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JP3547644B2 - Navigation device - Google Patents
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JP3547644B2 - Navigation device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ナビゲーション装置、特に地図データを階層構造にしてルート探索を行ない、且つ表示手段への探索経路の表示を高速で行なうことができるようにしたナビゲーション装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
車載用ナビゲーション装置は、地理の不案内な運転者に対して目的地までルート案内を行なうものである。この車載用ナビゲーション装置は、速度センサと方位センサから得られた走行軌跡道路形状との相関、あるいはGlobal PositioningSystem ( 以下、GPSとする。)の絶対位置を復号して検出した車両位置を中心に周囲の地図を表示することで利用者に車両位置を知らせている。ユーザは、このようなナビゲーション装置に対して、予め走行前に出発地および目的地を入力することによって出発地から目的地までのルートを設定し、その設定されたルートにしたがってナビゲーションを行なう。ナビゲーションでは、ルートを指示する場合、表示手段の画面に地図を表示し、その上にルートを重ねて表示したりする。
【0003】
このようなナビゲーション装置において、ルート探索を行なうのに、出発地から目的地までの距離が長くなったり、或いは道路網の密度が高くなった場合、それだけルート探索の対象となる交差点が多くなり、ルート探索に要する計算時間や探索処理に用いるメモリの記憶容量が増えるのを防止する技術の開発が盛んに行なわれている。その1つの解決方法として、地図データを、道路網の情報量を基に階層構造にして道路網の情報の多い下位階層から、道路網の情報の少ない上位階層への階層を展開するとともに、各階層間の接続情報を有するデータ構造とし、この地図データに基づき、指定された出発地および目的地を含む階層を特定し、前記各階層間の接続情報に基づき、特定された階層において上位階層へ接続する点或いは部分までルート探索を行ない、さらに上位階層に移行して前記接続点 (部分)からのルート探索を繰り返し行なうようにしたものがある。
【0004】
そのような階層構造の地図データに基づいてルート探索を行なう従来技術としては、例えば図9に示すものがある。図9において、101は上位レイヤを表し、この上位レイヤ101は交差点番号a,b,c,・・・を持つ主要幹線道路網の地図であり1つのブロックAを構成している。102は下位レイヤを表し、この上位レイヤ2は、上位レイヤ101の主要幹線道路網に連結される支線の道路網も含めた地図であり、複数のブロックB,C,D,・・・で構成されている。そして下位レイヤ102においては、ブロック間の接続道路には、下位レイヤ102のブロックC、D間の交差点番号bとcのように、ブロックで処理単位を構成することができるように擬似的に交差点を設定している。ブロックの数は、各ブロックA,B,C,D,・・・で情報量がほぼ同程度になるよう設定されている。
【0005】
かかる地図データの構造を有するナビゲーション装置におけるルート探索手法について述べる。例えば出発地が下位レイヤのブロックBにある交差点番号cであり、また目的地が同じく下位レイヤのブロックDにある交差点番号dであるとする。この場合まず出発地側のブロックBにおいて、上位レイヤ101にあり出発地の近くに対応する交差点番号を見つけ、その交差点番号d(上位レイヤ101ではブロックAの交差点番号aが対応する)までのルートを探索して上位階層へ上がる。他方、目的地側のブロックDにおいても同様に、上位レイヤ101にあり目的地の近くに対応する交差点番号を見つけ、その交差点番号a(上位レイヤ101ではブロックAの交差点番号eが対応する)までのルートを探索して上位階層へ上がる。次に上位レイヤ101では、下位レイヤ102でルート探索を行なった情報と合わせてブロックAにおける交差点番号aから交差点番号eまでのルート探索を実行する。このようにして、上位レイヤ101ではルート103が探索され、出発地から目的地までのルート探索が行なわれる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の車載用ナビゲーション装置にあっては、従来例1の方法では、下位の地図データからルート形状を求める際には、リンクをその中間の部分で分割することは生じないが、各リンクの形状の補間点が表示のための分解能に対して必要以上に多く、さらにリンク本数も複数となるため、表示用データのデータ量が増大する虞があり、経路案内表示の高速化を妨げる要因となっていた。
【0007】
本発明は、このような従来の問題点を解決するものであり、地図データを階層構造にしてルート探索を行ない、且つ表示手段への探索経路の表示を高速で行なうことが可能なナビゲーション装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、地図データを、道路網の情報量を基に階層構造にして道路網の情報の多い下位階層から、道路網の情報の少ない上位階層への階層を展開するとともに、各階層間において共通する道路を対応付けた接続情報を有するデータ構造とし、この地図データに基づき、指定された出発地および目的地を含む階層を特定し、前記各階層間の接続情報に基づき、特定された階層において上位階層へ接続する点までルート探索を行ない、さらに上位階層に移行して前記接続点からのルート探索を繰り返し行なうようにし、地図データには、上位/下位の階層にわたるリンクについて、上位階層の地図データのリンクを下位階層の地図データのリンクに対応付けて記述され、上位階層の地図データのリンク形状を下位階層の地図データに格納し、下位階層のルート探索に際して、当該下位階層のリンクが上位階層のリンクに対応したときルート探索を下位階層から上位階層へ移行させ、前記下位階層から上位階層へルート探索を移行したとき、上位階層の対応するリンクの両端までルート探索処理を完了可能にしたことを要旨とする。また、本発明の別の態様として、ルート探索を行なうために、下位階層の地図データに、リンク形状として、下位階層の地図データのリンクに対応する上位階層の地図データのリンクと、その上位階層の地図データのリンクの到達先ノードとが記述され、この記述に基づいてルート形状を表示するようにすることもできる。
【0009】
本発明では、上位/下位の階層にわたる道路の形状(リンク形状)を地図データに格納する。そのための条件は、
(1)上位/下位の階層にわたるリンク形状は、上位階層の地図データのリンクを下位階層の地図データのリンクに対応付けて記述する。
(2)該当するリンク形状は、上位階層のリンク形状と同数、同精度の補間点で構成する。
というものである。
【0010】
かかる構成にすることにより、ルート探索が高速に行なわれるのみでなく、ルート探索の結果得られたルートを表示するに際しても高速で表示することができるようになり、ルート探索による経路案内処理操作全体の高速化を図ることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図1は本発明の一実施の形態に係るナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。図1において、1は方位センサであり、この方位センサ1は自動車の絶対走行方位を検出する光ジャイロが使用される。2は車輪の回転数に応じたパルスを発生する距離センサー、3はブレーキスイッチ、パーキングスイッチなどのオン、オフ信号、電源電圧監視用信号などの各種センサー信号である。4は方位センサー1、距離センサー2などのセンサー信号を処理するセンサー信号処理部、5はGPSレシーバであり、このGPSレシーバ5は複数の衛星から送信される電波を受信し演算することにより受信点の位置(緯度、経度)を求めることができるものである。6はCD−ROMドライバーであり、このCD−ROMドライバー6は、地図データが記録されたCD−ROM7から地図データを読み出すものである。8は車室内に設置される表示・操作部であり、この表示・操作部8は、地図および自動車の現在走行位置、方位等をカラー表示する液晶ディスプレー8A、この液晶ディスプレー8Aの前面に設けられたタッチパネル8Bとからなり、タッチパネル8Bには表示地図の拡大、縮小などを指示するためのスイッチ、ルート探索を指示するスイッチ、液晶ディスプレー8Aに表示された地名の中から目的地を選択するスイッチなどが具備されている。9は装置本体であり、この装置本体9は自動車のトランクルームなどに設置される。
【0012】
次に装置本体9の構成について説明する。10は各種の演算を行なうCPU (中央処理装置)、11はCPU10で行なう各種の演算のプログラムが記憶されたROM(リードオンリーメモリ)、12は方位センサー1、距離センサー2、GPSレシーバ5、CD−ROMドライバー6等からのデータやCPU10での演算結果等を記憶するメモリ(DRAM)、13は装置本体9への電源供給が停止した際にも必要なデータを保持しておくためのバックアップ用メモリ(SRAM)、14は液晶ディスプレー8Aに表示する文字、記号などのパターンが記憶されたメモリ(漢字、フォントROM)、15は地図データや自車の現在位置データなどの基づいて表示画像を形成するための画像プロセッサ、16はCPU10から出力される地図データ、現在位置データおよび漢字、フォントROM14から出力される町名、高速道路などの道路名などの漢字、フォントを合成して液晶ディスプレー8Aに表示する画像を記憶するメモリ(VRAM)、17はVRAM16の出力データを色信号に変換するためのRGB変換回路であり、色信号はRGB変換回路17から液晶ディスプレー8Aに出力される。18は通信インタフェースである。液晶ディスプレー8Aには、高速道路、他の道路などが道路名、施設名などとともに表示され、さらに表示地図に自車の現在位置を表示する自車マークが表示されるようになっている。
【0013】
図2はCD−ROM7に記憶されている地図データのフォーマットの一例を示す図である。図2において、20はディスクラベル、21は描画パラメータ、22は図葉管理情報、23、24は図葉(地図)、25は経路探索用の地図データが格納された経路地図であり、上記図葉23、24には背景データ、文字データ、道路データなどが記憶されており、日本全国の地形図を緯度、経度によって分割した単位地図毎のデータが記憶されている。図葉には広い地域を粗く記述した図葉(レベル2)から狭い地域を詳細に記述した図葉(レベル0)が設定されていることにより地図データが階層構造になっている。各図葉は同一の地域を記述した地図表示レベルA,B,Cから構成されている。この地図表示レベルとは、地図の詳細度合いをランク分けにしたものであり、地図表示レベルA,B,Cは、AよりB、BよりCがより詳細に記述されている。また、各地図表示レベルA,B,Cは地図表示レベル管理情報と複数のユニットから構成されている。ユニットは各地図表示レベルの地域を複数に分割した分割地域を記述したものであり、各ユニットはユニットヘッダ、文字レイヤ、背景レイヤ、道路レイヤ、オプションレイヤなどから構成される。文字レイヤには地図に表示される地名道路名、施設名などが記憶され、背景レイヤには道路、施設などを描画するためのデータ及び液晶ディスプレー8Aで表示する道路、施設、海、背景などのカラーを指定するためのカラーパレットが記憶されている。また、道路レイヤには、交差点を含む道路を記述する座標(ノード)と線(リンク)に関するデータ、例えばノードのノード番号、緯度、経度、リンクのリンク番号、リンク距離などが記憶されている。また、道路レイヤには、道路の種類、例えば高速道路、有料道路、国道、県道、主要地方道路などの種類が記憶されている。
【0014】
図3は図2における経路地図25に格納された経路地図データのフォーマットの一例を別の表現で表して説明する図である。図3において、31は経路地図データの全体構成を表し、この経路地図データは、管理情報32と上位の地図データ33と、中位の地図データ34と、下位の地図データ35とから成っている。管理情報には上位地図のアドレスとサイズのテーブル36と、中位地図のアドレスとサイズのテーブル37と、下位地図のアドレスとサイズのテーブル38が設けられている。上位の地図データの内訳としては、上位の地図データがNo.1,No.2,No.3,・・・というように格納され、中位の地図データの内訳としては、中位の地図データがNo.1,No.2,No.3,・・・というように格納され、下位の地図データの内訳としては、下位の地図データがNo.1,No.2,No.3,・・・というように格納されている。
【0015】
図4は1つの階層における経路地図データ内の管理情報のデータフォーマットの一例を示す図である。この管理情報は、各種データのメモリ内におけるアドレスとそのサイズを記述したアドレス・サイズテーブル40と、地図データ上のノードデータを記述したノードテーブル41と、ノードとノードとを結ぶリンクデータを記述したリンクテーブル42と、ノード座標データを記述したノード座標テーブル43と、リンクの形状データを記述したリンク形状テーブル44とを有している。そして、座標テーブル43の各ノード座標はノードテーブル41の各ノードデータに対応した座標データが格納され、またリンク形状テーブル44の各リンク形状はリンクテーブル42の各リンクデータに対応したリンク形状データが格納されている。
【0016】
かかる構成を有するナビゲーション装置のルート探索動作について、図4および図5を参照して以下説明する。図5は本実施の形態においてルート探索を行なうときのアルゴリズムを説明するための一モデル図である。図5において、n1,n2,n3,n4,n5はそれぞれノードを表し、図4におけるノードテーブル41のノードデータNo.1,No.2,No.3,・・・で表される。これらのノードn1,n2,n3,n4,n5は例えば地図上における交差点に対応する。またl(エル)1,l2,l3,l4,l5はそれぞれリンクを表し、図4におけるリンクテーブル42のリンクデータNo.1,No.2,No.3,・・・で表される。これらのリンクl1,l2,l3,l4,l5は例えば地図上における交差点と交差点の間の道路に対応する。
【0017】
本実施の形態におけるルート探索では、先ず第1段階として、図5においてn1を出発点としてノードn1に接続するリンク本数分のリンクを図4のリンクテーブル42から取得する。図5の例ではノードn1には3本のリンクl1,l2,l1が接続しているからノードテーブル41のノードデータNo.1からリンクテーブル42のリンクデータNo.1,No.2,No.3へとデータの取得が行なわれる。
【0018】
次に第2段階として、各リンクデータの接続先のノード番号を取得し、各ノードのノードデータをノードテーブル41から取得する。上記事例では、リンクデータNo.1の接続先はノードl2であり、リンクデータNo.2の接続先はノードl3であり、リンクデータNo.3の接続先はノードl3である。したがって、リンクテーブル42のリンクデータNo.1からノードテーブル41のノードデータNo.2へとデータの取得が行なわれ、また、リンクテーブル42のリンクデータNo.2からノードテーブル41のノードデータNo.3へとデータの取得が行なわれる。
【0019】
次に、最初のノードに隣接する次のノードを新たな起点として、当該ノードに接続リンクをリンクテーブル42から取得し、その後再び第2段階の処理に戻る。
【0020】
以上の処理を下位の階層の地図データ上で繰り返し行なって、下位の階層のノードまたはリンクが上位の階層のリンクに対応したら、上位の階層のルートと下位の階層のルートとが一致したと認定し下位の階層から上位の階層へ移行するための探索を終了する。
【0021】
次に、上記アルゴリズムにおいて下位の階層の地図データから上位の階層の地図データへ移行するための動作について説明する。図6は道路ノードを使用した下位階層から上位階層への移行動作を説明する図である。図6において、上位階層の地図データではその地図データNo.mのノードkのノードデータ番号がNo.kであると設定されている。また下位階層の地図データではその地図データのノードpのノードデータ番号がNo.pであると設定されている。そして、下位階層の地図データのノードテーブル41内のノードデータには、当該下位階層の地図データにおけるノードpは上位階層の地図データNo.mのノード番号No.kが対応することが記述されている。そして、この対応付けデータが上位階層の地図データと下位階層の地図データとの接続情報となる。これにより、下位階層の地図データでルート探索が完了した状態を、上位階層と下位階層に共通して存在するノード(下位階層のNo.pと上位階層のNo.k)を通して移し替える。そして、上位階層の地図データに下位階層での探索が済んだノードの状態を移し替えた後に、上位階層の地図データでルート探索を進めることによりルート探索の上位階層への移行が完了する。
【0022】
図7は道路リンクを使用した下位階層から上位階層への移行動作を説明する図である。図7において、下位階層の地図データで、上記アルゴリズムによるルート探索を行なってその地図データ中のリンク(下位地図データのリンクNo.1およびNo.2)が選択される。これらのリンクが上位地図データの特定のリンク (上位地図データリンクNo.2)に対応するものであるときは、下位階層の地図データのリンクテーブル42内のリンクデータには、図8に示すように、当該下位階層の地図データにおけるリンク(No.1、No.2)は上位階層の地図データNo.mのリンク番号No.2が対応し、そのリンクの到達先ノードはノードNo.a、No.bであることが記述されている。これにより、下位階層の地図データでルート探索が完了した状態を、上位階層と下位階層に共通して存在するリンクを接続情報として移し替える。この共通リンクにより階層を移行する場合は、下位階層の地図データから上位階層の地図データへルート探索処理を移行する際に、下位階層のノードに対応するノードが上位階層の地図データに存在しなくても、上位階層の対応するリンクに含まれる点(すなわち上位階層と下位階層に共通して存在するリンクの端点)であればよい。したがって、上位の階層の地図データの上記対応するリンクの両端のノードを探索済みの状態に設定することができ、処理の高速化が図れる。
【0023】
【発明の効果】
本発明は、以上の説明から明らかなように、車載用ナビゲーション装置に、地図データを、道路網の情報量を基に階層構造にして道路網の情報の多い下位階層から、道路網の情報の少ない上位階層への階層を展開するとともに、各階層間において共通する道路を対応付けた接続情報を有するデータ構造とし、この地図データに基づき、指定された出発地および目的地を含む階層を特定し、前記各階層間の接続情報に基づき、特定された階層において上位階層へ接続する点までルート探索を行ない、さらに上位階層に移行して前記接続点からのルート探索を繰り返し行なうようにし、地図データには、上位/下位の階層にわたるリンクについて、上位階層の地図データのリンクを下位階層の地図データのリンクに対応付けて記述され、上位階層の地図データのリンク形状を下位階層の地図データに格納し、下位階層のルート探索に際して、当該下位階層のリンクが上位階層のリンクに対応したときルート探索を下位階層から上位階層へ移行させ、前記下位階層から上位階層へルート探索を移行したとき、上位階層の対応するリンクの両端までルート探索処理を完了可能にしたため、ルート探索が高速に行なわれるのみでなく、ルート探索の結果得られたルートを表示するに際しても高速で表示することができるようになり、ルート探索による経路案内処理操作全体の高速化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態における車載用ナビゲーション装置の構成を示すブロック図
【図2】前記実施の形態において用いられる地図データのフォーマット例を示す図
【図3】前記実施の形態における地図データのフォーマットの一例を別の表現で表して説明する図
【図4】前記実施の形態における1つの階層における地図データ内の管理情報のデータフォーマットの一例を示す図
【図5】前記実施の形態においてルート探索を行なうときのアルゴリズムを説明するための一モデル図
【図6】前記実施の形態における道路ノードを使用した下位階層から上位階層への移行動作を説明する図
【図7】前記実施の形態における道路リンクを使用した下位階層から上位階層への移行動作を説明する図
【図8】前記実施の形態における下位階層の地図データにおけるリンクと上位階層の地図データにおけるリンクとの対応を示すデータ構成図
【図9】従来のナビゲーション装置におけるルート探索手法を説明する図
【符号の説明】
1 方位センサ
2 距離センサ
3 センサー信号
4 センサー信号処理部
5 GPSレシーバ
6 CD−ROMドライバー
7 CD−ROM
8 表示・操作部
8A 液晶ディスプレー
9 装置本体
10 CPU (中央処理装置)
11 ROM(リードオンリーメモリ)
12 メモリ(DRAM)
13 バックアップ用メモリ(SRAM)
14 メモリ(漢字、フォントROM)
15 画像プロセッサ
16 メモリ(VRAM)
17 RGB変換回路
18 通信インタフェース
20 ディスクラベル
21 描画パラメータ
22 図葉管理情報
23、24 図葉
31 地図データの全体構成
32 管理情報
33 上位の地図データ
34 中位の地図データ
35 下位の地図データ
36 上位地図のアドレスとサイズのテーブル
37 中位地図のアドレスとサイズのテーブル
38 下位地図のアドレスとサイズのテーブル
40 アドレス・サイズテーブル
41 ノードテーブル
42 リンクテーブル
43 ノード座標テーブル
44 リンク形状テーブル
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a navigation device, and more particularly to a navigation device capable of performing a route search by using map data in a hierarchical structure and displaying a search route on a display unit at high speed.
[0002]
[Prior art]
The in-vehicle navigation device performs route guidance to a destination for a driver whose geography is unknown. This in-vehicle navigation device is configured to detect a correlation between a traveling locus road shape obtained from a speed sensor and a direction sensor, or a vehicle position detected by decoding an absolute position of a Global Positioning System (hereinafter referred to as GPS). The user is informed of the vehicle position by displaying the map. The user sets a route from the departure place to the destination by inputting a departure place and a destination before traveling on such a navigation apparatus, and performs navigation according to the set route. In the navigation, when a route is instructed, a map is displayed on the screen of the display means, and the route is displayed over the map.
[0003]
In such a navigation device, when performing a route search, if the distance from the departure point to the destination is long or the density of the road network is high, the number of intersections subject to the route search increases accordingly. 2. Description of the Related Art Techniques for preventing an increase in calculation time required for a route search and a storage capacity of a memory used for a search process have been actively developed. One solution is to develop map data into a hierarchical structure based on the amount of information on the road network, and develop a hierarchy from a lower layer with more information on the road network to an upper layer with less information on the road network. A data structure having connection information between layers is specified. Based on this map data, a layer including the designated departure point and destination is specified, and based on the connection information between the layers, the specified layer is moved to a higher layer. In some cases, a route search is performed up to a connection point or a portion, and the process is further shifted to a higher hierarchy to repeatedly perform a route search from the connection point (portion).
[0004]
As a conventional technique for performing a route search based on such hierarchically structured map data, for example, there is one shown in FIG. 9, reference numeral 101 denotes an upper layer. The upper layer 101 is a map of a main arterial road network having intersection numbers a, b, c,... And constitutes one block A. Reference numeral 102 denotes a lower layer. The upper layer 2 is a map including a road network of branch lines connected to the main arterial road network of the upper layer 101, and is composed of a plurality of blocks B, C, D,. Have been. In the lower layer 102, the connecting road between the blocks is pseudo-intersection so that the processing unit can be constituted by blocks, such as intersection numbers b and c between blocks C and D of the lower layer 102. Is set. The number of blocks is set so that the information amount of each of the blocks A, B, C, D,.
[0005]
A route search method in a navigation device having such a map data structure will be described. For example, it is assumed that the departure point is the intersection number c in the block B of the lower layer, and the destination is the intersection number d in the block D of the lower layer. In this case, first, in the block B on the departure point side, an intersection number in the upper layer 101 corresponding to the vicinity of the departure point is found, and a route to the intersection number d (the intersection number a of the block A corresponds to the upper layer 101). Search for and go to the upper hierarchy. On the other hand, in the block D on the destination side, similarly, an intersection number in the upper layer 101 corresponding to the vicinity of the destination is found, and up to the intersection number a (the intersection number e of the block A corresponds to the upper layer 101). Search for the route and go up to the upper level. Next, in the upper layer 101, a route search from the intersection number a to the intersection number e in the block A is executed together with the information on the route search in the lower layer 102. In this way, the route 103 is searched in the upper layer 101, and a route search from the starting point to the destination is performed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional on-vehicle navigation device, according to the method of Conventional Example 1, when a route shape is obtained from lower-level map data, a link is not divided at an intermediate portion thereof. Since the number of interpolation points of the link shape is unnecessarily large with respect to the resolution for display and the number of links is also plural, the data amount of the display data may increase, which hinders speeding up of route guidance display. Was a factor.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves such a conventional problem, and provides a navigation device capable of performing a route search by using map data in a hierarchical structure and displaying a search route on a display unit at high speed. The purpose is to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention develops a map data into a hierarchical structure based on the information amount of a road network, and expands a hierarchy from a lower hierarchy with more information on the road network to an upper hierarchy with less information on the road network. And a data structure having connection information that associates a common road between the respective layers. Based on the map data, a layer including the designated departure point and destination is specified, and the connection information between the respective layers is specified. Based on the specified hierarchy, a route search is performed up to a point connecting to the upper hierarchy, and furthermore, a transition is made to the upper hierarchy to repeatedly perform a route search from the connection point, and the map data includes upper / lower hierarchy. Are described by associating the link of the map data of the upper hierarchy with the link of the map data of the lower hierarchy, and linking the link shape of the map data of the upper hierarchy to the lower hierarchy. Stored in the map data, and when searching for a route in the lower hierarchy, when the link in the lower hierarchy corresponds to a link in the upper hierarchy, shift the route search from the lower hierarchy to the upper hierarchy, and shift the route search from the lower hierarchy to the upper hierarchy In this case, the point is that the route search processing can be completed up to both ends of the corresponding link in the upper hierarchy. Further, as another aspect of the present invention, in order to perform a route search, a link of map data of a higher hierarchy corresponding to a link of map data of a lower hierarchy as a link shape to map data of a lower hierarchy, The destination node of the link of the map data is described, and the route shape can be displayed based on this description.
[0009]
In the present invention, road shapes (link shapes) extending over upper / lower layers are stored in map data. The conditions for that are:
(1) The link shape over the upper / lower layers describes the link of the map data of the upper layer in association with the link of the map data of the lower layer.
(2) The corresponding link shape is composed of interpolation points having the same number and the same accuracy as the link shape of the upper layer.
That is.
[0010]
With this configuration, not only the route search is performed at high speed, but also the route obtained as a result of the route search can be displayed at high speed. Can be speeded up.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a navigation device according to one embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an azimuth sensor, and this azimuth sensor 1 uses an optical gyro for detecting an absolute traveling azimuth of an automobile. Reference numeral 2 denotes a distance sensor that generates a pulse according to the number of rotations of the wheels, and 3 denotes various sensor signals such as an ON / OFF signal of a brake switch, a parking switch, and the like, and a power supply voltage monitoring signal. Reference numeral 4 denotes a sensor signal processing unit for processing sensor signals of the azimuth sensor 1, the distance sensor 2, and the like. Reference numeral 5 denotes a GPS receiver. The GPS receiver 5 receives radio waves transmitted from a plurality of satellites and calculates reception points. (Latitude, longitude) can be obtained. Reference numeral 6 denotes a CD-ROM driver. The CD-ROM driver 6 reads map data from a CD-ROM 7 on which map data is recorded. Reference numeral 8 denotes a display / operation unit provided in the vehicle interior. The display / operation unit 8 is provided on a liquid crystal display 8A for displaying a map and the current traveling position and direction of the automobile in color, and is provided on a front surface of the liquid crystal display 8A. A switch for instructing enlargement or reduction of the display map, a switch for instructing a route search, a switch for selecting a destination from the place names displayed on the liquid crystal display 8A, and the like. Is provided. Reference numeral 9 denotes an apparatus main body, which is installed in a trunk room of an automobile.
[0012]
Next, the configuration of the apparatus main body 9 will be described. Reference numeral 10 denotes a CPU (Central Processing Unit) for performing various calculations, 11 denotes a ROM (Read Only Memory) in which programs for various calculations performed by the CPU 10 are stored, 12 denotes an azimuth sensor 1, a distance sensor 2, a GPS receiver 5, a CD A memory (DRAM) 13 for storing data from the ROM driver 6 and the like and calculation results of the CPU 10, etc., and a backup 13 for holding necessary data even when power supply to the apparatus main body 9 is stopped. A memory (SRAM) 14 is a memory (kanji, font ROM) in which patterns of characters and symbols to be displayed on the liquid crystal display 8A are stored, and 15 is a display image formed based on map data and current position data of the vehicle. An image processor 16 for executing map data, current position data and kanji, A memory (VRAM) for synthesizing kanji characters and fonts such as street names and road names such as expressways output from the print ROM 14 and storing an image to be displayed on the liquid crystal display 8A, and 17 converts the output data of the VRAM 16 into color signals. A color signal is output from the RGB conversion circuit 17 to the liquid crystal display 8A. 18 is a communication interface. The liquid crystal display 8A, highways, other roads street name is displayed together with such facility name, so that the vehicle mark for displaying a further current position of the own vehicle on the display map is displayed.
[0013]
FIG. 2 is a diagram showing an example of the format of map data stored in the CD-ROM 7. In FIG. 2, reference numeral 20 denotes a disc label, reference numeral 21 denotes drawing parameters, reference numeral 22 denotes map leaf management information, reference numerals 23 and 24 denote map leaves (maps), and reference numeral 25 denotes a route map storing map data for route search. The leaves 23 and 24 store background data, character data, road data, and the like, and store data for each unit map obtained by dividing a topographical map of the whole of Japan by latitude and longitude. The map data has a hierarchical structure by setting a map leaf (level 2) that roughly describes a wide area to a map leaf (level 0) that describes a narrow area in detail. Each leaf is composed of map display levels A, B, and C describing the same area. The map display level is obtained by classifying the degree of detail of the map into ranks. The map display levels A, B, and C describe B more than A and C more than B. Each of the map display levels A, B, and C is composed of map display level management information and a plurality of units. The unit describes a divided area obtained by dividing the area of each map display level into a plurality of areas, and each unit includes a unit header, a character layer, a background layer, a road layer, an option layer, and the like. The character layer stores place names, road names, facility names, and the like displayed on a map, and the background layer stores data for drawing roads, facilities, and the like, such as roads, facilities, seas, and backgrounds displayed on the liquid crystal display 8A. A color palette for specifying a color is stored. The road layer stores data on coordinates (nodes) and lines (links) describing roads including intersections, for example, node numbers of nodes, latitude and longitude, link numbers of links, link distances, and the like. The road layer stores types of roads, for example, expressways, toll roads, national roads, prefectural roads, and major local roads.
[0014]
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a format of the route map data stored in the route map 25 in FIG. 2 in another expression. In FIG. 3, reference numeral 31 denotes the entire configuration of the route map data. The route map data includes management information 32, upper map data 33, middle map data 34, and lower map data 35. . The management information includes an upper map address and size table 36, a middle map address and size table 37, and a lower map address and size table 38. As the breakdown of the upper map data, the upper map data is No. 1, No. 2, No. The middle map data is stored as No. 3,... 1, No. 2, No. .., And as a breakdown of the lower-level map data, the lower-level map data 1, No. 2, No. 3, etc. are stored.
[0015]
FIG. 4 is a diagram showing an example of a data format of management information in route map data in one hierarchy. This management information describes an address size table 40 describing addresses and sizes of various data in the memory, a node table 41 describing node data on the map data, and link data connecting the nodes. It has a link table 42, a node coordinate table 43 describing node coordinate data, and a link shape table 44 describing link shape data. Each node coordinate of the coordinate table 43 stores coordinate data corresponding to each node data of the node table 41, and each link shape of the link shape table 44 stores link shape data corresponding to each link data of the link table 42. Is stored.
[0016]
The route search operation of the navigation device having such a configuration will be described below with reference to FIGS. FIG. 5 is a model diagram for describing an algorithm when performing a route search in the present embodiment. In FIG. 5, n1, n2, n3, n4 and n5 represent nodes, respectively. 1, No. 2, No. Are represented by 3,. These nodes n1, n2, n3, n4, and n5 correspond to, for example, intersections on a map. 4, l, l2, l3, l4, and l5 represent links, respectively, and the link data No. of the link table 42 in FIG. 1, No. 2, No. Are represented by 3,. These links l1, l2, l3, l4, and l5 correspond to, for example, intersections on a map and roads between the intersections.
[0017]
In the route search according to the present embodiment, first, as a first step, the links for the number of links connected to the node n1 starting from n1 in FIG. 5 are acquired from the link table 42 in FIG. In the example of FIG. 5, since three links 11, 12, and 11 are connected to the node n1, the node data No. 1 to the link data No. of the link table 42. 1, No. 2, No. Data acquisition is carried out to 3.
[0018]
Next, as a second stage, the node number of the connection destination of each link data is obtained, and the node data of each node is obtained from the node table 41. In the above example, the link data No. The connection destination of the link data No. 1 is the node l2. The connection destination of No. 2 is the node 13 and the link data No. The connection destination of 3 is the node 13. Therefore, the link data No. 1 to the node data No. of the node table 41. 2 is obtained, and the link data No. 2 in the link table 42 is obtained. 2 to the node data No. of the node table 41. Data acquisition is carried out to 3.
[0019]
Next, with the next node adjacent to the first node as a new starting point, a connection link to the node is acquired from the link table 42, and then the process returns to the second stage.
[0020]
The above processing is repeatedly performed on the map data of the lower hierarchy, and if the node or link of the lower hierarchy corresponds to the link of the upper hierarchy, it is determined that the root of the upper hierarchy matches the root of the lower hierarchy. Then, the search for shifting from the lower hierarchy to the upper hierarchy ends.
[0021]
Next, the operation for shifting from the lower-level map data to the upper-level map data in the above algorithm will be described. FIG. 6 is a diagram illustrating an operation of shifting from a lower hierarchy to an upper hierarchy using a road node. In FIG. 6, the map data No. m, the node data number of the node k is No. k is set. In the lower-level map data, the node data number of the node p of the map data is No. p is set. In the node data in the node table 41 of the lower layer map data, the node p in the lower layer map data is the map data No. of the upper layer. m of the node number No. It is described that k corresponds. Then, this association data becomes connection information between the map data of the upper hierarchy and the map data of the lower hierarchy. As a result, the state in which the route search has been completed in the lower layer map data is transferred through nodes (No. p of the lower layer and No. k of the upper layer) that are present in both the upper layer and the lower layer. Then, after transferring the state of the node that has been searched in the lower hierarchy to the map data in the upper hierarchy, the route search is advanced in the map data in the upper hierarchy, thereby completing the shift of the route search to the upper hierarchy.
[0022]
FIG. 7 is a diagram illustrating an operation of shifting from a lower hierarchy to an upper hierarchy using a road link. In FIG. 7, a route search is performed by the above algorithm on the lower-level map data, and links (links No. 1 and No. 2 of the lower-level map data) in the map data are selected. When these links correspond to a specific link (upper map data link No. 2) of the upper map data, the link data in the link table 42 of the map data of the lower hierarchy is as shown in FIG. The links (No. 1 and No. 2) in the lower-level map data correspond to the upper-level map data Nos. m link number No. 2 and the destination node of the link is node No. a, No. b. As a result, the state in which the route search has been completed in the map data of the lower hierarchy is transferred as the connection information, the link existing in common to the upper hierarchy and the lower hierarchy. When the hierarchy is shifted by the common link, when the route search process is shifted from the lower hierarchy map data to the upper hierarchy map data, the node corresponding to the lower hierarchy node does not exist in the upper hierarchy map data. Any point may be used as long as it is a point included in the corresponding link in the upper layer (that is, the end point of the link that is commonly present in the upper layer and the lower layer). Therefore, the nodes at both ends of the corresponding link in the map data of the higher hierarchy can be set in a searched state, and the processing can be speeded up.
[0023]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, the present invention provides a vehicle-mounted navigation device with map data in a hierarchical structure based on the information amount of the road network, from the lower hierarchy having a large amount of road network information to the information of the road network. In addition to expanding the hierarchies to lower hierarchies, it has a data structure with connection information that associates common roads between the hierarchies, and based on this map data, specifies the hierarchies including the designated departure point and destination, Based on the connection information between the respective layers, a route search is performed up to a point connected to a higher layer in the specified layer, and furthermore, a higher level is searched for and a route search from the connection point is repeatedly performed. the upper / lower layer over the link, is described in association with the link of the map data of the upper layer to the link of the map data of the lower layer, the upper layer Storing link shape of the map data of the lower layer in the map data, in route search in the lower hierarchy, and link of the lower layer proceeds from the lower hierarchical route search when corresponding to link the upper layer to the upper layer, the lower When the route search is shifted from the hierarchy to the upper hierarchy, the route search processing can be completed to both ends of the corresponding link in the upper hierarchy, so that not only the route search is performed at high speed but also the route obtained as a result of the route search. Can also be displayed at a high speed when displaying, and the speed of the entire route guidance processing operation by the route search can be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an on-vehicle navigation device according to a first embodiment of the present invention; FIG. 2 is a diagram showing a format example of map data used in the embodiment; FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a format of map data according to another embodiment in another expression. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a data format of management information in map data in one layer in the embodiment. FIG. 6 is a model diagram for explaining an algorithm when performing a route search in the embodiment. FIG. 6 is a diagram for explaining a transition operation from a lower hierarchy to an upper hierarchy using a road node in the embodiment. FIG. 8 is a diagram for explaining an operation of shifting from a lower hierarchy to an upper hierarchy using a road link in the embodiment. Figure [EXPLANATION OF SYMBOLS] describing the route search method in a data structure diagram 9 conventional navigation device showing a correspondence between the link in the map data links and the upper layer in the map data layers
Reference Signs List 1 direction sensor 2 distance sensor 3 sensor signal 4 sensor signal processing unit 5 GPS receiver 6 CD-ROM driver 7 CD-ROM
8 Display / operation unit 8A Liquid crystal display 9 Main unit 10 CPU (Central processing unit)
11 ROM (Read Only Memory)
12 Memory (DRAM)
13. Backup memory (SRAM)
14. Memory (Kanji, font ROM)
15 Image processor 16 Memory (VRAM)
17 RGB conversion circuit 18 Communication interface 20 Disk label 21 Drawing parameter 22 Fig. Leaf management information 23, 24 Fig. 31 Map data overall configuration 32 Management information 33 Upper map data 34 Middle map data 35 Lower map data 36 Upper Map address and size table 37 Middle map address and size table 38 Lower map address and size table 40 Address and size table 41 Node table 42 Link table 43 Node coordinate table 44 Link shape table

Claims (2)

指定された出発地から目的地までのルート探索を行なってルートを設定し、設定されたルートにしたがって経路案内を行なうナビゲーション装置であって、道路網の情報量をもとに階層構造にして道路網の情報の多い下位階層から道路網の情報の少ない上位階層へと階層を展開するとともに、各階層の接続情報を有する地図データ記憶する記憶手段と、前記地図データに基づき前記指定された出発地および目的地を含む階層を特定し、前記各階層間の接続情報に基づき、特定された階層において上位階層へ接続する点までルート探索を行ない、さらに上位階層に移行して前記接続する点からのルート探索を繰り返し行なうことによって出発地から目的地までのルート探索を行なう経路探索手段とを備え、 地図データには、上位/下位の階層にわたるリンクについて、上位階層の地図データのリンクを下位階層の地図データのリンクに対応付けて記述され、上位階層の地図データのリンク形状を下位階層の地図データに格納し、
下位階層のルート探索に際して、当該下位階層のリンクが上位階層のリンクに対応したときルート探索を下位階層から上位階層へ移行させ、前記下位階層から上位階層へルート探索を移行したとき、上位階層の対応するリンクの両端までルート探索処理を完了可能にしたことを特徴とするナビゲーション装置。
A navigation device that performs a route search from a designated departure point to a destination, sets a route, and provides route guidance according to the set route. The navigation device has a hierarchical structure based on the information amount of the road network. Storage means for expanding a hierarchy from a lower hierarchy having a large amount of network information to an upper hierarchy having a small amount of road network information, and storing map data having connection information of each hierarchy; and the designated departure point based on the map data. And a hierarchy including the destination is specified, and based on the connection information between the respective hierarchies, a route search is performed up to a point where the specified hierarchy is connected to a higher hierarchy, and further moved to a higher hierarchy to move from the connected point to a higher hierarchy. Route search means for performing a route search from the departure point to the destination by repeatedly performing the route search, and the map data includes upper / lower layers. For the link to be passed, the link of the map data of the upper layer is described in association with the link of the map data of the lower layer, and the link shape of the map data of the upper layer is stored in the map data of the lower layer,
At the time of route search of the lower layer, when the link of the lower layer corresponds to the link of the upper layer, the route search is shifted from the lower layer to the upper layer, and when the route search is shifted from the lower layer to the upper layer, the route search of the upper layer is performed. A navigation device wherein a route search process can be completed up to both ends of a corresponding link.
ルート探索を行なうために、下位階層の地図データに、リンク形状として、下位階層の地図データのリンクに対応する上位階層の地図データのリンクと、その上位階層の地図データのリンクの到達先ノードとが記述され、この記述に基づいてルート形状を表示するようにしたことを特徴とする請求項1記載のナビゲーション装置。In order to perform a route search, a link of the map data of the upper layer corresponding to the link of the map data of the lower layer, and a destination node of the link of the map data of the upper layer, as a link shape, are added to the map data of the lower layer. 2. The navigation device according to claim 1, wherein a route shape is displayed based on the description.
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