CN101344399B - 多任务导航中最优路径选择方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电子地图技术，提供一种多任务导航中最优路径选择方法，包括以下步骤：a、 确定多个任务点中的起点与终点；b、计算多个任务点两两之间的最优路径：b1、将其中一个任务点作为已标记点，设另一个任务点与所有中间点为未标记点；b2、计标记路径参数最小的未标记点，记录该路径参数最小的未标记点对应的前一个已标记点；b3、标记从第一个已标记点起累计路径参数最小的未标记点，并记录该累计路径参数最小的未标记点对应的前一个已标记任务点，直至另一个任务点被标记；c、将多个任务点构成的路径的组合分别进行路径参数的累计，选择路径参数最小为多任务导航的最优路径。本发明有助于减少物流、快递等多多任务路途中花费的时间 ，降低任务完成的成本。
Description
技术领域
本发明涉及电子地图技术。
背景技术
目前交通运输的发展在全球引起了广泛的关注。同时国际石油、煤炭等不可再生资源的价格攀升。因此除了增强运输设备和运输人力，开发出一套多任务旅行信息服务系统来提高公司和个人的效率，减小成本就显得日益重要。
现已有基于GPS(全球定位系统)和GPRS(通用无线分组业务)实现车辆导航的方法，通过建立一个存储有丰富地图资源，可提供与GPRS进行连接的导航中心，在置有GPS模块并可显示地图的车载导航设备中加入GPRS模块，通过GPRS网络交互，导航设备就能通过GPRS网络请求导航中心对存储的本地常用地图进行更新和补充，或按照需要下发局部地图，导航中心根据车载导航设备提出的要求通过GPRS网络向车载导航设备生成和发送各种导航要素进行导航。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种多任务导航中使导航路径更高效的最优路径选择方法。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是，多任务导航中最优路径选择方法，包括以下步骤：
a、确定多个任务点中的起点与终点；
b、计算多个任务点两两之间的最优路径；
b1、初始化两任务点间的可能经过的各中间点以及该两个任务点本身，将其中一个任务点作为已标记点，设另一个任务点与所有中间点为未标记点，进入步骤b2；
b2、计算已标记点到其它未标记点间的路径参数，并标记路径参数最小的未标记点，记录该路径参数最小的未标记点对应的前一个已标记点，进入步骤b4；
b3、逐个计算出与已标记点间标记路径参数最小的未标记点；标记从第一个已标记点起累计路径参数最小的未标记点，并记录该累计路径参数最小的未标记点对应的前一个已标记点；
b4、检验另一个任务点是否已标记，如是，则多个任务点两两之间的最优路径选择完成，进入步骤c；如否，返回步骤b2；
c、将多个任务点构成的路径的组合分别进行路径参数的累计，选择路径参数最小为多任务导航的最优路径。
所述路径参数为路径长度和/或途径时间。所述起点为由GPS获得的当前位置。所述路径参数由GPRS提供。
本发明的有益效果是，有助于减少物流、快递等多多任务路途中花费的时间，同时也可减小任务完成的成本。
附图说明
图1为计算两任务点间最优路径的实施例示意图；
具体实施方式
基于GPRS获得的任务点的路径参数和基于GPS获得当前位置的多任务导航导航终端包括基于GPRS个人位置服务信息数据的GPRS收发模块和导航路径计算模块、GPS模块、GPRS位置数据源模块、空间数据集模块。
其中，GPRS位置数据源模块中存储有由GPRS收发模块获取并保存的任务执行者所需求的位置数据。GPS模块提供的是任务执行者的当前位置信息。导航路径计算模块是根据各个任务点的位置数据和GPS获得的当前位置作为起始点，规划出一条经过多个任务点的且花费最小(路径最短或时间最短)的最优路径。
GPRS位置数据源模块接收数据的工作流程如下：
(1)多任务导航终端是个人需求端，在其有需要时它将其需求和个人位置信息通过GPRS网络发送到多任务导航中心；
(2)多任务导航中心接收到多任务导航终端发送的需求信息后，首先保存需求信息和个人位置信息，成功之后，将确认信息发送到多任务导航终端；
(3)多任务导航中心是根据需求信息，在服务数据库中调取数据按照位置和时间分类存储，为任务执行者按照区域就近原则通过GPRS网络向多任务导航终端发送数据，并保存在GPRS位置数据源模块中。
计算多任务点最优路径所需的空间数据集模块，是一种拓扑结构的空间数据模块。空间数据集模块对GPRS位置数据源模块总的位置数据进行处理，首先将道路网络按区域进行分割，再结合抽象出的不同道路层来构建总体的路网分层/分区框架。在此框架中，下层的几个区域(子区域)合成为上层的一个区域(父区域)，父、子区域之间的对应关系可使用树结构表示。按照“地图/层/区域”的层次结构来分级管理道路拓扑数据。其中，区域为数据管理的最小容器。这样就可以以区域为单位来检索和加载数据，不仅有利于提高数据加载速度，也可减小数据加载量。区域中包含的拓扑数据元素有：节点、路段、转向、路径参数等。路径参数是指路径花费，即路径长度和/或途径时间等。任务执行者可通过选定具体的路径花费来明确任务，如选择路径最短，或耗时最短，或者综合距离与时间因素(可在两个花费中选取权值来确定路径参数)。
导航路径计算模块在计算n个必经任务点最优路径时主要包括两个步骤：
第一步：首先计算多个任务点两两之间的最优路径。如：对于A，B两地，计算出A点到B的最优路径和B到A的最优路径。
以路径参数选择为路径长度为例，最优路径即为最短路径：
首先假设每个点(包括任务点和中间点)都有一对标号(dj，pj)，其中dj是从起源点s到点j的最短路径长度(从顶点到其本身的最短路径是零路(没有弧的路)，其长度等于零)；pj则是从s到j的最短路径中j点的前一点。求解从起源点s到点j的最短路径算法的基本过程如下：
1)初始化。起源点设置为：①ds＝0，ps为空；②所有其他点：di＝∞，pi＝？；③标记起源点s，记k＝s，其他所有点设为未标记的；
2)检验从所有已标记的点k到其直接连接的未标记的点j的距离，并设置：dj＝min[dj，dk+lkj]，式中lkj是从点k到j的直接连接距离；
2)选取下一个点，从所有未标记的结点中，选取dj中最小的一个i：
di＝min[dj，所有未标记的点j]，点i就被选为最短路径中的一点，并设为已标记的；
4)找到点i的前一点，从已标记的点中找到直接连接到点i的点j*，作为前一点，设置：i＝j*
5)标记点i，如果另一个任务点已标记，则算法完全退出，否则，记k＝i，转到步骤2)再继续。
如图1所示为任务点A、任务点B的一个连通拓扑图，选择任务点A、任务点B间的最优路径，其它的b、c、d、e、f为可能经过的中间点。连线之间的数字是箭头方向所指的两地的路径长度：
1)初始化，将任务点A取出作为标记点；
2)与A相连的未标记点有中间点b和c，路径参数Ab为1，路径参数Ac为2，所以将中间点b取出作为标记点，并记录前一个标记点A；
任务点B未被标记，进入下一步；
3)从标记点中先选任务点A；与任务点A相连路径参数最小的未标记点为中间点c，路径参数Ac为2；然后从标记点中选取中间点b，与中间点b相连的路径参数最小的为标记点为d点，起路径参数Abd为4，路径参数Ac小于路径参数Acd，所以这一步选取中间点c作为标记点，并记录前一个标记点A；
任务点B未被标记，进入下一步；
4)与A相连的未标记点没有；与中间点b相连路径参数最小的未标记点为中间点d；与中间点c相连路径参数最小的未标记点为中间点e，由于路程参数Abd为4，路程参数Ace为8，则选取中间点d作为标记点，并记录前一个标记点b；
任务点B未被标记，进入下一步；
5)没有与A相连的未标记点，跳过；与中间点b相连路径参数最小的未标记点为任务点B，路径参数AbB为11；与中间点c相连路径参数最小的未标记点为中间点e，路径参数Ace为7；与中间点d相连路径参数最小的未标记点为任务点B，路径参数AbdB为12；所以，选取中间点e作为标记点，并记录前一个标记点d；
任务点B未被标记，进入下一步；
6)没有与A相连的未标记点，跳过；与中间点b相连路径参数最小的未标记点为任务点B，路径参数AbB为11；与中间点c相连路径参数最小的未标记点为中间点f，路径参数Acf为9；与中间点d相连路径参数最小的未标记点为任务点B，路径参数AbdB为12；与中间点e相连路径参数最小的未标记点为任务点B，路径参数AceB为10；所以，选取中间点f作为标记点，并记录前一个标记点c；
任务点B未被标记，进入下一步；
7)没有与A相连的未标记点，跳过；与中间点b相连路径参数最小的未标记点为任务点B，路径参数AbB为11；与中间点c相连路径参数最小的未标记点为中间点f，路径参数Acf为9；与中间点d相连路径参数最小的未标记点为任务点B，路径参数AbdB为12；与中间点e相连路径参数最小的未标记点为任务点B，路径参数AceB为10；与中间点f相连路径参数最小的未标记点为任务点B，路径参数AcfB为18；所以，选取任务点B作为标记点，并记录前一个标记点e；
由于任务点B已被标记，所以最优路径已被选出，根据记录的前一个标记点e，可推导出任务点A、B之间的最优路径为AceB。
第二步：根据两点之间的最优路径计算出一次经过n个任务点之间最优路径。
要完成经过n个任务点且每个任务点只路过一次的最佳路径计算，也就是说n个任务点构成一个闭合环路。而n个任务点的排序种数是n-1的阶乘，记为(n-1)！。然后对排序的所有可能环路情况计算出每个环路的总共路径参数，最后选取其中路径参数的环路的作为最优排序结果。比如有四个A、B、C、D必经任务点，首先将这四个任务点构成一个闭合环路，将A作为环路的起点(如是单向路线，还需确定终点)。因此这个环路的排序总共有ABCDA、ABDCA、ADBCA、ADCBA、ACBDA、ACDBA六种，也就是说(4-1)！种组合。然后分别计算出这六种排序的路径参数，选取其中路径参数最小的排序结果作为本次多任务导航的最优路径。
Claims (4)
1.多任务导航中最优路径选择方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、确定多个任务点中的起点与终点；
b、计算多个任务点两两之间的最优路径；
b1、初始化两任务点间的可能经过的各中间点以及该两个任务点本身，将其中一个任务点作为已标记点，设另一个任务点与所有中间点为未标记点，进入步骤b2；
b2、计算已标记点到其它未标记点间的路径参数，并标记路径参数最小的未标记点，记录该路径参数最小的未标记点对应的前一个已标记点，进入步骤b4；
b3、逐个计算出与已标记点间标记路径参数最小的未标记点；标记从第一个已标记点起累计路径参数最小的未标记点，并记录该累计路径参数最小的未标记点对应的前一个已标记点；
b4、检验另一个任务点是否已标记，如是，则多个任务点两两之间的最优路径选择完成，进入步骤c；如否，返回步骤b2；
c、将多个任务点构成的路径的组合分别进行路径参数的累计，选择路径参数最小为多任务旅行的最优路径。
2.如权利要求1所述多任务导航中最优路径选择方法，其特征在于，所述路径参数为路径长度和/或途径时间。
3.如权利要求1所述多任务导航中最优路径选择方法，其特征在于，所述起点为由全球定位系统获得的当前位置。
4.如权利要求1所述多任务导航中最优路径选择方法，其特征在于，所述路径参数由通用无线分组业务提供。
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