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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren und eine Vorrichtung
zur Auswahl einer Route und genauer auf ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Auswahl der geeignetesten Route zwischen zwei beliebigen Punkten
auf Kartendaten.
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Beschreibung
des Standes der Technik
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Wie
bekannt ist, ist ein Fahrzeugsnavigationssystem ein System zum Bestimmen
und Darstellen eines aktuellen Punkts eines Fahrzeugs, automatischen
Auswählen
für die
geeigneteste Route bis zum Ziel und Leiten des Fahrzeugs zum Ziel
entlang der geeignetesten Route durch Bildschirmleitung und/oder
Audioleitung. Im Fahrzeugnavigationssystem wird für die Route
zum Leiten eine praktische Route benötigt, durch die das Fahrzeug
immer durchfahren kann. Daher wurden Suchverfahren, auf denen Regelinformationen
wie etwa Einbahnstraßenregelungen
und Rechts-/Linksabbiegeverbot reflektiert sind im beträchtlichen
Maße studiert
und vorgeschlagen.
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Herkömmlicherweise
beinhalten Fahrzeugroutenleitvorrichtungen zum Auswählen einer Route,
die mit den Verkehrsregelungen konform geht unter Verwendung fester
Regelungsinformationen wie oben z.B. diejenige, die in der japanischen
Patentoffenlegungsschrift Nr. 62–82316 offenbart ist. In dieser
Schrift ist das fol gende Verfahren als ein Verfahren gezeigt zum
Reflektieren der festen Regelungsinformation.
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14 ist
ein Diagramm, das die Struktur einer herkömmlichen Fahrzeugroutenleitvorrichtung zeigt.
In 14 besteht die Fahrzeugroutenleitvorrichtung aus
Basisinformationsspeichermitteln 22a zum Speichern von
Kartendaten, in denen die nächste
erreichbare angrenzende Kreuzung und ein Betrag der Korrelation
der benötigten
Zeit für
jede Kreuzung eingeschrieben sind, unter Berücksichtigung der Verkehrsrichtungsregelung
wie etwa Einfahrt verboten und kein rechts-/links Abbiegen, und
Routensuchmittel 22b zum Suchen der Minimumroute von der
Startkreuzung zu einer Zielkreuzung unter einer bestimmten Bedingung
mit Bezugnahme auf die Kartendaten, die die Mittel 22a zur
Speicherung der Basisinformationen speichern.
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Das
obige herkömmliche
Verfahren ist durch ein Verfahren zur Darstellung eines Straßennetzwerks
der Kartendaten gekennzeichnet, die durch die Mittel 22a zur
Speicherung der Basisinformationen aufgezeichnet werden. Nur Straßen zu den
erreichbaren Kreuzungen werden mit Berücksichtigung der Verkehrsregelung
gespeichert, was eine Suche nach einer Route in Übereinstimmung mit der Regelung
erlaubt, ohne kompliziertes Verarbeiten durch das Routensuchverfahren 22b.
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Hier
wird ein Beispiel der Darstellung eines Straßennetzwerks im Stand der Technik
beschrieben. 15(a) und 15(b) zeigen
ein Darstellungsbeispiel des Straßennetzwerks (Rechts-/Linksabbiegeverbot). 15(a) zeigt ein Beispiel einer Kreuzung, und sein
Straßennetzwerk
ist wie in 15(b) dargestellt, wenn das
Rechtsabbiegeverbot in jeder einmündenden Kreuzungsrichtung in
der obigen Kreuzung existiert. D.h., dass ein Knoten für jede einmündende Kreuzungsrichtung
angenommen wird und angenommen wird, dass Verbindungen nur in passierbaren
Geradeaus/Linksabbiegerichtungen herausführen.
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Auf
diese Weise zeichnet die herkömmliche Fahrzeugleitvorrichtung
die Kartendaten auf, in dem sie das Straßennetzwerk, auf dem die Regelungsinformationen
reflektiert sind verwendet, um eine Route auszuwählen, die die festen Verkehrsinformationen
reflektiert, in dem sie die normale Routensuchverarbeitung anwendet.
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In
der obigen herkömmlichen
Technik ist übrigens
nur die Kreuzungsverkehrsregelung in einer Kreuzung (z.B. Rechts-/Linksabbiegeregelung)
ein darzustellender Gegenstand. Es gibt jedoch komplizierte Verkehrsregelungen,
die nicht nur durch Verkehrsregelung an einer Kreuzung dargestellt
werden können. 16 zeigt
ein Beispiel von Verkehrsregelung über eine Vielzahl von Kreuzungen,
die nicht durch das herkömmliche
Verfahren beschrieben werden kann (nachfolgend zusammengesetzte
Kreuzungsverkehrsregelung genannt). In 16 wird
angenommen, dass nur A → B
und B ← A
nicht durchfahren werden dürfen
und alle anderen durchfahren werden dürfen. 17 zeigt
ein Beispiel einer Darstellung der zusammengesetzten Kreuzungsverkehrsregelung
in 16 unter Verwendung der normalen Kreuzungsverkehrsregelung
in einem allgemeinen Netzwerk. 17 stellt
das Straßennetzwerk in 16 mit
zwei Knoten (N1 und N2) und fünf
Verbindungen (L1 bis L5) dar. Wenn die wie in 17 gezeigte
Kreuzungsverkehrsregelung angewendet wird ist eine durchfahrbare
Route wie etwa L1 → N1 → L2 → N2 → L5 nachteilshafterweise
nicht durchfahrbar.
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Um
die obige zusammengesetzte Kreuzungsverkehrsregelung darzustellen,
wird ein Verfahren zum Vereinigen einer Mehrzahl von Kreuzungen
in einem Knoten (Vereinigungskreuzungsverfahren) daher in der japanischen
Patentoffenlegungsschrift Nr. 8–75491
offenbart. 18 zeigt ein Beispiel einer
vereinigten Kreuzung. Hier werden ein Knoten N1 und ein Knoten N2
vereinigt, um ein neuer Knoten NX1 zu werden. Die normale Verkehrsregelung
(Geradeausfahrverbot nach L4 → L5
und L5 → L4)
wird auf den Knoten NX1 geschrieben, wodurch die Darstellung des
Regelungsinhalts in 16 ermöglicht wird.
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Wenn
das herkömmliche
Vereinigungskreuzungsverfahren verwendet wird, zusätzlich zum
normalen Suchverarbeiten, ist es notwendig, auf Kosteninformationen
(Zeit und Abstand) Bezug zu nehmen, um durch die vereinigte Kreuzung
zu fahren, und auf Routeninformation in der vereinigten Kreuzung
zum Zeitpunkt der Routendarstellung, was nachteilshafterweise zu
einer komplizierten Verarbeitung führt. Wenn die Kosten in der
vereinigten Kreuzung groß werden
ist die ausgewählte
Route außerdem
nicht notwendigerweise die Minimalkostenroute.
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Hier
wird ein Beispiel von Fällen
beschrieben, in denen die ausgewählte
Route nicht die Minimalkostenroute ist, wenn das Vereinigungskreuzungsverfahren
verwendet wird, unter Verwendung von Zeichnungen. 19 ist
ein Diagramm, das ein Beispiel eines Straßennetzwerks zeigt, in einem
Fall, in dem die ausgewählte
Route nicht die Minimalkostenroute ist, wenn das herkömmliche
Vereinigungskreuzungsverfahren verwendet wird. 27 ist
ein Diagramm, dass das Straßennetzwerk
in 19 darstellt, mit dem herkömmlichen Vereinigungskreuzungsverfahren.
In 19 sei angenommen, dass die Minimalkostenroute
von einer Startrichtung zu einem Knoten N4 L1 → N1 → L4 → N3 → L7 → N4 ist, und die Minimalkostenroute
zu einem Knoten N5 L1 → N1 → L2 → N2 → L5 → N5 ist.
In diesem Fall ist die Minimalkostenroute von der Startrichtung
zur Zielrichtung L1 → N1 → L2 → N2 → L5 → N5 → L9. Wem jedoch
die Knoten N4 und N5 in diesem Straßennetzwerk in einem vereinigten
Knoten NX1 wie in 20 vereinigt werden, ist die
Minimalkostenroute von der Startrichtung zum vereinigten Knoten
NX1 L1 → N1 → L4 → N3 → L7 → NX1. Da
die Suchen weiter auf der Basis der Ergebnisse ausgedehnt werden
ist die letztlich erhaltene Route von der Startrichtung zur Zielrichtung
L1 → N1 → L4 → N3 → L7 → NX1 → L9, was
von der korrekten Minimalkostenroute wie in 19 gezeigt
abweicht.
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EP-A-0
702 208 beschreibt ein weiteres Verfahren und ein System zur Auswahl
einer optimalen Route zwischen einem Startort und einem Ziel. Die Routenauswahldaten
werden von den Originaldaten gebildet, die ein detailliertes Straßensystem
beschreiben. Wenn eine Mehrzahl von Kreuzungen und eine Mehrzahl
von Straßen
im original detaillierten Straßensystem
die vorgeschriebenen Bedingungen erfüllt – wie etwa zusammengesetzte
Kreuzungsverkehrsregelungen – werden
diese Kreuzungen und Straßen
in den Straßenauswahldaten
integriert. Die Straßenauswahldaten
beinhalten eine Durchgangsverbindungstabelle, sodass Verbindungen,
die durch Integration von Kreuzungen gelöscht werden, nicht ausgelassen
werden.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Es
ist dementsprechend eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
Verfahren und eine Vorrichtung zur Routensuche zur Verfügung zu
stellen, die in der Lage sind, die Minimalkostenroute in Ubereinstimmung
mit komplizierter Regelungsinformation über eine Vielzahl von Kreuzungen
als die geeigneteste Route zu liefern.
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Die
obige und andere Aufgaben werden durch ein Verfahren, eine Vorrichtung
und ein Speichermedium gelöst,
wie sie jeweils in den unabhängigen
Ansprüchen
1, 4 und 7 definiert sind. Weitere bevorzugte Ausführungsformen
sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche
2, 3, 5, 6, 8 und 9. Diese und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte
und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden von der folgenden
detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung offensichtlicher
werden, wenn sie zusammen mit der angehängten Zeichnung genommen werden.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnung
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1 ist
ein Blockdiagramm, das die Struktur eines Fahrzeugnavigationssystems
gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist
ein Diagramm, das ein Strukturbeispiel von Kartendaten zeigt, die
in einer Aufzeichnungsvorrichtung in 1 aufgezeichnet
werden;
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3 ist
ein funktionales Blockdiagramm, das ein Strukturbeispiel einer in 1 gezeigten
Navigationsvorrichtung zeigt;
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4 ist
ein funktionales Blockdiagramm, das ein erstes Strukturbeispiel
eines in 3 gezeigten Abschnitts zur Routenauswahl
zeigt;
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5 ist
ein Flussdiagramm, dass die Operation eines in 4 gezeigten
Abschnitts zum Setzen eines Punkts zeigt;
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6 ist
ein Flussdiagramm, dass eine Routensuchverarbeitung eines in 4 gezeigten
Abschnitts zum Routen-Suchen zeigt;
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7 ist
ein Flussdiagramm, dass eine Routenstrukturierungsverarbeitung zeigt,
die durch den Routensuchabschnitt in 4 ausgeführt wird;
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8 ist
ein Diagramm, dass ein erstes Beispiel einer Netzwerkstruktur zeigt,
die eine in 16 gezeigte zusammengesetzte
Kreuzungsverkehrsregelung darstellt;
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9 ist
ein Diagramm, dass ein zweites Beispiel einer Netzwerkstruktur zeigt,
die die Netzwerkstruktur in 8 vereinfacht;
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10 ist
ein Diagramm, dass ein drittes Beispiel einer Netzwerkstruktur zeigt,
das die zusammengesetzte Kreuzungsverkehrsregelung darstellt, die
in 16 gezeigt ist;
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11 ist
ein Diagramm, dass ein viertes Beispiel einer Netzwerkstruktur zeigt,
die die in 16 gezeigte zusammengesetzte
Kreuzungsverkehrsregelung darstellt;
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12 ist
ein Diagramm, dass ein fünftes Beispiel
einer Netzwerkstruktur zeigt, das die in 16 gezeigte
zusammengesetzte Kreuzungsverkehrsregelung darstellt;
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13 ist
ein Diagramm, dass ein sechstes Beispiel einer Netzwerkstruktur
zeigt, das die in 16 gezeigte zusammengesetzte
Kreuzungsverkehrsregelung darstellt;
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14 ist
ein Blockdiagramm, das die Struktur einer herkömmlichen Fahrzeugroutenleitvorrichtung
zeigt;
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15a und 15b sind
Diagramme, die ein Darstellungsbeispiel eines Straßennetzwerks nach
der herkömmlichen
Technik (Rechts-/Linksabbiegeverbot) zeigen;
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16 ist
ein Diagramm, das ein Bespiel von Verkehrsregelung (zusammengesetzte
Kreuzungsverkehrsregelung) zeigt, die in dem herkömmlichen
Verfahren nicht dargestellt werden kann;
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17 ist
ein Diagramm, das ein Beispiel zeigt, dass die zusammengesetzte
Kreuzungsverkehrsregelung in 16 darstellt,
unter Verwendung der Kreuzungsverkehrsregelung auf einem allgemeinen
Netzwerk;
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18 ist
ein Diagramm, das ein Beispiel einer vereinigten Kreuzung zeigt;
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19 ist
ein Diagramm, das ein Beispiel eines Straßennetzwerks in einem Fall
zeigt, in dem die ausgewählte
Route nicht die Minimalkostenroute ist, wenn das herkömmliche
Vereinigungskreuzungsverfahren verwendet wird; und
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20 ist
ein Diagramm, das ein Straßennetzwerk
in 19 mit dem herkömmlichen Vereinigungskreuzungsverfahren
darstellt.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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1 ist
ein Blockdiagramm, das die Struktur eines Fahrzeugnavigationssystems
gemäß einer ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. In 1 beinhaltet
das Fahrzeugnavigationssystem der vorliegenden Ausführungsform
eine Eingabevorrichtung 101, einen Ortsbestimmer 102,
eine Aufzeichnungsvorrichtung 103, eine Kommunikationsvorrichtung 104,
eine Navigationsvorrichtung l05 und eine Ausgabevorrichtung 106.
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Die
Eingabevorrichtung 101 führt Funktionsauswahl (Bearbeiten
eines Gegenstandswechsels, Kartenaustausch, Hierarchiestufenwechsel,
usw.), Punktbestimmung, Suchmodusauswahl, usw. in Navigationssystem
durch, durch eine Fernsteuerung, einen Berührungssensor, eine Tastatur,
eine Maus usw. Der Ortsbestimmer 102 ist ein GPS, ein Fahrzeugsgeschwindigkeitssensor,
ein Winkelgeschwindigkeitssensor, ein Sensor des absoluten Azimuts, usw.,
der verschiedene Informationen zum Berechnen der aktuellen Position
des Fahrzeugs sammelt. Die Aufzeichnungsvorrichtung 103 ist
ein optisches Plattenlaufwerk (CD, DVD, usw.), eine Festplatte,
ein Massenspeicher, usw., der Informationen über ein Straßennetzwerk
wie etwa Verbindungssituation, Koordinaten, Konfigurationen, Merkmale,
Regelungsinformationen von Kreuzungen und Straßen speichert. Die Kommunikationsvorrichtung 104 besteht
aus verschiedenen Funkkommunikationsvorrichtungen wie etwa einer
FM Multiplexkommunikationsvorrichtung/optischer Funkwellenleitstrahlvorrichtung,
die verschiedene Informationen wie etwa Verkehrsinformationen und
Karteninformationen überträgt und empfängt. Die
Navigationsvorrichtung 105 beinhaltet im allgemeinen eine
CPU, Speicher (Programmspeicher, Arbeitsspeicher), usw., die die
Bestimmung der aktuellen Position des Fahrzeugs, der Routensuche/-leitung,
suche und Lieferung verschiedener Informationen (Karte, Verkehrsinformationen,
periphere Informationen, usw.), usw. durchführen. Die Ausgabevorrichtung 106 beinhaltet
eine Anzeigevorrichtung (Flüssigkristallanzeige,
CRT Anzeige, usw.), einen Lautsprecher, usw., die Bildanzeige und
Audioleitung verschiedener Informationen und einer Leitroute durchführen.
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Beschrieben
werden jetzt Kartendaten, die in der Aufzeichnungsvorrichtung 103 gespeichert
sind. 2 ist ein Diagramm, das ein Strukturbeispiel von Kartendaten
zeigt, die in der Aufzeichnungsvorrichtung 103 in 1 gespeichert
sind. Normalerweise bestehen die Kartendaten aus zwei breiten Komponenten.
Eine erste Komponente sind Knotendaten von Informationen über Kreuzungen.
Eine zweite Komponente sind Verbindungsdaten von Informationen über Straßen, die
die Kreuzungen verbinden. In der vorliegenden Ausführungsform
zeichnet die Aufzeichnungsvorrichtung 103 zusätzlich zu
den oben beschriebenen allgemeinen Daten die zusammengesetzten Kreuzungsverkehrsregelungen
auf, die komplizierte Verkehrsregelungen über eine Mehrzahl von Kreuzungen
sind und nicht durch normale Kreuzungsverkehrsregelungsinformationen (Rechts/Linksabbiegeinformationen
usw.) und Einbahnverkehrsinformationen dargestellt werden können. Sein
Aufzeichnungsverfahren wird später
beschrieben.
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Es
wird nun die Operation des Fahrzeugsnavigationssystems beschrieben,
das wie oben strukturiert ist. Die Funktionen des Fahrzeugsnavigationssystems
beinhalten eine Routenauswahl-/Leitfunktion, eine Funktion zur Anzeige
der aktuellen Position, eine Funktion des Suchens/Lieferns der Informationen
usw. Beschrieben wird jetzt die Routenausweich-/Leitfunktion, die
für die
vorliegende Erfindung von Interesse ist. Als erstes setzt in der
Eingabevorrichtung 101 ein Benutzer einen Startpunkt und
einen Zielpunkt. Das heißt,
der Benutzer betätigt
die Eingabevorrichtung 101, um Bilder der Karte zu scrollen, die
auf der Ausgabevorrichtung 106 dargestellt ist, und gibt
gewünschte
Punkte als den Startpunkt und das Ziel ein. Der Benutzer kann die
durch den Ortsbestimmer 102 ermittelte aktuelle Position
des Fahrzeugs als den Startpunkt verwenden.
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Auf
der Grundlage der Positionen des Startpunkts und des Ziels, die
wie oben beschrieben gesetzt wurden, nimmt die Navigationsvorrichtung 105 als
nächstes die
am nächsten
benachbarten Knoten auf den Kartendaten, die in der Aufzeichnungsvorrichtung 103 gespeichert
sind, oder Knoten, die mit den am nächsten benachbarten Verbindungen
verbunden sind, als einen Startknoten und einen Zielknoten an. Weiterhin
berechnet die Navigationsvorrichtung 105 die Minimalkostenroute
unter Verwendung des bekannten Dijkstra-Verfahrens, um die erhaltene
Route in Verbindungsketten, Knotenketten oder Koordinatenketten
als die Leitroute umzuwandeln. Das Navigationssystem 105 wählt aber
eine Route, die nicht nur mit der normalen Kreuzungsverkehrsregelung
und der Einbahnverkehrsregelung übereinstimmt,
sondern auch mit der zusammengesetzten Kreuzungsverkehrsregelung.
Zu diesem Zeitpunkt kann die Navigationsvorrichtung 105 die
Route wechseln, die unter Verwendung eines Verfahrens wie der Veränderung
von Verbindungskosten durch Verkehrsinformationen, die durch die
Kommunikationsvorrichtung 104 erhalten wurden, auszuwählen ist.
Die Navigationsvorrichtung 105 setzt die Leitroute auf
der Grundlage der Suchergebnisse, die wie oben beschrieben ausgewählt wurden,
um die aktuelle Position des Fahrzeugs von den Positionsinformationen zu
berechnen, die durch den Ortsbestimmer 102 bestimmt wurden,
zur Leitung auf der Leitroute zum Ziel.
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Schließlich erhält die Ausgabevorrichtung 106 die
Anweisungen von der Navigationsvorrichtung 105, um den
Benutzer Leitinformationen durch Ton oder Anzeige zu liefern.
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3 ist
ein funktionelles Blockdiagramm, dass ein Strukturbeispiel der Navigationsvorrichtung 105,
die in 1 gezeigt ist, zeigt. In 3 beinhaltet die
Navigationsvorrichtung 105 einen Positionsermittlungsabschnitt 201,
einen Abschnitt zum Suchen/Liefern von Informationen 202,
einen Routenauswahlabschnitt 203 und einen Leitabschnitt 204.
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Der
Positionsermittlungsabschnitt 201 führt Kartenzuordnung mit Bezug
auf das Straßennetzwerk
der Kartendaten durch, die in der Aufzeichnungsvorrichtung 103 gespeichert
sind, auf der Grundlage der Positionsinformationen, die durch den Ortsbestimmter 102 bestimmt
wurden, und spezifiziert die aktuelle Position des Fahrzeugs unter
Verwendung der Fahrzeugpositionberichtigungsinformationen, die in
die Eingabevorrichtung 101 eingegeben wurden. Der Abschnitt
zum Suchen/Liefern von Informationen 202 sucht und liefert
verschiedenen Informationen. Der Abschnitt zum Suchen/Liefern von
Informationen 202 zeigt z.B. die Kartendaten an, die in der
Aufzeichnungsvorrichtung 103 gespeichert sind, auf der
Ausgabevorrichtung 106 auf der Grundlage der aktuellen
Position, die durch den Positionsermittlungsabschnitt 201 ermittelt
wurde, ändert
die Anzeigegebiete und das Maß an
Details der Karte in der Ausgabevorrichtung 106 gemäß Anfragen
vom Benutzer, die durch die Eingabevorrichtung 101 eingeben
werden und zeigt der Ausgabevorrichtung 106 die Verkehrsinformationen
an, die in der Kommunikationsvorrichtung 104 erhalten werden.
Der Routenauswahlabschnitt 203 liest die benötigten Gebiete der
Kartendaten von der Aufzeichnungsvorrichtung 103, bestimmt
den Startpunkt und das Ziel auf der Grundlage der aktuellen Position
des Fahrzeugs, die in Positionsermittlungsabschnitt 201 ermittelt
wurde und der Punktinformationen, die in die Eingabevorrichtung 101 eingegeben
wurden, und wählt
die Minimalkostenroute zwischen dem Startpunkt und dem Ziel unter
Berücksichtigung
der zusammengesetzten Kreuzungsverkehrsregelungen über einer
Mehrzahl von Kreuzungen, sowie der normalen Kreuzungsverkehrsregelungen
und Einbahnverkehrsregelungen aus. Weiterhin leitet der Leitabschnitt 204 das
Fahrzeug zum Ziel, indem er die zu nehmende Richtung ansagt, unter
Verwendung der Kartendaten, die durch die Aufzeichnungsvorrichtung 103 erhalten wurden
und der aktuellen Position des Fahrzeugs, die durch den Positionsermittlungsabschnitt 201 ermittelt
wurde, auf der Grundlage der Leitroute, die durch den Routenauswahlabschnitt 203 ausgewählt wurde.
Der Routenauswahlabschnitt 203, der die Verarbeitung der
Routenauswahl durchführt,
wird zusätzlich
unten im Detail weiter beschrieben.
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(1) Ein erstes Strukturbeispiel
des Routenauswahlabschnitts 203
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4 ist
ein funktionelles Blockdiagramm, dass ein erstes Strukturbeispiel
des in 3 gezeigten Routenauswahlabschnitts 203 zeigt.
In 4 beinhaltet der Routenauswahlabschnitt 203 einen Suchdatenspeicherabschnitt 301,
einen Punktsetzabschnitt 302 und eine Routenabschnitt 303.
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Der
Suchdatenspeicherabschnitt 301 liest von der Aufzeichnungsvorrichtung 103 und
speichert dann die Gebiete der Kartendaten, die für die Routensuche
und das Punktsetzten benötigt
werden und speichert Zwischendaten zum Zeitpunkt des Suchens, usw.
Der Punktsetzabschnitt 302 setzt die aktuelle Position
des Fahrzeugs, die im Positionsermittlungsabschnitt 201 ermittelt
wurde als den Startpunkt und den Punkt, der in der Eingabevorrichtung 101 als das
Ziel eingegeben wurde, um den Startknoten und den Zielknoten zu
setzen, die hierzu entsprechen auf der Karte. Der Routensuchabschnitt 303 erhält die Minimalkostenroute
vom Startknoten zum Zielknoten, die durch den Punktsetzabschnitt 302 gesetzt wurden,
unter Verwendung des bekannten Dijkstra-Verfahrens.
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Im
Detail beschrieben wird jetzt die Operation des ersten Strukturbeispiels
des Routenauswahlabschnitts 203, der wie oben strukturiert
ist, gemäß Flussdiagrammen.
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5 ist
ein Flussdiagramm, dass die Operation des Punktsetzabschnitts 302 in 4 zeigt. Als
erstes setzt in Schritt S501 in 5 der Punktsetzabschnitt 302 einen
Knoten, der dem Startpunkt am nächsten
ist (der aktuellen Position des Fahrzeugs, die durch den Positionsermittlungsabschnitt 201 ermittelt
wurde, z.B.) als den Startknoten, um Ankunftskosten zu setzen (z.B.
0). Als nächstes
setzt in Schritt S502 der Punktsetzabschnitt 302 einen
Knoten, der dem Ziel am nächsten
kommt (z.B. der Punkt der durch den Benutzer mit der Eingabevorrichtung 101 eingegeben
wurde) als den Zielknoten, um die Ankunftskosten zu setzen (z.B.
0).
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Als
nächstes
führt der
Routensuchabschnitt 303 Routensuchverarbeitung durch, um
die Minimalkostenroute zu erhalten. 6 ist ein
Flussdiagramm, das Routen suchverarbeitung des Routensuchabschnitts 303 zeigt.
Als erstes setzt in Schritt S601 in 6 der Routensuchabschnitt 303 den Startknoten
als einen Kandidatenzustand. Als nächstes setzt in Schritt S602
der Routensuchabschnitt 303 einen Knoten, dessen Ankunftskosten
unter den Knoten in einem Kandidatenzustand minimal sind (zum ersten
Mal den Startknoten) als einen Referenzknoten und schließt aus,
in einem Kandidatenzustand zu sein. Weiterhin prüft in Schritt S603 der Routensuchabschnitt 303 ob
der Referenzknoten der Zielknoten ist oder nicht, und wenn er der
Zielknoten ist fährt
der Routensuchabschnitt 303 mit der Routenstrukturierungsverarbeitung
zu Schritt S610 fort. Andernfalls fährt der Routensuchabschnitt 303 mit Schritt
S604 fort. In Schritt S604 überprüft der Routensuchabschnitt 303 ob
die Überprüfung aller
Verbindungen, die mit dem Referenzknoten verbunden sind, vervollständigt werden
sollen. Wenn sie alle untersucht worden sind kehrt der Routensuchabschnitt 303 in
Schritt S602 zurück,
um den nächsten
Referenzknoten zu suchen. Wenn es eine nicht untersuchte Verbindung
gibt nimmt der Routensuchabschnitt 303 eine der nicht untersuchten
Verbindungen als eine zu untersuchende Verbindung in Schritt S605.
In Schritt S606 prüft
der Routensuchabschnitt 303 dann die Kreuzungsverkehrsregelung (Rechts/Linksabbiegeregelung)
auf den Referenzknoten, und die Einbahnverkehrsregelung auf der
zu untersuchenden Verbindung, wobei er zu Schritt 604 zurückkehrt,
wenn Verkehr in die Richtung der zu untersuchenden Verbindung verboten
ist, und mit dem nächsten
Schritt S607 im gegenteiligen Fall fortfährt. In Schritt S607 fügt der Routensuchabschnitt 303 die Kosten
der zu untersuchenden Verbindung den Ankunftskosten des Referenzknoten
hinzu, um das Ergebnis als die neuen Ankunftskosten zu einem Knoten
zu nehmen, der mit der zu untersuchenden Verbindung verbunden ist
und dem Referenzknoten gegenüber
liegt (erreichbarer Knoten). Fortfahrend mit Schritt S608 bestimmt
der Routensuchabschnitt 303 ob die Ankunft beim erreichbaren
Knoten zum ersten Mal ist, oder ob die neuen Ankunftskosten unter
den Ankunftskosten, die erhalten wurden minimal sind, und fährt dann
mit Schritt S609 fort, wenn die Bestimmung positiv ist und kehrt
zu Schritt S604 zurück, wenn
sie negativ ist. In Schritt S609 setzt der Routensuchabschnitt 303 den
erreichbaren Knoten in einen Kandidatenzustand. Als Zwischen daten
für die
Suche speichert der Routensuchabschnitt 303 weiterhin die
zu untersuchende Verbindung als eine vorhergehende Verbindung und
die neuen Ankunftskosten als die Ankunftskosten im Suchdatenspeicherabschnitt 301 und
kehrt zu Schritt S604 zurück.
Der Routensuchabschnitt 303 wiederholt die obige Bearbeitung, um
die Routensuchverarbeitung durchzuführen.
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Schließlich wird
die Routenstrukturierungsverarbeitung in Unterroutinen-Schritt S610,
wie in 6 gezeigt wird, beschrieben. 7 ist
ein Flussdiagramm, das eine Routenstrukturierungsverarbeitung zeigt,
die durch den Routensuchabschnitt 303 in 4 in
Schritt S610 ausgeführt
wird. Als erstes setzt in Schritt S701 in 7 der Routensuchabschnitt 303 den
Zielknoten, der zu untersuchen ist. Als nächstes fährt der Routensuchabschnitt 303 mit Schritt
S703 fort, um zu prüfen,
ob der zu untersuchende Knoten der Startknoten ist, wobei er die
Routenverbindungskette in umgekehrter Reihenfolge als eine Leitroute
nimmt, wenn es der Startknoten ist. Wenn der zu untersuchende Knoten
andererseits nicht der Startknoten ist fährt der Routensuchabschnitt 303 mit
Schritt S703 fort, um die vorhergehende Verbindung des zu untersuchenden
Knotens, der im Suchdatenspeicherabschnitt 301 als die
Zwischendaten für
die Suche gespeichert ist der Straßenverbindungskette hinzu. Als nächstes fährt der Routensuchabschnitt 303 mit
Schritt S704 fort, indem er einen Knoten nimmt, der nicht der aktuelle
zu untersuchende Knoten ist, von zwei Knoten, die mit der vorhergehenden
Verbindung verbunden sind, die am zu suchenden Knoten gespeichert
ist, als einen neuen zu untersuchenden Knoten und kehrt zu Schritt S703
zurück.
Der Routensuchabschnitt wiederholt die obige Verarbeitung um die
Routenstrukturierungsverarbeitung durchzuführen.
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Gespeichert
in der Aufzeichnungsvorrichtung 103 in 1 sind
hier Kartendaten, die als nächstes
beschrieben werden, um eine Auswahl einer Route zu ermöglichen,
die mit zusammengesetzten Kreuzungsverkehrsregelungen konform geht, selbst
wenn der Routenauswahlabschnitt 203 das oben beschriebene
Routensuch verfahren verwendet, das dem herkömmlichen ähnlich ist. Beschrieben wird
jetzt ein Beispiel einer Netzwerkstruktur der Kartendaten.
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(1-A) Trennung des Netzwerks
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8 ist
ein Diagramm, das ein erstes Beispiel einer Netzwerkstruktur zeigt,
die die zusammengesetzte Kreuzungsverkehrsregelung darstellt, die
in 16 gezeigt ist. In diesem Strukturbeispiel sind
die Knoten N1 und N2 und die Verbindungen L1 bis L5, die im herkömmlichen
allgemeinen Netzwerk verwendet werden, das in 17 gezeigt
ist, in eine Mehrzahl von Knoten bzw. Verbindungen getrennt. Z.B.
ist der Knoten N1 in Knoten N1a bis N1c aufgetrennt, und die Verbindung
L1 ist in die Verbindungen L1a bis L1c aufgetrennt. Das ganze Netzwerk
ist dann durch Auftrennung des Netzwerks in ein Straßennetzwerk
dargestellt (Verbindungen: L1a, L2a, L3a, L4a, L5a; Knoten: N1a,
N2a) im Hinblick auf einmündende
Verbindungen (L1a, L3a), die die zusammengesetzte Kreuzungsverkehrsregelung
nicht berührt,
und Straßennetzwerke α (Verbindungen:
L1b, L2b, L3b, L4b; Knoten: N1b, N2b) und β (Verbindungen: L1c, L2c, L3c,
L5c; Knoten: N1c, N2c) in Hinblick auf die einmündenden Verbindungen (L4b, L5c),
die die zusammengesetzte Kreuzungsknotenregelung berührt, und
weiterhin werden die Einbahnverkehrsregelungen in den durchfahrbaren
Richtungen gesetzt, wodurch Darstellung der zusammengesetzten Kreuzungsverkehrsregelung
ermöglicht
wird.
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Das
erste Netzwerkstrukturbeispiel kann vereinfacht werden. 9 ist
ein Diagramm, das ein zweites Netzwerkstrukturbeispiel zeigt, welches
die Netzwerkstruktur in 8 vereinfacht. In diesem Strukturbeispiel
sind angesichts der einmündenden Verbindungen,
die die zusammengesetzte Kreuzungsverkehrsregelung berührt, obwohl
die Einbahnverkehrsregelungen der Verbindungen (L2c, L2d) in den
zu regelnden Gebieten in umgekehrte Richtung sind, Verkehrsrichtungen
der ausgehenden Verbindungen (L1b, L1c, L3b, L3c) dieselben. Das
zweite Beispiel synthetisiert daher die Straßennetzwerke ά und β, um die
Anzahl von Knoten und Verbindungen, die aufzutrennen sind, zu reduzieren.
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Weiterhin
kann die zusammengesetzte Kreuzungsverkehrsregelung dargestellt
werden, indem die herkömmliche
Kreuzungsverkehrsregelung verwendet wird (rechts-links Abbiegeregelung),
anstelle der Einbahnstraßenregelungen. 10 ist
ein Diagramm das ein drittes Netzwerkstrukturbeispiel zeigt, das
die zusammengesetzte Kreuzungsverkehrsregelung, die in 16 gezeigt
ist, darstellt. Dieses Strukturbeispiel stellt im zweiten in 9 gezeigten
Netzwerkstrukturbeispiel die zusammengesetzte Kreuzungsverkehrsregelung
dar, unter Verwendung der herkömmlichen
Kreuzungsverkehrsregelung (rechts-links Abbiegeregelung), anstelle
der Einbahnverkehrsregelungen.
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Durch
mehrfaches Trennen der Knoten und Verbindungen, wo zusammengesetzte
Kreuzungsverkehrsregelung existiert, und setzen der Einbahnverkehrsregelungen
nur in durchfahrbare Richtungen auf den getrennten Verbindungen,
oder der herkömmlichen
Kreuzungsverkehrsregelungen in nicht-durchfahrbare Richtungen auf
den getrennten Knoten, ist es möglich,
die zusammengesetzte Kreuzungsverkehrsregelung nur mit der Netzwerkstruktur der
Kartendaten darzustellen, und weiterhin die geeigneteste Route zu
wählen,
die mit der zusammengesetzten Kreuzungsverkehrsregelung konform geht,
ohne besondere Verarbeitung zum Zeitpunkt der Suchverarbeitung.
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(1-B) Vereinigung der
getrennten Verbindung
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11 ist
ein Diagramm, dass ein viertes Netzwerkstrukturbeispiel zeigt, das
die zusammengesetzte Kreuzungsverkehrsregelung, die in 16 gezeigt
ist, repräsentiert.
In diesem Strukturbeispiel sind die Knoten N1 und N2 und die Verbindungen
L1 bis L5 zur Verwendung im herkömmlichen
allgemeinen Netzwerk, das in 17 gezeigt
ist, jeweils mehrfach aufgetrennt. In Anbetracht der einmündenden
Verbindungen in Gebieten, in denen es die zusammengesetzte Kreuzungsverkehrsregelung
gibt (L1a, L1a, L4a, L5a) werden dann Verbindungen, die sich direkt
von Knoten erstrecken, die zuerst zu betreten sind (N1a, N1b, N2a,
N2b), zu passierbaren Knoten außerhalb
von Gebieten, wo die zusammengesetzte Kreuzungsverkehrsregelung
existiert, gesetzt. Zu diesem Zeitpunkt werden vereinigte Verbindungen,
die eine Mehrzahl von Verbindungen vereinigen (LN1a-1, LN1a-2, LN1b-1, LN2a-1,
LN2b-1, LN2b-2) angenommen. Weiterhin werden die Einbahnverkehrsregelungen
in den durchfahrbaren Richtungen gesetzt, um die zusammengesetzte Kreuzungsverkehrsregelung
darzustellen. Wie im oben beschriebenen dritten Netzwerkstrukturbeispiel (siehe 10),
kann die herkömmliche
Kreuzungsverkehrsregelung anstelle der Einbahnverkehrsregelung verwendet
werden.
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Auf
diese Weise ist es möglich,
durch mehrfaches Auftrennen der Knoten und Verbindungen, wo die
zusammengesetzte Kreuzungsverkehrsregelung existiert, weiterhin
Annehmen der vereinigten Verbindung, die die Mehrzahl von Verbindungen
vereinigt und Setzen der Einbahnverkehrsregelungen nur in den durchfahrbaren
Richtungen auf den getrennten Verbindungen und den virtuellen vereinigten
Verbindungen oder Setzen der herkömmlichen Kreuzungsverkehrsregelung
nur in den nicht-durchfahrbaren Richtungen auf den getrennten Knoten,
die zusammengesetzte Kreuzungsverkehrsregelung nur mit der Netzwerkstruktur
der Kartendaten darzustellen, und weiterhin die geeigneteste Route
auszuwählen, die
mit der zusammengesetzten Kreuzungsverkehrsregelung konform geht,
ohne besonderes Verarbeiten zum Zeitpunkt der Suchverarbeitung.
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(1-C) Setzen von virtuellen
Verbindungen zwischen den aufgetrennten Knoten
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12 ist
ein Diagramm, dass ein fünftes Netzwerkstrukturbeispiel
zeigt, das die in 16 gezeigte zusammengesetzte
Kreuzungsverkehrsregelung darstellt. Zusätzlich ist 13 ein
Diagramm, das ein sechstes Netzwerkstrukturbeispiel zeigt, das die
in 16 gezeigte zusammengesetzte Kreuzungsverkehrsregelung
darstellt. Dieses fünfte
und sechste Strukturbeispiel trennt mehrfach die Knoten N1, N2 und
die Verbindungen L1 bis L5 zur Verwendung in dem in 17 gezeigten
allgemeinen Netzwerk, und setzt weiterhin virtuelle Verbindungen (LN1,
LN2) zwischen getrennten Knoten von derselben Kreuzung. In Anbetracht
der einmündenden
Verbindungen in Gebieten, in denen es die zusammengesetzte Kreuzungsverkehrsregelung
gibt (L1, L3, L4b, L5b in 12 oder
L1, L3, L4, L5 in 13) setzen diese Strukturbeispiele
dann in den durchfahrbaren Richtungen in den Gegenden, in denen
es die zusammengesetzte Kreuzungsverkehrsregelung gibt, und setzen
die herkömmlichen
Kreuzungsverkehrsregelungen und die Einbahnverkehrsregelungen, um Darstellung
der zusammengesetzten Kreuzungsverkehrsreglung zu ermöglichen.
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Auf
diese Weise ist es möglich,
durch mehrfaches Auftrennen der Knoten und Verbindungen, wo es die
zusammengesetzte Kreuzungsverkehrsregelung gibt, weiterhin Setzen
der virtuellen Verbindungen zwischen aufgetrennten Knoten, die zur
selben Verbindung gehören,
und Setzen der Einbahnverkehrsregelungen nur in den durchfährbaren
Richtungen auf den aufgetrennten Verbindungen und die virtuellen
Verbindungen und die herkömmlichen
Kreuzungsverkehrsregelungen in den nicht-durchfahrbaren Richtungen
auf den aufgetrennten Knoten, die zusammengesetzte Kreuzungsverkehrsregelung
nur mit der Netzwerkstruktur der Kartendaten darzustellen, und weiterhin
die geeigneteste Route auszuwählen,
in Ubereinstimmung mit der zusammengesetzten Kreuzungsverkehrsregelung,
ohne besonderes Verarbeiten zum Zeitpunkt der Suchverarbeitung.
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Gemäß dem obigen
ersten Strukturbeispiel, wie es in (1-A) beschrieben ist, ist es
möglich,
durch mehrfaches Auftrennen der Knoten und Verbindungen, wo die
zusammengesetzte Kreuzungsverkehrsregelung existiert, und Setzen
der Einbahnverkehrsregelungen nur in den durchfahrbaren Richtungen auf
den aufgetrennten Verbindungen oder die herkömmlichen Kreuzungsverkehrsregelungen
in den nicht-durchfahrbaren Richtungen auf den aufgetrennten Knoten,
die zusammengesetzte Kreuzungsverkehrsregelung nur mit der Netzwerkstruktur
der Kartendaten darzustellen, und weiterhin die geeigneteste Route
auszuwählen,
die mit der zusammengesetzten Kreuzungsverkehrsregelung konform
geht, ohne besonderes verarbeiten zum Zeitpunkt der Suchverarbeitung.
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Weiterhin,
wie in (1-B) beschrieben, ist es möglich, durch mehrfaches Auftrennen
der Knoten und Verbindungen, wo es die zusammengesetzte Kreuzungsverkehrsregelung
gibt, weiterhin Annehmen der vereinigten Verbindung, die die Mehrzahl von
Verbindungen vereinigt, und Setzen der Einbahnverkehrsregelungen
nur in den durchfahrbaren Richtungen auf den aufgetrennten Verbindungen
und den vereinigten Verbindungen oder Setzen der herkömmlichen
Kreuzungsverkehrsregelungen nur in den nicht-durchfahrbaren Richtungen
auf den aufgetrennten Knoten, die zusammengesetzte Kreuzungsverkehrsregelung
nur mit der Netzwerkstruktur der Kartendaten darzustellen, und weiterhin
die geeigneteste Route auszuwählen,
in Übereinstimmung
mit der zusammengesetzten Kreuzungsverkehrsregelung, ohne besonderes
verarbeiten zum Zeitpunkt der Suchverarbeitung.
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Wie
weiterhin in (1-C) beschrieben ist, ist es möglich, durch mehrfaches auftrennen
der Knoten und Verbindungen, wo es die zusammengesetzte Kreuzungsverkehrsregelung
gibt, weiterhin setzen der virtuellen Verbindungen zwischen aufgetrennten Knoten,
die zur selben Kreuzung gehören,
und Setzen der Einbahnverkehrsregelungen nur in den durchfahrbaren
Richtungen auf den aufgetrennten Verbindungen und den virtuellen
Verbindungen, und der herkömmlichen
Kreuzungsverkehrsregelungen nur in den nicht-durchfahrbaren Richtungen
auf den aufgetrennten Knoten, die zusammengesetzte Kreuzungsverkehrsregelungen
nur mit der Netzwerkstruktur der Kartendaten darzustellen, und weiterhin
die geeigneteste Route auszuwählen,
in Übereinstimmung
mit der zusammengesetzten Kreuzungsverkehrsregelung, ohne besonderes
Verarbeiten zum Zeitpunkt der Suchverarbeitung.
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Was
schließlich
die typische zusammengesetzte Kreuzungsverkehrsregelung mit einer
großen Anzahl
von Regelungen betrifft ist es möglich,
durch Aufzeichnen nicht aller Informationen sondern nur der Regelungsmuster
und der Verbindungszahlen der Referenzverbindungen für diese
Regelung, die Datengröße des Eintrags
zu komprimieren.
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Alle
der oben beschriebenen Strukturbeispiele können als Hardware oder als
Programm, wie etwa Mikrocomputer-Multitasking strukturiert sein. Weiterhin
können
hierarchische Karten in der Aufzeichnungsvorrichtung 103 gespeichert
werden, und der Routensuchabschnitt 303 (oder 401)
kann eine Suche durchführen
unter Verwendung einer detaillierten Karte in der Nähe des Startpunkts
und des Ziels, und unter Verwendung einer unterschiedlichen Karte
bezüglich
des Maßes
an Details für
eine Langstreckenroute dazwischen, gemäß der Entfernung. Weiterhin
kann die Routensuchverarbeitung im Routensuchabschnitt 303 (oder 401)
nicht nur die Hinwegverkehrssuche vom Startpunkt sein, sondern auch
die Hinwegverkehrssuche vom Ziel und die Zweiwegsuche. Weiterhin
kann der Ortsbestimmer 102 jede Struktur annehmen, wenn
die Struktur nur in der Lage ist, die Positionsinformation des Fahrzeugs zu
bestimmen. Weiterhin, obwohl die Eingabevorrichtung 101 die
Kartenbilder, die in der Ausgabevorrichtung 106 angezeigt
werden, scrollt, um die Positionen in den obigen Beispielen zu spezifizieren,
kann die Eingabevorrichtung 101 die Positionen unter Verwendung
eines Verfahrens des Auswählens
von vorher gespeicherter Höhe
und Breite verwenden. Weiterhin kann der Punktsetzabschnitt 302 die
Position als den Startpunkt setzen, die durch den Benutzer eingegeben
wird. Weiterhin, obwohl die dem Startpunkt und dem Ziel nächsten Knoten
als der Startknoten bzw. der Zielknoten gesetzt werden, können in
den obigen Beispielen Punkte auf den nächsten Verbindungen oder eine
Mehrzahl von Punkten als die Startknoten und die Zielknoten gesetzt
werden. Weiterhin, obwohl das Dijkstra-Verfahren hier als das Suchverfahren
erwähnt
wurde, kann jedes Verfahren verwendet werden, wenn das Verfahren
nur die Minimalkostenroute zwischen zwei Punkten auf der Basis von
Kosteninformationen für
jede Verbindung erhalten kann. Weiterhin, obwohl die Ausgabevorrichtung 106 hier
Leitung durch Anzeige und Ton durchführt, kann ein Abschnitt zur
automatischen Steuerung hinzugefügt
werden, um die ausgewählte
Route für
das Steuersystem des Automobils zur Verfügung zu stellen. Weiterhin
kann Zeitregelungsinformation, die durch die Kommunikationsvorrichtung 104 als
Verkehrsin formation geliefert wird, erhalten werden, um auf den
Routensuchergebnissen auf dieselbe Weise reflektiert zu werden.
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Weiterhin
kann die vorliegende Erfindung leicht in anderen unabhängigen Computersystemen realisiert
werden, durch die Realisierung durch ein Programm, das in einem
Speichermedium wie etwa einer Floppydisk gespeichert ist und dann
an das System übertragen
wird. In diesem Fall ist das Speichermedium nicht nur eine Floppydisk,
sondern auch alles, was ein Programm speichern kann, wie etwa eine
optische Platte, eine IC Karte, eine ROM Kassette, usw., um die
vorliegende Erfindung in derselben Weise zu realisieren.
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Während die
Erfindung im Detail beschrieben wurde, ist die vorhergehende Beschreibung
in allen Aspekten beschreibend und nicht beschränkend. Es wird verstanden werden,
dass zahlreiche andere Modifizierungen und Variationen ausgedacht
werden können,
ohne vom Schutzbereich der Erfindung, wie er durch die Ansprüche definiert
wird, abzuweichen.