CN108303106A

CN108303106A - 导航设备中实现路径规划的方法

Info

Publication number: CN108303106A
Application number: CN201711176039.9A
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，若有路径断点，则计算从起点到中点的路径（1）,用反向规划计算从中点到终点的路径（2）的2条路径,其中反向规划时，应该趋前一点，即靠近Start一点，采用从起点到终点方向的交通规则,比较（1）、（2）的后端路径以及前端路径，俩者完全重合，则得到一条完整路径，将结果中距离短的路径作为本次路径规划的结果。本发明充分考虑迪杰斯特拉算法本身一些的特点，尽量利用前一步计算结果，计算量因而极大减少。

Description

导航设备中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，特别涉及导航设备中实现路径规划的方法。

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

其新加的路径是终点不变，而起点不断推进变化的，我们知道迪杰斯特拉算法在起点不变的时候往终点拓展才是高效的计算方法，而该发明显然没有考虑到这一点，因此该发明虽则思路清晰，但是前一步的运算结果无法直接利用到下一步，反向规划的每一次发散都要从头计算，计算量成数倍数十倍甚至更多的的增长。

发明内容

另外，迪杰斯特拉算法还有一个特点为：从起点到结束点间的每一个点都是到起点路径长度最短的点。

本发明考虑迪杰斯特拉算法这些本身的特点，尽量利用前一步计算结果，计算量因而大为减少。

为了提供高效成功的道路规划，本发明提出以下技术方案：

导航设备中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、若S01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中点的路径（1）,用反向规划计算从中点到终点的路径（2）的2条路径,其中反向规划时，应该趋前一点，即靠近Start一点，采用从起点到终点方向的交通规则，

S03、比较（1）、（2）的后端路径以及前端路径，俩者完全重合，则得到一条完整路径，

将结果转存到SA中，

S04、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。

所述反向规划，以设定的终点作为开始，设定的起点作为结束，计算路径。

本发明的优点：

本发明充分考虑迪杰斯特拉算法本身的特点，尽量利用前一步计算结果，计算量因而大为减少。

本发明首先利用迪杰斯特拉算法从起点开始找通行路径，而从起点开始有时找不到通行路径，那么我们就细化道路，加一个道路节点，优选的选取道路中点，加一条路径选择;路径选择过程中我们又注意迪杰斯特拉算法本身的特点，尽量利用已有的计算结果，尽量减少反向规划中的发散次数，计算量大为减少。

这样不仅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，而且大大提高了计算效率，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、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。

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。有路径断点。

将上述结果转存到存储区SA中。

然后执行步骤S02：若S01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中点的路径（1）,用反向规划计算从中点到终点的路径（2）的2条路径,其中反向规划时，应该趋前一点，即靠近Start一点。

计算从起点到中点的路径（1），利用迪杰斯特拉算法特点：从起点到结束点间的每一个点都是到起点路径长度最短的点：利用S01的结果,

Start—＞S7—＞G—＞S6—＞D

用反向规划计算从中点到终点的路径即D点End，趋前一点，即为G点到End点

A—＞S1—＞End

B—＞S2—＞A—＞S1—＞End

C—＞S3—＞B—＞S2—＞A—＞S1—＞End

D—＞S5—＞C—＞S3—＞B—＞S2—＞A—＞S1—＞End

G—＞S6—＞D—＞S5—＞C—＞S3—＞B—＞S2—＞A—＞S1—＞End

Start—＞S7—＞G—＞S6—＞D—＞S5—＞C—＞S3—＞B—＞S2—＞A—＞S1—＞End

将结果转存到SA中。

S04 、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。

SA中的路径结果只有一条

取这个计算结果为输出结果。

Claims

1.导航设备中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：

S02、若S01的路径结果中有路径断点，按照迪杰斯特拉原理，根据地图及交通规则计算从起点到中点的路径（1）,用反向规划计算从中点到终点的路径（2）的2条路径,其中反向规划时，应该趋前一点，即靠近Start一点，

将结果转存到SA中，

2.权利要求1中所述反向规划，其特征在于：以设定的终点作为开始，设定的起点作为结束，计算路径, 采用从起点到终点方向的交通规则。