CN108303105A

CN108303105A - 导航设备中增加路径实现路径规划的方法

Info

Publication number: CN108303105A
Application number: CN201711176038.4A
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: Dongguan Equity Exchange Center
Current assignee: Dongguan Equity Exchange Center
Priority date: 2017-11-22
Filing date: 2017-11-22
Publication date: 2018-07-20

Abstract

本发明公开了一种导航设备中增加路径实现路径规划的方法，依赖于导航设备中的处理器实现,与处理器配套的存储介质中存储有地图以及图中各路口的交通规则，当确定起点和终点后，路径规划包含以下步骤：计算从起点到终点的路径，以设定的终点作为开始，设定的起点作为结束，计算路径，若有路径断点，计算从起点到断点（1）,从断点到起点（2），从断点到终点的路径（3），以及从终点到断点的路径（4）的四条路径,若(1)(3),(1)(4),(2)(3),(2)(4)构成从起点到终点条路径，比较路径结果，取其中距离短的路径作为本次路径规划的结果。本发明加了断点之后，加了一些路径选择，因而可选择路径增多，大大增加了路径规划成功的可能。

Description

导航设备中增加路径实现路径规划的方法

技术领域

本发明涉及交通领域中的路径规划，特别是路径规划的算法。

背景技术

迪杰斯特拉算法（Dijkstra）是由荷兰计算机科学家艾兹赫尔·迪杰斯特拉（Edsger Wybe Dijkstra）发明的。算法解决的是有向图中单个源点到其他顶点的最短路径问题。如果图中的顶点表示城市或区域等地点，而边上的权重表示城市或区域等地点间的距离，该算法可以用来找到两个城市或区域等地点间的最短路径。

该算法的输入包含了一个有权重的有向图 G，我们以V表示G中所有顶点的集合。图中的边，是两个顶点所形成的有序元素对(Vi, Vj)，表示从顶点Vi到Vj有路径相连。我们以E表示所有边的集合，而边的权重则由权重函数w: E→[0, ∞]定义，权重可以表示距离。因此，w(Vi, Vj)就是从顶点Vi到顶点Vj的距离。图中任两点间路径的距离，就是该路径上所有边的距离总和。已知图中V有顶点V0，迪杰斯特拉算法可以找到V0到所有其他顶点的最短路径。

在计算V0到其他顶点的最短路径时，按下述步骤执行：

1. 首先，设置两个顶点集合S和T，S={V0},T={其余顶点}，T中顶点对应的距离值为d(V0,Vi),如果V0与Vi之间有边连接，则d(V0,Vi)=w(V0, Vj)，否则，d(V0,Vi)为∞，

2. 从T中选取顶点W，条件是W与V0的距离值最小，将W从集合T中移入集合S，

3. 对T中顶点的距离值进行修改：若加进W作中间顶点，从V0到Vi的距离值比不加W的路径要短，则修改此距离值。

重复上述步骤2、3，直到S中包含所有顶点，即S=T为止。

该算法因其算法的效率而在导航软件中被大量采用。

导航软件中用于路径规划的地图来自于现实中的道路交通网络，因此该图为典型的有向图，而且根据该图使用迪杰斯特拉算法做路径规划的过程中，还必须考虑到图中各个顶点（实际中为路口）上包含的交通规则。公知的导航软件路径规划，一般采用从路径规划的起点向终点进行发散的规划原则。同时为了缩短路径规划的时间，提高路径规划的效率，往往采用从起点发散到终点即告结束的原则。申请号为CN201110360440.4的发明提出了一种改进，加了一条路径选择，但是即便如此，这样的规划原则也因为路径选择至多为2条，导航依赖的道路交通网络数据库的庞大因而面临各种变化，如道路维修导致道路不通、交通规则或则路口关闭等，道路规划常流于失败，结果极不准确。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出以下技术方案：

导航设备中增加路径实现路径规划的方法，依赖于导航设备中的处理器实现，与处理器配套的存储介质中存储有地图以及图中各路口的交通规则，当确定起点和终点后，路径规划包含以下步骤：

S01、设置存储区域SA，按照迪杰斯特拉原理，根据地图及交通规则计算从起点到终点的路径，并将结果转存到SA中，

S02、按照迪杰斯特拉原理，根据地图及起点到终点方向的交通规则，以设定的终点作为开始，设定的起点作为结束，计算路径，并将结果转存到SA中，

S03、若S01、 S02中有路径断点，按照迪杰斯特拉原理，根据地图及交通规则计算从起点到断点（1）,从断点到起点（2），从断点到终点的路径（3），以及从终点到断点的路径（4）的四条路径,

S04、若 (1)(3),(1)(4),(2)(3),(2)(4)构成从起点到终点条路径，将结果转存到SA中，

S05、比较SA中的路径结果，取其中距离短的路径作为本次路径规划的结果。更具体地，在步骤S02 、S03中，采用从起点到终点方向的交通规则。

本发明的优点

使用本方法，原理是如果某条道路从正向、反向规划都找不到通行路径的话，那么我们就细化道路，加一个道路节点，优选的选取道路断点，这样就能够避免因导航数据中存在类似图1所引起的路径规划的失败问题，提高了导航软件的导航性能和用户体验，同时降低了导航数据生产的技术度。

附图说明

图1为一个路径规划图。

其中：Start为起点，End为终点，A、B、C、D、E、G为中间点，S1为End点与A点间的道路，S2为A点与B点间的道路，S3为B点与C点间的道路，S4为B点与D点间的道路，S5为C点与D点间的道路，S6为D点与G点间的道路，S7为G点与start点间的道路,S8为B点与E点间的道路,S9为E点与D点间的道路。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。

例1：参看图1，本例中在B点有交通规则：从S4经B点不能到达S2。

首先执行步骤S01：根据迪杰斯特拉路径规划原理、路径规划图以及图中各路口的交通规则，规划从起点到终点的路径，过程如下：

结论：没有从Start到达End的路径。断点为C、B。

将上述结果转存到存储区SA中。

然后执行步骤S02：根据迪杰斯特拉路径规划原理、路径规划图以及图中各路口的交通规则，规划从终点到起点的路径，过程如下：

结论：使用反向路径规划，得到Start到End的路径规划结果为：

总距离为：S7+S6+S5+S3+S2+S1 。

例2：参看图1，本例中在B点有交通规则：从S4经B点不能到达S2，从S6经D点不能到达S5，另外S3<S8。

本例与例1比增加了限制从S6经D点不能到达S5。

那么正向无法找到从Start到达End的路径，断点为C、B；

而反向加了限制的路径为：

我们现在再加上限制从S6经D点不能到达S5，以及S3<S8则

根据迪杰斯特拉路径规划原理，

结束

使用反向路径规划也无法找到可行路径，

结论：没有从Start到达End的路径，断点为C、D。

将上述结果转存到存储区SA中。

然后执行步骤S03：根据迪杰斯特拉路径规划原理、路径规划图以及图中各路口的交通规则，计算从起点到断点（1）,从断点到起点（2），从断点到终点的路径（3），以及从终点到断点的路径（4）的四条路径；这里取断点D为例说明：

使用正向路径规划Start到D：Start—＞S7—＞G—＞S6—＞D（1）

使用反向路径规划D到Start:Start—＞S7—＞G—＞S6—＞D（2）

使用正向路径规划D到End，

D—＞S9—＞E—＞S8—＞B—＞S2—＞A—＞E（3）

使用反向向路径规划End到D:C—＞B—＞A—＞E无路径。(4)

执行步骤S04、若 (1)(3),(1)(4),(2)(3),(2)(4)构成从起点到终点的路径，将结果转存到SA中：

(1)(3)，(2)(3) 构成从起点到终点的路径，将结果转存到SA中：

(1)(3)，(2)(3)比较，取(1)(3)即

S—＞G—＞D—＞H—＞B—＞A—＞E

作为本次路径规划的结果。

本例可以初步说明加了断点之后，加了一些路径选择，因而可选择路径增多，减少了规划失败的可能。

Claims

1.导航设备中增加路径实现路径规划的方法，依赖于导航设备中的处理器实现，与处理器配套的存储介质中存储有地图以及图中各路口的交通规则，其特征在于：当确定起点和终点后，路径规划包含以下步骤：

S05、比较SA中的路径结果，取其中距离短的路径作为本次路径规划的结果。

2.权利要求1中所述步骤S02 、S03，其特征在于，采用从起点到终点方向的交通规则。