、ＰＺ１４、・・・、ＰＺ１（Ｍ−１）を算出する。
【００３９】
また、第２経路候補上に存在する各信号機Ｓ２１、Ｓ２２、・・、Ｓ２（Ｎ−１）についても、各信号機Ｓ２１、Ｓ２２、・・、Ｓ２（Ｎ−１）により自車が一時停車中に消費する停車時燃料消費量ＰＺ２１、ＰＺ２２、・・・、ＰＺ２（Ｍ−１）を算出する。
【００４０】
次に、各経路候補の総燃料消費量を算出する（Ｓ１０８）。まず、区間毎の燃料消費量を算出する。出発地と信号機Ｓ１１間の距離をＬ１１、自車の走行時における単位距離当たりの燃料消費量をＰＴ（キロメートル／リッター）とすると、出発地から信号機Ｓ１１に至る区間で必要とされる燃料消費量ＰＹ１１は、ＰＹ１１＝ＰＴ・Ｌ１１として算出することができる。
【００４１】
同様にして、第１経路候補上の各区間で自車が走行中に消費する燃料消費量ＰＺ１１、ＰＺ１２、・・・、ＰＺ１（Ｍ−１）と、第２経路候補上の各区間で自車が走行中に消費する燃料消費量ＰＺ１１、ＰＺ１２、・・・、ＰＺ１（Ｍ−１）の算出を行う。
【００４２】
そして、各経路候補の総燃料消費量を算出する。第１経路候補における総消燃料消費量ＰＹ１は、各信号機により自車が一時停車中に消費する停車時燃料消費量ＰＺと各区間で自車が走行中に消費する燃料消費量ＰＺの総和として算出することができる。すなわち、ＰＹ１＝（ＰＹ１１＋ＰＹ１２＋・・・＋ＰＹ１（Ｍ−１））＋（ＰＺ１１＋ＰＺ１２＋・・・＋ＰＺ１（Ｍ−１））として算出することができる。また、第２経路候補における総消燃料消費量ＰＹ２は、ＰＹ２＝（ＰＹ２１＋ＰＹ２２＋・・・＋ＰＹ２（Ｎ−１））＋（ＰＺ２１＋ＰＺ２２＋・・・＋ＰＺ２（Ｎ−１））として算出することができる。
【００４３】
次に、経路候補の中から総燃料消費量が最小となる経路候補を案内経路として特定する（Ｓ１１０）。ここでは、第１、第２経路候補のうち総燃料消費量の小さい方の経路候補を案内経路として特定する。
【００４４】
次に、案内経路を表示装置１２に表示させる（Ｓ１１２）。すなわち、総燃料消費量が最小となる案内経路を地図上に重ねた案内画面が表示装置１２のディスプレイに表示される。なお、運転者は、この案内画面に表示された案内経路上を走行するように車両の運転操作を行うようになっている。
【００４５】
次に、車両が走行計画から逸脱したか否かを判定する（Ｓ１１４）。具体的には、案内経路として特定された経路候補上に存在する各地点への車両の到達時刻に予め定められた閾値以上のずれが生じたか否かに基づいて車両が走行計画から逸脱したか否かを判定する。より具体的には、車両の現在位置を特定し、計画したその地点への到達予定時刻（計画時刻）と現在時刻（実時刻）が予め定められた閾値以上になったか否かに基づいて車両が計画から逸脱したか否かを判定する。
【００４６】
ここで、車両が走行計画から逸脱していない場合、Ｓ１１４の判定はＮＯとなり、Ｓ１１４の判定を繰り返し実施する。また、予期せぬ周辺状況の変化等により、車両が走行計画から逸脱すると、Ｓ１１４の判定はＹＥＳとなり、Ｓ１０２へ戻る。すなわち、再度、通信装置１１を介して、経路候補上に存在する各信号機のサイクル情報を情報センタ２から取得し、経路候補上に存在する各信号機による停車指示の開始および終了の時期を特定し、経路候補上に存在する設備の停車指示タイミング情報を用いて信号機の停車指示により自車が一時停車中に消費する燃料消費量を算出し、この信号機の停車指示により自車が一時停車中に消費する燃料消費量と、自車が走行時に消費する区間毎の燃料消費量を用いて総燃料消費量が最小となる案内経路を探索し、表示装置１２に表示させる。
【００４７】
上記した構成によれば、経路候補上に存在し、各信号機における停車指示の開始および終了の時期を特定するためのサイクル情報を取得し、このサイクル情報を用いて各信号機の停車指示により自車が一時停車することにより生じる停車時燃料消費量を算出し、この停車時燃料消費量および区間毎のエネルギー消費量を用いて総エネルギー消費量が最小となる案内経路が探索されるので、より適切な案内経路を探索することができる。
【００４８】
例えば、信号機の数が多くても複数の信号機が連動して青信号になるように制御されているような区間では、信号機の停車指示による一時停車が少なくなるため、このような区間を含む経路候補は、多数の信号機がばらばらに制御されている区間を含む経路候補よりも案内経路として探索されやすくなる。
【００４９】
また、予期せぬ周辺状況の変化等により、自車が走行計画から逸脱してしまっても、案内経路として特定された経路候補上に存在する各地点への車両の到達時刻に予め定められた閾値以上のずれが生じたか否かに基づいて車両が走行計画から逸脱したことを判定すると、通信装置を介して、再度、経路候補上に存在し、各信号機の停車指示タイミング情報を取得し、この停車指示タイミング情報を用いて総評価値が最小となる案内経路の探索が実施されるので、案内経路の再探索の操作を行うことなく、案内経路の再探索を行うことができる。
【００５０】
（第２実施形態）
第２実施形態に係る制御装置１８による経路探索処理のフローチャートを図５に示す。上記第１実施形態では、燃料消費量を評価値として、区間毎の燃料消費量と各信号機の停車指示により自車が一時停車中に消費する停車時燃料消費量との総和が最小となる経路を案内経路として探索する構成を示したが、本実施形態では、移動時間を評価値として、区間毎の移動時間と各信号機の停車指示により自車が一時停車する停車時間との総和が最小となる経路を案内経路として探索する点が異なる。なお、上記第１実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下、異なる点を中心に説明する。
【００５１】
制御装置１８は、第１実施形態と同様に、Ｓ１００にて出発地から目的地に至る複数の経路候補を特定し、Ｓ１０２にて各経路候補上に存在する信号機のサイクル情報を取得し、Ｓ１０４にて第１経路候補上に存在する各信号機において赤信号で停車する時間ＳＴ１１、ＳＴ１２、・・・、ＳＴ１（Ｍ−１）および第２経路候補上に存在する各信号機において赤信号で停車する時間ＳＴ２１、ＳＴ２２、・・・、ＳＴ２（Ｎ−１）を算出した後、Ｓ２０６にて、各経路候補の総移動時間を算出する。
【００５２】
ここで、図４に示したように、出発地から信号機Ｓ１１間の距離をＬ１１、平均車速（基準車速）をＶとすると、出発地を出発してから信号機Ｓ１１に至るまでの時間Ｔ１１は、Ｔ１１＝Ｌ１１／Ｖとして算出することができる。同様に、信号機Ｓ１１から信号機Ｓ１２間の距離をＬ１２とすると、信号機Ｓ１１から信号機Ｓ１２に至るまでの時間Ｔ１２は、Ｔ１２＝Ｌ１２／Ｖとして算出することができる。
【００５３】
第１経路候補における総移動時間Ｔ１は、区間毎の移動時間と信号機の停車指示により自車が一時停止する停車時間の総和として算出することができる、すなわち、Ｔ１＝（Ｌ１１＋Ｌ１２＋・・・＋Ｌ１Ｍ）／Ｖ＋ＳＴ１１＋ＳＴ１２＋・・・＋ＳＴ１（Ｍ−１）として算出することができる。同様に、第２経路候補における総移動時間Ｔ２は、Ｔ２＝（Ｌ２１＋Ｌ２２＋・・・＋Ｌ２Ｍ）／Ｖ＋ＳＴ２１＋ＳＴ２２＋・・・＋ＳＴ２（Ｎ−１）として算出することができる。
【００５４】
次に、経路候補の中から総移動時間が最小となる経路候補を案内経路として特定する（Ｓ２０８）。ここでは、第１、第２経路候補のうち総燃料消費量の小さい方の経路候補を案内経路として特定する。
【００５５】
次に、案内経路を表示装置１２に表示させる（Ｓ２１０）。すなわち、総移動時間が最小となる案内経路を地図上に重ねた案内画面が表示装置１２のディスプレイに表示される。なお、運転者は、この案内画面に表示された案内経路上を走行するように車両の運転操作を行うようになっている。
【００５６】
以下、上記第１実施形態と同様に、車両が案内経路から逸脱したか否かを判定し（Ｓ１１４）、車両が案内経路から逸脱したことを判定すると、Ｓ１０２へ戻り、再度、Ｓ１０２〜Ｓ２１０の処理を実施する。
【００５７】
上記した構成によれば、経路候補上に存在し、各信号機における停車指示の開始および終了の時期を特定するためのサイクル情報を取得し、このサイクル情報を用いて各信号機の停車指示により自車が一時停車する停車時間を算出し、この停車時間および区間毎の移動時間を用いて総移動時間が最小となる案内経路が探索されるので、より適切な案内経路を探索することができる。
【００５８】
（その他の実施形態）
上記実施形態では、通行車両に対して周期的に停車指示を行う各設備を信号機とし、信号機における停車指示の開始および終了の時期を特定するための停車指示タイミング情報として信号機のサイクル情報を取得する構成を示したが、例えば、通行車両に対して周期的に停車指示を行う各設備を踏切とし、踏切における停車指示の開始および終了の時期を特定するための停車指示タイミング情報として踏切のサイクル情報を取得する構成としてもよい。このような構成とすることにより、所謂、開かずの踏切のような停車指示の時間が長い踏切を回避するように案内経路を探索することも可能である。また、道路工等で用いられる工事用信号機における停車指示の開始および終了の時期を特定するための停車指示タイミング情報として信号機のサイクル情報を取得する構成としてもよい。
【００５９】
また、上記実施形態では、経路候補上の各信号機のサイクル情報を用いて各信号機の停車指示により自車が一時停車することにより生じる停車時評価値を算出し、この停車時評価値および区間毎の評価値を用いて総評価値が最小となる案内経路を探索する構成を示したが、経路候補上の一時停止線や点滅信号による一時停止箇所の情報を地図データから取得して、１つの一時停止箇所について予め定められた一定の評価値を総評価値に加算するようにして案内経路を探索するようにしてもよい。
【００６０】
また、上記実施形態では、経路候補上に存在する各信号機のサイクル情報を情報センタ２から一括して取得する構成を示したが、図６に示すように、車両周辺に存在する信号機や踏切等の各設備から送出される停車指示タイミング情報を受信し、受信した停車指示タイミング情報の中から経路候補上に存在する各設備の停車指示タイミング情報を抽出するようにしてもよい。例えば、走行中に自車位置周辺に存在する各設備の停車指示タイミング情報を取得し、この停車指示タイミング情報を用いて、現在位置から目的地に至る総評価値が最小なる案内経路を周期的に探索するようにしてもよい。このように各設備から直接停車指示タイミング情報を受信することにより、より正確な停車指示タイミング情報を取得することができ、より正確に案内経路を探索することが可能である。
【００６１】
また、無線通信により経路候補上に存在する各車両から車両識別情報および位置情報を取得して、経路候補上に存在する各車両の移動状況を認識し、経路候補上に、信号機の手前に１回の青信号の間に通過しきれない数の車両が位置する状況があることを推定した場合、その信号機の手前に位置する車両の台数とその信号機のサイクル情報からその信号機を通過するために一時停車することにより生じる通過待ち停車評価値（エネルギー消費量または時間）を算出し、この通過待ち停車評価値を用いて総評価値が最小となる案内経路を探索するようにしてもよい。
【００６２】
また、上記第１実施形態では、区間毎の燃料消費量と、信号機の停車指示により自車が一時停車することにより生じる停車時燃料消費量を用いて総燃料消費量が最小となる経路を案内経路として探索する構成を示したが、例えば、モータを動力源とする電気自動車においては、区間毎の電力消費量と、信号機の停車指示により自車が一時停車することにより生じる停車時電力消費量を用いて総電力消費量が最小となる経路を案内経路として探索するようにしてもよい。
【００６３】
また、上記実施形態では、案内経路として特定された経路候補上に存在する各地点への車両の到達時刻に予め定められた閾値以上のずれが生じたか否かに基づいて車両が走行計画から逸脱したか否かを判定し、車両が走行計画から逸脱したと判定した場合、再度、案内経路の探索を実施する構成を示したが、例えば、車両の現在位置と案内経路との距離が予め定められた閾値以上になったか否かに基づいて車両が案内経路から逸脱したか否かを判定し、自車が案内経路から逸脱したと判定された場合、再度、通信装置を介して、経路候補上に存在し、通行車両に対して周期的に停車指示を行う各設備の停車指示タイミング情報を取得し、経路候補上に存在する各設備の停車指示タイミング情報を用いて停車時評価値を算出し、停車時評価値および区間毎の評価値を用いて総評価値が最小となる案内経路を探索するようにしてもよい。
【００６４】
なお、上記実施形態における構成と特許請求の範囲の構成との対応関係について説明すると、Ｓ１０２が停車指示タイミング情報取得手段に相当し、Ｓ１０４、Ｓ１０６、Ｓ２０６が停車時評価値算出手段に相当し、Ｓ１０８〜Ｓ１１０、Ｓ２０６〜Ｓ２０８が経路探索手段に相当し、各センサ１４〜１７から入力される情報に基づいて自車の現在位置を特定する現在位置特定処理が現在位置特定手段に相当し、地図データ取得部１３が地図データ取得手段に相当し、Ｓ１１４が逸脱判定手段に相当する。
【符号の説明】
【００６５】
１ 経路探索装置
２ 情報センタ
１１ 通信装置
１２ 表示装置
１３ 地図データ取得部
１４ ＧＰＳ受信機
１５ 車速センサ
１６ ジャイロセンサ
１７ 地磁気センサ
１８ 制御装置
２０ 情報処理装置
２１ 通信装置
３０ 信号制御装置
３１ 通信装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、出発地から目的地に至る案内経路を探索する経路探索装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線通信を介して交通信号における青信号と赤信号の点灯時間情報を取得し、この点灯時間情報に基づいて通行一時停止状態が発生する確率を演算し、この確率から通行一時停止状態が発生することを認識した場合、通行一時停止状態発生地点を迂回する迂回経路を探索するようにした装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３２５９３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されたような装置では、探索された経路に従って走行している途中で、特定の交通信号の点灯時間情報に基づいて通行一時停止状態が発生することが認識されると、迂回経路上に存在する各交通信号等により発生する通行一時停止状態を考慮することなく迂回経路の案内が行われるので、例えば、迂回経路上に存在する交通信号による停車回数や停車時間が多く、かえって走行燃費や走行時間等に適さない経路の案内が行われてしまうことが考えられる。
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑みたもので、より適切な案内経路を探索できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、予め定められた区間毎の評価値を算出し、出発地から目的地に至る複数の経路候補の中から総評価値が最小となる案内経路を探索する経路探索装置であって、外部と通信を行う通信装置と、通信装置を介して、経路候補上に存在し、通行車両に対して周期的に停車指示を行う各設備における停車指示の開始および終了の時期を特定するための停車指示タイミング情報を取得する停車指示タイミング情報取得手段と、経路候補上に存在する各設備の停車指示タイミング情報を用いて各設備の停車指示により自車が一時停車することにより生じる停車時評価値を算出する停車時評価値算出手段と、停車時評価値および区間毎の評価値を用いて総評価値が最小となる案内経路を探索する経路探索手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００７】
このような構成によれば、経路候補上に存在し、通行車両に対して周期的に停車指示を行う各設備における停車指示の開始および終了の時期を特定するための停車指示タイミング情報を取得し、この停車指示タイミング情報を用いて各設備の停車指示により自車が一時停車することにより生じる停車時評価値を算出し、この停車時評価値および区間毎の評価値を用いて総評価値が最小となる案内経路が探索されるので、より適切な案内経路を探索することができる。
【０００８】
ここで、請求項２に記載のように、評価値をエネルギー消費量とし、停車時評価値を各設備の停車指示により自車が一時停車中に消費する停車時エネルギー消費量とすることができる。なお、エネルギー消費量は、燃料消費量および電力消費量等を含む概念である。
【０００９】
また、請求項３に記載のように、評価値を移動時間とし、停車時評価値を各設備の停車指示により自車が一時停車する停車時間とすることができる。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、自車の現在位置を特定する現在位置特定手段と、地図データを取得する地図データ取得手段と、を備え、停車時評価値算出手段は、地図データを参照して自車の現在位置と経路候補上に存在する各設備の位置情報から自車が経路候補上に存在する各設備に到達するまでの距離および時期を特定するとともに、経路候補上に存在する各設備の停車指示タイミング情報に基づいて各設備の停車指示の開始および終了の時期を特定し、自車が経路候補上に存在する各設備に到達する時期と各設備の停車指示の開始および終了の時期に基づいて停車時評価値を算出することを特徴としている。
【００１１】
このように、自車が経路候補上に存在する各設備に到達するまでの距離および時期を特定するとともに、経路候補上に存在する各設備の停車指示タイミング情報に基づいて各設備の停車指示の開始および終了の時期を特定し、自車が経路候補上に存在する各設備に到達する時期と各設備の停車指示の開始および終了の時期に基づいて停車時評価値を算出することができる。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明は、案内経路として特定された経路候補上に存在する各地点への車両の到達時刻に予め定められた閾値以上のずれが生じたか否かに基づいて車両が走行計画から逸脱したか否かを判定する逸脱判定手段を備え、逸脱判定手段により車両が走行計画から逸脱したと判定された場合、再度、停車指示タイミング情報取得手段は、通信装置を介して、経路候補上に存在し、通行車両に対して周期的に停車指示を行う各設備の停車指示タイミング情報を取得し、停車時評価値算出手段は、経路候補上に存在する各設備の停車指示タイミング情報を用いて停車時評価値を算出し、経路探索手段は、停車時評価値および区間毎の評価値を用いて総評価値が最小となる案内経路を探索することを特徴としている。
【００１３】
このような構成によれば、車両が走行計画から逸脱してしまっても、再度、通信装置を介して、経路候補上に存在し、通行車両に対して周期的に停車指示を行う各設備の停車指示タイミング情報を取得し、この停車指示タイミング情報を用いて総評価値が最小となる案内経路の探索が実施されるので、案内経路の再探索の操作を行うことなく、案内経路の再探索を行うことができる。
【００１４】
また、請求項６に記載の発明のように、停車指示タイミング情報取得手段は、通行車両に対して周期的に停車指示を行う各設備の停車指示の開始および終了の時期を特定するための停車指示タイミング情報を管理する情報センタから停車指示タイミング情報を取得することができ、また、請求項７に記載の発明のように、通行車両に対して周期的に停車指示を行う各設備から停車指示タイミング情報を取得することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る経路探索装置の構成を示す図である。
【図２】サイクル情報について説明するための図である。
【図３】本発明の第１実施形態における経路探索処理のフローチャートである。
【図４】総評価値の算出手法について説明するための図である。
【図５】本発明の第２実施形態における経路探索処理のフローチャートである。
【図６】変形例について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る経路探索装置の構成を図１に示す。本経路探索装置１は、ナビゲーション装置として構成されており、各信号機Ａ〜Ｎのサイクル情報を管理する情報センタ２に設置された情報処理装置２０と通信を行い、出発地から目的地に至る最適な案内経路の探索を行う。本経路探索装置１は、通信装置１１、表示装置１２、地図データ取得部１３、ＧＰＳ受信機１４、車速センサ１５、ジャイロセンサ１６、地磁気センサ１７および制御装置１８を備えている。
【００１７】
通信装置１１は、外部と通信を行うための装置である。本実施形態における通信装置１１は、有線通信と無線通信の両方を行うことが可能となっている。
【００１８】
表示装置１２は、液晶等のディスプレイを有し、制御装置１８から入力される映像信号に応じた映像をディスプレイに表示させる。
【００１９】
地図データ取得部１３は、ＨＤＤ、ＤＶＤ、ＣＤ等の記憶媒体に記憶された地図データを取得するための装置である。地図データには、各リンクの識別情報、距離、道路種別、道路幅員、道路形状、道路名、車線数等を表す道路データ、位置検出精度を向上するためのいわゆるマップマッチングデータ、川、湖、海、鉄道、施設などの位置、形状、名称を表す背景データ、各地の施設の名称、所在位置、施設種類、電話番号等を示す施設データ等が含まれる。
【００２０】
ＧＰＳ受信機１４は、衛星から送信される現在位置を特定するための信号を受信し、現在位置を特定するための情報を制御装置１８へ出力する。また、車速センサ１５、ジャイロセンサ１６および地磁気センサ１７は、各物理量に応じた信号を制御装置１８へ出力する。
【００２１】
制御装置１８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、Ｉ／Ｏ等を備えたコンピュータとして構成されており、ＣＰＵはＲＯＭに記憶されたプログラムに従って各種処理を実施する。
【００２２】
制御装置１８の処理としては、ＧＰＳ受信機１４、車速センサ１５、ジャイロセンサ１６および地磁気センサ１７から入力される情報に基づいて自車の現在位置を特定してＲＡＭに記憶する現在位置特定処理、自車位置周辺の地図上に自車位置マークを重ねて表示する地図表示処理、出発地から目的地に至る最適な案内経路を探索する経路探索処理、案内経路に従って経路案内を行う経路案内処理等がある。
【００２３】
本実施形態における制御装置１８は、経路探索処理において、燃料消費量を評価値として、予め定められた区間毎の評価値を算出し、出発地から目的地に至る複数の経路候補の中から総評価値が最小となる案内経路を探索する。また、制御装置１８は、この経路探索処理において、経路候補上に存在し、各信号機におけるサイクル情報（停車指示タイミング情報に相当する）を取得し、この経路候補上に存在する各信号機のサイクル情報を用いて各信号機の停車指示により自車が一時停車することにより生じる停車時評価値を算出し、停車時評価値および区間毎の評価値を用いて総評価値が最小となる案内経路を探索する。
【００２４】
情報処理装置２０は、ＣＰＵ、メモリ、記憶装置、操作部、表示部等を備えたコンピュータとして構成されている。また、情報処理装置２０には、各地に設置された信号機Ａ〜Ｎおよび経路探索装置１と通信することが可能な通信装置２１が接続されている。
【００２５】
信号機Ａ〜Ｎは、それぞれ信号制御装置３０および通信装置３１を備えている。信号制御装置３０は、青色、黄色、赤色の各ランプの点灯および消灯の制御を行うとともに通信装置３１を介して自己を識別するための識別情報ととともにサイクル情報を周期的に情報センタ２へ送出する処理を行う。なお、図２に示すように、サイクル情報には、青信号の点灯時間Ｂ、黄信号の点灯時間Ｙ、赤信号の点灯時間Ｒ、信号機サイクル時間Ｔおよび赤信号から青信号に変化するまでの残時間ＲＴが含まれる。
【００２６】
情報センタ２に設置された情報処理装置２０は、通信装置２１を介して各地に設置された信号機Ａ〜Ｎから周期的に送信されるサイクル情報を受信すると、各信号機Ａ〜Ｎを識別するための識別情報と受信したサイクル情報を関連付けて記憶媒体に記憶させる処理を行う。情報処理装置２０は、記憶媒体に記憶させた各サイクル情報に基づいて各信号機Ａ〜Ｎの信号状態をリアルタイムで特定することが可能となっている。
【００２７】
図３に、制御装置１８による経路探索処理のフローチャートを示す。本経路探索装置１は、自車両のイグニッションスイッチがオンすると動作状態となる。制御装置１８は、乗員の操作に応じて出発地および目的地を特定した後、経路探索の実行が指示されると、図３に示す処理を開始する。
【００２８】
まず、予め定められた区間（例えば、リンク）毎の評価値（燃料消費量）を算出し、出発地から目的地に至る複数の経路候補を特定する（Ｓ１００）。具体的には、ダイクストラ法等の経路探索アルゴリズムを用いて複数の経路候補を特定する。
【００２９】
次に、通信装置１１を介して、経路候補上に存在する各信号機のサイクル情報を情報センタ２から取得する（Ｓ１０２）。具体的には、各経路候補上に存在し、かつ、各経路候補上を自車が走行する際に自車に対して停車指示を行う各信号機のサイクル情報の送出を情報センタ２に要求し、この要求に応じて情報センタ２から送出される各信号機のサイクル情報を受信することにより各信号機のサイクル情報を一括して取得する。
【００３０】
図４に示すように、出発地から信号機Ｓ１１、Ｓ１２、・・、Ｓ１（Ｍ−２）、Ｓ１（Ｍ−１）が設置された各地点を経由して目的地に到達する第１経路候補と、出発地から信号機Ｓ２１、Ｓ２２、・・、Ｓ２（Ｎ−２）、Ｓ２（Ｎ−１）が設置された各地点を経由して目的地に到達する第２経路候補が経路候補として特定された場合、第１経路候補上に存在する全ての信号機Ｓ１１、Ｓ１２、・・、Ｓ１（Ｍ−２）、Ｓ１（Ｍ−１）と第２経路候補上に存在する全ての信号機Ｓ２１、Ｓ２２、・・、Ｓ２（Ｎ−２）、Ｓ２（Ｎ−１）の各サイクル情報を情報センタ２から取得する。
【００３１】
次に、各信号機において赤信号で停車する時間ＳＴを算出する（Ｓ１０４）。具体的には、現在位置特定処理により特定された自車の現在位置をＲＡＭから読み出すとともに地図データ取得部１３より現在位置周辺の地図データを取得し、この地図データを参照して自車の現在位置と経路候補上に存在する各信号機の位置情報から自車が経路候補上に存在する各信号機に到達するまでの距離および到達時期を特定するとともに、経路候補上に存在する各信号機のサイクル情報に基づいて各信号機の停車指示の開始および終了の時期、すなわち、赤信号から青信号に変化するまでの時期を特定し、自車が経路候補上に存在する各信号機に到達する時期と信号機が赤信号から青信号に変化するまでの時期に基づいて各信号機において赤信号で停車する時間ＳＴを算出する。
【００３２】
図４において、出発地と信号機Ｓ１１間の距離をＬ１１、自車の走行時の平均車速（基準車速）をＶとすると、出発地を出発してから信号機Ｓ１１に至るまでの時間Ｔ１１は、Ｔ１１＝Ｌ１１／Ｖとして算出することができる。また、信号機Ｓ１１のサイクル情報から、自車が信号機Ｓ１１に到達する時点における信号機Ｓ１１の停車指示の開始および終了の時期を特定する。そして、自車が信号機Ｓ１１の停車指示により一時停車しなければならない場合には、自車が信号機Ｓ１１の停車指示により一時停車する時間を算出する。なお、本実施形態では、黄信号から赤信号に変化する時期を停車指示の開始時期とし、赤信号から青信号に変化する時期を停車指示の終了時期とする。すなわち、自車が信号機Ｓ１１に到達する時点において信号機Ｓ１１が赤信号となっている場合、自車が信号機Ｓ１１の停車指示により一時停車する時間ＳＴ１１は、信号機Ｓ１１の赤信号から青信号に変化するまでの残時間ＲＴ１１とすることができる。例えば、自車が信号機Ｓ１１に到達する時点において信号機Ｓ１１の赤信号から青信号に変化するまでの残時間ＲＴ１１が２０秒となっている場合、自車が信号機Ｓ１１の停車指示により一時停車する時間ＳＴ１１は２０秒となる。
【００３３】
また、信号機Ｓ１１が青信号または黄信号となっており、信号機Ｓ１１の停車指示により一時停車する必要がない場合には、自車が信号機Ｓ１１の停車指示により一時停車する時間ＳＴ１１を０秒とする。
【００３４】
同様に、次に、自車が信号機Ｓ１２の停車指示により一時停車する時間ＳＴを算出する。なお、自車が信号機Ｓ１１の停車指示により停車する場合、自車が信号機１２に到達する時期はその停車時間分だけ遅くなるため、その停車時間分、自車が信号機１２に到達する時期を遅延させる。このようにして、第１経路候補上に存在する各信号機において赤信号で停車する時間ＳＴ１１、ＳＴ１２、・・・、ＳＴ１（Ｍ−１）および第２経路候補上に存在する各信号機において赤信号で停車する時間ＳＴ２１、ＳＴ２２、・・・、ＳＴ２（Ｎ−１）を算出する。
【００３５】
次に、各信号機において赤信号で一時停車中に消費される燃料消費量を算出する（Ｓ１０６）。
【００３６】
ここで、自車の停車時における単位時間当たりの燃料消費量をＰＡ（リッター／秒）、自車が信号機Ｓ１１の停車指示により一時停車する時間をＳＴ１１とすると、自車が信号機Ｓ１１の停車指示により一時停車中に消費する停車時燃料消費量ＰＺ１１は、ＰＺ１１＝ＰＡ・ＳＴ１１として算出することができる。
【００３７】
同様に、次に、自車が信号機Ｓ１２の停車指示により一時停車することにより生じる停車時燃料消費量ＰＺ１２を算出する。
【００３８】
同様にして、第１経路候補上に存在する各信号機Ｓ１３、Ｓ１４、・・、Ｓ１（Ｍ−１）について行い、各信号機Ｓ１３、Ｓ１４、・・、Ｓ１（Ｍ−１）により自車が一時停車中に消費する停車時燃料消費量ＰＺ１３、ＰＺ１４、・・・、ＰＺ１（Ｍ−１）を算出する。
【００３９】
また、第２経路候補上に存在する各信号機Ｓ２１、Ｓ２２、・・、Ｓ２（Ｎ−１）についても、各信号機Ｓ２１、Ｓ２２、・・、Ｓ２（Ｎ−１）により自車が一時停車中に消費する停車時燃料消費量ＰＺ２１、ＰＺ２２、・・・、ＰＺ２（Ｍ−１）を算出する。
【００４０】
次に、各経路候補の総燃料消費量を算出する（Ｓ１０８）。まず、区間毎の燃料消費量を算出する。出発地と信号機Ｓ１１間の距離をＬ１１、自車の走行時における単位距離当たりの燃料消費量をＰＴ（キロメートル／リッター）とすると、出発地から信号機Ｓ１１に至る区間で必要とされる燃料消費量ＰＹ１１は、ＰＹ１１＝ＰＴ・Ｌ１１として算出することができる。
【００４１】
同様にして、第１経路候補上の各区間で自車が走行中に消費する燃料消費量ＰＺ１１、ＰＺ１２、・・・、ＰＺ１（Ｍ−１）と、第２経路候補上の各区間で自車が走行中に消費する燃料消費量ＰＺ１１、ＰＺ１２、・・・、ＰＺ１（Ｍ−１）の算出を行う。
【００４２】
そして、各経路候補の総燃料消費量を算出する。第１経路候補における総消燃料消費量ＰＹ１は、各信号機により自車が一時停車中に消費する停車時燃料消費量ＰＺと各区間で自車が走行中に消費する燃料消費量ＰＺの総和として算出することができる。すなわち、ＰＹ１＝（ＰＹ１１＋ＰＹ１２＋・・・＋ＰＹ１（Ｍ−１））＋（ＰＺ１１＋ＰＺ１２＋・・・＋ＰＺ１（Ｍ−１））として算出することができる。また、第２経路候補における総消燃料消費量ＰＹ２は、ＰＹ２＝（ＰＹ２１＋ＰＹ２２＋・・・＋ＰＹ２（Ｎ−１））＋（ＰＺ２１＋ＰＺ２２＋・・・＋ＰＺ２（Ｎ−１））として算出することができる。
【００４３】
次に、経路候補の中から総燃料消費量が最小となる経路候補を案内経路として特定する（Ｓ１１０）。ここでは、第１、第２経路候補のうち総燃料消費量の小さい方の経路候補を案内経路として特定する。
【００４４】
次に、案内経路を表示装置１２に表示させる（Ｓ１１２）。すなわち、総燃料消費量が最小となる案内経路を地図上に重ねた案内画面が表示装置１２のディスプレイに表示される。なお、運転者は、この案内画面に表示された案内経路上を走行するように車両の運転操作を行うようになっている。
【００４５】
次に、車両が走行計画から逸脱したか否かを判定する（Ｓ１１４）。具体的には、案内経路として特定された経路候補上に存在する各地点への車両の到達時刻に予め定められた閾値以上のずれが生じたか否かに基づいて車両が走行計画から逸脱したか否かを判定する。より具体的には、車両の現在位置を特定し、計画したその地点への到達予定時刻（計画時刻）と現在時刻（実時刻）が予め定められた閾値以上になったか否かに基づいて車両が計画から逸脱したか否かを判定する。
【００４６】
ここで、車両が走行計画から逸脱していない場合、Ｓ１１４の判定はＮＯとなり、Ｓ１１４の判定を繰り返し実施する。また、予期せぬ周辺状況の変化等により、車両が走行計画から逸脱すると、Ｓ１１４の判定はＹＥＳとなり、Ｓ１０２へ戻る。すなわち、再度、通信装置１１を介して、経路候補上に存在する各信号機のサイクル情報を情報センタ２から取得し、経路候補上に存在する各信号機による停車指示の開始および終了の時期を特定し、経路候補上に存在する設備の停車指示タイミング情報を用いて信号機の停車指示により自車が一時停車中に消費する燃料消費量を算出し、この信号機の停車指示により自車が一時停車中に消費する燃料消費量と、自車が走行時に消費する区間毎の燃料消費量を用いて総燃料消費量が最小となる案内経路を探索し、表示装置１２に表示させる。
【００４７】
上記した構成によれば、経路候補上に存在し、各信号機における停車指示の開始および終了の時期を特定するためのサイクル情報を取得し、このサイクル情報を用いて各信号機の停車指示により自車が一時停車することにより生じる停車時燃料消費量を算出し、この停車時燃料消費量および区間毎のエネルギー消費量を用いて総エネルギー消費量が最小となる案内経路が探索されるので、より適切な案内経路を探索することができる。
【００４８】
例えば、信号機の数が多くても複数の信号機が連動して青信号になるように制御されているような区間では、信号機の停車指示による一時停車が少なくなるため、このような区間を含む経路候補は、多数の信号機がばらばらに制御されている区間を含む経路候補よりも案内経路として探索されやすくなる。
【００４９】
また、予期せぬ周辺状況の変化等により、自車が走行計画から逸脱してしまっても、案内経路として特定された経路候補上に存在する各地点への車両の到達時刻に予め定められた閾値以上のずれが生じたか否かに基づいて車両が走行計画から逸脱したことを判定すると、通信装置を介して、再度、経路候補上に存在し、各信号機の停車指示タイミング情報を取得し、この停車指示タイミング情報を用いて総評価値が最小となる案内経路の探索が実施されるので、案内経路の再探索の操作を行うことなく、案内経路の再探索を行うことができる。
【００５０】
（第２実施形態）
第２実施形態に係る制御装置１８による経路探索処理のフローチャートを図５に示す。上記第１実施形態では、燃料消費量を評価値として、区間毎の燃料消費量と各信号機の停車指示により自車が一時停車中に消費する停車時燃料消費量との総和が最小となる経路を案内経路として探索する構成を示したが、本実施形態では、移動時間を評価値として、区間毎の移動時間と各信号機の停車指示により自車が一時停車する停車時間との総和が最小となる経路を案内経路として探索する点が異なる。なお、上記第１実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下、異なる点を中心に説明する。
【００５１】
制御装置１８は、第１実施形態と同様に、Ｓ１００にて出発地から目的地に至る複数の経路候補を特定し、Ｓ１０２にて各経路候補上に存在する信号機のサイクル情報を取得し、Ｓ１０４にて第１経路候補上に存在する各信号機において赤信号で停車する時間ＳＴ１１、ＳＴ１２、・・・、ＳＴ１（Ｍ−１）および第２経路候補上に存在する各信号機において赤信号で停車する時間ＳＴ２１、ＳＴ２２、・・・、ＳＴ２（Ｎ−１）を算出した後、Ｓ２０６にて、各経路候補の総移動時間を算出する。
【００５２】
ここで、図４に示したように、出発地から信号機Ｓ１１間の距離をＬ１１、平均車速（基準車速）をＶとすると、出発地を出発してから信号機Ｓ１１に至るまでの時間Ｔ１１は、Ｔ１１＝Ｌ１１／Ｖとして算出することができる。同様に、信号機Ｓ１１から信号機Ｓ１２間の距離をＬ１２とすると、信号機Ｓ１１から信号機Ｓ１２に至るまでの時間Ｔ１２は、Ｔ１２＝Ｌ１２／Ｖとして算出することができる。
【００５３】
第１経路候補における総移動時間Ｔ１は、区間毎の移動時間と信号機の停車指示により自車が一時停止する停車時間の総和として算出することができる、すなわち、Ｔ１＝（Ｌ１１＋Ｌ１２＋・・・＋Ｌ１Ｍ）／Ｖ＋ＳＴ１１＋ＳＴ１２＋・・・＋ＳＴ１（Ｍ−１）として算出することができる。同様に、第２経路候補における総移動時間Ｔ２は、Ｔ２＝（Ｌ２１＋Ｌ２２＋・・・＋Ｌ２Ｍ）／Ｖ＋ＳＴ２１＋ＳＴ２２＋・・・＋ＳＴ２（Ｎ−１）として算出することができる。
【００５４】
次に、経路候補の中から総移動時間が最小となる経路候補を案内経路として特定する（Ｓ２０８）。ここでは、第１、第２経路候補のうち総燃料消費量の小さい方の経路候補を案内経路として特定する。
【００５５】
次に、案内経路を表示装置１２に表示させる（Ｓ２１０）。すなわち、総移動時間が最小となる案内経路を地図上に重ねた案内画面が表示装置１２のディスプレイに表示される。なお、運転者は、この案内画面に表示された案内経路上を走行するように車両の運転操作を行うようになっている。
【００５６】
以下、上記第１実施形態と同様に、車両が案内経路から逸脱したか否かを判定し（Ｓ１１４）、車両が案内経路から逸脱したことを判定すると、Ｓ１０２へ戻り、再度、Ｓ１０２〜Ｓ２１０の処理を実施する。
【００５７】
上記した構成によれば、経路候補上に存在し、各信号機における停車指示の開始および終了の時期を特定するためのサイクル情報を取得し、このサイクル情報を用いて各信号機の停車指示により自車が一時停車する停車時間を算出し、この停車時間および区間毎の移動時間を用いて総移動時間が最小となる案内経路が探索されるので、より適切な案内経路を探索することができる。
【００５８】
（その他の実施形態）
上記実施形態では、通行車両に対して周期的に停車指示を行う各設備を信号機とし、信号機における停車指示の開始および終了の時期を特定するための停車指示タイミング情報として信号機のサイクル情報を取得する構成を示したが、例えば、通行車両に対して周期的に停車指示を行う各設備を踏切とし、踏切における停車指示の開始および終了の時期を特定するための停車指示タイミング情報として踏切のサイクル情報を取得する構成としてもよい。このような構成とすることにより、所謂、開かずの踏切のような停車指示の時間が長い踏切を回避するように案内経路を探索することも可能である。また、道路工等で用いられる工事用信号機における停車指示の開始および終了の時期を特定するための停車指示タイミング情報として信号機のサイクル情報を取得する構成としてもよい。
【００５９】
また、上記実施形態では、経路候補上の各信号機のサイクル情報を用いて各信号機の停車指示により自車が一時停車することにより生じる停車時評価値を算出し、この停車時評価値および区間毎の評価値を用いて総評価値が最小となる案内経路を探索する構成を示したが、経路候補上の一時停止線や点滅信号による一時停止箇所の情報を地図データから取得して、１つの一時停止箇所について予め定められた一定の評価値を総評価値に加算するようにして案内経路を探索するようにしてもよい。
【００６０】
また、上記実施形態では、経路候補上に存在する各信号機のサイクル情報を情報センタ２から一括して取得する構成を示したが、図６に示すように、車両周辺に存在する信号機や踏切等の各設備から送出される停車指示タイミング情報を受信し、受信した停車指示タイミング情報の中から経路候補上に存在する各設備の停車指示タイミング情報を抽出するようにしてもよい。例えば、走行中に自車位置周辺に存在する各設備の停車指示タイミング情報を取得し、この停車指示タイミング情報を用いて、現在位置から目的地に至る総評価値が最小なる案内経路を周期的に探索するようにしてもよい。このように各設備から直接停車指示タイミング情報を受信することにより、より正確な停車指示タイミング情報を取得することができ、より正確に案内経路を探索することが可能である。
【００６１】
また、無線通信により経路候補上に存在する各車両から車両識別情報および位置情報を取得して、経路候補上に存在する各車両の移動状況を認識し、経路候補上に、信号機の手前に１回の青信号の間に通過しきれない数の車両が位置する状況があることを推定した場合、その信号機の手前に位置する車両の台数とその信号機のサイクル情報からその信号機を通過するために一時停車することにより生じる通過待ち停車評価値（エネルギー消費量または時間）を算出し、この通過待ち停車評価値を用いて総評価値が最小となる案内経路を探索するようにしてもよい。
【００６２】
また、上記第１実施形態では、区間毎の燃料消費量と、信号機の停車指示により自車が一時停車することにより生じる停車時燃料消費量を用いて総燃料消費量が最小となる経路を案内経路として探索する構成を示したが、例えば、モータを動力源とする電気自動車においては、区間毎の電力消費量と、信号機の停車指示により自車が一時停車することにより生じる停車時電力消費量を用いて総電力消費量が最小となる経路を案内経路として探索するようにしてもよい。
【００６３】
また、上記実施形態では、案内経路として特定された経路候補上に存在する各地点への車両の到達時刻に予め定められた閾値以上のずれが生じたか否かに基づいて車両が走行計画から逸脱したか否かを判定し、車両が走行計画から逸脱したと判定した場合、再度、案内経路の探索を実施する構成を示したが、例えば、車両の現在位置と案内経路との距離が予め定められた閾値以上になったか否かに基づいて車両が案内経路から逸脱したか否かを判定し、自車が案内経路から逸脱したと判定された場合、再度、通信装置を介して、経路候補上に存在し、通行車両に対して周期的に停車指示を行う各設備の停車指示タイミング情報を取得し、経路候補上に存在する各設備の停車指示タイミング情報を用いて停車時評価値を算出し、停車時評価値および区間毎の評価値を用いて総評価値が最小となる案内経路を探索するようにしてもよい。
【００６４】
なお、上記実施形態における構成と特許請求の範囲の構成との対応関係について説明すると、Ｓ１０２が停車指示タイミング情報取得手段に相当し、Ｓ１０４、Ｓ１０６、Ｓ２０６が停車時評価値算出手段に相当し、Ｓ１０８〜Ｓ１１０、Ｓ２０６〜Ｓ２０８が経路探索手段に相当し、各センサ１４〜１７から入力される情報に基づいて自車の現在位置を特定する現在位置特定処理が現在位置特定手段に相当し、地図データ取得部１３が地図データ取得手段に相当し、Ｓ１１４が逸脱判定手段に相当する。
【符号の説明】
【００６５】
１ 経路探索装置
２ 情報センタ
１１ 通信装置
１２ 表示装置
１３ 地図データ取得部
１４ ＧＰＳ受信機
１５ 車速センサ
１６ ジャイロセンサ
１７ 地磁気センサ
１８ 制御装置
２０ 情報処理装置
２１ 通信装置
３０ 信号制御装置
３１ 通信装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定められた区間毎の評価値を算出し、出発地から目的地に至る複数の経路候補の中から総評価値が最小となる案内経路を探索する経路探索装置であって、
外部と通信を行う通信装置と、
前記通信装置を介して、前記経路候補上に存在し、通行車両に対して周期的に停車指示を行う各設備における停車指示の開始および終了の時期を特定するための停車指示タイミング情報を取得する停車指示タイミング情報取得手段と、
前記経路候補上に存在する各設備の停車指示タイミング情報を用いて前記各設備の停車指示により自車が一時停車することにより生じる停車時評価値を算出する停車時評価値算出手段と、
前記停車時評価値および前記区間毎の評価値を用いて前記総評価値が最小となる案内経路を探索する経路探索手段と、を備えたことを特徴とする経路探索装置。
【請求項２】
前記評価値は、エネルギー消費量であり、前記停車時評価値は、前記各設備の停車指示により自車が一時停車中に消費する停車時エネルギー消費量であることを特徴とする請求項１に記載の経路探索装置。
【請求項３】
前記評価値は、移動時間であり、前記停車時評価値は、前記各設備の停車指示により自車が一時停車する停車時間であることを特徴とする請求項１に記載の経路探索装置。
【請求項４】
自車の現在位置を特定する現在位置特定手段と、
地図データを取得する地図データ取得手段と、を備え、
前記停車時評価値算出手段は、前記地図データを参照して前記自車の現在位置と前記経路候補上に存在する各設備の位置情報から自車が前記経路候補上に存在する各設備に到達するまでの距離および時期を特定するとともに、前記経路候補上に存在する各設備の停車指示タイミング情報に基づいて前記各設備の停車指示の開始および終了の時期を特定し、前記自車が前記経路候補上に存在する各設備に到達する時期と前記各設備の停車指示の開始および終了の時期に基づいて前記停車時評価値を算出することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の経路探索装置。
【請求項５】
前記案内経路として特定された前記経路候補上に存在する各地点への前記車両の到達時刻に予め定められた閾値以上のずれが生じたか否かに基づいて前記車両が走行計画から逸脱したか否かを判定する逸脱判定手段を備え、
前記逸脱判定手段により前記車両が前記走行計画から逸脱したと判定された場合、再度、前記停車指示タイミング情報取得手段は、前記通信装置を介して、前記経路候補上に存在し、通行車両に対して周期的に停車指示を行う各設備の停車指示タイミング情報を取得し、前記停車時評価値算出手段は、前記経路候補上に存在する各設備の停車指示タイミング情報を用いて前記停車時評価値を算出し、前記経路探索手段は、前記停車時評価値および前記区間毎の評価値を用いて前記総評価値が最小となる案内経路を探索することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の経路探索装置。
【請求項６】
前記停車指示タイミング情報取得手段は、前記通行車両に対して周期的に停車指示を行う各設備の停車指示の開始および終了の時期を特定するための停車指示タイミング情報を管理する情報センタから前記停車指示タイミング情報を取得することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の経路探索装置。
【請求項７】
前記停車指示タイミング情報取得手段は、前記通行車両に対して周期的に停車指示を行う各設備から前記停車指示タイミング情報を取得することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の経路探索装置。
【請求項１】
予め定められた区間毎の評価値を算出し、出発地から目的地に至る複数の経路候補の中から総評価値が最小となる案内経路を探索する経路探索装置であって、
外部と通信を行う通信装置と、
前記通信装置を介して、前記経路候補上に存在し、通行車両に対して周期的に停車指示を行う各設備における停車指示の開始および終了の時期を特定するための停車指示タイミング情報を取得する停車指示タイミング情報取得手段と、
前記経路候補上に存在する各設備の停車指示タイミング情報を用いて前記各設備の停車指示により自車が一時停車することにより生じる停車時評価値を算出する停車時評価値算出手段と、
前記停車時評価値および前記区間毎の評価値を用いて前記総評価値が最小となる案内経路を探索する経路探索手段と、を備えたことを特徴とする経路探索装置。
【請求項２】
前記評価値は、エネルギー消費量であり、前記停車時評価値は、前記各設備の停車指示により自車が一時停車中に消費する停車時エネルギー消費量であることを特徴とする請求項１に記載の経路探索装置。
【請求項３】
前記評価値は、移動時間であり、前記停車時評価値は、前記各設備の停車指示により自車が一時停車する停車時間であることを特徴とする請求項１に記載の経路探索装置。
【請求項４】
自車の現在位置を特定する現在位置特定手段と、
地図データを取得する地図データ取得手段と、を備え、
前記停車時評価値算出手段は、前記地図データを参照して前記自車の現在位置と前記経路候補上に存在する各設備の位置情報から自車が前記経路候補上に存在する各設備に到達するまでの距離および時期を特定するとともに、前記経路候補上に存在する各設備の停車指示タイミング情報に基づいて前記各設備の停車指示の開始および終了の時期を特定し、前記自車が前記経路候補上に存在する各設備に到達する時期と前記各設備の停車指示の開始および終了の時期に基づいて前記停車時評価値を算出することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の経路探索装置。
【請求項５】
前記案内経路として特定された前記経路候補上に存在する各地点への前記車両の到達時刻に予め定められた閾値以上のずれが生じたか否かに基づいて前記車両が走行計画から逸脱したか否かを判定する逸脱判定手段を備え、
前記逸脱判定手段により前記車両が前記走行計画から逸脱したと判定された場合、再度、前記停車指示タイミング情報取得手段は、前記通信装置を介して、前記経路候補上に存在し、通行車両に対して周期的に停車指示を行う各設備の停車指示タイミング情報を取得し、前記停車時評価値算出手段は、前記経路候補上に存在する各設備の停車指示タイミング情報を用いて前記停車時評価値を算出し、前記経路探索手段は、前記停車時評価値および前記区間毎の評価値を用いて前記総評価値が最小となる案内経路を探索することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の経路探索装置。
【請求項６】
前記停車指示タイミング情報取得手段は、前記通行車両に対して周期的に停車指示を行う各設備の停車指示の開始および終了の時期を特定するための停車指示タイミング情報を管理する情報センタから前記停車指示タイミング情報を取得することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の経路探索装置。
【請求項７】
前記停車指示タイミング情報取得手段は、前記通行車両に対して周期的に停車指示を行う各設備から前記停車指示タイミング情報を取得することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の経路探索装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１６４３６０（Ｐ２０１０−１６４３６０Ａ）
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５３９５（Ｐ２００９−５３９５）
【出願日】平成２１年１月１４日（２００９．１．１４）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月１４日（２００９．１．１４）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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