[发明专利]基于路链深度的最优路径规划方法

摘要

本发明提出了一种基于路链深度的最优路径规划方法，用于解决现有最优路径规划方法中存在的规划效率低的技术问题。实现步骤为：生成路链拓扑文件；创建路链队列；采用动态规划算法计算路链的邻接路链哈希表；获取目标节点所在的路链深度；计算待规划路径的最短长度；由终点回溯至起点得到待规划路径。本发明基于路链进行路径规划，路链的深度作为转弯次数，用广度搜索得到最少转弯次数，在计算路链的邻接路链哈希表时采用了动态规划算法，将当前步骤的最优结果保存下来，用于后续路链扩展时的计算，有效地提高了后续步骤在计算最优解时的效率，并且相应的减少了储存空间，该方法规划得到的路径符合人们对道路选择的感性认知，可用于车辆导航。

主权项

1.一种基于路链深度的最优路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)根据城市道路网生成节点拓扑文件，并根据节点拓扑文件生成路链拓扑文件，该路链拓扑文件的路链数据结构包括访问判断、前继指针、路链深度、哈希表和最后路链；(2)创建路链队列：(2a)在路链拓扑文件中搜索包含待规划路径起点的路链，并将搜索到的路链作为路链队列元素；(2b)对路链队列元素的哈希表进行初始化，得到路链队列；(3)判断路链队列是否为空，若是，路径规划失败，否则，从路链队列中取出队首路链，并执行步骤(4)；(4)采用动态规划算法，计算队首路链的各邻接路链哈希表的键值：(4.1)获取队首路链的各邻接路链最小邻接长度minadjlength：分别计算各邻接路链的邻接长度adjlength，并找出各邻接路链邻接长度的最小值；(4.2)判断各邻接路链哈希表中是否存在与队首路链的交点，若是，比较邻接路链与队首路链交点在邻接路链哈希表中的值与邻接路链的最小邻接长度minadjlength的大小，并将比较结果的最小值作为邻接路链与队首路链交点在哈希表中的值，否则，在邻接路链的哈希表中新增一个键值对，该键值对的键为邻接路链与队首路链的交点，值为邻接路链的最小邻接长度minadjlength；(5)判断队首路链是否含有待规划路径目标节点，若是，定义路链队列的截止深度，并将队首路链的路链深度值赋予路链队列的截止深度，再执行步骤(7)，否则，执行步骤(6)；(6)判断队首路链的各邻接路链是否存在于路链队列中或被访问过，若是，执行步骤(7)，否则，给队首路链的路链深度增加一后赋予邻接路链的路链深度，并将队首路链的邻接路链加入路链队列，再执行步骤(7)；(7)判断队首路链是否被标记为最后路链，若是，同时改变路链队列最后一个元素的最后路链状态和队首路链访问标记状态，否则，改变队首路链访问标记状态；(8)判断队首路链的路链深度是否大于路链队列的截止深度，若是，执行步骤(9)，否则，执行步骤(3)；(9)获取待规划路径的最短长度：(9.1)依次判断待规划路径目标节点所在各路链的深度与路链队列的截止深度是否相等，若是，执行步骤(9.2)，否则，跳过该条待规划路径目标节点所在的路链，并执行步骤(9.1)；(9.2)获取待规划路径目标节点所在各路链最短的最终长度；(9.3)在待规划路径目标节点所在各路链最短的最终长度中，找出最小的值作为待规划路径的最短长度；(10)获取待规划路径的路线：由待规划路径目标节点的前继指针回溯至待规划路径起点，得到待规划路径的路线。