[发明专利]导航设备中实现路径规划的方法

说明书

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。

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：