專利名稱：導(dǎo)航設(shè)備中實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及交通領(lǐng)域中的路徑規(guī)劃，特別是路徑規(guī)劃的算法。
背景技術(shù)：
迪杰斯特拉算法(Dijkstra)是由荷蘭計(jì)算機(jī)科學(xué)家艾茲赫爾·迪杰斯特拉 (Edsger Wybe Dijkstra)發(fā)明的。算法解決的是有向圖中單個(gè)源點(diǎn)到其他頂點(diǎn)的最短路徑問題。如果圖中的頂點(diǎn)表示城市，而邊上的權(quán)重表示城市間的距離，該算法可以用來找到兩個(gè)城市之間的最短路徑。該算法的輸入包含了一個(gè)有權(quán)重的有向圖G，我們以V表示G中所有頂點(diǎn)的集合。 圖中的邊，是兩個(gè)頂點(diǎn)所形成的有序元素對(duì)(Vi，Vj)，表示從頂點(diǎn)Vi到Vj有路徑相連。我們以E表示所有邊的集合，而邊的權(quán)重則由權(quán)重函數(shù)W: E-
定義，權(quán)重可以表示距離。因此，w(Vi，Vj)就是從頂點(diǎn)Vi到頂點(diǎn)Vj的距離。圖中任兩點(diǎn)間路徑的距離，就是該路徑上所有邊的距離總和。已知圖中V有頂點(diǎn)VO，迪杰斯特拉算法可以找到VO到所有其他頂點(diǎn)的最短路徑。在計(jì)算VO到其他頂點(diǎn)的最短路徑時(shí)，按下述步驟執(zhí)行
1.首先，設(shè)置兩個(gè)頂點(diǎn)集合S和T，S={V0}，T= {其余頂點(diǎn)}，T中頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)的距離值為 d (VO1Vi),如果VO與Vi之間有邊連接，則d(V0，Vi) =W (V0，Vj)，否則，d (V0，Vi)為①，
2.從T中選取頂點(diǎn)W，條件是W與VO的距離值最小，將W從集合T中移入集合S,
3.對(duì)T中頂點(diǎn)的距離值進(jìn)行修改若加進(jìn)W作中間頂點(diǎn)，從VO到Vi的距離值比不加 W的路徑要短，則修改此距離值。重復(fù)上述步驟2、3，直到S中包含所有頂點(diǎn)，即S=T為止。該算法因其算法的效率而在導(dǎo)航軟件中被大量采用。導(dǎo)航軟件中用于路徑規(guī)劃的地圖來自于現(xiàn)實(shí)中的道路交通網(wǎng)絡(luò)，因此該圖為典型的有向圖，而且根據(jù)該圖使用迪杰斯特拉算法做路徑規(guī)劃的過程中，還必須考慮到圖中各個(gè)頂點(diǎn)(實(shí)際中為路口)上包含的交通規(guī)則。公知的導(dǎo)航軟件路徑規(guī)劃，一般采用從路徑規(guī)劃的起點(diǎn)向終點(diǎn)進(jìn)行發(fā)散的規(guī)劃原則。同時(shí)為了縮短路徑規(guī)劃的時(shí)間，提高路徑規(guī)劃的效率，往往采用從起點(diǎn)發(fā)散到終點(diǎn)即告結(jié)束的原則，而事實(shí)上，這樣的規(guī)劃原則往往是以犧牲路徑規(guī)劃的合理性來縮短路徑規(guī)劃的時(shí)間提高路徑規(guī)劃的效率。由于道路網(wǎng)絡(luò)為有向圖，同時(shí)在道路網(wǎng)絡(luò)上的路口常常存在交通規(guī)則，考慮到迪杰斯特拉路徑規(guī)劃算法的特性已確定最短路徑的頂點(diǎn)不能被再次翻開，這樣常常會(huì)導(dǎo)致從起點(diǎn)到終點(diǎn)的路徑規(guī)劃失敗，其原因是如果兩個(gè)位置點(diǎn)都連通到一個(gè)公共點(diǎn)，則從公共點(diǎn)過來的路徑規(guī)劃過程中，該兩點(diǎn)之間的道路不會(huì)被算法找到。如

圖1中，位置點(diǎn)B和C通過S4和S5連通到公共點(diǎn)D，則從D向B、C方向的路徑規(guī)劃過程中，B和C之間的道路S3不會(huì)被找到。如圖1所示，Start為起點(diǎn)，End為終點(diǎn)，交通規(guī)則規(guī)定從道路S4經(jīng)B點(diǎn)不能到達(dá)道路S2，我們根據(jù)迪杰斯特拉路徑規(guī)劃原理，從Mart點(diǎn)出發(fā)，當(dāng)G點(diǎn)、D點(diǎn)被依次翻開時(shí)，Start, G和D點(diǎn)為有最短路徑的頂點(diǎn)的集合， S={Start, G, D}，
而End、A、B、C為尚未確定最短路徑的頂點(diǎn)集合， T= {End、A、B、C}。根據(jù)D點(diǎn)的拓?fù)潢P(guān)系，從D點(diǎn)再次向外發(fā)散可以翻開C點(diǎn)和B點(diǎn)，當(dāng)C點(diǎn)和B點(diǎn)被翻開時(shí)，
權(quán)利要求
1.導(dǎo)航設(shè)備中實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃的方法，依賴于導(dǎo)航設(shè)備中的處理器實(shí)現(xiàn)，與處理器配套的存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)有地圖以及圖中各路口的交通規(guī)則，其特征在于當(dāng)確定起點(diǎn)和終點(diǎn)后， 路徑規(guī)劃包含以下步驟A、設(shè)置存儲(chǔ)區(qū)域SA，按照迪杰斯特拉原理，根據(jù)地圖及交通規(guī)則計(jì)算從起點(diǎn)到終點(diǎn)的路徑，并將結(jié)果轉(zhuǎn)存到SA中，B、設(shè)置存儲(chǔ)區(qū)域SB，按照迪杰斯特拉原理，根據(jù)地圖及交通規(guī)則，以設(shè)定的終點(diǎn)作為開始，設(shè)定的起點(diǎn)作為結(jié)束，計(jì)算路徑，并將結(jié)果轉(zhuǎn)存到SB中，C、比較SA和SB中的結(jié)果，如果都有從起點(diǎn)到終點(diǎn)的路徑，取其中距離短的路徑作為本次路徑規(guī)劃的結(jié)果；如果只有一個(gè)從起點(diǎn)到終點(diǎn)的路徑，將成功者作為本次路徑規(guī)劃的結(jié)果；當(dāng)都沒有從起點(diǎn)到終點(diǎn)的路徑時(shí)，路徑規(guī)劃失敗。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)航設(shè)備中實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃的方法，其特征在于在步驟B中， 采用從起點(diǎn)到終點(diǎn)方向的交通規(guī)則。
全文摘要
導(dǎo)航設(shè)備中實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃的方法，涉及交通領(lǐng)域中的路徑規(guī)劃，特別是路徑規(guī)劃的算法。該方法依賴于導(dǎo)航設(shè)備中的處理器實(shí)現(xiàn)，在與處理器配套的內(nèi)存中存儲(chǔ)有路徑規(guī)劃圖以及圖中各路口的交通規(guī)則，其特征在于當(dāng)確定起點(diǎn)和終點(diǎn)后，路徑規(guī)劃包含以下步驟根據(jù)迪杰斯特拉路徑規(guī)劃原理、路徑規(guī)劃圖以及圖中各路口的交通規(guī)則，規(guī)劃從起點(diǎn)到終點(diǎn)的路徑，再規(guī)劃從終點(diǎn)到起點(diǎn)的路徑，然后選取上述兩個(gè)步驟中成功的作為規(guī)劃結(jié)果。采用此方法，可降低導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)的技術(shù)度，提高導(dǎo)航性能。
文檔編號(hào)G01C21/34GK102506886SQ201110360440
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者張維軍 申請(qǐng)人:深圳市路暢科技有限公司